JPH03295326A - 移動体通信の時間分割通信秘話方法とシステム - 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の時間分割通信における秘話方法と
システムに関する。さらに置体的には、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、システムに属しな
い無線機か同一無線チャネル同一タイム・スロットに同
調して通信内容を傍受する可能性を未然に除去し、通信
のプライバシイを向上する方法を提供せんとするもので
ある。

［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は下記の文
献に記載されている。

文献１．９藤“携帯電話の方式検討−時分割時間圧縮Ｆ
Ｍ変調方式の提案−”　信学会技報　ＲＣ３８９−１１
平成元年７月 文献２．伊藤゛携帯電話の方式検討−時分割時間圧縮Ｆ
Ｍ変調方式の理論検討″　信学会技報ＲＣ３８９−３９
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、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システム例か報告されてい
る。

また文献２には、上記のようなＴＣＭ（時分ｐ１時間圧
圧縮量）−ＦＭ方式を小ゾーンに適用した場合に問題と
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
とによりシステム実現の可能性が示されている。しかし
ながら、システムに属していない無線機が同一無線チャ
ネル、同一タイム・スロットに同調し、通信内容を傍受
する可能性があり、これを未然に防止することがプライ
バシイ保護の上から必要であるが、この種の技術に関し
公知のものはない。

［発明が解決しようとする課題］ 前記の文献１および２のシステム構築例では、無＃１基
地局から多数の移動無線機あてに送信される丁ＣＭ（時
分割時間／ＥＥ縮多重）信号の送信方法とこれに応じて
移動無線機から無線基地局あてに送信されるＴＣＭ信号
の送信方法については開示されているが、この開示され
た送信方法によっては、システムに属さない他の無線機
か使用中の無線チャネルおよびタイム・スロット（同調
させ通信内容を傍聴することは比較的容易であるという
解決されるへき課題か残されていた。

５課題を解決するための手段Ｉ ＴＣＭ信号を送信するに際し、無線基地局では暗号記憶
部から暗号をとり出し、これに従って送信信号（与える
タイム・スロットの位置を＠号化するとともに対向して
通信を行う移動無線機に対し、暗号の種類、暗号化なら
びに解読の方法を指示する機能を付与した。

［作用］ 使用するタイム・スロットの順序をフレームごと（変え
ることにしたから、丁ＣＭ信号においても、ディジタル
信号と同等の高い暗号機能を具備することが可能となっ
たので、タイム・スロットの使用順序を知らないシステ
ムに属さない第３者の無線機が傍聴することは非常に困
難となり、通信のプライバシイの確保が可能となった。

Ｌ実施例Ｊ 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Ｗ１２
０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
１００（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、開門交換８２０と無線基地、Ｆｉ９３０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１８１１００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、受信した信号の
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に印加している
。

速度復元回路１３８では、受信信号中の区切られた制御
信号もしくは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
。また、通常１フレームの最初の位置に設置されている
タイム・スロット内の信号には、フレーム同期信号のば
か非圧縮の制御信号があり、この制御信号には暗号情報
等が含まれており、これを暗号解読器１７５で解読して
制御部４０へ入力している。暗号情報に関しては、たと
えば乱数表などが収容されている暗号記憶部７７７があ
り、これとｖＩＷＪ部４０とは互いに情報を交換してい
る。また、移動無線機１００が主導して通信の暗号化を
はかるには暗号記憶部１７７と暗号付与器１７６を使用
する電話機部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に印加される。また、速度変換回路
１３１には制御部１４０から与えられる制御信号により
動作する暗号付与器１７６からの暗号が入力され、無線
基地局３０へ送信される信号が暗号化される。ここで、
無線基地８３０から指示された暗号化プロセスと異なる
暗号を作成することを望む場合のみ、暗号付与器１７６
は動作する。無線基地局３０から指示された暗号解読法
と全く同一の内容を逆に送信に適用する場合には、タイ
ミング発生器１４２から送られてくるタイミング信号に
より、送信に使用するタイム・スロットを決定するのみ
で十分である。すなわら、無線基地局３０より使用法を
指示された通りのタイム・スロットを順次用いで、無線
基地局３０宛に無線信号を送出するには、第１Ｂ図に示
すタイミング発生器１４２からのタイミング情報か、制
御部１４０を介して得られていることが必要でおり、こ
れは無線基地局３０からの暗号を暗号解読器１７５で解
読しているので可能となる。

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１４．０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ヤ速
度復元回路１３８に必要なタイミングを供給している。

移動無線！１１００には、さらにシンセサイザ７２１−
１．ｆｆｉよび１２１−２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およびタイミング発１器１４２が含まれてあ
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１４
０によって制御されている。各シンセサイザ１２１−１
，１２１−２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。

第１Ｃ−１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２２−１〜２
２−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、開門交換機２０から送られてきた通信信号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
か行われ、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３
８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Ｒ２０へ送信される。上記の
うち関門交換８Ｍ２０からの入力信号は多くの信号速度
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って速度（ピッ
チ）変換を受ける。

また無線基地局３０より関門交換機２０へ伝送される信
号は、無線受信回路３５の出力が、第１０−２図にその
内部構成を示す信号選択回路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
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。この際、移動無線機１０
０から送られてくる通信信号は、ＴＣＭ信号の各フレー
ム毎に、その使用されるタイム・スロット番号が異なっ
ているから、第１Ｃ−２図のバッフ７メモリＢＭ＋２−
１゜−２，−３，・・・、−ｎに一旦記憶してから、暗
号解読器７５の制御により、信号選択回路３９内に設け
られたスイッチ・マトリックスＲ３Ｗ１−１〜ｎ−ｎを
動作させて所望の通信信号が信号速度復元回路群３８へ
入力されるように構成されている。このように制御され
た出力は各チャネルごとに設けられた信号速度復元回路
３Ｂ−１〜３８ｎ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
換機２０へ通信信号２２−１〜２２−ｎとして送出され
る。

つぎに信号速度変換回路群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、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、ＣＣＤ　（Ｃｈａｒｇｅ　　
ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ　＞　、　　ＢＢＤ　（Ｂ
ｕｃｋｅｔ　Ｂｒｉｇａｄｅ　Ｄｅｖｉｃｅ　）か使用
可能でおり、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
モリを用いることかできる（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　９２〜１
３３頁）信号速度変換回路群５１で例示したＣＣＤｆ’
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ｕ３Ｂにも使用可能で、
この場合には、クロック発生器４１からのクロックと制
御部４０からの制御信号によりタイミングを発生するタ
イミング発生器４２からのタイミング信号を受けて、書
き込み速度よりも読み出し速度を低速にすることにより
実現できる。

関門交換機２０から信号処理部３１を軽由して出力され
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、第
１Ｃ−３図にその内部構成を示したタイム・スロット別
に信号を割当てる信号割当回路５２に印加される。

この信号割当回路５２はバッファ・メモリＢＭ１−１．
−２．−３．・・・、ｎとスイッチ・マトリックス丁Ｓ
Ｗから成立っており、前者は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、バック７・メモ９８Ｍｌ内の信
号を読み出し、後者のスイッチ・マトリックスＴＳＷへ
送出する。スイッチ・マトリックスＴＳＷ１−１〜ｎ−
ｎのスイッチの開閉は、暗号付与器７６から出力される
制御信号で行われることになる。そして、このスイッチ
・マトリックスＴＳＷの開閉は、通信信号をチャネル対
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
。

以上のような信号が無線送信回路３２へ送られることと
なる。この圧縮した信号の様子を第２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５２
に入力され、暗号付与器７６の制御に従う定められた順
序で、各フレームＦ１．Ｆ２．Ｆ３、・・・毎のタイム
・スロットが与えられる。第２図（ａ）のＳＤｌ、５Ｄ
２−、ＳＤｎは、速度変換されたある通信信号か、たと
えばフレームＦ１のタイム・スロットＳＤＩ、Ｆ２のＳ
Ｃ２，Ｆ３のＳＣ３のようにフレーム毎に異なった番号
のタイム・スロットを割当てられていることを示してい
る。なお、各フレームの最初のタイム・スロットＳＤＯ
はフレーム同期および制御信号が収容されており、タイ
ム・スロットＳＤ１〜ＳＤｎには移動無線機１００への
着呼あるいは移動無線機１００からの発呼に応答する制
御信号または（および）通話信号が収容されている。通
話信号が実装されていない場合は、通話信号の部分は空
スロツト信号が加えられ、またはシステムによっては搬
送波を含め全く信号が送出されないものもある。

このようにして、第２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ＳＤｏ、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。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８３０
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、前述のごとく、タイム・スロットＳＤＯを用
いて行われるが、システムによっては、電話信号の帯域
内または帯域外のいず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、図のごとく、
低周波側（２５０Ｈｚ＞や高周波側（３８５０Ｈ７）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や、後述する信号の暗号化が行
われているときにも使用される。

第３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か、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。

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。これは、音声信号をディジタル符号化回路９１て
ディジタル化し、それとデータ信号とを多重変換回路９
２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１．：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２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、各フレームＦ１．Ｆ２．Ｆ３．・・・のタイ
ム・スロットＳＵ１．ＳＵ２．−，５ｔＪｎは、移動無
線機１００−１，１００−２’、・・・、１００−ｎか
らの無線基地［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２図（ｂ）の左下方に示す
通り制御信号または（および）通話信号より成り立って
いる。ただし、移動無線機１００から無線基地局３０へ
の発呼ヤ緊急通信を行いたい場合には、常時各フレーム
の先頭に設置されているタイム・スロットＳＤＯを使用
する。

さて、無線基地局３０へ到来した入力信号のうち制御信
号については、無線受信回路３５から直ちに制御部４０
へ加えられる。ただし、速度変換率の大きざによっては
、通話信号と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おる
。また通話信号については、第１０−２図にその細部を
示す信号選択回路３９へ印加される。無線受信回路３５
よりの出力は、まずバッファ・メモリＢＭ２にメモリさ
れ、ついで制御部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るとともに、暗号解読器７
５からの制御信号によりマトリックス・スイッチＲ３Ｗ
の開閉が行われるので、各タイム・スロット５ＬＪＩ〜
Ｓｕｎごとに制御信号または通話信号が分離出力される
。

その結果、通話チャネル対応にみた場合の圧縮信号の信
号列は、送信側のタイム・スロット単位の暗号化が行わ
れない前の信号のパルス・トレインとなる。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１００４．：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機２０
宛に送信されることになる。

以下、本発明における秘話について説明する。

第１Ｃ−１図の暗号記憶部７７には一定の法則に従う数
列、たとえば乱数表など秘話に必要な情報か記憶されて
おり、これと同種の機能は移動前ｌｊＡ機１００の暗号
記憶部１７７にも臭備されている。さて、無線基地局３
０の制御部４０では、暗号記憶部７７から暗号情報をと
り出し、これを暗号付与器７６に与える。暗号付与器７
６では信号割当回路５２のマトリックス・スイッチＴＳ
Ｗを動作するのに適する信号に変換し、マトリックス・
スイッチ丁ＳＷを開閉し、信号速度変換回路群５１から
入力される圧縮されてパルス状にされた信号を一旦バツ
フ７・メモリＢＭ１に蓄えた後、読出しを時間的に順次
行うことにより、収容するフレーム内のタイム・スロッ
ト番号の変更を各フレーム毎に行なってから無線送信回
路３２へ送出する。

第５図は信号速度変換回路群５１から出力される０組の
信号列に対する暗号付与器７６からの出力によるマトリ
ックス・スイッチＴＳＷの動作を示す。同図では通話チ
ャネル番号１（ＣＨｌ）のパルス状信号かフレーム番号
１　（Ｆｌ）のタイム・スロット１へ収容され、つぎに
Ｆ２のタイム・スロット２へ、以下フレームの経過とと
もに収容されるタイム・スロット番号か順次繰り下り、
Ｆｎのタイム・スロットｎまできた後、再びＦｌのタイ
ム・スロット１へもどることを示している。

以下、再び［２のタイム・スロット２．「３のタイム・
スロット３．・・・とくり下がる動作を繰り返す。同様
に通話チャネル番号２　（ＣＨ２＞のパルス状信号かＣ
Ｈｌより１つずつ遅れて、第１フレームＦ１ではタイム
・スロット２．第２フレームＦ２ては３．−・・とＣＨ
ｌに比べ１つすっくり下がることを示している。

第５図の例は簡単な暗号化の例であったか、実際に：は
、このようにタイム・スロット番号か１つすっくり下が
るような単純なものではなく、タイム・スロットの番号
が、たとえば５．７，１３゜２、・・・となるように全
くランダムな割当が行われる。

このようなタイム・スロットの割当をされた送信信号は
移動無線機１００へ送信されるが、移動無線機］○Ｏで
はあらかじめ制御信号を含むタイム・スロットＳＤＯで
指示されている暗号情報により、移動無線機１００宛に
割当られたタイム・スロット番号で待受けることになる
。すなわち、後述の移動無線機１００からの発呼の項で
説明するようなプロセスにより、送受信断続制御器１２
３をオン・オフし、自己宛に送信されてきた信号のみを
電話機部１０１で再生することになる。

一方、移動無線＠１００から送信される信号は無線基地
Ｑ３０から付与された暗号を使用する場合は、第５図に
示された通話チャネルおよびフレームの各番号で示され
るタイム・スロット番号で送受信とも同じタイム・スロ
ット番号の列を使用する。もしも移動前Ｉ！！１１１０
０で独自に暗号付与を行う場合は、後述する手順をとる
必要がある。

さて、以上に説明した秘話化されたＴＣＭ信号は送信ア
ンテナより空間に送出されるが、その場合の態様を所要
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１０−３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信号（０，３ＫＨｚ〜３．０ＫＨ２
）が信号速度変換回路群５１（第１０−１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図のこと（
４，５ＫＨ２〜４５ＫＨ７に拡大されていることになる
。ここでは信号の周波数分布が拡大されているが、波形
の形態は単に周波数軸を引き延ばされた相似変換を受け
るだけであり、波形そのものは変化がないことに萌意す
る必要がある。さて、第３Ｂ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　＞；Ｂよび通話信号ＣＨ１（６，５〜４
５ＫＨ２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ｓｏ＋　　（＋＝２゜３、
・、ｎ＞には制御信号（０，２〜４．０ＫＨ２）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 ｆｃ±４５ＫＨ２ 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か複数個あ
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
ｒｅｐとし、上述の音声信号の高速化による最高信号速
度をｆＨとすると両者の間には、つぎの不等式か成立す
る必要かある。

ｆ　　　＞　２　ｆ　ｕ ｅｐ 一方、ディジタル信号では、音声は通常５４ｋｂ／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
て読む必要がめるが、上式の関係はこの場合にも成立す
る。

また、移動無線１ｆｉ１００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が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）　
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 ｉ〉　無線チャネル内のタイム・スロットのうち空タイ
ム・スロットのある千ヤネル 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２図（ａ）に示されているタイム
・スロットＳＤＯ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１
２２−１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（５２０１、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【ブる。

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２図（ｂ）に示される上
り無線チャネルのタイム・スロットＳＵＯを用いて送信
される。このタイム・スロットは各フレームとも常時最
初に設置され、後述のタイム・スロットの暗号化とは無
関係である。

このυＪ　？ＩＩＪ　（３号の送出はタイム・スロット
Ｓ　Ｕ　Ｏだけに限定され、バースト的に送られ他の時
間帯には仁月は送出されないから他の通信に態形Ｗを及
ぼすことはない。ただし、制御信号の速度か比較的イバ
速であったり、あるいは信号の情報芋か大きく、１つの
タイム・スロット内に収容不可能な場合には、ゴフレー
ム後または、ざらに次のフレームのタイム・スロットＳ
ＵＯを使用して送信される。

一方、無線基地局３０の制御部４０では、移動無線機１
００のＩＤ（識別信号）を検出しく３２０２）、そのＩ
Ｄ８確認するので、移動無線機１００に対して発呼に必
要な通話チャネル指定信号および暗号情報を、下りのタ
イム・スロットＳＤＯを用いて移動！！！、線機１００
宛に送信ブーる（３２０３）。

無線基地局３０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、＠号情報およびフレーム番＠ヤ通
話チャネルから、暗号記憶部コア７を検索して自己に割
当てられたタイム・スロツＦ一番号を見つけ出し、指示
されたフレーム番号コ（「１）のときタイム・スロット
かＳＵＩであったとすると、指定されたスロットに切替
えて（Ｓ２０４＞、これを用いで、スロッ）へ切替完了
信号を無線基地局３０宛に送信して（３２０５＞、ダイ
ヤル・トーンか送られてくるのを持つ（３２０６）。

無ｊｉ！基地局３０ては、当然これを期待してマ＋〜リ
ックス・スイッチＲ３Ｗ１−１をオンにして受信待機中
であり、スロワ１〜切替完了報告を受信すると（５２０
７＞、関門交換機２０宛に移動無線１１００のＩＤとと
もに発呼信号を送出する（Ｓ２０８）。これに対し関門
交換機２０では、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ダイヤル・トーン
を無線基地局３０へ送出プる（５２１０、第４Ｂ図）。

このダイヤル・トーンは、無線基地８３０において暗号
付与７６の指定するタイム・スロットたとへばＳＤ４で
送信するべく、マトリックス・スイッチＴＳＷ１−４を
オンにして移動無線機１００あてに転送され（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（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１３４ｊＰ３よ
び送信ミクサ１３３を含む無線送信回路１３２より、下
りのタイム・スロットと同一番号のタイム・スロットＳ
Ｕ４を用いて送出される（Ｓ２１３＞。この信号は無線
基地局３０の無線受信回路３５で受信される。

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・スロットに関する
＠号情報を与えであるので、無線基地局３０ではそれに
対応する暗号解読器７５からの制御信号により、信号選
択回路３９のマトリックス・スイッチＲ３Ｗ１−４をオ
ンにして＠号付与器７６の制御信号により信号割当回路
群５２のマトリックス・スイッチＴＳＷ１−７をオンに
して、上りのタイム・スロット５ＬＩ４を受信し、下り
のタイム・スロットＳＤ７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３９のマトリックス
・スイッチＲ３Ｗ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、暗
号付与器７６から、制御信号の指示に従い、信号割当回
路５２のマトリックス・スイッチＴＳＷ１−７によりタ
イム・スロットＳＤ７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
ＳＤ７を用いて前記移動無線機１００宛に送信される。

前記移動無線機１００ては、無線チャネルＣＨ１のタイ
ム・スロットＳＤ７において受信すべく送受信断続制御
器１２３の出力を用いてスイッチ５Ｗ１２２−１をオン
・オフして受信待機中でおり無線受信回路１３５て受信
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か復元され、電話機部１０
１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（３２１６＞。

通話が開始されたあとも、無線基地局３０からの送信も
しくは移動無線ｌ１１００からの送信に使用されるタイ
ム・スロット番号は、各フレームにおいて異なり、それ
らの制御はそれぞれに具備されている暗号付与器７６．
１７６の指示に従うことになる。

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（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１２２１および１２２−２をそれぞれシンセサイザ］
２１−１および１２１−２の出力端に固定する。

一方、無線基地局３０のυｊ御部４０ては、移動無線Ｒ
１００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５２１９＞、スイッチＵ（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、通信に使用するタイム・スロット（Ｓ
ＤＯ，ＳＵＯ以外）にはそれを使用する無線基地局３０
もしくは移動無線機１００のＩＤ表示がなされないもの
としたが、場合によっては各タイム・スロット毎にＩＤ
信号を含ませ、通信の信頼性をはかることも可能である
。

そのための方法を説明すると、まず、タイム・スロット
内の信号の先頭の部分にＩＤ付与を行う方法がある。し
かし、これでは通信信号の使用時間が減少するから、こ
れを避けるために第３Ｂ図に示すように帯域外制御信号
を用いる方が有利である。すなわち各タイム・スロット
に含まれる通信信号の下側周波数帯にディジタル信号ま
たはトーン信号によりＩＤを表示する方法でおる。

この方法を用いることにより、万一干渉妨害のために混
信が発生しても、自己のＩＤ信号を含む信号以外のもの
を、移動無線機１００においては電話機部１０１へ、無
線基地局３０においては信号処理部３１へ出力させない
ようにすることにより、混信によるプライバシイ問題を
未然に防止することが可能となる。

以上の説明では移動無線機１００が発呼する場合であっ
たが、着呼についても同様な秘話方法により通話が実行
される。すなわち、第４Ａ図を用いて説明すると、開門
交換機２０から無線基地局３０へ、移動無線Ｉｌｌ　０
０宛の着呼情報か送られてきたとき、ステップ３２０３
の暗号情報に着呼表示を加えて移動無線機１００へ送信
すればよい。

以下、移動無線機１００ではステップ５２０４に示され
たのと同様のプロセスが行われ、着呼動作が進行するこ
ととなる。

なお、以上に説明した暗号情報は、無線基地局３０の主
導で進められた。移動無線機１００が主導する場合も同
様に進められる。ただしこの場合、他の移動無線機から
通話が発生したときには、干渉妨害を避けるため無線基
地局３０へ暗号情報を届ける必要があり、実際上はやや
不便となる。また下りの信号は無線基地８３０主導の暗
号情報、上りは移動無線ｍ１ｏｏ主導の暗号情報とする
ことも可能でおるが、この場合も上りに関しては暗号情
報を無線基地局３０へ届け、他の移動無線機にはそれに
従わせる必要が生じる。

以上総合すると暗号化に間しては無線基地局３０主導型
か実用的と考えられる。

本発明による秘話を用いた通信システムにあ（ブる信号
の遅延時間すなわち、無線基地局３０が送信し、移動無
線機１００か受信する場合、もしくは移動無線機１００
か送信し、無線基地局３０が受信する場合の送信から受
信する迄の所要時間について説明する。すでに説明した
ように秘話を行うため、ある通信信号の時間分割され圧
縮された信号のフレームの中の割当タイム・スロットは
逐次変更されるから、受信側で送信信号を復元するため
には、少なくとも１フレームの時間（丁とする）は遅延
させる必要がある。なぜならば、第２図＜ａ＞の無線基
地局３０から送信する信号を例にとると、通信信号がた
とえばフレームＦ１ではＳＤＩ、フレームＦ２では５Ｄ
ｎ−１，７Ｌ／−４Ｆ３ではＳＤ４．・・・でＩＪ当て
られているとすると、この信号を受信した移動無線機１
００では第１Ｂ図に示される速度復元回路１３８内に含
まれている信号遅延量調整器（図示せず）において、フ
レームＦ１の速度復元信号を約１フレーム時間（正確に
は（（ｎ−１＞／（ｎ＋１＞）ＸＴ）遅延させるだけの
遅延機能を具備させる必要がおる。

すなわち、 フレームＦ１．ＳＤＩでは （（ｎ−１＞／（ｎ＋１））ｘＴ フレームＦ２．５Ｄｎ−１では Ｎ／　（ｎ＋１　））ｘＴ フレームＦ３．ＳＤ４では （＜ｎ−４＞／　（ｎ＋１＞）ＸＴ だけ遅延させた後、電話機部１０１へ送出させる必要か
ある。

上記の遅延量を与えないで、すぐ電話機部１０１へ送出
すると、つぎのフレームＦ２では与えられているタイム
・スロットかＳＤｌならよいが、上記のように５Ｄｎ−
１では信号がＳＤｌより遅延して到着するので、電話機
部１０１へ送信することができず、信号がとぎれてしま
うことになるからである。一方、上記の遅延時間を与え
ると、電話機部１０１への入力信号としては、あたかも
連続した電話信＠を形成可能となるからである。

以上の遅延時間の算定に対しては、制御信号用タイム・
スロットの時間長も通信用タイム・スロットのそれと等
しいとし、また信号の空間伝搬中の所要時間ヤミクサ、
増幅器などの回路を通過するための所用時間は無視した
。なお、上述の速度復元回路１３８内に含まれる信号遅
延量調整器（図示せず）の具体的回路は一種のメモリ回
路でよく、メモリ読取り時のタイミングをタイミング発
生器１４２から受取ればよいことになる。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、従来開示されていなかっ
たＴＣＭ信号に関する秘話方法が実用可能になったので
、システムに属していない第３者の無線機による傍聴が
困難となり、ＴＣＭ通信におけるプライバシイの確保が
可能となる効果は大きい。

【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−１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１０−２図は第１０−１図の構成要素である信号選択
回路の詳細な回路構成図、 第１Ｃ−３図は第１Ｃ−１図の構成要素である信号割当
回路の詳細な回路構成図、 第２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動作
の流れを示すフロー・チャート、第５図は本発明のシス
テムにおいて使用される通話チャネル番号、フレーム番
号とタイム・スロット番号の関係を示す図である。 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・・・信号処理部 ３２・・・無線送信回路　　３５・・・無線受信回路３
８・・・信号速度復元回路群 ３９・・・信号選択回路 ３９−１〜３９−ｎ・・・信号選択回路４０・・・制御
部 ４１・・・クロック発生器 ４２・・−タイミング発生回路 ５１・・・−信号速度変換回路群 ５１−１〜５１−ｎ・・・信号速度変換回路５２・・・
信号割当回路 ７５・・−暗号解読器　　　７６・・・暗号付与器７７
・・・暗号記憶部 ９１・・・ディジタル符号化回路 ９２・・・多重変換回路 １００．１００−１〜１００−ｎ−・・移動無線機１０
１・・・電話機部 １２０・・・基準水晶発振器 ２ ２ ２ ３ ３ ３ ３ ３ ７ ７ １−１．１２１−２・・・シンセサイザ２−１，１２２
−２・・・スイッチ ３・・・送受信断続制御器 １・・・速度変換回路 ２・・・無線送信回路　１３ ４・・・送信部　　　　１３ ６・・・受信ミクサ　　１３ ８・・・速度復元回路　１４ ５・・・暗号解読器　　１７ ７・・・暗号記憶部。 ３・・・送信ミクサ ５・・・無線受信回路 ７・・・受信部 １・・・クロック再生器 ６・・・暗号付与器

Claims (1)

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
   ーンを横切つて移動し、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方法において、
   対向して通信するフレーム内のタイム・スロットの位置
   を、対向して通信している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一方において定めた
   順序に従つて変更する移動体通信の時間分割通信秘話方
   法。 ２、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、対向して交信する前記無線基地手段および前記移動
   無線手段の双方がそれぞれ、 フレーム内のタイム・スロットの位置を変更しながら交
   信するための交信手順を暗号として記憶するための暗号
   記憶手段（７７、１７７）と、前記暗号を交信する相手
   に付与するための暗号付与手段（７６、１７６）と、 前記暗号を交信の相手から付与されたときに解読するた
   めの暗号解読手段（７５、１７５）とを具備している移
   動体通信の時間分割通信秘話システム。