JPH04170825A - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は携帯電話の固定局の実現方法に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来この種の装置としてセルラ方式の携帯電話かある。

その概略システム構成を第７図に示す。

第７図において、携帯電話制御局１０１は有線電話網１
０２に接続され、親局となる各無線基地局１０３−１，
１０３−２，１０３−３はそれぞれの有線回路を通して
携帯電話制御局１０１に接続されている。これらの無線
基地局１０３−１゜１０３−２，１０３−３はそれぞれ
の無線ゾーン１０４−１，１０４−２，１０４−３を有
している。いま、移動局となる携帯無線電話機１０５が
無線ゾーン１０４−２に位置する場合、携帯無線電話機
１０５は無線回線を介して無線基地局１０３−２および
携帯電話制御局１０１を通じて有線電話網１０２に対す
る通信か可能となる。

ここで、携帯無線電話機１０５から発信する場合、携帯
無線電話機１０５か各無線ゾーン１０４〜１〜１０４−
３のうちいずれに位置していても、携帯無線電話機１０
５から送信される発信信号が各無線基地局１０３−１〜
１０３−３のうちのいずれかで受信され、これにより携
帯無線電話機１ｏ５と有線電話網１０２間の接続制御が
なされて通信が開始される。

また第８図はこの携帯無線電話機１０５の内部構成を示
すブロック図であり、第９図はこの装置における発信時
の概略動作を示すシーケンスチャートである。

第９図に従って携帯無線電話機１０５から発信する場合
を述べる。

まず、携帯無線電話機１０５において図示されないフッ
クスイッチがオンされると、携帯無線電話機１０５の制
御部１５９はオフフック状態になったことを判断して、
シンセサイザ１５８を制御チャネルの周波数とするとと
もに、該携帯電話機１０５の識別信号を含む発信信号Ａ
を送信部１５２に加える。そして、この送信部１５２の
変調出力が電力増幅器１５３で増幅された後にアンテナ
共用器１５４を介してアンテナ１５５に加えられること
により、発信信号Ａが送信される。

無線基地局１０３−２はこの発信信号Ａを受信すると、
該無線基地局１０３−２および携帯無線電話機１０５の
識別信号を含む発呼信号Ｂを有線回路１０６−２を介し
て携帯電話制御局１０］に伝送する。

横帯電話制御局１０１は受信した識別信号か自システム
内のものであると判定すると、通話チャネルの指定を含
めた発呼応答信号Ｃを返送し、有線電話網１０２に対し
て発呼信号りを発信する。

無線基地局１０Ｂ−２は発呼応答信号Ｃを受信すると、
発呼応答信号Ｅを制御チャネルで送信する。

携帯無線電話機１０５ではアンテナ１５５からの受信入
力を受信部１５６で復調することにより発信応答信号Ｅ
を形成し、この発信応答信号Ｅを制御部１５９に加える
と、携帯無線電話機１０５の図示しない表示器により携
帯無線電話機１０５の利用者に対してダイヤル可能とな
ったことを表示する。

ここで、携帯無線電話機１０５ては図示されないダイヤ
ルキーを押下することによりダイヤル番号を入力すると
、制御部１５９はこのダイヤル番号を示すダイヤル信号
Ｆを送信部１５２に加え、このダイヤル信号Ｆをアンテ
ナ１５５から送信させる。

無線基地局１０３−２はこのダイヤル信号Ｆを受信する
と、前記ダイヤル番号を示すダイヤル信号Ｇを有線回線
１０６−２を介して有線電話網１０２に伝送する。

これにより、前記ダイヤル番号に該当する通話相手が呼
出され、この通話相手か応答すると、通話が開始される
。そして、有線電話網１０２からの下り音声信号は横帯
電話制御局−無線基地局１０３−２＝下り音声回線−携
帯無線電話機１０５へと伝送される。一方、携帯無線電
話機１０５から送信された上り音声信号は上り音声回線
−無線基地局１０Ｂ−２−横帯電話制御局１０１−有線
電話網１０２へと伝送される。

このようなシステムにおいて、最大の問題は携帯無線電
話機の収容能力である。すなわち、従来のセルラシステ
ムにおいては送信出力も数ワットと大きいため、同一周
波数を使用する装置間の干渉を防ぐためにも、同一周波
数を繰返し使用する距離を大きくとる必要があった。従
ってシステムに割り当てられた全周波数当たりの収容能
力は小さくならざるを得なかった。すなわち、周波数利
用効率が悪かった。

そこで、近年、主として２つの方法による収容能力向上
策が考えられている。

１つは送信出力を小さくすることて、もう１つは音声を
ディジタル化し時分割多重通信（ＴＤＭＡ）とすること
である。送信出力を小さくすることは、全体として同一
のサービスエリアを確保しようとすると、無線基地局の
数が多くなり経済的な問題がある。また沢山の無線基地
局を設置しないと、サービスできない場合が存在するこ
とになり、これを解決するために、やたらと設置しよう
とすると、美観上の問題や、場所の確保（ＡＣ電源も必
要）が問題となる。またディジタル化した場合は、例え
ば第１０図に示すように各周波数を一定のタイムスロッ
トに分割し、先に述べたのと同様に、通話チャネルとタ
イムスロットを携帯電話制御局で一元管理することにな
る。

第１０図の例では時系列的に６つのタイムスロット（Ｓ
ＬＯＴＩ〜６）に分け、これを１つのフレームとして繰
り返して使用するもので、周波数の有効利用率は、無線
チャネル１チヤネル当たりの帯域は同じでできるので、
６倍となる。即ち６倍の携帯無線電話機が収容できるこ
とになる。

この場合、先に述べた発呼応答信号Ｃ，Ｅには、通話チ
ャネルの番号と６つのタイムスロットのいずれか１つの
番号が含まれており、通話はその指定された通話チャネ
ルの指定されたタイムスロットを用いて行なわれる。

（発明が解決しようとする課題） 上述のように上記装置では、ディジタル化して収容台数
を多くすることは比較的問題なく行なえるものの、この
収容台数の増加には限度がある。

すなわち、タイムスロットを多くすると高速のデータ伝
送が必要となるため、周波数帯域を広く必・　要とする
ことになり、結局周波数利用効率が上がらなくなるから
である。

一方、送信出力を小さくすることは小さくすればする程
システムの収容能力が上がる上に、携帯無線電話機の消
費電流も減り、電池の持ちか良くなるか、先に述べた無
線基地局を効率的に経済的に数多く設置するのが困難で
ある。

そこで、この発明ではこの無線基地局の設置上の問題点
を除去し、システムの収容能力を効率的に上げるディジ
タル方式の無線通信方式を提供することを目的とする。

なお、ここでいう設置上の問題点とは、数多くまんべん
なく設置して広いサービスエリアをＦ／ｉ保することが
難しいということである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明は固定局（ベースステーション、以下ＢＳと呼
ぶ、以上の説明では無線基地局に相当する）と有線回線
の接続をｌ５ＤＮのようにディジタル信号で時分割の複
数の有線通信チャネルを持つものとし、少なくともその
１つを公衆の携帯電話に割り当てることにより、屋外に
設置される基地局のみでなく、一般家庭や事務所内に設
置される例えばコードレス電話なとの固定局を携帯電話
の固定局としても動作させることにより構成される。

（作用） この発明ではＢＳが内蔵する無線機を時分割（ＴＤＭＡ
）で複数チャネル化し、少なくともその１つのタイムス
ロットを公衆の携帯無線機（ＰＳ）が使用できるように
している。従って、例えば一般家庭にそのＢＳを設置す
ることにより、その家庭のコードレス電話用の親機であ
ると同時に公衆のＰＳのＢＳを兼ねるようにしているの
でＢＳの設置が極めて容易で、かつ数多くまんべんなく
設置することができる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を添付図面を参照して詳細に説
明する。

第１図はこの発明に係る無線通信方式の一実施例を適用
したシステムの構成を示す図であり、第２図はこの実施
例におけるＰｓの構成を示すブロック図であり、第３図
、第４図および第５図はこの実施例の動作手順を示す図
である。

第１図において、１は有線電話網、２−１〜２−３はＩ
　ＳＤＮ回線、３−１〜３−３　ハＢ　Ｓ、４〜１〜４
−３は無線ゾーン、５はＰｓである。

ここでＢ５３−２及びＢ５３−３は一般家庭に設けられ
たコードレス電話の親機を兼用したもので、それぞれ、
コードレス電話機６−２及び６−３の親機にもなってい
る。

ここではコードレス電話機は、８３１台につき１台とし
であるか、複数となっても構わない。

Ｂ５３−１はサービス上特別に屋外に設けられたもので
、公衆横帯電話機専用のＢＳである。これは例えば家屋
がない区域までサービスエリアを拡大するために設けら
れている。

第２図に示すＰＳにおいて、送話器５１がら出力された
音声信号は音声符号器（ＳＰＣＯＤ）６１により、ディ
ジタル化された音声信号となる。

これは、次に無線回線でのディジタル信号の誤りを軽減
するために、誤り訂正符号器ＣＣＨＣＯＤ）６２により
、誤り訂正符号化されたディジタル音声信号となる。さ
らにこれはディジタル変調器（ＭＯＤ）６３により変調
信号となり、シンセサイザ（ＳＹＮ）の出力と、加算回
路６４により合成され、所定の無線チャネル周波数とな
り、電力増幅器（ＰＡ）５３により所定の送信電力にま
で増幅される。この方式においては、割り当てられた送
信周波数の送信タイムスロットだけてＰＡ５３か動作し
５ＹＮ５８も送信タイムスロットでは送信に必要な周波
数を出力している。

また、無線回線を接続するのに必要なデータ信号は制御
部（ＣＯＮＴ）５９から発生され、ＣＨＣＯＤ６２に人
力され、以下音声信号同様にして送信される。

一方、割り当てられた受信周波数の受信タイムスロット
でアンテナ５１より受信機（ＲＸ）５６を介して周波数
変換された受信信号は、ディジタル復調器（ＤＥＭＯＤ
）６６てビット同期、フレーム同期がとられ、この同期
信号をＣ０ＮＴ５９に出力するとともに、復調された信
号は誤り訂正復号器（ＣＨＤＥＣ）６７に出力される。

ＣＨＤＥＣ６７てはＣＨＣＯＤ６２の逆の操作で誤り訂
正符号化されたディジタル音声信号（あるいはデータ信
号）を元のディジタル信号に復号し、ディジタル音声信
号は音声復号器（ＳＰＤＥＣ）６８て復号され、音声信
号として受話器５７から出力される。一方、復号された
データ信号はＣ０ＮＴ５９に出力され、ここで読みとら
れる。

なお、電池６０はＰＳの電源てあり、受信電界強度検出
回路（Ｒ５Ｓ　Ｉ）６９は通話中に電界か低下したかな
どを検出するものである。

一方、ＰＳ５と対向するＢ５３−１〜３−３の基本構成
は第３図に示される。このＢ５３−１〜３−３はＰＳ５
と同等の構成てあが、異なっている点はディジタル化さ
れた音声信号等か、ｌ５ＤＮインタフ工イス回路７０を
介して変換され、有線のｌ５ＤＮ回線２　（２−１，２
−２，２−３）と接続されていることである。

ｌ５ＤＮインタフ工イス回路７０ては、ｌ５ＤＮ回線の
データを無線回線のデータと変換すること、および送信
及び受信された音声信号（ディジタル信号）とｌ５ＤＮ
回線のチャネルフォーマットとの間の変換作業が行なわ
れる。

第４図はこの発明を説明するための無線回線上でのディ
ジタルチャネル構成を示したものである。

ＰＳに送信周波数ｆ　と受信周波数ｆＲ１を組み合ｌ わせだ無線チャネルのタイムスロット２が割り当てられ
て通話しているとき、第４図の斜線部のタイムスロット
を使用している。

第４図では、タイムスロット数は６としであるが、いく
っても良く、この発明を実現する上では最低２つあれば
いい。

また、コードレス電話機６−２．６−３も第２図に示す
ＰＳと同等の構成と考えてよい。異るのはコードレス電
話機とＢＳの間で特定のＩＤコードを持っていて照合で
きることである。

第５図はこの発明にかかわる無線回線接続時の動作を説
明するための動作フローチャートである。

第５図ではＰＳ５が無線ゾーン４−２にいるときで、Ｂ
５３−２がコードレス電話機６−２と通話中に、ＰＳ５
が発信した場合の例である。

Ｂ５３−２はコードレス電話機６−２と１つの通話用無
線チャネル（以下Ｔ−ＣＨと呼ぶ）で通話中である（ス
テップ５−１）。

このときＰＳ５の発信スイッチ７１がオンとされると（
ステップ５−２）　、ＰＳ５の制御部５９はシンセサイ
ザ５８の発振周波数を順次切り換えて、Ｔ−ＣＨをサー
チする（ステップ５−３）。

このとき受信機５６とＲ３Ｓ　Ｉ　６９により、受信電
界強度をチエツクしていく。

すると、Ｂ５３−２が通話中のＴ−ＣＨを持っているの
で（ステップ５−４）　、そのＴ−ＣＨで空いているタ
イムスロットがあるかをチエツクする（ステップ５−５
）。

第１図の例の場合、Ｂ５３−２と通話しているのはコー
ドレス電話機６−２のみなので空きスロットがあり、そ
の受信タイムスロットに対応する送信周波数の送信タイ
ムスロットで発信信号を送信する（ステップ５−６）。

Ｂ５３−２は発信信号をそれまで使用していなかった受
信タイムスロットで受信すると（ステ、。

プ５−７）　、それに対応した送信タイムスロットで発
信応答信号を送信しくステップ５−８）、ＰＳ５はこれ
を受信するとダイヤル可能状態となる（ステップ５−９
）、なお、発信応答信号が受信できないときはタイムア
ウトし、待受けになる（ステップ５−１０）。

一方、ＢＳはｌ５ＤＮ回線２−２を介して有線電話網１
にアクセスする（ステップ５−１１）。

この結果ｌ５ＤＮ回線上にもコードレス電話機６−２に
対応したディジタル通信チャネルと、ＰＳ５に対応した
ディジタル通信チャネルができる。

また、アクセスする際にはＰＳ５に与えられた認証番号
も有線電話網に送出され、ＰＳ５の使用者に対して記録
されるようになる。

次いで、ＰＳ５からダイヤルすると（ステップ５−１２
）　、Ｂ５３−２はｌ５ＤＮ回線に適合したダイヤル信
号として送出する（ステップ５−１３）。しかる後に相
手と通話状態となる（ステ。

ブ５−１４．５−１５）。

なお、Ｂ５３−２か通話中でない場合はステ・ツブ５−
４からステップ５−１６に移り、制御用チャネル（Ｃ−
ＣＨ）でアクセスする。□この場合を第６図に示す。第
６図で第５図と同等の制御ステップには同一番号を付し
である。

Ｂ５３−２は待受中であり（ステ・ノブ６−１）、送信
電力増幅器５３などは停止している。この状態てＰＳ５
が発信すると（ステップ５−２）、Ｃ−ＣＨて発信信号
を送信する（ステ・ンプ６−２）。

このとき情報として、Ｔ−ＣＨサーチ（ステ・ノブ５−
３）でわかりている空きチャネルの空きスロットを発信
信号に含ませておくとよい。

Ｂ５３−２は発信信号を受信すると（ステ・ンプ６−３
）、発信応答信号をＣ−ＣＨで送信する（ステップ６−
４）。これは発信信号で指定されたＴ−ＣＨのタイムス
ロットで送信するようにしてもよい。

ＰＳ５かＣ−ＣＨて発信応答信号を受信すると（ステッ
プ６−５）　、以下第５図と同様である。

ただし、ステップ５−１０でタイムアウトした場合応答
できるＢＳがない訳であるから、接続不可（すなわち、
どのＢＳの無線ゾーンにも入ってないか、ＢＳが接続で
きない状態にあるかであること）を表示して（ステップ
６−６　）　、待受へ戻る。

なお、空チャネルの空スロットの検出はＢＳか行なって
もよい。空スロットの検出方法も任意である。

以上述べたのはこの発明の一実施例に過ぎず任意に変形
可能である。例えばＢＳには直接能の有線端末が接続さ
れていてもよいし、ＢＳ自体が無線機内蔵の有線端末で
あってもよい。

また、ＢＳは複数の無線機を内蔵していてもよいし、Ｂ
５３−１のように特定の無線端末とは接続しないものが
含まれていてもよい。

もちろん、コードレス電話機６−２．６−３は自分の無
線ゾーン内ではコードレス電話機であり、他の無線ゾー
ンではＰＳとして動作するのが最も良い。

また、無線回線におけるタイムスロットの使用方法も任
意であり、送受信周波数が同一で送信時のタイムスロッ
トのみ変更する方式（ＴＤＤ方式）などを用いても良い
。なお、ＴＤＤ方式をとる場合は最低４つのタイムスロ
ットが必要となる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によれば、ｌ５ＤＮ回線と
、ＴＤＭＡ方式などのディジタル無線機を結合させるこ
とにより、有線回線に接続されるコードレス電話等の固
定局（Ｂ　Ｓ）を介して公衆携帯電話機をアクセスさせ
ることができるので、容易に固定局の設置ができ、経済
的に多くの固定局をまんべんなく設置ができるという利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示ブロック図、第２図は
この実施例の固定局の構成を示すブロック図、第３図は
この実施例の移動局の構成を示すブロック図、第４図は
この実施例で用いるディジタルチャネルの一例を示す図
、第５図、第６図はこの実施例の動作を説明するフロー
チャート、第７図はこの発明の従来例を示すブロック図
、第８図はこの従来例の移動局の構成を示すブロック図
、第９図はこの従来例の動作を説明するシーケンス図、
第１０図は従来例を説明するためのフレーム構成図であ
る。 １．１０２・・・有線電話網、１０１・・−携帯電話制
御局、３・・・固定局、１０３・・・無線基地局、５，
１０５・・・携帯無線電話機（子機又は移動局）、５１
゜１５１・・・送話器、１５２・・・送信機、５３，１
５３・・・電力増幅器、１５４・・アンテナ共用器、５
５゜１５５・・・アンテナ、５６，１５６・・・受信機
、５７゜１５７・・・受話器、５８．１５８・・・シン
セサイザ、５９．１５９・・・制御部、６０，１６０・
・・電池、６１・・・音声符号器、６２・・誤り訂正符
号器、６３・・・変調器、６４・・・加算回路、６５・
・高周波スイッチ回路、６６・・・復調器、６７・・・
誤り訂正復号器、６８・・・音声復号器、６９・・・受
信電界強度検出回路、７０・・・Ｉ　ＳＤＮインタフェ
イス回路、７１・・・発信スイッチ、２・・・Ｉ　ＳＤ
Ｎ回線、６・・・コードレス電話機 第１図 第２図 ′６９ 第３図 第４図 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 有線通信網にデジタル信号で時分割の複数の有線通信チ
   ャネルを持つ有線回路を介して接続され、時分割で複数
   の無線通信チャネルを介して通信を行なう無線機をそれ
   ぞれ有する複数の固定局を具備し、 前記固定局は特定の端末の通信手段として動作すると同
   時に、複数の携帯移動局群の少なくとも１つと無線回線
   を介して通信することを特徴とする無線通信方式。