JP2007521764A - 受信／発信同期によるグループ通話管理 - Google Patents

Abstract

トランシーバ（１２０）による通信方法に関する。一構成では、このトランシーバによる通信方法は、システム不在グループ環境において実行される。同期情報（１５０）は移動体トランシーバ（１１０）から受信され、移動体トランシーバに同期するために用いられる。同期情報には、タイミングオフセット及び周波数オフセットが含まれる。所定条件、例えば、所定量のグループ休止、が満たされるまで、同期が維持される。

Description

本発明は無線通信プロトコルに関する。より詳細には、本発明は複数の無線トランシーバ間の伝送同期に関する。

移動体通信デバイスなどの無線トランシーバでは、半二重モード通信が用いられることがある。半二重モードでは、無線トランシーバの発信及び受信が可能であるが、両方を同時に行うことは不可能である。複数の無線トランシーバがグループ環境において通信するとき、１つ以上の無線トランシーバが別の無線トランシーバにより発信された信号を受信し得る。しかしながら、伝送の衝突を回避するためには、所与の時間において１つのトランシーバのみが発信することが望ましい。伝送衝突により通信は中断され得る。無線基地局などの中央制御装置を備える通信システムでは、通常、トランシーバを同期させておくタイミング信号を中央制御装置が出力することにより、伝送衝突の発生を防止する。

基地局などの中央制御装置を備えていない通話環境であるシステム不在（ｓｙｓｔｅｍｌｅｓｓ）通話環境では、通常、複数の無線トランシーバが各伝送の開始時に相互に同期することが必要である。この同期処理は時間及び動力を消費するため、バッテリ寿命を減少させる。さらに、グループ通話では、グループのいずれのメンバーに伝送用のグループチャネルが付与されているかに関する問題も存在する。多くの場合、グループ通話に参加する無線トランシーバはランダムに発信する。したがって、伝送衝突が発生する場合があり、複数の同期信号が生成される場合がある。複数の同期が生成されると、グループに参加する一部のメンバーが特定のトランシーバと同期し、他のメンバーは別のトランシーバと同期する場合がある。この結果、グループは各々それ自身の同期を有する複数のサブグループに分割され得る。このように、中央制御装置が利用可能でないとき、グループ通話に参加する無線トランシーバ間の同期を提供する効果的かつ効率的な方法は存在しないと思われる。

本発明の一実施形態は、トランシーバによる通信方法に関する。一構成では、このトランシーバによる通信方法は、システム不在グループ環境において実行される。同期情報は移動体トランシーバから受信され、移動体トランシーバに同期するために用いられる。同期情報には、タイミングオフセット及び周波数オフセットが含まれ得る。所定条件、例えば、所定量のグループ休止、が満たされるまで、同期が維持され得る。

また、この方法には伝送要求を発信する工程が含まれ得る。伝送要求には、移動体トランシーバと同期されたタイムスロットにて発信されるプレアンブルが含まれ得る。また、伝送要求には同期情報が含まれ得る。伝送要求の発信において、同期されたタイムスロットがランダムに選択され得る。

また、この方法には、１つ以上のトランシーバに同期情報を発信する工程と、所定条件、例えば、所定量のグループ休止、が満たされるまでトランシーバとの同期を維持する工程とが含まれ得る。同期情報には、タイミングオフセット及び周波数オフセットが含まれ得る。さらに、プレアンブルを含む伝送要求がトランシーバから受信され得る。伝送要求は同期タイムスロットにて受信され得る。

また、この方法には、第２のトランシーバに第２のトランシーバとのグループ同期を確立させる同期情報を発信する工程が含まれ得る。同期情報は、１つ以上のトランシーバに同期情報を発信する工程の後に、第２のトランシーバに発信され得る。例えば、第２のトランシーバは、まだグループに同期されていないトランシーバであり得る。

本発明による一実施形態は、例えば、システム不在グループ通話環境における、無線トランシーバ間の同期を可能とする方法及び装置に関する。詳細には、第１のトランシーバは１つ以上のフレームにてグループの他のメンバーに同期情報を発信できる。周波数ホッピング拡散スペクトル（ＦＨ−ＳＳ）プロトコルを用いて動作するトランシーバの場合、この同期情報により、時間のオフセットと、周波数ホッピングのシードとを指定することができる。時間のオフセット及び周波数ホッピングのシードは、グループの他のメンバーが第１のトランシーバに同期したままであるために用いられ得る。この手法により、トランシーバは所定条件が満たされるまで同期したままであることができる。例えば、所定量のハング時間（ｈａｎｇ ｔｉｍｅ）に渡ってグループ活動が検出されなくなるまで、同期を維持することができる。本明細書における規定では、ハング時間は、グループ休止中、即ち、グループ活動が検出されないときに、グループが同期を維持する期間である。例えば、ハング時間は、グループ内の伝送の中断に続く６秒間の時間である。なお、ハング時間が経過するより前にグループの別のデバイスが発信を開始する場合、そのグループは、別のグループ休止期間がハング時間を超えることが検出されるまで、確立された同期を維持できる。しかしながら、所定量の時間に渡るグループ休止が同期を維持するための唯一の所定条件でないことは理解される。

図１には、無線トランシーバ（トランシーバ）の例示的なグループ１００を示す。グループ１００は任意の複数のトランシーバを含み得る。例えば、グループ１００は第１のトランシーバ１１０、第２のトランシーバ１２０、第３のトランシーバ１３０、第４のトランシーバ１４０を含む。トランシーバ１１０，１２０，１３０，１４０は、ＲＦ通信データを発信及び受信するトランシーバであり得る。例えば、トランシーバ１１０，１２０，１３０，１４０は、移動体無線機、セルラー電話機又は他の任意の移動体通信デバイスなど、移動体トランシーバである。これらのトランシーバは全二重又は半二重の通信サービスをサポートできる。

動作中、グループ内の他のトランシーバが発信しない場合、トランシーバ１１０，１２０，１３０，１４０は、探査（ｓｃａｎ）モードであり得る。探査モードでは、トランシーバ１１０，１２０，１３０，１４０は、別のトランシーバにより発信されるプレアンブルを探査する。第１のトランシーバ１１０は、グループ内に通話を確立させようとするとき、プレアンブル及び同期情報１５０を含む伝送要求を発信することができる。トランシーバ１２０，１３０，１４０はプレアンブルを受信し、同期情報を用いて第１のトランシーバ１１０に同期することができる。

図２には、通話が確立されるとき、トランシーバ１１０（発信側）とトランシーバ１２０，１３０，１４０（受信側）との間に交換されるフレームを表すフレームシーケンス２００を示す。発信側はプレアンブル２１０を発信することにより、シーケンスを開始し得る。プレアンブル２１０は、受信側が検出可能な特定のＲＦ周波数にて発信されるトーンであり得る。プレアンブル２１０を用いて、発信側と受信側との間の伝送タイミングを同期することが可能である。例えば、トランシーバがＦＨ−ＳＳプロトコルを用いて動作する場合、プレアンブル２１０を用いて、周波数ホッピングセットを判定することが可能である。

各々異なる所定周波数の複数のプレアンブル２１０を発信することが可能である。この
例では、３つのプレアンブル２１０が発信される。受信側は、プレアンブル２１０のうちの１つが検出されるまで、プレアンブル２１０の所定周波数の探査を継続する。例えば、第１のプレアンブル、第２のプレアンブルの発信された周波数が使用中である場合、受信側は第１のプレアンブル、第２のプレアンブルを検出しない。しかしながら、第３のプレアンブルの発信されている周波数が別の発信側デバイスにより使用中でない場合、受信側は第３のプレアンブルを検出し得る。

プレアンブル２１０が検出されると、受信側は発信側により生成された関連する同期フレーム２２０を探査し得る。受信側は同期フレーム２２０を用い、タイミング及び周波数を発信側と同期させることができる。同期フレーム２２０は、プレアンブル２１０が発信される各周波数に存在し得る。したがって、プレアンブル検出と同様に、第１の同期フレーム、第２の同期フレームの発信された周波数が使用中である場合、受信側は第１の同期フレーム、第２の同期フレームを検出しない。しかしながら、第３の同期フレームの発信されている周波数が別の発信側デバイスにより使用中でない場合、受信側は第３の同期フレームを検出し得る。

同期フレーム２２０は、個体識別子、グループ識別子及び他の情報を含むことができる。トランシーバがＳＳ−ＦＨプロトコルを用いて動作する場合、同期フレームは時間のオフセット及び周波数ホッピングのシードを含み得る。周波数ホッピングのシードは、発信側及び受信側が通信するために用いられ得る新たな通信周波数を生成するために乱数生成器において用いられる初期値であり得る。発信側及び受信側が同期したままであることを保証するために、発信側及び受信側は同じ乱数生成アルゴリズムを用いることが可能である。グループ内のトランシーバが通話を確立させようとしてプレアンブル及び同期フレームを発信するとき、時間のオフセットによりタイムスロットが識別され得る。

同期フレームの受信後、受信側は発信側に肯定応答（ＡＣＫ）フレーム２３０を発信し、受信側がデータを受信する準備ができていることを発信側に信号で伝達し得る。ＡＣＫフレーム２３０の受信後、発信側は識別子フレーム２４０及び音声／データフレーム２５０を発信し得る。識別子フレーム２４０は通話体識別子情報を含み得る。音声／データフレーム２５０は、音声若しくはデータ又はその両方を含み得る。

図３には、受信／発信同期によるグループ通話管理を提供する方法を示す例示的なフローチャート３００を示す。工程３０５にて開始すると、通話グループのトランシーバはプレアンブルを監視する。判断ボックス３１０及び工程３１５を参照すると、プレアンブルが受信された場合、トランシーバは、そのプレアンブルに関連する同期フレームを受信し、復号する。既述のように、同期フレーム内にはグループ識別子が存在する。グループ識別子により、発信側デバイスがいずれのグループに関連するかが識別される。判断ボックス３２０を参照すると、グループ識別子がトランシーバの関連するグループと一致しない場合、トランシーバはプレアンブルの監視を継続する。しかしながら、同期フレームが適正なグループ識別子を含む場合、トランシーバは、工程３２５に示すように発信側デバイスに同期するとともに、工程３３０に示すように肯定応答（ＡＣＫ）伝送を送信する。続いて、トランシーバは工程３３５に示すように受信処理を開始する。工程３６５及び判断ボックス３７０に進むと、トランシーバは、所定量のハング時間に渡ってグループ活動が検出されなくなるまで、同期を維持する。ハング時間が経過し、所定量の時間に渡ってグループ活動が存在しないと、工程３０５に示すようにトランシーバは再びプレアンブルの監視を開始する。

工程３４０を参照すると、トランシーバが受信モードになく、トランシーバの操作者がトランシーバのプレスツートークボタン（ＰＴＴボタン）を押下する場合、トランシーバは、プレアンブル及び同期フレームを含む伝送要求を発信する。トランシーバがまだグル
ープに同期されていない場合、同期フレームは、グループ同期を確立させるために用いられる同期情報を含み得る。通話グループのハング時間が経過した場合、又は、初期同期後にトランシーバがグループに加入している場合などがこれに当たる。初期同期後にトランシーバがグループに加入している場合、通話グループ内の別のトランシーバが現在発信していない限り、他のメンバーは新たなトランシーバに再び同期する。

しかしながら、トランシーバが元からグループメンバーであり、既にグループに同期されている場合、同期情報はそのグループにおいて既に確立されている同期パターンと等しいことがある。示すように、グループと同期したタイムスロットにてプレアンブル及び同期フレームが発信される。なお、プレアンブル及び同期フレームを発信するために用いられるそのタイムスロットは、ランダムに選択される。例えば、グループのうちの２つのメンバーがそれぞれのトランシーバのＰＴＴボタン同時に押下する場合、各トランシーバは発信する際の同期タイムスロットをランダムに選択する。そのようにランダムにタイムスロットを選択することにより、一般に伝送衝突として知られる、２つのトランシーバが同じタイムスロットにてプレアンブル／同期フレームを発信することの恐れは有意に減少される。

なお、同期情報は、グループに加入及び同期しようとするトランシーバにより用いられる。例えば、グループ通話の進行中、同じグループ識別子を有する新たなトランシーバが作動される場合、又は、グループ内の発信側トランシーバの放送範囲に進入する場合、この新たなトランシーバは、発信側トランシーバにより発信されているプレアンブル及び同期フレームを検出する。プレアンブル及び同期フレームは、この新たなトランシーバがグループに同期するために用いられる。

判断ボックス３５０を参照すると、トランシーバが別のデバイスからＡＣＫを受信した場合、工程３５５に示すように受信側は伝送シーケンスを開始する。工程３６０，３６５に進むと、トランシーバは、伝送シーケンスが完了した時に発信を停止し、グループとの同期を維持する。判断ボックス３７０を参照すると、所定量の時間に渡ってグループ活動が存在しないと、トランシーバは工程３０５に示すように再びプレアンブルの監視を開始する。

図４には、プレアンブル及び同期フレームの伝送におけるランダムタイムスロット選択を示す例示的なタイミングの図４００を示す。例えば、第１、第２、第３、第４のトランシーバは同期されており、ハング時間は経過しておらず、第１、第３、第４のトランシーバのＰＴＴボタンが同時に押下されたと仮定する。既述のように、このとき、３つのトランシーバの各々は、ランダム同期タイムスロットにてプレアンブル及び同期フレームを発信する。この例では、第１のトランシーバはランダムに第１及び第６のタイムスロットを選択し、第３のトランシーバは第４及び第９のタイムスロットを選択し、第４のトランシーバは第３及び第８のタイムスロットを選択する。第２のトランシーバは、第１のタイムスロットにて発信された第１のトランシーバのプレアンブル及び同期フレームを検出した場合、第１のトランシーバにＡＣＫを送信し、伝送の受信を開始する。第２のトランシーバは、第１のトランシーバに既に応答しているため、第３、第４のトランシーバを無視する。したがって、第３、第４のトランシーバはＡＣＫを受信しない。所定数のプレアンブル／同期フレームが発信され、ＡＣＫが受信されない場合、第３、第４のトランシーバは探査モードに切り替わり、第１のトランシーバなど別のデバイスにより発信されるプレアンブルの監視を開始する。第１のトランシーバからプレアンブル／同期フレームを受信すると、第３、第４のトランシーバはＡＣＫを送信し、第１のトランシーバからの伝送の受信を開始する。やはり、所定期間に渡ってグループ活動が存在しなくなるまで、同期を維持する。

本発明の好適な実施形態を図示し説明したが、本発明がそれらに限定されないことは明らかであろう。特許請求の範囲に記載の本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者には多くの修正、変更、変形、置換及び均等物が想到される。例えば、本発明は基地局又は他の任意の固定ネットワーク装置を含むシステムにより実施され得るため、システム不在グループ環境に限定されない。

本明細書に開示の発明構成による無線通話グループの例示的な概略図。 本明細書に開示の発明構成による発信側無線トランシーバと受信側無線トランシーバとの間の交換を表す例示的なフレームシーケンスの図。 本明細書に開示の発明構成による受信／発信同期によるグループ通話管理を提供する方法を示すフローチャート。 本明細書に開示の発明構成による例示的な発信タイミングの図。

Claims (10)

1. トランシーバによる通信方法であって、
   移動体トランシーバから同期情報を受信する同期情報受信工程と、
   同期情報を用いて移動体トランシーバに同期する同期工程と、
   所定条件が満たされるまで移動体発信器との同期を維持する同期維持工程とからなる方法。
2. 所定条件は所定量のグループ休止を含む請求項１に記載の方法。
3. 同期情報受信工程はタイミングオフセット及び周波数オフセットを受信する工程を含む請求項１に記載の方法。
4. 移動体トランシーバと同期されたタイムスロットにてプレアンブルを含む伝送要求を発信する工程を含む請求項１に記載の方法。
5. 伝送要求は同期情報を含む請求項４に記載の方法。
6. 同期されたタイムスロットをランダムに選択する工程を含む請求項４に記載の方法。
7. システム不在グループ環境において実行される請求項１に記載の方法。
8. トランシーバによる通信方法であって、
   １つ以上のトランシーバに同１つ以上のトランシーバとのグループ同期を確立させる同期情報を発信する同期情報発信工程と、
   所定条件が満たされるまで同１つ以上のトランシーバとの同期を維持する同期維持工程とからなる方法。
9. 所定条件は所定量のグループ休止を含む請求項８に記載の方法。
10. 同期情報発信工程はタイミングオフセット及び周波数オフセットを発信する工程を含む請求項８に記載の方法。

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