JP4926080B2

JP4926080B2 - 無線通信システム及び移動局

Info

Publication number: JP4926080B2
Application number: JP2008000248A
Authority: JP
Inventors: 大樹森
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-01-07
Filing date: 2008-01-07
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2028-01-07
Also published as: JP2009164863A

Description

本発明は、基地局と移動局とを無線回線で接続する無線通信システム及び移動局に関する。

従来における基地局と移動局とを無線回線で接続する無線通信システムでは、基地局から移動局へ通信する周波数と移動局から基地局へ通信する周波数は異なっており、さらに移動局間で直接通信するときの周波数も異なっている。このとき、移動局が基地局経由の移動局間通信用チャネルに設定している場合は、移動局間の直接通信用周波数の信号を受信することができず、移動局が移動局間の直接通信用チャネルに設定している場合は、基地局経由の移動局間通信用周波数の信号を受信することができない。移動局が基地局の電波の届かないエリア（以下、圏外という）に所在するなどのときに移動局間の直接通信を行いたい場合には、手動で移動局間の直接通信用チャネルに切り替える必要があると言う問題があった。そのため、基地局経由の移動局間通信用チャネルの設定と移動局間の直接通信用チャネルの設定を変更するには、手動による変更操作が必要であった。

このような問題の対策として、子機間通信中に親機を介した信号と子機間直接通信の信号の品質を比較し、品質が良い方に切り替える方式がある（例えば、特許文献１参照）。また、直接通信用制御チャネルと基地局通信用制御チャネルとを自動的に切り替え、接続可能な方のチャネルを利用する方法がある（例えば、特許文献２、３参照）。

特開平１０−２３５１５号公報特開２００３−１１１１３９号公報特開２００３−１９９１６６号公報

特許文献１では、品質が良い方に切り替えて通信を利用しているが、通信中に切り替えを行うものであり、通信の待ち受け時に行う旨の記載はされていない。また、特許文献２、３では、制御チャネルを自動的に切り替えて接続可能なチャネルを利用しているが、通信状態の良い方を選択できないという問題がある。

本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、基地局経由の移動局間通信用チャネルの設定と移動局間の直接通信用チャネルの設定を変更するときに、手動による変更操作をすることなく簡単な構成により両方のチャネルでの通信が可能な移動局を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明による無線通信システムは、送信側移動局から送信された信号を基地局経由の移動局間通信チャネルで受信し、送信側移動局から送信された信号を移動局間の直接通信チャネルで受信する受信側移動局を含む無線通信システムであって、受信側移動局は、基地局経由の移動局間通信では、基地局から受信側移動局への下り方向の移動局間通信チャネルで受信し、移動局間直接通信では、直接通信チャネルで受信し、受信側移動局は待ち受け時に、移動局間通信チャネルと直接通信チャネルによる信号の受信の有無を周期的に交互に確認し、送信側移動局は、基地局の通信圏内での所在の有無を示すフラグ情報を送信信号とともに送信し、受信側移動局は、基地局の通信圏外に所在する送信側移動局からの信号は移動局間の直接通信チャネルを用いて受信し、基地局の通信圏内に所在する送信側移動局からの信号は基地局経由の移動局間通信チャネルを用いて受信することを特徴とする。

本発明によると、受信側移動局は、基地局経由の移動局間通信では、基地局から受信側移動局への下り方向の移動局間通信チャネルで受信し、移動局間直接通信では、直接通信チャネルで受信し、受信側移動局は待ち受け時に、移動局間通信チャネルと直接通信チャネルによる信号の受信の有無を周期的に交互に確認し、送信側移動局は、基地局の通信圏内での所在の有無を示すフラグ情報を送信信号とともに送信し、受信側移動局は、基地局の通信圏外に所在する送信側移動局からの信号は移動局間の直接通信チャネルを用いて受信し、基地局の通信圏内に所在する送信側移動局からの信号は基地局経由の移動局間通信チャネルを用いて受信するため、基地局経由の移動局間通信チャネルの設定と移動局間の直接通信チャネルの設定を変更するときに、手動による変更操作をすることなく簡単な構成により両方のチャネルでの通信が可能である。

本発明の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。

まず初めに、本発明の前提となる技術について説明する。

図６は、本発明の前提となる基地局と移動局とを無線回線で接続する無線通信システムの構成図である。図６に示すように、基地局１１と移動局１２との通信には、移動局から基地局方向の上り周波数ｆｕと、基地局から移動局方向の下り周波数ｆｄとの２種類の周波数を利用して通信を行っている。基地局１１を経由して移動局１２間で通信を行う場合は、移動局１２は基地局１１に対して周波数ｆｕで信号を送信し、周波数ｆｕの信号を受信した基地局１１は移動局１２に対して周波数ｆｄで信号を送信する。移動局１２は、基地局１１から周波数ｆｄの信号を受信する。

また、基地局１１を経由せずに移動局間で通信を行う直接通信を行う場合は、周波数ｆｕおよびｆｄとは異なる直接通信用周波数ｆａを利用して通信を行っている。このとき、移動局１２間での信号の送受信には、周波数ｆａの信号を用いている。

しかし、移動局１２が基地局１１を経由する移動局間通信チャネルに設定している場合は、移動局１２間の直接通信用周波数ｆａの信号を受信することができず、移動局１２が移動局１２間の直接通信用チャネルに設定している場合は、基地局１１経由の移動局間通信用周波数ｆｄを受信することができないという問題がある。

本発明は、上記の問題を解決し、基地局経由の移動局間通信チャネルと移動局間の直接通信チャネルとの両方の信号を受信し、どちらの通信を利用するのかを選択して自動的に切り替えることが可能であり、以下に順に説明する。

〈実施形態１〉
図１は、本発明の実施形態１による基地局１１と移動局１２とを無線回線で接続する無線通信システムの構成図である。図１に示すように、移動局１２と基地局１１とが無線回線で接続されている。基地局１１を経由して移動局１２間で通信を行う場合は、移動局１２から基地局１１に対しては上り周波数ｆｕ（第１の周波数）、基地局１１から移動局１２に対しては下り周波数ｆｄ（第２の周波数）という２種類の周波数の信号を使用して通信を行っている。信号を送信する移動局１２は周波数ｆｕの信号を送信し、周波数ｆｕの信号を受信した基地局１１は移動局１２に対して周波数ｆｄの信号を送信する。移動局１２は、基地局１１から送信された周波数ｆｄの信号を受信する。

一方、移動局１２間で直接通信を行う場合は、送信側の移動局１２から受信側の移動局１２に対しては周波数ｆｕの信号を送信する。周波数ｆｕの信号を受信した受信側の移動局１２は送信側の移動局１２に対して周波数ｆｕの信号を送信する。送信側の移動局１２は、受信側の移動局１２から送信された周波数ｆｕの信号を受信する。

このように、移動局１２が基地局１１経由の移動局間通信および移動局１２間の直接通信を行う場合には、送信するときは周波数ｆｕの信号を使用するが、受信するときは周波数ｆｕ、ｆｄの信号を受信する必要がある。

図２は、本発明の実施形態１による移動局１２の受信処理のフローチャートである。図２において、移動局１２が他の移動局１２から送信される信号の待ち受けを行うときは、ステップ２１のＳＴＡＲＴから待ち受け処理を開始するものとする。

ステップ２２では、待ち受け処理開始後に移動局１２から基地局１１に対する上り周波数ｆｕの信号の受信の有無を確認する。周波数ｆｕの信号の受信が確認されない場合はステップ２３に移行する。受信が確認されるとステップ２４に移行し、ステップ２４にて周波数ｆｕの信号を受信して通信を行う。通信終了後、ステップ２６にて再度ステップ２１に戻り、改めてステップ２２にて周波数ｆｕの信号の受信を確認する。

ステップ２３では、基地局１１から移動局１２に対する下り周波数ｆｄの信号の受信の有無を確認する。周波数ｆｄの信号の受信が確認されるとステップ２５に移行し、ステップ２５にて周波数ｆｄの信号を受信して通信を行う。通信終了後、ステップ２６にて再度ステップ２１に戻り、改めてステップ２２にて周波数ｆｕの信号の受信を確認する。ステップ２３にて受信が確認されない場合はステップ２２に戻って再度周波数ｆｕの信号の受信を確認する。

以上のことから、移動局１２から基地局１１に対する上り周波数ｆｕの信号と、基地局１１から移動局１２に対する下り周波数ｆｄの信号との受信を待ち受け時に交互に確認することによって、移動局１２でチャネルの切り替え操作を手動ですることなく、基地局１１経由の移動局間通信用チャネルと移動局１２間の直接通信用チャネルとの両方での通信が可能となる。

〈実施形態２〉
本実施形態２では、送信側の移動局１２が圏内または圏外のいずれに所在しているのかを確認し、圏内または圏外に対応する通信を行うことを特徴としている。このようにすることによって、移動局１２が基地局１１からの電波の届かないエリアに所在する場合であっても、移動局１２間で直接通信することによって移動局１２をトランシーバ代わりに使用することができる。

送信側の移動局１２が基地局１１の圏内に所在する場合では、受信側の移動局１２は基地局１１を経由する信号を受信すればよい。一方、送信側の移動局１２が基地局の圏外に所在する場合では、受信側の移動局１２は基地局１１を経由する信号を受信することができないため、移動局１２間で互いに直接通信する必要がある。

図３は、本発明の実施形態１による品質の良い通信と品質の悪い通信とを受信することを示す図である。図３に示すように、送信移動局３２は基地局３１に対して上り周波数ｆｕの信号を、受信移動局３３に対して周波数ｆｕの信号を送信している。受信移動局３３は、基地局３１から下り周波数ｆｄの信号を、送信移動局３２から上り周波数ｆｕの信号を受信している。移動局３２、３３は、基地局３１の通信圏内に所在するものとする。

実施形態１にて説明したように、受信移動局３３は、基地局３１からの周波数ｆｄの信号と送信移動局３２からの周波数ｆｕの信号との両方の信号を受信することが可能となった。しかし、図３に示すように、基地局３１経由で送信される周波数ｆｄの信号よりも送信移動局３２から送信される周波数ｆｕの信号の方が品質が悪い場合において、受信移動局３３が品質の悪い周波数ｆｕの信号を先に受信すると、基地局３１経由で送信される周波数ｆｄの信号の方が良いにも関わらず受信できない。従って、品質の悪い周波数ｆｕの信号を受信することになる。

このようなことから、基地局１１の通信圏外に所在する送信側の移動局１２からは周波数ｆｕで送信される信号を受信し、基地局１１の通信圏内に所在する送信側の移動局１２からは基地局１１経由の周波数ｆｄの信号を受信することによって、実施形態１よりも品質の良い信号の受信が可能となる。

図４は、本発明の実施形態２による移動局１２の受信処理のフローチャートである。図４において、送信側の移動局１２は自局が基地局１１の通信圏内または圏外のいずれに所在するのかを判定する。基地局１１の通信圏外に所在する場合、送信側の移動局１２は送信データ内に圏外フラグを「あり（圏外）」に設定して送信するものとする。一方、基地局１１の通信圏内に所在する場合、送信側の移動局１２は送信データ内に圏外フラグを「なし（圏内）」に設定して送信するものとする。すなわち、送信側の移動局１２は、基地局１１の通信圏内での所在の有無の情報を送信信号とともに送信している。また、受信側の移動局１２が他の移動局１２から送信される信号の待ち受けを行うときは、ステップ２１のＳＴＡＲＴから待ち受け処理を開始するものとする。

ステップ４１では、待ち受け処理開始後に移動局１２から基地局１１に対する上り周波数ｆｕの信号の受信の有無を確認する。周波数ｆｕの信号の受信が確認されない場合はステップ４３に移行する。受信が確認されるとステップ４４に移行する。

ステップ４３では、基地局１１から移動局１２に対する下り周波数ｆｄの信号の受信の有無を確認する。周波数ｆｄの信号の受信が確認されるとステップ４６に移行し、ステップ４６にて周波数ｆｄの信号を受信して通信を行う。通信終了後、ステップ４７にて再度ステップ４１に戻り、改めてステップ４２にて周波数ｆｕの信号の受信を確認する。ステップ４３にて受信が確認されない場合は、ステップ４２に戻って再度周波数ｆｕの信号の受信を確認する。

ステップ４４では、送信側の移動局１２から送信されたデータ内の圏外フラグを確認する。このとき、受信側の移動局１２も自局が基地局１１の通信圏内であることを確認する。圏外フラグが「あり（圏外）」の場合は、ステップ４５に移行し、送信側の移動局１２から送信された周波数ｆｕの信号を受信して通信を行う。通信終了後、ステップ４７にて再度ステップ４１に戻り、改めてステップ４２にて周波数ｆｕの信号の受信を確認する。

一方、圏外フラグが「なし（圏内）」の場合は、ステップ４６に移行し、基地局１１経由で送信された周波数ｆｄの信号を受信して通信を行う。通信終了後、ステップ４７にて再度ステップ４１に戻り、改めてステップ４２にて周波数ｆｕの信号の受信を確認する。

以上のことから、送信側の移動局１２は基地局１１の通信圏内での所在の有無の情報を送信信号とともに送信しているので、送信側の移動局１２から送信されるデータ内に圏外フラグを設定して送信することによって受信側の移動局１２にて圏内または圏外の判定を行うことができ、圏内または圏外に対応したチャネルを自動的に選択して通信するので、より品質の良い信号を受信することが可能となる。

〈実施形態３〉
本実施形態３では、移動局１２から基地局１１経由で送信される信号の電界と移動局１２間での直接通信の信号の電界とを比較し、通信品質の良い方を選択して通信することを特徴としている。

実施形態２では、移動局１２間での直接通信では通信品質が悪く、基地局１１経由の通信では通信品質が良くなる場合について説明した。しかし実際には、送信側の移動局１２と受信側の移動局１２とが基地局１１の通信圏内に所在する場合であっても、基地局１１経由の方が通信品質が良い場合と移動局１２間での直接通信の方が通信品質が良い場合とがある。そのため、基地局１１の通信圏内であっても、受信側の移動局１２にて基地局１１経由の通信品質と移動局１２間での直接通信の通信品質とを比較して通信品質の良い方の信号を選択すれば、より良い品質の通信が可能となる。

図５は、本発明の実施形態３による移動局１２の受信処理のフローチャートである。図５において、送信側の移動局１２は自局が基地局１１の通信圏内または圏外のいずれに所在するのかを判定する。基地局１１の通信圏外に所在する場合、送信側の移動局１２は送信データ内に圏外フラグを「あり（圏外）」に設定して送信するものとする。一方、基地局１１の通信圏内に所在する場合、送信側の移動局１２は送信データ内に圏外フラグを「なし（圏内）」に設定して送信するものとする。すなわち、送信側の移動局１２は、基地局１１の通信圏内での所在の有無の情報を送信信号とともに送信している。また、受信側の移動局１２が他の移動局１２から送信される信号の待ち受けを行うときは、ステップ５１のＳＴＡＲＴから待ち受け処理を開始するものとする。

ステップ５１では、待ち受け処理開始後に移動局１２から基地局１１に対する上り周波数ｆｕの信号の受信の有無を確認する。周波数ｆｕの信号の受信が確認されない場合はステップ５３に移行する。受信が確認されるとステップ５６に移行する。

ステップ５３では、基地局１１から移動局１２に対する下り周波数ｆｄの信号の受信の有無を確認する。周波数ｆｄの信号の受信が確認されるとステップ６０に移行し、ステップ６０にて周波数ｆｄの信号を受信して通信を行う。通信終了後、ステップ６１にて再度ステップ５１に戻り、改めてステップ５２にて周波数ｆｕの信号の受信を確認する。ステップ５３にて受信が確認されない場合はステップ５４に移行し、ステップ５４にて周波数ｆｄの信号の電界計測を行い、電界計測の結果をステップ５５にて記憶する。

ステップ５６では、送信側の移動局１２から送信されたデータ内の圏外フラグを確認する。このとき、受信側の移動局１２も自局が基地局１１の通信圏内であることを確認する。圏外フラグが「あり（圏外）」の場合は、ステップ５９に移行し、送信側の移動局１２から送信された周波数ｆｕの信号を受信して通信を行う。通信終了後、ステップ６１にて再度ステップ５１に戻り、改めてステップ５２にて周波数ｆｕの信号の受信を確認する。

また、圏外フラグが「なし（圏内）」の場合は、ステップ５７に移行し、ステップ５７にて送信側の移動局１２から送信された周波数ｆｕの信号の電界を計測する。

ステップ５７での計測の結果、周波数ｆｕの信号の電界が予め設定した閾値以上であれば、送信側の移動局１２との直接通信の方が通信品質が良いと判断し、ステップ５９にて送信側の移動局１２から送信された周波数ｆｕの信号を受信して通信を行う。通信終了後、ステップ６１にて再度ステップ５１に戻り、改めてステップ５２にて周波数ｆｕの信号の受信を確認する。一方、周波数ｆｕの信号の電界が予め設定した閾値未満であれば、ステップ５８に移行する。

ステップ５８では、ステップ５５にて記憶した周波数ｆｄの電界を、予め設定した閾値と比較する。ステップ５８にて周波数ｆｄが予め設定した閾値以上であれば、基地局１１経由で受信した信号の方が通信品質が良いと判断し、ステップ６０にて周波数ｆｄの信号を受信して通信を行う。通信終了後、ステップ６１にて再度ステップ５１に戻り、改めてステップ５２にて周波数ｆｕの信号の受信を確認する。

一方、ステップ５８において、周波数ｆｄが予め設定した閾値未満であれば、送信側の移動局１２との直接通信の方が通信品質が良いと判断し、ステップ５９にて送信側の移動局１２から送信された周波数ｆｕの信号を受信して通信を行う。通信終了後、ステップ６１にて再度ステップ５１に戻り、改めてステップ５２にて周波数ｆｕの信号の受信を確認する。

以上のことから、受信側の移動局１２は移動局１２間での直接通信用チャネルの信号の電界と基地局１１経由の移動局１２間の通信用チャネルの信号の電界とを計測し、受信側の移動局１２は基地局１１の通信圏外に所在する移動局からの信号を移動局１２間での直接通信用チャネルを用いて受信し、基地局１１の通信圏内に所在する移動局１２からの信号は、電界の計測結果に基づいて移動局１２間での直接通信用チャネルと基地局１１経由の移動局１２間の通信用チャネルとを選択して受信することが可能となり、基地局１１の通信圏内であっても通信品質の良い方に自動的にチャネル切り替えするため、より良い品質の信号を受信することができる。

本発明の活用例として、基地局と移動局とを無線回線で接続する業務用の無線通信システムに利用できる。

本発明の実施形態１による基地局と移動局とを無線回線で接続する無線通信システムの構成図である。本発明の実施形態１による移動局の受信処理のフローチャートである。本発明の実施形態１による品質の良い通信と品質の悪い通信とを受信することを示す図である。本発明の実施形態２による移動局の受信処理のフローチャートである。本発明の実施形態３による移動局の受信処理のフローチャートである。本発明の前提となる基地局と移動局とを無線回線で接続する無線通信システムの構成図である。

符号の説明

１１基地局、１２移動局、３１基地局、３２送信移動局、３３受信移動局。

Claims

送信側移動局から送信された信号を基地局経由の移動局間通信チャネルで受信し、前記送信側移動局から送信された信号を移動局間の直接通信チャネルで受信する受信側移動局を含む無線通信システムであって、
前記受信側移動局は、基地局経由の移動局間通信では、前記基地局から前記受信側移動局への下り方向の前記移動局間通信チャネルで受信し、
移動局間直接通信では、前記直接通信チャネルで受信し、
前記受信側移動局は待ち受け時に、前記移動局間通信チャネルと前記直接通信チャネルによる信号の受信の有無を周期的に交互に確認し、
前記送信側移動局は、前記基地局の通信圏内での所在の有無を示すフラグ情報を送信信号とともに送信し、
前記受信側移動局は、前記基地局の通信圏外に所在する前記送信側移動局からの信号は前記移動局間の直接通信チャネルを用いて受信し、前記基地局の通信圏内に所在する前記送信側移動局からの信号は前記基地局経由の移動局間通信チャネルを用いて受信することを特徴とする、無線通信システム。
送信側移動局から送信された信号を基地局経由の移動局間通信チャネルで受信し、前記送信側移動局から送信された信号を移動局間の直接通信チャネルで受信する受信側移動局を含む無線通信システムであって、
前記受信側移動局は、基地局経由の移動局間通信では、前記基地局から前記受信側移動局への下り方向の前記移動局間通信チャネルで受信し、
移動局間直接通信では、前記直接通信チャネルで受信し、
前記受信側移動局は待ち受け時に、前記移動局間通信チャネルと前記直接通信チャネルによる信号の受信の有無を周期的に交互に確認し、
前記送信側移動局は、前記基地局の通信圏内での所在の有無を示すフラグ情報を送信信号とともに送信し、
前記受信側移動局は、前記移動局間の直接通信チャネルの信号の電界と前記基地局経由の移動局間通信チャネルの信号の電界とを計測し、
前記受信側移動局は、前記基地局の通信圏外に所在する前記送信側移動局からの信号は前記移動局間の直接通信チャネルを用いて受信し、前記基地局の通信圏内に所在する前記送信側移動局からの信号は、前記計測結果に基づいて前記移動局間の直接通信チャネルと前記基地局経由の移動局間通信チャネルとを選択して受信することを特徴とする、無線通信システム。
送信側移動局から送信された信号を基地局経由の移動局間通信チャネルで受信し、前記送信側移動局から送信された信号を移動局間の直接通信チャネルで受信する移動局において、
前記移動局は、基地局経由の移動局間通信では、前記基地局からの下り方向の移動局間通信チャネルで受信し、
移動局間直接通信では、前記直接通信チャネルで受信し、
待ち受け時に前記移動局間通信チャネルと前記直接通信チャネルによる信号の受信の有無を周期的に交互に確認し、
前記送信側移動局は、前記基地局の通信圏内での所在の有無を示すフラグ情報を送信信号とともに送信し、
前記移動局は、前記基地局の通信圏外に所在する前記送信側移動局からの信号は前記移動局間の直接通信チャネルを用いて受信し、前記基地局の通信圏内に所在する前記送信側移動局からの信号は前記基地局経由の移動局間通信チャネルを用いて受信することを特徴とする、移動局。