(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局に設けられ、他の基地局とのアドバンストフラグ同期を設定し、タンデム構造がファックス通信システムに存在していることを決定したときに付勢される装置において、
別の基地局から入ってきたメッセージを受信するトランシーバと、
前記別の基地局が前記入ってきたメッセージに対する応答を待っているか否かを決定するために前記入ってきたメッセージを解析する制御装置と、
前記別の基地局が応答メッセージを待っていることが前記制御装置によって決定されたときに前記別の基地局に直に送信するための一連のフラグから構成されたプリアンブルを発生するフラグ発生器とを具備し、前記各フラグはＶ．２１フラグであり、
さらに、前記別の基地局に送信するために応答メッセージを生成するメッセージ発生器とを具備している装置。
【請求項２】
前記Ｖ．２１フラグは、その値が０×７Ｅのバイトである請求項１記載の装置。
【請求項３】
ファックス通信システムにおける基地局による通信を容易にする方法において、
前記基地局においてタンデム構造の存在を決定し、
前記タンデム構造が存在することを決定したときに別の基地局とのアドバンストフラグ同期を設定するステップを含んでおり、このアドバンストフラグ同期を設定するステップは、
別の基地局から入ってきたメッセージを受信し、
前記別の基地局が前記入ってきたメッセージに対する応答メッセージを待っているか否かを決定するために前記入ってきたメッセージを解析し、
前記別の基地局が応答メッセージを待っていることが前記解析するステップによって決定されたときに前記別の基地局に直に送信するための一連のフラグから構成されたプリアンブルを発生し、前記各フラグはＶ．２１フラグであり、
前記別の基地局に送信するために応答メッセージを生成するステップを含んでいる方法。
【請求項４】
前記Ｖ．２１フラグは、その値が０×７Ｅのバイトである請求項３記載の方法。
【請求項５】
基地局に設けられ、別の基地局とのアドバンストフラグ同期を設定し、タンデム構造がファックス通信システムに存在していることを決定したときに付勢される装置において、
別の基地局から入ってきたメッセージを受信するトランシーバと、
前記別の基地局が前記入ってきたメッセージに対する応答を待っているか否かを決定するために前記入ってきたメッセージを解析する制御装置と、
前記別の基地局が応答メッセージを待っていることが前記制御装置により決定されたときに前記別の基地局に直に送信される一連のフラグから構成されたプリアンブルを発生するフラグ発生器と、
前記別の基地局に送信するために応答メッセージを生成するメッセージ発生器とを具備している装置。
【請求項６】
前記フラグは、前記応答メッセージが後続し、前記別の基地局が前記応答メッセージを受信する準備としてその受信機の同期を開始しなければならないことを前記別の基地局に知らせるように機能する請求項５記載の装置。
【請求項７】
ファックス通信システムにおける基地局による通信を容易にする方法において、
前記基地局においてタンデム構造の存在を決定し、
前記タンデム構造が存在することを決定したときに別の基地局とのアドバンストフラグ同期を設定するステップを含んでおり、
前記アドバンストフラグ同期を設定するステップは、
別の基地局から入ってきたメッセージを受信し、
前記別の基地局が前記入ってきたメッセージに対する応答メッセージを待っているか否かを決定するために前記入ってきたメッセージを解析し、
前記別の基地局が応答メッセージを待っていることが前記解析するステップによって決定されたときに前記別の基地局に直に送信するための一連のフラグから構成されたプリアンブルを発生し、
前記別の基地局に送信するために応答メッセージを生成するステップを含んでいる方法。
【請求項８】
前記アドバンストフラグ同期を設定するステップは、
前記別の基地局から入ってきたメッセージを受信し、
前記別の基地局が前記入ってきたメッセージに対する応答メッセージを待っているか否かを決定するために前記入ってきたメッセージを解析し、
前記別の基地局が応答メッセージを待っていることが前記解析するステップによって決定されたときに前記別の基地局に直に送信するための一連のフラグから構成されたプリアンブルを発生し、
前記別の基地局に送信するために応答メッセージを生成するステップを含んでいる請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記フラグは、前記応答メッセージがそれに後続し、前記別の基地局が前記応答メッセージを受信する準備としてその受信機の同期を開始しなければならないことを前記別の基地局に知らせるように機能する請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデータ通信に関する。とくに、本発明は、タンデム構造における２つの無線加入者局間におけるアナログファックス呼をサポートするための装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ファックス通信システムでは、２つのファックス装置が標準的な公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）チャンネルによって互いに通信している。カバレージの範囲を拡大し、通信デバイスの移動を可能にし、また異なった通信デバイス間の相互接続性を増加するために、このファックスシステム内にデジタル通信システムまたは衛星リンクが組込まれてもよい。ファックス通信システムと共に使用されることのできる例示的なデジタル通信システムは、地上無線システムまたは衛星通信システムである。
【０００３】
無線移動および無線ローカルループネットワークにおいて、ある無線加入者から別の無線加入者への呼がＰＳＴＮによってルートされたときに、タンデム構造が設定される。ファックス装置は、各無線加入者に接続されてもよい。この形態において、基地局は一般に、それがＰＳＴＮを横切って別の基地局と通信していることを認識していない。
【０００４】
タンデム構造は、いくつかの理由のために必要となる可能性がある。第１に、ある加入者と通信している基地局は、別の加入者もまた無線加入者であることに気づかない可能性がある。したがって、別の加入者へのリンクを設けるための第２の基地局が必要である。また、２つの無線加入者は任意の１つの基地局の同じカバレージエリア中に配置されていない可能性があるため、２つの基地局が必要となる可能性がある。さらに、料金請求のために、その呼は、料金請求センタを含んでいるＰＳＴＮによって送られなければならない。
【０００５】
タンデム構造は２つの無線加入者を接続するために必要であるが、性能を劣化させる。音声呼について、音声品質は、スピーチ信号が加入者ユニットから基地局、受信基地局および受信加入者ユニットに送られるときに発生する多数のコード化およびデコード化のために劣化する。ファックス呼では、２つの基地局間の処理によってエラーおよび遅延が付加されることにより性能が劣化する。
【０００６】
２つのファックス装置が標準的なＰＳＴＮチャンネルによって直接通信した場合、チャンネル品質および遅延特性はよく知られており、管理可能である。しかしながら、タンデム構造では、大量のデジタル信号処理および伝送遅延の結果、処理遅延が生じる。別の遅延は、基地局が多数の通信デバイスからの信号を共通の送信信号に結合または多重化したときに発生する。その結果発生する全体的な遅延は著しく長く、かつ予測不可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
遅延および遅延に関連した問題の原因は、ファックス呼に関連した処理を理解することによってさらによく明らかになるであろう。標準的なグループ３のファックス通信システムについて、タイミングおよびファックス装置間の同期は、以下Ｔ．３０ファックスプロトコルと呼び、ここにおいて参考文献とされている  “ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｔ．３０：Procedures for Document Facsimile Transmission in the General Switched Telephone Network, ”に特定されている性質に従っている。このＴ．３０ファックスプロトコルは、順方向メッセージデータを送信するいくつかの変調技術を使用する。とくに、ファックス装置間のパラメータ取決めおよびハンドシェクは、以下Ｖ．２１と呼び、ここにおいて参考文献とされている“ＣＣＩＴＴ勧告Ｖ．２１： 300bps Duplex Modem Standard for use in the General Switched Telephone Network(GSTN) ”において特定された変調技術を使用して行われる。ハンドシェイクは、ファックス装置間に適切な通信モードを設定する。
【０００８】
Ｔ．３０ファックスシステムについて、発呼したファックス装置と呼設定時に呼出されるファックス装置との間でＶ．２１メッセージが送られる。発呼したファックス装置は呼出されたファックス装置にダイヤルし、呼出しトーン（ＣＮＧ）を送ることによって呼を開始する。呼出されたファックス装置は、入ってきた呼を検出し、呼出されたステーション識別トーン（ＣＥＤ）を発呼したファックス装置に送り返す。その後、呼出されたファックス装置は、そのデジタル識別信号（ＤＩＳ）を発呼したファックス装置に送り、発呼したファックス装置にその容量を通知する。ＤＩＳ信号の検出時に、発呼したファックス装置は、デジタル指令信号（ＤＣＳ）を送り、その機能である発呼したファックス装置の使用プランを呼出されたファックス装置に通知する。
【０００９】
上述された開始信号に加えて、ファックス装置間において別のメッセージもまた呼出し中に発生する。たとえば、トレーニング信号、情報メッセージおよび終了メッセージもまた一般的なファックス呼の一部分である。
【００１０】
Ｔ．３０によると、ファックスは、Ｖ．２１メッセージを送る場合には、１秒の持続期間を有するプリアンブルを常に最初に送らなければならない。このプリアンブルは、一連のＶ．２１フラグから構成されている。プリアンブルは、メッセージが送られることを受信機に通知するために使用され、実際のメッセージが適切に受信されることによって、この受信機が正しく同期することを可能にする。
【００１１】
プリアンブルは、同期にとって必要であるが、少なくとも１秒間メッセージを遅延させる。タンデム構造はさらに遅延に影響する。プリアンブルおよびメッセージの両者は、ＰＳＴＮリンクによって送信されなければならず、その結果、送信に関連した付加的な処理遅延のために許容できない長い遅延を生じる。さらに付加的な遅延によって呼が早い時機にドロップする。
【００１２】
タンデム構造による遅延はまた、メッセージ衝突を生じさせる。このメッセージ衝突は、メッセージと応答が同時に送信されているときに発生する。Ｔ．３０ファックスプロトコルは、送信されるＣＮＧ、ＣＥＤ、ＤＩＳおよびＤＣＳメッセージのようなメッセージのシーケンスおよびフォーマットを規定している。好ましくないチャンネル状態に適合させるために、Ｔ．３０プロトコルは、発信元ファックス装置からのある応答のないメッセージが繰返されることを必要とする。発信元ファックス装置は、発呼したまたは呼出されたファックス装置のいずれを指してもよい。発信元ファックス装置は、宛先ファックス装置にメッセージを送った後、特定の時間内において宛先ファックス装置からの応答を待っている。特定の時間後に応答が受信されない場合、発信元ファックス装置はメッセージを再送信する。この再送信は、宛先ファックス装置からの応答が受信されるまで、あるいは何回も試みが行われるまで続く。
【００１３】
Ｔ．３０プロトコルによると、自動モードで動作するファックス装置の反復インターバルは、３．０秒±０．４５秒である。これは、Ｔ．３０ファックスプロトコルに従ったファックス装置が前のメッセージの２．５５秒内にメッセージを再送信すべきではないことを意味する。
【００１４】
しかしながら、通信チャンネルにおける長い伝送遅延は、メッセージ衝突を発生させる可能性が高い。１つのシナリオにおいて、発信元ファックス装置は受信するファックス装置にメッセージを送るが、宛先ファックス装置は、送信遅延のために即座に応答しない可能性がある。この送信遅延は、基地局がファックス装置と電波による通信に必要とされる余分な時間のために発生する可能性がある。発信元ファックス装置は、応答の受信が時間に間に合わないため、メッセージを再送信する。発信元ファックス装置は、ほぼ３秒ごとにメッセージを再送信する。その期間中に、宛先ファックス装置は応答するかもしれない。宛先ファックス装置からの応答が同時に到達したときに、発信元ファックス装置がメッセージを再送信すると、結果的にメッセージ衝突が発生し、応答は発信元ファックス装置によって受信されない。このメッセージ衝突の結果、ファックス装置は呼をドロップする。
【００１５】
タンデム構造における引伸ばされた遅延およびメッセージ衝突の可能性は、ＰＳＴＮ以外のものを含むネットワークにおいて高い信頼性で機能するようにファック装置に対してアドレスされることが必要とされる。本発明は、以下に説明する方法でこれらの問題および欠点を解決する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、タンデム構造における無線加入者局間のアナログファックス呼をサポートする装置および方法である。タンデム構造は、各無線加入者が基地局と通信し、それによって２つの基地局を介した処理が必要になったときに発生する。タンデム構造では、無線による処理とＰＳＴＮによる２つの基地局間の信号伝送によって遅延が発生する。本発明は、タンデム構造の存在を判断して決定し、タンデム構造を検出した時に２つの基地局間にさらに効率的な通信プロトコルを設定する。
【００１７】
本発明によると、第１の基地局におけるメッセージ発生器は、それ自身を基地局として識別するためのメッセージを生成する。このために、ファックス製造業者に固有のファシリティを知らせるために通常使用される標準方式でないファシリティ（ＮＳＦ）メッセージが使用されてもよい。メッセージは、送信されて、第２の基地局によって受信された場合、それはタンデム構造が存在することを第２の基地局に示すものとして機能する。その後、第２の基地局は、第１の基地局により受信されたときに、この第１の基地局にタンデム構造が存在することを知らせる戻りメッセージを送信してもよい。戻りッセージは、標準方式でないファシリティ設定（ＮＳＳ）メッセージである。
【００１８】
タンデム構造が検出されると、遅延を減少するために高速通信プロトコルが設定される。１実施形態において、２つの基地局が二重通信チャンネルを設定してもよい。一般に、ファックス装置は、ファックス装置がメッセージを送受信の両者を行うのではなく、受信または送信のいずれかを行なう半二重モードで動作する。２つの基地局間において全二重通信を設定すると、タンデム構造における遅延が減少される。全二重通信は、エコー消去装置を基地局モデムに内蔵することによって行われてもよい。基地局は、入ってきたメッセージを聞き、一方において送信も行なうように設定されてもよい。また、反対方向に送信するために交互にチャンネルを使用することにより、全二重通信が行なわれてもよい。Ｖ．２１プロトコルは２つのチャンネルを提供するが、標準的なＴ．３０  Ｖ．２１メッセージはチャンネル2 のみで送信される。全二重通信は、１つの基地局が１つのチャンネルで送信すること可能にし、また第２の基地局が第２のチャンネルで送信することを可能にすることによって行われてもよい。
【００１９】
別の実施形態において、アドバンストフラグ同期を行なうことによって、遅延が減少されてもよい。Ｔ．３０プロトコルに基づいて、１秒のプリアンブルが各メッセージの前に送られる。このプリアンブルは、一連のＶ．２１フラグを含んでいる。現在の手順によると、メッセージが第１の基地局から第２の基地局に送信された後、第２の基地局がこのメッセージをファックス装置にリレーし、そのファックス装置が応答するのを待つ。ファックス装置が応答メッセージ（プリアンブルが先行した）で応答したとき、第２の基地局は応答メッセージ（プリアンブルが先行した）を第１の基地局に送信する。
【００２０】
本発明によると、第２の基地局がファックス装置からの応答を待つようにするのではなく、第２の基地局がメッセージを受信した直後にプリアンブルの送信を開始するようにすることによってタンデム遅延が減少される。したがって、第２の基地局は、受信されたメッセージを認識し、応答が期待されていると判断した場合、即座に第１の基地局に対するＶ．２１フラグの送信を開始する。ファックス装置からの応答メッセージはまだ利用できないが、第２の基地局内のフラグ発生器は、第２の基地局によって送信されるフラグを生成する。ファックス装置からの応答メッセージは、メッセージが利用可能なときに第２の基地局によってリレーされる。このようにして、第１の基地局は、そのＶ．２１受信機の同期を非常に速い時点で開始し、遅延を減少することができる。さらに、第１の基地局はＴ．３０によって要求されるようなメッセージの送信の反復を行なわない。Ｔ．３０によると、応答が受信されるまで、メッセージが繰返し送信される。第１の基地局は、メッセージを繰返さないことによって衝突の可能性が除去される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴、目的および利点は、添付図面を伴った以下の詳細な説明から明らかになるであろう。なお、同一の参照符号は全体を通じて対応的に示すように使用されている。
図１において、典型的なファックス通信システムが示されている。このファックス通信システムでは、ファックス装置Ａ50は公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）54を通じてファックス装置Ｂ52と通信する。ファックス装置Ａ50およびファックス装置Ｂ52をＰＳＴＮ54と接続する通信チャンネルは、通常標準的なＲＪ−１１インターフェ−スである。このＲＪ−11インターフェ−スおよびＰＳＴＮ54の特性および遅延は、Ｔ．３０ファックスプロトコルにおいて明確に規定され、考慮されている。
【００２２】
無線通信システムは、ファックス通信システムに組込まれてもよい。図２において、無線通信を使用するファックスシステムの１例が示されている。図２では、ファックス装置Ａ60は代表的にＲＪ−11インターフェースによって無線加入者ユニットＡ62と通信している。無線加入者ユニットＡ62は、固定された無線端末  （ＦＷＴ）のような移動電話またはその他のある無線加入者装置であってもよい。移動電話およびＦＷＴを含む無線加入者ユニットは、しばしば無線アクセス加入者ユニット（ＷＡＳＵ）と呼ばれる。無線加入者ユニットＡ62は、無線通信チャンネルによって基地局Ａ64と通信する。電波によるチャンネルは、地上無線リンクまたは衛星リンクである。無線システムにおいて、信号は、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、あるいは周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）のようなフォーマットにしたがって変調されてもよい。例示した実施形態では、本出願人に権利が譲渡され、ここにおいて参考文献とされている米国特許第 4,901,307号明細書（“ SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS”）に記載されているＣＤＭＡ変調フォーマットを使用する。
【００２３】
基地局Ａ64は、無線加入者ユニットＡ62が位置するセルのセルサイトである。本発明のために、基地局Ａ64は、無線加入者ユニットＡ62から無線による信号を受信し、この信号を処理および再変調し、データをＰＳＴＮ66に送信する。基地局Ａ64はまた、ＰＳＴＮ66から無線加入者ユニットＡ62にメッセージをリレーする。標準技術なＴ１／Ｅ１ラインまたはその他任意の類似した伝送媒体が基地局Ａ64とＰＳＴＮ66とを接続する。
【００２４】
次に、ＰＳＴＮ66は、Ｔ１／Ｅ１ラインのような伝送媒体によって基地局Ｂ68と通信する。基地局Ｂ68は、無線加入者ユニットＢ70が位置するセルのセルサイトである。基地局Ｂ68および無線加入者ユニットＢ70は、地上無線リンクあるいは衛星のような無線による通信チャンネルによって通信している。無線加入者ユニットＢ70およびファックス装置Ｂ72は、一般にＲＪ−１１インターフェ−スによって結合されている。
【００２５】
無線加入者ユニットＡ62と基地局Ａ64との間の処理、ＰＳＴＮ66を介した基地局Ａ64と基地局Ｂ68との間の処理、および無線加入者ユニットＢ70と基地局Ｂ68との間の処理のために、エラーおよび遅延が導入されることによって性能の劣化が生じる。本発明は、これらの遅延を減少させることに関する。
【００２６】
図２に示されている構造は、タンデム構造として知られている。このタンデム構造では、無線による処理および伝送遅延の結果、性能が劣化する。さらに、ＰＳＴＮによって接続された基地局間のファックス通信プロトコルによって余分の遅延が導入される。本発明は、タンデムセルの存在を検出し、その後この情報を使用して、基地局間に高速通信プロトコルを設定する。
【００２７】
好ましい実施形態において、基地局は、図３に示されている処理素子を使用してタンデム構造を検出する。基地局は帯域内シグナリングを使用してタンデム構造を検出する。帯域内シグナリングとは、ファックス呼に直接関連したデータおよびメッセージの伝送のことであり、ファックス呼に直接関連しない、データおよびメッセージの伝送に関連する帯域外シグナリングとは対照的である。図３を参照すると、メッセージプロセッサ80ａおよび80ｂが帯域内シグナリングを評価することによってタンデム構造の存在を決定する。
【００２８】
上述のように、ファックス呼設定中に、発呼したファックス装置と呼出されるファックス装置との間においてあるメッセージが送られる。発呼したファックス装置は、ＣＮＧメッセージを呼出されるファックス装置に送り、これはＣＥＤメッセージで応答する。呼出されるファックス装置はまた、その能力を識別するために発呼したファックス装置にＤＩＳメッセージを送る。呼出されるファックス装置は、ＤＩＳに加えて、これを送る前に標準方式ではない特殊ファシリティ  （ＮＳＦ）メッセージを発呼したファックス装置に送る。ＮＳＦは、製造業者に固有の標準方式ではない特殊ファシリティを通知するためにファックス装置によって使用されるＴ．３０メッセージである。発呼しているファックス装置がＮＳＦを認識した場合、それは標準方式ではない特殊ファシリティ設定（ＮＳＳ）メッセージにより応答する。発呼したファックス装置がＮＳＦを認識しない場合、ＤＣＳメッセージが送られることとなる。ＮＳＦおよびＮＳＳメッセージは、一般に、同じ製造業者の２つのファックス装置間における標準方式ではない特殊情報を識別および伝達し、処理を容易にするために使用される。ファックス装置が同じ製造業者のものであると分かった場合、ファックス装置の固有の機能が付勢されてもよい。
【００２９】
本発明において、ＮＳＦおよびＮＳＳメッセージは標準方式ではない特殊ファシリティを識別するために使用されるのではなく、タンデム構造の存在を決定するために基地局によって使用されることができることが認識される。以下、図２と共に図３を参照して、発呼しているファックス装置であるファックス装置Ａ60と、発呼している基地局である基地局Ａ64と、呼出されるファックス装置であるファックス装置Ｂ72と、呼出される基地局である基地局Ｂ68とによるタンデム構造の検出について説明する。
【００３０】
ファックス装置Ａ60は、ＣＮＧメッセージをファックス装置Ｂ72に送ることによって呼出しを開始する。ファックス装置Ｂ72は、ＣＥＤメッセージをファックス装置Ａ60に送ることによって応答する。メッセージは、無線加入者ユニット62および70、基地局64および68、ならびにＰＳＴＮ66を介して送られる。その後、ファックス装置Ｂ72はＤＩＳメッセージを送り、またそれはオプションとしてＮＳＦメッセージを送ってもよい。一般に、オプションのＮＳＦメッセージは、ＤＩＳメッセージの前に送られる。メッセージは、無線加入者ユニットＢ70によって電波により送信され、基地局Ｂ68によって受信される。基地局Ｂ68は、ＤＩＳメッセージによって後続される固有のＮＳＦメッセージをＰＳＴＮ66を介して基地局Ａ64に送信する。基地局Ａ64は、固有のＮＳＦメッセージを受信した後、タンデム構造が存在することを基地局に伝えていることを認識する。その後、基地局Ａ64は、ＤＣＳではなく固有のＮＳＳメッセージを送ることによってタンデム状態を基地局Ｂ68に通知する。
【００３１】
タンデム構造が存在しない場合、呼出される基地局は依然ＳＰＴＮを介して固有のＮＳＦを送ることとなる。しかしながら、ＰＳＴＮの別の側は、発呼した基地局ではなく標準的なファックス装置である。この場合、標準的なファックス装置は基地局からの固有のＮＳＦを認識せず、また固有のＮＳＳでの応答も行なわない。その代りに、標準的なファックス装置は、標準ＤＩＳメッセージ中に明示された能力を使用して、その呼に対するパラメータを選択する。
【００３２】
好ましい実施形態において、基地局64および68は、図３に示されたメッセージプロセッサ80ａおよび80ｂを使用して固有のＮＳＦおよび固有のＮＳＳメッセージを処理する。基地局Ｂ68において、トランシーバ82ｂは、ファックス装置Ｂ72によって送られたＤＩＳメッセージを受信する。トランシーバ82ｂはまた、ファックス装置Ｂ72からＮＳＦメッセージを受信してもよく、あるいはしなくてもよい。いずれの場合も、制御装置84ｂは、ＤＩＳメッセージの受信を認識した時に、メッセージ発生器86ｂに固有のＮＳＦメッセージを発生させる。この制御装置84ｂにより、トランシーバ82ｂはＤＩＳメッセージとメッセージ発生器86ｂによって発生された固有のＮＳＦメッセージの両者を送信する。固有のＮＳＦメッセージおよびＤＩＳメッセージは、ＰＳＴＮ66を介して基地局Ａ64に送信される。
【００３３】
基地局Ａ64において、トランシーバ82ａは、固有のＮＳＦおよびＤＩＳメッセージを受信する。制御装置84ａは、固有のＮＳＦメッセージを認識すると、タンデム構造が存在していることを通知されるから、基地局間における高速通信プロトコルを可能にする。制御装置84ａは、トランシーバ82ａによってファックス装置Ａ60にＤＩＳメッセージを送信させる。その後、ファックス装置Ａ60は、ＤＣＳメッセージで応答し、これは無線加入者ユニットＡ62によってトランシーバ82ａに送られる。その後、制御装置84ａは、適切な固有のＮＳＳメッセージを生成するためにＤＣＳメッセージ中の情報を使用するようにメッセージ発生器86ａに命令する。制御装置84ａはまた、ＰＳＴＮ66によって基地局Ｂ68に固有のＮＳＳメッセージを送信するようにトランシーバ82ａに命令する。
【００３４】
基地局Ｂ68において、トランシーバ82ｂは固有のＮＳＳメッセージを受信し、制御装置84ｂは固有のＮＳＳメッセージを認識すると、タンデム構造が存在していることを通知され、基地局間における高速通信プロトコルを可能にする。制御装置84ｂはまた、固有のＮＳＳメッセージから適切なＤＣＳ情報を抽出して対応したＤＣＳメッセージを生成するようにメッセージ発生器に86ｂに命令する。その後、制御装置84ｂは、無線加入者ユニット70によってファックス装置Ｂ72にＤＣＳメッセージを送信するようにトランシーバ82ｂに命令する。以下、フラグ発生器88ａおよび88ｂの動作を説明する。
【００３５】
図３に示されているメッセージプロセッサ80ａおよび80ｂ種々の処理ブロックは、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）または適用特定集積回路（ＡＳＩＣ）で構成されてもよい。本発明の機能の説明から、当業者は実験をそれ程多く行なわずにＤＳＰまたはＡＳＩＣで本発明を実施できるようになるであろう。
【００３６】
ここで説明する実施形態では、標準方式ではない特殊ファシリティを識別するために固有のＮＳＦおよび固有のＮＳＳメッセージは使用されない。したがって、メッセージがタンデム構造の存在を識別するために使用される場合、標準方式ではない特殊ファシリティ機能は不能にされてもよい。代りに、これらのメッセージは、タンデム状態の検出と、標準方式ではない特殊ファシリティの識別とを共にサポートするように構成されてもよい。
【００３７】
１実施形態における、両機能をサポートするための固有のＮＳＦおよびＮＳＳメッセージの使用を図２および３を参照して説明する。ファックス装置Ｂ72がＤＩＳメッセージに加えてＮＳＦメッセージを基地局Ｂ68に送信した場合、基地局Ｂ68は固有のＮＳＦメッセージを生成する。制御装置84ｂは、メッセージ発生器86ｂに固有のＮＳＦメッセージを生成させ、このメッセージは、固有のＮＳＦメッセージ本体にカプセル化されたファックス装置Ｂ72からの元のＮＳＦメッセージを含んでいる。固有のＮＳＦメッセージは、基地局Ｂ68によって基地局Ａ64に送られる。基地局Ａ64が固有のＮＳＦメッセージを受信したとき、制御装置84ａはタンデム状態を識別することが可能となり、さらに、カプセル化されたメッセージ内の製造業者コードと別の製造業者特定パラメータを認識することができる。その後、基地局Ａ64のメッセージ発生器86ａは、固有のメッセージ中のカプセル化されたＮＳＦ情報を抽出し、トランシーバ82ａは抽出されたメッセージをＮＳＦメッセージとしてファックス装置Ａ60に送信する。抽出されたメッセージは、ファックス装置Ｂ72によって送られた元のＮＳＦメッセージであることに注意されたい。
【００３８】
ファックス装置Ａ60は、ＮＳＦメッセージを認識した場合、無線加入者ユニットＡ62によって基地局Ａ64にリレーされるＮＳＳメッセージによって応答してもよい。基地局Ａ64のメッセージ発生器86ａは、固有のＮＳＳメッセージ中にＮＳＳメッセージをカプセル化し、この固有のＮＳＳメッセージが基地局Ｂ68に送信される。基地局Ｂ68の制御装置84ｂは、この固有のＮＳＳメッセージを受信すると、タンデム状態が存在することを認識する。さらに、基地局Ｂ68のメッセージ発生器86b は、カプセル化されたＮＳＳメッセージを抽出し、トランシーバ82ｂは無線加入者ユニットＢ70によってこのメッセージをファックス装置Ｂ72にリレーする。無線加入者ユニットＢ70は、ＮＳＳメッセージを受信し、そのメッセージ内の製造業者特定パラメータを認識し、それによって標準方式ではない特殊ファシリティを使用する。抽出されたＮＳＳメッセージは、ファックス装置Ａ60によって送られた元のＮＳＳメッセージであることに注意されたい。
【００３９】
別の実施形態において、タンデム状態を検出し、標準方式ではない特殊ファシリティを識別する両機能は、元のＮＳＦまたはＮＳＳメッセージに加えて、新しいメッセージを送ることによってサポートされる。したがって、無線加入者ユニットＢ68のトランシーバ82ｂがファックス装置Ｂ72によって送られたＮＳＦメッセージを受信した後、基地局Ｂ68のメッセージ発生器86ｂは、新しいＮＳＦメッセージおよびそれに後続する元のＮＳＦメッセージから構成されている固有のＮＳＦメッセージを生成する。その後、固有のＮＳＦメッセージは基地局Ａ64に送られる。固有のＮＳＦメッセージの新しいＮＳＦメッセージは、タンデム状態の存在を基地局Ａ64に示すものとして機能する。その後、新しいＮＳＦメッセージではなく、元のＮＳＦメッセージがファックス装置Ａ60に送られる。
【００４０】
ファックス装置Ａ60は、固有のＮＳＦメッセージを認識した場合、基地局Ａ64にリレーされるＮＳＳメッセージによって応答することができる。その後、基地局Ａ64のメッセージ発生器86ａは、新しいＮＳＳメッセージおよびそれに後続する元のＮＳＳメッセージから成る固有のＮＳＳメッセージを生成する。その後、固有のＮＳＳメッセージは基地局Ｂ68に送られる。基地局Ｂ68の制御装置84ｂは、固有のメッセージ内の新しいＮＳＳメッセージを受信したときにタンデム状態が存在することを認識する。さらに、元のＮＳＳメッセージがファックス装置Ｂ72に送信され、ファックス装置Ｂ72は、元のＮＳＳメッセージ内の製造業者特定パラメータを認識することとなる。このようにして、標準方式ではない特殊ファシリティ機能が保存され、一方固有のＮＳＦおよび固有のＮＳＳメッセージもまたタンデム状態の存在を識別するために使用される。
【００４１】
次に図２と共に図４を参照すると、タンデム構造の存在を決定するために使用されるメッセージを表すフロー図が示されている。メッセージは、ファックス装置Ａ60（発呼ファックス装置）と、無線加入者ユニットＡ62と、基地局Ａ64と、基地局Ｂ68と、無線加入者ユニットＢ70と、ファックス装置Ｂ72（呼出されるファックス装置）との間で伝送される。ＣＮＧメッセージは、無線加入者ユニットＡ62、基地局Ａ64、基地局Ｂ68および無線加入者ユニットＢ70を介してファックス装置Ａ60からファックス装置Ｂ72に送られる。応答において、ＣＥＤメッセージは、無線加入者ユニットＢ70、基地局Ｂ68、基地局Ａ64および無線加入者ユニットＡ62を介してファックス装置Ｂ72からファックス装置Ａ60に送られる。
【００４２】
ファックス装置Ｂ72はまたＤＩＳメッセージを送信し、ＮＳＦメッセージについてはそれを送ってもよいし、あるいは送らなくてもよい。オプションのＮＳＦメッセージは、図４においてラベル“（ＮＳＦ）”で示されている。オプションのＮＳＦメッセージおよびＤＩＳメッセージは、基地局Ｂ68において受信される。ＤＩＳメッセージは、基地局Ａ64に送信される。さらに、固有のＮＳＦメッセージは、ＮＳＦメッセージが基地局Ｂ68において受信されたか否かにかかわらず基地局Ａ64に送信される。固有のＮＳＦメッセージは、ファックス装置Ｂ72から送信された元のＮＳＦメッセージを含んでいてもよい。固有のＮＳＦメッセージは、タンデム状態が存在することを基地局Ａ64に示す。
【００４３】
基地局Ａ64における固有のＮＳＦおよびＤＩＳメッセージの受信後、元のＮＳＦメッセージが固有のＮＳＦメッセージに組込まれている場合、この元のＮＳＦメッセージが抽出される。その後、抽出されたＮＳＦメッセージおよびＤＩＳメッセージは、無線加入者ユニットＡ62によってファックス装置Ａ60に送られる。元のＮＳＦメッセージが固有のＮＳＦメッセージに組込まれている場合、ＤＩＳメッセージだけが無線加入者ユニットＡ62を介してファックス装置Ａ60に送信される。
【００４４】
ファックス装置Ａ60は、ＤＩＳメッセージに応答して、図４においてラベル  “ＮＳＳ／ＤＣＳ”で示されているＤＣＳメッセージまたはＮＳＳメッセージを送信する。ＮＳＳメッセージでなくＤＣＳメッセージがファックス装置Ａ60から基地局Ａ64に送られた場合、基地局Ａ64はこのＤＣＳ情報を固有のＮＳＳメッセージ中に組込み、固有のメッセージを基地局Ｂ68に送信する。固有のＮＳＳメッセージは、タンデム状態が存在することを基地局Ｂ68に示す。基地局Ｂ68は、固有のＮＳＳメッセージを受信したとき、組込まれているＤＣＳ情報を抽出し、対応したＤＣＳメッセージをファックス装置Ｂ72に送る。
【００４５】
ＮＳＳメッセージがファックス装置Ａ60から送られた場合、基地局Ａ64はまた固有のＮＳＳメッセージを基地局Ｂ68に送信する。固有のＮＳＳメッセージは、元のＮＳＳ情報を含んでいてもよい。固有のＮＳＳメッセージは、タンデム状態が存在することを基地局Ｂ68に示す。基地局Ｂ68は、固有のＮＳＳメッセージを受信したとき、元のＮＳＳ情報を抽出し、抽出されたＮＳＳメッセージをファックス装置Ｂ72に送る。
【００４６】
ＮＳＦおよびＮＳＳメッセージを使用するタンデム状態の検出について説明してきたが、当業者は、類似の特性を有する別のメッセージもまたタンデム状態を検出するために使用できることを認識するであろう。別の実施形態は、タンデム状態を示すために特別のトーンを使用することができる。たとえば、基地局Ｂ68は、標準的なＶ．２１信号を妨害しない特別のトーンを送ってもよい。基地局Ａ64は、この特別のトーンを検出し、それによってタンデム状態を識別するために標準的なＶ．２１復調器と並列に動作する専用の検出器を使用する。
【００４７】
タンデム呼が検出されると、２つの基地局は、さらに効率的な通信プロトコルを設定することができる。たとえば、基地局は、全二重リンクを設定することによってさらに効率的に通信してもよい。一般に、ファックス装置は半二重モードで動作し、このモードでは、任意の特定の瞬間においてはメッセージは送受信の両方が行なわれるのではなく、受信されるか、あるいは送信されるかのいずれかである。したがって、ファックス装置は、互いの間でメッセージを送る前にそれぞれの順番待ちをしなければならない。これは簡単なプロトコルであるが、しばしばクリアチャンネルを待機する必要が生じるため、比較的低速である。全二重通信を設定することによって、待機することなくメッセージが基地局間で交換され、タンデム構造による遅延が減少される。
【００４８】
１実施形態において、基地局においてエコー消去装置を使用して全二重通信を行なってもよい。これは、全二重データモデムが動作する方式に類似している。全二重通信を行なうためのエコー消去装置の使用が図５に示されている。図５には、基地局Ａ64の内蔵素子であるエコー消去システムが示されている。基地局Ｂ68は、類似のエコー消去システムを含んでいることを理解すべきである。
【００４９】
図２と共に図５を参照すると、無線加入者ユニットＡ62からのメッセージは、トランシーバ82ａにおいて受信され、メッセージ制御装置92ａに送られる。メッセージ制御装置92ａはメッセージをＶ．２１変調器94ａにリレーし、このＶ．２１変調器94ａは、ＰＳＴＮ66を介して基地局Ｂ68に送信するためにメッセージをＶ．２１標準にしたがって変調する。変調されたメッセージはまたエコー消去装置96ａに供給される。ＰＳＴＮ66は不完全なチャンネルであるため、Ｖ．２１変調器94ａから送信された信号はエコーパス98ａを通って送られ、信号のエコーが基地局Ａ64に返送される可能性がある。信号はまた基地局Ｂ68から送信されている場合、エコーは基地局Ｂ64からの信号と加算器 100ａで加算され、結合された信号が生成される。この結合された信号は、基地局Ａ64において受信される。エコーパス98ａおよび加算器 100ａは、通信システムの内蔵されていない素子であるが、このシステムのアーティファクトであり、参考として示されているに過ぎないことを理解すべきである。
【００５０】
基地局Ａ64において受信された結合された信号は、エコー消去装置96ａおよび加算器 102ａに供給される。エコー消去装置96ａは、Ｖ．２１信号のエコーを結合された信号から減算する。エコー消去装置96ａは、適応フィルタ技術を使用してエコーの推定値を発生し、この推定値を加算器 102ａに供給する。加算器 102ａにおいて、エコー推定値は受信された信号から減算され、エコー消去された信号が生成される。エコー消去装置96ａの掲示的な形態は、本出願人に権利が譲渡され、ここにおいて参考文献とされている米国特許第 5,307,405号明細書（NETWORK ECHO CANCELLER）に開示されている。
【００５１】
エコー消去された信号は、Ｖ．２１復調器 104ａに供給される。Ｖ．２１復調器 104ａは、エコー消去された信号をデータビットに復調し、復調された信号はメッセージ制御装置92ａに供給される。メッセージ制御装置92ａは、この信号をトランシーバ82ａに供給し、トランシーバ82ａがその信号を無線加入者ユニットＡ62に送信する。
【００５２】
基地局Ａ64においてエコー消去装置96ａを設けることによって、Ｖ．２１変調器94ａが信号を送信し、一方Ｖ．２１復調器 104ａが信号を受信することができる。エコー消去装置96ａを使用しない場合、Ｖ．２１変調器94ａから送信された信号のエコーがＶ．２１復調器 104ａによって受信される信号と衝突するため、全二重通信は不可能である。エコー消去装置96ａを設けることにより、Ｖ．２１変調器94ａから送信された信号のエコーは消去され、Ｖ．２１復調器 104ａがエコーによる歪みなしに基地局Ｂ68からの信号を聞くことが可能になる。基地局Ｂ68におけるエコー消去装置は同様に動作する。したがって、両基地局Ａ64およびＢ68は、メッセージ衝突を発生させずに互いにメッセージを同時に送信し、メッセージ遅延を減少させることができる。
【００５３】
別の実施形態において、全二重通信は、反対方向の伝送に対して交互にチャンネルを使用することによって行われる。Ｖ．２１ファックスプロトコルは、チャンネル１および２の２進周波数シフトキーイング（ＢＦＳＫ）チャンネルを提供している。各チャンネルに対して、送信機は２進“０”を送るために１つの周波数を使し、２進“１”を送るために別の周波数を使する。２つのチャンネルが設けられているが、標準Ｔ．３０  Ｖ．２１メッセージはチャンネル２で送られ、チャンネル１は使用されないままである。２つのチャンネルは、受信機が正しい周波数に適切に同調される限り同時に使用される。
【００５４】
例示的なシナリオにおいて、両基地局（図２の基地局Ａ64および基地局Ｂ68）は、チャンネル２である通常のＶ．２１チャンネルで通信を開始する。呼出される基地局は、ＮＳＳを受信したときにタンデム構造が存在することを認識する。さらに、それは、このＮＳＳメッセージを、発呼した基地局がチャンネル１で受信することができることを示していると解釈する。呼出された基地局は、この時点からメッセージをチャンネル１で送信し、入ってきたメッセージについてはチャンネル２で受信することとなる。発呼基地局は、その逆に動作することとなる。図６は、発呼基地局（基地局Ａ64）と呼出された基地局（基地局Ｂ68）がチャンネル１およびチャンネル２の両者を使用して通信するシナリオを示す。異なったチャンネルで送信されたメッセージは互いに干渉しないため、基地局は待たされずにメッセージを送信することができ、それによってタンデム構造における遅延が減少される。
【００５５】
２つの基地局はまた、タンデム構造の存在を確立した後、アドバンストフラグ同期によって遅延を減少させてもよい。上述のように、Ｔ．３０プロトコルでは、実際のメッセージを送信する前に１秒のプリアンブルが送られる必要がある。プリアンブルは、一連のＶ．２１フラグから構成されている。Ｖ．２１フラグは、その値が０×７Ｅのバイトである。受信したファックスは、このフラグを受信した時、メッセージが後続することを通知され、したがってそのメッセージが適切に受信されるように同期する。
【００５６】
プリアンブルに関する問題は、それがメッセージを遅延させることである。実際のメッセージデータが入ってくるのは、少なくとも１秒後である。無線による処理およびタンデム構造での伝送のために、さらに遅延が生じる。さらに衝突が発生する可能性がある。送信した基地局が受信した基地局からの応答を３．０秒内に受信しない場合、送信した基地局はメッセージを３．０秒ごとに再送信する。その期間中に、受信した基地局は応答する可能性がある。ファックス装置は半二重モードで動作しているため、メッセージ衝突が発生する可能性がある。
【００５７】
本発明は、タンデム構造による遅延を減少すると共に、遅延による衝突の可能性を減少するように機能する。再び図２および図３を参照すると、基地局は、遅延および衝突の問題を解決するためにアドバンストフラグ同期を行なってもよい。タンデム構造の存在がすでに確立されていると仮定する。さらに、ファックス装置Ａ60がメッセージをファックス装置Ｂ72に送っていると仮定する。このメッセージは、ファックス装置Ａ60から基地局Ａ64に送信され、その後基地局Ａ64がこのメッセージを基地局Ｂ68に送る。メッセージは、ＰＳＴＮ66を介して伝送される。メッセージが基地局Ｂ68で受信された後、制御装置84ｂがメッセージを認識し、基地局Ａ64が応答を待っていると判断し決定した場合、制御装置84ｂは、フラグ発生器88ｂがＶ．２１フラグの発生を直に開始させる。制御装置84ｂはまた、トランシーバ82ｂによってこれらのＶ２１フラグを基地局Ａ64に直に送信を開始させる。基地局Ｂ68は、まだファックス装置Ｂ72からの実際の応答を受信していないが、とにかくフラグの送信を開始する。
【００５８】
メッセージの受信の直後のフラグ送信は２つの目的を果たす。第１に、基地局Ａ64は、基地局Ｂ68が最も新しいメッセージを正しく受信したことを通知され、したがって基地局Ａ64では、Ｔ．３０によって要求されるメッセージの繰返しを行わず、それによって衝突状態の可能性が回避される。第２に、基地局Ａ64は、フラグが受信されると直ぐにそのＶ．２１受信機を同期し始めてもよく、それによって遅延が大幅に減少される。また、基地局Ａ64では、Ｔ．３０ファックスプロトコルで要求される過剰なＶ．２１フラグでのタイムアウトが生じない。したがって、基地局Ｂ68がファックス装置Ｂ72からの応答を受信している場合、基地局Ｂは、１秒のフラグ遅延を生じることなくメッセージを基地局Ａ64に送ることができる。基地局Ｂ68は、基地局Ａ64が応答を待っており、また基地局Ａ64がその受信機をすでに同期していることを認識しているため、直ぐに応答を送ることができる。
【００５９】
図７を参照すると、メッセージの受信後に基地局Ｂ68によって実施される処理ステップのいくつかを示すフロー図が示されている。図７に示されているステップは、図３を参照して上述したように基地局Ｂ68の処理素子によって行われる。
【００６０】
基地局Ａ64のフラグ発生器88ａは、基地局Ｂ68のフラグ発生器88ｂと同じ機能を実行することを理解すべきである。すなわち、トランシーバ82ａがメッセージを受信すると、制御装置84ａがメッセージを認識し、基地局Ｂ68が応答を待っていると判断した場合、制御装置84ａはフラグ発生器88ａがＶ．２１フラグの発生を直に開始させる。制御装置84ａはまた、トランシーバ82ａがこれらのＶ２１フラグの基地局Ｂ68による送信を直に開始させる。本発明は、フラグを直ぐに送信することによって遅延およびタンデム構造による衝突の可能性を減少させる。
【００６１】
上記の好ましい実施形態の説明は、当業者が本発明を構成および使用できるように与えられている。当業者はこれらの実施形態に対する種々の修正を容易に認識するであろう。また、ここに規定されている一般原理は、発明力を要することなく別の実施形態に適用されることができる。したがって、本発明はここに示された実施形態に限定されるものではなく、ここに開示されている原理および新しい特徴と一致した広い技術範囲を与えられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  典型的なファックス通信システムのブロック図。
【図２】  タンデム構造の無線通信システムを有するファックス通信システムのブロック図。
【図３】  タンデム構造でファックス呼をサポートするための基地局の処理素子のブロック図。
【図４】  タンデム構造を検出するためのファックス装置と基地局との間で送信されるメッセージを示したフロー図。
【図５】  エコー消去装置を使用して全二重通信を設定するための処理素子を示したブロック図。
【図６】  全二重通信を設定する場合の２つのＢＦＳＫチャンネルの使用の説明図。
【図７】  タンデム構造をサポートするための改良されたフラグ同期に含まれるいくつかのステップを示したフロー図。
【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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【図６】
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【図７】
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