JP3430057B2

JP3430057B2 - 無線通信システム

Info

Publication number: JP3430057B2
Application number: JP02636099A
Authority: JP
Inventors: 浩明佐藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-02-03
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 2003-07-28
Anticipated expiration: 2019-02-03
Also published as: KR20000062519A; CN1263396A; JP2000224088A; CN1157899C; KR100334564B1; US6718159B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の無線通信端
末間でデータを交換するような無線通信システムに関
し、特に、送出電力が小さい無線端末局同士でデータを
交換する無線通信システムにおいて、通信エリアを拡大
するためにデータ交換を中継するようにした無線通信シ
ステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】親局を持たない複数の無線端末局がデー
タを相互に交換する場合、送信元の無線端末局は、送信
先の無線端末局を指定してデータを送信する。しかし、
無線免許を必要としない無線機器、たとえば特定小電力
無線機器や微弱無線機器では、送出電力が小さいため、
伝送範囲を広げるためには中継局による中継が必要にな
る。

【０００３】従来の中継方式では、例えば特定小電力無
線局４００MHz 帯データ伝送用無線設備（RCR STD-17A
）において示されているように、２周波単信中継型方
式や、４周波複信中継型方式の方法が、一般的である。

【０００４】図１に、代表的な４周波複信中継型方式を
示す。無線端末局A(1)と、中継局R1(2) 及び中継局R2
(3) と、無線端末局B1(4) 、B2(5) 、Bn(6) は、それぞ
れ異なる周波数チャンネルのペア周波数で通信される。
この中継方式において、例えば、無線端末局A(1)と無線
端末局Bn(6) とが、中継機R1(2) 及びR2(3) を介して通
信する場合、発呼側の無線端末局A (1) は、回線接続手
順に基づいて、中継局R1(2) と回線接続される。図１中
のＡ端末から中継局R1(2) に送信する周波数Ｆa (7) 、
及び中継局R1(2) がＡ端末に送信する周波数Ｆr1(8)
は、あらかじめ定められた周波数チャンネルのペア周波
数である。中継局R1(2) で受信された信号は、一度ベー
スバンド信号に復調され、ベースバンド信号により中継
局R2(3) に送られ、中継局R2(3) から適当な回線接続手
順を経て、受信可能な無線端末局に伝送される。受信さ
れた信号が自局宛ての情報であると認識した無線端末局
Bn(6) は、中継局R2(3) が使用したチャンネルのペア周
波数によって応答する。そして回線接続された無線端末
局A(1)と、無線端末局Bn(6) は、データを交換できるよ
うになる。

【０００５】もう一つの方法として、図２に示すよう
に、各無線端末局に中継機能を持たせて、相互接続動作
により協働してデータの中継を行うシステムでは、無線
端末局A(10) が無線端末局E(14) とデータ交換を行う場
合は、まず発呼側の無線端末局A(10) は、直接無線端末
局E(14) に接続要求を送出するが、無線端末局Ａの通信
可能な空間であるＡ端末エリア(15)の外に位置する無線
端末局E(14) は、その接続要求を受信できないので応答
することができない。次に、無線端末局A(10) は中継要
求をＡ端末エリア(15)内にいる不特定無線端末局に対し
て一斉送信する。Ａ端末エリア(15)内で応答可能な無線
端末局B(11) 、C(12) 、D(13) は、キャリアセンスによ
り他局の送出信号が無いことを確認しながら、順次無線
端末局A(10) に、中継動作可能であることを応答する。
無線端末局A(10) は応答があった無線端末局の識別符号
により通信可能な無線端末局を知ることができるので、
それぞれ個別に無線端末局E(14) と接続可能かどうかを
問い合わせ、問い合わせを受けた各無線端末局は、それ
ぞれ個別に無線端末局E(14) に向けて接続要求を試み
る。図２中では、無線端末局C(12) 、D(13) が無線端末
局E(14) と接続可能であり、その報告を受けた無線端末
局A(10) は、適当な無線端末局を指定して中継要求を行
い、無線端末局E(14) と中継局を介したデータ交換を行
う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記、特定小電力無線
局４００ＭＨｚ帯データ伝送用無線設備（ＲＣＲＳＴＤ
−１７Ａ）の中継方式においては、中継局をあらかじめ
無線設備として配置しなければならないため、中継局の
配置によって、伝送可能範囲が決まってしまう。したが
って、中継局の通信可能範囲を超えてしまえば、無線端
末局間の情報交換はできないという問題があった。

【０００７】また、上記中継機能を持った無線端末局の
無線システムでは、無線端末局が自立的に中継を行える
ため、固定された中継局より、通信可能範囲を広くでき
る。しかし、複数の無線端末局から任意の無線端末局に
回線接続するまでに、通信可能な無線端末局に対して総
当たり的に目的の無線端末局の捜索を行う必要があり、
中継による回線接続の手順が煩雑であり、回線接続まで
の時間がかかるという問題があった。

【０００８】この発明は、上記のような従来の問題点を
解決するためになされたもので、小電力の無線通信シス
テムにおいて、通信エリアを拡大するために伝送データ
の中継を行うことを目的として、発呼局が中継局を介し
て被呼局と回線接続を行う際、煩雑で多くの手順を必要
とすることなく、最適な通信経路を選択することのでき
る無線通信システムを提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる無線通信
システムは、無線端末局に中継機能を付加し、他局から
の中継依頼により自立的に任意の無線端末局に対して中
継データを送出する際、中継依頼を受けた複数の無線端
末局が一斉に中継データを送出できるように構成したも
のであり、これにより中継可能な無線端末局が個別に任
意の無線端末局に呼び出し要求を行う手順を簡素化する
ことができる。

【００１０】そして、複数の中継動作を行う無線端末局
からの呼び出し要求を受信した任意の無線端末局は、そ
の中から中継動作を行った中継局送出信号の受信レベル
を検出することにより、データの中継に最適な無線通信
端末を選択して回線接続を行うことにより、１度の中継
局を介した接続要求と応答とにより、通信経路を決定す
ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】即ち、本発明の請求項１にかかる
無線通信システムは、複数の無線端末局が相互に無線通
信によってデータ交換を行う無線通信システムにおい
て、上記無線端末局は、該無線通信システムの他の無線
端末局に対してデータを送出する機能と、他の無線端末
局からのデータを受信する機能と、他の無線端末局の要
求によりデータを中継する機能とを備え、上記無線端末
局がデータを特定の無線端末局に対して送出した場合、
目的の無線端末局からの応答がない場合、不特定多数の
他の無線端末局に対してデータの中継を要求するため
に、送信を行う無線端末局に割り当てられたアドレスに
対応する時間位置に信号が入力された中継要求パケット
を送出し、上記無線端末局の無線通信可能エリア内で要
求を受けた他の無線端末局は互いに送出タイミングを同
じくして、一斉に上記目的の無線端末局に対して、それ
ぞれ当該他の無線端末局毎に個別に割り当てられたアド
レスに対応する時間位置に信号が入力された中継要求パ
ケットの送出を行う、ことを特徴としたものである。こ
れにより、上記無線端末局は、目的の無線端末局に対す
る回線接続要求を最小限の手順で完了することができ、
回線接続にかかる煩雑な手順と時間とを短縮することが
できる。

【００１２】本発明の請求項２にかかる無線通信システ
ムは、請求項１に記載の無線通信システムにおいて、上
記不特定多数の無線端末局の中継によって、上記中継要
求パケットが届けられた無線端末局は、上記中継要求パ
ケットに対して応答を返す場合、上記不特定多数の無線
端末局の一斉に送出した中継要求パケット内に入力され
た、無線端末局に割り当てられたアドレスを示す信号の
受信レベル状態から、データを中継させるのに最適な無
線端末局を選択し、該無線端末局に対して中継の応答を
目的として、最初に送出した無線端末局に割り当てられ
たアドレスを含む中継モードパケットを送出する、こと
を特徴としたものである。これにより、複数のデータを
中継する無線端末局から適当な無線端末局を選択して応
答することにより、最小限の回線接続要求でもって中継
局を介した通信経路を確立することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、本発明の
実施の形態を図面を参照して説明する。図５は、本発明
の実施の形態１による無線通信システムにおける無線端
末局の構成図である。図５において、コントローラ５６
は、モニタ５７、及び入力キー５８の入出力データ制御
や、無線ユニット５９の制御、及び無線通信手順の制御
を行う。図３に、上記無線ユニット５９の構成図を示
す。図３において、３０は送受信アンテナ、３１は送受
信切換え器であり、本実施の形態１では、ピンポン伝送
を行う。

【００１４】受信信号は、ＬＮＡ（低雑音増幅器）３２
で適当に増幅され、ミキサ３３で中間周波数（以後ＩＦ
と表記する）へ周波数変換される。３４はＩＦ段のＢＰ
Ｆ（帯域通過フィルタ）であり、上記周波数変換された
受信信号は、該ＢＰＦ３４により１チャンネル帯域に帯
域制限した後、ＩＦアンプ３５で増幅され、さらに、Ｄ
ＱＰＳＫ変復調部３６に入力される。

【００１５】また、送信信号はＤＱＰＳＫ変復調部３６
で変調され、ＢＰＦ３４ｂで帯域制限された後、ＩＦア
ンプ３５ｂで増幅され、ミキサ３３ｂでＲＦ信号にアッ
プコンバートされ、パワーアンプ３８で電力増幅された
後、送受信切換え器３１に入力される。

【００１６】３７は、ローカル発振部であり、無線ユニ
ットコントロール部３９からのローカル発振制御信号２
１により所定の周波数チャンネルになるように設定され
る。また、同じく無線ユニットコントロール部３９から
の送受信切換え制御信号２２は、送受信切換え器３１を
制御し、送信信号と受信信号を切換える。その他、モニ
タＬＥＤ４０は無線ユニット５９の状態を表示し、アド
レス設定ＳＷ４１は、各無線端末局に個別に割り当てる
アドレスを設定する。

【００１７】図４は、ＤＱＰＳＫ変復調部３６の構成図
を示す。本実施の形態１では、差動ＱＰＳＫ（ＤＱＰＳ
Ｋ）変調方式を採用したが、本発明は、変復調方式を限
定するものではない。図４において、ＤＱＰＳＫ変調部
５５では、送信データＴｘＤ（４２）を２ビットにシリ
アル−パラレル変換した後、差動符号に変換して直交変
調を行い、ＳＷ制御１信号（４４）により、ＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御を受けた後、送信ＳＷ（５１）へ伝送される。送
信ＳＷ（５１）はＳＷ制御２信号（４７）により、ＤＱ
ＰＳＫ変調部５５からの信号か、ＢＢ発振制御部５４の
出力信号である無変調信号か、を切換えられ、送信ＩＦ
信号５２となる。

【００１８】受信ＩＦ信号５３はＳＷ制御１信号（４
４）により受信ＳＷ（５０）で、ＤＱＰＳＫ復調部４８
へ伝送されるか、レベル検出部４９へ伝送されるかが選
択される。ＤＱＰＳＫ復調部４８に伝送された信号は、
受信データＲｘＤ（４３）に復調され、無線コントロー
ル部３９へ伝送される。レベル検出部４９に伝送された
信号は受信電力を電圧に変換し、受信レベル出力４５と
して伝送される。

【００１９】ＢＢ発振制御部５４は、ＤＱＰＳＫの変復
調のための発振器であり、これには、ＶＣＯ制御信号４
６が、無線コントロール部３９からの、ＤＱＰＳＫ変調
部５５の変調動作のための周波数設定信号として加えら
れ、またＤＱＰＳＫ復調部４８からは、復調動作のため
の周波数制御信号が加えられ、それぞれの周波数を可変
できる。

【００２０】本実施の形態１の無線通信システムでは、
上記無線端末装置と同じ構成になり、上記アドレス設定
ＳＷ（４１）によりユニークなアドレスが設定された、
上記無線端末装置が複数台存在している。以下に無線通
信手順を示す。

【００２１】図９に、本実施の形態１で使用する周波数
割り当てを示す。制御ｃｈ（９０）は呼接続に至るまで
の手順を行うチャンネルで、発呼局からの接続要求と被
呼局の肯定応答の手順を行い、接続が確立すると、通信
ＣＨ（９１）のＣＨ１〜ＣＨ１０に示す、同じ周波数帯
域を持つチャンネルのうちの、未使用チャンネルを使っ
て通信を行う。

【００２２】仮に、図６に示すように上記無線端末局が
配置された場合について、直接回線接続できる通常モー
ドの回線接続手順と、中継動作が必要となる中継モード
の回線接続手順とを示す。図６中に示す無線端末間の破
線は、データの送受信が可能な無線端末局を示す。例え
ば、Ａ端末(60)は、Ｂ端末(61)、とＣ端末(62)と、Ｄ端
末(63)には、無線により回線接続できるが、Ｅ端末(6
4)、Ｆ端末(65)、Ｈ端末(67)、Ｇ端末(66)には、直接に
回線接続することはできない。もしＡ端末(60)がＥ端末
(64)とデータ交換を行わなければならない場合は、その
他の無線端末局に対して中継依頼を行い、Ｅ端末(64)に
回線接続できる無線端末局が中継動作を行うことによっ
て、Ａ端末(60)とＥ端末(64)は、データ交換が可能にな
る。

【００２３】まず、通常モードの回線接続手順を説明す
る。図６中のＡ端末(60)とＢ端末(61)は、直接回線接続
できる配置にある。このような状態では、一般的に知ら
れている回線接続手順によって通信する。その手順内容
を図７に示す。発呼局（Ａ端末(60)とする）は、発呼(A
11) をした後、データを送信する直前に、制御ＣＨ(90)
のキャリアセンス(A12) を行い、他の無線端末局が通信
を行っていないことを確認する。もしキャリアを検出し
た場合は、乱数を用いて遅延時間を発生させ、遅延時間
後に再度キャリアセンスを行う。

【００２４】キャリアセンスにより制御チャンネルが使
用可能であることを確認した後、接続要求(A13) を被呼
局（Ｂ端末(61)とする）に送信する。Ｂ端末(61)は、自
局宛の接続要求を検出(B13) すると、接続可能であれ
ば、ＡＣＫ（肯定応答）を応答(B14) する。接続可能応
答を受けた(A14) Ａ端末(60)は、ｃｈ1 〜ｃｈ10の中で
未使用のチャンネルをキャリアセンスにより選択(A15)
して、上記通信ＣＨ番号を送信(A16) する。Ｂ端末(61)
では、受信データが誤り無く受信(B16) されれば、ＡＣ
Ｋを応答(B17) する。その後、発呼局、被呼局ともに、
通信チャンネルに移動(C11) して、データの交換を行う
(C12) 。データ交換の後、発呼局であるＡ端末(60)は、
接続開放要求を送信(A18) し、被呼局のＢ端末(61)は、
これを受信(B18) して、接続開放できるのであればＡＣ
Ｋを応答(B19) し、接続は開放され(C13) 、それぞれ待
受け状態(A20, B20)となる。

【００２５】次に、中継モードによる接続手順を示す。
図６中のＡ端末(60)とＥ端末(64)が通信する場合は、Ｃ
端末(62)あるいはＤ端末(63)の中継動作が必要になる。
その様子を図８に示す。発呼局Ａは、接続要求(A13) ま
では図７と同じ動作を行なうが、被呼局が無線通信可能
エリアにいなければ応答が無く、このため、上記接続要
求の後に、タイムアウト(80)となる。

【００２６】次に、発呼局は、中継要求を不特定多数の
無線端末局に対して送信(A21) する。この中継要求は、
図１０に示す中継要求パケット(113) にて伝送される。
発呼局の中継要求を受信(R11) した応答可能である無線
端末局は、発呼局から送られてきた中継要求パケット(1
13) を中継して送出(R12) する。この時、図６中では、
Ｃ端末(62)と、Ｄ端末(63)、Ｂ端末(61)が応答可能であ
る場合、それぞれの中継パケットを送出することになる
が、従来のキャリアセンスによりチャンネルの状態を確
認しつつ、中継パケットを送出する方法では、中継局間
の伝送に時間がかかり、自局が通信可能な無線端末局を
認識するのに、非常に手間がかかる。したがって本発明
の実施の形態１では、中継動作を行う場合、一定時間の
キャリアセンス(A12) の後、各端末の未使用状態を確認
できれば、該各Ｃ端末(62)、Ｄ端末(63)、Ｂ端末(61)か
ら、送出タイミングを同じくして、中継要求パケット(1
13) を送出する(R12) 。

【００２７】図１０に、通常モードの通常モードパケッ
ト(114) の構成と、中継モードパケット(112) の無線パ
ケット構成、及び、中継要求を送信する場合の，中継要
求パケット(113) の構成、を示す。通常モードの通常モ
ードパケット(114) は、従来の無線通信に使用されてい
るパケット構成とほぼ同じである。プリアンブル(100)
は、ベースバンド信号上で「１」と「０」が交互に続く
２４ビット信号である。フレーム同期(101) は、あらか
じめ決められた３１ビットの疑似ランダム符号で、フレ
ーム同期の基準となる。パケットインデックス(102)
は、現在のパケットの状態を示す４ビットのステータス
情報がある。宛先アドレス(103) は送信先アドレス、送
信元アドレスは自局アドレスを入れるが、それぞれ１６
ビットコードで、上記アドレス設定ＳＷ(41)で設定した
アドレスである。情報(105) は、伝送するデータを乗せ
るエリアであり、通常モードパケットの場合は、データ
長により可変長となる。ＦＣＳ(106) は、パケットイン
デックス(102) から情報(105) までのデータに対するエ
ラーチェック符号である。

【００２８】中継モードでは、２つの状態によってパケ
ットを使い分ける必要がある。中継要求パケット(113)
は、発呼局が被呼局を呼び出す際、中継局を経由して伝
送する場合に用いる。プリアンブル(100) 、フレーム同
期(101) 、パケットインデックス(107) 、宛先アドレス
(103) は、上記通常モードと同じであるが、中継局アド
レス区間(108) が違う構成になる。この中継局アドレス
区間ｔch(108)には、通常モードのパケットのようなコ
ードではなく、各中継無線端末局のアドレスからあらか
じめ決められた時間に無変調信号を間欠的に入力する。
例えば、アドレス０１の無線端末局が中継要求パケット
(113) を送出する場合は、図１０中の区間のみ無変調信
号を送出する。その後には、プリアンブル(100) が２４
ビットあり、発呼局アドレス(109) がある。発呼局アド
レスは、上記の例では、Ａ端末が発呼を行ったのであれ
ばＡ端末のアドレスが入る。中継モードパケット(112)
では、中継要求パケット時間ｔp (111) に定められた固
定時間のパケットであるため、固定長のデータ領域にな
る。その後にＦＣＳをつけるが、ＦＣＳの範囲は、パケ
ットインデックス(107) 、宛先アドレス(103) 、発呼局
アドレス(109) 、情報(105) である。

【００２９】図８に示すように、発呼局から送信された
中継要求パケット(113) のうち、パケットインデックス
(102) により中継するべきパケットであることを認識し
た他の無線端末局では、該中継要求パケット(113) 内の
上記中継局アドレス区間(108) に、自局のアドレスに対
応する時間位置にて無変調信号を入力して送出する。こ
の時、該中継要求パケット(113) を送出するタイミング
は、発呼局のフレーム同期(101) からの時間によって行
う。

【００３０】図１１にその様子を示す。無線端末局の配
置は、図６に従い、発呼局をＡ端末(60)とし、被呼局を
Ｅ端末(64)として、Ｂ端末(61)と、Ｃ端末(62)、Ｄ端末
(63)が、中継動作に加わった場合を示している。

【００３１】図１１では、発呼局のＡ端末(60)が中継要
求パケット(113) を送出すると、Ｂ端末(61)、Ｃ端末(6
2)、Ｄ端末(63)は中継可能であるため、フレーム同期(1
01)を検出してからの時間を計測する。Ａ端末(60)から
の中継要求パケット（中継要求パケット時間ｔp (111)
）を受信した後に、中継局が中継キャリアセンス時間
ｔ1 (115) だけキャリアセンスした後、一斉に中継要求
パケット(113) の送出を行う。中継要求パケット時間ｔ
p (111) と中継キャリアセンス時間ｔ1 (115) は、固定
時間長であり、両者を合わせた時間を、中継スロットｔ
s (122) とする。上記Ｂ端末(61)、Ｃ端末(62)、Ｄ端末
(63)によって一斉に送出された中継要求パケット(113)
は、Ｅ端末(64)で合成受信されるが、上記中継要求パケ
ット(113)は、上記中継局アドレス以外は同じデータで
あるため、多少のデータ遅延が発生してもこれを復調で
きる。そして、上記中継要求パケット(113) 中の、中継
局アドレスだけは、各中継局のそれぞれの時間割で決定
された時間に無変調信号が送信されるため、各端末とＥ
端末(64)との距離によってその受信レベルが違ってくる
ことにより、Ｅ端末(64)上では、通信可能な無線端末局
が送出した無変調信号を検出することができる。したが
って、Ｅ端末(64)では、フレーム同期(101) を基準にし
て時間測定することにより、中継局のアドレスを知るこ
とができ、その時の受信レベルを測定することにより、
自局との距離を知ることができる。図１１中では、Ｃ端
末の受信レベル(140) と、Ｄ端末の受信レベル(141) と
を示している。このようにして、受信レベルの高い中継
局を使って回線接続するようにすることにより、最適な
経路を構築することができる。

【００３２】以上は、中継局が１つである場合を示した
が、中継局を複数経由するものとした場合にも、同じ手
法で、応答時にそれぞれ受信レベルの高い経路を選択す
ることにより、中継回線の最適な選択を行なうことが可
能となる。Ｅ端末(64)から中継局に応答するときには、
上記中継モードパケット(112) の宛先アドレスとして
は、特定の中継局、例えばＤ端末(63)の中継局アドレス
の受信レベルが最大であればＤ端末(63)、を指定するよ
うにすればよく、その他の中継局は、今回の中継動作か
らは開放され、以下の条件のいずれかが満たされれば、
待受け状態(R10)に戻る。即ち、 (1) 自局の中継動作の次の中継スロットで中継を行う
局が存在しない場合、つまり通信エリアの端に位置する
局（本実施の形態１ではＢ，Ｇ，Ｈ局）は、２中継スロ
ットの時間を過ぎると、中継動作を終了して待ち受け状
態になる。 (2) 自局以外の局に経路が決まった場合（本実施の形
態１ではＣ局）は、すぐに、中継動作を終了して待ち受
け状態になる。 (3) 中継動作中にビットエラーを検出した場合（本実
施の形態１ではＦ局）は、すぐに中継動作を終了して待
ち受け状態になる。 (4) タイムアウトになると、中継動作を終了して待ち
受け状態になる。

【００３３】このようにして中継局の選択を行い、図８
中の発呼局の接続要求(A13) に対してこれを受信(E13)
し、ＡＣＫを応答(E14) する際に、中継経路を設定し
て、発呼局に応答する。この時は、送信先の無線端末局
が明確になっており、図１０の中継モードパケット(11
2) で示すパケット構造にして、送信する。Ｅ端末(64)
がＤ端末に送信する場合は、宛先アドレス(103) にはＤ
端末のアドレス、送信元アドレス(104) には自局アドレ
ス、発呼局アドレスにはＡ端末のアドレス、を入れて送
信する。また、中継モードパケット(112) は、中継要求
パケット(113) と同様に、中継要求パケット時間ｔp (1
11) で定める時間のパケット長となる。

【００３４】発呼局Ａは、上記ＡＣＫ応答を受信(A14)
すると、通信動作を行う通信ＣＨ(91)をキャリアセンス
(A15) によって選択し、通信ｃｈ番号を中継局経由で被
呼局に送信する(A16, R16a, R16b, E16)。被呼局Ｂから
は、ＡＣＫの応答があった(E17，R17a, R17b, A17)時点
に回線接続手順は完了し、発呼局、中継局、被呼局とも
に、通信ｃｈ番号で示される通信チャンネルに移動(C1
1) して、以後通常モードと同じように、中継局経由で
回線接続して通信を行う(C12) 。

【００３５】図１２に、Ａ端末(60)からＥ端末(64)に中
継モードにより回線接続する様子と、各端末の動作を示
す。Ａ端末(60)は、通常モードの接続要求(A13) を行っ
た後、タイムアウト(50)すると、中継モードに移行す
る。制御チャンネルのキャリアセンスを行った後(125)
、中継要求を送出(121) （図８の(A21))する。中継要
求を受信（図８の(R11))できたＢ端末(61)、Ｃ端末(6
2)、Ｄ端末(63)は、自局が中継動作可能であるので、上
記中継キャリアセンス時間ｔ1 (115) だけキャリアセン
スして、キャリア検出できなければ、同時刻に上記中継
要求パケットを送出(123) （図８の(R12))する。Ｅ端末
(64)では、Ｃ、Ｄ端末の上記中継要求パケット(113) を
受信(124) （図８の(E13))し、上記宛先アドレスから自
局宛の中継による接続要求であることを認識する。Ｆ端
末(65)では、Ｄ端末の上記中継要求パケット(113) を受
信し、中継要求にしたがって、中継動作を行う(126) 。
Ｇ端末(66)は、Ｃ端末(62)からの中継要求パケット(11
3) を受信し、上記Ｆ端末(65)同様に、中継動作を行う
(127) 。Ｈ端末(67)は、Ｆ端末(65)の中継要求パケット
(113) を受信し、同様に中継動作を行う(128) 。

【００３６】Ｅ端末(64)では、自局宛の接続要求を認識
（図８の(E13))した後、図１２に示す時間(129) だけ遅
延させて、中継モードパケット(112) を送出する（図８
の(E14))。この応答するパケットを１中継スロット(12
2) 分遅延させる理由は、もし該Ｅ端末(64)が、自局宛
のパケットを検出した後すぐに応答するものとすると、
図１２中のＦ端末(65)のような端末が存在した場合に
は、該Ｅ端末(64)からの送信先であるＤ端末(63)に対し
て、Ｆ端末(65)からの中継要求パケット(113) が妨害を
起こす可能性があるからである。ちなみに、被呼局の応
答する際のキャリアセンス時間ｔ2 (130) は、中継キャ
リアセンス時間ｔ1 (115) より短く設定する。それは、
中継動作より被呼局の応答を優先するために、被呼局の
応答が始まったときには、中継動作を行う中継局は、中
継要求パケット(113) の送出ができないようにするため
である。図１２中で、Ｈ端末(67)は、Ｅ端末(64)と距離
が離れており、お互いの送出信号を検出できないため、
Ｈ端末(67)は中継要求パケット(113) の送出を行う(12
8) 。しかし、Ｈ端末(67)については、Ｄ端末(63)から
すると２回の中継が必要な位置にあることから、該Ｄ端
末(63)から、Ｅ端末(64)よりは少なくとも１つの無線通
信可能エリア分だけ離れた位置にあることが推測できる
ため、Ｄ端末(63)上では、該Ｈ端末(67)の受信レベルは
小さくなり、Ｅ端末(64)の上記中継モードパケット(11
2) を妨害することはない。

【００３７】Ｅ端末(64)の応答である上記中継モードパ
ケット(112) を受信するのは、Ｄ端末(63)とＣ端末(62)
であるが、Ｃ端末(62)は、自局宛の中継モードパケット
ではないことを検出すると、この中継動作を中止して待
受け状態(R10) になる(132)。またＢ端末(61)では、中
継要求パケット(113) を送出した後、その次の中継動作
が無く、かつ被呼局のＥ端末(64)からの応答も無いた
め、２中継スロットｔs(122) 後に、中継動作を中止し
て、待受け状態(R10) に戻る(133) 。同じ理由で、Ｇ端
末(66)、Ｈ端末(67)も、２中継スロット(122) 後に、中
継動作を終了して、待受け状態(R10) に戻る(134) 。Ｆ
端末(65)は、Ｅ端末(64)の応答である上記中継モードパ
ケットを受信するが、Ｈ端末(67)の上記中継要求パケッ
ト(113) に妨害され、データ誤りとなった場合は、中継
動作を中止して、待受け状態(R10) に戻る(131) 。

【００３８】このような本実施の形態１による無線通信
システムにおいては、以上の接続手順により、不特定多
数の無線端末局の中から、最適な中継局を選択して、最
適な通信経路を構築することが可能となるものである。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１にかか
る無線通信システムによれば、複数の無線端末局が相互
に無線通信によってデータ交換を行う無線通信システム
において、上記無線端末局は、該無線通信システムの他
の無線端末局に対してデータを送出する機能と、他の無
線端末局からのデータを受信する機能と、他の無線端末
局の要求によりデータを中継する機能とを備え、上記無
線端末局がデータを特定の無線端末局に対して送出した
場合、目的の無線端末局からの応答がない場合、不特定
多数の他の無線端末局に対してデータの中継を要求する
ために、送信を行う無線端末局に割り当てられたアドレ
スに対応する時間位置に信号が入力された中継要求パケ
ットを送出し、上記無線端末局の無線通信可能エリア内
で要求を受けた他の無線端末局は互いに送出タイミング
を同じくして、一斉に上記目的の無線端末局に対して、
それぞれ当該他の無線端末局毎に個別に割り当てられた
アドレスに対応する時間位置に信号が入力された中継要
求パケットの送出を行う、ものとしたので、上記無線端
末局は、目的の無線端末局に対する回線接続要求を最小
限の手順で完了することができ、回線接続にかかる煩雑
な手順と時間とを短縮することができる。

【００４０】本発明の請求項２にかかる無線通信システ
ムによれば、請求項１に記載の無線通信システムにおい
て、上記不特定多数の無線端末局の中継によって、上記
中継要求パケットが届けられた無線端末局は、上記中継
要求パケットに対して応答を返す場合、上記不特定多数
の無線端末局の一斉に送出した中継要求パケット内に入
力された、無線端末局に割り当てられたアドレスを示す
信号の受信レベル状態から、データを中継させるのに最
適な無線端末局を選択し、該無線端末局に対して中継の
応答を目的として、最初に送出した無線端末局に割り当
てられたアドレスを含む中継モードパケットを送出す
る、ものとしたので、複数の、データを中継する無線端
末局から適当な無線端末局を選択して応答することによ
り、最小限の回線接続要求でもって中継局を介した通信
経路を確立することができる。

【００４１】要するに、本発明においては、同じ構成の
無線端末局が相互にデータ交換を行う無線通信システム
において、所望の無線端末局が無線通信可能エリアの外
に位置していても、中継要求を不特定な無線通信端末に
送出し、中継要求を受けた無線端末局が一斉に中継動作
を行うことにより、中継動作において最短の手順により
被呼局までの接続要求を伝達し、且つ被呼局、及び中継
局がその応答する相手先を最適な送信先に選ぶことによ
り、最適な通信経路を最短の手順で確立することができ
る効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による無線通信システ
ムにおける、特定小電力無線局４００MHz 帯データ伝送
用無線設備における中継方式を示す図

【図２】上記無線通信システムにおけるポーリングに
よる中継動作を示す図

【図３】本発明の実施の形態１による無線通信システ
ムにおける無線ユニットの構成図

【図４】上記無線ユニットにおけるＤＱＰＳＫ変復調
部の構成図

【図５】本発明の実施の形態１における無線端末局の
構成図

【図６】本発明の実施の形態１における接続手順を説
明するための無線端末局の配置を示す図

【図７】上記実施の形態１における通常モード接続手
順を示す図

【図８】上記実施の形態１における中継モード接続手
順を示す図

【図９】本発明の実施の形態１における周波数割り当
てを示す図

【図１０】本発明の実施の形態１における無線パケッ
トの構成図

【図１１】本発明の実施の形態１における中継動作の
様子を示すタイムチャート図

【図１２】本発明の実施の形態１における各無線端末
局の接続手順と接続開放を示すタイムチャート図

【符号の説明】

１無線端末局Ａ２中継局Ｒ１３中継局Ｒ２４無線端末局Ｂ１５無線端末局Ｂ２６無線端末局Ｂｎ７無線端末局Ａから中継局Ｒ１への送信周波数８中継局Ｒ１から無線端末局Ａへの送信周波数１０無線端末局Ａ１１無線端末局Ｂ１２無線端末局Ｃ１３無線端末局Ｄ１４無線端末局Ｅ１５Ａ端末通信可能エリア２０コントローラインタフェース２１ローカル発振制御２２送受信切換え制御３０送受信アンテナ３１送受信切換え器３２ＬＮＡ３３ミキサ３４ＢＰＦ３５ＩＦアンプ３６ＤＱＰＳＫ変復調部３７ローカル発振部３８パワーアンプ３９無線コントロール部４０モニタＬＥＤ４１アドレス設定ＳＷ４２ＴｘＤ４３ＲｘＤ４４ＳＷ制御１４５受信レベル出力４６ＶＣＯ制御４７ＳＷ制御２４８ＤＱＰＳＫ復調部４９レベル検出部５０受信ＳＷ５１送信ＳＷ５２送信ＩＦ信号５３受信ＩＦ信号５４ＢＢ発振制御部５５ＤＱＰＳＫ変調部５６コントローラ５７モニタ５８入力キー５９無線ユニット６０Ａ端末６１Ｂ端末６２Ｃ端末６３Ｄ端末６４Ｅ端末６５Ｆ端末６６Ｇ端末６７Ｈ端末８０接続応答タイムアウト９０制御ＣＨ９１通信ＣＨ１００プリアンブル１０１フレーム同期１０２パケットインデックス１０３宛先アドレス１０４送信元アドレス１０５情報１０６ＦＣＳ１０７中継要求パケットのパケットインデックス１０８中継アドレス区間ｔｃｈ１０９中継モードパケットの発呼局アドレス１１００１端末アドレス１１１中継要求パケット時間ｔｐ１１２中継モードパケット１１３中継要求パケット１１４通常モードパケット１１５中継キャリアセンス時間ｔ１１１９Ａ端末アドレス１２１中継要求を送出１２２中継スロット１２３中継要求パケット送出１２４Ｅ端末中継要求パケットを受信１２５制御チャンネルのキャリアセンス１２６Ｆ端末中継動作１２７Ｇ端末中継動作１２８Ｈ端末中継動作１２９Ｅ端末応答遅延時間１３０被呼局の応答する際のキャリアセンス時間ｔ
２１３１Ｆ端末終了１３２Ｃ端末終了１３３Ｂ端末終了１３４Ｇ端末、Ｈ端末終了１４０Ｃ端末受信レベル１４１Ｄ端末受信レベル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 7/14 - 7/22 H04L 12/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の無線端末局が相互に無線通信によ
ってデータ交換を行う無線通信システムにおいて、上記無線端末局は、該無線通信システムの他の無線端末
局に対してデータを送出する機能と、他の無線端末局か
らのデータを受信する機能と、他の無線端末局の要求に
よりデータを中継する機能とを備え、上記無線端末局がデータを特定の無線端末局に対して送
出した場合、目的の無線端末局からの応答がない場合、
不特定多数の他の無線端末局に対してデータの中継を要
求するために、送信を行う無線端末局に割り当てられた
アドレスに対応する時間位置に信号が入力された中継要
求パケットを送出し、上記無線端末局の無線通信可能エ
リア内で要求を受けた他の無線端末局は互いに送出タイ
ミングを同じくして、一斉に上記目的の無線端末局に対
して、それぞれ当該他の無線端末局毎に個別に割り当て
られたアドレスに対応する時間位置に信号が入力された
中継要求パケットの送出を行う、ことを特徴とした無線通信システム。
【請求項２】請求項１に記載の無線通信システムにお
いて、上記不特定多数の無線端末局の中継によって、上記中継
要求パケットが届けられた無線端末局は、上記中継要求
パケットに対して応答を返す場合、上記不特定多数の無
線端末局の一斉に送出した中継要求パケット内に入力さ
れた、無線端末局に割り当てられたアドレスを示す信号
の受信レベル状態から、データを中継させるのに最適な
無線端末局を選択し、該無線端末局に対して中継の応答
を目的として、最初に送出した無線端末局に割り当てら
れたアドレスを含む中継モードパケットを送出する、ことを特徴とした無線通信システム。