JP2000269852A

JP2000269852A - 無線通信システム

Info

Publication number: JP2000269852A
Application number: JP11075114A
Authority: JP
Inventors: Koichi Numagami; 幸一沼上
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2000-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】一つの基地局と複数の子局とからなる無線通
信システムにおいて、複数の子局による発信を制限し、
基地局での混信を防止する。【解決手段】子局側より前記基地局へ音声データを送
信するに先立ち、最初に両局間で前記制御用フレーム信
号を授受し、通信接続を確立する。そのため、子局側は
制御用フレーム信号生成部15において自己の局番号デー
タ及び送信開始の許可を求めるデータを含めた制御用フ
レーム信号を生成し、アンテナ19より基地局へ送信す
る。基地局はこの送信信号を受信し、データ判別部44で
送信内容を判別する。同判別後、基地局は送信許可のデ
ータ及びその子局の局番号データを含む制御用フレーム
信号を制御用フレーム信号生成部35において生成し、子
局へ送信する。子局はデータ判別部24で送信内容を判別
し、自己の局番号データ及び送信許可を確認する。この
ステップを経た後に音声データを送信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は無線通信システムに
係り、より詳細には、一つの基地局と複数の子局とで形
成されるディジタル通信システムにおける子局側発信の
制限に関する。

【０００２】

【従来の技術】無線通信システムの形態には種々の形態
があるが、従来、その一つに、消防無線等で使用されて
いる図４に示す形態の無線通信システムがある。なお、
以下においては子局を移動局として説明する。図示のよ
うに、この無線通信システムは、一つの基地局51と複数
の移動局52〜54とで形成され、単一の搬送波f1を使用し
て各移動局と基地局51とが音声信号の無線通信を行うも
のである。また、変調方式はアナログ変調である。搬送
波が単一（f1）であるので、ある一つ移動局が基地局51
ヘ送信を行う場合にはトークボタンを押す必要がある。
このトークボタンを押している間は、その移動局にチャ
ンネルを占有される。従って、基地局側が自局の送信を
行えるのはその移動局の送信終了の確認後となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示す無線通信システムにおいては、他の移動局の通信状
態を確認しないで複数の移動局が同時に送信を行った場
合（実際にこのケースが生じている）、基地局は全ての
信号を混信した状態で受信することとなる。従って、復
調再生した音声は当然ながら、複数の音声が混信した状
態になる。ただし、前述のように送信信号の変調方式は
アナログ方式であるので、注意力を集中することでその
混信状態の中から特定の移動局の音声を判別し、聴きと
ることは可能ではあった。このように、図４に示す無線
通信システムにおいては混信するという欠点が存在し
た。

【０００４】一方、通信技術の分野において、従来のア
ナログ方式からディジタル方式へ移行しつつあることは
周知の通りである。図４に示す無線通信システムにおい
ても例外ではない。このディジタル化を前記図４の無線
通信システムに単に適用した場合、アナログ方式であれ
ば混信状態であってもその中から特定の移動局の音声を
聴きとることが可能であったものが、ディジタル化した
場合には全く音声として再生されないという問題が生じ
る。これは、混信状態のディジタル信号をＤ／Ａ変換し
てアナログ信号に戻したときには全く異なった信号にな
ってしまうことによる。従って、何らかの方策を導入
し、図４に示す無線通信システムを、混信という問題を
改善してディジタル化できることが望まれる。本発明は
このような観点からなされたものであり、移動局側の発
信を自動制限することにより混信を改善してディジタル
化した、一つの基地局と複数の移動局とで形成されるデ
ィジタル方式の無線通信システムを提供することを目的
としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、基地局との通
信接続用の送信フレームである制御用フレーム信号を生
成する制御用フレーム信号生成手段と、ディジタ音声デ
ータの送信フレームである通話用フレーム信号を生成す
る通話用フレーム信号生成手段と、前記制御用フレーム
信号及び通話用フレーム信号とでディジタル変調して所
定周波数の搬送波で送信する送信手段と、前記基地局よ
りの信号を受信する受信手段と、前記受信手段により受
信した信号のデータ内容を判別するデータ判別手段とを
備えてなる子局と、前記子局よりの信号を受信する受信
手段と、前記受信手段により受信した信号のデータ内容
を判別するデータ判別手段と、前記子局との通信接続用
の送信フレームである制御用フレーム信号を生成する制
御用フレーム信号生成手段と、前記制御用フレーム信号
でディジタル変調して所定周波数の搬送波で送信する送
信手段とを備えてなる基地局とからなり、前記子局側よ
り前記基地局へ音声データを送信するに際し、最初に両
局間で前記制御用フレーム信号を授受し、通信接続を確
立した後に前記音声データを送信するようにした無線通
信システムを提供するものである。

【０００６】また、前記両局間で行う前記制御用フレー
ム信号の授受が、送信開始許可の要求と同要求に対する
許可の応答とからなるステップとする。

【０００７】また、前記子局における制御用フレーム信
号に、自己の局番号に係るデータ及び送信開始の許可を
求めるデータを含め、前記基地局における制御用フレー
ム信号には、受信した前記子局の局番号に係るデータ及
び送信許可又は不許可に係るデータを含める。

【０００８】また、前記基地局におけるデータ判別手段
が、子局よりの局番号に係るデータの判別及び送信開始
の許可を求めるデータであるかにつき判別し、前記子局
におけるデータ判別手段が、基地局よりの局番号に係る
データが自己のデータであるかの判別及び送信許可か否
かにつき判別するようにする。

【０００９】また、前記データ判別手段における判別
を、前記制御用フレーム信号の一期間を形成するパラメ
ータ期間のデータを基に行う。

【００１０】また、前記基地局に、ディジタ音声データ
の送信フレームである通話用フレーム信号を生成する通
話用フレーム信号生成手段を設け、前記送信手段より前
記制御用フレーム信号と併せ受信した子局よりの音声デ
ータ等を送信するようにする。

【００１１】また、前記移動局側搬送波信号の周波数
と、前記基地局側搬送波信号の周波数とを異なる周波数
にする。

【００１２】また、前記移動局に、アラーム発生手段を
設け、前記データ判別手段による判別が自己の局番号に
係るデータでないときには同アラーム発生手段よりアラ
ームを発生するようにする。前記アラームを警告灯、又
は警報音とする。

【００１３】また、前記基地局一つと、前記子局を複数
とでシステム構成する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を実施例
にもとづき図面を参照して説明する。図１は本発明によ
る無線通信システムのシステム構成の説明図、図２は本
発明による無線通信システムにおける移動局（子局）
（Ａ図）、及び基地局（Ｂ図）それぞれの一実施例を示
す要部ブロック図、図３は図２に関する説明図である。
最初に、図１をもとに本発明による無線通信システムの
システム構成につき説明する。図示のように、本発明に
よる無線通信システムは図４と同様、一つの基地局１と
複数の移動局２〜４とで形成される。但し、搬送波信号
としては、各移動局から基地局１への送信に使用する周
波数f1の搬送波信号と、基地局１から各移動局への送信
に使用する周波数f2の搬送波信号との２波を使用する。
この２波を使用する理由については後述する。また、変
調方式はディジタル変調であり、主に、音声信号の送受
信を目的とした無線通信システムである。

【００１５】次に、図１の基地局１及び各移動局２〜４
の構成及び動作につき図２及び図３をもとに説明する。
なお、各移動局２〜４はそれぞれ同一の構成である。図
２（Ａ）の移動局において、11はマイクであり、基地局
へ音声を送信する際に使用するものである。12は増幅部
であり、マイク11よりの音声信号を増幅等する。13は符
号化処理部であり、増幅部12よりのアナログの音声信号
をディジタルの音声データへの変換（Ａ／Ｄ変換）並び
にデータ圧縮の処理をする。14は通話用フレーム信号生
成部であり、符号化処理部13よりのディジタル音声デー
タを含めた所定フォーマットの通話用フレーム信号を生
成する。このフォーマット例については後述する。15は
制御用フレーム信号生成部であり、前記通話用フレーム
信号の送信に先立ち、基地局１と通信接続する際に使用
する送信フレームである。このフレームのフォーマット
例についても後述する。16はディジタル変調部であり
［例えば、ＱＰＳＫ（直交変調）等］、前記制御用フレ
ーム信号及び通話用フレーム信号とによりディジタル変
調する。

【００１６】17は送信部であり、ディジタル変調部16よ
りの信号を送信に要する電力に増幅し、周波数f1の搬送
波により送信する。18はアンテナ切換回路であり、送受
信兼用のアンテナ19を切り換える。20は受信復調部であ
り、基地局１よりの信号を受信し、信号をディジタル復
調する。21は復号化処理部であり、受信復調部20で復調
されたディジタル信号につき、データ伸長並びにアナロ
グ信号への変換（Ｄ／Ａ変換）の処理をする。22は復号
化処理部21よりのアナログ信号のレベルを増幅する増幅
部である。23は増幅部22よりの信号で駆動され、基地局
よりの音声を再生するスピーカである。24はデータ判別
部であり、受信復調部20で復調される信号をもとに相手
移動局の局番号に係るデータ（局番号データ）及び送信
データの内容につき判別する。

【００１７】25はアラーム発生部であり、前記データ判
別部24において自己の局番号データが判別されない場合
にアラームを発生し、操作している者に報知する。その
アラームの形態は、ＬＥＤ等による警告灯、又はブザー
等の警報音とする。26は制御部であり、通話用フレーム
信号生成部14、制御用フレーム信号生成部15、ディジタ
ル変調部16、アンテナ切換回路18、データ判別部24及び
アラーム発生部25等を制御する。一方、図２（Ｂ）の基
地局についてであるが、ブロック図的にはアラーム発生
部を設けていない点を除き前記移動局と略同じ構成であ
り、各ブロックの機能についても同じである。但し、送
信部37で用いる搬送波信号の周波数は移動局のそれとは
異なるf2である。従って、各機能ブロックは符号のみ付
し、機能説明は省略する。

【００１８】次に、通話用フレーム信号及び制御用フレ
ーム信号について説明する。これらフォーマットは基地
局及び移動局とも共通であるが、説明の便宜から移動局
側を基準に説明する。最初に、通話用フレーム信号のフ
ォーマット例を図３（Ａ）に示す。図３（Ａ）におい
て、「Ｐ」はプリアンブルであり、通信開始の際に相手
局の受信回路（例えば、ＡＧＣ回路等）を安定化させる
ために設けた期間である。「ＴＣＨ」（Talk Channel）
は符号化処理部13よりの音声データの期間であり、同音
声データを予め定めたビット数ごとに区切ったものから
なる。「パラメータ」は一般に、各種データ及び音声デ
ータ以外の情報を挿入する期間である。「ＳＷ」（Sync
h Word）は同期ワードであり、通信上の同期をとるため
のデータ期間である。

【００１９】次に、制御用フレーム信号のフォーマット
例を図３（Ｂ）に示す。図示のように、前述のプリアン
ブル（Ｐ）、パラメータ、同期ワード（SW）の他、
「Ｇ」が含まれる。この「Ｇ」はガード期間であり、例
えば空中伝搬中の遅延等により、次フレームとの重なり
を防止するための期間である。また、制御用フレームに
はパラメータ部分が図示のようにとの２カ所ある
が、本発明ではこのうちパラメータを使用する。な
お、図３（Ａ）（Ｂ）中のカッコ付数字はビット数の例
示である。また、上記パラメータの具体的構成例を図
３（Ｃ）に示す。同図において、「Ａ」はフレーム種別
を表し、これを例えば１ビットデータとし、「１」の場
合は後述の制御用フレーム（ＣＦ）であることを表し、
「０」の場合は通話用フレーム（ＴＦ）であることを表
すようにする。

【００２０】「Ｂ」はフレーム番号を表し、これを例え
ば２ビットデータとし、この２ビットでフレーム番号を
表すようにする。「Ｃ」は局番号、即ち、移動局の種別
又は基地局を表し、これを例えば１６ビットデータで表
すようにする。「Ｄ」は通信制御用のデータ期間であ
り、これを例えば１ビットデータとし、移動局において
は、「１」で「送信開始」、「０」で「非送信」とし、
基地局においては、「１」で「送信許可」、「０」で
「送信非許可」とする。「Ｅ」はその他の期間であり、
各種データ及び音声以外の情報等の送信に使用し、特に
基地局側はこの期間中に受信した移動局の局番号データ
を挿入する。

【００２１】次に、上記説明の構成の下における通信手
順につき図３（Ｄ）を併用して説明する。なお、ここで
の説明は移動局ａ２のみが発呼したものとし、同移動局
ａ２と基地局１との通信を例にして説明する。移動局ａ
２はマイク11よりの音声データ（通話用フレーム信号）
の送信に先立ち、制御用フレーム信号を送信（発呼）し
（ＣＦ１）、基地局１との通信接続を確保するようにす
る。このとき、図３（Ｃ）（パラメータ）の「Ｃ」が
移動局ａ２を特定する局番号データとなり、「Ｄ」はそ
のデータを「１」にして「送信開始」を表すようにす
る。この制御用フレーム信号は制御部26の制御の下、制
御用フレーム信号生成部15で生成され（制御用フレーム
信号生成手段）、ディジタル変調部16、送信部17（搬送
周波数f1）及びアンテナ切換回路18を経てアンテナ19よ
り送信される（送信手段）。なお、この送信時には、ア
ンテナ切換回路18は制御部26により送信側（ａ側）に設
定される。また、自己の局番号データは制御用フレーム
信号生成部15のメモリ部（図示せず）に予め記憶させて
おく。

【００２２】移動局ａ２の発呼に従い、基地局１がその
送信信号をアンテナ39により受信する。なお、この受信
に際し、制御部45はアンテナ切換回路38を受信側（ｂ
側）に設定している。同アンテナ切換回路38を経て受信
信号は受信復調部40へ入力し、前記制御用フレーム信号
に係るデータが復調される（受信手段）。この場合、前
記前提より、送信している局が移動局ａ２のみであり、
他の移動局との混信はないのでデータ復調は正常に行わ
れる。同復調されたデータはデータ判別部44に入力す
る。データ判別部44は、制御用フレーム信号中のパラメ
ータの「Ｃ」及び「Ｄ」の部分のデータをもとに移動
局の種別（局番号）及び送信内容を判別する。これによ
り、発呼先が移動局ａ２であり、また、「送信開始」の
求めであることが判別される。

【００２３】この判別に次いで、基地局１は制御用フレ
ーム信号を送信する（ＣＦ２）。このとき、図３（Ｃ）
（パラメータ）の「Ｃ」に基地局１を特定するデータ
を挿入し、「Ｄ」のデータを「１」にして送信許可に
し、「Ｅ」にデータ判別部44で判別した移動局ａ２の局
番号データを挿入する。なお、送信不許可の場合には
「Ｄ」のデータを「０」にする。この制御用フレーム信
号は制御部45の制御の下、制御用フレーム信号生成部35
で生成され（制御用フレーム信号生成手段）、ディジタ
ル変調部36、送信部37（搬送周波数f2）及びアンテナ切
換回路38を経てアンテナ39より送信される（送信手
段）。なお、この送信時には、アンテナ切換回路38は制
御部45により送信側（ａ側）に設定される。

【００２４】上記送信信号を移動局ａ２がアンテナ19に
より受信する。なお、この受信に際し、制御部26はアン
テナ切換回路18を受信側（ｂ側）に設定している。同ア
ンテナ切換回路18を経て受信信号は受信復調部20へ入力
し、前記制御用フレーム信号に係るデータが復調される
（受信手段）。この場合、前記同様、混信問題はないの
でデータ復調は正常の行われる。同復調されたデータは
データ判別部24に入力する。データ判別部24は、制御用
フレーム信号中のパラメータの「Ｃ」、「Ｄ」及び
「Ｅ」の部分のデータをもとに局番号及び送信内容を判
別する。これにより、発信先が基地局１であり、また、
移動局の局番号データが自己のものであり、更に、「送
信許可」の回答であることが判別される。この判別をも
って移動局ａ２と基地局１との通信接続が確認され、同
確認に従い移動局ａ２は音声データが含まれてなる通話
用フレーム信号（ＴＦｕ）の送信を開始する。この通話
用フレーム信号（ＴＦｕ）は制御部26の制御の下、通話
用フレーム信号生成部14で生成される（通話用フレーム
信号生成手段）。

【００２５】基地局１は上記通話用フレーム信号（ＴＦ
ｕ）を受信復調し（受信復調部40）、復号化処理部41、
増幅部42を経てスピーカ43より音声出力される。また、
上記復調した通話用フレーム信号は同じデータＴＦｕ’
として送信する。この送信信号は基地局１側における通
話用フレーム信号である。このＴＦｕ’を送信する目的
は、基地局１と移動局ａ２との間で現在通信中であるこ
と及びその通信内容を他の移動局が認識できるようにす
るためである。この通話用フレーム信号（ＴＦｕ’））
は制御部45の制御の下、受信復調部40よりの信号を使用
して通話用フレーム信号生成部34で生成される（通話用
フレーム信号生成手段）。また、上記受信に対する応答
の音声データが必要な場合、基地局１は上記ＴＦｕ’の
送信後にＴＦｄとして送信する（通話用フレーム信
号）。移動局ａ２は上記通話用フレーム信号（ＴＦｄ）
を受信して復調し（受信復調部20）、復号化処理部21、
増幅部22を経てスピーカ23より音声出力される。以降、
音声データの送受信が行われる。

【００２６】以上説明のように、本来の音声データの送
信に先立ち、図３（Ｄ）に示す如く、ＣＦ１→ＣＦ２の
過程を経ることで自己の局番号データの返送確認後（以
下、接続確認過程と記す）、本来の音声データを送信す
る。換言すれば、この接続確認過程を経ない限り音声デ
ータの送信はできないことになる。上記説明では移動局
ａ２のみが発呼したものとした。これに対し、他の移動
局（例として、移動局ｂ３とする）の発呼も発生する場
合、移動局ｂ３の操作者は現在、基地局１と移動局ａ２
との間で通信中であることをスピーカ音声からでも確認
でき、そのため発呼（ＣＦ１）できないことを認識でき
るが、以下によっても発呼不可となる。即ち、図２
（Ａ）を移動局ｂ３とした場合、データ判別部24で判別
される局番号データが自己のものではない。これによ
り、制御部26は発呼（ＣＦ１）できず、送信制御を強制
的に終了する。また、いずれの移動局もデータ判別部24
で基地局１よりの送信データが判別されない場合には発
呼（ＣＦ１）することが可能である。そこで、ある移動
局が発呼した場合であってもその送信信号が混信又は電
波伝搬状態の悪化等により基地局１が正常に受信できな
いときには基地局１からはＣＦ１に対する応答（ＣＦ
２）が送信されず、従って、発呼した移動局も当然に受
信できず、自己の局番号データを確認できない。これに
より、送信制御を強制的に終了する。

【００２７】以上のように、移動局に対しては発信制限
がかかり基地局１での混信が大幅に低減されることにな
る。また、基地局１と接続できない場合、即ち、データ
判別部24において自己の局番号データを判別できない場
合、同判別に従い制御部26はアラーム発生部を作動さ
せ、ＬＥＤ等による警告灯、又はブザー等の警報音等の
アラームを発生させる。次に、移動局の搬送周波数（f
1）と基地局の搬送周波数（f2）とを別の周波数にした
理由につき説明する。前述のように、移動局と基地局１
とはＣＦ１〜ＣＦ２の接続確認過程を経る必要がある
が、基地局１よりある移動局に対し送信された同じタイ
ミングで他の移動局より発呼があった場合、双方の送信
信号の周波数が同じでは前者の移動局はその受信信号が
混信状態になり、接続確認過程の正確な進行の妨げとな
る。これを防止する観点から搬送周波数をf1とf2とに分
けたものである。但し、この混信を容認する場合には搬
送周波数を同じにしてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、一
つの基地局と複数の移動局とで形成される無線通信シス
テムにおいて、本来の音声データの送信に先立ち、制御
用フレーム信号により基地局との通信接続を確立し、同
通信接続を確立後に音声データを送信し、通信接続を確
立できない移動局は通信を停止させるので基地局におけ
る混信を従来のアナログ方式に比し大幅に改善し、且
つ、搬送周波数２波による複数の移動局とのディジタル
通信が実現できる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による無線通信システムのシステム構成
の説明図である。

【図２】本発明による無線通信システムにおける子局
（移動局）（Ａ図）及び基地局（Ｂ図）それぞれの一実
施例を示す要部ブロック図である。

【図３】図２に関する説明図である。

【図４】従来の無線通信システムのシステム構成の説明
図である。

【符号の説明】

１、51 基地局２、３、４、52、53、54 子局 11、31 マイク 12、22、32、42 増幅部 13、33 符号化処理部 14、34 通話用フレーム信号生成部 15、35 制御用フレーム信号生成部 16、36 ディジタル変調部 17、37 送信部 18、38 アンテナ切換回路 19、39 アンテナ 20、40 受信復調部 21、41 復号化処理部 23、43 スピーカ 24、44 データ判別部 25 アラーム発生部 26、45 制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基地局との通信接続用の送信フレームで
ある制御用フレーム信号を生成する制御用フレーム信号
生成手段と、ディジタ音声データの送信フレームである
通話用フレーム信号を生成する通話用フレーム信号生成
手段と、前記制御用フレーム信号及び通話用フレーム信
号とでディジタル変調して所定周波数の搬送波で送信す
る送信手段と、前記基地局よりの信号を受信する受信手
段と、前記受信手段により受信した信号のデータ内容を
判別するデータ判別手段とを備えてなる子局と、前記子
局よりの信号を受信する受信手段と、前記受信手段によ
り受信した信号のデータ内容を判別するデータ判別手段
と、前記子局との通信接続用の送信フレームである制御
用フレーム信号を生成する制御用フレーム信号生成手段
と、前記制御用フレーム信号でディジタル変調して所定
周波数の搬送波で送信する送信手段とを備えてなる基地
局とからなり、前記子局側より前記基地局へ音声データ
を送信するに際し、最初に両局間で前記制御用フレーム
信号を授受し、通信接続を確立した後に前記音声データ
を送信するようにしたことを特徴とする無線通信システ
ム。
【請求項２】前記両局間で行う前記制御用フレーム信
号の授受が、送信開始許可の要求と同要求に対する許可
の応答とからなるステップからなることを特徴とする請
求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】前記子局における制御用フレーム信号
に、自己の局番号に係るデータ及び送信開始の許可を求
めるデータが含まれてなり、前記基地局における制御用
フレーム信号には、受信した前記子局の局番号に係るデ
ータ及び送信許可又は不許可に係るデータが含まれてな
ることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項４】前記基地局におけるデータ判別手段が、
子局よりの局番号に係るデータの判別及び送信開始の許
可を求めるデータであるかにつき判別し、前記子局にお
けるデータ判別手段が、基地局よりの局番号に係るデー
タが自己のデータであるかの判別及び送信許可か否かに
つき判別するようにしてなることを特徴とする請求項１
記載の無線通信システム。
【請求項５】前記データ判別手段における判別を、前
記制御用フレーム信号の一期間を形成するパラメータ期
間のデータを基に行うようにしたことを特徴とする請求
項４記載の無線通信システム。
【請求項６】前記基地局に、ディジタ音声データの送
信フレームである通話用フレーム信号を生成する通話用
フレーム信号生成手段を設け、前記送信手段より前記制
御用フレーム信号と併せ受信した子局よりの音声データ
等を送信するようにしたことを特徴とする請求項１記載
の無線通信システム。
【請求項７】前記移動局側搬送波信号の周波数と、前
記基地局側搬送波信号の周波数とを異なる周波数にした
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項８】前記移動局に、アラーム発生手段を設
け、前記データ判別手段による判別が自己の局番号に係
るデータでないときには同アラーム発生手段よりアラー
ムを発生するようにしたことを特徴とする請求項１記載
の無線通信システム。
【請求項９】前記アラームを警告灯、又は警報音とし
たことを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
【請求項１０】前記基地局一つと、前記子局を複数と
で構成してなる請求項１記載の無線通信システム。