JP7207008B2

JP7207008B2 - 音声通話システム

Info

Publication number: JP7207008B2
Application number: JP2019033133A
Authority: JP
Inventors: 星馬横山; 裕榊原
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2019-02-26
Filing date: 2019-02-26
Publication date: 2023-01-18
Anticipated expiration: 2039-02-26
Also published as: JP2020141166A

Description

本発明は、音声通話システムに関するものである。

近年、ＡＲＩＢＳＴＤ－Ｔ１１５（以下、「現規格」とも言う。）の通信方式は、ＳＣＰＣ（ＳｉｎｇｌｅＣｈａｎｎｅｌＰｅｒＣａｒｒｉｅｒ）方式である。そのため、現規格において複信制御は規定されていない。そして、現規格においてフレームフォーマットは１周波数分であり時分割多重は行われないという前提があるため、フレームフォーマットにガードタイムが設けられていない。

一方、ＡＲＩＢＳＴＤ－Ｔ８６（以下、「旧規格」とも言う。）の通信方式は、ＴＤＭＡ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）－ＴＤＤ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＤｕｐｌｅｘ）方式である。そのため、旧規格においては複信制御が実現される。そして、旧規格においてはフレームフォーマットに５シンボルのガードタイムが設けられている。

通信の中断に関する技術としては、複数の端末同士が通信を行っている場合に、当該通信を強制的に切断して他の端末からの通信を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、単信制御によって双方向通信を行う場合に、通信と通信との間に隙間を設け、当該隙間において割り込みを可能とした技術が開示されている（例えば、特許文献２および特許文献３参照）。

特開２０１２－１５１５６４号公報特開平８－９８２４１号公報特開平８－３３５８８９号公報

しかしながら、現規格では単信制御が使用されるため、例えば屋外装置から親局に向けて送信（単信通話における上り送話）が行われている状態において、親局からこの送信を停止することができない。したがって、この状態において緊急通報を行うためには、送信が終わるのを待つしかなく、緊急通報が行われるタイミングが遅くなってしまう。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、規格上は単信制御が使用される場合であってもフレームフォーマットを変更せずに複信制御を可能とする技術を提供する。

上記問題を解決するために、本発明のある観点によれば、親局と子局との間で単信制御によって音声データをフレーム単位で送受信して通話を行う音声通話システムであって、
前記親局は、第１の送信権獲得要求の送信後に所定のデータ量の第１の音声データをフレーム単位で連続的に前記子局に送信し、前記子局は、第２の送信権獲得要求の送信後に前記所定のデータ量よりも小さいデータ量の第２の音声データを前記フレーム単位で間欠的に前記親局に送信し、前記親局は、前記子局から前記第２の送信権獲得要求を受信すると、前記第２の送信権獲得要求に基づいて強制中断指示の送信可能時間を認識し、認識した前記送信可能時間に前記強制中断指示を前記子局に送信し、前記子局は、前記強制中断指示を受信すると、前記第２の音声データの送信を中断する、音声通話システムが提供される。

前記親局は、前記第２の送信権獲得要求に含まれるカウンタの値に基づいて前記強制中断指示の送信可能時間を認識してもよい。

前記音声通話システムは、前記親局から前記子局への前記強制中断指示を中継する中継局を有し、前記中継局は、前記強制中断指示のフレームを１フレームでも受信すると、所定の数の前記強制中断指示のフレームを生成して転送してもよい。

以上説明したように本発明によれば、規格上は単信制御が使用される場合であってもフレームフォーマットを変更せずに複信制御を可能とする技術が提供される。

本発明の実施形態に係る放送システムの構成例を示した説明図である。親局の機能構成例を示すブロック図である。中継局の機能構成例を示すブロック図である。屋外子局の機能構成例を示すブロック図である。放送システムの機能詳細について説明するための図である。放送システムの機能詳細について説明するための図である。放送システムの機能詳細について説明するための図である。放送システムの機能詳細について説明するための図である。放送システムの機能詳細について説明するための図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットまたは数字を付して区別する場合もある。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。

（１．放送システムの構成）
図１を参照しながら、本発明の実施形態に係る放送システム（音声通話システム）の構成例について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る放送システムの構成例を示した説明図である。図１に示したように、本発明の実施形態に係る放送システム１は、親局装置（以下、単に「親局」とも言う。）２０と、中継局装置（以下、単に「中継局」とも言う。）５０－１～５０－５と、子局装置（以下、単に「子局」とも言う。）３０と、を有する。なお、中継局５０の数は５つでなくてもよく、特定の数に限定されない。あるいは、中継局５０は存在しなくてもよい。

親局２０は、図示しない操作卓によって送信されたデータを受信する。そして、親局２０は、図示しない操作卓から受信したデータを子局３０に送信する。本発明の実施形態では、親局２０が、アンテナ２３０を有し、図示しない操作卓から受信したデータを、アンテナ２３０を介して無線信号によって子局３０に送信する場合を主に想定する。親局２０から子局３０への無線信号は、中継局５０－１～５０－５によって順次に中継される。以下では、無線信号がフレーム単位で送信される場合を主に想定する。

中継局５０－１～５０－５は、親局２０から送信された無線信号を中継する。より具体的には、中継局５０－１～５０－５は、親局２０から送信された無線信号を受信し、当該無線信号を子局３０に転送する。本発明の実施形態では、中継局５０－１～５０－５それぞれが、自局に固有のアンテナを有し（中継局５０－１は、アンテナ５３０－１を有し、中継局５０－２は、アンテナ５３０－２を有し、中継局５０－３は、アンテナ５３０－３を有し、中継局５０－４は、アンテナ５３０－４を有し、中継局５０－５は、アンテナ５３０－５を有し）、親局２０から送信された無線信号を、自局に固有のアンテナを介して無線信号によって受信して子局３０に転送する場合を想定する。

子局３０は、親局２０から送信されたデータを中継局５０－１～５０－５を介して受信する。本発明の実施形態では、子局３０が、自局に固有のアンテナを有し、親局２０から送信された無線信号を、自局に固有のアンテナを介して無線信号によって受信する場合を想定する。

また、子局３０は、自局に固有のスピーカを有し（子局３０は、スピーカ３４０を有し）、親局２０から受信したデータに対応する音声データが、自局に固有のスピーカ（自局に対応するスピーカ）から出力されるようにスピーカを制御する。なお、子局３０の例として戸別受信機も上げられるが、後にも説明するように、本発明の実施形態では、子局３０が屋外子局である場合を主に想定する（戸別受信機は、本発明の実施形態に係る子局３０からは除外される）。したがって、以下では、本発明の実施形態に係る子局３０を、屋外子局３０とも言う。

本発明の実施形態では、ＡＲＩＢＳＴＤ－Ｔ１１５（現規格）の通信方式が用いられる場合を想定する。現規格において複信制御は規定されていない。現規格では単信制御が使用されるため、例えば、屋外の子局３０から親局に向けて送信（単信通話における上り送話）が行われている状態において、親局２０からこの送信を停止することができない。したがって、この状態において緊急通報を行うためには、送信が終わるのを待つしかなく、緊急通報が行われるタイミングが遅くなってしまう。

そこで、本発明の実施形態では、規格上は単信制御が使用される場合であってもフレームフォーマットを変更せずに複信制御を可能とする技術について主に説明する。

以上、本発明の実施形態に係る放送システム１の構成例について説明した。

（２－１．親局の機能構成）
続いて、本発明の実施形態に係る親局２０の機能構成例について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る親局２０の機能構成例を示すブロック図である。図２に示したように、本発明の実施形態に係る親局２０は、制御部２１０、記憶部２２０およびアンテナ２３０を備える。

制御部２１０は、親局２０の動作全体を制御する機能を有し、専用のハードウェアによって構成されてもよいし、親局２０に内蔵されたＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに展開して実行することにより実現されてもよい。かかるプログラムが提供され得る他、かかるプログラムを記憶させた記憶媒体も提供され得る。例えば、制御部２１０は、図示しない操作卓から無線信号が入力されると、入力された無線信号に基づくフレームがアンテナ２３０によって送信されるようにアンテナ２３０を制御する。

記憶部２２０は、制御部２１０を動作させるためのプログラムやデータを記憶することができる。また、記憶部２２０は、制御部２１０の動作の過程で必要となる各種データを一時的に記憶することもできる。

アンテナ２３０は、無線信号を送信する機能を有している。アンテナ２３０は、制御部２１０による制御に従って、制御部２１０によって生成されたフレームを無線信号により送信する通信インタフェースである。

以上、本発明の実施形態に係る親局２０の機能構成例について説明した。

（２－２．中継局の機能構成）
続いて、本発明の実施形態に係る中継局５０の機能構成例について説明する。図３は、本発明の実施形態に係る中継局５０の機能構成例を示すブロック図である。図３に示したように、本発明の実施形態に係る中継局５０は、制御部５１０、記憶部５２０およびアンテナ５３０を備える。

制御部５１０は、中継局５０の動作全体を制御する機能を有し、専用のハードウェアによって構成されてもよいし、中継局５０に内蔵されたＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに展開して実行することにより実現されてもよい。かかるプログラムが提供され得る他、かかるプログラムを記憶させた記憶媒体も提供され得る。例えば、制御部５１０は、親局２０からフレームが受信されると、受信されたフレームがアンテナ５３０によって転送されるようにアンテナ５３０を制御する。

記憶部５２０は、制御部５１０を動作させるためのプログラムやデータを記憶することができる。また、記憶部５２０は、制御部５１０の動作の過程で必要となる各種データを一時的に記憶することもできる。

アンテナ５３０は、無線信号を送信する機能を有している。アンテナ５３０は、制御部５１０による制御に従って、制御部５１０によってフレームを無線信号により転送する通信インタフェースである。

以上、本発明の実施形態に係る中継局５０の機能構成例について説明した。

（２－３．屋外子局の機能構成）
続いて、屋外子局３０の機能構成例について説明する。図４は、屋外子局３０の機能構成例を示すブロック図である。図４に示したように、屋外子局３０は、制御部３１０、記憶部３２０、アンテナ３３０およびスピーカ３４０を備える。なお、スピーカ３４０は、屋外子局３０の外部に存在していてもよい。

制御部３１０は、屋外子局３０の動作全体を制御する機能を有し、専用のハードウェアによって構成されてもよいし、屋外子局３０に内蔵されたＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに展開して実行することにより実現されてもよい。かかるプログラムが提供され得る他、かかるプログラムを記憶させた記憶媒体も提供され得る。例えば、制御部３１０は、アンテナ３３０によって音声データが受信されると、音声データをスピーカ３４０に出力する。

記憶部３２０は、制御部３１０を動作させるためのプログラムやデータを記憶することができる。また、記憶部３２０は、制御部３１０の動作の過程で必要となる各種データを一時的に記憶することもできる。

アンテナ３３０は、無線信号を受信する機能を有している。アンテナ３３０は、制御部３１０による制御に従って、親局２０から無線信号により送信されたフレームを受信する通信インタフェースである。

以上、本発明の実施形態に係る屋外子局３０の機能構成例について説明した。

（２－４．放送システムの機能詳細）
続いて、図５～図９を参照しながら（適宜図１～図４も参照しながら）、本発明の実施形態に係る放送システム１の機能詳細について説明する。図５～図９は、本発明の実施形態に係る放送システム１の機能詳細について説明するための図である。図５～図９では、上記した中継局５０－１～５０－５が、中継局１～５と簡潔に示されている。図５～図９の上下方向は、時間軸を示している（上から下に向けて時間が経過する）。ここでは、図５に示したように、１フレームの送信時間が「８０ｍｓ」である場合を想定する。しかし、１フレームの送信時間は、特定の値に限定されない。

中継局１～５は、メッセージ転送を行う。すなわち、中継局１～５において、受信開始直後の２フレームは、ＡＧＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ）およびＡＦＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＦｒｅｑｕｅｎｃｙＣｏｎｔｒｏｌ）に使用され、復調され得ない。そこで、（例えば、図５のＳ２に記載の通りに）各種の要求または応答は、中継局を通過するごとに２フレームが失われる（すなわち、２フレームが失われることを前提に送信フレーム数が多くされている）。なお、失われるフレームの数は２つに限定されない。

中継局１～５における転送では、１フレームを受信して蓄積した後、再生、誤り訂正および変調データ作成などといった処理を８０ｍｓ以内に実施し、次のタイミングで送信する前提とする。そのため、中継局１～５におけるフレーム転送遅延は２フレーム分の時間（１６０ｍｓ）とする。なお、戸別受信機には送信機能がないため、本発明の実施形態に係る子局からは除外される（すなわち、本発明の実施形態においては、屋外子局を対象の局とする）。

まず、親局２０が通話を開始する場合を想定する。このとき、親局２０は、独自メッセージである屋外子局に対する通話開始要求（以下、「屋外子局通話開始要求２」とも言う。）を屋外子局３０に向けて送信する（Ｓ１）。中継局１～５および屋外子局３０は、屋外子局通話開始要求２を受信することによって、単信通信が開始されること、および、現規格における単信通信時の動作モードとは違う動作モードに入ることを認識する（Ｓ２）。

屋外子局３０は、単信通信に移行できる状態であれば、屋外子局通話開始要求２に対する応答（以下、「屋外子局通話開始応答２」とも言う。）を親局２０に向けて送信する（Ｓ３）。このとき、屋外子局３０および中継局１～５は、順次に屋外子局通話開始応答２を中継する。

親局２０は、屋外子局通話開始応答２を受信すると通話のための動作を開始する。ここで、親局２０が単信通話を開始可能であるため、親局２０から送話を開始する。具体的に、親局２０は、下り送信開始時に同期を目的として、送信権獲得要求（第１の送信権獲得要求）を連送し（Ｓ４）、連絡通話音声（第１の音声データ）を送信する（Ｓ５）。ここで、一例として回線伝送速度が６ｋｂｐｓであるのに対して、単位時間に送信される音声データのデータ量は、３ｋｂｐｓである。そこで、親局２０は、各フレームの半分をダミーデータとして連絡通話音声（第１の音声データ）を送信してよい。ただし、ダミーデータのサイズは、各フレームの半分に限定されない。

親局２０は、連絡通話音声（第１の音声データ）の送信停止時には、送信権開放通知を送信すればよい（Ｓ６）。なお、本発明の実施形態において、送信権獲得要求、連絡通話音声および送信権開放通知は、現規格に対する独自の意味付けを行わなくても得られる。したがって、本発明の実施形態において、送信権獲得要求、連絡通話音声および送信権開放通知は、現規格に従ったメッセージであってよい。

次に、屋外子局３０が送話を開始する。具体的に、屋外子局３０は、上り送信開始時に同期を目的として、送信権獲得要求（第２の送信権獲得要求）を連送し（Ｓ７）、独自の連絡通話音声（第２の音声データ）（以下、「連絡通話音声２」とも言う。）を送信する（Ｓ８）。ここで、連絡通話音声２（独自の連絡通話音声）には、音声データがダミーデータ無しで埋め込まれる。すなわち、ダミーデータ有りの場合において９６０ｍｓ分のフレームに相当する音声データは、ダミーデータ無しの場合においては、４８０ｍｓ分のフレーム（６フレーム）に相当する。

このようにして、本発明の実施形態では、下り方向への連絡通話音声のデータ量に比べて、上り方向への連絡通話音声のデータ量が小さくされる。これによって、下り方向に対しては、連絡通話音声が連続的に送信され、上り方向に対しては、連絡通話音声が間欠的に送信される。すなわち、上り方向に連絡通話音声が送信される場合には、送信を休止できる期間（例えば、６フレーム分の送信期間）が生じる。なお、連絡通話音声２の送信方法としては、現規格に対して独自の送信方法が用いられるため、連絡通話音声２としては、独自のメッセージが用いられる。また、連絡通話音声２の送信休止期間には、受信側が同期を維持する。

中継局１～５および親局２０は、送信権獲得要求（Ｓ７）を受信した場合には、受信した送信権獲得要求に基づいて独自の強制切断指示（強制中断指示）（以下、「強制切断指示２」とも言う。）の送信可能時間を認識する。例えば、中継局１～５および親局２０は、送信権獲得要求に含まれるカウンタ（チャンネル切り替えタイミング検出のためのカウンタ）の値を読み、当該カウンタの値に基づいて強制切断指示２の送信可能時間を認識する。

例えば、中継局１～５および親局２０は、送信順序が早いほうから順に各フレームに含まれるカウンタの値を所定の値ずつ変化させることによって（例えば、１ずつデクリメントすることによって）、カウンタの値に基づいて連絡通話音声２にチャンネルが切り替わるタイミングを検出し得る（Ｓ９）。そして、中継局１～５および親局２０は、検出したチャンネル切り替えタイミングに基づいて強制切断指示２の送信可能時間を認識し得る。

具体的に、中継局１～５および親局２０は、チャンネル切り替えタイミングからの経過時間が（６×ｎ＋１）×８０ｍｓ（ただし、ｎは奇数）を満たす期間を、送信可能時間（ここでは、フレームを４連送可能な時間）として認識する。なお、この式において、６は、連絡通話音声２の連送フレーム数であり、１は、連絡通話音声２が途切れてから強制切断指示２が送信されるまでの隙間の時間が何フレーム分の時間に相当するかを示す。したがって、これらの値は、適宜に変更可能であってよい。

なお、現規格においては単信通信が行われるため、中継局１～５および親局２０は、上り方向へのフレーム送信時に通信が途絶えたとしても、回線品質が劣化したと認識し、１０フレーム分に相当する時間にはそのまま上り方向へのフレームを受信および転送しようと試みることとされている。しかし、本発明の実施形態に独自の方法では、中継局１～５および親局２０は、当該１０フレーム分に相当する時間には下り方向へのフレームを受信および転送しようと試みる。

このようにして上り方向に連絡通話音声２が送信されている間に、親局２０は、この上り方向への連絡通話音声２を停止しようとする場合、上記のように認識した送信可能期間に強制切断指示２のフレームを４連送する（Ｓ１０）。中継局１は、メッセージ転送を基本動作とするため、そのまま基本動作に従って動作した場合には、４つのフレームのうち２つのフレームを受信し、２つのフレームを送信することになってしまうため（２連送することになってしまうため）、屋外子局３０までフレームが到達しないことになってしまう。

そこで、本発明の実施形態では、中継局１～５は、強制切断指示２のフレームを１フレームでも受信した場合、４フレーム分の強制切断指示２を作成して下り方向に連送する。このように、中継局１～５による強制切断指示２の転送は、特殊な動作となるため、強制切断指示２は、本発明の実施形態に独自のメッセージである。なお、親局２０および中継局１～５によって連送される強制切断指示２のフレームの数は特定の数に限定されず、所定の数であればよい。

なお、連絡通話音声のフレームには、規格上カウンタが存在せず、かつ、空き領域も存在しない。そこで、連絡通話音声のフレームにカウンタを付加するのは困難である。さらに、伝送品質の劣化により、受信側において全ての連絡通話音声のフレームを受信できる保証もない。したがって、本発明の実施形態では、親局２０および中継局１～５が、強制切断指示２の送信可能時間を送信権獲得要求に含まれるカウンタの値に基づいて認識する手法を採用する。なお、上り方向から下り方向への切り替えタイミング（具体的には、連絡通話音声２のフレーム受信終了から強制切断指示２の送信開始まで）において、１フレーム分未伝送時間が確保されているのは、フレームにガードタイムがないためである。

屋外子局３０は、連絡通話音声２のフレームとフレームの受信の間において強制切断指示２を受信した場合、連絡通話音声２の送信を停止するとともに、通話シーケンスから抜けて待受状態に遷移する。ここで、強制切断指示２に対しては、現規格の強制切断指示と同様の効力をもたせるために、通話に不参加の局にも伝送され、システム全体の強制切断（終了）の動作となってよい。

（３．本発明の実施形態の有効性）
本発明の実施形態によれば、親局と子局との間で単信制御によって音声データをフレーム単位で送受信して通話を行う音声通話システムが提供される。前記親局は、第１の送信権獲得要求の送信後に所定のデータ量の第１の音声データをフレーム単位で連続的に前記子局に送信する。前記子局は、第２の送信権獲得要求の送信後に前記所定のデータ量よりも小さいデータ量の第２の音声データを前記フレーム単位で間欠的に前記親局に送信する。前記親局は、前記子局から前記第２の送信権獲得要求を受信すると、前記第２の送信権獲得要求に基づいて強制中断指示の送信可能時間を認識し、認識した前記送信可能時間に前記強制中断指示を前記子局に送信する。前記子局は、前記強制中断指示を受信すると、前記第２の音声データの送信を中断する。

かかる構成によれば、規格上は単信制御が使用される場合であってもフレームフォーマットを変更せずに複信制御を可能とする技術が提供される。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１放送システム（音声通話システム）
２０親局
２１０制御部
２２０記憶部
２３０アンテナ
３０屋外子局
３１０制御部
３２０記憶部
３３０アンテナ
３４０スピーカ
５０中継局
５１０制御部
５２０記憶部
５３０アンテナ

Claims

親局と子局との間で単信制御によって音声データをフレーム単位で送受信して通話を行う音声通話システムであって、
前記親局は、第１の送信権獲得要求の送信後に所定のデータ量の第１の音声データをフレーム単位で連続的に前記子局に送信し、
前記子局は、第２の送信権獲得要求の送信後に前記所定のデータ量よりも小さいデータ量の第２の音声データを前記フレーム単位で間欠的に前記親局に送信し、
前記親局は、前記子局から前記第２の送信権獲得要求を受信すると、前記第２の送信権獲得要求に基づいて強制中断指示の送信可能時間を認識し、認識した前記送信可能時間に前記強制中断指示を前記子局に送信し、
前記子局は、前記強制中断指示を受信すると、前記第２の音声データの送信を中断する、
音声通話システム。
前記親局は、前記第２の送信権獲得要求に含まれるカウンタの値に基づいて前記強制中断指示の送信可能時間を認識する、
請求項１に記載の音声通話システム。
前記音声通話システムは、前記親局から前記子局への前記強制中断指示を中継する中継局を有し、
前記中継局は、前記強制中断指示のフレームを１フレームでも受信すると、所定の数の前記強制中断指示のフレームを生成して転送する、
請求項１に記載の音声通話システム。