JPH08130765A - 無線電話親局装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 他局からの干渉を受けにくいマルチキャリア
ＴＤＭＡ方式の無線電話親局装置を提供することを目的
とする。 【構成】 マルチキャリアＴＤＭＡ方式無線電話親局に
おいて通信を開始するために無線チャネルを割り当てる
時、既に他の局によって使用中のタイムスロットが存在
する周波数（キャリア）上のスロットを無線チャネルに
割り当てる場合、使用中スロットのＴＤＭＡフレーム周
期を計測し、フレーム周期の誤差による使用中スロット
の移動方向と反対側に隣接するスロットを子局との通信
用無線チャネルに割り当てる無線制御部２０を備えた。 【効果】 他局とＴＤＭＡフレームまたはタイムスロッ
トが同期していない場合、干渉を生じ始めるまでの時間
が長くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、時分割多重あるいは時
分割多元接続によって無線子局との間で通信を行い、親
局同士のタイムスロット同期を行うことが困難な条件下
で設置される無線電話親局装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、秘話性の向上、ＩＳＤＮ網やコン
ピュータ等との親和性、周波数資源の有効利用等の観点
から、自動車電話に代表される移動体通信分野において
無線通信のデジタル化が進行している。デジタル無線通
信では、従来のアナログ方式と同様の１個の搬送波周波
数（以下キャリアと言う）に１個の無線チャネルを割り
当て、異なるキャリアを使用することによって互いに干
渉せずに同時に通信を行う周波数分割多元接続（以下Ｆ
ＤＭＡと言う）の他に、既に衛生通信などで実用化され
ているように１個の搬送波（以下キャリアと言う）上を
一定時間のタイムスロットと称する単位に分割して２個
以上の無線チャネルを時分割で割り当て、無線チャネル
毎に異なるタイムスロットを使用することにより、同一
キャリア上であっても互いに干渉せずに同時に通信を行
う時分割多元接続（以下ＴＤＭＡと言う）も用いられ
る。そして陸上移動通信では、例えば我国のデジタルセ
ルラ電話あるいはデジタルコードレス電話の規格である
（財）電波システム開発センター標準規格ＲＣＲＳＴＤ
−２７あるいは同ＲＣＲＳＴＤ−２８で規定されている
ように、タイムスロット毎にキャリアを切り換え可能な
マルチキャリアＴＤＭＡ方式がよく用いられている。

【０００３】また送信と受信を同一キャリアで交互に行
う時分割複信（以下ＴＤＤと言う）方式がＲＣＲＳＴＤ
−２８で採用されている。しかしタイムスロットのタイ
ミングを各親局共通な基準クロックが得られない場合
（既存アナログ電話網に接続されたコードレス電話機な
ど）には、一般に他の親局とはスロットのタイミングが
ずれた状態となり、かつ上記ずれ量が時間と共にゆっく
りと変化することとなる。

【０００４】一方、新たに無線通信を開始または干渉回
避などの理由で無線チャネルを変更する場合、適当な無
線チャネルを選定する必要が生じる。セルラ方式電話に
おいては各親局（基地局）毎に使用するチャネルを同一
無線チャネルで干渉が起きないように予め固定的に割り
当てておき、基地局は割り当てられた無線チャネルの中
で自局が現在使用していない適当な無線チャネルを使用
する固定チャネル割当方式が一般的であるが、コードレ
ス電話においてはＲＣＲＳＴＤ−２８案で規定されてい
るような親局、又は親局・子局の双方が無線チャネルを
検索し、一定の基準値以下の受信電界強度ならば使用可
能と判定して同チャネルを使用するダイナミックチャネ
ル割当方式が一般的である。

【０００５】以下、図面を参照しながら従来の無線電話
親局装置について説明を行う。図３は従来の無線電話親
局装置の構成図、図４は同無線電話親局装置のタイムス
ロット配置図である。図３において１０は無線部で、搬
送波をデジタル値に変換された音声などのデジタルデー
タで変調し電波として子局へ送信し、かつ子局からの電
波を受信して元のデジタルデータに復調する。２０は無
線制御部で、無線部１０が送受信可能な無線チャネルか
ら、子局との通信に用いることが可能な無線チャネルを
選択し、無線部１０に同無線チャネルを設定する。３０
は回線インターフェース部で、無線部１０および無線制
御部２０と公衆電話回線あるいは端末装置との間の、音
声などの通信データ、発着呼、回線接続、切断等の回線
制御データの変換等を行う。なお、本無線電話親局装置
はＴＤＭＡフレーム１フレーム当たり送信８スロット、
受信８スロット、計１６スロットのＴＤＭＡ−ＴＤＤ方
式の通信を行うものである。

【０００６】以上のように構成された従来の無線電話親
局装置について、以下その動作を説明する。まず、親局
と子局の間で通信を開始するとき、親局はまず適当な無
線チャネル（以下単にチャネルと言う）を選定する必要
がある。このとき同親局が既に子局と通信中ならば同子
局との通信に用いているタイムスロット以外のスロット
上のチャネルを対象に、通信中の子局が存在しないなら
ば全チャネルを対象にチャネルをまず１個選択する。

【０００７】次に選択されたチャネルを受信し、使用の
可否を検査する。すなわち無線制御部２０から無線部１
０にチャネルが設定され、無線部１０から無線制御部２
０に受信レベル（受信電界強度）が無線制御部に伝達さ
れる。そして受信レベルが規格などの規定値より低けれ
ば使用可能、即ち同チャネルで電波を発しても他局に混
信を与える恐れはないものと判断し、同チャネルで通信
を開始する。もし、受信レベルが同規定値以上であれば
使用中と判断し、残りの他のチャネルから１チャネルを
選択し、受信レベルを検査する。そして使用可能なチャ
ネルが見つかるまで、あるいは全対象チャネルの検査が
終了するまで検索を行う。またキャリア周波数間隔が占
有周波数帯幅よりも狭い場合には使用されているチャネ
ルの隣接キャリア、同一タイムスロットのチャネルにお
いても干渉を生じるので、使用中チャネルとみなさなけ
ればならない。

【０００８】以下、図４を参照しながらチャネル選択動
作の具体例について説明する。図４は親局におけるタイ
ムスロットと、同一チャネルを使用すると互いに干渉を
起こす場所に位置し、かつ互いにＴＤＭＡのフレーム同
期を行っていない親局２および親局２と通信中の子局か
ら発せられたバースト波、即ち同局で既に使用中のタイ
ムスロットとの関係を示した図である。図４における数
字はスロット番号を示す。

【０００９】まず、親局２があるキャリア周波数のある
タイムスロットのチャネルで通信中に、親局１が通信を
開始するとき、同チャネルと同一キャリアの干渉を受け
ないタイムスロットはたとえば図４（ａ）に示すように
１，２，３，４，５，６の６つである。そこでタイムス
ロット２のチャネルを選択し通信を開始したとする。し
かし、同図のようにフレーム長Ｔｆ、スロット長Ｔｓ、
親局の標準発振器の周波数に互いにεの誤差があると
き、Ｔｓ／εの時間で１タイムスロット分のずれが生
じ、Ｔｆ／εの時間で１フレーム分のずれが生じる。た
とえば誤差３ｐｐｍでＴＤＭＡフレーム長が例えば１０
ｍｓのとき、約３分２８秒で１タイムスロット分の、約
５５分で１フレーム分のタイミングずれを生じる。従っ
て図４（ａ）のようにある時点で親局１と親局２がキャ
リア１を同時に使用できても、通話時間が数分以上にな
ると図４（ｂ）のように互いに干渉を生じる可能性が高
い。そしてこのような場合には親局１はキャリア１以外
のキャリアのチャネルを通信に用いる必要がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の無線電
話親局装置では、タイムスロットのタイミングを各親局
毎に独立した発振器によって作られ、親局相互のＴＤＭ
Ａタイムスロット同期が行われない場合には、他局が使
用中の無線チャネルと同一または隣接キャリア周波数の
無線チャネルを使用し、自局が使用する無線チャネルの
タイムスロットと他局が使用中のチャネルのタイムスロ
ットとの時間間隔が短い時にはすぐに干渉が起こり始
め、無線チャネルの再検索・割当が必要となる。従って
無線電話の場合には通話の中断が生じたり、データ通信
の場合には平均データ伝送速度が低下するという問題点
を有していた。

【００１１】そこで本発明は、他局からの干渉を受けに
くい無線電話親局装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、無
線制御部は、第１の無線チャネルを選定する時、既に他
局に使用されている第２の無線チャネルが存在する搬送
波周波数と同一搬送波周波数の空き無線チャネルから第
１の無線チャネルを選定する場合には、第２の無線チャ
ネルの受信信号のフレーム周期と自局のフレーム周期の
長短を比較し、他局のフレーム周期の方が短い場合には
第２の無線チャネルからの時間間隔が前すなわち過去向
きに最も長い空き無線チャネルを、自局のフレーム周期
の方が短い場合には第２の無線チャネルからの時間間隔
が後すなわち未来向きに最も長い空き無線チャネルを子
局との通信用無線チャネルに優先的に設定するようにし
たものである。

【００１３】

【作用】本発明は上記した構成により、他局が使用中の
無線チャネルと同一キャリアの無線チャネルを選択する
とき、フレーム同期の誤差により干渉が生じ始めるまで
の時間が最も長くなる無線チャネルを優先的に選択、使
用するから、フレーム周期のずれによる干渉を回避し、
または干渉が生じ始めるまでの時間を最大にすることが
できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。なお、上記従来例と同一部分には、
各々同一の符号を付与している。図１は本発明の一実施
例における無線電話親局装置の構成図、図２は同無線電
話親局装置のタイムスロット配置図である。図１におい
て１０は無線部、２０は無線制御部、３０は回線インタ
ーフェース部で各部の役割は従来例で述べたものと同一
である。なお、本実施例における親局はＴＤＭＡフレー
ム１フレーム当たり送信８スロット、受信８スロット、
計１６スロットのＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式の通信を行うも
のである。

【００１５】以上のように構成された無線電話親局装置
について、以下その動作を説明する。まず、親局が子局
との間で通信を開始するとき、親局はまず適当な無線チ
ャネル（以下単にチャネルと言う）を選定する必要があ
る。このとき同親局が既に子局と通信中ならば同子局と
の通信に用いているタイムスロット（以下単にスロット
と言う）以外のスロット上のチャネルを対象に、通信中
の子局が存在しないならば全チャネルを対象にチャネル
をまず１個選択する。次に選択されたチャネルを受信
し、使用の可否を検査する。すなわち無線制御部２０か
ら無線部１０にチャネルが設定され、無線部１０から無
線制御部２０に受信レベル（受信電界強度）が無線制御
部に伝達される。そして受信レベルが規格などの規定値
より低ければ使用可能、即ち同チャネルで電波を発して
も他局に混信を与えまたは他局からの干渉を受ける恐れ
はないものと判断し、同チャネルで通信を開始する。も
し、受信レベルが同規定値以上であれば使用中と判断
し、残りの他のチャネルから再び１チャネルを選択し、
受信レベルを検査する。そして使用可能なチャネルが見
つかるまで、あるいは全対象チャネルの検査が終了する
まで検索を行う。

【００１６】以下、図２を参照しながらチャネル選択動
作の具体例について説明する。図２は親局１におけるス
ロットと、同一チャネルを使用すると互いに干渉を起こ
す場所に位置し、かつ互いにＴＤＭＡのフレーム同期を
行っていない親局２および親局２と通信中の子局から発
せられたバースト波、即ち同局で既に使用中のタイムス
ロットとの関係を示した図である。図２における数字は
スロット番号を示す。

【００１７】まず、親局２があるキャリア周波数のある
タイムスロットのチャネルで通信中に、親局１が通信を
開始するとき、親局１は先ず適当なキャリア周波数を無
線部１０に設定し、既に使用中のスロットを除き連続
で、または全受信スロット期間で同キャリア周波数を受
信し、干渉を受けるまたは干渉を与える通信の存在の有
無を確認する。そして干渉を受けまたは与える通信、す
なわた親局２の通信が存在する時には、無線制御部２０
は親局２の通信フレーム周期を測定する。

【００１８】フレーム周期の測定は例えば無線部から得
られる受信レベル信号を適当なしきい値と比較して２値
化し、この２値化されたパルスの周期を計測すれば得ら
れる。あるいは受信信号を復調し、ユニークワードと称
され、送信バースト中の固定された位置に存在する特定
ビットパターンが現れる周期を計測しても良い。また受
信レベルがスロット単位でスロット内の平均値として得
られる構成の受信機の場合は、受信レベルが規定のしき
い値を越えた互いに隣接するスロット（例えば図２のス
ロット７，８）の平均受信レベルの変化を比較すればよ
い。すなわち時間的に前のスロットの受信レベルが増加
し後のスロットの受信レベルが低下すれば親局２のフレ
ーム周期は自局（親局１）より短く、時間的に後のスロ
ットの受信レベルが増加し前のスロットの受信レベルが
低下すれば親局２のフレーム周期は自局（親局１）より
長いと判定する。

【００１９】そして親局２のフレーム周期が自局（親局
１）のフレーム周期よりも短いときは、親局２の通信に
より干渉を受けるスロットよりも時間的に後の隣接した
スロットを、逆に長いときには親局２の通信により干渉
を受けるスロットよりも時間的に前の隣接したスロット
を自局の通信用チャネルとして割り当てる。例えば図２
（ａ）のように親局２の通信が親局１のスロット７およ
び８に干渉を与え、親局２のフレーム周期が親局１のフ
レーム周期よりも短い（すなわちε＜０）のとき、無線
制御部２０はスロット１を通信用チャネルに割り当て
る。この場合親局２のフレーム周期が親局１のフレーム
周期よりも短いので、時間経過に伴って干渉を受けるス
ロットは６，５と移り変わってゆくが、スロット１を使
用するため干渉を受け、または与え始めるまでの時間を
最大にすることができる。

【００２０】また図２（ｂ）のように親局２のフレーム
周期が親局１のフレームよりも長い（すなわちε＞０）
のとき、無線制御部２０はスロット６を通信用チャネル
に割り当て、同様に干渉を受けまたは与え始めるまでの
時間を最大にできる。このようにチャネル（スロット）
を割り当てると図２から明らかなように、一般に（スロ
ット数−３）スロット分のフレーム周期のずれが生じる
まで干渉が起きない。フレーム長Ｔｆ、スロット長Ｔ
ｓ、親局の標準発振器の周波数に互いにεの誤差がある
とき、Ｔｓ／εの時間で１タイムスロット分のずれが生
じるから、たとえば図２の例で誤差３ｐｐｍでＴＤＭＡ
フレーム長が１０ｍｓの８スロットのとき、約３分２８
秒で１タイムスロット分のタイミングずれを生じるの
で、１７分以上の時間干渉は生じない。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、既に他局
が使用中の無線チャネルと同一または隣接キャリアの空
きチャネルを自局が使用する時、親局間のフレーム周期
の誤差による同一チャネル干渉が起こり始める時間を最
大限に長くすることができ、短時間の通信であれば干渉
が生じない。また干渉が生じ始めるまでの時間が長くな
るので干渉発生によるチャネル切換の回数が減少し、音
声通話においてはチャネル切換によって生じる通話の一
時中断やクリック雑音が減少し、データ伝送においては
データ伝送速度が向上する。さらにスロット毎に平均さ
れた受信信号強度をフレーム周期の計測に用いることに
より、雑音に対する誤動作が減少するなど、きわめて優
れた無線電話親局装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における無線電話親局装置の
構成図

【図２】本発明の一実施例における無線電話親局装置の
タイムスロット配置図

【図３】従来の無線電話親局装置の構成図

【図４】従来の無線電話親局装置のタイムスロット配置
図

【符号の説明】

１０ 無線部 ２０ 無線制御部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】時分割多重および時分割多元接続によって
   子局と通信を行い、音声信号などのデータで変調された
   高周波信号の送受信を行う無線部と、この無線部に接続
   され、子局との通信に用いる第１の無線チャネルを選択
   し、前記無線部に前記第１の無線チャネルを設定する無
   線制御部とを有し、 前記無線制御部は、前記第１の無線チャネルを選定する
   時、既に他局に使用されている第２の無線チャネルが存
   在する搬送波周波数と同一搬送波周波数の空き無線チャ
   ネルから前記第１の無線チャネルを選定する場合には、
   前記第２の無線チャネルの受信信号のフレーム周期と自
   局のフレーム周期の長短を比較し、前記他局のフレーム
   周期の方が短い場合には前記第２の無線チャネルからの
   時間間隔が前、すなわち過去向きに最も長い前記空き無
   線チャネルを、自局のフレーム周期の方が短い場合には
   前記第２の無線チャネルからの時間間隔が後、すなわち
   未来向きに最も長い前記空き無線チャネルを子局との通
   信用無線チャネルに優先的に設定することを特徴とする
   無線電話親局装置。
2. 【請求項２】前記無線部は受信信号強度を前記無線制御
   部へ出力し、前記無線制御部は前記受信信号強度の変動
   周期を計測することにより受信信号のフレーム周期と自
   局のフレーム周期の長短を比較することを特徴とする請
   求項１記載の無線電話親局装置。
3. 【請求項３】前記無線部はタイムスロット毎にタイムス
   ロット内で平均された受信信号強度を前記無線制御部へ
   出力し、前記無線制御部は適当に定められたしきい値を
   越えた前記受信信号強度が得られる場合、当該タイムス
   ロットを既に他局に使用されている第２の無線チャネル
   と判断し、隣接する２個以上のタイムスロットで前記し
   きい値を越えた前記受信信号強度が得られる場合、前記
   ２個以上のタイムスロットの前記受信信号強度の変化を
   監視し、時間的に最初と最後のタイムスロットの前記受
   信信号強度変化により受信信号のフレーム周期と自局の
   フレーム周期の長短を比較することを特徴とする請求項
   １記載の無線電話親局装置。
4. 【請求項４】前記無線制御部は前記無線部により復調さ
   れた既に他局に使用されている無線チャネルのデータを
   監視し、送信バースト中の固定された位置に存在する特
   定ビットパターンが現れる周期を計測して前記無線チャ
   ネルの受信信号のフレーム周期と自局のフレーム周期の
   長短を比較することを特徴とする請求項１記載の無線電
   話親局装置。