(57)【要約】【課題】本発明の目的は、通信チャネルを利用して通信トラフィックを低減することである。【解決手段】本発明の無線通信システムは、基地局と該基地局と通信チャネルおよび制御チャネルを介して通信する移動局装置と、該移動局装置の位置情報を発生する手段とからなり、移動局装置は空いている通信チャネルを介して基地局に位置情報を送信することを特徴とする。【選択図】  図７
2017204766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と、該基地局と通信チャネルおよび制御チャネルを介して通信する移動局装置と、該移動局装置の位置情報を発生する手段とからなり、
前記移動局装置は、空いている通信チャネルを介して前記基地局に位置情報を送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
基地局と、該基地局と通信チャネルおよび制御チャネルを介して通信する移動局装置と、該移動局装置の位置情報を発生する手段とからなり、
前記基地局は、前記移動局装置に対して通信チャネルを受信状態とさせてから位置情報を送信させることを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
基地局と、該基地局と通信チャネルおよび制御チャネルを介して通信する移動局装置と、該移動局装置の位置情報を発生する手段とからなり、
前記基地局は、前記移動局装置に対して通信チャネルを受信状態にさせ、
前記移動局装置は、前記基地局に通信チャネルを介して位置情報を送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
基地局と移動局装置が通信チャネルおよび制御チャネルを介して通信する無線通信方法において、
通信チャネルを受信状態にし、位置情報を取得し、該位置情報を前記基地局に送信することを特徴とする前記移動局装置の無線通信方法。
【請求項５】
基地局と移動局装置が通信チャネルおよび制御チャネルを介して通信する無線通信方法において、
前記移動局装置を受信状態にさせ、空いた通信チャネルを介して位置情報を送信させることを特徴とする前記基地局の無線通信方法。
【請求項６】
基地局と移動局装置が通信チャネルおよび制御チャネルを介して通信する無線通信方法において、
前記基地局が前記移動局装置を受信状態にし、前記移動局装置が空いた通信チャネルを介して位置情報を送信することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムおよび無線通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
公共用の無線通信システムとして、例えば、都道府県・市町村デジタル移動通信システム（ARIB STD-T79、非特許文献１）では、図１Ａに示す一自治体（市町村または都道府県）を基本単位として統制局設備、基地局設備、固定局設備及び移動局設備で構成され、統制局―移動局（または固定局）間、あるいは移動局（または固定局）―移動局間（または固定局）（基地局経由または直接）で通信を行う。
【０００３】
キャリア構成としては、「制御チャネル」と「通信チャネル」が存在し、移動局と基地局は、共通アクセスチャネルである「制御チャネル」で呼接続情報をやり取りして、図２の呼接続シーケンス図に示す回線制御装置から指定された「通信チャネル」で音声または非音声通信を行う。
【０００４】
図２において、統制台１１１−１は、回線制御装置１１７に対して「呼出」を行う（２０１）。
回線制御装置１１７は、基地局１１０に対して「呼出」を行う（２０２）。
基地局１１０は、制御チャネル（制御ＣＨ）のＣ１を用いて、移動局装置１２１に対して「ページング，−，通信形態」を送信する（２０３）。
移動局装置１２１は、制御チャネル（制御ＣＨ）のＣ１を用いて、基地局１１０に対して「着信無線状態報告，−，通信可否」を送信する（２０４）。
基地局１１０は、回線制御装置１１７に対して「呼出応答」を送る（２０５）。
回線制御装置１１７は、統制台１１１−１に対して「呼出応答」を送る（２０６）。
また、回線制御装置１１７は、基地局１１０に対してチャネル指定を送る（２０７）。
基地局１１０は、制御チャネル（制御ＣＨ）のＣ１を用いて、移動局装置１２１に対して「無線チャネル指定，−，−」を送信する（２０８）。
回線制御装置１１７は、基地局１１０に対して「起動」を送る（２０９）。
基地局１１０は、例えば、通信チャネル（通信ＣＨ）のＳ２を用いて、移動局装置１２１に対して「ＳＢ（Synchronous  Burst）１」を送信する（２１０）。
移動局装置１２１は、通信チャネル（通信ＣＨ）のＳ２を用いて、基地局１１０に対して「ＳＢ２」を返信する（２１１）。
基地局１１０は、通信チャネル（通信ＣＨ）のＳ２を用いて、移動局装置１２１に対して「ＳＢ３」を送信する（２１２）。
移動局装置１２１は、通信チャネル（通信ＣＨ）のＳ２を用いて、基地局１１０に対して「ＳＢ４」を返信する（２１３）。
基地局１１０は、通信チャネル（通信ＣＨ）のＳ２を用いて、移動局装置１２１に対して「−，−，呼設定」を送信する（２１４）。
移動局装置１２１は、通信チャネル（通信ＣＨ）のＳ２を用いて、基地局１１０に対して「−，−，呼出」を返信する（２１５）。また、移動局装置１２１は、通信チャネル（通信ＣＨ）のＳ２を用いて、基地局１１０に対して「−，−，応答」を返信する（２１６）。
基地局１１０は、回線制御装置１１７に対して「応答」を返信する（２１７）。また、基地局１１０は、移動局装置１２１に対して「−，−，応答確認」を送信する（２１９）。
回線制御装置１１７は、統制台１１１−１に対して「応答」を返信する（２１８）。
【０００５】
このような無線通信システムにおいて、統制局が移動局の位置情報（緯度経度高度など）を収集し活用することで、効率的な活動を行うことができる。
図３において、移動局１２１は、自営系無線モジュール３０１、ＧＰＳ(Global  Positioning  System)モジュール３０２、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）部３０３、メモリ部３０４で構成されている。
移動局１２１の位置情報は、一般的にＧＰＳモジュール（受信機）３０２より取得する。取得した情報は、自営系無線モジュール３０１から送信する。
【０００６】
先行技術文献としては、例えば、特許文献１に、無線通信システムの構成が開示されている。
他の先行技術文献としては、例えば、特許文献２に、移動局の位置情報を基地局へ通知する方法の発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−０７０３８９号公報
【特許文献２】特開２００４−２８２１９３号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ７９  「都道府県・市町村デジタル移動通信システム」  一般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】
【０００９】
無線通信システムの移動局として、例えば都道府県・市町村デジタル移動通信システムの位置情報は、共通アクセスチャネルである制御チャネルを使用することが一般的である。なぜなら、通信チャネルは、呼接続手順が必要でデータ送信までに時間を要してしまうこと、重要通信のために極力空けておく方が運用上好適であること、などを考慮しているからである。
例えば、システム上、許可される無線リソースは、運用台数１００台で１キャリア程度（この場合、制御ＣＨ１、通信ＣＨ３）であり、移動局から送信される電文は、主に以下の２つである。
１つ目は位置登録電文であり、移動局が当該基地局傘下にいることを通知する電文であり、１台あたり１０分に１回程度送信する。
２つ目は呼接続電文であり、移動局が通信チャネルを割り当ててもらうための電文であり、通信開始時に送信する
この無線リソースの中で、移動局から位置情報を送信する場合、図８に示すように移動局の移動速度にもよるが３０秒に１回通知すると、トラフィックは単純に２０倍となる。
次に示す待ち行列モデルで計算すると、制御チャネルの利用率が６７％となり、呼接続に影響がでる恐れがある。利用率は下式による求まる。
利用率＝平均到着率×平均サービス時間 
ここで、平均到着率：１／（３０秒/１００台）、平均サービス時間：２００ｍｓ（電文受信時間）とする。
【００１０】
次に、移動局の位置情報を取得する主な２つの方法と課題について説明する。
１つ目の移動局の位置情報を取得する方法としては、統制局からポーリングする。
ポーリングは、 統制局から各移動局に位置情報を要求し応答を受信する。
ポーリングの利点は、収集の周期を統制局でコントロールできるためトラフィックを下げることはできる。
ポーリングの欠点は、移動局の台数が多くなると１台あたりの収集周期が長くなり位置情報のリアルタイム性が失われる。
２つ目の移動局の位置情報を取得する方法としては、位置情報用チャネルを用意する。
位置情報用チャネルは、通信チャネルの一つを位置情報用の制御チャネルとし、移動局はそのチャネルで位置情報送信を行う。
位置情報用チャネルの利点は、位置情報のトラフィックが増加しても、呼接続には影響を与えない。
位置情報用チャネルの欠点は、少ない無線リソース中で通信チャネルが１つ減ってしまう。
本発明の目的は、通信チャネルを利用して通信トラフィックを低減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の無線通信システムは、基地局と該基地局と通信チャネルおよび制御チャネルを介して通信する移動局装置と、該移動局装置の位置情報を発生する手段とからなり、移動局装置は空いている通信チャネルを介して基地局に位置情報を送信することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の無線通信システムは、基地局と該基地局と通信チャネルおよび制御チャネルを介して通信する移動局装置と、該移動局装置の位置情報を発生する手段とからなり、基地局は移動局装置に対して通信チャネルを受信状態とさせてから位置情報を送信させることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の無線通信システムは、基地局と該基地局と通信チャネルおよび制御チャネルを介して通信する移動局装置と、該移動局装置の位置情報を発生する手段とからなり、基地局は移動局装置に対して通信チャネルを受信状態にさせ、移動局装置は基地局に通信チャネルを介して位置情報を送信することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の移動局装置の無線通信方法は、基地局と移動局装置が通信チャネルおよび制御チャネルを介して通信する無線通信方法であって、通信チャネルを受信状態にし、位置情報を取得し、該位置情報を基地局に送信することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の基地局の無線通信方法は、基地局と移動局装置が通信チャネルおよび制御チャネルを介して通信する無線通信方法であって、移動局装置を受信状態にさせ、空いた通信チャネルを介して位置情報を送信させることを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明の無線通信方法は、基地局と移動局装置が通信チャネルおよび制御チャネルを介して通信する無線通信方法であって、基地局が移動局装置を受信状態にし、移動局装置が空いた通信チャネルを介して位置情報を送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、通信チャネルを利用して通信トラフィックを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】デジタル無線システムの構成例を示す図である。
【図１Ｂ】統制局の構成例を示す図である。
【図２】無線通信システムの呼接続のシーケンス図である。
【図３】移動局の構成例を示す図である。
【図４】無線通信システムの通信チャネル停止中のシーケンス図である。
【図５】本発明の一実施例に係る移動局の位置情報送信フローを説明するための図である。
【図６】本発明の一実施例に係る基地局の制御フローを説明するための図である。
【図７】本発明の一実施例に係る無線通信システムの動作を説明するためのシーケンス図である。
【図８】移動局の移動速度と通知周期に対する移動距離について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１Ａは、デジタル無線システムの概略的な構成例を示してある。
統制局１０１には、複数（本例では、複数であるｎ個）の統制台１１１−１、又は、内線電話等１１１−１〜１１１−ｎ、これらと接続された制御装置１１２、制御装置１１２に接続された無線装置１１３、無線装置１１３の受信（Ｒｘ）アンテナ１１４及び送信（Ｔｘ）アンテナ１１５が設けられている。
ここで、制御装置１１２、無線装置１１３、受信アンテナ１１４及び送信アンテナ１１５から基地局装置１１０が構成されており、また、基地局装置１１０の通信領域（基地ゾーン）１１６が示されている。
また、複数の移動局装置１２１−１〜１２１−Ｍ（移動局装置を代表する場合は１２１と称する）が示されている。
【００２０】
チャネルの構成としては、基地局装置の下り無線キャリアでは周波数ｆ１が使用され、基地局装置の上り無線キャリアでは周波数ｆ２が使用され、移動局装置間での直接通信用キャリアでは周波数ｆ３が使用される。ここで、各周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３は、例えば、それぞれ異なる周波数である。
基地局装置の下り無線キャリアや上り無線キャリアでは、制御用のチャネル（Ｃ）や通信用のチャネル（Ｓ）を含むフレームを用いて、例えば時分割多重通信方式により、無線通信が行われる。
なお、基地局装置（統制局１０１）から移動局装置（固定局装置でもよい）への通信が下りの通信であり、移動局装置（固定局装置でもよい）から基地局装置（統制局１０１）への通信が上りの通信である。
【００２１】
本例の無線システムでは、１キャリア（周波数）当たり４チャネル（スロット）を有し、基地局装置は１キャリア以上の構成をとる。
基地局装置は、制御情報を送受信する制御チャネル（Ｃｃｈ）を１つ含むとともに音声やデータ情報を送受信する通信チャネル（Ｓｃｈ）を３つ含んで構成される制御キャリアを必ず備えており、２キャリア目以降は４チャネル（４ｃｈ）とも通信チャネルで構成される通信キャリアとなる。
【００２２】
図１Ｂは、統制局の構成例を示す図である。
統制局１０１は、統制台１１１−１、内線電話等１１１−２〜１１１−ｎ、回線制御装置１１７、基地局１１０−１〜１１０−Ｎ（基地局を代表する場合は１１０と称する）で構成されている。
【００２３】
図４は無線通信システムの通信チャネル停止中のシーケンス図である。
図４において、回線制御装置１１７は、基地局１１０に対して「起動」信号を送る（４０１）。
基地局１１０は、制御チャネル（制御ＣＨ）のＣ１を用いて、移動局装置１２１に対して「制御チャネル」信号を送信する（４０２）。
【００２４】
回線制御装置１１７は、基地局１１０に対して「停止」信号を送る（４０３）。
基地局１１０は、通信チャネル（通信ＣＨ）のＳ１を用いて、移動局装置１２１に対して「空線」信号を送信する（４０４）。
【００２５】
回線制御装置１１７は、基地局１１０に対して「起動」信号を送る（４０５）。
基地局１１０は、通信チャネル（通信ＣＨ）のＳ２を用いて、移動局装置１２１に対して「通信チャネル」信号を送信する（４０６）。
【００２６】
回線制御装置１１７は、基地局１１０に対して「停止」を送る（４０７）。
基地局１１０は、通信チャネル（通信ＣＨ）のＳ３を用いて、移動局装置１２１に対して「空線」を送信する（４０８）。
移動局装置１２１は、通信中であっても「空線」信号を受信すると通信を切断し、いわゆる待受状態に移行して制御チャネルの受信状態となる。
移動局装置１２１は、受信状態となった通信チャネルを利用して、位置情報を基地局１１０に送信する。
【００２７】
次に、本発明の一実施例に係る移動局の位置情報送信フローについて図５を用いて説明する。
図５は本発明の一実施例に係る移動局の位置情報送信フローを説明するための図である。
移動局装置１２１は、が位置情報送信タイミングになったら、通信チャネルの使用状況を検索するために各通信チャネルの空線信号を検出する。空線信号を検出した通信チャネルで位置情報を送信する。なお、送信データは制御チャネルの構造とする。
【００２８】
図５において、移動局装置１２１は、位置情報送信タイミングで有るか否かを判定し（Ｓ５０１）、位置情報送信タイミングで有る場合（ＹＥＳ）にはＳ５０２の処理に進み、位置情報送信タイミングでない場合（ＮＯ）には処理を終了する。
移動局装置１２１は、通信チャネルＳ１が空線で有るか否かを判定し（Ｓ５０２）、空線で有る場合（ＹＥＳ）にはＳ５０３の処理に進み、空線でない場合（ＮＯ）にはＳ５０５の処理に進む。
移動局装置１２１は、Ｓ５０３の処理では通信チャネルＳ１を送信チャネル（ＣＨ）に設定し、Ｓ５０４の処理に進む。
【００２９】
移動局装置１２１は、通信チャネルＳ２が空線で有るか否かを判定し（Ｓ５０５）、空線で有る場合（ＹＥＳ）にはＳ５０６の処理に進み、空線でない場合（ＮＯ）にはＳ５０７の処理に進む。
移動局装置１２１は、Ｓ５０６の処理では通信チャネルＳ２を送信チャネル（ＣＨ）に設定し、Ｓ５０４の処理に進む。
【００３０】
移動局装置１２１は、通信チャネルＳ３が空線で有るか否かを判定し（Ｓ５０７）、空線で有る場合（ＹＥＳ）にはＳ５０８の処理に進み、空線でない場合（ＮＯ）にはＳ５０９の処理に進む。
移動局装置１２１は、Ｓ５０８の処理では通信チャネルＳ３を送信チャネル（ＣＨ）に設定し、Ｓ５０４の処理に進む。
移動局装置１２１は、Ｓ５０９の処理では通信チャネルＳ４を送信チャネル（ＣＨ）に設定し、Ｓ５０４の処理に進む。
【００３１】
移動局装置１２１は、Ｓ５０４の処理では位置情報を基地局１１０に送信し、処理を終了する。
なお、制御チャネルを使用したくなければ、送信条件に通信チャネルのみを追加してもよいし、空き通信チャネルが複数ある場合は、ランダムに選択することで衝突を避けることも可能である。
【００３２】
次に、本発明の一実施例に係る基地局の制御フローについて図６を用いて説明する。
図６は本発明の一実施例に係る基地局の制御フローを説明するための図である。
基地局１１０は、通信ＣＨ（チャネル）起動中の状態（Ｓ６０１）で、回線制御装置１１７から停止命令を受信した時（Ｓ６０２）に、移動局装置１２１に空線信号を送信する（Ｓ６０３）とともに制御チャネル構造の電文受信待受けを行い（Ｓ６０４）、通信ＣＨ停止中の状態（Ｓ６０５）にする。
【００３３】
基地局１１０は、通信ＣＨ停止中の状態（Ｓ６１１）で、回線制御装置１１７からチャネル起動を受信した時（Ｓ６１２）に、移動局装置１２１に通信ＣＨを用いて同期信号（ＳＢ）を送信する（Ｓ６１３）とともに通信チャネル構造の電文受信待受けを行い（Ｓ６１４）、通信ＣＨ起動中の状態（Ｓ６１５）にする。
【００３４】
また、基地局１１０は、通信ＣＨに停止中の状態（Ｓ６１１）で、移動局装置１２１から位置情報を受信した場合（Ｓ６２２）には、回線制御装置１１７へ位置情報電文を送信し（Ｓ６２３）、位置情報応答も送信する（Ｓ６２４）。ただし、通信チャネルの状態は変化させない。
基地局１１０は、位置情報受信中であっても回線制御装置１１７からの起動命令があった場合には、位置情報は破棄し通信チャネルとして起動する。
【００３５】
次に、本発明の一実施例に係る無線通信システムの動作について図７を用いて説明する。
図７は本発明の一実施例に係る無線通信システムの動作を説明するためのシーケンス図である。
図７において、回線制御装置１１７は、基地局１１０に対して「起動」信号を送る（７０１）。
基地局１１０は、制御チャネル（制御ＣＨ）のＣ１を用いて、移動局装置１２１−１〜１２１−４に対して「制御チャネル」信号を送信する（７０２）。
【００３６】
回線制御装置１１７は、基地局１１０に対して「停止」信号を送る（７０３）。
基地局１１０は、通信チャネル（通信ＣＨ）のＳ１を用いて、移動局装置１２１−１〜１２１−４に対して「空線」信号を送信する（７０４）。
【００３７】
回線制御装置１１７は、基地局１１０に対して「起動」信号を送る（７０５）。
基地局１１０は、通信チャネル（通信ＣＨ）のＳ２を用いて、移動局装置１２１−１〜１２１−４に対して「通信チャネル」信号を送信する（７０６）。
【００３８】
回線制御装置１１７は、基地局１１０に対して「停止」を送る（７０７）。
基地局１１０は、通信チャネル（通信ＣＨ）のＳ３を用いて、移動局装置１２１−１〜１２１−４に対して「空線」を送信する（７０８）。
移動局装置１２１は、通信中であっても「空線」信号を受信すると通信を切断し、いわゆる待受状態に移行して制御チャネルの受信状態となる。
【００３９】
移動局装置１２１は、受信状態となった通信チャネルを利用して、位置情報を基地局１１０に送信する。
移動局装置１２１−１は、通信チャネル（通信ＣＨ）のＳ３を用いて、基地局１１０に対して「位置情報」を送信する（７０９）。
基地局１１０は、回線制御装置１１７に対して移動局装置１２１−１の「位置情報」を送る（７１０）。
【００４０】
移動局装置１２１−２は、通信チャネル（通信ＣＨ）のＳ１を用いて、基地局１１０に対して「位置情報」を送信する（７１１）。
基地局１１０は、回線制御装置１１７に対して移動局装置１２１−２の「位置情報」を送る（７１２）。
【００４１】
移動局装置１２１−３は、通信チャネル（通信ＣＨ）のＳ１を用いて、基地局１１０に対して「位置情報」を送信する（７１３）。
基地局１１０は、回線制御装置１１７に対して移動局装置１２１−３の「位置情報」を送る（７１４）。
【００４２】
移動局装置１２１−４は、通信チャネル（通信ＣＨ）のＳ３を用いて、基地局１１０に対して「位置情報」を送信する（７１５）。
基地局１１０は、回線制御装置１１７に対して移動局装置１２１−４の「位置情報」を送る（７１６）。
【００４３】
本発明の実施形態である無線通信システムは、空きの通信チャネルを利用して通信トラフィックを低減することができる。
【００４４】
以上、本発明の一実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
基地局は移動局装置を受信状態とすることによって、移動局装置が受信状態となった通信チャネルを利用して、位置情報を基地局に送信する用途に適用できる。
【符号の説明】
【００４６】
１０１：統制局、１１１−１：統制台、１１１−２〜１１１−ｎ： 内線電話等、１１０−１〜１１０−Ｎ：基地局、１１２：制御装置、１１３：無線装置、１１４：Ｒｘアンテナ、１１５：Ｔｘアンテナ、１１６：基地ゾーン、１１７：回線制御装置、１２１−１〜１２１−Ｍ：移動局装置。
【図１Ａ】
2017204766.tif 000003
【図１Ｂ】
2017204766.tif 000004
【図２】
2017204766.tif 000005
【図３】
2017204766.tif 000006
【図４】
2017204766.tif 000007
【図５】
2017204766.tif 000008
【図６】
2017204766.tif 000009
【図７】
2017204766.tif 000010
【図８】
2017204766.tif 000011