JP4994297B2 - デジタル同報無線システム - Google Patents

Description

本発明は、分割多重方式によって情報を送受信するデジタル同報無線システムに関する。

一般的な市町村防災デジタル同報無線システムなどの防災行政無線システムにおいて、親局装置は、音声信号やデータ信号などを一斉または選択呼出しにより子局に通報する。音声信号やデータ信号を受信した子局は、通報内容をスピーカ、文字表示装置、情報端末などに出力することによって地域住民に情報を伝達する。

市町村防災デジタル同報無線システムは、標準規格に基づいて構成されており、ＴＤＭＡ−ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ−Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ：時分割多元接続）方式によって１つの周波数において６つに時分割されたタイムスロットを有し、６スロット長（８０ｍｓ）を基本フレームとしている。６スロットあるうちのスロット０（ＣＨ０）は制御用スロットとして使用し、スロット１、スロット２、スロット４、スロット５（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ４、ＣＨ５）は音声データを伝送するための通信用スロットとして使用している（例えば、非特許文献１参照）。

通信スロットには、Ｓ方式ＣＯＤＥＣによって符号化された音声符号が挿入される。操作卓から入力された音声信号は、１６ｋＨｚサンプリングを２０ｍｓとし、３２０サンプルをフレーム単位として音声符号化を行う。音声符号化された音声符号は、適応多重化、伝送路符号化されることによって、５１２ｂｉｔの信号をフレーム単位で伝達されるので、通信用スロットには４スロット必要である。

従来では、通報情報である拡声音声情報と文字情報とを一度の通信で同時に送受信できる無線通信システムがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２４６３４８号公報 「市町村デジタル同報通信システム 標準規格 ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ８６」、社団法人電波産業会

特許文献１に記載の無線通信システムでは、一度の通信で１つの放送しかできない。従って、操作卓、遠隔制御装置、地区遠隔制御装置などから同時に放送を要求されても、先着順、優先度などの重み付けを行って放送をする必要があるため、放送の要求を行っても回線が使用中であることが多く、複数の放送を同時に放送することができないという問題があった。

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、複数の放送を同時に行うことが可能なデジタル同報無線装置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、本発明によるデジタル同報無線システムは、操作卓から伝達された情報信号を送信する親局と、親局からの情報信号を受信する少なくとも１つ以上の子局とを備え、通信方式はＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式であり、情報信号を構成する各フレームは複数のスロットを有し、１フレームにおける複数のスロットに複数の拡声放送用チャネルを割り当てることが可能であり、各スロットに対する各拡声放送用チャネルの割り当ては、放送開始時に親局から子局への通報開始指示で用いられるチャネル内の予備ビットに基づいて行われることを特徴とする。

本発明によると、操作卓から伝達された情報信号を送信する親局と、親局からの情報信号を受信する少なくとも１つ以上の子局とを備えるデジタル同報無線システムにおいて、通信方式はＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式であり、情報信号を構成する各フレームは複数のスロットを有し、１フレームにおける複数のスロットに複数の拡声放送用チャネルを割り当てることが可能であり、各スロットに対する各拡声放送用チャネルの割り当ては、放送開始時に親局から子局への通報開始指示で用いられるチャネル内の予備ビットに基づいて行われるため、複数の放送を同時に行うことができる。

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。

〈実施形態１〉
図１は、本発明の実施形態によるデジタル同報無線システムの一例を示す構成図である。図１に示すように、操作卓１では放送や制御を行い、操作卓１から伝達された情報（情報信号）は親局無線装置２（親局）から送信される。拡声受信装置３（子局）は市町村内全域に設置され、親局無線装置２からの放送を受信して地域住民へ拡声放送（親局無線装置２から送信された音声を拡声受信装置３に併設された拡声スピーカにより放送する）などを行う。戸別受信機４（子局）は、各戸などに設置され、親局無線装置２からの放送を受信する。遠隔制御装置５は遠隔地より放送を行うため、地区遠隔制御装置６は電話回線などによって遠隔地から放送を行うために、必要に応じて複数設置される。

操作卓１から入力された音声は、親局無線装置２によって符号化されてから拡声受信装置３や戸別受信機４などに音声データとして伝達される。拡声受信装置３や戸別受信機４などでは、受信した音声データを復号して音声として地域住民に対して通報を行う。

図２は、本発明の実施形態１によるデジタル同報無線システムのフレーム構成図である。本実施形態１では、音声符号化のサンプリングレートを低く設定するか、あるいは圧縮率を高く設定することによって、伝達する音声データ量を減少させて音声データに使用するスロット数を調整することが可能である。すなわち、親局無線装置２から送信される情報信号を構成する各フレームは複数のスロットを有し、１フレームにおける複数のスロットに複数の拡声放送用チャネルを割り当てることが可能であることを特徴としている。また、親局無線装置２が、１フレームにおける複数のスロットに１の拡声放送用チャネルを割り当てる際と複数の拡声放送用チャネルを割り当てる際とで、音声符号化形式を切り替えることによって伝達する音声データ量を減少させてもよい。

図２に示すように、フレームを構成する各チャネルについて、ＣＨ０に下り制御（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ：ＣＣＨ）が、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ４、ＣＨ５の各々に拡声放送下り音声（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｃｈａｎｎｅｌ：ＴＣＨ）が割り当てられている。例えば、従来１放送あたり４スロット使用していた拡声放送について、サンプリングレートを４分の１にすると音声データを１放送あたり１スロットに納めることができるため、ＣＨ１に下り音声１、ＣＨ２に下り音声２、ＣＨ４に下り音声３、ＣＨ５に下り音声４というように、一度の通信で複数の放送を同時に送信することが可能となる。

次に、拡声放送を放送する際における、サンプリングレートおよび音声符号化方式の指定方法について説明する。

市町村防災デジタル同報無線システムの標準規格であるＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ８６では、放送開始時に親局無線装置２から拡声受信装置３あるいは戸別受信機４などの子局に対して通報開始指示（下りのＰＣＨ：Ｐａｇｉｎｇ Ｃｈａｎｎｅｌ）を行っており、通報開始指示の予備ビットを用いてサンプリングレートおよび音声符号化方式の指定を行う。

例えば、６オクテット目の予備ビットである５〜８ビット目を使用し、５ビット目と６ビット目とを用いてサンプリングレートを指定する場合は、各々が００のときは９．６ｋＨｚとし、０１のときは１９．２ｋＨｚ、１０のときは２８．８ｋＨｚ、１１のときは３８．４ｋＨｚなどとする。また、７ビット目と８ビット目とを用いて符号化方式を指定する場合は、各々が００のときはＡ方式、０１のときはＢ方式などとする。このような指定を通報開始指示の際に子局に送信すると、受信した子局では指定されたサンプリングレートおよび符号化方式に基づいて音声復号化を行う。

また、使用するスロットに対するチャネル（ＣＨ）の割り当ても、上記と同様に通報開始指示（下りのＰＣＨ）の予備ビットを用いて指定する。

例えば、１１オクテット目の予備ビットである５〜８ビット目を使用し、５ビット目をＣＨ１、６ビット目をＣＨ２、７ビット目をＣＨ４、８ビット目をＣＨ５などと指定する。このような指定を通報開始指示の際に子局に送信すると、受信した子局では指定されたＣＨのスロットを受信して音声復号化を行う。

以上のことから、拡声放送に用いるスロットの数を調整することによって、一度の通信で複数の放送を同時に放送することが可能となり、回線輻輳を回避することができる。また、複数の放送が同時に行えるため、操作卓１、遠隔制御装置５、地区遠隔制御装置６などから同時に複数の放送開始要求があったとしても、空きスロット数分の放送が可能となる。さらに、サンプリングレート、圧縮率、音声符号化方式を調整することによって、音声データ量を１スロット分から４スロット分にまで変更可能であるため、音質を確保したい場合には４スロット分、複数の放送を行う場合には１スロット分などと、状況に対応した運用が可能となる。

〈実施形態２〉
図３は、本発明の実施形態２によるデジタル同報無線システムのフレーム構成図である。本実施形態２では、音声データに用いるスロット数を調整することによって、拡声放送中に複数の上りスロットを用いることが可能である。すなわち、本実施形態２では、実施形態１に加えて、１フレームにおける複数のスロットに複数の連絡通話用チャネルをさらに割り当てることを特徴としている。

図３に示すように、フレームを構成する各チャネルについて、例えば、ＣＨ１およびＣＨ２を拡声放送用チャネルとして下り音声データ用に割り当てるとともに、連絡通話用としてＣＨ４を上り音声データＡに、ＣＨ５を下り音声データＡに割り当てることによって、放送中に連絡通話を行うことが可能となる。また、従来の通り、ＣＨ０およびＣＨ３も連絡通話用回線として使用することによって、拡声放送中に同時に２つの連絡通話回線を使用することが可能となる。

なお、拡声放送におけるサンプリングレート、音声符号化方式、使用スロットの指定方法は、実施形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。また、連絡通話用のスロットの指定方法は、従来の通り、無線チャネル指示（Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ：ＳＣＣＨ）によって指定される。

以上のことから、拡声放送に用いるスロット数を調整することによって、拡声放送中に複数の連絡通話を同時に行うことが可能となり、回線輻輳を回避することができる。

〈実施形態３〉
図４は、本発明の実施形態３によるデジタル同報無線システムのフレーム構成図である。本実施形態３では、音声データに用いるスロット数を調整することによって、拡声放送中にデータの伝送を行うことが可能である。すなわち、本実施形態３では、実施形態１に加えて、１フレームにおける複数のスロットに複数のデータ伝送用チャネルをさらに割り当てることを特徴としている。

図４に示すように、フレームを構成する各チャネルについて、例えば、ＣＨ１およびＣＨ２を拡声放送用チャネルとして下り音声データ用に割り当てるとともに、ＣＨ４を上りデータ用、ＣＨ５を下りデータ用に割り当てることによって、放送中にデータの送受信をすることが可能となる。

このようにすることによって、従来ではテレメータや画像伝送装置などのデータ端末と親局との通信が放送によって中断されることがあったが、本実施形態３によると放送中にデータの送受信が行えるため中断されることはない。

なお、拡声放送におけるサンプリングレート、音声符号化方式、使用スロットの使用方法は、実施形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。また、データ伝送のスロットの指定方法は、従来の通り、無線チャネル指示（ＳＣＣＨ）によって指定される。

以上のことから、拡声放送に用いるスロット数を調整することによって、拡声放送中にデータの送受信を行うことが可能となる。

本発明の実施形態によるデジタル同報無線システムの一例を示す構成図である。 本発明の実施形態１によるデジタル同報無線システムのフレーム構成図である。 本発明の実施形態２によるデジタル同報無線システムのフレーム構成図である。 本発明の実施形態３によるデジタル同報無線システムのフレーム構成図である。

符号の説明

１ 操作卓、２ 親局無線装置、３ 拡声受信装置、４ 戸別受信機、５ 遠隔制御装置、６ 地区遠隔制御装置。

Claims (4)

1. 操作卓から伝達された情報信号を送信する親局と、
   前記親局からの前記情報信号を受信する少なくとも１つ以上の子局と、
   を備えるデジタル同報無線システムにおいて、
   通信方式はＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式であり、
   前記情報信号を構成する各フレームは複数のスロットを有し、１フレームにおける前記複数のスロットに複数の拡声放送用チャネルを割り当てることが可能であり、
   各前記スロットに対する各前記拡声放送用チャネルの割り当ては、放送開始時に前記親局から前記子局への通報開始指示で用いられるチャネル内の予備ビットに基づいて行われる、デジタル同報無線システム。
2. 前記親局は、１フレームにおける前記複数のスロットに１の拡声放送用チャネルを割り当てる際と複数の拡声放送用チャネルを割り当てる際とで、音声符号化形式を切り替えることを特徴とする、請求項１に記載のデジタル同報無線システム。
3. １フレームにおける前記複数のスロットに、複数の連絡通話用チャネルをさらに割り当てることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のデジタル同報無線システム。
4. １フレームにおける前記複数のスロットに、複数のデータ伝送用チャネルをさらに割り当てることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のデジタル同報無線システム。

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