JPH05235837A - 移動体通信の時間分割通信方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フレーム構成のタイム・スロットに時間圧縮
した電話信号をのせた移動体通信の秘話性を具備した周
波数の有効利用を図ること。 【構成】 各無線基地局３０と、複数のゾーンを横切っ
て移動し、無線基地局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機１００との間
の通信を交換するための関門交換機２０とを用いて、各
通信の信号の周波数成分を分割して最低周波数成分を有
する分割信号を基準に低域へ周波数変換して、周波数変
換後の分割した信号の周波数が連続するようにしてそれ
ぞれ時間片信号とし、タイム・スロットにより、送受信
するようにした。 【効果】 大きな多重負荷利得により送信電力を低減
し、無線搬送波間隔を小さくした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電話などの帯域特性を有
する信号を使用する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いて、送信信号の冗長度を削
減して秘話性を高めつつ、変調された時間圧縮多重信号
の有する多重負荷利得および周波数の有効利用や通信ト
ラヒック耐力を向上せしめる方法に関する。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、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
すこと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し、秘話性を高める経済的
な通信方法を提供せんとするものである。

【０００２】

【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。

【０００３】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−”信学会技報 ＲＣ
Ｓ８９−１１ 平成元年７月

【０００４】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
ＲＣＳ８９−３９ 平成元年１０月

【０００５】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 ＲＣＳ８９−４７ 平成２年１月

【０００６】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 ＲＣＳ８９−６５ 平成２年３月

【０００７】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、これを読み出す時には記
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、これを読み出す時にはこの記憶
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。

【０００８】つぎに文献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。

【０００９】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−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。

【００１０】さらに文献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。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前記の文献１ないし３
に示したシステム構築例では、ＴＣＭ信号を用いた移動
体通信システムの一般的な説明がなされており、これに
よってシステムの構築は可能であるが、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
全部送信する場合であり、信号の周波数成分のうち一部
を削除して送信する場合、たとえば、時間片信号の有し
ている信号の周波数成分のうち、最初に下半分、つぎに
上半分というように交互に送信するようにした周波数の
有効利用や通話トラヒックの輻輳対策を可能とする方法
の説明はなされてはいない。文献４ではＴＣＭ信号の有
する信号電力に関する多重負荷利得の説明はされている
が、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全部送信する場合であり、周波数成
分の一部を削除して送信することによる影響については
明らかにされておらず、未解決の課題が残されていた。

【００１２】

【課題を解決するための手段】ＴＣＭ（時分割時間圧縮
多重）信号を用いた移動体通信システムでは、送信信号
として、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乗せて送信しているのが通常で
ある。そこで、周波数の有効利用や送信電力の低減や秘
話性の向上のため、前記の時間的に圧縮した区切られた
信号の全周波数成分を送信することを改め、原信号の有
する周波数成分を複数に分割し、それらを帯域通過濾波
器でとり出し、その一部を削除し、残りを一番低い周波
数成分を有する分割信号を基準にとり、他の分割信号を
周波数変換器で周波数を低域へ周波数変換し、これら周
波数変換された分割信号の有する周波数成分が互いに連
続するようにした後、この信号を時間的に圧縮した区切
られた信号としてから送信することにした。この結果、
信号の有する多重負荷利得が増大し、また無線搬送波間
の間隔が低減可能となり、無線送信電力の低減と無線周
波数の有効利用の向上並びに秘話性が向上した。

【００１３】また、上記の時間的に圧縮した信号を作成
する場合、その圧縮率を増加させ、１つのフレーム内に
配置するタイム・スロット数を増加させることが可能に
なった。

【００１４】

【作用】ＴＣＭ信号を用いた通信では、送信信号とし
て、多数の電話信号をそれぞれ一定の時間間隔で切断し
（これを時間片信号と称する）、これをたとえば、１０
多重の場合は時間的に１０倍に圧縮し、フレーム構成の
中に準備された１０個のタイム・スロットのそれぞれに
与えられたタイム・スロット番号の位置に配置される。
そして通常の場合は、これら圧縮信号のすべてを順序よ
く送信することになるが、もしこれを、原信号の有する
周波数成分を複数に分割しそれらを帯域通過濾波器でと
り出し、その一部を削除し、残りを一番低い周波数成分
を有する分割信号を基準にとり、他の分割信号を周波数
変換器で周波数を低域へ周波数変換し、これら周波数変
換された分割信号の有する周波数成分が互いに連続する
ようにした後、この信号を時間的に圧縮した区切られた
信号とした後、送信することにした。この結果、つぎの
作用効果が得られた。

【００１５】１） 文献４に示されている多重負荷利得
は、信号に含まれている電力が半減したことにより従来
より増加する。

【００１６】２） 信号に含まれている最高周波数が減
少したことにより、ＴＣＭ信号の有する多重負荷利得は
その信号の有するＦＤＭ換算の多重度が増加するので、
従来より増加するという利点を得ることが可能となっ
た。以上の結果をもとに、ＴＣＭ信号をＦＭして送信す
る場合、その変調器に加える信号レベルを従来よりレベ
ルアップすることが可能になり、無線送信電力の低減が
可能となった。さらに、つぎの方策により周波数の有効
利用度を向上させることが可能になる。

【００１７】３） 信号に含まれている最高周波数が減
少したのであるから、搬送波周波数間隔を従来より減少
させることが可能となる。

【００１８】４） ３）の搬送波周波数間隔を従来より
低減させないで、同様の効果を得るためには、後述の電
話信号を一定の時間間隔で切断し、時間片信号を作成し
圧縮するとき、圧縮率を従来より増加させ、圧縮された
時間片信号の有する最高周波数を従来と同一にし、１フ
レーム内に収容するタイム・スロット数、ひいては電話
チャネル数を約２倍に増加させることが可能である。

【００１９】また、つぎの利点がある。 ５） 原信号の有する周波数成分を複数に分割しそれら
の一部を削除し、残りを送信するのであるから、このプ
ロセスで多数の組合せが考えられ、これを秘話として使
用できることになる。

【００２０】６） また、上記１）〜４）の方策は通話
可能なチャネル数を増加させるのであるから、システム
内における通話トラヒックが増加したときも効果を発揮
することは明らかである。

【００２１】以上の利点のうち、多重負荷利得の増加、
および周波数の有効利用度を向上せしめることに関して
は、後で詳述する。ただし信号の品質に関しては、送信
すべき信号を一部削除して送信するのであるから、当然
受信信号の品質は劣化する可能性がある。しかしなが
ら、時間片信号を作成する信号処理の場合、時間片信号
の時間長の如何によっては、その劣化量を可能な限り少
なくすることができる。本願発明者等の実験結果では送
信すべき信号の周波数成分の１／３すなわち、時間的に
並べられたタイム・スロット信号の周波数成分を上、中
および下と３等分し、これらを順に送信しても信号の品
質劣化は実用上許容される限度以内であることが明らか
となった。

【００２２】

【実施例】図１，図２および図３は、本発明のＴＣＭ信
号を用いた通信の基本動作例を説明するためのシステム
構成を示している。

【００２３】図１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。

【００２４】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２２−１〜２２−ｎを伝
送する伝送線がある。

【００２５】図２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１３
５に入り、その出力である通信信号は、速度復元回路１
３８と、制御部１４０とクロック再生器１４１に入力さ
れる。クロツク再生器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。

【００２６】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および制御部１４０に入力している。

【００２７】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
高速に（圧縮）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。

【００２８】送信部１３４に含まれた変調器の出力は送
信ミクサ１３３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、図２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。

【００２９】このタイミング発生器１４２では、クロッ
ク再生器１４１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や速度復元回路１３８に必要なタイミングを供給
している。

【００３０】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１２１−１，１２１−２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
−１，１２１−２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。

【００３１】図３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。そこで関門交換機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、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５１−１〜５１−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。

【００３２】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３
９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
毎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機２０へ通信信
号２２−１〜２２−ｎとして送出される。

【００３３】つぎに信号速度変換回路群５１（図３）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
出す時に速度を変えて、記憶する場合のたとえば１５倍
の速度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
ge Coupled Device ），ＢＢＤ（Bucket Brigade Devic
e ）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）。

【００３４】信号速度変換回路群５１で例示したＣＣＤ
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。

【００３５】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り当てる信号
割当回路５２に印加される。

【００３６】この信号割当回路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へ送出する。この結果、通信信号をチャネル
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。

【００３７】以上のような信号が無線送信回路３２へ送
られることになる。この圧縮した信号の様子を図４に示
し説明する。

【００３８】信号速度変換回路群５１の出力信号は信号
割当回路５２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。図４（ａ）のＳＤ
１，ＳＤ２，…，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ット信号
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、図
４の（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。

【００３９】電話の発着呼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
いずれを使用する場合も可能である。図５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
域外信号の一例が示されており、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。図５の（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。

【００４０】なお、電話信号の有する周波数成分を低域
にシフトする場合は、図５（ａ）に示す制御信号を電話
信号の低域で使用することが困難になるので、図５
（ｂ）に示す帯域内信号の形態か、あるいは、同一タイ
ム・スロット内で使用するときは、電話信号と制御信号
とを時間的にずらして使用する。

【００４１】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。

【００４２】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
成を図６に示す。図６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・データ信号については、後述するアナログ信号
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図６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取り出すことが可能
である。

【００４３】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。図４の（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，…，ＳＵｎは、移動無
線機１００−１，１００−２，…，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，…，ＳＵｎの内容を詳細に示す
と、図４の（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と無線基地局３０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、図７
（ｃ）のごとくなる。同様に各移動無線機１００への無
線基地局３０からの送信波形は図７（ｄ）に示すように
なる。

【００４４】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、通話信号と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
３９へ印加される。信号選択回路群３９には、制御部４
０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，通話信号または制御信号が分離出力される。

【００４５】これらの各信号は、信号速度復元回路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（図２）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。

【００４６】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。

【００４７】図３に示すように、制御部４０からの制御
信号は信号割当回路５２の出力と並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５
２の出力から無線送信回路３２へ加えることも可能であ
る。

【００４８】つぎに移動無線機１００においても、図２
に示すごとく無線基地局３０の機能のうち通話路を１チ
ャネルとした場合に必要とされる回路構成となってい
る。

【００４９】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（図３）を
通った場合の出力側の周波数分布を示すと図８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図８のごとく、
４．５ｋＨｚ〜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が、波
形の形態は単に周波数軸を引き延ばされた相似変換を受
けるだけであり、波形そのものは変化がないことに留意
する必要がある。これは多重負荷利得の値を求める時に
必要となる。

【００５０】さて、図８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（０．２〜４．０
ｋＨｚ）および通話信号ＣＨ１（４．５〜４５ｋＨｚで
ＳＤ１として表わされている）がタイム・スロット、た
とえばＳＤ１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。

【００５１】すなわち、タイム・スロットＳＤｉ（ｉ＝
２，３，…，ｎ）には制御信号（０．２〜４．０ｋＨ
ｚ）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、一度に複数のタイム・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。

【００５２】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、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（４．１〜４，４
ｋＨｚまたは４６〜４６．５ｋＨｚ）に設けられる場合
がある。

【００５３】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 ｆ_C ±４５ｋＨｚ を必要とする。ただし、ｆ_C 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_H 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_rep＞２ｆ_H 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
の場合を説明した図８の横軸の目盛りを１桁程度引き上
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。

【００５４】また、移動無線機１００より無線基地局３
０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。

【００５５】つぎに、本発明によるシステムの基本動作
における発着呼動作について音声信号の場合を例にとっ
て説明する。

【００５６】（１）移動無線機１００からの発呼 図９および図１０に示すフローチャートを用いて説明す
る。

【００５７】移動無線機１００の電源をオンした状態に
すると、図２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補捉を開始す
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） 最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。これは図４（ａ）に示されているタイム・
スロットＳＤｎ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１２
２−１もシンセサイザ１２１−１側に倒し固定した状態
にある。

【００５８】そこで、電話機部１０１の受話器をオフ・
フック（発呼開始）すると（Ｓ２０１、図９）、図２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、
図５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ＳＵｎを用いて送信される。

【００５９】この制御信号の送出はタイム・スロットＳ
Ｕｎ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。

【００６０】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、図４（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ＳＤｉ（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。

【００６１】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。

【００６２】また別のシステムでは、どのタイム・スロ
ット内にも空スロッ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，ＳＤ
２，…，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。

【００６３】さて本論にもどり無線基地局３０から、以
上のいず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。

【００６４】そこで上り信号用のタイム・スロットＳＵ
ｎ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取り出
して、バースト状の制御信号を送出することができる。

【００６５】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開始する必要が
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、この周波数を、多数の移動無線機を
群別して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
ずることはない。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。

【００６６】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。

【００６７】この結果、たとえばタイム・スロットＳＤ
１が空いているとすると、移動無線機１００対し前記無
線チャネルＣＨ１のタイム・スロットＳＤｎ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１０
０→無線基地局３０）ＳＵ１，およびこれに対応する下
り（無線基地局３０→移動無線機１００）ＳＤ１を使用
するように指示する（Ｓ２０３）。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ＳＵ１（図４（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（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を用いて無線基地局３０に送出し（Ｓ２０５）、
ダイヤル・トーンが送られてくるのを待つ（Ｓ２０
６）。

【００６８】この上り無線信号の無線搬送波のタイム・
スロットＳＵ１の状態を模式的に示すと図７（ｃ）のご
とくなる。無線基地局３０には、タイム・スロットＳＵ
１のほかに、他の移動無線機１００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（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（Ｓ２０
８）。これに対し関門交換機２０では、移動無線機１０
０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・トーンを無線基地局３０へ送出する（Ｓ２１
０、図１０）。

【００６９】このダイヤル・トーンは、無線基地局３０
により移動無線機１００宛に転送され（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（Ｓ２１２）。

【００７０】この状態に移行したとき移動無線機１００
の電話機部１０１の受話器からダイヤル・トーンが聞こ
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、上りのタイム・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。

【００７１】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（Ｓ２１
４）、電話網１０への通話路が設定される（Ｓ２１
５）。

【００７２】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を用いて移動無線機１００宛に送信され
る。

【００７３】移動無線機１００では、無線チャネルＣＨ
１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側の原信
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（Ｓ２１
６）。

【００７４】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（Ｓ２１７）、
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。

【００７５】一方、無線基地局３０の制御部４０では、
移動無線機１００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（Ｓ２１９）、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（Ｓ
２２０）。同時に無線基地局３０内の信号選択回路群３
９および信号割当回路群５２を開放する。

【００７６】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
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。

【００７７】（２）移動無線機１００への着呼 移動無線機１００は電源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。

【００７８】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（図３）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・スロットのうちの
空スロット、たとえばＳＤ１を使用して移動無線機１０
０のＩＤ信号＋着呼信号表示信号＋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Ｓ
Ｄ１に対応するＳＵ１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１
４０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１
２３を動作させるとともに、スイッチ１２２−１，１２
２−２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。

【００７９】なお、本システムを用いて良好な状態で信
号伝送が実行され、かつシステム内の他の無線チャネル
へ悪影響を与えることのないことは、文献２によって理
論的に説明されており、また電話信号における多重負荷
利得の理論的証明、および、その応用も文献４により説
明されているので省略し、以下本発明に適用するＴＣＭ
システムの多重負荷利得の増加および周波数有効利用度
の向上策、あるいは通話トラヒック輻輳耐力の増大に関
し理論的に説明し、さらに具体的なシステム構成につい
ても説明する。

【００８０】（３）多重負荷利得が増加することの理論
的説明 電話信号をＴＣＭ化して得られる多重負荷利得は、文献
４に示されている式を使用して表現すると、下式で与え
られた多重度ｎ′を有する多重負荷利得に等しくなる。 ｎ′＝ｎ×（２ｆ_h Ｔ）^-1/2 （１） ただし、ｎはＴＣＭ信号の多重度、ｆ_h はＴＣＭ信号を
構成する各電話信号の最高周波数、ＴはＴＣＭ信号の１
フレームの時間である。

【００８１】また、多重負荷利得は時間間隔（１／（２
ｆ_h ））内における信号の有する平均電力に関係し、も
し信号の有する平均電力が、たとえば１／２になれば、
多重負荷利得は３ｄＢ増加することも暗示されている。

【００８２】以上の特徴を本発明に適用する。

【００８３】3.1) 全信号を送信するのではなく一部を
省略して送信することは上述の信号の有する平均電力を
低減させることを意味する。たとえば前述の信号処理の
結果、送信すべき信号の１／３の部分のみ送信する例と
して、時間的に並べられた時間片信号の周波数成分を
上、中および下と３等分し、これらを順に送信する場
合、平均電力は１／３になり、したがって多重負荷利得
は５ｄＢ増加することになる。

【００８４】3.2) 原信号の有する周波数成分を複数に
分割し、それらの一部を削除し、残りを一番低い周波数
成分を有する分割信号を基準にとり、他の分割信号を周
波数変換器で周波数を低域へ周波数変換し、これら周波
数変換された分割信号の有する周波数成分が互いに連続
するようにした後、この信号を時間的に圧縮した区切ら
れた信号とした後、送信することにすると、式（１）か
ら明らかなようにｆ_hは減少する。もしも、ｆ_h が１／
２になっているのであれば、その他のパラメータの値を
一定にした場合、ｎ′は２倍になり、したがって、多重
負荷利得は３ｄＢ増加することになる。

【００８５】3.3) 上記3.2)の条件のもとに、もし上半
分を送信するに先立ち、これを周波数変換により、最初
に送信した下半分と同一の低い周波数に変換した信号を
時間圧縮する際に、圧縮率を２倍に上げると、この場合
はｆ_h は変化しないが、ｎが２倍になる。したがって、
ｎ′は3.2)と同様に２倍になっている。

【００８６】以上の説明で明らかなように本発明を実行
すると多重負荷利得が増加することが明らかとなった。

【００８７】（４）周波数有効利用度が向上することの
説明 （３）の結果をもとに、周波数有効利用度が向上してい
ることは次の理由から明らかであろう。3.2)の方策を採
用するときは、ＴＣＭ信号に含まれている信号の最高周
波数が１／２になっているから、搬送波周波数間隔を従
来より約１／２に低減可能となる。3.3)の方策を採用す
るときは１つの無線搬送波で送信可能な電話信号のチャ
ネル数は約２倍になっている（１フレーム内に収容可能
なタイム・スロット数は２倍になる）から、これまた周
波数有効利用度が約２倍になっていることが分かる。

【００８８】（５）通話トラヒックの輻輳対策となるこ
との説明 一方、上記の方策を通話トラヒックが輻輳してきた場合
に適用すると、使用可能な通話チャネルが増加したこと
になり、従来通話不能だった状態が改善される。したが
って上記の方策は通話トラヒック輻輳対策としても使用
可能である。

【００８９】（６）本発明の作用を発揮させるための具
体的システム構成例 図１１，図１２および図１３は本発明の具体的実施例を
説明するためのシステムおよびタイム・スロットの構成
例を、また、図１４には図１３のタイム・スロットを用
いて時間片信号を作成する作成法の模式図を示してい
る。図１１は図２、図１２は図３、図１３は図４にそれ
ぞれ対応するので、図２、図３および図４で説明したと
ころは省略し、新しく付加された機能を中心に説明す
る。

【００９０】図１１において図２と異っているのは受信
信号選択器１７１と送信信号選択器１７２が挿入されて
いる点である。

【００９１】図１２において図３と異なっているのは受
信信号選択回路７１−１，７１−２，…，７１−ｎを含
む受信信号選択回路群７１と送信信号選択回路７２−
１，７２−２，…，７２−ｎを含む送信信号選択回路群
７２が挿入されている点である。

【００９２】図１１および図１２の移動無線機１００Ｂ
および無線基地局３０Ｂに含まれた受信信号選択器１７
１，送信信号選択器１７２と受信信号選択回路群７１，
送信信号選択回路群７２とが図１３に示すタイム・スロ
ットを用いて送受する場合の信号処理の様子について説
明する。

【００９３】図１４（ａ）〜（ｆ）は図１３に示した各
タイム・スロットＳＤまたはＳＵを作成する様子（その
うちＳＤ１ａ，ＳＤ１ｂを用いた場合）を示しており、
ある電話信号（周波数成分０．３〜３．０ｋＨｚ）の時
間片信号の作成法の模式図である。横軸に時間、縦軸に
信号の有する周波数成分（ただし、この図はあくまで模
式図であり、必ずしも周波数の低い信号成分の振幅が同
図のように小さいとはかぎらない。

【００９４】図１４（ａ）は移動無線機１００Ｂより無
線基地局３０Ｂへ送信すべき電話信号を示す。その周波
数成分は図１４（ａ）に示すように０．３〜３．０ｋＨ
ｚとする。図１４（ｂ）は周波数シフターにより周波数
成分が０．２ｋＨｚだけ低域へシフトされた出力を示
す。図１４（ｂ）に示す周波数成分Ａ，Ｂ，ＣおよびＤ
はその有する周波数成分が、０．１〜０．７７５，０．
７７５〜１．４５，１．４５〜２．１２５および２．１
２５〜２．８ｋＨｚと４等分された場合を示す。

【００９５】図１５には送信信号選択器１７２の一実施
例の具体的な回路構成が示されている。電話機部１０１
よりの信号は、入力信号の周波数を低い方へ０．２ｋＨ
ｚシフトする周波数シフターＦＳ２に印加され、その出
力は、スイッチＳＷ２１により２分される。スイッチＳ
Ｗ２１のａ側に倒されると（図１３（ｂ）のフレーム１
−ａ，２−ａ，…，ｎ−ａ，…）、この出力は低域通過
濾波器ＬＰ２１と帯域通過濾波器ＢＰ２２とへ導かれ
る。また、周波数シフターＦＳ２１の出力はスイッチＳ
Ｗ２１のｂ側に倒されている場合（図１３（ｂ）のフレ
ーム１−ｂ，２−ｂ，…，ｎ〜ｂ，…）は、帯域通過濾
波器ＢＰ２１と高域通過濾波器ＨＰ２１とへ導かれる。
低域通過濾波器ＬＰ２１、帯域通過濾波器ＢＰ２１、帯
域通過濾波器ＢＰ２２および高域通過濾波器ＨＰ２１の
通過帯域は以下の通りとする。 低域通過濾波器ＬＰ２１ ： ０．７７５ｋＨｚ以下 帯域通過濾波器ＢＰ２１ ： ０．７７５〜１．４５ｋ
Ｈｚ 帯域通過濾波器ＢＰ２２ ： １．４５〜２．１２５ｋ
Ｈｚ 高域通過濾波器ＨＰ２１ ： ２．１２５ｋＨｚ以上

【００９６】以上のように濾波器の特性を仮定するとス
イッチＳＷ２１のａ側に倒されるときの出力は図１４
（ｃ）に示されるように、周波数成分ＡとＣのグループ
になる。一方、スイッチＳＷ２１のｂ側に倒されるとき
の出力は図１４（ｅ）に示されるように周波数成分Ｂと
Ｄのグループになる。帯域通過濾波器ＢＰ２１、帯域通
過濾波器ＢＰ２２および高域通過濾波器ＨＰ２１の出力
側には周波数変換器ＦＣ２１、ＦＣ２２およびＦＣ２３
が設置されている。これらの周波数変換器は上記の各濾
波器の出力をそれぞれ、下記の値づつ低域に変換する作
用を有する。 帯域通過濾波器ＢＰ２１の出力の周波数成分0.775〜1.4
5kHzを0.1〜0.775kHz へ 帯域通過濾波器ＢＰ２２の出力の周波数成分1.45〜2.12
5kHzを0.775〜1.45kHzへ 高域通過濾波器ＨＰ２１の出力の周波数成分2.125kHz以
上を0.775〜1.45kHzへと、それぞれ変換する。

【００９７】さて、上記の各濾波器の出力はスイッチＳ
Ｗ２２へ導かれ、スイッチＳＷ２２（ＳＷ２１と同期し
た動作をとる。すなわち、ＳＷ２１がａ側に倒されると
き、ＳＷ２２もａ側に倒される。これらの制御信号は制
御部１４０から供給される）がａ側に倒されるときは、
図１４（ｄ）に示される周波数成分を持った信号Ａと
Ｃ′のグループが図１１の速度変換回路１３１へ導かれ
る。また、ＳＷ２２がｂ側に倒されるときは、図１４
（ｆ）に示される周波数成分を持った信号Ｂ′とＤ′の
グループが図１１の速度変換回路１３１へ導かれる。そ
して前述したような時間圧縮が行われ、無線基地局３０
Ｂ宛の信号が送信される。

【００９８】さて、以上のプロセスにより送信されてき
た信号を受信した無線基地局３０Ｂでは、移動無線機１
００Ｂで行った信号処理と全く逆のプロセスを実施する
ことにより電話信号を復調することが可能である。

【００９９】図１６には受信信号選択器１７１の一実施
例の具体的な回路構成が示されている。無線基地局３０
Ｂから送信されてきた信号を移動無線機１００Ｂで受信
し、図１６左方より速度復元回路１３８（図１１）の出
力がスイッチＳＷ１１に到来する。この信号はスイッチ
ＳＷ１１により２分される。

【０１００】スイッチＳＷ１１がａ側に倒されている場
合、（図１３（ａ）のフレーム１−ａ，２−ａ，…，ｎ
−ａ，…）、この出力は低域通過濾波器ＬＰ１１とＦＣ
１２へ導かれる。また、スイッチＳＷ１１がｂ側に倒さ
れている場合（図１３（ａ）のフレーム１−ｂ，２−
ｂ，…ｎ−ｂ，…）は、周波数変換器ＦＣ１１および周
波数変換器ＦＣ１３へ導かれる。これらの周波数変換器
は上記の信号をそれぞれ、下記の値ずつ高域に変換する
作用を有する。 周波数変換器ＦＣ１１の出力は周波数成分0.1〜0.775kH
z を0.775〜1.45kHzへ 周波数変換器ＦＣ１２の出力は周波数成分0.775〜1.45k
Hzを1.45〜2.125kHzへ 周波数変換器ＦＣ１３の出力は周波数成分0.775〜1.45k
Hzを2.125kHz以上へ

【０１０１】さて、以上の周波数変換器出力は下記の特
性を有する濾波器群へそれぞれ入力される。 低域通過濾波器ＬＰ１１ ： ０．７７５ｋＨｚ以下 帯域通過濾波器ＢＰ１１ ： ０．７７５〜１．４５ｋ
Ｈｚ 帯域通過濾波器ＢＰ１２ ： １．４５〜２．１２５ｋ
Ｈｚ 高域通過濾波器ＨＰ１１ ： ２．１２５ｋＨｚ以上

【０１０２】以上のように濾波器の特性を仮定すると、
スイッチＳＷ１２のａ側に倒されるときの出力は、図１
４（ｃ）に示されるようになる。一方、スイッチＳＷ１
２（スイッチＳＷ１１と同期した動作をとる、すなわ
ち、スイッチＳＷ１１がａ側に倒されるとき、スイッチ
ＳＷ１２もａ側に倒される。これらの制御信号は制御部
１４０から供給される）がｂ側に倒されるときの出力は
図１４（ｅ）に示されるようになる。

【０１０３】さて、ＳＷ１２の出力は周波数シフターＦ
Ｓ１１により周波数成分が０．２ｋＨｚだけ高域へシフ
トされ電話機部１０１へ入力され、原電話信号が再生さ
れる。

【０１０４】以上は移動無線機１００Ｂから無線基地局
３０Ｂ宛の信号、および無線基地局３０Ｂから送信され
た信号の移動無線機１００Ｂにおける信号処理のプロセ
スを説明したが、無線基地局３０Ｂにおける信号処理の
プロセスも上記と同様である。

【０１０５】以下、送信されるＴＣＭ信号の有する特性
を説明する。まず、送信される電話信号の周波数成分は
１．４５ｋＨｚ以下であるから、すでに説明したような
ＴＣＭ信号として多重負荷利得が増加していることがわ
かる。つぎに、このような周波数成分の低減は角度変調
時の側波帯の広がりを抑圧するから、これまた周波数有
効利用度が向上することになる。あるいは、システムと
して使用する周波数帯域を従来と同様すれば、使用可能
な電話チャネル数は上記の例では２倍になっているか
ら、通話トラヒックの輻輳対策としても使用可能である
ことは明らかである。

【０１０６】また、無線機器のハードウエアの経済化を
図るため、若干、周波数有効利用度は低下するが、図１
５または図１６の構成から周波数シフターＦＳ２１，Ｆ
Ｓ１１を削減しても本発明はその作用を発揮することが
可能である。

【０１０７】以上の例は電話信号の有する周波数成分を
４等分する例であったが、さらに細分することも可能で
ある。細分化することにより、送信する信号の有する周
波数成分の組合せを数多くとることができる。これは通
信の秘話に使用することができることを意味している。
通信の秘話をさらに高めるには上記の細分化のほか、無
線機器のハードウエアは若干複雑になるが、通信中に使
用する電話信号の周波数成分を変更する等の方法も採用
可能である。

【０１０８】なお、以上のシステム動作により、本発明
を適用したシステムは十分な作用を発揮するが、通話品
質に及ぼす悪影響が問題になる場合がある。この悪影響
をできる限り軽減する方策について説明する。タイム・
スロット１を使用して通信をしている通話品質を例にと
る。

【０１０９】図１７（ａ）および（ｂ）は、移動無線機
１００Ｂが無線基地局３０Ｂから受信し、何の対策も構
じない場合の電話機部１０１への入力信号を示すものと
する。すなわち、図１７（ａ）はタイム・スロット番号
ＳＤ１ａの信号として時系列的にフレーム番号１−ａ，
２−ａ，３−ａ，…が送られてくる信号Ａ，Ｃの一例を
示しており、図１７（ｂ）はタイム・スロット番号ＳＤ
１ｂの信号として時系列的にフレーム番号１−ｂ，２−
ｂ，３−ｂ，…が送られてくる信号Ｂ，Ｄの一例を示し
ている。

【０１１０】これに対し、図１７（ｃ）は図１７（ａ）
とその１つ前の信号の同図（ｂ）の信号とをそれぞれ複
製し加えたものである。すなわち、信号２−ａには１−
ｂを、３−ａには２−ｂを、４−ａには３−ｂをという
ように加えていく。その結果、図１７（ｃ）に示すよう
に信号に時間差があるために若干雑音成分は残る（同図
で信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが図１４（ａ）のように３角形で
描けない）が、かなり原信号が再生されることになる。

【０１１１】ではＴＣＭ信号の時間片信号として、どの
ような時間長がよいかを説明する。明らかに時間長は短
い方（例えば１０ｍ secより１ｍ sec）が良いことが分
かる。しかし余り短いと信号処理上の能率が悪くなるか
ら、一定の限界（１ｍ sec程度）がある。なお、図１６
（ｂ）のタイム・スロットを得る回路（信号整形回路）
は公知の技術で構成可能であり、電話機部１０１への内
装が可能である。

【０１１２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、ＴＣＭ
信号を用いた通信システムにおける通信品質をほとんど
劣化しない範囲で、多重負荷利得の増加が可能となり、
周波数の有効利用度向上がはかられ、また秘話性の向上
や通信トラヒック輻輳対策にも極めて有効なものとなっ
た。したがって、本発明の効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシステムの概念を示す概念構成図であ
る。

【図２】本発明のシステムに使用される移動無線機の基
本動作を説明するための回路構成図である。

【図３】本発明のシステムに使用される無線基地局の基
本動作を説明するための回路構成図である。

【図４】本発明のシステムに使用される基本動作を説明
するためのタイム・スロット構造図である。

【図５】通話信号および制御信号のスペクトルを示すス
ペクトル図である。

【図６】音声信号とデータ信号を多重化する回路構成図
である。

【図７】タイム・スロットの無線信号波形を示す波形図
である。

【図８】通話信号および制御信号のスペクトルを示すス
ペクトル図である。

【図９】本発明によるシステムの基本動作の流れを示す
フロー・チャートである。

【図１０】図９とともに本発明によるシステムの基本動
作の流れを示すフロー・チャートである。

【図１１】本発明のシステムに使用される移動無線機の
具体的実施例の回路構成図である。

【図１２】本発明のシステムに使用される無線基地局の
具体的実施例の回路構成図である。

【図１３】本発明のシステムに使用されるタイム・スロ
ットの具体的実施例を説明するためのタイム・スロット
構造図である。

【図１４】図１３に示したタイム・スロットを用いて時
間片信号を作成する方法を示す信号のスペクトル図であ
る。

【図１５】図１３および図１４に示したタイム・スロッ
トを作成し、信号を処理するための送信信号選択器の一
実施例の回路図である。

【図１６】図１３および図１４に示した信号処理された
タイム・スロットを受信して原信号を復元するための受
信信号選択器の一実施例の回路図である。

【図１７】図１４に示したタイム・スロットの信号処理
方法の他の実施例を示す信号のスペクトル図である。

【符号の説明】

１０ 電話網 ２０ 関門交換機 ２２−１〜２２−２ｎ 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 信号速度復元回路 ３９ 信号選択回路群 ３９−１〜３９−ｎ 信号選択回路群 ４０ 制御部 ４１ クロツク発生器 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 ７１ 受信信号選択回路群 ７１−１〜７１−ｎ 受信信号選択回路 ７２ 送信信号選択回路群 ７２−１〜７２−ｎ 送信信号選択回路 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 １０１ 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 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 １７１ 受信信号選択器 １７２ 送信信号選択器 ＢＰ１１，ＢＰ１２，ＢＰ２１，ＢＰ２２ 帯域通過濾
波器 ＦＣ１１〜１３，ＦＣ２１〜２３ 周波数変換器 ＦＳ１１，ＦＳ２１ 周波数シフター Ｈ１，Ｌ１ 時間片信号 ＨＰ１１，ＨＰ２１ 高域通過濾波器 ＬＰ１１，ＬＰ２１ 低域通過濾波器 ＳＷ１１〜ＳＷ１３，ＳＷ２１〜ＳＷ２３ スイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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の時
   間分割通信方法において、 前記通信における原信号の有する周波数成分を低い方へ
   シフトし（ＦＳ２１）、 前記周波数成分を低い方へシフトされた信号の周波数成
   分を複数に分割して分割後の信号とし（ＬＰ２１，ＢＰ
   ２１，ＢＰ２２，ＨＰ２１）、 前記分割後の信号を複数のグループにして前記分割後の
   信号のうち最低の周波数成分を有する前記分割後の信号
   を基準にとり他の分割後の信号の周波数成分を同じグル
   ープ内で連続するように周波数変換し（ＦＣ２１〜ＦＣ
   ２３，ＳＷ２１，ＳＷ２２）、 前記タイム・スロットに時間的に圧縮した区切られた信
   号とし（７２，５１，５２，１３１）、 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
   線手段との間の送信信号のレベルを定め（１３２，３
   ２）、 前記周波数変換により得られた信号の周波数帯域にもと
   づいて無線搬送波の間隔を狭小化するようにした移動体
   通信の時間分割通信方法。
2. 【請求項２】 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の時
   間分割通信方法において、 前記通信における原信号の周波数成分を複数に分割して
   分割後の信号とし（ＬＰ２１，ＢＰ２１，ＢＰ２２，Ｈ
   Ｐ２１）、 前記分割後の信号を複数のグループにして前記分割後の
   信号のうち最低の周波数成分を有する前記分割後の信号
   を基準にとり他の分割後の信号の周波数成分を同じグル
   ープ内で連続するように周波数変換し（ＦＣ２１〜ＦＣ
   ２３，ＳＷ２１，ＳＷ２２）、 前記タイム・スロットに時間的に圧縮した区切られた信
   号とし（７２，５１，５２，１３１）、 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
   線手段との間の送信信号のレベルを定め（１３２，３
   ２）、 前記周波数変換により得られた信号の周波数帯域にもと
   づいて無線搬送波の間隔を狭小化するようにした移動体
   通信の時間分割通信方法。