JP4986765B2 - Wireless communication system - Google Patents
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Description
本発明は、例えば列車無線システムなどの無線通信システムに関し、特に、広い通信エリアの確保と適切な周波数選択を実現する無線通信システムに関する。 The present invention relates to a radio communication system such as a train radio system, and more particularly, to a radio communication system that realizes securing a wide communication area and selecting an appropriate frequency.
例えば列車無線システムなどの移動無線通信システムでは、サービスエリアが線上に長く、また、移動局装置が決められた範囲から外れない場合に、複数の基地局装置で1通話をサービスする形態がある。
このようなサービス形態において、仮に、全ての基地局装置で同一の周波数を使用すると、複数の基地局装置から移動局装置への下り電波が互いに干渉して、通話不可能な区間が生じてしまう。
これを解消するために、2つの周波数を下り電波に割り当てて、隣接する基地局装置同士で互いに異なる周波数を使用することにより、電波干渉を避けることが行われている。この場合、移動局装置は、一例として、2つの無線機を設備する必要があり、他の一例として、受信レベルを監視してしきい値以下となった場合に周波数を変更する必要がある。
For example, in a mobile radio communication system such as a train radio system, there is a mode in which one call is serviced by a plurality of base station apparatuses when the service area is long on the line and the mobile station apparatus does not deviate from the determined range.
In such a service configuration, if the same frequency is used in all base station apparatuses, downlink radio waves from a plurality of base station apparatuses interfere with each other, resulting in a section where communication is impossible. .
In order to solve this problem, radio interference is avoided by assigning two frequencies to downlink radio waves and using different frequencies between adjacent base station apparatuses. In this case, the mobile station device needs to be equipped with two radio devices as an example, and as another example, the frequency needs to be changed when the reception level is monitored and becomes equal to or less than a threshold value.
これらの方法のうち、2つの無線機を設備する手段を用いる場合には、設備が2倍になるため、コストやスペースにおいて許容されないケースが存在する。特に、業務用の移動通信システムでは、地上局の数量に対して、移動局装置の数量が多く且つ取り付けスペースを確保できないケースが多いため、他方の手段である1つの無線機でしきい値により周波数を切り替えるような簡易な手段を用いる場合が多い。
更に、エリアの両端や建物の影等のように十分な受信レベルが得られない場所についても通信エリアとしたいという事情がある上に、最悪ケースでも雑音や干渉や歪みが混ざっても音声が聞こえる方がより好まれるため、しきい値を高く上げることが難しい。
Among these methods, in the case of using means for installing two radio devices, the number of facilities is doubled, so there are cases where the cost and space are not allowed. In particular, in commercial mobile communication systems, the number of mobile station devices is large relative to the number of ground stations, and there are many cases in which a mounting space cannot be secured. In many cases, a simple means for switching the frequency is used.
In addition, there is a situation that you want to make a communication area even in places where sufficient reception level is not obtained such as both ends of the area or shadows of buildings, and in the worst case you can hear audio even if noise, interference or distortion is mixed It is difficult to raise the threshold value higher because it is preferred.
図3には、移動無線通信システムの構成例を示してある。
なお、図3では、説明の便宜上から、後述する実施例で参照する図1に示されるものと概略的に同様な構成部については同一の符号を付してあるが、ここでは、本発明を不要に限定する意図は無い。
回線制御装置1は、様々な呼制御や回線制御を行う。図3では、送話の回路を示してある。音声を入力するマイク11から入力される音声をアンプ(増幅器)12で増幅し、音声帯域外(一般に電話回線で300Hz以下)を遮断する低域濾波器13で低域への影響を除外する。一方、電波干渉が生じた場合にビートを低減するための低周波トーン信号をトーン発生器14から発生し、高域濾波器15で音声帯域外への影響を除外する。そして、低域濾波器13からの音声信号と高域濾波器15からの低周波トーン信号を合成して、各基地局装置2a、2b、2dへ送信する。
FIG. 3 shows a configuration example of the mobile radio communication system.
In FIG. 3, for the sake of convenience of explanation, the same reference numerals are given to components that are substantially the same as those shown in FIG. There is no intention to limit it to unnecessary.
The line control device 1 performs various call control and line control. FIG. 3 shows a transmission circuit. The voice input from the
各基地局装置2a、2b、2dは、同様な構成を有しており、各々、カバーエリアを持っている。回線制御装置1から受信した信号を高域濾波器21a〜21cと低域濾波器24a〜24cでそれぞれ音声信号と低周波トーン信号に分離し、音声信号はアンプ(増幅器)22a〜22cで増幅され、低周波トーン信号はアンプ(増幅器)25a〜25cで増幅される。そして、これらの音声信号及び低周波トーン信号は、送信回路23a〜23cで高周波信号へ変換された後に、アンテナ26a〜26cから空間へ送出(無線送信)される。
Each
このとき、仮に、全ての基地局装置2a、2b、2dが同じ周波数を使用しているとすると、その間の区間では電波干渉が発生して通話が困難になる。例えば携帯電話システムなどのように、潤沢な周波数資源を使用することができるシステムでは、周波数を3つ乃至4つ使用して隣接する基地局装置同士の電波干渉を防いでいる。
At this time, if all the
しかしながら、例えば列車無線システムのように線上にエリアを構築するようなシステムでは、その構成上、2波の繰り返しでのシステム構築を実行することがある。このような場合には、基地局装置は一つ飛びに周波数を共用する。この方法では、次隣接(一つ飛び)の干渉はあるが、極めて大きな干渉を起こす隣接基地局装置同士の干渉を防ぐことができ、次隣接基地局装置との干渉エリアでは周波数を変更することができるため、比較的品質の良い回線を提供することができる。図3の例では、基地局装置2a及び基地局装置2dが同一の周波数(f1)を使用しており、基地局装置2bが異なる周波数(f2)を使用している。
However, a system that constructs an area on a line, such as a train radio system, may execute system construction by repeating two waves due to its configuration. In such a case, the base station apparatus shares a single frequency. In this method, although there is interference of the next adjacent (one jump), it is possible to prevent interference between adjacent base station devices causing extremely large interference, and change the frequency in the interference area with the next adjacent base station device. Therefore, a relatively high quality line can be provided. In the example of FIG. 3, the
エリア内の移動局装置4では、基地局装置2a、2b、2dから送出される信号をアンテナ31で受信し、受信信号を検波回路32により音声へ復調する。このとき、使用する受信周波数はCPU(Central Processing Unit)101により決定され、待ち受け時にはCPU101が定期的に周波数を変更して着信の有無を判断している。
一方、一度着信を検出すると、その受信音声は音声増幅回路33により増幅され、スイッチ(SW)37を経由してスピーカ38から放送される。スイッチ37はCPU101により制御され、その開閉はTSQ検出部34による検出結果及びNSQ検出部35による検出結果に基づいて双方で「着信有り」を認識した場合を根拠に行われる。つまり、TSQとNSQの両方で着信があると判断される場合に、スイッチ37が閉じられて(オンにされて)音声がスピーカ38から出力され、他の場合にはスイッチ37が開けられて(オフにされて)スピーカ38からの出力が遮断される。
In the mobile station device 4 in the area, signals transmitted from the
On the other hand, once the incoming call is detected, the received voice is amplified by the
ここで、TSQ検出では、復調信号内に予め決められたトーン信号があることを根拠に正しく電波を受信していることを検出する処理が行われ、また、NSQ検出では、復調信号内の雑音の度合いを観測し、雑音低下をもって電波を受信していることを検出する処理が行われる。
なお、一般には、TSQを使用するか否かは、システムや事業者等によって異なる。
Here, in TSQ detection, a process of detecting that radio waves are correctly received based on the presence of a predetermined tone signal in the demodulated signal is performed. In NSQ detection, noise in the demodulated signal is detected. And a process of detecting reception of radio waves with noise reduction is performed.
In general, whether or not to use TSQ differs depending on the system, the operator, and the like.
このようなシステムにおいて、例えば基地局装置2aの付近に移動局装置4が存在していて、基地局装置2bのエリアへ移動する場合、その進行に伴い移動局装置4の受信レベルは低下していき、NSQ検出により「受信無し」(着信検出オフ)をCPU101が判定し、検波回路32に対して周波数切替を行う。
一般に、NSQは受信エリアを広くするために、極めて微弱な電波でも着信を検出するようにする。このNSQの判定を高くすることは技術的に困難であるとともに、受信エリアを狭めてしまう。また、TSQはトーンという明快な判定根拠があるものの、その信号強度までは判定できない。
In such a system, for example, when the mobile station device 4 exists in the vicinity of the
In general, NSQ detects incoming calls even with extremely weak radio waves in order to widen the reception area. It is technically difficult to increase the determination of NSQ, and the reception area is narrowed. Further, although TSQ has a clear determination basis of tone, it cannot determine the signal strength.
上述のように、従来の移動無線通信システムでは、移動局装置4は、通話にはいったタイミングで選択した基地局装置(例えば、基地局装置2a)の電波がしきい値を下回るまで、隣接基地局装置(例えば、基地局装置2b)の電波が十分であっても切り替えることができなかった。このため、移動局装置4は、次隣接基地局装置(例えば、基地局装置2d)との干渉によって通信に困難が生じている状態であっても、その基地局装置(例えば、基地局装置2a)を選択し続けてしまう。一方、しきい値を上げると、弱電界の地域では全く通信ができなくなってしまうという欠点を抱えている。
このように、従来の技術では、広いエリアの確保と適切な周波数選択との間にトレードオフの関係があるという問題があった。
As described above, in the conventional mobile radio communication system, the mobile station device 4 keeps the adjacent base station until the radio wave of the base station device (for example, the
Thus, the conventional technique has a problem that there is a trade-off relationship between securing a large area and selecting an appropriate frequency.
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、広い通信エリアの確保と適切な周波数選択を実現す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。 The present invention has been made in view of such conventional circumstances, and an object of the present invention is to provide a wireless communication system capable of ensuring a wide communication area and selecting an appropriate frequency.
上記目的を達成するため、本発明では、複数の基地局装置と移動局装置が無線により通信する無線通信システムにおいて、次のような構成とした。
すなわち、前記複数の基地局装置は、それぞれ、基地局無線通信手段を備えている。この基地局無線通信手段は、隣接する基地局装置では異なる周波数を無線通信に使用するとともに、一つ飛び(次隣接)の基地局装置では同一の周波数を無線通信に使用するように、2つの異なる周波数が交互に割り当てられている。
また、前記複数の基地局装置のうちの1つ以上は、トーン信号位相制御手段を備えている。このトーン信号位相制御手段は、同一の周波数を無線通信に使用する一つ飛びの基地局装置では前記移動局装置に対して前記基地局無線通信手段により無線送信するトーン信号の位相を反転させるように、前記トーン信号の位相を制御する。
前記移動局装置は、移動局無線通信手段と、トーン信号検出手段と、周波数切替制御手段を備えている。移動局無線通信手段は、前記2つの異なる周波数を切り替えて使用することが可能である。トーン信号検出手段は、前記移動局無線通信手段により受信された信号に含まれる前記トーン信号の有無を検出する。周波数切替制御手段は、前記トーン信号検出手段により前記トーン信号の無状態が検出された場合(つまり、前記トーン信号が検出されなかった場合)には、前記移動局無線通信手段により無線通信に使用する周波数を切り替える。
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration in a radio communication system in which a plurality of base station apparatuses and mobile station apparatuses communicate by radio.
That is, each of the plurality of base station apparatuses includes a base station wireless communication unit. The base station wireless communication means uses two frequencies so that adjacent base station apparatuses use different frequencies for wireless communication, and one skipped (next adjacent) base station apparatus uses the same frequency for wireless communication. Different frequencies are assigned alternately.
In addition, one or more of the plurality of base station apparatuses include tone signal phase control means. This tone signal phase control means reverses the phase of a tone signal transmitted wirelessly by the base station wireless communication means to the mobile station apparatus in a single base station apparatus that uses the same frequency for wireless communication. In addition, the phase of the tone signal is controlled.
The mobile station apparatus includes mobile station radio communication means, tone signal detection means, and frequency switching control means. The mobile station wireless communication means can switch between the two different frequencies for use. The tone signal detecting means detects the presence / absence of the tone signal included in the signal received by the mobile station wireless communication means. The frequency switching control means is used for radio communication by the mobile station radio communication means when the tone signal detection means detects the absence of the tone signal (that is, when the tone signal is not detected). Switch the frequency to be used.
従って、一つ飛びの2つの基地局装置から無線送信されるトーン信号の位相が反転させられることにより、これら2つの基地局装置からの電波が干渉するエリアすなわちこれら2つの基地局装置の間にある基地局装置からの電波が強いエリアでは、これら2つの基地局装置からのトーン信号が打ち消されて検出されない状態となり、例えば、移動局装置は、これら2つの基地局装置のいずれかとその周波数を使用して無線通信している状態から、これら2つの基地局装置の間にある基地局装置の周波数を無線通信に使用するように切り替えることすなわちこれら2つの基地局装置の間にある基地局装置と無線通信するように切り替えることができる。これにより、例えば、従来と比べて、広い通信エリアの確保と適切な周波数選択を実現することができる。 Therefore, the phase of the tone signal transmitted wirelessly from two skipped base station apparatuses is reversed, so that an area where radio waves from these two base station apparatuses interfere, that is, between these two base station apparatuses. In an area where the radio wave from a certain base station apparatus is strong, the tone signals from these two base station apparatuses are canceled and are not detected. For example, the mobile station apparatus determines one of these two base station apparatuses and its frequency. Switching from the state of wireless communication using the base station device between these two base station devices to use the frequency for wireless communication, that is, the base station device between these two base station devices Can be switched to wireless communication. Thereby, for example, it is possible to realize a wide communication area and appropriate frequency selection as compared with the conventional case.
ここで、基地局装置の数や、移動局装置の数としては、それぞれ、種々な数が用いられてもよい。
また、複数の基地局装置は、例えば、移動局装置の移動経路に沿って並べられて配置され、移動局装置は移動経路を移動するに従って通信相手とする基地局装置を順次変更して行く。
Here, various numbers may be used as the number of base station apparatuses and the number of mobile station apparatuses, respectively.
In addition, the plurality of base station apparatuses are arranged, for example, along the movement path of the mobile station apparatus, and the mobile station apparatus sequentially changes the base station apparatus as a communication partner as the movement path moves.
また、トーン信号としては、種々な信号が用いられてもよく、例えば、移動局装置において本来の通信対象となる信号(通信信号)とは分離することが可能な信号が用いられる。
また、トーン信号位相制御手段としては、任意の態様でトーン信号の位相を制御してもよく、任意の基地局装置に備えられてもよい。一例として、同一の周波数を使用する一つ飛びの基地局装置の並びを見たときに、一つおきの基地局装置にトーン信号の位相を反転させる手段(トーン信号位相制御手段)を備えるような構成を用いることができる。
Various signals may be used as the tone signal. For example, a signal that can be separated from a signal (communication signal) originally intended for communication in the mobile station apparatus is used.
Further, the tone signal phase control means may control the phase of the tone signal in an arbitrary manner, and may be provided in an arbitrary base station apparatus. As an example, when looking at an array of one base station apparatus using the same frequency, every other base station apparatus is provided with means (tone signal phase control means) for inverting the phase of the tone signal. Can be used.
また、移動局装置において、トーン信号の有無を検出する手法としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、受信されるトーン信号のレベルが所定のしきい値以上である(又は、所定のしきい値を超える)場合にはトーン信号が有ることを検出する一方、受信されるトーン信号のレベルが所定のしきい値未満である(又は、所定のしきい値以下である)場合にはトーン信号が無いことを検出するような手法を用いることができる。 In the mobile station apparatus, various methods for detecting the presence or absence of a tone signal may be used. For example, the level of a received tone signal is equal to or higher than a predetermined threshold (or a predetermined level). If a tone signal is detected, the received tone signal level is below (or below) a predetermined threshold value. Can be used to detect the absence of a tone signal.
また、移動局装置では、例えば、トーン信号に基づく周波数の切り替え処理を行うとともに、他の手法による周波数の切り替え処理を行ってもよい。他の手法による周波数の切り替え処理としては、例えば、ノイズ(雑音)のレベルに関する情報を検出して、ノイズのレベルが所定のしきい値以上である(又は、所定のしきい値を超える)場合に周波数の切り替え処理を行う手法や、或いは、本来の通信信号のレベルを検出して、そのレベルが所定のしきい値以下である(又は、所定のしきい値未満である)場合に周波数の切り替え処理を行う手法などを用いることが可能である。 Further, in the mobile station apparatus, for example, frequency switching processing based on a tone signal may be performed, and frequency switching processing by another method may be performed. As a frequency switching process by another method, for example, when information on noise level is detected and the noise level is equal to or higher than a predetermined threshold (or exceeds a predetermined threshold) If the method of switching the frequency at the same time or the level of the original communication signal is detected and the level is below a predetermined threshold (or less than the predetermined threshold), the frequency It is possible to use a technique for performing a switching process.
本発明に係る無線通信システムでは、一構成例として、次のような構成とした。
すなわち、当該無線通信システムは、列車無線システムである。列車に前記移動局装置が搭載されている。
前記複数の基地局装置は、前記列車の走行経路に沿って配置されて、前記列車に搭載された前記移動局装置と無線により通信する。
また、当該無線通信システムは、回線制御装置を有している。
前記回線制御装置は、音声信号及びトーン信号を前記複数の基地局装置のそれぞれに対して送信する回線制御通信手段を備えている。
前記複数の基地局装置は、それぞれ、前記回線制御装置から受信された音声信号及びトーン信号を処理して前記基地局無線通信手段により無線送信する。
The radio communication system according to the present invention has the following configuration as an example configuration.
That is, the radio communication system is a train radio system. The mobile station apparatus is mounted on a train.
The plurality of base station devices are arranged along a travel route of the train and communicate with the mobile station device mounted on the train by radio.
The wireless communication system includes a line control device.
The line control apparatus includes line control communication means for transmitting a voice signal and a tone signal to each of the plurality of base station apparatuses.
Each of the plurality of base station apparatuses processes the audio signal and the tone signal received from the line control apparatus and wirelessly transmits them by the base station wireless communication means.
従って、列車無線システムにおいて、例えば、従来と比べて、広い通信エリアの確保と適切な周波数選択を実現することができる。
ここで、列車の走行経路としては、例えば、線路が用いられ、また、地下鉄の場合にはトンネルを用いることもできる。
また、各基地局装置において、音声信号やトーン信号に対して行われる処理の内容としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、フィルタリングや、増幅や、周波数変換などの処理を用いることができ、また、トーン信号の位相の制御(例えば、反転)の処理を用いることができる。
Therefore, in the train radio system, for example, it is possible to realize a wide communication area and appropriate frequency selection as compared with the conventional system.
Here, as a traveling route of a train, for example, a track is used, and in the case of a subway, a tunnel can also be used.
In addition, various contents may be used as the contents of processing performed on the audio signal and tone signal in each base station apparatus. For example, processing such as filtering, amplification, and frequency conversion is used. In addition, a process of controlling the phase of the tone signal (for example, inversion) can be used.
以上説明したように、本発明に係る無線通信システムによると、2つの異なる周波数を複数の基地局装置に対して交互に割り当てて、同一の周波数を使用する一つ飛びの基地局装置ではトーン信号の位相を反転させ、移動局装置が基地局装置からのトーン信号の消失を契機として無線通信に使用する周波数(つまり、通信相手とする基地局装置)を切り替えるようにしたため、例えば、従来と比べて、広い通信エリアの確保と適切な周波数選択を実現することができる。 As described above, according to the wireless communication system of the present invention, two different frequencies are alternately assigned to a plurality of base station apparatuses, and a tone signal is transmitted in a single base station apparatus using the same frequency. For example, compared with the conventional case, the mobile station device switches the frequency used for wireless communication (that is, the base station device as the communication partner) triggered by the disappearance of the tone signal from the base station device. Thus, it is possible to ensure a wide communication area and select an appropriate frequency.
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
図1には、本発明の一実施例に係る移動無線通信システムの構成例を示してある。
本例の移動無線通信システムは、回線制御装置1と、複数の基地局装置2a、2b、2cと、移動局装置3を有している。各基地局装置2a、2b、2cは例えば有線のケーブルを介して回線制御装置1と接続されている。
ここで、例えば、基地局装置は更に多数あるが、本例では、連続して並んだ3つの基地局装置2a、2b、2cを示してある。
また、例えば、移動局装置は複数あるが、本例では、1つの移動局装置4を示してある。
Embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration example of a mobile radio communication system according to an embodiment of the present invention.
The mobile radio communication system of this example includes a line control device 1, a plurality of
Here, for example, there are more base station apparatuses, but in this example, three
For example, although there are a plurality of mobile station apparatuses, one mobile station apparatus 4 is shown in this example.
回線制御装置1は、送話の回路として、マイク11と、アンプ(増幅器)12と、低域濾波器(LPF)13と、トーン発生器14と、高域濾波器(HPF)15を備えている。
基地局装置2a及びそれに隣接する基地局装置2bは、同様な構成を有しており、高域濾波器(HPF)21a、21bと、アンプ(増幅器)22a、22bと、送信回路23a、23bと、低域濾波器(LPF)24a、24bと、アンプ(増幅器)25a、25bと、アンテナ26a、26bを備えている。
The line control device 1 includes a
The
基地局装置2cは、基地局装置2bに隣接しており、基地局装置2aから見て一つ飛び(次隣接)の位置関係にある。
基地局装置2cは、高域濾波器(HPF)21cと、アンプ(増幅器)22cと、送信回路23cと、低域濾波器(LPF)24cと、位相反転アンプ(位相反転増幅器)27と、アンプ(増幅器)25cと、アンテナ26cを備えている。
ここで、本例では、一つ飛びの基地局装置で同一の周波数が使用されていて、隣接する基地局装置では異なる周波数が使用されており、具体的には、基地局装置2a及び基地局装置2cでは周波数(f1)が移動局装置3との無線通信に使用されており、基地局装置2bでは周波数(f2)が移動局装置3との無線通信に使用されている。なお、(f1)と(f2)は異なる周波数である。
The base station device 2c is adjacent to the
The base station apparatus 2c includes a high-pass filter (HPF) 21c, an amplifier (amplifier) 22c, a transmission circuit 23c, a low-pass filter (LPF) 24c, a phase inverting amplifier (phase inverting amplifier) 27, an amplifier (Amplifier) 25c and an
Here, in this example, the same frequency is used in one base station apparatus that is skipped, and different frequencies are used in adjacent base station apparatuses. Specifically, the
移動局装置3は、アンテナ31と、検波回路32と、音声増幅回路33と、TSQ(トーンスケルチ)検出部34と、NSQ(ノイズスケルチ)検出部35と、CPU36と、スイッチ(SW)37と、スピーカ38を備えている。本例では、移動局装置3は、1つの無線機を備えており、無線通信に使用する周波数を(f1)と(f2)で切り替える機能を有している。
The mobile station device 3 includes an
本例の移動無線通信システムにおいて行われる概略的な動作の一例を示す。
回線制御装置1は、様々な呼制御や回線制御を行う。
音声を入力するマイク11から入力される音声をアンプ(増幅器)12で増幅し、音声帯域外(一般に電話回線で300Hz以下)を遮断する低域濾波器13で低域への影響を除外する。一方、電波干渉が生じた場合にビートを低減するための低周波トーン信号をトーン発生器14から発生し、高域濾波器15で音声帯域外への影響を除外する。そして、低域濾波器13からの音声信号と高域濾波器15からの低周波トーン信号を合成して、各基地局装置2a、2b、2cへ送信する。
ここで、トーン信号(トーンスケルチ信号)は、送信波の通話帯域外に重畳して、受信側で検出することができる信号である。
An example of a schematic operation performed in the mobile radio communication system of the present example is shown.
The line control device 1 performs various call control and line control.
The voice input from the
Here, the tone signal (tone squelch signal) is a signal that can be detected on the reception side by being superimposed outside the call band of the transmission wave.
各基地局装置2a、2b、2cは、各々、カバーエリアを持っている。
基地局装置2aと基地局装置2bでは、次のような処理が行われる。
回線制御装置1から受信した信号を高域濾波器21a、21bと低域濾波器24a、24bでそれぞれ音声信号と低周波トーン信号に分離し、音声信号はアンプ(増幅器)22a、22bで増幅され、低周波トーン信号はアンプ(増幅器)25a、25bで増幅される。そして、これらの音声信号及び低周波トーン信号は、送信回路23a、23bで高周波信号へ変換された後に、アンテナ26a、26bから空間へ送出(無線送信)される。
Each
The
The signal received from the line control device 1 is separated into a sound signal and a low frequency tone signal by the high-
また、基地局装置2cでは、次のような処理が行われる。
回線制御装置1から受信した信号を高域濾波器21cと低域濾波器24cでそれぞれ音声信号と低周波トーン信号に分離する。音声信号はアンプ(増幅器)22cで増幅される。低周波トーン信号は位相反転アンプ(位相反転増幅器)27により位相反転されて増幅された後にアンプ(増幅器)25cで増幅される。そして、これらの音声信号及び低周波トーン信号は、送信回路23cで高周波信号へ変換された後に、アンテナ26cから空間へ送出(無線送信)される。
このように、基地局装置2cは、基地局装置2a、2bと比べて、ほぼ同様な回路で構成されるが、異なる点として、位相反転アンプ27により低周波トーン信号の位相を明示的に反転させる構成を有している。
In the base station device 2c, the following processing is performed.
The signal received from the line control device 1 is separated into a voice signal and a low-frequency tone signal by the high-
As described above, the base station apparatus 2c is configured with substantially the same circuit as the
エリア内の移動局装置3では、基地局装置2a〜2cから送出される信号をアンテナ31で受信し、受信信号を検波回路32により音声へ復調する。このとき、使用する受信周波数はCPU36により決定され、待ち受け時にはCPU36が定期的に周波数を変更して着信の有無を判断している。
In the mobile station device 3 in the area, signals transmitted from the
一方、一度着信を検出すると、その受信音声は音声増幅回路33により増幅され、スイッチ(SW)37を経由してスピーカ38から放送される。スイッチ37はCPU36により制御され、その開閉はTSQ検出部34による検出結果及びNSQ検出部35による検出結果に基づいて双方で「着信有り」を認識した場合を根拠に行われる。つまり、TSQとNSQの両方で着信があると判断される場合に、スイッチ37が閉じられて(オンにされて)音声がスピーカ38から出力され、他の場合にはスイッチ37が開けられて(オフにされて)スピーカ38からの出力が遮断される。
On the other hand, once the incoming call is detected, the received voice is amplified by the
ここで、TSQ検出では、復調信号内に予め決められたトーン信号があることを根拠に正しく電波を受信していることを検出する処理が行われ、また、NSQ検出では、復調信号内の雑音の度合いを観測し、雑音低下をもって電波を受信していることを検出する処理が行われる。 Here, in TSQ detection, a process of detecting that radio waves are correctly received based on the presence of a predetermined tone signal in the demodulated signal is performed. In NSQ detection, noise in the demodulated signal is detected. And a process of detecting reception of radio waves with noise reduction is performed.
また、CPU36は、NSQ検出部35による検出結果に基づいてNSQ検出断(着信検出オフ)が判定されたことを条件として周波数切替のための制御を検波回路32に対して行うとともに、TSQ検出部34による検出結果に基づいてTSQ検出断(着信検出オフ)が判定されたことを条件として周波数切替のための制御を検波回路32に対して行う。このように、本例では、NSQ検出断又はTSQ検出断を条件として、無線通信に使用する周波数(f1)、(f2)を切り替える。
Further, the CPU 36 performs control for frequency switching on the detection circuit 32 on the condition that NSQ detection interruption (incoming call detection off) is determined based on the detection result by the
図2を参照して、本例の移動無線通信システムにおいて、移動局装置3により行われる周波数切替の動作について詳しく説明する。
図2には、3つの基地局装置2a、2b、2cと、基地局装置2aの付近から基地局装置2bの付近を経由して基地局装置2cの付近へ向かって(図2において、左から右へ向かって)移動している移動局装置3を示してある。
また、移動局装置3における到来電波レベルとして、基地局装置2aからの到来電波レベル41aと、基地局装置2bからの到来電波レベル41bと、基地局装置2cからの到来電波レベル41cを示してある。なお、横方向は位置を表しており、縦方向はレベルを表している。
With reference to FIG. 2, the frequency switching operation performed by the mobile station apparatus 3 in the mobile radio communication system of the present example will be described in detail.
In FIG. 2, three
Further, as the incoming radio wave level in the mobile station apparatus 3, an incoming radio wave level 41a from the
また、移動局装置3の内部に設定されるNSQ検出断を判定するためのしきい値のレベルの例として、NSQしきい値1(T1)及びNSQしきい値2(T2)を示してある。移動局装置3に設定されたNSQしきい値のレベルに応じて、無線通信が可能なエリアの広さ(範囲)が決められる。
図2には、NSQしきい値1により決まるエリア範囲(T3)及びNSQしきい値2により決まるエリア範囲(T4)を示してある。本例のNSQしきい値の設定方法及びNSQ検出の方法では、NSQしきい値が低い方がエリア範囲が広くなり、NSQしきい値が高い方がエリア範囲が狭くなる。
Also, NSQ threshold value 1 (T1) and NSQ threshold value 2 (T2) are shown as examples of threshold levels for determining NSQ detection interruption set in the mobile station apparatus 3. . Depending on the NSQ threshold level set in the mobile station apparatus 3, the size (range) of the area in which wireless communication is possible is determined.
FIG. 2 shows an area range (T3) determined by the NSQ threshold value 1 and an area range (T4) determined by the NSQ threshold value 2. In the NSQ threshold value setting method and NSQ detection method of this example, the area range is wider when the NSQ threshold value is lower, and the area range is narrower when the NSQ threshold value is higher.
また、図2には、NSQしきい値1が設定された場合に対応したNSQ検出断の点(T5)及びNSQしきい値2が設定された場合に対応したNSQ検出断の点(T6)を示してあり、これらの点で、移動局装置3は周波数を切り替える。なお、この例では、移動局装置3が基地局装置2aにより収容されていて、基地局装置2aからの到来電波レベル41aを使用している場合を示してある。
FIG. 2 also shows NSQ detection cutoff point (T5) corresponding to the case where NSQ threshold value 1 is set and NSQ detection cutoff point (T6) corresponding to the case where NSQ threshold value 2 is set. In these respects, the mobile station apparatus 3 switches the frequency. In this example, the mobile station apparatus 3 is accommodated by the
ここで、上記より明らかなように、NSQしきい値1を用いた場合には、エリアを広くとることができるが、隣接する基地局装置2bからの電波のレベルが十分であるにもかかわらず、点(T5)まで周波数切替が行われない。一方、NSQしきい値2を用いた場合には、点(T6)で周波数が切り替えられるが、エリアが狭くなってしまう。
Here, as is clear from the above, when the NSQ threshold value 1 is used, the area can be widened, but the radio wave level from the adjacent
更に、図2には、D/U(希望波対妨害波比)が不足しているエリアすなわち次隣接基地局装置(本例では、基地局装置2aと基地局装置2c)同士の干渉エリア(T7)を示してある。この干渉エリア(T7)では、D/Uの不足により、NSQしきい値1を用いると、受信レベルがあっても音質は極めて劣化してしまう。
Further, FIG. 2 shows an area where the D / U (desired wave-to-interference wave ratio) is insufficient, that is, an interference area between the next adjacent base station devices (in this example, the
これに対して、本例では、基地局装置2cの位相反転アンプ27を用いることにより、次隣接基地局装置(本例では、基地局装置2aと基地局装置2c)同士で低周波トーン信号の位相を互いに反転させている。この場合、干渉エリア(T7)では、干渉している信号のうち、TSQ検出に使用しているトーン信号については、消失又は極めて小さくなっている。このため、TSQによるトーン信号の検出有りの状態は、点(T8)で消失し、移動局装置3はこの点(T8)でTSQ検出断により周波数を切り替えることができる。
On the other hand, in this example, by using the
このような本例の場合には、例えば、TSQ検出断による周波数切替のポイントが、周波数切替の理想のポイントである点(T6)よりは移動局装置3の移動方向(図2において、右方向)へ進んでしまうが、NSQしきい値1を用いた場合におけるNSQ検出断による周波数切替の点(T5)よりは手前(図2において、左側)で周波数を切り替えることができて好ましい。
本例では、これを利用して、例えば、NSQのしきい値を低い値(本例では、NSQしきい値1)に設定してエリアの広さを確保しつつ、TSQ検出断を用いて適切に周波数切替を行うことを実現することができる。
In the case of this example, for example, the point of frequency switching due to the TSQ detection interruption is the moving direction of the mobile station device 3 (in the right direction in FIG. 2) rather than the point (T6) that is the ideal point of frequency switching. However, when the NSQ threshold value 1 is used, it is preferable that the frequency can be switched before the frequency switching point (T5) due to NSQ detection interruption (left side in FIG. 2).
In this example, using this, for example, the NSQ threshold value is set to a low value (NSQ threshold value 1 in this example) to secure the area size, and TSQ detection interruption is used. Appropriate frequency switching can be realized.
以上のように、本例の移動無線通信システムでは、例えば、周波数(f1)を使用する基地局装置、周波数(f2)を使用する基地局装置、周波数(f1)を使用する基地局装置、周波数(f2)を使用する基地局装置、・・・といったように、2つの異なる周波数について交互に、その周波数を無線通信に使用する基地局装置を配置し、そして、各周波数毎に、同一の周波数を使用する一つ飛び(次隣接)の基地局装置の間ではそこから発するトーン信号の位相を逆転(反転)させている。つまり、同一の周波数を使用する基地局装置の並びだけを見ると、そこから発するトーン信号の位相が交互に反転させられている。 As described above, in the mobile radio communication system of this example, for example, a base station apparatus using the frequency (f1), a base station apparatus using the frequency (f2), a base station apparatus using the frequency (f1), and a frequency The base station apparatus using (f2) is alternately arranged for two different frequencies, such as a base station apparatus using..., And the same frequency is used for each frequency. The phase of the tone signal emitted from one base station apparatus (next adjacent) that uses one is reversed (inverted). That is, when only the base station apparatuses using the same frequency are viewed, the phases of tone signals emitted from the base station apparatuses are alternately inverted.
これにより、次隣接の基地局装置(例えば、周波数(f1)を使用するもの)同士の干渉エリアでは、互いのトーン信号が打ち消されて、隣接する基地局装置(例えば、周波数(f2)を使用するもの)の周波数の信号が比較的に大きくなる。このような干渉エリアでは、移動局装置3は、次隣接基地局装置同士の周波数(f1)のトーン信号が互いに打ち消されて検出されなくなることにより、TSQ検出断を検知して、隣接する基地局装置が使用する異なる周波数(f2)を無線通信に使用するように切り替える。
また、本例では、移動局装置3は、NSQ検出断を検知するためのしきい値を比較的低い値に設定して、無線通信可能なエリアの範囲を広く確保することができる。
Thereby, in the interference area between the next adjacent base station apparatuses (for example, those using the frequency (f1)), the mutual tone signals are canceled and the adjacent base station apparatuses (for example, the frequency (f2) are used). The signal at the frequency of the one to be performed becomes relatively large. In such an interference area, the mobile station apparatus 3 detects the TSQ detection interruption by canceling the tone signals of the frequency (f1) between the next adjacent base station apparatuses and detecting the TSQ adjacent to the adjacent base station. A different frequency (f2) used by the device is switched to use for wireless communication.
Moreover, in this example, the mobile station apparatus 3 can set a threshold value for detecting NSQ detection interruption to a relatively low value to ensure a wide range of areas in which wireless communication is possible.
一構成例として、本例の構成を適用した列車無線システムでは、回線制御装置1と、回線制御装置1に接続される複数の基地局装置2a、2b、2cと、複数の基地局装置2a、2b、2cにより構成される線上のエリア内を移動する列車に搭載される移動局装置3を有しており、複数の基地局装置2a、2b、2cは、線上に配置され、2つの周波数(f1)、(f2)を用いて交互に使用周波数を変えることにより、隣接基地局装置同士の電波干渉を防ぐ。更に、トーン信号を回線制御装置1から送信し、次隣接基地局装置同士でトーン信号の位相を反転させて送信するようにし、移動局装置3はトーン信号の消失をきっかけとして適切に使用周波数を切り替える。
As a configuration example, in a train radio system to which the configuration of this example is applied, a line control device 1, a plurality of
このように、本例では、全ての基地局装置2a、2b、2cへ回線制御装置1からトーン信号を配信し、次隣接基地局装置2a、2c同士で回線制御装置1から受信したトーン信号が互いに位相反転の関係となるようにすることにより、次隣接基地局装置2a、2c同士の電波干渉が発生するエリアすなわち隣接基地局装置2bの電波が十分に高いエリアでトーン信号が消失することを誘発させ、これにより移動局装置3の主導でトーン信号の消失をトリガとして周波数変更を行うことにより、簡易な設備で適切な周波数選択を行うことができる。
In this way, in this example, the tone signal is distributed from the line control device 1 to all the
従って、本例では、複数の基地局装置2a、2b、2cと2つの送信波(f1)、(f2)を用いて、単一の送信者と複数の基地局装置2a、2b、2cでカバーするエリアを移動する移動局装置3と通信を行う移動無線通信システムにおいて、次隣接基地局装置2a、2c同士で意図的にトーン信号を干渉させて、移動局装置3によりTSQ検出断に応じて周波数切替を行うことにより、十分に広いエリアを確保しつつ適切な周波数切替を実現することができる。
Therefore, in this example, a plurality of
なお、本例の回線制御装置1では、各処理部11〜15を用いて音声信号及びトーン信号を各基地局装置2a〜2cに対して送信する機能により回線制御通信手段が構成されている。
また、本例の基地局装置2a〜2cでは、送信回路23a〜23cやアンテナ26a〜26cを用いて移動局装置3と無線通信する機能により基地局無線通信手段が構成されており、位相反転アンプ27がトーン信号の位相を反転させる機能によりトーン信号位相制御手段が構成されている。
また、本例の移動局装置3では、アンテナ31や検波回路32を用いて基地局装置2a〜2cと無線通信する機能により移動局無線通信手段が構成されており、TSQ検出部34がトーン信号の有無を検出する機能によりトーン信号検出手段が構成されており、CPU36が検波回路32を制御して無線通信に使用する周波数を切り替える機能により周波数切替制御手段が構成されている。
In the line control apparatus 1 of this example, the line control communication means is configured by the function of transmitting the audio signal and the tone signal to the
Further, in the
Further, in the mobile station device 3 of this example, mobile station wireless communication means is configured by the function of performing wireless communication with the
ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがROM(Read Only Memory)に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー(登録商標)ディスクやCD(Compact Disc)−ROM等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム(自体)として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
Here, the configuration of the system and apparatus according to the present invention is not necessarily limited to the configuration described above, and various configurations may be used. The present invention can also be provided as, for example, a method or method for executing the processing according to the present invention, a program for realizing such a method or method, or a recording medium for recording the program. It is also possible to provide various systems and devices.
The application field of the present invention is not necessarily limited to the above-described fields, and the present invention can be applied to various fields.
In addition, as various processes performed in the system and apparatus according to the present invention, for example, the processor executes a control program stored in a ROM (Read Only Memory) in hardware resources including a processor and a memory. A controlled configuration may be used, and for example, each functional unit for executing the processing may be configured as an independent hardware circuit.
The present invention can also be understood as a computer-readable recording medium such as a floppy (registered trademark) disk or a CD (Compact Disc) -ROM storing the control program, and the program (itself). The processing according to the present invention can be performed by inputting the program from the recording medium to the computer and causing the processor to execute the program.
1・・回線制御装置、 2a〜2d・・基地局装置、 3、4・・移動局装置、 11・・マイク、 12、22a〜22c、25a〜25c・・アンプ、 13、24a〜24c・・低域濾波器、 14・・トーン発生器、 15、21a〜21c・・高域濾波器、 23a〜23c・・送信回路、 26a〜26c、31・・アンテナ、 27・・位相反転アンプ、 32・・検波回路、 33・・音声増幅回路、 34・・TSQ検出部、 35・・NSQ検出部、 36、101・・CPU、 37・・スイッチ、 38・・スピーカ、 41a〜41c・・到来電波レベル、
1 ·· Line control device, 2a to 2d ·· Base station device, 3, 4 ·· Mobile station device, 11 ·· Mic, 12, 22a to 22c, 25a to 25c ·· Amplifier, 13, 24a to 24c ·· Low-
Claims (2)
前記複数の基地局装置は、それぞれ、隣接する基地局装置では異なる周波数を無線通信に使用するとともに一つ飛びの基地局装置では同一の周波数を無線通信に使用するように2つの異なる周波数が交互に割り当てられた基地局無線通信手段を備え、
前記複数の基地局装置のうちの1つ以上は、同一の周波数を無線通信に使用する一つ飛びの基地局装置では前記移動局装置に対して前記基地局無線通信手段により無線送信するトーン信号の位相を反転させるように前記トーン信号の位相を制御するトーン信号位相制御手段を備え、
前記移動局装置は、前記2つの異なる周波数を切り替えて使用することが可能な移動局無線通信手段と、前記移動局無線通信手段により受信された信号に含まれる前記トーン信号の有無を検出するトーン信号検出手段と、前記トーン信号検出手段により前記トーン信号の無状態が検出された場合には前記移動局無線通信手段により無線通信に使用する周波数を切り替える周波数切替制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする無線通信システム。 In a wireless communication system in which a plurality of base station devices and mobile station devices communicate wirelessly,
Each of the plurality of base station apparatuses alternates between two different frequencies so that adjacent base station apparatuses use different frequencies for radio communication and one base station apparatus uses the same frequency for radio communication. A base station wireless communication means assigned to
One or more of the plurality of base station apparatuses are tone signals that are transmitted by radio from the base station radio communication means to the mobile station apparatus in a single base station apparatus that uses the same frequency for radio communication. Tone signal phase control means for controlling the phase of the tone signal so as to invert the phase of
The mobile station apparatus includes a mobile station radio communication unit capable of switching and using the two different frequencies, and a tone for detecting the presence / absence of the tone signal included in the signal received by the mobile station radio communication unit A signal detection means; and a frequency switching control means for switching a frequency used for radio communication by the mobile station radio communication means when the tone signal detection means detects the absence of the tone signal.
A wireless communication system.
当該無線通信システムは、列車無線システムであり、
列車に前記移動局装置が搭載され、
前記複数の基地局装置は、前記列車の走行経路に沿って配置されて、前記列車に搭載された前記移動局装置と無線により通信し、
当該無線通信システムは、回線制御装置を有しており、
前記回線制御装置は、音声信号及びトーン信号を前記複数の基地局装置のそれぞれに対して送信する回線制御通信手段を備え、
前記複数の基地局装置は、それぞれ、前記回線制御装置から受信された音声信号及びトーン信号を処理して前記基地局無線通信手段により無線送信する、
ことを特徴とする無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 1, wherein
The radio communication system is a train radio system,
The mobile station device is mounted on a train,
The plurality of base station devices are arranged along the travel route of the train, and communicate with the mobile station device mounted on the train by radio,
The wireless communication system has a line control device,
The line control device comprises line control communication means for transmitting a voice signal and a tone signal to each of the plurality of base station devices,
Each of the plurality of base station devices processes the audio signal and the tone signal received from the line control device and wirelessly transmits the processed signal by the base station wireless communication unit.
A wireless communication system.
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