JP2001251280A - データ信号の多重化方式及びその方式を用いた通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電力開閉用の制御線を用いた安価な伝送方式と
その方式を用いた携帯電話通信システムを提供する。 【解決手段】ベースバンド信号を時分割多重で伝送する
伝送方式である。送信時には各ベースバンド信号に所定
の異なるバイアス電圧を付加し、クロックに同期して選
択出力する。これにより、クロックが内在された時分割
多重化信号が生成される。受信時はそのクロックを抽出
し、それに同期して各ベースバンド信号を復元する。こ
れにより、容易にデータが時分割多重で送受信される。
この方式を携帯電話通信システムに使用する。市中の電
力開閉用の制御線２５上に携帯電話５の送受信器１０と
モデム２０を設ける。又、ＩＳＤＮ交換器６０の直前に
ＤＳＵ５０とモデム２０を設ける。そして、そのモデム
２０間で、上記方式による時分割多重化信号を変復調し
て送受信する。これにより、制御線２５を利用した安価
な携帯電話通信システムが構築される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データ信号の多重
化方式とその方式を用いた通信システムに関する。例え
ば、電力開閉器用の制御線を用いて一般のデータ通信を
容易にするデータ信号の多重化方式及びその方式を用い
た通信システムに関する。特に、ベースバンド信号にバ
イアス電圧を付加して時分割多重通信する伝送方式とそ
れを使用した通信システムに関する。本発明は、電力開
閉器用の制御線を伝送路とした携帯電話通信システムに
適用できる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、デジタル回線でデータ又は音
声を通信するＩＳＤＮ（IntegratedServices Digital
Network ）がある。このシステムは、音声信号、画像信
号及びデータ信号を符合化変調して伝送するサービス総
合型ネットワークシステムである。伝送路は１つのペア
線で、６４ｋｂｐｓ（Ｂチャネル）の２回線と、１６ｋ
ｂｐｓ（Ｄチャネル）の１回線とが時分割多重化されて
おり、この伝送路で全二重通信が可能である。近年で
は、ＰＨＳ（Persnal HandyPhone System ）等携帯電話
がこのＩＳＤＮ回線に接続され、交換器を介して他の携
帯電話やコンピュータ装置等の端末装置と双方向通信さ
れている。ＰＨＳは、２つのペア線を用いたＩＳＤＮシ
ステムである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＩＳＤ
Ｎ回線は、従来の電話器、ファクシミリ装置に加えパー
ソナルコンピュータ等の様々な通信機器を接続して、様
々な通信を総合して通信することを目的としている。そ
のため、交換器側、各端末装置側にはその様々な通信を
可能にするための制御装置が設置されている。例えば、
従来の電話器又はパーソナルコンピュータをＩＳＤＮ回
線に接続するためには、ターミナルアダプタＴＡ、回線
終端装置ＤＳＵ（Digital Service Unit）等が必要であ
る。回線終端装置ＤＳＵ（以下、ＤＳＵ）はコンピュー
タ手段を有して様々な端末装置を識別し、それに応じた
通信手順で信号を多重化する装置である。そのため、新
たにＰＨＳ等の携帯電話等のシステムをＩＳＤＮ回線に
付加する場合には、市中のＩＳＤＮ回線上に多数の新た
なアンテナやこのアンテナに対する送受信器、ＤＳＵ等
を設けねばならず、安価な伝送方式とはならなかった。

【０００４】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、その目的は、ベースバンド信号
にバイアス電圧を付加し、それを時分割多重することで
信号の伝送手順、即ち送受信手順を容易にすることであ
る。又、市中に配備された電力開閉器用の制御線に着目
し、本方式をその制御線に適用して伝送コストを安価に
することである。特に、本発明を携帯電話システムに利
用して、その使用料金を引き下げることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段および作用・効果】上記の
課題を解決するために、請求項１に記載のデータ信号の
多重化方式は、ネットワークシステムにおけるベースバ
ンド信号に基づいた複数の信号を多重化して伝送するデ
ータ信号の多重化方式であって、送信時には各ベースバ
ンド信号にそれぞれ所定の各バイアス電圧を付加し、ク
ロック信号に同期して各バイアス電圧が付加された各ベ
ースバンド信号を選択して時分割多重化信号を生成し、
その時分割多重化信号に基づく信号を伝送路に送出する
ことを特徴とする。そして、受信時にはそのクロック信
号を抽出して、そのクロック信号に同期して時分割多重
化信号に基づく信号から各バイアス電圧を減算して、各
ベースバンド信号を順次選択して抽出することを特徴と
する。

【０００６】従来の時分割多重化方式は、コンピュ−タ
手段を用いて、接続された様々な機器を識別して複雑な
手順でベースバンド信号を多重化して伝送している。本
発明の伝送方式は、端末装置から送出されたベースバン
ド信号に所定の異なる各バイアス電圧を付加している。
そして、それをクロックに同期して順次選択して時分割
多重化信号としている。この状態では、異なるバイアス
電圧がクロックに同期して選択されるので、その時分割
多重化信号には確実にそのクロック信号が内在される。
そして、データは、例えばクロックに同期して複数チャ
ネルから順次選択されて合成されて送出される。例えば
伝送チャネルが２チャネルの場合、クロックの電圧レベ
ルに同期して交互に選択されて送出される。

【０００７】そして、受信時にはその内在されたクロッ
ク信号を抽出し、そのクロック信号に同期して時分割多
重化信号から各バイアス電圧が減算される。これによ
り、各ベースバンド信号が復元される。本方式によれ
ば、クロックが内在されて伝送され、そのクロックに同
期してデータが抽出されるので確実にデータが伝送され
る。また、コンピュータ手段を使用することなくクロッ
クによるバイアス電圧の付加と除去により容易に時分割
多重伝送が行われる。よって、安価なデータ信号の多重
化方式となる。尚、上記ベースバンド方式には各種符合
化方式を含む。本発明は、例えばＮＲＺ方式、バイポー
ラ方式、バイフェーズ方式等の各種符号化方式による信
号に対しても有効である。

【０００８】又、請求項２に記載のデータ信号の多重化
方式によれば、伝送路に送出された時分割多重化信号に
基づく信号は、所定搬送波の時分割多重化信号による変
調信号であることを特徴とする。そして、受信時にはそ
の変調信号を復調して時分割多重化信号を得、その時分
割多重化信号をクロック信号に同期して分別し、各ベー
スバンド信号を抽出することを特徴とする。時分割多重
化信号が所定の搬送波を変調した変調信号で送出される
ので、データをより遠方へ伝送できる。よって伝送コス
トを安価にしうるデータ信号の多重化方式となる。尚、
上記変調は、振幅変調、周波数変調、位相変調及びそれ
に基づく変調の全てを含む。

【０００９】又、請求項３に記載のデータ信号の多重化
方式によれば、伝送路が市中に敷設された電力開閉器を
制御する制御線であることを特徴とする。市中に配備さ
れた電力開閉器を制御する制御線は、２対のペア線で構
成されている。ＩＳＤＮシステムと同様２対のペア線で
あるので、請求項１又は請求項２に記載の伝送方式が適
用できる。この制御線は、例えば中央装置からの指令デ
ータ、開閉監視装置からの監視データが主に送受信され
るのみであり、ＩＳＤＮシステムと比較すればその仕様
頻度ははるかに少ない。即ち、空き時間が多大である。
よって、この制御線を使用するデータ信号の多重化方式
とすれば、データ送信に際して待ち時間が殆どない。よ
って、効率的なデータ信号の多重化方式となる。又、制
御線は既に市中に広範囲に敷設されているので、その有
効利用ともなる。それにより、伝送コストの大幅引き下
げも可能となる。

【００１０】又、請求項４に記載の発明は、ベースバン
ド信号に基づいた複数の信号を多重化して伝送する通信
システムにおいて、送信時には、各ベースバンド信号に
異なる所定の各バイアス電圧を付加し、クロック信号に
同期して、各バイアス電圧が付加された各ベースバンド
信号を選択して時分割多重化信号を生成し、該時分割多
重化信号に基づく信号を伝送路に送出し、受信時には、
クロック信号を抽出し、該クロック信号に同期して時分
割多重化信号に基づく信号から各バイアス電圧を減算
し、各ベースバンド信号を抽出する第１送受信装置と、
第１送受信装置と同一機能を有し、第１送受信装置に対
して相方向データ通信を行う第２送受信装置と、第１送
受信装置と第２送受信装置とを接続する伝送路とから成
る通信システムである。この通信システムは請求項１の
多重化方式を実現する通信システムであり、請求項１と
同様な作用効果を有する。

【００１１】又、請求項５に記載の発明は、伝送路は一
方向に伝送するペア線の２組からなることを特徴とす
る。このペア線は、例えば、送電線システムの開閉器の
制御に使用されている制御線である。この制御線は、既
に、市中に張り巡らされている。よって、既設の設備を
用いて、効率的なデータ伝送が可能となる。特に、携帯
電話の通信伝送路に最適である。

【００１２】又、請求項６に記載の発明は、携帯電話と
送受信し、第１送受信装置に対してデータ信号を送受信
する送受信器と、第２送受信装置に対してデータ通信を
行う回線終端装置と、この回線終端装置に接続されるＩ
ＳＤＮ回線とから成ることを特徴とする。伝送路上に配
備された送受信器は、携帯電話と送受信する。そして、
その送受信器は第１送受信装置に対してデータの送受信
を行い、その第１送受信装置は、伝送路を介して他方の
第２送受信装置に対して、時分割多重化信号に基づいた
信号で双方向通信する。そして、第２送受信装置は、伝
送路から受信した変調信号を所定方式のベースバンド信
号に復調し、回線終端装置に送出する。回線終端装置は
ＩＳＤＮ回線に規定された方式でＩＳＤＮ回線の交換器
に送出する。このようにして、第２送受信装置は、回線
終端装置とＩＳＤＮ回線とを介して、他の各種の端末装
置や、同様なシステムで構成されるシステムの末端に存
在する携帯電話とデータ通信を行う。逆に、回線終端装
置はＩＳＤＮ回線の交換器から信号を受信し、所定方式
のベースバンド信号に変換して第２送受信装置に送出す
る。ここで所定方式のベースバンド信号とは、例えばＡ
ＭＩ（Alternate Mark Inversion）方式によるベースバ
ンド信号である。そして、第２送受信装置がそのベース
バンド信号の時分割多重化信号又はその高周波変調信号
を伝送路に送出する。このような通信システムは、例え
ば、開閉器用の制御線等からなる伝送路を長くすること
で、ＩＳＤＮ回線の使用線路長を短くすることが可能で
ある。よって、設備の利用効率が高くなると共に、送信
コストを低減することができる。これにより、本発明の
伝送方式を利用した回線は、ＩＳＤＮ回線網へ接続され
ることができる。よって、サービス統合型ネットワーク
システムが利用できる利便性に優れた通信システムとな
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。なお、本発明は下記実施例
に限定されるものではない。 （実施例）図１に本発明のデータ信号の多重化方式を用
いたシステム構成図を示す。本実施例は、電力開閉器用
の制御線とＩＳＤＮ回線網を接続し、携帯電話の通話を
可能とした通信システムである。本実施例の通信システ
ムは、携帯電話５と送受信する送受信器１０、データ線
１５，３５、第１送受信装置、第２送受信装置であるモ
デム２０ａ、２０ｂ、電力開閉用の制御線２５、回線終
端装置５０（以降、ＤＳＵ）、ＩＳＤＮ回線５５，６
５、ＩＳＤＮ電話交換器６０から構成される。尚、ここ
での携帯電話はＰＨＳを想定している。ＰＨＳ以外の携
帯電話や、コンピュータ等の他のデータ端末装置でも良
い。

【００１４】信号の流れに従って、各構成要素の機能を
説明する。携帯電話５から送出された信号は、市中に敷
設されている送受信器のうちで最寄りの送受信器１０に
よって受信される。送受信器１０は、その信号を例えば
ＡＭＩ方式で符号化されたベースバンド信号に変換し、
データ線１５を介してモデム２０ａに送出する。モデム
２０ａは、変調部３０と復調部４０からなる。変調部３
０は、送受信器１０から受け取った２チャンネル分の信
号を変調して制御線２５に送出する装置であり、復調部
４０は制御線２５から受け取った信号を２チャンネル分
のベースバンド信号に復調して送受信器１０に送出する
装置である。

【００１５】変調部３０を図２に示す。変調部３０は、
例えば送受信器１０のチャンネル１（以降、ＣＨ１）か
ら送出された信号に＋バイアス電圧を付加する＋バイア
ス回路３１、チャンネル２（以降、ＣＨ２）から送出さ
れた信号に−バイアス電圧を付加する−バイアス回路３
２、両信号を切り替えるスイッチ装置３３、スイッチ装
置３３に切替指令を与えるクロック３４、それにより生
成された時分割多重化信号を変調する変調器３６から構
成される。

【００１６】例えば、複数の携帯電話から信号が送信さ
れると、送受信器１０はそれらを受信し、図３（ｂ）に
示すようなＡＭＩ方式によるベースバンド信号に変換し
て、それらをＣＨ１、ＣＨ２からモデム２０ａに送出す
る。モデム２０ａでは、上述のようにＣＨ１の信号に＋
バイアス電圧が付加され、ＣＨ２の信号に−バイアス電
圧が付加される。そして、スイッチ装置３３とクロック
３４に従ってこれらの信号が切り替えられる。例えば、
クロック信号（図３（ａ）の電圧レベルがＨＩＧＨであ
る時ＣＨ１が選択され、ＬＯＷである時ＣＨ２が選択さ
れる。これにより、ＣＨ１とＣＨ２の信号が時分割多重
化される（図３（ｃ））。そして、その時分割多重化信
号が変調器３６に入力される。

【００１７】変調器３６は、例えば時分割多重化信号の
６段階の電圧レベルに応じて、振幅、周波数又は位相を
変調して制御線２５に送出する。送出された変調信号
は、制御線２５を伝搬し交換器６０側のモデム２０ｂの
復調部４０に入力される。復調部４０を図４に示す。
尚、制御線２５両端に設置されるモデム２０ｂは同一の
モデムであり、その内部において同じ機能を有する要素
には同じ記号が記してある。

【００１８】復調部４０は、復調器４５、クロック再生
回路４１、減算回路４２、波形整形をするコンパレータ
４３、コンパレータ４３からの出力を切り替えるスイッ
チ装置４４から構成される。制御線２５に送出された変
調信号は復調部４０の復調器４５に入力され、前出の６
種類の搬送波が識別されて図３（ｃ）に示した時分割多
重化信号が復調される。次に、この信号はクロック再生
回路４１に入力され、内在したクロック信号が抽出され
る。例えば、クロック再生回路４１は図示しない微分回
路を有する。微分回路に入力されれば、時分割多重化信
号の立ち上がり時と立ち下がり時が検出される。そし
て、この立ち上がり時と立ち下がり時で、ＴＴＬ出力が
反転するように構成すれば、内在したクロック信号が抽
出される。

【００１９】更に、このクロック信号と時分割多重化信
号は減算器４２に送られ減算される。即ち、時分割多重
化信号からクロック成分が減算される。クロックを図５
（ａ）にその減算結果を図５（ｂ）に示す。これは、時
分割多重化信号を構成するＣＨ１の信号から＋バイアス
電圧が、ＣＨ２の信号から−バイアス電圧が減算される
ことを意味する。そしてその出力は、コンパレータ４３
によって波形整形され、クロック信号に同期して、ＣＨ
１の信号とＣＨ２の信号が分離される。例えば、クロッ
ク信号のＨＩＧＨレベルでスイッチ装置４４をＣＨ１側
に切り替え、ＬＯＷレベルでＣＨ２側に切り替えれば、
ＣＨ１，ＣＨ２の元のＡＭＩ方式によるベースバンド信
号が復元される（図５（ｃ））。

【００２０】そして、このベースバンド信号はＩＳＤＮ
回線５５のＤＳＵ５０に入力され、ＩＳＤＮ仕様に変換
されてデジタル信号で交換器６０に伝搬される（図
１）。交換器６０からは、従来のＩＳＤＮ回線６５を介
して目的の端末装置（例えば携帯電話）に伝送される。
逆に、他の携帯電話又は他の端末装置からＩＳＤＮ回線
６５を介して携帯電話５に送信される場合は、上記経路
を逆に辿る。即ち、交換器６０、ＩＳＤＮ回線５５、Ｄ
ＳＵ５０、モデム２０ｂ（変調部３０）、制御線２５、
モデム２０ａ（復調部４０）、送受信器１０を経て目的
の携帯電話５に送信される。本発明の伝送方式を用いた
ＰＨＳ携帯電話通信システムは、このように送受信が行
われる。

【００２１】上述のように、上記通信システムは、市中
に配備された電力開閉器を制御する制御線を利用してい
る。よって、新たにＰＨＳ通信システムの伝送路や大規
模なアンテナ装置を配備する必要がない。即ち、市中に
広範囲に敷設された伝送路を有効利用することができ
る。これにより、通信コストが低減された優れた通信シ
ステムとなる。又、本方式ではコンピュータ手段を使用
することなくクロックによるバイアス電圧の付加と除去
により容易に時分割多重伝送を行なっている。よって、
これによっても更に通信コストを下げることができる。
又、本発明の伝送方式では、多重化信号にクロックが内
在されて伝送され、そのクロックに同期してデータが抽
出される。よって、そのデータの送受信は精度良く確実
に行なわれる。

【００２２】（変形例）以上、本発明を表わす１実施例
を示したが、他にさまざまな変形例が考えられる。例え
ば、上記ＰＨＳを使用した通信システムでは、より遠方
と通信するため制御線２５の両端に高周波変調する変調
器３６と高周波復調する復調器４５を設けたが、送受信
器１０と交換器６０が近距離の場合、こられの高周波変
調器、復調器を設けることなく、時分割多重化されたベ
ースバンド信号を用いて送受信器１０と交換器６０側の
ＤＳＵ５０とが直接送受信してもよい。

【００２３】又、上記実施例では、ＣＨ１，ＣＨ２の２
つのベースバンド信号に所定の異なるバイアス電圧を付
加したが、一方のみにバイアス電圧を付加しても良い。
要は、「０」又は「１」のデータレベルが、２つのチャ
ネルにおいて、相対的に異なるようにオフセットさせれ
ば良い。又、２チャンネルに限らず、そのチャネル数は
さらに多く取ることもできる。例えば、図６に示す様に
チャネル数をｎとし、各チャネルに所定のバイアス回路
３１、３２、・・、３８を設け、それにより所定のバイ
アス電圧を付加してもよい。この時、スイッチ装置３７
もｎ段階に切替可能なスイッチ装置となる。この時も、
時分割多重化信号にはクロック信号が内在されるので、
それを抽出して、それに基づいて各ベースバンド信号を
取り出せばよい。

【００２４】又、第１実施例のベースバンド信号の符号
化方式はＡＭＩ方式を採用したが、他の符号化方式を採
用してもよい。例えば、複流ＲＺ、バイポーラ方式等を
採用し、それらに所定のバイアス電圧を付加してもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わるデータ信号の多重化方
式を用いた通信システム構成図。

【図２】本発明の実施例に係わるモデムの変調部を説明
する構成ブロック図。

【図３】本発明の実施例に係わる時分割多重化信号の合
成過程説明図。

【図４】本発明の実施例に係わるモデムの復調部を説明
する構成ブロック図。

【図５】本発明の実施例に係わるベースバンド信号の復
元過程説明図。

【図６】本発明の変形例に係わる変調部の構成ブロック
図。

【符号の説明】

１０ 送受信器 １５ データ線 ２０ａ 第１送受信装置 ２０ｂ 第２送受信装置 ２５ 制御線 ３０ 変調部 ３１ ＋バイアス回路 ３２ −バイアス回路 ３３，４４ スイッチ装置 ３４ クロック ３５ データ線 ３６ 変調器 ４０ 復調部 ４１ クロック再生回路 ４２ 減算回路 ４５ 復調器 ５５、６５ ＩＳＤＮ回線 ５０ ＤＳＵ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ネットワークシステムにおけるベースバン
   ド信号に基づいた複数の信号を多重化して伝送するデー
   タ信号の多重化方式であって、 送信時に、各ベースバンド信号に異なる所定の各バイア
   ス電圧を付加し、クロック信号に同期して、前記各バイ
   アス電圧が付加された各ベースバンド信号を選択して時
   分割多重化信号を生成し、該時分割多重化信号に基づく
   信号を伝送路に送出し、 受信時には、前記クロック信号を抽出し、該クロック信
   号に同期して前記時分割多重化信号に基づく信号から各
   バイアス電圧を減算し、前記各ベースバンド信号を抽出
   することを特徴とするデータ信号の多重化方式。
2. 【請求項２】前記伝送路に送出された前記時分割多重化
   信号に基づく信号は、前記時分割多重化信号による所定
   搬送波の変調信号であり、 受信時には、前記変調信号を復調して前記時分割多重化
   信号を得、該時分割多重化信号を前記クロック信号に同
   期して分別し、前記各ベースバンド信号を抽出すること
   を特徴とする請求項１に記載のデータ信号の多重化方
   式。
3. 【請求項３】前記伝送路は、市中に敷設された電力開閉
   器を制御する制御線であることを特徴とする請求項１又
   は請求項２に記載のデータ信号の多重化方式。
4. 【請求項４】ベースバンド信号に基づいた複数の信号を
   多重化して伝送する通信システムにおいて、 送信時には、各ベースバンド信号に異なる所定の各バイ
   アス電圧を付加し、クロック信号に同期して、前記各バ
   イアス電圧が付加された各ベースバンド信号を選択して
   時分割多重化信号を生成し、該時分割多重化信号に基づ
   く信号を伝送路に送出し、受信時には、前記クロック信
   号を抽出し、該クロック信号に同期して前記時分割多重
   化信号に基づく信号から各バイアス電圧を減算し、前記
   各ベースバンド信号を抽出する第１送受信装置と、 前記第１送受信装置と同一機能を有し、前記第１送受信
   装置に対して双方向データ通信を行う第２送受信装置
   と、 前記第１送受信装置と前記第２送受信装置とを接続する
   伝送路とから成る通信システム。
5. 【請求項５】前記伝送路は一方向に伝送するペア線の２
   組からなることを特徴とする請求項４に記載の通信シス
   テム。
6. 【請求項６】携帯電話と送受信し、前記第１送受信装置
   に対してデータ信号を送受信する送受信器と、 前記第２送受信装置に対してデータ通信を行う回線終端
   装置と、 この回線終端装置に接続されるＩＳＤＮ回線とから成る
   ことを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項
   に記載の通信システム。