特許 6507704 無線通信システム、無線機、無線通信方法、パケットの生成方法およびパケットからのデータ再生方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6507704

(24)【登録日】2019年4月12日

(45)【発行日】2019年5月8日

(54)【発明の名称】無線通信システム、無線機、無線通信方法、パケットの生成方法およびパケットからのデータ再生方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 29/06 20060101AFI20190422BHJP

   H04L 12/70 20130101ALI20190422BHJP

   H04M 1/253 20060101ALI20190422BHJP

【ＦＩ】

   H04L13/00 305C

   H04L12/70 E

   H04M1/253

【請求項の数】17

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2015-30809(P2015-30809)

(22)【出願日】2015年2月19日

(65)【公開番号】特開2016-152596(P2016-152596A)

(43)【公開日】2016年8月22日

【審査請求日】2017年11月6日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成２６年８月２０日にウェブサイトに掲載 〔刊行物等〕平成２６年８月２３日及び８月２４日にアマチュア無線フェスティバル ハムフェア２０１４に出品 〔刊行物等〕平成２６年８月２１日〜平成２７年２月１９日に販売 〔刊行物等〕平成２６年１１月〜平成２７年２月１９日に販売 〔刊行物等〕平成２６年１１月２７日〜平成２７年２月１９日に販売 〔刊行物等〕平成２６年１０月３０日にウェブサイトに掲載

(73)【特許権者】

【識別番号】000100746

【氏名又は名称】アイコム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076406

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 勝徳

(74)【代理人】

【識別番号】100117097

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 充浩

(72)【発明者】

【氏名】足立 紳一郎

(72)【発明者】

【氏名】細川 圭介

【審査官】 宮島 郁美

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１８６８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０１５４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１５７４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０６８８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０１９９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−３３６８４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１８３９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２５２５６３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ１２／００−１２／９５５，２９／００

Ｈ０４Ｂ７／２４−７／２６，Ｈ０４Ｗ４／００−９９／００

Ｈ０４Ｍ３／００，３／１６−３／２０，３／３８−３／５８，７／００−７／１６，１１／００−１１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも２台の無線機で構成され、当該無線機は、アナログ音声信号をＡ／Ｄ変換および符号化してデジタル音声信号に変換した後、当該デジタル音声信号を含むパケットを生成し、更に、当該パケットを無線信号に変換して送信すると共に、無線信号に変換されたパケットを受信して、当該パケットからデジタル音声信号を取り出し、アナログ音声信号に変換する無線通信システムであって、
前記各無線機は、
前記パケットとして、ヘッダ部に少なくとも送信先および送信元の無線局を識別する識別子のデータが含まれ、かつデータ部に所定長の音声フレームとデータフレームが交互に連続して配置され、更に前記データフレームに、データの種別を示す情報が記述されたミニヘッダが挿入されたパケットを生成する送信部と、
受信した前記無線信号からパケットを再生し、かつ当該パケットから前記デジタル音声信号のデータを取り出す受信部と、
前記送信部に対して各種コマンドおよび前記識別子を含む、パケットを生成する際に必要なデータを送信し、かつ前記受信部に対して受信した無線信号からパケットの再生を指示するコントローラと、を備え、
送信側無線機の前記コントローラは、前記送信部に対し、音声通話の開始を検知したときに送信の開始を指示する第１のコマンドを送信し、かつ音声通話の終了を検知したときにパケットの形態の変更を指示する第２のコマンドを送信し、
前記送信部は、
前記コントローラから前記第１のコマンドを受信したとき、前記音声フレームに音声信号のデータを挿入し、かつデータフレームにデータ通信用のデータを挿入したパケットを生成し、
前記コントローラから前記第２のコマンドを受信したとき、当該時点から一定期間、前記音声フレームおよびデータフレームにデータ通信用のデータを挿入し、かつ最後に終話フレームを挿入したパケットを生成し、
無線信号を受信した受信側無線機の前記コントローラは、前記受信部で再生されたパケットから取り出したミニヘッダの情報を解析して、前記音声フレームに挿入されているデータの種別を確認し、
前記受信部は、前記コントローラの確認結果に従って前記パケットからデータを取り出して、前記デジタル音声信号およびデータ通信用のデータを再生することを特徴とする無線通信システム。

【請求項2】

前記一定期間においては、前記ミニヘッダに、前記音声フレームにデータ通信用のデータが挿入されていることを示す情報が記述される、請求項１に記載の無線通信システム。

【請求項3】

前記一定期間において、前記音声フレームおよびデータフレームに挿入すべきデータ通信用のデータがなくなったとき、前記送信部は前記パケットの生成を停止する、請求項１または２に記載の無線通信システム。

【請求項4】

前記送信側無線機のコントローラは、音声通話の終了を検知したときに送信すべきデータ通信用のデータが残っていないときは、前記送信部に対して前記第２のコマンドを送信しない、請求項１乃至３のいずれかに記載の無線通信システム。

【請求項5】

前記送信側無線機のコントローラは、ＰＴＴスイッチがオンになったときに音声通話の開始を検知し、当該ＰＴＴスイッチがオフになったときに音声信号の終了を検知する、請求項１乃至４のいずれかに記載の無線通信システム。

【請求項6】

アナログ音声信号をＡ／Ｄ変換および符号化してデジタル音声信号に変換した後、当該デジタル音声信号を含むパケットを生成し、更に、当該パケットを無線信号に変換して送信する無線機であって、
前記パケットとして、ヘッダ部に少なくとも送信先および送信元の無線局を識別する識別子のデータが含まれ、かつデータ部に所定長の音声フレームとデータフレームが交互に連続して配置されたパケットを生成する送信部と、
前記送信部に対して各種コマンドおよび前記識別子を含む、パケットを生成する際に必要なデータを送信するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、送信部に対し、音声通話の開始を検知したときに送信の開始を指示する第１のコマンドを送信し、かつ音声通話の終了を検知したときにパケットの形態の変更を指示する第２のコマンドを送信し、
前記送信部は、
前記コントローラから前記第１のコマンドを受信したとき、前記音声フレームに音声信号のデータを挿入し、かつデータフレームにデータ通信用のデータを挿入したパケットを生成し、
前記コントローラから前記第２のコマンドを受信したとき、当該時点から一定期間、前記音声フレームおよびデータフレームにデータ通信用のデータを挿入し、かつ最後に終話フレームを挿入したパケットを生成することを特徴とする無線機。

【請求項7】

前記一定期間において、前記音声フレームおよびデータフレームに挿入すべきデータ通信用のデータがなくなったとき、前記送信部は前記パケットの生成を停止する、請求項６に記載の無線機。

【請求項8】

前記コントローラは、音声通話の終了を検知したときに送信すべきデータ通信用のデータが残っていないときは、前記送信部に対して前記第２のコマンドを送信しない、請求項６または７に記載の無線機。

【請求項9】

前記コントローラは、ＰＴＴスイッチがオンになったときに音声通話の開始を検知し、当該ＰＴＴスイッチがオフになったときに音声信号の終了を検知する、請求項６乃至８のいずれかに記載の無線機。

【請求項10】

前記送信部は、前記データフレームに、データの種別を示す情報が記述されたミニヘッダが挿入されたパケットを生成する、請求項６乃至９のいずれかに記載の無線機。

【請求項11】

受信した前記無線信号から前記パケットを再生し、かつ当該パケットからデジタル音声信号のデータを取り出す受信部を、更に備え、
前記コントローラは、前記受信部で再生されたパケットから取り出したミニヘッダの情報を解析して、前記音声フレームに挿入されているデータの種別を確認し、
前記受信部は、前記コントローラの確認結果に従って前記パケットからデータを取り出して、前記デジタル音声信号およびデータ通信用のデータを再生する、請求項６乃至１０のいずれかに記載の無線機。

【請求項12】

少なくとも２台の無線機で構成され、当該無線機は、
ヘッダ部に少なくとも送信先および送信元の無線機を識別する識別子のデータが含まれ、かつデータ部に所定長の音声フレームとデータフレームが交互に連続して配置され、更に前記データフレームに、データの種類を示す情報が記述されたミニヘッダが挿入されたパケットを生成する送信部と、
受信した無線信号から前記パケットを再生し、かつ当該パケットからデジタル音声信号のデータを取り出す受信部と、
前記送信部に対して各種コマンドおよび前記識別子を含む、パケットを生成する際に必要なデータを送信し、かつ前記受信部に対して受信した無線信号からパケットの再生を指示するコントローラと、を備え、
前記各無線機は、アナログ音声信号をＡ／Ｄ変換および符号化してデジタル音声信号に変換した後、当該デジタル音声信号を含む前記パケットを生成し、更に、当該パケットを無線信号に変換して送信すると共に、無線信号に変換された前記パケットを受信して、当該パケットからデジタル音声信号を取り出し、アナログ音声信号に変換する無線通信方法であって、
送信側無線機の前記コントローラは、前記送信部に対し、音声通話の開始を検知したときに送信の開始を指示する第１のコマンドを送信し、かつ音声通話の終了を検知したときにパケットの形態の変更を指示する第２のコマンドを送信し、
前記送信部は、
前記コントローラから前記第１のコマンドを受信したとき、前記音声フレームに音声信号のデータを挿入し、かつデータフレームにデータ通信用のデータを挿入したパケットを生成し、
前記コントローラから前記第２のコマンドを受信したとき、当該時点から一定期間、前記音声フレームおよびデータフレームにデータ通信用のデータを挿入し、かつ最後に終話フレームを挿入したパケットを生成し、
無線信号を受信した受信側無線機の前記コントローラは、前記受信部で再生されたパケットから取り出したミニヘッダの情報を解析して、前記音声フレームに挿入されているデータの種別を確認し、
前記受信部は、前記コントローラの確認結果に従って前記パケットからデータを取り出して、前記デジタル音声信号およびデータ通信用のデータを再生することを特徴とする無線通信方法。

【請求項13】

ヘッダ部に少なくとも送信先および送信元の無線局を識別する識別子のデータが含まれ、かつデータ部に所定長の音声フレームとデータフレームが交互に連続して配置され、更に前記データフレームに、データの種別を示す情報が記述されたミニヘッダが挿入されたパケットを生成する送信部と、前記送信部に対して各種コマンドおよび前記識別子を含む、パケットを生成する際に必要なデータを送信するコントローラと、を備え、
前記送信部で、アナログ音声信号をＡ／Ｄ変換および符号化したデジタル音声信号を含むパケットを生成し、更に、当該パケットを無線信号に変換して送信する無線機におけるパケットの生成方法であって、
前記コントローラは、前記送信部に対し、音声通話の開始を検知したときに送信の開始を指示する第１のコマンドを送信し、かつ音声通話の終了を検知したときにパケットの形態の変更を指示する第２のコマンドを送信し、
前記送信部は、
前記コントローラから前記第１のコマンドを受信したとき、前記音声フレームに音声信号のデータを挿入し、かつデータフレームにデータ通信用のデータを挿入したパケットを生成し、
前記コントローラから前記第２のコマンドを受信したとき、当該時点から一定期間、前記音声フレームおよびデータフレームにデータ通信用のデータを挿入し、かつ最後に終話フレームを挿入したパケットを生成することを特徴とするパケットの生成方法。

【請求項14】

請求項１３に記載のパケット生成方法により生成されたパケットを含む無線信号を受信し、当該無線信号から前記パケットを再生し、かつ当該パケットからデジタル音声信号のデータを取り出す受信部を備え、
前記コントローラは、前記受信部で再生されたパケットから取り出したミニヘッダの情報を解析して、前記音声フレームに挿入されているデータの種別を確認し、
前記受信部は、前記コントローラの確認結果に従って前記パケットからデータを取り出して、前記デジタル音声信号およびデータ通信用のデータを再生することを特徴とするパケットからのデータ再生方法。

【請求項15】

前記一定期間において、前記音声フレームおよびデータフレームに挿入すべきデータ通信用のデータがなくなったとき、前記送信部は前記パケットの生成を停止する、請求項１４に記載のパケットからのデータ再生方法。

【請求項16】

前記コントローラは、音声通話の終了を検知したときに送信すべきデータ通信用のデータが残っていないときは、前記送信部に前記第２のコマンドを送信しない、請求項１４または１５に記載のパケットからのデータ再生方法。

【請求項17】

前記コントローラは、ＰＴＴスイッチがオンになったときに音声通話の開始を検知し、当該ＰＴＴスイッチがオフになったときに音声信号の終了を検知する、請求項１４乃至１６のいずれかに記載のパケットからのデータ再生方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、デジタル方式の音声通信を採用した無線通信システム、そのシステムで用いられる無線機、ならびに当該システムに対応した無線通信方法、パケットの生成方法およびパケットからのデータ再生方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、アマチュア無線等の世界において、より高速の通信を実現し、またクリアな音声での交信を楽しむために、音声通信のデジタル化とネットワーク化が普及しつつある。そしてこのデジタル方式の音声通信を採用した無線通信システムにおいては、音声信号は符号化されてデジタル信号に変換され、パケット化された後に送信される（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

上述の無線通信システムにおいては、パケットのヘッダ部に送信先、送信元のコールサイン等を示すデータが付加されたことに伴い、相手局の無線機を特定して交信を行う等の、アナログ方式の無線通信システムではできなかった多くの機能を実現できるようになった。

【0004】

更に、上述の無線通信システムにおいては、ヘッダ部に続いて、所定長の音声フレームとデータフレームとを連続して交互に繰り返すことによって、音声通信用のデータとデータ通信用のデータとを同時に送信することができる。

【0005】

従って、この機能を活用すれば、例えば、交信を行いながら、カメラで撮影した画像信号を、一方の無線機から他方の無線機に送信してディスプレイに表示し、画像を見ながら会話を楽しむこともできる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開2006-157477号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

一方、上述の無線通信システムは、音声通信を前提とするものであることから、データ通信用として送信できるデータ量は、音声通信用のデータ量に比較して少なく設定されているため、データ通信の通信速度は必ずしも速くない。

【0008】

このため、一回の通話では画像信号の一部しか送信することができず、画像を見ながらの会話を楽しむことができないために、ユーザから改善が求められていた。

【0009】

本発明は、このような従来の問題点に鑑みて成されたもので、音声信号の送信が途絶えた後の音声フレームを活用することで、一回の通話で送信できるデータ通信のデータ量を増大させた無線通信システム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】

【0010】

上記目的を達成するため本発明にかかる無線通信システムは、少なくとも２台の無線機で構成され、当該無線機は、アナログ音声信号をＡ／Ｄ変換および符号化してデジタル音声信号に変換した後、当該デジタル音声信号を含むパケットを生成し、更に、当該パケットを無線信号に変換して送信すると共に、無線信号に変換されたパケットを受信して、当該パケットからデジタル音声信号を取り出し、アナログ音声信号に変換する無線通信システムであって、
前記各無線機は、
前記パケットとして、ヘッダ部に少なくとも送信先および送信元の無線局を識別する識別子のデータが含まれ、かつデータ部に所定長の音声フレームとデータフレームが交互に連続して配置され、更に前記データフレームに、データの種別を示す情報が記述されたミニヘッダが挿入されたパケットを生成する送信部と、
受信した前記無線信号からパケットを再生し、かつ当該パケットから前記デジタル音声信号のデータを取り出す受信部と、
前記送信部に対して各種コマンドおよび前記識別子を含む、パケットを生成する際に必要なデータを送信し、かつ前記受信部に対して受信した無線信号からパケットの再生を指示するコントローラと、を備え、
送信側無線機の前記コントローラは、前記送信部に対し、音声通話の開始を検知したときに送信の開始を指示する第１のコマンドを送信し、かつ音声通話の終了を検知したときにパケットの形態の変更を指示する第２のコマンドを送信し、
前記送信部は、
前記コントローラから前記第１のコマンドを受信したとき、前記音声フレームに音声信号のデータを挿入し、かつデータフレームにデータ通信用のデータを挿入したパケットを生成し、
前記コントローラから前記第２のコマンドを受信したとき、当該時点から一定期間、前記音声フレームおよびデータフレームにデータ通信用のデータを挿入し、かつ最後に終話フレームを挿入したパケットを生成し、
無線信号を受信した受信側無線機の前記コントローラは、前記受信部で再生されたパケットから取り出したミニヘッダの情報を解析して、前記音声フレームに挿入されているデータの種別を確認し、
前記受信部は、前記コントローラの確認結果に従って前記パケットからデータを取り出して、前記デジタル音声信号およびデータ通信用のデータを再生することを特徴とする。

【0011】

ここで、前記一定期間においては、前記ミニヘッダに、前記音声フレームにデータ通信用のデータが挿入されていることを示す情報が記述されることが好ましい。

【0012】

また前記一定期間において、前記音声フレームおよびデータフレームに挿入すべきデータ通信用のデータがなくなったとき、前記送信部は前記パケットの生成を停止することが好ましい。

【0013】

更に本発明は、上述の無線通信システムを実現する無線機、ならびに上述の無線通信システムに対応した無線通信方法、パケットの生成方法およびパケットからのデータ再生方法を含む。

【発明の効果】

【0014】

本発明にかかる無線通信システムを用いれば、ＰＴＴスイッチのオフに対応してコントローラから出力されるコマンドを送信部で受信したときから一定期間、パケットの音声フレームに、音声通信用のデータの代わりにデータ通信用のデータを挿入することで、一回の通話中に送信できるデータ通信用データのデータ量を増大させ、結果として、データ通信の通信速度を速めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施の形態にかかる無線通信システムで使用する無線機の構成を示すブロック図である。

【図2】無線機によって送信されるパケットの構成を示す図である。

【図3】パケットのデータ部の各フレームに挿入されるデータの種類を示す図である。

【図4】本実施の形態の無線機を用いた無線通信システムの代表的な使用形態を示す図である。

【図5】パケットの送信を開始してから停止するまでの送信部での処理の流れをフローチャートである。

【図6】パケットの送信を開始してから停止するまでの期間にコントローラから送信部に送信される信号、およびパケットによって送信されるデータの種類を示す図である。

【図7】パケットを受信した無線機のコントローラでの処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態にかかる無線通信システムについて、図面を参照しながら説明する。

【0017】

＜無線機の構成＞
図１に、本実施の形態にかかる無線通信システムで使用する無線機の構成を示す。無線機１は、マイク１１、スピーカ１２、ＡＦ増幅器１３、音声コーデック１４、送信部１５、送受切替部１６、アンテナ１７、受信部１８、インターフェース部１９、コントローラ２１、操作部２６および表示部２８で構成されている。図中、太線の矢印は音声信号やデータの流れを示し、細線の矢印は制御系統の信号の流れを示している。

【0018】

マイク１１は、送信用の音声を入力としてアナログ音声信号を生成し、その音声信号をＡＦ増幅器１３に出力する。一方、スピーカ１２は、ＡＦ増幅器１３から出力されたアナログ音声信号を音声に変換する。

【0019】

ＡＦ（Audio Frequency）増幅器１３は、マイク１１から入力されたアナログ音声信号を増幅して音声コーデック１４に供給する。また、音声コーデック１４から供給された受信音声のアナログ音声信号を増幅してスピーカ１２に出力する。

【0020】

音声コーデック１４は、ＡＦ増幅器１３から供給されたアナログ音声信号をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換および符号化して送信部１５に出力する。音声コーデック１４はまた、受信部１８から供給されたデジタル音声信号を復号化し、更にＤ／Ａ（デジタル／アナログ）変換した後、ＡＦ増幅器１３に出力する。

【0021】

送信部１５は、音声コーデック１４から供給されたデジタル音声信号に無線通信用のヘッダを付すと共に、後述するＰＴＴスイッチ２７の出力に基づいて分割し、図２に示す送信用のパケットを生成する。パケットの構成については、後に図２を用いて詳述する。送信部１５は更に、パケットを構成するデジタルデータで搬送波を変調し、必要に応じて周波数変換を行い、送受切替部１６を介してアンテナ１７から送信する。

【0022】

送受切替部１６は、ＰＴＴスイッチ２７が押されてオンになると送信部１５からの送信信号をアンテナ１７に導き、ＰＴＴスイッチ２７が放されてオフになるとアンテナ１７の受信信号を受信部１８に導く。

【0023】

受信部１８は、コントローラ２１からの指示信号に従って受信周波数を切り替え、受信周波数に同調して受信信号を増幅し、更に復調してパケットを再生する。そして再生したパケットからヘッダ部を取り除き、音声データについては音声コーデック１４に供給し、その他のデータ（例えば、画像信号等のパケットデータ）についてはインターフェース部１９に供給する。

【0024】

インターフェース部１９は外部接続端子２０を介して図示しない外部機器（例えばパーソナルコンピュータやスマートフォン）に接続され、外部機器から供給される画像信号等のパケットデータを送信部１５やコントローラ２１に供給する。またインターフェース部１９は、受信部１８から供給されたパケットデータを、外部接続端子２０を介して外部機器に供給する。

【0025】

コントローラ２１は無線機１の動作を制御する。コントローラ２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２２、ＣＰＵ２２の動作を規定するプログラムを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）２３、ＣＰＵ２２のワークメモリとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）２４、およびコールサイン等のデータを格納する不揮発性メモリ２５を備えている。

【0026】

操作部２６は、種々の入力やユーザの指示をコントローラ２１に伝達する。操作部２６にはＰＴＴ（Push To Talk）スイッチ２７が含まれている。ＰＴＴスイッチ２７は、押す（オンにする）と送受切替部１６が送信側に切り替わってアンテナ１７から送信が行われ、放す（オフにする）と、送受切替部１６が受信側に切り替わって受信した音声信号の再生が行われる。

【0027】

表示部２８は液晶ディスプレイ等で構成され、種々のデータを表示するのに用いられる。表示部２８の画面には、無線機１がアマチュア無線信号を受信したこと（呼び出しがあったこと）や、送信元（自局）や送信先(相手局)のコールサイン、ニックネーム等が表示される。

【0028】

＜パケットの構成＞
次に、図２および図３を参照して、送信部１５で生成されるパケットの構成を説明する。パケットの構成は、デジタル方式の音声通信の一連のデータを、どのような順番でどのようにまとめて送信するかを示したものである。

【0029】

図２に示すように、パケットＰａはヘッダ部Ｐｈとデータ部Ｐｄとで構成されている。ヘッダ部Ｐｈには、同期信号ｈ１、フラグｈ２、送り先レピータのコールサインｈ３、送り元レピータのコールサインｈ４、送信先コールサインｈ５、送信元コールサインｈ６が含まれている。

【0030】

ヘッダ部Ｐｈのうち同期信号ｈ１は、受信信号の同期をとり、またこれより信号であることを表す。フラグｈ２は、レピータ経由通信、直接通信、レピータ制御信号等を表すデータであり、複数ビットのデータで構成されている。

【0031】

送り先レピータのコールサインｈ３は、例えば送信先の無線局が属するレピータエリア内のレピータのコールサイン、送り元レピータのコールサインｈ４は送信元の無線局が属するレピータエリア内のレピータのコールサインである。また送信先コールサインｈ５は、送信する相手局のコールサイン、送信元コールサインｈ６は、自局のコールサインである。これらのコールサイン（ｈ３〜ｈ６）は、送信先および送信元の無線局、更には無線信号を中継するレピータ局を識別するための識別子としての役割を果たす。なお送信先コールサインｈ５については、不特定局を呼び出すＣＱとしてもよい。

【0032】

データ部Ｐｄは、音声通信用のデータとデータ通信用のデータを同時に送信できるように、デジタル化された音声信号が挿入される所定長の音声フレームｄ１と、画像信号やメッセージ等のデータ通信用のデータが挿入される所定長のデータフレームｄ２が交互に配置され、最後にパケットの終わりを示す終話フレームｄ３が付加されている。

【0033】

なお、データフレームｄ２については、一定間隔（例えば４２０ｍＳ）毎に、送信相手局の無線機との同期を取るための同期信号が挿入される再同期フレームｄ４に置き換えられている。

【0034】

次に、図３に基づき、データフレームｄ２に挿入されるデータ通信用のデータについて説明する。図３は、データ部Ｐｄの各フレームに挿入されるデータの種類を示したものである。図において、「音声」はフレームに音声信号が挿入されていることを示し、「データ」は、フレームにデータ通信用のデータが挿入されていることを示す。

【0035】

データ部Ｐｄを構成する音声フレームｄ１とデータフレームｄ２は、音声信号のデータ送信が優先されることから、音声フレームｄ１のデータ量がデータフレームｄ２のデータ量より多く設定されている。通常、音声フレームｄ１には９バイトのデータが挿入され、データフレームｄ２には３バイトのデータが挿入される。

【0036】

更に、データフレームｄ２の先頭部分には、データの種別等を記述したミニヘッダｄ５が挿入される。ただし、ミニヘッダｄ５をデータフレーム毎に設けると、データフレームに挿入できるデータ量が減るため、通常は、２つのデータフレーム毎に１つのミニヘッダｄ５を挿入している。

【0037】

従って、パケットＰａを生成する際には、図３の下段に示すように、データ通信用の通信データｄ６を５バイト毎に分割し、その先頭に１バイトのミニヘッダｄ５を付加してデータブロックを構成した後、このデータブロックを３バイト毎に分割して、隣接する２つのデータフレームｄ２に挿入している。

【0038】

そしてミニヘッダｄ５には、データの種別とデータ長を示す情報が記述される。データ長は、一つのデータブロック内に挿入される有効データ長を示している。例えば、１３バイトのデータ長を有する画像等の汎用データを送信する場合を考える。まず、前述の通り、送信するデータを５バイト毎に分割すると、５バイト、５バイト、３バイトに３分割される。そして、この分割されたデータそれぞれの先頭にミニヘッダｄ５が付加される。ここで、画像等の汎用データを示す情報が、例えば、０ｘ３とすると、１つ目および２つ目のデータブロックのミニヘッダｄ５は、それぞれ０ｘ３５となり、３つ目のデータブロックのミニヘッダｄ５は０ｘ３３となる。

【0039】

コントローラ２１（図１参照）は、外部機器（図示せず）から送信されたデータ通信用のデータから、インターフェース部１９を介してデータの種類等を示すデータを取り出し、ＲＡＭ２４に格納する。また送信部１５で送信用のパケットを生成する際に、ＲＡＭ２４から上述のデータを読み出して送信部１５に転送する。転送されたデータは、ミニヘッダｄ５に書き込まれる。

【0040】

一方、受信部１８で再生されたパケットＰａからデータ通信用のデータを再生する際には、上述したのと逆の処理、すなわちミニヘッダｄ５の情報に基づいて、２つのデータフレームｄ２に含まれるデータから５バイトの通信データを取り出し、それらをつなぎ合わせてデータ通信用のデータを再生し、インターフェース部１９を介して、端子２０に接続された外部機器に送信する。

【0041】

＜無線機による交信動作＞
次に、図４および前述の図１〜図３を参照して、音声通信とデータ通信の同時運用が可能な本実施の形態の無線機を用いた交信動作について説明する。

【0042】

図４に、図１に示す無線機を用いた無線通信システムの代表的な使用形態を示す。携帯型の無線機１ａには、ＵＳＢケーブル４ａを介してスマートフォン３ａが接続されている。

【0043】

スマートフォン３ａは多機能型携帯電話機の一種で、内蔵のカメラ３１で撮影した画像をディスプレイ３２の画面に表示できる。またスマートフォン３ａは、画像信号を含むデータ通信用のデータを無線機１ａとの間で相互に送受信できる機能を備えている。

【0044】

一方、車載型の無線機１ｂは短距離無線通信の一種であるBluetooth（登録商標）４ｂによってスマートフォン３ｂに接続されている。無線機１ｂおよびスマートフォン３ｂには、Bluetooth（登録商標）の規格に準拠した通信モジュールがそれぞれ搭載されており、相互に無線でデータを送受信できる。

【0045】

図４に示した無線通信システムを用いれば、データ通信を利用して、スマートフォン３ａのカメラ３１で撮影した画像を、無線機１ａおよび１ｂを介してスマートフォン３ｂに送信し、ディスプレイ３２に画像を表示することができる。従って、無線機１ａおよび１ｂを介して送られた画像を見ながら、音声通信による会話を楽しむことができる。

【0046】

図４に示す音声通信システムにおける操作の手順を説明する。ユーザは交信に先立ち、無線機１ａの操作部２６を操作して、交信に必要な情報、例えば送信元（自局）コールサインやレピータ局のコールサインを、不揮発性メモリ２５（図１参照）に格納しておく。

【0047】

交信の際、ユーザは無線機１ａの操作部２６を操作し、送信先の無線機１ｂに予め割り当てられたコールサインおよび送り先レピータのコールサインを指定して、呼び出し先の無線局を指示する。

【0048】

操作部２６から入力された情報は、コントローラ２１によって送信部１５に通知され、コントローラ２１の指示に従って送信部１５でパケットが生成される。図２に示したように、パケットＰａのヘッダ部Ｐｈには、送り先レピータのコールサインｈ３、送り元レピータのコールサインｈ４、送信先（相手局）のコールサインｈ５、および送信元（自局）のコールサインｈ６の各情報が含まれる。

【0049】

一方、スマートフォン３ａのカメラ３１で撮影された画像信号は、ＵＳＢケーブル４ａを介して無線機１ａに転送される。無線機１ａの端子２０に入力された画像信号はインターフェース部１９を介して送信部１５に送信され、図３で説明した手順に従ってパケットＰａのデータフレームｄ２に挿入される。

【0050】

送信部１５で生成され高周波信号に変換されたパケットＰａは、送受切替部１６およびアンテナ１７を介して送信される。無線機１ａから送信された無線信号は、指定されたレピータ局（図示せず）によって中継され、無線機１ｂに到達する。

【0051】

無線機１ｂで受信した無線信号は、アンテナ１７および送受切替部１６を介して受信部１８に供給され、受信部１８で復調されてパケットＰａが再生される。更に、受信部１８で再生されたパケットＰａからヘッダ部Ｐｈが取り除かれ、データ部Ｐｄの内容に応じて音声コーデック１４またはインターフェース部１９に供給される。

【0052】

音声コーデック１４に供給された音声データは復号化され、さらにアナログの音声信号に変換されてＡＦ増幅器１３に供給される。ＡＦ増幅器１３で増幅された音声信号はスピーカ１２から出力され、送信元のユーザの声が再生される。

【0053】

一方、図３に示すパケットを復調することによって得られた画像信号は、インターフェース部１９に供給され、Bluetooth（登録商標）の通信モジュール（図示せず）を介してスマートフォン３ｂに送信され、ディスプレイ３２に表示される。

【0054】

更に、受信部１８で再生されたパケットＰａはコントローラ２１に供給される。コントローラ２１のＣＰＵ２２は、ＥＣＣ（Error Check Code）チェックなどにより、受信したパケットＰａが有効なパケットであるか否かを判別する。ＣＰＵ２２は、有効と判別されたパケットＰａのヘッダ部ＰｈのデータをＲＡＭ２４に格納すると共に、ヘッダ部Ｐｈの情報を解析する。ＣＰＵ２２は、解析結果に基づいて、受信したパケットＰａの送信先コールサインや送信元コールサインを表示部２８に表示する。

【0055】

＜データ通信の通信速度を速める処理＞
前述したように、本発明にかかる無線機では、音声通信用のデータとデータ通信用のデータを同時に送信することができるが、音声通信用のデータを送信することが優先されることから、データ通信用として送信できるデータ量は音声通信用のデータ量に比較して少ない。

【0056】

従って、例えば、３２０×２４０の画素数の写真の画像データを送るのに３分程度かかるため、一方の無線機１ａに接続されたスマートフォン３ａのカメラ３１で撮影した画像を、他方の無線機１ｂに接続されたスマートフォン３ｂのディスプレイ３２に表示しながら会話を楽しもうとしても、一回の通話中に画像信号のデータが届かない。このため、データ通信の機能を十分生かしきれない。

【0057】

そこで本発明では、ＰＴＴスイッチ２７をオフにした後、一定の期間、パケットＰａの音声フレームｄ１に画像信号のデータを挿入して送信を行なうことにより、データ通信の通信速度を速めている。

【0058】

以下、図５のフローチャートおよび図６のタイムチャートを参照して、データ通信の通信速度を速める処理について説明する。

【0059】

図５に、パケットＰａの送信を開始してから停止するまでの送信部１５での処理の流れを示す。また図６に、同期間にコントローラ２１から送信部１５に送信される信号およびパケットＰａによって送信されるデータの種類を示す。

【0060】

図６のうち（ａ）は、コントローラ２１から送信部１５に送信される各種コマンドを示したもの、（ｂ）は、コマンドに従ってパケットに挿入されるデータの種類を示したものである。なお、図では、送信部１５でコマンドを受信したときとパケットの生成を開始したときが一致しているが、実際には、パケットを生成するまでに若干の時間差がある。

【0061】

ユーザが音声信号を送信するためＰＴＴスイッチ２７をオンにすると、コントローラ２１がそれを検知し、図６（ａ）に示すように、時刻Ｔ１においてコントローラ２１から送信部１５に送信の開始を指示するコマンドが送信され、そのコマンドを受信した送信部１５は（ステップＳ１でＹｅｓ）、パケットＰａの生成を開始する（ステップＳ２）。

【0062】

具体的には、図６（ｂ）に示すように、音声フレームｄ１に音声信号のデータが挿入され、データフレームｄ２にデータ通信用のデータが挿入されたパケットＰａを生成する。生成されたパケットＰａは送信部１５で高周波信号に変換され、アンテナ１７から無線信号として送信される。

【0063】

次に、通話が終了し、ユーザがＰＴＴスイッチ２７をオフにすると、コントローラ２１がそれを検知し、図６（ｂ）に示すように、時刻Ｔ２においてパケットの形態の変更を指示するコマンドを送信部１５に送信する。

【0064】

コントローラ２１からパケットの形態変更コマンドを受信した送信部１５は（ステップＳ３においてＹｅｓ）、音声信号データとデータ通信用データの切れ目まで待って、音声フレームｄ１およびデータフレームｄ２のそれぞれにデータ通信用のデータを挿入する（ステップＳ４）。図６（ｂ）の右半分に、音声フレームｄ１およびデータフレームｄ２の全てにデータ通信用データが挿入されたパケットＰａを示す。

【0065】

図３を用いて説明したように、音声通信とデータ通信を同時に行なう場合、データ通信用データは５バイト毎に分割され、ミニヘッダｄ５と共に２つのデータフレームｄ２に挿入される。

【0066】

一方、データ通信だけを行なう場合、データ通信用データは２０バイト毎に分割され、これにミニヘッダｄ５等が付加されてブロックを構成した後、このブロックのデータが隣接する２つの音声フレームと２つのデータフレームに分割して挿入される。

【0067】

具体的には、ブロックは、２０バイトのデータ通信用のデータ、１バイトのミニヘッダ、異音軽減のために各音声フレームに挿入される２バイトの固有のデータおよびパケットロスの誤検出を防ぐためにデータフレームに挿入される１バイトのデータ、合計２４バイトのデータで構成され、これらのデータが、隣接する２つの音声フレームｄ１（９バイト×２）と２つのデータフレームｄ２（３バイト×２）に分割して挿入される。

【0068】

コントローラ２１は、時刻Ｔ２から一定時間τだけ経過した時刻Ｔ３において、送信の停止を指示するコマンドを、送信部１５に送信する。送信部１５は、送信停止コマンドを受信した時点で（ステップＳ５においてＹｅｓ）、パケットＰａに終話フレームｄ３を挿入してパケットＰａの生成と送信を停止する（ステップＳ６）。その後、無線機１は、他の無線機からの無線信号を受信できる状態に変わる。

【0069】

図６（ｂ）に示すように、送信部１５が送信開始コマンドを受信した時刻Ｔ１から形態変更コマンドを受信した時刻Ｔ２までは、音声フレームｄ１には音声信号のデータが挿入され、その後、一定期間τが経過する時刻Ｔ３まで、音声フレームｄ１には画像信号、すなわちデータ通信用のデータが挿入され、最後に終話フレームｄ３が挿入される。このため、１つのパケットで送信できるデータ通信のデータ量が増加し、結果として、データ通信の通信速度を速めることができる。

【0070】

パケットＰａの音声フレームｄ１に音声信号のデータが挿入された場合とデータ通信用のデータが挿入された場合とを比較すると、後者におけるデータ通信の通信速度は、前者のそれに比べて約３．５倍となるため、一回の通話中に送信できるデータ通信用データのデータ量を大幅に増やすことができる。

【0071】

次に、図５に示した手順で作成され、無線機（自局）から送信された無線信号を受信した無線機（相手局）におけるデータ再生方法について説明する。コントローラ２１は、図７に示す流れに従ってパケットＰａの処理を行う。

【0072】

コントローラ２１は、受信部１８で無線信号から再生されたパケットＰａのデータのうち、データフレームｄ２のデータを内蔵のレジスタ（図示せず）に取り込み（ステップＳ１１）、ミニヘッダの情報を解析して、音声フレームにデータ通信用のデータが挿入されているか否かを確認する（ステップＳ１２）。

【0073】

図６（ａ）に示すように、パケットＰａのうち時刻Ｔ２までに送信された音声フレームｄ１には、音声信号が挿入されている。コントローラ２１は、音声フレームｄ１に音声信号のデータが挿入されていることを確認すると（ステップＳ１３でＮｏ）、受信部１８に対して、音声フレームｄ１に含まれるデータ（本実施の形態では９バイト）の取り出しを指示する（ステップＳ１４）。

【0074】

受信部１８から取り出され、かつつなぎ合わされた音声信号のデータは、コントローラ２１の指示に従って、音声コーデック１４で復号化およびＤ／Ａ変換されてアナログ音声信号に再生され（ステップＳ１５）、スピーカ１２から音声として出力される。

【0075】

コントローラ２１は、ステップＳ１４、１５の処理と並行して、データフレームｄ２から取り出し、レジスタに格納したデータをつなぎ合わせてデータ通信用のデータを再生する（ステップＳ１６）。再生されたデータ通信用のデータはインターフェース部１９に出力される。

【0076】

続いてコントローラ２１は、前述のステップＳ１６の処理、すなわちインターフェース部１９に対して、再生されたデータ通信用のデータを外部機器に転送するよう指示し（ステップＳ１７）、インターフェース部１９は、指示に従って再生されたデータ通信用のデータを外部機器に出力する。

【0077】

一方、パケットＰａのうち時刻Ｔ２以降に送信された音声フレームｄ１には、データ通信用のデータが挿入されている。コントローラ２１は、音声フレームｄ１にデータ通信用のデータが挿入されていることを確認した場合（ステップＳ１３でＹｅｓ）、受信部１８に対して、音声フレームｄ１から異音軽減用のデータ（本実施の形態では１バイト）を除いたデータ通信用データ（同８バイト）の取り出しを指示する（ステップＳ１８）。

【0078】

次にコントローラ２１は、隣接する２つの音声フレームｄ１および２つのデータフレームｄ２から取り出されたデータを、前述のブロックを作成するときと逆の順序でつなぎ合わせてデータ通信用のデータを再生する（ステップＳ１９）。再生されたデータ通信用のデータはインターフェース部１９に出力される。

【0079】

続いてコントローラ２１は、前述のステップＳ１７の処理、すなわちインターフェース部１９に対して、再生されたデータ通信用のデータを外部機器（図示せず）に転送するよう指示し、インターフェース部１９は、指示に従って再生されたデータ通信用のデータを外部機器に出力する。

【0080】

上述の実施の形態において、延長時間τは１秒から１０秒とすることが好ましい。延長時間τが短すぎると、通信速度が従来とあまり変わらず、一方、延長時間τが長すぎると、その間、相手局からの音声信号を受信できなくなるため、円滑な会話に支障が生じることとなる。

【0081】

また、一定期間τが経過する前に、外部機器から送信されたデータ通信用のデータがなくなった場合には、コントローラ２１がそれを検知して、上述の送信停止コマンドが送信部１５に送信される。送信部１５は上述したのと同様の手順に従ってパケットの生成と送信を停止する。なお、コントローラ２１から形態変更コマンドが送信されるのは、ＰＴＴスイッチ２７をオフにしたときに送信すべきデータ通信用のデータが残っている場合であることは云うまでもない。

【0082】

また、上述の実施の形態では、無線機にスマートフォンを接続し、一対のスマートフォン間で画像信号を送受信する使用形態について説明したが、無線機に接続される外部機器はスマートフォンに限定されない。例えば、無線機にタブレット端末等の携帯型の情報機器を接続し、スマートフォンとタブレット端末等との間で画像信号やテキストデータを送受信するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0083】

１、１ａ、１ｂ 無線機
３ａ，３ｂ スマートフォン
４ａ ＵＳＢケーブル
４ｂ Bluetooth（登録商標）
１１ マイク
１２ スピーカ
１３ ＡＦ増幅器
１４ 音声コーデック
１５ 送信部
１６ 送受切替部
１７ アンテナ
１８ 受信部
１９ インターフェース部
２１ コントローラ
２５ 不揮発性メモリ
２６ 操作部
２７ ＰＴＴスイッチ
２８ 表示部
Ｐａ パケット
Ｐｈ ヘッド部
Ｐｄ データ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】