JP4211145B2 - Wireless communication system - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムに係り、より詳細には、一つの基地局と複数の移動局とからなる無線通信システムにおいて、基地局の通信エリア圏外に移動した任意の移動局が、基地局を中継することなく他の移動局と直接通信を行う移動局直接通信モード機能を具備した無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一つ基地局と複数の移動局とからなる無線通信システムの通信方式として１波単信方式又は２波単信方式等がある。
図６（Ａ）は１波単信方式を示す。この方式は主にアナログ方式であり、基地局51と各移動局52、53、54とは共通の搬送波周波数F1で通信を行う。共通の搬送波周波数F1を使用しているため、各移動局が他の移動局と基地局との通信内容（主に通話）を傍受できるという利点がある反面、他の基地局に属する他の移動局が自移動局の近傍で前記周波数F1に接近した周波数で通信した場合には、周波数F1による自移動局の通信が受信感度抑圧等の妨害を受け、基地局１との通信が出来なくなるという欠点がある。この受信感度抑圧等の妨害を回避するようにしたものが図６（Ｂ）に示す２波単信方式であり、主にディジタル方式無線で使用されている。
上記２波単信方式は図示のように、基地局51と各移動局52、53、54とが２種類の搬送波周波数F1、F2で通信するものであり、各移動局52、53、54から基地局51への送信（上り）には周波数F1を使用し、基地局51から各移動局52、53、54への送信（下り）には周波数F2を使用するものである。
上記１波単信方式又は２波単信方式いずれにおいても各移動局は基地局の制御下にあり、同基地局を中継して移動局間の通信（中継通信モード）が成立するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、前記１波単信方式又は２波単信方式のいずれにおいても、移動局（移動局Ｎ54−図６）が基地局の通信エリアａの圏外に移動した場合には基地局との通信が出来なくなるので前述のような基地局を中継した移動局間の通信が不可能となる。この場合の対処として、手動により移動局間直接通信モードへ切り換える方法があるあが、この方法の場合、送信側及び受信側双方が同時に直接通信モードへ切り換える必要があるため、通信相手が既知且つ特定の移動局に限定される。特に、その特定の相手移動局が基地局の通信エリア内にいる場合には直接通信モードへの移行ができない場合がある。このように、手動により移動局間直接通信モードへ切り換える方法では、必要なときに即座に他の移動局との直接通信モードへの移行が困難という欠点がある。
本発明は上記に鑑み、移動局が基地局の通信エリア圏外に移動した場合にも即座に任意の移動局との直接通信を可能にした無線通信システムを提供することを目的としたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１の搬送波周波数Ｆ１で信号を基地局に送信する第１の移動局送信手段と、第２の搬送波周波数Ｆ２の信号を基地局から受信する第１の移動局受信手段と、第３の搬送波周波数Ｆ３で信号を他の移動局に送信する第２の移動局送信手段と、他の移動局からの第３の搬送波周波数Ｆ３の信号を受信する第２の移動局受信手段と、前記第２の移動局受信手段で受信した信号の受信レベルを検出する第２の受信レベル検出部と、前記第２の受信レベル検出部で検出した受信レベルのデータを記憶するメモリ部と、前記第１の移動局受信手段で受信した信号をもとに、基地局の通信エリアの圏内又は圏外かを判定する通信エリア判定手段と、前記第１の移動局送信手段と第２の移動局送信手段とを切り換える切換手段と、を備えてなる複数の移動局と、前記第２の搬送波周波数Ｆ２で信号を送信する基地局送信手段と、前記第１の搬送波周波数Ｆ１の信号を受信する基地局受信手段と、を備えてなる一つの基地局とからなり、
前記基地局を中継して前記移動局相互間が通信を行う２波単信方式の無線通信システムにおいて、前記移動局は、前記通信エリア判定手段が圏外と判定したときには前記切換手段により、前記第１の移動局送信手段から第２の移動局送信手段に切り換え、他の移動局は、前記移動局の第２の移動局送信手段が発信した信号を自局の第２の移動局受信手段で受信したときに、自局の前記メモリ部に記憶された受信レベルのデータを前記第２の移動局送信手段により前記移動局へ送信することを特徴としている。
【０００５】
また、前記第２の移動局受信手段で受信した信号の受信レベルの代わりに、前記第２の移動局受信手段で受信した信号のビットエラー率を用いてもよい。
【０００６】
また、前記通信エリア判定手段は、前記第１の移動局受信手段で受信した信号の受信レベルを検出する第１の受信レベル検出部と、前記検出した受信レベルが基準レベル以下のとぎには通信エリアの圏外と判別する第１の判別部を設ける。
【０００７】
前記第１の判別部は、前記第１の移動局受信手段で受信した信号のビットエラー率を検出する第１のビットエラー率検出部と、前記検出したビットエラー率が基準値以上のときには通信エリアの圏外と判別してもよい。
【０００８】
また、前記移動局に、複数の他の移動局から送信された前記受信レベルのデータのうち、最良のデータを送信した移動局を判別する第３の判別部を設け、前記移動局は、判別した移動局と直接通信を行うこととする。
【０００９】
また、前記第３の判別部による判別を、前記移動局に、複数の他の移動局から送信された前記ビットエラー率のデータのうち、最良のデータをもとに判別するとしてもよい。
【００１０】
また、前記移動局は、前記第２の移動局送信手段により直接通信を行う移動局を指定するデータを他の移動局に送信するとともに、前記第２の移動局受信手段によって他の移動局から受信した直接通信を指定するデータが自局を指定しているかを判別する第４の判定部を前記移動局に設け、
自局が指定されたと判別したときは、前記第１の移動局送信手段から前記第２の移動局送信手段に切り換え、自局を指定するデータを送信した他の移動局と直接通信を行うこととする。
【００１１】
また、他の移動局は、前記メモリ部に記憶された前記受信レベルのデータ又は前記ビットエラー率のデータを前記移動局への送信することに代え、前記受信レベルのデータ又は前記ビットエラー率のデータを前記第１の移動局送信手段により前記基地局へ送信するとしてもよい。
【００１２】
また、前記基地局に、前記他の移動局から送信された前記受信レベルのデータ又は前記ビットエラー率のデータのうち、最良のデータを送信した前記他の移動局を判別する判別部を設け、基地局は、判別した移動局に対し、前記移動局と直接通信を行うよう指令する。
【００１３】
また、前記移動局は、前記直接通信を開始した以後に、前記通信エリア判定手段が圏内と判定したときには、前記切換手段により、前記第２の移動局送信手段から第１の移動局送信手段に切り換えることとする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。
図１は本発明による無線通信システムの概念説明図であり、一つの基地局１と３つの移動局（移動局Ａ２、移動局Ｂ３、移動局Ｃ４）とで構成した２波単信方式のシステム例である。
また、図２は本発明による無線通信システムを構成する基地局及び移動局の一実施例を示す要部ブロック図、図３は図２を説明するための動作フローチャートである。
また、図４は本発明による無線通信システムを構成する基地局及び移動局の他の実施例を示す要部ブロック図、図５は図４を説明するための動作フローチャートである。
【００１５】
図１において、移動局Ａ２、移動局Ｂ３及び移動局Ｃ４それぞれは基地局１の制御下にあり、同基地局１を中継して移動局相互間で通信（主に通話）を行う（中継通信モード）。
この場合、各移動局から基地局１への送信（上り）には周波数F1の搬送波（第１の搬送波周波数F1）を使用し、基地局１から各移動局への送信（下り）には周波数F2の搬送波（第２の搬送波周波数F2）を使用する（２波単信）。ここで、移動局Ａ２及び移動局Ｂ３それぞれは基地局１の通信エリアａの圏内にいるので、これら移動局は基地局１を中継した通信が可能である。
これに対し、移動局Ｃ４は基地局１の通信エリアａの圏外に移動したため、同基地局１と通信できず、従って、基地局１を中継した他の移動局との通信は不可能となる。
そこで、本発明では各移動局に周波数F1、F2による本来の通信機能に加え、専用周波数F3（第３の搬送波周波数F3）を使用した通信機能を新たに追加する。
これにより、通信エリアａ圏外の移動局Ｃ４は孤立することなく近傍にいる移動局Ｂ３との直接通信が可能となる。
【００１６】
次に、図２及び図４の構成につき説明する。
図２において、（Ａ）は基地局１であり、（Ｂ）は移動局（２、３又は４）である。
（Ａ）において、11は移動局よりの第１の搬送波周波数F1の送信信号を受信するアンテナ、12は受信復調部であり、アンテナ11よりの第１の搬送波周波数F1の信号を復調及び復号等する。13はベースバンド処理部であり、受信復調部12よりの信号及び移動局制御用データ等のベースバンド信号の処理をする。14は変調部であり、ベースバンド処理部13よりの信号と第２の搬送波周波数F2とで所定の方式のディジタル変調の処理をする。15は送信部であり、第２の搬送波周波数F1の信号を所定レベルにして送信する。16は送信用のアンテナである。
【００１７】
また、（Ｂ）において、21はデータ発生部であり、マイク音声や所要データ等、通信相手移動局へ送信するデータを発生する。22は変調部であり、データ発生部21よりの信号と、第１の搬送波周波数F1又は第３の搬送波周波数F3とで所定の方式のディジタル変調の処理をする。第１の搬送波周波数F1又は第３の搬送波周波数F3の設定は制御部41が行う。
23は送信部であり、第１の搬送波周波数F1又は第３の搬送波周波数F3の信号を所定レベルにして送信する。24は送信用のアンテナである。
25は第２の搬送波周波数F2の信号を受信するアンテナである。
26は第１の受信復調部であり、アンテナ25よりの第２の搬送波周波数F2の信号を復調及び復号等する。27は第１の受信レベル検出部であり、第１の受信復調部26よりの信号をもとに第２の搬送波周波数F2の信号の受信レベルを検出する。
28は第１のビットエラー率検出部であり、第１の受信復調部26よりの復号信号をもとにビットエラー率（ＢＥＲ）を検出する。
【００１８】
29は第３の搬送波周波数F3の信号を受信するアンテナである。
30は第２の受信復調部であり、アンテナ29よりの第３の搬送波周波数F3の信号を復調及び復号等する。31は第２の受信レベル検出部であり、第２の受信復調部30よりの信号をもとに第３の搬送波周波数F3の信号の受信レベルを検出する。
32は第２のビットエラー率検出部であり、第２の受信復調部30よりの復号信号をもとにビットエラー率（ＢＥＲ）を検出する。
33はメモリ部であり、第２の受信レベル検出部31又は第２のビットエラー率検出部32で検出した第３の搬送波周波数F3の信号の受信レベル又はビットエラー率のデータを一旦記憶する。34は第１の判別部であり、第１の受信レベル検出部27又は第１のビットエラー率検出部28で検出した第２の搬送波周波数F2の信号の受信レベル又はビットエラー率のデータを予め設定した基準レベル又は基準値と比較し、受信レベルが基準レベル以下のとき、又はビットエラー率が基準値以上のときに通信エリアa の圏外と判定する。
【００１９】
35は第２の判別部であり、第２の受信レベル検出部31で検出した第３の搬送波周波数F3の信号の受信レベルを予め設定した基準レベルと比較し、第３の搬送波周波数F3の使用有無の判別に供する。
36は第３の判別部であり、他の移動局複数局から送信されてきた第３の搬送波周波数F3の信号それぞれにおける受信レベル（第２の受信レベル検出部31）又はビットエラー率（第２のビットエラー率検出部32）を比較し、最良の移動局を選択する。また、受信レベルが基準レベル以上か、又はビットエラー率が基準値以下かについても判別し、相手移動局が自局と通信可能かにつき判別する。
37は第４の判別部であり、圏外の移動局が発した第３の搬送波周波数F3による直接通信の要求が自局を指定するものかにつき、ＩＤ又は局特定データ等から判別する。
【００２０】
38は表示部であり、第１の判別部34で通信エリアａの圏外と判別されたときにその旨を表示する。39は音声部であり、第１の判別部34で通信エリアａの圏外と判別されたときにその旨の音声又はアラーム音を発する。
40は入力部であり、圏外の移動局が直接通信する相手移動局を指定する場合にＩＤ又は局特定データ等を入力する。
41は制御部であり、各検出結果にもとづき各判別部、メモリ部又は表示部等、図示のものを制御する。
次に図４において、（Ａ）は基地局１であり、（Ｂ）は移動局（２、３又は４）である。なお、図２と同等のものは同一符号を付し、説明は省略する、
（Ａ）において、13ａはベースバンド処理部であり、受信復調部12よりの信号及び移動局制御用データ等のベースバンド信号の処理をする。
（Ｂ）において、51は第３の判別部であり第１の受信復調部26よりの信号から直接通信の相手移動局に指定されたことをＩＤ等から判別する。
【００２１】
次に、本発明の動作につき、実施例ごとに分けて説明する。
なお、以下の説明では、当初、基地局１の通信エリアａの圏内に移動局Ａ２、移動局Ｂ３及び移動局Ｃ４がおり、その後、移動局Ｃ４が圏外へ移動し、その後、再び圏内へ移動する（戻る）ことを想定する。
また、各移動局は同構成であるので、図２を各移動局兼用で説明する。
また、説明中のカッコ内ST番号は動作フローチャート（図３又は図５）におけるステップを示す。
（１）図２の実施例
最初に、中継通信モードから直接通信モードへの移行につき図３を併用して説明する。
中継通信モードで他の移動局（移動局Ａ２又は移動局Ｂ３）と通信している移動局Ｃ４は（ST１）、基地局１より送信された第２の搬送波周波数Ｆ２の信号の受信レベルを検出する（ST２）。この検出は、第１の受信復調部26よりの信号をもとに第１の受信レベル検出部27で検出される。同検出されたデータは第１の判別部34において、予め設定した基準レベルと比較し、その受信レベルが基準レベルを超える場合には中継通信モードを維持し（ST３−Ｙ）、基準レベル以下の場合には（ST３−Ｎ）、その旨（エリア圏外）を表示（表示部38）又は音声等（音声部39）を発するとともに（ST４）、後述する確認を経て直接通信モードへ移行する（ST５）（ST６）。
【００２２】
この直接通信モードへの移行の判別基準として、上記受信レベルの他、復調データのビットエラー率（ＢＥＲ）を用いてもよい。この場合、第１のビットエラー率検出部28において第１の受信復調部26よりの信号をもとに同ビットエラー率を検出し、同検出したビットエラー率を第１の判別部34において、予め設定した基準値と比較し、そのビットエラー率が基準値未満であれば中継通信モードを維持し（ST３−Ｙ）、基準値以上の場合には（ST３−Ｎ）、上記同様に直接通信モードへ移行する（ST５）（ST６）。なお、その旨の表示等については上記同様である（ST４）。
これら受信レベル又はビットエラー率を単独とするか、又は双方を併用するかは任意である。
【００２３】
また、直接通信モードへの移行として、具体的には、制御部41の制御のもと、変調部22における搬送波信号の周波数を第１の搬送波周波数Ｆ１から直接通信モード専用の第３の搬送波周波数Ｆ３へ切り換えるが、この切り換えに先立ち、同第３の搬送波周波数Ｆ３が使用されていないことを確認する（ST５）。そのため、制御部41の制御のもと、アンテナ29及び第２の受信復調部30で第３の搬送波周波数Ｆ３を受信し、その受信レベルを第２の受信レベル検出部31で検出し、同検出したデータを第２の判別部35において、予め設定した基準レベルと比較し、その受信レベルが基準レベルを超える場合、近隣に第３の搬送波周波数Ｆ３を使用している移動局が存在することを意味するので、この場合には直接通信モードへの切り換えを一時的に保留し（ST５−Ｙ）、基準レベル以下の場合には（ST５−Ｎ）、第３の搬送波周波数Ｆ３を使用している移動局が存在しないことを意味するので、上記第３の搬送波周波数Ｆ３へ切り換える。これにより、圏外の移動局Ｃ４は直接通信モードへ移行し（ST６）、この第３の搬送波周波数Ｆ３を使用し、データ発生部21よりの情報データ（音声等）及び自局ＩＤ（識別コードデータ）等でディジタル変調処理し、送信部23を経てアンテナ24より送信される（ST７）。
【００２４】
一方、各移動局は定期的又は常時に、他の移動局より送信された第３の搬送波周波数Ｆ３の受信有無を監視している（第２の受信復調部30）。
従って、前記移動局Ｃ４が発信した第３の搬送波周波数Ｆ３の信号は他の移動局で受信される。ここで、受信した移動局を移動局Ａ２及び移動局Ｂ３とする。同受信した移動局Ａ２及び移動局Ｂ３それぞれは、第２の受信復調部30よりの信号をもとに、第２の受信レベル検出部31でその受信レベルを検出し、又は第２のビットエラー率検出部32でビットエラー率を検出し、その双方又はいずれか一方の検出データをメモリ部33に一旦記憶後、これを読み出し、第３の搬送波周波数Ｆ３を使用して変調処理（変調部22）後、送信部23を経てアンテナ24より移動局Ｃ４へ送信する。この送信信号には移動局Ａ２又は移動局Ｂ３を示すＩＤデータが含まれる。なお、移動局Ａ２及び移動局Ｂ３の移動局Ｃ４への送信は、通信のぶつかりを防止するためにランダムアクセス方式のもとで行うようにする。
ここで、ランダムアクセス方式とは、各移動局ごとに乱数計算などで独自の送信タイミングを決めて送信する周知の方式である。
【００２５】
上記移動局Ａ２及び移動局Ｂ３それぞれが発信した信号を移動局Ｃ４が受信する（第２の受信復調部30）（ST８）。同受信した信号は移動局Ａ２又は移動局Ｂ３が受信した移動局Ｃ４送信信号のレベル又はビットエラー率を示すデータであり、相手移動局における移動局Ｃ４送信信号の受信品質を示すデータである。
従って、この受信品質の良い移動局は移動局Ｃ４の近傍に存在していることを意味し、直接通信はこの移動局を選択することが望ましいこととなる。
そのため、移動局Ｃ４が受信した上記信号中の受信レベル又はビットエラー率を示すデータを第３の判別部36で比較し、最良のデータの移動局を選択する（ST９）。同選択後、その結果を該当移動局へ送信する（ST10）。具体的には、制御部41の制御のもと、データ発生部21より通信する移動局を指定する旨のデータ（ＩＤ等）を発生させ、変調部22、送信部23を経てアンテナ24より送信する。
同送信信号を該当移動局（移動局Ａ２又は移動局Ｂ３）が受信し（第２の受信復調部30）、以降、その移動局と移動局Ｃ４とが直接通信モードのもとで通信を行う（ST11）。
【００２６】
上記直接通信モードへ以降後、移動局Ｃ４は定期的又は常時に、基地局より送信される第２の搬送波周波数Ｆ２の受信有無を監視し（第１の受信復調部26）、その受信レベル又はビットエラー率を第１の受信レベル検出部27又はビットエラー率検出部28で検出している（ST12）。なお、この検出は受信レベル及びビットエラー率の双方であてもよい。
同検出データは前記同様に第１の判別部34で基準レベル又は基準値と比較され、移動局Ｃ４がエリアの圏外か否かにつき判別される（ST13）。圏外（基準外）の場合、直接通信を維持する（ST13−Ｎ）。これに対し、圏内（基準内）と判別された場合（ST13−Ｙ）、移動局Ｃ４は相手移動局に対し、中継通信モードへ復帰する旨の通知を直接通信モードのもとで発信する（ST14）。これを受信した相手移動局は了承する旨を直接通信モードのもとで発信し、同信号を移動局Ｃ４が受信する（ST15）。
以降、基地局を中継した中継通信モードへ復帰する（ST16）。具体的には、制御部41の制御のもと、変調部22における搬送波信号の周波数を第３の搬送波周波数Ｆ３から中継通信モードの第１の搬送波周波数Ｆ１へ切り換える。
【００２７】
以上説明の直接通信は、移動局Ｃ４の相手となる移動局は不特定であったが、相手移動局を特定する場合には以下のようにすればよい。
前記図３の動作フローチャートにおいて、移動局Ｃ４が直接通信を要求する送信（周波数Ｆ３）の際（ST７）、その送信信号中に特定する相手移動局のＩＤ等及び直接通信を要求する旨の信号を含める。この相手移動局の特定は入力部40で指定する。同指定に従い、制御部41はデータ発生部21より所要データを発生させ、これを送信する。
例えば、特定相手移動局を移動局Ｂ３とした場合、同移動局Ｂ３は移動局Ｃ４が発した第３の搬送波周波数Ｆ３の信号を受信し、同信号中のＩＤ等から自己が指定されていることを第４の判別部37において判別する。
【００２８】
また、移動局Ｂ３は上記受信した第３の搬送波周波数Ｆ３の信号につき、第２の受信レベル検出部31でその受信レベルを検出し、又は第２のビットエラー率検出部32でビットエラー率を検出し、同検出データをもとに第３の判別部36において移動局Ｃ４との直接通信が可能か否かにつき判別する。この判別において、受信レベルが所定レベル以上、又はビットエラー率が所定値以下の場合には直接通信が可能と判別される。この判別が直接通信可能な場合、移動局Ｂ３はこの判別結果と、上記受信レベル検出データ及びビットエラー率検出データとを移動局Ｃ４へ第３の搬送波周波数Ｆ３で送信する。同送信された信号を移動局Ｃ４が受信する（第２の受信復調部30）（図３ST８）。移動局Ｃ４は上記受信した第３の搬送波周波数Ｆ３の信号につき、第２の受信レベル検出部31でその受信レベルを検出し、又は第２のビットエラー率検出部32でビットエラー率を検出し、同検出データをもとに第３の判別部36において移動局Ｂ３との直接通信が可能か否かにつき判別する。この判別法は上記同様であり、同判別が直接通信可能な場合、指定した移動局Ｂ３との通信が成立し、図３のST９以降のフローとなる。
【００２９】
以上説明の直接通信は、移動局Ｃ４の相手となる移動局は一つであったが、複数の移動局を指定し、グループ通信の形態とすることも可能である。
このグループ通信は、前述の移動局特定を１局でなく複数局にすることである。そのため、前記図３の動作フローチャートにおいて、移動局Ｃ４が直接通信を要求する送信（周波数Ｆ３）の際（ST７）、その送信信号中に特定する複数の相手移動局それぞれのＩＤ等及び直接通信を要求する旨の信号を含める。これら相手移動局の特定は前記同様に入力部40で指定する。同指定に従い、制御部41はデータ発生部21より所要データを発生させ、これを送信する。
指定された個々の移動局は、前記１局指定における特定移動局の場合と同様の手順で対応する。なお、指定された個々の移動局が移動局Ｃ４へ送信する場合、前記（移動局不特定）と同様にランダムアクセス方式のもとで送信する。
移動局Ｃ４は指定した各移動局よりの信号（周波数Ｆ３）を受信する（図３ST８）。移動局Ｃ４は同受信した指定移動局それぞれからの第３の搬送波周波数Ｆ３の信号につき、受信レベル、又はビットエラー率を検出し、同検出データをもとにそれら移動局との直接通信が可能か否かにつき判別する（第３の判別部36）。この判別法は上記同様であり、同判別が直接通信可能な場合、指定した複数移動局との間でグループ通信が成立し、図３のST９以降のフローとなる。
なお、このグループ通信の場合においても周波数Ｆ３の使用有無を確認する（図３ST５）。従って、同時に送信（通話）できるのは１局であり、他の移動局はこの送信期間では受信のみとなる。
【００３０】
（２）図４の実施例
前記図２の実施例は、通信エリアａの圏外へ移動した移動局（例えば移動局Ｃ４）より発信された直接通信を要求する信号を受信した圏内の移動局はその応答を移動局Ｃ４へ送信し、これを受信した移動局Ｃ４が相手移動局を特定するようにしたものである。
これに対し、図４の実施例は、上記応答を基地局１へ送信し、相手移動局の特定を基地局１側で行うようにしたものである。この相手移動局の特定の基準とするものは、各移動局が圏外移動局Ｃ４より発信された信号の受信レベル又はビットエラー率に関する基地局への送信データである。
以下、図５の動作フローチャートに従い説明する。
説明上の想定は前項（図２、図３）と同様とする。
図５のフローチャートにおけるST21〜ST27は前記図３のST１〜ST７と同フローのため説明は省略する。
【００３１】
圏外へ移動した移動局Ｃ４が送信（周波数Ｆ３）（ST27）した直接通信を要求する信号を圏内の移動局が受信する。
これら移動局は図３と同様、第３の搬送波周波数Ｆ３による信号の受信レベル又はビットエラー率を検出し、同検出データを第１の搬送波周波数Ｆ１で基地局１へ送信する。なお、この基地局への送信においても前述のランダムアクセス方式に従う。
基地局１はこれら送信信号をアンテナ11で受信し、受信復調部12においてデータ復調及び復号等する。同復調データ等に含まれる受信レベル又はビットエラー率を制御部17の制御のもとに判別部18において比較し、最良のデータの移動局を選択（特定）する。基地局１は同選択後、指定移動局（例えば、移動局Ｂ３）のＩＤ等をベースバンド処理部13ａより発生させ、変調部14及び送信部15を経てアンテナ15より送信する。この送信は第２の搬送波周波数Ｆ２の信号である。
【００３２】
上記送信信号を受信した移動局Ｂ３は、第３の判別部51で自局が指定されたことを判別する。同移動局Ｂ３は、第３の搬送波周波数Ｆ３で移動局Ｃ４へ送信し、移動局Ｂ３が直接通信の相手移動局に指定された旨を通知する。この移動局Ｂ３からの送信信号を移動局Ｃ４が受信する（ST28）。これにより、移動局Ｃ４と移動局Ｂ３との間で第３の搬送波周波数Ｆ３による直接通信が行われることとなる（ST29）。
以降、移動局Ｃ４は図３の場合と同様、直接通信とは別に第２の搬送波周波数Ｆ２を監視する（ST30）（ST31）。
移動局Ｃ４は、上記監視による第２の搬送波周波数Ｆ２の信号の受信レベル又はビットエラー率から通信エリアａの圏内と判別された場合（第１の判別部34）（ST31−Ｙ）、移動局Ｃ４は基地局１に対し、中継通信モードへ復帰する旨を第１の搬送波周波数Ｆ１で通知をする（ST32）。同通知を受けた基地局１は移動局Ｂ３及び移動局Ｃ４に対し、直接通信の解除を指令する信号を第２の搬送波周波数Ｆ２で送信する。具体的には、制御部17の制御のもと、直接通信の解除を指令するデータをベースバンド処理部13ａより出力させ、変調部14及び送信部15を経てアンテナ16より送信する。同送信信号を受信した移動局Ｂ３及び移動局Ｃ４は直接通信を終了し（ST33）、基地局１を介した中継通信モードへ復帰する（ST34）。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基地局の通信エリアの圏外に移動したときには自動的に直接通信モードへ移行することができることとなる。
また、その相手移動局を特定することも、通信品質の良好な移動局を選択することも可能である。さらに、１対複数局間での直接通信も可能である。
また、各移動局は、中継通信モードで通信中にも直接通信専用の第３の搬送波周波数Ｆ３を監視しているので、直接通信モードを求める移動局と直ちに交信状態に移行でき、圏外へ移動した移動局の孤立化を防止できる。
また、圏外へ移動した以後については、基地局よりの第２の搬送波周波数Ｆ２の信号受信を監視しているので、同信号受信時には自動的に中継通信モードへ復帰することができる。
このように、本発明は基地局と複数の移動局とからなる無線通信システムの機能向上に寄与し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による無線通信システムの概念説明図である。
【図２】本発明による無線通信システムの一実施例を示す要部ブロック図である。
【図３】図２を説明するための動作フローチャートである。
【図４】本発明による無線通信システムの他の実施例を示す要部ブロック図ある。
【図５】図４を説明するための動作フローチャートである。
【図６】従来の無線通信システムの説明図である。
【符号の説明】
１ 基地局
２、３、４ 移動局
11、16、24、25、29 アンテナ
12、26、30 受信復調部
13、13ａ ベースバンド処理部
14、22 変調部
15、23 送信部
17、41 制御部
18、34、35、36、37，51 判別部
21 データ発生部
27、31 受信レベル検出部
28、32 ビットエラー率検出部
33 メモリ部
38 表示部
39 音声部
40 入力部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radio communication system, and more particularly, in a radio communication system composed of one base station and a plurality of mobile stations, any mobile station that has moved out of the communication area of the base station The present invention relates to a wireless communication system having a mobile station direct communication mode function for performing direct communication with another mobile station without relaying.
[0002]
[Prior art]
As a communication system of a radio communication system composed of one base station and a plurality of mobile stations, there is a 1-wave simplex system or a 2-wave simplex system.
FIG. 6A shows a 1-wave simplex system. This method is mainly an analog method, and the base station 51 and the mobile stations 52, 53, and 54 communicate with each other at a common carrier frequency F1. Since the common carrier frequency F1 is used, each mobile station has the advantage of being able to intercept communication contents (mainly calls) between other mobile stations and the base station, but other mobile stations belonging to other base stations When a station communicates at a frequency close to the frequency F1 in the vicinity of the mobile station, the communication of the mobile station at the frequency F1 is affected by interference such as reception sensitivity suppression and cannot communicate with the base station 1. There are drawbacks. The two-wave simplex system shown in FIG. 6B avoids interference such as reception sensitivity suppression, and is mainly used in digital radio.
In the two-wave simplex system, as shown in the figure, the base station 51 and the mobile stations 52, 53, and 54 communicate with each other using two types of carrier frequencies F1 and F2, and the mobile stations 52, 53, and 54 The frequency F1 is used for transmission (uplink) to the base station 51, and the frequency F2 is used for transmission (downlink) from the base station 51 to each mobile station 52, 53, 54.
In either the 1-wave simplex system or the 2-wave simplex system, each mobile station is under the control of the base station, and the base station is relayed to establish communication (relay communication mode) between the mobile stations. .
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, in either the 1-wave simplex system or the 2-wave simplex system, when the mobile station (mobile station N54-FIG. 6) moves out of the communication area a of the base station, communication with the base station is not possible. Since it becomes impossible, the communication between the mobile stations which relayed the base station as mentioned above becomes impossible. As a countermeasure in this case, there is a method of manually switching to the direct communication mode between mobile stations. In this method, both the transmitting side and the receiving side need to be switched to the direct communication mode at the same time. Limited to specific mobile stations. In particular, when the specific partner mobile station is within the communication area of the base station, there may be a case where it is not possible to shift to the direct communication mode. Thus, the method of manually switching to the direct communication mode between mobile stations has a drawback that it is difficult to immediately switch to the direct communication mode with another mobile station when necessary.
In view of the above, an object of the present invention is to provide a wireless communication system that enables immediate communication with an arbitrary mobile station even when the mobile station moves outside the communication area of the base station. .
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention uses the first carrier frequency F1.A first mobile station transmitting means for transmitting a signal to the base station, a first mobile station receiving means for receiving a signal of the second carrier frequency F2 from the base station, and a signal at the third carrier frequency F3 Second mobile station transmission means for transmitting to the mobile station, second mobile station reception means for receiving a signal of the third carrier frequency F3 from another mobile station, and reception by the second mobile station reception means Received by the first mobile station reception means, a second reception level detection unit for detecting the reception level of the received signal, a memory unit for storing data of the reception level detected by the second reception level detection unit, and Communication area determining means for determining whether the communication area of the base station is within or outside of the communication area based on the signal, and switching means for switching between the first mobile station transmitting means and the second mobile station transmitting means. A plurality of mobile stations and the second carrier frequency It consists F2 and base station transmitting means for transmitting a signal in a base station receiving means for receiving a signal of the first carrier frequency F1, and one base station comprising comprising a
In a two-wave simplex wireless communication system in which the mobile stations communicate with each other by relaying the base station, the mobile station uses the switching means when the communication area determining means determines that the mobile station is out of range. Switching from one mobile station transmission means to the second mobile station transmission means, the other mobile station transmits the signal transmitted by the second mobile station transmission means of the mobile station to the second mobile station reception means of its own station. When received, data of the reception level stored in the memory unit of the local station is transmitted to the mobile station by the second mobile station transmission means.
[0005]
Also,Instead of the reception level of the signal received by the second mobile station receiving means, the bit error rate of the signal received by the second mobile station receiving means may be used.
[0006]
Also,The communication area determination unit includes a first reception level detection unit that detects a reception level of a signal received by the first mobile station reception unit, and a communication area that is detected when the detected reception level is below a reference level. A first discriminating unit that discriminates out of service is provided.
[0007]
The first discriminating unit communicates with a first bit error rate detecting unit that detects a bit error rate of a signal received by the first mobile station receiving unit, and when the detected bit error rate is equal to or higher than a reference value. It may be determined that the area is out of range.
[0008]
In addition, the mobile stationA third determination unit is provided for determining a mobile station that has transmitted the best data among the reception level data transmitted from a plurality of other mobile stations, and the mobile station directly communicates with the determined mobile station. I will do it.
[0009]
Also,The determination by the third determination unit may be performed based on the best data among the bit error rate data transmitted to the mobile station from a plurality of other mobile stations.
[0010]
Also,The mobile station transmits to the other mobile station data specifying the mobile station that performs direct communication by the second mobile station transmitting means, and received from the other mobile station by the second mobile station receiving means. Check if the data specifying direct communication specifies your stationA fourth determination unit for determiningAboveProvided in the mobile station,
When it is determined that the own station is designated, the first mobile station transmission means switches from the first mobile station transmission means to the second mobile station transmission means.Communicate directly with the mobile station.
[0011]
Also,Instead of transmitting the reception level data or the bit error rate data stored in the memory unit to the mobile station, the other mobile station receives the reception level data or the bit error rate data.By the first mobile station transmission meansAboveIt may be transmitted to the base station.
[0012]
In addition, the base stationA determination unit is provided for determining the other mobile station that has transmitted the best data out of the reception level data or the bit error rate data transmitted from the other mobile station, and the base station determines the movement To the mobile stationCommand direct communication.
[0013]
Also,The mobile stationAfter the direct communication is started, when the communication area determination unit determines that the area is within the range, the switching unit causes the second mobile station transmitter toFrom the stageFirst mobile station transmission meansCut intoIt will be replaced.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual explanatory diagram of a radio communication system according to the present invention, which is a two-wave simplex system composed of one base station 1 and three mobile stations (mobile station A2, mobile station B3, mobile station C4). It is an example.
2 is a principal block diagram showing one embodiment of a base station and a mobile station constituting the radio communication system according to the present invention, and FIG. 3 is an operation flowchart for explaining FIG.
4 is a principal block diagram showing another embodiment of a base station and a mobile station constituting the radio communication system according to the present invention, and FIG. 5 is an operation flowchart for explaining FIG.
[0015]
In FIG. 1, each of the mobile station A2, the mobile station B3, and the mobile station C4 is under the control of the base station 1, and communicates (mainly calls) between the mobile stations by relaying the base station 1 (relay communication). mode).
In this case, a carrier of frequency F1 (first carrier frequency F1) is used for transmission (uplink) from each mobile station to base station 1, and frequency is used for transmission (downlink) from base station 1 to each mobile station. The F2 carrier (second carrier frequency F2) is used (two-wave simplex). Here, since each of the mobile station A2 and the mobile station B3 is within the communication area “a” of the base station 1, these mobile stations can communicate via the base station 1.
On the other hand, since the mobile station C4 has moved out of the communication area a of the base station 1, the mobile station C4 cannot communicate with the base station 1, and therefore cannot communicate with other mobile stations that relay the base station 1. .
Therefore, in the present invention, a communication function using the dedicated frequency F3 (third carrier frequency F3) is newly added to each mobile station in addition to the original communication function using the frequencies F1 and F2.
As a result, the mobile station C4 outside the communication area “a” can directly communicate with the mobile station B3 in the vicinity without being isolated.
[0016]
Next, the configuration of FIGS. 2 and 4 will be described.
In FIG. 2, (A) is the base station 1 and (B) is the mobile station (2, 3 or 4).
In (A), 11 is an antenna that receives a transmission signal of the first carrier frequency F1 from the mobile station, 12 is a reception demodulation unit, and demodulates and decodes the signal of the first carrier frequency F1 from the antenna 11, etc. To do. A baseband processing unit 13 processes a baseband signal such as a signal from the reception demodulation unit 12 and mobile station control data. Reference numeral 14 denotes a modulation unit which performs digital modulation processing of a predetermined method using the signal from the baseband processing unit 13 and the second carrier frequency F2. A transmission unit 15 transmits a signal of the second carrier frequency F1 with a predetermined level. Reference numeral 16 denotes a transmitting antenna.
[0017]
Also, in (B), 21 is a data generator, which generates data to be transmitted to the communication partner mobile station, such as microphone sound and required data. Reference numeral 22 denotes a modulation unit, which performs digital modulation processing of a predetermined method using the signal from the data generation unit 21 and the first carrier frequency F1 or the third carrier frequency F3. The controller 41 sets the first carrier frequency F1 or the third carrier frequency F3.
A transmission unit 23 transmits a signal having the first carrier frequency F1 or the third carrier frequency F3 at a predetermined level. Reference numeral 24 denotes a transmitting antenna.
An antenna 25 receives a signal having the second carrier frequency F2.
A first reception demodulator 26 demodulates and decodes a signal of the second carrier frequency F2 from the antenna 25. Reference numeral 27 denotes a first reception level detector, which detects the reception level of the signal of the second carrier frequency F2 based on the signal from the first reception demodulator 26.
Reference numeral 28 denotes a first bit error rate detector, which detects a bit error rate (BER) based on the decoded signal from the first reception demodulator 26.
[0018]
Reference numeral 29 denotes an antenna for receiving a signal having the third carrier frequency F3.
Reference numeral 30 denotes a second reception demodulator that demodulates and decodes the signal of the third carrier frequency F3 from the antenna 29. Reference numeral 31 denotes a second reception level detection unit that detects the reception level of the signal of the third carrier frequency F3 based on the signal from the second reception demodulation unit 30.
Reference numeral 32 denotes a second bit error rate detection unit that detects a bit error rate (BER) based on a decoded signal from the second reception demodulation unit 30.
Reference numeral 33 denotes a memory unit that temporarily stores the reception level or bit error rate data of the signal of the third carrier frequency F3 detected by the second reception level detection unit 31 or the second bit error rate detection unit 32. Reference numeral 34 denotes a first discriminating unit which preliminarily stores the reception level or bit error rate data of the signal of the second carrier frequency F2 detected by the first reception level detection unit 27 or the first bit error rate detection unit 28. Compared with the set reference level or reference value, when the reception level is lower than the reference level or when the bit error rate is higher than the reference value, it is determined that the communication area is out of service area.
[0019]
Reference numeral 35 denotes a second discriminating unit that compares the reception level of the signal of the third carrier frequency F3 detected by the second reception level detection unit 31 with a preset reference level and uses the third carrier frequency F3. It is used to determine the presence or absence.
Reference numeral 36 denotes a third discriminating unit that receives a reception level (second reception level detection unit 31) or a bit error rate (second error) in each signal of the third carrier frequency F3 transmitted from a plurality of other mobile station stations. Are compared with each other to select the best mobile station. It is also determined whether the reception level is higher than the reference level or the bit error rate is lower than the reference value, and it is determined whether the partner mobile station can communicate with the own station.
Reference numeral 37 denotes a fourth discriminating unit that discriminates whether the request for direct communication by the third carrier frequency F3 issued by the out-of-service mobile station designates the own station from the ID or the station specifying data.
[0020]
Reference numeral 38 denotes a display unit. When the first determination unit 34 determines that the communication area a is out of range, the display unit 38 displays that effect. Reference numeral 39 denotes an audio part, which emits a sound or an alarm sound when the first determination unit 34 determines that the communication area a is out of range.
Reference numeral 40 denotes an input unit, which inputs an ID, station identification data, or the like when designating a partner mobile station with which a mobile station outside the area directly communicates.
Reference numeral 41 denotes a control unit that controls each of the illustrated units such as each determination unit, memory unit, or display unit based on each detection result.
Next, in FIG. 4, (A) is the base station 1, and (B) is the mobile station (2, 3 or 4). In addition, the thing equivalent to FIG. 2 attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description.
In (A), reference numeral 13a denotes a baseband processing unit which processes a signal from the reception demodulation unit 12 and a baseband signal such as mobile station control data.
In (B), reference numeral 51 denotes a third discriminating unit which discriminates from the ID or the like that the signal from the first reception demodulating unit 26 is designated as the directly communicating mobile station.
[0021]
Next, the operation of the present invention will be described separately for each embodiment.
In the following description, the mobile station A2, the mobile station B3, and the mobile station C4 are initially within the communication area a of the base station 1, and then the mobile station C4 moves out of the service area and then moves into the service area again. Assume that you do (return).
Also, since each mobile station has the same configuration, FIG. 2 will be described for each mobile station.
In addition, ST numbers in parentheses in the description indicate steps in the operation flowchart (FIG. 3 or FIG. 5).
(1) Example of FIG.
First, the transition from the relay communication mode to the direct communication mode will be described with reference to FIG.
The mobile station C4 (ST1) communicating with another mobile station (mobile station A2 or mobile station B3) in the relay communication mode (ST1) detects the reception level of the signal of the second carrier frequency F2 transmitted from the base station 1. (ST2). This detection is detected by the first reception level detection unit 27 based on the signal from the first reception demodulation unit 26. The detected data is compared with a reference level set in advance in the first discriminating unit 34. If the reception level exceeds the reference level, the relay communication mode is maintained (ST3-Y), and the data is below the reference level. In such a case (ST3-N), a message to that effect (out of area) is displayed (display unit 38) or a voice or the like (sound unit 39) (ST4), and the mode is shifted to the direct communication mode after confirmation (to be described later) (ST5). (ST6).
[0022]
As a criterion for determining the transition to the direct communication mode, a bit error rate (BER) of demodulated data may be used in addition to the reception level. In this case, the first bit error rate detection unit 28 detects the bit error rate based on the signal from the first reception demodulation unit 26, and the detected bit error rate is detected by the first determination unit 34. Compared with a reference value set in advance, if the bit error rate is less than the reference value, the relay communication mode is maintained (ST3-Y). If the bit error rate is greater than the reference value (ST3-N), direct communication is performed as described above. Transition to mode (ST5) (ST6). The display to that effect is the same as above (ST4).
It is arbitrary whether these reception levels or bit error rates are used alone or both are used together.
[0023]
Further, as the transition to the direct communication mode, specifically, under the control of the control unit 41, the frequency of the carrier signal in the modulation unit 22 is changed from the first carrier frequency F1 to the third carrier frequency dedicated to the direct communication mode. Before switching to F3, it is confirmed that the third carrier frequency F3 is not used (ST5). Therefore, under the control of the control unit 41, the third carrier frequency F3 is received by the antenna 29 and the second reception demodulation unit 30, and the reception level is detected by the second reception level detection unit 31. The second determination unit 35 compares the received data with a preset reference level. If the received level exceeds the reference level, it is determined that there is a mobile station using the third carrier frequency F3 in the vicinity. Therefore, in this case, switching to the direct communication mode is temporarily suspended (ST5-Y), and when it is below the reference level (ST5-N), the third carrier frequency F3 is used. Since this means that there is no mobile station, the frequency is switched to the third carrier frequency F3. As a result, the mobile station C4 outside the service area shifts to the direct communication mode (ST6), uses this third carrier frequency F3, information data (speech etc.) from the data generator 21 and its own station ID (identification code data). ) And the like, and transmitted from the antenna 24 via the transmitter 23 (ST7).
[0024]
On the other hand, each mobile station monitors whether the third carrier frequency F3 transmitted from another mobile station is received regularly or constantly (second reception demodulator 30).
Therefore, the signal of the third carrier frequency F3 transmitted from the mobile station C4 is received by another mobile station. Here, it is assumed that the received mobile stations are mobile station A2 and mobile station B3. Each of the received mobile station A2 and mobile station B3 detects the reception level by the second reception level detection unit 31 based on the signal from the second reception demodulation unit 30, or the second bit error. The bit error rate is detected by the rate detection unit 32, and both or one of the detected data is temporarily stored in the memory unit 33 and then read out, and this is read out and modulated using the third carrier frequency F3 (modulation unit 22 Then, the signal is transmitted from the antenna 24 to the mobile station C4 via the transmitter 23. This transmission signal includes ID data indicating the mobile station A2 or the mobile station B3. Note that transmission of the mobile station A2 and the mobile station B3 to the mobile station C4 is performed under a random access method in order to prevent communication collision.
Here, the random access method is a known method in which each mobile station determines and transmits its own transmission timing by random number calculation or the like.
[0025]
The mobile station C4 receives signals transmitted from the mobile stations A2 and B3 (second reception demodulator 30) (ST8). The received signal is data indicating the level or bit error rate of the mobile station C4 transmission signal received by the mobile station A2 or the mobile station B3, and is data indicating the reception quality of the mobile station C4 transmission signal at the partner mobile station.
Therefore, this means that the mobile station with good reception quality exists in the vicinity of the mobile station C4, and it is desirable to select this mobile station for direct communication.
Therefore, the data indicating the reception level or bit error rate in the signal received by the mobile station C4 is compared by the third discriminator 36, and the mobile station with the best data is selected (ST9). After the selection, the result is transmitted to the corresponding mobile station (ST10). Specifically, under the control of the control unit 41, data (ID or the like) for designating a mobile station to communicate is generated from the data generation unit 21, and transmitted from the antenna 24 via the modulation unit 22 and the transmission unit 23 To do.
The corresponding mobile station (mobile station A2 or mobile station B3) receives the transmission signal (second reception demodulator 30), and thereafter, the mobile station and mobile station C4 communicate in direct communication mode. (ST11).
[0026]
After entering the direct communication mode, the mobile station C4 periodically or constantly monitors whether or not the second carrier frequency F2 transmitted from the base station is received (first reception demodulator 26), and the reception level or The bit error rate is detected by the first reception level detector 27 or the bit error rate detector 28 (ST12). This detection may be both the reception level and the bit error rate.
The detection data is compared with the reference level or reference value by the first determination unit 34 in the same manner as described above, and it is determined whether or not the mobile station C4 is out of the area (ST13). If out of service area (out of standard), direct communication is maintained (ST13-N). On the other hand, when the mobile station C4 is determined to be within range (within the reference) (ST13-Y), the mobile station C4 sends a notification to the other mobile station to return to the relay communication mode under the direct communication mode ( ST14). The partner mobile station that has received the message transmits an acknowledgment in the direct communication mode, and the mobile station C4 receives the signal (ST15).
Thereafter, the mobile station returns to the relay communication mode relaying the base station (ST16). Specifically, under the control of the control unit 41, the frequency of the carrier signal in the modulation unit 22 is switched from the third carrier frequency F3 to the first carrier frequency F1 in the relay communication mode.
[0027]
In the direct communication described above, the mobile station that is the counterpart of the mobile station C4 is not specified, but when specifying the counterpart mobile station, the following may be performed.
In the operation flowchart of FIG. 3, when transmission (frequency F3) is requested by the mobile station C4 to request direct communication (ST7), the ID of the partner mobile station specified in the transmission signal and a signal to request direct communication Include. The identification of the partner mobile station is specified by the input unit 40. In accordance with the designation, the control unit 41 generates required data from the data generation unit 21 and transmits it.
For example, when the specific partner mobile station is the mobile station B3, the mobile station B3 receives the signal of the third carrier frequency F3 emitted from the mobile station C4, and is designated by the ID or the like in the signal. This is determined by the fourth determination unit 37.
[0028]
Further, the mobile station B3 detects the reception level of the received signal of the third carrier frequency F3 by the second reception level detection unit 31 or sets the bit error rate by the second bit error rate detection unit 32. Based on the detected data, the third discriminating unit 36 discriminates whether or not direct communication with the mobile station C4 is possible. In this determination, if the reception level is equal to or higher than the predetermined level or the bit error rate is equal to or lower than the predetermined value, it is determined that direct communication is possible. When this determination is possible, the mobile station B3 transmits the determination result and the reception level detection data and the bit error rate detection data to the mobile station C4 at the third carrier frequency F3. The mobile station C4 receives the transmitted signal (second reception demodulation unit 30) (ST8 in FIG. 3). The mobile station C4 detects the reception level of the received signal of the third carrier frequency F3 by the second reception level detector 31 or detects the bit error rate by the second bit error rate detector 32. Based on the detected data, the third determination unit 36 determines whether or not direct communication with the mobile station B3 is possible. This discrimination method is the same as described above. When the discrimination is directly communicable, communication with the designated mobile station B3 is established, and the flow after ST9 in FIG.
[0029]
In the direct communication described above, there is one mobile station that is the counterpart of the mobile station C4. However, it is also possible to designate a plurality of mobile stations and form a group communication form.
This group communication is to make the above-mentioned mobile station identification not a single station but a plurality of stations. Therefore, in the operation flowchart of FIG. 3, when the mobile station C4 transmits (frequency F3) requesting direct communication (ST7), the ID and the like of each of a plurality of partner mobile stations specified in the transmission signal and direct communication are displayed. Include a request signal. These partner mobile stations are specified by the input unit 40 as described above. In accordance with the designation, the control unit 41 generates required data from the data generation unit 21 and transmits it.
Each designated mobile station corresponds in the same procedure as the case of the specific mobile station in the one-station designation. In addition, when each designated mobile station transmits to the mobile station C4, the transmission is performed under the random access method in the same manner as described above (unspecified mobile station).
The mobile station C4 receives a signal (frequency F3) from each designated mobile station (ST8 in FIG. 3). The mobile station C4 detects the reception level or bit error rate for the third carrier frequency F3 signal received from each designated mobile station, and can directly communicate with the mobile stations based on the detected data. Is determined (third determination unit 36). This discrimination method is the same as described above. When the discrimination is directly communicable, group communication is established with a plurality of designated mobile stations, and the flow after ST9 in FIG.
Even in the case of this group communication, whether or not the frequency F3 is used is confirmed (ST5 in FIG. 3). Therefore, only one station can transmit (call) at the same time, and other mobile stations can only receive during this transmission period.
[0030]
(2) Example of FIG.
In the embodiment of FIG. 2, a mobile station in the area that has received a signal requesting direct communication transmitted from a mobile station (for example, mobile station C4) that has moved outside the communication area a transmits a response to the mobile station C4. Then, the mobile station C4 that has received it specifies the partner mobile station.
On the other hand, in the embodiment of FIG. 4, the response is transmitted to the base station 1, and the partner mobile station is identified on the base station 1 side. The specific reference for this partner mobile station is the transmission data to the base station regarding the reception level or bit error rate of the signal transmitted from the out-of-range mobile station C4 by each mobile station.
Hereinafter, the operation will be described with reference to the operation flowchart of FIG.
The assumptions in the explanation are the same as in the previous section (FIGS. 2 and 3).
Since ST21 to ST27 in the flowchart of FIG. 5 are the same as ST1 to ST7 of FIG.
[0031]
The mobile station in the area receives a signal requesting direct communication transmitted (frequency F3) (ST27) by the mobile station C4 that has moved out of the area.
Similar to FIG. 3, these mobile stations detect the reception level or bit error rate of the signal at the third carrier frequency F3, and transmit the detected data to the base station 1 at the first carrier frequency F1. Note that the transmission to the base station also follows the random access method described above.
The base station 1 receives these transmission signals with the antenna 11, and the reception demodulation unit 12 performs data demodulation and decoding. The determination unit 18 compares the reception level or bit error rate included in the demodulated data or the like under the control of the control unit 17, and selects (specifies) the mobile station with the best data. After the selection, the base station 1 generates the ID of the designated mobile station (for example, mobile station B3) from the baseband processing unit 13a and transmits it from the antenna 15 via the modulation unit 14 and the transmission unit 15. This transmission is a signal of the second carrier frequency F2.
[0032]
The mobile station B3 that has received the transmission signal determines that the third station 51 has designated the own station. The mobile station B3 transmits to the mobile station C4 at the third carrier frequency F3, and notifies that the mobile station B3 is designated as the partner mobile station for direct communication. The mobile station C4 receives the transmission signal from the mobile station B3 (ST28). As a result, direct communication at the third carrier frequency F3 is performed between the mobile station C4 and the mobile station B3 (ST29).
Thereafter, as in the case of FIG. 3, the mobile station C4 monitors the second carrier frequency F2 separately from the direct communication (ST30) (ST31).
When the mobile station C4 is determined to be within the communication area a from the reception level or bit error rate of the signal of the second carrier frequency F2 by the monitoring (first determination unit 34) (ST31-Y), C4 notifies the base station 1 to return to the relay communication mode using the first carrier frequency F1 (ST32). Receiving the notification, the base station 1 transmits a signal instructing cancellation of direct communication to the mobile station B3 and the mobile station C4 at the second carrier frequency F2. Specifically, under the control of the control unit 17, data for instructing the cancellation of direct communication is output from the baseband processing unit 13a, and transmitted from the antenna 16 via the modulation unit 14 and the transmission unit 15. The mobile station B3 and mobile station C4 that have received the transmission signal terminate direct communication (ST33) and return to the relay communication mode via the base station 1 (ST34).
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the mobile station moves out of the communication area of the base station, it can automatically shift to the direct communication mode.
In addition, it is possible to specify the partner mobile station or to select a mobile station with good communication quality. Furthermore, direct communication between one-to-multiple stations is also possible.
In addition, since each mobile station monitors the third carrier frequency F3 dedicated to direct communication even during communication in the relay communication mode, the mobile station can immediately shift to a communication state with the mobile station that requests the direct communication mode, and moves out of service area. It is possible to prevent isolated mobile stations from being isolated.
In addition, since the signal reception of the second carrier frequency F2 from the base station is monitored after moving out of the service area, the relay communication mode can be automatically restored when the signal is received.
As described above, the present invention can contribute to improving the function of a radio communication system including a base station and a plurality of mobile stations.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual explanatory diagram of a wireless communication system according to the present invention.
FIG. 2 is a principal block diagram showing an embodiment of a radio communication system according to the present invention.
FIG. 3 is an operation flowchart for explaining FIG. 2;
FIG. 4 is a block diagram showing the principal part of another embodiment of the wireless communication system according to the present invention.
FIG. 5 is an operation flowchart for explaining FIG. 4;
FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional wireless communication system.
[Explanation of symbols]
1 base station
2, 3, 4 Mobile station
11, 16, 24, 25, 29 Antenna
12, 26, 30 Reception demodulator
13, 13a Baseband processing unit
14, 22 Modulator
15, 23 Transmitter
17, 41 Control unit
18, 34, 35, 36, 37, 51 Discriminator
21 Data generator
27, 31 Reception level detector
28- and 32-bit error rate detector
33 Memory section
38 Display
39 Audio section
40 Input section

Claims (10)

第１の搬送波周波数Ｆ１で信号を基地局に送信する第１の移動局送信手段と、
第２の搬送波周波数Ｆ２の信号を基地局から受信する第１の移動局受信手段と、
第３の搬送波周波数Ｆ３で信号を他の移動局に送信する第２の移動局送信手段と、
他の移動局からの第３の搬送波周波数Ｆ３の信号を受信する第２の移動局受信手段と、
前記第２の移動局受信手段で受信した信号の受信レベルを検出する第２の受信レベル検出部と、
前記第２の受信レベル検出部で検出した受信レベルのデータを記憶するメモリ部と、
前記第１の移動局受信手段で受信した信号をもとに、基地局の通信エリアの圏内又は圏外かを判定する通信エリア判定手段と、
前記第１の移動局送信手段と第２の移動局送信手段とを切り換える切換手段と、
を備えてなる複数の移動局と、
前記第２の搬送波周波数Ｆ２で信号を送信する基地局送信手段と、
前記第１の搬送波周波数Ｆ１の信号を受信する基地局受信手段と、
を備えてなる一つの基地局とからなり、
前記基地局を中継して前記移動局相互間が通信を行う２波単信方式の無線通信システムにおいて、
前記移動局は、前記通信エリア判定手段が圏外と判定したときには前記切換手段により、前記第１の移動局送信手段から第２の移動局送信手段に切り換え、
他の移動局は、前記移動局の第２の移動局送信手段が発信した信号を自局の第２の移動局受信手段で受信したときに、自局の前記メモリ部に記憶された受信レベルのデータを前記第２の移動局送信手段により前記移動局へ送信することを特徴とする無線通信システム。First mobile station transmission means for transmitting a signal to the base station at a first carrier frequency F1 ,
First mobile station receiving means for receiving a signal of the second carrier frequency F2 from the base station;
Second mobile station transmission means for transmitting signals to other mobile stations at a third carrier frequency F3;
Second mobile station receiving means for receiving a signal of the third carrier frequency F3 from another mobile station;
A second reception level detection unit for detecting a reception level of a signal received by the second mobile station reception means;
A memory unit for storing data of a reception level detected by the second reception level detection unit;
Based on the signal received by the first mobile station reception means, communication area determination means for determining whether the communication area of the base station is within or outside of the communication area;
Switching means for switching between the first mobile station transmission means and the second mobile station transmission means;
A plurality of mobile stations comprising:
Base station transmitting means for transmitting a signal at the second carrier frequency F2,
Base station receiving means for receiving a signal of the first carrier frequency F1,
With one base station comprising
In a two-wave simplex wireless communication system in which the mobile stations communicate with each other via the base station,
The mobile station switches from the first mobile station transmission means to the second mobile station transmission means by the switching means when the communication area determination means determines that it is out of range,
When the other mobile station receives the signal transmitted by the second mobile station transmission means of the mobile station by the second mobile station reception means of the local station, the reception level stored in the memory unit of the local station The data is transmitted to the mobile station by the second mobile station transmission means . 第１の搬送波周波数Ｆ１で信号を基地局に送信する第１の移動局送信手段と、
第２の搬送波周波数Ｆ２の信号を基地局から受信する第１の移動局受信手段と、
第３の搬送波周波数Ｆ３で信号を他の移動局に送信する第２の移動局送信手段と、
他の移動局からの第３の搬送波周波数Ｆ３の信号を受信する第２の移動局受信手段と、
前記第２の移動局受信手段で受信した信号のビットエラー率を検出する第２のビットエラー率検出部と、
前記第２のビットエラー検出部で検出したビットエラー率のデータを記憶するメモリ部と、
前記第１の移動局受信手段で受信した信号をもとに、基地局の通信エリアの圏内又は圏外かを判定する通信エリア判定手段と、
前記第１の移動局送信手段と第２の移動局送信手段とを切り換える切換手段と、
を備えてなる複数の移動局と、
前記第２の搬送波周波数Ｆ２で信号を送信する基地局送信手段と、
前記第１搬送波周波数Ｆ１の信号を受信する基地局受信手段と、
を備えてなる一つの基地局とからなり、
前記基地局を中継して前記移動局相互間が通信を行う２波単信方式の無線通信システムにおいて、
前記移動局は、前記通信エリア判定手段が圏外と判定したときには前記切換手段により、前記第１の移動局送信手段から第２の移動局送信手段に切り換え、
他の移動局は、前記移動局の第２の移動局送信手段が発信した信号を自局の第２の移動局受信手段で受信したときに、自局の前記メモリ部に記憶されたビットエラー率のデータを前記第２の移動局送信手段により前記移動局へ送信することを特徴とする無線通信システム。First mobile station transmission means for transmitting a signal to the base station at a first carrier frequency F1 ,
First mobile station receiving means for receiving a signal of the second carrier frequency F2 from the base station;
Second mobile station transmission means for transmitting signals to other mobile stations at a third carrier frequency F3;
Second mobile station receiving means for receiving a signal of the third carrier frequency F3 from another mobile station;
A second bit error rate detection unit for detecting a bit error rate of the signal received by the second mobile station receiving means;
A memory unit for storing bit error rate data detected by the second bit error detection unit;
Based on the signal received by the first mobile station reception means, communication area determination means for determining whether the communication area of the base station is within or outside of the communication area;
Switching means for switching between the first mobile station transmission means and the second mobile station transmission means;
A plurality of mobile stations comprising:
Base station transmitting means for transmitting a signal at the second carrier frequency F2,
Base station receiving means for receiving a signal of the first carrier frequency F1,
With one base station comprising
In a two-wave simplex wireless communication system in which the mobile stations communicate with each other via the base station,
The mobile station switches from the first mobile station transmission means to the second mobile station transmission means by the switching means when the communication area determination means determines that it is out of range,
When the other mobile station receives the signal transmitted by the second mobile station transmission means of the mobile station by the second mobile station reception means of the local station, the bit error stored in the memory unit of the local station A wireless communication system , wherein rate data is transmitted to the mobile station by the second mobile station transmission means . 前記通信エリア判定手段を、
前記第１の移動局受信手段で受信した信号の受信レベルを検出する第１の受信レベル検出部と、
前記検出した受信レベルが基準レベル以下のときには通信エリアの圏外と判別する第１の判別部と、
で構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線通信システム。The communication area determination means,
A first reception level detection unit for detecting a reception level of a signal received by the first mobile station reception means ;
A first determination unit that determines the service area of the communication area when the receiving level obtained by the detection of the reference level or less,
The wireless communication system according to claim 1 or 2, characterized by comprising: 前記通信エリア判定手段を、
前記第１の移動局受信手段で受信した信号のビットエラー率を検出する第１のビットエラー率検出部と、
前記検出したビットエラー率が基準値以上のときには通信エリアの圏外と判別する第１の判別部と、
で構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線通信システム。The communication area determination means,
A first bit error rate detector for detecting a bit error rate of a signal received by the first mobile station receiving means ;
A first discriminating unit that discriminates that the detected bit error rate is out of service area when the detected bit error rate is equal to or higher than a reference value;
The wireless communication system according to claim 1 or 2, characterized by comprising: 前記移動局に、複数の他の移動局から送信された前記受信レベルのデータのうち、最良のデータを送信した移動局を判別する第３の判別部を設け、
前記移動局は、判別した移動局と直接通信を行うことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。The mobile station is provided with a third discriminating unit that discriminates the mobile station that has transmitted the best data among the reception level data transmitted from a plurality of other mobile stations,
The wireless communication system according to claim 1 , wherein the mobile station directly communicates with the determined mobile station. 前記移動局に、複数の他の移動局から送信された前記ビットエラー率のデータのうち、最良のデータを送信した移動局を判別する第３の判定部を設け、
前記移動局は、判別した移動局と直接通信を行うことを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。 The mobile station is provided with a third determination unit that determines the mobile station that has transmitted the best data among the bit error rate data transmitted from a plurality of other mobile stations,
The wireless communication system according to claim 2 , wherein the mobile station directly communicates with the determined mobile station . 前記移動局は、前記第２の移動局送信手段により直接通信を行う移動局を指定するデータを他の移動局に送信するとともに、前記第２の移動局受信手段によって他の移動局から受信した直接通信を指定するデータが自局を指定しているかを判別する第４の判定部を前記移動局に設け、
自局が指定されたと判別したときは、前記第１の移動局送信手段から前記第２の移動局送信手段に切り換え、自局を指定するデータを送信した他の移動局と直接通信を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線通信システム。 The mobile station transmits to the other mobile station data specifying the mobile station that performs direct communication by the second mobile station transmission means, and received from the other mobile station by the second mobile station reception means a fourth determination unit that the data for designating a direct communication to determine designates the own station is provided to the mobile station,
When it is determined that the own station is designated, the first mobile station transmission means is switched to the second mobile station transmission means, and direct communication is performed with another mobile station that has transmitted data designating the own station. The wireless communication system according to claim 1 or 2, characterized in that 他の移動局は、前記メモリ部に記憶された前記受信レベルのデータ又は前記ビットエラー率のデータを前記移動局への送信することに代え、前記受信レベルのデータ又は前記ビットエラー率のデータを前記第１の移動局送信手段により前記基地局へ送信することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線通信システム。 Instead of transmitting the reception level data or the bit error rate data stored in the memory unit to the mobile station, the other mobile station receives the reception level data or the bit error rate data. The radio communication system according to claim 1 or 2, wherein the first mobile station transmission means transmits to the base station . 前記基地局に、前記他の移動局から送信された前記受信レベルのデータ又は前記ビットエラー率のデータのうち、最良のデータを送信した前記他の移動局を判別する判別部を設け、
基地局は、判別した移動局に対し、前記移動局と直接通信を行うよう指令することを特徴とする請求項８記載の無線通信システム。To the base station, among the data of the data or the bit error rate of the transmitted said received level from the other mobile station, provided with a discrimination unit for discriminating the other mobile station that transmitted the best data,
9. The wireless communication system according to claim 8 , wherein the base station instructs the determined mobile station to perform direct communication with the mobile station. 前記移動局は、前記直接通信を関始した以後に、前記通信エリア判定手段が圏内と判定したときには、前記切換手段により、前記第２の移動局送信手段から第１の移動局送信手段に切り換えることを特徴とする請求項６、７、８、又は９に記載の無線通信システム。The mobile station switches from the second mobile station transmission means to the first mobile station transmission means by the switching means when the communication area determination means determines that it is within range after starting the direct communication. The wireless communication system according to claim 6, 7, 8, or 9 .
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