JPH0918437A - 双方向通信装置 - Google Patents

双方向通信装置

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JPH0918437A
JPH0918437A JP7160789A JP16078995A JPH0918437A JP H0918437 A JPH0918437 A JP H0918437A JP 7160789 A JP7160789 A JP 7160789A JP 16078995 A JP16078995 A JP 16078995A JP H0918437 A JPH0918437 A JP H0918437A
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JP
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data
time slot
communication device
way communication
terminal
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JP7160789A
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Akira Kariyado
晃 假宿
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、端末相互間の通信制御を行なう際
に交換装置を不要として、センター設備の簡易化を促進
させ得る双方向通信装置を提供することを目的としてい
る。 【構成】センターと複数の端末との間で共通の伝送線路
を介してTDMAと遅延制御とを組み合わせた双方向通
信を行なう双方向通信装置において、伝送線路上に介在
され、第1の端末から伝送線路に送出される上りデータ
列の予め指定された通信タイムスロットを、第2の端末
に伝送される下りデータ列の予め指定された通信タイム
スロットに乗せ替える乗せ替え手段を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば同軸ケーブル
や光ファイバーケーブル等を伝送線路として使用する双
方向通信装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、近年における首記の如き
双方向通信装置においては、遅延制御とTDMA(Time
Division Multiple Access ;時分割多重接続)方式と
を組み合わせた、双方向通信サービスを行なうことが検
討されている。図8は、このような双方向通信サービス
の一例として、CATV(Cable Television)放送シス
テムのネットワークを利用した電話サービスを行なう双
方向通信装置の概略的な構成を示している。
【0003】図8において、符号11は、外部ネットワ
ークと電話サービスのための交換制御を行なうPBX
(Private Branch Exchange ;構内交換機)装置であ
り、センター内に設置されている。また、同図中符号1
2は、端末に対する遅延制御機能と、PBX装置11に
対するインターフェース機能とを備えた遅延制御PBX
インターフェース装置である。
【0004】この遅延制御PBXインターフェース装置
12は、そのPBX装置11に対するインターフェース
機能を実現するために、PBX装置11にPCM(Puls
e Code Modulation ;パルス符号変調)ハイウェイ等で
接続されている。なお、この遅延制御PBXインターフ
ェース装置12における遅延制御部分については、後述
する。
【0005】また、図8において、符号13は、遅延制
御PBXインターフェース装置12から出力される2値
の下りデータに、デジタル変調処理及び周波数変換処理
等を施すデジタル変調回路である。このデジタル変調回
路13は、例えば低速のFSK(Frequency Shift Keyi
ng;周波数偏移変調)方式、中速のQPSK(Quadratu
re Phase Shift Keying ;4相位相変調)方式、高速の
多値QAM(Quadrature Amplitude Modulation ;直交
振幅変調)方式等のように、伝送線路やシステムに応じ
た変調方式を採用している。
【0006】そして、このデジタル変調回路13から出
力される下り変調データは、混合分岐回路14を経由し
た後、ネットワークに送出される。このネットワークと
しては、現在、同軸ケーブルでなる伝送線路15を介し
て複数(図示の場合は2つ)の端末A,Bが接続される
形式と、途中まで光ファイバーケーブルを使用しその先
で同軸ケーブルを使用するという、伝送距離が長い場合
に利用される光同軸ハイブリッド形式の伝送線路16を
介して複数(図示の場合は1つ)の端末Cが接続される
形式との、2種類がある。
【0007】この場合、下り変調データは、その伝送帯
域として図9(a)に示すように、70MHz〜1GH
zが利用されており、CATV放送システムの場合、下
り映像信号と混在して伝送される。図9(a)に示す下
りデジタル変調波は、アナログ映像信号の1チャンネル
の帯域幅である6MHzにはいる変調方式で変調された
ものである。なお、ネットワークの途中には、データの
減衰を補正する増幅器が挿入されて、端末A,B,Cま
でのデータレベルを補償している。また、伝送線路1
5,16上のデータは、分岐器によって端末A,B,C
に分配される。
【0008】一方、各端末A,B,Cから送出される上
り信号は、伝送線路15,16及び混合分岐回路14を
経由した後、デジタル復調回路17に供給されて復調処
理が施されることにより2値の上りデータに変換され、
以後、遅延制御PBXインターフェース装置12及びP
BX装置11を介して外部ネットワークに送出可能とな
っている。
【0009】この場合、上りデータの伝送帯域として
は、図9(b)に示すように、10MHz〜50MHz
が利用されている。図9(b)に示す上りデジタル変調
波は、下りと同様に、6MHz帯域幅に4つの変調波で
伝送される形式であり、その変調方式も、下りと同様
に、低速はFSK方式、中速はQPSK方式を採用して
いる。また、デジタル復調回路17の復調方式として
は、TDMAであるため、遅延検波方式を採用している
のが一般的である。
【0010】ここで、図10(a)は、上記下りデータ
のフォーマットを示している。すなわち、下りのデータ
列には、その先頭にフレームの開始を示すFS(フレー
ムSYNC)のビット列があり、各端末A,B,Cは、
このFSを検出することによって、下りデータとの同期
をとるようにしている。
【0011】また、下りデータ列には、FSの次に、端
末A,B,Cに遅延時間と送信レベルとを指示するため
の遅延制御データが配置されている。なお、この遅延制
御データの先頭には、図示していないが、各端末A,
B,Cのアドレスが設定されており、このアドレスに対
応する端末A,B,Cのみが、下りデータを受信して処
理を行なうことになる。
【0012】さらに、下りデータ列には、遅延制御デー
タの次に、呼制御データが配置されている。この呼制御
データは、端末A,B,Cからの通信要求に応じて、通
信スロットの割り当てを行なうデータ(通信周波数の指
定や通信スロットの指定等)で構成されている。
【0013】そして、下りデータ列の残りの領域は、全
て通信用のタイムスロットに割り当てられており、1フ
レーム(FS−FS間)が通信仕様に合ったビットレー
トで分割されている。例えば1フレームがT(ms)、
伝送速度がH(bps)、上記した制御情報のビット数
をK(ビット)、1通信スロットの通信速度をL(bp
s)、各スロット内の制御情報をJ(ビット)とする
と、確保することができるタイムスロットの数nは、 n=(T・H−K)/(T・L−J) となる。
【0014】次に、図10(b)は、上記上りデータの
フォーマットを示している。この上りのデータ列は、各
端末A,B,Cから連続して送信されるものではなく、
各スロット単位で異なる端末A,B,Cから送信され、
センターに到達した時点で連続したデータ列となるもの
である。ただし、個々のタイムスロットの変調波は不連
続であるため、同期検波のような復調手段を使うことが
できず、遅延検波で復調処理を施す必要がある。
【0015】まず、上りのデータ列には、その先頭に遅
延制御データが配置されている。この遅延制御データ
は、下りの遅延制御データによって指示された端末A,
B,Cから、センターに対して送信される。そして、詳
細は後述するが、センターでは、この上り遅延制御デー
タに含まれる同期パターンに基づいて、遅延計測を行な
っている。
【0016】また、上りのデータ列には、遅延制御デー
タの次に、センターが遅延計測を行なう範囲を示す遅延
ウィンドウデータが配置されている。さらに、上りのデ
ータ列には、遅延ウィンドウデータの次に、通信スロッ
トの割り当てを行なう呼制御データが配置され、その後
の残りの領域は、全て通信用のタイムスロットに割り当
てられている。
【0017】図11(a)は、上記上り遅延制御データ
列のフォーマットを示している。この上り遅延制御デー
タ列には、その先頭に無変調のデータが配置され、その
後に、プリアンブルと称される交番パターンが配置され
ている。そして、センターでは、このプリアンブルを復
調したデータでクロック同期をとり、続いて配置される
FSによって位置の検出を行なっている。このプリアン
ブル及びFSの部分で、センターが遅延計測を行ない、
各端末A,B,Cに遅延時間が通知される。
【0018】また、上り遅延制御データ列のFSの後に
配置される遅延制御データは、センターから指示される
遅延制御が端末A,B,Cに正しく受信されているか否
かの確認を行なうために、端末A,B,Cから下り遅延
制御データを送り返すために利用される。そして、上り
遅延制御データ列の最後には、CRC(Cyclic Redunda
ncy Check ;冗長度符号チェック)データと誤り訂正デ
ータとが、通信データの誤り検出と誤り訂正のために配
置されている。
【0019】なお、図11(b)は、上記上りのデータ
列に含まれるタイムスロットデータ列のフォーマットを
示している。すなわち、タイムスロットの先頭と最後に
は、前後のタイムスロットとの干渉を避けるためのガー
ドビットGがそれぞれ配置されている。そして、タイム
スロットには、制御データ、送信データ及び誤り訂正デ
ータ等が配置されている。
【0020】ここで、図12は、上記遅延計測の手順を
示すフローチャートである。まず、開始(ステップS
1)されると、センターは、ステップS2aで、端末A
に下り遅延制御データを送信し、ステップS3aで、端
末Aから送出される上り遅延制御データを受信した後、
ステップS4aで、そのプリアンブル及びFSに基づい
て遅延計測を実行する。以上のステップS2a〜S4a
の処理が、他の全ての端末B,……,Lそれぞれに対し
て順次繰り返して行なわれる。
【0021】その後、センターは、ステップS5で、予
め設定された所定回数であるk回のポーリングが完了さ
れるのを待ち、ステップS6で、遅延計測結果を各端末
A,B,……,Lに通知し、位置合わせを実行する。以
後、センターは、ポーリングを繰り返し、一定時間毎に
遅延時間の補正を行なっている。
【0022】図13は、遅延計測動作を説明するために
示すタイミング図である。まず、センターから送信され
た図13(a)に示すような下りデータ列は、同図
(b)に示すように所定時間遅延されたタイミングで、
端末A,B,……,Lに受信される。すると、端末A,
B,……,Lは、受信された下りデータ列に含まれる遅
延制御データをみて、それが自己に対する上り遅延制御
データの送信を指示している場合には、受信した下りデ
ータ列の次のFSのタイミングで、図13(c)に示す
ように上り遅延制御データを送信する。
【0023】このようにして端末A,B,……,Lから
送信された上り遅延制御データは、図13(d)に示す
ように下りデータ列と同等の遅延時間を経た後、センタ
ーに到達される。この場合、センターでは、下りデータ
列のFSを発生した時点から、上り遅延制御データが受
信されるまでの時間を計測し、その計測時間の1/2を
センターから端末A,B,……,Lまでの遅延時間と判
断する。そして、センターでは、このような遅延時間の
測定を図12に示したフローチャートの手順にしたがっ
て、各端末A,B,……,L毎にそれぞれ繰り返し実行
し、その結果を積分して平均値を算出し、各端末A,
B,……,Lにそれぞれ通知する。
【0024】このため、各端末A,B,……,Lは、通
知されたデータに基づいて、下りデータ列のFSが受信
されるどのくらい前に上り遅延制御データを送信すれ
ば、遅延制御することができるかを判断することができ
る。つまり、図13(c)に破線で示した位置が、遅延
計測が終了した後の上り遅延制御データの送信タイミン
グとなる。このタイミングは、通信タイムスロットに対
しても適用され、センター側から見ると、受信した上り
データは全て重複することなく復調されることになる。
【0025】次に、図14を参照して、通信タイムスロ
ットの割り当て制御について説明する。すなわち、遅延
制御が既に終了している状態で、端末A,B,……,L
に通信タイムスロットを確保する要求が発生された場
合、端末A,B,……,Lは、上り呼制御データをセン
ターに対して送信する。すると、この上り呼制御データ
を受信したセンターは、空きタイムスロットを検索し、
上りまたは下りの周波数を切り替える必要がない場合に
は、現在の周波数のままでタイムスロットの割り当て指
示のみを端末A,B,……,Lに対して送信する。
【0026】これにより、端末A,B,……,Lは、セ
ンターからの指示にしたがった通信タイムスロットで通
信を開始することになる。なお、端末A,B,……,L
から通信タイムスロットの確保が要求された時点で、現
在使用している周波数のタイムスロットが一杯の場合に
は、センターは、上りまたは下りの周波数切り替え指示
を端末A,B,……,Lに対して出力することになる。
【0027】しかしながら、上述したような従来の双方
向通信装置では、各端末A,B,……,Lの相互間にお
いて通信制御を行なう場合に、例えば端末Aから送出さ
れる上りデータを一旦センターが受信し、センターでタ
イムスロットの割り当て、周波数の割り当て及び交換制
御等を行なってから、他の端末Bに下りデータとして送
信するようにしているので、センター設備の規模が大き
くなるという問題が生じている。
【0028】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
双方向通信装置では、端末間の接続制御を行なう際に、
端末から送信される信号を一度分解し、RBX等の交換
装置によって通信制御を行なっているので、センターの
設備が膨大となり、設置面積や経済性等の点で不利にな
るという問題を有している。
【0029】そこで、この発明は上記事情を考慮してな
されたもので、端末相互間の通信制御を行なう際に交換
装置を不要として、センター設備の簡易化を促進させ得
る極めて良好な双方向通信装置を提供することを目的と
する。
【0030】
【課題を解決するための手段】この発明に係る双方向通
信装置は、センターと複数の端末との間で共通の伝送線
路を介してTDMAと遅延制御とを組み合わせた双方向
通信を行なうものを対象としている。そして、伝送線路
上に介在され、第1の端末から伝送線路に送出される上
りデータ列の予め指定された通信タイムスロットを、第
2の端末に伝送される下りデータ列の予め指定された通
信タイムスロットに乗せ替える乗せ替え手段を備えるよ
うにしたものである。
【0031】
【作用】上記のような構成によれば、伝送線路上に、第
1の端末から伝送線路に送出される上りデータ列の予め
指定された通信タイムスロットを、第2の端末に伝送さ
れる下りデータ列の予め指定された通信タイムスロット
に乗せ替える乗せ替え手段を介在させるようにしたの
で、端末相互間の通信制御を交換装置を介さずに行なう
ことができ、センター設備の簡易化を促進させることが
できる。
【0032】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して詳細に説明する。図1において、図8と同一部分
には同一符号を付して示している。すなわち、図1中、
符号18は上り/下りタイムスロット乗せ替え装置で、
この例では、上り通信タイムスロットを、後述するよう
に、割り当てられた下り通信タイムスロットに乗せ替え
る処理を行なっている。
【0033】この上り/下りタイムスロット乗せ替え装
置18は、例えば図示しないセンター等を含む外部ネッ
トワークに接続される場合には、外部接続用の信号処理
部分を持ち、タイムスロットを分解して外部に出力する
のに必要な信号形式に変換するようにしている。また、
図1において、符号19は遅延制御装置であり、センタ
ーと端末A,B,Cとの間の遅延量と信号レベルとを計
測し、各端末A,B,Cからの送信信号をセンター到達
時に揃えるようにする処理を行なっている。
【0034】ここで、図2(a)は上りデータ列のフォ
ーマットを示し、同図(b)は下りデータ列のフォーマ
ットを示している。すなわち、上りデータ列のスロット
1を下りデータ列のスロットnに乗せ替え、上りデータ
列のスロット2を下りデータ列のスロット1に乗せ替え
ている。この乗せ替えるスロットは、予め指定されてい
るものとする。このように、上りデータ列のスロットを
下りデータ列のスロットに乗せ替えることにより、上り
データ列から下りデータ列へのデータの受け渡しが完了
される。
【0035】図2(c)は、スロット内のデータフォー
マットを示している。すなわち、スロットの先頭には、
同期データが配置され、その後に、制御情報が存在す
る。この制御情報は、従来の情報に加えて、端末A,
B,C相互間で交換制御を可能にするための情報が付加
されている。そして、この制御情報の後に、通信データ
が配置され、最後に上りデータにも付加されていた誤り
訂正データがそのまま付加されている。
【0036】ここで、この制御情報の中身としては、図
2(d)に示すように、先頭に相手先端末の番号(例え
ばアドレス,電話番号、ID番号等)があり、次に、電
話等の制御に必要なリンギング、フック、反転があり、
その後に、データのスクランブルの鍵データ、転送先デ
ータ等が続き、最後に、その他のサービスのための制御
データが配置されている。このサービスとしては、例え
ば付加機能の処理用として、可変スロット構成、三者通
話、放送指定等がある。
【0037】図3は、この可変スロット構成例を示して
いる。通常、電話等のデジタル通信の場合には、符号化
方式を決定すると、その決定された方式でしかサポート
することができないが、タイムスロットを乗せ替えるだ
けの、つまりセンター機能の必要がないこの発明によれ
ば、端末さえサポートすることができれば、各種符号化
方式による伝送を実現することができる。例えば図3に
示すように、PCMとAD(Adaptive Differential ;
適応差分)PCMとの2つの方式で符号化された音声デ
ータを混在させ伝送することが可能となる。また、図示
はしていないが、さらに高圧縮された音声データを用
い、混在させることも可能である。
【0038】また、タイムスロットの割り当てのみをセ
ンターがサポートし、個別接続は端末で行なうため、タ
イムスロットの割り当て効率が問題になってくるが、図
4(a),(b)に示すように、上りデータ列及び下り
データ列共に、遅延制御データ、呼制御データ及び遅延
制御ウィンドウデータを2つまたはそれ以上持たせるこ
とにより、タイムスロット割り当ての競合する確率を低
下させ、効率的な通信を行なうことができる。
【0039】さらに、図5は、三者通話をサポートする
場合の原理を示している。従来では、交換装置でタイム
スロットを分解した後で、必要なスロットを合成するよ
うにしていたが、全ての組み合わせをサポートしようと
すると、回路が大規模になる。図5に示す例では、端末
側で上り/下りタイムスロット乗せ替え装置18から折
り返されてきたスロットを2つ以上選択し、これらを合
成することにより、三者通話機能を実現することができ
る。この機能の制御は、各タイムスロットに付加される
制御情報に、この三者通話機能を指示するデータを付加
することによってなされる。
【0040】図6は、上り/下りのタイムスロットの乗
せ替えで生じる空き領域を利用した通信ではなく、放送
的なデータの伝送に利用することができる下りデータ列
の例を示している。すなわち、上りデータ列には、遅延
制御ウィンドウの領域や各通信タイムスロットのガード
ビットGの部分等のように、下りデータ列には不要な領
域があるので、上り通信タイムスロットを下り通信タイ
ムスロットに乗せ替えた場合に、その部分は空き領域と
なる。
【0041】そこで、この空き部分を放送用データ領域
として利用して端末にデータを伝送することにより、各
種のサービスを可能とすることができる。サービスの例
としては、告知放送、音声BGM(Back Ground Music
)放送、ゲームデータ放送等が考えられる。
【0042】図7は、図6で説明した放送用データ領域
を端末から指定することにより、任意の端末から全ての
端末または指定したグループに対して、放送を行なうこ
とができるようにした、上り/下りのデータ列の例を示
している。上りタイムスロットの制御情報内に、前述し
た制御データに放送制御用データを付加して送信してい
る。上り/下りタイムスロット乗せ替え装置18は、タ
イムスロットの乗せ替えが行なわれる際に、付加された
放送用制御データからの指示に基づいて、送信されたタ
イムスロットを放送用の領域に乗せ替えるだけで、任意
の端末から放送が可能となる。なお、この発明は上記実
施例に限定されるものではなく、この外その要旨を逸脱
しない範囲で種々変形して実施することができる。
【0043】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
端末相互間の通信制御を行なう際に交換装置を不要とし
て、センター設備の簡易化を促進させ得る極めて良好な
双方向通信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る双方向通信装置の一実施例を示
すブロック構成図。
【図2】同実施例の下り及び上りデータのフォーマット
を説明するために示す図。
【図3】同実施例における可変スロット構成例について
説明するために示す図。
【図4】同実施例における遅延制御データ列の変形例を
説明するために示す図。
【図5】同実施例におけるタイムスロット処理の変形例
を説明するために示す図。
【図6】同実施例の放送用データ領域を設けた変形例を
説明するために示す図。
【図7】同変形例の放送指定フォーマットの例を説明す
るために示す図。
【図8】従来の双方向通信装置の概略を示すブロック構
成図。
【図9】同従来装置の下り及び上りデータの周波数配置
を説明するために示す図。
【図10】同下り及び上りデータのフォーマットを説明
するために示す図。
【図11】同上りデータの詳細を説明するために示す
図。
【図12】同従来装置の遅延制御手順を説明するために
示すフローチャート。
【図13】同従来装置の遅延計測動作を説明するために
示す図。
【図14】同従来装置のタイムスロットの割り当て動作
を説明するために示す図。
【符号の説明】
11…PBX装置、 12…遅延制御PBXインターフェース装置、 13…デジタル変調回路、 14…混合分岐回路、 15,16…伝送線路、 17…デジタル復調回路、 18…上り/下りタイムスロット乗せ替え装置、 19…遅延制御装置。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 センターと複数の端末との間で共通の伝
    送線路を介してTDMAと遅延制御とを組み合わせた双
    方向通信を行なう双方向通信装置において、前記伝送線
    路上に介在され、第1の端末から前記伝送線路に送出さ
    れる上りデータ列の予め指定された通信タイムスロット
    を、第2の端末に伝送される下りデータ列の予め指定さ
    れた通信タイムスロットに乗せ替える乗せ替え手段を具
    備していることを特徴とする双方向通信装置。
  2. 【請求項2】 前記乗せ替え手段によって乗せ替えられ
    る通信タイムスロットには、上りタイムスロットに付加
    されている誤り訂正用データが含まれることを特徴とす
    る請求項1記載の双方向通信装置。
  3. 【請求項3】 前記乗せ替え手段によって乗せ替えられ
    る通信タイムスロットには、スクランブル用の鍵データ
    が含まれることを特徴とする請求項1記載の双方向通信
    装置。
  4. 【請求項4】 前記乗せ替え手段によって乗せ替えられ
    る通信タイムスロット内には、転送サービス用のデータ
    領域が確保されることを特徴とする請求項1記載の双方
    向通信装置。
  5. 【請求項5】 前記乗せ替え手段によって乗せ替えられ
    る各通信タイムスロットの長さは、それぞれの通信タイ
    ムスロットに含まれるデータの伝送符号化方式に応じて
    変化されることを特徴とする請求項1記載の双方向通信
    装置。
  6. 【請求項6】 前記上りデータ列及び下りデータ列に
    は、前記乗せ替え手段によって乗せ替えられる通信タイ
    ムスロットを指定するためのスロット指定情報の配置さ
    れる領域が複数個設けられることを特徴とする請求項1
    記載の双方向通信装置。
  7. 【請求項7】 前記第2の端末は、受信された下りデー
    タ列に含まれる複数の通信タイムスロットのデータを合
    成する合成手段を具備してなることを特徴とする請求項
    1記載の双方向通信装置。
  8. 【請求項8】 前記乗せ替え手段による通信タイムスロ
    ットの乗せ替えによって前記下りデータ列に生じた空き
    領域に、複数の端末を対象として送信する放送用データ
    を配置することを特徴とする請求項1記載の双方向通信
    装置。
  9. 【請求項9】 前記放送用データが配置された領域に
    は、前記端末からの放送指定情報が付加されることを特
    徴とする請求項8記載の双方向通信装置。
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