JP6387875B2

JP6387875B2 - 無線機および無線通信方法

Info

Publication number: JP6387875B2
Application number: JP2015059036A
Authority: JP
Inventors: 元志吉村
Original assignee: JVCKenwood Corp
Current assignee: JVCKenwood Corp
Priority date: 2015-03-23
Filing date: 2015-03-23
Publication date: 2018-09-12
Anticipated expiration: 2035-03-23
Also published as: US20160285613A1; US10090991B2; JP2016178579A

Description

本発明の実施形態は、無線機および無線通信方法に関する。

従来、それぞれが半二重の無線通信を行う複数の無線機（移動局）が、中継局を介して通信を行う技術が知られている。移動局側の送信周波数は中継局の受信周波数と同じであり、移動局側の受信周波数は中継局側の送信周波数と同じである。中継局が同じ周波数で同時に送受信することは困難であるため、中継局の送信周波数と受信周波数とは所定の周波数だけ離れている。どの移動局も同じ周波数で送信し、同じ周波数で受信することで、移動局間の１対１、または１対多（グループ通信）の通信が可能になる。

半二重の無線機では、信号の送信中は中継局から中継された信号を受信することができないため、送信した信号が通信圏内で送信されたのか否か（自装置が通信圏内に存在するのか否か）を確認することができない。例えば特許文献１には、移動局は、通信圏内確認要求を示す信号を基地局に送信し、基地局は、移動局から通信圏内確認要求を示す信号を正常に受信した時のみ、移動局に対して、通信圏内確認応答を示す信号を送信し、移動局は、基地局から通信圏内確認応答を示す信号を正常に受信した時のみ、移動局（自装置）が通信圏内に存在すると判定する技術が開示されている。

特開平１１−３２００５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、移動局は、自装置が通信圏内に存在するか否かを確認するための特別な信号（通信圏内確認要求を示す信号）を基地局に送信する必要があるので、通信処理が煩雑になるという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、特別な信号を必要とせずに、自装置が通信圏内に存在するか否かを確認することが可能な無線機および無線通信方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、受信した信号を通信圏内に送信する中継動作を行う中継局を介して、半二重の無線通信を行う無線機であって、前記無線機を識別する識別情報を含む伝送信号を送信する送信部と、少なくとも１つの前記伝送信号に相当する長さの遅延を生じる前記中継動作によって前記中継局から送られてくる信号を示す中継信号を受信する受信部と、前記伝送信号の送信終了後に受信した前記中継信号の中に、自装置を識別する前記識別情報が含まれている場合は、自装置が前記通信圏内に存在すると判定する判定部と、を備える。

また、本発明は、受信した信号を通信圏内に送信する中継動作を行う中継局を介して、半二重の無線通信を行う無線機による無線通信方法であって、前記無線機を識別する識別情報を含む伝送信号を送信し、前記伝送信号の送信後、少なくとも１つの前記伝送信号に相当する長さの遅延を生じる前記中継動作によって前記中継局から送られてくる信号を示す中継信号を受信し、前記中継信号の中に、自装置を識別する前記識別情報が含まれている場合は、自装置が前記通信圏内に存在すると判定する。

本発明にかかる無線機は、特別な信号を必要とせずに、自装置が通信圏内に存在するか否かを確認することができる。

図１は、実施形態の無線通信システムの概略構成の一例を示す図である。図２は、無線機のハードウェア構成の一例を示す図である。図３は、伝送データの一例を示す図である。図４は、中継局のハードウェア構成の一例を示す図である。図５は、無線機が送信する伝送信号群と、中継局から受信する中継信号とのタイムラグの一例を示す模式図である。図６は、無線機が、伝送信号を送信した後に受信した中継信号に基づいて、自装置が通信圏内に存在するか否かを判定する処理の一例を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら、本発明にかかる無線機および無線通信方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態により本発明が限定されるものではない。

図１は、本実施形態の無線通信システム１の概略構成の一例を示す図である。図１に示すように、無線通信システム１は、複数の無線機１０と、中継局２０とを含む。中継局２０は、受信した信号（何れかの無線機１０から受信した信号）を通信圏内に送信する（通信圏内に存在する全ての無線機１０に届くように送信する）中継動作を行い、各無線機１０は、中継局２０を介して、半二重の無線通信を行う。なお、半二重の無線通信とは、送信および受信の一方しか行うことができない無線通信の形態である。

なお、ここでは、中継局２０が同じ周波数で同時に送受信することは困難であるため、中継局２０の送信周波数（無線機１０側の受信周波数）と受信周波数（無線機１０側の送信周波数）とは所定の周波数だけ離れている。すなわち、無線機１０の送信用周波数帯域（中継局２０の受信用周波数帯域）と、無線機１０の受信用周波数帯域（中継局２０の送信用周波数帯域）とは異なることを前提とする。

なお、図１の例では、無線通信システム１には、３台の無線機１０が含まれているが、これに限らず、無線通信システム１に含まれる無線機１０の台数は任意である。

図２は、無線機１０のハードウェア構成の一例を示す図である。図２では、１台の無線機１０のみが例示されているが、他の無線機１０のハードウェア構成も図２と同様である。図２に示すように、無線機１０は、操作部１１と、マイク１２と、マイコン１３と、送信回路１４と、送受信アンテナ１５と、受信回路１６と、スピーカ１７とを備える。

操作部１１は、無線機１０からの伝送信号の送信を指示するためのデバイスであり、この例では、ユーザによる押下操作を受け付けるボタン（以下、送信用ボタンと称する場合がある）で構成されている。無線機１０は、送信用ボタン（操作部１１）が押下されている間、伝送信号を送信する状態（送信状態）になり、送信用ボタンの押下が解除されると、中継動作によって中継局２０から送られてくる信号（自装置が送信した伝送信号または他の無線機１０が送信した伝送信号に相当）を示す中継信号を受信する状態（受信状態）になる。

マイク１２は、ユーザによって入力された音声を電気信号（アナログの電気信号）に変換するデバイスである。

マイコン１３は、ＣＰＵとしてマイクロプロセッサを使用したコンピュータである。本実施形態では、マイコン１３は、送信用ボタンが押下されている間、無線機１０（自装置）を識別する識別情報（以下、「ＩＤ情報」と称する）を含む伝送信号を生成する。例えばユーザが、送信用ボタンを押下した状態で音声を入力すると、マイコン１３は、マイク１２から入力された電気信号をデジタルデータに変換し、その変換したデジタルデータ（以下、「音声データ」と称する）と、ＩＤ情報とを含む伝送信号を生成する。そして、マイコン１３は、生成した伝送信号を符号化（エンコード）して、送信回路１４へ供給する。

図３は、伝送信号の一例を示す図である。図３に示すように、伝送信号は、先頭信号と、音声データと、ＩＤ情報と、終話信号とから構成される所定サイズ（この例では１パケット分のサイズ）のデジタル信号で表される。マイコン１３は、ユーザによる送信用ボタンの押下をトリガ（契機）として伝送信号の生成を開始し、送信用ボタンが押下されている間、伝送信号を連続的に生成して送信回路１４へ供給する。また、送信用ボタンが押下されている期間内に、ユーザから入力された音声を示す音声データは、当該期間内に生成される複数の伝送信号の各々に対して割り当てられる（全音声データを分割する複数のデータと複数の伝送信号とが１対１に対応する形で割り当てられる）。

図２の説明を続ける。送信回路１４は、伝送信号を変調する変調部１０１を備える。変調方式の一例として、ここでは、４値ＦＳＫ方式を用いている。送受信アンテナ１５は、変調部１０１によって変調された伝送信号を送信する。この例では、送受信アンテナ１５が請求項の「送信部」に対応していると考えることができる。また、送受信アンテナ１５は、中継動作によって中継局２０から送られてくる中継信号を受信する機能も有しており、請求項の「受信部」に対応していると考えることができる。

受信回路１６は、送受信アンテナ１５で受信した中継信号を復調する復調部１０２を備える。マイコン１３は、復調部１０２によって復調された中継信号を復号（デコード）し、その復号した中継信号に含まれる音声データをスピーカ１７へ供給する。スピーカ１７は、マイコン１３から供給された音声データ（電気信号）を音声に変換して出力する。

図４は、中継局２０のハードウェア構成の一例を示す図である。図４に示すように、中継局２０は、受信アンテナ２１と、受信回路２２と、マイコン２３と、送信回路２４と、送信アンテナ２５を備える。

受信アンテナ２１は、無線機１０から送られてくる伝送信号を受信する。受信回路２２は、受信アンテナ２１にて受信した伝送信号を復調してマイコン２３に供給する。マイコン２３は、受信回路２２から供給された伝送信号を送信回路２４へ供給する。送信回路２４は、マイコン２３から供給された伝送信号を変調する。送信アンテナ２５は、送信回路２４によって変調された伝送信号を、中継信号として通信圏内に送信する。つまり、送信アンテナ２５は、通信圏内の全ての無線機１０に届くように、中継信号を送信する。

以下では、複数の無線機１０のうちの何れか１つの無線機１０に着目して説明する。説明の便宜上、着目した無線機１０を「無線機１０Ａ」と称する。例えば無線機１０Ａが、１以上の伝送信号（「伝送信号群」と称する）を送信する場合を想定する。無線機１０Ａが送信した伝送信号群は、中継局２０による中継動作によって、通信圏内の全ての無線機１０に中継信号として送信されるため、送信元である無線機１０Ａにも送信される（折り返される）。

ここで、本実施形態における中継局２０による中継動作は、少なくとも１つの伝送信号に相当する長さの遅延（少なくとも１パケット分の遅延）を生じる。無線機１０Ａは、伝送信号群の送信中は中継信号を受信することはできないが、伝送信号群の送信終了後、送信済みの伝送信号群のうち、末尾から遅延分の長さに相当する部分を中継信号として受信することができる。

これを利用して、無線機１０Ａのマイコン１３は、伝送信号の送信終了後に受信した中継信号の中に、自装置を識別するＩＤ情報が含まれている場合は、自装置が通信圏内に存在すると判定する。より具体的には、マイコン１３は、伝送信号の送信を終了してから、予め定められた時間内に受信した中継信号の中に、自装置を識別するＩＤ情報が含まれている場合は、自装置が通信圏内にて送信を完了したと判断し、自装置は通信圏内に存在すると判定する。この例では、マイコン１３は、請求項の「判定部」に対応していると考えることができる。

また、本実施形態では、マイコン１３が、自装置が通信圏内に存在すると判定した場合、スピーカ１７からは所定の音声（例えばビープ音）が出力される。なお、これに限らず、マイコン１３が、自装置が通信圏内に存在すると判定した場合、所定の光を出射させる形態であってもよいし、所定の振動を発生させる形態であってもよい。要するに、無線機１０Ａは、マイコン１３による判定結果を報知する報知部を備える形態であればよい。

図５の例では、中継局２０による中継動作は、２つの伝送信号に相当する長さの遅延（２パケット分の遅延）を生じる場合を例示しており、無線機１０Ａは、４つの伝送信号が連続する伝送信号群の送信終了後、その伝送信号群の末尾から２つ分の伝送信号を中継信号として受信している。無線機１０Ａのマイコン１３は、伝送信号群の送信終了後に受信した中継信号（この例では送信済みの伝送信号群の末尾から２つ分の伝送信号）を確認して、自装置が通信圏内に存在するかどうかを判定する。

図６は、無線機１０Ａが、伝送信号（伝送信号群）を送信した後に受信した中継信号に基づいて、自装置が通信圏内に存在するか否かを判定する処理の一例を示すフローチャートである。説明の便宜上、図６の例では、無線通信システム１に含まれる他の無線機１０（無線機１０Ａとは異なる無線機１０）として１つの無線機１０のみを記載し、「無線機１０Ｂ」と表記する。

まず、無線機１０Ａは、ユーザによる送信用ボタン（操作部１１）の押下をトリガーとして、伝送信号の送信を開始する（ステップＳ１）。無線機１０Ａは、送信用ボタンが押下されている間、伝送信号を連続的に生成して送信する（ステップＳ２）。中継局２０は、無線機１０Ａから受信した伝送信号を、中継信号として通信圏内に送信する中継動作を行う（ステップＳ３）。これにより、無線機１０Ａおよび無線機１０Ｂの各々に対して中継信号が送信される（ステップＳ４）。この例では、無線機１０Ｂは受信状態であるので、中継信号を受信する（ステップＳ５）。

一方、無線機１０Ａは、伝送信号の送信が終了するまでの間、中継信号を受信することはできないが、ユーザによる送信用ボタンの押下が解除されたことをトリガーとして、伝送信号の送信を終了する（ステップＳ６）。最終の伝送信号を送信した後、無線機１０Ａは受信状態に移行し、中継信号を受信する（ステップＳ７）。

次に、無線機１０Ａは、最終の伝送信号の送信を終了してから予め定められた時間内に中継信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ８）。ステップＳ８の結果が否定の場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、無線機１０Ａは、ステップＳ７で受信した中継信号は判定対象外の信号であると判断して破棄する（ステップＳ９）。ステップＳ８の結果が肯定の場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、無線機１０Ａは、ステップＳ７で受信した中継信号（少なくとも１つ以上の伝送信号で構成される）に含まれるＩＤ情報が自装置を識別する情報であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０の結果が肯定の場合（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、無線機１０Ａは、所定の音声（例えばビープ音）をスピーカ１７から出力する（ステップＳ１１）。ステップＳ１０の結果が否定の場合（ステップＳ１０：Ｎｏ）、無線機１０Ａは、何も報知処理を行わない。

以上に説明したように、本実施形態における中継局２０による中継動作は、少なくとも１つの伝送信号に相当する長さの遅延を生じるので、無線機１０Ａは、伝送信号群（１以上の伝送信号）の送信後、送信済みの伝送信号群のうち、末尾から遅延分の長さに相当する部分を中継信号として受信することができる。これを利用して、無線機１０Ａは、伝送信号の送信終了後に受信した中継信号の中に、自装置を識別するＩＤ情報が含まれている場合は、中継局２０との間で正常に信号の送受信を行うことができる状態であると判断し、自装置が通信圏内に存在すると判定する。これにより、特別な信号を必要とせずに、自装置が通信圏内に存在するか否かを確認することができるという有利な効果を達成できる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述の各実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。本発明は、上述の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

例えば無線機１０Ａのユーザは、音声を入力する前（発話前）に、一定時間の間、送信用ボタンを押下して、自装置が通信圏内であるか否かを判定させることもできる。この場合、音声の入力前における送信用ボタンの押下をトリガーとして、無線機１０Ａは、空の音声データを含む伝送信号の生成を開始する。上記と同様に、無線機１０Ａは、送信用ボタンが押下されている間、伝送信号（空の音声データを含む伝送信号）を連続的に生成して中継局２０に送信し、ユーザによる送信用ボタンの押下が解除されたことをトリガーとして、伝送信号の送信を終了する。最終の伝送信号を送信した後、無線機１０Ａは受信状態に移行し、中継信号を受信する。そして、伝送信号の送信終了後に受信した中継信号の中に、自装置を識別するＩＤ情報が含まれている場合は、自装置が通信圏内に存在すると判定し、所定の音声をスピーカ１７から出力する。これにより、ユーザは、発話前に、無線機１０Ａが通信圏内に存在することを確認することができる。

また、上記したステップＳ８による、最終の伝送信号の送信を終了してから予め定められた時間内に中継信号を受信したか否かの判定を行わず、ステップＳ１０を行ってもよい。また、通常の受信動作がステップＳ１０から開始されるようにしてもよい。これらの場合、受信した信号のＩＤ情報が自装置であった場合にのみ自装置が通信圏内に存在すると判定して所定の音声をスピーカ１７から出力し、受信した信号のＩＤ情報が自装置のＩＤ情報では無い場合は、送られてきた音声データの復号を開始すればよい。

１無線通信システム
１０無線機
１１操作部
１２マイク
１３マイコン
１４送信回路
１５送受信アンテナ
１６受信回路
１７スピーカ
１０１変調部
１０２復調部
２０中継局

Claims

受信した信号を通信圏内に送信する中継動作を行う中継局を介して、半二重の無線通信を行う無線機であって、
前記無線機を識別する識別情報を含む伝送信号を送信する送信部と、
少なくとも１つの前記伝送信号に相当する長さの遅延を生じる前記中継動作によって前記中継局から送られてくる信号を示す中継信号を受信する受信部と、
前記伝送信号の送信終了後に受信した前記中継信号の遅延分に、自装置を識別する前記識別情報が含まれている場合は、前記自装置が前記通信圏内にて送信を完了したと判断する判定部と、を備え、
前記判定部は、前記通信圏内にて送信を完了したと判断した場合には、前記自装置が前記通信圏内に存在すると判定することを特徴とする、
無線機。
前記判定部は、前記伝送信号の送信を終了してから、予め定められた時間内に受信した前記中継信号の中に、前記自装置を識別する前記識別情報が含まれている場合は、前記自装置が前記通信圏内に存在すると判定する、
請求項１の無線機。
前記無線機の送信用周波数帯域と、前記無線機の受信用周波数帯域とは異なる、
請求項１または２の無線機。
前記伝送信号を変調する変調部と、
前記受信部で受信した前記中継信号を復調する復調部と、をさらに備え、
前記送信部は、前記変調部によって変調された前記伝送信号を送信し、
前記判定部は、前記復調部によって復調された前記中継信号の中に、前記自装置を識別する前記識別情報が含まれている場合は、前記自装置が前記無線通信圏内に存在すると判定する、
請求項３の無線機。
前記判定部は、前記中継信号の中に、前記自装置を識別する前記識別情報が含まれていない場合は、前記自装置が前記通信圏内に存在しないと判定する、
請求項２の無線機。
前記判定部による判定結果を報知する報知部をさらに備える、
請求項１乃至５のうちの何れか１つの無線機。
受信した信号を通信圏内に送信する中継動作を行う中継局を介して、半二重の無線通信を行う無線機による無線通信方法であって、
前記無線機を識別する識別情報を含む伝送信号を送信し、
前記伝送信号の送信後、少なくとも１つの前記伝送信号に相当する長さの遅延を生じる前記中継動作によって前記中継局から送られてくる信号を示す中継信号を受信し、
前記中継信号の遅延分に、自装置を識別する前記識別情報が含まれている場合は、前記自装置が前記通信圏内にて送信を完了したと判断し、
前記通信圏内にて送信を完了したと判断した場合には、前記自装置が前記通信圏内に存在すると判断する、
無線通信方法。