JP2007295134A - 無線通信システム及び自動チャネル切替方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信装置が自動的に空いている通信チャネルに切り替えることができる無線通信システムを提供する。
【解決手段】ネットワークＮで接続された複数のレピータ２Ａ〜２Ｄと、レピータ２Ａ〜２Ｄを経由して通信を行う無線通信装置を含む無線通信システムであって、レピータ２Ａ〜２Ｄはそれぞれ異なる無線周波数ｆ_Ａ〜ｆ_Ｄが割り当てられ、レピータ２Ａ〜２Ｄは、それぞれ割り当てられた無線周波数ｆ_Ａ〜ｆ_Ｄにおいて、所定の周期を有するそれぞれ重複しないタイミングで、そのレピータ２Ａ〜２Ｄを識別するための報知情報を送信する報知情報送信手段を備える。さらに、前記無線通信装置は、レピータ２Ａ〜２Ｄに割り当てられた無線周波数ｆ_Ａ〜ｆ_Ｄを順次切り替えて、前記報知情報の受信を試みる報知情報検知手段を備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、無線通信システム及び自動チャネル切替方法に関する。より詳しくは、レピータを介して無線通信装置どうしが通信を行う無線通信システムにおける、無線通信装置のチャネル切替に関する。

無線通信には、いわゆるレピータを経由して無線通信装置どうしの通信を行う方法がある。無線通信装置からレピータへの送信のアップリンクと、レピータから無線通信装置への送信のダウンリンクとの周波数又はタイムスロットを変えて、同時に通信することにより、無線通信装置どうしで通信を行う。

複数のレピータをネットワークで接続して１つの無線通信システムとし、複数のレピータのカバーエリアから無線通信システムの通信エリアを構成することができる。その場合、通常はレピータごとに通信チャネル（アップリンクとダウンリンクの周波数）が決まっている。無線通信装置は、自局が滞在するレピータエリアのレピータのチャネルを選択している。すなわち、そのレピータのダウンリンクの周波数で呼び出しを待ち受け、また、そのレピータのアップリンクの周波数で他の無線通信装置の呼び出しを行う。

レピータを経由して通信を行う無線通信装置は、他の無線通信装置を呼び出すときに、通信相手となる無線通信装置が属している（そのレピータエリアに滞在している）レピータを指定して、自局が属すレピータに対してそのチャネルで呼び出し起動信号を送信する。

通信を開始するときに、通信相手となる無線通信装置が属している（そのレピータエリアに滞在している）レピータを指定する方法については、例えば、特許文献１には、発信局のユーザーが、着信局が位置する宛先中継局番号を認識しなくても、その着信局に対して発信を行うための技術が記載されている。

特許文献１の技術は、複数の移動局と、各移動局が位置する無線ゾーン毎に設け、移動局間どうしを無線接続する複数の中継局とを有する災害無線システムであって、移動局は、自己が位置する無線ゾーンを管轄する中継局の中継局番号、自己の局番号及び未定義中継局番号を記憶保持しておき、中継局は、自己の中継局番号及び、隣接する中継局の中継局番号を記憶保持しておく。中継局は、発信局からの発信要求電文を受信すると、この発信要求電文内の未定義中継局番号を検出した場合、この発信要求電文を着信要求電文として、自己が管轄する無線ゾーン内に位置する各移動局に配信すると共に、この着信要求電文を他の中継局に配信する。中継局は発信要求電文を次々と隣接する中継局に配信するので、発信局では着信局の局番号を入力するだけで、発信局及び着信局間の通信を行うことができる。
特開２００１−３２６６０２号公報

レピータの同時通信チャネルが１つの場合、無線通信装置があるレピータで通信を行うと、そのレピータの通信チャネルを選択している無線通信装置は、その通信チャネルでは他の通信を行うことができない。複数のレピータでその通信エリアが重複している場合は、設定している通信チャネルが使用されているときに、空いている通信チャネルに切り替えて、通信を行うことができる。

しかし、例えば従来の特定小電力無線では、通信チャネルを手動で切り替えなければならない。また、通信相手となる無線通信装置が選択している通信チャネルが使用中であると、相手の無線通信装置を呼び出すことができない。無線通信装置又はレピータに２つの無線機（ＲＦ回路）を備えて、２つの通信チャネルで待ち受けすれば、１つの通信チャネルが使用中であっても通信を行うことができるが、無線通信装置ごとに複数のＲＦ回路が必要である。

複数のレピータの通信エリアを重複させて、ある通信エリアで複数の通信チャネルが使用できるように構成した無線通信システムにおいて、通信チャネルに空きがあっても通信できない場合がある。

本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、無線通信装置が自動的に空いている通信チャネルに切り替え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。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る無線通信システムは、
ネットワークで接続された複数のレピータと、該レピータを経由して通信を行う無線通信装置を含む無線通信システムであって、
前記複数のレピータはそれぞれ異なる無線周波数が割り当てられ、
前記複数のレピータは、それぞれ前記割り当てられた無線周波数において、所定の周期を有するそれぞれ重複しないタイミングで、そのレピータを識別するための報知情報を送信する報知情報送信手段を備える、
ことを特徴とする。

さらに、前記無線通信装置は、前記複数のレピータに割り当てられた無線周波数を順次切り替えて、前記報知情報の受信を試みる報知情報検知手段を備えることを特徴とする。

また、前記無線通信装置は、
前記報知情報検知手段で前記報知情報を受信した場合に、前記報知情報検知手段の実行を停止するレピータ検知手段と、
前記報知情報検知手段で受信した報知情報の周波数で、前記報知情報の受信を繰り返すモニタ手段と、
を備え、
前記モニタ手段で前記報知情報が受信できない場合に、前記報知情報検知手段の実行を再開することを特徴とする。

好ましくは、前記無線通信システムは、前記無線通信装置が受信する報知情報を送信しているレピータの情報を格納する前記ネットワークに接続されたサーバを備え、
前記無線通信装置は、前記報知情報検知手段で前記報知情報を受信した場合に、その報知情報を送信するレピータに、当該無線通信装置を識別する符号を含む装置登録要求信号を送信する装置登録要求手段を備え、
前記レピータは、前記無線通信装置から前記装置登録要求信号を受信した場合に、その無線通信装置を識別する符号と当該レピータを識別する符号とを含む装置登録情報を、前記サーバに送信する装置登録手段を備える、
ことを特徴とする。

本発明の第２の観点に係る自動チャネル切替方法は、
ネットワークで接続された複数のレピータと、該レピータを経由して通信を行う無線通信装置を含む無線通信システムにおける自動チャネル切替方法であって、
前記複数のレピータは、それぞれ割り当てられた無線周波数において、所定の周期を有するそれぞれ重複しないタイミングで、そのレピータを識別するための報知情報を送信する報知情報送信ステップ、を備え、
前記無線通信装置は、
前記複数のレピータに割り当てられた無線周波数を順次切り替えて、前記報知情報の受信を試みる報知情報検知ステップと、
前記報知情報検知ステップで前記報知情報を受信した場合に、前記報知情報検知ステップの実行を停止するレピータ検知ステップと、
前記報知情報検知手段で受信した報知情報の周波数で、前記報知情報の受信を繰り返すモニタステップと、
を備え、
前記モニタステップで前記報知情報が受信できない場合に、前記報知情報検知ステップの実行を再開する、
ことを特徴とする。

好ましくは、前記無線通信システムは、前記無線通信装置が受信する報知情報を送信しているレピータの情報を格納する前記ネットワークに接続されたサーバを備え、
前記レピータ検知ステップは、前記報知情報検知ステップで前記報知情報を受信した場合に、その報知情報を送信するレピータに、当該無線通信装置を識別する符号を含む装置登録要求信号を送信する装置登録要求ステップを含み、
前記レピータは、前記無線通信装置から前記装置登録要求信号を受信した場合に、その無線通信装置を識別する符号と当該レピータを識別する符号とを含む装置登録情報を、前記サーバに送信する装置登録ステップを備える、
ことを特徴とする。

本発明の無線通信システムによれば、無線通信装置は通信を行うために通信チャネルを手動で切り替える必要がない。複数の通信チャネルが供給される通信エリアでは、１つの通信チャネルが使用中でも、呼び出しを受けることができる。そして、レピータ及び無線通信装置を最小のＲＦ回路で構成することができる。

本発明に係る無線通信装置及び無線通信システムの一実施の形態について、図を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る無線通信システムの構成例を示す。

例えば無線通信システム３０は、図１に示すように、ネットワークＮに接続されている複数のレピータ２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄを備える。無線通信システム３０には、複数の無線通信装置１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆがある。また、ネットワークＮにサーバＳが接続している。

ネットワークＮは、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）である。ネットワークＮは、その他、回線交換網、パケット交換網、インターネット、専用線網であってもよい。また、ネットワークＮは有線に限らず、例えば無線ＬＡＮなどの無線通信網でもよい。

無線通信システム３０では、無線通信装置１どうしの通信はレピータ２を介して行われる。例えば、図１の無線通信装置１Ｂと１Ｃは、レピータ２Ａを介して通信を行う。また、無線通信システム３０では、異なるレピータ２の通信範囲（レピータエリア）に属する無線通信装置１どうしの通信は、ネットワークＮを経由して行われる。例えば、無線通信装置１Ａと１Ｄは、レピータ２Ｂ、ネットワークＮ及びレピータ２Ｃを経由して通信を行う。

無線通信装置（以下、子機と略称する）１Ａ〜１Ｆは、レピータ２Ａ〜２Ｃと無線で通信する。子機１Ａ〜１Ｆからレピータ２Ａ〜２Ｃへの通信をアップリンク、レピータ２から子機１への送信をダウンリンクという。アップリンクとダウンリンクは、例えば、異なる周波数で同時に送信される。アップリンクとダウンリンクは、時間分割で２重に送信されてもよい。

１つのレピータ２において、アップリンクとダウンリンクを１組として同時に通信できるチャネル数は１又は２以上である。同時通信チャネル数は、レピータ２の構成による。なお、子機１Ａ〜１Ｆは、図１では移動局のように記載されているが、固定局の場合を含む。レピータ２の同時通信チャネルが１組の場合は、子機１の通信は半二重通信である。レピータ２の同時通信チャネルが２組以上で、子機１が同時に送受信できれば、全二重通信を行う構成も可能である。本実施の形態では、１つのレピータ２の同時通信チャネル数は１組として説明する。

無線通信システム３０において、従来の方法では通信は次のように行われる。通信の開始において、例えば、子機１Ｂから子機１Ｅを呼び出す場合、子機１Ｂは、子機１Ｅを着ＩＤ、子機１Ｅが滞在するエリアのレピータ２Ｃを着レピータＩＤとする呼び出し起動信号を送信する。呼び出し起動信号を受信したレピータ２Ａは、レピータ２Ｃに呼び出し起動信号を送信する。その場合、ネットワークＮに呼び出し起動信号をブロードキャストしてもよいし、レピータ２Ｃに宛てて呼び出し起動信号を送信してもよい。

レピータ２Ｃに宛てて呼び出し起動信号を送信する場合は、レピータ２ＣのネットワークアドレスをサーバＳに問い合わせる。 レピータ２Ａ〜２ＤのネットワークＮにおけるアドレスは、図１の例ではサーバＳで与えられる。サーバＳは、例えば、ＤＮＳ（Domain Name System）サーバ又はＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）サーバである。

呼び出し起動信号を受信したレピータ２Ｃは、呼び出し信号を無線で送信する。そのレピータエリアの呼び出し信号を受信した子機１Ｅは、その呼び出し信号に着ＩＤとしてその子機１Ｅの識別符号があるので、応答を返して通信を開始する。

呼び出し起動信号が複数の子機１に対する呼び出しである場合は、呼び出し信号は子機グループの識別符号（ＩＤ）を含む。全ての子機１を呼び出す場合は、呼び出し信号は一斉呼び出しを示す識別符号を含む。その場合、呼び出しグループに属する子機１は、呼び出し起動信号を送信した子機１からの受信を開始する。

従来の無線通信システムは、上述のとおり任意の無線通信装置１に対してレピータ２の通信チャネルを用いて個別呼び出し、グループ呼び出し、一斉呼び出しを行う。子機１Ｃがレピータ２Ａの通信チャネルを選択している場合、子機１Ｂがレピータ２Ａの通信チャネルで通信を行っているときは、子機１Ｃは通信を行うことができない。

ここで、レピータ２Ａの通信エリアとレピータ２Ｂの通信エリアが重複している場合、すなわち、レピータ２Ｂの電波が子機１Ｃに届く場合は、子機１Ｃは、レピータ２Ｂの通信チャネルに切り替えることによって、子機１Ｂが他の子機（例えば、１Ｅ）と通信を行って、レピータ２Ａの通信チャネルを使用しているときでも通信を行うことができる。また、子機１が選択している通信チャネルとは異なる通信チャネルのレピータエリアに動した場合は、通信を行うためにそのレピータ２の通信チャネルに切り替える必要がある。

本発明の実施の形態に係る無線通信システム３０では、レピータエリア間を移動した場合、又は選択している通信チャネルが他の無線通信装置の通信に使用された場合に、自動的に通信チャネルを切り替える。以下、本発明の実施の形態における自動チャネル切替について詳細に説明する。

なお、サーバＳに無線通信装置１が滞在しているレピータエリアを登録しておくこともできる。その場合は、無線通信装置１Ｂから呼び出し起動信号を受信したレピータ２Ａは、まず、サーバＳに対して、子機１Ｅの登録されているレピータエリアを問い合わせる。そして、子機１Ｅが滞在していると登録されているレピータ２Ｃに対して呼び出し起動信号を送信する。

図２は、本発明の一実施の形態に係る無線通信装置１の構成を示すブロック図である。図２に示す無線送信装置１は、送信機として機能する場合、無線通信装置１を使用するユーザの通話音に基づく音声信号、又はデータ通信用のデータ信号をレピータ２の受信機に向かって送信する。一方、無線通信装置１は、受信機として機能する場合、レピータ２を経由して無線通信装置１に送信された通話音に基づく音声信号、又はデータ通信用のデータ信号を受信する。

無線通信装置１は、図２に示すように送信機能を実現するために、アンテナ１０と、送受信切換部１１と、送信部１２と、ベースバンド処理部１３と、増幅及びＡ／Ｄ変換器（以下、Ａ／Ｄ変換部という）１４と、マイク１５とを備えている。無線通信装置１はまた、受信機能を実現するために、受信部１６と、ベースバンド処理部１７と、Ｄ／Ａ変換及び増幅器（以下、Ｄ／Ａ変換部という）１８と、スピーカ１９とを備えている。

無線通信装置１はさらに、各部の制御を行うコントローラ２０、受信時間を計測する計時部２５、通信相手などを表示する表示部２６、及び呼び出す通信相手などの設定を入力する操作部２７を備える。

コントローラ２０は、無線通信装置１の動作の制御を行う。コントローラ２０は例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）２１、Ｉ／Ｏ（入出力装置）２２、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）２４、ＲＡＭ（読み書き可能メモリ）２３、及びそれらを接続する内部バス（図示せず）を備えて構成される。

コントローラ２０には計時部２５、表示部２６、操作部２７がＩ／Ｏ２２を介して接続されている。図２の複雑化を避け、理解を容易にするために、コントローラ２０から各部への信号線が省略されているが、コントローラ２０は送受信切換部１１、送信部１２、ベースバンド処理部１３、１７、Ａ／Ｄ変換部１４、受信部１６、Ｄ／Ａ変換部１８にＩ／Ｏ２２を介して接続しており、それらの処理の開始、終了、処理内容の制御を行う。

コントローラ２０が無線通信装置１の動作を制御するための制御プログラムは、ＲＯＭ２４に格納されている。そして、無線通信装置１が送信機として用いられる場合、コントローラ２０は、無線通信装置１が送信機として機能するよう制御する。また、ベースバンド処理部１３がデータ通信用のデータを送信部１２に出力する動作は、コントローラ２０の制御の下に行われる。

コントローラ２０のＲＡＭ２３には、無線通信装置１が送信する通信フレームを生成するためのデータが記憶される。例えば、ＲＡＭ２３は、通信フレームのヘッダ部を構成するためのデータである、プリアンブル、同期ワード（Sync Word：以下、ＳＷという）、無線情報チャネル（Radio Information CHannel：以下、ＲＩという）、低速付随制御チャネル（Slow Associated Control CHannel：以下、ＳＡＣＣＨという）、及び相手局側識別情報などを含むパラメータ情報（Parameter Information CHannel：以下、ＰＩＣＨという）などを記憶する。

また、コントローラ２０には、例えばＵＳＢ（Universal Serial Bus（ユニバーサルシリアルバス））インターフェースが接続されており、ＵＳＢインターフェースに接続される外部機器のデータがコントローラ２０に入力される。ＵＳＢインターフェースに外部機器としてパソコンを接続し、このパソコンにより無線通信装置１を制御することもできる。

計時部２５は、例えば、クロックパルスによってカウンタ値を減算し、カウンタの値が０になったときに割り込み出力を発生する、減算カウンタを用いることができる。カウンタにある値をセットすると、セットした数のクロックパルスをカウントして、ＣＰＵ２１に割り込みをかけることによって、一定の時間を計測することができる。

表示部２６は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）又はＬＥＤ（Light Emission Diode）などから構成され、選択している通信チャネル又はレピータ２の情報、送信相手先の無線通信装置１又はレピータ２の状況、及び無線通信装置１のその他の情報を表示する。

操作部２７は、無線通信装置１の動作についての条件情報を入力するための入力手段にあたる。操作部２７には各種の操作キーが設けられている。すなわち、ユーザが、無線通信装置１の操作部２７の操作キーを操作して動作条件を入力することにより、その入力に基づく動作を無線通信装置１に行わせることができる。

操作部２７に対する操作の内容は、コントローラ２０により検出される。すなわち、コントローラ２０は、操作された操作キーの種類や、操作キーに対する操作の内容を検出する。そして、操作キーによって入力された内容を判別する。そして、コントローラ２０は、操作部２７により入力された内容に応じた動作を行うように、無線通信装置１を制御する。

なお、操作キーの操作の内容によっては、その操作によって入力された内容が表示部２６に表示される。例えば、操作部２７により、送信する相手先を選択する送信相手選択が設定された場合、送信する相手先のリストが表示部２６に表示される。また、送信しようとする相手無線通信装置１の状況を表示する。さらに、表示部２６には、ユーザに対する無線通信装置１の動作状態の報知や、ユーザに対する操作部２７による入力を促すメッセージ等が表示される。

無線通信装置１が、送信機として機能する場合のブロックについて説明する。無線通信装置１のユーザによる通話音はマイク１５により音声信号に変換され、この音声信号はＡ／Ｄ変換部１４に入力される。Ａ／Ｄ変換部１４に入力された音声信号は、増幅器により増幅された後、音声Ａ／Ｄ変換によりディジタル信号に変換される。ディジタル変換された信号はベースバンド処理部１３に入力される。ベースバンド処理部１３では、ディジタルデータにプリアンブル、フレーム同期信号（ＦＳ）及び制御情報（ＣＣＨ）などを付加して送信フレームに組み立てて、送信部１２に出力する。

送信部１２は、入力された信号を変調する変調機能を備える。この無線通信装置１の例では、送信部１２が信号を変調する方式として、ＧＭＳＫ（Gaussian filtered Minimum Shift Keying）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）又はＦＳＫ（Frequency Shift Keying）などが用いられる。送信部１２は、入力された音声信号及びデータ信号を、これらの変調方式により変調する処理を行う。

送信部１２は、前記変調する処理を行った信号を、送受信切換部１１に出力する。送受信切換部１１は、無線通信装置１が送信機として機能する場合、送信部１２より入力された信号をアンテナ１０に導く回路が形成される。そして、送受信切換部１１に入力された信号は、アンテナ１０に出力され、アンテナ１０より無線通信装置１の相手方となるレピータ２の受信機へ送信される。

ベースバンド処理部１３は、通信プロトコルを実行するために、種々の制御信号を組み立てる。ベースバンド処理部１３の動作や送信部１２の送信の開始、終了、周波数の選択などは、コントローラ２０の制御によって行われる。プリアンブルとＳＷの長さ、ＲＩ、ＳＡＣＣＨ及びＰＩＣＨの内容の設定は、コントローラ２０の制御によって行われる。ベースバンド処理部１３、送信部１２及びコントローラ２０によって、呼び出し指令手段及び装置登録要求手段が実現されている。

次に、無線通信装置１が受信機として機能する場合のブロックについて説明する。受信機としての無線通信装置１には、レピータ２の送信機より、報知情報、呼び出し信号、通話音の音声信号又はデータ通信用のデータ信号が送信される。無線通信装置１に送信される信号は、通信フレームを構成している。

アンテナ１０は、無線通信装置１に送信された無線信号を受信する。アンテナ１０が受信した無線信号は、送受信切換部１１を経由して受信部１６に入力される。送受信切換部１１は、無線通信装置１が受信機として機能する場合、アンテナ１０が受信した信号を受信部１６に導く回路が形成される。

受信部１６は、特定の周波数の電波を選択して受信するチューニング機能を備えている。受信部１６には、受信する無線信号の周波数帯域がコントローラ２０によって設定される。そして、受信部１６に設定された周波数のチャンネルの受信信号がアンテナ１０より送受信切換部１１を通って受信部１６に入力される。

受信部１６で受信した信号は、ベースバンド処理部１７に入力され、ベースバンド処理部１７で各情報が抽出されてコントローラ２０に伝えられる。また、受信電界強度が受信部１６で測られる。報知情報の中のレピータＩＤ、及び報知情報の受信電界強度はコントローラ２０に伝えられる。基準以上の受信電界強度を有する報知情報を検出した後は、所定の周期でその通信チャネル（無線周波数）の報知情報を受信する（モニタする）。また、呼び出し信号を受信し、その中のＰＩＣＨに、その無線通信装置１の識別符号（ＩＤ）が着ＩＤとして抽出された場合は、コントローラ２０は通信を開始する。

受信部１６、ベースバンド処理部１７、計時部２５及びコントローラ２０によって、レピータ検知手段及びモニタ手段が実現されている。

図３は、本発明の実施の形態に係るレピータ２の構成を示すブロック図である。図３に示すレピータ２は、送信機能と受信機能を備える。受信機能は無線通信装置１がアップリンクで送信した信号を受信する。送信機能は、受信機で受信した信号又は、ネットワークＮから受信した信号をダウンリンクで送信する。レピータ２の構成のうち、無線通信装置１と同等の機能の部分は同じ符号をつける。

レピータ２は、図３に示すように送信機能を実現するために、アンテナ１０Ｓと、送信部１２と、ベースバンド処理部１３と、入力部４とを備えている。レピータ２はまた、受信機能を実現するために、アンテナ１０Ｒと、受信部１６と、ベースバンド処理部１７と、出力部５とを備えている。さらに、受信した信号をネットワークＮを経由して他のレピータ２に送信したり、他のレピータ２からネットワークを経由して信号を受信するネットワークインタフェース（以下、ネットワークＩ／Ｆ）６を備えている。

レピータ２は、各部の制御を行うコントローラ２０、報知情報のタイミングなどを計測する計時部２５、通信モードなどを表示する表示部２６、及び通信モードなどの設定を入力する操作部２７を備える。

コントローラ２０は、レピータ２の動作の制御を行う。コントローラ２０は例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）２１、Ｉ／Ｏ（入出力装置）２２、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）２４、ＲＡＭ（読み書き可能メモリ）２３、及びそれらを接続する内部バス（図示せず）を備えて構成される。

コントローラ２０には計時部２５、表示部２６、操作部２７がＩ／Ｏ２２を介して接続されている。図３の複雑化を避け、理解を容易にするために、コントローラ２０から各部への信号線が省略されているが、コントローラ２０は送信部１２、ベースバンド処理部１３、１７、受信部１６、入力部４、出力部５及びネットワークＩ／Ｆ６にＩ／Ｏ２２を介して接続しており、それらの処理の開始、終了、処理内容の制御を行う。

コントローラ２０がレピータ２の動作を制御するための制御プログラムは、ＲＯＭ２４に格納されている。そして、コントローラ２０は、報知情報を一定周期で送信し、子機１から受信した装置登録要求信号に応じて、装置登録情報をネットワークＮを経由してサーバＳに送信する制御を行う。また、アップリンクで受信した呼び出し起動信号に基づいて、呼び出し信号を送信部から送信したり、又はネットワークＮへ呼び出し起動信号を送信する制御を行う。さらに、コントローラ２０は、ネットワークＮから受信した呼び出し起動信号に応じて、呼び出し信号を送信部から送信するよう制御する。これらの制御のための情報は、ＲＡＭ２３に記憶される。

コントローラ２０のＲＡＭ２３には、レピータ２が送信する通信フレームを生成するためのデータが記憶される。例えば、ＲＡＭ２３は、通信フレームのヘッダ部を構成するためのデータである、プリアンブル、ＳＷ、ＲＩ、ＳＡＣＣＨ、及びＰＩＣＨなどの情報を記憶する。

表示部２６は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）又はＬＥＤ（Light Emission Diode）などから構成され、レピータ２が無線通信装置１又はネットワークＮと通信を行っている通信状況などの情報を表示する。

操作部２７は、レピータ２の動作についての条件情報を入力するための入力手段である。操作部２７には各種の操作キーが設けられている。すなわち、オペレータが、レピータ２の操作部２７の操作キーを操作して動作条件を入力することにより、その入力に基づく動作をレピータ２に行わせることができる。例えば、ネットワークＮと接続したオンライン動作モード、ネットワークＮと接続しないスタンドアロン動作モードなどを選択する。

レピータ２の受信機能及び送信機能のブロックについて説明する。

アンテナ１０Ｒは、レピータ２に送信された無線信号を受信する。アンテナ１０Ｒが受信した無線信号は、受信部１６に入力される。受信部１６は、特定の周波数の電波を選択して受信するチューニング機能を備えている。受信部１６には、受信する無線信号の周波数帯域がコントローラ２０によって設定される。

受信部１６で受信した信号は、ベースバンド処理部１７に入力され、ベースバンド処理部１７で各情報が抽出されてコントローラ２０に伝えられる。装置登録要求信号を受信した場合、その発ＩＤである子機１のＩＤは、コントローラ２０に伝えられる。コントローラ２０は、出力部５で装置登録情報を生成し、ネットワークＩ／Ｆ６からネットワークＮを経由してサーバＳに送信する。

受信部１６、ベースバンド処理部１７、出力部５、ネットワークＩ／Ｆ６及びコントローラ２０によって、装置登録手段が実現されている。

呼び出し起動信号を受信し、その中に、そのレピータ２の通信範囲に存在する可能性のある無線通信装置１のＩＤ、又はそのレピータ２のＩＤが着ＩＤとして含まれる場合は、コントローラ２０は、呼び出し信号の送信を開始する。受信した信号を他のレピータ２に送信する場合は、出力部５及びネットワークＩ／Ｆ６を介して、ネットワークＮに送信する。

受信部１６で受信した信号を、そのレピータ２の通信範囲に無線送信する場合、ベースバンド処理部１７からベースバンド処理部１３にデータが送られる。ベースバンド処理部１３では、データにプリアンブル、ＳＷ、ＲＩなどを付加して送信フレームに組み立てて、送信部１２に出力する。

送信部１２は、入力された信号を変調する変調機能を備える。この無線通信装置１の例では、送信部１２が信号を変調する方式として、ＧＭＳＫ（Gaussian filtered Minimum Shift Keying）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）又はＦＳＫ（Frequency Shift Keying）などが用いられる。送信部１２は、入力された音声信号及びデータ信号を、これらの変調方式により変調する処理を行う。

送信部１２は、前記変調する処理を行った信号を、アンテナ１０Ｓに出力し、アンテナ１０Ｓより無線通信装置１の受信機へ送信される。

ベースバンド処理部１３は、通信プロトコルを実行するために、種々の制御信号を組み立てる。ベースバンド処理部１３の動作や送信部１２の送信の開始、終了、周波数の選択などは、コントローラ２０の制御によって行われる。プリアンブルとＳＷの長さ、ＲＩ、ＳＡＣＣＨ及びＰＩＣＨの内容の設定は、コントローラ２０の制御によって行われる。

報知情報はコントローラ２０の制御によって、ベースバンド処理部１３で生成され、計時部２５で計測されたタイミングで、送信部１２から送信される。報知情報を送信する周期は、例えば、サーバＳからネットワークＮを経由して供給される。ベースバンド処理部１３、送信部１２、計時部２５及びコントローラ２０によって、報知情報送信手段が実現されている。

ネットワークＮからネットワークＩ／Ｆ６を介して受信した信号は、入力部４でデータが抽出されてコントローラ２０に送られる。ネットワークＮから受信した信号を、レピータ２の通信エリアに送信する場合、ネットワークＩ／Ｆ６で受信したデータは、入力部４からベースバンド処理部１３に送られる。ベースバンド処理部１３は送信信号に組み立てて、送信部１２から送信する。

ネットワークＮからネットワークＩ／Ｆ６を介して呼び出し起動信号を受信し、その中に、そのレピータ２の通信エリアに存在する可能性のある無線通信装置１のＩＤ、又はそのレピータ２のＩＤが着ＩＤとして含まれる場合は、コントローラ２０は、呼び出し信号の送信を開始する。

次に、図２及び図３に示す無線通信装置１及びレピータ２の動作を、図４乃至図１０を参照して説明する。なお、上述のように、無線通信装置１の動作は、コントローラ２０のＣＰＵ２１が、Ｉ／Ｏ２２、ＲＡＭ２３、ＲＯＭ２４、計時部２５、表示部２６、及び操作部２７と協働して行う。また、レピータ２の動作は、コントローラ２０のＣＰＵ２１が、Ｉ／Ｏ２２、ＲＡＭ２３、ＲＯＭ２４、計時部２５、表示部２６、及び操作部２７と協働して行う。

例えば、図１に示すように、無線通信システム３０中に無線通信装置１Ａ〜１Ｆ及びレピータ２Ａ〜２Ｄが存在しているとする。無線通信装置１Ａ〜１Ｆはそれぞれ、図２に示す構成を備えている。レピータ２Ａ〜２Ｄはそれぞれ、図３に示す構成を備えている。

図４は、報知情報の構成例を示す。図４（ａ）は報知情報の構成、図４（ｂ）は、報知情報のパラメータ情報チャネルＰＩＣＨの構成、図４（ｃ）は報知情報を送信するレピータ２を識別するレピータＩＤの構成をそれぞれ表す。

図４（ａ）に示すように、報知情報は、プリアンブルＰ、同期ワードＳＷ、無線情報チャネルＲＩ、低速付随制御チャネルＳＡＣＣＨ、パラメータ情報チャネルＰＩＣＨを含んで構成される。パラメータ情報チャネルＰＩＣＨは、図４（ｂ）に示すように、メッセージ種別、ユーザコード、システムＩＤ、レピータＩＤから構成される。このうちメッセージ種別に、報知情報であることを示すコードが書き込まれる。レピータＩＤに報知情報を送信するレピータ２の識別符号（ＩＤ）が書き込まれる。

レピータ２の識別符号は、例えば図４（ｃ）に示すように、レピータＩＤの第１オクテットの下位４ビットと、第２オクテットに、レピータ２の番号を表す３桁の数字がＢＣＤで書き込まれる。

図５は、装置登録要求信号の構成例を示している。装置登録要求信号の構成は、図４に示す報知情報と同様である。装置登録要求信号のメッセージ種別は、装置登録要求を表すコードである（図５（ｂ）参照）。レピータＩＤは、図５（ｃ）に示すように、子機１が受信する報知情報を送信しているレピータ２のＩＤである。無線通信装置ＩＤは、装置登録要求を行う子機１のＩＤである。子機１の符号の構成は、オクテット１の上位４ビット及び下位４ビットと、オクテット２の上位４ビット及び下位４ビットに、ＢＣＤ（Binary Coded Decimal）で表された４桁の数字が書き込まれる。子機１のＩＤは無線通信システム３０でユニークな番号である。

レピータ２は、図４に示す報知情報を定期的に送信する。子機１は報知情報を受信することによって、その子機１がどのレピータエリアに滞在しているかを認識する。図６は、本発明の一実施の形態における報知情報の送信を説明する図である。ｆ_Ａ〜ｆ_Ｄはそれぞれレピータ２Ａ〜２Ｄに割り当てられた無線周波数である。図６に示すように、レピータ２Ａ〜２Ｄは、一定の周期Ｔで、それぞれの報知情報の送信時間が重複しないように異なるタイミングで、またそれぞれ割り当てられた無線周波数ｆ_Ａ〜ｆ_Ｄで報知情報を送信する。

レピータ２が報知情報を送信するタイミングは、例えば、サーバＳからネットワークＮを介して供給される一定周期Ｔのクロック信号を基準として、それぞれのレピータ２Ａ〜２Ｄに割り当てられたオフセット時間を計時部２５で計測することによって設定される。全てのレピータ２Ａ〜２Ｄに対して、それぞれサーバＳから報知情報を送信するタイミングが与えられてもよい。

このように、報知情報を送信するタイミングを重複させないことによって、子機１は報知情報を一定周期で受信していた状態から、選択していた通信チャネルの報知情報を受信できない場合に、１周期以内で次の報知情報を検出することができる。すなわち、レピータ２Ａの報知情報を一定周期で受信していた子機１が、報知情報を受信できなかった場合、すぐ次のタイミングでレピータ２Ｂの通信チャネルに切り替えて受信することによって報知情報を検出できる可能性がある。レピータ２Ｂの通信チャネルｆ_Ｂを選択していて、レピータ２Ａの通信エリアに移動した場合でも、順次通信チャネル（無線周波数）を切り替えてその通信チャネルに割り当てられたタイミングで報知信号の受信を試みることによって、１周期でレピータ２Ａの報知情報を検出できる。

但し、子機１が電源を入れた直後のように、報知情報を一定周期で受信していない状態からは、例えば、少なくとも報知情報の所定の１周期ずつ、通信チャネルを順に切り替えて報知情報の受信を試みる。あるいは、短い間隔で通信チャネルを切り替えてそれぞれの無線周波数の搬送波を検出し、一定以上の信号強度の搬送波を検出した場合に、その通信チャネルの報知情報の受信を試みるという方法でもよい。

図７は、本発明の一実施の形態における報知情報検知を説明する図である。子機１は、無線通信システム３０の通信チャネルを順次切り替えて、報知情報の受信を試みる。一旦、報知情報を受信したら、その通信チャネル（無線周波数）を選択し、以後は、前述のとおり、一定周期でその通信チャネルの報知情報を受信する（モニタする）。図７では、子機１はレピータ２Ｂの通信チャネルｆ_Ｂで報知情報を受信したことを示している。

図８は、本発明の一実施の形態において子機１が移動した場合に報知情報検知を説明する図である。レピータ２Ｂの通信エリアに滞在して、その報知情報を受信（モニタ）していた子機１が、レピータ２Ｄの通信エリアに移動した場合を示す。子機１は移動したために、レピータ２Ｂの報知情報を受信することができない。又は、レピータ２Ｂの報知情報の受信電界強度が所定のレベルより低い。そこで、１つの報知情報を受信できる時間間隔で順次通信チャネル（無線周波数）を切り替えて、その通信チャネルに割り当てられたタイミングで報知信号の受信を試みる。その結果、レピータ２Ｄの報知情報を受信できて、その通信チャネルｆ_Ｄを選択し、以後、一定周期でその通信チャネルｆ_Ｄの報知情報を受信する（モニタする）。

図９は、本発明の一実施の形態における装置登録を説明する図である。図８に続いて、レピータ２Ｄの報知情報を検知した子機１は、その通信チャネルのアップリンクの無線周波数Ｆ_Ｄで、図５に示す装置登録要求信号を送信する。装置登録要求信号を受信したレピータ２Ｄは、子機１のＩＤとレピータ２ＤのＩＤを含む装置登録情報を、ネットワークＮを経由してサーバＳに送信する。

サーバＳは格納していた子機１が検知したレピータ２の情報を、レピータ２Ｄから受信した装置登録情報で書き換える。サーバＳは、子機１の検知レピータ情報、すなわち子機１のＩＤと、子機１が受信する報知情報を送信しているレピータ２のＩＤを対比して格納する。レピータ２からサーバＳに子機１の検知レピータ情報を問い合わせると、サーバＳは子機１の検知レピータ情報を検索して返答する。

レピータ２は子機１の検知レピータ情報を用いて、呼び出し起動信号を子機１が検知しているレピータ２に送信する。その結果、子機１から呼び出しを行うときに、通信相手の子機１がどのレピータエリアに属しているかを指定する必要がない。

なお、無線通信システム３０では子機１の呼び出しが起動されて、報知情報の送信と呼び出し信号送信のタイミングが重なったときは、報知情報を一定周期のタイミングで送信したのちに、呼び出し信号を送信する。

次に、通信チャネル切替処理の動作について説明する。図１０は、子機１の通信チャネル切替処理の動作の例を示すフローチャートである。子機１は、例えば電源がオンになったときに、通信チャネルを順次切り替えて報知情報の受信を試みる。まず変数ｍを１に設定して（ステップＳ１）、通信チャネルｍの受信を行う（ステップＳ２）。

所定の時間通信チャネルｍの受信を行って報知情報を受信できないか（ステップＳ３；Ｎｏ）、報知情報を受信してもその信号強度が所定の基準に満たない場合は（ステップＳ４：Ｎｏ）、変数ｍに１を加えて（ステップＳ５）、次の通信チャネルの受信を試みる。ｍが無線通信システム３０の通信チャネルの数Ｍを越えていなければ（ステップＳ６；Ｙｅｓ）、再び通信チャネルｍの受信を行う（ステップＳ２）。

ｍが無線通信システム３０の通信チャネルの数Ｍを越えている場合は（ステップＳ６；Ｎｏ）、ｍをリセットして初めから報知情報の受信を行う（ステップＳ１）。

通信チャネルｍの報知情報を受信して（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、その信号強度が所定の基準以上であれば（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、通信チャネルの報知情報検知の走査を終了し、通信チャネルｍを選択する（ステップＳ７）。そして、図５の装置登録要求を通信チャネルｍのレピータ２に送信する（ステップＳ８）。

ついで、その通信チャネルｍの報知情報を一定周期で受信（モニタ）する（ステップＳ９）。受信した報知情報の信号強度が基準以上であれば（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、通信チャネルｍの報知情報の受信を繰り返す（ステップＳ９）。

受信した報知情報の信号強度が基準に満たなければ（ステップＳ１０；Ｎｏ）、改めて通信チャネルの走査を開始する（ステップＳ１〜ステップＳ４）。この場合は、前述のとおり、1つの報知情報を受信できる時間間隔で順次通信チャネル（無線周波数）を切り替えて、その通信チャネルに割り当てられたタイミングで報知信号の受信を試みる。

以上説明したとおり、本発明の無線通信システム３０によれば、レピータ２が一定周期で送信する報知情報を無線通信装置１で受信し、報知情報が受信できない場合は、通信チャネルを順次切り替えて報知情報の受信を試みる。報知情報が受信できればその通信チャネルを選択する。その結果、レピータエリア間で移動した場合でも、無線通信装置１は通信を行うために通信チャネルを手動で切り替える必要がない。複数の通信チャネルが供給される通信エリアでは、１つの通信チャネルが使用中でも、手動で通信チャネル切替を行わずに呼び出しを受けることができる。そして、レピータ２及び無線通信装置１を最小のＲＦ回路で構成することができる。

また、複数のレピータ２は、それぞれ割り当てられた無線周波数において、所定の周期を有するそれぞれ重複しないタイミングで、そのレピータ２を識別するための報知情報を送信するので、無線通信装置１は、一定周期で報知情報を受信（モニタ）していた状態から報知情報を受信できない場合に、短時間で新たな報知情報を検出するよう構成することができる。

その他、前記のハードウエア構成やフローチャートは一例であり、任意に変更及び修正が可能である。

ＣＰＵ２１、Ｉ／Ｏ２２、ＲＡＭ２３、ＲＯＭ２４などから構成される無線通信装置１のコントローラ２０又はレピータ２のコントローラ２０は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。たとえば、前記の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読みとり可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等）に格納して配布し、当該コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、前記の処理を実行する無線通信装置１又はレピータ２を構成してもよい。また、インターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に当該コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロード等することで無線通信装置１又はレピータ２を構成してもよい。

また、無線通信装置１又はレピータ２の機能を、ＯＳ（オペレーティングシステム）とアプリケーションプログラムの分担、またはＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。

また、搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。たとえば、通信ネットワーク上の掲示板(BBS, Bulletin Board System)に前記コンピュータプログラムを掲示し、ネットワークを介して前記コンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前記の処理を実行できるように構成してもよい。

本発明の一実施の形態である無線通信システムの構成図である。 本発明の一実施の形態である無線通信装置のブロック図である。 本発明の一実施の形態であるレピータのブロック図である。 本発明の一実施の形態における報知情報の構成の例を示す図である。 本発明の一実施の形態における装置登録要求信号の構成の例を示す図である。 本発明の一実施の形態における報知情報の送信を説明する図である。 本発明の一実施の形態における報知情報検知を説明する図である。 本発明の一実施の形態において子機が移動した場合に報知情報検知を説明する図である。 本発明の一実施の形態における装置登録を説明する図である。 無線通信装置の通信チャネル切替処理の動作の例を示すフローチャートである。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ 無線通信装置
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ レピータ
４ 入力部
５ 出力部
６ ネットワークインタフェース
１２ 送信部
１３ ベースバンド処理部
１６ 受信部
１７ ベースバンド処理部
２０ コントローラ
２１ ＣＰＵ
２２ Ｉ／Ｏ
２３ ＲＡＭ
２４ ＲＯＭ
２５ 計時部
２７ 操作部
３０ 無線通信システム
Ｎ ネットワーク
Ｓ サーバ

Claims (6)

1. ネットワークで接続された複数のレピータと、該レピータを経由して通信を行う無線通信装置を含む無線通信システムであって、
   前記複数のレピータはそれぞれ異なる無線周波数が割り当てられ、
   前記複数のレピータは、それぞれ前記割り当てられた無線周波数において、所定の周期を有するそれぞれ重複しないタイミングで、そのレピータを識別するための報知情報を送信する報知情報送信手段を備える、
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記無線通信装置は、前記複数のレピータに割り当てられた無線周波数を順次切り替えて、前記報知情報の受信を試みる報知情報検知手段を備え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。
3. 前記無線通信装置は、
   前記報知情報検知手段で前記報知情報を受信した場合に、前記報知情報検知手段の実行を停止するレピータ検知手段と、
   前記報知情報検知手段で受信した報知情報の周波数で、前記報知情報の受信を繰り返すモニタ手段と、
   を備え、
   前記モニタ手段で前記報知情報が受信できない場合に、前記報知情報検知手段の実行を再開することを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
4. 前記無線通信システムは、前記無線通信装置が受信する報知情報を送信しているレピータの情報を格納する前記ネットワークに接続されたサーバを備え、
   前記無線通信装置は、前記報知情報検知手段で前記報知情報を受信した場合に、その報知情報を送信するレピータに、当該無線通信装置を識別する符号を含む装置登録要求信号を送信する装置登録要求手段を備え、
   前記レピータは、前記無線通信装置から前記装置登録要求信号を受信した場合に、その無線通信装置を識別する符号と当該レピータを識別する符号とを含む装置登録情報を、前記サーバに送信する装置登録手段を備える、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の無線通信システム。
5. ネットワークで接続された複数のレピータと、該レピータを経由して通信を行う無線通信装置を含む無線通信システムにおける自動チャネル切替方法であって、
   前記複数のレピータは、それぞれ割り当てられた無線周波数において、所定の周期を有するそれぞれ重複しないタイミングで、そのレピータを識別するための報知情報を送信する報知情報送信ステップ、を備え、
   前記無線通信装置は、
   前記複数のレピータに割り当てられた無線周波数を順次切り替えて、前記報知情報の受信を試みる報知情報検知ステップと、
   前記報知情報検知ステップで前記報知情報を受信した場合に、前記報知情報検知ステップの実行を停止するレピータ検知ステップと、
   前記報知情報検知手段で受信した報知情報の周波数で、前記報知情報の受信を繰り返すモニタステップと、
   を備え、
   前記モニタステップで前記報知情報が受信できない場合に、前記報知情報検知ステップの実行を再開する、
   ことを特徴とする自動チャネル切替方法。
6. 前記無線通信システムは、前記無線通信装置が受信する報知情報を送信しているレピータの情報を格納する前記ネットワークに接続されたサーバを備え、
   前記レピータ検知ステップは、前記報知情報検知ステップで前記報知情報を受信した場合に、その報知情報を送信するレピータに、当該無線通信装置を識別する符号を含む装置登録要求信号を送信する装置登録要求ステップを含み、
   前記レピータは、前記無線通信装置から前記装置登録要求信号を受信した場合に、その無線通信装置を識別する符号と当該レピータを識別する符号とを含む装置登録情報を、前記サーバに送信する装置登録ステップを備える、
   ことを特徴とする請求項５に記載の自動チャネル切替方法。

Images