(57)【要約】【課題】  送信電力が小さく、かつ基地局の遠方に存在する端末であってもマルチホップ通信で基地局と通信が可能な通信システムを提供する。【解決手段】  マルチホップ通信を行う通信システムであって、高出力データ端末２０２と低出力データ端末２０３が、基地局２０１から下り周波数Ｆ１で受信し、高出力データ端末２０２が低出力データ端末２０３からのデータを上り周波数Ｆ２で受信し、受信した低出力データ端末２０３のデータを基地局２０１に上り周波数Ｆ２で高出力データ端末２０２が伝送する通信システムである。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ通信を行う通信システムであって、
第１の周波数でデータ端末にデータを送信すると共に前記データ端末における送受信のタイミングを制御する基地局と、
前記第１の周波数で前記基地局からのデータを受信し、第２の周波数でデータを送信する第１のデータ端末と、
前記第１の周波数で前記基地局からのデータを受信すると共に前記第１のデータ端末からのデータを前記第２の周波数で受信し、前記第１のデータ端末から受信したデータを前記第２の周波数で前記基地局に送信する第２のデータ端末と有することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
第２のデータ端末は、基地局からの指示により第１の周波数での受信と第２の周波数での受信を切り替えることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
第１のデータ端末の送信電力に比べて、第２のデータ端末の送信電力が大きいことを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
【請求項４】
第１のデータ端末が、第１の周波数でデータを受信すると共に第２の周波数でデータを送受信する端末であり、第３のデータ端末から前記第２の周波数で受信したデータを前記第２の周波数で第２のデータ端末に転送することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、業務用のデジタル移動通信システムに係り、特に、端末が有するデータをマルチホップ通信で基地局へ伝送する通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
狭帯域デジタル通信方式の標準規格ARIB STD-T61の第１分冊には、ＳＣＰＣ（Single Channel Per Carrier）方式による公共業務用を含む業務用のデジタル移動通信システム（以下「ＳＣＰＣ狭帯域デジタル移動通信システム」と言う）の無線区間インタフェースが規定されている。
【０００３】
ＳＣＰＣ狭帯域デジタル移動通信システムは、通話を主目的としているが、ARIB STD-T61の第１分冊の付録１「ＳＣＰＣによるバーストデータ伝送及び音声／データ同時伝送方式に関する参考規格」で、データ伝送頻度が高いシステムに適した参考規格として、新たなフレーム構成やバースト送信が可能な信号フォーマット等が規定されている。このように、ＳＣＰＣ狭帯域デジタル移動通信システムにおいて音声とデータを共存させる要求が高まっている。
【０００４】
［従来のＳＣＰＣ狭帯域デジタル移動通信システム：図３］
音声とデータを共存させた従来のＳＣＰＣ狭帯域デジタル移動通信システムの構成例について図３を参照しながら説明する。図３は、ＳＣＰＣ狭帯域デジタル移動通信システムの構成例の概略図である。
従来のＳＣＰＣ狭帯域デジタル移動通信システムは、図３に示すように、基地局１０１と、音声端末１０２と、データ端末１０３とから構成されている。尚、実際には、音声端末１０２、データ端末１０３は複数存在し、基地局１０１と通信を行うようになっている。
【０００５】
そして、基地局１０１には上り下りペアの無線キャリアが割り当てられ、基地局１０１と音声端末１０２との間の通信、および基地局１０１とデータ端末１０３との間の通信は、下り周波数Ｆ１と上り周波数Ｆ２を使用して行う。
つまり、基地局１０１からどの端末１０２，１０３に対しても下りチャネルは周波数Ｆ１を用い、端末１０２，１０３から基地局に対する上りチャネルは周波数Ｆ２を用いる一波単信方式である。
【０００６】
［音声とデータ共存の従来のフレーム構成：図４］
音声とデータを共存させた従来のＳＣＰＣ狭帯域デジタル移動通信システムのフレーム構成例について図４を参照しながら説明する。図４は、音声とデータを共存させた従来のＳＣＰＣ狭帯域デジタル移動通信システムのフレーム構成例を示す図である。
図４に示すように、下りフレーム５０１は下り周波数Ｆ１に、上りフレーム５０２は上り周波数Ｆ２にそれぞれ対応し、いずれの無線チャネルもフレーム長が４０ｍｓである。
【０００７】
また、４フレームを１クラスタフレーム（１６０ｍｓ）と規定し、フレーム番号を送出時間順に０〜３の循環で規定している。
一方、下りフレーム５０１に対する上りフレーム５０２の時間的な遅れを「送受信オフセット」と呼び、送受信オフセットは端末における信号受信時間に信号処理時間を加味した６０ｍｓとしている。
【０００８】
［通話とデータ通信を行っている時の従来のフレーム構成：図５］
従来のＳＣＰＣ狭帯域デジタル移動通信システムにおいて、１個の端末がプレス・トゥー・トークで通話を、１個の端末がデータ通信を行っている時のフレーム構成例を図５に示す。図５は、通話とデータ通信を行っている時の従来のフレーム構成例を示す図である。
図５において、フレーム番号０の上りフレーム６０２〜６０４がデータ端末に、フレーム番号１〜３の連続した３フレームで構成される上りフレーム６０５〜６０７が音声端末に割り当てられている。
【０００９】
下りフレーム６０１にはフレーム番号０のフレームに制御フレーム６０１ａ〜６０１ｃが配置され、当該制御フレームで上りフレーム６０２〜６０４を使用したデータ通信を制御する。つまり、制御フレーム６０１ａが上りフレーム６０２のデータ通信を制御し、制御フレーム６０１ｂが上りフレーム６０３のデータ通信を制御し、制御フレーム６０１ｃが上りフレーム６０３のデータ通信を制御している。
また、通話は音声コーデックの圧縮比を上げて符号化後の音声信号のサイズを小さくし、４フレーム中３フレームで音声信号を送信することで音声とデータの多重伝送を可能としている。
【００１０】
［従来のデータ通信の制御シーケンス例：図６］
次に、従来のＳＣＰＣ狭帯域デジタル移動通信システムにおけるデータ通信の制御シーケンス例を図６に示す。図６は、従来のデータ通信の制御シーケンス例を示す図である。
図６にはSEQ1〜SEQ2のシーケンス番号を付しており、当該シーケンス番号に対応して以下に順を追って動作を説明する。
【００１１】
尚、図６では説明を簡略化するために通話に係る制御シーケンスを省略しているが、図５のフレーム構成例のようにデータと音声に割り当てるフレームは排他的であるため、音声通信の有無でデータ通信の制御シーケンスが変わるわけではない。
【００１２】
シーケンスSEQ1では、基地局１０１が下り制御フレームを使用して、データ端末１０３に対してデータ送信を許可する。
そして、シーケンスSEQ2では、データ端末１０３がフレーム番号０の上りフレームを使用して基地局１０１にデータを送信する。送信するデータのサイズが大きい場合は複数回に分けて送信する。
【００１３】
以上のように、音声とデータを共存させた従来のＳＣＰＣ狭帯域デジタル移動通信システムにおけるデータ通信は、４フレーム周期で割り当てられた下り制御フレームを使用して上りデータの送信タイミングを制御することでデータ通信を実現している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】狭帯域デジタル通信方式（ＳＣＰＣ／ＦＤＭＡ）標準規格、ARIB STD-T61 1.2版、第１分冊、平成17年11月30日、１．２改定、社団法人電波産業会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、従来のＳＣＰＣ狭帯域デジタル移動通信システムでは、大ゾーンで構成されるために基地局と端末の送信電力が大きいが、端末において十分に大きな電力を供給できない場合、すなわち端末の送信電力を小さくしなければならない場合は上り方向の通信距離が短くなるため、送信電力の小さい端末は基地局の近傍でしか使用できないという問題があった。
【００１６】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、送信電力が小さく、かつ基地局の遠方に存在する端末であってもマルチホップ通信で基地局と通信が可能な通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、データ通信を行う通信システムであって、第１の周波数でデータ端末にデータを送信すると共にデータ端末における送受信のタイミングを制御する基地局と、第１の周波数で基地局からのデータを受信し、第２の周波数でデータを送信する第１のデータ端末と、第１の周波数で基地局からのデータを受信すると共に第１のデータ端末からのデータを第２の周波数で受信し、第１のデータ端末から受信したデータを第２の周波数で基地局に送信する第２のデータ端末と有することを特徴とする。
【００１８】
本発明は、上記通信システムにおいて、第２のデータ端末が、基地局からの指示により第１の周波数での受信と第２の周波数での受信を切り替えることを特徴とする。
【００１９】
本発明は、上記通信システムにおいて、第１のデータ端末の送信電力に比べて、第２のデータ端末の送信電力が大きいことを特徴とする。
【００２０】
本発明は、上記通信システムにおいて、第１のデータ端末が、第１の周波数でデータを受信すると共に第２の周波数でデータを送受信する端末であり、第３のデータ端末から第２の周波数で受信したデータを第２の周波数で第２のデータ端末に転送することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、基地局が、第１の周波数でデータ端末にデータを送信すると共にデータ端末における送受信のタイミングを制御し、第１のデータ端末が、第１の周波数で基地局からのデータを受信し、第２の周波数でデータを送信し、第２のデータ端末が、第１の周波数で基地局からのデータを受信すると共に第１のデータ端末からのデータを第２の周波数で受信し、第１のデータ端末から受信したデータを第２の周波数で基地局に送信する通信システムとしているので、基地局の遠方に存在する送信電力の小さい端末であっても基地局と通信できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係る通信システムの構成例の概略図である。
【図２】本通信システムに係るデータ通信の制御シーケンス例を示す図である。
【図３】ＳＣＰＣ狭帯域デジタル移動通信システムの構成例の概略図である。
【図４】音声とデータを共存させた従来のＳＣＰＣ狭帯域デジタル移動通信システムのフレーム構成例を示す図である。
【図５】通話とデータ通信を行っている時の従来のフレーム構成例を示す図である。
【図６】従来のデータ通信の制御シーケンス例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る通信システムは、マルチホップ通信を行うものであり、高出力データ端末と低出力データ端末が、基地局から下り周波数Ｆ１で受信し、高出力データ端末が周波数Ｆ１から周波数Ｆ２に受信切り替えを行い、低出力データ端末からのデータを上り周波数Ｆ２で受信し、受信した低出力データ端末のデータを基地局に上り周波数Ｆ２で高出力データ端末が送信するようにしているので、基地局の遠方に送信電力の小さい低出力データ端末を配置することができ、基地局と遠方の送信電力の小さい端末とをマルチホップ通信できるものである。
【００２４】
［本通信システム：図１］
本発明の実施の形態に係る通信システムについて図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る通信システムの構成例の概略図である。
本発明の実施の形態に係る通信システム（本通信システム）は、ＳＣＰＣ狭帯域デジタル移動通信システムを前提とするものであり、図１に示すように、基地局２０１と、高出力データ端末２０２と、低出力データ端末２０３とを基本的に有している。
尚、図１では、高出力データ端末２０２と低出力データ端末２０３を１台ずつ描画しているが、基地局２０１と通信する高出力データ端末２０２、低出力データ端末２０３が複数存在してもよい。
【００２５】
［本通信システムの各部：図２］
本通信システムの各部について具体的に説明する。
［基地局２０１］
基地局２０１には、上り下りペアの無線キャリア（下り周波数Ｆ１と上り周波数Ｆ２）が割り当てられる。
基地局２０１は、高出力データ端末２０２と低出力データ端末２０３に対する下りチャネルでは周波数Ｆ１を用いて通信を行う。
また、基地局２０１は、高出力データ端末２０２からの上りチャネルでは周波数Ｆ２を用いて通信を行う。
【００２６】
［低出力データ端末２０３］
低出力データ端末２０３は、基地局２０１から下り周波数Ｆ１で受信し、上り周波数Ｆ２で送信する。
ここで、低出力データ端末２０３は、周波数Ｆ２による送信電力が小さいために、上り回線で基地局２０１と直接通信を行うことができない環境であるものとしている。そのため、低出力データ端末２０３から送信されたデータは、後述するように、高出力データ端末２０２が上り周波数Ｆ２で受信することになる。
【００２７】
［高出力データ端末２０２］
高出力データ端末２０２は、基地局２０１から下り周波数Ｆ１で受信し、基地局２０１に上り周波数Ｆ２で送信する。
また、本通信システムの特徴部分として、高出力データ端末２０２は、低出力データ端末２０３からの上り周波数Ｆ２で受信する機能を備え、低出力データ端末２０３から受信したデータを上り周波数Ｆ２で基地局２０１に送信する機能も備えている。
尚、高出力データ端末２０２が、基地局２０１に上り周波数Ｆ２で送信するタイミングと低出力データ端末２０３から周波数Ｆ２で受信するタイミングは、基地局２０１によって与えられる。
【００２８】
［本通信システムにおける通信動作］
図１の通信システム構成で低出力データ端末２０３が基地局２０１と通信を行う場合、低出力データ端末２０３は、低出力の信号を高出力データ端末２０２に周波数Ｆ２で送信し、次に、高出力データ端末２０２が低出力データ端末２０３から受信した信号を高出力で基地局２０１に周波数Ｆ２で送信することになる。
【００２９】
［本通信システムのデータ通信の制御シーケンス例：図２］
本通信システムにおける低出力データ端末２０３が基地局２０１と通信を行う場合の具体的なシーケンスについて図２を参照しながら説明する。図２は、本通信システムに係るデータ通信の制御シーケンス例を示す図である。
図２では、シーケンス番号（SEQ1〜SEQ6）を付しており、当該シーケンス番号に対応して以下に順を追って動作を説明する。尚、シーケンスで実線の矢印は、周波数Ｆ１による通信であり、破線の矢印は、周波数Ｆ２による通信である。
【００３０】
シーケンスSEQ1では、基地局２０１が下り制御フレームを使用して、高出力データ端末２０２に対して周波数Ｆ２による受信（Ｆ２受信）を指示する。高出力データ端末２０２は、低出力データ端末２０３からのデータ受信に備えて、周波数Ｆ２による受信状態に移行する。つまり、周波数Ｆ１の受信状態から周波数Ｆ２の受信状態に切り替える。
【００３１】
シーケンスSEQ2では、基地局２０１が下り制御フレームを使用して、低出力データ端末２０３に対してデータ送信を許可する（送信許可）。
シーケンスSEQ3では、低出力データ端末２０３がフレーム番号０の上りフレームを使用して、高出力データ端末２０２にデータを送信する。送信するデータのサイズが大きい場合は複数回に分けて送信する。
【００３２】
シーケンスSEQ4では、高出力データ端末２０２がフレーム番号０の上りフレームを使用して、低出力データ端末２０３からのデータ受信が完了したことを基地局２０１に通知（Ｆ２受信終了）した後、高出力データ端末２０２は周波数Ｆ１による受信状態に戻る。
シーケンスSEQ5では、基地局２０１が下り制御フレームを使用して、高出力データ端末２０２に対してデータ送信を許可（送信許可）する。
【００３３】
シーケンスSEQ6では、高出力データ端末２０２がフレーム番号０の上りフレームを使用して、低出力データ端末２０３から受信したデータを周波数Ｆ２で基地局２０１に送信する。送信するデータのサイズが大きい場合は複数回に分けて送信する。
【００３４】
［応用例］
高出力データ端末２０２が周波数Ｆ１と周波数Ｆ２の受信切り替えを行うことができるようになっているが、低出力データ端末２０３も周波数Ｆ１と周波数Ｆ２の受信切り替えを行う機能を備えていてもよい。
高出力データ端末２０２と低出力データ端末２０３とを同様な機能を備えるようにすることで、２種類の端末を設計・製造する必要がない。この場合、低出力データ端末２０３は低出力の設定に調整し、高出力データ端末２０２は高出力の設定に調整することになる。
【００３５】
尚、本通信システム構成例では、１個の端末（高出力データ端末２０２）を経由したマルチホップ通信となっているが、必ずしも１個の端末による中継である必要はなく、例えば低出力データ端末２０３（第１の低出力データ端末）から別の低出力データ端末（第２の低出力データ端末）を経由し、更に高出力データ端末２０２を経由して基地局２０１と通信する構成であってもよい。
【００３６】
また、基地局２０１と低出力データ端末２０３との間を、複数の高出力データ端末２０２で中継してもよいし、その複数の高出力データ端末の間に低出力データ端末を介在させて中継させてもよい。
上記の場合、各端末における受信周波数の切り替えのタイミング及びデータ送信のタイミングは、基地局２０１からの指示によって為されるものである。
【００３７】
また、図５で説明したように、音声通信の場合は、音声を独立して制御することができる。
【００３８】
［実施の形態の効果］
本通信システムによれば、高出力データ端末２０２と低出力データ端末２０３が、基地局２０１から下り周波数Ｆ１で受信し、高出力データ端末２０２が低出力データ端末２０３からのデータを上り周波数Ｆ２で受信し、受信した低出力データ端末２０３のデータを基地局２０１に上り周波数Ｆ２で高出力データ端末２０２が伝送するようにしているので、基地局２０１の遠方に送信電力の小さい低出力データ端末２０３を配置することができ、基地局２０１と遠方の送信電力の小さい端末とでマルチホップの通信ができる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、送信電力が小さく、かつ基地局の遠方に存在する端末であってもマルチホップ通信で基地局と通信が可能な通信システムに好適である。
【符号の説明】
【００４０】
１０１...基地局、  １０２...音声端末、  １０３...データ端末、  ２０１...基地局、  ２０２...高出力データ端末、  ２０３...低出力データ端末、  ５０１...下りフレーム、  ５０２...上りフレーム、  ６０１...下りフレーム、  ６０１ａ〜６０１ｃ...制御フレーム、  ６０２〜６０４...上りフレーム、  ６０５〜６０７...３フレーム連続の上りフレーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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