JP3451052B2 - データ信号の多重化方式を用いた通信システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データ信号の多重
化方式とその方式を用いた通信システムに関する。例え
ば、電力開閉器用の制御線を用いて一般のデータ通信を
容易にするデータ信号の多重化方式及びその方式を用い
た通信システムに関する。特に、ベースバンド信号にバ
イアス電圧を付加して時分割多重通信する伝送方式とそ
れを使用した通信システムに関する。本発明は、電力開
閉器用の制御線を伝送路とした携帯電話通信システムに
適用できる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、デジタル回線でデータ又は音
声を通信するＩＳＤＮ（Integrated Services Digital
Network）がある。このシステムは、音声信号、画像信
号及びデータ信号を符合化変調して伝送するサービス総
合型ネットワークシステムである。伝送路は１つのペア
線で、６４ｋｂｐｓ（Ｂチャネル）の２回線と、１６ｋ
ｂｐｓ（Ｄチャネル）の１回線とが時分割多重化されて
おり、この伝送路で全二重通信が可能である。近年で
は、ＰＨＳ（Persnal Handy-phone System）等携帯電話
がこのＩＳＤＮ回線に接続され、交換器を介して他の携
帯電話やコンピュータ装置等の端末装置と双方向通信さ
れている。ＰＨＳは、２つのペア線を用いたＩＳＤＮシ
ステムである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＩＳＤ
Ｎ回線は、従来の電話器、ファクシミリ装置に加えパー
ソナルコンピュータ等の様々な通信機器を接続して、様
々な通信を総合して通信することを目的としている。そ
のため、交換器側、各端末装置側にはその様々な通信を
可能にするための制御装置が設置されている。例えば、
従来の電話器又はパーソナルコンピュータをＩＳＤＮ回
線に接続するためには、ターミナルアダプタＴＡ、回線
終端装置ＤＳＵ（Digital Service Unit）等が必要であ
る。回線終端装置ＤＳＵ（以下、ＤＳＵ）はコンピュー
タ手段を有して様々な端末装置を識別し、それに応じた
通信手順で信号を多重化する装置である。そのため、新
たにＰＨＳ等の携帯電話等のシステムをＩＳＤＮ回線に
付加する場合には、市中のＩＳＤＮ回線上に多数の新た
なアンテナやこのアンテナに対する送受信器、ＤＳＵ等
を設けねばならず、安価な伝送方式とはならなかった。

【０００４】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、その目的は、ベースバンド信号
にバイアス電圧を付加し、それを時分割多重することで
信号の伝送手順、即ち送受信手順を容易にすることであ
る。又、市中に配備された電力開閉器用の制御線に着目
し、本方式をその制御線に適用して伝送コストを安価に
することである。特に、本発明を携帯電話システムに利
用して、その使用料金を引き下げることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段および作用・効果】上記の
課題を解決するために、本発明が採用するデータ信号の
多重化方式は、ネットワークシステムにおけるベースバ
ンド信号に基づいた複数の信号を多重化して伝送するデ
ータ信号の多重化方式であって、送信時には各ベースバ
ンド信号にそれぞれ所定の各バイアス電圧を付加し、ク
ロック信号に同期して各バイアス電圧が付加された各ベ
ースバンド信号を選択して時分割多重化信号を生成し、
その時分割多重化信号に基づく信号を伝送路に送出する
ことを特徴とする。そして、受信時にはそのクロック信
号を抽出して、そのクロック信号に同期して時分割多重
化信号に基づく信号から各バイアス電圧を減算して、各
ベースバンド信号を順次選択して抽出することを特徴と
する。

【０００６】従来の時分割多重化方式は、コンピュ−タ
手段を用いて、接続された様々な機器を識別して複雑な
手順でベースバンド信号を多重化して伝送している。本
発明が採用する伝送方式は、端末装置から送出されたベ
ースバンド信号に所定の異なる各バイアス電圧を付加し
ている。そして、それをクロックに同期して順次選択し
て時分割多重化信号としている。この状態では、異なる
バイアス電圧がクロックに同期して選択されるので、そ
の時分割多重化信号には確実にそのクロック信号が内在
される。そして、データは、例えばクロックに同期して
複数チャネルから順次選択されて合成されて送出され
る。例えば伝送チャネルが２チャネルの場合、クロック
の電圧レベルに同期して交互に選択されて送出される。

【０００７】そして、受信時にはその内在されたクロッ
ク信号を抽出し、そのクロック信号に同期して時分割多
重化信号から各バイアス電圧が減算される。これによ
り、各ベースバンド信号が復元される。本方式によれ
ば、クロックが内在されて伝送され、そのクロックに同
期してデータが抽出されるので確実にデータが伝送され
る。また、コンピュータ手段を使用することなくクロッ
クによるバイアス電圧の付加と除去により容易に時分割
多重伝送が行われる。よって、安価なデータ信号の多重
化方式となる。尚、上記ベースバンド方式には各種符合
化方式を含む。本発明が採用する伝送方式は、例えばＮ
ＲＺ方式、バイポーラ方式、バイフェーズ方式等の各種
符号化方式による信号に対しても有効である。

【０００８】又、そのデータ信号の多重化方式として
は、伝送路に送出された時分割多重化信号に基づく信号
は、所定搬送波の時分割多重化信号による変調信号であ
るとして良い。そして、受信時にはその変調信号を復調
して時分割多重化信号を得、その時分割多重化信号をク
ロック信号に同期して分別し、各ベースバンド信号を抽
出すると良い。時分割多重化信号が所定の搬送波を変調
した変調信号で送出されるので、データをより遠方へ伝
送できる。よって伝送コストを安価にしうるデータ信号
の多重化方式となる。尚、上記変調は、振幅変調、周波
数変調、位相変調及びそれに基づく変調の全てを含む。

【０００９】まず、請求項１に記載の発明は、ベースバ
ンド信号に基づいた２つの信号を多重化して伝送する通
信システムにおいて、送信時には、２つの各ベースバン
ド信号に異なる所定の各バイアス電圧を付加し、クロッ
ク信号の電圧レベルに同期して、各バイアス電圧が付加
された各ベースバンド信号を交互に選択して時分割多重
化信号を生成し、該時分割多重化信号に基づく信号を伝
送路に送出し、受信時には、クロック信号を抽出し、該
クロック信号の電圧レベルに同期して時分割多重化信号
に基づく信号から各バイアス電圧を減算し、２つの各ベ
ースバンド信号を抽出する第１送受信装置と、第１送受
信装置と同一機能を有し、第１送受信装置に対して相方
向データ通信を行う第２送受信装置と、第１送受信装置
と第２送受信装置とを接続する伝送路とから成る通信シ
ステムである。この通信システムは上述の多重化方式を
実現する通信システムであり、上述の作用効果を有す
る。

【００１０】更に請求項１に記載の発明は、携帯電話と
送受信し、第１送受信装置に対してデータ信号を送受信
する送受信器と、第２送受信装置に対してデータ通信を
行う回線終端装置と、この回線終端装置に接続されるＩ
ＳＤＮ回線とから成る構成を有することを特徴とする。
伝送路上に配備された送受信器は、携帯電話と送受信す
る。そして、その送受信器は第１送受信装置に対してデ
ータの送受信を行い、その第１送受信装置は、伝送路を
介して他方の第２送受信装置に対して、時分割多重化信
号に基づいた信号で双方向通信する。そして、第２送受
信装置は、伝送路から受信した変調信号を所定方式のベ
ースバンド信号に復調し、回線終端装置に送出する。回
線終端装置はＩＳＤＮ回線に規定された方式でＩＳＤＮ
回線の交換器に送出する。このようにして、第２送受信
装置は、回線終端装置とＩＳＤＮ回線とを介して、他の
各種の端末装置や、同様なシステムで構成されるシステ
ムの末端に存在する携帯電話とデータ通信を行う。逆
に、回線終端装置はＩＳＤＮ回線の交換器から信号を受
信し、所定方式のベースバンド信号に変換して第２送受
信装置に送出する。ここで所定方式のベースバンド信号
とは、例えばＡＭＩ（Alternate Mark Inversion）方式
によるベースバンド信号である。そして、第２送受信装
置がそのベースバンド信号の時分割多重化信号又はその
高周波変調信号を伝送路に送出する。このような通信シ
ステムは、例えば、開閉器用の制御線等からなる伝送路
を長くすることで、ＩＳＤＮ回線の使用線路長を短くす
ることが可能である。よって、設備の利用効率が高くな
ると共に、送信コストを低減することができる。これに
より、本発明の伝送方式を利用した回線は、ＩＳＤＮ回
線網へ接続されることができる。よって、サービス統合
型ネットワークシステムが利用できる利便性に優れた通
信システムとなる。

【００１１】又、請求項２に記載の発明は、伝送路が市
中に敷設された電力開閉器を制御する制御線であること
を特徴とする。市中に配備された電力開閉器を制御する
制御線は、２対のペア線で構成されている。ＩＳＤＮシ
ステムと同様２対のペア線であるので、請求項１に記載
の通信システムに適用できる。この制御線は、例えば中
央装置からの指令データ、開閉監視装置からの監視デー
タが主に送受信されるのみであり、ＩＳＤＮシステムと
比較すればその仕様頻度ははるかに少ない。即ち、空き
時間が多大である。よって、この制御線を使用する通信
システムとすれば、データ送信に際して待ち時間が殆ど
ない。よって、効率的な通信システムとなる。又、制御
線は既に市中に広範囲に敷設されているので、その有効
利用ともなる。それにより、携帯電話の伝送コストの大
幅引き下げも可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。なお、本発明は下記実施例
に限定されるものではない。 （実施例） 図１に本発明のデータ信号の多重化方式を用いたシステ
ム構成図を示す。本実施例は、電力開閉器用の制御線と
ＩＳＤＮ回線網を接続し、携帯電話の通話を可能とした
通信システムである。本実施例の通信システムは、携帯
電話５と送受信する送受信器１０、データ線１５，３
５、第１送受信装置、第２送受信装置であるモデム２０
ａ、２０ｂ、電力開閉用の制御線２５、回線終端装置５
０（以降、ＤＳＵ）、ＩＳＤＮ回線５５，６５、ＩＳＤ
Ｎ電話交換器６０から構成される。尚、ここでの携帯電
話はＰＨＳを想定している。ＰＨＳ以外の携帯電話や、
コンピュータ等の他のデータ端末装置でも良い。

【００１３】信号の流れに従って、各構成要素の機能を
説明する。携帯電話５から送出された信号は、市中に敷
設されている送受信器のうちで最寄りの送受信器１０に
よって受信される。送受信器１０は、その信号を例えば
ＡＭＩ方式で符号化されたベースバンド信号に変換し、
データ線１５を介してモデム２０ａに送出する。モデム
２０ａは、変調部３０と復調部４０からなる。変調部３
０は、送受信器１０から受け取った２チャンネル分の信
号を変調して制御線２５に送出する装置であり、復調部
４０は制御線２５から受け取った信号を２チャンネル分
のベースバンド信号に復調して送受信器１０に送出する
装置である。

【００１４】変調部３０を図２に示す。変調部３０は、
例えば送受信器１０のチャンネル１（以降、ＣＨ１）か
ら送出された信号に＋バイアス電圧を付加する＋バイア
ス回路３１、チャンネル２（以降、ＣＨ２）から送出さ
れた信号に−バイアス電圧を付加する−バイアス回路３
２、両信号を切り替えるスイッチ装置３３、スイッチ装
置３３に切替指令を与えるクロック３４、それにより生
成された時分割多重化信号を変調する変調器３６から構
成される。

【００１５】例えば、複数の携帯電話から信号が送信さ
れると、送受信器１０はそれらを受信し、図３（ｂ）に
示すようなＡＭＩ方式によるベースバンド信号に変換し
て、それらをＣＨ１、ＣＨ２からモデム２０ａに送出す
る。モデム２０ａでは、上述のようにＣＨ１の信号に＋
バイアス電圧が付加され、ＣＨ２の信号に−バイアス電
圧が付加される。そして、スイッチ装置３３とクロック
３４に従ってこれらの信号が切り替えられる。例えば、
クロック信号（図３（ａ）の電圧レベルがＨＩＧＨであ
る時ＣＨ１が選択され、ＬＯＷである時ＣＨ２が選択さ
れる。これにより、ＣＨ１とＣＨ２の信号が時分割多重
化される（図３（ｃ））。そして、その時分割多重化信
号が変調器３６に入力される。

【００１６】変調器３６は、例えば時分割多重化信号の
６段階の電圧レベルに応じて、振幅、周波数又は位相を
変調して制御線２５に送出する。送出された変調信号
は、制御線２５を伝搬し交換器６０側のモデム２０ｂの
復調部４０に入力される。復調部４０を図４に示す。
尚、制御線２５両端に設置されるモデム２０ｂは同一の
モデムであり、その内部において同じ機能を有する要素
には同じ記号が記してある。

【００１７】復調部４０は、復調器４５、クロック再生
回路４１、減算回路４２、波形整形をするコンパレータ
４３、コンパレータ４３からの出力を切り替えるスイッ
チ装置４４から構成される。制御線２５に送出された変
調信号は復調部４０の復調器４５に入力され、前出の６
種類の搬送波が識別されて図３（ｃ）に示した時分割多
重化信号が復調される。次に、この信号はクロック再生
回路４１に入力され、内在したクロック信号が抽出され
る。例えば、クロック再生回路４１は図示しない微分回
路を有する。微分回路に入力されれば、時分割多重化信
号の立ち上がり時と立ち下がり時が検出される。そし
て、この立ち上がり時と立ち下がり時で、ＴＴＬ出力が
反転するように構成すれば、内在したクロック信号が抽
出される。

【００１８】更に、このクロック信号と時分割多重化信
号は減算器４２に送られ減算される。即ち、時分割多重
化信号からクロック成分が減算される。クロックを図５
（ａ）にその減算結果を図５（ｂ）に示す。これは、時
分割多重化信号を構成するＣＨ１の信号から＋バイアス
電圧が、ＣＨ２の信号から−バイアス電圧が減算される
ことを意味する。そしてその出力は、コンパレータ４３
によって波形整形され、クロック信号に同期して、ＣＨ
１の信号とＣＨ２の信号が分離される。例えば、クロッ
ク信号のＨＩＧＨレベルでスイッチ装置４４をＣＨ１側
に切り替え、ＬＯＷレベルでＣＨ２側に切り替えれば、
ＣＨ１，ＣＨ２の元のＡＭＩ方式によるベースバンド信
号が復元される（図５（ｃ））。

【００１９】そして、このベースバンド信号はＩＳＤＮ
回線５５のＤＳＵ５０に入力され、ＩＳＤＮ仕様に変換
されてデジタル信号で交換器６０に伝搬される（図
１）。交換器６０からは、従来のＩＳＤＮ回線６５を介
して目的の端末装置（例えば携帯電話）に伝送される。
逆に、他の携帯電話又は他の端末装置からＩＳＤＮ回線
６５を介して携帯電話５に送信される場合は、上記経路
を逆に辿る。即ち、交換器６０、ＩＳＤＮ回線５５、Ｄ
ＳＵ５０、モデム２０ｂ（変調部３０）、制御線２５、
モデム２０ａ（復調部４０）、送受信器１０を経て目的
の携帯電話５に送信される。本発明の伝送方式を用いた
ＰＨＳ携帯電話通信システムは、このように送受信が行
われる。

【００２０】上述のように、上記通信システムは、市中
に配備された電力開閉器を制御する制御線を利用してい
る。よって、新たにＰＨＳ通信システムの伝送路や大規
模なアンテナ装置を配備する必要がない。即ち、市中に
広範囲に敷設された伝送路を有効利用することができ
る。これにより、通信コストが低減された優れた通信シ
ステムとなる。又、本方式ではコンピュータ手段を使用
することなくクロックによるバイアス電圧の付加と除去
により容易に時分割多重伝送を行なっている。よって、
これによっても更に通信コストを下げることができる。
又、本発明の伝送方式では、多重化信号にクロックが内
在されて伝送され、そのクロックに同期してデータが抽
出される。よって、そのデータの送受信は精度良く確実
に行なわれる。

【００２１】（変形例） 以上、本発明を表わす１実施例を示したが、他にさまざ
まな変形例が考えられる。例えば、上記ＰＨＳを使用し
た通信システムでは、より遠方と通信するため制御線２
５の両端に高周波変調する変調器３６と高周波復調する
復調器４５を設けたが、送受信器１０と交換器６０が近
距離の場合、こられの高周波変調器、復調器を設けるこ
となく、時分割多重化されたベースバンド信号を用いて
送受信器１０と交換器６０側のＤＳＵ５０とが直接送受
信してもよい。

【００２２】又、上記実施例では、ＣＨ１，ＣＨ２の２
つのベースバンド信号に所定の異なるバイアス電圧を付
加したが、一方のみにバイアス電圧を付加しても良い。
要は、「０」又は「１」のデータレベルが、２つのチャ
ネルにおいて、相対的に異なるようにオフセットさせれ
ば良い。又、２チャンネルに限らず、そのチャネル数は
さらに多く取ることもできる。例えば、図６に示す様に
チャネル数をｎとし、各チャネルに所定のバイアス回路
３１、３２、・・、３８を設け、それにより所定のバイ
アス電圧を付加してもよい。この時、スイッチ装置３７
もｎ段階に切替可能なスイッチ装置となる。この時も、
時分割多重化信号にはクロック信号が内在されるので、
それを抽出して、それに基づいて各ベースバンド信号を
取り出せばよい。

【００２３】又、第１実施例のベースバンド信号の符号
化方式はＡＭＩ方式を採用したが、他の符号化方式を採
用してもよい。例えば、複流ＲＺ、バイポーラ方式等を
採用し、それらに所定のバイアス電圧を付加してもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わるデータ信号の多重化方
式を用いた通信システム構成図。

【図２】本発明の実施例に係わるモデムの変調部を説明
する構成ブロック図。

【図３】本発明の実施例に係わる時分割多重化信号の合
成過程説明図。

【図４】本発明の実施例に係わるモデムの復調部を説明
する構成ブロック図。

【図５】本発明の実施例に係わるベースバンド信号の復
元過程説明図。

【図６】本発明の変形例に係わる変調部の構成ブロック
図。

【符号の説明】

１０ 送受信器 １５ データ線 ２０ａ 第１送受信装置 ２０ｂ 第２送受信装置 ２５ 制御線 ３０ 変調部 ３１ ＋バイアス回路 ３２ −バイアス回路 ３３，４４ スイッチ装置 ３４ クロック ３５ データ線 ３６ 変調器 ４０ 復調部 ４１ クロック再生回路 ４２ 減算回路 ４５ 復調器 ５５、６５ ＩＳＤＮ回線 ５０ ＤＳＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−4910（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−222730（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−275238（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−312691（ＪＰ，Ａ) 公専接続で何ができる＜前編＞，ビジ ネスコミュニケーション，日本，ビジネ スコミュニケーション社，1995年 ６月 １日，Ｖｏｌ．32 Ｎｏ．６，ｐ．53 −ｐ．59 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 5/22 H04J 3/00 H04M 11/00 303

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベースバンド信号に基づいた２つの信号を
   多重化して伝送する通信システムにおいて、 送信時には、２つの各ベースバンド信号に異なる所定の
   各バイアス電圧を付加し、クロック信号の電圧レベルに
   同期して、前記各バイアス電圧が付加された各ベースバ
   ンド信号を交互に選択して時分割多重化信号を生成し、
   該時分割多重化信号に基づく信号を伝送路に送出し、受
   信時には、前記クロック信号を抽出し、該クロック信号
   の電圧レベルに同期して前記時分割多重化信号に基づく
   信号から各バイアス電圧を減算し、前記２つの各ベース
   バンド信号を抽出する第１送受信装置と、 前記第１送受信装置と同一機能を有し、前記第１送受信
   装置に対して双方向データ通信を行う第２送受信装置
   と、 前記第１送受信装置と前記第２送受信装置とを接続する
   伝送路と、 携帯電話と送受信し、前記第１送受信装置に対してデー
   タ信号を送受信する送受信器と、 前記第２送受信装置に対してデータ通信を行う回線終端
   装置と、 この回線終端装置に接続されるＩＳＤＮ回線とから成る
   通信システム。
2. 【請求項２】前記伝送路は、市中に敷設された電力開閉
   器を制御する制御線であることを特徴とする請求項１に
   記載のデータ信号の通信システム。