JPH03210839A - 移動体通信の時間分割通信システム - 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
線チャネルか与えられ、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つか対向する無線基地
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
とき電波伝搬上の諸条件に関係なく、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
に関する。

［従来の技術］ 小ゾーン方式を適用した音声を用いる移動体通信におい
て、時分割時間圧縮多重信号を採用した方式が下記の文
献に記載されている。

文献１．　伊藤　“携帯電話の方式検討−時分割時間圧
縮ＦＭ変調方式の提案−′　信学会技報ＲＣ３８９−１
１平成元年７月 文献２．　伊藤　“携帯電話の方式検討−時分’１１時
間圧縮圧縮度調方式の理論検討″　信学会技報　ＲＣ３
８９−３９平成元年１０月 すなわち、文献１においては、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、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システム例が報告されて
いる。

また、文献２には上記のような時分割時間圧縮多重ＦＭ
方式を小ゾーンに適用した場合の問題点となる隣接チャ
ネル干渉や、同一チャネル干渉の検討が行われており、
システム・パラメータを適切に選定することにより、問
題点を解消したシステム実現の可能性が示されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記のシステム構築例では無線基地局か
ら多数の移動無線機宛に送信される時分割時間圧縮多重
信号の被る多重波電波伝搬特性の影響が全く考慮されて
おらず、干渉妨害により通信品質に重大な影響がある場
合の対策が明示されていないという解決すべき課題があ
った。

［課題を解決するための手段］ 時分割時間圧縮多重信号が送信される１フレームの中に
、各タイム・スロット間に設定されるガード・タイムの
大きさに差をもたせ、無線基地局と移動無線機との距離
が相対的に小さく、かつ、多重波伝搬の影響の少ない場
合には、ガード・タイムの小さいタイム・スロットを使
用し、もし無線基地局と移動無線機との距離が大きくな
り多重波伝搬の影響により無線干渉が発生し通信品質が
劣化した場合には、通信に使用するタイム・スロットを
ガード・タイムの大きいタイム・スロットへ自動的に移
行させ、周波数の有効利用度を高め、かつ干渉妨害に強
いシステムを構築可能とした。

［作用コ ＴＣＭ−ＦＭ　（時分割時間圧縮多重−周波数変調）信
号は空間を伝搬中に多重波伝搬（マルチパス・フェージ
ング）を受け、振幅および位相が変化する。この程度が
大きいと、受信後の復調信号に歪雑音や熱雑音として妨
害を生ずる作用をもたらす。このうち、とくに位相の変
化に関しては影響が大きいので、この対策として、周波
数の有効利用度に及ぼす影響を最小に保ちつつガード・
タイムを大きくする防止手段を明らかにした。

［実施例コ 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開門交換機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−ｍを伝送する伝送線
がある。

第１Ｂ図には、無線基地局３０−１ないし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と制御部１４０とタイミング発生器１４２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。さらにアンテナ受
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（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が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ヤ速度復元
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１２２１．１２２−２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。各シンセサイザ
１２１および１２１−３には、基準水晶発振器１２０か
ら基準周波数が供給されている。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
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１１１２０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
。

上記のうち開門交換機２０からの入力信号は、多くの信
号速度変換回路５つ−１〜５１−ｍを含む信号速度変換
回路群５１へ入力され、所定の時問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２ｏ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）変換された債、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号選択回路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群３
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２ｏへ通信信号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１５８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
された移動無線機１００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の具体的な構成は、第１Ｂ
図に示した移動無線機１００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Ｍ：小坂　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　９２〜１３
３頁〉。

信号速度変換回路群５１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３８にも使用可能で、この場合に
は、クロック発生器４１が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
生回路４２が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（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（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（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３ｏ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ことになる。なお、第２Ａ図（ａ）
〜（ｂ）においては各タイム・スロットは接しており、
ガード・タイムは無いように書かれているが、後述（第
２Ｄ図参照）するように、タイム・スロットの５〜１０
％のガード・タイムが設けられており、図面上は省略さ
れている。

送信されるべく時系列化された多重信号は、無線送信回
路３２において、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、同図
（ａ）においては帯域外信号の例であり、図示のごとく
、低周波側（２５０Ｈｚ＞や高周波側（３８５０Ｈｚ＞
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ＳＵ１．５ＬＪ２．・・・
ｓ　ｕ　ｎ　ハ、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（および
）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
離の小ざ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がら直ちに制御部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がらの制御
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５ｔＪ１〜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１３
１（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機２ｏ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後、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ある。

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像＠　（０，３ＫＨｚ〜３．０ＫＨ
２）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＜　
４．５ＫＨｚ　〜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（０，２〜４．０ＫＨｚ　）およ
び通話信号ＣＨ１（４，５〜４５ＫＨｚでＳＤｌとシテ
表すレテいる）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Ｓ［）２
〜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ＳＤｉ　（ｉ＝２゜３、−
、ｎ）には制御信号（０，２〜４５ＫＨｚ　＞と通信信
号ＣＨｉ　（４，５〜４５Ｋ）ｌｚ　）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（
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（無線送信回路３２
に含まれた角度変調部（加えられると、所要の伝送帯域
として、すくなくとも ｆｏ±４５Ｋ）−ｉＺ 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（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（なる。複数個の無線チャネルの周波数間隔をｆ
、。。とじ、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　ｕ 「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ＣＨ１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か与えられている場合に
は、ｉ）　最大の受信入力電界を示す無線チャネル１１
）　　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の受信機をオフ・フック（発呼
開始）すると（３２０１、第４Ａ図）、第１Ｂ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１４０から受ける。

またスイッチ１２２−２もシンセサイザ１２１−３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３Ａ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開帯には信号は送出
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、おるい
は信号の情報量か大きく、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ｌ１１１００
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ＳＤＩ　（＋＝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＠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。

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ＳＤＩ。

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・スロツトを使用するこ
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＠）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１１
１００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、移動無線機１００に対し前記無線チャネル
ＣＨＩのタイム・スロットＳＤ１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）ＳＬｌｌ。

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
＞。これに応じて移動無線１１１００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２
Ａ図（ｂ）参照）を選択する。このとき移動無線１１０
０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（５２０６＞。

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ｌ１ｊ１１００からの上り信号として
ＳＵ３ヤ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）、発呼信号ヲ関門交換１ｆｉ２０に対し送出
しく３２０８＞、これを受けた関門交換１１２０では移
動無線１１００のＩＤを検出し、関門交換１１２０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
（Ｓ２０９＞、ダイヤル・トーンを送出する（Ｓ２１０
、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（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１３３を含む無線送信回路１３２より上りタイム
・スロットＳＬ＋１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５
２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ｌ１１１００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（３２１４＞、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ＳＤ
１を用いて前記移動無線１Ｊ１１００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１１１００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（５２１７＞、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（８２１８＞、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
１２１−１６よび１２１−３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（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
間の制御信号のヤ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Ｉ！１１００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Ｉ！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
ある。

一般の電話網１０より関門交換！１２０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ＳＤｌ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ｌｌ１１００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１１１
００への着呼信号であることを確認するので電話機部１
０１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。

なお、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は、文献２によって理論的に説明さ
れているので省略し、以下本発明に適用する多重波伝搬
特性に応じて、ガード・タイムをどの位大きくすればよ
いかを具体的に説明する。

（３）多重波伝搬の影響を受けたＴＣＭ−ＦＭ波の数式
表現 （３，１）ＴＣＭ−ＦＭ波が受ける多重電波伝搬の影響
について 第２Ｃ図（ａ＞は無線基地局３０より送信されるＴＣＭ
−ＦＭ　（時分割時間圧縮多重−周波数変調）波を示す
模式図である。同図（ｂ）は距離的に離れた移動無線ｌ
ｌ１１００が受信する信号波の波形を示す模式図である
。この場合、移動無線機１００は無線基地局３０より送
信されてくるＴＣＭ（時分割時間圧縮多重）信号のうち
タイム・スロットＳＤ１の信号Ｓ１のみ受信したいので
あるが、伝送媒体中の多重反射により信号Ｓ１の他に、
つぎのような不要な信号を同時に受信することになる。

ｉ）信＠Ｓ１のうち多重反射により時間Ｔだけ遅延した
信号 ｓｌ　（ｔ−τ１） （τ１＜　ｔ　＜　Ｔ　） ｉｉ）タイム・スロットＳＤ１の直前のタイム・スロッ
トＳＤｎの信号成分Ｓ。のうち時間τ１だけ遅延したた
め、ガード・タイムを越えタイム・スロットＳＤｌ内へ
落込んだ妨害信号 Ｓ、（ｊ＋Ｔ□−τ。） （Ｑ＜ｔ＜τ。） 上記のうちｉ）は現用のアナログＦＭ方式におけるエコ
ー歪と同様で、これにはエコー歪となる成分と、原信号
と位相のみ異なるだけで有用な信号とが含まれているが
、ｉｉ）はすへて有害な信号であることに注意する必要
がある。

（３，２）ＴＣＭ−ＦＭ波の数式表現 無線基地局３０から対向する１つの移動無線機１００へ
送信する音声（又は制御信号〉は、文献２によると数式
的には下式に示すようになる。

１ Ｄ（ｔ）　＝　’（）ｉｎ［１ −１・ ＋２　Σ　ｎ　　（ｍπ）　　　ｓｉｎ　　（ｍπｎ−
１）ｍ＝１ ｎ−１）　ｍｐ　ｔ　］　Ｘ５ｉｎ　（Ω１↑＋５１（
ｔ）＞（１） ただし、ＩＯＩは振幅の大きざ、Ω１は搬送角周波数、
ｓ、（ｔ）は信号（含制御信号）を示す。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。

以下（１）式で示される無線変調波が空間媒体内におい
て種々の悪影響を受けることになるが、以下の解析では
多重波伝搬に限定することにする。

さて、明確な数式による表現を行なうため、無線基地局
３０より送信されてきたＴＣＭ波を移動無線４１１１０
０で受信するときの希望波−これは直接波と考えてよい
−をＤ、多重電波伝搬の影響を受けた反射波−これは一
般には多数の反射波の合成となっているであろう−をエ
コー波■、同一無線基地Ｍ３０から送信されているＴＣ
Ｍ信号のうち、隣接タイム・スロット内の信号が伝搬遅
延を受けて自己のタイム・スロット内に落込んできた信
号を妨害波Ｕと表わす。また、直接波が全くないか反射
波に比べて弱い場合は、反射波のうち最も大きいものを
直接波とみたてて、時間軸をその反射波の遅延量だけシ
フトすれば、同様の解析が可能となる。

（３，３）干渉による振幅の変化 ＴＣＭ波は時間主の区間を適当に選べば、希望波Ｄ、エ
コー波Ｖ、妨害波Ｕは、次式のように表すことができる
。

希望波 ［）ｓｉｎθ６　＝ＤＳ！１１　（Ωｊ　＋　５１（１
））（２） 〈ｎＴｔ≦ｔ≦Ｔ＋ｎＴｔ） エコー波 Ｖｓ＋ｎ θ８＝Ｖｓｉｎ（Ω（ｔ−τ１） ＋ｓ　　　（を−τ　））　　　　（３）１ （τ　＋ｎＴｔ≦ｔ≦（ｎ＋１　）　Ｔｔ） 妨害波 Ｕ　ｓｉｎθｕ　＝Ｕ　ｓ　ｉ　ｎ　（Ω（ｔ＋Ｔｏ−
τ１）＋　Ｓ　ｎ　（ｔ　＋　Ｔ　（＞−τ１））（４
） （ｎＴｔ≦ｔ≦ｒ　１　＋　ｎ　Ｔ　ｔ　＞ただし、つ
ぎの仮定を設定した １）各タイム・スロットの発生するエコー波の遅延量は
１タイム・スロットより短い。すなわち隣接タイム・ス
ロットからの妨害波は各タイム・スロットで受けるが、
２個以上離れたタイム・スロットからの妨害信号はない
。これは方式設計パラメータを適切に選ぶことにより満
足させることが可能である。

２）各タイム・スロットの受ける多重伝搬による遅延量
は時刻ｔを定めれば一定となる。すなわち、上式（３〉
におけるτ１と（４）式におけるτ１とは厳密には異な
るかもしれないが、互いに隣合うタイム・スロットであ
り遅延時間は等しいと仮定して許容されるであろう。

３）エコー波および妨害波の時間長は信号波（タイム・
スロット長）のそれと同一とした。正確には多数の反射
波の合成であり、時間長は信号波より大きくなると想定
されるが計算の便宜上、上記のようにした。この結果、
計算結果が若干甘い目に出ることになるが、実質的には
無視可能な範囲である。

４）希望波Ｄ、エコー波Ｖ、および妨害波Ｕが同一時刻
に共存することはない。これは方式設計上満足させるこ
とが可能である。

さて（２）式と（３）式の合成波は次式に与えられる。

−８１（ｔ＞　）　］１／２ｘｓｉｎ　（θｄ＋φ１）
（５） φ、　＝　ｊａｎ’　［（−ＸＳｉｎ　（Ωｒ＋８１　
（ｔ）ｓｔ（ｔ−τ）　）　）Ｘ　（１＋Ｘｃｏｓ　（
Ωτ＋ｓ　１　（ｔ　）　　　Ｓｌ　　（ｔ　−τ）　
　）　　）　　−’］（６） ただし、　Ｘ＝Ｖ／Ｄ すなわち、振幅の包絡線は、 Ｒ１＝Ｄ　［１＋Ｘ ＋２ＸＣＯＳ　（Ωτ＋Ｓ１　　（ｔ）１／２ −ｓ１　（を−τ））］ ＝　Ｄ　（１＋ｘ２　＞　１／２ ｘ　（１＋２Ｘｃｏｓ　１４１１）　”２（７） ψ１−Ωτ＋５１　（ｔ）　　５１　　（ｔ−τ）（８
） つぎに、（２）式と（４）式の合成波は次式で与えられ
る。

Ｒ２Ｓ！ｎθ、２＝Ｄｓｉｎθ６＋Ｕｓｉｎθ。

−Ｄ［１＋Ｙ２ ＋２Ｙｃｏｓ　（（Ｔ（＞−τ１）Ω ＋Ｓ、（ｔ＋Ｔｏ−τ１） −５（ｔ））］””ｘｓｉｎ（θｄ＋φ２）（９） φ２　＝　ｊａｎ’　［（Ｙｓｉｎ　（Ω（Ｔｏ−ｒｌ
　）＋Ｓ、（ｔ＋Ｔｏ−τ１）−８，（ｔ））Ｘ（１＋
ＹＣＯ３（Ω（Ｔｏ−τ１） ＋　Ｓ　、　（ｊ　＋　Ｔ□−τ１） −ｓ　　（ｔ）））’］ （１０） ただし、　Ｙ−Ｕ／Ｄ （７）または（９）式で注目されるのは平方根内の値が
Ｏｌすなわち、干渉波の影響により信号が抑圧される場
合である。この現象は（７）または（９）式をみるかぎ
り、多重波伝搬系では避は難い現象と思われる。しかし
ながら、この現象は何もＴＣＭ−ＦＭに限ったものでな
く、実用されているアナログ（ＳＣＰＣ）方式でも同様
に発生していることである。ただし、ＴＣＭの場合、信
号成分が広域の側波帯にひろがっており、これが従来方
式に比較して悪影響の程度が大きいことが予想される。

正確には実験的検討が必要であるが、つぎのように推定
してよい。側波帯の拡がりは、圧縮比Ｎに比例するから
信号の受ける妨害の可能性はへ倍となる。一方、信号の
送信される時間率を考えると１／Ｎであり、他の時間は
全く送信されない。これら両者より妨害を受ける確率は
単位ベースバンド周波数当りは変化しないことになる。

ただし、広帯域信号の受ける選択性フェージングの影響
は別途検討する必要がある。

（３，４）干渉による位相の変化 Ｄ、■もしくはＵ波をベクトル表示することを考える。

まずＤ波は、 ＤｅＸＩ）（ｊθ、１　）　−Ｄ　ｅＸＤ（ｊ　（Ωｔ
＋５１　（ｔ）　）　） （１１） 同様に、ｖ、Ｕ波は（３）または（４）式より、ｖｅｘ
ｐ（ｊθ、　）　−Ｖ　ｅｘｐ［ｊ　（Ω（ｔ−ｒｌ）
十８１　（を−τ１））］ （１２） Ｕｅｘｐ（ｊθ。）　−Ｌｌ　ｅＸＩ）［ｊ　（Ω（ｔ
＋Ｔ０−τＱ　）＋Ｓ、（ｔ＋Ｔｏ−τ１））］（１３
） と、それぞれ表現できるので、以下りとｖ、ＤとＵの合
成ベクトルの瞬時位相θｒ１．θｒ２を求める。

まずＤとＶについては、 ＲｌｅＸＤ（Ｊθ、　）　−Ｄ　ｅＸｌ）　（ｊθｄ）
ｘ　［１＋Ｘ　ｅｘｐ（ｊ　（−Ωτ１＋ｓ、（を−で
１）））］ （１４） θ、１−Ｉｌ１−ｌ１ａ　（Ｒ１ｅｘｐ（ｊθ、１））
−〇、１　＋　Ｉ□ｇｌｏｏ［１ ＋Ｘ　ｅｘｐ（ｊ　（−Ωｔ＋Ｓ１　（ｔ−４１）　）
　）　］（１５） Ｘく１、すなわち、エコー信号が希望信号より小さいと
きは、θ、１（ＰＭ受信機出力、ＦＭ受信の場合は時間
ｔで微分すれば得られる）はっぎのようになる。

　Ｘ　ｎ ｅｘｐ　（ｊ　ｎα１ ） Ｘｎ５ｉｎ ｎα１ （１６） ここで、 α１＝−Ωτ１＋５１（を−τ１） （１７） （１６）式右辺を展開して、 （１８） 上式右辺に示される出力のうち第１項は有効な信号成分
で、第２項以降が干渉出力のように思われるが、実際は
第２項目、すなわち、 Ｘ５ｉｎ　α１＝Ｘ　５ｉｎ（−Ωτ ＋５１（ｊ−τ）） （１９） は一部首用な信号成分を含んでいる。これは後述の数値
計算例の箇所で説明される。同様にＤとＵの合成ベクト
ルの瞬時位相θ、２は、次式で与えられる。

Ｒ２８ＸＥ）（ｊθｒ２＞　−ｏ　ｅｘｐ　（ｊθｄ）
ｘ　［１＋Ｙ　ｅｘｐ（ｊ　（Ω（Ｔｏ−τ）＋　Ｓ　
ｎ　（ｊ　＋　Ｔ　（）−τ０）−８，（ｔ）））］　
　　　　　　（２０）Ｙ＜１　　のとき、 Ｘ　ＹｎｅＸＩ）　（Ｊ　ｎ　（２２＞ｎ　　・ Ｘ　Ｙ　　Ｓｌｎ　ｎ　（２２ （２１） ここで、 α２−Ω（Ｔｏ−、τ１） ＋　Ｓ　、　（ｊ　＋　Ｔ　□−τ１）５１（ｔ＞（２
２） （２１）式の場合は（１８）式とは異なり、右辺第２項
以降はすへて干渉出力となることは明らかであろう。（
１８）式または（２１）式の右辺をみると明らかなよう
に、第１項の信号成分θ。

は第２項以降の遅延時間による位相の変化を与える項か
ら独立している。これは復調波の信号の周波数成分が、
もし遅延時間による位相の変化分と興なれば、濾波器に
より分離可能であることを示している。

ところで、（２１）式の右辺第２項以降の周波数成分は
移動無線機１００の移動速度や使用周波数、ざらに地形
、地物に関係するが、８００ＭＨ２帯で時速５０Ｋｍと
した場合、ドプラー周波数（４０Ｈｚ程度）にほぼ比例
した周波数を有することが予想される。移動無線！Ｉ１
１００の移動する周辺の地形地物の状態により、ドプラ
ー周波数より１桁大きい値をとるとすると４００８Ｚ程
度であり、それ以上の異常な状態を示したとしても１Ｋ
Ｈ２以下と考えてよいであろう。

一方、信号周波数成分は時間圧縮されているので、かな
り高い周波数帯へ移行している。たとえば圧縮率１０で
は、音声周波数は３ＫＨ２〜３０ＫＨ２となっている。

したがって、たとへ雑音としてｌＫＨ２以下の周波数が
加わっても容易に濾波することが可能になる。圧縮率を
更に高くすると、この分離は一層容易となる。

以下、定量的な検討を行って、ＴＣＭ−ＦＭ波における
多重電波伝搬特性を明らかにしたい。

（４）具体的なシステム例による多重電波伝搬歪の定量
的検討と伝搬歪除去対策 （４，１）システム・パラメータの設定ＴＣＭ方式につ
いて実用化されているものはないので、多重数ｎを、１
０，１００および１０００の３通りに変化させ、他のシ
ステム・パラメータを第５図に示すような値にとった場
合の多重波伝搬歪を求める。ここで、 Ｔ　・・・フレーム長、　　Ｔ・・・タイム・スロット
長を 丁　・・・ガード・タイム長、　　　ｎ・・・音声多重
度Ｔｏ／Ｔ・・・スロット間オーバラップ率Ｔ　ＯＶＲ
・・・オーバラップの時間長Ｔ　ＡＬＤ・・・多重伝搬
による遅延時間許容値■、・・・同期パルス時間長 Ｔｄ・・・データ信号タイム・スロット長η・・・フレ
ーム効率、　　ｆｏ・・・搬送波周波数ｆＨ・・・変調
信号周波数。

Ｍｄ・・・変調の深さ　標準変調偏移 ｆＵＮ・・・干渉波の変調信号周波数 である。

（４，２）干渉量の計算例 １）干渉による振幅の変化 第５図のパラメータをもとに（７）式（数値を代入して
計算を行った。その結果を第６Ａ図および第６Ｂ図に示
す。ここで、第６八図中の“ａ”は振幅の範囲を表わし
ている。

２）干渉による位相歪 すでに（３）で述べたＤ波とＶ波による位相歪を（１８
）式を用いて計算し、Ｓ／Ｎとして表わすと第７Ａ図を
得る。ただし、システム１０ヤ１００ではこの影響がほ
とんど出てこないのでシステム１０００の場合を求めた
。

同図より反射波の大きざが直接波と同程度（Ｘ＝１）に
なっても遅延時間τが、５μｓｅｃ以下であればＳ／Ｎ
が３０ｄＢ以上確保されることがわかるが、１０μｓｅ
ｃを越えると順次低下して、１５μｓｅｃでは２５ｄＢ
程度となる。これは前述の（１９）式においてτが増加
すると、有用な信号成分が減少することを意味している
。

Ｄ波と隣接タイム・スロット波の干渉をＳ／Ｎとして求
めると、第７Ｂ図を得る。同図より自己の信号の振幅と
同程度の振幅の妨害波が遅延により重畳したとしても（
Ｙ＝１＞、遅延時間が１５μｓｅｃ以下であればＳ／Ｎ
として２０ｄＢが確保されることがわかる。

（４，３）伝搬歪除去対策 以下、ＴＣＭ−ＦＭ信号の位相歪を除去ないし軽減する
対策を説明する。

一般に無線電波が陸上の空間を伝搬するときに受ける多
重波の発生は、つぎのメカニズムで生ずる。

陸上移動伝搬路は、移動無線機１００の周辺の地形や地
物により反射２回折、散乱等を受けるため、多重波伝搬
路となる。この場合、移動無線機１００の周辺にはさま
ざまな方向から到来する多数の電波が互いに干渉し合い
、ランダムな定在波性の電磁界分布が形成される。到来
波の中には付近を走行する他の移動無線機からの反射波
等も含まれるが、量的にはわずかであり無視できる。こ
のような定在波性の電磁界分布の中を移動無線機１００
が移動すると、受信波の包路線と位相は第６Ａ図のよう
にランダムに変動する。図中のａは、定在波の振幅であ
る。

今迄、学術論文等に発表された実測結果では、上記の反
射波の有する直接波に対する遅延時間は、携帯電話等が
屋内で使用される場合、無線基地局３０と移動無線ｌ１
１１００との間の距離が数１０ｍからせいぜい１００ｍ
程度であり、最大でも０゜５μｓｅｃ　、自動車電話等
で都市内を走行している場合は１〜２μｓｅｃ程度であ
る。ただし、郊外地で特に盆地等山岳、岳陵のある所で
は、１０〜２０μｓｅｃの値が報告されている。

以上の実測結果を本発明のシステムに当てはめると、つ
きのようにきわめて合理的な設計が可能となる。第５図
に示した各種のパラメータを有するシステムのうち、シ
ステム１０００を例にとる。

このシステム１０００では、ガード・タイム長Ｔｇが１
０μｓｅｃに選んであるので、屋内の携帯電話や都市内
の自動車電話では問題がない。ただし、周波数有効利用
上は一層の向上が必要となる。

一方、自動車が岳陸地など郊外を走行している場合は隣
接のタイム・スロットの遅延波による干渉妨害を受ける
ことになる。

さて、ある便利な移動無線機があり、これは屋内や大き
なビル内の任意の場所で使用可能な事は当然として、屋
外の道路上でも発着呼可能であるほか、ざらに自動車内
に持ち込んでも他の無線機の助けを借りずにビルの屋上
や道路側の柱上に設けられた無線基地局と交信可能であ
るとする。このようなシステムにおいては、ＴＣＭ−Ｆ
Ｍのガード・タイムはどのように選べば周波数利用効率
を高く、かつ干渉妨害にも強いシステムが構築可能とな
るかを説明する。

周波数の有効利用性を向上させるだけであるならば、ガ
ード・タイムは、狭ければ狭い程よいことは明らかであ
る。なぜならば、１フレーム内のガード・タイムと信号
を伝送するタイム・スロットの時間の合計が一定とする
と、ガード・タイムを零にした時が信号の時間圧縮率が
一番小さくなるから、変調信号の最高側帯波周波数が一
番小さく、以下、ガード・タイムの占める割合を増加し
て行きガード・タイムの時間率を全体の５０％にすれば
、最高側帯波周波数は２倍になる。

しかし、ガード・タイムを零にしたのでは多重波による
遅延波が隣接タイム・スロットへ入ることは必然であり
使用不可となる。

一方、干渉妨害の除去の観点からは、ガード・タイムは
大きければ大きい程よい。

以上、２つの矛盾する事項を解決する手段の一例を示し
たのが第２Ｄ図である。すなわち、同図において１フレ
ームの中に収容されているタイム・スロットを何組かの
グループに群別し、１つのグループに属するタイム・ス
ロットのガード・タイムは、１μｓｅｃ　、他の１つの
グループに属するタイム・スロットのガード・タイムを
５μｓｅｃ　。

又他のものを１０．２０μｓｅｃと云った具合に設定す
る。

一方、移動無線機１００あるいは無線基地局３０には、
第１Ｂ図に示す干渉妨害検出器１６２を設置しておき、
妨害が発生した事を検出した時は、ガード・タイムの大
きいスロットへ順次通話中りイム・スロットの変更を行
うことにする。このようなシステム構成であれば、上述
のようｋ、屋内。

道路上あるいは自動車内の任意の場所へ持込んでも発着
呼可能な移動無線ｍ”＋　ｏｏを干渉妨害なく使用する
ことが可能となる。

移動無線機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
される制御信号は、強い耐性を示すことを説明し、同時
に妨害を避けるために、同一ゾーン内（おけるタイム・
スロットの切替を実施する方法について説明する。

移動無線１１１１００はガード・タイム長Ｔｇの短いグ
ループ１に属するタイム・スロット３０１゜ＳＵｌを用
いて交信中とする。このとき、第１Ｂ図に示す移動無線
＊ｉｏｏの干渉妨害検出器１６２において、多重波伝搬
にもとづく干渉妨害を検出したとする。

すると、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ガード・タイム長Ｔ
ｇの長い、たとえば、グループ２のあるタイム・スロッ
トの切替を実行すべきことを報告する。

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からの制御信号が全く受信不能に
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。すると、無線基地局３０では通話
信号の送信を停止し、タイム・スロットＳＤ１を移動無
線１１１００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１１１００宛に送信する。この信
号は、移動無線１１１１００がたとえ干渉妨害下にあっ
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３ｏは、同一無線チャネル内でガード
・タイム長Ｔｇが現在使用中のものより長いグループ、
たとえばグループ２の空きタイム・スロットの有無を調
査したところ、タイム・スロットＳＤＩ　２，５ＬＪＩ
　２が使用可能であることが判明したとする（第２Ｄ図
（ａ）。

（ｂ）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（指示する。

そこで、移動無線機１００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ＣＨＩの
タイム・スロットＳＤ１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５Ｄ１２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、移動無線機１００では、送受信断
続制御器１２３の動作を変更して、無線チャネルＣＨ１
のタイム・スロットｓＵ１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ＣＨ１のタイム・
スロット５Ｕ１２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ＳＵＩ
。

ＳＵｌ　２．ＳＤｌ、ＳＤＩ　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ＣＨ
１のタイム・スロット５Ｕ１２の確認と、同タイム・ス
ロットの品質が一定のレベル１２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
ＣＨＩタイム・スロットＳＤ１，５Ｌ１１を開放し、チ
ャネルＣＨ１のタイム・スロット５Ｄ１２．５Ｕ１２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おける切替スイッチ１２２−１ま
たは１２２−２の切替周波数ｆ、は、切替動作開始前の
値の２倍になっているはずである。

すなわち、無線チャネルＣＨＩ内に含まれている１フレ
ーム内のタイム・スロット数を０１１タイム・スロット
の時間間隔ｔＴ１とすると、ｆ　　−（ｎＴ１＞−’Ｘ
２ で与えられる。

第８八図ないし第８Ｅ図には、第１八図ないし第１Ｃ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。

開門交換！１１２０．無線基地局３０および移動無線機
１００が動作を開始し、関門交換１２０に含まれるスイ
ッチ群がオンであり、無線基地局３０と移動無線１１１
００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ＣＨ
Ｉのタイム・スロットＳＤ１．５Ｌ１１．下り周波数Ｆ
１と上り周波数ｆ１が使われている（Ｓ３５１、第８Ａ
図）。

通信中の無線基地局３０へは、たえず移動無線１ｌ１１
００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（Ｓ３５２）、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１ｌ
１１００の受信品質監視部１５８と干渉妨害検出部１６
２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（よる場合には、別に定める通話中ゾーン
切替の動作に移行する（３３５３ＹＥＳ）。

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（Ｓ３５４、第８Ｂ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タイム・スロ
ット５Ｌ１１の帯域外の制御信号を用いて報告する（３
３５６）。そこで、これを受信した無線基地局３０の制
御部４０では（Ｓ３５７）、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（Ｓ３５４
ＹＥＳ）　、空きタイム・スロットの有無を検索し、タ
イム・スロットＳＤＩ　２，５Ｕ１２を決定する（３３
５Ｂ＞。制御部４０は、移動無線機１００の送信部１３
２および受信部１３５に、チャネルＣＨ１のタイム・ス
ロット１２、すなわち５Ｄ１２，５Ｕ１２での交信の準
備をするように指令する（５３５９、第８Ｃ図）。この
指令はタイム・スロットＳＤＩの帯域外の制御信号によ
り送出され、移動無線１１１００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ＳＤ１２．ＳＵｌ　２による交信を可能とするため
の準備、すなわち、制御部１４０から送受信断続制御器
１２３ヘタイム・スロット５Ｄ１２，５Ｕ１２をも使用
する動作に入らしめる（Ｓ３６１）。

一方、無線基地局３０でも、タイム・スロットＳＤ１．
１２．ＳＵ１，１２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３Ｂ−１，３８−２、
信号速度復元回路群３８の信号速度復元回路３Ｂ−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（３３
６２）。

移動無線機１００では、チャネルＣＨ１のタイム・スロ
ット５Ｄ１２，５Ｕ１２を用いて交信する準備ができる
と、移動無線！ｌ１１００は、準備完了の報告をタイム
・スロットＳＵ１の帯域外の制御信号を用いて無線基地
局３０＆一対して報告する（Ｓ３６３）。この報告を受
けた無線基地局３０は、タイム・スロットＳＤＩ　２．
ＳＵｌ　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８Ｄ図）。す
なわち、５Ｄ１２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（Ｓ３
６６）　、無線基地局３０宛にタイム・スロット５Ｄ１
２の信号を良好（受信できたことを確認すると（Ｓ３６
７）、確認信号をタイム・スロット５Ｌ１１２の制御信
号により送信する（Ｓ３６８）。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
５Ｕ１２の伝送品質を伝送品質監視部３４で確認した上
（Ｓ３７０）、無線基地局３０と移動無線機１００との
間のタイム・スロットＳＤ１．５ＬＪ１を用いて行って
いた交信の停止を移動無線機１００へ指令する（３３７
１、第８Ｅ図）。これを受けた移動無ｌ！！１１１００
では（８３７２）、タイム・スロットＳＤ１．ＳＵ１に
よる交信をオフにする（Ｓ３７３）。すなわち、制御部
１４０は送受信断続制御器１２３を制御してタイム・ス
ロットＳＤ１２゜５Ｕ１２のみを動作せしめるようにし
た上、タイム・スロット５ｔＪ１．ＳＤＩの交信停止報
告をチャネルＣＨ１のタイム・スロット５Ｌ１１２を用
いて送出する（Ｓ３７４）。これを受けた無線基地局３
０では（Ｓ３７５）、自局で同様な措置を実行する（３
３７６）。

これによって、チャネル切替動作の期間を終了し、移動
無Ｊ！！ｌｌｌ５０は無線基地局３ｏ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（３３７７）。

なお、以上の通話中タイム・スロット変更に際し、干渉
妨害量がどの程度の大きさになった時変更を行うかは、
システム動作上重要なことであり、かつ周波数の有効利
用性にも大きな影響を与える。

すなわち、少々の干渉妨害が起きてもスロット変更を行
わないならば、周波数の有効利用が高くなることは明ら
かである。この動作のｖａｍを決める際に、すでに説明
した第７Ａ図や第７Ｂ図は非常に参考になるデータを提
供している。これらの図のグラフを用いて、システムに
許容される限界のＳ／Ｎ値でタイム・スロット変更を行
うことが可能となる。

［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、多重波伝搬にもとづく位
相歪の影響を除去することが可能となり、かつ、従来の
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
となった。そして無線干渉が発生した場合は同一無線ゾ
ーン内において、同一チャネル内でのタイム・スロット
切替が信号に悪影響を与えず無瞬断で可能となったから
、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におけ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図は時分割時間圧縮多重信号の伝送に使用される
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２Ｃ図および第２Ｄ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図は時分割時間
圧縮多重通信システムに使用される各種パラメータの例
を示すパラメータ数値図、 第６Ａ図および第６Ｂ図は多重波伝搬による振幅の変化
を示す振幅変化図、 第７Ａ図および第７Ｂ図は多重波伝搬歪によるＳ／Ｎを
表わすＳ／Ｎ図、 第８Ａ図、第８Ｂ図、第８Ｃ図、第８Ｄ図および第８Ｅ
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
対処するためのタイム・スロット切替の動作の流れを示
すフローチャートである。 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−・・信号Ｗ１理部 ・３２・・・無線送信回路　　３４・・・伝送品質監視
部５・・・無線受信回路 ８・・・信号速度復元回路群 ８−１〜３８−ｍ・・・送信速度復元回路９・・・信号
選択回路群 ９−１〜３９−ｍ・・・信号選択回路 Ｏ・・・制御部 １・・・クロック発生器 ２・・・タイミング発生回路 １・・・信号速度変換回路群 １−１〜５１−ｍ・・・信号速度変換回路２・・・信号
割当回路群 ２−１〜５２−ｍ・・・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 ２１−１，１２１−３・・・シンセサイザ２２−１，１
２２−２・・・スイッチ ２３・・・送受信断続制御器 １３１・・・速度変換回路 １３２・・・無線送信回路 １３４・・・送信部 １３６・・・受信ミクサ １３８・・・速度復元回路 １４１・・・クロック再生器 １５８・・・受信品質監視部 １６２・・・干渉妨害検出器。 １３３・・・送信ミクサ １３５・・・無線受信回路 １３７・・・受信部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　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
   にフレーム構成のタイム・スロットに時間的に圧縮した
   区切られた信号をのせた無線チャネルを用いた各移動無
   線手段（１００）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システムにおいて
   、交信中の前記無線基地手段および前記移動無線手段の
   うちのすくなくとも１つが多重波伝搬により通信品質が
   所定値より劣化したことを検出したとき、前記タイム・
   スロット間のガード・タイム長の大きいタイム・スロッ
   トを用いる移動体通信の時間分割通信システム。