JP2843922B2 - 移動体衛星通信システムにおける音声情報締め出し制御方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 背景技術 産業上の利用分野 本発明は、無線基地局と複数の移動局とが、衛星中継
器を介して音声通信を行う移動体衛星通信システムに係
り、特に、音声情報を有するチャネルの数が一定値を超
えたときには、無線基地局から衛星中継器への音声チャ
ネル数を制限するために、時分割多重のタイムスロット
単位で音声情報の締め出しを行う、移動体衛星通信シス
テムにおける音声情報締め出し制御方法および装置に関
する。

従来の技術 図１は、移動体衛星通信システムの一般的構成を示
す。一般電話端末１−１〜１−ｍは、通信回線２、一般
電話網３、および通信回線４を介して、制御局５に接続
されている。制御局５は、通信回線６を通して、無線基
地局８に接続されている。基地局８は、衛星中継器13を
介して、複数の無線基地局17−１〜17−ｑに接続されて
いる。すなわち、基地局８は、アンテナ９、無線チャネ
ル11−１〜11−ｎ、および衛星中継器13のアンテナ12を
通して、衛星中継器13と接続され、衛星中継器13は、そ
のアンテナ14、無線チャネル16−１〜16−ｎを通して、
移動局17−１〜17−ｑと接続されている。ここで、制御
局５と基地局８との間の通信回線６は、電話端末１の音
声情報を時分割多重で送信する。また、無線チャネル11
−１〜11−ｎおよび16−１〜16−ｎは、周波数分割多重
チャネルである。

制御局５は、電話端末１からの通話信号を、時分割多
重して基地局８に送信するとともに、これらの通話信号
を、基地局８と衛星中継器13とを接続する無線チャネル
11へ割り当てる。この割り当て結果は、制御回線７を通
して制御局５から基地局８に伝えられる。制御局５は、
さらに、移動局17から電話端末１へ致る通信チャネルの
割り当ても行い、その結果は、制御チャネル７、10およ
び15を通して移動局17へ伝えられる。また、呼び出し信
号などの制御信号も、これらの制御チャネルを通して伝
送される。なお、衛星中継器13は、受信電波と送信電波
の間の周波数変換も行っている。

ところで、衛星中継器13への入力電波のパワーが所定
値を越えると、歪みが発生したり、各チャネルの出力パ
ワーが低下するという問題がある。このため、衛星中継
器13への入力電波のパワーを一定値以内に制限する必要
がある。そのため、VOX（Voice Operated Transmissio
n）制御が行われる。これは、通常の音声は、有音率、
すなわち、音声が発せられている時間率が40％程度であ
ることに注目し、音声の有無に応じて、基地局８や移動
局17からの無線信号を送信したり停止したりする制御方
法である。

図２は、VOX制御を説明するための図である。これ
は、基地局８と衛星中継器13の間の通信チャネル11の通
信状態を示している。一般電話端末１−ｉと移動局17−
ｊとは、制御チャネル７、10および15を通しての接続終
了後、指定された通信チャネルを通して通話を開始す
る。通話中は、音声が無いフレームでは電波の送信を停
止し、有音フレームのみ電波を送信する。

このような制御を行っても、基地局８から衛星中継器
13への送信チャネル数が上限値を越えることがある。た
とえば、図２でチャネル数の上限を３とした場合、時刻
ｔ−１−t3（第１および第２フレーム期間）では、有音
チャネル数が２なので問題はないが、時刻t3−t4（第３
フレーム期間）においては、有音チャネル数が４とな
り、上限値を越えることになる。そこで、いずれのチャ
ネルでは、音声有りであっても、基地局８から衛星中継
器13への電波の送信を停止する必要がある。図２（Ｃ）
の時刻t3−t4の間は、破線で示すように、通信チャネル
11−２の有音フレームの電波送信を強制的に停止し、音
声を締め出している。これが締め出し処理であり、締め
出しチャネルは、ランダムに決定される。

このように、従来の締め出し処理は、フレーム単位で
音声を締め出し、基地局８から衛星中継器13への送信チ
ャネル数を所定値以内に抑えていた。この場合、実際の
締め出し処理は、基地局８ではなく制御局５で行ってい
る。すなわち、制御局５は、時分割多重通信回線６に供
給される有音チャネル数をカウントし、そのカウント値
が所定数を越えるような場合は、音声締め出しチャネル
を決定し、基地局８に通知する。基地局８は、そのチャ
ネルを衛星中継器13へ送らないようにしていた。

図３は、制御局５で音声締め出し処理を受けた信号
が、基地局８で各チャネルに戻された状態を示す図であ
る。なお、説明を簡単化するために、チャネル５および
６は無音であり、送信チャネル数の上限値は３であると
仮定している。

図３（Ａ）は、制御局５と基地局８との間の通信回線
６上の信号を示している。各40ms長のフレームが６つの
タイムスロットに分割され、チャネル１−６の音声情報
が圧縮されて各タイムスロットに割り当てられ、時分割
多重されている。ここで、音声情報を含むタイムスロッ
トと、締め出し処理のために音声情報をもたないタイム
スロットとが、斜線の向きで区別されている。たとえ
ば、タイムスロット２・１、１・２および３・３は締め
出し処理のために音声情報を含まない。他のタイムスロ
ットは、音声情報を含んでいる。

図３（Ｂ）−（Ｇ）は、基地局８で時分割多重から戻
されたチャネル１−６の信号状態を示すもので、有音／
無音の区別が斜線の向きで示されている。たとえば、チ
ャネル１では、第１フレームの終点t2で有音から無音に
切り替わり、第２フレームの終点t3で無音から有音に戻
っている。基地局８は、遅延時間をできるだけ少なくす
るために、各チャネルの音声情報が制御局５から到着次
第、衛星中継器13に送信する。すなわち、各チャネルの
音声情報は、40ms/6ずつシフトされた形で、基地局８か
ら衛星中継局13に送信される。

ところで、このような従来のシステムには、音声情報
の送信数が、部分的に上限値を越えてしまうという不都
合があった。たとえば、図３の時刻t3において、第１チ
ャネルの音声情報が無しから有りに切り替わった場合、
送信音声情報の数は４となって、上限値の３を越えてし
まう。この状態は、チャネル３の音声情報が有音から無
音に切り替わるまでの時間α継続する。これは、制御局
５が、図２に示すように、フレーム周期（40ms）で音声
情報の数をカウントし、音声締め出し処理後の音声情報
を時分割多重しているのに対して、基地局８は、図３に
示すように、1/6フレーム周期シフトした形で、各チャ
ネルの音声情報を送信しているために起きる不都合であ
る。

従来のシステムでは、さらに、次のような問題があっ
た。それは、無音から有音に変化したときに、基地局８
から衛星中継器13に送信する、１フレーム長のプリアン
ブルに関するものである。このプリアンブルは、無音時
に電波の送信を停止したために崩れた同期を、有音に戻
った時点で取り戻すために必要となるものであり、以下
においては、BTR（Bit Timing Recovery）と呼ぶ。

図４は、BTR送信にともなう問題点を示す図である。
図４（Ａ）は、制御局５から基地局８に送られてきた音
声情報を示し、図４（Ｂ）は、基地局８から衛星中継器
13へ送られる音声情報を示している。図から明らかなよ
うに、基地局８からの送信信号では、締め出し処理を受
けたフレーム３と、BTRに置き換えられたフレーム４と
が抜けてしまう。すなわち、締め出された音声情報が１
フレームだけとしても、基地局８からの送信信号では、
２フレームが欠落する結果となり、音質の劣化につなが
ってしまう。

発明の開示 本発明は、衛星中継器に入力する音声情報有りのチャ
ネル数を一定数以下に抑えることのできる、移動体衛星
通信システムにおける音声情報締め出し制御方法および
装置を提供することを目的とする。

また、プリアンブルによる音声情報の欠落を最低限に
抑えることのできる、移動体衛星通信システムにおける
音声情報締め出し制御方法および装置を提供することを
目的とする。

第１に、本発明によれば、複数の電話端末と、前記各
電話端末と音声チャネルを介して接続された制御局と、
時分割多重無線チャネルを介して前記制御局と接続され
た無線基地局と、衛星中継器を介して前記無線基地局と
接続された複数の移動局とを備えた移動体衛星通信シス
テムにおいて、前記制御局は、前記電話端末からの音声
情報を前記時分割多重無線チャネルのタイムスロットに
割り当てることによって、前記音声情報を前記無線基地
局に送る段階で、前記音声情報の締め出しを行い、前記
衛星中継器に接続されるチャネル数を予め定めた上限値
以下に制限する移動体衛星通信システムにおける音声情
報の締め出し制御装置であって、 前記各音声チャネル上の各フレームについて、前記音
声情報の有無を検出する有音／無音検出手段と、 前記音声情報が無い音声チャネルに対応する前記無線
チャネルのタイムスロットにおいては、前記制御局から
前記無線基地局への送信を停止する手段と、 前記時分割多重無線チャネルのタイムスロット毎に、
現時刻から１フレーム前の時間内で前記音声情報が有る
音声チャネルの数をカウントし、そのカウント値を出力
する手段と、 前記カウント値が、前記予め定めた上限値を超えたと
きには、最後にカウントした音声チャネル上の音声情報
を締め出す手段と、 前記音声情報が有る音声チャネルのカウント数が前記
予め定めた上限値以下のときには、前記最後にカウント
した音声チャネル上の音声情報を前記基地局に送信する
手段と を具備することを特徴とする移動体衛星通信システム
における音声情報の締め出し制御装置が提供される。

前記音声情報の締め出し制御装置は、さらに、前記音
声情報を締め出してから1/2フレーム後の時点から、１
フレーム後の時点までの1/2フレーム期間、前記各カウ
ント値を＋１する手段を具備してもよい。

前記有音／無音検出手段が、無音の前回フレームと、
有音の今回フレームとを続けて検出した場合には、前記
無線基地局から前記衛星中継器に、予め定められた1/2
フレーム長のプリアンブルを送信させる具備してもよ
い。

前記有音／無音検出手段は、前記フレームを複数のサ
ブフレームに分割し、各サブフレームの音声レベルに基
づいて、前記フレームの有音および無音の判定を行って
もい。

前記有音／無音検出手段が、無音の前回サブフレーム
と、有音の今回サブフレームとを続けて検出した場合に
は、前記無線基地局から前記衛星中継器に、予め定めら
れた1/2フレーム長のプリアンブルを送信させる手段を
具備してもよい。

第２に、本発明によれば、複数の電話端末と、前記各
電話端末と音声チャネルを介して接続された制御局と、
時分割多重無線チャネルを介して前記制御局と接続され
た無線基地局と、衛星中継器を介して前記無線基地局と
接続された複数の移動局とを備えた移動体衛星通信シス
テムにおいて、前記制御局は、前記電話端末からの音声
情報を前記時分割多重無線チャネルのタイムスロットに
割り当てることによって、前記音声情報を前記無線基地
局に送る段階で、前記音声情報の締め出しを行い、前記
衛星中継器に接続されるチャネル数を予め定められた上
限値以下に制限する移動体衛星通信システムにおける音
声情報の締め出し制御方法であって、 前記各音声チャネル上の各フレームについて、前記音
声情報の有無を検出する有音／無音検出ステップと、 前記音声情報が無い音声チャネルに対応する前記無線
チャネルのタイムスロットにおいては、前記制御局から
前記無線基地局への送信を停止するステップと、 前記時分割多重無線チャネルのタイムスロット毎に、
現時刻から１フレーム前の時間内で前記音声情報が有る
音声チャネルの数をカウントし、そのカウント値を出力
するステップと、 前記カウント値が前記予め定めた上限値を超えたとき
には、最後にカウントした音声チャネル上の音声情報を
締め出すステップと、 前記音声情報が有る音声チャネルのカウント数が前記
予め定めた上限値以下のときには、前記最後にカウント
した音声チャネル上の音声情報を前記基地局に送信する
ステップと を具備することを特徴とする移動体衛星通信システム
における音声情報の締め出し制御方法を提供する。

第３に、本発明によれば、受信チャネルを通して順次
送られてくるフレーム中に、音声情報が含まれるか否か
を判定し、音声情報を含むフレームのみを、予め定めら
れた遅延時間後の送信割当時間内に、送信チャネルを通
して送信する通信装置において、 現在受信中の今回フレームが、前記音声情報を含む否
かを、前記今回フレーム受信中に判定する今回フレーム
有音判定手段と、 前記今回フレームが前記音声情報が含まない場合に
は、前記今回フレームの送信割当時間に、その送信を停
止する送信停止手段と、 前記今回フレームが音声情報を含む場合は、前記今回
フレームの直前の前回フレームが音声情報を含んでいた
か否かを判定する前回フレーム有音判定手段と、 前記今回フレームが有音であり、前記前回フレームが
無音の場合には、前記遅延時間内および前記今回フレー
ムの送信割当時間のうち、少なくとも前記遅延時間内に
予め定められたプリアンブルを送信するプリアンブル送
信手段と を具備することを特徴とする通信装置が提供される。

前記送信チャネル、無線チャネルであってもよい。

前記今回フレーム有音判定手段は、前記今回フレーム
を複数のサブフレームに分割し、各サブフレームの音声
レベルに基づいて、有音および無音の判定をしてもよ
い。

前記プリアンブル送信手段は、前記プリアンブルとし
て、同期用プリアンブルおよび音声用プリアンブルを連
続して送信してもよい。

第４に、本発明によれば、受信チャネルを通して順次
送られてくるフレーム中に、音声情報が含まれるか否か
を判定し、音声情報を含むフレームのみを、予め定めら
れた遅延時間の送信割当時間内に、送信チャネルを通し
て送信する通信方法において、 現在受信中の今回フレームが、前記音声情報を含むか
否かを、前記今回フレーム受信中に判定する今回フレー
ム有音判定ステップと、 前記今回フレームが前記音声情報を含まない場合に
は、前記今回フレームの送信割当時間に、その送信を停
止する送信停止ステップと、 前記今回フレームが音声情報を含む場合は、前記今回
フレームの直前の前回フレームが音声情報を含んでいた
か否かを判定する前回フレーム有音判定ステップと、 前記今回フレームが有音であり、前記前回フレームが
無音の場合には、前記遅延時間内および前記今回フレー
ムの送信割当時間うち、少なくとも前記遅延時間内に予
め定められたプリアンブルを送信するプリアンブル送信
ステップとを具備することを特徴とする通信方法が提供
される。

図面の簡単な説明 図１は、移動体衛星通信システムの一般構成を示すブ
ロック図である。

図２は、制御局で実行される従来の技術のVOX制御お
よび締め出し処理を示す図である。

図３は、基地局から衛星中継器への送信音声情報を示
し、締め出し処理が有効に行われていない従来例を説明
するための図である。

図４は、プリアンブル（BTR）送信のために、音声情
報が欠落した従来例を説明するための図である。

図5Aおよび5Bは、本発明による移動体衛星通信システ
ムにおける音声情報締め出し制御装置の実施例１の構成
を締すブロック図である。

図６は、実施例１の締め出し制御を示すタイムチャー
トであり、図６（Ａ）−（Ｆ）は、制御局５の各チャネ
ルCH−１〜CH−６への入力音声情報、図６（Ｇ）は、制
御局５から基地局８へ送信される時分割多重された信
号、図６（Ｈ）は、送信要求数のカウント区間、図６
（Ｉ）−（Ｎ）は、基地局８から衛星中継器13への送信
信号を、それぞれ示している。

図７は、実施例１の締め出し制御の動作を示すフロー
チャートである。

図８は、本発明による移動体衛星通信システムにおけ
る音声増俸締め出し制御装置の実施例２の要部の構成を
示すブロック図である。

図９は、実施例２におけるBTR挿入の位置と期間を示
す概念図である。

図10は、実施例２の締め出し制御を示すタイムチャー
トであり、図10（Ａ）−（Ｆ）は、制御局５の各チャネ
ルCH−１〜CH−６への入力音声情報、図10（Ｇ）は、制
御局５から基地局８へ送信される時分割多重された信
号、図10（Ｈ）は、送信要求数のカウント区間、図10
（Ｉ）−（Ｎ）は、基地局８から衛星中継器13への送信
信号を、それぞれ示している。

図11は、実施例２の締め出し制御の動作を示すフロー
チャートである。

図12Aは、従来装置における音声用プリアンブルPREの
挿入状態を示す図である。

図12Bは、実施例２において、BTRおよび音声用プリア
ンブルPREを挿入した場合の、音声フレームの欠落を示
す図である。

図12Cは、実施例２において、音声フレームの欠落を
防止するために、BTRおよび音声フレームPREを遅延させ
た例を示す図である。

図13は、本発明による移動体衛星通信システムにおけ
る音声情報締め出し制御装置の実施例３の要部の構成を
締すブロック図である。

図14Aは、フレームを２つのサブフレームに分割して
有音判定を行う実施例３において、フレームの前半部に
音声情報が有る場合の、BTRおよび音声用プリアンブルP
REの挿入方法を示す図である。

図14Bは、実施例３において、フレームの後半部にの
み音声情報が有る場合の、BTRおよび音声用プリアンブ
ルPREの挿入方法を示す図である。

図15は、実施例３における欠落音声フレーム数を、従
来技術と比較して示した表である。

発明を実施するための最良の形態 以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。

実施例１ 図5Aおよび5Bは、本発明による移動体衛星通信システ
ムにおける音声情報締め出し制御装置の実施例を示すブ
ロック図である。この音声情報締め出し制御装置は、制
御局５内に設けられている。

図１に示す一般電話端末１−１〜１−ｍからの音声情
報Ａ−１〜Ａ−6,…,P−１〜Ｐ−６は、音声情報処理部
20内の音声符号化部22に供給される。音声符号化部22
は、音声情報を1/6フレーム周期単位で切り出して、音
声符号化を行い、これを、音声パワー測定部24と、多重
部70とに供給する。音声パワー測定部24は、各フレーム
における音声情報の平均パワーを測定し、音声情報認識
部30の有音／無音判定部32に供給する。

有音／無音判定部32は、音声パワー測定部24で測定さ
れたフレームの平均パワーが、予め定めたしきい値以上
のときに有音、それより小さいときに無音と判定し、そ
の結果を送信要求フラグ送出部34に知らせる。送信要求
フラグ送出部34は、上記判定結果が有音の場合には、締
め出し制御部50に送信要求フラグを送り、このフレーム
の送信を要求する。

締め出し制御部50は、このフレームを送信するか締め
出すかの決定を行い、送信する場合は、締め出し処理部
40の送信許可フラグ送出部42に、その結果を知らせる。
送信許可フラグ送出部42は、多重部70に送信許可フラグ
を送り、このフレームの送信許可を与える。

このように、音声情報締め出し制御装置は、各音声チ
ャネル毎に、音声情報処理部20、音声情報認識部30およ
び締め出し処理部40からなる音声チャネル処理部60を備
えている。そして、６つの音声チャネル処理部60−１〜
60−６が１つの多重部70に接続され、これらが１つの音
声チャネルグループ処理部80を構成している。この図で
は、80−Ａ〜８−ＰまでのＰ個の音声チャネルグループ
処理部が設けられており、それぞれの音声チャネル処理
部60が、個別的に締め出し制御部50の制御を受けてい
る。

締め出し制御部50は、送信要求数カウント部52を有し
ている。送信要求数カウント部52は、1/6フレーム周
期、すなわち、１タイムスロット毎に、装置全体の送信
要求数をカウントする。これは、各送信要求フラグ送出
部34から送られてくる送信要求フラグをカウントするこ
とによって行われる。このカウント値は、判定部54に供
給される。判定部54は、このカウント値を予め定めた上
限値と比較し、カウント値が上限値を越えたか否かを判
定し、その結果を、締め出しチャネル決定部56に知らせ
る。締め出しチャネル決定部56は、カウント値が上限値
を越えている場合には、最近の送信要求をしてきたチャ
ネル群から締め出すチャネルをランダムに決定する。ま
た、カウント値が上限値以下の場合には、最近の送信要
求を出したチャネルに送信許可を与える。これらの結果
は、送信許可通知部58に供給される。送信許可通知部58
は、最新の送信要求を出したチャネルの送信許可フラグ
送出部42に、送信許可、または、締め出しの結果を知ら
せる。このようにして、締め出し制御部50は、1/6フレ
ーム周期、すなわち、タイムスロット毎に送信要求数カ
ウントし、それが上限値を越えない範囲で送信許可を与
える。

図６は、このような締め出し制御の動作を示すタイム
チャートであり、図７は、その動作を示すフローチャー
トである。

図６に示すように、図６（Ａ）−（Ｆ）は、制御局５
の各チャネルCH−１〜CH−６への入力音声情報を示し、
図６（Ｇ）は、制御局５から基地局８へ送信される時分
割多重された信号を示している。また、図６（Ｈ）は、
送信要求数のカウント区間を示し、図６（Ｉ）−（Ｎ）
は、基地局８から衛星中継器13への送信信号を示してい
る。図６（Ｇ）から分かるように、１フレーム長は６つ
のタイムスロットに分割され、各タイムスロットにチャ
ネルCH−１〜CH−６の音声情報が割り当てられる。ただ
し、チャネル上限値は３であり、それ以上の送信要求が
あった場合には、締め出し処理を受けるものとする。

この締め出し処理の具体例を、図７のフローチャート
を参照して説明する。まず、ステップSP1において、各
チャネルグループに属する６つの音声パワー測定部24
は、1/6フレーム周期、すなわち１タイムスロット間隔
で、順次、各チャネルのフレーム内の平均音声パワーを
測定する。たとえば、チャネルCH−１の音声パワー測定
部24は、チャネルCH−１の第１のフレームの終点t21
で、この第１フレームの平均音声パワーを測定し、同様
に、チャネルCH−２の音声パワー測定部24は、チャネル
CH−２の第１のフレームの終点t22で、この第１フレー
ムの平均音声パワーを測定する。

ステップSP2において、各チャネルの有音／無音判定
部32は、自チャネルの各フレームの音声情報の有無を順
次判定する。たとえば、チャネルCH−１の有音／無音判
定部32は、時刻t21においてチャネルCH−１の第１フレ
ーム中の音声情報の有無を判定し、チャネルCH−２の有
音／無音判定部32は、時刻t22においてチャネルCH−２
の第１フレーム中の音声情報の有無を判定する。音声情
報が有る場合は、ステップSP3において、送信要求フラ
グ送出部34から、締め出し制御部50に送信要求フラグを
送る。

ステップSP4において、送信制御部50の送信要求数カ
ウント部52は、チャネルグループ内の全チャネルからの
送信要求数をカウントする。このカウントは、現在時刻
から１フレーム前までの時間で行われる。たとえば、チ
ャネルCH−１の第２のフレームの終点（＝第３フレーム
の開始点）t31では、締め出し制御部50の送信要求数カ
ウント部52は、現在時刻t31のフレーム前の時刻t21から
t31までの送信要求数をカウントする。この場合、時刻t
31において、チャネルCH−１の有音／無音判定部32は、
このチャネルCH−１の第２フレームの音声情報の有無を
判定するが、音声情報有りなので、送信要求フラグ送出
部34から送信要求が出される。したがって、時刻t31に
おけるカウント値は４となり、上限値３を越える。この
結果、判定部54は、ステップSP5において、送信要求数
が上限値より大きいとの判断をし、送信許可通知部58に
知らせる。送信許可通知部58は、ステップSP6におい
て、締め出し処理部40の送信許可フラグ送出部42を介し
て、このフレームの締め出しを行う。そして、ステップ
SP7で、次のタイムスロットに移行し、次のチャネルに
ついて同様の処理を行う。ステップSP2で音声情報が無
かった場合も、ステップSP7で次のチャネルの処理に移
行する。

こうして、１フレーム周期の中で、チャネルグループ
内の全チャネルについて、1/6フレーム周期ずつずらし
て、順番に締め出し制御処理を行う。これによって、図
３で説明したような従来の欠点、すなわち、送信チャネ
ル数が上限値を越えるというような不都合を解消するこ
とができる。

実施例２ 実施例２は、前述したBTR挿入にともなう欠点を解消
するためのものである。図８は、実施例２の要部の構成
を示すブロック図である。この実施例２が実施例２と異
なる点は、BTR送信要求部36を、音声情報認識部30内の
有音／無音判定部32と送信要求フラグ送出部34との間に
挿入した点である。前述したように、基地局８におい
て、キャリアがオフからオンとなった場合には、音声情
報に先立ってBTR（Bit Timing Recovery）を挿入するこ
とが必要である。実施例１では、このBTRを考慮してい
なかったが、実施例２ではBTRを挿入する。そのため、B
TR送信要求部36を設けた。さらに、基地局８内には、BT
R送信部82を設けている。

図９は、本実施例におけるBTRの挿入方法を示す概念
図であり、図９（Ａ）が制御局５から基地局８へ送られ
る音声情報を示し、図９（Ｂ）が基地局８から衛星中継
器13へ送られる情報を示している。図９（Ｂ）から分か
るように、基地局８から送信される情報には、1/2フレ
ーム長のBTRが挿入されている。これは、音声情報のフ
レーム３が抜けているために、フレーム２の終点からフ
レーム４の開始点までの間、無音状態となり、基地局８
から衛星中継器13にキャリアが送られないため、再同期
が必要となるためである。本発明では、このBTRを1/2フ
レーム長とし、従来システムではキャリアが送られてい
なかったフレームの後半部に挿入した点に、一つの特徴
がある。

（２）実施例１の図６に対応する図10に、符号92および
94で示すように、締め出されたフレームの３タイムスロ
ット（1/2フレーム周期）後から、３タイムスロットの
間、送信要求数を＋１している。これは、この期間にBT
Rが挿入されるため、送信カウント値が１つ増加するた
めである。

たとえば、時刻t31にチャネルCH−１の第２フレーム
が締め出れた場合、その３タイムスロット後の時刻t34
から時刻t41までの３スロットタイムの間、カウント値
が＋１される。さらに、時刻t35およびt36に、チャネル
CH−５の第２フレームおよびチャネルCH−６の第２フレ
ームが連続して締め出された場合は、次のようになる。
まず、時刻t35の３タイムスロット後の時刻t42から時刻
t45までの３スロットタイムの間、カウント値が＋１さ
れる。ついで、時刻t36の３タイムスロット後の時刻t43
から時刻t46までの３スロットタイムの間、カウント値
がさらに＋１される。すなわち、時刻t43からt45間での
間は、カウント値が＋２されることになる。こして、BT
Rの挿入と、それにともなう送信要求数のカウント増加
に対する処理が実行される。

図11は、BTR挿入時の締め出し制御の動作を示すフロ
ーチャートであり、実施例１の図７に対応するものであ
る。図７と異なる点は、ステップSP4の後に、ステップS
P11が追加されている点である。ステップSP11は、上記
（２）で説明したカウント値増加の処理をするステップ
である。

本実施例によれば、BTRを含めた締め出し処理が実行
されるため、常にチャネル数の上限値以内で、基地局８
と衛星中継器13との間の通信が行われる。

また、締め出しを受けたチャネルでは、その間、音声
が途切れるが、通信チャネルは、一般に多数存在するか
ら、同じ通信チャネルが繰り返し締め出されて、そのチ
ャネルの音質が著しく低下するようなことは避けられ
る。

実施例３ 実施例３に説明する前に、図12A−12Cを参照して、プ
リアンブルに関する従来技術の問題点と、実施例２の欠
点とを説明する。プリアンブルとしては、実施例２で述
べたBTRの他に、音声用プリアンブル（以下、省略してP
REと呼ぶ）がある。BTRは、上述のように、無音（キャ
リア無し）から有音（キャリア有り）に切り替わったと
きに、移動局のモデムのビットタイミングを回復させる
ためのプリアンブルである。一方、PRSは、キャリアの
有無にかからず、無音から有音に切り替わったときに、
音声情報を直ちに再生するために必要なプリアンブルで
ある 図12Aは、従来技術におけるPREの挿入方法を示す図で
あり、無音区間においてもキャリアを切らないで、各フ
レームの一部に同期信号を挿入して送り続ける例であ
る。この場合、無音区間で同期信号が送られているの
で、BTRを送る必要はなく、有音フレームを検出した時
点t4フレームでPREを送信する。有音判定にフレーム時
間、PREの送信にさらに１フレーム時間を要するので、
２フレームの時間遅れが生じるが、フレームそのものは
欠落することなく、正常に送信される。

しかしながら、移動体衛星通信方式においては、衛星
中継器の有効利用を図るために、無音区間でキャリアの
送信を中止することが望ましい。そこで、図12Bを示す
ように、無音区間にはキャリアの送信も停止し、有音に
なったときにBTRを送出し、その後でPREを送る方法が考
えられた。これが実施例２であり、BTRの長さは、1/2フ
レーム長に設定した。この方法では、時刻t4でフレーム
３が有音であることを判定し、その1/2フレーム後の時
刻t4aからBTRを送信し、続いて時刻t5からPREを送信す
る。そして、原音情報としてはフレーム４を、時刻t6か
ら送信する。このため、原音の受信時刻から無線区間に
おける送信時刻までの遅延時間は、２フレームに抑えら
れるが、フレーム３の音声が欠落してしまう。一方、フ
レーム３の欠落を防止しようとすると、図12Cに示すよ
うに、上記遅延時間を１フレーム分延長して、３フレー
ム長にしなければならなかった。

本実施例３は、このような欠点を克服するために実現
されたものである。本実施例では、１フレームを複数の
サブフレームに分割し、サブフレーム中の音声の平均電
力を測定することによって、有音、無音の判定を行って
いる。

図13は、本実施例の要部の構成を示すブロック図であ
る。本実施例が図5Aおよび5Bに示す実施例１と異なる点
は、BTR送信要求部36を音声情報認識部30へ図13に示す
ように挿入した点、および有音／無音判定部32でフレー
ムをサブフレームに分割して、サブフレーム単位で有
音、無音を判定し、無音から有音への遷移時には、その
旨を高声符号化部22に通知し、音声符号化部22からPRE
を送信するようにした点である。また、基地局８内に
は、BTRを送信するためのBTR送信部84が設けられてい
る。

図14Aおよび14Bは、本実施例の動作を説明するための
タイムチャートであり、図14Aは、音声がフレーム３の
先頭から存在するために、フレーム３の半ば（時刻t3
a）で有音判定が得られる場合であり、図14Bは、音声が
フレーム３の途中から生じたために、フレーム３の終点
（時刻t4）で有音判定が得られる場合を示している。

図14Aでは、時刻t3aで有音判定が得られると、直ちに
BTRが送出される。BTRは、1/2フレーム長で十分なの
で、時刻t4からPREを、時刻t5からフレーム３を送信す
ることができる。すなわち、原音受信から無線区間での
送信までの遅延時間を２フレーム長に抑えたまま、フレ
ームの欠落無しで送信することができる。

図14Bでは、時刻t4で有音判定が得られるので、BTRの
送出は、時刻t4aまで待たなければならない。BTRは、フ
レームの後半部に挿入されるからである。このため、PR
Eの送出は時刻t5とからなり、有音フレーム３が欠落す
ることとなる。しかしながら、この場合のフレーム３
は、図14B（ａ）に示すように、フレームの後半部のみ
が有音であるから、欠落する情報は、1/2フレーム分で
済むことになる。

図15は、１フレームを分割して有音／無音の判定を行
う本発明によりサブフレーム方式を、分割しないで行う
従来の１フレーム方式と比較して示した表である。比較
を容易にするために、遅延時間が２フレームの場合のみ
示した。

この表から分かるように、従来の１フレーム方式で
は、欠落音声フレーム数が、最大で１フレーム、平均で
1/2フレームであるのに対し、本発明によるサブフレー
ム方式では、フレームの前半から音声が有る場合には、
欠落音声フレーム数は０であり、フレームの後半部のみ
が有音の場合には、欠落音声フレームは、最大で1/2フ
レーム、平均で1/4フレームとなる。したがって、本発
明によるサブフレーム方式では、平均欠落音声フレーム
数を1/8に抑えることができ、従来の1/2から大きく減少
させることができる。

なお、上記実施例では、説明の簡単化のために、制御
局５と基地局８との通信は、多重数６の時分割多重で行
われるものとしたが、本発明は、この多重数に限定され
るものではなく、任意の多重数に対処可能である。

また、実施例３では、フレームを２つのサブフレーム
に分割したが、さらに細かく分割することも可能であ
る。細かく分割するほど、有音判定を迅速に行うことが
できる。また、有音判定を複数のサブフレームに渡って
行うことも可能である。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−327575（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−197070（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 102 H04B 7/14 - 7/22 H04J 3/00 - 3/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (18)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の電話端末と、前記各電話端末と音声
   チャネルを介して接続された制御局と、時分割多重無線
   チャネルを介して前記制御局と接続された無線基地局
   と、衛星中継器を介して前記無線基地局と接続された複
   数の移動局とを備えた移動体衛星通信システムにおい
   て、前記制御局は、前記電話端末からの音声情報を前記
   時分割多重無線チャネルのタイムスロットに割り当てる
   ことによって、前記音声情報を前記無線基地局に送る段
   階で、前記音声情報の締め出しを行い、前記衛星中継器
   に接続されるチャネル数を予め定めた上限値以下に制限
   する移動体衛星通信システムにおける音声情報の締め出
   し制御装置であって、 前記各音声チャネル上の各フレームについて、前記音声
   情報の有無を検出する有音／無音検出手段と、 前記音声情報が無い音声チャネルに対応する前記無線チ
   ャネルのタイムスロットにおいては、前記制御局から前
   記無線基地局への送信を停止する手段と、 前記時分割多重無線チャネルのタイムスロット毎に、現
   時刻から１フレーム前の時間内で前記音声情報が有る音
   声チャネルの数をカウントし、そのカウント値を出力す
   る手段と、 前記カウント値が、前記予め定めた上限値を超えたとき
   には、最後にカウントした音声チャネル上の音声情報を
   締め出す手段と、 前記音声情報が有る音声チャネルのカウント数が前記予
   め定めた上限値以下のときには、前記最後にカウントし
   た音声チャネル上の音声情報を前記基地局に送信する手
   段と を具備することを特徴とする移動体衛星通信システムに
   おける音声情報の締め出し制御装置。
2. 【請求項２】前記音声情報の締め出し制御装置は、さら
   に、前記音声情報を締め出してから1/2フレーム後の時
   点から、１フレーム後の時点までの1/2フレーム期間、
   前記カウント値を＋１する手段を具備することを特徴と
   する請求の範囲第１項に記載の移動体衛星通信システム
   における音声情報の締め出し制御装置。
3. 【請求項３】前記有音／無音検出手段が、無音の前回フ
   レームと、有音の今回フレームとを続けて検出した場合
   には、前記無線基地局から前記衛星中継器に、予め定め
   られた1/2フレーム長のプリアンブルを送信させる手段
   を具備することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の
   移動体衛星通信システムにおける音声情報の締め出し制
   御装置。
4. 【請求項４】前記有音／無音検出手段は、前記フレーム
   を複数のサブフレームに分割し、各サブフレームの音声
   レベルに基づいて、前記フレームの有音および無音の判
   定を行うことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の移
   動体衛星通信システムにおける音声情報の締め出し制御
   装置。
5. 【請求項５】前記有音／無音検出手段が、無音の前回サ
   ブフレームと、有音の今回サブフレームとを続けて検出
   した場合には、前記無線基地局から前記衛星中継器に、
   予め定められた1/2フレーム長のプリアンブルを送信さ
   せる手段を具備することを特徴とする請求の範囲第４項
   に記載の移動体衛星通信システムにおける音声情報の締
   め出し制御装置。
6. 【請求項６】複数の電話端末と、前記各電話端末と音声
   チャネルを介して接続された制御局と、時分割多重無線
   チャネルを介して前記制御局と接続された無線基地局
   と、衛星中継器を介して前記無線基地局と接続された複
   数の移動局とを備えた移動体衛星通信システムにおい
   て、前記制御局は、前記電話端末からの音声情報を前記
   時分割多重無線チャネルのタイムスロットに割り当てる
   ことによって、前記音声情報を前記無線基地局に送る段
   階で、前記音声情報の締め出しを行い、前記衛星中継器
   に接続されるチャネル数を予め定められた上限値以下に
   制限する移動体衛星通信システムにおける音声情報の締
   め出し制御方法であって、 前記各音声チャネル上の各フレームについて、前記音声
   情報の有無を検出する有音／無音検出ステップと、 前記音声情報が無い音声チャネルに対応する前記無線チ
   ャネルのタイムスロットにおいては、前記制御局から前
   記無線基地局への送信を停止するステップと、 前記時分割多重無線チャネルのタイムスロット毎に、現
   時刻から１フレーム前の時間内で前記音声情報が有る音
   声チャネルの数をカウントし、そのカウント値を出力す
   るステップと、 前記カウント値が、前記予め定めた上限値を超えたとき
   には、最後にカウントした音声チャネル上の音声情報を
   締め出すステップと、 前記音声情報が有る音声チャネルのカウント数が前記予
   め定めた上限値以下のときには、前記最後にカウントし
   た音声チャネル上の音声情報を前記基地局に送信するス
   テップと を具備することを特徴とする移動体衛生通信システムに
   おける音声情報の締め出し制御方法。
7. 【請求項７】前記音声情報の締め出し制御方法は、さら
   に、前記音声を締め出してから1/2フレーム後の時点か
   ら、１フレーム後の時点までの1/2フレーム期間、前記
   カウント値を＋１するステップを具備することを特徴と
   する請求の範囲第６項に記載の移動体衛星通信システム
   における音声情報の締め出し制御方法。
8. 【請求項８】前記有音／無音検出ステップが、無音の前
   回フレームと、有音の今回フレームとを続けて検出した
   場合には、前記無線基地局から前記衛星中継器に、予め
   定められた1/2フレーム長のプリアンブルを送信させる
   ステップを具備することを特徴とする請求の範囲第７項
   に記載の移動体衛生通信システムにおける音声情報の締
   め出し制御方法。
9. 【請求項９】前記有音／無音検出ステップは、前記フレ
   ームを複数のサブフレームに分割し、各サブフレームの
   音声レベルに基づいて、前記フレームの有音および無音
   の判定を行うことを特徴とする請求の範囲第７項に記載
   の移動体衛星通信システムにおける音声情報の締め出し
   制御方法。
10. 【請求項１０】前記有音／無音検出ステップが、無音の
    前回サブフレームと、有音の今回サブフレームとを続け
    て検出した場合には、前記無線基地局から前記衛星中継
    器に、予め定められた1/2フレーム長のプリアンブルを
    送信させるステップを具備することを特徴とする請求の
    範囲第９項に記載の移動体衛星通信システムにおける音
    声情報の締め出し制御方法。
11. 【請求項１１】受信チャネルを通して順次送られてくる
    フレーム中に、音声情報が含まれるか否かを判定し、音
    声情報を含むフレームのみを、予め定められた遅延時間
    後の送信割当時間内に、送信チャネルを通して送信する
    通信装置において、 現在受信中の今回フレームが、前記音声情報を含むか否
    かを、前記今回フレーム受信中に判定する今回フレーム
    有音判定手段と、 前記今回フレームが前記音声情報を含まない場合には、
    前記今回フレームの送信割当時間に、その送信を停止す
    る送信停止手段と、 前記今回フレームが音声情報を含む場合は、前記今回フ
    レームの直前の前回フレームが音声情報を含んでいたか
    否かを判定する前回フレーム有音判定手段と、 前記今回フレームが有音であり、前記前回フレームが無
    音の場合には、前記遅延時間内および前記今回フレーム
    の送信割当時間のうち、少なくとも前記遅延時間内に予
    め定められたプリアンブルを送信するプリアンブル送信
    手段と を具備することを特徴とする通信装置。
12. 【請求項１２】前記送信チャネルは、無線チャネルであ
    ることを特徴とする請求の範囲第11項に記載の通信装
    置。
13. 【請求項１３】前記今回フレーム有音判定手段は、前記
    今回フレームを複数のサブフレームに分割し、各サブフ
    レームの音声レベルに基づいて、有音および無音の判定
    をすることを特徴とする請求の範囲第11項に記載の通信
    装置。
14. 【請求項１４】前記プリアンブル送信手段は、前記プリ
    アンブルとして、同期用プリアンブルおよび音声用プリ
    アンブルを連続して送信することを特徴とする請求の範
    囲第11項に記載の通信装置。
15. 【請求項１５】受信チャネルを通して順次送られてくる
    フレーム中に、音声情報が含まれるか否かを判定し、音
    声情報を含むフレームのみを、予め定められた遅延時間
    後の送信割当時間内に、送信チャネルを通して送信する
    通信方法において、 現在受信中の今回フレームが、前記音声情報を含むか否
    かを、前記今回フレーム受信中に判定する今回フレーム
    有音判定ステップと、 前記今回フレームが前記音声情報を含まない場合には、
    前記今回フレームの送信割当時間に、その送信を停止す
    る送信停止ステップと、 前記今回フレームが音声情報を含む場合は、前記今回フ
    レームの直前の前回フレームが音声情報を含んでいたか
    否かを判定する前回フレーム有音判定ステップと、 前記今回フレームが有音であり、前記前回フレームが無
    音の場合には、前記遅延時間内および前記今回フレーム
    の送信割当時間のうち、少なくとも前記遅延時間内に予
    め定められたプリアンブルを送信するプリアンブル送信
    ステップと を具備することを特徴とする通信方法。
16. 【請求項１６】前記送信チャネルは、無線チャネルであ
    ることを特徴とする請求の範囲第15項に記載の通信方
    法。
17. 【請求項１７】前記今回フレーム有音判定ステップは、
    前記今回フレームを複数のサブフレームに分割し、各サ
    ブフレームの音声レベルに基づいて、有音および無音の
    判定をすることを特徴とする請求の範囲第15項に記載の
    通信方法。
18. 【請求項１８】前記プリアンブル送信ステップは、前記
    プリアンブルとして、同期用プリアンブルおよび音声用
    プリアンブルを連続して送信することを特徴とする請求
    の範囲第15項に記載の通信方法。