JPH11261519A - 無線ローカルループ・システムの通信方法及び通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストアップを極力抑え、且つ、処理遅延を
もたらすこと無く、回線数を増やすことができるＷＬＬ
システムの通信装置を提供する。 【解決手段】 基地局装置100との間でＴＤＭＡ方式に
よる無線通信を行なう無線ローカルループ・システムの
端末装置200において、複数の電話機に接続する複数の
電話機インタフェース201と、電話機インタフェースを
通じて入力する各電話機の音声信号を通信状況に応じた
符号化率で符号化する符号化手段202と、通信状況を監
視する制御手段203とを設け、符号化手段が、制御手段
から伝えられる通信状況に基づいて、符号化の符号化率
を可変するようにしている。スロットを細分割して通話
路を増設する。この増設に伴うコストアップを抑えるこ
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、電話網の加入者線
を無線化した無線ローカルループ（Wireless Local Loo
p ：ＷＬＬ）システムの通信方法や通信装置に関し、特
に、多くの通信路の確保を可能にするものである。

【０００２】

【従来の技術】ＷＬＬシステムは、公衆回線に有線接続
する基地局設備と、無線回線を通じて基地局設備に接続
する端末設備とを具備し、端末設備には電話機が有線接
続している。この端末設備は固定加入者装置（Fixed Su
bscriber Unit：ＦＳＵ）と呼ばれ、各家庭内または事
務所などの通信路を必要とする場所に設置され、携帯電
話とは違って、一度設置されると通常は移動されること
は無い。

【０００３】図２は、ＴＤＭＡ通信方式を採るＷＬＬシ
ステムの構成例を示している。

【０００４】基地局設備100は、通信網とのインターフ
ェースを司る網Ｉ／Ｆ部102と、ＰＣＭハイウェイを介
して網Ｉ／Ｆ部102に接続し、各通話路に対応して符号
化／復号化を行なうＣＯＤＥＣ群101と、端末設備との
ＴＤＭＡ接続を制御するＢＭＣ（Burst Mode Controlle
r）部103と、無線で信号を送受信する無線部104とを備
えており、また、端末設備300は、無線部304と、基地局
設備とのＴＤＭＡ接続を制御するＢＭＣ部303と、信号
の符号化／復号化を行なうＣＯＤＥＣ部302と、電話機
に接続するための電話機Ｉ／Ｆとを備えている。

【０００５】ＴＤＭＡ方式では、通話路を時間で区切っ
て複数のフレームに分割し、フレームをさらにスロット
に時分割して、各スロットを通話回線として割り当て
る。フレーム長は、音声コーデックの処理手段や、シス
テムが許容できる処理遅延に基づいて決定される。フレ
ーム長が長すぎると、音声のエコーの主要因になり、ま
た、短すぎると、実用範囲内でのデータの伝送レートを
確保しながら多重度（スロット数）を多く確保すること
が困難になる。こうしたことを考慮して、システムで最
適な値になるようにフレーム長が決定される。図２で
は、多重度がＮの例を示している。この従来例の場合、
一つの通信回線をＮ人の加入者が同時に使用することが
できる。

【０００６】このシステムの基地局設備100では、網と
の間に呼が発生（通信が成立）すると、網から送られた
信号は、ＰＣＭハイウェイのスロットでＣＯＤＥＣ群10
1に送られ、ＣＯＤＥＣ群101の１つのＣＯＤＥＣで符号
化が行なわれる。符号化された信号は、ＢＭＣ部103に
よってＴＤＭＡ方式の無線インターフェースのスロット
に載せ替えられ、無線部104を通じて端末装置300に送信
される。

【０００７】この信号は、端末設備300の無線部304で復
調され、ＢＭＣ部303によりＴＤＭＡ方式の無線インタ
ーフェースのスロットから取り出され、ＣＯＤＥＣ部30
2で復号されて、電話機Ｉ／Ｆ部を介して電話機に送ら
れる。また、電話機から出力された音声信号は、逆のル
ートを辿って網に送られる。

【０００８】この端末設備の通話回線数を拡張する場合
は、端末設備を増設したり、あるいは、１台の端末設備
で処理するスロットの数を増やすことが行なわれる。

【０００９】図３は、２つのスロットを扱う端末設備の
例を示している。ここでは、１つの端末設備が２番目の
スロットと４番目のスロットとを使用しており、この端
末設備に接続する２台の電話機を同時に用いて通話する
ことが可能となる。

【００１０】また、ＴＤＭＡ方式の通信では、回線数を
増やす方法として、図４に示すように、コーデックの符
号化率を高めて伝送レートをハーフレート化し、占有フ
レームを一つ置きに間引くという方法を採ることもでき
る。図４では、第２スロットを交互に使用して、回線収
容能力を２倍にする例を示している。

【００１１】また、伝送レートをクオーターレート化
し、４つのフレームの内の３つを間引き、１つのフレー
ムだけを占有フレームとすることにより、回線収容能力
を４倍に高めることができる。こうした機能を端末設備
側に持たせることにより、一つの端末に複数の通話路を
構築することができ、電話機インタフェースを複数持つ
ことによって、その数分の回線が確保できる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＷＬＬ
システムでは、回線数を増やすために端末設備を増設し
たのではシステムのコストアップをもたらすと言う問題
点がある。また、複数のスロットを使用して回線数を増
やす方法は、他の端末設備に割り当てられる回線数がそ
の分減ることになるから、他の端末も含めたシステム全
体での回線数の増加には繋がらない。

【００１３】一方、一つの端末でスロットを間引いて使
用する場合には、実質的な回線数の増加が可能であり、
また、無線部等の共有化によりコストアップを極力抑え
ることもできる。しかし、この場合には、フレーム長が
長すぎる場合と同じように、音声コーデックの処理遅延
が増えてエコーが増加するという問題点があり、これを
防ぐためのエコーキャンセル回路を装備すると、コスト
が嵩むという欠点がある。

【００１４】ＷＬＬシステムの端末装置では、通常、２
ワイヤの電話機が使用されているので２線４線変換回路
（Hybrid回路と呼ばれる）が必要になり、この回路での
漏洩からエコーが発生する。そのため通信における遅延
は極力少なくすることが必要になる。

【００１５】本発明は、こうした問題点を解決するもの
であり、エコーの発生を伴わずに、また、低コストで回
線数を増設できるＷＬＬシステムの通信方法を提供し、
その方法を実施する通信装置を提供することを目的とし
ている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、Ｔ
ＤＭＡ通信方式における、一つの通信路確保のために一
つのスロットを占有すると言う方式を止め、複数の通話
路確保のために、一つのスロットの内部をスプリットし
て使用できるようにしている。

【００１７】そのため、通信路を増やす場合に、ＴＤＭ
Ａ通信方式の特長である無線部共有化でコストアップを
抑えることができる。また、フレームを間引くのでは無
く、１つのスロット内部をスプリットして使うので、フ
レーム遅延が発生せず、エコー量を抑えることができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、端末装置と基地局装置との間でＴＤＭＡ方式による
無線通信を行なう無線ローカルループ・システムの通信
方法において、端末装置に割り当てられたスロットを通
信状況に応じて細分割し、この細分割で得られた複数の
通話路の各々で伝送する音声データを、この通話路の数
に応じて、圧縮率を高め、且つ、符号化率を下げて符号
化するようにしたものであり、端末装置から同時に通信
できる通話路の数を増やすことが可能であり、その場合
でも、エコーの一因であるフレーム遅延は発生しない。

【００１９】請求項２に記載の発明は、通話路の各々で
伝送する符号化されたデータを、スロットの期間に１ビ
ット単位で時分割して伝送するようにしたものであり、
こうしてスロットを複数の通話路に分割することができ
る。

【００２０】請求項３に記載の発明は、通話路の各々で
伝送する符号化されたデータを所定ビット数のブロック
に纏め、スロットの期間にこのブロックの単位で時分割
して伝送するようにしたものであり、こうしてスロット
を複数の通話路に分割することもできる。

【００２１】請求項４に記載の発明は、基地局装置との
間でＴＤＭＡ方式による無線通信を行なう無線ローカル
ループ・システムの端末装置において、複数の電話機に
接続する複数の電話機インタフェースと、電話機インタ
フェースを通じて入力する各電話機の音声信号を通信状
況に応じた符号化率で符号化する符号化手段と、通信状
況を監視する制御手段とを設け、符号化手段が、制御手
段から伝えられる通信状況に基づいて、符号化の符号化
率を可変するようにしたものであり、通話路の増設に伴
うコストアップを抑えることができる。

【００２２】請求項５に記載の発明は、端末装置との間
でＴＤＭＡ方式による無線通信を行なう無線ローカルル
ープ・システムの基地局装置において、網に接続する網
インタフェースと、網インタフェースを通じて入力する
音声信号を通信状況に応じた符号化率で符号化する複数
の符号化手段と、通信状況を監視する制御手段とを設
け、符号化手段が、制御手段から伝えられる通信状況に
基づいて、符号化の符号化率を可変するようにしたもの
であり、請求項４の端末装置と協調して、コストアップ
を抑えた通話路の増設を可能にする。

【００２３】請求項６に記載の発明は、ＴＤＭＡ方式の
スロットが細分割されて形成された複数の通話路により
伝送されるデータの信号方法であって、スロットのトラ
フィック・データ部に、通話路の各々で伝送する符号化
されたデータを１ビット単位で時分割して配置するよう
にしたものであり、割り当てられた１つのスロットを用
いて、同時に複数の通信を行なうことが可能となる。

【００２４】請求項７に記載の発明は、ＴＤＭＡ方式の
スロットが細分割されて形成された複数の通話路により
伝送されるデータの信号方法であって、通話路の各々で
伝送する符号化されたデータを所定ビット数のブロック
に纏め、スロットのトラフィック・データ部に、このブ
ロックの単位で時分割して配置するようにしたものであ
り、割り当てられた１つのスロットを用いて、同時に複
数の通信を行なうことが可能となる。

【００２５】以下、本発明の実施の形態について、図面
を用いて説明する。

【００２６】実施形態のＷＬＬシステムでは、図１に示
すように、基地局設備100が、網Ｉ／Ｆ部102、ＣＯＤＥ
Ｃ群101、ＢＭＣ部103、ＲＦ部104から構成される。網
Ｉ／Ｆ部102は、基地局設備100を公衆網や自営網に接続
する動作を行ない、また、ｎ個のＣＯＤＥＣから成るＣ
ＯＤＥＣ群101に、６４ＫＢＰＳ×ｎのＰＣＭハイウェ
イを介して接続している。なお、このハイウェイには通
信の接続のための制御専用チャンネルも含まれる。

【００２７】また、網Ｉ／Ｆ部102は、音声信号等のア
ナログ信号をＰＣＭ信号に変換あるいは逆変換する機能
を有する場合もある。網側がDigital Ｉ／Ｆである場合
にはこの機能を備える必要はない。

【００２８】網との間に呼が発生（通信が成立）する
と、ＰＣＭハイウェイの特定のスロットがアクティブに
され、網Ｉ／Ｆ部102はＣＯＤＥＣ群101に接続される。
ＣＯＤＥＣ群101の各ＣＯＤＥＣは、符号化率を可変す
ることができ、通信状況に応じて最適な符号化率を選択
する。例えばトラフィックが比較的混み合っていない場
合は符号化率を３２ＫＢＰＳに設定し、トラフィック量
が増えてくると、符号の圧縮率を高めて、符号化率を半
分の１６ＫＢＰＳにする。更にトラフィックが増えると
８ＫＢＰＳに設定する。

【００２９】ＢＭＣ部103は、符号化された信号をＴＤ
ＭＡ方式の無線インターフェースのスロットに載せ替え
る操作を行ない、また、端末設備200から信号を受信し
た場合には、その逆の操作を行なう。また、ＢＭＣ部10
3は、端末設備とのＴＤＭＡの通信リンクの確立及び網
側との通信リンクの確立も制御する。さらに、ＢＭＣ部
103は、通信中であっても常に通信制御情報を端末設備
や網側とやり取りし、リアルタイムで通信状況を監視制
御する。この通信状況の情報はＣＯＤＥＣ群101に伝え
られ、ＣＯＤＥＣは、トラフィックの状態変化に直ちに
対応して符号化率を可変する。このように、ＢＭＣ部10
3は、常に最適な通信品質と通信路とを確保するための
制御を実行する。

【００３０】無線部104は、ＢＭＣ部103と接続して、無
線での信号の送受信を行なう。

【００３１】一方、端末設備200は、無線部204、ＢＭＣ
部203及びＣＯＤＥＣ部202と、ｍ個の電話機Ｉ／Ｆ部か
ら成る電話機Ｉ／Ｆ群201とで構成される。

【００３２】ＢＭＣ部203は、基地局設備100のＢＭＣ部
103と同様の動作を行なう。また、ＣＯＤＥＣ部202は、
基地局設備100のＣＯＤＥＣと同様に、通信状況に応じ
て符号化率を変えることができ、ＢＭＣ部203から伝え
られる通信状態の情報を基に、符号化率をトラフィック
の状態変化に応じて可変する。電話機ＩＦ群201は、Ｐ
ＣＭ信号をアナログ信号に変換する機能、また、その逆
機能を保有し、各電話機Ｉ／Ｆ部のそれぞれには電話機
が接続する。

【００３３】図５には、このシステムにおけるＴＤＭＡ
のフレーム構成を示している。１フレームの多重度はＮ
であり、１フレームがＮ個のスロットで構成されてい
る。各スロットは、同期を獲るためのSync部、呼制御を
始めとする制御情報のやり取りを行なうためのControl
部、及び、音声信号等の情報信号を扱うTraffic Data部
から構成され、その１つのスロット（第２スロット）に
おけるTraffic Data部は、第１から第ｋのブロックに細
分割され、各ブロックには４種類の異なる情報を表すデ
ータの１ビットずつが含まれている。つまり、この第２
スロットは、分割された４つの情報（４つの回線の情
報）を含んでおり、この４つの情報のデータが１ビット
単位で時分割されている。

【００３４】このように、１つのスロットを分割するこ
とにより、そのスロットを用いて、従来は１加入者しか
使用できなかったものを、最大４加入者が同時に通話す
ることが可能となる。

【００３５】いま、端末設備200の電話機＃１を用いて
ユーザ１が通話しているとする。このとき、他の電話機
＃２〜＃４が使われていなければ、この端末設備200に
割り当てられている一つの通信スロット（例えば第２ス
ロット）を占有して通信が行なわれる。端末設備200の
ＣＯＤＥＣ部202は、３２ＫＢＰＳのレートで音声信号
の符号化及び復号化を実行し、また、基地局設備100で
も、この通話を受け持つＣＯＤＥＣ群101の一つのＣＯ
ＤＥＣ（例えばＣＯＤＥＣ＃１）が、同様に３２ＫＢＰ
Ｓのレートで音声信号の符号化及び復号化を行なう。

【００３６】この通話中にもう一つの通信が発生し、ユ
ーザ２が電話機＃２を用いて通話を始めたとする。通話
中であっても、制御信号は音声信号が入っているTraffi
c Data部とは別のControl部にアサインされているの
で、通話を継続させながら複数の通信を行なうことが可
能である。

【００３７】このとき、通信状態を監視している端末設
備200のＢＭＣ部203は、この通信状況をＣＯＤＥＣ部20
2に伝え、これを受けて、ＣＯＤＥＣ部202は、電話機＃
１による通話の音声信号に対して、符号の圧縮率を高
め、符号化率を半分の１６ＫＢＰＳに下げる。また、電
話機＃２による通話の音声信号に対しても、同様に符号
化率を１６ＫＢＰＳに設定して符号化を行なう。

【００３８】また、基地局設備100においても、同様
に、ＢＭＣ部103が通信状況の変化をＣＯＤＥＣ群101の
ＣＯＤＥＣ＃１に伝え、ＣＯＤＥＣ＃１は、電話機＃１
による通話及び電話機＃２による通話の音声信号をそれ
ぞれ１６ＫＢＰＳの符号化率で符号化する。

【００３９】その結果、第２スロットを用いて２つの通
話が行なわれる。

【００４０】また、さらに新たな通信が発生した場合で
も、音声信号に対する符号の圧縮率を高めて、符号化率
を下げることにより、第２スロットを用いて、それを含
めた通話を行なうことができる。最大では、符号化率を
８ＫＢＰＳに設定して、４つの通信を同時に行なうこと
が可能である。

【００４１】このＣＯＤＥＣの符号化率の変換に際して
は、信号が著しく損なわれることが無いように制御する
ことが望ましい。例えば、切り替え時に音声をＭＵＴＥ
にしたり、音声エネルギーが少ない区間で切り替えるな
どの措置が望ましい。

【００４２】図６には、このシステムにおけるＴＤＭＡ
の第２のフレーム構成を示している。このフレーム構成
の図５との違いは、図５ではスロットのTraffic Data部
を１ビット毎に時分割しているのに対して、ここでは１
スロット内で必要とされるビット数をブロックに纏め、
このブロックの単位でTraffic Data部を時分割している
点である。図５または図６のフレーム構成のいずれを取
るかは、音声ＣＯＤＥＣの処理の仕易い方法をとれば良
い。

【００４３】また、図５、図６では復信方式については
言及していないが、もし、時分割復信（Time Division
Duplex）方式を採る場合には、１フレームが送信スロッ
ト群と受信スロット群とに２分割される。

【００４４】また、ＣＯＤＥＣの符号化率Ｃｒ、１秒間
のフレーム数Ｆｎ、１スロット内の多重度Ｌ、ブロック
数ｋ、１スロット内のTraffic Data部のビット数Ｎｔと
の間には以下の関係がある。

【００４５】 Ｌ×Ｃｒ／Ｆｎ＝Ｎｔ （数１） Ｎｔ＝ｋ×Ｌ （数２） 但し、ＣＯＤＥＣの符号化率と１スロット内の多重度は
必ずしも（数１）式を満たさなくとも良く、 Ｌ×Ｃｒ／Ｆｎ≦Ｎｔ （数３） の関係が成り立てば良い。

【００４６】ＷＬＬシステムは固定網であり、端末設備
は固定加入者装置とも呼ばれるように、通常は事業者と
通信契約を結んだ各加入者宅に個別に設置される。しか
し、住宅密集地や集合住宅では、この固定加入者装置
（ＦＳＵ）を個別に設置するよりも、集合化して設置す
る方が効率的であり、１つのＦＳＵで複数の加入者に対
応できるように構成した方がシステム的にもコストメリ
ットが大きい。また、１加入者が、通信中に着信を受け
たい場合とか、複数の通信を同時に行ないたいといった
要望もある。本発明のＷＬＬシステムは、こうした通信
形態への適用が可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の通信方法は、端末設備での低コストでの通話路の増設
を可能にする。また、この増設では、エコー量の増加を
懸念する必要がない。

【００４８】また、この通信方法では、通信状況に応じ
て符号化率を可変しているため、端末設備での通信量が
少ない場合には、高い符号化率によって音声品質を維持
することができる。

【００４９】また、端末設備に新たに発生した通信を、
端末設備の別の電話機で着信することが可能であり、キ
ャッチホンのように、新たに発生した通信を網側で保留
する必要がない。

【００５０】また、妨害波が発生し、干渉回避のために
ハンドオーバーまたはチャネル切替を行なう場合でも、
複数の通信の通信スロット移動を一度で行なうことがで
きる。従って、スロットを間引いて通話路を増設する方
法に比べて、通信断となる時間が短くて済み、また、処
理も簡略化できる。

【００５１】本発明の端末設備は、一つの装置で複数の
通信を取り扱うことができるため、機器のコストを低減
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態におけるＷＬＬシステムの基
地局設備及び端末設備を示すブロック図、

【図２】従来のＷＬＬシステムの基地局設備及び端末設
備を示すブロック図、

【図３】従来の第２のＷＬＬシステムの基地局設備及び
端末設備を示すブロック図、

【図４】従来のＴＤＭＡフレームのスロット使用例、

【図５】本発明の実施形態におけるＴＤＭＡ方式の信号
方法を示す図、

【図６】本発明の実施形態におけるＴＤＭＡ方式の他の
信号方法を示す図である。

【符号の説明】

100 基地設備 101 ＣＤＥＣ群 102 網Ｉ／Ｆ 103、203、303、403 ＢＭＣ部 104、204、304、404 無線部 200、300、400 端末設備 201 電話機Ｉ／Ｆ群 202、302、402 ＣＯＤＥＣ部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端末装置と基地局装置との間でＴＤＭＡ
   方式による無線通信を行なう無線ローカルループ・シス
   テムの通信方法において、 前記端末装置に割り当てられたスロットを通信状況に応
   じて細分割し、この細分割で得られた複数の通話路の各
   々で伝送する音声データを、前記通話路の数に応じて、
   圧縮率を高め、且つ、符号化率を下げて符号化すること
   を特徴とする通信方法。
2. 【請求項２】 前記通話路の各々で伝送する符号化され
   たデータを、前記スロットの期間に１ビット単位で時分
   割して伝送することを特徴とする請求項１に記載の通信
   方法。
3. 【請求項３】 前記通話路の各々で伝送する符号化され
   たデータを所定ビット数のブロックに纏め、前記スロッ
   トの期間に前記ブロックの単位で時分割して伝送するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
4. 【請求項４】 基地局装置との間でＴＤＭＡ方式による
   無線通信を行なう無線ローカルループ・システムの端末
   装置において、 複数の電話機に接続する複数の電話機インタフェース
   と、 前記電話機インタフェースを通じて入力する各電話機の
   音声信号を通信状況に応じた符号化率で符号化する符号
   化手段と、 通信状況を監視する制御手段とを備え、前記符号化手段
   が、前記制御手段から伝えられる通信状況に基づいて、
   符号化の符号化率を可変することを特徴とする端末装
   置。
5. 【請求項５】 端末装置との間でＴＤＭＡ方式による無
   線通信を行なう無線ローカルループ・システムの基地局
   装置において、 網に接続する網インタフェースと、 前記網インタフェースを通じて入力する音声信号を通信
   状況に応じた符号化率で符号化する複数の符号化手段
   と、 通信状況を監視する制御手段とを備え、前記符号化手段
   が、前記制御手段から伝えられる通信状況に基づいて、
   符号化の符号化率を可変することを特徴とする基地局装
   置。
6. 【請求項６】 ＴＤＭＡ方式のスロットが細分割されて
   形成された複数の通話路により伝送されるデータの信号
   方法であって、 前記スロットのトラフィック・データ部に、前記通話路
   の各々で伝送する符号化されたデータを１ビット単位で
   時分割して配置することを特徴とする信号方法。
7. 【請求項７】 ＴＤＭＡ方式のスロットが細分割されて
   形成された複数の通話路により伝送されるデータの信号
   方法であって、 前記通話路の各々で伝送する符号化されたデータを所定
   ビット数のブロックに纏め、前記スロットのトラフィッ
   ク・データ部に、前記ブロックの単位で時分割して配置
   することを特徴とする信号方法。