JPH0669165B2 - 時分割マルチアクセス無線装置のフレ−ム構成方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は有線，無線併合ディジタル構内交換機に収容す
るコードレス電話機などの無線端末装置に適用する時分
割マルチアクセス（TDMA:時分割多元接続）無線装置の
フレーム構成方式に関するものである。

（従来の技術） 従来の時分割マルチアクセス無線装置においては，ディ
ジタル構内交換機と一体化して，ディジタル多重化され
たまま交換するシステムは例がなく，従ってディジタル
構内交換機との親和性は考慮されていなかった。

一般にディジタル構内交換機は,2,048Mbps,32タイムス
ロットのPCM1次群を交換のベースとしており，電話端末
の出力はPCM符号化と多重化が行なわれて，前記PCM1次
群まで積上げられ，交換機のハイウェイに収容されてい
る。

第４図はPCM1次群のTDM（時分割多重）信号のフレーム
構成を示し,1フレーム256ビット（125μＳ）はフレーム
同期ビット（８ビット），空タイムスロット（８ビッ
ト），音声信号用タイムスロット（８ビット×15×２＝
240ビット）でなる。

（発明の解決しようとする問題点） しかし現在の時分割マルチアクセス方式のコードレス電
話機は前述したように交換機ハイウェイと直接接続は考
慮されていないため，接続を行なう場合には膨大なハー
ドウェアとソフトウェアを用意しなければならない欠点
がある。

また，公衆網との接続時は加入者線系に割当てられてい
る遅延時間2ms以内とすることが求められているが，無
線区間ではフレーム効率が重視されるので，遅延時間が
大きい。特にリンクアップ時においては,32KbpsADMのよ
うに低速コーディングを行なって音声符号化ビットを半
減したとしても，端末単位にマルチアクセス用の制御信
号ビットを一定数付加する必要があり，大きな隘路とな
る。従って数十サンプル分の音声符号化ビットを蓄積
し，これに制御信号ビット群を付加することにより，フ
レーム効率の低下を防ぐ手段がとられる。これが遅延時
間が大きくする原因である。

このような事例として第５図に従来の時分割マルチアク
セス方式の信号（TDMA信号）のフレーム構成例を示し，
多重度８（＃０〜＃７），信号伝送320Kbps,符号化方式
ADM32Kbps,960ビット／フレーム構成の場合におけるダ
ウンリンク時（１）ならびにアップリンク時（２）のフ
レーム構成によればフレーム組立てのみで3msの遅延時
間を必要とする。

（問題点を解決するための手段） 上述したような問題点にかんがみ，本発明は時分割交換
機のフレーム構成と親和性を保持し，且つ，通話品質の
劣化を惹起する遅延時間ならびに所要周波数帯域巾を決
定する信号伝送速度を可及的に小とし，さらにディジタ
ル構内交換機との接続時に必要とするハード量，ソフト
量の軽減を目的とする。

本発明の技術的手段として，下記（１）〜（５）を基本
として実現するものである。

（１） ディジタル構内交換機において，無線電話端末
を必要とする割合は，一般に１〜２割程度と考えられる
ので，無線電話端末系のフレーム構成をディジタル構内
交換機ハイウェイのPCM1次群のTDMA信号のフレーム構成
に合わせる。該ハイウェイのフレーム長は125μｓであ
るので無線電話端末系のフレーム長は125×Ｎ（μＳ）
として,1タイムスロットは８×ｎビットで構成させ，交
換機ハイウェイと結合させる。なお,Nの大きさは遅延時
間に比例するので，実用的範囲でＮを小とする。

（２） 発呼．呼出し．終話などの個別信号の伝達はア
ウトチャネル方式とし,PCM1次群構成のタイムスロット
番号16と０相当を用いる。

発呼，呼出し，終話などの個別信号の伝達は，音声信号
タイムスロット毎に伝達チャネルを設ける方式と，別に
共通の伝達チャネルを設けて各音声チャネルがこれを共
用する方式とがあり，後者をアウトチャネル方式と呼
ぶ。PCM1次群構成も，本発明の構成も，このアウトチャ
ネル方式を用いる。

（３） 前記タイムスロット番号16または０を奇数また
は偶数タイムスロットに再配置して，奇数または偶数タ
イムスロットに配置されたタイムスロットには，奇数ま
たは偶数音声信号タイムスロット群の個別信号伝達用と
して夫々用いる。

（４） 無線電話端末系のタイムスロットを奇数または
偶数タイムスロットに割当てられたものをグループ別と
して，夫々無線ゾーンを形成させる。

なお，夫々の無線ゾーンの無線電話端末からのリンクア
ップする場合に使用する電波が同一であれば，夫々の無
線ゾーンは電波の干渉を避けるために，例えば100m離す
ものとする。

（５） 各無線電話端末よりリンクアップ時はTDMA信号
のフレーム構成とし，その時の音声信号タイムスロット
は無集線の場合は固定，集線時は通話の都度割当てられ
て，該タイムスロットを専有する。しかし，個別信号用
のタイムスロットは各無線電話端末で共有するものと
し，且つ無線電話端末よりの衝突を避けるため，所定の
順序で逐次，対応する音声信号タイムスロットの個別信
号情報の伝達が行なわれる。

なお，個別信号の情報量は音声信号情報量に比し極めて
小さいので，個別信号タイムロットは音声信号タイムス
ロットに対して1:1に配置する必要がないためである。

（実施例） 第１図〜第３図は本発明の一実施例の説明図であり，第
１図は無線電話端末よりのリンクアップ時のTDMA信号の
フレーム構成を示し，偶数タイムスロット群と奇数タイ
ムスロット群に分離した例である。

個別信号伝達用のタイムスロット番号16は，奇数タイム
スロット群のいずれかの位置のタイムスロットと入替え
ることになる。実線はタイムスロット番号１と，破線な
らびに１点鎖線は隣接タイムスロットと入替えた例であ
る。

なお，交換機側無線装置からのリンクダウン時は第４図
に示すTDMA信号のフレーム構成と同様である。

第２図（１），（２）は無線区間は８チャネル多重，音
声符号化方式32KbpsADPとし，これにより交換機１ハイ
ウェイ分の30チャネルの音声信号を交換機側無線装置に
より集線するフレーム構成例である。

第２図（１）はリンクダウン時（第３図において無線装
置7,8から無線電話端末5,6へ）のフレーム構成で偶数タ
イムスロット用，奇数タイムスロット用の個別信号なら
びに同期信号は夫々８ビット構成として，タイムスロッ
ト番号０と１を用いて伝達する。

また，音声信号伝達用タイムスロット番号＃１〜＃８は
８ビット構成とし夫々のタイムスロットには，音声信号
２サンプリング分８ビットを収容した１フレーム80ビッ
ト,250μｓ構成である。従って信号伝送速度320Kbps,フ
レーム効率64／80＝80（％）となる。

第２図（２）のリンクアップ時（第３図において無線電
話端末5,6から無線装置7,8へ）は，各無線電話端末は割
当てられた音声信号伝達用タイムスロットを用いて，通
話音声を送出することになるが,2ビットのプリアンブル
ビットを付加するので，音声信号の２サンプル分８ビッ
トと合せて,10ビットとなる。偶数タイムスロット群と
奇数タイムスロット群は別々の周波数を用いてリンクア
ップするが，同一周波数を使用するときは，夫々例え
ば,100m離れた別のゾーンを形成することになる。

また個別信号伝達用のタイムスロットにも２ビットのプ
リアンプルビットが付加され,10ビット構成となるが，
該タイムスロットは複数の音声信号チャネルが共有する
ことになり，各無線電話端末が同時に使用することはな
い。例えば第２図（２）の場合は各無線電話端末は４回
に１回，順次このタイムスロットを使用して，個別信号
を伝達することになる。

なお，この場合のフレーム効率は になる。

以上に示したPCM1次群の構成，本発明の無線区間の構成
及び従来の構成を比較して表に示すと以下のとおりであ
る。

これにより，本発明の構成によれば小さい遅延時間でPC
M1次群と接続変換できる。

第３図は本発明の一実施例に係わる中継方式図を示し,1
はディジタル交換機のスイッチ部,2は主制御部,3は加入
者インタフェース回路,4は一般電話機群,5は奇数タイム
スロット無線電話端末群,6は偶数タイムスロット無線電
話端末群,7は偶数タイムスロット群無線装置であり，通
信方式はマルチチャネルアクセス方式である。71は７の
入力インターフェース回路,72はタイムスロット抽出回
路,73はタイムスロット挿入回路,74は７の出力インタフ
ェース回路,75は送信回路,76は受信回路,77は制御部,78
はアンテナ共用器である。８は奇数タイムスロット群無
線装置で,7と同一構成のマルチチャネルアクセス方式で
ある。９は入ハイウェイ線路インタフェース回路,10は
出ハイウェイ線路インタフェース回路,11は符号変換ト
ランク,111は11の64KbpsPCMから3KbpsADMに符号変換す
るPCM−ADM変換回路,112は11の32KpsADMから64KbpsPCM
に符号変換するADM−PCM逆変換回路,12は出ハイウェイ
線路,13は入ハイウェイ線路,14は接続線路である。

以下，第２図（ａ），（ｂ），第３図及び第４図を用い
て，本発明に係わるディジタル交換機のハイウェイと接
続したマルチチャネルアクセス方式無線装置の交換接続
ならびに通話動作の説明を行なう。なお，ディジタル交
換機はタイムスロット固定割当方式とする。

（１） 無線電話端末より一般電話機への発呼 各無線電話端末群5,6には，第２図（１）のリンクダウ
ンフレームの個別信号タイムスロットH₁,またはH₂によ
り，空無線回線が図示していないランプにより表示され
ている。例えば第２図（２）の偶数タイムスロット群で
構成されたＢゾーンでは，各無線電話端末にはタイムス
ロット2,4,6,8の空／塞の状況が図示していないランプ
により表示されている。もし塞りを赤で表示するなら
ば，発呼者は然らざる表示灯ボタンを押下し，空タイム
スロットによる発呼を要求する。例えば無線電話端末61
4の発呼者が，表示灯ボタン＃４の押下により，発呼を
要求すれば，第２図（２）のリンクアップフレーム＃４
の個別信号タイムスロットH₂により，発呼要求と端末番
号614を記述した電波が送出される。

なお，塞りが表示されている表示ボタンを押下しても，
偶数タイムスロット群無線装置７よりのリンクダウンフ
レームの個別信号タイムスロットの情報を，常に無線電
話端末602〜630が受信していて，電波送出の抑止措置が
とられているので，上記電波は送出されない。

偶数タイムスロット群無線装置７は，前記リンクアップ
の電波を受信するとアンテナ共用器78,受信回路76（R
x）を経て制御部77に，これを転送する。

制御部77は該リンクアップの個別信号タイムスロット内
に記述されている端末番号614を検出し，＃４タイムス
ロットによる該端末の発呼であることを検知する。

これにより制御部77は，第２図（１）のリンクダウンフ
レームの個別信号タイムスロットに書き込まれている
「＃４タイムスロット空き」の情報を「塞り」に書き替
え該情報を常に受信している614を除く無線電話端末群
に「＃４タイムスロット塞り」を表示させる。

ついで，リンクダウンフレームの個別信号タイムスロッ
ト内の＃614欄に「ダイヤル可」信号送出を記入，これ
により無線電話端末614はダイヤル可の可聴音を発す
る。発呼者は該可聴音を聴取後，相手先電話番号をダイ
ヤルする。ダイヤルされた番号は無線電話端末614にお
いて，一時蓄積され最終桁のダイヤルが終了すると，リ
ンクアップの個別のタイムスロット“4"により，まとめ
て送出される。偶数タイムスロット群無線装置７の制御
部77は受信回路76経由で，このダイヤル番号を受信する
と，第４図で示す交換機ハイウェイのPCM1次群フレーム
のタイムスロット０の＃614の欄に逐次送出する。これ
により交換機の主制御部２は一般電話機群４の発呼動作
と全く動作の手順により交換動作が可能となる。被呼者
が応答すれば，交換機の主制御部２は発呼者が無線電話
端末で，被呼者が一般電話機であることから符号変換ト
ランク11の変換回路112を経由させPCM−ADMを行なう
（鉢巻き）接続をスイッチ１で行なって,32KbpsADMの被
呼者応答が交換機出ハイウェイ線路12上の音声信号タイ
ムスロット14により伝達されてくるので，偶数タイムス
ロット群無線装置７の入力インタフェース回路71を経由
して，タイムスロット抽出回路72がこれを抽出し，制御
部77は音声信号タイムスロット２回分８ビットをまとめ
て，第２図（１）のダウンリンクの音声信号タイムスロ
ット“4"に積み替える。無線電話端末614は，これを受
信し図示していない復号器により,32KbpsADMの復号が行
なわれ，通話音声に復元する。

発呼者の通話音声は無線電話端末614の図示していない
符号器により,32KbpsADMの符号化が行なわれ,2サンプリ
ング分をまとめてこれにプリアンブルビット２ビットを
加えて，第２図（２）のリンクアップ（Ｂ）の音声信号
タイムスロット“4"により電波が送出される。

これを偶数タイムスロット群無線装置７の受信回路76が
受信し制御部77に転送する。制御部77において１サンプ
リング分ずつに分離し，第４図に示すPCM1次群フレーム
構成の交換機ハイウェイ上の音声信号タイムスロット
“14"に，タイムスロット挿入回路73において，乗り替
える。該発呼者音声通信信号は偶数タイムスロット群無
線装置７の出力インタフェース回路74,接続線路14,奇数
タイムスロット群無線装置8,入ハイウェイ線路13を経由
して，入ハイウェイ線路インタフェース回路９が受信す
る。ついで交換機の主制御部２は無線電話端末より，一
般電話機への通話であることから，変換トランク11を経
由させた（鉢巻）接続をスイッチ部１をして行なわし
め，逆変換回路111により32KbpsADM→64KbpsPCMのPCM→
ADM変換が行なわれ，被呼者電話機と接続された通話が
行なわれる。

通話が終了して，発呼者，被呼者のいずれかが電話機を
オンフックすると交換機は終話動作に入り，且つ無線回
線の“塞り”が解除される。

発呼無線電話端末614がオンフックすると，第２図
（２）に示すリンクアップフレーム＃４の個別信号タイ
ムスロットH₂に終話信号が書き込まれる。これにより偶
数タイムスロット群無線装置７の受信回路76が，これを
受信し制御部77は該アップリンクの個別信号タイムスロ
ット内に記述されている端末番号614を検出し，＃４タ
イムスロットが終話となったことを検知する。これによ
り制御部77は第２図（１）のリンクダウンフレームの個
別信号タイムスロットに書き込まれている「＃４タイム
スロット塞り」の情報を「空き」に書き替え，該情報を
常に受信している無線電話端末群に「＃４タイムスロッ
ト空き」を表示させる。

同時に制御部77は，タイムスロット挿入回路73におい
て，第４図のPCM1次群フレームのタイムスロット０の＃
614の欄に終話を書き込む，交換機の主制御部２の出力
インタフェース回路74,接続線路14,奇数タイムスロット
群無線装置8,入ハイウェイ線路13,入ハイウェイ線路イ
ンタフェース回路９を経由で，これを検知して，スイッ
チ部１に指示して交換動作を終了させる。

一般電話機からの終話は，電話機のフックオフにより，
一般交換動作と同様な手順で交換機の主制御部２は，ス
イッチ部１に指示して交換動作を終了させる。これと同
時に出ハイウェイ線路インタフェース回路10において，
第４図に示すPCM1次群フレームのタイムスロット０の＃
614の欄に終話を書き込む，これにより出ハイウェイ線
路12,偶数タイムスロット群無線装置７の入力インタフ
ェース回路71,タイムスロット抽出回路72経由で，制御
部77が被呼者の終話を検知して前述と同様にして，無線
電話端末に「＃４空き」を表示させる。

（２） 一般電話機より無線電話端末への発呼 一般電話機よりの無線電話端末への発呼は，交換機の主
制御部２が発呼電話機より送出されたダイヤル番号を解
析して一般手順に従い，被呼無線電話端末，例えば614
が収容されている出入ハイウェイの該当音声タイムスロ
ットと発呼電話機とが，前述したと同様に32KbpsADM6
4KbpsPCM変換トランク11を経由しての（鉢巻）接続がな
され，また第４図に示す出ハイウェイフレーム構成の個
別信号タイムスロットの被呼端末欄＃614には，交換機
の主制御部２により「呼出し信号送出指令」が書き込ま
れて送出される。偶数タイムスロット群無線装置７はこ
れを受信すると無線回線が空きであれば，常時送出して
いるリンクダウンフレームの個別信号タイムスロットの
被呼端末欄＃614を呼出信号送出指令に書き替える。同
時に偶数タイムスロット群無線装置７はタイムスロット
挿入回路73より被呼端末にリングバックトーンを流す。
被呼無線電話端末614はリンクダウンフレームの個別信
号タイムスロットH₂の自己の欄が呼出し信号指令となっ
ていることを検知すると可聴信号もしくは可聴，可視信
号を発して着呼を知らせる。被呼者が空き回線が表示さ
れている例えば“＃2"の押ボタンで応答すれば，該回線
のリンクアップフレームの個別信号タイムスロットによ
り応答が表示される。これにより偶数タイムスロット群
無線装置７は，リンクダウンフレームの個別信号タイム
スロットに書き込まれている“＃２空き”の情報を“塞
り”に書き替えて，該情報を常に受信している無線電話
端末群に，“＃２塞り”表示させる。同時に偶数タイム
スロット群無線装置７の制御部77は，被呼無線端末614
の音声信号タイムスロットに流していたリングバックト
ーンを停止する。

以上による発呼者の通話音声は，リンクダウンフレーム
の音声信号タイムスロット＃２により被呼無線電話端末
614に達し，また被呼無線電話端末614の送話音声は，リ
ンクアップフレームの＃２のタイムスロットで運ばれ
る。以下の通話ならびに終話動作は（１）に述べた無線
電話端末より，一般電話機の発呼時の説明と同様であ
る。

もし，以上の説明において，出ハイウェイの個別信号タ
イムスロットの例えばNo14の欄に呼出信号送出指令が書
き込まれた情報を偶数または奇数タイムスロット群無線
装置が受信した場合において，無線回線がすべて“塞
り”であれば，該無線装置はその入ハイウェイ側出力の
音声信号タイムスロットNo14にビジィトーン信号を挿入
して送出する。これにより発呼者は発呼動作を停止す
る。

なお，前記ビジィトーン送出動作において，偶数または
奇数タイムスロット群無線装置７または８が,1組の出入
ハイウェイで終始していて，且つすべての該ハイウェイ
上の呼が前記無線装置で運ばれているならば，すべての
無線回線，例えば８回線すべてが“塞り”となった時点
において，入ハイウェイ側の出力フレームの通話中以外
のすべての音声信号タイムスロットにビジィトーンを流
してもよい。なお，ビジィトーンの送出は，無線回線に
“空き”が生ずるまで継続させる。

（発明の効果） 以上説明したように，本発明によれば時分割交換機ハイ
ウェイのフレーム構成との親和性が優れているので，無
線区間と交換機ハイウェイ間のフレーム交換が容易であ
る。従ってハード量，ソフト量とも大巾に節約できる。
また遅延時間についても，加入者線系に割当てられてい
る現行規格2msの数分の一で足りることから，剰余分
を，例えば本店−支店間など企業内網間の地域的広がり
に利用できる。さらにフレーム効率が高く，従って信号
伝送速度が小，換言すれば所要無線周波数帯域巾が小さ
くて済む利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる時分割マルチアクセス方式のリ
ンクアップ時のフレーム構成例，第２図（１），（２）
は本発明に係わる時分割マルチアクセス方式において，
無線区間を集線機とした場合のリンクダウン時ならびに
リンクアップ時のフレーム構成例，第３図は本発明に係
わるディジタル交換機のハイウェイと接続する時分割マ
ルチアクセス方式無線装置の中断方式図，第４図はPCM1
次群のフレーム構成，第５図は従来方式の時分割マルチ
アクセス方式のフレーム構成例である。 １……ディジタル交換機のスイッチ部,2……１の主制御
部,3……加入者インタフェース回路,4……一般電話機
群,5……奇数タイムスロット無線電話端末群,6……偶数
タイムスロット無線電話端末群,7……偶数タイムスロッ
ト群無線装置,71……７の入力インタフェース回路,72…
…７のタイムスロット抽出回路,73……７のタイムスロ
ット挿入回路,74……７の出力インタフェース回路,75…
…７の送信回路,76……７の受信回路,77……７の制御
部,78……７のアンテナ共用器,8……奇数タイムスロッ
ト群無線装置,9……入ハイウェイ線路インタフェース回
路,10……出ハイウェイ線路インタフェース回路,11……
符号変換トランク,111……11の64KbpsPCM→32KbpsADM符
号変換回路,112……11の32KbpsADM→64KbpsPCM符号変換
回路,12……出ハイウェイ線路,13……入ハイウェイ線
路,14……接続線路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】個別信号がアウトチャネル方式であるPCM1
   次群構成のディジタル交換機ハイウェイと接続する時分
   割マルチアクセス（TDMA）無線装置において，無線装置
   と無線電話端末間の無線区間でのフレーム構成としてｎ
   チャネルの個別信号タイムスロットとｍチャネルの音声
   信号タイムスロット構成とし（ｎ≦2,m＜30），無線装
   置から無線電話端末へのリンクダウン信号のフレーム構
   成をTDM（時分割多重）信号とし，無線電話端末から無
   線装置へのリンクアップ信号のフレーム構成をTDMA（時
   分割多元接続）の信号の構成とし、このTDMAの信号には
   プリアンブル信号を付加し，これらTDMA信号の衝突を避
   けるため，無線ゾーンＡに対しては前記TDM信号の音声
   信号タイムスロットの偶数タイムスロットに相当するTD
   MA信号タイムスロットと個別信号タイムスロットの１タ
   イムスロットとを割り当て，この無線ゾーンと干渉しな
   い或いは無線周波数の異なる無線ゾーンＢに対しては前
   記TDM信号の音声信号タイムスロットの奇数タイムスロ
   ットに相当するTDMA信号タイムスロットと個別信号タイ
   ムスロットの残りの１タイムスロットとを割り当て，個
   別信号は割り当てられた１チャネルを偶数タイムスロッ
   トチャネル，奇数タイムスロットチャネルのそれぞれが
   順次ｍ／２フレームに１回伝送することを特徴とした時
   分割マルチアクセス無線装置のフレーム構成方法。