JPH01202948A - 無線パケット通信方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一つの無線チャネルを用いて複数の無線端末
と制御局との間で（ひいては制御局を介在させて無線端
末と無線端末との間で）行う無線パケット通信方式に関
するものである。

かかる無線端末としては、簡単なデータ表示機能、デー
タ入力機能を備えた携帯型の小形端末を考えることがで
きる。かかる無線端末を携行した大同士、或いは無線端
末を携行した人と成るセンタとの間で制御局を介してデ
ータの送受信を行うことのできる無線パケット通信方式
を一例として考えれば、かかる無線パケット通信方式の
用途はきわめて多岐にわたると思われる。本発明は、こ
の種の無線パケット通信方式に関するものである。

〔従来の技術〕

従来無線端末からのデータ送信方式としては、コンテン
ション方式とボーリング方式がある。コンテンション方
式としては、アロハ方式、ＩＳＭＡ方式等が考えられて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、コンテンション方式では、アロハ方式、ＩＳＭ
Ａ方式のいずれにしても複数の無線端末が競争的にデー
タを送出するため衝突が避けられず、特に送出データが
長い場合には問題があった。−方ボーリング方式は、各
無線端末を順次呼び出してその端末のみがデータ送出を
許されるため衝突は生じないが、送出データのない端末
にもボーリングを行うため、無線端末が多くなると無効
な呼出しが多くなり、無線チャネルの使用効率が低くな
る欠点があった。

また、無線端末へのデータ送出は、無線端末を幾つかに
グループ分けしている場合には、自グループ内でのみデ
ータ送出を行う方式が通常である。

このためデータ長が長い場合には、１回のデータ分では
足りず、他のグループを経て自グループの順番になった
とき、再び、着信表示信号の欄に送出相手先の無線端末
番号を書き込み送出してデータの送出を行わねばならず
、全部のデータの伝達に時間がかかるという欠点があっ
た。

更に、端末から制御局への上りデータ、制御局から端末
への下りデータを同時に送受信する方式においては、上
りデータ信号ボーリング要求信号、データ無信号、確認
信号などの各上り信号が不規則に出ると、それらが衝突
し、また、何も送出できない時間が生じて効率が悪いな
どの問題があった。

本発明の目的は、従来技術の欠点、問題点を解決し、複
数の無線端末から送出されるデータが衝突せず、しかも
無線チャネルの使用効率を高めることのできる無線パケ
ット通信方式を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的達成のため、本発明では、制御局と複数の無線
端末との間で時分割の無線回線を介して通信を行う無線
パケット通信方式において、制御局から無線端末へ向け
て送出する下り信号フレームは、少なくとも着呼表示信
号、ボーリング制御信号、空塞信号を含む第１のフレー
ムと、少なくともデータ、ボーリング制御信号、空塞信
号を含む第２のフレームと、により構成され、無線端末
から制御局へ送出する上り信号フレームは、少なくとも
確認信号、データ無信号、ボーリング要求信号のいずれ
かを含むフレームにより構成され、前記上り、下りの各
信号フレームの間には、フレーム長が相互にほぼ整数倍
となる関係を持たせて無駄（空きの期間）が生じないよ
うにした。

〔作用〕

無線端末は、常時は制御局からの前記第１のフレームが
受信可能となる期間だけ、その電源をオンして受信待受
態勢をとるが、それ以外の期間は電源をオフして受信不
能態勢をとるように制御されており、 制御局から無線端末ヘデータを送出する際は、最初に、
制御局で前記第１のフレームにおける着呼表示信号の欄
にデータ送出先である無線端末の端末番号を書き込んで
該第１のフレームを送出することにより、それを受信し
た当該端末が、自端末への着信があることを知って、デ
ータを含む第２のフレームの受信態勢へ移行するように
し、次いで制御局は前記第２のフレームに所要のデータ
を書き込んで送出してこれを当該無線端末に受信させ、 無線端末から制御局へデータを送出する際は、当該無線
端末がデータ送出に際して制御局から受信した第１また
は第２のフレーム内の空塞信号の欄が空きであることを
確認するか、又は制御局から受信した第１または第２の
フレーム内のボーリング制御信号の欄から他のどの無線
端末もボーリング要求を行っていないことを確認すると
、当該無線端末はボーリング要求信号を含む上りフレー
ムを作成して制御局へ送出し、制御局はこれを受信して
ボーリング要求のある無線端末を知り、第１および第２
のフレーム内のボーリング制御信号の欄に当該無線端末
の端末番号を書き込んで送出することにより当該無線端
末にボーリングをかけ、それにより当該端末のみがデー
タを含む上りフレームを作成して制御局へ送出する。

〔実施例〕

次に図を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例において用いる制御局の構成
例を示すブロック図である。

同図において、１は制御局、１０１はプロセッサ、１０
２はメモリ、１０３はＩ１０ボート、１０４はモデム、
１０５は変調器、１０６は復調器、１０７は送信機、１
０Ｂは受信機、１０９はアンテナである。

第２図は本発明の一実施例において用いる無線端末の構
成例を示すブロック図である。

同図において、２は無線端末、２０１はプロセッサ、２
０２はキーボード、２０３は表示装置、２０４はスピー
カ、２０５はＩ１０ボート、２０６は変調器、２０７は
復調器、２０８は送信機、２０９は受信機、２１０はメ
モリ、２１１はアンテナ、２１２はタイマである。

第３図は、制御局と無線端末間で送受する信号のフレー
ム構成と各フレーム間の相互位置関係を示す説明図であ
る。ここで下り信号は、制御局から無線端末へ送信され
る信号で、上り信号は無線端末から制御局へ送信される
信号であり、送出される信号例が、下り信号フレームと
上り信号フレームの例（１）〜（４）として示されてい
る。

第４図は無線端末を複数グループ化した場合の下り信号
構成例を示す説明図である。第５図は制御局での空塞信
号制御フロー例を示す流れ図、また、第６図は下りデー
タを送出する場合の制御フロー例を示す流れ図である。

以下、各図を参照して動作を説明する。

第１図の制御局ｌにおけるプロセッサ１０１は、Ｉ１０
ボー　ト１０３、ｉｌｔ器１０５、送信４１１０７、ア
ンテナ１０９を経由し、第３図の下り信号フレームを送
出している。

下り信号フレームにおいて、５ＹＮＩは同期信号、ＣＮ
及びＰＮはボーリング制御信号で、ＣＮは制御コード、
ＰＮは端末番号である。ＣＮは、ボーリングの有無、上
りデータの受信確認などの機能をもつ。ＳＮＩ〜ＳＮｎ
は、着呼表示信号で、ｎ個までの無線端末番号をこの欄
に書き込んで送出できる。ＢＩＳは空塞信号で、上りの
ボーリング要求信号の送出を制御している。５ＹＮ２は
、５ＹＮＩとは異なる同期信号、ＤＡＴＡ　（１）、Ｄ
ＡＴＡ　（２）は、下りデータである。

下り信号は、５ＹＮＩで始まるＣＩフレーム（着呼表示
フレーム）１ケに対し、５ＹＮ２で始まるＤＴフレーム
（データフレーム）ｍヶの繰返しで構成されている。一
般に、ｍは、着呼表示信号の中のＳＮの数ｎとの関係は
ｍ≧ｎが望ましく、通常はｍ＝ｎである。

第２図に示す無線端末２は、通常は、第３図の下り信号
フレームのうち、ＣＩフレームのみを受信している。即
ち無線端末２は、プロセッサ２゜１で、アンテナ２１１
、受信機２０９、復調器２０７、Ｉ１０ポート２０５を
経由して受信した下り信号から、プロセッサ２０１は、
まずＣｒフレームの同期信号５ＹＮＩを検出し、それ以
後のＳＮ１〜ＳＮｎを受信し、自分の端末番号がその中
にあるかないかを検出する。あれば、それは自端末に着
信があることを意味し、なければ着信はないことを意味
する。従って、なければ以後、タイマ２１２のみを動作
させ残りの２０１〜２１０までの電源をオフにする。

タイマ２１２は、下り信号内に再びＣｒフレームが出現
するまでのタイミングをカウントしており、その時刻に
なると、再び無線端末２の電源をオンし、Ｃｒフレーム
の受信を可能とする。このようにすることで電池の寿命
を大巾にのばすことができる。

次に下り信号で制御局から無線端末ヘデータを送出する
動作例を説明する。

第１図で他装置よりモデム１０４を経由して、無線端末
２へのデータが受信されると、プロセンサ１０１はデー
タをメモリ１０２に一旦蓄積し、まずＣｒフレームのＳ
ＮＩ〜ＳＮｎの１つニ当該無線端末番号を書き込んで送
出する。次に引き続＜ＤＴフレームのながのＳＮに再び
当該無線端末番号を書き込んで送出し、データをＤＡＴ
Ａ（１）及びＤＡＴＡ　（２）に書き込んで送出する。

ＤＴフレームの数がｎヶでＳＮＩ〜ＳＮｎに対応してい
れば、ＳＮは不要で、ＤＴフレームの順番で識別できる
。送出データが多い場合は更に次のＤＴフレームを用い
て同様にしてデータを送出する。

無線端末２は、すでに述べたように、常時はＣｒフレー
ムのみを受信しているが、その中で着呼表示信号ＳＮＩ
〜ＳＮｎの欄のどこかに自端末番号を検出すると、自端
末への着信があることを知るので、引き続き信号を受信
することとし、ＤＴフレーム内のＳＮに自端末番号のあ
るデータを受信し、第３図の上り信号例（１）に示す位
置（タイミング）で確認信号を含むフレームを作成して
送出する（点線は確認信号送出可能位置を示す）。

確認信号は、第２図のＩ１０ボート２ｏ５、変調器２０
６、送信機２０Ｂ、アンテナ２１１を経由し送出され、
第１図の制御局１におけるアンテナ１０９、受信機１０
８、復調器１０６、■／。

ボート１０３を経由し、プロセッサ１０１で受信される
。もし確認信号が来なければ、プロセッサ１０１は、再
びＣｒフレーム内の着呼表示信号ＳＮ１〜ＳＮｎの欄の
どれかに端末番号を書き込んで送出し、ＤＴフレームで
データを再送することになる。

この再送手順において、再送データにフレーム番号を付
加し、ｆｌｉＩ認信号定信号一番号を付加すれば、多数
のＤＴフレームを送出した場合などに、ＤＴフレームが
正しく伝達されたが、どのデータの再送を必要とするか
がプロセッサ１０１であいまいにならない利点がある。

また無線端末においてもフレーム番号があれば、同一デ
ータを２度受信したときなど一方をすてることが可能と
なる。

データを正しく受信した無線端末は、スピーカ２０４を
鳴動させデータ受信を端末所持者に知らせ、表示装置２
０３に受信データを表示する。

以上の説明は、Ｃｒフレームが１種類の場合について行
ったが、無線端末の電池を一層節約するために、無線端
末を複数のグループに分け、各グループに対応してＣｒ
フレームを設ける方式が考えられる。すなわち第１グル
ープに属する無線端末は、第１ＣＩフレームのみを常時
は受信していて、第２グループに属する無線端末は第２
ＣＩフレームのみを常時受信している、という具合であ
る。３グループに分けた場合の例を第４図に示す。

Ｃｒフレーム、及びＤＴフレームの詳細は第３図の下り
信号例と同様であるが、同期信号５ＹＮｌは、各ＣＩが
識別出来るように異ならせるのが望ましい。無線端末は
常時は自グループのＣｒフレームのみを受信するため、
グループ化しない場合に比較し、第４図の３グループ化
では、３倍の電池の節約が図られる。このような場合の
無線端末へのデータの送出は、無線端末のグループをプ
ロセッサ１０１が識別し、そのグループのＣｒフレーム
にその無線端末番号を書き込んで送出し、そのグループ
のＤＴフレームでデータを送出することになる。送出デ
ータが長くなると、ＣＩフレームに続くそのグループの
ＤＴフレームでは不足する場合がある。その場合に、再
度臼ＣＩグループ内に端末番号を書き込んで送出し、デ
ータを送出すると、データを送出し終わるまで時間がか
かる。それをさけるため、引き続くデータは、再度ＣＩ
フレームに端末番号を書き込んで送出せずに、他グルー
プのＤＡＴＡフレームをも自由に使用してデータの送出
を行う方法もある。

次に無線端末２から制御局ｌへのデータの送出について
説明する。

無線端末２は第２図のキーボード２０２でデータを作成
し、キーボード上の図示せざる送信キーを押すと、プロ
セッサ２０１は下り信号を受信し、ＣＩフレーム、ＤＴ
フレーム内にある空塞信号（ＢＩＳ）の欄が空であるこ
とを検出するか、ボーリング制御信号の制御コード（Ｃ
Ｎ）の欄がボーリング無しであるかを検出すると、Ｉ１
０ポート２０５、変調器２０６、送信機２０８、アンテ
ナ２１１を経由して第３図上り信号例（２）に示すよう
にボーリング要求信号を含むフレームを作成して送出す
る（点線はボーリング要求信号送出可能位置を示す）。

このボーリング要求信号がアンテナ２１１から送出され
、第１図の制御局ｌにおけるアンテナ１０９を経由し制
御局１のプロセッサ１０１で受信されると、プロセッサ
１０１は、ＣＩフレーム、ＤＴフレーム内のＣＮ及びＰ
Ｎａにボーリング制御信号を書き込んで送出する。即ち
、制御コードＣＮをボーリングあり、ＰＮに当該無線端
末番号を書き込んで送出する。

この信号を受信した無線端末は、第３図の上り信号例（
３）に示すように、データを含むフレームを作成して送
出する。制御局１でこの信号を正常に受信できたら、次
の制御コードＣＮの欄に確認コードを書き込んで返送す
る。無線端末２にこの確認コードが来なければ、無線端
末２は次の自端末へのボーリングでデータを再送するこ
とになる。また送信データが多く送出しきれなかった場
合には、次の自端末へのボーリングで、データを継続し
て送出する。制御局１からのボーリングが来たが、送出
データがない場合には第３図の上り信号例（４）に示す
位置（タイミング）でデータ無し信号を含むフレームを
作成して送出する。

本方式での上り信号は第３図に示した例で全てである。

これらの信号が多数の無線端末より、同一無線チャネル
内で送出されるのであるから、衝突がなく、かつ時間的
にも無駄のない構成が望まれる。

本方式では、以下のような条件で上り信号の位置（タイ
ミング）を定めている。

■上りデータと下りデータの時間的独立性を保証するた
め、下りデータに対する確認信号位置は固定とし、他の
上り信号の使用は行わない。

■ボーリング要求信号、データ信号、データ無し信号は
同一の位置を使用するが、ボーリング要求信号長の約２
倍を上りデータ信号長とし、無効な時間の生じないよう
にする。

■データ無し信号長は、ボーリング要求信号長と等しい
か短くして、制御局でデータ無し信号であることを確認
し、空塞信号を空とし、それを端末が識別し、ボーリン
グ要求信号を送出できるようにする。

■上りデータ信号長と確認信号長の和を下りＣＩフレー
ム、ＤＴフレーム長にほぼ等しくし衝突がなく無効時間
も少なくする。

上りデータ信号、データ無し信号はボーリングをかけた
端末のみが送出するので他信号と衝突することはない。

しかしボーリング要求信号は無線端末から独立に送出さ
れるので、他信号と衝突する可能性がある。これを制御
するのに空塞信号とボーリング信号を用いる。即ち、上
りデータ信号があれば、空塞信号の欄を塞とし、ボーリ
ング要求信号の送出を不可とする。またボーリング信号
のＣＮコードの欄で、ボーリング有となっていても、ボ
ーリング要求信号の送出を不可とする。制御局ｌでの空
塞信号の制御フローを第５図に示したので参照されたい
。

無線端末と制御局との間の通信としては、一方から他方
へのデータの送出だけでなく、会話型で通信を行う場合
も多いと考えられる。例えば、間合せに対する応答のよ
うな場合である。制御局が上りデータに対して、下りデ
ータを送出する場合、前述した下りデータの送出方法に
したがって行う方法がある。即ち無線端末に対応したＣ
Ｉフレームにます着呼表示信号を書き込んで送出し、次
にＤＴフレームで下りデータ送出を行う方法である。

しかしこの方法では、下りデータの送出をＣＩフレーム
の位置になるまで待たねばならず、端末がグループ化さ
れた場合などでは、かなり遅れる場合がある。ＣＩフレ
ームを用いた着信表示信号の目的は、電池の節約のため
に、定められた短期間を除いて電源をオフしている端末
に着呼を知らせることにある。しかし、ボーリング要求
を行い、ボーリング信号をうけている端末は電源をあら
かじめオンにしているため、着呼表示信号を受信しなく
てもＤＴフレームのみでデータ受信が可能である。しか
しそのためには、ＤＴフレーム内にどの端末に着信する
かという端末番号が必要であり、本方式では、ＳＮの欄
が使用出来る。

制御局では、ボーリング要求中の無線端末の番号は第１
図のメモリ１０２へ登録しであるため、ボーリング登録
中の端末への着信データの送出は、自及び他グループの
ＤＴフレームのいずれであってもいつでもＤＴフレーム
内のＳＮの欄にその端末番号を書き込んで送出し、引き
続（ＤＡＴＡ信号で行うことが可能である。プロセッサ
１０１での制御フローを第６図に示したので参照された
い。

第６図は先に述べた長い下りデータを他グループのＤＴ
フレームにまたがって送出する場合をも含めた下りデー
タ送出制御フローである。ボーリグ要求中の端末へはそ
の端末グループのＣＩフレームに着呼表示を行い、その
グループのＤＴフレームでデータを送出するが、そのＤ
Ｔフレームが他端末へのデータで一杯のときは、次のグ
ループのＤＴフレームでの送出も可能である。又Ｃｌフ
レームへ着呼表示をしデータを送出する場合、最初に送
出したデータの確認信号が来ない場合には、着呼表示が
とどかない場合も考えられるので着呼表示からの再送が
望ましい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、下りデータの送出は、最初に着呼
表示信号により、常時は電池の節約のため一定時間しか
受信可能状態にない無線端末に対して着呼を知らせ、そ
の後ＤＡＴＡフレームでデータを送出する方式をとるが
、１つのＤＡＴＡフレームで送出しきれないデータや、
ボーリング登録をしている端末へは、改めて着呼表示信
号の欄に端末番号を書き込んで送出するようなことはせ
ず、他グループのＤＡＴＡフレームをも用いるので全デ
ータが送出されるまでの時間の短縮が図られる。

また、データ送出を要求する無線端末は、あらかじめボ
ーリング要求信号を送出し制御局はその無線端末にのみ
ボーリングをかける方式であるため、一般のコンテンシ
ョン方式にくらべ衝突の確率がきわめて低い一方、無効
なボーリングも少ないため、きわめて能率の高い方式で
あるうえ、各信号のフレーム長とその送出位置（タイミ
ング）の関係を無線チャネルに無効時間が発生しないよ
うな関係とし、空塞信号による制御も効率の高い方式で
あるため、１つの無線チャネルを全て２重的に使用し多
数の無線端末と制御局との朋でデータの送受を行うデー
タエントリ、データベースアクセス、無線端末間のメツ
セージの伝達などに有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において用いる無線端末の構成例を示す
ブロック図、第２図は本発明において用いる制御局の構
成例を示すブロック図、第３図は下り信号フレーム及び
上り信号フレームの構成例と、その相互位置関係を示す
説明図、第４図は無線端末をグループ化した場合の下り
信号フレームの構成例を示す説明図、第５図は制御局で
の空塞信号制御フローを示す流れ図、第６図は長い下り
データの送出制御フローを示す流れ図、である。 符号の説明 １０１・・・プロセッサ、１０２・・・メモリ、１０３
・・弓１０ポート、１０４・・・モデム、１０５・・・
変調器、１０６・・・復調器、１０７・・・送信機、１
０８・・・受信機、１０９・・・アンテナ、２０１・・
・プロセッサ、２０２・・・キーボード、２０３・・・
表示装置、２０４・・・スピーカ、２０５・・・Ｉ１０
ポート、２０６・・・変調器、２０７・・・復調器、２
０８・・・送信機、２０９・・・受信機、２１０・・・
メモリ、２１１・・・アンテナ、２１２・・・タイマ 代理人　弁理士　並　木　昭　夫 代理人　弁理士　松　崎　　　清 第１図 雰２　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）制御局と複数の無線端末との間で時分割の無線回線
   を介して通信を行う無線パケット通信方式において、 制御局から無線端末へ向けて送出する下り信号フレーム
   は、少なくとも着呼表示信号、ボーリング制御信号、空
   塞信号を含む第１のフレームと、少なくともデータ、ボ
   ーリング制御信号、空塞信号を含む第２のフレームと、
   により構成され、無線端末から制御局へ送出する上り信
   号フレームは、少なくとも確認信号、データ無信号、ボ
   ーリング要求信号のいずれかを含むフレームにより構成
   され、 前記上り、下りの各信号フレームの間には、フレーム長
   が相互にほぼ整数倍となる関係を持たせ、無線端末は、
   常時は制御局からの前記第１のフレームが受信可能とな
   る期間だけ、その電源をオンして受信待受態勢をとるが
   、それ以外の期間は電源をオフして受信不能態勢をとる
   ように制御されており、 制御局から無線端末へデータを送出する際は、最初に、
   制御局で前記第１のフレームにおける着呼表示信号の欄
   にデータ送出先である無線端末の端末番号を書き込んで
   該第１のフレームを送出することにより、それを受信し
   た当該端末が、自端末への着信があることを知って、デ
   ータを含む第２のフレームの受信態勢へ移行するように
   し、次いで制御局は前記第２のフレームに所要のデータ
   を書き込んで送出してこれを当該無線端末に受信させ、 無線端末から制御局へデータを送出する際は、当該無線
   端末がデータ送出に際して制御局から受信した第１また
   は第２のフレーム内の空塞信号の欄が空きであることを
   確認するか、又は制御局から受信した第１または第２の
   フレーム内のボーリング制御信号の欄から他のどの無線
   端末もボーリング要求を行っていないことを確認すると
   、当該無線端末はボーリング要求信号を含む上りフレー
   ムを作成して制御局へ送出し、制御局はこれを受信して
   ボーリング要求のある無線端末を知り、第１および第２
   のフレーム内のボーリング制御信号の欄に当該無線端末
   の端末番号を書き込んで送出することにより当該無線端
   末にボーリングをかけ、それにより当該端末のみがデー
   タを含む上りフレームを作成して制御局へ送出する、 ようにしたことを特徴とする無線パケット通信方式。