JP4752924B2

JP4752924B2 - 無線中継装置及び無線中継方法

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Publication number: JP4752924B2
Application number: JP2009022241A
Authority: JP
Inventors: 秀夫坂内; 英一松村; 崇石川
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2009-02-03
Filing date: 2009-02-03
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2029-02-03
Also published as: JP2010183132A

Description

本発明は、複数の通信方式を対応し、無線通信信号を再生中継する無線中継装置に関する。

関連する技術の例としては、特許文献１及び特許文献２が挙げられる。

特許文献１には、複数の周波数帯（チャンネル）を自動的に変更する無線局（無線機、無線端末）が記載されている。同じく、近隣の無線局の使用周波数の状況を取得し、当該取得した情報を用いて自らが使用する周波数帯を変更する無線局が記載されている。

特許文献２には、複数の通信方式（例ではFDM、TDM、CDM）に対応した無線機（親機）が記載されている。また、特定の通信方式にのみ対応した無線通信中継機（子機）が記載されている。

特開２００６−２４６２２６号公報特開２００５−３２８３２５号公報

特許文献１、２を始め関連技術は、全て無線ＬＡＮのような通信環境の整った地域で使用される通信システムを前提としている。しかしながら、全ての無線通信は、通信環境が整った地域だけで使用されるとは限らない。例えば、砂漠や海上、山岳地域等では、上記のような無線通信システムを構築しようとしても、通信インフラ自体が整っていない為、構築できない。また、構築できたとしても、通信可能範囲など通信システムとして的確なシステムとは言い得ない。

また、上記例示した地域など、通信インフラが無い場所では、様々な種類の通信方式の無線機を利用し、同一の通信方式の無線機間で無線通信を行なっている。同じく、無線中継装置も中継する無線機と同一の通信方式を用いている。

換言すれば、無線機は無線中継装置を介しても同一通信方式の無線機のみとしか無線通信を行なえない。これは、既に多く存在する無線機を効率利用しているとは言い難い。また、無線機の使用者が、自らの通信方式や通信相手の通信方式等の情報を認識して通信を行なう必要があり、大変不便である。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、複数の通信方式に対応し、且つ効率良く無線通信信号を中継する無線中継装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、複数の通信方式に対応し、受信した無線通信信号を別の通信方式の無線通信信号として送信する無線中継装置を提供することにある。

本発明の無線中継装置は、複数の通信方式で送信された無線通信信号を受信し、当該無線通信信号を定められた通信方式で送信することによって、無線通信信号を中継する無線中継装置であって、複数の通信方式を送受信し、通信方式毎に適応した変復調を行なう変復調手段と、前記通信方式毎に定まり、前記変復調手段で受信する第１の無線通信信号に含まれる特徴信号を検出する検出手段と、通信方式と周波数帯と検出を継続して試みる所定の時間とを受信パラメータとして、中継先の通信方式と周波数帯とを送信パラメータとして、対応付けて設定として複数記憶する記憶部とを備え、前記検出手段を用いて、前記受信パラメータの複数の設定に基づき、個々の設定に含まれる設定値に基づく所定の時間毎に、複数の周波数帯の無線通信信号を検出する第１のモードと、前記検出手段で前記第１の無線通信信号に含まれる特徴信号を検出した場合に、前記第１の無線通信信号を前記変復調手段を用いて第２の無線通信信号として前記記憶部に記録されている設定に基づき中継する第２のモードとを有することを特徴とする。

本発明では、複数の通信方式に対応し、且つ効率良く無線通信信号を中継する無線中継装置を提供できる。

実施の一形態の無線中継装置の概略を示すブロック図である。メモリテーブルに記録される情報を可視的に示した例示図である。無線中継装置の動作の要部を示すフローチャートである。無線中継装置の中継例を示す概略図である。メモリテーブルに記録された情報から中継例に使用される情報を抽出して可視的に示す図である。無線中継装置の動作を示すタイミングチャートである。無線中継装置の効果を仮想的に示す図である。電子回路を用いて示した無線中継装置１の概略を示すブロック図である。

本発明の第１の実施の一形態を図１ないし図８に基づいて説明する。

図１は、実施の一形態の無線中継装置１の概略を示すブロック図である。
無線中継装置１は、信号処理部１００、変復調部１１０、１２０、コーデック１３０、入出力部１４０、検出部１５０、記憶部１６０、アンテナ１８０、１９０等で構成される。尚、各部はハードウェアのみで構成しても良いし、ハードウェアとソフトウェアとが連携して動作する様に構成しても良い。

信号処理部１００は、アンテナ１８０、１９０で受信する無線通信信号を再生中継する為、各部の制御及び信号処理を行う。また、記憶部１６０に格納されているメモリテーブル１６１等を参照する動作を行なう。本実施の一形態では、信号処理系の演算部を一まとめに記載するが、仕様によっては演算部を複数設け、分散処理を図っても良いし、一部の機能をロジック化しても良い。

変復調部１１０、１２０は、夫々にアンテナ１８０、１９０が接続され、高周波の無線通信信号の変調及び復調を行なう。変復調部１１０、１２０は、主に帯域フィルタ、検波部、高周波送受信部等（全て図示せず）で構成される。検波部や高周波送受信部等は、一般的な技術の為、詳細の説明は省略する。

コーデック１３０は、通信信号を符号化技術を用いて圧縮及び伸張を行う。通信信号を符号化することによって通信速度の向上、及び中継処理の低減を図る。本実施の一形態では、無線通信が音響信号であれば、PCM技術等によってデジタル信号に符号化し、また符号化されたデジタル信号を音響信号に復号化することに用いる。

入出力部１４０は、外部接続端子や設定ボタン等であって、無線中継装置１の各種設定や、メモリテーブル１６１の書込み／書換え等に使用する。

検出部１５０は、変復調部１１０、１２０が復調した無線通信信号を検波し、特徴信号の有無を検出する。検波は、予め定められた時間毎に行なわれ、特徴信号を検出するまで繰り返す。

ここで、特徴信号とは、例示すればＡＧＣ（Automatic Gain Control）信号やスケルチ信号、同期信号が挙げられる。ＡＭ通信方式やＦＭ通信方式などのアナログ通信方式では、受信した無線通信信号から再生に十分な信号を取り出すことが可能か判別する必要がある。判別は、ＡＧＣ処理後のＡＧＣ信号を利用しても良いし、スケルチ処理後のスケルチ信号を利用しても良いし、ＡＧＣを行なう前段階のアナログ信号の利用も可能である。また、無線通信の情報（内容）がデジタル情報であれば、当該情報が取得可能であるか情報の再生を行い判別しても良い。換言すれば、検出部１５０を用いて、アンテナ１８０、１９０で受信した無線通信信号を解析し、無線通信信号に含まれるアナログ通信方式の特徴的な信号であるＡＧＣ信号やスケルチ信号等を検出（レベル判定）することで、アナログ通信方式の特徴信号を検出したことになる。

デジタル通信方式（ＱＡＭ、ＰＳＫ等）では、無線通信信号はデジタル信号として復調される。復調されたデジタル信号には同期信号が含まれており、当該同期信号を取得することによって、同期が可能となる。即ち、デジタル信号を情報として取得可能となる。換言すれば、検出部１５０を用いて、アンテナ１８０、１９０で受信した無線通信信号に含まれるデジタル通信方式の特徴的な信号である同期信号を検出（同期の確立）することで、デジタル通信方式の特徴信号を検出したことになる。

即ち、特徴信号とは、通信方式毎に定まっており、無線通信信号に確実に含まれる信号を指す。また、通信方式によっては、連続した信号（波形）ではなく特定のタイミング毎に送信する信号や、無線通信信号を解析して生成する信号を含む。

記憶部１６０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等で構成され、各種ソフトェアや情報、設定等を記憶する。また、メモリバッファとして機能し、各種信号のタイミング調整にも使用される。本実施の一形態では、全ての各種設定等がメモリテーブル１６１に記録されていることとする。尚、必要に応じて、メモリテーブル１６１のパラメータを増加させることもできるし、テーブルの分割等も可能である。

メモリテーブル１６１には、通信方式や使用周波数等の各種パラメータが記録される。メモリテーブル１６１に記録されている各種パラメータ等の情報は、信号処理部１００によって読み出され、処理される。詳しくは、図２を用い詳説する。

アンテナ１８０、１９０は一般的なアンテナである。尚、使用周波数帯域を網羅するアンテナであれば、特に限定は無い。

メモリテーブル１６１に記録されている各種パラメータ等の情報には、少なくとも、使用周波数帯域（チャンネルを含む）、使用通信方式の情報が含まれる。また、必要に応じて、スキャン時間、個体識別番号、通信可能時間帯、暗号／復号方式、送信出力電力等のパラメータが含まれる。

メモリテーブル１６１には、図２で示す様に、変換一覧として中継パラメータ、受信パラメータ、その受信パラメータに対する送信パラメータが記録されている。信号処理部１００は、当該パラメータの情報を取得し、無線通信信号の中継を行なう。即ち、受信パラメータに合致する無線通信を、変換一覧に従い、送信パラメータの条件で発信する。

中継パラメータ欄には、スキャンモードでのスキャン順序や使用する受信パラメータ等の情報が変復調部と関連付けられて記録されている。換言すれば、どの変復調部でどの受信パラメータを使用するか記録されている。尚、使用する変復調部と受信パラメータとの組み合わせは任意である。また、中継パラメータの値に優先度を与え、スキャンする順序（順番）を定めても良い。

受信パラメータと送信パラメータとに含まれる情報のいくつかを詳しく説明すると、個体識別欄は、各無線機が送信する無線通信信号中に含まれる識別番号等のユニーク番号を記録する欄である。受信した無線通信信号を復調した後、当該欄の情報を用いて、通信を発信した無線機を照合し、通信を中継するか否かを判別することが可能となる。また、中継先の周波数や変調波形を変更できる。

通信可能時間帯欄は、予め受信すべき無線機から受信される周波数帯、通信方式に対応して受信時間帯を記録する欄である。当該欄の情報を用いて、各種パラメータを照合し、関連するグループの無線機からの通信信号であるか否かを判断することができ、周波数帯と通信方式が同一であっても関係しないグループの無線機からの受信信号を排除することができる。予め受信すべき無線機からの信号かの判断条件に個体識別欄の情報を併せて使用しても良い。また、当該欄の情報ごとに送信パラメータを登録すれば、時間帯毎に送信する通信方式及び周波数帯を変更できる。

暗号／復号方式欄、暗号／復号鍵欄は、予め受信すべき無線機から受信される周波数帯、通信方式に対応して暗号方式及び暗号鍵を記録する欄である。当該暗号方式及び暗号鍵を照合し、復調した通信信号に掛けられている暗号を復号し、送信パラメータに従い周波数帯、通信方式を定め、送信する。また、送信する通信信号を暗号方式及び暗号鍵をかけて中継することも可能である。予め受信すべき無線機からの信号かの判断条件に個体識別欄の情報等を併せて使用すれば、更に効果的である。

中継時間欄は、スキャンモードから中継モードに移行後に、再度スキャンモードに移行する時間を記録する欄である。当該欄を用いることによって、予め無線通信に必要な時間が決まっている通信等を効率よく中継できる。また、相手無線機からの応答に時間が掛かる場合や、通信信号が間歇的に送信される場合などに中継モードからスキャンモードに移行しない様に中継モードの時間を予め定めることも可能である。当該欄の情報が無い場合は、通信信号の検出ができなくなってから一定時間後にスキャンモードに移行すれば良い。

スキャン時間欄は、中継パラメータに従い変復調部で受信し復調した無線通信信号から、検出部が通信方式及び周波数帯毎に無線通信信号の特徴信号の検出を試みる任意に定めた時間を記録する欄である。当該欄に記録される時間を変更することにより、検出される確率が変動する為、重要な通信等を送信する周波数帯等をスキャンする時間は、長めに定めるほうが良い。当該欄の情報が無い場合は、予め定められた時間で特徴信号の検出を試みれば良い。また、スキャンを試みる周波数帯及び通信方式毎に予め定められた時間を用いても良い。これは、通信方式等によって通信速度が異なる為、スキャンする時間が同一であると通信速度の遅い通信信号が検出されにくく成るためである。

送信出力欄は、変復調部から発信する送信電力を定める欄である。当該欄の情報を用いることで、通信距離（中継距離）を設定でき、不要な出力の電波を送信しなくて済む。

尚、図２に示したメモリテーブル１６１は可視的に例示したに過ぎず、どの様な形式で記憶部に記憶しても良い。即ち、信号処理部１００が受信パラメータに対応する送信パラメータを取得できればそれで良く、形式に限定は無い。

上記したことからも明らかな通り、無線中継装置１は、無線電波をアンテナ１８０、１９０から受信し、当該電波から無線通信信号を取得する変復調手段と、特徴信号を検出する検出手段を備える。これらの手段は、通常の技術を用いて実現できる。

このような構成において、無線中継装置１は、複数台の無線機から送信される無線通信信号を中継できる。

次に、無線中継装置１の動作モードについて説明する。無線中継装置１は、概ねスキャンモードと中継モードの２つの動作モードによって動作する。

スキャンモード（第１のモード）とは、予め定めた時間毎に所定の周波数帯をスキャンし、メモリテーブルに記載されている通信方式の特徴信号が含まれているか検出するモードである。

中継モード（第２のモード）とは、受信した無線通信信号を別の無線通信信号として送信するモードである。即ち、スキャンモードで特徴信号を検出した場合に、スキャンモードから本モードに移行し、無線通信信号を受信し、信号を再生し、予め定めた通信方式で送信する。

図３は、無線中継装置１の動作の要部を示すフローチャートである。本フローチャートは、アンテナ１８０で受信する無線通信信号を検出し、検出できた無線通信信号をアンテナ１９０から送信する動作を示す。
尚、スキャンモードは、変復調部毎に実行可能である為、同時的に複数の処理が実行される。また、後述するように、半二重通信、全二重通信、パーティーライン等を行なう場合には、複数の変復調部を一組として運用すれば良い。

無線中継装置１の信号処理部１００は、記憶部１６０に記録されているメモリテーブル１６１の変換一覧を取得し、スキャンする周波数帯と通信方式を識別する。信号処理部１００は、識別した周波数帯と通信方式と従い、アンテナ１８０から入力される無線通信信号を変復調部１１０、検出部１５０を用いて、スキャンする（ステップＳ１０）。
ステップＳ１０を詳しく説明すると、信号処理部１００は、第１のスキャン周波数帯（メモリテーブルから取得）を選択し、無線通信電波を受信する（ステップＳ３１１）。
信号処理部１００は、変復調部１１０を用いて、無線通信電波を第１のスキャン周波数帯の通信方式に従い復調する（ステップＳ３１２）。
信号処理部１００は、検出部１５０を用いて、復調した無線通信信号に特徴信号が含まれているか検出し、含まれていた場合には中継モードに移行する。含まれていない場合には、スキャン時間の経過後に第２のスキャン周波数帯のスキャンに移行する（ステップＳ３１３）。
信号処理部１００は、第２のスキャン周波数帯を選択し、無線通信電波を受信する（ステップＳ３１４）。
信号処理部１００は、変復調部１１０を用いて、無線通信電波を第２のスキャン周波数帯の通信方式に従い復調する（ステップＳ３１５）。
信号処理部１００は、検出部１５０を用いて、復調した無線通信信号に特徴信号が含まれているか検出し、含まれていた場合には中継モードに移行する。含まれていない場合には、スキャン時間の経過後に第３のスキャン周波数帯のスキャンに移行する（ステップＳ３１６）。
以降、第３、第４・・・の周波数帯を順次スキャンする（ステップＳ３１７〜３１ｎ）
周波数帯のスキャンの繰り返しは、中継パラメータに従い、変復調部に対応する周波数帯と通信方式の組み合わせの全てが終了するまで繰り返される。尚、複数の変復調部でスキャンを同時的に行なうことも可能であり、その場合には、ステップＳ１０と同様の処理を並列的に行なえばそれで良い。また、中継パラメータを用いずとも、全ての通信方式と周波数帯域の組合せをスキャンする様にしても良い。

信号処理部１００は、スキャンモード（ステップＳ１０）で受信した無線通信信号に特徴信号が含まれていた場合に中継モードに移行し、受信した無線通信信号を変復調部１１０を用いて復調し、復調した信号を必要に応じて解析や波形再生等の信号処理を行い、中継する受信した無線通信信号に対応する記憶部１６０に記憶された送信パラメータに基づいて変復調部１２０で変調し、アンテナ１９０から送信（発信）する（ステップＳ２０）。
ステップＳ２０を詳しく説明すると、信号処理部１００は、中継モードに移行し必要に応じて中継する無線通信信号に対応する送信パラメータを取得する（ステップＳ３２１）。
信号処理部１００は、変復調部１１０を用いて、中継する無線通信信号を通信方式に従い復調する（ステップＳ３２２）。
信号処理部１００は、復調した信号を解析や波形再生等の信号処理を行う（ステップＳ３２３）。即ち、デジタル通信方式であれば、データとして取得し、アナログ通信方式であれば、ＰＣＭ等によって符号化（標本化）する。
信号処理部１００は、変復調部１２０を用いて、信号処理を行った通信信号を、送信パラメータに従い変調する（ステップＳ３２４）。
変復調部１２０で変調された通信信号は、アンテナ１９０から送信される（ステップＳ３２５）。
信号処理部１００は、中継モードが終了するまでステップＳ３２２からＳ３２５までの動作を繰り返す（ステップＳ３２６）。
中継モードは、受信（中継）する無線通信信号が停波してから予め定められた時間が経過した場合にスキャンモードに移行する様にしても良いし、メモリテーブルの情報を用いてスキャンモードに移行する様にしても良い。また、中継モードで後述する双方向通信を成す場合には、両方の無線通信が停波してから予め定められた時間が経過した場合にスキャンモードに移行する様にしても良い。また、無線通信信号に中継モードを終了する信号を付加させれば、当該信号を用いてスキャンモードに移行しても良い。

上記動作の要部の説明では、片方向の中継を示したが、双方向でも同様に動作させれば良い。即ち、変復調部１１０、１２０の両方を一組として運用し、無線通信電波をメモリテーブル１６１に従いスキャンし、特徴信号が検出できた場合に、中継モードに移行し、一方の変復調部を用いて、検出した無線通信信号を中継すると共に、同時的に、応答用回線として中継先の通信方式及び周波数帯域からの無線通信信号を、中継元の通信方式及び周波数帯域の無線通信信号に中継する様に動作させれば良い。また、応答用回線の確立には、メモリテーブルを新たに参照し、予め定められた設定を用いて確立しても良い。同じく、メモリテーブルに新たに応答回線用のパラメータ欄を設け、当該欄に応答回線をどの通信方式及び通信周波数等を用いるかを予め登録しておいても良い。

次に、無線中継装置１を使用し、３台の通信方式が異なる無線機間の中から２台を選んで通信を中継する例を図４ないし図７を用いて説明する。
３台の無線機は、アナログ通信方式であるＡＭ通信方式無線機２００、ＦＭ通信方式無線機２１０、デジタル通信方式であるＱＡＭ通信方式無線機２２０であることとする。

図４は、無線中継装置１の中継例を示す概略図である。無線中継装置１の通信可能領域内に３台の無線機は存在し、無線中継装置１も３台の無線機全ての通信可能領域に存在する。尚、各無線機間は通信可能領域に存在する必要は無い。また、各無線機間は通信方式が異なる為、直接通信できない。

図５は、メモリテーブル１６１に記録された情報から中継例に使用される情報を抽出し、可視的に示した図である。尚、説明を明瞭にする為、中継パラメータ、通信方式、周波数帯域、チャンネル、スキャン時間、送信出力以外のパラメータは省略する。

図６は、無線中継装置１の動作を示すタイミングチャートである。図のＴＲ１及びＴＲ２は、無線中継装置１の変復調部１１０、１２０が夫々受持つ送受信機能であって無線通信の送信及び受信の動作を行なう。

図４及び図５の条件において、無線中継装置１は、ＴＲ１とＴＲ２を用い、中継パラメータに従い順次周波数帯をスキャンする。図６では、ＴＲ１（変復調部１１０）でＦ１１、Ｆ３１、Ｆ５１の周波数帯をスキャンし、同時的にＴＲ２（変復調部１２０）でＦ１２、Ｆ３２、Ｆ４２の周波数帯意をスキャンする。この動作は、図３のステップＳ１０に該当する。即ち、メモリテーブル１６１に記載された中継パラメータに従い、周波数帯域、通信方式、スキャン時間等を設定し、無線通信信号をスキャンする。尚、各周波数帯をスキャンする時間は、受信パラメータのスキャン時間を用いるが、中継する無線通信の重要性や通信方式、使用周波数帯等を考慮した上で予めメモリテーブル１６１に記録する（本中継例ではｔ１、ｔ２、ｔ３）。また、各周波数帯をスキャンする時間は、受信パラメータを用いずとも、予め定められた固定時間でも良い。同じく、どの受信パラメータを使用し、どの変復調部にスキャンさせるかは任意であり、登録されたパラメータ全てを使用する必要は無い。運用上効率よくスキャンできればそれで良い。

無線中継機１は、Ｆ１１の無線周波数帯をＡＭ通信方式でスキャン中（タイミングａ）に、ＡＭ無線機２００からＦ１１の無線周波数帯域にＡＭ通信方式で無線通信電波が送信された場合、当該無線通信電波から特徴信号を検出できるか検波（図３のＳ３１３に該当）し、検出できた場合は、中継モードに移行する（タイミングｂ）。

無線中継装置１は、中継モードに移行（図３のＳ３２１に該当）し、メモリテーブル１６１の各種パラメータに従い、順次受信する無線通信信号を復調し、波形再生等の信号処理を行い、変調し、送信（発信）する。この動作は、図３のステップＳ２０に該当する。

図６の中継モードを説明すると、ＡＭ無線機２００が送信するＦ１１の無線周波数帯域の無線通信信号をＴＲ１で受信し、メモリテーブル１６１（図５の１行目）に従いＴＲ２でＦ１２周波数帯域のＦＭ通信方式で変調された無線通信信号として送信出力１００％で送信する。ＦＭ無線機２１０は、Ｆ１２周波数帯域のＦＭ通信方式で変調された無線通信信号を受信する（タイミングｃ）。

ＦＭ無線機２１０から応答通信がある場合には、受信するＦＭ通信方式のＦ１２に対応するパラメータ（図５の４行目）を用いて、応答通信信号をＴＲ２で受信し、当該応答通信信号をＡＭ通信方式のＦ１１に変調し、送信する（タイミングｄ）。尚、前述の通りメモリテーブルのパラメータを用いずに、応答回線を確立しても良い。

再度ＡＭ無線機２００から応答通信がある場合等には、前述の動作を繰り返し、両無線機から送信された無線通信信号を夫々復調し、信号処理を行い、変調して送信する（タイミングｅ）。

両方の無線通信が終了した場合など、予め定められた時間（Ｔ_０）が経過後、中継モードを終了し、スキャンモードに移行する（タイミングｆ）。

Ｔ_０は、予めｎ秒の様に固定値を定めても良いし、通信者間の応答時間の値を用いて算出した値でも良い。算出する値は、通信の応答時間等を考慮し、Ｔ_１及びＴ_２の値を計測し、当該計測した値を用いて、通信者間の応答に必要な時間を算出し、更にプラスｎ秒加えることで求めても良いし、他の方法でも良い。

算出には、変復調部１１０、１２０で受信する通信電力を用いて行なうこともできるし、通信信号に含まれる情報を解析して、当該解析した内容を用いて行なうこともできる。ここで、通信信号に含まれる情報の解析とは、音声通信であれば、無音時間や一定値以上の音量レベルに無い時間を取得し、データ通信では、データが無い時間を取得すること等である。

尚、メモリテーブルに中継時間のパラメータやＴ_０を定めるパラメータの記録があれば、記録されたパラメータ値を利用し、スキャンモードに移行する。

図６ではＡＭ無線機２００とＦＭ無線機２１０との無線中継の動作を示したが、デジタル無線機２２０との無線中継も同様である。この場合は、信号処理部１００が記憶部１６０や各部を用い、タイミング調整等を行なう。尚、上記動作例は、Ｆ１１のＡＭ通信方式とＦ１２のＦＭ通信方式の半二重通信を記載したが、中継する無線機が送信と受信とを同時に行なえる無線機であれば、チャンネルや周波数帯を分けることにより、全二重通信を行なえる。例えば、ＴＲ２でＦ３２のＱＡＭ通信方式を先に検出した場合には、無線中継装置１がメモリテーブル（図５の２行目、５行目）のパラメータを利用しＡＭ無線機２００とデジタル無線機２２０との間で全二重無線通信の無線中継を行なう。

上記の様に無線中継装置１は、スキャンモードと中継モードを順次繰り返し動作することで、複数の通信方式で送信された無線通信信号を受信し、当該無線通信信号をメモリテーブルによって予め定められた通信方式で送信することができる。

図７は、中継例で用いられる無線中継装置１の効果の一部を仮想的に示す図である。無線機は、通信方式が異なる為に自らが直接無線通信できない他の無線機と通信可能となる。尚、構成は図４と同様であり、中継例のメモリテーブルは図５を用いてある。

このようにして、本発明の無線中継装置は、複数の通信方式に対応し、且つ効率良く無線通信信号を中継できる。同じく、複数の通信方式に対応し、受信した無線通信信号を別の通信方式の無線通信信号として送信することができる。

更に、無線中継装置によって送信電力を調整可能な為、通信距離に適した通信電力が選定できる。

更に、無線通信信号のスキャン時間を変更可能とすることで、重要度の高い通信の中継の漏れを防ぐことができる。

更に、通信方式の中継先周波数等を選定することで、無線通信の制御ができる。

更に、無線中継装置が、スキャンを行なう時には電波を送出さずに電波を検出可能な為、常時電波を発する必要が無く、低消費電力である。即ち、常時無線リンクを確立する通信システムより、省電力である。

更に、変復調部や検出部の一部をソフトェア化することにより、通信方式毎に設ける同様な電子回路の削減が可能であり、小型の無線中継装置を実現できる。

尚、上記実施の一形態の無線中継装置のハードウェア構成を図１の様に示したが、図１の例に関わらず別の構成でも良い。例えば、電子回路として構成例を示せば、図８の様になる。

図８は、電子回路を用いて示した無線中継装置１の概略を示すブロック図である。

信号制御部５００は、コーデックや記憶部等を含み、通信全体の信号処理、変換、制御等を行う。受信部Ａ５１０ａ、送信部Ａ５１０ｂは、図１の変復調部１１０と同様の動作を行い、受信部Ｂ５２０ａ、送信部Ｂ５２０ｂも同様に変復調部１２０と同様の働きを成す。また、受信部Ａ５１０ａ及び受信部Ｂ５２０ｂには、波形検出部が設けられており、図１の検出部と同様の働きを成す。即ち、信号制御部５００は、登録されたメモリテーブルの情報に従い、各受信部及び送信部のマルチプレクサを操作し、受信部で検出した通信信号を必要に応じて信号処理し、送信部から送信する。

上記実施の一形態や中継例では、無線通信信号を受信し、別の一つの通信方式に変換し、送信する例を記載したが、送信は一つの通信方式に限定する必要は無い。例えば、ＦＭ通信方式で受信した無線通信信号を、ＡＭ通信方式とＱＡＭ通信方式の両方に変換し中継しても良い。この場合は、メモリテーブルを変更し、必要に応じて変復調部を増せばそれで良い。

また、実施の一形態では、受信した無線通信信号の信号処理を行ったが、信号処理を行わずとも、そのまま復調して送信しても良い（非再生中継）。

同じく、タイミングチャートを用いた中継例では、各種無線機（２００、２１０）の送信及び受信周波数帯が同一である無線中継について述べたが、無線機２００及び無線機２１０の送受信周波数が異なる無線中継も可能である。この場合は、２種類の周波数帯もしくはチャンネルを利用し、無線中継を行なえばよい。

即ち、本発明の無線中継装置１は、変複調部を複数備えることにより、片方向通信だけではなく、双方向通信が可能である。また、半二重通信だけでなく、全二重通信も可能である。更に、変調方式や使用周波数帯が異なる無線機間の三者間通信も可能である。

本発明は、インフラの整っていない広大な地域や場所などにおいて、容易、且つ、短時間に広範囲にわたる中継システムを構築できる。具体的な例としては、多数の組織が一同に作業を行なう広域災害等に車載中継装置等として設置し、複数の組織が有する様々な既存の無線機を無線中継装置に登録することで、通信方式の統一された複数の無線機を新たに準備することなく既存の無線機を有効利用できる。

１無線中継装置
１００信号処理部
１１０、１２０変復調部（変復調手段）
１３０コーデック
１４０入出力部
１５０検出部（検出手段）
１６０記憶部
１８０、１９０アンテナ
２００ＡＭ無線機（ＡＭ通信方式）
２１０ＦＭ無線機（ＦＭ通信方式）
２２０デジタル無線機（ＱＡＭ通信方式）
５００信号制御部
５１０ａ受信部（変復調手段、検出手段）
５１０ｂ送信部（変復調手段）
５２０ａ受信部（変復調手段、検出手段）
５２０ｂ送信部（変復調手段）

Claims

複数の通信方式で送信された無線通信信号を受信し、当該無線通信信号を定められた通信方式で送信することによって、無線通信信号を中継する無線中継装置であって、
複数の通信方式を送受信し、通信方式毎に適応した変復調を行なう変復調手段と、
前記通信方式毎に定まり、前記変復調手段で受信する第１の無線通信信号に含まれる特徴信号を検出する検出手段と、
通信方式と周波数帯と検出を継続して試みる所定の時間とを受信パラメータとして、中継先の通信方式と周波数帯とを送信パラメータとして、対応付けて設定として複数記憶する記憶部と
を備え、
前記検出手段を用いて、前記受信パラメータの複数の設定に基づき、個々の設定に含まれる設定値に基づく所定の時間毎に、複数の周波数帯の無線通信信号を検出する第１のモードと、
前記検出手段で前記第１の無線通信信号に含まれる特徴信号を検出した場合に、前記第１の無線通信信号を前記変復調手段を用いて第２の無線通信信号として前記記憶部に記録されている設定に基づき中継する第２のモードと
を有することを特徴とする無線中継装置。
請求項１記載の無線中継装置であって、
前記受信パラメータには、前記第２のモードへの移行させる条件を示す情報が含まれ、
前記第２のモードへの移行は、前記検出手段で前記第１の無線通信信号に含まれる特徴信号を検出した場合に、前記受信パラメータとして記録されている第２の中継モードに移行させる条件の一致をもって行なう
ことを特徴とする無線中継装置。
請求項１又は２に記載の無線中継装置であって、
前記受信パラメータには、通信方式と周波数帯と検出を継続して試みる所定の時間との組みに対応させて、前記第２のモードを維持する時間を示す中継時間が含まれ、
前記第２のモードから前記第１のモードに移行するタイミングは、前記記憶部に前記受信パラメータとして記憶されている中継時間によって定まるタイミングを用いることを特徴とする無線中継装置。
請求項１ないし３の何れかに記載の無線中継装置であって、
前記受信パラメータには、通信方式と周波数帯と検出を継続して試みる所定の時間との組みに対応させて、送信されてきた無線信号中に含まれる個々の無線機を識別するための情報が含まれ、
前記検出手段で前記第１の無線通信信号に含まれる特徴信号を検出した場合に、前記受信パラメータとして記録されている前記個々の無線機を識別するための情報を用いて、中継対象とする無線機であるか識別して前記第２のモードへの移行する
ことを特徴とする無線中継装置。
請求項１ないし４の何れかに記載の無線中継装置であって、
前記受信パラメータには、通信方式と周波数帯と検出を継続して試みる所定の時間との組みに対応させて、その組み合わせで無線通信信号の中継を可能とする時間域を示す情報が含まれ、
前記検出手段で前記第１の無線通信信号に含まれる特徴信号の検出に、前記中継を可能とする時間域を示す情報を条件とする
ことを特徴とする無線中継装置。
請求項１ないし５の何れかに記載の無線中継装置であって、
前記送信パラメータには、前記受信パラメータに対応させて、中継先に送出する送信電力を設定する情報が含まれ、
前記中継する第２のモードで前記第２の無線通信信号を送出する際に、前記送信電力を設定する情報に基づいて送信電力を調整する
ことを特徴とする無線中継装置。
請求項４に記載の無線中継装置であって、
前記受信パラメータには、個々の無線機を識別するための情報に対応させて、暗号化および復号化に用いる情報が含まれ、
個々の無線機の識別と共に、暗号化および復号化に用いる情報に基づく処理を行う
ことを特徴とする無線中継装置。
請求項１ないし７の何れかに記載の無線中継装置であって、
前記送信パラメータには、受信パラメータに対応させて、暗号化および復号化に用いる情報が含まれ、
前記中継する第２のモードで前記第２の無線通信信号を送出する際に、暗号化および復号化に用いる情報に基づく処理を行う
ことを特徴とする無線中継装置。
請求項１ないし８の何れかに記載の無線中継装置であって、
前記変復調手段を複数備え、
前記記憶部に記録されている受信パラメータと送信パラメータに基づき、該複数の変復調手段を一組に関連付けて用いて、無線通信信号を全二重に中継することを特徴とする無線中継装置。
複数の通信方式で送信された無線通信信号を受信し、当該無線通信信号を定められた通信方式で送信することによって、無線通信信号を中継する無線中継装置であって、
複数の通信方式の通信を送受信し、通信方式毎に適応した変復調を行なう変復調手段と、
前記変復調手段で受信する無線通信信号に含まれる通信方式毎に定まり、他の通信方式に無い特徴を有する無線通信信号を検出する検出手段と、
通信方式と周波数帯と検出を継続して試みる所定の時間とを受信パラメータとして、中継先の通信方式と周波数帯とを送信パラメータとして、対応付けた変換一覧テーブルとして設定として複数記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶保持される前記変換一覧テーブルを設定するための入出力部と
を備え、
前記検出手段を用いて、前記入出力部を介して設定されて前記記憶部に受信パラメータとして記録されているスキャン時間毎に、スキャン対象である複数の周波数帯を検出する第１のモードと、
前記検出手段で特徴的な信号を含む無線通信信号を検出した場合に、前記記憶部に記録されている設定に基づき、該無線通信信号を前記変復調手段を用いて復調し、信号を再生し、別の無線通信信号として変調し、送信する第２のモードと
を有することを特徴とする無線中継装置。
請求項１０に記載の無線中継装置であって、
前記変復調手段を複数備え、
前記記憶部に記録されている受信パラメータと送信パラメータに基づき、該複数の変復調手段を一組に関連付けて用いて、無線通信信号を全二重に中継することを特徴とする無線中継装置。
複数の通信方式で送信される無線通信信号を受信し、当該無線通信信号を定められる通信方式で送信する無線中継方法であって、
複数の通信方式を送受信し、通信方式毎に適応した変復調を行なう変復調手段と、
前記通信方式毎に定まり、前記変復調手段で受信する第１の無線通信信号に含まれる特徴信号を検出する検出手段と、
前記変調手段及び前記検出手段を制御する信号処理手段と、
通信方式と周波数帯と検出を継続して試みる所定の時間とを受信パラメータとして、中継先の通信方式と周波数帯とを送信パラメータとして、対応付けて設定として複数記憶する記憶部と
を備える無線中継装置の前記信号処理手段が
前記検出手段を用いて、前記受信パラメータの複数の設定に基づき、個々の設定に含まれる設定値に基づく所定の時間毎に、複数の周波数帯の無線通信信号を検出する第１のモードと、
前記検出手段で前記第１の無線通信信号に含まれる特徴信号を検出した場合に、前記第１の無線通信信号を前記変復調手段を用いて第２の無線通信信号として前記記憶部に記録されている設定に基づき中継する第２のモードと
を切り換えることにより実現されることを特徴とする無線中継方法。
請求項１２記載の無線中継方法であって、
前記受信パラメータには、前記第２のモードへの移行させる条件を示す情報が含まれ、
前記第２のモードへの移行は、前記検出手段で前記第１の無線通信信号に含まれる特徴信号を検出した場合に、前記受信パラメータとして記録されている第２の中継モードに移行させる条件の一致をもって行なう
ことを特徴とする無線中継方法。
請求項１２又は１３に記載の無線中継方法であって、
前記受信パラメータには、通信方式と周波数帯と検出を継続して試みる所定の時間との組みに対応させて、前記第２のモードを維持する時間を示す中継時間が含まれ、
前記第２のモードから前記第１のモードに移行するタイミングを、前記記憶部に前記受信パラメータとして記憶されている中継時間によって定まるタイミングで行なうことを特徴とする無線中継方法。
請求項１２ないし１４の何れかに記載の無線中継方法であって、
前記受信パラメータには、通信方式と周波数帯と検出を継続して試みる所定の時間との組みに対応させて、送信されてきた無線信号中に含まれる個々の無線機を識別するための情報が含まれ、
前記検出手段で前記第１の無線通信信号に含まれる特徴信号を検出した場合に、前記受信パラメータとして記録されている前記個々の無線機を識別するための情報を用いて、中継対象とする無線機であるか識別して前記第２のモードへの移行する
ことを特徴とする無線中継方法。
請求項１２ないし１５の何れかに記載の無線中継方法であって、
前記受信パラメータには、通信方式と周波数帯と検出を継続して試みる所定の時間との組みに対応させて、その組み合わせで無線通信信号の中継を可能とする時間域を示す情報が含まれ、
前記検出手段で前記第１の無線通信信号に含まれる特徴信号の検出に、前記中継を可能とする時間域を示す情報を条件とする
ことを特徴とする無線中継方法。
請求項１２ないし１６の何れかに記載の無線中継方法であって、
前記送信パラメータには、前記受信パラメータに対応させて、中継先に送出する送信電力を設定する情報が含まれ、
前記中継する第２のモードで前記第２の無線通信信号を送出する際に、前記送信電力を設定する情報に基づいて送信電力を調整する
ことを特徴とする無線中継方法。
請求項１５に記載の無線中継方法であって、
前記受信パラメータには、個々の無線機を識別するための情報に対応させて、暗号化および復号化に用いる情報が含まれ、
個々の無線機の識別と共に、暗号化および復号化に用いる情報に基づく処理を行う
ことを特徴とする無線中継方法。
請求項１２ないし１８の何れかに記載の無線中継方法であって、
前記送信パラメータには、受信パラメータに対応させて、暗号化および復号化に用いる情報が含まれ、
前記中継する第２のモードで前記第２の無線通信信号を送出する際に、暗号化および復号化に用いる情報に基づく処理を行う
ことを特徴とする無線中継方法。
請求項１２ないし１９の何れかに記載の無線中継方法であって、
前記変復調手段を複数備え、
前記第２のモードで、前記記憶部に記録されている受信パラメータと送信パラメータに基づき、前記複数の変復調手段を一組に関連付けて用いて無線通信信号を全二重に中継することを特徴とする無線中継方法。
複数の通信方式で送信される無線通信信号を受信し、当該無線通信信号を定められた通信方式で送信する無線中継方法であって、
複数の通信方式の通信を送受信し、通信方式毎に適応した変復調を行なう変復調手段と、
前記変復調手段で受信する無線通信信号に含まれる通信方式毎に定まり、他の通信方式に無い特徴を有する無線通信信号を検出する検出手段と、
前記変調手段及び前記検出手段を制御する信号処理手段と、
通信方式と周波数帯と検出を継続して試みる所定の時間とを受信パラメータとして、中継先の通信方式と周波数帯とを送信パラメータとして、対応付けた変換一覧テーブルとして設定として複数記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶保持される前記変換一覧テーブルを設定するための入出力部と
を備える無線中継装置の前記信号処理手段が
前記検出手段を用いて、前記入出力部を介して設定されて前記記憶部に受信パラメータとして記録されているスキャン時間毎に、スキャン対象である複数の周波数帯を検出する第１のモードと、
前記検出手段で無線通信信号に含まれる特徴的な信号を検出した場合に、前記記憶部に記録されている設定に基づき、該無線通信信号を前記変復調手段を用いて復調し、信号を再生し、別の無線通信信号として変調し、送信する第２のモードと
を切り換えることにより実現されることを特徴とする無線中継方法。
請求項２１に記載の無線中継方法であって、
前記変復調手段を複数備え、
前記第２のモードで、前記記憶部に記録されている受信パラメータと送信パラメータに基づき、前記複数の変復調手段を一組に関連付けて用いて無線通信信号を全二重に中継することを特徴とする無線中継方法。