JPH02260929A - 移動体通信における時間分割通信システムの無線チャネル内タイム・スロット割当方法 - Google Patents

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］ 本発明は移動体通信における時間分割通信システムの無
線チャネル内タイム・スロット割当方法に関する。ざら
に具体的には、ある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
つが対向する無線基地局と無線回線＠−段設定て通信し
ている最中に、他の移動無線機が同一無線チャネルを用
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同一の無線
チャネルを用いて独立の無線回線を設定することを可能
とする同一無線チャネルの時間分割通信システムに対し
、同一無線チャネル干渉もしくは隣接無線チャネル干渉
の影響のない無線チャネル内におけるタイム・スロット
割当法に関する。

［従来の技術］ 従来の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１１１５
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１０ｆ１ＭＩ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φバーやキャ
リア（Ｓｉｎｇｌｅ　Ｃｈａｎｎｅｌ　ｐｅｒ　Ｃａｒ
ｒｉｅｒ）ＳＣＰＣ，すなわち１つの搬送波に、それぞ
れ電話（通信）信号１個をのぜ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、
復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するシステムを構築し
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、同一無線チャネル干渉や
隣接無線チャネル干渉等の妨害もなく、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他に妨害を
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３テすることを可能とした。

［実施例］ 第１Ａ図、第１Ｂ図および第１Ｃ図は、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、２０は
電話網１０と無線システムとを交換接続するための関門
交換機である。３０は無線基地局であり関門交換機２０
とのインタフェイス、信号の速度変換を行う回路、タイ
ム・スロットの割当てや選択をする回路、制御部などが
あり、無線回線の設定や解除を行うほか、移動無線機１
００（１００−１〜１００−ｎ＞と無線信号の授受を行
う無線送受信回路を有している。

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制御信号や通話信号などの受信信号
は受信ミクサ１３６と受信部１３７を含む無線受信回路
１３５に入り、その出力である通信信号は、速度復元回
路１３８と、制御部１４０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、それを速度変換回路１３１．
速度復元回路１３８．制御部１４０とタイミング発生器
１４２に印加している。

速度復元回路１３８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電話機部１０１および制
御部１４０に入力している。

電話機部１０１から出力される通信信号は、速度変換回
路１３１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、送信ミクサ１３３と送信部１３４とを含む無線送
信回路１３２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。

このタイミング発生器１４２では、クロック再生器１４
１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や速度
復元回路１３８に必要なタイミングを供給している。

この移動無線機１００には、ざらにシンセサイザ１２１
−１および１２１−２と、切替スイッチ１２２−１，１
２２−２と、切替スイッチ１２２−１，１２２−２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１２１−１，１２１−２と送受信断続制御
器１２３とタイミング発生器１４２とは制御部１４０に
よって制御されている。各シンセサイザ１２１−１．１
２１−２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。

第１Ｃ図には無線基地局３０が示されている。

関門交換機２０との間のｎチャネルの通信信号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、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、信号速度変換回路群５１へ送られる。また
信号速度復元回路群３８からの出力信号は、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。上記のうち関門交換機２０からの入力信
号は多（の信号速度変換回路５１−１〜５１−ｎを含む
信号速度変換回路群５１へ入力され、所定の時間間隔で
区切つて速度（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３５の出力が、信号選択回路群３９を介して、信号
速度復元回路群３８へ入力され、速度（ピッチ）変換さ
れて信号処理部３１へ入力される。

さて、無線受信回路３５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
−１〜３つ−ｎを含む信号選択回路群３９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を含む信号速度
復元回路群３８で、信号速度（ピッチ）の復元を受けた
後、信号処理部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１ｆｉ２０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５１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号等の入力信
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５１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　（Ｃｈａｒ
ｇｅＣｏｕｐｔｅｄ　［）ｅｖｉｃｅ　）　、　Ｂ　Ｂ
　Ｄ　（Ｂｕｃｋｅｔ　８ｒｉＱａｄｅＤｅＶｉＣｅ　
）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５１で例示したＣＯＤヤ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３８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１２０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５１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群５２に
印加される。この信号割当回路群５２はバッファ・メモ
リ回路であり、信号速度変換回路群５１から出力された
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。

こ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の出力信号は信号割当回路群５
２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、５Ｄ２
−、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
期信号と制御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、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
と移動無線機１００との間で行われる制御信号の伝送に
ついては、電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（２５０Ｈｚ＞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に使用される。

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。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、移動無線機１００−１，１００−２゜・・・、
１００−ｎからの無線基地局３０宛の送信信号を示す。

また各タイム・スロットｓｕ１．ｓｕ２、・・・、ｓｕ
ｎの内容を詳細に示すと、第２Ａ（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２８　（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、速度変換率の大きさによっては
、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〜Ｓｕｎ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５、
信号速度復元回路群３８へ入力される。この回路は送信
側の移動無線機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
て原信号が忠実に再生され関門交換１ｍ！２０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３２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復、信号割当回路群５２の
出力から無線送信回路３２へ加えることも可能でおる。

つぎに移動無線機１００においても、第１Ｂ図に示すご
とく無線基地局３０の機能のうち通話路を１チヤネルと
した場合に必要とされる回路構成となっている。

原信号たとえば音声信号（０，３ＫＨｚ〜３．０ＫＨ２
）が信号速度変換回路群５１（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＜　４
．５ＫＨ２〜４５ＫＨ２に拡大されていることになる。

同図においては、制御信号は音声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’）と通話信
号ＣＨ１（４，５〜４５ＫＨ２でＳＤｌとして表されて
いる）がタイム・スロット、たとえばＳＤＩに収容され
ているとする。他のタイム・スロットＳＤ２〜ＳＤｎに
収容されている音声信号も同様である。

すなわち、タイム・スロットｓｏｒ　＜ｒ＝２゜３、・
、ｎ＞には制御信号（０，２〜４．０ＫＨｚ　）と通信
信号ＣＨｉ　（４，５〜４５ＫＨ２）が収容されている
。ただし、各タイム・スロット内の信号は時系列的に並
べられてあり、−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 ｆｃ±４５ＫＨｚ を必要とする。ただし、ｆｏ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
、。、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、っぎの不等式が成立す
る必要がある。

ｆ　ｒｅｐ　＞　２　ｆ　Ｈ 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４ｏへ入力され、他は信号選択回路群
３つ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１ｏ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
て関門交換機２０へ送られる。

つぎに、本発明によるシステムの発着呼動作に関し、音
声信号の場合を例にとって説明する。

（１）移動無線機１００からの発呼 第４Ａ図および第４Ｂ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すると、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ＣＨＩと
する）に含まれている制御信号の捕捉を開始する。もし
システムに複数の無線チャネルが与えられている場合に
は、）　最大の受信入力電界を示す無線チャネル；〉　
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
可能でおる。制御部１４０では、シンセサイザ１２１−
１に無線チャネルＣＨ１の受信を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もシンセサイザ１２１−１側に倒し固定した
状態にある。

そこで、電話機部１０１の受話機をオフ・フック（発呼
開始）すると（Ｓ２０１、第４Ａ図）、第１Ｂ図のシン
セサイザ１２１−２は、無線チャネルＣＨ１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。

またスイッチ１２２−２もシンセサイザ１２１−２側に
倒し、固定した状態になる。つぎに無線チャネルＣＨ１
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。この制御信号は、第２Ａ図（ｂ）に示される
周波数帯を用いられ、これを、たとえばタイム・スロッ
トＳｕｎを用いて送信される。

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ｇＪ１１００
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。さ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ＳＤｉ　（ｉ＝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、移動無線機１００がどのタイム・ス
ロットを使用して発呼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。

第２Ｂ図（ｄ）および（ｅ）は、無線基地８３０からの
送信波形を模式的に示したものである。

まず（ｄ）において、無線基地局３０からの送信信号は
使用中のタイム・スロット、使用されていない空タイム
・スロットの別なく送信されている場合を示している。

ただし、空タイム・スロットにおいては、制御情報は１
つのタイム・スロットの全時間をかけて送信されるので
はなく、タイム・スロットの頭、すなわち最初の短時間
、たとえば１タイム・スロットの５％の時間内に送られ
、残りの時間はただ無変調の搬送波のみが送出されてい
ることを示している。

一方、第２Ｂ図（ｅ）においては、空タイム・スロット
には搬送波のみを含め、信号が全く送信されていない場
合を示している。これは下記のようなシステムにおいて
、同一チャネル干渉防止に有効でおる。すなわち、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Ｓ
Ｄ１．ＳＤ２．・・・、ＳＤｎ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おる。

さて本論にもどり、無線基地８３０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１１００では、自己がどのタイム・スロットで発呼用
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、発呼用制御信号を送出して無線基地局３０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発呼があれば呼の
衝突のため発呼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
率はシステムとしでみた場合には、十分に小さい値にお
さえられている。もし呼の衝突をさ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Ｉｆ＆１００
が発呼可能な空タイム・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ｔ１１ｃ）Ｏ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
１１００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適したタ
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１１００に対し前記無線チャネル
ＣＨ１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
Ｉ！１１００）ＳＤｌを使用するように指示する（Ｓ２
０３＞。これに応じて移動無線ｔＪ１００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ＳＵｌ　（
第２Ａ図（ｂ）参照）を選択する。このとき移動無線機
１００の制御部１４０においては、送受信断続制御器１
２３を動作させ、スイッチ１２２−１および１２２２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ＳＵ１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局３０では（
Ｓ２０７＞、発呼信号を関門交換機２０に対し送出しく
３２０８）、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Ｒ２０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（３２１０、第４Ｂ
図）。

このダイヤル・トーンは、無線基地局３０により転送さ
れ（３２１１＞、移動無線機１００では、通話路が設定
されたことを確認する（Ｓ２１２＞。

この状態に移行したとき移動無線機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。このダイヤル信号は速度変換
回路１３１により速度変換され送信部１３４および送信
ミクサコ３３を含む無線送信回路１３２より上りタイム
・スロットＳＵ１を用いて送出される（３２１３＞。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３５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３９および信号割当回路群５２
を動作させて、上りのタイム・スロットＳＵ１を受信し
、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。したがって移動無線［１００から送信
されてきたダイヤル信号は、信号選択回路群３９の信＠
選択回路３つ−１を通った後、信号速度復元回路群３８
に入力され、ここで原送信信号が復元され、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（Ｓ２１５＞。

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
いて信号速度変換回路群５１で速度変換を受けた後、信
号割当回路群５２の信号割当回路５２−１によりタイム
・スロットＳＤ１が与えられている。そして無線送信回
路３２から下りの無線チャネルのタイム・スロットＳＤ
１を用いて前記移動無線１ｆｉ１００宛に送信される。

前記移動無線機１００では、無線チャネルＣＨ１のタイ
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で受信され、その出力は速度復元回路１３８
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、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
の間で通話が開始されることになる（Ｓ２１６＞。

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（Ｓ２１７＞、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（３２１８＞、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および１２２−２をそれぞれシンセサイ
ザ１２１−１および１２１−２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（図示せず）
のスイッチをオフして通話を終了する（Ｓ２２０＞。同
時に無線基地Ｒ３０内の信号選択回路群３９および信号
割当回路ＰＦ￥５２を開放する。

以上の説明では無線基地Ｕ３０と移動無線機１００との
間の制御信号のやりとりは信号速度変換回路群５１．信
号速度復元回路群３８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５１、信号速度復元回路ｕ３８、制御信号
速度変換回路４８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。

（２）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１１００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の下り制御信号を受信待機状態におる
。

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、信号速度変換回路群５１を通り、信号割当回
路群５２を介して制御部４０（第１Ｃ図）へ伝えられる
。すると制御部４０では移動無線機１００宛の無線チャ
ネルＣＨ１の下りタイム・スロットのうちの空スロット
、たとえばＳＤＩ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ＳＤｌ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の受信部１３７より制御部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１０
０への着呼信号であることを確認するので電話機部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、ＳＵｌ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゜１２２−２のオン、オフを開始させる。かくて通話
が可能な状態に移行したことになる。

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、かつシステム内の伯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（移動無線機１００が送信、無線基地局３０が受信
）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５Ｄ１）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）呼があれば上り無
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。

また帯域外に存在する制御信号は、 ここで、ａｉは振幅の大きさ、ωｉは信号の角周波数、
θ１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、（ｑられる変調波は、 Ｉ＝　Ｔ（＞　ｓｉｎ　ｆ　（ω十μ（ｔ））ｄｔ＝Ｉ
□５ｉｎ（ωｔ＋５（ｔ）＞　　　　　（３）または、 Ｉ＝　Ｉ□　ｓｉｎ　ｆ　（ω十μ（１）十μ。（ｔ）
＞ｄｔ＝Ｉｏｓｉｎ（ωｔ＋５（ｔ）　＋５Ｃ（ｔ）　
＞ただし、 ５Ｃ（ｔ）　＝占謂、　ｓｉｎ　（ω、　を十θｉ）ｍ
・＝ａｉ／ωｉ　　（ｉ＝１．２．３・・・ｎ）■ （４）式で示される５（ｔ）＋５ｏ（ｔ）は−船釣な形
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＝　（Ｉ０１／ｎ）　［１＋２ｉ１（ｎ／ｍｙｒ）　
）ｘｓｉｎ　　（ｍｙｒ／ｎ）ｃｏｓ　ｍｐｔ］ｘｓｉ
ｎ　（Ω　ｊ＋８１　（ｔ）　＋　Ｓ（：１（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無線Ｒ１０
０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。

Ｉ＝　（Ｉ０１／ｎ＞　［１＋２Ｅ１（ｎ／ｍｌ　）ｘ
ｓｉｎ　　（ｍπ／ｎ）ｃｏｓｍｐ↑］ｘｓｉｎ　（Ω
１ｔ＋Ｓ１ｍ　＋５Ｃ１（ｔ））＋　（Ｉ０２／ｎ）　
［１＋２　’：Ｅ１（ｎ／ｍπ））ｘｓｉｎ　　（ｍπ
／ｎ） ｘｃｏｓ　ｍｐ　（ｔ−２ｙｒ／　（ｎｐ））］ｘｓｉ
ｎ　　（Ω２ｊ＋５２（１）＋ｓ、２（ｔ）　）＋　（
１０３／ｎ＞Ｎ＋２．Ｆｌ（ｎ／ｍπ））ｘｓｉｎ　　
（ｍπ／ｎ） ｘｃｏｓ　ｍｐ　（ｔ−４ｙｒ／　（ｒ＋ｐ）　）　］
ｘｓｉｎ　（Ω３ｊ十５３（１）＋５Ｃ３（ｔ）　）”
　（Ｉ　ｏｎ／　ｎ＞　［１＋２　Ｅｌ（’　／　ｍπ
））ｘｓｉｎ　　（ｍπ／ｎ） ｘｃｏｓ　ｍｐ　（ｔ　−２（ｎ　−１）　ｙｒ／　（
ｎｐ）　）　］ｘｓｉｎ　（Ω　ｔ＋ｓ　　（ｔ）　＋
ｓＣ，（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
ものの若干異なっているため別々の記号を用いた。Ｓ・
（１）ヤＳ。１（ｔ）（＋＝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−１図に示すタイミング発生器１４２ヤ
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ＳＤ１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−１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。

１＝Ａｓｉｎ　　（Ω１ｔ＋Ｓ１　（ｔ）　十５Ｃ１（
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μｏ（１） を得る。そして、この出力を第１Ｂ−１図の速度復元回
路１３１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自身に所要の信号だけ受信するのではなく
、多数の移動無線機１００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）式右辺は下式のように展開される。

１＝　（Ｉ（＞１／ｎ）［ｓｉｎ　（Ω、を十ｔＪ、（
１））＋（ｎ／π）ｓｉｎ（π／ｎ） ｘ［５ｉｎ（（Ω１＋　ｐ　＞　ｔ　＋　Ｕ　１　（ｔ
）　）＋５ｉｎ（（Ω　−ｐ）↑十Ｕ１（ｔ））］十（
ｎ／３ｙｒ）ｓｉｎ　（３π／ｎ＞ｘ［５ｉｎ（（Ω１
＋　３　ｐ）　ｔ　＋Ｕ　１　（ｔ）−（６π／ｎ）（
ｎ−１）） ＋５ｉｎ（（Ω１３ｐ）ｔ＋Ｌ１１　ｍ＋（６π／ｎ＞
（ｎ−１＞）］ ＋　（ｎ１５ｙｒ＞ｓｉｎ　　（５π／ｎ）ｘ［５ｉｎ
（（Ω１　＋５ｐ）ｔ＋Ｕ１（ｔ）−（１０π／ｎ）（
ｎ−１＞） ＋５ｉｎＨΩ１　５ｐ）　１：十ＬＪ１　（ｊ）＋（１
０π／ｎ＞（ｎ−１＞）］ ＋・・・・・・コ ＋　（Ｉ０２／ｎ）　［ｓｉｎ　（Ω２　ｔ＋Ｕ２　（
ｔ）　）＋（ｎ／π）ｓｉｎ（π／ｎ＞ ｘ［５ｉｎ（（Ω２　＋　ｐ　）　ｔ　＋Ｕ２　（ｔ）
　）＋Ｓ団　（（Ω２−ｐ）　ｔ＋Ｕ２　（ｔ）　）　
］＋（ｎ／３π）ｓｉｎ　（３ｙｒ／ｎ＞ｘ［５ｉｎ（
（Ω２　＋　３　ｐ）　ｔ　＋　Ｕ　２　（ｔ）−（６
π／ｎ＞（ｎ−１＞） ＋ｓ＋ｎ（（Ω２　　ａｐ＞　ｊ＋Ｕ２　（ｉ）＋（６
π／ｎ＞（ｎ−１＞）コ 十（ｎ１５π）ｓｉｎ　（５π／ｎ＞ ｘ［５ｉｎ（（Ω２　＋５　ｐ）　ｔ＋Ｕ　２　（ｔ）
−（１０π／ｎ＞（ｎ−１）） ＋５ｉｎ（（Ω２　５Ｄ）　ｔ＋ＬＩ２　（ｊ）＋（１
０π／ｎ＞（ｎ−１））］ 十・・・・・・　　　　　　　　　　　　　　］＋（１
０ｎ／　ｎ　）　［ｓ＋ｎ　（Ωｎｔ＋ｔＪ、　（ｔ）
　）十（ｎ／π）ｓｉｎ（π／ｎ＞ ｘ　［ｓｉｎ’　（（Ω。＋Ｄ）を十Ｕ。（ｔ））＋５
ｉｎ（（Ω、−ｐ）を十ｕ、（ｔ））］＋　（ｎ／３７
ｒ）Ｓｉｎ　　（３７ｒ／ｎ）ｘ［５ｉｎ（（Ω、　＋
３　ｐ　）　ｔ　＋　Ｕ　ｎ　（ｔ）＝（６π／ｎ）（
ｎ−１＞） ＋５ｉｎ（（Ωｎ−３Ｄ）ｔ＋Ｕｎ（ｔ）（６π／ｎ＞
（ｎ−１＞）］ ＋　（ｎ１５π）ｓｉｎ（５π／ｎ） ｘ［５ｉｎ（（Ω、　＋　５ｐ）、ｔ　＋Ｕ　ｎ　（ｔ
）＝（１０π／ｎ＞（ｎ−１＞） 十５ｉｎ（（Ωｎ　　５　ｐ）　ｔ　＋Ｕ　ｎ　（ｔ）
−（１０π／ｎ＞（ｎ−１＞）］ ＋・・・・・・　　　　　　　　　　　　　　　　　］
ただし、 Ｌｌｉ（１）＝ＳＨ（ｔ）　＋５ｏＨ（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。

（Ｉ）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・スロツトを使用中の場
合であろう。また計算の便宜上各移動無線１１００から
送出される搬送波周波数Ω、　　（ｒ＝’＋、２．・・
・　ｎ）および伝送される信号Ｕ・　（ｉ＝１．２．・
・・、ｎ）についてΩ１＝Ω２＝・・・＝Ω。

ＬＪ１＝ｕ２＝−＝ｕ。

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量となる）。

また、実際のシステムにおいては、 ■０１””　”０２＝”””＝　１Ｏｎ＝　ｌｏ（８′
） とおいてよいから、（７）式は下記のように表わされる
。

１／ｎ＝　（Ｉ□　／ｎ＞　（ｓｉｎ、　（Ω１ｔ＋ｔ
Ｊ１　ｍ　）＋　（ｎ／π）ｓｉｎ　（π／ｎ）ｘ［５
ｉｎ（（Ω１＋ｐ）ｔ＋ｕ１（ｏ　）＋５ｉｎ（（Ω１
−ｐ）↑＋ｕ１　（ｔ）　）　］＋　（ｎ／３π）ｓｉ
ｎ　　（３７ｒ／ｎ＞ｘ［５ｉｎ（（Ω１　＋３　ｐ）
　ｊ＋Ｕ１　（ｊ）（６π／ｎ＞（ｎ−１＞） ＋５ｉｎ（（Ω　−３ｐ）ｔ＋Ｕ１　（ｉ）一（６π／
ｎ＞（ｎ−１＞）］ ＋　（ｎ１５ｙｒ＞ｓｉｎ　　（５７ｒ／ｒｌ）ｘ［５
ｉｎ（（Ω１＋５ｐ＞　ｔ＋Ｕ１（ｔ）−（１０π／ｎ
）（ｎ−１＞） ＋５ｉｎ（（Ω　−５ｐ）ｔ＋Ｕ１（ｔ）（１０π／ｎ
）Ｃｎ−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１０Ｈ７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／３１ｓｉｎ　　（３π／ｎ）−＋−１（ＩＯ
／ｎ）　（（ｎ／π）Ｓｉｎ　（π／ｎ＞＋　（ｎ／３
π）ｓｉｎ　　（３π／ｎ）＋・　）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、±３ｐ、・・・ 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　　（５π／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）＋・・・） 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
波数帯域にあ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５図のごとくになる。（１１）式
より無線チャネル内の保沼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１０〜２０ＫＨｚ内にあるエネルギーを比
較する。まず１０ＫＨｚ以内にあるエネルギーく電圧値
）　Ｅ　＝　（ＩＯＫＨ２）は＝２ｎ／πｘ　　５．５
５０６ また、上下１０〜２０ＫＨ２内にあるエネルギーＥ（２
０にＨｚ　）は ＝２ｎ／πＸ　Ｏ，１４２１ したがって Ｒ＝　Ｅ　（２０ＫＨｚ）　／　Ｅ　（１０ＫＨｚ）→
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２０〜３０ＫＨｚ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５図に示される隣接チャネルはチャネル間隔１２５に
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７５ＫＨ２〜１７５ＫＨ２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であ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（１０Ｈ２）であった
が、同様の計算をｐが１００Ｈ２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（
ｆｉ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／Ｕ　（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３０
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）自己チャネル内干渉 自己チャネル内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
うなビート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、自己チャネル内干渉を引き起こす。

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）　　［：ｃｏ
ｓ　　（（Ω＋　（２ｍ＋１　）　ｐ）ｔ＋Ｕ（ｔ）’
）−ＣＯＳ　　（（Ω−（２ｍ＋１　）　ｐ）ｔ＋Ｕ（
ｔ））］ （１６）式を具体的に求めることは、すでに（Ｉ）隣接
無線チャネル干渉の節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、１０００　（１００ｔｌｚｘ　１０００＝　１０
０にＨ２）以上にすると自己チャネル内干渉の影響は無
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。

（ＩＩＩ＞同一チャネル干渉 同一チャネル干渉が発生するのは、本発明を小ゾーン方
式に適用した場合に、ある無線ゾーンで使用中の無線チ
ャネルへ場所的に異なる他のゾーンで使用される同一無
線チャネルの電波が混入してくることにより発生する。

第６図には各無線基地局３０がカバーする小ゾーンが正
６角形で示されており、その中心に各無線基地局３０が
配置されている。この例では、１〜７に配置された各無
線基地局は互いに異なる無線チャネルを使用し、くり返
し数７の場合を示している。

第６図において、同一無線チャネルを使用する２つの無
線基地局３０間の距離（正６角形１の中心より他の正６
角形１の距離のうち最短のもの）をｄとするとき、許容
されるＤ／Ｕの値（希望波入力レベルＤ対干渉妨害波入
力レベルＵの比の値）を求める必要がある。そのために
は、システムに使用する周波数や送信出力（無線ゾーン
の大きさ）、電波伝搬状態がわかれば、Ｄ／Ｕ値は求め
られる。従来のアナログ・システムでは、このようにし
て得られたＤ／ＬＪ値に対し、干渉値は公知でおるが、
本発明では変調のメカニズムが全く異なるから、従来技
術の適用は不可能でおり、実際にシステムを構築して実
測してみないと、正確には求められない。ただし、従来
のＤ／Ｕ許容数値を用いると、かなり安全サイドに出る
ことが予想される。

しかしながら、以上の方法とは異なる本発明による方法
を用いることにより、同一チャネル干渉を実質的に無視
し得る程度に除去することが可能となる。

いま、システムに与えられた無線チャネル数をＮとし、
これを第２Ａ図に示すように信号を時間分割して周波数
（位相）変調することにより、無線チャネルへ載せる。

ここで１フレーム内に含まれるスロットの数をｎとする
。ｎは任意の数でよいが、くり返し数の倍数にしておい
た方が説明が容易でおるから、ｎ＝１４とする。また、
くり返し数は６図に示す以外に、１２．１９・・・とい
った値でもよい事は当然である。さて、この場合、１ゾ
ーン当り２スロツトが割当られ、これを各ゾーン毎に第
７図のごとく時系列的に配置する。ただしシステムによ
っては、第２Ｂ図（ｄ＞に示すごとく、空タイム・スロ
ットに若干の制御信号と無変調の搬送波の出されている
場合があるが、無干渉条件を満足するには種々の制約が
出てくるので、以下においては、第２Ｂ図（ｅ）に示す
送信波形をとるものとする。

さて、第２Ｂ図（ｅ）に示す場合、同一無線チャネルは
各小ゾーンで使用されるが、使用されるスロットが第７
図のごとく時間的に異なっているため、小ゾーン１〜７
の間においては、同一チャネル干渉は発生しないことは
明らかでおる。もっとも、これ以外のゾーンでは、図示
のゾーン１は第６図のごとく各位置に点在するが、これ
等は、互いに離れているため、通常は妨害を与えること
はない。ただし、各無線基地局３０から送信される信号
は、全タイム・スロットにわたり同時刻に行われる必要
がある。

以上の説明で明らかなように、本発明による無線チャネ
ル内タイム・スロットの割当方法を用いると、同一無線
チャネル干渉妨害が無視されることがわかる。

（ＩＶ）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。

）　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ＢＢＤ、Ｃ０Ｄ）に貯える。

ｉｉ）　　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。

ｉｉｉ　）　　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１ｉｉ）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１０触（有線区間は省略）
あるから １０励／３０００００に／ｓｅｃ　＝　１／３０　ｍ５
ｅｃ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（伊藤パ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　Ｏ８
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／３０００００ＫＩＩＩ／ｓｅｃ　＝　１／３
０００　　ｍ５ｅｃ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８Ａ図および第８Ｂ図のごとくなる。

第８Ａ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）変換の単位である王の間の信号Ａを信
号速度変換回路５１−１でＴ／ｎに圧縮して（ｂ）に示
した出力の圧縮後の信号Ａ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機１００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τ
１はＴ−Ｔ／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機１００の受信部出力までの伝送時
間は無視した。

第８Ｂ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
と同時に丁／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機１００
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＠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８Ａ図に示した信号の処理をするための回路は、第８
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８Ｂ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＝１／１”０秒 時間圧縮係数ｎ＝１０とすると ２τ１＝２Ｘ１／１０　（１−１／１０）＝１８／１０
０＝０．１８秒 （１８０ｍ秒） ２τ２　＝２ｘｌ／１０　（１＋１／１０）＝２２／１
００＝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Ｔを減少させ、Ｔ＝１／１００
秒、時間圧縮係数ｎ＝１００、とすると、２τ１　＝２
ｘ１／１００）（１−１／１００）＝２ｘ９９／１００
００→０．０２秒 （２０ｍ秒） ２τ２　＝２ｘ１／１００）（１＋１／１００）＝２０
２／１００００岬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ＩＪ１１００と無線基
地７４３０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、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１ｆｉ１００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３０から１０ＫＩｎ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、Ｏ，ＯＯ０３ｍｓｅｃとなる。

したがって、この場合は１ＭＨ２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。

（ｖｌ）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９図（ａ）のように±４
０ＫＨｚに設定する。これは、やや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　ｘ１＝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９図（ｂ）に示すように１２゜５ＫＨｚ　　
（我が国では２５０Ｍ）−１ｚ　／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１０チヤネルを同時伝送するた
めには、 １２．５ＫＨｚ　ｘ１０＝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。

ざらにチャネル数（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、 １　２、　５ＫＨ２ｘｌ　　００＝１　２５０ＫＨｚ２
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丁ＤＭＡ　（
Ｔｉｍｅ　Ｄｉｖｉｓｉｎ　）ｆａｌｔｉｐｌｅ　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”［）ｉｇｉｔａｌ　Ｃｅ１ｌｕｌａ
ｒ　Ｒａｄｉｏ　ｆｏｒ　ｔｈｅ１９９０ｓ　”　Ｔｅ
ｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ＝　Ｐ、２５４−２
６５０ｃｔ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３００ＫＨｚ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。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、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ある。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
一チャネル干渉についても、各無線ゾーンで使用する無
線チャネル内のタイム・スロットの割当を本文で説明し
た方法を用いることにより除去できるほか、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の概念を示す概念構成図、 第１Ｂ図は本発明のシステムに使用される移動無線機の
回路構成図、 第１Ｃ図は本発明のシステムに使用される無線基地局の
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波形
図、 第３Ａ図および第３Ｂ図は通話信＠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４Ａ図および第４Ｂ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５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６図は本発明の適用される少ゾーン構成
を示す構成図、 第７図は本システムにおけるタイム・スロットの割当図
、 第８Ａ図および第８Ｂ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９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。 Ｏ・・・電話網　　　　　２０・・・関門交換機２−１
〜２２−ｎ・・・通信信号 Ｏ・・・無線基地局 １・・・制御・通話信号処理部 ２・・・無線送信回路　　３５・・・無線受信回路８・
・・信号速度復元回路群 ８−１〜３８−ｎ・・・送信速度復元回路３９・・・信
号選択回路群　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・・・基準水晶発撮器 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・・・速度変換回路 １３２・・・無線送信回路　１３３・・・送信ミクサ１
３４・・・送信部　　　　１３５・・・無線受信回路１
３６・・・受信ミクサ　　１３７・・・受信部１３８・
・・速度復元回路 １４１・・・クロック再生器 １４２・・・タイミング発生器。

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
   構成する各無線基地手段（３０）と、前記複数のゾーン
   を横切つて移動し、前記無線基地手段と交信するための
   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
   信におけるシステムにおいて、前記無線基地手段が、 複数の区切られた信号の速度をそれぞれ高速に変換する
   信号速度変換手段（５１）と 前記高速に変換された複数の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
   信号割当手段（５２）と、 前記信号割当手段の出力を無線電波として送出するため
   の無線送信手段（３２）と、 高速に変換された複数の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無線電
   波を受信するための無線受信手段（３５）と、 前記無線受信手段の出力を受けて、シリアルに送られて
   くる前記複数の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信号選択手段（３９）と、 前記信号選択手段からの各信号を受けて低速に変換して
   信号を復元するための信号速度復元手段（３８）と を具備し、 前記移動無線手段が、 前記無線基地手段からの無線電波のうち所定の区切られ
   た信号を受信するための無線受信手段（１３５、１２２
   −１、１２３）と、 前記無線受信手段（１３５、１２２−１、１２３）の出
   力を受けて、低速に変換して区切ら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、 送信すべき信号を所定の時間単位ごとに区切って高速に
   速度変換するための速度変換手段（１３１）と、 前記速度変換手段（１３１）の出力を所定のタイミング
   で無線電波として送出するための無線送信手段（１３２
   、１２２−２、１２３）と を具備しており、 無線チャネルの各フレームに含まれた多数のタイム・ス
   ロットを複数の群に配分し、これらの各群を前記各無線
   基地手段の属する各ゾーンに配分して使用させ、同一ス
   ロットの送信タイミングを全ての前記無線基地手段にお
   いて実質的に同期させ、同一タイム・スロットの使用は
   場所的に離れた前記各無線基地手段の属するゾーンでの
   み認めるように割当てることにより同一無線チャネル干
   渉の影響を除去する移動体通信における時間分割通信シ
   ステムの無線チャネル内タイム・スロット割当方法。