JP7760681B1 - 無線中継システム - Google Patents

Abstract

【課題】対波を用いた半複信方式のグループ通信を行う無線中継システムにおいて、中継器又は通信端末に妨害電波があると通信不能になる。
【解決手段】中継器50は通信用の変調送信部TX01と受信復調部RX01と共に常に使用可能なチャネル群を巡回走査して空き対波を探索する受信復調部RX02を備え、各通信端末60は変調送信部TX11と待受状態で前記巡回走査機能を有する受信復調部RX11を備える。中継器50のRX01に妨害電波があると、RX02で探索した空き対波の内で非空き対波からの離隔度が最大の対波に変更設定してTX01からチャネル変更要求（CCR）を送信する。各通信端末60ではRX11の巡回走査過程でCCRを受信し、TX11とRX11をCCRの受信チャネルに対応する送受信用対波に変更設定する。
【選択図】図８

Description

本発明は、無線中継器とそれを通じて相互に半複信方式で通信を行う複数の無線通信端末とからなり、無線中継器又は無線通信端末に対して妨害電波があった場合に、現使用のペアチャネルを空き状態にあるペアチャネルへ自動的に変更する無線中継システムに関する。

従来から、特定小電力無線局である業務用無線通信機を用いたグループ通信においては、通信エリアを拡大して多層階のビルや別棟との連絡を可能にし、遮蔽物などで電波の届きにくいエリアでの通話の確保や通話品質の改善を図る目的で無線中継器（親局）が設けられることが多く、無線中継器を経由した無線通信端末によるグループ通信ネットワークが構成される。
また、空中線電力1ｍＷ以下の陸上移動業務の無線局（作業連絡用）である業務用無線通信機にあっては、親局を経由した子局相互間の通話が基本とされており、前記と同様のグループ通信ネットワークとなる。

そして、それらのネットワークでは無線中継器を介した各無線通信端末間の半複信方式による通信となるが、その通信に係る上り波と下り波にはペアチャネル（対波）が用いられ、使用可能なペアチャネルは電波法施行規則及び無線設備規則に基づいて策定された標準規格（下記非特許文献１及び２を参照）で電波の型式と通信方式に応じて定められており、無線中継器と各無線通信端末が特定小電力無線局に該当するものである場合には、図３に示される２７組のペアチャネルが使用可能とされる。

ここで、前記グループ通信ネットワークが、図２０に示すように、無線中継器100と２台の無線通信端末201,202とからなる模式的構成になっていると仮定する。
無線中継器100と各無線通信端末201,202はチャネル番号CH1のペアチャネルを使用する状態にあり、同ペアチャネルのＬ帯群側とＨ帯群側のチャネルが送受信に関して逆の関係で無線中継器100と各無線通信端末201,202に設定されている。具体的には、無線中継器100の受信復調部RX01はチャネル番号CH1のＨ帯群側のチャネルに、変調送信部TX01は同チャネル番号のＬ帯群側のチャネルに設定されており、各無線通信端末201,202の受信復調部RX11,RX21はチャネル番号CH1のＬ帯群側のチャネルに、変調送信部TX11,TX21は同チャネル番号のＨ帯群側のチャネルに設定されている。
また、このグループ通信ネットワークのグループ識別情報はコード”01”とされており、通信に際しては常に同コードを信号中に含めて送信し、また受信に際しては同コードの検出確認が行われる。

したがって、図２０の待受状態から無線通信端末201が無線通信端末202を発呼して通信を行う場合には、図２１に示すように、無線通信端末201から無線中継器100への上り波はチャネル番号CH1のＨ帯群側のチャネルとなり、下り波は同チャネル番号のＬ帯群側のチャネルとなる。
これは、逆に無線通信端末202側が無線通信端末201を発呼した通信の場合においても当然に同様のチャネル使用条件となり、各無線通信端末201,202は送受信が入れ替わりながら半複信方式による通信を間欠的に実行できる。

ところで、前記グループ通信ネットワークの運用エリアに近接した場所で他の通信ネットワークの運用が開始されて、図２２に示すように、前記通信の合間である待受状態に当該グループ外の無線通信端末301（グループ識別情報はコード”02”）がチャネル番号CH1のチャネルを使用した通信を行うと無線中継器100が占有されることになり、ネットワーク内の各無線通信端末201,202（グループ識別情報はコード”01”）間の通信は不能状態になる。
なお、この通信不能状態が発生する原因は、前記のようにグループ外の無線通信端末301の電波による場合に限らず、近隣に強力なノイズ源がある場合などにおいても同様に通信不能になることがある。

その場合、チャネル番号CH1のチャネルでの妨害電波が終了するまで待機すればグループ通信を再開させることができるが、再度どのようなタイミングで妨害電波が発生するかも知れず、チャネル番号CH1のペアチャネルを使用する限り安定した通信が望めない。
したがって、最適な対策としてはグループ通信ネットワークで使用している現状のペアチャネルを他の空きペアチャネルへ変更することである。

この問題に対して、下記特許文献１においては、妨害電波やフェージング等があって通信が不可能な状態になっても無線中継機能を維持させるレピータ装置及び通信端末に係る提案がなされている。
このレピータ装置は、それぞれに設定された送受信周波数でレピータとして機能するユニットである制御チャネルレピータと複数の通信チャネルレピータを備えている。ただし、ここにいわゆる制御チャネルは、前記特定小電力無線局であれば、図３の２７組のペアチャネルの他にチャネル番号１９として特別に設けられた周波数制御チャネルに相当するものと想定される。
一方、レピータ装置を介して通信を行う各通信端末は、レピータ装置に対して制御チャネルを介して発呼した際に当該レピータ装置が不応答であったことを示す送信不成立情報又は／及び送信再送回数情報（以下、「送信不調情報」という）を記録し、制御チャネルを介してレピータ装置に送信される信号中に送信不調情報を付加して送信する。

レピータ装置は、機能手段として、通信端末側から制御チャネルを介して受信した送信不調情報を記録する制御チャネル状態検出手段と、送信不調情報と予め設定した閾値情報とを比較する手段と、通信チャネルレピータが空線状態か否かを検出する通信チャネル空線検出手段と、送信不調情報が閾値を越えた場合に空線状態の通信チャネルレピータを制御チャネルレピータに切替える旨の情報を生成する制御チャネル切替情報生成手段と、生成した制御チャネル切替情報を通信端末に対して送信するとともに、その制御チャネル切替情報に基づいて、該当する通信チャネルレピータを制御チャネルレピータに切替えるレピータ切替手段も備えており、それにより、制御チャネルレピータの通信状態が悪化したときに通信状態のよい通信チャネルレピータにその機能を代行させる。

したがって、下記特許文献１の提案は、制御チャネルに妨害電波などが発生して制御チャネルレピータが機能しなくなった際に空線状態にある通信チャネルレピータに制御チャネルレピータの機能を代行させるものであるが、段落［０００７］には「通信チャネルレピータに関しても、その通信品質が劣化した場合、正常な制御チャネルレピータや制御チャネルを通信チャネルとして使用することにより、正常な中継機能を維持することが可能である。」と記載されており、通信チャネルに妨害電波などが発生した場合にも当該通信チャネルレピータから他の通信チャネルレピータに切り替えることが示唆されている。

特開２００９‐２６７６８５号公報

社団法人電波産業会、「特定小電力無線局/無線電話用無線設備/標準規格」,ＲＣＲ ＳＴＤ－２０ ５.１版、令和３年１０月２９日改定 社団法人電波産業会、「空中線電力1ｍＷ以下の陸上移動業務の無線局（作業連絡要）の無線設備／標準規格」,ＲＣＲ ＳＴＤ－３１ ４.０版、令和２年９月２８日改定

上記のように、特許文献１の提案では、レピータ装置において、制御チャネルに妨害電波などが生じた場合に、制御チャネルレピータの機能を通信チャネルレピータに担わせ、また、具体的には開示されていないが、通信チャネルに妨害電波などが生じた場合にも、当該通信チャネルレピータから他の通信チャネルレピータや制御チャネルレピータへ機能を移行させるようになっている。

ただし、前記レピータ装置はチャネル毎にユニットとしてのチャネルレピータ（制御チャネルレピータと複数の通信チャネルレピータ）を備えたものであり、各チャネルレピータはそれぞれに送受信周波数（特定小電力無線局であればペアチャネル）が設定された受信復調部と変調送信部を備えている。
したがって、仮にｎ組のペアチャネルに対応できるレピータ装置となると、制御チャネルも併せて受信復調部と変調送信部がそれぞれｎ＋１個組み込まれた構成になって当然に高価な装置となり、半複信方式での無線中継システムの場合には不使用状態の通信チャネルレピータが多数生じることから利用効率がきわめて悪いものになる。

また、前記レピータ装置では、中継動作中の通信チャネルに妨害電波などが生じた場合において、当該通信チャネルレピータから他の通信チャネルレピータへ移行させるのはよいが、その通信チャネルの変更に係る情報を通信端末側へ通知するに際しては制御チャネルレピータを用いることになる。
その場合、制御チャネルは周波数制御を目的とする情報を送受信するためのチャネルであることから、他の通信チャネルと比較して頻繁に利用される傾向にあるため、近接エリアで同種の通信ネットワークが運用されているような場合にはビジー状態が継続して利用できない可能性が高くなる。

また、一つの通信チャネルレピータに妨害電波などが生じて、中継動作を空線状態の通信チャネルレピータへ移行させる場合に、多数の通信チャネルレピータを備えていると通信チャネル空線検出手段において空線状態の通信チャネルレピータが多数検出されることがあるが、空線状態とされる通信チャネルであっても隣接する周波数の通信チャネルが使用されていると電波干渉が生じる可能性があり得る。

本発明は、以上の課題を勘案して創作されたものであり、無線中継器と複数の無線通信端末とからなり、上り波と下り波にペアチャネルを用いて各無線通信端末が無線中継器を介した半複信方式でのグループ通信を行う無線通信システムにおいて、現使用のペアチャネルに対する妨害電波があることを無線中継器又は無線通信端末で検出確認した場合に、当該ペアチャネルを自動的に他の空きペアチャネルに変更する機能を、比較的簡単な構成により、また制御チャネルも用いることもなく、合理的に実現することを目的とする。

第１の発明は、無線中継器と一のグループを構成する複数の無線通信端末とからなり、電波法施行規則及び無線設備規則に基づいて策定された標準規格において前記無線中継器と各無線通信端末間の通信に係る上り波と下り波に使用可能な対波とされる２つのチャネル（以下、「ペアチャネル」という）の群から一のペアチャネルを選択して半複信方式による前記無線通信端末間のグループ通信を行う無線中継システムであって、前記無線中継器は、受信復調部Ａと受信復調部Ｂと変調送信部Ｃとそれらを制御する制御部を備え、前記受信復調部Ａと前記変調送信部Ｃには前記一のペアチャネルが設定される一方、前記受信復調部Ｂは前記受信復調部Ａの受信チャネルとして使用可能なチャネル群を巡回走査すると共に空きチャネルを探索し、待受・受信モードでは、前記受信復調部Ａと前記受信復調部ＢをＯＮ状態、前記変調送信部ＣをＯＦＦ状態として、前記受信復調部Ａの復調信号から前記グループに係るグループ識別情報が検出確認された場合に中継モードに切り替わり、同中継モードでは、前記変調送信部ＣをＯＮ状態として前記受信復調部Ａが出力する復調信号で送信チャネルの搬送波を変調して送信し、加えて、前記待受・受信モードにおいて、前記受信復調部Ａがその復調信号から前記グループ識別情報を検出確認できない一定電界強度以上の電波を所定時間以上受信した場合には、前記受信復調部Ａと前記変調送信部Ｃの設定ペアチャネルを前記受信復調部Ｂが探索した空きチャネルに係るペアチャネルに変更すると共に、前記変調送信部ＣをＯＮ状態にして前記グループ識別情報とチャネル変更要求情報を送信するものであり、前記各無線通信端末は、受信復調部Ｄと変調送信部Ｅとそれらを制御する制御部を備え、前記受信復調部Ｄと前記変調送信部Ｅには前記無線中継器側の前記受信復調部Ａと前記変調送信部Ｃに設定されているペアチャネルが送受信について逆の関係で設定される一方、待受モードでは、前記受信復調部Ｄが受信チャネルとして使用可能なチャネル群を巡回走査し、受信モードでは、前記受信復調部ＤをＯＮ状態、前記変調送信部ＥをＯＦＦ状態として、前記受信復調部Ｄが出力する復調信号を音声再生し、送信モードでは、前記受信復調部ＤをＯＦＦ状態、前記変調送信部ＥをＯＮ状態として、入力音声信号で前記変調送信部Ｅの送信チャネルの搬送波を変調して送信し、加えて、前記待受モードにおいて、前記受信復調部Ｄがその巡回走査過程で前記無線中継器側が送信した前記グループ識別情報と前記チャネル変更要求情報を受信した場合には、その受信チャネルとそれに対してペアチャネルの関係にあるチャネルをそれぞれ前記受信復調部Ｄと前記変調送信部Ｅに設定するものであることを特徴とする無線中継システムに係る。

この第１の発明は、無線中継器で妨害電波を受けた場合にグループ通信ネットワークの現使用チャネルを自動的に変更するための無線中継システムに関する。
妨害電波の認定については、受信復調部Ａの復調信号からグループ識別情報が検出確認できないこと、その電波が一定電界強度以上であること及びその受信が所定時間以上継続した場合としており、グループに属していない無線通信端末やその他のノイズ発生源の電波がグループ通信の音声通話を害するレベルにあって且つ一定時間継続した場合に妨害電波有りとする。
この発明では、無線中継器が本来の信号受信用の受信復調部Ａとチャネル巡回走査用の受信復調部Ｂを備えている一方、各無線通信端末の受信復調部Ｄは信号受信用とチャネル巡回走査用とを兼ねている。
無線中継器では、待受・受信モードでの受信復調部Ｂの巡回走査動作により、受信復調部Ａの受信チャネルとして使用可能なチャネル群から空きペアチャネルが探索される。
各無線通信端末では、待受モードでの受信復調部Ｄの巡回走査動作により、無線中継器が妨害電波を受けた場合に現状設定チャネルでは受信できない無線中継器からの情報送信電波の受信が可能であり、受信モードでは現状設定チャネルでの通常の電波受信と復調を行う。
そして、無線中継器では、受信復調部Ａに対して前記妨害電波があった場合に、受信復調部Ｂで予め探索している空きペアチャネルを受信復調部Ａと変調送信部Ｃに変更設定すると共に、変調送信部Ｃから空きチャネルを通じてグループ識別情報とチャネル変更要求情報を変調・送信し、一方、各無線通信端末側では、待受モードにある受信復調部Ｄがその巡回走査過程で無線中継器からのグループ識別情報とチャネル変更要求情報を受信・復調すると共に、その受信チャネルに係るペアチャネルを受信復調部Ｄと変調送信部Ｅに変更設定する。
その場合、無線中継器側の受信復調部Ａと変調送信部Ｃに変更設定される各チャネルと各無線通信端末側の受信復調部Ｄと変調送信部Ｅに変更設定される各チャネルは当然に同一の空きペアチャネルであるが、チャネルは無線中継器側と各無線通信端末側とでは送受信について逆の関係になる。
その結果、この第１の発明に係る無線中継システムによれば、無線中継器が妨害電波を受けた場合には、グループ通信に使用されているペアチャネルを自動的に他の空きペアチャネルへ変更でき、妨害電波の影響を排したＳＮ比の高い良好な状態での半複信方式の無線通信が可能になる。

第１の発明に係る無線通信システムの前記無線中継器において、前記受信復調部Ａがその復調信号から前記グループ識別情報を確認できない一定電界強度以上の電波を所定時間以上受信した場合であって、その所定時間以上の受信が検出される直前の前記受信復調部Ｂによる一巡回走査過程で複数の空きペアチャネルが検出されているときには、非空きペアチャネルに対する周波数の離隔度が最も大きい空きペアチャネルを前記受信復調部Ａと前記変調送信部Ｃに変更設定して、前記変調送信部Ｃから前記グループ識別情報とチャネル変更要求情報を送信するように制御されることが望ましい。

前記ペアチャネルは各種無線局の無線設備の標準規格によって定められているが、それぞれの標準規格において多数の使用可能なペアチャネルが所定周波数間隔で昇順に用意されている。
したがって、無線中継器の設置場所などの条件にもよるが、受信復調部Ｂにおける一巡回走査の過程では多数の空きペアチャネルが検出される場合が多い。
一方、例えば、上記非特許文献１での標準規格にある各ペアチャネル間の周波数間隔は、図３に示すようにチャネル番号１～１８では１２.５kHz、チャネル番号３２～４０では２５.０kHzとされており、チャネル番号の異なるペアチャネル間では混信が生じない前提にはなっているが、近接したエリアで他のグループの無線通信システムが隣接したチャネル番号のチャネルを使用して運用されている場合、近隣のレストランの電子レンジなどの強力なノイズ源がある場合、その他、不法無線局などが近い周波数で運用されている場合や電波異常伝播が発生した場合などには、チャネル番号が異なっていても電波干渉が生じて通話通信に支障が生じることがある。
そこで、第１の発明に係る前記無線中継器では、受信復調部Ａで妨害電波の受信が検出される直前に受信復調部Ｂがその一巡回走査過程で複数の空きペアチャネルを検出している場合には、それら空きペアチャネルの中から非空きペアチャネル（現状設定ペアチャネルも含む）に対する周波数の離隔度が最も大きい空きペアチャネルを選択して前記受信復調部Ａと前記変調送信部Ｃに変更設定することで、できる限り電波干渉の影響を受けていない空きペアチャネルが選択されるようにしている。
そして、無線中継器は、変調送信部Ｃによりその選択した空きチャネルを通じてグループ識別情報とチャネル変更要求情報を送信させ、各無線通信端末側の送受信チャネルもその空きチャネルに変更設定させる。
したがって、妨害電波の影響をより有効に排除できると共に、電波干渉もなくＳＮ比の高い半複信方式の無線通信を実現できることになる。

また、第１の発明に係る無線通信システムの前記無線中継器が、前記のように空きペアチャネルの中から非空きペアチャネルに対する周波数の離隔度を考慮した空きペアチャネルの選択を行って前記受信復調部Ａと前記変調送信部Ｃに変更設定するものであり、且つ、前記変調送信部Ｃの送信動作に先立って前記受信復調部Ａを用いたキャリアセンスを実行する必要がある場合には、非空きペアチャネルに対する周波数の離隔度が大きい順に空きペアチャネルを選択してキャリアセンスを実行するように制御することが望ましい。

前記無線中継器では、送信の空中線電力が１ｍＷ以下のものを除いて、送信動作に先立ってキャリアセンスを実行する必要があるが、受信復調部Ｂが妨害電波の受信が検出する直前の一巡回走査で検出した空きペアチャネルでキャリアセンスを実行するために、殆どの場合にアイドル状態となる筈である。
しかしながら、混雑したネットワーク環境にある場合には、キャリアセンスを実行するまでの僅かな時間においても、他のグループがキャリアセンスの対象となる空きチャネルの使用を開始した等の理由でキャリアセンスの結果がビジー状態となる場合もあり得る。
そのような事情を考慮して、この無線中継器では、キャリアセンスの結果が送信不可になった場合における次のキャリアセンスの対象となる空きペアチャネルの選択基準を、現状設定ペアチャネルに対して周波数の離隔度合いが大きい順とすることで、できる限り妨害電波の影響を受けにくい空きペアチャネルが選択されるようにしている。

第２の発明は、 無線中継器と一のグループを構成する複数の無線通信端末とからなり、電波法施行規則及び無線設備規則に基づいて策定された標準規格において前記無線中継器と各無線通信端末間の通信に係る上り波と下り波に使用可能な対波とされる２つのチャネル（以下、「ペアチャネル」という）の群から一のペアチャネルを選択して半複信方式による前記無線通信端末間のグループ通信を行う無線中継システムであって、前記無線中継器は、受信復調部Ａと受信復調部Ｂと変調送信部Ｃとそれらを制御する制御部を備え、前記受信復調部Ａと前記変調送信部Ｃには前記一のペアチャネルが設定される一方、前記受信復調部Ｂは前記受信復調部Ａの受信チャネルとして使用可能なチャネル群を巡回走査し、待受・受信モードでは、前記受信復調部Ａと前記受信復調部ＢをＯＮ状態、前記変調送信部ＣをＯＦＦ状態として、前記受信復調部Ａの復調信号から前記グループに係るグループ識別情報が検出確認された場合に中継モードに切り替わり、同中継モードでは、前記変調送信部ＣをＯＮ状態として前記受信復調部Ａが出力する復調信号で送信チャネルの搬送波を変調して送信し、加えて、前記待受・受信モードにおいて、前記受信復調部Ｂがその巡回走査過程で前記各無線通信端末のいずれかが送信した前記グループ識別情報とチャネル変更要求情報を受信した場合には、その受信チャネルとそれに対してペアチャネルの関係にあるチャネルをそれぞれ前記受信復調部Ａと前記変調送信部Ｃに設定すると共に、前記変調送信部Ｃから前記グループ識別情報と前記チャネル変更要求情報を送信するものであり、前記各無線通信端末は、受信復調部Ｄと変調送信部Ｅとそれらを制御する制御部を備え、前記受信復調部Ｄと前記変調送信部Ｅには前記無線中継器側の前記受信復調部Ａと前記変調送信部Ｃに設定されているペアチャネルが送受信について逆の関係で設定される一方、待受モードでは、前記受信復調部Ｄは受信チャネルとして使用可能なチャネル群を巡回走査すると共に空きチャネルを探索し、受信モードでは、前記受信復調部ＤをＯＮ状態、前記変調送信部ＥをＯＦＦ状態として、前記受信復調部Ｄが出力する復調信号を音声再生し、送信モードでは、前記受信復調部ＤをＯＦＦ状態、前記変調送信部ＥをＯＮ状態として、入力音声信号で前記変調送信部Ｅの送信チャネルの搬送波を変調して送信し、加えて、前記待受モードにおいて、前記受信復調部Ｄがその復調信号から前記グループ識別情報を検出確認できない一定電界強度以上の電波を所定時間以上受信した場合には、前記受信復調部Ｄと前記変調送信部Ｅの設定ペアチャネルを前記受信復調部Ｄが探索した空きチャネルに係るペアチャネルに変更すると共に、前記変調送信部ＥをＯＮ状態にして前記グループ識別情報と前記チャネル変更要求情報を送信する一方、前記受信復調部Ｄがその巡回走査過程で前記無線中継器側が送信した前記グループ識別情報と前記チャネル変更要求情報を受信した場合には、その受信チャネルとそれに対してペアチャネルの関係にあるチャネルをそれぞれ前記受信復調部Ｄと前記変調送信部Ｅに設定するものであることを特徴とする無線中継システムに係る。

この第２の発明は、無線中継器ではなく無線通信端末側が妨害電波を受けた場合にグループ通信ネットワークの使用チャネルを自動的に変更するための無線中継システムに関する。
この発明でも、第１の発明と同様に、無線中継器は受信復調部Aと受信復調部Bと変調送信部Ｃを備え、各無線通信端末はそれぞれ受信復調部Ｄと変調送信部Ｅとを備えている。
ただし、この第２の発明の場合では、受信復調部Ｄが第１の発明のようにチャネル群の巡回走査機能だけでなく空きチャネルを探索機能も備えており、いずれか一の無線通信端末の受信復調部Ｄでの妨害電波の受信が端緒となり、その無線通信端末が受信復調部Ｄで探索した空きペアチャネルを受信復調部Ｄと変調送信部Ｆに設定してグループ識別情報とチャネル変更要求情報を送信する。
一方、無線中継器はチャネル変更要求を前記一の無線通信端末以外の無線通信端末へ伝搬させる役割を担い、受信復調部Ｂの巡回走査過程でグループ識別情報とチャネル変更要求情報を受信すると、その受信チャネルに係るペアチャネルを受信復調部Ａと変調送信部Ｃに変更設定すると共に、変調送信部Ｃからグループ識別情報とチャネル変更要求情報を送信する。
以降、各無線通信端末は受信復調部Ｄの巡回走査過程で無線中継器からのグループ識別情報とチャネル変更要求情報を受信すると、前記第１の発明の場合と同様に、その受信チャネルとそれに対してペアチャネルの関係にあるチャネルがそれぞれ受信復調部Ｄと変調送信部Ｅに設定される。
その結果、無線中継器も各無線通信端末もそれぞれグループ通信に使用されているペアチャネルを自動的に妨害電波のある状態から他の空きペアチャネルへ変更でき、ＳＮ比の高い良好な状態での半複信方式の無線通信が可能になる。
なお、無線中継器からのグループ識別情報とチャネル変更要求情報は、妨害電波を受けて既に受信復調部Ｄと変調送信部Ｅが空きペアチャネルに設定された無線通信端末においても受信復調部Ｄで受信されることになる。
その場合、当該無線通信端末でも空きペアチャネルを再設定することになってもよいが、受信復調部Ｄでの直接受信があることで無視することもできる。

第２の発明に係る無線通信システムの前記各無線通信端末において、前記受信復調部Ｄがその復調信号から前記グループ識別情報を確認できない一定電界強度以上の電波を所定時間以上受信した場合であって、その所定時間以上の受信が検出される直前の前記受信復調部Ｅによる一巡回走査過程で複数の空きペアチャネルが検出されているときには、非空きペアチャネルに対する周波数の離隔度が最も大きい空きペアチャネルを前記受信復調部Ｄと前記変調送信部Ｅに変更設定して、前記変調送信部Ｅから前記グループ識別情報とチャネル変更要求情報を送信するように制御されることが望ましい。

また、第２の発明に係る無線通信システムの前記無線通信端末において、前記変調送信部Ｅの送信動作に先立って前記受信復調部Ｄを用いたキャリアセンスを実行する場合には、非空きペアチャネルに対する周波数の離隔度が大きい順に空きペアチャネルを選択してキャリアセンスを実行するように制御することが望ましい。

これらの空きペアチャネルの選択方式は、第１の発明における無線中継器が妨害電波を受信した場合と同様の制御に係るものであり、妨害電波の影響をより有効に排除する共に、電波干渉もなくＳＮ比の高い半複信方式の無線通信を実現する。

本発明は、無線中継器と一のグループを構成する複数の無線通信端末とからなり、電波法施行規則及び無線設備規則に基づいて策定された標準規格において無線中継器と各無線通信端末間の通信に係る上り波と下り波に使用可能とされるペアチャネル群から一のペアチャネルを選択して半複信方式による無線通信端末間のグループ通信を行う無線中継システムにおいて、無線中継器又は無線通信端末が妨害電波を受けた場合に、前記ペアチャネル群についての巡回走査により予め探索されている複数の空きペアチャネルの中から選択したペアチャネルを、現状設定ペアチャネルに替えて変更設定することにより、妨害電波の影響をより有効に排除できると共に、電波干渉もなくＳＮ比の高い半複信方式の無線通信を実現する。また、妨害電波の発生源によってはその周波数帯域が広い場合があるが、複数の空きペアチャネルの中から非空きペアチャネル（妨害電波を受けた現状設定ペアチャネルも含む）に対する周波数の離隔度が最も大きい空きペアチャネルを選択することで、より好ましい効果が得られる。

本発明の無線中継システムに係る実施形態に適用される無線中継器の機能ブロック図である。 本発明の無線中継システムに係る実施形態に適用される無線通信端末の機能ブロック図である。 実施形態の無線中継システムで使用されるペアチャネル群（上記非特許文献１の表３-２及び表３-４に示される計２７組）を示す表である。 実施形態の無線中継システムで使用される通信フレームフォーマット図である。 実施形態１に係る無線中継ネットワーク図（CH1での待受状態）である。 実施形態１に係る無線中継ネットワーク図（CH1での通信状態）である。 実施形態１に係る無線中継ネットワーク図（無線中継器への妨害電波発生状態）である。 実施形態１に係る無線中継ネットワーク図（無線中継器から各無線通信端末へチャネル変更要求が送信された状態）である。 実施形態１における無線中継器の動作フローチャートである。 実施形態１における各無線通信端末の動作フローチャートである。 実施形態１に係る無線中継ネットワーク図（無線中継器と各無線通信端末でチャネル変更設定がなされた後の待受状態）である。 実施形態１に係る無線中継ネットワーク図（CH2での通信状態）である。 実施形態２に係る無線中継ネットワーク図（無線通信端末への妨害電波発生状態）である。 実施形態２に係る無線中継ネットワーク図（無線通信端末から無線中継器へチャネル変更要求が送信された状態）である。 実施形態２における各無線通信端末の動作フローチャートである。 実施形態２における無線中継器の動作フローチャートである。 実施形態２に係る無線中継ネットワーク図（無線中継器から各無線通信端末へチャネル変更要求が送信された状態）である。 実施形態２に係る無線中継ネットワーク図（CH2での待受状態）である。 実施形態２に係る無線中継ネットワーク図（CH2での通信状態）である。 従来技術に係る無線中継ネットワーク図（CH1での待受状態）である。 従来技術に係る無線中継ネットワーク図（CH1での通信状態）である。 従来技術に係る無線中継ネットワーク図（無線中継器への妨害電波発生状態）である。

以下、本発明の無線中継システムに係る実施形態について図１から図１９までを用いて詳細に説明する。ただし、この実施形態では無線中継器と無線通信端末が上記非特許文献１に係る特定小電力無線局／無線電話用無線設備に準拠するものとする。

＜無線中継器の構成＞
実施形態に係る無線中継器50は図１の構成を備えている。
同図において、11は受信アンテナ、12は増幅器、RX01とRX02は受信復調部、13は信号切替部、TX01は変調送信部、14は増幅器、15は送信アンテナ、16はシステム制御部、17は操作部、18は各種インジケータランプであり、無線中継器50全体の動作はシステム制御部16によって制御される。
受信復調部RX01と変調送信部TX01はそれぞれ上り波と下り波のチャネルに制御設定され、受信復調部RX01が受信アンテナ11での受信電波信号から設定チャネルの信号を復調して変調送信部TX01へ出力する一方、変調送信部TX01では設定チャネルのキャリア信号を受信復調部RX01から入力される復調信号で変調し、その被変調信号を電力増幅して送信アンテナ15から電波発射させる。

ここで、受信復調部RX01と変調送信部TX01に設定される各チャネルは、図３におけるいずれか一のチャネル番号に係るペアチャネルの関係にあり、下記の各実施形態ではそのＨ帯群側のチャネルが受信復調部RX01に、Ｌ帯群側のチャネルが変調送信部TX01に設定される。したがって、無線中継器50は、上り波をＨ帯群側のチャネルとし、下り波をＬ帯群側のチャネルとして、ペアチャネルを利用した中継通信を実行する。

一方、受信復調部RX02については、図３のＨ帯群側（受信復調部RX01と同一帯側）の全チャネルを常時巡回走査するように制御される。
この受信復調部RX02の巡回走査機能の利用目的については下記の実施形態１と実施形態２で異なり、実施形態１においては、前記Ｈ帯群の巡回走査過程で空きペアチャネルを確認して、その情報をシステム制御部53が内蔵メモリに更新記憶させるために利用され、実施形態２においては、無線通信端末60側から受信復調部RX01の設定チャネルと異なるチャネル（変更設定されたチャネル）で送信されてくるグループ識別情報やチャネル変更要求信号を受信するために利用される。

なお、操作部17からは電源のON/OFF、グループ通信モードの選択、使用可能なペアチャネルの選択、その他の設定情報のためのボタン操作等を行うことができ、各種インジケータランプはモード設定状態やバッテリー（図示せず）の消耗状態等を示すべく点灯／点滅／消灯されるが、それらの管理・制御についてもシステム制御部16が実行する。

＜無線通信端末の構成＞
実施形態に係る無線通信端末60a,60b,60cは図２の構成を備えている。
同図において、20は送受信アンテナ、21はアンテナ切替部、22は増幅器、RX11は受信復調部、23は増幅器、24はスピーカ（又はイヤホン）、25はマイクロホン、26は増幅器、TX11は変調送信器、27は増幅器、28はシステム制御部、29は操作部、30は液晶表示部であり、無線通信端末60a,60b,60c全体の動作はシステム制御部28によって制御される。

無線通信端末60a,60b,60cの受信系では、受信アンテナ20で受信した電波信号がアンテナ切替部21から増幅器22を通じて受信復調部RX11へ入力されるが、受信復調部RX11はその設定チャネルに係る信号を復調し、その復調信号が増幅器23で増幅されてスピーカ24から音声出力させる。
その受信モードでの受信復調部RX11と変調送信部TX11にはペアチャネルが設定されるが、それらのチャネルは無線中継器50側の受信復調部RX01と変調送信部TX01に設定されるペアチャネルと送受信について逆の関係になり、下記の各実施形態では受信復調部RX11にＬ帯群側のチャネルが、変調送信部TX11にＨ帯群側のチャネルが設定される。

一方、待受モードにおいては、受信復調部RX11は図３のＬ帯群側の全チャネルを巡回走査するように制御される。
この受信復調部RX11の巡回走査機能の利用目的については下記の実施形態１と実施形態２で異なり、実施形態１においては、直前の通信での設定チャネルと異なる変更後のチャネルで無線中継器50側から送信されるグループ識別情報とチャネル変更要求信号を受信するために利用され、実施形態２においては、その利用目的と共に、前記Ｈ帯群の巡回走査により空きペアチャネルを確認して、その走査情報をシステム制御部67が内蔵メモリに更新記憶させるために利用される。

無線通信端末60a,60b,60cの送信系では、マイクロホン25から入力された音声信号が増幅器26で増幅され、変調送信部TX11が設定チャネルのキャリア信号を前記増幅後の音声信号で変調し、その被変調信号を増幅器27で電力増幅して、アンテナ切替部21を通じて送信アンテナ20から電波発射させる。

なお、送信／受信モードの変更に応じてアンテナ切替部21を切り替える必要があり、また、操作部29でのボタン操作やダイアル操作により、電源のON/OFF、各種通信モードの選択、使用可能なペアチャネルの選択、その他の設定が行われ、さらに、液晶表示部30にはモード設定状態や使用チャネルやバッテリー（図示せず）の消耗状態等を表示させるが、それらの管理・制御についてもシステム制御部28が実行するようになっている。

＜通信フレームフォーマット＞
図４は下記実施形態におけるグループ通信で使用される通信フレームフォーマット図の一例である。
送信側では同フォーマットに組み込まれた音声信号部のベースバンド信号によりＭＳＫ（Minimum Shift Keying）等で変調した変調波を送信し、受信側ではその変調波に係る受信信号を復調して音声信号を再生する一方、音声信号に先行して受信するデータペイロードの各情報信号が分離検出されて動作制御のためのデータとされる。
そして、そのデータペイロードには自機識別情報やグループ識別情報や送受信チャネル情報がセットされていると共に、無線中継器50又は無線通信端末60a,60b,60cにおいて妨害電波が検出された場合にはチャネル変更要求信号もセットできるようになっている。
なお、下記実施形態で適用される通信フレームフォーマットは、１周期が８０msecであり、３８６ビットで構成されている。

＜実施形態１＞
この実施形態１は、前記の無線中継器（以下、「中継器」と略す）50と３台の無線通信端末（以下、「通信端末」と略す）60a,60b,60cとで半複信方式によるグループ通信ネットワークを構成する無線通信システムにおいて、中継器50が妨害電波を受信したときに、グループ通信に使用されているペアチャネルを他の空きペアチャネルに変更する場合における中継器50と通信端末60a,60b,60cの動作とシステムとしての手順に係る。

図５の無線中継ネットワーク図は、前記グループ通信ネットワークにおいてグループ通信のための送受信チャネルがペアチャネルCH1に設定されており、中継器50と各通信端末60a,60b,60cがそれぞれ待受状態にあることを示している。
ここで、図５以降の全ての無線中継ネットワーク図（図２０から図２２を除く）において、中継器50に含まれる機能ブロックのRX01,RX02とTX01は図１でそれらの符号に対応する２つの受信復調部と変調送信部を示し、通信端末60a,60b,60cに含まれる機能ブロックのRX11とTX11は図２でそれらの符号に対応する受信復調部と変調送信部を示す。
また、受信復調部と変調送信部に係る前記各符号に「：」を介して付記されている「CHi-X」（i=1,2、X=L,H）について、「CHi」はペアチャネルに係るチャネル番号（図３を参照）に相当し、「L」又は「H」はチャネルがペアチャネルの内のＬ波帯かＨ波帯かを示し、また、「SCAN-X」は中継器50の受信復調部RX02については図３のＨ帯群側の全チャネルに対する巡回走査状態を、通信端末60a,60b,60cの受信復調部RX11については図３のＬ帯群側の全チャネルに対する巡回走査状態を示す。
また、中継器50と通信端末60a,60b,60cの機能ブロックにおいて、斜線が施されていないものはON状態、斜線が施されているものはOFF状態にあることを示す。

図６の無線中継ネットワーク図は、図５の待受状態から、通信端末60aが送信側に、通信端末60b,60cが受信側になった場合の中継器50を介した中継通信状態を示す。
通信端末60aが受信復調部RX11をOFF状態、変調送信部TX11をON状態として通話音声信号をチャネルCH1-Hで送信すると、中継器50ではその電波を受信復調部RX01で受信・復調し、変調送信部TX01をOFF状態からON状態に切り替えて、復調した通話音声信号で搬送波信号を変調した被変調信号をチャネルCH1-Lで送信し、一方、待受状態の通信端末60b,60cがその中継送信された電波を受信復調部RX11の巡回走査過程で捉えると、直ちに受信復調部RX11をチャネルCH1-Lに設定して受信信号を復調することによりスピーカ24で音声再生させる。

図６は通信端末60aが送信端末となった場合を示すが、通信端末60a,60b,60cのいずれが送信端末となっても、中継器50を介して、チャネルCH1-Hを上り波とし、チャネルCH1-Lを下り波とした半複信方式によるグループ通信が同様に実行される。
ただし、グループ通信であるため、中継器50と通信端末60a,60b,60cでは常に送信信号のデータペイロードにグループ識別情報（以下、「G-ID」という）としてコード“01”を含めて送信し、また受信復調した信号のデータペイロードにG-ID:“01”が含まれていることを確認した上で音声信号の復調を行う。
また、この実施形態では上記非特許文献１の特定小電力無線局/無線電話用無線設備/標準規格に基づくネットワーク通信となるため、通信端末60a,60b,60cと中継器50は常に電波送信に先立ってキャリアセンスを実行し、他の無線局等による所定電界強度以上の電波を受信していないことを確認した上で送信を行うことになる。

ところで、中継器50のシステム制御部16は、受信復調部RX02の受信チャネルを制御して図３のＨ帯群側の全２７チャネルを巡回走査することにより各チャネルについて空き状態か否かを確認しており、常にその一巡回走査分についての確認情報を内蔵メモリにリングバッファ方式で記憶させている。
具体的には、図３の右列に事例的に示す「電波受信フラグ」ように、所定レベル以上の電波受信が無く空き状態に該当したチャネルのフラグをOFFとし、逆に所定レベル以上の電波受信があるチャネルのフラグをONとする動作をＨ帯群側の全２７チャネルを一巡回分として実行することにより、走査情報テーブルを作成して逐次内蔵メモリに更新記憶させている。

そして、この場合の巡回走査はキャリアセンスの実施ではないため、上記非特許文献１の第(1-10)頁のキャリアセンスに関する記事、すなわち「１つのチャネル毎に２００msecをかけて受信入力電力の値が給電線入力点において－９６dBm以上の値になるかどうかを判定するべし」とする制約は受けず、受信入力電力の値が所定以上であるかどうかを判定することに相違はないが、時間的条件（２００msec）の義務を負わないのであれば、実際上は１つのチャネルに２５msecもあれば十分である。
したがって、前記全２７チャネル分の巡回走査としても、一巡回走査に要する時間は６７５msec（＝２５msec×２７）程度で足りる。

なお、この実施形態では受信復調部RX02の走査対象を前記２７チャネルとしているが、無線中継ネットワークで使用するペアチャネルを制限している場合には、当然にそれらの制限したチャネル（例えば、１０チャネル分）だけが走査対象となり、前記一巡回の走査時間は更に短いものになる。

ところで、図７は待受状態（図６）において中継器50に妨害電波があった場合を示し、ここでは中継器50が他のグループ（G-ID:“02”）に属する通信端末70からの通話音声信号をチャネルCH1-Hの電波で受信した状態を示している。
その場合、中継器50で前記妨害電波の信号が中継されると、中継器50を利用して通信ネットワークを構成しているグループ（G-ID:“01”）の各通信端末60a,60b,60c間の通信ができなくなるため、中継器50では図９のフローチャートに示す手順を実行することにより、その不都合を解消させる。

先ず、待受状態において中継器50の受信復調部RX01が所定電界強度以上の電波を受信すると、システム制御部16が受信復調部RX01から得られる受信復調信号のデータペイロードを確認し、G-IDとしてのグループコード“01”が検出できるか否かを判断する（S1～S4）。
その場合の受信復調部RX01での電波受信に係る電界強度に関しては、音声通信の妨害になるかどうかを勘案してレベルを定めればよいが、キャリアセンスの規定条件の場合と同様に、受信入力電力の値が給電線入力点において－９６dBm以上となるかどうかを基準にしてもよい。

前記ステップS1～S4において、受信復調部RX01での電波受信に係る電界強度が前記基準より小さいときには、妨害電波とはみなさずに待受状態のままとし（S1,S2:N→S1）、また、受信復調信号のデータペイロードからGID:“01”が検出された場合にはグループ内の通信端末60a,60b,60cからの送信電波の受信であり、且つ受信復調部RX01での受信であることから通常の通話通信の電波を受信した状態に外ならず、図６に示したように、その電波の受信中は通常の中継動作を実行して通信の終了によって待受状態に戻ることになる（S4:Y→S5,S6→S1）。

一方、GID:“01”が検出されない場合には、妨害電波を受けている可能性があり、内蔵のインターバルタイマーによる計時を開始させ（S4:N→S7）、電界強度を維持したまま当該電波の受信が継続するかどうかを確認する（S8,S9）。
そして、インターバルタイマーにセットされた所定時間を計時する前に当該電波の受信が途絶えるとタイマーをリセットして待受状態に戻るが（S7→S8,S9→S8:N→S10→S1）、タイムアウトになるとタイマーをリセットした後、以降の無線中継ネットワークの使用チャネルを変更するための手順へ移行する（S9:Y→S11～S18）。

なお、ここでは妨害電波が図７で示したように他のグループの通信端末70によるものとしているが、他の電波源による妨害電波を除外するものではなく、グループに属する通信端末60a,60b,60c以外からの電波受信を対象とするために、妨害電波の認定についてはGID:“01”が検出されないことだけを条件としている（S4）。
また、妨害電波がインターバルタイマーにセットされる所定時間（例えば、１sec）以上継続しなければ、無線中継ネットワークの使用チャネルを維持するようにしており（S7～S10→S1）、通話にあまり影響しないような突発的な妨害電波によって頻繁に使用チャネルの変更動作が繰り返されることを回避している。

無線中継ネットワークの使用チャネルに係る中継器50側での変更は、第１段階として、妨害電波による信号が中継送信されないように受信復調部RX01をOFF状態として信号切替部13をCCR入力側へ切り替えておき（S11）、その上で、受信復調部RX01と変調送信部TX01の現状設定ペアチャネル（CH1-HとCH1-L）を受信復調部RX02による直前の巡回走査で得られている各ペアチャネルの状態情報に基づいて選択した空きペアチャネルに変更設定するものである。
すなわち、受信復調部RX02がタイムアウト直前に図３のＨ帯群についての一巡回走査により検出した空きペアチャネルの内、非空きペアチャネルに対して周波数の離隔度が最も大きい空きペアチャネルを選択し、受信復調部RX01と変調送信部TX01の現状設定ペアチャネル（CH1-HとCH1-L）をその選択したペアチャネルに変更設定する（S12,S13）。

具体的には、受信復調部RX02によるタイムアウト直前の一巡回走査における復調信号に基づいて、システム制御部16が図３の右列の電波受信フラグのようにOFFの空きペアチャネルとONの非空きペアチャネルが検出されている走査情報テーブルを内蔵メモリに作成しているとして、受信復調部RX01と変調送信部TX01の現状設定ペアチャネルのチャネル番号が６（＝CH1）であり、そのペアチャネルについて妨害電波があった場合には、前記走査情報テーブルにおいて非空きペアチャネルに対する周波数の離隔度が最も大きい空きペアチャネルはチャネル番号３２（＝CH2）に相当することから、その空きペアチャネル（CH2-HとCH2-L）が受信復調部RX01と変調送信部TX01に変更設定されることになる。

「非空きペアチャネルに対する周波数の離隔度が最も大きい空きペアチャネル」の求め方としては、次のような手順になる。
(１) 電波受信フラグの列欄において、OFFの両側又はOFFの連続部分の両端にONがある場合には、その両側又は両端のONに係るチャネル周波数の間隔を求める。
(２) 電波受信フラグの列欄において、チャネル番号１のフラグがOFFである場合において、フラグがONである最小チャネル番号のチャネル周波数とチャネル番号１のチャネル周波数との間隔を求める。
(３) 電波受信フラグの列欄において、チャネル番号４０のフラグがOFFである場合において、チャネル番号４０のチャネル周波数とフラグがONである最大チャネル番号のチャネル周波数との間隔とを求める。
(４) (１)で求めた間隔の１／２と、(２)で求めた間隔と、(３)で求めた間隔とを比較して、(１)の値が最大であった場合には、ONに挟まれたOFFのチャネルに係るペアチャネル又は両端のONのチャネル周波数の加算平均に最も近い周波数のチャネルに係るペアチャネルを、(２)の値が最大であった場合には、チャネル番号１のペアチャネルを、(３)の値が最大であった場合には、チャネル番号４０のペアチャネルをそれぞれ該当ペアチャネルとして選択する。
図３の右列の電波受信フラグに基づいて、(４)のアルゴリズムで求めた該当ペアチャネルは前記のようにチャネル番号３２（＝CH2）となる。

図８は中継器50の受信復調部RX01と変調送信部TX01が空きペアチャネル（CH2-HとCH2-L）に変更設定された状態を示し、中継器50はチャネル番号CH2のペアチャネルへ移行したことにより通信端末70からの妨害電波の影響を受けなくなっているが、通信端末60a,60b,60c側は依然として従前の無線中継ネットワークの使用チャネル（CH1）が設定されたままであり、中継器50はGID:“01”とチャネル変更要求信号（以下、「CCR」という）を通信端末60a,60b,60cへ送信してチャネル番号CH2のペアチャネルを設定させる必要がある。

したがって、中継器50はCH2-Lに変更設定された変調送信部TX01をON状態にしてCCRを送信することになるが、送信に先立って受信復調部RX01を用いてペアチャネル（CH2-H,CH2-L）に係るキャリアセンスを実行する必要がある（S14）。
その場合、直前の一巡回走査においてチャネル番号CH2のペアチャネルが空き状態であることを確認しているため、キャリアセンスの結果は殆どアイドル状態で送信可となるはずであるが、たまたま前記一巡回走査の後にチャネルCH2のペアチャネルに係る妨害電波が発生していたようなときにはビジー状態で送信不可の結果になることもあり得る。

そのため、キャリアセンスの結果がビジー状態になった時には、前記走査情報テーブルにおいて非空きペアチャネルに対する周波数の離隔度が第２番目に大きい空きペアチャネル（前記走査情報テーブルではチャネル番号９に相当）を選択してキャリアセンスを再実行することになる（S12～S15:N→S16→S13）。
なお、ビジー状態となったチャネル番号のペアチャネルは後発的に電波受信フラグをON状態に変更して前記離隔度を比較判定し、以降も同様にして前記離隔度が第ｍ番目に大きい空きペアチャネルを選択することになるが、一般的には第３番目以降で選択するようなことはきわめて稀である。

中継器50は、前記キャリアセンスの結果がアイドル状態であると、図８に示すように、変調送信部TX01をON状態とし、通信フレームのデータペイロードにGID:“01”とCCRを組み込むと共に、音声信号部をフレーム長調整のためのダミーデータとして、その通信フレームを変更後の変調送信部TX01のチャネル（CH2-L）で一定時間（例えば、１秒間）繰り返して送信する（S15→S17）。
また、その信号の送信が終了すると、変調送信部TX01をOFF状態にすると共に信号切替回路部13を受信復調部RX01の復調信号の入力側へ切り替えて待受状態に戻る（S18→S1）。
なお、図８は、非空きペアチャネルに対する周波数の離隔度が最も大きいペアチャネル（CH2-L）で第１回目のキャリアセンスがアイドル状態となり、変調送信部TX01がそのチャネル（CH2-L）でGID:“01”とCCRを送信した状態を示している。

一方、この段階で各通信端末60a,60b,60cは待受状態にあり、変調送信部TX11はOFF状態にあって従前の設定チャネル（CH1-L）のままであるが、受信復調部RX11は図３のＬ帯群側の全チャネルを巡回走査しており、中継器50から送信されたGID:“01”とCCRは各通信端末60a,60b,60cの受信復調部RX11の巡回走査過程で受信されてその復調信号から検出される。

図１０は各通信端末60a,60b,60c側における送受信設定チャネルの変更手順を示す。
先ず、各通信端末60a,60b,60cでは待受状態において受信復調部RX11が前記巡回走査過程で所定電界強度以上の電波を受信すると、その受信チャネルで一旦巡回走査を停止させる（S21～S23）。

ここで、各通信端末60a,60b,60cの受信復調部RX11の巡回走査に関しても、中継器50の受信復調部RX02と同様に、図３のＬ帯群側の全２７チャネルを一巡回当たり６７５msecで走査しており、個別のチャネルについて２５msec程度で所定レベル以上の電波受信があるかどうかを判定している。
その場合、上記のとおり中継器50側からの通信フレームは１周期（３８６ビット）が８０msecで伝送されており、各通信端末60a,60b,60cの受信復調部RX11における一巡回走査中に約８.４４フレーム（＝６７５/８０）が連続的に受信されることになる。
したがって、各通信端末60a,60b,60cでは、受信復調部RX11の巡回走査過程で必ず所定レベル以上の電波受信があった場合にはそれを確認でき、その受信チャネルで巡回走査を停止させて、復調された通信フレームのデータペイロードからGID:“01”とCCRを検出できる（S23～S26）。

そして、通信フレームのデータペイロードからGID:“01”が検出された場合は、グループの中継器50から受信した通信フレームに外ならず（S25:Y）、さらにCCRが検出されると、前記のように妨害電波を受けた中継器50からネットワークチャネルの変更要求がなされていることになる（S26:Y）。
したがって、各通信端末60a,60b,60cでは変調送信部TX11をCCRが検出された受信復調部RX11の走査停止チャネルとペアチャネルの関係にあるチャネルに変更設定する（S27）。
また、受信復調部RX11は走査停止チャネルになっているが、前記巡回走査を再開させて待受状態に戻る（S28→S21）。

その結果、中継器50の変調送信部TX01がチャネル（CH2-L）でGID:“01”とCCRを送信し、各通信端末60a,60b,60cの受信復調部RX11の走査停止チャネルが（CH2-L）であったとすると、図１１に示すように、中継器50の受信復調部RX01と変調送信部TX01にはペアチャネル（CH2-H,CH2-L）が設定されていると共に、受信復調部RX02は巡回走査状態となり、また各通信端末60a,60b,60cでは変調送信部TX11がチャネル（CH2-H）に設定されていると共に、受信復調部RX11が巡回走査状態となり、グループ通信ネットワークは待受状態となる。

したがって、図１２に示すように、通信端末60a,60b,60cのいずれか（図では通信端末60a）がその変調送信部TX11から上りチャネル（CH2-H）でGID:“01”を含めて通話音声信号を送信すると、中継器50がそれを受信・中継して下りチャネル（CH2-L）で送信する一方、前記送信側の通信端末（60a）以外の通信端末（60b,60c）ではそれぞれの受信復調部RX11が巡回走査におけるチャネル（CH2-L）の走査段階でその電波を受信し、巡回走査をそのチャネルで停止させた状態で後続する通信フレームの音声信号を受信して復調・再生する。

その結果、中継器50を介した各通信端末60a,60b,60c間の半複信方式によるグループ通信のネットワークチャネルがチャネル番号CH1のペアチャネルである待受状態（図５）において、中継器50に対して妨害電波があった場合（図７）には、前記ネットワークチャネルが自動的にチャネル番号CH2のペアチャネルへ変更され（図１１）、妨害電波の影響を受けないグループ通信が可能な状態（図１２）へ移行する。

なお、図１０のステップS22において受信復調部RX11で所定電界強度以上の電波の受信がなく（S22:N）、操作部29のPTTボタンがＯＮ操作されて送信モードの設定がなされると、受信復調部RX11をOFF状態にすると共に変調送信部TX11をON状態とし、キャリアセンスの実施を経て通話信号の送信を行い、PTTボタンがOFFになってその通信が終了すると、受信復調部RX11を巡回走査状態へ戻すと共に変調送信部TX11をOFF状態にして待受状態へ戻る（S22:N→S30:Y→S31～S34→S21）。

また、図１０のステップS25,S26においてGID:“01”は検出されたがCCRが検出されない場合は、すなわちグループ通信ネットワークでの中継器50を介した通常の受信に外ならず、増幅器23のミュート設定を解除して、受信復調部RX11の受信チャネル（ステップS23での巡回走査停止チャネル）で受信した通話信号を復調して音声再生し、通信が終了すると、増幅器23をミュート設定した後、受信復調部RX11の巡回走査を再開させて待受状態に戻る（S25:Y→S26:N→S35～S38→S21）。

その他、ステップS25においてGID:“01”が検出されない場合は、通信端末60a,60b,60cが妨害電波を受信している場合に相当し、下記実施形態２における図１５の動作手順に移行することになる（S25:N→A→図１５→B→S21）。

＜実施形態２＞
この実施形態２は、実施形態１の場合と同様に、前記中継器50と通信端末60a,60b,60cとで半複信方式によるグループ通信ネットワークを構成する無線通信システムに係るものであるが、通信端末60a,60b,60cのいずれかが妨害電波を受信したときに、グループ通信に使用されているペアチャネルを他の空きペアチャネルに変更する場合における中継器50と通信端末60a,60b,60cの動作とシステムとしての手順に係る。

図１３は、図５の待受状態において通信端末60aに対する妨害電波があった場合を示し、通信端末60aが他のグループ（GID:“02”）に属する通信端末80からの通話音声信号をチャネル（CH1-L）の電波で受信した状態を示している。
ここで、妨害電波の発生源である通信端末80は上記実施形態１の通信端末70の場合と送受信チャネルが逆になっているが、複数の中継器間で間欠的に制御情報が送受信される無線中継システムでは隣接する中継器相互で送受信チャネルを逆に設定していることが多く、隣接する一方の中継器のネットワークに属する通信端末が他方の中継器のネットワークのエリアに入った場合には、この実施形態２での通信端末80のような関係になる。
その場合、通信端末60aの送信チャネル（CH1-H）とペアチャネルの関係にあるチャネル（CH1-L）に妨害電波が存在しているのであるから、キャリアセンスを行ってもビジー状態となり、通信端末60aは送信を行うことができない。

図１３の状態では、通信端末60aにおける受信復調部RX11の巡回走査過程で前記妨害電波の信号が受信・復調されることになるが、その場合の通信端末60aのシステム制御部28による制御動作は図１０のステップS21～S25（実施形態１の場合と共通）及び図１５に示される。
先ず、実施形態１で説明したように、各通信端末60a,60b,60cの受信復調部RX11は図３のＬ帯群側の全２７チャネルを一巡回当たり６７５msecで走査しており、個別のチャネルについて２５msec程度で所定レベル以上の電波の受信があるかどうかを判定し、通信端末60aは待受状態において受信復調部RX11が前記巡回走査過程で所定電界強度以上の電波を受信すると、その受信チャネルで一旦巡回走査を停止させる（図１０：S21～S23）。

ここで、通信端末60aにおいて巡回走査を停止させた受信復調部RX11が復調した通信フレームのデータペイロードからGID:“01”が検出された場合はグループの中継器50から受信した通信フレームであり（図１０：S24,S25:Y→S26）、実施形態１で説明したとおり、CCRの検出の有無により、自機の通信チャネルを変更設定するか（図１０：S26:Y→S27,S28）又は通常の通話信号の受信再生モードへ移行することになるが（図１０：S26:N→S35～S38）、通信フレームのデータペイロードからGID:“01”が検出されない場合は妨害電波を受けている可能性があり、その場合にこの実施形態２での取り扱いとなる（図１０：S25:N→A→図１５：S41～S50）。

通信端末60aにおいて、受信復調部RX11が復調した通信フレームのデータペイロードからGID:“01”が検出されない場合、システム制御部28は内蔵のインターバルタイマーによる計時を開始させ（図１５:S41）、電界強度を維持したまま当該電波の受信が所定時間継続するかどうかを確認する（S42,S43）。
そして、インターバルタイマーにセットされた所定時間を計時する前に当該電波の受信が途絶えるとタイマーをリセットして待受状態に戻るが（S42:N→B→図１０：S21）、タイムアウトになるとタイマーをリセットした後、無線中継ネットワークの使用チャネルを変更するための手順へ移行する（S43:Y→S44～S50）。

すなわち、受信復調部RX11が前記タイムアウト直前に図３のＬ帯群についての一巡回走査により検出した空きペアチャネルの内、非空きペアチャネルに対して周波数の離隔度が最も大きい空きペアチャネルを選択し、変調送信部TX11の現状設定チャネル（CH1-H）をその選択した空きペアチャネルに係るチャネルに変更設定する（S44,S45）。

これは、中継器50の場合と同様の動作手順（図９:S12,S13）であり、受信復調部RX11によるタイムアウト直前の一巡回走査における復調信号に基づいて、システム制御部28が図３の右列の電波受信フラグのようにOFFの空きペアチャネルとONの非空きペアチャネルが検出されている走査情報テーブルを内蔵メモリに作成しているとした場合には、受信復調部RX11と変調送信部TX11の現状設定ペアチャネルのチャネル番号が６（＝CH1）であり、そのペアチャネルについて妨害電波があったときには、前記走査情報テーブルにおいて非空きペアチャネルに対する周波数の離隔度が最も大きい空きペアチャネルはチャネル番号３２（＝CH2）に相当することから、その空きペアチャネル（CH2-LとCH2-H）が受信復調部RX11と変調送信部TX11に変更設定されることになる。
なお、「非空きペアチャネルに対する周波数の離隔度が最も大きい空きペアチャネル」の求め方についても、上記実施形態１で中継器50の場合に説明したアルゴリズムと同様であり、ここでは省略する。

図１４は通信端末60aの受信復調部RX11と変調送信部TX11が空きペアチャネル（CH2-LとCH2-H）に変更設定された状態を示し、通信端末60aはチャネル番号CH2のペアチャネルへ移行したことにより通信端末80からの妨害電波の影響を受けなくなっているが、中継器50と通信端末60b,60cは依然として従前の無線中継ネットワークのペアチャネル（チャネル番号：CH1）が設定されたままであり、それらの設定ペアチャネルを前記空きペアチャネル（チャネル番号：CH2）に変更させることになる

そこで、同図に示すように、通信端末60aでは、受信復調部RX11によりチャネルCH2-Lでのキャリアセンスを実施し、アイドル状態であることが確認できれば直ちに変調送信部TX11をON状態にしてGID:“01”とCCRを１秒間繰り返して送信し、その後に停止させていた受信復調部RX11の巡回走査を再開させて待受状態へ戻る（図１５：S46,S47:Y→S49,S50→B→図１０：S21）
ただし、受信復調部RX11によるタイムアウト直前の一巡回走査時とキャリアセンスの実施時との間にペアチャネル（チャネル番号：CH2）が他のグループ等で使用されるようになって、キャリアセンスの実施結果がビジー状態になったときには、非空きペアチャネルに対する周波数の離隔度が次に大きいペアチャネルを設定してキャリアセンスを実施し、以降、キャリアセンスの実施結果がビジー状態になった場合にも、同様に周波数の離隔度に係る降順でのペアチャネルの選択によるキャリアセンスが実施される（S47:N→S48→S45～S47）。
もっとも、実施形態１における中継器50の場合と同様に、通常は第１番目のペアチャネルの設定条件でアイドル状態になることが殆どであり、第２番目や第３番目以降で選択するようなことは稀である。

そして、図１４に示されるように前記の通信端末60の変調送信部TX11から変更後のチャネル（CH2-H）で送信されたGID:“01”とCCRの信号は、待機状態にある中継器50の受信復調部RX02の巡回走査過程でのみ受信され、通信端末60b,60c側の受信復調部RX11では図３のＬ帯群側を巡回走査するように制御されているために受信できない。

図１６はその場合の中継器50におけるCCRの中継に係る受信／送信動作を示す。
先ず、中継器50では、受信復調部RX02が図３のＨ帯群を常時巡回走査しており、その過程で所定電界強度以上の電波を受信すると、システム制御部16はその受信チャネルで一旦巡回走査を停止させ、復調される通信フレームのデータペイロードからGID:“01”とCCRが検出されるかどうかを確認する（S61～S64）。

ここで、GID:“01”とCCRが検出されると、システム制御部16は次の動作手順(1)～(4)を割り込み処理として実行させる（S64:Y→S65～S71）。
(1) 受信復調部RX01と変調送信部TX01を、CCRが検出された受信復調部RX02のチャネルをＨ帯群側チャネルとするペアチャネルに設定する（S66）。
(2) 信号切替部13をCCR側へ切り替える（S67）。
(3) 受信復調部RX01によりキャリアセンスを実施する（S68）。
(4) キャリアセンスの結果がアイドル状態であれば、変調送信部TX01からチャネルでGID:“01”とCCRを１秒間繰り返して送信する（S69:Y→S70）。
また、割り込み処理が終了したとき、及びステップS64においてGID:“01”とCCRが検出されないときには、受信復調部RX02の巡回動作を再開させて元の状態へ戻る（S71/S64→S72→S61）。

したがって、中継器50では、受信復調部RX02が妨害電波を受信した通信端末60aからチャネルCH2-HでGID:“01”とCCRを受信すると、図１７に示すように、中継に使用するペアチャネル、すなわち受信復調部RX01と変調送信部TX01の設定チャネルを（CH1-H,CH1-L）から（CH2-H,CH2-L）へ変更し、送信チャネル（CH2-L）でGID:“01”とCCRを通信端末60a,60b,60cへ送信する。

一方、通信端末60aでは妨害電波を受信した段階で通信用ペアチャネルが（CH2-L,CH2-H）へ変更されているが、通信端末60b,60cの通信用ペアチャネルは（CH1-L,CH1-H）のままである。
ただし、待受状態における通信端末60a,60b,60cの受信復調部RX11は図３のＬ帯群側のチャネルを巡回走査している状態になっている。

したがって、無線中継ネットワークの状態において、中継器50と通信端末60a,60b,60cの関係をみると、上記実施形態１における図８では通信端末60aの送受信チャネルが変更されていないためにその変調送信部TX11のチャネルがCH1-Hになっているが、それを除けば実施形態１の図８とこの実施形態２の図１７は共通しており、通信端末60b,60cの動作手順については実施形態１における図１０のステップS21～S28がそのまま適用される。

すなわち、通信端末60b,60cの受信復調部RX11と変調送信部TX11の各設定チャネルが、CCRが検出された受信復調部RX11の走査停止チャネルをＬ帯群側のチャネルとするペアチャネル（CH2-L,CH2-H）に変更設定され、受信復調部RX11についてはその後に巡回走査動作に切り替わる（S27,S28）。
また、通信端末60aについては、同様の変更設定手順を実行してもよいが、すでに送受信チャネルがペアチャネル（CH2-L,CH2-H）に変更設定されているため、中継器50からのGID:“01”とCCRの受信があってもそれを無視するようにしてもよい。

なお、図１６の前記割り込み処理におけるキャリアセンスの結果がビジー状態になった場合（ステップS68,S69:N）には、図９のステップS12～S18→S1の動作手順を実行させて、中継器50が自機の走査情報テーブル（図３の右列の電波受信フラグ）を用いて空きペアチャネルを設定させるようにしてもよい。

その結果、図１８に示すように、中継器50と各通信端末60a,60b,60cで構成される中継通信ネットワークで使用されるペアチャネルがチャネル番号CH2のものに変更設定された待受状態になる。
そして、図１９に示すように、通信端末60aに対する妨害電波があっても何等の影響を受けることなく、チャネル番号CH2のペアチャネルを使用して中継器50を介した通信端末60a,60b,60c間での音声通話通信が行えることは、上記実施形態１の図１２の場合と同様である。

本発明は、特定小電力無線局／無線電話用無線設備、空中線電力１ｍＷ以下の陸上移動業務の無線局（作業連絡用）の無線設備、及びデジタル簡易無線局の無線設備において利用可能とされるペアチャネルを用いた半複信方式による無線中継ネットワークシステムに適用できる。

11…受信アンテナ、12…増幅器、RX01,RX02…受信復調部、13…信号切替部、TX01…変調送信部、14…増幅器、15…送信アンテナ、16…システム制御部、17…操作部、18…各種インジケータランプ、20…送受信アンテナ、21…アンテナ切替部、22…増幅器、RX11…受信復調部、23…増幅器、24…スピーカ（又はイヤホン）、25…マイクロホン、26…増幅器、TX11…変調送信部、27…増幅器、28…システム制御部、29…操作部、30…表示部、50…無線中継器、60a,60b,60c…無線通信端末、70,80…無線通信端末（妨害電波の送信元）、100…無線中継器、201,202…無線通信端末、301…無線通信端末（妨害電波の送信元）。

Claims (6)

1. 無線中継器と一のグループを構成する複数の無線通信端末とからなり、電波法施行規則及び無線設備規則に基づいて策定された標準規格において前記無線中継器と各無線通信端末間の通信に係る上り波と下り波に使用可能な対波とされる２つのチャネル（以下、「ペアチャネル」という）の群から一のペアチャネルを選択して半複信方式による前記無線通信端末間のグループ通信を行う無線中継システムであって、
   前記無線中継器は、
   受信復調部Ａと受信復調部Ｂと変調送信部Ｃとそれらを制御する制御部を備え、前記受信復調部Ａと前記変調送信部Ｃには前記一のペアチャネルが設定される一方、前記受信復調部Ｂは前記受信復調部Ａの受信チャネルとして使用可能なチャネル群を巡回走査すると共に空きチャネルを探索し、待受・受信モードでは、前記受信復調部Ａと前記受信復調部ＢをＯＮ状態、前記変調送信部ＣをＯＦＦ状態として、前記受信復調部Ａの復調信号から前記グループに係るグループ識別情報が検出確認された場合に中継モードに切り替わり、同中継モードでは、前記変調送信部ＣをＯＮ状態として前記受信復調部Ａが出力する復調信号で送信チャネルの搬送波を変調して送信し、加えて、前記待受・受信モードにおいて、前記受信復調部Ａがその復調信号から前記グループ識別情報を検出確認できない一定電界強度以上の電波を所定時間以上受信した場合には、前記受信復調部Ａと前記変調送信部Ｃの設定ペアチャネルを前記受信復調部Ｂが探索した空きチャネルに係るペアチャネルに変更すると共に、前記変調送信部ＣをＯＮ状態にして前記グループ識別情報とチャネル変更要求情報を送信するものであり、
   前記各無線通信端末は、
   受信復調部Ｄと変調送信部Ｅとそれらを制御する制御部を備え、前記受信復調部Ｄと前記変調送信部Ｅには前記無線中継器側の前記受信復調部Ａと前記変調送信部Ｃに設定されているペアチャネルが送受信について逆の関係で設定される一方、待受モードでは、前記受信復調部Ｄが受信チャネルとして使用可能なチャネル群を巡回走査し、受信モードでは、前記受信復調部ＤをＯＮ状態、前記変調送信部ＥをＯＦＦ状態として、前記受信復調部Ｄが出力する復調信号を音声再生し、送信モードでは、前記受信復調部ＤをＯＦＦ状態、前記変調送信部ＥをＯＮ状態として、入力音声信号で前記変調送信部Ｅの送信チャネルの搬送波を変調して送信し、加えて、前記待受モードにおいて、前記受信復調部Ｄがその巡回走査過程で前記無線中継器側が送信した前記グループ識別情報と前記チャネル変更要求情報を受信した場合には、その受信チャネルとそれに対してペアチャネルの関係にあるチャネルをそれぞれ前記受信復調部Ｄと前記変調送信部Ｅに設定するものである
   ことを特徴とする無線中継システム。
2. 前記無線中継器において、前記受信復調部Ａがその復調信号から前記グループ識別情報を確認できない一定電界強度以上の電波を所定時間以上受信した場合に、その所定時間以上の受信が検出される直前の前記受信復調部Ｂによる一巡回走査過程で複数の空きペアチャネルが検出されているときには、非空きペアチャネルに対する周波数の離隔度が最も大きい空きペアチャネルを前記受信復調部Ａと前記変調送信部Ｃに変更設定して、前記変調送信部Ｃから前記グループ識別情報とチャネル変更要求情報を送信することとした請求項１に記載の無線中継システム。
3. 前記無線中継器において、前記変調送信部Ｃの送信動作に先立って前記受信復調部Ａを用いたキャリアセンスを実行する場合には、非空きペアチャネルに対する周波数の離隔度が大きい順に空きペアチャネルを選択してキャリアセンスを実行することとした請求項２に記載の無線中継システム。
4. 無線中継器と一のグループを構成する複数の無線通信端末とからなり、電波法施行規則及び無線設備規則に基づいて策定された標準規格において前記無線中継器と各無線通信端末間の通信に係る上り波と下り波に使用可能な対波とされる２つのチャネル（以下、「ペアチャネル」という）の群から一のペアチャネルを選択して半複信方式による前記無線通信端末間のグループ通信を行う無線中継システムであって、
   前記無線中継器は、
   受信復調部Ａと受信復調部Ｂと変調送信部Ｃとそれらを制御する制御部を備え、前記受信復調部Ａと前記変調送信部Ｃには前記一のペアチャネルが設定される一方、前記受信復調部Ｂは前記受信復調部Ａの受信チャネルとして使用可能なチャネル群を巡回走査し、待受・受信モードでは、前記受信復調部Ａと前記受信復調部ＢをＯＮ状態、前記変調送信部ＣをＯＦＦ状態として、前記受信復調部Ａの復調信号から前記グループに係るグループ識別情報が検出確認された場合に中継モードに切り替わり、同中継モードでは、前記変調送信部ＣをＯＮ状態として前記受信復調部Ａが出力する復調信号で送信チャネルの搬送波を変調して送信し、加えて、前記待受・受信モードにおいて、前記受信復調部Ｂがその巡回走査過程で前記各無線通信端末のいずれかが送信した前記グループ識別情報とチャネル変更要求情報を受信した場合には、その受信チャネルとそれに対してペアチャネルの関係にあるチャネルをそれぞれ前記受信復調部Ａと前記変調送信部Ｃに設定すると共に、前記変調送信部Ｃから前記グループ識別情報と前記チャネル変更要求情報を送信するものであり、
   前記各無線通信端末は、
   受信復調部Ｄと変調送信部Ｅとそれらを制御する制御部を備え、前記受信復調部Ｄと前記変調送信部Ｅには前記無線中継器側の前記受信復調部Ａと前記変調送信部Ｃに設定されているペアチャネルが送受信について逆の関係で設定される一方、待受モードでは、前記受信復調部Ｄは受信チャネルとして使用可能なチャネル群を巡回走査すると共に空きチャネルを探索し、受信モードでは、前記受信復調部ＤをＯＮ状態、前記変調送信部ＥをＯＦＦ状態として、前記受信復調部Ｄが出力する復調信号を音声再生し、送信モードでは、前記受信復調部ＤをＯＦＦ状態、前記変調送信部ＥをＯＮ状態として、入力音声信号で前記変調送信部Ｅの送信チャネルの搬送波を変調して送信し、加えて、前記待受モードにおいて、前記受信復調部Ｄがその復調信号から前記グループ識別情報を検出確認できない一定電界強度以上の電波を所定時間以上受信した場合には、前記受信復調部Ｄと前記変調送信部Ｅの設定ペアチャネルを前記受信復調部Ｄが探索した空きチャネルに係るペアチャネルに変更すると共に、前記変調送信部ＥをＯＮ状態にして前記グループ識別情報と前記チャネル変更要求情報を送信する一方、前記受信復調部Ｄがその巡回走査過程で前記無線中継器側が送信した前記グループ識別情報と前記チャネル変更要求情報を受信した場合には、その受信チャネルとそれに対してペアチャネルの関係にあるチャネルをそれぞれ前記受信復調部Ｄと前記変調送信部Ｅに設定するものである
   ことを特徴とする無線中継システム。
5. 前記無線通信端末において、前記受信復調部Ｄがその復調信号から前記グループ識別情報を確認できない一定電界強度以上の電波を所定時間以上受信した場合に、その所定時間以上の受信が検出される直前の前記受信復調部Ｄによる一巡回走査過程で複数の空きペアチャネルが検出されているときには、非空きペアチャネルに対する周波数の離隔度が最も大きい空きペアチャネルを前記受信復調部Ｄと前記変調送信部Ｅに変更設定して、前記変調送信部Ｅから前記グループ識別情報とチャネル変更要求情報を送信することとした請求項４に記載の無線中継システム。
6. 前記無線通信端末において、前記変調送信部Ｅの送信動作に先立って前記受信復調部Ｄを用いたキャリアセンスを実行する場合には、非空きペアチャネルに対する周波数の離隔度が大きい順に空きペアチャネルを選択してキャリアセンスを実行することとした請求項５に記載の無線中継システム。