JP2005117239A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 基地局を複数設置してサービスエリアを拡大した場合でも、雑音なく移動無線局からの送信を行うことができる無線通信システムを提供する。
【解決手段】 基地局１は、それぞれ異なる送信用及び受信用の周波数を割り当てられ、周期的にそれぞれの送信周波数の電波を送信回路１０８により送信し、移動無線局２では、周期的に各基地局１の送信周波数の電波を受信回路２０２で受信し、受信した信号の電界強度をＲＳＳＩ回路で検出し、電界強度の強い順に順位を付け記憶しておく、そして、基地局１との送受信時には電界強度の一番強い基地局１の送受信周波数を使って送受信を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基地局と移動無線局とを備えた無線通信システムに関し、特に、基地局を複数設置してサービスエリアを拡大した無線通信システムに関するものである。

従来、無線通信システムにおいて基地局を複数設置してサービスエリアを拡大することが行われており、移動無線局から基地局への送信の周波数を全ての移動無線局及び基地局で同一とし、どの基地局のエリア内でも移動無線局から基地局に発呼して通信できるようになっている（例えば特許文献１参照）。
特開２０００−１３８４４号公報

しかしながら、このような従来の無線通信システムにおいては、、移動無線局から基地局への送信の周波数を全ての移動無線局及び基地局で同一としているので、複数の基地局のサービスエリアの境界付近で移動無線局が基地局に送信した場合、複数の基地局で一つの移動無線局の送信した信号を受信してしまい、雑音が発生してしまうという問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、基地局を複数設置してサービスエリアを拡大した場合でも、雑音なく移動無線局からの送信を行う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。

本発明の無線通信システムは、受信した電波を復調して受信信号を出力する受信手段と、入力される音声信号を変調して電波として送信する送信手段と、予め設定された周期で、予め設定された時間、予め設定された送信周波数の電波を前記送信手段により送信させる制御手段とを備える基地局装置と、複数の前記基地局装置と接続され、複数の前記基地局装置の１つが出力した音声信号を複数の前記基地局装置の全てに入力するセンターユニットと、受信した電波を復調して受信信号を出力する受信手段と、前記受信信号の電界強度を検出する電界強度検出手段と、音声入力手段から入力される音声信号を変調して電波として送信する送信手段と、予め設定された周期で、予め設定された前記複数の基地局装置の送信周波数の電波を順次前記受信手段で受信するとともに、前記電界強度検出手段により受信した信号の電界強度を検出して前記複数の送信周波数の電波の電界強度を順位付けして記憶し、送信時には前記複数の送信周波数の電波のうち最も電界強度の強い送信周波数と対になる前記基地局装置の受信周波数を使って送信を行う制御手段とを備える移動無線局装置とを有し、複数の前記基地局装置が、それぞれ異なる前記送信周波数及び前記受信周波数を使って、前記移動無線局装置との間で通信を行う構成を有している。

この構成により、基地局装置で定期的に送信される電波が移動無線局装置で受信され、電界強度が検出されて複数の基地局装置の電波の電界強度が順位付けされて記憶され、移動無線局装置からの送信時には電界強度の一番強い基地局装置の受信周波数が選択されて送信されることとなり、雑音なく移動無線局装置からの送信を行うことができる。

本発明によれば、移動無線局装置が基地局装置の送信している電波の電界強度を検出して順位付けし、送信時には一番電界強度の強い電波を送信している基地局装置を選択し、この基地局装置の受信周波数を使って送信することにより、雑音なく移動無線局装置からの送信を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態の無線通信システムについて、図面を用いて説明する。

図１は本発明の一実施の形態の無線通信システムの基地局及び移動無線局を示す図である。

図１において、基地局１は、移動無線局２からの電波を受信する受信アンテナ１０１と、受信アンテナ１０１で受信した電波を復調して受信信号を出力する受信回路１０２と、受信回路１０２の出力する受信信号をフィルタリングして音声信号を取り出し後述のセンターユニットに出力する音声フィルタ回路１０３と、受信回路１０２の出力する受信信号をフィルタリングしてＤＴＭＦ（Dual Tone Multi-Frequency）信号を取り出すＤＴＭＦフィルタ回路１０４と、ＤＴＭＦフィルタ回路１０４で取り出したＤＴＭＦ信号をデータに変換するＤＴＭＦ変換回路１０５と、入力されたデータからＤＴＭＦ信号を生成するＤＴＭＦ生成回路１０６と、センターユニットから入力される音声信号とＤＴＭＦ生成回路１０６が生成したＤＴＭＦ信号とを合成する加算器１０７と、加算器１０７で合成した信号を変調して送信電波を出力する送信回路１０８と、送信回路１０８が出力する送信電波を送信する送信アンテナ１０９と、センターユニットの制御信号によりこれら各回路を制御して基地局としての動作を行わせるＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０とを備えている。

移動無線局２は、基地局１からの電波を受信する受信アンテナ２０１と、受信アンテナ２０１で受信した電波を復調して受信信号を出力する受信回路２０２と、受信回路２０２の出力する受信信号をフィルタリングして音声信号を取り出し図示しないイヤホンなどの音声出力部へ出力する音声フィルタ回路２０３と、受信回路２０２の出力する受信信号をフィルタリングしてＤＴＭＦ信号を取り出すＤＴＭＦフィルタ回路２０４と、受信回路２０２の出力する受信信号の電界強度を検出して出力するＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）回路２０５と、ＤＴＭＦフィルタ回路２０４で取り出したＤＴＭＦ信号をデータに変換するＤＴＭＦ変換回路２０６と、入力されたデータからＤＴＭＦ信号を生成するＤＴＭＦ生成回路２０７と、図示しないマイクなどの音声入力部が出力する音声信号とＤＴＭＦ生成回路２０７が生成したＤＴＭＦ信号とを合成する加算器２０８と、加算器２０８で合成した信号を変調して送信電波を出力する送信回路２０９と、送信回路２０９が出力する送信電波を送信する送信アンテナ２１０と、これら各回路を制御して無線移動局としての動作を行わせるＣＰＵ２１１とを備えている。

図２は、複数の基地局１を制御してサービスエリアを拡大するセンターユニット３を示す図である。

図２に示すように、センターユニット３は、各基地局１ａ〜１ｄに制御信号を送信して各基地局１ａ〜１ｄを制御しながら移動無線局２からの音声信号を各基地局１ａ〜１ｄへ送信する制御を行うＣＰＵ３０１と、各基地局１ａ〜１ｄからの音声信号を入力され、ＣＰＵ３０１の制御により入力された音声信号をスイッチングして各基地局１ａ〜１ｄに出力する音声マトリクススイッチャー３０２とを備えている。

このような無線通信システムにおいて、各基地局１ａ〜１ｄは、移動無線局２との間の送信と受信にそれぞれ１つずつの周波数が、各基地局１ａ〜１ｄで異ならせて割り当てられており、移動無線局２からの音声信号の送信が無い間も、予め設定された周期で予め設定された時間だけ電波を送信するようになっている。

例えば、基地局１ａは、送信用にｆ１１、受信用にｆ１２という周波数が割り当てられ、基地局１ｂは、送信用にｆ２１、受信用にｆ２２という周波数が割り当てられ、基地局１ｃは、送信用にｆ３１、受信用にｆ３２という周波数が割り当てられ、基地局１ｄは、送信用にｆ４１、受信用にｆ４２という周波数が割り当てられる。

そして、移動無線局２は、各基地局１ａ〜１ｄの送信用及び受信用周波数を対で記憶しており、基地局１からの音声信号の受信が無い間は、各基地局１ａ〜１ｄの送信周波数（基地局１から移動無線局への送信周波数、ｆ１１、ｆ２１、ｆ３１、ｆ４１）の電波を順次受信し、その電界強度を比較し、各基地局１ａ〜１ｄからの電波の電界強度の順位を記憶するとともに、電界強度の一番強い基地局の電波を受信するように受信回路２０２を設定するようになっている。また、送信要求時には電界強度の一番強い基地局の受信周波数（移動無線局２から基地局１への送信周波数）により送信要求を行うようになっている。

具体的には、図３に示すように、各基地局１ａ〜１ｄのＣＰＵ１１０は、送信回路１０８を制御して、それぞれの送信周波数であるｆ１１、ｆ２１、ｆ３１、ｆ４１を使って、予め設定された周期で、予め設定された時間だけ電波を送信させる。

移動無線局２のＣＰＵ２１１は、図４に示すように、受信回路２０２を制御して、予め設定された周期で、各基地局１ａ〜１ｄの送信周波数ｆ１１〜ｆ４１の電波を受信し、ＲＳＳＩ回路２０５により受信した電波の電界強度を検出させ、検出された各基地局１ａ〜１ｄの送信電波を電界強度の強い順に順位付けして内蔵のＲＡＭ（Random Access Memory）に記憶しておくとともに、電界強度の一番強い基地局の電波を受信するように受信回路２０２を制御しておく。

例えば、移動無線局２ａの位置の場合、基地局１ｂに最も近くて電界強度も基地局１ｂからの電波の電界強度が最も強く、基地局１ａ、基地局１ｃ、基地局１ｄの順に距離が遠くなり、電界強度も弱くなっている。

このため、移動無線局２ａのＣＰＵ２１１は、受信回路２０２を、基地局１ｂの電波の周波数ｆ２１を受信するように制御し、この状態は次に各基地局１ａ〜１ｄの電波の電界強度を順位付けするまで保たれる。移動無線局２ｃの位置の場合も、移動無線局２ａと同様の状態であるとする。

移動無線局２ｂの位置の場合、基地局１ｄに最も近くて電界強度も基地局１ｄからの電波の電界強度が最も強く、基地局１ｃ、基地局１ｂ、基地局１ａの順に距離が遠くなり、電界強度も弱くなっており、移動無線局２ｂでは、基地局１ｄの電波の周波数ｆ４１を受信するように受信回路２０２が制御される。

そして、このようにして、現在位置の基地局１ａ〜１ｄからの電波の電界強度により、電界強度の順位を書き替えている移動無線局２ａが、図４の位置のときに、ＣＰＵ２１１が図示しない送信ボタンが押下されたことを検知すると、記憶している基地局１ａ〜１ｄからの電波の電界強度の順位を参照し、最も電界強度が強い電波の周波数ｆ２１と対になる、移動無線局２ａから基地局１ｂへの送信用周波数ｆ２２を読み出し、ＤＴＭＦ生成回路２０７に「移動無線局送信」を示すＤＴＭＦ信号を生成させ、加算器２０８で音声入力部が出力する音声信号と合成し、送信回路２０９により周波数ｆ２２で合成した信号を送信させる。

基地局１ｂでは、受信回路１０２が移動無線局２ａからの電波を受信したことを検知し、受信した電波を復調した受信信号を音声フィルタ回路１０３及びＤＴＭＦフィルタ回路１０４に出力する。

音声フィルタ回路１０３は、入力された信号から音声信号を取り出してセンターユニット３に出力する。ＤＴＭＦフィルタ回路１０４は、入力された信号からＤＴＭＦ信号を取り出してＤＴＭＦ変換回路１０５に出力する。

ＤＴＭＦ変換回路１０５は、入力された信号からＤＴＭＦ信号を検知し、検知したＤＴＭＦ信号をデータに変換してＣＰＵ１１０に通知する。

ＣＰＵ１１０は、ＤＴＭＦ変換回路１０５から通知されたデータを判定し、通知されたデータが「移動無線局送信」を示すものであると、センターユニット３に送信要求を送信する。

センターユニット３のＣＰＵ３０１は、基地局１ｂから送信要求を受信すると、送信要求を受け入れることができる状態かを判定し、送信要求を受け入れることができる状態であれば、基地局１ｂに送信許可を送信するとともに、基地局１ａ，１ｃ，１ｄには、送信開始を送信し、音声マトリクススイッチャー３０２を基地局１ｂからの入力音声信号を全ての基地局１ａ〜１ｄへの音声信号出力へ接続するように設定する。

基地局１ｂのＣＰＵ１１０は、センターユニット３から送信許可を受信すると、ＤＴＭＦ生成回路１０６に「送信禁止」を示すＤＴＭＦ信号を生成させ、加算器１０７でセンターユニット３が出力する音声信号と合成し、送信回路１０８により基地局１ｂの送信用の周波数ｆ２２で合成した信号を送信させる。

基地局１ａ，１ｃ，１ｄの各ＣＰＵ１１０は、センターユニット３から送信開始を受信すると、ＤＴＭＦ生成回路１０６に「送信許可」を示すＤＴＭＦ信号を生成させ、加算器１０７でセンターユニット３から出力される基地局１ｂからの音声信号と合成し、送信回路１０８により各送信周波数ｆ１２，ｆ３２，ｆ４２の電波で送信開始する。

移動無線局２ａの受信回路２０２は、基地局１ｂからの電波を受信したことを検知し、受信した電波を復調した受信信号を音声フィルタ回路２０３及びＤＴＭＦフィルタ回路２０４に出力する。

音声フィルタ回路２０３は、入力された信号から音声信号を取り出して音声出力部に出力する。ＤＴＭＦフィルタ回路２０４は、入力された信号からＤＴＭＦ信号を取り出してＤＴＭＦ変換回路２０６に出力する。

ＤＴＭＦ変換回路２０６は、入力された信号からＤＴＭＦ信号を検知し、検知したＤＴＭＦ信号をデータに変換してＣＰＵ２１１に通知する。

ＣＰＵ２１１は、ＤＴＭＦ変換回路２０６から通知されたデータを判定し、通知されたデータが「送信禁止」を示すものであると、自分の送信した「移動無線局送信」が受け入れられたと判断し、送信を続ける。

また、移動無線局２ｃの受信回路２０２は、基地局１ｂからの電波を受信したことを検知し、受信した電波を復調した受信信号を音声フィルタ回路２０３及びＤＴＭＦフィルタ回路２０４に出力する。

音声フィルタ回路２０３は、入力された信号から音声信号を取り出して音声出力部に出力する。ＤＴＭＦフィルタ回路２０４は、入力された信号からＤＴＭＦ信号を取り出してＤＴＭＦ変換回路２０６に出力する。

ＤＴＭＦ変換回路２０６は、入力された信号からＤＴＭＦ信号を検知し、検知したＤＴＭＦ信号をデータに変換してＣＰＵ２１１に通知する。

ＣＰＵ２１１は、ＤＴＭＦ変換回路２０６から通知されたデータを判定し、通知されたデータが「送信禁止」を示すものであると、送信ボタンが押下されたことを検知しても「移動無線局送信」を送信しないようにする。

これにより、同じ基地局への同時接続をなくすことができる。

基地局１ａ，１ｃ，１ｄからの電波を受信した移動無線局２の受信回路２０２は、受信した電波を復調した受信信号を音声フィルタ回路２０３及びＤＴＭＦフィルタ回路２０４に出力し、音声フィルタ回路２０３は、入力された信号から音声信号を取り出して音声出力部に出力し、ＤＴＭＦフィルタ回路２０４は、入力された信号からＤＴＭＦ信号を取り出してＤＴＭＦ変換回路２０６に出力する。

ＤＴＭＦ変換回路２０６は、入力された信号からＤＴＭＦ信号を検知し、検知したＤＴＭＦ信号をデータに変換してＣＰＵ２１１に通知する。

ＣＰＵ２１１は、ＤＴＭＦ変換回路２０６から通知されたデータを判定し、通知されたデータが「送信許可」を示すものであると、送信ボタンが押下されたことを検知して「移動無線局送信」を送信する。

これにより、空いている基地局を利用して同時通話を可能にする。

このように本実施の形態においては、各基地局１ａ〜１ｄにそれぞれ異なる送信用及び受信用の周波数を割り当て、各基地局１ａ〜１ｄで周期的にそれぞれの送信周波数の電波を送信させ、移動無線局２で周期的に各基地局１ａ〜１ｄの送信周波数の電波の電界強度を検出して、送受信時には電界強度の一番強い基地局の送受信周波数を使うようにしているので、移動無線局２が複数の基地局１のサービスエリアの境界付近に位置しているときに送信しても雑音を発生させないようにすることができる。

また、各基地局１ａ〜１ｄに固定的に周波数を割り当てているので、基地局を増やすときや、この無線通信システムを複数隣接して設置するときでも、サービスエリアの境界付近での雑音が無いように、基地局の配置や使用する周波数などの設計を容易に行うことができる。

また、各移動無線局は、自身の通信相手である基地局が受信可能状態であるかどうかを判断するので、同じ基地局への同時接続を防ぐことができるとともに、異なる基地局を介しての同時通話が可能となる。

以上のように、本発明にかかる無線通信システムは、雑音なく移動無線局装置からの送信を行うことができるという効果を有し、基地局装置を複数設置してサービスエリアを拡大した無線通信システム等として有用である。

本発明の第１の実施の形態の無線通信システムの基地局及び移動無線局のブロック図 本発明の第１の実施の形態の無線通信システムのセンターユニットのブロック図 本発明の第１の実施の形態の無線通信システムの基地局の動作を説明する図 本発明の第１の実施の形態の無線通信システムの移動無線局の動作を説明する図

符号の説明

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 基地局
１０１ 受信アンテナ
１０２ 受信回路
１０３ 音声フィルタ回路
１０４ ＤＴＭＦフィルタ回路
１０５ ＤＴＭＦ変換回路
１０６ ＤＴＭＦ生成回路
１０７ 加算器
１０８ 送信回路
１０９ 送信アンテナ
１１０ ＣＰＵ（Central Processing Unit）
２、２ａ、２ｂ、２ｃ 移動無線局
２０１ 受信アンテナ
２０２ 受信回路
２０３ 音声フィルタ回路
２０４ ＤＴＭＦフィルタ回路
２０５ ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）回路
２０６ ＤＴＭＦ変換回路
２０７ ＤＴＭＦ生成回路
２０８ 加算器
２０９ 送信回路
２１０ 送信アンテナ
２１１ ＣＰＵ
３ センターユニット
３０１ ＣＰＵ
３０２ 音声マトリクススイッチャー

Claims (1)

1. 受信した電波を復調して受信信号を出力する受信手段と、入力される音声信号を変調して電波として送信する送信手段と、予め設定された周期で、予め設定された時間、予め設定された送信周波数の電波を前記送信手段により送信させる制御手段とを備える基地局装置と、
   複数の前記基地局装置と接続され、複数の前記基地局装置の１つが出力した音声信号を複数の前記基地局装置の全てに入力するセンターユニットと、
   受信した電波を復調して受信信号を出力する受信手段と、前記受信信号の電界強度を検出する電界強度検出手段と、音声入力手段から入力される音声信号を変調して電波として送信する送信手段と、予め設定された周期で、予め設定された前記複数の基地局装置の送信周波数の電波を順次前記受信手段で受信するとともに、前記電界強度検出手段により受信した信号の電界強度を検出して前記複数の送信周波数の電波の電界強度を順位付けして記憶し、送信時には前記複数の送信周波数の電波のうち最も電界強度の強い送信周波数と対になる前記基地局装置の受信周波数を使って送信を行う制御手段とを備える移動無線局装置とを有し、
   複数の前記基地局装置が、それぞれ異なる前記送信周波数及び前記受信周波数を使って、前記移動無線局装置との間で通信を行うことを特徴とする無線通信システム。

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