JPH09107583A - マルチモード無線通信システム、マルチモード無線通信端末、基地局、及びマルチモード無線通信方法 - Google Patents

マルチモード無線通信システム、マルチモード無線通信端末、基地局、及びマルチモード無線通信方法

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JPH09107583A
JPH09107583A JP8180766A JP18076696A JPH09107583A JP H09107583 A JPH09107583 A JP H09107583A JP 8180766 A JP8180766 A JP 8180766A JP 18076696 A JP18076696 A JP 18076696A JP H09107583 A JPH09107583 A JP H09107583A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】インフラを使用することが前提の双方向無線通
信システムにおいて、インフラを経由しない端末間通信
（ピア・ツー・ピア通信）も実行可能とする。 【解決手段】基地局（１０）からページングによりメッ
セージを受け、受信メッセージに応答するメッセージを
基地局（１０）へ送信する２ウェイページャシステムに
おいて、基地局（１０）のサービスエリア内にある端末
（１８ａ，１８ｂ）は、基地局からページングされた同
期信号に基づいて常に同期している。このため、同期の
ための特別な設備を必要とせずにピア・ツー・ピア通信
が可能である。また、各端末（１８ａ，１８ｂ）はピア
・ツー・ピア通信時においても、ページング信号を受信
しているので、ページング呼出しにも応答できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はマルチモード無線通
信システムに関し、基地局を経由する端末間通信と、基
地局を経由しない端末間直接通信、例えばピア・ツー・
ピア通信のいずれをも行うことができるマルチモード無
線通信システム、マルチモード無線通信端末、基地局、
及びマルチモード無線通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】無線通信システムの一例としては、半径
３０Ｋｍ程度のサービスエリア毎に１００ｍ、あるいは
それ以上の高さの送信アンテナを有する基地局を配置す
るページャシステムがある。このシステムでは、相手を
呼び出したい場合、一般の電話機から呼び出したい相手
の端末（ページャ）の呼出し番号をダイヤルする。ペー
ジャサービス会社のサービスセンターはこの呼出し番号
に応答して全部の基地局から当該呼出し番号を一斉呼出
し（ページング）する。各ページャは自己の呼出し信号
を受信すると、呼出し音を鳴らして端末保持者に呼出し
を伝える。なお、近年、呼出し番号以外にもメッセージ
を送信できるシステムも開発されており、呼出し音が鳴
るとともに、端末の表示器でメッセージが表示される。
【０００３】しかしながら、いずれにしても従来のペー
ジャシステムは基地局から端末への１ウェイ通信システ
ムであり、受信した呼出し番号、メッセージに対して応
答したい時には、電話等の他の通信システムを使用しな
ければならない。そこで、近年、端末から基地局へ応答
メッセージを送信できる２ウェイページャシステムが開
発されている。
【０００４】２ウェイページャシステム（双方向ページ
ャシステムとも称する）の一提案例では、基地局からペ
ージャへの下り回線には通常の１ウェイページャシステ
ムと同じ通信方式が使用され、ページャから基地局への
上り回線にはページャシステムとは異なる通信方式が採
用される（例えば、ＵＳＰ５，３３５，２４６号参
照）。一のページャから上り回線を使用して他のページ
ャへの送信メッセージを基地局を介してページャサービ
ス会社のサービスセンターに送信する。サービスセンタ
ーは下り回線を使用して全部の基地局から送信メッセー
ジを一斉呼出しする。該当する他のページャがこの送信
メッセージを受信すると、これに応答する応答メッセー
ジを上述したように上り回線を使用して基地局を介して
サービスセンターに送信する。サービスセンターは下り
回線を使用して、基地局を介して応答メッセージを発信
元の一のページャに返送する。このようにして、ページ
ャ間の２ウェイ無線通信が実現される。また、２ウェイ
通信を行う他の無線通信システムとしては携帯／自動車
電話システムがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の通信
システムはいずれも基地局、電話回線網というインフラ
を使用することが前提となっている。そのため、２ウェ
イ通信を行う２つの端末が非常に近距離にあり、インフ
ラを使用する必要がない場合でも、必ず基地局、サービ
スセンターを経由しなくてはならず、通信に時間がかか
るとともに、インフラを無駄に使用してしまうという欠
点がある。
【０００６】本発明は上述した事情に対処すべくなされ
たもので、その目的はインフラを使用することが前提の
双方向無線通信システムにおいて、インフラを経由しな
い端末間通信、いわゆるピア・ツー・ピア通信も実行可
能なマルチモード無線通信システムを提供することであ
る。
【０００７】本発明の他の目的はインフラを使用する通
信と、インフラを経由しない端末間通信、いわゆるピア
・ツー・ピア通信とを実行可能なマルチモード無線通信
端末を提供することである。
【０００８】本発明の別の目的はインフラを使用する通
信と、インフラを経由しない端末間通信、いわゆるピア
・ツー・ピア通信とを実行可能なマルチモード無線通信
システムに用いられる基地局を提供することである。
【０００９】本発明のさらに他の目的はインフラを使用
する通信と、インフラを経由しない端末間通信、いわゆ
るピア・ツー・ピア通信とを実行可能なマルチモード無
線通信方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によるマルチモー
ド無線通信システムは、所定の信号を送信する基地局
と、この基地局からの信号を受信する複数の無線通信端
末とを具備し、基地局は同期信号を送信し、複数の無線
通信端末は該同期信号に同期し基地局を経由しないで他
の無線通信端末と直接通信する。
【００１１】本発明によるマルチモード無線通信システ
ムは、通信網に接続されている基地局と、この基地局と
無線により接続される複数の無線通信端末とを具備し、
基地局は同期信号を送信し、複数の無線通信端末は該同
期信号に同期して動作し、一の無線通信端末は基地局を
経由して他の無線通信端末と通信、または同期信号に同
期し該基地局を経由しないで他の無線通信端末と直接通
信する。
【００１２】本発明によるマルチモード無線通信端末
は、通信網に接続された基地局を介して送信される同期
信号を受信する受信手段と、この受信した同期信号に同
期して基地局を介さずに他の端末とピア・ツー・ピア通
信する直接通信手段とを具備する。
【００１３】本発明による無線基地局は、無線通信端末
と接続される基地局において、端末からの信号を受信す
る受信手段と、この受信した信号に基づいて端末の位置
を検出する位置検出手段と、この検出した位置に基づい
てピア・ツー・ピア通信が可能か否かのリンク予測を算
出するリンク予測算出手段と、このリンク予測を端末に
送信する送信手段とを具備する。
【００１４】本発明によるマルチモード無線通信方法
は、有線通信網に接続された基地局から同期信号を送信
するステップと、この同期信号を受信した端末が該同期
信号に同期して該基地局を介さずに、他の端末とピア・
ツー・ピア通信するステップとを具備する。
【００１５】本発明によるマルチモード無線通信システ
ムによれば、インフラを使用する通信以外にもインフラ
を使用しない通信も行うことができ、インフラの有効利
用を図ることができるとともに、必ずしも新たにインフ
ラを構築する必要がない利点を有する。また、インフラ
を使用する場合は、通信速度、通信容量等種々の制約が
課せられることがあるが、インフラを使用しない通信を
実行することによりこのような制約から開放される。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明による
マルチモード無線通信システムの実施形態を説明する。
図１は第１実施形態のマルチモード無線通信システムの
全体構成を示すブロック図である。第１実施形態とし
て、ピア・ツー・ピア通信が可能な２ウェイページャシ
ステムを説明する。
【００１７】図示しない有線電話網を介してサービスセ
ンターに接続される基地局１０のサービスエリア内に複
数、この場合は２個の無線通信端末１８ａ、１８ｂが存
在する。図示していないが、多数の基地局がサービスセ
ンターに接続される。基地局１０は送信機１２、受信機
１４、制御回路１６からなる。送信機１２は無線通信端
末１８ａ、１８ｂへページングを行う。基地局１０から
無線通信端末への下り回線には通常の１ウェイページャ
システムと同じ通信方式が採用される。例えば、下り回
線（ダウンリンク）の通信方式としてはPOCSAG(Post Of
fice Code Standardization Advisory Group) 方式(CCI
R Rec. 584) 、GSC(Golay sequential code)方式(CCIR
Rec. 900) 、NTT 方式等がある。いずれの方式を採用し
てもよいが、ここでは、POCSAG方式が採用される。
【００１８】受信機１４は無線通信端末１８ａ、１８ｂ
からの送信信号を受信する。無線通信端末１８ａ、１８
ｂから基地局への上り回線（アップリンク）には通常の
１ウェイページャシステムとは異なる通信方式が採用さ
れる。上り回線の通信方式としては、従来の双方向デー
タ通信と同じディジタル通信方式を用いる方式の他に、
比較的簡易に利用できると考えられる欧米で無線ＬＡＮ
用に開放されているＩＳＭ(industrial scientific med
ical) バンドを使用したスペクトラム拡散通信方式があ
る。スペクトラム拡散通信方式は周波数分割多元接続方
式、時分割多元接続に比べて耐妨害性能が良好なために
広く利用されており、直接拡散方式と周波数ホッピング
方式(Spread Spectrum frequency hopping:SSFH)とに大
別される。
【００１９】直接拡散方式は直交性を持つ符号で情報を
周波数（スペクトラム）的に拡散する。SSFH方式は時間
とともに周波数を変えて（ホッピング）して伝送する方
式である。予め決められた時間に、予め決められた周波
数群の内のいずれか１つの周波数を選んで、送信と受信
をする。このため、予め決められた時間に関する情報
と、周波数に関する情報が送信側と受信側とに共有され
ていることが必要である。予め決められた時間には、い
ずれの周波数をも選べることができるので、利用可能な
周波数の数だけ、同時に通信が可能であり、予め決めら
れた時間を時分割することで、さらに同時に通信可能な
端末の数を増やすことができる。
【００２０】ここでは、SSFH方式を用いて説明する。従
来の通信方式を用いた場合は、ＳＳＦＨの周波数を１つ
の値に固定すれば、直ちに実現できるので、説明の一般
性は失われない。なお、直接拡散方式を用いてもよい。
【００２１】図２にＳＳＦＨ方式の原理を示す。一定時
間毎に周波数がｆ１〜ｆ５のいずれかをとる。ｔ７以降
はｔ１〜ｔ７までの周波数の変化パターンが繰り返され
る。すなわち、この周波数の開始タイミングと変化パタ
ーンが送受信端末で同じであれば、受信側で復調が可能
となる。なお、SSFH方式の通信をするには、この変化パ
ターンを送受信端末間で同じにしておく必要がある。
【００２２】これには、２つの方法が考えられる。１つ
は予め送信側と受信側で同じ周波数の変化パターンを有
しておく方法である。もう一方は、それぞれの端末で複
数の周波数変化パターンを有しておき、通信を開始する
前にこの周波数の変化パターンの中からどの周波数変化
パターンを使用するかを送信側から受信側に通知してお
く方法である。本実施形態では、前者の方法に基づいて
説明するが、後者の方法を使用してもいいことは言うま
でもない。後者の場合、当然、通信を開始する前に周波
数の変化パターンを送信しなければならない。
【００２３】図１に戻り、制御回路１６は電話網を介し
てサービスセンターからの信号を受信し、それを送信機
１２に供給するとともに、受信機１４からの信号を送信
機１２、またはサービスセンターへ供給する。
【００２４】無線通信端末１８ａ、１８ｂの構成を図３
に示す。本端末は基地局を経由して他の端末との間で２
ウェイ通信を行うとともに、基地局を介さずに端末間で
直接にピア・ツー・ピア通信も行うことが特徴である。
ピア・ツー・ピア通信も２ウェイページャ通信の上り回
線と同じくSSFH方式で行う方式で説明する。なお、ピア
・ツー・ピア通信に使用する通信方式と２ウェイページ
ャの上り回線に使用する通信方式はSSFH方式を使用する
ことのみ同一であり、周波数ホッピング速度、及び周期
等は同一である必要はない。また、変調時の変調速度も
同一である必要はない。
【００２５】本端末は送受信兼用のアンテナ２２を有
し、アンテナ２２に送受信切換器２４が接続される。切
換器２４の送受信の切換えはマイクロコンピュータ３６
により行われる。アンテナ２２で受信された信号は切換
器２４を介してミキサ２６に供給される。ミキサ２６に
は発振器（ＯＳＣ）３８からの所定の発振信号が供給さ
れる。発振器３８はマイクロコンピュータ３６の制御に
よりPOCSAG通信（２ウェイページャの下り回線受信）時
には所定周波数の信号を出力し、SSFH通信（２ウェイペ
ージャ通信の上り回線を使用する通信及びピア・ツー・
ピア通信）時には図２に示すような所定のパターンに基
づいて周波数が順次変化する信号を出力する。
【００２６】ミキサ２６は発振信号を用いて受信高周波
信号を中間周波数の信号に変換する。中間周波数信号は
ＢＰＦ２８を介して検波器３０に供給され、増幅、検
波、判定が行われ、ＦＭ検波された後に２値データに復
元してデータ列を出力する。検波器３０の出力が誤り訂
正回路３２、同期検出器３４に供給される。誤り訂正回
路３２はBCH 符号に基づいた誤り訂正を行う。ここで、
誤り訂正回路３２はマイクロコンピュータ３６からの制
御信号に基づいてPOCSAG通信（２ウェイページャ受信）
時にはBCH （３１，２１）の誤り訂正を行い、SSFH通信
（ピア・ツー・ピア受信）時にはSSFH用の誤り訂正を行
う。SSFH用の誤り訂正をPOCSAG通信に使用する誤り訂正
符号を用いることも可能であり、それにより回路規模が
縮小できる。誤り訂正回路３２、同期検出器３４の出力
がマイクロコンピュータ３６に入力される。マイクロコ
ンピュータ３６にはマンマシンインターフェース５２を
介してキーボード５４、表示部５６が接続される。誤り
訂正処理はマイクロコンピュータで実行可能であるが、
ここでは違いを明確にするため、別回路とした。
【００２７】マイクロコンピュータ３６から出力される
送信信号は符号化器４０、４２に供給される。符号化器
４０は２ウェイページャ送信時に２ウェイページャの上
り回線用の符号化を行い、符号化器４２はピア・ツー・
ピア送信時にPOCSAG方式と同じBCH （３１，２１）の符
号化を行う。符号化器４０、４２の出力がフィルタ４
４、４６を介してセレクタ４８に供給される。なお、符
号化器は回路が簡単であるから、マイクロコンピュータ
３６で処理することも可能である。フィルタ４４、４６
は変調出力の帯域制限のための前置フィルタであり、デ
ータ列を波形整形する。セレクタ４８は２ウェイページ
ャ送信時はフィルタ４４の出力を選択し、ピア・ツー・
ピア送信時にはフィルタ４６の出力を選択する。セレク
タ４８の出力が直接変調器５０に供給され、発振器３８
の出力に直接変調がなされる。変調器５０の出力がセレ
クタ２４を介してアンテナ２２に供給される。直接変調
器５０には常に所定パターンに基づいて周波数が変化す
る信号が供給される。
【００２８】図４は無線通信端末にPOCSAG方式を採用し
た場合の第１実施形態の動作を示すタイミングチャート
である。本実施形態では基地局Ｐは送信のみを行い、２
つの端末Ａ，Ｂは送受信の両方とも行う。基地局Ｐ／Ｔ
（以下、／Ｔは送信、／Ｒは受信を示す）はプリアンブ
ルＰを送信した後、一定周期で同期信号Ｓを送信する。
同期信号の周期は複数の、ここでは０〜７の８つのタイ
ムスロットに分割されている。各端末は呼出し番号に応
じて０〜７のいずれかのタイムスロットが割り当てられ
ており、当該タイムスロット内でのみページング受信を
行う（Ａ／Ｒ，Ｂ／Ｒ）。端末Ａはタイムスロット２
が、端末Ｂはタイムスロット６が割り当てられている。
このため、各端末は基地局からのプリアンブルＰ、同期
信号Ｓに同期して動作するように制御されている。端末
の送受信切換器２４は通常は受信側に切り換えられ、PO
CSAG方式のページング信号受信のために、発振器３８は
所定周波数の発信状態に切り換えられ、誤り訂正回路３
２はＢＣＨ（３１，２１）の誤り訂正を行う。受信機は
それぞれＰ、Ｓとタイムスロット２またはタイムスロッ
ト６の時間にのみページング信号を受信する動作を行
い、それ以外は動作を停止して消費電力の低減につとめ
るのが一般的である。
【００２９】各端末は同期信号Ｓに同期するピア・ツー
・ピア通信のための送信用スロットも有する。ここで
は、２つのページング用タイムスロットが１つのピア・
ツー・ピア通信用タイムスロットに対応する。端末Ａが
端末Ｂに対するピア・ツー・ピア通信を開始したい場
合、端末Ａ／Ｔは自己のページングタイムスロットを含
まないピア・ツー・ピア通信用タイムスロット（ここで
は、０）を用いて端末Ｂへのメッセージデータを送信す
る。このとき、送受信切換器２４は送信側に切り換えら
れ、送信データは符号化器４２でＢＣＨ（３１，２１）
の符号化を行い、セレクタ４８はフィルタ４６の出力を
選択する。セレクタ４８の出力が直接変調器５０でSSFH
変調され、アンテナ２２から端末Ｂに送信される。端末
Ｂ／Ｔは送信メッセージを受けると、同じく、自己のペ
ージングタイムスロットを含まないピア・ツー・ピア通
信用タイムスロット（ここでは、２）を用いて端末Ａへ
の応答メッセージデータを送信する。以下、同様に、端
末Ａと端末Ｂとの間でピア・ツー・ピア通信用タイムス
ロットを用いてデータの送受信が行われる。
【００３０】ここで、端末Ａ，Ｂは基地局Ｐからの同期
信号に基づいて動作しているので、特別な同期用回路を
付加しなくても同期のとれたピア・ツー・ピア通信を行
うことができる。また、ピア・ツー・ピア通信はページ
ング用タイムスロットとは異なるタイムスロットを利用
して行っているので、ピア・ツー・ピア通信開始後も通
常のページャとして動作できる。なお、ピア・ツー・ピ
ア通信ではなく、基地局Ｐからのページング呼出しに応
答して基地局に返答メッセージを送信するときも、SSFH
通信スロットを用いて送信を行う。この場合のSSFHの周
波数ホッピングの開始位置はプリアンブル信号直後の同
期信号の終了時刻である。
【００３１】このようにして、双方向無線通信端末１８
ａ、１８ｂはページング信号に応答するとともに、基地
局を経由しないピア・ツー・ピア通信を行うこともでき
る。このため、インフラの負担を増やすこと無く、高速
にピア・ツー・ピア通信を行うことができるマルチモー
ド無線通信システムを構築できる。
【００３２】なお、ピア・ツー・ピア通信においては多
重化通信を行うことが好ましく、その例を図５〜図７に
示す。図５は端末毎に、しかも送信と受信とで使用する
周波数を異ならせるいわゆるＦＤＭＡ方式の例を示す。
すなわち、端末１はチャンネルＣＨ１、端末２はチャン
ネルＣＨ２が割り当てられ、チャンネルＣＨ１の送信周
波数はｆ１、受信周波数はｆ２であり、チャンネルＣＨ
２の送信周波数はｆ３、受信周波数はｆ４である。
【００３３】図６は端末毎に異なる周波数を割当て、端
末では送信タイムスロットＴと受信タイムスロットＲを
異ならせるいわゆるＴＤＭＡ方式の例を示す。図７は、
全端末が共通の周波数を用いるが、端末（送受信）毎に
異なるタイムスロットＴ１〜ＴＮ（送信スロット）、Ｒ
１〜ＲＮ（受信スロット）を異ならせるいわゆるＴＤＤ
−ＴＤＭＡ方式の例を示す。
【００３４】このような多重化ピア・ツー・ピア通信を
行うことにより、無線回線を有効に利用することができ
る。例えば、２ウェイページャの上り回線にＴＤＭＡ方
式を使用し、ピア・ツー・ピア通信にＩＳＭ帯のSSFH方
式を使用することが考えられる。
【００３５】次に本発明の他の実施形態を説明する。以
下の実施形態で第１実施形態と対応する部分は同一参照
数字を付して詳細な説明は省略する。第１実施形態で
は、ピア・ツー・ピア通信開始後も、各端末は基地局か
らの同期信号に同期するように構成され、ページング呼
出しも受信可能としているが、第２実施形態では、ピア
・ツー・ピア通信開始後は端末は基地局から完全に切り
離される。
【００３６】図８は第２実施形態のタイムチャートであ
る。端末Ａは２ウェイページャ通信の上り回線で基地局
にピア・ツー・ピア通信を行う要求を出す。基地局から
２ウェイページャ通信の下り回線で承認信号ＡＣＫが端
末Ａに返送されると、端末Ａ、Ｂが一度だけ同期信号と
の同期が取られ、この同期信号がピア・ツー・ピア通信
のためのSSFHの周波数ホッピングの開始タイミングとな
る。端末Ａから端末Ｂに回線設定のためのパラメータを
送信した後、データの送受信（ピア・ツー・ピア通信）
が行われる。図８では、ピア・ツー・ピア通信中にペー
ジャ基地局からの同期信号毎に同期信号を受信する例を
示しているが、これは必ずしも必要ではない。通信が終
了すると、いずれか一方の端末（図８では端末Ａ）から
基地局にピア・ツー・ピア通信の終了信号が送信され
る。第２実施形態でも、ピア・ツー・ピア通信は多重化
されている。
【００３７】第１、第２実施形態はピア・ツー・ピア通
信が常に可能であるという前提の下で説明がなされてい
るが、端末は携帯用であり移動端末であるので、常にピ
ア・ツー・ピア通信が可能であるとは限らない。第３実
施形態は端末の位置を検出して地理的条件等によりピア
・ツー・ピア通信が不可能な場合は基地局を経由する２
ウェイページャ通信を代行する。そのため、第３実施形
態は図９に示すように基地局の受信機１４に無線通信端
末の位置を検出する位置検出器６６が設けられる。位置
検出器６６は端末からの信号の位相と信号強度とに基づ
いて端末の位置を検出するものであり、一例は米国特許
第５，３７９，０４７号、米国特許第５，３３５，２４
６号等に記載されている。
【００３８】図１０〜図１２は第３実施形態において端
末Ａから端末Ｂにピア・ツー・ピア通信を行う場合の動
作を示すフローチャートである。ステップ＃１２で端末
Ａがピア・ツー・ピア通信要求を基地局へ送信する。基
地局はステップ＃１４でピア・ツー・ピア通信要求の受
信を確認すると、ステップ＃１６で端末Ａの位置を検出
する。ステップ＃１８で、基地局は端末Ａからのピア・
ツー・ピア通信要求を端末Ｂへページングにより知らせ
る。
【００３９】端末Ｂはステップ＃２０でこの基地局から
のページングを検出すると、ステップ＃２２で基地局に
承認信号ＡＣＫを返送する。基地局はステップ＃２４で
端末Ｂからの承認信号の返送があったか否か判定し、無
い場合はステップ＃１８に戻り、再度、ページングす
る。
【００４０】承認信号の返送があった場合は、基地局は
ステップ＃２６で端末Ｂの位置を検出する。ステップ＃
２８で、基地局は端末Ａ、Ｂの位置に基づいてピア・ツ
ー・ピア通信のための無線回線をシミュレーションし、
ステップ＃３０でこのシミュレーション結果に基づいて
回線の確立が可能であるか否か判断する。可能である場
合は、基地局はステップ＃３２で端末Ａ、Ｂに無線回線
設定のためのパラメータ（送信電力、使用周波数、送信
開始タイミング、送信権、データ授受可能時間等の情
報）を送信し、無線回線を確立させる。不可能な場合
は、基地局はステップ＃３４で無線回線の設定不可能な
理由を端末Ａ，Ｂに送信する。
【００４１】端末Ａ、Ｂはステップ＃３６、３８でそれ
ぞれピア・ツー・ピア通信が不可能であるか否か判定す
る。不可能である場合は、ステップ＃４０、４２で不可
能な理由を表示し、ステップ＃４４、４６で基地局（ス
テップ＃４８）を経由した２ウェイページャ通信が行わ
れる。端末Ａ，Ｂがピア・ツー・ピア通信が可能である
と判定した場合は、ステップ＃５０、５２でピア・ツー
・ピア通信を行う。ピア・ツー・ピア通信はいずれか一
方の端末がステップ＃５８、または＃６０で終了コード
を基地局へ送信し、ステップ＃６２で基地局がこの終了
コードを検出することにより終了する。
【００４２】このような第３実施形態によれば、端末が
ピア・ツー・ピア通信の要求を発した場合でも、両端末
の位置条件によりピア・ツー・ピア通信が不可能な場合
はむやみにピア・ツー・ピア通信のための回線設定処理
を繰返されることがなく、基地局を経由する２ウェイペ
ージャ通信により端末間の通信を行なうことができ、状
況に応じたインフラの利用が図れる。
【００４３】第３実施形態も第１実施形態と同様に図５
〜図７に示した多重化によりピア・ツー・ピア通信を行
っても良い。なお、第３実施形態では、ピア・ツー・ピ
ア通信を要求しそれが不可能な場合、インフラを利用す
る２ウェイページャ通信が代行されるとしたが、端末は
ピア・ツー・ピア通信、２ウェイページャ通信を意識せ
ずに、相手端末との通信要求を基地局に送信し、両端末
の位置関係、送信データ量等を考慮して基地局が適切な
通信モードを指定して両端末に報知してもよい。
【００４４】第４実施形態として端末の位置検出の変形
例を説明する。図１３に示すように、１つの送信基地局
７０のサービスエリア内に複数の、ここでは２つの受信
基地局７２、７４が存在する。各受信基地局のアンテナ
指向性を扇型のセクタに分割する。各受信基地局７２、
７４は端末７６からの信号がどのセクタで受信できたか
を検出し、全受信基地局の検出結果を総合することによ
り三角測量の原理で端末の位置を検出することができ
る。ここで、受信信号の強度を測定することにより端末
までの距離も概算することができる。
【００４５】第４実施形態によれば、簡単な構成で端末
の位置を基地局が検出できる。図１４は第５実施形態の
全体システムを示す図である。第３、第４実施形態では
基地局が端末の位置を検出したが、本実施形態では端末
自身が自己の位置を検出する。ここでは、２ウェイ無線
通信端末８２ａ，８２ｂのサービスエリアは１台の送信
基地局８４に対して複数の受信基地局８６、８８が対応
している。送信基地局８４、受信基地局８６、８８は制
御回路９０に接続される。各端末８２ａ、８２ｂがＧＰ
Ｓ(Global Positioning Sytem)、またはその他の自律的
な位置検出システムにより位置を検出する。
【００４６】各端末の構成図を図１５に示す。本実施形
態の端末は図１に示した第１実施形態の端末に対してＧ
ＰＳ９２が付加された点のみ異なり、他は同一である。
第５実施形態の動作を図１６〜図１８のフローチャート
に示す。このフローチャートは端末の位置を基地局では
なく端末自身で検出する点を除くと図１０〜図１２に示
した第３実施形態と同じである。同じステップは同じ参
照数字を附す。すなわち、端末Ａはステップ＃１２Ａで
ピア・ツー・ピア通信要求とともに自己の位置情報も基
地局に送信する。基地局はステップ＃１６Ａで端末Ａの
位置情報を取り込む。端末Ｂはステップ＃２２Ａで確認
とともに自己の位置情報も基地局に送信する。他のステ
ップは第３実施形態と同じである。
【００４７】このように端末が自己の位置を検出して基
地局に送信することによっても、第３実施形態と同様の
効果が得られる。上述の各実施形態はピア・ツー・ピア
通信は２つの端末のみを用いて行われている。第６実施
形態として、ピア・ツー・ピア通信用の中継局を具備す
るシステムを説明する。図１９はシステム全体を示す図
である。ここでも、１つの送信基地局１０２のサービス
エリア内に複数の、ここでは２つの受信基地局１０４、
１０６が存在する。第４実施形態に示したように、各受
信基地局のアンテナ指向性を扇型のセクタに分割する。
各受信基地局１０４、１０６は端末１０８Ａ，１０８
Ｂ，１０８Ｃからの信号がどのセクタで受信できたかを
検出し、全受信基地局の検出結果を総合することにより
三角測量の原理で端末の位置を検出することができる。
ここで、受信信号の強度を測定することにより端末まで
の距離も概算することができる。さらに、本実施形態は
端末間のピア・ツー・ピア通信を中継する複数の中継局
１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃが設けられる。すなわ
ち、基地局は、各端末の位置情報からシミュレーション
を行なった結果、ピア・ツー・ピア通信に中継局が必要
であると判断すると、その必要な中継局に対して各端末
の位置情報等のパラメータを送信するとともに、各端末
に対して中継する中継局のアドレス等のパラメータを送
信する。これにより、中継通信の準備が整うと、各端末
及び中継局は基地局から切り離される。そして、ピア・
ツー・ピアが終了すると、一方の端末から基地局に対し
て終了コードを送信することにより、中継通信の終了を
通知する。
【００４８】図２０は中継局１１０Ａ，１１０Ｂ，１１
０Ｃの構成を示すブロック図である。中継局は基地局
（送信基地局、受信基地局）と送受信を行う送受信機７
０１、ピア・ツー・ピア通信のために中継局間で通信を
行う送受信機７０２、端末と送受信を行う送受信機７０
３、２ウェイページング送受信機７０７でページング網
と接続され、ピア・ツー・ピア通信のための回線設定パ
ラメータと状況情報を記憶するメモリ７０６とダイバー
シチ処理を実行するダイバーシチ処理部７０４とを有す
る制御部７０５からなる。
【００４９】中継局間で通信を行うための送受信機７０
２のアンテナは相手中継局の方向に指向性を有する。す
なわち、複数の中継局が存在する時は、通信を開始する
前にその中継局の方にアンテナの指向性を向ける。
【００５０】さらに、端末の位置情報を検出することが
できるので、端末と通信を行うための送受信機７０３は
端末の方向にアンテナの指向性を向ける。これにより、
送受信電力を小さくするとともに、干渉妨害を少なくす
ることができる。
【００５１】図２１は中継局を複数経由するときのシス
テム構成図である。中継局９２１は端末９３２からの信
号を直接受信するとともに、端末９３２からの信号を中
継局９２２を介しても受信することができる。この２つ
の受信信号に基づいてダイバーシチ処理を行う。図２１
において、９０１は送信基地局、９３１、９３３は端末
である。
【００５２】図２２は中継局を経由するときのデータ遷
移図である。端末Ａから中継局への送信信号はヘッダ、
アドレス（送信／受信）、データ、ＦＣＳ（誤り訂正符
号）からなる。この信号がそのまま中継局で受信され
る。中継局は受信信号に中継局のアドレスＡＤＤR を付
加して端末Ｂへ送信する。すなわち、中継局から端末Ｂ
へのは送信信号はヘッダ、アドレス（送信／受信）、中
継局アドレスデータ、ＦＣＳ（誤り訂正符号）からな
る。
【００５３】図２３は中継局でのデータ構成を説明する
ための図である。通信方式としてはＴＤＭＡ方式を用い
る場合を示す。送信データの量（長さ）は任意であり、
これを所定幅のフレームに分割する。すなわち、データ
量に応じてフレーム数は可変である。さらに、１フレー
ムは４スロットに分割され、３フレームが１スーパーフ
レームを構成する。この例ではデータは３フレームに分
割される。そして、１フレーム中の第１スロット（スロ
ットａ）にそれぞれのデータを割り当てる。
【００５４】このような第６実施形態によれば、中継局
を若干付加することにより、ピア・ツー・ピア通信の可
能な端末間距離が延長でき、ピア・ツー・ピア通信の利
用範囲が拡大する。
【００５５】以上説明したように本発明によるマルチモ
ード無線通信システムによれば、以下の効果が得られ
る。 （１）従来は専用無線網を利用して実行していた端末間
の通信を簡単なシステムで、ピア・ツー・ピア通信で行
うことができ、インフラを必要としない通信も実行でき
る。
【００５６】（２）端末の位置を基地局が把握している
ので、端末間のピア・ツー・ピア通信が可能か否か判断
でき、端末間でピア・ツー・ピア通信リンク設定のため
の通信を行う必要がなく、通信の効率が向上する。端末
にピア・ツー・ピア通信に関する無線リンク設定パラメ
ータを伝送することにより、例えば相互干渉を防ぐよう
に無線リンク設定パラメータを設定することにより、多
くの端末の利用者が同一地域でピア・ツー・ピア通信を
行えるように調整が可能となり、ピア・ツー・ピア通信
の利用効率を向上する。
【００５７】（３）複数の受信基地局を設けることによ
り、各基地局における端末の概略位置の検出結果から三
角測量的に端末の位置を検出することができる。 （４）中継機能を利用することにより、ピア・ツー・ピ
ア通信の可能性を高めることができるとともに、端末か
らの信号を１箇所の中継装置に集めることができ、ダイ
バーシチ受信が可能となり、システムの信頼性、サービ
ス性、利便性が向上する。
【００５８】（５）ピア・ツー・ピア通信を希望する端
末間の通達距離を等価的に延長するために中継無線装置
を配置し、中継無線装置に電気的に指向性が変えられる
指向性アンテナを設けることにより、ピア・ツー・ピア
通信の中継において、中継に関する端末と中継装置の送
信電力を小さくすることができ、端末の電池寿命を長く
することが出来るとともに、他の無線通信系に与える電
波干渉による妨害を低減することができる。
【００５９】（６）端末の位置を２ウェイページャシス
テムの上り回線で入手し、ピア・ツー・ピア通信を希望
する端末の通信方式、利用周波数、通信タイミング、送
信権利、通信時間等を制御統制することによりピア・ツ
ー・ピア通信を行ないたい端末が通信に必要な周波数と
タイミング情報を２ウェイページャシステムの下り回線
で端末に送信することにより、多くの端末が同時にピア
・ツー・ピア通信を行うことができ、利便性の優れた通
信システムを構築することができる。
【００６０】本発明は上述した実施形態に限定されず、
種々変形して実施可能である。例えば、上述の説明で
は、２ウェイページャシステムの下りPOCSAG方式を採用
したが、モトローラ社で提案されているＵＳＰ５，１２
８，６６５等に開示されているＦＬＥＸ（登録商標）方
式を採用してもよい。この方式は、図２４に示すよう
に、１２８フレームで１サイクルを構成している。それ
ぞれのフレームは、同期信号と１１のブロックで構成さ
れている。これを、本発明に適用すると、端末はこの同
期信号に基づいて適当にスロット分割してSSFHのタイミ
ングとすればよい。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、イ
ンフラを使用することが前提の双方向無線通信システム
において、インフラを経由しない端末間通信、いわゆる
ピア・ツー・ピア通信も実行可能なマルチモード無線通
信システムを提供することができる。さらに、インフラ
を使用する通信とインフラを経由しない端末間通信、い
わゆるピア・ツー・ピア通信とを実行可能なマルチモー
ド無線通信端末、インフラを使用する通信とインフラを
経由しない端末間通信、いわゆるピア・ツー・ピア通信
とを実行可能なマルチモード無線通信システムに用いら
れる基地局、及びインフラを使用する通信とインフラを
経由しない端末間通信、いわゆるピア・ツー・ピア通信
とを実行可能なマルチモード無線通信方法を提供するこ
とができる。
【００６２】このため、２ウェイ通信を行う２つの端末
が非常に近距離にあり、インフラを使用する必要がない
場合には、基地局、サービスセンターを経由しないでピ
ア・ツー・ピア通信を実行でき、通信時間を短縮できる
とともに、インフラを無駄に使用してしまうことがな
い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるマルチモード無線通信システムの
第１実施形態のブロック図。
【図２】本実施形態のピア・ツー・ピア通信、及び２ウ
ェイページャ通信の上り回線に使われるSSFH通信の概要
を示す図。
【図３】第１実施形態の端末の構成を示すブロック図。
【図４】第１実施形態の動作を示すタイミングチャー
ト。
【図５】第１実施形態の多重化通信の一例としての周波
数多重通信の概要を示す図。
【図６】第１実施形態の多重化通信の他の例としての時
間多重通信の概要を示す図。
【図７】第１実施形態の多重化通信の第３の例の概要を
示す図。
【図８】本発明の第２実施形態の動作を示すタイミング
チャート。
【図９】本発明の第３実施形態の無線通信システム全体
の構成を示す図。
【図１０】第３実施形態の動作を示すフローチャート。
【図１１】図１０に続いて第３実施形態の動作を示すフ
ローチャート。
【図１２】図１１に続いて第３実施形態の動作を示すフ
ローチャート。
【図１３】本発明の第４実施形態のシステムを示す図。
【図１４】本発明の第５実施形態のシステム全体を示す
図。
【図１５】第５実施形態の端末の構成を示すブロック
図。
【図１６】第５実施形態の動作を示すフローチャート。
【図１７】図１６に続いて第５実施形態の動作を示すフ
ローチャート。
【図１８】図１７に続いて第５実施形態の動作を示すフ
ローチャート。
【図１９】本発明の第６実施形態のシステム全体を示す
図。
【図２０】第６実施形態の中継局の構成を示す図。
【図２１】複数の中継局を経由する場合の第６実施形態
の構成を示す図。
【図２２】中継局を経由するときの第６実施形態のデー
タ遷移図。
【図２３】中継局でのデータ構造を説明するための図。
【図２４】ＦＬＥＸ方式のコードフォーマットを示す
図。
【符号の説明】
１０…基地局 １２…送信機 １４…受信機 １６…制御回路 １８ａ，１８ｂ…無線通信端末

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 所定の信号を送信する基地局と、 この基地局からの信号を受信する複数の無線通信端末と
    を具備し、 前記基地局は同期信号を送信し、 前記複数の無線通信端末は該同期信号に同期し前記基地
    局を経由しないで他の無線通信端末と直接通信すること
    を特徴とするマルチモード無線通信システム。
  2. 【請求項２】 前記基地局は同期信号を一定の周期で送
    信する基地局であり、 前記複数の無線通信端末の各々は前記同期信号の送信周
    期を分割してなる複数のピア・ツー・ピア通信用タイム
    スロットのいずれかを用いて他の無線通信端末とピア・
    ツー・ピア通信を行うことを特徴とする請求項１記載の
    マルチモード無線通信システム。
  3. 【請求項３】 前記複数の無線通信端末は同期信号を受
    信する毎に同期確立処理を行うことを特徴とする請求項
    １または請求項２記載のマルチモード無線通信システ
    ム。
  4. 【請求項４】 前記複数の無線通信端末はピア・ツー・
    ピア通信中は同期信号を受信しても同期確立処理を行な
    わないことを特徴とする請求項３記載のマルチモード無
    線通信システム。
  5. 【請求項５】 前記ピア・ツー・ピア通信を中継する中
    継局を少なくとも１つ具備することを特徴とする請求項
    １記載のマルチモード無線通信システム。
  6. 【請求項６】 前記各中継局は複数の通信路から送られ
    てきた受信信号に基づいてダイバーシチ処理を行うこと
    を特徴とする請求項５記載のマルチモード無線通信シス
    テム。
  7. 【請求項７】 前記基地局からの送信と前記端末同士の
    直接通信との搬送波は、近接する周波数帯を使用し、前
    記基地局からの送信と前記端末同士の直接通信との変調
    方式を異ならしめたことを特徴とする請求項１記載のマ
    ルチモード無線通信システム。
  8. 【請求項８】 通信網に接続されている基地局と、 この基地局と無線により接続される複数の無線通信端末
    とを具備し、 前記基地局は同期信号を送信し、 前記複数の無線通信端末は該同期信号に同期して動作
    し、一の無線通信端末は基地局を経由して他の無線通信
    端末と通信、または同期信号に同期し該基地局を経由し
    ないで他の無線通信端末と直接通信することを特徴とす
    るマルチモード無線通信システム。
  9. 【請求項９】 前記基地局は同期信号を一定の周期で送
    信する基地局であり、 前記複数の無線通信端末の各々は同期信号の送信周期を
    分割してなる複数のタイムスロットのいずれかが割り当
    てられており該タイムスロットを用いて基地局と通信を
    行い、または前記複数の無線通信端末の各々は前記同期
    信号の送信周期を分割してなる複数のピア・ツー・ピア
    通信用タイムスロットのいずれかを用いて他の無線通信
    端末とピア・ツー・ピア通信を行うことを特徴とする請
    求項８記載のマルチモード無線通信システム。
  10. 【請求項１０】 他の無線通信端末とピア・ツー・ピア
    通信を行いたい一の無線通信端末はピア・ツー・ピア通
    信用タイムスロットを用いて前記基地局へピア・ツー・
    ピア通信要求を送信し、基地局からのピア・ーツー・ピ
    ア通信許諾を受信すると該他の無線通信端末とピア・ツ
    ー・ピア通信をすることを特徴とする請求項８または請
    求項９記載のマルチモード無線通信システム。
  11. 【請求項１１】 前記複数の無線通信端末は同期信号を
    受信する毎に同期確立処理を行うことを特徴とする請求
    項８または請求項９記載のマルチモード無線通信システ
    ム。
  12. 【請求項１２】 前記複数の無線通信端末はピア・ツー
    ・ピア通信中は同期信号を受信しても同期確立処理を行
    なわないことを特徴とする請求項１１記載のマルチモー
    ド無線通信システム。
  13. 【請求項１３】 前記基地局は、 前記一の無線通信端末の位置と他の無線通信端末の位置
    を検出する手段と、 前記検出手段により検出された２つの無線通信端末の位
    置に応じて直接通信が可能か否かを判定する手段と、 前記判定手段が不可と判定したときはその旨を２つの無
    線通信端末に報知し、前記２つの無線通信端末に直接通
    信のための回線を設定させる手段とを具備することを特
    徴とする請求項１記載のマルチモード無線通信システ
    ム。
  14. 【請求項１４】 前記基地局は、 無線通信端末から送信される信号を受信する手段と、 前記受信手段で受信した信号の振幅と位相に応じて無線
    通信端末の位置を検出する手段とを具備することを特徴
    とする請求項１３記載のマルチモード無線通信システ
    ム。
  15. 【請求項１５】 前記無線通信端末は自己の位置を検出
    する手段を具備し、 前記一の無線通信端末は前記他の無線通信端末との直接
    通信要求を自己の位置情報と共に前記基地局へ送信し、 前記基地局は、 前記一の無線通信端末から直接通信要求があると他の無
    線通信端末から位置情報を取り込み、前記２つの無線通
    信端末の位置に応じて直接通信が可能か否か判定する手
    段と、 前記判定手段が不可と判定したときはその旨を２つの無
    線通信端末に報知し、前記２つの無線通信端末に直接通
    信のための回線を設定させる手段とを具備することを特
    徴とする請求項８記載のマルチモード無線通信システ
    ム。
  16. 【請求項１６】 前記ピア・ツー・ピア通信を中継する
    中継局を少なくとも１つ具備することを特徴とする請求
    項８記載のマルチモード無線通信システム。
  17. 【請求項１７】 前記各中継局は複数の通信路から送ら
    れてきた受信信号に基づいてダイバーシチ処理を行うこ
    とを特徴とする請求項１６記載のマルチモード無線通信
    システム。
  18. 【請求項１８】 前記基地局からの送信と前記端末同士
    の直接通信との搬送波は、近接する周波数帯を使用し、
    前記基地局からの送信と前記端末同士の直接通信との変
    調方式を異ならしめたことを特徴とする請求項８記載の
    マルチモード無線通信システム。
  19. 【請求項１９】 通信網に接続された基地局を介して送
    信される同期信号を受信する受信手段と、 この受信した同期信号に同期して前記基地局を介さずに
    他の端末とピア・ツー・ピア通信する直接通信手段とを
    具備することを特徴とするマルチモード無線通信端末。
  20. 【請求項２０】 前記直接通信手段は受信した同期信号
    に基づいてピア・ツー・ピア通信用の送受信タイミング
    を作成するタイミング作成手段と、 このタイミング作成手段により作成された送受信タイミ
    ングでピア・ツー・ピア通信を制御する制御手段を具備
    することを特徴とする請求項１９に記載のマルチモード
    無線通信端末。
  21. 【請求項２１】 前記基地局から送信されるデータを受
    信するデータ受信手段と、 この受信したデータを報知する報知手段とをさらに具備
    することを特徴とする請求項２０に記載のマルチモード
    無線通信端末。
  22. 【請求項２２】 前記タイミング作成手段は、前記同期
    信号の受信タイミングと重ならないピア・ツー・ピア通
    信の送受信タイミングを作成することを特徴とする請求
    項２０に記載のマルチモード無線通信端末。
  23. 【請求項２３】 前記タイミング作成手段は、前記同期
    信号の受信タイミングと前記データの受信タイミングと
    に重ならないピア・ツー・ピア通信の送受信タイミング
    を作成することを特徴とする請求項２１に記載のマルチ
    モード無線通信端末。
  24. 【請求項２４】 前記直接通信手段は、 ピア・ツー・ピア通信のリクエストを前記基地局に送信
    するリクエスト手段と、 このリクエストに応答して前記データ受信手段は前記基
    地局から送られてくるピア・ツー・ピア通信用のパラメ
    ータを受信して、この受信したパラメータに基づいてピ
    ア・ツー・ピア通信を実行する手段とを具備することを
    特徴とする請求項２１に記載のマルチモード無線通信端
    末。
  25. 【請求項２５】 前記基地局は、 端末の位置を検出する位置検出手段と、 検出した位置に基づき、無線通信端末間のピア・ツー・
    ピア通信が可能か否かを示すパラメータを含むリンク予
    測パラメータを送信する手段とを具備することを特徴と
    する請求項２４に記載のマルチモード無線通信端末。
  26. 【請求項２６】 端末の位置を検出する位置検出手段
    と、 検出した位置を前記基地局に送信する位置送信手段と、 この位置に基づいて前記パラメータとして前記基地局に
    より計算された他の端末とのピア・ツー・ピア通信が可
    能か否かのリンク予測を受信する手段とをさらに具備す
    ることを特徴とする請求項２４に記載のマルチモード無
    線通信端末。
  27. 【請求項２７】 前記ピア・ツー・ピア通信が終了する
    と、終了信号を前記基地局へ送信する手段をさらに具備
    することを特徴とする請求項２４に記載のマルチモード
    無線通信端末。
  28. 【請求項２８】 無線通信端末と接続される基地局にお
    いて、 前記端末からの信号を受信する受信手段と、 この受信した信号に基づいて端末の位置を検出する位置
    検出手段と、 この検出した位置に基づいてピア・ツー・ピア通信が可
    能か否かのリンク予測を算出するリンク予測算出手段
    と、 このリンク予測を前記端末に送信する送信手段とを具備
    することを特徴とする基地局。
  29. 【請求項２９】 前記受信手段は、前記端末からのピア
    ・ツー・ピア通信のリクエストと位置情報を受信し、 前記リンク予測算出手段はこの受信した位置情報に基づ
    いてピア・ツー・ピア通信が可能か否かのリンク予測を
    算出することを特徴とする請求項２８に記載の基地局。
  30. 【請求項３０】 有線通信網に接続された基地局から同
    期信号を送信するステップと、 この同期信号を受信した端末が該同期信号に同期して該
    基地局を介さずに、他の端末とピア・ツー・ピア通信す
    るステップとを具備するマルチモード無線通信方法。
  31. 【請求項３１】 前記端末が前記同期信号の受信タイミ
    ングとピア・ツー・ピア通信の通信タイミングを重なら
    ないようにすることを特徴とする請求項３０に記載のマ
    ルチモード無線通信方法。
  32. 【請求項３２】 前記端末が前記基地局にピア・ツー・
    ピア通信のリクエストを送信し、該基地局はこのリクエ
    ストを受信し、ピア・ツー・ピア通信用のパラメータを
    該ピア・ツー・ピア通信をする端末に送信し、各端末は
    このパラメータを受信して、このパラメータに基づいて
    ピア・ツー・ピア通信をすることを特徴とする請求項３
    ０に記載のマルチモード無線通信方法。
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