JP5191548B2 - Ｄｅｃｔ電気通信システムでのチャネル割り当て - Google Patents

Description

本発明は、第１の数Ｋ個のチャネル上で第２の数Ａ個のユーザー装置間でワイヤレスデジタル無線通信を行うための方法に関する。

本発明はまた、通信装置に関する。

ワイヤレス電話機は多くの異なる実用的なアプリケーションに用いられる。例えば、それらのアプリケーションは、電話受信機のコードに係る制限を回避するために家庭で生じる。また、それらは工業的及び軍事的なアプリケーションでも生じる。後者の２つのケースでは、同じ基地装置に中継された通信ユニット又はハンドセットを数人の人がそれぞれに持ち、それらの人々の間の会話を可能にすることがよくある。

ワイヤレス電気通信として採用される１つの規格はＤＥＣＴ（デジタル処理方式コードレス電気通信（Digital Enhanced Cordless Telecommunications））である。この規格は１９９２年に設定されたもので、それ以来、何度も改訂されてきた。このシステムの範囲は屋内で約５０ｍであり、屋外で約３００ｍである。ＤＥＣＴシステムは、２４の時間スロット（すなわち、より短く明確に画定された時間間隔）に分けられる１０ミリ秒の時間窓で動作する。これらのうち半分は送信に使用でき、半分は受信に使用できる。また、システムは１０の異なる周波数も使用し、それらが一緒になって最大１２０チャネルのシステムを構築するとも表現できる。実際には、システムによって決定される「周波数ショッピング（周波数探し）」のために異なる周波数が採用されて、その瞬間に最良の受信条件を享受する周波数が最初に使われる。結果として、現実には１２の異なるチャネルがあり、このことは、システムの中枢神経として機能する同一の基地局に最大１２個のハンドセットを中継することがこれまで可能であったことを意味する。基地装置はそれぞれのチャネルを急速なシーケンスでチェックし、可能な信号を、ハンドセットが中継されている他のチャネルの全てに再送信する。既存のシステムはある意味満足のいく動作をするものであり、例えば聴力保護などと一体化するためによくリハースされ、小さいグループ内での通信に使用するには理想的である。しかし、この規格を使用する現在のシステムの動作には特定の欠点がある。基地局が同一の信号を最大１２回送信するので、この動作方法はかなりのエネルギーを要求する。この欠点は、基地局が電池電力供給式のときに特に深刻である。

それぞれの基地局と共に最大１２個のハンドセットを使用することができるので、グループ内で自由に相互に通信できるグループのサイズが制限される。

本発明は、既存の規格の枠組み内で先行技術を開発することにより、同一の基地局により多くの数のハンドセットを中継できるようにすると同時に、システムのエネルギー消費量を削減することを追求することを目的とする。

本発明の基礎を成す目的は、導入によって可能になる方法が、全てのＡ個のユーザー装置が１個の同じ傾聴用チャネルを聞くことができる一方で、制限された数Ｂ個のチャネルが、傾聴用チャネル上の全てのＡ個のユーザー装置に送信される発信音声通信のために活用されるならば達成されるであろう。

通信装置に関し、本発明の目的は、通信装置が前述の開示による方法を使用し、かつ少なくとも１個の固定基地装置及び少なくとも数Ａ個のハンドセットを含むならば達成されるであろう。

基地装置及び複数のハンドセットを具備するシステムの概略図である。 時間窓及び周波数の概略図である。 時間窓のシーケンスを示す図である。 システムに含まれるチャネルの概略図である。

次に、添付の図面を参照し、以下、本発明についてより詳細に説明する。

図１は、ＤＥＣＴ規格を使用する本発明による通信システムの概略図を図示する。システムは基地装置１及び複数のハンドセット２を備える。基地装置１及びハンドセット２は、基地装置１からハンドセット２への方向及びその逆方向に移動する電波３を介して相互通信する。ＤＥＣＴ規格ＥＮ３００１７５によると、電波は１８８０〜１９００ＭＨｚの１０の異なる周波数を使用する。本発明の機器及び方法は新規なものであるにもかかわらず、既存のＤＥＣＴ規格となお適合性がある。規格に対応する多くの周波数及び周波数帯と同じように、システムもまた、１０ミリ秒の長さの時間窓を使用し、各時間窓で１２の時間スロットが送信に使用され、１２の時間スロットが受信に使用される。合計チャネル数Ｋ個は１２である。

本発明によるシステム及び方法の新規の機能は、基地装置１に中継される全てのハンドセット２が、これまでのケースのようにそれぞれが独自の傾聴用チャネルを有するのでなく、１個の同じチャネルを聞くことである。ハンドセット２から発される通信、すなわちハンドセット２のユーザー装置が通話を送信したいと望むときに関しては、この目的のためにそれぞれのハンドセット２に割り当てられる一定のチャネルはない。代わりに、数Ｂ個の通話チャネルが必要に応じてユーザー装置に割り当てられる。システムが起動されると、第１のユーザー装置が第１のチャネル、第２のユーザー装置が第２のチャネルというように、数Ｂ個の使用可能な通話チャネルの全てが割り当てられるまでチャネルがユーザー装置に与えられる。好ましい実施形態では、これは９つの異なる通話チャネルと関係する。追加的ユーザー装置、すなわち数Ｂ個＋１が通話チャネルを使うことを望むときは、通話チャネルを有するが最長の時間にかけて無効状態であったユーザーが自分の通話チャネルを放棄する。代わりにこれが、新しいスピーカーに割り当てられる。しかし、無効であり自分の通話チャネルを放棄したユーザーは、共用傾聴用チャネルで全ての通信をなお聞くことができ、彼が通話チャネルの使用を望むときはいつでも、そのようなチャネルが彼に割り当てられることになり、その場合は、その時点で最長の時間無効であった別のユーザーが自分の通話チャネルを放棄する。

これは原則的にはＤＥＣＴ規格による先行技術の問題であるが、完全性のために、システムのチャネルの構造について次に説明する。

図２ａは、複数の時間スロット７に分割された時間窓６をシステムがどのように実現するかを示す図であり、送信は異なる周波数で行われる。好ましい実施形態では、図の横の行４に対応する周波数の数は１０である。例えば音声であるデジタル形式の情報送信に使用できる一連の時間スロットは、縦の列５に対応する。好ましい一実施形態では、時間スロット７の数は１２であり、１つの時間窓６の長さは１０ミリ秒である。図２ａは、チャネルとして送信に使用される１２の時間スロット７と、その後に受信に使用される１２の時間スロット７とを図示する。１０ミリ秒の時間窓６は１つずつ繰り返され、１個のチャネルを表す時間枠７が時間窓６の合計長の一部のみを使い、したがって極めて短い場合であっても、例えばデジタル方式で格納された音声であるデジタル情報は、そのようなチャネルで極めてコンパクトに送信され得る。したがって、タイムスロット７の長さより長い時間に抽出される音声の音質は非常に良好である。

時間窓６は１０ミリ秒の長さであり、送受信用の１２の時間スロット７を含む。システム自体は、既定の規格により、その時点で最良の送信条件を享受する周波数が使用されるやり方で、異なる周波数間を行き来する。したがって、ユーザー装置は個別に任意の有効周波数調整を行う必要がなく、ハンドセット２を基地局１に登録するだけで十分である。

周波数と異なり、時間スロット７は同一のチャネルに対応するので、割り当てられた時間スロット７は長時間にかけて同一のユーザー装置によって保持されることになる。全てのチャネルがユーザー装置に割り当てられ、追加的なユーザー装置が通話のためにチャネルの使用を望むときのみ、最長の時間にかけて無効であったユーザー装置が自分のチャネルを放棄し、共用総和チャネルを傾聴できるのみになる。

図２ｂは、シーケンスにある１つずつ進む複数の時間窓６の概略図を図示する。時間窓６は複数の時間スロット７を含み、そのそれぞれが１個のチャネルに対応する。システム自体が周波数の変化を追跡し続けるので、図２ｂでは周波数は無視されている。

それぞれの時間スロット７は常に同じチャネルに対応し、図２ｂでは、それぞれの時間窓６の左から２番目の時間スロット７は１個の無効なチャネルに相当する。それぞれの時間窓６の左から３番目の時間スロット７は、３つの時間窓６の後に完了した会話に相当する。左から５番目の時間スロット７は、最初の２つの時間窓６ではコンテンツを有するが、３つ目及び４つ目の時間窓６の間は対応する同じチャネルで無声である。

図３は、基地装置１に通話を送信するために使用可能なチャネル８、９ａ、９ｂ、９ｃと、総和チャネル９ａ及び緊急用チャネル９ｂを含む発信チャネル９ａ、９ｂ、９ｃの機能図を図示する。図３の略図では、時間枠レベルでのシステムの構造は無視されており、ユーザー装置がシステムをどのように感知するかが重視されている。

好ましい実施形態では、着信通話チャネル８の数は９個であり、９個の異なるユーザー装置が同時にこれらを使用することができる。基地装置１は入力信号、すなわち着信チャネル８の通話を総和し、総和された信号を、システム内の全ユーザー装置、すなわち任意のときに通話チャネル８へのアクセスを有するユーザー装置だけでなく全てのユーザー装置が聞く単一のチャネル９ａに送信する。共用傾聴用チャネル９ａもまた、それぞれ総和チャネル又は会議チャネルの資格を有する。基地装置１からの送信は、それぞれのユーザー装置のチャネルでなく１個のみのチャネルで起こるので、好ましい実施形態による送信は、これまで可能だったよりもはるかに大きいエネルギー消費の削減を意味する。

ハンドセット２は、必要な場合は、通話チャネル８へのアクセスをいつでも得ることができる。最長の時間にかけて無効であったユーザー装置は通話ユーザー装置としては「押しのけられ」、その後は、そのユーザー装置が再び通話を望むときまで発信チャネル９ａ及び９ｂのみへのアクセスを有する。

システム、すなわち基地装置１は、着信通話チャネル８の分配を自動的に取り扱い、ユーザー装置は、ボタン（プッシュ−ツー−トーク（ＰＴＴ））などを押すか、あるいは話し始めること（音声制御トーク機能）によって、通話する意図を発信し、それ以外のことをする必要がない。トークチャネルの自動取り扱い、及び総和チャネル９ａで聞かれる、他の全てのユーザー装置によるコンスタントな傍受は、傾聴用チャネルとトークチャネルとの両方、すなわち「全二重」へのアクセスを常に有しているという感知を全てのユーザー装置に与える。

緊急用チャネル９ａは基地装置１の全ユーザー装置に共通であるが一方向転送であり、すなわちユーザー装置がこのチャネルでのみ聞くことを意味する。多くの場合、緊急用チャネル９ｂは、相互に並列に動作する複数の基地装置１に共通である。１つの前提条件は、基地局が同期できるようにそれらを互いに非常に近くに配置することである（すなわちそれらを互いのレンジ内に配置しなくてはならない）。互いのレンジ内に位置付けられた２個の基地局の同期は、基地局が互いの接触を確立すると自動的に実行されるようにリハースされる。それぞれの基地装置又は基地局１のユーザー装置は異なるグループ内に含まれ、通常、互いに通信しない。緊急用チャネル９ａは同時に全てのユーザー装置に到達するので、火災警報、爆発の危険など直ちに分配されなければならない緊急メッセージに好適である。

最後に、図３は、技術チャネルであり主に「ハンドオーバー」チャネル、すなわち、一人のユーザー装置が１個の第１の基地装置又は基地局１のエリアから別の基地装置又は基地局１のエリアに移動するときに通話の引渡し（ハンドオーバー）に使用されるチャネルとして使用される追加的発信チャネル９ｃを図示する。

代替実施形態の説明．
前述のように、本発明について、複数の着信チャネル８及び複数の発信チャネル９ａ、９ｂ、９ｃと共にそれぞれ説明してきた。両方向に採用されるチャネル８、９ａ、９ｂ、９ｃの数は、当然、変化する場合がある。同時に、紹介のために言及したＤＥＣＴ規格以外の他のいくつかの電話規格に本発明を応用することも考慮できる。

ユーザー装置へのチャネルの割り当てを解決する別の方法は、使用されなくなったそれぞれの発信音声チャネルを完全にシャットダウンすることである。そうすると、全ての利用可能な発信音声チャネルが閉鎖され、新しいユーザー装置が通話を望むと、利用可能なチャネルのうちの１つが有効化される。本発明のこのバリエーションは、実際に使用中でない通話チャネルを完全にシャットダウンし、結果として、要求電力をなくすという利点を享受する。更に、どのユーザー装置が最長にわたり無効でありチャネルを放棄すべきであるかを確定するアルゴリズムも、一切必要ない。しかし、１つの欠点は、通話チャネルの有効化には、場合によっては不便と感知される典型的に０．５〜２秒間という特定の時間がかかることである。

複数の着信通話チャネル８のプログラムを変更して、発信チャネルにすることができる。これらの追加的な発信チャネルは、上述の総和チャネル９ａと同じやり方で使用可能である。したがって、本発明の範囲から逸脱せずに、それらがそれぞれ、同一の基地装置又は基地局上の総和チャネルへのアクセスを有するサブグループを確立することが可能である。

本発明は、添付の請求項の範囲から逸脱しない範囲で修正することができる。

Claims (3)

1. 第１の数Ｋ個のチャネル（８、９ａ、９ｂ、９ｃ）上で第２の数Ａ個のユーザー装置間で、ＤＥＣＴ規格の枠組み内で、全てのＡ個のユーザー装置が基地装置（１）に関連付けられた同一の傾聴用チャネル（９ａ）を聞くことが許可される一方で、前記ユーザー装置が通話を望むときに前記ユーザー装置に数Ｂの発信通話チャネルのいずれかが割り当てられ、Ａ以上のある大きな数のユーザー装置に対する複数の基地装置（１）に対して共通のチャネル（９ｂ）が確立されるように、そのレンジ内で前記基地装置（１）が他の基地装置（１）と自動的に同期するワイヤレスデジタル無線通信を行うための方法であって、
   前記基地装置（１）は入力信号、すなわち着信チャネル（８）の通話を総和し、前記総和された信号を単一のチャネルに送信することを特徴とする、ワイヤレスデジタル無線通信のための方法。
2. 前記発信通話チャネル（８）の前記数Ｂ個の最新のユーザー装置が、前記発信通話チャネル（８）の１つに割り当てられ、１個の追加的ユーザー装置が通話チャネル（８）を要求したときに、前記（Ｂ−１）個の最新のユーザー装置がそれらのチャネル（８）を保持し、解放されたチャネル（８）がその新しいユーザー装置に割り当てられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 通話を望むユーザー装置が最初に発信通話チャネル（８）に割り当てられた後、前記ユーザー装置が当該ユーザー装置の音声通信を完了し、最終的に、数Ａ個のユーザ装置のうちの任意のユーザー装置が再び前記発信通話チャネル（８）を使用することを望むまで、前記発信通話チャネル（８）が閉鎖されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。

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