JPH04150323A - 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（プる秘話方
法に関する。さらに具体的には、ある無線チャネルか与
えられ、これを用いてサービス・エリア内の多数の移動
無線機のうちの１つが対向する無線基地局と無線回線を
設定して通信している最中に、システムに属しない無線
機が同一無線チャネル同一タイム・スロットに同調して
通信内容を傍受する可能性を未然に除去し、通信のプラ
イバシイを向上する方法を提供ゼ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
ＦＭ変調方式の提案−″　信学会枝軸　ＲＣ３８９−１
１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「
Ｍ変調方式の理論検討″　信学会枝軸ＲＣ８８９−３９
平成元年１０月 すなわち、文献１においては、送信信号（ベスバンド信
号）をあらかじめ定めた時間間隔単位に区切って記憶回
路に記憶し、これを読み出すときには記憶回路に記憶す
る速度よりもｎ倍の高速により所定のタイム・スロット
で読み出し、このタイム・スロットによって収容された
信号で搬送波を角度変調または振幅変調して、時間的に
断続して送受信するために移動無線機および無線基地局
に内蔵されている、それぞれ対向して交信する受信ミク
サを有する無線受信回路と、送信ミクサを有する無線送
信回路と、無線受信回路の受信ミクサに印加するシンセ
サイザと無線送信回路の送信ミクサに印加するシンセサ
イザとに対しスイッチ回路を設け、それぞれ印加するシ
ンセサイザの出力を断続させ、この断続状態を送受信と
もに同期し、かつ対向して通信する無線基地局にも上記
と同様の断続送受信を移動無線機のそれと同期させる方
法を用い、かつ受信側では前記所定のタイム・スロット
に収容されている信号のみを取り出すために、無線受信
回路を開閉して受信し、復調して得た信号を記憶回路に
記憶し、これを読み出すときにはこの記憶回路に記憶す
る速度のｎ分の１の低速度で読み出すことにより、送信
されてきた原信号であるベースバンド信号の再生を可能
とするシステムを構築したシステム例が報告されている
。

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か行わ
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Ｖ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パ
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丁ＣＭ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
容を傍聴す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］ −「ＣＭ倍信号送信するに際し、無線基地局では暗号記
憶部から暗号をとり出し、これに従って送信信号に与え
る時間領域におＣプる送信順序を通常（正）の順序また
はそれとは逆転した（逆の）順序にして暗号化するとと
もに対向して通信を行う移動無線機に対し、暗号の種類
、暗号化ならびに解読の方法を指示する機能を付与した
。

［作用］ 使用リーるタイム・スロット内に収容される信号の時間
領域における送信順序（以下、時間的送信順序と略記す
る）を正の順序にするかまたは逆の順序にするかをフレ
ームごとに暗号信号の指示に従って変えることにしたか
ら、ＴＣＭ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的送信順序が正の
順序であるのか逆の順序であるのか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。

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

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

ここで、関門交換機２０と無線基地局３０との間には、
通話チャネルＣＨ１〜ＣＨｎの各通話信号と制御用の信
号を含む通信信号２２−１〜２２ｎ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。

また、受信部１３７の出力の一部は暗号解読器１７５に
印加され、無線基地局３０から送られてきた暗号が解読
され、解読された暗号解読器１７５の出力は、制御部４
０と暗号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１４０
とタイミング発生器１４２に印加している。

速度復元回路１３８では、受信信号中の区切られた制御
信号もしくは圧縮されて区切られた通信信号の速度（ア
ナログ信号の場合はピッチ）を復元して暗号化時間片信
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の出力とを得て、
連続した信号として電話機部１０１および制御部１４０
に入力している。

また、通常１フレームの最初の位置に設置されているタ
イム・スロット内の信号には、フレーム同期信号のばか
非圧縮の制御信号があり、この制御信号には暗号情報等
が含まれており、これを暗号解読器１７５で解読して制
御部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があ
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
片信号形成回路１７８へ入力される。この回路は後述す
る無線基地局３０の暗号化時間片信号形成回路群７８と
同様の機能を有している。

無線基地局３０から制御信号として送信されてきた暗号
を暗号解読器１７５で解読し、この結果を制御部１４０
へ報告する。制御部１４０はこの解読した暗号に従って
暗号化時間片信号形成回路１７８に対して時間間隔、タ
イミングおよび各タイム・スロットの送信順序を正の順
序とするのか逆の順序とするのかを指示する。暗号化時
間片信号形成回路１７８では、制御部１４０の指示に従
つて電話信号の時間枠止を行った後、その出力を速度変
換回路１３１へ送る。

速度変換回路１３１ては、通信信号の速度（アナログ信
号の場合１ｊＩピツヂ）を高速（圧縮）にして、送信ミ
クサ１３３と送信部１３４とを含む無線送信回路１３２
に印加される。

また、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．［
］８号８時間片信号形成回路１７８、暗号化時間片信号
解読回路１７９や、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
８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１２１１．１２１−２と送受信断続制御
器１２３とりイミング発生器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１２１−１．１
２１−２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１１２０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、８８＠
化時間片信号形成回路７８−１〜７８−ｎを含む暗号化
時間片信号形成回路群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。

信号速度復元回路群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を含む暗号化時間片
信号解読回路群７９で暗号か解読された後、信号処理部
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機２
０からの入力信号は暗号化時間片信号形成回路群７８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５１１〜５１
−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、暗号化時間片信号解読回路群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、電話信号か再生され信
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７８と信号速度変
換回路群５１の動作を、第２△−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２Ａ＝２図（ａ
）の信号処理部３１よりの一連の電話信号が暗号化時間
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、２段
のスイッチ５Ｗ７８０．５Ｗ７８−１．８Ｗ７８−２．
記憶回路Ｍ１、Ｍ２．逆時間読出回路Ｒ丁Ｒ１，ＲＴＲ
２゜遅延回路τ１．τ２とスイッチ５Ｗ７８−３．８Ｗ
７８−４を含み、各スイッチ回路５Ｗ７８−０〜５Ｗ７
８−４がａ側に倒されるかｂ側に倒されるかは、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。したがって第２Ａ２図（ａ）の一連の電話信号は
スイッチ５Ｗ７８０によって２分割されて、時間片信号
は、第２Ａ−２図（ｂ）に示すごとく、５Ｗ７８−１側
に存在するか、あるいは５Ｗ７８−２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。

つぎに、スイッチ５Ｗ７８−１によりさらに２分割され
ａ側に倒れているときは、記憶回路Ｍ１で一旦記憶され
た後、信号の順序を逆転して読出す逆時間読出し回路Ｒ
ＴＲ１により信号の読出しが人力時と全く反対方向で行
われる。この逆時間読出し回路ＲＴＲ１の動作を説明す
る。簡単に言えば音声信号をテープ・レコーダに録音し
、それを再生するとぎテープを逆方向に回転させ最後に
録音した音声を最初に再生し、最初に録音した音声を最
後に再生することに相当する。高級な方法で上記と同一
の動作を行わせるには、つぎのごとくすればよい。すな
わち時間化されたアナログ電語信号をＡ／Ｄ変換器によ
りディジタル化し、これを記憶回路（例えばＲＡＭ）へ
記憶する。そして読出すとき読出す時間的順序を上記の
テープ・し」−ダと同様に逆の順序になるように読出し
た後、Ｄ／Ａ変換器により再びアナログ化すればよい。

以上の動作により入力の時間片信号は逆時間化される。

また信号がスイッチ５Ｗ７８−１かｂ側に倒れていると
ぎは遅延回路τ１を通り、スイッチ５Ｗ７８−３のｂ側
へ到来し、この場合５Ｗ７８−３もｂ側に倒れているか
ら信号速度変換器５１−１１へ入力される。

遅延回路τ１の遅延時間は、逆時間信号を作成するに要
する時間に合せて与えられる。なお、スイッチ５Ｗ７８
−１とスイッチ５Ｗ７８−３．スイッチ５Ｗ７８−２と
スイッチ５Ｗ７８−４とは同期して動作している。

以上はスイッチ５Ｗ７８−０による信号がａ側へ流れる
場合を説明したが、５Ｗ７８−０のｂ側へ流れる場合も
暗号付与器７６よりの信号により上記と同様な処理が行
われ、時間枠止された電話信号が逆時間化されるか否か
が決定され、信号速度変換器５１−１−２へ入来するこ
とになる。

これらのスイッチ５Ｗ７８−３，５Ｗ７８−＝１の出力
である時間片信号は第２Ａ−２図（Ｃ）に示され、これ
らの信号は信号速度変換器５１−１１もしくは５１−１
−２へ入力され、時間圧縮を受けて、ぞれぞれ第２Ａ−
２図（ｄ）に示す信号が出力される。この出力は混合さ
れて、第２Ａ２図（ｅ）に示す１系列の口）間圧線信号
となって、信号割当回路群５２へ入力される。

なお、第２Ａ−２図に示す時間片信号において、右上り
の斜線でおおわれた信号は逆時間化されていない信号を
、また、右下りの斜線でおおわれた信号は逆時間化され
た時間片信号を示している。

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と暗号化時間片信号解読回路群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群３
８および暗号化時間片信号解読回路群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、通話ヂレネル番号１により代表させる
。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＞に示す信号選択回路３９１の出力が、第
２Ｂ−１図の右方がら信号速度復元回路３８−１へ入力
される。信号速度復元回路３８−１は、第２Ｂ−１図に
示すごとく一種のスイッチ５Ｗ３８と信号速度復元器３
８−１−１−１゜３８−１−２を含み、入力側に設置さ
れたスイッチ５Ｗ３８がａ側にスイッチされるか、ある
いはｂ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より得て、フレーム内のタイム・ス
ロットに同期して、循環的に行われスイッチ５Ｗ３８の
ａおよびｂ側の端子には第２Ｂ２図（ｂ）の時間片信号
を得る。各フレーム内の圧縮された電話信号を含むこの
時間片信号は信号速度復元器３８−１−１．３８−１−
２でもとの速度に復元して第２Ｂ−２図（Ｃ）の復元さ
れた時間片信号を得る。これらは暗号化時間片信号解読
回路７９−１に送出される。

暗号化時間片信号解読回路７９−１は、第２Ｂ１図に示
すように複数のスイッチ５Ｗ７９−１〜５Ｗ７９−４．
記憶回路Ｍ１．Ｍ２．逆時間続出回路Ｒ丁Ｒ３，ＲＴＲ
４および遅延回路τ３゜τ４を含んでおり、その動作は
第２Ａ−１図に示した暗号化時間片信号形成回路７８−
１と逆であり、これによりもとの電話信号が再生される
。

第２Ｂ−２図（Ｃ）の信号速度復元器３８−１１の出力
は暗号化時間片信号解読回路７９−１のスイッチ５Ｗ７
９−１へ到来する。この回路は暗号解読器７５からの信
号による制御を受けており、この信号により、もし、ス
イッチ５Ｗ７９１がａ側に倒れている場合に入来する信
号は、旦、記憶回路Ｍ３へ印加され記゛臣される。そし
てこの出力は逆時間読出し回路ＲＴＲにより信号の有す
る時間性が反転され、スイッチ５Ｗ７９−３かａ側にあ
る状態なので、信号処理部３１へ入力される。また５Ｗ
７９＝１がｂ側に倒れているときは送信されてきた信号
に時間性の反転がなかったためであり、遅延回路τ３で
遅延時間τが与えられた後、信号処理部３１へ入力され
る。

以上は信号速度復元器３８−１−１からの出力信号であ
ったか、信号速度復元器３８−１−２からの出力信号も
上記と同様の処理が行われて第２Ｂ−２図（ｄ）の時間
片信号を得る。これらの出力信号は混合されて一連の電
話信号となって信号処理部３１へ出力されるが、この電
話信号においては少しの不連続あるいはオーバラップも
なく原信号が忠実に再生されることになる。

ここで第２Ｂ−２図の各時間片信号においても第２Ａ−
２図と同様に右上りまたは右下りの斜線かほどこされて
いるが、右上りの斜線は正の順序で、右下りの斜線は逆
の順序で各時間片信号に電話信号が含まれていることを
示している。

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・スロツ１〜別に信号を選択する信号選択回路３
９−１〜３９−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
けられた信号速度復元回路３８−１〜３８−ｎを含む信
号速度復元回路群３Ｂで、信号速度（ピッチ）の復元を
受けた後、信号処理部３１へ入力され、４線−２線変換
を受けた後この出力は関門交換機２０へ通信信号２２−
１〜２２−ｎとして送出される。

つぎに信号速度変換回路群５１の機能を説明する。

一定の時間長に区切った音声信号や制御信号等の入力信
号を記憶回路で記憶させ、これを読み出すときに速度を
変えて、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か可能とな
る。信号速度変換回路群５１の原理は、テープ・レコー
ダにより録音した音声を高速で再生する場合と同じであ
り、実際には、たとえば、ＣＣＤ　（Ｃｈａｒｇｅ　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（参考文献：小板　他　″会話の
時間軸を圧縮／伸長するテープ・レコーダ゛　日経エレ
クトロニクス　１９７６年７月２６日　９２〜１３３頁
）。

信号速度変換回路群５１で例示したＣ０Ｄ１′）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からのタイミング信号を受けて、書き込み
速度よりも読み出し速度を低速にすることにより実現で
きる。

関門交換機２０から信号処理部３１を経由して出ツノさ
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）変換の処理か行われたのらにタ
イム・スロット別に信号を割当てる信号割当回路群５２
に印加される。この信号割当回路群５２はバッファ・メ
モリ回路であり、信号速度変換回路群５１から出力され
た１区切り分の高速信号をメモリし、制御部４０の指示
により与えられるタイミング発生回路４２からのタイミ
ング情報で、バッファ・メモリ内の信号を読み出し、無
線送信回路３２へ送信する。この結果、通信信号はチャ
ネル対応でみた場合には、時系列的にオーバラップなく
直列に並べられており、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群５
２に入力され、あらかじめ定められた順序でタイム・ス
ロットが与えられる。第２Ｃ図（ａ）のＳＤＯ，ＳＤｌ
、８０２−、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。

なお、各フレームＦ１．Ｆ２．Ｆ３．・・・の最初のタ
イム・スロットＳＤＯにはフレーム同期および制御信号
が収容されており、タイム・スロットＳＤ１〜ＳＤｎに
は移動無線機１００への着呼あるいは移動無線機１００
からの発呼に応答する通話信号または（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（ａ）に示すように、無線送
信回路３２においては、タイム・スロットＳＤＯ，ＳＤ
１〜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、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。すなわら、同図
（ａ）においては帯域外信号の例でおり、図のごとく、
低周波側（２５０Ｈｚ　＞や高周波側（３８５０１−１
２）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、後述する信号の賠弓
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、両者を時分割多重化して伝送す
ることも可能であり、この場合の回路構成を第３Ｃ図に
示す。これは、音声信号をディジタル符号化回路９１で
ディジタル化し、それとデータ信号とを多重変換回路９
２で多重変換し、無線送信回路３２に含まれた変調回路
に印加する場合の一例である。そして対向する受信機で
受信し復調回路において第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１０’Ｏ−１，１００−２，・・・、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１１１０Ｏから無線基地局３
０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・スロワ＋へＳ　Ｕ
　Ｏ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おる
。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３Ｂへ入力される。この回路について
はすてに詳述した通り、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８２０宛に送信されることになる。

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

第１Ｃ図に示すように、制御部４０からの制御信号は信
号割当回路群５２の出力と平行して無線送信回路３２へ
加えられる。ただし、速度変換率の大きさによっては通
話信号と同様の処理を行った後、信号割当回路群５２の
出力から無線送信回路３２へ加えることも可能である。

つぎに移動無線機１００においても、第１Ｂ図に示すご
とく無線基地局３０の機能のうち通話路を１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−
ＩＺ）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＜
　４．５ｋＨ２〜４５ｋｌ−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（プであり、
波形そのものは変化かないことに留意する必要かある。

さて、第３Ｂ図においては、制御信号は音声信号の下側
周波数帯域を用いて同時伝送されている場合を示してい
る。この信号のうち制御信号（０，２〜４．０ｋｌ−１
ｚ）および通話信号ＣＨ１（４，５〜４５ｋＨ７でＳＤ
ｌ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Ｃ１−１ｉ　　（４，５〜４５ｋＨ２）が収容され
ている。ただし、各タイム・スロット内の信号は時系列
的に並べられており、−度に複数のタイム・スロット内
の信号が同時に無線送信回路３２に加えられることはな
い。

これらの通話信号が制御信号とともに無線送信回路３２
に含まれた角度変調部に加えられると、所要の伝送帯域
として、すくなくとも ｆｏ±４５ｋｌ−１ｚ を必要とする。ただし、ｆｏＩ、１．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、。、とし、上述の音声信号の高速化による最高
信号速度をｆｌとすると両考の間には、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ｔ１２０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１〜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Ｃｌ−１
１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
）　無線チレ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 〉　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）に小されている各フ
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ゼるよう
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Ｃｈｌ　１の送信
を可能とりる局発周波数を発生させるような制御信号を
制御部１４０がら受ける。

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ＣＨＩ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・スロワ＋−Ｓ　Ｕ　Ｏだ
けに限定され、バースト的に送られ伯の時間帯には信号
は送出されないから他の通信に悪影響を及ぽ１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か大きく、１つのタイム・スロッ
ト内に収容不可能な場合には、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・スロワ＋−Ｓ　Ｕ　Ｏ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１０
０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ｓＤｒ　＜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か
、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ぺぎかを知ること
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１〜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ぎた制御情報を受信した移動無線
機１００では、自己かどのタイム・スロットて発呼用制
御信号を送出リベきか、その送信タイミングを含めて判
断することかできる。

また、無線基地局３０が主導するシステムで通信信号の
Ｂｇ、　ｇ化をはかるとぎは、この時点て移動無線機１
００は暗号情報を受信しており、通信か開始されれば制
御部１４０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Ｉ・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おれば呼の
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・スロットを仝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
させる方法でおる。

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（識別
番号）を検出したとすると（３２０２〉、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５２０２）、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
定信号および口８号情報を、下りのタイム・スロットＳ
ＤＯ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、スロット切替完了報告を無線基地局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Ｅ３０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（Ｓ２０７＞
、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
１Ｎ２０では、関門交換８１２０に含まれたスイッチ群
のうちの必要なスイッチをオンにしてダイヤル・トーン
を無線基地局３０へ送出する（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
・スロットＳＤ１を用いて転送され（Ｓ２１１＞、移動
無線１１１００では、通話路が設定されたことを確認す
る（Ｓ２１２＞。この状態に移行したとき移動無線機１
００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１３
２より上りタイム・スロワｌ−８Ｕ１を用いて送出され
る（３２Ｍ３）。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（Ｓ２１４）、電話網１０への通話路が
設定される（３２１５＞。

一方、関門交換１２０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片信号形成回路
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か与えられている。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・スロワｌ−Ｓ　Ｄ　
Ｉを用いて前記移動無線機１００宛に送信される。

前記移動無線機１００では、無線ヂ！？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、ぞの出力は速度復元回路１３
８に入力される。この回路において送信の原信号が復元
され、電話機部１０１の受話器に入力される。かくして
、移動無線機１００と一般の電話網１０の内の一般電話
との間で通話が開始されることになる（Ｓ２１６＞。

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ａ１００とも準備ができ上っており、通話か
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局３０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ｇ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］３２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ｔ
１１００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３つおよび
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／１８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おる。

（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ＣＩ−１１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゜１８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ＩＪ１００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ツ
ｌ〜、たとえばＳＤｌを使用して移動無線１１００の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
（移動無線機１００からの送信には、たとえばＳＤＩ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、無線受低回路１３５の受信部
１３７より制御部１４０へ伝送される。制御部１４０で
は、この伝月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１２２１．１２２−２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、時間枠止されたタイム・スロット内に収容
される信号の時間的送信順序の甘いもしくは逆を各フレ
ームごとに暗号信号の指示により変更しているから、た
とえ、あるタイム・スロツ１〜の信号を受信できたとし
ても、時間領域の反転の有無がわからない。

したがって、次のフレームの信号においても同様の状態
が続くために、多量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
困難となり、ＴＣＭ通信におけるプライバシイの確保が
可能となる効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明のシステムの概念を示す概念構成図、 第１Ｂ図は本発明のシステムに使用される移動無線機の
回路構成図、 第１Ｃ図は本発明のシステムに使用される無線基地局の
回路構成図、 第２Ａ−１図は第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２Δ−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１〜、 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・チャートである。 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 ３９・・・信号選択回路 ３９−１〜３９−ｎ・・・信号選択回路４０・・・制御
部　　　　　４１・・・クロック発生器４２・・・タイ
ミング発生回路 ５１・・・信号速度変換回路群 ５１−１〜５１−ｎ・・・信号速度変換回路５２・・・
信号割当回路　　７５・・・暗号解読器７６・・・昭号
イ４与器　　　７７・・・暗号記憶部７８・・・暗号化
時間片信号形成回路群７９・・・暗号化時間片信号解読
回路群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
２１−１．１２１−２・・・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　　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・
・・タロツク再生器 １７５・・・暗号解読器　　１７６・・・暗号付与器１
７７・・・暗号記憶部 １７８・・・暗号化時間片信号形成回路１７９・・・暗
号化時間片信号解読回路Ｍ１〜Ｍ４・・・記憶回路 Ｒ丁Ｒ１〜ＲＴＲ４・・・逆時間続出回路ＳＷ３８　。 ５Ｗ７８ Ｏ〜５Ｗ７８ Ｗ７９ １〜５Ｗ７９ ４・・・スイッチ τ１・〜τ４・・・遅延回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数のゾーンをそれぞれカバーしてサービス・エリアを
   構成する各無線基地手段（３０）と、前記複数のゾーン
   を横切つて移動し、前記無線基地手段と交信するために
   フレーム構成のタイム・スロットに時間的に圧縮した区
   切られた信号をのせた無線チャネルを用いた各移動無線
   手段（１００）との間の通信を交換するための関門交換
   手段（２０）とを用いる移動体通信方法において、 対向して通信するフレーム内の各タイム・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に収容する前記時間的に圧
   縮した信号の時間領域における順序を通話信号と同じ順
   序の正常な順序とするか通話信号とは逆転した順序とす
   るか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。