(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ有限の通信用スロットを有すると共に隣接する相互間では少なくとも部分的にオーバーラップするサービスエリアを有する複数の無線基地局を介して複数の移動端末間で通信を可能にするデジタルコードレス電話システムにおいて、
各無線基地局から前記移動端末に無鳴動着信の制御コマンドを送出し、前記移動端末から返送された情報に基づき前記複数の無線基地局のサービスエリアおよび前記複数の移動端末の位置関係を示す位置登録情報を得、
前記複数の無線基地局のうち特定の無線基地局の通信用スロットに空きがない状態で新たな移動端末が通信に加わるとき、前記得られた位置登録情報に基づいて、既に前記特定の無線基地局を使用中の移動端末のうち他の無線基地局のサービスエリアにも属する１つの移動端末を前記他の無線基地局に切り替え、前記特定の無線基地局の通信用スロットを前記新たな移動端末に利用可能にすることを特徴とするデジタルコードレス電話システム。
【請求項２】
前記位置登録情報を格納する記憶部を有する交換機本体を備えることを特徴とする請求項１に記載のデジタルコードレス電話システム。
【請求項３】
前記交換機本体は、前記複数の無線基地局とのインタフェースを行うＢＳインタフェース部、該ＢＳインタフェース部の通話路の切替を行う時分割スイッチおよび前記交換機本体の制御を司る制御部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の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】
本発明は電話システム、特にＰＨＳ（Personal Handy Phone System）および携帯電話等の複数の無線基地局および複数の移動端末を使用する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】
斯かるデジタルコードレス電話システムは、その利便性のために急速に普及している。また、斯かるデジタルコードレス電話システムに関連する従来技術は、例えば特開平５−２３５８３４号公報の「ＴＤＭＡ移動通信方式」、特開平７−３８９４０号公報の「チャネル割り当て方式」、特開平８−２６５８３６号公報の「複数スロット割り当て方法」特開平１０−３０４４３７号公報の「無線区間同期監視方式および該方式による無線基地局装置」および特開平１１−１８７１３１号公報の「ディジタルコードレス電話システム」等に開示されている。特に、最後の公開公報には、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Time Division Multiple Access／Time Division Duplex）、即ち時分割多元接続方式／時分割双方向伝送方式のデジタルコードレス電話システムにおいて、通話中の移動端末が別の移動端末に通話を転送するときは、転送先の通話用にもう１つ別のスロットを使用するため、無線チャネルの利用効率が悪いので、これを解決するための技術が開示されている。
【０００３】
ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式による無線基地局と移動端末とのデジタル無線通信は、一般に図６に示す如く行なわれる。即ち、無線信号タイムスロット１０として第１〜第８を１ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム１１とする。そして、無線信号タイムスロット第１〜第４を無線基地局側送信／端末側受信スロット１２とする。また、無線信号タイムスロット第５〜第８を無線基地局側受信／端末側送信スロット１３とする。これらスロット１２は、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３およびＴ４の４スロットより構成され、各スロットＴ１〜Ｔ４は０．６２５ｍＳ、従って４スロット合計で２．５ｍＳである。同様に、スロット１３についても、それぞれ０．６２５ｍＳのＲ１〜Ｒ４の４スロットより構成され、合計２．５ｍＳである。このように、４スロットの送話タイミングＴ１〜Ｔ４と、４スロットの受話タイミングＲ１〜Ｒ４とで２．５ｍＳ毎に交互にＴＤＤ通信が行われる。更に、ＴＤＭＡデジタル通信方式による多重通信により１台の無線基地局で複数の移動端末の通信を可能としている。
【０００４】
次に、図７は、無線基地局と移動端末間の通信の詳細タイミングチャートを示す。図７中、（ａ）は、無線基地局タイムスロット２０を示す（これは、上述した図６の無線信号タイムスロット１０に対応する）。図７（ｂ）は、無線基地局送信タイミング又は移動端末受信タイミング２１を示す。一方、図７（ｃ）は、無線基地局受信タイミング又は移動端末送信タイミング２２を示す。図７（ａ）〜（ｃ）に示す如く、無線基地局と移動端末との通信は、１ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム当り１つの受信スロット（図示の例では第１スロット）と、１つの送信スロット（図示の例では第５スロット）が割り当てられる。これらスロットで無線基地局と移動端末が送信および受信の動作を行っている。
【０００５】
この例において、無線基地局は、１台で最大４つの送信スロットおよび受信スロットを有するため、無線基地局は、理論上同時に４台の移動端末と通信を行うことが可能である。しかし、報知情報および制御コマンドとして１スロットを使用するため、無線基地局１台について同時に通信できる移動端末の台数は、３台までに制限される。即ち、図８に示す如く、（ａ）はタイムスロット３０、（ｂ）は第１移動端末の受信タイミング３１、（ｃ）は第２移動端末の受信タイミング３２、（ｄ）は第３移動端末の受信タイミング３３、（ｅ）は無線基地局の制御情報用送信タイミング３４、（ｆ）は第１移動端末の送信タイミング３５、（ｇ）は第２移動端末の送信タイミング３６、（ｈ）は第３移動端末の送信タイミング３７および（ｉ）は無線基地局の制御情報用受信タイミング３８である。
【０００６】
図８中の（ａ）に示すタイムスロット３０において、各ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの第１スロットＴ１が、（ｂ）に示す第１移動端末の受信タイミング３１又は無線基地局から第１移動端末への送信タイミング３１である。また、第２スロットＴ２が、（ｃ）に示す第２移動端末の受信タイミング３２、即ち無線基地局から第２移動端末への送信タイミングである。第３スロットＴ３が、（ｄ）に示す第３移動端末の受信タイミング３３、即ち無線基地局から第３移動端末への送信タイミングである。また、第４スロットＴ４が、（ｅ）に示す無線基地局からの制御情報の送信タイミング３４である。一方、第５スロットＲ１が、（ｆ）に示す第１移動端末から無線基地局への送信タイミング３５である。第６スロットＲ２が、（ｇ）に示す第２移動端末から無線基地局への送信タイミング３６である。第７スロットＲ３が、（ｈ）に示す第３移動端末から無線基地局への送信タイミング３７である。また、第８スロットＲ４が、（ｉ）に示す無線基地局による制御情報の受信タイミング３８である。
【０００７】
上述の如く、無線基地局１台当り最大３台までの移動端末しか同時に使用することができない。そのため、無線基地局を３台の移動端末が同時に使用している状態、即ち全ての無線基地局の通信用タイムスロット（図６中１０、図７中２０および図３中３０）が使用されている状態では、これ以上の移動端末が使用できない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
デジタルコードレス電話システムの無線基地局は、上述の如く、1台当り3つの通信用スロットしかないので、１台の無線基地局では最大３台の移動端末しか同時に使用することができない。しかし、無線基地局１台当りには４台以上の移動端末が存在するのが一般的であり且つ通信トラフィックが比較的高い環境では１台の無線基地局に対して多数の移動端末の接続が偏る傾向がある。このために、移動基地局の通信用スロットが全て使用された状態で更に新しい（又は別の）移動端末が発呼要求を送出し、その結果無線回線が使用できない事態に陥ることがしばしば発生する。斯かる事態を回避するには、複数の無線基地局を設置することが考えられる。しかし、例え他の無線基地局は３台以下の移動端末しか使用していなくても、特定の無線基地局に移動端末が多数（４台以上）集中すると、同じ事態が発生することとなる。
【０００９】
【発明の目的】
従って、本発明の目的は、有限の無線回線の使用効率を改善し、上述した無線回線が使用できないという事態の発生を抑えることが可能なデジタルコードレス電話システムを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によるデジタルコードレス電話システムは、それぞれ有限の通信用スロットを有すると共に隣接する相互間では少なくとも部分的にオーバーラップするサービスエリアを有する複数の無線基地局を介して複数の移動端末間で通信を可能にするデジタルコードレス電話システムにおいて、各無線基地局から前記移動端末に無鳴動着信の制御コマンドを送出し、前記移動端末から返送された情報に基づき前記複数の無線基地局のサービスエリアおよび前記複数の移動端末の位置関係を示す位置登録情報を得、前記複数の無線基地局のうち特定の無線基地局の通信用スロットに空きがない状態で新たな移動端末が通信に加わるとき、前記得られた位置登録情報に基づいて、既に前記特定の無線基地局を使用中の移動端末のうち他の無線基地局のサービスエリアにも属する１つの移動端末を前記他の無線基地局に切り替え、前記特定の無線基地局の通信用スロットを前記新たな移動端末に利用可能にする。
【００１１】
また、本発明のデジタルコードレス電話システムの好適実施形態によると、位置登録情報を格納する記憶部を有する交換機本体を備える。また、交換機本体は、複数の無線基地局（ＢＳ）とのインタフェースを行うＢＳインタフェース部、これらＢＳインタフェース部の通話路の切替を行う時分割スイッチおよび交換機本体の制御を司る制御部を備える。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるデジタルコードレス電話システムの好適実施形態の構成および動作を、添付図を参照して詳細に説明する。
【００１３】
先ず、図１は、本発明によるデジタルコードレス電話システムの基本原理を説明する図である。図１中には、２つの無線基地局（以下、ＢＳという）４４ｂおよび４７ｂおよびこれら各ＢＳ４４ｂ、４７ｂのサービスエリアを円により示す。また、図１中には、これらＢＳ４４ｂ、４７ｂの圏在（サービスエリア内）に４台の移動端末（以下、ＰＳという）４４ｃ、４５ｃ、４６ｃおよび４７ｃと、それら各ＰＳ４４ｃ〜４７ｃの位置関係を示す。
【００１４】
ここで、ＰＳ４５ｃ〜４７ｃに発呼又は着呼があった場合には、各ＰＳ４５ｃ〜４７ｃは、一番近くにあり且つ無線条件が良好となるＢＳ４４ｂに接続が行われる。この状態でＰＳ４４ｃが発呼のためにオフフック操作を行っても、既にＢＳ４４ｂは３台のＰＳが全ての通信用スロットを使用中であるために、ＰＳ４４ｃは使用不可能である。ところで、図１から明らかな如く、ＰＳ４６および４７ｃの２台は、ＢＳ４７ｂのサービスエリアにも圏在している。そのため、ＢＳ４７ｂに空きがある場合には、ＰＳ４６ｃ又は４７ｃの一方（又は両方）をＢＳ４４ｂから切断させ、ＢＳ４７ｂに接続し直しても通話はそのまま継続でき且つＢＳ４４ｂの通信用スロットを空けて発呼要求のあったＰＳ４４ｃに使用させると、問題を解決することが可能である。これを実現するのが本発明である。
【００１５】
尚、上述した制御を行う場合に、各ＢＳのサービスエリアに存在（又は圏在）しているＰＳの位置登録管理が重要である。この位置登録の管理は、各ＢＳから定期的に各ＰＳに対して無鳴動着信コマンドを送出し、各ＰＳから送出される着信コマンドに対する応答に基づきＰＳの位置登録管理を行うことで解決させる。これら一連の制御は、図２を参照して後述する如く、交換機により行われる。
【００１６】
次に、図２は、本発明によるデジタルコードレス電話システムの好適実施形態の構成図である。このデジタルコードレス電話システムは、ＰＢＸ（交換機本体）４０、複数のＢＳ（無線基地局）４４ｂ、４５ｂ、…、ＢＳ４７ｂ、ＢＳ４８ｂおよび複数のＰＳ（移動端末）４４ｃ、ＰＳ４５ｃ、ＰＳ４６ｃ、ＰＳ４７およびＰＳ４８ｃより構成される。図１を参照して上述した如く、ＰＳ４４ｃ〜４７ｃはＢＳ４４ｂのサービスエリア内にあり、一方ＰＳ４６ｃ、４７ｃはＢＳ４７ｂのサービスエリア内でもあると仮定する。図２に示すデジタルコードレス電話システムにおいて、ＰＢＸ４０は、ＴＤＳＷ（時分割スイッチ）４１、制御部４２、上述したＢＳ４４ｂ〜４８ｂとのＢＳインタフェース部４４ａ〜４８ａおよび記憶部４３より構成される。
【００１７】
図２に示す本発明によるデジタルコードレス電話システムにおいて、ＰＢＸ４０は、交換機本体であり、ＢＳ４４ｂ〜４８ｂとＰＳ４４ｃ〜４８ｃとの接続（スイッチング）を行う。ＢＳインタフェース部４４ａ〜４８ａは、対応するＢＳ４４ｂ〜４８ｂと通話およびデータ等の信号の送受信を行う。ＴＤＳＷ４１は、ＢＳインタフェース部４４ａ〜４８ａの通話路の切替えを行う時分割スイッチである。また、制御部４２は、ＰＢＸ４０の制御を司る。記憶部４３は、ＰＳ４４ｃ〜４８ｃの位置登録管理情報（データ）を記憶している。ＰＢＸ４０の制御部４２は、ＴＤＳＷ４１の制御を行い、ＢＳインタフェース部４４ａ〜４８ａ毎の通話路の接続制御を行うと共に、ＢＳインタフェース部４４ａ〜４８ａ、ＢＳ４４ｂ〜４８ｂを通してＰＳ４４ｃ〜４８ｃに対する制御コマンドの送出およびＰＳ４４ｃ〜４８ｃから送られてくる情報の処理を行う。
【００１８】
例えば、ＰＳ４４ｃにおいてＰＳ４８ｃへのダイヤル操作を行う場合を説明する。このダイヤル情報は、ＢＳ４４ｂおよびＢＳインタフェース部４４ａを通し制御部４２に送られる。制御部４２では、その接続要求に基づき着信制御コマンドを、ＢＳインタフェース４８ａおよびＢＳ４８ｂを通してＰＳ４８ｃに送出する。この着信制御コマンドにより該当するＰＳ４８ｃは着信鳴動し、ＰＳ４８ｃの使用者が応答（オフフック）等の操作を行うことにより、ＢＳインタフェース部４４ａおよび４８ａをＴＤＳＷ４１にて接続させることによりＰＳ同士間で通話が可能となる。
【００１９】
先ず、図２に示す本発明によるデジタルコードレス電話システムの好適実施形態の動作を説明する。図２によると、ＢＳ４４ｂのサービスエリアには、ＰＳ４４ｃ〜４７ｃの４台のＰＳが圏在しており、同時にＢＳ４７ｂにもＰＳ４６ｃおよび４７ｃの２台のＰＳが圏在している。各ＰＳ４４ｃ〜４７ｃのＢＳ４４ｂおよび４７ｂとの位置関係は、図１に示す状態にあり、ＰＳ４４ｃ〜４７ｃとＢＳ４４ｂおよびＢＳ４７ｂの距離の状態から、ＰＳ４４ｃ〜４７ｃはＢＳ４４ｂに接続し易い条件となっている。制御部４２は、定期的に各ＢＳインタフェース部４４ａ〜４８ａを介しＢＳ４４ｂ〜４８ｂから無鳴動着信の制御コマンドを各ＰＳ４４ｃ〜４８ｃに対して送出する。この制御シーケンスを図５に示す。
【００２０】
次に、図５の制御シーケンス図を参照して説明する。制御部４２から送出された「ＳＥＴＵＰ」コマンドは、ＢＳインタフェース部４４ａ〜４８ａおよびＢＳｎを介して無線信号に変換後、無鳴動着呼を指示する「着呼」コマンドの制御情報としてＰＳｎに通知される。これを受信した該当するＰＳｎは、ＢＳｎに対して無線チャネルの「リンクチャネル確立要求」を行い、この要求に基づく「リンクチャネル割当」を受信することになる。その後、チャネル情報に基づいた通信用スロットを使用し呼設定処理、秘匿、認証の処理を行った後、ＰＳ４４ｃ〜４８ｃは、応答したことを示す「呼出」を送出する。通常の場合では、この一連の処理によりＰＳ４４ｃ〜４８ｃは着信鳴動するが、無鳴動指定による「着呼」指示であるため鳴動等の動作は発生せず、ＰＳ４４ｃ〜４８ｃの使用者には着信したことは認識されない。
【００２１】
次に、制御部４２では、各ＰＳ４４ｃ〜４８ｃから返送された「呼出」情報に基づき、ＢＳ４４ｂ〜４８ｂ毎の位置登録管理情報を記憶部４３に記憶させる。この情報の管理は、図４に示す如く、各ＢＳ４４ｂ〜４８ｂから送出された「ＳＥＴＵＰ」コマンドに対する応答のあった各ＰＳ４４ｃ〜４８ｃが登録されている。即ち、ＢＳ４４ｂ〜４８ｂ毎のサービスエリアに圏在する全てのＰＳがこの記憶部４３に位置登録管理データとして記憶されることになる。図４によると、ＢＳ４４ｂにはＰＳ４４ｃ〜４７ｃが、またＢＳ４７ｂにはＰＳ４６ｃおよび４７ｃが位置登録されている。尚、図５によると、制御部４２は、記憶部４３に位置登録情報を記憶させた後、ＰＳ４４ｃ〜４８ｃに対し「切断」を送出しＢＳとＰＳとの無線チャネルの切断を行い、位置登録管理の処理を終了させる。以上の制御により、記憶部４３には各ＢＳ毎のサービスエリアに存在するＰＳの位置登録管理情報が登録されていることになる。
【００２２】
今、ＰＳ４５ｃ〜４７ｃが、ＢＳ４４ｂを使用して通話状態にあるとする。この状態で、ＰＳ４４ｃが通話を行うためにオフフックした場合を、図３通信制御シーケンス図を参照して説明する。ＰＳ４４ｃのオフフックによりＢＳ４４ｂに「リンクチャネル確立要求」が送出される。ＢＳ４４ｂでは、この要求に基づき無線スロットの空き状況を判別し（図３の▲１▼参照）する。空きチャネルがある場合には、ＰＳ４４ｃに対し「リンクチャネル割当」（図３の▲２▼参照）を行う。ところで、この場合には、ＢＳ４４ｂの通信用スロットが全て使用されているため、ＢＳ４４ｂはＰＢＸ４０に対し「通話切替要求」を送出する。この情報は、ＰＢＸ４０の制御部４２に取り込まれる。制御部４２では、記憶部４３のデータを参照し、リンクチャネル確立の要求があったＢＳ４４ｂに接続されている全てのＰＳ４４ｃ〜４８ｃの検索を行い、該当するＢＳに接続されているＰＳが他に利用可能となるＢＳがないか判断する処理を行う。
【００２３】
ここで、この検索処理により他に利用できるＢＳがない場合には、ＢＳ４４ｂに対して「切替拒否」を送出する。これにより、ＰＳ４４ｃではスピーカからビジートーン（話中音）を送出し、使用者に回線が使用できない状況であることを通知させる。
【００２４】
ところで、図４の位置登録管理データによると、ＢＳ４４ｂに接続されている移動端末のうち、ＰＳ４６ｃおよび４７ｃは、別のＢＳ４７ｂのサービスエリアに圏在し利用することが可能である。このため、制御部４２は、ＢＳ４４ｂに対し「通話切替指示」を送出（図３の▲３▼参照）する。このコマンドにより、ＢＳ４４ｂはＰＳ４６ｃとの無線チャネルの切断（図３の▲５▼参照）を行う。そして、この空いた通信用スロットを使用してＰＳ４４ｃに「リンクチャネル割当」を送出する。ＰＳ４４ｃでは、この「リンクチャネル割当」に基づきＢＳ４４ｂとの同期の確立および呼設定処理および認証処理を行いＢＳ４４ｂとの通話状態が確立される。
【００２５】
他方、ＢＳ４４ｂとの無線チャネルが切断したＰＳ４６ｃでは、無線信号における電界レベルの低下およびデータの符号誤り（フレームエラーレート：Frame Error Rate）の増加により、ハンドオーバー処理が起動される。このハンドオーバー処理により、ＰＳ４６ｃは、別のＢＳの検索を行い接続可能なＢＳ４７ｂに対し「リンクチャネル確立要求」を送出（図３の▲６▼参照）する。その後、上述と同様のシーケンス処理が行われ、ＢＳ４７ｂと通話状態に入り、通話が再開されることとなる。
【００２６】
尚、以上の実施形態の説明では、ＰＳが発呼動作を行った場合について説明したが、ＰＳに着呼があった場合でも上述と同様に着信させることが可能であること、当業者には容易に理解できよう。
【００２７】
以上、本発明によるデジタルコードレス電話システムの好適実施形態の構成および動作を詳述した。しかし、上述の実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに注意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く、本発明のデジタルコードレス電話システムによると、次の如き実用上の顕著な効果を奏する。即ち、ＢＳ（無線基地局）の通信用スロットが全て使用状態で他のＰＳ（移動端末）と通信できない状況であっても、サービスエリア内にあると共に通信用スロットに空きがある他のＢＳを利用することにより、更に別のＰＳが通信に使用することが可能となり、無線回線の利用効率を向上させることが可能である。一般にＢＳは、そのサービスエリアが相互に重複するよう設けられており、同時に全てのＢＳの通信用スロットが一杯（フル）であることは希である、換言すると特定のＢＳの通信用スロットに空きがなくても、隣接する他のＢＳの通信用スロットには空きがある場合が多い。そこで、不当に多数のＢＳを設けることなく又はＰＳ利用者を不当に待たせることなく、一層多くのＰＳが使用可能になるので、設備利用効率を改善することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるデジタルコードレス電話システムの基本原理を説明するための無線基地局と移動端末の関係を示す図である。
【図２】本発明によるデジタルコードレス電話システムの好適実施形態の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示すデジタルコードレス電話システムの通話制御シーケンス図である。
【図４】図２に示すデジタルコードレス電話システムの移動端末位置登録管理データの構成例である。
【図５】図２に示すデジタルコードレス電話システムの移動端末位置登録の制御シーケンス図である。
【図６】一般的なＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式による送受信動作タイミングの説明図である。
【図７】一般的なＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式による通話タイミングの説明図である。
【図８】最大通信時における図７と同様の通話タイミング図である。
【符号の説明】
４０            交換機本体（ＰＢＸ）
４１            時分割スイッチ（ＴＤＳＷ）
４２            制御部
４３            記憶部
４４ａ〜４８ａ  ＢＳインタフェース部
４４ｂ〜４８ｂ  無線基地局（ＢＳ）
４４ｃ〜４８ｃ  移動端末（ＰＳ）
【図１】
0003641414.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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