JPH09247168A - マルチメディア無線通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マルチメディア通信を行うためのＡＴＭセル
を最も効率良く伝送できるようにする。 【解決手段】 ＴＤＭＡマルチキャリア方式によって、
ネットワークをアクセスし、ユーザ局２ａ〜２ｃが、衛
星局との間の無線通信回線を通じてゲートウェイ局４に
接続される公衆回線網の通信装置との間の通信を行う。
ユーザ局２ａ〜２ｃは中速変調器４２ａ〜４２ｃを備え
る。ゲートウェイ局４は通信チヤネル数分の中速復調器
４４ａ〜４４ｎが設けられ、基本レート伝送の際にフレ
ームサイクルに１回、指定された通信チヤネルにバース
トを出力する。ｎ×基本レート伝送の際はフレームサイ
クルにｎ回、指定された通信チヤネルにバーストを出力
する。ユーザ局２ａ〜２ｃの送信電力、中速変調器４２
ａ〜４２ｃ並びにゲートウェイ局４の中速復調器４４ａ
〜４４ｎのそれぞれの装置規模及び信号処理規模を、Ｆ
ＤＭＡシングルキャリア／マルチキャリア方式及びＴＤ
ＭＡシングルキャリア方式と比較した場合、ＡＴＭセル
の伝送に対して最も効率的なアクセスが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異なる複数の伝送
速度のビットレートデータによるマルチメディア通信を
行う際に、ＡＴＭセルを伝送するマルチメディア無線通
信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、通信分野においては、音声デー
タ、通信データ及び動画像データ等を伝送するマルチメ
ディア化が進展しつつある。これらのデータの伝送速度
は、それぞれビットレートデータが大きく異なってい
る。したがって、マルチメディア通信における加入者端
末装置での伝送速度を、低速から高速まで幅広く対応す
る必要がある。

【０００３】このようなマルチメディア通信を実現する
伝送方式として、例えば、特開平５−４８５０９号公報
の衛星通信方式に示す非同期転送モード（ＡＴＭ）が知
られている。ＡＴＭは低速から高速までの伝送速度に対
応可能であり、加入者宅と交換ノードとを光ファイバを
用いた高速伝送線（ＵＮＩ：１５５／６２２Ｍｂｐｓ）
で接続して、その高速のデータ通信を行うものである。

【０００４】この場合、少量のデータ通信を行うユーザ
（小口ユーザ）、多量のデータ通信を行うユーザ（大口
ユーザ）のいずれにも、一律１５５／６２２Ｍｂｐｓの
伝送路を通じて、低速から高速までのデータ伝送を行っ
てマルチメディア通信を行う。実際には伝送速度が６４
Ｍｂｐｓのときに、６ｍｓごと１セルを伝送する。ま
た、伝送速度が２Ｍｂｐｓのときに１８８μｓごとに１
セルを伝送する。この送信データが無い場合は、空印を
付した空セルを送出する。

【０００５】一方、無線通信システムは有線通信システ
ムに比較して通信システムの構築が容易であり、かつ、
建設費が廉価などの利点があり、無線通信システムがマ
ルチメディア通信ネットワークの実現の手段の一つとし
て期待されている。しかし、無線通信システムでは周波
数帯域が有限であることから、有線通信システムのよう
に加入者宅と交換ノードとの間に常時、広帯域の高速伝
送系を設定することが出来ない。したがって、要求に応
じた通信チヤネル（ｃｈ）を設定するデマンドアサイン
（ＤＡＭＡ）による割り当てが必要となる。

【０００６】これまでに実用化されたデマンドアサイン
型のマルチメディア無線通信システムとして、インテル
サットにおける衛星通信分散ネットワーク方式（ＳＰＡ
ＤＥ）が知られている。このＳＰＡＤＥでは、周波数帯
域３６ＭＨｚを８００の通信チヤネルに分割している。
このＳＰＡＤＥでは地上のユーザ局が、発呼した後に、
周波数割り当て及びシステム監視等を行う制御局に対し
て、通信チヤネルの割り当て要求を送信する。この割り
当て要求を受信した制御局は、ユーザ局に対し空き通信
チヤネルを割り当て、ユーザ局は、この割り当てられた
通信チヤネルを用いて通信を行う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように上記従来例
のデマンドアサイン型の無線通信ネットワークでは、割
り当てられる周波数帯域が固定であり、イッテルサット
のＳＰＡＤＥでは、音声データ１ｃｈの周波数帯域が４
５ＫＨｚである。したがって、狭い一定の周波数帯域で
は、マルチメディアにおける広帯域データの伝送が困難
である。換言すれば、低速から高速までの伝送速度とな
るマルチメディア通信を効率的に行うことが出来ないと
いう欠点がある。

【０００８】本発明は、このような従来の技術における
課題を解決するものであり、低速から高速までの伝送速
度となるマルチメディア通信を行う非同期転送モード
（ＡＴＭ）セルを最も効率良く伝送できるマルチメディ
ア無線通信システムの提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、請求項１記載の発明は、音声データ、通信データ及
び動画像データを含む異なる複数の伝送速度のビットレ
ートデータを伝送するマルチメディア無線通信システム
において、Ｎ個の周波数を用いるＴＤＭＡマルチキャリ
ア方式によって、ネットワークをアクセスしてＡＴＭセ
ルの伝送を行う構成としてある。

【００１０】請求項２記載の発明は、前記請求項１記載
のマルチメディア無線通信システムにおいて、ＴＤＭＡ
マルチキャリア方式でデータ通信を行うデータ端末及
び、このデータ端末と通信網とを回線接続する接続局と
を備え、端末装置に、伝送データを中速度で変調する中
速度変調手段を有し、かつ、接続局に、受信信号を中速
度で復調する中速度復調手段を備える構成としてある。

【００１１】請求項３記載の発明は、前記請求項２記載
のマルチメディア無線通信システムにおいて、データ端
末の中速変調器がＴＤＭＡマルチキャリア方式によっ
て、基本レート伝送を行う際に、フレームサイクルに１
回、指定された通信チヤネルにバーストを出力し、か
つ、ｎ×基本レート伝送の際に、フレームサイクルにｎ
回、指定された通信チヤネルにバーストを出力する構成
としてある。

【００１２】請求項４記載の発明は、前記請求項１又は
２記載のマルチメディア無線通信システムを、衛星通信
システムに適用し、データ端末としての地上ユーザ局
と、接続局としてのゲートウェイ局との間を、衛星局の
無線通信回線で接続する構成としてある。

【００１３】このような構成のマルチメディア無線通信
システムは、音声データ、通信データ及び動画像データ
を含む異なる複数の伝送速度のビットレートデータを伝
送するマルチメディア通信を行う際に、ＴＤＭＡマルチ
キャリア方式によってネットワークをアクセスしてＡＴ
Ｍセルの伝送を行っている。このＴＤＭＡマルチキャリ
ア方式のマルチメディア無線通信システムには、データ
端末が中速変調手段を用いて中速度の変調を行い、接続
局に通信チヤネル数分の中速復調手段で、その中速度の
復調を行っている。また、このマルチメディア無線通信
システムを、衛星通信システムに適用している。

【００１４】この場合、データ端末（ユーザ局）の送信
電力、中速変調手段の装置規模及び信号処理規模、並び
に、接続局（ゲートウェイ局）の中速復調手段の装置規
模及び信号処理規模を、例えば、ＦＤＭＡシングルキャ
リア／マルチキャリア方式及びＴＤＭＡシングルキャリ
ア方式と比較した際に、ＡＴＭセルの伝送に最も効率的
なアクセス方式となる。すなわち、低速から高速までの
伝送速度となるマルチメディア通信を行うためのＡＴＭ
セルが最も効率良く伝送される。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明のマルチメディア無
線通信システムの実施の形態を、図面を参照して詳細に
説明する。図１は本発明のマルチメディア無線通信シス
テムの実施形態を示す構成図である。図１はマルチメデ
ィア無線通信システムを衛星通信システムに適用した例
であり、衛星局１と、この衛星局１との間の無線通信回
線Ｗａを通じて通信を行うユーザ局２ａ，２ｂ，２ｃ
と、制御／信号回線Ｗｂを通じて衛星局１に対する周波
数割り当て及びシステム監視等を行う制御局３とを有し
ている。さらに、ユーザ局２ａ〜２ｃが衛星局１との間
の無線通信回線Ｗａを通じて公衆回線に接続される通信
装置と接続するためのゲートウェイ局４と、このゲート
ウェイ局４と接続される公衆回線網５とを有している。

【００１６】このような衛星通信システムでのネットワ
ークアクセス方式として、ＦＤＭＡ(Frequency Divisio
n multiple Access)、ＴＤＭＡ(Time Division multipl
e Access) 及び干渉や妨害に強いものの周波数利用効率
が劣るＣＤＭＡ(Code Division multiple Access) 方式
が知られている。

【００１７】また、ユーザ局２ａ〜２ｃからの要求に応
じた周波数帯域を割り当てるアクセス処理として、ＦＤ
ＭＡシングルキャリア方式、ＦＤＭＡマルチキャリア方
式、ＴＤＭＡシングルキャリア方式、及びＴＤＭＡマル
チキャリア方式がある。

【００１８】図２はＦＤＭＡシングルキャリア方式にお
けるユーザ局２ａ〜２ｃとゲートウェイ局４の構成を示
すブロック図である。図２において、ユーザ局２ａ〜２
ｃは可変レート変調器１２ａ，１２ｂ，１２ｃを備え、
ゲートウェイ局４には、通信チヤネル数分の可変レート
復調器１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…１４ｎ−１，１４ｎを
備えている。

【００１９】図３はＦＤＭＡマルチキャリア方式におけ
るユーザ局２ａ〜２ｃとゲートウェイ局４の構成を示す
ブロック図である。図３において、ユーザ局２ａ〜２ｃ
はマルチキャリア変調器２２ａ，２２ｂ，２２ｃを備
え、ゲートウェイ局４には、通信チヤネル数分の単位チ
ヤネル用の低速復調器２４ａ，２４ｂ，２４ｃ…２４ｆ
…２４ｎを備えている。

【００２０】図４はＴＤＭＡシングルキャリア方式にお
けるユーザ局２ａ〜２ｃとゲートウェイ局４の構成を示
すブロック図である。図４において、ユーザ局２ａ〜２
ｃは高速変調器３２ａ，３２ｂ，３２ｃを備え、ゲート
ウェイ局４には、１個の高速復調器３４を備えている。

【００２１】図５はＴＤＭＡマルチキャリア方式におけ
るユーザ局２ａ〜２ｃとゲートウェイ局４の構成を示す
ブロック図である。図５において、ユーザ局２ａ〜２ｃ
は中速変調器４２ａ，４２ｂ，４２ｃを備え、また、ゲ
ートウェイ局４は通信チヤネル数分の中速復調器４４
ａ，４４ｂ…４４ｎを備えている。

【００２２】次に、この実施形態の動作について説明す
る。図１の衛星通信システムでは、ユーザ局２ａ〜２ｃ
が、衛星局との間の無線通信回線を通じてゲートウェイ
局４に接続される公衆回線網５における通信装置との間
で通信を行う。なお、以下、衛星局１との間の無線通信
回線を使用したユーザ局２ａ〜２ｃ間の通信について
は、その説明を省略する。

【００２３】図２において、このＦＤＭＡシングルキャ
リア方式のユーザ局２ａ〜２ｃは、可変レート変調器１
２ａ〜１２ｃで可変レート変調を行い、ゲートウェイ局
４の可変レート復調器１４ａ〜１４ｎで、その可変レー
ト復調を行っている。この場合、ここでは通信チヤネル
数を１０００とし、基本レート伝送速度、例えば、６４
ｋｂｐｓの場合は、１通信チヤネル分のキャリアを出力
する。また、ｎ×基本レート伝送の際は、ｎ通信チヤネ
ル分のキャリアを出力する。

【００２４】図３において、このＦＤＭＡマルチキャリ
ア方式では、通信チヤネル数を１０００としている。ユ
ーザ局２ａ〜２ｃはマルチキャリア変調器２２ａ〜２２
ｃでマルチキャリア変調を行い、ゲートウェイ局４は、
通信チヤネル数分、ここでは１０００個の単位チヤネル
用の低速復調器２４ａ〜２４ｎで低速復調を行ってい
る。この例では基本レート伝送の際に、１通信チヤネル
分のキャリアを出力する。また、ｎ×基本レート伝送の
際は、１通信チヤネル分のキャリアをｎ個出力してい
る。

【００２５】図４において、このＴＤＭＡシングルキャ
リア方式ではフレームサイクル当たりのバースト数を１
０００とし、ユーザ局２ａ〜２ｃの高速変調器３２ａ〜
３２ｃで高速の変調を行い、ゲートウェイ局４では１個
の高速復調器３４で高速復調を行っている。この場合、
基本レート伝送の際に、フレームサイクルに１回のバー
ストを出力する。また、ｎ×基本レート伝送の場合、フ
レームサイクルにｎ回のバーストを出力する。

【００２６】図５において、このＴＤＭＡマルチキャリ
ア方式では、通信チヤネル数を１０とし、フレームサイ
クル当たりのバースト数を１００としている。ユーザ局
２ａ〜２ｃが中速変調器４２ａ〜４２ｃで中速の変調を
行い、また、ゲートウェイ局４が通信チヤネル数分、こ
こでは１０個の中速復調器４４ａ〜４４ｎで中速復調を
行っている。この場合、基本レート伝送の際に、フレー
ムサイクルに１回、指定された通信チヤネルにバースト
を出力する。また、ｎ×基本レート伝送の際は、フレー
ムサイクルにｎ回、指定された通信チヤネルにバースト
を出力する。

【００２７】以下、これらのＦＤＭＡシングルキャリア
／マルチキャリア方式及びＴＤＭＡシングルキャリア／
マルチキャリア方式を比較して説明する。表１は、図２
に示すＦＤＭＡシングルキャリア方式から図５に示すＴ
ＤＭＡマルチキャリア方式までの、それぞれの図示しな
い送信電力増幅器（ＨＰＡ）、ユーザ局２ａ〜２ｃの可
変レート変調器１２ａ〜１２ｃから中速変調器４２ａ〜
４２ｃ、及び、ゲートウェイ局４の可変レート復調器１
４ａ〜１４ｎから中速復調器４４ａ〜４４ｎまでを、そ
れぞれ比較し、この優位順次を５段階の数値で表したも
のである。

【００２８】

【表１】

【００２９】この表１において、ユーザ局２ａ〜２ｃの
送信電力増幅器（ＨＰＡ）の送信電力を比較した場合、
その低い送信電力を有利とする順序では、図２に示すＦ
ＤＭＡシングルキャリア方式が最も優れており、次に、
図５に示すＴＤＭＡマルチキャリア方式が優れ、さら
に、図３に示すＦＤＭＡマルチキャリア方式となり、最
後に図４に示すＴＤＭＡシングルキャリア方式となる。

【００３０】表１の上から３番目のＴＤＭＡシングルキ
ャリア方式は、図４中に示す高速変調器３２ａ〜３２ｃ
を用いており、最高速度の変調となるため、大電力送信
となる。表１の上から２番目の図３に示すＦＤＭＡマル
チキャリア方式は、一局から複数のキャリアを送出する
ユーザ局２ａ〜２ｃにマルチキャリア変調器２２ａ〜２
２ｃを設ける必要がある。この場合、相互変調が発生し
易い。また、４番目の図５に示すＴＤＭＡマルチキャリ
ア方式は、表１の上から３番目の図４に示すＴＤＭＡシ
ングルキャリア方式ほど速い変調速度でないが、ＦＤＭ
Ａシングルキャリア方式のほうが、より低くなる。

【００３１】次に、ユーザ局２ａ〜２ｃの各変調器の装
置規模及び信号処理規模の、より簡素を優位とする比較
を行った場合、図５に示すＴＤＭＡマルチキャリア方式
が最も優れており、次に図２に示すＦＤＭＡシングルキ
ャリア方式が優れ、さらに、図４に示すＴＤＭＡシング
ルキャリア方式となり、最後に図３に示すＦＤＭＡマル
チキャリア方式となる。

【００３２】表１の上から２番目の図３に示すＦＤＭＡ
マルチキャリア方式はユーザ局２ａ〜２ｃにマルチキャ
リア変調器２２ａ〜２２ｃが必要となり、回路構成が複
雑であり、装置規模及び信号処理規模が増大化する。表
１の上から３番目の図４に示すＴＤＭＡシングルキャリ
ア方式は、ユーザ局２ａ〜２ｃに高速変調器３２ａ〜３
２ｃが必要となる。したがって、最高速度の変調となる
ため、装置規模及び信号処理規模が増大化する。１番目
の図２に示すＦＤＭＡシングルキャリア方式では、ユー
ザ局２ａ〜２ｃに可変レート変調器１２ａ〜１２ｃ（図
２に示す例では１０００個）を必要とし、表１の上から
４番目の図５に示すＴＤＭＡマルチキャリア方式より
は、その装置規模及び処理規模が複雑である。

【００３３】次に表１にあって、ゲートウェイ局４の復
調器の装置規模及び処理規模の、より簡素を優位とする
比較を行った場合、図４に示すＴＤＭＡシングルキャリ
ア方式が最も優れており、次に図５に示すＴＤＭＡマル
チキャリア方式が優れ、さらに、図３に示すＦＤＭＡマ
ルチキャリア方式となり、最後に図２に示すＦＤＭＡシ
ングルキャリア方式となる。

【００３４】表１の上から１番目の図２に示すＦＤＭＡ
シングルキャリア方式は、ゲートウェイ局４に、通信チ
ヤネル数分の極めて多数の可変レート復調器１４ａ〜１
４ｎを備える必要があり、その装置規模及び処理規模が
複雑である。２番目の図３に示すＦＤＭＡマルチキャリ
ア方式は通信チヤネル数分の（単位チヤネル用）低速復
調器２４ａ〜２４ｎ（図３に示す例では１０００個）が
必要であり、装置規模及び信号処理規模が増大化し、し
かも相互変調が発生し易い。

【００３５】表１の上から４番目の図５に示すＴＤＭＡ
マルチキャリア方式では中速度復調器４４ａ〜４４ｎ
（図５の例では１０個）が必要である。また、表１の上
から３番目の図４に示すＴＤＭＡシングルキャリア方式
は高速復調が可能であり、かつ、１個の高速復調器３４
のみを設けている。

【００３６】したがって、５段階評価における優位の検
討結果から、マルチキャリアＴＤＭＡ方式がＡＴＭセル
の伝送に対して最も効率的なアクセス方式であることが
判明した。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１〜４記載のマルチメディア無線通信システムによれ
ば、異なる複数の伝送速度のビットレートデータを伝送
するマルチメディア通信を行う際に、ＴＤＭＡマルチキ
ャリア方式によってネットワークをアクセスしてＡＴＭ
セルの伝送を行っているため、データ端末の送信電力、
変調の装置規模及び信号処理規模、並びに、接続局の復
調の装置規模及び信号処理規模を、例えば、ＦＤＭＡシ
ングルキャリア／マルチキャリア方式及びＴＤＭＡシン
グルキャリア方式と比較した際に、ＡＴＭセルの伝送に
最も効率的なアクセス方式となり、低速から高速までの
伝送速度となるマルチメディア通信を行うためのＡＴＭ
セルが最も効率良く伝送できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマルチメディア無線通信システムの実
施形態を示す構成図である。

【図２】実施形態にあってＦＤＭＡシングルキャリア方
式の構成を示すブロック図である。

【図３】実施形態にあってＦＤＭＡマルチキャリア方式
の構成を示すブロック図である。

【図４】実施形態にあってＴＤＭＡシングルキャリア方
式の構成を示すブロック図である。

【図５】実施形態にあってＴＤＭＡマルチキャリア方式
の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 衛星局 ２ａ〜２ｃ ユーザ局 ３ 制御局 ４ ゲートウェイ局 ５ 公衆回線網 １２ａ〜１２ｃ 可変レート変調器 １４ａ〜１４ｎ 可変レート復調器 ２２ａ〜２２ｃ マルチキャリア変調器 ２４ａ〜２４ｎ 低速復調器 ３２ａ〜３２ｃ 高速変調器 ３４ 高速復調器 ４２ａ〜４２ｃ 中速変調器 ４４ａ〜４４ｎ 中速復調器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音声データ、通信データ及び動画像デー
   タを含む異なる複数の伝送速度のビットレートデータを
   伝送するマルチメディア無線通信システムにおいて、Ｎ
   個の周波数を用いるＴＤＭＡマルチキャリア方式によっ
   て、ネットワークをアクセスしてＡＴＭセルの伝送を行
   うことを特徴とするマルチメディア無線通信システム。
2. 【請求項２】 前記請求項１記載のマルチメディア無線
   通信システムにおいて、 ＴＤＭＡマルチキャリア方式でデータ通信を行うデータ
   端末及び、このデータ端末と通信網とを回線接続する接
   続局とを備え、 前記端末装置に、伝送データを中速度で変調する中速度
   変調手段を有し、 かつ、前記接続局に、受信信号を中速度で復調する中速
   度復調手段を備えることを特徴とするマルチメディア無
   線通信システム。
3. 【請求項３】 前記請求項２記載のマルチメディア無線
   通信システムにおいて、 データ端末の中速変調器がＴＤＭＡマルチキャリア方式
   によって、基本レート伝送を行う際に、フレームサイク
   ルに１回、指定された通信チヤネルにバーストを出力
   し、かつ、ｎ×基本レート伝送の際に、フレームサイク
   ルにｎ回、指定された通信チヤネルにバーストを出力す
   ることを特徴とするマルチメディア無線通信システム。
4. 【請求項４】 前記請求項１又は２記載のマルチメディ
   ア無線通信システムを、衛星通信システムに適用し、デ
   ータ端末としての地上ユーザ局と、接続局としてのゲー
   トウェイ局との間を、衛星局の無線通信回線で接続する
   ことを特徴とするマルチメディア無線通信システム。