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JP3105763B2 - 多方向多重接続方式の無線通信システム - Google Patents

多方向多重接続方式の無線通信システム

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JP3105763B2
JP3105763B2 JP07156900A JP15690095A JP3105763B2 JP 3105763 B2 JP3105763 B2 JP 3105763B2 JP 07156900 A JP07156900 A JP 07156900A JP 15690095 A JP15690095 A JP 15690095A JP 3105763 B2 JP3105763 B2 JP 3105763B2
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tdma
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則義 曽根高
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は多方向多重無線アクセス
方式に係り、特に複数の遠隔地点の加入者に対して経済
的に通信サービスを提供する無線通信システムに関す
る。
【0002】
【従来の技術】交換機の設置場所から遠隔の地にある加
入者に対して経済的に交換サービスを提供する方式が種
々提案されている。特に、特開昭60−32451号公
報に開示されたシステムは、加入者が存在する遠隔地の
近くに集線装置を設けこの集線装置と交換機との間を多
重化された無線伝送路で接続するものであり、要求割当
多元接続(DAMA)運用を行うことで遠距離に散在す
る加入者に対して経済的な交換サービスを提供すること
ができる。
【0003】図10は、上記従来システムの概略的構成
を示すブロック図である。このシステムは、1つの親局
301と、この親局301とTDM/TDMA(時分割
多重/時分割多元接続)方式で通信を行う複数の子局3
02と、から構成される。親局301はデジタル接続変
換回路(DTI)401及び無線送受信機402からな
り、DTI401によって時分割交換機TDSWのデジ
タルハイウエイと無線伝送路との間の信号変換が行われ
る。
【0004】各子局302は複数の加入者端末を収容
し、時分割交換機TDSWによって遠隔制御される交換
機能を有する。送受信機403によって送受信される多
重デジタル信号は、多重変換回路404によって加入者
端末毎に設けられた符号化・復号化器(CODEC)の
デジタル信号と相互変換され、それぞれ加入者回路LC
を通して加入者端末に接続される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のシステムでは、各子局とそれに収容される多数の加
入者端末とが敷設通信線路を介して接続されているため
に、加入者端末の増減に柔軟に対応することができな
い。即ち、ある子局において加入者を追加しようとする
と、それに伴ってCODEC及び加入者回路の増設なら
びに通信線路の敷設が必要となり、設備費用が増大する
だけでなく、各加入者通信線路の保守運用も大きな負担
となる。
【0006】そこで、本発明の目的は、交換機から遠く
離れた加入者に対しても経済的な通信サービスを提供で
きる無線通信システムを提供することにある。
【0007】本発明の他の目的は、交換機から遠く離れ
た加入者の増減に柔軟に対応できる経済的な無線通信シ
ステムを提供することにある。
【0008】本発明の更に他の目的は、加入者の増減に
柔軟に対応でき経済的な回線割当サービスを提供できる
無線通信システムを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の無線通信システ
ムは、多方向多重無線接続方式の通信システムにおい
て、交換機と、前記交換機からのN本(Nは自然数)の
加入者信号線が接続された集中制御局と、第1無線伝送
路を通して前記集中制御局に収容された複数の基地局
と、第2無線伝送路を通して前記複数の基地局の各々に
収容された複数の加入者端末と、からなり、前記集中制
御局は、前記複数の加入者信号線を前記第1無線伝送路
に含まれるM回線に対応したM本(Mは自然数:M<
N)のデジタル線に集線する集線手段と、前記複数の加
入者信号線と前記第1無線伝送路に含まれるM回線との
使用状況を監視する監視手段と、前記使用状況に基づい
て前記複数の加入者信号線と前記第1無線伝送路との間
の回線を割り当て、前記回線割り当てに関する情報をT
DMA割当情報として前記複数の基地局に送信する回線
割当制御手段と、前記M回線の伝送信号を第1多元接続
方式に従って多重分離する多重分離手段とからなり、前
記複数の基地局の各々は、前記第1無線伝送路を通して
受信した下り伝送信号内の前記TDMA割当情報から当
該基地局宛の下り伝送信号を選択する選択手段と、前記
選択された下り伝送信号を第2多元接続方式に従って多
重化する第1多重化手段と、前記第2無線伝送路を通し
て少なくとも1つの加入者端末から受信した上り伝送信
号を前記第2多元接続方式に従って分離する分離手段
と、分離された前記上り伝送信号を前記第1無線伝送路
に含まれるM回線に前記第1多元接続方式に従って多重
化する第2多重化手段と、からなる、ことを特徴とす
る。
【0010】
【0011】
【0012】
【作用】第1制御局と複数の第2制御局とを接続する第
1無線伝送路、及び各第2制御局とそれに収容される複
数の加入者端末とを接続する第2無線伝送路の双方が多
元接続方式の無線伝送路で構成される。
【0013】また、第1無線伝送路の回線数Mを加入者
信号線の数Nより少なくし、複数の加入者信号線と第1
無線伝送路との回線使用状況に基づいて任意の加入者信
号線と第1無線伝送路との間の回線割当制御を行う。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。
【0015】図1は、本発明による多方向多重無線通信
システムの第1実施例を示すブロック構成図である。本
実施例によるシステムは、交換機1に直接接続された集
中制御局2と、集中制御局2に収容される複数の基地局
3(3a1〜3ap:pは自然数)と、各基地局に配属され
た複数の加入者端末と、から構成される。ただし、図1
では、図面の煩雑さを避けるために、基地局3a1及びそ
れに配属された加入者端末4a-1〜4a1-q(qは自然
数)と、基地局3ap及びそれに配属された加入者端末4
ap-1〜4ap-qとが記載されている。ここで、加入者端末
の数qは1つの基地局が収容されている加入者数を示し
ており、実際には、各基地局によって異なる。集中制御
局2はTDM/TDMA方式の無線伝送路103を介し
て複数の基地局3と接続され、各基地局は時分割多元接
続/時分割双方向伝送(TDMA/TDD)方式の無線
伝送路104を通して配下の加入者端末と接続されてい
る。
【0016】集中制御局2は、集線装置21、TDM/
TDMA多重分離装置22、送受信機23、アンテナ2
4、及び集中制御装置25からなる。集線装置21は交
換機1からのn本の加入者線100をm(m<n)本の
デジタル線路101に集束させる。n本の加入者線10
0が同時に発呼する確率は殆ど無いからである。多重分
離装置22はm本のデジタル線路101の信号を1つの
TDM/TDMA伝送路102に多重化し、逆にTDM
/TDMA多重化された伝送路102の信号をm本のデ
ジタル線路101に分離する。加入者線の総数nは加入
者端末の総数に相当し、デジタル線路101の総数mは
無線伝送路103のTDM/TDMA回線の総数と同じ
である。
【0017】送受信機23はQPSK等の周知の変復調
回路を含み、アンテナ24を通して時分割多重された信
号102を基地局3へ送信し、またアンテナ24を通し
て各基地局から時分割多重された信号を受信する。アン
テナ24としては、無指向性あるいは単一指向性のもの
を用いることができる。集中制御装置25は集線装置2
1の集線制御及び多重分離装置22のTDM/TDMA
制御を行う。
【0018】基地局3a1〜3apは、集中制御局2と無線
伝送路103を通して送受信を行うためのアンテナ3
1、送受信機32及びTDM/TDMA多重分離装置3
3と、配下の加入者端末と無線伝送路104を通して送
受信を行うためのTDMA/TDD多重分離装置34、
送受信機35及びアンテナ36と、制御装置37と、か
ら構成される。制御装置37は、多重分離装置33のT
DM/TDMA制御と多重分離装置34のTDMA/T
DD制御を行う。より詳しくは、TDM/TDMA多重
分離装置33は、集中制御局2から受信したTDM/T
DMA多重化信号から自局のスロットのみを分離し、逆
にTDMA/TDD多重分離装置34からの信号をTD
M/TDMA多重化する。また、TDMA/TDD多重
分離装置34は、加入者端末から受信したTDMA/T
DD多重化信号を分離してTDM/TDMA多重分離装
置33へ出力し、逆にTDM/TDMA多重分離装置3
3からの信号をTDMA/TDD多重化する。アンテナ
31及び36としては、無指向性あるいは単一指向性の
ものを用いることができる。
【0019】加入者端末4(4a-1〜4ap-q)は、図2
に示すように、アンテナ41、送受信回路42、TDM
A/TDD組立分解回路43、音声/データの符号化及
び復号化を行う符号化・復号化器(CODEC)44、
マイク45、及びスピーカ46からなる。TDMA/T
DD組立分解回路43は、所属する基地局から受信した
TDMA/TDDフレームを分解して自局宛の信号を選
択し、また送信音声/データからTDMA/TDDフレ
ームを組み立てる。アンテナ41としては、無指向性あ
るいは単一指向性のものを用いることができる。
【0020】なお、無線伝送路104のTDMA/TD
Dフレームとしては、財団法人電波システム開発センタ
ーから標準規格として発行されている第二世代コードレ
ス電話システムの仕様を採用してもよい。
【0021】図3は、本実施例の無線伝送路103で使
用されるTDM/TDMAフレームのフォーマット図で
ある。集中制御局2から基地局3へ送信される下り信号
(周波数fT1)の基本フレームは共通情報スロットと基
地局3a1〜3apにそれぞれ割り当てられる複数のスロッ
トからなる。共通情報スロットは更にフレーム先頭識別
情報とTDMA割当情報とから構成される。各基地局か
ら集中制御局2へ送信される上り信号(周波数fR1
は、各基地局に割り当てられたスロットを用いて送信さ
れる。
【0022】図4は、図3における各基地局に割り当て
られたスロットのより詳細なフォーマット図である。各
基地局に割り当てられたスロットは、基地局識別情報I
B、加入者端末4の識別番号ID1、交換機1を通して
接続された相手側の加入者端末識別番号ID2、及び通
信内容であるデータから構成される。
【0023】従って、集中制御局2は、共通情報スロッ
トのTDMA割当情報と各基地局に割り当てられたスロ
ットの各識別情報とを含む基本フレームによってTDM
A回線の割当情報を各基地局へ送信する。
【0024】次に、このような構成を有する本実施例の
回線割当制御及び音声/データ通信動作について詳細に
説明する。
【0025】(回線割当制御)上述したように、交換機
1からのn本の加入者線100は集線装置21によって
m本に集線されるが、その際、回線割当制御が必要とな
る。
【0026】先ず、交換機1から加入者端末4への下り
回線割当において、ある加入者線に呼が発生すると、接
続すべき基地局(以下、3a1とする。)及び宛先となる
加入者端末(以下、4a1-1とする。)が特定される。集
中制御装置25は、m本のデジタル線路101内に空き
回線があるか否かを調べ、空き回線があれば発呼があっ
た加入者線をその集線回線に割り当てる。デジタル線路
101の本数mは無線伝送路103のTDM/TDMA
回線数と同一であるから、集中制御装置25はTDMA
多重分離装置22へTDMAスロットの割当情報のみを
出力することで下りTDMA回線の割当を行うことがで
きる。このTDMA割当情報(図3に示す下りフォーマ
ット参照)が無線伝送路103を通して基地局3へ送信
される。
【0027】TDMA割当情報を受信した各基地局で
は、制御装置37が自局の配下にある加入者番号を確認
し、該当する加入者端末4a1-1を有する基地局3a1がT
DMA/TDDフレームに割り当てられたスロットを通
して加入者端末4a1-1へ呼発生情報を送信する(周波数
T11)。より詳しくは、TDM/TDMA多重分離装
置33が自局に割り当てられたスロットを選択し、そこ
に含まれる加入者ID等の情報をTDMA/TDD多重
分離装置34がTDMA/TDDフォーマットへ変換
し、無線伝送路104の予め割り当てられたスロットを
通して配下の加入者端末4a1-1へ送信する。
【0028】逆に、加入者端末から交換機1への上り回
線割当では、例えば加入者端末4a1-1から発呼があった
とすると、その加入者端末4a1-1が所属する基地局3a1
へ発呼情報が送信される(周波数fR11)。即ち、無線
伝送路104のTDMA/TDDフレームの所定スロッ
トを通して加入者端末4a1-1から基地局3a1へ接続要求
が送信される。基地局3a1では、TDMA/TDD多重
分離装置34及びTDM/TDMA多重分離装置33に
よって発呼情報がTDMA/TDDフォーマットからT
DM/TDMAフォーマットへ変換され、無線伝送路1
03の所定TDM/TDMAスロットを通して集中制御
局2へ送信される(図3の上りフォーマット参照)。
【0029】集中制御局2において、集中制御装置25
は、TDM/TDMA多重分離装置22を通してTDM
/TDMA回線側の回線使用状況を監視し、集線装置2
1を通して交換機1の加入者線100の使用状況を監視
する。そして、TDM/TDMA回線及び加入者線の双
方の回線割当条件が満たされた時のみ、集線装置21と
TDM/TDMA多重分離装置22とに回線を割り当
て、加入者端末4a1-1からの接続要求を交換機1へ送出
する。
【0030】このような手順によって交換機1と加入者
端末4a1-1〜4ap-qとの間に上り及び/又は下り回線が
それぞれ割り当てられ、電話の場合には周知のシーケン
スに従って通話路が確立される。
【0031】(交換機1から加入者端末4への下り伝
送)各加入者端末に下り回線が割り当てられている場
合、音声/データ信号は交換機1から加入者線100を
通して集中制御局2の集線装置21に入力し、m本のデ
ジタル線路101に集線される。更に、TDM/TDM
A多重分離装置22はm本の音声/データ信号を割当情
報と共に1本のデジタル線路102上に時分割多重し、
時分割多重化された信号は送受信機23から無線伝送路
103を通して各基地局へ送信される(周波数fT1)。
【0032】集中制御局2から無線伝送路103を通し
て時分割多重化信号を受信すると、各基地局はTDM/
TDMA多重分離装置33によって自局に割り当てられ
たスロットのみを選択する。その選択されたスロットの
宛先情報に従ってTDMA/TDD多重分離装置34は
TDMA/TDDフォーマットの所定スロットに音声/
データ信号を割り当て、無線伝送路104を通して宛先
の加入者端末へ送信する(周波数fT11)。
【0033】(加入者端末4から交換機1への上り伝
送)各加入者端末から交換機1への上り回線が割り当て
られている場合、各基地局は、配下の各加入者端末から
無線伝送路104のTDMA/TDD割当スロットを通
して音声/データ信号を受信する(周波数fR11)。こ
れらTDMA信号はTDMA/TDD多重分離装置34
によって各加入者端末毎に分離され、更にTDM/TD
MA多重分離装置33によって1本のデジタル線路上に
TDM/TDMAフォーマットに従って時分割多重され
る。こうして時分割多重化された加入者端末からの音声
/データ信号は、m回線からなる無線伝送路103を通
して各基地局から集中制御局2へ送信される(周波数f
R1)。
【0034】各基地局から受信した時分割多重化信号
は、集中制御局2のTDM/TDMA多重分離装置22
によってm本のデジタル線路101に分離され、更に集
線装置21によって加入者端末4に対応するn本の加入
者線100へ分離されて交換機1へ送信される。
【0035】図5は、本発明による通信システムの第2
実施例を示す概略的構成図である。本実施例では、集中
制御局2と基地局3a1〜3apとの間がL(自然数:L>
1)個の周波数帯からなるTDM/TDMA多重された
無線伝送路201によって接続される。即ち、無線伝送
路201はL個の下りチャネル周波数fT1〜fTLとL個
の上りチャネル周波数fR1〜fRLからなる。このような
無線伝送路201は、図示されていないが、集中制御局
2のTDM/TDMA多重分離装置22がm本のデジタ
ル信号をL(L<m)本のデジタル線路上にTDM/T
DMA時分割多重することにより実現することができ
る。このように構成することで、より多くの基地局を集
中制御局2に収容することができる。
【0036】図6は、本発明による通信システムの第3
実施例を示す概略的構成図である。本実施例では、集中
制御局2と基地局3a1〜3apとの間がTDMA/TDD
多重された無線伝送路202によって接続される。この
ような無線伝送路202は、図示されていないが、集中
制御局2のTDM/TDMA多重分離装置22の代わり
にTDMA/TDD多重分離装置を用いることにより実
現することができる。本実施例は、各基地局で管理され
る配下の加入者端末数が少ない場合あるいは発生する呼
の数が少ない場合に有効である。
【0037】図7は、本発明による通信システムの第4
実施例を示す概略的構成図である。本実施例では、基地
局3a1〜3apとそれぞれの基地局に属する加入者端末と
の間がL個の周波数帯からなるTDMA/TDD多重さ
れた無線伝送路203によって接続される。即ち、無線
伝送路203はL個の下りチャネル周波数fT11〜fT1L
とL個の上りチャネル周波数fR11〜fR1Lからなる。こ
のような無線伝送路203を実現するには、図示されて
いないが、各基地局のTDMA/TDD多重分離装置3
4がL本のデジタル線路上にTDMA/TDD多重化す
るものであればよい。本実施例は、各基地局に属する加
入者端末が高密度に密集している場合、あるいは同時発
生する呼の数が多い場合に有効である。
【0038】図8は、本発明による通信システムの第5
実施例を示す概略的構成図である。本実施例では、基地
局3a1〜3apとそれぞれの基地局に属する加入者端末と
の間がTDM/TDMA多重された無線伝送路204に
よって接続される。このような無線伝送路204は、図
示されていないが、各基地局のTDMA/TDD多重分
離装置34の代わりにTDM/TDMA多重分離装置を
用いることにより実現することができる。本実施例は、
加入者端末が比較的高密度に密集しているが第4実施例
よりも低密度である場合、あるいは同時発生呼の数が多
いが第4実施例よりも少ない場合に有効である。
【0039】図9は、本発明による通信システムの第6
実施例を示す概略的構成図である。本実施例では、基地
局3a1〜3apとそれぞれの基地局に属する加入者端末と
の間がL個の周波数帯からなるTDM/TDMA多重さ
れた無線伝送路205によって接続される。即ち、無線
伝送路205はL個の下りチャネル周波数fT11〜fT1L
とL個の上りチャネル周波数fR11〜fR1Lからなる。こ
のような無線伝送路205を実現するには、図示されて
いないが、各基地局のTDMA/TDD多重分離装置3
4の代わりにTDM/TDMA多重分離装置を使用し、
L本のデジタル線路上にTDM/TDMA多重化するも
のであればよい。本実施例は、各基地局に属する加入者
端末が高密度に密集している場合あるいは同時発生する
呼の数が多い場合に有効である。
【0040】なお、上記各実施例では、集中制御装置2
に接続された加入者線100が加入者端末4a1-1〜4
ap-qに1対1で対応している場合を例示したが、勿論こ
れに限定されるものではなく、既に集線多重された線路
であってもよく、また他のネットワークと接続された線
路であってもよいことは明らかである。
【0041】また、上記各実施例における加入者端末と
しては、各家庭に据え付けられた電話機のような固定置
きの通信機器、携帯電話のような移動端末、あるいはパ
ーソナルコンピュータに組み込まれたデータ通信端末な
どがある。
【0042】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る無線通信システムは、集中制御局と複数の基地局とを
接続する第1無線伝送路、及び各基地局とそれに収容さ
れる複数の加入者端末とを接続する第2無線伝送路の双
方を多元接続方式としたことで、加入者が交換機から遠
く離れて散在する場合でも無線伝送路を通して容易に回
線接続サービスを提供でき、且つ加入者の増減に対して
容易に対処できる経済的な通信システムを実現できる。
【0043】また、第1無線伝送路の回線数Mを加入者
線の数Nより小さくし、複数の加入者線と第1無線伝送
路に含まれる回線との使用状況に基づいて任意の加入者
線と第1無線伝送路との間の回線割当制御を行うこと
で、無線伝送路を効率的に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による多方向多重無線通信システムの第
1実施例を示すブロック構成図である。
【図2】本実施例における加入者端末の内部構成を示す
概略的ブロック図である。
【図3】本実施例の無線伝送路103で使用されるTD
M/TDMAフレームのフォーマット図である。
【図4】図3における各基地局に割り当てられたスロッ
トのより詳細なフォーマット図である。
【図5】本発明による通信システムの第2実施例を示す
概略的構成図である。
【図6】本発明による通信システムの第3実施例を示す
概略的構成図である。
【図7】本発明による通信システムの第4実施例を示す
概略的構成図である。
【図8】本発明による通信システムの第5実施例を示す
概略的構成図である。
【図9】本発明による通信システムの第6実施例を示す
概略的構成図である。
【図10】従来の無線通信システムの構成を示す概略的
ブロック図である。
【符号の説明】
1 交換機 2 集中制御局 3(3a1〜3ap) 基地局 4(4a1-1〜4ap-1) 加入者端末 21 集線装置 22 TDM/TDMA多重分離装置 23 送受信機 24 アンテナ 25 集中制御装置 31 アンテナ 32 送受信機 33 TDM/TDMA多重分離装置 34 TDMA/TDD多重分離装置 35 送受信機 36 アンテナ 37 制御装置 41 アンテナ 42 送受信機 43 TDMA/TDD組立分解回路 44 符号化・復号化回路 45 マイク 46 スピーカ 100 加入者線 101 デジタル線路 102 多重化線路 103 TDM/TDMA無線伝送路 104 TDMA/TDD無線伝送路 201〜205 無線伝送路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04J 3/00 - 3/26 H04L 5/22 - 5/26

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多方向多重無線接続方式の通信システム
    において、 交換機と、 前記交換機からのN本(Nは自然数)の加入者信号数が
    接続された集中制御局と、 第1無線伝送路を通して前記集中制御局に収容された複
    数の基地局と、 第2の無線伝送路を通して前記複数の基地局の各々に収
    容された複数の加入者端末と、 からなり、 前記集中制御局は、 前記複数の加入者信号線を前記第1無線伝送路に含まれ
    るM回線に対応したM本(Mは自然数:M<N)のデジ
    タル線に集線する集線手段と、 前記複数の加入者信号線と前記第1無線伝送路に含まれ
    るM回線との使用状況を監視する監視手段と、 前記使用状況に基づいて前記複数の加入者信号線と前記
    第1無線伝送路との間の回線を割り当て、前記回線割当
    てに関する情報をTDMA割当情報として前記複数の基
    地局に送信する回線割当制御手段と、 前記M回線の伝送信号を第1多元接続方式に従って多重
    分離する多重分離手段とからなり、 前記複数の基地局の各々は、 前記第1無線伝送路を通して受信した下り伝送信号内の
    前記TDMA割当情報から当該基地局宛の下り伝送信号
    を選択する選択手段と、 前記選択された下り伝送信号を第2多元接続方式に従っ
    て多重化する第1多重化手段と、 前記第2無線伝送路を通して少なくとも1つの加入者端
    末から受信した上り伝送信号を前記第2多元接続方式に
    従って分離する分離手段と、 分離された前記上り伝送信号を前記第1無線伝送路に含
    まれるM回線に前記第1多元接続方式に従って多重化す
    る第2多重化手段と、からなる、 ことを特徴とする無線通信システム。
  2. 【請求項2】 前記第1多元接続方式は時分割多重/時
    分割多元接続(TDM/TDMA)方式であり、前記第
    2多元接続方式は、時分割多元接続/時分割双方向伝送
    (TDMA/TDD)方式であることを特徴とする請求
    項1に記載の無線通信システム。
  3. 【請求項3】 前記第1多元接続方式及び前記第2多元
    接続方式は、TDMA/TDD方式であることを特徴と
    する請求項1に記載の無線通信システム。
  4. 【請求項4】 前記第1多元接続方式及び前記第2多元
    接続方式は、TDM/TDMA方式であることを特徴と
    する請求項1に記載の無線通信システム。
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