JP4784384B2 - 無線通信システム及び自動チャネル切替方法 - Google Patents

Description

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

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

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

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

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

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

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

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

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

本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、無線通信装置が自動的に空いている通信チャネルに切り替えることができる無線通信システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る無線通信システムは、
ネットワークで接続された複数のレピータと、当該レピータを経由して通信を行う無線通信装置を含む無線通信システムであって、
前記複数のレピータはそれぞれ異なる無線周波数が割り当てられ、
前記複数のレピータは、それぞれ
前記複数のレピータのうち空き状態のレピータの情報を取得するレピータ情報取得手段と、
当該レピータが前記割り当てられた無線周波数で通信中になった場合に、前記レピータ情報取得手段で取得した空き状態のレピータに対応する符号を含む空きレピータ情報を、前記割り当てられた無線周波数の、前記無線通信装置どうしが前記レピータを経由して通信する通信チャネルと同じ通信チャネルで送信する空きレピータ情報通知手段と、
を備える、
ことを特徴とする。

さらに、前記複数のレピータは、それぞれ当該レピータが前記割り当てられた無線周波数で通信中になった場合に、前記ネットワークを介して、他のレピータに当該レピータが通信中であることを通知する通信状態通知手段を備える、
ことを特徴とする。

また、前記無線通信システムは、前記複数のレピータが通信中か空き状態かの情報を格納する前記ネットワークに接続されたレピータ情報サーバを備え、
前記通信状態通知手段は、当該レピータが割り当てられた無線周波数で通信中になった場合に、前記ネットワークを介して前記レピータ情報サーバに当該レピータが通信中であることを通知し、
前記レピータ情報取得手段は、前記複数のレピータのうち空き状態のレピータの情報を前記レピータ情報サーバから取得する、
ことを特徴とする。

なお、前記無線通信装置は、前記空き状態のレピータに対応する符号を含む空きレピータ情報を受信した場合に、その空きレピータ情報に含まれる空き状態のレピータに対応する符号に対応するレピータに割り当てられた無線周波数に、無線信号を待ち受ける無線周波数を切り替えるチャネル切替手段を備える、
ことを特徴とする。

好ましくは、前記無線通信システムは、前記無線通信装置が待ち受ける無線周波数が割り当てられたレピータの情報を格納する前記ネットワークに接続された装置登録サーバを備え、
前記無線通信装置は、前記空き状態のレピータに対応する符号を含む空きレピータ情報を受信した場合に、その空きレピータ情報に含まれる空き状態のレピータに対応する符号に対応するレピータに、当該無線通信装置を識別する符号を含む装置登録要求信号を送信する装置登録要求手段を備え、
前記レピータは、前記無線通信装置から前記装置登録要求信号を受信した場合に、その無線通信装置を識別する符号と当該レピータを識別する符号とを含む装置登録情報を、前記装置登録サーバに送信する装置登録手段を備える。
好ましくは、前記空きレピータ情報通知手段は、前記空きレピータ情報のうち、当該レピータと通信エリアが重複する前記レピータの空きレピータ情報のみを送信する。
さらに好ましくは、前記レピータ情報取得手段は、空きレピータ情報を通知する優先順を含めて、空き状態のレピータの情報を取得し、
前記空きレピータ情報通知手段は、前記空きレピータ情報を通知する優先順に、前記空きレピータ情報を送信する。

本発明の第２の観点に係る自動チャネル切替方法は、
ネットワークで接続された複数のレピータと、当該レピータを経由して通信を行う無線通信装置を含む無線通信システムにおける、前記無線通信装置の通信チャネルを切り替える自動チャネル切替方法であって、
前記複数のレピータは、それぞれ
前記複数のレピータのうち空き状態のレピータの情報を取得するレピータ情報取得ステップと、
当該レピータが割り当てられた無線周波数で通信中になった場合に、前記レピータ情報取得ステップで取得した空き状態のレピータに対応する符号を含む空きレピータ情報を、前記割り当てられた無線周波数の、前記無線通信装置どうしが前記レピータを経由して通信する通信チャネルと同じ通信チャネルで送信する空きレピータ情報通知ステップと、
前記無線通信装置は、前記空き状態のレピータに対応する符号を含む空きレピータ情報を受信した場合に、その空きレピータ情報に含まれる空き状態のレピータに対応する符号に対応するレピータに割り当てられた無線周波数に、無線信号を待ち受ける無線周波数を切り替えるチャネル切替ステップを備える、
ことを特徴とする。

さらに、前記複数のレピータは、それぞれ当該レピータが前記割り当てられた無線周波数で通信中になった場合に、前記ネットワークを介して、他のレピータに当該レピータが通信中であることを通知する通信状態通知ステップを備えることを特徴とする。

また、前記無線通信システムは、前記複数のレピータが通信中か空き状態かの情報を格納する前記ネットワークに接続されたレピータ情報サーバを備え、
前記通信状態通知ステップは、当該レピータが割り当てられた無線周波数で通信中になった場合に、前記ネットワークを介して前記レピータ情報サーバに当該レピータが通信中であることを通知し、
前記レピータ情報取得ステップは、前記複数のレピータのうち空き状態のレピータの情報を前記レピータ情報サーバから取得する構成としてもよい。

好ましくは、前記無線通信システムは、前記無線通信装置が待ち受ける無線周波数が割り当てられたレピータの情報を格納する前記ネットワークに接続された装置登録サーバを備え、
前記チャネル切替ステップは、前記空き状態のレピータに対応する符号を含む空きレピータ情報を受信した場合に、その空きレピータ情報に含まれる空き状態のレピータに対応する符号に対応するレピータに、当該無線通信装置を識別する符号を含む装置登録要求信号を送信する装置登録要求ステップを含み、
前記レピータは、前記無線通信装置から前記装置登録要求信号を受信した場合に、その無線通信装置を識別する符号と当該レピータを識別する符号とを含む装置登録情報を、前記装置登録サーバに送信する装置登録ステップを備える。
好ましくは、前記空きレピータ情報通知ステップは、前記空きレピータ情報のうち、当該レピータと通信エリアが重複する前記レピータの空きレピータ情報のみを送信する。
さらに好ましくは、前記レピータ情報取得ステップは、空きレピータ情報を通知する優先順を含めて、空き状態のレピータの情報を取得し、
前記空きレピータ情報通知ステップは、前記空きレピータ情報を通知する優先順に、前記空きレピータ情報を送信する。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

送信部１２、受信部１６、ベースバンド処理部１３及び１７、及びコントローラ２０によって、チャネル切替手段が構成されている。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

レピータ２の受信機能及び送信機能のブロックについて説明する。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

ネットワークＮからネットワークＩ／Ｆ６を介して呼び出し起動信号を受信し、その中に、そのレピータ２の通信エリアに存在する可能性のある無線通信装置１のＩＤ、又はそのレピータ２のＩＤが着ＩＤとして含まれる場合は、コントローラ２０は、呼び出し信号の送信を開始する。レピータ２は、無線通信装置１からアップリンクで呼び出し起動信号を受けた場合、又は、ネットワークＮを経由して他のレピータ２から呼び出し起動信号を受けて通信を開始する場合に、空き状態にある他のレピータ２の情報（空きレピータ情報）をダウンリンクで送信する。

他のレピータ２が通信中か空き状態かの情報は、他のレピータ２から又はサーバＳからネットワークＮを経由して供給される。空きレピータ情報はコントローラ２０の制御によって、ベースバンド処理部１３で生成され、送信部１２から送信される。ネットワークＩ／Ｆ６、入力部４及びコントローラ２０によって、レピータ情報取得手段が構成されている。また、送信部１２、ベースバンド処理部１３、１７、受信部１６、及びコントローラ２０によって、空きレピータ情報通知手段が構成されている。

次に、図２及び図３に示す無線通信装置１及びレピータ２の動作を、図４乃至図７を参照して説明する。なお、上述のように、無線通信装置１の動作は、コントローラ２０のＣＰＵ２１が、Ｉ／Ｏ２２、ＲＡＭ２３、ＲＯＭ２４、計時部２５、表示部２６、及び操作部２７と協働して行う。また、レピータ２の動作は、コントローラ２０のＣＰＵ２１が、Ｉ／Ｏ２２、ＲＡＭ２３、ＲＯＭ２４、計時部２５、表示部２６、及び操作部２７と協働して行う。

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

図４は、空きレピータ情報の構成例を示す。図４（ａ）は空きレピータ情報を含む通信パケットの構成、図４（ｂ）は、空きレピータ情報のパラメータ情報チャネルＰＩＣＨの構成、図４（ｃ）は１つの空きレピータを示すレピータＩＤの構成、図４（ｄ）は空きレピータ情報を送信するレピータ２を識別する発ＩＤの構成をそれぞれ表す。

図４（ａ）に示すように、空きレピータ情報は、プリアンブルＰ、同期ワードＳＷ、無線情報チャネルＲＩ、低速付随制御チャネルＳＡＣＣＨ、パラメータ情報チャネルＰＩＣＨを含んで構成される。パラメータ情報チャネルＰＩＣＨは、図４（ｂ）に示すように、メッセージ種別、ユーザコード、システムＩＤ、着ＩＤ、発ＩＤ、空きレピータＩＤ、発レピータＩＤから構成される。このうちメッセージ種別に、空きレピータ情報であることを示すコードが書き込まれる。着ＩＤと発ＩＤは子機のＩＤであり、空きレピータ情報では不要であるが、他の通信パケットの構造と形式をそろえるために挿入している。

空きレピータＩＤは、例えば図４（ｃ）に示すように、第１オクテットの上位４ビットに、空きレピータＩＤであることを示す符号Ｅ（１６進数）が書き込まれる。第１オクテットの下位４ビットと、第２オクテットに、レピータ２の番号を表す３桁の数字がＢＣＤで書き込まれる。

空きレピータ情報を送信するレピータ２の識別符号は、例えば図４（ｄ）に示すように、発ＩＤの第１オクテットの上位４ビットに、レピータを指定する符号Ａ（１６進数）が書き込まれる。第１オクテットの下位４ビットと、第２オクテットに、レピータ２の番号を表す３桁の数字がＢＣＤで書き込まれる。

通知する空きレピータが複数ある場合は、空きレピータＩＤが並べて書き込まれる。発ＩＤのレピータ指定符号によって、空きレピータＩＤの最後を認識できる。空きレピータＩＤの並びは、空きレピータ情報を送信するレピータ２にとって空き情報を通知するレピータの優先順を示す。例えば、空きレピータ情報を送信するレピータ２から距離が近い順に並べる。

従来の呼び出しを起動する子機１を指定する発ＩＤを、報知情報を送信するレピータ２のＩＤを書き込む領域に用いるので、従来の無線通信システムの通信フレームをそのまま用いることができる。そのため、レピータ２を指定する本実施の形態は、従来の無線通信システムに報知情報を組み立てる機能を追加する構成で実現できる。空きレピータ情報は、ＰＩＣＨのほかに、ＳＡＣＣＨなどを利用してもよい。また、空きレピータ情報は独立の通信パケットとは限らず、呼び出し信号に含めてもよい。

なお、空きレピータ情報に含まれる空きレピータを示す符号はレピータＩＤに限らず、例えば、空きレピータに割り当てられている通信チャネルの番号などでもよい。その場合、空きレピータに割り当てられている通信チャネルの番号などが、空きレピータに対応する符号として認識される。空きレピータ情報として、空きレピータに割り当てられている通信チャネルの番号が送信される場合は、子機１では、レピータ２と通信チャネルを対応させるデータを保持する必要がない。

図５は、装置登録要求信号の構成例を示している。装置登録要求信号の構成は、図４に示す空きレピータ情報と同様である。装置登録要求信号のメッセージ種別は、装置登録要求を表すコードである（図５（ｂ）参照）。着ＩＤは、図５（ｃ）に示すように、子機１が受信する空きレピータ情報を送信しているレピータ２のＩＤである。発ＩＤは、装置登録要求を行う子機１のＩＤである。子機１のＩＤは、ＢＣＤ４桁の数字で表される。子機１のＩＤは無線通信システム３０でユニークな番号である。

レピータ２は、通信状態になるときに図４に示す空きレピータ情報を送信する。空きレピータ情報の送信は、レピータ２が通信状態になるときでなく、一定周期で送信してもよい。子機１は空きレピータ情報を受信することによって、その子機１がどのレピータ２の通信チャネルに切り替えるべきかを認識する。

図６は、本発明の一実施の形態における空きレピータ情報の送信と通信チャネル切替を説明する図である。ｆ_Ａ〜ｆ_Ｄはそれぞれレピータ２Ａ〜２Ｄに割り当てられた無線周波数である。また、レピータ２Ａ〜２Ｄのアップリンクの周波数はそれぞれＦ_Ａ〜Ｆ_Ｄである。図６に示すように、子機１Ａ、１Ｂ、１Ｃはレピータ２Ｂの通信エリアにある。レピータ２Ｃの通信エリアと、レピータ２Ｂの通信エリアは重複していて、子機１Ｃはレピータ２Ｂ、２Ｃいずれとも通信できる。レピータ２Ｃの通信エリアに子機１Ｄがある。

レピータ２Ｂは既にレピータ２Ｃから空き状態であることを、ネットワークＮを介して通知されているものとする。例えば、子機１Ａが子機１Ｂの呼び出しを起動した場合、レピータ２Ｂは空きレピータＩＤとしてレピータ２Ｃを含む空きレピータ情報Ｖをダウンリンクで送信する。空きレピータ情報Ｖは、子機１Ｂの呼び出し信号に含まれていてもよい。レピータ２Ｂは、通信中であることを示す通信中情報ＯをネットワークＮを通じて他のレピータ２に通知する。

子機１Ａ又は子機１Ｂがレピータ２Ｂの通信チャネルで通信を行うと、子機１Ｃはレピータ２Ｂでは通信できない。空きレピータ情報Ｖを受信した子機１Ｃは、待ち受ける通信チャネルを空きレピータ情報に含まれる空きレピータＩＤ（又は空きレピータの通信チャネル番号など）に基づいて、レピータ２Ｃの無線周波数に切り替える。子機１Ｃは、レピータ２Ｃの通信チャネルで通信を行うことができる。子機１Ｃはレピータ２Ｃに対して子機１Ｄの呼び出し起動信号を送信して、例えば子機１Ｄと通信することができる。また、子機１Ｃはレピータ２Ｃの通信チャネルで待ち受けるので、他の子機１から子機１Ｃをレピータ２Ｃを通じて呼び出すことができる。

このように、レピータ２Ｂは通信状態になるときに、レピータ２Ｂの通信チャネルを選択している子機１に対して他の空きレピータ情報を送信するので、レピータ２Ｂで通信を行わない子機（図６では子機１Ｃ）は、空きレピータ情報に基づいて通信チャネルを切り替えることによって、通信を行うことができる。

図１３は、レピータ２が保持する他のレピータの情報のデータ構造の例を示す。例えばレピータ２は、通信状態になった場合に通信チャネルを切り替えるべき順位と、レピータＩＤと、通信チャネル番号と、ネットワークアドレスと、レピータ２の通信状態のデータを対応させて保持する。他のレピータ２からそのレピータ２の状態が通知されたときに、対応するレピータ２の通信状態を書き換える。ネットワークアドレスは、ＤＨＣＰサーバなどで動的に割り当てられてもよい。レピータ２は、通信状態になったとき、又は定期的に、他のレピータの情報から空き状態にあるレピータ２のＩＤ、又は通信チャネル番号を空きレピータ情報としてダウンリンクで送信する。

図７は、本発明の一実施の形態における空きレピータ情報の通知手順を説明するシーケンス図である。図７において、縦線は子機１又はレピータ２を示し、上から下へ時間が経過することを表す。横の線は通信するステップを示す。実線はレピータ２のアップリンク又はダウンリンクの通信を表し、破線はネットワークＮを経由する通信を表す。

前もって、レピータ空き通知がレピータ２Ｃからレピータ２Ｂに通知されている（ステップＡ０）。子機１Ａがレピータ２Ｂに対してアップリンクで子機１Ｂの呼び出し起動信号を送信すると（ステップＡ１）、レピータ２Ｂはダウンリンクで子機１Ｂの呼び出し信号を送信する（ステップＡ２）。

レピータ２Ｂは通信状態になるので、呼び出し信号に含めて、又は独立の通信パケットで空きレピータ情報を送信する（ステップＡ３）。子機１Ａから他のレピータ２に属する子機１の呼び出しが起動された場合、又は、他のレピータ２から例えば子機１Ｂの呼び出し起動信号を受信した場合も空きレピータ情報を送信する。空きレピータ情報にはレピータ２ＣのＩＤが含まれる。

レピータ２Ｂは通信中であることを示すレピータ通信中情報Ｏを、他のレピータ２にネットワークＮを経由して送信する（ステップＡ４）。図７ではレピータ２Ａが省略されている。レピータ通信中情報は、個別に各レピータ２に送信してもよいし、ネットワークＮにブロードキャストしてもよい。個別に通信する場合は、レピータ２Ｂの空き情報を利用するレピータ２を予め設定して限定してもよい。

空きレピータ情報は子機１Ｃにのみ送信されるものではなく、レピータ２Ｂの通信エリアの全ての子機１に対して送信される。空きレピータ情報を受信した子機１Ｃは、通信チャネルをレピータ２Ｃの無線周波数に切り替える。子機１Ｃはレピータ２Ｃのダウンリンクの無線周波数で待ち受けるので、子機１Ｃを呼び出して通信を行うことができる。

例えば、子機１Ｃはレピータ２Ｃに対してアップリンクで子機１Ｄの呼び出し起動信号を送信すると（ステップＡ５）、レピータ２Ｃはダウンリンクで子機１Ｄの呼び出し信号を送信する（ステップＡ６）。レピータ２Ｃは、空きレピータ情報を送信し（ステップＡ７）、レピータ通信中情報を他のレピータに通知する（ステップＡ８）。

例えば、子機１Ａから通信終了の信号が送信されて（ステップＡ９）、子機１Ａと子機１Ｂの通信が終了すると（ステップＡ１０）、レピータ２Ｂはレピータ空き通知を、他のレピータ２にネットワークＮを経由して送信する（ステップＡ１１）。レピータ空き通知はレピータ通信中情報Ｏと同様、個別に各レピータ２に送信してもよいし、ネットワークＮにブロードキャストしてもよい。個別に通信する場合は、レピータ２Ｂの空き情報を利用するレピータ２を予め設定して限定してもよい。

以上の動作を繰り返し、子機１は空きレピータ情報の受信を契機として空き状態であるレピータ２の通信チャネルに切り替えることによって、手動で通信チャネルを切り替えることなく、可能な限り通信を行うことができる。

レピータ２を設置する際に、比較的狭い通信エリア（１台のレピータの電波が充分に届く程度のエリア）に複数のレピータ２をネットワークＮで接続して配置し、同じ通信エリアに属するレピータ２でグループを形成する。レピータ２のグループごとに空きレピータ情報を共有する構成としてもよい。

（実施の形態の変形例１）
図８は、レピータ２の情報をサーバＳから取得する場合の空きレピータ情報の送信と通信チャネル切替を説明する図である。例えば、子機１Ａが子機１Ｂの呼び出しを起動してレピータ２Ｂが通信状態になる場合、レピータ２Ｂは空き状態にある他のレピータ２の情報をサーバＳに問い合わせる。

レピータ情報問い合わせＴを受信したサーバＳは、各レピータ２から通知されて格納している通信中又は空き状態のレピータ情報Ｕを、ネットワークＮを通じてレピータ２Ｂに送信する。レピータ２Ｂに送信するレピータ情報Ｕは、レピータ２Ｂと通信エリアが重複するレピータ２に関するものだけでよい。また、レピータ２Ｂが空きレピータ情報として送信すべき順序もサーバＳに設定しておいて、レピータ情報Ｕに含めて送信する。レピータ情報Ｕを受信したレピータ２Ｂは、受信したレピータ情報Ｕの中から空き状態のレピータ２のＩＤを空きレピータ情報Ｖとしてダウンリンクで送信する。

レピータ２Ｂは、レピータ通信中である旨をサーバＳに通知する。レピータ情報問い合わせＴにレピータ２Ｂの通信中通知を含めてもよい。また、レピータ２Ｂは子機１Ａ、１Ｂの通信を終了したときに、レピータ空き通知をサーバＳに通信する。

レピータ２が通信中であるか空き状態であるかの情報をサーバＳで一括して管理するので、各レピータ２は他のレピータ２の状態が変化するたびに保持する情報を書き換える必要がない。レピータ通信中情報とレピータ空き通知を個別にレピータ２に通信する場合に比べて、ネットワークＮの通信トラフィックが少なくて済む。レピータ２の配置を変更した場合に、レピータ２の空き情報を利用すべきレピータ２の関係について、サーバＳの情報を変更するだけで対応できるので、無線通信システム３０の変更が容易である。

図１４は、サーバＳが保持するレピータの情報のデータ構造の例を示す図である。例えばサーバＳは、レピータＩＤと、レピータ２に割り当てられた通信チャネルの番号と、レピータ２のネットワークアドレスと、レピータの通信状態を対応させて保持する。また、レピータごとに通信状態になったときに、その通信エリアに滞在する子機１が切り替えるべき通信チャネル（レピータ２）の順位を示す情報を保持する。

サーバＳは、レピータ２からその状態が通知されたときに、対応するレピータ２の通信状態を書き換える。サーバＳは、レピータ情報問い合わせＴを受信すると、各レピータ２から通知されて格納している通信中又は空き状態のレピータ情報Ｕを、ネットワークＮを通じてレピータ２Ｂに送信する。例えば、レピータ２Ｂからレピータ情報問い合わせを受信した場合、図１４のテーブルを検索して、チャネル切替順位のＢ欄に順位が書き込まれている行で、通信状態が空きのレピータ２を選択し、チャネル切替順にソートして、そのレピータＩＤ及び／又は通信チャネル番号をレピータ２Ｂに送信する。

図９は、レピータ２の情報をサーバＳから取得する場合の空きレピータ情報の通知手順を説明するシーケンス図である。子機１Ａがレピータ２Ｂに対してアップリンクで子機１Ｂの呼び出し起動信号を送信すると（ステップＢ１）、レピータ２Ｂはダウンリンクで子機１Ｂの呼び出し信号を送信する（ステップＢ２）。

レピータ２Ｂは通信状態になるので、空きレピータ情報を送信するために、レピータ情報をサーバＳに問い合わせる（ステップＢ３）。サーバＳは、レピータ２Ｂと通信エリアが重複していて、レピータ２Ｂが送信すべき空きレピータの情報を、レピータ２Ｂに送信する（ステップＢ４）。

レピータ２Ｂは呼び出し信号に含めて、又は独立の通信パケットで空きレピータ情報を送信する（ステップＢ５）。子機１Ａから他のレピータ２に属する子機１の呼び出しが起動された場合、又は、他のレピータ２から例えば子機１Ｂの呼び出し起動信号を受信した場合も空きレピータ情報を送信する。空きレピータ情報にはレピータ２ＣのＩＤが含まれると想定する。

レピータ２Ｂは通信中であることを示すレピータ通信中情報Ｏを、サーバＳにネットワークＮを経由して送信する（ステップＢ６）。レピータ通信中情報Ｏは、レピータ情報問い合わせに含めてもよい。

空きレピータ情報を受信した子機１Ｃは、通信チャネルをレピータ２Ｃの無線周波数に切り替える。子機１Ｃはレピータ２Ｃのダウンリンクの無線周波数で待ち受けるので、子機１Ｃを呼び出して通信を行うことができる。

例えば、子機１Ｄはレピータ２Ｃに対してアップリンクで子機１Ｃの呼び出し起動信号を送信すると（ステップＢ７）、レピータ２Ｃはダウンリンクで子機１Ｃの呼び出し信号を送信する（ステップＢ８）。レピータ２Ｃは、レピータ情報をサーバＳに問い合わせ（ステップＢ９）、サーバＳからレピータ情報を受信すると（ステップＢ１０）、空きレピータ情報を送信し（ステップＢ１１）、レピータ通信中情報をサーバＳに通知する（ステップＢ１２）。

例えば、子機１Ａから通信終了の信号が送信されて（ステップＢ１３）、子機１Ａと子機１Ｂの通信が終了すると（ステップＢ１４）、レピータ２Ｂはレピータ空き通知を、サーバＳにネットワークＮを経由して送信する（ステップＢ１５）。

（実施の形態の変形例２）
図１０は、子機１が切り替えた通信チャネルをサーバＳに登録する場合の空きレピータ情報の送信と通信チャネル切替を説明する図である。子機１は、空きレピータ情報Ｖを受信して、通信チャネルを切り替えた場合に、選択した通信チャネルＦ_Ｃでレピータ２Ｃに対して装置登録要求信号Ｐを送信する。

装置登録要求信号Ｐを受信したレピータ２Ｃは、子機１のＩＤとレピータ２ＣのＩＤを含む装置登録情報Ｒを、ネットワークＮを経由してサーバＳに送信する。

サーバＳは格納していた子機１の通信チャネル情報を、レピータ２Ｃから受信した装置登録情報Ｐで書き換える。サーバＳは、子機１の通信チャネル情報、すなわち子機１のＩＤと、子機１が選択しているレピータ２のＩＤを対比して格納する。レピータ２からサーバＳに子機１の通信チャネル情報を問い合わせると、サーバＳは子機１の通信チャネル情報を検索して返答する。

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

図１１は、子機１が切り替えた通信チャネルをサーバＳに登録する場合の空きレピータ情報の通知手順を説明するシーケンス図である。子機１Ｂの呼び出し起動（ステップＣ１）から空きレピータ情報の送信（ステップＣ５）までは、図９のステップＢ１〜Ｂ５と同様である。但し、図１１では、レピータ通信中通知（図９のステップＢ６）は、レピータ情報問い合わせ（ステップＣ３）に含む。

図１１の例でも、空きレピータ情報にはレピータ２ＣのＩＤが含まれると想定する。空きレピータ情報を受信した子機１Ｃは、通信チャネルをレピータ２Ｃの無線周波数に切り替える。そして、切り替えた通信チャネルでレピータ２Ｃに対して、装置登録要求信号を送信する（ステップＣ６）。

レピータ２Ｃは、子機１Ｃから装置登録要求信号を受信すると、装置登録情報をサーバＳに送信する（ステップＣ７）。子機１Ｃはレピータ２Ｃのダウンリンクの無線周波数で待ち受けるので、子機１Ｃを呼び出して通信を行うことができる。子機１Ｃの呼び出し起動信号には、子機１Ｃが属すレピータ２のＩＤを指定する必要がない。

例えば、子機１Ｅがレピータ２Ｄに対してアップリンクで子機１Ｃの呼び出し起動信号を送信すると（ステップＣ８））、レピータ２Ｄはレピータ情報問い合わせと同時に、子機１Ｃの通信チャネル情報をサーバＳに問い合わせる（ステップＣ９）。サーバＳは子機１Ｃの通信チャネル情報（レピータ２Ｃ）を検索して返答する（ステップＣ１０）。

レピータ２Ｄは、子機１Ｃがレピータ２Ｃの通信チャネルを選択していることを知って、レピータ２Ｃに子機１Ｃの呼び出し起動信号を送信する（ステップＣ１１）。レピータ２Ｃは、子機１Ｃの呼び出し信号をダウンリンクで送信する（ステップＣ１２）。

なお、レピータ２ＤはサーバＳからレピータ情報を受信していれば（ステップＣ１０）、空きレピータ情報をダウンリンクで送信する（ステップＣ１３）。レピータ２Ｃのレピータ情報問い合わせ以下の手順は省略する。レピータ２Ｂは、通信が終了すると（ステップＣ１４、Ｃ１５）、レピータ空き通知をサーバＳにネットワークＮを経由して送信する（ステップＣ１６）。

（実施の形態の変形例３）
図１２は、複数のレピータをＬＡＮのハブ（HUB）Ｈで接続する無線通信システムの例を示す。例えば、１０ＢＡＳＥ−Ｔ又は１００ＢＡＳＥ−ＴなどのＬＡＮにおけるスイッチング・ハブなどを用いて、複数のレピータ２Ａ〜２Ｄを接続する場合である。ハブＨからレピータ２までの距離は小さく、レピータ２どうしは近接しているので、レピータ２Ａ〜２Ｄの通信エリアはほぼ重複している。ハブＨがネットワークＮに相当する。ハブＨをさらにルータなどに接続してネットワークＮを拡張することができる。

子機１Ａ〜１Ｄはいずれのレピータ２の通信チャネルを利用してもよい。レピータ２Ａ〜２Ｄは、通信状態になるときに、又は定期的に空きレピータ情報をダウンリンクで送信する。レピータ２Ａ〜２Ｄのいずれかの通信チャネルで待ち受けている子機１Ａ〜１Ｄは、空きレピータ情報Ｖを受信すると、空き状態のレピータ２の通信チャネルに切り替えて待ち受ける。

例えば、子機１Ｃがレピータ２Ｂの通信チャネルで待ち受けているときに、子機１Ａと１Ｂがレピータ２Ｂの通信チャネルで通信を開始したとする。レピータ２Ｂがダウンリンクｆ_Ｂで空きレピータ情報Ｖを送信すると、通信チャネルｆ_Ｂで待ち受けていた子機１Ｃは、空きレピータ情報Ｖを受信し、その空きレピータ情報Ｖに含まれる空き状態のレピータ２、例えば、レピータ２Ｃの通信チャネルに切り替える。

子機１Ａと子機１Ｂが異なるレピータ２に属し、レピータ２Ｂは同時にはアップリンク又はダウンリンクしか使用しない場合でも、子機１Ｃはレピータ２Ｂの通信チャネルで通信できないので、レピータ２Ｂは空きレピータ情報Ｖを送信する。子機１Ｃは自動的に空き状態のレピータ２Ｃの通信チャネルに切り替えるので、ユーザは速やかに通信を行うことができる。また、空き状態の通信チャネルで待ち受けるので、いつでも呼び出されることが可能である。

アップリンクとダウンリンクからなる通信チャネルを１組しか持たないレピータ２でも、複数のレピータ２をハブＨなどで接続し、簡単に複数の通信チャネルを備える通信エリアを構成することができる。そして、通信状態になった場合に空きレピータ情報を送信することによって、子機１は自動的に空き状態のレピータ２の通信チャネルに切り替える。その結果、空き状態の通信チャネルを探す手間をかけずに、複数の通信チャネルを有効に利用することができる。なお、空きレピータ情報Ｖを定期的に送信する場合は、子機１はそのときだけ受信を行えばよいので、消費電力を抑制しバッテリーセービングできるという効果がある。

レピータ２を設置する際に、比較的狭い通信エリア（１台のレピータの電波が充分に届く程度のエリア）に複数のレピータ２をハブＨで接続して配置し、同じ通信エリアに属するレピータ２でグループを形成する。レピータ２のグループごとに空きレピータ情報を共有する構成としてもよい。このようなハブＨで接続されたレピータ２のグループを、ＬＡＮなどによって複数接続することによって、１チャネルの基本となるレピータ２を用いて、複数チャネルを有する任意の数の通信エリアからなる無線通信システム３０を、自在に構成することができる。

以上説明したとおり、本発明の無線通信システム３０によれば、無線通信装置１は通信を行うために通信チャネルを手動で切り替える必要がない。複数の通信チャネルが供給される通信エリアでは、１つの通信チャネルが使用中でも、自動で通信チャネルを切り替えて呼び出しを受けることができる。そして、レピータ２及び無線通信装置１を最小のＲＦ回路で構成することができる。

さらに、レピータ２が通信中であるか空き状態であるかの情報をサーバＳで一括して管理できるので、各レピータ２は他のレピータ２の状態が変化するたびに保持する情報を書き換える必要がなく、無線通信システム３０の変更が容易である。

また、サーバＳは、子機１の通信チャネル情報を格納し、レピータ２からサーバＳに子機１の通信チャネル情報を問い合わせると、サーバＳは子機１の通信チャネル情報を検索して返答する。その結果、子機１から呼び出しを行うときに、通信相手の子機１がどのレピータエリアに属しているかを指定する必要がない。

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

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

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

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

本発明の一実施の形態である無線システムの構成図である。 本発明の一実施の形態である無線通信装置のブロック図である。 本発明の一実施の形態であるレピータのブロック図である。 本発明の一実施の形態における空きレピータ情報の構成の例を示す図である。 本発明の一実施の形態における装置登録要求信号の構成の例を示す図である。 本発明の一実施の形態における空きレピータ情報の送信と通信チャネル切替を説明する図である。 本発明の一実施の形態における空きレピータ情報の通知手順を説明するシーケンス図である。 レピータの情報をサーバから取得する場合の空きレピータ情報の送信と通信チャネル切替を説明する図である。 レピータの情報をサーバから取得する場合の空きレピータ情報の通知手順を説明するシーケンス図である。 子機が切り替えた通信チャネルをサーバに登録する場合の空きレピータ情報の送信と通信チャネル切替を説明する図である。 子機が切り替えた通信チャネルをサーバに登録する場合の空きレピータ情報の通知手順を説明するシーケンス図である。 複数のレピータをＬＡＮのハブで接続する無線通信システムの例を示す図である。 レピータが保持する他のレピータの情報のデータ構造の例を示す図である。 サーバが保持するレピータの情報のデータ構造の例を示す図である。

符号の説明

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

Claims (13)

1. ネットワークで接続された複数のレピータと、当該レピータを経由して通信を行う無線通信装置を含む無線通信システムであって、
   前記複数のレピータはそれぞれ異なる無線周波数が割り当てられ、
   前記複数のレピータは、それぞれ
   前記複数のレピータのうち空き状態のレピータの情報を取得するレピータ情報取得手段と、
   当該レピータが前記割り当てられた無線周波数で通信中になった場合に、前記レピータ情報取得手段で取得した空き状態のレピータに対応する符号を含む空きレピータ情報を、前記割り当てられた無線周波数の、前記無線通信装置どうしが前記レピータを経由して通信する通信チャネルと同じ通信チャネルで送信する空きレピータ情報通知手段と、
   を備える、
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記複数のレピータは、それぞれ当該レピータが前記割り当てられた無線周波数で通信中になった場合に、前記ネットワークを介して、他のレピータに当該レピータが通信中であることを通知する通信状態通知手段を備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記無線通信システムは、前記複数のレピータが通信中か空き状態かの情報を格納する前記ネットワークに接続されたレピータ情報サーバを備え、
   前記通信状態通知手段は、当該レピータが割り当てられた無線周波数で通信中になった場合に、前記ネットワークを介して前記レピータ情報サーバに当該レピータが通信中であることを通知し、
   前記レピータ情報取得手段は、前記複数のレピータのうち空き状態のレピータの情報を前記レピータ情報サーバから取得する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
4. 前記無線通信装置は、前記空き状態のレピータに対応する符号を含む空きレピータ情報を受信した場合に、その空きレピータ情報に含まれる空き状態のレピータに対応する符号に対応するレピータに割り当てられた無線周波数に、無線信号を待ち受ける無線周波数を切り替えるチャネル切替手段を備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の無線通信システム。
5. 前記無線通信システムは、前記無線通信装置が待ち受ける無線周波数が割り当てられたレピータの情報を格納する前記ネットワークに接続された装置登録サーバを備え、
   前記無線通信装置は、前記空き状態のレピータに対応する符号を含む空きレピータ情報を受信した場合に、その空きレピータ情報に含まれる空き状態のレピータに対応する符号に対応するレピータに、当該無線通信装置を識別する符号を含む装置登録要求信号を送信する装置登録要求手段を備え、
   前記レピータは、前記無線通信装置から前記装置登録要求信号を受信した場合に、その無線通信装置を識別する符号と当該レピータを識別する符号とを含む装置登録情報を、前記装置登録サーバに送信する装置登録手段を備える、
   ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
6. 前記空きレピータ情報通知手段は、前記空きレピータ情報のうち、当該レピータと通信エリアが重複する前記レピータの空きレピータ情報のみを送信する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の無線通信システム。
7. 前記レピータ情報取得手段は、空きレピータ情報を通知する優先順を含めて、空き状態のレピータの情報を取得し、
   前記空きレピータ情報通知手段は、前記空きレピータ情報を通知する優先順に、前記空きレピータ情報を送信する、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の無線通信システム。
8. ネットワークで接続された複数のレピータと、当該レピータを経由して通信を行う無線通信装置を含む無線通信システムにおける、前記無線通信装置の通信チャネルを切り替える自動チャネル切替方法であって、
   前記複数のレピータは、それぞれ
   前記複数のレピータのうち空き状態のレピータの情報を取得するレピータ情報取得ステップと、
   当該レピータが割り当てられた無線周波数で通信中になった場合に、前記レピータ情報取得ステップで取得した空き状態のレピータに対応する符号を含む空きレピータ情報を、前記割り当てられた無線周波数の、前記無線通信装置どうしが前記レピータを経由して通信する通信チャネルと同じ通信チャネルで送信する空きレピータ情報通知ステップと、
   前記無線通信装置は、前記空き状態のレピータに対応する符号を含む空きレピータ情報を受信した場合に、その空きレピータ情報に含まれる空き状態のレピータに対応する符号に対応するレピータに割り当てられた無線周波数に、無線信号を待ち受ける無線周波数を切り替えるチャネル切替ステップを備える、
   ことを特徴とする自動チャネル切替方法。
9. 前記複数のレピータは、それぞれ当該レピータが前記割り当てられた無線周波数で通信中になった場合に、前記ネットワークを介して、他のレピータに当該レピータが通信中であることを通知する通信状態通知ステップを備えることを特徴とする請求項８に記載の自動チャネル切替方法。
10. 前記無線通信システムは、前記複数のレピータが通信中か空き状態かの情報を格納する前記ネットワークに接続されたレピータ情報サーバを備え、
    前記通信状態通知ステップは、当該レピータが割り当てられた無線周波数で通信中になった場合に、前記ネットワークを介して前記レピータ情報サーバに当該レピータが通信中であることを通知し、
    前記レピータ情報取得ステップは、前記複数のレピータのうち空き状態のレピータの情報を前記レピータ情報サーバから取得する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の自動チャネル切替方法。
11. 前記無線通信システムは、前記無線通信装置が待ち受ける無線周波数が割り当てられたレピータの情報を格納する前記ネットワークに接続された装置登録サーバを備え、
    前記チャネル切替ステップは、前記空き状態のレピータに対応する符号を含む空きレピータ情報を受信した場合に、その空きレピータ情報に含まれる空き状態のレピータに対応する符号に対応するレピータに、当該無線通信装置を識別する符号を含む装置登録要求信号を送信する装置登録要求ステップを含み、
    前記レピータは、前記無線通信装置から前記装置登録要求信号を受信した場合に、その無線通信装置を識別する符号と当該レピータを識別する符号とを含む装置登録情報を、前記装置登録サーバに送信する装置登録ステップを備える、
    ことを特徴とする請求項８に記載の自動チャネル切替方法。
12. 前記空きレピータ情報通知ステップは、前記空きレピータ情報のうち、当該レピータと通信エリアが重複する前記レピータの空きレピータ情報のみを送信する、ことを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれかに記載の自動チャネル切替方法。
13. 前記レピータ情報取得ステップは、空きレピータ情報を通知する優先順を含めて、空き状態のレピータの情報を取得し、
    前記空きレピータ情報通知ステップは、前記空きレピータ情報を通知する優先順に、前記空きレピータ情報を送信する、
    ことを特徴とする請求項８乃至請求項１２のいずれかに記載の自動チャネル切替方法。

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