JPH0479536A - 時分割時間圧縮多重移動体通信装置 - Google Patents

時分割時間圧縮多重移動体通信装置

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JPH0479536A
JPH0479536A JP2191523A JP19152390A JPH0479536A JP H0479536 A JPH0479536 A JP H0479536A JP 2191523 A JP2191523 A JP 2191523A JP 19152390 A JP19152390 A JP 19152390A JP H0479536 A JPH0479536 A JP H0479536A
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JP
Japan
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time
signal
speed
compressed
circuit
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JP2191523A
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Akio Tsuzuki
顕夫 続木
Hisao Maruyama
丸山 久夫
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Iwatsu Electric Co Ltd
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Iwatsu Electric Co Ltd
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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J 本発明は時分割時間圧縮多重信号を用いた移動体通信装
置に関する。ざらに具体的には、時分割時間圧縮したタ
イム・スロット構成の信号を用いる移動無線機において
、送信側より時間圧縮された音声信号を各タイム・スロ
ツ1−ごとに時間的に反転した信号で空間に送信するこ
とにより、高い秘話性を得ることができる移動体通信装
置を提供せんとするものである。
[従来の技術〕 小ゾーン方式を用いる時分割時間圧縮多重移動体通信に
おいては、音声信号を一定の区間ごとに時間的に圧縮し
て送信し、受信側においては復調されたBllj間的に
圧縮された信号を元のピッチに復元することにより信号
の多重化を実現している。
このとき送信側より空間に送信される音声信号は時間的
に圧縮されたアリログ信号であり、またこの信号は、あ
る−・定の周期で離散的に送出されている。そのため通
常のアナログ音声信号をそのまま空間に送信する通信(
現在の自動車電話や]トレス電話方式等〉と異なり、通
信信号を第三者が傍受しても通信の内容を理解するのが
困難で市り秘話性を持つことができた。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら従来の方式による場合、音声信号は一定の
時間間隔で11敗的になっているが、元の信号を時間軸
上で圧縮しただ(プであるため、通常の時間圧縮しない
通信に比べれば秘話性が高い−ものの、ディジタル通信
と比較覆れば秘話性が低いという未解決の課題があった
[課題を解決するための手段] 本発明は時間軸上の信号の速度変換の手段として、一定
の時間間隔で信号をアナログ・ディジタル(A/D>変
換してメモリに書込み、書込み時とはクロック周波数を
変えて読出した後ディジタル・アナログ(D/A:)変
換する方法を用いた時分割時間圧縮多重信号を使用した
移動体通信において、メモリに書込まれているA / 
D’変換された1タイム・スロワ1〜分のデータを読出
す際に、書込まれたときとは反転した順序でデータを読
出してD/A変換して送信し、受信側における信号速度
復元(時間伸張)動作においても、メーしりへの書込み
と読出しの順序を反転することにより、元の信号を復元
するようにした。
[作用] このような構成により、空間に送信される信号はある一
定のタイム・スロットに分割され時間圧縮されているだ
けでなく、それぞれのタイム・スロットの信号の内容が
時間的に反転しているので、単なる時間圧縮の場合に比
較して秘話性が高くなり、電波を傍受されても通信内容
を第三者に聞かれる可能性がより少なくなった。
[実施例] 本発明の一実施例を第1八図ないし第1C図により説明
する。
第1A図は本発明の実施において用いられる通信システ
ムの構成概念図であり、ここで、30は無線基地局であ
り、通信網]Oとn個の移動無線機100−1〜1oo
−nとの間の通信を、時分割時間圧縮多重により可能に
している。無線基地局30ては、移動無線1100−1
〜100−nに対する通信においては、区切って時間圧
縮されたアナログ信号よりなるn個のタイム・スロット
を送出する。「)個のタイム・スロットは1つのフレー
ムを構成している。n個の移動無線機1001〜100
−nに対しては、各1個のタイム・スロットを割当てて
、通信が行われる。
第1B−1図には移動無線1100の回路構成の一例が
示されている。
まず、送信動作について説明する。電話機部10]より
出力された信号は、速度変換回路131により一定時間
間隔でサンプリングされ時間圧縮される。この時間圧縮
率は、同期信号や後述する保護時間を考慮して、無線基
地局30との間で使用される信号の1フレームに含まれ
たタイム・スロットの数nの逆数より小さくする必要が
ある。
速度変換回路131で時間圧縮された信号は信号割当回
路129に印加され、この移動無線機100と無線基地
局30との間め通信用に割当てられたタイム・スロット
により、同期信号を付加されて無線送信回路132を経
て送信される。
この同期信号は、無線基地830からの信号を無線受信
回路135で受信し、その受信信号から、同期用の信号
を抽出してクロックを発生するクロック発生器141に
よりiF?られたものである。
第2A図(a>には、移動無線機’100から無線基地
830へ送信する上り信号のフレーム構成をなすタイム
・スロットSU1.5IJ2.・・・、5IJnが、同
図(b)には無線基地局30から移動無線機100へ送
信する下り信号のフレーム構成をなすタイム・スロット
SD1.SD2.・・・、SDnが示されている。
タイミング発生器142(第1B−1図)では制御部1
40からの指示とクロック発生器141からのクロック
を受けて、移動無線機100に付与されたタイム・スロ
ット、たとえばSUlの期間スイッチ122−2をシン
セサイザ121−2の出力側へ接続し、所定の無線周波
数で、指定されたタイム・スロット5tJ1の期間、無
線送信回路132から圧縮された信号を送信する。この
タイム・ス[1ツ[へ、たとえばSUlには、第2A図
(a)に示すように、同期信号と制御信号または圧縮さ
れた通話信号が含まれている。
第1B−2図は電話機部101(第1B−1図)からの
信号を時間圧縮する速度変換回路131の回路構成を示
している。第1B〜2図において、入力された電話機部
101からの信号はA/D変換器201 aによりA/
D変換され、メモリ202aに送信データとして書込ま
れる。メモリ202aに書込まれた送信データは読出さ
れて、D7/△変換器203aによりD/A変換され出
力される。ここにおりるA/D変換器201aおよびD
/A変換器203aは、それぞれに供給される周波数の
異なるクロックに従って変換動作およびメモリ202a
の書込み/読しト1シ動作を行う。
すなわら、入力された信号を時間圧縮するために、A/
D変換器201aの変換動作およびメモリ202aへの
書込み動作は、低速クロック発生器204aからの低速
クロックに従って行われ、メモリ202aからの読出し
動作およびD/A変換器203aの変換動作は、高速ク
ロック発生器205aからの高速クロックに従って行わ
れる。
ここで低速クロック発生器204aおよび高速クロック
発生器205aは、タイミング発生器142(第1B−
1図)より供給されるタイミングをもとにしてそれぞれ
クロックを発生している。上記のA/D変換器201 
aおよびD/A変換器203aの変換動作とメモリ20
2aの書込み/読出し動作を停止する必要がある場合は
、速度変換回路131へのタイミング発生器142から
のタイミングの供給を停止すればよい。
つぎに移動無線機100(第1B−1図)の受信動作に
ついて説明する。
第1B−1図において、無線受信回路135で復調され
た信号は信号選択回路139に入力され、ここで無線基
地局30より送出される複数の移動無線機100−1〜
100−n宛のタイム・スロット信号のうち自己に対す
る信号のみを抽■し、速度復元回路138に送る。速度
復元回路138では入力された信号を時間伸張する。
第1B−3図は、この速度復元回11380回路構成を
示している。第1B−3図において、A/D変換器20
1bの変換動作およびメモリ202bへの受信データの
書込み動作は、高速クロック発生器205bからの高速
クロックに従って行い、メモリ202bからの受信デー
タの読出し動作およびD/A変換器203bの変換動作
は、低速クロック発生器204bからの低速クロックに
従って行うことにより、信号の時間伸張を実現している
。なお、これらの動作を停止する必要がある場合は、速
度復元回路138へのタイミング発生器142(第1B
−1図)からのタイミングの供給を停止すればよい。
以上説明した速度復元回路138の回路構成と前述の速
度変換回路131の回路構成とは近似している。そこで
第1B−4図に示すように低速クロック発生器204お
よび高速クロック発生器205を速度変換回路131と
速度復元回路138について共用するならば、回路構成
を簡素化することができる。
つぎに、速度変換回路131および速度復元回路138
による1タイム・スロット分の信号の時間的な反転につ
いて第1B−5図を用いて説明する。ここで第1B−5
図は第1B−2図ないし第1B−4図に示した各メモリ
202a、202bのメモリ・マツプを表わしている。
第1B−5図において、送信側でA/D変換された1タ
イム・スロット分のデータをメモ1ノ202aに書込む
場合、たとえば低位アドレス(Adl)から高位アドレ
ス(Ad−n>に向かって順次書込んだとすると、メモ
リ202aよりデータを読出してD/A変換する際、高
位アドレス(Ad−n>から低位アドレス(△d−1)
に向かって順次読出せば1タイム・スロツ1へ分のブタ
は時間的に反転することになる。反対に高位アドレス(
Ad −n>から低位アドレス(Adi)に向かってデ
ータを書込んで、低位アドレス(Ad−1)から高位ア
ドレス(Ad−n>に向かって読出しても結果は全く同
一で必る。このようにして時間的に圧縮され、かつ反転
された1タイム・スロット分のデータは送信されて、受
信側において時間伸張されるが、この際メーしり202
bへの書込みの順序とは逆の順序でデータを読出せば、
時間的に再び反転されるために元の信号か復元されるこ
とになる。
以上の速度変換回路131および速度復元回路138に
よる信号の圧縮・反転→伸張・再反転の様子を第1B−
6図を用いてさらに詳しく説明する。
まず同図(a)では伝送しようとする電話機部101の
出力信号Eのレベルの時間的変化を表わしている。to
、tl 、t2.t3.・・・は、それぞれ信号を時間
圧縮するときの各区切りの時刻でおり、それぞれ時間圧
縮されたものがフレーム構成をなすタイム・スロットと
なる。
同図(b)は(a)の元の信号Eを時間圧縮し、かつ反
転したときの速度変換回路131の出力波形である。た
とえば(a)の時刻t。−11の信号「は時間的に圧縮
されて時刻t1〜t1aの間に信号[1,として出力さ
れ、かつ時間的に反転されることを表わしている。
同図(C>は(b)の圧縮され、送信された各信号[1
a” Elcを受信側で復調し、元のピッチに時間伸張
した後の波形Vなわち無線基地局30で受信信号を復元
した波形を表わしている。たとえば(b>の時刻t1〜
t1aの信号E1aは時刻”la〜t2bの間に出力さ
れ、カリ、この時間伸張の際に同時に各タイム・スロッ
トの信号が再び時間的に反転されるため、結果的には(
a)の元の信号「が復元されることになる。
以上の説明では、たとえば(a、)の時刻t0〜t1の
信号Eが時間圧縮されて直ちに時刻t1から出力を開始
されるものとして説明を行ったが、時間圧縮された信号
が出力されるまでの間に遅延時間か存在しても本発明の
適用には全く支障はない。この遅延時間については後)
ホする。
つぎに本発明による秘話性をさらに高める他の適用例に
ついて第1B−7図を用いて説明する。
第1B−7図において、(a)は第1B−6図(a>の
波形および時間的区切りにそれぞれ対応しており、Fは
元の信号の波形(時間圧縮前の波形)、to、tl 、
t2.t3は、それぞれ時間圧縮の単位となる時間的区
切り(時間的には1フレームに相当)である。
同図(b>は(a>の信号[を一定の時間間隔で時間圧
縮し時間反転した波形を表わしている。
ここでは(a〉の時刻t。−tlの信号「は時間圧縮か
つ反転されて(b>の時刻15〜15eの間に信@E2
bとして、時刻t1〜t2の信号Eは時刻t6〜t6f
の間に信号E2cとして、また時刻t2〜t3の信号E
は時刻t4〜t4dの間に信号E2aとして、それぞれ
出りされることが示されている。すなわら送信される信
号を時間的に反転するとともに、フレームの順序も入れ
替えている。
同図(C)は(b)の各信号[2,〜E2Cを受信側に
おいて時間的に伸張し復元した波形を表わしている。(
b)の時刻に、〜1:4dの信号E2aは時間伸張、再
反転されて(C)の時刻t10” tllに、時刻t5
〜”5eの信号[2bは時刻t8〜t、に、時刻↑6〜
1[6丁の信号F2Cは時刻t9〜t10に、それぞれ
出りされる。すなわら、ここでは<a>]3 ]4 の信号「が復元されるように再び信号の時間的反転とフ
レームの順序の入れ替えを行っている。なお第1B−7
図<b>および(C)の各波形は、<a>〜(b)、(
b)〜(C)間の遅延時間を説明の便宜上無視して図示
した。
以上においては、フレームの入れ替えは3フレームを1
つの単位として行う場合を例として説明したが、単位と
なるフレーム数は3フレームに限らず、任意のフレーム
数でもよい。ただしフレームの入れ替えの単位となるフ
レーム数が増加するほど後述する遅延時間が増加するの
で、これを考慮する必要がめる。このフレームの入れ替
えの規則については、必らかしめシステムで決めてお(
ブばよい。このようなシステムとするには、速度変換回
路131および速度復元回路138(第1B1図)に含
まれる各メモリ202a、202b(第1B−2図ない
し第1B−4図)の容量を、あらかじめフレーム入れ替
えの単位となるフレーム数倍だけ用意する必要がおる他
は、ハードウェア的には何等変更の必要はなく、制御部
140のラフ1〜ウエアの変更だけで可能である。ラフ
1−ウェアを変更してフレーム入れ替えを行うならば、
フレーム入れ替えを行わないときに比較して、ざらに秘
話性を高めることができる。
第1C図には、無線基地局30の回路構成が示されてい
る。
信@処理部31は電話網10と接続されており、電話網
10からのn個の移動無線機100宛の信号は信号速度
変換回路51−1.51−2.・・・。
51−nを含む信号速度変換回路群51に印加される。
n個の各移動無線機100宛の信号は信号速度変換回路
群51において、それぞれ一定時間間隔で法ンプルされ
、ざらに時間圧縮され、この時間圧縮された信号は信号
割当回路52−1.52−2.・・・、52−nを含む
信号割当回路群52に印加され、ここでクロック発生器
41からのクロックをもとにタイミング発生器42でつ
くられた同期信号を付加して、第2A図(b)に示すタ
イム・スロットの構成により無線送信回路32を介して
送信される。
各移動無線機100からの上り無線信号は、無線受信回
路35で受信され、受信された信号は、信号選択回路3
9−1,391−2.・・・、39−nを含む信号選択
回路群39に印加され、制御部40の指示により、各移
動無線1100からのタイム・スロットSU1〜Sun
により送られてくる信号を、それぞれ選択分離する。こ
の選択分離された各信号は時間圧縮されているから、こ
れらを信号速度復元回路38−1.38−2.・・・、
38r]を含む信号速度復元回路群38に印加し、そこ
で各信号は元のピッチに時間伸長されて、それが信号処
理部31を経て、電話網10へ伝送される。なお、信号
速度変換回路50−1.51−2゜・・・、51−nお
よび信号速度復元回路38−1゜38−2.・・・、3
8−nの構成および動作は、移動無線機100の構成要
素である速度変換回路131および速度復元回路138
とそれぞれ同一である。
本発明による時間圧縮は第1B−6図で説明したように
、たとえば(a)の時刻t。−11の信号Eは時間圧縮
されて時刻t1以降に出力されるので、それだけ遅延時
間が生ずる。また受信側で時間圧縮された信号を再ひも
とのピッチに時間伸張するため、ここでもやはり遅延時
間が発生することになるが、本発明によるこれらの遅延
時間は実用上まったく同居にならないことを、第2B図
および以下の計算によって説明する。
第2B図は遅延時間τを説明するためのタイム・チャー
トであり、(a)には、送信側の1つの音声あるいは制
御信号を周期T(1フレームの周期〉でサンプリングし
たものをAI、A2.A3゜・・・で表わし、それらを
T/nに時間圧縮したものを81.B2.・・・とじて
(b)に表わし、時間圧縮して送信されてきた信号を受
信側で時間伸長して元のピッチで復元した信号を(C)
に示している。
ここで、保護時間tgは無線基地局30と各移動無線機
’100との間の距離が異なっているために、タイム・
スロットの重なりや離散を防ぐためB に必要とされるものである。遅延時間τは、τ−丁 十
I/n  +tg−(1−+−1/n  )  XT 
 −1−tgく1〉 で表わされる。ここでnは通信の多重度(1フレーム中
のタイム・スロットの数)である。
たとえば、通信の多重度n−10,1フレームの周期T
 = 10m5. t g= 1 /30m5 (無線
基地局30と各移動無線機100との距離の差を現在実
用化されている自動車電話の最大ゾーン半径と同一の距
@10KInと仮定し、伝搬時間差は10x 10−3
/3x108=1/30m5)と仮定すると、(1)式
よりτは111113となるが、実際には通話相手から
の応答を期待するので、この時間は往復で考慮する必要
があり、したがって遅延時間は、τ= 22m5を必要
とする。
この値は衛星通信の場合(約250m5 )に比較して
十分小さく、このシステムが十分な実用性を有している
ことかわかる。また第1B−7図を用いて説明したよう
に秘話性をさらに高めるために、フレームの順序を入れ
替える装置においては、たとえば5フレームを1単位と
してフレームを入れ替えるとしても、遅延時間は22X
 5=110 msであり、これでも衛星通信の場合の
半分以下である。
この遅延時間τをさらに小さくするためには、1フレー
ムの周期Tを短くすればよい。このほかに、無線基地局
30や移動無線機100にお【プる無線送信回路、無線
受信回路や有線伝送系等【゛の遅延および電波伝搬路の
遅延時間があるが、これらはいずれも小さな値なので無
視し得るものである。
[発明の効果] 以上の説明から明らかなように本発明によるならば、小
ゾーン方式を用いる時分割時間圧縮多重移動体通信にお
いて、空間に送信される信号はめる一定のタイム・スロ
ットに分割され時間圧縮されているだけでなく、それぞ
れのタイム・スロワ1〜の信号の内容が時間的に反転し
ているので、単なる時間圧縮の場合と比較して簡易な構
成でおりながら秘話性が高くなり、電波を傍受されても
通信内容を第三者に聞かれる可能性がより少なくなった
。したかって、本発明の効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1A図は本発明の実施において用いられる通信システ
ムの構成概念図、 第1B−1図は本発明の実施において用いられる移動無
線機の回路構成図、 第1B−2図は第1B−1図に示した移動無線機の回路
の構成要素でおる速度変換回路の回路構成図、 第1B−3図は第1B−1図に示した移動無線機の回路
の構成要素である速度復元回路の回路構成図、 第1B−4図は第1B−2図に示した速度変換回路およ
び第1B−3図に示した速度復元回路において低速クロ
ック発生器および高速クロック発生器を共用した場合の
回路構成図、 第1B−5図は第1B−2図に示した速度変換回路の構
成要素であるメモリの書込み/読出し動作を説明するた
めのアドレス図、 第1B−6図は第1B−2図に示した速度変換回路およ
び第1B−3図に示した速度復元回路の動作を説明する
ための波形図、 第1B−7図は本発明による他の適用例を説明するため
の波形図、 第1C図は本発明の実施において用いられる無線基地局
の回路構成図、 第2A図は移動無線機と無線基地局との間で送受信され
る信号のタイム・スロット構成図、第2B図は無線基地
局と移動無線機との間で発生する遅延時間を説明するた
めのタイム・チ【・−トである。 30・・・無線基地局 32・・・無線送信回路 O・・・電話網 1・・・信号処理部 5・・・無線受信回路 8・・・信号速度復元回路群 8−1〜3 B −n・・・信号速度復元回路9・・・
信号選択回路群 39−1〜39−n・・・信号選択回路40・・・制御
部     41・・・クロック発生器42・・・タイ
ミング発生器 51・・・信号速度変換回路群 51−1へ−5)n・・・信号速度変換回路52・・・
信号割当回路群 52−1〜52−n・・・信号割当回路100、100
− ’1〜100− n−・・移動無線機101・・・
電話機部   120・・・基準水晶発振器1211.
121−2・・・シン上1ノイザ122−1.122−
2・・・スイッチ123・・・送受信断続vIvIA器 129・・・信号割当回路 131・・・速度変換回路
132・・・無線送信回路 135・・・無線送信回路
138・・・速度復元回路 139・・・信号選択回路
140・・・制御部    141・・・クロック発生
器142・・・タイミング発生器 201・・・A/D変換器 202・・・メモリ203
・・・D/△変換器 20=1・・・低速クロック発生器 205・・・高速クロック発生器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 それぞれが送信側および受信側となりうる無線基地手段
    (30)と複数の移動無線手段(100)との間の通信
    に、時間的に圧縮した区切られた信号を送信するために
    複数個に分割されたフレーム構成の多数のタイム・スロ
    ットを使用し、特定の移動無線手段との間の通信には特
    定の1つのタイム・スロットを用いる移動体通信装置に
    おいて、前記送信側が、 送信すべき信号を一定時間間隔でサンプリングしアナロ
    グ・ディジタル変換して、あらかじめ定めた数のタイム
    ・スロットごとに第1のメモリ手段に送信データとして
    書込み、前記第1のメモリ手段に書込まれた前記送信デ
    ータを書込み速度より速いクロック周波数により前記第
    1のメモリ手段に前記送信データが書込まれた順序とは
    逆の順序で読出してディジタル・アナログ変換すること
    により前記送信すべき信号を時間圧縮する速度変換手段
    を、 前記受信側が、 時間的に圧縮し区切られた前記タイム・スロットに含ま
    れた信号を受信し復調してアナログ・ディジタル変換し
    て、あらかじめ定めた数のタイム・スロットに含まれた
    信号を第2のメモリ手段に受信データとして書込み、前
    記第2のメモリ手段に書込まれた前記受信データを書込
    み速度より遅いクロック周波数により前記第2のメモリ
    手段に前記受信データが書込まれた順序とは逆の順序で
    読出してディジタル・アナログ変換することにより前記
    時間的に圧縮し区切られた信号を時間伸張し復元する速
    度復元手段を 具備する時分割時間圧縮多重移動体通信装置。
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