JPH10262234A

JPH10262234A - 双方向通信システム

Info

Publication number: JPH10262234A
Application number: JP9064383A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Matsuda; 伸広松田; Michiaki Okano; 道商岡野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-03-18
Filing date: 1997-03-18
Publication date: 1998-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】多重登録された端末を検出できる双方向通信
システムの提供。【解決手段】伝送線路上にセンター装置と複数の端末
とが接続され、前記各端末が上り伝送帯域と下り伝送帯
域との各周波数帯域毎に分離した通信帯域のタイムスロ
ットを利用して前記センター装置を介して双方向通信を
行うシステムにおいて、前記各端末から前記センター装
置への上り信号にランダムパターンを記述することによ
り、前記センター装置から等距離にある複数の端末の多
重登録を検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、端末間の双方向通
信が可能なケーブルテレビジョンシステム（以下、ＣＡ
ＴＶシステムと称す）などの双方向通信システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現在構築されているＣＡＴＶシステム
は、センター装置から既存ＴＶ放送や自主放送などを加
人者の複数の端末へ配信するサービスが主流であるが、
近年、このＣＡＴＶシステムに双方向通信機能を有する
中継器を付加して、加入者間の双方向通信を実現した放
送通信融合型のサービスが、例えばＩＳＤＮ通信サービ
スなどで実現されている。このＩＳＤＮ通信サービスで
は、後に詳細に説明するように、伝送路の通信周波数帯
域が上り伝送帯域と下り伝送帯域とに区別されている。
伝送路の周波数を上り伝送帝域を例えば１０〜５ＯＭＨ
ｚに、下り伝送帯域を例えば７０〜３００ＭＨｚに割り
当てる。そのうち、ＴＶ１チャネル分の帯域（６ＭＨ
ｚ）に相当する３０〜３６ＭＨｚを上りの通信帯域、２
３４〜２４０ＭＨｚを下りの通信帯域に使用する。この
帯域をＱＰＳＫ変調を行い、８，９１２Ｍｂｐｓのデイ
ジタル通信路を確保する。

【０００３】一般的なＣＡＴＶシステムにおいては、伝
送路がセンター装置より同軸ケーブルでツリー型に構成
されている。このため一斉に各端末と通信を行おうとす
ると各端末からの応答信号が一斉に返り、各信号が衝突
し合って通信が出来ない状態となる。これを防ぐため
に、センター装置より各端末に対してデ一夕を順次、各
端末のアドレス（識別符号）をつけて送信して通信をす
るようする。

【０００４】端末ではセンター装置から自アドレスが記
述された信号を受信すると、所定の時間に応答信号をセ
ン夕一装置に送信する。端末からの信号の送信タイミン
グはセンター装置によってポーリング処理を用いて管理
されているので、他端末の信号と衝突することはない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】他端末の信号と衝突す
ることなくポーりング処理を正常に行うには、各端末に
それぞれ固有のアドレス割り付けられていることが必要
条件となる。一方、端末へのアドレスの登録は、端末の
加人者宅への据え付け時に人為的操作により行われるこ
とが多く、誤って同一アドレスを複数の端末に登録して
しまうこともあり得る。この場合、ポーリング処理が正
常に行われないばかりか、通信サービスに課金処理が施
されているシステムでは、他の同一アドレスの端末が受
けたサービスについて、誤って課金されてしまいかねな
い。

【０００６】したがって本発明の目的は、上述した従来
の双方向ＣＡＴＶシステムにおける問題点を除去し、人
為的ミス等により複数台の端末へ同一アドレスが設定さ
れるいわゆる、多重登録された端末を検出することが可
能な双方向通信システムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、伝送路
上にセンタ装置と複数の端末とが接続され、前記各端末
が上り伝送帯域と下り伝送帯域との各周波数帯域毎に分
離した通信帯域のタイムスロットを利用して前記センタ
ー装置を介して双方向通信を行う双方向通信システムに
おいて、前記センター装置は、（ａ）各端末毎にそれぞ
れ割り当てたタイムスロットの信号を取得する上り信号
受信手段と、（ｂ）前記上り信号の誤りを検出する手段
と、（ｃ）各端末がそれぞれ通信を行えるか否かを判定
する手段と、（ｄ）前記判定結果を前記各端末毎にそれ
ぞれ割り当てたタイムスロットに信号を乗せて、各端末
へ信号を送信する下り信号送信手段とを具備し、前記各
端末が（ｅ）予め前記センター装置によって割り当てた
タイムスロットを利用して、前記センター装置へ信号を
送信する上り信号送信手と、（ｆ）ランダムパターンを
発生する手段と、（ｇ）前記上り信号にランダムパター
ンを挿入する手段と、（ｈ）前記伝送路上の自端末に割
り当てたタイムスロットを利用して、前記センター装置
からの前記判定結果を受信する下り信号受信手段と、
（ｉ）前記判定結果により前記上り信号を送信する上り
信号送信手段とを具備したことを特徴とする双方向通信
システムにより、上記の課題が解決される。

【０００８】また、本発明によれば、前記センター装置
は、（ｊ）各端末からの前記ランダムパターンを前記下
り信号に挿入する手段を備え、また前記端末は、（ｋ）
上り信号に挿人した前記ランダムパターンと前記センタ
ー装置が下り信号に挿入した前記ランダムパターンを比
較する手段と、を具備したことを特徴とする前記双方向
通信システムにより、上記の課題が解決される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して詳細に説明する。

【００１０】図１は、本発明に係る双方向通信システム
のーつの実施形態であるＣＡＴＶシステムの構成を示す
図である。

【００１１】同図に示すように、このＣＡＴＶシステム
は、ＴＶ放送の配信設備および交換機などを備えたセン
ター装置１から複数の加入者宅内の端末２ａ〜２ｄへツ
リー型の同軸ケーブルを張り巡らし、途中の分岐点に双
方向通信機能を備えた中継増幅器３を接続し構成されて
いる。各端末２ａ〜２ｄは利用者（加入者）宅内に配置
されており、各々の端末２ａ〜２ｄにはテレビジヨン
（ＴＶ）およびビデオテープレコーダー（ＶＴＲ）など
からなるＴＶセットや電話およぴＦＡＸなどの通信機器
が接続されている。

【００１２】図２はセンター装置１の構成を示すブロッ
ク図で、交換機１１、インタフェース装置１２、時分割
多重アクセス装置（以下、ＴＤＭＡ装置と称す）１３お
よびヘッドエンド１４から構成されている。交換機１１
は、自局内呼の接続および外部網との接続を行う。この
交換機１１は、たとえば１，０２４台の収容能力（接続
能力）があり、この交換機１１とインタフェース装置１
２とは３２本の信号線で接続されている。１２５μｓを
１フレームとし１フレームには６４Ｋｂｐｓのタイムス
ロット（ＴＳ）が３２個多重化されて伝送されるので、
交換機１１とインタフェース装置１２間では合計で３２
ＴＳ×３２本（信号線数）＝１，０２４個のＴＳの伝送
能力がある。ＴＤＭＡ装置１３は、インタフェース装置
１２で設定されたＴＳを伝送路上のＴＳに乗せ替える。

【００１３】ここで、一般に、前述したＩＳＤＮ通信サ
ービスでは、図３に示すように伝送路の通信周波数帯域
が上り伝送帯域１３１と下り伝送帯域１３２とに区別さ
れている。伝送路の周波数を上り伝送帝域１３１を例え
ば１０〜５ＯＭＨｚに、下り伝送帯域１３２を例えば７
０〜３００ＭＨｚに割り当てる。そのうち、ＴＶ１チャ
ネル分の帯域（６ＭＨｚ）に相当する３０〜３６ＭＨｚ
を上りの通信帯域、２３４〜２４０ＭＨｚを下りの通信
帯域に使用する。この帯域をＱＰＳＫ変調を行い、８，
９１２Ｍｂｐｓのデイジタル通信路を確保する。

【００１４】次に、図２に示されるＴＤＭＡ装置１３は
交換機１１とともに端末２ａ〜２ｄ間の通信を効率よく
行うために、各端末２ａ〜２ｄから送信されてくる上り
信号同士が衝突しないよう、センター装置１と各端末２
ａ〜２ｄ間の往復信号時間を計測し、遠くの端末、例え
ば端末２ｄほど早めに上り信号を送信するように制御す
る。図１０は上り信号の送信制御の概念を示す。すなわ
ち、この制御は、センター装置側での上り／下りフレー
ム信号の位相を一致させるために、端末でセンター装置
からＴＳを受信してから、Ｔｄ（下り遅延時間）＋Ｔｕ
（上り遅延時間）時間早めに上り信号を送信するように
するものである。この精度を１ビット（シンボル）時間
の１／１０程度あるいはそれ以下（本発明では１／１６
とする）とすることにより、センター装置にて受信する
ＴＳをセンター装置のクロックに同調させる。これによ
りＴＳ毎のプリアンブルを除去した高能率なフレーム構
成が可能となる特徴がある。しかし、タイミング精度の
範囲で、センター装置での受信信号の打ち抜きにおいて
最適タイミングからずれが生じる場合があるため、上り
信号のセンター装置での受信タイミング（端末の送信タ
イミング）を安定化させる必要がある。

【００１５】図２のヘッドエンド１４は、ＴＶ放送、自
主放送などの映像信号と時分割多重アクセス（以下ＴＤ
ＭＡと称す）により多重化された信号との多重／分離な
どを行い、そのＴＤＭＡ信号を端末２ａ〜２ｄと送受信
（通信）する装置である。

【００１６】このようなセンター装置において、交換機
１１とインタフェース装置１２間のＴＤＭＡ信号のフレ
ームは図７（ａ）および図８（ａ）に示すように、複数
たとえば３２個ののタイムスロット＃０〜＃３１から構
成されている。ここで上りと下りのフレームは同じ構成
である。

【００１７】インタフェース装置１２は、図４に示すよ
うに、下りＴＳ乗せ替え部４１、上りＴＳ乗せ替え部４
２、インタフェース主制御部４３を有している。

【００１８】このインタフェース装置１２は、端末２ａ
〜２ｄあるいは交換機１１からの呼制御信号に従って、
ＴＤＭＡ装置１３側（端末側）の上りあるいは下りのタ
イムスロットＣＴＳを空き状態に応じて動的に割り当て
て（デマンドアサイン）、交換機１１からの下りＴＤＭ
Ａ信号（下りタイムスロット：ＰＴＳ）を、ＴＤＭＡ装
置１３側（端末側）への下りＴＤＭＡ信号（下りタイム
スロット：ＣＴＳ）に、逆に、ＴＤＭＡ装置１３側（端
末側）の上りＴＤＭＡ信号（上りタイムスロット：ＣＴ
Ｓ）を交換機１１側の上りＴＤＭＡ信号（上りタイムス
ロット：ＰＴＳ）に乗せ換えるものである。

【００１９】同図に示すように、下りＴＳ乗せ替え部４
１は、下りフレーム受信部４１ａ、下りフレーム受信バ
ッフア４１ｂ、下りフレーム送信部４１ｃから構成され
いる。インタフェース主制御部４３は、インタフェース
装置制御部４３ａ、ＣＴＳ−ＰＴＳ対応表格納部４３ｂ
および端末状態表格納部４３ｃから構成されている。イ
ンタフェース装置制御部４３ａは、交換機１１との呼制
御信号、図７（ｂ）、図８（ｂ）にそれぞれ示す端末２
ａ〜２ｄとのデマンドアサイン制御チャネル７２ｃ、８
２ｂを送受信し、図９に示すＣＴＳ−ＰＴＳ対応表を基
に、ＣＴＳ＃０〜＃８７の中から空きＣＴＳを検索し、
ＰＴＳ番号に対応するＣＴＳ番号を割り当てるための制
御等を行う。また、端末状態表格納部４３ｃは、端末の
属性、図７（ｂ）、図８（ｂ）にそれぞれ示す情報チャ
ネル７２ｅ、８２ｃ（上り／下りＣＴＳ）の使用可／不
可情報などを記述するものであり、情報チャネル使用不
可の端末から発呼要求（本来、あり得ないが）あるいは
不可の端末へ着呼要求が来た場合は、当該呼制御を拒否
する。この状態表格納部４３ｃはＴＤＭＡ装置１３と共
有するものとする。

【００２０】下りフレーム受信部４１ａでは、図７
（ｂ）に示すＴＤＭＡ装置１３側のフレーム７２の時間
間隔５ｍｓ毎に２個の下りフレーム受信バッフア４１ｂ
＃０、４１ｂ＃１を交互に切り替えて、下りＰＴＳを同
バッファに書き込む。

【００２１】下りフレーム送信部４１ｃでは、図９に示
すＣＴＳ−ＰＴＳ対応表を基に下りＰＴＳを読み出し、
図７（ｂ）に示すフレーム７２の所定のＣＴＳに書き込
むとともに、ＴＤＭＡ装置１３への制御情報を制御チャ
ネル７２ｂに、端末に対する空きチャンネル（ＣＴＳ）
情報をデマンドアサイン制御チャネル７２ｃに書き込
み、ＴＤＭＡ装置１３に送信する。

【００２２】また、図４の上りＴＳ乗せ替え部４２は、
上りフレーム受信部４２ａ、上りフレーム受信バッフア
４２ｂ、上リフレーム送但部４２ｃから構成されてお
り、上りフレーム受信部４２ａでは、図８（ｂ）に示す
ＴＤＭＡ装置１３側のフレーム８２の時間間隔５ｍｓ毎
に２個の上りフレーム受信バッフア４２ｂ＃０、４２ｂ
＃１を交互に切り替えて、図９に示すＣＴＳ−ＰＴＳ対
応表を基に上りＣＴＳを所定の上りＰＴＳの位置に同バ
ッフアに書き込むとともに、図８（ｂ）に示すＴＤＭＡ
装置１３からの制御情報（制御チャネル８２ａ）、およ
び端末からの空きチャンネル（ＣＴＳ）獲得情報（デマ
ンドアサイン制御チャネル８２ｂ）を、インタフェース
装置制御部４３ａに送但する。

【００２３】上りフレーム送信部４２ｃでは、同様に上
りフレーム受信バッファ４２ｂ＃０、４２ｂ＃１を交互
に切り替えて、上りフレーム受信部４２ａによって書き
込まれた同バッフアの情報（上りＣＴＳ）を図９に示す
ＣＴＳ一ＰＴＳ対応表を基に読み出し、交換機１１に送
信する。

【００２４】次に、ＴＤＭＡ装置１３は図５に示すよう
に、ＴＤＭＡ装置主制御部５１、下り系処理部５２およ
び上り系処理部５３などから構成されている。

【００２５】ＴＤＭＡ主制御部５１は、マイクロプロセ
ッサー、ＲＡＭ／ＲＯＭなどのメモリを有するＴＤＭＡ
装置制御部５１ａ、前述した端末状態表格納部４３ｃな
どから構成されている。ＴＤＭＡ装置制御部５１ａで
は、下り系処理部５２の制御チャネル受信部５２ｂ、上
り系処理部５３の上り遅延計測制御用チャネル受信部５
３ｄから、インタフェース装置１２あるいは端末２ａ〜
２ｄの制御情報である図７（ｂ）に示す制御チャネル７
２ｂ、図８（ｃ）に示す遅延計測制御用チャネル８３ａ
を受信し、しかるべき処理（例えば送信タイミングの算
出）を行いその応答を制御用チャネル送信部５３ｅ、下
り遅延計測制御用チャネル送信部５２ｃに設定する。端
末に関してその送信タイミングが求まり、図７および図
８にそれぞれ示す、情報チャネル７２ｅ、８２ｃ（上り
／下りＣＴＳ）が使用可の状態となればその旨を端末状
態表格納部４３ｃに記述する。

【００２６】下り系処理部５２は、下りフレーム受信部
５２ａ、制御用チャネル受信部５２ｂ、下り遅延計測制
御用チャネル送信部５２ｃ、下りフレーム送信部５２ｄ
などから構成されている。下りフレーム受信部５２ａで
は、インタフェース装置１２から送信される図７（ｂ）
に示す下りＴＤＭＡ信号７２の制御用チャネル７２ｂを
制御用チャネル受信部５２ｂに設定し、下りフレーム送
信部５２ｄでは、下り遅延計測制御用チャネル送信部５
２ｃに設定された端末への情報を、図７（ｃ）に示す下
りＴＤＭＡ信号７３の遅延計測制御用チャネル７３ｂに
設定しヘッドエンドの変調部へ送信する。

【００２７】上り系処理部５３は、上りフレーム受信部
５３ａ、位相判定部５３ｂ、位相調整部５３ｃ、上り遅
延計測制御用チャネル受信部５３ｄ、制御用チャネル送
信部５３ｅ、上りフレーム送信部５３ｆなどから構成さ
れている。

【００２８】上りフレーム受信部５３ａでは、図８
（ｃ）に示す上りＴＤＭＡ信号８３を受信し遅延計測制
御用チャネル８３ａを位相判定部５３ｂに設定し、残り
のチャネルを上りフレーム送信部５３ｆに設定する。

【００２９】位相判定部５３ｂは、クロック生成部を有
しており、１ビット時間の１／１６の６４ＭＨｚのクロ
ツクを生成し、遅延計測制御用チャネル８３ａのプリア
ンブルパターン８３ａ１と同期を取り、インタフェース
装置１２からのクロック（４ＭＨｚ）と端末（２ａ〜２
ｄ）からの図８（ｃ）に示す上りＴＤＭＡ信号８３の位
相差を計測する。

【００３０】位相調整部５３ｃでは、計測された１／１
６ビット単位の位相をビット単位の“ずれ”に調整し、
図８（ｃ）に示すフレーム同期パターン８３ａ２とイン
タフェース装置１２からのフレーム同期信号（２００Ｈ
ｚ）と比較してビット差を計測し、求められた位相およ
びビット差（受信タイミング）と受信した遅延計測制御
用チャネル８３ａのデータを上り遅延計測用チャネル受
信部５３ｄに設定する。また、位相調整部５３ｃは、
図示しないが、ＣＲＣ検査部および誤り訂正（ＦＥＣ）
部を有しており、図８（ｃ）に示す誤り訂正ビット８３
ａ４を参照して遅延計測制御用チャネルの情報部８４お
よびＣＲＣビット８３ａ３の誤り訂正を行った後、ＣＲ
Ｃビット８３ａ３を参照し、同情報部８４の誤り検出を
行う。誤り訂正／検出でエラーが検出された場合は、同
様にその旨を上り遅延計測制御用チャネル受信部５３ｄ
に設定する。

【００３１】端末２ａ〜２ｄは、図６に示すように、分
波部６１、下り系処理部６２、上り系処理部６３、主制
御部６４から構成されている。

【００３２】分波部６１は分波器６１ａを有している。
この分波器６１ａは入出力端子Ａを介して入力される図
１のセンター装置１からのＣＡＴＶ信号Ｘ（テレビジヨ
ン番組、音声番組およぴ文字放送番組などの複数の番組
信号、通信信号、制御信号などを周波数分割多重した信
号との総称）をフイルタリングして所望の信号のみを下
り系処理部６２に分配すると共に、上り系処理部６３か
ら出力される通信信号、制御信号Ｙを同じく入出力端子
Ａを介してセンター装置１に送信するものである。下
り系処理部６２は、分配部６２ａ、復調部６２ｂ、下り
遅延計測制御用チャネル受信部６２ｃ、音声出力部６２
ｄから構成されている。分配部６２ａは図３に示したよ
うに、下り帯域の７０〜３００ＭＨｚについて周波数帯
域通過を行い、既存のアナログＴＶサービスが伝送され
ている信号Ｘ１を出力端子Ｂへ、下りＴＤＭＡ信号が確
保されている２３４〜２４０ＭＨｚ帯域の信号Ｘ２を復
調部６２ｂへそれぞれ分配する。

【００３３】この分配部６２ａで分配された信号Ｘ１
は、出力端子Ｂを介してＴＶ受像器のアンテナ端子など
へ送られる。復調部６２ｂは、分配部６２ａからの信号
Ｘ２をディジタル信号に復調するものである。

【００３４】下り遅延計測制御用チャネル受信部６２ｃ
は、下りＴＤＭＡ信号を受信し、遅延計測制御用チャネ
ル７３ｂの自アドレス（端末ＩＤ）に該当するものを抽
出し、主制御部６４の端末制御部６４ａに分配する。端
末ＩＤは入力端子Ｅから入力され、ＲＯＭ、ハードディ
スク装置などの不揮発性の記憶装置からなる端末ＩＤ格
納部６４ｂに予め設定されている。

【００３５】音声出力部６２ｄには、復調部６２ｂで復
調されたディジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／
Ａ変換回路が設けられている。

【００３６】上り系処理部６３は、変調部６３ａ、送信
タイミング調整部６３ｂ、上り遅延計測制御用チャネル
送信部６３ｃ、音声入力部６３ｄなどから構成されてい
る。音声入力部６３ｄは、端子Ｄから入力される音声情
報を送信タイミング調整部６３ｂへ出力する。この音声
入力部６３ｄには、人力された音声情報（音声信号の
他、ダイヤル信号なども含まれる）をデイジタル信号に
変換するＤ／Ａ変換回路が設けられている。送信タイミ
ング調整部６３ｂは、下り系処理部６２から入力され
る、図７（ｃ）に示す、送信タイミング値７４ｄに基づ
いて送信タイミングを決定し、そのタイミングで入力さ
れた音声情報を図１のセンター装置１に送信する。

【００３７】送信タイミング調整部６３ｂは、クロック
生成部を有しており、このクロック生成部では、主制御
部６４ａの制御の基で、遅延計測の精度をエビット時間
の１／１６程度の６４ＭＨｚのクロックが生成され、こ
のクロックで送信タイミングが制御される。

【００３８】続いて、図７および図８を参照して、セン
ター装置１と各端末２ａ〜２ｄとの間で通信されるＴＤ
ＭＡ信号のフレーム構成について説明する。

【００３９】センター装置１と端末２ａ〜２ｄで時分割
多重して通信されるＴＤＭＡ信号のうち、下りＴＤＭＡ
信号のフレームは、図７（ｂ）に示す、インタフェース
装置１２およびＴＤＭＡ装置１３間で使用されるフレー
ムと、図７（ｃ）に示す、ＴＤＭＡ装置１３および端末
間で使用するフレームから構成されている。前者は５ｍ
ｓを１フレーム（４０，９６０ビット）とし、フレーム
同期用の特定パターンを記したフレーム同期ビット７２
ａ、ＴＤＭＡ装置を制御するための制御用チャネル７２
ｂ、遅延計測制御用チャネル７３ｂ、デマンドアサイン
制御チャネル７２ｃ、放送チャネル７２ｄおよび８８個
のチャネルＣＴＳ＃０〜ＣＴＳからなる情報チャネル７
２ｅなどから構成されている。この情報チャネル７２ｅ
を便宜上、下りＣＴＳと呼ぶ。チャネルＣＴＳ＃０〜Ｃ
ＴＳ＃８７の各々には、８ビットの情報を４０個分（８
ビット×４０＝３２０ビット）乗せることが出来る。

【００４０】制御用チャネル７２ｂは、ＴＤＭＡ装置１
３とインタフェース装置１２間の通信において、ＴＤＭ
Ａ装置の制御に使用する。

【００４１】次に、後者は前者の制御用チャネル７２ｂ
が遅延計測制御用チャネル７３ｂに置き換えられている
点を除き、前者のフレーム構成と同じである。

【００４２】この遅延計測制御用チャネル７３ｂは、Ｔ
ＤＭＡ装置と端末間の通信において、端末の制御用に使
用され、図７（ｃ）に示すように、コマンド種別７４
ａ、端末ＩＤ（アドレス）７４ｂ、情報チャネル送信フ
ラグ７４ｃ、および送信タイミング値７４ｄなどから構
成される。情報チャネル送信フラグは７４ｃ、端末に対
して前記情報チャネル７２ｅの送信可／不可を示すもの
であり、不可状態では、端末は情報チャネル７２ｅの送
信を禁止され、遅延計測制御用チャネル７３ｂを使った
通信しか行えないものとする。送信タイミング値７４ｄ
は、前述のように、端末が図１０に示す上りＴＤＭＡ信
号フレームを送信すべきタイミング（ビットおよぴ位相
値）を示すものである。

【００４３】また、上りＴＤＭＡ信号のフレームは、図
８（ｂ）に示す、インタフェース装置１２およびＴＤＭ
Ａ装置１３間で使用されるフレームと、図８（ｃ）に示
す、ＴＤＭＡ装置１３および端末間で使用するフレーム
から構成されている。前者は図８（ｂ）に示すように、
下りＴＤＭＡ信号と同じく５ｍｓを１フレーム（４０，
９６０ビット）とし、制御用チャネル８２ａ、遅延計測
制御用チャネル８３ａ、デマンドアサイン制御チャネル
８２ｂおよび８８個の情報チャネル８２ｃとから構成さ
れている。情報チャネル８２ｃには、上記下りフレーム
同様の４０個の情報ビット（８ビット×４０＝３２０ビ
ット）の他、この情報ビットにセンター装置１の遅延検
波による遅れを吸収するための前方８ビットと後方８ビ
ットにガードビット８２ｃ１と、６４ビットの誤り訂正
ビット（ＦＥＣ）８２ｃ２とが付加されている。誤り訂
正（ＦＥＣ）の範囲を４０個の情報ビットとし、情報ビ
ットと謝り訂正ビットをキャリア（伝送信号）の出力範
囲とする。

【００４４】次に、後者は前者の制御用チャネル８２ａ
が遅延計測制御用チャネル８３ａに置き換えられている
点を除き、前者のフレーム構成と同じである。

【００４５】遅延計測制御用チャネル８３ａは、図８
（ｃ）に示すように、コマンド種別８４ａ、端末ＩＤ
（アドレス）８４ｂ、情報チャネル送信フラグ８４ｃ、
送信タイミング値８４ｄおよびランダムパターン８４ｅ
から構成され、この他、クロック同期用の特定パターン
を記した６４ビットのプリアンブル８３ａ１、フレーム
同期用の特定パターンを記した１６ビットのフレーム同
期（ＦＳ）ビット８３ａ２、誤り検出用の１６ビットの
ＣＲＣビット８３ａ３、１６ビットの誤り訂正ビット
（ＦＥＣ）８３ａ４、および前方８ビットと後方８ビッ
トのガード（Ｇ）ビット８３ａ５などから構成される。
誤り検出のＣＲＣの範囲をコマンド種別から予備ビット
の１２８ビット、誤り訂正（ＦＥＣ）の範囲を前記１２
８ビットにＣＲＣビットを含めた１４４ビットとする。
そして、プリアンブル８３ａ１から誤り訂正ピット８３
ａ４までをキャリアの出力範囲とする（プリアンブル８
３ａ１から誤り訂正ビット８３ａ４が端末２の出力デー
タ）。ここで、遅延計測制御用チャネル８３ａの長さを
４８８ビットと定めており、初期状態（情報チャネル送
信“不可”の状態）では、センター装置１からの距離に
よって端末２からの出力データは、このチャネル８３ａ
の範囲内で端末２からの出力データは前後するため、こ
れをＷＡ８５が８ビットとなるように送信タイミングを
制御する。すなわち、ＷＡ８５が８ビットとなったと
き、情報チャネル送信“可”の状態とする。

【００４６】次に、このように構成されたＣＡＴＶシス
テムの動作を説明する。図１に示す複数の端末２ａ〜２
ｄのうちの任意の２台、例えば２ａ、２ｂ間で音声通話
を行う場合、センター装置１は、先ず、センター装置１
から各端末２ａ、２ｂへの、図７および図８にそれぞれ
示す、下りの遅延計測制御用チャネル７３ｂと各端末２
ａ、２ｂからセンター装置１への上りの遅延計測制御用
チャネル８３ａとの時間的なズレを計測し、上りと下り
のフレームの位相が一致するように端末２ａ、２ｂに対
して上りのフレームを送信するタイミング（送信タイミ
ング）を指示する。この指示により端末２ａ、２ｂで
は、遅延計測の精度を１ビットの１／１６程度で制御す
る。この位相が一致する（実際は±αの許容を持たせ
る）までは、端末２はデマンドアサイン制御チャネル７
２ｃ、８２ｂ、放送チャネル７２ｄおよび情報チャネル
７２ｅ、８２ｃの使用（送受信）を禁止する（端末は送
受信しない）。センター装置１は下りのデマンドアサイ
ン制御チャネル７２ｃを使用し、空いている情報チャネ
ル７２ｅ、８２ｃの番号を端末２に通知（放送）してお
り、上りと下りのフレームの位相が一致すると、ＴＤＭ
Ａ装置１３は端末２ａ、２ｂに対し、情報チャネル送信
フラグ７４ｃを“可”として通知し、この結果端末２
ａ、２ｂはデマンドアサイン制御チャネル７２ｃ、８２
ｂを使用可能になる。

【００４７】端末２ａ、２ｂは通知されたチャネル番号
の空き情報をチェックして、上りのデマンドアサイン制
御チャネル８２ｂを使用し、センター装置１に情報チャ
ネルを割り当ててもらうよう要求し、その後、確保され
た情報チャネルを使用して、通話相手との呼接続、通話
を行う。このときのセンター装置１の上り下りのＣＴＳ
−ＰＴＳの対応関係を示したのが図９の対応表である。
上り下りともに、未使用（空き）のＣＴＳは、“−”で
示しており、ＩＤがＩＤ１、ＩＤ２（例えば端末２ａ、
２ｂ）の端末は、各々上り下りともＣＴＳがｍｌ、ｍ
２、ＰＴＳがｎｌ、ｎ２のタイムスロットを使用してい
ることを示す。同様に、ＩＤがＩＤ３、ＩＤ４の端末に
ついては、ＣＴＳがｍ３、ｍ４、ＰＴＳがｎ３、ｎ４と
なる。もちろん、チャネルの確保の順番によっては上り
下りのＣＴＳ、ＰＴＳ番号が異なることもあり得る。

【００４８】このセンター装置１と端末２のＴＤＭＡ信
号の送受信のシーケンスを図１１に示す。

【００４９】ＴＤＭＡ装置１３と端末２の送受信シーケ
ンスは同図に示すように、５ｍｓ毎のコマンドＡｌｌ
ｌ、レスポンス１１２、コマンドＢ１１３の送受信を基
本シーケンスとする。この基本シーケンスを各端末２に
対して登録端末台数分（ここでは１０２４台）繰り返
し、さらに巡回する。すなわち、個別の端末から見れ
ば、約１５秒（１５ｍｓ×１０２４台）毎に、ＴＤＭＡ
装置とコマンド／レスポンスの送受信を行うことなる。

【００５０】ＴＤＭＡ装置１３は先ず端末２からのレス
ポンスを要求するため、図７（ｃ）のコマンド７４の種
別７４ａに“Ａ”を、当該端末を識別するために７４ｂ
に端末ＩＤを記述したコマンド７４を端末に送信する。
初期状態では情報チャネル送信フラグ７４ｃを“不
可”、送信タイミング値７４ｄには暫定値を記述してお
く。

【００５１】端末２では図１１に示すように、自アドレ
ス（端末ＩＤ）が記述されたコマンドＡを受信すると同
コマンドに指示された送信タイミングで、図８（ｃ）の
８４ｂに端末ＩＤを記述したレスポンス１１２を送信す
る。レスポンス１１２のフォーマットは図８（ｃ）の８
４として示されている。

【００５２】同レスポンスの情報チャネル８４ｃ、送信
タイミング値８４ｄは、ＴＤＭＡ装置１３における確認
のために用いるもので、コマンドＡに記述された同値を
記述する。（コード種別８４ａは将来の拡張用で本シス
テムではレスポンスが一種類しかないため空きの０とす
る。）ＴＤＭＡ装置１３は先に送信したコマンドＡに対
する端末からのレスポンスを受信すると、同レスポンス
と下りフレームの位相差（受信タイミング）を計測し、
ＴＸＴ＋ＲＸＴ→ＴＸＴのように、送信タイミングを更
新する。ここで、ＴＸＴは送信タイミング、ＲＸＴは受
信タイミングである。この更新値をコマンド種別７４ａ
が“Ｂ”である、コマンドＢとして送信する。このと
き、受信タイミングが０（あるいはある許容値の範囲
内）、すなわち位相差が０のとき、情報チャネル送信フ
ラグ７４ｃを“可”とする。

【００５３】このとき、仮に端末の電源断等により、端
末からのレスポンスが受信されない、端末ＩＤ８４ｂが
他端末からのレスポンスであり誤っている等の理由によ
り、ＣＲＣエラーが検出された（伝送路障害等）場合
は、前記、更新式を適用せず先にコマンドＡで通知した
内容を再度コマンドＢで送信するものとする。

【００５４】端末２では、コマンドＢを受信すると送信
タイミング値７４ｄ、情報チャネル送信フラグ７４ｃに
記述してあるように、送信タイミングと情報チャネルの
使用状態を制御する。

【００５５】このような基本シーケンスを数回繰り返す
ことによって、受信タイミングのずれが０に収束して最
適な送信タイミングが求まり、情報チャネル送信可の状
態となるが、前記レスポンスの不検出、ＣＲＣエラー、
端末ＩＤの誤り等の障害が規定回数検出されると再び情
報チャネル送信不可の状態とする。

【００５６】ここで、例えば端末２ａと同じアドレス
（端末ＩＤ）が別の端末（これを端末２ａ´と呼ぶ。）
に登録されたと仮定する。このときのセンター装置１と
の送受信シーケンスの一部を示したのが図１２である。
端末２ａ、２ａ´から見れば、ＴＤＭＡ装置１３からの
コマンドＡ／Ｂは同じものが受信され区別がつかないこ
とになる。そして、端末２ａ、２ａ´からＴＤＭＡ装置
１３へのレスポンスをそれぞれレスポンス２ａ、レスポ
ンス２ａ´と呼ぶことにする。

【００５７】端末２ａ、２ａ´がＴＤＭＡ装置１３から
異なった距離に位置した場合、レスポンス２ａ、レスポ
ンス２ａ´がＴＤＭＡ装置１３に到着したとき、遅延計
測制御用チャネル８３ａ内での位置がずれて双方のレス
ポンスが重なり合っているためＣＲＣエラーとして検出
でき、端末２ａ、２ａ´はいつまでたっても情報チャネ
ル送信不可となり、端末ＩＤが多重登録されたことが検
出できる。ただし、どちらの端末が正規なものかは判断
できないため、後はシステム管理者の判断に委ねること
になる。

【００５８】しかし、端末２ａ、２ａ´がＴＤＭＡ装置
１３からほぼ同距離に位置した場合、端末２ａ、２ａ´
は同じようにふるまうので、レスポンス２ａ＝レスポン
ス２ａ´となる。しかも、レスポンス２ａ、レスポンス
２ａ´ともに遅延計測制御用チャネル８３ａ内の同位置
に到着することになるので、ＴＤＭＡ装置１３では正常
に処理し、情報チャネル送信可の指示を出し、結果的に
端末２ａ、２ａ´の２台が送信可の状態となってしま
う。

【００５９】本発明では、この状態を回避するため、図
８（ｃ）に示すようなランダムパターン８４ｅを使用
し、レスポンス２ａとレスポンス２ａ´が異なるように
する。ランダムパターン８４ｅには、線形合同法を適用
した例えば下式を図６に示す端末制御部６４ａで計算し
レスポンス２ａ、２ａ´に記述するようにする。

【００６０】Ｘ_n＝ａ・Ｘ_n-1＋ｂ( ｍｏｄｍ）ａ＝１７、ｂ＝４９９、ｍ＝２¹⁶ ここで、Ｘｎ（ｎ＝０、１…）は乱数で、０≦Ｘｎ≦ｍ
であり、ａ、ｂは４がｍを割り切るならば４はａ−１を
も割り切ること、ｇｃｄ（ｂ、ｍ）が１であり、ｂとｍ
は互いに素であること、の条件を満たす定数である。

【００６１】ここで、端末毎に（上記の場合少なくとも
端末２ａ、２ａ´では）乱数Ｘｎが異なるように、初期
値Ｘ₀あるいは定数ａ、ｂの候補を予めいくつか持た
せ、端末ＩＤはもとより、端末に時計を備え電源投入時
の絶対時刻から、あるいは、端末に温度センサを備え温
度などから選択するようにする。これにより、端末２
ａ、２ａ´がＴＤＭＡ装置１３からほぼ同距離に位置し
た場合でも、レスポンス２ａとレスポンス２ａが異なる
ため、ＣＲＣエラーとして検出でき、端末ＩＤの多重登
録を検出できる。

【００６２】さらに、図１２において、端末２ａあるい
は２ａ´からのレスポンスがＴＤＭＡ装置１３では受信
されないが、ＴＤＭＡ装置１３からのコマンドＡ／Ｂは
端末で受信できる状態も考えられる。例えば、端末２ａ
が先に送信可の状態になった後に、端末２ａ´が立ち上
がった場合、ＴＤＭＡ装置１３からの端末２ａ、２ａ´
の距離差は関係せず、端末２ａ´もコマンドＡ／Ｂを受
信するので双方が送信可の状態となってしまう。また、
仮に端末２ａが通信あるいは呼制御中であれば、その処
理も中断されてしまう。

【００６３】この状態を回避するために、本発明では、
ＴＤＭＡ装置１３でランダムパターン８４ｅの値を、例
えばコマンドＢの予備領域７４ｅに乗せ換えて、端末２
に送信するものとする。端末２では先にレスポンスで送
信したランダムパターン８４ｅの値と前記予備領域７４
ｅの値が一致したときのみ、情報チヤネル送信フラグ７
４ｃの指示で該チャネルの送信可／不可を制御するもの
とする。もちろん、一致しないときは不可とする。

【００６４】ここでは、ＴＤＭＡ装置１３でランダムパ
ターン８４ｅの値を、そのまま乗せ換えるものとしたが
ＴＤＭＡ装置１３と端末２で予め変換規則を取り決めて
おき、ＴＤＭＡ装置１３では同値を変換して乗せ換え、
端末２でもその変換値と先にレスボンスで送信したラン
ダムパターン８４ｅの変換値を比較するようにすること
も可能である。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、各
端末からセンター装置への上り信号にランダムパターン
を記述するようにしたので、誤って複数の端末に同一ア
ドレス（ＩＤ）が登録された場合でも、それらの端末は
互いに異なった上り信号を送信することになり、センタ
ー装置からほぼ同距離に位置したため互いの上り信号が
全く同じ位置に重なりあった場合でも、センター装置で
信号誤りとして衝突が検出でき、多重登録を検出でき
る。

【００６６】また、セン夕一装置で上記ランダムパター
ン（もしくは予め定められた規則により同パターンを変
換した値）を折り返し端末に下り信号で送信し、端末で
上り／下り信号の同パターン（もしくは変換値）を比較
判定を行うので、多重登録された端末が同時期に通話サ
ービスを受けることが無く、同じように多重登録を検出
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態である双方向通信可能なＣＡ
ＴＶシステムの概略構成図である。

【図２】図１に示すＣＡＴＶシステムにおけるセンター
装置の構成を示すブロック図である。

【図３】図１に示すＣＡＴＶ本システムの通信サービス
に割り当てられている周波数領域を示す図である。

【図４】図２に示すインタフェース装置１２の構成を示
すブロック図である。

【図５】図２に示すＴＤＭＡ装置１３の内部構成を示す
ブロック図である。

【図６】図２に示す端末２ａ〜２ｄの構成を示すブロッ
ク図である。

【図７】図１に示すＣＡＴＶシステムにおける下りＴＤ
ＭＡ信号のフレーム構成を示す図である。

【図８】図１に示すＣＡＴＶシステムにおける上りＴＤ
ＭＡ信号のフレーム構成を示す図である。

【図９】図１に示すＣＡＴＶシステムにおける上り／下
りの各ＣＴＳ−ＰＴＳ対応表および空きＣＴＳ表を示す
図である。

【図１０】上り送信タイミング制御である遅延計測制御
の原理を示す図である。

【図１１】図１に示すＣＡＴＶシステムにおけるセンタ
ー装置１と端末２との送受信シーケンスを示す図であ
る。

【図１２】図１に示すＣＡＴＶシステムにおいて複数の
端末に同一アドレスが登録された場合の送受信シーケン
スの概略を示す図である。

【符号の説明】

１…センター装置２ａ〜２ｄ…端末３…中継増幅器１１…交換機１２…インタフェース装置１３…ＴＤＭ
Ａ装置１４…ヘッドエンド１３１…上り伝
送帯域１３２…下り伝送帯域４１…下り
ＴＳ乗せ替え部４１ａ…下りフレーム受信部４１ｂ…下り
フレーム受信バッファ４１ｃ…下りフレーム送信部４２…上り
ＴＳ乗せ替え部４２ａ…上りフレーム受信部４２ｂ…上り
フレーム受信バツフア４２ｃ…上りフレーム送信部４３…イン
タフェース装置主制御部４３ａ…インタフェース装置制御部４３ｂ…ＣＴ
Ｓ−ＰＴＳ対応表４３ｃ…端末状態表５１…ＴＤ
ＭＡ装置主制御部５１ａ…ＴＤＭＡ装置制御部５２…下り
系処理部５２ａ…下りフレーム受信部５２ｂ…制御
チャネル受信部５２ｃ…下り遅延計測制御用チャネル送信部５２ｄ…下りフレーム送但部５３…上り
系処理部５３ａ…上りフレーム受信部５３ｂ…位相
判定部５３ｃ…位相調整部５３ｄ…上り遅延計測用チャネル受信部５３ｅ…制御
チャネル送信部５３ｆ…上りフレーム送信部６１…分波部６１ａ…分波器６２…下り系処理部６２ａ…分配部６２ｂ…復調部６２ｃ…下り遅延計測制御用チャネル受信部６２ｄ・・音声出力部６３…上り系
処理部６３ａ…変調部６３ｂ…送信タ
イミング調整部６３ｃ…上り遅延計測制御用チャネル送信部６３ｄ…音声入力部６４・・主制御
部６４ａ・・端末制御部６４ｂ・・端末Ｉ
Ｄ格納部７１・・交換機からインタフェース装置への下りＴＤＭＡ
信号７２・・インタフェース装置からＴＤＭＡ装置への下りＴ
ＤＭＡ信号７２ａ・・フレーム同期ビット７２ｂ…ＴＤＭＡ装置の制御用の制御用チャネル７２ｃ…・・デマンドアサイン制御チャネル７２ｅ…情報チャネル、７３…ＴＤＭＡ装置から端末への下りＴＤＭＡ信号７３ｂ…遅延計測制御用の遅延計測制御用チャネル７４…遅延計測制御用の遅延計測制御用チャネル詳細図７４ａ…コマンド種別７４ｂ・・端末
ＩＤ（アドレス）７４ｃ…情報チャネル送信フラグ７４ｄ…送信
タイミング値８１…インタフェース装置から交換機への上りＴＤＭＡ
信号８２…ＴＤＭＡ装置からインタフェース装置への上りＴ
ＤＭＡ信号、８２ａ…制御用チャネル、８２ｂ・・デマンドアサイン制
御チャネル、８２ｃ…情報チャネル８３…端末からＴＤＭＡ装置への上りＴＤＭＡ信号８３ａ…遅延計測用チャネル８３ａ１…プリ
アンブルパターン８３ａ２…フレーム同期パターン８３ａ３…ＣＲ
Ｃビット８３ａ４…誤り訂正ピット、８４…遅延
計測用チャネルの情報部９１…上りＣＴＳ−ＰＴＳ対応表９２…下りＣ
ＴＳ−ＰＴＳ対応表１１１…ＴＤＭＡ装置から端末へのコマンドＡ１１２…端末からＴＤＭＡ装置へのレスポンス１１３…ＴＤＭＡ装置から端末へのコマンドＢ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】伝送路上にセンタ装置と複数の端末とが
接続され、前記各端末が上がり伝送帯域と下がり伝送帯
域との各周波数帯域毎に分離した通信帯域のタイムスロ
ットを利用して前記センター装置を介して双方向通信を
行う双方向通信システムにおいて、前記センター装置は、（ａ）各端末毎にそれぞれ割り当
てたタイムスロットの信号を取得する上り信号受信手段
と、（ｂ）前記上り信号の誤りを検出する手段と、
（ｃ）各端末がそれぞれ通信を行えるか否かを判定する
手段と、（ｄ）前記判定結果を前記各端末毎にそれぞれ
割り当てたタイムスロットに信号を乗せて、各端末へ信
号を送信する下り信号送信手段とを具備し、前記各端末が（ｅ）予め前記センター装置によって割り
当てたタイムスロットを利用して、前記センター装置へ
信号を送信する上り信号送信手と、（ｆ）ランダムパタ
ーンを発生する手段と、（ｇ）前記上り信号にランダム
パターンを挿入する手段と、（ｈ）前記伝送路上の自端
末に割り当てたタイムスロットを利用して、前記センタ
ー装置からの前記判定結果を受信する下り信号受信手段
と、（ｉ）前記判定結果により前記上り信号を送信する
上り信号送信手段とを具備したことを特徴とする双方向
通信システム。
【請求項２】前記センター装置は、（ｊ）各端末から
の前記ランダムパターンを前記下り信号に挿入する手段
を備え、また前記端末は、（ｋ）上り信号に挿人
した前記ランダムパターンと前記センター装置が下り信
号に挿入した前記ランダムパターンを比較する手段と、
を具備したことを特徴とする請求項１記載の双方向通信
システム。