JPH0951327A - 時分割多重無線通信方式及び一周波複信通信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えばＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ
Ｄｕｐｌｅｘ）無線通信方式において、制御情報の通
信に要する時間を短縮し、マルチアクセスによる送信の
衝突を早期に検出して回線効率を高めること 【解決手段】 制御情報の通信時には、スロット全体を
使用するフルスロットフォーマットよりも短いサブスロ
ットフォーマットを用いる。このサブスロットフォーマ
ットはデータ部がフルスロットフォーマットのデータ部
よりも短く設定されている。例えば無線機２の送信機ス
ロットＴｓ０にてサブスロットフォーマットにより制御
情報を送信し、当該スロットフォーマットＴｓ０の残り
時間内で電界強度を測定して送信の衝突の有無を判定す
る。一方無線機１側では受信スロットＴｍ０にてサブス
ロットフォーマットを受信し、当該スロットＴｍ０の残
り時間でデータ部の解読、処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一つのチャンネル
を時間的に分割して１組あるいは２組以上の親機および
子機で通信を行う方式に適用され、特に制御情報を通信
する場合の方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ
Ｄｕｐｌｅｘ）無線通信方式は１つの周波数を１組の親
機、子機で分けて使用し、双方が親機のタイミングに同
期して交互に送受信を行う方式であり、例えばトランシ
ーバに適用されている。図８はこの通信方式を示す図で
あり、Ｔｍｘ、Ｒｍｘは夫々親機の送信スロット及び受
信スロット、Ｔｓｘ、Ｒｓｘは夫々子機の送信スロット
及び受信スロットを示している。ただし例えばトランシ
ーバの場合、通信前ではいずれが親機であるかが明確で
ないが、先に通信を始めた無線機が親機となる。

【０００３】システムのスロットフォーマットは、ビッ
ト同期をとるためのプリアンブルＰ、スロット同期をと
るためのユニークワードＵＷ、データ部の長さや制御情
報、音声情報の種別などの情報が入っているヘッダ部、
データが入っているデータ部及び電波の伝搬による遅延
を吸収するためのガードタイムＧから構成されている。
システムのスロット長（スロット時間）は通常その伝送
速度及び音声通信の場合の遅延を考慮して決定されてお
り、またスロットフォーマットについては、双方の無線
機とも自機用のスロット時間の全体を利用した固定長の
スロットフォーマットが用いられている。

【０００４】双方の無線機で通信を行う場合先ず制御情
報のみの送受信が連続して無線区間のリンクの設定（無
線の通信路の設定）が行われ、その後音声通信が行われ
る。図９は親機、子機間の送受信の様子を示す図であ
り、例えば子機からスロットＴｓ０でデータが送信され
たとすると、このデータは親機にてスロットＲｍ０で受
信される。一般にデータ部はデータのエラ−訂正のため
にインターリーブなどの処理が施されており、このため
親機側ではスロットフォーマット全体を受信した後にデ
ータ部の解読、及び解読したデ−タの処理を行わなけれ
ばならず、このためスロットＴｍｌで応答送信を行うこ
とができない。即ちスロットＴｓ０で送信されたデータ
に対しては、親機からスロットＴｍ２で応答送信される
ことになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のＴ
ＤＤ無線方式には次のような問題がある。 （１）例えばスロットＴｓ０で送信された子機Ｂからの
要求に対しての親機Ａからの応答はＴｍ２スロットにお
いて送信されるので、ある要求をしてからその応答を受
信するまでの時間は、４スロットに相当する時間、つま
りスロット長をτ１とすると４×τ１もの時間がかか
り、制御情報の通信時間が長い。 （２）子機は、先のデータについての応答送信を待つ前
にスロットＴｓ１で次の情報を一応送信しておくが、先
の情報についての応答送信が親機からスロットＴｍ２で
行われ、これにより通信エラーが判明すると、子機から
先にスロットＴｓ０で送った情報を再送しなければなら
ず、スロットＴＳ１における情報の送信が無駄になって
しまう。 （３）複数の子機が親機に対して通信を行うマルチアク
セス時の送信の衝突が起こった場合、例えばトランシー
バでは３台以上の無線機が通信を始めようとする場合、
送信側の無線機は、他の無線機との送信の衝突をすぐに
検知することができず、互いに衝突したまま通信を行う
ことができず無駄な時間を過ごしてしまい回線の使用効
率が悪くなる。なおこの送信の衝突の問題はＴＤＤ無線
方式に限らず、他の時分割多重通信方式、例えば上りと
下りとの通信を夫々別の周波数で行う場合にも起こる。

【０００６】本発明は、このような事情の下になされた
ものであり、その目的は制御情報の通信時間を短縮する
ことができる一周波複信（ＴＤＤ）通信方式を提供する
ことにある。また本発明の他の目的は、マルチアクセス
時の送信の衝突を早期に検出して回線の使用効率を高め
ることのできる時分割多重無線通信方式を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、無線
キャリアを時分割してスロットを定め、各スロットを親
機と子機との１組以上の通信時間に夫々割り当て、各組
の親機側のタイミングに同期して親機及び子機が交互に
送受信を行う時分割無線通信方式において、通常情報の
通信時には１スロット全体を使用するスロット長のフル
スロットフォーマットを用い、制御情報の通信時には前
記フルスロットフォーマット中のデ−タ部よりも短いデ
−タ部を有するサブスロットフォーマットを用い、送信
側の局においてサブスロットフォーマットの送信時に
は、当該サブスロットフォーマットの送信終了後の送信
スロットの残り時間内で、受信した電波の電界強度を測
定してその測定結果に基づいてマルチアクセス時の送信
の衝突が発生しているか否かを判断することを特徴とす
る。

【０００８】請求項２の発明は、一つの無線キャリアを
時分割してスロットを定め、各スロットを親機と子機と
の１組の通信時間に夫々割り当て、各組の親機側のタイ
ミングに同期して親機及び子機が交互に送受信を行う一
周波複信通信方式において、通常情報の通信時には１ス
ロット全体を使用するスロット長のフルスロットフォー
マットを用い、制御情報の通信時には前記フルスロット
フォーマット中のデ−タ部よりも短いデ−タ部を有する
サブスロットフォーマットを用い、受信側の局において
サブスロットフォーマットの受信時には、当該サブスロ
ットフォーマットの受信終了後の受信スロットの残り時
間内で、受信したサブスロットフォーマット中のデ−タ
部を解読し、解読したデ−タを処理することを特徴とす
る。

【０００９】請求項３の発明は、スロットフォーマット
中には、当該スロットフォーマットのタイプがフルスロ
ットフォーマットであるかサブスロットフォーマットで
あるかを区別するスロットタイプ情報が含まれ、受信側
の局ではスロット毎にスロットタイプ情報に基づいてス
ロットのタイプを判別することを特徴とする。

【００１０】請求項４の発明は、一つの無線キャリアを
時分割してスロットを定め、各スロットを親機と子機と
の１組の通信時間に夫々割り当て、各組の親機側のタイ
ミングに同期して親機及び子機が交互に送受信を行う一
周波複信通信方式において、通常情報の通信時には、ス
ロット時間がτ１である通常のスロットとこのスロット
長に合わせたフルスロットフォーマットとを用い、制御
情報の通信時には、スロット時間がτ１よりも短いサブ
スロットを用いると共に、デ−タ部をフルスロットフォ
ーマットのデ−タ部よりも短くすることによりサブスロ
ット長に合わせた長さのサブスロットフォーマットを用
い、通常のスロット適用時の送信速度とサブスロットフ
ォーマット適用時の送信速度とは同じであることを特徴
とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）図１は、本発明をＴＤＤ通信方式に適
用した例を示し、例えば１スロット長（１スロット時
間）がτ１に設定されている。親機１及び子機２ではス
ロットフォーマットとして図２に示すように夫々フルス
ロットフォーマット及びサブスロットフォーマットが用
意される。フルスロットフォーマットはスロット時間全
体を利用した固定長のフォーマット、例えば送信速度
（シンボルレート）が６４シンボル／ｓのとき長さτ１
のフォーマットであり、プリアンブルＰ、ユニークワー
ドＵＷ、ヘッダ部、データ部及びガードタイムＧより構
成される。

【００１２】サブスロットフォーマットは、フルスロッ
トフォーマットと比較してデータ部のみが短いが、制御
情報を十分に収容することのできる長さであって、フォ
ーマット全体の長さをτ２に設定したものであり、デー
タ部と独立して解読できる同期ワード及びヘッダ部はフ
ルスロットフォーマットと同一のものが使用される。τ
１、τ２は、所定の送信速度下において例えば夫々４５
ｍｓｅｃ、３０ｍｓｅｃとされる。

【００１３】フルスロットフォーマットは音声情報の通
信時に、またサブスロットフォーマットは制御情報の通
信時に夫々使用するものであり、ヘッダ部には、通信相
手のアドレスや自己の無線機の識別コードの他にフルス
ロットフォーマットであるかサブスロットフォーマット
であるかを示すスロットタイプ情報、及びデータ部内の
データが音声情報であるのか制御情報であるのかを示す
データ種別情報などが含まれている。

【００１４】ここで制御情報とは、通信開始の際に無線
区間リンク設定を行うために必要な情報や、あるいは無
線機を端末に接続してデータの送受信を行う場合、音声
通信と端末通信との切り換え時に送られる情報などをい
うものである。

【００１５】この実施の態様は制御情報の通信方式に特
徴があり、サブスロットフォーマットにより制御情報を
相手方に送信し、送信側では、当該サブスロットフォー
マットを送信した後そのスロットの残り時間においてマ
ルチアクセス時の衝突の有無の判定を行い、受信側では
当該サブスロットフォーマットを受け取った後、そのス
ロットフォーマットの残り時間においてデータ部の解
読、及び解読したデ−タの処理を行うようにしたのもで
ある。

【００１６】例えば図１において無線機２から送信スロ
ットＴｓ０にてサブスロットフォーマットを無線機１に
送信したとすると、無線機２ではサブスロットフォーマ
ットを送信した後送信スロットＴｓ０の残り時間ｔにお
いて送信の衝突の有無を判断する。一方無線機１ではス
ロットＴｓ０に対応する受信スロットＲｍ０にてサブス
ロットフォーマットの受信を終了した後、当該スロット
Ｒｍ０の残り時間ｔにおいて、受信したサブスロットフ
ォーマットのデータ部の解読及び処理を行う。そして無
線機１では次の送信スロットＴｍ１にて応答送信を行う
と共に、無線機２では次の受信スロットＲｓ１にて応答
受信を行う。

【００１７】次に本発明の通信方式を実現するためのハ
ード構成について図３を参照しながら説明すると、無線
機１（２）は、図３に示すように信号の送受信を行うた
めの通信部３を備えている。送信情報格納部４１には、
フルスロットフォーマット及びサブスロットフォーマッ
トが格納され、また音声入力部４２から入力された音声
情報が一旦格納される。プロセッサ４３は、制御情報を
送信するときには、プログラム格納部４４内のプログラ
ムに基づいて送信情報格納部４１内のサブスロットフォ
ーマットを用い、制御情報をサブスロットフォーマット
のデータ部に乗せて所定の速度で読みだし、Ｄ／Ａ（デ
ィジタル／アナログ）変換器３１を介して通信部３に送
り、また音声情報を送信するときには送信情報格納部４
１内のフルスロットフォーマットを用い、音声情報を符
号化して通信部３に送る。

【００１８】受信情報格納部４５には、通信部３よりＡ
／Ｄ変換器３２を介して取り込まれた情報が格納され、
音声情報であれば音声出力部４６から音声が出力され
る。信号の送受信は親機側のタイミング即ちスロットを
定める親機側のクロック信号に同期して行われ、例えば
トランシーバの場合には先に送信を始めた無線機が親機
となる。

【００１９】次いで送受信時の動作について述べると、
今無線機２から送信スロットＲｓ０にて制御情報を送る
場合サブスロットフォーマットにより送信が行われ、プ
ロセッサ４３は当該サブスロットフォーマットの送信終
了後そのスロットＲｍ０の残り時間τ（τ１−τ２）内
に、受信した電波の電界強度を測定し、その電界強度が
所定値以上であればマルチアクセス時の衝突が起こって
いると判断する。即ち図４に示すように親機Ａに対して
２台以上例えば子機Ｂ、Ｃ、Ｄが同時期にアクセスをし
ようとして通信の衝突が起こると、子機Ｂでは他の子機
Ｃ、Ｄから送信された電波を受信するので、受信電波の
電界強度を例えばディジル値として取り込むことによ
り、衝突の有無が分かる。

【００２０】一方受信側の無線機１では、例えば受信ス
ロットＲｍＯで信号を受信したとすると、先ずプロセッ
サ４３がスロットフォーマットのヘッダ部を取り込み直
後に解読して、図５に示すようにそのスロットフォーマ
ットがサブスロットフォーマットであるかフルスロット
フォーマットであるかを判断する。フルスロットフォー
マットであれば、次の送信スロットＴｍ１でデータ部の
解読、処理を行い更に次の送信スロットＴｍ２で応答送
信を行う。これに対しサブスロットフォーマットであれ
ば、当該スロットフォーマットの受信終了後その受信ス
ロットＲｍ０の残り時間ｔ内にデータ部の解読、処理を
行い、次の送信スロットＴｍ１で応答送信する。

【００２１】このような通信方式によれば、図１に示す
ように送信スロットＴｓ１中の要求に対する無線機１か
らの応答は次の送信スロットＴｍ１で返されるので送信
確認までのが従来方式のおよそ半分になり、結果として
制御情報の通信に要する時間を短縮することができる。
また無線区間リンクの設定時など、複数の無線機から通
信チャンネルへのマルチアクセス状態にあるとき、サブ
スロットフォーマットを利用していれば、自機の送信ス
ロットにチャンネルモニタ時間、つまり他の無線機から
電波が発信されているか否かを監視する時間を確保する
ことができるので、他の無線機との送信の衝突をすぐに
検知することができる。従って自動的にあるいはマニュ
アルで通信を一旦中止して衝突を回避することにより回
線の使用効率を高めることができる。なお本発明は、音
声情報に限らず、他の通常情報例えば端末内のメモリ内
の文字情報などを送信する場合にも適用できるものであ
る。

【００２２】更にこのようにサブスロットフォーマット
を用い、送信スロットの残り時間内で電界強度を検出す
る方法は、１組の無線機を用いる場合に限らず２組以上
の無線機を用いる時分割２多重以上の通信方式、更には
上り下りの通信が互に異なる周波数で行われる通信方式
にも適用できる。図６は２組の無線機を用いるスロット
を示すものであり、ＴＡは第１組の無線機が使用するス
ロット、ＴＢは第２組の無線機が使用するスロットであ
る。この場合第１組の一方の無線機が送信スロットＴＡ
０でサブスロットフォーマットにより制御情報を送信
し、次いで、第２組の一方の無線機が送信スロットＴＡ
１でサブスロットフォーマットにより同様に送信する
が、各送信スロットの残り時間ｔ内で電界強度を監視す
ることにより他の無線機との送信の衝突を検知すること
ができ、やはり回線効率を高めることができる。 （実施の形態２）図７は本発明の他の実施の態様を示す
図であり、この例では制御情報の通信時に、通常のスロ
ットよりも短いサブスロットとこのサブスロットに応じ
たサブスロットフォーマットを用いる。即ち音声情報な
どの通常情報通信時にはτ１の通常のスロットを用い、
制御情報の通信時にはτ１の例えば半分の時間τ３のサ
ブスロットを用いると共にこのサブスロットの長さに応
じた長さのサブスロットフォーマットを用いる。このサ
ブスロットフォーマットは、先の例と同様に、通常のス
ロットで用いるフルスロットフォ−マットに比べてデー
タ部のみを短くし、これにより全体の長さをサブスロッ
トの長さにしたものである。

【００２３】図７において無線機２から制御情報を送信
する場合、例えば送信スロットＴｓ０にてサブスロット
フォーマットによりデータが送信されると、無線機１で
は受信スロットＲｍ０にて前記サブスロットフォーマッ
トを受信し、次の送信スロットフォーマットＴｍ１にて
データの解読、処理を行い、更に次のスロットＴｍ２に
て応答送信を行う。この場合親機の無線機は制御情報の
通信時にはスロット時間がτ３となるように、例えば通
常のスロットを形成するためのクロック信号を分周して
得たクロック信号によりサブスロットを形成する。また
スロットフォーマットのヘッダ部には、サブスロットフ
ォーマットであるかフルスロットフォーマットであるか
のスロットタイプ情報が含まれており、受信側ではこれ
に基づいてスロットフォーマットのタイプを検出し、サ
ブスロットフォーマットであれば、クロック信号の出力
タイミングをサブスロットのタイミングに切り換えると
共に、サブスロットフォーマットにより送信を行うモー
ドに切り換わる。

【００２４】このような方式によれば１つの要求に対し
ての応答時間は、従来方式（図９参照）に比べ４×（τ
１−τ３）だけ短縮され、リンク設定時間を短縮でき
る。また通常のスロット及びサブスロットにおける送信
速度（シンボルレート）は同一であり、従ってこれらス
ロット間の移行は簡単に行うことができる。

【００２５】

【発明の効果】請求項１または３の発明によれば制御情
報の通信時にサブスロットフォーマットを用い、送信ス
ロットの残り時間で、受信した電波の電界強度を監視し
ているのでマルチアクセス時の衝突を早期に発見するこ
とができ、回線効率が向上する。請求項２、３または４
の発明によれば送信確認までの時間が短くなるため、無
線区間リンク設定などの制御時間の短縮を図ることがで
き、また送信時間が短くなるため、バッテリーの消耗を
抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する態様の一例を示す説明図であ
る。

【図２】フルスロットフォーマット及びサブスロットフ
ォーマットを示す説明図である。

【図３】本発明方式を実施する無線機のハード構成を示
すブロック図である。

【図４】マルチアクセスの状態を示す説明図である。

【図５】本発明方式における受信側の動作の一例を示す
フローチャートである。

【図６】本発明を適用する他の通信方式を示す説明図で
ある。

【図７】本発明を実施する態様の他の例を示す説明図で
ある。

【図８】従来の通信方式のスロットとスロットフォーマ
ットとを示す説明図である。

【図９】従来の通信方式の送受信の様子を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

Ｔｍ０、Ｔｍ１ 無線機１の送信スロット Ｒｍ０、Ｒｍ１ 無線機１の受信スロット Ｔｓ０、Ｔｓ１ 無線機２の送信スロット Ｒｓ０、Ｒｓ１ 無線機２の受信スロット ３ 通信部 ４１ 送信情報格納部 ４２ 音声入力部 ４３ プロセッサ ４４ プログラム格納部 ４５ 受信情報格納部 ４６ 音声出力部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無線キャリアを時分割してスロットを定
   め、各スロットを親機と子機との１組以上の通信時間に
   夫々割り当て、各組の親機側のタイミングに同期して親
   機及び子機が交互に送受信を行う時分割無線通信方式に
   おいて、 通常情報の通信時には１スロット全体を使用するスロッ
   ト長のフルスロットフォーマットを用い、制御情報の通
   信時には前記フルスロットフォーマット中のデ−タ部よ
   りも短いデ−タ部を有するサブスロットフォーマットを
   用い、送信側の局においてサブスロットフォーマットの
   送信時には、当該サブスロットフォーマットの送信終了
   後の送信スロットの残り時間内で、受信した電波の電界
   強度を測定してその測定結果に基づいてマルチアクセス
   時の送信の衝突が発生しているか否かを判断することを
   特徴とする時分割無線通信方式。
2. 【請求項２】 一つの無線キャリアを時分割してスロッ
   トを定め、各スロットを親機と子機との１組の通信時間
   に夫々割り当て、各組の親機側のタイミングに同期して
   親機及び子機が交互に送受信を行う一周波複信通信方式
   において、 通常情報の通信時には１スロット全体を使用するスロッ
   ト長のフルスロットフォーマットを用い、制御情報の通
   信時には前記フルスロットフォーマット中のデ−タ部よ
   りも短いデ−タ部を有するサブスロットフォーマットを
   用い、受信側の局においてサブスロットフォーマットの
   受信時には、当該サブスロットフォーマットの受信終了
   後の受信スロットの残り時間内で、受信したサブスロッ
   トフォーマット中のデ−タ部を解読し、解読したデ−タ
   を処理することを特徴とする一周波複信通信方式。
3. 【請求項３】 スロットフォーマット中には、当該スロ
   ットフォーマットのタイプがフルスロットフォーマット
   であるかサブスロットフォーマットであるかを区別する
   スロットタイプ情報が含まれ、受信側の局ではスロット
   毎にスロットタイプ情報に基づいてスロットのタイプを
   判別することを特徴とする請求項１または２記載の時分
   割無線通信方式。
4. 【請求項４】 一つの無線キャリアを時分割してスロッ
   トを定め、各スロットを親機と子機との１組の通信時間
   に夫々割り当て、各組の親機側のタイミングに同期して
   親機及び子機が交互に送受信を行う一周波複信通信方式
   において、 通常情報の通信時には、スロット時間がτ１である通常
   のスロットとこのスロット長に合わせたフルスロットフ
   ォーマットとを用い、 制御情報の通信時には、スロット時間がτ１よりも短い
   サブスロットを用いると共に、デ−タ部をフルスロット
   フォーマットのデ−タ部よりも短くすることによりサブ
   スロット長に合わせた長さのサブスロットフォーマット
   を用い、通常のスロット適用時の送信速度とサブスロッ
   トフォーマット適用時の送信速度とは同じであることを
   特徴とする一周波複信通信方式。