JP3552679B2 - Wireless communication device - Google Patents

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Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、音声、デ−タ、画像等の情報の交換接続を行なう電話交換システムに係り、特に、電話機、デ−タ端末装置のような通信端末装置と、交換装置の間の伝送路を無線化することを可能にし、あるいは低品質のケーブルで高品質の伝送を行うことを可能にし、あるいは同一ケーブルに複数の端末を連接して接続し、なおかつ、個別の同時通信を行うことを可能にする、スペクトラム拡散変調を用いた交換システム。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤレス電話システムに例をとれば、自動車電話やワイヤレス電話機が実用化されている。前者においては、無線部分における情報の変調方式として、位相変調や周波数変調が採用されている。例えば、科学新聞社発行の「新版・移動通信方式」（１９７９年５月１０日発行）（以下「参考文献１」という）第２３９項〜第２６０項にその概要が見られる。後者は、一般的には、電話局から加入者宅内まではケ−ブルが引かれており、加入者宅内におけるワイヤレス化であり、周波数変調が多く用いられている。（参考文献１、第２９４項〜第３０１項） また、比較的本発明が対象とする使用環境に近い試験的なシステムも試みられてきたが、位相変調方式を採用しており、交換機もクロスバ方式であるため、秘話性、耐雑音性、耐妨害性の問題は解決されていない。（参考文献１、第２９１項〜第２９４項）なお、ディジタル交換方式を採用した移動無線方式としては、例えば、特開昭５９−５８９２７号公報等が挙げられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、交換装置と通信端末装置間の無線伝送路は、アナログ方式を用いているため、秘話性、耐雑音性、耐妨害性に問題があり、また、ディジタル交換方式を採用している電話交換システムに対する適合性もあまり良いものではなかった。本発明の課題は、上述のようなアナログ無線方式を用いたシステムの問題点を解消すべく、改良された交換システムを提供することに有り、より具体的には、電話通信端末装置と交換装置の間のワイヤレス化を可能にし、秘話性と耐雑音性を向上させ、かつ、ディジタル交換方式を採用している電話交換システムに対する適合性を向上させた装置を提供することにある。また、交換装置においては、無線端末の数によるのではなく、トラヒックに応じた端末インタフェースを備えておけば、そのインタフェースを適当に制御する構成とすることで、経済的な構成で多数の端末装置の交換動作が可能となる装置を提供することにある。さらに、端末装置と通信する相手を接続交換する場合に接続経路等に制約が生じない柔軟なシステム構成がとれて、交換接続やシステムの設置および設定変更等の工事が容易な装置を簡単な構成で提供することにある。
【０００４】
そして、端末装置が移動され様々な場所で使用されるても、上述の問題点が解消され前述までの課題を満足させることのできる、使い勝手の良い分散型の装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の無線通信装置は、複数の端末装置と無線回線を介して情報の送受信を行う無線通信装置であって、スペクトラム拡散変調用の拡散符号を発生する拡散符号発生器と、前記拡散符号発生器が発生した前記拡散符号に基づいて入力された信号をスペクトラム拡散変調するスペクトラム拡散変調器と、前記複数の端末装置に共通の同期捕捉用の拡散符号を発生するように前記拡散符号発生器を制御すると共に、前記端末装置と通信する前記情報の拡散に用いる拡散符号であって前記同期補足用の拡散符号とは異なる通信用の拡散符号を発生するように前記拡散符号発生器を制御する手段と、前記同期補足用の拡散符号に基づいて入力された信号並びに前記通信用の拡散符号に基づいて入力された信号をスペクトラム拡散変調するように前記スペクトラム拡散変調器を制御する手段とを有する制御装置と、
前記スペクトラム拡散変調器によって前記同期補足用の拡散符号に基づいてスペクトラム拡散変調された信号と前記通信用の拡散符号に基づいてスペクトラム拡散変調された信号とを前記端末装置に送信する送信機と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
【実施例】
１．本発明の概要
本発明は、通信端末装置と、時分割多重化交換装置の間の情報伝送に、スペクトラム拡散変復調技術を導入し、スペクトラム拡散変復調装置を、交換装置の中央制御装置によって制御せしめることによって、経済的な交換システム、特にワイヤレス交換システムを実現せんとするものである。オフィス内の端末装置と交換装置間の接続をワイヤレス化する場合には、端末装置は使用状態では静止していると考えて良く、移動無線等における通信中に端末装置が動くことにより生ずる問題は考えない。また端末装置と交換装置側のアンテナ間の距離も、アンテナを部屋毎に設置したり、漏洩同軸ケ−ブルを天井等に布設する等の方法によって、ほぼ均等にすることが可能であり、端末装置側でアンテナとの距離差を補償するための送信電力の制御をすることなく、スペクトラム拡散通信が可能になる。さらに、一つのアンテナから送信する電波の到達範囲も、同一室内とか、同一フロア内といった、比較的狭い範囲に限定し得るので、微弱電波が使用可能であり、電波の有効利用が可能である。スペクトラム拡散変復調のための擬似雑音符号も、オフィスを対象に考えれば、同一システム内の端末装置数はあまり多くなく、一方、信号解読の難易性についても、軍事通信における様な高度の秘密性は要求されないと考えられるので、比較的簡単な符号を用いることができる。即ちスペクトラム拡散変復調器を簡単なものになし得る。
【０００７】
この様な前提に立ち、本発明は、端末装置、交換装置にそれぞれスペクトラム拡散変復調器、擬似雑音符号発生器、アンテナなどを含む送受信機を設け、例えば各アンテナから送信される電波の到達範囲から決る一定地域内では、重複しない擬似雑音符号を少なくとも端末装置毎に個別に与える。
【０００８】
端末装置からの発信の場合は、端末装置は、自端末装置に与えられた擬似雑音符号でスペクトラム拡散変調した起呼信号を送出し、交換装置の復調器においてはこの信号を捕捉し、捕捉した擬似雑音符号あるいはこの符号によって伝送された情報を、交換装置の中央制御装置に転送し、中央制御装置は発呼端末装置を識別する。中央制御装置は当該発呼端末の擬似雑音符号を交換装置側のスペクトラム拡散変調器に設定し、発呼端末装置への下りチャネルを設定する。
【０００９】
端末装置への着信の場合には、交換装置内の中央制御装置には被呼番号が送られて来るので、この番号から被呼端末装置を識別し、対応する交換装置側のスペクトラム拡散変調器、復調器の擬似雑音符号を、被呼端末装置の符号に設定し、端末装置の制御信号をこのチャネルに乗せて送出することによって、被呼端末を呼出す。
【００１０】
発信の場合も着信の場合も、以上説明した方法によって端末装置、交換装置間のチャネル設定後は、例えば音声であれば８０００サンプル／秒の８ビット圧伸ＰＣＭ符号が、端末装置に与えられた擬似雑音符号でスペクトラム拡散して送受される。この様にして、秘話性が高く、耐妨害性の強い通信システムが実現できる。なおスペクトラム拡散には、直接シ−ケンス、周波数ホッピング等、いくつかの変調方法が考えられているが、本発明は変調方法に左右されることは無い。
【００１１】
図４は、ビルにおける通信システムの一例で、外部からのケ−ブル４００、例えば局線が入って来るフロアに主交換装置３００を置き、各フロアには子交換装置２００を設置し、主交換装置３００および各子交換装置２００は、ケ−ブル６００、例えば光ファイバケ−ブル、でノ−ド装置６１０を介して相互に接続されている。主交換装置３００および子交換装置２００は、アンテナ５００、例えば漏洩同軸ケ−ブル、に接続される。端末装置１００は音声・デ−タ複合端末装置で、アンテナを有し、前記アンテナ５００を介して交換装置２００または３００へ無線で接続されるものである。この通信システムにおいては、交換装置２００／３００と端末装置１００の間は無線化されているので、設置工事は、交換装置２００／３００の据付と、ノ−ド装置６１０との接続、外部ケ−ブル４００との接続、アンテナ５００の布設および接続で良く、交換装置２００／３００と端末装置１００間の配線は一切必要なくなる。さらにケ−ブル６００に光ファイバを採用し、時分割多重化すれば、大量のケ−ブルを引きまわす必要が無くなり、工事が非常に簡単になる。
【００１２】
図１および図２は、図４における主交換装置３００あるいは子交換装置２００の本発明に関連する部分の第１及び第２の実施例を示すものであり、図３は端末装置１００の一実施例を示す。以下、図１を用いて第１の実施例について詳細に説明する。
２．ａ 第１の実施例
この実施例は、図１に示す如く変復調装置２１０をトラヒックに応じ、同時通話／通信数だけ設ける方式で、変復調装置２１０は一回線分の情報しか扱わないので低速で動作する特徴がある。
【００１３】
図４における端末装置１００と交換装置２００または３００との間の情報は、インテグレィテイッド・サ−ビス・ディジタル・ネットワ−ク（ＩＳＤＮ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）として標準化されつつある、音声あるいはデ−タ用の６４ｋｂ／ｓのチャネルＢと、デ−タおよび信号用の１６ｋｂ／ｓのチャネルＤから成るものとする。図５は、交換装置内のハイウェイ上と、交換装置と端末装置間の伝送路上の上記チャネルＢおよびＤの関係を示したものである。図５（ａ）は音声中心の場合で、端末装置とはＢ＋Ｄの情報をやりとりする場合、図５（ｂ）はＩＳＤＮの標準になると考えられているＢ＋Ｂ＋Ｄの情報をやりとりする場合である。
【００１４】
図５（ａ）のフレ−ムとは、毎秒８０００サンプルの割合で音声がサンプリングされる、１サンプル分の時間で１２５ｕｓ相当する。このフレ−ム内にはｎ個のタイムスロットが時分割多重化されており、１つのタイムスロット、例えばＴＳ０は８ビットで構成されている。端末装置への伝送路へ送出する場合には、Ｄチャネルとしての２ビットを加え、時間的に伸長して、８０ｋｂ／ｓの速度で送出される。端末装置から送られてきた情報は、逆にＤチャネルの２ビットを取り去った上で、時間的に圧縮され、ハイウェイ上の指定されたタイムスロットに挿入される。また、図５（ｂ）は、前記Ｂ＋Ｂ＋Ｄの場合で、端末装置との信号速度は１４４ｋｂ／ｓになる。なお、図ではＢ＋ＢとしてタイムスロットＴＳ０とＴＳ１を割当ててあるが、必ずしも隣接するタイムスロットとは限らず、また異なるハイウェイの場合もあり得る。本実施例では、簡単のために図５（ａ）の場合で説明する。
【００１５】
先ず、通話／通信状態に無い場合、図１の交換装置２００／３００においては、中央制御装置２４０は信号受信分配装置２３０を介して変復調装置２１０を制御し、発呼検出に備える。即ち中央制御装置２４０は空き変復調装置２１０を指定し、仮にプリアンブル同期を採用しているとすれば当該変復調装置２１０の擬似雑音符号発生器（以下ＰＮ発生器と言う）２１３に発呼検出すべき端末装置１００に割当てられているプリアンブル符号と擬似雑音符号（以下ＰＮ符号と言う）を指定し、同期捕捉のためプリアンブル符号で拡散復調器２１２を駆動する様指示する。複数の端末装置の発呼検出に当たっては中央制御装置２４０は、変復調装置２１０の復調部が同期捕捉するに充分な時間をおいて、復調部を発呼の可能性のある端末装置１００のプリアンブル符号およびＰＮ符号で逐次切替えて駆動し、発呼検出してゆく。この場合、複数の変復調装置２１０を使い、同時に複数の発呼検出を行なうこともできる。
【００１６】
即ち、公知の交換装置においては、中央制御装置がラインインタフェ−ス回路を空間的にスキャンするのに対し、本発明のシステムの交換装置においては、中央制御装置２４０が変復調装置２１０を用い、拡散復調器２１２のプリアンブル符号およびＰＮ符号を逐次切替えてスキャンし、同期捕捉が行なわれた場合に発呼とみなすことになる。なお、同一端末装置に与えられたＰＮ符号が、上り（端末装置から交換装置への伝送）と、下り（交換装置から端末装置への伝送）で異なる場合には、前記拡散復調器２１２に設定されるＰＮ符号は上り用の符号になる。次に端末装置１００においても、通話／通信状態に無い場合には、図３における拡散復調器１１２のみが、ＰＮ発生器１１３によって発生された、自端末装置の下りプリアンブル符号で同期捕捉動作を行ない、受信準備している。
２．ａ．１ 発信動作
まず、端末装置の発信動作を図１、図３及び図６のフロ−チャ−トを用いて説明する。
【００１７】
図４の＃ｍ１端末装置１００において送受器を上げると（図６、６０１）、図３に示す制御装置１４０がこれを検出する（図示省略）。制御装置１４０はインタフェ−ス回路１５０を介してＰＮ発生器１１３に、上りプリアンブル符号を拡散変調器１１１へ供給するよう指示し、拡散変調器１１１からプリアンブル信号を送出する。自端末装置の上りプリアンブル符号でスペクトラム拡散変調されたプリアンブル信号が、送受信機１２０で所定の電力まで増幅され、アンテナ１３０から送出される（図６、６０２）。
【００１８】
アンテナ１３０から送出されたプリアンブル信号は、図１のアンテナ５００で受信され、送受信機２２０で増幅され、すべての変復調装置２１０の拡散復調器２１２に入力される。今、Ｎｏ．１変復調装置２１０の拡散復調器２１２が、中央制御装置２４０の発呼検出のための制御によって前記＃ｍ１発呼端末装置の上りプリアンブル符号にセットされているとすれば、同期回路２１４が作動し、同期捕捉する（図６、６１１）。
【００１９】
交換装置２００／３００では、Ｎｏ．１変復調装置２１０の同期回路２１４から、同期捕捉したと言う信号が、信号受信分配装置２３０を通して、中央制御装置２４０へ送られる。中央制御装置２４０はＮｏ．１変復調装置２１０の拡散復調器２１２が＃ｍ１端末装置の上りプリアンブル符号で同期捕捉したことを知り、＃ｍ１端末装置が発呼したことを識別する（図６、６１２）。
【００２０】
中央制御装置２４０は、Ｎｏ．１変復調装置２１０の拡散変調器２１１に対し、＃ｍ１端末装置１００の下りプリアンブル符号およびＰＮ符号をＰＮ符号発生器２１３にセットする（図６、６１３）。これによって拡散変調器２１１は下りプリアンブル信号を、送受信機２２０、アンテナ５００を通して送出する。
【００２１】
＃ｍ１発呼端末装置１００では、このプリアンブル信号をアンテナ１３０、送受信機１２０を通して拡散復調器１１２で受け、同期回路１１４の制御で同期捕捉する（図６、６０３）。これによって上り回線、下り回線共に同期捕捉したことを、＃ｍ１端末装置１００は確認できるので、上り回線のスペクトラム拡散符号をプリアンブル符号から通信用のＰＮ符号に切替え、以後、同期回路１１４は同期追跡を続ける。切替に先立って、端末装置１００は切替信号をプリアンブル信号に乗せて交換装置２００の拡散復調器２１２に送り、端末装置側の拡散変調器１１１と交換装置側の拡散復調器２１２は同期をとりながらＰＮ符号への切替を行なう（図６、６０４、および図６、６１５）。
【００２２】
交換装置２００では、拡散復調器２１２がプリアンブル符号から通信用のＰＮ符号に切替ったことによって、端末装置１００でも下りプリアンブル信号を同期捕捉したことを確認し、下りプリアンブル信号に切替指示信号を乗せて送り、上り回線と同じ手順で下り回線をプリアンブル符号から通信用のＰＮ符号に切替える（図６、６１６、および図６、６０５）。
【００２３】
以上の動作によって、端末装置１００と、交換装置２００の間の双方向の回線が設定されたので、交換装置２００においては発呼端末装置に対し発信音を送出し（図６、６１７）、ダイヤルの監視に入る。これ以降の交換装置の動作は、公知の交換装置の動作と同様に行なわれる。回線設定後の通信は、図５で説明した様に通話および高速デ−タはＢチャネルを用い、制御信号および低速デ−タはＤチャネルを用いて行なわれる。
【００２４】
発信音送出以降の動作を図１および図３を用いて簡単に説明する。
【００２５】
中央制御装置２４０は、Ｎｏ．１変復調装置２１０の拡散変調器２１１の拡散符号がプリアンブル符号からＰＮ符号に切替ったことをＰＮ発生器２１３から信号受信分配装置２３０を通して検知すると、発信音送出回路（図示省略）とＮｏ．１変復調装置２１０とを、例えば送信ハイウェイ２６１、スイッチングネットワ−ク２５０、受信ハイウェイ２６０を通し空きタイムスロットを選んで接続する。ここでスイッチングネットワ−ク２５０は、タイムスイッチ、空間スイッチ、あるいは両者を組み合わせたもののいずれであっても良い。
【００２６】
上記接続が行なわれた時、中央制御装置２４０は信号受信分配装置２３０を通して、Ｎｏ．１変復調装置２１０におけるバッファメモリ２１５内のタイムスロットメモリ２１５−２に選んだ受信ハイウェイ２６０上のタイムスロットを記憶させる。以後、当該タイムスロットにおいて、タイムスロットスイッチ２１５−１を閉じ、８ビットの符号化発信音をシフトレジスタ２１５−３において受信する。シフトレジスタ２１５−３に入った８ビットの情報は、直ちに、もう一つのシフトレジスタ２１５−４に転送され、シフトレジスタ２１５−３は次のフレ−ムの当該タイムスロットの信号の受信に備える。
【００２７】
シフトレジスタ２１５−４に転送された８ビット情報の後には、計２ビットのデ−タおよび制御ビットが、中央制御装置２４０の制御で付加され（図１のシフトレジスタ２１５−４のハッチング部分）、図５（ａ）に示すように８０ｋｂ／ｓの速度で拡散変調器２１１に送り込まれ、＃ｍ１端末装置に与えられた下りＰＮ符号でスペクトラム拡散変調され、送受信機２２０で増幅され、アンテナ５００から送信される。
【００２８】
＃ｍ１端末装置１００では、この信号を図３に示す如くアンテナ１３０で受信し、送受信機１２０で増巾し、拡散復調器１１２に入力する。
【００２９】
拡散復調器１１２では、自端末装置（＃ｍ１）の下りＰＮ符号で復調し、制御装置１４０の制御によってインタフェ−ス回路１５０を介し、Ｂチャネルの信号のみが取出され、ＰＣＭ復調器１６２に所定の速度に変換して送出される。ＰＣＭ復調器１６２では８０００サンプル／秒の割合で送られて来る８ビットコ−ドをアナログ信号に直し、所定の電力で受話器１６４を動作させ、発呼者に発信音を聞かせる。
【００３０】
発呼者がダイヤル１６５によって、接続先の番号をダイヤルすると、制御装置１４０がインタフェ−ス回路１５０を介してこれを検出し、インタフェ−ス回路１５０を介して拡散変調器１１１に対し、図５のＤチャネルの位置に所定のコ−ドで入力し、上りＰＮ符号で拡散変調した上で、送受信機１２０で増幅してアンテナ１３０から送信する。
【００３１】
交換装置側では、この無線信号は図１のアンテナ５００で受信され送受信機２２０で増幅された後拡散復調器２１２で復調され、信号はシフトレジスタ２１６−４に送り込まれる。制御信号は図中、ハッチング部分に入力されるので、この部分が信号受信分配装置２３０経由で、中央制御装置２４０に読み取られる。
【００３２】
所定のダイヤルを受け終ると、中央制御装置２４０は被呼端末装置を識別し、呼出し動作を行なった後発呼端末装置との間の空きチャネル、即ち発呼端末装置側の送信、受信両ハイウェイの空きタイムスロット、被呼端末装置側の送信、受信両ハイウェイ上の空きタイムスロットを選択し、信号受信分配装置２３０を通して、発呼、被呼端末装置２１０のタイムスロットメモリ２１５−２および２１６−２へ、選択したタイムスロット番号を書き込む。一方、スイッチングネットワ−ク２５０を制御して発呼側タイムスロットと被呼側タイムスロットを接続する。
２．ａ．２ 着信動作
次に、被呼端末装置の呼出動作を、図１、図３および図７のフロ−チャ−トによって説明する。
【００３３】
図１で、中央制御装置２４０がダイヤル（被呼番号）を受信すると（図７、７１１）、該番号がどの端末装置のものかを識別する。今、被呼端末装置が図４における＃ｍｉであるとすると、中央制御装置２４０は、被呼端末装置＃ｍｉを呼出可能な、空き変復調装置、例えば図１、Ｎｏ．ｎ変復調装置２１０を選択、捕捉する（図７、７１２）。
【００３４】
続いて中央制御装置２４０は、被呼端末装置＃ｍｉに割当てられた、上り、下りそれぞれのプリアンブルおよび通信用ＰＮ符号を、信号受信分配装置２３０を介して、Ｎｏ．ｎ変復調装置２１０のＰＮ発生器２１３にセットする（図７、７１３）。これによって拡散変調器２１１はプリアンブル信号の送出を始め（図７、７１４）、拡散復調器２１２は＃ｍｉ端末装置からの上りプリアンブル信号の受信に備える。プリアンブル信号は送受信機２２０、アンテナ５００を通して送信され、＃ｍｉ端末装置１００では、図３のアンテナ１３０で受信され、送受信機１２０を通して拡散復調器に入力される。発呼の場合に説明した様に、端末装置が空きの状態では、拡散復調器１１２は常に同期捕捉できる様、プリアンブル符号で動作しているので、プリアンブル信号が入力されると同期回路１１４の制御によって同期捕捉が行なわれる（図７、７０１）。
【００３５】
下りプリアンブル信号を同期捕捉すると、直ちに制御装置１４０の制御によって、上りプリアンブル信号を拡散変調器１１１から送受信機１２０、アンテナ１３０を通して送信する（図７、７０２）。この上りプリアンブル信号は、図１のアンテナ５００、送受信機２２０を通して拡散復調器２１２に入力される。
【００３６】
Ｎｏ．ｎ変復調装置２１０の拡散復調器２１２は、上述の如く、すでに＃ｍｉ端末装置からのプリアンブル信号を受信する様設定されているので、入力されたプリアンブル信号は直ちに同期捕捉される（図７、７１５）。
【００３７】
同期捕捉完了によって拡散変調器２１１は、＃ｍｉ端末装置１００と同期をとりながら、プリアンブル符号を通信用のＰＮ符号に切替える（図７、７１６）。端末装置１００でも、これに応動して拡散復調器１１２の符号を、プリアンブル符号から通信用のＰＮ符号に切替え（図７、７０３）、続いて拡散変調器１１１の拡散符号を、プリアンブル符号から通信用のＰＮ符号に切替える（図７、７０４）。
【００３８】
交換装置側では、Ｎｏ．ｎ変復調装置の拡散復調器２１２の拡散符号を、端末装置側と同期をとりつつプリアンブル符号から通信用のＰＮ符号に切替え（図７、７１７）、Ｎｏ．ｎ変復調装置２１０と＃ｍｉ端末装置１００間の、上り、下り両無線チャネルの設定が完了する。
【００３９】
以上説明した様に、プリアンブル信号による同期捕捉、通信用ＰＮ符号への切替を、コンペルド形式で行なわせているので、図７、７１７の符号切替によって、中央制御装置２４０は下り、上り両チャネルが設定完了したことを確認できる。
【００４０】
以後、中央制御装置２４０は通常の交換装置におけると同様、発呼者には呼出音を送出し、被呼者には呼出信号を送出するよう制御を行なう（図７、７１８）。なお呼出信号の送出に当っては、中央制御装置２４０の制御によって、呼出信号送出を制御する命令を図５におけるＤチャネルにのせて端末装置に伝送し、端末装置１００では、制御装置１４０がこれを受信してリンガ−１６６を駆動する。
【００４１】
以上説明した様に、発呼あるいは着信時に、空き変復調装置２１０を使って端末装置１００と交換装置２００の間に、スペクトラム拡散通信による無線チャネルを設定することによって、同時通話／通信数がｎのワイヤレス通信システムが実現できる。この方式では、交換装置側の設備は、同時通話／通信数がｎの範囲内においては、端末装置数に無関係になるので、比較的端末装置当たりの呼量が小さい適用領域では、経済的である。
【００４２】
また上記実施例では、図４における端末装置＃ｍ１と＃ｍｉが、当該フロアの子交換装置２００を通して通話する場合について説明したが、主交換装置３００を介して、例えば＃１と＃ｌ端末装置が通話／通信する場合も同じであり、また＃ｍ１端末装置と＃ｎｊ端末装置が、＃ｍおよび＃ｎ子交換装置を通して通話／通信する場合も、交換装置の交換動作が多少異なるだけであって、端末装置と交換装置内の変復調装置間の無線チャネルの設定、発呼検出、呼出等の、本発明に関する部分については同じである。従って、交換方式は、分散制御、集中制御あるいは時分割通話路の構成等によって何ら影響されることなく、本発明を適用可能である。
【００４３】
交換装置−端末装置間の信号の伝送方法も、実施例における図５（ａ）の形式に限定されるものでは無く、図５（ｂ）に示すＢ＋Ｂ＋Ｄでも良いし、全く異なる方式であっても何ら支障ない。更に実施例においては、電話の場合について、ダイヤル１６５で発信し、スピ−カからト−ンリンガ１６６で呼出し、送受話器１６３、１６４で通話する場合について説明したが、通話路設定後、端末装置１００内の拡散変復調装置１１１、１１２とＰＣＭ変復調器１６１、１６２の接続を、デ−タ端末装置１７０に切替えてデ−タ通信を行なうことも可能であるし、ダイヤル１６５の代りにデ−タ端末装置１７０内のキ−ボ−ドを使って相手番号／符号を入力して接続を行なうことも可能であることは言うまでも無い。
【００４４】
本実施例は、電話を対象に、１タイムスロット８ビット、８０００フレ−ム／秒の場合について説明したが、端末装置−交換装置間に、ディジタル無線チャネルが１チャネル設定されるので、交換装置がパケット交換装置であっても、画像信号を送っても何ら支障が無い。
２．ｂ 第２の実施例
第２の実施例は、図２に示す如く交換装置からスペクトラム拡散信号による同期信号を拡散同期信号発生回路２８０から送信し、交換装置と端末装置をスペクトラム拡散通信チャネルを通して相互に同期しながら動作せしめることにより、交換装置側のスペクトラム拡散変復調装置２１０の時分割多重化使用を可能にしたものである。
【００４５】
交換装置２００および３００は、第１の実施例と同様、毎秒、８０００のフレ−ムで構成され、ハイウェイ２６０−１〜２６０−ｒおよび２６１−１〜２６１−ｒ上では１フレ−ムはｎ個のタイムスロットから成るものとする。これらのフレ−ム、タイムスロット等は、図２の同期信号発生回路２７０から供給される同期信号によって、同期がとられている。
【００４６】
各端末装置１００には、個別に、スペクトラム拡散用のＰＮ符号、ＰＮＵ（上り用）およびＰＮＤ（下り用）が与えられる。端末装置Ｊ（図４では図示省略）に対するＰＮ符号をＰＮＵｊおよびＰＮＤｊと表わす。本実施例では、さらに、同一同期信号で動作する全端末装置に共通の、同期信号受信用のＰＮ符号ＰＮＣが設けられる。このＰＮＣはプリアンブル符号の役割も果たす。
【００４７】
交換装置、例えば２００が動作状態に入ると、図２の拡散同期信号発生回路２８０が同期信号発生回路２７０からの同期信号を受けて、端末装置同期信号を拡散符号ＰＮＣでスペクトラム拡散し、送受信機２２０、アンテナ５００を通して送信する。送信される拡散同期信号を図示したものが、図８である。
【００４８】
図８（ａ）は、交換装置から送信される拡散同期信号を時間軸上で示したもので、図の横軸の下側のＰＮＣは、横軸の上側の信号ＳＮＣ１〜ＳＮＣｎが拡散符号ＰＮＣで拡散変調されていることを示す。同期信号ＳＮＣ１〜ＳＮＣｎは、タイムスロットに対応しており、受信側ではこれを受信することにより、タイムスロット番号を識別できる。即ちフレ−ム同期信号にもなっている。
【００４９】
ここで、この同期信号はプリアンブル信号も兼ねているので、同期捕捉までの時間を短くするためには拡散符号ＰＮＣは簡単な符号であることと、同じ符号の繰り返しであることが要求されるので、拡散符号ＰＮＣの長さは、タイムスロット長あるいはその整数分の一であることが好ましい。
２．ｂ．１ 端末装置立上り動作
端末装置側では、電源が投入されると共に前記同期信号を受信して同期捕捉し、以後は交換装置２００／３００と同期した状態で着信の待期あるいは発信動作をする。この状態を図３、図８及び図９のフロ−チャ−トにより説明する。
【００５０】
図８において、端末装置Ｊの電源投入は、交換装置の動作とは無関係に行なわれるので、最初は同期がとれていない。
【００５１】
端末装置Ｊの電源が投入されると（図８（ｂ））、図３の制御装置１４０が起動され、制御装置１４０の制御によって動作を開始する（図９、９０１）。先ず、ＰＮ発生器１１３が拡散同期信号受信用のＰＮ符号ＰＮＣを発生し（図９、９０２）、拡散復調器１１２は、ＰＮ符号ＰＮＣで復調動作を開始する（図９、９０３）。一方、同期回路１１４は、ＰＮ発生器１１３を制御して同期捕捉動作を開始する（図９、９１１）。電源投入時、図８（ｂ）に示す様に、受信信号と拡散復調器１１２のＰＮ符号は、同期がとれていないので拡散復調器１１２から出力は得られないが、同期回路１１４の制御で受信信号と同期がとれると、拡散復調器１１２から出力が得られ（図９、９０４）、同期捕捉が完了し（図９、９１２）、同期回路１１４は同期捕捉動作から、同期追跡動作に移る（図９、９１３）。
【００５２】
同期捕捉を完了したことにより、受信同期信号から交換装置のタイムスロット番号が得られるので、これによって端末装置１００内のクロック、タイムスロット、フレ−ム等の同期信号を交換装置に合わせる。以後は図８（ｂ）に示す如く、略１フレ−ム毎に受信する同期信号によって同期ずれを修正する。
【００５３】
制御装置１４０は、同期捕捉が完了したことにより、ＰＮ発生器１１３を制御して拡散復調器１１２へのＰＮ符号をＰＮＣから自端末装置に与えられた下りＰＮ符号ＰＮＤｊに切替え（図９、９０５）、拡散復調器１１２はＰＮ符号、ＰＮＤｊで復調動作を開始する（図９、９０６）。この時端末装置１００では、交換装置２００／３００がどのタイムスロットで呼出して来るかわからないので、図８（ｂ）に示す様に全タイムスロットについてＰＮＤｊで復調動作を行なう。同期維持のため、例えば図８（ｂ）に示す様にｎ＋１タイムスロット目毎に、ＰＮ発生器１１３を制御して拡散復調器１１２のＰＮ符号をＰＮＣに変えて同期信号を受信する。
【００５４】
制御装置１４０は拡散復調器１１２の出力を監視し、信号が検出されない場合には次のタイムスロットでの復調動作を続け（図９、９０７）、信号が検出された場合は、当該タイムスロットを使って着信があったことを識別し、拡散復調器１１２の動作を当該タイムスロットに固定し、誤動作防止のためそれ以外のタイムスロットでの復調動作は停止する（図９、９０８）。なお同期信号の受信も、制御を簡単にするために例えば後述する様に当該タイムスロットの１つ前のタイムスロットに固定する。
【００５５】
以上の動作のうち、図９、９０７の判定がノ−となる場合の動作が、端末装置が空き状態の場合の動作である。
２．ｂ．２ 発信動作
次に、端末装置が発信する場合の動作を図２、図３、及び図１０の時間関係図、並びに図１１のフローチャートを使って説明する。
【００５６】
発呼者が端末装置Ｊの送受器を上げると、フックスイッチ（図示省略）が閉じたことを図３の制御装置１４０が検出し（図１１、１１０１）、インタフェース回路１５０を介してＰＮ発生器１１３から上りＰＮ符号（ＰＮＵｊ）を発生させ、拡散変調器１１１によって起呼信号を、全タイムスロットを用いて該ＰＮ符号で拡散変調させて、送受信機１２０、アンテナ１３０を通して送信する（図１１、１１０２）。ここで、拡散変調される信号は、例えば図５に示す如く、Ｂ＋Ｄ、あるいはＢ＋Ｂ＋Ｄ等の構成を持つ信号で、ここではＢ＋Ｄの形式を仮定して説明する。即ち、図１０（ａ）の横軸上部のＴＳ１，ＴＳ２等はタイムスロット番号を表わし、ハッチング部分がＤ信号、ハッチングのない部分がＢ信号を表わす。図１０（ａ），（ｂ），（ｅ），（ｆ）において、各フレームがＴＳ１から始まっていないのは、交換装置のハイウェイを基準にしているためである。
【００５７】
起呼信号は、特定パターンの信号、あるいは発呼者、発呼条件（電話、データ等）を送るものとし、システムによって決まる。また、時間関係においては、図８（ｂ）、および図１０（ｆ）に示す、交換装置から送られて来る同期信号ＳＮＣ〜を基準に、交換装置と同期をとって送信する。
【００５８】
交換装置２００／３００においては、図２の中央制御装置２４０が各変復調装置２１０（同一サービス地区内に複数の変復調装置が設けられている場合には、少なくともそのうちの一つ）について、空きタイムスロットを用いて各端末装置１００の上りＰＮ信号（ＰＮＵ〜）で逐次拡散復調器２１２を駆動し、空き全端末装置について発呼の有無をスキャンする（図１１、１１１１）。
【００５９】
今、図１０（ｂ）について説明する。対応する交換装置側の変復調装置２１０をＮｏ．１装置とすると、中央制御装置２４０はフレームｑのタイムスロット１（ハイウェイ上）において、端末装置ｍの発呼検出のため、Ｎｏ．１装置のＰＮ発生器２１３に、端末装置ｍの上りＰＮ符号ＰＮＵｍを発生させ、拡散復調器２１２を起動させたが、信号は得られず、発呼は検出されなかったことを示す。続くタイムスロット２（ハイウェイ上）は、すでに端末装置ｉとの通信に使われている。
【００６０】
フレームｑのタイムスロット３（ハイウェイ上）では、端末装置Ｊの発呼検出のため、タイムスロット１の場合と同様の制御により、ＰＮ符号ＰＮＵｊで拡散復調器２１２を駆動する（図１１、１１１２）。端末装置Ｊでは図１０（ａ）に示すように、すでに起呼信号をＰＮ符号ＰＮＵｊで拡散変調して送信しているので、拡散復調器２１２でこの起呼信号が復調され、制御装置２１７で検出される。そして信号受信分配装置２３０経由で中央制御装置２４０へ通知される（図１１、１１１３）。中央制御装置２４０は、拡散復調器２１２がＰＮ符号ＰＮＵｊで起呼信号を検出したことから、端末装置Ｊが発呼したことを識別する（図１１、１１１４）。
【００６１】
中央制御装置２４０は、発信音接続（発信音の送出、あるいは押釦信号受信器への接続等）のため、上り（ハイウェイの送信）タイムスロットと、下り（ハイウェイの受信）タイムスロットを選択する。このとき、上りタイムスロットは、起呼検出に使ったタイムスロットでも、異なるタイムスロットでも良い（図１１、１１１５）。続いて、選択した下りタイムスロット、例えばＴＳｎ（ハイウェイ上ではタイムスロット１）において、Ｎｏ．１変復調装置２１０の拡散変調器２１１をＰＮ符号ＰＮＤｊで動作させるよう、信号受信分配装置２３０経由で制御装置２１７に指示すると共に、上りタイムスロットも、例えばＴＳ２（ハイウェイ上のタイムスロット３）を端末装置Ｊに割当てるよう指示する。
【００６２】
制御装置２１７はＰＮ発生器２１３を制御し、拡散変調器２１１はタイムスロットＴＳｎにおいてＰＮ符号ＰＮＤｊで動作し、拡散復調器２１２はタイムスロットＴＳ２においてＰＮ符号ＰＮＵｊで動作するよう設定する（図１１、１１１６）。同時にバッファメモリ２１５経由で、前記上りタイムスロット番号ＴＳ２を信号として拡散変調器２１１へ入力し、端末装置Ｊへ送信する（図１０（ｅ）、図１１、１１１７）。
【００６３】
なお、この時点では変復調装置２１０とハイウェイ２６０〜／２６１〜を接続する必要はない。また、上りタイムスロットが、起呼検出に使ったタイムスロットから変わる様なシステムにおいては、上りタイムスロット番号を端末装置へ送った後、端末装置の拡散変調器１１１と同期をとりながら、交換装置側のタイムスロットの切替えを行なうことが好ましい。図２の同期回路２１４は、拡散復調器２１２の同期追跡を行なう。
【００６４】
端末装置Ｊにおいては、図８（ｂ）および図１０（ｆ）に示す様に、拡散復調器１１２（図３）が全タイムスロットにおいてＰＮ符号ＰＮＤｊで動作しているので、タイムスロットＴＳｎにおいて上りタイムスロット番号ＴＳ２を受信し（図１１、１１０３）、交換装置２００／３００において起呼検出が行なわれたことを確認すると、制御装置１４０がＰＮ発生器１１３を制御して、拡散変調器１１１の動作をＴＳ２に固定し、さらに拡散復調器１１２の動作をＴＳｎに固定する（図１０（ａ），（ｆ）、図１１、１１０４）。
【００６５】
端末装置１００における同期信号の受信は、どのタイムスロットに着信があっても、たかだか１フレ−ム遅れで信号検出ができる様ｎ＋１タイムスロット目毎に受信すると仮定（図８（ｂ））したが、通信用タイムスロットが固定した後は、同期信号を受信するタイムスロットも固定する。これはｎ＋１タイムスロット目毎に同期信号を受け続けるとｎフレ−ムに１回、通信用タイムスロットで同期信号を受けることになるためで、図１０の例では、通信用タイムスロットの一つ前のタイムスロットで同期信号を受信している。
【００６６】
交換装置側では、端末装置１００へ上りタイムスロット番号を送出した後、（端末装置１００から上りタイムスロット番号を受信したことを確認する信号を送らせ、これを受信した後にしても良い）、例えば押釦信号受信器（図示省略）を選択捕捉し、すでに発呼端末用に選択してあるハイウェイ上のタイムスロットとの間のチャネルを設定すると共に、このハイウェイ上のタイムスロット番号で、図２のバッファメモリ、２１５および２１６を動作させ、Ｎｏ．１変復調装置２１０とハイウェイ２６０−１および２６１−１を接続する（図１１、１１１８）。
【００６７】
押釦信号受信器から発信音が送出され、端末装置でダイヤルすると、ダイヤルに対応した多周波信号が押釦信号受信器に送られる。
【００６８】
なお、端末装置１００内における多周波信号送出動作の詳細は説明を省略するが、制御装置１４０が受信したダイヤル信号に対応した、ＰＣＭ符号化された多周波信号を、拡散変調器１１１に逐次入力することによって行なわれる。
【００６９】
以上の動作で、端末装置１００と交換装置２００／３００間の無線チャネルが設定されたので、以後の交換装置２００／３００の動作は、公知のものと同様に行なわれる。なお、以上の説明中、例えば図１０で上りタイムスロット番号を交換装置から端末装置に送る場合、１フレ−ム内に送る如く書いてあるが、Ｄチャネルを使って、複数フレ−ムにわたって送っても、何ら支障の無いことは明らかであり、図に限定されるものでは無い。説明を省略したが、Ｄチャネルの付加等は、図１に示す、第１の実施例と同様の方法でバッファメモリ２１５、２１６内で行なわれる。
２．ｂ．３ 着信動作
図２、図３、及び図１２の時間関係図、並びに図１３のフローチャートによって着信の場合の動作を説明する。
【００７０】
図２において、中央制御装置２４０が被呼番号を受信すると（図１３、１３１１）、直ちに被呼番号から被呼端末装置が例えば“Ｊ”であることを識別する（図１３、１３１２）。続いて中央制御装置２４０は、被呼端末装置Ｊを呼出すことのできる変復調装置２１０を選択する。端末装置Ｊを呼出し得る変復調装置２１０が唯１個の場合には、一義的に決まるが、複数個ある場合には発呼端末あるいは入回線との間に空チャネルのある変復調装置を選択する（図１３、１３１３）。
【００７１】
これと併行して、発呼端末装置あるいは入回線と選択した変復調装置２１０、例えばＮｏ．ｎ装置との間の空きタイムスロットを送信、受信両ハイウェイ２６０−ｒ、２６１−ｒ上において選択する。本実施例では、ハイウェイのタイムスロットと無線チャネルのタイムスロットを対応させているので、Ｎｏ．ｎ変復調装置２１０と被呼端末装置Ｊとの間に上り、下り両タイムスロットを選択したことになる（図１３、１３１４）。ここで、上りタイムスロットとしてＴＳｎ、下りタイムスロットとしてＴＳ２が選択されたとする（図１２）。
【００７２】
以上によって、変復調装置２１０、端末装置１００、上り、下りタイムスロットがそれぞれＮｏ．ｎ、Ｎｏ．Ｊ、ＴＳｎ、ＴＳ２と決まったので、中央制御装置２４０は、信号受信分配装置２３０を介してＮｏ．ｎ変復調装置２１０の制御装置２１７に指示を与え、制御装置２１７の制御により拡散変調器２１１はタイムスロットＴＳ２においてＰＮ符号ＰＮＤｊで拡散変調動作をするよう（図１３、１３１５）、また拡散復調器２１２はタイムスロットＴＳｎにおいてＰＮ符号ＰＮＵｊで拡散復調動作をするよう（図１３、１３１６）、設定する。
【００７３】
さらに制御装置２１７は、タイムスロットＴＳ２において下りバッファメモリ２１５に、着信信号として必要な情報と、使用すべき上りタイムスロット番号ＴＳｎを入力し、拡散変調器２１１で、ＰＮＤｊで拡散変調して送受信機２２０、アンテナ５００を通して送信する（図１２（ｂ）、図１３、１３１７）。
【００７４】
Ｎｏ．Ｊ端末装置１００においては、アンテナ１３０でこの信号を受信し、送受信機１２０で増幅し、拡散変調器１１２へ入力する。Ｎｏ．Ｊ端末装置１００では、図８（ｂ）に示すように、常時拡散復調器１１２がＰＮ符号ＰＮＤｊで全タイムスロットにおいて、拡散復調動作を行なっているので、送受信機１２０から入力された信号は直ちに復調され、着信信号、上りタイムスロット番号ＴＳｎが信号として検出される（図１２（ｃ）、図１３、１３０１）。
【００７５】
端末装置１００では、制御装置１４０がインタフェース回路１５０を通してこれを受信し、着信処理をすると共に、ＰＮ発生器１１３を制御して拡散復調器１１２の動作をタイムスロットＴＳ２に固定し、一方、同期信号の受信を１つ前のタイムスロットに固定する。即ちタイムスロットＴＳ１の位置でＰＮ符号ＰＮＣで復調動作させ、同期信号ＳＮＣ２を受信させる（図１２（ｃ）、図１３、１３０３）。
【００７６】
同様に、拡散変調器１１１に対しても、受信したタイムスロットＴＳｎにおいて動作するよう、ＰＮ発生器１１３を制御する（図１２（ｄ）、図１３、１３０２）。制御装置１４０は、拡散変調器１１１に着信信号を受信したことを確認する確認信号を入力し、送受信機１２０、アンテナ１３０を通して交換装置２００／３００に対して送出する（図１３、１３０４）。
【００７７】
以上の動作によって、交換装置２００／３００と端末装置１００との間のチャネルが設定されたので、制御装置１４０はインタフェース回路１５０経由で、リンガー１６６を鳴動させ、呼出信号を送出する（図１３、１３０５）。
【００７８】
一方、交換装置側では、すでにＮｏ．ｎ変復調装置２１０の拡散復調器２１２は、タイムスロットＴＳｎにおいてＰＮ符号ＰＮＵｊで動作しているので、端末装置１００から送られて来た確認信号は、直ちに復調され（図１３、１３１８）、制御装置２１７から信号受信分配装置２３０経由で中央制御装置２４０に転送される。中央制御装置２４０は端末装置との間のチャネル設定を確認できたので、呼出音送出等の着信接続処理を行なう（図１３、１３１９）。
【００７９】
以上のように、本発明によれば交換装置−端末装置間をワイヤレス化することが可能になる。
【００８０】
なお、図１２の（ｂ）、（ｅ）の状態を参考のため説明すると、先ず（ｂ）は、タイムスロットＴＳｎは端末装置Ｋに、タイムスロットＴＳ１は端末装置Ｉに使われており、タイムスロットＴＳ２はフレームｑから端末装置Ｊに使われ始めたことを示している。
【００８１】
図１２（ｅ）は、フレームｑのタイムスロットＴＳｎ（ハイウェイではＴＳ１）では端末装置Ｍの発呼検出が行なわれたが、発呼検出をしていなかったことを示しており、フレームｑ＋１からタイムスロットＴＳｎは端末装置Ｊに使われたことを示している。従って、以後の発呼検出は他の空きタイムスロットを使って行なわれることになる。また、タイムスロットＴＳ１は端末装置Ｋに、タイムスロットＴＳ２は端末装置Ｉに使用されていることを示している。
【００８２】
以上、第２の実施例について簡単に説明したが、無線回線が設定された後は、端末装置内にタイムスロットメモリを持った、ディジタル交換システムと同じ動作をすることは明らかであり、公知の通信システムの機能はすべて導入可能である。
【００８３】
本実施例では、交換装置のハイウェイをそのまま、交換装置−端末装置間の無線チャネルに延長した例を説明したが、図２のバッファメモリ２１５および２１６にタイムスイッチの機能、即ちタイムスロット入れ換えの機能を持たせれば、無線チャネル上のタイムスロットの割当ては、交換装置のハイウェイとは全く独立に決めることができるし、タイムスロット数、即ち伝送速度も独立にすることが可能である。例えば、無線チャネルのタイムスロットは、各端末装置にくくりつけにしておき、バッファメモリ２１５、２１６からハイウェイへ接続するところで集線する等の構成も可能になる。
【００８４】
また、第２の実施例は、図４に示す通り、主交換装置、子交換装置共に交換機能を有している、換言すれば、同一子交換装置に収容された端末装置間の接続は、子交換装置内で処理される場合であるが、図２のバッファメモリ２１５および２１６にタイムスイッチの機能を持たせ、ハイウェイ２６０−１〜２６０−ｒ、２６１−１〜２６１−ｒはケーブル６００（例えば光ファイバによる高速ディジタルハイウェイ）そのもので置き換え、主交換装置内に設けられた中央制御装置２４０と変復調装置２１０内の制御装置２１７との通信は、ハイウェイ上のタイムスロットの一部を信号チャネルとして用いるよう構成すれば、図４の子交換装置は、変復調装置２１０そのもので良くなる。なお、このときは、同一変復調装置内の端末装置間の通信も、すべてノード装置６１０、ケーブル６００を介し、主交換装置３００経由で行なわれることになる。換言すれば、変復調装置２１０を遠隔集線装置として用いる交換システムを構成することも可能である。
【００８５】
以上の実施例は、６４ｋｂ／ｓの音声を基準にしたＩＳＤＮについて説明したが、例えば、タイムスロットを大きくすれば、メッセージスロット方式のパケット通信に利用することも可能である。
【００８６】
また、本発明の交換システムは、端末装置から交換装置へのアクセスチャネルは、端末装置が個別にもっているので、機能上はスター形の配線をしてあるのと等価になり、従ってコンテンション制御を交換装置で行なえば、即ち、端末装置が起呼信号送出後、交換装置からの通信開始許可信号を受取って通信の開始、例えばパケットの送信を行なえば、スター形ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）と同じ機能をも実現できる。
【００８７】
スペクトラム拡散変調の特徴の一つである、耐雑音性を活かせば、高周波領域では減衰量の大きい既設の音声通信用ローカルケーブルを用いて有線伝送も可能で、ＩＳＤＮにおける加入者線伝送方式としても活用できる。
【００８８】
第２の実施例に示したような、時分割多重化した信号をスペクトラム拡散変調する場合において、端末装置と交換装置間の伝送路としてツイステッドペア、あるいは同軸ケーブル等の有線伝送路を用い、しかも同一ケーブル上に複数の端末装置を接続する、いわゆる連接形、あるいはマルチドロップ形にすれば、空間電磁波を用いることなく、一本のケーブルで複数の端末装置−交換装置間の通信を提供することも可能になる。
【００８９】
この方式は、鉄道沿い、道路沿い、あるいは電力線沿いに設置されたケーブルを用いて通信するような場合、一本のケーブルで多数の端末に独立した複数の通信路を提供し得るので、非常に経済的である。
【００９０】
【発明の効果】
本発明によれば、高速に同期を獲得できると共に、秘話性、耐雑音性が高く、かつ、ディジタル交換方式を採用している電話交換システムへの適合性が良い無線電話交換システムを提供することができる。また、これによって、オフィス内の配置換え、端末装置の移動等の場合にも、一切の配線工事が必要ないので、極めてフレキシブルな電話交換システムを構築できる。特に、オフィス内への適用においては、電波も微弱電波が使えるので、電波管理上の問題もなく、システムをワイヤレス化できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す交換装置側のシステム構成図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す交換装置側のシステム構成図である。
【図３】本発明による端末装置側の一実施例を示すシステム構成図である。
【図４】本発明による交換システムの一例を示す分散交換システムの構成図である。
【図５】本発明の第１の実施例のハイウェイ上の信号と端末装置への無線伝送路上の信号の関係を示す時間関係図である。
【図６】本発明の第１の実施例の起呼動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施例の着信動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施例の同期信号と端末装置の電源投入から同期捕捉着信待機に到る復調動作の信号の状態を示す時間関係図である。
【図９】本発明の第２の実施例の端末装置の電源投入から着信待機に到る動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施例の起呼動作時の信号の関係を示す時間関係図である。
【図１１】本発明の第２の実施例の起呼動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第２の実施例の着信動作時の信号の関係を示す時間関係図である。
【図１３】本発明の第２の実施例の着信動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００…端末装置、 １１１…拡散変調器、 １１２…拡散復調器、
１１３…ＰＮ発生器、 １１４…同期回路、 １２０…送受信機、
１３０…アンテナ、 １４０…制御装置、
１５０…インタフェース回路、 １６１…ＰＣＭ変調器、
１６２…ＰＣＭ復調器、１６３…送話器、
１６４…受話器、 １６５…ダイヤル、 １６６…リンガー、
１７０…データ端末装置、
２００…交換装置、 ２１０…変復調装置、 ２１１…拡散変調器、
２１２…拡散復調器、 ２１３…ＰＮ発生器、 ２１４…同期回路、
２１５、２１６…バッファメモリ、 ２１７…制御装置、
２２０…送受信機、 ２３０…信号受信分配装置、
２４０…中央制御装置、２５０…スイッチングネットワーク、
３００…交換装置、 ４００…外部ケーブル、５００…アンテナ、
６００…ケーブル、６１０…ノード装置[0001]
[Industrial applications]
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a telephone exchange system for exchanging and connecting information such as voice, data, images and the like. Enables wireless communication, enables high-quality transmission over low-quality cables, or allows multiple terminals to be connected and connected to the same cable, and allows simultaneous individual communication A switching system using spread spectrum modulation.
[0002]
[Prior art]
Taking the wireless telephone system as an example, car phones and wireless telephones have been put into practical use. In the former, phase modulation or frequency modulation is employed as a modulation method of information in a wireless part. For example, a summary can be found in Sections 239 to 260 of "New Edition / Mobile Communication System" (issued on May 10, 1979) (hereinafter referred to as "Reference Document 1") published by Kagaku Shimbun. In the latter case, generally, a cable is routed from a telephone station to a subscriber's premises, a wireless system is used in the subscriber's premises, and frequency modulation is often used. (Reference Document 1, paragraphs 294 to 301) In addition, although a trial system relatively close to the use environment targeted by the present invention has been tried, a phase modulation system is adopted, and the exchange is also used as a crossbar. Because of this system, the problems of confidentiality, noise resistance, and interference resistance have not been solved. (Ref. 1, 291 to 294) As a mobile radio system employing the digital exchange system, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-58927 is cited.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the above prior art, since the radio transmission path between the switching device and the communication terminal device uses an analog system, there is a problem in confidentiality, noise resistance, and interference resistance. Its suitability for existing telephone switching systems was not very good either. An object of the present invention is to provide an improved switching system in order to solve the problems of the system using the analog wireless system as described above, and more specifically, to provide a telephone communication terminal device and a switching device. It is an object of the present invention to provide a device which enables wireless communication during the period, improves confidentiality and noise immunity, and improves adaptability to a telephone exchange system employing a digital exchange system. Also, if a switching device is provided with a terminal interface according to the traffic rather than the number of wireless terminals, the interface is appropriately controlled, so that a large number of terminal devices can be economically configured. It is an object of the present invention to provide a device capable of performing an exchange operation. Furthermore, a flexible system configuration that does not impose restrictions on the connection path etc. when connecting and exchanging the partner communicating with the terminal device is adopted, and a device that is easy to construct such as exchange connection, system installation and setting change is simplified. It is to provide in.
[0004]
It is another object of the present invention to provide an easy-to-use distributed device which can solve the above-mentioned problems and satisfy the above-mentioned problems even when the terminal device is moved and used in various places.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, a wireless communication apparatus according to the present invention is a wireless communication apparatus that transmits and receives information to and from a plurality of terminal apparatuses via a wireless line, and includes a spread code for generating a spread code for spread spectrum modulation. A generator, a spread spectrum modulator that performs spread spectrum modulation on an input signal based on the spread code generated by the spread code generator,The spread code generator is controlled to generate a spread code for synchronization acquisition common to the plurality of terminal devices, and a spread code used for spreading the information to be communicated with the terminal device, the spread code being used for supplementing the synchronization. Means for controlling the spread code generator so as to generate a spread code for communication different from the spread code of, and a signal input based on the spread code for synchronization and a spread code for communication based on the spread code for synchronization. Control means having means for controlling the spread spectrum modulator so as to perform spread spectrum modulation on the input signal,
A transmitter that transmits, to the terminal device, a signal that is spread-spectrum-modulated based on the spread code for synchronization capture by the spread-spectrum modulator and a signal that is spread-spectrum-modulated based on the spread code for communication., Is provided.
[0006]
【Example】
1. Summary of the present invention
The present invention is economical by introducing spread spectrum modulation / demodulation technology to information transmission between a communication terminal device and a time division multiplexing switching device, and by controlling the spread spectrum modulation / demodulation device by a central control device of the switching device. It is intended to realize a simple switching system, especially a wireless switching system. When the connection between the terminal device in the office and the exchange device is made wireless, the terminal device may be considered to be stationary in use, and the problem caused by the movement of the terminal device during communication in mobile radio or the like is a problem. I do not think. Also, the distance between the terminal device and the antenna on the switching device side can be made substantially equal by a method such as installing an antenna in each room or laying a leaky coaxial cable on a ceiling or the like. Spread spectrum communication becomes possible without controlling transmission power for compensating for a distance difference from the antenna on the device side. Furthermore, the reach of radio waves transmitted from one antenna can be limited to a relatively narrow range, such as in the same room or on the same floor, so that weak radio waves can be used and radio waves can be used effectively. The pseudo-noise code for spread-spectrum modulation and demodulation is not so many in the same system when considering offices.On the other hand, the degree of confidentiality of signal decoding is not as high as in military communications. Since it is not considered required, relatively simple codes can be used. That is, the spread spectrum modulator / demodulator can be simplified.
[0007]
Based on this premise, the present invention provides a terminal device and a switching device with a transceiver including a spread spectrum modulator / demodulator, a pseudo-noise code generator, an antenna, etc., for example, from the range of radio waves transmitted from each antenna. Within a fixed area, non-overlapping pseudo-noise codes are individually provided at least for each terminal device.
[0008]
In the case of transmission from the terminal device, the terminal device transmits a calling signal subjected to spread spectrum modulation with the pseudo-noise code given to the terminal device itself, and the demodulator of the switching device captures and captures this signal. The pseudo-noise code or the information transmitted by this code is forwarded to the central control of the switching equipment, which identifies the calling terminal equipment. The central controller sets the pseudo noise code of the calling terminal in the spread spectrum modulator on the switching device side, and sets a downlink channel to the calling terminal.
[0009]
In the case of an incoming call to the terminal device, the called number is sent to the central control unit in the switching device. The called terminal device is identified from this number, and the corresponding spread spectrum modulator on the switching device side is used. The called terminal is called by setting the pseudo noise code of the demodulator to the code of the called terminal device and transmitting the control signal of the terminal device on this channel.
[0010]
In both the case of calling and the case of receiving, after the channel setting between the terminal device and the switching device by the above-described method, for example, in the case of voice, an 8-bit companded PCM code of 8000 samples / sec is given to the terminal device. The spectrum is spread by a pseudo noise code and transmitted / received. In this way, a communication system with high confidentiality and strong interference resistance can be realized. Although some modulation methods such as direct sequence and frequency hopping are considered for spread spectrum, the present invention is not affected by the modulation method.
[0011]
FIG. 4 shows an example of a communication system in a building. A main exchange 300 is placed on a floor to which a cable 400 from the outside, for example, an office line enters, and a child exchange 200 is installed on each floor. The device 300 and each of the child switching devices 200 are interconnected via a node device 610 by a cable 600, for example, an optical fiber cable. The main switching device 300 and the child switching device 200 are connected to an antenna 500, for example, a leaky coaxial cable. The terminal device 100 is a combined voice / data terminal device having an antenna, and is connected to the switching device 200 or 300 wirelessly via the antenna 500. In this communication system, since the communication between the switching device 200/300 and the terminal device 100 is made wireless, the installation work includes installation of the switching device 200/300, connection with the node device 610, and external cable. Connection with the cable 400, installation and connection of the antenna 500, and no wiring between the switching devices 200/300 and the terminal device 100 is required. Further, if an optical fiber is adopted for the cable 600 and time division multiplexing is performed, it is not necessary to route a large amount of cables, and the construction is greatly simplified.
[0012]
FIGS. 1 and 2 show first and second embodiments of a part related to the present invention of the main switching device 300 or the child switching device 200 in FIG. 4, and FIG. Here is an example. Hereinafter, the first embodiment will be described in detail with reference to FIG.
2. a First Embodiment
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the modem 210 is provided for the number of simultaneous calls / communications according to the traffic. The modem 210 operates at a low speed because it handles only information for one line.
[0013]
The information between the terminal device 100 and the switching device 200 or 300 in FIG. 4 is voice or data which is being standardized as an Integrated Services Digital Network (ISDN). A channel B of 64 kb / s for data and a channel D of 16 kb / s for data and signals. FIG. 5 shows the relationship between the channels B and D on the highway in the switching device and on the transmission path between the switching device and the terminal device. FIG. 5A shows a case where B + D information is exchanged with a terminal device in the case of voice centering, and FIG. 5B shows a case where B + B + D information which is considered to be the ISDN standard is exchanged.
[0014]
The frame shown in FIG. 5A corresponds to 125 μs, which is the time for one sample in which sound is sampled at a rate of 8000 samples per second. In this frame, n time slots are time-division multiplexed, and one time slot, for example, TS0 is composed of 8 bits. When transmitting the data to the transmission line to the terminal device, two bits as a D channel are added, the data is expanded temporally, and the data is transmitted at a speed of 80 kb / s. Conversely, the information sent from the terminal device is temporally compressed after removing two bits of the D channel, and inserted into a designated time slot on the highway. FIG. 5B shows the case of B + B + D, where the signal speed with the terminal device is 144 kb / s. Although time slots TS0 and TS1 are assigned as B + B in the figure, the time slots are not necessarily adjacent to each other and may be different highways. In this embodiment, the case of FIG. 5A will be described for simplicity.
[0015]
First, when there is no call / communication state, in the switching devices 200/300 of FIG. 1, the central control device 240 controls the modem 210 via the signal reception / distribution device 230 to prepare for call detection. That is, the central controller 240 designates the empty modem 210, and if the preamble synchronization is adopted, the call should be detected by the pseudo noise code generator (hereinafter referred to as PN generator) 213 of the modem 210. A preamble code and a pseudo-noise code (hereinafter referred to as a PN code) assigned to the terminal device 100 are designated, and an instruction is issued to drive the spread demodulator 212 with the preamble code for synchronization acquisition. In detecting a call from a plurality of terminal devices, the central control unit 240 waits for a sufficient time for the demodulation unit of the modem unit 210 to capture synchronously, and then sets the preamble code of the terminal device 100 that has a possibility of calling the demodulation unit. And a PN code to sequentially switch and drive, and detect a call. In this case, a plurality of calls can be detected simultaneously using a plurality of modems 210.
[0016]
That is, in the known switching device, the central control device spatially scans the line interface circuit, whereas in the switching device of the system of the present invention, the central control device 240 uses the modulation / demodulation device 210 and spreads. The preamble code and the PN code of the demodulator 212 are sequentially switched and scanned, and when synchronous acquisition is performed, it is regarded as a call. If the PN code given to the same terminal device is different between the upstream (transmission from the terminal device to the switching device) and the downstream (transmission from the switching device to the terminal device), the PN code set in the spread demodulator 212 is set. The PN code is an upstream code. Next, when the terminal device 100 is not in the call / communication state, only the spread demodulator 112 in FIG. 3 performs the synchronization acquisition operation using the downlink preamble code of the own terminal device generated by the PN generator 113. I am preparing to receive.
2. a. 1 Calling operation
First, the transmitting operation of the terminal device will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 1, 3 and 6.
[0017]
When the handset is raised in the # m1 terminal device 100 of FIG. 4 (601 in FIG. 6), the control device 140 shown in FIG. 3 detects this (not shown). The control device 140 instructs the PN generator 113 to supply the upstream preamble code to the spread modulator 111 via the interface circuit 150, and sends out a preamble signal from the spread modulator 111. A preamble signal that has been spread-spectrum-modulated with the uplink preamble code of the own terminal device is amplified to a predetermined power by the transceiver 120 and transmitted from the antenna 130 (602 in FIG. 6).
[0018]
The preamble signal transmitted from antenna 130 is received by antenna 500 of FIG. 1, amplified by transceiver 220, and input to spread demodulators 212 of all modems 210. Now, No. If the spread demodulator 212 of the first modem 210 is set to the upstream preamble code of the # m1 calling terminal device under the control of the central control device 240 for calling detection, the synchronization circuit 214 operates. , And synchronously capture (FIG. 6, 611).
[0019]
In switching devices 200/300, No. From the synchronization circuit 214 of the first modulation / demodulation device 210, a signal indicating that synchronization has been acquired is sent to the central control device 240 through the signal reception / distribution device 230. The central control device 240 is no. The spread demodulator 212 of the first modulation / demodulation device 210 learns that the # m1 terminal device has acquired synchronization with the uplink preamble code, and identifies that the # m1 terminal device has originated a call (612 in FIG. 6).
[0020]
The central control device 240 The downlink preamble code and PN code of the # m1 terminal device 100 are set in the PN code generator 213 for the spread modulator 211 of the first modem 210 (FIG. 6, 613). As a result, the spread modulator 211 transmits the downlink preamble signal through the transceiver 220 and the antenna 500.
[0021]
In the # m1 calling terminal device 100, the preamble signal is received by the spread demodulator 112 through the antenna 130 and the transceiver 120, and is synchronously captured under the control of the synchronization circuit 114 (603 in FIG. 6). As a result, the # m1 terminal device 100 can confirm that both the uplink and the downlink have been synchronously acquired, so that the uplink spread-spectrum code is switched from the preamble code to the PN code for communication. Continue. Prior to the switching, the terminal device 100 sends the switching signal on the preamble signal to the spread demodulator 212 of the switching device 200, and the spread modulator 111 of the terminal device and the spread demodulator 212 of the switching device are synchronized with each other. Switching to the PN code is performed (FIGS. 6, 604 and 615).
[0022]
In the switching device 200, the spread demodulator 212 switches from the preamble code to the PN code for communication, confirming that the terminal device 100 also synchronously captures the downlink preamble signal, and puts the switching instruction signal on the downlink preamble signal. The downlink is switched from the preamble code to the PN code for communication in the same procedure as the uplink (FIGS. 6, 616 and 605).
[0023]
By the above operation, a bidirectional line between the terminal device 100 and the switching device 200 is set, so that the switching device 200 sends a dial tone to the calling terminal device (617 in FIG. 6) and dials. Enter monitoring. The subsequent operation of the switching device is performed in the same manner as the operation of the known switching device. After the line is set, communication and high-speed data are performed using the B channel, and control signals and low-speed data are performed using the D channel, as described with reference to FIG.
[0024]
The operation after transmission of a dial tone will be briefly described with reference to FIGS.
[0025]
The central control device 240 When it detects from the PN generator 213 through the signal receiving and distributing device 230 that the spreading code of the spreading modulator 211 of the modulation and demodulation device 210 has been switched from the preamble code to the PN code, the transmission tone sending circuit (not shown) and the No. For example, an empty time slot is selected and connected to the first modem 210 through the transmission highway 261, the switching network 250, and the reception highway 260, for example. Here, the switching network 250 may be a time switch, a space switch, or a combination of both.
[0026]
When the above connection is made, the central control unit 240 sends the No. The time slot on the selected reception highway 260 is stored in the time slot memory 215-2 in the buffer memory 215 of the first modem 210. Thereafter, in the time slot, the time slot switch 215-1 is closed, and the 8-bit encoded dial tone is received by the shift register 215-3. The 8-bit information input to the shift register 215-3 is immediately transferred to another shift register 215-4, and the shift register 215-3 prepares for receiving the signal of the time slot of the next frame.
[0027]
After the 8-bit information transferred to the shift register 215-4, a total of 2 data and control bits are added under the control of the central controller 240 (the hatched portion of the shift register 215-4 in FIG. 1). 5 (a), the signal is sent to the spread modulator 211 at a speed of 80 kb / s, spread-spectrum-modulated by the downlink PN code given to the # m1 terminal device, amplified by the transceiver 220, and transmitted to the antenna 500. Sent from
[0028]
In # m1 terminal apparatus 100, this signal is received by antenna 130 as shown in FIG. 3, amplified by transceiver 120, and input to spread demodulator 112.
[0029]
The spread demodulator 112 demodulates with the downlink PN code of its own terminal device (# m1), takes out only the B channel signal through the interface circuit 150 under the control of the control device 140, and sends it to the PCM demodulator 162 in a predetermined manner. Is converted and sent. The PCM demodulator 162 converts the 8-bit code transmitted at a rate of 8000 samples / second into an analog signal, operates the receiver 164 at a predetermined power, and makes the calling party hear a dial tone.
[0030]
When the caller dials the number of the connection destination with the dial 165, the control device 140 detects this through the interface circuit 150, and sends it to the spread modulator 111 through the interface circuit 150 as shown in FIG. Is input to the position of the D channel with a predetermined code, spread-modulated by an uplink PN code, amplified by the transceiver 120, and transmitted from the antenna 130.
[0031]
On the switching device side, this radio signal is received by the antenna 500 of FIG. 1, amplified by the transceiver 220, demodulated by the spread demodulator 212, and sent to the shift register 216-4. The control signal is input to a hatched portion in the figure, and this portion is read by the central control device 240 via the signal receiving and distributing device 230.
[0032]
After receiving the predetermined dialing, the central control unit 240 identifies the called terminal device, performs a paging operation, and then performs an idle channel with the calling terminal device, that is, the transmission and reception highways of the calling terminal device. An empty time slot and an empty time slot on both the transmitting and receiving highways of the called terminal device are selected, and the signal is transmitted and received through the signal receiving and distributing device 230, and the time slot memories 215-2 and 215-2 of the called terminal device 210 are selected. Write the selected time slot number to On the other hand, the switching network 250 is controlled to connect the calling side time slot and the called side time slot.
2. a. 2 Incoming operation
Next, the calling operation of the called terminal device will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
[0033]
In FIG. 1, when the central control unit 240 receives the dial (called number) (FIG. 7, 711), it identifies which terminal device the number belongs to. Now, assuming that the called terminal device is #mi in FIG. 4, the central control unit 240 transmits an idle modem device capable of calling the called terminal device #mi, for example, as shown in FIG. The n modulator / demodulator 210 is selected and captured (712 in FIG. 7).
[0034]
Subsequently, the central controller 240 assigns the preamble and the communication PN code of the uplink and downlink assigned to the called terminal device #mi via the signal reception / distribution device 230 to No. It is set in the PN generator 213 of the n modem 210 (FIG. 7, 713). Accordingly, spreading modulator 211 starts transmitting a preamble signal (714 in FIG. 7), and spreading demodulator 212 prepares for receiving an uplink preamble signal from the #mi terminal device. The preamble signal is transmitted through the transceiver 220 and the antenna 500, and is received by the antenna 130 in FIG. 3 and input to the spread demodulator through the transceiver 120 in the #mi terminal device 100. As described in the case of calling, when the terminal device is idle, the spread demodulator 112 operates with a preamble code so that the synchronous demodulation 112 can always be synchronously acquired. The synchronization is acquired (701 in FIG. 7).
[0035]
As soon as the downlink preamble signal is acquired synchronously, the uplink preamble signal is transmitted from the spread modulator 111 through the transceiver 120 and the antenna 130 under the control of the control device 140 (702 in FIG. 7). This uplink preamble signal is input to the spread demodulator 212 through the antenna 500 and the transceiver 220 shown in FIG.
[0036]
No. As described above, since the spread demodulator 212 of the n modulator / demodulator 210 has already been set to receive the preamble signal from the #mi terminal device, the input preamble signal is immediately captured and synchronized (715 in FIG. 7). ).
[0037]
Upon completion of synchronization acquisition, the spread modulator 211 switches the preamble code to the communication PN code while synchronizing with the #mi terminal device 100 (716 in FIG. 7). In response to this, the terminal device 100 also switches the code of the spread demodulator 112 from the preamble code to the PN code for communication (703 in FIG. 7), and then changes the spread code of the spread modulator 111 from the preamble code to the communication code. Is switched to a PN code for use (704 in FIG. 7).
[0038]
On the exchange device side, The spreading code of the spreading demodulator 212 of the modulation / demodulation device 212 is switched from the preamble code to the PN code for communication while synchronizing with the terminal device side (717 in FIG. 7). The setting of both uplink and downlink radio channels between the n modem 210 and the #mi terminal device 100 is completed.
[0039]
As described above, the synchronization acquisition by the preamble signal and the switching to the communication PN code are performed in the compeldo format. Therefore, by the code switching in FIGS. You can confirm that the setting has been completed.
[0040]
Thereafter, the central control unit 240 controls to send a ringing tone to the calling party and to send a calling signal to the called party, as in the normal switching equipment (FIG. 7, 718). In transmitting the paging signal, a command for controlling the transmission of the paging signal is transmitted to the terminal device on the D channel in FIG. 5 under the control of the central control device 240. In the terminal device 100, the control device 140 To drive the ringer-166.
[0041]
As described above, by setting a wireless channel by spread spectrum communication between the terminal device 100 and the switching device 200 using the idle modem device 210 when making or receiving a call, the number of simultaneous calls / communications is n. A wireless communication system can be realized. In this system, since the equipment on the switching device side is independent of the number of terminal devices when the number of simultaneous calls / communications is within the range of n, it is economical in an application area where the call volume per terminal device is relatively small. is there.
[0042]
Further, in the above embodiment, the case where the terminal devices # m1 and #mi in FIG. 4 communicate with each other through the child switching device 200 on the floor has been described. However, for example, the terminal devices # 1 and #l are connected via the main switching device 300. The same applies to the case where the # 1 and #nj terminals communicate and communicate via the #m and #n child exchanges, except that the exchange operation of the exchanges is slightly different. The parts related to the present invention, such as the setting of a radio channel between the terminal equipment and the modem in the switching equipment, call detection, calling, etc., are the same. Therefore, the present invention can be applied to a switching system without being affected by distributed control, centralized control, the configuration of a time-division communication path, or the like.
[0043]
The signal transmission method between the switching device and the terminal device is not limited to the format of FIG. 5A in the embodiment, but may be B + B + D shown in FIG. 5B or a completely different method. No problem. Further, in the embodiment, the case of making a telephone call using the dial 165, calling from the speaker using the ton ringer 166, and making a call using the handsets 163 and 164 has been described. It is also possible to perform data communication by switching the connection between the PCM modulators and demodulators 161 and 162 and the PCM modulators and demodulators 161 and 162, and perform data communication instead of the dial 165. It goes without saying that the connection can be made by inputting the other party number / code using the keyboard in the device 170.
[0044]
In the present embodiment, a description has been given of a case in which one time slot is 8 bits and 8000 frames / second is used for a telephone. However, one digital radio channel is set between the terminal device and the switching device. Even if is a packet switching device, there is no problem in sending an image signal.
2. b Second embodiment
In the second embodiment, as shown in FIG. 2, a switching apparatus transmits a synchronization signal based on a spread spectrum signal from a spread synchronization signal generation circuit 280, and operates the switching apparatus and the terminal apparatus while synchronizing with each other through a spread spectrum communication channel. Thus, the spread spectrum modulation / demodulation device 210 on the switching device side can use time division multiplexing.
[0045]
The switching devices 200 and 300 are composed of 8000 frames per second as in the first embodiment, and one frame is n on the highways 260-1 to 260-r and 261-1 to 261-r. Consists of time slots. These frames, time slots, and the like are synchronized by a synchronization signal supplied from the synchronization signal generation circuit 270 in FIG.
[0046]
Each terminal device 100 is individually provided with a PN code for spread spectrum, a PNU (for uplink), and a PND (for downlink). PN codes for the terminal device J (not shown in FIG. 4) are represented as PNUj and PNDj. In the present embodiment, a PN code PNC for receiving a synchronization signal, which is common to all terminal devices operating with the same synchronization signal, is further provided. This PNC also serves as a preamble code.
[0047]
When the switching device, for example, 200 enters the operating state, the spread synchronization signal generation circuit 280 of FIG. 2 receives the synchronization signal from the synchronization signal generation circuit 270, spreads the spectrum of the terminal device synchronization signal with the spreading code PNC, and 220, transmit through antenna 500. FIG. 8 illustrates the spread synchronization signal to be transmitted.
[0048]
FIG. 8A shows the spread synchronization signal transmitted from the switching device on the time axis. In FIG. 8A, the lower PNC on the horizontal axis indicates the signals SNC1 to SNCn on the upper axis on the spreading code PNC. Indicates that the signal is spread modulated. The synchronization signals SNC1 to SNCn correspond to time slots, and the receiving side can identify the time slot number by receiving this. That is, it is also a frame synchronization signal.
[0049]
Here, since the synchronization signal also serves as a preamble signal, the spreading code PNC is required to be a simple code and a repetition of the same code in order to shorten the time until synchronization acquisition. , The length of the spreading code PNC is preferably the time slot length or an integer fraction thereof.
2. b. 1 Terminal device start-up operation
At the terminal device side, the power is turned on and the synchronization signal is received and synchronously captured. Thereafter, the terminal device waits for an incoming call or performs an outgoing operation in synchronization with the switching devices 200/300. This state will be described with reference to the flowcharts in FIGS.
[0050]
In FIG. 8, since the power supply of the terminal device J is performed irrespective of the operation of the switching device, synchronization is not established at first.
[0051]
When the power of the terminal device J is turned on (FIG. 8B), the control device 140 shown in FIG. 3 is started and starts operating under the control of the control device 140 (FIG. 9, 901). First, the PN generator 113 generates a PN code PNC for receiving a spread synchronizing signal (902 in FIG. 9), and the spread demodulator 112 starts demodulation operation with the PN code PNC (903 in FIG. 9). On the other hand, the synchronization circuit 114 starts the synchronization acquisition operation by controlling the PN generator 113 (911 in FIG. 9). When the power is turned on, as shown in FIG. 8B, the received signal and the PN code of the spread demodulator 112 are not synchronized, so that no output can be obtained from the spread demodulator 112. When synchronization with the received signal is achieved, an output is obtained from the spread demodulator 112 (904 in FIG. 9), synchronization acquisition is completed (912 in FIG. 9), and the synchronization circuit 114 shifts from synchronization acquisition operation to synchronization tracking operation. (FIGS. 9, 913).
[0052]
Since the completion of the synchronization acquisition, the time slot number of the switching device can be obtained from the received synchronization signal, whereby the synchronization signal such as the clock, time slot, and frame in the terminal device 100 is adjusted to the switching device. Thereafter, as shown in FIG. 8B, the synchronization shift is corrected by the synchronization signal received approximately every one frame.
[0053]
Upon completion of the synchronization acquisition, the control device 140 controls the PN generator 113 to switch the PN code to the spread demodulator 112 from the PNC to the downstream PN code PNDj given to the terminal device itself (905 in FIG. 9). ), The spread demodulator 112 starts the demodulation operation with the PN code and PNDj (906 in FIG. 9). At this time, terminal apparatus 100 does not know in which time slot switching apparatus 200/300 will call, and thus performs demodulation operation with PNDj for all time slots as shown in FIG. 8 (b). In order to maintain synchronization, for example, as shown in FIG. 8 (b), the PN generator 113 is controlled to change the PN code of the spread demodulator 112 to PNC and receive a synchronization signal at every (n + 1) th time slot.
[0054]
The controller 140 monitors the output of the spread demodulator 112. If no signal is detected, the control device 140 continues the demodulation operation in the next time slot (907 in FIG. 9). Then, the operation of the spread demodulator 112 is fixed to the time slot, and the demodulation operation in other time slots is stopped to prevent malfunction (908 in FIG. 9). The reception of the synchronization signal is also fixed to a time slot immediately before the time slot, for example, as described later, in order to simplify the control.
[0055]
Of the above operations, the operation in the case where the determination in FIGS. 9 and 907 is negative is the operation in the case where the terminal device is idle.
2. b. 2 Calling operation
Next, the operation when the terminal device makes a call will be described with reference to the time relationship diagrams of FIGS. 2, 3, and 10, and the flowchart of FIG.
[0056]
When the caller raises the handset of the terminal device J, the control device 140 shown in FIG. 3 detects that the hook switch (not shown) is closed (FIGS. 11 and 1101), and the PN generator is connected via the interface circuit 150. An uplink PN code (PNUj) is generated from 113, the calling signal is spread-modulated by the spread modulator 111 using the PN code using all time slots, and transmitted through the transceiver 120 and the antenna 130 (FIG. 11, FIG. 11). 1102). Here, the signal to be spread-modulated is a signal having a configuration such as B + D or B + B + D as shown in FIG. 5, for example, and the description will be made assuming a B + D format. That is, TS1, TS2, and the like in the upper part of the horizontal axis in FIG. 10A represent time slot numbers, the hatched portion represents a D signal, and the unhatched portion represents a B signal. In FIGS. 10 (a), (b), (e) and (f), the reason that each frame does not start from TS1 is that the frame is based on the highway of the switching device.
[0057]
The calling signal sends a signal of a specific pattern or a calling party and calling conditions (telephone, data, etc.), and is determined by the system. As for the time relationship, transmission is performed in synchronization with the switching device based on the synchronization signals SNC〜 sent from the switching device shown in FIGS. 8B and 10F.
[0058]
In the switching devices 200/300, the central control unit 240 of FIG. 2 uses the vacant time slot for each of the modems 210 (at least one of them when a plurality of modems are provided in the same service area). , The sequential spreading demodulator 212 is driven by the uplink PN signal (PNU〜) of each terminal device 100, and all the available terminal devices are scanned for calls (FIGS. 11 and 1111).
[0059]
Now, FIG. 10B will be described. The corresponding switching apparatus-side modem 210 is assigned the No. Assuming that the terminal device m is No. 1 in the time slot 1 (on the highway) of the frame q, the central control device 240 detects the outgoing call of the terminal device m. The PN generator 213 of one device generates the upstream PN code PNUm of the terminal device m and activates the spread demodulator 212, but no signal is obtained, indicating that no call is detected. The subsequent time slot 2 (on the highway) has already been used for communication with the terminal device i.
[0060]
In time slot 3 of frame q (on the highway), spread demodulator 212 is driven by PN code PNUj under the same control as in time slot 1 to detect a call from terminal device J (FIGS. 11 and 1112). . In the terminal device J, as shown in FIG. 10A, since the calling signal has already been spread-modulated with the PN code PNUj and transmitted, the calling signal is demodulated by the spread demodulator 212, and the control device 217 Is detected. Then, it is notified to the central control device 240 via the signal reception and distribution device 230 (FIGS. 11 and 1113). Central control device 240 identifies that terminal device J has originated the call, since spreading demodulator 212 has detected the calling signal with PN code PNUj (FIGS. 11, 1114).
[0061]
The central control unit 240 selects an up (highway transmission) time slot and a down (highway reception) time slot for a dial tone connection (transmission of a dial tone or connection to a push button signal receiver). At this time, the uplink time slot may be a time slot used for call detection or a different time slot (FIG. 11, 1115). Subsequently, in the selected downlink time slot, for example, TSn (time slot 1 on the highway), No. The control unit 217 is instructed via the signal reception / distribution device 230 to operate the spread modulator 211 of the first modulation / demodulation device 210 with the PN code PNDj, and the uplink time slot is set to, for example, TS2 (time slot 3 on the highway). Instruct to assign to device J.
[0062]
The control device 217 controls the PN generator 213, the spread modulator 211 operates so as to operate with the PN code PNDj in the time slot TSn, and the spread demodulator 212 operates so as to operate with the PN code PNUj in the time slot TS2 (FIG. 11, FIG. 1116). At the same time, via the buffer memory 215, the upstream time slot number TS2 is input as a signal to the spread modulator 211 and transmitted to the terminal device J (FIGS. 10 (e), 11 and 1117).
[0063]
At this point, there is no need to connect the modem 210 to the highways 260- / 261-. Also, in a system in which the uplink time slot changes from the time slot used for call detection, after transmitting the uplink time slot number to the terminal device, the switching device synchronizes with the spread modulator 111 of the terminal device, and It is preferable to switch the time slot on the side. The synchronization circuit 214 in FIG. 2 performs synchronization tracking of the spread demodulator 212.
[0064]
In the terminal device J, as shown in FIG. 8B and FIG. 10F, the spread demodulator 112 (FIG. 3) operates with the PN code PNDj in all the time slots, so that the uplink is performed in the time slot TSn. When time slot number TS2 is received (FIGS. 1103 and 1103) and it is confirmed that call detection has been performed in switching apparatus 200/300, control apparatus 140 controls PN generator 113 and spread modulator 111 The operation is fixed to TS2, and the operation of the spread demodulator 112 is fixed to TSn (FIGS. 10A and 10F, and FIGS. 11 and 1104).
[0065]
Regarding the reception of the synchronization signal in the terminal device 100, it is assumed that the synchronization signal is received at every (n + 1) th time slot so that the signal can be detected with at most one frame delay regardless of the time slot (FIG. 8B). After the communication time slot is fixed, the time slot for receiving the synchronization signal is also fixed. This is because, if the synchronization signal is continuously received every n + 1 time slot, the synchronization signal is received once every n frames in the communication time slot. In the example of FIG. 10, one of the communication time slots is used. The synchronization signal has been received in the previous time slot.
[0066]
On the switching device side, after transmitting the uplink time slot number to the terminal device 100, a signal for confirming that the uplink time slot number has been received from the terminal device 100 may be transmitted, and the signal may be received. For example, a push button signal receiver (not shown) is selected and captured, and a channel between the time slot on the highway which has already been selected for the calling terminal is set. Are operated, and the buffer memories 215 and 216 are operated. The 1 modem 210 and the highways 260-1 and 261-1 are connected (FIGS. 11 and 1118).
[0067]
When a dial tone is transmitted from the push button signal receiver and dialing is performed with the terminal device, a multi-frequency signal corresponding to the dial is transmitted to the push button signal receiver.
[0068]
The details of the multi-frequency signal transmission operation in the terminal device 100 are omitted, but the PCM-encoded multi-frequency signal corresponding to the dial signal received by the control device 140 is sequentially input to the spread modulator 111. It is done by doing.
[0069]
With the above operation, the wireless channel between the terminal device 100 and the switching device 200/300 has been set, so that the subsequent operation of the switching device 200/300 is performed in the same manner as a known device. In the above description, for example, in FIG. 10, when the uplink time slot number is transmitted from the switching device to the terminal device, it is written so as to be transmitted within one frame, but is transmitted over a plurality of frames using the D channel. However, it is clear that there is no problem, and the present invention is not limited to the figures. Although the description is omitted, the addition of the D channel and the like are performed in the buffer memories 215 and 216 in the same manner as in the first embodiment shown in FIG.
2. b. 3 Incoming call operation
The operation in the case of an incoming call will be described with reference to the time relationship diagrams of FIGS. 2, 3, and 12, and the flowchart of FIG.
[0070]
In FIG. 2, when the central control unit 240 receives the called number (FIG. 13, 1311), it immediately identifies from the called number that the called terminal device is, for example, “J” (FIG. 13, 1312). Subsequently, the central controller 240 selects a modem 210 that can call the called terminal device J. If there is only one modem 210 that can call the terminal device J, it is unambiguously determined, but if there is more than one, a modem with an empty channel between the calling terminal and the incoming line is selected ( 13 and 1313).
[0071]
Simultaneously with this, the modem 210 selected as the calling terminal device or the incoming line, for example, no. An idle time slot between the n devices is selected on both the transmitting and receiving highways 260-r and 261-r. In this embodiment, the time slot of the highway and the time slot of the wireless channel are associated with each other. This means that both uplink and downlink time slots have been selected between the n modem 210 and the called terminal device J (FIGS. 13 and 1314). Here, it is assumed that TSn is selected as the uplink time slot and TS2 is selected as the downlink time slot (FIG. 12).
[0072]
As described above, the modem 210, the terminal device 100, and the uplink and downlink time slots are No. n, No. J, TSn, and TS2, the central control unit 240 sends the signal No. An instruction is given to the control device 217 of the n modulation / demodulation device 210, and under the control of the control device 217, the spread modulator 211 performs the spread modulation operation with the PN code PNDj in the time slot TS2 (1315 in FIG. 13) and the spread demodulator 212 Are set to perform the spread demodulation operation with the PN code PNUj in the time slot TSn (1316 in FIG. 13).
[0073]
Further, the control device 217 inputs the information necessary for the incoming signal and the uplink time slot number TSn to be used to the downlink buffer memory 215 in the time slot TS2, and spreads and modulates the PNDj in the spread modulator 211 with the transmitter / receiver. 220, transmission is performed through the antenna 500 (FIGS. 12B, 13 and 1317).
[0074]
No. In J terminal apparatus 100, this signal is received by antenna 130, amplified by transceiver 120, and input to spread modulator 112. No. In the J terminal device 100, as shown in FIG. 8 (b), since the spreading demodulator 112 constantly performs the spreading demodulation operation in all the time slots with the PN code PNDj, the signal input from the transceiver 120 immediately The signal is demodulated, and the incoming signal and the uplink time slot number TSn are detected as signals (FIG. 12C, FIG. 13, 1301).
[0075]
In the terminal device 100, the control device 140 receives the signal through the interface circuit 150, performs an incoming call process, controls the PN generator 113 to fix the operation of the spread demodulator 112 to the time slot TS2, and Is fixed to the immediately preceding time slot. That is, a demodulation operation is performed with the PN code PNC at the position of the time slot TS1, and the synchronization signal SNC2 is received (FIG. 12C, FIG. 13, 1303).
[0076]
Similarly, the PN generator 113 is controlled so that the spread modulator 111 operates in the received time slot TSn (FIGS. 12D and 1330). The control device 140 inputs a confirmation signal for confirming that the incoming signal has been received to the spread modulator 111, and transmits the signal to the switching devices 200/300 through the transceiver 120 and the antenna 130 (FIGS. 13 and 1304).
[0077]
With the above operation, the channel between the switching devices 200/300 and the terminal device 100 is set, so that the control device 140 sounds the ringer 166 via the interface circuit 150 and sends out a call signal (FIG. 13, 1305).
[0078]
On the other hand, the switching device already has No. Since the spread demodulator 212 of the n modulator / demodulator 210 operates with the PN code PNUj in the time slot TSn, the confirmation signal sent from the terminal device 100 is immediately demodulated (FIG. 13, 1318), and the control device 217 to the central control unit 240 via the signal receiving and distributing unit 230. Central controller 240 confirms the channel setting with the terminal device, and performs incoming connection processing such as ringing tone transmission (FIGS. 13 and 1319).
[0079]
As described above, according to the present invention, it is possible to make wireless between the switching device and the terminal device.
[0080]
It should be noted that, for reference, the states of (b) and (e) of FIG. 12 will be described. First, (b) shows that the time slot TSn is used for the terminal device K and the time slot TS1 is used for the terminal device I. The slot TS2 indicates that the terminal device J has started to be used from the frame q.
[0081]
FIG. 12 (e) shows that the call detection of the terminal device M was performed in the time slot TSn of the frame q (TS1 on the highway), but the call detection was not performed. The slot TSn indicates that it has been used in the terminal device J. Therefore, the subsequent call detection is performed by using another available time slot. The time slot TS1 is used for the terminal device K, and the time slot TS2 is used for the terminal device I.
[0082]
Although the second embodiment has been briefly described above, it is clear that the same operation as that of a digital switching system having a time slot memory in a terminal device after a wireless line is established is known. All the functions of the communication system can be introduced.
[0083]
In the present embodiment, an example has been described in which the highway of the switching device is extended as it is to the radio channel between the switching device and the terminal device. However, the buffer memories 215 and 216 in FIG. , The assignment of time slots on the radio channel can be determined completely independently of the highway of the switching device, and the number of time slots, that is, the transmission speed can be made independent. For example, a configuration is possible in which the time slots of the wireless channel are tied to each terminal device, and the lines are concentrated at the point where the buffer memories 215 and 216 are connected to the highway.
[0084]
Further, in the second embodiment, as shown in FIG. 4, both the main switching device and the child switching device have a switching function, in other words, the connection between the terminal devices accommodated in the same child switching device is In the case where the processing is performed in the slave exchange, the buffer memories 215 and 216 in FIG. 2 are provided with a time switch function, and the highways 260-1 to 260-r and 261-1 to 261-r are connected to the cable 600 ( For example, the communication between the central control unit 240 provided in the main switching unit and the control unit 217 in the modem unit 210 uses a part of the time slot on the highway as a signal channel. If used, the modem in FIG. 4 may be replaced by the modem 210 itself. In this case, all communication between terminal devices in the same modem is also performed via the main switching device 300 via the node device 610 and the cable 600. In other words, it is possible to configure a switching system using the modem 210 as a remote concentrator.
[0085]
In the above embodiment, the ISDN based on 64 kb / s voice has been described. However, for example, if the time slot is increased, it is also possible to use the message slot type packet communication.
[0086]
Also, in the switching system of the present invention, since the access channel from the terminal device to the switching device is individually provided by the terminal device, it is functionally equivalent to having a star-shaped wiring, so that the contention control is performed. If the terminal device receives a communication start permission signal from the switching device and starts communication, for example, after transmitting a call signal, the terminal device transmits a call signal, for example, a packet is transmitted. The same function can be realized.
[0087]
By taking advantage of noise immunity, one of the features of spread-spectrum modulation, wired transmission is possible using an existing local cable for voice communication with high attenuation in the high-frequency range, and it can be used as a subscriber line transmission method in ISDN. Can be used.
[0088]
In the case where the time-division multiplexed signal is subjected to spread spectrum modulation as shown in the second embodiment, a wired transmission path such as a twisted pair or a coaxial cable is used as a transmission path between the terminal apparatus and the switching apparatus, and If a plurality of terminal devices are connected on the same cable, that is, a so-called connected type or multi-drop type, communication between a plurality of terminal devices and a switching device can be provided by a single cable without using a space electromagnetic wave. Also becomes possible.
[0089]
This method is very useful for communication using cables installed along railways, roads, or power lines, because a single cable can provide multiple independent communication paths to many terminals. It is economical.
[0090]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a wireless telephone switching system that can acquire synchronization at a high speed, has high confidentiality and noise resistance, and has good adaptability to a telephone switching system employing a digital switching system. Can be. In addition, even in the case of rearrangement in an office, movement of a terminal device, and the like, no wiring work is required, so that an extremely flexible telephone exchange system can be constructed. In particular, in applications in offices, since weak radio waves can be used, there is no problem in radio wave management, and there is an effect that the system can be made wireless.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of an exchange device showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a system configuration diagram of a switching device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a system configuration diagram showing one embodiment of a terminal device side according to the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram of a distributed switching system showing an example of a switching system according to the present invention.
FIG. 5 is a time relationship diagram showing a relationship between a signal on a highway and a signal on a wireless transmission path to a terminal device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing a calling operation according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart showing an incoming call operation according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a time relation diagram showing a state of a synchronization signal according to the second embodiment of the present invention and a signal of a demodulation operation from a power-on of a terminal apparatus to a standby state for synchronization acquisition.
FIG. 9 is a flowchart showing an operation from power-on of the terminal device to standby for incoming calls according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a time relationship diagram showing a signal relationship at the time of a calling operation according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart showing a calling operation according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a time relationship diagram showing a signal relationship at the time of an incoming call operation according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a flowchart showing an incoming call operation according to the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
100: terminal device, 111: spread modulator, 112: spread demodulator,
113 PN generator 114 Synchronous circuit 120 Transceiver
130 ... antenna, 140 ... control device,
150: interface circuit, 161: PCM modulator,
162 ... PCM demodulator, 163 ... Transmitter
164: handset, 165: dial, 166: ringer,
170 ... data terminal device,
200: switching device, 210: modem device, 211: spreading modulator,
212: spread demodulator, 213: PN generator, 214: synchronization circuit,
215, 216: buffer memory, 217: control device,
220: transceiver, 230: signal reception and distribution device,
240: Central control device, 250: Switching network,
300 ... exchange device, 400 ... external cable, 500 ... antenna,
600: cable, 610: node device

Claims (1)

複数の端末装置と無線回線を介して情報の送受信を行う無線通信装置であって、
スペクトラム拡散変調用の拡散符号を発生する拡散符号発生器と、
前記拡散符号発生器が発生した前記拡散符号に基づいて入力された信号をスペクトラム拡散変調するスペクトラム拡散変調器と、
前記複数の端末装置に共通の同期捕捉用の拡散符号を発生するように前記拡散符号発生器を制御すると共に、前記端末装置と通信する前記情報の拡散に用いる拡散符号であって前記同期補足用の拡散符号とは異なる通信用の拡散符号を発生するように前記拡散符号発生器を制御する手段と、前記同期補足用の拡散符号に基づいて入力された信号並びに前記通信用の拡散符号に基づいて入力された信号をスペクトラム拡散変調するように前記スペクトラム拡散変調器を制御する手段とを有する制御装置と、
前記スペクトラム拡散変調器によって前記同期補足用の拡散符号に基づいてスペクトラム拡散変調された信号と前記通信用の拡散符号に基づいてスペクトラム拡散変調された信号とを前記端末装置に送信する送信機と、
を備えたことを特徴とする無線通信装置。A wireless communication device that transmits and receives information to and from a plurality of terminal devices via a wireless line,
A spread code generator for generating a spread code for spread spectrum modulation;
A spread spectrum modulator that performs spread spectrum modulation on a signal input based on the spread code generated by the spread code generator,
The spread code generator is controlled to generate a spread code for synchronization acquisition common to the plurality of terminal devices, and a spread code used for spreading the information to be communicated with the terminal device, the spread code being used for supplementing the synchronization. Means for controlling the spread code generator so as to generate a spread code for communication different from the spread code of, and a signal input based on the spread code for synchronization and a spread code for communication based on the spread code for synchronization. Control means having means for controlling the spread spectrum modulator so as to perform spread spectrum modulation on the input signal,
A transmitter that transmits a signal that is spread-spectrum modulated based on the spread code for synchronization and a signal that is spread-spectrum modulated based on the spread code for communication to the terminal device by the spread spectrum modulator ,
A wireless communication device comprising:
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