JP2012191307A - 無線通信システム、通信方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信システムにおいて、空き回線が存在するにも関わらず、新たな通信を開始できないことを防止する。
【解決手段】実施形態に係る無線通信システム１は、親局２と子局７１との間で、第１チャネル、第２チャネル、第３チャネルの３回線で通信可能であり、第３チャネルを制御チャネルとして使用可能である。無線通信システム１は、検出手段１７、保留手段１９、切替手段２０を具備する。検出手段１７は、第３チャネルが通信に使用されており、かつ、第１チャネル又は第２チャネルが空き状態であることを示す切替イベントを検出する。保留手段１９は、検出手段１７によって切替イベントが検出された場合に、第３チャネルの通信を保留状態とし、第３チャネルを切断する。切替手段２０は、空き状態の第１チャネル又は第２チャネルの回線を構築し、保留状態の通信を構築された回線に割り当て、保留状態を解除する。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、無線通信システム、通信方法及びプログラムに関する。

例えば市町村などの自治体で防災などの目的で用いられている無線通信システムでは、災害対策本部となる役場に操作卓及び親局無線装置が備えられる。放送の内容は、親局無線装置から、中継局無線装置を経由し、市町村内の各所に設置されている屋外拡声子局装置に送信される。親局無線装置と屋外拡声子局装置との間の無線通信は、６多重デジタル化され、スロット０〜５が用いられる。この結果、無線通信システムに様々なオプション機能が付加された。このオプション機能の一つとして、親局無線装置と屋外拡声子局装置の連絡通話機能がある。連絡通話は、第１チャネル１ｃｈ（スロット１，４を使用）、第２チャネル２ｃｈ（スロット２，５を使用）、第３チャネル３ｃｈ（スロット０，３を使用）の３回線を使用することができる。

従来の無線通信システムでは、通常、スロット０が制御チャネルとして使用される。このため、このスロット０を使用する第３チャネル３ｃｈが通信チャネルとして使用中の場合には、この使用中の第３チャネル３ｃｈを強制切断しなければ、第３チャネル３ｃｈを制御チャネルとして使用することができない。

例えば、第１チャネル１ｃｈ、第２チャネル２ｃｈ、第３チャネル３ｃｈの３回線が連絡通話に使用され、その後、第１チャネル１ｃｈ又は第２チャネル２ｃｈの通話が終了し、第１チャネル１ｃｈ又は第２チャネル２ｃｈの回線が切断されたとする。この場合、第１チャネル１ｃｈ又は第２チャネル２ｃｈが空き状態となったにも関わらず、制御チャネルの第３チャネル３ｃｈが通信チャネルとして使用されているため、第１チャネル１ｃｈ又は第２チャネル２ｃｈで通話を新たに開始することができない。

特開２００１−６９０９５号公報

本発明の実施形態は、空き回線が存在するにも関わらず、新たな通信を開始できないことを防止する無線通信システム、通信方法及びプログラムを提供することを目的とする。

第１の実施形態によれば、無線通信システムは、親局と子局との間で、第１チャネル、第２チャネル、第３チャネルの３回線で通信可能であり、第３チャネルを制御チャネルとして使用可能である。無線通信システムは、検出手段と、保留手段と、切替手段とを具備する。検出手段は、第３チャネルが通信に使用されており、かつ、第１チャネル又は第２チャネルが空き状態であることを示す切替イベントを検出する。保留手段は、検出手段によって切替イベントが検出された場合に、第３チャネルの通信を保留状態とし、第３チャネルを切断する。切替手段は、空き状態の第１チャネル又は第２チャネルの回線を構築し、保留状態の通信を構築された回線に割り当て、保留状態を解除する。

実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示すブロック図。 アイドル時のチャネル割り当て状態の一例を示す図。 ３回線通信時のチャネル割り当て状態の一例を示す図。 ３回線通信から第１チャネル１ｃｈが通信終了となった場合のチャネル割り当て状態の一例を示す図。 ３回線通信から第２チャネル２ｃｈが通信終了となった場合のチャネル割り当て状態の一例を示す図。 第１チャネル１ｃｈが通信終了となり、第３チャネル３ｃｈが切断された時点のチャネル割り当て状態の一例を示す図。 第２チャネル２ｃｈが通信終了となり、第３チャネル３ｃｈが切断された時点のチャネル割り当て状態の一例を示す図。 第３チャネルから空き状態の第１チャネル又は第２チャネルに回線を切り替えた後のチャネル割り当て状態の一例を示す図。 実施形態に係る無線通信システムの動作の一例を示すフローチャート。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、略または実質的に同一の機能および構成要素については、同一符号を付し、必要に応じて説明を行う。また、以下においては、本実施形態の特徴的部分について詳細に説明し、従来と同様の部分については説明を省略するか、あるいは簡単に説明する。

本実施形態においては、空き状態の回線が存在すれば、制御チャネルが通信（例えば連絡通話）に使用されている場合であっても、新たな通信を可能とする無線通信システムの一例について説明する。

図１は、本実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。

本実施形態において、無線通信システムは、第３チャネル３ｃｈを通信に使用中における第１チャネル１ｃｈ又は第２チャネル２ｃｈの通信終了を自動検出し、第３チャネル３ｃｈを使用している通信を、空き状態の第１チャネル１ｃｈ又は第２チャネル２ｃｈに変更し、第３チャネル３ｃｈを空き状態とする。そして、無線通信システムは、第３チャネル３ｃｈを制御チャネルとして使用し、新たな通信を開始する。

無線通信システム１は、親局無線装置２、電話機３１〜３３、交換機（連絡通話装置）４、操作卓５、中継局無線装置６１，６２、屋外拡声子局装置７１〜７ｎ、電話機８１〜８ｎを具備する。本実施形態において、屋外拡声子局装置７１〜７ｎの数及び電話機８１〜８ｎの数は、親局無線装置２との間で、３以上の通信が実現可能な範囲で自由に変更可能である。中継局無線装置６１，６２の数も自由に変更可能である。

親局無線装置２は、電源部９、記憶装置１０、無線インタフェースユニット１１、変換機（ＴＲＸ）１２Ａ，１２Ｂ、増幅／減衰機（ＰＡ）１３Ａ，１３Ｂ、リレー１４を具備する。

無線インタフェースユニット１１は、記憶装置１０に記憶されているプログラム１５を読み出して実行し、接続部１６、検出部１７、警告部１８、保留部１９、切替部２０としての機能を実現させる。なお、接続部１６、検出部１７、警告部１８、保留部１９、切替部２０は、ハードウェアとして親局無線装置２に実装されるとしてもよい。

本実施形態においては、屋外拡声子局装置７１〜７ｎ及び電話機８１〜８ｎのうち、屋外拡声子局装置７１及び電話機８１を用いて説明を行う。

屋外拡声子局装置７１は、電源部２１、バッテリ２２、無線インタフェースユニット２３、変換機２４、増幅／減衰機２５、記憶装置２６を具備する。

無線インタフェースユニット２３は、記憶装置２６に記憶されているプログラム２７を読み出して実行し、警告部２８、保留部２９、切替部４０としての機能を実現させる。なお、警告部２８、保留部２９、切替部４０は、ハードウェアとして屋外拡声子局装置７１に実装されるとしてもよい。

以下に、本実施形態に係る無線通信システム１の構成要素について説明する。

操作卓５は、オペレータからの操作を受け、その内容を親局無線装置２又は交換機４に提供する。また、操作卓５は、親局無線装置２又は交換機４からの情報をオペレータに対して表示又は音出力する。

交換機４に接続されている電話機３１から通信（例えば連絡通話）が発呼されると、この電話機３１から、交換機４、親局無線装置２、中継局無線装置６１，６２を通じ、屋外拡声子局装置７１の電話機８１までの通信回線が構築される。

これとは逆に、屋外拡声子局装置７１に接続されている電話機８１から通信が発呼されると、この電話機８１から、屋外拡声子局装置７１、中継局無線装置６２，６１、親局無線装置２、交換機４を経由し、電話機８１までの通信回線が構築される。

親局無線装置２内では、変換機１２Ａ及び増幅／減衰機１３Ａとを含む第１の経路と、変換機１２Ｂ及び増幅／減衰機１３Ｂとを含む第２の経路とがある。

変換機１２Ａは、送信において、無線インタフェースユニット１１から送信信号を受け、送信信号を無線送信信号に変換し、無線送信信号を増幅／減衰機１３Ａに与える。さらに、変換機１２Ａは、受信において、増幅／減衰機１３Ａから無線受信信号を受け、無線受信信号を受信信号に変換し、受信信号を無線インタフェースユニット１１に与える。

なお、変換機１２Ｂ、及び屋外拡声子局装置７１の変換機２４も、変換機１２Ａと同様の動作を行う。

増幅／減衰機１３Ａは、送信において、変換機１２Ａから無線送信信号を受け、無線送信信号を増幅し、リレー１４を経由して、送信する。さらに、増幅／減衰機１３Ａは、受信において、リレー１４から無線受信信号を受け、無線受信信号を減衰させ、無線受信信号を変換機１２Ａに与える。

なお、増幅／減衰機１３Ｂ、及び屋外拡声子局装置７１の増幅／減衰機２５も、増幅／減衰機１３Ａと同様の動作を行う。

リレー１４は、第１の経路と第２の経路とを、無線インタフェースユニット１１による制御にしたがって切り替える。

親局無線装置２の電源部９及び屋外拡声子局装置７１の電源部２１は、外部からの交流電力を直流電力に変換するなどの電源管理を行う。

屋外拡声子局装置７１のバッテリ２２は、災害などによる停電時においても屋外拡声子局装置７１の動作を継続可能とするために、電力を蓄えておく。

本実施形態に係る通信は、上記したように、時分割でスロット０〜５に分けられる。

スロット０は、通常、制御チャネルとして使用される。

親局無線装置２と屋外拡声子局装置７１との間の無線通信は、第１チャネル１ｃｈ（スロット１，４を使用）、第２チャネル２ｃｈ（スロット２，５を使用）、第３チャネル３ｃｈ（スロット０，３を使用）の３回線のうちのいずれかを使用可能である。

スロット０を使用する第３チャネル３ｃｈが通信チャネルとして使用中の場合には、この使用中の第３チャネル３ｃｈを一度空き状態としなければ、第３チャネル３ｃｈを制御チャネルとして使用することはできない。

図２は、アイドル時のチャネル割り当て状態の一例を示す図である。

スリット０に下り制御チャネルが割り当てられており、スロット１〜５は空き状態である。

接続部１６は、無線通信が発生すると、優先的に空き状態の第１チャネル１ｃｈ又は第２チャネル２ｃｈを使用し、第１チャネル１ｃｈと第２チャネル２ｃｈとのうちの少なくとも一方が空き状態ではない場合（第１チャネル１ｃｈと第２チャネル２ｃｈとの双方が通信状態の場合）にのみ、空き状態の第３チャネル３ｃｈを通信に使用する制御を行う。

図３は、３回線による通信時のチャネル割り当て状態の一例を示す図である。

スロット１に第１チャネル１ｃｈの下り通信が割り当てられている。

スロット４に第１チャネル１ｃｈの上り通信が割り当てられている。

スロット２に第２チャネル２ｃｈの下り通信が割り当てられている。

スロット５に第２チャネル２ｃｈの上り通信が割り当てられている。

スロット０に、下り制御チャネルではなく、第３チャネル３ｃｈの下り通信が割り当てられている。

スロット３に第３チャネル３ｃｈの上り通信が割り当てられている。

検出部１７は、第１チャネル１ｃｈ、第２チャネル２ｃｈ、第３チャネル３ｃｈが通信に使用された後、第１チャネル１ｃｈ又は第２チャネル２ｃｈが通信終了となったことを示す切替イベントを検出する。すなわち、検出部１７は、第３チャネル３ｃｈが通信チャネルとして使用されており、第１チャネル１ｃｈ又は第２チャネル２ｃｈが空き状態となった場合を検出する。

図４は、３回線通信から第１チャネル１ｃｈが通信終了となった場合のチャネル割り当て状態の一例を示す図である。

この図４では、第１チャネル１ｃｈに対応するスロット１，４が空き状態となっている。

なお、３回線による通信後、第２チャネルが通信終了となると、図５に示すように、第２チャネル２ｃｈに対応するスロット２，５が空き状態となる。

警告部１８は、切替イベントが検出された場合に、通信チャネルの切り替えを行うことを事前に通話者などに通知するために、警告音を発生させる。

保留部１９は、警告部１８によって警告音を発生させた後、第３チャネル３ｃｈの通信を保留状態とし、第３チャネル３ｃｈを切断する。

図６は、第１チャネル１ｃｈが通信終了となり、第３チャネル３ｃｈが切断された時点のチャネル割り当て状態の一例を示す図である。

この図６では、第１チャネル１ｃｈに対応するスロット１，４が空き状態である。さらに、第３チャネル３ｃｈに対応するスロット０に、下り制御チャネルが割り当てられ、第３チャネル３ｃｈに対応するスロット３が空き状態となる。

なお、第２チャネル２ｃｈが通信終了となった後、第３チャネル３ｃｈを切断した時点のチャネル割り当て状態は、図７のようになる。

切替部２０は、発呼（ダイヤルアップなど）を実行し、空き状態の第１チャネル１ｃｈ又は第２チャネル２ｃｈを用いた回線を構築し、新たに構築された第１チャネル１ｃｈ又は第２チャネル２ｃｈに、保留状態とした通信を割り当てる。

そして、切替部２０は、第１チャネル１ｃｈ又は第２チャネル２ｃｈに割り当てられた通信の保留状態を解除し、通信を再開する。

図８は、回線切り替え後のチャネル割り当て状態の一例を示す図である。

スロット０が通信チャネルではなく、下り制御チャネルとして用いられるため、新たな発呼が可能になる。

なお、屋外拡声子局装置７１の警告部２８、保留部２９、切替部４０も、上記の親局無線装置２の警告部１８、保留部１９、切替部２０と同様の動作を行う。

図９は、本実施形態に係る無線通信システム１の動作の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１において、検出部１７は、３回線使用された状態で第１チャネル１ｃｈ（又は第２チャネル２ｃｈ）の通話終了を検出する。

３回線使用された状態の後、第１チャネル１ｃｈ（又は第２チャネル２ｃｈ）の通話終了が検出された場合、ステップＳ２において、警告部１８は、第３チャネルを使用している通話者に、切り替え動作が実行される旨の警報を発する。

ステップＳ３において、保留部１９は、第３チャネル３ｃｈの通信を保留状態とし、第３チャネル３ｃｈを切断する。

ステップＳ４において、切替部２０は、第１チャネル１ｃｈ（又は第２チャネル２ｃｈ）の回線を構築する。

ステップＳ５において、切替部２０は、新たに構築された第１チャネル１ｃｈ（又は第２チャネル２ｃｈ）に、保留状態とした通信を割り当てる。

ステップＳ６において、切替部２０は、保留を解除し、通信を再開する。なお、通信再開において、切替部２００は、通信再開可能であることを示す許可音を通話者に出力するとしてもよい。

ステップＳ７において、処理が終了するか否か判断される。処理が終了しない場合には、処理はステップＳ１に戻る。

以上説明した本実施形態において、親局無線装置２は、第３チャネルを通信に使用中に、第１チャネル１ｃｈ又は第２チャネル２ｃｈの通話終了を自動検出し、第３チャネルの通信を保留状態とし、この保留状態の通信を、第１チャネル１ｃｈ又は第２チャネル２ｃｈに変更する。

これにより、第３チャネル３ｃｈを制御チャネルとして使用可能となり、空いている回線を用いて新たな通話を開始することができる。

本実施形態においては、無線通信システム１の通話チャネルを有効利用することができる。

なお、本実施形態では、例えば、屋外拡声子局装置７１〜７ｎが、中継局無線装置６１，６２を介して、親局無線装置２と通信を行うとしているが、屋外拡声子局装置７１〜７ｎは、中継局無線装置６１，６２を介することなく、相互に、親局無線装置２又は他の子局装置と通信を行うとしてもよい。また、本実施形態では、交換機４が無線通信システム１に含まれているが、交換機能を操作卓５が備えている場合には、交換機４を省略してもよい。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…無線通信システム、２…親局無線装置、３１〜３３，８１〜８ｂ…電話機、４…交換機、５…操作卓、６１，６２…中継局無線装置、７１〜７ｎ…屋外拡声子局装置、９，２１…電源部、１０，２６…記憶装置、１１，２３…無線インタフェースユニット、１２Ａ，１２Ｂ，２４…変換機、１３Ａ，１３Ｂ，２５…増幅／減衰機、１４…リレー、１５，２７…プログラム、１６…接続部、１７…検出部、１８，２８…警告部、１９，２９…保留部、２０，４０…切替部、２２…バッテリ。

Claims (6)

1. 親局と子局との間で、第１チャネル、第２チャネル、第３チャネルの３回線で通信可能であり、前記第３チャネルを制御チャネルとして使用可能な無線通信システムにおいて、
   前記第３チャネルが通信に使用されており、かつ、前記第１チャネル又は前記第２チャネルが空き状態であることを示す切替イベントを検出する検出手段と、
   前記検出手段によって前記切替イベントが検出された場合に、前記第３チャネルの通信を保留状態とし、前記第３チャネルを切断する保留手段と、
   空き状態の前記第１チャネル又は前記第２チャネルの回線を構築し、保留状態の通信を構築された回線に割り当て、保留状態を解除する切替手段と
   を具備する無線通信システム。
2. 前記検出手段によって前記切替イベントが検出された場合に、前記第３チャネルの通信の通話者に対して警告音を出力する警告手段をさらに具備し、
   前記保留手段は、前記警告音の出力後に、前記第３チャネルの通信を保留状態とする
   ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 無線通信システムの子局との間で、第１チャネル、第２チャネル、第３チャネルの３回線で通信可能であり、前記第３チャネルを制御チャネルとして使用可能な親局無線装置において、
   前記第３チャネルが通信に使用されており、かつ、前記第１チャネル又は前記第２チャネルが空き状態であることを示す切替イベントを検出する検出手段と、
   前記検出手段によって前記切替イベントが検出された場合に、前記第３チャネルの通信を保留状態とし、前記第３チャネルを切断する保留手段と、
   空き状態の前記第１チャネル又は前記第２チャネルの回線を構築し、保留状態の通信を構築された回線に割り当て、保留状態を解除する切替手段と
   を具備する親局無線装置。
4. 無線通信システムの親局との間で、第１チャネル、第２チャネル、第３チャネルの３回線で通信可能であり、前記第３チャネルを制御チャネルとして使用可能な屋外拡声子局装置において、
   前記親局において、前記第３チャネルが通信に使用されており、かつ、前記第１チャネル又は前記第２チャネルが空き状態であることを示す切替イベントが検出された場合に、前記第３チャネルの通信を保留状態とし、前記第３チャネルを切断する保留手段と、
   空き状態の前記第１チャネル又は前記第２チャネルの回線を構築し、保留状態の通信を
   構築された回線に割り当て、保留状態を解除する切替手段と
   を具備する屋外拡声子局装置。
5. 親局と子局との間で、第１チャネル、第２チャネル、第３チャネルの３回線で通信可能であり、前記第３チャネルを制御チャネルとして使用可能な無線通信システムによる通信方法において、
   前記第３チャネルが通信に使用されており、かつ、前記第１チャネル又は前記第２チャネルが空き状態であることを示す切替イベントを検出することと、
   前記切替イベントが検出された場合に、前記第３チャネルの通信を保留状態とし、前記第３チャネルを切断することと、
   空き状態の前記第１チャネル又は前記第２チャネルの回線を構築し、保留状態の通信を構築された回線に割り当て、保留状態を解除することと
   を具備する通信方法。
6. 親局と子局との間で、第１チャネル、第２チャネル、第３チャネルの３回線で通信可能であり、前記第３チャネルを制御チャネルとして使用可能な無線通信システムのコンピュータに、
   前記第３チャネルが通信に使用されており、かつ、前記第１チャネル又は前記第２チャネルが空き状態であることを示す切替イベントを検出する検出機能、
   前記検出機能によって前記切替イベントが検出された場合に、前記第３チャネルの通信を保留状態とし、前記第３チャネルを切断する保留機能、
   空き状態の前記第１チャネル又は前記第２チャネルの回線を構築し、保留状態の通信を構築された回線に割り当て、保留状態を解除する切替機能
   を実現させるためのプログラム。

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