JP4256335B2 - 無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法に関する。

主に業務用途で使われる陸上移動無線システム（LMR;Land Mobile Radio）として、トランキング方式のシステムやコンベンショナル方式のシステムが知られている。トランキング方式のシステムでは、回線制御装置を用いて複数の移動無線局により所定数の無線チャネルを共用することで、周波数の利用効率を高めている。トランキング方式のシステムで用いられる回線制御装置は、通話が発生するごとに移動無線局に対して通信チャネルを割り当てることで、各所に配置された無線基地局を経由した移動無線局間での通話を可能にしている。他方、コンベンショナル方式のシステムでは、移動無線局が使用する無線チャネルを選択することで、同一の無線チャネルを使用する他の移動無線局との間での通話が可能になる。コンベンショナル方式のシステムは、移動無線局間で直接に無線通信を行うことにより通話を可能にする直接通話方式と、中継装置を配置することで移動無線局間での通信距離を延長させるレピータ方式とに分類される。

従来の陸上移動無線システムでは、ＦＭ（Frequency Modulation）変調などのアナログ変調技術が広く採用されていた。その一方で、最近では、北米のAPCO-25（Associated Public Safety Communication Officers, Inc. Project 25）規格やヨーロッパのTETRA（TErrestrial Trunked RAdio）規格のような標準規格として、デジタル変調技術に関する規程が作成されており、アナログ技術からデジタル技術への移行がみられる。APCO-25規格には、トランキング方式、及び、コンベンショナル方式のうちの直接通話方式とレピータ方式といった、上記の各方式に対応できる規程が含まれており、各システムにおける要求事項に応じて、無線基地局と移動無線局とからなるトランキング方式のシステムを構築することも、移動無線局だけからなる直接通話方式のみに対応したシステムを構築することも可能である。

例えば、トランキング方式のシステムを構築した場合には、無線基地局から送られる無線信号の到達範囲内であれば、移動無線局は無線基地局を経由して他の移動無線局と通信することができる。これに対して、無線基地局から送られる無線信号の到達範囲外では、無線基地局を経由した通信を行うことができなくなる。このような場合、移動無線局におけるスイッチ操作等に応答して、直接通話方式に切り替えることで、周辺にある他の移動無線局との通信を可能にすることが望ましい。そこで、トランキング方式と直接通話方式の両方に対応したシステムが構築される場合もある。

具体的な一例として、警察や消防、防災無線などといった、パブリックセーフティのシステムにおいては、通常時には各移動無線局が自機の属するシステムにてトランキング方式に対応した動作を実行している。これに対して、災害発生時などの緊急時には、他の部門や他のテリトリーからの移動無線局との間で通話を行うために、相互通信用として予め確保された直接通話用の無線チャネルに切り替える。このとき、移動無線局は直接通話用の無線チャネルを常にサーチする状態となり、通話が行われている無線チャネルがあれば、そこで一旦サーチを止めて音声信号などの受信動作を行うようにしている。このように、時と場所に応じて移動無線局の動作を切り替え可能にしたり、あるいは複数種類の通信方式に対応できるシステムの構築が要請されることがある。

こうした無線チャネルを用いたデジタル通信においては、送信データを所定のフレーム構造として伝送させることがある（例えば非特許文献１）。図５（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、日本における狭帯域デジタル無線システムの標準規格であるARIB STD-T61として、非特許文献１の第２分冊ｐ．１１５−１１６に記載されている制御チャネル（物理制御チャネル）、直接通信チャネルのフレームフォーマットを示している。トランキング方式のシステムにおいて無線チャネルをサーチする場合には、移動無線局が制御チャネルを対象としてサーチを行う。他方、コンベンショナル方式のシステムにおいて無線チャネルをサーチする場合には、移動無線局が直接通信チャネルを対象としてサーチを行う。
社団法人電波産業会著「狭帯域デジタル通信方式（ＳＣＰＣ／ＦＤＭＡ） 標準規格 ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ６１ １．０版 第２分冊」、平成１１年５月２７日、ｐ．１１５−１１７

ARIB STD-T61規格に適合した無線通信システムでは、上り回線（移動無線局から無線基地局への伝送方向）と下り回線（無線基地局から移動無線局への伝送方向）とで、また、制御チャネルと直接通信チャネルとで、同期ワードのコードパターンを互いに異ならせている。このため、同期ワードの検出を行うだけで、トランキング方式に対応した制御チャネルであるか、コンベンショナル方式に対応した直接通信チャネルであるかを判定することができる。

また、図６（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、APCO-25規格にて定められている制御チャネルと直接通信チャネルのフレームフォーマットを示している。APCO-25規格に適合した無線通信機器は、各フレームの先頭に配置されているフレーム同期ワード（ＦＳＷ）を検出する動作を行うことにより、無線チャネルをサーチする。

APCO-25規格に適合した無線通信システムでは、無線チャネルの種類にかかわらず、同一のコードパターンからなるフレーム同期ワードを使用している。そのため、ARIB STD-T61規格の場合に比べて簡単な処理により、フレーム同期ワードの検出を行うことができる。その一方で、ARIB STD-T61規格の場合とは異なり、フレーム同期ワードだけでどの無線チャネルであるかを判定することはできない。そこで、フレーム同期ワードを検出した後には、図６（Ｃ）に示すような構成を有するＮＩＤの復号処理を行い、ＮＩＤ内の情報ビットに含まれるData Unit IDの判定を行うようにしている。

前述したARIB STD-T61規格に適合した無線通信システムでは、上り回線と下り回線を合わせると、制御チャネルだけでも同期ワードのコードパターンが４種類にもなる。そのため、同期ワードを検出するための処理が複雑になるという問題がある。これに対して、APCO-25規格に適合した無線通信システムでは、無線チャネルの種類を識別するために、４８ビットのフレーム同期ワード（ＦＳＷ）を受信した後、さらに６４ビットのＮＩＤを受信し、さらにＮＩＤの誤り訂正処理を実行することも必要になるので、処理負荷が大きくなるという問題がある。

この発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、簡単な処理により無線チャネルの種類を判定可能とし、無線チャネルを迅速にサーチすることができる無線通信システム等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、この発明の第１の観点に係る無線通信システムは、
複数種類の無線チャネルのいずれかを用いた送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置との間での無線通信により、デジタルデータを送受信する無線通信システムであって、
送信側の無線通信装置は、
全種類の無線チャネルに共通のコードパターンからなる同期ワードのエリアに続いて、各無線チャネルの種類に対応して予め定めたコードパターンからなる無線チャネル識別情報のエリアを配置したフレーム構造の送信データを生成する送信データ生成手段を備え、
受信側の無線通信装置は、
前記同期ワードのエリアと前記無線チャネル識別情報のエリアとを含めて、拡張された同期ワードとして同期判定を行う同期判定手段を備える、
ことを特徴とする。

上記目的を達成するために、この発明の第２の観点に係る無線通信装置は、
所定の無線チャネル上にて伝送される無線信号を送信する無線通信装置であって、
全種類の無線チャネルに共通のコードパターンからなる同期ワードのエリアに続いて、各無線チャネルの種類に対応して予め定めたコードパターンからなる無線チャネル識別情報のエリアを配置したフレーム構造の送信データを生成する送信データ生成手段を備える、
ことを特徴とする。

前記無線チャネルがトランキング方式で用いられる制御チャネルであるか物理通信チャネルであるか、さらにはコンベンショナル方式で用いられる直接通信チャネルであるかにかかわらず同一のコードパターンからなる同期ワードとして設定されるデータを記憶する同期ワード記憶手段と、
前記無線チャネルがトランキング方式で用いられる制御チャネルであるか物理通信チャネルであるか、さらにはコンベンショナル方式で用いられる直接通信チャネルであるかに対応して、異なるコードパターンからなる無線チャネル識別情報として設定されるデータを記憶する無線チャネル識別情報記憶手段とを備え、
前記送信データ生成手段は、前記同期ワード記憶手段に記憶されているデータを読み出すとともに、送信対象となるデータが伝送される無線チャネルの種類に対応して無線チャネル識別情報として設定するデータを前記無線チャネル識別情報記憶手段から読み出して、フレーム構造の送信データを生成することが望ましい。

この発明の第３の観点に係る無線通信装置は、
所定の無線チャネル上にて伝送される無線信号を受信する無線通信装置であって、
全種類の無線チャネルに共通のコードパターンからなる同期ワードのエリアと、該同期ワードのエリアに続き各無線チャネルの種類に対応して予め定めたコードパターンからなる無線チャネル識別情報のエリアとを含めて、拡張された同期ワードとしてフレーム構造を有する受信データの同期判定を行う同期判定手段を備える、
ことを特徴とする。

前記無線チャネルがトランキング方式で用いられる制御チャネルであるか物理通信チャネルであるか、さらにはコンベンショナル方式で用いられる直接通信チャネルであるかにかかわらず同一のコードパターンからなる同期ワードとして設定されるデータを記憶する同期ワード記憶手段と、
前記無線チャネルがトランキング方式で用いられる制御チャネルであるか物理通信チャネルであるか、さらにはコンベンショナル方式で用いられる直接通信チャネルであるかに対応して、異なるコードパターンからなる無線チャネル識別情報として設定されるデータを記憶する無線チャネル識別情報記憶手段と、
前記同期ワード記憶手段に記憶されているデータを読み出すとともに、受信対象となる無線チャネルの種類に対応した無線チャネル識別情報となるデータを前記無線チャネル識別情報記憶手段から読み出して結合し、拡張された同期ワードとして前記同期判定手段に設定する拡張同期ワード設定手段を備えることが望ましい。

この発明の第４の観点に係る無線通信方法は、
複数種類の無線チャネルのいずれかを用いた送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置との間での無線通信により、デジタルデータを送受信するための無線通信方法であって、
送信側の無線通信装置が、全種類の無線チャネルに共通のコードパターンからなる同期ワードのエリアに続いて、各無線チャネルの種類に対応して予め定めたコードパターンからなる無線チャネル識別情報のエリアを配置したフレーム構造の送信データを生成する送信データ生成ステップと、
受信側の無線通信装置が、前記同期ワードのエリアと前記無線チャネル識別情報のエリアとを含めて、拡張された同期ワードとして同期判定を行う同期判定ステップとを備える、
ことを特徴とする。

本発明によれば、簡単な処理により無線チャネルの種類が判定可能となり、無線チャネルを迅速にサーチすることができる。

以下に、図面を参照して、この発明の実施の形態に係る移動無線通信システム１００について詳細に説明する。この移動無線通信システム１００は、例えば図１に示すように、複数の移動局としての移動無線通信装置１０１と、少なくとも１つ（一般的には複数）の無線基地局としての無線通信制御装置１０２とを含んでいる。また、移動無線通信システム１００は、中継局としてのレピータ１０３を含んでいてもよい。図１では、一例として、２つの移動無線通信装置１０１と、１つの無線通信制御装置１０２と、１つのレピータ１０３が示されている。

各移動無線通信装置１０１は、無線基地局としての無線通信制御装置１０２との間で無線周波数（RF;Radio Frequency）信号を送受信する無線通信を行うことによって、他の移動無線通信装置１０１や無線通信制御装置１０２にネットワーク接続された他の通信端末装置などとの間にて、音声通話（会話）を可能にする。各移動無線通信装置１０１と無線通信制御装置１０２との間における無線通信では、例えば制御チャネル１１０を使用して待受けや呼出などを行い、物理通信チャネル１１１を使用して音声データのユーザ情報などの伝送などを行う。この際、複数の移動無線通信装置１０１は、所定数の無線チャネルを共用して無線通信制御装置１０２との間でＲＦ信号を送受信することによって無線通信を行う。

また、各移動無線通信装置１０１は、直接通信チャネル１１２を使用することで、無線基地局となる無線通信制御装置１０２を介することなく、他の移動無線通信装置１０１との間で直接的にＲＦ信号を送受信して、音声通話などを行うことができる。さらに、直接通信チャネル１１２を使用して通信を行うときには、中継局となるレピータ１０３によってＲＦ信号の中継を行うことにより、移動無線通信装置１０１の間で直接的にＲＦ信号を送受信する場合に比べて通信距離を延長させることができる。

このように、移動無線通信システム１００は、トランキング方式と、コンベンショナル方式のうちの直接通話方式及びレピータ方式のいずれにも対応している。そして、制御チャネル１１０は、トランキング方式のシステム上で制御情報を伝送するための無線チャネルであり、物理通信チャネル１１１は、トランキング方式のシステム上で音声データのユーザ情報などを伝送するための無線チャネルであり、直接通信チャネル１１２は、コンベンショナル方式のシステム上でユーザ情報を伝送するための無線チャネルである。

移動無線通信装置１０１、無線通信制御装置１０２、レピータ１０３はそれぞれ、例えばアンテナやＲＦ信号送受信回路（変調・復調回路など）、ベースバンド信号処理回路、デジタルデータ処理回路などを備え、ＲＦ信号によるデジタルデータの伝送を可能に構成されている。また、移動無線通信装置１０１は、ＡＤＣ（Analog-to-Digital Converter）やＤＡＣ（Digital-to-Analog Converter）、マイクロフォン、スピーカなどを備え、音声通話を可能にするための音声信号の入出力が可能に構成されていればよい。

制御チャネル１１０、物理通信チャネル１１１、及び直接通信チャネル１１２などの無線チャネル上では、所定のデジタル変調方式（例えば４値ＦＳＫ[Frequency Shift Keying]）により変調されたＲＦ信号が送受信されることにより、所定のフレーム構造を有するデジタルデータが伝送される。図２（Ａ）及び（Ｂ）は、この実施の形態において、制御チャネル１１０、物理通信チャネル１１１、及び直接通信チャネル１１２の各無線チャネル上にて伝送されるデジタルデータのフレーム構造の一例を示す図である。

図２（Ａ）に示すように、各無線チャネル上にて伝送されるデジタルデータは、同期ワード３１のエリアと、チャネル識別情報３２のエリアとを含んでいる。また、制御情報またはユーザ情報３３のエリアは、各無線チャネル上にて伝送される情報に応じて設定されるものであればよく、例えば制御チャネル１１０では制御情報が伝送され、物理通信チャネル１１１では音声データのユーザ情報が伝送されればよい。

同期ワード３１は、移動無線通信装置１０１と無線通信制御装置１０２との間や、複数の移動無線通信装置１０１の間、あるいは移動無線通信装置１０１とレピータ１０３との間の無線通信において同期を確立するための同期処理に用いられる。この実施の形態では、同期ワード３１として、制御チャネル１１０、物理通信チャネル１１１、及び直接通信チャネル１１２のいずれにおいても、同一の符号パターンが使用される。

チャネル識別情報３２は、無線チャネルや機能チャネルを識別するために用いられる。チャネル識別情報３２のエリアは、図２（Ｂ）に示すように、無線チャネル識別情報３２Ａのエリアと、機能チャネル識別情報３２Ｂのエリアとを含んでいる。無線チャネル識別情報３２Ａは、その無線チャネル識別情報３２Ａを伝送している無線チャネルが制御チャネル１１０であるか、物理通信チャネル１１１であるか、直接通信チャネル１１２であるかといった、無線チャネルの種類を示している。例えば、無線チャネル識別情報３２Ａのエリアは２ビットのデータで構成され、図２（Ｃ）に示すような設定により、無線チャネルの種類を識別可能としている。すなわち、無線チャネル識別情報３２Ａは、同期ワード３１に続いて伝送される情報であり、無線チャネルの種類に対応して予め定められた既知の値が設定されている。

移動無線通信装置１０１は、例えば図３に示すような論理的構成からなるフレームデータ処理部１２０を備えている。例えば移動無線通信装置１０１に搭載されたＭＰＵ（MicroProcessor Unit）は、ＲＡＭ（Random Access Memory）をワークエリアとして用いてＲＯＭ（Read Only Memory）から読み出した動作プログラムを実行することによって、図３に示すようなフレームデータ処理部１２０を実現することができる。フレームデータ処理部１２０は、同期ワード記憶部５１と、無線チャネル識別情報記憶部５２と、送信フレーム作成処理部５３と、拡張同期ワード設定部５４と、同期ワード検出処理部５５と、受信フレームデータ処理部５６とを備えている。

同期ワード記憶部５１は、同期ワード３１として設定されるデジタルデータを、予め記憶するためのものである。無線チャネル識別情報記憶部５２は、各無線チャネルに対応して予め定められた既知の無線チャネル識別情報３２Ａとなるデジタルデータを記憶するためのものである。なお、同期ワード記憶部５１と無線チャネル識別情報記憶部５２は、単一構成のメモリ回路内にて区切られた領域に確保されたものであってもよいし、異なる構成のメモリ回路に分離して確保されたものであってもよい。

送信フレーム作成処理部５３は、送信対象となるデータ（送信データ）を受け取り、同期ワード記憶部５１や無線チャネル識別情報記憶部５２などから読み出したデータを用いて、図２（Ａ）に示すようなフレームの組立を行うための処理を実行する。送信フレーム作成処理部５３によりフレーム構造とされたデジタルデータ（送信フレームデータ）は、例えば所定のデジタル変調器に供給されるなどして、ＲＦ信号による伝送が可能となる。

拡張同期ワード設定部５４は、同期ワード記憶部５１から読み出した同期ワード３１となるデジタルデータと、無線チャネル識別情報記憶部５２から読み出した無線チャネル識別情報３２Ａとなるデジタルデータとを結合することで、拡張された１つの同期ワード（拡張同期ワード）を設定する。例えば、図２（Ａ）に示す同期ワード３１が２０ビットで、図２（Ｂ）に示す無線チャネル識別情報３２Ａが２ビットである場合には、これらを結合した２２ビットのデータが、拡張された１つの同期ワードとして使用されることになる。

同期ワード検出処理部５５は、例えばデジタル復調器にて復調されたフレーム構造を有する受信フレームデータから、拡張同期ワード設定部５４によって設定された拡張同期ワードを検出する。具体的な一例として、同期ワード検出処理部５５は、受信フレームデータと、拡張同期ワード設定部５４によって設定された拡張同期ワードとに基づく相関演算を実行し、演算の結果として得られた相関値が所定の閾値を超えているか否かを判定する。そして、所定の閾値を超えて、且つ相関値が極大値となるタイミングにて、所定の同期タイミング信号を受信フレームデータ処理部５６に対して出力する。

受信フレームデータ処理部５６は、同期ワード検出処理部５５から入力される同期タイミング信号に基づいて、受信対象となる無線チャネル上での同期が確立できたか否かを判定し、確立できた場合には受信フレームデータの分解を行って制御情報やユーザ情報を抽出するなどの処理を実行する。

無線通信制御装置１０２は、移動無線通信装置１０１と同様のフレームデータ処理部１２０を備えていればよい。もっとも、無線通信制御装置１０２は、制御チャネル１１０と物理通信チャネル１１１を使用し、直接通信チャネル１１２は使用しない。そのため、無線通信制御装置１０２における無線チャネル識別情報記憶部５２には、制御チャネル１１０と物理通信チャネル１１１に対応した無線チャネル識別情報３２Ａとして設定されるデータ「００」及び「０１」が記憶されていればよい。レピータ１０３は、直接通信チャネル１１２上にて移動無線通信装置１０１から受信したＲＦ信号を増幅して送信できる機能を有していればよく、フレームの組立・分解などの機能は備えていなくてもよい。

次に、図３に示す構成を有するフレームデータ処理部１２０の動作について説明する。フレームデータ処理部１２０は、送信フレームデータを作成する際に、図４（Ａ）のフローチャートに示すような送信時データ処理を実行する。図４（Ａ）に示す送信時データ処理では、まず、送信データを伝送する無線チャネルの種類が、制御チャネル１１０であるか、物理通信チャネル１１１であるか、直接通信チャネル１１２であるかを判定する（ステップＳ１０１）。

続いて、同期ワード記憶部５１に記憶されているデータを読み出すとともに、ステップＳ１０１にて判定した無線チャネルの種類に対応する無線チャネル識別情報３２Ａとして設定するデータを無線チャネル識別情報記憶部５２から読み出す（ステップＳ１０２）。このときに同期ワード記憶部５１から読み出されるデータは、ステップＳ１０１にて判定した無線チャネルに関わらず同一のコードパターンを有している。他方、無線チャネル識別情報記憶部５２から読み出されるデータは、図２（Ｃ）に示すように、ステップＳ１０１にて判定した無線チャネルの種類に応じて異なるコードパターンを有している。

この後、ステップＳ１０２にて読み出したデータや送信対象となる送信データを用いてフレームの組立を行うことにより、図２（Ａ）に示すようなフレーム構造を有するデジタルデータを作成する（ステップＳ１０３）。

また、フレームデータ処理部１２０は、無線チャネル上を伝送されたデータを受信する際に、図４（Ｂ）のフローチャートに示すような受信時データ処理を実行する。図４（Ｂ）に示す受信時データ処理では、まず、受信対象となる無線チャネルの種類が、制御チャネル１１０であるか、物理通信チャネル１１１であるか、直接通信チャネル１１２であるかを判定する（ステップＳ１１１）。

続いて、拡張同期ワード設定部５４が、同期ワード記憶部５１に記憶されているデータとともに、ステップＳ１１１にて判定した無線チャネルの種類に対応する無線チャネル識別情報３２Ａとして設定されるデータを無線チャネル識別情報記憶部５２から読み出す（ステップＳ１１２）。このときに同期ワード記憶部５１から読み出されるデータは、ステップＳ１１１にて判定した無線チャネルに関わらず同一のコードパターンを有している。他方、無線チャネル識別情報記憶部５２から読み出されるデータは、図２（Ｃ）に示すように、ステップＳ１１１にて判定した無線チャネルの種類に応じて異なるコードパターンを有している。拡張同期ワード設定部５４は、ステップＳ１１２にて読み出したデータを結合することで、１つの拡張同期データを作成し、同期ワード検出処理部５５に設定する（ステップＳ１１３）。

同期ワード検出処理部５５は、ステップＳ１１３にて拡張同期ワード設定部５４によって設定された拡張同期ワードを用いて、受信フレームデータにおけるフレーム同期を検出する（ステップＳ１１４）。このとき、フレーム同期が検出されたことを示す同期タイミング信号が受信フレームデータ処理部５６に対して出力される。

受信フレームデータ処理部５６は、同期ワード検出処理部５５からの同期タイミング信号から、受信対象となる無線チャネル上でのフレーム同期が確立したか否かを判定する（ステップＳ１１５）。このとき、フレーム同期が確立していなければ（ステップＳ１１５；Ｎｏ）、ステップＳ１１４にリターンして、更にフレーム同期の検出を行う。これに対して、フレーム同期が確立したときには（ステップＳ１１５；Ｙｅｓ）、受信フレームデータの分解などを行い、制御情報やユーザ情報などの受信データを抽出するための処理を実行する（ステップＳ１１６）。

以上説明したように、この発明によれば、移動無線通信システム１００にて送受信されるフレーム構造を有する情報が、無線チャネルの種類にかかわらず同一のコードパターンからなる同期ワード３１のエリアと、無線チャネルの種類に対応して予め定められたコードパターンからなる無線チャネル識別情報３２Ａのエリアとを含んでいる。そして、無線チャネル識別情報３２Ａのエリアは、同期ワード３１のエリアに続く部分に設けられている。そのため、無線チャネル上を伝送されたデータを受信する際には、同期ワード３１として設定されるデータと、無線チャネル識別情報３２Ａとして設定されるデータとを結合することで、１つの拡張同期データを作成して、受信対象となる無線チャネルでのフレーム同期が確立できたか否かを判定することができる。

ここで、一般的な移動体通信システムでは、受信データにおけるエラーの発生を抑制するために、伝送データに対して誤り訂正処理が施されている。例えば図２（Ａ）に示すチャネル識別情報３２のエリアに対して所定のブロック符号化を施すことによる誤り訂正が加えられている場合、受信側の通信装置では、同期ワード３１のエリアに続いてチャネル識別情報３２のエリアを受信し、その後にチャネル識別情報３２のエリアに対する復号処理を実行する。

このとき、本発明にかかる移動無線通信システム１００では、同期ワード３１のエリアに続いて無線チャネル識別情報３２Ａのエリアが配置されたフレーム構造のデータが各無線チャネル上で伝送される。そして、ブロック符号化により生成される符号語は情報ビットと冗長ビットから構成されるので、符号化されたチャネル識別情報３２のエリアであっても、その先頭には無線チャネル識別情報３２Ａのエリアにて伝送されるデータが配置されることになる。従って、ブロック符号化が施されているような状況においても、同期ワード３１として設定されるデータと、無線チャネル識別情報３２Ａとして設定されるデータとを結合することで１つの拡張同期データを作成し、受信対象となる無線チャネルでのフレーム同期が確立できたか否かを判定することが可能になる。

具体的な一例として、移動無線通信装置１０１がトランキング方式のシステム上にて制御チャネル１１０のサーチを行う場合について説明する。この具体例では、同期ワード３１が２０ビットからなるものとする。この場合、拡張同期ワード設定部５４は、同期ワード記憶部５１に記憶されているコードパターンが固定の同期ワード３１となるデータに加えて、無線チャネル識別情報記憶部５２から制御チャネル１１０に対応した無線チャネル識別情報３２Ａとして設定される２ビットのデータ「００」を読み出す。こうして読み出した２２ビットのデータを、拡張同期ワードとして同期ワード検出処理部５５に設定することによって、制御チャネル１１０上におけるフレーム同期の検出を可能にする。

こうしてフレーム同期の検出を開始した後、例えば直接通信チャネル１１２上を伝送されたフレームデータを受信したときには、拡張同期ワードのうちで２０ビットの同期ワード３１の部分は一致する一方で、無線チャネル識別情報３２Ａのエリアにおける２ビットのデータはエラーとなる。その結果、拡張同期ワードと受信フレームデータとの相関演算などによるフレーム同期は検出されず、同期ワード検出処理部５５から受信フレームデータ処理部５６に対する同期タイミング信号の出力が行われない。このように、同期ワード検出処理部５５は、受信対象となる無線チャネル上でのフレーム同期のみを検出し、受信対象ではない無線チャネル上では同期ワード３１が一致してもフレーム同期が検出されたことにはならない。これにより、チャネル識別情報３２のエリアに対する復号処理が行われる以前に、受信対象の無線チャネルであるか否かの判定までを、フレーム同期の検出を行う段階で完了することができる。

その結果、この発明にかかる移動無線通信システム１００では、APCO-25規格とは異なり、誤り訂正のための復号処理を実行することなく無線チャネルを判別することができる。また、同期ワード３１は無線チャネルの種類にかかわらず同一のコードパターンを有していることから、ARIB STD-T61規格のように複雑な同期処理も不要となり、簡単な処理により無線チャネルの種類が判定可能となり、無線チャネルを迅速にサーチすることができる。

この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形及び応用が可能である。例えば、図２（Ａ）及び（Ｂ）では、フレーム構造を有する伝送データにおける各フレームの先頭に同期ワード３１のエリアとチャネル識別情報３２のエリアを配置するものとして説明した。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、同期ワード３１のエリアと無線チャネル識別情報３２Ａのエリアが連続して配置されたものであればよく、例えばフレーム構造を有する伝送データにおける各フレームの中央部分に配置されたものであってもよい。

無線チャネル識別情報３２Ａのエリアは２ビットに限定されるものではなく、移動無線通信システム１００の仕様に応じて、２ビット以上のビット列を使用してもよい。無線チャネル識別情報３２Ａのエリアに多くのビット列を割り当てることで、無線チャネルの種類を判定する際の信頼性が向上するという効果を得ることができる。

上記実施の形態では、同期ワード３１として設定されるデータと、無線チャネル識別情報３２Ａとして設定されるデータとを結合して、１つの拡張同期ワードに設定するものとして説明した。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、例えば受信対象となる無線チャネルに応じて拡張同期ワードの作成手法を変更するものであってもよい。具体的な一例として、受信対象となる無線チャネルが直接通信チャネル１１２であるときには、同期ワード３１と、無線チャネル識別情報３２Ａのエリアと、機能チャネル識別情報３２Ｂのエリアのそれぞれに設定されるデータを結合して１つの拡張同期ワードに設定することで、直接通信チャネル１１２において音声通信を行っている無線チャネルだけをサーチするようにしてもよい。

チャネル識別情報３２のエリアには、同期ワード３１のエリアに続く無線チャネル識別情報３２Ａのエリアよりも前方に、上り回線であるか下り回線であるかを示す１ビット（あるいは複数ビット）のエリアを設けてもよい。そして、同期ワード３１として設定されるデータから無線チャネル識別情報３２Ａとして設定されるデータまでをまとめて１つの拡張同期ワードに設定することにより、上り回線であるか下り回線であるかの判定までを、フレーム同期の検出を行う段階で完了することができる。

チャネル識別情報３２のエリアに対してはブロック符号化などの誤り訂正処理が施されていていもよいし、こうした誤り訂正処理が施されていなくてもよい。

また、ブロック符号化に代えて、畳み込み符号化などの一般的な誤り訂正のための符号化処理が施されていてもよい。ここで、畳み込み符号化が施される場合には、情報ビットと冗長ビットとが混在し、チャネル識別情報３２における各ビットの並びが変化してしまう。この場合には、受信対象となる無線チャネルに対応するチャネル識別情報３２のエリアの情報ビット列を用意して、これに対して畳み込み符号化を施した符号語を予め作成しておく。そして、作成した符号語は、例えば無線チャネル識別情報記憶部５２などに記憶しておけばよい。１／２レートの畳み込み符号化を施す場合には、２ビットの無線チャネル識別情報３２Ａのエリアからは４ビットの符号語が生成されるので、無線チャネル識別情報記憶部５２などに記憶された符号語の先頭４ビットと同期ワード記憶部５１から読み出した固定のコードパターンを有するデータとを結合し、例えば２４ビットの拡張同期ワードに設定することで、ブロック符号化が施された場合と同一の処理によってフレーム同期を検出することができる。

本発明の実施の形態に係る移動無線通信システムの一構成例を示す図である。 各無線チャネルにて伝送されるデジタルデータにおけるフレーム構造、及び無線チャネル識別情報の内容の一例を示す図である。 フレームデータ処理部の一構成例を示す図である。 送信時データ処理と受信時データ処理の一例を示すフローチャートである。 ARIB STD-T61規格に適合したフレームフォーマットの一例を示す図である。 APCO-25規格に適合したフレームフォーマットの一例を示す図である。

符号の説明

５１ 同期ワード記憶部
５２ 無線チャネル識別情報記憶部
５３ 送信フレーム作成処理部
５４ 拡張同期ワード設定部
５５ 同期ワード検出処理部
５６ 受信フレームデータ処理部
１００ 移動無線通信システム
１０１ 移動無線通信装置
１０２ 無線通信制御装置
１０３ レピータ
１１０ 制御チャネル
１１１ 物理通信チャネル
１１２ 直接通信チャネル
１２０ フレームデータ処理部

Claims (6)

1. 複数種類の無線チャネルのいずれかを用いた送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置との間での無線通信により、デジタルデータを送受信する無線通信システムであって、
   送信側の無線通信装置は、
   全種類の無線チャネルに共通のコードパターンからなる同期ワードのエリアに続いて、各無線チャネルの種類に対応して予め定めたコードパターンからなる無線チャネル識別情報のエリアを配置したフレーム構造の送信データを生成する送信データ生成手段を備え、
   受信側の無線通信装置は、
   前記同期ワードのエリアと前記無線チャネル識別情報のエリアとを含めて、拡張された同期ワードとして同期判定を行う同期判定手段を備える、
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 所定の無線チャネル上にて伝送される無線信号を送信する無線通信装置であって、
   全種類の無線チャネルに共通のコードパターンからなる同期ワードのエリアに続いて、各無線チャネルの種類に対応して予め定めたコードパターンからなる無線チャネル識別情報のエリアを配置したフレーム構造の送信データを生成する送信データ生成手段を備える、
   ことを特徴とする無線通信装置。
3. 前記無線チャネルがトランキング方式で用いられる制御チャネルであるか物理通信チャネルであるか、さらにはコンベンショナル方式で用いられる直接通信チャネルであるかにかかわらず同一のコードパターンからなる同期ワードとして設定されるデータを記憶する同期ワード記憶手段と、
   前記無線チャネルがトランキング方式で用いられる制御チャネルであるか物理通信チャネルであるか、さらにはコンベンショナル方式で用いられる直接通信チャネルであるかに対応して、異なるコードパターンからなる無線チャネル識別情報として設定されるデータを記憶する無線チャネル識別情報記憶手段とを備え、
   前記送信データ生成手段は、前記同期ワード記憶手段に記憶されているデータを読み出すとともに、送信対象となるデータが伝送される無線チャネルの種類に対応して無線チャネル識別情報として設定するデータを前記無線チャネル識別情報記憶手段から読み出して、フレーム構造の送信データを生成する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
4. 所定の無線チャネル上にて伝送される無線信号を受信する無線通信装置であって、
   全種類の無線チャネルに共通のコードパターンからなる同期ワードのエリアと、該同期ワードのエリアに続き各無線チャネルの種類に対応して予め定めたコードパターンからなる無線チャネル識別情報のエリアとを含めて、拡張された同期ワードとしてフレーム構造を有する受信データの同期判定を行う同期判定手段を備える、
   ことを特徴とする無線通信装置。
5. 前記無線チャネルがトランキング方式で用いられる制御チャネルであるか物理通信チャネルであるか、さらにはコンベンショナル方式で用いられる直接通信チャネルであるかにかかわらず同一のコードパターンからなる同期ワードとして設定されるデータを記憶する同期ワード記憶手段と、
   前記無線チャネルがトランキング方式で用いられる制御チャネルであるか物理通信チャネルであるか、さらにはコンベンショナル方式で用いられる直接通信チャネルであるかに対応して、異なるコードパターンからなる無線チャネル識別情報として設定されるデータを記憶する無線チャネル識別情報記憶手段と、
   前記同期ワード記憶手段に記憶されているデータを読み出すとともに、受信対象となる無線チャネルの種類に対応した無線チャネル識別情報となるデータを前記無線チャネル識別情報記憶手段から読み出して結合し、拡張された同期ワードとして前記同期判定手段に設定する拡張同期ワード設定手段を備える、
   ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
6. 複数種類の無線チャネルのいずれかを用いた送信側の無線通信装置と受信側の無線通信装置との間での無線通信により、デジタルデータを送受信するための無線通信方法であって、
   送信側の無線通信装置が、全種類の無線チャネルに共通のコードパターンからなる同期ワードのエリアに続いて、各無線チャネルの種類に対応して予め定めたコードパターンからなる無線チャネル識別情報のエリアを配置したフレーム構造の送信データを生成する送信データ生成ステップと、
   受信側の無線通信装置が、前記同期ワードのエリアと前記無線チャネル識別情報のエリアとを含めて、拡張された同期ワードとして同期判定を行う同期判定ステップとを備える、
   ことを特徴とする無線通信方法。
   

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