JPH0376324A - 移動体通信における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、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ＮＴＴ　（日本電信電話（株））の自動車方式の中で
採用されている。これを第５図により説明する。ある無
線基地局１３にはそのサービス・エリアであるゾーン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１ａ１
５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割当てることが可能で
あるから通話を行うことは可能であるが、１１番目に要
求してきた移動無線機からの発呼要求に対しては、割当
てるべき無線チャネルがないために、発呼不能（呼損）
となっていた。以上は無線チャネルをアナログ信号の伝
送に使用する場合の例であったが、音声をデジタル変調
した場合でも、シングル・チャネル◆バー・キャリア（
Ｓｉｎｇｌｅ　Ｃｈａｎｎｅｌ　ｐｅｒ　Ｃａｒｒｉｅ
ｒ）ｓｃｐｃ、すなわち１つの搬送波に、それぞれ電話
（通信〉信号１個をの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ＩＩすることに変わりはなかっ
た。

［課題を解決するための手段］ 送信信号（ベースバンド信号〉をあらかじめ定めた時間
間隔単位に区切って記憶回路に記憶し、これを読み出す
ときには記憶回路に記憶する速度よりもｎ倍の高速によ
り所定のタイム・スロットで読み出し、このタイム・ス
ロットによって収容された信号で搬送波を角度変調また
は振幅変調して、時間的に断続して送受信するために移
動無線機および無線基地局に内蔵されている、それぞれ
対向して交信する受信ミクサを有する無線受信回路と、
送信ミクサを有する無線送信回路と、無線受信回路の受
信ミクサに印加するシンセサイザと無線送信回路の送信
ミクサに印加するシンセサイザとに対しスイッチ回路を
設け、それぞれ印加するシンセサイザの出力を断続させ
、かつこの断続状態を送受信ともに同期し、かつ対向し
て通信する無線基地局にも上記と同様の断続送受信を移
動無線機のそれと同期させる方法を用い、かつ受信側で
は前記所定のタイム・スロットに収容されている信号の
みを取り出すために、無線受信回路を開閉して受信し、
復調して得た信号を記憶回路に記憶し、これを読み出す
ときにはこの記憶回路に記憶する速度のｎ分の１の低速
度で読み出すことにより、送信されてきた原信号である
ベースバンド信号の再生を可能とするシステムを構築し
た。

ここで、タイム・スロットにより時間的に断続して送信
する場合に、そのタイム・スロットの先頭部分および後
尾部分をその中間部分にくらべて信号の速度を低速にし
た。

この結果、システムに与えられた全無線チャネルが使用
中であっても、各無線チャネルにそれぞれ時間分割され
たタイム・スロット内は、通信に使用されていない空ス
ロットがあれば、新しく発呼を希望してきた移動無線機
に対しても発呼が可能となり、周波数の有効利用度の高
いシステムの実現が可能となった。

［作用］ 無線基地局とそのサービス・エリア内に多数の移動無線
機が存在し、その任意の数の移動無線機が無線基地局と
交信可能とするために、１つの無線チャネルが時間的に
複数のタイム・スロット系列に分割されており、これら
タイム・スロット系列の１つを選択して、これを用いて
通信することが可能なシステム構築がなされた。１つの
移動無ｍ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
し、タイム・スロットの先頭部分および後尾部分の信号
の速度を中間部分のそれにくらべて低速にしたから、高
次の高調波にもとづく雑音による通信情報の劣化を軽減
することができた。

その結果、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。

［実施例］ 第１Ａ図、第１Ｂ図および第１Ｃ図は、本発明の一実施
例を説明するためのシステム構成を示している。

第１Ａ図において、１０は一般の電話網であり、２０は
電話網１０と無線システムとを交換接続するための関門
交換機である。３０は無線基地局であり関門交換機２０
とのインタフェイス、信号の速度変換を行う回路、タイ
ム・スロットの割当てや選択をする回路、制御部などが
あり、無線回線の設定や解除を行うほか、移動無線機１
００（１００−１〜１００−ｎ＞と無線信号の授受を行
う無線送受信回路を有している。

ここで、関門交換ｌ１１２０と無線基地局３０との間に
は、通話チャネルＣＨ１〜Ｃ１−１ｎ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１３０との間で交信をする移動
熱！ｌ１１００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、υ制御部１４０とクロック再生器１４１に
入力される。クロック再生器１４１では、受信した信号
中からクロックを再生してそれを速度復元回路１３８と
制ｉ１１部１４０とタイミング発生器１４２に印加して
いる。

速度復元回路１３８では、受信信号中の圧縮されて区切
られた通信信号の速度（アナログ信号の場合はピッチ）
を復元して連続した信号として電話機部１０１および制
御部１４０に入力している。

電話機部１０１から出力される通信信号は、速度変換回
路１３１で通信信号を所定の時間間隔で区切って、その
速度（アナログ信号の場合はピッチ）を高速（圧縮〉に
して、送信ミクサ１３３と送信部１３４とを含む無線送
信回路１３２に印加され、送信信号はアンテナ部から送
出されて、無線基地１３０によって受信される。

このタイミング発生器１４２では、クロック再生器１４
１からのクロックと制御部１４０からの制御信号により
、送受信断続制御器１２３．速度変換回路１３１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１ｊｌｖｓ１００には、ざらにシンセサイザ
１２１−１および１２１−２と、切替スイッチ１２２−
１．１２２−２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ｌ器１２３およびタイミング発生器１４２が含まれ
ており、シンセサイザ１２１−１．１２１−２と送受信
断続制御器１２３とタイミング発生器１４２とは制御部
１４０によって制御されている。各シンセサイザ１２１
−１．１２１−２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図には無線基地局３０が示されている。

関門交換機２０との間のｎチャネルの通信信号２２−１
〜２２−ｎは伝送路でインタフェイスをなす信号処理部
３１に接続される。　さて、関門交換機２０から送られ
てきた通信信号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が行われ、関門交換機２０からの
入力信号は、信号速度変換回路群５１へ送られる。また
信号速度復元回路群３８からの出力信号は、信号処理部
３１で入力信号と同一の伝送路を用いて関門交換Ｉｆｉ
２０へ送信される。上記のうち関門交換機２０からの入
力信号は多くの信号速度復元回路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−ｎを含む信号選択回路群３９へ入力され、
ここで各通話チャネルＣ口１〜ＣＨｎに対応して通話信
号が分離される。この出力は各チャネルごとに設けられ
た信号速度復元回路３８−１〜３８−ｎを含む信号速度
復元回路群３８で、信号速度〈ピッチ〉の復元を受けた
後、信号処理部３１へ入力され、４線−２線変換を受け
た後この出力は関門交換１１２０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＆￥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　）　、　Ｂ　Ｂ　
Ｄ　（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３Ｂ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
。

本発明においては、この出き込み速度または読み出し速
度に大きな特徴を有している。

第２Ａ−１図においては、１つのタイム・スロット長の
肋間における信号の書き込み速度（ａ）、読み出し速度
（ｂ〉、送信時の総合速度（Ｃ）が示されている。同図
（ａ）の書き込み速度は、無線基地局３０においては信
号速度変換回路群５１の書き込み速度の時間的変化を表
わしており、移動無線機１００においては速度変換回路
１３１の書き込み速度の時間的変化を示している。

第２Ａ−１図（ｂ）は、無線基地局３０においては信号
速度変換回路群５１の読み出し速度の時間的変化を表わ
しており、移動無線機１００においては速度変換回路１
３１の読み出し速度の時間的変化を示している。

同図（ａ）のａに示す一定の書き込み速度で信号速度変
換回路群５１または速度変換回路１３１に１つの時間的
に区切られた信号（以下、タイム・セグメント信号とい
う）を書き込んだ場合には、同図（ｂ）のＡに示すよう
に、タイム・セグメント信号の先頭部分および後尾部分
では低速で、中間部分では高速で信号速度変換回路群５
１または速度変換回路１３１から読み出して同図（Ｃ）
に示す総合速度で無線基地局３０の無線送信回路３２（
正確には変調器の入力端）または移動無線機１００の無
線送信回路１３２〈正確には送信ミクサ１３３の入力端
〉に印加して送信する。同図（Ｃ）の総合速度１とは、
送信されるべき原信号の速度であり、送信信ｇの総合速
度は時間的に圧縮されていることを表わしている。

第２Ｂ−１図には書き込み速度（ａ〉、読み出し速度（
ｂ）および総合速度（Ｃ＞が、第２八−１図に示したも
のとは異なる曲線で示されている。

第２Ｂ−１図（ａ）の直線ａ（曲線ｂ）が示すように、
無線基地局３０の信号速度変換回路群５１または移動無
線１ａ１００の速度変換回路１３１の讃き込み速度が一
定（変化）である場合には、それらからの読み出し速度
は同図（ｂ）に示す曲線Ａ（直線Ｂ）のようになり、無
線基地局３０の無線送信回路３２または移動無線機１０
０の無線送信回路１３２から送信される場合の送信信号
の総合速度は、同図（Ｃ）に示すように曲線を描いて変
化する。

第２Ａ−１図および第２Ｂ−１図に示した例は単純なも
のであり、実用にはざらに複９ｆｉな関数形であっても
よい。

以下、タイム・セグメント信号の先頭および後尾部分の
書き込みまたは読み出し速度をその中央部分のそれより
も相対的におそくする理由を説明する。

時間圧縮されたタイム・セグメント信号が、無線送信回
路３２からアンテナを経由して送信され、場所的に離れ
た所にある移動無線ｔｉｉｏｏで受信されたとする。後
述するごとく信号の波形はパルス的であり、移動無線機
１００の無線受信回路１３５で復調される場合に、信号
の先頭および後尾部分で過渡現象が発生し、信号がこの
影響を受ける。そのため、この部分には同期信号やアイ
ドル信号を挿入したり、あるいは１つ前または後の区切
られた信号の一部を付加して送信する等、あまり重要で
ない信号に使用される。したがって、この部分の信号を
相対的に高速で送信するのは、原信号再生時において雑
音の影響を受【プた信号を大量に発生することになるの
で賢明でなく、反対にタイム・セグメント信号の中央部
分を高速で送信するのが効果的となる。

以上の結果、第１Ｂ図の無線送信回路１３２または第１
Ｃ図の無線送信回路３２（正確には変調器入力時）の音
声信号（１タイム・セグメント信号〉に関する信号速度
分布を第２Ａ−１図および第２Ｂ−１図のそれぞれの（
Ｃ）に示すように変化させると、対向して通信している
相手側でこの信号を受信して原信号をとり出すためには
、タイム・セグメント信号に与えた速度の時間的変化の
逆変換を、受信した信号に与える必要がある。

第２Ａ−２図および第２Ｂ−２図には、第２Ａ−１図お
よび第２Ｂ−１図の（Ｃ）に示された総合速度でタイム
・セグメント信号が時間圧縮され送信されてきた場合の
受信側における時間伸長の様子が示されている。

第２Ａ−２図（ａ）および第２Ｂ−２図（ａ）の直線ａ
（方形状に変化する線または曲線ｂ）に示す速度で、無
線基地局３０の信号速度復元回路群３８または移動無線
１１１００の速度復元回路１３８に書き込んだ場合には
、信号速度復元回路群３８または速度復元回路１３８か
らの読み出し速度は両図の（ｂ）の方形状に変化する線
または曲線Ａ（直線Ｂ）に示す速さとし、両図（Ｃ）に
示す方形状に変化する線または曲線で表わされる総合速
度が１以下の遅い速度として、時間圧縮して送られてき
たタイム・セグメント信号を時間伸長して送信側の原信
号波形と同じ信号波形を復元している。したがって、第
２Ａ−１図（Ｃ）および第２Ａ−２図（Ｃ）に示した円
関数の積（対数目盛の場合は和）は、横軸の任意の時間
に対し常に１（対数目盛の場合はＯ〉、同じく、第２Ｂ
−１図（Ｃ）および第２Ｂ−２図（Ｃ）に示した円関数
の積（対数目盛の場合は和〉も１（対数目盛の場合はＯ
〉となることが必要である。

関門交換機２０から信号処理部３１を経由して出力され
た制御または音声信号は信号速度変換回路１５１に入力
され、速度（ピッチ）変換の処理が行われたのちにタイ
ム・スロット別に信号を割当てる信号割当回路群５２に
印加される。この信号割当回路群５２はバッファ・メモ
リ回路であり、信号速度変換回路群５１から出力された
１区切り分の高速信号をメモリし、制御部４０の指示に
より与えられるタイミング発生回路４２からのタイミン
グ情報で、バッファ・メモリ内の信号を読み出し、無線
送信回路３２へ送信する。この結果、通信信号はチャネ
ル対応でみた場合には、時系列的にオーバラップなく直
列に並べられてており、後述する制御信号または通話信
号が全実装される場合には、あたかも連続信号波のよう
になる。

この圧縮した信号の様子を第２Ｃ図および第２Ｄ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２Ｃ図（ａ＞のＳＤＩ、５Ｄ２
−、ＳＤｎは速度変換された通信信号が、それぞれタイ
ム・スロット別に割当てられていることを示している。

ここで、１つのタイム・スロットの中は図示のごとく同
期信号（アイドル信号）と制御信号または通話信号が収
容されている。このうち通話信号については、１つのタ
イム・セグメント信号において、前述したように書き込
みまたは読み出し速度に時間的変化を設けている。また
、同期信号またはアイドル信号は、制御部４０で作成さ
れ、各タイム・スロットの先頭または後尾部分に付加さ
れ、これで１つの完全なタイム・スロットとなる。

また、通話信号が実装されていない場合は、同期信号だ
けで通話信号の部分は空スロツト信号が加えられる。こ
のようにして、第２Ｃ図（ａ）に示すように、無線送信
回路３２においては、タイム・スロットＳＤ１〜ＳＤｎ
で１フレームをなす信号が変調回路に加えられる事にな
る。

この時系列化された多重信号は、無線送信回路３２にお
いて、振幅または角度変調されたのちに、アンテナ部よ
り空間へ送出される。

電話の発着呼時において通話に先行して無線基地局３０
と移動無線機１００との間で行われる制御信号の伝送に
ついては、電話信号の帯域内または帯域外のいづれを使
用する場合も可能である。

第３Ａ図はこれらの周波数関係を示す。すなわち同（ａ
）においては帯域外信号の例であり、図のごとく、低周
波側（２５０１−Ｉ　ｚ　）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
（アイドル信号〉とを別々にとり出すことが可能である
。

ただし、上記の音声信号に関しては、送信時の書き込み
または読み出し時に行った時間的速度変化に対しては、
逆の変化を持たせた書き込みまたは読み出しを行わねば
ならないことは当然である（第２Ａ−２図、第２Ｂ−２
図参照〉。

一方、移動無線１１１００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３
５へ入力される。第２Ｃ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ｔ１１００−１，１００−２゜・・・
　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、・・・、ｓ
ｕｎの内容を詳細に示すと、第２Ｃ図（ｂ）の左下方に
示す通り同期信＠および制御信号または通話信号より成
り立っている。ただし、無線基地局３０と移動無線＠１
００との間の距離の小さい場合や信号速度によっては、
同期信号を省略することが可能である。ざらに、上記の
上り無線信号の無線搬送波のタイム・スロット内での波
形を模式的に示すと、第２Ｄ（ｃ）のごとくなる。

さて、無線基地局３０へ到来した入力信号のうち制御信
号については、無線受信回路３５から直ちに制御部４０
へ加えられる。ただし、速度変換率の大きさによっては
、通話信号を同様の処理を行った後に信号速度復元回路
群３８の出力から制御部４０へ加えることも可能である
。また通話信号については、信号選択回路群３９へ印加
される。

信号選択回路群３９には、制御部４０からの制御信号の
指示により、所定のタイミングを発生するタイミング発
生回路４２からのタイミング信号が印加され、各タイム
・スロットＳＵ１〜Ｓｕｎごとに同期信号、制御信号ま
たは通話信号が分離出力される。これらの各信号は、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６！２０宛に送信され
ることになる。

以下本発明における信号空間を伝送される場合の態様を
所要伝送帯域や、これと隣接した無線チャネルとの関係
を用いて説明する。

第１Ｃ図に示すように、制御部４０からの制御信号は信
号割当回路群５２の出力と平行して無線送信回路３２へ
加えられる。ただし、速度変換率の大きさによっては通
話信号と同様の処理を行った後、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ヂヤネルと
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（０，３ＫｌｌＺ〜３．ＯＫ＋
−１２〉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。すなわら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
＜　４．５Ｋｔ−１ｚ　〜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何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．ＯＫ＋−
１２＞と通話信＠ＣＨ”ｌ　（４，５〜４５Ｋ）−１２
でＳＤＩ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ｇ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Ｃｔ−１ｉ　（４，５〜４５ＫＨｚ　）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、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、つぎの不等式が成立す
る必要がある。

ｆ　　　＞　２　ｆ　Ｈ 「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ｅ無！ａ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ｓＪＩ機１００からの発呼 第４Ａ図および第４Ｂ図に示すフローチＶ−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Ｃ口１と
する）に含まれている制御信号の捕捉をｍ１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１
１）　　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Ｃ口１とする〉の受信状
態にはいる。これは第２Ｃ図（ａ）に示されているタイ
ム・スロットＳＤｉ内の周期信号を捕捉することにより
可能である。＄り一部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−’Ｉ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（Ｒ呼
開始）１ｊると（３２０１、第４Ａ図）、第１８図のシ
ンセサイザ１２１−２は、無線チャネルＣ１」１の送信
を可能とする局発周波数を発生させるような制御信号を
制御部１４０から受ける。

またスイッチ１２２−２もシンセサイザ１２１−２側に
倒し、固定した状態になる。つぎに無線チャネルＣ口１
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２Ｃ図（ｂ＞に示される
周波数帝を用いられ、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ｔ）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
いは信号の情報型が大きく、１つのタイム・スロット内
に収容不可能な場合には、１フレーム後またはざらに、
次のフレームの同一タイム・スロットを使用して送信さ
れる。

タイム・スロットＳｕｎを捕捉するには具体的にはつぎ
の方法を用いる。無線基地８３０から送信されている制
御信号には、第２Ｃ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Ｊ：す、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３［）ｉ　　（ｉ＝１．２゜・
・・　ｎ）が他の通信によって使用されているときには
、同期信号と通話信号しか含まれていない場合もあるが
、このような場合でも未使用のタイム・スロットには通
常同期信号と制御信号が含まれており、この制御信号を
受信することにより、移動無線ｔｉｉｏｏ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１吊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ＳＤ１゜ＳＤ２．・・・、Ｓ
Ｄｎ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
Ｖａ１００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１１１００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
前！ａ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。

ざて移動無線機１００からの発呼用制御信号が良好に無
線基地１３０で受信され移動無線ｌ１１００のＩＤ（識
別番号）を検出したとすると（３２０２〉、制御部４０
では、現在空いているタイム・スロットを検索する。移
動無線［１００に与えるタイム・スロットは５ｔＪｎで
もよいが、念のために検索を実行する。それは移動無線
１１１００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・スロツｌ−Ｓ　Ｄ　１が空
いているとすると、移動無線！ｆｉ１００に対し前記無
線チャネルＣＨＩのタイム・スロットＳ［）１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１
００−＋無線基地１３０）ＳＵｌ。

およびこれに対応する下り（無線基地局３０→移動無線
Ｉａ１００）ＳＤＩを使用するように指示する（５２０
３）。これに応じて移動無！！；１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５Ｕ１（
第２Ｃ図（ｂ）参照）を選択する。このとき移動無線機
１００の制御部１４０においては、送受信断続制御器１
２３を動作させ、スイッチ１２２−１および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３２０５＞、ダイヤル・トーン
を持つ（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２Ｄ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１１００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＞、発呼信号を関門交換機２０に対し送出しく
５２０８）、これを受けた関門交換機２０では移動無線
機１００のＩＤを検出し、関門交換ｌＮ２Ｏ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（Ｓ２
０９＞、ダイヤル・トーンを送出する（５２１０．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（８２１１＞、移動１線１１００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ｔｉ１００の電話機部
１０１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・スロワｌ−Ｓ　Ｕｌを用いて送出される（Ｓ２１３
＞。かくして、送信されたダイヤル信号は無線基地局３
０の無線受信回路３５で受信される。この無線基地局３
０では、すでに移動無線機１００からの光呼信号に応答
し、使用すべきタイム・スロワ１−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
路群５２を動作させて、上りのタイム・スロットＳＵ１
を受信し、下りのタイム・スロットＳＤ１の信号を送信
する状態に移行している。したがって移動無線機１００
から送信されてきたダイヤル信号は、信号選択回路群３
９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
目処理部３１を介して通話信号２２−１として関門交換
機２０へ転送され（Ｓ２１４）、電話網１０への通話路
が設定される（Ｓ２１５＞。

一方、関門交換機２０からの入力信号（当初制御信号、
通話が開始されれば通話信号〉は、無線基地局３０にお
いて信号速度変換回路群５１で速度変換を受けた後、信
号割当回路群５２の信号割当回路５２−１によりタイム
・スロット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ｍ１ｏｏ宛に送信される。前記
移動無線ｖ１１００では、無線チャネルＣ口１のタイム
・スロットＳＤ’ｌにおいて受信待機中であり無線受信
回路１３５で受信され、その出力は速度復元回路１３８
に入力される。この回路において送信の原信号が復元さ
れ、電話機部１０１の受話器に入力される。かくして、
移動無線機１００と一般の電話網１０の内の一般電話と
の間で通話が開始されることになる（Ｓ２１６）。

終話は移動前ＩＩ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
１３１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（３２１Ｂ＞、制御部１４０で
は送受信断続制御器１２３の動作を停止させかつ、スイ
ッチ１２２−１および１２２−２をそれぞれシンセサイ
ザ１２１−１および１２１−２の出力端に固定づる。

一方、無線基地局３０の制御部４０では、移動無線ｍ１
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（５２２０＞。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３Ｂ、制御低目
速度変換回路４Ｂ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 移動前！ａ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Ｃ口１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ＦＭ２０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、伏目割当
回路ｕ５２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Ｃ１−１１の下りタイム・スロットのうちの空ス
ロット、たとえばＳＤＩを使用して移動無線１１００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（移動前Ｉ！ｌ！１００からの送信には、たとえばＳ
ＤＩ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Ｓ線機１０
０への着呼信号であることをｖｒ１認するので電話機部
１０１より呼出音を鳴ｖＪさせると同時に、指示された
タイム・スロットＳＤ１、ＳＵＩ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１
２２−１゜１２２−２のオン、オフを開始させる。かく
て通話が可能な状態に移行したことになる。

つぎに本システムを用いて良好な状態で低目伝送が実行
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［１００が送信、無線基地局３０が受信
〉無線信号を例にとる。

まず上り無線信号がすべて空線、すなわち全タイム・ス
ロットとも使用されていない場合を想定する。発呼を希
望した移動ｓｔＱ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が上り無線ヂ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ＳＤＩ＞を選択
ずみで、タイミング発生回路１４２からの信号により無
線送信回路１３２から制御信号（通話路が設定されれば
通話信号）を無線基地局３０宛に送出する。

同様に、他の移動無線機から発（着〉呼があれば上り無
線信号として同一無線チャネルの他のタイム・スロット
を用いて無線基地局３０宛に制御または通話信号が送出
される。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、時間分割移動体通信シ
ステムに本発明を適用することにより、送信される無線
信号が原因となって受信復調時に発生するパルス性雑音
の影響を軽減することが可能となるから、本発明の効果
は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明のシステムの概念を示寸ＷＸ念構成図
、 第１Ｂ図は本発明のシステムに使用される移動無線機の
回路構成図、 第１Ｃ図は本発明のシステムに使用される無線基地局の
回路構成図、 第２Ａ−１図および第２Ａ−２図は１タイム・スロット
長内におけるタイム・セグメント信号の時間圧縮伸長の
速度を示す速度図、 第２Ｂ−１図および第２Ｂ−２図は１タイム・スロット
長内におけるタイム・セグメント信号の時間圧縮伸長の
速度を示す他の速度図、第２Ｃ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２Ｄ図はタイム・スロットの無線信号波形を示す図、 第３Ａ図および第３Ｂ図は通話信＠および制御信号のス
ペクトルを示すスペクトル図、第３Ｃ図は音声信号とデ
ータ信号を多重化する回路構成図、 第４Ａ図および第４Ｂ図は本発明によるシステムの動作
の流れを示すフロー・チャート、第５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　　３５・・・無線受信回路３
８・・・信号速度復元回路群 ３８−１〜３８−ｎ・・・送信速度復元回路３つ・・・
信号選択回路群　４０・・・制御部４１・・・クロック
発生器 ４２・・・タイミング発生回路 ５１・・・信号速度変換回路群 ５１−１〜５１−ｎ・・・信号速度変換回路５２・・・
信号割当回路群 ５２−１〜５２−ｎ・・・信＠割当回路９１・・・ディ
ジタル符号化回路 ９２・・・多重変換回路 １００．１００−１〜１００−ｎ・・・移動無線機１０
１・・・電話機部 １２０・・・基準水晶発振器 １２１−１，１２１−２・・・シンセサイザ１２２−１
，１２２−２・・・スイッチ１２３・・・送受信断続制
御器 １３１・・・速度変換回路 １３２・・・無線送信回路　１３３・・・送信ミクサ１
３４・・・送信部　　　　１３５・・・無線受信回路１
３６・・・受信ミクサ　　１３７・・・受信部１３８・
・・速度復元回路。

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（２５）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速度変換
   し、この高速変換においては、前記区切られた信号の先
   頭部分と後尾部分を前記先頭部分と後尾部分の間にある
   中間部分に比較して低速に変換する信号速度変換手段（
   ５１）と、 前記高速に変換された複数の区切られた信号に割当てら
   れたタイミングで時系列的にシリアルに出力するための
   信号割当手段（５２）と、 前記信号割当手段の出力を無線電波として送出するため
   の無線送信手段（３２）と、 高速に変換された複数の区切られた信号に割当てられた
   タイミングで時系列的にシリアルに送られてくる無線電
   波を受信するための無線受信手段（３５）と、 前記無線受信手段の出力を受けて、シリアルに送られて
   くる前記複数の区切られた信号をパラレルに変換して各
   信号を出力するための信号選択手段（３９）と、 前記信号選択手段からの各信号を受けて低速に変換して
   信号を復元するための信号速度復元手段（３８）と を具備し、 前記移動無線手段が、 前記無線基地手段からの無線電波のうち所定の区切られ
   た信号を受信するための無線受信手段（１３５，１２２
   −１，１２３）と、 前記無線受信手段（１３５，１２２−１，１２３）の出
   力を受けて、低速に変換して区切られた信号を連続した
   信号に復元するための速度復元手段（１３８）と、 送信すべき信号を所定の時間単位ごとに区切って高速に
   速度変換し、この高速変換においては、前記区切られた
   信号の先頭部分と後尾部分を前記先頭部分と後尾部分の
   間にある中間部分に比較して低速に変換するための速度
   変換手段（１３１）と、 前記速度変換手段（１３１）の出力を所定のタイミング
   で無線電波として送出するための無線送信手段（１３２
   ，１２２−２，１２３）と を具備する移動体通信における時間分割通信システム。