JPH04368025A - ディジタル移動通信方式の基地局装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＴＤＭＡ移動通信方式
において、複数の音声符号化レートの移動機が混在する
場合にも、チャネル分割損を生じることなく、効率的に
チャネルを使用することが可能でディジタル移動通信シ
ステムでの基地局装置に関する。

【０００２】なお、本明細書では音声符号復号回路（Ｃ
ＯＤＥＣ）をディジタル音声信号を低ビットレートの符
号に符号化あるいは復号化する装置の意味で用いる。

【０００３】

【従来の技術】移動通信システムでは、従来アナログ変
調方式が主として用いられてきたが、最近のディジタル
伝送やＩＳＤＮ通信方式等に対する需要の増大に伴い、
移動通信においてもディジタル変調方式を用いるディジ
タル移動通信方式の導入が計画されている。

【０００４】ディジタル移動通信方式においては、周波
数の有効利用の観点から、固定網で使用されている６４
ｋｂ／ｓの音声符号復号回路（ＣＯＤＥＣ）よりもビッ
トレートが低い１０ｋｂ／ｓ程度の高能率音声符号復号
回路を使用することが計画されている。しかし、高能率
音声符号復号化技術分野の技術開発進歩は著しく、数年
後にはさらに１／２の符号化速度である５ｋｂ／ｓ程度
の音声符号復号回路が実現できるものと予測されている
。すなわち、サービス開始当初は１０ｋｂ／ｓの音声符
号復号回路を搭載した移動機が使用されるが、数年後に
は５ｋｂ／ｓの音声符号復号回路を搭載した移動機が導
入され、それ以降は２種類の音声符号復号回路を搭載し
た移動機が混在して使用されることになる。

【０００５】このとき、１０ｋｂ／ｓの音声符号復号回
路搭載の移動機と通信する基地局側の音声符号復号回路
は当然１０ｋｂ／ｓのものである必要があり、また５ｋ
ｂ／ｓの音声符号復号回路搭載の移動機と通信する基地
局側の音声符号復号回路は５ｋｂ／ｓである必要がある
。従来の基地局構成においては、１０ｋｂ／ｓ用と５ｋ
ｂ／ｓ用の無線機および周波数はそれぞれ別にする必要
があった。すなわち、５ｋｂ／ｓの音声符号復号回路搭
載の移動機の数に見合うだけの５ｋｂ／ｓ音声符号復号
回路対応無線機台数と、１０ｋｂ／ｓの音声符号復号回
路搭載の移動機の数に見合うだけの１０ｋｂ／ｓの音声
符号復号回路対応無線機台数とを各基地局に用意する必
要がある。

【０００６】図７は従来の基地局装置構成例を説明する
図であり、１はアンテナ、２は共通増幅装置である。こ
の共通増幅装置２には、変調装置（ＭＯＤ）３〜６が接
続され、変調装置３〜６はそれぞれ多重化装置（ＭＵＸ
）７〜１０に接続される。この多重化装置７、８は６チ
ャネル分の５ｋｂ／ｓ音声符号復号回路１１、１２がそ
れぞれ接続される。多重化装置９、１０には３チャネル
分の１０ｋｂ／ｓ音声符号復号回路１３、１４がそれぞ
れ接続される。この音声符号復号回路１１〜１４は移動
通信用交換機１５に接続され、この交換機１５は６４ｋ
ｂ／ｓの固定網が接続される。

【０００７】なおこの図７では説明を簡単にするため、
基地局の送信系だけを示しているが基地局の受信系も同
様の構成である。また交換機１５は固定網伝送路を経て
固定電話機等が接続される。

【０００８】次にこの基地局装置の動作を説明する。交
換機１５は接続しようとする移動機が５ｋｂ／ｓ音声符
号復号回路を搭載しているならば、１１〜１２に示す音
声符号復号回路のいずれかを選択してその音声符号復号
回路へ接続する。接続しようとする移動機が１０ｋｂ／
ｓ音声符号復号回路を搭載しているならば、１３〜１４
に示す音声符号復号回路のいずれかを選択してその音声
符号復号回路へ接続する。音声符号復号回路１１〜１４
は、６４ｋｂ／ｓのＰＣＭ音声信号を５ｋｂ／ｓまたは
１０ｋｂ／ｓの音声符号に符号化して多重化装置７〜１
０の内の対応する多重化装置へ接続する。多重化装置７
〜１０は符号化音声をＴＤＭＡの変調装置３〜６で送信
可能なようにタイムスロットを並べ替える。図８は５ｋ
ｂ／ｓ対応の変調装置３〜４で送信される信号のタイム
スロットの構成例を示す。また図９は１０ｋｂ／ｓ対応
の変調装置５〜６で送信される信号のタイムスロットの
構成例を示す。この図８、図９から分かるように、ＴＤ
ＭＡ多重数は５ｋｂ／ｓで６個、１０ｋｂ／ｓで３個の
場合で説明してある。１６−１、１７−１は５ｋｂ／ｓ
の音声符号復号回路を搭載する第一の移動機と通信する
ためのタイムスロットを、同様に１６−６、１７−６は
５ｋｂ／ｓの音声符号復号回路を搭載する第六の移動機
と通信するためのタイムスロットを示す。また、１８−
１、１９−１は１０ｋｂ／ｓの音声符号復号回路を搭載
する第七の移動機と通信するためのタイムスロットを示
し、以下１８−２等も同様である。以上のように、従来
の技術では、各変調装置３〜６は５ｋｂ／ｓまたは１０
ｋｂ／ｓの音声符号復号回路用に固定的に割り当てられ
ていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
５ｋｂ／ｓの音声符号復号回路用として割り当てた無線
機は１０ｋｂ／ｓの音声符号復号回路用として使用する
ことができず、また逆に１０ｋｂ／ｓの音声符号復号回
路用として割り当てた無線機は５ｋｂ／ｓの音声符号復
号回路用としては使用できない。このように無線機を固
定的に複数の群に分割して使用する場合には、トラフィ
ック理論でいうところの分割損が生じ、両群用の合計無
線機台数は５ｋｂ／ｓの音声符号復号回路を搭載した移
動機と１０ｋｂ／ｓの音声符号復号回路を搭載した移動
機とを一つの群として制御する場合に必要な無線機台数
よりも多くなり、コスト面および周波数有効利用面で不
利であった。

【００１０】例えば、１０ｋｂ／ｓ音声符号復号回路搭
載の移動機が５００台、５ｋｂ／ｓ音声符号復号回路搭
載の移動機が１０００台、各移動機当たりの最繁時平均
トラフィックが０．０１アーランであり、呼損率が０．
０３である場合には、トラフィック理論により１０ｋｂ
／ｓ音声符号復号回路用無線チャネルとして１０チャネ
ル（ＴＤＭＡの場合、チャネルはタイムスロットに対応
する。）、５ｋｂ／ｓ音声符号復号回路用無線チャネル
として１６チャネルが必要である。５ｋｂ／ｓ音声符号
復号回路用無線チャネルは１０ｋｂ／ｓ音声符号復号回
路用無線チャネルに比較して１／２のタイムスロットし
か必要としないため、１０ｋｂ／ｓ音声符号復号回路の
タイムスロットに換算すると、全体では１０＋１６／２
＝１８のチャネル（タイムスロット）が必要になる。一
方、５ｋｂ／ｓと１０ｋｂ／ｓの移動機を群分けするこ
となく、一つの群として通信チャネルを使用する場合に
は、トータルのトラフィックは１０ｋｂ／ｓのチャネル
換算で、５００×０．０１＋１０００×０．０１／２＝
１０アーランであり、これに必要なチャネル数は１６で
よいことになる。すなわち、分割損の結果、（１８−１
６）／１６＝１２．５％の無線チャネル、言い換えれば
無線機台数および周波数が余計に必要となり、システム
の経済性および周波数利用効率が低下する欠点があった
。

【００１１】本発明の目的は、無線機を５ｋｂ／ｓ音声
符号復号回路用と１０ｋｂ／ｓ音声符号復号回路用とに
固定的に分割することなく、トラフィックの状況に応じ
て５ｋｂ／ｓ用としても１０ｋｂ／ｓ用としても使用可
能とすることにより、上述の分割損を解消し、経済性お
よび周波数利用効率の点で優れたディジタル移動通信シ
ステムを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、異なる音声符
号化レートの音声符号復号回路を搭載する複数群の移動
機との間で通信を行うディジタル移動通信システムの基
地局装置において、交換機と、異なる音声符号化レート
の複数の符号復号回路と、多重化装置と、無線装置とを
備え、上記複数の音声符号復号回路は上記交換機および
上記多重化装置に接続され、上記多重化装置は上記交換
機を介して上記無線装置に接続され、上記交換機は、通
信相手の移動機が搭載している音声符号復号回路と同一
レートの符号復号回路を選択接続する手段を備え、上記
多重化装置は、上記音声符号復号回路の出力信号を同期
用符号または制御符号を除いた音声信号用符号レートが
複数種の音声符号化レートの公倍数のレートになり、か
つ同期用符号または制御符号を含めた全体の符号速度が
上記交換機の扱う符号速度に等しくなるように多重化す
る手段を備えることを特徴する。

【００１３】また逆に多重化装置に代わり多重分離装置
で上述のように多重化された信号を多重分離することも
可能である。

【００１４】

【作用】基地局の移動通信用ディジタル交換機は、固定
網またはその他の通信相手方からの呼を接続すべき移動
機が、５ｋｂ／ｓ音声符号復号回路の搭載か、１０ｋｂ
／ｓ音声符号復号回路の搭載かに応じて５ｋｂ／ｓ音声
符号復号回路または１０ｋｂ／ｓ音声符号復号回路を選
択して、この音声符号復号回路に接続し、音声符号復号
回路はそれぞれの符号化レートで音声を符号化する。音
声符号復号回路の複数の出力信号は多重化装置によって
同期用または制御用の符号を除いた符号レートが複数種
の音声符号化レートの公倍数のレートとなり、かつ同期
用または制御用の符号を含めて符号速度が交換機の扱う
符号速度に一致するように組み合わせて多重化される。 組み合わせて多重化された信号は再び交換機によって無
線装置への回線に接続される。

【００１５】無線機から最終的に送信される信号フォー
マットは伝送信号が５ｋｂ／ｓ音声か、１０ｋｂ／ｓ音
声かにかかわりなく、同一のフォーマットとなる。すな
わち５ｋｂ／ｓ音声の場合には１０ｋｂ／ｓ音声の場合
に比べて１つ置きのタイムスロットを使用することにな
るが、このタイムスロット割当は上述の多重化装置で行
われ、無線機は多重化装置で並べ換えられた信号を送信
する。

【００１６】このように、各無線機は音声符号復号回路
の種別対応に固定的に使用するのではなく、トラフィッ
クの状況に応じて５ｋｂ／ｓ音声符号復号回路用無線機
としても、１０ｋｂ／ｓ音声符号復号回路用無線機とし
ても、あるいは５ｋｂ／ｓと１０ｋｂ／ｓの混在用無線
機としても使用することができる。したがって、無線機
および周波数の分割損がなく効率的な使用が可能である
。

【００１７】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

【００１８】図１は、本発明の一実施例のディジタル移
動通信システムにおける基地局送信系の構成を示す図で
ある。図１において、１はアンテナ、２は共通増幅装置
、２０〜２３は変調装置を示す。また１５は移動通信用
のディジタル交換機であり、２４は固定網への伝送路、
２５は５ｋｂ／ｓ音声符号復号回路、２６は５ｋｂ／ｓ
音声符号復号回路用の多重化装置、２７は１０ｋｂ／ｓ
音声符号復号回路、２８は１０ｋｂ／ａ音声符号復号回
路用の多重化装置を示す。なお、図１では受信系も同様
であり説明を簡単にするため省略してある。

【００１９】ここで、本実施例の特徴とする点は、音声
符号復号回路２５、２７と多重化装置２６、２８とが交
換機１５に対していわば鉢巻き状に接続され、２種類の
音声符号復号回路でそれぞれの符号レートで符号化され
た５ｋｂ／ｓと１０ｋｂ／ｓの信号を多重化装置によっ
て同期用または制御用の符号を除いた符号レートが２種
類の音声符号化レートの公倍数のレートとなり、かつ同
期用または制御用の符号を含めて符号速度が交換機の扱
う符号速度（６４ｋｂ／ｓ）に一致するように組み合わ
せて多重化するところにある。

【００２０】以下図２ないし図６を参照して本実施例の
動作を説明する。

【００２１】固定電話から伝送路２４を経て移動機に着
信があったとき、交換機１５は呼び出そうとする移動機
の搭載音声符号復号回路が５ｋｂ／ｓである場合には５
ｋｂ／ｓ音声符号復号回路２５のうちの一つを選んで接
続し、移動機の搭載音声符号復号回路が１０ｋｂ／ｓで
ある場合には１０ｋｂ／ｓ音声符号復号回路２７のうち
の一つを選んで説明する。

【００２２】図２は６４ｋｂ／ｓの信号構成を説明する
フォーマット図である。交換機１５で扱う信号は６４ｋ
ｂ／ｓの速度であり、図２に示すようにそれぞれ８ビッ
ト単位で構成される２９〜３６に示される８ビット単位
の信号からなっている。この８ビット単位の信号２９〜
３６のそれぞれの伝送時間は８ビット／６４ｋｂ／ｓ＝
１２５μｓである。

【００２３】１０ｋｂ／ｓ音声符号復号回路２７は、こ
の６４ｋｂ／ｓの音声信号を１０ｋｂ／ｓのビットレー
トに圧縮する。この１０ｋｂ／ｓの音声信号の３チャネ
ル分が１０ｋｂ／ｓ音声符号復号回路用多重化装置２８
に入力される。多重化装置２８は３チャネル分の音声信
号を図３に示すような６４ｋｂ／ｓ信号に多重化する。 図３は１０ｋｂ／ｓ音声符号復号回路用多重化装置２８
で多重化された信号構成を説明する図であり、図におい
て３７は同期符号、４０〜４２は無駄符号、４９〜５１
は１０ｋｂ／ｓで符号化された音声信号を示す。この図
３で＃１〜８は上記６４ｋｂ／ｓ信号の中の８ビットの
各々のビット位置を表している。８ビットを単位とする
最初の信号２９はフレーム同期のための同期符号３７と
して使用される。次の単位である信号３０は、最初の３
ビットが無駄符号４０であり、残りの５ビットは第一の
移動機に対する１０ｋｂ／ｓ符号化音声信号４９である
。同様に信号３１は最初の３ビットが無駄符号４１、残
りの５ビットは第二の移動機に対する１０ｋｂ／ｓ符号
化音声信号５０である。また同様に信号３２は最初の３
ビットが無駄符号４２、残りの５ビットは第三の移動機
に対する１０ｋｂ／ｓ符号化音声信号５１である。この
図３には示していないが、信号３３、３４、３５・・・
は１周期前の信号２９、３０、３１・・・と同様である
。符号化音声信号４９、５０、５１はそれぞれ１２５μ
ｓ×４の時間に５ビット分が伝送されるから、伝送速度
は５ビット×／（１２５×４μｓ）＝１０ｋｂ／ｓであ
り、１０ｋｂ／ｓ音声符号復号回路で符号化した音声信
号が伝送可能である。

【００２４】同様に、５ｋｂ／ｓ音声符号復号回路２５
は６４ｋｂ／ｓの音声信号を５ｋｂ／ｓのビットレート
に圧縮する。この５ｋｂ／ｓ音声信号の６チャネル分が
５ｋｂ／ｓ音声符号復号回路用多重化装置２６に入力さ
れる。多重化装置２６は６チャネル分の音声信号を図４
のように６４ｋｂ／ｓ信号に多重化する。図４は５ｋｂ
／ｓ音声符号復号回路用多重化装置２６で多重化された
信号構成を説明する図であって、２９〜３６は６４ｋｂ
／ｓの信号の８ビット単位、３８、３９は同期符号、４
３〜４８は無駄符号、５３〜５７は符号化された音声信
号を示す。

【００２５】８ビットを単位とする最初の信号２９はフ
レーム同期のための同期符号３８に使用される。次の単
位である信号３０は最初の３ビットが無駄符号４３であ
り、残りの５ビットは第四の移動機に対する５ｋｂ／ｓ
符号化音声信号５２である。同様に信号３１は無駄符号
４４および第五の移動機に対する５ｋｂ／ｓ符号化音声
信号５３から、信号３２は無駄符号４５および第六の移
動機に対する５ｋｂ／ｓ符号化音声信号５４から、信号
３３は同期符号３９から、信号３４は無駄符号４６およ
び第七の移動機に対する５ｋｂ／ｓ符号化音声信号５６
から、信号３６は無駄符号４８および第九の移動機に対
する５ｋｂ／ｓ符号化音声信号５７からそれぞれ構成さ
れる。以下この周期で５ｋｂ／ｓ符号化音声信号が多重
化される。

【００２６】このように、５ｋｂ／ｓ音声符号復号回路
２７で符号化された音声信号も、１０ｋｂ／ｓ音声符号
復号回路２５で符号化された音声信号も多重化される結
果、同期符号に続く３単位の音声信号という統一された
フォーマットになり、かつ交換機１５の取り扱える６４
ｋｂ／ｓ信号になる。交換機１５はこのように多重化さ
れて６４ｋｂ／ｓとなった信号を変調装置２０〜２３の
内の空いている装置対応の伝送路に接続する。変調装置
２０〜２３は符号化音声信号を変調し共通増幅装置２お
よびアンテナ２を介して移動機に送信する。

【００２７】上述のように、変調装置２０〜２３に届く
信号はそれが５ｋｂ／ｓ音声符号復号回路で符号化され
たか、１０ｋｂ／ｓ音声符号復号回路で符号化されたか
に関係なく一定のフォーマットに揃えられている。図５
は５ｋｂ／ｓ符号化音声信号を伝送するときの変調信号
のタイムスロットを説明する図であり、図６は１０ｋｂ
／ｓ符号化音声信号を伝送するときの変調信号のタイム
スロットを説明する図である。この図５、図６において
５８〜６６は無線区間のフレーム同期等を行うための符
号であり、６７〜７２は５ｋｂ／ｓ符号化音声信号、７
３〜７５は１０ｋｂ／ｓ符号化音声信号である。

【００２８】変調装置２０〜２３は図３または図４のフ
ォーマットで伝送されてきた信号を無線区間での伝送に
適した図６または図５のようにタイムスロットを並べ替
えて伝送する。６７〜７２は異なる移動機に対する信号
であり、ＴＤＭＡ多重され、６タイムスロット単位で繰
り返して同じ移動機に対する伝送信号を構成する。同様
に、７３〜７５は異なる移動機に対するＴＤＭＡ多重さ
れた信号であり、３タイムスロット単位で繰り返して同
じ移動機に対する伝送信号を構成する。

【００２９】例えばＴＤＭＡバースト長を１０／３ｍｓ
、無線区間フレーム同期等のために必要な符号をバース
ト当たり２０ビットとした場合、図５および図６の５８
〜６６は２０ビットであり、６７〜７２は１０／３ｍｓ
×６スロット×５ｋｂ／ｓ＝１００ビット、７３〜７５
は１０／３ｍｓ×３スロット×１０ｋｂ／ｓ＝１００ビ
ットとなる。この時無線区間信号伝送速度は（１００＋
２０）ビット／（１０／３ｍｓ）＝３６ｋｂ／ｓである
。

【００３０】このように変調信号も、音声符号復号回路
の種類に係わらず同一のフォーマットになる。

【００３１】なお、上述の実施例の説明は基地局送信系
だけで説明したが、受信系は順序を逆に考えればよいだ
けで同じ原理で成立する。また、基地局は１局だけの場
合で説明したが、複数の基地局がある場合はアンテナ１
、増幅装置２および変調装置２０〜２３が複数組あると
考えればよい。また音声符号復号回路２５、２７および
多重化装置２６、２８はそれぞれの音声符号復号回路を
搭載している移動機の数を基に必要な数だけ設置する必
要があるが、これは基地局毎ではなくシステム全体の移
動機数見合いで用意すればよいから、固定的に割り当て
たとしても損失は少ない。ならぜならば、チャネル数（
加入者数）が多い場合に分割損損は小さくなるからであ
る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、符号化レートの異
なる音声符号復号回路を搭載した複数の移動機が混在す
る場合に、無線機およびチャネルを移動機群ごとに分割
して使用する必要がなく、共通に使用できるため、無線
機およびチャネルの分割損を生じることがない。このた
め、経済性および周波数有効利用効率を高めることがで
きる優れたディジタル移動通信システムを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施例の基地局送信系の構成を説明す
る図。

【図２】６４ｋｂ／ｓの信号構成を説明する図。

【図３】１０ｋｂ／ｓ音声符号復号回路用多重化装置で
多重化された信号構成を説明する図。

【図４】５ｋｂ／ｓ音声符号復号回路用多重化装置で多
重化された信号構成を説明する図。

【図５】５ｋｂ／ｓ符号化音声信号を伝送するときの変
調信号のタイムスロットを説明する図。

【図６】１０ｋｂ／ｓ符号化音声信号を伝送するときの
変調信号のタイムスロットを説明する図。

【図７】従来の基地局構成例を説明する図。

【図８】５ｋｂ／ｓ用送信機の送信タイムスロット構成
を説明する図。

【図９】１０ｋｂ／ｓ用送信機の送信タイムスロット構
成を説明する図。

【符号の説明】

１　　アンテナ ２　　共通増幅装置 ３〜６　　変調装置 ７〜１０、２６、２８　　多重化装置 １１〜１４、２５、２７　　音声符号復号回路１５　　
交換機 １６、１７　　５ｋｂ／ｓ音声信号のタイムスロット１
８、１９　　１０ｋｂ／ｓ音声信号のタイムスロット２
０〜２３　　変調装置 ２４　　固定網への伝送路 ２９〜３６　　６４ｋｂ／ｓの信号の８ビット単位３７
〜３９　　同期符号 ４０〜４８　　無駄符号 ４９〜５８、６７〜７５　　符号化音声信号５８〜６６
　　無線区間フレーム同期および制御信号伝送のための
符号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　異なる音声符号化レートの音声符号復
   号回路を搭載する複数群の移動機との間で通信を行うデ
   ィジタル移動通信システムの基地局装置において、交換
   機と、異なる音声符号化レートの複数の符号復号回路と
   、多重化装置と、無線装置とを備え、上記複数の音声符
   号復号回路は上記交換機および上記多重化装置に接続さ
   れ、上記多重化装置は上記交換機を介して上記無線装置
   に接続され、上記交換機は、通信相手の移動機が搭載し
   ている音声符号復号回路と同一レートの符号復号回路を
   選択接続する手段を備え、上記多重化装置は、上記音声
   符号復号回路の出力信号を同期用符号または制御符号を
   除いた音声信号用符号レートが複数種の音声符号化レー
   トの公倍数のレートになり、かつ同期用符号または制御
   符号を含めた全体の符号速度が上記交換機の扱う符号速
   度に等しくなるように多重化する手段を備えることを特
   徴するディジタル移動通信方式の基地局装置。
2. 【請求項２】　　異なる音声符号化レートの音声符号復
   号回路を搭載する複数群の移動機との間で通信を行うデ
   ィジタル移動通信システムの基地局装置において、交換
   機と、異なる音声符号化レートの複数の符号復号回路と
   、多重装置と、無線装置とを備え、上記複数の音声符号
   復号回路は上記交換機および上記多重装置に接続され、
   上記多重装置は上記交換機を介して上記無線装置に接続
   され、上記交換機は、通信相手の移動機が搭載している
   音声符号復号回路と同一レートの符号復号回路を選択接
   続する手段を備え、上記多重装置は、同期用符号または
   制御符号を除いた音声信号用符号レートが上記音声符号
   復号回路の複数種の音声符号化レートの公倍数のレート
   になり、かつ同期用符号または制御符号を含めた全体の
   符号速度が上記交換機の扱う符号速度に等しくなるよう
   に多重化された信号を多重分離する手段を備えることを
   特徴するディジタル移動通信方式の基地局装置。