JP2015154107A - Tdma radio communication system using common radio channel - Google Patents
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Description
本発明は、外線または内線を介した通信に係る制御を実行する通信制御装置と、通信制御装置と無線端末との間で通信データを中継する複数の無線アクセスポイントから成る無線通信システムに関する。特に、TDMA(時分割多元接続)方式を適用した無線通信システムに関する。 The present invention relates to a wireless communication system including a communication control device that executes control related to communication via an external line or an extension, and a plurality of wireless access points that relay communication data between the communication control device and a wireless terminal. In particular, the present invention relates to a radio communication system to which a TDMA (Time Division Multiple Access) system is applied.
マイクロセルやピコセルを用いた構内コードレス電話システムの一般的な技術として、DECT(Digital Enhanced Cordless Telecommunications)方式のような、TDMA(Time Division Multiple Access)方式を適用した無線通信システムに関する技術がある(例えば、特許文献1)。 As a general technique of a private cordless telephone system using a micro cell or a pico cell, there is a technique related to a wireless communication system to which a TDMA (Time Division Multiple Access) system such as a DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) system is applied (for example, Patent Document 1).
ここで、セルは、1台の基地局(本発明では無線アクセスポイント)がカバーする範囲のことであり、マイクロセル(半径数十m〜数百m)やピコセル(半径数m〜数十m)のようにセルの範囲が狭いと、基地局が発信する無線電波の出力が小さくて済むと共に、複数の基地局を設置して、所望の通話エリアを柔軟に確保することができる。このため、構内コードレス電話システムではマイクロセルやピコセルによる無線通信方式を適用することが一般的である。また、電波資源の有効利用を図るために、隣接の基地局間では異なる周波数の無線チャネルを使用しつつ、離れた基地局とは同じ周波数の無線チャネルを繰り返して使用することが一般的である。 Here, a cell is a range covered by one base station (in the present invention, a wireless access point), and is a micro cell (radius several tens to several hundreds of meters) or a pico cell (radius several meters to several tens of meters). When the cell range is narrow as in (), the output of radio waves transmitted from the base station can be reduced, and a plurality of base stations can be installed to flexibly secure a desired call area. For this reason, in a local cordless telephone system, it is common to apply a wireless communication system using a micro cell or a pico cell. In order to effectively use radio resources, it is common to use radio channels with different frequencies between adjacent base stations and repeatedly use radio channels with the same frequency as remote base stations. .
この場合、通話しながら複数の基地局のセル間を移動する際に、ハンドオーバ処理(基地局切替え)が必要となる。そして、隣接セル間の無線チャネルは周波数が異なるので、ハンドオーバ処理の際に周波数切替に伴う切替時間を要し(例えば、数msec)、瞬断による通話品質の劣化が生じる可能性がある。 In this case, handover processing (base station switching) is required when moving between cells of a plurality of base stations while making a call. Since radio channels between adjacent cells have different frequencies, a switching time associated with frequency switching is required during the handover process (for example, several msec), and there is a possibility that the call quality may deteriorate due to a momentary interruption.
そこで、本発明の課題は、ハンドオーバ処理の際の周波数切替が不要な無線通信システムを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a wireless communication system that does not require frequency switching during handover processing.
上記課題を解決するために、本発明は、外線および内線を収容し通信に係る制御を実行する通信制御装置と、前記通信制御装置に接続され、自無線アクセスポイントに帰属する1以上の無線端末とTDMA(時分割多元接続方式)に基づいた無線通信を実行する複数の無線アクセスポイントと、を含む無線通信システムであって、前記通信制御装置は、前記TDMAに基づいた複数のタイムスロットを含むTDMAフレームのフレーム同期に係る同期信号の無線発信を指示するコマンドを前記無線アクセスポイントのいずれかへ送信する同期信号発信指示手段と、前記外線または内線と前記無線アクセスポイントとの間で通信データを中継する中継手段と、を有し、前記無線アクセスポイントは、前記通信制御装置から前記同期信号の無線発信を指示するコマンドを受信した場合、または他無線アクセスポイントが無線発信した同期信号を受信した場合に、前記TDMAフレームのフレーム同期に係る同期信号を無線発信する同期信号発信手段と、前記無線端末と前記TDMAに基づいた無線通信を実行する無線通信手段と、前記無線端末と前記通信制御装置との間で通信データを中継する中継手段と、を有し、前記無線アクセスポイントが前記無線端末と無線通信する信号は、前記無線アクセスポイントのいずれとも共通な所定の無線チャネルに対応する周波数の搬送波で変調した信号であって、前記無線端末が使用するタイムスロットは、前記複数の無線アクセスポイントのいずれとも同一な所定のタイムスロットであることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a communication control apparatus that accommodates an external line and an internal line and executes control related to communication, and one or more wireless terminals that are connected to the communication control apparatus and belong to the own wireless access point And a plurality of wireless access points that perform wireless communication based on TDMA (Time Division Multiple Access), wherein the communication control device includes a plurality of time slots based on the TDMA Synchronous signal transmission instructing means for transmitting a command for instructing wireless transmission of a synchronization signal related to frame synchronization of a TDMA frame to one of the wireless access points, and communication data between the external line or extension and the wireless access point A relay means for relaying, wherein the wireless access point is configured to wirelessly generate the synchronization signal from the communication control device. A synchronization signal transmitting means for wirelessly transmitting a synchronization signal related to frame synchronization of the TDMA frame when receiving a command for instructing the wireless communication or when a synchronization signal transmitted wirelessly by another wireless access point is received; and Wireless communication means for performing wireless communication based on the TDMA, and relay means for relaying communication data between the wireless terminal and the communication control device, wherein the wireless access point wirelessly communicates with the wireless terminal. The signal to be communicated is a signal modulated with a carrier wave having a frequency corresponding to a predetermined radio channel common to all of the wireless access points, and the time slot used by the wireless terminal is any of the plurality of wireless access points. Both are the same predetermined time slot.
本発明によれば、無線端末4は、各無線アクセスポイント1と、同一の周波数かつ同一のタイムスロットを使用して通信するので、ハンドオーバ処理において、周波数の切替処理や使用するタイムスロットの変更処理が不要であり、ハンドオーバに要する処理が極めて簡易で迅速となり、ハンドオーバ時に通話品質が劣化する可能性の低い無線通信システムを提供できる。
According to the present invention, since the
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体構成図であって、無線アクセスポイント1、通信制御装置2、無線端末4、内線端末6から構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention, which includes a
無線アクセスポイント(以下、APと略すこともある)1は、マイクロセルやピコセルの無線通信可能エリア(以下、セルと称すこともある)5を形成する無線基地局である。無線アクセスポイント1は、内線3を介して通信制御装置2と有線通信を実行すると共に、無線通信可能エリア5内に存在する無線端末4と無線通信を実行し、通信制御装置2と無線端末4との間で通信データを中継する。無線アクセスポイント1は、無線通信システムとしての無線通信可能エリアを拡張するために複数存在する。なお、無線アクセスポイント1と通信制御装置2の接続は、内線3に限定ではなく、通信制御装置2と各無線アクセスポイント1を直接接続する有線または無線によるローカル接続であってもよい。
A wireless access point (hereinafter sometimes abbreviated as AP) 1 is a wireless base station that forms a wireless communication area (hereinafter also referred to as a cell) 5 of a micro cell or a pico cell. The
各無線アクセスポイント1は、各無線端末4とTDMAに基づく無線通信を実行する。このTDMAに基づく無線通信は、複数の無線チャネル(以下、CHと略すこともある)の内の予め設定された特定のCHを共通CHとして使用する。無線アクセスポイント1の内部構成および動作フローについては後述する。
Each
通信制御装置2は、例えば、構内コードレス電話システムにおける構内交換機やボタン電話システムの主装置である。通信制御装置2は、内線3と外線7と各無線アクセスポイント1との間で通信データを中継する。なお、通信制御装置2の動作フローについては後述する。
The
無線端末4は、通信中に移動可能な内線端末であって、例えば、DECT規格の構内コードレスホンである。無線端末4は、いずれかの無線アクセスポイント1に帰属して構内コードレスホンとして動作し、通信制御装置2を介して、外線7の通信先,他の無線端末4,内線端末6と通信する。
The
内線端末6は、通信制御装置2に収容される一般的な内線端末であって、内線3および通信制御装置2を介して、外線7の通信先,無線端末4,他の内線端末6と通信する。
The
内線3は、内線端末6や無線アクセスポイント1を含む各種の内線端末と通信制御装置2を接続するための配線であって、通信方式は、アナログ通信方式またはデジタル通信方式、或いはIP(Internet Protocol)通信方式のいずれであってもよい。なお、IP通信方式の場合、一般的なLAN(Local Area Network)配線を内線3として適用できる。
The
外線7は、電話網やインターネット網等のWAN(Wide Area Network)8にアクセスする回線であって、通信方式は、アナログ通信方式またはデジタル通信方式、或いはIP通信方式のいずれであってもよい。
The
本実施形態において、隣接する各無線アクセスポイント1は、お互いの無線通信可能エリア5内に存在する。例えば、AP1−2は、AP1−1のセル5−1内に存在する。これは、隣接するアクセスポイント1が配下の無線端末宛に発信した同期信号を含む信号(例えば、ビーコン信号)の電波をキャッチするためであり、キャッチした電波から同期タイミングを抽出して、隣接するアクセスポイント1に従属同期してTDMA通信を実行する。例えば、通信制御装置2により指定されたAP1−1が同期の源としての同期信号を無線発信し、AP1−2はその同期信号を受信してAP1−1に従属同期すると共に、AP1−2は受信した同期信号を複製して無線発信する。以下同様にして、AP1−1→AP1−2→AP1−3→・・・の順に従属同期が確立していく。
In the present embodiment, the adjacent
この無線による従属同期方式は、内線3がLANであった場合に特に有効である。即ち、通信制御装置2がLANとしての内線3を介して同期信号を各無線アクセスポイント1へ配信する場合、各無線アクセスポイント1に到着する同期信号のタイミングが、LAN特有の伝達遅延によりバラツキおよび変動するので、その補正が必要となる。これに対して、無線による従属同期方式は、伝達遅延が小さく一定なので、伝達遅延に対する補正が不要または補正が容易である。
This wireless slave synchronization method is particularly effective when the
図2は、本発明の実施形態に係る無線通信システムのシーケンス例であって、AP1−1を親APとして、全APの従属同期が確立するまでのシーケンス、および無線端末4がAP1−1に帰属した後、AP1−2にハンドオーバするシーケンス、共通CHが満杯になり、新たな無線端末4−Xの帰属を許可しないシーケンスを示している。なお、実線で示したシーケンスの線は、内線3を介した有線通信によるシーケンスであることを示し、破線で示したシーケンスの線は、無線通信によるシーケンスであることを示す。
FIG. 2 is a sequence example of the wireless communication system according to the embodiment of the present invention. The sequence until the subordinate synchronization of all APs is established with the AP 1-1 as the parent AP, and the
まず、各APの同期確立について説明する。通信制御装置2がAP1−1へ同期信号の発信開始を指示する同期信号発信指示コマンドを、内線3を介して送信すると(S200)と共に、AP1−2へ従属同期の開始を指示する従属同期開始指示コマンドを、内線3を介して送信すると(S201)、AP1−1は全体の同期の源となる同期信号を無線発信しAP1−2はAP1−1からの同期信号を受信する(S202)。そして、AP1−1は同期信号を発信し自AP1−1の同期も確立した旨の同期完了通知を通信制御装置2へ送信する(S203)。なお、通信制御装置2が送信する同期信号発信指示コマンドの送信先の無線アクセスポイント1は任意であり、予め設定しておいてもよいし、ランダムに選択してもよい。
First, synchronization establishment of each AP will be described. When
AP1−1が無線発信した同期信号を、AP1−1に隣接するAP1−2が受信すると(S202)、AP1−2は、受信した同期信号に自AP1を従属同期させると共に、受信した同期信号の複製を、受信した同期信号に同期させて無線発信し(S204)、従属同期した旨の同期完了を通信制御装置2へ通知する(S205)。以下、同様にして、AP1−1→AP1−2→AP1−3→・・・の順に従属同期が確立していく。
When the AP 1-2 adjacent to the AP 1-1 receives the synchronization signal wirelessly transmitted by the AP 1-1 (S202), the AP 1-2 subordinately synchronizes the
なお、各AP1が定期的に無線発信する同期信号S202,S204は、近傍の無線端末4へ自APの存在を通知するビーコン信号でよい。即ち、自AP1が隣接の他AP1から受信する同期信号は、他AP1が他AP1のセル内に存在する無線端末4に向けて発信したビーコン信号を傍受したものである。
Note that the synchronization signals S202 and S204 periodically transmitted by each AP1 may be beacon signals that notify the
ここで、各AP1が無線発信するビーコン信号が、隣接の他AP1と同一周波数の無線信号であった場合、その両方のAP1のセルが重なったエリアに位置する無線端末4は、両方のAP1からのビーコン信号を混信状態で同時に受信することになるので、ビーコン信号中のID情報等を抽出することが困難である。このため、各AP1が無線発信するビーコン信号は、共通CH以外の隣接APとは異なるタイミングで、交互に無線発信するのが合理的である。
Here, when the beacon signal transmitted wirelessly by each AP1 is a wireless signal having the same frequency as that of the adjacent other AP1, the
即ち、例えば、AP1−2がS204で同期信号(ビーコン信号)を発信する際は、他のAP1からの同期信号(例えば、AP1−1が発信した同期信号S202)の有無を監視し、他のAP1が同期信号を発信していないタイミングで同期信号を無線発信すればよい(図示せず)。この場合、同期信号の無線発信が間欠的となるが、フレーム同期の間隔が多少長くなるだけなので、フレーム同期外れの恐れは大きくない。 That is, for example, when AP1-2 transmits a synchronization signal (beacon signal) in S204, the presence or absence of a synchronization signal from another AP1 (for example, synchronization signal S202 transmitted by AP1-1) is monitored. The synchronization signal may be transmitted wirelessly at a timing at which AP1 does not transmit the synchronization signal (not shown). In this case, the wireless transmission of the synchronization signal is intermittent, but the frame synchronization interval is only slightly increased, so that the possibility of loss of frame synchronization is not great.
ところで、AP1−1→AP1−2→AP1−3→・・・の順で、各隣接AP1間の同期を確立していく過程で、無線信号の伝搬遅延および各AP1における同期信号の複製および発信に係る処理遅延が発生するが、ビーコン信号の発信タイミングは定期的なので、次以降のビーコン信号の発信タイミングで、複製した同期信号を無線発信すれば問題ない。
By the way, in the process of establishing synchronization between
次に、無線端末4とAP1の帰属処理について説明する。全AP1の同期が確立した以降、各AP1は、共通CHの周波数のビーコン信号を所定のタイミングで定期的(間欠)に発信している。そして、ビーコン信号には、フレーム同期情報と自APを識別するID情報等の付加情報が含まれている(図示せず)。
Next, the attribution process between the
無線端末4は、各CH(DECTの場合5CH)を順次切替えて、近傍のAP1が無線発信したビーコン信号を定期的に監視しており、ビーコン信号を検知すると、当該ビーコン信号を無線発信した近傍に存在するAP1−1へ、ビーコン信号の周波数(共通CH)で帰属要求を発信する(S210)。複数のAP1からのビーコン信号を検知した場合は、受信電波強度が大きい側のAP1へ帰属要求を無線発信すればよい。
The
帰属要求を受信したAP1−1は無線端末4の帰属可否(許可登録されている端末か否か)を判定し、帰属許可されている登録端末であれば、新たな帰属要求を受付けた旨の帰属要求通知を、内線3を介して通信制御装置2へ送信する(S211)。なお、帰属可否の判定は通信制御装置2で実行してもよい。
Upon receiving the attribution request, the AP 1-1 determines whether or not the
通信制御装置2は、TDMA通信における各タイムスロットの使用状況を管理しており、空きタイムスロットが有れば、空いているいずれかのタイムスロットを指定する情報を含む帰属条件をAP1−1へ通知し(S212)、AP1−1は通知されたタイムスロットの情報を含む帰属許可を無線端末4へ通知する(S213)。
The
以上のS210〜S213と同様の処理を、各AP1,各無線端末4の間で実行し、上下各N個のタイムスロットに対応するN台(DECTの場合、最大12)の無線端末4がいずれかのAP1に帰属する(図示せず)。そして、共通CHによる無線通信により、外線7,通信制御装置2,AP1−1,帰属した無線端末4の各間で、通信データの中継が開始される(S220)。
The same processing as S210 to S213 described above is executed between each AP1 and each
S220において、各AP1,各無線端末4の通信データは共通CHの周波数(搬送周波数)で変調されるので、各AP1のセルが重なったエリアで通信データの混信が心配されるが、各AP1は自APに帰属している無線端末が使用しているタイムスロット以外の期間では、無線発信しないので問題ない。即ち、全AP1において、各無線端末4が使用するタイムスロットTnは不変であり、Tnのタイミングで無線信号を送受信するAP1は、当該無線端末4を帰属させている一つのAP1だけである。従って、そのTnのタイミングにおける混信は発生しない。
In S220, the communication data of each AP1 and each
次に、ハンドオーバ処理について説明する。通信中に無線端末4がAP1−2側へ移動すると、AP1−2からのビーコン信号の受信強度の方が大きいと判定した無線端末4は、AP1−2へ帰属要求を発信する(S230)。
Next, the handover process will be described. When the
S230で無線端末4から帰属要求を受信したAP1−2は、S211と同様に、無線端末4の帰属可否を判定し、帰属許可されている登録端末であれば、新たな帰属要求を受付けた旨の帰属要求通知を、内線3を介して通信制御装置2へ送信する(S231)。この帰属要求通知を受信した通信制御装置2は、この無線端末4がAP1−1に帰属していたことを知っているので、ハンドオーバに伴う帰属要求通知であると判定し、この無線端末4に割り当てたタイムスロットに係る情報を含む帰属変更通知をAP1−1およびAP1−2へ、内線3を介して通知する(S232,S233)。
Upon receiving the attribution request from the
そして、S232で帰属変更通知を受信したAP1−2は、帰属許可を無線端末4へ通知し(S234)、無線端末4との通信データの授受を開始し、ハンドオーバが完了する。また、S233で帰属変更通知を受信したAP1−1は、それまで帰属していた無線端末4の帰属を解除し、その無線端末4との通信で使用していたタイムスロットを空き状態にし、そのタイムスロットのタイミングにおける搬送波(共通CH)の発信を停止する。
Then, the AP 1-2 that has received the attribution change notification in S232 notifies the attribution permission to the wireless terminal 4 (S234), starts exchanging communication data with the
なお、このS230〜S234のハンドオーバ処理は一例であって、例えば、無線端末4が、S230において帰属要求をハンドオーバ先のAP1−2へ無線発信する際に、使用中のタイムスロットの情報を含むハンドオーバである旨の情報を付加して送信するようにしてもよい。その場合、AP1−2は、帰属可否判定等を省略し、通知された使用中のタイムスロットで、即時に無線端末4との通信データの授受を開始出来る。
The handover process of S230 to S234 is an example. For example, when the
また、元の無線端末4とAP1−1の帰属関係の解除処理は、AP1−2がAP1−1へ通知してもよい。
Further, AP1-2 may notify AP1-1 of the process of releasing the belonging relationship between the
このハンドオーバ処理において、無線端末4がハンドオーバの前後で使用する通信データを授受するCH(共通CH)およびタイムスロットが不変なので処理が効率的であり、通信中の通信データがダメージを受ける可能性は極めて低い。
In this handover process, since the CH (common CH) and time slot for transmitting / receiving communication data used before and after the handover by the
次に、共通CHが満杯になった以降の帰属処理について説明する。共通CHのタイムスロットに空きがない状態で、無線端末4−XがいずれかのAP(図2ではAP1−1)へ帰属要求を発信し(S240)、AP1−1がS211と同様に帰属要求通知を、内線3を介して通信制御装置2へ送信すると(S241)、タイムスロットを管理している通信制御装置2は、共通CHに空きタイムスロットが無いことが分かっているので、無線端末4−Xの帰属不可を、内線3を介してAP1−1へ通知し(S242)、AP1−1は帰属不可を無線端末4−Xへ無線発信する(S243)。
Next, the attribution process after the common CH is full will be described. The wireless terminal 4-X transmits an attribution request to any AP (AP1-1 in FIG. 2) in a state where there is no vacant time slot of the common CH (S240), and the AP1-1 requests an attribution request in the same manner as S211. When the notification is transmitted to the
なお、共通CHのタイムスロットが満杯になった時点で、新たな無線端末4の帰属は不可である旨を、通信制御装置2が全AP1へ通知するようにしてもよい。
Note that the
図3は、本発明の実施形態に係る通信データのフレームの構成例を示した図である。通信データのフレームは、ヘッダとペイロードである複数のTDMAフレームから構成されている。各TDMAフレームは、複数の下りタイムスロット(DECTの場合、5msec、12スロット)と上りタイムスロット(DECTの場合、5msec、12スロット)から構成されている。共通CH及の使用周波数は、予め定められている周波数(DECTの場合、1,895.616/1,897.344/1,899.072/1,900.8/1,902.528MHzの5CH)のいずれかである。 FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a frame of communication data according to the embodiment of the present invention. A frame of communication data is composed of a plurality of TDMA frames which are a header and a payload. Each TDMA frame is composed of a plurality of downlink time slots (5 msec, 12 slots in the case of DECT) and uplink time slots (5 msec, 12 slots in the case of DECT). The frequency used for the common CH is a predetermined frequency (in the case of DECT, 1895.616 / 1, 897.344 / 1, 899.072 / 1, 900.8 / 1, 902.528 MHz 5CH )
本実施形態における共通CHは、任意のCHを共通CHとして設定可能である(例えば、1,895.616MHz)。なお、各タイムスロットにおいて、通信すべきデータが無い空きスロットの場合、その空きスロットの時間帯において、搬送波の出力は停止している。従って、例えば、図1において、AP1−1に帰属している無線端末4が隣接のAP1−2側へ移動し、AP1−2の通信エリア5−2の範囲に入ったとしても、全AP1で無線端末4が使用するスロットは共通なので、未だ無線端末4を帰属させていないAP1−2にとって、そのスロットは空きであり、そのスロットのタイミングにおいて搬送波の出力は停止したままの状態である。そして、無線端末4がAP1−2に近づいていき、AP1−1へのハンドオーバが実行されてAP1−2に帰属すると、今度は、AP1−1にとってそのスロットは空きになるので、AP1−1は、そのスロットのタイミングにおいて搬送波の出力は停止する。即ち、移動中の無線端末4とハンドオーバ前後のAPとの間で同一周波数である共通CHの搬送波による電波干渉は無く、無線端末4は、移動中であっても品質劣化の少ない通信を実行できる。
As the common CH in the present embodiment, an arbitrary CH can be set as the common CH (for example, 1,895.616 MHz). In each time slot, in the case of an empty slot with no data to be communicated, the carrier wave output is stopped in the time slot of the empty slot. Therefore, for example, in FIG. 1, even if the
図4は、本発明の実施形態に係る無線アクセスポイント1のブロック構成図であり、通信制御部10、無線通信部11、内線対応部12、同期信号抽出部13、同期信号発生部14、チャネル切替部15、無線端末帰属処理部16、帰属無線端末情報記憶部17から構成される。
FIG. 4 is a block diagram of the
通信制御部10は、自無線アクセスポイント1の全般を制御する手段であって、無線通信部11、内線対応部12、同期信号抽出部13、同期信号発生部14、チャネル切替部15、無線端末帰属処理部16、帰属無線端末情報記憶部17の各部と、通信データを授受,中継する。
The
無線通信部11は、他の無線アクセスポイント1、および自無線アクセスポイント1に帰属している無線端末4との無線通信部であって、受信した無線信号を復調し、通信制御部10、同期信号抽出部13、無線端末帰属処理部16へ出力する。また、同期信号発生部14、無線端末帰属処理部16から入力した信号を変調し、他の無線アクセスポイント1または無線端末4へ向けて無線発信する。なお、この無線発信のチャネルは、チャネル切替部15から指示されたチャネル(共通CH)である。
The
内線対応部12は、内線3との接続インターフェースであり、通信制御部10と内線3との間で、通信データを中継する。
The
同期信号抽出部13は、無線通信部11が受信して復調した信号を監視し、他の無線アクセスポイント1から受信した同期信号を抽出し、抽出した同期信号を通信制御部10へ出力する。そして、同期信号を入力した通信制御部10は、その同期信号に従属同期するように各部を制御する。
The synchronization signal extraction unit 13 monitors a signal received and demodulated by the
同期信号発生部14は、通信制御部10からの指示に従って、同期信号を生成し、生成した同期信号は、無線通信部11を介して、ビーコン信号として、近傍の無線端末4および隣接の無線アクセスポイント1へ発信される。
The synchronization
チャネル切替部15は、TDMA通信を実行する複数のCH(DECTの場合5CH)を切替える手段であって、通信制御装置10からの指示に従って、無線通信部11が発信すべき無線信号の使用チャネルを、共通CHとして指定されたいずれかのチャネルに切替えるように、無線通信部11を制御する。なお、予め設定される共通CHとして使用されるCHは、このチャネル切替部15内に記憶しておいてもよいし、通信制御部10内に記憶しておいてもよい。
The
無線端末帰属処理部16は、無線通信部11が受信,復調した無線信号を監視し、無線端末4が発信した帰属要求信号を抽出し、抽出した帰属要求信号を処理して得た帰属要求情報を通信制御部10へ引き渡す。また、通信制御装置2から入力した帰属に係る無線端末4への応答情報を無線通信部11へ引き渡す。
The wireless terminal
帰属無線端末情報記憶部17は、無線アクセスポイント1に帰属している無線端末4のID情報、スロット番号、CH情報等、無線端末4との通信に係る情報を記憶する。
The belonging wireless terminal
図5は、本発明の実施形態に係る通信制御装置2の動作フローチャートである。以下、他の図を併用して動作フローを説明する。本フローは、各AP1間の同期が確立していない初期状態でスタートする(S500)。
FIG. 5 is an operation flowchart of the
初期状態において、通信制御装置2は、全体同期の開始イベント(例えば、本装置2または無線システムのリセット操作)を検知すると(S501,YES)、予め決められた同期の源となる親APとして記憶しているAP1(図2の例ではAP1−1)へ、フレーム同期に必要な同期信号の発信を指示する同期信号発信指示コマンド(図2のS200に相当)を、内線3を介して送信する(S502)。
In the initial state, when the
ここで、親APに発信させる同期信号は、TDMA通信を実行するために必要なフレーム同期のタイミング情報を含む信号であり、例えば、図3に示したフレームのペイロードが空な、一定間隔のヘッダのみフレームであり、無線端末4向けに発信するビーコン信号と同一でもよい。また、親APが発信する同期信号の搬送周波数は、共通CHの周波数であって、通信制御装置2が同期信号発信指示コマンドの中でCHを指定してもよいし、各AP1に予め設定しておいてもよい。
Here, the synchronization signal transmitted to the parent AP is a signal including timing information of frame synchronization necessary for executing the TDMA communication. For example, the header of the frame shown in FIG. Only the frame and may be the same as the beacon signal transmitted to the
S503において、一定時間(例えば、1分)が経過する以前に(S503,NO)、前記同期信号発信指示コマンドの送信先のAP1から、応答コマンドである同期完了(図2のS203に相当)を受信すると(S503,YES)、S511へ進む。同期完了を受信していない状態で(S503,NO)、タイムアウトした場合は(S504,YES)、他のAP1へ同期信号発信指示コマンドを送信し、いずれかのAP1から同期完了を受信するまでS503〜S505を繰り返す。なお、このループは永久ループになっているが、実際には所定時間(例えば、5分)が経過しても、いずれのAP1からも同期完了を受信しない場合は、何らかの致命的なエラーが発生しているので、その旨をアラームして本フローを終了するようにしてもよい(図示せず)。
In S503, before a certain time (for example, 1 minute) elapses (S503, NO), a synchronization completion (corresponding to S203 in FIG. 2) is received from the AP1 which is the transmission destination of the synchronization signal transmission instruction command. If received (S503, YES), the process proceeds to S511. When the synchronization completion is not received (S503, NO), and when a time-out occurs (S504, YES), a synchronization signal transmission instruction command is transmitted to another AP1, and the synchronization completion is received from any AP1 until S503 is received. Repeat ~ S505. This loop is a permanent loop. However, if a synchronization completion is not received from any
S511において、通信制御装置2は、各AP1からの同期完了(図2のS205,S206,・・・に相当)の受信を監視し、全AP1から、内線3を介して同期完了を受信すると(S511,YES)、S520へ進む。
In S511, the
全AP1から同期完了を受信していない状態で(S511,NO)、タイムアウト(例えば、T1=1分)した場合(S512,YES)、同期完了していないAP1のいずれかへ同期信号発信指示コマンドを送信し(S513)、さらに上位のタイムアウト(例えば、T2=10分)していなければ(S514,NO)、S511へ戻る。
If no synchronization completion has been received from all the APs 1 (S511, NO) and time-out (for example, T1 = 1 minute) (S512, YES), a synchronization signal transmission instruction command to any
このS511〜S514の処理は、従属同期しない一部のAP1によりシステム全体の同期処理が停止することを防止するための処理である。即ち、S511で同期完了を送信してこないAP1は、隣接のAP1からの電波が届いていない可能性が高い。そこで、この場合、そのAP1へは、内線3を介して、S502と同様の同期信号発信指示コマンドを送信すればよい(S513)。ただし、そのAP1のエリアは、全体的なフレーム同期から外れたローカルな親APによるローカル同期エリアとなるので、このエリアへハンドオーバする際、無線端末4はこのローカル同期エリアのフレーム同期系に従属同期する必要があるが、これについては、ハンドオーバ先のローカルな親APが発信するビーコン信号に従属同期する、一般的なハンドオーバ処理と同様なので、大きな問題はない。
The processing of S511 to S514 is processing for preventing the synchronization processing of the entire system from being stopped by a part of AP1 that is not subordinately synchronized. That is, there is a high possibility that the
S514においてタイムアウトした場合は(S514,YES)、同期処理を完了出来ないAPが残存した状態であり、この場合、そのAP自体に不具合がある可能性が高いので、そのエリア内の通信を断念するのが合理的である。従って、この場合は、未稼働なAPが有る旨のアラームを、所定の宛先(例えば、システム管理者の端末)へ内線3を介して通知し(S515)、S520へ進む。 If a time-out occurs in S514 (S514, YES), there is an AP that cannot complete the synchronization process, and in this case, there is a high possibility that the AP itself has a problem, so communication within the area is abandoned. Is reasonable. Therefore, in this case, an alarm indicating that there is an inactive AP is notified to a predetermined destination (for example, a system administrator's terminal) via the extension 3 (S515), and the process proceeds to S520.
S520において、通信制御装置2は、内線3を介して、各AP1と外線7との間の、通信データの中継および呼制御(電話の発着信等)に係る、一般的な通信制御装置としての処理,制御を開始する。そして、S520の後、通信制御装置2は、各AP1からの帰属要求通知の受信(S521)および帰属解除の受信(S522)を監視する。
In S520, the
S522において、いずれかのAP1から当該AP1に帰属中の無線端末4の帰属が解除された旨の通知を受信すると(S522,YES)、S530へ進み、いずれかのAP1からも帰属解除の通知を受信しなければ(S522,NO)、S521へ戻る。
In S522, when a notification to the effect that the
S521において、いずれかのAP1からの帰属要求通知(図2のS211,S231,S241に相当)を受信すると(S521,YES)、内部メモリ(図示せず)に記憶している帰属中の無線端末4に係る無線端末帰属情報を参照し、帰属を要求してきた無線端末4が帰属要求を通知してきたAP1に隣接する他のAP1に帰属中の端末か否かを調査し、他のAP1に帰属していない新たな無線端末4の帰属要求(即ち、ハンドオーバではない)と判定した場合(S523,NO)、S524へ進む。
In S521, upon receiving an attribution request notification (corresponding to S211, S231, S241 in FIG. 2) from any AP1 (S521, YES), the belonging wireless terminal stored in the internal memory (not shown) 4 is examined to determine whether the
S523において、既に他のAP1に帰属中の無線端末4からの帰属要求(即ち、ハンドオーバである)と判定した場合(S523,YES)、内部メモリに記憶している帰属中の無線端末4に係る情報を参照し、当該無線端末4が使用しているタイムスロットの情報を含む帰属変更の情報(図2のS232,S233に相当)を、その帰属要求を通知してきたAP1およびその無線端末4が帰属中のAP1へ通知し(S527)、S530へ進む。これにより、その無線端末4の帰属AP1の変更処理(ハンドオーバ処理)は遂行され、その無線端末4を帰属させていたハンドオーバ前のAP1は、その無線端末4の帰属を解除し、その無線端末4が使用していたタイムスロットの使用を停止する。また、その無線端末4を帰属させたハンドオーバ後のAP1は、その無線端末4が使用していたタイムスロットを使用して、当該無線端末4との通信を開始する。
In S523, when it is determined that the request is a membership request from the
S524において、通信制御装置2は、内部メモリに記憶している無線端末帰属情報を参照し、いずれかのAP1に帰属している無線端末4の総数が所定値K以下か否かを判定する。このKは、共通CHに帰属させる無線端末4の予め定められた上限の台数であり、例えば、TDMAにおけるタイムスロットの数(DECTの場合12)である。
In S524, the
そして、いずれかのAP1に帰属している無線端末4の総数が所定値K以下である場合(S531,YES)、空きスロットのいずれかを指定する情報を含む帰属可の旨の帰属条件(図のS212に相当)を通知元のAPへ通知し(S525)、S530へ進む。これにより、帰属要求元の無線端末4とその帰属要求を通知してきたAP1との間の帰属処理が遂行され、その通知した空きスロットは当該無線端末4により使用中となる。
If the total number of
いずれかのAP1に帰属している無線端末4の総数が所定値K以下でない場合(S524,NO)、既に収容可能な端末数Kに達しているので(空きスロット無し)、帰属不可を通知元のAP1へ通知し(S526)、S530へ進む。なお、S524でNOの状態は、共通CHだけでTDMA通信を実行する本無線システムにおいては、いずれのAP1にとっても新たな無線端末4を帰属不可な状態であるので、帰属不可を全AP1へ通知するようにしてもよい。
If the total number of
S530において、通信制御装置2は、内部メモリに記憶している無線端末帰属情報を、帰属解除/新規帰属/ハンドオーバが実行された後のデータに更新し、S521へ戻る。
In S530, the
なお、S521〜S530のフローは無限ループとなっているが、所定の終了イベント(例えば、自通信制御装置2の電源断やリセット)で本フローは終了する(図示せず)。 In addition, although the flow of S521-S530 is an infinite loop, this flow is complete | finished by the predetermined | prescribed end event (For example, the power-off or reset of the own communication control apparatus 2) (not shown).
図6は、本発明の実施形態に係る無線アクセスポイント1の動作フローチャートである。以下、他の図を併用して動作フローを説明する。本フローは、電源が投入された状態でスタートし(S600)、同期信号発信指示コマンドまたは従属同期開始指示コマンドの受信を監視する(S601,S602)。
FIG. 6 is an operation flowchart of the
S601において、内線3を介して、同期信号発信指示コマンド(図2のS200に相当)を通信制御装置2から受信した場合(S601,YES)、自AP1は同期の源である親APとして動作し、通信制御部10は、同期信号発生部14を起動し、定期的(間欠)な同期信号の無線発信を開始する(S611)。そして、通信制御装置2へ同期信号の発信を開始した旨(図2のS203に相当)を通知し(S612)、S630へ進む。なお、S611における定期的(間欠)な同期信号の無線発信は、フレームに同期した一定間隔のタイミングだが、隣接AP1からの同期信号を検知した場合は、そのタイミングでの発信を停止する間欠的な発信動作である。
In S601, when a synchronization signal transmission instruction command (corresponding to S200 in FIG. 2) is received from the
S602において、内線3を介して、従属同期開始指示コマンドを通信制御装置2から受信した場合(S602,YES)、通信制御部10は、同期信号抽出部13を起動し、隣接APからの同期信号の無線受信を監視し、同期信号(図2のS202,S204に相当)を受信すると(S620,YES)、通信制御部10は、受信した同期信号に従属同期するように各部を制御する(S621)。そして、従属同期が確立すれば(S622,YES)、S623へ進み、所定時間(例えば、1分)が経過しても従属同期が確立しなければ(S622,NO)、S601へ戻る。
In S602, when the slave synchronization start instruction command is received from the
S620において、所定時間(例えば、1分)が経過しても同期信号を隣接のAP1から受信しない場合(S620,NO)、タイムアウト(例えば、10分)していなければ(S625,NO)、S601へ戻る。タイムアウトしたら(S625,YES)、通信制御部10は、同期信号を受信しない旨を通知するメッセージ(同期信号受信不可)を通信制御装置2へ送信し(S626)、S601へ戻る。なお、S625でYESの状態は、隣接のAP1との距離が電波到達距離(例えば、100m)以上に離れた場所に設置されていて、隣接のAP1が発信した同期信号を受信できない状態の可能性が高いので、S601に戻って、改めて、同期信号発信指示コマンドの受信(図5のS513に対応)を待つ。そして、S626→S601,YESを経由して、S611で同期信号の無線発信を開始した状態は、自AP1がローカルな親APとして、そのローカルエリアの同期源となる。
In S620, if a synchronization signal is not received from the adjacent AP1 even after a predetermined time (for example, 1 minute) has elapsed (S620, NO), if a timeout (for example, 10 minutes) has not occurred (S625, NO), S601 Return to. If timed out (S625, YES), the
このS625でYESの状態は、自AP1または隣接のAP1が故障している可能性もあるので、S626で本フローを終了するようにしてもよい。その場合、同期信号受信不可のメッセージを受信した通信制御装置2は、その旨をアラーム表示し、または、所定の宛先(例えば、システム管理者)へ通知し、システム管理者等の処置に委ねればよい。
In the state of YES in S625, there is a possibility that the own AP1 or an adjacent AP1 is out of order, so this flow may be terminated in S626. In that case, the
S622において、従属同期が確立すると(S622,YES)、通信制御部10は、同期信号発生部14を制御し、受信した同期信号を複製し、複製した同期信号(図2のS204に相当)を、受信した同期信号とフレーム同期するタイミングで、定期的に無線発信する処理を開始する(S623)。そして、従属同期が完了したことを通知するメッセージ(図2のS205,S206に相当)を、内線3を介して通信制御装置2へ送信し(S624)、S630へ進む。
In S622, when the dependent synchronization is established (S622, YES), the
以降、TDMAによる無線通信の待機状態において、通信制御部10は、無線端末4からの帰属要求を受信の有無(S630),通信制御装置2からの帰属変更通知の受信の有無(S640),通信制御装置2または無線端末4からの通信データの受信の有無を循環して監視している。
Thereafter, in the standby state of the wireless communication by TDMA, the
S630において、無線端末4から帰属要求(図2のS210,S240に相当)を受信した場合(S630,YES)、通信制御部10は、帰属無線端末情報記憶部17を参照し、当該無線端末4が帰属を許可している端末であるか否かを判定する。当該無線端末4が帰属を許可している端末であれば、通信制御部10は、当該帰属を要求してきた無線端末4の帰属要求(図2のS211,S241に相当)を通信制御装置2へ通知し(S631)、S632へ進む。
In S630, when an attribution request (corresponding to S210 and S240 in FIG. 2) is received from the wireless terminal 4 (S630, YES), the
S632において、通信制御装置2から帰属条件または帰属変更通知を受信した場合(S632,YES)、使用すべきタイムスロットの情報を含む帰属許可(図2のS213,S234に相当)を無線端末4へ無線送信し(S633)、S650へ進む。632でNOであれば、S633をスキップして、S650へ進む。
In S632, when an attribution condition or an attribution change notification is received from the communication control device 2 (S632, YES), attribution permission including information on the time slot to be used (corresponding to S213 and S234 in FIG. 2) is given to the
S640において、通信制御装置2からハンドオーバに係る帰属変更通知を受信した場合(S640,YES)、通信制御部10は、帰属無線端末情報記憶部17を参照し、自AP1に帰属していた無線端末4の内、他のAP1へ移動した無線端末4の有無を判定し、有れば、その無線端末4はハンドオーバした端末であって、既に自AP1の通信エリア外に出た端末であるので、その無線端末4との通信に使用していたタイムスロットの使用を停止し(S641)、S650へ進む。S640でNOであれば、S641をスキップして、S650へ進む。
In S640, when the notification of belonging change related to the handover is received from the communication control apparatus 2 (S640, YES), the
S650において、通信制御装置2または無線端末4から通信データ受信した場合(S650,YES)、通信制御部10は、通信制御装置2と無線端末4との間で通信データ(呼制御データ含む)を相互に中継し(S651)、S630へ戻る。S650でNOであれば、S651をスキップして、S630へ戻る。
In S650, when communication data is received from the
なお、S630〜S651のフローは無限ループとなっているが、所定の終了イベント(例えば、自AP1の電源断やリセット)で本フローは終了する(図示せず)。 Although the flow from S630 to S651 is an infinite loop, this flow ends (not shown) at a predetermined end event (for example, power-off or reset of the own AP 1).
以上、本発明の実施形態について説明した。本発明によれば、無線端末4は、各無線アクセスポイント1と、同じ周波数(共通CH)かつ同じタイムスロットで通信するので、無線端末4が複数の無線アクセスポイント1のセル間を移動する際のハンドオーバ処理において、従来のような周波数の切替処理や使用するタイムスロットの変更処理が不要であり、ハンドオーバに要する処理が極めて簡易で迅速となる。また、その分、通話品質が劣化する可能性が低い。
The embodiment of the present invention has been described above. According to the present invention, since the
なお、無線端末4が、各無線アクセスポイント1と、同じ周波数かつ同じタイムスロットで通信することは、システム全体として収容可能な無線端末4の数は、タイムスロットの数に限定されることを意味するが(DECTの場合、12台)、この制約は、従業員が数十人以下の一般的なオフィスであれば影響は小さく、ハンドオーバ処理を簡略化できる利点の方が大きい。
Note that the
ところで、本発明では、同一周波数の無線通信エリアが隣接することになり、電波干渉の心配が想起されるが、各タイムスロットは特定の無線端末4に占有され、各無線アクセスポイントは自無線アクセスポイントに帰属していない無線端末4のタイムスロットは空きであり、無線アクセスポイント1はそのタイミングで無線電波(搬送波)を発信しない。従って、TDMAフレームにおける隣接無線アクセスポイントとの電波干渉の恐れは少ない。
By the way, in the present invention, radio communication areas of the same frequency are adjacent to each other, and there is a concern about radio wave interference. However, each time slot is occupied by a
ただし、隣接する無線アクセスポイント1が無線発信するビーコン信号については、留意する必要がある。このビーコン信号については、電波干渉の心配に加え、両無線アクセスポイント1の中間に位置する無線端末4が二つのビーコンを同時に受信する事態への対処が必要となる。この対処法としては、例えば、ビーコン信号の無線発信タイミングを、時間的にずらした順次発信とすれば、無線端末4による同時受信(混信)を防止できる。
However, it is necessary to pay attention to the beacon signal that is transmitted wirelessly by the adjacent
本実施形態において、各無線アクセスポイント1間の同期方式として無線による従属同期方式を例に説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、通信制御装置2またはいずれかの無線アクセスポイント1が、内線3を介して同期信号を各無線アクセスポイント1へ同報配信する方式であってもよい(図示せず)。この場合、ISDN(Integrated Services Digital Network)のような同期型デジタル通信方式による内線通信方式であれば、伝搬遅延のバラツキ,変動も少なく、同期信号の配信に好適である。
In the present embodiment, the wireless dependent synchronization method has been described as an example of the synchronization method between the
また、本実施形態において、無線端末4と無線アクセスポイント1間の通信データのフレーム構成として、TDMAフレームの内に、上りタイムスロット(AP1←無線端末4)と下りタイムスロット(AP1→無線端末4)を設けた例で説明したが、本発明は、これに限定されない。例えば、周波数が異なる上り専用の上り共通CHと下り専用の下り共通CHを設けてもよい。この場合、無線アクセスポイント1は、周波数の異なる二つの無線通信を同時に実行する必要があるが、ハンドオーバ処理の簡略性を維持したまま、無線通信システムとして収容可能な無線端末4の数を倍増できる。
In this embodiment, the frame structure of communication data between the
1・・・本発明に係る無線アクセスポイント
2・・・本発明に係る通信制御装置
3・・・内線
4・・・無線端末
5・・・各アクセスポイントの無線通信可能エリア
6・・・内線端末
7・・・外線
8・・・WAN
10・・・通信制御部
11・・・無線通信部
12・・・内線対応部
13・・・同期信号抽出部
14・・・同期信号発生部
15・・・チャネル切替部
16・・・無線端末帰属処理部
17・・・帰属無線端末情報記憶部
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記通信制御装置は、前記TDMAに基づいた複数のタイムスロットを含むTDMAフレームのフレーム同期に係る同期信号の無線発信を指示するコマンドを前記無線アクセスポイントのいずれかへ送信する同期信号発信指示手段と、前記外線または内線と前記無線アクセスポイントとの間で通信データを中継する中継手段と、を有し、
前記無線アクセスポイントは、前記通信制御装置から前記同期信号の無線発信を指示するコマンドを受信した場合、または他無線アクセスポイントが無線発信した同期信号を受信した場合に、前記TDMAフレームのフレーム同期に係る同期信号を無線発信する同期信号発信手段と、前記無線端末と前記TDMAに基づいた無線通信を実行する無線通信手段と、前記無線端末と前記通信制御装置との間で通信データを中継する中継手段と、を有し、
前記無線アクセスポイントが前記無線端末と無線通信する信号は、前記無線アクセスポイントのいずれとも共通な所定の無線チャネルに対応する周波数の搬送波で変調した信号であって、前記無線端末が使用するタイムスロットは、前記複数の無線アクセスポイントのいずれとも同一な所定のタイムスロットであることを特徴とする共通無線チャネルによるTDMA無線通信システム。 A communication control apparatus that accommodates external lines and internal lines and executes control related to communication, one or more wireless terminals that are connected to the communication control apparatus and belong to the own wireless access point, and based on TDMA (Time Division Multiple Access) A wireless communication system including a plurality of wireless access points for performing wireless communication,
The communication control device includes synchronization signal transmission instruction means for transmitting a command for instructing wireless transmission of a synchronization signal related to frame synchronization of a TDMA frame including a plurality of time slots based on the TDMA to any one of the wireless access points. Relay means for relaying communication data between the external line or extension line and the wireless access point,
When the wireless access point receives a command for instructing wireless transmission of the synchronization signal from the communication control device, or when receiving a synchronization signal wirelessly transmitted by another wireless access point, the wireless access point performs frame synchronization of the TDMA frame. Synchronization signal transmitting means for wirelessly transmitting the synchronization signal, wireless communication means for performing wireless communication based on the TDMA based on the wireless terminal, and relay for relaying communication data between the wireless terminal and the communication control device Means,
A signal for wireless communication between the wireless access point and the wireless terminal is a signal modulated by a carrier wave having a frequency corresponding to a predetermined wireless channel common to all of the wireless access points, and is a time slot used by the wireless terminal. Is a TDMA radio communication system using a common radio channel, which is the same predetermined time slot as any of the plurality of radio access points.
前記無線アクセスポイントが備える前記同期信号発信手段は、前記同期信号の無線発信を指示するコマンドを受信していない状態で、他無線アクセスポイントが無線発信した同期信号を受信した場合に、前記受信した同期信号を複製した同期信号を前記受信した同期信号に同期して無線発信することを特徴とする共通無線チャネルによるTDMA無線通信システム。 The wireless communication system according to claim 1,
The synchronization signal transmitting means provided in the wireless access point receives the synchronization signal transmitted from another wireless access point in a state where the command for instructing wireless transmission of the synchronization signal is not received. A TDMA radio communication system using a common radio channel, wherein a synchronization signal obtained by duplicating a synchronization signal is transmitted wirelessly in synchronization with the received synchronization signal.
前記無線アクセスポイントが備える前記同期信号発信手段は、自無線アクセスポイントが同期信号を無線発信するタイミングの所定時間前に、他無線アクセスポイントが無線発信した同期信号を検知したならば、当該タイミングにおける前記同期信号の無線発信を停止することを特徴とする共通無線チャネルによるTDMA無線通信システム。
The wireless communication system according to claim 1 or 2,
If the synchronization signal transmitting means provided in the wireless access point detects a synchronization signal wirelessly transmitted by another wireless access point before a predetermined time before the wireless access point transmits the synchronization signal wirelessly, A TDMA radio communication system using a common radio channel, wherein radio transmission of the synchronization signal is stopped.
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