JP6190598B2 - 無線通信システム - Google Patents

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Description

本発明は、複数のチャネルを使用する無線通信システムに関する。
複数のチャネルを使用する無線通信システムとして、例えばMCA(Multi Channel Access)方式の無線通信システム(以下、MCA無線システム)がある。このMCA無線システムは、一定数の周波数を多数の利用者が共同で利用する方式のシステムであり、周波数の利用効率が高い。
MCA無線システムは、回線制御装置や制御卓などで構成される制御局、一つ或いは複数の基地局、及び複数の端末局で構成される。なお、端末局は、携帯無線機や車載無線機等の移動可能な無線端末(移動局)に限られず、固定的に設置された無線端末であってもよい。
このようなMCA無線システムに関し、これまでに種々の発明が提案されている。
例えば、特許文献1には、通常時には独立して動作する複数の系のシステムを緊急時に有効利用することができるようにした無線通信システムが開示されている。
特開2008−301327号公報
MCA無線システムでは、基地局は送信と受信を同時に行うことができるが、端末局は送信と受信を同時に行うことができない構成となっている場合がある。この場合、移動局が送信を行なっている間は、当該移動局は基地局からのデータを受信できないことになる。
また、図4に示すように、送受信を同時に行うことができない移動局#1及び移動局#2が、互いに同一の周波数(チャネル)で同時にデータ送信を行うと、これらのデータ送信が衝突して互いに干渉してしまい、基地局でデータを受信できないという問題がある。
ここで、MCA無線システムにおいて、通話の管理を行う回線制御装置が、移動局間の個別通話等の通信に使用する通信用チャネル(以後、SCH)を指定し、基地局が、指定されたSCHを制御用チャネル(以後、CCH)で通知し、各々の移動局からSCHで応答を送信させることで、個別通話の成立を確認する方式を採用することがある。個別通話の成立を確認する理由は、例えば、対象の移動局が電源断や圏外等の要因により個別通話が成立しない場合に個別通話を継続させないためであり、この場合には、回線制御装置は個別通話を強制的に終話させる等の対応を行う。
図5には、従来方式による通話成立の確認時の処理シーケンスの例を示してある。
同図に示すように、従来方式では、発呼側の移動局#1及び着呼側の移動局#2から同一のSCH(移動局#1,#2間の通話用に指定されたSCH)で送信される応答が基地局側で衝突して同一波干渉が生じないように、移動局#1,#2からの接続応答の送信タイミングをずらすことが行なわれている。すなわち、基地局は、まず一方の移動局(同図では発呼側の移動局#1)にSCHを通知し、当該移動局からSCHにより接続応答を得た後、他方の移動局(同図では発呼側の移動局#2)にSCHを通知し、当該移動局からSCHによる接続応答を得る。
この場合、回線制御装置が個別通話のSCHを指定してから、各々の移動局がSCHに移行して応答確認が完了するまでに時間がかかる。例えば、非常送の基地局を採用するシステムでは、移動局がデータを送信する際に複数フレーム(同期バースト複数回+データ)を送信すると、1フレームが40msの場合には数百ミリ秒以上かかる。したがって、2つの移動局が時間をずらして応答を返す場合には、応答確認が完了するまでに1秒程度の時間がかかることが想定される。このため、通話頻度が高い場合や、通話成立の高速化が求められる場合を考慮して、応答確認に要する時間を短縮するために更なる改善が求められている。
本発明は、上記のような従来の事情に鑑みて為されたものであり、無線通信システムにおいて、基地局が複数の端末局から応答を受けるのに要する総時間を短縮することが可能な技術を提案することを目的とする。
本発明は、上記の目的を達成するために、複数の端末局と、複数の端末局と無線通信を行う基地局とを備えた無線通信システムにおいて、以下のような構成とした。
すなわち、本発明に係る無線通信システムは、複数の端末局から基地局への応答の送信に使用するチャネルを端末局毎に異ならせて指定するチャネル指定手段を備え、基地局は、チャネル指定手段により指定されたチャネルを複数の端末局に通知して応答の送信に使用させることとする。
これにより、各端末局からそれぞれ異なるチャネルで応答を送信させることができるので、各端末局から同じタイミングで応答が送信されても同一波干渉が生じない。このため、各端末局から同じタイミングで応答を送信させることができ、基地局が複数の端末局から応答を受けるのに要する総時間を短縮することが可能となる。
更に、本発明に係る無線通信システムでは、基地局は、端末局間の通信に使用すべく指定された通信用チャネルを通信対象の各端末局へ制御用チャネルを用いて通知するものであり、チャネル指定手段は、通信用チャネルの通知に対する応答の送信に使用するチャネルとして、一方の端末局に制御用チャネルを指定し、他方の端末局に通信用チャネルを指定することとした。
これにより、有限のチャネル資源を有効に活用しつつ、端末局間の通信成立の確認に要する総時間の短縮を図ることが可能となる。
更に、本発明に係る無線通信システムでは、基地局は、チャネル指定手段により指定されたチャネルを複数の端末局に一括で通知することとした。
これにより、通知に対する応答を各端末局から一斉に送信させることができ、応答確認に要する時間が短縮される。
また、本発明は、複数の端末局と無線通信を行う基地局に接続された回線制御装置として把握することもできる。
すなわち、本発明に係る回線制御装置は、複数の端末局から基地局への応答の送信に使用するチャネルを端末局毎に異ならせて指定するチャネル指定手段を備え、チャネル指定手段により指定されたチャネルを、基地局を通じて複数の端末局に通知して応答の送信に使用させることとする。
本発明によれば、無線通信システムにおいて、基地局が複数の端末局から応答を受けるのに要する総時間を短縮することが可能となる。
MCA無線システムのシステム構成の例を示す図である。 本発明方式による通話成立の確認に係る処理シーケンスの例を示す図である。 本発明方式によるショートメッセージ送信の応答に係る処理シーケンスの例を示す図である。 複数移動局による同一チャネルでの同時送信の問題点を示す図である。 従来方式による通話成立の確認時の処理シーケンスの例を示す図である。
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図1には、MCA無線システムのシステム構成の例を示してある。
同図のMCA無線システムは、通信卓101と回線制御装置102から構成される制御局103があり、制御局103の回線制御装置102には基地局104及び基地局105が通信可能に接続されている。
基地局104及び基地局105は、それぞれ基地局ゾーン106,107を有しており、その基地局ゾーン106,107がそれぞれの基地局104,105のサービスエリアとなる。基地局ゾーン106,107の全てを合わせたものがこのMCA無線システムのサービスエリアとなる。
また、端末局の一種である複数の移動局108〜112があり、移動局108,109,110は基地局104のサービスエリア(基地局ゾーン106)に、移動局111,112は基地局105のサービスエリア(基地局ゾーン107)におり、基地局104,105のそれぞれと無線により通信を行う。なお、上記のような移動局108〜112のほか、固定的に設置された無線端末を端末局として用いてもよい。
また、本MCA無線システムは、無線方式として例えばSCPC(Singl Channel Per Carrier)方式を採用し、周波数は3つのチャネル(上下ペア波)が割り当てられており、CCHにCH1(上り周波数:f1、下り周波数:f2)、SCHにCH2(上り周波数:f3、下り周波数:f4)及びCH3(上り周波数:f5、下り周波数:f6)となっている。
〔第1実施例〕
図2には、本発明方式による通話成立の確認に係る処理シーケンスの例を示してある。
本例では、或る基地局の基地局ゾーンにおいて、移動局#1からの接続要求により移動局#2との通信を確立して個別通話を行うことを想定する。例えば、或る基地局は基地局104に該当し、移動局#1,#2はそれぞれ移動局108,109に該当する。
発呼側となる移動局#1は、操作者から移動局#2を着呼側(通話相手)に指定した接続要求を受けると、接続要求データの信号を生成してCCHで基地局へ無線送信する。
この接続要求データには、ヘッダ情報、通信種別(本例では通話)の情報、発呼側の局(移動局#1)の識別情報、着呼側の局(移動局#2)の識別情報などが格納される。
基地局は、移動局#1から受信した接続要求データの信号を回線制御装置に受け渡す。
回線制御装置は、基地局を通じて接続要求データの信号を受け取ると、接続要求の通信種別を確認し、通信種別が通話等の移動局間通信であると判定された場合には、空きのSCHの中から移動局#1,#2間の通話に使用するチャネルを指定し、更に、各移動局#1,#2からの接続応答の送信に使用するチャネルを互いに異ならせて指定する。本例では、発呼側の移動局#1からの接続応答の送信に使用するチャネルとして、チャネル指定の信号を各移動局に送信する際に使用するCCHを指定し、着呼側の移動局#2からの接続応答の送信に使用するチャネルとして、通話に使用するチャネルに指定したSCHを指定する。
回線制御装置は、チャネルの指定を終えると、チャネル指定データの信号を生成して基地局に受け渡す。
ここで、チャネル指定データには、ヘッダ情報、発呼側情報、着呼側情報などが格納される。
また、発呼側情報には、その宛先である発呼側の局(移動局#1)の識別情報、通話に使用すべく指定されたチャネルの情報、発呼側の局からの接続応答の送信に使用すべく指定されたチャネルの情報、通信種別の情報などが含まれる。
また、着呼側情報には、その宛先である着呼側の局(移動局#2)の識別情報、通話に使用すべく指定されたチャネルの情報、着呼側の局からの接続応答の送信に使用すべく指定されたチャネルの情報、通信種別の情報などが含まれる。
基地局は、回線制御装置から受け取ったチャネル指定データの信号をCCHで各移動局#1,#2へ無線送信する。このチャネル指定の信号には、発呼側の局(移動局#1)に宛てた発呼側情報と、着呼側の局(移動局#2)に宛てた着呼側情報とが含まれるため、各移動局#1,#2へ一括で送信されることになる。
発呼側である移動局#1は、基地局からチャネル指定データの信号を受信すると、自局に宛てたチャネル指定であるかを確認し、自局に宛てたチャネル指定である場合には、更に、通話に使用すべく指定されたチャネルと、接続応答の送信に使用すべく指定されたチャネルを確認する。本例では、発呼側の局からの接続応答の送信に使用すべく指定されたチャネルはCCHであり、通話に使用すべく指定されたSCHとは異なっている。そこで、移動局#1は、接続応答データの信号を生成してCCHで基地局へ無線送信し、その後、指定されたSCHへ移行する。
この接続応答データには、ヘッダ情報、通信種別の情報、自局(移動局#1)の識別情報、通話の受付又は拒否を示す情報などが格納される。
着呼側である移動局#2は、基地局からチャネル指定データの信号を受信すると、自局に宛てたチャネル指定であるかを確認し、自局に宛てたチャネル指定である場合には、更に、通話に使用すべく指定されたチャネルと、接続応答の送信に使用すべく指定されたチャネルを確認する。本例では、着呼側の局からの接続応答の送信に使用すべく指定されたチャネルはSCHであり、通話に使用すべく指定されたSCHと同じである。そこで、移動局#2は、指定されたSCHへ移行し、その後、接続応答データの信号を生成してSCHで基地局へ無線送信する。
この接続応答データには、ヘッダ情報、通信種別の情報、自局(移動局#2)の識別情報、通話の受付又は拒否を示す情報などが格納される。
基地局は、移動局#1,#2のそれぞれから受信した接続応答データの信号を回線制御装置に受け渡す。
回線制御装置は、基地局を通じて移動局#1,#2のそれぞれから接続応答データの信号を受け取ると、移動局#1,#2間の通話が成立したか確認する。例えば、移動局#1,#2のそれぞれから得た接続応答が共に通話の受付を示すものである場合に通話成立と判断し、他の場合に通話不成立と判断する。
以上のように、本例では、回線制御装置が、移動局間の通信の接続要求に対して当該通信に使用するチャネルを指定する際に、指定チャネルの通知に対する各移動局からの応答に使用するチャネルを移動局毎に異ならせて指定して、各移動局に通信の指定チャネルと共に通知するようにした。また、各移動局からそれぞれ異なるチャネルで応答を送信させるので、各移動局から同じタイミングで応答が送信されても同一波干渉が生じないことから、通信に使用するチャネル及び応答に使用するチャネルを各移動局に一括で通知するようにした。
これにより、各移動局から一斉に応答を送信させることができ、基地局が各移動局から応答を受けるのに要する総時間が短縮される。例えば、図5に示したような各移動局から段階的に応答を受ける方式では1秒程度の時間がかかっていたのに対し、その50%程度に短縮することができる。
なお、上記の例では、回線制御装置は、発呼側の移動局が応答に使用するチャネルとしてCCHを指定し、着呼側の移動局が応答に使用するチャネルとしてSCHを指定したが、これらの指定は逆であっても構わない。
また、例えば、発呼側の移動局から着呼側の移動局への送信に使用するチャネルと、着呼側の移動局から発呼側の移動局への送信に使用するチャネルとで異なるSCHを指定するようなシステムを構築した場合には、回線制御装置は、各移動局がそれぞれ異なるSCHで応答を送信させるように指定してもよい。
また、発呼側の移動局と着呼側の移動局がそれぞれ異なる基地局の基地局ゾーン(無線通信圏)に位置する場合には、各移動局が同一のチャネルを用いて応答を送信しても同一波干渉が生じないため、各移動局からの応答に使用するチャネルとして同一のチャネルを指定しても構わない。
〔第2実施例〕
次に、本発明を接続要求に対する応答以外に適用した例について説明する。
図3には、本発明方式によるショートメッセージ送信の応答に係る処理シーケンスの例を示してある。
本例では、或る基地局がその基地局ゾーン内に位置する移動局#1,#2それぞれに宛ててショートメッセージ(例えば、各移動局に宛てた連絡事項)を送信することを想定する。例えば、或る基地局は基地局104に該当し、移動局#1,#2はそれぞれ移動局108,109に該当する。
回線制御装置は、移動局#1,#2のそれぞれに宛てたショートメッセージが生じると、空きのSCHの中から、各移動局#1,#2からの応答の送信に使用するチャネルを互いに異ならせて指定する。本例では、移動局#1からの応答の送信に使用するチャネルとしてSCH1を指定し、移動局#2からの応答の送信に使用するチャネルとしてSCH2を指定する。
回線制御装置は、チャネルの指定を終えると、ショートメッセージデータの信号を生成して基地局に受け渡す。
ここで、ショートメッセージデータには、ヘッダ情報、ショートメッセージの内容、ショートメッセージの宛先別情報などが格納される。
また、宛先別情報は、ショートメッセージの宛先毎にあり、宛先となる移動局の識別情報、当該移動局がショートメッセージに対する応答の送信に使用すべく指定されたチャネルの情報などが含まれる。本例のショートメッセージデータには、移動局#1に対する宛先別情報と、移動局#2に対する宛先別情報とが含まれる。
基地局は、回線制御装置から受け取ったショートメッセージデータの信号をCCHにより各移動局#1,#2へ無線送信する。このショートメッセージデータには、移動局#1に対する宛先別情報と、移動局#2に対する宛先別情報とが含まれるため、各移動局#1,#2へ一括で送信されることになる。
移動局#1は、基地局からショートメッセージデータの信号を受信すると、自局に宛てたチャネル指定であるかを確認し、自局に宛てたショートメッセージである場合にはその出力(例えば、スピーカ出力や画面表示)を行い、更に、ショートメッセージに対する応答の送信に使用すべく指定されたチャネルを確認する。ここでは、応答に使用すべくSCH1が指定されているのでSCH1へ移行し、ショートメッセージ応答データの信号を生成してSCH1により基地局へ無線送信する。
このショートメッセージ応答データには、ヘッダ情報、通信種別の情報、自局(移動局#1)の識別情報、ショートメッセージを受信(或いは出力)したことを示す情報などが格納される。
移動局#2は、基地局からショートメッセージデータの信号を受信すると、自局に宛てたチャネル指定であるかを確認し、自局に宛てたショートメッセージである場合にはその出力(例えば、スピーカ出力や画面表示)を行い、更に、ショートメッセージに対する応答の送信に使用すべく指定されたチャネルを確認する。ここでは、応答に使用すべくSCH2が指定されているのでSCH2へ移行し、ショートメッセージ応答データの信号を生成してSCH2により基地局へ無線送信する。
このショートメッセージ応答データには、ヘッダ情報、通信種別の情報、自局(移動局#2)の識別情報、ショートメッセージを受信(或いは出力)したことを示す情報などが格納される。
基地局は、移動局#1,#2のそれぞれから受信したショートメッセージ応答データの信号を回線制御装置に受け渡す。
回線制御装置は、基地局を通じて移動局#1,#2のそれぞれからショートメッセージ応答データの信号を受け取ると、移動局#1,#2にショートメッセージを送信できたか(或いは出力されたか)を確認する。
以上のように、本例では、回線制御装置が、複数の移動局に宛てたショートメッセージが生じた際に、ショートメッセージに対する各移動局からの応答に使用するチャネルを移動局毎に異ならせて指定し、ショートメッセージと共に通知するようにした。また、各移動局からそれぞれ異なるチャネルで応答を送信させるので、各移動局から同じタイミングで応答が送信されても同一波干渉が生じないことから、ショートメッセージ及びその応答に使用するチャネルを各移動局に一括で通知するようにした。
これにより、各移動局から一斉に応答を送信させることができ、基地局が各移動局から応答を受けるのに要する総時間が短縮される。
なお、図3の例では、ショートメッセージの送信先となる移動局は2つであるが、3以上の移動局に宛ててショートメッセージを送信する構成であってもよく、この場合には、回線制御装置は、それぞれ異なるチャネルを各移動局からの応答に使用するチャネルに指定すればよい。
また、ショートメッセージの送信先となる移動局がそれぞれ異なる基地局の基地局ゾーン(無線通信圏)内に位置する場合には、これらの移動局に対しては同じチャネルを応答に使用するチャネルに指定してもよく、同一波干渉が生じる懸念がある同一基地局の基地局ゾーン内に位置する複数の移動局について、各移動局からの応答に使用するチャネルをそれぞれ異ならせればよい。
〔その他の実施例〕
ここで、これまでの説明で挙げたチャネル指定データやショートメッセージデータは、複数の移動局に宛てて送信される報知情報の一種であるが、送信先の各移動局に応答の送信を要求する情報(以下、応答要求情報)ともいえる。なお、本発明は、このような応答要求情報に対して各移動局がそれぞれ応答を送信する構成のほか、各移動局が自律的にそれぞれ応答を送信する構成にも適用することができる。
具体的には、例えば、予め定められた時刻の到来時に各移動局から情報を送信する定時情報送信(すなわち、定時の応答)を行う場合に適用することができる。この場合、回線制御装置は、予め、各移動局からの定時情報送信に使用するチャネルを移動局毎に異ならせて指定し、各移動局に通知しておく。これにより、各移動局が予め定められた時刻の到来時に一斉に定時情報送信を行っても、互いに異なるチャネルにより定時情報送信が行なわれるので同一波干渉が生じず、基地局が各移動局から定時情報送信(定時の応答)を受けるのに要する総時間が短縮される。
また、これまでの説明は、多数の移動局に適応した大規模なシステムを想定して、1以上の基地局と回線制御装置とを備えた無線通信システムを例にしており、回線制御装置が本発明に係るチャネル指定手段の機能を有する構成となっている。なお、小規模なシステムでは、基地局と回線制御装置を一体にした装置を用いる場合もあるが、この場合には、基地局と回線制御装置を一体にした装置に本発明に係るチャネル指定手段の機能を設ければよい。
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憶する記憶媒体などとして提供することも可能である。
なお、上述した第1実施例では、基地局が一つの場合を例にあげて説明したが、本発明において基地局の数は限定されるものではない。そして、複数の基地局が存在する場合に、複数の基地局が1つのチャネルを共有して制御信号(CCH)を送信するように構成してもよい。この場合、複数の基地局は例えばGPS受信機からの基準信号や時刻情報に基づいてタイミング同期をとり、各基地局間の信号の送信が衝突しないように各基地局に対して信号の周期的な送信タイミングを予め設定しておき、各基地局は自局の送信タイミングで制御信号を送信する。このような無線システムの場合には、本発明を適用することで上述した効果はより顕著なものになる。つまり、各基地局は所定周期で制御信号を送信するので、通話等の通信確立時に、従来図5に示したように複数の端末局が順番に制御チャネルを使用して接続応答を行うと、通信確立までの時間がより長時間になってしまう。これに対して、通信確立時に接続応答等に使用するチャネルを端末局間で異なるように指定し、並行して処理を進めることにより、時間の短縮効果はより高くなる。
本発明は、複数の端末局と、複数の端末局と無線通信を行う基地局とを備えた種々の形式の無線通信システムに適用することができ、特に、MCA無線システムに好適である。
101:通信卓、 102:回線制御装置、 103:制御局、 104,105:基地局、 106,107:基地局ゾーン、 108〜112:移動局、

Claims (4)

  1. 複数の端末局と、前記複数の端末局と無線通信を行う基地局とを備えた無線通信システムにおいて、
    前記複数の端末局から前記基地局への応答の送信に使用するチャネルを端末局毎に異ならせて指定するチャネル指定手段を備え、
    前記基地局が、前記チャネル指定手段により指定されたチャネルを前記複数の端末局に通知して応答の送信に使用させるものであって、
    前記チャネル指定手段は、端末局間の通信に使用するチャネルを指定すると共に、当該チャネルの通知に対する前記応答の送信に使用するチャネルを端末局毎に異ならせて指定し、
    前記基地局は、前記チャネル指定手段による各チャネルの指定に基づいて、前記通信に使用するチャネルを示す第1のチャネル情報と、前記応答の送信に使用するチャネルを示す第2のチャネル情報とを含むチャネル指定データを、通信対象の各端末局へ送信し、
    通信対象の各端末局は、前記チャネル指定データに含まれる前記第2のチャネル情報に基づいて、前記応答の送信に使用するチャネルを通じて前記基地局へ応答を送信し、前記チャネル指定データに含まれる前記第1のチャネル情報に基づいて、前記通信に使用するチャネルを通じて他の端末局と通信する、
    ことを特徴とする無線通信システム。
  2. 複数の端末局と、前記複数の端末局と無線通信を行う基地局とを備えた無線通信システムにおいて、
    前記複数の端末局から前記基地局への応答の送信に使用するチャネルを端末局毎に異ならせて指定するチャネル指定手段を備え、
    前記基地局が、前記チャネル指定手段により指定されたチャネルを前記複数の端末局に通知して応答の送信に使用させるものであって、
    前記基地局は、端末局間の通信に使用すべく指定された通信用チャネルを通信対象の各端末局へ制御用チャネルを用いて通知するものであり、
    前記チャネル指定手段は、前記通信用チャネルの通知に対する応答の送信に使用するチャネルとして、一方の端末局に前記制御用チャネルを指定し、他方の端末局に前記通信用チャネルを指定する、
    ことを特徴とする無線通信システム。
  3. 請求項2に記載の無線通信システムにおいて、
    前記基地局は、前記チャネル指定手段により指定されたチャネルを前記複数の端末局に一括で通知する、
    ことを特徴とする無線通信システム。
  4. 複数の端末局と無線通信を行う基地局に接続された回線制御装置であって、
    前記複数の端末局から前記基地局への応答の送信に使用するチャネルを端末局毎に異ならせて指定するチャネル指定手段を備え、
    前記チャネル指定手段により指定されたチャネルを、前記基地局を通じて前記複数の端末局に通知して応答の送信に使用させるものであって、
    前記チャネル指定手段による各チャネルの指定に基づいて、前記通信に使用するチャネルを示す第1のチャネル情報と、前記応答の送信に使用するチャネルを示す第2のチャネル情報とを含むチャネル指定データを、前記基地局を介して通信対象の各端末局へ送信することで、通信対象の各端末局が、前記チャネル指定データに含まれる前記第2のチャネル情報に基づいて、前記応答の送信に使用するチャネルを通じて前記基地局へ応答を送信し、前記チャネル指定データに含まれる前記第1のチャネル情報に基づいて、前記通信に使用するチャネルを通じて他の端末局と通信するよう制御する、
    ことを特徴とする回線制御装置。
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