JP2695048B2 - コードレス電話システムおよび範囲切換え制御方法 - Google Patents

コードレス電話システムおよび範囲切換え制御方法

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JP2695048B2
JP2695048B2 JP7502272A JP50227295A JP2695048B2 JP 2695048 B2 JP2695048 B2 JP 2695048B2 JP 7502272 A JP7502272 A JP 7502272A JP 50227295 A JP50227295 A JP 50227295A JP 2695048 B2 JP2695048 B2 JP 2695048B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［技術的分野］ 本発明はコードレス電話システムおよびこのようなシ
ステムにおける切換え動作の制御方法に関し、TDMA（時
分割多重化アクセス）を使用する電話システムと、TDMA
およびCDMA−TDD（コード分割多重化アクセス時分割送
受切換え）の両者を使用する他のアクセスおよび変調方
法を伴って、TDMAを使用するハイブリッドシステムで有
用である。
本発明は特に、CATV（ケーブルテレビジョン）設備に
対して自動車電話通信にインターフェイスするために使
用されるシステムに有用であるが、それに限定されるも
のではない。
［背景技術］ 現在、コードレス電話システムが開発されており、こ
れは無線電話信号を自動車コードレスハンドセットと交
換するため例えばRAD（遠隔アンテナ駆動装置）およびM
EX（マイクロセルエクステンダ）などの放送送信および
受信機能との両者を行う信号交換コンポーネントを使用
する。信号交換コンポーネントは例えば同軸ケーブルま
たは光学ケーブル等の信号伝送路または伝送ラインによ
りベース局へ接続され、これは公衆電話交換回路網また
は類似の切換え回路網に接続される。
信号交換コンポーネントは互いに隔てられ、成形され
たアンテナパターンまたは分配されたアレイアンテナパ
ターンを形成するためカバー範囲が互いに重複するよう
に分布されてもよい。従って、カバー範囲はいわゆる彷
徨回廊地帯を形成し、それに沿ってハンドセット使用者
は通信リンクを維持するためにハンドオフ処理を呼出す
必要なく移動することができる。
しかしながら、出願人はこのようなコードレス電話シ
ステムがあるタイプの変調例えば広帯域幅のTDMAを使用
し、使用者が近接する１つの信号交換コンポーネントの
カバー範囲の重複した領域を通って移動するときに問題
が生じることが発見された。
詳細に後述するように、これらの問題はハンドセット
により２以上の信号交換コンポーネントと交換される信
号のタイミング差により生じる。一方ではベース局と第
１の１つの信号交換コンポーネントとの間、他方ではベ
ース局と第２の１つの信号交換コンポーネントとの間の
異なった信号通路の長さから生じる時間のずれの結果と
して、ハンドセットは時間のずれが信号のビット期間と
比較して無視できないときには復号信号を復調すること
ができない。
図１は従来技術のコードレス電話システムの非常に簡
潔な装置を示しており、これはPSTN（公衆交換電話回路
網）（図示せず）から信号を受信しそこへ電話信号を供
給するためにPSTNに接続されているベース局10を有す
る。
ベース局10はRASP（遠隔アンテナ信号プロセッサ）11
に接続されており、これは同軸ケーブル12の形態の信号
路によって信号交換コンポーネントに接続され、これは
この例の場合ではRAD14であり、その２つのみ示されて
いるが、もっと多数であってもよい。
同軸ケーブル12は光学ケーブル（図示せず）により置
換され、１以上のRAD14は対応する数のMEX（図示せず）
により置換されてもよい。
ベース局と送受される信号は同軸ケーブル12または他
の信号伝送ラインを通ってRAD14または他の信号交換コ
ンポーネントと送受され、これはさらにこれらの信号を
自動車ハンドセット16と交換する。
RAD14は限定されたカバー範囲を有し、その限界は図
１のラインZ1、Z2により表され、その範囲でハンドセッ
ト16から信号を受信することができる。ハンドセットが
これらのカバー範囲内で相互に移動することを可能にす
るためにRADはRAD14のカバー範囲Z1Z2が相互に重複する
ように位置付けられる。特に、RAD14はこれらの重複し
たカバー範囲がいわゆる彷徨回廊を形成するように配置
され、その区域でハンドセット16は移動しながら、電話
信号を送受信することができる。
１つのハンドセット16のみが図１で示されているが、
システムは通常複数の異なったハンドセットを使用する
ことが当業者に明白であろう。またこの例の場合、図１
のシステムはTDMAにより動作し、従って各ハンドセット
はそれぞれタイムスロットを割当てられ、その期間中に
RAD14と通信することができる。TDMAハンドセットは異
なった動作モードを有してもよく、例えばTDMA−CDMA−
TDDおよびTDMA−FDDハンドセットが存在することも当業
者に明白である。
従来技術のTDMAシステムはある状況で適切に動作する
が、後述するように厳しい差時間遅延問題が生じ、これ
はシステムを動作不可能にする可能性があることが知ら
れている。
これらの問題は異なったRAD14を通ってベース局10と
送受されるように伝播する信号間で発生する伝播時間の
差により生じる。
従って、ベース局10と１つのRAD14との間の信号は点
Ａ、Ｂ、Ｃを通る信号路を有し、その長さはベース局10
と点Ａ、Ｄ、Ｃを通じる他のRAD14との信号路の長さと
は異なっている。
この差はハンドセット16が１つのRAD14のみと通信し
ているときには問題を生じない。しかしながら、ハンド
セット16が図１で示されているように近接RAD14のカバ
ー範囲Z1とZ2の重複範囲で彷徨するとき、ハンドセット
の信号をこれらの両者のRADと交換する。それ故、ハン
ドセットは２つの近接RAD14から同時に放送を受ける。
これらの状況では２つの隣接RAD14の異なった信号路の
長さから生じる時間差またはオフセットが送信されるデ
ータのビット期間と比較して十分に大きくなると、ハン
ドセット16とベース局10は復号信号を復調することがで
きない。
タイミング差またはオフセットのこの問題はMEXでも
生じる。
図１で示されているベース局10等のベース局は通常、
前述したように複数のRAD位置で通信サービスを提供す
る。
しかしながら、ベース局がベース局へ通信局部を提供
するために使用されるとき、通常ベース局でアンテナダ
イバーシティを使用する。
さらに詳しくは説明すると、アンテナダイバーシティ
を行うため、ベース局は典型的に２つのアンテナを有
し、一度にこれらのアンテナのうち１つによって通信リ
ンクを動作する。使用されるアンテナはスイッチにより
選択され、スイッチはアンテナダイバーシティアルゴリ
ズムにより制御される。典型的にアンテナダイバーシテ
ィアルゴリズムは、信号パワーレベルまたは信号リンク
品質の幾つかの他の観点において予め定められた変化が
存在するならば、ベース局を一方から他方のアンテナへ
変化させる。
アンテナダイバーシティアルゴリズムを使用するベー
ス局は例えばOmnipoint Corporation and Ferranti Pl
c.社から市場で入手可能であり、このようなベース局で
使用されるアルゴリズムは例えば文献（“Electronic E
ngineers Handbook"、Fink氏による、McCraw−Hill、19
82年）に記載されている。
［発明の開示］ 本発明者は既知のアンテナダイバーシティ切換えアル
ゴリズムまたは類似のアルゴリズムが前述したような分
布アレイの信号交換コンポーネントの送信および受信結
合点を制御するように適合されることができ、前述の信
号タイミング問題を克服することを発見した。
本発明によると、コードレスハンドセットと、ワイヤ
レス時分割多重化アクセス電話信号をコードレスハンド
セットと交換するための複数の信号交換コンポーネント
と、信号交換コンポーネントと公衆または私設交換電話
回路網との間に接続された中心に位置しているベース局
とを具備するコードレス電話システムのコンポーネント
の切換えを制御する方法が提供されており、信号交換コ
ンポーネントはそれぞれハンドセットと通信する第１の
切換え状態と、ハンドセットとの通信が中断される第２
の切換え状態とを有する。
本発明による方法は信号交換コンポーネントを介して
ベース局でハンドセットから受信される信号の信号強度
またはビットエラー率等の信号リンク品質を感知し、隣
接した信号交換コンポーネントが相互に異なった切換え
状態とを有するように切換え制御信号を信号交換コンポ
ーネントに供給し、信号リンク品質の予め定められた変
化に応答して信号交換コンポーネントの切換え状態を反
転するように制御信号を変化するステップを含んでい
る。
従って、ハンドセットが２つの近接した信号交換コン
ポーネントのカバー範囲が重複する領域に位置されると
き、ハンドセットは電話信号をこれらの２つのコンポー
ネントの一つと交換し、他方のコンポーネントは特定の
ハンドセットに割当てられたタイムスロット期間中にス
イッチをオフにされる。
好ましくは、信号交換コンポーネントの切換え状態は
ハンドセットに割当てられた各タイムスロットで信号交
換コンポーネントが前のタイムスロットで有していたの
と同一の切換え状態にリセットされる。
また本発明によると、時分割多重化アクセス電話信号
をコードレス無線電話ハンドセットと交換する複数の信
号交換コンポーネントを具備するコードレス電話システ
ムが提供され、信号交換コンポーネントは隣接した１つ
の前記信号交換コンポーネントのカバー範囲が相互に重
複するように間隔を隔てられている。
信号交換コンポーネントは前記信号交換コンポーネン
トをオンまたはオフに切換えるために切換え制御信号に
応答する手段を含んでいる。
ベース局は前記信号交換コンポーネントと公衆交換電
話回路網との間に接続され、切換え制御信号を前記信号
交換コンポーネントに供給する切換え制御手段を含んで
おり、隣接する前記信号交換コンポーネントが反対の切
換え状態を有し、信号リンク品質の予め定められた変化
に応答して切換え状態を反転させる。
［図面の簡単な説明］ 本発明は添付図面の図２乃至５を伴って本発明の実施
例の以下の説明から当業者に容易に明白になるであろ
う。
図１は従来のコードレス電話システムの一部を示す。
図２は本発明を実施したコードレス電話システムの一
部を示す。
図3A乃至3CはRADのカバー範囲を通るハンドセットの
彷徨期間中の図２のシステムにおける３つのRADの切換
え状態を示した図である。
図４は図２の電話システムの一部を形成するベース局
のブロック図を示す。
図５は図２の電話システムの一部のブロック図を示
す。
［本発明の実施の最良モード］ 図２乃至５は前述の同時放送問題がアンテナダイバー
シティアルゴリズムの使用により克服される本発明の実
施例を示している。
図２では、参照符号14a、14b、14cは図１のRAD14に対
応する３つのRADを示しており、これはケーブル12に対
応する信号伝送路12aによりRASP11aを通じてベース局10
aに接続されている。RAD14a乃至14cはハンドセット16に
対応する自動車ハンドセット16aと通信する。本発明の
実施例の信号伝送路12aは同軸ケーブルである。しかし
ながら、光学ケーブルまたは光学ケーブルと同軸ケーブ
ルの組合わせが代りに使用されてもよい。
３つのRAD14a乃至14cのみが示されているが、本発明
のシステムは前述の彷徨回廊の大きさおよび形態に応じ
て多数のRADを含むか、またはそこでハンドセント10aが
ハンドオフなしに彷徨することができる。
本発明に応じて詳細に以下説明するように、一方また
は他方の各２つの近接したRAD14a乃至14cのそれぞれ
は、ハンドセット16aがこれらの２つのRADのカバー範囲
の重複部に移動するときハンドセット16aに割当てられ
たタイムスロットでオフに切換えられる。それ故、ハン
ドセット16aは２つの近接するRADから同時放送送信を受
けない。同様に、ベース局10aは２つの近接RADを通して
ハンドセット送信信号を受信しない。
これは適切な切換え制御信号をベース局10aからRADに
送信することによって達成される。
特に、RADは第１と第２のグループに配置され、各グ
ループのRADは相互に隔てられているが第２のグループ
のRADを重複する。従って、本発明の実施例では、第１
のグループはRAD14aと14cを含んでおり、これはカバー
範囲ZaとZcを有し相互に隔てられ、第２のグループはRA
D14bを含んでおりこのカバー範囲Zbはカバー範囲Za、Zc
を重複しているが、第２のグループの残り（図示せず）
のカバー範囲から隔てられている。
第１のグループは常に第２のグループとは反対である
共通の切換え状況を有し、従って第１のグループがオン
に切換えられたとき第２のグループはオフに切換えられ
その逆の場合も同様である。
前述のアンテナダイバーシティアルゴリズムは予め定
められたリンク品質と比較して、RAD14a乃至14cからベ
ース局10aで受信される信号のリンク品質を感知するた
めベース局10aで使用される。本発明の実施例では、ア
ルゴリズムは受信信号の強度と予め定められた信号強度
レベルを比較するために使用される。受信信号レベルが
弱いならば、ベース局10aは、“オン”から“オフ”ま
たはその逆の各状態を変化するために切換え制御信号を
全てのRAD14a乃至14cに送信する。これは弱い信号レベ
ルを有するRADをオフに切換え、隣接するRADをオンに切
換え、その後、これらのうちの１つは優勢な信号レベル
を与える。
ハンドセット16aが複合信号のタイムスロット１を割
当てられていると仮定すると、ベース局10aはこの目的
で以下記載するように動作するダイバーシティアルゴリ
ズムを使用する。
タイムスロット１に対して このタイムスロットに注目する。全てのRADを、これ
らが前回このタイムスロットの最後にあった状態にリセ
ットする。
受信された信号レベルが予め定められたレベルより下
に降下したならば、全てのRADは状態を変化しなければ
ならない。
タイムスロット２に対して このタイムスロットに注目する。全てのRADを、これ
らが前回このタイムスロットの最後にあった状態にリセ
ットする。
受信された信号レベルが予め定められたレベルより下
に降下したならば、全てのRADは状態を変化しなければ
ならない。
・ ・ ・ ・ ・ ・ タイムスロット１に対して このタイムスロットを注目する。全てのRADを、これ
らが前回このタイムスロットの最後にあった状態にリセ
ットする。
受信された信号レベルが予め定められたレベルより下
に降下したならば、全てのRADは状態を変化しなければ
ならない。
ハンドセット16aの彷徨期間中の本発明のシステムの
動作が図3A乃至Ｂで示されている。
図3Aで表されている瞬間では、ハンドセット16aはRAD
14aのカバー範囲Za内であり、これはオンに切換えら
れ、それ故、RAD14aは信号をハンドセット16aと交換す
ることができる。
この時、隣接するRAD14bはオフに切換えられる。同様
に、RAD14aに近接する他のRADもオフに切換えられる。R
AD14cはRAD14aではなくRAD14bに近接して示されている
のでカバー範囲Zcをカバーするようにオンに切換えられ
る。
ハンドセットがRAD14aと14bの重複区域を彷徨すると
きハンドセット16aがRAD14bのカバー範囲Zb（図3B）へ
十分に移動していることをベース局10aが検出するま
で、信号をRAD14aとのみ交換する。
その時、図3Bで示されているようにベース局10aはRAD
14aと14cをオフに切換え、RAD14bと、RAD14aに近接する
他のRADをオンに切換える。
最終的に、ハンドセットは図3Cで示されているように
RAD14cのカバー範囲Zcに十分に移動し、ベース局は再度
RAD14aと14cをオンに切換え、RAD14bをオフに切換え
る。
ベース局10aは図４でより詳細に示されており、PSTN
（図示せず）に接続するための通常の信号送受回路20
と、ハンドセット16aから受信された信号のパワーまた
は他の信号リンク品質を測定するマイクロプロセッサ22
およびアナログデジタルコンバータ23とを有する。結果
的に測定された値はマイクロプロセッサ22で予め設定さ
れた信号レベルと比較され、ライン24は従って結合され
る。このために、アナログデジタルコンバータ23はタッ
プ25によりハンドセットからの信号を伝播するライン27
に接続される。
マイクロプロセッサ22は個々のタイムスロットを基礎
としてこの決定を行い、それ故、マイクロプロセッサ22
はライン26を通ってベース局送受回路20によりタイミン
グデータが与えられる。
マイクロプロセッサ22は各タイムスロットの開始時に
タイムスロットのダイバーシティ状態をリセットし、各
タイムスロットの終了時のみにダイバーシティ状態を変
化する。
マイクロプロセッサ22はまたRAD14a乃至14cが使用さ
れないとき、ワイヤレス信号を直接アンテナ32aを通じ
てハンドセットと交換するためアンテナ32aとライン32b
との間で切換えるスイッチ30へANDゲート28を介して出
力信号を提供する。アンテナダイバーシティをディスエ
ーブルするために手動で付勢可能なスイッチ31はライン
33上の信号をANDゲート28に提供するように閉じられる
ことができる。
添付図面の図５を参照すると、これはRASP11aとRAD14
aのブロック図を示しており、ベース局10aはライン32b
によりインターフェイス回路34に接続され、この回路34
はRASP11a中に設けらており、電話信号をインターフェ
イス回路34から信号伝送路12aまで伝送するライン45に
発振器44を接続する結合器45によってベース局10aを信
号伝送路12aとインターフェイスする。
RASP11aはまた位相ロックループとデータ変調器36を
含んでおり、これは結晶発振器38に接続され、それは周
波数基準で動作する。
結晶発振器38は波形をミキサ40に提供し、これはルー
プフィルタ42を介して電圧制御発振器44に接続され、通
常の位相ロックループ設計にしたがってミキサ40へのフ
ィードバック接続46を有する。
ベース局10aからのライン24はライン24aによるループ
フィルタ42の前またはライン24bによるループフィルタ4
2後のいずれか一方で変調器36に接続される。
変調器36によりライン24上の切換え信号はrfキャリア
を変調して、結果的な変調信号は結合器45により信号伝
送路12aを通って供給され、この結合器45は発振器44を
インターフェイス回路34から信号伝送路12aまで電話信
号を伝送するライン45に接続する。
構造上RAD14bおよび14cに類似するRAD14aは信号伝送
路12aとRAD14aをインターフェイスするインターフェイ
ス回路48を有する。インターフェイス回路48からの出力
ライン50はフィルタ52を通って位相ロックループおよび
復調器54に接続される。
復調器54はリープフィルタ58を通って発振器60に接続
されているミキサ56を具備し、これは通常の位相ロック
ループ設計に応じてミキサ56に接続されるフィードバッ
クライン62を有する。
切換え信号はライン24a、24bのどちらが変調器36で使
用されるかに応じてライン64aまたは64b上の復調器54か
ら得られる。ライン64aまたは64bはライン66によりイン
バータ68の入力に接続されるか、ライン70によりインバ
ータ68の出力に接続される。インバータ68と２つのライ
ン66,70は装置が設置されるとき、ライン66が１つのRAD
で使用されることができ、ライン70が隣接する１つのま
たは複数のRADで使用されるように設けられている。こ
のようにして、同一の信号伝送路上で隣接する複数のRA
Dは常に反対の状態であることが確実にされる。
ライン70とコンバータ68の出力はRAD14aを“オン”と
“オフ”状態に切換える手段であるスイッチ72,74に接
続される。
インターフェイス回路48は受信機部分76と送信機部分
78を通ってそれぞれスイッチ72,74に接続される。受信
機部分76と送信機部分78は通常の無線信号受信機回路と
送信機回路とを含むが、詳細には説明しない。
スイッチ72,74はまた装置80にも接続され、これはア
ンテナ82に接続され、既知の方法でアンテナ82を受信機
部分76に接続す機能を行い、14aは信号を受信し、アン
テナ82を送信機部分78に接続し、RAD14aは信号を送信し
ている。本発明の実施例では、装置80は送信−受信スイ
ッチであり、これはTDMA−TDDに適切である。TDMA（例
えばTDMA−FDD）における他の変形では装置80は異なっ
てもよく例えば受動結合器／ダイプレクサでもよい。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−271627（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−237208（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−43843（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−167489（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−23428（ＪＰ，Ａ)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】コードレスハンドセットと、ワイヤレス時
    間分割多重化アクセス電話信号を前記コードレスハンド
    セットと交換する複数の信号交換コンポーネントと、前
    記信号交換コンポーネントと切換え電話回路網との間を
    接続するベース局とを有し、前記信号交換コンポーネン
    トはそれぞれ前記ハンドセットと通信する第１の切換え
    状態と、前記ハンドセットとの通信が中断される第２の
    切換え状態とを有しているコードレス電話システムコン
    ポーネントの切換えを制御する方法において、 前記信号交換コンポーネントを第１、第２のグループに
    配置し、前記第１のグループは相互に隔てられているカ
    バー範囲をそれぞれ有し、同様に相互に隔てられている
    前記第２のグループのカバー範囲と重複し、 前記信号交換コンポーネントを介して前記ベース局で前
    記ハンドセットから受信される信号の信号リンク品質を
    感知し、 切換え制御信号を前記信号交換コンポーネントに供給
    し、前記第１のグループは常に前記第２のグループとは
    異なった共通の切換え状態を有し、 信号リンク品質の予め定められた劣化に応答して前記信
    号交換コンポーネントの切換え状態を反転するように制
    御信号を変化するステップを有することを特徴とする方
    法。
  2. 【請求項２】前記ハンドセットに割当てられた各タイム
    スロットで前記信号交換コンポーネントの切換え状態
    を、前記信号交換コンポーネントが先のタイムスロット
    で有した状態と同一の切換え状態にリセットするステッ
    プを含んでいる請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】コードレス無線電話ハンドセットと、 時分割多重化アクセス電話信号を前記ハンドセットと交
    換するための複数の信号交換コンポーネントと、 前記信号交換コンポーネントと公衆交換電話回路網との
    間に接続されているベース局と、 前記ベース局を前記信号交換コンポーネントに接続する
    信号伝送路とを具備し、 前記信号交換コンポーネントのカバー範囲は相互に重複
    するように隔てられており、 前記信号交換コンポーネントはオンおよびオフに切換え
    るための切換え制御信号に応答する手段を含んでいるコ
    ードレス電話システムにおいて、 前記信号交換コンポーネント（14a乃至14c）は第１と第
    ２のグループに配置され、前記第１のグループ（14a、1
    4c）はそれぞれ相互に隔てられているカバー範囲（2a、
    2c）を有し、同様に相互に隔てられている前記第２のグ
    ループのカバー範囲（2b）と重複しており、 前記ベース局（10a）は前記第１のグループが常に前記
    第２のグループとは異なった共通の切換え状態を有する
    ような切換え制御信号を供給するための切換え制御手段
    （20、22）を具備し、 前記切換え制御手段（20、22）は前記第１、第２のグル
    ープの切換え状態を反転するために前記ハンドセット
    （16a）と前記ベース局（10a）との間の信号リンク品質
    を予め定められた劣化に応答することを特徴とするコー
    ドレス電話システム。
  4. 【請求項４】前記切換え制御手段が前記ハンドセット
    （16a）からの電話信号と予め定められた信号レベルを
    比較する手段を具備している請求項３記載のコードレス
    電話システム。
  5. 【請求項５】前記比較する手段がハンドセット（16a）
    から受信された電話信号の強度を測定し、測定された強
    度を予め設定された信号レベルと比較するためのアナロ
    グデジタルコンバータ（23）およびマイクロプロセッサ
    （22）を具備している請求項４記載のコードレスシステ
    ム。
  6. 【請求項６】前記切換え制御信号でキャリアを変調する
    変調器（36）と、変調されたキャリアを前記信号伝送路
    （12a）を経て前記ベース局（10a）から送信される電話
    信号に結合する手段（45）と、前記切換え制御信号を復
    調するためにそれぞれ前記信号交換コンポーネント（14
    a乃至14c）における復調器（54）とをさらに具備してい
    る請求項３、４または５記載のコードレス電話システ
    ム。
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