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事業所用デジタルコードレス電話システム - 沖電気工業株式会社
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発明の名称 事業所用デジタルコードレス電話システム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−78477(P2003−78477A)
公開日 平成15年3月14日(2003.3.14)
出願番号 特願2001−267259(P2001−267259)
出願日 平成13年9月4日(2001.9.4)
代理人 【識別番号】100079119
【弁理士】
【氏名又は名称】藤村 元彦
【テーマコード(参考)】
5K033
5K067
【Fターム(参考)】
5K033 AA01 CA11 DA02 DA05 DA19 
5K067 AA03 BB08 CC08 DD25 DD57 EE02 EE10 EE16 EE24
発明者 大浦 秀人
要約 課題
イーサネット(登録商標)などのデータネットワークに統合可能であり、1のセル内に複数の基地局を設けた場合でも、基地局間の電波干渉を回避することができる事業所用デジタルコードレス電話システムを提供する。

解決手段
少なくとも2つ以上の基地局を各セル内に配置し、各々の基地局はパケット交換網に接続され、前記基地局は、該基地局が通信サービスを担うセル内に位置する移動局との間で送受信を行う無線通信手段と、前記移動局との間における送受信信号の時系列であるデータフレームを形成するフレーム形成手段と、前記データフレームに含まれる送受信信号を前記パケット交換網に適合したパケットデータに変換するパケット交換網インタフェース手段とを含み、前記セルの各々は、同一セル内に配置された複数の基地局に同期信号を供給する同期信号発生手段を含み、同一セル内に配置された各々の基地局に含まれる前記フレーム形成手段は、前記同期信号に基づいてデータフレーム形成時の同期を担保する。
特許請求の範囲
【請求項1】 少なくとも2つ以上の基地局が各セル内に配置され、前記基地局の各々はパケット交換網に接続された事業所用デジタルコードレス電話システムであって、前記基地局は、該基地局が通信サービスを担う移動局との間で送受信を行う無線通信手段と、前記移動局との間における送受信信号の時系列であるデータフレームを形成するフレーム形成手段と、前記データフレームに含まれる送受信信号を前記パケット交換網に適合したパケットデータに変換するパケット交換網インタフェース手段とを含み、前記セルの各々は、同一セル内に配置された複数の基地局に同期信号を供給する同期信号発生手段を含み、同一セル内に配置された各々の基地局に含まれる前記フレーム形成手段は、前記同期信号に基づいてデータフレーム形成時の同期を担保することを特徴とする事業所用デジタルコードレス電話システム。
【請求項2】 少なくとも2つ以上の基地局が各セル内に配置され、前記基地局の各々はパケット交換網に接続された事業所用デジタルコードレス電話システムであって、前記基地局は、該基地局が通信サービスを担う移動局との間で送受信を行う無線通信手段と、前記移動局との間における送受信信号の時系列であるデータフレームを形成するフレーム形成手段と、前記データフレームに含まれる送受信信号を前記パケット交換網に適合したパケットデータに変換するパケット交換網インタフェース手段とを含み、各々のセル内に配置された1の基地局は、同一セル内に含まれる他の基地局の各々に同期信号を供給する同期信号発生手段を含み、同一セル内に配置された各々の基地局に含まれる前記フレーム形成手段は、前記同期信号に基づいてデータフレーム形成時の同期を担保することを特徴とする事業所用デジタルコードレス電話システム。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、オフィスや工場などで使用される事業所用のデジタルコードレス電話システムに関する。
【0002】
【従来の技術】現在、PHS(Personal Handyphone System)と同様の方式を採用する移動体通信システムである事業所用のデジタルコードレス電話システムが急速に普及している。その背景には、携帯電話の爆発的な普及による移動体通信の利便性をオフィス内にも求めるとともに、例えば、組織変更や事業部門の移転などの度に電話回線の配線変更を行う煩雑を軽減したいなどの要請があるためである。一方、インターネットの普及によってオフィス内のデータ通信量も大幅に増大しており、オフィス内のデータ通信システムも急速に拡がっている。しかしながら、上記のデジタルコードレス電話システムと、データ通信システムとは、2つの異なるネットワークと成らざるを得ない。それは、電話による通信が従来からの回線交換型のネットワークであるのに対し、データ通信では、伝送効率の向上からパケット交換型のネットワークに適するためである。
【0003】図1に従来のデジタルコードレス電話システムの構成を示す。同図において構内交換機;Private Branch eXchange(以下“PBX”と称する)1と、基地局2との間は有線で接続されており両機器間の接続方式に関しては、一般的に、いわゆるISDN(Integrated Services Digital Network)に準拠した回線交換方式が採用されている。基地局は、その設置場所を中心として所定範囲の通信サービスエリアを有し、かかる無線通信ゾーンが図1におけるセル(Cell)4に相当する。基地局2は、このセル内に位置する複数の移動局3との間で所定の周波数、或いは所定の通信処理手順に基づいて電波の送受信を行う。
【0004】なお、1つのセルの大きさや、1つのセルに含まれる基地局或いは移動局の数は、デジタルコードレス電話システム設計時における種々の要因から決定されるものである。因みに、基地局と移動局の間における無線通信方式は、ARIB;Association of Radio Industries and Businesses STD−28(電波産業会規格−28)に規定されている。
【0005】一方、従来のデータ通信システムは、図2に示すような構成を採る。同図において、例えばパソコン等のデータ端末5は、イーサネット(Ethernet)などの方式を利用したLAN(Local Area Network)6を介してハブ/ルータ(Hub/Router)7に接続されている。ハブ/ルータ7は、パケット交換機能を有するネットワークコントローラであり、上記のLAN6に接続された各々の端末間におけるデータ通信を制御する一方、当該ネットワークと他のネットワークとをデジタル専用回線やインターネットを介して接続する働きも担う。
【0006】従って、前述のデジタルコードレス電話システムを図2に示すデータ通信システムのネットワークに統合するには、電話の音声信号をパケット交換網を用いて中継する、例えばITU−T勧告H.323に規定されたVoIP(Voice overInternet Protocol)方式などの通信方式を採用する必要がある。これは、データ通信のトラフィック量が音声通信のトラフィック量に比較して断然に多いことから、音声通信をデータ通信システムの中に取り入れて2つのシステムの統合化を図るものである。
【0007】一方、事業所用デジタルコードレス電話システムでは、基地局−移動局間の通信方式として、一般にTDMA−TDD(TDD時分割多重接続)方式が使用されている。このTDDとはTime Division Duplexの略であり、基地局と移動局が1つの通信路を交互に時間を分けて使用し双方向通信を行う、いわゆる“ピンポン伝送”のことである。従って、TDD方式の場合は、同一の通信路が時分割で使用できるため、基地局と1つの移動局との間では、送受信電波に同一の周波数を用いることができる。
【0008】一般に、事業所用デジタルコードレス電話システムでは、かかる時分割された送受信信号シーケンスの基本単位として、図3に示す5msecの時間長を有する“フレーム”が規定されている。この1フレームは、同図に示す如く前後に2分割され、その前半が基地局から各々の移動局への信号送信(以下“下り”と称する)時間として割り当てられ、その後半が移動局から基地局への信号送信(以下“上り”と称する)時間として均等に割り振られている。従って、フレーム内における上りの通信時間と、下りの通信時間は各々2.5msecとなる。
【0009】図3に示す事例では、1つの基地局が4つの移動局PS(A)〜PS(D)を収容するシステムとなっているので、1フレーム内の上りと下りは更に各々4つの時間単位に区分され、かかる区分の最小時間単位を“スロット”と称する。つまり、図3のシステムでは1フレームが、上りで4スロット、下りで4スロットとなり、5msecの1フレームは、合計8スロットから構成されることになる。図3に示すように基地局と1の移動局との間の通信は、上り・下り共にフレーム中の同じ位置にあるスロットを用いて行われる。例えば、基地局と移動局PS(A)とは、上り・下り共に2番目のスロット(T2,R2)を用いて通信を行い、基地局と移動局PS(B)とは、上り・下り共に4番目のスロット(T4,R4)を用いて通信を行う。なお、実際には、基地局が1の移動局との間で複数のスロットを用いて通信を行う場合もあるが、説明の便宜上ここでは単一スロットによる通信の場合のみを取り上げる。また、基地局と1つの移動局との間では、前述の如く、上り・下り共に同一の周波数が用いられ、図3の事例においては各々の移動局毎に、それぞれf1〜f4の周波数を使用する構成となっている。
【0010】ところで、1つの基地局が通信可能な移動局の数には所定の制限があり、例えば、図3に示す事例では1つの基地局が最大で4つの移動局と通信を行うことができる。但し、実際のコードレス電話システムでは機能の冗長性を考慮して、1つの基地局が収容する移動局の総数を最大数以下の、例えば3局に制限して運用することもあり得る。
【0011】1のセル内に位置する移動局の数がかかる制限を超えた場合、基地局は音声通信のトラフィックを収容できなくなり、コードレス電話システムにおける呼損率が急激に上昇するおそれがある。これを解決するには、1つのセル内に複数の基地局を設置して、増加した通話トラフィックの収容を図る対応が考えられる。このような事例として、1つのセル内に、BS(1)及びBS(2)の2つの基地局を密接して設けた場合を図4に示す。
【0012】かかる事例において、最も簡単なシステム構成では2つの基地局の動作を全く非同期とする場合であり、その結果各々の基地局におけるフレームの時間的位置関係は固定されない。つまり、この場合は、図4に示す如く各々の基地局のフレームに時間的なずれが生じる。このような事態が発生すると、一方の基地局からの送信電波が他方の基地局の受信電波に干渉して正常な受信処理が不可能となるおそれがある。これを図4を用いて説明すれば次のようになる。即ち、BS(1)の第1スロット(T1)における送信電波は、BS(2)の第4スロット(R4)における受信電波に干渉を与える。一方、BS(2)の第4スロット(T4)における送信電波は、BS(1)の第1スロット(R1)における受信電波に干渉を与える。
【0013】つまり、1の基地局からの送信電波は、他の基地局におけるフレームの送信タイミング時には干渉を与えないが、受信タイミング時には影響を及ぼすことになる。これは、基地局からの送信電波の送信出力レベルと受信電波の受信感度レベルとの差が一般に100dB以上もあるので、たとえ送受信電波の周波数が異なっていても、また両基地局間の距離による若干の伝搬損失があっても、1の基地局におけるフレームの受信タイミングに、他の基地局の送信タイミングが重なると受信側に対する送信電波の影響が無視できなくなるためである。一方、送信電波の送信出力レベルは比較的に高いので、両基地局の送信タイミング同士が競合しても互いに影響を及ぼすおそれは少ない。
【0014】このような受信タイミングにおける基地局同士の干渉が生ずることにより、結果としてフレーム中に使用できないスロットが発生する。つまり、同一セル内に設置された複数の基地局が収容できるトラフィック数が低下することになる。かかる問題を解決するため、現状の事業所用デジタルコードレス電話システムでは、1のセル内に2つ以上の基地局を設けた場合、図5に示す如く各々の基地局間のフレーム同期を採っている。具体的には、PBX1内に前記フレーム長に相当する周期が5msecの同期信号を生成する同期信号生成回路8を設け、この回路からの同期信号を各々の基地局BS(1)及びBS(2)に供給する。一方、各々の基地局では、かかる同期信号から予め定めた所定の手順に基づいてフレームタイミングを生成する。これによって、同一セル内に設けられた各々の基地局間のフレームは同期が担保され、前述のような基地局間の電波干渉を回避することが可能となる。この様子を図5に示す。
【0015】一方、データ通信用のネットワークの場合は、図2で示したようにハブ/ルータと各々のデータ端末とは、例えばイーサネットを利用したLANを介して接続されている。従って、事業所用デジタルコードレス電話システムをかかるデータ通信用のネットワークに統合する場合、ハブ/ルータがパケット交換機としてのPBXの役目を担い、各々の基地局は、イーサネットを介してハブ/ルータと接続されることになる。故に、たとえハブ/ルータ内に前述したフレームタイミングの同期信号生成回路を設けても、ハブ/ルータと各々の基地局との間はイーサネットで接続されるため、ハブ/ルータから各基地局に供給される同期信号のリアルタイム性が保証されない。つまり、1のセル内に複数の基地局を設けたコードレスシステムを図2で示すようなデータネットワークに統合すると、各々の基地局におけるフレーム生成タイミングが非同期となり、前述した基地局間の電波干渉を回避することが極めて難しくなる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる欠点を解消するためになされたものであり、イーサネットなどのデータネットワークに統合可能であり、かつ同一セル内に含まれる基地局間の電波干渉を回避した事業所用デジタルコードレス電話システムを提供する。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも2つ以上の基地局が各セル内に配置され、前記基地局の各々はパケット交換網に接続された事業所用デジタルコードレス電話システムであって、前記基地局は、該基地局が通信サービスを担う移動局との間で送受信を行う無線通信手段と、前記移動局との間における送受信信号の時系列であるデータフレームを形成するフレーム形成手段と、前記データフレームに含まれる送受信信号を前記パケット交換網に適合したパケットデータに変換するパケット交換網インタフェース手段とを含み、前記セルの各々は、同一セル内に配置された複数の基地局に同期信号を供給する同期信号発生手段を含み、同一セル内に配置された各々の基地局に含まれる前記フレーム形成手段は、前記同期信号に基づいてデータフレーム形成時の同期を担保することを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】図6は、本発明の第1の実施例である事業所用デジタルコードレス電話システムの構成を表すブロック図である。図6において、ハブ/ルータ7は、前述の如くパケット交換機能を有するネットワークコントローラであり、例えばイーサネットなどによって構成されたLAN6に接続されている各種端末からの通信処理を担うものである。
【0019】LAN6には、パソコン等のデータ端末5が接続されるが、本実施例では更に、デジタルコードレス電話システムの基地局2もデータ端末の1つとしてLAN6に接続される。基地局2は、主にパケットインタフェース回路21、フレーム形成回路22、及び無線送受信回路23から構成されている。無線送受信回路23は、移動局3との間で、例えば、ARIB規格28等の規格や処理手順に従って電波の送受信処理を行う回路である。フレーム形成回路22は、所定のフレーム形成タイミングに従って、複数の移動局との送受信信号を含むフレームを形成する回路である。そして、パケットインタフェース回路21は、かかるフレームに含まれる送受信信号をイーサネット上のパケットデータに変換し、該基地局とイーサネットとのインタフェースを担う回路である。なお、図6では基地局の構成をBS(1)のみについてその構成を詳述記載しているが他の基地局の構成も同様である。
【0020】同期信号生成回路8は、1フレームの長さに相当する5msec毎の同期信号を生成する回路であり、かかる同期信号は、セル4の中に設置された各々の基地局2に含まれるフレーム形成回路22に供給される。第1の実施例に示すシステムの働きを図6のブロック図に基づいて説明する。本実施例では、1つのセルの中に3つの基地局BS(1)〜BS(3)が密接して配置された場合を示している。前述の如く、1つの基地局は最大4つの移動局との通信を処理できるので、かかるセル内に収容可能な移動局の総数は最大12となる。但し、本実施例において1つのセル内に配置し得る基地局の数は、図6に示す事例に限定されるものではなく、実際のシステム設計の際の緒条件によって種々の値を採り得るものとする。
【0021】本実施例では、BS(1)〜BS(3)の各基地局に含まれる各々のフレーム形成回路22に同期信号生成回路8から同期信号が供給され、かかる同期信号によってフレーム形成時のタイミングが保持される。従って、BS(1)〜BS(3)の各基地局におけるフレームは、図6に示す如く常に同期が確立したものとなる。これによって、セル4に含まれる各々の基地局同士の電波が干渉することはなく、当該セル内に設置された各基地局が収容し得るトラフィックを最大限に利用することが可能となる。
【0022】また、電話に関する音声通信を、例えば、VoIP方式によってパケットデータのネットワークに統合し得るので、電話の音声呼もデータ通信用のハブ/ルータで交換処理が可能となる。このため、従来の事業所用デジタルコードレス電話システムで必要とされたPBXが不要となり、当然PBXと基地局間の配線も削減することができる。
【0023】次に、本発明に関する第2の実施例について、図7に示すブロック図に基づいて説明を行う。なお、前述した第1の実施例と共通する構成要素については、記載の冗長を避けるべくその説明を省略する。第2の実施例は、1のセル内に密接して配置された複数の基地局のうち、特定の1の基地局に同期信号生成回路8を内蔵させたものである。
【0024】図7に示す事例では、BS(1)の基地局に同期信号生成回路8を含め、かかる同期信号生成回路からの同期信号を、自局を含めた当該セルに配置された全ての基地局のフレーム形成回路22に供給する構成としている。従って、本実施例においても、図7に示す如く各々の基地局におけるフレームの同期が保持され、同一セル内の基地局間の電波干渉を回避することが可能となる。
【0025】続いて、本発明に関する第3の実施例に関し図8に示すブロック図に基づいて説明を行う。なお、前述した第1及び第2の実施例と共通する構成要素については、記載の冗長を避けるべくその説明を省略する。第3の実施例は、セル内に密接して配置された複数の基地局をまとめて1つのパケットインタフェース回路21によって、LAN6に接続する構成としたものである。この場合は、複数の基地局を含む1つのセルに対して1のイーサネット上のアドレスが付されることになる。従って、セル内の各々の基地局は、イーサネットヘッダーに後続するデータ部において、例えばTCP/IPヘッダー等のアドレスを具備することにより、各基地局からのパケットデータを識別する必要が生ずる。
【0026】図8に示す事例では、同期信号生成回路8を基地局2から独立して設けているが、本実施例の構成はこれに限定されるものではなく、例えば前述した第2の実施例に示す如く、セル内の1の基地局に同期信号生成回路8を内蔵させる構成としても良い。なお、本実施例においても、同期信号生成回路8から同期信号が各々の基地局に含まれるフレーム形成回路22に供給され、図8に示す如く各々の基地局におけるフレームの同期が保持される。従って、同一セル内の基地局間における電波干渉を回避することができ、トラフィックの有効活用が可能となる。
【0027】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によれば電話による音声呼もデータネットワークに統合することが可能となり、また、1のセル内に複数の基地局を設けた場合でも基地局間の電波干渉を回避することができる。




 

 


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