JPH04111546A - 移動体通信の時間分割通信方法 - 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
割通信方法における変調信号である時間圧縮多重信号の
有する多重負荷利得の有効利用に関する。さらに置体的
には、１つの無線電話システム内に原信号の有する最高
周波数や時間圧縮率の異なる電話信号が収容されており
、このうちの１つの移動無線機が、ある無線チャネルを
与えられ、これを用いて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他の無線基地局と通信を開始した
とき、周波数の有効利用上あるいは電波伝搬特性上の理
由で、それぞれ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を未然に除去すると同時
に、時間圧縮率を大きくした電話信号を用いて多重負荷
利得の増大を計り、送信出力の逓減による周波数の有効
利用性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．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 文献３．伊藤“携帯電話の方式検討−時分割時間圧縮多
重ＦＭ方式の多重波伝搬特性の検討−”信学会技報　Ｒ
Ｃ３８９−４７平成２年１月文献４．伊藤“時分割時間
圧縮多重電話信号の有する多重負荷利得の解明とＦＭ移
動通信への応用”　信学会技報　ＲＣ８８９−６５平成
２年３月 すなわち、文献１においては、送信信＠（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Ｒ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が報告されてい
る。

ついで文献２には、上記のようなＴＣＭ（時分割時間圧
縮多重）−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。

また文献３では、ＴＣＭ信号が空間を伝送中に受けるマ
ルチパス・フェージングの影響について検討し、この影
響を除去ないし軽減する対策として、タイム・スロット
間にガード・タイムを設定することを提案している。

さらに文献４では、従来ＦＤＭ（周波数分割多垂）信号
にその存在が知られていた多重負荷利得が、時分割時間
圧縮多重（ＴＣＭ＞方式にもＦＤＭ信号と類似の多重負
荷利得のあることを明らかにし、かつ、その定量化やシ
ステムの運用例を説明している。そしてこの多重負荷利
）ｑをＦＭの変調の深さを深くすることに用いると、送
信電力を大幅に低下させることができ、移動無線機にお
いては大幅な省電力化が可能となる見通しを得たことが
報告されている。

［発明が解決しようとする課題］ 前記の文献コないし３に示されたシステム構築例では、
システム内に単一のサービス種類、たとえばコードレス
電話や携帯電話、あるいは自動車電話といった同一種類
のサービス対象についてであり、しかも、これらの信号
の時間圧縮率は同一との仮定を含んでいる。

同様に、文献４についてもサービス種類は１種類で、か
つ、原信号の有する最高周波数や時間圧縮率は同一の場
合に限定されており、時間圧縮率の異なる複数グループ
の電話信号を含むＴＣＭ信号がどのような多重負荷利得
を有するが明確でなく、ましてや、これらを効果的に活
用する方法は開示されてはいない。

［課題を解決するための手段］ ＴＣＭ（時分割時間圧縮多重）信号が１つのフレーム内
に多種類の信号圧縮率の異なる電話信号を含む場合、そ
れぞれをサブフレームに分割し、そのサブフレーム内の
多重数（通話路数）、サブフレームの時間長、原信号の
有する最高周波数をパラメータにとり、ＴＣＭ信号の有
する多重負荷利得を文献４を参考にして求め、複合ＴＣ
Ｍ信号を用いる方法を実用化可能とした。

［作用］ 複合丁ＣＭ信号においても、その原信号の有する最高周
波数や信号圧縮率の異なる信号群毎にそれぞれ異なる多
重負荷利得が存在し、定量化が可能となったことから、
システムの各種の設計パラメータを用いて多重負荷利得
を具体的に緯出できるようになり、干渉妨害等を許容値
以内に保ちつつ、ＦＭ　（ＰＭ）変調の変調度を深める
ことにより、送信出力の逓減を可能とした。したがって
、増幅器の設計が容易となり、また、ミクサ、抵抗。

コンデンサ等受動回路の定格値を下げることができ、経
済的なシステムの構築が可能となった。

［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。

本発明を適用すべきシステムでは、携帯電話。

画像電話、自動車電話等のようにサービス対象ごとの端
末の中に、原信号の最高周波数や時間圧縮率の異なる信
号を扱うものが混在する場合に効果的であるが、原理を
説明するには単一種類の信号で十分なので、以下この場
合を説明する。

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ｔ１
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、関門交換機２０と無線基地局３０との間には、
通話チャネルＣＨＩ〜ＣＨｎの各通話信号と制御用の信
号を含む通信信号２２−１〜２２ｎ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、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１３
８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に印加される。

送信部１３４に含まれた変調器の出力は送信ミクサ１３
３において、所定の無線周波数に変換され、アンテナ部
から送出されて、無線基地局３０によって受信される。

移動無線機１００より、使用を許可されたタイム・スロ
ットを用いて無線基地局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
ミング情報が、制御部１４０を介して得られていること
が必要である。

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。

この移動無線Ｖ１１００には、さらにシンセサイザ１２
１−１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
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
か行われ、温間交換Ｒ２０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−ｎを含む信号速度変換回路群５
１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、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ＣＨ１〜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機２０へ通信信号２２−１〜２
２−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、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　９２〜１
３３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Ｉｌ！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５
２に印加される。この信号割当回路群５２はバッフ？・
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
ミンク情報で、バッフト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ＳＤｌ、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
期信号と制御信号または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、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。

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、図のごとく、
低周波側（２５０Ｈ２）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。ただし、ディジタル
・データ信号においては、後述するアナログ信号多重時
の多重負荷利得は通常存在しないから、システム設計に
はこの点の留意が必要である。

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．・・・
ＳＵｎは、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ｓｕ’＋、ｓｕ２、・・・、
ｓｕｎの内容を詳綱に示すと、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の出力から制一部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５Ｌ１１〜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ｍ１ｏｏに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Ｉｉ！１２０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つた後、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
たとえば音声信号（０，３ｋＨ２〜３．０ｋＨｚ　）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図のごとく、４，５
ＫＨｚ〜４５ＫＨ２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（相似変換された
）だけであり、波形の相似変換以外には変化がないこと
に留意する必要がある。これは多重負荷利得の値を求め
る時に必要となる。

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　
＞および通話信号ＣＨ１（４，５〜４５ｋｌ−１２でＳ
Ｄｌ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〜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（０，２〜４．０ｋＨ２）と通信
信号Ｃ；Ｈｉ　（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
。また上記の制御信号はフレームの最初に制御信号のた
めのタイム・スロットが設けられた場合には実装されな
いし、また、下側周波数帯域を他の信号に使用する際に
は、通信信号の周波数帯の近傍（４，１〜４．４ｋＨ２
または４６〜ａｓ、５ｋＨｚ　＞に設けられる場合があ
る。

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±４５ｋｔ−（ｚ 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　　　＞２ｆＨ 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、伯は信号選択回路群
３９を介して信号速度復元回銘肝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。

本発明によるＴＣＭ信号を用いる通信には、第２Ａ図に
示すように必らずしも各タイム・スロットＳＤ１〜ＳＤ
ｎ、ＳＵ１〜Ｓｕｎの間にはガード・タイムを設ける必
要はない。しかしながら、同期信号のタイミングのずれ
や、電波伝搬上の多重波による遅延波の影響を除去する
ために、タイム・スロット間にガード・タイムを設ける
場合がある。ガード・タイムの具体的数値は適用すべき
システムにより異なるが、たとえば、屋内の携帯電話シ
ステムには０．１〜０．５μｓｅｃ、自動車電話には５
〜１０μｓｅｃ位が妥当である。

第１Ｄ−１図には無線基地局の他の実施例３０Ｂが示さ
れている。ここで第１Ｃ図に示した無線基地局３０との
差異は、それぞれ２組の信号選択回路群３９ａ、３９ｂ
と信号速度復元回路群３８ａ、３Ｂｂ、それぞれ２組の
信号速度変換回路群５１ａ、５１ｂと信号割当回路群５
２ａ、５２ｂを具備している点であり、その他について
は第１Ｃ図に示した構成と同じである。無線基地ＩＱ３
０Ｂは移動無線機１００が原信号の最高周波数や時間圧
縮率の異なる電話端末である場合にとくに有用であり、
それらへの複合サービスについては後述する。

以下、とくに断わらない場合は、無線基地局３０．３０
８をまとめて、単に無線基地局３０という。

つぎに、本発明によるシステムの発着呼動作について説
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、１）　最大の受信入力電界を示す無線チャネル爾）
　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ＣＨＩ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（５２０１、第４Ａ図）、第１Ｂ図のシン
セサイザ１２１−２は、無線チャネルＣＨＩ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
周波数帯により、これを、たとえばタイム・スロットＳ
ｕｎ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・スロット内に
収容不可能な場合には、１フレーム後またはさらに、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。

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　（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。もし呼の衝突をざ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Ｊｉｉｅ３０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１１１００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
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ｔｆｉ１００に対し前記無線チャ
ネルＣＨ１のタイム・スロットＳＤＩを用い下り制御信
号によりタイム・スロット上り（移動無１ｍ機１００−
Ｊｌ！ｌ１ｌｌ地、Ｆ４３０）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
＞。

これに応じて移動無線ｖａ１００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ＳＵｌ　（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−
１６よび１２２−２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（Ｓ２０６＞。

この上り無線信号の無線搬送波のタイム・スロットＳＵ
Ｉ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、他の移動無線機１００からの上り信号としてＳＵ３
や５ｕｒｆ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機２０に対し送出しく
３２０８＞、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（３２０
９＞、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（Ｓ２１２）。

この状態に移行したとき移動無線１１１１００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、無線基地局３０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を受信じ、下りのタイム・スロットＳＤ
１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（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、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ＳＤ１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
Ｉを用いて前記移動無線［１００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Ｖｓ１００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（Ｓ２１７＞、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の出力端に固定する。

一方、無線基地局３０の制御部４ｏ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５２１９）、スイッチ群（図示せず）
のスイッチをオフに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１１［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Ｃ’Ｈ１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Ｓ
Ｄｌを使用して移動無線１ｆ１１００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（移動無線機
１００からの送信には、たとえばＳＤｌに対応するＳＵ
ｌ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．ＳＵ１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。

（３）複合サービス可能なシステム構築側以上において
は、本発明によるシステムによって、単一のサービスが
提供される場合を説明したが、移動無線ｍ”＋　ｏｏが
電話端末であることには変りはないが、サービス・クラ
スに応じてその原信号の最高周波数や時間圧縮率の異な
る電話信号に適する端末が混在している場合に、本発明
によるシステムは特徴を発揮するので、高品位（信号周
波数帯域が０．３〜６．０ｋＨ２）、標準品位（同（）
、３〜３．０ｋＨ２）　、低品位（同０．３〜１．５ｋ
Ｈ２）といった複数のサービス・クラスを有する複合シ
ステムを例に、第１Ａ図、第１Ｂ図、第１Ｄ＝１図を用
いて説明する。なお、説明の便宜上システムは上記の標
準品位と低品位の２種類のサービス・クラスを有する場
合に限定する。

第１Ｄ−１図の無線基地局３０Ｂの信号処理部３１は、
第１Ａ図の開門交換機２０と、通話チャネルＣＨ１〜Ｃ
Ｈｎの各通話信号と制御用の信号を含む通信信号２２−
１〜２２−ｎを伝送する伝送線で結ばれている。

さて、関門交換ｖｓ２０から送られてきた通信信号２２
−１〜２２−　ｎは、無線基地局３０Ｂの信号処理部３
１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線変換がなされるなど、すでに説明した機能のほかに
、着信の場合には以下の機能かある。

関門交換機２０からの特定の移動無線機１００宛の制御
信号に含まれているＩＤ信号により、無線基地局３０Ｂ
は着信が低品位電話用か標準品位電話用かを識別し、こ
の結果により信号速度変換回路群５１ａ（低品位電話用
）へ送出するか５１ｂ（標準品位電話用）へ送出するか
を判断する。

ただし、信号速度変換回路群５１ａ、ｂへの入力信号の
最高周波数は、すでに低品位電話用と標準品位電話用と
に分離されているものとする。もしも分離が行われてい
ない場合、第１Ｄ−１図の信号変換回路群５’１ａ、ｂ
でその分離を実施することになる。これについては、後
に詳しく説明する。

ここで信号速度変換回路群５１８．５１ｂは、それぞれ
第１Ｃ図の信号速度変換回路群５１に同じでおる。ＩＤ
識別の方法として、たとえば簡単な分は方は、電話番号
の末位が偶数ならば低品位電話機、奇数ならば標準品位
電話機と識別する。

少し複雑な方法は４桁番号のうち、５０００番台と６０
００番台か低品位電話機で、その他は標準品位電話機と
識別する。ざらには、下２桁が４０以下の数字ならば低
品位電話機、それ以上は標準品位電話機と識別する等種
々の方法がある。

以上のようにして識別することにより関門交換機２０か
らの入力信号は、信号速度変換回路群５１ａ、５１ｂへ
送られ、その後の信号の処理は、すでに述べたプロセス
に従うことになる。ただし、ここで留意すべきことは、
信号速度変換回路群５１ａと５１ｂとでは、速度変換に
おける速度が異〜なることである。すなわち、低品位電
話では標準品位電話に比べ、信号変換速度を高速にし、
かつ、ガード・タイムを小さくしている点である。

ここに説明中のシステム例においては、低品位電話の信
号変換速度を標準品位電話のそれに比べ２倍に高速化す
るのがシステム構築上最適であり、それについて説明す
る。

低品位電話の原信号の最高周波数は、１．５ｋｌ−ＩＺ
に抑えられており、これは標準電話の最高周波数の丁度
半分である。それ故、後述するように、低品位電話信号
の４００倍に時間圧縮したときに得られる高速信号の周
波数成分は、１２０〜６０（）ｋＨ２に分布しているこ
とになる。一方、標準品位電話の原信号の最高周波数は
３．０ｋＨ２であり、標準品位電話信号を２００倍に時
間圧縮したときに得られる高速信号の周波数成分は６０
〜６００ｋＨ２に分布しているから、これは丁度、低品
位電話の高速信号の周波数分布にほぼ一致している。と
くに他の無線チャネルに電波干渉を与えるとき問題とな
る信号の最高周波数は全く一致している。

以上の説明で明らかなように、低品位電話の信号変換速
度を標準品位電話に比べ２倍に高速化することの妥当性
が明らかになったが、この結果、タイム・スロット幅は
低品位電話用は標準品位電話用に比べ１／２に縮小され
ることは明らかであろう。

したがって第２Ｃ−１図に示すサブフレームａに収容さ
れている各タイム・スロットの時間間隔は、サブフレー
ムｂのそれらに比べ１／２でよいことがわかる。

以上の説明では、低品位電話信号の最高周波数が標準品
位電話信号のそれの１／２であったが、もし１／３であ
れば信号変換速度を３倍に、一般に１／にであればに倍
にすることが、最も周波数の有効利用上から有利となる
ことが明らかとなった。

また、このような低品位電話信号の使用によりシステム
総合の周波数利用率を高めていることも以下に説明する
多重負荷利得を大きくとり得ることから明らかであろう
。

ただし、原信号の時間分割（タイム・セグメント）信号
の長さはフレーム長である２ｍ５ｅｃとなる。なお、前
述した低品位電話信号におけるガード・タイムを小さく
する理由は、文献３に記されているように多重波伝搬特
性により、悪影響を受ける程度を高品位の電話信号はど
受けにくくするためである。

一方、無線受信回路３５からの出力には、低品位電話あ
るいは標準品位電話からの信号が含まれているが、前者
は信号選択回路群３９ａ、後者は３９ｂへ入力され、す
でに説明した信号処理を父けることになる。ここで信号
選択回路群３９ａ。

３９ｂは、それぞれ第１Ｃ図の信号選択回路群３９に同
じである。

信号選択回路群３９ａ、３９ｂでそれぞれ選択された低
品位電話および標準品位電話の信号は、それぞれ信号速
度復元回路群３８ａ、３８ｂで信号速度の復元がなされ
る。ここで、信号速度復元回路群３８ａ、３８ｂは、そ
れぞれ第１Ｃ図の信号速度復元回路群３８に同じである
。速度復元処理を受けた信号は、信号処理部３１でそれ
ぞれ対応する入力信号と同一の伝送路を用いて関門交換
機２０へ送信される。

上記の複合信号のフレーム構成を第２０−１図に示す。

同図（ａ）は無線基地局３０Ｂの無線送倍回路３２の出
力信号を示しており、１フレームの構成はサブフレーム
ａとｂに分けられる。サブフレームａは移動無線機１０
０のうち低品位電話用のタイム・スロット列を示してお
り、サブフレームｂは標準品位電話用を示している。サ
ブフレームａのタイム・スロットの時間幅およびガード
・タイムか、サブフレームｂのそれらに比較して小さい
のは、信号圧縮率が大きく、また多重波伝搬の悪影響を
サービス（料金）に見合う程度に若干許容したことによ
る。なお同期信号は各サブフレームの最後のタイム・ス
ロットを使用している例を示しているが、システムによ
っては１フレームに１個の同期信号のみ使用されるもの
もある。

第１Ａ図、第１Ｂ図および第１Ｄ−１図により構成され
る複合サービスにおける発着呼動作は、すでに第４Ａ図
、第４Ｂ図で説明したのと大差はない。しかしながら、
端末の種類が、低品位電話か標準品位電話かによりＩＤ
識別され、それぞれの信号の速度変換あるいは復元速度
が異なり、無線基地局３０Ｂの送信出力にも若干の相違
がある。

無線基地局３０Ｂの送信出力等のシステム・パラメータ
については後で説明する。

なお、第１Ｄ−１図において、信号処理部３１へ入来す
る信号の有する最高周波数は、すでに低品位用（０，３
〜１．５ｋＨ２）と標準品位用（０，３〜３．０ｋ）−
１２）とに分けられているとして説明したが、これが分
けられてあらず、両方共標準品位電話信号の有する周波
数成分である場合を以下に説明する。

信号処理部３１へ入来した電話信号のうちどれが低品位
電話信号でどれが標準品位電話信号かは前述したごとく
信号に含まれた識別情報により識別可能であるので、低
品位電話信号は信号速度変換回路群５１ａへ、また標準
品位電話信号は、信号速度変換回路群５１ｂへ選別され
てそれぞれ送られる。そして信号速度変換回路群５１ｂ
へ送られた信号は、特別の処理を行うことなく第１Ｄ−
１図によってすでに説明した通りの処理が行われる。信
号速度変換回路５１ａへ送られた信号は、その細部の回
路構成を示す第１Ｄ−２図の低域通過濾波器７９−１〜
７９−ｎへ加えられる。これは原信号のうち１．５ｋＨ
２以上の周波数成分を除去するために使用される。この
低域通過濾波器７９−１〜７９−ｎからの出力信号は、
すでに第１Ｃ図において説明した信号速度変換回路５１
−１゜５１−２．・・・、５１−ｎへそれぞれ加えられ
、速度変換（時間圧縮）を実施されることになる。

以上の説明で使用した回路は非常に簡単であり経済的で
あるが、音声信号の明瞭度が若干低下する欠点がある。

これを改善し、標準品位電話信号の明瞭度に近づける方
法を、つぎに説明する。

第１Ｄ−３図は信号速度変換回路群５１ａのうち電話１
チャネル分の信号変換回路５１ａ−１の回路構成を示す
。波形（ａ）に示す電話信号（０，３〜３．０ｋＨ２）
が信号処理部３１より入来する。

この信号は音声切断回路７２により、たとえば１０　ｔ
ａ　ｓｅｃ毎に切断され波形（ｂ）に示すようになる。

そしてその出力側には切断された信号のうち、順に２個
に１個（斜線部）だけ選択され、音声片時間軸シフト回
路７３へ入力される。この回路では信号のデユーティ・
ファクタか５０％になっているから、これらを、たとえ
ば’ｌ　Ｑ　ｍ　ｓｅｃ毎に時間的にずらせて波形（Ｃ
）のごとく時間的に１つの連続した信号のごとくに変更
する。すると時間軸でみた場合、波形（ｂ）に対して当
然１／２に圧縮され、また信号の有する周波数成分は、
依然として０．３〜３．０ｋｊ−１ｚであることに変り
はない。

つぎに、この信号を時間軸伸長回路７４に加えて２倍に
伸長すると、信号は波形（ｄ）に示すように時間軸上で
連続信号となり、また周波数成分は０．１５〜１．５ｋ
Ｈ２と１／２に減少していることになる。以上の動作を
行わせる回路は、すでに説明したＣＯＤなどのメモリー
回路等を用いれば容易に実現されることは明らかであろ
う。

以上により周波数成分が１／２に逓減された信号は、信
号速度変換回路５１−１に加えられることになる。これ
と同様に信号処理部３１から入来する他の電話信号も上
記と同様の変換を受けることになる。なお、上述の時間
軸伸長回路７４と信号速度変換回路５１−１とを、１つ
の回路にまとめて経済化を計ることも可能である。

つぎに低品位電話信号が信号速度復元回路群３８ａに印
加され、そこで実施される信号処理について第１Ｄ−４
図により説明する。

第１Ｄ−４図は信号速度復元回路群３８ａのうち電話１
チャネル分の信号速度復元回路３８ａ１の回路を示す。

他の電話信号も同様の回路で処理される。さて同図の右
方より波形（ａ）（周波数成分０．１５〜１．５ｋＨ２
）に示す信号選択回路３９−１の出力が信号速度復元回
路３８−１へ入来し、第１Ｃ図において説明した信号処
理を受ける。この出力は音声切断回路６２へ印加され、
その信号はたとえば２０ｍ５ｅｃ間隔に切断されて波形
（ｂ）（周波数成分０．１５〜１．５ｋＨ２）に示すよ
うになる。この出力は時間軸圧縮回路６３へ印加される
。ここで上述の２０ｍ５ｅｃ毎に切断された音声信号片
はそれぞれが時間軸上で１／２に圧縮され、波形（Ｃ）
（周波数成分０．３〜３．０ｋＨｚ　＞に示すようにな
る。

この出力のうち半分は信号合成回路６５に加えられるか
、残り半分は遅延信号作成回路６４に加えられ、そこで
１０　ｍ　ｓｅｃ遅延させられ、波形（ｄ）　（周波数
成分０．３〜３．０ｋＨ２）に示すようになる。

上記の２つの信号は信号合成回路６５に加えられて合成
され、波形（ｅ）に示すようになる。以上の説明で明ら
かなように、信号合成回路６５の出力信号は波形（ｅ）
に示すように時間的に連続した信号となっており、また
その有する周波数成分は０．３〜３．０ｋＨ２となって
いる。

以上の説明で明らかな通り、低品位電話信号はその有す
る信号（ベースバンド信号）の周波数帯域が０．１５〜
１．５ｋＨ２と標準品位電話信号に比べ１／２に逓減さ
れていることがわかる。

なお、低品位電話用の移動無線１１００内においても、
以上に説明した機能を実施することが可能なように、第
１Ｂ図の速度変換回路１３１ヤ速度復元回路１３８には
無線基地局３０の場合と同様に、第１Ｄ−２図、第１Ｄ
−３図、第１Ｄ−４図に示したのと同様の回路が設けら
れている。

また、以上の電話信号の時間圧縮または伸長処理過程で
は、若干の雑音の増加をともなうが、実用上問題ない程
度にとどめることが可能である。

以下においては、上記のごとく原信号の最高周波数や時
間圧縮率の異なることにもとづく送信電力に差のめる複
数のサブシステムを１つのシステム内に収容可能とする
方法を説明する。

（４）複合ＴＣＭ信号の有する多重負荷利得とシステム
構築について 文献４によれば、フレーム長Ｔｔが、 Ｔｔ　＞１／　（２ｆｈ） ただし、ｆｈは音声信号の最高周波数であり、多重数が
ｎの場合、多重負荷利得は、 ｎ’　＝ｎｘ　１／　（２ｆｌ、　Ｔｔ）　　　　（１
）なる値で定まる多重数を有する周波数分割多重信号の
多重負荷利得に等しい値になるとしている。

ただし、上記（１）式はフレーム内のＴＣＭ信号の密度
が一定であることを前提としており、第２Ｃ−１図に示
すように、フレーム内において原信号の最高周波数、タ
イム・スロット幅あるいはガード・タイム長が異なるタ
イム・スロット配置の場合は、ＴＣＭ信号の密度が一様
でなくなり、したがって単にタイム・スロットの総数と
フレーム長およびナイキスト周波数を（１）式に代入し
て、ＦＤＭ換算多重数を求め、これから多重負荷利得の
値を得たとしても正確さを欠くことになる。

以下第２Ｃ−１図のようなタイム・スロット密度が一様
ではない場合にも、正確な多重負荷利得を与える数式を
導出する。それにはフレームをいくつかのサブフレーム
に分割し、そのサブフレーム内においては信号密度（タ
イム・スロット密度）が一定なる条件を満たせば、この
サブフレーム内における多重負荷利得は正しい値を示す
ことになる。すなわち、フレーム長Ｔｔをサブフレーム
Ｔ１、Ｔ２．・・・、Ｔｋに分割し、そのそれぞれのサ
ブフレームにおける多重数を、ｎ、ｎ２．・・。

Ｆｌにとし、それぞれのサブフレームに含まれている電
話信号の最高周波数をｆｈｌ、ｆｈ２−・・・、ｆｈｋ
と仮定すると、各サブフレームに存在するＴＣＭ信号の
多重負荷利得は、つぎのように考えれば求められる。

たとえばサブフレームＴ１におけるＦＤＭ換粋の多重数
は、フレーム長ＴｔのうちＴ１しか多重されていないと
考え、それ以外の時間には多重数をＯとおけばよい。す
なわち、 ｎｔ　’　＝ｎ１　ｘｉ／　（２ｆｈＩＴ１　）＋Ｏｘ
ｌ／（２ｆｈ１（Ｔｔ　Ｔ１＞）＝ｎ１ｘ　１／（２ｆ
ｈＩＴ１　） （１−１＞ 同様にｎ、ｎ３．・・・　ｎｋに対しては、ｎ２　＝ｎ
２Ｘ１／　（２ｆｈ２Ｔ２　）ｎｋ’　＝ｎｂ　Ｘ　１
　／　２　ｆｌ、ｋＴｋ（１−ｋ） なる値で定まる多重数を有する周波数分割多重信号の多
重負荷利得に等しくなる。したがってフレームとしての
多重負荷利得は定義し難く、強いて表現すれば、上記の
ようにして求めた部分的多重負荷利得の算術平均または
幾何平均（あるいは調和平均）で与えられることになろ
う。

ただし、たとえこのような値を求めたとしても、システ
ム設計パラメータとしての価値は低いものと思われる。

それは後述するごとく、低品位電話用や標準品位電話用
のためのサブシステム毎に所要の多重負荷利得や送信電
力を求める必要かあり、それを実現するハードウェアを
構成する口とか必要となるからである。

以下具体的なシステム例で複合ＴＣＭ信号の各サブフレ
ームの多重負荷利得を求め、それを実現する構築例を説
明する。

第２Ｃ−１図において、各サブフレームのシステム・パ
ラメータを第６図のように仮定すると、各サブフレーム
のＴＣＭ信号の有する多重負荷利得は、第５図を参考に
して第７−１図の条件のもとに求めると、その多重負荷
利得の欄に示すように与えられる。ここで第５図は、文
献４を参考にして求めた多重負荷利得を示す図である。

このようにして得られた多重負荷利得により、各サブフ
レームａ、ｂの所要送信電力は次式によって求めること
ができる。

サブフレームａ １０　ｔｏ（Ｊ　［１０ｍＷｘ　　２００］　−２３ｄ
Ｂ＝１０　（ｄａｍ　＞　　　すなわち１０ｍＷサブフ
サブフレ ーム毎ｌｏｇ　［１０ｍＷｘ１００　］　−１７，５ｄ
Ｂ＝１２．５　（ｄａｍ　＞　　すなわち１８ｍＷ上記
の所要送信電力の値も、第７−１図に示されている。た
だし５ｃｐｃにおける電話端末は標準品位電話用として
所要送信電力を１０ｍＷとした。

また本発明において重要な設計パラメータでおる信号の
時間圧縮率も同図に示されている。なお、この信号の時
間圧縮率にはガード・タイムの存在を考慮したので、圧
縮率がガード・タイムを無視したときより１１％増大し
ている。

つぎに第１Ｄ−１図に示す無線基地局３０Ｂにより、第
７−１図の各サブフレームａ、ｂの送信に要する送信信
号を得る具体的方法を説明する。

そのため第１０−１図の無線送信回路３２の細部構成を
第８Ａ図を用いて説明する。

第８Ａ図において、左方より信号割当回路群５２ａ（サ
ブフレームａに含まれている信号群）あるいは信号割当
回路群５２ｂ（サブフレームｂに含まれている信号群）
がフレーム内増幅度可変ベースバンド増幅器３２１へ入
力される。フレーム内増幅度可変ベースバンド増幅器３
２１はその名の示す通り、フレームを構成する信号のサ
ブフレーム毎に増幅度（出力レベル）をタイミング発生
回路４２からのタイミング情報により可変にすることが
可能であり、増幅度可変の技術は公知である。

第８Ｂ図は増幅度の変化の一例を示す。この場合、サブ
フレームａとサブフレームｂＧ、：おいて図示のごとく
増幅度が変化する。したがって、時間とともにこの増幅
度の変化を周期的に繰り返すことになる。かくてＦＭ変
調器３２２の前段に置かれたフレーム内増幅度可変ベー
スバンド増幅器３２１の動作条件を、サブフレームａで
は増幅度２３ｄＢ、サブフレームｂでは１７ｄＢを与え
るように設定すると、変調偏移量として所要の値を得る
ことか可能である。ただし・フレーム内増幅度可変ベー
スバンド増幅器３２１の入力レベルは、サブフレームａ
、ｂとも同一と仮定した。つぎにＦＭ変調器３２２の出
力側には、再びフレーム内増幅度可変高周波増幅器３２
３が設置されており、この動作条件を、サブフレームａ
では出力レベル１０ｄＢｍ　　（１０ｍＷ＞　、サブフ
レームｂでは同じ＜ｉ２．５ｄＢｍ　　（１８ｍＷ＞が
得られるように設定すると、設計パラメータを満足する
システムが構築されることになる。

以上は無線基地局３０が送信する場合であったが、移動
無線機１００が送信する場合を説明する。

移動無線ｌｌｌ００の送信信号は、無線基地局３０が送
信する場合より簡単である。移動無線機１００は低品位
電話用または標準品位電話用として用途別に構成されて
おり、そのそれぞれの所要送信電力、変調偏移量は、サ
ブシステム毎に定められているからである。このうち送
信電力は送信アンテナ利得や給電系の損失により各シス
テムにおいて異なるか、ＦＭ変調器の変調偏移量だけは
その信号と対応して無線基地８３０から送信される信号
のそれと同一の偏移量が与えられることは、通常のシス
テムを構築する場合と同じである。ざらに厳密にいうな
らば、下り（無線基地局３０が送信し、移動無線ｌ１１
００が受信）回線に与えられた周波数帯域幅と、上り（
移動無線機１００が送信し、無線基地局３０か受信）回
線に与えられた周波数帯域幅とが同一ならば、上記の条
件の下でシステムを運用した場合が周波数効率が最も高
いからである。

ここに説明した例は、電話という同一サービス内容をサ
ービス・クラスの異なる低品位電話と標準品位電話とい
う２つのサブシステムを含むシステム構築の場合であっ
たが、３種以上のクラス別信号が存在する場合も同様に
本発明を適用可能であり、以下に説明する。

第７−２図は第７−１図と比較してサブフレームＣが加
わった場合の各種の条件を示しており、サブフレームＣ
には高品位電話信号が加わった場合を示している。この
場合、原信号の有する周波数帯域を考慮して信号の時間
圧縮率は第７−２図のごとくすると、周波数利用効率が
最も高くなる。

また、このときのフレーム構成を第２Ｃ−２図にホす。

同図は、１フレー・ム内にサブフレームａ、ｂおよびＣ
を含んでいる。第２０−１図においては、１フレーム内
にサブフレームａ、ｂが含まれていただけであり、高品
位電話信号をサブフレームＣにより伝送する点が異なっ
ている。サブフレームＣには、第２０−２図（ａ）の下
りの電話信号用のタイム・スロット５ＤＣ−１，５Ｄｃ
−２，・・・５ＤＣ−ｎと同期信号用のタイム・スロッ
ト５ＤＣ−Ｃがあり、同図（ｂ）の上りの電話信号用の
タイム・スロット５Ｕｃ−１，５Ｕｃ−２，−パ。

５ＵＣ−ｎと同期信号用のタイム・スロット５ＵＣ−Ｃ
が示されている。タイム・スロット５ＤＣ−１〜３［）
ｃ−ｎのスロット幅および各スロットの時間間隔はサブ
フレームｂのそれらに比べて高品位を維持するために広
くしである。

サブフレームＣを用いた高品位電話信号を送受信するた
めの回路構成は、第１Ｄ−１図において、高品位電話信
号用の信号速度変換回路群５１Ｃ２信号割当回路群５２
Ｃ１信号選択回路群３９ｃおよび信号速度復元回路群３
８Ｇを付加し、システム全体の機能アップを図ることに
より容易に得られる。

さらに、本発明は電話信号ばかりでなく、電話と画像通
信といった異なるサービス内容を含む場合、あるいは３
種類以上のサービス対象についても対処可能であり、そ
のそれぞれの多重負荷利得や信号の増幅度または所要送
信出力レベルが異なる場合でも、同様にシステム構築が
可能である。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、従来明確に示されていな
かった信号の最高周波数や時間圧縮率の異なる多種類の
信号を伝送可能とする複合信号で構成される時分割時間
圧縮多重信号の有する多重負荷利得を、複合信号を構成
する基本信号群（すブフレーム）毎にシステム・パラメ
ータを用いて定量的に明らかにした結果、各基本信号群
毎に角度変調の深さ（偏移）を多重負荷利得の量だけ深
くして送信し・でも、他の無線チャネルへの影響を従来
の設計値以内におさえることが可能で、がっ、無線１チ
ャネル当りの送信出力レベルを従来のシステムより逓減
することが可能となり、省電力化がはかられるほか、増
幅器の設計や受動素子の定格の定めかたに至るまで、合
理的、がっ、経演的な設計が可能となったので、通信シ
ステム、とくに無線システムに及ぼす効果は極めて大き
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−１図は本発明のシステムに使用される無線基地
局の他の実施例を示す回路構成図、第１Ｄ−２図は第１
Ｄ−１図の構成要素である信号速度変換回路群の回路構
成図、 第１Ｄ−３図は第１Ｄ−１図の構成要素である信号速度
変換回路の各部の波形を示した回路構成図、 第１Ｄ−４図は第１Ｄ−１図の構成要素である信号速度
復元回路の各部の波形を示した回路構成図、 第２Ａ図は本発明のシステムに使用されるタイム・スロ
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図、 第２Ｃ−１図および第２Ｃ−２図は本発明のシステムに
使用されるタイム・スロットの他の実施例を説明するた
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図は時分割時間圧
縮多重信号の多重負荷利得と音声信号の多重数との関係
を示す図、第６図は公知文献から引用された周波数分割
多重信号の多重負荷利得と通話路数との関係を示す多重
負荷利得図、 第７−１図および第７−２図はサブフレームを用いた場
合の各種の条件と多重負荷利得を示す図、第８Ａ図は第
１Ｄ−１図に示した無線基地局の無線送信回路の内部構
成を示す回路構成図、第８Ｂ図は第８Ａ図に示した無線
送信回路の増幅度可変の増幅器の増幅度特性図である。 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 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・・・
信号割当回路群 ５２−１〜５２−ｎ・・・信号割当回路６２・・・音声
切断回路　　６３・・・時間軸圧縮回路６４・・・遅延
信号作成回路 ６５・・・信号合成回路　　７２・・・音声切断回路７
３・・・音声片時間軸シフト回路 ７４・・・時間軸伸長回路 ７９・・・低域通過濾波器 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・・・送信ミクサー
３４・・・送信部　　　　１３５・・・無線受信回路１
３６・・・受信ミクサ　　−３７・・・受信部１３８・
・・速度復元回路　１４１・・・タロツク再生器３２１
・・・フレーム内増幅度可変ベースバンド増幅器 ３２２・・・ＦＭ変調器 ３２３・・・フレーム内増幅度可変高周波増幅器。 代理人　　　内　１）公　三（ばか１名）５１ａ 第１Ｄ−２図 事Ｉ！ｌ！ｌ（１ 巣１ｇｌす ＪＥ回（ 椛回り 慴 ３８５０　Ｈｚ 第３Ａ図 ）ＩｒＸ 悼帽弧は娶牢 ４２より 第８Ａ図 サブ 時 間 第８Ｂ図

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に
   フレーム構成のタイム・スロットに原信号を時間的に圧
   縮し区切られた信号を収容し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、 前記フレーム構成が、前記タイム・スロット内に収容さ
   れた前記原信号の最高周波数と時間圧縮率の異なる複数
   のサブフレームを含むものであり、前記時間的に圧縮し
   た区切られた信号により得られる多重負荷利得にもとづ
   いて前記無線基地手段と前記移動無線手段との間の交信
   に使用する無線信号のレベルを決定する移動体通信の時
   間分割通信方法。