JPH02283132A - 移動体通信における時間分割通信システム - Google Patents

移動体通信における時間分割通信システム

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JPH02283132A
JPH02283132A JP1104058A JP10405889A JPH02283132A JP H02283132 A JPH02283132 A JP H02283132A JP 1104058 A JP1104058 A JP 1104058A JP 10405889 A JP10405889 A JP 10405889A JP H02283132 A JPH02283132 A JP H02283132A
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signal
radio
communication
mobile radio
channel
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JP1104058A
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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】 [産業上の利用分野コ 本発明は移動体通信における無線通信チャネルの時間分
割通信システムに関する。さらに具体的には、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
と無線回線を設定し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、また他の移動無線機から
悪影響を受けることなく、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N丁T(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11図により説明する。ある無
線基地813にはそのサービス・エリアであるゾーン1
4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v1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・チャネル會パー会キャリア
(Single Channel per Carri
er)SCPCl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1 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おる
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。
ざらに、無線電波の干渉を検知する手段を具備せしめた
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。
[作用コ 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、通信を実行することを可能とした。
ざらに、通信中に他のシステムあるいは自己のシステム
内の他の無線基地局と移動無線機との間で使用されてい
る無線電波が干渉してきた場合、これを検知し、妨害を
受けない他の無線チャネルもしくは他のタイム・スロッ
トへ通信上の悪影響なく移行することを可能とした。
[実施例] 第1A図、第1B−1図、第1B−2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。ここに示す本システムは、いわゆる小ゾー
ン構成を用いているが、文献 炉層 ゛携帯電話方式の提案−究極の通信への1つのアプロー
チ−″ 信学会技報 C3a6−88  昭和61年11月など
に示されるごとく、各ゾーンの大きざが1藺以内と極め
て小さくなった、いわゆるマイクロセルを使用するもの
と仮定する。この場合に、各無線ゾーンは、オーバラッ
プが大きくなり、1つの無線ゾーンが同時に他の無線ゾ
ーンともなっている。
第1A図において、10は一般の電話網であり、11は
電話網10側の交換機、20は交換機11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。関門交換
機20は、無線回線の設定や解除、ゾーン移行にともな
うチャネル切替の実行を行うために、複数の無線基地局
30ヤ多くの移動無線機を制御するものであり、そこに
は、無線基地局30−1および30−2を制御する通信
制一部21と、移動無線機の識別番号を識別するための
ID識別部24と、移動無線機からの送信波を各無線基
地局30−1および30−2が受信したとぎに、通信品
質を監視する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および30−2と交換機
11との間の接続をなすための、通信システム切替に必
要なスイッチ群23とが含まれている。
ただし、第1A図のスイッチ群23は簡単のため交換機
1つからの入線は3回線のみを示し、無線基地局30−
1および30−2への通信信号22−1−1.22−1
−2〜22−1−mおよび22−2−1.22−2−2
〜22−2−mを伝送するための出線は2xm回線を示
している。
無線基地局30は、関門交換機20とのインタフェイス
をなす通話路のスイッチ群、これを制御する通話路制御
部、ID識別記憶部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、制御部および複
数の無線チャネルを送受信する装置などを含んでおり、
無線回線の設定や解除を行うほか、多くの移動無線機1
00と無線信号の送受を行う無線送受信回路を有してい
る。
ここで、関門交換は20と無線基地局30との間には、
通話チャネルCH1〜CI−1mの各通話信号と制御用
の信号を含む通信信号22−1〜22−mを伝送する伝
送線がある。
第1B−1図には、無線基地局30−1ないしは30−
n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とクロック再生器141と受信品
質監視部158に入力される。クロック再生器1/41
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と制御部140とタイミング発生器1
42と速度変換回路131に印加している。
速度復元回路138では、1つのチャネルの受信信号中
の1つのタイム・スロットにおいて、それぞれ圧縮され
て区切られた1つの通信信号の速度(アナログ信号の場
合はピッチ)をそれぞれ復元して連続した信号を得て、
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1つのタイム・ス
ロットを用いてアンテナ部から送出されて、複数の無線
基地局30によって受信される。
受信部137の出力の一部を印加された受信品質監視部
158では、入力信号の受信品質(信号対雑音比および
干渉妨害発生の有無)が監視される。ざらにアンテナ受
信端には、受信ミクサ136への入力と並列して、干渉
妨害検出器162が接続されるように構成されており、
これは他のシステムまたは同一システム内において、他
の通信に使用されている同一チャネル同一タイム・スロ
ットの自己の通信への干渉妨害の検出に使用される。こ
の干渉妨害検出器162では、通信中における干渉妨害
の有無を監視し、一定量以上の干渉妨害を検出した場合
には、それを制御部140へ報告する。
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、さらに1つのチャネルを送
受信可能とするためにシンセサイザ121−1および1
21−3と、切替スイッチ122−1,122−2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が含ま
れており、シンセサイザ121−1および121−3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
プ121および1〜121−3には、基準水晶発掘器1
20から基準周波数か供給されている。
このような構成により、1つのチャネルを用いて無線基
地局30と交信することができる。
第1B−2図には無線受信回路135の内部構成が示さ
れている。アンテナ部に受けた受信信号は、スイッチ1
221を介してシンセサイザ121−1からの局部発信
周波数を印加されている受信ミクサ136に印加され、
その出力は中間周波増幅器143に印加されている。中
間周波増幅器143で増幅された信号は、グー1〜回路
144とクロック再生器141に印加される。このゲー
ト回路144は、所望のタイム・スロットの信号のみを
、他のタイム・スロットからの干渉なく取り出すための
ものである。ゲート回路144の出力は弁別器145で
復調され、ゲート回路146を通して、速度復元回路1
38へ印加される。このグー1−回路146では、復調
後の波形のトランジェントを除去している。
第1C図には無線基地830が示されている。
関Pワ交換機20との間のmチャネルの通信信号22−
1〜22−mは伝送路でインタフェイスをなす信号処理
部3′1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号22−
1〜22−m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138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通信信号
22−1〜22−mとして関門交換機20へ送信される
上記のうち関門交換)120からの入力信号は、多くの
信号速度変換回路51−1〜51−mを含む信号速度変
換回路群5つへ入力され、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830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@選択回路39
−1〜39−m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=CHmに対応して通話
信号が分離される。
この出力は各通話信号に対応して設けられた信号速度復
元回路38−1〜38−mを含む信号速度復元回路u3
8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
力は関門交換機20へ通信信@22−1〜22−mとし
て送出される。
伝送品質監視部34は移動無線機100の受信品質監視
部15Bおよび干渉妨害検出部162の両機能を有し、
受信品質の劣化、干渉妨害が検出されると、制御部40
へ報告される。
また、信号処理部31は制御部40の指示により、指示
された移動無線1100に対し、2チヤネルを同時に使
用することを可能とする機能を有する。これは通信中に
同一ゾーン内で別の無線チャネルを用いての同時通信も
しくは同一チャネルの別のタイム・スロットを用いての
同時通信に使用し、干渉妨害のないチャネル(タイム・
スロット〉での通信を可能するために使用される機能で
ある。
ここで、各無線受信回路35−1.35−2の具体的な
構成は、第1B−2図に示した移動無線m1ooの無線
受信回路135に同じである。
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
geCoupled Device ) 、 BBD 
(Bucket BrigadeDevice >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
ま信号速度変換回路群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g !2!L理部31を経由して
出力された制御または通話信号は、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、それぞれの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
タイミング情報は通話信号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ており、後述す
る制御信号または制御信号および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SDI、SD2
.−、SDnは速度変換された通信信号が、無線送信回
路32−1.32−2(単に32として図示)の出力に
おいてそれぞれタイム・スロット別に11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(と制御信号)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。この場合、同一システム内の別の無線基地局30の
サービス・ゾーンで、同一無線チャネル、同一タイム・
スロットを使用している通信に無線干渉を与えないよう
にするために、空きタイム・スロットに含まれている信
号は、各スロット長の最初の部分のみ、(たとえば全体
の5%程度)で、残りは全く電波が送出されないように
することも可能である。このようにして、第2A図(a
)に示すように、無線送信回路32−1.32−2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、娠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、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おり、図のごとく、低周
波側(250)1z)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か可能
となる。
また、通話信号の含まれているタイム・スロットに制御
信号を加えておくのは、ID確認や通話トラヒック情況
等の報知のためであり、これらが必要のない場合は省略
することも可能である。
以上はアナログ信号の場合であったが、1す御信号とし
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
91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130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2Δ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100−1.10C)−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、・・・、s
un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!ll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。さらに、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4o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SUI〜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、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1
B−1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機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152に含まれた各信号割当回路52−1〜
52−m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後、信号vj当回路152の出力か
ら無線送信回路32へ加えることも可能で市る。つぎに
移動無線機100においても、第1B−1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’g (0,3K)−1z 〜3
、oKH2)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38図にボ
すごとくになる。すなわち前)ボのように音声信号が1
5倍に変換されるならば、信号の周波数分布は第38図
のこと< 4.5KH2〜45に1−12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部g (0,2〜4.0
KHz )と通話信gcH1(4,5〜4.5KHzで
SDI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〜S[)n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SDi (+=2゜3.−
、n)には制御信号(0,2〜4.0KH7>と通信信
号CHi  (4,5〜45Kt−1z)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、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V・ネルが複数個
ある場合には、これらの周波数間隔のiiIIl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)ホ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   >2f。
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38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、他は信号逗択回路u
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
て間開交換機20へ送られる 第1D図には、移動無線は100の他の実施例100B
が示されている。ここで第1B−1図に示した移動無線
機100との差異は、2組のシンセサイザ121−1な
いし121−4が設けられている点でおり、無線送信回
路132および無線受信回路135にシンセサイザ12
1−1〜121−4の出力を送受信断続制御器1238
の制御によりオン・オフするスイッチ122−1.12
2−2を介して印加している。この送受信断続制御器1
238は制御部140Bからの指示にもとずきスイッチ
122−1.122−2の開閉動作をする。このような
構成であるから、移動無線機100Bは無線干渉の発生
する危険性はなく、同一の無線基地局30との間で、常
時送受信ダイパーシティを実施することができるメリッ
トがある。
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−1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CH
I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i
i)  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 ii)  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CH1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C1−11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、電話機部ゴ○]の受話器をオフ・フック(発呼
開始)すると(3201、第4A図)、第1B−1図の
シンセサイザ121−3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
制御部ゴ40から受ける。またスイッチ122−2もシ
ンセサイゾ121−3側に倒し、固定した状態になる。
つぎに無線チャネルCHIを用い電話機部101から出
ツノ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・スロワ1〜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。
さらにこの制御信号には、現在使用中のタイム・スロワ
1〜、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so* <;=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
期信号と詣り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、移動熱′!a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おり、別の無線チ
ャネルを掃引して探索する必要がおる。
また別のシステムでは、通信に使用されているタイム・
スロットのほかは、特定のタイム・スロットに全タイム
・スロットの使用状況を示す制御信号が送られているの
みで、他のタイム・スロットには全く電波も送出されて
いないものや、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.・・・、son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Ha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
線機100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ができる。
もし、他の移動無線機から同一時刻に発呼が必れば呼の
衝突のため発呼信号tよ良好に無線基地局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。それは移動無線機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(S202)、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適したタイム
・スロットを与えるためでもめる。
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m1oo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R100−+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)SDlを使用するように指示する(3203
>。これに応じて移動前iQ機100では、指示された
タイム・スロットSD1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SDコに対応する上り無
線チャネル用のタイム・スロットである5U1(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123を
動作させ、スイッチ122−1および1222を動作開
始させる(S204)。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3205>、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%11630には、タイム・スロットSUI
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(
3207)、発呼信号を関門交換[20に対し送出しく
5208>、これを受けた関門交PA機20では移動無
線機100の10を検出し、関門交換機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(82
09>、ダイヤル・トーンを送出する(3210.第4
B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>。
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・トーンが囲えるので、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133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
830の信号選択回路群39および信号割当回路152
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機100から送信
されてきたダイヤル信号は、信号選択回路u39の信号
選択回路39−1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(3215>。
一方、関門交換機20からの入力信号(当初制画信号、
通話が開始されれば通話信号)は、無線基地、1430
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SDI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
SDIを用いて前記移動無線11100宛に送信される
。前記移動無線@100では、無線チャネルCH1のり
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13
8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(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および12:2−2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改20宛に終
話信号を転送しく5219>、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(3220)。同
時に無線基地局30内の信号選択回路群39および信号
割当回路群52を開放する。
以上の説明では無線基地局30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、信号速度復元回路群38、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、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宛の無線ヂャ
ネルC1」1の下りタイム・スロットのうらの空スロッ
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士タイム・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
。1ilJ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機
部101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SD1.5LJI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、オフを開始ざける。か
くて通話が可能な状態に移行したことになる。
(3)同一無線ゾーン内通話中チャネル(タイム・スロ
ット)切替 移動無線機100が同一無線基地局30のサービス・ゾ
ーンに居るにもかかわらず、ある無線チャネルから他の
無線チャネルへ、あるいは同一無線チャネル内の通話中
のあるタイム・スロットから他のタイム・スロットへ切
替る動作について説明する。
これは、移動無線機100が自動車や歩行中の移動にと
もない、同一システム内の他の無線基地局30のサービ
ス・ゾーン内で交信中の移動無線機との相対距離の接近
、あるいは電波伝搬状態の変動により、同一無線チャネ
ル、同一タイム・スロット干渉を受けるようになったこ
とが原因でおる。
この干渉妨害に対する対策について以下に説明するが、
それと同時に本発明の特徴であるチャネル切替にともな
う瞬断が全くないことも、必わぜて説明する。
移動無線機100は、シンセサイザ121−1゜121
−3と無線受信回路135と無線送信回路132を用い
て無線基地局30と通話チャネルCH1のタイム・スロ
ット上り5U1−1.下り5D1−1を用いて交信中で
あるとする。ところが、何等かの原因により、移動無線
機100の干渉妨害検出部162では、他の通信の無線
干渉の発生を検出したとする。干渉妨害検出器162で
は早速このことを制御部140へ通知する。
1tIl制御部140では、無線基地局30からの相対
距離が大きくなったために入力電界低下を生じていない
か否かを受信品質監視部158へ照会するが、低下して
いない事が判明する。この結果、制御部140は他の通
信による無線妨害が発生した事を認識し、他の無線チャ
ネルへ切替えるか、または同一無線ゾーン内にあける通
話中タイム・スロット切替を実行することを決定する。
なお上記において、受信品質監視部158から入力電界
の低下の連絡があった場合は、移動無線Ia100は無
線基地局30から遠ざかり、近傍の他の無線基地局30
へ近づいたために、移動無線+1100と無線基地局3
0との間の相対距離が増大し、それにともない、通話品
質が劣化するからであり、隣接する無線基地局30との
間で通話中チャネル切替を実施する必要がある。
この場合の動作の流れについて、第5八図ないし第5D
図を用いて説明する。ここには、第1D図に示した移動
無線機100B(以下、単に移動無線機100と記す。
)を用いたシステムの通話中チャネル切替時の動作の流
れを示すフロー・チャートが示されている。
関門交換機20.無線基地局30−1.30−2および
移動無線機100が動作を開始し、関門交換機20に含
まれるスイッチ群23のスイッチ5WI−1−1がオン
でおり、無線基地局3〇−1と移動無線機100との間
で交信中である。この交信には、関門交換機20に含ま
れる通信制御部2つによって指示された無線チャネルC
I−11のタイム・スロット5DI−1,3IJ1−1
.下り周波数F1と上り周波数f1が使われている(S
101、第5A図)。
通信中の無線基地局30−1からは、たえず移動無線機
100からの受信状況報告が出され(S102>、これ
を受けた関門交換機20のS/N監視部25では、通話
品質がレベルL1よりも劣化していないか否かを監視し
ている(3103)。
通話品質がレベルL1よりも劣化していたならば(Sl
○3YES) 、通信制御部21から、無線基地局30
−1の周辺におる無線基地局30に対し、無線基地局3
0−1と移動無線機100との間の交信に使用している
上り周波数f1.タイム・スロット5tJ1−1の信号
をモニタ受信するように指示する(S104)。
モニタ受信の指示を受けだ周辺の各無線基地局30(た
とえば30−2>では、周波数f1.タイム・スロット
5U1−1の信号をモニタ受信しく3105>、その結
果を関門交換機20のS/N監視部22に報告しく31
06)、各無線基地局30からのモニタ受信品質を測定
比較し、たとえば無線基地局30−2の通話品質が一定
基準のレベルL2よりも良く、かつ最良であることを検
出する(S107YES)。
そこで通信制御部21は、移動無線機100が無線基地
局30−1のカバーするゾーンから無線基地局30−2
のカバーするゾーンに移動したものと判断しく3108
、第5B図)、無線基地局30−2との交信に切替える
ために、無線基地局30−2が使用することのできる空
きタイム・スロットを有するチャネルを検索しく510
9)、その結果、チャネルCH2のタイム・スロット5
D2−2,5U2−2を決定する(S110)。
通信制御部21は、制御部140に対し、移動無線機1
00の送信部132および受信部135に、チャネルC
H2のタイム・スロット5D2−2゜5U2−2での交
信の準備をするように指令する(3111)。
このチャネルCH2のタイム・スロット5D2−2,5
U2−2を用いるための交信準備指令は、無線基地局3
0−2に送られ、チャネルCH2のタイム・スロット5
D2−2.SU:2−2による交信の準備をする(31
12)。この指令は同時に無線基地局30−1からチャ
ネルCHIのタイム・スロット5D1iにより送出され
る(S113)。移動無線1100は、このチャネルC
H2、タイム・スロット5D2−2,5U2−2、周波
数02による交信準備指令を受信しく3114)、チャ
ネルC+−12、タイム・スロット5D2−2.5U2
−2による交信を可能とするための準備、すなわら、t
il制御部140(B>からシンセサイザ121−2お
よび121−4に対して、周波数G2を受信し、周波数
02で送信できるように指示し、また送受信断続制御器
123はタイム・スロット5D2−2,5U2−2を使
用する動作に入る(S115、第5C図)。
チャネルCI−12のタイム・スロット802−2゜5
U2−2を用いて交信するQ−備ができると、移動無線
機100は、準備完了の報告をチャネルCH2のタイム
・スロット5U2−2を用いて無線基地局30−2に対
して報告する(3116)。
この報告を受りた無線基地局30−2は、ステップ51
12で準備したタイム・スロット5D2−2.5U2−
2による無線基地局30−2内の準備完了を確認して関
門交換機20へ報告を出ず(S117)。
タイム・スロット5D2−2,5U2−2を用いての無
線基地局30−2と移動無線機ゴ○○との間の交信準備
の完了を、関門交換機20が確認すると(3118)、
スイッチ詳23のスイッチ5W1−1−1はオンのまま
にして、スイッチ5W2−1−1もオンにする(311
9)。そこで関門交換機20に含まれた通信制御部21
は、無線基地局30−2に対して、移動無線1100と
の間でタイム・スロット5D2−2.5U2−2を用い
て交信を開始することを指令する(S120)。
この交信開始指令を受信すると(3121>、無線基地
局30−2は交信開始指令をタイム・スロットSD2’
−2を用いて送出する(3122>。
移動無線機100は移動無1機を識別するための識別信
号で必るID信号により、タイム・スロット5D2−2
.5U2−2による交信の開始を確認しく3123)、
タイム・スロット5LJ2−2を用いて、ID信号を含
む通信信号を送出しくSl 24、 ) 、この通信信
号を受けた無線基地局302は、タイム・スロットSD
2’−2,5U22で交信を開始したことを報告する(
3125>。
この報告を受けた関門交換120のS/N監視部25は
、タイム・スロット5D2−2.5U2−2による交信
開始を確認しくSl 26> 、移動無線@100と無
線基地局30−2との間の通信の品質レベルを測定し、
一定の品質レベルト2以上であることを検出すると(3
127YES、第5D図)、無線基地局30−1と移動
無線機100との間のタイム・スロット5D1−1.5
UI−1を用いて行っていた交信の停止を無線基地局3
0−1および30−2に指令する(S128>。
これによって、無線基地局30−1はチャネルC)」1
のタイム・スロット5DI−1,5UI−1による交信
をオフにする(S129)。またチャネルCHIによる
交信停止の指令を受けた無線基地局30−2は、その指
令を転送しく5130)、このチャネルCl−11によ
る交信停止指令を移動無線機100が受信すると(S1
31)、シンセサイザ121−1および121−3の動
作を停止し、切替スイッチゴ22−1はシンセサイザ1
21−2側との間で、切替スイッチ12:2−2はシン
セサイザ121−4側との間で、所定のタイミングでオ
ン・オフを継続して、チャネルCH2タイム・スロット
5D2−2.5U2−2のみ動作せしめるようにして、
チャネルC1−1’l交信停止報告をチャネルCH2の
タイム・スロット5U2−2を用いて送出する(S13
2)。これを受けた無線基地830−2は、このチャネ
ルCH1、タイム・スロット5UI−1による交信停止
報告を転送する(S133)。
チャネルC)−11,タイム・スロット5IJ11によ
る交信停止報告を受けた関門交換機20の通信制御部2
1は、スイッチ群23のスイッチ5W2−1−1はオン
のままとし、スイッチ5W11−1をオフにする(S1
34)。
これによって、チャネル切替動作の期間を終了し、スイ
ッチ5W2−1−1のオン状態で、チャネルCH2、下
り周波数62 、上り周波数g2を用いて、移動無線は
100は無線基地局30−2との間で、−瞬の切断も、
笛音の混入もなく、通信を継続することができる(31
35)。
以上の説明では、本発明のシステムにおいて通話中チャ
ネル切替えを行うに際し、相隣るゾーン間では同一無線
チャネルを割当てないものとして説明した。実際に現用
の小ゾーン・システムでは、これが厳守されている。し
かしながら、本発明のように時分割通信を行う場合、た
とえ小ゾーン方式でも上記条件は必ずしも守らなければ
ならないことはない。すなわち、たとえ隣接する2つの
ゾーンにおいて同一無線チャネルを使用したとしても、
タイム・スロットを異ならせておけば、すでに述べたよ
うに無線干渉は発生する危険性はないからである。
つぎに、移動無線は100が、ある無線ゾーン内で通話
中に他の通信による無線妨害が発生した場合にも、本発
明で使用されるル1]御信号は、強い耐性を示すことを
説明し、同時に妨害を避(プるために、同一ゾーン内に
おける無線チャネルまたはタイム・スロットの切替を実
施する方法について説明する。
まず、移動無線機100では無線基地局30に対して通
話信号の帯域外制御信号を用いてタイム・スロットの切
替を実行すべきことを報告づ゛る。
ここで、各タイム・スロット内の音声信号は、無線干渉
によりかなり劣化していても、同スロット内の制御信号
はこれに強い耐性を有する。そこで、妨害を受けにくい
トーン信号やディジタル信号とするために、低速データ
で、かつ誤り訂正や再送を実施する等、種々の対策が施
されている。
万一、無線基地局30からの制御信号か全く受信不能に
なった時は、上りのタイム・スロットSU1内の制御信
号でこの旨報告する。無線基地局30はその位置が固定
されているから、一般に移動無線機100より干渉妨害
を受ける確率が小さく、この制御信舅を良好に受信する
ことが可能である。
すると、無線基地局30では通話信号の送信を停止し、
全タイム・スロットSDIを移動無線機100の受信し
やすい制御信号の形で以下に説明する指示を、移動無線
機100宛に送信する。この信号は、移動無線機100
がたとえ干渉妨害下におっても容易に受信可能である。
さて、移動無線機100よりの干渉妨害発生を報知する
制御信号を受信して、あるいは自ら無線干渉の発生を認
識した無線基地局30は、同一無線チャネル内で空きタ
イム・スロットの有無を調査したところ、タイム・スロ
ットSD2.SU2が使用可能でおることが判明したと
する(第2A図および第2B図参照)。すると移動無線
機100に対してこれを用いて送受信するように指示す
る。
そこで、移動無線FM100の制御部140は、それま
でシンセサイザ121−1を使用して、チャネルCH1
のタイム・スロット5D1−1による無線基地局30か
らの送信波を受信している状態から、同一信号が送られ
て来るタイム・スロット5D1−2も受信可能とするよ
うにタイミング発生器142と送受信断続制御器123
に指示する。
無線基地局30からタイム・スロット5D12による送
信波が発射されると、移動無線Bu100では、送受信
断続制御器123の動作を変更して1、無線チャネルC
H1のタイム・スロット5U1−1を用いて、無線基地
局30−1に送信していた状態から、チャネルCHIの
タイム・スロット5U1−2により同一信号を送信する
ことができる状態に移行させる。かくて、タイム・スロ
ット5tJ1−1.SU”l−2,3D1−1.3D1
−2とが並行して送受信されるようになったこの切替送
受信期間は、チャネルCH1のタイム・スロット5U1
−2の確認と、同タイム・スロツトの品質が一定のレベ
ル上2以上であることを無線基地局30が確認するまで
続けられ、その後はチャネルCH1タイム・スロット5
D1−1,5U1−1を開放し、チャネルCH1のタイ
ム・スロット5D1−2.5U1−2のみにより瞬断な
く通信が継続される。
この切替送受信期間にあける切替スイッチ122−1ま
たは122−2の切替周波数f1は、切替動作開始前の
値の2倍になっているはずである。
すなわら、無線チャネルCH1内に含まれている1フレ
ーム内のタイム・スロット数をn、1タイム・スロット
の時間間隔をT1とすると、f  =(nT1)  x
2 で与えられる。
第6八図ないし第6E図には、第1八図ないし第1D図
に示したシステムの通話中において同一チャネル干渉が
発生した場合のチャネル切替時の動作の流れを示すフロ
ー・チャートが示されている。
関門交換機20.無線基地局30および移動無線機10
0が動作を開始し、関門交換機20に含まれるスイッチ
群23のスイッチ5W1−1−1がオンであり、無線基
地局30と移動無線機100との間で交信中である。こ
の交信には、無線基地局30の制御部40によって指示
された無線チャネルCH1のタイム・スロット5D1−
1,5U1−1.下り周波数F1と上り周波数f1が使
われている(S351、第6A図〉。
通信中の無線基地局30へは、たえず移動無線[100
からの受信状況報告、たとえば、フェージングまたは、
干渉妨害のために受信不能であるとの報告が通信に使用
されている各タイム・スロット内の制御信号により出さ
れ(3352)、これを受信した無線基地局30では、
自局内の伝送品質監視部34(これは移動無線機100
の受信品質監視部158と干渉妨害検出部162を兼ね
そなえた機能を有する)の報告を総合的に検討し、通話
中ゾーン切替や同一ゾーン内タイム・スロット切替を実
行するか否かを決定する。受信不能の原因が受信電界の
低下による場合には、ステップ5102(第5A図)な
いし3135 (第5D図)の動作に移行する(S35
3YES)。
受信不能の原因が受信電界の低下によるものでない場合
は(3353NO> 、同一チャネル干渉によるものか
否かを調べ(3354、第6B図)、同一チャネル内タ
イム・スロットの変更が必要と判断しく3354、第6
B図)、同一チャネル内タイム・スロットの変更が必要
と判断しく5355)、無線基地局30に対し干渉妨害
のため通話チャネルまたは他のタイム・スロットへ変更
すべきことを報告する(S356)。そこで、これを受
信した無線基地局30の制御部40では(3357)、
同一チャネル干渉(同一タイム・スロットへの干渉〉と
判断した場合は(S354YES>、空きタイム・スロ
ットの有無を検索し、タイム・スロット5D1−2.5
U1−2を決定する(3358)。制御部40は、移動
無線機100の送信部132および受信部135に、チ
ャネルCH1のタイム・スロット2、すなわち5D1−
2.5UI−2での交信の準備をするように指令する(
S359、第6C図)。この指令はタイム・スロットS
、D1−1内の制御信号により送出され、移動無線機1
00はこの交信準備指令を受信しく3360)、チャネ
ルCH1,タイム・スロット5D1−2,5kJ1−2
による交信を可能とするための準備、すなわら、制御部
140から送受信断続制御器123へタイム・スロット
5D1−2.S[Jl−2をも使用する動作に入らしめ
る(3361)。
一方、無線基地局30でも、タイム・スロット5D1−
1.1−2.5U1−1.1−2による並列交信の準備
のために、信号選択回路群38の信号選択回路38−1
.38−2、信号速度復元回路群38の信号速度復元回
路38−1.38−2で並列受信し、信号速度変換回路
群51の信号速度変換回路51−1.51−2、信号割
当回路群52の信号割当回路52−1.52−2で並列
受信させるように、制御部40から信号処理部31へ指
令する(3362)。
移動無線機100では、チ1zネルCH1のタイム・ス
ロット5D1−2,5U1−2を用いて交信する準備が
できると、移動無線11100は、準備完了の報告をタ
イム・スロット5U1−1内の制御信号を用いて無線基
地局30に対して報告する(S363)。この報告を受
けた無線基地局30は、タイム・スロット5DI−2,
5UI−2による並列送受信の準備が完了しく3364
)、並列送受信を開始する(3365、第6D図)。
すなわち、5D1−2により、ID信号を含む通信信号
を送出し、この通信信号を受けた移動無線機100は(
S366)、無線基地局30宛にタイム・スロット5D
I−2の信号を良好に受信できたことを確認すると(3
367)、確認信号をタイム・スロット5U1−2内の
制御信号により送信する(3368)。無線基地局30
では、この報告を受信すると(3369)、タイム・ス
ロット5U1−2の伝送品質を伝送品質監視部34で確
認した上(3370) 、無線基地局30と移動無線機
100との間のタイム・スロット5DI−1,5U1−
1を用いて行っていた交信の停止を移動無線は100へ
指令する(3371.第6E図)。これを受けた移動無
線機100では(S372)、タイム・スロツ1〜5D
1−1.5U1−1による交信をオフにする(S373
)、すなわち、IIJ御部140は送受信断続制御器1
23を制御してタイム・スロット5D1−2,5U1−
2のみを動作せしめるようにした上、タイム・スロット
5U1−1,5D1−1の交信停止報告をチャネルCH
’lのタイム・スロット5U1−2を用いて送出する(
3374)。これを受けた無線基地局30では(337
5)、自局で同様な舟首を実行する(3376)。
これによって、チャネル切替動作の期間を終了し、移動
無線機50は無線基地局30との間で、−瞬の切断も、
雑音の混入もなく、通信を継続することができる(83
77)。
以上の説明では、本発明のシステムにおいて、同一ゾー
ン内通話中チャネル切替えを行うに際し、同一無線チャ
ネルでタイム・スロットの切替を実行するという形式で
説明した。しかしながら、これは必ずしも同一無線チャ
ネル内で行なわねばならない事はなく、別の無線チャネ
ルを用いてもよい。ただしその場合はシンセサイザ12
1−1および121−3で発生させる周波数を無線チャ
ネルに応じて変更する必要があるから、立上りの速い特
性を有するシンセサイザを具備させる必要がある。
あるいは、第1D図に示すようにシンセサイザ121−
1〜121−4を送信用2個、受信用2個準備し、常時
には送信、受信用とも1個づつ動作させ、上述のように
通話チャネル変更をともなう同一ゾーン内通話チャネル
切替時に使用させれば更に安定な動作が期待できる。
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、すなわち仝タイム・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@)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(看)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−1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(1)−、ダa−cos(ω・↑+θ()、、   
+      1 また帯域外に存在する制御信号は、 μ (1)=、Σa= CO3(ω−を十θi)C+=
m+11      I ここで、a・は振幅の大きざ、ωiは信号の胸回■ 波数、θ・は↑=O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、1qられる変調波は、 I= I□ sin f <ω十μ(1))dt=IQ
Sin(ωt+5(t)>     (3)または、 1= r□ sin f<ω十μ(1)十μ。(t))
dt= I□ Sin (ω↑+5(t) +s。(t
) )ただし、 m・=aH/ωi  (i=1.2.3・・・n)(4
)式で示される5(1)十S。(1)は一般的な形の伝
送信号を表わすことになる。
さて、く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。
I−(Io1/n>[1+2i1(n/ml )XSi
n  (m7r/n)CO5mDtlxsin (Ω1
j + 61(j) + S cl(t)>ただしnは
1フレーム内のスロツ]・(等時間間隔きする)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機10
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= (101/n) [1+2−Fl(n/m″))
xs+n  (Ω1↑十S1 m +5o1(t) )
+ (102/ rl ) [1+2Σ(n/mπ)) m=1 xsin  (mπ/n> xcos  mo  (t−2π/  (no)  )
  ]xsin (Ω2 i十S2 (t) +s。2
(t) )xsin  (mπ/n> xcos mp (t−4yr/ (no))]xsi
n (Ω3t+53(1)+5o3(1))+(I□o
/n> [1+2Σ (n/mπ)) m=1 xsin  (mπ/n) xsin  (mπ/ n ) cos mp t ]
xcos mp (t−2(n−1) yr/ (np
)  ) ]xsin  (Ω t+s  (t) +
5on(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Ω1.Ω2.・・・、Ω。は各移動無線1100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−1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j辰幅制限器を通過すると、下式に示すような形と
なる。
■−△sin  (Ω を十51(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(1)=μ(1)十μ。(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1100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。
I = (101/ n > [sin (Ω1↑+U
1(t))+(n/π)sin(π/n> x[5in((Ω1+p)↑+U、 (t) )+si
n  ((ΩI  D) t+U1 (t) ) ]+
 (n/3;1sin  (37r/n>x[5in(
(Ω1+3p)j+U1 (j)(6π/n>(n−1
>) +5in((Ω1 3p)t+U1 (t)+(6π/
n)(n−1>)] + (n15π)sin  (57r/rl)x[5i
n((Ω1 +5p)t+U1(1)−(10π/n>
(n−1>) +5in((Ω1 5p)t+U1(1)+(10π/
n>(n−1>)] +・・・・・・              ]+ (
I02/ n > [sin (Ω2 t+U2 (t
) )+(n/π)sin(π/n> x[5in((Ω2 +、D) t+U2 (t) )
+5in((Ω2  り)t+U2(1))]十(n/
3π)sin (37r/rl)x[5in((Ω +
3D)j+U2 (i)一(6π/n>(n−1)) +5in((Ω2     ap>   j−)−U2
   (t)+(6π/n> (n−1>)] 十(n15π)Sin (57r/n>x[5in((
Ω2+5p)j+U2 (t)−(10π/n>(n−
1>) +5in((Ω2 5D)i+U2 (t)+(10π
/n)(n−1〉)] +・・・・・・                  
]+ < I On/n > [Sin (Ωn t 
+ U n (t) )+(n/π)sin(π/「)
) x[5in((Ω +p)t+U、(t))+5in(
(Ω −p)t+Un(t)) ]] + (n/3yr) sir+  (37r/rl)x
[5in((Ω、 +3p)t+Un(t)(6π/n
>(n−1)) +5in((Ω −3p)t+Un(t)(6π/n>
(n−1>)] +(n15π)sin  (5π/n)x[5in((
Ω +5p)t+Uo(t)(10π/n>(n−1>
) +5in((Ω −5p> t+Un(t)(10π/
n>(n−1)Ll 十・・・・・・               Jただ
し、 U・(B=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)If4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太き(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。また計算の便宜上台移動無線機100から
送出される搬送波周波数Ωi  (i=1.2.・・・
 n)および伝送される信号U・ <r=1.2.・・
・、n)についてΩ1=Ω2=・・・−Ω。
U1=u2 =・=un 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、 l0l−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
1/ n= (I□ / n > (Sin (Ω1を
十U1 (t) )+(n/Vr)sin  (yr/
n)x[5in((Ω1+ D ) t +U 1 (
t) )+5in((ΩI  I)) i+U1 [j
) ) ]+ (n/3π)sin  (3yr/n)
X[5in((Ω1+3 D ) t + U 1(1
)=(6π/n>(n−1>) +5in((Ω1 31)) t+U1 (j)−(6
π/n)(n−1))] + (n15π)sin  (5π/n>x[5in(
(Ω1 +5p)j+U1 m−(10π/n>(n−
1>) 十5in((Ω1−5p)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。
1/n=(Io/n)M +(n/π)Sin(π/n> + (n/3π)sin(3π/n)+・・・)−(I
□/n>((n/yr)sin  (yr/n)+ (
n/3π)sin  (37r/n) +−1ただし、
他の無線チャネルがらみて−F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、±2o、±3p、・・・ 離れた所におる。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とあくと(10)式は、 J/I□ =1+ (n/π)(1+1/3+115+
・・・+1/(2n−1) +・・・) +(n/π)(1+1/3 +115+・・・+1/(2n−1) 十・・・) この(11)式のも辺第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7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)のうら、中心周波数の上下10KH’Z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10Kllz以内にあるエネルギー(電
圧値) E −(10KllZ)は〒2n/πx  5
.5506 また、上下10〜2OKH2内にあるエネルギーE(2
0にH2)は =2n/πx  O,1421 したがって R= E (20KH2) / E (IOKH2)う
0.0256(14〉 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すなわら約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必るこを示している。
(11)式を用いて隣接チャネルに対して妨害電波とな
り1が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7図に示される隣接チャネルはチャネル間隔125K
liz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75KHz〜175K)IZ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−(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207cラジアン(10Hz)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
 (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[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、周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。
(II)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−4−1) l)) t+U(t
) )−COS((Ω−(2m+1 ) p)t+tJ
(t))] (16)式を具体的に求めることは、すてに(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 (l
0KZX 10000= 100KH2)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。
(I[l)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、お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8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8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1qられたD/U値に対し、干渉値は公知であるが、
本発明では変調のメカニズムが全く異なるから、従来技
術の適用は不可能ぐあり、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 、i’l:客数値を用いると、かなり安
全サイドに出ることが予想される。
(IV)信号受信時におけるパルス性雑音の除去法すで
に説明したように、本発明による時間分割信号を受信し
、周波数(位相)弁別器出力を得る時の出力信号は、(
5′ )式で示されるが、これはあくまでも理想的な場
合でおり、実用上は以下に説明するような種々の原因に
よる雑音が発生する。それらは、第2A図に示す各スロ
ットの境界で発生するもので、 a)異なる信号の不連続により発生するものや、b)中
間周波数増幅器ゴ43の帯域特性による信号波形のなま
り、 さらには、送受信両方に関係するものとして、C)信号
速度変換回路群のタイミングと受信時のタイミングのず
れ(信号が空間を伝送する場合の遅延時間を含む)等が
ある。
以上の諸原因により発生する雑音を無線受信回路135
内で除去する方法を、第1B−2図を用いて詳細に説明
する。第1B−2図は、無線受信回路135の細部構成
を示しており、アンテナ部より受信された信号は受信ミ
クサ136に入力され、その出力は中間周波増幅器14
3で適当なレベルまで増幅される。
この出力の一部は、クロック再生器141へ入力され、
クロックが再生され、この一部はタイミング発生器14
2に加えられる。また、中間周波増幅器143の出力の
他の一部は、ゲート回路144を通過した後、周波数(
位相)弁別器145に加えられ、信号が復調される。こ
のゲート回路144は、タイミング発生器142からの
信号により、移動無線機100として必要な信号だけ弁
別器145に加え、不要な信号、たとえば他の移動無線
機向に送られた信号は遮断される。この結果、相互変調
等の歪雑音の発生は除去される。
さて、弁別器145の出力は再びゲート回路146に加
えられる。このゲート回路146はベースバンド帯域で
の雑音を除去するためで、前述の雑音のうち、主として
、a)、C)の除去をねらいとしている。
このゲート回路146の作用により速度復元回路138
へは、雑音が大幅に減少した良好な信号が加えられるこ
ととなる。なお、このゲート回路146の作用によって
、所望の信号の一部が遮断されるおそれがある。これを
避けるめには、第2A図に示す各スロット内の信号の実
装部をスロットの中心部に寄せ、スロットの両端にはガ
ードタイムを設け、この時間帯には信号を実装しないよ
うにすればよい。そのためには、すでに説明した信号速
度変換を若干高速にし、また受信後に原信号を復元する
ときは、これに応じて若干高速で復元すればよいことに
なる。
(V)伝送信号の遅延時間の影響 送受信ii#ii(送受信端末)において大きな伝送遅
延が発生するのは、つぎの要因でおる。
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BBD、C0D)に貯える。
i) 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。
) 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499回路、送受信フィルタ
部等で発生する遅延時間は小ざいので省略する。
以上のうち爾1)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階(有線区間は省略)お
るから 10M/300000KJn/sec = 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(炉層″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C386−885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 (@線区間は省略)であるから、 100m/300000KIn/sec = 1/30
00  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9A図および第9B図のごとくなる。
第9A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T/nに圧縮して(b)に示
した出力の圧縮俊の信号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が
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−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DjlOOの受信部出力までの伝送
時間は無視した。
第9B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)に示されたちのから下十丁/
n=τ2だ【ノ遅れた遅延時間τ2が生ずる。
第9A図に示した信号の処理をするための回路は、第9
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9B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
ロワ1へ(1区切)をT=1/10秒 時間圧縮係数n=10とすると 2τ1=2X1/10(1−1/10)=18/100
=0.18秒 (180m秒) 2τ2 =2x1/10 (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、上記の例より王を減少させ、T=1/100
秒、時間圧縮係数n=’loo、とすると、2τ1 =
2Xゴ/100)(1−ゴ/100)=2X99/10
000→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
ω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、移動無線機100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、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10KInの距離に居たとすると、遅延時間差は
前述のごとく1/30m5ecである。すなわちタイム
・スロワ1〜はQ、Q3msec程度ダブル可能性があ
るので保護時開として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100yyt必るので遅延
時間差は、O,OO03msec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。
(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・スロットすなわら音声1
0チヤネルを伝送可能とする。所要周波数帯域幅は、 3Kl−(z x10=30に!−tzこれを保護バン
ドを設けて、第10図(a)のように±40K)−12
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10図(b)に示すように12゜5KHz(
我が国では250MHz /400M)−IZ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、 1 2、  5K  ト!z  x10=1 25Kl
−1z必要でおることがわかる。
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、(3に!−1zxl○
O +50(ガード・バンド>KH2) x2=700KHz 従来のFM通信(SCPC)では、 12.5KHz x100=1250K l−I 22
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 Haltiple Acc
ess)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”[>1g1tal Ce1lula
r Radio for the1990s ” Te
lecommunications P、254−26
5 Oct。
1987> このシステムでは、伝送速度340にピッ1ル/秒で音
声10チヤネル(1チヤネルは16にビット/秒)が多
重伝送可能でおるが、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。
[発明の効果コ 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
一チャネル干渉や伝送信号の遅延特性においても実効上
無接し得る程度の値に設計可能でおり、万一無線干渉が
発生した場合は同一無線ゾーン内において、チャネル切
替もしくはタイム・スロワ1へ切替が信号に悪影響を与
えない無瞬断で可能であるから、本発明の効果1は極め
て大でおる。
【図面の簡単な説明】
第1A図は本発明のシステムに含まれる関門交換機の構
成と電話網および無線基地局との接続関係を示す構成図
、 第1B−1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1B−2図は第1B−1図の無線受信回路の詳細な回
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1D図は移動無線機の他の実施例を示す回路構成図、 第2A図は本発明のシステムに使用されるタイム・スロ
ワ1〜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38図は通話信号および1lII(3
!I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5Δ図、第5B図
、第5C図および第5D図は本発明によるシステムにお
ける移動無線機の移動にともなう通話中チャネル切替の
動作の流れを示すフローチャート、 第6A図、第6B図、第6C図、第6D図および第6E
図は本発明によるシステムにおける通話中の干渉妨害に
対処するためのチャネル切替の動作の流れを示すフロー
チャート、 第7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8図は本発明の適用
される小ゾーン構成を示す構成図、 第9A図および第9B図は本システムにおりる信号の圧
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10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11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22
−1〜22−n・・・通信信号 30・・・無線基地局 31・・・制御・通話信号処理部 32・・・無線送信回路  34・・・伝送品質監視部
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 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 2−1〜52−n・・・信号割当回路 1・・・ディジタル符号化回路 2・・・多重変換回路 00.100−1〜100−n−・・移動無線機01・
・・電話機部 20・・・基準水晶発振器 21−1.121−2・・・シンセサイザ22−1,1
22−2・・・スイッチ 23・・・送受信断続制御器 31・・・速度変換回路 32・・・無線送信回路 34・・・送信部 36・・・受信ミクサ 38・・・速度復元回路 41・・・クロック再生器 42・・・タイミング発生器 43・・・中間周波増幅器 44・・・ゲート回路 45・・・弁別器 58・・・受信品質監視部 146・・・ゲート回路 133・・・送信ミクサ 135・・・無線受信回路 137・・・受信部 62・・・干渉妨害検出器。

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
    を横切って移動し、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、 前記移動無線手段との間の無線伝送路の伝送品質を監視
    するための伝送品質監視手段(34)と、前記伝送品質
    監視手段および前記移動無線手段のうちのすくなくとも
    一方からの報告にもとづき、前記移動無線手段との間の
    通信に使用している無線チャネルおよびタイム・スロッ
    トのうちのすくなくとも一方を変更して通信を継続する
    ように制御するための無線基地局制御手段(40)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、 前記無線基地手段から受信する信号の受信品質を監視す
    るための受信品質監視手段(158)と、前記受信品質
    監視手段からの報告にもとづき前記受信品質の劣化を前
    記無線基地手段に報告し、前記無線基地手段からの指示
    にもとづく無線チャネルおよびタイム・スロットを用い
    て前記無線基地手段と通信するように制御するための移
    動無線機制御手段(140)と を具備する移動体通信における時間分割通信システム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0730943A (ja) * 1993-07-07 1995-01-31 Nec Corp 異常切断時再発呼用スロット確保機能付基地局

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