JP4638636B2 - 無線端末局の通信切替え方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所謂、ＴＤＭＡ方式のデジタル無線システムにおける通信方式に関するものであり、特に、サービスエリア内での移動体無線端末局間での直接通信を可能にする無線端末局の通信切替え方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線を利用して複数の無線端末局（移動体）間でデジタル通信を行う、いわゆる、デジタル無線通信システムは、通常、無線通信可能なサービスエリア（以下、サービスエリアとする）を、１つ或いは複数の基地局と複数の無線端末局で構成することが行われている。そして、かかるデジタル無線通信システムにおける無線端末局間の通信方式は、一般的に、次の３つのモードに大別することができる。
【０００３】
＜モード１＞
これは、１つの基地局のサービスエリア内に存在する２つの無線端末局（移動体）が、当該基地局を介して相互に無線通信を行う通信モードである。添付の図を用いてより具体的に説明すると、図５に示すように、基地局５０２のサービスエリア５００内に存在する２つの無線端末局５０４と５０５が、この基地局５０２を介して、相互に無線通信を行うモードである。
【０００４】
＜モード２＞
１つの基地局のサービスエリア内に存在する１つの無線端末局が、同サービスエリア内の不感地帯に存在する他の無線端末局と無線通信を行う場合であり、このモードでは、この不感地帯に前進基地局を設けることで、２つの無線端末局間において、前記基地局及び前進基地局（基地局−前進基地局間は有線接続）を介して、相互に無線通信を行うものである。より具体的には、添付の図を用いて説明すると、図６に示すように、このモード２では、基地局５０２のサービスエリア５００内に存在する１つの無線端末局５０４と、同サービスエリア５０２の不感地帯５０１に存在する他の１つの無線端末局５０５とが、その不感地帯５０１に、更に、前進基地局５０３を設けることによって、これら基地局５０２と前進基地局５０３とを有線で接続し、もって、これら有線で接続された基地局５０２と前進基地局５０３を介して、相互に無線通信を行うモードである。
【０００５】
＜モード３＞
これは、１つの基地局のサービスエリアの外側に存在する２つの無線端末局の間において、基地局を介さずに、相互に直接無線通信を行う通信モードである。より具体的には図７に示すように、このモード３では、基地局５０２のサービスエリア５００外に存在する２つの無線端末局５０４と５０５とが、それぞれ、上記基地局５０２を介さずに、相互に、直接無線通信を行うものである。
【０００６】
なお、上述した無線端末局間での通信モードにおいては、特に、基地局と無線端末局との間での通信（以下、基地局−無線端末局間通信という）は、いわゆる、複信方式を基本としており、他方、無線端末局と無線端末局との間での通信（以下、無線端末局−無線端末局間通信という）は、主に、単信方式を基本としている。しかしながら、上記の無線端末局−無線端末局間通信においても、１つの通信に複数の通信用チャネルを割当てることによれば、復信方式による直接無線通信も可能である。
【０００７】
ところで、かかるデジタル無線端末局間の通信方式としては、近年、特に、所謂ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式が採用されている。この方式は、単一周波数を一定の時間間隔で複数のフレームに分割し、更に、各フレームを複数のスロットに分割し、そして、各フレームの同一位置にあるスロットに各チャネルを割当てることにより、多重化を実現する無線通信方式である。
【０００８】
なお、このＴＤＭＡ方式の通信においても、前述した無線端末局間における無線通信での各種モードと同様に、基地局−無線端末局間通信、及び、前進基地局−無線端末局間通信では、やはり、複信方式を基本としており、これに対し、無線端末局−無線端末局間通信では、主に、例えば、上記図７にも示したように、これら無線端末局５０４と５０５との間の通信は、単信方式を基本としている。しかしながら、ここでも、上述したように、これらの無線端末局−無線端末局間においても、１つの通信に複数の通信用チャネルを割当てることによれば、やはり、複信方式によって、直接、無線通信を行うことは可能である。
【０００９】
ところで、かかるデジタル無線システムでは、上記図７にも示したような、無線端末局が基地局のサービスエリアの外側にある場合だけではなく、当該基地局のサービスエリアの内側においても、これら無線端末局間で直接通信を行うことが提案されており、また、強く望まれている。
【００１０】
しかしながら、かかる提案に対しては、上述したように、従来技術では、複数（例えば２局）の無線端末間での直接通信は、上記図７に示すように、これら無線端末局５０４と５０５が発信する電波が基地局５０２に直接届かない場合、すなわち、サービスエリア５００外で使用される場合にのみ制限されていた。また、一方では、そのため、このサービスエリア５００内では、その基地局５０２を介した無線通信がこれら無線端末局５０４と５０５が発信する電波によって干渉されるということはなかった。
【００１１】
また、上記の場合、無線端末局が基地局のサービスエリア内に存在するか否かの判断は、当該無線端末局の電源投入時において、基地局から発信される制御チャネルを受信できる場合にはサービスエリア内であると、他方、制御チャネルを受信できなかった場合にはサービスエリア外であると判断する。より具体的には、かかる無線端末局の利用者が、前者の場合には、自己が保有する無線端末局に具備されている通信モード切替えスイッチを、基地局経由無線通信モードに切り替え、他方、後者の場合には、このスイッチを無線端末局間直接通信モードに切り替えるというものであった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、デジタル無線システムに対しては、無線端末局が基地局のサービスエリア外にある場合だけではなく、これら無線端末局が基地局のサービスエリア内に存在する場合においても、これら無線端末局間で直接通信が可能であることが望まれている。しかしながら、上述した従来技術のデジタル無線システムでは、これら無線端末局が基地局のサービスエリア内に存在する場合にも無線端末局間で直接通信が可能となった場合には、以下のような問題点の発生が指摘されており、その実現は不可能であった。
【００１３】
具体的には、まず、例えば、添付の図８では、符号８０１は基地局を、８００は基地局８０１のサービスエリアを、また、８０２、８０３、８０４、８０５は、それぞれ無線端末局を示している。また、添付の図９では、符号９００は無線端末局８０２又は８０３からの上り通信キャリアの電力スペクトルを、９０２は基地局８０１から無線端末局８０２又は８０３への下り通信キャリアの電力スペクトルを、９０１は無線端末局８０４と８０５との間での直接通信の電力スペクトルを、９０３は上りキャリア帯域を、そして、９０４は下りキャリアの周波数帯域を示している。すなわち、一般に、基地局を介した無線通信に用いられる上り通信キャリアと下り通信キャリアとは、それぞれ、異なる周波数帯域に設定されており、これら両キャリア帯域は互いに数ＭＨｚの周波数だけ離されている。
【００１４】
ここで、上記図９に示すように、無線端末局間での直接通信に用いる通信キャリア９０１を、基地局を介して行われる無線通信に用いられる通信キャリア９００（ｆ1）に近い周波数（ｆ3）に設定した場合を考える。そして、通信モードを無線端末局間での直接通信モードに設定した状態においては、上記図８において白抜きの矢印で示すように、無線端末局８０４と８０５とがサービスエリア８００の外側からその内部に移動した場合、基地局８０１では、自局の受信チャネル９００（ｆ1）に近い通信キャリア９０１（ｆ3）で無線端末局間の無線通信が行われているため、自局の受信キャリア９００（ｆ3）よりも大きな電波が存在することになる。そして、これら両者の差が、例えば、ＡＲＩＢ「狭帯域デジタル通信方式（ＴＤＭＡ）標準規格（ＲＣＲＳＴＤ−３９）」で規定されるように、チャネル選択度である４２ｄＢを越えると、隣接チャネル漏洩などにより互いのチャネルが干渉してしまい、希望波の受信が困難となり、通信を確立できなくなるという第１の問題点を有していた。
【００１５】
次に、上述のように、基地局８０１のサービスエリア８００の外側において通信キャリア９０１（ｆ3）を用いて無線端末局間での直接通信を行っていた無線端末局８０４と８０５が、基地局８０１のサービスエリア８００の内部に移動した場合での、上記従来技術における通信形態の切替えについて説明する。
【００１６】
上述したように、従来の無線通信では、上記図７にも示したように、無線端末局間での直接通信は、基地局５０２のサービスエリアの外側にのみ制限されていたため、これら無線端末局５０４と５０５とが、基地局５０２のサービスエリア５００の外側からその内部に移動してきた場合には、一旦、これら無線端末局間での直接通信を終了させ、もって、各無線端末局に具備されている通信モード切替えスイッチを、利用者自身が、手動により、無線端末局間直接通信モードから基地局を介した無線通信モードに、切り替えなければならない。さらには、その後、各無線端末局は、新たに基地局５０２を介した無線通信を確立しなければならない。そのためにも、これら無線端末局５０４と５０５との間の通信は、一度、中断しなければならないという第２の問題点を有していた。
【００１７】
そこで、本発明は、基地局のサービスエリア内においても、複数の無線端末局間での直接通信を行うことを可能とすることを目的としており、特に、かかる無線端末局間での直接通信を行う場合に生じる前記第１及び／又は第２の問題点を解決し、もって、実用的な無線端末局間での直接通信を実現することの可能な無線端末局の通信切替え方法を提供することをその目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
かかる上記の目的を達成するため、本発明によれば、ＴＤＭＡ方式のデジタル無線システムの基地局のサービスエリアの内外において、複数の無線端末局間での直接通信を可能とする無線端末局の通信切替え方法において、前記無線端末局間の直接通信の送信レベルを検出し、前記無線端末局間の直接通信の送信レベルが所定のレベル以上に達した場合、前記無線端末局の直接通信を、少なくとも当該基地局を経由した通信に自動的に移行させる無線端末局の通信切替え方法が提供されている。
【００１９】
また、本発明によれば、前記記載した無線端末局の通信切替え方法において、前記複数の無線端末局が、同一の基地局のサービスエリア内で無線端末局間の直接通信を行っており、かつ、前記無線端末局間の直接通信の送信レベルが前記所定のレベル以上に達した場合、前記無線端末局間直接通信に使用していた通信キャリアを、前記基地局を経由した無線通信に用いられる上り通信キャリア及び下り通信キャリアに再配置し、更には、前記通信キャリアの再配置を、前記基地局と前記無線端末局との間のＴＤＭＡ方式の空きスロットを利用して行うものである。
【００２０】
また、本発明によれば、前記に記載した無線端末局の通信切替え方法において、前記複数の無線端末局が、各々、異なる基地局のサービスエリア内に存在した状態で無線端末局間の直接通信を行っており、かつ、前記無線端末局間の直接通信の送信レベルが前記所定のレベル以上に達した場合、前記無線端末局を、前記無線端末局間でのプレストークの空き時間を利用して、前記無線端末局間の直接通信から前記基地局を経由した通信に移行させるようにしたものである。そして、本発明によれば、更には、前記複数の無線端末局が、各々、異なる基地局のサービスエリア内に存在した状態で無線端末局間の直接通信を行っており、かつ、前記無線端末局間の直接通信の送信レベルが前記所定のレベル以上に達した場合、前記無線端末局間直接通信に使用していた通信キャリアを、前記各々の無線端末局が存在するサービスエリアの基地局を経由した無線通信に用いられる上り通信キャリア及び下り通信キャリアに、それぞれ、再配置するようにし、そして、前記通信キャリアの再配置を、前記各々の異なる基地局の一方と、当該一方の基地局と既に通信を確立した前記無線端末局との間で、そのＴＤＭＡ方式の空きスロットを利用して行うものである。
【００２１】
更に、本発明によれば、前記に記載した無線端末局の通信切替え方法において、前記基地局は、ＴＤＭＡ方式の空きスロットを利用して、前記複数の無線端末局間での直接通信の通信レベルを検出するものである。
【００２２】
すなわち、本発明は、ＴＤＭＡ方式のデジタル無線システムにおいて、その空きスロット、又は、プレストークの送受切替えの空き時間を利用することにより、上述した問題点を解消し、もって、提案されている基地局のサービスエリア領域内での無線端末局間の直接通信を実現するものである。
【００２３】
より具体的に説明すると、本発明では、前記第１及び第２の問題点を解決するために、各無線端末局で無線端末局間直接通信時に生じる空きスロット、または、無線端末局間直接通信で使われるプレストーク方式で、一方の無線端末局がＯＮからＯＦＦに切替わり、他方がＯＦＦからＯＮに切替わるまでの時間を利用して、無線端末局間直接通信に用いる通信キャリアｆ3を、基地局を介した無線通信で用いる上り通信キャリアｆ2と下り通信キャリアＦ2に再配置（基地局を介した無線通信への移行作業）することで、自動的に通信形態を切替えることが可能となり、継続中の無線端末局間直接通信を中断することなく、かつ、基地局のサービスエリア内における他の基地局を介した無線端末局間無線通信に影響を及ばすことなく無線通信を行うことが可能な無線通信方式を実現するものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
まず、図１には、本発明の一の実施の形態になるデジタル無線システムにおける無線端末局の通信切替え方法を示す。なお、この実施の形態では、その通信方式として上記ＴＤＭＡ方式を採用したものであり、無線端末局間での直接通信の際に基地局のサービスエリア内における他の通信に干渉するようになった場合には、その通信モードを自動的に切り替えるものである。なお、本実施の形態のデジタル無線システムにおける通信帯域の関係は、添付の図３に示す通りである。
【００２５】
一般に、図１にも示すように、デジタル無線システムを構成する基地局２０１は、常時、そのサービスエリア２００内に存在する無線端末局２０２と２０３に向けて、制御キャリア（Ｆ1）を用いて制御チャネルを送信している。他方、各々の無線端末局（移動体）２０２、２０３は、この制御チャネルを受信することにより、それ自身が、前記した基地局２０１のサービスエリア２００の内部に存在しているか否かを判断する。なお、この場合、無線端末局２０２と２０３との間での直接通信は、上述したように、単信方式であり、これら相互間の通信は、いわゆる、プレストーク(Press-to-talk)方式で行われることとなる。
【００２６】
ところで、上記したＴＤＭＡ方式を採用しているデジタル無線システムでは、無線端末局間で直接通信を行っている場合、空きスロットが生じる。そこで、本発明では、この空きスロットを利用することにより、無線端末局間での直接通信時にも、上記基地局から送信される制御チャネルを受信することを可能とすることにより、通信レベルが規定レベル以上になったことを検知し、もって、無線端末局間の直接通信を基地局を介した無線端末局間の無線通信に、自動的に、かつ、通信を中断することなく、切り替えるものである。
【００２７】
すなわち、図１（ａ）に示すように、無線端末局２０２と２０３は、上記基地局２０１のサービスエリア２００内に存在している場合、それぞれの無線端末局２０２、２０３は、上記基地局２０１からの下り制御キャリア（Ｆ1）で送信される制御チャネルを、上記ＴＤＭＡ方式の１つのスロット、例えば、３番目のスロット（スロット番号「２」）で受信（ＲＸ）することにより、基地局−無線端末局間の同期を確立している。なお、このとき、これらの無線端末局２０２と２０３においては、上記した制御チャネルを受信しているスロット（上記の例では、制御キャリアＦ1のスロット番号「２」のスロット）以外のスロットは空きスロットとなっている。
【００２８】
そこで、この状態、あるいは、無線端末局の一方又は双方が基地局のサービスエリアの外側に存在している状態においても、無線端末局間の直接通信を行う場合には、無線端末局２０２は、通信キャリア（ｆ3）を用いて、その空きスロット、例えば、スロット番号「１」のスロットによって無線端末局２０３を利用して呼び出し、無線端末局２０２と２０３との間で直接通信を行う（ＴＸ，ＲＸ）。なお、この間においても、上記の無線端末局２０２と２０３とは、上記スロット番号「２」のスロットを介して、基地局２０１から送信される制御チャネル（制御キャリア（Ｆ1））を受信し続ける。
【００２９】
一方、上記の基地局２０１は、制御チャネル（制御キャリア（Ｆ1））の空きスロット（例えば、図のスロット番号「３」のスロット）を使用して、そのサービスエリア２００内での無線通信の電波の強度を把握している。すなわち、基地局２０１は、上記した無線端末局２０２と２０３との間の無線端末局間通信に用いる電波（この場合、通信キャリア（ｆ3））の強度を検知しており、そして、この電波強度がこのサービスエリア２００内における他の無線通信に影響を及ぼすレベルになると、この基地局２０１は、制御チャネル（制御キャリア（Ｆ1））に無線端末局間通信の通信レベルが規定レベル以上になったこと（制御情報）を付加し、これを無線端末局２０２と２０３に送信する。
【００３０】
一方、無線端末局間通信の通信レベルが規定レベル以上になった旨の情報を受信した無線端末局２０２は、図示しない下り制御キャリア（ｆ1）の空きスロット、例えば、スロット番号「０」のスロットを用いて、基地局２０１に対して発呼要求を行う。
【００３１】
これに対応し、基地局２０１は、そこに空きキャリアがある場合には、例えば、上記の制御キャリア（Ｆ1）とその３番目のスロット（スロット番号「２」のスロット（ＣＣＨ））を用いて、上記無線端末局２０２からの発呼に対してその受付を行い、さらに、その制御キャリア（Ｆ1）の他の空きスロット、例えば、スロット番号「０」のスロットを用いて、他の無線端末局２０３に対して、通信形態の報告と通信の可否とを問い合わせる。
【００３２】
なお、このような問い合わせに対し、他の無線端末局２０３は、通信が可能な場合には、例えば、上記制御キャリア（Ｆ1）とそのスロット番号「０」のスロットを用いて、自身が通信可能であることを基地局２０１に対して報告する。そして、この報告を受けた上記の基地局２０１は、無線端末局２０２に対して通信チャネルの起動要求を行う。
【００３３】
このようにして、発呼要求を行った無線端末局２０２と、起動要求を受けた無線端末局２０３とは、自動的に、添付の図１（ｂ）にも示すように、基地局２０１を介して、使用されずに空いている上りの通信キャリア（ｆ2）と下りの通信キャリア（Ｆ2）を用いることにより、それらの間の通信を確立することとなる。すなわち、それまで無線端末局間直接通信に用いていた通信キャリア（ｆ3）を、当該サービスエリア２００内の他の通信に影響を及ぼさない通信キャリア（ｆ2、Ｆ2）に再配置することとなる。
【００３４】
すなわち、この再配置によれば、或る１の基地局２０１のサービスエリア２００の内外において、無線端末局間で直接通信を行っていた無線端末局２０２、２０３は、それまで使用していた通信キャリア（ｆ3）の電波強度がこのサービスエリア２００の内部において他の無線通信に影響を及ぼすレベルになると、その間で継続中の無線端末局間通信（すなわち、上記図１（ａ）の通信キャリア（ｆ3）による無線端末局間通信）を中断することなく、基地局２０１を介した無線端末局間の無線通信に、自動的に、切替えることが可能となる。すなわち、基地局２０１のサービスエリア２００内における他の基地局を介した無線端末局間無線通信に対して干渉することが解消されることとなる。さらに、以上によれば、基地局２０１のサービスエリア２００内において、無線端末局２０２、２０３は、使用されずに空いている通信キャリア（ｆ2、Ｆ2）に自動的に切り替えられることにより、基地局２０１を介した他の無線通信に対しても影響を及ぼすことはなく、また、その切替動作の間も、その無線通信を中断されることなく、そのまま無線通信を維持することが可能となる。
【００３５】
このように、本発明の無線端末局間切替え通信方式では、基地局のサービスエリア内で無線端末間直接通信を行っている第１及び第２の無線端末局が、該基地局の近くに移動した場合、第１及び第２の無線端末局は基地局から常時送信される制御情報に付加された送信レベル情報から、送信レベルが規定レベル以上と判断した場合、前記無線端末局間直接通信に使用していた通信キャリア（ｆ1）を、前記基地局を介した無線通信に用いられる上り通信キャリア（ｆ2）及び下り通信キャリア（Ｆ2）に再配置することにより、継続中の無線端末局間直接通信を中断することなく、かつ、基地局のサービスエリア内における他の基地局を介した無線通信に影響することなく、基地局を介した無線端末局間無線通信に自動的に切替えることを特徴とするものである。
【００３６】
また、上記本発明の通信形態切替え方式においては、特に、無線端末局間直接通信の際に生じる空きスロットを利用して、無線端末局間直接通信時に用いていた通信キャリア（ｆ3）を、基地局を介した無線端末局間無線通信に用いる上り通信キャリア（ｆ2）及び下り通信キャリア（Ｆ2）に再配置することを特徴とするものである。
【００３７】
なお、上記では、デジタル無線システムにおいて、無線端末局間直接通信を行っている無線端末局２０２と、２０３が、共に、基地局２０１のサービスエリア２００外、又は、共に、当該基地局２０１のサービスエリア２００内、さらには、一方が当該基地局２０１のサービスエリア２００内で、他方が当該基地局２０１のサービスエリア２００外の状態にあって、これら無線端末局が当該基地局２０１のサービスエリア２００内に移動し、更に、他の基地局２０１を介した無線通信に影響を及ぼす場合について説明した。しかしながら、次に、添付の図２を用いて、他の状態について説明する。この他の状態では、これら無線端末局が、デジタル無線システムを構成している複数の異なる基地局のサービスエリアにわたって移動する場合であり、これについて、以下に詳細に説明する。
【００３８】
まず、この図２において、符号６０２、６０３は、それぞれ異なる基地局であり、また、６００と６０１は、それぞれの基地局６０２、６０３のサービスエリアを示している。また、図中の符号６０４と６０５は無線端末局である。
【００３９】
ここで、まず、図２（ａ）に示すように、無線端末局６０４は、一方の基地局６０２のサービスエリア６００内に存在しており、また、この無線端末局６０４は、上記の基地局６０２から常時送信される下り制御チャネル（Ｆ1）を、例えばスロット番号「２」のスロットで受信し（ＲＸ）、同期を確立している。
【００４０】
他方、無線端末局６０５は、図からも明らかなように、上記基地局６０２、６０３のサービスエリア６００と６０１の外側に存在している。そして、今、無線端末局６０４に呼び出され、これにより、無線端末局間で通信キャリア（ｆ3）により（この例では、スロット番号「０」のスロット）、直接通信を確立している。なお、この場合においても、上述したように、無線端末局６０４と６０５との間での直接通信は、単信方式であり、これら相互間の通信は、いわゆる、プレストーク(Press-to-talk)方式で行われる。
【００４１】
かかる状態において、更に、図２（ｂ）に示すように、無線端末局間で直接通信を行っている無線端末局６０４と６０５のうち、後者の無線端末局６０５が、基地局６０３のサービスエリア６０１内に移動してきた場合、この無線端末局６０５は、基地局６０３から常時送信される制御キャリア（Ｆ2）を受信することが可能となる（上記図２（ａ）を参照）。
【００４２】
ところで、上述したように、この状態においても、無線端末局６０４と６０５との間において無線端末局間通信を行っていた通信キャリア（ｆ3）の電波強度が、これらのサービスエリア６００又は６０１内において、他の無線通信に影響を及ぼすレベルになると、上記無線端末局間での直接通信は、やはり、基地局を介した無線端末局間の無線通信に、自動的に、切り替えられることとなる。すなわち、各基地局６０２、６０３は、上記と同様に、制御チャネルの空きスロットを使用してサービスエリア内の無線通信の電波強度を把握しており、その無線端末局間通信に用いる電波（通信キャリア（ｆ3））の強度がそれぞれのサービスエリア内において他の無線通信に影響を及ぼすレベルに達すると、その制御チャネル（制御キャリア（Ｆ1））に無線端末局間通信の通信レベルが規定レベル以上になった旨の情報を付加して各無線端末局に送信する。ただし、この時、基地局６０３と無線端末局６０５との間では未だ同期が確立していないため、この無線端末局６０５は、制御キャリア（Ｆ2）を受信するだけである。
【００４３】
また、この時、無線端末局６０５がサービスエリア６０１内に存在する無線端末局６０４との間で行っている通信は、これら無線端末局間で、直接、通信キャリア（ｆ3）によって行うものであり、その間の通信は、上記のプレストーク方式によっている。
【００４４】
ここで、このプレストーク方式による無線端末局間の直接通信の一例を、添付の図４に示す。この図からも明らかなように、例えば、移動局１と移動局２との間で通信を行う場合には、交互に、プレストークのＯＮ及びＯＦＦを切り替えながら通信を行うものである。そして、上記の無線端末局６０５は、サービスエリア６０１の領域内に存在する無線端末局６０４との間では、このプレストーク方式で直接通信を行っているため、図４において符号４００で示す時間（移動局１と移動局２の双方のプレストークがＯＦＦの期間：空き時間）には、これらの間では通信が行われていない。
【００４５】
そこで、本発明の通信切替え方法では、このプレストークにおける空き時間４００を利用して、無線端末局６０５は、上記基地局６０３から送信される制御キャリア（Ｆ2）で基地局６０３と同期を確立する。その後、基地局６０３と間で同期が確立できた無線端末局６０５は、次に、そのプレストークがＯＮからＯＦＦに切り替わる際に、他方の無線端末局６０４に対し、当該無線端末局６０４が送信する送信権解放情報に、基地局６０３を経由した通信が可能である旨の情報を付加して送信するよう、指令を発する。
【００４６】
この時、上記からも明らかなように、既に基地局６０２との間で同期が確立されているため、無線端末局６０４は、プレストークがＯＦＦからＯＮに切り替わる際に出力される送信権獲得要求（上記図４の符号４００で示す期間の直後の要求）に加えて、更に、基地局６０２を経由した通信が可能である情報を付加し、これを無線端末局６０５に送信すると共に、基地局６０２へも送信する。また、その後にプレストークがＯＮからＯＦＦに切り替わる（上記図４の移動局２側のプレストークがＯＮからＯＦＦへ切り替る）際に出力される送信権獲得解放情報には、さらに、無線形態の切替え情報を付加して送信する。
【００４７】
以上の送信動作の終了後、無線端末局６０４は、基地局６０２を介して、基地局６０３に対する発呼要求を行い、一方、この発呼要求を受けた基地局６０３は、上記無線端末局６０４に対する発呼受付を行うと同時に、無線端末局６０５に対して、その通信形態の報告と通信の可否とを問い合わせを行う。
【００４８】
この時、無線端末局６０５は、通信が可能な場合には、図２（ｂ）に示すように、通信キャリア（ｆ5）のスロット番号「１」のスロットを用いて、自己が通信可能であることを基地局６０３に報告する。これにより、この基地局６０３は、他の基地局６０２を介して、無線端末局６０４に対する通信チャネルの起動要求を行う。そして、この通信チャネルの起動要求を受けて、無線端末局６０４と６０５は、自動的に、上り通信キャリア（ｆ4、ｆ5）と下り通信キャリア（Ｆ4、Ｆ5）とを用いて、それぞれ、基地局６０２、６０３を介した無線端末局間の無線通信に切り替わることが可能である。すなわち、無線端末局６０４と６０５は、継続中の無線端末局間無線通信を中断することなく、やはり、基地局（但し、この場合は、有線で接続された基地局６０２と６０３）を介した無線端末局間無線通信に切り替わることとなる。
【００４９】
以上によれば、サービスエリア６００と６０１の外側に存在する無線端末局であって、上記サービスエリア６００内に存在する無線端末局６０４との間で無線端末局間直接通信を行っている無線端末局６０５は、その後、サービスエリア６０１内に移動した場合でも、他の無線通信に影響を及ぼすレベルになると自動的に基地局を介した無線端末局間無線通信に切り替わる。すなわち、サービスエリア６００内で基地局６０２を介して行っている他の無線通信、及び、サービスエリア６０１内で基地局６０３を介して行っている無線通信に影響を及ぼすことなく、基地局６０２と６０３を介した無線端末局間通信が可能となる。なお、この場合においても、空きスロットを利用して、無線端末局間直接通信に用いた通信キャリア（ｆ3）を、基地局を介した無線通信の通信キャリア（ｆ4、Ｆ4、ｆ5、Ｆ5）に再配置することを特徴とするものである。
【００５０】
以上に説明したように、本発明の通信形態切替え方式においては、第１の基地局の第１のサービスエリア内に存在する第１の無線端末局が、第１のサービスエリア外に存在する第２の無線端末を呼び出し、プレストーク方式により無線端末局間直接通信を行っている間に、第２の無線端末局が第２の基地局の第２のサービスエリア内に移動した場合、第２の無線端末局は、第１及び第２の無線端末局がそれぞれプレストークＯＮからＯＦＦまたは、ＯＦＦからＯＮに切替える間の時間を利用し、第２の無線端末局は第２の基地局から常時送信される制御キャリアを受信して第２の基地局と同期を確立し、その後、第２の無線端末局はプレストークをＯＮからＯＦＦに切替える際の送信権開放情報に、第２の基地局を介した無線通信が可能である情報を付加して第１の無線端末局へ送信し、第１の無線端末局は、ブレストークをＯＦＦからＯＮに切替える際の送信権獲得要求情報に、第１の基地局を介した無線通信が可能である情報を付加して第２の無線端末局へ送信し、更に第１の無線端末局は、ブレストークをＯＮからＯＦＦに切替える際の送信権解放情報に、第１及び第２の基地局を介した無線端末局間通信に切替える情報を付加して第２の無線端末局へ送信し、第１及び第２の無線端末局はそれぞれ同期の確立できている第１及び第２の基地局を介した無線端末局間無線通信に切替えることにより、継続中の無線端末局間無線通信を中断することなく、且つ、第１及び第２の基地局の第１及び第２のサービスエリア内における他の基地局を介した無線通信に影響を及ぼすことなく、自動的に基地局を介した無線端末局間通信に切替えることを特徴とするものである。
【００５１】
そして、以上の本発明の通信形態切替え方式においては、上述したように：
（１）第１の基地局が無線通信を維持可能な第１のサービスエリア内において、第１及び第２の無線端末局が無線端末局間直接通信を行っている際に、空きスロットを用いて第１の基地局から送信される制御チャネルを受信し、制御チャネルに付加された送信レベル情報が規定レベル以上になると、第１及び第２の無線端末局は、空きスロットを用いて第１の基地局と同期を確立することにより、継続中の無線端末局間直接通信を中断することなく、且つ、第１の基地局を介した他の無線端末局間通信に影響を及ぼすことなく、自動的に基地局を介した無線端末局間通信に切替えることができる。
【００５２】
（２）第１の無線端末局が第１の基地局の第１のサービスエリア内に存在し、第２の無線端末局が第１の基地局の第１のサービスエリア外に存在する場合、第１の基地局から送信される制御チャネルを受信し、同期を確立している第１の無線端末局が第２の無線端末局を呼び出す無線端末局間直接通信において、第２の無線端末局が第２の基地局の第２のサービスエリア内に移動した場合、第２の無線端末局はプレストークをＯＮからＯＦＦに切替える際に、第１の無線端末局に対して送信権解放情報と共に第２の基地局を介した無線通信へ切替え可能であることを報告する。また、第１の無線端末局はプレストークをＯＦＦからＯＮに切替える際に、第２の無線端末局に対して送信権要求情報と共に第１の基地局を介した無線通信に切替え可能であることを報告し、プレストークをＯＮからＯＦＦに切替える際に、送信権解放情報と共に通信形態を無線端末局間直接通信から第１及び第２の基地局を介した無線通信へ切替えることを報告し、第１及び第２の無線端末局は、第１及び第２の基地局を介した無線通信を確立することにより、継続中の無線端末局間直接通信を中断することなく、かつ、第１及び第２のサービスエリアにおける他の無線通信に影響を及ぼすことなく、自動的に第１及び第２の基地局を介した無線端末局間通信に切替えることができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上の詳細な説明からも明らかなように、本発明になる無線端末局の通信切替え方法によれば、無線端末局−無線端末局間の直接通信と、基地局を介した通信との間で、適宜、自動的に切り替えることにより、基地局のサービスエリア内においても、従来、問題点が指摘されていた当該サービスエリアにおける他の無線通信への影響や通信の中断もなく、複数の無線端末局間での直接通信を、実用的にも実現することが可能となるという、優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一の実施の形態になるデジタル無線システムにおける無線端末局の通信切替え方法を示す図である。
【図２】上記本発明のデジタル無線システムにおける他の他の状態での無線端末局の通信切替え方法を示す図である。
【図３】上記デジタル無線システムにおける通信帯域の関係を示す図である。
【図４】上記デジタル無線システムにおける無線端末局間の直接通信のプレストーク方式を示す図である。
【図５】従来技術における通信モード１の一例を説明するための図である。
【図６】従来技術における通信モード２の一例を説明するための図である。
【図７】従来技術における通信モード３の一例を説明するための図である。
【図８】従来技術における問題点を説明するための図である。
【図９】従来技術における問題点を説明するための通信キャリアの電力スペクトルを示す図である。
【符号の説明】
２００、６００、６０１ サービスエリア
２０１、６０２、６０３ 基地局
２０２、２０３、６０４、６０５ 無線端末局（移動体）
３０５ 上りキャリア
３０６ 下りキャリア
【発明の属する技術分野】
本発明は、所謂、ＴＤＭＡ方式のデジタル無線システムにおける通信方式に関するものであり、特に、サービスエリア内での移動体無線端末局間での直接通信を可能にする無線端末局の通信切替え方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線を利用して複数の無線端末局（移動体）間でデジタル通信を行う、いわゆる、デジタル無線通信システムは、通常、無線通信可能なサービスエリア（以下、サービスエリアとする）を、１つ或いは複数の基地局と複数の無線端末局で構成することが行われている。そして、かかるデジタル無線通信システムにおける無線端末局間の通信方式は、一般的に、次の３つのモードに大別することができる。
【０００３】
＜モード１＞
これは、１つの基地局のサービスエリア内に存在する２つの無線端末局（移動体）が、当該基地局を介して相互に無線通信を行う通信モードである。添付の図を用いてより具体的に説明すると、図５に示すように、基地局５０２のサービスエリア５００内に存在する２つの無線端末局５０４と５０５が、この基地局５０２を介して、相互に無線通信を行うモードである。
【０００４】
＜モード２＞
１つの基地局のサービスエリア内に存在する１つの無線端末局が、同サービスエリア内の不感地帯に存在する他の無線端末局と無線通信を行う場合であり、このモードでは、この不感地帯に前進基地局を設けることで、２つの無線端末局間において、前記基地局及び前進基地局（基地局−前進基地局間は有線接続）を介して、相互に無線通信を行うものである。より具体的には、添付の図を用いて説明すると、図６に示すように、このモード２では、基地局５０２のサービスエリア５００内に存在する１つの無線端末局５０４と、同サービスエリア５０２の不感地帯５０１に存在する他の１つの無線端末局５０５とが、その不感地帯５０１に、更に、前進基地局５０３を設けることによって、これら基地局５０２と前進基地局５０３とを有線で接続し、もって、これら有線で接続された基地局５０２と前進基地局５０３を介して、相互に無線通信を行うモードである。
【０００５】
＜モード３＞
これは、１つの基地局のサービスエリアの外側に存在する２つの無線端末局の間において、基地局を介さずに、相互に直接無線通信を行う通信モードである。より具体的には図７に示すように、このモード３では、基地局５０２のサービスエリア５００外に存在する２つの無線端末局５０４と５０５とが、それぞれ、上記基地局５０２を介さずに、相互に、直接無線通信を行うものである。
【０００６】
なお、上述した無線端末局間での通信モードにおいては、特に、基地局と無線端末局との間での通信（以下、基地局−無線端末局間通信という）は、いわゆる、複信方式を基本としており、他方、無線端末局と無線端末局との間での通信（以下、無線端末局−無線端末局間通信という）は、主に、単信方式を基本としている。しかしながら、上記の無線端末局−無線端末局間通信においても、１つの通信に複数の通信用チャネルを割当てることによれば、復信方式による直接無線通信も可能である。
【０００７】
ところで、かかるデジタル無線端末局間の通信方式としては、近年、特に、所謂ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式が採用されている。この方式は、単一周波数を一定の時間間隔で複数のフレームに分割し、更に、各フレームを複数のスロットに分割し、そして、各フレームの同一位置にあるスロットに各チャネルを割当てることにより、多重化を実現する無線通信方式である。
【０００８】
なお、このＴＤＭＡ方式の通信においても、前述した無線端末局間における無線通信での各種モードと同様に、基地局−無線端末局間通信、及び、前進基地局−無線端末局間通信では、やはり、複信方式を基本としており、これに対し、無線端末局−無線端末局間通信では、主に、例えば、上記図７にも示したように、これら無線端末局５０４と５０５との間の通信は、単信方式を基本としている。しかしながら、ここでも、上述したように、これらの無線端末局−無線端末局間においても、１つの通信に複数の通信用チャネルを割当てることによれば、やはり、複信方式によって、直接、無線通信を行うことは可能である。
【０００９】
ところで、かかるデジタル無線システムでは、上記図７にも示したような、無線端末局が基地局のサービスエリアの外側にある場合だけではなく、当該基地局のサービスエリアの内側においても、これら無線端末局間で直接通信を行うことが提案されており、また、強く望まれている。
【００１０】
しかしながら、かかる提案に対しては、上述したように、従来技術では、複数（例えば２局）の無線端末間での直接通信は、上記図７に示すように、これら無線端末局５０４と５０５が発信する電波が基地局５０２に直接届かない場合、すなわち、サービスエリア５００外で使用される場合にのみ制限されていた。また、一方では、そのため、このサービスエリア５００内では、その基地局５０２を介した無線通信がこれら無線端末局５０４と５０５が発信する電波によって干渉されるということはなかった。
【００１１】
また、上記の場合、無線端末局が基地局のサービスエリア内に存在するか否かの判断は、当該無線端末局の電源投入時において、基地局から発信される制御チャネルを受信できる場合にはサービスエリア内であると、他方、制御チャネルを受信できなかった場合にはサービスエリア外であると判断する。より具体的には、かかる無線端末局の利用者が、前者の場合には、自己が保有する無線端末局に具備されている通信モード切替えスイッチを、基地局経由無線通信モードに切り替え、他方、後者の場合には、このスイッチを無線端末局間直接通信モードに切り替えるというものであった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、デジタル無線システムに対しては、無線端末局が基地局のサービスエリア外にある場合だけではなく、これら無線端末局が基地局のサービスエリア内に存在する場合においても、これら無線端末局間で直接通信が可能であることが望まれている。しかしながら、上述した従来技術のデジタル無線システムでは、これら無線端末局が基地局のサービスエリア内に存在する場合にも無線端末局間で直接通信が可能となった場合には、以下のような問題点の発生が指摘されており、その実現は不可能であった。
【００１３】
具体的には、まず、例えば、添付の図８では、符号８０１は基地局を、８００は基地局８０１のサービスエリアを、また、８０２、８０３、８０４、８０５は、それぞれ無線端末局を示している。また、添付の図９では、符号９００は無線端末局８０２又は８０３からの上り通信キャリアの電力スペクトルを、９０２は基地局８０１から無線端末局８０２又は８０３への下り通信キャリアの電力スペクトルを、９０１は無線端末局８０４と８０５との間での直接通信の電力スペクトルを、９０３は上りキャリア帯域を、そして、９０４は下りキャリアの周波数帯域を示している。すなわち、一般に、基地局を介した無線通信に用いられる上り通信キャリアと下り通信キャリアとは、それぞれ、異なる周波数帯域に設定されており、これら両キャリア帯域は互いに数ＭＨｚの周波数だけ離されている。
【００１４】
ここで、上記図９に示すように、無線端末局間での直接通信に用いる通信キャリア９０１を、基地局を介して行われる無線通信に用いられる通信キャリア９００（ｆ1）に近い周波数（ｆ3）に設定した場合を考える。そして、通信モードを無線端末局間での直接通信モードに設定した状態においては、上記図８において白抜きの矢印で示すように、無線端末局８０４と８０５とがサービスエリア８００の外側からその内部に移動した場合、基地局８０１では、自局の受信チャネル９００（ｆ1）に近い通信キャリア９０１（ｆ3）で無線端末局間の無線通信が行われているため、自局の受信キャリア９００（ｆ3）よりも大きな電波が存在することになる。そして、これら両者の差が、例えば、ＡＲＩＢ「狭帯域デジタル通信方式（ＴＤＭＡ）標準規格（ＲＣＲＳＴＤ−３９）」で規定されるように、チャネル選択度である４２ｄＢを越えると、隣接チャネル漏洩などにより互いのチャネルが干渉してしまい、希望波の受信が困難となり、通信を確立できなくなるという第１の問題点を有していた。
【００１５】
次に、上述のように、基地局８０１のサービスエリア８００の外側において通信キャリア９０１（ｆ3）を用いて無線端末局間での直接通信を行っていた無線端末局８０４と８０５が、基地局８０１のサービスエリア８００の内部に移動した場合での、上記従来技術における通信形態の切替えについて説明する。
【００１６】
上述したように、従来の無線通信では、上記図７にも示したように、無線端末局間での直接通信は、基地局５０２のサービスエリアの外側にのみ制限されていたため、これら無線端末局５０４と５０５とが、基地局５０２のサービスエリア５００の外側からその内部に移動してきた場合には、一旦、これら無線端末局間での直接通信を終了させ、もって、各無線端末局に具備されている通信モード切替えスイッチを、利用者自身が、手動により、無線端末局間直接通信モードから基地局を介した無線通信モードに、切り替えなければならない。さらには、その後、各無線端末局は、新たに基地局５０２を介した無線通信を確立しなければならない。そのためにも、これら無線端末局５０４と５０５との間の通信は、一度、中断しなければならないという第２の問題点を有していた。
【００１７】
そこで、本発明は、基地局のサービスエリア内においても、複数の無線端末局間での直接通信を行うことを可能とすることを目的としており、特に、かかる無線端末局間での直接通信を行う場合に生じる前記第１及び／又は第２の問題点を解決し、もって、実用的な無線端末局間での直接通信を実現することの可能な無線端末局の通信切替え方法を提供することをその目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
かかる上記の目的を達成するため、本発明によれば、ＴＤＭＡ方式のデジタル無線システムの基地局のサービスエリアの内外において、複数の無線端末局間での直接通信を可能とする無線端末局の通信切替え方法において、前記無線端末局間の直接通信の送信レベルを検出し、前記無線端末局間の直接通信の送信レベルが所定のレベル以上に達した場合、前記無線端末局の直接通信を、少なくとも当該基地局を経由した通信に自動的に移行させる無線端末局の通信切替え方法が提供されている。
【００１９】
また、本発明によれば、前記記載した無線端末局の通信切替え方法において、前記複数の無線端末局が、同一の基地局のサービスエリア内で無線端末局間の直接通信を行っており、かつ、前記無線端末局間の直接通信の送信レベルが前記所定のレベル以上に達した場合、前記無線端末局間直接通信に使用していた通信キャリアを、前記基地局を経由した無線通信に用いられる上り通信キャリア及び下り通信キャリアに再配置し、更には、前記通信キャリアの再配置を、前記基地局と前記無線端末局との間のＴＤＭＡ方式の空きスロットを利用して行うものである。
【００２０】
また、本発明によれば、前記に記載した無線端末局の通信切替え方法において、前記複数の無線端末局が、各々、異なる基地局のサービスエリア内に存在した状態で無線端末局間の直接通信を行っており、かつ、前記無線端末局間の直接通信の送信レベルが前記所定のレベル以上に達した場合、前記無線端末局を、前記無線端末局間でのプレストークの空き時間を利用して、前記無線端末局間の直接通信から前記基地局を経由した通信に移行させるようにしたものである。そして、本発明によれば、更には、前記複数の無線端末局が、各々、異なる基地局のサービスエリア内に存在した状態で無線端末局間の直接通信を行っており、かつ、前記無線端末局間の直接通信の送信レベルが前記所定のレベル以上に達した場合、前記無線端末局間直接通信に使用していた通信キャリアを、前記各々の無線端末局が存在するサービスエリアの基地局を経由した無線通信に用いられる上り通信キャリア及び下り通信キャリアに、それぞれ、再配置するようにし、そして、前記通信キャリアの再配置を、前記各々の異なる基地局の一方と、当該一方の基地局と既に通信を確立した前記無線端末局との間で、そのＴＤＭＡ方式の空きスロットを利用して行うものである。
【００２１】
更に、本発明によれば、前記に記載した無線端末局の通信切替え方法において、前記基地局は、ＴＤＭＡ方式の空きスロットを利用して、前記複数の無線端末局間での直接通信の通信レベルを検出するものである。
【００２２】
すなわち、本発明は、ＴＤＭＡ方式のデジタル無線システムにおいて、その空きスロット、又は、プレストークの送受切替えの空き時間を利用することにより、上述した問題点を解消し、もって、提案されている基地局のサービスエリア領域内での無線端末局間の直接通信を実現するものである。
【００２３】
より具体的に説明すると、本発明では、前記第１及び第２の問題点を解決するために、各無線端末局で無線端末局間直接通信時に生じる空きスロット、または、無線端末局間直接通信で使われるプレストーク方式で、一方の無線端末局がＯＮからＯＦＦに切替わり、他方がＯＦＦからＯＮに切替わるまでの時間を利用して、無線端末局間直接通信に用いる通信キャリアｆ3を、基地局を介した無線通信で用いる上り通信キャリアｆ2と下り通信キャリアＦ2に再配置（基地局を介した無線通信への移行作業）することで、自動的に通信形態を切替えることが可能となり、継続中の無線端末局間直接通信を中断することなく、かつ、基地局のサービスエリア内における他の基地局を介した無線端末局間無線通信に影響を及ばすことなく無線通信を行うことが可能な無線通信方式を実現するものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
まず、図１には、本発明の一の実施の形態になるデジタル無線システムにおける無線端末局の通信切替え方法を示す。なお、この実施の形態では、その通信方式として上記ＴＤＭＡ方式を採用したものであり、無線端末局間での直接通信の際に基地局のサービスエリア内における他の通信に干渉するようになった場合には、その通信モードを自動的に切り替えるものである。なお、本実施の形態のデジタル無線システムにおける通信帯域の関係は、添付の図３に示す通りである。
【００２５】
一般に、図１にも示すように、デジタル無線システムを構成する基地局２０１は、常時、そのサービスエリア２００内に存在する無線端末局２０２と２０３に向けて、制御キャリア（Ｆ1）を用いて制御チャネルを送信している。他方、各々の無線端末局（移動体）２０２、２０３は、この制御チャネルを受信することにより、それ自身が、前記した基地局２０１のサービスエリア２００の内部に存在しているか否かを判断する。なお、この場合、無線端末局２０２と２０３との間での直接通信は、上述したように、単信方式であり、これら相互間の通信は、いわゆる、プレストーク(Press-to-talk)方式で行われることとなる。
【００２６】
ところで、上記したＴＤＭＡ方式を採用しているデジタル無線システムでは、無線端末局間で直接通信を行っている場合、空きスロットが生じる。そこで、本発明では、この空きスロットを利用することにより、無線端末局間での直接通信時にも、上記基地局から送信される制御チャネルを受信することを可能とすることにより、通信レベルが規定レベル以上になったことを検知し、もって、無線端末局間の直接通信を基地局を介した無線端末局間の無線通信に、自動的に、かつ、通信を中断することなく、切り替えるものである。
【００２７】
すなわち、図１（ａ）に示すように、無線端末局２０２と２０３は、上記基地局２０１のサービスエリア２００内に存在している場合、それぞれの無線端末局２０２、２０３は、上記基地局２０１からの下り制御キャリア（Ｆ1）で送信される制御チャネルを、上記ＴＤＭＡ方式の１つのスロット、例えば、３番目のスロット（スロット番号「２」）で受信（ＲＸ）することにより、基地局−無線端末局間の同期を確立している。なお、このとき、これらの無線端末局２０２と２０３においては、上記した制御チャネルを受信しているスロット（上記の例では、制御キャリアＦ1のスロット番号「２」のスロット）以外のスロットは空きスロットとなっている。
【００２８】
そこで、この状態、あるいは、無線端末局の一方又は双方が基地局のサービスエリアの外側に存在している状態においても、無線端末局間の直接通信を行う場合には、無線端末局２０２は、通信キャリア（ｆ3）を用いて、その空きスロット、例えば、スロット番号「１」のスロットによって無線端末局２０３を利用して呼び出し、無線端末局２０２と２０３との間で直接通信を行う（ＴＸ，ＲＸ）。なお、この間においても、上記の無線端末局２０２と２０３とは、上記スロット番号「２」のスロットを介して、基地局２０１から送信される制御チャネル（制御キャリア（Ｆ1））を受信し続ける。
【００２９】
一方、上記の基地局２０１は、制御チャネル（制御キャリア（Ｆ1））の空きスロット（例えば、図のスロット番号「３」のスロット）を使用して、そのサービスエリア２００内での無線通信の電波の強度を把握している。すなわち、基地局２０１は、上記した無線端末局２０２と２０３との間の無線端末局間通信に用いる電波（この場合、通信キャリア（ｆ3））の強度を検知しており、そして、この電波強度がこのサービスエリア２００内における他の無線通信に影響を及ぼすレベルになると、この基地局２０１は、制御チャネル（制御キャリア（Ｆ1））に無線端末局間通信の通信レベルが規定レベル以上になったこと（制御情報）を付加し、これを無線端末局２０２と２０３に送信する。
【００３０】
一方、無線端末局間通信の通信レベルが規定レベル以上になった旨の情報を受信した無線端末局２０２は、図示しない下り制御キャリア（ｆ1）の空きスロット、例えば、スロット番号「０」のスロットを用いて、基地局２０１に対して発呼要求を行う。
【００３１】
これに対応し、基地局２０１は、そこに空きキャリアがある場合には、例えば、上記の制御キャリア（Ｆ1）とその３番目のスロット（スロット番号「２」のスロット（ＣＣＨ））を用いて、上記無線端末局２０２からの発呼に対してその受付を行い、さらに、その制御キャリア（Ｆ1）の他の空きスロット、例えば、スロット番号「０」のスロットを用いて、他の無線端末局２０３に対して、通信形態の報告と通信の可否とを問い合わせる。
【００３２】
なお、このような問い合わせに対し、他の無線端末局２０３は、通信が可能な場合には、例えば、上記制御キャリア（Ｆ1）とそのスロット番号「０」のスロットを用いて、自身が通信可能であることを基地局２０１に対して報告する。そして、この報告を受けた上記の基地局２０１は、無線端末局２０２に対して通信チャネルの起動要求を行う。
【００３３】
このようにして、発呼要求を行った無線端末局２０２と、起動要求を受けた無線端末局２０３とは、自動的に、添付の図１（ｂ）にも示すように、基地局２０１を介して、使用されずに空いている上りの通信キャリア（ｆ2）と下りの通信キャリア（Ｆ2）を用いることにより、それらの間の通信を確立することとなる。すなわち、それまで無線端末局間直接通信に用いていた通信キャリア（ｆ3）を、当該サービスエリア２００内の他の通信に影響を及ぼさない通信キャリア（ｆ2、Ｆ2）に再配置することとなる。
【００３４】
すなわち、この再配置によれば、或る１の基地局２０１のサービスエリア２００の内外において、無線端末局間で直接通信を行っていた無線端末局２０２、２０３は、それまで使用していた通信キャリア（ｆ3）の電波強度がこのサービスエリア２００の内部において他の無線通信に影響を及ぼすレベルになると、その間で継続中の無線端末局間通信（すなわち、上記図１（ａ）の通信キャリア（ｆ3）による無線端末局間通信）を中断することなく、基地局２０１を介した無線端末局間の無線通信に、自動的に、切替えることが可能となる。すなわち、基地局２０１のサービスエリア２００内における他の基地局を介した無線端末局間無線通信に対して干渉することが解消されることとなる。さらに、以上によれば、基地局２０１のサービスエリア２００内において、無線端末局２０２、２０３は、使用されずに空いている通信キャリア（ｆ2、Ｆ2）に自動的に切り替えられることにより、基地局２０１を介した他の無線通信に対しても影響を及ぼすことはなく、また、その切替動作の間も、その無線通信を中断されることなく、そのまま無線通信を維持することが可能となる。
【００３５】
このように、本発明の無線端末局間切替え通信方式では、基地局のサービスエリア内で無線端末間直接通信を行っている第１及び第２の無線端末局が、該基地局の近くに移動した場合、第１及び第２の無線端末局は基地局から常時送信される制御情報に付加された送信レベル情報から、送信レベルが規定レベル以上と判断した場合、前記無線端末局間直接通信に使用していた通信キャリア（ｆ1）を、前記基地局を介した無線通信に用いられる上り通信キャリア（ｆ2）及び下り通信キャリア（Ｆ2）に再配置することにより、継続中の無線端末局間直接通信を中断することなく、かつ、基地局のサービスエリア内における他の基地局を介した無線通信に影響することなく、基地局を介した無線端末局間無線通信に自動的に切替えることを特徴とするものである。
【００３６】
また、上記本発明の通信形態切替え方式においては、特に、無線端末局間直接通信の際に生じる空きスロットを利用して、無線端末局間直接通信時に用いていた通信キャリア（ｆ3）を、基地局を介した無線端末局間無線通信に用いる上り通信キャリア（ｆ2）及び下り通信キャリア（Ｆ2）に再配置することを特徴とするものである。
【００３７】
なお、上記では、デジタル無線システムにおいて、無線端末局間直接通信を行っている無線端末局２０２と、２０３が、共に、基地局２０１のサービスエリア２００外、又は、共に、当該基地局２０１のサービスエリア２００内、さらには、一方が当該基地局２０１のサービスエリア２００内で、他方が当該基地局２０１のサービスエリア２００外の状態にあって、これら無線端末局が当該基地局２０１のサービスエリア２００内に移動し、更に、他の基地局２０１を介した無線通信に影響を及ぼす場合について説明した。しかしながら、次に、添付の図２を用いて、他の状態について説明する。この他の状態では、これら無線端末局が、デジタル無線システムを構成している複数の異なる基地局のサービスエリアにわたって移動する場合であり、これについて、以下に詳細に説明する。
【００３８】
まず、この図２において、符号６０２、６０３は、それぞれ異なる基地局であり、また、６００と６０１は、それぞれの基地局６０２、６０３のサービスエリアを示している。また、図中の符号６０４と６０５は無線端末局である。
【００３９】
ここで、まず、図２（ａ）に示すように、無線端末局６０４は、一方の基地局６０２のサービスエリア６００内に存在しており、また、この無線端末局６０４は、上記の基地局６０２から常時送信される下り制御チャネル（Ｆ1）を、例えばスロット番号「２」のスロットで受信し（ＲＸ）、同期を確立している。
【００４０】
他方、無線端末局６０５は、図からも明らかなように、上記基地局６０２、６０３のサービスエリア６００と６０１の外側に存在している。そして、今、無線端末局６０４に呼び出され、これにより、無線端末局間で通信キャリア（ｆ3）により（この例では、スロット番号「０」のスロット）、直接通信を確立している。なお、この場合においても、上述したように、無線端末局６０４と６０５との間での直接通信は、単信方式であり、これら相互間の通信は、いわゆる、プレストーク(Press-to-talk)方式で行われる。
【００４１】
かかる状態において、更に、図２（ｂ）に示すように、無線端末局間で直接通信を行っている無線端末局６０４と６０５のうち、後者の無線端末局６０５が、基地局６０３のサービスエリア６０１内に移動してきた場合、この無線端末局６０５は、基地局６０３から常時送信される制御キャリア（Ｆ2）を受信することが可能となる（上記図２（ａ）を参照）。
【００４２】
ところで、上述したように、この状態においても、無線端末局６０４と６０５との間において無線端末局間通信を行っていた通信キャリア（ｆ3）の電波強度が、これらのサービスエリア６００又は６０１内において、他の無線通信に影響を及ぼすレベルになると、上記無線端末局間での直接通信は、やはり、基地局を介した無線端末局間の無線通信に、自動的に、切り替えられることとなる。すなわち、各基地局６０２、６０３は、上記と同様に、制御チャネルの空きスロットを使用してサービスエリア内の無線通信の電波強度を把握しており、その無線端末局間通信に用いる電波（通信キャリア（ｆ3））の強度がそれぞれのサービスエリア内において他の無線通信に影響を及ぼすレベルに達すると、その制御チャネル（制御キャリア（Ｆ1））に無線端末局間通信の通信レベルが規定レベル以上になった旨の情報を付加して各無線端末局に送信する。ただし、この時、基地局６０３と無線端末局６０５との間では未だ同期が確立していないため、この無線端末局６０５は、制御キャリア（Ｆ2）を受信するだけである。
【００４３】
また、この時、無線端末局６０５がサービスエリア６０１内に存在する無線端末局６０４との間で行っている通信は、これら無線端末局間で、直接、通信キャリア（ｆ3）によって行うものであり、その間の通信は、上記のプレストーク方式によっている。
【００４４】
ここで、このプレストーク方式による無線端末局間の直接通信の一例を、添付の図４に示す。この図からも明らかなように、例えば、移動局１と移動局２との間で通信を行う場合には、交互に、プレストークのＯＮ及びＯＦＦを切り替えながら通信を行うものである。そして、上記の無線端末局６０５は、サービスエリア６０１の領域内に存在する無線端末局６０４との間では、このプレストーク方式で直接通信を行っているため、図４において符号４００で示す時間（移動局１と移動局２の双方のプレストークがＯＦＦの期間：空き時間）には、これらの間では通信が行われていない。
【００４５】
そこで、本発明の通信切替え方法では、このプレストークにおける空き時間４００を利用して、無線端末局６０５は、上記基地局６０３から送信される制御キャリア（Ｆ2）で基地局６０３と同期を確立する。その後、基地局６０３と間で同期が確立できた無線端末局６０５は、次に、そのプレストークがＯＮからＯＦＦに切り替わる際に、他方の無線端末局６０４に対し、当該無線端末局６０４が送信する送信権解放情報に、基地局６０３を経由した通信が可能である旨の情報を付加して送信するよう、指令を発する。
【００４６】
この時、上記からも明らかなように、既に基地局６０２との間で同期が確立されているため、無線端末局６０４は、プレストークがＯＦＦからＯＮに切り替わる際に出力される送信権獲得要求（上記図４の符号４００で示す期間の直後の要求）に加えて、更に、基地局６０２を経由した通信が可能である情報を付加し、これを無線端末局６０５に送信すると共に、基地局６０２へも送信する。また、その後にプレストークがＯＮからＯＦＦに切り替わる（上記図４の移動局２側のプレストークがＯＮからＯＦＦへ切り替る）際に出力される送信権獲得解放情報には、さらに、無線形態の切替え情報を付加して送信する。
【００４７】
以上の送信動作の終了後、無線端末局６０４は、基地局６０２を介して、基地局６０３に対する発呼要求を行い、一方、この発呼要求を受けた基地局６０３は、上記無線端末局６０４に対する発呼受付を行うと同時に、無線端末局６０５に対して、その通信形態の報告と通信の可否とを問い合わせを行う。
【００４８】
この時、無線端末局６０５は、通信が可能な場合には、図２（ｂ）に示すように、通信キャリア（ｆ5）のスロット番号「１」のスロットを用いて、自己が通信可能であることを基地局６０３に報告する。これにより、この基地局６０３は、他の基地局６０２を介して、無線端末局６０４に対する通信チャネルの起動要求を行う。そして、この通信チャネルの起動要求を受けて、無線端末局６０４と６０５は、自動的に、上り通信キャリア（ｆ4、ｆ5）と下り通信キャリア（Ｆ4、Ｆ5）とを用いて、それぞれ、基地局６０２、６０３を介した無線端末局間の無線通信に切り替わることが可能である。すなわち、無線端末局６０４と６０５は、継続中の無線端末局間無線通信を中断することなく、やはり、基地局（但し、この場合は、有線で接続された基地局６０２と６０３）を介した無線端末局間無線通信に切り替わることとなる。
【００４９】
以上によれば、サービスエリア６００と６０１の外側に存在する無線端末局であって、上記サービスエリア６００内に存在する無線端末局６０４との間で無線端末局間直接通信を行っている無線端末局６０５は、その後、サービスエリア６０１内に移動した場合でも、他の無線通信に影響を及ぼすレベルになると自動的に基地局を介した無線端末局間無線通信に切り替わる。すなわち、サービスエリア６００内で基地局６０２を介して行っている他の無線通信、及び、サービスエリア６０１内で基地局６０３を介して行っている無線通信に影響を及ぼすことなく、基地局６０２と６０３を介した無線端末局間通信が可能となる。なお、この場合においても、空きスロットを利用して、無線端末局間直接通信に用いた通信キャリア（ｆ3）を、基地局を介した無線通信の通信キャリア（ｆ4、Ｆ4、ｆ5、Ｆ5）に再配置することを特徴とするものである。
【００５０】
以上に説明したように、本発明の通信形態切替え方式においては、第１の基地局の第１のサービスエリア内に存在する第１の無線端末局が、第１のサービスエリア外に存在する第２の無線端末を呼び出し、プレストーク方式により無線端末局間直接通信を行っている間に、第２の無線端末局が第２の基地局の第２のサービスエリア内に移動した場合、第２の無線端末局は、第１及び第２の無線端末局がそれぞれプレストークＯＮからＯＦＦまたは、ＯＦＦからＯＮに切替える間の時間を利用し、第２の無線端末局は第２の基地局から常時送信される制御キャリアを受信して第２の基地局と同期を確立し、その後、第２の無線端末局はプレストークをＯＮからＯＦＦに切替える際の送信権開放情報に、第２の基地局を介した無線通信が可能である情報を付加して第１の無線端末局へ送信し、第１の無線端末局は、ブレストークをＯＦＦからＯＮに切替える際の送信権獲得要求情報に、第１の基地局を介した無線通信が可能である情報を付加して第２の無線端末局へ送信し、更に第１の無線端末局は、ブレストークをＯＮからＯＦＦに切替える際の送信権解放情報に、第１及び第２の基地局を介した無線端末局間通信に切替える情報を付加して第２の無線端末局へ送信し、第１及び第２の無線端末局はそれぞれ同期の確立できている第１及び第２の基地局を介した無線端末局間無線通信に切替えることにより、継続中の無線端末局間無線通信を中断することなく、且つ、第１及び第２の基地局の第１及び第２のサービスエリア内における他の基地局を介した無線通信に影響を及ぼすことなく、自動的に基地局を介した無線端末局間通信に切替えることを特徴とするものである。
【００５１】
そして、以上の本発明の通信形態切替え方式においては、上述したように：
（１）第１の基地局が無線通信を維持可能な第１のサービスエリア内において、第１及び第２の無線端末局が無線端末局間直接通信を行っている際に、空きスロットを用いて第１の基地局から送信される制御チャネルを受信し、制御チャネルに付加された送信レベル情報が規定レベル以上になると、第１及び第２の無線端末局は、空きスロットを用いて第１の基地局と同期を確立することにより、継続中の無線端末局間直接通信を中断することなく、且つ、第１の基地局を介した他の無線端末局間通信に影響を及ぼすことなく、自動的に基地局を介した無線端末局間通信に切替えることができる。
【００５２】
（２）第１の無線端末局が第１の基地局の第１のサービスエリア内に存在し、第２の無線端末局が第１の基地局の第１のサービスエリア外に存在する場合、第１の基地局から送信される制御チャネルを受信し、同期を確立している第１の無線端末局が第２の無線端末局を呼び出す無線端末局間直接通信において、第２の無線端末局が第２の基地局の第２のサービスエリア内に移動した場合、第２の無線端末局はプレストークをＯＮからＯＦＦに切替える際に、第１の無線端末局に対して送信権解放情報と共に第２の基地局を介した無線通信へ切替え可能であることを報告する。また、第１の無線端末局はプレストークをＯＦＦからＯＮに切替える際に、第２の無線端末局に対して送信権要求情報と共に第１の基地局を介した無線通信に切替え可能であることを報告し、プレストークをＯＮからＯＦＦに切替える際に、送信権解放情報と共に通信形態を無線端末局間直接通信から第１及び第２の基地局を介した無線通信へ切替えることを報告し、第１及び第２の無線端末局は、第１及び第２の基地局を介した無線通信を確立することにより、継続中の無線端末局間直接通信を中断することなく、かつ、第１及び第２のサービスエリアにおける他の無線通信に影響を及ぼすことなく、自動的に第１及び第２の基地局を介した無線端末局間通信に切替えることができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上の詳細な説明からも明らかなように、本発明になる無線端末局の通信切替え方法によれば、無線端末局−無線端末局間の直接通信と、基地局を介した通信との間で、適宜、自動的に切り替えることにより、基地局のサービスエリア内においても、従来、問題点が指摘されていた当該サービスエリアにおける他の無線通信への影響や通信の中断もなく、複数の無線端末局間での直接通信を、実用的にも実現することが可能となるという、優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一の実施の形態になるデジタル無線システムにおける無線端末局の通信切替え方法を示す図である。
【図２】上記本発明のデジタル無線システムにおける他の他の状態での無線端末局の通信切替え方法を示す図である。
【図３】上記デジタル無線システムにおける通信帯域の関係を示す図である。
【図４】上記デジタル無線システムにおける無線端末局間の直接通信のプレストーク方式を示す図である。
【図５】従来技術における通信モード１の一例を説明するための図である。
【図６】従来技術における通信モード２の一例を説明するための図である。
【図７】従来技術における通信モード３の一例を説明するための図である。
【図８】従来技術における問題点を説明するための図である。
【図９】従来技術における問題点を説明するための通信キャリアの電力スペクトルを示す図である。
【符号の説明】
２００、６００、６０１ サービスエリア
２０１、６０２、６０３ 基地局
２０２、２０３、６０４、６０５ 無線端末局（移動体）
３０５ 上りキャリア
３０６ 下りキャリア
Claims (5)
- ＴＤＭＡ方式のデジタル無線システムの基地局のサービスエリアの内外において、複数の無線端末局間での直接通信を可能とする無線端末局の通信切替え方法において、前記複数の無線端末局が、同一の基地局のサービスエリア内で無線端末局間の直接通信を行っており、前記同一の基地局は、前記無線端末局間の直接通信に使用している通信キャリアの強度を検出し、前記無線端末局間の直接通信に使用している通信キャリアの強度が所定のレベル以上に達した場合、前記無線端末局間直接通信に使用している通信キャリアを、前記同一の基地局を経由した無線通信に用いられる上り通信キャリア及び下り通信キャリアに再配置することを特徴とする無線端末局の通信切替え方法。
- 前記請求項１に記載した無線端末局の通信切替え方法において、前記通信キャリアの再配置を、前記同一の基地局と前記無線端末局との間のＴＤＭＡ方式の空きスロットを利用して行うことを特徴とする無線端末局の通信切替え方法。
- ＴＤＭＡ方式のデジタル無線システムの基地局のサービスエリアの内外において、複数の無線端末局間での直接通信を可能とする無線端末局の通信切替え方法において、前記複数の無線端末局が、各々、異なる基地局のサービスエリア内に存在した状態で無線端末局間の直接通信を行っており、かつ、前記異なる基地局は、前記無線端末局間の直接通信に使用している通信キャリアの強度を検出し、前記無線端末局間の直接通信に使用している通信キャリアの強度が所定のレベル以上に達した場合、前記無線端末局を、前記無線端末局間でのプレストークの空き時間を利用して、前記無線端末局間直接通信に使用している通信キャリアを、前記各々の無線端末局が存在する基地局を経由した無線通信に用いられる上り通信キャリア及び下り通信キャリアに、それぞれ、再配置することを特徴とする無線端末局の通信切替え方法。
- 前記請求項３に記載した無線端末局の通信切替え方法において、前記通信キャリアの再配置を、前記複数の異なる基地局の一方と、当該一方の基地局と既に通信を確立した前記無線端末局との間で、そのＴＤＭＡ方式の空きスロットを利用して行うことを特徴とする無線端末局の通信切替え方法。
- 前記請求項１に記載した無線端末局の通信切替え方法において、前記同一の基地局は、ＴＤＭＡ方式の空きスロットを利用して、前記複数の無線端末局間での直接通信の通信レベルを検出することを特徴とする無線端末局の通信切替え方法。
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