送信フレーム生成装置、無線装置、基地局、及び送信フレーム生成方法
【課題】フレーム構造を切り換えることなく、同一の符号化手順にて、異なるフレーム構造の通信に対応することができる送信フレーム生成装置を提供する。
【解決手段】伝送する上位レイヤ情報を一定の符号化手順により符号化して送信データのビット列を生成する符号化処理部２１０と、送信データのビット列に同期ワードを付加して送信フレームを作成するフレーム生成部２１１と、符号化手順により符号化され生成される送信データのビット列２１に、同期ワードと共に用いる同期確立用の同期ビット列を生じさせる同期用上位レイヤ情報を記憶する同期用上位レイヤ情報記憶部２１３と、上位レイヤ情報としてに同期用上位レイヤ情報を用いる上位レイヤデータ処理部とを備える。
【解決手段】伝送する上位レイヤ情報を一定の符号化手順により符号化して送信データのビット列を生成する符号化処理部２１０と、送信データのビット列に同期ワードを付加して送信フレームを作成するフレーム生成部２１１と、符号化手順により符号化され生成される送信データのビット列２１に、同期ワードと共に用いる同期確立用の同期ビット列を生じさせる同期用上位レイヤ情報を記憶する同期用上位レイヤ情報記憶部２１３と、上位レイヤ情報としてに同期用上位レイヤ情報を用いる上位レイヤデータ処理部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信するフレームを生成する送信フレーム生成装置、送信フレーム生成装置を搭載した無線装置、基地局、及び送信フレーム生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一対の端末局の通信を中継する基地局が、使用可能な通信チャネルを動的に割り当てるトランキング方式が知られている。
基地局は、少なくとも１つの専用の制御チャネルと複数の通信チャネルとを備える。
一方の端末局は、上り制御チャネルにて他方の端末局の呼を基地局に送信する。
呼を受信した基地局は、使用可能な通信チャネルを双方の移動局に下り制御チャネルにて知らせる。
特許文献１には、端末局に下り制御チャネルの同期をより速く確実に行わせ通信チャネルに移行させるため、通信フレームの先頭の同期フレームと合わせて同期を行うポストフレームを、フレームの最後に備える方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１０１３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トランキング方式では、端末局の呼び出しや応答を行う専用の制御チャネルを必要とし、その分通信に使用できるチャネルが少なくなるという問題がある。
また、全てを通信チャネルとし、制御チャネルを動的に割り当てる方法もあるが、通信チャネルを制御チャネルとする場合には、ポストフレームの有無によりフレーム構造を切り換えるため、異なるフレーム生成方法が必要となる。
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、同一の符号化手順にて、異なるフレーム構造の通信に対応する送信フレーム生成装置、無線装置、基地局、及び送信フレーム生成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、
伝送する上位レイヤ情報を一定の符号化手順により符号化して送信データのビット列を生成する符号化処理部と、
前記送信データのビット列に同期ワードを付加して送信フレームを作成するフレーム生成部と、
前記符号化手順により符号化され生成される前記送信データのビット列に、前記同期ワードと共に用いる同期確立用の同期ビット列を生じさせる同期用上位レイヤ情報を記憶する同期用上位レイヤ情報記憶部と、
前記上位レイヤ情報として前記同期用上位レイヤ情報を用いる上位レイヤデータ処理部と、を備える送信フレーム生成装置を提供する。
【０００６】
また本発明は、前記同期ワードは前記送信フレームの先頭に位置し、前記同期ビット列は前記送信フレームの末尾に位置してもよい。
【０００７】
さらに本発明は、前記送信フレームを送信する送信部を備え、無線装置としてもよい。
【０００８】
また本発明は、前記無線装置を備え、少なくとも２つの端末局間の無線通信の中継を行う基地局としてもよい。
【０００９】
さらにまた本発明の基地局において所定の場合とは、一方の端末局が他方の端末局との通信を行うことを要求する通信リクエスト情報を基地局が受信したことに応答して夫々の端末局に対し使用可能な通信チャネルを割り当てる通信チャネル割当情報を送信する場合であってもよい。
【００１０】
本発明の送信フレーム生成方法は、
伝送する上位レイヤ情報を一定の符号化手順により符号化して送信データのビット列を生成するステップと、
前記送信データのビット列に同期ワードを付加して送信フレームを作成するステップと、
前記上位レイヤ情報に、前記符号化手順により符号化され生成される前記送信データのビット列に前記同期ワードと共に用いる同期確立用の同期ビット列を生じさせる同期用上位レイヤ情報を用いるステップと、
を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フレーム構造を切り換えることなく、同一の符号化手順にて、異なるフレーム構造の通信に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る基地局のブロック図である。
【図３】基地局の中継器の一実施形態を示すブロック図である。
【図４】中継器の信号処理部の一実施形態示すブロック図である。
【図５】端末局の一実施形態を示すブロック図である。
【図６】図１のシステムにおいて送受される無線フレームの構成を示す図である。
【図７】図６（ａ）のフレーム構成をより具体的に示す図である。
【図８】図６（ａ）のフレームの第１制御用フィールドにより低速付随制御チャネルを構成する様子を示す図である。
【図９】図１の通信システムにおいて上位レイヤ情報を符号化して第２制御用フィールドのデータを生成する手順の一例を示す図である。
【図１０】図９の符号化手順をより具体的に示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの状態遷移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に本発明の一実施形態の基地局を使用した通信システムの概要を示す。
図１に記載の通信システムは、基地局２と、少なくとも２つの端末局１ａ、１ｂとからなる。以後不特定の端末局を端末局１と記載する。
【００１４】
図２は、本発明の一実施形態の基地局を示すブロック図である。
基地局２は、複数の中継器２０１（２０１Ａ〜２０１Ｄ）と、端末局との信号の送受信を行うアンテナ２０４と、アンテナ２０４を複数の中継器２０１が共用するためのアンテナ共用器２０３と、中継器２０１の制御を行う制御器２０２と、を備える。
アンテナ共用器２０３は、アンテナ２０４で受信した信号を複数ある中継器２０１に分配し、また複数ある中継器２０１からの送信信号を混合してアンテナ２０４に出力する。
【００１５】
図３は、一実施形態の基地局２の中継器２０１を示すブロック図である。
中継器２０１は、受信部２０５と、送信部２０６と、信号処理部２０７と、を備える。
【００１６】
受信部２０５は、アンテナ共用器２０３を介して受信した信号の妨害波を除去し、妨害波を除去した信号を増幅し、検波し、データ信号への復調を行って信号処理部２０７に復調したデータ信号を出力する。
送信部２０６は、信号処理部２０７にて生成されたデータ信号を、変調し、増幅し、不要輻射を制限して送信信号を生成する。
生成された送信信号は、アンテナ共用器２０３を介して、アンテナ２０４より信号を送信される。
図４に詳細な構成を示す信号処理部２０７は、受信部２０５にて復調したデータ信号に予め定められた処理を行い、また送信データを生成して送信部２０６に出力する。
【００１７】
図４は、信号処理部２０７を示すブロック図である。
信号処理部２０７は、フレーム検出部２０８と、受信データ処理部２０９と、上位レイヤデータ処理部２１２と、符号化処理部２１０と、フレーム生成部２１１と、ポストフィールド情報記憶部２１３と、を備える。
【００１８】
フレーム検出部２０８は、受信した信号のフレームを検出する。受信データ処理部２０９は、それぞれの受信フレーム内より受信データを抽出する。上位レイヤデータ処理部２１２は、受信データを解析し、以下に詳細を記載する送信上位レイヤデータを生成し、符号化処理部２１０に送信上位レイヤデータを出力する。
生成される送信上位レイヤデータの内容は、後術する通信フレームの内容により様々である。送信上位レイヤデータには、受信データを解析して得られたデータ、制御器からの指示により定められたデータ、ポストフィールド情報部記憶部２１３のデータが配置される。
【００１９】
符号化処理部２１０は、入力された送信上位レイヤデータに誤り訂正処理を行い、送信フレームに配置されるビット列を生成する。
フレーム生成部２１１は、符号化処理部２１０によって生成されたビット列を、予め定められたフレームに配置し、これに同期ワードが配置されたＦＳＷ（Flame Sync Word）フィールドを付加して、送信部２０６に出力する。
ポストフィールド情報記憶部２１３は、後述するポストフィールド２１を特定のフレーム内に出現させるための同期用上位レイヤ情報を記憶している。
上位レイヤデータ制御部２１２は、ポストフィールド２１を特定のフレームに出現させる必要がある場合に、ポストフィールド情報記憶部２１３に記憶された同期用上位レイヤ情報を読み出し、上位レイヤデータとして設定し、符号化処理部２１０に出力する。
【００２０】
図５は、本発明の一実施形態の基地局を介した通信を行う端末局１を示すブロック図である。
端末局１は、アンテナ１０１と、アンテナ切換器１０２と、送信部１０３と、受信部１０４と、制御部１０５と、マイク１０６と、スピーカ１０７と、ＰＴＴ（Push to talk）スイッチと、を備える。
【００２１】
制御部１０５は、ＰＴＴスイッチ１０８の操作により送信することを要求された場合には、送信部１０３に電源を投入し、送信チャネルを設定し、アンテナ切換器１０２を「Ｔ」側に切り換え、送信部１０３の送信出力をアンテナ１０１に出力する送信動作制御を行う。
また、制御部１０５は、ＰＴＴスイッチ１０８の操作が行われていない場合には、アンテナ切換器１０２を「Ｒ」側に切り換えアンテナ１０１からの受信信号を受信部１０４に入力し、受信部１０４に電源を投入し、受信チャネルを設定する受信動作制御を行う。
さらにまた、制御部１０５は、後述する上りリンク通信チャネルＬｕの送信後の下りリンク通信チャネルＬｄの受信を行う場合には、ＰＴＴスイッチ１０８が操作され送信することを要求された状態であっても、受信動作制御を行う。
【００２２】
マイク１０６は、端末局１の使用者が発音した音声を音声信号に変換する。送信部１０３は、送信時にマイク１０６により変換された音声信号を変調し、増幅し、不要輻射を制限して、送信信号に変換する。受信部１０４は、アンテナ１０１より入力された受信信号の妨害波を除去し、妨害波を除去された受信信号を増幅し、復調して、スピーカ１０７に復調した復調信号を出力する。端末局１は、通常は予め設定されたデフォルトチャネルとなっているが、基地局２から送信される情報により動的にチャネルが設定される。
【００２３】
図１を用いて本発明の一実施形態に係る通信時の動作を説明する。
図１に示すように、この通信システムは、相互間で通信を行う複数の端末局１（１ａ、１ｂ、・・・）、及び各端末局１間に介在し、トランキング制御により各端末局１間の通信で使用する通信チャネルを動的に提供する基地局２を備える。基地局２は複数の通信チャネルＴ１、Ｔ２、・・・、Ｔｎにより各端末局１間の通信を中継する機能を備える。
【００２４】
各端末局１は通信チャネルＴ１〜Ｔｎのうちの自身について固定的に設定されたデフォルトチャネルを記憶している。
通信を開始する場合、各端末局１は、デフォルトチャネルにより、通信の開始を要求する旨を示す通信リクエスト情報を、基地局２に送信する。通信リクエスト情報には通信相手の端末局１を特定するＩＤ情報が含まれる。この通信リクエスト情報を送信するときの通信チャネルが、図１（ａ）中のリンク時上り通信チャネルＬｕである。なお、「上り」とは各端末局１から基地局２への方向を意味する。逆に「下り」は基地局２から各端末局１への方向を意味する。
【００２５】
基地局２はこの通信リクエスト情報を受信すると、通信を行う通信チャネルを割当てる旨を示すチャネル割当情報を、通信リクエスト情報を送信した端末局１に対して送信する。このチャネル割当情報を送信するときの通信チャネルが、図１（ａ）中のリンク時下り通信チャネルＬｄである。
通信相手側の端末局１は、このチャネル割当情報を受信すると、自身が呼び出されていることを認識し、受信を開始する。これにより、通信を行う端末局１間のリンクが確立されたことになり、通信リクエスト情報を送信した端末局１は、相手側端末局１との音声通信を開始することができる。
【００２６】
このリンク動作を、図１（ａ）を用いて具体的に示す。
本実施形態では、端末局１ａ及び端末局１ｂのデフォルトチャネルが通信チャネルＴ１であり、通信チャネルＴ１が他の端末局により使用されていない状態にあるとする。
端末局１ａは音声通信を開始しようとするとき、そのデフォルトチャネルである通信チャネルＴ１にて、端末局１ｂのＩＤ情報を含む通信リクエスト情報を、通信チャネルＴ１にてリンク時上り通信チャネルＬｕを介して基地局２に送信する。
基地局２はこれに応答して、チャネル割当て情報を、通信チャネルＴ１にてリンク時下り通信チャネルＬｄにより端末局１ａ及び端末局１ｂに送信する。これを受信した端末局１ｂは、呼び出されていることを認識する。
これにより、端末局１ａ及び１ｂ間のリンクが確立されたことになり、図１（ｂ）に示すように、端末局１ａは、通信時上り通信チャネルＴｕ及び通信時下り通信チャネルＴｄを介して、端末局１ｂとの音声通信を開始することができる。
【００２７】
図６は図１の通信システムにおいて送受される無線フレームの構成を示す。
図６（ａ）は音声通信時における上り下り共通のフレーム構成、図６（ｂ）はリンク時の上りフレームの構成、図６（ｃ）はリンク時の下りフレームの構成である。図６（ａ）のフレームは先頭から「ＦＳＷ」、「無線識別」、「第１制御用」、並びに「第２制御用」又は「音声」の各フィールドにより構成される。
ＦＳＷフィールドには、フレーム同期を確立するための同期ワードが格納される。本実施形態では、同期ワードは、２０ビットの固定のビットパターンとする。
無線識別フィールドには、各フレームを識別するための情報が格納される。 第１制御用フィールド、第２制御用フィールド、及び音声フィールドにより機能チャネルが構成される。機能チャネルとは、物理チャネル内に設けられた論理的なチャネルを意味する。
【００２８】
第１制御用フィールドは、連続する４フレームの第１制御用フィールドにより１つの上位レイヤ情報に対応する情報を構成する低速付随制御チャネルを構成する。
図６（ａ）のフレームにおける２つの第２制御用フィールド、及び４つの音声フィールドは切り換えて用いられる。図６（ｂ）及び図６（ｃ）のフレームは、音声フィールドが存在しないこと以外は図６（ａ）のフレームの構成と同様である。ただし、図６（ｃ）のフレームにおける後半の第２制御用フィールドの末尾は、同期用ビット列が格納されるポストフィールド２１として機能する。
同期用ビット列は、ＦＳＷフィールドの同期ワードと結合してフレーム同期を確立するために用いられる。本実施形態では、同期用ビット列は、１８ビットの固定のビットパターンとする。
図６（ａ）〜（ｃ）のフレームにおける各第２制御用フィールドの内容は、各対応する上位レイヤ情報から同一の符号化手順により生成される。
【００２９】
図７は、図６（ａ）のフレーム構成をより具体的に示す図である。
音声通信時においては、図７（ａ）のフレームａの場合のように、４つの音声フィールドのすべてが音声データの送信に用いられるほか、図７（ｂ）又は図７（ｃ）のフレームｂ又はｃの場合のように、一時的に４つの音声フィールドのうちの後半の２つ又は前半の２つが第２制御用フィールドとして用いられたり、図７（ｄ）のフレームｄの場合のように、全部が２つの第２制御用フィールドとして用いられたりする場合がある。これらのフレームａ〜ｄの識別も、無線識別フィールドの内容によって行われる。また、上りフレームであるか又は下りフレームであるかの区別も、無線識別フィールドによって行われる。
【００３０】
第２制御用フィールドには、上り方向の通信では、通信リクエスト情報、音声呼出情報、又は送信終了情報が格納される。
通信リクエスト情報は、図７（ｂ）のフレームにおいて端末局１が基地局２に対して音声通信用の通信チャネルの割当てを要求するための情報である。基地局２は、通信リクエスト情報を受信すると、受信した通信リクエスト情報の内容に従い、通信チャネル割当てのための処理を行う。
音声呼出情報は、呼び出しを行う受信側の端末局１を識別するためのＩＤ情報である。
送信終了情報は、通信チャネルでの送信を終了させるときに使用する情報である。送信終了情報は送信する最後のフレームで使用される。基地局２は、送信終了情報により、受信側の端末局１への送信の終了であることを識別することができる。
【００３１】
第２制御用フィールドには、下り方向の通信では、音声呼出情報、チャネル割当情報、又は送信終了情報が格納される。
チャネル割当情報は、端末局１からの通信リクエスト情報の受信に応答して通信チャネルを割り当てるときに、基地局２が端末局１に送信する情報である。端末局１は、この情報を受信すると割り当てられた通信チャネル上での音声通信を開始する。
音声呼出情報及び送信終了情報は、上述の上り方向の通信における音声呼出情報及び送信終了情報の内容と同様である。
【００３２】
図８は第１制御用フィールドにより低速付随制御チャネルを構成する様子を示している。
図８（ａ）に示すように、連続する４つのフレームの第１制御用フィールド、第１制御用（１／４）〜第１制御用（４／４）に１つの上位レイヤ情報が分散している。
図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、図８（ａ）の第１制御用（１／４）〜第１制御用（４／４）のフレーム内のデータを結合する。
図８（ｄ）に示すように復号することにより、１つの上位レイヤ情報を得ることができる。この第１制御用フィールドの上位レイヤ情報としては、たとえば後述する空きチャネル情報や音声呼出情報が該当する。
【００３３】
端末局１は、端末局１のデフォルトチャネルが音声通信に使用されている場合であっても、空きチャネル情報や音声呼出情報を得ることができる。
空きチャネル情報は、基地局２が空きチャネルについての情報を端末局１に通知するために使用する情報である。 第１制御用フィールドに格納された音声呼出情報は、音声通信を行っている最中に使用される場合、端末局１を識別するためのＩＤ情報及び使用される通信チャネル情報が含まれる。
基地局２は、第１制御用フィールドを用いることにより、音声通信と同時に、これらの制御用情報を送信することができる。
【００３４】
図６（ｃ）のフレームにおける後半の第２制御用フィールド末尾のポストフィールド２１には１８ビットの同期用ビット列が格納される。ただし、この同期ビット列のビットパターンは、図１（ａ）や図１（ｂ）のフレームにおける第２制御用フィールドを生成する際の符号化手順と同じ方法で上位レイヤ情報を符号化することにより生成される。すなわち、リンク時及び通信時を通じて符号化手順を同一とすることにより、処理が簡略化される。
【００３５】
図９は、符号化処理部２１０が、上位レイヤ情報を符号化して第２制御用フィールドのデータを生成する手順の一例を示している。
符号化処理部２１０は、上位レイヤ情報を第２制御用フィールドのデータに符号化する場合、図９に示すように、まず、上位レイヤ情報５１に対して検査コード５２を付加する。その後に誤り訂正符号化を行ってデータ列５３を生成し、さらにインタリーブ処理を施す。これにより、第２制御用フィールドのデータ列５４が構成される。本実施形態においては、この符号化手順に従って符号化すれば、第２制御用フィールドデータの末尾に上述のポストフィールド２１のビットパターンが出現するような同期用上位レイヤ情報（以下、「ポストフィールド情報」という。）に対して符号化手順を適用することにより、図６（ｃ）の通信フレームにおける後半の第２制御用フィールドのデータが生成される。
【００３６】
ポストフィールド情報は、第２制御用フィールドにおいて、末尾のポストフィールド２１に上述の１８ビットの同期用ビット列を出現させるものであればよく、ポストフィールド２１以外の領域においては任意のビット列を生じさせるものであってもよい。このため、ポストフィールド２１を同期用ビット列とし、残りを任意のビットとした第２制御用フィールドのデータについて、図５の符号化手順を逆に辿ることによって、ポストフィールド情報を特定することができる。
【００３７】
図１０は、符号化処理部２１０が行う図９の符号化手順をより具体的に示したものである。
図１０（ａ）に示すように、上位レイヤデータ処理部２１２から符号化処理部２１０に出力される上位レイヤ情報５１を構成するビット数は８０とする。
符号化処理部２１０は、図１０（ｂ）に示すように、上位レイヤ情報５１に対し、所定の生成多項式を用い、検査コード５２としてＣＲＣ−１２を付加する。
次に、符号化処理部２１０は、図１０（ｃ）に示すように、畳込みコードによるエラー訂正機構を使用できるようにするために、値が「０」である４ビットのテールビット６１を付加する。
【００３８】
次に、符号化処理部２１０は、図１０（ｄ）に示すように、畳込み符号化を行い、畳込み符号６２を得る。符号化率は１／２、拘束長は５である。
次に、符号化処理部２１０は、図１０（ｅ）に示すように、畳込み符号６２に対し、所定のパンクチャ処理を行い、パンクチャ符号６３を得る。
次に、符号化処理部２１０は、図１０（ｆ）に示すように、パンクチャ符号６３を、１６ビット毎に分割し、図１０（ｇ）のように、１６ビットのブロック毎に読み出して、各ブロックの先頭ビットから１ビットずつ書き込むことにより、深さ９のインタリーブを行う。
これにより、図１０（ｈ）に示すように、第２制御用フィールドのデータ６４の生成が完了する。
この符号化手順において、上位レイヤデータ処理部２１２から出力される上位レイヤ情報５１としてポストフィールド情報を用いることにより、同期用ビット列が格納されたポストフィールド２１を有する第２制御用フィールドのデータ６４を生成することができる。
【００３９】
ポストフィールド情報は、次のようにして求めることができる。
以下に記載の処理は、通信システムにおいてリアルタイムに処理を行う必要はない。事前に計算しておいた同期用の上位レイヤデータとなるポストフィールド情報を用意し、ポストフィールド情報記憶部２１３内に記憶しておく。ポストフィールド２１が必要な場合に上位レイヤ情報５１のデータとして第２制御用フィールドに設定すればよい。
【００４０】
まず、第２制御用フィールドのデータ６４として、ポストフィールド２１に上述１８ビットの同期用ビット列を設定したものを用意する。
次に、このデータ６４について、図１０（ｅ）〜（ｇ）の演算を逆算して畳込み符号６２を取得する。これにより、１９２ビットの畳込み符号６２のうち、どのビットがポストフィールド２１の各ビットに対応するかがわかる。
【００４１】
次に、任意の上位レイヤ情報５１について、図１０（ｂ）〜（ｄ）の処理を行い、テールビット６１をすべて「０」として、ＣＲＣ−１２のビット列（第８１〜第９２ビット）を変化させることにより、畳込み符号６２のうちのポストフィールド２１の各ビットに対応するビットが、ポストフィールド２１のビット列の一部として満足するようなＣＲＣ−１２の候補を求める。このとき、複数の候補が得られる。
【００４２】
次に、求めたＣＲＣ−１２の候補のうちの１つを用い、上位レイヤ情報５１（第１〜第８０ビット）を逆算して求める。算出した上位レイヤ情報５１に対し、１つの候補のＣＲＣ−１２のビット列と、テールビットの４ビットとを結合した９６ビットについての畳込み符号化して得た畳込み符号の１９２ビットのビット列と、上述の第２制御用フィールドのデータ６４から逆算して得た畳込み符号の１９２ビットのビット列とを、ビット列中のポストフィールド２１に対応するビット位置の各ビットについて比較する。一致した場合には、逆算して得た上位レイヤ情報５１を、ポストフィールド情報として用いることができる。一致しない場合には、次のＣＲＣ−１２の候補について、同様の処理を行う。
【００４３】
各制御用情報はいずれも上述の図１０の同一の符号化手順により符号化したものである。トランキング制御の処理は所定のプログラムに従い、基地局２の制御器によって行われる。
【００４４】
図１１は基地局２によるトランキング制御の処理を示す実施例の状態遷移図である。
端末局１ａ及び端末局１ｂは、共にデフォルトチャネルをＴ１とする。
端末局１ａは、端末局１ｂのＩＤ情報を含む通信リクエスト情報をリンク時上り通信チャネルＬｕにて送信する（ステップＳ７１）。
基地局２は、通信リクエスト情報を受信し、端末局１ｂへの呼出であることを認識する(ステップＳ７２)。
基地局２は、リンク時下り通信チャネルＬｄにて、チャネル割当て情報を送信する。この時後半の第２制御用フィールド末尾のポストフィールド２１を配置する（ステップＳ７３）。この第２制御用フィールドの上位レイヤのデータとしては、上述した事前に計算してポストフィールド情報記憶部２１３内に記憶していたポストフィールド情報を上位レイヤデータとして用いる。
端末局１ａ及び端末局１ｂは、リンク時下り通信チャネルＬｄに同期を確立して受信を行い、チャネル割当て情報を受信する（ステップＳ７４及びステップＳ７５）。
【００４５】
端末局１ａは、端末局１ｂに対して、基地局２を介した音声通信の送信を通話時上り通信チャネルＴｕで開始する（ステップＳ７６）。
基地局２は、端末局１ａからの音声通信を受信し、端末局１ｂに対して通話時下りチャネルＴｄにて中継送信を開始する（Ｓ７８）。
端末局１ｂは、中継局２を介した端末局１ａの音声通信を受信する（ステップＳ７９）。
【００４６】
端末局１ａは、送信終了時、最後の第２制御用フィールドに、送信終了情報を配置して送信する(ステップＳ８０)。
同様に、基地局２は、端末局１ａからの送信終了情報を端末局１ｂに中継し（ステップＳ８１）、通信チャネルＴ１での中継を終了する（ステップＳ８３）。
端末局１ｂは、基地局２からの送信終了情報を受信すると、基地局２を介した端末局１ａからの音声通信の受信を終了する（ステップＳ８２）。
端末局１ａは、送信を終了し、デフォルトチャネルＴ１にて待ち受け受信を開始する（ステップＳ８４）。
端末局１ｂも、同様にデフォルトチャネルＴ１にて待ち受け受信を開始する（ステップＳ８５）。
【００４７】
ステップ７３にて、基地局２は図６（ｃ）のように、フレームにおける前半の第２制御用フィールドに、チャネル割当情報を格納し、後半の第２制御用フィールドには、ポストフィールド情報を図１０の手順で符号化して格納する。つまり、後半の第２制御用フィールドにおけるポストフィールド２１には同期用ビット列が格納される。
このフレームの送信は、端末局の受信でのフレーム同期が確実に行われるように、複数回連続して行われる。このため端末局１は、後半の第２制御用フィールド中のポストフィールド２１の同期ビット列と、次のフレームの先頭の同期ワードとを、フレーム同期を確立するために使用することができる。
【００４８】
たとえば、同期ワードの２０ビットを１回の検出で同期確立としてしまうと誤同期してしまう可能性が高いので２回連続で検出した場合に同期確立とし、同期ビット列と同期ワードを合わせた３６ビットの場合は誤同期する可能性は低いので1回の検出で同期確立とする。
よって、同期ビット列と同期ワードを合わせた同期検出は、より少ない検出回数で同期確立とする場合に有効な手段となる。
同期の検出回数が少なくて同期確立とできるということは、同期がより短時間での確立することに他ならない。
【００４９】
本実施形態においては、基地局２は、端末局１ａからの通信リクエスト情報の受信に応じてチャネル割当情報を端末局１ａ及び端末局１ｂに送信するに際し、ポストフィールド情報を符号化し、後半の第２制御用フィールドに格納して送信する。端末局１ａ及び端末局１ｂは双方ともポストフィールド２１の同期ビット列を同期ワードと共に用いたチャネル割当情報に対して同期の確立を迅速に行うことができる。そのため音声通話を開始するまでの時間が短縮される。
その際、ポストフィールド情報を符号化する手順は、第２制御用フィールドにより転送される他の制御用情報を符号化する場合の手順と同一であるため、第２制御用フィールドの符号化手段を変更する必要がない。そのため、送信フレームの構造を切り換えることなく、ポストフィールド２１を含めた送信フレームを生成することができる。
【００５０】
一般的に符号化手順は高速な処理が要求されることからＤＳＰ（Digital Signal Processor）が用いられ、複数の符号化手順を実装することは、より多くの処理を実装することが可能なデバイスを必要とする。また複数の符号化手段を実装する場合には設計検証を行う上でも時間がかかる。
ポストフィールド情報を必要としない場合には、後半の第２制御用フィールドにはトランキング制御用の他の情報を格納して端末局１に提供することができる。その場合には、１つのフレームで２種類の制御用情報を送信することができるので、効率的な制御用情報の送信を行うことができる。
【００５１】
なお、本発明は上述実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することができる。たとえば、上述においては言及しなかったが、図９や図１０の符号化手順でフレームを作成する際に、符号化後のデータについてスクランブル処理を施すようにしてもよい。また、上述においては、図９や図１０の符号化手順において、検査コードの付加や、誤り訂正のための処理や、インタリーブを施すようにしているが、これらの処理は行わなくてもよい。
【００５２】
また、上述においては、お互いの端末局１のデフォルトチャネルを通信チャネルＴ１としたが、通信相手のデフォルトチャネルが異なっても、通信リクエスト情報に相手局のデフォルトチャネル情報を付加させることで、基地局２はそれぞれのデフォルトチャネルにて下りリンク通信チャネルによりチャネル割当て情報を送信し、呼出を行って通話を開始することができる。
【００５３】
また、上述においては、トランキングシステムについて本発明を適用した場合について説明した。
これに限らず、送信フレーム内の特定のビット列に、同期ワードを補足する同期用のビット列を発生させる場合には、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ａ，１ｂ，：端末局、
２：基地局、
２１：ポストフィールド、
５１：上位レイヤ情報、５２：検査コード、５３：データ列、
５４：データ列、６１：テールビット、６２：畳込み符号、
６３：パンクチャ符号、６４：第２制御用フィールドのデータ、
Ｌｕ：リンク時上り通信チャネル、Ｌｄ：リンク時下り通信チャネル、
Ｔｕ：上り通信チャネル、Ｔｄ：下り通信チャネル、
Ｔ１，Ｔ２，Ｔｎ：通信チャネル。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信するフレームを生成する送信フレーム生成装置、送信フレーム生成装置を搭載した無線装置、基地局、及び送信フレーム生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一対の端末局の通信を中継する基地局が、使用可能な通信チャネルを動的に割り当てるトランキング方式が知られている。
基地局は、少なくとも１つの専用の制御チャネルと複数の通信チャネルとを備える。
一方の端末局は、上り制御チャネルにて他方の端末局の呼を基地局に送信する。
呼を受信した基地局は、使用可能な通信チャネルを双方の移動局に下り制御チャネルにて知らせる。
特許文献１には、端末局に下り制御チャネルの同期をより速く確実に行わせ通信チャネルに移行させるため、通信フレームの先頭の同期フレームと合わせて同期を行うポストフレームを、フレームの最後に備える方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１０１３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トランキング方式では、端末局の呼び出しや応答を行う専用の制御チャネルを必要とし、その分通信に使用できるチャネルが少なくなるという問題がある。
また、全てを通信チャネルとし、制御チャネルを動的に割り当てる方法もあるが、通信チャネルを制御チャネルとする場合には、ポストフレームの有無によりフレーム構造を切り換えるため、異なるフレーム生成方法が必要となる。
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、同一の符号化手順にて、異なるフレーム構造の通信に対応する送信フレーム生成装置、無線装置、基地局、及び送信フレーム生成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、
伝送する上位レイヤ情報を一定の符号化手順により符号化して送信データのビット列を生成する符号化処理部と、
前記送信データのビット列に同期ワードを付加して送信フレームを作成するフレーム生成部と、
前記符号化手順により符号化され生成される前記送信データのビット列に、前記同期ワードと共に用いる同期確立用の同期ビット列を生じさせる同期用上位レイヤ情報を記憶する同期用上位レイヤ情報記憶部と、
前記上位レイヤ情報として前記同期用上位レイヤ情報を用いる上位レイヤデータ処理部と、を備える送信フレーム生成装置を提供する。
【０００６】
また本発明は、前記同期ワードは前記送信フレームの先頭に位置し、前記同期ビット列は前記送信フレームの末尾に位置してもよい。
【０００７】
さらに本発明は、前記送信フレームを送信する送信部を備え、無線装置としてもよい。
【０００８】
また本発明は、前記無線装置を備え、少なくとも２つの端末局間の無線通信の中継を行う基地局としてもよい。
【０００９】
さらにまた本発明の基地局において所定の場合とは、一方の端末局が他方の端末局との通信を行うことを要求する通信リクエスト情報を基地局が受信したことに応答して夫々の端末局に対し使用可能な通信チャネルを割り当てる通信チャネル割当情報を送信する場合であってもよい。
【００１０】
本発明の送信フレーム生成方法は、
伝送する上位レイヤ情報を一定の符号化手順により符号化して送信データのビット列を生成するステップと、
前記送信データのビット列に同期ワードを付加して送信フレームを作成するステップと、
前記上位レイヤ情報に、前記符号化手順により符号化され生成される前記送信データのビット列に前記同期ワードと共に用いる同期確立用の同期ビット列を生じさせる同期用上位レイヤ情報を用いるステップと、
を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フレーム構造を切り換えることなく、同一の符号化手順にて、異なるフレーム構造の通信に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る基地局のブロック図である。
【図３】基地局の中継器の一実施形態を示すブロック図である。
【図４】中継器の信号処理部の一実施形態示すブロック図である。
【図５】端末局の一実施形態を示すブロック図である。
【図６】図１のシステムにおいて送受される無線フレームの構成を示す図である。
【図７】図６（ａ）のフレーム構成をより具体的に示す図である。
【図８】図６（ａ）のフレームの第１制御用フィールドにより低速付随制御チャネルを構成する様子を示す図である。
【図９】図１の通信システムにおいて上位レイヤ情報を符号化して第２制御用フィールドのデータを生成する手順の一例を示す図である。
【図１０】図９の符号化手順をより具体的に示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの状態遷移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に本発明の一実施形態の基地局を使用した通信システムの概要を示す。
図１に記載の通信システムは、基地局２と、少なくとも２つの端末局１ａ、１ｂとからなる。以後不特定の端末局を端末局１と記載する。
【００１４】
図２は、本発明の一実施形態の基地局を示すブロック図である。
基地局２は、複数の中継器２０１（２０１Ａ〜２０１Ｄ）と、端末局との信号の送受信を行うアンテナ２０４と、アンテナ２０４を複数の中継器２０１が共用するためのアンテナ共用器２０３と、中継器２０１の制御を行う制御器２０２と、を備える。
アンテナ共用器２０３は、アンテナ２０４で受信した信号を複数ある中継器２０１に分配し、また複数ある中継器２０１からの送信信号を混合してアンテナ２０４に出力する。
【００１５】
図３は、一実施形態の基地局２の中継器２０１を示すブロック図である。
中継器２０１は、受信部２０５と、送信部２０６と、信号処理部２０７と、を備える。
【００１６】
受信部２０５は、アンテナ共用器２０３を介して受信した信号の妨害波を除去し、妨害波を除去した信号を増幅し、検波し、データ信号への復調を行って信号処理部２０７に復調したデータ信号を出力する。
送信部２０６は、信号処理部２０７にて生成されたデータ信号を、変調し、増幅し、不要輻射を制限して送信信号を生成する。
生成された送信信号は、アンテナ共用器２０３を介して、アンテナ２０４より信号を送信される。
図４に詳細な構成を示す信号処理部２０７は、受信部２０５にて復調したデータ信号に予め定められた処理を行い、また送信データを生成して送信部２０６に出力する。
【００１７】
図４は、信号処理部２０７を示すブロック図である。
信号処理部２０７は、フレーム検出部２０８と、受信データ処理部２０９と、上位レイヤデータ処理部２１２と、符号化処理部２１０と、フレーム生成部２１１と、ポストフィールド情報記憶部２１３と、を備える。
【００１８】
フレーム検出部２０８は、受信した信号のフレームを検出する。受信データ処理部２０９は、それぞれの受信フレーム内より受信データを抽出する。上位レイヤデータ処理部２１２は、受信データを解析し、以下に詳細を記載する送信上位レイヤデータを生成し、符号化処理部２１０に送信上位レイヤデータを出力する。
生成される送信上位レイヤデータの内容は、後術する通信フレームの内容により様々である。送信上位レイヤデータには、受信データを解析して得られたデータ、制御器からの指示により定められたデータ、ポストフィールド情報部記憶部２１３のデータが配置される。
【００１９】
符号化処理部２１０は、入力された送信上位レイヤデータに誤り訂正処理を行い、送信フレームに配置されるビット列を生成する。
フレーム生成部２１１は、符号化処理部２１０によって生成されたビット列を、予め定められたフレームに配置し、これに同期ワードが配置されたＦＳＷ（Flame Sync Word）フィールドを付加して、送信部２０６に出力する。
ポストフィールド情報記憶部２１３は、後述するポストフィールド２１を特定のフレーム内に出現させるための同期用上位レイヤ情報を記憶している。
上位レイヤデータ制御部２１２は、ポストフィールド２１を特定のフレームに出現させる必要がある場合に、ポストフィールド情報記憶部２１３に記憶された同期用上位レイヤ情報を読み出し、上位レイヤデータとして設定し、符号化処理部２１０に出力する。
【００２０】
図５は、本発明の一実施形態の基地局を介した通信を行う端末局１を示すブロック図である。
端末局１は、アンテナ１０１と、アンテナ切換器１０２と、送信部１０３と、受信部１０４と、制御部１０５と、マイク１０６と、スピーカ１０７と、ＰＴＴ（Push to talk）スイッチと、を備える。
【００２１】
制御部１０５は、ＰＴＴスイッチ１０８の操作により送信することを要求された場合には、送信部１０３に電源を投入し、送信チャネルを設定し、アンテナ切換器１０２を「Ｔ」側に切り換え、送信部１０３の送信出力をアンテナ１０１に出力する送信動作制御を行う。
また、制御部１０５は、ＰＴＴスイッチ１０８の操作が行われていない場合には、アンテナ切換器１０２を「Ｒ」側に切り換えアンテナ１０１からの受信信号を受信部１０４に入力し、受信部１０４に電源を投入し、受信チャネルを設定する受信動作制御を行う。
さらにまた、制御部１０５は、後述する上りリンク通信チャネルＬｕの送信後の下りリンク通信チャネルＬｄの受信を行う場合には、ＰＴＴスイッチ１０８が操作され送信することを要求された状態であっても、受信動作制御を行う。
【００２２】
マイク１０６は、端末局１の使用者が発音した音声を音声信号に変換する。送信部１０３は、送信時にマイク１０６により変換された音声信号を変調し、増幅し、不要輻射を制限して、送信信号に変換する。受信部１０４は、アンテナ１０１より入力された受信信号の妨害波を除去し、妨害波を除去された受信信号を増幅し、復調して、スピーカ１０７に復調した復調信号を出力する。端末局１は、通常は予め設定されたデフォルトチャネルとなっているが、基地局２から送信される情報により動的にチャネルが設定される。
【００２３】
図１を用いて本発明の一実施形態に係る通信時の動作を説明する。
図１に示すように、この通信システムは、相互間で通信を行う複数の端末局１（１ａ、１ｂ、・・・）、及び各端末局１間に介在し、トランキング制御により各端末局１間の通信で使用する通信チャネルを動的に提供する基地局２を備える。基地局２は複数の通信チャネルＴ１、Ｔ２、・・・、Ｔｎにより各端末局１間の通信を中継する機能を備える。
【００２４】
各端末局１は通信チャネルＴ１〜Ｔｎのうちの自身について固定的に設定されたデフォルトチャネルを記憶している。
通信を開始する場合、各端末局１は、デフォルトチャネルにより、通信の開始を要求する旨を示す通信リクエスト情報を、基地局２に送信する。通信リクエスト情報には通信相手の端末局１を特定するＩＤ情報が含まれる。この通信リクエスト情報を送信するときの通信チャネルが、図１（ａ）中のリンク時上り通信チャネルＬｕである。なお、「上り」とは各端末局１から基地局２への方向を意味する。逆に「下り」は基地局２から各端末局１への方向を意味する。
【００２５】
基地局２はこの通信リクエスト情報を受信すると、通信を行う通信チャネルを割当てる旨を示すチャネル割当情報を、通信リクエスト情報を送信した端末局１に対して送信する。このチャネル割当情報を送信するときの通信チャネルが、図１（ａ）中のリンク時下り通信チャネルＬｄである。
通信相手側の端末局１は、このチャネル割当情報を受信すると、自身が呼び出されていることを認識し、受信を開始する。これにより、通信を行う端末局１間のリンクが確立されたことになり、通信リクエスト情報を送信した端末局１は、相手側端末局１との音声通信を開始することができる。
【００２６】
このリンク動作を、図１（ａ）を用いて具体的に示す。
本実施形態では、端末局１ａ及び端末局１ｂのデフォルトチャネルが通信チャネルＴ１であり、通信チャネルＴ１が他の端末局により使用されていない状態にあるとする。
端末局１ａは音声通信を開始しようとするとき、そのデフォルトチャネルである通信チャネルＴ１にて、端末局１ｂのＩＤ情報を含む通信リクエスト情報を、通信チャネルＴ１にてリンク時上り通信チャネルＬｕを介して基地局２に送信する。
基地局２はこれに応答して、チャネル割当て情報を、通信チャネルＴ１にてリンク時下り通信チャネルＬｄにより端末局１ａ及び端末局１ｂに送信する。これを受信した端末局１ｂは、呼び出されていることを認識する。
これにより、端末局１ａ及び１ｂ間のリンクが確立されたことになり、図１（ｂ）に示すように、端末局１ａは、通信時上り通信チャネルＴｕ及び通信時下り通信チャネルＴｄを介して、端末局１ｂとの音声通信を開始することができる。
【００２７】
図６は図１の通信システムにおいて送受される無線フレームの構成を示す。
図６（ａ）は音声通信時における上り下り共通のフレーム構成、図６（ｂ）はリンク時の上りフレームの構成、図６（ｃ）はリンク時の下りフレームの構成である。図６（ａ）のフレームは先頭から「ＦＳＷ」、「無線識別」、「第１制御用」、並びに「第２制御用」又は「音声」の各フィールドにより構成される。
ＦＳＷフィールドには、フレーム同期を確立するための同期ワードが格納される。本実施形態では、同期ワードは、２０ビットの固定のビットパターンとする。
無線識別フィールドには、各フレームを識別するための情報が格納される。 第１制御用フィールド、第２制御用フィールド、及び音声フィールドにより機能チャネルが構成される。機能チャネルとは、物理チャネル内に設けられた論理的なチャネルを意味する。
【００２８】
第１制御用フィールドは、連続する４フレームの第１制御用フィールドにより１つの上位レイヤ情報に対応する情報を構成する低速付随制御チャネルを構成する。
図６（ａ）のフレームにおける２つの第２制御用フィールド、及び４つの音声フィールドは切り換えて用いられる。図６（ｂ）及び図６（ｃ）のフレームは、音声フィールドが存在しないこと以外は図６（ａ）のフレームの構成と同様である。ただし、図６（ｃ）のフレームにおける後半の第２制御用フィールドの末尾は、同期用ビット列が格納されるポストフィールド２１として機能する。
同期用ビット列は、ＦＳＷフィールドの同期ワードと結合してフレーム同期を確立するために用いられる。本実施形態では、同期用ビット列は、１８ビットの固定のビットパターンとする。
図６（ａ）〜（ｃ）のフレームにおける各第２制御用フィールドの内容は、各対応する上位レイヤ情報から同一の符号化手順により生成される。
【００２９】
図７は、図６（ａ）のフレーム構成をより具体的に示す図である。
音声通信時においては、図７（ａ）のフレームａの場合のように、４つの音声フィールドのすべてが音声データの送信に用いられるほか、図７（ｂ）又は図７（ｃ）のフレームｂ又はｃの場合のように、一時的に４つの音声フィールドのうちの後半の２つ又は前半の２つが第２制御用フィールドとして用いられたり、図７（ｄ）のフレームｄの場合のように、全部が２つの第２制御用フィールドとして用いられたりする場合がある。これらのフレームａ〜ｄの識別も、無線識別フィールドの内容によって行われる。また、上りフレームであるか又は下りフレームであるかの区別も、無線識別フィールドによって行われる。
【００３０】
第２制御用フィールドには、上り方向の通信では、通信リクエスト情報、音声呼出情報、又は送信終了情報が格納される。
通信リクエスト情報は、図７（ｂ）のフレームにおいて端末局１が基地局２に対して音声通信用の通信チャネルの割当てを要求するための情報である。基地局２は、通信リクエスト情報を受信すると、受信した通信リクエスト情報の内容に従い、通信チャネル割当てのための処理を行う。
音声呼出情報は、呼び出しを行う受信側の端末局１を識別するためのＩＤ情報である。
送信終了情報は、通信チャネルでの送信を終了させるときに使用する情報である。送信終了情報は送信する最後のフレームで使用される。基地局２は、送信終了情報により、受信側の端末局１への送信の終了であることを識別することができる。
【００３１】
第２制御用フィールドには、下り方向の通信では、音声呼出情報、チャネル割当情報、又は送信終了情報が格納される。
チャネル割当情報は、端末局１からの通信リクエスト情報の受信に応答して通信チャネルを割り当てるときに、基地局２が端末局１に送信する情報である。端末局１は、この情報を受信すると割り当てられた通信チャネル上での音声通信を開始する。
音声呼出情報及び送信終了情報は、上述の上り方向の通信における音声呼出情報及び送信終了情報の内容と同様である。
【００３２】
図８は第１制御用フィールドにより低速付随制御チャネルを構成する様子を示している。
図８（ａ）に示すように、連続する４つのフレームの第１制御用フィールド、第１制御用（１／４）〜第１制御用（４／４）に１つの上位レイヤ情報が分散している。
図８（ｂ）及び（ｃ）に示すように、図８（ａ）の第１制御用（１／４）〜第１制御用（４／４）のフレーム内のデータを結合する。
図８（ｄ）に示すように復号することにより、１つの上位レイヤ情報を得ることができる。この第１制御用フィールドの上位レイヤ情報としては、たとえば後述する空きチャネル情報や音声呼出情報が該当する。
【００３３】
端末局１は、端末局１のデフォルトチャネルが音声通信に使用されている場合であっても、空きチャネル情報や音声呼出情報を得ることができる。
空きチャネル情報は、基地局２が空きチャネルについての情報を端末局１に通知するために使用する情報である。 第１制御用フィールドに格納された音声呼出情報は、音声通信を行っている最中に使用される場合、端末局１を識別するためのＩＤ情報及び使用される通信チャネル情報が含まれる。
基地局２は、第１制御用フィールドを用いることにより、音声通信と同時に、これらの制御用情報を送信することができる。
【００３４】
図６（ｃ）のフレームにおける後半の第２制御用フィールド末尾のポストフィールド２１には１８ビットの同期用ビット列が格納される。ただし、この同期ビット列のビットパターンは、図１（ａ）や図１（ｂ）のフレームにおける第２制御用フィールドを生成する際の符号化手順と同じ方法で上位レイヤ情報を符号化することにより生成される。すなわち、リンク時及び通信時を通じて符号化手順を同一とすることにより、処理が簡略化される。
【００３５】
図９は、符号化処理部２１０が、上位レイヤ情報を符号化して第２制御用フィールドのデータを生成する手順の一例を示している。
符号化処理部２１０は、上位レイヤ情報を第２制御用フィールドのデータに符号化する場合、図９に示すように、まず、上位レイヤ情報５１に対して検査コード５２を付加する。その後に誤り訂正符号化を行ってデータ列５３を生成し、さらにインタリーブ処理を施す。これにより、第２制御用フィールドのデータ列５４が構成される。本実施形態においては、この符号化手順に従って符号化すれば、第２制御用フィールドデータの末尾に上述のポストフィールド２１のビットパターンが出現するような同期用上位レイヤ情報（以下、「ポストフィールド情報」という。）に対して符号化手順を適用することにより、図６（ｃ）の通信フレームにおける後半の第２制御用フィールドのデータが生成される。
【００３６】
ポストフィールド情報は、第２制御用フィールドにおいて、末尾のポストフィールド２１に上述の１８ビットの同期用ビット列を出現させるものであればよく、ポストフィールド２１以外の領域においては任意のビット列を生じさせるものであってもよい。このため、ポストフィールド２１を同期用ビット列とし、残りを任意のビットとした第２制御用フィールドのデータについて、図５の符号化手順を逆に辿ることによって、ポストフィールド情報を特定することができる。
【００３７】
図１０は、符号化処理部２１０が行う図９の符号化手順をより具体的に示したものである。
図１０（ａ）に示すように、上位レイヤデータ処理部２１２から符号化処理部２１０に出力される上位レイヤ情報５１を構成するビット数は８０とする。
符号化処理部２１０は、図１０（ｂ）に示すように、上位レイヤ情報５１に対し、所定の生成多項式を用い、検査コード５２としてＣＲＣ−１２を付加する。
次に、符号化処理部２１０は、図１０（ｃ）に示すように、畳込みコードによるエラー訂正機構を使用できるようにするために、値が「０」である４ビットのテールビット６１を付加する。
【００３８】
次に、符号化処理部２１０は、図１０（ｄ）に示すように、畳込み符号化を行い、畳込み符号６２を得る。符号化率は１／２、拘束長は５である。
次に、符号化処理部２１０は、図１０（ｅ）に示すように、畳込み符号６２に対し、所定のパンクチャ処理を行い、パンクチャ符号６３を得る。
次に、符号化処理部２１０は、図１０（ｆ）に示すように、パンクチャ符号６３を、１６ビット毎に分割し、図１０（ｇ）のように、１６ビットのブロック毎に読み出して、各ブロックの先頭ビットから１ビットずつ書き込むことにより、深さ９のインタリーブを行う。
これにより、図１０（ｈ）に示すように、第２制御用フィールドのデータ６４の生成が完了する。
この符号化手順において、上位レイヤデータ処理部２１２から出力される上位レイヤ情報５１としてポストフィールド情報を用いることにより、同期用ビット列が格納されたポストフィールド２１を有する第２制御用フィールドのデータ６４を生成することができる。
【００３９】
ポストフィールド情報は、次のようにして求めることができる。
以下に記載の処理は、通信システムにおいてリアルタイムに処理を行う必要はない。事前に計算しておいた同期用の上位レイヤデータとなるポストフィールド情報を用意し、ポストフィールド情報記憶部２１３内に記憶しておく。ポストフィールド２１が必要な場合に上位レイヤ情報５１のデータとして第２制御用フィールドに設定すればよい。
【００４０】
まず、第２制御用フィールドのデータ６４として、ポストフィールド２１に上述１８ビットの同期用ビット列を設定したものを用意する。
次に、このデータ６４について、図１０（ｅ）〜（ｇ）の演算を逆算して畳込み符号６２を取得する。これにより、１９２ビットの畳込み符号６２のうち、どのビットがポストフィールド２１の各ビットに対応するかがわかる。
【００４１】
次に、任意の上位レイヤ情報５１について、図１０（ｂ）〜（ｄ）の処理を行い、テールビット６１をすべて「０」として、ＣＲＣ−１２のビット列（第８１〜第９２ビット）を変化させることにより、畳込み符号６２のうちのポストフィールド２１の各ビットに対応するビットが、ポストフィールド２１のビット列の一部として満足するようなＣＲＣ−１２の候補を求める。このとき、複数の候補が得られる。
【００４２】
次に、求めたＣＲＣ−１２の候補のうちの１つを用い、上位レイヤ情報５１（第１〜第８０ビット）を逆算して求める。算出した上位レイヤ情報５１に対し、１つの候補のＣＲＣ−１２のビット列と、テールビットの４ビットとを結合した９６ビットについての畳込み符号化して得た畳込み符号の１９２ビットのビット列と、上述の第２制御用フィールドのデータ６４から逆算して得た畳込み符号の１９２ビットのビット列とを、ビット列中のポストフィールド２１に対応するビット位置の各ビットについて比較する。一致した場合には、逆算して得た上位レイヤ情報５１を、ポストフィールド情報として用いることができる。一致しない場合には、次のＣＲＣ−１２の候補について、同様の処理を行う。
【００４３】
各制御用情報はいずれも上述の図１０の同一の符号化手順により符号化したものである。トランキング制御の処理は所定のプログラムに従い、基地局２の制御器によって行われる。
【００４４】
図１１は基地局２によるトランキング制御の処理を示す実施例の状態遷移図である。
端末局１ａ及び端末局１ｂは、共にデフォルトチャネルをＴ１とする。
端末局１ａは、端末局１ｂのＩＤ情報を含む通信リクエスト情報をリンク時上り通信チャネルＬｕにて送信する（ステップＳ７１）。
基地局２は、通信リクエスト情報を受信し、端末局１ｂへの呼出であることを認識する(ステップＳ７２)。
基地局２は、リンク時下り通信チャネルＬｄにて、チャネル割当て情報を送信する。この時後半の第２制御用フィールド末尾のポストフィールド２１を配置する（ステップＳ７３）。この第２制御用フィールドの上位レイヤのデータとしては、上述した事前に計算してポストフィールド情報記憶部２１３内に記憶していたポストフィールド情報を上位レイヤデータとして用いる。
端末局１ａ及び端末局１ｂは、リンク時下り通信チャネルＬｄに同期を確立して受信を行い、チャネル割当て情報を受信する（ステップＳ７４及びステップＳ７５）。
【００４５】
端末局１ａは、端末局１ｂに対して、基地局２を介した音声通信の送信を通話時上り通信チャネルＴｕで開始する（ステップＳ７６）。
基地局２は、端末局１ａからの音声通信を受信し、端末局１ｂに対して通話時下りチャネルＴｄにて中継送信を開始する（Ｓ７８）。
端末局１ｂは、中継局２を介した端末局１ａの音声通信を受信する（ステップＳ７９）。
【００４６】
端末局１ａは、送信終了時、最後の第２制御用フィールドに、送信終了情報を配置して送信する(ステップＳ８０)。
同様に、基地局２は、端末局１ａからの送信終了情報を端末局１ｂに中継し（ステップＳ８１）、通信チャネルＴ１での中継を終了する（ステップＳ８３）。
端末局１ｂは、基地局２からの送信終了情報を受信すると、基地局２を介した端末局１ａからの音声通信の受信を終了する（ステップＳ８２）。
端末局１ａは、送信を終了し、デフォルトチャネルＴ１にて待ち受け受信を開始する（ステップＳ８４）。
端末局１ｂも、同様にデフォルトチャネルＴ１にて待ち受け受信を開始する（ステップＳ８５）。
【００４７】
ステップ７３にて、基地局２は図６（ｃ）のように、フレームにおける前半の第２制御用フィールドに、チャネル割当情報を格納し、後半の第２制御用フィールドには、ポストフィールド情報を図１０の手順で符号化して格納する。つまり、後半の第２制御用フィールドにおけるポストフィールド２１には同期用ビット列が格納される。
このフレームの送信は、端末局の受信でのフレーム同期が確実に行われるように、複数回連続して行われる。このため端末局１は、後半の第２制御用フィールド中のポストフィールド２１の同期ビット列と、次のフレームの先頭の同期ワードとを、フレーム同期を確立するために使用することができる。
【００４８】
たとえば、同期ワードの２０ビットを１回の検出で同期確立としてしまうと誤同期してしまう可能性が高いので２回連続で検出した場合に同期確立とし、同期ビット列と同期ワードを合わせた３６ビットの場合は誤同期する可能性は低いので1回の検出で同期確立とする。
よって、同期ビット列と同期ワードを合わせた同期検出は、より少ない検出回数で同期確立とする場合に有効な手段となる。
同期の検出回数が少なくて同期確立とできるということは、同期がより短時間での確立することに他ならない。
【００４９】
本実施形態においては、基地局２は、端末局１ａからの通信リクエスト情報の受信に応じてチャネル割当情報を端末局１ａ及び端末局１ｂに送信するに際し、ポストフィールド情報を符号化し、後半の第２制御用フィールドに格納して送信する。端末局１ａ及び端末局１ｂは双方ともポストフィールド２１の同期ビット列を同期ワードと共に用いたチャネル割当情報に対して同期の確立を迅速に行うことができる。そのため音声通話を開始するまでの時間が短縮される。
その際、ポストフィールド情報を符号化する手順は、第２制御用フィールドにより転送される他の制御用情報を符号化する場合の手順と同一であるため、第２制御用フィールドの符号化手段を変更する必要がない。そのため、送信フレームの構造を切り換えることなく、ポストフィールド２１を含めた送信フレームを生成することができる。
【００５０】
一般的に符号化手順は高速な処理が要求されることからＤＳＰ（Digital Signal Processor）が用いられ、複数の符号化手順を実装することは、より多くの処理を実装することが可能なデバイスを必要とする。また複数の符号化手段を実装する場合には設計検証を行う上でも時間がかかる。
ポストフィールド情報を必要としない場合には、後半の第２制御用フィールドにはトランキング制御用の他の情報を格納して端末局１に提供することができる。その場合には、１つのフレームで２種類の制御用情報を送信することができるので、効率的な制御用情報の送信を行うことができる。
【００５１】
なお、本発明は上述実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することができる。たとえば、上述においては言及しなかったが、図９や図１０の符号化手順でフレームを作成する際に、符号化後のデータについてスクランブル処理を施すようにしてもよい。また、上述においては、図９や図１０の符号化手順において、検査コードの付加や、誤り訂正のための処理や、インタリーブを施すようにしているが、これらの処理は行わなくてもよい。
【００５２】
また、上述においては、お互いの端末局１のデフォルトチャネルを通信チャネルＴ１としたが、通信相手のデフォルトチャネルが異なっても、通信リクエスト情報に相手局のデフォルトチャネル情報を付加させることで、基地局２はそれぞれのデフォルトチャネルにて下りリンク通信チャネルによりチャネル割当て情報を送信し、呼出を行って通話を開始することができる。
【００５３】
また、上述においては、トランキングシステムについて本発明を適用した場合について説明した。
これに限らず、送信フレーム内の特定のビット列に、同期ワードを補足する同期用のビット列を発生させる場合には、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ａ，１ｂ，：端末局、
２：基地局、
２１：ポストフィールド、
５１：上位レイヤ情報、５２：検査コード、５３：データ列、
５４：データ列、６１：テールビット、６２：畳込み符号、
６３：パンクチャ符号、６４：第２制御用フィールドのデータ、
Ｌｕ：リンク時上り通信チャネル、Ｌｄ：リンク時下り通信チャネル、
Ｔｕ：上り通信チャネル、Ｔｄ：下り通信チャネル、
Ｔ１，Ｔ２，Ｔｎ：通信チャネル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送する上位レイヤ情報を一定の符号化手順により符号化して送信データのビット列を生成する符号化処理部と、
前記送信データのビット列に同期ワードを付加して送信フレームを作成するフレーム生成部と、
前記符号化手順により符号化され生成される前記送信データのビット列に、前記同期ワードと共に用いる同期確立用の同期ビット列を生じさせる同期用上位レイヤ情報を記憶する同期用上位レイヤ情報記憶部と、
前記上位レイヤ情報として前記同期用上位レイヤ情報を用いる上位レイヤデータ処理部と、
を備える送信フレーム生成装置。
【請求項２】
前記同期ワードは前記送信フレームの先頭に位置し、前記同期ビット列は前記送信フレームの末尾に位置することを特徴とする請求項１に記載の送信フレーム生成装置。
【請求項３】
伝送する上位レイヤ情報を一定の符号化手順により符号化して送信データのビット列を生成する符号化処理部と、
前記送信データのビット列に同期ワードを付加して送信フレームを作成するフレーム生成部と、
前記符号化手順により符号化され生成される前記送信データのビット列に、前記同期ワードと共に用いる同期確立用の同期ビット列を生じさせる同期用上位レイヤ情報を記憶する同期用上位レイヤ情報記憶部と、
前記上位レイヤ情報に前記同期用上位レイヤ情報を用いる上位レイヤデータ処理部と、
前記送信フレームを送信する送信部と、
を備える無線装置。
【請求項４】
少なくとも２つの端末局間の無線通信の中継を行う基地局であって、
伝送する上位レイヤ情報を一定の符号化手順により符号化して送信データのビット列を生成する符号化処理部と、
前記送信データのビット列に同期ワードを付加して通信フレームを作成するフレーム生成部と、
前記符号化手順により符号化され生成される前記送信データのビット列に、前記同期ワードと共に用いられる同期確立用の同期ビット列を生じさせる同期用上位レイヤ情報を記憶する同期用上位レイヤ情報記憶部と、
前記上位レイヤ情報に前記同期用上位レイヤ情報を用いる上位レイヤデータ処理部と、
前記送信フレームを送信する送信部と、
を備える基地局。
【請求項５】
前記上位レイヤデータ処理部は、前記基地局が、一方の端末局が他方の端末局との通信を行うことを要求する通信リクエスト情報を基地局が受信したことに応答してそれぞれの端末局に対し使用可能な通信チャネルを割り当てる通信チャネル割当情報を送信する場合に、前記上位レイヤ情報に前記同期用上位レイヤ情報を用いること、を特徴とする請求項４に記載の基地局。
【請求項６】
伝送する上位レイヤ情報を一定の符号化手順により符号化して送信データのビット列を生成するステップと、
前記送信データのビット列に同期ワードを付加して送信フレームを作成するステップと、
前記上位レイヤ情報に、前記符号化手順により符号化され生成される前記送信データのビット列に前記同期ワードと共に用いる同期確立用の同期ビット列を生じさせる同期用上位レイヤ情報を用いるステップと、
を含む送信フレーム生成方法。
【請求項７】
前記同期ワードは前記送信フレームの先頭に位置し、前記同期ビット列は前記フレームの末尾に位置すること、を特徴とする請求項６に記載の送信フレーム生成方法。
【請求項１】
伝送する上位レイヤ情報を一定の符号化手順により符号化して送信データのビット列を生成する符号化処理部と、
前記送信データのビット列に同期ワードを付加して送信フレームを作成するフレーム生成部と、
前記符号化手順により符号化され生成される前記送信データのビット列に、前記同期ワードと共に用いる同期確立用の同期ビット列を生じさせる同期用上位レイヤ情報を記憶する同期用上位レイヤ情報記憶部と、
前記上位レイヤ情報として前記同期用上位レイヤ情報を用いる上位レイヤデータ処理部と、
を備える送信フレーム生成装置。
【請求項２】
前記同期ワードは前記送信フレームの先頭に位置し、前記同期ビット列は前記送信フレームの末尾に位置することを特徴とする請求項１に記載の送信フレーム生成装置。
【請求項３】
伝送する上位レイヤ情報を一定の符号化手順により符号化して送信データのビット列を生成する符号化処理部と、
前記送信データのビット列に同期ワードを付加して送信フレームを作成するフレーム生成部と、
前記符号化手順により符号化され生成される前記送信データのビット列に、前記同期ワードと共に用いる同期確立用の同期ビット列を生じさせる同期用上位レイヤ情報を記憶する同期用上位レイヤ情報記憶部と、
前記上位レイヤ情報に前記同期用上位レイヤ情報を用いる上位レイヤデータ処理部と、
前記送信フレームを送信する送信部と、
を備える無線装置。
【請求項４】
少なくとも２つの端末局間の無線通信の中継を行う基地局であって、
伝送する上位レイヤ情報を一定の符号化手順により符号化して送信データのビット列を生成する符号化処理部と、
前記送信データのビット列に同期ワードを付加して通信フレームを作成するフレーム生成部と、
前記符号化手順により符号化され生成される前記送信データのビット列に、前記同期ワードと共に用いられる同期確立用の同期ビット列を生じさせる同期用上位レイヤ情報を記憶する同期用上位レイヤ情報記憶部と、
前記上位レイヤ情報に前記同期用上位レイヤ情報を用いる上位レイヤデータ処理部と、
前記送信フレームを送信する送信部と、
を備える基地局。
【請求項５】
前記上位レイヤデータ処理部は、前記基地局が、一方の端末局が他方の端末局との通信を行うことを要求する通信リクエスト情報を基地局が受信したことに応答してそれぞれの端末局に対し使用可能な通信チャネルを割り当てる通信チャネル割当情報を送信する場合に、前記上位レイヤ情報に前記同期用上位レイヤ情報を用いること、を特徴とする請求項４に記載の基地局。
【請求項６】
伝送する上位レイヤ情報を一定の符号化手順により符号化して送信データのビット列を生成するステップと、
前記送信データのビット列に同期ワードを付加して送信フレームを作成するステップと、
前記上位レイヤ情報に、前記符号化手順により符号化され生成される前記送信データのビット列に前記同期ワードと共に用いる同期確立用の同期ビット列を生じさせる同期用上位レイヤ情報を用いるステップと、
を含む送信フレーム生成方法。
【請求項７】
前記同期ワードは前記送信フレームの先頭に位置し、前記同期ビット列は前記フレームの末尾に位置すること、を特徴とする請求項６に記載の送信フレーム生成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−６６８７９（Ｐ２０１１−６６８７９Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８１１８７（Ｐ２０１０−１８１１８７）
【出願日】平成２２年８月１３日（２０１０．８．１３）
【出願人】（０００００３５９５）株式会社ケンウッド (1,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１３日（２０１０．８．１３）
【出願人】（０００００３５９５）株式会社ケンウッド (1,981)
【Ｆターム（参考）】
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