(57)【要約】【課題】移動局からのデータ通信が頻発したときに、ＭＣＡ無線基地局の制御用チャネルに負荷がかかることを防止することができる無線通信システムを提供すること。【解決手段】移動局２、３と、移動局２、３とＴＤＭＡ方式で通信を行うＭＣＡ無線基地局４とに加えて、ＭＣＡ無線基地局４と同期して移動局２、３とＴＤＭＡ方式で通信を行うデータ通信用基地局５を備え、ＭＣＡ無線基地局４を音声およびデータ通信に用い、データ通信用基地局５をデータ通信に用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局と、前記移動局とＴＤＭＡ方式で通信を行うＭＣＡ無線基地局とを備えたＭＣＡ無線システムにおいて、
前記ＭＣＡ無線基地局と同期して前記移動局と前記ＴＤＭＡ方式で通信を行うデータ通信用基地局をさらに備え、
前記ＭＣＡ無線基地局を音声およびデータ通信に用い、
前記データ通信用基地局をデータ通信に用いることを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記ＭＣＡ無線基地局は、大容量・低頻度のデータ通信に用いられ、
前記データ通信用基地局は、小容量・高頻度のデータ通信に用いられることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記ＭＣＡ無線基地局と前記データ通信用基地局の全てのチャネルのフレームタイミング、スロット番号およびスロットバウンダリが同期していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記ＭＣＡ無線基地局は、制御用チャネルを介して、前記データ通信用基地局の情報を配信することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記移動局は、ＭＣＡ無線基地局の制御用チャネルを介して割り当てられた通信用チャネルのタイムスロットで前記音声およびデータ通信を行う一方、前記データ通信用基地局の通信用チャネルのタイムスロットから無作為に選択したタイムスロットで前記データ通信を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の無線通信システム。
【請求項６】
移動局と、前記移動局とＴＤＭＡ方式で通信を行うＭＣＡ無線基地局とを備えたＭＣＡ無線システムを用いた無線通信方法において、
前記ＭＣＡ無線基地局と同期して前記移動局と前記ＴＤＭＡ方式で通信を行うデータ通信用基地局を前記ＭＣＡ無線システムにさらに設け、
前記ＭＣＡ無線基地局を音声およびデータ通信に用い、
前記データ通信用基地局をデータ通信に用いる無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＣＡ（Multi Channel Access）無線システムを実現する無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＣＡ無線システムは、複数の周波数を多数の利用者が共同で効率よく利用することができる業務用無線システムとして用いられている。ＭＣＡ無線システムは、利用者側に設けられる移動局と、移動局を管理するための制御局と、ＭＣＡ無線基地局とによって構成される。
【０００３】
このようなＭＣＡ無線システムにおいて、移動局と制御局との間および移動局間で音声通信やデータ通信をＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式で行うための規格が策定されている（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】社団法人電波産業会、ＡＲＩＢ標準規格（通信分野）ＳＴＤ−Ｔ８５、「８００ＭＨｚ帯デジタルＭＣＡシステム」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＭＣＡ無線システムを使用して位置、運行管理システムを実現する場合、制御局から移動局に対して制御局からの指示情報等を送信し、移動局から制御局に対して移動局の位置情報等を送信する。また、移動局および制御局は、お互いに送信されたデータが正しく受信できたか否かを通知する応答を送信する。
【０００５】
例えば、タクシーの位置、運行管理システムの場合、制御局から移動局に対して送信される指示情報は、お客様の名前や位置の配車情報等があり、頻度は低いが、情報量は多い。
【０００６】
一方、移動局から制御局に対して送信される情報は、移動局の位置情報や動態情報等があり、リアルタイム性が要求される。したがって、送信情報は、短い間隔で定期的に（例えば、１５秒に１回）送信されるため、頻度は高いが、情報量は少ない。特に、移動局からのデータ通信は、移動局の台数が多くなるほど頻発することになる。
【０００７】
ＭＣＡ無線システムを使用してデータ通信を行う場合、移動局は、制御チャネルを介して、データを送信する要求を行って実際にデータを送信する通話チャネルを割り当ててもらう必要があるため、実際のデータ通信に要するタイムスロット以上のタイムスロットを占有することになる。
【０００８】
したがって、上述したような従来の技術では、移動局からのデータ通信が頻発した場合には、ＭＣＡ無線基地局の制御用チャネルに負荷がかかってしまうといった課題があった。
【０００９】
本発明は、従来の課題を解決するためになされたもので、移動局からのデータ通信が頻発したときに、ＭＣＡ無線基地局の制御用チャネルに負荷がかかることを防止することができる無線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】
【００１０】
本発明の無線通信システムは、移動局と、前記移動局とＴＤＭＡ方式で通信を行うＭＣＡ無線基地局とを備えたＭＣＡ無線システムにおいて、前記ＭＣＡ無線基地局と同期して前記移動局と前記ＴＤＭＡ方式で通信を行うデータ通信用基地局をさらに備え、前記ＭＣＡ無線基地局を音声およびデータ通信に用い、前記データ通信用基地局を移動局からのデータ通信に用いるように構成されている。
【００１１】
この構成により、本発明の無線通信システムは、ＭＣＡ無線基地局の通信用チャネルを介して音声およびデータ通信を行い、データ通信用基地局の通信用チャネルを介して移動局からのデータ通信を行うため、移動局からのデータ通信が頻発したときに、ＭＣＡ無線基地局の制御用チャネルに負荷がかかることを防止することができる。
【００１２】
なお、前記ＭＣＡ無線基地局は、大容量・低頻度のデータ通信に用いられ、前記データ通信用基地局は、小容量・高頻度のデータ通信に用いられるようにしてもよい。
【００１３】
この構成により、本発明の無線通信システムは、ＭＣＡ無線基地局を介して、小容量・高頻度のデータ通信を行わないことにより、ＭＣＡ無線基地局の制御チャネルの負荷を大幅に低減することができる。また、本発明の無線通信システムは、ＭＣＡ無線基地局を使用した音声通信およびデータ通信等に影響を与えない。
【００１４】
また、前記ＭＣＡ無線基地局と前記データ通信用基地局の全てのチャネルのフレームタイミング、スロット番号およびスロットバウンダリが同期していてもよい。
【００１５】
この構成により、本発明の無線通信システムは、各移動局が無作為に選択したタイムスロットで１スロット分のデータ送信を行った場合でも、複数のスロットに跨ったタイミングでデータ送信を行うことがなくなり、他の移動局とデータ送信が衝突しても隣接するスロットのデータ通信を妨害させない。
【００１６】
この構成により、本発明の無線通信システムは、予め、移動局の内部にデータ通信用基地局の情報（キャリア周波数やデータ通信時の制御情報）を用意する必要がない。また、本発明の無線通信システムは、データ通信用基地局のチャネルの増減を行う場合や、キャリア周波数を変更する場合に、移動局の内部データの更新をリモートで行うことができる。
【００１７】
また、前記ＭＣＡ無線基地局は、制御用チャネルを介して、前記データ通信用基地局の情報を配信するようにしてもよい。
【００１８】
また、前記移動局は、ＭＣＡ無線基地局の制御用チャネルを介して割り当てられた通信用チャネルのタイムスロットで前記音声およびデータ通信を行う一方、前記データ通信用基地局の通信用チャネルのタイムスロットから無作為に選択したタイムスロットで前記データ通信を行うようにしてもよい。
【００１９】
この構成により、本発明の無線通信システムは、ＭＣＡ無線基地局の制御用チャネルに負荷をかけずに、データ通信を行うことができる。
【００２０】
本発明の無線通信方法は、移動局と、前記移動局とＴＤＭＡ方式で通信を行うＭＣＡ無線基地局とを備えたＭＣＡ無線システムを用いた無線通信方法において、前記ＭＣＡ無線基地局と同期して前記移動局と前記ＴＤＭＡ方式で通信を行うデータ通信用基地局を前記ＭＣＡ無線システムにさらに設け、前記ＭＣＡ無線基地局を音声およびデータ通信に用い、前記データ通信用基地局を移動局からのデータ通信に用いる。
【００２１】
したがって、本発明の無線通信方法は、ＭＣＡ無線基地局の通信用チャネルを介して音声およびデータ通信を行い、データ通信用基地局の通信用チャネルを介して移動局からのデータ通信を行うため、移動局からのデータ通信が頻発したときに、ＭＣＡ無線基地局の制御用チャネルに負荷がかかることを防止することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、移動局からのデータ通信が頻発したときに、ＭＣＡ無線基地局の制御用チャネルに負荷がかかることを防止することができる無線通信システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２４】
本発明の一実施の形態の無線通信システムを図１に示す。
【００２５】
図１に示すように、無線通信システムは、制御局１と、移動局２、３と、ＭＣＡ無線基地局４と、データ通信用基地局５とを備えている。なお、図１において、１つの制御局１と、２つの移動局２、３と、１つのデータ通信用基地局５とが示されているが、本発明の無線通信システムを構成する制御局、データ通信用基地局および移動局の数を限定するものではない。
【００２６】
制御局１は、移動局２、３との音声の送受信、および、各移動局２、３の位置や状態を表すデータの送受信等を行うための少なくとも１つのコンピュータ装置によって構成されている。
【００２７】
図２に示すように、各移動局２、３は、例えば、タクシーの車両等の移動体に搭載され、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機３０と、表示装置３１と、音声入出力装置３２と、当該車両の状態（例えば、空車、迎車、賃走、回送および観光等）が設定される設定装置３３と、ＭＣＡ無線基地局４およびデータ通信用基地局５と通信するための無線機３４とを備えている。
【００２８】
図１において、ＭＣＡ無線基地局４は、キャリア周波数がそれぞれ異なる制御用チャネルと、少なくとも１つの通信用チャネルとを介して各移動局２、３と通信するようになっている。
【００２９】
具体的には、ＭＣＡ無線基地局４は、制御用チャネルを介して、移動局２、３からの通信用チャネルの割り当ての要求を表す制御情報の受信、移動局２、３に割り当てた通信用チャネルを表す制御情報の送信、および、移動局２、３に対するフレーム同期用の信号の送信等を行うようになっている。
【００３０】
ここで、ＭＣＡ無線基地局４は、図３に示すように、各チャネルをフレームで区切り、このフレームを複数のタイムスロット（以下、単に「スロット」という。）に分割したＴＤＭＡ方式に準拠して各移動局２、３と通信するようになっている。
【００３１】
図１において、ＭＣＡ無線基地局４は、有線または無線で制御局１と通信するようになっている。このように、ＭＣＡ無線基地局４は、制御局１と移動局２、３との間、または、移動局２、３間の音声やデータの送受信を行うようになっている。
【００３２】
なお、本実施の形態において、ＭＣＡ無線基地局４は、制御局１と移動局２、３との間、または、移動局２、３間で、音声を送受信する音声通信、および制御局１から移動局２、３に指示される情報（例えば、配車情報）を送受信するデータ通信を行うものとする。
【００３３】
また、ＭＣＡ無線基地局４は、制御用チャネルを介して、制御局１から要求されたデータ通信用基地局５の情報（キャリア周波数、データ通信の連送回数および送信周期等）を移動局２、３に配信するようになっている。
【００３４】
データ通信用基地局５は、キャリア周波数がそれぞれ異なる少なくとも１つの通信用チャネルを介して各移動局２、３と通信するようになっている。ここで、データ通信用基地局５は、ＭＣＡ無線基地局４と同じＴＤＭＡ方式に準拠して各移動局２、３と通信するようになっている。
【００３５】
一方で、データ通信用基地局５は、有線または無線で制御局１と通信するようになっている。このように、データ通信用基地局５は、制御局１と移動局２、３との間のデータの送受信を行うようになっている。
【００３６】
なお、本実施の形態において、データ通信用基地局５は、制御局１と移動局２、３との間で、移動局２、３から制御局１に送信される各移動局２、３の位置情報、および、移動局２、３から制御局１に送信される各移動局２、３の状態情報（例えば、車両の状態）等を表すデータを送受信するデータ通信を行うものとする。
【００３７】
図４に示すように、データ通信用基地局５は、アンテナ１０と、アンテナ共有器１１と、複数のチャネルユニット１２ａ乃至１２ｈと、チャネルユニット１２ａ乃至１２ｈにバス１３を介して接続されたＣＰＵ１４と、制御局１と通信するための通信インターフェイス１５とを備えている。
【００３８】
各チャネルユニット１２ａ乃至１２ｈは、図５に示すように、受信機２０と、送信機２１と、チャネル制御回路２２とを備えている。受信機２０は、該当する受信チャネルを介して伝送されるデータを受信し、チャネル制御回路２２に出力するようになっている。また、送信機２１は、チャネル制御回路２２によって出力されたデータを該当する送信チャネルを介してアンテナ１０から送出するようになっている。
【００３９】
また、受信機２０および送信機２１は、該当チャネルを介してデータを送受信する一方で、チャネルユニットが起動したときに、ＭＣＡ無線基地局４の制御用チャネルを介して送信される信号を受信し、該当チャネルのフレームタイミング、スロット番号、スロットバウンダリおよび内部クロックをＭＣＡ無線基地局４の制御用チャネルのものと同期させる同期処理を行うようになっている。
【００４０】
また、受信機２０および送信機２１は、該当チャネルのフレームタイミング、スロット番号、スロットバウンダリおよび内部クロックをＭＣＡ無線基地局４の制御用チャネルのものと同期させた後に、定期的に同期処理を行うようになっている。
【００４１】
チャネル制御回路２２は、受信機２０および送信機２１と、バス１３を介して接続されたＣＰＵ１４との間のデータの送受信を行うようになっている。また、チャネル制御回路２２は、受信機２０にデータが正常に受信された場合には、予め定められたスロット分の時刻が経過したときに、データが正常に受信されたことを表すＡＣＫ信号を送信機２１に送信させるようになっている。
【００４２】
以上のように構成された無線通信システムについて、図６乃至図９を用いてその動作を説明する。
【００４３】
図６は、音声通信やデータ通信が行われていない状態におけるＭＣＡ無線基地局４および移動局２、３の動作の一例を示すタイミング図である。
【００４４】
ＭＣＡ無線基地局４は、音声通信、データ通信、および、移動局２、３との制御情報の通信で使用しないスロットを使用し、制御用チャネルの使用状況等を送信する。一方、移動局２、３は、制御用チャネルの全てまたは一部を受信し、自局宛のメッセージがあるか否かを確認する。なお、図６に示す例においては、移動局２、３は、制御用チャネルのスロット１で制御情報を定期的に受信する。
【００４５】
図７は、移動局２から移動局３との音声通信の要求が行われたときのＭＣＡ無線基地局４および移動局２、３の動作の一例を示すタイミング図である。なお、図７において、音声通信の要求および通信用チャネルの割り当ては、１スロットで行えるものとする。
【００４６】
まず、移動局２は、移動局３との音声通信の要求をフレーム１のスロット１でＭＣＡ無線基地局４に送信する（Ｓ１）。この要求がＭＣＡ無線基地局４に受信されると（Ｓ２）、ＭＣＡ無線基地局４は、移動局２と移動局３との音声通信に用いる通信用チャネルの割り当てを行い、割り当てた通信用チャネルをフレーム２のスロット１で移動局２および移動局３に通知する（Ｓ３）。
【００４７】
移動局２と移動局３とに割り当てられた通信用チャネルが通知されると（Ｓ４）、移動局２は、通信用チャネルのフレーム３のスロット１で音声データを送信し（Ｓ５）、移動局３は、通信用チャネルのスロット１で音声データの受信を待つ（Ｓ６）。なお、図７に示した例においては、１フレーム分の時間の音声を表す音声データが１スロット分に圧縮されているものとする。
【００４８】
移動局２から送信された音声データがＭＣＡ無線基地局４に受信されると（Ｓ７）、ＭＣＡ無線基地局４は、受信した音声データを１フレーム後に移動局３に送信し（Ｓ８）、移動局３は、同スロットで音声データを受信する（Ｓ９）。
【００４９】
一方、移動局２は、同スロットでＭＣＡ無線基地局４に音声データを送信し（Ｓ１０）、ＭＣＡ無線基地局４は、この音声データを同スロットで受信する（Ｓ１１）。以降、音声通信が終了するまで、ステップＳ８〜Ｓ１１と同じ処理が１フレーム毎に実行される。
【００５０】
図８は、移動局２から音声通信の終了の要求が行われたときのＭＣＡ無線基地局４および移動局２、３の動作の一例を示すタイミング図である。なお、図８において、音声通信の終了の要求は、１スロットで行えるものとする。
【００５１】
まず、移動局２は、移動局３との音声通信の終了の要求をフレーム３のスロット１でＭＣＡ無線基地局４に送信する（Ｓ２０）。この要求がＭＣＡ無線基地局４に受信されると（Ｓ２１）、ＭＣＡ無線基地局４は、音声通信の終了の要求が正常に受信されたことを表すＡＣＫ信号をフレーム４のスロット１で移動局２と移動局３とに送信し（Ｓ２２）、通信用チャネルを開放する。
【００５２】
このＡＣＫ信号が移動局２と移動局３とに受信されると（Ｓ２３）、移動局２と移動局３とは、制御用チャネルのスロット１の定期的な受信を再開する（Ｓ２４）。
【００５３】
図９は、移動局２および移動局３からデータ通信が行われたときのＭＣＡ無線基地局４、データ通信用基地局５および移動局２、３の動作の一例を示すタイミング図である。なお、図９において、データ通信は、１スロットで行えるものとする。
【００５４】
まず、移動局２は、データ通信用基地局５に対してフレーム２のスロット１でデータ送信を行う（Ｓ３０）。このデータがデータ通信用基地局５に受信されると（Ｓ３１）、データ通信用基地局５は、予め制御局１によって設定されたフレーム（本実施の形態においては、１フレーム）後に、ＡＣＫ信号を移動局２に送信する（Ｓ３２）。
【００５５】
このＡＣＫ信号は、同スロットで移動局２に受信される（Ｓ３３）。このようなデータ通信を行う一方で、移動局２は、制御用チャネルのフレーム１、４および５のスロット１で制御情報を受信している。
【００５６】
また、移動局３は、データ通信用基地局５に対してフレーム３のスロット３でデータ送信を行う（Ｓ４０）。このデータがデータ通信用基地局５に受信されると（Ｓ４１）、データ通信用基地局５は、予め制御局１によって設定されたフレーム後に、ＡＣＫ信号を移動局３に送信する（Ｓ４２）。
【００５７】
このＡＣＫ信号は、同スロットで移動局３に受信される（Ｓ４３）。このようなデータ通信を行う一方で、移動局３は、制御用チャネルの全てのフレームのスロット１で制御情報を受信している。
【００５８】
このように、各移動局２、３は、データの送信タイミングをデータ通信用基地局５の通信用チャネルのスロットから無作為に選択し、選択したスロットでデータ通信を行い、予め制御局１によって設定されたフレーム後に、データ通信用基地局５からＡＣＫ信号を受信する。
【００５９】
また、各移動局２、３は、データ通信を行う一方で、制御用チャネルを受信することができるため、データ通信中に音声通信が開始された場合には、最初から、音声通信に参加することができる。
【００６０】
また、ＭＣＡ無線基地局４とデータ通信用基地局５との全てのチャネルのスロットバウンダリが一致しているため、各移動局２、３は、無作為に選択したスロットで１スロット分のデータ送信を行った場合でも、複数のスロットに跨ったタイミングでデータ送信を行うことがなくなり、移動局２、３とデータ送信が衝突しても隣接するスロットのデータ通信を妨害しない。
【００６１】
このような本発明の一実施の形態の無線通信システムは、ＭＣＡ無線基地局４の通信用チャネルを介して音声およびデータ通信を行い、データ通信用基地局５の通信用チャネルを介して移動局２、３からのデータ通信を行うため、移動局２、３からのデータ通信が頻発したときに、ＭＣＡ無線基地局４の制御用チャネルに負荷がかかることを防止することができる。
【００６２】
また、本発明の一実施の形態の無線通信システムは、データ通信用基地局５の通信用チャネルのスロットから無作為に選択されたスロットを介してデータ通信を行うため、ＭＣＡ無線基地局４の制御用チャネルに負荷をかけずに、データ通信を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明にかかる無線通信システムは、運輸・物流業務、バス運行業務、タクシーの配車業務等の陸上移動通信分野で用いられるＭＣＡ無線システムとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施の形態の無線通信システムのブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態の無線通信システムを構成する移動局のブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態の無線通信システムを構成するＭＣＡ無線基地局が準拠するＴＤＭＡ方式のフレームの一例を示す概念図である。
【図４】本発明の一実施の形態の無線通信システムを構成するデータ通信用基地局のブロック図である。
【図５】本発明の一実施の形態の無線通信システムを構成するデータ通信用基地局におけるチャネルユニットのブロック図である。
【図６】本発明の一実施の形態の無線通信システムにおいて、データ通信が行われていない状態におけるＭＣＡ無線基地局および移動局の動作の一例を示すタイミング図である。
【図７】本発明の一実施の形態の無線通信システムにおいて、移動局から音声通信の要求が行われたときのＭＣＡ無線基地局および移動局の動作の一例を示すタイミング図である。
【図８】本発明の一実施の形態の無線通信システムにおいて、移動局から音声通信の終了の要求が行われたときのＭＣＡ無線基地局および移動局の動作の一例を示すタイミング図である。
【図９】本発明の一実施の形態の無線通信システムにおいて、移動局からデータ通信が行われたときのＭＣＡ無線基地局、データ通信用基地局および移動局の動作の一例を示すタイミング図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  制御局
２、３  移動局
４  ＭＣＡ無線基地局
５  データ通信用基地局
１０  アンテナ
１１  アンテナ共有器
１２ａ〜１２ｈ  チャネルユニット
１３  バス
１４  ＣＰＵ
１５  通信インターフェイス
２０  受信機
２１  送信機
２２  チャネル制御回路
３０  ＧＰＳ受信機
３１  表示装置
３２  音声入出力装置
３３  設定装置
３４  無線機
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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