JP5257265B2 - 無線中継装置及び無線通信方法 - Google Patents
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Description
このような間欠受信は、デジタル無線システムにおいても採用されており、受信されたデジタル信号の同期信号を捕捉した後に、音声/データなどの信号を受信することになるので、アナログ無線システムにおける間欠受信動作に比べて、その処理が複雑となる。
例えば、同期信号を捕捉しなければデータを受信(復号化)することができないデジタル無線システムでは、一般的に送信開始時に同期タイミング検出用のプリアンブル信号が付され、それに続いてフレーム同期信号とともに伝送すべきデータが送信されるので、間欠受信動作の際、キャリアセンスによる着信検出が成功しても、タイミングによってはウェイク期間初期の同期ワード検出が出来ない場合は、その後に続く音声データや情報データを復調することができないので会話の初期部分が欠落する頭切れ(話頭切断)が生じ明瞭な通話が阻害される。
を含む同期シーケンスQの繰り返し周期を通常の場合に比べて長くする方法が提案されている。
図10乃至図15は、特許文献2に開示された図である。以下、これらの図面を使用して簡単に説明する。
図10は、特許文献2記載の従来の無線通信装置の構成例を示すブロック図であり、アンテナ110と、アンテナ接続を送信部/受信部に切替える送受信切替部111と、送信部112、送信用ベースバンド処理部113、アナログ・デジタル変換部(A/D)114、マイクロホン115を含む送信ブロックと、受信部116、受信用ベースバンド処理部117、デジタル・アナログ変換部(D/A)118、スピーカ119を含む受信ブロックとを備えている。更に、上記各ブロックを制御するために、コントローラ120を備え、その内部にはCPU121、入出力インターフェース(I/O)122、書換可能メモリ(RAM)123、書込専用メモリ(ROM)124を含んでいる。また、コントローラ120には、計時部125、表示部126、操作部127、電源制御部128、電源部129が付加されている。ここで、電源部129は例えばバッテリー(蓄電池)と充電用回路を含んでいる。その他、以下に説明する処理や動作を行うように、ROM124には各種のプログラムやデータが記憶され、RAM123には必要に応じて各種のデータが記憶され、且つ、読み出される。
一方、図12に示すようにプリアンブルPの長さが、間欠受信モードのスリープ期間より長い場合は、いずれかのウェイク期間においてプリアンブルを受信可能であり、後続するFSとCCHを復調して自局当ての通信であるか否かを判断できる。
そこで、特許文献2記載の発明では、無線通信装置の通信傍受等により通信相手が連続受信中であるか間欠受信中であるかを判断する手段と、相手方が間欠受信中であると判断した場合は、図13(a)乃至(d)に示すように、間欠受信のスリープ期間より長くなるように同期シーケンスQの長さを調整することによって、頭切れを防止している。
図14(a)、(b)、(c)は、特許文献2記載に示された、無線通信装置が間欠受信モードに移行するタイミング図で、通信終了後に予め設定された所定時間が経過したとき間欠受信モードに移行し、スリープとウェイクを所定周期で繰返す様子を示している。
図15は、その処理例を示すフローチャートであるが、上記図10乃至図14を含め、詳細は特許文献2に詳しいので、ここでの説明は省略する。なお、図10乃至図15は、特許文献2の図とは異なる符号を付したが、参照は容易であろう。
更には、通信相手方の間欠受信周期が不明であるので、可能性のある最大長の周期にシーケンスQを設定する必要があり、通信効率を悪化させる可能性があった。このような不具合を回避するためには、全ての受信機の間欠受信周期を統一する必要があるが、それは極めて困難であろう。
なお、上述した間欠受信の他にも、周期的にチャネル受信を行うものとして、多数のチャネルを順次走査(スキャン)しながら着信信号の有無を検出する走査受信(スキャンモード)が知られている。このようなスキャンモード中の通信相手を呼出す場合にも、チャネル信号を受信するタイミングに合わせてプリアンブル信号やFS信号を送信する必要がある。更に、スキャンモードにおいても、特定のチャネルを優先的に受信するために、一回のスキャン中に(走査周期中に)優先度の高い特定チャネルを複数回受信するような複雑な走査受信も採用されている。このようなスキャンモード中の相手を呼出す場合にも、同様の問題が発生していた。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、通信相手方が間欠受信中や、走査受信中であっても、頭切れ(話頭切断)が発生することなく、迅速に通信が開始できるようにした無線中継装置及び無線通信方法を提供することを目的としている。
上記無線通信端末夫々の間欠受信周期を含む受信モード情報をその無線通信端末の識別情報に対応付けて記憶した受信モード情報データベースと、
中継元無線通信端末から送信され受信した信号に含まれる中継先無線通信端末の識別情報と上記受信モード情報データベースとから上記中継先無線通信端末の受信モード情報を取得する手段と、
上記中継元無線通信端末から送信された信号を受信後、上記中継先無線通信端末へ中継すべき情報を含まない信号の予備送信を開始する予備送信手段と、
上記取得した受信モード情報に基づいて、中継すべき情報の送信を上記予備送信の開始から所要時間遅らせる遅延送信手段と、を備えることを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の無線中継装置において、無線通信端末の通信履歴を記憶する手段と、上記受信モード情報データベースと上記通信履歴を参照して中継先無線通信端末が間欠受信中であるか連続受信中であるかを判断する手段と、その判断結果に基づいて上記遅延送信手段を起動するか否かを決定する手段と、を備えることを特徴とする。
中継元無線通信端末が中継先無線通信端末を識別する識別情報を上記無線中継装置に送信する識別情報送信ステップと、上記無線中継装置が上記中継元無線通信端末から送信され受信した信号から上記識別情報を検出する識別情報検出ステップと、上記無線中継装置が、上記無線通信端末夫々の間欠受信周期を含む受信モード情報と上記識別情報と共に記憶した受信モードデータベースと上記検出した識別情報とから、上記中継先無線通信端末の受信モード情報を取得する受信モード情報取得ステップと、上記中継元無線通信端末から送信された信号を受信後、上記中継先無線通信端末へ中継すべき情報を含まない信号の予備送信を開始する予備送信開始ステップと、上記取得した受信モード情報に基づいて、中継すべき情報の送信を上記予備送信の開始から所要時間遅らせる遅延送信開始ステップと、を含むことを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項3に記載の無線通信方法において、無線中継装置が、無線通信端末の通信履歴を記憶する通信履歴記憶ステップと、上記無線中継装置が、通信に際して上記受信モードデータベースと中継先無線通信端末の上記通信履歴とを参照して上記中継先無線通信端末が間欠受信中であるか連続受信中であるかを判断する受信判断ステップと、上記無線中継装置が、上記受信判断ステップの結果に基づいて上記遅延送信開始ステップを起動するか否かを決定するステップと、を含むことを特徴とする。
従って、固定局や車載無線通信機のようにバッテリーセービングが必要でないものを含め、通信相手が連続受信中であることが判断できる場合は、遅延送信することなく直ちに通信を開始することができるので、頭切れ(話頭切断)を防止しつつ迅速な運用が可能となる。また、通信相手方の間欠受信情報として、バッテリーセービングの間欠受信の他、走査受信(スキャンモード)、プライオリティスキャン等の間欠受信シーケンスの情報を記録しておき、夫々のシーケンスに対応して遅延送信の予備送信時間を調整するように構成し制御するので、複雑なシーケンスの間欠受信に対しても適宜予備送信時間を調整して、頭切れを防止しつつ、迅速で的確な通信が可能である。
なお、ここで遅延送信手段とは、中継元無線通信端末から送信された通話音声やデータ等の変調信号(中継すべき情報)を無線中継装置において受信した後、直ちに中継波に重畳して中継先無線通信端末に送信する代わりに、変調信号を録音(記録)する。無線中継装置は所要時間、無変調で変調した中継波を送信する予備送信を行う。そして、以下詳述する所定時間の予備送信経過後に、録音(記録)した音声やデータ等を最初から再生して送信する。
また、中継先無線通信端末の制御信号が必要な場合は、その制御信号を予備送信経過後に音声やデータ等に先立って送信を開始する。
即ち、本発明は、この予備送信の有無と、その時間(長さ)を中継先の無線通信端末の受信モードに応じて適切に制御することによって、効率的な運用を可能にするものである。
先ず、本発明において使用する無線通信端末(無線通信機)のブロック構成は、基本的な機能としては従来技術の説明に用いた図10のものを利用することができるが、以下詳細に説明する機能を有するように、プログラムやデータがROM124、RAM123に記憶されているものとする。また、この例に限定するものではないが、無線通信端末は受信動作、あるいは送信動作が終了すると、一定時間経過後に間欠受信動作(セーブモード)に移行するようになっているが、その間欠受信におけるウェイクとスリープの時間や周期は、無線通信端末毎に任意に設定可能であっても構わない。
更に、図1において11は、制御部であり、以下に説明する機能を果たすように、コントローラ12と、計時部13と、記憶部14を含んでいる。
レピータが受信モード情報のデータベースを記憶する方法としては、既に説明したように、予めメモリに収集したデータを記憶する方法や、実際の無線システム運用中に無線通信端末からの報告を受けて記録する方法、又は、データベース管理機関から送信されるデータを記憶する方法、あるいはそれらを併用し、予め記憶したデータの更新情報をデータベース管理機関から送信するものであってもよい。
更に、この例に示すレピータでは管轄内の無線通信端末の通信履歴を記憶する通信履歴記憶手段と、遅延送信機能を備えている。通信履歴記憶手段は、比較的短期間(例えば、数分乃至数十分程度でもよい)における各無線通信端末の送信履歴や無線中継履歴を記憶しておくもので、特許文献2に開示されているように、送信動作等の終了後の一定時間「τ」内の連続受信期間中であることを検知する上で有用である。また、遅延送信機能とは、既に説明したように、中継送信の開始時は、所定時間無変調のままで予備送信しながら、中継元無線通信端末から送信された音声やデータ情報を録音(保存)し、所要時間の予備送信後に、録音した音声やデータ信号を再生して中継波に重畳して送信する機能である。遅延送信機能については例えば、特許文献3に記載されているので参照することができる。
図2に示すシステムにおいて、各無線通信端末は例えば、通信動作(送信動作又は受信動作)、連続受信待受け、間欠受信(セーブモード、走査受信)を順次繰返す動作を行っている状況で、無線通信端末20Aが、中継元無線通信端末20Bを中継先無線通信端末として、レピータ(無線中継装置)21を介して通信を行う場合を想定する。
ここで行う予備送信は、後述するように中継先無線通信端末20Bの間欠受信のウェイク期間に一致して伝送すべき情報が受信され、頭切れが発生しないように予備送信によってタイミング調整を行うための待ち時間調整を行うものであり(S7)、予備送信として必要な時間が経過したら、録音された中継すべき情報を初めから再生し送信する(S8)。このとき、中継先無線通信端末にCTCSS、DTMF等のシグナリングやデジタル通信のネットワークアクセスコードが設定されている場合は、これらを付加する。
このような制御によれば、中継すべき信号が一定時間遅延して中継されるので、受信側では間欠受信を中止し、連続受信状態になった状態でメッセージ等のデータが送信され、頭切れを防止することができる。
このような処理を繰返し、互いに送受信を行うが、上記処理S4において中継先が断続受信中ではないと判断した場合は(S4、No)、従来通りの通常の中継処理を行う。また、中継処理を行う毎に、中継元、中継先の無線通信端末の識別情報(ID)、送信終了時刻等を通信履歴として記録する(S11)。特定の無線通信端末同士の通信が終了すると、それを傍受していた他の無線通信端末が、通信終了した端末の一方を呼出す(コールする)ことは頻繁に発生するが、その場合は記録した通信履歴に基づき、「τ」期間であることが判明すれば遅延送信を行うことなく即時中継処理を行うことができるので迅速な中継処理が可能となる。
送信元無線通信端末が送信動作を終了すると、無線中継装置の送受信動作も同様に動作を終了する(T1)。中継先無線通信端末は一定期間「τ2」経過後に間欠受信(周期τ1)に移行する(図c)。その状態において、送信元無線通信端末(他の無線通信端末であってもよい)から新たな中継要求が発生すると(T2)、無線中継装置(レピータ)では中継動作を開始し、受信情報も復調する。無線中継装置では、上述した受信モード情報データベースを参照して中継先が間欠受信機能を有すること、及び、通信履歴情報から送受信終了後の経過時間(τ3)が中継先端末の「τ2」の期間を過ぎているので、現在間欠受信中であること、及び、間欠受信の周期が「τ1」であることを判断すると、遅延送信機能を起動して予備送信を行う。予備送信により遅延する時間は「τ1」、若しくは「τ1」より長くする。この処理によれば、中継先無線通信端末がウェイク期間のタイミングにおいて予備送信電波を受信して連続受信動作に移行した後に、録音しておいた音声信号等を変調信号として中継波に重畳して送信するので、頭切れを防止することができる。なお、図4において「※1」がウェイク期間となって中継チャネルを受信するタイミング、「※2」はスリープ状態で省電力状態を示している。
送信元無線通信端末が送信を開始すると、無線中継装置の送受部も同様に動作を開始する(T1)。無線中継装置(レピータ)では中継動作を開始するが、上述した受信モード情報を記録してあるデータベースを参照して中継先が走査受信機能を有すること、過去の通信履歴等から現在走査受信中であること、及び、走査受信により中継チャネルを受信する周期が「τ1」であることを判断すると、遅延送信機能を起動して予備送信を行う。予備送信により受信信号を中継するまでの遅延時間は「τ1」、若しくは「τ1」より長くする。この処理によれば、中継先無線通信端末が中継チャネルを受信するタイミング以前に連続受信動作に移行するので、頭切れを防止することができる。なお、図5において「※1」が中継チャネルを受信するタイミング、「※2」はそれ以外のチャネルを受信するタイミングである。
送信元無線通信端末が送信動作を終了すると、無線中継装置の送受信動作も同様に動作を終了する(T1)。中継先無線通信端末は一定期間「τ2」経過後に走査受信(スキャンモード)に移行する(図c)。その状態において、送信元無線通信端末(他の無線通信端末であってもよい)から新たな中継要求が発生すると(T2)、無線中継装置(レピータ)では中継動作を開始するが、上述した受信モード情報データベースを参照して中継先が走査受信機能を有すること、及び、通信履歴情報から送受信終了後の経過時間(τ3)が中継先端末の「τ2」の期間を過ぎているので、現在走査受信中であること、及び、走査受信により中継チャネルを受信する周期が「τ1」であることを判断すると、遅延送信機能を起動して中継すべき変調信号を重畳することなく搬送波を必要な制御信号で変調し送信する予備送信を行う。予備送信により遅延する時間は「τ1」、もしくは「τ1」より長くし、予備送信が終了すれば遅延させた変調信号を最初から再生して送信する。この処理によれば、中継先無線通信端末が中継チャネルを受信するタイミング以前に連続受信動作に移行し、その後に変調信号が送信されるので、頭切れを防止することができる。なお、図6において「※1」が中継チャネルを受信するタイミング、「※2」はそれ以外のチャネルを受信するタイミングである。
送信元無線通信端末が送信動作を終了すると、無線中継装置の送受信動作も同様に動作を終了する(T1)。中継先無線通信端末は一定期間「τ2」経過後にプライオリティ走査受信(優先走査受信)に移行する(図c)。図中「※1」が中継チャネルを受信するタイミング、「※2」はそれ以外のチャネルを受信するタイミングである。
また、中継先無線通信端末への制御信号が必要な場合は、その制御信号を所要時間遅延後に音声やデータ等に先立って重畳する。
予備送信により遅延する時間は「τ1」、若しくは「τ1」より長い予備送信を終了した後、遅延させた変調信号を最初から再生して送信する。この処理によれば、中継先無線通信端末が中継チャネルを受信するタイミングで連続受信動作に移行し、その後送信される変調信号を受信できるので、頭切れを防止することができる。なお、プライオリティ受信の一例として、図7(c)に示すように、中継チャネルに対してウェイクとなるタイミング(※1)を、その他のチャネルを受信するタイミング(※2)より多くの回数ウェイクにすれば、他の無線通信端末からの呼出しに迅速に対応することが可能である。
例えば、図10に示した無線通信端末100の制御部120中のROM、RAMに通信相手方の受信モード情報のデータベースを記憶できるようにしておき、呼出す際に、上述したようにデータベースを参照して予備送信(遅延送信)の要否と、相手方の走査受信や間欠受信の周期等の情報を取得した上で、所要の送信を行う。このときの受信モード情報の取得方法は、本発明においては無線中継装置に受信モード情報データベースを保有しているので、それらのデータの中から必要なものを転送してもらうように制御すれば、無線通信端末側に全てのデータを保有する必要がない。
また、遅延送信を行う際に、会話に関する変調信号の一部又は全体を、適宜圧縮、あるいは間引きして、遅延して送信開始した分を補正する処理を加えることによって、実際の通話の終了時刻が、遅延再生した変調信号の通話終了時刻が出来る限り近づくように制御すれば、相互の会話がスムーズに行われるようになるであろう。更に、近年、CPUやDSP、メモリを備えたデジタル無線機が一般的であるので、上述した本発明の処理機能を実行するように構成したプログラムやデータをインストールすることによって、本発明を実施することも可能であろう。
Claims (4)
- 中継先無線通信端末を識別する識別情報を送信する機能と間欠受信機能を有する複数の無線通信端末における通信を中継する無線中継装置において、
前記無線通信端末夫々の間欠受信周期を含む受信モード情報をその無線通信端末の識別情報に対応付けて記憶した受信モード情報データベースと、
中継元無線通信端末から送信され受信した信号に含まれる中継先無線通信端末の識別情報と前記受信モード情報データベースとから前記中継先無線通信端末の受信モード情報を取得する手段と、
前記中継元無線通信端末から送信された信号を受信後、前記中継先無線通信端末へ中継すべき情報を含まない信号の予備送信を開始する予備送信手段と、
前記取得した受信モード情報に基づいて、中継すべき情報の送信を前記予備送信の開始から所要時間遅らせる遅延送信手段と、
を備えることを特徴とする無線中継装置。 - 無線通信端末の通信履歴を記憶する手段と、
前記受信モード情報データベースと前記通信履歴を参照して前記中継先無線通信端末が間欠受信中であるか連続受信中であるかを判断する手段と、
その判断結果に基づいて前記遅延送信手段を起動するか否かを決定する手段と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の無線中継装置。 - 間欠受信機能を有する複数の無線通信端末が無線中継装置を介して通信する無線通信方法において、
中継元無線通信端末が中継先無線通信端末を識別する識別情報を前記無線中継装置に送信する識別情報送信ステップと、
前記無線中継装置が前記中継元無線通信端末から送信され受信した信号から前記識別情報を検出する識別情報検出ステップと、
前記無線中継装置が、前記無線通信端末夫々の間欠受信周期を含む受信モード情報と前記識別情報と共に記憶した受信モードデータベースと前記検出した識別情報とから、前記中継先無線通信端末の受信モード情報を取得する受信モード情報取得ステップと、
前記中継元無線通信端末から送信された信号を受信後、前記中継先無線通信端末へ中継すべき情報を含まない信号の予備送信を開始する予備送信開始ステップと、
前記取得した受信モード情報に基づいて、中継すべき情報の送信を前記予備送信の開始から所要時間遅らせる遅延送信開始ステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。 - 無線中継装置が、無線通信端末の通信履歴を記憶する通信履歴記憶ステップと、
前記無線中継装置が、通信に際して前記受信モードデータベースと中継先無線通信端末の前記通信履歴とを参照して前記中継先無線通信端末が間欠受信中であるか連続受信中であるかを判断する受信判断ステップと、
前記無線中継装置が、前記受信判断ステップの結果に基づいて前記遅延送信開始ステップを起動するか否かを決定するステップと、
を含むことを特徴とする請求項3に記載の無線通信方法。
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