JPH04124921A - 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あける無線通信チャネルの時間分
割通信システムにおける変調信号でおる時間圧縮多重信
号の有する多重負荷利１ｑの有効利用に関する。さらに
具体的には、１つのシステム内に自動車電話用通信端末
、携帯電話機等サービス対象の異なる移動無線機が収容
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、送信出力の逓減による周波数の有効利用
性を向上する経済的なシステム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．炉層“携帯電話の方式検討−時分！！ＩＪ時−
間圧縮ＦＭ変調方式の提案−″　信学会技報　ＲＣ３８
９−１１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
ＦＭ変調方式の理論検討″　信学会技報ＲＣ３８９−３
９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　ＲＣ３８９−６５平成
２年３月 文献５．炉層”時分割時間圧縮多重電話信号を小ゾーン
方式に適用した場合の同一チャネル干渉についてパ　信
学会技報　ＲＣ３９０−７平成２年７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、口のタイム・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０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ては、ＴＣＭ信号が空間を伝送中に受番ブる
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
ト間にカード・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（周波数分割多重）信号
にその存在か知られていた多重負荷利１ｑが、時分割時
間圧縮多重（ＴＣＭ＞方式にもＦＤＭ信号と類似の多重
負荷利得のめ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
利得を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。

文献５ではＴＣＭ信号を小ゾーン方式に適用した場合の
同一チャネル干渉について理論解析を行い、多重負荷利
得を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得ると同時に、同一チャネル干渉
に対しても強い耐干渉性を有し、その大きさは多重負荷
利得が大きくなる程強くなることを説明している。

［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、
システムの基本構成や基本動作に関し説明してはいるか
、マルチパス（多重波）フェージングの影響を除去ある
いは軽減する有効な対策は開示されてはいない。

文献４においても同様に基本的な説明にとどまり、その
応用については何ら開示されてはいない。

文献５においても基本的な説明にとどまり、多重波伝搬
が発生した場合の対策は何ら開示されてはいない。

［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か大きくな
り多重波伝搬の影響により無線干渉が発生し通信品質か
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、もしもこの処置を講することができない場合に
は、通信品質の劣化したタイム・スロットによって伝送
すべき信号の最高周波数を低域濾波器によって減少させ
、信号の時間圧縮比を増大させて、そのタイム・スロッ
トの幅を狭くして隣接のタイム・スロットとの間に設け
られているガード・タイムを大きくして、隣接のタイム
・スロットからの干渉妨害を減少し、合せて信号の最高
周波数の減少による多重負荷利得の増大を得て、変調偏
移を増大させることにより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］ 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ヤ熱雑音として妨
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、送信
すべき信号の高い周波数帯域の成分を除去して、信号の
時間圧縮率を増大させても圧縮された信号の有する最高
周波数を以前の状態とほぼ同等に保つことにより、原信
号の高域成分除去による悪影響を最小限度に保ちつつガ
ード・タイムを大きくし、かつ、信号の最高周波数を減
少させたタイム・スロット単位の信号に対し、ＦＭ変調
の変調偏移量を増大させて耐干渉性を増大させた。

［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、１１は
電話網１０側の交換機、２０は交換機１１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。関門交換
機２０は、無線回線の設定や解除、ゾーン移行にともな
うチャネル切替の実行を行うために、複数の無線基地８
３０や多くの移動無線機を制御するものであり、そこに
は、説明の便宜上から示された無線基地局３０−１と３
０−２の２局を制御する通信制御部２１と、移動無線機
の識別番号を識別するためのＩＤ識別部２４と、移動無
線機からの送信波を各無線基地局３０１および３０−２
か受信したときに、通信品質を監視するＳ／Ｎ監視部２
５と、通信制御部２１に制御されて各無線基地局３０−
１．３０−２と交換機１１との間の接続をなすための通
信システム切替に必要なスイッチ群２３とが含まれてい
る。

ただし、第１Ａ図のスイッチ群２３は簡単のため交換機
１１からの入線は３回線のみを示し、無線基地局３０−
１および３０−２への通信信号２２−１−１．２２−１
−２〜２２−１−ｍおよび２２−２−１．２２−２−２
〜２２−２−ｍを伝送するための出線はｍ回線を示して
いる。

無線基地局３０は、関門交換機２０とのインタフェイス
をなす通話路のスイッチ群、これを制御する通話路制御
部、ＩＤ識別記憶部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、制御部および複
数の無線チャネルを送受信する装置などを含んでおり、
無線回線の設定や解除を行うほか、多くの移動無線機１
００と無線信号の送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〜ＣＨｍ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あるいは３０−２と
の間で交信をする移動無線Ｉｆｌｌ　００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１３８−１．１３８−２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１３８−１．１３８−２と制御部１４０とタイミン
グ発生器１４２と速度変換回路１３１−１゜１３１−２
に印加している。

速度復元回路１３８−１．１３８−２では、２つのチャ
ネルの受信信号中の２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２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、それを信号混合回路１５２で混合して
電話機部１０１、通話品質監視部１５７．およびＩＤ情
報照合記憶部１８２に入力している。

電話機部１０１から出力される通信信号は、信号分割回
路１３９で２つの信号に分割されて、それぞれ速度変換
回路１３１−１．１３１−２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１
３４とを含む無線送信回路１３２に印加され、送信信号
は２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。信
号混合回路１５２の出力を印加された通話品質監視部１
５７では通信中の通話品質を常時監視し、劣化したとき
は、それを制御部１４０へ報告する。ＩＤ情報照合記憶
部１８２では移動無線１１１００自身のＩＤ（識別情報
）を記憶したり、自分がどのゾーンに居るかを識別し記
憶している。

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。

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１３１−１．
１３１−２や速度復元回路’１３８−１，１３８−２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２つのチャネルを同
時に送受信可能とするためにシンセサイザ１２１−１な
いし１２１−４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１２１−１〜１２１−４と送受信断続制御器１２
３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１２１１〜１２１−
４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、２つのチャネルを用
いて複数の無線基地局３０と交信することかできる。

第１Ｃ図には無線基地局３０が示されている。

関門交換１１２０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１１２０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
変換かなされる。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
。

上記のうち関門交換機２０からの入力信号は、多くの信
号速度変換回路５１−１〜５１−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）変換された後、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
信号か分離される。

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２０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１ｉｏｏ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、干渉妨害か検出されると、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
めり、実際には、たとえば、ＣＯＤ　（Ｃｈａｒｇｅ　
ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ　）　、　ＢＢＤ　（Ｂｕ
ｃｋｅｔ　Ｂｒｉｇａｄｅ　Ｄｅｖｉｃｅ　）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Ｂ
ＢＤ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
ミング発生回路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Ｒ２０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には、時系列的にオー
バラップなく直列に並ぺられてあり、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、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３０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）Ｖるように、タイム・スロットの５〜１０
％のガード・タイムか設けられており、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。

第１Ｄ図には無線送信回路３２の詳細な回路構成の一例
が示されている。信号割当回路群５２からの信号はＦＭ
変調器１６１において変調され、その出力は局部発振器
１６７からの信号と送信ミクサ１３３において混合され
、電力増幅器１５９で増幅されてアンテナ部へ送出され
る。ここで利得制御部１６８は、制御部４０からの制御
信号にもとづいて、特定のタイム・スロットを送出する
ときたけ、電力増幅器１５９の利得を増加せしめるよう
に制御している。

第１Ｅ図には無線送信回路３２の詳細な回路構成の俵の
実施例が示されている。信号割当回路群５２からの信号
はＦＭ変調器１６１において、変調偏移量制御部１６９
からの指示によりＦＭ変調され、その出力は局部発振器
１６７からの信号と送信ミクサ１３３において混合され
、電力増幅器１５９で増幅されてアンテナ部へ送出され
る。ここで変調偏移量制御部１６９は、制御部４０から
の制御信号にもとづいて、特定のタイム・スロットを送
出するときだけ、変調偏移量を増大せしめる制御信号を
ＦＭ変調器１６１に出力している。

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か、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２Ｅ図（
ｂ）に示す。第２Ｅ図（ｂ）は、音声信号をディジタル
符号化回路９１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２Ｅ
図（ｂ）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．ＳＵ２．・・・Ｓ
ｕｎ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５ｔＪ１．ＳＵ２、・・・、ｓ
ｕｎ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
することか可能である。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、速度変換率の大きざによっては
、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１１１００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機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、速度変換率の大きざによっては通
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信号（０，３ｋ）１２〜３．０ｋＨ
２）が信号速度変換回路群５１（第１Ｃ図）を通つだ場
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か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＜　
４．５ＫＨｚ〜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〜ａ、０ｋＨｚ＞および通
話信号ＣＨ１（４，５〜４５ｋＨｚでＳＤｌとして表す
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ＳＤ２〜ＳＤ
ｎ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
。

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、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５つ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１１２０へ送られる。

第１Ｆ図には無線基地局の伯の実施例３０Ｂか示されて
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。

３８ｂ、それぞれ２組の信号速度変換回路群５１ａ、５
１ｂと信号割当回路群５２ａ、５２ｂ＠Ａ備している点
であり、その伯については第１Ｃ図に示した構成と実質
的に同じである。無線基地局３０Ｂは移動無線１１００
が携帯電話端末１画像端末、自動車電話端末などサービ
ス対象の異なる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１１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ｉ
ｉ）　　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＋）ｉ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ＣＨＩ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、おるい
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かで
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かある。

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かあり、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
する必要かある。

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かできる。

もし、他の移動無線機から同一時刻に発呼かめれば呼の
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か、この確
率はシステムとしてみた場合には、十分に小さい値にあ
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（ＷＬ
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
動無線機１００に与えるタイム・スロットはＳｕｎでも
よいか、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）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機１００では、指示されたタ
イム・スロットＳＤＩ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１２２−１および１２２−２を動作開
始させる（５２０４＞。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
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１１００からの上り信号としてＳＵ３
ヤＳｕｎか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（
８２０７＞、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ては移動無線
機１００のＩＤを検出し、関門交換１ｆｉ２０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（３
２０９＞、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（３２１１）、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ｔ１１００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３
８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（Ｓ２１５＞。

一方、関門交換１１２０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て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Ｓ
Ｄ１を用いて前記移動無線１１００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か復元され
、電話機部１０１の受話器に入力される。かくして、移
動無線＄１１００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（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１
２１−１および１２１−３の出力端に固定する。

一方、無線基地局３０の制御部４０ては、移動無線１１
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。

以上の説明では無線基地局３０と移動無線機１００との
間の制御信号のヤリ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）移動無線機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（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（７）Ｉ
Ｄ信号十着呼信号表示信号士タイム・スロット使用信号
（移動無線１１１００からの送信には、たとえばＳＤｌ
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、この信号か自己の移動無線機１０
０への着呼信号であることを確認するので電話機部１０
１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ＳＤＩ、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）隣接無線ゾーン間通話中チャネル切替方法移動無
線機１００が自動車や歩行者の移動にともない、無線基
地局３０−１と交信していたときに無線基地局３０−２
と交信するように通話（通信）チャネルを切替える場合
の動作を説明する。

なおこの中で、本発明の特徴であるチャネル切替にとも
なう瞬断が全くないことも、あわせて説明する。

移動無線機１００は、シンセサイザ１２１−１゜１２１
−３と無線受信回路１３５と無線送信回路１３２を用い
て無線基地局３０−１と通話チャネルＣＨ１のタイム・
スロット上り５Ｕ１−１．下り５Ｄ１−１を用いて交信
中であるとする。移動無線機１００は、無線基地局３０
−１から遠ざかり、無線基地局３０−２へ近づいたとす
る。すると移動無線機１００と無線基地局３０−１との
あいだの相対距離の増大にともない、通話品質が劣化を
はじめるので、第１Ａ図の関門交換機２０では、無線基
地局３０−１で受信した移動無線機１００からの送信信
号の品質劣化をＳ／Ｎ監視部２５で（レベルト１以下に
低下したことを）検出する。なお、レベルＬ１といえど
も回線か要求されている値を上回るように設定されてい
る。周辺にあるすべての無線基地局３０に対し、移動無
線機１００の送信信号の品質を測定するように要求する
。

この要求に応じ各無線基地局３０は、測定値を関門交換
機２０へ送付するから、関門交換機２０のＳ／Ｎ監視部
２５では、通信品質基準のレベルＬ２どの比較を開始す
る。比較の結果、無線基地局３０−２の測定結果が最も
値が良く、かつ品質基準のレベル１２以上、ただしＬ２
〉Ｌｌを満足している事が確認されたとすると、移動無
線機１００は、無線基地局３０−２の通話ゾーン（ゾー
ン２）へ移行したと判断し、チャネル切替を行わせるこ
とを決断する。そして、ゾーン２で空いているタイム・
スロットを有する通話チャネルを調査した結果、無線チ
ャネルＣＨ２か使用可能であることを知る。そこで現在
通話中の下り無線チャネルＣＨ１のタイム・スロット５
Ｄ１−１，５Ｕ１−１を用いて、制御信号により移動無
線Ｒ１００に対し、無線チャネルＣＨ２のたとえばタイ
ム・スロット５Ｄ２−２，５Ｕ２−２で送受信を行う準
備をするように指示する。

またこれと同時に無線基地局３０−２に対し、無線チャ
ネルＣＨ２のタイム・スロット５Ｄ２−２．５Ｕ２−２
で送受信を行うように指示する。

関門交換機２０では、これらの指示を出した後、スイッ
チ群２３のスイッチ５ＷＩ−１−１と５Ｗ２−１−１と
を同時にオンの状態にし、無線基地局３０−２に対して
も、無線基地局３０−１と同一の通話信号の送出を開始
する。また当然のことなから両無線基地局３０−１．３
０−２の変調器の変調の深さをはじめ、タイム・スロッ
トの長さ。

１フレーム内の数、各無線チャネルのタイミング等も同
一とする。

この制御信号の伝送を実現するために、具体的には、制
御信号がアナログ信号の場合、第２Ｅ図（ａ＞に示すよ
うに、通話チャネルの帯域０３〜３．０ｋＨ２外の低い
周波数ｆ、。（たとえば約１００Ｈ２＞または高い周波
数ｆＤ１．ｆＤ２．ｆＤ３・・・ｆＤ８（たとえば３．
８ｋＨｚから０．１ｋＨ７間隔で４．５ｋＨ２までの８
波）を用いる。

制御すべき項目すなわち制御データが多いときには、制
御用の周波数ｆ、。〜ｆＤ８の波数をさらに増加させて
もよいし、副搬送波形式をとることも可能である。この
とき、たとえばｆＤｏ−、−ｆＤ８のうちの１波あるい
は複数の波に周波数変調をかけたり、あるいは振幅変調
をかけたりすることによって、より多くの制御データを
伝送することもできる。

第２Ｃ図および第２Ｄ図に、本システムのチャネル切替
の前後におけるタイミング・チャートを示す。

第２Ｃ図（Ｃ）において、下りタイム・スロット５Ｄ１
−１は、無線基地局３０−１が移動無線機’１００宛に
送信信号として使用している無線チャネルＣＨ１のタイ
ム・スロットであり、他のタイム・スロットは他の移動
無線機宛に使用されているもの（空スロットを含む）と
する。同様に、第２Ｃ図（ｄ）において、タイム・スロ
ット５Ｄ２−２は、新しく交信しようとする無線基地局
３０−２が移動無線機１００宛の送信信号として使用し
ている無線チャネルＣＨ２のタイム・スロットであると
する。

マタ、第２Ｄ図（７）（ｅ）、（ｆ）は、第２Ｃ図の（
ｃ）、（ｄ）の出力をそれぞれ受信して対向する移動無
線機１００から送信される信号である。

したがって、使用されているタイム・スロットはそれぞ
れ５ＬＪ１−１　（、ＣＨｌ　＞、５Ｕ２−２　（ＣＨ
２＞であり他は別の通信に使用されている（空スロット
も含む）ものである。

第２Ｃ図（Ｃ）、（ｅ）において、無線基地局３０−１
と移動無線１１１００との間で用いているチャネルＣＨ
１のタイム・スロット５Ｄ１−１゜５ＵＩ−１の品質が
レベル１１以下に低下したことを関門交換機２０のＳ／
Ｎ監視部２２が検出し、無線チャネルＣＨ２のタイム・
スロット５Ｕ２−２で無線基地局３０−２からの送信電
波を並行して受信可能とするための準備を始めるように
、チャネルＣＨ１のタイム・スロット５Ｄ１−１を用い
て移動無線機１００に指示する。

そこで、移動無線Ｗｔ１００の制御部１４０は、それま
でシンセサイザ１２１−１のみを使用して、チャネルＣ
Ｈ１のタイム・スロット５ＤＩ−１による無線基地局３
０−１からの送信波を受信している状態から、シンセサ
イザ１２１−２も動作せしめて、無線基地局３０−２か
ら送信されるチャネルＣＨ２のタイム・スロット５Ｄ２
−２周波数Ｇ２の送信波も受信可能とするような周波数
をシンセサイザ１２１−２に発生せしめる。

無線基地局３０−１から送信されているチャネルＣＨ１
のタイム・スロット５Ｄ１−１の品質低下により、無線
基地局３０−２からチャネルＣＨ２のタイム・スロット
５Ｄ２−２による送信波が発射されると、移動無線機１
００では、送受信断続制御器１２３を作動して、切替ス
イッチ１２２−１の反復切替を行わせる。これと同時に
、それまでシンセサイザ１２１−３のみを動作せしめて
、無線チャネルＣＨ１のタイム・スロット５Ｕ１１を用
いて、無線基地＃３０−１に送信していた状態から、シ
ンセサイザ１２１−４も動作させて、無線基地局３０−
２に対してチャネルＣＨ２のタイム・スロット５Ｕ２−
２周波数０２により送信することができる状態に移行さ
せる。この送信に使用されるシンセサイザ１２１−３と
１２１−４の出力も、切替スイッチ１２２−２によって
、送受信断続制御器１２３からの信号で反復切替が行わ
れる。

チャネルＣＨ１とＣＨ２とが並行して送受信されるこの
切替送受信期間は、チャネルＣＨ２のタイム・スロット
５Ｕ２−２の確認と、同チャネルの品質が一定のレベル
１２以上であることを関門交換局２０か確認するまで続
けられ、その後はチャネルＣＨ１タイム・スロット５Ｄ
Ｉ−１，５Ｕ１−１を開放し、無線基地局３０−２と移
動無線機１００との間の交信は、チャネルＣＨ２のタイ
ム・スロット５Ｄ２−２．５Ｕ２−２のみにより瞬断な
く継続される。

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ｆ１は、システムごとに定
められる値であり、無線チャネルＣＨ１内に含まれてい
る１フレーム内のタイム・スロット数をｎ、１タイム・
スロットの時間隔をＴ１とすると、 ｆ１＝　（ｎＴ１） で与えられる。

第５八図ないし第５Ｄ図には、隣接無線ゾーン間の通話
中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。

関門交換機２０．無線基地局３０−１．３０−２および
移動無線機１００か動作を開始し、関門交換機２０に含
まれるスイッチ群２３のスイッチ５Ｗ１−１−１かオン
であり、無線基地局３０１と移動無線機１００との間で
交信中である。この交信には、関門交換機２０に含まれ
る通信制御部２１によって指示された無線チャネルＣＨ
１のタイム・スロット５Ｄ１−１．５Ｕ１−１．下り周
波数Ｆ１と上り周波数ｆ１か使われている（Ｓ１０１、
第５Ａ図）。

通信中の無線基地局３０−１からは、たえず移動無線１
１１００からの受信状況報告が出され（Ｓ１０２＞、こ
れを受けた関門交換機２０のＳ／Ｎ監視部２５では、通
話品質がレベルＬ１よりも劣化していないか否かを監視
している（３１０３）。

通話品質がレベルＬ１よりも劣化していたならば（８１
０３ＹＥＳ）　、通信制御部２１から、無線基地局３０
−１の周辺にある無線基地局３０に対し、無線基地局３
０−１と移動無線機１００との間の交信に使用している
上り周波数ｆ１．タイム・スロット５Ｕ１−１の信号を
モニタ受信するように指示する（３１０４）。

モニタ受信の指示を受けた周辺の各無線基地局３０（た
とえば３０−２＞では、周波数ｆ１．タイム・スロット
５Ｕ１−１の信号をモニタ受信しく３１０５）、その結
果を関門交換機２０のＳ／Ｎ監視部２５に報告しく５１
０６）、各無線基地局３０からのモニタ受信品質を測定
比較し、たとえば無線基地局３０−２の通話品質が一定
基準のレベルＬ２よりも良く、かつ最良であることを検
出する（３１０７ＹＥＳ）。

そこで通信制御部２１は、移動無線機１００が無線基地
局３０−１のカバーするゾーンから無線基地局３０−２
のカバーするゾーンに移動したものと判断しく３１０８
、第５Ｂ図）、無線基地局３０−２との交信に切替える
ために、無線基地局３０−２が使用することのできる空
きタイム・スロットを有するチャネルを検索しく５１０
９）、その結果、チャネルＣＨ２のタイム・スロット５
Ｄ２−２，５ＬＩ２−２を決定する（Ｓ１１０）。

通信制御部２１は、制御部１４０に対し、移動無線機１
００の送信部１３２　（１３２−２＞および受信部１３
５　（１３５−２＞に、チャネルＣＨ２のタイム・スロ
ットＳＤ２〜２．５Ｕ２−２での交信の準備をするよう
に指令する（Ｓ１１１）。

このチャネルＣＨ２のタイム・スロット５Ｄ２−２，５
Ｕ２−２を用いるための交信準備指令は、無線基地局３
０−２に送られ、チャネルＣＨ２のタイム・スロット５
Ｄ２−２，５Ｕ２−２による交信の準備をする（Ｓ１１
２＞。この指令は同時に無線基地局３０−１からチャネ
ルＣＨ１のタイム・スロット５ＤＩ−１により送出され
る（３１１３）。移動無線機１００は、このチャネルＣ
Ｈ２、タイム・スロット５Ｄ２−２．５Ｕ２−２、周波
数Ｇ２による交信準備指令を受信しく５１１４）、チャ
ネルＣＨ２，タイム・スロット５Ｄ２−２．５ＬＩ２−
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からシンセサイザ１２１−２および１．２１−
４に対して、周波数Ｇ２を受信し、周波数９２で送信で
きるように指示し、また送受信断続制御器１２３はタイ
ム・スロット５Ｄ２−２．ＳＵ２〜２を使用する動作に
入る（３１１５、第５Ｃ図）。

チャネルＣＨ２のタイム・スロット５Ｄ２−２゜５ｔＪ
２−２を用いて交信する準備かできると、移動無線機１
００は、準備完了の報告をチャネルＣＨ２のタイム・ス
ロット５Ｕ２−２を用いて無線基地局３０−２に対して
報告する（３１１６）。

この報告を受けた無線基地局３０−２は、ステップ５１
１２で準備したタイム・スロット５Ｄ２２．５Ｕ２−２
による無線基地局３０−２内の準備完了を確認して関門
交＠Ｒ２０へ報告を出す（Ｓ１１７）。

タイム・スロット５Ｄ２−２．５Ｕ２−２を用いての無
線基地局３０−２と移動無線機１００との間の交信準備
の完了を、関門交換１１２０が確認すると（８１１８）
、スイッチ群２３のスイッチ５Ｗ１−１−１はオンのま
まにして、スイッチ５Ｗ２−１−１もオンにする（５１
１９）。そこで関門交換機２０に含まれた通信制御部２
１は、無線基地局３０−２に対して、移動無線機１００
との間でタイム・スロット５Ｄ２−２．ＳＬ、１２〜２
を用いて交信を開始することを指令する（Ｓ１２０）。

この交信開始指令を受信すると（Ｓ１２１＞、無線基地
局３０−２は交信開始指令をタイム・スロット５Ｄ２−
２を用いて送出する（Ｓ１２２）。

移動無線機１００は移動無線機を識別するための識別信
号であるＩＤ信号により、タイム・スロット５Ｄ２−２
．５Ｕ２−２による交信の開始を確認しく５１２３＞、
タイム・スロット５Ｕ２−２を用いて、１．　Ｄ信号を
含む通信信号を送出しく５１２４＞、この通信信号を受
けた無線基地局３０−２は、タイム・スロット５Ｄ２−
２．３’ｔＪ２−２で交信を開始したことを報告する（
５１２５＞。

この報告を受けた関門交換Ｒ２０のＳ／Ｎ監視部２２は
、タイム・スロット５Ｄ２−２．５Ｕ２−２による交信
開始を確認しくＳｌ　２６＞　、移動無線機１００と無
線基地局３０−２との間の通信の品質レベルを測定し、
一定の品質レベル１２以上であることを検出すると（Ｓ
１２７ＹＥＳ、第５Ｄ図）、無線基地局３０−１と移動
無線Ｆｊ１１００との間のタイム・スロット５Ｄ１−１
．’５Ｌ１１１を用いて行っていた交信の停止を無線基
地局３０−１および３０−２に指令する（Ｓ１２８＞。

これによって、無線基地局３０−１はチャネルＣＨ１の
タイム・スロット５Ｄ１−１．５Ｕ１−１による交信を
オフにする（５１２９＞。またチャネルＣＨ１による交
信停止の指令を受けた無線基地局３０−２は、その指令
を転送しく５１３０）、このチャネルＣ）−１１による
交信停止指令を移動無線Ｒ１００か受信すると（Ｓ１３
１）、シンセサイザ１２１−１および１２１−３の動作
を停止し、切替スイッチ１２２−１はシンセサイザ１２
１−２側との間で、切替スイッチ１２２−２はシンセサ
イザ１２１−４側との間で、所定のタイミングでオン・
オフを継続して、チャネルＣＨ２タイム・スロット５Ｄ
２−２．５Ｕ２−２のみ動作せしめるようにして、チャ
ネルＣＨＩ交信停止報告をチャネルＣＨ２のタイム・ス
ロット５Ｕ２−２を用いて送出する（Ｓ１３２）。これ
を受けた無線基地局３０−２は、このチャネルＣＨ１交
信停止報告を転送する（Ｓ１３３）。

チャネルＣＨＩ交信停止報告を受けた関門交換機２０の
通信制御部２１は、スイッチ群２３のスイッチ５Ｗ２１
−１はオンのままとし、スイッチ５Ｗ１−１−１をオフ
にする（３１３４）。

これによって、チャネル切替動作の期間を終了し、スイ
ッチ５Ｗ２−１−１のオン状態で、チャネルＣＨ２，下
り周波数Ｇ２　、上り周波数ｇ２を用いて、移動無線機
１００は無線基地局３０−２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かできる（Ｓ１
３５）。

以上の説明では、本発明のシステムにおいて通話中チャ
ネル切替えを行うに際し、相隣るゾーン間では同一無線
チャネルを割当てないものとして説明した。実際に現用
の小ゾーン・システムでは、これが厳守されている。し
かしながら、本発明のように時分割通信を行う場合、た
とえ小ゾーン方式でも上記条件は必ずしも守らなければ
ならないことはない。すなわち、たとえ隣接する２つの
ゾーンにおいて同一無線チャネルを使用したとしても、
タイム・スロットを異ならせておけば、すてに述べたよ
うに無線干渉は発生する危険性はないからである。

（４）同一無線ゾーン内通話中チャネル（タイム・スロ
ット）切替 つぎに、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か発生した場合にも、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、同一ゾーン内にあける
無線チャネルまたはタイム・スロットの切替を実施する
方法について説明する。

まず、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、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。無線基地局３０はその位置が固定
されているから、一般に移動無線１１１００より干渉妨
害を受ける確率か小さく、この制御信号を良好に受信す
ることか可能である。

すると、無線基地局３０では通話信号の送信を停止し、
全タイム・スロットＳＤ１を移動無線機１００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
機１００宛に送信する。この信号は、移動無線機１００
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１１１１００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３０は、同一無線チャネル内で空
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ＳＤ２．ＳＵ２が使用可能であることか判明し
たとする（第２Ａ図および第２Ｂ図参照）。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に指
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ＣＨ１の
タイム・スロット５ＤＩ−１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、同一信号か送られて
来るタイム・スロット５Ｄ１−２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ｔ１１００では、送受信
断続制御器１２３の動作を変更して１、無線チャネルＣ
Ｈ１のタイム・スロット５Ｕ１−１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５Ｕ１−２により同一信号を送信する
ことかできる状態に移行させる。かくて、タイム・スロ
ット５Ｕ１−１，５ｕ１−２，５Ｄ１−１．３Ｄ１−２
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ＣＨ１のタイム・スロットＳＵに２の
確認と、同タイム・スロットの品質が一定のレベルト２
以上であることを無線基地局３０か確認するまで続けら
れ、その後はチャネルＣＨ１タイム・スロット５Ｄ１−
１．３Ｕ１−１を開放し、チャネルＣＨ１のタイム・ス
ロット５Ｄ１−２，５Ｕ１−２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ｆ１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ｎ、１タイム・スロット
の時間間隔をＴ１とすると、ｆ１＝　（ｎＴ１）−１Ｘ
２ で与えられる。

第６八図ないし第６Ｅ図には、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・チャートか示されている。

関門交換機２０．無線基地局３０および移動無線機１０
０が動作を開始し、関門交換機２０に含まれるスイッチ
群２３のスイッチ５Ｗ１−１−１がオンであり、無線基
地局３０と移動無線機１００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ＣＨＩのタイム・スロット５Ｄ１−
１．５Ｕ１−１．下り周波数Ｆ１と上り周波数ｆ１が使
われている（Ｓ３５１、第６Ａ図）。

通信中の無線基地局３０へは、たえず移動無線機１００
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（３３５２）、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１１１０
０の受信品質監視部１５８と干渉妨害検出部１６２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
の低下による場合には、ステップ５１０２（第５Ａ図）
ないし３１３５（第５Ｄ図）の動作に移行する（Ｓ３５
３ＹＥＳ）。

受信不能の原因か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６Ｂ図）、同一チャネル干渉で
ある場合は（Ｓ３５４ＹＥＳ）、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仙の
タイム・スロットへ変更すべきことを報告する（Ｓ３５
６）。

そこで、これを受信した無線基地局３０の制御部４０で
は（Ｓ３５７）、空きタイム・スロットの有無を検索し
、タイム・スロット５Ｄ１−２，５Ｕ１−２を決定する
（Ｓ３５８）。制御部４０は、移動無線機１００の送信
部１３２および受信部１３５に、チャネルＣＨ１のタイ
ム・スロット２、すなわち５Ｄ１−２，５Ｕ１−２での
交信の準備をするように指令する（３３５９、第６Ｃ図
）。

この指令はタイム・スロット５Ｄ１−１内の制御信号に
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５３６０）　、チャネルＣＨ１、タイム・ス
ロット５Ｄ１−２，５Ｕ１−２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へタイム・スロット５Ｄ１−２，５Ｌ１１−
２をも使用する動作に入らしめる（３３６１）。

一方、無線基地［３０ても、タイム・スロット５ＤＩ−
１，１−２，５Ｕ１−１．１−２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３８−１
．３８−２、信号速度復元回路群３８の信号速度復元回
路３８−１．３８−２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４ｏから信号処理部３１へ指
令する（Ｓ３６２）。

移動無線機１００では、チャネルＣＨ１のタイム・スロ
ット５ＤＩ−２，５Ｕ１−２を用いて交信する準備がで
きると、移動無線機１００は、準備完了の報告をタイム
・スロット５Ｕ１−１内の制御信号を用いて無線基地局
３０に対して報告する（３３６３）。この報告を受けた
無線基地局３０は、タイム・スロット５Ｄ１−２．５Ｕ
１−２による並列送受信の準備か完了しく５３６４）、
並列送受信を開始する（Ｓ３６５、第６Ｄ図）。

すなわち、５Ｄ１−２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Ｒ１００は（
３３６６）、無線基地局３０宛にタイム・スロット５Ｄ
１−２の信号を良好に受信できたことを確認すると（Ｓ
３６７）、確認信号をタイム・スロット５Ｕ１−２内の
制御信号により送信する（３３６８）。

無線基地局３０では、この報告を受信すると（Ｓ３６９
）、タイム・スロット５Ｕ１−２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５Ｄ１−
１，５Ｕ１−１を用いて行っていた交信の停止を移動無
線！ｆｉ１００へ指令する（８３７１、第６Ｅ図）。

これを受けた移動無線機１００では（Ｓ３７２）、タイ
ム・スロット５Ｄ１−１．５Ｕ１−１による交信をオフ
にする（３３７３）。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５ＤＩ−
２，５Ｕ１−２のみを動作せしめるようにした上、タイ
ム・スロット５Ｕ１−１，５Ｄ１−１の交信停止報告を
チャネルＣＨ１のタイム・スロット５Ｕ１−２を用いて
送出する（３３７４）。これを受けた無線基地局３０で
は（Ｓ３７５）、自局で同様な措置を実行する（Ｓ３７
６＞。

これによって、チャネル切替動作の期間を終了し、移動
無線機５０は無線基地局３０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（３３
７７）。

以上の説明では、本発明のシステムにおいて、同一ゾー
ン内通話中チャネル切替えを行うに際し、同一無線チャ
ネルでタイム・スロットの切替を実行するという形式で
説明した。しかしなから、これは必ずしも同一無線チャ
ネル内で行わねばならない事はなく、別の無線チャネル
を用いてもよい。

ただしその場合はシンセサイザ１２１−１および１２１
−３で発生させる周波数を無線チャネルに応じて変更す
る必要があるから、立上りの速い特性を有するシンセサ
イザを具備させる必要かある。

つぎに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を理論的に説明する。そのために、
上り（移動無線機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
を希望した移動無線機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が上り無線チ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５Ｄ１）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。

本システムを用いて良好な状態で信号伝送か実行され、
かつ、システム内の他の無線チャネルへ悪影響を与えな
いことは文献２によって理論的に説明されている。また
本発明に適用するシステムにおいて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のかは、
文献３により、おおよその判断はつくので、ＴＣＭ−Ｆ
Ｍ信号の位相歪を除去あるいは軽減する対策を以下に説
明する。

（５）多重波伝搬歪除去対策 （５，１）ＴＣＭ−ＦＭ波か受ける多重電波伝搬の影響
について 第２Ｆ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機
１００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］ＯＯ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ＳＤＩ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。

〉信号Ｓ１のうち多重反射により時間Ｔだけ遅延した信
号 ｓ　　（を−τ１） （τ１＜　ｔ　＜　Ｔ　＞ 爾）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、（↑十Ｔｏ−τ１） （０＜ｔ＜τ。） 上記のうちｉ）は現用のアナログＦＭ方式にあけるエコ
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）はすべて有害な信号であることに注意する必要
がある。

（５，２）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８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、 Ｔｔ・・・フレーム長、　　　Ｔ・・・タイム・スロッ
ト長Ｔ　−・・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”　Ｏ
ＶＲ・・・オーバラップの時間長”　ＡＬＤ・・・多重
伝搬による遅延時間許容値下、・・・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ｆＭ・・・変
調信号周波数。

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

（５，３）干渉量の計算例 １）干渉による振幅の変化 第８図のパラメータをもとに数値計篩を行い、その結果
を第９図に示す。ここで、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 希望波りとエコー波Ｖによる位相歪を計算し、Ｓ／Ｎと
して表わすと、第１０Ａ図を得る。ただし、システム１
０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、反射波の大きさか直接波と同程度（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、１０μｓ
ｅｃを越えると順次低下して、１５μｓｅｃでは２５ｄ
Ｂ程度となる。これは、希望波りとエコー波Ｖとの間の
遅延時間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１０Ｂ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τが１５μｓｅｃ以下であれ
ばＳ／Ｎとして２０ｄＢか確保されることがわかる。

（５，４）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か互いに干渉し合い
、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
等も含まれるか、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９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と移動無線機１
００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゜５μ５ｅＣ１自動車電話自動都電
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、１
０〜２０μｓｅｃ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
ぎのようにきわめて合理的な設計が可能となる。第８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かない。ただし、周波数有効利用
上からみると必要以上にカード・タイムをとりすぎてあ
り、−層の向上か必要となる。一方、自動車が岳陵地な
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、さらに自動車内
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
や道路側の打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のカード・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フレーム内のカード・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か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、カード・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２Ｇ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
ロットのカード・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タイム・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
のように、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
呼可能な移動無線機１００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、同一ゾーン内におけるタイム・
スロットの切替を実施する方法について説明する。

移動無線機１００はガード・タイム長丁。の短いグルー
プ１に属するタイム・スロットＳＤ１゜５ｔＪ１を用い
て交信中とする。このとき、第１Ｂ図に示す移動無線機
１００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カード・タイム長丁
。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、かつ誤り訂正ヤ再送を実施する等、種々の対策が施
されている。

万一、無線基地局３０からの制御信号か全く受信不能に
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ｔ１１００の受信しやすい制御信号の形で以下に説明
する指示を、移動無線機１００宛に送信する。この信号
は、移動無線機１００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３０は、同一無線チャネル内でガード
・タイム長Ｔｇが川石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．ＳＵｌ　
２が使用可能でおることが判明したとする（第２Ｇ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に指示する。

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ＣＨ１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、同一信号か送られて来る
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ＳＵ１，５ｔＪ１２゜ＳＤｌ
、ＳＤｌ　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ＣＨ１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ＣＨ１タイム・スロ
ットＳＤ１゜ＳＵＩを開放し、チャネルＣＨ１のタイム
・スロットＳＤＩ　２．ＳＵｌ　２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ｆ１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ＣＨ１内に含まれている１フレ
ーム内のタイム・スロット数をｎ、１タイム・スロット
の時間間隔をＴ１とすると、＝１ ｆｌ　−（ｎＴ１　）　　ｘ２ で与えられる。

第７八図ないし第７Ｅ図には、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。

関門交換機２０．無線基地局３０および移動無線機１０
０が動作を開始し、関門交換機２０に含まれるスイッチ
群かオンであり、無線基地局３０と移動無線機１００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ＣＨ１のタ
イム・スロットｓＤ１．ＳＵ１．下り周波数Ｆ１と上り
周波数ｆ１が使われている（３４５１、第７Ａ図）。

通信中の無線基地局３０へは、たえず移動無線機１００
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
れており（３４５２）、実際のシステムで要求されてい
る規格を割り込んだ場合には、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
無線機１００の受信品質監視部１５８と干渉妨害検出部
１６２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
が受信電界の低下による場合には、別に定める通話中ゾ
ーン切替の動作に移行する（Ｓ４５３ＹＥＳ）。

受信不能の原因か受信電界の低下によるものでない場合
は（３４５３ＮＯ＞　、同一チャネル干渉によるものか
否かを調べ（Ｓ４５４、第７Ｂ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５４５５）、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ＳＵ１の帯域外の制御信号を用いて報告する（３４
５６）そこで、これを受信した無線基地局３０の制御部
４０では（Ｓ４５７）、空きタイム・スロットの有無を
検索し、タイム・スロット５Ｄ１２．５Ｕ１２を決定す
る（３４５８）。制御部４０は、移動無線機１００の送
信部１３２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ＳＤｌ　２．ＳＵｌ　２
での交信の準備をするように指令する（Ｓ４５９、第７
Ｃ図）。

この指令はタイム・スロットＳＤ１の帯域外の制御信号
により送出され、移動無線機１００はこの交信準備指令
を受信しく５４６０）、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へタイム・スロット５Ｄ１２，５Ｕ１２をも使用
する動作に入らしめる（３４６１）。

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３８−１．
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（３４
６２）。

移動無線機１００では、チャネルＣＨＩのタイム・スロ
ットＳＤ１２，５Ｌ１１２を用いて交信する準備ができ
ると、移動無線機１００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
３ｏに対して報告する（Ｓ４６３）。この報告を受けた
無線基地局３゜は、タイム・スロットＳＤ１２．ＳＵｌ
　２による並列送受信の準備が完了しく５４６４）、並
列送受信を開始する（Ｓ４６５、第７Ｄ図）。すなわち
、ＳＤｌ　２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（８４６６
）、無線基地局３ｏ宛にタイム・スロット５Ｄ１２の信
号を良好に受信できたことを確認すると（Ｓ４６７）、
確認信号をタイム・スロット５Ｕ１２の制御信号により
送信する（３４６８）。無線基地局３０では、この報告
を受信すると（Ｓ４６９）、タイム・スロット５Ｕ１２
の伝送品質を伝送品質監視部３４て確認した上（Ｓ４７
０）、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．ＳＵ１を用いて行っていた交信の
停止を移動無線１１１００へ指令する（Ｓ４７１、第７
Ｅ図）。これを受けた移動無線機１００では（Ｓ４７２
）、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５Ｄ１２
．。

５Ｕ１２のみを動作せしめるようにした上、タイム・ス
ロットＳＵ１．ＳＤＩの交信停止報告をチャネルＣＨ１
のタイム・スロット５Ｕ１２を用いて送出する（Ｓ４７
４．）。これを受けた無線基地局３０では（Ｓ４７５）
、自局で同様な措置を実行する（Ｓ４７６）。

これによって、チャネル切替動作の期間を終了し、移動
無線機５０は無線基地局３０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（Ｓ４
７７）。

なあ、以上の通話中タイム・スロット変更に際し、干渉
妨害量かどの程度の大きざ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。この動作の閾値を決める際に、すでに説明し
た第１０Ａ図や第１０Ｂ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
行うことか可能となる。

また次項（６）の説明に必要となる第１０Ｃ図の説明を
行う。第１０Ｃ図は信号の変調の深さ△ｆ１を変えると
、Ｓ／Ｎがどのように変化するかを示している。ここで
、遅延時間τは１２．５μｓｅｃと仮定している。変調
の偏移を増大すると干渉妨害かあるにもかかわらすＳ／
Ｎか増大する量を具体的に示しており、システム設計に
使用することが可能である。ただし、第１０Ｃ図のグラ
フでは干渉波、希望波とも同図の横軸の△ｆ１の示す値
に変調偏移を増加させた場合を示している。

（６）　　　（４）および（５）項の対策か実施できな
い場合の対策 すでに（３）項において、移動無線機１００か通話中に
場所を移動したために、受信信号の入力電界値が低下し
通話に支障をきたした場合は、隣接の無線基地局３０と
の間で通話中チャネル切替を実施して対処する方法を説
明した。また（４）項においては、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、同一
ゾーン内における無線チャネルまたはタイム・スロット
の切替を実施する方法について説明した。ざらに（５〉
項においては、多重波伝搬歪除去対策を説明した。

しかしながら、システムの運用中において通話トラヒッ
クの状況によっては、上記の諸対策を実行することかで
きない場合かある。

たとえば、まず電界値が低下する場合として、ｉ）周辺
の無線基地局３０のゾーン内での通話トラヒックが輻較
しており、（４）項によるチャネル切替を実行しようと
しても空チャネル（タイム・スロット）が無い。

つぎに無線干渉が発生する場合として、ｉｉ）　　無線
基地局３０自身のゾーン内での通話トラヒックが輻幀し
ており、ガード・タイムの長いタイム・スロット群への
移行が不可能。

ｉ目）周辺の無線基地局３０のゾーン内での通話トラヒ
ックが輻快し、カード・タイムの長いタイム・スロット
群まですべて使用しており、もし、自局でこれを使用す
ると無線干渉が発生するため、自局では使用不可能。

■）　前記ｉｉ）　、　１ｉｉ）の事情にはないか、サ
ービス・クラスの高い加入者の有する移動無線１ｆｉ”
ＩＱＯのために、カード・タイムの長いタイム・スロッ
ト群を空けておく必要がある。

上記のような場合の対策としては、入力電界の低下した
無線基地局３０および移動無線機１００に対し、対向し
て通信している双方の送信機の送信電力を増大する方法
かある。この対策は、移動無線機１００に対しては無線
送信回路１３２（第１Ｂ図では図示せず）に含まれてい
る電力増幅部の利得を上げることにより容易に行うこと
ができるが、無線基地局３０の方は移動無線機１００程
簡単ではない。なぜならば、無線基地局３０は、一般に
多くの移動無線機と対向して通信しており、特定の移動
無線機向の送信電力のみを増加するには、後述する第１
４Ａ図に示すような特別の回路を無線送信回路３２に設
ける必要かあるからである。第１４Ａ図については、次
項（７〉で詳しく説明する。

（７）複合サービス可能なシステム構築例以上において
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か、移動無線機１００が携帯
電話端末２画像端末。

自動車電話端末等のように、それぞれサービス対象の異
な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、携帯電話、自動車電話の複合シス
テムを例に、第１Ａ図、第１Ｂ図、第１Ｆ図を用いて説
明する。

第１Ｆ図の無線基地局３０Ｂの信号処理部３１は、第１
Ａ図の関門交換機２０と、通話チャネルＣＨ’ｌ〜ＣＨ
ｍ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、で結ばれている。

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３０Ｂ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
変換かなされるなど、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がある。

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
は着信が携帯電話宛か自動車電話機かを識別し、口の結
果により信号速度変換回路群５１ａ（携帯電話用）へ送
出するか５１ｂ（自動車電話用）へ送出するかを判断す
る。ここで信号速度変換回路群５１ａ、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携帯電話機、奇数ならば自動車
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６０００番台が携帯電話機で、その他は
自動車電話機と識別する。さらには、下２桁が４０以下
の数字ならば携帯電話機、それ以上は自動車電話機と識
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５°１ｂ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、携帯電話
では自動車電話に比べ、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。

上記のようにする理由は、文献３に記されているように
多重波伝搬特性の相違により、悪影響の除去法が異なる
ためである。

一方、無線受信回路３５からの出力には、携帯電話ある
いは自動車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受けることになる。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てそれぞれ選択された携
帯電話および自動車電話からの信号は、それぞれ信号速
度復元回路群３８ａ、３８ｂて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３ってそれ
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２Ｈ図に示す。同図
（ａ）は無線基地局３０Ｂの無線送信回路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等に分けられる。サブフレームａは移動無線機１００
のうち携帯電話用のタイム・スロット列を示しており、
サブフレームｂは自動車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
ムは、サブフレームｂのそれらに比較して小さいのは、
後述する多重負荷利得が大きく、がっ、多歪波伝搬の影
響を受けにくいからである。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
ているか、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。

なお、第２Ｈ図の１フレーム内には、後述する別の目的
に使用可能なサブフレームのスペースの存在している場
合が示されており、これを他の信号の送出に利用できる
ほか、小ゾーン方式の場合、隣接の無線基地局からの送
信信号用に使用すると、周波数の有効利用率が向上する
。

第１Ａ図、第１Ｂ図および第１Ｆ図により構成される複
合サービスにあける発着呼動作は、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、携帯電話か自動車電話か
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
大幅な相違がおる。無線基地局３０Ｂの送信出力を説明
すると、５ＣＰＣ（Ｓｉｎｃ＋ｌｅ　Ｃｈａｎｎｅｌ　
Ｐｅｒ　Ｃａｒｒｉｅｒ＞方式、すなわち通常のコード
レス電話における送信電力は１０ｍＷ、自動車電話では
５Ｗである。したがって、自動車電話は携帯電話に比べ ５Ｗ／１０ｍＷ＝５００ すなわち、後述の多重負荷利得の相違を考慮に入れない
ならば、５００倍高い送信電力を与えねばならないこと
がわかる。実際には各信号の有する多重負荷利得も異な
っているため、必らずしも上述のごとき顕著な送信電力
レベル差は発生しない。

システム設計を工夫するならばレベル差を縮小すること
も可能である。

以下においては、上記のごとく送信電力に差のあるサブ
システムを１つのシステム内に共存可能とし、かつ、多
重波伝搬の悪影響にも強い耐性を得る方法を説明する。

第１Ｇ図は第１Ｆ図に示す信号速度変換回路群５１ａの
細部構成を示す。第１Ｇ図においてスイッチ８１−１．
８２−１．８１−２．８２−２゜・・・、・・・、８１
−ｍ、８２−ｍはそれぞれ制御部４０の制御信号により
制御されて、通常は各スイッチともａ側に倒されており
、ｂ側、すなわち低周波通過濾波器８３−１．８３−２
．・・・、８３−ｍがオンされるようには制御されてい
ない。

ところか多重波伝搬の影響により、たとえば第２Ｈ図（
ａ＞に示すタイム・スロット５Ｄａ−１の信号の品質が
劣化したとする。この劣化は伝送品質監視部３４（第１
Ｆ図〉により検出され、直ちに制御部４０に伝えられる
。制御部４０てはタイム・スロット５Ｄａ−１の信号を
ガード・タイムの大きいサブフレームｂ等に移したいか
、通話トラヒックの輻峻により不可能であることが判明
すると、信号処理部３１からの入力信号のうち、信号速
度変換回路５１ａへ入力する信号（関し低周波通過濾波
器８３−１　（たとえば０．３〜２，５ｋＨｚ　＞を挿
入することを決定する。そしてスイッチ８１−１．８２
−１へ制御信号を送り、端子ａ側からｂ側へ倒す動作を
実行させる。これと同時に信号速度変換回路５１ａ−１
に対し時間圧縮率を従来の１／ｎより（１／ｎ）ｘ　２
．５／　３．０倍に増加するように指示する。この結果
、タイム・スロット５Ｄａ−１の時間長は、従来の値よ
り２．５／３．０倍、すなわち、約８３％に減少する。

タイム・スロット５Ｄａ−１とその直前のタイム・スロ
ット間のガード・タイムは後述の数値例で示すように大
幅に増大し、多重波伝搬によるタイム・スロット５Ｄａ
−１への電波妨害は著しく軽減されることになる。また
、この程度の値でも不足する場合は、前述の低周波通過
濾波器８３−１〜８３−ｍの高域遮断周波数を前述の２
．５ｋＨ２から２ｋＨ７あるいは１．５ｋＨ２と低くす
れば、さらに大きなガード・タイムを得ることができ、
多重波伝搬による干渉を大きく軽減することか可能とな
る。ただし、あまり信号の高域成分を遮断すると、品質
の悪化が大きくなるから適当な値にとどめる必要がある
。後述する第１１図においては電話信号の周波数帯域（
０，３〜３．０ｋＨ２）をそれぞれ０．３〜１．５ｋＨ
ｚ　、　　０．３〜２．５ｋＨｚに縮小した２例が示さ
れている。

以上によりガード・タイムの増大による隣接タイム・ス
ロットからの干渉妨害の除去ないし軽減を説明したが、
本発明では以下に説明するように、多重負荷利得の増大
を、変調偏移量を大きくすることに利用して、タイム・
スロット５Ｄａ−１の伝送品質を一層向上可能であるこ
とを明らかにしたい。　文献４によれば、フレーム長Ｔ
ｔが、Ｔ　　＞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’−ｎｘｌ−’（２ｆｈＴｔ）　　　　（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〉式はフレーム内の丁ＣＭ信号の密度
が一定であることを前提としており、第２Ｈ図に示すよ
うに、フレーム内においてタイム・スロット幅あるいは
カード・タイム長もしくは信号の最高周波数が異なるタ
イム・スロット配置の場合は、ＴＣＭ信号の密度か一様
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２Ｈ図のようなタイム・スロット密度か一様では
ない場合にも、正確な多重負荷利１ｑを与える数式を導
出し、その後、信号の最高周波数か異なる場合を導出す
る。前者の式を導出する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。、ｇ′なわち、フレーム長Ｔｔを
サブフレームＴ１．Ｔ２　、・・・、Ｔ、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ｎｌ。

ｎ２．・・・、ｎｋとし、信号はすべて電話信号と仮定
すると、各サブフレームに存在する丁ＣＭ　（３号の多
重負荷利得は、つき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「ＤＭ換算の多重数は、
フレーム長下　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とあけばよい。すなわ
ち、 −ｎ１　ｘ１／（２ｆｈＴ１） ＋Ｑｘ　１　／　（２ｆｈ（Ｔｔ ＝ｎ１ｘ１／　（２ｆｈＴ１　） 〉 （１−１＞ 同様にｎ、ｎ３．・・・、ｎｋに対しては、’２　’　
＝ｎ２　ｘ　１　／　（２ｆｈ　Ｔ２　）（１−２＞ ｎ　ｋ＝　ｎ　ｋ　Ｘ　１　／　２　ｆ　ｈ　Ｔ　ｋ（
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。

つぎにサブフレームをいくつかのサブサブフレームに分
割し、分割されたサブサブフレーム内においては信号の
最高周波数が等しいものとする。

すなわち、サブフレームＴ１をサブサブフレームＴ１１
．Ｔ１２．・・・、Ｔｌｐｌに分割し、その分割された
それぞれのサブサブフレームにおける信号の最高周波数
をｆｈｌｌ、ｆ　　　、・・・、ｆ旧、１、多重数をｎ
１１．ｎ１２．・・・、ｎ１ｐ１とし、同様な分割を他
のサブフレームＴ２　、Ｔ３・・・、Ｔｋについても行
うものとする。サブフレームＴ１に存在するＴＣＭ信号
の多重負荷利得は、前述と同様な考え方を導入すること
により、下記のＦＤＭ換紳の多重数より求められること
になる。

ｎ１１’　＝　ｎ１１Ｘ　１　Ｘ　（２ｆ　ｈｌｌ　Ｔ
１１）（１１−１＞ ｎ１２’　＝ｎ１２Ｘ　１　Ｘ　（２Ｔ１１２　Ｔ１２
）ｎ１ｐ１＝ｒ１１ｐ１Ｘ　１　Ｘ　（２ｆｈｌｐｌ”
ｌｐｌ　）（１−１−ｐｌ　） サブフレームＴ２　、Ｔ３．・・・、Ｔｋについても上
記と同様に求められる。しかし、これでは非常にめんど
うなので下記のような瞬時ＦＤＭ換算多重数なる概念を
導入する。

ｎ’　＝ρＸ　１／　（２ｆｈ＞　　　　　　（１’　
）ここに ρ＝ｎ／Ｔ　　　　　　　　　　　　　　　　（２）（
１′）式においてρは考えているタイム・スロット近傍
の微小サブレームの中に含まれている多重数ｎとサブフ
レーム丁との比、すなわち信号密度なる概念で考えられ
るものであり、また、ｆｈは注目しているタイム・スロ
ットに収容されている信号の最高周波数である。

上記の概念を導入することにより、フレーム内のタイム
・スロット構成や信号の最高周波数の異なるＴＣＭ信号
の有する多重負荷利得は時々刻々変動していることにな
る°。ただし、この変化か著しくなければ平均的に多重
負荷利得として、次式のＦＤＭ換棹換型多重数えられる
。

ｎ″’　＝ｎｘ　１／　（２ｆｈＨＴＨ）（１”） ただし、 １　／ｆ　　　（１／ｎ　＞ ｈＨ＝ ×（１／ｆｈ１１＋１／ｆｈ１２＋・・・＋１　／　ｆ
　ｈＫ、ｋ）１　／　ＴＭ　＝　１　／　ｎ ｘ　（１／Ｔ１１＋　１　／Ｔ１２＋・・・＋１／ＴＫ
ｐｋ）ただしｎはフレーム内の全タイム・スロット数以
上の結果をすでに説明したタイム・スロット５Ｄａ−１
に適用すれば、多重負荷利得の増加していることは明ら
かであり、したがって多重負荷利得の増加をＦＭ変調の
変調偏移の増大に使用すれば、それだけ信号対雑音比の
向上に寄与可能となることも容易に理解されるであろう
。

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２Ｈ図において、各サブフレームのシステム・パラメ
ータを第１２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１３図を参考に
して第１１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１３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　ｌｏｇ　［１０ｍＷｘ　　５００］　−３０＝７
ｄＢｍ　　　　すなわち５　ｍＷ サブフレームｂ １０　ｌｏＱ　［５Ｗ　ｘ５０］　−１３＝１１ｄＢＷ
　　　　すなわち１２．５Ｗ上記の所要送信電力の値も
、第１１図に示されている。ただし５ｃｐｃにおける所
要送信電力を携帯電話機用は１０ｍＷ、自動車電話用は
釦とした。

つぎに、サブフレームａに属するタイム・スロット内の
信号が多重波伝搬の影響により、通信品質か劣化し、す
てに述ぺた理由のために、サブフレームｂ等のガード・
タイムの広くとられているタイム・スロットへ移行不可
能な場合は、電話信号の有する信号周波数帯域のうち、
高い周波数域を削減する。そのときの効果を第１１図を
用いて具体的に説明する。

第１１図においてはタイム・スロット５Ｄａ−１の電話
信号の周波数範囲が、０．３〜１．５ｋＨ２および０．
３〜２．５ｋＨ２に圧縮された２つのケースが、正常の
場合（ＳＤａ−２〜５Ｄａ−ｎｕ）ばかにボされている
。

タイム・スロット５Ｄａ−１の周波数範囲０．３〜１．
５ｋＨ２の場合、信号の周波数帯域は通常の１／２とな
っているから、信号の圧縮率は通常の場合より２倍に大
きくすることか可能である。それ故、タイム・スロット
時間長は０．９μｓｅｃとなり、ガード・タイム（ＳＤ
ａ−１とその直前のタイム・スロットとの時間間隔〉は
０．２＋　０．９＝　１１μｓｅｃと通常の５倍以上に
増大する。加えて、ＦＤＭ換輝換型多重数６６と２倍に
なり、多重負荷利得は３５ｄＢと５ｄＢ増大する。この
結果、ＦＭ変調の深さは通常より５ｄＢ増加させること
が可能となり、第１０Ｃ図より動作条件によっては、お
およそ５ｄＢ以上Ｓ／Ｈの改善が期待できる。

タイム・スロット５Ｄａ−１の周波数範囲０．３〜２．
５ｋ）−１２の場合も同様な計算により、第１１図に示
すような結果を得る。ただし、第１１図においては、サ
ブフレームａとサブフレームｂとに関して計算しており
、他のサブフレームについては求めていない。なお、サ
ブフレームａまたは、サブフレームｂにおいて電話信号
の実際の圧縮率はフレーム長に関係し、フレーム長が１
０　ｍ　ｓｅｃとすると、サブフレームａのタイム・ス
ロット５Ｄａ−２〜３［）ａ−５００における電話信号
の圧縮率は、 ０．１ｘ　（１１５００）　＝　１１５０００また、サ
ブフレームｂｋ：＃いては、 ０．１ｘｌ　１５０＝　１１５００ となる。

つぎに第１Ｆ図に示す無線基地局３０Ｂにより、第１１
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。ただし、フレーム内の伯のサ
ブフレームは省略した。そのため第１Ｆ図の無線送信回
路３２の細部構成を第１４Ａ図を用いて説明する。

第１４Ａ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の出力（サブフレームｂに含まれている
信号群）かフレーム内増幅度可変ベースバンド増幅器３
２１へ入力される。

フレーム内増幅度可変ベースバント増幅器３２１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（更に細分し各タイム・スロット毎）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１４Ｂ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ｂにおいて図示のごとく増
幅度が変化する。さらに、タイム・スロット５Ｄａ−１
に関しては、多重波伝搬の悪影響が生じている場合に限
り、すてに説明したごとく増幅度が増加する。したかつ
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３ＱｄＢ、（ただし、タイム・ス
ロット５Ｄａ−１に関してのみ増幅度は３１　ｄｆｓ　
（又は３５ｄＢ））サブフレームｂては１３ｄＢを与え
るように設定すると（第１１図）、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
度可変ベースバント増幅器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３２３か設置されており、この
動作条件を、サブフレームａでは出力レベル７ｄＢｍ　
　（５ｍＷ＞　、サブフレームｂでは同じ＜　１１６Ｂ
ｗ　　（１２，５Ｗ　＞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か構築されることに
なる。なお、第１４８図に示した１フレーム中の期間に
おいて、サブフレームａもしくはサブフレームｂのいず
れにも屈しない時間においては、そこに収容されている
信号の性質によって定まる増幅および変調が行われるこ
とは当然である。

以上は無線基地局３０Ｂ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。移動無線機
１００の送信信号は、無線基地局３０Ｂが送信する場合
より簡単である。移動無線機１００は携帯電話用または
自動車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
なるが、ＦＭ変調器の変調偏移量だけはその信号と対応
して無線基地局３０Ｂ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。さらに厳密に言うならば、下り（
無線基地局３０Ｂが送信し、移動無線機１００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１
００が送信し、無線基地局３０Ｂが受信）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か最も高いからであ
る。

ただし、同一サブフレームにおいても多重波伝搬の影響
を受けて信号の品質が劣化している移動無線機１００に
おいては、第１Ｈ図に細部構成を示す信号分割回路１３
９においてスイッチ１８１および１８２を制御部１４０
からの制御信号により動作させ、低周波通過濾波器１８
３側に倒し、無線基地局３０と同様の動作をさせること
になる。

この結果、電話信号の有する周波数帯域を減少して、信
号の圧縮率を高め、多重負荷利得を増加せしめて変調偏
移量の増大をはかつていることは、既述の通りでおる。

ここに説明した例は、電話という同一サービス内容を人
が携帯する携帯電話と自動車内で使用する自動車電話と
いうサービス対象か異なる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か、本発明は何もこればかり
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でおり、
そのそれぞれの信号圧縮度、多重負荷利得、信号の増幅
度または所要送信出力レベルか異なり、このうちいずれ
かの信号か多重波伝搬による信号の品質劣化を受けた場
合の対策も、すでに説明したのと同様に可能である。

［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
かった多種類の信号、多種類のサービスを可能とする信
号等の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
毎、さらｋはそれを構成するタイム・スロット単位の信
号群毎にシステム・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、ざらにはタイム・スロッ
ト単位の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ても、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られることが可能で
、かつ、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、省電力化かは
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、かつ、経済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にあ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
一実施例の回路構成図、 第１Ｄ図および第１Ｅ図は無線送信回路の具体的な回路
構成図、 第１Ｆ図は本発明のシステムに使用さ、れる無線基地局
の他の実施例の回路構成図、 第１Ｇ図は第１Ｅ図の構成要素である信号速度変換回路
群の詳細な回路構成図、 第１Ｈ図は第１Ｂ図の構成要素である信号分割回路の詳
細な回路構成図、 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おけるチ
ャネル切替を説明するためのタイム・スロット構造図、 第２Ｅ図（ａ′）および（ｂ）は本発明に用いる制御信
号の構成例を説明するためのスペクトル図および回路構
成図、 第２Ｆ図および第２Ｇ図は本発明のシステムの干渉妨害
発生時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２Ｈ図は本発明のシステム
に使用される複合信号のフレーム構成を説明するための
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５Ａ図、第５Ｂ図、第５Ｃ図および第５Ｄ
図は本システムの隣接無線ゾーン間のチャネル切替動作
の流れを示すフローチャート、 第６Ａ図、第６Ｂ図、第６Ｃ図、第６Ｄ図および第６Ｅ
図は本発明によるシステムにあ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の一
例を示すフローチャート、第７Ａ図、第７Ｂ図、第７Ｃ
図、第７Ｄ図および第７Ｅ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の他の例を示すフローチャート、
第８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９図は多重波伝搬による振幅の変化を示す振幅変化図
、 第１０Ａ図および第１０Ｂ図は多重波伝搬歪によるＳ／
へを表わすＳ／Ｎ図、 第１０Ｃ図は信号の変調の深さの変化によるＳ／へを表
わすＳ／Ｎ図、 第１１図は複合信号に本発明を適用した場合の多重負荷
利得を示す多重負荷利得図、 第１２図は公知文献から引用された周波数多重信号の多
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１３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１４Ａ図は第１Ｆ
図の構成要素である無線送信回路の内部構成を示す回路
構成図、 第１４８図は第１４Ａ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　　３４・・・伝送品質監視部３５
・・・無線受信回路 ３８・・・信号速度復元回路群 ３８−１〜３８−ｍ・・・送信速度復元回路３９・・・
信号選択回路群 ３９−１〜３９−ｍ・・・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−ｍ・・・信号速度変換回路５２・・・
信号割当回路群 ５２−１〜５２−ｍ・・・信号割当回路８１．８２・・
・スイッチ　８３・・・低周波通過濾波器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１
２１−１，１２１−３・・・シンセサイザ１２２−１．
１２２−２・・・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
１３３・・・送信ミクサ　　１３４・・・送信部１３５
・・・無線受信回路　１３６・・・受信ミクサ１３７・
・・受信部　　　　１３８・・・速度復元回路１４１・
・・クロック再生器 １５８・・・受信品質監視部 １５９・・・電力増幅器　　１６１・・・ＦＭ変調器１
６２・・・干渉妨害検出器 １６７・・・局部発振器 １６８・・・利得制御部 １６９・・・変調偏移量制御部、 １８１゜ １８２・・・スイッチ １８３・・・低周波通過濾波器 １８４・・・増幅器 ］８５・・・２分岐回路。

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、使用中のタイム・スロットに
   隣接するタイム・スロットの混入による通信品質の劣化
   を検出したとき、前記通信品質の劣化した前記使用中の
   タイム・スロットにかかわる区切られた信号の最高周波
   数を減少せしめて、その減少に応じて前記区切られた信
   号の時間圧縮比を増大せしめて前記隣接するタイム・ス
   ロットとの間のガード・タイムを増大せしめ、前記時間
   圧縮比を増大したことにより得られる多重負荷利得の増
   大に応じて送信信号の変調偏移を増大せしめる移動体通
   信の時間分割通信システム。