(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
時分割ディジタルチャネルで接続された衛星基地局と可搬型衛星端末局間の通信において、
前記衛星基地局と前記可搬型衛星端末局間のディジタルチャネルを、更に時間的に分割することによって、複数のサブチャネルを構成してチャネルを多重化し、
前記可搬型衛星端末局には、複数の端末装置あるいは通信回線に対応して帯域圧縮伸長器と、圧縮音声データを一時的に記憶する送信バッファ及び受信バッファ、前記サブチャネルのタイムスロット番号を記憶するタイムスロットメモリ、並びに、前記タイムスロットメモリに前記サブチャネルのタイムスロット番号を書き込む制御部を配置し、
前記制御部が前記タイムスロットメモリに前記サブチャネルのタイムスロット番号を書き込むことによって、前記複数の端末装置あるいは通信回線と前記複数のサブチャネルの間の接続にかかる時分割交換機能を持たせ、
通信開始の際に前記制御部は前記タイムスロットメモリに前記サブチャネルのタイムスロット番号を書き込み、前記複数の端末装置あるいは通信回線と前記複数のサブチャネルの間を交換接続することを特徴とする衛星基地局、可搬型衛星端末局間の通信チャネル多重化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、通信衛星を介して衛星基地局と可搬型衛星端末局間の通信チャネルを複数のサブチャネル化して、音声帯域圧縮装置を用いて多重度を上げる、通信チャネルの多重化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、可搬型衛星端末局は、災害等の非常時に被災地に持参し、被災地に対して少なくとも１チャネルの通話路は確保しようという目的で開発されたために、装置を小型化する必要があるため、通話路１チャネルのものが一般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の方式では、通話路が１チャネルしかないので、現実にはチャネル不足で混乱することが多かった。
【０００４】
本発明は、音声品質を多少劣化させても可搬型衛星端末局と衛星基地局の間の通話チャネルを、接続の自由度を持たせながら増加させることを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために請求項１に記載の発明は、時分割ディジタルチャネルで接続された衛星基地局と可搬型衛星端末局間の通信において、前記衛星基地局と前記可搬型衛星端末局間のディジタルチャネルを、更に時間的に分割することによって、複数のサブチャネルを構成してチャネルを多重化し、前記可搬型衛星端末局には、複数の端末装置あるいは通信回線に対応して帯域圧縮伸長器と、圧縮音声データを一時的に記憶する送信バッファ及び受信バッファ、前記サブチャネルのタイムスロット番号を記憶するタイムスロットメモリ、並びに、前記タイムスロットメモリに前記サブチャネルのタイムスロット番号を書き込む制御部を配置し、前記制御部が前記タイムスロットメモリに前記サブチャネルのタイムスロット番号を書き込むことによって、前記複数の端末装置あるいは通信回線と前記複数のサブチャネルの間の接続にかかる時分割交換機能を持たせ、通信開始の際に前記制御部は前記タイムスロットメモリに前記サブチャネルのタイムスロット番号を書き込み、前記複数の端末装置あるいは通信回線と前記複数のサブチャネルの間を交換接続することを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、衛星基地局と可搬型衛星端末局の間の通信チャネル数を増加すると共に、衛星基地局と可搬型衛星端末局に時分割交換機能をもたせることができるので、自由な接続が可能になる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態におけるシステム構成を図１に示す。
【０００８】
図１において、１は通信衛星、２は可搬型衛星端末局で、可搬型衛星端末局２には、電話機４―１、ヘッドセット４―２、コードレス電話機４―３の様な端末装置が接続される。
【０００９】
２０６は可搬型衛星端末装置の帯域圧縮伸長部、２０７は多重化機能部である。
【００１０】
３は衛星基地局で、電話機４―１の他に、５の公衆通信網、６の構内交換機（ＰＢＸ）等も接続される。
【００１１】
また３０１は衛星基地局の帯域圧縮伸長部、３０２は多重化機能部である。
【００１２】
図１に示す実施の形態では、可搬型衛星端末局２は２つになっているが、この数は必要に応じて変えることができる。
【００１３】
衛星基地局３、通信衛星１、可搬型衛星端末局２は、通信衛星１を介して時分割多重アクセスによって接続されている。
【００１４】
本実施の形態では可搬型衛星端末局２と衛星基地局３の間は６４Ｋｂｐｓの音声チャネル１回線から構成されているものとする。
【００１５】
従って、音声を制御情報も含めて１６Ｋｂｐｓ以下に圧縮できれば、６４Ｋｂｐｓのチャネルを１６Ｋｂｐｓのサブチャネル４チャネルとして用いることができる。
【００１６】
今、公衆通信網５から図面上側の可搬型衛星端末局２を呼ぶと仮定して動作の概要を説明する。
【００１７】
公衆通信網５から衛星基地局３へ着信があると、図示省略のインタフェース回路を通して帯域圧縮伸長部３０１へ接続される。
【００１８】
無線系に使われる帯域圧縮方式には数種類あるが、ここではベクトル和駆動型線形予測符号化（Ｖｅｃｔｏｒ    Ｓｕｍ    Ｅｘｃｉｔｅｄ    Ｌｉｎｅａｒ    Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ    Ｃｏｄｉｎｇ）（以下、ＶＳＥＬＰと呼ぶ）を用いるものとする。
【００１９】
ＶＳＥＬＰの圧縮率は可変であるが、ここでは９．６Ｋｂｐｓに圧縮し制御情報も含めて１６ｋｂｐｓに収まるものとして説明を進める。
【００２０】
帯域圧縮伸長部３０１に入った６４ｋｂｐｓの公衆通信網５の音声は、アップリンクに対しては１６ＫｂｐｓのＶＳＥＬＰ音声に圧縮され、ダウンリンクに対しては１６ＫｂｐｓのＶＳＥＬＰ音声を６４ＫｂｐｓのＰＣＭ音声またはアナログ音声に伸長する。
【００２１】
なお、本実施の形態ではアップリンクとダウンリンクは対になっているので、サブチャネルを選べばアップリンクもダウンリンクも決まる。
【００２２】
帯域圧縮伸長部３０１を通った音声信号は１６Ｋｂｐｓに圧縮されているので、６４Ｋｂｐｓのチャネルを４分割した１６Ｋｂｐｓのサブチャネルに乗せることができる。
【００２３】
多重化機能部３０２では前記１６Ｋｂｐｓの圧縮音声を、図面上側の可搬型衛星端末局２へ行く４つのサブチャネルの内、空いているサブチャネルを選んでこれに乗せる。
【００２４】
これによって衛星基地局３が図面上側の可搬型衛星端末局２に接続される。
【００２５】
可搬型衛星端末局２では基地局３からダイヤル番号が送られてくるか、付加番号が送られてくるか、何も送られてこないかによって端末装置への接続が変わる。
【００２６】
ダイヤル番号または付加番号が送られてくる場合には、接続すべき端末装置が指定されているので、多重化機能部２０７では指定された端末装置、例えば電話機４―１に対応した帯域圧縮伸長部２０６の圧縮伸長器へ接続し、ダウンリンクでは１６ＫｂｐｓのＶＳＥＬＰを６４ｋｂｐｓのＰＣＭ音声またはアナログ音声に、アップリンクでは６４ＫｂｐｓのＰＣＭ音声またはアナログ音声を１６ＫｂｐｓのＶＳＥＬＰ信号に変換する。
【００２７】
これによって被呼端末装置４―１は、公衆通信網５の相手と通話ができる。
【００２８】
ダイヤルも付加番号も受け取れない場合には、多重化機能部２０７で、空いている端末装置４―１から４―３のいずれかを選んで接続する。
【００２９】
この場合にも、各端末装置に番号を付けておけば、ある端末装置に接続した後に、可搬型衛星端末局２の多重化機能部２０７の制御によって端末装置間での呼の転送ができる。
【００３０】
図２は可搬型衛星端末局２の内部構成を示すブロック図である。
【００３１】
外部インタフェース部（以下、外部Ｉ／Ｆ部と表す）２０３は、電話機４―１およびコードレス電話機４―３とのインタフェース２０４と、ヘッドセットとのインタフェース２０５から構成される。
【００３２】
コードレス電話機４―３とのインタフェースは電話機インタフェースとし、電話機とハンドセット間がコードレスになっているタイプを仮定している。
【００３３】
電話機インタフェース（ＴＥＬＩ／Ｆ）２０４およびヘッドセットインタフェース（ＨＤＳＩ／Ｆ）２０５は、アナログ音声を６４Ｋｂｐｓの波形符号化音声に変換する機能をもっており、ベースバンド部２０１の構成要素である帯域圧縮伸長部２０６にはディジタル音声の形で受け渡しがおこなわれる。
【００３４】
帯域圧縮伸長部２０６は複数の圧縮伸長器２１８で構成され、圧縮伸長器２１８はそれぞれ外部Ｉ／Ｆ部２０３の各種インタフェース２０４、２０５に対応している。
【００３５】
ベースバンド部２０１は前記帯域圧縮伸長部２０６と多重化機能部２０７から構成され、多重化機能部２０７は圧縮伸長器２１８に対応した受信バッファ２０８、送信バッファ２０９、およびタイムスロットメモリ（以下、ＴＳメモリと表す）２１０で構成される。
【００３６】
ここでいうＴＳメモリ２１０は、６４Ｋｂｐｓのフレーム構成におけるタイムスロットではなく、後で説明するサブチャネルのタイムスロットを記憶するＴＳメモリである。
【００３７】
２１１は変調部で、４つの送信バッファ２０９毎に１つ設けられ、４つの送信バッファからの６４Ｋｂｐｓのディジタル信号を変調波に乗せる。変調部２１１は、衛星端末局２が取り扱う６４Ｋｂｐｓチャネルの数に対応して設けられる。
２１２は送信周波数変換部で、前記変調波を通信衛星１に送る周波数に変換する。この送信周波数変換部２１２も変調部２１１に対して１つ設けられる。
【００３８】
２１３はアンテナ部で、送信周波数変換部２１２で変換された送信周波数の電波を通信衛星１に向けて送信する。このアンテナ部２１３は全ての送信周波数変換部２１２に共通であり、受信にも用いられる。
【００３９】
２１５は受信周波数変換部であり、通信衛星１から受信した電波を変調波の周波数に変換する部分で、送信周波数変換部２１２と対になっている。
【００４０】
２１４は復調部で、変調波からディジタル信号を取出す。復調部２１４は変調部２１１と対になっている。
【００４１】
２０２は端末局２の全体を制御する制御部で、前述のＴＳメモリ２１０へのサブチャネルのタイムスロットの設定等もおこなう。
【００４２】
２１６は操作パネル部で、制御部２０２に指示をして多重化の設定等、各種設定をおこなう。
【００４３】
２１７は電源部で、交流電源、直流電源、バッテリーのいずれにも対応できる。
【００４４】
衛星基地局３の構成も基本的には可搬型衛星端末局２と同じで、扱うチャネル数が多くなるだけである。
【００４５】
電話機４―１から発信した場合の可搬型衛星端末局２の動作を簡単に説明する。
【００４６】
電話機４―１で送受器を上げると電話機インタフェース（ＴＥＬＩ／Ｆ）２０４が起動され、ダイヤル音が返送される。発呼者がダイヤルすると制御部２０２がこれを受信して、どのサブチャネルを選べば良いかを判定する。
【００４７】
サブチャネルが決まると、発信した電話機４―１に対応した多重化機能部２０７のＴＳメモリ２１０に、選択したサブチャネルのタイムスロット番号を書き込む。
【００４８】
衛星基地局３においても可搬型衛星端末局２の制御部２０２から送られる、使用するサブチャネル番号とダイヤル番号によって着信呼に対する同様の設定がおこなわれる。
【００４９】
これによって衛星部分の接続が完了し、端末局２の電話機４―１からの送話は、電話機インタフェース（ＴＥＬＩ／Ｆ）２０４でディジタル化され、ＶＳＥＬＰの圧縮伸長器２１８で例えば１６Ｋｂｐｓに圧縮されて送信バッファ２０９に一時保存される。ＴＳメモリ２１０に記憶されているサブチャネルのタイムスロットがくると、送信バッファ２０９から圧縮音声データが変調部２１１へ送出され、他のサブチャネルの音声データと合わせて６４Ｋｂｐｓのディジタルビット列として変調される。
【００５０】
変調波は送信周波数変換部２１２で通信衛星１に送られる周波数まで上げられて、アンテナ部２１３から通信衛星１に向けて送出される。
【００５１】
一方通信衛星１から受信した電波、即ちダウンリンクの電波はアンテナ部２１３で受信され、受信周波数変換部２１５で変調波の周波数まで下げられて、復調部２１４で復調され、６４Ｋｂｐｓのディジタルビット列に戻される。
【００５２】
このビット列からＴＳメモリに記憶されているサブチャネルのタイムスロットのビットだけが取出され、受信バッファ２０８に一時記憶される。
【００５３】
受信バッファ２０８に記憶されたデータは１６Ｋｂｐｓの速度で圧縮伸長器２１８に送られ６４Ｋｂｐｓの波形符号化音声に伸長され、外部Ｉ／Ｆ部２０３の電話機インタフェース（ＴＥＬＩ／Ｆ）２０４でアナログ音声に変換されて電話機４―１に送られる。
【００５４】
衛星基地局３側でも同様の接続がおこなわれるので、被呼者との通話が可能になる。
【００５５】
以上説明したように、端末装置４―１〜４―３とサブチャネルの対応は、ＴＳメモリ２１０に記憶されたサブチャネルのタイムスロット番号によって決るので、接続は制御部２０２がＴＳメモリの内容を書き替えることによって自由に変えられる。
【００５６】
言い換えれば多重化機能部２０７は時分割交換接続機能をもっており、サブチャネルと端末装置の間を自由に接続することができる。
【００５７】
衛星基地局３側の接続先が公衆通信網５におけるようなディジタル回線であれば、衛星基地局３側の外部Ｉ／Ｆ部２０３におけるアナログ変換はおこなわれず、ディジタルのまま接続される。
【００５８】
以上の説明は、通信衛星１と可搬型衛星端末局２の間が６４Ｋｂｐｓ１チャネルで、これを４サブチャネル化して接続する場合であったが、６４Ｋｂｐｓのチャネルが複数あってもよく、ある６４Ｋｂｐｓチャネルはサブチャネル化し、他はサブチャネル化せず、６４Ｋｂｐｓチャネルとして使用することも可能で、これらは操作パネル部で設定できる。
【００５９】
図３および図４によって６４Ｋｂｐｓのチャネルを複数のサブチャネル化する方法の１例を説明する。
【００６０】
図３は６４Ｋｂｐｓのチャネルでディジタル多重化する場合のフレームおよびビット構成で、８０００フレーム／秒、言い換えれば１フレームの長さが１２５μｓで構成される。
【００６１】
各フレームはｎ個のタイムスロット（ＴＳ）から構成され、同一番号のタイムスロット（ＴＳ）が１つのチャネルを構成する。
【００６２】
図３の下側の図は、フレーム１、タイムスロット（ＴＳ）１を更にビット単位に展開したもので、８ビットから構成されている。
【００６３】
従って、８ビット×８０００フレーム＝６４０００となり、６４Ｋｂｐｓのチャネルをｎチャネル多重化した構成になっている。
【００６４】
図４（ａ）は図３における１タイムスロット（ＴＳ）の８ビットを４分割して、サブチャネル（ｓｃｈ）４つにする。各サブチャネル（ｓｃｈ）はフレーム毎に２ビットになるので、フレーム１ではサブチャネル（ｓｃｈ）のビット１とビット２、フレーム２ではサブチャネル（ｓｃｈ）のビット３とビット４、となり、フレーム４（図示省略）でサブチャネル（ｓｃｈ）のビット７とビット８となり、１タイムスロット（ＴＳ）が４つのサブチャネル（ｓｃｈ）に分割されたことになる。
【００６５】
従って、図２のＴＳメモリ２１０にサブチャネル（ｓｃｈ）のタイムスロット番号（６４Ｋｂｐｓチャネルにおけるタイムスロット（ＴＳ）番号とタイムスロット（ＴＳ）内におけるビット番号）を記憶させておけば１６Ｋｂｐｓのチャネル４つを識別できる。
【００６６】
図４（ｂ）は１つのタイムスロット（ＴＳ）を２分割した場合のビット構成図で、６４Ｋｂｐｓのチャネルを３２Ｋｂｐｓのチャネル２つに分割することができる。
【００６７】
図には示していないが、１タイムスロット（ＴＳ）の８ビットを８つのサブチャネル（ｓｃｈ）に分割すれば、６４Ｋｂｐｓのチャネルを８Ｋｂｐｓのチャネル８つに分割することも可能である。
【００６８】
このようなサブチャネル（ｓｃｈ）への分割は、図２のＴＳメモリ２１０への書き込む内容によって決まるので、ｎチャネルのどれについても実施でき、またサブチャネル（ｓｃｈ）への分割も自由に変えられる。
【００６９】
従って多重化の設定は、操作パネル部２１６から制御部２０２に指示することによって簡単に行える。
【００７０】
また衛星基地局３においては、通信相手の衛星端末局２によって多重度を自由に変えることが可能で、同一衛星端末局２の中でも異なる多重度をとることができる。
【００７１】
多重度の変更は制御部２０２によるＴＳメモリの書き替えでできるので、衛星基地局３の操作パネル部から制御部を介して可搬型衛星端末局２の制御部２０２に指示を送って遠隔操作で設定を変えることも可能である。
【００７２】
図５は、多重化設定のフローチャートである。先ずステップＳ１で操作パネル設定モードで設定を行なうかどうかを判定する。
【００７３】
操作パネル設定モードであれば、ステップＳ２で操作パネル部２１６と制御部２０２を操作パネル設定モードにセットする。そして多重化モードかどうかをステップＳ４で判定し、多重化モードであればチャネルに応じて装置デフォルトモードをセットし（ステップＳ８）、また多重化を個別にセットし（ステップＳ７）、詳細設定モードをセットする（ステップＳ６）。
【００７４】
ステップＳ４で多重化モードでなければ多重化はしない（ステップＳ９）。
【００７５】
ステップＳ１で操作パネル設定モードでなければ、衛星基地局からの遠隔管理モードにセットされる（ステップＳ３）。
【００７６】
そして多重化モードかどうかを判定し（ステップＳ５）、多重化モードであれば、操作パネル設定モードの場合と同様に、ステップＳ６からＳ８のセットをおこなう。
【００７７】
ステップＳ５で多重化モードでなければ多重化は行なわない（ステップＳ９）。
【００７８】
【発明の効果】
本発明によれば、６４Ｋｂｐｓの音声を、３２Ｋｂｐｓまたは１６Ｋｂｐｓまたは８Ｋｂｐｓ等の音声に、ＶＳＥＬＰ音声帯域圧縮技術を用いて圧縮し、６４Ｋｂｐｓのディジタルチャネルに多重化して乗せることによって、数少ない衛星基地局と可搬型衛星端末局間の通信衛星チャネルを多重化して使える効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるシステム構成図である。
【図２】可搬型衛星端末局のブロック構成図である。
【図３】６４Ｋｂｐｓのディジタルチャネルのフレーム構成およびビット構成図である。
【図４】６４Ｋｂｐｓのディジタルチャネルに１６Ｋｂｐｓおよび３２Ｋｂｐｓの音声を乗せるビット構成図である。
【図５】可搬型衛星端末局の多重化設定をおこなうフローチャートである。
【符号の説明】
１                通信衛星
２                可搬型衛星端末局
２０１    ベースバンド部
２０２    制御部
２０３    外部Ｉ／Ｆ部
２０６    帯域圧縮伸長部
２０７    多重化機能部
２０８    受信バッファ
２０９    送信バッファ
２１０    ＴＳメモリ
２１１    変調部
２１２    送信周波数変換部
２１３    アンテナ部
２１４    復調部
２１５    受信周波数変換部
２１８    帯域圧縮伸長器
３                衛星基地局
４―１〜４―３端末装置
５                公衆通信網
６                構内交換機（ＰＢＸ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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