JPH04137931A - 移動体通信の時間分割通信秘話方法 - 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］ 本発明は、移動体通信の時間分割通信における秘話方法
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、システムに属しない無線機
が同一無線ヂャネル同一タイム・スロットに同調して通
信内容を傍受する可能性を未然に除去し、通信のプライ
バシイを向上する方法を提供せんとするものである。

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

文献１．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 すなわら、文献１においては、送信信号（ベースバンド
信号）をあらかじめ定めた時間間隔単位に区切って記憶
回路に記憶し、これを読み出すときには記憶回路に記憶
する速度よりもｎ倍の高速により所定のタイム・スロッ
トで読み出し、このタイム・スロットによって収容され
た信号で搬送波を角度変調または振幅変調して、時間的
に断続して送受信するために移動無線機および無線基地
局に内蔵されている、それぞれ対向して交信する受信ミ
クサを有する無線受信回路と、送信ミクサを有づる無線
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。

また文献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。しかしな
がら、システムに属していない無線機が同一無線チャネ
ル、同一タイム・スロットに同調し、通信内容を傍受す
る可能性があり、これを未然に防止することがプライバ
シイ保護の上から必要であるが、この種の技術に関し公
知のものはない。

［発明が解決しようとする課題］ 前記の文献１および２のシステム構築例では、無線基地
局から多数の移動無線機宛に送信される丁−ＣＭ（時分
割時間圧縮多重）信号の送信方法とこれに応じて移動無
線機から無線基地局宛に送信されるＴＣＭ信号の送信方
法については開示されているが、この開示された送信方
法によっては、システムに属さない他の無線機が使用中
の無線チャネルおよびタイム・スロットに同調させ通信
内容を傍Ｌ！づ゛ることは比較的容易であるという解決
されるべき課題が残されていた。

［課題を解決するための手段ｊ ＴＣＭ信号を送信するに際し、無線基地局ではＩＩ８号
記憶部から暗号をとり出し、これに従って送信信号に与
える時間的に圧縮し区切られる時間長を暗号化するとと
もに対向して通信を行う移動無線機に対し、暗号の種類
、Ｆ＠号化ならびに解読の方法を指示する機能を付与し
た。

［作用］ 使用するタイム・スロット内に収容されるＢＢＪ的に区
切られる時間長をフレームごとに変えることにしたから
、丁ＣＭ信号においても、ディジタル信号と同等の高い
暗号機能を具備することが可能となったので、タイム・
スロット内に収容される信号の時間長の付与順序を知ら
ないシステムに属さない第３者の無線機が傍聴すること
は非常に困難となり、通信のプライバシイの確保が可能
となった。

Ｌ実施例］ 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７Ａ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８Ｉ５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（１００−１〜１０Ｏ−ｎ）と前線信号の授受
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、
通話ヂャネルＣ）１１〜ＣＨｎの各通話信号と制御用の
信号を含む通信信号２２−１〜２２−ｎを伝送１−る伝
送線がある。

第１Ｂ図には、無線基地局３０との間で交信を覆−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１ｌｊｌｌｌ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１
４１に入力される。

また、受信部１３７の出力の一部はＯＦｊ号解読器１７
５に印加され、無線基地局３０から送られてぎた暗号が
解読され、解読された暗号解読器１７５の出力は、制御
部４０と昭ｇ化時間片信号解読回路１７９へ入力される
。クロック再生器１４１では、受信した信号の中からク
ロックを再生してそれを速度復元回路１３８と制御部１
４０とタイミング発生器１４２に印加している。

速度復元回路１３８では、受信信号中の区切られた制御
信号もしくは圧縮されて区切られた通信信号の速度（ア
ナログ信号の場合はピッチ）を復元して暗号化時間片信
号解読回路１７９へ送られる。暗号化時間片信号解読回
路１７９は後述する無線基地局３０の暗号化時間片信号
解読回路群７９と同様の機能を有しており、暗号解読器
１７５およびタイミング発生器１４２の出力とを（ｑで
、連続した信号として電話機部１０１および制御部１４
０に入力している。

また、通常１フレームの最初の位置に設置されているタ
イム・スロット内の信号には、フレーム同期信号のほか
非圧縮の制御信号があり、この制御信号には暗号情報等
が含まれており、これを暗号解読器１７５で解読して制
御部１４０へ入力している。暗号情報に関しては、たと
えば乱数表などが収容されている暗号記憶部１７７かあ
り、これと制御部１４０とは互いに情報を交換している
。

また、移動無線機１００が主導して通信の暗号化をはか
るには暗号記憶部１７７と暗号付与器１７６を使用する
。

電話機部１０１から出力される通信信号は、暗号化時間
片１５号形成回路１７８へパノノされる。この回路は後
述する無線基地局３０のＩＩ８号化時間片信号形成回路
群７８と同様の機能を有しており、暗号付与器１７６が
動作中であれば、その指示に従った時間間隔で、もし動
作していない場合は、無線基地局３０から送信されてき
た暗号に従った制御部１４０の指示する時間間隔で電話
信号の時間片化を行った後、速度変換回路１３１へ送ら
れる。

速度変換回路１３１では、通信信号の速度（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。

なお、ＦＩＢ号化時間片信号形成回路１７８には制御部
１４０から与えられる制御信号により動作する暗号付与
器１７６からの暗号が入力され、無線基地局３０へ送信
される信号がＦＰ？１号化される。ここで、無線基地局
３０から指示された暗号化プロセスと異なる暗号を作成
することを望む場合のみ、暗号付与器１７６は動作する
。無線基地局３０から指示された暗号解読法と全く同一
の内容を逆に送信に適用する場合には、前述の動作とな
る。

また、タイミング発生器１４２では、クロック再生器１
４１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．暗
号化時間片信号形成回路１７８、暗号化時間片信号解読
回路１７９ヤ、速度復元回路１３８に必要なタイミング
を供給している。

移動無線機１００には、さらにシンセサイザ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器１２
３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１
２３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、基準水晶発掘器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８３０が示されている。

関門交換Ｒ２０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、関門交換は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、暗号化時
間片信号形成回路７Ｂ−１〜７８−ｎを含む暗号化時間
片信号形成回路Ｂ−￥７８で暗号化された信号となった
後、信号速度変換回路群５１へ送られる。

信号速度復元回路！￥３８からの出力信号は、暗号化時
間片信号解読回路７９−１〜７９−ｎを含む暗号化時間
秤信号解読回路群７って暗号が解読された後、信＠処理
部３１へ送られ、さらに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ｔ
ｆｆ１２０からの入力信号は暗号化時間片信号形成回路
ｕ７８へ入力され、暗号付与器７６の指示に従う時間間
隔に区切られる。

つぎにこの出力は多くの信号速度変換回路５１−１〜５
１−ｎを含む信号速度変換回路群５１へ入力され、所定
の速度（ピッチ）変換を受ける。

また無線基地局３０より関門交換ｔ１２０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３９を
介して、信号速度復元回路群３Ｂへ入力され、速度（ピ
ッチ）変換された後、暗号化時間秤信号解読回路群７９
へ入力される。この回路において暗号解読器７５の指示
に従う時間間隔で区切られる結果、電話信号が再生され
信号処理部３１へ入力される。

つぎに、暗号化時間片信号形成回路群７Ｂと信号速度変
換回路群５１の動作を、第２Ａ−１図および第２Ａ−２
図を用いて詳細に説明する。

第２Ａ−１図は、第１Ｃ図における暗号化時間片信号形
成回路群７８および信号速度変換回路群５１のうち、通
話チャネル番号１用の暗号化時間片信号形成回路７８−
１および信号速度変換回路５１−１のみを選び出したも
のであり、通話チャネル番号２〜ｎにおいても同様な動
作が行われるので、通話チャネル番号１により代表させ
る。第２Ａ〜２図は第２Ａ−１図の回路各部の信号処理
状態を示す模式図である。

さて第２Ａ−１図において、左方より第２Ａ２図（ａ）
の信号処理部３１よりの一連の電話信号がＦ＠号化時間
片信号形成回路７８−１へ入来する。暗号化時間片信号
形成回路７８−１は、第２Ａ−１図に示すごとく、一種
のスイッチ回路であるが、このスイッチが７８−１−１
側に倒されているか、あるいは７８−１−２側に倒され
ているかは、その時間長をも含めて暗号付与器７６の出
力信号により制御される。したがって一連の電話信号は
２分割されて、時間片信号は、第２八−２図（ｂ＞に示
すごとく、７８−１−１側に存在するか、あるいは７８
−１−２側に存在するかの、どちらかであり、かつ、両
方共に存在することはない。

これらの信号は信号速度変換器５１−１−１もしくは５
１−１−２へ入力され、時間圧縮を受けて、それぞれ第
２Ａ−２図（Ｃ）に示す信号が出力される。この出力は
混合されて、第２Ａ−２図（ｄ）に示す１系列の時間圧
縮信号となって、信号割当回路５２−１へ入力される。

つぎに、信号選択回路群３９の出力を印加された信号速
度復元回路群３８と暗号化時間秤信号解読回路群７９の
動作を、第２Ｂ−１図および第２Ｂ−２図により詳細に
説明する。

第２Ｂ−１図は第１Ｃ図における信号速度復元回路１３
８および暗号化時間秤信号解読回路群７９のうち、通話
チャネル番号１用の信号速度復元回路３８−１および暗
号化時間片信号解読回路７９−１のみを選び出したもの
であり、通話ヂャネル番号２〜ｎにおいても同様な動作
が行われるので、通話チャネル番号１により代表さぜる
。第２Ｂ−２図は第２Ｂ−１図に示した回路の各部の信
号処理状態を示す模式図である。

さて、第２Ｂ−１図および第２Ｂ−２図において、第２
Ｂ−２図（ａ）に示ず信号選択回路３９１の出力が、第
２Ｂ−１図の右方から信号速度復元回路３８−１へ入力
する。信号速度復元回路３Ｂ−１は、第２Ｂ−１図に示
すごとく一種のスイッチ４８−１と記憶回路３８−１ｉ
〜３８−１−３を含み、入力側に設置されたスイッチ４
８］が４．８−１−１側にスイッチされるか、あるいは
４８−１−２または４Ｂ−１−３側にスイッチされるか
は、タイミング信号をタイミング発生回路４２より冑て
、フレーム内のタイム・スロットに同期して、循環的に
行われる。また、このスイッチ４８−１で分割される信
号の数は、暗号化時間片信号の時間長の最大と最小に関
係し、図示の場合には、＠号化時間片信号の時間長の比
が２であるから、３分割となる。一般にはこの比をｐ〉
１とすると、分割数はｐが整数ならばＣ）＋１であり、
ｐが小数点以下の数を含んでおれば、これらをすべて切
り上げた整数で与えられることになる。

第２Ｂ−１図（ａ）に示すスイッチ４８−１により第２
Ｂ−２図（ｂ）に示すように３分割された時間圧縮され
ている時間片信号は、それぞれに信号速度復元器３８−
１−１〜３Ｂ−１−３に入力され、ここで各信号に時間
伸長が加えられ、第２Ｂ−２図（Ｃ）に示すように信号
の復元される前段の状態に達する。ただし、このままで
は原信号は復元されないことは、第２Ｂ−２図（Ｃ）か
ら明らかなように、原信号の実装部分がわからず、すべ
てのタイム・スロット内信号を最も長い時間片信号とみ
なして復元しているために、雑音成分を多量に含んでい
るからである。

上記の信号の中から実際の音声信号を復元するには、暗
号解読器７５からの＠号解読信号を必要とし、この信号
に従って、暗号化時間片信号解読器７９−１−１〜７９
−１−３において信号時間片を送信時と同様の時間片の
長さに切断する必要がある。この結果、第２Ｂ−２図（
ｄ）のような時間片信号が忠実に再現され、これらの信
号の和をとって、一連の電話信号として処理部３つへ送
られる。

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、
ここで各通話チトネルｃ１−１１〜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１す元回路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２ｏへ通信信号２２−
１〜２２−ｎとして送出される。

つぎに信号速度変換回路群５１の機能を説明フる。

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あ
り、実際ニハ、たとえば、ＣＯＤ　（Ｃｈａｒａｅ　Ｃ
ｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ　）　、　ＢＢＤ　（Ｂｕｃ
ｋｅｔ　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′Ｉ＃Ｘ：小坂　他　“
会話の時間軸を圧縮／伸長するテープ・レコーダ日経エ
レクトロニクス　１９７６年７月２６日　９２〜１３３
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がらのクロックと制御部４
０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がらのタイミング信号を受けて、書き込み
速度よりも読み出し速度を低速にすることにより実現で
きる。

関門交換ｌ！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５２
に印加される。この信号割当回路群５２はバッフトメモ
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１５
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ＳＤＯ，ＳＤｌ
、ＳＯ２・、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。図において各タイム・スロットの時間幅に長短
があるのは、すでに述べた通り暗号化時間片信号形成回
路群７８の出力においては、時間軸上の信号長が変化し
ているからである。ただし、各タイム・スロットの同期
をとる必要上、各タイム・スロットの立上りの周期は信
号片の長さに関係なく、すべてのフレームを通じて同一
である。

なお、各フレームの最初のタイム・スロットＳＤｏはフ
レーム同期および制御信号が収容されており、タイム・
スロットＳＤ１〜ＳＤｎには移動無線機１００への着呼
あるいは移動無線１１１００からの発呼に応答する通話
信号または（および）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、通話信号の部分は空ス
ロツト信号が加えられ、またはシステムによっては搬送
波を含め全く信号が送出されないものもある。

このようにして、第２Ｃ図４ａ）に示すように、無線送
信回路３２においては、タイム・スロットＳＤＯ，ＳＤ
Ｉ　〜ＳＤｎで１フレームをなず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ｖｓ１００との間で行われる制御信号の伝送
については、前述のごとく、タイム・スロットＳＤＯを
用いて行われるが、システムによっては、電話信号の帯
域内または帯域外のいずれを使用する場合も可能である
。第３Ａ図はこれらの周波数関係を示す。すなわち、同
図（ａ）においては帯域外信号の例であり、図のごとく
、低周波側（２５０Ｈｚ）や高周波側（３８５０Ｈ７）
を使用することができる。この信号は、たとえば通話中
に制御信号を送りたい場合や、後述する信号の暗号化が
行われているときにも使用される。

第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ｊ多重化して伝送
することも可能でおり、この場合の回路構成を第３Ｃ図
に示す。これは、音声信号をディジタル符号化回路９１
でディジタル化し、それとデータ信号とを多重変換回路
９２で多重変換し、無線送信回路３２に含まれた変調回
路に印加する場合の一例である。そして対向する受信機
で受信し復調回路において第３Ｃ図で示したのと逆の操
作を行えば、音声信号と制御信号とを別々にとり出すこ
とが可能である。

一方、移動無線機１００から送られてきた信号は、無線
基地局３０のアンテナ部で受信され、無線受信回路３５
へ入力される。第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、各フレームＦ１．Ｆ２．Ｆ３．・・・のタイ
ム・スロットＳＵ１．ＳＵ２．　・、Ｓｕｎは、移動無
線機１００１．１００−２．・・・、１００ｎ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ＳＵ１．ＳＵ２．・・・、Ｓｕ
ｎの内容を詳細に示すと、第２Ｃ図（ｂ）の左下方に示
す通り通話信号または（および）制御信号より成り立っ
ている。ただし、移動無線機１００から無線基地局３０
への発呼や緊急通信を行いたい場合には、常時各フレー
ムの先頭に設置されているタイム・スロットＳＵＯを使
用する。

さて、無線基地局３０へ到来した入力信号のうち制御信
号については、無線受信回路３５から直ちに制御部４０
へ加えられる。ただし、速度変換率の大きさによっては
、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ＳＵ１〜５ＬＩｎ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。この回路につい
てはすでに詳述した通り、送信側の移動無線機１００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、速度変換率の大きさによっては通
話信号と同様の処理を行った俊、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（０，３ｋＨ２〜３．０ｋｌ−
（７）が信号速度変換回路群５］（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、信号の周波数分布番Ｊ第３Ｂ図のごと
＜　４．５ｋｔ−１ｚ〜４５ｋ）−１２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だけであり、波形
そのものは変化がないことに留意する必要がある。また
信号の暗号化のために、時間片信号の時間長はそれぞれ
のフレームで異なっているが、時間圧縮時に信号の１］
、５間長に比例した圧縮を行うため、各タイム・スロッ
トに収容される信号の最高周波数が異なることもない。

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ＮＣＨ１（４，５〜４５ｋＨｚ　テＳＤ１
として表されている）がタイム・スロット、たとえばＳ
Ｄｌに収容されているとする。他のタイム・スロットＳ
Ｄ２〜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　＜ｒ＝２゜３、−
、ｎ＞には制御信号（０，２〜４．０ｋｔ−１ｚ　）と
通信信号ｃＨｉ　（４，５〜４５ｋＨｚ　＞が収容すし
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による信号の高速比は、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
、。、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、伯は信号選択回路群
３９を介して信号速度復元回路群３８へ送られる。そし
て後右の制御信号は送信時と全く逆の速度変換（低速信
号への変換）を受けた後、一般の電話網１０に使用され
ているのと同様の信号速度となり信号処理部３１を介し
て関門交換機２０へ送られる。

つぎに、本発明によるシステムの発着呼動作に関し、音
声信号の場合を例にとって説明する。

（１）移動無線機１００からの発呼 第４Ａ図および第４Ｂ図に示すフローチャートを用いて
説明する。

移動前Ｉｉ機１００の電源をオンした状態にすると、第
１Ｂ図の無線受信回路１３５では、下り（無線基地８３
０→移動無線機１００）無線チャネル（チャネルＣｌ−
１１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）　Ｒ大の受信入力電界を示す無線チャネ
ルｉｉ）　　無線チャネルに含まれている制御信号によ
り指示される無線チャネル ｉｉｉ　）　　無線チャネル内のタイム・スロットのう
ち空タイム・スロットのあるチャネル など、それぞれシステムに定められている手順にしたが
い無線チャネル（以下チャネルＣＨ１とする）の受信状
態にはいる。これは第２Ｃ図（ａ）に示されている各フ
レームＦ１．Ｆ２．・・・、内のタイム・スロットＳＤ
ｉ内の同期信号を捕捉することにより可能である。制御
部１４０では、シンセサイザ１２１−１に無線チャネル
ＣＨ１の受信を可能とする局発周波数を発生させるよう
に制御信号を送出し、また、スイッチ１２２−１もシン
セサイザ１２１−１側に倒し固定した状態にある。

そこで、電話機部１０１の受信機をオフ・フック（発呼
開始）すると（３２０１、第４Ａ図）、第１Ｂ図のシン
セサイザ１２１−２は、無線チャネルＣＨ１の送信を可
能とする局発周波数を発生させるような制御信号を制御
部１４０から受ける。

またスイッチ１２２−２もシンセサイザ１２１２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ＳＵ
Ｏ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ＳＵＯ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ＳＵＯ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より、フレーム同期が可能になる。

さ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ｓＤ；　＜ｒ＝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・スロワ
１〜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・スロワｌ〜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ＳＤ１゜ＳＤ２．・・・、５
Ｄｒｌ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
機コＯＯ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。

また、無線基地局３０が主導するシステムで通信信号の
暗号化をはかるときは、この時点で移動無線機１００は
暗号情報を受信しており、通信が開始されれば制御部１
４０は暗号化時間片信号形成回路１７８に与えるべき暗
号の待機状態に入ることができる。ただし通話が開始さ
れない間は秘話は行わないものとする。

上り信号用のタイム・スロットＳＵＯ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、伯の移動無線機から同一時刻に発呼があれば呼の
衝突のため発呼信号は良好に無線基地局３０へ伝送され
ず再び最初から動作を再開する必要を生ずるが、この確
率はシステムとしてみた場合には、十分に小さい値にお
さえられている。もし呼の衝突をさらに低下させるには
、つぎの方法がとられる。それは移動無線機１００が発
呼可能な空タイム・スロットをみつけたとして、そのタ
イム・スロットを全部使用するのではなく、ある移動無
線機には前半部、ある移動無線別には後半部のみを使用
させる方法である。

′￥なわち発呼信号として、タイム・スロワ１〜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おる。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、その各市に与える方法である。この
方法によれば周波数の異なるｉｔｉ！Ｉ御信号が同一の
タイム・スロワ１〜を用いて同時に送信されても無線基
地局３０て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１−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か良好に無
線基地局３０で受信され移動無線機１００のＮ）（識別
番号）を検出したとすると（Ｓ２０２）、無線基地局３
０の制御部４０では、移動無線機１００のＩＤ（識別信
号）を検出しく５２Ｏ２）、そのＩＤを確認するので、
移動無線機１００に対して発呼に必要な通話チャネル指
定信号および暗号情報を、下りのタイム・スロットＳＤ
Ｏを用いて移動無線機１００宛に送信する（３２０３）
。

無線基地局３０より送られてきた制御情報を受信した移
動無線機１００では、暗号情報およびフレーム番号や通
話チャネルから、暗号記憶部１７７を検索して自己に割
当てられたタイム・スロット番号を見つけ出し、指定さ
れたタイム・スロットＳＵ１に切替えて（Ｓ２０４＞、
これを用いて、スロット切替完了信号を無線基地局３０
宛に送信して（３２０５＞、ダイヤル・トーンが送られ
てくるのを待つ（３２０６＞。

無線基地局３０では、当然これを期待して受信待機中で
あり、スロット切替完了報告を受信すると（３２０７＞
、関門交換機２０宛に移動無線機１００のＩＤとともに
発呼信号を送出する（３２０８）。これに対し関門交換
機２０では、関門交換機２０に含まれたスイッチ群のう
ちの必要なスイッチをオンにしてダイヤル・１〜−ンを
無線基地局３０へ送出する（３２１０、第４Ｂ図）。

このダイヤル・トーンは、無線基地局３０によりタイム
・スロワ１〜ＳＤ１を用いて転送され（Ｓ２１１＞、移
動無線機１００では、通話路が設定されたことを確認す
る（３２１２）。この状態に移行したとき移動無線機１
００の電話機ＦｉＳ１０１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ＳＵＩ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ｍ”＋　ｏｏ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を介して暗号化時間片信号解
読回路群７９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］Ｏ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
おいて信号処理部３１を介して暗号化時間柱形成回路群
７８において秘話化され、その秘話化された信号は信号
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ＳＤ１を用い
て前記移動無線１１１００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、移動無線機
１００と一般の電話網１０の内の一般電話との間で通話
が開始されることになる（３２１６＞。

また、秘話についても前述した通り無線基地局３０およ
び移動無線機１００ともＱ備ができ上っており、通話が
開始されれば、即座に実行される。

それには通話開始と同時に制御部４０より暗号付与器７
６に制御信号を与え動作を開始すればよい。

なお、上述した通話チャネルの割当等、通話の開始され
る以前に行われる無線基地８３０と移動無線機１００の
間の制御のための通信においても秘話は可能であるが、
あまり実用的でないので説明を省略した。

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４０では、移動無線機１
００からの終話信号を受信すると関門交換ｖ１２０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１−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ｖ１１００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、信号処理部３１゜賠号化時間片信号形成回路
群７８．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・スロツ１−のうちの空スロツ１
〜、たとえばＳＤｌを使用して移動無線１１００のＩＤ
信号十看呼信号表示信号士タイム・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５ＬＪ１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。

なお、着呼についても発呼のときと同様に秘話が実行可
能なことは明らかである。また、本発明で説明した秘話
技術は、システムに属していない第３者が無断で傍聴す
る可能性を著しく困難にしていることは明らかである。

なぜならば通信に使用される時間片の長さが各フレーム
毎に異なっており、たとえあるタイム・スロットの信号
を受信できたとしても、正確な時間長がわからないから
多聞の雑音が混入し、傍聴不可能となる。

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

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明のシステムの概念を示ツ概念構成図、 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７ムに使用される無線基地局の
回路構成図、 第２Ａ−１図は第１Ｃ図の構成要素である暗号化時間片
信号形成回路と信号速度変換回路の内部構成を示す回路
構成図、 第２Ａ−２図は第２Ａ−１図に示した回路の各部の信号
を示すタイム・チャート、 第２Ｂ−１図は第１Ｃ図の構成要素である信号速度復元
回路と暗号化時間片信号解読回路の内部構成を示す回路
構成図、 第２Ｂ−２図は第２Ｂ−１図に示した回路の各部の信号
を示すタイム・チャート、 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１へである。 Ｏ・・・電話網　　　　　２０・・・関門交換機２−１
〜２２−ｎ・・・通信信号 Ｏ・・・無線基地局 １・・・信号処理部 ２・・・無線送信回路 ３５・・・無線受信回路 ８・・・信号速度復元回路群 ９・・・信号選択回路 ９−１〜３９−ｎ・・・信号選択回路 Ｏ・・・制御部 １・・・クロック発生器 ２・・・タイミング発生回路 １・・・信号速度変換回路群 １−１〜５１−ｎ・・・信号速度変換回路２・・・信号
割当回路 ５・・・＠号解読器　　　７６・・・暗号付与器７・・
・暗号記憶部 ８・・・暗号化時間片信号形成回路群 ９・・・暗号化時間片信号解読回路群 １・・・ディジタル符号化回路 ２・・・多重変換回路 ００．１００−１〜１００−　ｎ　−・・移動無線襞０
１・・・電話機部 ２０・・・基準水晶発振器 ２１−１．１２１−２・・・シンセサイザ２２−１，１
２２−２・・・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 １３４・・・送信部 １３６・・・受信ミクサ １３８・・・速度復元回路 １７５・・・暗号解読器 １７７・・・暗号記憶部 １７８・・・略号化時間片信号形成回路１７９・・・暗
号化時間片信号解読回路。 １３３・・・送信ミクサ １３５・・・無線受信回路 １３７・・・受信部 １４］・・・クロック再生器 １７６・・・暗号付与器

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・スロットに時間的に圧縮した区
   切られた信号をのせた無線チャネルを用いた各移動無線
   手段（１００）との間の通信を交換するための関門交換
   手段（２０）とを用いる移動体通信方法において、 対向して通信するフレーム内のタイム・スロットに収容
   する前記時間的に圧縮した区切られた信号を作成する場
   合に、前記区切られた信号の時間長を対向して通信して
   いる前記無線基地手段および前記移動無線手段のうちの
   すくなくとも一方において定める移動体通信の時間分割
   通信秘話方法。