JP2005101984A - 無線中継方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 携帯電話や簡易式携帯電話などで好適に用いられ、基地局と端末局との間の多元接続方式による無線通信を中継する装置において、回線確立に要する時間を短縮する。
【解決手段】 基地局と端末局とに個別に対応する無線回路２４，２５をそれぞれ制御する制御部２８，２９を設け、前記多元接続のために、端末局から回線確立要求を受信すると、基地局側と端末局側とで使用回線の重複選択を避けるために、従来の制御部は、基地局から回線割当てが行われて該基地局との間の回線確立処理を行った後、端末局との間の回線確立処理を行っていたのに対して、本発明では、基地局に対応した制御部２８が基地局との間の回線確立処理を行っている間に、端末局に対応した制御部２９が端末局との間の回線モニタ処理を行う。したがって、最も時間を要する回線モニタ処理を並列処理することができ、端末局との間の回線確立処理に要する時間を格段に短縮することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＰＨＳ（Personal Handy phone System）等の無線通信システムで好適に実施される無線中継方法および装置に関する。

前記ＰＨＳ（第二世代コードレス電話システム）のみならず、１つの基地局に対して多くの端末局が収容され、これら多くの端末局が複数の回線を共有して通信を行う多元接続（マルチプルアクセス）方式を採用している公衆無線通信システムにおいては、基地局と端末局との間での通信に先立ち、当該通信で使用する回線を決定する手順が不可欠である。この回線確立手順は、網側から端末局への着呼については、基地局からの同報形式の報知メッセージによって対象となる端末局へ着呼があることが通知され、これに応答して端末局が基地局に回線確立要求メッセージを送信するという形態を採るので、端末局からの発呼であれ、網側から端末局への着呼であれ、一般に端末局から基地局に対し回線確立要求メッセージを発信することを契機に開始される。

図１２は、そのような基地局−端末局間の回線確立のシーケンスを示す図である。端末局からの回線確立要求メッセージを受信した基地局は、複数ある回線の中から使用する回線を決定するために、先ず、全ての使用可能回線の内、他の通信による使用状況の調査として、受信電界強度の測定（回線モニタ）を実施する。そして、得られた回線モニタ結果を基に、各回線が使用中であるか否かの判定（空き回線判定）を実施し、さらに空きと判定された回線を、たとえば受信電界強度の小さいもの順（前記他の通信による電界強度レベルが小さいもの順）といったような選択条件を満足する順に並べる処理（空き回線優先順位付け）を行う。最終的に基地局は、この優先順位に従って、使用する回線を決定（候補回線選定）し、端末局に対して、回線割当てメッセージにて通知する。この後、基地局および端末局は、選定した回線に移動して、音声・データ等の通信を実施することになる。

ところで、ＰＨＳのような公衆無線通信システムの基地局は屋外に設置されていることが一般的であり、たとえばオフィスや商業施設等の屋内では、場所によっては基地局からの電波が到達しにくく、端末局を使用できないという状況になることがある。特に、微弱電波で、周波数が高く直進性の高い前記ＰＨＳの場合は顕著である。このような状況に対処するために、図１３で示すように、たとえば特許文献１に示すような無線中継装置１を建物の窓際等に設置し、基地局２および端末局３からの電波を受信・増幅し、他方へ向けて再度送信するということが従来から行われている。

図１４は、典型的な従来技術の無線中継装置１１の電気的構成を示すブロック図である。基地局から到来する無線信号はアンテナ１２を介して無線回路１３で受信処理されて高周波信号がベースバンド信号に変換され、ベースバンド回路１４にて復号処理される。また逆に、基地局向けに送出される信号については、ベースバンド回路１４にて符号化処理された後、無線回路１３にてベースバンドから高周波への信号変換が施され、アンテナ１２から無線信号として送出される。また、端末局側の無線信号についても、上述の基地局側処理と全く同様に、アンテナ１５、無線回路１６、ベースバンド回路１７を用いて処理される。

一方、制御部１８が設けられており、この制御部１８は、各回路ブロックの動作制御を行うと同時に、前記ベースバンド回路１４もしくはベースバンド回路１７で復号処理されたデータ信号を解釈し、たとえば当該データ信号に必要な変換処理を加えて他方のベースバンド回路へ中継したり、また定められたシーケンスに従って応答メッセージを作成し、受信先のベースバンド回路へ返信したりする。

また、前記制御部１８は、前記のメッセージの送受信だけではなく、回線確立処理を行う必要がある。すなわち、無線中継装置では、上述のように基地局や端末局から到来したり、逆に基地局や端末局に対して発行したりするメッセージの送受信処理のみでなく、該無線中継装置１１と端末局との間は、該無線中継装置１１が割当て側となって回線の割当てが行われるので、無線信号の送出に先立って行うことが義務付けられている前記回線確立処理も行う。

図１５は、従来技術によるその回線確立処理のシーケンスを示す図である。無線中継装置１１は、端末局からの回線確立要求メッセージを基地局へ中継する点が異なるだけで、該無線中継装置１１と基地局との間は、前述の図１２で示す基地局−端末局間の処理と同様にして、回線が割当てられ、回線が確立する。一方、該無線中継装置１１と端末局との間は、前述のように該無線中継装置１１が割当て側となり、前記基地局−無線中継装置１１間の処理と同様にして、回線が割当てられ、回線が確立する。こうして、該無線中継装置１１を使用した場合の基地局−該無線中継装置１１−端末局間の回線確立処理が行われる。
特許第３２６６３４２号公報

上述のように構成される無線中継装置１１では、回線確立処理に要する時間が大きくなってしまうという問題がある。すなわち、該無線中継装置１１を使用した場合、基地局−該無線中継装置１１間と、端末局−該無線中継装置１１間とは、個別に回線確立処理を行う必要がある上、基地局側と端末局側とで使用回線の重複選択を避けるために、上述のように先ず基地局−該無線中継装置１１間の回線確立を完了した後、次に端末局−該無線中継装置１１間の回線確立処理を実施する必要があり、処理時間が大きくなってしまうためである。

具体的には、ＰＨＳの場合、回線モニタについては、端末局側で通常約４０程度の使用可能回線が存在し、１回線当り少なくとも２０ｍｓｅｃ（１フレーム５ｍｓｅｃを４回チェック）のモニタ時間が必要なため、該無線中継装置１１を使用しない場合と比して、回線確立時間はおよそ１秒弱程度伸びることとなる。この１秒という時間は、その後継続して回線接続状態となる通常の音声通話にあたっては、さほど問題にはならないけれども、近年、高速データ伝送サービスを実現する手段として採用されたパケット通信にあたっては、上り、下りの通信パケットが途切れるたびに回線接続をやり直さなければならず、データスループットを上げるためには大きな問題となる。

本発明の目的は、基地局−端末局間の通信を行う際の回線確立に要する時間を短縮できる無線中継方法および装置を提供することである。

本発明の無線中継方法は、基地局と端末局との間の多元接続方式による無線通信を、それぞれの局に個別に対応する第１および第２の通信回路を用いて中継する無線中継方法において、前記各通信回路をそれぞれ制御する第１および第２の制御手段を設け、前記端末局から回線確立要求を受信すると、前記基地局に対応した第１の制御手段が第１の通信回路を制御して該基地局との間の回線確立処理を行うとともに、前記端末局に対応した第２の制御手段が第２の通信回路を制御して該端末局との間の回線モニタ処理を実施することを特徴とする。

上記の構成によれば、携帯電話や簡易式携帯電話などで好適に用いられ、基地局と端末局との間の多元接続方式による無線通信を中継する方法において、それぞれの局に個別に対応して、第１および第２の通信回路を設ける。ここで本発明では、たとえば通信回路と制御回路とを一体化した回路を用いるなどして、前記第１および第２の各通信回路毎に個別に対応して、第１および第２の制御手段を設ける。

そして、前記多元接続のために、端末局から回線確立要求を受信すると、従来の制御手段は、基地局側と端末局側とで使用回線の重複選択を避けるために、先ず基地局に対応した第１の通信回路を制御して該基地局に対して回線確立要求を行い、回線割当てが行われて該基地局との間の回線確立処理を行った後、次に前記端末局に対応した第２の通信回路を制御して該端末局との間の回線確立処理を行っていたのに対して、本発明では、前記基地局に対応した第１の制御手段が第１の通信回路を制御して該基地局との間の回線確立処理を行っている間に、前記端末局に対応した第２の制御手段が第２の通信回路を制御して該端末局との間の回線モニタ処理（受信電界強度の測定）を実施する。前記基地局との間の回線が確立すると、前記第２の制御手段は、直ちに、空いており、かつ通信状態の良好な回線を用いて、該端末局との間の回線を確立する。

したがって、所定の手順で回線確立処理を行うにあたって、基地局との間で回線確立処理を行っている間に、端末局側でも、最も時間を要する回線モニタ処理を並列処理することができ、端末局との間の回線確立処理に要する時間を格段に短縮することができる。

また、本発明の無線中継装置は、基地局と端末局との間の多元接続方式による無線通信を中継するために用いられ、それぞれの局には個別に対応する第１および第２の通信回路を用いる無線中継装置において、前記端末局から回線確立要求を受信すると、前記基地局に対応した第１の通信回路を制御して該基地局との間の回線確立処理を行う第１の制御手段と、前記第１の制御手段が基地局へ回線確立要求を送信すると、前記端末局に対応した通信回路を制御して該端末局との間の回線モニタ処理を実施する第２の制御手段とを含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、携帯電話や簡易式携帯電話などで好適に用いられ、基地局と端末局との間の多元接続方式による無線通信を中継するために用いられる無線中継装置において、それぞれの局には個別に対応する第１および第２の通信回路が設けられる。ここで本発明では、たとえば通信回路と制御回路とを一体化した回路を用いるなどして、前記第１および第２の各通信回路毎に個別に対応して、第１および第２の制御手段を設ける。

そして、前記多元接続のために、端末局から回線確立要求を受信すると、従来の制御手段は、基地局側と端末局側とで使用回線の重複選択を避けるために、先ず基地局に対応した第１の通信回路を制御して該基地局に対して回線確立要求を行い、回線割当てが行われて該基地局との間の回線確立処理を行った後、次に前記端末局に対応した第２の通信回路を制御して該端末局との間の回線確立処理を行っていたのに対して、本発明では、前記基地局に対応した第１の制御手段が第１の通信回路を制御して該基地局との間の回線確立処理を行っている間に、前記端末局に対応した第２の制御手段が第２の通信回路を制御して該端末局との間の回線モニタ処理（受信電界強度の測定）を実施する。前記基地局との間の回線が確立すると、前記第２の制御手段は、直ちに、空いており、かつ通信状態の良好な回線を用いて、該端末局との間の回線を確立する。

したがって、所定の手順で回線確立処理を行うにあたって、基地局との間で回線確立処理を行っている間に、端末局側でも、最も時間を要する回線モニタ処理を並列処理することができ、端末局との間の回線確立処理に要する時間を格段に短縮することができる。

さらにまた、本発明の無線中継装置は、前記第１の制御手段が基地局から回線割当てを受信すると、前記第２の制御手段は、その割当て結果を用いて、前記回線モニタ処理に続いて、空き回線判定、空き回線優先順位付け、および候補回線選定を実施することを特徴とする。

上記の構成によれば、基地局との間で使用する回線が決定し、その回線割当てメッセージが基地局から通知されると、第１の制御手段は第１の通信回路を用いて前記基地局との間でタイミングの決定などを行い、回線を使用可能にする処理を行うのに並行して、第２の制御手段は、前記回線モニタ処理に続いて、その割当てられた回線を除いて、空き回線の判定、空き回線優先順位付け、および候補回線選定を実施することができる。

したがって、第１の通信回路によって基地局との間の回線確立の完了後、即座に端末局に対して回線割当てメッセージを送信することができ、該端末局との間の回線確立に要する時間をさらに短縮することができる。

また、本発明の無線中継装置は、前記２つの制御手段が、前記第１および第２の通信回路に個別にそれぞれ対応した制御ソフトウェアを共に格納しており、相互に異なるそれらの制御ソフトウェアを選択使用することで、前記第１および第２の制御手段として機能することを特徴とする。

上記の構成によれば、たとえば屋外の基地局と屋内の端末局とのように、それぞれの局には対応する通信回路（特にアンテナ）が臨む構成では、前記屋外側には前記第１の通信回路を、前記屋内側には第２の通信回路を向けるという設置上の制約が生じる。

そこで本発明では、相互に等しい構成の２つの通信回路および各通信回路毎に個別に対応している相互に等しい構成の２つの制御手段を設け、それらの制御手段には、予め両方の通信回路のための制御ソフトウェアを格納しておく。そして、制御すべき通信回路が臨む（通信相手の）局に対応した制御ソフトウェアを、前記各制御手段で選択して使用する。

したがって、設置工事にあたっては、前記各通信回路の設置方向への制約が少なくなり、共通の該無線中継装置を使用しても、高い自由度で設置を行うことができる。これによって、該無線中継装置自体および設置工事のコストを削減することができるとともに、高い通信品質を得ることもできる。

さらにまた、本発明の無線中継装置は、外部入力手段をさらに備え、前記２つの制御手段は、前記外部入力手段からの入力結果に応答して、前記選択使用する制御ソフトウェアを決定することを特徴とする。

上記の構成によれば、２つの通信回路が、それぞれ前記基地局と端末局とのどちらに臨んでいるのかを判断するために、外部入力手段を設けておく。そして、設置工事時に、作業者がこの外部入力手段から設定作業を行い、前記２つの制御手段は、その入力結果に応答して、前記選択使用する制御ソフトウェアを決定し、第１の制御手段と第２の制御手段とのいずれかに切替わる。

したがって、制御ソフトウェアの選択設定を具体的に実現することができる。

また、本発明の無線中継装置では、前記２つの制御手段の少なくとも一方は、起動プログラムを有し、起動時に前記２つの通信回路に通信環境の調査を行わせ、その調査結果に応答して、前記選択使用する制御ソフトウェアを決定することを特徴とする。

上記の構成によれば、２つの通信回路が、それぞれ前記基地局と端末局とのどちらに臨んでいるのかを判断するために、前記２つの制御手段の少なくとも一方には起動プログラムを格納しておく。そして、設置後の初起動時や、移設後の初起動時、さらにはシステムリセット時などに、その少なくとも一方の制御手段はこの起動プログラムを実行し、前記各通信回路に、それぞれどれだけの基地局が検出されるかなどの通信環境の調査を行わせ、その調査結果に応答して、たとえば基地局が多く検出された方の通信回路に対応した制御手段は該基地局と通信するための制御ソフトウェアを使用し、前記基地局の検出が少なかった方の通信回路に対応した制御手段は前記端末局と通信するための制御ソフトウェアを使用するなど、各制御手段で選択使用する制御ソフトウェアを決定する。

したがって、前記通信環境に応じて自動的に使用すべき制御ソフトウェアを決定することができ、設置工事時に煩雑な設定作業を無くすことができる。

さらにまた、本発明の無線中継装置は、前記２つの制御手段とは別途に、前記第１および第２の制御手段のための制御ソフトウェアを格納している第３の制御手段を設け、前記２つの制御手段には、初期状態では前記制御ソフトウェアが書込まれておらず、前記第３の制御手段が、前記２つの制御手段に相互に異なる制御ソフトウェアを書込むことで、前記第１および第２の制御手段として機能させることを特徴とする。

上記の構成によれば、たとえば屋外の基地局と屋内の端末局とのように、それぞれの局には対応する通信回路（特にアンテナ）が臨む構成では、前記屋外側には前記第１の通信回路を、前記屋内側には第２の通信回路を向けるという設置上の制約が生じる。

そこで本発明では、相互に等しい構成の２つの通信回路および各通信回路毎に個別に対応している相互に等しい構成の２つの制御手段を設けるとともに、両方の通信回路のための制御ソフトウェアを格納している第３の制御手段を設けておく。そして、制御すべき通信回路が臨む（通信相手の）局に対応した制御ソフトウェアを、前記第３の制御手段が２つの制御手段に書込むことで、前記第１および第２の制御手段としてそれぞれ機能させる。

したがって、設置工事にあたっては、前記各通信回路の設置方向への制約が少なくなり、共通の該無線中継装置を使用しても、高い自由度で設置を行うことができる。これによって、該無線中継装置自体および設置工事のコストを削減することができるとともに、高い通信品質を得ることもできる。また、前記第１および第２の制御手段となる２つの制御手段における制御ソフトウェアの格納領域を必要最小限にすることができるとともに、該制御ソフトウェアを第３の制御手段のみで管理できるので、該制御ソフトウェアのバージョンアップや不具合への対応が容易になる。

また、本発明の無線中継装置は、外部入力手段をさらに備え、前記第３の制御手段は、前記外部入力手段からの入力結果に応答して、前記書込むべき制御ソフトウェアを決定することを特徴とする。

上記の構成によれば、２つの通信回路が、それぞれ前記基地局と端末局とのどちらに臨んでいるのかを判断するために、外部入力手段を設けておく。そして、設置工事時に、作業者がこの外部入力手段から設定作業を行い、前記第３の制御手段は、その入力結果に応答して、前記書込むべき制御ソフトウェアを決定し、２つの制御手段を、第１の制御手段と第２の制御手段とのいずれかに切替える。

したがって、制御ソフトウェアの書込みを具体的に実現することができる。

さらにまた、本発明の無線中継装置では、前記第３の制御手段は、起動プログラムを有し、起動時に前記２つの通信回路に通信環境の調査を行わせ、その調査結果に応答して、前記書込むべき制御ソフトウェアを決定することを特徴とする。

上記の構成によれば、２つの通信回路が、それぞれ前記基地局と端末局とのどちらに臨んでいるのかを判断するために、前記第３の制御手段には起動プログラムを格納しておく。そして、設置後の初起動時や、移設後の初起動時、さらにはシステムリセット時などに、その第３の制御手段はこの起動プログラムを実行し、前記各通信回路に、それぞれどれだけの基地局が検出されるかなどの通信環境の調査を行わせ、その調査結果に応答して、たとえば基地局が多く検出された方の通信回路に対応する制御手段には第１の制御手段として該基地局と通信するための制御ソフトウェア書込み、前記基地局の検出が少なかった方の通信回路に対応する制御手段には第２の制御手段として前記端末局と通信するための制御ソフトウェアを書込むなど、各制御手段へ書込むべき制御ソフトウェアを決定する。

したがって、前記通信環境に応じて自動的に使用すべき制御ソフトウェアを決定することができ、設置工事時に煩雑な設定作業を無くすことができる。

本発明の無線中継方法は、以上のように、携帯電話や簡易式携帯電話などで好適に用いられ、基地局と端末局との間の多元接続方式による無線通信を中継する方法において、それぞれの局に個別に対応して設けられる第１および第２の通信回路に個別に対応して第１および第２の制御手段を設け、端末局から回線確立要求を受信すると、前記基地局に対応した第１の制御手段が第１の通信回路を制御して該基地局との間の回線確立処理を行っている間に、前記端末局に対応した第２の制御手段が第２の通信回路を制御して該端末局との間の回線モニタ処理（受信電界強度の測定）を実施しており、前記基地局との間の回線が確立すると、前記第２の制御手段は、直ちに、空いており、かつ通信状態の良好な回線を用いて、該端末局との間の回線を確立する。

それゆえ、所定の手順で回線確立処理を行うにあたって、基地局との間で回線確立処理を行っている間に、端末局側でも、最も時間を要する回線モニタ処理を並列処理することができ、端末局との間の回線確立処理に要する時間を格段に短縮することができる。

以下に、ＰＨＳにおいて用いられる本発明による無線中継装置について、図面を用いながら説明する。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の第１の形態の無線中継装置２１の電気的構成を示すブロック図である。この無線中継装置２１も、前述の図１３で示す無線中継装置１のように、１つの基地局２に多くの端末局３が収容され、通信の都度回線が確立され、多元接続される状況下において使用される。前記多元接続は、時間分割、周波数分割、符号分割等のいずれであってもよく、回線接続にあたって、後述するように受信電界強度を測定する回線モニタ処理を行う必要のあるものであればよい。

この無線中継装置２１は、２つのアンテナ２２，２３、無線回路２４，２５、ベースバンド回路２６，２７および制御部２８，２９を備えるとともに、単一のＤＰＲＡＭ（Ｄｕａｌ Ｐｏｒｔ ＲＡＭ）３０を備えて構成される。前記ＤＰＲＡＭ３０とは、アドレス、データバス、コントロール信号などを２系統有し、２つの制御部（ＣＰＵ等）で記憶領域を共有できる半導体素子のことである。

前記基地局から到来する無線信号はアンテナ２２を介して無線回路２４で受信され、高周波信号からベースバンド信号へ復調処理され、さらにベースバンド回路２６にてデータの復号処理が行われ、その復号データが制御部２８にて解析される。このとき、受信メッセージが端末局へ中継送信すべきメッセージであれば、ＤＰＲＡＭ３０を介して制御部２９へメッセージが渡され、ベースバンド回路２７にてデータの符号化処理が行われ、無線回路２５にてベースバンド信号から高周波信号への変調処理が行われた後、アンテナ２３から端末局へ向けて無線信号が送信される。また、前記制御部２８での解析の結果、受信メッセージに対する応答メッセージを基地局へ送信すべきであれば、当該メッセージを該制御部２８で生成し、ベースバンド回路２６にてデータの符号化処理を行い、無線回路２４でベースバンド信号から高周波信号への変調処理を行い、アンテナ２２を介して基地局へ向けて無線信号を送信する。

一方、無線信号が端末局から到来した際には、アンテナ２３を介して無線回路２５で受信され、高周波信号からベースバンド信号へ復調処理され、さらにベースバンド回路２７にてデータの復号処理が行われ、その復号データが制御部２９およびＤＰＲＡＭ３０を介して制御部２８に渡され、解析処理が行われる。この解析結果に応じた動作は、前述の通りであるので省略する。

注目すべきは、本発明では、前記ベースバンド回路２６と制御部２８とを、同様に前記ベースバンド回路２７と制御部２９とを、それぞれ１チップで形成するなどして、基地局と端末局とに個別に対応する各無線回路２４，２５に、それぞれ制御部２８，２９を設けていることである。そして、この無線中継装置２１では、このように制御部２８，２９を２つ備える構成を採ることによって、基地局側に関する処理を主に制御部２８に、端末局側に関する処理を主に制御部２９に分担させ、後述するように回線確立処理における回線モニタ処理を並列に行っている。制御部２８は、無線回路２４およびベースバンド回路２６に対する動作制御も合わせて行い、同様に制御部２９は、無線回路２５およびベースバンド回路２７に対する動作制御も合わせて行う。

図２は、上述のように構成される無線中継装置２１による回線確立処理のシーケンスを示す図である。前述の図１５で示す無線中継装置１１による回線確立処理のシーケンスを参照して、端末局からの回線確立要求メッセージを基地局へ中継し、基地局が、全ての使用可能回線の内、他の通信による使用状況の調査として、受信電界強度の測定（回線モニタ）を実施し、得られた回線モニタ結果を基に、各回線が使用中であるか否かの判定（空き回線判定）を実施し、さらに空きと判定された回線を、たとえば受信電界強度の小さいもの順（前記他の通信による電界強度レベルが小さいもの順）といったような選択条件を満足する順に並べる処理（空き回線優先順位付け）を実施し、その優先順位に従って、使用する回線を決定（候補回線選定）し、端末局に対して、回線割当てメッセージにて通知し、回線を確立する点は同様である。

しかしながら、注目すべきは、この無線中継装置２１では、前記の基地局との間の回線確立処理に該基地局側の制御部２８が応答している間に、並列に、端末局側の制御部２９が、回線モニタ処理を実施していることである。そして、前記基地局から回線割当てメッセージを受信すると、直ちに、前記のモニタ結果から受信された回線は直後の使用開始が確実であるので、空き回線から除外し、残余の回線に対して空き回線判定を実施し、さらに空きと判定された回線に空き回線優先順位付けを実施し、その優先順位に従って候補回線を選定し、端末局に対して回線割当てメッセージにて通知し、基地局−該無線中継装置２１−端末局間の回線を確立する。

具体的には、図３で示すように、制御部２９が、ステップＳ２１で端末局からの回線確立要求メッセージを受信すると、ステップＳ２２で制御部２８へそのことを通知し、ステップＳ１１で制御部２８が受信すると、これに応答してステップＳ１２で前記回線確立要求を基地局に対して中継送信する。ステップＳ１３で基地局からの回線割当てメッセージを受信して基地局−該無線中継装置２１間の回線を確立するまでの処理を制御部２８にて実施する間、制御部２９は、その後の端末局−該無線中継装置２１間の回線確立処理に必要となる回線モニタのデータを、ステップＳ２３にて予め取得する処理を行っている。

そして、制御部２９は、制御部２８での基地局−該無線中継装置２１間の回線確立処理が完了し、ステップＳ１４，Ｓ２４で前記回線モニタ結果の通知指示が届いた時点で、ステップＳ２５，Ｓ１５において、それまでモニタしていた結果を制御部２８に対して通知する。

その後、制御部２８は、ステップＳ１６で、その通知された結果から、割当てられた回線を除外し、残余の回線に対して空き回線判定を実施し、さらにステップＳ１７で、空きと判定された回線に空き回線優先順位付けを実施し、ステップＳ１８で、その優先順位に従って候補回線を選定し、ステップＳ１９で、制御部２９に対して、回線割当てメッセージによる端末局への通知を指示して、基地局−該無線中継装置２１間の回線確立処理を終了する。制御部２９は、ステップＳ２６で、制御部２８から前記回線割当てメッセージを端末局へ通知すべき指示を受けると、ステップＳ２７で前記回線割当てメッセージを送信し、該無線中継装置２１−端末局間の回線確立処理を終了する。

このようにして、基地局側と端末局側とで使用回線の重複選択を避けるために、従来では、基地局−無線中継装置間の回線確立処理が完了後にしか実施できなかった端末局側の回線モニタ処理を、基地局−該無線中継装置２１間の回線確立処理中に行うことができ、回線確立処理に要する時間の中で最も時間を要するその所要時間、たとえば２０ｍｓｅｃ×４０回線＝８００ｍｓｅｃを短縮することができる。

［実施の形態２］
図４は、本発明の実施の第２の形態の無線中継装置による回線確立処理のシーケンスを示す図である。本実施の形態では、無線中継装置の構成は、前述の図１で示す無線中継装置２１と同様の構成を使用することができ、この回線確立処理のシーケンスが異なる。注目すべきは、上述の図２で示すシーケンスでは、基地局−該無線中継装置２１間の回線確立処理に並行して、回線モニタ処理が行われ、完了した後に、該無線中継装置２１−端末局間での空き回線判定、空き回線優先順位付けおよび候補回線の選定が行われているけれども、本実施の形態では、基地局−該無線中継装置２１間の回線割当てが終了した段階で、回線確立処理が完了していなくても、該無線中継装置２１−端末局間での空き回線判定、空き回線優先順位付けおよび候補回線の選定を並行して行うことである。

図５は、図４のフローチャートである。なお、図３のフローチャートに対して、同一の処理には同一のステップ番号を付して示し、その説明を省略する。ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ１１，Ｓ１２で端末局からの回線割当要求を転送すると、端末局側の制御部２９はステップＳ２３で回線モニタ処理を行っており、ステップＳ１３で制御部２８が基地局から回線割当てメッセージを受信すると、ステップＳ３１，Ｓ４１でその回線割当て結果が端末局側の制御部２９へ通知される。

その後、基地局側の制御部２８では、タイミング合わせ等の残りの回線確立処理を行うことになるが、端末局側の制御部２９は、ステップＳ４１で前記回線割当てメッセージを受信すると、直ちに、それまでモニタしていた結果から、ステップＳ４２で、基地局−該無線中継装置２１間に割当てられ、直後の使用開始が確実である回線を空き回線から除外して残余の回線に対して空き回線判定を実施し、さらにステップＳ４３で、空きと判定された回線に空き回線優先順位付けを実施し、ステップＳ４４で、その優先順位に従って候補回線を選定し、ステップＳ４５，Ｓ３２で、制御部２８に対して通知する。候補回線選定結果の通知があると、制御部２８は、制御部２９に、ステップＳ１９，Ｓ２６で、端末局へ回線割当て結果を通知すべき指示を行い、ステップＳ２７で前記回線割当てメッセージが送信され、該無線中継装置２１−端末局間の回線確立処理を終了する。

このように制御部２８が基地局から回線割当てメッセージを受信すると、端末局側の制御部２９が、その割当て結果を用いて、前記回線モニタ処理に続いて、空き回線判定、空き回線優先順位付け、および候補回線選定を行うことで、制御部２８が前記基地局との間でタイミングの決定などの残りの処理を行っている間に、並行して前記の処理を実施しておくので、基地局との間の回線確立の完了後、即座に端末局に対して回線割当てメッセージを送信することができ、該端末局との間の回線確立に要する時間をさらに短縮することができる。

［実施の形態３］
図６は、本発明の実施の第３の形態の無線中継装置３１の電気的構成を示すブロック図である。この無線中継装置３１は、前述の図１で示す無線中継装置２１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この無線中継装置３１では、２つの制御部３８，３９には、基地局との通信を行う第１の制御ソフトウェア４１と、端末局との通信を行う第２の制御ソフトウェア４２とが、それぞれ共通に搭載されていることである。

すなわち、前記無線中継装置２１の制御部２８，２９では、詳しく説明していないけれども、基地局との通信を行う制御部２８と、端末局との通信を行う制御部２９とには、相互に異なる制御ソフトウェアが必要になり、図示していないが、それぞれ適切な制御ソフトウェアが格納されている。これに対して、この無線中継装置３１の制御部３８，３９には、基地局用の制御ソフトウェア４１と、端末局用の制御ソフトウェア４２との２つの制御ソフトウェアが、共に搭載されている。

前記基地局側と端末局側とで、アンテナ２２および無線回路２４は、アンテナ２３および無線回路２５とそれぞれ同一構成であり、したがって２つの制御部３８，３９に共通の制御ソフトウェアを搭載することで、前述のように１チップで構成されるベースバンド回路２６および制御部３８と、ベースバンド回路２７と制御部３９とに、同一チップを共用することができる。これによって、チップコストを大幅に削減することができる。

そして、無線中継装置の外観形状は、一般に図７に示すように、水平方向断面がＩ字状に形成され、そのＩ字の上辺部分５１と下辺部分５２とに、平面アンテナ５３，５４が埋込まれており、前記上辺部分５１と下辺部分５２との接続部分５５は、アンテナ５３，５４間の混信を避けるために、前記ＰＨＳで３０ｃｍ程度の長さに形成されている。これに従来では、参照５６で示すＬＥＤなどによるインジケータや、参照符５７で示すようなマークを設けておき、施工設定時に前記ＬＥＤを点滅させるなどして、アンテナ５３，５４の向き調整を行わせるようになっている。

この点、本実施の形態では、制御部３８，３９に２つの制御ソフトウェア４１，４２を共に搭載しておくことで、該無線中継装置３１の設置方向は、前記施工設定時の設定で任意に選択できるようになっている。具体的には、基地局が存在する屋外側にアンテナ２２，２３（５３，５４）の任意の一方を向け、端末局が存在する屋内側に任意の他方を向け、設定によって基地局と通信するのか、または端末局と通信するのかを自由に切換えることができる。

これによって、設置工事にあたっては、設置方向への制約が少なくなり、共通の該無線中継装置３１を使用しても、高い自由度で設置を行うことができる。たとえば、窓に向かって、右側の壁面用と、左側の壁面用とに個別の無線中継装置を準備しておくような必要がなくなる。これによって、該無線中継装置３１自体および設置工事のコストを削減することができるとともに、天井や壁面等に設置される該無線中継装置３１を、最も良好な感度が得られる場所に簡単に設置することができる。

また、前記インジケータやマークなどが不要になり、これによってもまたコストを削減することができるとともに、該無線中継装置３１のハウジング表面の空いたスペースを、商標マークを入れるなどの他の用途に用いることが可能となるばかりでなく、ハウジング表面のデザインをすっきりさせるようデザイン設計することもできる。

［実施の形態４］
図８は、本発明の実施の第４の形態の無線中継装置６１の電気的構成を示すブロック図である。この無線中継装置６１は、前述の無線中継装置３１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この無線中継装置６１では、２つの制御部６８，６９には前記制御ソフトウェア４１，４２が予め搭載されておらず、代りに、前記制御ソフトウェア４１，４２を搭載し、その適切な方を、前記施工設定時にこれらの制御部６８，６９に書込む制御部６２が設けられていることである。

このようにしてもまた、設置工事にあたって、設置方向への制約が少なくなり、共通の該無線中継装置６１を使用しても、高い自由度で設置を行うことができる。また、制御部６８，６９における制御ソフトウェア４１，４２の格納領域を必要最小限にすることができるとともに、該制御ソフトウェア４１，４２を制御部６２のみで一括管理できるので、該制御ソフトウェア４１，４２のバージョンアップや不具合への対応が容易になる。

［実施の形態５］
図９は、本発明の実施の第５の形態の無線中継装置７１の電気的構成を示すブロック図である。この無線中継装置７１は、前述の無線中継装置３１に類似している。注目すべきは、この無線中継装置７１では、２つの制御部３８，３９の一方（図９では制御部３８側）には、外部入力可能なようにプルアップ抵抗７２およびスイッチ７３が設けられており、その制御部３８，３９の一方が前記スイッチ７３の状態に応じて、選択すべき制御ソフトウェア４１，４２を切換えることである。前記施工設定時に、作業者がこのスイッチ７３から設定作業を行い、前記制御部３８，３９の一方は、その入力結果に応答して、選択すべき制御ソフトウェア４１または４２を決定する。

具体的には、この図９で示すように、スイッチ７３のＯＦＦで制御部３８の入力ポートにＨｉｇｈが、スイッチ７３のＯＮでＬｏｗが入力されるような回路構成で、かつ入力がＨｉｇｈのとき基地局側を制御する制御ソフトウェア４１を該制御部３８に、端末局側を制御するソフトウェア４２を制御部３９に選択させ、仮に該無線中継装置７１を設置した際にアンテナ２２が屋外側を向いてしまった場合に施工者がスイッチ７３をＯＦＦ設定にすれば、屋外側に近い該アンテナ２２を制御する制御部３８に基地局側を制御する制御ソフトウェア４１を選択させ、アンテナ２３を制御する制御部３９に端末局側を制御する制御ソフトウェア４２を選択させることができる。

こうして、該無線中継装置７１の設置時状況に応じた制御部３８，３９の基地局側または端末局側の通信制御権の選択を実現することができる。具体的には、電源コードの引出し方向の制限や、装置の表示を使用者が視認できるようにするため等の設置時の拘束条件によって、アンテナ２２，２３のいずれが屋外（基地局）側を向くかが決定されることがあるので、この場合に屋外側に近い方のアンテナを制御する制御部に対して基地局側を制御する制御ソフトウェア４１を選択使用するようにスイッチ７３を設定するものである。

同様に、図１０の無線中継装置８１のように、前記無線中継装置６１の構成に、前記プルアップ抵抗７２およびスイッチ７３を設け、２つの制御部６８，６９に書込むべき制御ソフトウェア４１または４２を決定するようにしてもよい。こうして、制御ソフトウェア４１，４２の書込みを具体的に実現することができる。

［実施の形態６］
図１１は、本発明の実施の第６の形態の無線中継装置の設置起動時における立ち上げ処理の状態遷移の一例を示すフローチャートである。この立ち上げ処理は、前記制御ソフトウェア４１，４２を切換えて使用する前記制御部３８，３９や制御部６２に予め格納されており、電源が投入された時点、予め定める時間間隔（たとえば２４時間毎）および／または同期している基地局の同期外れが検出された時点などに行われる。

ステップＳ５１で初期化処理が行われ、ステップＳ５２でＰＨＳに関するキャリアサーチが行われる。関連する制御キャリアが検出されればステップＳ５３に移り、１または複数の同期先の候補となる基地局のモニタが行われる。同期先の（中継対象となる）候補基地局があれば、ステップＳ５４で受信電界強度レベルや妨害の有無などから前記同期（中継）先の基地局を決定し、ステップＳ５５で同期（中継）動作の起動処理が行われ、ステップＳ５６で動作可能と判定されると、中継すべき無線信号の待機状態となる。

そして、本実施の形態では、前記ステップＳ５３では、同期先候補とする他基地局を選定するに先立ち、候補基地局のモニタ処理を行うことを利用して、このモニタ処理で多くの基地局が観測できた側のアンテナが屋外の方向を向いていると想定できるので、そのアンテナを基地局との無線信号のやりとりを行うアンテナとした方が良いと判断し、この判断に基づき２つの制御部３８，３９；６８，６９の各々で実行する制御ソフトウェアを選択したり、書込んだりする。

このように構成することによって、通信環境に応じて、自動的に使用すべき制御ソフトウェアを決定することができ、設置工事時に煩雑な設定作業を無くすことができる。すなわち、該無線中継装置を、見通しの良さそうな所に、電源線を確保し、取り付け金具等で機械的に固定するだけで設置工事を終了することができ、さらに施工性を高めることができる。なお、設置状況の判断処理については、制御部３８，３９の場合は、いずれで実行しても構わない。

本発明の実施の第１の形態の無線中継装置の電気的構成を示すブロック図である。 図１で示す無線中継装置による回線確立処理のシーケンスを示す図である。 図２のフローチャートである。 本発明の実施の第２の形態の無線中継装置による回線確立処理のシーケンスを示す図である。 図４のフローチャートである。 本発明の実施の第３の形態の無線中継装置の電気的構成を示すブロック図である。 無線中継装置の外観形状の一例を示す斜視図である。 本発明の実施の第４の形態の無線中継装置の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施の第５の形態の無線中継装置の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施の第５の形態の無線中継装置の他の例の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施の第６の形態の無線中継装置の設置起動時における立ち上げ処理の状態遷移の一例を示すフローチャートである。 基地局−端末局間の回線確立のシーケンスを示す図である。 無線中継装置による再送信の様子を説明するための図である。 典型的な従来技術の無線中継装置の電気的構成を示すブロック図である。 従来技術による回線確立処理のシーケンスを示す図である。

符号の説明

１ 無線中継装置
２ 基地局
３ 端末局
１１ 無線中継装置
１２，１５ アンテナ
１３，１６ 無線回路
１４，１７ ベースバンド回路
１８ 制御部
２１，３１，６１，７１，８１ 無線中継装置
２４，２５ 無線回路（通信回路）
２６，２７ ベースバンド回路（通信回路）
２８，２９；３８，３９；６８，６９ 制御部
３０ ＤＰＲＡＭ
４１，４２ 制御ソフトウェア
５１ 上辺部分
５２ 下辺部分
５３，５４ 平面アンテナ
５５ 接続部分
５６ インジケータ
５７ マーク
６２ 制御部
７２ プルアップ抵抗
７３ スイッチ

Claims (9)

1. 基地局と端末局との間の多元接続方式による無線通信を、それぞれの局に個別に対応する第１および第２の通信回路を用いて中継する無線中継方法において、
   前記各通信回路をそれぞれ制御する第１および第２の制御手段を設け、
   前記端末局から回線確立要求を受信すると、前記基地局に対応した第１の制御手段が第１の通信回路を制御して該基地局との間の回線確立処理を行うとともに、前記端末局に対応した第２の制御手段が第２の通信回路を制御して該端末局との間の回線モニタ処理を実施することを特徴とする無線中継方法。
2. 基地局と端末局との間の多元接続方式による無線通信を中継するために用いられ、それぞれの局には個別に対応する第１および第２の通信回路を用いる無線中継装置において、
   前記端末局から回線確立要求を受信すると、前記基地局に対応した第１の通信回路を制御して該基地局との間の回線確立処理を行う第１の制御手段と、
   前記第１の制御手段が基地局へ回線確立要求を送信すると、前記端末局に対応した通信回路を制御して該端末局との間の回線モニタ処理を実施する第２の制御手段とを含むことを特徴とする無線中継装置。
3. 前記第１の制御手段が基地局から回線割当てを受信すると、前記第２の制御手段は、その割当て結果を用いて、前記回線モニタ処理に続いて、空き回線判定、空き回線優先順位付け、および候補回線選定を実施することを特徴とする請求項２記載の無線中継装置。
4. 前記２つの制御手段が、前記第１および第２の通信回路に個別にそれぞれ対応した制御ソフトウェアを共に格納しており、相互に異なるそれらの制御ソフトウェアを選択使用することで、前記第１および第２の制御手段として機能することを特徴とする請求項２または３記載の無線中継装置。
5. 外部入力手段をさらに備え、
   前記２つの制御手段は、前記外部入力手段からの入力結果に応答して、前記選択使用する制御ソフトウェアを決定することを特徴とする請求項４記載の無線中継装置。
6. 前記２つの制御手段の少なくとも一方は、起動プログラムを有し、起動時に前記２つの通信回路に通信環境の調査を行わせ、その調査結果に応答して、前記選択使用する制御ソフトウェアを決定することを特徴とする請求項４記載の無線中継装置。
7. 前記２つの制御手段とは別途に、前記第１および第２の制御手段のための制御ソフトウェアを格納している第３の制御手段を設け、
   前記２つの制御手段には、初期状態では前記制御ソフトウェアが書込まれておらず、前記第３の制御手段が、前記２つの制御手段に相互に異なる制御ソフトウェアを書込むことで、前記第１および第２の制御手段として機能させることを特徴とする請求項２または３記載の無線中継装置。
8. 外部入力手段をさらに備え、
   前記第３の制御手段は、前記外部入力手段からの入力結果に応答して、前記書込むべき制御ソフトウェアを決定することを特徴とする請求項７記載の無線中継装置。
9. 前記第３の制御手段は、起動プログラムを有し、起動時に前記２つの通信回路に通信環境の調査を行わせ、その調査結果に応答して、前記書込むべき制御ソフトウェアを決定することを特徴とする請求項７記載の無線中継装置。