专利名称：无线通信系统、无线通信控制设备、无线通信设备和无线通信方法
技术领域：
本发明涉及一种无线通信系统、无线通信控制设备、无线通信设备和无线通信方法。
背景技术：
已知有一种移动无线通信方案，用于通过移动无线设备将位于无线基站上的无线发送/接收设备(多个)之一分配给呼入或呼出请求(例如，参见日本专利申请早期公开第63-180231号)。
其中通过在使用线路控制设备的多个移动无线站之间共享预定个数的无线信道来提高频率可用性的集群无线电通信系统，被用作通常用于工业用途的陆上移动无线电(LMR)系统。在集群无线电通信系统中，位于各个位置上的无线基站具有线路控制设备，并且通过将控制信息发射到移动无线站，可以在多个移动无线站之间共享预定个数的无线信道。这样，通过在多个移动无线站之间共享预定个数的无线信道，与其中每一个移动无线站单独使用专用无线信道的无线通信系统相比，可以提高频率的可用性。
通常，在集群无线电通信系统中，单个移动无线站管理多个无线信道，并且使用无线信道之一作为用于控制的信道(控制信道)，同时使用其他无线信道作为用于呼叫的信道(呼叫信道)。移动无线站监视在控制信道上接收的目标，从而识别例如在控制信道上从无线基站发送出的呼叫消息。如果存在对移动无线站自身的呼叫，则该站切换到指定呼叫信道，以执行用于开始呼叫到，例如，进行了呼叫的初始移动无线站的操作。
更为具体地说，在北美，当使用各种类型的集群无线电通信系统时，位于LTR(逻辑集群无线电)系统上的许多无线电设备被用于简单且成本低的系统。另一方面，在日本，ARIB-T61系统(下面也称之为“ARIB”系统)被定义为标准规格。
在位于LTR系统的无线电通信系统中，无线信道包括同时适用于控制和呼叫的功能，以便不用提供专用的控制信道。当不使用无线信道时，由于在信道上不进行发射，因此无线信道处于空闲状态。一旦呼叫移动无线站知道在一些移动信道波段上不输出无线电波，则执行处理以发射呼叫请求消息。另一方面，由于处于等待状态的另一个移动无线站不能预测什么时候发送呼叫消息，因此它总是停留在接收状态，甚至在由无线基站所管理的无线信道上不执行任何发射也是如此。当移动无线站从无线基站接收呼叫消息时，它在呼叫消息中提取识别信息(ID信息)。当且仅当该信息与移动无线站自身的识别信息相匹配时，该站切换到呼叫信道，以启动与初始移动无线站的通话。如上所述，虽然LTR系统具有一旦进行呼叫就在移动无线站之间建立链路的优点，但是它还存在处于等待状态的移动无线站必须总是执行接收操作这一问题。
进而，在位于ARIB系统上的无线通信系统中，例如，由无线基站所管理的多个无线信道之一被用作专用控制信道，并且一直处于发射状态，以继续发送控制信息。在控制信道上从无线基站所发送出的控制信息包括各种类型的消息，包括广播(通知)消息或呼叫信息。在位于ARIB系统上的无线通信系统中，在这种控制信道上所发送出的控制信息具有由多个帧组成的超帧结构，以便可以指定超帧中的哪一帧包括有什么控制信息。在这种情况下，关于超帧结构的信息被包括在控制信息中的广播(通知)消息中，以便移动无线站通过接收广播(通知)消息，可以识别它在哪一帧中被呼叫。在不同于所识别的帧的其他帧中，例如进行了对其他移动无线站的呼叫，移动无线站只接收所识别的帧，同时可以停止其他帧中的接收操作。
如上所述，在位于ARIB系统上的无线通信系统中，控制信息具有超帧结构，以便移动无线站可以执行不连续接收。与必须连续执行接收操作的情况相比，这具有可以延长操作时间的优势。不过，由于用于呼叫的帧是固定的，因此超帧越长，则在移动无线站之间建立链路的时间越长。由于这种陆上移动无线系统除了提供单独呼叫到每一个移动无线站的单独呼叫之外，还提供同时呼叫到作为一组的多个移动无线站的组呼叫，因此移动无线站具有同时等待多个组的功能。这会导致其中甚至在超帧结构的情况下也需要检查多个帧的问题，这样减小了通过使用超帧结构来延长操作时间的优势。
在通常的陆上移动无线系统中，用户通过切换(例如按下)PTT(按下即交谈)开关来开始呼叫。在该系统中，优选情况下在完成呼叫处理之后在按下PTT开关和开始呼叫之间的时间段尽可能短。另一方面，在使用电池作为电源供应的可携带移动无线站中，由于处于等待状态的消耗电流缩短了电池寿命，因此优选情况下通过尽可能减少消耗电流来延长操作时间。
本发明考虑了上述情况并且目标是提供一种可以在短时间内开始呼叫并且延长操作时间的无线通信系统、无线通信控制设备、无线通信设备和无线通信方法。
发明内容
用于实现上述目标的根据本发明第一方面的无线通信系统，是用于通过使用控制信道和可被分配给由在所述控制信道上所传输的信息所指定的多个无线通信设备中的一些设备的多个呼叫信道来执行无线通信的无线通信系统，它包括信道控制设备，用于在单个控制信道上将具有至少同步字、信道识别信息和控制信息的三个区域的帧结构信息发送到所述多个无线通信设备的至少一个。在该系统中，所述信道控制设备被构造成在包括于所述帧结构信息中的信道识别信息区域中发射用于表示在控制信息区域中所发射的信息类型的功能信道识别信息。进而，所述多个无线通信设备的每一个被构造成当这些设备接收控制信道上的所述帧结构信息时，通过判断在所述帧结构信息中所包括的功能信道识别信息的类型，在控制信息区域中建立接收操作，作为包括了接收停止操作在内的多种操作之一。
如果在控制信息的区域中所发射的信息为不同于广播(通知)消息和呼叫消息的空闲消息，则所述信道控制设备可以发射空闲识别信息，用于详细说明作为功能信道识别信息的空闲消息。如果所接收的功能信道识别信息被判断为空闲识别信息，则所述多个无线通信设备的每一个可以将在与功能信道识别信息相同的帧中的控制信息区域中的接收操作切换成接收停止操作。
如果在控制信息区域中所发射的信息为应该由无线通信设备所自愿接收的消息，则所述信道控制设备可以发射作为功能信道识别信息的空闲识别信息。如果所接收的功能信道识别信息被判断为空闲识别信息，则所述多个无线通信设备的每一个可以根据该设备自身的操作状态，在控制信息区域中建立接收操作，作为继续接收信息的操作或接收停止操作。
所述信道控制设备可以在所述帧结构信息中包括用于表示是允许还是禁止随机接入发射的随机接入控制信息，并且在紧接着控制信息区域的区域中将其发射；并且当它将控制信息区域中的接收操作切换到接收停止操作时，所述多个无线通信设备的每一个可以切换到接收继续操作，以继续在随机接入控制信息的区域中进行接收。
根据本发明第二方面的无线通信控制设备为用于通过使用控制信道和可被分配给由在所述控制信道上所发射的信息所指定的多个无线通信设备中的一些设备的多个通信信道来控制无线通信的无线通信控制设备，它包括信道控制装置，用于在单个控制信道上将具有至少同步字、信道识别信息和控制信息的三个区域的帧结构信息发送到所述多个无线通信设备的至少一个；其中所述信道控制装置被构造成在所述帧结构信息的信道识别信息中所包括的功能信道识别信息的区域中发射功能信道识别信息，用于表示在控制信息区域中所发射的信息类型。
如果在控制信息区域中所发射的信息为不同于广播(通知)消息和呼叫消息的空闲消息，则所述信道控制装置可以发射空闲识别信息，用于详细说明作为功能信道识别信息的空闲消息。
如果在控制信息区域中所发射的信息为应该由无线通信设备所自愿接收的消息，则所述信道控制装置可以发射用于表示任何接收的识别信息，作为功能信道识别信息。
根据本发明第三方面的无线通信设备为用于通过使用控制信道和通过在所述控制信道上所发射的信息进行分配的通信信道来执行无线通信的无线通信设备，它包括控制信道发射信息接收装置，用于在单个控制信道上从无线基站接收作为具有至少同步字、信道识别信息和控制信息的三个区域的帧结构信息的信息，其中在信道识别信息区域中发射用于表示在控制信息区域中所发射的信息类型的功能信道识别信息；以及操作控制装置，用于通过判断由所述控制信道发射信息接收装置所接收的所述帧结构信息中所包括的功能信道识别信息的类型，在控制信息区域中建立接收操作，作为包括了接收停止操作在内的多种操作之一。
如果由所述控制信道发射信息接收装置所接收的功能信道识别信息被判断为空闲识别信息，用于详细说明不同于作为在控制信息区域中所发射的信息的广播(通知)消息和呼叫消息的空闲消息，则所述操作控制装置可以将在与功能信道识别信息相同的帧中的控制信息区域中的接收操作切换成接收停止操作。
所述操作控制装置可以如下操作如果由所述控制信道发射信息接收装置所接收的功能信道识别信息被判断识别信息，用于详细说明作为在控制信息区域中所发射的信息的广播(通知)消息和呼叫消息，则在与功能信道识别信息相同的帧中的控制信息区域中建立接收操作，作为继续接收信息的操作；并且如果由所述控制信道发射信息接收装置所接收的功能信道识别信息被判断为空闲识别信息，用于详细说明不同于作为在控制信息区域中所发射的信息的广播(通知)消息和呼叫消息的空闲消息，则可以根据该设备自身的操作状态，在与功能信道识别信息相同的帧中的控制信息区域中建立接收操作，作为继续接收信息的操作或者接收停止操作。
根据本发明第四方面的无线通信方法为用于通过使用控制信道和可被分配给由在所述控制信道上所发射的信息所指定的多个无线通信设备中的一些设备的多个通信信道来执行无线通信的无线通信方法，它包括以下一系列步骤在单个控制信道上从无线基站将具有至少同步字、信道识别信息和控制信息的三个区域的帧结构信息发射到所述多个无线通信设备的至少一个；在所述帧结构信息中所包括的功能信道识别信息区域中发射功能信道识别信息，用于表示在控制信息区域中所发射的信息类型；以及当所述多个无线通信设备的每一个在控制信道上接收所述帧结构信息时，通过判断在所述帧结构信息中所包括的功能信道识别信息的类型，在控制信息区域中建立接收操作，作为包括有接收停止操作的多种操作之一。
在该方法中，可以进行如下处理如果在控制信息区域中所发射的信息为不同于广播(通知)消息和呼叫消息的空闲消息，则发射空闲识别信息，用于详细说明作为来自所述无线基站的功能信道识别信息的空闲消息；并且如果所述多个无线通信设备的每一个判断出所接收的功能信道识别信息为空闲识别信息，则将在与功能信道识别信息相同的帧中的控制信息区域中的接收操作切换成接收停止操作。
该方法还包括如果在控制信息区域中所发射的信息为应该由无线通信设备所自愿接收的消息，则发射作为来自所述无线基站的功能信道识别信息的空闲识别信息；并且如果所述多个无线通信设备的每一个判断出所接收的功能信道识别信息为空闲识别信息，则根据该设备自身的操作状态，在控制信息区域中建立接收操作，作为继续接收信息的操作或者接收停止操作。
该方法可以进一步包括在所述帧结构信息中包括用于表示是允许还是禁止随机接入发射的随机接入控制信息，并且在紧接着控制信息区域的区域中发射信息；并且当所述多个无线通信设备的每一个将控制信息区域中的接收操作切换成接收停止操作时，切换接收继续操作，用于继续随机接入控制信息的区域中的接收。
图1示出了根据本发明实施例的无线通信系统的一个结构例子；图2示出了由线路控制设备所发射的信息的帧结构；图3为流程图，示出了控制信道通信处理的一个例子；图4为流程图，示出了控制信道接收处理的一个例子；图5示出了其中移动发送/接收设备接收在控制信道上所发送的信息的操作的一个例子；图6示出了在本发明的修改例子中由线路控制设备所发射的信息的帧结构。
具体实施例方式
根据本发明，用作移动无线站的无线通信设备可以在短时间内开始呼叫并且由于间断接收的频率增加而延长了操作时间。
下面参照附图来详细讲述根据本发明实施例的无线通信系统100。例如如图1所示，无线通信系统100包括位于至少一个(通常为多个)无线基站中的线路控制设备101和用作移动无线站的至少一个(通常为多个)移动发送/接收设备102。图1示出了作为例子的一个线路控制设备101和两个移动发送/接收设备102。无线通信系统100优选情况下可以为集群无线电通信系统，其中多个移动发送/接收设备102通过共享预定个数的无线信道并且将射频(RF)信号发送到无线基站/从无线基站接收射频(RF)信号来执行无线通信。每一个移动发送/接收设备102可以与其他移动发送/接收设备102或经由RF链路被连接到线路控制设备101的其他通信终端或线路控制设备101进行语音呼叫(通话)。
管理被分成和规划在多个频率波段的多个无线信道的线路控制设备101包括作为无线通信信道控制设备的功能，用于控制将无线信道分配到每一个移动发送/接收设备102。也就是说，线路控制设备101通过使用多个无线信道作为控制信道和可被分配给由在所述控制信道上所发射的信息所指定的一些移动发送/接收设备102的多个呼叫信道来控制无线通信，可以为每一个移动发送/接收设备102提供诸如语音呼叫等无线通信服务。
在本实施例中，线路控制设备101在控制信道上将具有如图2(A)和(B)所示的帧结构的信息发射到每一个移动发送/接收设备102。如图2(A)所示，在控制信道上从线路控制设备101所发射的信息包括同步字31的区域、信道识别信息32的区域和控制信息33的区域。
用于同步处理以在线路控制设备101和每一个移动发送/接收设备102之间建立无线通信同步的同步字31例如具有预定代码样式。信道识别信息32用于识别每一个移动发送/接收设备102中的无线信道或功能信道。信道识别信息32的区域包括无线信道识别信息32A的区域和功能信道识别信息32B的区域，如图2(B)所示。控制信息33表示广播(通知)消息、呼叫消息或者与通信控制有关的其他消息。
如果控制信息33表示广播(通知)消息，则该消息包括针对无线通信系统100的信息或者表示在无线信道中用于控制的控制信道中的结构的信息。如果控制信息33表示呼叫消息，则根据移动发送/接收设备102接收来自初始通信终端的呼叫这一事实，该消息包括例如表示通过线路控制设备101被分配给移动发送/接收设备102的呼叫信道的信息。例如，当处于等待状态的移动发送/接收设备102接收在控制信道上被发射并且目的是设备102自身(或者自己组)的呼叫消息时，它通过切换到在呼叫消息中所表示的呼叫信道，可以开始与初始终端的通话。
在本实施例中，不同于广播(通知)消息和呼叫消息的空闲消息被准备为待从线路控制设备101发射到每一个移动发送/接收设备102的控制信息33。表示在控制信息33的区域中所发射的信息的空闲消息对于移动发送/接收设备102不具有特别意义。因此，如果控制信息33表示空闲消息，则控制信息33的区域对于移动发送/接收设备102看起来处于未被使用的状态，以便移动发送/接收设备102不接收消息。
如图2(B)所示的无线信道识别信息32A表示用于发射无线信道识别信息32A的无线信道是作为用于控制的无线信道的控制信道还是作为用于呼叫的无线信道的呼叫信道。功能信道识别信息32B表示在同一帧中所发射的控制信息33的类型。也就是说，功能信道识别信息32B表示在紧接着信道识别信息32的区域的控制信息33的区域中所发射的信息是广播(通知)消息、呼叫消息还是其他消息。如果在控制信息33的区域中所发射的信息为不同于广播(通知)消息和呼叫消息的空闲消息，则发射空闲识别信息，用于详细说明控制信息33为功能信道识别信息32B的区域中的空闲消息。
图1还示出了移动发送/接收设备102的一个结构例子。移动发送/接收设备102包括天线51、通信处理部件52、电源供应部件53、语音处理部件54、PTT开关55和操作控制部件56。
天线51用于接收来源于无线基站的RF信号，并且将RF信号发射到无线基站。天线51被耦合到通信处理部件52。通信处理部件52包括接收功能，用于将通过天线51接收的RF信号解调为接收数据；以及发射功能，用于根据在语音处理部件54或操作控制部件56中所生成的发射数据来执行调制，并且从天线51发射RF信号。
通过诸如电池等电源供应和诸如电源电压稳定电路等电源供应电路所构造的电源供应部件53将电源供应给移动发送/接收设备102的组件。从电源供应部件53到通信处理部件52的电源供应操作在操作控制部件56的控制下可以在其中供应电源的供应状态和其中停止电源供应的断电状态之间进行切换。
通过诸如麦克风、扬声器、放大器电路、语音编码/解码电路等构造成的语音处理部件54例如通过数字化与从外部来源所捕获的语音相对应的语音信号来生成语音数据，或者将在通信处理部件52中进行了解调的语音数据转化成语音，以将其输出到外部目的地。
当用户在PTT开关55上进行切换(例如推)时，移动发送/接收设备102从无线基站请求呼叫到其他移动发送/接收设备102或通信终端。例如，当推上PTT开关55同时移动发送/接收设备102处于等待状态时，通过在控制信道上将呼叫请求消息发送到无线基站来请求呼叫信道的分配。
例如通过MPU(微处理器单元)等构造成的操作控制部件56用于控制移动发送/接收设备102中的组件的控制操作。在本实施例中，操作控制部件56确定在控制信道上从无线基站发射出的功能信道识别信息的类型，从而控制通信处理部件52的接收操作，以在其中控制信息33的区域到达移动发送/接收设备102的时间段期间可以切换到包括有接收停止操作的多种类型的操作中的一个。如果部件56判断出功能信道识别信息为空闲识别信息，则操作控制部件56将控制信息33的区域中的通信处理部件52的接收操作切换成接收停止操作。为了将通信处理部件52切换到接收停止操作，也可以切换到断电状态，以停止将电源从电源供应部件53供应到通信处理部件52。
下面来讲述根据本发明实施例的无线通信系统100中的线路控制设备101和移动发送/接收设备102的操作。图3为流程图，示出了在线路控制设备101中所执行的控制信道通信处理的一个例子。执行图3中的控制信道通信处理，该处理是当移动发送/接收设备102在控制信道上执行与线路控制设备101的无线通信时将关于线路控制的各种类型信息从线路控制设备101发送到移动发送/接收设备102的处理，以响应例如通过移动发送/接收设备102在控制信道上所启动的发送/接收处理。
在启动图3中的控制信道通信处理时，线路控制设备101首先执行初始设置，例如信道分配的更新等，用于使用无线信道之一作为控制信道(步骤S101)。在此步骤上，线路控制设备101可以例如动态选择并且使用其所管理的多个无线信道之一作为控制信道。在这种情况下，设备101可以通过更新信道分配来重新分配控制信道。
在线路控制设备101完成初始设置以在控制信道上发送信息之后，设备101在具有如图2(A)和(B)所示的帧结构的信息中指定被融入到位于线路控制设备101上的控制信息33的区域中的待被发送的信息(消息)(步骤S102)。此时，设备101判断是否存在待被发送的信息(步骤S103)。
如果设备101在步骤S103上判断出存在待被发送的信息(步骤S103是)，则判断待被发送的信息是否为必须被通知给移动发送/接收设备102的消息(步骤S104)。在此步骤上，可以基于无线通信系统100的规格来判断待被发送的信息是否为必须被通知给移动发送/接收设备102的消息。
如果在步骤S103上判断出不存在待被发送的信息(步骤S103否)或者在步骤S104上判断出该信息是不需被通知的消息(步骤S104是)，则由于不存在必须被通知给移动发送/接收设备102的消息，因此控制信息33的区域变成了所准备的空闲消息(步骤S105)。同时，设备101在与空闲识别信息的相同帧中在功能信道识别信息32B的区域中建立所发射的信息(步骤S106)。
如果在步骤S104上判断出该信息是必须被通知给移动发送/接收设备102的消息(步骤S104否)，则在控制信息33的区域中建立在步骤S102上所指定的待被发送的信息，并且根据在控制信息33的区域中所建立的待被发送的信息的内容，建立同一帧中的功能信道识别信息32B的区域中所发射的信息(步骤S107)。即使在不被固定的情况下发射帧，其中在控制信息33的区域中建立待被发送的呼叫消息，也能够通过在移动发送/接收设备102上读取功能信道识别信息32B的区域来指定包括有呼叫消息的帧。也就是说，移动发送/接收设备102可以在不读取控制信息33的区域的情况下指定包括有呼叫消息的帧。
当该信息被构造成在如上所述的一帧中被发射时，线路控制设备101在控制信道上将一帧中的信息发射到每一个移动发送/接收设备102(步骤S108)。然后，线路控制设备101判断是否改变控制信道的建立(步骤S109)。例如，当它使用用作控制信道的无线信道来作为呼叫信道时，或者当它将用作呼叫信道的无线信道重新分配给控制信道时，它必须改变控制信道的建立。
如果在步骤S109上判断出要改变控制信道的建立(步骤S109是)，则终止图3中的控制信道通信处理，并且开始执行所准备的处理，用于改变控制信道的建立。如果在步骤S109上判断出不改变控制信道的建立(步骤S109否)，则处理返回到步骤8102，从而继续处理，以在下一帧中发射信息。
图4为流程图，示出了移动发送/接收设备102所执行的用于在控制信道上接收从线路控制设备101发送出的信息的控制信道接收处理的一个例子。在启动图4中的控制信道接收处理之后，移动发送/接收设备102首先执行初始设置，用于开始在控制信道上接收从线路控制设备101发送出的信息(步骤S121)。例如，在操作控制部件56的控制下从在语音通话期间所使用的呼叫信道切换到控制信道之后，或者在切换到由线路控制设备101中的建立所重新分配的控制信道之后，通信处理部件52通过在控制信道上所接收的同步字31建立帧同步，并且在控制信道上将从线路控制设备101发送出的信息设置为可接收。
在控制信道上开始通信之后，由通信处理部件52解调的接收数据被发送到操作控制部件56，并且操作控制部件56读取在接收数据中所包括的功能信道识别信息32B(步骤S122)。然后，判断功能信道识别信息32B是否为空闲识别信息(步骤S123)。
如果在步骤S123上判断出信息32B为空闲识别信息(步骤S123是)，则进一步判断是否进入了用于接收具有如图2(A)所示的帧结构的信息中的控制信息33的区域的时间段(步骤S124)。如果功能信道识别信息32B的区域在控制信息33的区域的前面，则一旦在步骤S123上判断出信息32B为空闲识别信息，就可以判断出进入了接收控制信息33的区域的时间段。如果在步骤S123上判断出信息32B不是空闲识别信息(步骤S123否)，则继续接收操作，以接收在控制信道上所发射的信息(步骤S125)。如果在步骤S124上判断出还没有进入用于接收控制信息33的区域的时间段(步骤S124否)，则重复步骤S124上的处理，以等待用于接收控制信息33的区域的时间段。此时，例如与步骤S125上的处理相类似，可以继续用于接收在控制信道上所发射的信息的接收操作，直到用于接收控制信息33的区域的时间段为止。
如果在步骤S124上判断出进入了用于接收控制信息33的区域的时间段(步骤S124是)，则操作控制部件56进行控制，以使通信处理部件52上的操作为接收停止操作，以停止在控制信道上接收从线路控制设备101发送出的信息(步骤S126)。此时，操作控制部件56通过切断从电源供应部件53到通信处理部件52的电源供应，使通信处理部件52处于接收停止状态。
当步骤S126上的控制使操作为接收停止操作之后，诸如通过使用例如预定定时器来判断是否到达了控制信息33区域结束时的时刻，判断它是否为终止了一帧中的信息接收时的时刻(步骤S127)。在该步骤上，如果判断出处于终止一帧中的信息接收的时刻之前(步骤S127否)，则设备102返回到步骤S126上的处理，以保持在接收停止状态中。
如果在步骤S127上判断出一帧中的信息接收时的时刻(步骤S127是)，则操作控制部件56将在通信处理部件52上的操作控制为接收继续操作，以继续在控制信道上接收从线路控制设备101发送出的信息(步骤S128)。在该步骤上，操作控制部件56通过继续从电源供应部件53到通信处理部件52的电源供应，可以继续通信处理部件52上的接收操作。
在执行了步骤S125或步骤S128上的处理之后，判断是否切换无线信道，例如从控制信道切换到呼叫信道或者切换到由线路控制设备101上的建立所重新分配的控制信道(步骤S129)。如果判断为切换由移动发送/接收设备102所使用的无线信道(步骤S129是)，则例如通过执行所准备的用于切换无线信道的处理，执行各种类型的建立(步骤S130)。如果在步骤S129上判断为不切换无线信道(步骤S129否)，则通过返回到步骤S122上的处理，来执行用于接收在下一帧中所发射的信息的处理。
接下来，参照图5(A)和(B)，一个具体例子讲述了线路控制设备101在控制信道上将信息发送到移动发送/接收设备102的操作，以及移动发送/接收设备102在控制信道上接收从线路控制设备101发送出的信息的操作。图5(A)为线路控制设备101在控制信道上将信息发送到移动发送/接收设备102的操作的时序图；图5(B)为移动发送/接收设备102在控制信道上接收从线路控制设备101发送出的信息的操作的时序图。
例如，如图5(A)所示，线路控制设备101在时刻T1上开始发射在第一帧中所包括的信息。在第一帧中，必须被通知给移动发送/接收设备102的广播(通知)消息被包括在控制信息33的区域中。在这种情况下，在信道识别信息32的区域中所包括的功能信道识别信息32B表示在控制信息33的区域中所发射的信息为广播(通知)消息。
在移动发送/接收设备102上，操作控制部件56在图4的步骤S123上的处理中判断出用于表示广播(通知)消息的在第一帧中所包括的功能信道识别信息32B不是空闲识别信息(步骤S123否)。根据判断结果，执行图4中的步骤S125上的处理，从而可以在作为用于接收控制信息33的区域的时段的时刻T2之后的时段期间继续操作，以接收在控制信道上所发射的信息，如图5(B)所示。
然后，线路控制设备101在时刻T3上开始发送在第二帧中所包括的信息，如图5(A)所示。例如在图3中的步骤S103上的处理中或者在步骤S104上的处理中，判断出在第二帧中不存在诸如广播(通知)消息或呼叫消息等待被发送的有效消息(步骤S103否，或者步骤S104是)。根据该判断，在线路控制设备101上，由于执行了图3中的步骤S105上的处理，因此第二帧中的控制信息33的区域被建立为空闲消息。另外此时，由于执行了图3中的步骤S106上的处理，因此在同一帧中所包括的功能信道识别信息32B被建立作为用于空闲消息的空闲识别信息。
在图4中的步骤S123上的处理中，移动发送/接收设备102判断出在第二帧中所包括的功能信道识别信息32B为用于空闲消息的空闲识别信息。根据该判断，操作控制部件56在被判断为处于在图4中的步骤S124上的处理中用于接收控制信息33的区域的时段中的时刻T4上，执行图4中的步骤S126上的处理，并且从而控制通信处理部件52的操作向接收停止操作的切换。然后，操作控制部件56通过重复执行图4中的步骤S126上的处理，直到当用于接收控制信息33的区域的时段结束并且在一帧中的信息接收终止时的时刻T5为止，将通信处理部件52保持在接收停止状态中。当到达时刻T5时，部件56执行图4中的步骤S128上的处理，从而控制通信处理部件52的操作向接收继续操作的切换。在紧接着时刻T5的时间段中，通信处理部件52再次执行接收操作。
另外在时刻T5上，线路控制设备101开始发送在如图5(A)所示的第三帧中所包括的信息。与在图3中的步骤S103上的处理中的第二帧相类似(步骤S103否)，判断出在第三帧中不存在待被发送的消息，或者在步骤S104上的处理中判断出该消息是不需被通知给移动发送/接收设备102的消息(步骤S104是)。在这种情况下，与第二帧的发送相类似，线路控制设备101在第三帧中的控制信息33的区域中建立空闲消息。设备101还建立了与空闲识别信息相同的帧中所包括的功能信道识别信息32B。
在图4中的步骤S123上的处理中，移动发送/接收设备102判断出在第三帧中所包括的功能信道识别信息32B为空闲识别信息。根据该判断，与第二帧的接收相类似，操作控制部件56在被判断为处于接收控制信息33的区域的时段中的时刻T6上，控制通信处理部件52的操作向接收停止操作的切换。然后，操作控制部件56将通信处理部件52保持在接收停止状态中，直到当在第三帧中所包括的信息接收终止时的时刻T7为止。当到达时刻T7时，通信处理部件52的操作切换到接收继续操作，并且在紧接着T7的时段中再次执行接收操作。
如上所述，根据本发明，具有帧结构并且通过控制信道待从线路控制设备101发射到移动发送/接收设备102的信息包括功能信道识别信息32B的区域，用于表示在控制信息33的区域中所发射的信息的类型。根据在图4中的步骤S122上的处理中所读取的功能信道识别信息32B，例如如果功能信道识别信息32B为空闲识别信息，则移动发送/接收设备102切换到接收停止操作。否则，设备102可以将控制信息33的区域中的接收操作切换到包括有接收停止操作的多种类型操作中的一个，例如继续接收操作。通过使用功能信道识别信息32B，移动发送/接收设备102可以检测到在任一帧中已经发送了呼叫消息。这允许设备102减少从控制信道切换所需的时间，以响应用于语音呼叫的呼叫信道的分配，并且通过在短时间内建立与被呼叫方的通信终端的通信链路来开始呼叫。
在移动发送/接收设备102中将少量呼叫请求消息发射到位于无线基站中的线路控制设备101的情况下，线路控制设备101在更多情况下应该建立广播(通知)消息，作为在控制信息33的区域中待被发射的消息。同时，即使移动发送/接收设备102继续接收相同的广播(通知)消息，也不会对线路控制造成特别的影响。因此，如果线路控制设备101在图3中的步骤S103或S104上的处理中判断出不存在必须被通知给移动发送/接收设备102的有效消息，则在控制信息33的区域中建立空闲消息，并且建立处于同一帧中的功能信道识别信息32B作为空闲识别信息。通过该判断，如果功能信道识别信息32B为空闲识别信息，则移动发送/接收设备102将控制信息33的区域中的接收操作切换到接收停止操作，从而在控制信道上进行间断接收，并且减少了伴随通信处理部件52的操作的功率消耗，以延长操作时间。
本发明并不限于上述实施例，并且可以进行改变并且以各种形式进行应用。虽然在上述实施例中已经讲述了在控制信道上从线路控制设备101被发射到移动发送/接收设备102的信息具有如图2所示的帧结构，但是该信息还可以具有不同的帧结构。作为一个具体例子，该信息可以具有包括有如图6所示的随机接入控制信息35的区域的帧结构。
在如图6所示的例子中，当无线通信系统100提供时隙ALOHA系统上的随机接入，以响应移动发送/接收设备102中的PTT开关55上的切换(例如推)操作时，移动发送/接收设备102很快在控制信道上将呼叫请求消息发送到线路控制设备101。然后，线路控制设备101必须例如通过检查无线信道的可用性，返回用于表示是允许还是禁止随机接入发送的接入控制信息。此时，在具有如图2所示的帧结构的信息中的控制信息33的区域很可能被建立为接入控制信息。不过，在该建立中，为了不使控制信道的线路效率发生恶化，增加了其中控制信息33的区域必须被建立为不同于空闲消息的信息的实例的个数。因此，移动发送/接收设备102较不经常地执行间断接收。
结果，如图6所示，随机接入控制信息35的区域与控制信息33的区域分开，并且位于紧挨着控制信息33的区域的位置上。然后，可以在随机接入控制信息35的区域中建立用于表示是允许还是禁止随机接入发送的接入控制信息。该建立可以防止控制信道的线路效率的降低，但是不会减少其中可以在控制信息33的区域中建立空闲消息的情况的个数。
由无线通信系统100提供的随机接入并不限于时隙ALOHA系统上的接入，而可以是用于例如ARIB-T61系统的ICMA-PE(Idle SignalCasting Multiple Access-Pertial Echo)系统上的接入。在这种情况下，线路控制设备101可以在随机接入控制信息35的区域中建立繁忙/空闲信息，用于表示无线信道是在使用(繁忙)还是不使用(空闲)；碰撞控制信息，其中从每一个移动发送/接收设备102发射出的上行链路信息的一部分为局部回声；或者类似信息。
当使用具有如图6所示的随机接入控制信息35的区域的帧结构时，通过对图4中的流程图所示的处理进行如下改变可以执行处理如果在图4中的步骤S124上的处理中的判断是处于用于接收控制信息33的区域的时段期间，则移动发送/接收设备102在步骤S126上的处理中切换到接收停止操作，并且然后，不执行步骤S127上的处理，而是判断用于接收控制信息33的区域的时段是否结束以及是否处于用于接收随机接入控制信息35的区域的时段中。此时，如果判断出处于用于接收随机接入控制信息35的区域的时段期间，则设备可以进行图4中的步骤S128上的处理，以切换到接收继续操作。同时，如果判断出不处于用于接收随机接入控制信息35的区域的时段期间，则设备102可以返回到步骤S126上的处理，以保持在接收停止状态中。
因此，使随机接入控制信息35的区域与控制信息33的区域分开并且将其定位于紧挨着控制信息33的区域的位置上增加了要在控制信息33的区域中建立空闲消息的情况个数，这还增加了移动发送/接收设备102的间断接收，以延长操作时间。另外，可以进行呼叫信道的快速分配，或者从控制信道进行切换，以响应来自移动发送/接收设备102的随机接入，这能够在短时间内建立与被呼叫方的通信终端的通信链路，以开始呼叫。
根据无线通信系统100的使用环境可以保留呼叫操作。在这种情况下，与ARIB-T61系统相类似，控制信息可以很方便地带有超帧结构。因此，与上述实施例相类似，通过提供具有超帧结构并且进一步具有功能信道识别信息32B的区域的控制信息，可以识别出不需要在移动发送/接收设备102上进行接收的控制信息。在这种情况下，移动发送/接收设备102在用于发射不被接收的控制信息的时段期间，根据功能信道识别信息32B切换到接收停止操作，以便可以执行更有效率的间断操作。
在上述实施例中，当线路控制设备101在控制信息33的区域中建立空闲消息时，它在与空闲识别信息相同的帧中建立功能信道识别信息32B的区域中所发射的信息。同时，当功能信道识别信息32B为空闲识别信息时，移动发送/接收设备102进行控制，以在用于接收控制信息33的区域的时段期间进行接收停止操作。不过，本发明并不限于这些实施例，例如，当在控制信息33的区域中建立广播(通知)消息时，在功能信道识别信息32B的区域中所发射的信息也可以被建立为空闲识别信息。
用作处于等待状态的移动站同时监控用于无线基站的控制信道的移动发送/接收设备102不需要连续接收广播(通知)消息，除非广播(通知)消息的内容改变。如果无线通信系统100包括多个无线基站，则用作移动站的移动发送/接收设备102监控由无线基站所提供的控制信道的电强度。设备102可以切换到带有具有最高电强度的控制信道的无线基站。这样，如果系统10包括多个无线基站，则一般需要知道其中用作移动站的移动发送/接收设备102当前所停留的无线基站的区域。因此，当移动发送/接收设备102切换到新的无线基站时，它执行位置注册处理。作为用于执行位置注册处理的条件，移动发送/接收设备102必须判断无线基站是否激活。此时，设备102可以通过读取在广播(通知)消息中所包括的系统信息来判断基站是否激活。
如上所述，当频繁发射广播(通知)消息时，可以在多个无线基站之间切换控制信道的移动发送/接收设备102可以在短时间内方便地判断无线基站是否激活。不过，在位置注册处理终止并且在控制信道上设备102进入等待状态之后，如果频繁发射广播(通知)消息，则移动发送/接收设备102的间断操作变得较不频繁。
因此，位于无线基站上的线路控制设备101当将必须由移动发送/接收设备102进行接收的广播(通知)消息定义为待被发送的信息时，将在功能信道识别信息32B的区域中所发射的信息建立为表示广播(通知)消息的识别信息。同时，设备101在控制信息33的区域中建立广播(通知)消息。
另一方面，当将由移动发送/接收设备102所自愿接收的广播(通知)消息定义为待被发射的信息时，设备101将在功能信道识别信息32B的区域中所发射的信息建立为空闲识别信息，同时在控制信息33的区域中建立广播(通知)消息。
在这种情况下，即使功能信道识别信息32B为空闲识别信息，移动发送/接收设备102也可以根据自己的操作状态来判断是否接收控制信息33的区域。例如，当且仅当功能信道识别信息32B为表示广播(通知)消息或呼叫消息的识别信息，位于由相同无线基站所提供的控制信道上处于等待状态的移动发送/接收设备102接收控制信息33的区域，并且如果功能信道识别信息32B为空闲识别信息，则在接收控制信息33的区域的时段期间切换到接收停止操作。另一方面，即使功能信道识别信息32B为空闲识别信息，从另一个无线基站移动来的移动发送/接收设备102也判断出在控制信息33的区域中包括了有效消息并且接收该消息。这允许设备102立即得到位置注册处理所需的系统信息。
进而，当在控制信息33的区域中建立了不同于广播(通知)消息的消息时以及当在控制信息33的区域中建立了广播(通知)消息时，功能信道识别信息32B都可以被建立为空闲识别信息。或者，多种类型的识别信息可以用作空闲识别信息。例如，当控制信息33的区域变成空闲消息时，并且当该区域被建立为由移动发送/接收设备102所自愿接收的广播(通知)消息时，不同类型的空闲识别信息可以被建立为功能信道识别信息32B。移动发送/接收设备102根据在功能信道识别信息32B中所建立的空闲识别信息的类型或者自己的操作状态，切换控制信息33的区域中的接收操作，以便它可以执行有效率的间断操作和诸如在无线基站之间进行快速切换等平滑控制。
工业应用本发明可以提供陆上移动无线系统，可以缩短从当推上PTT开关的时刻一直到当完成呼叫处理并且开始呼叫时的时刻的时间；以及可携带移动无线终端，可以尽可能减小电流消耗，以使电池寿命更长并且延长操作时间。
权利要求
1.一种无线通信系统，用于通过使用控制信道和可被分配给由在所述控制信道上所传输的信息所指定的多个无线通信设备中的一些设备的多个呼叫信道来执行无线通信，其特征在于包括信道控制设备，用于在单个控制信道上将具有至少同步字、信道识别信息和控制信息的三个区域的帧结构信息发送到所述多个无线通信设备的至少一个；以及其中所述信道控制设备被构造成在包括在所述帧结构信息中的信道识别信息区域中，发射用于表示在控制信息区域中所发射的信息的类型的功能信道识别信息；并且所述多个无线通信设备的每一个被构造成当该设备在控制信道上接收所述帧结构信息时，通过判断在所述帧结构信息中所包括的功能信道识别信息的类型，在控制信息区域中建立接收操作，作为包括了接收停止操作在内的多种操作之一。
2.如权利要求1所述的无线通信系统，其中如果在控制信息的区域中所发射的信息为不同于广播(通知)消息和呼叫消息的空闲消息，则所述信道控制设备发射空闲识别信息，用于详细说明作为功能信道识别信息的空闲消息；并且如果所接收的功能信道识别信息被判断为空闲识别信息，则所述多个无线通信设备的每一个将在与功能信道识别信息相同的帧中的控制信息区域中的接收操作切换成接收停止操作。
3.如权利要求1所述的无线通信系统，其中如果在控制信息区域中所发射的信息为应该由无线通信设备所自愿接收的消息，则所述信道控制设备发射作为功能信道识别信息的空闲识别信息；并且如果所接收的功能信道识别信息被判断为空闲识别信息，则所述多个无线通信设备的每一个根据该设备自身的操作状态，在控制信息区域中建立接收操作，作为继续接收信息的操作或接收停止操作。
4.如权利要求1、2或3所述的无线通信系统，其中所述信道控制设备包括表示是允许还是禁止在所述帧结构信息中的随机接入发射的随机接入控制信息，并且在紧接着控制信息区域的区域中将其发射；并且当这些设备将控制信息区域中的接收操作切换到接收停止操作时，所述多个无线通信设备的每一个切换到接收继续操作，以继续在随机接入控制信息的区域中进行接收。
5.一种无线通信控制设备，用于通过使用控制信道和可被分配给由在所述控制信道上所发射的信息所指定的多个无线通信设备中的一些设备的多个通信信道来控制无线通信，其特征在于包括信道控制装置，用于在单个控制信道上将具有至少同步字、信道识别信息和控制信息的三个区域的帧结构信息发送到所述多个无线通信设备的至少一个；并且其中所述信道控制装置被构造成在所述帧结构信息的信道识别信息中所包括的功能信道识别信息的区域中发射功能信道识别信息，表示在控制信息区域中所发射的信息的类型。
6.如权利要求5所述的无线通信控制设备，其中如果在控制信息区域中所发射的信息为不同于广播(通知)消息和呼叫消息的空闲消息，则所述信道控制装置发射空闲识别信息，以详细说明作为功能信道识别信息的空闲消息。
7.如权利要求5或6所述的无线通信控制设备，其中如果在控制信息区域中所发射的信息为应该由无线通信设备所自愿接收的消息，则所述信道控制装置发射用于表示任何接收的识别信息，作为功能信道识别信息。
8.一种无线通信设备，用于通过使用控制信道和通过在所述控制信道上所发射的信息进行分配的通信信道来执行无线通信，其特征是包括控制信道发射信息接收装置，用于在单个控制信道上从无线基站接收作为具有至少同步字、信道识别信息和控制信息的三个区域的帧结构信息的信息，其中在信道识别信息区域中发射用于表示在控制信息区域中所发射的信息的类型的功能信道识别信息；以及操作控制装置，用于通过判断由所述控制信道发射信息接收装置所接收的所述帧结构信息中所包括的功能信道识别信息的类型，在控制信息区域中建立接收操作，作为包括了接收停止操作在内的多种操作之一。
9.如权利要求8所述的无线通信设备，其特征是如果由所述控制信道发射信息接收装置所接收的功能信道识别信息被判断为空闲识别信息，以详细说明不同于作为在控制信息区域中所发射的信息的广播(通知)消息和呼叫消息的空闲消息，则所述操作控制装置将在与功能信道识别信息相同的帧中的控制信息区域中的接收操作切换成接收停止操作。
10.如权利要求8所述的无线通信设备，其中所述操作控制装置作如下操作如果由所述控制信道发射信息接收装置所接收的功能信道识别信息被判断识别信息，以详细说明作为在控制信息区域中所发射的信息的广播(通知)消息和呼叫消息，则所述操作控制装置在与功能信道识别信息相同的帧中的控制信息区域中建立接收操作，作为继续接收信息的操作；以及如果由所述控制信道发射信息接收装置所接收的功能信道识别信息被判断为空闲识别信息，以详细说明不同于作为在控制信息区域中所发射的信息的广播(通知)消息和呼叫消息的空闲消息，则所述操作控制装置根据该设备自身的操作状态，在与功能信道识别信息相同的帧中的控制信息区域中建立接收操作，作为继续接收信息的操作或者接收停止操作。
11.一种无线通信方法，用于通过使用控制信道和可被分配给由在所述控制信道上所发射的信息所指定的多个无线通信系统中的一些设备的多个通信信道来执行无线通信，其特征是包括如下步骤在单个控制信道上，从无线基站将具有至少同步字、信道识别信息和控制信息的三个区域的帧结构信息发射到所述多个无线通信设备的至少一个；在所述帧结构信息中所包括的功能信道识别信息区域中发射功能信道识别信息，用于表示在控制信息区域中所发射的信息类型；以及当所述多个无线通信设备的每一个在控制信道上接收所述帧结构信息时，通过判断在所述帧结构信息中所包括的功能信道识别信息的类型，在控制信息区域中建立接收操作，作为包括有接收停止操作的多种操作之一。
12.如权利要求11所述的无线通信方法，包括如下步骤如果在控制信息区域中所发射的信息为不同于广播(通知)消息和呼叫消息的空闲消息，则发射空闲识别信息，以详细说明作为来自所述无线基站的功能信道识别信息的空闲消息；以及如果所述多个无线通信设备的每一个判断出所接收的功能信道识别信息为空闲识别信息，则将在与功能信道识别信息相同的帧中的控制信息区域中的接收操作切换成接收停止操作。
13.如权利要求11所述的无线通信方法，包括如下步骤如果在控制信息区域中所发射的信息为应该由无线通信设备所自愿接收的消息，则从所述无线基站发射作为功能信道识别信息的空闲识别信息；以及如果所述多个无线通信设备的每一个判断出所接收的功能信道识别信息为空闲识别信息，则根据该设备自身的操作状态，在控制信息区域中建立接收操作，作为继续接收信息的操作或者接收停止操作。
14.如权利要求11、12或13所述的无线通信方法，包括如下步骤在所述帧结构信息中包括用于表示是允许还是禁止随机接入发射的随机接入控制信息，并且在紧接着控制信息区域的区域中发射该信息；以及当所述多个无线通信设备的每一个将控制信息区域中的接收操作切换成接收停止操作时，切换接收继续操作，以继续在该随机接入控制信息的区域中进行接收。
全文摘要
具有帧结构并且待通过控制信道被线路控制设备(101)发送到移动发送/接收设备(102)的信息，包括有表示在控制信息区域中发送的信息类型的功能信道识别信息。当没有必须通知给移动发送/接收设备(102)的消息存在时，线路控制设备(101)在控制信息区域中建立空闲消息，并且在同一帧中还建立功能信道识别信息，作为空闲识别信息。如果功能信道识别信息是空闲识别信息，则移动发送/接收设备(102)将控制信息区域中的接收操作切换成接收停止操作。否则，移动发送/接收设备(102)在控制信息区域中继续接收操作。本发明使用一种无线通信设备来作为移动无线站，可以在短时间内启动呼叫，并且延长操作时间。
文档编号H04W48/12GK101061731SQ200580039539
公开日2007年10月24日 申请日期2005年9月16日 优先权日2004年9月21日
发明者谷口胜 申请人:株式会社建伍