JPH0241219B2

JPH0241219B2 -

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Publication number: JPH0241219B2
Application number: JP1711584A
Authority: JP
Priority date: 1984-02-03
Filing date: 1984-02-03
Publication date: 1990-09-17
Also published as: JPS60172843A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、無線通信方式において、無線回線を
制御し、監視するための制御信号の形式に関する
ものである。

（背景技術）従来から、無線通信用制御信号方式としては
様々な方式が提案されている。その最も基本的な
形式は、伝送することが望まれるベースバンド情
報信号を伝送するための通信路と、種々の制御信
号を伝送するための伝送路を別々の無線回線とし
て持つ方式である。この方式を一歩進め、通信中
においてベースバンド情報信号を伝送する通信路
に制御信号を重畳して伝送する方式が知られてい
る。第１図ａ及びｂは、ベースバンド情報信号が
音声信号の場合の周波数スペクトルを示した図で
あり、１は音声信号スペクトル、２は音声信号の
上部周波数帯域に周波数スペクトルを有する制御
信号、３は音声信号の下部周波数帯域に周波数ス
ペクトルを有する制御信号である。第１図ａは
a〔Hz〕からb〔Hz〕の間にスペクトルを持つ音
声信号の上部周波数帯域に制御信号を重畳して伝
送する方式であり、第１図ｂは音声信号スペクト
ルの下部周波数帯域に制御信号を重畳して伝送す
る方式である。第１図ａでは占有周波数はd
〔Hz〕以下であり、ｂでは占有周波数はb（＜d）
〔Hz〕以下であるから、占有上限周波数が低いと
いう意味でｂの方法のほうが優れている。

第１図ｂのような方式はすでに提案されてい
る。たとえば、移動通信用として提案されている
ものは、a＝300Hz、b＝3KHzで音声信号の下部
帯域にデイジタル制御信号を重畳して伝送する方
式であり、そのハードウエア構成の概略は第２図
で示される。第２図において、４は音声信号入力
端子、５はa〜b〔Hz〕の帯域を持つ帯域通過フ
イルタ、６はデイジタル制御信号発生装置、７は
加算器、８は合成ベースバンド信号出力端子であ
る。

第３図は、以上の第１図ｂ及び第２図の方式に
基づく従来の音声信号・デイジタル制御信号同時
伝送方式のための無線機器回路図及びデイジタル
制御信号の論理説明図である。第３図ａは無線機
器の概略構成図を表わし、ｂはデイジタル制御信
号の論理を表わしている。９は送受信用アンテ
ナ、１０は送受共用器、１１は受信ミクサ、１２
は復調器、１３はa〜b〔Hz〕の帯域通過フイル
タ、１４は音声信号出力端子、１５はa〔Hz〕以
下の低域通過フイルタ、１６は制御部、１７は音
声信号入力端子、１８はa〜b〔Hz〕の帯域通過
フイルタ、１９は加算器、２０は変調器、２１は
送信ミクサ、２２は電力増幅器、２３は周波数シ
ンセサイザ、２４は下りデイジタル制御信号の流
れ、２５は上りデイジタル制御信号の流れを表わ
している。同図ａにおいて、アンテナ９で受信さ
れた電波は、ミクサ１１で周波数変換を受け、復
調器で復調された後、帯域通過フイルタ１３と低
域通過フイルタ１５により、音声信号とデイジタ
ル制御信号の分離が図られる。音声信号は端子１
４から出力される。一方、制御信号は低域通過フ
イルタ１５で分離された後、制御部１６へ向か
う。この制御信号の流れは２４で示されている。
一方、送信部においては、端子１７から出力さ
れ、低域通過フイルタ１８でa〔Hz〕からb〔Hz〕
までの間に帯域制限された音声信号と、制御部か
ら周波数a〔Hz〕以下の制御信号が加算器１９で
加算され、変調器２０へ送られる。変調器２０で
は、これらの信号に対して、AM、FMまたは
PM変調が施された後、ミクサ２１により周波数
変換され、さらに電力増幅器２２で増幅された
後、アンテナ９より送出される。

さて、第３図ａの形の無線機器において、その
デイジタル制御信号の論理に着目してみると、従
来は、無線機器着信信号についても、無線機器発
信信号についても、共に同じ論理形式を有してい
た。即ち、たとえば第３図ｂに示すように、上り
制御信号についても下り制御信号についても高レ
ベル信号に対して“１”を対応させ、低レベル信
号に対して“０”を対応させている（またはその
逆である）。このように上りの信号と下りの信号
で論理形式を同じにしているので、制御信号の論
理を判別しただけでは、その信号が上りであるか
下りであるかは知ることができない。そのために
次のような問題が起こつている。第３図ａに示さ
れる無線機器が、現在の800MHz帯自動車電話方
式のように同時送受信が可能で、かつ、600ch〜
1000chの周波数を有するシステムで使用され、
上りの信号（周波数をⁱ上りとする。ｉはチヤネ
ル番号）と下りの信号（周波数をⁱ下りとする。
ｉはチヤネル数）の間に ⁱ上り−ⁱ下り＝₀（すべてのｉについて） (1) なる関係が存在する場合を考察する。このような
場合に、第３図ａのアンテナ９に強い２つの受信
波（周波数を^k下り及び^j下りとする、ｋ、ｊ∈
ｉ）が印加されると ^k上り−^k下り＝^j上り−^j下り＝₀(2) なる関係から ^k上り＝^j上り−^j下り＋^k下り (3) の関係式が導かれる。仮に、^j上りが無線機から
送出されている場合を考えると、上式(3)は^j上り
と^j下り及び^k下りの混変調が無線機内で起きれば
^k上りが生成され、この周波数の電波がアンテナ
から発射される現象が起こりうることを示してい
る。このような混変調は、第３図ａの無線機の電
力増幅器２２か、または９→１０→１１→２１→
２２→１０→９の経路で起こりやすい。この現象
が起きたときに、もし、無線機器が正規に^j上り
を発射していれば、^j上り、^j下り及び^k下りの各
信号に含まれるデイジタル制御信号の間に複雑な
干渉が起こり、その結果^k上りのデイジタル制御
信号は本来の形式に合わないものとなるであろ
う。従つて、正規でない電波が発射されているこ
とを識別できる。しかし、何らかの原因で、
^j上りが無変調で発射されている場合を考えると、
下りの信号が式(3)に従つてそのまま上り信号とし
て発射されることが起こりうる。この場合には、
下り信号に含まれる制御信号がそのまま放出され
るから、単純には、その信号が混変調により発生
した信号であるかどうかを知ることができない。

さらに単純に周波数₀なる発振源があり、その
発振源に^j下り信号が投入されると、式(2)に従つ
て、^j上りが発射されることが起こりうる。この
場合、^j下りの信号に含まれる制御信号と^j上りの
信号に含まれる制御信号が全く同じであるので、
発射された^j上りの信号が正規の発射でないこと
が判別できない。

以上のような問題点のほかに、無線通信システ
ムの保守、運用、機能試験のために無線信号の上
りと下りを区別したい場合に、従来の方式では、
上りと下りで制御信号論理が同じであつたために
その区別がつきにくいという欠点も生じていた。

（発明の課題）本発明は、以上のような問題点を除去するため
に、音声信号に重畳されている制御信号に対し
て、上りと下りで論理を逆にした形式を持たせた
ことを特徴としたもので、こうすることにより、
上り信号と下り信号との判別が容易になる。

（発明の構成および作用）本発明では、ベースバンド情報信号と同時に伝
送するデイジタル制御信号（以下通話中制御信号
と呼ぶ）としてはNRZ符号、RZ符号等、任意の
符号が使用可能であるが、ここでは幾つかの優れ
た特長を有するマンチエスタ符号を例として説明
する。マンチエスタ符号は、第４図に示すように
論理“１”をHIGHからLOWに移る信号で、ま
た、論理“０”をLOWからHIGHに移る信号で
表現する（これを正論理と名づける。当然、マン
チエスタ符号の負論理も存在し、これはHIGH→
LOWの変化で“０”をLOW→HIGHの変化で
“１”を表わす）。このマンチエスタ符号を用いる
ことにより、 (1) 伝送誤りの検出が可能となる (2) クロツク情報を同時伝送できる (3) 上限周波数aの場合に、伝送符号の周波数
帯域がa／２〜a〔Hz〕となり最低周波数と最
高周波数の比が２となる。

NRZ符号の場合には、帯域は０〜a／２（Hz）
であるので最高周波数と最低周波数の比は∞とな
る。従つて、最高周波数と最低周波数の比の小さ
いマンチエスタ符号を使用したシステムのほうが
無線機器設計が楽になるという特徴が得られる。

第５図は本発明を適用する制御信号の一般的な
形式を示す図である。第５図において２６はフレ
ーム同期信号、２７はビツト同期信号、２８はデ
イジタル制御用情報信号である。無線通信を円滑
に行わせるための種々の制御情報はデイジタル制
御用情報信号２８に含まれる。本発明はこのデイ
ジタル制御用情報信号２８を発明対象とするもの
である。

第６図は本発明の一実施例を説明する図で、上
り（下位の無線基地局から上位の無線基地局へ向
かう方向）の通話中制御信号のうちデイジタル制
御用情報信号にマンチエスタ符号の正論理を使用
し、下り（上位の無線基地局から下位の無線基地
局へ向かう方向）の通話中制御信号のうちデイジ
タル制御用情報信号にマンチエスタ符号の負論理
を使用した場合である。第６図においてａは正論
理で表現して“１、１、１、１”からなる上り、
デイジタル制御用情報信号の一例を示し、ｂは正
論理で表現して“０、０、０、０”からなる下り
デイジタル制御用情報信号の一例を示している
（どちらの場合にも、一周期はt₀秒（t₀＞０）で
ある）。第６図ｂを負論理で読み取れば“１、１、
１、１”である。第６図ａを正論理で読み取れば
“１、１、１、１”であるから第６図ｂと同一情
報になる。また、第６図ａを上り信号（又は下り
信号）に対応させ、第６図ｂを下り信号（又は上
り信号）に対応させれば同一情報に対して上下の
区別を付加することができる。つまり、上りと下
りのいずれが正論理でいずれが負論理であるかは
予じめ定められているので、誤つた論理で受信す
れば受信エラーが発生することから、上りと下り
の判別を行なうことができる。

このように上りと下りで論理を変えることによ
り、たとえば下りの信号が混変調等で上りの信号
に変換されてしまつた場合でも、混変調で新たに
生成された信号のフオーマツトは正規の上り信号
のフオーマツトと異なるから、無線基地局では、
その信号をすべて誤りとして判別することにな
る。通常、無線基地局での受信信号が長時間にわ
たつて誤り訂正不能の場合には、無線基地局では
通信を断とするが、本発明のように信号論理を送
信と受信で変えておけば誤りの検出は極めて容易
となり、早期に誤つた通信を断とし、正規の状態
に回復させることができる。さらに、モニター機
能を持つシステムでは、基地局受信号の誤りの内
容から混変調等の現象が起きていることを知るこ
とができるので不要電波発射の原因を究明する上
で極めて有効である。

以上の例では、上り信号に正論理を対応させ、
下り信号に負論理を対応させたが、これを入れ替
えて、上り信号に負論理を対応させ、下り信号に
正論理を対応させても作用は同じである。

ところで、従来の制御部回路を本方式に適合す
るように変更することは極めて容易である。第７
図はその実施例である。第７図において、１６は
制御部、２９は低域通過フイルタで選別された受
信の通話中制御信号入力端子、３０は制御部から
送信される送信の通話中制御信号の出力端子、３
１はインバータである。制御部からは従来の場合
と同じように正論理（または負論理）のデイジタ
ル制御信号が出力される。この送信制御信号の論
理は、受信の通話中制御信号と同じである。制御
部から出力されたこの送信制御信号はインバータ
３１で反転され、その後、端子３０より変調器へ
向かつて出力される。従つて、端子３０では論理
は逆点している。以上のように、本発明実施に付
随する回路の変更は、インバータ１個の付加で済
ますことができる。

以上はマンチエスタ符号の場合の説明である
が、その他の符号、たとえばRZ符号やNRZ符号
を使用した場合もマンチエスタ符号の場合と全く
同じである。第８図はNRZ符号の場合であるが、
上り通話中制御信号に同図ａの正論理を適用し、
下り通話中制御信号に同図ｂの負論理を適用すれ
ば（またはその逆）、マンチエスタ符号で説明し
たのと同じ効果を得ることができる。又、上記以
外の任意の符号でも、正論理と負論理の区別をす
ることができる限り本発明を適用することができ
る。

（発明の効果）以上述べたように極めて簡単な回路の変更で本
発明を実施することができる。本発明を実施する
ことにより、従来より容易に、上り信号と下り信
号の判別ができるようになるから、システムの機
能試験はより容易になり、また、正しくない電波
の発射を容易に知ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は音声信号及びデイジタル制御信号のス
ペクトル配置を表わす図、第２図は音声信号及び
デイジタル制御信号を同時伝送するための回路の
構成図、第３図ａは従来の無線機器の構成図、第
３図ｂはその信号論理を表わす図、第４図はマン
チエスタ符号の論理を表わす図、第５図は一般的
な制御信号フオーマツトを表わす図、第６図は本
発明による上り及び下りの制御信号の一例を表わ
す図、第７図は本発明を適用した場合の制御部の
構成を表わした図、第８図はNRZ符号の論理を
表わす図である。１……音声信号スペクトル、２……音声信号の
上部周波数帯域に周波数スペクトルを有する制御
信号、３……音声信号の下部周波数帯域に周波数
スペクトルを有する制御信号、４……音声信号入
力端子、５……a〜b〔Hz〕の帯域を持つ帯域通
過フイルタ、６……デイジタル制御信号発生装
置、７……加算器、８……合成ベースバンド信号
出力端子、９……送受信用アンテナ、１０……送
受共用器、１１……受信ミクサ、１２……復調
器、１３……a〜b〔Hz〕の帯域通過フイルタ、
１４……音声信号出力端子、１５……a〔Hz〕以
下の低域通過フイルタ、１６……制御部、１７…
…音声信号入力端子、１８……a〜b〔Hz〕の帯
域通過フイルタ、１９……加算器、２０……変調
器、２１……送信ミクサ、２２……電力増幅器、
２３……周波数シンセサイザ、２４……下りデイ
ジタル制御信号の流れ、２５……上りデイジタル
制御信号の流れ、２９……低域通過フイルタで選
別された受信の通話中制御信号入力端子、３０…
…制御部から送信される送信の通話中制御信号の
出力端子、３１……インバータ、２６……フレー
ム同期信号、２７……ビツト同期信号、２８……
デイジタル制御用情報信号。

Claims

【特許請求の範囲】

１ベースバンド情報信号の帯域外にデイジタル
制御信号を同時伝送し、双方向同時通信を行う無
線通信方式において、上位の無線局から下位の無
線局の方向へ伝送するデイジタル制御信号のう
ち、同期信号以外の制御信号を正論理のデイジタ
ル信号または負論理のデイジタル信号の一方で構
成し、上記と逆の方向へ伝送するデイジタル制御
信号のうち、同期信号以外の制御信号を上記の上
位の無線局から下位の無線局へ向かう同期信号以
外のデイジタル制御信号の論理と逆の論理で構成
することを特徴とする制御信号伝送方式。