JP2004200940A - 無線通信システム - Google Patents
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Abstract
【課題】ＩＤの取得と無線接続の確立を並列で行え、接続に要する時間を短縮することができる無線通信システムを提供する。
【解決手段】各基地局は、無線通信によりＩＤの取得を専門に行う部分であるＩＤ取得部と、無線通信の接続の確立を専門に行なう部分である接続確立部とを、別個の無線通信機器ユニットとして、ＩＤ取得部となる無線通信ユニットを１つ以上、接続確立部なる無線通信機器ユニットを１つ以上備えたものであり、ＩＤ取得部は、基地局のエリア内に存在する各無線端末の個々のＩＤの取得を行い、各接続確立部は、ＩＤ取得部により取得された、それぞれ別個の、基地局のエリア内に存在する各無線端末のＩＤを認識して、該ＩＤを持つ無線端末に無線接続の確立を行うものである。
【選択図】 図１
【解決手段】各基地局は、無線通信によりＩＤの取得を専門に行う部分であるＩＤ取得部と、無線通信の接続の確立を専門に行なう部分である接続確立部とを、別個の無線通信機器ユニットとして、ＩＤ取得部となる無線通信ユニットを１つ以上、接続確立部なる無線通信機器ユニットを１つ以上備えたものであり、ＩＤ取得部は、基地局のエリア内に存在する各無線端末の個々のＩＤの取得を行い、各接続確立部は、ＩＤ取得部により取得された、それぞれ別個の、基地局のエリア内に存在する各無線端末のＩＤを認識して、該ＩＤを持つ無線端末に無線接続の確立を行うものである。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１つ以上の基地局を有する無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
１つの基地局がカバーするエリアをセルといい、複数のセルにより全体のサービスエリアを構成する方式をセルラと呼び、このようなセル構成を用いる自動車電話、携帯電話等において、無線区間の伝送を全デジタル化した方式のデジタルセルラと呼ばれる、デジタル無線通信スステムが用いられるようになってきている。
このようなシステムにおいては、従来、基地局と携帯電話等の無線端末（無線通信機器とも言う）と通信を開始する前に、無線端末の識別を行うのが一般的である。
このような識別を行うための識別子をＩＤと言う。
しかし、従来の無線通信システムにおいては、具体的には、般的な方式である周波数ホッピング方式においては、ＩＤの取得と無線接続の確立を時系列に行っていたため、接続に要する時間が長かったり、無線接続を確立した後は、他の別の無線端末のＩＤの取得ができないという不都合があった。
【０００３】
ここで、周波数ホッピング方式による、無線通信について、図５、図６を参照にして簡単に説明しておく。
先ず、以下のようにして、基地局は周囲にいる無線端末（無線通信機器とも言い、移動するものである場合には移動局とも言う）からの応答を得る。
基地局が、図５に示すように、周期Ｔ１の間隔で、通信周波数をｆ０→ｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ４→ｆ０→ｆ１→ｆ２・・・・と順番に切替ながら、周囲にいる無線端末からの応答を求める操作を行っており、一方、無線端末は、周期Ｔ２の間隔で、やはり通信周波数をｆ０→ｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ４→ｆ０→ｆ１→ｆ２・・・・と順番に切替ながら、周囲にある基地局からの電波を受信する操作を行っており、同様に、無線端末は、周期Ｔ２の間隔で、やはり通信周波数をｆ０→ｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ４→ｆ０→ｆ１→ｆ２・・・・と順番に切替なから、周囲にある基地局からの電波を受信する操作を行っている場合において、基地局からの送信信号の周波数ホッビングの周期Ｔ１と、無線端末における受信用の周波数ホッピングの周期Ｔ２とに関して、一方を他方に対して十分長く設定しておけば、いずれかの時点で両者の周波数が同調することになり、この同調したタイミングで、同調した通信周波数を利用することにより、基地局からの呼び出し操作と、無線端末からの応答操作とを行うことができる。
例えば、図６に示すように、Ｔ１に比べＴ２を十分大きくとれば、Ｔ２区間内で周波数ｆ０で同調できる。
次いで、このようにして、基地局からの呼び出しに対し無線端末からの応答が得られた後、通常、基地局と無線端末との双方が、新たな同一のホッピングパターンに基づいて、同一の周期で通信周波数の切替を行ない相互の通信を行う。
このように周波数を同調して無線通信を行う方式を、周波数ホッピング方式による無線通信と言う。
尚、図５は一般的な周波数ホッピング方式の基本原理を示すダイヤグラムで、横軸は周波数ｆ、縦軸は時間ｔを示しており、図６は周波数ホッピング方式を採用する基地局と無線端末との間における待ち受け状態のー般的な動作を説明するためのタイムダイヤグラムである。
【０００４】
一方、近年、符号による直交性を利用する符号分割多元接続である直接拡散通信方式（ＤＳ方式とも言う）は、通信周波数の利用効率を飛躍的に向上させる方式として、近年非常に注目されており、干渉や妨害に強く、信号秘匿能力を持ち、次世代のディジタルセル方式の自動車電話、携帯電話における無線通信が検討されるようになってきたが、この通信方式にも、基本的には、周波数ホッピング方式と同様、接続に要する時間が長くかかるという問題がある。
尚、直接拡散通信方式（ＤＳ方式とも言う）は、互いに異なる拡散符号（スペクトル拡散符号）を用いて同一周波数帯域に複数の通信チャンネルを多重化する方式であり、簡単には、基地局が、各通信端末宛の送信信号を各通信チャネルに固有の拡散符号と乗算することによって、拡散（スペクトル拡散）し、複数チャネルの拡散信号が混合された形の多重信号を同一周波数によって送出し、そして、各端末装置は、基地局が用いた拡散符号と同じ各通信チャネルの固有の符号（逆拡散符号）を受信信号と乗算することによって、逆拡散（スペクトル逆拡散）し、相関がとれた自チャネルの信号のみ取り出すものである。
即ち、送信側が変調信号のディジタルデータ（ベースバンド信号）で搬送波をディジタル変調し、さらにチャネルごとに異なる符号系列の拡散符号を用いてスペクトル拡散変調を行って送信し、受信側は受信信号についてチャネル対応の拡散符号を用いて逆スペクトル拡散復調し、さらにディジタル復調してディジタルデータを復元するものであり、異なる拡散符号をもつ複数のチャネルによって複数の局が多元接続される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２７６１７６号公報（図７にはＩＤ取得する基地局の構成が図示され、図８にはＩＤを送信するリモート局の構成が図示されている。）
【非特許文献１】
横山光夫著「スペクトル拡散通信システム」科学技術出版
初版 １９８８年５月１０日
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、１つの基地局を介して無線通信機器（無線端末）とデジタル無線通信を行うシステムにおいて、従来は、ＩＤの取得と無線接続の確立を時系列に行っていたため、接続に要する時間が長かったり、無線接続を確立した後は、他の別の無線通信機器（無線端末）のＩＤの取得ができないという不都合があり、この対応が求められていた。
本発明は、これに対応するもので、具体的には、ＩＤの取得と無線接続の確立を並列で行え、接続に要する時間を短縮することができる無線通信システムを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の無線通信システムは、１つ以上の基地局を有する無線通信システムであって、各基地局は、無線通信によりＩＤの取得を専門に行う部分であるＩＤ取得部と、無線通信の接続の確立を専門に行なう部分である接続確立部とを、別個の無線通信機器ユニットとして、ＩＤ取得部となる無線通信ユニットを１つ以上、接続確立部なる無線通信機器ユニットを１つ以上備えたものであり、ＩＤ取得部は、基地局のエリア内に存在する各無線端末の個々のＩＤの取得を行い、各接続確立部は、ＩＤ取得部により取得された、それぞれ別個の、基地局のエリア内に存在する各無線端末のＩＤを認識して、該ＩＤを持つ無線端末に無線接続の確立を行うものであることを特徴とするものである。
そして、上記において、各基地局には、無線端末のＩＤ情報を保持する記憶部を１つ以上備え、ＩＤ取得部ないし接続確立部となる無線通信機器ユニットは、前記ＩＤ情報を共用するものであることを特徴とするものである。
そしてまた、上記において、各基地局の各部の動作を制御する制御部の下、個々の接続確立を行なう無線通信機器ユニットの通信状況から、無線端末と未通信状態の無線通信機器ユニットに、新たに、無線端末との接続の確立を割り振るものであることを特徴とするものである。
また、上記において、通信方式は周波数ホッピング方式であり、無線通信におけるスロットタイミングは、個々の無線通信機器ユニットですべて同期させるものであることを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記において、各基地局は、ＩＤ取得部となる無線通信機器ユニット、接続確立部となる無線通信機器ユニット、記憶部、制御部等の機能部全てを１箇所に配設してシステム化したものであることを特徴とするものである。
あるいはまた、上記において、各基地局は、ＩＤ取得部となる無線通信機器ユニット、接続確立部となる無線通信機器ユニット、記憶部、制御部等の機能部のうち１以上の機能部をネットワークで結びシステム化したものであることを特徴とするものであり、各基地局は、ＩＤ取得部となる無線通信機器ユニットおよびまたは接続確立部なる無線通信機器ユニットを、１以上の無線通信機器ユニット配設箇所に分散させて配したもので、各無線通信機器ユニット配設箇所には、ＩＤ取得部およびまたは接続確立部を１つ以上備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】
本発明の無線通信システムは、上記のような構成にすることによって、ＩＤの取得と無線接続の確立を並列で行え、接続に要する時間を短縮することができる無線通信システムの提供を可能にしている。
詳しくは、各基地局は、無線通信によりＩＤの取得を専門に行う部分であるＩＤ取得部と、無線通信の接続の確立を専門に行なう部分である接続確立部とを、別個の無線通信機器ユニットとして、ＩＤ取得部となる無線通信ユニットを１つ以上、接続確立部なる無線通信機器ユニットを１つ以上備えたものであり、ＩＤ取得部は、基地局のエリア内に存在する各無線端末の個々のＩＤの取得を行い、各接続確立部は、ＩＤ取得部により取得された、それぞれ別個の、基地局のエリア内に存在する各無線端末のＩＤを認識して、該ＩＤを持つ無線端末に無線接続の確立を行うものであることにより、これを達成している。
即ち、各無線通信機器ユニットの処理を専門化することで、無線通信機器ユニット自体の仕組みを簡略化するとともに、簡単な構成で、接続に要する時間を短縮し、接続不能状態を従来より少なくすることができるものとしている。
【００１０】
そして、各基地には、無線端末（無線通信機器とも言う）のＩＤ情報を保持する記憶部を１つ以上備え、ＩＤ取得部ないし接続確立部となる無線通信機器ユニットは、前記ＩＤ情報を共用するもので、これにより、ＩＤ取得部が１つでも、ＩＤの取得と無線接続の確立を並列で行え、接続に要する時間を短縮することができるものとしている。
また、具体的には、通信方式としては、周知の周波数ホッピング方式が挙げられるが、この場合、無線通信におけるスロットタイミングを、個々の無線通信機器ユニットですべて同期させることにより、無線通信機器ユニットの周波数の干渉がないものとできる。
勿論、基地局の制御部は、個々の接続確立を行なう無線通信機器ユニットの通信状況から、無線端末と未通信状態の無線通信機器ユニットに、新たに、無線端末との接続の確立を割り振るものである。
【００１１】
そしてまた、各基地局は、ＩＤ取得部となる無線通信機器ユニット、接続確立部となる無線通信機器ユニット、記憶部、制御部等の機能部全てを１箇所に配設してシステム化した第１の形態、あるいは、ＩＤ取得部となる無線通信機器ユニット、接続確立部となる無線通信機器ユニット、記憶部、制御部等の機能部のうち１以上の機能部をネットワークで結びシステム化した第２の形態のものが挙げられる。
第１の形態の場合は、機能全体を１箇所に集めることにより、その管理面からは好ましいが、第２の形態の場合には、種々の態様を採ることができ、その自由度は大きい。
例えば、ＩＤ取得部となる無線通信機器ユニットおよびまたは接続確立部なる無線通信機器ユニットを、１以上の無線通信機器ユニット配設箇所に分散させて配したもので、且つ、各無線通信機器ユニット配設箇所には、ＩＤ取得部およびまたは接続確立部を１つ以上備えているものが挙げられる。
【００１２】
更に、複数の基地局間にわたり無線端末が移動する場合（この場合無線端末を移動局とも言う）においても、取得したＩＤ情報を基地局間でも共用できるため、無線通信システム内の１つの基地局が１度ＩＤを取得してしまえば、このＩＤ取得動作を他の基地局で行う必要はなく、前記他の基地局において、その基地内の接続確立部により無線端末（移動局）と接続を行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態例を図に基づいて説明する。
図１は本発明の無線通信システムの実施の形態の第１の例の特徴部を示した概略構成図で、図２は本発明の無線通信システムの実施の形態の第３の例における基地局の構成図で、図３は周波数ホッピング方式の通信部の基本構成を示した図で、図４は直接拡散通信方式（ＤＳ方式とも言う）による無線通信部の１例の概略構成を示した図で、図７は接続確立のタイミングを説明するための図で、図８は従来のＢｌｕｅｔｏｏｔｈの通信規格の場合の接続確立のタイミングを説明するための図である。
図１、図２、図３、図４において、１００は基地局、１０１は接続線、１１０はＩＤ取得部、１２１〜１２４は接続の確立部、１３０は記憶部、１４０は制御部、１６１〜１６５は無線端末（無線通信機器とも言う）、２０１〜２０４は無線通信ユニット、２１１、２１２はＩＤ取得部、２２１、２２２は接続の確立部、２３０は記憶部、２４０は制御部、２６０はネットワーク、３００は通信部、３１０はアンテナ、３２０はダウンコンバータ、３３０はアップコンバータ、３４０は発振回路、３５０、３６０は信号乗算器、３７０は検波回路、３８０は通信制御回路（ベースバンド回路とも言う）、４１０は受信機能部、４１１はアンテナ、４１２は送信部、４１３ａ〜４１３ｃは受信復調部、４１４は相関器、４１５は符号同期部、４１６は逆拡散復調器、４１７は合成部、４１８は識別器、４２０は送信機能部、４２１ａ、４２１ｂは送信変調器、４２２は一次変調器、４２３は二次変調器、４２４は拡散コード発生器、４２５は合成部、４２６は送信部である。
尚、図１は無線端末１６１〜１６５が基地局に同時に接続されていることを太実線で示したもので、太点線は取得部１１０と無線端末１６１〜１６５との接続を意味する。
【００１４】
はじめに、本発明の無線通信システムの実施の形態の第１の例を、図１に基づいて説明する。
第１の例は、基地局と携帯電話等の無線端末と周波数ホッピング方式で無線通信する無線通信システムで、図１にその特徴部を示すように、１つの所定のエリア（領域）をカバーするための基地局１００は、無線通信によりＩＤの取得を専門に行う部分であるＩＤ取得部１１０と、無線通信の接続の確立を専門に行なう部分である接続確立部１２１〜１２４とを、別個の無線通信機器ユニットとして備えたものである。
そして、ＩＤ取得部１１０となる無線通信機器ユニット、接続確立部１２１〜１２４なる無線通信機器ユニット、記憶部１３０、制御部１４０の機能部全てを１箇所に配設して接続線１０１で接続しシステム化したものである。
ＩＤ取得部１１０は、基地局１００のエリア内に存在する各無線端末１６１〜１６５の個々のＩＤの取得を行い、各接続確立部１２１〜１２４は、ＩＤ取得部１１０により取得された、それぞれ別個の、基地局１００のエリア内に存在する各無線端末１６１〜１６５のＩＤを認識して、それぞれ、別個のＩＤを持つ無線端末に無線接続の確立を行うものである。
【００１５】
第１の例における接続動作の１例を簡単に説明する。
図１における基地局１００に対し、５つの無線端末１６１〜１６５から接続要請があった場合、ＩＤ取得部１１０はこの要請のあった無線端末のＩＤを所得し、取得したＩＤを記憶部１３０に登録する。
次に、制御部１４０の管理のもと、対応するプログラムおよびまたはシーケンスを動作し、登録されたＩＤを検索し、接続が確立していない（以下空いているとも言う）接続確立部を検索し、例えば、１２１、１２２、１２３、１２４の順に、空いている接続の確立部を選択し、このＩＤの無線端末との接続を指示し、この指示にしたがい、要請のあった無線端末と選択された空いている接続の確立部との接続が行われる。
各接続確立部は、ホッピングする周波数の数に対応し、複数の無線端末と接続が可能で、５つの無線端末１６１〜１６５から接続要請があった場合、例えば、順に、無線端末１６１と接続確立部１２１、端末１６２と接続確立部１２２、無線端末１６３と接続確立部１２３、無線端末１６４と接続確立部１２４、無線端末１６５と接続確立部１２１とで接続が行なわれる。
図１は、このようにして、接続された状態を示している。
尚、この接続順は、これに限定されず、接続における負荷等も考慮して、適宜対応できるようにしておく。
【００１６】
第１の例の無線通信システムでは、ＩＤの取得タイミングと接続確立のタイミングが異なるため、ＩＤ取得部と接続の確立部を分離、並列に設置するだけでなく、ＩＤ取得の記憶を担当する記憶部と接続の確立を制御する制御部が必須である。
ここで、接続確立のタイミングについて、簡単な例として、図７（ａ）にその無線通信システムの構成を挙げ、図７（ｂ）にタイミングチャートを挙げて、これらに基づいて簡単に説明しておく。
例えば、ＩＤがＩＤ１である無線端末１からＩＤを取得し、更に、ＩＤがＩＤ２である無線端末２からＩＤを取得し、制御部のタイミング制御のもと、いずれも、接続の確立部１にて接続の確立を行う場合、
先ず、ＩＤ取得部にて無線端末１からＩＤ１取得すると、これに対応して、
接続の確立部１にて接続の確立が行なわれ、この無線端末１と接続の確立部１との交信中に、ＩＤ取得部にて無線端末２からＩＤ２取得すると、先の交信が続行している場合は、記憶部でＩＤ２を保持した状態にして、制御部の管理のもと先の交信が終了したタイミングで、接続の確立部１にて無線端末２との接続の確立が行なわれる。
このように、接続の確立部１は連続駆動可能に制御されることができる。
勿論、他の接続の確立部２についても同様である。
結局、このようなタイムチャートでＩＤ取得、接続の確立を行うため、通信帯域も特に問題がない。
これに対し、従来のＢｌｕｅｔｏｏｔｈの通信規格の場合、図８（ａ）に示すように、最速１０. ２４ｓｅｃで、ＩＤの取得を続行でき、且つ接続の確立は、ＩＤの取得後１０. ２４ｓｅｃで開始可能なものであるが、新たな無線端末との接続は、同期転送モード（音声用）の場合、非同期転送モード（一般データ用）は、それぞれ、図８（ｂ）、図８（ｃ）に示されるように、いずれも、ＩＤ取得と接続が交互に１つの無線通信機器ユニットで行なわれるため、接続機器にたいする通信帯域が下がっていた。
また、非同期転送モード（一般データ用）の場合は、消費電力モードに以降しなければならず、機器制御自体が非常に複雑になっていた。
【００１７】
第１の例の各無線通信機器ユニットを構成する周波数ホッピング方式の通信部の１例を図４に挙げ、その動作およびその各部の説明を図４に基づいて簡単に説明しておく。
尚、第１の例では、実際には、ＩＤ所得部と接続確立部においては、ＩＤ所得用ベースバンド回路、接続確立用ベースバンド回路を設けている。
また、説明を分かり易くするため、ここでも、基地局が、図５に示すように、周期Ｔ１の間隔で、通信周波数をｆ０→ｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ４→ｆ０→ｆ１→ｆ２・・・・と順番に切替ながら、周囲にいる移動局からの応答を求める操作を行っており、一方、移動局は、周期Ｔ２の間隔で、やはり通信周波数をｆ０→ｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ４→ｆ０→ｆ１→ｆ２・・・・と順番に切替なから、周囲にある基地局からの電波を受信する操作を行っており、同様に、移動局は、周期Ｔ２の間隔で、やはり通信周波数をｆ０→ｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ４→ｆ０→ｆ１→ｆ２・・・・と順番に切替なから、周囲にある基地局からの電波を受信する操作を行っているとし、且つ、基地局の周期Ｔ１と通信局の周期Ｔ２の関係は図６のようであるとする。
図３に示すように、この通信部３００は、アンテナ３１０と、このアンテナ３１０に接続されたダウンコンバータ３２０およびアップコンバータ３３０と、発振回路３４０と、信号乗算器３５０、３６０と、検波回路３７０と、通信制御回路３８０とによって構成されている。
アンテナ３１０によって受信されたＲＦ信号( たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの通信規格の場合は、２. ４ＧＨｚ帯の信号) は、ダウンコンバータ３２０によって、より低い周波数帯城の受信信号( 図５に示す周波数ｆ０〜ｆ４の帯城を含む信号) に変換される。
信号乗算器３５０では、この受信信号に、発振回路３４０で発生した所定周波数（図５に示す周波数ｆ０〜ｆ４の中から選択されたいずれかの周波数) の交流信号を乗算し、その乗算結果となる信号が検波回路３７０に与えられる。
検波回路３７０は、与えられた信号に含まれていたべースバンド受信信号を抽出する検波処理を行い、これを通信制御回路３８０へと与える。
ダウンコンバータ３２０から出力される受信信号のホッピング周波数と、発振回路３４０が発生する周波数とがー致すると、信号乗算器３５０による乗算により、当該周波数帯城の情報のみが選択的に増強され、検波回路で検波されることになる。
通信制御回路３８０は、この通信部３００全体を制御する構成要素であり、検波回路３７０によって抽出されたべースバンド受信信号に対して必要な処理を施すとともに、送信対象となるデータをべースバンド送信信号として信号乗算器３６０に出力する処理や、発振回路３４０に対して、発振周波数ｆを指示する処理を実行する。
信号乗算器３６０では、発振回路３４０で発生した所定周波数の交流信号に、ベースバンド送信信号を乗算する処理が行われ、その乗算結果となる信号はアップコンバータ３３０によりＲＦ信号へと変換された後、アンテナ３１０から送信されることになる。
このような、図３に示す周波数ホッピング式通信部３００が、基地局の各無線通信機器ユニットには組み込まれており、基地局と無線端末間で通信が行われる。
図３に示す通信部３００では、待ち受け状態にある場合には、通信制御回路３８０から発振回路３４０に対して、図６の下段に示す周期Ｔ２の間隔で、をｆ０→ｆ１→ｆ２→と順番に周波数の指定が行われることになる。
このような待ち受け状態の動作を行っているにもかかわらず、周囲に基地局が存在しなければ、検波回路３７０には有意な受信信号の検波は行われない。
ところが、周囲に基地局が存在し、図６の上段に示す周期Ｔ１の間隔で周波数ホッビング方式を行いながら、呼び出しのための信号送信を行っていれば、移動局は、上述したタイミングでこの呼び出しを認識することができ、アップコンバータ３３０を介して信号を返信することにより、これに応答することができる。基地局側からの呼び出しに対して、所定の移動局からの応答が得られると、両者間で通常の周波数ホッピング方式を用いた無線通信が実行される。
両者間には、既に上述したタイミングで同期がとれているので、通常、両者は、周波数ホッビングの新たな周期をＴ１の整数倍（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの場合では２倍）に設定しなおし、無線通信を開始する。
すなわち、通信制御回路３８０は、発振回路３４０に対して、新たな設定周期ごとに周波数ホッピングする指示を与えることになる。
こうして、基地局と無線端末との双方が、同一のホッピングバターンに基づいて、同一の周期で通信周波数の切替を行いながら、相互の通信を行うことになる。
ダウンコンバータ３２０から出力される受信信号のホッビング周波数と、発振回路３４０が発生する周波数とは常に一致することになるので、検波回路３７０は常にべースバンド受信信号を検波することが可能になり、また、アップコンバータ３３０を介して、常にべースバンド送信信号を送信することが可能になる。
【００１８】
（変形例）
第１の例においては、各無線通信機器ユニットにおける無線通信を、一般的な周波数ホッピング方式で行うが、変形例としては、各無線通信機器ユニットにおける無線通信を、直接拡散通信方式（ＤＳ方式とも言う）による無線通信にて行うようにしたものも挙げられる。
この場合は、例えば、図４（ａ）に示す受信機能部４１０と図１（ｂ）に示す送信機能部４２０とを有する通信部を、図３示す通信部に置き代えた構成のものが挙げられる。
以下、図１、図４に基づき、その動作と各部の説明を簡単にしておく。
図４（ａ）に示す受信機能部４１０において、受信復調部４１３ａ〜４１３ｃは、それぞれ符号同期部４１５と逆拡散復調部４１６とからなる同一の構成を有するものであり、受信部４１２を介して、無線端末（図１の１６１〜１６５に相当）側からの信号である、受信信号（以下受信ＣＤＭＡ信号と言う）が入力される。
相関器４１４は、送信側の拡散コードと同一パターンのコードの位相をずらしながら相関値を求め、例えば、相関値の大きい順に３個の相関値を選択して、受信復調部４１３ａ〜４１３ｃ対応の符号同期部４１５に入力する。
符号同期部４１５は、相関器４１４からの相関値の時間位置に対応し、且つ受信ＣＤＭＡ信号に位相同期した逆拡散コードを発生して逆拡散復調部４１６に入力し、逆拡散復調部４１６は、受信部４１２からの受信ＣＤＭＡ信号を逆拡散し、合成部４１７は各受信復調部４１３ａ〜４１３ｃからの復調出力信号を合成し、識別器４１８は、レベル識別によりデータを再生して出力する。
このようにして、受信機能部４１０は、受信ＣＤＭＡ信号から情報を抽出し、必要に応じ、これを記憶部（図１の１３０に相当）に送る。
一方、図４（ｂ）に示す送信機能部４２０は、制御部（図１の１４０に相当）の制御のもと、無線端末（図１の１６１〜１６５に相当）側へ、送信機能部４２０により、必要に応じて送信を行う。
図４（ｂ）の送信機能部４２０は、２チャネルの送信変調部４２１ａ、４２１ｂを備えたもので、各チャネル対応の送信変調部４２１ａ、４２１ｂは同一の構成を備えている。
拡散コード発生部４２４は、各チャネル対応に異なる拡散コードを発生するものである。
一次変調器４２２は、制御器（図１の１４０に相当）の制御のもと、記憶部（図１の１３０に相当）から入手した送信データをＢＰＳＫ等に変調し、二次変調器４２３は、拡散コード発生部４２４からの拡散コードにより拡散変調する。
合成部４２５は各チャネル対応の送信変調部４２１ａ、４２１ｂの変調出力信号を合成し、送信部４２６は送信周波数に変調してアンテナ４２７から送信する。
したがって、２チャネルの送信データを同一の送信周波数帯域を用いて送信することができる。
このようにして、無線通信は行われる。
【００１９】
本発明の無線通信システムの実施の形態の第２の例としては、第１の例において、図１示す基地局１００の各機能部がネットワークにより結ばれシステム化されているものが挙げられる。
各機能部をネットワークを介して接続しているだけで、各部の動作は、第１の例のものと同じである。
【００２０】
次に、本発明の無線通信システムの実施の形態の第３の例を、図２に基づいて説明する。
第３の例は、その特徴部を図２に示すように、無線通信機器ユニット２０１はＩＤ取得部２１１を構成し、第１の場所に配設され、無線通信機器ユニット２０２はＩＤ取得部２１２と接続の確立部２２１とを構成し、第２の場所に配設され、無線通信機器ユニット２０３は接続の確立部２２２を構成し、第３の場所に配設されるもので、且つ、各無線通信機器ユニットと記憶部２３０、制御部２４０とが、それぞれネットワークにて互いに結ばれ、システム化されたものである。各機能部をネットワークを介して接続しているだけで、各部の動作は、第１の例のものと同じである。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、上記のようにＩＤの取得と無線接続の確立を並列で行え、接続に要する時間を短縮することができる無線通信システムの提供を可能とし、且つ、無線通信機器ユニットを専門化することで、その仕組みを簡略化することを可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無線通信システムの実施の形態の第１の例の特徴部を示した概略構成図である。
【図２】本発明の無線通信システムの実施の形態の第３の例における基地局の構成図である。
【図３】周波数ホッピング方式の通信部の基本構成を示した図である。
【図４】直接拡散通信方式（ＤＳ方式とも言う）による無線通信部の１例の概略構成を示した図である。
【図５】一般的な周波数ホッピング方式の基本原理を示すダイヤグラムである。
【図６】周波数ホッピング方式を採用する基地局と無線端末との間における待ち受け状態のー般的な動作を説明するためのタイムダイヤグラムである。
【図７】接続確立のタイミングを説明するための図である。
【図８】図８は従来のＢｌｕｅｔｏｏｔｈの通信規格の場合の接続確立のタイミングを説明するための図である。
【符号の説明】
１００ 基地局
１０１ 接続線
１１０ ＩＤ取得部
１２１〜１２４ 接続の確立部
１３０ 記憶部
１４０ 制御部
１６１〜１６５ 無線端末（無線通信機器とも言う）
２０１〜２０４ 無線通信ユニット
２１１、２１２ ＩＤ取得部
２２１、２２２ 接続の確立部
２３０ 記憶部
２４０ 制御部
２６０ ネットワーク
３００ 通信部
３１０ アンテナ
３２０ ダウンコンバータ
３３０ アップコンバータ
３４０ 発振回路
３５０、３６０ 信号乗算器
３７０ 検波回路
３８０ 通信制御回路（ベースバンド回路とも言う）
４１０ 受信機能部
４１１ アンテナ
４１２ 送信部
４１３ａ〜４１３ｃ 受信復調部
４１４ 相関器
４１５ 符号同期部
４１６ 逆拡散復調器
４１７ 合成部
４１８ 識別器
４２０ 送信機能部
４２１ａ、４２１ｂ 送信変調器
４２２ 一次変調器
４２３ 二次変調器
４２４ 拡散コード発生器
４２５ 合成部
４２６ 送信部
【発明の属する技術分野】
本発明は、１つ以上の基地局を有する無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
１つの基地局がカバーするエリアをセルといい、複数のセルにより全体のサービスエリアを構成する方式をセルラと呼び、このようなセル構成を用いる自動車電話、携帯電話等において、無線区間の伝送を全デジタル化した方式のデジタルセルラと呼ばれる、デジタル無線通信スステムが用いられるようになってきている。
このようなシステムにおいては、従来、基地局と携帯電話等の無線端末（無線通信機器とも言う）と通信を開始する前に、無線端末の識別を行うのが一般的である。
このような識別を行うための識別子をＩＤと言う。
しかし、従来の無線通信システムにおいては、具体的には、般的な方式である周波数ホッピング方式においては、ＩＤの取得と無線接続の確立を時系列に行っていたため、接続に要する時間が長かったり、無線接続を確立した後は、他の別の無線端末のＩＤの取得ができないという不都合があった。
【０００３】
ここで、周波数ホッピング方式による、無線通信について、図５、図６を参照にして簡単に説明しておく。
先ず、以下のようにして、基地局は周囲にいる無線端末（無線通信機器とも言い、移動するものである場合には移動局とも言う）からの応答を得る。
基地局が、図５に示すように、周期Ｔ１の間隔で、通信周波数をｆ０→ｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ４→ｆ０→ｆ１→ｆ２・・・・と順番に切替ながら、周囲にいる無線端末からの応答を求める操作を行っており、一方、無線端末は、周期Ｔ２の間隔で、やはり通信周波数をｆ０→ｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ４→ｆ０→ｆ１→ｆ２・・・・と順番に切替ながら、周囲にある基地局からの電波を受信する操作を行っており、同様に、無線端末は、周期Ｔ２の間隔で、やはり通信周波数をｆ０→ｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ４→ｆ０→ｆ１→ｆ２・・・・と順番に切替なから、周囲にある基地局からの電波を受信する操作を行っている場合において、基地局からの送信信号の周波数ホッビングの周期Ｔ１と、無線端末における受信用の周波数ホッピングの周期Ｔ２とに関して、一方を他方に対して十分長く設定しておけば、いずれかの時点で両者の周波数が同調することになり、この同調したタイミングで、同調した通信周波数を利用することにより、基地局からの呼び出し操作と、無線端末からの応答操作とを行うことができる。
例えば、図６に示すように、Ｔ１に比べＴ２を十分大きくとれば、Ｔ２区間内で周波数ｆ０で同調できる。
次いで、このようにして、基地局からの呼び出しに対し無線端末からの応答が得られた後、通常、基地局と無線端末との双方が、新たな同一のホッピングパターンに基づいて、同一の周期で通信周波数の切替を行ない相互の通信を行う。
このように周波数を同調して無線通信を行う方式を、周波数ホッピング方式による無線通信と言う。
尚、図５は一般的な周波数ホッピング方式の基本原理を示すダイヤグラムで、横軸は周波数ｆ、縦軸は時間ｔを示しており、図６は周波数ホッピング方式を採用する基地局と無線端末との間における待ち受け状態のー般的な動作を説明するためのタイムダイヤグラムである。
【０００４】
一方、近年、符号による直交性を利用する符号分割多元接続である直接拡散通信方式（ＤＳ方式とも言う）は、通信周波数の利用効率を飛躍的に向上させる方式として、近年非常に注目されており、干渉や妨害に強く、信号秘匿能力を持ち、次世代のディジタルセル方式の自動車電話、携帯電話における無線通信が検討されるようになってきたが、この通信方式にも、基本的には、周波数ホッピング方式と同様、接続に要する時間が長くかかるという問題がある。
尚、直接拡散通信方式（ＤＳ方式とも言う）は、互いに異なる拡散符号（スペクトル拡散符号）を用いて同一周波数帯域に複数の通信チャンネルを多重化する方式であり、簡単には、基地局が、各通信端末宛の送信信号を各通信チャネルに固有の拡散符号と乗算することによって、拡散（スペクトル拡散）し、複数チャネルの拡散信号が混合された形の多重信号を同一周波数によって送出し、そして、各端末装置は、基地局が用いた拡散符号と同じ各通信チャネルの固有の符号（逆拡散符号）を受信信号と乗算することによって、逆拡散（スペクトル逆拡散）し、相関がとれた自チャネルの信号のみ取り出すものである。
即ち、送信側が変調信号のディジタルデータ（ベースバンド信号）で搬送波をディジタル変調し、さらにチャネルごとに異なる符号系列の拡散符号を用いてスペクトル拡散変調を行って送信し、受信側は受信信号についてチャネル対応の拡散符号を用いて逆スペクトル拡散復調し、さらにディジタル復調してディジタルデータを復元するものであり、異なる拡散符号をもつ複数のチャネルによって複数の局が多元接続される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２７６１７６号公報（図７にはＩＤ取得する基地局の構成が図示され、図８にはＩＤを送信するリモート局の構成が図示されている。）
【非特許文献１】
横山光夫著「スペクトル拡散通信システム」科学技術出版
初版 １９８８年５月１０日
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、１つの基地局を介して無線通信機器（無線端末）とデジタル無線通信を行うシステムにおいて、従来は、ＩＤの取得と無線接続の確立を時系列に行っていたため、接続に要する時間が長かったり、無線接続を確立した後は、他の別の無線通信機器（無線端末）のＩＤの取得ができないという不都合があり、この対応が求められていた。
本発明は、これに対応するもので、具体的には、ＩＤの取得と無線接続の確立を並列で行え、接続に要する時間を短縮することができる無線通信システムを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の無線通信システムは、１つ以上の基地局を有する無線通信システムであって、各基地局は、無線通信によりＩＤの取得を専門に行う部分であるＩＤ取得部と、無線通信の接続の確立を専門に行なう部分である接続確立部とを、別個の無線通信機器ユニットとして、ＩＤ取得部となる無線通信ユニットを１つ以上、接続確立部なる無線通信機器ユニットを１つ以上備えたものであり、ＩＤ取得部は、基地局のエリア内に存在する各無線端末の個々のＩＤの取得を行い、各接続確立部は、ＩＤ取得部により取得された、それぞれ別個の、基地局のエリア内に存在する各無線端末のＩＤを認識して、該ＩＤを持つ無線端末に無線接続の確立を行うものであることを特徴とするものである。
そして、上記において、各基地局には、無線端末のＩＤ情報を保持する記憶部を１つ以上備え、ＩＤ取得部ないし接続確立部となる無線通信機器ユニットは、前記ＩＤ情報を共用するものであることを特徴とするものである。
そしてまた、上記において、各基地局の各部の動作を制御する制御部の下、個々の接続確立を行なう無線通信機器ユニットの通信状況から、無線端末と未通信状態の無線通信機器ユニットに、新たに、無線端末との接続の確立を割り振るものであることを特徴とするものである。
また、上記において、通信方式は周波数ホッピング方式であり、無線通信におけるスロットタイミングは、個々の無線通信機器ユニットですべて同期させるものであることを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記において、各基地局は、ＩＤ取得部となる無線通信機器ユニット、接続確立部となる無線通信機器ユニット、記憶部、制御部等の機能部全てを１箇所に配設してシステム化したものであることを特徴とするものである。
あるいはまた、上記において、各基地局は、ＩＤ取得部となる無線通信機器ユニット、接続確立部となる無線通信機器ユニット、記憶部、制御部等の機能部のうち１以上の機能部をネットワークで結びシステム化したものであることを特徴とするものであり、各基地局は、ＩＤ取得部となる無線通信機器ユニットおよびまたは接続確立部なる無線通信機器ユニットを、１以上の無線通信機器ユニット配設箇所に分散させて配したもので、各無線通信機器ユニット配設箇所には、ＩＤ取得部およびまたは接続確立部を１つ以上備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】
本発明の無線通信システムは、上記のような構成にすることによって、ＩＤの取得と無線接続の確立を並列で行え、接続に要する時間を短縮することができる無線通信システムの提供を可能にしている。
詳しくは、各基地局は、無線通信によりＩＤの取得を専門に行う部分であるＩＤ取得部と、無線通信の接続の確立を専門に行なう部分である接続確立部とを、別個の無線通信機器ユニットとして、ＩＤ取得部となる無線通信ユニットを１つ以上、接続確立部なる無線通信機器ユニットを１つ以上備えたものであり、ＩＤ取得部は、基地局のエリア内に存在する各無線端末の個々のＩＤの取得を行い、各接続確立部は、ＩＤ取得部により取得された、それぞれ別個の、基地局のエリア内に存在する各無線端末のＩＤを認識して、該ＩＤを持つ無線端末に無線接続の確立を行うものであることにより、これを達成している。
即ち、各無線通信機器ユニットの処理を専門化することで、無線通信機器ユニット自体の仕組みを簡略化するとともに、簡単な構成で、接続に要する時間を短縮し、接続不能状態を従来より少なくすることができるものとしている。
【００１０】
そして、各基地には、無線端末（無線通信機器とも言う）のＩＤ情報を保持する記憶部を１つ以上備え、ＩＤ取得部ないし接続確立部となる無線通信機器ユニットは、前記ＩＤ情報を共用するもので、これにより、ＩＤ取得部が１つでも、ＩＤの取得と無線接続の確立を並列で行え、接続に要する時間を短縮することができるものとしている。
また、具体的には、通信方式としては、周知の周波数ホッピング方式が挙げられるが、この場合、無線通信におけるスロットタイミングを、個々の無線通信機器ユニットですべて同期させることにより、無線通信機器ユニットの周波数の干渉がないものとできる。
勿論、基地局の制御部は、個々の接続確立を行なう無線通信機器ユニットの通信状況から、無線端末と未通信状態の無線通信機器ユニットに、新たに、無線端末との接続の確立を割り振るものである。
【００１１】
そしてまた、各基地局は、ＩＤ取得部となる無線通信機器ユニット、接続確立部となる無線通信機器ユニット、記憶部、制御部等の機能部全てを１箇所に配設してシステム化した第１の形態、あるいは、ＩＤ取得部となる無線通信機器ユニット、接続確立部となる無線通信機器ユニット、記憶部、制御部等の機能部のうち１以上の機能部をネットワークで結びシステム化した第２の形態のものが挙げられる。
第１の形態の場合は、機能全体を１箇所に集めることにより、その管理面からは好ましいが、第２の形態の場合には、種々の態様を採ることができ、その自由度は大きい。
例えば、ＩＤ取得部となる無線通信機器ユニットおよびまたは接続確立部なる無線通信機器ユニットを、１以上の無線通信機器ユニット配設箇所に分散させて配したもので、且つ、各無線通信機器ユニット配設箇所には、ＩＤ取得部およびまたは接続確立部を１つ以上備えているものが挙げられる。
【００１２】
更に、複数の基地局間にわたり無線端末が移動する場合（この場合無線端末を移動局とも言う）においても、取得したＩＤ情報を基地局間でも共用できるため、無線通信システム内の１つの基地局が１度ＩＤを取得してしまえば、このＩＤ取得動作を他の基地局で行う必要はなく、前記他の基地局において、その基地内の接続確立部により無線端末（移動局）と接続を行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態例を図に基づいて説明する。
図１は本発明の無線通信システムの実施の形態の第１の例の特徴部を示した概略構成図で、図２は本発明の無線通信システムの実施の形態の第３の例における基地局の構成図で、図３は周波数ホッピング方式の通信部の基本構成を示した図で、図４は直接拡散通信方式（ＤＳ方式とも言う）による無線通信部の１例の概略構成を示した図で、図７は接続確立のタイミングを説明するための図で、図８は従来のＢｌｕｅｔｏｏｔｈの通信規格の場合の接続確立のタイミングを説明するための図である。
図１、図２、図３、図４において、１００は基地局、１０１は接続線、１１０はＩＤ取得部、１２１〜１２４は接続の確立部、１３０は記憶部、１４０は制御部、１６１〜１６５は無線端末（無線通信機器とも言う）、２０１〜２０４は無線通信ユニット、２１１、２１２はＩＤ取得部、２２１、２２２は接続の確立部、２３０は記憶部、２４０は制御部、２６０はネットワーク、３００は通信部、３１０はアンテナ、３２０はダウンコンバータ、３３０はアップコンバータ、３４０は発振回路、３５０、３６０は信号乗算器、３７０は検波回路、３８０は通信制御回路（ベースバンド回路とも言う）、４１０は受信機能部、４１１はアンテナ、４１２は送信部、４１３ａ〜４１３ｃは受信復調部、４１４は相関器、４１５は符号同期部、４１６は逆拡散復調器、４１７は合成部、４１８は識別器、４２０は送信機能部、４２１ａ、４２１ｂは送信変調器、４２２は一次変調器、４２３は二次変調器、４２４は拡散コード発生器、４２５は合成部、４２６は送信部である。
尚、図１は無線端末１６１〜１６５が基地局に同時に接続されていることを太実線で示したもので、太点線は取得部１１０と無線端末１６１〜１６５との接続を意味する。
【００１４】
はじめに、本発明の無線通信システムの実施の形態の第１の例を、図１に基づいて説明する。
第１の例は、基地局と携帯電話等の無線端末と周波数ホッピング方式で無線通信する無線通信システムで、図１にその特徴部を示すように、１つの所定のエリア（領域）をカバーするための基地局１００は、無線通信によりＩＤの取得を専門に行う部分であるＩＤ取得部１１０と、無線通信の接続の確立を専門に行なう部分である接続確立部１２１〜１２４とを、別個の無線通信機器ユニットとして備えたものである。
そして、ＩＤ取得部１１０となる無線通信機器ユニット、接続確立部１２１〜１２４なる無線通信機器ユニット、記憶部１３０、制御部１４０の機能部全てを１箇所に配設して接続線１０１で接続しシステム化したものである。
ＩＤ取得部１１０は、基地局１００のエリア内に存在する各無線端末１６１〜１６５の個々のＩＤの取得を行い、各接続確立部１２１〜１２４は、ＩＤ取得部１１０により取得された、それぞれ別個の、基地局１００のエリア内に存在する各無線端末１６１〜１６５のＩＤを認識して、それぞれ、別個のＩＤを持つ無線端末に無線接続の確立を行うものである。
【００１５】
第１の例における接続動作の１例を簡単に説明する。
図１における基地局１００に対し、５つの無線端末１６１〜１６５から接続要請があった場合、ＩＤ取得部１１０はこの要請のあった無線端末のＩＤを所得し、取得したＩＤを記憶部１３０に登録する。
次に、制御部１４０の管理のもと、対応するプログラムおよびまたはシーケンスを動作し、登録されたＩＤを検索し、接続が確立していない（以下空いているとも言う）接続確立部を検索し、例えば、１２１、１２２、１２３、１２４の順に、空いている接続の確立部を選択し、このＩＤの無線端末との接続を指示し、この指示にしたがい、要請のあった無線端末と選択された空いている接続の確立部との接続が行われる。
各接続確立部は、ホッピングする周波数の数に対応し、複数の無線端末と接続が可能で、５つの無線端末１６１〜１６５から接続要請があった場合、例えば、順に、無線端末１６１と接続確立部１２１、端末１６２と接続確立部１２２、無線端末１６３と接続確立部１２３、無線端末１６４と接続確立部１２４、無線端末１６５と接続確立部１２１とで接続が行なわれる。
図１は、このようにして、接続された状態を示している。
尚、この接続順は、これに限定されず、接続における負荷等も考慮して、適宜対応できるようにしておく。
【００１６】
第１の例の無線通信システムでは、ＩＤの取得タイミングと接続確立のタイミングが異なるため、ＩＤ取得部と接続の確立部を分離、並列に設置するだけでなく、ＩＤ取得の記憶を担当する記憶部と接続の確立を制御する制御部が必須である。
ここで、接続確立のタイミングについて、簡単な例として、図７（ａ）にその無線通信システムの構成を挙げ、図７（ｂ）にタイミングチャートを挙げて、これらに基づいて簡単に説明しておく。
例えば、ＩＤがＩＤ１である無線端末１からＩＤを取得し、更に、ＩＤがＩＤ２である無線端末２からＩＤを取得し、制御部のタイミング制御のもと、いずれも、接続の確立部１にて接続の確立を行う場合、
先ず、ＩＤ取得部にて無線端末１からＩＤ１取得すると、これに対応して、
接続の確立部１にて接続の確立が行なわれ、この無線端末１と接続の確立部１との交信中に、ＩＤ取得部にて無線端末２からＩＤ２取得すると、先の交信が続行している場合は、記憶部でＩＤ２を保持した状態にして、制御部の管理のもと先の交信が終了したタイミングで、接続の確立部１にて無線端末２との接続の確立が行なわれる。
このように、接続の確立部１は連続駆動可能に制御されることができる。
勿論、他の接続の確立部２についても同様である。
結局、このようなタイムチャートでＩＤ取得、接続の確立を行うため、通信帯域も特に問題がない。
これに対し、従来のＢｌｕｅｔｏｏｔｈの通信規格の場合、図８（ａ）に示すように、最速１０. ２４ｓｅｃで、ＩＤの取得を続行でき、且つ接続の確立は、ＩＤの取得後１０. ２４ｓｅｃで開始可能なものであるが、新たな無線端末との接続は、同期転送モード（音声用）の場合、非同期転送モード（一般データ用）は、それぞれ、図８（ｂ）、図８（ｃ）に示されるように、いずれも、ＩＤ取得と接続が交互に１つの無線通信機器ユニットで行なわれるため、接続機器にたいする通信帯域が下がっていた。
また、非同期転送モード（一般データ用）の場合は、消費電力モードに以降しなければならず、機器制御自体が非常に複雑になっていた。
【００１７】
第１の例の各無線通信機器ユニットを構成する周波数ホッピング方式の通信部の１例を図４に挙げ、その動作およびその各部の説明を図４に基づいて簡単に説明しておく。
尚、第１の例では、実際には、ＩＤ所得部と接続確立部においては、ＩＤ所得用ベースバンド回路、接続確立用ベースバンド回路を設けている。
また、説明を分かり易くするため、ここでも、基地局が、図５に示すように、周期Ｔ１の間隔で、通信周波数をｆ０→ｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ４→ｆ０→ｆ１→ｆ２・・・・と順番に切替ながら、周囲にいる移動局からの応答を求める操作を行っており、一方、移動局は、周期Ｔ２の間隔で、やはり通信周波数をｆ０→ｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ４→ｆ０→ｆ１→ｆ２・・・・と順番に切替なから、周囲にある基地局からの電波を受信する操作を行っており、同様に、移動局は、周期Ｔ２の間隔で、やはり通信周波数をｆ０→ｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ４→ｆ０→ｆ１→ｆ２・・・・と順番に切替なから、周囲にある基地局からの電波を受信する操作を行っているとし、且つ、基地局の周期Ｔ１と通信局の周期Ｔ２の関係は図６のようであるとする。
図３に示すように、この通信部３００は、アンテナ３１０と、このアンテナ３１０に接続されたダウンコンバータ３２０およびアップコンバータ３３０と、発振回路３４０と、信号乗算器３５０、３６０と、検波回路３７０と、通信制御回路３８０とによって構成されている。
アンテナ３１０によって受信されたＲＦ信号( たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの通信規格の場合は、２. ４ＧＨｚ帯の信号) は、ダウンコンバータ３２０によって、より低い周波数帯城の受信信号( 図５に示す周波数ｆ０〜ｆ４の帯城を含む信号) に変換される。
信号乗算器３５０では、この受信信号に、発振回路３４０で発生した所定周波数（図５に示す周波数ｆ０〜ｆ４の中から選択されたいずれかの周波数) の交流信号を乗算し、その乗算結果となる信号が検波回路３７０に与えられる。
検波回路３７０は、与えられた信号に含まれていたべースバンド受信信号を抽出する検波処理を行い、これを通信制御回路３８０へと与える。
ダウンコンバータ３２０から出力される受信信号のホッピング周波数と、発振回路３４０が発生する周波数とがー致すると、信号乗算器３５０による乗算により、当該周波数帯城の情報のみが選択的に増強され、検波回路で検波されることになる。
通信制御回路３８０は、この通信部３００全体を制御する構成要素であり、検波回路３７０によって抽出されたべースバンド受信信号に対して必要な処理を施すとともに、送信対象となるデータをべースバンド送信信号として信号乗算器３６０に出力する処理や、発振回路３４０に対して、発振周波数ｆを指示する処理を実行する。
信号乗算器３６０では、発振回路３４０で発生した所定周波数の交流信号に、ベースバンド送信信号を乗算する処理が行われ、その乗算結果となる信号はアップコンバータ３３０によりＲＦ信号へと変換された後、アンテナ３１０から送信されることになる。
このような、図３に示す周波数ホッピング式通信部３００が、基地局の各無線通信機器ユニットには組み込まれており、基地局と無線端末間で通信が行われる。
図３に示す通信部３００では、待ち受け状態にある場合には、通信制御回路３８０から発振回路３４０に対して、図６の下段に示す周期Ｔ２の間隔で、をｆ０→ｆ１→ｆ２→と順番に周波数の指定が行われることになる。
このような待ち受け状態の動作を行っているにもかかわらず、周囲に基地局が存在しなければ、検波回路３７０には有意な受信信号の検波は行われない。
ところが、周囲に基地局が存在し、図６の上段に示す周期Ｔ１の間隔で周波数ホッビング方式を行いながら、呼び出しのための信号送信を行っていれば、移動局は、上述したタイミングでこの呼び出しを認識することができ、アップコンバータ３３０を介して信号を返信することにより、これに応答することができる。基地局側からの呼び出しに対して、所定の移動局からの応答が得られると、両者間で通常の周波数ホッピング方式を用いた無線通信が実行される。
両者間には、既に上述したタイミングで同期がとれているので、通常、両者は、周波数ホッビングの新たな周期をＴ１の整数倍（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの場合では２倍）に設定しなおし、無線通信を開始する。
すなわち、通信制御回路３８０は、発振回路３４０に対して、新たな設定周期ごとに周波数ホッピングする指示を与えることになる。
こうして、基地局と無線端末との双方が、同一のホッピングバターンに基づいて、同一の周期で通信周波数の切替を行いながら、相互の通信を行うことになる。
ダウンコンバータ３２０から出力される受信信号のホッビング周波数と、発振回路３４０が発生する周波数とは常に一致することになるので、検波回路３７０は常にべースバンド受信信号を検波することが可能になり、また、アップコンバータ３３０を介して、常にべースバンド送信信号を送信することが可能になる。
【００１８】
（変形例）
第１の例においては、各無線通信機器ユニットにおける無線通信を、一般的な周波数ホッピング方式で行うが、変形例としては、各無線通信機器ユニットにおける無線通信を、直接拡散通信方式（ＤＳ方式とも言う）による無線通信にて行うようにしたものも挙げられる。
この場合は、例えば、図４（ａ）に示す受信機能部４１０と図１（ｂ）に示す送信機能部４２０とを有する通信部を、図３示す通信部に置き代えた構成のものが挙げられる。
以下、図１、図４に基づき、その動作と各部の説明を簡単にしておく。
図４（ａ）に示す受信機能部４１０において、受信復調部４１３ａ〜４１３ｃは、それぞれ符号同期部４１５と逆拡散復調部４１６とからなる同一の構成を有するものであり、受信部４１２を介して、無線端末（図１の１６１〜１６５に相当）側からの信号である、受信信号（以下受信ＣＤＭＡ信号と言う）が入力される。
相関器４１４は、送信側の拡散コードと同一パターンのコードの位相をずらしながら相関値を求め、例えば、相関値の大きい順に３個の相関値を選択して、受信復調部４１３ａ〜４１３ｃ対応の符号同期部４１５に入力する。
符号同期部４１５は、相関器４１４からの相関値の時間位置に対応し、且つ受信ＣＤＭＡ信号に位相同期した逆拡散コードを発生して逆拡散復調部４１６に入力し、逆拡散復調部４１６は、受信部４１２からの受信ＣＤＭＡ信号を逆拡散し、合成部４１７は各受信復調部４１３ａ〜４１３ｃからの復調出力信号を合成し、識別器４１８は、レベル識別によりデータを再生して出力する。
このようにして、受信機能部４１０は、受信ＣＤＭＡ信号から情報を抽出し、必要に応じ、これを記憶部（図１の１３０に相当）に送る。
一方、図４（ｂ）に示す送信機能部４２０は、制御部（図１の１４０に相当）の制御のもと、無線端末（図１の１６１〜１６５に相当）側へ、送信機能部４２０により、必要に応じて送信を行う。
図４（ｂ）の送信機能部４２０は、２チャネルの送信変調部４２１ａ、４２１ｂを備えたもので、各チャネル対応の送信変調部４２１ａ、４２１ｂは同一の構成を備えている。
拡散コード発生部４２４は、各チャネル対応に異なる拡散コードを発生するものである。
一次変調器４２２は、制御器（図１の１４０に相当）の制御のもと、記憶部（図１の１３０に相当）から入手した送信データをＢＰＳＫ等に変調し、二次変調器４２３は、拡散コード発生部４２４からの拡散コードにより拡散変調する。
合成部４２５は各チャネル対応の送信変調部４２１ａ、４２１ｂの変調出力信号を合成し、送信部４２６は送信周波数に変調してアンテナ４２７から送信する。
したがって、２チャネルの送信データを同一の送信周波数帯域を用いて送信することができる。
このようにして、無線通信は行われる。
【００１９】
本発明の無線通信システムの実施の形態の第２の例としては、第１の例において、図１示す基地局１００の各機能部がネットワークにより結ばれシステム化されているものが挙げられる。
各機能部をネットワークを介して接続しているだけで、各部の動作は、第１の例のものと同じである。
【００２０】
次に、本発明の無線通信システムの実施の形態の第３の例を、図２に基づいて説明する。
第３の例は、その特徴部を図２に示すように、無線通信機器ユニット２０１はＩＤ取得部２１１を構成し、第１の場所に配設され、無線通信機器ユニット２０２はＩＤ取得部２１２と接続の確立部２２１とを構成し、第２の場所に配設され、無線通信機器ユニット２０３は接続の確立部２２２を構成し、第３の場所に配設されるもので、且つ、各無線通信機器ユニットと記憶部２３０、制御部２４０とが、それぞれネットワークにて互いに結ばれ、システム化されたものである。各機能部をネットワークを介して接続しているだけで、各部の動作は、第１の例のものと同じである。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、上記のようにＩＤの取得と無線接続の確立を並列で行え、接続に要する時間を短縮することができる無線通信システムの提供を可能とし、且つ、無線通信機器ユニットを専門化することで、その仕組みを簡略化することを可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無線通信システムの実施の形態の第１の例の特徴部を示した概略構成図である。
【図２】本発明の無線通信システムの実施の形態の第３の例における基地局の構成図である。
【図３】周波数ホッピング方式の通信部の基本構成を示した図である。
【図４】直接拡散通信方式（ＤＳ方式とも言う）による無線通信部の１例の概略構成を示した図である。
【図５】一般的な周波数ホッピング方式の基本原理を示すダイヤグラムである。
【図６】周波数ホッピング方式を採用する基地局と無線端末との間における待ち受け状態のー般的な動作を説明するためのタイムダイヤグラムである。
【図７】接続確立のタイミングを説明するための図である。
【図８】図８は従来のＢｌｕｅｔｏｏｔｈの通信規格の場合の接続確立のタイミングを説明するための図である。
【符号の説明】
１００ 基地局
１０１ 接続線
１１０ ＩＤ取得部
１２１〜１２４ 接続の確立部
１３０ 記憶部
１４０ 制御部
１６１〜１６５ 無線端末（無線通信機器とも言う）
２０１〜２０４ 無線通信ユニット
２１１、２１２ ＩＤ取得部
２２１、２２２ 接続の確立部
２３０ 記憶部
２４０ 制御部
２６０ ネットワーク
３００ 通信部
３１０ アンテナ
３２０ ダウンコンバータ
３３０ アップコンバータ
３４０ 発振回路
３５０、３６０ 信号乗算器
３７０ 検波回路
３８０ 通信制御回路（ベースバンド回路とも言う）
４１０ 受信機能部
４１１ アンテナ
４１２ 送信部
４１３ａ〜４１３ｃ 受信復調部
４１４ 相関器
４１５ 符号同期部
４１６ 逆拡散復調器
４１７ 合成部
４１８ 識別器
４２０ 送信機能部
４２１ａ、４２１ｂ 送信変調器
４２２ 一次変調器
４２３ 二次変調器
４２４ 拡散コード発生器
４２５ 合成部
４２６ 送信部
Claims (7)
- １つ以上の基地局を有する無線通信システムであって、各基地局は、無線通信によりＩＤの取得を専門に行う部分であるＩＤ取得部と、無線通信の接続の確立を専門に行なう部分である接続確立部とを、別個の無線通信機器ユニットとして、ＩＤ取得部となる無線通信ユニットを１つ以上、接続確立部なる無線通信機器ユニットを１つ以上備えたものであり、ＩＤ取得部は、基地局のエリア内に存在する各無線端末の個々のＩＤの取得を行い、各接続確立部は、ＩＤ取得部により取得された、それぞれ別個の、基地局のエリア内に存在する各無線端末のＩＤを認識して、該ＩＤを持つ無線端末に無線接続の確立を行うものであることを特徴とする無線通信システム。
- 請求項１において、各基地局には、無線端末のＩＤ情報を保持する記憶部を１つ以上備え、ＩＤ取得部ないし接続確立部となる無線通信機器ユニットは、前記ＩＤ情報を共用するものであることを特徴とする無線通信システム。
- 請求項１ないし２において、各基地局の各部の動作を制御する制御部の下、個々の接続確立を行なう無線通信機器ユニットの通信状況から、無線端末と未通信状態の無線通信機器ユニットに、新たに、無線端末との接続の確立を割り振るものであることを特徴とする無線通信システム。
- 請求項１ないし３において、通信方式は周波数ホッピング方式であり、無線通信におけるスロットタイミングは、個々の無線通信機器ユニットですべて同期させるものであることを特徴とする無線通信システム。
- 請求項１ないし４において、各基地局は、ＩＤ取得部となる無線通信機器ユニット、接続確立部となる無線通信機器ユニット、記憶部、制御部等の機能部全てを１箇所に配設してシステム化したものであることを特徴とする無線通信システム。
- 請求項１ないし４において、各基地局は、ＩＤ取得部となる無線通信機器ユニット、接続確立部となる無線通信機器ユニット、記憶部、制御部等の機能部のうち１以上の機能部をネットワークで結びシステム化したものであることを特徴とする無線通信システム。
- 請求項６において、各基地局は、ＩＤ取得部となる無線通信機器ユニットおよびまたは接続確立部なる無線通信機器ユニットを、１以上の無線通信機器ユニット配設箇所に分散させて配したもので、各無線通信機器ユニット配設箇所には、ＩＤ取得部およびまたは接続確立部を１つ以上備えていることを特徴とする無線通信システム。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002365846A JP2004200940A (ja) | 2002-12-17 | 2002-12-17 | 無線通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2002365846A JP2004200940A (ja) | 2002-12-17 | 2002-12-17 | 無線通信システム |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002365846A Withdrawn JP2004200940A (ja) | 2002-12-17 | 2002-12-17 | 無線通信システム |
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2002
- 2002-12-17 JP JP2002365846A patent/JP2004200940A/ja not_active Withdrawn
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| KR102132315B1 (ko) * | 2016-06-08 | 2020-07-09 | 히타치가세이가부시끼가이샤 | 무선 통신 시스템 |
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