JPH0777369B2 - 時分割多重信号の受信方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はビットレートの異なる複数のチャネルを一括し
て収容し高速ディジタル専用線等を用いて効率良く、柔
軟に時分割多重化された信号に対する受信方法に関する
ものである。

（従来の技術） 従来、複数のチャネルを時分割多重化して伝送する場合
には各チャネルのビットレートは同一である場合がほと
んどであった。例えば、1.544Mbpsのディジタル回線を
用いて24チャネルの音声回線を多重化するPCM24回線伝
送装置ではチャネルビットレートは全て64kbpsである。
また、ビットレートが同一でないチャネルを多重化する
場合でも各チャネルは固定的又は半固定的に多重化され
るものが多く、入力チャネル数やビットレートの変更等
が生じた場合にはシステムの動作を一時的に停止させて
システム変更を行うなどの必要があった。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、最近では音声符号化技術の発達やそれに
伴なうサービスの多様化等によりチャネルごとにそのサ
ービスや伝送品質に応じて異なるビットレートが用いら
れるようになってきたために多重化装置に対してもビッ
トレートの変更や入力チャネル構成の変更、さらにはト
ラフィック変動に対しても通信の瞬断等を生じることな
く柔軟に対応できるものが求められており、従来技術で
はこのような要求に応えることができない。

本発明の目的はこのような従来技術の欠点に鑑み、ビッ
トレートの異なる複数の入力チャネルを効率良く多重化
できると共にビットレートや入力チャネル構成の変更、
さらにはトラフィック変動等に対しても柔軟に対応でき
る高能率でフレキシブルな時分割多重化方法によって多
重化された信号の受信方法およびその装置を提供するこ
とにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、ビットレートの異なる複数の入力チャ
ネルを時分割多重化して伝送された時分割多重信号の受
信方法において、前記入力チャネルの中で有意な信号の
存在する入力チャネル（アクティブチャネル）をそうで
ない入力チャネル（イナクティブチャネル）に優先させ
て伝送路フレーム内に同一ビットレートの入力チャネル
をグループ化して多重化し、未多重のイナクティブチャ
ネルの中に新規なアクティブチャネルが発生した場合に
は該新規アクティブチャネルと同一のビットレートの入
力チャネルが多重化されているグループ内もしくは該グ
ループの直前又は直後に多重化されている他のビットレ
ート入力チャネルの中から予め定められた優先順位に従
って少なくとも１チャネルのイナクティブチャネルを選
択して該イナクティブチャネルに替えて前記新規アクテ
ィブチャネルを多重化し、前記新規アクティブチャネル
が発生しない場合には前記フレーム内の各グループにお
いて先頭および末尾に予め定められた数のイナクティブ
チャネルを配置すべくグループ内のイナクティブチャネ
ルを移動させ、さらにこのようなイナクティブチャネル
の移動が必要でないときには各グループごとにアクティ
ブチャネル数に対するイナクティブチャネル数の比率を
求め該比率のグループ間格差が予め定められた許容範囲
内に入るように前記比率の高いグループの先頭もしくは
末尾の既多重イナクティブチャネルに替えて前記比率の
低い隣接グループの未多重イナクティブチャネルを多重
化し、このようにして多重化されて送信されてくる入力
チャネルと多重化された入力チャネルの変更や移動を示
す多重化情報とを受信し、多重化されて送られてきた入
力チャネルを前記多重化情報に従って対応する出力チャ
ネルに分離して出力することを特徴とする時分割多重信
号の受信方法が得られる。

（作用） 通常の電話回線やデータ回線や画像回線中には常時音声
信号やデータ信号や画像信号が存在するのではなく、例
えば音声回線では実際には約40％の時間しか音声信号が
存在しないことが統計的に知られており、データ回線や
画像回線についても実際に有意な情報が送られている時
間は全体の数割程度である。このような点に着目して、
複数の入力チャネルの中で有意な信号の存在するチャネ
ルを優先させて時分割多重化して伝送すれば伝送路を有
効に利用することができる。例えば従来48チャネルの音
声チャネルと多重伝送していた伝送路にこの原理を適用
すれば同じ伝送路を用いて100チャネル程度の音声チャ
ネルを伝送することが可能である。本発明はビットレー
トの異なる各種チャネルを一括して収容して前述の原理
を用いるものであり、ビットレートごとにチャネルをグ
ループ化して伝送路フレーム内に多重化し、各グループ
間においてフレーム内のタイムスロットを互いにやり取
りすることによってグループ全体で効率良く伝送路タイ
ムスロットを利用して伝送効率を向上させることができ
る。即ち、各ビットレートごとに伝送路フレーム内のタ
イムスロットを固定的に割り当て、そのタイムスロット
のみを用いて有意な信号の存在するチャネル（アクティ
ブチャネル）を優先的に多重化する場合にはアクティブ
チャネルの増加によりタイムスロットが不足したときに
たとえ他のビットレート用のタイムスロットに未使用の
ものがあってもそのタイムスロットを利用することはで
きないのに対して、本発明を用いて受信される多重化信
号においては各ビットレートごとに伝送するチャネルが
グループ化され、各グループに割当てるタイムスロット
数をトラフィックに応じて可変にすることができるよう
にする。具体的には各グループの境界には隣接するグル
ープの少なくとも１チャネル分を収容できるだけのイナ
クティブチャネルを配置させておき、隣接グループのタ
イムスロットが不足した場合にはこのイナクティブチャ
ネル用のタイムスロットを隣接グループに対して即時に
供給することによって各グループ間でタイムスロットの
不足を互いに補えるようにして入力チャネル全体で伝送
路を有効に用いることが可能となる。さらに各グループ
内のアクティブチャネル数に対するイナクティブチャネ
ル数の比率のグループ間格差が小さくなるように各グル
ープ内のイナクティブチャネル数を調整することによっ
て各グループごとにアクティブチャネル数即ち、トラフ
ィックに比例したイナクティブチャネルエリアが確保さ
れる。この結果各グループのトラフィック変動に対して
柔軟に対応可能なタイムスロット割当てが実現されると
ともにタイムスロット割当てを各グループで平等に行う
ことが可能となる。

（実施例） 本発明を図面を用いて詳細に説明する。ただし、説明の
都合上、先ず本発明である時分割多重信号の受信方法お
よびその装置に対応する時分割多重化送信装置の一実施
例について第３図〜第６図を用いて説明する。

第３図は時分割多重化送信装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。図において参照数字300で示されるCH1〜CH
NまでのＮチャネルの入力信号が第１の多重化回路（MUX
1）310に入力された時分割に多重化された後、信号線31
1を介してメモリ回路320に入力される。メモリ回路320
はタイムスロット（TS）管理回路340から信号線341を介
して入力される制御信号に応じて入力チャネルの中で伝
送路タイムスロットが割当てられたチャネルの信号のみ
をメモリに書き込み、これを信号線321を介して読み出
して第２の多重化回路（MUX2）330に出力する。TS管理
回路340には信号線350を介して各入力チャネルのビット
レートや有意信号の有無を示すチャネル情報が入力さ
れ、このチャネル情報に基づいて伝送路フレーム中のタ
イムスロットを有意信号の存在するチャネルに優先的に
割当てる。このタイムスロットの割当て手順については
第４図を用いて詳しく後述する。TS管理回路340からは
信号線342を介して多重化チャネルの変更等を受信側へ
知らせるための多重化情報が出力され、第２の多重化回
路（MUX2）330で信号線321を介して入力される多重化さ
れたチャネル信号と共に多重化され信号線331を介して
出力される。又、TS管理回路340からは信号線343を介し
て、入力チャネルに伝送路タイムスロットが割当てられ
ているか否かを示す信号が各チャネルに出力される。各
チャネルユニットやモジュール等ではこの割当て情報を
受けることによって自チャネルが多重化されているか否
かを知り、多重化されていない時には例えば送信データ
を一時的にバッファに蓄積してタイムスロットが割り当
てられるのを待合せたり音声符号器の動作を復号器と同
期させて停止して送信側の符号器と受信側の復号器の内
部状態を同一のまま保持することによって再多重時の符
号化品質の劣化を防ぐなどの制御を行う。

第４図は第３図におけるTS管理回路340の具体的な実施
例である。信号線350を介して入力されたチャネル情報
はチャネル状態メモリ400に蓄積された後、割当て情報
メモリ410から信号線411を介して出力される割当て情報
に同期してチャネル検出回路420に入力される。チャネ
ル情報は入力チャネルにおける有意信号の有無や信号の
ビットレートを示すものであり、時分割にチャネル１か
らチャネルＮまでの情報が多重化されている。一方、割
当て情報には各入力チャネルが現在伝送路に多重化され
ているか否かを示す情報がチャネル情報と同様にチャネ
ル番号順に多重化されている。これらの情報に基づき、
チャネル検出回路420では現在多重化されているチャネ
ルの動作状態（アクティブ／イナクティブ）及び未多重
チャネルの中で有意信号が発生した所謂新規アクティブ
チャネル等を検出し、そのチャネル番号やビットレート
等をTS割当て回路430に対して出力する。グループ条件
判定回路440は前述の割当て情報から伝送路フレーム内
のタイムスロット使用状況を調べ、ビットレートごとに
グループ化された入力チャネルの中のイナクティブチャ
ネルが予め定められた数だけ各グループの先頭および末
尾に配置されているか否か判定し、配置されて否い場合
にはそのグループと配置されるべき位置とを信号線441
を介してTS割当て回路430に知らせる。又、バランス回
路450にもグループ条件判定回路440と同様に信号線411
を介して割当て情報が入力され、各グループごとにグル
ープ内に多重化されているアクティブチャネル数に対す
るイナクティブチャネル数の比率（AI比）が求められこ
のAI比のグループ間格差が予め定められた許容範囲内に
入っでいるか否かが調べられる。AI比が大きいグループ
はその時点においてグループ内にアクティブチャネルが
多く、これに比べてイナクティブチャネルが少ないこと
を意味しており、新規アクティブチャネルが発生すると
グループ内のイナクティブチャネルに替えて新規アクテ
ィブチャネルを多重化しきれなくなり、隣接グループの
イナクティブチャネルまでも利用しなければならないと
いう状況に比較的容易におちいる。これに対してAI比の
小さいグループはグループ内にイナクティブチャネルが
多く存在し、AI比の高いグループに比べて新規アクティ
ブチャネルに対する収容能力に余裕があることを意味し
ている。従ってこのAI比が各グループ間でほぼ均衡して
おれば各グループとも入力チャネルに対してほぼ同確率
でタイムスロット割当てを行うことが可能となり、グル
ープ間、即ちビットレートの違いによるサービスの不平
等を解消することができる。このようなAI比のバランス
を調べるのがバランス回路450であり、AI比にアンバラ
ンスが生じている時には信号線451を介してTS割当て回
路430に対してバランス化が必要であることを知らせ
る。一方、TS割当て回路430ではチャネル検出回路420か
ら出力される各入力チャネルに対する状態検出結果によ
り各チャネルの多重／未多重、アクティブ／イナクティ
ブおよびフレーム内多重化順序などを知ると共にグルー
プ条件判定回路440、バランス回路450からの出力に基づ
いて新規アクティブチャネルに対するタイムスロットの
割当てや、既多重チャネルの多重化順序の変更などを決
定する。この結果は信号線431を介して割当て情報メモ
リ410へ出力され割当て情報メモリ410のメモリ内容が更
新されると共に受信側に対しても同様の多重化情報を送
るために信号線342を介して第３図における第２の多重
化回路（MUX2）330にも出力される。このTS割当て回路4
30の動作については更に第５図，第６図を用いて詳しく
説明する。

第５図，第６図はTS管理回路430の動作を説明するため
の流れ図および伝送路フレームフォーマットである。流
れ図に従って各動作ステップ（S1〜S10）の内容を説明
する。S1では外部から各種データが読み込まれる。この
データは前述したチャネル検出回路420からの各入力チ
ャネルの状況およびグループ条件判定回路440、バラン
ス回路450から出力されるフレーム内における多重化チ
ャネルの多重化状態を示すものである。S2では先ずチャ
ネル検出回路420からのデータに基づき未多重チャネル
の中で有意信号が発生した新規アクティブチャネルから
のタイムスロット割当て要求が有るか否かが調べられ、
要求がある場合にはS3へ、ない場合にはS4へ処理が移さ
れる。S3では割当て要求のあった新規アクティブチャネ
ルに対して現在伝送路フレーム中に割当てることができ
るタイムスロットが存在するか否かが調べられる。この
割当て可能なスロットについて第６図を用いて説明す
る。第６図は伝送路の１フレーム中にＮ種類のビットレ
ート（B1,B2,…BN）のチャネルがビットレート毎にグル
ープ化されレートの低い方からそれぞれグループG1,G2,
…GNの中に多重化されている例である。第１のグループ
G1内には最も低いビットレートB1のチャネルが多重化さ
れ、G2,G3にはそれぞれB1の２倍,4倍のビットレート（B
2,B4）のチャネルが多重化されるものとし、G1内のチャ
ネルは１チャネル当り１タイムスロット（TS）を用いて
伝送されるとすればG2,G3では１チャネル当り2TS,4TSが
必要となる。又、各グループ内にA,Iで示してあるのは
それぞれアクティブ（Active）チャネルとイナクティブ
（Inactive）チャネルを意味している。又、フレーム中
のAMはタイムスロットの割当て変更などの情報を受信側
へ知らせるためのアサイメントメッセージ（Assignment
Message）であり、ｆはフレーム同期用のビットであ
る。さて、第５図のS3でタイムスロットの新規割当てを
要求をしたチャネルのビットレートがB2であるとする
と、このチャネルに対してタイムスロットを割当て可能
か否かは、グループG2の中にイナクティブチャネルが少
なくとも１チャネルであれば可能であり、１チャネルも
無い時であっても隣接するグループG1の右端もしくはG3
の左端にビットレートB2のチャネルを１チャネル収容で
きるだけのイナクティブチャネルがあればこれを用いて
タイムスロットを割当てることが可能である。したがっ
てグループG1の右端に２チャネルのＩチャネル、又はグ
ループG3の左端に１チャネルのＩチャネルがあればたと
えG2内にＩチャネルが無い場合であっても割当て可能と
なりこの場合にはS5において新規割当て情報がつくられ
る。ただし、G2内,G1の右端、G3の左端以外にあるイナ
クティブチャネルを割当てることはせずにビットレート
ごとのグループは壊さないようにする。これによってチ
ャネルに対して複数のタイムスロットが飛びとびに割当
てられるのを防ぎ、全体の制御を簡単にできると共に必
要なタイムスロットを複数連続して確保できるため、タ
イムスロット割当てに要する時間、および割当て情報を
受信側へ送るためのアサインメントメッセージ長を短縮
することができる。このようにして各グループは自分の
グループ内にＩチャネルが存在しない場合、即ちトラフ
ィックが混んできたときには隣接するグループ端のＩチ
ャネルを侵触することによって自分のグループを拡大
し、この結果各グループの境界はトラフィックに応じて
自動的に移動して行き、全体としてタイムスロットが有
効に用いられることができる。このように各グループの
境界がトラフィックに応じてスムーズに移動するために
は第６図のG1,G2,G3に示すように各グループの両端には
境界移動用のＩチャネルが常に配置されるようにして隣
接グループとのタイムスロットのやり取りが即時にでき
るようにしておく。このために各グループ端にＩチャネ
ルが少なくとも隣接グループの１チャネル分のタイムス
ロット数に相当するだけ存在しているかどうかを判定す
るのが第５図のS4である。このS4でグループ端にＩチャ
ネルが不足している場合にはS6においてグループ内のＩ
チャネルを必要数だけグループ端に移動させるための割
当て変更情報がつくられる。新規割当て要求やグループ
端条件不備が無い場合にはS7において第２図の説明でも
述べたように各グループのアクティブチャネル数とイナ
クティブチャネル数の比（AI比）に関してグループ間格
差が大きい場合のイナクティブチャネル数の調整が為さ
れる。例えばグループG1のAI比が30％で、G2のAI比が50
％であればS8においてG1の右端に多重化されている２つ
のＩチャネルに替えてビットレートB2の未多重チャネル
を多重化してやることによってグループG1とG2のAI比を
近づけることができる。このようなＩチャネルの多重変
更を新規接続がグループ端条件に関するタイムスロット
変更の必要が無い時に行うことによって前述したような
サービスの平等化が図れる。AI比のバランスがとれてい
る時にはS9でリフレッシュが行われる。これはフレーム
内の多重化チャネルの構成に何の変更も必要なかったと
きに、フレーム内の多重化状況（どのタイムスロットに
どのチャネルが多重化されているか）を受信側へ順次送
信して、送受で多重化状況を一致させるためのものであ
り、その時刻以前の伝送路ビットエラーによって受信側
に誤ったアサイメントメッセージ（AM）が送られた場合
に対する誤り訂正の役割を果たすものであるためビット
エラーが発生しない場合には必要ない。S10ではS5,S6,S
8,S9で発生した各情報を割当て情報として出力する。

第１図は本発明である時分割多重信号の受信装置の一実
施例である。信号線100を介して入力される受信信号は
第１の分離回路（DEMUX1）110によってアサイメントメ
ッセージと多重チャネル信号に分離され、それぞれ信号
線111および112を介してメモリー回路120およびTS管理
回路130に入力される。メモリー回路120ではチャネル番
号に関してランダムに多重化されて入力される多重チャ
ネル信号がTS管理回路130から信号線131を介して入力さ
れる割当て情報に従ってチャネル番号順に並びかえられ
て信号線121を介して出力される。第２の分離回路140で
は、各チャネル信号が分離されて信号線群150を介して
各チャネルに出力される。TS管理回路130では信号線112
を介して入力されるアサイメント情報に基づいて送信側
から送られて来た多重信号中のチャネル構成を知り、前
述のメモリー回路120へ割当て情報を出力すると共に信
号線132を介して各チャネルの信号が現在多重化されて
いるか否かを示す情報を出力する。各チャネルユニット
又はモジュール等ではこの情報に基づいて例えばデータ
回線の場合には多重化されていない時には受信側端末に
対して同期用フラグビットを送出したり、音声回線の場
合には復号器の動作を送信側の符号器と同期させて停止
させることによって送受の内部状態を同一のまま保持し
て再多重時に品質劣化が生じないようにするなどの制御
がなされる。第２図は第１図のTS管理回路130の一実施
例である。AM信号解読回路210では受信信号から分離さ
れたアサイメントメッセージ（AM）が信号線112を介し
て入力された伝送路フレーム内に多重化されてくるチャ
ネル群の構成にどのような変化が生じたかが解読され、
これに従って割当て情報メモリ200を更新するための信
号が信号線211を介して出力される。割当て情報メモリ2
00には、現在送られて来たフレームの中のどのタイムス
ロットにどのチャネルが多重化されているかを示すマッ
プがつくられており、前述のAM信号解読回路210からの
信号によって逐次更新され送信側と同一のマップがつく
られると共にこのマップに基づいて信号線531および132
を介して前述したメモリー回路520および各チャネルユ
ニット等への制御信号が出力される。

尚、以上に説明した各実施例はハードウェアではなくソ
フトウェア制御で行ってもよく、特に送受信におけるTS
管理回路は市販のマイクロプロセッサにより実現しても
よい。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によればビットレートの異な
る複数のチャネルの中で有意信号の存在するものが効率
良く適応多重化された多重信号を受信することが可能と
なり伝送回線の効率的な利用を図る上で極めて有効であ
る。尚、複数のチャネルで送られる信号についてはここ
で特に限定していないが、音声、データ、画像などの単
一メディアもしくは各種のメディアが混在した場合でも
本発明が有効であることは当然である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明である時分割多重化信号の受信方法に対
応する装置の一実施例を示すブロック図である。第２図
は第１図におけるタイムスロット（TS）管理回路の一例
を示す図、第３図は本発明に対応する時分割多重送信方
法に対応する装置の一例を示す図、第４図，第５図は第
３図におけるTS管理回路の一例のブロック図とその処理
内容を示すフローチャート、第６図は伝送路フレームフ
ォーマットの一例を示す図である。 図において、 110……第１の分離回路、 120……メモリー回路、 130……TS管理回路、 140……第２の分離回路、 200……割当て情報メモリ、 210……AM信号解読回路、 300……入力チャネル群、 310……第１の多重化回路（MUX1）、 320……メモリ回路、 330……第２の多重化回路（MUX2）、 340……TS管理回路、 400……チャネル状態メモリ、 410……割当て情報メモリ、 420……チャネル検出回路、 430……TS割当て回路、 440……グループ条件判定回路、 450……バランス回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ビットレートの異なる複数の入力チャネル
   を時分割多重化して伝送された時分割多重信号の受信方
   法において、前記入力チャネルの中で有意な信号の存在
   する入力チャネル（アクティブチャネル）をそうでない
   入力チャネル（イナクティブチャネル）に優先させて伝
   送路フレーム内に同一ビットレートの入力チャネルをグ
   ループ化して多重化し、未多重のイナクティブチャネル
   の中に新規なアクティブチャネルが発生した場合には該
   新規アクティブチャネルと同一のビットレートの入力チ
   ャネルが多重化されているグループ内もしくは該グルー
   プの直前又は直後に多重化されている他のビットレート
   の入力チャネルの中から予め定められた優先順位に従っ
   て少なくとも１チャネルのイナクティブチャネルを選択
   して該イナクティブチャネルに替えて前記新規アクティ
   ブチャネルを多重化し、前記新規アクティブチャネルが
   発生しない場合には前記フレーム内の各グループにおい
   て先頭および末尾に予め定められた数のイナクティブチ
   ャネルを配置すべくグループ内のイナクティブチャネル
   を移動させ、さらにこのようなイナクティブチャネルの
   移動が必要でないときには各グループごとにアクティブ
   チャネル数に対するイナクティブチャネル数の比率を求
   め該比率のグループ間格差が予め定められた許容範囲内
   に入るように前記比率の高いグループの先頭もしくは末
   尾の既多重イナクティブチャネルに替えて前記比率の低
   い隣接グループの未多重イナクティブチャネルを多重化
   し、このようにして多重化されて送信されてくる入力チ
   ャネルと多重化された入力チャネルの変更や移動を示す
   多重化情報とを受信し、多重化されて送られてきた入力
   チャネルを前記多重化情報に従って対応する出力チャネ
   ルに分離して出力することを特徴とする時分割多重信号
   の受信方法。