JP3068194B2 - 例えばコードレス通信システム等の非同期ワイヤレス通信システム - Google Patents

例えばコードレス通信システム等の非同期ワイヤレス通信システム

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、請求項1の上位概念に記載の例えばコード
レス通信システム等の非同期ワイヤレス通信システムに
関する。
例えばTDMA(時分割多元接続)又はCDMA(符号分割多
元接続)を使用し通信サブシステムを形成する複数の基
地局及び複数の移動局を有する例えば移動通信システム
又はコードレス通信システム等のワイヤレス通信システ
ムでは、(通信サブシステムの中のチャネルの間の相互
干渉が無いとの意味での)通信サブシステムの中の最適
なチャネル利用は、例えばTDMAの原理を基礎とする通信
サブシステムが同期されている(通信サブシステムの時
間基準の間にドリフトが無い)場合のみ実現できる(同
期ワイヤレス通信システム)。
これとは反対に、通信サブシステムの時間基準の間に
ドリフトが発生する非同期ワイヤレス通信システムで
は、時間基準の間のドリフトにより通信サブシステムの
チャネルの間に相互干渉が発生することがあり、このよ
うな相互干渉は、それぞれの通信サブシステムにおいて
全体として利用可能なチャネル選択を悪い場合には大幅
に減少する。
本発明の基礎となる課題は、通信サブシステムの間の
相互干渉が発生しない冒頭に記載の例えばコードレス通
信システム等の非同期ワイヤレス通信システムを提供す
ることにある。
この課題は、請求項1の上位概念に記載の非同期ワイ
ヤレス通信システムから出発して、請求項1の特徴部分
に記載の特徴により解決される。
本発明の要旨は、非同期ワイヤレス通信システムの通
信サブシステムの中の使用可能なタイムスロットの全集
合の部分集合(例えば2番目毎のタイムスロット)のみ
が使用されることにある。これにより、ワイヤレス通信
サブシステム又は通信システムの利用可能なチャネル容
量は確かに減少するが、しかし、減少されるチャネル容
量は、例えば、通信サブシステムの中で使用可能な全タ
イムスロットを使用する場合であっても、通信サブシス
テムAの1つのチャネルaが通信サブシステムBの2つ
のチャネルb1,b2に干渉し、これによりもはやタイムス
ロットすべての使用が可能ではなくなり、タイムスロッ
トの半分しか同時に使用できなくなる場合より少なくは
ない。
本発明の有利な実施例は、その他の請求項に記載され
ている。
本発明の1つの実施例を図面に基づいて次に説明す
る。
第1図はコードレス通信サブシステムの基地局と移動
体のブロック回路図、第2図はDECT標準によるコードレ
ス通信サブシステムのTDMA時間フレームの構成図、第3
図はTDMAの原理を基礎とするそれぞれ1つの同期又は非
同期のワイヤレス通信サブシステムと、ワイヤレス通信
サブシステムのチャネルによる干渉の程度を示す線図で
ある。
第1図は、コードレス通信システムの基地局FT又は移
動体PTのブロック回路図を示す。基地局FTも移動体PT
も、無線部(radio element)RE(以下においてそれぞ
れ送/受信装置RE−T,RE−Rとも称する)と、制御部CE
と、機能ブロックの中で“周辺部”として統合している
周辺回路部PEとを有する。以下の説明では、ディジタル
ヨーロッパコードレス通信DECT(Digital European C
ordless Telecommunication)がコードレス通信サブシ
ステムのために実施されていると仮定している。しかし
本発明は、これにより制限されない。すなわち本発明
は、例えばCT2標準又はGSM標準等の類似の標準に問題な
く適用できる。
基地局FT及び移動体PTが、制御部CEと、無線部すなわ
ち送/受信装置RE−T,RE−Rに関しては、本発明にとっ
て重要な考察の範囲内では異ならないのに対して、基地
局FT又は移動体PTの周辺回路部PEは異なって構成されて
いる。
すなわち基地局FTの周辺回路部PEは、公知のコードレ
ス電話システムの基地局(Klaus Wolf著“Auch ohne
Schnur"auf Draht""(Telecom Report 10誌,1987,
2冊目,130頁以降例えば134頁)を基礎にして、例えば前
置接続されたADPCM符号化/復合化装置及び内部の周辺
制御器を有する内部の加入者回路及び交換機回路又は構
内交換回路を有し、これに対して、移動体PTの周辺回路
部PEの中には、公知のコードレス電話システム(Telcom
Report 10誌,1987,2冊目,135頁)を基礎にして、例
えばマイクロホン、圧電レシーバカプセル、圧電トーン
リンガ、蓄電池、キーボード、LEDディスプレー、低周
波増幅器及びトーンリンガ増幅器等が含まれている。
基地局FT及び移動体PTの前述の周辺回路部PEは、本発
明をまったく制限せずに別の回路素子により置換でき
る。
第1図の基地局FT及び移動体PTの回路構成の、本発明
にとって重要な部分は、無線部RE又は送/受信装置RE−
T,RE−R及び制御部CEである。無線部REには、無線信号
(例えばTDMA無線信号又はCDMA無線信号)を送信及び受
信するために、送信アンテナとしても受信アンテナとし
ても機能する2つのアンテナA1,A2が設けられている。
しかしその代りに、本発明を全く制限することなしに1
つのアンテナ又は2つより多い数のアンテナを無線部RE
に設けることも可能である。
更に無線部REは、第1図に2つの機能ブロックにより
示されているように、トランシーバT,Rと、電界強度測
定装置(Radio Signal Strength Indicator)RSSI
と、インターフェースRE−Iとを有し、これらは、無線
部REの中で図示のように互いに接続されている。電界強
度測定装置RSSIは、アンテナA1,A2を介しかつトランシ
ーバT,Rの中で選択された無線信号の電解強度を測定す
る。
電解強度測定装置RSSIは通常、チャネルが使用中であ
るかどうかを調べる(DECT草案prETS300175ー3: 1991,
164頁)。どのように電界強度を測定するかに関する規
則は、DECT標準に記載されている(DECT草案pr3ETS0017
5ー2:1991,31頁,6.2及び38頁,8.3)。チャネルが使用中
であることは、受信無線信号の電解強度(最小強度)を
測定することにより検出され、測定結果RSSI1,...は次
いでアナログ/ディジタル変換器A/Dを介して、制御部C
EのメインプロセッサM−CTの中に集積されている閾値
発生器(THreshold alue Generator)THVGに供給さ
れる。閾値発生器THVGは、基地局FT又は移動体PTが連続
作動している際に連続的に更新される値を形成し、この
値は、メインプロセッサM−CTにより制御プログラムCP
に基づいて、アンテナA1,A2を選択するために用いられ
る。閾値発生器THVGから得られたチャネル使用中に関す
る情報(入力量)を用いて制御プログラムCPは制御デー
タ(Controlling DATA)CDATAを形成し、制御データCD
ATAは、メインプロセッサインターフェースM−CTIを介
してサブプロセッサ(Sub−Controller)S−CTに供給
される。
サブプロセッサS−CTは、基地局FTの中でタイムスイ
ッチコントローラ(Time Switch Controller)と称さ
れ、移動体PTの中ではバーストモードコントローラ(Bu
rst Mode Controller)と称される。サブプロセッサ
S−CTにはとりわけ、1.152Mbit/sのデータをDECTバー
ストフォーマットを用いて発生又は受信するマルチプレ
クサ/デマルチプレクサMUL/DEMが配置されている。そ
の上、サブプロセッサS−CTは、無線部RE及び周辺回路
部PEのための制御タスクを引受る。基地局FTではサブプ
ロセッサS−CTのマルチプレクサ/デマルチプレクサMU
L/DEMは、受信データパケット又は送信データパケット
に、6つまでの内部の電話接続又は3つまでの外部の電
話接続を時分割多元接続TDMA及び符号分割多元接続CDMA
で割当てる。その上、サブプロセッサS−CTは、サブプ
ロセッサS−CTを特にビット及びタイムスロット及びTD
MAフレーム又はCDMAフレームの時間的な発生に関してク
ロック制御するタイム/カウンタTI/COを有する。
第1図の基地局FT及び移動体PTを有するコードレス通
信システムの中のコードレス通信の動作方法は、前述の
刊行物(Telecom Report 10誌K1987,2冊目,130頁以降
及びDECT草案prETS175ー3:1991,)により原理的に記載
されている。コードレス通信サブシステムの中で双方向
(送信機/受信機又は受信機/送信機)の無線リンクに
複数の周波数が割当てられ(周波数分割多元接続=FDMA
=Frequency Division Multiple Access)、次いで
時分割多重チャネルの複数のタイムスロットが割当てら
れる(時分割多元接続=TDMA=Time Division Multip
le Access)。基地局FTと移動体PTとの間のコードレス
通信システムの中の双方向無線リンクでは音声は、送信
端末で圧縮及び伝送され、受信端末で受信及び伸長され
る。
ワイヤレス通信システムの中のコードレス通信サブシ
ステムのチャネルによる相互干渉を小さく保持するため
に、第1図の基地局FT又は移動体PTの中の制御素子CEの
メインプロセッサM−CTに割当てられている制御プログ
ラムCPは、サブプロセッサS−CTに供給される制御デー
タCDATAにより、所定タイムスロット(第2図)の集合
から、直接には順次に続かないタイムスロットの部分集
合のみ(例えば0,2,4,...10,12,14,...22;又は0,3,9,1
2,15,18,21のみ)が、無線リンクのために選択される。
第2図は、DECT標準によるコードレス電話システムの
ためのDECT固有のTDMAタイムフレームを示す。DECT標準
によるコードレス通信のためには、約120の使用可能な
チャネルのうちからダイナミックチャネル選択が行われ
る。120のチャネルは、DECT標準では1.8〜1.9GHzの間の
10の周波数帯が使用され、第3図に示されているように
各周波数帯の中で時分割多元接続(TDMA)で10msの時分
割多重フレームが使用されることに起因する。この時分
割多重フレームの中には24(0〜23)のタイムチャネル
が定められ、これにより1つのフレーム構成が定められ
る。このフレーム構成は、各周波数帯において例えば12
の移動体PTがDECT通信システムの1つの基地局FTとデュ
プレックスモード(PT−FT及びFT−PT又はFT−PT及びPT
−FT)で同時に動作できるように利用されるう。この場
合、24のタイムスロットには、それぞれ417μsのタイ
ムスロットがそれぞれ割当てられる。このタイムスロッ
トは、情報(データ)が伝送される時間を示す。デュプ
レックスモードでの情報のこの伝送は、ピンポン伝送方
式とも称される、何故ならばある特定の時点で送信が行
われ、別の時点で受信が行われるからである。このピン
ポン伝送方式では各タイムスロットの中に、約420bitの
フレーム長に相当する365μsの1つのタイムフレーム
またはパルス(バースト)が、42kbit/sのデータ伝送速
度で伝送される。時分割多重フレームを基準として、ガ
ードスペースGSの中にタイムフレームの両端にそれぞれ
30bitが、隣接タイムスロットによる重畳を回避するた
めに使用可能であることを考慮して1.152Mbit/sの全体
としてのデータ伝送速度が得られる。
第3図は、ワイヤレス通信システムTKSの2つの同期
ワイヤレス通信サブシステムS−TKTS1,S−TKTS2(第3a
図及び第3b図)と、2つの非同期ワイヤレス通信サブシ
ステムAS−TKTS1,AS−TKTS2(第3c図及び第3d図)との
間の相互干渉STBを、通信サブシステムのタイムスロッ
トZS又はチャネルKに関連して示す。
ワイヤレス通信システムTKSは、通信サブシステムS
−TKTS1,S−TKTS2の時間基準ZB1,ZB2の間に、固定の前
もって与えられた一定位相(ドリフト無し)にある場合
には同期している。これに対して、ワイヤレス通信シス
テムTKSは、通信サブシステムAS−TKTS1,AS−TKTS2の時
間基準ZB1,ZB2の間で位相が変化(時間基準ZB1,ZB2のド
リフト)する場合には非同期である。
第3a図の同期通信サブシステムS−TKTS1,S−TKTS2の
干渉STBの程度は、逆相同期に基づいて0%であり、こ
れに対して第3b図の同期通信サブシステムS−TKTS1,S
−TKTS2では干渉STBの程度は、同相同期に基づいて100
%である。
第3c図の非同期通信サブシステムAS−TKTS1,AS−TKTS
2での干渉STBの程度は、通信サブシステムAS−TKTS1,AS
−TKTS2の時間基準ZB1,ZB2のドリフトの大きさに依存し
て100%(最大値)〜50%強(最小値)である。
第3d図の本発明の非同期通信サブシステムAS−TKTS1,
AS−TKTS2での干渉STBの程度は、第3c図の非同期通信シ
ステムTKSとは異なり例えばそれぞれ2番目毎のタイム
スロットZSしか選択されない場合には統計的平均値で50
%である。これは、2つの選択されたタイムスロットZS
の間に、無線リンクのためには使用されない別の1つの
タイムスロットが配置されていることに匹敵する。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】それぞれ1つの非同期ワイヤレス通信サブ
    システム(AS−TKTS1,AS−TKTS2)を形成する複数の基
    地局(FT)又は移動体(PT)を具備し、前記基地局(F
    T)又は前記移動体(PT)はそれぞれ1つの回路装置(R
    E,CE,M−CT,S−CT)を有し、前記回路装置(RE,CE,M−S
    T,S−CT)では、無線リンクが所定周波数(周波数分割
    多元接続=FDMA=Frequency Division Multiple Acc
    ess)においてかつ時分割多重チャネル(時分割=TDMA
    =Time Division Multiple Access)の複数のタイム
    スロット(ZS)において行われるように構成されている
    制御プログラム(CP)を使用するようになっている、例
    えばコードレス通信システム等の非同期ワイヤレス通信
    システムにおいて、制御プログラム(CP)は更に、所定
    のタイムスロット(ZS)の集合から、直接には順次に続
    かないタイムスロットの部分集合のみが無線リンクのた
    めに選択されるように構成されていることを特徴とする
    非同期ワイヤレス通信システム。
  2. 【請求項2】所定のタイムスロット(ZS)の集合からそ
    れぞれ2番目毎のタイムスロット(ZS)のみを無線リン
    クのために選択することを特徴とする請求項1に記載の
    非同期ワイヤレス通信システム。
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