JP2010124457A

JP2010124457A - 無線通信システムおよび無線基地局装置

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Publication number: JP2010124457A
Application number: JP2009204085A
Authority: JP
Inventors: Muneyuki Suzuki; 宗之鈴木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2008-10-21
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2010-06-03
Also published as: GB2464589A; CN101729239A; GB0915793D0; US20100098052A1

Abstract

【課題】メタリック加入者線を利用した高速でかつ網同期可能な無線通信システムおよ
び無線基地局装置を提供することを目的とする。
【解決手段】無線端末装置ＰＳを収容する複数の無線基地局装置ＣＳと、ＩＰ網４に接
続されデジタル加入者線Ｌ３によって複数の無線基地局装置ＣＳと接続する通信装置１と
を有する無線通信システムであって、無線基地局装置ＣＳには、通信装置１から供給され
た時分割クロックを、デジタル加入者線Ｌ３の通信速度に因らず一定周波数に保つクロッ
ク部２０２を備え、無線端末装置ＰＳから受信したＰＣＭ（Pulse Code Modulation）デ
ータを含むデータを、クロック部２０２によって一定周波数に保持されたクロックを基準
にデジタル加入者線Ｌ３に時分割フレーム構成のタイムスロットを用いて通信装置１へ送
信する。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線端末装置が無線基地局装置を介して無線通信する無線通信システムおよ
びその無線通信システムに使用される無線基地局装置に関する。

情報通信技術の発展により、インターネットアクセスのインフラとして情報伝送路であ
る加入者線が企業や店舗、そして各家庭に普及している。従来、メタリック加入者線を使
用したデジタル伝送方式には、ＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network）基本
レートインタフェースやＤＳＬ（Digital Subscriber Line）技術の一つであるＡＤＳＬ
（Asymmetric Digital Subscriber Line）が使用されている。最近では、光加入者回線が
普及しつつあり、メタリック加入者線から光加入者回線への移行が行われているが、光加
入者回線が普及していない地域、光加入者回線の普及が困難な地域、もしくは光加入者回
線が導入されていない集合住宅では、メタリック加入者線が情報伝送路として利用されて
いる。

ＡＤＳＬは、ＩＳＤＮより高速なインターネットアクセスの手段として普及したが、伝
送損失が大きい周波数帯域を使用したサービスであるため、端末が電話局から離れるに従
い電気信号の劣化が激しくなり、電話局からおよそ６〜７ｋｍ以内にある端末だけしかサ
ービスを受けることができないという問題がある。また、ＡＤＳＬでは、その名の通り、
上り回線の速度と下り回線の速度が非対称である。各家庭でのＡＤＳＬの主用途はインタ
ーネットのウェブサイトへのアクセスであるため、通信量の多い下り回線が高速になるよ
うに設定されている。そのため、ＡＤＳＬは上り回線の通信速度を向上させる手段として
は不向きである。このような、ＡＤＳＬ等のＤＳＬ技術を用いた音声通信やマルチメディ
ア通信は、例えば特許文献１のような技術が知られている。

また、ＤＳＬでは、上述したように端末が電話局から離れるに従い電気信号の劣化が激
しくなるが、このような電気信号の劣化は、通信速度の低下につながる。通信速度の変化
は、無線を用いて通信を行う無線通信システムへの影響が大きい。

無線通信システムでは、無線端末装置と無線で通信する無線基地局装置が多数設置され
る。無線基地局装置が無線端末装置との間の通信で使用する無線信号が、他の無線基地局
装置が使用する無線信号に干渉しないように、無線通信システム全体で同期して動作する
必要がある。

特開２００６−２０３８７６号公報

無線基地局装置は、有線で接続された通信装置から受信する信号からクロックを再生す
る。しかしながら、ＤＳＬを利用した通信装置と無線基地局装置との間の通信では、通信
装置と無線基地局装置との距離によって通信速度が変化する。このため、無線基地局装置
で再生するクロックの周波数が、通信装置と無線基地局装置との距離によって異なる。そ
の結果、網同期ができないという問題が生じる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、メタリック加入者線を利用し
た通信速度が高速でかつ網同期可能な無線通信システムおよび無線基地局装置を提供する
ことを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による無線通信システムは、無線端末装置と無線で
通信する複数の無線基地局装置と、ＩＰ網に接続されデジタル加入者線によって前記複数
の無線基地局装置と接続する通信装置とを有する無線通信システムであって、前記通信装
置には、前記デジタル加入者線を介して前記無線基地局装置に網同期クロックを供給する
網同期クロック供給手段を備え、前記無線基地局装置には、前記通信装置から供給される
網同期クロックを、デジタル加入者線Ｌ３の通信速度に因らず一定周波数に保つ一定クロ
ック発生手段と、前記一定クロック発生手段によって発生した網同期クロックを基準とし
て、前記無線端末装置との無線通信に無線フレームを用いる無線通信手段と、前記無線通
信手段によって前記無線端末装置から受信したＰＣＭ（Pulse Code Modulation）データ
を含むデータを、前記デジタル加入者線に時分割フレーム構成のタイムスロットを用いて
前記通信装置へ送信する送信手段とを備えることを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明による無線基地局装置は、無線端末装置と無
線で通信する複数の無線基地局装置と、ＩＰ網に接続されデジタル加入者線によって前記
複数の無線基地局装置と接続する通信装置とを有する無線通信システムで使用される無線
基地局装置であって、前記通信装置から供給される網同期クロックを、デジタル加入者線
Ｌ３の通信速度に因らず一定周波数に保つ一定クロック発生手段と、前記一定クロック発
生手段によって発生した網同期クロックを基準として、前記無線端末装置との無線通信に
無線フレームを用いる無線通信手段と、前記無線通信手段によって前記無線端末装置から
受信したＰＣＭ（Pulse Code Modulation）データを含むデータを、前記デジタル加入者
線に時分割フレーム構成のタイムスロットを用いて前記通信装置へ送信する送信手段とを
備えることを特徴とする。

本発明によれば、メタリック加入者線を利用した通信速度が高速でかつ網同期可能な無
線通信システムおよび無線基地局装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る無線通信システムの構成を示した図。本発明の一実施の形態に係る無線通信システムが有する通信装置の構成を示したブロック図。本発明の一実施の形態に係る無線通信システムの通信装置に備えられた加入者線インタフェースユニットの構成を示したブロック図。本発明の一実施の形態に係る無線通信システムの通信装置に備えられた回線交換スイッチの構成を示した図。本発明の一実施の形態に係る無線通信システムの通信装置に備えられたＩＰ変換ユニットの構成を示したブロック図。本発明の一実施の形態に係る無線通信システムの通信装置に備えられたパケットスイッチの構成を示したブロック図。本発明の一実施の形態に係る無線通信システムが有する無線基地局装置の構成を示したブロック図。本発明の一実施の形態に係る無線通信システムの無線基地局装置に備えられたクロック部の構成を示したブロック図。本発明の一実施の形態に係る無線通信システムの無線基地局装置と無線端末装置との間で無線通信する際に使用する無線フレーム構成を示す図。本発明の一実施の形態に係る無線通信システムのデジタル加入者線上を伝送するデータのフレーム構成を示す図。本発明の一実施の形態に係る無線通信システムの通信装置に備えられたＰＣＭハイウェイ上を伝送するデータのフレーム構成を示す図。

以下、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態を示す無線通信システムの構成を示すブロック図である
。
この無線通信システムは、無線基地局装置ＣＳが通信装置１に接続され、通信装置１は
ＩＰ網４および回線交換網５と接続されている。無線端末装置ＰＳは、無線基地局装置Ｃ
Ｓと接続され、無線端末装置ＰＳは、無線基地局装置ＣＳおよび通信装置１を介してＩＰ
網４や回線交換網５と通信する。例えば、ＩＰ網４に接続されたＩＰ電話端末装置３ｂや
回線交換網５に接続された電話端末装置３ａと通話を行うことができるようになっている
。

また、通信装置１と無線基地局装置ＣＳとの接続には、メタリック加入者線Ｌ３を利用
したＳＨＤＳＬ（Single-pair High-speed Digital Subscriber Line）等のｘＤＳＬが用
いられる。メタリック加入者線Ｌ３はデジタル加入者線Ｌ３として利用される。通信装置
１には、このデジタル加入者線Ｌ３が多数接続される。図１には無線基地局装置ＣＳを１
つのみ示したが、夫々のデジタル加入者線Ｌ３に無線基地局装置ＣＳが接続されるように
なっている。通信装置１と無線基地局装置ＣＳとを接続するデジタル加入者線Ｌ３にＳＨ
ＤＳＬを適用することにより、通信装置１と無線基地局装置ＣＳとの距離、すなわちデジ
タル加入者線Ｌ３の長さが長くても、ＡＤＳＬを適用する場合と比較して、通信速度は若
干劣るが、ＩＳＤＮよりも速い通信速度で、インターネットアクセスサービスを提供する
ことができる。

また、このような構成に加えて、ＩＰ網４がゲートウェイ装置２ｂを介してインターネ
ットと接続され、インターネット６には複数のサーバ装置７が接続される。これにより、
無線端末装置ＰＳはインターネットへの接続も可能になる。

図２は、無線通信システムに備えられた通信装置１の構成を示したブロック図である。

通信装置１には、加入者線インタフェース１１０、回線交換スイッチ１２０、ＩＰ変換
部１３０、パケットスイッチ１４０、制御部１５０、およびクロック部１６０が備えられ
ている。

無線基地局装置ＣＳと接続するデジタル加入者線Ｌ３は加入者線インタフェース１１０
に接続され、また、加入者線インタフェース１１０と回線交換スイッチ１２０はＰＣＭデ
ータを伝送するＰＣＭハイウェイＬ３１ａによって接続されている。ＩＰ網４と接続する
外部データＬＡＮＬ２はパケットスイッチ１４０と接続され、また、パケットスイッチ１
４０とＩＰ変換部１３０は内部データＬＡＮＬ３２で接続されている。ＩＰ変換部１３０
と回線交換スイッチ１２０は、ＰＣＭハイウェイＬ３１ｂによって接続されている。回線
交換スイッチ１２０は、加入者線インタフェース１１０と接続するＰＣＭハイウェイＬ３
１ａとＩＰ変換部１３０と接続するＰＣＭハイウェイＬ３１ｂとの間の回線を交換して接
続するように構成されている。ＰＣＭハイウェイＬ３１ｂの数は、ＰＣＭハイウェイＬ３
１ａの数より少ない。

加入者線インタフェース１１０は、デジタル加入者線Ｌ３上を伝送するデータをＰＣＭ
ハイウェイＬ３１ａ上へ伝送させたり、ＰＣＭハイウェイＬ３１ａ上を伝送するデータを
デジタル加入者線Ｌ３上へ伝送させたりするものである。この加入者線インタフェース１
１０は図２では１つのブロックで示されるが、通信装置１が収容するデジタル加入者線Ｌ
３の本数と同じ数の加入者線インタフェースユニット１１０ａ、…、１１０ｎで構成され
る。加入者インタフェースユニット１１０ａには、１本のデジタル加入者線Ｌ３と１本の
ＰＣＭハイウェイＬ３１ａとが接続され、加入者インタフェースユニット１１０ａは１つ
のデータ列を処理する。

ＩＰ変換部１３０は、ＰＣＭハイウェイＬ３１ａ上を伝送するＰＣＭデータをＩＰパケ
ット化したり、パケットスイッチ１４０から送られてくるＩＰパケットをＰＣＭデータへ
変換したりするものである。このＩＰ変換部１３０は図２では１つのブロックで示したが
、ＰＣＭハイウェイＬ３１ｂの本数と同じ数、すなわち通信装置１が収容するデジタル加
入者線Ｌ３の本数より少ない数のＩＰ変換ユニット１３０ａ、…、１３０ｎで構成される
。それぞれのＩＰ変換ユニット１３０ａには、１本のＰＣＭハイウェイＬ３１ａと１本の
内部データＬＡＮＬ３２とが接続され、ＩＰ変換ユニット１３０ａは１つのデータ列のＩ
Ｐ変換を行う。

また、加入線インタフェース１１０、回線交換スイッチ１２０、ＩＰ変換部１３０、パ
ケットスイッチ１４０、制御部１５０、およびクロック部１６０は、互いに制御用バス１
７０によって接続されている。さらに、クロック部１６０はラインＬ１を介して回線交換
網５と接続する。クロック部１６０は、回線交換網５から提供されるクロックを受信し、
加入者線インタフェース１１０、回線交換スイッチ１２０、およびＩＰ変換部１３０へク
ロックをクロックライン１８０を介して供給するようになっている。

次に、図３乃至図６を参照して、通信装置１に備えられる加入者線インタフェースユニ
ット１１０ａ、回線交換スイッチ１２０、制御部１５０、ＩＰ変換ユニット１３０ａ、パ
ケットスイッチ１４０の構成を説明する。

まず、加入者線インタフェース１１０を説明する。図３は、加入者線インタフェース１
１０を構成するユニットの１つである加入者線インタフェースユニット１１０ａ（加入者
線インタフェースユニット１１０ａ乃至１１０ｎ共通）の構成を示したブロック図である
。
加入者線インタフェースユニット１１０ａには、ＬＩＮＥインタフェース１１１、ＰＣ
Ｍハイウェイインタフェース１１２、ＣＰＵ１１３、ＲＡＭ１１４、ＲＯＭ１１５、ＢＵ
Ｓインタフェース１１６が備えられている。

ＬＩＮＥインタフェース１１１には、通信装置１が収容する多数の加入者線Ｌ３のうち
の１本の加入者線Ｌ３、およびＰＣＭハイウェイインタフェース１１２が接続される。ま
た、ＬＩＮＥインタフェース１１１には、クロックライン１８０が接続され、クロック部
１６０が出力するクロックが入力される。ＰＣＭハイウェイインタフェース１１２には、
回線交換スイッチ１２０と接続するＰＣＭハイウェイＬ３１ａが接続されている。また、
ＣＰＵ１１３、ＲＡＭ１１４、ＲＯＭ１１５、ＢＵＳインタフェース１１６、ＬＩＮＥイ
ンタフェース１１１、ＰＣＭハイウェイインタフェース１１２は、互いにデータバス１７
１で接続されている。さらに、ＢＵＳインタフェース１１６は、後述する制御部１５０に
備えられたＢＵＳインタフェース１５４と接続する制御用バス１７０が接続されている。

ＬＩＮＥインタフェース１１１は、クロック部１６０から入力されたクロックを基準と
して、デジタル加入者線Ｌ３を介して送られてきた時分割フレーム構成の信号からタイム
スロットのデータを取り出し、ＰＣＭハイウェイインタフェース１１２へ送る。ＰＣＭハ
イウェイインタフェース１１２は、時分割バスであるＰＣＭハイウェイＬ３１ａ上の時分
割フレーム構成のタイムスロットへ受信したデータを挿入する。

また、ＬＩＮＥインタフェース１１１は、クロック部１６０から入力されたクロックを
基準にして作成された時分割フレーム構成の信号を、デジタル加入者線Ｌ３を用いて無線
基地局装置ＣＳへ送信する（網同期クロック供給手段）。これにより、回線交換網５から
提供されたクロックと同期する網同期クロックが、無線基地局装置ＣＳへ供給される。

図４は、回線交換スイッチ１２０および制御部１５０の構成を示したブロック図である
。

回線交換スイッチ１２０は、時分割スイッチ１２１で構成されている。時分割スイッチ
１２１には、複数の加入者線インタフェースのＰＣＭハイウェイ１１２に接続されたＰＣ
ＭハイウェイＬ３１、および、ＩＰ変換部１３０と接続されたＰＣＭハイウェイＬ３１ａ
が接続されている。

制御部１５０には、ＣＰＵ１５１、ＲＡＭ１５２、ＲＯＭ１５３、ＢＵＳインタフェー
ス１５４が備えられ、ＣＰＵ１５１、ＲＡＭ１５２、ＲＯＭ１５３、ＢＵＳインタフェー
ス１５４、時分割スイッチ１２１、クロック部１６０は、互いに制御用バス１７０によっ
て接続されている。また、制御用バス１７０はＢＵＳインタフェース１５４を介して加入
者線インタフェース１１０、ＩＰ変換部１３０およびパケットスイッチ１４０に接続され
ている。

時分割スイッチ１２１は、通信路を形成する際に、クロック部１６０からクロックライ
ン１８０を介して提供されるクロックを基準として、加入者線インタフェース１１０側と
接続する複数のＰＣＭハイウェイＬ３１ａと、ＩＰ変換部１３０側と接続する複数のＰＣ
ＭハイウェイＬ３１ｂとを、時分割スイッチ１２１内で接続するようになっている。前述
したように、ＰＣＭハイウェイＬ３１ｂの数は、ＰＣＭハイウェイＬ３１ａの数より少な
い。

図５は、ＩＰ変換部１３０を構成するユニットの１つであるＩＰ変換ユニット１３０ａ
（ＩＰ変換ユニット１３０ａ乃至１３０ｎ共通）の構成を示したブロック図である。

ＩＰ変換ユニット１３０ａには、パケット処理部１３１、ＰＣＭハイウェイインタフェ
ース１１２、ＣＰＵ１３３、ＲＡＭ１３４、ＲＯＭ１３５、ＢＵＳインタフェース１３６
、イーサネット（登録商標）インタフェース１３７、ＶｏＩＰ処理部１３８、多重分離部
１３９が備えられている。

ＰＣＭハイウェイインタフェース１３２には、回線交換スイッチ１２０に接続されるＰ
ＣＭハイウェイＬ３１ｂのうちの１本のＰＣＭハイウェイＬ３１ｂが接続されるとともに
、クロック部１６０からクロックライン１８０を介してクロックが、ＰＣＭハイウェイイ
ンタフェース１３２に入力される。また、ＰＣＭハイウェイインタフェース１３２は、Ｖ
ｏＩＰ処理部１３８およびパケット処理部１３１と接続される。ＶｏＩＰ処理部１３８お
よびパケット処理部１３１は、それぞれ多重分離部１３９とさらに接続され、多重・分離
部１３９は、イーサネットインタフェース１３７と接続される。

また、ＣＰＵ１３３、ＲＡＭ１３４、ＲＯＭ１３５、ＢＵＳインタフェース１３６、Ｐ
ＣＭハイウェイインタフェース１３２、パケット処理部１３１、ＶｏＩＰ処理部１３８、
多重分離部１３９、イーサネットインタフェース１３７は、互いに内部制御バス１７３で
接続されている。さらに、ＢＵＳインタフェース１３６は、制御部１５０に備えられたＢ
ＵＳインタフェース１５４と接続する制御用バス１７０が接続されている。

ＰＣＭハイウェイインタフェース１３２は、回線交換スイッチ１２０からデータを受信
すると、ＰＣＭハイウェイＬ３１上の時分割フレーム構成の信号から、クロックライン１
８０を介してクロック部１６０から入力されたクロックを基準としてタイムスロットのデ
ータを取り出す。ＰＣＭハイウェイインタフェース１３２は、取り出したデータのうち、
ＰＣＭデータをＶｏＩＰ処理部１３８へ送り、また、パケットデータをパケット処理部１
３１へ送る。パケット処理部１３１は、パケットデータを、宛先を記したＩＰパケットへ
変換して多重・分離部１３９へ送る。ＶｏＩＰ処理部１８は、ＰＣＭデータを、宛先を記
したＩＰパケットへ変換して多重・分離部１３９へ送る。多重・分離部１３９は、パケッ
ト処理部１３１またはＶｏＩＰ処理部１８から受信したＩＰパケットを多重化して、イー
サネットインタフェース１３７へ送る。イーサネットインタフェース１３７は、ＬＡＮの
仕組みを利用して多重化されたＩＰパケットを内部データＬＡＮＬ３２を介してパケット
スイッチ１４０へ送信する。

このように、通信装置１が収容する多数の無線基地局装置ＣＳから送られてくる全ての
ＰＣＭデータはＩＰ変換部１３０で集約してＩＰパケットに変換するので、システム全体
として、ＰＣＭデータをＩＰパケットへ変換するＩＰ変換部１３０の数を減らすことがで
きる。また、多数の無線基地局装置ＣＳがそれぞれＩＰ変換部１３０を備える場合、それ
ぞれの無線基地局装置ＣＳでは、ＩＰ変換部１３０が使用されない時間の割合が高いが、
ＩＰ変換部１３０を通信装置１にシステムとして集約して備えることにより、ＩＰ変換部
１３０の使用効率が高くなる。

図６は、パケットスイッチ１４０の構成を示したブロック図である。

パケットスイッチ１４０には、ＬＡＮスイッチ１４１、ＣＰＵ１４２、ＲＡＭ１４３、
ＲＯＭ１４４、ＢＵＳインタフェース１４５が備えられ、これらは互いに内部制御バス１
７４で接続されている。ＬＡＮスイッチ１４１は、ＩＰ変換部１３０に備えられている各
ＩＰ変換ユニット１３０ａに接続された内部データＬＡＮＬ３２と接続する。ＬＡＮスイ
ッチ１４１は、これらの内部データＬＡＮＬ３２から受信したＩＰパケットを、通信装置
１の外部のＩＰ網と接続する２本の外部データＬＡＮＬ２を用いてＩＰパケットの宛先へ
送信する。

図７は、無線通信システムに備えられた無線基地局装置ＣＳの構成を示したブロック図
である。
無線基地局装置ＣＳには、ＬＩＮＥインタフェース（送信手段）２０１、クロック部（
一定クロック発生手段）２０２、ベースバンド処理部２０３、変復調部２０４、電力増幅
部２０５、増幅部２０６、切替部２０７、ＣＰＵ２０８、ＲＡＭ２０９、ＲＯＭ２１０、
多重・分離部２１１が備えられ、これらは内部制御バス２２０を介して互いに接続されて
いる。また、ベースバンド処理部２０３、変復調部２０４、電力増幅部２０５、増幅部２
０６、切替部２０７およびアンテナ２１２は、無線通信を行うための基本構成部分（無線
通信手段）である。ＬＩＮＥインタフェース２０１は、送信手段を構成し、またクロック
部２０２は、クロック発生部を構成する。クロック部２０２が生成するクロックは、クロ
ックライン２２２を介して切り替え部２０７、変調部２０４、ベースバンド処理部２０３
、多重・分離部２１１へ供給される。

切替部２０７は、クロック部２０２からのクロックにしたがって、送信及び受信に応じ
てアンテナ２１２が電力増幅部２０５または増幅２０６と接続されるように切替えるもの
である。無線基地局装置ＣＳが無線端末装置ＰＳからＰＣＭデータまたはパケットデータ
が変調された無線信号を受信する場合、切替部２０７は受信した無線信号を増幅部２０６
へ送る。増幅部２０６は、受信した信号を増幅し、変復調部２０４へ出力する。変復調部
２０４の復調部は、クロック部２０２からのクロックを基準にして信号を復調して、ベー
スバンド信号をベースバンドより部２０３へ出力する。ベースバンド処理部２０３はクロ
ック部２０２からのクロックを基準にしてベースバンド信号からＰＣＭデータまたはパケ
ットデータを取り出し、多重・分離部２１１へ出力する。多重・分離部２１１は、クロッ
クライン２２２を介して入力されるクロックを基準として、ＰＣＭデータおよびパケット
データを多重化してＬＩＮＥインタフェース２０１へ送る。ＬＩＮＥインタフェース２０
１はデジタル加入者線Ｌ３を介して多重化されたデータを通信装置１へ送信する。

逆に、無線端末装置ＰＳの通信の相手、例えば端末装置３ｂから、無線端末装置ＰＳに
信号を送信する場合は、次のようになる。通信相手からの信号は、通信装置１及びデジタ
ル加入者線Ｌ３等を介して無線基地局装置ＣＳに届き、ラインインタフェース２０１で受
信される。受信された信号は、多重・分離部２１１へ送られ、クロック部２０２で生成し
たクロックを基準として、音声信号のＰＣＭデータ、パケットデータが取り出される。ま
た取り出されたＰＣＭデータ、パケットデータは、ベースバンド処理部２０３へ送られ、
クロック部２０２で生成したクロックを基準として、データを無線で無線端末装置ＰＳへ
送信する時分割の送信フレームのタイムスロットへデータが挿入され、ベースバンド信号
が生成される。ベースバンド信号は、変復調部２０４の変調部で変調され、さらに電力増
幅部２０５で増幅される。増幅された信号は切り替え部２０７を介してアンテナ２１２か
ら無線信号として、無線端末装置ＰＳへ送信される。無線端末装置ＰＳは、この無線信号
を受信して、ＰＣＭデータ、パケットデータを抽出し、またＰＣＭデータから音声信号を
再生する。

ＬＩＮＥインタフェース２０１は、デジタル加入者線Ｌ３から入力された信号から、ビ
ットタイミング成分を抽出し、ビットタイミング成分をクロックとしてクロックライン２
２１を介してクロック部２０２へ出力するように構成されている。そして、クロック部２
０２がこのビットタイミング成分を用いて、切替部２０７、変復調部２０４、ベースバン
ド処理部２０３、多重・分離部２１１へ供給されるクロックを生成する。

このように、無線基地局装置ＣＳでは、ＰＣＭデータをＩＰパケットに変換することな
く、パケットデータとＰＣＭデータとを多重化してデジタル加入者線Ｌ３を介して通信装
置１へ送信する。

図８は、無線基地局装置ＣＳに備えられたクロック部２０２の構成を示したものである
。
クロック部２０２は、ＰＬＬ（Phase-locked loop、位相同期回路）周波数シンセサイ
ザの仕組みで動作する。クロック部２０２は、電圧制御型クロック発振器２３１、ローパ
スフィルタ２３２、位相検波器２３３、分周器２３４ａ、２３４ｂ、レジスタ２３５、お
よびバッファ２３６で構成されている。

ＬＩＮＥインタフェース２０１によって抽出した、通信装置１から送られてくるクロッ
クは、クロックライン２２１を介して分周器２４３ａに入力される。クロックの周波数は
、分周器２３４ａ（分周比Ｎ_２）により１／Ｎ_２に分周される。位相検波器２３３は、分
周器２３４ａから出力された信号と電圧制御型発振器２３１から出力された信号との位相
差を検波し、位相差に応じた電圧信号を出力する。電圧信号は、ローパスフィルタ２３２
により高周波成分が取り除かれて、また位相が補償されて、電圧制御型発振器２３１へ入
力される。電圧制御型発振器２３１は、分周器２４３ａの出力と位相及び周波数が一致し
た信号を出力する。出力された信号の周波数は、分周器２３４ｂ（分周比Ｎ_１）により１
／Ｎ_１に分周され、更に分周された信号はバッファ２３６を介して、クロックとしてベー
スバンド処理部２０３、変復調部２０４等へ送られる。ここで、分周器２３４ａ、２３４
ｂは、分周数Ｎ_１、Ｎ_２を任意に決定できる。分周数Ｎ_２は、無線基地局装置ＣＳに備え
られたＣＰＵ２０８により決定され、内部制御バス２２０を介してクロック部２０２のレ
ジスタ２３５へ設定される。また分周数Ｎ_１は予め決めた値Ｎ_１に固定されている。分周
器２３４ａ、２３４ｂの分周数Ｎ_１、Ｎ_２は、クロック部２０２に入力される信号の周波
数と得たいクロックの周波数から計算できる。例えば、４００Ｈｚのクロックを得たい場
合は、分周後の周波数が４００Ｈｚとなるような分周数Ｎ（= Ｎ_１X Ｎ_２）を予め計算し
て設定する。

無線基地局装置ＣＳは、通信装置１からデジタル加入者線Ｌ３を介して入力された信号
からクロックを再生する。無線基地局装置ＣＳと通信装置１との通信にＤＳＬを使用した
場合、無線基地局装置ＣＳと通信装置１との距離が長くなると、信号が劣化し、通信速度
が遅くなる。このため本実施例による通信システムでは、通信装置１とデジタル加入者線
Ｌ３を介して接続される複数の無線基地局装置ＣＳにおいて、通信速度が同一となるよう
に、通信速度が調整されている。例えば、無線基地局装置ＣＳと通信装置１の距離が一番
長くて通信速度が一番遅い無線基地局装置ＣＳの通信速度に、通信装置１と各無線基地局
装置ＣＳとの通信速度が合せられている。これにより、各無線基地局装置ＣＳが通信装置
１からデジタル加入者線Ｌ３を介して入力された信号からクロックを抽出した場合、各無
線基地局装置ＣＳで同じ周波数のクロックを再生することができる。

通信装置１は、この通信速度の信号から抽出されるクロックの周波数に基づいて、クロ
ック部２０２が４００Ｈｚのクロックを生成するための分周器２３４ａの分周数Ｎ_２を計
算し、その分周数Ｎ_２を各無線基地局装置ＣＳに伝える。各無線基地局装置ＣＳは、レジ
スタ２３５に通信装置１から伝えられた分周数Ｎ_２をセットする。これにより、クロック
部２０２は、各無線基地局装置ＣＳで周波数が同じで、位相が一致したクロックを生成す
る。なお、分周数Ｎ_２のレジスタ２３５への設定は、例えば、無線基地局装置ＣＳを設け
た時点で行えばよい。

このように、分周器２３４ａ、２３４ｂの分周数Ｎ_１およびＮ_２を設定することで、無
線基地局装置ＣＳは通信装置１からデジタル加入者線Ｌ３を介してＤＳＬを利用して入力
される信号から、網に共通のクロックを得ることができる。

上記実施例では、通信装置１と接続された複数の無線基地局装置ＣＳは、全て同じ通信
速度で通信装置１と通信する。しかし、本発明はこれに限られない。通信装置１と無線基
地局装置ＣＳが、距離に応じて異なる通信速度で通信する場合であってもよい。この場合
は、例えば無線基地局装置ＣＳが、通信装置１と無線基地局装置ＣＳ間で通信される信号
から抽出したクロックの周波数を測定する。そして、クロック部２０２が４００Ｈｚのク
ロックを生成するための分周器２３４ａの分周数Ｎ_２を、無線基地局装置ＣＳのＣＰＵ２
０８で計算して、レジスタ２３５にその分周数Ｎ_２を設定するようにしてもよい。このよ
うに無線基地局装置ＣＳを構成しても、各無線基地局装置ＣＳは、網に共通のクロックを
得ることができる。

次に、図９乃至図１１を参照して、この無線通信システムでデータを伝送する際に使用
されるフレーム構成について説明する。

まず、図９は、無線端末装置ＰＳと無線基地局装置ＣＳとの間の通信で使用される無線
フレーム構成を示したものである。

図９（ａ）は、無線端末装置ＰＳに図示しない送話器から入力された音声に応じた音声
データをＰＣＭデータへ変調したものを示した図である。図９（ｂ）は、無線端末装置Ｐ
Ｓに接続されたパーソナルコンピュータ等の情報端末（図示しない）から入力されたパケ
ットデータを示したものである。また、図９（ｃ）は、無線端末装置ＰＳが無線基地局装
置ＣＳと無線でデータを伝送する際に使用するフレーム構成を示す。送信の際に使用する
無線フレーム（送信フレーム）Ｔｘと受信の際に使用する無線フレーム（受信フレーム）
Ｒｘとが時間的に交互に規定され、その周期は５ｍｓである。ＰＣＭデータおよびパケッ
トデータは、無線端末装置ＰＳが無線基地局装置ＣＳと無線でデータ伝送する際に使用す
る無線フレームの構成に合わせて多重化される。

この送信フレームＴｘおよび受信フレームＲｘは、それぞれ４個のタイムスロットＴＳ
０〜ＴＳ３で構成されている。例えば音声データがタイムスロットＴＳ０を使用し、パケ
ットデータがタイムスロットＴＳ１、ＴＳ２を使用する場合、無線端末装置ＰＳの多重・
分離部（図示しない）は、それぞれのタイムスロットを使用して伝送できるデータサイズ
に音声データおよびパケットデータを分割し、分割したデータを所定のタイムスロットＴ
Ｓ０、ＴＳ１、ＴＳ２に挿入することにより多重化する。

次に、図１０は、無線基地局装置ＣＳが行うデジタル加入者線Ｌ３上を伝送するデータ
構成を示したものである。
図１０（ａ）は、無線端末装置ＰＳが無線基地局装置ＣＳと通信する際のデータ転送の
フレーム構造と、無線基地局装置ＣＳがデータをデジタル加入者線Ｌ３上へ伝送させるフ
レーム構成を示す。

無線基地局装置ＣＳが無線で受信したデータ（無線端末装置ＰＳが送信する送信フレー
ムＴｘに含まれるデータ）は、ベースバンド処理部２０３でクロック部２０２からのクロ
ックを基準にして取り出される。また、取り出されたデータは、多重・分離部２１１によ
り、クロック部２０２からのクロックを基準にしてデジタル加入者線Ｌ３上のフレーム構
成に合わせて多重化される。多重化されたデータは、ラインインタフェース２０１により
デジタル加入者線Ｌ３上のデータに送信される。デジタル加入者線Ｌ３上のフレーム構成
は、８個のタイムスロットＴＳ０〜ＴＳ７および時分割フレームの先頭を示すフレーム同
期ビットＦで構成されている。例えばＰＣＭデータがタイムスロットＴＳ０を使用し、パ
ケットデータがタイムスロットＴＳ１、ＴＳ２を使用する場合、多重・分離部２１１は、
それぞれのタイムスロットを使用して伝送できるデータサイズにデータを分割し、分割さ
れたデータをタイムスロットＴＳ０、ＴＳ１、ＴＳ２に挿入することにより多重化する。
つまり、送信フレームＴｘのタイムスロットＴＳ０に挿入されたＰＣＭデータがデジタル
加入者線Ｌ３上のフレーム構成のタイムスロットＴＳ０に挿入され、また送信フレームＴ
ｘのタイムスロットＴＳ１、ＴＳ２に挿入されたパケットデータがデジタル加入者線Ｌ３
上のフレーム構成のタイムスロットＴＳ１、ＴＳ２に挿入される。

次に、図１１は、通信装置１に備えられたＰＣＭハイウェイＬ３１ａ、Ｌ３１ｂ上を伝
送する信号のフレーム構成を示したものである。
デジタル加入者線Ｌ３を介して通信装置１の加入者線インタフェース１１０が受信した
信号の構成は、ＰＣＭハイウェイインタフェース１１２により、ＰＣＭハイウェイＬ３１
ａ上をデータを伝送させるフレーム構成に変換される。このＰＣＭハイウェイＬ３１ａは
、３２個のタイムスロットＴＳ０〜ＴＳ３１で形成される時分割フレームで構成されてい
る。

加入者線インタフェース１１０に備えられたＬＩＮＥインタフェース１１１は、図１０
（ｂ）に示すデジタル加入者線上のフレーム構成を使用して伝送されるデータを、クロッ
ク部１６０から送られてくるクロックを基に取り出し、ＰＣＭハイウェイインタフェース
１１２へ送る。ＰＣＭハイウェイインタフェース１１２は、ＬＩＮＥインタフェース１１
１から送られてきたデータを、図１１に示すＰＣＭハイウェイＬ３１ａ上の時分割フレー
ムを使用して伝送させる。ここで、ＰＣＭハイウェイＬ３１ａ上のフレーム構成、例えば
、タイムスロットＴＳ０は音声データ専用とし、タイムスロットＴＳ１〜ＴＳ７はパケッ
トデータ専用として使用される。

次に、図９乃至図１１に示すフレーム構成が、どのように使用されるかの例を示す。

まず、無線端末装置ＰＳからＩＰ網４に接続されたＩＰ電話端末装置３ｂへ発信する場
合について説明する。
無線端末装置ＰＳがＩＰ電話端末装置３ｂと通話するためのダイヤル操作を行うと、無
線基地局装置ＣＳは、発信の合図と通話先の電話番号を含むダイヤル情報無線端末装置Ｐ
Ｓから受信する。ダイヤル情報は多重・分離部２１１で分離され、ＣＰＵ２０８へ出力す
る。ＣＰＵ２０８は、ダイヤル情報をＬＡＰＤ（Link Access Procedure on the D-chann
el）プロトコル等に従って変換して、作成されたＬＡＰＤプロトコルの信号を、再び多重
分離部２１１に送る。多重・分離部２１１は、ＬＡＰＤプロトコルの信号を図１０（ｂ）
に示されるデジタル加入者線Ｌ３上のフレーム構成においてシグナリング用に使用される
タイムスロットＴＳ７に送信する。

一方、通信装置１では、加入者線インタフェース１１０がＬＡＰＤプロトコルの信号を
受信すると、加入者線インタフェース１１０に備えられたＬＩＮＥインタフェース１１１
がタイムスロットＴＳ７上のＬＡＰＤプロトコルの信号を抽出する。抽出されたＬＡＰＤ
プロトコルの信号は、ＣＰＵ１１３で中継され、データバス１７１、ＢＵＳインタフェー
ス１１６、制御用バス１７０を介して制御部１５０に備えられたＣＰＵ１５１に転送され
る。ＣＰＵ１５１は、本実施例では図示しない電話加入者のデータベースと通信し、この
データベースはＩＰ電話端末装置３ｂの着信ベルを鳴動させる。通話先のＩＰ電話端末装
置３ｂで図示しない受話器を上げるなどの着信操作が行われると、無線端末装置ＰＳとＩ
Ｐ電話端末装置３ｂとの通話路が形成される。

次に、無線端末装置ＰＳとＩＰ電話端末装置３ｂとの間で通話が行われている場合につ
いて説明する。
無線端末装置ＰＳの送話器に入力された音声は、ＰＣＭデータへ変換され、８ビット毎
に図９（ｃ）に示される無線フレームのタイムスロットＴＳ０を使用して無線基地局装置
ＣＳへ伝送される。無線基地局装置ＣＳでは、無線信号が復号され、ベースバンド処理部
２０３でＰＣＭデータが取り出され、多重・分離部２１１へ送られる。多重・分離部２１
１は、ＰＣＭデータを図１０に示すデジタル加入者線Ｌ３上の時分割フレーム構成のタイ
ムスロットＴＳ０にＰＣＭデータを挿入して、ＰＣＭデータをＬＩＮＥインタフェース２
０１へ出力する。

ＬＩＮＥインタフェース２０１は、図１０（ｂ）に示されるデジタル加入者線Ｌ３上の
時分割フレーム構成でデータを通信装置１へ送信する。

一方、通信装置１では、加入者線インタフェース１１０に備えられたＬＩＮＥインタフ
ェース１１１がデジタル加入者線Ｌ３上の時分割フレーム構成のタイムスロットＴＳ０か
らＰＣＭデータを抽出して、ＰＣＭハイウェイインタフェース１１２へ送信する。ＰＣＭ
ハイウェイインタフェース１１２は、抽出されたＰＣＭデータを、図１１に示すＰＣＭハ
イウェイＬ３１ａ上の時分割フレーム構成のタイムスロットＴＳ０へ挿入する。以降、図
４乃至図７の説明の記載と同様の処理により、無線端末装置ＰＳに入力された音声を通話
相手であるＩＰ電話端末装置３ｂに送信することができる。また、通話相手からの音声は
、送信と逆の経路を経て、ＩＰ電話端末装置３ｂから無線端末装置ＰＳへ送信されて、無
線端末装置ＰＳで受信される。

このように、本発明の無線通信システムによれば、通信装置１と無線基地局装置ＣＳが
ＤＳＬを使用して通信しても、各無線基地局装置ＣＳは互いに同期したクロックを生成で
きる。このため、本発明によれば、メタリック加入者線を利用した通信速度が高速でかつ
網同期可能な無線通信システムおよび無線基地局装置を提供することができる。

１…通信装置、２，２ａ，２ｂ…ゲートウェイ装置、３ａ…電話端末装置、３ｂ…ＩＰ電
話端末装置、ＰＳ…無線端末装置、ＣＳ…無線基地局装置、４…ＩＰ網、５…回線交換網
、６…インタネット、７…サーバ、Ｌ１…ライン、Ｌ２…外部データＬＡＮ、Ｌ３…デジ
タル加入者線、Ｌ３１ａ，Ｌ３１ｂ…ＰＣＭハイウェイ、Ｌ３２…内部データＬＡＮ、１
１０…加入者線インタフェース、１１０ａ…加入者線インタフェース部、
１１１，２０１…ＬＩＮＥインタフェース、
１１２，１３２…ＰＣＭハイウェイインタフェース、
１１３，１５０，１３３，１４２，２０８…ＣＰＵ、
１１４，１５２，１３４，１４３，２０９…ＲＡＭ、
１１５，１５３，１３５，１４４，２１０…ＲＯＭ、
１１６，１５４，１３６，１４５…ＢＵＳインタフェース、
１２０…回線交換スイッチ、１２１…タイムスイッチ、１３０…ＩＰ変換部、１３０ａ…
ＩＰ変換ユニット、１３１…パケット処理部、
１３７，２０７…イーサネットインタフェース、
１３８…ＶｏＩＰ処理部、
１３９，２１１…多重分離部、
１４０…パケットスイッチ、
１４１…ＬＡＮスイッチ、
１５０…制御部、
１６０，２０２…クロック部、
１７０…制御用バス、１７１…データバス、
１７３，１７４，２２０…内部制御バス、
１８０，２２１，２２２…クロックライン、
２０３…ベースバンド処理部、２０４…変復調部、２０５…電力増幅部、２０６…増幅部
、２０７…切替部、２３１…電圧制御型クロック発振器、２３２…ローパスフィルタ、
２３３…位相検波器、２３４ａ，２３４ｂ…分周器、２３５…レジスタ、２３６…バッフ
ァ

Claims

無線端末装置と無線で通信する複数の無線基地局装置と、ＩＰ（Internet Protocol）網
に接続されデジタル加入者線によって前記複数の無線基地局装置と接続する通信装置とを
有する無線通信システムであって、
前記通信装置には、
前記デジタル加入者線を介して前記無線基地局装置に網同期クロックを供給する網同
期クロック供給手段を備え、
前記無線基地局装置には、
前記通信装置から供給される網同期クロックを、デジタル加入者線Ｌ３の通信速度に
因らず一定周波数に保つ一定クロック発生手段と、
前記無線端末装置との無線通信に無線フレームを用いる無線通信手段と、
前記一定クロック発生手段によって発生した網同期クロックを基準として、前記無線
通信手段によって前記無線端末装置から受信したＰＣＭ（Pulse Code Modulation）デー
タを含むデータを、前記デジタル加入者線に時分割フレーム構成のタイムスロットを用い
て前記通信装置へ送信する送信手段と
を備えることを特徴とする無線通信システム。
前記一定クロック発生手段は、ＰＬＬ（Phase-locked loop）周波数シンセサイザの仕
組みで動作することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
前記送信手段は、ＰＣＭデータとともに、ＩＰパケット化されたデータであるパケット
データを、前記デジタル加入者線に時分割フレーム構成のタイムスロットを用いて送信す
ることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
無線端末装置と無線で通信する複数の無線基地局装置と、ＩＰ網に接続されデジタル加入
者線によって前記複数の無線基地局装置と接続する通信装置とを有する無線通信システム
で使用される無線基地局装置であって、
前記通信装置から供給される網同期クロックを、デジタル加入者線Ｌ３の通信速度に
因らず一定周波数に保つ一定クロック発生手段と、
前記一定クロック発生手段によって発生した網同期クロックを基準として、前記無線
端末装置との無線通信に無線フレームを用いる無線通信手段と、
前記無線通信手段によって前記無線端末装置から受信したＰＣＭデータを含むデータ
を、前記デジタル加入者線に時分割フレームのタイムスロットを用いて前記通信装置へ送
信する送信手段と
を備えることを特徴とする無線基地局装置。
前記一定クロック発生手段は、ＰＬＬ周波数シンセサイザの仕組みで動作することを特
徴とする請求項４に記載の無線基地局装置。
前記送信手段は、ＰＣＭデータとともに、ＩＰパケット化されたデータであるパケット
データを、前記デジタル加入者線に時分割フレーム構成のタイムスロットを用いて送信す
ることを特徴とする請求項４に記載の無線基地局装置。