JP2006270491A - デジタル移動通信システムおよび移動局無線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動局が無線基地局の通信エリア内か、外かを自動的に検出し、無線キャリアを切換えることのできるデジタル移動通信システムおよび移動局無線装置を提供する。
【解決手段】無線基地局と複数の移動局無線装置からなるデジタル移動通信システムにおいて、上記移動局無線装置は、受信部と、上記受信部で受信される当該無線基地局からの電波の電界強度を検出する電界強度検出部と、送信部と、当該受信部の受信周波数及び当該送信部の送信周波数を制御する周波数シンセサイザ及び当該受信部、当該送信部及び前記周波数シンセサイザを制御する制御部を有し、当該制御部は、当該無線基地局からの電波の電界強度を検出する電界強度検出部の検出出力に基いて、前記周波数シンセサイザの周波数を変更するように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタル移動通信システムおよび移動局無線装置に関し、特に、通信エリアを検出して所定の通信を可能とするデジタル移動通信システムおよび移動局無線装置に関するものである。

現在、実用化されているデジタル無線通信システムの一例を図７を用いて説明する。図７において、７０１は、基地局無線装置（以下、無線基地局と称す。）であり、７０１−１は、常送無線基地局、７０１−２および７０１−３は、非常送無線基地局を示す。７０２−１、７０２−２、・・・７０２−Ｎは、移動局無線装置（以下移動局と略称する。）である。７０３は、切替装置、７０４は、通話卓、７０５−１は、基地局無線装置７０１−１の通信エリアを、７０５−２は、基地局無線装置７０１−２の通信エリアを、そして、７０５−３は、基地局無線装置７０１−３の通信エリアを示す。ここで、常送無線基地局とは、無線基地局から常に空線信号を移動局に送信し、移動局は、常にこの空線信号を受信している無線基地局を言う。また、非常送無線基地局とは、空線信号は、送信しないが、非常送無線基地局の通信エリア内では、非常送無線基地局と移動局との間で通信ができる無線基地局を言う。

このシステムは、無線基地局７０１と基地局７０１の通信エリア（あるいは通信ゾーンとも言われる。）７０５内にある複数の移動局７０２−１、７０２−２、・・・７０２−Ｎ（移動局を総称する場合は、移動局７０２と称する。）との通信接続サービス、あるいは、例えば、移動局７０２−１と移動局７０２−２とが基地局７０１−１を介して通信を行う移動局間通信接続サービスが行なわれるように構成されたシステムである。なお、切替装置７０３は、無線基地局７０１−１、７０１−２および７０１−３を適宜切替、通話卓７０４と移動局７０２とが通信できるようにする装置である。例えば、通話卓７０４が移動局７０２−６と通話する場合、移動局７０２−６は、無線基地局７０１−１の通信エリア７０５−１の圏外に位置しているので、切替装置７０３を動作させ、無線基地局７０１−３を起動して移動局７０２−６と通信するように動作する。なお、無線基地局７０１−２についても同様である。また、上記説明では、切替装置７０３および通話卓７０４を無線基地局７０１−１とを独立して設けているが、一体に設けることもできる。

このようなデジタル移動通信システム（アナログ無線通信システムでも同様である。）では、移動局７０２が他の移動局７０２と通信を行なう場合、例えば、移動局７０２−１は、無線基地局７０１−１の通信エリア７０５−１のサービスエリア内に位置する移動局７０２−２および７０２−５と、無線基地局７０１−１を介して通信をすることができる。

一方、このようなデジタル移動通信システムで、無線基地局７０１−１の通信エリア７０５−１のサービスエリア外に位置する移動局、例えば、移動局７０２−３、７０２−４、７０２−６あるいは７０２−Ｎの各移動局と通信することもできる。この場合、前述した非常送無線基地局７０１−２あるいは７０１−３を介して通信する場合と、無線基地局７０１を介さずに、移動局同士が直接通信できる直接通信機能が設けられている。この機能を用いることにより、例えば、無線基地局７０１の通信エリア以外に位置する移動局、例えば、移動局７０２−３および７０２−４が相互に直接通信をしたり、また、無線基地局７０１−１の通信エリア７０５−１の圏内に位置する移動局７０２−２と圏外に位置する移動局７０２−３との通信を行う機能も有している。

ここで、上記デジタル移動通信システムで使用が許可されている無線キャリアについて説明する。日本におけるデジタル移動通信システムにおける規格は、ARIB（Association of Radio Industries and Businesses）Standard T61(発行元 社団法人 電波産業会)（以下、ARIB STD T61と略称する）に定められている。そして、このシステムで使用が許可されている無線キャリア（carrier）周波数割当てを図５に示す。図５において、上り方向、即ち、移動局→基地局の方向では、３６６．６７５ＭＨｚから３６６．９５０ＭＨｚで、１波の周波数帯域が６．２５ＫＨｚ巾で、４４波（ｆ１、ｆ２、・・・）が認められている。また、下り方向、即ち、基地局→移動局の方向では、上り方向の無線キャリアから１８ＭＨｚ離れた３８４．６７５ＭＨｚから３８４．９５０ＭＨｚで、１波の周波数帯域が６．２５ＫＨｚ巾で、４４波（Ｆ１、Ｆ２、・・・）が認められている。従って、デジタル移動通信システムの通信においては、上り方向ｆ１、ｆ２、・・・、下り方向Ｆ１、Ｆ２、・・・の各周波数が使用される。そして、上述した移動局間直接通信用としては、図５に示すように上り方向の無線キャリアに近接して直接通信用無線キャリアＷ（帯域幅６．２５ＫＨｚ）一波が認められている。従って、図７に示すデジタル移動通信システムでは、移動局７０２から無線基地局７０１への上り方向には、無線キャリアｆの内の所定の周波数が使用され、無線基地局７０１から移動局７０２への下り方向には、無線キャリアＦの内の所定の周波数が使用される。そして、移動局間直接通信には、無線キャリアＷを用いて通信がなされるように構成されている。

以上説明したようにデジタル移動通信システムでは、無線基地局７０１と移動局７０２との通信および無線基地局７０１を介した移動局７０２間の通信は、例えば、上り無線キャリアｆ１、下り無線キャリアＦ１を使用する半複信方式であり、移動局７０２間の直接通信においては、無線キャリアＷの同一の周波数を用いて送信・受信を行なう単信方式となっている。

上述したデジタル移動通信システムに使用される移動局７０２の構成について、図８を用いて説明する。図８は、移動局（無線装置）７０２の概略構成を示すブロック図であって、移動局８０１（７０２と同じ。）は、制御部８０２、送受信部８０３、受信部８０４、送信・受信共用のアンテナ８０５、受信用アンテナ８０６、送受信部８０３のモニタ用スピーカ８０７、受信部８０４のモニタ用スピーカ８０８、マイク８０９および操作部８１０で構成されている。

この移動局８０１の動作について説明する。まず、移動局８０１は、無線基地局７０１−１の通信エリア内に位置する場合、送受信部８０３は、アンテナ８０５で受信された無線基地局７０１からの無線キャリアＦ１の信号を増幅、周波数変換、復調等の処理を行い、モニタスピーカ８０７から音声を出力する。そして、移動局８０１（例えば、移動局７０２−１）が音声を送信する場合は、操作部８１０を操作して、例えば、プレストークスイッチをＯＮし、マイク８０９で音声を入力すると、マイク８０９は、音声を電気信号に変換し、送受信部８０３に供給する。送受信部８０３は、この電気信号を変調、周波数変換、増幅し、無線キャリアｆ１の信号として無線基地局７０１−１に送信する。なお、移動局７０２−１が移動局７０２−２と通話する場合は、無線基地局７０１−１と移動局７０２−２との間は、下り無線キャリアＦ２、上り無線キャリアｆ２を使用することにより通信を行うことができる。また、無線基地局７０１−２あるいは７０１−３の通信エリア７０５−２および７０５−３に位置する移動局７０２−Ｎあるいは７０２−３は、切替装置７０３の制御に基いて、それぞれ無線基地局を介して通話卓７０４と通話することができる。

一方、受信機８０４は、アンテナ８０６で受信された信号を増幅、周波数変換、復調等の処理を行い、モニタスピーカ８０８から音声を出力する。但し、この場合の受信部８０４は、移動局間直接通信用に他の移動局、例えば、移動局７０２−３からの直接通信用無線キャリアＷをモニタするためのものである。従って、移動局７０２−３からの直接通信用無線キャリアＷを受信した移動局、例えば、移動局７０２−２は、操作部８１０を操作して制御部８０２を介して送受信部８０３の動作を移動局間直接通信用の無線キャリアＷに切替、移動局７０２−３と無線キャリアＷの同一の周波数を用いて送信・受信を行なう単信方式で通話することができる。

而して、上述の従来のデジタル移動通信システムには、次のような問題がある。即ち、移動局７０２は、無線基地局７０１との通話を行う送受信部８０３と移動局間直接通信波の受信するための受信部８０４の２つの受信部を設ける必要があり、無線機の小型化及び低コスト化に不利となる。また、無線機を１台の送受信部で構成した場合、
１）無線基地局７０１のサービスエリア内に位置する移動局７０２が無線基地局７０１のサービスエリア外に位置する他の移動局７０２と通信を行うためには、移動局７０２の無線周波数を移動局間直接通信用に割当てられた無線キャリアＷに切替える必要があるが、この無線キャリアＷの送受信に切替操作することにより、移動局７０２は、無線基地局７０１からの無線キャリアＦを受信することができなくなる。その結果、例えば、移動局７０２が無線基地局７０１−１のサービスエリア内に位置しながら無線基地局７０１−１が提供するサービスを受けられなくなってしまう。即ち、通信卓７０４が無線基地局７０１−１を介して移動局７０２と通信を行おうとしても、通信を行うことができない。

２）無線基地局７０１の通信エリア外の移動局７０２同士、あるいは通信エリア内の移動局７０２と通信エリア外の移動局７０２が相互に直接無線通信を行うためには、手動操作による周波数の切替操作が必要なことから、前もって運用方法を定めておき、それに従って相互に直接通信波Ｗに設定をしない限り相互の通信ができない。従って、例えば、通信エリア７０５−１の外に位置する移動局７０２−４が、無線基地局７０１−１の通信エリア７０５−１の外に位置する移動局７０２−３に通信エリア７０５−１内に位置する移動局７０２−２に対してメッセージの中継を依頼しようとしても、移動局７０２−３が直接通信波用の無線キャリアＷに設定しない限り通信が成立しない。

３）また、無線基地局７０１の通信エリア７０５内において、通信エリア７０５内に位置する移動局７０２または通信エリア７０５のサービスエリア外に位置する移動局７０２と直接無線通信を行うためには、手動で直接通信波への切替を行う必要があるが、移動局７０２側で無線基地局７０１の通信エリア内か、外かを認識し、直接通信波への切替を行わない限り、移動局間直接通信の呼び出し、あるいは無線基地局を介した通信の双方が成立しなくなってしまう。特に、非常送無線基地局、例えば、無線基地局７０１−２および７０１−３の通信エリア内においては、非常送無線基地局は、空線信号を出していないので、通信エリア内かどうかの判断はできない。

４）無線基地局のエリア内において、無線基地局中継による移動局間通信を行うためには、無線基地局は常に空線信号を送信する、所謂、常送モードでなくてはならない。しかし、前述の１つの切替装置に接続される無線基地局において、隣接する無線基地局エリアが同一周波数を使用する場合、同時に１つの基地局のみしか送信できないため、他の無線基地局エリアにおいては基地局中継による移動局間の通話ができなくなってしまう。

また、移動局が待受け中の時に、受信周波数を基地局通信用から直接通信用に切替えた後、逆に直接通信用に切換えることを繰返す移動無線装置（例えば、特許文献１参照）が提案されている。

特開２００４−２５４０５８号公報

以上説明したように従来のデジタル移動通信システムでは、移動局が無線基地局と送受信する無線機と、移動局間直接通信用の無線機とを備える必要がある。また、無線機が１台の場合には、無線基地局との通信用と移動局間直接通信用に周波数を切換えることを繰返す以外に方法がなく、デジタル移動通信システム用の無線機として極めて不便である。

本発明の目的は、容易に無線基地局通信と移動局間直接通信が行えるデジタル移動通信システムおよび移動局無線装置を提供することである。

本発明の他の目的は、無線基地局の通信エリア内にて無線基地局の送信する周波数の待ち受けを行ないながら、移動局間で通信できるデジタル移動通信システムおよび移動局無線装置を提供することである。

本発明の他の目的は、移動局が無線基地局の通信エリア内か、外かを自動的に検出し、無線キャリアを切換えることのできるデジタル移動通信システムおよび移動局無線装置を提供することである。

本発明の更に他の目的は、移動局から無線キャリア切換のための所定信号を送信し、移動局間直接通信に切換えるデジタル移動通信システムおよび移動局無線装置を提供することである。

本発明は、無線基地局と複数の移動局無線装置からなるデジタル移動通信システムにおいて、上記移動局無線装置は、受信部と、上記受信部で受信される上記無線基地局からの電波の電界強度を検出する電界強度検出部と、送信部と、上記受信部の受信周波数および上記送信部の送信周波数を制御する周波数シンセサイザおよび上記受信部、上記送信部および上記周波数シンセサイザを制御する制御部を有し、上記制御部は、上記無線基地局からの電波の電界強度を検出する電界強度検出部の検出出力に基いて、上記周波数シンセサイザの周波数を変更するように構成される。

また、本発明のデジタル移動通信システムにおいて、上記電界強度検出部の検出結果が所定値以上のときは、上記制御部は、上記周波数シンセサイザの周波数を上記無線基地局との送受信周波数に設定し、上記電界強度検出部の検出結果が所定値以下のときは、上記制御部は、上記周波数シンセサイザの周波数を上記移動局無線装置間の直接通信用の周波数に設定するように構成される。

また、本発明のデジタル移動通信システムにおいて、上記制御部は、更に、記憶部を有し、上記記憶部に上記移動局無線装置間の直接通信波切替信号ビットパターンを記憶すると共に、上記移動局無線装置が同期バースト信号を送信する場合、上記記憶部に記憶されている上記直接通信波切替信号ビットパターンを読出し、上記同期バースト信号に上記直接通信波切替信号ビットパターンを挿入し送信するように構成される。

また、本発明のデジタル移動通信システムにおいて、複数の上記移動局無線装置の内、上記同期バースト信号を送信する移動局無線装置とは異なる他の移動局無線装置は、上記同期バースト信号から上記直接通信波切替信号ビットパターンを検出し、該ビットパターンの検出結果に基づいて、上記他の移動局無線装置は、移動局間無線装置間の直接通信波の送受信周波数に切換えるように構成される。

更に、本発明は、無線基地局と所定の周波数で通信される移動局無線装置であって、上記移動局無線装置は、受信部と、上記受信部で受信される上記無線基地局からの電波の電界強度を検出する電界強度検出部と、送信部と、上記受信部の受信周波数および上記送信部の送信周波数を制御する周波数シンセサイザおよび上記受信部、上記送信部および上記周波数シンセサイザを制御する制御部を有し、上記制御部は、上記電界強度検出部の検出出力に基いて上記周波数シンセサイザの周波数を変更するように構成される。

また、本発明の移動局無線装置において、上記制御部は、記憶部を有し、上記記憶部に上記移動局無線装置間の直接通信波切替信号ビットパターンを記憶すると共に、上記移動局無線装置が同期バースト信号を送信する場合、上記記憶部に記憶されている上記直接通信波切替信号ビットパターンを読出し、上記同期バースト信号に上記直接通信波切替信号ビットパターンを挿入し送信するように構成される。

また、本発明の移動局無線装置において、上記制御部は、記憶部を有し、上記記憶部に送受信切替モードテーブルを記憶し、上記制御部は、上記電界強度検出部から出力される電界強度と上記送受信切替モードテーブルに基き上記周波数シンセサイザの周波数を変更するように構成される。

また、本発明の移動局無線装置において、上記記憶部は、更に、周波数切替テーブルを記憶し、上記制御部は、上記電界強度検出部から出力される電界強度と、上記送受信切替モードテーブルおよび上記周波数切替テーブルに基き上記無線基地局との送受信周波数と移動局無線装置間の直接通信用送受信周波数とを切換えるように構成される。

また、本発明の移動局無線装置において、上記移動局無線装置の上記記憶部は、更に、直接通信波切替信号ビットパターンを記憶し、上記受信部は、他の移動局無線装置から送られてくる同期バースト信号を検出すると共に、上記同期バースト信号中に上記直接通信波切替信号ビットパターンと同じビットパターンの信号が含まれている場合には、上記制御部は、上記受信部の受信周波数および上記送信部の送信周波数を制御する周波数シンセサイザの周波数を移動局無線装置間の直接通信用の周波数に変更するように構成される。

また、本発明の移動局無線装置において、上記電界強度検出部の検出出力に基いて上記周波数シンセサイザの周波数を変更する場合、上記検出出力に閾値を設けると共に、上記閾値は、音声信号のビットエラーレートに基いて設定される。

以上説明したように、本発明によれば、移動局において無線基地局が送信する無線キャリアの受信レベルを検出し、モード切替を行い、自動的に移動局間直接通信を行うことができる。また、移動局は、直接通信のための所定の信号を送信することで、移動局間直接通信ができるデジタル移動通信システムおよび移動局無線装置を実現できる。更に、２つの無線部を用いることなく、また、手動操作による周波数の切換えを行わずとも、無線基地局の通信エリア外または非常送基地局の通信エリアにおいて、移動局相互の通信が可能となる。

本発明の一実施例を図１および図３を用いて説明する。図１において、１０１は、無線基地局、１０２−１、１０２−２、・・・１０２−Ｎは、移動局無線装置（以下、移動局と略称する。また、移動局を総称する場合は移動局１０２と称する。）、１０３は、無線基地局１０１の通信エリア（またはサービスエリアとも言う。）を示している。なお、本実施例では、説明の簡単化のため、無線基地局は、１ヶ所のみ示しているが、図７に示すような構成とすることもできることは言うまでもない。この図１に示すシステムでは、一つの無線キャリアが一つの通話チャネルに対応し、通信用のチャネルのみから構成されるSCPC（Single Channel Per Carrier）方式デジタル移動通信システムを示しており、無線基地局１０１を介しての通信は、上り無線キャリアｆ１、下り無線キャリアＦ１を使用する半複信方式、そして、移動局１０２間の直接通信では、無線キャリアＷを使用する単信方式が使用されている。なお、使用される周波数は、ARIB STD T61で定められている図５で示される周波数が使用される。また、本実施では、SCPC方式デジタル移動通信システムで説明するが、これに限定されるものではなく、一般のデジタル移動通信システムにも適用できることは言うまでもない。

次に、図１に示すデジタル移動通信システムの接続制御フローを図３を用いて説明する。まず、無線基地局１０１の通信エリア１０３内では、移動局１０２は、無線基地局１０１が送信する下り波（空線信号と言う。）を常時受信している。そして、例えば、移動局１０２−１が移動局１０２−２と通話を行う場合、移動局１０２−１は、プレストークスイッチをＯＮし、移動局１０２−１が送信するバースト信号の同期確立のため、同期信号を所定回数送信する。

一方、無線基地局１０１においては、移動局１０２−１が送信する上り波を常時監視し、所定回数以上同期バーストが正しく受信された場合、受信データを下り波に折り返し、無線端末局１０２−２へ送信を行なう。これにより、無線基地局１０１内において移動局１０２−１と移動局１０２−２が相互に通信可能となり、移動局１０２−１が音声信号を送信し、通話が開始される。また、移動局１０２−１がプレストークスイッチをＯＦＦすると、通話は、中断され、無線基地局１０１からの空線信号が受信される。移動局１０２−２からの送信は、この逆を行うことで通信ができる。

ここで、移動局１０２が無線基地局１０１の通信エリア外に位置する場合について説明する。例えば、無線基地局１０１では、移動局１０２−３、あるいは、移動局１０２−４が送信する上り波を受信できないため、無線基地局１０１の中継による通信エリア１０３外に位置する移動局１０２−３、１０２−４との通信は不能になる。また、移動局１０２が、非常送無線基地局のエリア内に位置する場合、例えば、図７に示すような移動局７０２−６のような場合、無線基地局１０１では移動局１０２からの受信データを下り波に折り返さないため、非常送無線基地局のエリア内では、同様に移動局１０２間の相互の通信を行うことはできない。

そこで、本発明では、移動局１０２が無線基地局１０１の通信エリア１０３内に位置するか、無線基地局１０１の通信エリア１０３外に位置するかを判断する機能を移動局１０２に持たせ、この判断結果に基いて移動局１０２の動作モードを制御するものである。これについて以下、図２を用いて説明する。図２は、本発明で用いる移動局無線装置（以下、移動局と略称する。）の概略構成を示すブロック図である。図２において、無線基地局１０１からの信号は、アンテナ２０１で受信され、切替スイッチ２０２を介して受信部２０３に入力される。なお、切替スイッチ２０２は、操作部２１３、例えば、プレストークスイッチを操作してアンテナ２０１の受信信号が受信部２０３に入力されるようになされている。受信部２０３では、高周波増幅部２０４で高周波増幅された後、受信ミキサ２０５において周波数シンセサイザ２１１からの局部発信信号により周波数変換され、中間周波（ＩＦ）増幅器２０６を介して復調器２０７にて復調される。受信部２０３で復調された受信信号は、受信信号処理部２０８にて信号処理され、スピーカ２０９に出力され、また、送信内容によっては制御部２１２を介して表示部２２１に出力される。

一方、マイク２２０からの音声信号を送信する場合には、操作部２１３、例えば、プレストークスイッチを操作して制御部を制御し、切替スイッチ２０２を切替、送信部２１５の出力がアンテナ２０１から送信されるようになされる。従って、マイク２２０からの音声信号は、送信信号処理部２１９において信号処理された後、送信部２１５に入力される。送信部２１５では、送信信号処理部２１９の出力信号を変調部２１８で所定の変調処理を施された後、周波数シンセサイザ２１１からの信号が供給される送信ミキサ２１７で所定の高周波信号に変換され、送信電力増幅部２１６で電力増幅された後、切替スイッチ２０２、アンテナ２０１を介して無線基地局１０１に向け送信される。

而して、この移動局１０２は、電界強度検出部２１０を備え、高周波増幅部２０４に入力される高周波の電界強度を検出する機能を有している。例えば、高周波増幅部２０４で使用されるＡＧＣ（Automatic Gain Control）の制御電圧から検出することが可能である。そして、検出された電界強度に従って送受信モードを切換るように構成されている。以下これについて説明する。この送受信切替機能は、制御部２１２により実行される。即ち、制御部２１２の記憶部２１４には、表１に示す送受信モードを切換る送受信切替モードテーブルが記憶されている。

表１において、グループＡは、移動局１０２が無線基地局１０１の通信エリア１０３内に位置し、移動局１０２が無線基地局１０１との通信をしたり、無線基地局１０１を介して移動局１０２間の通信ができる場合を示している。そして、その場合の電界強度Ｅは、無線基地局１０１のアンテナから送出される無線キャリアの電界強度を示し、例えば、通信エリア１０３の内側では、電界強度が−５ｄＢμＶ以上であることを示している。従って、図１で示す楕円の線上での電界強度が、−５ｄＢμＶであることを示している。そして、通信エリア１０３の楕円で示される範囲内では、基地局１０１との通信が行えることを示している。

一方、グループＢは、移動局１０２が無線基地局１０１の通信エリア１０３外に位置し、移動局１０２が無線基地局１０１との通信ができないエリアにいることを示している。従って、電界強度Ｅは、−５ｄＢμＶ以下で、無線基地局１０１とは十分な通信ができないことを示している。なお、この電界強度Ｅによる判定は、通話を行う場合のＢＥＲ（Bit Error Rate）に基いている。例えば、通常の会話で音声の質が比較的良いとされている場合のＢＥＲは、３×１０^−２であり、この時の電界強度は、６ｄＢμＶである。従って、上述の電界強度Ｅ＝−５ｄＢμＶは、かなり音質が悪い状態を境界線Ｔ（閾値Ｔと言う。）としていることになる。また、ここで示す閾値Ｔは、本発明の一実施例であって、デジタル移動通信システムの仕様、用途、使用する環境等に応じて適宜設定できることは言うまでもない。また、閾値Ｔは、楕円の線で示しているが、便宜上、模式的に示しているのみである。

さて、移動局１０２の記憶部２１４には、上述した切替モードテーブルが記憶されている。そして、移動局１０２は、常に、基地局１０１の空線信号を受信しているため、移動局１０２の移動に従って電界強度検出部２１０は、基地局１０１の空線信号の電界強度を検出し、検出結果が制御部２１２の記憶部２１４に記憶されている切替モードテーブルと比較し、移動局１０２の現在地が基地局１０１の通信エリア１０３の内か、外かを常に判定している。そして、この判定結果に従い制御部２１２は、周波数シンセサイザ２１１の周波数を切換えるか、周波数を制御する。

ここで、周波数シンセサイザ２１１の制御について説明する。移動局１０２の制御部２１２の記憶部２１４には、更に、表２に示す周波数切替テーブルを有している。

表２において、グループＡは、移動局１０２が無線基地局１０１の通信エリア内に位置することを意味し、その場合には、制御部２１２は、周波数シンセサイザ２１１を制御して、受信ミキサ２０５は、無線基地局１０１からの下り無線キャリアＦの内の所定の周波数、例えば、周波数Ｆ１を受信するように制御される。また、同様に、送信ミキサ２１７は、移動局１０２から上り無線キャリアｆ内の所定の周波数、例えば、周波数ｆ１となるように制御される。なお、周波数（無線キャリア）Ｆ１、ｆ１は、それぞれシステムを構成する場合に前もって設定されることは言うまでもない。

一方、グループＢの場合は、移動局１０２は、無線基地局１０１の通信エリア外に位置することを意味し、その場合には、制御部２１２は、周波数シンセサイザ２１１を制御して、受信ミキサ２０５および送信ミキサ２１７の周波数は、移動局間直接通信用の無線キャリアＷを送受信するように制御される。

即ち、本発明では、移動局１０２は、移動局の現在位置の無線基地局からの電界強度を電界強度検出部で検出し、その検出結果に基づいて表１を参照してグループＡか、Ｂかを判定し、その判定結果から表２に示す切替周波数を参照し、これにより周波数シンセサイザを制御することにより自動的に無線基地局との通信か、移動局間直接通信か判定し、通話することができる。以上のように構成すると、無線基地局の通信エリア内に位置する移動局同士、あるいは、無線基地局の通信エリア外に位置する移動局間直接通信は、本発明の移動局が所有する電界強度検出部によって無線基地局の通信エリアの電界強度を検出することで自動的に基地局通信あるいは移動局間直接通信かを判断し、動作させることができる。しかしながら、この方法だけでは、無線基地局の通信エリア内に位置する移動局と無線基地局の通信エリア外に位置する移動局との間の通信ができないという問題がある。

この問題を解決するための他の一実施例について、図４および図６を用いて説明する。図４は、本発明の他の一実施例の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。なお、デジタル移動通信システムおよび移動局は、それぞれ図１および図２に示すものと同じであり、制御部２１２の動作が異なっている。図４において、まず、移動局１０１は、ステップ４０１で待ち受け動作状態にある。これは、前述した無線基地局１０１からの空線信号の受信状態である。

ステップ４０２では、受信レベルが所定値以下かどうかを判断する。なお、所定値は、前もって設定しておく。即ち、無線基地局１０１の通信エリア内の電界強度Ｅを検出し、表１に示す切替モードテーブルに基いて電界強度Ｅが所定値、即ち、閾値Ｔ以下か（通信エリア外）、所定値、即ち、閾値Ｔ以上か（通信エリア内）を判断する。閾値Ｔ以上であれば、ステップ４０３に進み、閾値Ｔ以下であれば、ステップ４０４に進む。ここで、閾値Ｔは、−５ｄＢμＶである。

ステップ４０４では、移動局間相互通信モードを起動する。この移動局間相互通信モードは、移動局１０２が無線基地局１０１の通信エリア１０３の外に位置する移動局１０２と通信を行うモードであり、前述したように無線キャリアＷを使用して送受信できるようにする。従って、制御部２１２は、ステップ４０２の判断結果に基づいて周波数シンセサイザ２１１を制御し、受信ミキサ２０５および送信ミキサ２１７を無線キャリアＷの送受信ができるように制御する。

ステップ４０５では、移動局間相互通信モードに設定中に、操作部２１３、例えば、プレストークボタンが押下された場合は、ステップ４０６に進み、押下されない場合にはステップ４２０に進む。ステップ４２０は、無線基地局１０１の通信エリア１０３の外に位置する移動局、例えば、移動局１０２−４からの通信を受けるための待受け動作である。

ステップ４０６では、プレストークボタンの押下に基いて、送信チャネルを無線基地局に設定する。即ち、制御部２１２は、移動局１０２、例えば、移動局１０２−３の送信周波数を無線基地局１０１の無線キャリア（送信周波数）Ｆ１に変更する。これによって後述する移動局１０２−３の同期バースト信号が無線基地局１０１の通信エリア１０３内に位置する移動局１０２で受信が可能となる。

ステップ４０７では、直接通信波切替信号を送信する。即ち、無線キャリア（送信周波数）Ｆ１で図６（Ａ）に示すような同期バースト信号を送信するが、この同期バースト信号の一部に直接通信波切替信号用ビットパターンを挿入して移動局１０２−３のアンテナ２０１から送信する。ここで、図６（Ａ）に示す同期バースト信号の信号フォーマットについて説明する。この同期バースト信号の信号フォーマットは、ARIB STD T61で定められており、通信用チャネル上り／下りの同期を確立するために送信される信号である。この信号フォーマットは、３８４ビットで構成され、具体的には、ＬＰ＋Ｒ：リニアライザー用プリアンブル及びバースト過渡応答用ガードタイム（４０ビット）、Ｐｂ：プリアンブル（８８ビットと５６ビット）、ＲＩ：無線情報チャネル（ＲＩＣＨ）（５６チャネル）、ＳＷ：同期ワード（３２ビット）、ＰＩ：パラメータ情報チャネル（ＰＩＣＨ）（１０４ビット）およびＧ：ガードタイム（８ビット）で構成されている。この内、パラメータ情報チャネルＰＩは、図６（Ｂ）に示すようにバースト識別ビットＢと未定義部分が畳込み符号化処理された領域である。

本発明では、この未定義部分に直接通信波切替信号用ビットパターン６０１を挿入して送信する。例えば、図６（Ｂ）では、直接通信波切替信号用ビットパターン６０１としてビットパターン“１００１”とした実施例が示されている。なお、このビットバターンは、適宜、定められ、４ビットに限られるものではなく、他の情報と区別できるようなビットパターンとすれば良い。この直接通信波切替信号用ビットパターン６０１は、移動局１０２の制御部２１２の記憶部２１４に前もって設定されている。設定の方法は、操作部２１３を操作して適宜定められたビットパターンを入力する。そして、ステップ４０７で移動局１０２−３が直接通信波切替信号を送信する時に、記憶部２１４からこのビットパターン“１００１”を読出し、同期バースト信号を送信する時に、この同期バースト信号の一部にビットパターン“１００１”を挿入した図６（Ａ）に示す同期バースト信号として送信部２１５に供給し、送信部２１５は、切替スイッチ２０２、アンテナ２０１からこの同期バースト信号を送信する。

このようにすると、送信される同期バースト信号は、無線キャリア（送信周波数）Ｆ１で送信されるので、無線基地局１０１の通信エリア１０３内に位置する全ての移動局１０２は、この無線キャリア（送信周波数）Ｆ１の同期バーストを受信することができる。

一方、全ての移動局１０２の記憶部２１４には、上述と同様に直接通信波切替信号用ビットパターンを前もって記憶している。そして、制御部２１２は、受信部２０３で受信された同期バースト信号を常時監視し、同期バースト信号の一部に記憶部２１４に記憶されている直接通信波切替信号用ビットパターンが存在した場合、制御部２１２は、このビットパターンを検出し、周波数シンセサイザ２１１、受信ミキサ２０５および送信ミキサ２１７を制御して移動局１０２が移動局間直接通信ができる無線キャリアＷに切換える。なお、制御部２１２は、一般にマイクロコンピュータで構成されているので、このようにプログラム等で構成することは容易である。

ステップ４０８では、送信チャネル直接通信波設定を行う。即ち、移動局１０２−３がステップ４０７で直接通信波切替信号パターンを含む同期バースト信号を所定回数送信した後、送信チャネル直接通信波設定を行う。これは、通話を希望する移動局１０２−３は、操作部２１３を操作して周波数シンセサイザ２１１の周波数を変更する。これによって受信ミキサ２０５および送信ミキサ２１７は、移動局１０２−３の送受信無線キャリアを移動局間直接通信用無線キャリアＷに設定される。

ステップ４０９では、音声データを送信する。即ち、通話したい相手とマイク２２０で音声信号を入力し、送信信号処理部２１９、送信部２１５、切替部２０２およびアンテナ２０１を介して音声データが送信される。これによって無線基地局１０１の通信エリア外に位置する移動局、例えば、移動局１０２−３から無線基地局１０１の通信エリア内に位置する移動局１０２、例えば、移動局１０２−２と通信を行うことができる。

ステップ４１０では、プレストークスイッチをＯＦＦする。

ステップ４１１では、プレストークスイッチＯＦＦにより通話は、中断され、空線信号が送信され、相手からの音声を聞くことができる。

ステップ４１２では、受信を監視し、相手からの音声信号が所定時間、例えば、１０秒間、送信されない場合には、送信中止と判断し、ステップ４１３に進む。なお、この時間計測は、例えば、制御部２１２に設けられているタイマーを利用し、記憶部２１４に受信監視のための所定時間を設定することで実現できる。

ステップ４１３では、受信チャネルを無線基地局の送信周波数Ｆ１に設定する。即ち、移動局間直接通信が終了すると、制御部２１２は、例えば、上記タイマーの信号に基いて周波数シンセサイザ２１１、受信ミキサ２０５および送信ミキサ２１７を制御して無線基地局１０１との通話ができる状態にする。以後この動作が繰返される。

次に、ステップ４０２で表１に示す切替モードテーブルに基いて電界強度Ｅが閾値Ｔ以下でない場合、即ち、閾値Ｔ以上であれば、移動局１０２は、基地局１０１の通信エリア１０３内に位置するので、ステップ４０３に進み、待受け動作となる。

ステップ４１４では、無線キャリアＦ１の同期バースト信号を受信する。この同期バースト信号は、無線基地局１０１からの同期バースト信号と、上述した無線基地局１０１の通信エリア１０３の外に位置する移動局１０２、例えば、移動局１０２−３からの同期バースト信号である。

ステップ４１５では、直接通信波切替信号を受信しているかどうかを判定する。直接通信波切替信号を受信していない場合は、ステップ４１６に進み待受け動作となる。直接通信波切替信号を受信している場合は、ステップ４１７に進む。ここで、直接通信波切替信号の検出方法について説明する。移動局１０２の記憶部２１４には、上述したように直接通信波切替信号用ビットパターンを前もって記憶している。そして、制御部２１２は、受信部２０３で受信された同期バースト信号を常時監視し、同期バースト信号の一部に記憶部２１４に記憶されている直接通信波切替信号用ビットパターンと同じビットパターンが存在した場合、制御部２１２は、このビットパターンを検出する。

ステップ４１７では、送信チャネル直接通信波設定が行われる。即ち、ステップ４１５で直接通信波切替信号用ビットパターンが検出されると、制御部２１２は、周波数シンセサイザ２１１の周波数を変更し、受信ミキサ２０５および送信ミキサ２１７を制御して移動局１０２が移動局間直接通信ができる無線キャリアＷに切換える。従って、無線基地局１０１の通信エリア内に位置する移動局１０２は、無線基地局１０１の通信エリア外に位置する移動局、例えば移動局１０２−３と移動局間直接通信用無線キャリアＷで通信できることとなる。

ステップ４１８は、受信監視ステップである。移動局間直接通信中であるが、相手から所定時間の間、通話がない場合、例えば、１０秒を越える場合には、タイマーの設定により、移動局間直接通信は中止され、ステップ４１９に進む。

ステップ４１９は、受信チャネルを無線基地局の送信周波数Ｆ１に設定する。即ち、移動局間直接通信が終了するとタイマーの信号で制御部２１２を制御し、自動的に無線基地局１０１と送受信できるようにしている。

以上のように本発明によれば、無線基地局の通信エリアを通話の状態、例えば、ビットエラーレート、電界の強度等から自動的に測定、検出し、これによって移動局と無線基地局との通話、無線基地局を介しての移動局間の通話あるいは移動局間の直接通信かを判断し、使用者が手動で切換える必要がなく、容易に通話を行えるデジタル移動通信システムおよび移動局無線装置を実現することができる。なお、上記実施例では、例えば、電界強度を検出して制御部が自動的に周波数を切換える方式で説明したが、例えば、移動局の表示部に切替を支持する表示を行い、操作者が操作部を操作して無線キャリアの周波数を切換えるように構成することもできる。

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載されたデジタル移動通信システムおよび移動局無線装置の実施例に限定されるものではなく、上記以外のデジタル移動通信システムおよび移動局無線装置に広く適応することが出来ることは、言うまでも無い。

本発明の一実施例を説明するための概略構成図である。 本発明の一実施例の移動局無線装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の動作を説明するための図である。 本発明の他の一実施例を説明するためのフローチャートを示す。 本発明で使用する無線キャリアを説明するための図である。 図４に示す本発明の他の一実施例の動作を説明するための図である。 従来のデジタル移動通信システムの一例の概略構成を示す図である。 従来の移動局無線装置の一例の概略構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０１、７０１：無線基地局、１０２、７０２：移動局、１０３、７０５：通信エリア、２０１、８０５、８０６：アンテナ、２０２：切替スイッチ、２０３：受信部、２０４：高周波増幅部、２０５：受信ミキサ、２０６：ＩＦ増幅部、２０７：復調部、２０８：受信信号処理部、２０９：スピーカ、２１０：電界強度検出部、２１１：周波数シンセサイザ、２１２、８０２：制御部、２１３、８１０：操作部、２１４：記憶部、２１５：送信部、２１６：送信電力増幅部、２１７：送信ミキサ、２１８：変調部、２１９：送信信号処理部、２２０、８０９：マイク、２２１：表示部、６０１：直接通信波切替信号用ビットパターン、７０３：切替装置、７０４：通話卓、８０１：移動局無線装置、８０３：送受信部、８０４：受信部、８０７、８０８：モニタスピーカ。

Claims (5)

1. 無線基地局と複数の移動局無線装置からなるデジタル移動通信システムにおいて、上記移動局無線装置は、受信部と、上記受信部で受信される上記無線基地局からの電波の電界強度を検出する電界強度検出部と、送信部と、上記受信部の受信周波数および上記送信部の送信周波数を制御する周波数シンセサイザおよび上記受信部、上記送信部および上記周波数シンセサイザを制御する制御部を有し、上記制御部は、上記無線基地局からの電波の電界強度を検出する電界強度検出部の検出出力に基いて、上記周波数シンセサイザの周波数を変更することを特徴とするデジタル移動通信システム。
2. 請求項１記載のデジタル移動通信システムにおいて、上記電界強度検出部の検出結果が所定値以上のときは、上記制御部は、上記周波数シンセサイザの周波数を上記無線基地局との送受信周波数に設定し、上記電界強度検出部の検出結果が所定値以下のときは、上記制御部は、上記周波数シンセサイザの周波数を上記移動局無線装置間の直接通信用の周波数に設定することを特徴とするデジタル移動通信システム。
3. 請求項１記載のデジタル移動通信システムにおいて、上記制御部は、更に、記憶部を有し、上記記憶部に上記移動局無線装置間の直接通信波切替信号ビットパターンを記憶すると共に、上記移動局無線装置が同期バースト信号を送信する場合、上記記憶部に記憶されている上記直接通信波切替信号ビットパターンを読出し、上記同期バースト信号に上記直接通信波切替信号ビットパターンを挿入し送信することを特徴とするデジタル移動通信システム。
4. 無線基地局と所定の周波数で通信される移動局無線装置であって、上記移動局無線装置は、受信部と、上記受信部で受信される上記無線基地局からの電波の電界強度を検出する電界強度検出部と、送信部と、上記受信部の受信周波数および上記送信部の送信周波数を制御する周波数シンセサイザおよび上記受信部、上記送信部および上記周波数シンセサイザを制御する制御部を有し、上記制御部は、上記電界強度検出部の検出出力に基いて上記周波数シンセサイザの周波数を変更することを特徴とする移動局無線装置。
5. 請求項４記載の移動局無線装置において、上記制御部は、記憶部を有し、上記記憶部に上記移動局無線装置間の直接通信波切替信号ビットパターンを記憶すると共に、上記移動局無線装置が同期バースト信号を送信する場合、上記記憶部に記憶されている上記直接通信波切替信号ビットパターンを読出し、上記同期バースト信号に上記直接通信波切替信号ビットパターンを挿入し送信することを特徴とする移動局無線装置。

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