JP3784365B2

JP3784365B2 - ディジタル移動電話通信方法と通話チャネル切換方法及びそれらを実現するための移動局と基地局

Info

Publication number: JP3784365B2
Application number: JP2002327160A
Authority: JP
Inventors: 泰岡田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-11-11
Filing date: 2002-11-11
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2021-06-07
Also published as: JP2003158767A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声をディジタル化して無線通信するディジタル移動電話通信方法とそれにおける通話チャネル切換方法及びそれらを実現する移動局と基地局に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル移動電話用端末装置と基地局装置間の通信回線品質は、通信チャンネル（運用時には通信用のデータが入る領域）に静的にＰＮ（疑似雑音）パターンを挿入することによって測定される。しかしながら通信チャンネルにＰＮパターンを挿入出来るのは、実運用時以外に限られる。そのため、実運用中の通信チャンネルの回線品質はＣＲＣエラー又は数ビットの固定パターンによる誤り率検出方法でしか判断できない。
【０００３】
また、通話中の通信チャンネル切替えは、現状受信レベルの平均値が一定値又は周辺の他の基地局からの受信レベル以下になった場合に行う方法が、一般的となっている。しかし、受信レベルの低下はかならずしも回線品質の低下とは言えず、悪電波環境下においては、回線品質が良好な場合であっても余分な通信チャンネル切替えが発生してしまい交換装置等の余分な稼働を誘発している。
【０００４】
さらに、従来の技術では、音声の送受信と同時に文字情報を送受信する場合文字情報の伝送レートにかかわらず２チャンネル用意しなければならないので回線の利用効率としては、有効に用いられていない場合が多々存在した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、１つの音声信号チャネルで音声信号とともにＰＮパターン、文字データ等のデータ信号を伝送することによって、運用中の通話チャネルの回線品質の正確な測定或いは１つの通話チャネルを使った音声情報と文字情報の同時伝送等を可能とする移動電話通信方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、通話チャネルの回線品質を運用中に測定することに基づく通話チャネル切換方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、上記の方法を実現する移動局及び基地局を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、移動局と基地局との間でディジタル化した音声信号の送受を行なうディジタル移動電話通信方法であって、送信側において受信側に送信すべき音声信号の無音区間を検出し、送信側において該無音区間についてはディジタル化音声信号に代えてデータ信号を挿入し、受信側において該データ信号を検出し、該データ信号に代えて無音区間に相当するディジタル化音声信号を挿入するステップを具備するディジタル移動電話通信方法が提供される。
【０００８】
本発明によれば、移動局と基地局との間でディジタル化した音声信号の送受信を行なうディジタル移動電話通信における通話チャネル切換方法であって、移動局において回線品質を評価し、交信中の基地局からの受信レベルと周辺の他の基地局からの受信レベルを比較し、他の基地局からの受信レベルが交信中の基地局からの受信レベルより大きいとき、該評価された回線品質が所要の条件を満たしているか否かを判定し、回線品質が所要の条件を満たしていないと判定されるとき、チャネル切換を可とするステップを具備する通話チャネル切換方法もまた提供される。
【０００９】
本発明によれば、基地局との間でディジタル化した音声信号の送受を行なうディジタル移動電話通信のための移動局であって、基地局から受信した受信信号に含まれる基地局において挿入されたデータ信号を検出するデータ信号検出部と、該検出されたデータ信号の代わりに無音区間に相当するディジタル化音声信号を挿入する無音信号挿入部とを具備する移動局もまた提供される。
【００１０】
本発明によれば、移動局との間でディジタル化した音声信号の送受を行なうディジタル移動電話通信のための基地局であって、移動局へ送信すべきディジタル化音声信号中に含まれる無音区間に相当するディジタル化音声信号を検出する無音区間検出部と、該無音区間に相当するディジタル化音声信号に代えてデータ信号を挿入するデータ信号挿入部とを具備する基地局もまた提供される。
【００１１】
【作用】
無音区間に相当するディジタル化音声信号の代わりにパターン信号、文字データ等のデータ信号を伝送することによって、運用中の通信チャネルにおける回線品質の正確な測定が可能となり、余分なチャネル切り換えを防ぐことができる。また、１つの通話チャネルによる音声情報と文字情報の同時伝送等が可能となる。
【００１２】
【実施例】
図１は本発明の第１の実施例に係る移動機の構成を表わすブロック図である。図１に示された移動機は、移動局から基地局への上り回線の回線品質を測定するために上り回線の音声信号にＰＮ（疑似雑音）パターンを挿入し、基地局から移動局への下り回線をテストするために基地局において下り回線の音声信号に挿入されたＰＮパターンを抽出する。
【００１３】
最初に、ディジタル移動電話通信の移動機としての基本的な機能を実現する回路ブロックを説明する。図１において、送受話器１０で採取された音声信号はアンプ１２で増幅され、Ａ／Ｄ変換器１４でディジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器１４から出力されるディジタル信号は音声のサンプリング間隔（例えば１２５μsec ）で連続的に出力されるので、タイミング変換部１６においてＴＤＭＡ（時分割多元接続）の形式に合わせて例えば５msec間隔のバーストになるようにタイミングが変更される。タイミング変換部１６の出力はセレクタ１８を経てＴＤＭＡ部２０において所定のヘッダ等が付加されてＴＤＭＡバーストが形成される。ＴＤＭＡ部２０から出力されるＴＤＭＡバーストは変調器２２、送信機２４、ハイブリッド２６を経てアンテナ２８から放射される。アンテナ２８はスペースダイバーシチのために２本設けられている。アンテナ２８で受信された基地局からの信号はハイブリッド２６、受信機３０、復調器３２を経てＴＤＭＡ部３４へ入力される。ＴＤＭＡ部３４では受信されたバーストの中から自局に割り当てられたタイムスロット内のバーストのみを取り出してヘッダ部を除いて出力する。ＴＤＭＡ部３４の出力はセレクタ３６を経てタイミング変換部３８へ入力される。タイミング変換部３８ではタイミング変換部１６とは逆にバースト状のディジタル化音声信号が一定間隔のディジタル化音声信号になるように信号のタイミングが変更される。タイミング変換部３８の出力はＤ／Ａ変換器４０でアナログ信号に変換されてアンプ４２を経て送受話器１０へ送られる。タイミング作成部４３は、基地局から送られてくる信号に含まれるタイミング信号に同期した発振器４１の出力に基いて各回路ブロックに必要な動作タイミング信号を与える。
【００１４】
音声検出部４４はアンプ１２の出力に基づき音声と音声の間の無音区間を検出し、セレクタ１８を制御して無音区間についてはタイミング変換部１６の出力ではなく無音通知フレーム作成部４６及びＰＮパターンデータ作成部４８の出力を選択させる。無音通知フレーム作成部４６が出力する無音通知フレームは、ＰＮパターンデータ作成部４８が出力するＰＮパターンデータの先頭に挿入される開始信号及び末尾に挿入される終了信号からなる。
【００１５】
無音通知フレーム検出部５０はＴＤＭＡ部３４が出力するバースト信号の中から開始信号及び終了信号を検出することによりＰＮパターンデータの初まりと終わりを認識し、ＰＮパターン検出部５２に受信されたＰＮパターンデータ中のビット誤りを検出させるとともに、セレクタ３６を制御してＴＤＭＡ部３４が出力するＰＮパターンデータの代わりに背景雑音挿入部５４からの背景雑音又は無音状態に相当するディジタル化音声信号を選択させる。回線品質監視部５６はＰＮパターン検出部５２が検出した誤りビット数を積算してＢＥＲ（ビットエラーレート）を計算し、集中制御部５８へ伝える。集中制御部５８はＣＰＵを含んで構成され、回線品質監視部５６から通知されるＢＥＲの値と、受信機３０から出力されＡ／Ｄ変換器６０でディジタル値に変換された受信レベルの値とから、後に説明するような通話チャネル切換の判断を行なう。
【００１６】
図２は本発明の第１の実施例に係り、図１の移動機との組み合わせで使用される基地局の構成を表わすブロック図である。図１の移動機のものと同様な構成要素については同一の参照番号を付してその説明を省略する。
網インターフェース部６１は公衆回線網等と基地局のインターフェースを司どり、公衆回線網等からのディジタル化音声信号をタイミング変換部１６へ送出するとともにタイミング変換部３８からのディジタル化音声信号を公衆回線網等へ送出する。タイミング作成部６２は公衆回線網等からのタイミング信号に同期した発振器６４の出力に基いて各回路ブロックに必要な動作タイミング信号を与える。
【００１７】
背景雑音検出部６６はタイミング変換部１６が出力するバーストの中から背景雑音又は無音状態に相当するディジタル化音声信号を検出することによって無音区間を検出し、図１の音声検出部４４と同様に、セレクタ１８を制御して無音区間についてはタイミング変換部１６の出力でなく無音通知フレーム作成部４６及びＰＮパターンデータ作成部４８の出力を選択させる。
【００１８】
集中制御部６８は回線品質監視部５６が計算し出力する上り回線のＢＥＲとＡ／Ｄ変換器６０からの上り回線の受信レベルの値を網インターフェース部６１を介して公衆回線網等へ通知する。
図３は本発明の第２の実施例に係る移動機の構成を表わすブロック図である。図１の移動機のものと同様の構成要素については同一の参照番号を付してその説明を省略する。
【００１９】
本実施例では、音声の無音部に文字データを挿入することによって、回線の有効利用が図られる。文字データ作成部７０は表示操作部インターフェース７２を介して移動機の表示操作部７４から入力された文字データを受けとり、音声検出部４４からの制御に従って文字データをセレクタ１８へ供給する。これによって、無音区間中の音声信号は無音通知フレームをその前後に有する文字データに置き換えられる。文字情報抽出部７６は無音通知フレーム検出部５０の制御に従って文字データを取り出し、表示操作部インターフェース７２を介して表示操作部７４に文字を表示させる。
図４は本発明の第２の実施例に係り、図３の移動機との組み合わせで使用される基地局の構成を表わすブロック図である。図２の基地局のものと同様な構成要素については同一の参照番号と付してその説明を省略する。
【００２０】
タイミング変換部８０は低速データチャネルで網から送られてくる文字データのタイミングをバースト信号のタイミングに変換する。文字情報フレーム作成部８２はタイミング変換部８０からの文字データより文字情報フレームを作成し、セレクタ１８へ供給することによって、無音区間において文字データを移動機へ送る。文字情報抽出部８４は無音通知フレーム検出部５０の制御のもとで無音区間に挿入されている文字情報を抽出する。タイミング変換部８６は文字情報抽出部８４が出力する文字データのタイミングを低速データチャネルのタイミングに変換し、網インターフェース部６１へ引き渡す。
【００２１】
図５は図１〜図４に示した移動機及び基地局において、音声信号が有音状態から無音状態へ移行した時の動作を示すタイミングチャートである。
送信側で図５（Ａ）に示すように、音声信号が存在している間は、図５（Ｂ）に示すようにセレクタ１８（図１〜図４）からは５msec間隔でディジタル化音声信号が出力され、これがＴＤＭＡバーストとして受信側へ送られる。音声信号が途絶えて無音状態になり、音声検出部４４（図１，３）又は背景雑音検出部６６（図２，４）がそれを検出すると、図５（Ｂ）に示すように次のバーストのタイミングでセレクタ１８からは無音状態が検出されるまでの音声信号を含むＰＮパターンデータ（又は文字データ）開始信号が出力され、以後のバーストのタイミングではＰＮパターンデータ（又は文字データ）が出力される。受信側の無音通知フレーム検出部５０（図１〜図４）が開始信号を検出したら以後は図５（Ｃ）に示すようにＰＮパターン検出部５２（図１，２）におけるビット誤り検出に基づくＢＥＲの測定、又は、文字情報抽出部７６（図３，４）における文字データの受信が行なわれる。その間、セレクタ３６からは背景雑音挿入部５４からの背景雑音又は無音状態に相当するディジタルデータが出力される。
【００２２】
図６は無音状態から有音状態へ移行した時の動作を示すタイミングチャートである。図６（Ａ）に示すように音声が途絶えている間は、図６（Ｂ）に示すように送信側からはＰＮパターンデータ又は文字データが送信され、図６（Ｃ）に示すように受信側ではＢＥＲの測定又は文字データの受信が行なわれている。送信側の音声検出部４４（図１，３）又は背景雑音検出部６６（図２，４）が音声の開始を検出すると、セレクタ１８からは次のバーストのタイミングでそれまでの音声信号を含む終了信号が出力され、以後は音声信号のバーストが出力される。受信側の無音通知フレーム検出部５０（図１〜図４）が終了信号を検出したら、図６（Ｃ）に示すように、以後はＢＥＲの測定又は文字データの受信は停止し、セレクタ３６からは受信した音声信号のバーストが出力される。
【００２３】
図７は図１の集中制御部５８においてＢＥＲの測定値に基いて行なわれる通話チャネル切換処理のフローチャートである。ステップ１０００において、空きスロットを利用して交信中の基地局以外の周辺ゾーンの基地局からの受信レベルＡを測定し、ステップ１００２において使用中のスロットの受信レベルＢを測定し、ＡがＢよりも大きければ（ステップ１００４）、前述のようにして移動機において測定されたＢＥＲによって評価される回線品質が支障なく通話可能な値であるか否かを判定する（ステップ１００６）。ＡがＢよりも大きくても回線品質に問題がなければ通話チャネル切換の要求は出さずにステップ１０００へ戻る。回線品質が通話可能な値でなければ網に対して通話チャネルの切換を要求する（ステップ１００８）。
【００２４】
実際のチャネル切替動作を図８を用いて説明する。移動局は図７で説明したように自ゾーン、他ゾーンの受信レベル測定及び比較、下り方向の回線品質の監視を行っており（ステップ１１００〜１１０３）、この結果ＣＨ切替が必要と判断した場合には、基地局に対してチャネル切替要求を送出する（ステップ１１０４）。基地局は移動局に対して無線状態要求を送出し（ステップ１１０５）、無線状態応答による通信中の回線品質と受信レベルの報告を得る（ステップ１１０６）。また、同時に基地局は上り方向の受信レベル及び回線品質を得て（ステップ１１０７〜１１０８）、チャネル切替の要否を判断する（ステップ１１０９）。
【００２５】
チャネル切替が必要と判断した場合には、基地局は受信レベル測定要求を送出する（ステップ１１１０）。要求を受信した移動局は再度周辺ゾーン及び自ゾーンの受信レベルを測定し、周辺ゾーン及び自ゾーンの受信レベルを基地局に受信レベル測定応答として通知する（ステップ１１１１）。基地局は、得られた受信レベルをもとに切替先のチャネルを決定し、この情報を移動局に通知する（ステップ１１１２）。
【００２６】
本情報を受領すると移動局は指定された通信チャネルより同期確立を行い（ステップ１１１３）、基地局からの同期確立により（ステップ１１１４）により通信チャネルの同期を確立する。更に、通信チャネルオープンの送受（ステップ１１１５〜１１１６）により移動局と基地局の通話状態が確立される。
尚、本実施例では、回線品質、受信レベルの検出を移動局と基地局の両側で行っているが、どちらか一方の検出でチャネル切替の要否を判断することもできる。
【００２７】
従来では他の基地局の受信レベルが大きければ直ちにチャネル切換要求を出していたが、本発明の通話チャネル切換シーケンスでは、他の基地局の受信レベルが高くても、現在の回線品質が満足できる値であればチャネル切換要求は出てないので、交換装置等の余分な稼動を抑制することができる。
図９及び図１０は図３の移動局と図４の基地局との間で行なわれる通話時の文字データの同時伝送の形態を表わす図である。本発明の文字データの伝送は図９に示すように下り方向のみでも図１０に示すように双方向でも可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によればディジタル移動通信システムにおける通信中の通話チャンネルの回線品質監視をリアルタイムに行うことが可能となる。また、回線品質測定の結果をもとにした通信チャンネルの切替要求を送出できることより、交換機等の余分な稼働を抑制する効果とともに安定した通信チャンネル割当等も実現される。
【００２９】
また、通信チャンネルに挿入するＰＮパターンデータのかわりに文字データを挿入することによって無線区間で確立された１通信回線で音声、文字の同時通信を行うことも可能である。
このような理由より本発明は、ディジタル移動通信システムの信頼度の向上及び、データ通信回線の有効利用に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る移動機のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る基地局のブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係る移動機のブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る基地局のブロック図である。
【図５】有音状態から無音状態へ移行したときの動作を表わすタイミングチャートである。
【図６】無音状態から有音状態へ移行したときの動作を表わすフローチャートである。
【図７】本発明の通話チャネル切換方法のフローチャートである。
【図８】実際のチャネル切替動作を表わす図である。
【図９】文字データの単一方向伝送を表わす図である。
【図１０】文字データの双方向伝送を表わす図である。
【符号の説明】
１０…送受話器
１８，３６…セレクタ
２０，３４…ＴＤＭＡ部
２２…変調器
２４…送信機
２６…ハイブリッド
３０…受信機
３２…復調器

Claims

移動局と基地局との間でディジタル化した音声信号の送受信を行なうディジタル移動電話通信における通話チャネル切換方法であって、
ａ）移動局において回線品質を評価し、
ｂ）交信中の基地局からの受信レベルと周辺の他の基地局からの受信レベルを比較し、
ｃ）他の基地局からの受信レベルが交信中の基地局からの受信レベルより大きいとき、該評価された回線品質が所要の条件を満たしているか否かを判定し、
ｄ）ステップｃ）において回線品質が所要の条件を満たしていないと判定されるとき、チャネル切換を可とするステップを具備する通話チャネル切換方法。
移動局と基地局との間でディジタル化した音声信号の送受信を行うディジタル移動電話通信における通話チャネル切換方法において、
交信中の基地局についての受信レベルよりも、周辺の他の基地局についての受信レベルの方が大きい場合であっても、該交信中の基地局についての回線品質に問題がなければ移動局から網に対して通話チャネルの切換を要求しない、
ことを特徴とする通話チャネルの切換方法。