JP2003158767A - ディジタル移動電話通信方法と通話チャネル切換方法及びそれらを実現するための移動局と基地局 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 音声をディジタル化して無線通信するディジ
タル移動電話通信方法とそれにおける通話チャネル切換
方法及びそれらを実現する移動局と基地局に関し、１つ
の音声信号チャネルで音声信号とともにＰＮパターン、
文字データ等のデータ信号を伝送することによって、運
用中の通話チャネルの回線品質の正確な測定或いは１つ
の通話チャネルを使った音声情報と文字情報の同時伝送
等を可能とする移動電話通信方法を提供する。 【解決手段】 送信側にあっては、音声検出部４４にお
いて無音部を検出し、セレクタ１８を制御して無音部に
ついては開始信号と終了信号に挟まれたＰＮパターンに
置き換える。受信部にあっては無音通知フレーム検出部
５０において開始信号と終了信号を検出し、セレクタ３
６を制御して、その間は背景雑音に置き換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音声をディジタル
化して無線通信するディジタル移動電話通信方法とそれ
における通話チャネル切換方法及びそれらを実現する移
動局と基地局に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタル移動電話用端末装置と基地局
装置間の通信回線品質は、通信チャンネル（運用時には
通信用のデータが入る領域）に静的にＰＮ（疑似雑音）
パターンを挿入することによって測定される。しかしな
がら通信チャンネルにＰＮパターンを挿入出来るのは、
実運用時以外に限られる。そのため、実運用中の通信チ
ャンネルの回線品質はＣＲＣエラー又は数ビットの固定
パターンによる誤り率検出方法でしか判断できない。

【０００３】また、通話中の通信チャンネル切替えは、
現状受信レベルの平均値が一定値又は周辺の他の基地局
からの受信レベル以下になった場合に行う方法が、一般
的となっている。しかし、受信レベルの低下はかならず
しも回線品質の低下とは言えず、悪電波環境下において
は、回線品質が良好な場合であっても余分な通信チャン
ネル切替えが発生してしまい交換装置等の余分な稼働を
誘発している。

【０００４】さらに、従来の技術では、音声の送受信と
同時に文字情報を送受信する場合文字情報の伝送レート
にかかわらず２チャンネル用意しなければならないので
回線の利用効率としては、有効に用いられていない場合
が多々存在した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、１つの音声信号チャネルで音声信号とともにＰＮ
パターン、文字データ等のデータ信号を伝送することに
よって、運用中の通話チャネルの回線品質の正確な測定
或いは１つの通話チャネルを使った音声情報と文字情報
の同時伝送等を可能とする移動電話通信方法を提供する
ことにある。

【０００６】本発明の他の目的は、通話チャネルの回線
品質を運用中に測定することに基づく通話チャネル切換
方法を提供することにある。本発明のさらに他の目的
は、上記の方法を実現する移動局及び基地局を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、移動局
と基地局との間でディジタル化した音声信号の送受を行
なうディジタル移動電話通信方法であって、送信側にお
いて受信側に送信すべき音声信号の無音区間を検出し、
送信側において該無音区間についてはディジタル化音声
信号に代えてデータ信号を挿入し、受信側において該デ
ータ信号を検出し、該データ信号に代えて無音区間に相
当するディジタル化音声信号を挿入するステップを具備
するディジタル移動電話通信方法が提供される。

【０００８】本発明によれば、移動局と基地局との間で
ディジタル化した音声信号の送受信を行なうディジタル
移動電話通信における通話チャネル切換方法であって、
移動局において回線品質を評価し、交信中の基地局から
の受信レベルと周辺の他の基地局からの受信レベルを比
較し、他の基地局からの受信レベルが交信中の基地局か
らの受信レベルより大きいとき、該評価された回線品質
が所要の条件を満たしているか否かを判定し、回線品質
が所要の条件を満たしていないと判定されるとき、チャ
ネル切換を可とするステップを具備する通話チャネル切
換方法もまた提供される。

【０００９】本発明によれば、基地局との間でディジタ
ル化した音声信号の送受を行なうディジタル移動電話通
信のための移動局であって、基地局から受信した受信信
号に含まれる基地局において挿入されたデータ信号を検
出するデータ信号検出部と、該検出されたデータ信号の
代わりに無音区間に相当するディジタル化音声信号を挿
入する無音信号挿入部とを具備する移動局もまた提供さ
れる。

【００１０】本発明によれば、移動局との間でディジタ
ル化した音声信号の送受を行なうディジタル移動電話通
信のための基地局であって、移動局へ送信すべきディジ
タル化音声信号中に含まれる無音区間に相当するディジ
タル化音声信号を検出する無音区間検出部と、該無音区
間に相当するディジタル化音声信号に代えてデータ信号
を挿入するデータ信号挿入部とを具備する基地局もまた
提供される。

【００１１】

【作用】無音区間に相当するディジタル化音声信号の代
わりにパターン信号、文字データ等のデータ信号を伝送
することによって、運用中の通信チャネルにおける回線
品質の正確な測定が可能となり、余分なチャネル切り換
えを防ぐことができる。また、１つの通話チャネルによ
る音声情報と文字情報の同時伝送等が可能となる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例に係る移動機の
構成を表わすブロック図である。図１に示された移動機
は、移動局から基地局への上り回線の回線品質を測定す
るために上り回線の音声信号にＰＮ（疑似雑音）パター
ンを挿入し、基地局から移動局への下り回線をテストす
るために基地局において下り回線の音声信号に挿入され
たＰＮパターンを抽出する。

【００１３】最初に、ディジタル移動電話通信の移動機
としての基本的な機能を実現する回路ブロックを説明す
る。図１において、送受話器１０で採取された音声信号
はアンプ１２で増幅され、Ａ／Ｄ変換器１４でディジタ
ル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器１４から出力される
ディジタル信号は音声のサンプリング間隔（例えば１２
５μsec ）で連続的に出力されるので、タイミング変換
部１６においてＴＤＭＡ（時分割多元接続）の形式に合
わせて例えば５msec間隔のバーストになるようにタイミ
ングが変更される。タイミング変換部１６の出力はセレ
クタ１８を経てＴＤＭＡ部２０において所定のヘッダ等
が付加されてＴＤＭＡバーストが形成される。ＴＤＭＡ
部２０から出力されるＴＤＭＡバーストは変調器２２、
送信機２４、ハイブリッド２６を経てアンテナ２８から
放射される。アンテナ２８はスペースダイバーシチのた
めに２本設けられている。アンテナ２８で受信された基
地局からの信号はハイブリッド２６、受信機３０、復調
器３２を経てＴＤＭＡ部３４へ入力される。ＴＤＭＡ部
３４では受信されたバーストの中から自局に割り当てら
れたタイムスロット内のバーストのみを取り出してヘッ
ダ部を除いて出力する。ＴＤＭＡ部３４の出力はセレク
タ３６を経てタイミング変換部３８へ入力される。タイ
ミング変換部３８ではタイミング変換部１６とは逆にバ
ースト状のディジタル化音声信号が一定間隔のディジタ
ル化音声信号になるように信号のタイミングが変更され
る。タイミング変換部３８の出力はＤ／Ａ変換器４０で
アナログ信号に変換されてアンプ４２を経て送受話器１
０へ送られる。タイミング作成部４３は、基地局から送
られてくる信号に含まれるタイミング信号に同期した発
振器４１の出力に基いて各回路ブロックに必要な動作タ
イミング信号を与える。

【００１４】音声検出部４４はアンプ１２の出力に基づ
き音声と音声の間の無音区間を検出し、セレクタ１８を
制御して無音区間についてはタイミング変換部１６の出
力ではなく無音通知フレーム作成部４６及びＰＮパター
ンデータ作成部４８の出力を選択させる。無音通知フレ
ーム作成部４６が出力する無音通知フレームは、ＰＮパ
ターンデータ作成部４８が出力するＰＮパターンデータ
の先頭に挿入される開始信号及び末尾に挿入される終了
信号からなる。

【００１５】無音通知フレーム検出部５０はＴＤＭＡ部
３４が出力するバースト信号の中から開始信号及び終了
信号を検出することによりＰＮパターンデータの初まり
と終わりを認識し、ＰＮパターン検出部５２に受信され
たＰＮパターンデータ中のビット誤りを検出させるとと
もに、セレクタ３６を制御してＴＤＭＡ部３４が出力す
るＰＮパターンデータの代わりに背景雑音挿入部５４か
らの背景雑音又は無音状態に相当するディジタル化音声
信号を選択させる。回線品質監視部５６はＰＮパターン
検出部５２が検出した誤りビット数を積算してＢＥＲ
（ビットエラーレート）を計算し、集中制御部５８へ伝
える。集中制御部５８はＣＰＵを含んで構成され、回線
品質監視部５６から通知されるＢＥＲの値と、受信機３
０から出力されＡ／Ｄ変換器６０でディジタル値に変換
された受信レベルの値とから、後に説明するような通話
チャネル切換の判断を行なう。

【００１６】図２は本発明の第１の実施例に係り、図１
の移動機との組み合わせで使用される基地局の構成を表
わすブロック図である。図１の移動機のものと同様な構
成要素については同一の参照番号を付してその説明を省
略する。網インターフェース部６１は公衆回線網等と基
地局のインターフェースを司どり、公衆回線網等からの
ディジタル化音声信号をタイミング変換部１６へ送出す
るとともにタイミング変換部３８からのディジタル化音
声信号を公衆回線網等へ送出する。タイミング作成部６
２は公衆回線網等からのタイミング信号に同期した発振
器６４の出力に基いて各回路ブロックに必要な動作タイ
ミング信号を与える。

【００１７】背景雑音検出部６６はタイミング変換部１
６が出力するバーストの中から背景雑音又は無音状態に
相当するディジタル化音声信号を検出することによって
無音区間を検出し、図１の音声検出部４４と同様に、セ
レクタ１８を制御して無音区間についてはタイミング変
換部１６の出力でなく無音通知フレーム作成部４６及び
ＰＮパターンデータ作成部４８の出力を選択させる。

【００１８】集中制御部６８は回線品質監視部５６が計
算し出力する上り回線のＢＥＲとＡ／Ｄ変換器６０から
の上り回線の受信レベルの値を網インターフェース部６
１を介して公衆回線網等へ通知する。図３は本発明の第
２の実施例に係る移動機の構成を表わすブロック図であ
る。図１の移動機のものと同様の構成要素については同
一の参照番号を付してその説明を省略する。

【００１９】本実施例では、音声の無音部に文字データ
を挿入することによって、回線の有効利用が図られる。
文字データ作成部７０は表示操作部インターフェース７
２を介して移動機の表示操作部７４から入力された文字
データを受けとり、音声検出部４４からの制御に従って
文字データをセレクタ１８へ供給する。これによって、
無音区間中の音声信号は無音通知フレームをその前後に
有する文字データに置き換えられる。文字情報抽出部７
６は無音通知フレーム検出部５０の制御に従って文字デ
ータを取り出し、表示操作部インターフェース７２を介
して表示操作部７４に文字を表示させる。図４は本発明
の第２の実施例に係り、図３の移動機との組み合わせで
使用される基地局の構成を表わすブロック図である。図
２の基地局のものと同様な構成要素については同一の参
照番号と付してその説明を省略する。

【００２０】タイミング変換部８０は低速データチャネ
ルで網から送られてくる文字データのタイミングをバー
スト信号のタイミングに変換する。文字情報フレーム作
成部８２はタイミング変換部８０からの文字データより
文字情報フレームを作成し、セレクタ１８へ供給するこ
とによって、無音区間において文字データを移動機へ送
る。文字情報抽出部８４は無音通知フレーム検出部５０
の制御のもとで無音区間に挿入されている文字情報を抽
出する。タイミング変換部８６は文字情報抽出部８４が
出力する文字データのタイミングを低速データチャネル
のタイミングに変換し、網インターフェース部６１へ引
き渡す。

【００２１】図５は図１〜図４に示した移動機及び基地
局において、音声信号が有音状態から無音状態へ移行し
た時の動作を示すタイミングチャートである。送信側で
図５（Ａ）に示すように、音声信号が存在している間
は、図５（Ｂ）に示すようにセレクタ１８（図１〜図
４）からは５msec間隔でディジタル化音声信号が出力さ
れ、これがＴＤＭＡバーストとして受信側へ送られる。
音声信号が途絶えて無音状態になり、音声検出部４４
（図１，３）又は背景雑音検出部６６（図２，４）がそ
れを検出すると、図５（Ｂ）に示すように次のバースト
のタイミングでセレクタ１８からは無音状態が検出され
るまでの音声信号を含むＰＮパターンデータ（又は文字
データ）開始信号が出力され、以後のバーストのタイミ
ングではＰＮパターンデータ（又は文字データ）が出力
される。受信側の無音通知フレーム検出部５０（図１〜
図４）が開始信号を検出したら以後は図５（Ｃ）に示す
ようにＰＮパターン検出部５２（図１，２）におけるビ
ット誤り検出に基づくＢＥＲの測定、又は、文字情報抽
出部７６（図３，４）における文字データの受信が行な
われる。その間、セレクタ３６からは背景雑音挿入部５
４からの背景雑音又は無音状態に相当するディジタルデ
ータが出力される。

【００２２】図６は無音状態から有音状態へ移行した時
の動作を示すタイミングチャートである。図６（Ａ）に
示すように音声が途絶えている間は、図６（Ｂ）に示す
ように送信側からはＰＮパターンデータ又は文字データ
が送信され、図６（Ｃ）に示すように受信側ではＢＥＲ
の測定又は文字データの受信が行なわれている。送信側
の音声検出部４４（図１，３）又は背景雑音検出部６６
（図２，４）が音声の開始を検出すると、セレクタ１８
からは次のバーストのタイミングでそれまでの音声信号
を含む終了信号が出力され、以後は音声信号のバースト
が出力される。受信側の無音通知フレーム検出部５０
（図１〜図４）が終了信号を検出したら、図６（Ｃ）に
示すように、以後はＢＥＲの測定又は文字データの受信
は停止し、セレクタ３６からは受信した音声信号のバー
ストが出力される。

【００２３】図７は図１の集中制御部５８においてＢＥ
Ｒの測定値に基いて行なわれる通話チャネル切換処理の
フローチャートである。ステップ１０００において、空
きスロットを利用して交信中の基地局以外の周辺ゾーン
の基地局からの受信レベルＡを測定し、ステップ１００
２において使用中のスロットの受信レベルＢを測定し、
ＡがＢよりも大きければ（ステップ１００４）、前述の
ようにして移動機において測定されたＢＥＲによって評
価される回線品質が支障なく通話可能な値であるか否か
を判定する（ステップ１００６）。ＡがＢよりも大きく
ても回線品質に問題がなければ通話チャネル切換の要求
は出さずにステップ１０００へ戻る。回線品質が通話可
能な値でなければ網に対して通話チャネルの切換を要求
する（ステップ１００８）。

【００２４】実際のチャネル切替動作を図８を用いて説
明する。移動局は図７で説明したように自ゾーン、他ゾ
ーンの受信レベル測定及び比較、下り方向の回線品質の
監視を行っており（ステップ１１００〜１１０３）、こ
の結果ＣＨ切替が必要と判断した場合には、基地局に対
してチャネル切替要求を送出する（ステップ１１０
４）。基地局は移動局に対して無線状態要求を送出し
（ステップ１１０５）、無線状態応答による通信中の回
線品質と受信レベルの報告を得る（ステップ１１０
６）。また、同時に基地局は上り方向の受信レベル及び
回線品質を得て（ステップ１１０７〜１１０８）、チャ
ネル切替の要否を判断する（ステップ１１０９）。

【００２５】チャネル切替が必要と判断した場合には、
基地局は受信レベル測定要求を送出する（ステップ１１
１０）。要求を受信した移動局は再度周辺ゾーン及び自
ゾーンの受信レベルを測定し、周辺ゾーン及び自ゾーン
の受信レベルを基地局に受信レベル測定応答として通知
する（ステップ１１１１）。基地局は、得られた受信レ
ベルをもとに切替先のチャネルを決定し、この情報を移
動局に通知する（ステップ１１１２）。

【００２６】本情報を受領すると移動局は指定された通
信チャネルより同期確立を行い（ステップ１１１３）、
基地局からの同期確立により（ステップ１１１４）によ
り通信チャネルの同期を確立する。更に、通信チャネル
オープンの送受（ステップ１１１５〜１１１６）により
移動局と基地局の通話状態が確立される。尚、本実施例
では、回線品質、受信レベルの検出を移動局と基地局の
両側で行っているが、どちらか一方の検出でチャネル切
替の要否を判断することもできる。

【００２７】従来では他の基地局の受信レベルが大きけ
れば直ちにチャネル切換要求を出していたが、本発明の
通話チャネル切換シーケンスでは、他の基地局の受信レ
ベルが高くても、現在の回線品質が満足できる値であれ
ばチャネル切換要求は出てないので、交換装置等の余分
な稼動を抑制することができる。図９及び図１０は図３
の移動局と図４の基地局との間で行なわれる通話時の文
字データの同時伝送の形態を表わす図である。本発明の
文字データの伝送は図９に示すように下り方向のみでも
図１０に示すように双方向でも可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればデ
ィジタル移動通信システムにおける通信中の通話チャン
ネルの回線品質監視をリアルタイムに行うことが可能と
なる。また、回線品質測定の結果をもとにした通信チャ
ンネルの切替要求を送出できることより、交換機等の余
分な稼働を抑制する効果とともに安定した通信チャンネ
ル割当等も実現される。

【００２９】また、通信チャンネルに挿入するＰＮパタ
ーンデータのかわりに文字データを挿入することによっ
て無線区間で確立された１通信回線で音声、文字の同時
通信を行うことも可能である。このような理由より本発
明は、ディジタル移動通信システムの信頼度の向上及
び、データ通信回線の有効利用に寄与するところが大き
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る移動機のブロック
図である。

【図２】本発明の第１の実施例に係る基地局のブロック
図である。

【図３】本発明の第２の実施例に係る移動機のブロック
図である。

【図４】本発明の第２の実施例に係る基地局のブロック
図である。

【図５】有音状態から無音状態へ移行したときの動作を
表わすタイミングチャートである。

【図６】無音状態から有音状態へ移行したときの動作を
表わすフローチャートである。

【図７】本発明の通話チャネル切換方法のフローチャー
トである。

【図８】実際のチャネル切替動作を表わす図である。

【図９】文字データの単一方向伝送を表わす図である。

【図１０】文字データの双方向伝送を表わす図である。

【符号の説明】

１０…送受話器 １８，３６…セレクタ ２０，３４…ＴＤＭＡ部 ２２…変調器 ２４…送信機 ２６…ハイブリッド ３０…受信機 ３２…復調器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動局と基地局との間でディジタル化し
   た音声信号の送受信を行なうディジタル移動電話通信に
   おける通話チャネル切換方法であって、 ａ）移動局において回線品質を評価し、 ｂ）交信中の基地局からの受信レベルと周辺の他の基地
   局からの受信レベルを比較し、 ｃ）他の基地局からの受信レベルが交信中の基地局から
   の受信レベルより大きいとき、該評価された回線品質が
   所要の条件を満たしているか否かを判定し、 ｄ）ステップｃ）において回線品質が所要の条件を満た
   していないと判定されるとき、チャネル切換を可とする
   ステップを具備する通話チャネル切換方法。
2. 【請求項２】 移動局と基地局との間でディジタル化し
   た音声信号の送受信を行うディジタル移動電話通信にお
   ける通話チャネル切換方法において、 交信中の基地局についての受信レベルよりも、周辺の他
   の基地局についての受信レベルの方が大きい場合であっ
   ても、該交信中の基地局についての回線品質に問題がな
   ければ移動局から網に対して通話チャネルの切換を要求
   しない、ことを特徴とする通話チャネルの切換方法。
3. 【請求項３】 移動局と基地局との間でディジタル化し
   た音声信号の送受信を行うディジタル移動電話通信にお
   ける通話チャネル切換方法において、 交信中の基地局における上り無線回線についての受信レ
   ベル、回線品質を加味してチャネル切換の要否判定を行
   う、ことを特徴とする通話チャネル切換方法。