JPH07170565A - 時分割多重通信における通信用スロットの割り当 て方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】時分割多重伝送方式の無線中継局間を、局間デ
ータを交換機を介して時分割多重方式のデジタル回線で
結んだ移動通信システムにおける、伝送遅延の短縮化を
考慮した通信用スロットの割り当てを行う。 【構成】局間データ交換機１に、通信で割り当てるデジ
タル回路のスロットを転送時間が最小となる組み合わせ
条件で、通信開始前に検索および決定する手段と、この
決定に必要な情報な無線中継局毎のデジタル回線の受信
フレームタイミングの検出をする手段、また下りデジタ
ル回線の送信フレームタイミングについては、無線中継
局との下り無線スロットへのデータ転送時間を微調整を
するための調整をする手段を設ける。また、無線中継局
２１，２２，…，２ｎにおいてデジタル回線スロットに
対応するデータの転送時間が最小となる無線スロットの
組み合わせを自動的に判断する手段と、デジタル回線を
フレームタイミングの検出、および下りデジタル回線の
送信フレームタイミングの微調整を補助するための手段
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、時分割多重伝送方式の
デジタル移動体無線通信システムにおいて、複数の移動
局が１または複数の無線通信スロットを共有し、かつ無
線中継局間を局間データ交換機を介して時分割多重伝送
方式のデジタル回線で結ぶ場合の無線回線およびデジタ
ル回線の通信スロットの制御方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】時分割多重伝送方式のデジタル移動体無
線通信システムとしては、自動車電話システムや携帯電
話システムが構築されており、刻一刻と変化する移動局
の位置に左右されず、連続的に追従して、従属する無線
中継局を絶えず変更しながら、移動局毎に特定の通信ス
ロットを常時割り当てる通信制御技術がある。

【０００３】また、時分割多重伝送無線スロットの送出
タイミングの調整方式に関しては、やはり自動車電話シ
ステムや、衛星通信システムに既に確立されている。

【０００４】しかし、複数の移動局が１または複数の時
分割多重無線通信スロットを共有し、かつ無線中継局間
を局間データ交換機を介して時分割多重伝送方式のデジ
タル回線で接続しての、待時式の通信を行うシステムに
おいての、伝送遅延を考慮した通信用スロットの割り当
てや、デジタル回線のフレームタイミングの調整を行う
通信制御技術は従来にない技術である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】１または複数の通信チ
ャネルを共有する複数の移動局を収容する、複数の無線
中継局間を局間データ交換機を介して時分割多重伝送方
式のデジタル回線で接続したシステムでの、無線回線お
よびデジタル回線の通信スロットの選択方式には、次の
ような問題がある。

【０００６】まず第１に、無線中継局で受信される移動
局からの上り無線スロットの信号を、上りデジタル回線
へ転送する場合、転送される上り無線スロットと、転送
される上りデジタル回線のスロットとがランダムに選択
されると、転送時間が不定となり、データの伝送遅延時
間が増大する問題が生ずる。そのため、無線中継局にて
通信を開始する前に、転送時間が最小となる上り無線ス
ロットと、上りデジタルの回線スロットの組み合わせ決
定しておき、通信スロットの割り当ては、このようなス
ロットの組み合わせにより行う制御が必要になる。

【０００７】第２に、無線中継局で受信される局間デー
タ交換機からの下りデジタル回線スロットの信号を、下
り無線回線へ転送する場合、転送される下りデジタル回
線スロットと、転送される下り無線回線のスロットとが
ランダムに選択されると、転送時間が不定となり、デー
タの伝送遅延時間が増大する問題が生ずる。そのため、
無線中継局にて通信を開始する前に、転送時間が最小と
なる下りデジタル回線スロットと、下り無線スロットの
組み合わせ決定しておき、通信スロットの割り当ては、
このようなスロットの組み合わせにより行う制御が必要
になる。

【０００８】第３に、局間データ交換機で受信される無
線中継局からの上りデジタル回線スロットの信号を、下
りデジタル回線へ転送する場合、転送される上りデジタ
ル回線スロットと、転送される下りデジタル回線のスロ
ットとがランダムに選択されると、転送時間が不定とな
り、データの伝送遅延時間が増大する問題が生ずる。そ
のため、局間データ交換機にて通信を開始する前に、転
送時間が最小となる上り、および下りデジタル回線スロ
ットの組み合わせ決定しておき、通信スロットの割り当
ては、このようなスロットの組み合わせにより行う制御
が必要になる。

【０００９】第４に、第１および第２のように転送時間
をスロットの組み合わせにて短縮する方法では短縮でき
る時間はスロット長単位となり、スロット長以下の転送
時間の短縮はできない問題がある。そのため、無線回線
とデジタル回線のフレームタイミングの時間差を調整す
ることにより、転送時間の微調整を行う制御が必要にな
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るため、本発明では局間データ交換機に、通信で割り当
てる上り、および下りデジタル回線のスロットを転送時
間が最小となる組み合わせをとる条件で、通信を開始す
る前に検索および決定する手段を設ける。さらに、この
決定に必要な情報となる、無線中継局毎の上り、および
下りデジタル回線の受信フレームタイミングの検出をす
る手段、また下りデジタル回線の送信フレームタイミン
グについては、無線中継局との下り無線スロットへのデ
ータ転送時間を微調整をするための調整をする手段を設
ける。

【００１１】また、無線中継局において上り、および下
りデジタル回線スロットに対応するデータの転送時間が
最小となる無線スロットの組み合わせを自動的に判断す
る手段を設ける。さらに、上述した上り、および下りデ
ジタル回線のフレームタイミングの検出、および下りデ
ジタル回線の送信フレームタイミングの微調整を補助す
るための手段を設ける。ここで、上りデジタル回線の送
信フレームタイミングの微調整をする手段は有しない。

【００１２】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の前提となるシステム構成の一例であ
る。図において、１は局間データ交換機、２１，２２，
…，２ｎは無線中継局を示し、時分割多重デジタル回線
４０で局間データ交換機１と接続されている。３１，３
２，…，３ｎは移動局を示し、それぞれ無線中継局２
１，２２，…，２ｎと時分割多重無線回線５１，５２，
…，５ｎで無線的に接続される。時分割多重無線回線５
１，５２，…，５ｎを構成する無線スロットには２種類
あり、通信を接続のための情報を伝送する制御用スロッ
トと、通信用データの情報を伝送する、および通信を終
了するための情報を伝送する通信用スロットがある。同
様に時分割多重デジタル回線４０も制御用スロットおよ
び通信用スロットの２種類から構成される。ただし、本
図で示す無線中継局、デジタル回線、移動局、および無
線回線の数はあくまでも一例であり、一般的にこの限り
ではない。

【００１３】図２は、データの伝送順路、および遅延時
間の構成を示す。１Ａは発信移動局での上り無線回線ス
ロット送信、２Ａは発側無線中継局での上り無線回路ス
ロット受信、２Ｂは発側無線中継局での上りデジタル回
線スロットの送信、３Ａは局間データ交換機での上りデ
ジタル回線スロットの受信、３Ｂは下りデジタル回線ス
ロットの送信、４Ａは着側無線中継局での下り無線回線
スロット受信、４Ｂは着側無線中継局での下りデジタル
回線スロットの送信、および５Ａは着信移動局からの下
り無線回線スロット受信を示す。

【００１４】また、Ｔ１は発信移動局での上り無線回線
スロット送信１Ａから発側無線中継局での上り無線回線
スロット受信２Ａまでの上り無線回線の伝送遅延時間、
Ｔ２は上り無線回線スロット受信２Ａからよりデジタル
回線スロット送信２Ｂまでデータ転送時間、Ｔ３は上り
デジタル回線スロット送信２Ｂから上りデジタル回線ス
ロット受信３Ａまでの上りデジタル回線の伝送遅延時
間、Ｔ４は上りデジタル回線スロット受信３Ａから下り
デジタル回線スロット送信３Ｂまでのデータ転送時間、
Ｔ５は下りデジタル回線スロット送信３Ｂから下りデジ
タル回線スロット受信４Ａまでの下りデジタル回線の伝
送遅延時間、Ｔ６は下りデジタル回線スロット受信４Ａ
から下り無線回線スロット送信４Ｂまでのデータ転送時
間、およびＴ７は下り無線回線スロット送信４Ｂから下
り無線回線スロット受信５Ａまでの下り無線回線の伝送
遅延時間を示す。本図におけるＴ２、Ｔ４、およびＴ６
を短縮するための手段を以下に説明する。

【００１５】図３は、無線中継局における、上り無線ス
ロットから、上りデジタル回線スロットへのデータ転送
時間Ｔｕｐを示したものである。上り無線回線ＵＭＡ、
ＵＭＢ、およびＵＭＣは、ｎ個の無線スロットで１フレ
ームを構成しており、上りデジタル回線ＵＤＡも同じフ
レーム構成をしているが、フレームタイミングＴｏｆｆ
がＴｕｐ＋１スロット長分だけ、ずれている。

【００１６】図のようなフレーム構成および矢印Ａ１，
Ａ２，Ａ３で示すような転送を行えるスロットの組み合
わせを行えば、無線中継局で余分な時記憶時間をとるこ
とがなくなるので、無線中継局では局間データ交換機か
ら下りデジタル回線の制御用スロットで送られるデジタ
ル回線のスロット指定情報に対応して、矢印のような組
み合わせとなる無線スロットのなかから空き通信用スロ
ットの検索を行い、該当する上り無線スロットが存在す
れば即割り当て、他の通信で占有されていればそのスロ
ットが空くまでまち、空いた時点で割り当てる。ただ
し、本図で示す上り無線回線、および上りデジタル回線
の数は一例であり、一般的にはこの限りではない。

【００１７】図４は、無線中継局における、下りデジタ
ル回線スロットから下り無線スロットへのデータ転送時
間Ｔｄｏｗｎを示したものである。下りデジタル回線Ｄ
ＤＡは図３と同じくｎ個の無線スロットで１フレームを
構成し、下り無線回線ＤＭＡ，ＤＭＢおよびＤＭＣも同
じフレーム構成をしているが、フレームタイミングがＴ
ｄｏｗｎ＋１スロット長分だけずれている。

【００１８】本図のようなフレーム構成および矢印Ｂ
１，Ｂ２，Ｂ３で示すような転送を行えるスロットの組
み合わせを行えば、無線中継局で余分な一時記憶時間を
とることがなくなるので、無線中継局では、局間データ
交換機から下りデジタル回線の制御用スロットで送られ
るデジタル回線のスロット指定情報に対応して、矢印の
ような組み合わせとなる無線スロットのなかから空き通
信用スロットの検索を行い、該当する上り無線スロット
が存在すれば即割り当て、他の通信で占有されていれば
そのスロットが空くまで待ち、空いた時点で割り当て
る。ただし、本図で示す上り無線回線、および上りデジ
タル回線の数は一例であり、一本にはこの限りではな
い。

【００１９】図５は、上りデジタル回線のフレームタイ
ミングの検出、および下りデジタル回線のフレームタイ
ミングの検出および調整、デジタル回線の通信用スロッ
ト、および無線回線の通信用スロットの決定を行う、無
線中継局と、局間データ交換機のブロック図の一例であ
る。

【００２０】本図は、局間データ交換機１と、無線中継
局２１、および２２より構成される。局間データ交換機
１と無線中継局２１および局間データ交換機１と無線中
継局２２はそれぞれデジタル回線４１ａ，４１ｂ、およ
び４２ａ、４２ｂで接続されている。

【００２１】本図における、上りデジタル回線のフレー
ムタイミングの検出は、次のように行う。無線中継局２
１にて、フレームタイミング検出用データ送出回路２１
Ｉから、上り無線回線のフレームタイミング検出用デー
タを送出する。本データはデジタル回線送信部２１Ｇか
ら、４１ａを通じて局間データ交換機１のデジタル回線
受信部１Ａで受信され、その受信タイミグがフレームタ
イミング測定回路１Ｄで測定される。測定された受信タ
イミングデータは、フレームタイミング記憶回路１Ｅで
記憶される。他の無線中継局２２に対しても、同様に上
りデジタル回線のフレームタイミングを検出する。

【００２２】下りフレームタイミングの検出および調整
は、次のように行う。局間データ交換機１のフレームタ
イミング検出用データ送出回路１Ｂから、下りデジアル
回線のフレームタイミング検出用データを送出する。本
データはデジタル回線送信部１Ｃから、上りデジタル回
線で無線中継局のデジタル回線受信部２１Ｊで受信さ
れ、その受信タイミングがフレームタイミング測定回路
２１Ｇで測定される。このフレームタイミング測定回路
２１Ｇではさらに無線回線送信部２１Ｂから送られてく
る下り無線回線のフレームタイミング信号と、測定され
た受信タイミングデータとを比較し、その差の情報をフ
レームタイミング測定回路２１Ｇから上りデジタル回線
を介して局間データ交換機１へ送出し、デジタル回線受
信部１Ａを経由してフレームタイミング測定回路１Ｄで
受信し、受信情報を元に下りデジタル回線のフレームタ
イミング調整をデジタル回線送信部１Ｃに対して行い、
調整後のフレームタイミングデータは、フレームタイミ
ング記憶回路１Ｅで記憶される。なお、ここまでの局間
データ交換機１と、無線中継局２１および２２とのやり
とりは、制御用、通信用スロットを問わずスロット内の
１部のビット情報で行われる。

【００２３】本図における、デジタル回線の通信用スロ
ットの割当は、デジタル回線の制御用スロットを用いて
次のように行う。移動局からの発呼要求信号が、無線中
継局２１の無線回線受信部２１Ａで受信されデジタル回
線４１ａを通じて、局間データ交換機１の通信スロット
決定回路１Ｆで受信されると、通信スロット決定回路１
Ｆはデジタル回線４１ａの上りフレームタイミング、お
よびデジタル回線４２ｂの下りフレームタイミング情報
をフレームタイミング記憶回路１Ｅから受け取り、その
時間差を算出し、局間データ交換機１におけるデータ転
送時間が最小となるスロットの組み合わせを決定し、該
当する組み合わせの空きスロットを通信スロット監視回
路１Ｇで検索する。空きスロットがあれば、通信スロッ
ト監視回路１Ｇはそのスロットを予約状態とし通信スロ
ット決定回路１Ｆへ即通知する。通信スロット決定回路
１Ｆはその情報をデジタル回線４１ｂを通じて即通信ス
ロット決定回路２１Ｅへ送出し、空きスロットが無けれ
ば本組み合わせに該当するスロトの空きが生じるまで待
ち、生じた時点でそのスロットを予約状態とし通信スロ
ット決定回路１Ｆへ通知し、通信スロット決定回路１Ｆ
はその情報をデジタル回線４１ｂを通じて通信スロット
決定回路２１Ｅへ送出する。また局間データ交換機１へ
も同様の経路で送出する。そして、無線中継局２１、お
よび２２から無線回線の通信用スロットの獲得通知が、
デジタル回線４１ａ、４２ａを通じて通信スロット決定
回路１Ｆへ来ると、通信スロット決定回路１Ｆは通信の
開始を通信スロット決定回路２１Ｅおよび無線中継局２
２の同一回路へ通知する。

【００２４】本図における無線回線の通信用スロットの
割当は、次のように行う。無線中継局２１の場合、局間
データ交換機１からデジタル回線の通信用スロット割り
当て情報を通信スロット決定回路２１Ｅで受け付けたあ
とは、転送時間が最小となる無線スロットを算出し、該
当スロットの検索を通信スロット監視回路２１Ｄで行
う。空きスロットがあれば、通信スロット監視回路２１
Ｄはそのスロットを予約状態とし通信スロット決定回路
２１Ｅへ即通知する。通信スロット決定回路２１Ｅは無
線回線の通信用スロットの獲得通知を、デジタル回線４
１ａを通じて局間データ交換機１へ送出する。空きスロ
ットがなければ、対象スロットに空きが生じるまで待
ち、生じた時点でその無線スロットを予約状態とし、通
信スロット決定回路２１Ｅへ通知する。

【００２５】通信スロット決定回路２１Ｅは無線回線の
通信用スロットの獲得通知を、デジタル回線４１ａを通
じて局間データ交換機１へ送出する。また、無線中継局
２２も局間データ交換機１から同様の通信用スロット割
り当て情報を受け付けたあと、無線中継局２１と同様の
制御を行う。なお、ここでの局間データ交換機１と無線
中継局２１、および２２とのデジタル回線でのやりとり
は、全て制御用スロットを用いて行われる。ただし、一
般的には局間データ交換機とデジタル回線で結ばれる無
線中継局の数は、３以上となる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による通信
用スロット検索方式は、局間データ交換機に、通信で用
いる上り、および下りデジタル回線のスロットを、通信
を開始する前にあらかじめ転送により遅延時間が最小と
なるスロットの組み合わせを検索し、その組み合わせに
該当するスロットが空き状態になると該当スロットの割
り当てを行う手段を設けることにより、通信中において
の局間データ交換機でのスロットデータの転送により遅
延時間を短縮できる効果を有する。

【００２７】また、無線中継局においては、通信を開始
する前に局間データ交換機から受けたデジタル回線スロ
ットの指定情報をもとに無線回線との転送時間が最小と
なる無線スロットを割り当てる手段を有することによ
り、実際の通信中においての無線中継局でのスロットデ
ータの転送による遅延時間を短縮できる効果を有する。

【００２８】さらに無線中継局での、下りデジタルカ回
線のフレームタイミングを調整する手段を設けることに
より、下りデジタル回線から下り無線回線へのデータ転
送による遅延時間を更に短縮できる効果を有する。

【００２９】これらの効果により、本システム全体にお
ける通信の伝送遅延を短縮できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の前提となるシステム構成の一例を示す
図

【図２】データの伝送路、および遅延時間の構成を示す
図

【図３】無線中継局におけるより無線スロットからより
デジタル回線スロットへのデータ転送時間を示した図

【図４】無線中継局における下りデジタル回線スロット
から下り無線スロットへのデータ転送時間を示した図。

【図５】本発明の一実施例における無線中継局と局間デ
ータ交換機の構成を示すブロック図

【符号の説明】

１ 局間データ交換機 ２１，２１，…，２ｎ 無線中継局 ３１，３１，…，３ｎ 移動局 ４０，４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ 時分割多重
デジタル回線 ５１，５２，…，５ｎ 時分割多重無線回線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無線中継局と局間データ交換機を結ぶ上
   りデジタル回線のフレームの先頭スロットをダミーデー
   タを無線中継より送出することにより局間データ交換機
   でフレームタイミングを検出する検索手段と、 下りデジタル回線のフレームの先頭にダミーデータを局
   間データ交換機より送出することにより、無線中継局で
   下り無線回線のフレームタイミングとの差異を検出し、
   局間データ交換機に、折り返し通知することにより下り
   デジタル回線のフレームタイミングを切り換えする調整
   手段と、 この検索手段と、調整手段より得られたデータを記憶
   し、通信のためのデジタル回線スロットを割り当てる際
   に、対象となる無線中継局のフレームタイムングデータ
   の差を算出し、スロットデータの転送時間が最小となる
   デジタル回線スロットの組み合わせを算出し、対象無線
   中継局とのデジタル回線の該当する空きスロットがあれ
   ば即割り当てを行い、空きスロットが無ければ空くまで
   待ち、空いた時点でスロットの割り当てを行うデジタル
   回線のスロット監視制御手段と、 デジタル回線スロット指定情報を受け付けた無線中継局
   にて、転送時間が最小となる無線スロットを算出し、該
   当する空きスロットがあれば即割り当てを行い、空きス
   ロットが無ければ空くまで待ち、空いた時点でスロット
   の割り当てを行う無線回線のスロット監視制御手段とを
   備えたことを特徴とする通信用スロット割り当て方式。