JPH0487427A - 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
割通信方法における変調信号である時間圧縮多重信号の
有する多重負荷利得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 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 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、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。

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では、ＴＣＭ信号が空間を伝送中に受けるマ
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
間にガード・タイムを設定することを提案している。

ざらに文献４では、従来ＦＤＭ（周波数分割多重）信号
にその存在が知られていた多重負荷利得が、時分割時間
圧縮多重（ＴＣＭ）方式にもＦＤＭ信号と類似の多重負
荷利得のあ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。

［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、
システム内に単一のサービス種類、たとえばコードレス
電話や携帯電話、あるいは自動車電話といった同一種類
のサービス対象についてであり、１つのシステム内に携
帯電話２画像電話。

自動車電話等のようにサービス対象の異なる端末が混在
する場合については開示されていない。

同様に、文献４についてもサービス種類は１種類に限定
されており、複数のサービス対象を含むＴＣＭ信号がど
のような多重負荷利得を有するか明確でなく、ましてや
、これらを効果的に活用する方法は開示されてはいない
。

［１１１題を解決するための手段］ １つのフレーム内に多種類のサービス対象のためのＴＣ
Ｍ（時分割時間圧縮多重）信号を含む場合、それぞれを
サブフレームに分割し、そのサブフレーム内の多重数（
通話路数）、サブフレームの時間長、タイム・スロット
内に収容されている信号の圧縮率、原信号の有する最高
周波数をパラメータにとり、ＴＣＭ信号の有する多重負
荷利得を文献４を参考にして求め、複合ＴＣＭ信号を有
するシステムを実用化可能なものとした。

［作用］ 複合ＴＣＭ信号においてもそのサービス種類別に多重負
荷利得が存在し、定量化が可能となったことから、タイ
ム・スロット内に収容されている信号の圧縮率を含むシ
ステムの各種の設計パラメータを用いて多重負荷利得を
具体的に算出できるようになり、干渉妨害等を許容値以
内に保ちつつ、ＦＭ　（ＰＭ）変調の変調度を深めるこ
とにより、送信出力の逓減を可能とした。したがって、
増幅器の設計が容易となり、また、ミクサ、抵抗、コン
デンサ等受動回路の定格値を下げることができ、経済的
なシステムの構築が可能となった。

［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。

本発明を適用すべきシステムでは、携帯電話。

画像電話、自動車電話等のようにサービス対象の異なる
端末が混在する場合に効果的であるが、原理を説明する
には申−サービスで十分なので、以下この場合を説明す
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
がおり、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１１２０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２２−１〜２２−ｎ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。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１３
８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）
を復元して連続した信号として電話機部１０１および制
一部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。

送信部１３４に含まれた変調器の出力は送信ミクサ１３
３において、所定の無線周波数に変換され、アンテナ部
から送出されて、無線基地局３０によって受信される。

移動無線機１００より、使用を許可されたタイム・スロ
ットを用いて無線基地局３０宛に無線信号を送出するに
は、第１Ｂ図に示すタイミング発生器１４２からのタイ
ミング情報が、制御部１４０を介して得られていること
が必要である。

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ｌ器１２３．速度変換回路１３１や速
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、さらにシンセサイザ１２１
−１および１２１−２と、切替スイッチ１２２−１．１
２２−２と、切替スイッチ１２２１．１２２−２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１
２３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１２１−１．１２’ｌ−２と送受信断続制御
器１２３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１２１−１．１
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、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関門交換！！１２０へ送信される。

上記のうち関門交換１ｆｉ２０からの入力信号は多くの
信号速度変換回路５１−１〜５１−ｎ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−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ＣＨ１〜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Ｒ２０へ通信信号２２−１〜２
２−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　（Ｃｈａｒ
ｇｅＣｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ　）　、　ＢＢＤ　
（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　９２〜１
３３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
ク情報で、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、５Ｄ２
−、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。

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。

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を用いた場合であったが、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３
Ｃ図に示す。第３Ｃ図は、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１１１００−１，１００−２゜・・・
、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ｓｕ１．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
することが可能である。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の出力から制回部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５ｔＪ１〜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ｌＮ２Ｏ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打つた後、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８３０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（０，３ＫＨｚ〜３．０ＫＨｚ　＞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図のごとく、４，５
ＫＨ２〜４５ＫＨｚ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か、波形の
形態は単に周波数軸を引き延ばされた（相似変換された
）だけであり、波形の相似変換以外には変化がないこと
に留意する必要がある。これは多重負荷利得の値を求め
る時に必要となる。

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（Ｏ２〜４，０ｋＨ２）ｉ
Ｂよび通話信号ＣＨ１（４，５〜４５ｋＨ２でＳＤｌと
して表されている）がタイム・スロット、たとえばＳＤ
Ｉに収容されているとする。他のタイム・スロットＳＤ
２〜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　　（＋＝２゜３、
・、ｎ＞には制御信号（０，２〜４．０ｋＨｚ　＞と通
信信号ＣＨｉ（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。ま
た上記の制御信号はフレームの最初に制御信号のための
タイム・スロットが設けられた場合には実装されないし
、また、下側周波数帯域を他の信号に使用する際には、
通信信号の周波数帯の近傍（４，１〜４．４ｋＨ２また
は４６〜４６．５ｋＨ２＞に設けられる場合がある。

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
、。、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、つどの不等式が成立す
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６４　ｋｂ／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
て開門交換機２０へ送られる。

本発明によるＴＣＭ信号を用いる通信には、第２Ａ図に
示すように必らずしも各タイム・スロットＳＤ１〜ＳＤ
ｎ、ＳＵ１〜ＳＵｎの間にはガード・タイムを設ける必
要はない。しかしながら、同期信号のタイミングのずれ
や、電波伝搬上の多重波による遅延波の影響を除去する
ために、タイム・スロット間にガード・タイムを設ける
場合がある。ガード・タイムの具体的数値は適用すべき
システムにより異なるが、たとえば、屋内の携帯電話シ
ステムには０．１〜０．５μｓｅｃ　、自動車電話には
５〜１０μｓｅｃ位が妥当である。

第１Ｄ図には無線基地局の他の実施例３０Ｂが示されて
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を具備している点
であり、その他については第１Ｃ図に示した構成と同じ
である。無線基地局３０Ｂは移動無線機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１！１１００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（無線基地局
３０→移動無線機１００）無線チャネル（チャネルＣＨ
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
＋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 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、ＶＳ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−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（Ｓ２０１、第４Ａ図）、第１Ｂ図のシン
セサイザ１２１−２は、無線チャネルＣ）−１１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１２１−２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Ｓ
ｕｎ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、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８３０から送信されている制
御信号には、第２Ａ図（ａ）（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！ｆｉ１００
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ｓＤ；　＜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。もし呼の衝突をざらに低下ざゼるには
、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ｅｌ１１００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（
１！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
でもよいが、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（Ｓ２０３
）。

これに応じて移動無線Ｉ！１１００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（３２０４＞。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５２０５＞
、ダイヤル・トーンを持つ（８２０６＞。

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１１１００からの上り信号としてＳＵ
３ヤ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＞、発呼信号を開門交換機２０に対し送出しく
５２０８＞、これを受けた関門交換Ｉａ２０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（５２
０９＞、ダイヤル・トーンを送出する（３２１０、第４
Ｂ図）。

このダイヤル・トーンは、無線基地Ｅ３０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機１００の電話機部１
０１の受話器からダイヤル・トーンが闇えるので、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（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ＳＤ
Ｉ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３８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１１［２０へ転送され（３２１４＞、
電話網１０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Ｍ５３０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ｌ１１００では、無線チャネルＣＨＩのタ
イム・スロットＳＤＩ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（３２１６＞。

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１２１−２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機２０宛に終
話信号を転送しく５２１９＞、スイッチ群（図示ぜず）
のスイッチをオンに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市って、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Ｖ１１１００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ｍ１ｏｏ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ＣＨＩの
下りタイム・スロットのうちの空スロット、たとえばＳ
Ｄｌを使用して移動無線機１００のＩＤ信号十着呼信号
表示信号十タイム・スロット使用信＠（移動無線Ｖｓ１
００からの送信には、たとえばＳＤｌに対応するＳＵＩ
を使用）を送出する。この信号を受信した移動無線１１
１１００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）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が、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１Ｄ図を用いて説
明する。

第１Ｄ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ＣＨＩ〜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を伝送する伝送線、で結ばれている。

さて、開門交換８！２０から送られてきた通信信号２２
−１〜２２−ｎ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
線変換がなされるなど、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。

開門交換機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、この結
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に同じである。

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５１ｂ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で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で信号速度の復元がなされ
る。ここで、信号速度復元回路ｎ３８ａ、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３１でそれ
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２Ｃ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に分けられる。サブフレームａは移動無線ｌ１１００
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、かつ、多重波伝搬の影
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
ているが、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２Ｃ図の１フレーム内には、後述する未使用サ
ブフレーム（空サブフレーム）の存在している場合が示
されており、このサブフレームａ。

ｂの期間の和と１フレームの期間の差の期間を有する未
使用サブフレームを、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１Ｄ図により構成される複
合サービスにおける発着呼動作は、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
大幅な相違がある。無線基地局３０Ｂの送信出力を説明
すると、ＳＣＰＣ（Ｓｉｎｇｌｅ　Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｐ
ｅｒ　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５
Ｗ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、後述の多重負荷列１ｑ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列１ｑ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
システムが１つのシステム内に共存可能となるようにす
る方法を説明する。

（４）複合ＴＣＭ信号の有する多重負荷利得とシステム
構築について 文献４によれば、フレーム長Ｔｔが、 Ｔｔ　＞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’　＝ｎｘ１／（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
か一定であることを前提としており、第２Ｃ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
ガード・タイム長が異なるタイム・スロット配置の場合
は、ＴＣＭ信号の密度が一様でなくなり、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２Ｃ図のようなタイム・スロット密度が一様では
ない場合にも、正確な多重負荷利得を与える数式を導出
する。それ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。

すなわち、フレーム長Ｔ１をサブフレームＴ１゜Ｔ２．
・・・、Ｔｋ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信号の多重負荷利得は、つぎのように考えれ
ば求められる。たとえばサブフレームＴ１におけるＦＤ
Ｍ換算の多重数は、フレーム長Ｔ　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
おけばよい。すなわち、 ｎｌ　’　＝ｒ１１　ｘ　１／　（２ｆｈＴｌ　）＋Ｏ
ｘ１／（２ｆ１．（Ｔ１−Ｔ１　））＝ｎ１Ｘ１／（２
ｆｈＴ１） （１−１＞ 同様にｎ２．ｎ３．・・・　ｎｋに対しては、ｎ２　　
＝ｎ２　ｘ　１　／　（２ｆ　ｈＴ２　）ｎ（＝ｎｋｘ
１／２ｆｈＴｋ （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。したがってフレームとしての
多重負荷利得は、フレーム内に含まれている全信号（全
タイム・スロット）数と、その信号か占有している全フ
レーム長（実装されているサブフレームの合計）とから
得られるから、これをフレーム内平均多重負荷利得と称
する。

ただし、たとえこのような値を求めたとしても、システ
ム設計パラメータとしては後述するごとく、携帯電話用
や自動車電話用のためのサブシステム毎に所要の多重負
荷利得や送信電力を求める必要がある。また各サブフレ
ームごとにシステムを実現するハードウェアを構成する
ことが必要である。

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等を求め、それを実現する構築例を
説明する。

まず、携帯電話用のサブフレームと自動車電話用のサブ
フレームとに収容される信号の圧縮比を異なる値に設定
する場合を、第２Ｄ図（ａ）および（ｂ）を用いて説明
する。同図（ａ＞および（ｂ）は、ともに無線基地局３
０の無線送信回路３２の出力のタイム・スロットを示し
ている。

第２Ｄ図（ａ）においては、携帯電話用のサブフレーム
Ａ（サブフレーム長１０　ｍ　５ｅＣ）と、自動車電話
用のサブフレームＢ（サブフレーム長１ｍ５ｅｃ　）が
１フレーム（フレーム長１１　ｍ　５ｅｃ）を構成して
いる。ここで、携帯電話用の多重数ｎは５００（タイム
・スロット５Ｄａ−１〜５Ｄａ−ｎ）、自動車電話用の
多重数ｍは５０（タイム・スロット５Ｄｂ−１〜ＳＤａ
−ｍ＞　とＶると、カート・タイム（タイム・スロット
とタイム・スロットとの間の隙間）を無視するならば、
タイム・スロットの幅は、 １０　ｍ　ｓｅｃ／　５００＝１　ｍ　ｓｅｃ　１５０
であるから、サブフレームＡおよびＢにおいて信号の圧
縮比は等しい。

第２Ｄ図（ｂ）においては、携帯電話用のサブフレーム
Ａのみ信号の圧縮比をさらに１０倍高めて、サブフレー
ム長を１ｍ５ｅｃとし、（ａ＞のサブフレーム長１０１
ＩＩＳｅＣの１／１０にしている。

ここでは、１フレームのフレーム長１１ｍ５ｅｃのうち
、サブフレームａおよびｂがそれぞれ１ｍＳｅｃの期間
を占めているだけであるから、タイム・スロットの収容
されていない空タイム・スロット期間がｇ　ｍ　ｓｅｃ
存在している。この空タイム・スロットの期間は、小ゾ
ーン構成のシステムにおいては隣接する無線基地局から
の送信のために空けられており、この空タイム・スロッ
トの期間においては、搬送波の送出もされない。したが
って、同一チャネル干渉を生ずるおそれはない。

また、この無線基地局３０と交信する移動無線ｔ１１０
０からの送信信号は、携帯電話の場合、下り信号のサブ
フレームａに対応する上り信号のサブフレームの期間内
に、また自動車電話の場合は下り信号のサブフレームｂ
に対応する上り信号のサブフレームの期間内に、それぞ
れ送信が行われることになる。第２Ｄ図の下り信号を一
般化して表わしたのが第２Ｃ図（ａ）であり、（ｂ）は
同じく、上り信号を表わしている。

以下、携帯電話用あるいは自動車電話用の信号圧縮比を
異にする理由を第２Ｃ図および第６図を用いてシステム
設計例を示しながら説明する。

第２Ｃ図において、各サブフレームのシステム・パラメ
ータを第６図のタイム・スロット数（同期信号用タイム
・スロット５Ｄａ−ｃ、５Ｄｂｃ、５Ｕａ−ｃ、５ＩＪ
ｂ−ｃは除外）、す７’７レームａおよびｂの時間長、
タイム・スロットの時間長、ガード・タイムの時間長の
ように仮定すると、信号圧縮比は第６図の信号圧縮率に
示すように求められる。ただし、ガード・タイム時間長
の存在による圧縮率の増加量も考慮に入れた。そこで第
２Ｄ図で説明した携帯電話の信号圧縮率の増加量は同図
のように求められる。したがって、各サブフレームのＴ
ＣＭ信号の有する多重負荷利）辞は、第５図を参考にし
て第６図に示したタイム・スロット数およびサブフレー
ム時間長の条件のもとに求めると、そのサブフレーム内
多重負荷利得の欄に示すように与えられる。ここで第５
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。

同様にフレーム内平均の多重負荷利得も求められ、これ
も第６図に示されている。

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の所要送信電力を以下において求める。ま
ず、携帯電話用サブフレームａの場合は、サブフレーム
内多重負荷利得が３０ｄＢあるにもかかわらず、変調偏
移量の増加量を２ＱｄＢとサブフレーム内多重負荷利得
３０ｄＢよりも１０ｄＢ少ない値におさえる。この理由
は、信号圧縮率の増加が’１ＱｄＢあり、そのために信
号の最高周波数が１０倍高い値となっているためである
。したがって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では、 １０　ｌｏｇ［１０ｍＷｘ　５００］　−２０ｄＢ＝１
７ｄＢｍ　　　　すなわち５０ｍＷつぎに自動車電話用
サブフレームｂの送信電力を求める。この場合、サブフ
レームｂ内の多重負荷利得は第６図より１３ｄ８である
が、変調偏移増加量は２５ｄＢを与える。すなわち、フ
レーム内平均多重負荷利得である２５ｄＢを与える。こ
の理由は以下の通りである。

一般に同一チャネルもしくは隣接チャネルに干渉妨害を
ひき起こす干渉最の大きさは、瞬時電力ではなく平均電
力で与えられる。それゆえ、サブフレームｂに変調偏移
量として’１２ｄＢ大きく与えたとしても、フレーム全
体からみればフレーム内平均多重負荷利得に等しい値（
２５ｄＢ＞であり、干渉妨害を与える平均電力としては
許容の範囲におさまるからである。

以上の理由を考慮して、自動車電話用のサブフレームｂ
の送信電力は次式により与えられる。

サブフレームｂでは、 １０　１Ｃｇ　［５吋　Ｘ５０コ　−２５ｄ１３＝２９
ｄＢｍ　　　　すなわち８００ｍＷ上記の所要送信電力
の値も第６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５Ｗとした。

以上説明したように、信号の圧縮率を著しく高めてフレ
ーム時間長を短くすることにより得られるメリットは以
下のように要約される。

ｉ）　圧縮率を高めたサブフレーム内の多重負荷利得は
高めない場合と比べて増加するので、これを送信電力の
低減に使用することができる。

）　圧縮率を高めたサブフレームの存在は、フレーム全
体の多重負荷利得の増大をもたらすから、同一フレーム
内に、あまり多重負荷利得の大きくないサブフレームが
存在する場合、そのサブフレームに実質的な多重負荷利
得の増加を与えることになり、これを用いて送信電力の
低減に使用することが可能となる。

この結果１つのシステム内に異なったサービス種類があ
り、それらの所要送信電力の間のレベル差が大きい場合
でも、これを緩和することが可能となる。たとえば５Ｃ
ＰＣの所要送信電力が携帯電話用１ＱｍＷ、自動車電話
用５Ｗの場合、レベル差は１０１０（］　（５０００／
１０）　＝２７　（ｄＢ）であるが、第６図に示された
システム例では、２９−１７＝１２　（ｄＢ）となり大
きく減少していることがわかる。またレベル差を減少ざ
ぜることにより、つぎのメリットが生ずる。

ａ）　送信電力増幅部の設計が容易になる。

ｂ）　無線基地局と対向して通信する移動無線機も自動
車電話と同程度の送信レベルとなるので携帯電話も自動
車電話と兼用する無線機の設計が容易となる。

Ｃ）　圧縮率を高めたサブフレームの存在は、フレーム
内に未使用のサブフレーム（空サブフレーム）を形成さ
せることが可能となり、この空サブフレームを他の信号
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。

つぎに第１Ｄ図に示す無線基地局３０Ｂにより、第６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。そのため第１Ｄ図の無線送信回
路３２の細部構成を第７Ａ図を用いて説明する。

第７Ａ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）がフレーム内増幅度可変ベースバンド増幅器３２
１へ入力される。フレーム内増幅度可変ベースバンド増
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７Ｂ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。したがって、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２０　ｄＢ、サブフレームｂでは２５ｄＢを与える
ように設定すると、変調偏移量として所要の値を得るこ
とが可能である。ただしフレーム内増幅度可変ベースバ
ンド増幅器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が
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１７ｄＢｍ　　（５０ｍＷ＞　、サブフレー
ムｂでは同じり２９ｄＢｍ　　（８００ｍＷ＞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
ムが構築されることになる。なお、第７Ｂ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のいずれにも属しない時間においては、増
幅度はＯｌすなわち信号は送信されない状態を示してい
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。ざ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ｔａ
１００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が最も高いからで
ある。

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
いうサービス対象が異なる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が、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あり、
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が異なる場合でも、同様に
システム構築が可能であり、以下、電話と画像の複合Ｔ
ＣＭ信号の場合を説明する。

−第２Ｃ図のサブフレームａを電話用、サブフレームｂ
を画像信号とし、サービス形態を自動車テレビ電話もし
くは携帯テレビ電話とする。フレーム長Ｔｔが、 Ｔ　　＞１／（２ｆｈ） を 丁（＞１／　（２ｇｈ） ただし、ｑｈは画像信号の最高周波数とすると、各サブ
フレームに存在するＴＣＭ信号の多重負荷利得は、前に
説明したのと同様な考え方により求められ、次の式を得
る。

ｎｌ　’　＝ｎ１　ｘ１／　（２ｆＩ、ＴＩ　＞（２−
１＞ ｎ２　　＝ｎ２　ｘｉ／　（２ＱｈＴ２　）上式より、
ｎ１’　またはｎ２’の多重度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。したがって、各サブ
フレームａ、ｂの所要送信電力も前述と同様にして求め
ることができる。

ただし、画像信号の多重負荷利得にっていては明らかに
された文献はないから別途求める必要がある。

［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、各基本信号群毎に角度変調の深さ（偏移）を多
重負荷利得の量もしくはフレーム内平均多重負荷利得の
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、省電力化がはかられる
ことになった。さらにサブフレームに収容する信号の圧
縮率を高めることによって、空サブフレームが生ずるの
で、これを隣接する無線基地局において使用可能となっ
たから、周波数の有効利用率が向上した。また従来はサ
ービス種類によって大きな送信電力差があるが、本発明
によるならばフレーム内平均多重負荷利得を有効に利用
できるから、この送信電力差を顕著に減少することがで
き、たとえば携帯電話と自動車電話の兼用も可能となっ
た。さらに具体的な回路においては、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１Ｄ図は本発明のシステムに使用される無線基地局の
他の実施例を示す回路構成図、第２Ａ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２Ｂ図はタイム・スロットの無線信号波形を示す図、 第２Ｃ図および第２Ｄ図は本発明のシステムに使用され
るタイム・スロットの他の実施例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、第５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６図はサブフレームを用いた場合の各種の
条件と多重負荷利得を示す図、 第７Ａ図は第１Ｄ図に示した無線基地局の無線送信回路
の内部構成を示す回路構成図、第７Ｂ図は第７Ａ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　　３５・・・無線受信回路３８・
・・信号速度復元回路群 ３８−１〜３８−ｎ・・・送信速度復元回路３９・・・
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・・・
信号割当回路群 ５２−１〜５２−ｎ・・・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、１００−１〜１０Ｏ−ｎ−・・移動無線機１０
１・・・電話機部 １２０・・・基準水晶発振器 １２１−１，１２１−２・・・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１
３４・・・送信部　　　　１３５・・・無線受信回路１
３６・・・受信ミクサ　　−３７・・・受信部１３８・
・・速度復元回路　１４１・・・クロック再生器３２１
・・・フレーム内増幅度可変ベースバンド増幅器 ３２２・・・ＦＭ変調器 ３２３・・・フレーム内増幅度可変高周波増幅器。 代理人　　　内　１）公　三（ばか１名）ご裏面Ｃ ≧ミ１（回ら゛ ｐ届Ｕ酌ヨ ８届、≠−へ ３８５０　Ｈｚ 第３Ａ図 中 姶帽＠は宴歌 ４２より 第７Ａ図 第’／に３図

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、 前記フレーム構成が、前記タイム・スロットの配列密度
   の異なる複数のサブフレームを含むものであり、前記複
   数のサブフレームのうちのすくなくとも１つのサブフレ
   ームを構成するタイム・スロットにおける信号の圧縮率
   を他のサブフレームを構成するタイム・スロットにおけ
   る信号の圧縮率より高めて、前記時間的に圧縮した区切
   られた信号により得られる多重負荷利得にもとづいて前
   記無線基地手段と前記移動無線手段との間の交信に使用
   する無線信号のレベルを決定する移動体通信の時間分割
   通信方法。