JPH0284832A - Ｔｄｍａ無線通信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、１つの親局と複数の子局とが子局ごとに割り
当てられた無線チャネルを使用して通信を行うＴＤＭＡ
無線通信方式に関する。特に、ＴＤＭＡ無線通信用フレ
ームフォーマットの構成に関し、データ伝送に使用する
情報チャネルとは別に監視制御情報の伝送に使用する監
視制御チャネルを設けるＴＤＭＡ無線通信方式に関する
。

〔従来の技術〕

従来のＴＤＭＡ無線通信方式のフレームフォーマットに
ついて第６図を用いて説明する。

第６図はＴＤＭＡ無線通信でのフレームフォーマットを
示すもので、１フレームが、共通チャネル１と各子局ご
とに割り当てられるＮ個の情報チャネル３から構成され
ている。この共通チャネル１は、フレーム同期、クロッ
ク再生等に用いられるものであり、親局や子局、あるい
は無線回線の状態を示す監視制御にかかわる情報を含ん
でいない。Ｎ個の情報チャネル３は、それぞれの親局と
子局間との情報信号の伝送に用いるチャネルである。こ
の情報チャネル３の＃１〜＃Ｎはチャネル番号を示す。

各情報チャネル３は、第６図に示すように、監視制御ビ
ット、データビット環よびパリティビット、ガードビッ
トを含んで構成される。各子局は各子局ごとに割り当て
られた一定時間（タイムスロット）に定められた情報チ
ャネルを送受信し、親局との間で通信を行う。

このように、従来は、各情報チャネルごとに監視制御ビ
ット部分を設け、回線障害、子局装置障害等の監視項目
および子局折り返し試験等の制御項目ごとに１ビツトを
使用し、障害時、試験実行時にビットを反転させること
により、監視制御情報の伝送を行っていた。

例えば第７図に示すように、監視制御ビット用部分のピ
ッ）Ａが子局装置障害、ピッ）Ｂが子局折り返し試験に
それぞれ相当し、通常は各監視制御ビットを「１」とし
、障害発生時あるいは試験実行時に該当ビットを「０」
としていた。

〔発明が解決しようとする問題点３ 以上のように、従来のＴＤＭＡ無線通信方式では、各子
局ごとに割り当てられる情報チャネル内に監視制御情報
伝送用のビット部分を設けて伝送するものであったが、
この方法では以下に述べる問題点があった。

まず、第１の問題は、降雨等により回線品質が悪化した
場合に監視制御ビットにも誤りが生じ、保守性、サービ
ス性が低下してしまう点である。

すなわち、第７図に示すフレームフォーマットを用いて
ＴＤＭＡ通信を行っている場合に、降雨等により回線品
質が悪化した際には、情報チャネルにも誤りが生じ、デ
ータビットとともに監視制御ビットも誤る可能性が為る
。

１ビツトのみの誤りであれば、パリティビットにより検
出できるが、複数ビットが誤った場合には検出できない
。従って監視制御用ビットのビットＡ１ピッ）Ｂが反転
しかつそれ以外のデータビットにも誤りが生じた場合に
は誤った監視制御情報が伝送されてしまう。ピッ）Ａが
反転した場合には、子局装置には異常がないのに、保守
者には子局装置に何らかの異常が生じたように見えてし
まい、迅速かつ正確に行う必要のある保守活動に支障を
きたしていた。また、ビ゛ツ）Ｂが反転した場合には、
保守者は子局折り返し制御を行っていないにもかかわら
ず、子局折り返し状態になってしまい、ユーザに対する
サービス性が低下していた。

第２の問題は、情報チャネルごとに監視制御ビット部分
を設けるために、フレーム使用効率（フレーム全体に示
すデータビットの割合）が低下してしまう点である。正
常時には監視制御情報を伝送する必要はなく、障害発生
時、試験時のみ監視制御ビットが意味を持つものである
。すなわち、従来のフレームフォーマットには、使用頻
度が非常に少ない監視制御ビットが各情報チャネルごと
に付随しているため、フレーム内の情報チャネル数が減
少しフレーム効率が低下してしまう問題がある。

例えば、２　Ｍｂ／ｓのＴＤＭＡフレームで、５４ｋｂ
／ｓのデータを各情報チャネルで伝送する場合のフレー
ムフォマット例を第８図に示す。このフレームフォーマ
ット例では、共通チャネルは４８ビツト、２５の情報チ
ャネルは、各８０ビツトとし、監視制御項目は１０個あ
るとする。この場合は、全部でｌ０Ｘ２５＝２５０ビツ
トが障害時、試験時以外には使用されないことになり、
フレーム効率が低下する。

また、回線品質悪化時に監視制御情報の伝送誤りが生ず
る欠点を補うため、即ち各情報チャネル内の監視制御ビ
ットの代わりに巡回冗長符号（ＣＲＣ）等の複数ビット
の誤りを検出できる誤り検出符号を用いることも可能で
あるが、そのような誤り検出符号は、パリティビット方
式に比べてビット数が多く必要となるため、さらにフレ
ーム効率を低下させる。

以上のように、従来のＴＤＭＡ無線通信方式のフレーム
フォーマットでは降雨時等における監視制御情報の信頼
性に欠け、システムの保守性が低下し、またフレーム効
率も低下する欠点があった。

本発明の目的は、上述の欠点に鑑み、監視制御情報の信
頼性を高め、システムの保守性を向上させ、かつフレー
ム効率の高いＴＤＭＡフレームフォーマットによるＴＤ
ＭＡ無線通信方式を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、１つの親局と複数の子局とが１７し−ム内に
各子局ごとに割り当てられた無線通信チャネルを用いて
通信を行うＴＤＭＡ無線通信方式において、子局の識別
情報と複数の監視制御項目が符号化された監視制御情報
とを含む監視制御チャネルをデータ伝送用情報チャネル
とは別に設けたことを特徴とする。

この監視制御チャネルは１フレームに１個、すなわちＮ
チャネルに１個設けることができる。

〔作用〕

、本発明のＴＤＭＡ無線通信用フレームフォーマットは
、親局と子局との間のデータ伝送に使用する情報チャネ
ルとは別に、子局の識別番号（ＩＤ）と監視制御項目ご
とに複数のビットで符号化された監視制御情報とを含む
監視制御チャネルが設けられている。この符号化は、誤
り検出符号付加やブロック符号化、畳み込み符号化する
ことができる。

この監視制御チャネルは、親局からの指定するタイムス
ロットで子局から親局へ伝送され、必要な監視制御情報
を伝送する。また、親局から子局を指定して監視制御情
報が伝送される。さらに子局の識別番号を特殊なコード
とすることにより、親局から全子局または一部の複数子
局への監視制御情報の同報伝送も可能となる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明実施例を説明する。

第２図は、本発明が適用される一般的なＴＤＭＡ無線通
信方式を説明する図である。第２図において、子局Ａ−
Ｃは、ある定められた一定時間のタイムスロット（上り
Ａ−Ｃ，下りＡ′〜Ｃ′）にそれぞれ情報チャネルを送
受信し、親局との間で同じ周波数を子局ごとのタイムス
ロットを割り当てて通信を行う。

本発明の特徴は、１つの親局と複数の子局とが１フレー
ム内に各子局ごとに割り当てられた無線通信チャネルを
用いて通信を行うＴＤＭＡ無線通信方式において、監視
制御情報伝送用の監視制御チャネルをデータ伝送用の情
報チャネルとは別に設け、この監視制御チャネルでは、
１つの監視制御項目を複数ビットで表し、子局識別番号
とともに監視制御チャネルで伝送し、かつ監視制御チャ
ネルに符号化処理を加えたところにある。

この監視制御チャネルの符号化の方法として次の方法が
ある。

■　同じ監視制御チャネルを複数回受信し、その多数決
をとることにより、高信頼化を図る手法、■　子局識別
番号と監視制御情報ビットに誤り検出符号（例えば巡回
冗長符号等）を付加することで、高信頼化を図る手法、 ■　子局識別番号と監視制御情報を誤り訂正符号（ブロ
ック符号、畳み込み符号等）により伝送することで、高
信頼化を図る手法 の３つの方法があるが、本実施例では、■の誤り検出符
号を付加する場合で説明する。

第１図に、本発明一実施例のＴＤＭＡ無線通信方式に使
用するＴＤＭＡフレームフォーマットの基本構成を示す
。

本実施例のＴＤＭＡフレームフォーマットは、１フレー
ム内に共通チャネル１、監視制御チャネル２、子局ごと
に割り当てられる複数Ｎ個の情報チャネル３から構成さ
れている。

共通チャネル１は、フレーム同期用、クロック再生等に
用いるビットを伝送するチャネルであり、親局や子局、
あるいは無線回線の状態を表す監視制御にかかわる情報
は含°まない。Ｎ個の情報チャネル３は、それぞれデー
タビット３−１とパリティビット３−２、ガードビット
３−３とからなり、従来のような監視制御ビットは付加
されていない。

監視制御チャネル２は監視制御の対象となる子局を指定
するための子局識別番号（子局ＩＤ）２−１と、子局折
り返し試験、回線障害等の監視制御情報をコード化した
監視制御情報２−２と、子局識別・番号と監視制御情報
に付加する誤り検出符号ビット２−３およびガードビッ
ト２−４とから構成される。

この誤り検出符号としては１ビット誤りのみ検出可能な
パリティ符号ではなく、複数ビットの誤りも検出可能な
巡回冗長符号（ＣＲＣ）等を使用する。

第３図と第４図に本発明を実施する場合の親局無線回線
終端装置および子局無線回線終端装置のブロック図を示
す。第３図は親局から子局に対して監視制御情報を伝送
する場合の構成、第４図は子局から親局に対して監視制
御情報を伝送する場合の構成を示すものである。

この第３図と第４図に示す子局無線回線終端装置は、監
視制御情報や伝送データ等の処理を行う子局インタフェ
ース部１１、この子局インタフェース部１１に接続され
る端末１０、親局へ伝送すべき監視制御情報を符号化す
る監視制御情報符号化部２２、自局の子局識別番号を出
力する子局ＩＤ部２０、親局へ伝送する監視制御情報と
子局識別番号に誤り検出符号を付加して監視制御チャネ
ル１４を作成する誤り検出符号付加部１９、共通チャネ
ル１２と情報チャネル１３と監視制御チャネル１４とか
ら親局へ伝送すべきＴＤＭＡフレームを合成するフレー
ム合成部１５、親局から伝送されたフレームから、共通
チャネル１２、情報チャネル１３、監視制御チャネル１
４を分離するフレーム分離部１６、この分離された監視
制御チャネルの誤り検出符号から誤りを検出する誤り判
定部１８、監視制御チャネルの子局識別番号と自局の識
別番号との一致を調べる子局ＩＤチエツク部２１、一致
のとれた監視制御チャネルから監視制御情報を復号して
子局インタフェース部１１に入力する監視制御情報復号
部２３、およびフレーム合成部１５、フレーム分離部１
６に接続され親局と無線通信を行う無線機１７を備えて
いる。

また親局無線回線終端装置は、入力されるデータ、監視
制御情報等の処理を行う親局インタフェース部３１、こ
の親局インタフェース部３１に接続される保守者が折り
返し試験等の入力を行う入力装置４４、監視制御チャネ
ルを構成する子局識別番号を抽出付加する子局ＩＤ部４
０、子局へ伝送する監視制御情報を符号化する監視制御
情報符号化部４２、子局識別番号と監視制御情報とに誤
り検出符号を付加して監視制御チャネルを作成する誤り
検出符号付加部３９と、共通チャネル３２、情報チャネ
ル３３、監視制御チャネル３４とを合成してＴＤＭＡフ
レームを作成するフレーム合成部３５、子局との無線通
信を行う無線機３７、子局から受信したフレームを共通
チャネル３２、情報チャネル３３、監視制御チャネル３
４に分離するフレーム分離部３６、この監視制御チャネ
ルの誤り検出符号から誤り判定を行う誤り判定部３８、
子局識別番号を取り出す子局ＩＤチエツク部４１、監視
制御情報を復号して親局インタフェース部３１に入力す
る監視制御情報復号部４３を備えている。

次に本実施例の動作を説明する。

（１）親局から子局への監視制御情報の伝送まず、親局
から各子局Ａ−Ｃに対して監視情報を伝送する場合につ
いて説明する。

相手側端末障害、親局装置障害等の監視情報を子局に伝
送する場合には、親局インタフェース部３１で監視情報
と伝送先の子局識別番号を抽出し、監視情報は監視制御
情報符号化部４２でコード化する。監視制御情報用ビッ
トとして４ビット割り当てる場合の監視制御項目の符号
化例を次表に示す。

（以下本頁余白） この表に示すように、各ビットが１つの監視制御項目に
相当するのではなく、４ビットのコードで１つの監視制
御項目を表す。誤り検出符号（ＣＲＣ）付加部３９では
、子局識別番号と監視制御情報符号に対して誤り検出符
号を付加し、監視制御チャネルのフォーマットを作成す
る。この作成された監視制御チャネル３４と共通チャネ
ル３２と情報チャネル３３とからフレーム合成部３５に
おいてＴＤＭＡ無線通信用フレームフォーマットを構成
し、無線機３７を介して各子局に向けて送信する。

今、情報チャネル数をＮとすると、親局はＮ個の子局に
対して監視制御情報を伝送する必要があるが、その伝送
方法としては、例えば ■　各子局に対して順番にＮフレームに１回伝送する。

すなわち、あるフレーム（フレーム１とする）で子局Ｎ
α１に対する監視制御情報を伝送すれば、次のフレーム
２では子局魔２に、その次のフレーム３では子局Ｎα３
に、フレームＮでは子局Ｎ１１Ｎに、さらにフレームＮ
＋１では子局Ｎα１に伝送するというように伝送する方
法、■　特定の子局に対して監視制御情報を伝送する必
要が生じた場合のみ、監視制御チャネルを用いて特定の
子局へ伝送する方法 等があるが、いずれも親局からの制御によって監視制御
情報の伝送を実現できる。これらの伝送方法によれば、
従来の方法に比べて時間あたりの監視制御チャネルの伝
送回数が減少するが、実際の監視制御チャネルの使用頻
度は余り高くないため、システム運用上は問題は生じな
い。

子局側では、無線機１７で受信したフレームをフレーム
分離部１６で共通チャネル１２、情報チャネル１３、監
視制御チャネル１４に分離する。次に誤り検出ビットに
より、親局と子局間とで伝送誤りが生じているか否かを
誤り判定部１８にふいてチエツクし、誤りが生じていれ
ば監視制御チャネルは無視する。誤りが生じていなけれ
ば監視制御チャネルから子局識別番号、監視制御情報を
分離する。さらに子局ＩＤチエツク部２１で子局識別番
号をチエツクし、自局識別番号λ子局識別番号とが一致
しない場合には監視制御情報は無視する。識別番号が一
致する場合は監視制御情報復号部２３で監視制御情報を
復号し、子局インタフェース部１１では、復号された監
視制御情報に従って子局無線回線終端装置あるいは端末
１０の警報ランプを点滅させる等の処理を行う。

次に保守者が親局から子局に対して子局折り返し試験等
の制御情報を伝送する場合について説明する。

保守者は、キーボード等の入力装置４４から実行したい
制御項目と制御対象の子局識別番号を入力する。入力さ
れた制御情報は、親局インタフェース部３１を介して子
局ＩＤ部４０と監視制御情報符号化部４２に伝えられ、
それぞれコード化される。続いて誤り検出符号付加部３
９で子局識別番号と制御情報符号に対して誤り検出符号
を付加し、監視制御チャネル３４のフォーマットを作成
する。この監視制御チャネル３４と共通チャネル３２と
各情報チャネル３３とからフレーム合成部３５でＴＤＭ
Ａフレームフォーマットを構成し、無線機３７を介して
各子局に向けて送信する。この場合は、他の子局に対す
る監視制御チャネルの伝送よりも、当該保守対象子局に
対する監視制御チャネルの伝送を優先させる方法が有効
である。

子局側では、監視情報を受信する場合と同様に無線機１
７で受信したフレームをフレーム分離部１６で共通チャ
ネル１２、情報チャネル１３、監視制御チャネル１４に
分離する。次に誤り検出ビットにより親局と子局間で誤
りが生じているか否かを誤り判定部１８においてチエツ
クし、誤りが生じていれば監視制御チャネルは無視する
。誤りが生じていなければ、監視制御チャネルから子局
識別番号、監視制御情報を分離し、子局ＩＤチエツク部
２１で自局の識別番号とチエツクして、自局の識別番号
と子局識別番号が一致しない場合は監視制御情報は無視
する。子局識別番号が一致すれば、監視制御情報復号部
２３で監視制御情報を復号し、親局で保守者が人力した
制御項目に対応する処理を子局インタフェース部１１に
おいて実行する。

（２）子局から親局への監視制御情報の伝送続いて子局
から親局に対して監視制御情報を伝送する場合について
説明する。

子局に右いて障害、故障等が生じた場合および保守者が
子局から親局に対する試験を行う場合は、子局インタフ
ェース部１１で、端末１０などから入力された制御情報
等を抽出して監視制御情報符号化部２２に伝える。誤り
検出符号付加部１９は、監視制御情報符号化部２２で符
号化された監視制御情報と子局ＩＤ部２０からの子局識
別番号に誤り検出符号を付加して監視制御チャネル１４
を作成する。続いてフレーム合成部１５で共通チャネル
１２、情報チャネル１３と監視制御チャネル１４とから
ＴＤＭＡフレ−ムフォーマットを構成し、無線機１７を
介して親局へ向けて送信する。

各子局は、親局から指定された時間に監視制御チャネル
を親局に向けて伝送する構成をとることで、監視制御チ
ャネルの衝突をさける。この時間指定の方法としては、 ■　各子局は、順番にＮフレームに１回伝送する。

すなわち、あるフレーム（フレームｌとする）で子局Ｎ
［Ｌ　１が監視制御チャネルを伝送すれば、次のフレー
ム２では子局Ｎａ　２が、その次のフレーム３では子局
Ｎα３が、フレームＮでは子局ＮαＮが、さらにフレー
ムＮ＋１では子局Ｎα１がという様に伝送する方法、 ■゛　親局が特定の子局に対して監視制御チャネルの伝
送を要求し、子局はその要求があった場合のみ監視制御
チャネルを伝送する方法 等があるが、いずれも親局からの制御により実現できる
。これらの方法によれば、従来の方法に比べて時間当り
の監視制御チャネルの伝送回数が減少するが、実際の監
視制御チャネルの使用頻度は余り高くないため、システ
ム運用上は問題はない。

親局では、各子局からの信号を無線機３７で受信し、フ
レーム分離部３６でＴＤＭＡフレームから監視制御チャ
ネル３４を分離し、誤り判定部３８において誤りをチエ
ツクした後、監視制御チャネル３４で子局から何らかの
監視制御情報が送信されてきているか否かを調べる。監
視制御情報がある場合には、監視制御情報復号部４３に
より監視制御情報の内容を調べ、監視制御情報がある場
合は、子局ＩＤチエツク部４１で子局識別番号を抽出し
、監視制御情報復号部４３より監視制御情報の内容を復
号して調べ、親局インタフェース部３１を介して、親局
の保守者に対する表示、伝送路への警報情報の転送等の
処理あるいは子局から要求のあった試験項目の実行等を
行う。

このように、子局から親局に向けての伝送の場合は、情
報チャネルと監視制御チャネルをフレーム中の別のバー
ストを用いて送信するが、加入者無線方式の場合は各バ
ーストにプリアンプルビットは必要ないため、フレーム
効率が悪化することはない。

また、監視制御チャネルに対して誤り検出は、複数ビッ
トの誤りを検出できる巡回冗長符号（ＣＲＣ）を用いる
が、各データビットにはパリティビットのみを付加する
ことで回線終端装置のハードウェアの負担を軽減する。

本発明によるＴＤＭＡフレームフォーマツ）（７）具体
例を第５図に示す。

第５図は、２　Ｍｂ／ｓのＴＤＭＡフレームで、（ｉ４
ｋｂ／ｓのデータを各情報チャネルで伝送する場合のフ
レームフォーマットであり、第８図の場合と同様に各情
報チャネルに対応して１０個の監視制御項目を持ち、こ
の監視制御情報を４ビツトとし、子局識別番号に１２ビ
ツトを、誤り検出符号に６ビツトをガードビットに２ビ
ツトを割り当てて監視制御チャネルが２４ビツトで構成
されている。

従来は、第８図に示すように、各情報チャネルごとにｌ
θビットの監視制御情報を有していたため、２　Ｍｂ／
ｓのフレーム内の情報チャネル数は２５個であった。本
発明によれば、情報チャネルにデータビットとして６４
ビツト、パリティビットに１ビツト、ガードビットに２
ビツトを割り当て、一つの情報チャネルを６７ビツトで
構成し、各情報チャネルには監視制御情報用ビットを持
たないため、情報チャネル数は２９個とすることができ
る。

したがって、フレーム全体に占めるデータビットの割合
、すなわちフレーム効率は第８図においては、０．７８
であったもめか、本実施例では０．９１に改善される。

このＴＤＭＡフレームフォーマットを用いて、ブリアサ
インド（固定割当）ＴＤＭＡ通信を行っている場合には
、収容加入者数は３しか増加しないが、デマンドアサイ
ンド（要求割当）ＴＤＭＡ通信を行っている場合には、
呼損率０．０１、各子局当りの呼量を０．０２とすると
収容加入者数は８００から１０００に増加する。

また、監視制御チャネル内の監視制御情報は４ビツトで
構成されているので、最大１６の監視制御情報の伝送が
可能であり、さらに誤り検出符号を付加することにより
、高信頼度の監視情報伝送が可能となる。

また、監視制御チャネルには、子局識別番号を持つが、
ある特別の識別番号を定めておくことにより、全子局ま
たは一部の複数の子局に対して１度に監視制御情報を伝
送する、監視制御情報の同報通信が可能となる。例えば
子局識別番号のビットが全て“０”の場合には、当該監
視制御情報はすべての子局が受信すると決めておけば、
親局から同時に全子局に対して１つの監視制御情報を伝
送することが可能となり、システム運用上大きな利点と
なる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、降雨時等の回線品質劣
化時にも高信頼度の監視制御情報の伝送が可能となるた
め、システムの保守性の向上を実現できる。また、高い
フレーム効率の実現が可能となり、特にデマンドアサイ
ンＴＤＭＡ通信方式に適用した場合には大幅の収容加入
者数の増加を実現できて電波の有効利用を図ることがで
きる。

さらに、特定の子局と親局との間の監視制御情報の伝送
が容易に実現でき、親局から監視制御情報を同時に全て
の子局または一部の複数の子局に対して伝送する同報通
信が可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例のＴＤＭＡフレームフォーマット
を説明する図。 第２図はＴＤＭＡ通信方式を説明する図。 第３図および第４図は本実施例での無線回線終端装置の
構成を説明する図。 第５図は本実施例でのＴＤＭＡフレームフォーマット例
を説明する図。 第６図ないし第８図は従来のＴＤＭＡフレームフォーマ
ットを説明する図。 １．１２．３２・・・共通チャネル、２．１４．３４・
・・監視制御チャネル、３．１３．３３・・・情報チャ
ネル、１０・・・端末、１１・・・子局インタフェース
部、１５．３５・・・フレーム合成部、１６．３６・・
・フレーム分離部、１７．３７・・・無線機、１８．３
８・・・誤り判定部、１９．３９・・・誤り検出符号付
加部、２０．４０・・・子局ＩＤ部、２１．４１・・・
子局ＩＤチエツク部、２２．４２・・・監視制御情報符
号化部、２３．４３・・・監視制御情報復号部、３１・
・・親局インタフェース部、４４・・・入力装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、１つの親局と複数の子局とが１フレーム内に各子局
   ごとに割り当てられた無線通信チャネルを用いて通信を
   行うＴＤＭＡ無線通信方式において、子局の識別情報と
   複数の監視制御項目が符号化された監視制御情報とを含
   む監視制御チャネルをデータ伝送用情報チャネルとは別
   に設けた ことを特徴とするＴＤＭＡ無線通信方式。