JP4211145B2 - 無線通信システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムに係り、より詳細には、一つの基地局と複数の移動局とからなる無線通信システムにおいて、基地局の通信エリア圏外に移動した任意の移動局が、基地局を中継することなく他の移動局と直接通信を行う移動局直接通信モード機能を具備した無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一つ基地局と複数の移動局とからなる無線通信システムの通信方式として１波単信方式又は２波単信方式等がある。
図６（Ａ）は１波単信方式を示す。この方式は主にアナログ方式であり、基地局51と各移動局52、53、54とは共通の搬送波周波数F1で通信を行う。共通の搬送波周波数F1を使用しているため、各移動局が他の移動局と基地局との通信内容（主に通話）を傍受できるという利点がある反面、他の基地局に属する他の移動局が自移動局の近傍で前記周波数F1に接近した周波数で通信した場合には、周波数F1による自移動局の通信が受信感度抑圧等の妨害を受け、基地局１との通信が出来なくなるという欠点がある。この受信感度抑圧等の妨害を回避するようにしたものが図６（Ｂ）に示す２波単信方式であり、主にディジタル方式無線で使用されている。
上記２波単信方式は図示のように、基地局51と各移動局52、53、54とが２種類の搬送波周波数F1、F2で通信するものであり、各移動局52、53、54から基地局51への送信（上り）には周波数F1を使用し、基地局51から各移動局52、53、54への送信（下り）には周波数F2を使用するものである。
上記１波単信方式又は２波単信方式いずれにおいても各移動局は基地局の制御下にあり、同基地局を中継して移動局間の通信（中継通信モード）が成立するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、前記１波単信方式又は２波単信方式のいずれにおいても、移動局（移動局Ｎ54−図６）が基地局の通信エリアａの圏外に移動した場合には基地局との通信が出来なくなるので前述のような基地局を中継した移動局間の通信が不可能となる。この場合の対処として、手動により移動局間直接通信モードへ切り換える方法があるあが、この方法の場合、送信側及び受信側双方が同時に直接通信モードへ切り換える必要があるため、通信相手が既知且つ特定の移動局に限定される。特に、その特定の相手移動局が基地局の通信エリア内にいる場合には直接通信モードへの移行ができない場合がある。このように、手動により移動局間直接通信モードへ切り換える方法では、必要なときに即座に他の移動局との直接通信モードへの移行が困難という欠点がある。
本発明は上記に鑑み、移動局が基地局の通信エリア圏外に移動した場合にも即座に任意の移動局との直接通信を可能にした無線通信システムを提供することを目的としたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１の搬送波周波数Ｆ１で信号を基地局に送信する第１の移動局送信手段と、第２の搬送波周波数Ｆ２の信号を基地局から受信する第１の移動局受信手段と、第３の搬送波周波数Ｆ３で信号を他の移動局に送信する第２の移動局送信手段と、他の移動局からの第３の搬送波周波数Ｆ３の信号を受信する第２の移動局受信手段と、前記第２の移動局受信手段で受信した信号の受信レベルを検出する第２の受信レベル検出部と、前記第２の受信レベル検出部で検出した受信レベルのデータを記憶するメモリ部と、前記第１の移動局受信手段で受信した信号をもとに、基地局の通信エリアの圏内又は圏外かを判定する通信エリア判定手段と、前記第１の移動局送信手段と第２の移動局送信手段とを切り換える切換手段と、を備えてなる複数の移動局と、前記第２の搬送波周波数Ｆ２で信号を送信する基地局送信手段と、前記第１の搬送波周波数Ｆ１の信号を受信する基地局受信手段と、を備えてなる一つの基地局とからなり、
前記基地局を中継して前記移動局相互間が通信を行う２波単信方式の無線通信システムにおいて、前記移動局は、前記通信エリア判定手段が圏外と判定したときには前記切換手段により、前記第１の移動局送信手段から第２の移動局送信手段に切り換え、他の移動局は、前記移動局の第２の移動局送信手段が発信した信号を自局の第２の移動局受信手段で受信したときに、自局の前記メモリ部に記憶された受信レベルのデータを前記第２の移動局送信手段により前記移動局へ送信することを特徴としている。
【０００５】
また、前記第２の移動局受信手段で受信した信号の受信レベルの代わりに、前記第２の移動局受信手段で受信した信号のビットエラー率を用いてもよい。
【０００６】
また、前記通信エリア判定手段は、前記第１の移動局受信手段で受信した信号の受信レベルを検出する第１の受信レベル検出部と、前記検出した受信レベルが基準レベル以下のとぎには通信エリアの圏外と判別する第１の判別部を設ける。
【０００７】
前記第１の判別部は、前記第１の移動局受信手段で受信した信号のビットエラー率を検出する第１のビットエラー率検出部と、前記検出したビットエラー率が基準値以上のときには通信エリアの圏外と判別してもよい。
【０００８】
また、前記移動局に、複数の他の移動局から送信された前記受信レベルのデータのうち、最良のデータを送信した移動局を判別する第３の判別部を設け、前記移動局は、判別した移動局と直接通信を行うこととする。
【０００９】
また、前記第３の判別部による判別を、前記移動局に、複数の他の移動局から送信された前記ビットエラー率のデータのうち、最良のデータをもとに判別するとしてもよい。
【００１０】
また、前記移動局は、前記第２の移動局送信手段により直接通信を行う移動局を指定するデータを他の移動局に送信するとともに、前記第２の移動局受信手段によって他の移動局から受信した直接通信を指定するデータが自局を指定しているかを判別する第４の判定部を前記移動局に設け、
自局が指定されたと判別したときは、前記第１の移動局送信手段から前記第２の移動局送信手段に切り換え、自局を指定するデータを送信した他の移動局と直接通信を行うこととする。
【００１１】
また、他の移動局は、前記メモリ部に記憶された前記受信レベルのデータ又は前記ビットエラー率のデータを前記移動局への送信することに代え、前記受信レベルのデータ又は前記ビットエラー率のデータを前記第１の移動局送信手段により前記基地局へ送信するとしてもよい。
【００１２】
また、前記基地局に、前記他の移動局から送信された前記受信レベルのデータ又は前記ビットエラー率のデータのうち、最良のデータを送信した前記他の移動局を判別する判別部を設け、基地局は、判別した移動局に対し、前記移動局と直接通信を行うよう指令する。
【００１３】
また、前記移動局は、前記直接通信を開始した以後に、前記通信エリア判定手段が圏内と判定したときには、前記切換手段により、前記第２の移動局送信手段から第１の移動局送信手段に切り換えることとする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。
図１は本発明による無線通信システムの概念説明図であり、一つの基地局１と３つの移動局（移動局Ａ２、移動局Ｂ３、移動局Ｃ４）とで構成した２波単信方式のシステム例である。
また、図２は本発明による無線通信システムを構成する基地局及び移動局の一実施例を示す要部ブロック図、図３は図２を説明するための動作フローチャートである。
また、図４は本発明による無線通信システムを構成する基地局及び移動局の他の実施例を示す要部ブロック図、図５は図４を説明するための動作フローチャートである。
【００１５】
図１において、移動局Ａ２、移動局Ｂ３及び移動局Ｃ４それぞれは基地局１の制御下にあり、同基地局１を中継して移動局相互間で通信（主に通話）を行う（中継通信モード）。
この場合、各移動局から基地局１への送信（上り）には周波数F1の搬送波（第１の搬送波周波数F1）を使用し、基地局１から各移動局への送信（下り）には周波数F2の搬送波（第２の搬送波周波数F2）を使用する（２波単信）。ここで、移動局Ａ２及び移動局Ｂ３それぞれは基地局１の通信エリアａの圏内にいるので、これら移動局は基地局１を中継した通信が可能である。
これに対し、移動局Ｃ４は基地局１の通信エリアａの圏外に移動したため、同基地局１と通信できず、従って、基地局１を中継した他の移動局との通信は不可能となる。
そこで、本発明では各移動局に周波数F1、F2による本来の通信機能に加え、専用周波数F3（第３の搬送波周波数F3）を使用した通信機能を新たに追加する。
これにより、通信エリアａ圏外の移動局Ｃ４は孤立することなく近傍にいる移動局Ｂ３との直接通信が可能となる。
【００１６】
次に、図２及び図４の構成につき説明する。
図２において、（Ａ）は基地局１であり、（Ｂ）は移動局（２、３又は４）である。
（Ａ）において、11は移動局よりの第１の搬送波周波数F1の送信信号を受信するアンテナ、12は受信復調部であり、アンテナ11よりの第１の搬送波周波数F1の信号を復調及び復号等する。13はベースバンド処理部であり、受信復調部12よりの信号及び移動局制御用データ等のベースバンド信号の処理をする。14は変調部であり、ベースバンド処理部13よりの信号と第２の搬送波周波数F2とで所定の方式のディジタル変調の処理をする。15は送信部であり、第２の搬送波周波数F1の信号を所定レベルにして送信する。16は送信用のアンテナである。
【００１７】
また、（Ｂ）において、21はデータ発生部であり、マイク音声や所要データ等、通信相手移動局へ送信するデータを発生する。22は変調部であり、データ発生部21よりの信号と、第１の搬送波周波数F1又は第３の搬送波周波数F3とで所定の方式のディジタル変調の処理をする。第１の搬送波周波数F1又は第３の搬送波周波数F3の設定は制御部41が行う。
23は送信部であり、第１の搬送波周波数F1又は第３の搬送波周波数F3の信号を所定レベルにして送信する。24は送信用のアンテナである。
25は第２の搬送波周波数F2の信号を受信するアンテナである。
26は第１の受信復調部であり、アンテナ25よりの第２の搬送波周波数F2の信号を復調及び復号等する。27は第１の受信レベル検出部であり、第１の受信復調部26よりの信号をもとに第２の搬送波周波数F2の信号の受信レベルを検出する。
28は第１のビットエラー率検出部であり、第１の受信復調部26よりの復号信号をもとにビットエラー率（ＢＥＲ）を検出する。
【００１８】
29は第３の搬送波周波数F3の信号を受信するアンテナである。
30は第２の受信復調部であり、アンテナ29よりの第３の搬送波周波数F3の信号を復調及び復号等する。31は第２の受信レベル検出部であり、第２の受信復調部30よりの信号をもとに第３の搬送波周波数F3の信号の受信レベルを検出する。
32は第２のビットエラー率検出部であり、第２の受信復調部30よりの復号信号をもとにビットエラー率（ＢＥＲ）を検出する。
33はメモリ部であり、第２の受信レベル検出部31又は第２のビットエラー率検出部32で検出した第３の搬送波周波数F3の信号の受信レベル又はビットエラー率のデータを一旦記憶する。34は第１の判別部であり、第１の受信レベル検出部27又は第１のビットエラー率検出部28で検出した第２の搬送波周波数F2の信号の受信レベル又はビットエラー率のデータを予め設定した基準レベル又は基準値と比較し、受信レベルが基準レベル以下のとき、又はビットエラー率が基準値以上のときに通信エリアa の圏外と判定する。
【００１９】
35は第２の判別部であり、第２の受信レベル検出部31で検出した第３の搬送波周波数F3の信号の受信レベルを予め設定した基準レベルと比較し、第３の搬送波周波数F3の使用有無の判別に供する。
36は第３の判別部であり、他の移動局複数局から送信されてきた第３の搬送波周波数F3の信号それぞれにおける受信レベル（第２の受信レベル検出部31）又はビットエラー率（第２のビットエラー率検出部32）を比較し、最良の移動局を選択する。また、受信レベルが基準レベル以上か、又はビットエラー率が基準値以下かについても判別し、相手移動局が自局と通信可能かにつき判別する。
37は第４の判別部であり、圏外の移動局が発した第３の搬送波周波数F3による直接通信の要求が自局を指定するものかにつき、ＩＤ又は局特定データ等から判別する。
【００２０】
38は表示部であり、第１の判別部34で通信エリアａの圏外と判別されたときにその旨を表示する。39は音声部であり、第１の判別部34で通信エリアａの圏外と判別されたときにその旨の音声又はアラーム音を発する。
40は入力部であり、圏外の移動局が直接通信する相手移動局を指定する場合にＩＤ又は局特定データ等を入力する。
41は制御部であり、各検出結果にもとづき各判別部、メモリ部又は表示部等、図示のものを制御する。
次に図４において、（Ａ）は基地局１であり、（Ｂ）は移動局（２、３又は４）である。なお、図２と同等のものは同一符号を付し、説明は省略する、
（Ａ）において、13ａはベースバンド処理部であり、受信復調部12よりの信号及び移動局制御用データ等のベースバンド信号の処理をする。
（Ｂ）において、51は第３の判別部であり第１の受信復調部26よりの信号から直接通信の相手移動局に指定されたことをＩＤ等から判別する。
【００２１】
次に、本発明の動作につき、実施例ごとに分けて説明する。
なお、以下の説明では、当初、基地局１の通信エリアａの圏内に移動局Ａ２、移動局Ｂ３及び移動局Ｃ４がおり、その後、移動局Ｃ４が圏外へ移動し、その後、再び圏内へ移動する（戻る）ことを想定する。
また、各移動局は同構成であるので、図２を各移動局兼用で説明する。
また、説明中のカッコ内ST番号は動作フローチャート（図３又は図５）におけるステップを示す。
（１）図２の実施例
最初に、中継通信モードから直接通信モードへの移行につき図３を併用して説明する。
中継通信モードで他の移動局（移動局Ａ２又は移動局Ｂ３）と通信している移動局Ｃ４は（ST１）、基地局１より送信された第２の搬送波周波数Ｆ２の信号の受信レベルを検出する（ST２）。この検出は、第１の受信復調部26よりの信号をもとに第１の受信レベル検出部27で検出される。同検出されたデータは第１の判別部34において、予め設定した基準レベルと比較し、その受信レベルが基準レベルを超える場合には中継通信モードを維持し（ST３−Ｙ）、基準レベル以下の場合には（ST３−Ｎ）、その旨（エリア圏外）を表示（表示部38）又は音声等（音声部39）を発するとともに（ST４）、後述する確認を経て直接通信モードへ移行する（ST５）（ST６）。
【００２２】
この直接通信モードへの移行の判別基準として、上記受信レベルの他、復調データのビットエラー率（ＢＥＲ）を用いてもよい。この場合、第１のビットエラー率検出部28において第１の受信復調部26よりの信号をもとに同ビットエラー率を検出し、同検出したビットエラー率を第１の判別部34において、予め設定した基準値と比較し、そのビットエラー率が基準値未満であれば中継通信モードを維持し（ST３−Ｙ）、基準値以上の場合には（ST３−Ｎ）、上記同様に直接通信モードへ移行する（ST５）（ST６）。なお、その旨の表示等については上記同様である（ST４）。
これら受信レベル又はビットエラー率を単独とするか、又は双方を併用するかは任意である。
【００２３】
また、直接通信モードへの移行として、具体的には、制御部41の制御のもと、変調部22における搬送波信号の周波数を第１の搬送波周波数Ｆ１から直接通信モード専用の第３の搬送波周波数Ｆ３へ切り換えるが、この切り換えに先立ち、同第３の搬送波周波数Ｆ３が使用されていないことを確認する（ST５）。そのため、制御部41の制御のもと、アンテナ29及び第２の受信復調部30で第３の搬送波周波数Ｆ３を受信し、その受信レベルを第２の受信レベル検出部31で検出し、同検出したデータを第２の判別部35において、予め設定した基準レベルと比較し、その受信レベルが基準レベルを超える場合、近隣に第３の搬送波周波数Ｆ３を使用している移動局が存在することを意味するので、この場合には直接通信モードへの切り換えを一時的に保留し（ST５−Ｙ）、基準レベル以下の場合には（ST５−Ｎ）、第３の搬送波周波数Ｆ３を使用している移動局が存在しないことを意味するので、上記第３の搬送波周波数Ｆ３へ切り換える。これにより、圏外の移動局Ｃ４は直接通信モードへ移行し（ST６）、この第３の搬送波周波数Ｆ３を使用し、データ発生部21よりの情報データ（音声等）及び自局ＩＤ（識別コードデータ）等でディジタル変調処理し、送信部23を経てアンテナ24より送信される（ST７）。
【００２４】
一方、各移動局は定期的又は常時に、他の移動局より送信された第３の搬送波周波数Ｆ３の受信有無を監視している（第２の受信復調部30）。
従って、前記移動局Ｃ４が発信した第３の搬送波周波数Ｆ３の信号は他の移動局で受信される。ここで、受信した移動局を移動局Ａ２及び移動局Ｂ３とする。同受信した移動局Ａ２及び移動局Ｂ３それぞれは、第２の受信復調部30よりの信号をもとに、第２の受信レベル検出部31でその受信レベルを検出し、又は第２のビットエラー率検出部32でビットエラー率を検出し、その双方又はいずれか一方の検出データをメモリ部33に一旦記憶後、これを読み出し、第３の搬送波周波数Ｆ３を使用して変調処理（変調部22）後、送信部23を経てアンテナ24より移動局Ｃ４へ送信する。この送信信号には移動局Ａ２又は移動局Ｂ３を示すＩＤデータが含まれる。なお、移動局Ａ２及び移動局Ｂ３の移動局Ｃ４への送信は、通信のぶつかりを防止するためにランダムアクセス方式のもとで行うようにする。
ここで、ランダムアクセス方式とは、各移動局ごとに乱数計算などで独自の送信タイミングを決めて送信する周知の方式である。
【００２５】
上記移動局Ａ２及び移動局Ｂ３それぞれが発信した信号を移動局Ｃ４が受信する（第２の受信復調部30）（ST８）。同受信した信号は移動局Ａ２又は移動局Ｂ３が受信した移動局Ｃ４送信信号のレベル又はビットエラー率を示すデータであり、相手移動局における移動局Ｃ４送信信号の受信品質を示すデータである。
従って、この受信品質の良い移動局は移動局Ｃ４の近傍に存在していることを意味し、直接通信はこの移動局を選択することが望ましいこととなる。
そのため、移動局Ｃ４が受信した上記信号中の受信レベル又はビットエラー率を示すデータを第３の判別部36で比較し、最良のデータの移動局を選択する（ST９）。同選択後、その結果を該当移動局へ送信する（ST10）。具体的には、制御部41の制御のもと、データ発生部21より通信する移動局を指定する旨のデータ（ＩＤ等）を発生させ、変調部22、送信部23を経てアンテナ24より送信する。
同送信信号を該当移動局（移動局Ａ２又は移動局Ｂ３）が受信し（第２の受信復調部30）、以降、その移動局と移動局Ｃ４とが直接通信モードのもとで通信を行う（ST11）。
【００２６】
上記直接通信モードへ以降後、移動局Ｃ４は定期的又は常時に、基地局より送信される第２の搬送波周波数Ｆ２の受信有無を監視し（第１の受信復調部26）、その受信レベル又はビットエラー率を第１の受信レベル検出部27又はビットエラー率検出部28で検出している（ST12）。なお、この検出は受信レベル及びビットエラー率の双方であてもよい。
同検出データは前記同様に第１の判別部34で基準レベル又は基準値と比較され、移動局Ｃ４がエリアの圏外か否かにつき判別される（ST13）。圏外（基準外）の場合、直接通信を維持する（ST13−Ｎ）。これに対し、圏内（基準内）と判別された場合（ST13−Ｙ）、移動局Ｃ４は相手移動局に対し、中継通信モードへ復帰する旨の通知を直接通信モードのもとで発信する（ST14）。これを受信した相手移動局は了承する旨を直接通信モードのもとで発信し、同信号を移動局Ｃ４が受信する（ST15）。
以降、基地局を中継した中継通信モードへ復帰する（ST16）。具体的には、制御部41の制御のもと、変調部22における搬送波信号の周波数を第３の搬送波周波数Ｆ３から中継通信モードの第１の搬送波周波数Ｆ１へ切り換える。
【００２７】
以上説明の直接通信は、移動局Ｃ４の相手となる移動局は不特定であったが、相手移動局を特定する場合には以下のようにすればよい。
前記図３の動作フローチャートにおいて、移動局Ｃ４が直接通信を要求する送信（周波数Ｆ３）の際（ST７）、その送信信号中に特定する相手移動局のＩＤ等及び直接通信を要求する旨の信号を含める。この相手移動局の特定は入力部40で指定する。同指定に従い、制御部41はデータ発生部21より所要データを発生させ、これを送信する。
例えば、特定相手移動局を移動局Ｂ３とした場合、同移動局Ｂ３は移動局Ｃ４が発した第３の搬送波周波数Ｆ３の信号を受信し、同信号中のＩＤ等から自己が指定されていることを第４の判別部37において判別する。
【００２８】
また、移動局Ｂ３は上記受信した第３の搬送波周波数Ｆ３の信号につき、第２の受信レベル検出部31でその受信レベルを検出し、又は第２のビットエラー率検出部32でビットエラー率を検出し、同検出データをもとに第３の判別部36において移動局Ｃ４との直接通信が可能か否かにつき判別する。この判別において、受信レベルが所定レベル以上、又はビットエラー率が所定値以下の場合には直接通信が可能と判別される。この判別が直接通信可能な場合、移動局Ｂ３はこの判別結果と、上記受信レベル検出データ及びビットエラー率検出データとを移動局Ｃ４へ第３の搬送波周波数Ｆ３で送信する。同送信された信号を移動局Ｃ４が受信する（第２の受信復調部30）（図３ST８）。移動局Ｃ４は上記受信した第３の搬送波周波数Ｆ３の信号につき、第２の受信レベル検出部31でその受信レベルを検出し、又は第２のビットエラー率検出部32でビットエラー率を検出し、同検出データをもとに第３の判別部36において移動局Ｂ３との直接通信が可能か否かにつき判別する。この判別法は上記同様であり、同判別が直接通信可能な場合、指定した移動局Ｂ３との通信が成立し、図３のST９以降のフローとなる。
【００２９】
以上説明の直接通信は、移動局Ｃ４の相手となる移動局は一つであったが、複数の移動局を指定し、グループ通信の形態とすることも可能である。
このグループ通信は、前述の移動局特定を１局でなく複数局にすることである。そのため、前記図３の動作フローチャートにおいて、移動局Ｃ４が直接通信を要求する送信（周波数Ｆ３）の際（ST７）、その送信信号中に特定する複数の相手移動局それぞれのＩＤ等及び直接通信を要求する旨の信号を含める。これら相手移動局の特定は前記同様に入力部40で指定する。同指定に従い、制御部41はデータ発生部21より所要データを発生させ、これを送信する。
指定された個々の移動局は、前記１局指定における特定移動局の場合と同様の手順で対応する。なお、指定された個々の移動局が移動局Ｃ４へ送信する場合、前記（移動局不特定）と同様にランダムアクセス方式のもとで送信する。
移動局Ｃ４は指定した各移動局よりの信号（周波数Ｆ３）を受信する（図３ST８）。移動局Ｃ４は同受信した指定移動局それぞれからの第３の搬送波周波数Ｆ３の信号につき、受信レベル、又はビットエラー率を検出し、同検出データをもとにそれら移動局との直接通信が可能か否かにつき判別する（第３の判別部36）。この判別法は上記同様であり、同判別が直接通信可能な場合、指定した複数移動局との間でグループ通信が成立し、図３のST９以降のフローとなる。
なお、このグループ通信の場合においても周波数Ｆ３の使用有無を確認する（図３ST５）。従って、同時に送信（通話）できるのは１局であり、他の移動局はこの送信期間では受信のみとなる。
【００３０】
（２）図４の実施例
前記図２の実施例は、通信エリアａの圏外へ移動した移動局（例えば移動局Ｃ４）より発信された直接通信を要求する信号を受信した圏内の移動局はその応答を移動局Ｃ４へ送信し、これを受信した移動局Ｃ４が相手移動局を特定するようにしたものである。
これに対し、図４の実施例は、上記応答を基地局１へ送信し、相手移動局の特定を基地局１側で行うようにしたものである。この相手移動局の特定の基準とするものは、各移動局が圏外移動局Ｃ４より発信された信号の受信レベル又はビットエラー率に関する基地局への送信データである。
以下、図５の動作フローチャートに従い説明する。
説明上の想定は前項（図２、図３）と同様とする。
図５のフローチャートにおけるST21〜ST27は前記図３のST１〜ST７と同フローのため説明は省略する。
【００３１】
圏外へ移動した移動局Ｃ４が送信（周波数Ｆ３）（ST27）した直接通信を要求する信号を圏内の移動局が受信する。
これら移動局は図３と同様、第３の搬送波周波数Ｆ３による信号の受信レベル又はビットエラー率を検出し、同検出データを第１の搬送波周波数Ｆ１で基地局１へ送信する。なお、この基地局への送信においても前述のランダムアクセス方式に従う。
基地局１はこれら送信信号をアンテナ11で受信し、受信復調部12においてデータ復調及び復号等する。同復調データ等に含まれる受信レベル又はビットエラー率を制御部17の制御のもとに判別部18において比較し、最良のデータの移動局を選択（特定）する。基地局１は同選択後、指定移動局（例えば、移動局Ｂ３）のＩＤ等をベースバンド処理部13ａより発生させ、変調部14及び送信部15を経てアンテナ15より送信する。この送信は第２の搬送波周波数Ｆ２の信号である。
【００３２】
上記送信信号を受信した移動局Ｂ３は、第３の判別部51で自局が指定されたことを判別する。同移動局Ｂ３は、第３の搬送波周波数Ｆ３で移動局Ｃ４へ送信し、移動局Ｂ３が直接通信の相手移動局に指定された旨を通知する。この移動局Ｂ３からの送信信号を移動局Ｃ４が受信する（ST28）。これにより、移動局Ｃ４と移動局Ｂ３との間で第３の搬送波周波数Ｆ３による直接通信が行われることとなる（ST29）。
以降、移動局Ｃ４は図３の場合と同様、直接通信とは別に第２の搬送波周波数Ｆ２を監視する（ST30）（ST31）。
移動局Ｃ４は、上記監視による第２の搬送波周波数Ｆ２の信号の受信レベル又はビットエラー率から通信エリアａの圏内と判別された場合（第１の判別部34）（ST31−Ｙ）、移動局Ｃ４は基地局１に対し、中継通信モードへ復帰する旨を第１の搬送波周波数Ｆ１で通知をする（ST32）。同通知を受けた基地局１は移動局Ｂ３及び移動局Ｃ４に対し、直接通信の解除を指令する信号を第２の搬送波周波数Ｆ２で送信する。具体的には、制御部17の制御のもと、直接通信の解除を指令するデータをベースバンド処理部13ａより出力させ、変調部14及び送信部15を経てアンテナ16より送信する。同送信信号を受信した移動局Ｂ３及び移動局Ｃ４は直接通信を終了し（ST33）、基地局１を介した中継通信モードへ復帰する（ST34）。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基地局の通信エリアの圏外に移動したときには自動的に直接通信モードへ移行することができることとなる。
また、その相手移動局を特定することも、通信品質の良好な移動局を選択することも可能である。さらに、１対複数局間での直接通信も可能である。
また、各移動局は、中継通信モードで通信中にも直接通信専用の第３の搬送波周波数Ｆ３を監視しているので、直接通信モードを求める移動局と直ちに交信状態に移行でき、圏外へ移動した移動局の孤立化を防止できる。
また、圏外へ移動した以後については、基地局よりの第２の搬送波周波数Ｆ２の信号受信を監視しているので、同信号受信時には自動的に中継通信モードへ復帰することができる。
このように、本発明は基地局と複数の移動局とからなる無線通信システムの機能向上に寄与し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による無線通信システムの概念説明図である。
【図２】本発明による無線通信システムの一実施例を示す要部ブロック図である。
【図３】図２を説明するための動作フローチャートである。
【図４】本発明による無線通信システムの他の実施例を示す要部ブロック図ある。
【図５】図４を説明するための動作フローチャートである。
【図６】従来の無線通信システムの説明図である。
【符号の説明】
１ 基地局
２、３、４ 移動局
11、16、24、25、29 アンテナ
12、26、30 受信復調部
13、13ａ ベースバンド処理部
14、22 変調部
15、23 送信部
17、41 制御部
18、34、35、36、37，51 判別部
21 データ発生部
27、31 受信レベル検出部
28、32 ビットエラー率検出部
33 メモリ部
38 表示部
39 音声部
40 入力部
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムに係り、より詳細には、一つの基地局と複数の移動局とからなる無線通信システムにおいて、基地局の通信エリア圏外に移動した任意の移動局が、基地局を中継することなく他の移動局と直接通信を行う移動局直接通信モード機能を具備した無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一つ基地局と複数の移動局とからなる無線通信システムの通信方式として１波単信方式又は２波単信方式等がある。
図６（Ａ）は１波単信方式を示す。この方式は主にアナログ方式であり、基地局51と各移動局52、53、54とは共通の搬送波周波数F1で通信を行う。共通の搬送波周波数F1を使用しているため、各移動局が他の移動局と基地局との通信内容（主に通話）を傍受できるという利点がある反面、他の基地局に属する他の移動局が自移動局の近傍で前記周波数F1に接近した周波数で通信した場合には、周波数F1による自移動局の通信が受信感度抑圧等の妨害を受け、基地局１との通信が出来なくなるという欠点がある。この受信感度抑圧等の妨害を回避するようにしたものが図６（Ｂ）に示す２波単信方式であり、主にディジタル方式無線で使用されている。
上記２波単信方式は図示のように、基地局51と各移動局52、53、54とが２種類の搬送波周波数F1、F2で通信するものであり、各移動局52、53、54から基地局51への送信（上り）には周波数F1を使用し、基地局51から各移動局52、53、54への送信（下り）には周波数F2を使用するものである。
上記１波単信方式又は２波単信方式いずれにおいても各移動局は基地局の制御下にあり、同基地局を中継して移動局間の通信（中継通信モード）が成立するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、前記１波単信方式又は２波単信方式のいずれにおいても、移動局（移動局Ｎ54−図６）が基地局の通信エリアａの圏外に移動した場合には基地局との通信が出来なくなるので前述のような基地局を中継した移動局間の通信が不可能となる。この場合の対処として、手動により移動局間直接通信モードへ切り換える方法があるあが、この方法の場合、送信側及び受信側双方が同時に直接通信モードへ切り換える必要があるため、通信相手が既知且つ特定の移動局に限定される。特に、その特定の相手移動局が基地局の通信エリア内にいる場合には直接通信モードへの移行ができない場合がある。このように、手動により移動局間直接通信モードへ切り換える方法では、必要なときに即座に他の移動局との直接通信モードへの移行が困難という欠点がある。
本発明は上記に鑑み、移動局が基地局の通信エリア圏外に移動した場合にも即座に任意の移動局との直接通信を可能にした無線通信システムを提供することを目的としたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１の搬送波周波数Ｆ１で信号を基地局に送信する第１の移動局送信手段と、第２の搬送波周波数Ｆ２の信号を基地局から受信する第１の移動局受信手段と、第３の搬送波周波数Ｆ３で信号を他の移動局に送信する第２の移動局送信手段と、他の移動局からの第３の搬送波周波数Ｆ３の信号を受信する第２の移動局受信手段と、前記第２の移動局受信手段で受信した信号の受信レベルを検出する第２の受信レベル検出部と、前記第２の受信レベル検出部で検出した受信レベルのデータを記憶するメモリ部と、前記第１の移動局受信手段で受信した信号をもとに、基地局の通信エリアの圏内又は圏外かを判定する通信エリア判定手段と、前記第１の移動局送信手段と第２の移動局送信手段とを切り換える切換手段と、を備えてなる複数の移動局と、前記第２の搬送波周波数Ｆ２で信号を送信する基地局送信手段と、前記第１の搬送波周波数Ｆ１の信号を受信する基地局受信手段と、を備えてなる一つの基地局とからなり、
前記基地局を中継して前記移動局相互間が通信を行う２波単信方式の無線通信システムにおいて、前記移動局は、前記通信エリア判定手段が圏外と判定したときには前記切換手段により、前記第１の移動局送信手段から第２の移動局送信手段に切り換え、他の移動局は、前記移動局の第２の移動局送信手段が発信した信号を自局の第２の移動局受信手段で受信したときに、自局の前記メモリ部に記憶された受信レベルのデータを前記第２の移動局送信手段により前記移動局へ送信することを特徴としている。
【０００５】
また、前記第２の移動局受信手段で受信した信号の受信レベルの代わりに、前記第２の移動局受信手段で受信した信号のビットエラー率を用いてもよい。
【０００６】
また、前記通信エリア判定手段は、前記第１の移動局受信手段で受信した信号の受信レベルを検出する第１の受信レベル検出部と、前記検出した受信レベルが基準レベル以下のとぎには通信エリアの圏外と判別する第１の判別部を設ける。
【０００７】
前記第１の判別部は、前記第１の移動局受信手段で受信した信号のビットエラー率を検出する第１のビットエラー率検出部と、前記検出したビットエラー率が基準値以上のときには通信エリアの圏外と判別してもよい。
【０００８】
また、前記移動局に、複数の他の移動局から送信された前記受信レベルのデータのうち、最良のデータを送信した移動局を判別する第３の判別部を設け、前記移動局は、判別した移動局と直接通信を行うこととする。
【０００９】
また、前記第３の判別部による判別を、前記移動局に、複数の他の移動局から送信された前記ビットエラー率のデータのうち、最良のデータをもとに判別するとしてもよい。
【００１０】
また、前記移動局は、前記第２の移動局送信手段により直接通信を行う移動局を指定するデータを他の移動局に送信するとともに、前記第２の移動局受信手段によって他の移動局から受信した直接通信を指定するデータが自局を指定しているかを判別する第４の判定部を前記移動局に設け、
自局が指定されたと判別したときは、前記第１の移動局送信手段から前記第２の移動局送信手段に切り換え、自局を指定するデータを送信した他の移動局と直接通信を行うこととする。
【００１１】
また、他の移動局は、前記メモリ部に記憶された前記受信レベルのデータ又は前記ビットエラー率のデータを前記移動局への送信することに代え、前記受信レベルのデータ又は前記ビットエラー率のデータを前記第１の移動局送信手段により前記基地局へ送信するとしてもよい。
【００１２】
また、前記基地局に、前記他の移動局から送信された前記受信レベルのデータ又は前記ビットエラー率のデータのうち、最良のデータを送信した前記他の移動局を判別する判別部を設け、基地局は、判別した移動局に対し、前記移動局と直接通信を行うよう指令する。
【００１３】
また、前記移動局は、前記直接通信を開始した以後に、前記通信エリア判定手段が圏内と判定したときには、前記切換手段により、前記第２の移動局送信手段から第１の移動局送信手段に切り換えることとする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。
図１は本発明による無線通信システムの概念説明図であり、一つの基地局１と３つの移動局（移動局Ａ２、移動局Ｂ３、移動局Ｃ４）とで構成した２波単信方式のシステム例である。
また、図２は本発明による無線通信システムを構成する基地局及び移動局の一実施例を示す要部ブロック図、図３は図２を説明するための動作フローチャートである。
また、図４は本発明による無線通信システムを構成する基地局及び移動局の他の実施例を示す要部ブロック図、図５は図４を説明するための動作フローチャートである。
【００１５】
図１において、移動局Ａ２、移動局Ｂ３及び移動局Ｃ４それぞれは基地局１の制御下にあり、同基地局１を中継して移動局相互間で通信（主に通話）を行う（中継通信モード）。
この場合、各移動局から基地局１への送信（上り）には周波数F1の搬送波（第１の搬送波周波数F1）を使用し、基地局１から各移動局への送信（下り）には周波数F2の搬送波（第２の搬送波周波数F2）を使用する（２波単信）。ここで、移動局Ａ２及び移動局Ｂ３それぞれは基地局１の通信エリアａの圏内にいるので、これら移動局は基地局１を中継した通信が可能である。
これに対し、移動局Ｃ４は基地局１の通信エリアａの圏外に移動したため、同基地局１と通信できず、従って、基地局１を中継した他の移動局との通信は不可能となる。
そこで、本発明では各移動局に周波数F1、F2による本来の通信機能に加え、専用周波数F3（第３の搬送波周波数F3）を使用した通信機能を新たに追加する。
これにより、通信エリアａ圏外の移動局Ｃ４は孤立することなく近傍にいる移動局Ｂ３との直接通信が可能となる。
【００１６】
次に、図２及び図４の構成につき説明する。
図２において、（Ａ）は基地局１であり、（Ｂ）は移動局（２、３又は４）である。
（Ａ）において、11は移動局よりの第１の搬送波周波数F1の送信信号を受信するアンテナ、12は受信復調部であり、アンテナ11よりの第１の搬送波周波数F1の信号を復調及び復号等する。13はベースバンド処理部であり、受信復調部12よりの信号及び移動局制御用データ等のベースバンド信号の処理をする。14は変調部であり、ベースバンド処理部13よりの信号と第２の搬送波周波数F2とで所定の方式のディジタル変調の処理をする。15は送信部であり、第２の搬送波周波数F1の信号を所定レベルにして送信する。16は送信用のアンテナである。
【００１７】
また、（Ｂ）において、21はデータ発生部であり、マイク音声や所要データ等、通信相手移動局へ送信するデータを発生する。22は変調部であり、データ発生部21よりの信号と、第１の搬送波周波数F1又は第３の搬送波周波数F3とで所定の方式のディジタル変調の処理をする。第１の搬送波周波数F1又は第３の搬送波周波数F3の設定は制御部41が行う。
23は送信部であり、第１の搬送波周波数F1又は第３の搬送波周波数F3の信号を所定レベルにして送信する。24は送信用のアンテナである。
25は第２の搬送波周波数F2の信号を受信するアンテナである。
26は第１の受信復調部であり、アンテナ25よりの第２の搬送波周波数F2の信号を復調及び復号等する。27は第１の受信レベル検出部であり、第１の受信復調部26よりの信号をもとに第２の搬送波周波数F2の信号の受信レベルを検出する。
28は第１のビットエラー率検出部であり、第１の受信復調部26よりの復号信号をもとにビットエラー率（ＢＥＲ）を検出する。
【００１８】
29は第３の搬送波周波数F3の信号を受信するアンテナである。
30は第２の受信復調部であり、アンテナ29よりの第３の搬送波周波数F3の信号を復調及び復号等する。31は第２の受信レベル検出部であり、第２の受信復調部30よりの信号をもとに第３の搬送波周波数F3の信号の受信レベルを検出する。
32は第２のビットエラー率検出部であり、第２の受信復調部30よりの復号信号をもとにビットエラー率（ＢＥＲ）を検出する。
33はメモリ部であり、第２の受信レベル検出部31又は第２のビットエラー率検出部32で検出した第３の搬送波周波数F3の信号の受信レベル又はビットエラー率のデータを一旦記憶する。34は第１の判別部であり、第１の受信レベル検出部27又は第１のビットエラー率検出部28で検出した第２の搬送波周波数F2の信号の受信レベル又はビットエラー率のデータを予め設定した基準レベル又は基準値と比較し、受信レベルが基準レベル以下のとき、又はビットエラー率が基準値以上のときに通信エリアa の圏外と判定する。
【００１９】
35は第２の判別部であり、第２の受信レベル検出部31で検出した第３の搬送波周波数F3の信号の受信レベルを予め設定した基準レベルと比較し、第３の搬送波周波数F3の使用有無の判別に供する。
36は第３の判別部であり、他の移動局複数局から送信されてきた第３の搬送波周波数F3の信号それぞれにおける受信レベル（第２の受信レベル検出部31）又はビットエラー率（第２のビットエラー率検出部32）を比較し、最良の移動局を選択する。また、受信レベルが基準レベル以上か、又はビットエラー率が基準値以下かについても判別し、相手移動局が自局と通信可能かにつき判別する。
37は第４の判別部であり、圏外の移動局が発した第３の搬送波周波数F3による直接通信の要求が自局を指定するものかにつき、ＩＤ又は局特定データ等から判別する。
【００２０】
38は表示部であり、第１の判別部34で通信エリアａの圏外と判別されたときにその旨を表示する。39は音声部であり、第１の判別部34で通信エリアａの圏外と判別されたときにその旨の音声又はアラーム音を発する。
40は入力部であり、圏外の移動局が直接通信する相手移動局を指定する場合にＩＤ又は局特定データ等を入力する。
41は制御部であり、各検出結果にもとづき各判別部、メモリ部又は表示部等、図示のものを制御する。
次に図４において、（Ａ）は基地局１であり、（Ｂ）は移動局（２、３又は４）である。なお、図２と同等のものは同一符号を付し、説明は省略する、
（Ａ）において、13ａはベースバンド処理部であり、受信復調部12よりの信号及び移動局制御用データ等のベースバンド信号の処理をする。
（Ｂ）において、51は第３の判別部であり第１の受信復調部26よりの信号から直接通信の相手移動局に指定されたことをＩＤ等から判別する。
【００２１】
次に、本発明の動作につき、実施例ごとに分けて説明する。
なお、以下の説明では、当初、基地局１の通信エリアａの圏内に移動局Ａ２、移動局Ｂ３及び移動局Ｃ４がおり、その後、移動局Ｃ４が圏外へ移動し、その後、再び圏内へ移動する（戻る）ことを想定する。
また、各移動局は同構成であるので、図２を各移動局兼用で説明する。
また、説明中のカッコ内ST番号は動作フローチャート（図３又は図５）におけるステップを示す。
（１）図２の実施例
最初に、中継通信モードから直接通信モードへの移行につき図３を併用して説明する。
中継通信モードで他の移動局（移動局Ａ２又は移動局Ｂ３）と通信している移動局Ｃ４は（ST１）、基地局１より送信された第２の搬送波周波数Ｆ２の信号の受信レベルを検出する（ST２）。この検出は、第１の受信復調部26よりの信号をもとに第１の受信レベル検出部27で検出される。同検出されたデータは第１の判別部34において、予め設定した基準レベルと比較し、その受信レベルが基準レベルを超える場合には中継通信モードを維持し（ST３−Ｙ）、基準レベル以下の場合には（ST３−Ｎ）、その旨（エリア圏外）を表示（表示部38）又は音声等（音声部39）を発するとともに（ST４）、後述する確認を経て直接通信モードへ移行する（ST５）（ST６）。
【００２２】
この直接通信モードへの移行の判別基準として、上記受信レベルの他、復調データのビットエラー率（ＢＥＲ）を用いてもよい。この場合、第１のビットエラー率検出部28において第１の受信復調部26よりの信号をもとに同ビットエラー率を検出し、同検出したビットエラー率を第１の判別部34において、予め設定した基準値と比較し、そのビットエラー率が基準値未満であれば中継通信モードを維持し（ST３−Ｙ）、基準値以上の場合には（ST３−Ｎ）、上記同様に直接通信モードへ移行する（ST５）（ST６）。なお、その旨の表示等については上記同様である（ST４）。
これら受信レベル又はビットエラー率を単独とするか、又は双方を併用するかは任意である。
【００２３】
また、直接通信モードへの移行として、具体的には、制御部41の制御のもと、変調部22における搬送波信号の周波数を第１の搬送波周波数Ｆ１から直接通信モード専用の第３の搬送波周波数Ｆ３へ切り換えるが、この切り換えに先立ち、同第３の搬送波周波数Ｆ３が使用されていないことを確認する（ST５）。そのため、制御部41の制御のもと、アンテナ29及び第２の受信復調部30で第３の搬送波周波数Ｆ３を受信し、その受信レベルを第２の受信レベル検出部31で検出し、同検出したデータを第２の判別部35において、予め設定した基準レベルと比較し、その受信レベルが基準レベルを超える場合、近隣に第３の搬送波周波数Ｆ３を使用している移動局が存在することを意味するので、この場合には直接通信モードへの切り換えを一時的に保留し（ST５−Ｙ）、基準レベル以下の場合には（ST５−Ｎ）、第３の搬送波周波数Ｆ３を使用している移動局が存在しないことを意味するので、上記第３の搬送波周波数Ｆ３へ切り換える。これにより、圏外の移動局Ｃ４は直接通信モードへ移行し（ST６）、この第３の搬送波周波数Ｆ３を使用し、データ発生部21よりの情報データ（音声等）及び自局ＩＤ（識別コードデータ）等でディジタル変調処理し、送信部23を経てアンテナ24より送信される（ST７）。
【００２４】
一方、各移動局は定期的又は常時に、他の移動局より送信された第３の搬送波周波数Ｆ３の受信有無を監視している（第２の受信復調部30）。
従って、前記移動局Ｃ４が発信した第３の搬送波周波数Ｆ３の信号は他の移動局で受信される。ここで、受信した移動局を移動局Ａ２及び移動局Ｂ３とする。同受信した移動局Ａ２及び移動局Ｂ３それぞれは、第２の受信復調部30よりの信号をもとに、第２の受信レベル検出部31でその受信レベルを検出し、又は第２のビットエラー率検出部32でビットエラー率を検出し、その双方又はいずれか一方の検出データをメモリ部33に一旦記憶後、これを読み出し、第３の搬送波周波数Ｆ３を使用して変調処理（変調部22）後、送信部23を経てアンテナ24より移動局Ｃ４へ送信する。この送信信号には移動局Ａ２又は移動局Ｂ３を示すＩＤデータが含まれる。なお、移動局Ａ２及び移動局Ｂ３の移動局Ｃ４への送信は、通信のぶつかりを防止するためにランダムアクセス方式のもとで行うようにする。
ここで、ランダムアクセス方式とは、各移動局ごとに乱数計算などで独自の送信タイミングを決めて送信する周知の方式である。
【００２５】
上記移動局Ａ２及び移動局Ｂ３それぞれが発信した信号を移動局Ｃ４が受信する（第２の受信復調部30）（ST８）。同受信した信号は移動局Ａ２又は移動局Ｂ３が受信した移動局Ｃ４送信信号のレベル又はビットエラー率を示すデータであり、相手移動局における移動局Ｃ４送信信号の受信品質を示すデータである。
従って、この受信品質の良い移動局は移動局Ｃ４の近傍に存在していることを意味し、直接通信はこの移動局を選択することが望ましいこととなる。
そのため、移動局Ｃ４が受信した上記信号中の受信レベル又はビットエラー率を示すデータを第３の判別部36で比較し、最良のデータの移動局を選択する（ST９）。同選択後、その結果を該当移動局へ送信する（ST10）。具体的には、制御部41の制御のもと、データ発生部21より通信する移動局を指定する旨のデータ（ＩＤ等）を発生させ、変調部22、送信部23を経てアンテナ24より送信する。
同送信信号を該当移動局（移動局Ａ２又は移動局Ｂ３）が受信し（第２の受信復調部30）、以降、その移動局と移動局Ｃ４とが直接通信モードのもとで通信を行う（ST11）。
【００２６】
上記直接通信モードへ以降後、移動局Ｃ４は定期的又は常時に、基地局より送信される第２の搬送波周波数Ｆ２の受信有無を監視し（第１の受信復調部26）、その受信レベル又はビットエラー率を第１の受信レベル検出部27又はビットエラー率検出部28で検出している（ST12）。なお、この検出は受信レベル及びビットエラー率の双方であてもよい。
同検出データは前記同様に第１の判別部34で基準レベル又は基準値と比較され、移動局Ｃ４がエリアの圏外か否かにつき判別される（ST13）。圏外（基準外）の場合、直接通信を維持する（ST13−Ｎ）。これに対し、圏内（基準内）と判別された場合（ST13−Ｙ）、移動局Ｃ４は相手移動局に対し、中継通信モードへ復帰する旨の通知を直接通信モードのもとで発信する（ST14）。これを受信した相手移動局は了承する旨を直接通信モードのもとで発信し、同信号を移動局Ｃ４が受信する（ST15）。
以降、基地局を中継した中継通信モードへ復帰する（ST16）。具体的には、制御部41の制御のもと、変調部22における搬送波信号の周波数を第３の搬送波周波数Ｆ３から中継通信モードの第１の搬送波周波数Ｆ１へ切り換える。
【００２７】
以上説明の直接通信は、移動局Ｃ４の相手となる移動局は不特定であったが、相手移動局を特定する場合には以下のようにすればよい。
前記図３の動作フローチャートにおいて、移動局Ｃ４が直接通信を要求する送信（周波数Ｆ３）の際（ST７）、その送信信号中に特定する相手移動局のＩＤ等及び直接通信を要求する旨の信号を含める。この相手移動局の特定は入力部40で指定する。同指定に従い、制御部41はデータ発生部21より所要データを発生させ、これを送信する。
例えば、特定相手移動局を移動局Ｂ３とした場合、同移動局Ｂ３は移動局Ｃ４が発した第３の搬送波周波数Ｆ３の信号を受信し、同信号中のＩＤ等から自己が指定されていることを第４の判別部37において判別する。
【００２８】
また、移動局Ｂ３は上記受信した第３の搬送波周波数Ｆ３の信号につき、第２の受信レベル検出部31でその受信レベルを検出し、又は第２のビットエラー率検出部32でビットエラー率を検出し、同検出データをもとに第３の判別部36において移動局Ｃ４との直接通信が可能か否かにつき判別する。この判別において、受信レベルが所定レベル以上、又はビットエラー率が所定値以下の場合には直接通信が可能と判別される。この判別が直接通信可能な場合、移動局Ｂ３はこの判別結果と、上記受信レベル検出データ及びビットエラー率検出データとを移動局Ｃ４へ第３の搬送波周波数Ｆ３で送信する。同送信された信号を移動局Ｃ４が受信する（第２の受信復調部30）（図３ST８）。移動局Ｃ４は上記受信した第３の搬送波周波数Ｆ３の信号につき、第２の受信レベル検出部31でその受信レベルを検出し、又は第２のビットエラー率検出部32でビットエラー率を検出し、同検出データをもとに第３の判別部36において移動局Ｂ３との直接通信が可能か否かにつき判別する。この判別法は上記同様であり、同判別が直接通信可能な場合、指定した移動局Ｂ３との通信が成立し、図３のST９以降のフローとなる。
【００２９】
以上説明の直接通信は、移動局Ｃ４の相手となる移動局は一つであったが、複数の移動局を指定し、グループ通信の形態とすることも可能である。
このグループ通信は、前述の移動局特定を１局でなく複数局にすることである。そのため、前記図３の動作フローチャートにおいて、移動局Ｃ４が直接通信を要求する送信（周波数Ｆ３）の際（ST７）、その送信信号中に特定する複数の相手移動局それぞれのＩＤ等及び直接通信を要求する旨の信号を含める。これら相手移動局の特定は前記同様に入力部40で指定する。同指定に従い、制御部41はデータ発生部21より所要データを発生させ、これを送信する。
指定された個々の移動局は、前記１局指定における特定移動局の場合と同様の手順で対応する。なお、指定された個々の移動局が移動局Ｃ４へ送信する場合、前記（移動局不特定）と同様にランダムアクセス方式のもとで送信する。
移動局Ｃ４は指定した各移動局よりの信号（周波数Ｆ３）を受信する（図３ST８）。移動局Ｃ４は同受信した指定移動局それぞれからの第３の搬送波周波数Ｆ３の信号につき、受信レベル、又はビットエラー率を検出し、同検出データをもとにそれら移動局との直接通信が可能か否かにつき判別する（第３の判別部36）。この判別法は上記同様であり、同判別が直接通信可能な場合、指定した複数移動局との間でグループ通信が成立し、図３のST９以降のフローとなる。
なお、このグループ通信の場合においても周波数Ｆ３の使用有無を確認する（図３ST５）。従って、同時に送信（通話）できるのは１局であり、他の移動局はこの送信期間では受信のみとなる。
【００３０】
（２）図４の実施例
前記図２の実施例は、通信エリアａの圏外へ移動した移動局（例えば移動局Ｃ４）より発信された直接通信を要求する信号を受信した圏内の移動局はその応答を移動局Ｃ４へ送信し、これを受信した移動局Ｃ４が相手移動局を特定するようにしたものである。
これに対し、図４の実施例は、上記応答を基地局１へ送信し、相手移動局の特定を基地局１側で行うようにしたものである。この相手移動局の特定の基準とするものは、各移動局が圏外移動局Ｃ４より発信された信号の受信レベル又はビットエラー率に関する基地局への送信データである。
以下、図５の動作フローチャートに従い説明する。
説明上の想定は前項（図２、図３）と同様とする。
図５のフローチャートにおけるST21〜ST27は前記図３のST１〜ST７と同フローのため説明は省略する。
【００３１】
圏外へ移動した移動局Ｃ４が送信（周波数Ｆ３）（ST27）した直接通信を要求する信号を圏内の移動局が受信する。
これら移動局は図３と同様、第３の搬送波周波数Ｆ３による信号の受信レベル又はビットエラー率を検出し、同検出データを第１の搬送波周波数Ｆ１で基地局１へ送信する。なお、この基地局への送信においても前述のランダムアクセス方式に従う。
基地局１はこれら送信信号をアンテナ11で受信し、受信復調部12においてデータ復調及び復号等する。同復調データ等に含まれる受信レベル又はビットエラー率を制御部17の制御のもとに判別部18において比較し、最良のデータの移動局を選択（特定）する。基地局１は同選択後、指定移動局（例えば、移動局Ｂ３）のＩＤ等をベースバンド処理部13ａより発生させ、変調部14及び送信部15を経てアンテナ15より送信する。この送信は第２の搬送波周波数Ｆ２の信号である。
【００３２】
上記送信信号を受信した移動局Ｂ３は、第３の判別部51で自局が指定されたことを判別する。同移動局Ｂ３は、第３の搬送波周波数Ｆ３で移動局Ｃ４へ送信し、移動局Ｂ３が直接通信の相手移動局に指定された旨を通知する。この移動局Ｂ３からの送信信号を移動局Ｃ４が受信する（ST28）。これにより、移動局Ｃ４と移動局Ｂ３との間で第３の搬送波周波数Ｆ３による直接通信が行われることとなる（ST29）。
以降、移動局Ｃ４は図３の場合と同様、直接通信とは別に第２の搬送波周波数Ｆ２を監視する（ST30）（ST31）。
移動局Ｃ４は、上記監視による第２の搬送波周波数Ｆ２の信号の受信レベル又はビットエラー率から通信エリアａの圏内と判別された場合（第１の判別部34）（ST31−Ｙ）、移動局Ｃ４は基地局１に対し、中継通信モードへ復帰する旨を第１の搬送波周波数Ｆ１で通知をする（ST32）。同通知を受けた基地局１は移動局Ｂ３及び移動局Ｃ４に対し、直接通信の解除を指令する信号を第２の搬送波周波数Ｆ２で送信する。具体的には、制御部17の制御のもと、直接通信の解除を指令するデータをベースバンド処理部13ａより出力させ、変調部14及び送信部15を経てアンテナ16より送信する。同送信信号を受信した移動局Ｂ３及び移動局Ｃ４は直接通信を終了し（ST33）、基地局１を介した中継通信モードへ復帰する（ST34）。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基地局の通信エリアの圏外に移動したときには自動的に直接通信モードへ移行することができることとなる。
また、その相手移動局を特定することも、通信品質の良好な移動局を選択することも可能である。さらに、１対複数局間での直接通信も可能である。
また、各移動局は、中継通信モードで通信中にも直接通信専用の第３の搬送波周波数Ｆ３を監視しているので、直接通信モードを求める移動局と直ちに交信状態に移行でき、圏外へ移動した移動局の孤立化を防止できる。
また、圏外へ移動した以後については、基地局よりの第２の搬送波周波数Ｆ２の信号受信を監視しているので、同信号受信時には自動的に中継通信モードへ復帰することができる。
このように、本発明は基地局と複数の移動局とからなる無線通信システムの機能向上に寄与し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による無線通信システムの概念説明図である。
【図２】本発明による無線通信システムの一実施例を示す要部ブロック図である。
【図３】図２を説明するための動作フローチャートである。
【図４】本発明による無線通信システムの他の実施例を示す要部ブロック図ある。
【図５】図４を説明するための動作フローチャートである。
【図６】従来の無線通信システムの説明図である。
【符号の説明】
１ 基地局
２、３、４ 移動局
11、16、24、25、29 アンテナ
12、26、30 受信復調部
13、13ａ ベースバンド処理部
14、22 変調部
15、23 送信部
17、41 制御部
18、34、35、36、37，51 判別部
21 データ発生部
27、31 受信レベル検出部
28、32 ビットエラー率検出部
33 メモリ部
38 表示部
39 音声部
40 入力部
Claims (10)
- 第１の搬送波周波数Ｆ１で信号を基地局に送信する第１の移動局送信手段と、
第２の搬送波周波数Ｆ２の信号を基地局から受信する第１の移動局受信手段と、
第３の搬送波周波数Ｆ３で信号を他の移動局に送信する第２の移動局送信手段と、
他の移動局からの第３の搬送波周波数Ｆ３の信号を受信する第２の移動局受信手段と、
前記第２の移動局受信手段で受信した信号の受信レベルを検出する第２の受信レベル検出部と、
前記第２の受信レベル検出部で検出した受信レベルのデータを記憶するメモリ部と、
前記第１の移動局受信手段で受信した信号をもとに、基地局の通信エリアの圏内又は圏外かを判定する通信エリア判定手段と、
前記第１の移動局送信手段と第２の移動局送信手段とを切り換える切換手段と、
を備えてなる複数の移動局と、
前記第２の搬送波周波数Ｆ２で信号を送信する基地局送信手段と、
前記第１の搬送波周波数Ｆ１の信号を受信する基地局受信手段と、
を備えてなる一つの基地局とからなり、
前記基地局を中継して前記移動局相互間が通信を行う２波単信方式の無線通信システムにおいて、
前記移動局は、前記通信エリア判定手段が圏外と判定したときには前記切換手段により、前記第１の移動局送信手段から第２の移動局送信手段に切り換え、
他の移動局は、前記移動局の第２の移動局送信手段が発信した信号を自局の第２の移動局受信手段で受信したときに、自局の前記メモリ部に記憶された受信レベルのデータを前記第２の移動局送信手段により前記移動局へ送信することを特徴とする無線通信システム。 - 第１の搬送波周波数Ｆ１で信号を基地局に送信する第１の移動局送信手段と、
第２の搬送波周波数Ｆ２の信号を基地局から受信する第１の移動局受信手段と、
第３の搬送波周波数Ｆ３で信号を他の移動局に送信する第２の移動局送信手段と、
他の移動局からの第３の搬送波周波数Ｆ３の信号を受信する第２の移動局受信手段と、
前記第２の移動局受信手段で受信した信号のビットエラー率を検出する第２のビットエラー率検出部と、
前記第２のビットエラー検出部で検出したビットエラー率のデータを記憶するメモリ部と、
前記第１の移動局受信手段で受信した信号をもとに、基地局の通信エリアの圏内又は圏外かを判定する通信エリア判定手段と、
前記第１の移動局送信手段と第２の移動局送信手段とを切り換える切換手段と、
を備えてなる複数の移動局と、
前記第２の搬送波周波数Ｆ２で信号を送信する基地局送信手段と、
前記第１搬送波周波数Ｆ１の信号を受信する基地局受信手段と、
を備えてなる一つの基地局とからなり、
前記基地局を中継して前記移動局相互間が通信を行う２波単信方式の無線通信システムにおいて、
前記移動局は、前記通信エリア判定手段が圏外と判定したときには前記切換手段により、前記第１の移動局送信手段から第２の移動局送信手段に切り換え、
他の移動局は、前記移動局の第２の移動局送信手段が発信した信号を自局の第２の移動局受信手段で受信したときに、自局の前記メモリ部に記憶されたビットエラー率のデータを前記第２の移動局送信手段により前記移動局へ送信することを特徴とする無線通信システム。 - 前記通信エリア判定手段を、
前記第１の移動局受信手段で受信した信号の受信レベルを検出する第１の受信レベル検出部と、
前記検出した受信レベルが基準レベル以下のときには通信エリアの圏外と判別する第１の判別部と、
で構成した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。 - 前記通信エリア判定手段を、
前記第１の移動局受信手段で受信した信号のビットエラー率を検出する第１のビットエラー率検出部と、
前記検出したビットエラー率が基準値以上のときには通信エリアの圏外と判別する第１の判別部と、
で構成した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。 - 前記移動局に、複数の他の移動局から送信された前記受信レベルのデータのうち、最良のデータを送信した移動局を判別する第３の判別部を設け、
前記移動局は、判別した移動局と直接通信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。 - 前記移動局に、複数の他の移動局から送信された前記ビットエラー率のデータのうち、最良のデータを送信した移動局を判別する第３の判定部を設け、
前記移動局は、判別した移動局と直接通信を行うことを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。 - 前記移動局は、前記第２の移動局送信手段により直接通信を行う移動局を指定するデータを他の移動局に送信するとともに、前記第２の移動局受信手段によって他の移動局から受信した直接通信を指定するデータが自局を指定しているかを判別する第４の判定部を前記移動局に設け、
自局が指定されたと判別したときは、前記第１の移動局送信手段から前記第２の移動局送信手段に切り換え、自局を指定するデータを送信した他の移動局と直接通信を行う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。 - 他の移動局は、前記メモリ部に記憶された前記受信レベルのデータ又は前記ビットエラー率のデータを前記移動局への送信することに代え、前記受信レベルのデータ又は前記ビットエラー率のデータを前記第１の移動局送信手段により前記基地局へ送信す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。
- 前記基地局に、前記他の移動局から送信された前記受信レベルのデータ又は前記ビットエラー率のデータのうち、最良のデータを送信した前記他の移動局を判別する判別部を設け、
基地局は、判別した移動局に対し、前記移動局と直接通信を行うよう指令することを特徴とする請求項８記載の無線通信システム。 - 前記移動局は、前記直接通信を関始した以後に、前記通信エリア判定手段が圏内と判定したときには、前記切換手段により、前記第２の移動局送信手段から第１の移動局送信手段に切り換えることを特徴とする請求項６、７、８、又は９に記載の無線通信システム。
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