| 【発明の名称】 |
無線通信システムおよび無線装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】吉田 登昭
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| 【要約】 |
【課題】
【構成】 |
【特許請求の範囲】
【請求項1】 回線制御装置と、上記回線制御装置と結合される少なくとも第1と第2の基地局と、上記基地局と無線回線で結合される無線装置を有し、上記無線装置は、上記第1と第2の基地局の信号を受信する受信装置と、上記受信装置からの信号を出力するスピーカおよび上記受信装置と上記スピーカを制御する制御部を有し、上記無線装置が上記第1の基地局の無線エリアから上記第2の基地局の無線エリアに移動する場合、上記受信装置が上記第1の基地局の信号から上記第2の基地局の信号に切替える時間が所定の時間Tより小さい場合、上記制御部は、上記スピーカを無音に制御することを特徴とする無線通信システム。 【請求項2】 請求項1記載の無線通信システムにおいて、上記無線装置が上記第1の基地局の無線エリアから上記第2の基地局の無線エリアに移動する場合、上記受信装置が上記第1の基地局の信号から上記第2の基地局の信号に切替える時間が所定の時間Tより大きい場合、上記制御部は、上記所定の時間Tを無音期間Tmとトーン鳴音期間Tnに分けて上記スピーカを駆動するように制御することを特徴とする無線通信システム。 【請求項3】 第1の基地局からの信号および第2の基地局からの信号を受信する受信装置と、上記受信装置からの信号を出力するスピーカと、上記受信装置および上記スピーカを制御する制御部を有する無線装置において、上記受信装置が上記第1の基地局エリアから上記第2の基地局エリアに移動する場合、上記受信装置が上記第1の基地局の信号から上記第2の基地局の信号に受信を切替える時間が所定の時間Tより小さい場合、上記制御部は、上記スピーカを無音にし、上記切替える時間が所定の時間Tより大きい場合、上記制御部は、上記所定の時間Tを無音期間Tmとトーン鳴音期間Tnに分けて上記スピーカを駆動するように制御することを特徴とする無線装置。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】 【0001】 本発明は、無線通信システムおよび無線装置に関し、特に、無線装置が基地局間を移動する場合の基地局の切替時の鳴音を制御する無線通信システムおよび無線装置に関するものである。 【背景技術】 【0002】 現在、実用化されているデジタル無線システムの一つとして、標準規格ARIB STD-T79(Association of Radio Industries and Businesses-T79)(例えば、非特許文献1参照)で定められている移動通信システムがある。図6は、複数の基地局ゾーンを備えた移動通信システムを示している。図6において、601は、回線制御装置、602−1、602−2、602−3は、無線基地局(以下基地局と称する。)である。なお、基地局を代表する場合は、基地局602と称する。603−1、603−2、603−3は、基地局ゾーン、即ち、各基地局の通信エリアを示している。なお、基地局ゾーンを代表する場合は、基地局ゾーン603と称する。604−1、604−2、604−3、604−4、604−Nは、無線装置または移動局無線装置(以下、無線装置と称する。)である。なお、無線装置を代表する場合は、無線装置604と称する。基地局602−1は、通信エリア603−1内に位置する複数の無線装置604−1、604−2、・・・604−Nと基地局間あるいは基地局を経由した移動局間の通信接続サービスを行っている。同様に、無線基地局602−2は、通信エリア603−2内に位置する複数の無線装置604と基地局間あるいは基地局を経由した移動局間の通信接続サービスを行っている。また、無線基地局602−3も、通信エリア603−3内に位置する複数の無線装置604と基地局間あるいは基地局を経由した移動局間の通信接続サービスを行っている。 【0003】 回線制御装置601は、デジタル無線通信システムにおける基地局および複数の無線装置間の通信接続およびサービスエリアの維持、管理を行ない、無線装置からの発呼(call)制御あるいは通信ルートの設定を行う制御等を行う。なお、回線制御装置601は、例えば、基地局602−1と一体に構成される場合と、図6のように場所的に離れた場所に設置される場合もある。この場合、回線制御装置601と基地局602とは、有線またはマイクロ回線等の伝送路605−1、605−2、605−3等で接続されるのが一般的である。また、ここで説明する無線装置とは、車両等に搭載された無線機、携帯無線機あるいは情報端末局等を含むものとする。また、上記例では、3つの基地局のみ示しているが、一般的には、複数の基地局と多数の無線装置からなるシステムが普通であるが、説明の都合上、最も簡単な構成の図6を用いて説明する。 【0004】 また、標準規格ARIB STD-T79で定められているデジタル無線技術を用いたデジタル移動通信システムで使用が許可されている無線キャリア(carrier)周波数割当ての一例を図7に示す。図7において、上り方向、即ち、無線装置→基地局の方向では、約262MHz〜266MHzの無線キャリアfで、25KHz巾で、112波(f1、f2、・・・)が認められている。また、下り方向、即ち、基地局→無線装置の方向では、上り方向の262MHzから9MHz離れた約271MHz〜275MHzの無線キャリアFで、25KHz巾で、112波(F1、F2、・・・)が認められている。従って、デジタル無線通信システムの通信においては、上り方向f1、f2、・・・、下り方向F1、F2、・・・の各周波数が使用される。そして、各システムは、その規模に応じて1又は複数の無線キャリアを使用することができる。そして、図6に示される無線通信システムでは、例えば、基地局602−1は、上りf1、下りF1のペアー波を使用し、基地局602−2は、上りf3、下りF3のペアー波を、また、基地局602−3は、上りf5、下りF5のペアー波を使用して通信している。 【0005】 さて、上記のような複数の基地局602を有する無線通信システムにおいて、無線装置(移動局)604が通信を行ないながら移動すると、基地局の通信エリアを越えて移動する場合が発生する。例えば、無線装置604−1が、最初は、基地局602−1の通信エリア603−1内を移動しているが、更に、移動すると、基地局602−1の通信エリア603−1から基地局602−2の通信エリア603−2に移動する場合が発生する。このような場合、無線装置604−1は、基地局602−1との接続を切断してから移動先、所謂、基地局602−2との接続を行う必要がある(一般的にハンドオーバーと言われている。)。この場合、移動元である基地局602−1との接続を切断し、移動先基地局602−2との接続を完了するまでの間、音声の途切れが発生する。これについて図8、図9を用いて説明する。 【0006】 図8は、音声の途切れが発生する場合、その期間、トーン信号を出力する場合を示している。即ち、無線装置604−1が基地局602−1と接続している期間t1は、例えば、基地局602−1からの受信音声801が無線装置604−1の受話器(またはスピーカ)から出力される。無線装置604−1が基地局602−1との接続を切ってから基地局602−2との接続を完了するまでの期間t2は、無線装置604−1が移動中で、基地局切替を行っていることを使用者に知らせるトーン信号802を無線装置604−1の受話器から出力する。この期間T2は、一般的に、0.5秒〜20秒程度かかる。そして、無線装置604−1が移動先の基地局602−2と接続を完了すると、無線装置604−1の受話器から基地局602−2からの受信音声803が出力される(期間t3で示す。)。しかしながら、基地局切替中(期間t2)のトーン信号の鳴音が数秒かかると、音声通話の妨げになり、使用者にとっては、耳障りになる等の問題がある。 【0007】 図9は、音声の途切れが発生する場合、その期間、無音にする場合を示している。即ち、無線装置604−1が基地局602−1と接続している期間t4は、例えば、基地局602−1からの受信音声901が無線装置604−1の受話器(またはスピーカ)から出力される。無線装置604−1が基地局602−1との接続を切ってから基地局602−2との接続を完了するまでの期間t5(上記の期間T2に対応する。)は、無音902とする。そして、無線装置604−1が移動先の基地局602−2と接続を完了すると、無線装置604−1の受話器から基地局602−2からの受信音声903が出力される(期間t6で示す。)。この場合、使用者が音声の途切れに気づかなかった場合、無線装置の故障と認識する場合がある。上記のようにいずれの場合にもハンドオーバー時の対応に満足な無線通信システムおよび無線装置がなく、使用者にとって優しく、利便性の高い無線通信システムおよび無線装置の実現が望まれている。 【0008】 【非特許文献1】標準規格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 【発明の開示】 【発明が解決しようとする課題】 【0009】 以上説明したように基地局切替中のトーン信号の鳴音は、音声通話の妨げになり、使用者にとっては、耳障りになるし、また、無音期間とすると無線装置の故障と認識される場合がある。 【0010】 本発明の目的は、使用者にとって優しく、利便性の高い無線通信システムおよび無線装置を提供することである。 【0011】 本発明の他の目的は、トーン信号の鳴音に煩わされることなく、ハンドオーバを認識できる無線通信システムおよび無線装置を提供することである。 【0012】 本発明の更に他の目的は、無線装置の基地局間移動中を通知するトーンの鳴動、停止を制御できる無線装置を提供することである。 【課題を解決するための手段】 【0013】 本発明は、回線制御装置と、上記回線制御装置と結合される少なくとも第1と第2の基地局と、上記基地局と無線回線で結合される無線装置を有し、上記無線装置は、上記第1と第2の基地局の信号を受信する受信装置と、上記受信装置からの信号を出力するスピーカおよび上記受信装置と上記スピーカを制御する制御部を有し、上記無線装置が上記第1の基地局の無線エリアから上記第2の基地局の無線エリアに移動する場合、上記受信装置が上記第1の基地局の信号から上記第2の基地局の信号に切替える時間が所定の時間Tより小さい場合、上記制御部は、上記スピーカを無音に制御するように構成する。 【0014】 また、本発明の無線通信システムにおいて、上記無線装置が上記第1の基地局の無線エリアから上記第2の基地局の無線エリアに移動する場合、上記受信装置が上記第1の基地局の信号から上記第2の基地局の信号に切替える時間が所定の時間Tより大きい場合、上記制御部は、上記所定の時間Tを無音期間Tmとトーン鳴音期間Tnに分けて上記スピーカを駆動するように制御するように構成する。 【0015】 また、本発明は、第1の基地局からの信号および第2の基地局からの信号を受信する受信装置と、上記受信装置からの信号を出力するスピーカと、上記受信装置および上記スピーカを制御する制御部を有する無線装置において、上記受信装置が上記第1の基地局エリアから上記第2の基地局エリアに移動する場合、上記受信装置が上記第1の基地局の信号から上記第2の基地局の信号に受信を切替える時間が所定の時間Tより小さい場合、上記制御部は、上記スピーカを無音にし、上記切替える時間が所定の時間Tより大きい場合、上記制御部は、上記所定の時間Tを無音期間Tmとトーン鳴音期間Tnに分けて上記スピーカを駆動するように制御するように構成する。 【発明の効果】 【0016】 以上説明したように本発明によれば、使用者にとって優しく、利便性の高い無線通信システムおよび無線装置を実現できる。また、トーン信号の鳴音に煩わされることなく、ハンドオーバーを認識できる。特に、ハンドオーバーの時間が短い場合には、トーン信号の鳴音に煩わされることなく、また、ハンドオーバーの時間が長い場合には、トーン信号でハンドオーバーを認識し、適切な対応ができる無線装置を実現できる特徴がある。 【発明を実施するための最良の形態】 【0017】 以下、本発明の一実施例を図1〜図5、図10を用いて説明する。図1は、本発明に使用する回線制御装置101および基地局102の一実施例の概略構成のブロック図を示し、図2は、無線装置の一実施例の概略構成を示すブロック図である。そして、図1に示される回線制御装置101および基地局102は、図6で示される回線制御装置601および基地局602に相当し、図2に示す無線装置は、図6で示される無線装置604に相当する。なお、本実施例でもデジタル無線通信システムの構成は、ほぼ、図6に示すシステムと同様であるので、詳細な説明は省略する。なお、本発明では、SCPC(Single Channel Per Carrier)デジタル無線通信システムやTDMA(Time Division Multiple Access)方式デジタル無線通信システムや一般のデジタル無線通信システムにも適応できることはいうまでもない。 【0018】 図1において、回線制御装置101は、信号処理部103、制御部104および記憶部105で構成されている。また、基地局102は、送信用無線機106、受信用無線機107および制御部108で構成されている。なお、回線制御装置101と基地局102を一体に構成することもできる。回線制御装置101は、無線通信システムにおける基地局および複数の移動局間の通信接続およびサービスエリアの維持、管理を行う。基地局102の送信用無線機106は、前述したように下り無線キャリアFを用いて基地局からの信号を移動局604に送信する。一方、受信用無線機107は、上り無線キャリアfを用いて移動局604からの信号を受信する。即ち、無線キャリアFおよびfのペア波を用いた送受信を行う。 【0019】 図2は、無線装置(移動局)604の概略構成を示すブロック図である。なお、図2で示す無線装置604は、例えば、下り方向無線キャリアF1および上り方向無線キャリアf1のペア波が用いられ、送受信できる無線通信装置を示している。図2において、201は、基地局102と通信を行うアンテナ、202は、高速で送受信を切り替える切替スイッチ、203は、受信部、204は、受信信号処理部、205は、スピーカ、206は、制御部、207は、記憶部、208は、表示部、209は、操作部、210は、マイク、211は、送信信号処理部、212は、送信部である。なお、受信部203と受信信号処理部204は、受信装置を構成する。同様に送信部212と送信信号処理部211は、送信装置を構成する。 【0020】 この無線装置の動作は、先ず、操作部209を操作し、例えば、テンキーで相手の移動局番号を入力し、通話ボタンを押す。相手が出ると送信状態となるので、マイク210から入力される音声信号は、送信信号処理部211で送信のための所定の信号処理を施された後、送信部212に入力される。送信部212に入力された信号は、送信のための所定の変調がなされ、所定の送信周波数f1に変換され、切替スイッチ202を介してアンテナ201から出力され、基地局102の受信用無線機107へ送信される。 【0021】 一方、基地局102の送信用無線機106からの信号は、アンテナ201で受信され、切替スイッチ202を介して受信部203に入力される。受信部203に入力された信号は、高周波増幅され、所定の中間周波数に変換され、更に、復調され、受信信号処理部204に供給される。受信信号処理部204では、所定の信号処理がなされた後、スピーカ205から音声信号を出力したり、また、データの場合には、表示部208にデータが表示される。 【0022】 さて、無線装置(移動局)604が基地局602を移動する場合の動作について図3、図6及び図10を用いて説明する。図3は、電界強度曲線を示す図であり、縦軸は、電界強度、横軸は、距離を示している。電界強度曲線301−1は、基地局602−1の通信エリア603−1の電界強度曲線を示し、電界強度曲線301−2は、基地局602−2の通信エリア603−2の電界強度曲線を示し、電界強度曲線301−3は、基地局602−3(図示せず。)の通信エリア603−3の電界強度曲線を示している。そして、各通信エリアが互いに一部分オーバーラップしている状態を示している。この状態で、無線装置604−1が基地局602−1の通信エリア603−1内を移動している場合、基地局602−1から無線装置604−1に基地局情報が送信されているものとする(図10のステップ1001)。この状態で無線装置604−1は、基地局602−1の受信レベルを常に監視している。この場合の受信レベルは、電界強度Eを測定することにより計測する。この計測には、例えば、無線装置604−1の受信部203の高周波増幅器(図示せず。)の利得制御電圧を制御部206で監視することで計測できる。また、必要に応じて表示部208に電界強度を表示することもできる。なお、受信レベルは、電界強度Eを測定する場合の他、ビット誤り率(Bit Error Rate: BER)を測定することにより測定することもできるが、BERについても従来と同様であるので詳細な説明は省略する。 【0023】 そして無線装置604−1は、受信電界Eが所定の受信電界Eth以上か(音声等が聞けるレベル)どうかを監視している(ステップ1002)。そして、受信電界Eが所定の受信電界Eth以上の場合(YES)は、ステップ1003に進み、通話が継続される。即ち、電界強度曲線301−1が所定の受信電界Eth以上であるので、通話は継続される。しかしながら、無線装置604−1が次第に基地局602−1から遠くなり、受信電界Eが所定の受信電界Eth以下になる(NO)と、ステップ1004に進み、周辺ゾーン監視モードに移る。即ち、図3に示されるP点を越えると、電界強度曲線301−1が所定の受信電界Eth以下となる。従って、無線装置604−1は、周辺の基地局の通信エリアの電界強度(または、BER)を測定する。この周辺ゾーン監視モードでは、異なる基地局602からの電界強度(または、BER)を計測する(ステップ1005)が、図3および図6でも示すように、各基地局の通信エリアは一部分オーバーラップしている。また、図3および図6では、3つの基地局602の通信エリアが一部分オーバーラップしている状態が示されているが、一般には、数局から20局程度の基地局602の通信エリアが一部分オーバーラップしているので、無線装置604−1が周辺ゾーン監視モードになった場合、電界強度(または、BER)が高い順に3〜5個の基地局の電界強度を順次探索する。なお、無線装置604−1が受信できる所定の受信電界Ethのレベルは、システムの構成、電波状況等に応じて適宜設定することができる。 【0024】 さて、周辺ゾーン監視モードで、周辺基地局を探索した結果、周辺基地局の電界強度(または、BER)が所定の受信電界Eth以下の場合(NO)、ステップ1006に進み、圏外処理を行う。即ち、いずれの基地局とも通話ができないことを使用者に知らせる。 【0025】 周辺ゾーン監視モードで、周辺基地局を探索した結果、周辺基地局の電界強度(または、BER)が所定の受信電界Eth以上の場合(YES)、ステップ1007において基地局選択を行う。即ち、例えば、図3に示すように、基地局602−2の電界強度曲線301−2および基地局602−3の電界強度曲線301−3の計測を行い、その結果、電界強度のより強い基地局602−2を選択する。そして、無線装置604−1は、基地局602−2に位置登録要求を送信する(ステップ1008)。無線装置604−1から位置登録要求を受けた基地局602−2は、回線制御装置601に位置登録要求を送信する(ステップ1009)。 【0026】 回線制御装置601の制御部104では、無線装置604−1からの位置登録要求を受信すると、基地局602−2との間で、認証処理を行う(ステップ1010)。即ち、無線装置604−1の、例えば、ID等による認証を行い、認証が成立すると、回線制御装置601は、記憶部105に無線装置604−1が基地局602−2の通信エリア603−2内に位置することを登録すると共に、位置登録完了通知を基地局602−2に送信する(ステップ1011)。位置登録完了通知を受けた基地局602−2は、位置登録完了通知を無線装置604−1に送信する(ステップ1012)。これによって無線装置604−1は、基地局602−2の通信エリア603−2内で通信が可能となり、ステップ1013に進む。即ち、無線装置604−1は、基地局602−2と通信を継続する。 【0027】 而して、上述したように無線装置604−1が基地局602−1から基地局602−2に切替える場合、切替時間が0.5秒〜20秒程度かかる場合がある。なお、電波状況が悪いと、周辺ゾーン探索のための時間がかかることとなり、従来のようにハンドオーバを知らせるトーン鳴動が煩わしくなったり、また、無音の場合には、故障と認識されることとなる。従って、本発明では、これを改善する無線装置を提供するものである。これについて図4および図5を用いて説明する。 【0028】 図4は、基地局間の切替時間が短い場合を説明するための図である。図4において、無線装置604−1が基地局602−1と接続している期間t7は、例えば、基地局602−1からの受信音声401が無線装置604−1の受話器(またはスピーカ)205から出力される。無線装置604−1が移動中であり、先に説明したように基地局602−1の電界強度(またはBER)が所定の電界強度Eth以下になると、無線装置604−1が基地局602−1との接続を切断し、基地局602−2との接続を完了するまでの期間がT1である。そして、無線装置604−1が基地局602−2に接続を完了してから基地局602−2からの受信音声403が受話器(またはスピーカ)205から出力されている期間がt8である。このような場合、基地局間の切替時間T1は、表1に示すように設定される。なお、表1に示す条件テーブルは、前もって無線装置604−1の記憶部207に記憶しておく。 【0029】 【表1】
即ち、本発明では、基地局間の切替時間T1が所定時間Tか、またはそれより小さい場合(T1≦T)、例えば、T=0.5秒とした場合、基地局間の切替時間T1の期間は、無音とする。これによって無線装置604−1からのトーン鳴動がなく、使用者は、トーン鳴動に煩わされることがない。また、0.5秒以内の短時間では、故障と判断されることもない。なお、基地局間の切替時間T1の検出は、図10の動作説明で説明したステップ1004の周辺ゾーン監視モードに移ってから基地局602−2の通信エリア603−2内で通信が可能となるステップ1013までの時間であり、これは無線装置604−1の制御部206で容易に検出できる。また、所定時間Tの設定は、操作部209を操作して記憶部207に記憶されている条件テーブルの所定時間Tを適宜設定することで容易に設定または変更することができる。また、上記実施例では、T=0.5秒とした場合について説明したが、所定時間Tは、システムの構成、使用環境に応じて適宜設定することができる。 【0030】 次に、図5は、基地局間の切替時間が長い場合を説明するための図である。図5において、無線装置604−1が基地局602−1と接続している期間t9は、例えば、基地局602−1からの受信音声501が無線装置604−1の受話器(またはスピーカ)205から出力される。無線装置604−1が移動中であり、先に説明したように基地局602−1の電界強度(またはBER)が所定の電界強度Eth以下になると、無線装置604−1が基地局602−1との接続を切断し、基地局602−2との接続を完了するまでの期間がT2である。そして、無線装置604−1が基地局602−2に接続を完了してから基地局602−2からの受信音声504が受話器(またはスピーカ)205から出力されている期間がt10である。 【0031】 このような場合、基地局間の切替時間T2は、表1に示すように設定される。本発明では、基地局間の切替時間T2が所定時間Tより大きい場合(T2>T)、基地局間の切替時間T2を(Tm+Tn)に分け、Tm期間は、無音とし、Tn期間は、トーン鳴動させるように動作させる。例えば、Tm期間を0.5秒に設定し、残りの期間Tnは、無線装置604−1からのトーンを鳴動させるようにする。これによって使用者は、ハンドオーバを認識することができる。そして、基地局間の切替時間T2が長くても、無音期間Tmとトーン鳴音期間Tnを組合わせることによりトーン鳴音に煩わされることもなく、また、故障と誤認識されることもない。なお、基地局間の切替時間T2の測定は、上記基地局間の切替時間T1の場合と同様に、制御部206で測定することができる。また、(Tm+Tn)の設定も操作部209を操作して記憶部207に記憶されている表1の条件テーブルのTm、Tnを適宜設定することにより容易に設定および変更が可能である。また、トーン鳴音は、Tn期間にわたって連続して鳴らすこともできるが、間欠的に鳴らせたり、1回で終了させたり、2回以上鳴らせたり等、種々変更することもできる。 【0032】 以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載された無線通信システムおよび無線装置の実施例に限定されるものではなく、上記以外の無線通信システムおよび無線装置に広く適応することが出来ることは、言うまでも無い。 【図面の簡単な説明】 【0033】 【図1】本発明で使用される基地局および回線制御装置の概略構成のブロック図を示す。 【図2】本発明で使用される無線装置の概略構成のブロック図を示す。 【図3】本発明の動作を説明するための電界強度曲線を示す図である。 【図4】本発明の一実施例を説明するための図である。 【図5】本発明の他の一実施例を説明するための図である。 【図6】本発明で使用される無線通信システムの概略構成を示す図である。 【図7】本発明で使用される無線キャリアの周波数関係を説明するための図である。 【図8】従来の無線装置の動作の一例を示す図である。 【図9】従来の無線装置の動作の他の一例を示す図である。 【図10】本発明の動作を説明するためのフローチャートである。 【符号の説明】 【0034】 101、601:回線制御装置、102:基地局、103:信号処理部、104、108:制御部、105:記憶部、106:送信用無線機、107:受信用無線機、201:アンテナ、202:切替スイッチ、203:受信部、204:受信信号処理部、205:スピーカ、206:制御部、207:記憶部、208:表示部、209:操作部、210:マイク、211:送信信号処理部、212:送信部、602:無線基地局、603:通信エリア、604:無線装置(移動局)、605:伝送路。
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| 【出願人】 |
【識別番号】000001122 【氏名又は名称】株式会社日立国際電気
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| 【出願日】 |
平成18年6月26日(2006.6.26) |
| 【代理人】 |
【識別番号】110000350 【氏名又は名称】ポレール特許業務法人
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| 【公開番号】 |
特開2008−5376(P2008−5376A) |
| 【公開日】 |
平成20年1月10日(2008.1.10) |
| 【出願番号】 |
特願2006−174895(P2006−174895) |
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