JPH0448830A - 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］ 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
ｇｌＪ通信方法に関する。さらに具体的には、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
各焦線基地局内で、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
するとき、送信機の送信出力が自分の受信機に混入して
も妨害を与えないようにするため、送信機と受信機の動
作時間を分離する時間分割通信方法に関する。

「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が下記の文
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−パ　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ＦＭ変調方式の理論検討″　信学会技報　ＲＣ３８
９−３９平成元年１０月 文献３．Ｓ、Ｉ刊′Ａ　ＰＲＯＰＯ３ＡＬ　ＯＦ　ＴＩ
）ｆＥ−ＤＶＩＳＩＯＮ、　ＴＩ）ｉＥ−ＣＯＭＰＲＥ
ＳＳＥＤ　）４ＵＬＴＩＰＬＥＸＩＮＧ　ＦＭＭＯＢＩ
ＬＥ　ＲＡＤＩＯＳ’／ＳＴＥＭ　”　４０ｔｈ　ｒＥ
ＥＥ　ＶＴＧＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　、　ＰＰ２２０
−２２５　）ｌａｙ　１９９０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、このタイ
ム・スロットによって収容された信号で搬送波を角度変
調または振幅変調して、時間的に断続して送受信するた
めに移動無線機および無線基地局に内蔵されている、そ
れぞれ対向して交信する受信ミクサを有する無線受信回
路と、送信ミクサを有する無線送信回路と、無線受信回
路の受信ミクサに印加するシンセサイザと無線送信回路
の送信ミクサに印加するシンセサイザとに対しスイッチ
回路を設け、それぞれ印加するシンセサイザの出力を断
続させ、かつ、この断続状態を送受信ともに同期し、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。

つぎに、文献２には上記のような時分割時間圧縮多重（
ＴＣＭ＞ＦＭ方式を小ゾーンに適用した場合の問題点と
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、問題点を解消したシステム実現の可能性が示
されている。

さらに、文献３には上記のようなＴＣＭ−ＦＭ方式を小
ゾーンに適用した場合の諸問題のほか、小ゾーン方式で
問題とされるくり返しゾーン数の概念にかえて、新しく
くり返しタイム・スロット数なる概念を提案し、この場
合のシステム構築例を示している。

１発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のシステム構築例では移動熱Ｉ！機
の動作の如何によっては、従来のＳＣＰＣ（Ｓｉｎｇｌ
ｅ　Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｐｅｒ　Ｃａｒｒｉｅｒ）方式の
ごとく、送受信機を連続して同時に使用しているシステ
ムと同様に、送信出力が移動無線機自身の受信部に混入
することによる相互変調の発生する可能性があり、これ
を防止するための対策が必要であった。

そのためＴＣＭ（時分割時間圧縮多重）の特徴である時
間分割圧縮送受信機というメリットを活用して、機器構
成を簡易化、経済化する方法があるにもかかわらず、そ
の具体策が明示されていないという解決されるべき課題
があった。

１課題を解決するための手段］ 移動無線機から無線基地局宛に時分割時間圧縮多重（Ｔ
ＣＭ＞信号が送信される１フレーム内のタイム・スロッ
トの時間内（おいては、無線基地局から移動無線機宛に
送信される信号か存在しないようにし、送信信号が存在
しない時間内に信号を受信可能とするため、無線基地局
か送信するフレームと、移動無線機か送信するフレーム
との時間タイミングを少なくとも１タイム・スロット分
だけずらせることにより、移動無線機が送信する送信信
号が自己の受信部に混入することを除去し、従来、送信
機の出力側、受信機の入力側に挿入されていた帯域濾波
器を除去可能とし、回路構成の簡易化による経済化、小
型化を可能とした。

［作用］ 従来システムの移動無線機においては、自身の送信出力
が受信部へ混入するのを防止するため、アンテナ入力端
にはサーキュレータや送信機出力側および受信機の入力
側に所望の周波数の信号のみを送信または受信するため
の急峻な濾波特性を有する帯域濾波器が挿入されている
。そのために挿入損が発生し、送信出力においてはその
挿入損を補償するために余分の送信電力を必要とし、ま
た受信機においては挿入損の分だけＣ／Ｎ　（搬送波射
雑音比）が劣化するため、対向して通信する送信出力に
は、これに見合った大きな送信出力を必要とする。ＴＣ
Ｍ−ＦＭにおいても、とくに対策を施さなければ事態は
同様である。しかしながら、上述した送受信の時間タイ
ミングをずらすことにより送信出力信号が受信中の受信
機へ混入することを未然に防止することが可能となり、
送信電力の低減１回路の簡易化ひいては経済的なシステ
ムを提供できることになった。

［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、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１１２
０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−ｍを伝送する伝
送線がある。

第１Ｂ図には、無線基地局３０−１ないし３０−ｎ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とクロック再生器１４１と受信品質監
視部１５８に入力される。クロック再生器１４１では、
受信した信号中からクロックを再生して、それを速度復
元回路１３８と制御部１４０とタイミング発生器１４２
と速度変換回路１３１に印加している。

速度復元回路１３８では、１つのチャネルの受信信号中
の１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１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、
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。この印加されるタイミング
は後述するように無線基地局３０からの信号を受信した
後１タイム・スロット分または、それ以上遅延した時間
となる。そして、この送信信号は１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。

受信部１３７の出力の一部を印加された受信品質監視部
１５８では、入力信号の受信品質（信号対雑音比および
干渉妨害発生の有無）が監視される。さらにアンテナ受
信端には、受信ミクサ１３６への入力と並列して、干渉
妨害検出器１６２が接続されるように構成されており、
これは他のシステムまたは同一システム内において、他
の通信に使用されている同一チャネル同一タイム・スロ
ットの自己の通信への干渉妨害の検出に使用される。こ
の干渉妨害検出器１６２では、通信中における干渉妨害
の有無を監視し、一定醋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。

タイミング発生器１４２では、クロック再生器１４つか
らのクロックと制御部１４０が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。

この移動無線機１００には、ざらに１つのチャネルを送
受信可能とするためにシンセサイザ１２１−１および１
２１−３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が含ま
れており、シンセサイザ１２１−１および１２１−３と
送受信断続制御器ト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および１２１−３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、１つのチャネルを用いて無線基地局３０と交信する
ことができる。

第１Ｃ図には無線基地局３０が示されている。

関門交換機２０との開の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、関門交換機２０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
換がなされる。すなわち入力信号と出力信号の混合分離
が行われ、関門交換機２０からの入力信号は、信号速度
変換回路群５１へ送られる。

また、信号速度復元回路群３８からの出力信号は、信号
処理部３１で入力信号と同一の伝送路を用いて通信信号
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５１−１〜５つ−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１１２０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３
９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３
９−１〜３９−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
話信号が分離される。

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
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２２−１〜２２−ｍと
して送出される。

伝送品質監視部３４は移動無線機１００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、干渉妨害が検出されると、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８！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ｕ５１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Ｇ、ｔ、たとえば、ＣＣＤ　（Ｃｈ
ａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ　）　、　ＢＢ
Ｄ　（Ｂｕｃｋｅｔ　ＢｒｉｇａｄｅＤｅＶｉＣｅ　）
が使用可能であり、テレビジョン受信機や会話の時間軸
を圧縮あるいは、伸長するテープ・レコーダに用いられ
ているメモリを用いることができる（参考文献：小板　
他　“′会話の時間軸を圧縮／伸長するテープ・レコー
ダ″　日経エレクトロニクス　１９７６年７月２６日　
９２〜１３３頁）。

信号速度変換回路群５１で例示したＣＯＤやＢＢＤを用
いた回路は、上記文献に記載されているごとく、そのま
ま信号速度復元回路群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。

関門交換機２０から信号処理部３１を経由して出力され
た制御または通話信号は、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べられており、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、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
ワにを使用している通信に無線干渉を与えないようにす
るだめに、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
ことも可能であり、このような実施例を後述する。

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〜ＳＤ
ｎ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、タイム・スロットの５〜１０％
のガード・タイムが設けられており、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。

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が、制御信号として
ディジタル・データ信号を用いた場合には、音声信号も
ディジタル符号化して、両者を時分割多重化して伝送す
ることも可能であり、この場合の回路構成を第３Ｃ図に
示す。第３Ｃ図は、音声信号をディジタル符号化回路９
１でディジタル化し、それとデータ信号とを多重変換回
路９２で多重変換し、無線送信回路３２に含まれた変調
回路に印加する場合の一例である。

そして対向する受信機で受信し復調回路において第３Ｃ
図で示したのと逆の操作を行えば、音声信号と制御信号
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においては、無線基地局３０より
送信されてきた信号を受信するとともに応答信号を無線
基地局３０宛に送信することとなるが、この送信タイミ
ングとして第２Ａ図（ｂ）に示すごとく移動無ｍ機１０
０からの信号を受信後生なくとも１タイム・スロット（
正確には１タイム・スロットの時間とガード・タイムの
合計）の時間（第２Ａ図（ｂ）ではτで示す）だけずら
して送信する。この時間的な遅延量τは無視し得ること
を以下説明する。

文献１〜３によると、通常のＴＣＭ−ＦＭシステムにお
いては１フレームの時間は１〜数１０ｍ５ｅｃであり、
この中にタイム・スロットが１０〜１０００個含まれて
いる。したがって１タイム・スロットの時間長は１μｓ
ｅｃ〜１ｍ５ｅｃ程度となる。それゆえ遅延時間は濾波
器等、他の要因を加えたとしても、数ｍ　ｓｅｃ以内に
収めることが可能で、この程度であるならば、通信たと
えば電話に大きな影響はない。

以上のような遅延量τを有する移動無線機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ＳＵＩ、５ＬＩ２．−．５
ＬＩｎは、移動無線機１００−１，１００−２．−．１
００−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．・・・、ｓｕ
ｎの内容を詳細に示すと、第２Ａ図（ｂ）の下方に示す
通り同期信号および通話信号または（および）制御信号
より成り立っている。ただし、無線基地局３０と移動無
線１１ｉ１００との間の距離の小さい場合や信号速度に
よっては、同期信号を省略することが可能である。

ざて、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か印加され、各タイム
・スロット５ＬＪ１〜Ｓｕｎごとに同期信号１通話信号
または（および）制御信号が分離出力される。これらの
各信号は、信号速度復元回路群３８へ入力される。この
回路は送信側の移動無線機１００における速度変換回路
１３１（第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υ１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
。

つきに移動無線機１．００　ｋｍ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（０，３ｋＨ２〜３．０ｋＨ２
）か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図のこと＜　４
．５ｋＨ２〜４５ｋ）−１ｚ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（０，２〜４．０ｋＨ２）および
通話信号ＣＨ１（Ｌ５〜４５ｋＨ２でＳＤＩとして表さ
れている）がタイム・スロット、たとえばＳＤＩに収容
されているとする。他のタイム・スロットＳＤ２〜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ｓＤ；ｒ；＝２゜３、−、
　ｎ　）　ｋ：ハ制御信＠　（０，：？〜４．Ｏｋ　Ｈ
ｚ　＞と通信信号ＣＨｉ（４，５〜４５ｋ）−１ｚ）が
収容されている。ただし、各タイム・スロット内の信号
は時系列的に並べられており、−度に複数のタイム・ス
ロット内の信号が同時に無線送信回路３２に加えられる
ことはない。

これらの通話信号が制御信号とともに無線送信回路３２
に含まれた角度変調部に加えられると、所要の伝送帯域
として、すくなくとも ｆｏ±４５ｋＨｚ を必要とする。ただし、ｆＣは無線搬送波周波数である
。ここでシステムに与えられた無線チャネルが複数個あ
る場合には、これらの周波数間隔の制限から信号速度変
換回路群５１による信号の高速化は、ある値に限定され
ることになる。複数個の無線チャネルの周波数間隔をｆ
ｒｅｐとし、上述の音声信号の高速化による最高信号速
度をｆ。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、ｉ）　Ｒ大の受信入力電界を示す無線チャネル；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）　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Ｃ）−１１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の受信機をオン・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１２１３側に倒
し、固定した状態になる。つぎに無線チャネルＣ）１１
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（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ｋ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ｓｏ；　＜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
信号と制御信号か含まれており、この制御信号を受信す
ることにより、移動前Ｉｉ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倍ＭＳＤＩ。

ＳＣ２，・・・、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。もし呼の衝突をさらに低下させるには
、つぎの方法がとられる。それは移動無線１１１００が
発呼可能な空タイム・スロットをみつけたとして、その
タイム・スロットを全部使用するのではなく、ある移動
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胃なる制御信号
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、２つの方法を併用すれ
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（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１
００のほかに、伯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１１１００に対し前記無線チャネ
ルＣＨ１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）ＳＵＩ。

およびこれに対応する下り（無線基地局３０→移動無線
機１００＞　ＳＤＩを使用するように指示する（３２０
３＞。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ＳＤＩ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。ただし、このタイム・スロ
ットの送信タイミングは第２Ａ図にτとして示すごとく
、少なくとも１タイム・スロット分遅延したものである
。

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（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８３０に送出しく５２０５＞
、ダイヤル・トーンを待つ（８２０６＞。

無線基地８３０には、タイム・スロットＳＵ１のほかに
、他の移動無線ｍ１ｏｏからの上り信号としてＳＵ３や
Ｓｕｎが１フレームの中に含まれて送られてきている。

スロット切替完了報告を受信した無線基地局３０では（
５２０７＞、発呼信号を関門交換機２０に対し送出しく
３２０８＞、この発呼信号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
（Ｓ２０９＞、ダイヤル・トーンを送出する（３２１０
、第４Ｂ図）。

このダイヤル・トーンは、無線基地局３０により転送さ
れ（５２１１＞、移動無線ｍ１ｏｏ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ｍ１ｏｏの電話機部１
０１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８３０の信号選択回路群３９および信号割当回路群５
２を動作ざぜて、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１１１００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３Ｂ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（Ｓ２
１４）、電話網１０への通話路が設定される（Ｓ２１５
＞。

一方、関門交換機２０からの入力信号（当初制御信号、
通話が開始されれば通話信号）は、無線基地局３０にお
いて信号速度変換回路群５１で速度変換を受けた後、信
号割当回路群５２の信号割当回路群 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５０１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１１００で
は、無線チャネルＣ）−１１のタイム・スロット５０１
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、移動無線機１００と
一般の電話網１０の内の一般電話との闇で通話が開始さ
れること（なる（Ｓ２１６＞。

終話は移動無線機″１００の電話機ｆ！ｉＳ１０１の受
話器をオン・ノックすることにより（３２１７＞、終話
信号と制御部１４０からのオン・ノック信号とが速度変
換回路１３１を介して無線送信回路１３２より無線基地
局３０宛に送出されるとともに（Ｓ２１８＞、制御部１
４０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１２１−３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１１２０宛に
終話信号を転送しく３２１９＞、スイッチ群（図示せず
）のスイッチをオフして通話を終了する（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
なく通信が実流可能である。

なお、以上に説明した発呼においては、無線基地局３０
．移動無線１ｆｉｌ　００とも通信に使用するタイム・
スロットがそれぞれ１個宛の場合であったが、複数個使
用しても同様である。すなわち第２Ｂ図に示すごとく移
動無線機１００はタイム・スロットＳＤＩ、ＳＤ３を使
用して無線基地局３０−１より、またタイム・スロット
ＳＤｐを使用して無線基地ＪＮ３０＝２よりそれぞれ送
信されてくる信号を受信し、移動無線機１００はタイム
・スロット５Ｌ１１．ＳＵ３を用いて無線基地局３０１
宛に、タイム・スロットＳＵｐを用いて無線基地局３０
−２宛にそれぞれ送信する信号を表わしている。

このように複数のタイム・スロットを使用するのは、ダ
イパーシティ効果により信号の受信品質向上をはかるた
めであるが、とくに２個の異なる無線基地局３０と交信
するのは、後述するようにダイパーシティ効果のほかに
、ゾーン切替えを円滑に行うためでもある。なお、この
ような場合においても、移動無線機１００でこうむる送
受信信号間の結合の悪影響を避けるために、第２Ｂ図に
示すごとく、移動無線機１００よりの送信信号の送信タ
イミングは、受信信号に比べ少なくとも１タイム・スロ
ット以上、τで示す時間だけ遅延したものとする。

（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８３０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ては移動無線機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１１００のＩＤ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ＶＩ認するので電話機部１
０１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、ＳＵｌ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）隣接する各ゾーンに同一無線チャネルのＴＣＭ−
ＦＭ方式を使用した場合の本発明の適用文献３において
は、小ゾーンを構成する各ゾーンに同一無線チャネルの
丁ＣＭ−ＦＭ方式を使用した場合のシステム構築法が述
べられている。以下このようなシステムにおける本発明
の適用について説明する。第５Ａ図は、第６図（文献３
ではＦｉｇ、　４）に示す小ゾーンの各無線基地局３０
から送信される信号のタイミングを示している。すなわ
ち、第６図で１と示すゾーンはサブフレームＳＦ１を使
用する無線基地局３０−１のゾーン、サブフレームＳＦ
２は無線基地局３０−２で、以下サブフレームＳＦ７は
無線基地局３０−７よりの送信信号の送信タイミングで
おる。

さて第６図で示されるように無線基地局３０を配置した
システムにおいて本発明を適用するには、第５Ｂ図に示
す移動無線機１００の送信タイミングを用いればよい。

すなわち第５Ｂ図において、無線基地局３．０−１．３
０−２．・・・、３０−７のサービス・エリア内に存在
する移動無線１１１００からの信号送信タイミングを、
たとえば無線基地局３０−１からの信号のタイム・スロ
ット５ＳＤ１．５ＤＩ−１（第５Ａ図）を受信後すくな
くとも２タイム・スロット遅延（第５Ｂ図ではτ２で示
す）させればよい。すでに第２Ｂ図で説明したタイム・
スロットＳＤｐ、ｓｕｐは隣接する無線基地８３０との
交信に使用されており、これは各無線基地局３０’で同
一無線チャネル同一フレーム構成で、かつ、時間的な同
期がとられていて始めて可能となる。

なお、移動無線機１００が第６図に示されるゾーン間を
通信しながら移動するとしても、通信の継続に何ら悪影
響がないことは明らかであろう。

すなわち、第２Ｂ図に示したタイム・スロットＳｏｐ、
ｓｕｐを活用すれば、新しいゾーンへ移行する度毎に新
移動先ゾーンと、このタイム・スロットを使用して交信
して行けば、通信の瞬断は全くない。これに加えて、全
無線基地局３０を通じて、フレーム同期およびスロット
同期がなされており、移動無線ｌ１１００か送信する信
号もこれに同期しているならば、複数の無線基地局３０
との交信における送信タイミングを各無線基地局３０よ
りの受信信号とオーバラップさせないようにすることが
可能である。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、移動体通信システム、
とくに複数のゾーンをそれぞれカバーしてサービス・エ
リアを構成するいわゆる小ゾーン方式に本発明を適用す
ることにより、送信信号が自局の受信部に混入して、相
互変調を発生する悪影響を未然に防止することが可能と
なり、かつ、送信あるいは受信濾波器の設置も不要とな
るため、挿入損もなくなり、小型化、経済化が可能とな
るので本発明の効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明のシステムにおける関門交換機と電話
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
回路構成図、 第２Ａ図および第２Ｂ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３Ａ図および第３Ｂ図は通話信号あ。′：び利御信号
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発呼
動作の流れを示すフローチャート、第５Ａ図および第５
Ｂ図は小ゾーン構成による多くの無線基地局の送信１こ
おいて使用されるタイム・スロットを説明するためのタ
イム・スロット構造図、 第６図は本発明の適用される小ゾーン構成を示す構成図
である。 １０・・・電話網　　　　　２０・・・関門交換機２２
−１〜２２−ｎ・・・通信信号 ３０・・・無線基地局　　　３１・・・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
２ｔ−１，１２１−３・・・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・
・・クロック再生器 １５８・・・受信品質監視部 １６２・・・干渉妨害検出器。

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
   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、 前記移動無線手段が送信および受信するために使用する
   タイム・スロットが、時間的に一致しないようにしたタ
   イム・スロットを用いる移動体通信の時間分割通信方法
   。