JP4538288B2 - 無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、基地局装置と端末装置とが無線により通信する無線通信システムに関し、特に、端末装置が音声通信とデータ通信とを切り替えて実行するに際して、切替前に使用していたチャネルを切替後に使用するために予約することで、使用可能なチャネルを確保する無線通信システムに関する。

例えば、基地局装置と端末装置との通信接続時に音声通信であるか或いはデータ通信であるかを決定して動作する無線通信システムでは、音声通信とデータ通信とを切り替えて実行する場合に、一旦通信を切断してから再接続を行う。

図４には、このような無線通信システムにおける基地局装置と端末装置との通信の動作の一例を示してある。
図４の例では、端末装置が音声通信を指定した接続要求信号を基地局装置に対して送信し、基地局装置はチャネルの割り当て及び回線接続を行う（処理Ｔ１１）。回線接続後、端末装置と基地局装置とは、音声信号の送受信を行う。
端末装置で音声通信からデータ通信への切り替えを起動すると（処理Ｔ１２）、端末装置は切断要求信号を基地局装置に対して送信し、これを受信した基地局装置はチャネル解放及び回線解放を行う（処理Ｔ１３）。通信切断後に、端末装置は、データ通信を指定した接続要求信号を基地局装置に対して送信し、基地局装置はチャネルの割り当て及び回線接続を行う（処理Ｔ１４）。これにより、端末装置と基地局装置とは、データ信号の送受信を行う。

ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ７９、「市町村デジタル移動通信システム」、社団法人電波産業会

しかしながら、例えば図４に示されるような通信の手順では、端末装置が切断要求信号を送信してから次の接続要求信号を送信するまでの間に他の通信要求が発生した場合には、先の通信で使用していたチャネルが他の通信に割り当てられてしまうことが生じ、また、その結果として全てのチャネルが使用中となってしまって切替後の通信を行うことができないことが生じるといった不具合があった。

本発明は、上記のような従来の課題を解決するために為されたもので、基地局装置と端末装置とが無線により通信する構成において、端末装置が音声通信とデータ通信とを切り替えて実行するに際して、切替前に使用していたチャネルを切替後に使用するために予約することで、使用可能なチャネルを確保することができる無線通信システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る無線通信システムでは、基地局装置と端末装置とが無線により通信するに際して、次のような処理を行う。
すなわち、前記端末装置では、端末通信モード切替指示手段が、音声通信を実行する音声通信モードと、データ通信を実行するデータ通信モードとの切替を、指示する。端末音声通信手段が、前記音声通信モードが設定された状態において、前記基地局装置により割り当てられたチャネルを使用して、前記基地局装置との間で、音声信号を無線により通信する。端末データ通信手段が、前記データ通信モードが設定された状態において、前記基地局装置により割り当てられたチャネルを使用して、前記基地局装置との間で、データ信号を無線により通信する。端末通信モード切替制御手段が、前記音声通信モード或いは前記データ通信モードのうちの一方の通信モードが設定された状態において、前記端末通信モード切替指示手段により他方の通信モードへの切替が指示された場合には、当該一方の通信モードによる通信で使用しているチャネルを予約するための信号を前記基地局装置に対して無線により送信し、当該他方の通信モードによる通信へ切り替える。

前記基地局装置では、基地局チャネル割当手段が、通信相手となる前記端末装置に対して、チャネルを割り当てる。基地局音声通信手段が、前記音声通信モードが設定された前記端末装置との間で、当該端末装置に対して前記基地局チャネル割当手段により割り当てられたチャネルを使用して、音声信号を無線により通信する。基地局データ通信手段が、前記データ通信モードが設定された前記端末装置との間で、当該端末装置に対して前記基地局チャネル割当手段により割り当てられたチャネルを使用して、データ信号を無線により通信する。基地局チャネル予約信号受信手段が、前記端末装置から送信される前記チャネルを予約するための信号を受信する。基地局通信モード切替制御手段が、前記基地局チャネル予約信号受信手段により前記端末装置から前記チャネルを予約するための信号が受信された場合には、当該端末装置により前記一方の通信モードによる通信で使用されているチャネルを確保して、当該端末装置が前記他方の通信モードによる通信を開始するに際して、当該端末装置に対して当該確保したチャネルを前記基地局チャネル割当手段により割り当てる。

従って、端末装置では、音声通信モードで通信中にデータ通信モードへ切り替える場合や、或いは、データ通信モードで通信中に音声通信モードへ切り替える場合に、切替前に使用しているチャネルを予約するための信号を基地局装置に対して送信し、基地局装置では、当該チャネルを予約するための信号を受信した場合には、当該切替前に使用されているチャネルが解放されて空いたときに当該チャネルを当該端末装置のために空き状態のまま確保しておき、当該端末装置が切替後の通信を開始するに際して、当該チャネルを当該端末装置に対して割り当てるため、例えば、端末装置が音声通信とデータ通信とを切り替えて実行するに際して、切替前に使用していたチャネルを切替後に使用するために予約することで、使用可能なチャネルを確保することができる。

ここで、音声通信モードとデータ通信モードとの切替を指示する態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、人（ユーザ）による操作により切替の指示が入力されるような態様が用いられてもよく、或いは、予め設定された条件が満たされた場合に（自動的に）切替の指示が為されるような態様が用いられてもよい。
また、音声通信モードとデータ通信モード以外に、他のモードが用いられてもよい。
また、モードの切替としては、例えば、特定のモードが指定されて切り替えられるような態様が用いられてもよく、或いは、切替指示により複数のモードが所定の順序で切り替えられるような態様が用いられてもよい。

また、チャネルとしては、種々なものが用いられてもよく、例えば、時分割で設けられる複数のスロットにより構成される複数のチャネルなどを用いることができる。
また、音声信号や、データ信号としては、それぞれ、種々な信号が用いられてもよい。
また、端末装置により基地局装置に対してチャネルを予約する構成は、例えば、音声通信モードからデータ通信モードへ切り替える場合と、データ通信モードから音声通信モードへ切り替える場合とについて、一方の場合にのみ適用されてもよく、或いは、両方の場合に適用されてもよい。
また、チャネルを予約するための信号としては、種々な信号が用いられてもよく、例えば、通信の切断を要求する信号に含めるようなことが可能である。

また、基地局装置において通信相手となる端末装置に対してチャネルを割り当てる態様としては、例えば、通信相手となる１つ又は複数の端末装置に対して空いているチャネルの中からそれぞれ異なるチャネルを割り当てるような態様を用いることができる。
また、端末装置により一方の通信モードから他方の通信モードへ切り替える処理としては、例えば、基地局装置との間で、一方の通信モードの通信を切断要求により切断して、他方の通信モードの通信を開始するために接続要求により接続（再接続）するような処理を用いることができる。

また、基地局装置により或る端末装置のために確保したチャネルを当該端末装置に割り当てる態様としては、種々な態様が用いられてもよく、例えば、基地局装置が当該端末装置を特定する情報や当該チャネルを特定する情報を記憶して割り当てるような態様や、端末装置が当該チャネルを特定する情報を記憶して基地局装置へ通知して当該チャネルの割当を要求するような態様などを用いることができる。

一構成例として、前記端末装置は、緊急車両に設けられており、緊急車両に関する音声信号或いはデータ信号を送信や受信する。
従って、緊急車両により緊急性の高い情報を音声信号やデータ信号により通信する場合に、音声通信モードとデータ通信モードとの切替に際して、チャネルを予約して確保することにより、緊急性の高い情報を確実に通信することを保証することができる。
ここで、緊急車両としては、種々なものが用いられてもよく、例えば、救急車や、消防車などを用いることができる。

以上説明したように、本発明に係る無線通信システムによると、端末装置では、音声通信モード或いはデータ通信モードのうちの一方の通信モードが設定された状態において、他方の通信モードへの切替が指示された場合には、当該一方の通信モードによる通信で使用しているチャネルを予約するための信号を基地局装置に対して無線により送信し、当該他方の通信モードによる通信へ切り替え、基地局装置では、端末装置から前記チャネルを予約するための信号が受信された場合には、当該端末装置により前記一方の通信モードによる通信で使用されているチャネルを確保して、当該端末装置が前記他方の通信モードによる通信を開始するに際して、当該端末装置に対して当該確保したチャネルを割り当てるため、例えば、端末装置が音声通信とデータ通信とを切り替えて実行するに際して、切替前に使用していたチャネルを切替後に使用するために予約することで、使用可能なチャネルを確保することができる。

本発明に係る一実施例を図面を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施例に係る無線通信システムとして、防災無線システムとして使用される市町村デジタル移動通信システムの構成例を示してある。
本例の無線通信システムは、基地局装置１と、制御装置２と、複数の端末装置１１、１２、１３を有している。
ここで、制御装置２は、基地局装置１を制御する装置である。
また、端末装置１１は救急車に搭載されており、端末装置１２は消防車に搭載されており、端末装置３は人により携帯され、いずれの端末装置１１〜１３も移動することが可能な移動局装置として使用される。
なお、基地局装置１の数や、端末装置１１〜１３の数としては、それぞれ、種々な数が用いられてもよい。

本例では、基地局装置１と、当該基地局装置１の通信領域（サービスエリア）に収容される端末装置１１〜１３との間で、音声信号やデータ信号を無線により通信する。
端末装置１１〜１３では、基地局装置１に対して通信の接続要求を発するときに、音声信号の通信（音声通信）を要求するか或いはデータ信号の通信（データ通信）を要求するかを指定する。基地局装置１では、端末装置１１〜１３から受信される接続要求で指定された通信（音声通信或いはデータ通信）を実行するために、当該端末装置１１〜１３に対して空いているチャネルを割り当てる。

図２には、基地局装置１から端末装置１１〜１３への通信（下り通信）と、端末装置１１〜１３から基地局装置１への通信（上り通信）について、物理チャネルのスロット配置の一例を示してある。
下り通信及び上り通信ではそれぞれ４個の物理チャネルのスロットＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、ＣＨ４が時分割で並べられており、下り通信と上り通信とでは２個のスロット分の時間だけスロットの並びがずれている。
このように、本例では、時分割通信方式により複数のチャネルを構成したが、例えば、符号分割通信方式や、周波数分割通信方式や、２つ以上の方式の組み合わせなどにより、複数のチャネルが構成されてもよい。

本例では、それぞれの端末装置１１〜１３毎に、装置に固有な識別情報が設定され、或いは、基地局装置１により識別情報が設定されて管理される。そして、端末装置１１〜１３と基地局装置１との間の通信では通信信号に当該端末装置１１〜１３の識別情報が含められ、基地局装置１では自装置１により収容している端末装置１１〜１３の識別情報や各端末装置１１〜１３に割り当てているチャネルを特定する情報をメモリに記憶して管理する。

図３には、本例の無線通信システムにおける基地局装置１と端末装置１１〜１３との通信の動作の一例を示してある。
まず、端末装置１１〜１３では、音声通信を開始する場合には、音声通信を指定した接続要求信号を基地局装置１に対して無線により送信する。
この接続要求信号を受信した基地局装置１では、当該接続要求信号を発した端末装置１１〜１３に対して、通信に使用するチャネル（本例では、スロット）の割り当てを行って回線接続を行う（処理Ｔ１）。
そして、回線が接続された後に、基地局装置１と端末装置１１〜１３とは、音声信号の送受信を行う。

このような音声通信が行われているときに、端末装置１１〜１３で音声通信とデータ通信との切替（本例では、音声通信からデータ通信への切替）が起動されると（処理Ｔ２）、端末装置１１〜１３では、チャネルの予約要求を含む切断要求信号を基地局装置１に対して無線により送信する。
なお、端末装置１１〜１３における音声信号とデータ通信との切替は、例えば、当該端末装置１１〜１３を操作する人により指示されて起動されてもよく、或いは、予め設定された条件に従って自動的に起動されてもよい。

チャネルの予約要求を含む切断要求信号を受信した基地局装置１では、当該切断要求信号を発した端末装置１１〜１３が現在使用しているチャネル（本例では、音声通信を行っているチャネル）を切り替え後の通信（本例では、データ通信）を実行させるために予約登録し、現在使用している通信の回線を解放する（処理Ｔ３）。
回線が解放された後に、端末装置１１〜１３では、予約したチャネルを使用するデータ通信を指定した接続要求信号を基地局装置１に対して無線により送信する。
この接続要求信号を受信した基地局装置１では、当該接続要求信号を発した端末装置１１〜１３に対して、予約していたチャネルを当該接続要求信号により要求されるデータ通信に割り当てて、回線を接続する（処理Ｔ４）。
そして、回線が接続された後に、基地局装置１と端末装置１１〜１３とは、データ信号の送受信を行う。

ここで、図３では、音声通信からデータ通信へ切り替える場合における処理手順の一例を示したが、例えば、データ通信から音声通信へ切り替える場合における処理手順についても、同様に実現することができる。また、例えば、データ通信から音声通信への切替において、一連の送信対象となるデータの全ての送信が完了していないときに切替の指示が為された場合には、当該一連のデータの全ての送信が完了した後に、端末装置１１〜１３がチャネルの予約要求を含む切断要求信号を送信するような態様を用いることも可能である。

また、例えば、救急車や消防車といった緊急車両などの特定の端末装置１１、１２のみに対してチャネルの予約を行うことが可能な権限を与えることも可能であり、例えば、基地局装置１が、端末装置１１〜１３から受信した当該端末装置１１〜１３の識別情報或いは特定の情報などに基づいて当該端末装置１１〜１３が当該権限を有するか否かを判定して、当該権限を有する端末装置１１、１２のみに対してチャネルの予約を許容するような構成を用いることも可能である。

以上のように、本例の無線通信システムでは、端末装置１１〜１３が音声通信とデータ通信を切り替えて実行する際にチャネルの予約要求を含む切断要求を基地局装置１へ送信し、これに応じて基地局装置１は当該端末装置１１〜１３が切替前の通信に使用していたチャネルを切替後の通信に予約して確保しておいて切替後における当該端末装置１１〜１３からの接続要求に対して当該チャネルを割り当てる。
つまり、端末装置１１〜１３では、音声通信とデータ通信を切り替えるときにおける切断要求において、現在使用しているチャネルを切替後の通信に使用するために予約することを基地局装置１へ通知し、これにより基地局装置１では、当該チャネルを当該切替後の通信に予約して他の通信には割り当てない。そして、切替後における当該端末装置１１〜１３では、接続要求において予約したチャネルを使用することを要求し、これにより、基地局装置１１〜１３では、予約していたチャネルを当該切替後の通信に割り当てる。

従って、本例の無線通信システムでは、端末装置１１〜１３により実行される音声通信とデータ通信とを切り替えるときに、当該端末装置１１〜１３により使用されているチャネルを切替後の通信のために予約して、回線の切断と再接続が行われることにより、音声通信とデータ通信との切替後の通信を確実に実行することを保証することができる。
特に、例えば、救急車に設けられた端末装置１１により病院へ到着するまでの間における応急処置情報などに関する音声やデータを確実に送受信するためや、或いは、消防車に設けられた端末装置１２により火災現場等の消防情報などに関する音声やデータを確実に送受信するためなどに、チャネルを予約することが非常に有効となる。

なお、本例の端末装置１１〜１３では、例えば人による操作などにより音声通信モードとデータ通信モードとの切替を指示する機能により端末通信モード切替指示手段が構成されており、音声通信モードで音声通信を行う機能により端末音声通信手段が構成されており、データ通信モードでデータ通信を行う機能により端末データ通信手段が構成されており、通信モードを切り替えるに際してチャネルを予約するための信号（本例では、チャネル予約要求を含む切断要求信号）の送信及び切替後の通信のための接続要求信号の送信を行う機能により端末通信モード切替制御手段が構成されている。

また、本例の基地局装置１では、接続要求をしてきた端末装置１１〜１３に対して通信に使用するチャネルを割り当てる機能により基地局チャネル割当手段が構成されており、音声通信モードで音声通信を行う機能により基地局音声通信手段が構成されており、データ通信モードでデータ通信を行う機能により基地局データ通信手段が構成されており、端末装置１１〜１３からチャネルを予約するための信号を受信する機能により基地局チャネル予約信号受信手段が構成されており、端末装置からチャネルを予約するための信号を受信した場合に当該端末装置のためにチャネルを確保して当該端末装置による切替後の通信に割り当てる機能により基地局通信モード切替制御手段が構成されている。

ここで、本発明に係る無線通信システムや基地局装置や端末装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々な装置やシステムとして提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係る無線通信システムや基地局装置や端末装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。

無線通信システムの構成例を示す図である。 物理チャネルのスロット配置の一例を示す図である。 本発明の一実施例に係る基地局装置と端末装置との通信の流れの一例を示す図である。 基地局装置と端末装置との通信の流れの一例を示す図である。

符号の説明

１・・基地局装置、 ２・・制御装置、 １１〜１３・・端末装置、

Claims (1)

1. 基地局装置と端末装置とが無線により通信する無線通信システムにおいて、
   前記端末装置は、音声通信を実行する音声通信モードとデータ通信を実行するデータ通信モードとの切替を指示する端末通信モード切替指示手段と、
   前記音声通信モードが設定された状態において前記基地局装置により割り当てられたチャネルを使用して前記基地局装置との間で音声信号を無線により通信する端末音声通信手段と、
   前記データ通信モードが設定された状態において前記基地局装置により割り当てられたチャネルを使用して前記基地局装置との間でデータ信号を無線により通信する端末データ通信手段と、
   前記音声通信モード或いは前記データ通信モードのうちの一方の通信モードが設定された状態において前記端末通信モード切替指示手段により他方の通信モードへの切替が指示された場合には、当該一方の通信モードによる通信で使用しているチャネルを予約するための信号を前記基地局装置に対して無線により送信し、当該他方の通信モードによる通信へ切り替える端末通信モード切替制御手段と、を備え、
   前記基地局装置は、通信相手となる前記端末装置に対してチャネルを割り当てる基地局チャネル割当手段と、
   前記音声通信モードが設定された前記端末装置との間で当該端末装置に対して前記基地局チャネル割当手段により割り当てられたチャネルを使用して音声信号を無線により通信する基地局音声通信手段と、
   前記データ通信モードが設定された前記端末装置との間で当該端末装置に対して前記基地局チャネル割当手段により割り当てられたチャネルを使用してデータ信号を無線により通信する基地局データ通信手段と、
   前記端末装置から受信される前記端末装置の識別情報に基づいて前記端末装置が前記チャネルを予約する権限を有するか否かを判定する判定手段と、
   前記端末装置から送信される前記チャネルを予約するための信号を受信する基地局チャネル予約信号受信手段と、
   前記判定手段により前記チャネルを予約する権限を有すると判定された前記端末装置のみについて、前記基地局チャネル予約信号受信手段により前記端末装置から前記チャネルを予約するための信号が受信された場合には、当該端末装置により前記一方の通信モードによる通信で使用されているチャネルを確保して、当該端末装置が前記他方の通信モードによる通信を開始するに際して、当該端末装置に対して当該確保したチャネルを前記基地局チャネル割当手段により割り当てる基地局通信モード切替制御手段と、を備えた、
   ことを特徴とする無線通信システム。

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