(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局と無線回線を介して通信を行う固定局において、
データ通信による符号化データ信号のビットレートを調整して送信符号化データ信号を得るビットレート調整手段と、
音声通信による音声符号化信号を予め定められたビットレートに変換して送信音声符号化信号を得る音声符号変換手段と、
前記送信符号化データ信号と前記送信音声符号化信号とを多重化して多重化信号を得る多重化手段と、
該多重化信号を送信する送信手段と、
前記無線回線の品質を監視する監視手段と、
該監視手段の出力と予め定められた品質レベルとを比較する比較手段とを有し、
前記ビットレート調整手段は、前記比較手段の結果に基づいて前記データ通信におけるビットレートを調整するようにしたことを特徴とする固定局。
【請求項２】
移動局と、該移動局と無線回線を介して通信を行う固定局とを有する移動無線通信システムであって、
前記移動局がデータ通信を行っている際、前記移動局に対する着信を検出する検出手段と、
該検出手段によって着信が検出されると前記データ通信に用いられるデータ通信領域を二つに分割して一方を前記データ通信に割り当て、他方を前記着信に対する音声通信に割り当てる制御手段と、
前記無線回線を利用した前記データ通信におけるビットレートを調整するビットレート調整手段と、
前記音声通信におけるビットレートを予め規定されたビットレートとする音声符号変換手段と、
前記データ通信及び前記音声通信を多重化して多重化信号を生成する多重化手段と、
前記無線回線の品質を監視する監視手段と、
該監視手段の出力と予め定められた品質レベルとを比較する比較手段とを有し、
前記ビットレート調整手段は、前記比較手段の結果に基づいて前記データ通信におけるビットレートを調整するようにしたことを特徴とする移動無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線回線を介して音声通話及びデータ通信を行うための移動局に関し、特に、音声通話とデータ通信とを同時に行うための移動局及び固定局、移動無線通信システム、及び移動無線通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動局、例えば、携帯電話端末には、インターネット網等と接続して、種々のコンテンツのダウンロード等のデータ通信を行う機能が備えられており、コンテンツの充実に伴ってデータ通信を行う割合が増加している。
【０００３】
ところで、無線回線利用中、例えば、通話中の携帯電話端末に対して、別の携帯電話端末等から連絡をとるためには、通話中の携帯電話端末が、加入電話会社から付加機能として提供されている所謂第三者通話又は割り込み通話等の付加サービスに加入する必要がある。
【０００４】
一方、携帯電話端末がデータ通信中である際には、前述のような付加サービスは適用されておらず、携帯電話端末がデータ通信中である場合に、当該携帯電話端末に対して連絡をとる際には、例えば、パソコン等を用いて電子メールによって連絡を行うか又は他の携帯電話端末に搭載されたメール機能を用いて連絡をとる必要がある。
【０００５】
ところが、上述のようにメール機能を用いて連絡をとる際には、携帯電話端末に電子メールが届くまでに時間がかかる。つまり、携帯電話端末がデータ通信中であれば、少なくともデータ通信が終了するまで電子メールを受信できないことになる。さらに、携帯電話端末のユーザーは電子メールを受信しても、直ちに電子メールを見る（参照する）とは限らない。このため、上述のようにメール機能を用いても、携帯電話端末がデータ通信中であると、直ちに会話等の手段に連絡をとることができない。
【０００６】
さらに、音声通話とデータ通信とを同時に行う通信装置として、例えば、特開２０００−２０１３７３公報に記載されたものが知られている（以下単に従来例と呼ぶ）。
【０００７】
従来例では、音声データと非音声データとを同時送信する際、音声データについては、ハーフレートで送信処理を行って、音声データと非音声データとを多重化した後、さらに、フルレートで送信処理を行っており、受信の際には、受信データをフルレートで受信処理を行った後、音声データと非音声データとに分離して、音声データについてはハーフレートで受信処理を行うようにしている。そして、上述のような処理を行うと、基地局（固定局）における処理に限定されない音声・データ同時通信が行えるとしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来例では、ハーフレートの音声データ（音声フレーム）とデータフレームとを多重化して音声・データ同時通信を行っているものの、一対一で送信側及び受信側において音声・データ同時通信が行えるだけであり、つまり、特定の受信側に対して音声データと非音声データとを同時に送信して、音声・データ同時通信が行えるだけであって、前述のように、携帯電話端末がデータ通信を行っている際、他の（別の）携帯電話端末等から当該携帯電話端末等に対して通話を行うことはできない。
【０００９】
このように、従来例では、単に送信側と受信側とにおいて音声・データ同時通信が行えるだけであって、送信側と受信側とが音声・データ同時通信を行っている際、他の携帯電話端末等から、上記の送信側又は受信側に対して通話を行うことができないという問題点があり、例えば、携帯電話端末がインターネット網等とデータ通信を行っている際、第三者である他の携帯電話端末等からデータ通信中の携帯電話端末に対して接続することは不可能である。
【００１０】
本発明の目的は、携帯電話端末等の移動局がデータ通信中においても他の接続要求に対応することのできる無線通信装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
また、本発明によれば、移動局と無線回線を介して通信を行う固定局において、データ通信による符号化データ信号のビットレートを調整して送信符号化データ信号を得るビットレート調整手段と、音声通信による音声符号化信号を予め定められたビットレートに変換して送信音声符号化信号を得る音声符号変換手段と、前記送信符号化データ信号と前記送信音声符号化信号とを多重化して多重化信号を得る多重化手段と、該多重化信号を送信する送信手段と、前記無線回線の品質を監視する監視手段と、該監視手段の出力と予め定められた品質レベルとを比較する比較手段とを有し、前記ビットレート調整手段は、前記比較手段の結果に基づいて前記データ通信におけるビットレートを調整するようにしたことを特徴とする固定局が得られる。
【００１５】
前記請求項１に記載の発明によれば、データ、音声同時送受信を可能とし、また、入力音声信号に音声通話が良好な状態で可能であるビットレートを確保し、符号化データ信号を調整することにより、データを送受信しながら音声通話する際にも通話状態が悪化することがない。
【００１６】
また、本発明によれば、移動局と、該移動局と無線回線を介して通信を行う固定局とを有する移動無線通信システムであって、前記移動局がデータ通信を行っている際、前記移動局に対する着信を検出する検出手段と、該検出手段によって着信が検出されると前記データ通信に用いられるデータ通信領域を二つに分割して一方を前記データ通信に割り当て、他方を前記着信に対する音声通信に割り当てる制御手段と、前記無線回線を利用した前記データ通信におけるビットレートを調整するビットレート調整手段と、前記音声通信におけるビットレートを予め規定されたビットレートとする音声符号変換手段と、前記データ通信及び前記音声通信を多重化して多重化信号を生成する多重化手段と、前記無線回線の品質を監視する監視手段と、該監視手段の出力と予め定められた品質レベルとを比較する比較手段とを有し、前記ビットレート調整手段は、前記比較手段の結果に基づいて前記データ通信におけるビットレートを調整するようにしたことを特徴とする移動無線通信システムが得られる。
【００１７】
このように、例えば、電話機からの送話において、少なくとも通話状態が良好な状態を確保できるようなビットレートを予め規定し、回線状態が悪化した場合にはデータ通信におけるビットレートを調整することで、音声が途切れたり、音質が悪化したりという問題を回避することが出来る。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。なお、以下の説明では、移動局として携帯電話端末を例にあげて説明するが、他の移動局でも同様にして本発明を適用できる。また、以下の説明では、固定局として基地局を例にあげて説明するが、固定局は交換機であってもよい。つまり、固定局は基地局でも交換機でもよい。
【００２１】
まず、図１を参照して、図示の移動無線システムは、携帯電話網１１を備えており、この携帯電話網１１には複数の基地局が接続される。各基地局には通信エリアが設定されており、各基地局は自通信エリアに位置する携帯電話端末と通信する。なお、説明の便宜上、図示の例では、基地局１２のみが示されており、基地局１２は携帯電話端末（移動局）１３と通信を行うものとする。また、他携帯電話端末１４も基地局と通信を行うが、図１においては、他携帯電話端末１４と通信を行う基地局は省略されている。さらに、携帯電話網１１は、ゲートウェイサーバ１５を介してインターネット網１６に接続されているものとする。
【００２２】
図１に示すように、基地局１２は、移動体交換機１２ａ、基地局制御部１２ｂ、及び基地局無線部１２ｃが備えられるとともに、送信側として、基地局１２には、音声符号変換部１２ｄ、ビットレート調整部１２ｅ、多重化部１２ｆ、及び基地局変調部１２ｇが備えられている。さらに、基地局１２には受信側として、図２に示すように、基地局復調部１２ｈ、分離部１２ｉ、及び音声符号逆変換部１２ｊが備えられており、これら移動体交換機１２ａ、基地局無線部１２ｃ、音声符号変換部１２ｄ、ビットレート調整部１２ｅ、多重化部１２ｆ、基地局変調部１２ｇ、基地局復調部１２ｈ、分離部１２ｉ、及び音声符号逆変換部１２ｊは基地局制御部１２ｂによって制御される。
【００２３】
ここで、携帯電話端末１３がインターネット網１６からデータ送信を受けている際、他携帯電話端末１４と音声通話を行う場合について説明する。
【００２４】
図１及び図３を参照して、インターネット網１６は、ゲートウェイサーバ１５を介して携帯電話網１１に接続されており、携帯電話網１１を介して基地局１２にデータ（例えば、コンテンツ）を送信データとして送信している（ステップＳ１）。基地局１２は携帯電話端末１３と通信を行っており、つまり、移動体交換機１２ａは、インターネット網１６と携帯電話端末１３とを接続しており、この接続処理は、基地局制御部１２ｂによって制御される。
【００２５】
いま、基地局１２と携帯電話端末１３とで通信を行う際には、通信チャネルが確立されて、図４（ａ）に示すフレームフォーマットで通信が行われているものとする。つまり、図４（ａ）に示すように、フレームフォーマットは、フォーマットビット２１、通信領域２２、ＣＲＣ（誤り訂正符号）２３、及びストップビット２４から構成されており、データ送信の際には、通信領域２２にデータが位置づけられている。携帯電話端末１３がデータのみを受信している際には、つまり、インターネット網１６からデータ送信を受けている際には、通信領域２２の全体がデータ送信に用いられる。
【００２６】
移動体交換機１２ａでは、送信データをビットレート調整部１２ｅに与える。基地局制御部１２ｂでは、ビットレート調整部１２ｅを制御して送信データのビットレートを調整して調整済送信データとして出力する。具体的には、携帯電話端末１３がデータのみを受けている際には、通信領域２２の全体がデータ送信に割り当てられるようにビットレートが調整される。多重化部１２ｆでは、基地局制御部１２ｂの制御下で、多重化を行い、多重化信号を出力するが、携帯電話端末１３がデータのみを受けている際には、図４（ｂ）に示すように、通信領域２２の全体が調整済送信データに割り当てられることになる。
【００２７】
多重化部１２ｆからの出力、つまり、多重化信号は、基地局変調部１２ｇで変調して基地局変調信号として基地局無線部１２ｃに与えられる。そして、基地局無線部１２ｃでは、基地局変調信号を基地局送信信号として基地局アンテナから送出する（ステップＳ２）。
【００２８】
前述の基地局送信信号は、端末アンテナを介して携帯電話端末１３で受信信号として受信される。図５に示すように、携帯電話端末１３は、無線部１３ａ、変復調部１３ｂ、分離部１３ｃ、多重化部１３ｄ、データ処理部１３ｅ、音声復号部１３ｆ、音声符号化部１３ｇ、データインターフェース（データＩ／Ｆ）１３ｈ、オーディオＩ／Ｆ１３ｉ、スピーカ１３ｊ、マイク１３ｋ、表示部１３ｌ、操作部１３ｍ、及び端末制御部１３ｎが備えられており、端末制御部１３ｎによって携帯電話端末１３が制御される。
【００２９】
受信信号は無線部１３ａを介して変復調部１３ｂに与えられ、ここで端末復調信号に復調されて、分離部１３ｃに送られる。分離部１３ｃでは、多重化信号である端末復調信号を分離することになるが、携帯電話端末１３がデータのみを受けている際には、通信領域２２の全体が送信データに割り当てられているから、分離部１３ｃでは、調整済送信データをデータ処理部１３ｅに与える。データ処理部１３ｅでは、端末制御部１３ｎの制御下で、調整済送信データをデータ処理して、表示部１３ｌにデータ（コンテンツ）を表示する。この際、サウンドデータがあると、サウンドデータは音声復号部１３ｆに与えられ、ここで復号されてオーディオＩ／Ｆ１３ｉを介してスピーカ１３ｊから出力される。さらに、データＩ／Ｆ１３ｈに外部接続機器３１が接続されている際には、データ処理部１３ｅは、外部接続機器３１にデータを出力する。
【００３０】
上述の状況下で、他携帯電話端末１４から携帯電話端末１３に対して発呼があると（ステップＳ３）、つまり、接続要求があると、基地局１２では基地局制御部１２ｂで他携帯電話端末１４からの接続要求を受ける（ステップＳ４）。基地局制御部１２ｂでは、制御チャネル（例えば、トラフィックチャネル）を用いて基地局変調部１２ｇ及び基地局無線部１２ｃを介して携帯電話端末１３に対して接続要求を発する（ステップＳ５）。
【００３１】
携帯電話端末１３では、端末制御部１３ｎが無線部１３ａ及び変復調部１３ｂを介して接続要求を受けると（ステップＳ６）、その旨、例えば、表示部１３ｌに表示するか又はオーディオＩ／Ｆ１３ｉを制御してスピーカ１３ｊを動作させる。ユーザーが操作部１３ｍを操作して応答すると（ステップＳ７）、その旨、端末制御部１３ｎでは、変復調部１３ｂ及び無線部１３ａを介して基地局１２に送信する。基地局制御部１２ｂでは、図２に示す基地局無線部１２ｃ及び基地局復調部１２ｈを介して応答を受けると（ステップＳ８）、移動体交換機１２ａを介して他携帯電話端末１４に通信許可を与え、携帯電話端末１３と他携帯電話端末１４との通話制御を実行する。これによって、他携帯電話端末１４は送話を開始する（ステップＳ９）。
【００３２】
他携帯電話端末１４からの音声信号は符号されており、音声データとして、携帯電話網１１を介して基地局１２に与えられ、移動体交換機１２ａでは音声データを音声符号変換部１２ｄに送る。送信データ及び音声データを同時に受けると、基地局制御部１２ｂでは、図４（ａ）に示す１フレームの通信領域２２を分割制御する（ステップＳ１０）。つまり、音声符号変換部１２ｄでは、基地局制御部１２ｂの制御下で、音声データを予め設定されたビットレートの低ビットレート音声データに変換する（ステップＳ１１）。
【００３３】
この際、基地局制御部１２ｂでは、ビットレート調整部１２ｅを制御して、送信データのビットレートを調整する（ステップＳ１２）。即ち、図４（ａ）に示す１フレーム内の通信領域２２を分割して、通信領域２２に低ビットレート音声データ及び調整済送信データが納まるように送信データのビットレートを調整することになる。言い換えると、いままで、送信データのみが占めていた通信領域（データ領域）２２を分割して、その一方を低ビットレート音声データに割り当てるために、送信データのビットレートを調整する。
【００３４】
上述の低ビットレート音声データ及び調整済送信データは多重化部１２ｆに与えられ、ここで多重化される（ステップＳ１３）。つまり、図４（ｃ）に示すように、通信領域２２に低ビットレート音声データ４２及び調整済送信データ４１が割り当てられた多重化信号が多重化部１２ｆから出力される。そして、この多重化信号は、前述のように基地局変調部１２ｇで変調された後基地局無線部１２ｃから基地局送信信号として送出される（ステップＳ１４）。
【００３５】
携帯電話端末１３では、基地局送信信号を受信信号として受けると（ステップＳ１５）、前述のようにして、端末復調信号が分離部１３ｃに送られる。分離部１３ｃでは、多重化信号である端末復調信号を分離して（ステップＳ１６）、低ビットレート音声データを音声復号部１３ｆに与え、調整済送信データをデータ処理部１３ｅに与える。音声復号部１３ｆでは、低ビットレート音声データを復号処理して、オーディオＩ／Ｆ１３ｉを介してスピーカ１３ｊに音声信号を送る（ステップＳ１７）。一方、データ処理部１３ｅでは、調整済送信データをデータ処理して、表示部１３ｌにデータ（コンテンツ）を表示する。さらに、データＩ／Ｆ１３ｈに外部接続機器３１が接続されている際には、データ処理部１３ｅは、外部接続機器３１にデータを出力する（ステップＳ１８）。
【００３６】
ところで、基地局１２では、基地局制御部１２ｂによって無線回線の品質が監視しており（ステップＳ１９）、無線回線の品質が予め規定されたレベル以上であると、基地局制御部１２ｂはそのまま通信を続行する（ステップＳ２０）。一方、無線回線の品質が予め規定されたレベル未満となると、基地局制御部１２ｂはビットレート調整部１２ｅを制御して、例えば、さらにビットレートを低下させる。この結果、図４（ａ）に示す１フレームの通信領域２２は狭められることになる。つまり、送信データのビットレートを調整してビットレートをさらに低下させる結果、低ビットレート音声データ４２の占める領域は変化せず、調整済送信データ４１の占める領域が狭められて、多重化信号は、図４（ｄ）に示す状態となる。このようにして、無線回線の品質が低下した際には、送信データのビットレートを調整してビットレートをさらに低下させて、通信エラーを少なくするようにしている。
【００３７】
上述のようにして、携帯電話端末１３では、インターネット網１６から送信データを受けるとともに他携帯電話端末１４からの送話を受けることになるが、携帯電話端末１３からデータをインターネット網１３上に送信するとともに他携帯電話端末１４に送話する際には、次のようにして、データ送信及び送話が行われることになる。
【００３８】
図２、図３、及び図５を参照して、まず、マイク１３ｋから出力された音声信号は、オーディオＩ／Ｆ１３ｉを介して音声符号化部１３ｇに与えられる。音声符号化部１３ｇでは、音声信号を予め規定されたビットレートで符号化して低ビットレート音声データとする（ステップＳ２１）。一方、操作部１３ｍの操作に応じて入力されたデータ及び／又は外部接続機器３１から入力されたデータは、データ処理部１３ｅに与えられ、ここで端末送信データにデータ処理される（ステップＳ２２）。低ビットレート音声データが端末装置データとともに送られる際には、端末制御部１３ｎでは、データ処理部１３ｅを制御して端末送信データのビットレートを調整することになる。
【００３９】
低ビットレート音声データ及び端末送信データは多重化部１３ｄに与えられて、ここで、端末多重化信号として多重化され（ステップＳ２３）、変復調部１３ｂに送られる。変復調部１３ｂでは端末多重化信号を変調して端末変調信号として無線部１３ａに与える。そして、無線部１３ａでは端末変調信号を端末送信信号として端末アンテナから送出する（ステップＳ２４）。
【００４０】
基地局１２では、基地局無線部１２ｃで端末送信信号を受信信号として受信し（ステップＳ２５）、基地局復調部１２ｈでこの受信信号を復調して、基地局復調信号を得る。そして、この基地局復調信号は分離部１２ｉに送られる。
【００４１】
分離部１２ｉでは、基地局復調信号から低ビットレート音声データと端末送信データとを分離して（ステップＳ２６）、低ビットレート音声データを音声符号逆変換部１２ｊに与えるとともに、端末送信データを移動体交換機１２ａに与える。そして、端末送信データは、移動体交換機１２ａから携帯電話網１１を介してゲートウェイサーバ１５に与えられ、ここからインターネット網１６上に送出される（ステップＳ２７）。
【００４２】
一方、音声逆変換部１２ｊでは、基地局制御部１２ｂの制御によって、低ビットレート音声データを低ビットレートよりも高い予め定められたビットレートの音声データに逆変換して移動体交換機１２ａに送る（ステップＳ２８）。そして、移動体交換機１２ａではこの音声データを携帯電話網１１を介して他携帯電話端末１４に送る（ステップＳ２９）。
【００４３】
なお、上述の例において、データ送信が行われていない場合、つまり、携帯電話端末１３が他携帯電話端末１４と通話のみを行っている際には、音声符号変換部１２ｄは動作しない。言い換えると、図４（ａ）に示す通信領域２２の全てが音声データで占められることになる。同様に、音声符号逆変換部１２ｊにおいてビットレートの変換は行われない。
【００４４】
さらに、他携帯電話端末１４も携帯電話端末１３と同様の構成を備えていても良い。つまり、他携帯電話端末１４もデータ通信と音声通話を同時に行うようにしても良い。そして、携帯電話端末１３がデータ送受信中に、他携帯電話端末１４の代わりに一般の加入者電話機から携帯電話端末１３に着信があった際においても、前述の例と同様に動作する。
【００４５】
上述のように、携帯電話端末がインターネット網等を用いてデータ通信を行っている際、他の電話機から接続要求があると、データ通信のビットレートを調整するとともに音声データを低ビットレートの音声データに変換して、送信データ及び音声データを多重化して送信するようにしたから、データ通信と音声通話と同時に行うことができるという利点がある。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、携帯電話端末等の移動局がデータ通信中において、他の電話機から接続要求があると、データ通信のビットレートを調整するとともに音声データを低ビットレートの音声データに変換して、送信データ及び音声データを多重化して送信するようにしたから、他の接続要求にも対応できるという効果がある。
【００４７】
このため、本発明では、データ通信と音声通話とを同時に行うことができ、発呼側では、着信側がデータ通信を行っているか否かにかかわらず、つまり、着信側がデータ通信による回線接続をおこなっているか否かを意識することなく、着信側を呼び出して通話を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による無線通信システムの一例である携帯電話通信システムを基地局からの送信に着目して示すブロック図である。
【図２】本発明による無線通信システムの一例である携帯電話通信システムを基地局の受信に着目して示すブロック図である。
【図３】図１及び図２に示す携帯電話通信システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】図１及び図２に示す基地局から携帯電話端末に送られる信号のフレームフォーマットを説明するための図であり、（ａ）はフレームフォーマットを示す図、（ｂ）は送信データのみを送る際の通信領域を示す図、（ｃ）は送信データ及び音声データを送る際の通信領域を示す図、（ｄ）は（ｃ）の状態において無線通信品質が低下した際の通信領域を示す図である。
【図５】図１及び図２に示す携帯電話端末を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１１  携帯電話端末網
１２  基地局
１３  携帯電話端末
１４  他携帯電話端末
１５  ゲートウェイサーバ
１６  インターネット網
【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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