JP5131155B2 - 無線通信システム、無線通信方法、中継装置及び無線端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システム、無線通信方法、中継装置及び無線端末装置に関する。より詳しくは、複数の中継装置の少なくとも１つを介して、その通話チャンネルにより任意の無線端末装置が他の無線端末装置と通話を行う場合の制御手順に関する。

近年、無線端末装置の飛躍的な増加に伴って、レピータなどの中継装置が中継する通信量も増加の一途をたどっている。このため、無線端末装置が他の無線端末装置と通信を行う際に、所定の通信回線によって互いに接続された複数の中継装置の少なくとも１つを選択する分散型のトランキング無線通信システムが提案されている。このトランキング無線通信システムにおいては、それぞれの無線端末装置がレピータのチャンネルに発呼して相手の無線端末装置との間で通話路を形成する。レピータは、現在のチャンネルが通話中であるか又は空きであるかを示す情報を無線信号の単位であるフレームによってエリア内の無線端末装置に対して通知している。トランキング無線通信システムについては、従来、いくつか提案がなされている。

例えば、特許文献１においては、トランキング無線通信システム（トランク無線システム）のディスパッチャが複数の無線端末装置の管理センタとして機能する。特許文献１によれば、ディスパッチャが基地局に登録すると、基地局はディスパッチャを経由して無線端末装置同士の通話を中継するので、ディスパッチャは各無線端末装置に対する一斉同報通信を可能にし、さらに故障した無線端末装置の代えて他の無線端末装置を割当てることを可能にする。

特開２００７−３６４８８号公報

一般に、企業や公共の団体においては、組織及びその指示系統が階層的になっているので、上位の階層の無線端末装置から下位の階層の複数の無線端末装置を呼び出して通話又は一斉同報を行う状況が日常的に多くある。しかしながら、上記特許文献１においては、例えば、下位の階層の２つ以上の無線端末装置同士がレピータの通話チャンネルによって通話している場合には、上位の階層の他の無線端末装置は、別の通話チャンネルによってその通話中の無線端末装置を呼び出して通話又は一斉同報を行うことはできない。また、専用の制御チャンネルを持たないトランキング無線通信システムには、無線端末装置は予め登録されているホームレピータからのダウンリンク信号に含まれている情報をもとに、通話チャンネルを移動するため、ホームレピータ以外の通話チャンネルで通話を行っている場合には、別の呼び出しに応答することができないため、特に優先順位の高い呼び出しがなされている場合、重要な連絡事項などを聞き逃すことになる。

本発明は、上記課題を解決するものであり、２つ以上の無線端末装置同士が中継装置のチャンネルによって通話している場合に、他のチャンネルによって、通話中の無線端末装置に対する通話や一斉同報を可能とする無線通信システム、無線通信方法、中継装置及び無線端末装置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、無線端末装置が他の無線端末装置と通信を行う際に、所定の通信回線によって互いに接続された複数の中継装置の１つを選択する無線通信システムであって、
前記複数の中継装置の各々は、他の中継装置が通話中であるか否かを示す情報、並びに、当該他の中継装置が通話中である場合に、当該他の中継装置と通話中の無線端末装置の識別情報、当該他の中継装置の識別情報及び当該他の中継装置と通話中の無線端末装置からの呼び出しの有無を示す呼出情報を前記通信回線から取得する情報取得手段と、自装置と任意の無線端末装置とが通話中において、前記情報取得手段によって呼び出しを示す呼出情報が取得されたときに、当該呼出情報に係る相手先に自装置と通話中の無線端末装置が含まれているか否かを判別する呼出判別手段と、前記呼出判別手段によって前記相手先に自装置と通話中の前記無線端末装置が含まれていると判別された場合には、自装置と通話中の前記無線端末装置に対して送信する通信情報に、前記他の中継装置と通話中の無線端末装置の識別情報、前記他の中継装置の識別情報及び呼出情報を付加する情報付加手段と、
を備え、
選択に係る中継装置と通話中の無線端末装置は、当該中継装置から受信する通信情報に前記呼出情報が含まれている場合には、前記呼出情報に係る相手先に自端末が含まれているか否かを解析する情報解析手段と、前記情報解析手段によって前記相手先に自端末が含まれていると解析されたときは、前記呼出情報の優先順位が現在通話中の優先順位より高いか否かを比較して判別する優先比較手段と、前記優先比較手段によって前記現在通話中の優先順位より前記呼出情報の優先順位のほうが高いと判別されたときは、前記呼出情報に係る他の中継装置の識別情報のチャンネルに変更するチャンネル変更手段と、を備える、ことを特徴とする。

第１の観点に係る無線通信システムにおいて、例えば、前記優先比較手段は、前記通信情報に含まれている前記他の中継装置と通話中の無線端末装置の識別情報に基づいて、前記呼出情報の優先順位が前記現在通話中の優先順位より高いか否かを比較することを特徴とする。また、例えば、前記優先比較手段によって比較される優先順位の情報は、予め所定の記憶手段に記憶されていることを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点における無線通信方法は、無線端末装置が他の無線端末装置と通信を行う際に、所定の通信回線によって互いに接続された複数の中継装置の１つを選択する無線通信方法であって、
前記複数の中継装置の各々は、他の中継装置が通話中であるか否かを示す情報、並びに、当該他の中継装置が通話中である場合に、当該他の中継装置と通話中の無線端末装置の識別情報、当該他の中継装置の識別情報及び当該他の中継装置と通話中の無線端末装置からの呼び出しの有無を示す呼出情報を前記通信回線から取得し、自装置と任意の無線端末装置とが通話中において、呼び出しを示す呼出情報が取得されたときに、当該呼出情報に係る相手先に自装置と通話中の無線端末装置が含まれているか否かを判別し、前記相手先に自装置と通話中の前記無線端末装置が含まれていると判別した場合には、自装置と通話中の前記無線端末装置に対して送信する通信情報に、前記他の中継装置と通話中の無線端末装置の識別情報、前記他の中継装置の識別情報及び呼出情報を付加し、
選択に係る中継装置と通話中の無線端末装置は、当該中継装置から受信する通信情報に前記呼出情報が含まれている場合には、前記呼出情報に係る相手先に自端末が含まれているか否かを解析し、前記相手先に自端末が含まれていると解析したときは、前記呼出情報の優先順位が現在通話中の優先順位より高いか否かを比較して判別し、前記現在通話中の優先順位より前記呼出情報の優先順位のほうが高いと判別したときは、前記呼出情報に係る他の中継装置の識別情報のチャンネルに変更する、ことを特徴とする。

第２の観点に係る無線通信方法において、例えば、前記通信情報に含まれている前記他の中継装置と通話中の無線端末装置の識別情報に基づいて、前記呼出情報の優先順位が前記現在通話中の優先順位より高いか否かを比較することを特徴とする。また、例えば、比較される優先順位の情報は、予め所定の記憶手段に記憶されていることを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る中継装置は、無線端末装置が他の無線端末装置と通信を行う際に、所定の通信回線によって互いに接続された複数の中継装置の中から当該無線端末装置によって選択された中継を行う中継装置であって、
他の中継装置が通話中であるか否かを示す情報、並びに、当該他の中継装置が通話中である場合に、当該他の中継装置と通話中の無線端末装置の識別情報、当該他の中継装置の識別情報及び当該他の中継装置と通話中の無線端末装置からの呼び出しの有無を示す呼出情報を前記通信回線から取得する情報取得手段と、自装置と任意の無線端末装置とが通話中において、前記情報取得手段によって呼び出しを示す呼出情報が取得されたときに、当該呼出情報に係る相手先に自装置と通話中の無線端末装置が含まれているか否かを判別する呼出判別手段と、前記呼出判別手段によって前記相手先に自装置と通話中の前記無線端末装置が含まれていると判別された場合には、自装置と通話中の前記無線端末装置に対して送信する通信情報に、前記他の中継装置と通話中の無線端末装置の識別情報、前記他の中継装置の識別情報及び呼出情報を付加する情報付加手段と、を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明の第４の観点に係る無線端末装置は、所定の通信回線によって互いに接続された複数の中継装置の１つを選択して他の無線端末装置と通信を行う無線端末装置であって、
選択に係る中継装置から受信する通信情報に、他の中継装置と通話中の無線端末装置の識別情報、当該他の中継装置の識別情報及び当該他の中継装置と通話中の無線端末装置からの呼び出しを示す呼出情報が含まれている場合には、当該呼出情報に係る相手先に自端末が含まれているか否かを解析する情報解析手段と、前記情報解析手段によって前記相手先に自端末が含まれていると解析されたときは、前記呼出情報の優先順位が現在通話中の優先順位より高いか否かを比較して判別する優先比較手段と、前記優先比較手段によって前記現在通話中の優先順位より前記呼出情報の優先順位のほうが高いと判別されたときは、前記呼出情報に係る他の中継装置の識別情報のチャンネルに変更するチャンネル変更手段と、を備えることを特徴とする。

第４の観点に係る無線端末装置において、例えば、前記優先比較手段は、前記通信情報に含まれている前記他の中継装置と通話中の無線端末装置の識別情報に基づいて、前記呼出情報の優先順位が前記現在通話中の優先順位より高いか否かを比較することを特徴とする。

また、例えば、前記優先比較手段によって比較される優先順位の情報は、予め所定の記憶手段に記憶されていることを特徴とする。

本発明によれば、２つ以上の無線端末装置同士が中継装置のチャンネルによって通話している場合に、他のチャンネルによって、通話中の無線端末装置に対する通話や一斉同報が可能になる。

以下、本発明に係る無線通信システム、無線通信方法、中継装置及び無線端末装置の実施の形態について、図を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態における無線通信システムのサイト１０の構成図である。図１において、サイト１０は１つの通信エリアである。このサイト１０にはレピータシステム３０が設置される。レピータシステム３０は１つの中継システムであり、そのシステムバスである通信回線５ｂを介して接続された、複数（例えば最大３０台）のレピータ１〜ｎによって構成される。複数のレピータ１〜ｎには、それぞれ固有の中継用チャンネルが割当てられている。そして、これら複数のレピータ１〜ｎは協働して同一の通信エリアたるサイト１０に存在する無線端末装置相互の通話の中継処理を担う。サイト１０において、複数のレピータ１〜ｎで構成されるレピータシステム３０はＩＰ接続線などの通信回線５ａを介してサーバ４に接続される。通信回線５ａ、５ｂのうちでは、一般に、通信回線５ｂの方を「システムバス」と称する。そこで、以下の説明においては、通信回線５ｂをシステムバスと呼ぶことにする。

サーバ４は、複数のレピータ１〜ｎの各種設定を遠隔操作により行うことができる。各レピータは、レピータユニットとコントローラユニットから構成されている。また、各レピータの情報は、システムバスを介してやり取りされ、互いに共有している。他のレピータに対してデータを送出するタイミングは、予めどのタイムスロットでデータを送出するかが設定されているので、設定されたタイムスロットにデータを送出する。

複数のレピータのうち、１台が「マスタレピータ」として設定される。図１では、レピータ１がマスタレピータになっている。マスタレピータ１は、自装置も含めたレピータ２〜ｎの同期を取るための同期信号をシステムバスに送出する。

無線端末装置Ａ〜Ｈは、レピータ１〜ｎのうち、いずれかの１台のレピータをホームレピータとして登録されており、待ち受け状態においては、ホームレピータのチャンネル周波数に設定され、ホームレピータのダウンリンク信号を受信している。無線端末装置Ａ〜Ｈは、ホームレピータのダウンリンク信号中に挿入される空きチャンネル情報を取得し、この空きチャンネルにチャンネル周波数を移動して、他の無線端末装置との通話を行う。そして、通話が終了すると、チャンネル周波数をホームレピータのチャンネル周波数に戻し、待ち受け状態に戻る。図１では、無線端末装置Ａ〜Ｄがレピータ１をホームレピータ、無線端末装置Ｅ及びＦがレピータ２をホームレピータ、無線端末装置Ｇ及びＨがレピータ３をホームレピータとしている。

図１の無線通信システムは、無線端末装置が複数のレピータ１〜ｎを共用し、その中から中継用に少なくとも１つのレピータを適宜選択するトランキングシステムである。このトランキングシステムでは、複数のレピータ１〜ｎのいずれも専用としての制御チャンネルにはならず、いずれのレピータも適宜制御チャンネルとなり、かつ、通話チャンネルともなる。このシステムでの通話の方式を図１の例で具体的に説明する。図１の例では、無線端末装置Ａ〜Ｄが同じホームレピータたるレピータ１に登録されている。ここで、無線端末装置Ａが無線端末装置Ｂ〜Ｄと通話を行うとする。この場合、無線端末装置Ａは、通話に先立ち、レピータ１からのダウンリンク信号中に含まれる通話可能な通話チャンネル、例えば、レピータ２に対して通話許可要求を送信する。そして、無線端末装置Ａは、このレピータ２から通話を許可する旨の応答を受け取る。これによって、無線端末装置Ａ〜Ｄの間でレピータ２を介して通話のリンクが確立される。他方、無線端末装置Ｂ〜Ｄはレピータ１からリンクを確立した通話チャンネル、例えば、レピータ２へ移動せよという旨の制御信号を受け取る。そして、これらの無線端末装置Ｂ〜Ｄはチャンネル周波数を移動してその通話チャンネル、例えば、レピータ２を介して無線端末装置Ａと通話を行う。このように、レピータ１は、無線端末装置Ａ〜Ｄに対しては、上記の場合に、制御チャンネルとなる。一方、レピータ１は、他の無線端末装置Ｅ〜Ｈに対しては、制御チャンネルとはならない。が、これらの端末装置の通話チャンネルにはなり得る。ここで、無線端末装置Ａ〜Ｄ間の通話は、無線端末装置Ａ〜Ｄ全体でのグループ通話や、さらにグループの単位を細分化して、例えば、無線端末装置Ａ及びＢから構成される小グループでのグループ通話、又は、１台の無線端末装置を対象とした個別呼び出し（「Individual Call」という）などがある。

この時、レピータ１は、上述の通りレピータ２〜ｎとシステムバスによって接続され、システムバスを介して各レピータの情報を共有しているので、どのレピータが空きチャンネルであるかを把握している。無線端末装置Ａは、自分のホームレピータであるレピータ１からのダウンリンクの通信フレーム中の空きチャンネル情報から取得した通話チャンネルの周波数に送信周波数を設定し、通話を行う。なお、この実施の形態においては、１つのレピータに対して１つの固有のチャンネルが割り当てられているものとする。

次に、各無線端末装置及び各レピータの機能について説明する。図２は、図１の無線端末装置Ａ〜Ｈの構成を示すブロック図である。図３は、図１のレピータ１〜ｎの構成を示すブロック図である。図４は、マスタレピータ１からシステムバスに送出される同期信号及び同期信号に続く各レピータに割当てられているタイムスロットを含む図である。図５は、レピータと無線端末装置との間で送受信される通信フレームのフォーマットを示す図である。通信フレームはヘッダ部とデータ部で構成されている。ヘッダ部及びデータ部の詳細な内容については後述する。

図２に示すように、無線端末装置Ａ〜Ｈは、信号系のブロックとして、アンテナＡＮＴＳＲ、送受信切換部１１、送信部１２、ベースバンド処理部１３、Ａ／Ｄ変換部１４、マイク１５、受信部１６、ベースバンド処理部１７、Ｄ／Ａ変換部１８、スピーカ１９を備えている。また、無線端末装置Ａ〜Ｈは、制御系のブロックとして、コントローラ２０、計時部２５、表示部２６、操作部２７を備えている。さらに、コントローラ２０は、ＣＰＵ（中央演算ユニット）２１、Ｉ／Ｏ（入出力部）２２、ＲＡＭ（読み書き可能メモリ）２３、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）２４、及びこれらを互いに接続する内部バス（図示せず）を備えている。

図２の無線端末装置Ａ〜Ｈにおいて、信号系のブロックは制御系のＣＰＵ２１によって制御される。ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２４に記憶されている制御プログラムを実行して無線端末装置の全体を制御し、Ｉ／Ｏ２２を介して操作部２７から入力されるコマンドやデータ、及びベースバンド処理部１７から得られるデータを処理してＲＡＭ２３に一時的に記憶し、必要に応じて記憶したコマンドやデータをＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などからなる表示部２６に表示する。また、ＣＰＵ２１は、計時部２５から得られる現在時刻を表示部２６に表示する。なお、図には示していないが、無線端末装置の固有の識別情報であるＩＤを記録したフラッシュＲＯＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリカードが着脱可能に内蔵する構成にしてもよい。

次に、信号系のブロックの一般的な動作について説明する。送受信切換部１１は、入力側がアンテナＡＮＴＳＲに接続され、ＣＰＵ２１の制御に応じて、出力側が送信部１２又は受信部１６に択一的に接続される。操作部２７により発信操作がされない場合には、送受信切換部１１の出力側は受信部１６に接続されて受信（待受）モードになっているが、操作部２７により発呼操作がされたときは、送受信切換部１１の出力側は送信部１２に接続されて送信モードに切り替わる。

無線端末装置Ａ〜Ｈが送信モードの場合には、マイク１５はユーザの音声入力に応じてアナログの音声信号をＡ／Ｄ変換部１４に出力する。

Ａ／Ｄ変換部１４は、マイク１５からの音声信号をアナログからデジタルに変換してベースバンド処理部１３に出力する。

ベースバンド処理部１３は、Ａ／Ｄ変換部１４からの音声信号のデータに基づいて、あるいはコントローラ２０のＲＡＭ２３に記憶されているデータに基づいて、所定のフォーマットの通信フレームを生成して送信部１２に出力する。

送信部１２は、ベースバンド処理部１３からの通信フレームを変調して、送受信切換部１１及びアンテナＡＮＴＳＲを介して中継動作中のレピータに対して送信する。送信部１２の変調方式には、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。

無線端末装置Ａ〜Ｈが受信モードの場合には、レピータから無線信号を受信したときは、送受信切換部１１はアンテナＡＮＴＳＲを介して入力した受信信号を受信部１６に出力する。

受信部１６は、送受信切換部１１から出力された受信信号を増幅すると共に、復調処理などの信号処理を施して、その復調信号をベースバンド処理部１７に出力する。

ベースバンド処理部１７は、受信部１６から出力された復調信号から通信フレームを抽出する。さらに、抽出した通信フレームのヘッダ部の情報をＣＰＵ２１に出力する。ＣＰＵ２１は、ヘッダ部の情報を分析して、その受信信号の送信先が自局の場合には、データ部に含まれている音声信号のデータについてはＤ／Ａ変換部１８に出力させ、データ部に含まれている音声信号以外のデータについてはＲＡＭ２３に一時的にストアすると共に必要に応じて表示部２６に表示する。

Ｄ／Ａ変換部１８は、ベースバンド処理部１７からの音声信号をデジタルからアナログに変換してスピーカ１９から発音させる。

図３のレピータ１〜ｎは、信号系のブロックとして、送信専用のアンテナＡＮＴＳ、送信部３２、ベースバンド処理部３３、受信専用のアンテナＡＮＴＲ、受信部３６、ベースバンド処理部３７、入力部６、出力部７、ネットワークＩ／Ｆ（インタフェース）８を備えている。また、各レピータは、制御系のブロックとして、コントローラ４０、計時部４５、表示部４６、操作部４７、を備えている。さらに、コントローラ４０は、ＣＰＵ（中央演算ユニット）４１、Ｉ／Ｏ（入出力部）４２、ＲＡＭ（読み書き可能メモリ）４３、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）４４、及びこれらを互いに接続する内部バス（図示せず）を備えている。また、レピータ１〜ｎは、後述するシステムバスに自装置の情報を送出し、他のレピータからの情報を取得するためのバスＩ／Ｆ（インターフェース）９を備えている。

レピータ１〜ｎ（例えば、レピータ１）は、送信元の無線端末装置（例えば、無線端末装置Ａ）から受信した無線信号を増幅処理や波形処理などの信号処理を行って、送信先の無線端末装置（例えば、無線端末装置Ｂ）に対して送信するので、基本的には図２に示した無線端末装置Ａ〜Ｈと同様の構成を備えている。したがって、図２に示した無線端末装置Ａ〜Ｈの構成要素と基本的に同じものについては、同種の符号で表し、それらの動作については無線端末装置Ａ〜Ｈと重複するので説明を省略する。

レピータを経由して無線端末装置同士が通信を行う場合には、無線端末装置からレピータへの送信のアップリンクと、レピータから無線端末装置への送信のダウンリンクとは、周波数又はタイムスロットを変えて同時に通信する。したがって、上記したように、レピータは送信専用のアンテナＡＮＴＳ及び受信専用のアンテナＡＮＴＲを備えている。また、複数のレピータの各々は、図１に示したように、システムバス（通信回線５ｂ）を介して相互に接続され、ＩＰ接続線などの通信回線５ａを介してサーバ４に接続されている。入力部６は、ＣＰＵ４１の入力制御によって、ネットワークＩ／Ｆ８を介してサーバ４から制御データを入力し、出力部７は、ＣＰＵ４１の出力制御によって、ネットワークＩ／Ｆ８を介してサーバ４より要求されたデータ等を出力する。さらに、別の通信エリアを構成する他のサイト１０との通信を行うマルチサイトネットワークを構築する場合は、ネットワークＩ／Ｆ８を介して他のサイト１０のリピータ１〜ｎと通信フレームの送受信を行う。バスＩ／Ｆ９は、ＣＰＵ４１の入力制御によって、マスタレピータ１によってシステムバスに送出された同期信号や、自装置以外の他のレピータからシステムバスに送出されるレピータ情報の取得、ＣＰＵ４１の出力制御によってシステムバスへの自装置の情報の送出を仲介する。

次に、本発明の特徴である制御手順について図４ないし図７を参照して説明する。図４に示すマスタレピータ１から送出される同期信号及び同期信号に続く各レピータに割当られたタイムスロットの１周期は８０ｍｓになっており、前半の４０ｍｓは、ＳＬＯＴ０からＳＬＯＴ３１までの３２個のスロットで構成されている。したがって、各スロットは１．２５ｍｓの時間長になっている。最初のＳＬＯＴ０は同期信号であり、決められたアルゴリズムに従って、特定の１つのレピータすなわちマスタレピータ１が送出し、他のレピータ２〜ｎは自動的にスレーブレピータになって、この同期信号を取得する。レピータ１〜ｎ、すなわちレピータシステム３０は、この同期信号に同期して、稼働している。レピータ１〜ｎには、同期用のＳＬＯＴ０以外のＳＬＯＴ１〜３１のいずれかが割当てられており、レピータ１〜ｎ間で共用する各レピータの情報を自装置に割当てられたＳＬＯＴに書き込む。マスタレピータであるレピータ１は、ＳＬＯＴ０には同期信号を送出し、また、ＳＬＯＴ１〜ＳＬＯＴ３０のうちレピータ１に割当てられたＳＬＯＴにレピータ１の情報を書き込むことになる。なお、最後のＳＬＯＴ３１は将来の拡張機能のための外部機器接続用として使用する。

図５（Ａ）に通話チャンネルとのリンク確立時の通信フレームのフォーマット、図５（Ｂ）に音声及びデータ通信時の通信フレームのフォーマットの一例を示す。図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すホームレピータと無線端末装置との間で送受信される通信フレームのフォーマットも１周期が８０ｍｓであり、３８６ビットで構成される。図５において、Ｐはプリアンブル（初期送信時のみ）、ＦＳＷはフレーム同期ワード、ＬＩＣＨはリンク情報、ＳＣＣＨはシグナリング制御、ＦＡＣＣＨは高速付随制御、Ｇはガードタイムのデータが挿入される。

図１において、無線端末装置Ｂがホームレピータであるレピータ１からのダウンリンク信号中に含まれる空きチャンネル情報を取得し、空きチャンネルであるレピータ２を介して無線端末装置Ａに対する個別呼び出しをする場合、まず、図５（Ａ）に示すリンク確立時の通信フレームフォーマット中のＳＣＣＨに、使用する通話チャンネルであるレピータ２のＩＤ、被呼端末となる無線端末装置Ａが登録されているホームレピータであるレピータ１のＩＤなどを、ＦＡＣＣＨに、発呼端末である無線端末装置Ｂが登録されているホームレピータであるレピータ１のＩＤ、発呼端末である無線端末装置ＢのＩＤなどを書き込んで、通話チャンネルであるレピータ２に対して送信する。

これに対するレピータ２の応答は、無線端末装置Ｂから送信された通信フレームを折り返すが、ここに空きチャンネル情報が書き込まれる。無線端末装置Ｂは、レピータ２から通話許可の通信フレームを受信した後、図５（Ｂ）に示す通信フレームフォーマットのＳＣＣＨ中に、無線端末装置Ｂが登録されているホームレピータや無線端末装置ＢのＩＤなどを挿入し、続けて、音声通信の場合は音声を、データ通信の場合はデータを挿入して、レピータ２に対して送信する。

各レピータは、無線端末装置から送信される通信フレームに含まれる情報を取得して、レピータの状態を示す他の情報も含めて、自装置に割当てられたＳＬＯＴに情報を送出し、１つのサイト１０を構成するレピータ間で、それらの情報を共有する。したがって、被呼端末である無線端末装置Ａが登録されているレピータ１は、レピータ２を介して無線端末装置Ｂが無線端末装置Ａに対する個別呼び出しを行っていることを把握できるので、レピータ１のダウンリンク信号の通信フレーム中に、無線端末装置Ａにレピータ２のチャンネル周波数に移動する指示を挿入する。

待ち受け状態においては、無線端末装置は登録されているホームレピータのダウンリンク信号のチャンネル周波数を受信しているので、呼び出しがされている通話チャンネルへチャンネル周波数を移動することができる。グループ通話を要求する場合は、無線端末装置ＡにＩＤの代わりにグループＩＤを書き込めばよい。

図６は、各レピータの動作を示す図３のＣＰＵ４１のフローチャートである。いずれかの無線端末装置から通話要求を受信したか否かを判別し（ステップＳ１０１）、通話要求を受信したときは、発呼端末に対してチャンネル使用を許可する旨の応答を行う（ステップＳ１０２）。また、受信した発呼の通信フレームより、発呼端末のＩＤすなわち端末識別情報や被呼側の無線端末装置（以下、「被呼端末」という）のＩＤ、発呼端末及び被呼端末が登録されているホームレピータのＩＤなどをＲＡＭ４３に格納して（ステップＳ１０３）、チャンネル情報を空き状態から通話中の状態に変更して設定する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０３でＲＡＭ４３に格納した情報は、後述する通り、コントローラユニットがシステムバスを介して他のレピータに送出する。一方、ステップＳ１０１で、いずれの無線端末装置からも通話要求を受信せず、一定時間経過した場合は、Ｉｄｌｅメッセージを送信し（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１０４でチャンネル情報を通話中に変更した後は、発呼端末からの通話のための通信フレームを受信した場合（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）、及び、ステップＳ１０５で発呼端末から通信フレームを受信しない場合でも一定の受信待ち時間内に通信フレームを受信したら、空きチャンネル情報などの必要な情報を付加したうえで、発呼端末と被呼端末との間の通信フレームを中継する通話処理を実行する（ステップＳ１０６）。この後、通話が終了したか否かを判別し（ステップＳ１０７）、通話が終了したとき、及び、ステップＳ１０９で一定時間経過しても通信フレームを受信しない場合には、チャンネル情報を通話中の状態から空き状態に変更して設定する（ステップＳ１０８）。発呼端末に対する被呼端末からの応答がある場合は、被呼端末からレピータ２に対して通話要求がなされるので、上述の動作を繰り返す。なお、通話中の無線端末装置の属するグループでのグループ通話呼び出しがある場合は、ステップＳ１０６の通話処理で、通信フレームにグループ通話のＩＤ、グループ通話が行われるチャンネル、グループ通話のＩＤに属する無線端末装置が登録されているホームレピータのレピータＩＤが付加される。この付加された情報は、後述する通り、中継用の通信フレームを受信した無線端末装置で判断され、必要に応じてグループ通話に参加すべく通話チャンネルの移動を行う。

上記したように、各レピータは、他のレピータがその割当てられたＳＬＯＴに書き込む情報を取得することによって、他のチャンネルが通話中（リンク確立中を含む）又は空き状態であるかを認識できるので、空きチャンネルであるレピータの情報を含んだダウンリンク信号の通信フレームを送信する（図６のステップＳ１１０のＩｄｌｅメッセージの送信を含む）。したがって、無線端末装置は、ホームレピータから受信したチャンネル情報によって、空き状態のチャンネルに対して通話チャンネルとして発呼することができる。このとき、グループ通話のＩＤとその通話チャンネル、グループ通話のＩＤに属する無線端末装置が登録されているホームレピータのレピータＩＤを中継用の通信フレーム中に書き込むことができる。

図１において、例えば、レピータ１（チャンネル１）をホームレピータとする無線端末装置Ａに対して、無線端末装置Ｂがレピータ２（チャンネル２）を介した個別呼び出しの通話中に、レピータ３（チャンネル３）で、無線端末装置Ａに対する無線端末装置Ｂの個別呼び出しより優先順位が高い無線端末装置Ａ〜Ｄのグループ通話の呼び出しが、無線端末装置Ｃからなされた場合を想定する。ここで、呼び出しの優先順位は、予め無線端末装置内に設定されており、例えば、同じ組織や公共団体に属する無線端末装置で構成されるグループ全体でのグループ通話の優先順位を１番高くし、その次に、このグループ全体を分けた小グループでのグループ通話を、さらにその次に１つの無線端末装置を特定した個別呼び出しを、と設定することができるが、優先順位はこれに限るものではなく、適宜設定すればよい。

レピータ１〜ｎは、無線端末装置Ｃからレピータ３を介して無線端末装置Ａ〜Ｄに対するグループ呼び出しが行われていることを、システムバスを介してレピータ３から送出される情報によって把握することができる。そして、現在、無線端末装置Ａ及び無線端末装置Ｂの通話チャンネルとなっているレピータ２は、無線端末装置Ａ及び無線端末装置Ｂに対して送信するダウンリンク信号の通信フレームのＳＣＣＨ部分に、無線端末装置Ａ〜Ｄのグループ通話のＩＤ、グループ通話の呼び出しがなされている通話チャンネルのレピータ３のＩＤ、グループ通話のＩＤに属する無線端末装置が登録されているホームレピータＩＤを書き込む。

図７は、無線端末装置の動作を示す図２のＣＰＵ２１のフローチャートである。待ち受け状態においては、無線端末装置は、自装置が登録されているホームレピータのチャンネル周波数が設定されており、ホームレピータからのダウンリンク信号を受信している（ステップＳ２０１）。

他の無線端末装置との通話を行う場合、ホームレピータからのダウンリンク信号に含まれる空きチャンネル情報を取得し（ステップＳ２０２）、この空きチャンネルのチャンネル周波数に変更する（ステップＳ２０３）。

チャンネル周波数を変更した後、通話を開始するために、通話チャンネルであるレピータに対して通話許可を要求する通信フレームを送信する（ステップＳ２０４）。レピータから通話を許可する旨の応答を受信した場合は（ステップＳ２０５；ＹＥＳ）、通話処理を行う（ステップＳ２０６）。

通話許可を要求する通信フレームを受信したレピータが、他の無線端末装置に対して通話を許可する旨の応答を送信している場合、又は、既に他の無線端末装置による通話処理が行われている場合（ステップＳ２０５；ＮＯ）、ステップＳ２０２に戻り、他の無線端末装置に対して通話を許可する旨の応答のための通信フレーム、又は、通話処理で送信される通話フレームに含まれる空きチャンネル情報を取得し、現在のチャンネル周波数を空きチャンネルのチャンネル周波数に変更し、通話許可を要求する通信フレームを送信する。以下、通話を許可する旨の応答を受信するまで、ステップＳ２０２〜ステップＳ２０５を繰り返す。

ステップＳ２０５で通話を許可する旨の応答を受信した後、ステップＳ２０６で通話処理を行うと、レピータを介して受信される通信フレームを解析し（ステップＳ２０７）、現在の通話より優先順位の高い呼び出しがなされているか否かを判断する（ステップＳ２０８）。現在の通話より優先順位の高い呼び出しがなされていると判断した場合は（ステップＳ２０８；ＹＥＳ）、優先順位の高い呼び出しがされている通話チャンネルのチャンネル周波数にチャンネル周波数を変更し（ステップＳ２０９）、優先順位の高い呼び出しに参加する（ステップＳ２１０）。その後、通話が終了したか否かを判断し（ステップＳ２１１）、終了していないと判断した場合は、優先順位の高い呼び出しへの参加を続行する。

ステップＳ２０８で、現在の通話より優先順位の高い呼び出しがなされていないと判断した場合は（ステップＳ２０８；ＮＯ）、レピータを介して受信される通信フレームを解析して、現在の通話より優先順位の高い呼び出しがなされているか否かを判断しながら通話を続行する。

優先順位の高い呼び出しによる通話が終了した場合（ステップＳ２１１；ＹＥＳ）、又は、現在の通話が終了した場合（ステップＳ２１２；ＹＥＳ）は、チャンネル周波数をホームレピータのチャンネル周波数に変更し、ホームレピータのダウンリンク信号を受信する（ステップＳ２１３、Ｓ２０１）。

このように、上記実施の形態においては、複数のレピータの各々は、自装置のチャネルが通話中若しくは空き状態であるかを示すチャネル情報、並びに、システムバスを介して取得した他のレピータの情報から、自装置を通話チャネルとする無線端末装置が登録されているホームレピータに登録される通話中以外の無線端末装置からのグループ呼び出しや個別呼び出しのＩＤ、該呼び出しがなされている通話チャネルの情報を、無線端末装置に対して送信する通信フレームに付加して送る。

一方、無線端末装置は、レピータから受信する通信フレームに、グループ呼び出しや個別呼び出しのＩＤなどの呼出情報が含まれている場合に、その呼出情報に係る相手先に自端末が含まれているときは、呼出情報の優先順位が現在通話中の優先順位より高いか否かを比較して判別し、現在通話中の優先順位より呼出情報の優先順位のほうが高い場合には、呼出情報に係る他のレピータのＩＤのチャンネルの周波数に変更する。

したがって、２つ以上の無線端末装置同士がレピータのチャンネルによって通話している場合に、他のチャンネルによって、通話中の無線端末装置に対して、現在行われている無線端末装置間の通話より優先順位の高い呼び出しが可能になる。例えば、組織及びその指示系統が階層的になっている企業や公共の団体において、下位の階層の２つ以上の無線端末装置同士がレピータの通話チャンネルによって通話している場合でも、優先順位が高い上位の階層の他の無線端末装置が別の通話チャンネルによって、その通話中の無線端末装置を呼び出して通話又は一斉同報を行うことが可能になる。

上記実施の形態において、例えば、図１において、無線端末装置Ａ及びＢから構成される小グループでのグループ通話を行う場合、トーンスケルチ機能やコードスケルチ機能を用いることで、無線端末装置Ａ及びＢから構成される小グループでのグループ通話を無線端末装置Ｃ及びＤのスピーカから出力させないようにすることができる。レピータ１をホームレピータとする無線端末装置Ａ〜Ｄが所属する会社や公共の団体とは別の組織に属する他の無線端末装置がある場合も、上述の小グループによるグループ通話と同様、トーンスケルチ機能やコードスケルチ機能により、その通話内容が他の無線端末装置のスピーカから出力されないようにすればよい。

なお、上記実施の形態は本発明を説明するためのものであり、本発明は上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない限り、当業者によって考えられる他の実施の形態や変形例についても本発明に属するものである。

例えば、上記実施の形態においては、情報書込手段及び情報付加手段は、図３のレピータのＣＰＵ４１によって実行されるソフトウェアの機能に相当する。また、割込判別手段、情報抽出手段、及びチャンネル選択手段は、図２の無線端末装置のＣＰＵ２１によって実行されるソフトウェアの機能に相当し、操作手段は操作部２７に、記憶手段は不揮発性メモリにそれぞれ相当する。しかし、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に限定されず、他の実施の形態として、レピータのＣＰＵ４１の機能や無線端末装置のＣＰＵ２１の機能に代えて、電子回路などのハードウェアで構成できることは明らかである。

本発明の実施の形態における無線通信システムの構成図である。 図１の無線端末装置の構成を示すブロック図である。 図１のレピータの構成を示すブロック図である。 図１の通信回線に送出される同期信号及び同期信号に続く各レピータに割当てられているタイムスロットを含む図である。 図１の無線端末装置とレピータとの間で送受信される通信フレームのフォーマットの図である。 各レピータの動作を示す図３のＣＰＵのフローチャートである。 無線端末装置の動作を示す図２のＣＰＵのフローチャートである。

符号の説明

Ａ〜Ｈ 無線端末装置
１，２，３，ｎ レピータ
５ 通信回線
２０，４０ コントローラ
２１，４１ ＣＰＵ
２３，４３ ＲＡＭ

Claims (10)

1. 無線端末装置が他の無線端末装置と通信を行う際に、所定の通信回線によって互いに接続された複数の中継装置の１つを選択する無線通信システムであって、
   前記複数の中継装置の各々は、
   他の中継装置が通話中であるか否かを示す情報、並びに、当該他の中継装置が通話中である場合に、当該他の中継装置と通話中の無線端末装置の識別情報、当該他の中継装置の識別情報及び当該他の中継装置と通話中の無線端末装置からの呼び出しの有無を示す呼出情報を前記通信回線から取得する情報取得手段と、
   自装置と任意の無線端末装置とが通話中において、前記情報取得手段によって呼び出しを示す呼出情報が取得されたときに、当該呼出情報に係る相手先に自装置と通話中の無線端末装置が含まれているか否かを判別する呼出判別手段と、
   前記呼出判別手段によって前記相手先に自装置と通話中の前記無線端末装置が含まれていると判別された場合には、自装置と通話中の前記無線端末装置に対して送信する通信情報に、前記他の中継装置と通話中の無線端末装置の識別情報、前記他の中継装置の識別情報及び呼出情報を付加する情報付加手段と、
   を備え、
   選択に係る中継装置と通話中の無線端末装置は、
   当該中継装置から受信する通信情報に前記呼出情報が含まれている場合には、前記呼出情報に係る相手先に自端末が含まれているか否かを解析する情報解析手段と、
   前記情報解析手段によって前記相手先に自端末が含まれていると解析されたときは、前記呼出情報の優先順位が現在通話中の優先順位より高いか否かを比較して判別する優先比較手段と、
   前記優先比較手段によって前記現在通話中の優先順位より前記呼出情報の優先順位のほうが高いと判別されたときは、前記呼出情報に係る他の中継装置の識別情報のチャンネルに変更するチャンネル変更手段と、を備える、
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記優先比較手段は、前記通信情報に含まれている前記他の中継装置と通話中の無線端末装置の識別情報に基づいて、前記呼出情報の優先順位が前記現在通話中の優先順位より高いか否かを比較す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. 前記優先比較手段によって比較される優先順位の情報は、予め所定の記憶手段に記憶されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
4. 無線端末装置が他の無線端末装置と通信を行う際に、所定の通信回線によって互いに接続された複数の中継装置の１つを選択する無線通信方法であって、
   前記複数の中継装置の各々は、
   他の中継装置が通話中であるか否かを示す情報、並びに、当該他の中継装置が通話中である場合に、当該他の中継装置と通話中の無線端末装置の識別情報、当該他の中継装置の識別情報及び当該他の中継装置と通話中の無線端末装置からの呼び出しの有無を示す呼出情報を前記通信回線から取得し、
   自装置と任意の無線端末装置とが通話中において、呼び出しを示す呼出情報が取得されたときに、当該呼出情報に係る相手先に自装置と通話中の無線端末装置が含まれているか否かを判別し、
   前記相手先に自装置と通話中の前記無線端末装置が含まれていると判別した場合には、自装置と通話中の前記無線端末装置に対して送信する通信情報に、前記他の中継装置と通話中の無線端末装置の識別情報、前記他の中継装置の識別情報及び呼出情報を付加し、
   選択に係る中継装置と通話中の無線端末装置は、
   当該中継装置から受信する通信情報に前記呼出情報が含まれている場合には、前記呼出情報に係る相手先に自端末が含まれているか否かを解析し、
   前記相手先に自端末が含まれていると解析したときは、前記呼出情報の優先順位が現在通話中の優先順位より高いか否かを比較して判別し、
   前記現在通話中の優先順位より前記呼出情報の優先順位のほうが高いと判別したときは、前記呼出情報に係る他の中継装置の識別情報のチャンネルに変更する、
   ことを特徴とする無線通信方法。
5. 前記通信情報に含まれている前記他の中継装置と通話中の無線端末装置の識別情報に基づいて、前記呼出情報の優先順位が前記現在通話中の優先順位より高いか否かを比較することを特徴とする請求項４に記載の無線通信方法。
6. 比較される優先順位の情報は、予め所定の記憶手段に記憶されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の無線通信方法。
7. 無線端末装置が他の無線端末装置と通信を行う際に、所定の通信回線によって互いに接続された複数の中継装置の中から当該無線端末装置によって選択された中継を行う中継装置であって、
   他の中継装置が通話中であるか否かを示す情報、並びに、当該他の中継装置が通話中である場合に、当該他の中継装置と通話中の無線端末装置の識別情報、当該他の中継装置の識別情報及び当該他の中継装置と通話中の無線端末装置からの呼び出しの有無を示す呼出情報を前記通信回線から取得する情報取得手段と、
   自装置と任意の無線端末装置とが通話中において、前記情報取得手段によって呼び出しを示す呼出情報が取得されたときに、当該呼出情報に係る相手先に自装置と通話中の無線端末装置が含まれているか否かを判別する呼出判別手段と、
   前記呼出判別手段によって前記相手先に自装置と通話中の前記無線端末装置が含まれていると判別された場合には、自装置と通話中の前記無線端末装置に対して送信する通信情報に、前記他の中継装置と通話中の無線端末装置の識別情報、前記他の中継装置の識別情報及び呼出情報を付加する情報付加手段と、
   を備えることを特徴とする中継装置。
8. 所定の通信回線によって互いに接続された複数の中継装置の１つを選択して他の無線端末装置と通信を行う無線端末装置であって、
   選択に係る中継装置から受信する通信情報に、他の中継装置と通話中の無線端末装置の識別情報、当該他の中継装置の識別情報及び当該他の中継装置と通話中の無線端末装置からの呼び出しを示す呼出情報が含まれている場合には、当該呼出情報に係る相手先に自端末が含まれているか否かを解析する情報解析手段と、
   前記情報解析手段によって前記相手先に自端末が含まれていると解析されたときは、前記呼出情報の優先順位が現在通話中の優先順位より高いか否かを比較して判別する優先比較手段と、
   前記優先比較手段によって前記現在通話中の優先順位より前記呼出情報の優先順位のほうが高いと判別されたときは、前記呼出情報に係る他の中継装置の識別情報のチャンネルに変更するチャンネル変更手段と、
   を備えることを特徴とする無線端末装置。
9. 前記優先比較手段は、前記通信情報に含まれている前記他の中継装置と通話中の無線端末装置の識別情報に基づいて、前記呼出情報の優先順位が前記現在通話中の優先順位より高いか否かを比較することを特徴とする請求項８に記載の無線端末装置。
10. 前記優先比較手段によって比較される優先順位の情報は、予め所定の記憶手段に記憶されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の無線端末装置。

Images