(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの基地局と、移動局によるＳＣＰＣ方式の移動通信用のディジタル無線通信システムにおいて、
前記少なくとも２つの基地局の一方は当該基地局エリアに属する移動局との送受信を行う第１の常送基地局で、他方は当該基地局エリアに属する移動局から受信を行う非常送基地局であるディジタル無線通信システムを少なくとも２つ備え、これら少なくとも２つのディジタル無線通信システムが、前記第１の常送基地局と前記非常送基地局のエリアが重複するエリア構成になっているディジタル無線通信システムであって、
前記少なくとも２つのディジタル無線通信システムが同一の通話チャネルを使用し、一方のディジタル無線通信システムの非常送基地局と他方のディジタル無線通信システムの常送基地局の双方が常送状態になったとき、前記少なくとも２つのディジタル無線通信システムの何れか一方が他方とキャリヤ周波数が同じで同期ワードだけが異なるチャネルに通信チャネルを変更することを特徴とするディジタル無線システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレストーク方式の移動無線通信システムに係り、特にサービスエリアが隣接した複数の通信システムに好適なディジタル無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル無線通信方式の一種にＳＣＰＣ(Single Channel Per Carrier)方式があるが、このＳＣＰＣ方式による無線通信システムは、ディジタル版のプレストーク通信方式ともいえるものである。
【０００３】
そして、このＳＣＰＣ方式では、基地局を中心とする１系統の通信システムに属する複数の移動局が同じ周波数のキャリアを共有し、通信が行なわれるようになっている。
【０００４】
このためＳＣＰＣ方式では、標準規格として「狭帯域ディジタル通信方式(ＳＣＰＣ／ＦＤＭＡ)標準規格(ＡＲＥＢ ＳＴＤ Ｔ−６１)」が設定してあり、これにより、データのフレームフォーマットや接続手順が決められている。
【０００５】
図６は、この標準規格(ＡＲＥＢ ＳＴＤ Ｔ−６１)によるデータフォーマットの一例で、「ＬＰ＋Ｒ」はリニアライザのトレーニング期間とバースト波の過渡応答(ランプアップ、ランプダウン)用に割り当てた時間で、「Ｐa」はプリアンブルで、データ１とデータ０の１シンボルの信号であり、ここで、フレーム内の数字は、図示されているように、データのビット数である。
【０００６】
そして、音声データは「ＴＣＨ」で示されているトラフィックチャネルを利用して伝送されるが、このとき、「ＳＷ」が同期ワード(Sync Word)であり、「ＲＩＣＨ」は無線回線を維持するための情報を伝送するチャネル(無線情報チャネル)である。
【０００７】
そして、このＳＣＰＣ方式は、例えば図４に示すように、基地局の司令卓と移動局の間の通信、又は基地局を経由した移動局−移動局間の通信、及び基地局を経由しないで直接移動局の間の通信が行えるようにした無線通信システムに用いられている。
【０００８】
ところで、このＳＣＰＣ方式の無線通信システムでは、少ない周波数資源の有効利用の見地から、同一周波数のキャリアを用いて異なるエリアを同時にカバーする方式が従来から知られているが、この図４のシステムは、この点を考慮し、２箇所に分けて基地局Ａ１と基地局Ａ２を設置し、夫々のサービスエリアが形成されるように構成してある。
【０００９】
そして、これら基地局Ａ１、Ａ２は、図示のように、司令卓Ｃにより共通に管理されるが、このとき、一方のサービスエリアの基地局Ａ１は常送基地局として運用され、他方のエリアの基地局Ａ２は非常送基地局として運用されるが、ここで、常送基地局と非常送基地局は、次の通りに定義されている。
【００１０】
すなわち、これら常送基地局Ａ１と非常送基地局Ａ２は、受信動作は双方とも常時行っているが、送信動作は常送基地局Ａ１だけが行なう。そして、非常送基地局エリアで重要な通信が発生したとき、非常送基地局Ａ２を常送基地局に切替えて運用するのである。
【００１１】
このため、指令卓Ｃでは、非常送基地局Ａ２の受信信号により、非常送基地局エリアにおける通信をモニタし、このエリアで重要な通信が発生したとき、非常送基地局Ａ２を常送基地局に切替えるようになっている。
【００１２】
ここで、この図４のシステムについて、更に詳しく説明すると、このシステムでは、例えば基地局Ａ１と基地局Ａ２による送信には周波数ｆ１のキャリアを用い、各移動局ＡＭ１〜ＡＭ４の送信キャリアは周波数Ｆ１にしてある。
【００１３】
そして、各移動局ＡＭ１〜ＡＭ４は、通常は周波数ｆ１のキャリアにより基地局Ａ１(又は基地局Ａ２)から送信される通信をモニタ(受信)している状態で運用され、必要なときトークボタンを操作し、周波数Ｆ１のキャリアによる電波を送信するように、運用が定められている。
【００１４】
なお、この図４は、周波数Ｆ２のキャリアによる各移動局間での直接交信も、オプションとして備えられている場合が示されているが、この場合、送信と受信に同じ周波数Ｆ２のキャリアが使用され、従って、このときは本来のプレストーク方式として運用されることになる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、サービスエリアが隣接した状態で複数のＳＣＰＣ方式の無線通信システムが存在した場合についての配慮がされておらず、周波数資源の有効利用に問題があった。
【００１６】
ＳＣＰＣ方式の場合、同一無線通信システム内の全ての局が同じ周波数の電波を共有し、このとき信号に付加されている同期ワードが、受信側で予め保持されている同期ワードと一致しているとき同期がとれ、通信が可能になる通信方式であり、従って、同期ワードが同じなら、他の無線通信システムの通信にも引き込まれてしまう虞れのあるシステムになっている。
【００１７】
そこで、いま、図５に示すように、サービスエリアが隣接した状態で、システムＡとシステムＢの２系統の無線通信システムが存在し、これらが同じ周波数のキャリアを使用していたとする。そして、このとき、それぞれのサービスエリアに重複したエリアＸが生じてしまい、このエリアＸでは、両方の基地局による送信波が受信できる状態になっていたとする。
【００１８】
ここで、システムＡに属する移動局ＡＭ１が非常送基地局Ａ２のサービスエリアでもあるエリアＸにいたとき、たまたまシステムＢの常送基地局と非常送基地局の関係が図示の状態にあったとすると、このエリアＸでは、システムＡとシステムＢのどちらの電波も受信できるため、移動局ＡＭ１は他のシステムＢの基地局Ｂ１の通信に引き込まれ、混信してしまう。
【００１９】
このとき、この移動局ＡＭ１は、本来、システムＡの非常送基地局Ａ２の下にいて、この非常送基地局Ａ２に対して常に発呼できる状態でいなければならないにもかかわらず、この場合は、システムＢの常送基地局Ｂ１の通信に引き込まれてしまうので、非常送基地局Ａ２に対する発呼ができなくなってしまう。
【００２０】
また、このことは、エリアＸにおいて、システムＡとシステムＢの双方の基地局が常送状態にあり、基地局Ａ２による電界強度レベルの方が基地局Ｂ２よりも十分大きく、通信上問題ない場合でも、基地局Ａ２が非常送になったとき、基地局Ｂ２による電界強度レベルが同期引き込みに十分なときには、同じ事態が発生してしまう。
【００２１】
そこで、従来技術では、このような事態に際しては、システムＡとシステムＢでキャリアの周波数を変えて対応している。
【００２２】
すなわち、従来技術では、図７に示すように、複数のチャネルに切換えて運用することができるようになっている。ここで、この図７の周波数データとは、そのシステムで使用するキャリアの周波数、例えば上記した周波数ｆ１と周波数Ｆ１を決めるデータのことである。
【００２３】
そして、サービスエリアが隣接しているなどの理由により、他のシステムの通信に引き込まれる虞れがある場合は、チャネル１〜チャネルｎ(ｎ：正の整数)の中で、隣接しているシステムのチャネルとは異なったチャネルに切換え、キャリア周波数を変えて運用しており、このため、従来技術では、占有されるキャリア周波数が多くなり、周波数資源の有効利用に問題が生じてしまうのである。
【００２４】
本発明は、サービスエリアが隣接していた場合でも同一周波数のキャリアによる通信が確実に得られるようにしたディジタル無線通信システムを提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、少なくとも２つの基地局と、移動局によるＳＣＰＣ方式の移動通信用のディジタル無線通信システムにおいて、前記少なくとも２つの基地局の一方は当該基地局エリアに属する移動局との送受信を行う第１の常送基地局で、他方は当該基地局エリアに属する移動局から受信を行う非常送基地局であるディジタル無線通信システムを少なくとも２つ備え、これら少なくとも２つのディジタル無線通信システムが、前記第１の常送基地局と前記非常送基地局のエリアが重複するエリア構成になっているディジタル無線通信システムであって、前記少なくとも２つのディジタル無線通信システムが同一の通話チャネルを使用し、一方のディジタル無線通信システムの非常送基地局と他方のディジタル無線通信システムの常送基地局の双方が常送状態になったとき、前記少なくとも２つのディジタル無線通信システムの何れか一方が他方とキャリヤ周波数が同じで同期ワードだけが異なるチャネルに通信チャネルを変更するようにして達成される。
【００２７】
本発明によれば、同一のキャリア周波数であっても、チャネルによって同期ワードが異なるため、オーバリーチなどで届くエリアにおいても、同一周波数の送信局に引き込まれる虞れが無くなり、このため、移動局は所属していたい基地局下で確実に応答することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるディジタル無線通信システムについて、図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２９】
ここで、以下に説明する本発明の一実施形態は、図４で説明したように、基地局によるサービスエリア内に複数の移動局を備えた無線通信システムを対象としたＳＣＰＣ方式によるディジタル無線通信システムであり、この場合、移動局と基地局の双方にＳＣＰＣ方式の無線通信装置が用いられる。
【００３０】
そこで、まず、移動局の無線通信装置の一実施形態について、図１により説明する。
【００３１】
最初、受信系の動作について説明すると、受信動作時、アンテナ切替部２は受信側に接続されている。そこで、アンテナ１で受信された周波数ｆ１のキャリアによる信号は、アンテナ切替部２を介して高周波部３に入力され、ここで帯域制限され増幅された上で、受信局部発振部１４から供給される局部発振信号により周波数変換されてから復調部４に入力される。
【００３２】
受信局部発振部１４は、いわゆる周波数シンセサイザで、基準発振器１３の出力周波数を基準とし、制御部１０から指示される周波数データに従って所定の周波数の受信用局部発振信号を生成する。このとき、制御部１０には操作／表示部１１が接続してあり、これにより運用者とインターフェースが取られるようになっている。
【００３３】
復調部４は、入力信号を検波処理し、シンボル同期処理を行なってデータを復号する。復号されたデータはフレーム同期部５に入力され、同期ワードの検出を行ない、フレーム同期を確立する。そして、フレーム同期が確立したら、同期確立信号を制御部１０に出力し、同期確立を通知する。
【００３４】
こうして、フレーム同期が確立された復号データはフレーム分解／組立処理部６に供給され、各機能チャネル毎に分解され、誤り検出、誤り訂正処理が施される。
【００３５】
このとき、図６で説明した無線情報チャネルＲＩが参照され、この無線情報チャネルＲＩの内容により音声通信であることが確認できたら、制御部１０に通信チャネルであることを通知すると共に、復号データをスクランブル／デスクランプル処理部７に出力する。
【００３６】
このスクランブル／デスクランプル処理部７では、決められた符号パターンによりデスクランプル処理を行い、スクランブルされていたデータを元のデータ列に戻し、音声処理部８にスクランブルが解かれた音声情報データを出力する。
【００３７】
そこで、音声処理部８では、音声コーデックの復号化処理を行ない、ディジタル信号からアナログ信号に変換して音声入出力部９に音声信号を供給し、この結果、音声人出力部９で音声信号が増幅され、図示してないスピーカなどに出力される。
【００３８】
次に、送信系の動作について説明すると、まず、音声信号は、図示してないマイクロホンなどから音声入出力部９に入力され、ここで、アナログ信号からディジタル信号に変換され、音声コーデックにより符号化される。符号化が行われたデータはスクランブル／デスクランプル処理部７でスクランブル処理が施された後、フレーム分解／組立処理部６に供給される。
【００３９】
そして、このフレーム分解／組立処理部６により各機能チャネル毎に誤り検出のための処理が施され、同期ワードと誤り訂正用の冗長ビットなどが付加された後、これら機能チャネルのデータを、図６に示した送信フレームフォーマットとして組立てた上で変調部１７に供給する。
【００４０】
そこで、変調部１７では、このデータに、フレームデータに基づく規定の変調を施し、送信高周波部１５に出力する。この結果、送信高周波部１５では、送信局部発振部１６から供給されている局部発振信号を用いて周波数変換や、不要周波数成分の除去などの処理を施し、電力増幅した後、アンテナ切替部２を介してアンテナ１に供給され、電波として送信される。従って、送信時、アンテナ切替部２は送信側に接続される。
【００４１】
ここで、送信局部発振部１６も周波数シンセサイザで、基準発振器１３の出力周波数を基準とし、制御部１０から指示される周波数データに従って所定の周波数の送信用局部発振信号を生成するようになっている。
【００４２】
以上が各移動局における無線通信装置の構成であるが、基地局の無線通信装置も概ね同じ構成で、異なっているのは、送信系と受信系が全て独立になっている点だけである。すなわち、基地局の場合は、フレーム分解／組立処理部６とスクランブル／デスクランプル処理部７、音声処理部８、それに音声入出力部９が夫々送信用と受信用に独立して構成され、アンテナも送信用と受信用に２基設けてあって、夫々が受信高周波部３と送信高周波部１５に直接接続されており、従ってアンテナ切替部２は省略されている。
【００４３】
次に、これら移動局と基地局の無線通信装置において、記憶部１２には、図２に示すように、チャネル番号に対応した周波データが格納されていて、操作／表示部１１を介して指示されるチャネル番号に対応した周波数データが読出されるようになっている。
【００４４】
そして、このとき読出された周波数データが、受信局部発振部１４と送信局部発振部１６に供給され、キャリア周波数ｆ１、Ｆ１が設定されるのであるが、ここで、この実施形態では、図２から明らかなように、この記憶部１２には、更に同期ワードデータが格納してあり、これからチャネル番号に対応して読出された同期ワードがフレーム同期部５とフレーム分解／組立処理部６に設定され、フレーム同期部５では受信信号の同期と復号に使用され、フレーム分解／組立処理部６では送信信号に同期ワードを付加するのに使用されるようになっている。
【００４５】
しかも、ここで重要なことは、記憶部１２に格納されているデータでは、チャネルが変わっても周波数データが同じで、同期ワードデータだけが変わっている範囲が順次繰り返されている点であり、この結果、この実施形態では、チャネルを変えたときでも、周波数は同じままで、同期ワードだけが変えられるようになっている点である。
【００４６】
具体的に説明すると、まずチャネル１からチャネルａ(ａ：正の整数)までは、チャネル番号が変わっても同じ周波数データ１になっていて、同期ワードデータだけが１番からａ番まで順次変わっているだけであり、チャネルａ＋１からチャネル２ａ(＝ａ＋ａｎ)までも同様で、同期ワードデータは１番からａ番まで順次変わっているが、周波数データは２のままである。
【００４７】
ここで、図３は、本発明の或る実施形態において、記憶部１２に格納されているデータの一例で、この場合、周波数データは０.０６２５ＭＨｚ刻みで変えてあり、同期ワードデータはａ種類の１６進数によるデータになっている。
【００４８】
次に、この実施形態による無線通信装置を基地局と移動局に備えたディジタル無線システムの動作について説明する。
【００４９】
まず、この実施形態による無線通信装置を適用したディジタル無線システムにおいて、既に説明した従来技術の場合と同じく、図５に示すように、サービスエリアが隣接した状態で、システムＡとシステムＢの２系統の無線通信システムが存在したとする。
【００５０】
そして、更にこのとき、システムＡとシステムＢが、同じ周波数のキャリアを使用するようにチャネル設定されていて、この結果、サービスエリアに重複したエリアＸが生じてしまい、このエリアＸでは、両方の基地局による送信波が受信できる状態になっていたとする。
【００５１】
この場合、上記したように、システムＡとシステムＢの間で混信が生じてしまうが、このとき、従来技術では、既に説明したように、チャネルを変え、キャリアの周波数を異ならしめることにより対応せざるを得ず、この結果、占有されるキャリア周波数が多くなって、周波数資源の有効利用に問題が生じてしまうことは、上述の通りである。
【００５２】
このとき、本発明の実施形態による場合も、同じくチャネルを変えて対応することになるが、ここで、本発明の実施形態によれば、図２で説明したように、チャネルを変えても、キャリア周波数はそのまま変更されずに、同期ワードだけが変えられるようになっている。
【００５３】
そこで、当初、システムＡとシステムＢの双方が、例えばチャネル１など同じチャネル番号に設定されていて、この結果、上記したように、エリアＸで混信の虞れが生じた場合、一方のシステム、例えばシステムＡのチャネル番号をチャネル１からチャネル２に設定変えしたとする。
【００５４】
この場合、図２から明らかなように、同期ワードデータが１番から２番に変更され、同期ワードの内容は違ってしまうが、周波数データは１番のままで変わらないから、占有されるキャリア周波数が増加することはなく、従って、周波数資源の有効利用に問題が生じる虞れもない。
【００５５】
ここで、上記したように、ＳＣＰＣ方式のシステムは、同期ワードが同じとき通信に引き込まれ、データの伝送が可能になるシステムであり、換言すれば、キャリア周波数が同じであっても、同期ワードが異なってさえいれば、混信は生じないで通信が行なえるシステムである。
【００５６】
従って、この実施形態によれば、図５に示したように、複数のシステムが隣接して設定され、サービスエリアに重複したエリアＸが生じてしまった場合でも、チャネルを切換えるだけで、同期ワードの違いにより混信を抑えることができ、この結果、キャリア周波数の増加を伴うことなく、システムＡに属する移動局の当該システム内での運用と、システムＢに属する移動局の当該システム内での運用を、相互に独立した状態で確実に確保することができる。
【００５７】
なお、以上の実施形態で、図２に示すように、周波数データとして、１番からｎ番まで異なった周波数のデータが用意されているのは、システム構成に汎用性を持たせるためのオプションであり、例えば、割当チャネルに余裕があるときなどに利用できるようにしたものである。
【００５８】
従って、この実施形態の場合、周波数資源有効利用の見地にたてば、重複したエリアが発生した事態に際して、同一周波数データの範囲でチャネルを変えて対応する方が望ましい運用であるといえる(通常は、属する自局データのみを持てば良い)。
【００５９】
ところで、以上の実施形態では、図４と図５に示したように、常送基地局Ａ１と非常送基地局Ａ２を備えた通信システムに本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、１局の基地局で各々の通信サービスエリアを構築するようにしたシステムの場合でも同様に適用可能なことはいうまでもない。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、通信サービスエリアが重複した場合でも、キャリア周波数を変えることなく混信に対応することができ、従って、本発明によれば、周波数資源の有効利用を充分に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のディジタル通信システムで使用されるＳＣＰＣ方式の無線通信装置の一実施形態を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の一実施形態において記憶部に格納されるデータの一例を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態において記憶部に格納されるデータの一具体例を示す説明図である。
【図４】ディジタル通信システムによる運用状態の一例を示す説明図である。
【図５】ディジタル通信システムの運用において発生する事態の説明図である。
【図６】ＳＣＰＣ方式の無線通信装置における送信フレームデータフォーマットの一例を示す説明図である。
【図７】従来技術によるＳＣＰＣ方式の無線通信装置の記憶部に格納されるデータの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  アンテナ
２  アンテナ切替部
３  受信高周波部
４  復調部
５  フレーム同期部
６  フレーム分解／組立処理部
７  スクランブル／デスクランプル処理部
８  音声処理部
９  音声入出力部
１０  制御部
１１  操作／表示部
１２  記憶部
１３  基準発振器
１４  受信局部発振部
１５  送信高周波部
１６  送信局部発振部
１７  変調部
【図１】
0003950668.tif 000002
【図２】
0003950668.tif 000003
【図３】
0003950668.tif 000004
【図４】
0003950668.tif 000005
【図５】
0003950668.tif 000006
【図６】
0003950668.tif 000007
【図７】
0003950668.tif 000008