JPH02254828A - 移動体通信における時間分割通信方法 - Google Patents

移動体通信における時間分割通信方法

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JPH02254828A
JPH02254828A JP1076330A JP7633089A JPH02254828A JP H02254828 A JPH02254828 A JP H02254828A JP 1076330 A JP1076330 A JP 1076330A JP 7633089 A JP7633089 A JP 7633089A JP H02254828 A JPH02254828 A JP H02254828A
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JP
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signal
radio
speed
base station
time slot
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JP1076330A
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Sadao Ito
伊藤 貞男
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Iwatsu Electric Co Ltd
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Iwatsu Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は小ゾーン方式を採用する移動体通信における無
線通信チャネルの時間分割通信方法に関する。さらに具
体的には、多数の無線基地局がそれぞれ支配するサービ
ス・ゾーンにより広域のサービス・エリアが構成され、
各無線基地局にはシステムに与えられた多くの無線チャ
ネルのうちの複数の無線チャネルが与えられ、これを用
いてサービス・エリア内の多数の移動無線機のうちの1
つが対向するすくなくとも1つの無線基地局と無線回線
を設定して通信している最中に、他の移動無線機が通信
中の移動無線機が使用している無線チャネルのうちの1
つまたは複数のチャネルを用いて通信を希望してきたと
き、すでに通信中の移動無線機と無線基地局との間の通
信に悪影響を及ぼすことなく、他の移動無線機と前記無
線基地局との間ですくなくとも1つの無線チャネルを共
用して独立の無線回線を設定することを可能とする複数
無線チャネルの送受信ダイパーシティ可能な時間分割通
信方法に関する。
[従来の技術] 従来の小ゾーン方式を適用する移動体通信においては、
たとえば商用サービス中のNTT (日本電信電話(株
))の自動車方式の中で採用されている。これを第10
図により説明する。ある無線基地局13にはそのサービ
ス・エリアであるゾーン14内に多数存在する各自動車
内に搭載された複数の移動無線機15と同時に通信を行
うために、複数の無線チャネルが割当てられている。一
方、各移動無線機15には多数の無線チャネルのうち1
つを選択使用(マルチチャネル・アクセスと称する)可
能な機能が具備されている。無線基地局13と通信を行
う際には、移動無線機15から制御信号により無線基地
局13を経由して多数の無線基地局13の無線チャネル
の使用を決定する無線回線制御局12へ連絡し、そこか
らの指示に従い通信に使用する通話チャネル番号を定め
て、スイッチSWを含む交換機11を介して電話網10
の加入者と通信を行うようにシステム構成がなされてい
る。
[発明が解決しようとする課題] この場合、もしある無線基地局に与えられている通話に
供せられる無線チャネル数が10とすると、同一のサー
ビス・エリア内の10個の移動無線機からの通信の要求
に対しては別々の無線チャネルを割当てることが可能で
あるから通話を行うことは可能であるが、11番目に要
求してきた移動無線機からの発呼要求に対しては、割当
てるべき無線チャネルがないために、発呼不能(呼損)
となっていた。以上は無線チャネルをアナログ信号の伝
送に使用する場合の例であったが、音声をデジタル変調
した場合でも、シングル・チャネル・パー・キャリア(
Sinale Channel per Carrie
r>5cpc、すなわち1つの搬送波に、それぞれ電話
(通信)信号1個をのせて送信するシステムにおいても
、前述の未解決の課題を有することに変わりはなかった
。
[課題を解決するための手段] 送信信号(ベースバンド信号)をあらかじめ定めた時間
間隔単位に区切って記憶回路に記憶し、これ・を読み出
すときには記憶回路に記憶する速度よりもn倍の高速に
より所定のタイム・スロットで読み出し、このタイム・
スロット系列によって収容された信号で搬送波を角度変
調または振幅変調して、時間的に断続して送受信するた
めに移動無線機および無線基地局に内蔵されている、そ
れぞれ対向して交信する受信ミクサを有する無線受信回
路と、送信ミクサを有する無線送信回路と、無線受信回
路の受信ミクサに印加するシンセサイザと無線送信回路
の送信ミクサに印加するシンセサイザとに対しスイッチ
回路を設け、それぞれ印加するシンセサイザの出力を断
続させ、かつこの断続状態を送受信ともに同期し、かつ
対向して通信する無線基地局にも上記と同様の断続送受
信を移動無線機のそれと同期させる方法を用い、かつ受
信側では前記所定のタイム・スロット系列に収容されて
いる信号のみを取り出すために、無線受信回路を開閉し
て受信し、iI調して得た信号を記憶回路に記憶し、こ
れを読み出すときにはこの記憶回路に記憶する速度のn
分の1の低速度で読み出すことにより、送信されてきた
原信号であるベースバンド信号の再生を可能とし、また
複数のタイム・スロット系列を用いて同一の通話(信)
信号を送受信することのできる無線機を複数個具備した
移動体通信用の無線基地局と移動無線機を含むシステム
を構築した。
この結果、システムに与えられた全無線チャネルが使用
中であっても、各無線チャネルにそれぞれ時間分割され
たタイム・スロット内は、通信に使用されていない空ス
ロットがあれば、新しく発呼を希望してきた移動無線機
に対しても発呼が可能となり、周波数の有効利用度の高
いシステムの実現が可能となった。
[作用] 無線基地局とそのサービス・エリア内に多数の移動無線
機が存在し、その任意の数の移動無線機が無線基地局と
交信可能とするために、1つの無線チャネルが時間的に
複数のタイム・スロット系列に分割されており、これら
タイム・スロット系列の1つまたは複数を選択して、こ
れを用いて通信することが可能なシステム構築がなされ
た。1つの移動無線機が無線基地局と通信中に他の移動
無線機がこの無線基地局に対し送信してきた場合に、新
しく位置登録の要求や発呼等の通信を希望した移動無線
機に対しては、すでに使用中の無線チャネルにおいて、
タイム・スロット系列のうちの未使用の1つを与えて、
前記無線基地局との間で交信を可能とすることにより、
前記複数組の通信が互いに伯に妨害を与えることなく、
かつ自己の通信に対しても悪影響を受けることなく、通
信を実行することを可能とした。
また通信トラヒックが閑散な場合には、全く同−の通信
信号を異なった複数の無線チャネルの1つのタイム・ス
ロット系列にそれぞれ加え、これを無線基地局が送信し
、これを複数の無線チャネルの信号を同時に受信可能な
ように複数の受信機を具備した移動無線機で受信し、電
話別(端末部)の入力で混合し、また移動無線機からの
送信信号を複数の送信機により、1つのタイム・スロッ
ト系列で複数の無線チャネルを用いて送出可能とした。
さらに1つの無線チャネル内に設定されている多くのタ
イム・スロット系列のうちの複数が選択されて、ダイパ
ーシティ送受信による通信品質を向上することができる
。この場合には、同一無線チャネル内の複数のタイム・
スロット系列に全く同一の通信信号を無線基地局から送
信し、これを移動無線機で受信し、電話機(端末部)入
力で両者を混合し、また移動無線機からの送信信号を複
数のタイム・スロット系列で送信し、これを無線基地局
で受信し、混合することによりダイパーシティ送受信を
可能とした。
さらに、すでに説明した2種類のダイパーシティを併用
することにより、ダイパーシティ効果の大きいダイパー
シティ送受信を可能とした。
[実施例] 第1A図、第1B図および第1C図(第1C−1図、第
1C−2図、第10−3図を総称して以下このように略
称する)は、本発明の一実施例を説明するためのシステ
ム構成を示している。
第1A図において、10は一般の電話網であり、11は
電話網10内に含まれている一般の電話と無線システム
とを交換接続するための交換機である。20は関門交換
機であり、複数の無線基地局30−1.30−2.−.
30−nを介して多くの移動無線機と一般の電話網10
に収容されている電話機とを交換機11を介して接続す
るものであり、無線基地局30−1〜30−nの各局間
の制御信号の授受を行うと共に、通信路の設定解除等を
制御する通信制御部21と、各無線基地局30で受信す
る信号対雑音比を監視するためのS/N監視部25と通
信制御部21に制御されて各無線基地局30−1〜30
−nと交換機11との間の接続をなすための通信路の切
替に必要なスイッチ群23と、各無線基地局30に位置
登録し、交信している移動無線機のID(識別番号)を
識別し、そのIDを記憶するためのID識別記憶部24
とが含まれている。このスイッチ群23は、各無線基地
局30−1〜30−n用のスイッチ群23−1〜23−
nを含んでいる。
ここで、関門交換機20と無線基地局30との間には、
通話チャネルCH1〜CHnの各通話信号と、制御用の
信号を含む通信信号22−1〜22−nを伝送する伝送
線があり、これらの伝送線は各無線基地局30の信号処
理部31に接続されている。
第1B図には、無線基地局30との間で交信をする移動
無線機100の回路構成が示されている。
アンテナ部に受けた2つのチャネルの制御信号や通話信
号などの受信信号は、それぞれ受信ミクサ136−1と
受信部137−1を含む無線受信回路135−1および
受信ミクサ136−2と受信部137−1を含む無線受
信回路135−2に入り、その出力である通信信号は、
それぞれ2つの速度復元回路138−1,138−2と
、クロック再生器141に入力される。クロック再生器
141では、受信した信号中からクロックを再生してそ
れを速度復元回路138−1.138−2と制御部14
0とタイミング発生器142に印加している。
速度復元回路138−1,138−2では、受信信号中
の圧縮されて区切られた通信信号の速度(アナログ信号
の場合はピッチ)を復元して連続した信号として信号混
合回路152および制御部140に印加され、信号混合
回路152で混合された信号は、電話機部101および
ID情報照合記憶部182に入力される。
電話機部101から出力される通信信号は、信号分割回
路139で分割された後、2つの速度変換回路131−
1.131−2で通信信号を所定の時間間隔で区切って
、その速度(アナログ信号の場合はピッチ)を高速(圧
縮)にして、2つのチャネルで送信するために、送信ミ
クサ1331と送信部134−1とを含む無線送信回路
132−1および送信ミクサ133−2と送信部134
−2とを含む無線送信回路132−2に印加され、送信
信号はアンテナ部から送出されて、無線基地局30によ
って受信される。
タイミング発生器142では、クロック再生器141か
らのクロックと制御部140からの制御信号により、送
受信断続制御器123.速度変換回路131−1,13
1−2.無線受信回路135−1.135−2や速度復
元回路138−1゜138−2に必要なタイミングを供
給している。
また、クロック再生器141からのクロックは速度変換
回路131−1,131−2にも印加されている。
この移動無線機100には、さらにシンセサイザ121
−1ないし121−4と、切替スイッチ122−1ない
し122−4と、切替スイッチ122−1ないし122
−4をそれぞれ切替えるための信号を発生する送受信断
続制御器123およびタイミング発生器142が含まれ
ており、シンセサイザ121−1ないし121−4と送
受信断続制御器123とは2つのチャネルを同時に送受
信できるように制御部140によって制御されている。
各シンセサイザ121−1ないし121−4には、基準
水晶発撮器120から基準周波数が供給されている。2
つのチャネルを同時に送受信することによって周波数ダ
イパーシティを可能にしている。
ID情報照合記憶部182は、無線基地局30から送信
されてくる識別情報(ID)を信号混合回路152から
受けて、制御部140の制御により、記憶内容と照合し
、必要に応じて記憶する。
第1C−1図ないし第10−3図にはそれぞれ無線基地
局30の全体の構成およびその構成要素であるスイッチ
群83の具体例と、信号速度復元回路群38.信号選択
回路群39.信号速度変換回路群51.信号割当回路群
52の具体的な構成例が示されている。関門交換機20
との間のnチャネルの通信信@22−1〜22−nは伝
送路でインタフェイスをなす信号処理部31に接続され
る。
さて、第10−1図に示すように関門交換機20から送
られてきた通信信@22−1〜22−nは、無線基地局
30の信号処理部31へ入力される。信号処理部31で
は伝送損失を補償するための増幅器が具備されているほ
か、いわゆる2線−4線変換がなされる。すなわち入力
信号と出力信号の混合分離が行われ、関門交換機20か
らの入力信号は、第1C−2図に示すように多くのスイ
ッチ5RA−1−1,5RA−1−2,・・・、5RA
−1−n、5RA−2−1,5RA−2−2゜・、5R
A−2−n、 ・、 ・、5RA−n−1゜5RA−n
−2,・、 5RA−n−nlと5RB−1−1,5R
B−1−2,・・・、5RB−1−n、5RB−2−1
,5RB−2−2,−。
5RB−2−n、 ・、−,5RB−n−1,5RB−
n−2,−,5RB−n−n、および5TA−1−1,
5TA−1−2,・、5TA−1−n。
5TA−2−1,5TA−2−2,・・・、5TA−2
−n、−、−,5TA−n−1,5TA−n −2、−
,5TA−n−n、と5TB−1−1,5TB−1−2
,−,3TB−1−n、5TB−2−1,5TB−2−
2,−,5TB−2−n、−・・−,5TB−n−1,
5TB−n−2,−、ST、B−n−n、を含むスイッ
チ群83を介して信号速度変換回路群51A、51B(
第10−3図参照)へ送られる。また第10−3図にそ
の詳細を示した信号速度復元回路群38A、38Bから
の出力信号は、第10−2図および第10−1図に示す
ようにスイッチ群83を介して信号処理部31で入力信
号と同一の伝送路を用いて関門交換機20へ送信される
。ここで、スイッチ群83は送信用のスイッチ5TA−
1−1〜5TA−n−n。
5TB−1−1〜5TB−n−nと、受信用のスイッチ
5RA−1−1〜5RA−n−n、5RB−1−1〜5
RB−n−nに大別されるが、いずれも通話路制御部8
1による制御を受け、スイッチ群83を所要の目的を達
するように開閉し、送受信ダイパーシティが可能なよう
に動作する。
ID識別記憶部82は移動無線機100のIDを識別記
憶するために使用される。また、通話路制御部81は、
制御部40の指令によりスイッチ群83を開閉して通話
路に関する制御を行うが、通話路制御部81からも情報
の提供、制御の要求を制御部40に対し行う機能を有す
る。上記のうち関門交換機20からの入力信号はスイッ
チ群83を通過後、多くの信号速度変換回路51−1〜
51−nの組をそれぞれ含む信号速度変換回路群51A
、51Bへ入力され、所定の時間間隔で区切って速度(
ピッチ)変換を受ける。また無線基地局30より関門交
換機20へ伝送される信号は、無線受信回路35A、3
5Bの出力が、それぞれ信号選択回路群39Aおよび3
9Bを介して、信号速度復元回路群38Aおよび38B
へ入力され、速度(ピッチ)変換された後、スイッチ群
83を通って、信号処理部31へ入力される。
さて、無線受信回路35Aおよび35Bの制御または通
話信号の出力は、タイム・スロット別に信号を選択する
信号選択回路39−1〜39−nの組をそれぞれ含む信
号選択回路群39Aおよび39Bへ入力され、ここで各
通話チャネルCH1〜CHnに対応して通話信号が分離
される。この出力は各チャネルごとに設けられた信号速
度復元回路38−1〜38−nの組をそれぞれ含む信号
速度復元回路群38Aおよび38Bで、信号速度(ピッ
チ)の復元を受けた後、スイッチ群83を介して信@処
理部31へ入力され、4線−2線変換を受けた後、この
出力は関門交換機20へ通信信号22−1〜22−nと
して送出される。
つぎに信号速度変換回路群51Aおよび51Bの機能を
説明する。
一定の時間長に区切った音声信号や制御信@等の入力信
号を記憶回路で記憶させ、これを読み出すときに速度を
変えて、たとえば記憶する場合のたとえば15倍の高速
で読み出すことにより、信号の時間長を圧縮することが
可能となる。信号速度変換回路群51A、51Bの原理
は、テープ・レコーダにより録音した音声を高速で再生
する場合と同じであり、実際には、たとえば、COD(
Charge Coupled [)evice ) 
、  B B D (BucketBrigade [
)evice )が使用可能であり、テレビジョン受信
機や会話の時間軸を圧縮あるいは、伸長するテープ・レ
コーダに用いられているメモリを用いることができる(
参考文献:小板 他 “会話の時間軸を圧縮/伸長する
テープ・レコーダ′日経エレクトロニクス 1976年
7月26日92〜133頁)。
信号速度変換回路群51A、51Bで例示したCODや
BBDを用いた回路は、上記文献に記載されているごと
く、そのまま信号速度復元回路群38A、38Bにも使
用可能で、この場合には、クロック発生器41からのク
ロックと制御部40からの制御信号によりタイミングを
発生するタイミング発生器42からのタイミング信号を
受けて、書き込み速度よりも読み出し速度を低速にする
ことにより実現できる。
関門交換機20から信号処理部31を経由して出力され
た制御または音声信号は信号速度変換回路群51A、5
1Bに入力され、速度(ピッチ)変換の処理が行われた
のちにタイム・スロット別に信号を割当てる信号割当回
路′u52A、52Bに印加される。この信号割当回路
群52A、52Bはバッファ・メモリ回路であり、信号
速度変換回路群51A、51Bから出力された各1区切
り分の高速信号をメモリし、制御部40の指示により与
えられるタイミング発生回路42からのタイミング情報
で、バッファ・メモリ内の信号を読み出し、無線送信回
路32へ送信する。このタイミング情報はチャネル対応
でみた場合には、時系列的にオーバラップなく直列に並
べられており、後述する制御信号または通話信号が全実
装される場合には、あたかも連続信号波のようになる。
第1D図には移動無線機の他の実施例である100Bが
示されている。ここで第1B図に示した移動無線機10
0との構成の相異は、4個の速度復元回路138−1な
いし138−4と4個の速度変換回路131−1ないし
131−4とを設けた点である。その動作について説明
すると、無線受信回路135−1の受信部137−1の
出力は速度復元回路138−1,138−3の双方に印
加され、1つの無線チャネルのうちの2つの異なるタイ
ム・スロットを用いて同じ通信信号をダイパーシティ受
信している。また無線受信回路135−2の受信部13
7−2の出力は速度復元回路138−2,138−4の
双方に印加され、他の1つの無線チャネルのうちの2つ
の異なるタイム・スロットを用いて同じ通信信号をダイ
パーシティ受信している。したがって4つの速度復元回
路138−1ないし138−4の出力を信号混合回路1
52で混合することによって、タイム・ダイパーシティ
および周波数ダイパーシティの両効果を得ることができ
る。このような作用を得るために、制御部140Bは第
1B図の制御部140と若干具なる制御をするが、その
他の各構成要素については、移動無線機100と100
Bにおいて同じ機能のものを用いることができる。
無線基地局30の無線送信回路32Aおよび32B(こ
の両者は同じ機能を有するので以下においては単に32
と称する。)の圧縮した信号の様子および、無線受信回
路35Aおよび35B(この両者は同じ機能を有するの
で以下においては単に35と称する。)の圧縮した信号
の様子を第2A図および第2B図に示し説明する。
信号速度変換回路群51 (51Aおよび51Bは同じ
機能を有するので単に51と称する。)の出力信号は信
号割当回路群52 (52Aおよび52Bは同じ機能を
有するので単に52と称し、他の構成要素についても同
様に表示する。)に入力され、あらかじめ定められた順
序でタイム・スロットが与えられる。第2A図(a)の
SDl、SD2・・・、SDnは速度変換された通信信
号が、それぞれタイム・スロット別に割当てられている
ことを示している。
ここで、1つのタイム・スロットの中は図示のごとく同
期信号と!IJt[l信号または通話信号が収容されて
いる。通話信号が実装されていない場合は、通話路制御
部81で加えられた同期信号だけで通話信号の部分は空
スロツト信号が加えられる。このようにして、第2A図
(a)に示すように、無線送信回路32においては、タ
イム・スロットSD1〜SDnで1フレームをなす信号
が変調回路に加えられる事になる。
この時系列化された多重信号は、無線送信回路32にお
いて、振幅または角度変調されたのちに、アンテナ部よ
り空間へ送出される。
電話の発着呼時において通話に先行して無線基地局30
と移動無線t1100との間で行われる制御信号の伝送
については、通話信号の帯域内または帯域外のいづれを
使用する場合も可能である。
第3A図はこれらの周波数関係を示す。すなわち同(a
)においては帯域外信号の例であり、図のごとく、低周
波側(250)−fz)や高周波側(3850H2)を
使用することができる。この信号は、たとえば通話中に
制御信号を送りたい場合(たとえば、ダイパーシティを
適用したい場合)に使用される。
これらの制御信号は、制御部40において作成されるほ
か、関門交換機20からの制御信号や、通話路制御部8
1からの制御信号を制御部40において中継または変換
して作成され送出される。
移動無線機100から送られてきた制御信号は、無線受
信回路35で受信され、制御部40で処理され、必要に
応じて、通話路制御部81や関門交換機20へ送られる
。
第3A図(b)においては、帯域内信号の例を示してお
り、発着呼時において使用される。
上記の例はいづれもトーン信号の場合であったが、トー
ン信号数を増したり、トーンに変調を加え副搬送波信号
とすることで多種類の信号を高速で伝送することが可能
となる。
以上はアナログ信号の場合であったが、制御信号として
ディジタル・データ信号を用いた場合には、音声信号も
ディジタル符号化して、両者を時分割多重化して伝送す
ることも可能であり、この場合の回路構成を第3C図に
示す。第3C図は、音声信号をディジタル符号化回路9
1でディジタル化し、それとデータ信号とを多重変換回
路92で多重変換し、無線送信回路32に含まれた変調
回路に印加する場合の一例である。
そして対向する受信機で受信し復調回路において第3C
図で示したのと逆の操作を行えば、音声信号と制御信号
とを別々にとり出すことが可能である。
一方移動無線機100から送られてきた信号は、無線基
地局30のアンテナ部で受信され、無線受信回路35へ
入力される。なお、ダイパーシティの場合には、移動無
線機100から複数の無線チャネルを用いて同一の信号
が送られてくるが、基本作用は1個の無線チャネルの場
合と同様なので、以下においては1mの無線チャネルを
用いて送られてきた場合を説明する。第2A図(b)は
、この上りの入力信号を模式的に示したものである。
すなわち、タイム・スロットSU1.SU2.・・・S
unは、移動無線1100−1.100−2゜・・・、
100−nからの無線基地830(たとえば30−1>
宛の送信信号を示す。また各タイム・スロットSUI、
SU2.・・・、sunの内容を詳細に示すと、第2A
図(b)の左下方に示す通り同期信号および制御信号ま
たは通話信号より成り立っている。ただし、無線基地局
30と移動無線機100との間の距離の小さい場合や信
号速度によっては、同期信号を省略することが可能であ
る。
ざらに、上記の上り無線信号の無線搬送波のタイム・ス
ロット内での波形を模式的に示すと、第2B図(C>の
ごとくなる。
さて、無線基地局30へ到来した入力信号のうち制御信
号については、無線受信回路35から直ちに制御部40
へ加えられる。ただし、速度変換率の大きざによっては
、通話信号を同様の処理を行った後に信号速度復元回路
群38の出力から制御部40へ加えることも可能である
。また通話信号については、信号選択回路群39へ印加
される。
信号選択回路群39には、制御部40からの制御信号の
指示により、所定のタイミングを発生するタイミング発
生回路42からのタイミング信号が印加され、各タイム
・スロットSU1〜5tJnごとに同期信号、制御信号
または通話信号が分離出力される。これらの各信号は、
信号速度復元回路群38へ入力される。この回路は送信
側の移動無a機100における速度変換回路131(第
1B図)の逆変換を行う機能を有しており、これによっ
て原信号が忠実に男生され関門交換!a20宛に送信さ
れることになる。
以下本発明における信号空間を伝送される場合の態様を
所要伝送帯域や、これと隣接した無線チャネルとの関係
を用いて説明する。
第1C−1図に示すように、制御部40からの制御信号
は信号割当回路群52の出力と平行して無線送信回路3
2へ加えられる。ただし、速度変換率の大きさによって
は通話信号と同様の処理を行った後、信号割当回路群5
2の出力から無線送信回路32へ加えることも可能であ
る。
つぎに移動無線11100においても、第1B図に示す
ごとく無線基地局30の機能のうち1つの通話路を2つ
のチャネルで送受する場合にも対応することのできる回
路構成となっている。原信号タトエハ通話信号(0,3
KH2〜3.0Kl−fZ )が信号速度変換回路群5
1(第1C図)を通った場合の出力側の周波数分布を示
すと第3B図に示すごとくになる。すなわち前述のよう
に音声信号が15倍に変換されるならば、信号の周波数
分布は第3B図のごとく4.5KHz 〜45KHzに
拡大されていることになる。同図においては、制御信号
は通話信号の下側周波数帯域を用いて同時伝送されてい
る場合を示している。この信号のうち制御信号(0,2
〜4.0KH2>と1つの通話信号(4,5〜45KH
zでSDlとして表されている)がタイム・スロット、
たとえばSDlに収容されているとする。他のタイム・
スロットSD2〜SDnに収容されている通話信号も同
様である。
すなわち、タイム・スロットsD;  <i=2゜3、
−、n)には制御信号(0,2〜4.0KH2>と通信
信号CHi (4,5〜45KHz )が収容すしてい
る。ただし、各タイム・スロット内の信号は時系列的に
並べられており、−度に複数のタイム・スロット内の信
号が同時に無線送信回路32に加えられることはない。
これらの通話信号が制御信号とともに無線送信回路32
に含まれた角度変調部に加えられると、所要の伝送帯域
として、すくなくとも fo±45KHz を必要とする。ただし、fcは無線搬送波周波数である
。ここでシステムに与えられた無線チャネルが複数個あ
る場合には、これらの周波数間隔の制限から信号速度変
換回路群51による信号の高速化は、ある値に限定され
ることになる。複数個の無線チャネルの周波数間隔をf
、8.とし、上述の音声信号の高速化による最高信号速
度をfHとすると両者の間には、つぎの不等式が成立す
る必要がある。
f   > 2 f H ep 一方、ディジタル信号では、音声は通常64kb/S程
度の速度でディジタル化されているからアナログ信号の
場合を説明した第3B図の横軸の目盛を1桁程度引上げ
て読む必要があるが、上式の関係はこの場合にも成立す
る。
また、移動無線機100より無線基地局30へ入来した
制御信号は、無線受信回路35へ入力されるが、その出
力の一部は制御部40へ入力され、他は信号選択回路群
39を介して信号速度復元回路群38へ送られる。そし
て後者の制御信号は送信時と全く逆の速度変換(低速信
号への変換)を受けた後、一般の電話網10に使用され
ているのと同様の信号速度となり信号処理部31を介し
て関門交換120へ送られる。
つぎに、本発明によるシステムの位置登録1発着浮動作
および送受信ダイパーシティの適用に関し、音声信号の
場合を例にとって説明する。
(1)位置登録 移動無線機100の常置場所であるホーム・エリア、あ
るいはホーム・エリア以外のサービス内のエリアである
ローム・エリアにおいて、すでに関門交換機20および
周辺の無線基地局30−1〜30−nが動作していると
きに、移動無線機100の電源スィッチがオンされて、
動作を開始すると、最初に行われるのが位置登録動作で
ある。
この位置登録動作の流れを第4図に示し、説明する。
移動無線機100の電源スィッチがオンされると、第1
B図の無線受信回路135では、下り(無線基地局30
→移動無線機100)無線チャネル(チャネルCH1,
およびCH2とする)に含まれている制御信号の捕捉を
開始する。もしシステムに3チャネル以上の無線チャネ
ルが与えられている場合には、 1) 最大および第2位の受信入力電界を示す2つの無
線チャネル ii)  無線チャネルに含まれている制御信号により
指示される無線チャネル iii )  無線チャネル内のタイム・スロットのう
ち空タイム・スロットのあるチャネル など、それぞれシステムに定められている手順にしたが
い無線チャネル(以下チャネルCHIおよびCH2とす
る)の受信状態にはいる。これは第2A図(a)に示さ
れているタイム・スロットSDi内の同期信号を捕捉す
ることにより可能である。制御部140では、シンセサ
イザ121−1に無線チャネルCH1およびシンセサイ
ザ121−2に無線チャネルCH2の受信をそれぞれ可
能とする局発周波数を発生させるように制御信号を送出
し、また、スイッチ122−1はシンセサイザ121−
1側に、スイッチ122−2はシンセサイザ121−2
側にそれぞれ倒し固定した状態にある。
そこで、制御部140は位置登録信号の送出にとりかか
る。まず、第1B図のシンセサイザ121−3は無線チ
ャネルCH1、シンセサイザ121−4は無線チャネル
CH2の送信を可能とする局発周波数を発生させるよう
な制御信号を制御部140から受ける。ただし、速度復
元回路138−1および速度復元回路138−2はすで
に動作状態にあるとする。
つぎに無線チャネルCH1およびCH2を用い電話機部
101から出力された位置登録用制御信号を送出する。
ただし、速度変換回路131−1および速度変換回路1
31−2はすでに動作状態にあるものとする。
さて上記の無線チャネルCH1またはCH2の制御信号
は、いずれも第3A図(b)に示される周波数帯が用い
られ、これを、たとえばタイム・スロワ1〜Sunを用
いて送信される(S201、第4図)。
以下の説明では無線チャネルCH1に関して説明する。
それは無線チャネルCH2についてもCHlと全く同様
の動作が進行するからである。
また、システムによっては使用無線チャネルとして、1
チヤネルのみ使用して、位置登録信号を送出する場合が
ある。この場合には、移動無線機100の構成が簡単に
なり、経済化をはかることが可能になる。すなわら、第
1B図において無線受信回路を135−1のみを1,1
35−2が省略でき、無線送信回路を132−1のみと
し、132−2を省略することが可能となる。ただし、
信号伝送時の信頼性には十分な留意が必要となる。
さて、この移動無線機100よりの位置登録信号の送出
はタイム・スロットSunだけに限定され、バースト的
に送られ他の時間帯には信号は送出されないから他の通
信に悪影響を及ぼすことはない。ただし、制御信号の速
度が比較的低速であったり、あるいは信号の情報量が大
きく、1つのタイム・スロット内に収容不可能な場合に
は、1フレーム後またはざらに、次のフレームの同一タ
イム・スロットを使用して送信される。
タイム・スロットSunを捕捉するには具体的にはつぎ
の方法を用いる。無線基地局30から送信されている制
御信号には、第2A図(a)に示す通り、同期信号とそ
れに続く制御信号が含まれており移動無線機100はこ
れを受信することにより、フレーム同期が可能になる。
ざらにこの制御信号には、現在使用中のタイム・スロッ
ト、未使用のタイム・スロット(空、タイム・スロット
表示)などの制御情報が含まれている。システムによっ
ては、タイム・スロットsor (+=1.2゜・・・
 n)が他の通信によって使用されているときには、同
期信号と通話信号しか含まれていない場合もあるが、こ
のような場合でも未使用のタイム・スロットには通常同
期信号と制御信号が含まれており、この制御信号を受信
することにより、移動無線1100がどのタイム・スロ
ットを使用して位置登録信号を送出すべきかを知ること
ができる。
な゛お、すべてのタイム・スロットが使用中の場合には
、この無線チャネルでの発呼は不可能であり、別の無線
チャネルを掃引して探索する必要がある。
また別のシステムでは、どのタイム・スロット内にも空
スロツト表示がなされていない場合があり、このときは
、それに続く音声多重信号SD1゜SD2.・・・、5
Drlの有無を次々に検索し、空タイム・スロットを確
認する必要がある。
さて本論にもどり無線基地局30から、以上のいづれか
の方法により送られてきた制御情報を受信した移動無線
機100では、自己がどのタイム・スロットで位置登録
用制御信号を送出すべきか、その送信タイミングを含め
て判断することができる。
そこで上り信号用のタイム・スロットSunが空スロッ
トと仮定すると、この空タイム・スロットを使用するこ
とにし、位置登録用制御信号を送出して無線基地130
からの応答信号から必要なタイミングをとり出して、バ
ースト状の制御信号を送出することかできる。
もし、他の移動無線機から同一時刻に位置登録ヤ発呼が
あれば、呼の衝突のため位置登録信号は良好に無線基地
局30へ伝送されず再び最初から動作を再開する必要を
生ずるが、この確率はシステムとしてみた場合には、十
分に小さい値におさえられている。もし呼の衝突をざら
に低下させるには、つぎの方法がとられる。それは移動
無線機100が位置登録可能な空タイム・スロットをみ
つけたとして、そのタイム・スロットを全部使用するの
ではなく、ある移動無線機には前半部、ある移動無線機
には後半部のみを使用させる方法である。すなわち位置
登録や発呼信号として、タイム・スロットの使用部分を
何種類かに分け、これを用いて多数の移動無線機を群別
し、その各群に、それぞれその1つのタイム・スロット
内の時間帯を与える方法である。別の方法は、制御信号
の有する周波数を多種類作成し、これを多数の移動無線
機を群別し、その各群に与える方法である。この方法に
よれば周波数の異なる制御信号が同一のタイム・スロッ
トを用いて同時に送信されても無線基地局30で干渉を
生じることはない。以上の2つの方法を別々に用いても
よいし、併用すれば効果は相乗的に上昇する。
さて移動無線機100からの位置登録用制御信号が良好
に無線基地局30−1で受信され、移動無線機100の
ID(識別番号)を検出したとすると(3202>、制
御部140では、移動無線機100のIDを記憶しく8
203>、その受信品質が一定値以上であるか否かを検
査しく3204)、一定値以上ならば(S204YES
) 、関門交換機20に対し移動無線機100の位置登
録要求信号を受信品質データと共に送出する(S205
)。
上記の無線基地局30は必ずしも1つとは限らず、移動
無線機100の位置登録信号を受付けた他の無線基地局
30−2.30−3等においても同様に実行される。こ
の登録要求信号を複数の無線基地局30から受信した(
3206)関門交換機20では、受信品質を含めて位置
登録する(S207)。
関門交換機20では、同様に複数の無線基地局30−1
〜30−nに受信品質および位置が記憶されていること
を登録する。この登録作業が完了すると、登録完了信号
が各無線基地局30に対して送出される(S208)。
この登録完了信号を受信した(3209>各無線基地局
30では、下り制御チャネルを用いて移動無線機50に
転送するが(3210>、この方法はつぎの通りである
。
すなわち、無線基地局30−1では、移動無線機100
に対し前記無線チャネルCH1のタイム・スロ、ットS
Dnを用い下り制御信号により位置登録が完了した事を
通知する。伯の無線基地局30−2.30−3等からも
同様の完了信号が、上記と同一のタイム・スロットSD
nで同時刻または数フレーム後に送信される。この場合
干渉防止作が施しておれば、同時刻に、もしなければ時
間差を設けて、送られることになる。
登録完了信号を受信した(3211>移動無線機100
は、受信内容を検査して登録された各無線基地局30の
ID(識別番号)をIDローム・エリア情報照合記憶部
54に記憶する(3212)以上の動作により位置の登
録動作は終了し、着呼に対して待機状態に入る。
以上に説明した本発明による位置登録法は、従来のNT
Tの自動車電話方式等の方法に比べ大きく異なっている
。すなわち、従来方式では位置登録あるいは発着呼時に
必要な制御信号の送受信は、専用の制御チャネルを用い
て行ってきた。これはチャネル使用効率を高めるために
至極当然であった。しかしながら、本発明では必らずし
も従来の方法をとる必要はなく、かつ、従来通り、ある
いはそれ以上のチャネル使用効率を得ることが可能であ
る。それは従来システムでは、通話チャネルは1人の人
の通話で専用され、他の人は使用不可であったが、本発
明ではこれが多数の人で共用可能となった結果である。
(2)移動無線機100からの発呼 第5A図および第5B図に示すフローチャートを用いて
説明する。
移動無線機100の電源をオンした状態になっており、
かつ、位置登録も完了している。すると、(1)位置登
録の項ですでに説明したのと同様にして、システムに定
められている手順にしたがい無線チャネル(以下チャネ
ルCHIおよびCH2とする)の受信状態にはいる。こ
れは第2A図(a)に示されているタイム・スロットS
Di内の同期信号を捕捉することにより可能である。制
御部140では、シンセサイザ121−1に無線チャネ
ルCH1,f:iよびシンセサイザ121−2に無線チ
ャネルCH2の受信をそれぞれ可能とする局発周波数を
発生させるように制御信号を送出し、また、スイッチ1
22−1はシンセサイザ121−1側に、スイッチ12
2−2はシンセサイザ121−2側に、それぞれ倒し固
定した状態にある。
そこで、電話機部101の受話器をオフ・フック(発呼
開始)すると(3201、第5A図)、第1B図のシン
セサイザ121−3は無線チャネルCH1、シンセサイ
ザ121−4は無線チャネルCH2の送信を可能とする
局発周波数を発生させるような制御信号を制御部140
から受ける。
ただし、速度復元回路138−1および速度復元回路1
38−2はすでに動作状態にあるとする。
つぎに無線チャネルCH1およびCH2を用い電話機部
101から出力された発呼用制御信号を送出する。ただ
し、速度変換回路131−1および速度変換回路131
−2はすでに動作状態にあるものとする。
さて上記の無線チャネルCl−11またはCH2の制御
信号は、いずれも第3A図(b)に示される周波数帯が
用いられ、これを、たとえばタイム・スロットSunを
用いて送信される。
以下の説明では無線チャネルCH1に関して説明する。
それは無線チャネルCH2についてもCH11と全く同
様の動作が進行するからである。
この制御信号の送出はタイム・スロットSunだけに限
定され、バースト的に送られ他の時間帯には信号は送出
されないから他の通信に悪影響を及ぼすことはない。た
だし、制御信号の速度が比較的低速であったり、あるい
は信号の情報量が大きく、1つのタイム・スロット内に
収容不可能な場合には、1フレーム後またはざらに、次
のフレームの同一タイム・スロットを使用して送信され
る。タイム・スロットSunを捕捉する方法は(1)位
置登録の項に述べたのと同じである。
ざて移動無線m1ooからの発呼用制御信号が良好に無
線基地局30で受信され移動無線機100のID(識別
番号)を検出したとすると(3202)、制御部40で
は、現在空いているタイム・スロットを検索する。移動
無線機100に与えるタイム・スロットはSunでもよ
いが、念のために検索を実行する。それは移動無線機1
00のほかに、他の移動無線機からの同時発呼に対応す
るためや、サービス種類やサービス区分に癲したタイム
・スロットを与えるためでもある。
この結果、たとえばタイム・スロットSD1が空いてい
るとすると、移動無線機100に対し前記無線チャネル
CHIのタイム・スロットSDnを用い下り制御信号に
よりタイム・スロット上り(移動無線機100→無線基
地局30)SUl。
およびこれに対応する下り(無線基地局30→移動無線
機100)SDIを使用するように指示する(S203
>。これに応じて移動無線tilo。
では、指示されたタイム・スロットSDIで受信可能な
状態へ移行するとともに下りのタイム・スロットSD1
に対応する上り無線チャネル用のタイム・スロットであ
る5L11(第2A図(b)参照)を選択する。このと
き移動無811100の制御部140においては、送受
信断続制御器123を動作させ、スイッチ122−1お
よび122−2を動作開始させる(3204>。それと
同時にスロット切替完了報告を上りタイム・スロットS
U1を用いて無線基地局30に送出しく5205>、ダ
イヤル・トーンを待つ(3206>。
この上り無線信号の無線搬送波のタイム・スロットSU
1の状態を模式的に示すと第2B図(C)のごとくなる
。無線基地局30には、タイム・スロットSU1のほか
に、他の移動無線機100からの上り信号としてSU3
やSunが1フレームの中に含まれて送られてきている
。
スロット切替完了報告を受信した無線基地830では(
3207>、発呼信号を関門交換機20に対し送出しく
5208>、これを受けた関門交換機20では移動無線
機100のIDを検出し、関門交換[20に含まれたス
イッチ群のうちの必要なスイッチをオンにして(320
9)、ダイヤル・トーンを送出する(5210、第5B
図)。
このダイヤル・トーンは、無線基地局30により転送さ
れ(S211>、移動無線機100では、通話路が設定
されたことを確認する(3212>。
以上は無線チャネルCH1に関する説明でおったが、同
様にチャネルCl−12に対しても上記と同−の手順で
動作が進行し、はぼ同一時刻に通話路が設定されたこと
を確認する。
以上の例では問題はないが、無線チャネルCH1とCH
2において音声信号に割当られたタイム・スロットの番
号によっては速度復元回路1381と138−2との音
声出力に時間差が生ずることがあり、この場合は信号混
合回路152に加えられてから時間差を補償する必要が
ある。これはとくに技術的には困難なことではなく、た
とえば第2A図(a)に示す各無線チャネル内で割当ら
れたタイム・スロットの番号をCH1をp、CH12を
qとし、D>Q、ならばチャネルCH2の出力が速度復
元回路138−1へ(ρ−q)スロット分だけ早く現わ
れる。そのため無線基地局30の制御部40の指示を受
けて信号混合回路152に含まれた遅延回路(図示せず
)で(p−q)スロット分の時間だけチャネルCl−1
1の信号を遅らせて信号を混合すればよい。これにより
周波数ダイパーシティ効果のある信号が受信できる。こ
のようにして信号混合回路152から通信信号を得るこ
とができる状態になると移動無線機100の電話機部1
01の受話器からダイヤル・トーンが聞えるので、ダイ
ヤル信号の送出を始める。
この移動無線機100からのダイヤル信号は信号分割回
路139で2分割されて速度変換回路131−1,13
1−2により速度変換され2つの送信部134−1,1
34−2および送信ミクサ13.3−1,133−2を
それぞれ含む無線送信回路132−1,132−2より
それぞれチャネルCH1,CH2の上りタイム・スロッ
トSU1を用いて送出される(S213>。
かくして、送信されたダイヤル信号は無線基地局30の
無線受信回路35A、35Bで受信される。この無線基
地局30では、すでに移動無線機100からの発呼信号
に応答し、使用すべきタイム・スロットを与えるととも
に、無線基地局30の信号選択回路群39A、39Bお
よび信号割当回路群52A、52Bを動作させて、たと
えば無線チャネルCHIに対しては39Aおよび52A
を、同チャネルCH2に対しては39Bおよび52Bを
それぞれ割当て、チャネルCH1,CH2の上りのタイ
ム・スロットSU1を受信し、チャネルCH1,CH2
の下りのタイム・スロットSD1の信号を送信する状態
に移行している。
また通話路制御部81は、制御部40からの制御信号に
よりスイッチ群83のうち、受信用としてスイッチ5R
A−1−1および5RB−1−1、また送信用としてス
イッチ5TA−1−1および5TB−1−1をオン(第
1C−2図)の状態に設定している。したがって移動無
線機100から送信されてきたダイヤル信号は、信号選
択回路群39A、39Bの各信号選択回路39−1を通
った後、信号速度復元回路群38A、38Bの各信号速
度復元回路38−1に入力され、ここで原送信信号が復
元され、スイッチ群83を介して信号処理部31を介し
て通話信号22−1として関門交換機20へ転送され(
S214>、電話網10への通話路が設定される(32
15>。
一方、関門交換機20からの入力信号(当初制御信号、
通話が開始されれば通話信号)は、無線基地局30にお
いてスイッチ群83のスイッチ5TA−1−1,5TB
−1−1を通った後、信号速度変換回路群51A、51
Bの各信号速度変換回路51−1で速度変換を受けて、
信号割当回路群52A、52Bの各信号割当回路52−
1により無線チャネルCHI、CH2のタイム・スロッ
トSD1が与えられている。そして無線送信回路32A
、32Bから下りの無線チャネルCH1゜CH2のタイ
ム・スロットSD1を用いて前記移動無線機100宛に
送信される。前記移動無線機100では、無線チャネル
CH1,CH2の各タイム・スロットSD1において受
信待機中であり無線受信回路135−1,135−2で
受信され、その出力は速度復元回路138−1.138
−2に入力される。この回路において送信の原信号が復
元さ、れ、信号混合回路152を介して電話機部101
の受話器に入力される。かくして、移動無線機100と
一般の電話網10の内の一般電話との間で周波数ダイパ
ーシティを用いた品質の高い通話が開始されることにな
る(3216>。
終話は移動無線機100の電話機部101の受話器をオ
ン・フックすることにより(3217)、終話信号と制
御部140からのオン・フック信号とが速度変換回路1
31を介して無線送信回路132より無線基地局30宛
に送出されるとともに(S218)、制御部140では
送受信断続制御器123の動作を停止させ、かつ、スイ
ッチ122−1ないし122−4を、それぞれシンセサ
イザ121−1ないし121−4の出力端に固定する。
一方、無線基地局30の制御部40では、移動無線機1
00からの終話信号を受信すると関門交換機20宛に終
話信号を転送しく3219>、スイッチ群83のスイッ
チ5RA−1−1,8RB−1−1,5TA−1−1,
5TB−1−1をオフして通話を終了する(3220>
。同時に無線基地局30内の信号選択回路群39A、3
9Bおよび信号割当回路群52A、52Bをそれぞれ開
放する。
以上の説明では無線基地830と移動無線機100との
間の制御信号のヤリとりは信号速度変換回路群51Aま
たは51B、信号速度復元回路群38Aまたは38B等
を通さないとして説明したが、これは説明の便宜上であ
って、音声信号と同様に信号速度変換回路群51A、5
1B、信号速度復元回路群38A、38Bや信号処理部
31を通しても何ら支障なく通信が実施可能である。
以上の説明では、発呼の最初から無線チャネルCH1と
CH2を使用するという周波数ダイパーシティを適゛用
するものであった。しかしながら通話トラヒックが混ん
でいたり、あるいは伯の重要加入者が発呼する場合には
、2つの無線チャネルを使用することができず1つの無
線チャネルしか使用できない場合がある。この場合にお
いてもダイパーシティ効果は得られないが発呼は可能で
ある。すなわち以上の説明で無線チャネルCH1の動作
のみに着目し、CH2を無視すればよい。
また逆に通話トラヒックが閑散で無線チャネルが3以上
使用可能な場合は、上記と同様に適用可能である。ただ
し移動無線機100として3組以上の送受信機を興備さ
せる必要が生ずる。なお、以上の例では問題はないが、
複数の無線チャネルを使用し、かつ、スロット番号の異
なるタイム・スロットを使用すると前述の通り音声出力
にタイム・スロット番号の相異に関係した遅延が発生す
る。そのために、移動無線機100の制御部140から
無線基地局30宛に割当タイム・スロット番号を通知し
、これを受けた無線基地局30では、信号速度復元回路
群38に含まれた時間差を補償するための遅延回路(図
示せず)を動作させる必要がある。以上における移動無
線機100の動作は、そのまま移動無線機100B(第
1D図)の動作にあてはめることができる。
(3)移動無線機100への着呼 移動無線機100は電源をオンした状態で待機中とする
。この場合、移動無線機100からの発呼の項で説明し
たごとく、システムで定められている手順にしたがった
無線チャネルCH1およびCH2の下り制御信号を受信
待機状態にある。
一般の電話網10より関門交換機20を経由して移動無
線機100への着呼信号が無線基地局30へ到来したと
する。これらの制御信号は通信信号22として音声信号
と同様に、スイッチ群83を介して信号速度変換回路群
51A、51Bを通り、信号割当回路群52A、52B
を介して制御部40へ伝えられる。すると制御部40で
は、通話路制御部81に対し、スイッチ群83の送信用
および受信用のスイッチSTA、STB、SRA。
SRBとして使用可能なスイッチを確認し、オンの状態
に保持することを指令する。またこれと同時に移動無線
機100宛の無線チャネルCHIおよびCl−12の下
りタイム・スロットのうちの空スロット、たとえばSD
lを使用して移動無線機100のID信号十着呼信号表
示信号十タイム・スロット使用信号(移動無線機100
からの送信には、たとえばSDIに対応するSUlを使
用)を送出する。
この信号を受信した移動無線機100では、無線受信回
路135−1および135−2の受信部137−1およ
び137−2よりそれぞれ制御部140へ伝送される。
制御部140では、この信号が自己の移動無線機100
への着呼信号であることを確認するので、電話前部10
1より呼出音を鳴動させると同時に、指示されたタイム
・スロットSD1.5tJ1で待機するように送受信断
続制御器123を動作させるとともに、スイッチ122
−1ないし122−4のオン、オフを開始させる。かく
して周波数ダイパーシティ適用による品質の高い通話が
可能な状態に移行したことになる。
ただし、上記の状態においても、速度復元回路138−
1,138−2、および速度変換回路131−1.13
1−2は休止状態にあるものとする。
つぎに本システムを用いて良好な状態で信号伝送が実行
され、かつシステム内の他の無線チャネルへ悪影響を与
えることのないことを理論的に説明する。そのために、
上り(移動無線gJt100(B)が送信、無線基地局
30が受信)チャネルCH1の無線信号を例にとる。
まず上り無線信号がすべて空線、すなわち全タイム・ス
ロットとも使用されていない場合を想定する。発呼を希
望した移動無線機100は、下り無線チャネル内の、た
とえばタイム・スロットSD1の制御信号により、移動
無線機100が上り無線チャネルの使用可能なタイム・
スロット(たとえばタイム・スロットSDI>を選択ず
みで、タイミング発生回路142からの信号により、無
線送信回路132から制御信号(通話路が設定されれば
通話信号)を無線基地局30宛に送出する。
同様に、他の移動無線機から発(着)呼がおれば上り無
線信号として同一無線チャネルの他のタイム・スロット
を用いて無線基地局30宛に制御または通話信号が送出
される。
以上説明した上り無線チャネルに含まれている信号を数
式に表現する。
第1B図の電話機部101の出力信号(または制御信号
)であるデータあるいは音声信号(アナログまたはディ
ジタル形式の信号に対して)は、つぎのように表現でき
る。
μ(t)−Σa−COS (ωi を十θ1)1=11 また帯域外に存在する制御信号は、 uC(t) −、X、aicos (ω、 t+θ霞こ
こで、a・は振幅の大きざ、ω・は信号の角周波数、θ
iは1=0のときの位相を表わす。m。
nは正の整数を表わす。
つぎに周波数変調の場合を説明するが、位相変調におい
ても、また振幅変調においても本発明は同様に適用され
る。(1)式または(1)式および(2)式で搬送波を
周波数変調すると、得られる変調波は、 I= 1(> sin f (ω十μ(t))dt= 
I □ S!n (ωを十5(t)>     (3)
または、 1=IQSinf(ω十μ(1)十μ。(t))dt−
I □ S!n (ωを十5(t) +s。(t))た
だし、 s  (t) =へ、’ini sin <ω、 を十
θ霞m・=a・/ω(<i=1.2.3.・・・、n)
(4)式で示される5(t)+5o(t)は一般的な形
の伝送信号を表わすことになる。
さて、(3)式または(4)式を用いると、移動無線機
100のアンテナから送出される無線信号は下式で示さ
れる。
1= (101/ n> [1+2 YX、 (n/m
x> )XSin  (m7r/n)CO3mpt]x
s+n  (Ω1t+51(t)+5o1(t))ただ
しnは1フレーム内のスロット(等時間間隔とする)数
、pは切替角周波数、mは正の奇数とする。
(5)式は同一無線チャネルを使用する移動熱tlA機
100からの送信信号が1フレーム内のスロットn個の
うちの1個の場合であったが、全スロットが信号で実装
されている状態、すなわちn個の移動無線機100が同
一無線チャネルを用いて通信中とした場合に無線チャネ
ルに含まれている信号の数式による表示は以下のごとく
になる。
1= (101/n) [1+211(n/m7r) 
)xsin  (mπ/n ) cos mp t ]
xsin (Ω i + S  m + 5o1(1)
)十 (102/n) [1+2Σ (n/mπ)) m=1 Sln xcos  sin (mπ/n) ml)(t−2π/ (np))] (Ω2t+52(t)+5o2(t))+ (I03/n> [1+2Σ (n/mπ)) m=1 xsin (mπ/n) xcos mp (t−4yr/ (np) ) ]x
sin (Ω3i+S3 (t) +5o3(t) )
+・・・・・・ 十 (1’□n/ n > [1+2Σ (n/mπ)) m=1 xsin  (mπ/n> xcos mp (t −2(n−1) yr/ (r
+D) ) ]xsin (Ω t 十s  (t) 
+ s cn(t) )n ただし、pは切替角周波数、mは正の奇数とし、n個の
入力波に対する切替時間は等間隔とした。
またΩ 、Ω2.・・・、Ω、は各移動無線機100か
ら送信される搬送波周波数が同一無線チャネルではある
ものの若干具なっているため別々の記号を用いた。S・
(1)やS。1(t)  (i =1 、2゜・・・、
n)も同様である。
第1A図の無線基地局30から送信される無線信号は、
(6)式で表わされることになり、対向して通信してい
る移動無線機100は、(6)式の中で自身に必要な信
号だけを第1B図に示すタイミング発生器142や送受
信断続制御器123を用いて選択受信することになる。
いま、これを移動無線機100−1に対しては、第2A
図に示すタイム・スロットSDIとすると(6)式のう
ちの右辺第1項、すなわち右辺に示される信号となる。
(5)式は第1B図の受信部137に含まれている振幅
制限器を通過すると、下式に示すような形となる。
I=Asin (Ω1 t+s1. (t) +5o1
(t) )(5′ ) ただし、Aは振幅で周波数や時間に関係しない。
(5′)式が受信部137に含まれている周波数弁別器
を通ると、復調出力として、 e(t)=μ(1)十μ。(1) を得る。そして、この出力を第1B図の速度復元回路1
31を通せば、原信号が再生されるわけである。
以上は無線基地局30が送信し、移動無線機100が受
信する場合を説明したが、移動無線機100が送信し、
無線基地局30が受信する場合も同様に説明される。た
だし、この場合は移動無線機100の場合のように移動
無線機100自身に所用の信号だけ受信するのではなく
、多数の移動無線t1100から時系列的に送られてく
る信号をすべて受信しなければならない点が異なってい
る。
以下、後述する隣接チャネル干渉などの影響を調べる上
で必要となるので(6)式の変形を行う。
(6)弐右辺は下式のように展開される。
I= (I01/n)  [sin (Ω1j+U1 
(t) )+(n/π)sin(π/n> x[5in((Ω +D)t+U1(t))+5in(
(Ω −p)を十u1m ) ]] + (n/3π)sin  (3yr/n)x[5in
((Ω1 +3p)]+U1 (t)−(6π/n>(
n−1>) +5in((Ω −3p)t+U1 (t)+(6π/
n)(n−1>)] + (n15π)sin  (57r/n>x[5in
((Ω1+5p)t+U1(t)−(10π/n>(n
−1)) +5in((Ω1−5p)t+U1m +(10π/n)(n−1>)] 十−°゛−] + (102/ n )  [sin (Ω2 t+U
2 (t) )十(n/π)sin(π/n> x[5in((Ω2+p)↑+U2(t))+5in(
(Ω2 1)) t+U2 (i) ) ]+ (n/
3π)sin  (3π/n)x[5in((Ω2 +
3D)t+U2(t)=(6π/n>(n−1>) 十5in((Ω2 3D)t+U2(t)+(6π/n
)(n−1>)コ 十(n15π)sin (57r/n>x[5in((
Ω2 + 5 D ) j + U 2 (j)−(1
0π/n)(n−1)) +5in((Ω2 5p)t+U2(t)+(10π/
n> (n−1>)] +・・・・・・                  
]十(I□o/n)  [sin (Ω1j+U1(t
))+(n/π)sin(π/n> x[5in((Ω 十p)t+Un(t))+5in(
(Ω。−p)t+Uo(t)) ]+ (n/3π)s
in  (3π/n)x[5in((Ω、 +3p)t
+Un(t)−(6π/n)(n−’l)) +5in((Ω、 −3p) t+LI、 (t)(6
π/n)(n−1>)] + (n151sin  (5yr/n>X[5in(
(Ωn +5 D ) t +U n (t)(10π
/n)(n−1>) +5in((Ω。−5p)t+U、 (t)(10π/
n>(n−1>)] +・・・・・・                  
]ただし、 U・(t)=s・(t)±s。1(t)(i=1.2.
・・・、n) ここで(7)式をみると多くの搬送波を合成したものと
なっていることがわかる。
以下システム構築上問題となる隣接無線チャネル干渉、
同一無線チャネル干渉や伝送信号の遅延時間量について
定量的な評価を行い本発明によるシステムが実用上何ら
支障なく運用されることを説明する。
(1)隣接無線チャネル干渉 1フレーム内のタイム・スロット数が10.音声多重度
が10.1フレームの周期が100m秒とした場合を例
にとり、大部分の信号成分は、1つのチャネル内にとど
まり隣接チャネルへ及ぼす影響は極めて少ないことを、
以下定量的に説明する。
(7)式において隣接無線チャネル干渉が最も大きくな
るのは全実装すなわち全タイム・スロットを使用中の場
合であろう。また計算の便宜上各移動無線機100から
送出される搬送波周波数Ω<r=1.2.・・・ n)
および伝送される信号Ui  (i=1.2.−、n>
についてΩ1=Ω2=・・・=Ω。
U1=U2=・・・−Uo とおいても、干渉量に及ぼす影響は無視される(実際は
この場合が起り得る場合の最大の干渉看となる)。
また、実際のシステムにおいては、 ’0l−102=”””= l0n= ’0(8′ ) とおいてよいから、(7)式は下記のように表わされる
。
I/n= (Io/n)(sin (Ω1t+lJ1 
(t) )十(n/π)sin (π/n)x[sin
[(Ω1 +J)) t +LJ1 (t) )+si
n[(ΩI   D)j+U1 ([)) ]+ (n
/3π)sin  (3π/n)x[5in((Ω1 
+3 p) t + Ul (t)−(6π/n>(n
−1>) +5in((Ω1 3p)j+U1(t)−(6π/n
)(n−1>)] + (n151sin  (5π/n)x[5in((
Ω1+5 p) t +U1 (t)−(10π/n>
(n−1>) +5in((Ω1 5D>t+U1 (t)−(10π
/n>(n−1>)]) +・・・・・・) (9)式に含まれているpの値として、20πラジアン
すなわち周波数を10Hzとし、かつ搬送波の位相を無
視し、エネルギー(電圧)を尖頭値で表わす(この結果
妨害電波の影響を大きく評価することになる)と下式の
ようになる。
I/n= (I□/n)(1 +(n/π)sin(π/n) + (n/3π)sin  (3x/n) 十−)(I
□/rl) ((n/π)S!n (7r/n)+ (
n/3yr)sin  (37r/rl) 十・・1た
だし、他の無線チャネルからみて上記の妨害電波の搬送
周波数の位置は、p=Oすなわち主搬送周波数を中心に
上下にそれぞれ、  ±p、±2p、±3D、・・・ 離れた所にある。しかし計算上は最も影響の大きい所に
あるものとして計算を続ける。
そこで、 sin  (π/n)、 sin  (3π/n)、 
sin  (5x/n)、・・・ の絶対値は1以下であるから(10)式は次式のように
おいてもよい(この結果電波干渉は大きく出る)。すな
わち、これらをいづれも1とおくと(10)式は、 I/I□ =1+ (n/π)(1+1/3+115+
・・・+1/(2n−1) +・・・) +(n/π)(1+1/3 +115+・・・+1/ (2n−1)十・・・) この(11)式の右辺第1項の1は主搬送波の成分をあ
られし、第2項目の(n/π)()は主搬送波の上側周
波数帯域におる副搬送波成分をあられし、第3項目の(
n/π)()は下側周波数帯域にある副搬送波成分をあ
られしている。
(11)式に示される多数の搬送波のエネルギー分布を
周波数軸上に示すと第6図のごとくになる。(11)式
より無線チャネル内の保留される副搬送波エネルギー(
振幅値)のうち、中心周波数の上下10KHz内にある
エネルギーと10〜20Ktlz内にあるエネルギーを
比較する。まず10K)12以内にあるエネルギー(電
圧値)E=(10にハZ)は=2n/yrx  5.5
506 また、上下10〜20にHz内にあるエネルギーE(2
0KH7)は =2n/πx  O,1421 したがって R= E (20KH2) /E (10KH2) :
 0.0256すなわち約1/40に逓減していること
がわかる。
同様に上下20〜30KH2内にあるエネルギーを求め
同様に比較すると、0.00761すなわち約1/ 1
30に逓減している。
以上の概算例は、多数の副搬送波の存在を強調して算定
した結果であるが、それにもかかわらず送信出力の99
%以上のエネルギーが自己の無線チャネルの伝送帯域内
に存在し、残りの1%以下のエネルギーが他チャネルへ
電波干渉を与える可能性のあるこを示している。
(11)式を用いて隣接チャネルに対して妨害電波とな
り得る搬送波電力を求める。ただし、以下の計算におい
ては隣接チャネルにおいてもフレーム構成は全く同様と
仮定する。
第6図に示される隣接チャネルはチャネル間隔125K
H2離れているものとし、このチャネル内に副搬送波の
周波数75にHz〜175K)lzの成分が妨害を与え
るものとすると、全電力は(11)式より一方、主搬送
波のエネルギー(これは隣接チャネルの主搬送波のエネ
ルギーに等しい)は1でおるから信号対妨害電波の比(
以下D/Uと略する)は1/ 0.0027でありデシ
ベルで表わせば50dBとなる(ただし電力比)。
以上の計算はpが20πラジアン(10Hz)であった
が、同様の計算をpが100Hzの場合(pを大きくす
るのは後述のように信号の遅延時間を短縮するためであ
る)について行うと、信号対妨害電波の比は30dB 
(電力比)となる。ところで一般の移動通信においては
、同一チャネル干渉として許容し得るD/lJ (信号
波対干渉波)値は24dB (電力比)とされているの
で、上記の計算値は十分な余裕をもって満足しているこ
とを示している。すなわち、本発明による送信波をパル
ス的に断続して動作させても、隣接チャネルに及ぼす電
波干渉は無視可能であることがわかる。
以上の説明は移動無線機100からの場合であったが、
同様に無線基地局30からの送信についても計算できて
、その結果もほぼ同等である。ただし、゛無線基地局3
0からの送信の場合には、同期信号や制御信号のための
タイム・スロット内での使用条件が異なり、この分だけ
タイム・スロット内の使用周波数分布が異なるが、影響
はわずかである。
(n)同一チャネル干渉 同一チャネル干渉が発生するのは無線送信回路の出力部
に設定されている帯域フィルターあるいは断続回路の特
性等のため(9)式で表現される送信パルスの高次波、
すなわち搬送周波数が、Ω1±np のうち、nの大きい値を有する搬送波が出力されないこ
とによる。この場合、空間に送出される信号波の理想的
な包絡線の形状が矩形状(この内に搬送波が収容されて
いる)とはならず、矩形波に多数の正弦波を重畳した形
状の波形となる(波形としては第2B図(d)に示すよ
うなど−1〜状の包絡線を有する状態になる)。すると
、この形状の信号成分が他のタイム・スロットへ入り込
むことになり同一チャネル干渉を引き起こす。
以下この影響を理論的に求める。
タイム・スロットSD1とSD2を通信Aと通信Bで使
用するとする(第2B図(d))。通信Aが通信Bへ影
響を及ぼす妨害波は(7)式を参考にして数式で表現す
ると下式のようになる。
xsin  ((2m+1 ) π/n)  [cos
  ((Ω+ (2m+1 ) p)t+U(t’))
−cos((Ω−(2m+1 ) p)を十U(t))
] (16)式を具体的に求めることは、すでに(1)式で
行ったのと同じ数値計算をすればよいことになる。した
がって無線送信回路32に含まれた濾波回路の特性を広
帯域にとり、m□として、たとえば、10000 (1
0Kzx 10000= 100にH2)以上にすると
同一チャネル干渉の影響は無視することが可能となる。
実際の回路では、この条件は容易に満足することが可能
である。
(I[I)伝送信号の遅延時間の影響 送受信端(送受信端末)において大きな伝送遅延が発生
するのは、つぎの要因である。
i) 送信ベースバンド信号を一定間隔に区切り、これ
を記憶回路(たとえば8BD、C0D)に貯える。
) 受信端(受信端末)において受信した信号を1スロ
ツトごとに区切り、これを記憶回路に貯える。
ii)  送受信間の距離が離れていることによる信号
伝送時間 その他、IF回路や送受信ミクサ回路、送受信フィルタ
部等で発生する遅延時間は小さいので省略する。
以上のうちii+)は、たとえば前述の自動車電話では
送受信間の距離はせいぜい約107m (有線区間は省
略)あるから 10KIn/300000/y= 1/30 m5ec
また、携帯電話では、一つの無線基地局の交信可能エリ
アを半径25m程度と極小ゾーン化した方式が提案され
ている(伊藤“携帯電話方式の提案−究極の通信への一
つのアプローチ−″電子通信学会 技術報告 C8研究
会 86年11月C386−88および“携帯電話方式
″ 特願昭62−64023)。
上記による携帯電話方式では、送受信間の距離は、せい
ぜい約100m(有線区間は省略)であるから、 100m/300000KIrt= 1/3000ms
ecである。したがってi)、ii)に比較して無視可
能である。
さて、i)、ii)の遅延時間の発生を模式的に示すと
第7A図および第7B図のごとくなる。
第7A図では、無線基地局30の信号速度変換回路群5
1中の信号速度変換回路51−1への入力が(a)に示
すように印加され、(時間は左方から右方へ流れている
)速度(ピッチ)変換の単位で必るTの間の信号Aを信
号速度変換回路51−1で丁/nに圧縮して(b)に示
した出力の圧縮後の信号への後縁とが一致するように出
力し、それが、(C)に示すように無線送信回路32か
ら出力される。これを受けた移動無線11100では、
速度復元回路138の入力に(d)に示すタイミングで
圧縮された信号Aを受けて、(a)に示す信号Aを復元
して(e)に示すように出力している。ここで(a)の
信号Aの前縁から(e)の信号Aの前縁までの遅延時間
τ1は丁−丁/nである。ただし送信機出力部から空間
伝送部および移動無線111100の受信部出力までの
伝送時間は無視した。
第7B図では、無線基地局30の信号速度変換回路51
−1への(a>に示す入力の信号Aは、その後縁の終了
と同時にT/nに圧縮された出力の信号Aの前縁が出力
されている。したがって、無線送信回路32の出力は(
C)に示すようになり、これを受けた移動無線m1oo
の速度復元回路138の入力は(d)に示すようになり
、その圧縮された信号Aの後縁と同時に、n倍に時間伸
長されて復元された(e)に示す信号Aの前縁が送出さ
れる。したがって、(e)に示されたものからT+T/
n=τ2だけ遅れた遅延時間τ2が生ずる。
第7A図に示した信号の処理をするための回路は、第7
B図のそれよりも複雑なものになるが、遅延時間を少な
くすることができる。一方、第7B図の場合は遅延時間
はやや大きくなるが回路が簡単になる。
さて実際の通信、とくに音声通信など両方向通信におい
ては、相手の応答を送話者は期待しているから、遅延時
間はτ1またはτ2の2倍をとる必要がある。実際の数
値をあてはめてみる。たとえば送信信号の1タイム・ス
ロット(1区切)をT=1/10秒 時間圧縮係数n=10とすると 2’Z−1=2x1/10 (1−1/10)=18/
100=0.18秒 (180m秒) 2で2=2X1/10 (1+1/10)=22/10
0=0.22秒 (220m秒) となる。一方、衛星通信における遅延時間は約250m
秒であるから、上記の値は衛星通信の場合と同程度と言
うことになる。もし遅延時間を減少したいときは、ベー
スバンドにおけるタイム・スロット(1区切の時間間隔
)を減少させればよい。
すなわち、上記の例より王を減少させ、T=1/100
秒、時間圧縮係数n=100.とすると、2τ1=2X
1/100)(11/100)=2X99/10000
→0.02秒 (20m秒) 2τ2 =2x1/100)(1+1/100)=20
2/10000=0.02秒 (20m秒) 具体的なシステムとしては、たとえば1フレーム内に同
一移動端末に割当てるタイム・スロットの数を10個と
して他の通信のためのタイム・スロットを循環的に与え
れば、上記の条件を満すことが可能となる。(1フレー
ムの時間を1/10にすればよい)。
以上はシステム設計により必然的に定められる遅延時間
量であり、この中で有線系の遅延時間は省略した。ただ
だし有線系の遅延時間に関しては、補償が可能であるた
め、システムに大きな影響を及ぼすことはない。
以下システムに影響を及ぼす可能性のある遅延時間につ
いて説明する。それは、移動無線111100と無線基
地局30との距離が各移動無線機の位置により異なるた
め、各移動無線機から送(受)信された通信信号を無線
基地局30で受信した場合に1.空間伝送距離が異なる
ことによる各タイム・スロットのダブりゃ隙間の発生す
る可能性のあることである。
たとえば自動車電話の場合、移動無線機100が無線基
地局30の近くに居り、他の移動無線機が無線基地局3
0から10に/Itの距離に居たとすると、遅延時間差
は前述のこと<1/30m5ecである。すなわちタイ
ム・スロットはQ、03m5ec程度ダブル可能性があ
るので保護時間として0.05 m5ec程度設ける必
要がある。
また携帯電話の場合、前述の例では2つの移動無線機と
無線基地局30との距離差が100mあるので遅延時間
差は、0.0003msecとなる。
したがって、この場合はIMH2以下の信号成分を有す
るシステムにおいては、無視することが可能となる。
(IV)周波数有効利用率の算定 以上に説明した本発明によるパルス通信を用いた場合と
、従来のFM通信を用いた場合におけるシステムとして
の周波数有効利用率を求める。変調信号は音声とし、通
話回路を想定する。方式諸元として下記の値をとる。
1) 本発明のパルス通信 1無線チヤネルに10タイム・スロットすなわち音声1
0チヤネルを伝送可能とする。所要周波数帯域幅は、 3KHz x10=30KHz これを保護バンドを設けて、第8図(a>のように±4
0KH2に設定する。これは、ヤヤ本発明に不利な値で
あり実際は、このように広いガートバンドは不要である
が比較のためこの値を用いる。
2) 従来のFM通信(音声1チヤネル/搬送波)の場
合 1無線チヤネルのベースバンド信号は、音声1チヤネル
であるから所要周波数帯域幅は、3KHz xi=3K
Hz 保護バンドとして±8KHzが必要であり、無線搬送波
間隔は、第8図(b)に示すように12゜5Kl−1z
(我が[IIでは250MHz /400MH2帯のコ
ードレス電話等において、この規格が広く使われている
。)であるから音声信号1oチヤネルを同時伝送するた
めには、 12.5KHz xiO=125KHz必要であること
がわかる。
以上2つのシステムを比較すると、本発明と従来例とで
は、 80:125=0.64 すなわち、本発明によるパルス通信ではSCPC(Si
ngle Channel per Carrier)
に比較してわずか6割程度の周波数帯域で十分であるこ
とがわかる。
さらにチャネル数(同時通話者数)が増加し、たとえば
、音声100チヤネルで比較すると、本発明のパルス通
信における所要周波数帯域幅は、(3KHz xloo +50(ガード・バンド)KH2) x2=700KHz 従来のFM通信(SCPC)では、 ’12.5KHz x100=1250K)−122つ
のシステムを比較すると 700:1250=0.56 と、さらに本発明の優位性が増加する。
つぎに、最近欧州で盛んに研究されているTDMA (
Tame Divisin )Ialtiple Ac
cess)を移動通信に適用した場合の周波数有効利用
率と本発明とを比較する。
3)  DMS90システムの場合(参考文献:F、 
Lindell他”Digital Ce1lular
 Radio for the1990s ” Tel
ecommunications P、254−265
0ctこのシステムでは、伝送速度340にビット/秒
で音声10チヤネル(1チヤネルは16にビット/秒)
が多重伝送可能であるが、搬送波間隔(所要周波数帯域
幅)は300KH2となっている。
したがって、1)の本発明と3)のDMS90の周波数
利用率の比は、 80:300=0.267 すなわちアナログ方式(SCPC)以上に本発明の優位
性が顕著となる。
以上における移動無線機100の動作は、そのまま移動
無線m100B <第1D図)の動作にあてはめること
ができる。
(4)送受信時間ダイパーシティの適用以上(1)、(
2>項で説明したプロセスにより無線基地局30と移動
無線機100との間において、無線チャネルCH1およ
びCH2を用いたダイパーシティを適用した発着呼が可
能となるが、以下、発着呼が実施されている状態でさら
に同一無線チャネルの他のタイム・スロットを使用する
ことにより、−層効果の高い送受信時間ダイパーシティ
を適用可能とする方法について、第9A図および第9B
図に示したフローチャートを用いて説明する。この種の
送受信ダイパーシティを適用するのは、通信の品質向上
が目的であり、トラヒックの閑散時において、通信用タ
イム・スロットが空いている場合や、あるいは重要加入
者(VIP)に対する高品質サービスの提供のために行
われる。
まず、(1)項の説明した移動無線機100から発呼が
あり、チャネルCH1およびCl−12を用いて、下り
タイム・スロットSD1.上りタイム・スロットSU1
を使用し、スイッチ群83のスイッチ5RA−1−1,
5RB−1−1および5TA−1−1,5TB−1−1
がオンにされて、移動無線機100は無線基地局30お
よび関門交換120を介して電話網10と通話(信)中
である(3251、第9A図)とする。すでに通話中で
ある移動無線機100の制御部140では、同一チャネ
ル内の他のタイム・スロットを用いたダイパーシティの
適用を決定しく3252>、同一無線チャネルで空いて
いるタイム・スロットの検索を開始する(3253)。
以下の説明は無線チャネルCH1を例にとるが、CH2
でも同様に実行可能である。また使用する移動無線機は
、第1D図に示す100Bの構成とする。
さて、空タイム・スロットの検索のために速度復元回路
138−3および速度変換回路131−3の動作を開始
させるとともに、タイミング発生器142のタイミング
信号を変更し、現在送受信に使用しているタイム・スロ
ット以外のタイム・スロットも送受信可能な状態に移行
させる。すなわち、タイミング発生器142の発生する
タイミング信号により送受信断続制御器123の断続方
法を変更させ、速度復元回路138−3の出力として他
のタイム・スロットSD2.SD3.・・・SDnの信
号を順次とり出させ、空いたタイム・スロットを検索し
く3254NO,5253)、もし空タイム・スロット
があれば、そのタイム・スロットの使用を検討する(3
254>。この結果、たとえば下りタイム・スロットS
D2が空いていることが判明すると(254YES) 
、現在通信中の上りタイム・スロットSUl内に通信に
影響を与えない形式で制御信号を挿入し、無線基地局3
0に対しタイム・スロットSD2,5tJ2の使用を要
求する信号を送出する(3255、第9B図)。
この信号は、無線基地局30の無線受信回路35Aで受
信され制wJ部40に伝えられる(8256)。制御部
40では調査の結果、タイム・スロットSD2,5LI
2が未使用であることを確認し、その使用の準備をする
と(S256>、現在使用中の下りタイム・スロットS
D1を使用し通信に影響を与えない形で制御信号を挿入
し、無線基地局100に対し、希望するタイム・スロッ
トSU2は使用可との連絡を伝送する(S257>。こ
れと同時に無線基地Ei30の信号選択回路群39入内
の信号選択回路39−2および信号速度復元回路群38
A内の信号速度復元回路38−2を待機状態に、また信
号割当回路群52A内の信号割当回路52−2および信
号速度変換回路群51△内の信号速度変換回路51−2
も同様に待機状態に移行させる。
無線基地局30からの報告信号を受信した移動無線機1
00は、タイミング発生器142のタイミング信号を変
更させ、受信においてはタイム・スロットSD1とSC
2を受信可能状態に、また送信においてはタイム・スロ
ットSU1とSU2とを用いて電話機部101の出力を
信号分割回路139および速度変換回路131〜1.1
313を介して無線送信回路132−1へ伝送する状態
に移行させる(3259>。
一方、無線基地局30では移動無線機100からタイム
・スロットSUI、SL、12を用いて送られてきた信
号を受信し、制御信号により移動無線機100の信号で
あることを確認するので(3260)、通話制御部81
ではスイッチ群83のスイッチ5RA−1−1,5RB
−1−1,5TA−1−1,5TB−1−1がオン状態
にあるのに加え、ざらに5RA−2−1,5TA−2−
1をオン(第1C図)として、通話が継続される(82
61)。これ以後の通信は送、受信ともそれぞれ無線チ
ャネルCH1については2個のタイム・スロットを使用
し、無線チャネルCH2については1個のタイム・スロ
ットを使用する状態となり、送受信ダイパーシティ(こ
の場合、前述の周波数ダイパーシティと以上において説
明したタイム・タイバーシティ)効果の併用により一層
の通信品質が向上することになる。
また移動無線機100が使用中の無線チャネルCH2も
上記と同様にタイム・ダイパーシティの適用が可能であ
る。
以上の説明ではダイパーシティ適用時の主導権を移動前
m機100側に持たせた場合であったが、無線基地局3
0に主導権を持たせた場合にも同様に実施可能である。
さらに上記のように発着呼が開始された俄に送受信ダイ
パーシティの適用をする方法ではなく、当初からダイパ
ーシティを適用することも可能であり、以下に説明する
。
移動無線機100より発呼する場合を例にとると、発呼
時の上り制御信号をタイム・スロットSunを用いて無
線基地局30宛に送信するとき、制御信号にダイパーシ
ティを適用したい旨の信号を含めておく。一方無線基地
局30からの下りチャネルには、これに対し未使用のタ
イム・スロットに含まれている同期信号を制御信号の内
において、たとえばSDlとSC2とを使用せよという
指令信号が加えられている。移動無線機100でこの信
号を受信することにより、無線基地局30に対し、タイ
ム・スロットSunの中にSDIとSC2を使用したい
旨の制御信号を加え、かつ、移動無線機100側でこの
準備を実行する。一方、無線基地局30においても、タ
イム・スロットSU、1.SU2での受信を準備する。
以上の準備の後、相互に確認をとり実行可と判断すると
、移動無線機100からは、上りのタイム・スロットS
UI、SU2での送信を、無線基地局30からは下りの
タイム・スロットSDIとSD2での送信を開始すれば
、発呼開始時よりダイパーシティが適用可能となる。
以上は1つの無線チャネル内の2系列のタイム・スロッ
トを用いたダイパーシティの多重度として2重の場合を
説明したが、ざらに多重度を増加させた場合も同様に実
施可能であり、ざらに多くの無線チャネルを用いた周波
数ダイパーシティと組合せて実施することも可能である
。
[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、小ゾーン方式を採用す
る移動体通信システムに本発明を適用することにより、
従来システムより周波数利用効率の高いシステム構築が
可能でおる。また通常周波数の有効利用を高めるために
他の設計パラメータである、たとえば回線品質を左右す
る隣接チャネル干渉、同一チャネル干渉や伝送信号の遅
延特性においても実効上無視し得る程度の値に設計可能
であり、また通信トラヒックが閑散な場合には、周波数
ならびに時間送受信ダイパーシティの適用が可能である
から、本発明の効果は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第1A図は本発明のシステムを示すシステム構成図、 第1B図は本発明のシステムに使用される移動前II機
の回路構成図、 第10−1図、第10−2図および第10−3図は本発
明のシステムに使用される無線基地局の全体および部分
の詳細を示す回路構成図、第1D図は本発明のシステム
に使用される移動無線機の他の実施例の回路構成図、 第2A図は本発明のシステムに使用されるタイム・スロ
ットを説明するためのタイム・スロット構造図、 第2B図はタイム・スロットの無線信号波形を示す図、 第3A図および第3B図は通話信号および制御信号のス
ペクトルを示すスペクトル図、第3C図は音声信号とデ
ータ信号を多重化する回路構成図、 第4図は本発明によるシステムの位置登録動作の流れを
示すフローチャート、 第5A図および第5B図は本発明によるシステムの発呼
動作の流れを示すフローチャート、第6図は本システム
における隣接チャネルへの電波干渉を説明するためのス
ペクトル図、第7A図および第7B図は本システムにお
ける信号の圧縮・伸長において発生する遅延時間を説明
するためのタイミング・チャート、 第8図は本システムおよび従来システムの所用帯域幅を
説明するためのスペクトル図、第9A図および第9B図
は本システムにおいてダイパーシティを適用した場合の
動作の流れを示すフローチャート、 第10図は従来のシステムを説明するための概念構成図
である。 10・・・電話網     20・・・関門交換機21
・・・通信制御部 22−1〜22−n・・・通信信号 23.23−1〜23−n・・・スイッチ群24・・・
ID識別記憶部 25・・・S/N監視部  30・・・無線基地局31
・・・信号処理部   32・・・無線送信回路35・
・・無線受信回路 38・・・信号速度復元回路群 38−1〜38−n・・・送信速度復元回路39・・・
信号選択回路群 39−1〜39−n・・・信号選択回路40・・・制御
部 41・・・クロック発生器 42・・・タイミング発生回路 51・・・信号速度変換回路群 51−1〜51−n・・・信号速度変換回路52・・・
信号割当回路群 52−1〜52−n・・・信号割当回路81・・・通話
路制御部  82・・・ID識別記憶部83・・・スイ
ッチ群 91・・・ディジタル符号化回路 92・・・多重変換回路 100.100−1〜100−n−・・移動無線機10
1・・・電話機部 120・・・基準水晶発振器 121−1,121−2・・・シンセサイザ122−1
,122−2・・・スイッチ123・・・送受信断続制
御器 131−1,131−2・・・速度変換回路132・・
・無線送信回路 133・・・送信ミクサ134・・・
送信部    135・・・無線受信回路136・・・
受信ミクサ  137・・・受信部138−1,138
−2・・・速度復元回路。 139・・・信号分割回路 141・・・クロック再生器 142・・・タイミング発生器 152・・・信号混合回路 182・・・ID情報照合記憶部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 複数のゾーンをそれぞれカバーしてサービス・エリアを
    構成し、各フレームに含まれた複数のタイム・スロット
    により区切られた信号の速度をそれぞれ高速に変換する
    複数組の信号速度変換手段(51)と、 前記高速に変換された各フレームに含まれた複数のタイ
    ム・スロットにより区切られた信号に割当てられたタイ
    ミングで時系列的にシリアルに出力するための複数組の
    信号割当手段(52)と、前記信号割当手段の出力を無
    線チャネル電波として送出するための複数個の無線送信
    手段(32)と、 前記高速に変換された各フレームに含まれた複数のタイ
    ム・スロットにより区切られた信号に割当てられたタイ
    ミングで時系列的にシリアルに送られてくる複数の無線
    チャネル電波をそれぞれ受信するための複数個の無線受
    信手段(35)と、前記複数個の無線受信手段の出力を
    受けて、シリアルに送られてくる各フレームに含まれた
    前記複数のタイム・スロットにより区切られた信号をパ
    ラレルに変換して各信号を出力するための複数組の信号
    選択手段(39)と、 前記複数組の信号選択手段からの各信号を受けて低速に
    変換して信号を復元して各出力信号を得るための複数組
    の信号速度復元手段(38)と、前記複数組の信号速度
    変換手段における各フレーム中のすくなくとも1つのタ
    イム・スロットに1つの通信すべき信号を印加するよう
    に制御し、前記複数組の信号速度復元手段からのすくな
    くとも1つの出力信号を得るように制御するための通話
    路制御手段(81、83)と を具備した各無線基地手段(30)と、 前記複数のゾーンを横切って移動し、すくなくとも1つ
    の無線チャネルを用いて前記無線基地手段と交信するた
    めの、 前記無線基地手段から送られてきた無線チャネル電波の
    それぞれにおいて各フレームに含まれた複数のタイム・
    スロットにより区切られたすくなくとも1つのタイム・
    スロットの信号を受信するための複数個の無線受信手段
    (135、121−1、121−2、122−1、12
    2−2、123)と、 前記無線受信手段の出力を受けて、低速に変換して各フ
    レーム中の前記すくなくとも1つのタイム・スロットに
    含まれた信号を連続した信号に復元するための速度復元
    手段(138)と、 送信すべき信号を分割し各フレームに含まれた複数のタ
    イム・スロットにより区切られたすくなくとも1つのタ
    イム・スロットにおいて高速に速度変換するための複数
    個の速度変換手段(131)と、 前記複数個の速度変換手段の出力を前記すくなくとも1
    つのタイム・スロットのタイミングで複数の無線チャネ
    ル電波として送出するための複数個の無線送信手段(1
    32、121−3、121−4、122−3、122−
    4、123)とを具備した各移動無線手段(100)と
    、 前記無線基地手段と前記移動無線手段との間の通信を交
    換するための関門交換手段(20)とを用いる移動体通
    信における時間分割通信方法において、 通信を開始するのに先立ち、前記移動無線手段において
    、近傍に存在し通信可能な前無線基地手段から送信され
    ている複数の無線チャネル電波を受信し、その中から交
    信可能なすくなくとも1つの無線チャネルに含まれた空
    タイム・スロットを選択し、これを使用して前記移動無
    線手段に与えられている自己識別情報を送信し、これを
    受信した前記無線基地手段および前記関門交換手段のう
    ちのすくなくとも一方においてこの識別情報を記憶する 移動体通信における時間分割通信方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05153041A (ja) * 1991-06-12 1993-06-18 Internatl Business Mach Corp <Ibm> デイジタル・セルラー・オーバレイ・ネツトワーク

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