JPH08506463A - コードレス電話システムおよび範囲切換え制御方法 - Google Patents
コードレス電話システムおよび範囲切換え制御方法Info
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Abstract
(57)【要約】
コードレス電話システムのコンポーネントの切換えを制御する方法が、例えばRAD等の信号交換コンポーネントを介してベース局でハンドセットから受信した信号の信号リンク品質を感知し、隣接する1つの信号交換コンポーネントが相互に異なった切換え状態を有するようにさせる切換え制御信号を信号交換コンポーネントに供給し、信号リンク品質の予め定められた劣化に応答して信号交換コンポーネントの切換え状態を反転するように制御信号を変化することを含んでいる。
Description
【発明の詳細な説明】
コードレス電話システムおよび
範囲切換え制御方法
[技術的分野]
本発明はコードレス電話システムおよびこのようなシステムにおける切換え動
作の制御方法に関し、TDMA(時分割多重化アクセス)を使用する電話システ
ムと、TDMAおよびCDMA−TDD(コード分割多重化アクセス時分割送受
切換え)の両者を使用する他のアクセスおよび変調方法を伴って、TDMAを使
用するハイブリッドシステムで有用である。
本発明は特に、CATV(ケーブルテレビジョン)設備に対して自動車電話通
信にインターフェイスするために使用されるシステムに有用であるが、それに限
定されるものではない。
[背景技術]
現在、コードレス電話システムが開発されており、これは無線電話信号を自動
車コードレスハンドセットと交換するため例えばRAD(遠隔アンテナ駆動装置
)およびMEX(マイクロセルエクステンダ)などの放送送信および受信機能と
の両者を行う信号交換コンポーネントを使用する。信号交換コンポーネントは例
えば同軸ケーブルまたは光学ケーブル等の信号伝送路または伝送ラインによりベ
ース局へ接続され、これは公衆電話交換回路網または類似の切換え回路網に接続
される。
信号交換コンポーネントは互いに隔てられ、成形されたアンテナパターンまた
は分配されたアレイアンテナパターンを形成するためカバー範囲が互いに重複す
るように分布されてもよい。従って、カバー範囲はいわゆる彷徨回廊地帯を形成
し、それに沿ってハンドセット使用者は通信リンクを維持するためにハンドオフ
処理を呼出す必要なく移動することができる。
しかしながら、出願人はこのようなコードレス電話システムがあるタイプの変
調例えば広帯域幅のTDMAを使用し、使用者が近接する1つの信号交換コンポ
ーネントのカバー範囲の重複した領域を通って移動するときに問題が生じること
が発見された。
詳細に後述するように、これらの問題はハンドセットにより2以上の信号交換
コンポーネントと交換される信号のタイミング差により生じる。一方ではベース
局と第1の1つの信号交換コンポーネントとの間、他方ではベース局と第2の1
つの信号交換コンポーネントとの間の異なった信号通路の長さから生じる時間の
ずれの結果として、ハンドセットは時間のずれが信号のビット期間と比較して無
視できないときには複合信号を復調することができない。
図1は従来技術のコードレス電話システムの非常に簡潔な装置を示しており、
これはPSTN(公衆交換電話回路網)(図示せず)から信号を受信しそこへ電
話信号を供給するためにPSTNに接続されているベース局10を有する。
ベース局10はRASP(遠隔アンテナ信号プロセッサ)11に接続されており、
これは同軸ケーブル12の形態の信号路によって信号交換コンポーネントに接続さ
れ、これはこの例の場合ではRAD14であり、その2つのみ示されているが、も
っと多数であってもよい。
同軸ケーブル12は光学ケーブル(図示せず)により置換され、1以上のRAD
14は対応する数のMEX(図示せず)により置換されてもよい。
ベース局と送受される信号は同軸ケーブル12または他の信号伝送ラインを通っ
てRAD14または他の信号交換コンポーネントと送受され、これはさらにこれら
の信号を自動車ハンドセット16と交換する。
RAD14は限定されたカバー範囲を有し、その限界は図1のラインZ1、Z2に
より表され、その範囲でハンドセット16から信号を受信することができる。ハン
ドセットがこれらのカバー範囲内で相互に移動することを可能にするためにRA
DはRAD14のカバー範囲Z1Z2が相互に重複するように位置付けられる。特に
、RAD14はこれらの重複したカバー範囲がいわゆる彷徨回廊を形成するように
配置され、その区域でハンドセット16は移動しながら、電話信号を送受信するこ
とができる。
1つのハンドセット16のみが図1で示されているが、システムは通常複数の異
なったハンドセットを使用することが当業者に明白であろう。またこの例の場合
、図1のシステムはTDMAにより動作し、従って各ハンドセットはそれぞれタ
イムスロットを割当てられ、その期間中にRAD14と通信することができる。T
DMAハンドセットは異なった動作モードを有してもよく、例えばTDMA−C
DMA−TDDおよびTDMA−FDDハンドセットが存在することも当業者に
明白である。
従来技術のTDMAシステムはある状況で適切に動作するが、後述するように
厳しい差時間遅延問題が生じ、これはシステムを動作不可能にする可能性がある
ことが知られている。
これらの問題は異なったRAD14を通ってベース局10と送受されるように伝播
する信号間で発生する伝播時間の差により生じる。
従って、ベース局10と1つのRAD14との間の信号は点A、B、Cを通る信号
路を有し、その長さはベース局10と点A、D、Cを通じる他のRAD14との信号
路の長さとは異なっている。
この差はハンドセット16が1つのRAD14のみと通信しているときには問題を
生じない。しかしながら、ハンドセット16が図1で示されているように近接RA
D14のカバー範囲Z1とZ2の重複範囲で彷徨するとき、ハンドセットは信号をこ
れらの両者のRADと交換する。それ故、ハンドセットは2つの近接RAD14か
ら同時に放送を受ける。同様に、ベース局はRADから同時放送受信を受ける。
これらの状況では2つの隣接RAD14の異なった信号路の長さから生じる時間差
またはオフセットが送信されるデータのビット期間と比較して十分に大きくなる
と、ハンドセット16とベース局10は複
合信号を復調することができない。
タイミング差またはオフセットのこの問題はMEXでも生じる。
図1で示されているベース局10等のベース局は通常、前述したように複数のR
AD位置で通信サービスを提供する。
しかしながら、ベース局がベース局へ通信局部を提供するために使用されると
き、通常ベース局でアンテナダイバーシティを使用する。
さらに詳しく説明すると、アンテナダイバーシティを行うため、ベース局は典
型的に2つのアンテナを有し、一度にこれらのアンテナのうちの1つによって通
信リンクを動作する。使用されるアンテナはスイッチにより選択され、スイッチ
はアンテナダイバーシティアルゴリズムにより制御される。典型的にアンテナダ
イバーシティアルゴリズムは、信号パワーレベルまたは信号リンク品質の幾つか
の他の観点において予め定められた変化が存在するならば、ベース局を一方から
他方のアンテナへ変化させる。
アンテナダイバーシティアルゴリズムを使用するベース局は例えばOmnipoint
Corporation and Ferranti Plc.社から市場で人手可能であり、このようなベー
ス局で使用されるアルゴリズムは例えば文献(“Electronic Engineers Handboo
k”、Fink氏による、McGraw-Hill、1982年)に記載されている。
[発明の開示]
本発明者は既知のアンテナダイバーシティ切換えアルゴリ
ズムまたは類似のアルゴリズムが前述したような分布アレイの信号交換コンポー
ネントの送信および受信結合点を制御するように適合されることができ、前述の
信号タイミング問題を克服することを発見した。
本発明によると、コードレスハンドセットと、ワイヤレス時分割多重化アクセ
ス電話信号をコードレスハンドセットと交換するための複数の信号交換コンポー
ネントと、信号交換コンポーネントと公衆または私設交換電話回路網との間に接
続された中心に位置しているベース局とを具備するコードレス電話システムのコ
ンポーネントの切換えを制御する方法が提供されており、信号交換コンポーネン
トはそれぞれハンドセットと通信する第1の切換え状態と、ハンドセットとの通
信が中断される第2の切換え状態とを有する。
本発明による方法は信号交換コンポーネントを介してベース局でハンドセット
から受信される信号の信号強度またはビットエラー率等の信号リンク品質を感知
し、隣接した信号交換コンポーネントが相互に異なった切換え状態とを有するよ
うに切換え制御信号を信号交換コンポーネントに供給し、信号リンク品質の予め
定められた変化に応答して信号交換コンポーネントの切換え状態を反転するよう
に制御信号を変化するステップを含んでいる。
従って、ハンドセットが2つの近接した信号交換コンポーネントのカバー範囲
が重複する領域に位置されるとき、ハンドセットは電話信号をこれらの2つのコ
ンポーネントの一つと交換し、他方のコンポーネントは特定のハンドセットに割
当てられたタイムスロット期間中にスイッチをオフにされる。
好ましくは、信号交換コンポーネントの切換え状態はハンドセットに割当てら
れた各タイムスロットで信号交換コンポーネントが前のタイムスロットで有して
いたのと同一の切換え状態にリセットされる。
また本発明によると、時分割多重化アクセス電話信号をコードレス無線電話ハ
ンドセットと交換する複数の信号交換コンポーネントを具備するコードレス電話
システムが提供され、信号交換コンポーネントは隣接した1つの前記信号交換コ
ンポーネントのカバー範囲が相互に重複するように間隔を隔てられている。
信号交換コンポーネントは前記信号交換コンポーネントをオンまたはオフに切
換るために切換え制御信号に応答する手段を含んでいる。
ベース局は前記信号交換コンポーネントと公衆交換電話回路網との間に接続さ
れ、切換え制御信号を前記信号交換コンポーネントに供給する切換え制御手段を
含んでおり、隣接する前記信号交換コンポーネントが反対の切換え状態を有し、
信号リンク品質の予め定められた変化に応答して切換え状態を反転させる。
[図面の簡単な説明]
本発明は添付図面の図2乃至5を伴って本発明の実施例の以下の説明から当業
者に容易に明白になるであろう。
図1は従来のコードレス電話システムの一部を示す。
図2は本発明を実施したコードレス電話システムの一部を
示す。
図3A乃至3CはRADのカバー範囲を通るハンドセットの彷徨期間中の図2
のシステムにおける3つのRADの切換え状態を示した図である。
図4は図2の電話システムの一部を形成するベース局のブロック図を示す。
図5は図2の電話システムの一部のブロック図を示す。
[本発明の実施の最良モード]
図2乃至5は前述の同時放送問題がアンテナダイバーシティアルゴリズムの使
用により克服される本発明の実施例を示している。
図2では、参照符号14a、14b、14cは図1のRAD14に対応する3つのRA
Dを示しており、これはケーブル12に対応する信号伝送路12aによりRASP11
aを通じてベース局10aに接続されている。RAD14a乃至14cはハンドセット
16に対応する自動車ハンドセット16aと通信する。本発明の実施例の信号伝送路
12aは同軸ケーブルである。しかしながら、光学ケーブルまたは光学ケーブルと
同軸ケーブルの組合わせが代りに使用されてもよい。
3つのRAD14a乃至14cのみが示されているが、本発明のシステムは前述の
彷徨回廊の大きさおよび形態に応じて多数のRADを含むか、またはそこでハン
ドセット10aがハンドオフなしに彷徨することができる。
本発明に応じてより詳細に以下説明するように、一方または他方の各2つの近
接したRAD14a乃至14cのそれぞれは、
ハンドセット16aがこれらの2つのRADのカバー範囲の重複部に移動するとき
ハンドセット16aに割当てられたタイムスロットでオフに切換えられる。それ故
、ハンドセット16aは2つの近接するRADから同時放送送信を受けない。同様
に、ベース局10aは2つの近接RADを通してハンドセット送信信号を受信しな
い。
これは適切な切換え制御信号をベース局10aからRADに送信することによっ
て達成される。
特に、RADは第1と第2のグループに配置され、各グループのRADは相互
に隔てられているが第2のグループのRADを重複する。従って、本発明の実施
例では、第1のグループはRAD14aと14cを含んでおり、これはカバー範囲Z
aとZcを有し相互に隔てられ、第2のグループはRAD14bを含んでおりこの
カバー範囲Zbはカバー範囲Za、Zcを重複しているが、第2のグループの残
り(図示せず)のカバー範囲から隔てられている。
第1のグループは常に第2のグループとは反対である共通の切換え状況を有し
、従って第1のグループがオンに切換えられたとき第2のグループはオフに切換
えられその逆の場合も同様である。
前述のアンテナダイバーシティアルゴリズムは予め定められたリンク品質と比
較して、RAD14a乃至14cからベース局10aで受信される信号のリンク品質を
感知するためベース局10aで使用される。本発明の実施例では、アルゴリズムは
受信信号の強度と予め定められた信号強度レベルを比較する
ために使用される。受信信号レベルが弱いならば、ベース局10aは、“オン”か
ら“オフ”またはその逆に各状態を変化するために切換え制御信号を全てのRA
D14a乃至14cに送信する。これは弱い信号レベルを有するRADをオフに切換
え、隣接するRADをオンに切換え、その後、これらのうちの1つは優勢な信号
レベルを与える。
ハンドセット16aが複合信号のタイムスロット1を割当てられていると仮定す
ると、ベース局10aはこの目的で以下記載するように動作するダイバーシティア
ルゴリズムを使用する。
タイムスロット1に対して
このタイムスロットに注目する。全てのRADを、これらが前回このタイムス
ロットの最後にあった状態にリセットする。
受信された信号レベルが予め定められたレベルより下に降下したならば、全て
のRADは状態を変化しなければならない。
タイムスロット2に対して
このタイムスロットに注目する。全てのRADを、これらが前回このタイムス
ロットの最後にあった状態にリセットする。
受信された信号レベルが予め定められたレベルより下に降下したならば、全て
のRADは状態を変化しなければならない。
・
・
・
・
・
・
タイムスロット1に対して
このタイムスロットを注目する。全てのRADを、これらが前回このタイムス
ロットの最後にあった状態にリセットする。
受信された信号レベルが予め定められたレベルより下に降下したならば、全て
のRADは状態を変化しなければならない。
ハンドセット16aの彷徨期間中の本発明のシステムの動作が図3A乃至Bで示
されている。
図3Aで表されている瞬間では、ハンドセット16aはRAD14aのカバー範囲
Za内であり、これはオンに切換えられ、それ故、RAD14aは信号をハンドセ
ット16aと交換することができる。
この時、隣接するRAD14bはオフに切換えられる。同様に、RAD14aに近
接する他のRADもオフに切換えられる。RAD14cはRAD14aではなくRA
D14bに近接して示されているのでカバー範囲Zcをカバーするようにオンに切
換えられる。
ハンドセットがRAD14aと14bの重複区域を彷徨するときハンドセット16a
がRAD14bのカバー範囲Zb(図3B)
へ十分に移動していることをベース局10aが検出するまで、信号をRAD14aと
のみ交換する。
その時、図3Bで示されているようにベース局10aはRAD14aと14cをオフ
に切換え、RAD14bと、RAD14aに近接する他のRADをオンに切換える。
最終的に、ハンドセットは図3Cで示されているようにRAD14cのカバー範
囲Zcに十分に移動し、ベース局は再度RAD14aと14cをオンに切換え、RA
D14bをオフに切換える。
ベース局10aは図4でより詳細に示されており、PSTN(図示せず)に接続
するための通常の信号送受回路20と、ハンドセット16aから受信された信号のパ
ワーまたは他の信号リンク品質を測定するマイクロプロセッサ22およびアナログ
デジタルコンバータ23とを有する。結果的に測定された値はマイクロプロセッサ
22で予め設定された信号レベルと比較され、ライン24は従って結合される。この
ために、アナログデジタルコンバータ23はタップ25によりハンドセットからの信
号を伝播するライン27に接続される。
マイクロプロセッサ22は個々のタイムスロットを基礎としてこの決定を行い、
それ故、マイクロプロセッサ22はライン26を通ってベース局送受回路20によりタ
イミングデータが与えられる。
マイクロプロセッサ22は各タイムスロットの開始時にタイムスロットのダイバ
ーシティ状態をリセットし、各タイムスロットの終了時のみにダイバーシティ状
態を変化する。
マイクロプロセッサ22はまたRAD14a乃至14cが使用されないとき、ワイヤ
レス信号を直接アンテナ32aを通じてハンドセットと交換するためアンテナ32a
とライン32bとの間で切換えるスイッチ30へANDゲート28を介して出力信号を
提供する。アンテナダイバーシティをディスエーブルするために手動で付勢可能
なスイッチ31はライン33上の信号をANDゲート28に提供するように閉じられる
ことができる。
添付図面の図5を参照すると、これはRASP11aとRAD14aのブロック図
を示しており、ベース局10aはライン32bによりインターフェイス回路34に接続
され、この回路34はRASP11a中に設けられており、電話信号をインターフェ
イス回路34から信号伝送路12aまで伝送するライン45に発振器44を接続する結合
器45によってベース局10aを信号伝送路12aとインターフェイスする。
RASP11aはまた位相ロックループとデータ変調器36を含んでおり、これは
結晶発振器38に接続され、それは周波数基準で動作する。
結晶発振器38は波形をミキサ40に提供し、これはループフィルタ42を介して電
圧制御発振器44に接続され、通常の位相ロックループ設計にしたがってミキサ40
へのフィードバック接続46を有する。
ベース局10aからのライン24はライン24aによるループフィルタ42の前または
ライン24bによるループフィルタ42後のいずれか一方で変調器36に接続される。
変調器36によりライン24上の切換え信号はrfキャリアを
変調して、結果的な変調信号は結合器45により信号伝送路12aを通って供給され
、この結合器45は発振器44をインターフェイス回路34から信号伝送路12aまで電
話信号を伝送するライン45に接続する。
構造上RAD14bおよび14cに類似するRAD14aは信号伝送路12aとRAD
14aをインターフェイスするインターフェイス回路48を有する。インターフェイ
ス回路48からの出力ライン50はフィルタ52を通って位相ロックループおよび復調
器54に接続される。
復調器54はループフィルタ58を通って発振器60に接続されているミキサ56を具
備し、これは通常の位相ロックループ設計に応じてミキサ56に接続されるフィー
ドバックライン62を有する。
切換え信号はライン24a、24bのどちらが変調器36で使用されるかに応じてラ
イン64aまたは64b上の復調器54から得られる。ライン64aまたは64bはライン
66によりインバータ68の入力に接続されるか、ライン70によりインバータ68の出
力に接続される。インバータ68と2つのライン66,70は装置が設置されるとき、
ライン66が1つのRADで使用されることができ、ライン70が隣接する1つのま
たは複数のRADで使用されるように設けられている。このようにして、同一の
信号伝送路上で隣接する複数のRADは常に反対の状態であることが確実にされ
る。
ライン70とコンバータ68の出力はRAD14aを“オン”と“オフ”状態に切換
える手段であるスイッチ72,74に接続さ
れる。
インターフェイス回路48は受信機部分76と送信機部分78を通ってそれぞれスイ
ッチ72,74に接続される。受信機部分76と送信機部分78は通常の無線信号受信機
回路と送信機回路とを含むが、詳細には説明しない。
スイッチ72,74はまた装置80にも接続され、これはアンテナ82に接続され、既
知の方法でアンテナ82を受信機部分76に接続する機能を行い、14aは信号を受信
し、アンテナ82を送信機部分78に接続し、RAD14aは信号を送信している。本
発明の実施例では、装置80は送信−受信スイッチであり、これはTDMA−TD
Dに適切である。TDMA(例えばTDMA−FDD)における他の変形では装
置80は異なってもよく例えば受動結合器/ダイプレクサでもよい。
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I,SK,TJ,TT,UA,US,UZ,VN,
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)コードレスハンドセットと、ワイヤレス時間分割多重化アクセス電話信号 を前記コードレスハンドセットと交換する複数の信号交換コンポーネントと、前 記信号交換コンポーネントと切換え電話回路網との間を接続するベース局とを有 し、前記信号交換コンポーネントはそれぞれ前記ハンドセットと通信する第1の 切換え状態と、前記ハンドセットとの通信が中断される第2の切換え状態とを有 しているコードレス電話システムコンポーネントの切換えを制御する方法におい て、 前記信号交換コンポーネントを第1、第2のグループに配置し、前記第1のグ ループは相互に隔てられているカバー範囲をそれぞれ有し、同様に相互に隔てら れている前記第2のグループのカバー範囲と重複し、 前記信号交換コンポーネントを介して前記ベース局で前記ハンドセットから受 信される信号の信号リンク品質を感知し、 切換え制御信号を前記信号交換コンポーネントに供給し、前記第1のグループ は常に前記第2のグループとは異なった共通の切換え状態を有し、 信号リンク品質の予め定められた劣化に応答して前記信号交換コンポーネント の切換え状態を反転するように制御信号を変化するステップを有することを特徴 とする方法。 (2)前記ハンドセットに割当てられた各タイムスロットで前記信号交換コンポ ーネントの切換え状態を、前記信号交換コンポーネントが先のタイムスロットで 有した状態と同一の 切換え状態にリセットするステップを含んでいる請求項1記載の方法。 (3)コードレス無線電話ハンドセットと、 時分割多重化アクセス電話信号を前記ハンドセットと交換するための複数の信 号交換コンポーネントと、 前記信号交換コンポーネントと公衆交換電話回路網との間に接続されているベ ース局と、 前記ベース局を前記信号交換コンポーネントに接続する信号伝送路とを具備し 、 前記信号交換コンポーネントのカバー範囲は相互に重複するように隔てられて おり、 前記信号交換コンポーネントはオンおよびオフに切換えるための切換え制御信 号に応答する手段を含んでいるコードレス電話システムにおいて、 前記信号交換コンポーネント(14a乃至14c)は第1と第2のグループに配置 され、前記第1のグループ(14a、14c)はそれぞれ相互に隔てられているカバ ー範囲(2a、2c)を有し、同様に相互に隔てられている前記第2のグループ のカバー範囲(2b)と重複しており、 前記ベース局(10a)は前記第1のグループが常に前記第2のグループとは異 なった共通の切換え状態を有するような切換え制御信号を供給するための切換え 制御手段(20、22)を具備し、 前記切換え制御手段(20、22)は前記第1、第2のグループの切換え状態を反 転するために前記ハンドセット(16a) と前記ベース局(10a)との間の信号リンク品質の予め定められた劣化に応答す ることを特徴とするコードレス電話システム。 (4)前記切換え制御手段が前記ハンドセット(16a)からの電話信号と予め定 められた信号レベルを比較する手段を具備している請求項3記載のコードレス電 話システム。 (5)前記比較する手段がハンドセット(16a)から受信された電話信号の強度 を測定し、測定された強度を予め設定された信号レベルと比較するためアナログ デジタルコンバータ(23)およびマイクロプロセッサ(22)を具備している請求 項4記載のコードレス電話システム。 (6)前記切換え制御信号でキャリアを変調する変調器(36)と、変調されたキ ャリアを前記信号伝送路(12a)を経て前記ベース局(10a)から送信される電 話信号に結合する手段(45)と、前記切換え制御信号を復調するためにそれぞれ 前記信号交換コンポーネント(14a乃至14c)における復調器(54)とをさらに 具備している請求項3、4または5記載のコードレス電話システム。
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