JP5357990B2 - 無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムに係り、特に、都道府県、市町村デジタル防災無線通信システムにおいて、移動系通信システムと同報系通信システムを一つのシステムとして構成する無線通信システムに関する。

従来、都道府県、市町村デジタル防災無線通信システム（以下、デジタル通信システムと称する）では、通常、「移動系」と、「同報系」の２種類があり、それぞれ異なる規格により、その内容が規定されている。このため、市町村では移動系と同報系の２種類のデジタル通信システムを導入していた。

移動通信システムとしては、例えば、以下の特許文献１が知られている。特許文献１では、基地局と移動局から構成されるデジタル無線システムにおいて相互の干渉をなくしたデジタル無線システムおよびデジタル無線の同期方法が提案されている。

また、同報無線システムとしては、例えば、特許文献２が知られている。特許文献２では、同報無線システムにおいて、センター局と端末局装置との間で画像伝送を行う無線を同時に１回線しか開設できなくても、センター局が端末局からの画像情報送信に対して予め割り当てられた上りスロットとは異なる未定義スロットを、上りスロットとして割り当てることにより、複数の端末局装置から画像を同時に、或いはほぼ同時に受信可能とするデジタル同報無線システムが提案されている。

特開２００６−２２２４８９号公報 特開２００６−１５７７６４号公報

前述したように、従来は「移動系」と、「同報系」の２種類のデジタル通信システムを導入しなければならず、回線の制御、無線基地局などの設備を二重で持たなくてはならず、コスト高となっていた。

そこで、本発明の目的は、移動系システムと同報系システムとを、一つのデジタル通信システムとして構成した無線通信システムを提供し、コスト低減を可能にすることにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る第１の構成の無線通信システムは、無線の送受信を行う無線基地局と、デジタル移動通信システムの端末と、同報通信を行うための操作手段と、拡声用のデータを送受信する屋外に設置される拡声データ用無線端末と、前記拡声用のデータを拡声する拡声器と、前記拡声用のデータを再生する戸別受信機と、システム全体を管理統括するための回線を制御する制御手段とから構成され、
前記制御手段は、移動系通信の１フレーム４スロットの通信チャネルのキャリアを監視し、同報通信要求が緊急の場合は、使用中の通信チャネルを強制的に空きチャネルにして同報通信を行い、同報通信要求が緊急度の低い場合は、前記移動系通信の４スロット全てが空き通信チャネルとなるのを待つてから同報通信を行うことを特徴とするものである。

また、本発明に係る第２の構成の無線通信システムは、無線の送受信を行う無線基地局と、該無線基地局を介して無線通信を行う無線端末と、システム全体を管理統括するための回線を制御する制御手段とから少なくとも構成され、前記制御手段は所定の信号を監視し、優先度の高い信号を受信すると使用中の通信チャネルを強制的に空き通信チャネルにして通信を行い、優先度の低い信号を受信すると使用中の通信チャネルが空きチャネルになるのを待って通信を行うことを特徴とするものである。

また、本発明に係る第３の構成の無線通信システムは、無線の送受信を行う無線基地局と、該無線基地局を介して無線通信を行う車載又は携帯無線端末と、システム全体を管理統括するための回線を制御する回線制御装置とを有する移動系無線システムにおいて、さらに、屋外拡声器と、前記無線基地局と無線通信を行う屋外拡声器用無線端末と、前記回線制御装置に接続され前記無線基地局を介して前記屋外拡声器に対する同報通信を行うための操作卓とを備え、
前記回線制御装置は、前記操作卓から同報通信の要求を受けると複数の通信チャネルを用いて前記無線基地局から前記屋外拡声器用無線端末へ同報通信の通報を送信させ、前記通報を前記屋外拡声器用無線端末が受信し、前記屋外拡声器が前記通報の音声を出力することを特徴とするものである。

また、本発明に係る第４の構成の無線通信システムは、上記第３の構成の無線通信システムにおいて、前記無線基地局からの前記同報通信の通報を受信し、スピーカから出力する戸別受信機を備えることを特徴とするものである。

また、本発明に係る第５の構成の無線通信システムは、上記第３の構成又は第４の構成の無線通信システムにおいて、前記回線制御装置は、前記複数の通信チャネルとして一つのキャリアの全ての通信チャネルを用いて前記基地局から前記同報通信の通報を送信させることを特徴とするものである。

本発明によれば、１フレーム４スロットが割り当てられる移動系の通信キャリアを監視し、同報通信を行う場合には、４スロット全てを、同報通信チャネルに割り当て同報チャネルとして使用することにより、移動系システムだけで同報通信の一括通報を実現することができ、移動系の１システムで、移動系と同報系の両方を兼ね備えた都道府県、市町村デジタル防災無線通信システムを構築することができ、コスト低減の効果を奏する。

本発明の無線通信システムの構成図。 本発明の無線通信システムにおける屋外拡声器の「一括通報」動作シーケンス図。 本発明の無線通信システムにおける屋外拡声器の「連絡通話」の動作シーケンス図。 無線キャリアの、フレーム構成を示す図。

以下、本発明に係る無線通信システムの実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の無線通信システムの構成を示す図である。無線通信システムにおいて、移動系システム１０４は、主にＭＰＵ（Microprocessor）等で構成され、デジタル通信システム全体を管理統括するための回線を制御する回線制御装置１０１と、この回線制御装置に接続され、無線の送受信を行う無線基地局１０２と、無線端末（車載無線端末、携帯機、他）１０３とから構成される。なお、回線制御装置１０１、無線基地局１０２、操作卓１１１を、１つの建物に設置し、管理センタ、或いは統制局とすることもある。本発明では、図１に示すように、移動系システム１０４に、同報系の機能を付加して、無線通信システムを構築するものであり、同報通信用の操作卓１１１が回線制御装置１０１に接続されている。

本実施例の同報通信用操作卓１１１には、少なくとも同報系切替ボタンＡ（同報ボタン）と、一括通報用操作ボタンＢ（一括ボタン）と、連絡通話用操作ボタンＣ(連絡ボタン)と、緊急度が高いことを示す操作ボタンＤ（緊急ボタン）とが設けられている。また、同報通信用に、複数の屋外拡声器用の無線端末１１３が設置されている。なお、図では煩雑になるので１台だけ示しているが、実際には屋外拡声器用の無線端末１１３は、複数箇所に設置される。さらに、屋外拡声器用スピーカの音が聞き取りにくい地域のために、同報通信が受信可能な戸別受信機１１４が各戸に設置されている場合もある。

ここで、移動系システムの無線区間のデータ伝送を考えた場合、例えば、標準規格ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ７９のデータ伝送容量は、６．４ｋｂｐｓを４スロット持っており、同時に複数スロットを使用することが可能である。

一方、デジタル通信システムの同報系伝送容量は、「一括通報」の場合、２５．６ｋｂｐｓであり、「連絡通話」の場合、６．４ｋｂｐｓ以下となっている。

まず同報系「一括通報」の場合の２５．６ｋｂｐｓについて考える。この伝送容量は、移動系の４スロット分に相当し、移動系無線基地局が使える無線キャリア（carrier）周波数割り当てが、２キャリアある場合で、且つ制御チャネルが１スロット、通信チャネルが７スロットの構成の場合、１キャリアで４スロットを確保できるため、一括通報を実現できる。

図４に示すように、各無線キャリアは、フレームに分割され、さらにフレームは４つのスロットに分けられた後、そのスロットに制御用チャネルＣと通信用チャネルＳが割り当てられる。ここで、１フレームは、例えば４０ｍｓである。制御用チャネルＣは、無線回線の接続制御を行うチャネルであり、通信用チャネルＳは、通話やデータ通信を行うチャネルである。また、１つ以上の制御用チャネルを含むキャリアを制御用キャリアといい、通信用チャネルのみによって構成されるキャリアを通信キャリアという。

図２は、移動通信システムをメインに構成した本発明に係る無線通信システムにおける屋外拡声器１１３の「一括通報」動作を示すシーケンス図である。

まず、同報通信用操作卓（以下、「操作卓」と称する）から回線制御装置１０１に対して同報ボタンを押して同報系使用要求を行う（Ｓ１）。このとき同報通信の内容が緊急度の高いものであれば、操作者は、操作卓の緊急ボタンを押す。

回線制御装置１０１は、無線基地局１０２の１キャリア全て（４スロット）が空いているかどうかを制御用チャネルＣの接続情報から確認し、緊急ボタンが押された場合は、緊急度が高いので、１キャリア全てが空いていれば一斉通信で通話チャネルを（以下、ＴＣＨと称する）を起動するが、１キャリア全てが空いていなければ、強制終話（強制遮断）を行う（Ｓ２）。

一方、緊急ボタンが押されていない場合は、緊急度が低いので、１キャリア全てが空き通信チャネルとなるのを待つ。一斉通信のための起動開始後、タイマーに設定した一定時間が経過した後（Ｓ３）に、操作卓１１１に対して同報使用許可を通知する（Ｓ４）。

同報使用許可通知を受けた操作卓１１１は、音声を出力するためにスピーカＯＮの要求を出す（Ｓ５）。

回線制御装置１０１は、ＴＣＨにてスピーカの制御を行う。その後、操作卓１１１は、ポーリングにより各屋外拡声器１１３の動作の確認を行った後（Ｓ６）、音声の送出を始める。屋外拡声器１１３は、ポーリング応答した後はＴｃｈ内は全て音声データとみなし、音声出力を行う（Ｓ７）。

終了時、操作卓１１１は音声出力が終了した旨を回線制御装置１０１へ伝える（Ｓ８）と、回線制御装置１０１は、終話処理（ＴＣＨ開放要求）を行う（Ｓ９）。

ＴＣＨ開放要求を受けた屋外拡声器１１３は、スピーカをＯＦＦして音声出力を停止し（Ｓ１０）、ＴＣＨ開放を行う（Ｓ１１）。無線基地局装置１０２から開放完了を受け取った回線制御装置（Ｓ１２）は、操作卓１１１に完了応答を行い（Ｓ１３）、一連の動作を終了する。

なお、戸別受信機１１４の場合は、応答が返せないことより、ＴＣＨのスピーカＯＮ要求にて、以後のＴＣＨ内のデータは、すべて音声とみなし動作を行うことにより「一括通報」が実現可能である。すなわち、戸別受信機の場合は、図２において屋外拡声器１１３から無線基地局、回線制御装置及び同報通信用操作卓１１１へのＳ７の動作確認応答が不要となる以外は、動作シーケンスは同じである。

次に、「連絡通話」の場合を考える。図３は本発明の無線通信システムにおける屋外拡声器の連絡通話の動作シーケンス図である。連絡通話の場合は、６．４ｋｂｐｓ以下となっているので、移動系の１スロット分で音声の送信が可能であることから、１キャリアで制御チャネルが１スロットの場合の無線基地局で、スピーカ制御を付加した２スロットで、連絡通話を実現することができる。

まず、同報通信用操作卓（以下、「操作卓」と称する）から回線制御装置１０１に対して同報ボタンを押して同報系使用要求を行う（ＳＳ１）。このとき、同報通信の内容が緊急度の高いものであれば、操作者は、操作卓の緊急ボタンを押す。

回線制御装置１０１は、無線基地局１０２の１キャリア内の２スロットが空いているかどうかを制御用チャネルＣの接続情報から確認し、緊急ボタンが押されていれば、緊急度が高いので、１キャリア内の２スロットが空いていれば一斉通信で２スロットＴＣＨ起動をするが、２スロットが空いていなければ、強制終話（強制遮断）を行う（ＳＳ２）。

また２スロットは、それぞれ音声スロットと非音声スロットでＴＣＨ起動を行う。緊急度が低い場合、すなわち、緊急ボタンが押されていない場合は１キャリア内の２スロットが空くまで待つ。

一斉通信のための起動開始後、タイマーに設定された一定時間（応答が全て帰ってくると思われる時間）が経過した後に操作卓に、回線制御装置１０１は、操作卓１１１に対し使用許可を通知する（ＳＳ４）。操作卓１１１は音声を出力するため、スピーカＯＮの要求と音声を送出する（ＳＳ５）。

回線制御装置１０１は、ＴＣＨ非音声スロットにてスピーカ制御を行い（ＳＳ６）、ＴＣＨ音声スロットのデータにて音声出力を行う（ＳＳ７）。その後、操作卓１１１はポーリングにより、各屋外拡声器１１３の動作確認を行う（ＳＳ８）。回線制御装置１０１は、操作卓のポーリング確認を、ＴＣＨ非音声スロットにて行う（ＳＳ９）。

終了時、操作卓１１１は音声出力が終了した旨、すなわち、同報系使用完了を回線制御装置１０１へ伝える（ＳＳ１０）。回線制御装置１０１は、終話処理として、スピーカＯＦＦ制御を非音声スロットにて行い、ＴＣＨ開放要求を屋外拡声器１１３に送る（ＳＳ１１）。ＴＣＨ開放要求を受けた屋外拡声器は、ＴＣＨ開放を行う（ＳＳ１２）。無線基地局装置１０２から開放完了を受け取った回線制御装置は、操作卓１１１に同報系完了応答を行い（ＳＳ１３）、一連の動作を終了する。

尚、戸別受信器１１４の場合も、応答が返せないだけで、ＴＣＨ非音声スロットにてスピーカ制御を、ＴＣＨ音声スロットのデータにて音声出力することにより、連絡通話が実現可能である。なお、実施例１、実施例２において、回線制御装置１０１、無線基地局１０２、操作卓１１１を、１つの建物に設置して、管理センタ、或いは統制局とすることもある。

以上、説明したように、本発明によれば、移動系通信システムに、同報系機能を持たせることが可能となり、都道府県、市町村デジタル通信システムを１システムで構築できるので、２重にシステムを持つ必要がなくなり、コスト低減が図れる。

１０１…回線制御装置、１０２…無線基地局、１０３…無線端末、１０４…移動系システム、１１１…同報通信用操作卓、１１２…無線端末（屋外拡声用）、１１３…屋外拡声器。

Claims (3)

1. 無線の送受信を行う無線基地局と、該無線基地局を介して無線通信を行う車載又は携帯無線端末と、システム全体を管理統括するための回線を制御する回線制御装置とを有する移動系無線システムにおいて、さらに、
   屋外拡声器と、
   前記無線基地局と無線通信を行う屋外拡声器用無線端末と、
   前記回線制御装置に接続され前記無線基地局を介して前記屋外拡声器に対する同報通信を行うための操作卓とを備え、
   前記回線制御装置は、前記操作卓から同報通信の要求を受けると複数の通信チャネルを用いて前記無線基地局から前記屋外拡声器用無線端末へ同報通信の通報を送信させ、
   前記通報を前記屋外拡声器用無線端末が受信し、前記屋外拡声器が前記通報の音声を出力するものであり、
   前記操作卓で、前記同報通信を行うための操作と、緊急度が高いことを示す操作が行われると、
   前記回線制御装置は、前記複数の通信チャネルが空いていれば該空いている複数の通信チャネルを使用して前記同報通信を実施し、前記複数の通信チャネルが空いておらず使用中であれば該使用中のチャネルを強制遮断し前記同報通信を実施する
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記操作卓で、前記同報通信を終了させるための操作が行われると、
   前記回線制御装置は、前記同報通信の終話処理を行うことを特徴とする、請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記回線制御装置は、前記複数の通信チャネルとして一つのキャリアの全ての通信チャネルを用いて前記無線基地局から前記同報通信の通報を送信させることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の無線通信システム。

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