JPH0541685A

JPH0541685A - 時間分割移動体通信のダイバーシテイ通信方法

Info

Publication number: JPH0541685A
Application number: JP3221065A
Authority: JP
Inventors: Sadao Ito; 貞男伊藤
Original assignee: Iwatsu Electric Co Ltd
Current assignee: Iwatsu Electric Co Ltd
Priority date: 1991-08-06
Filing date: 1991-08-06
Publication date: 1993-02-19

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
した信号をのせた移動体通信において、小さな送信電力
で時間ダイバーシティ効果を得ること。【構成】無線基地局３０と移動無線機１００との間で
送信すべき信号を時間圧縮する場合の圧縮率を高めて、
信号の多重数を増加せしめ、それにより多重負荷利得を
増大せしめて送信電力を減少せしめることを可能にし
た。【効果】小さな送信電力であるにもかかわらず多重数
の増加により、同一信号を複数回送信し、ダイバーシテ
ィ効果を得た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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用無線基地局と移動無線機
間のダイバーシティ通信方法に関する。さらに具体的に
は、システムに与えられた多くの無線チャネルのうちの
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
無線基地局とたとえば電話信号により無線回線を設定し
て通信信号を用い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通信を希望してきたと
き、すでに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なく、他の移動無線機と前記無
線基地局との間で同一の無線チャネルを用いて独立の無
線回線を設定して送受信を可能とする同一無線チャネル
の時間分割通信システムのダイバーシティ通信方法に関
する。

【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

【０００５】文献３．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

【０００６】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。

【０００７】また文献２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。

【０００８】さらに文献３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。

【０００９】しかしながら、このシステムの信号伝送に
関し、伝送媒体、とくに空間を伝送する際に生じるフェ
ージングの悪影響を除去するための対策、たとえば送信
ダイバーシティに関する説明は何等行われていない。ま
た、多数のアナログ電話信号から文献１に記載されてい
るように時間的に区切られた信号を得て、それを圧縮し
多重信号を作成する（ＴＣＭ化する）場合に、システム
として要求される信号の圧縮率より大きくすることによ
り、同一信号を複数回送信可能とし送信ダイバーシティ
効果を得る場合の説明はどの文献にもなされていない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】対向する無線基地局と
多数の移動無線機とが無線回線を設定して、たとえば、
ＴＣＭ化された電話信号を用いて通信する場合、伝送さ
れる信号の品質を向上させるために、たとえば従来の方
法で送信ダイバーシティ（多重数２と仮定する）を行う
と、つぎのように所要送信電力は２倍増となる。すなわ
ち、周波数ダイバーシティでは使用する周波数は２倍増
となり、それぞれ、以前と同一の送信電力を用いて２回
送信することとなる。また、時間ダイバーシティ（多重
数２と仮定する）では使用する周波数は以前と変わりな
いが、送信に要する時間が２倍必要となり、これが結局
以前と同一の送信電力を用いて２回送信することと同一
になるという解決されるべき課題が残されていた。

【００１１】

【課題を解決するための手段】これに対し本発明による
変調方式では時間的に区切られた信号を圧縮し多重信号
を作成する（ＴＣＭ化する）場合に、システムとして要
求される圧縮率より大きくする（たとえばｋ×ｎ倍とす
る）ことにより、多重数を増大せしめＴＣＭ信号の有す
る多重負荷利得を従来の値より増大（多重数により異な
るが少なくとも３ｄＢ以上となる）させ、その分、送信
電力の低減を可能とし、かつ、同一信号を複数回送信し
て送信ダイバーシティ効果を得るように構成した。その
システム構成を説明する。

【００１２】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
れを読出すときは、システムとして要求される最低の高
速読出し速度をｎ倍の高速とするとき、ｋ×ｎ倍（ｋは
通常２またはそれ以上の整数）の高速により所定のタイ
ム・スロット系列によって信号をパルス形状の時系列化
する。そして、このタイム・スロット系列に収容された
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、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、これを読出す時にはこの記憶回路に記憶する速度の
ｋ×ｎ分の１の低速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し、
かつ、複数のタイム・スロット系列を用いて同一の通話
（信）信号を送受信することのできる移動体通信用の無
線基地局と移動無線機を含むシステムを構築した。

【００１３】

【作用】無線基地局とそのサービス・エリア内に多数の
移動無線機が存在し、その任意の数の移動無線機が無線
基地局と交信可能とするために、１つの無線チャネルが
時間的に複数のタイム・スロット系列に分割されてお
り、これらタイム・スロット系列の１つを選択して、こ
れを用いて通信するようにした。１つの移動無線機が無
線基地局と通信中に他の移動無線機がこの無線基地局に
対し送信してきた場合に、新しく通信を希望した移動無
線機に対しては、すでに使用中の無線チャネルにおい
て、タイム・スロット系列のうちの未使用の１つを与え
て、前記無線基地局との間で交信を可能とすることによ
り、多くの通信が互いに他に妨害を与えることなく、か
つ自己の通信に対しても悪影響を受けることなく、通信
を実行することを可能とした。

【００１４】また、良好な通信品質を要求される通信や
通信トラヒックが閑散な場合には、信号の圧縮率を高め
たことにより得られたより多くのタイム・スロット系列
のうちの複数が選択されて、ダイバーシティ送受信によ
る通信品質を向上することができる。この場合には、同
一無線チャネル内の複数のタイム・スロット系列に全く
同一の通信信号を無線基地局から送信し、これを移動無
線機で受信し、電話機（端末部）入力で両者を混合し、
また移動無線機からの送信信号を複数のタイム・スロッ
ト系列で送信し、これを無線基地局で受信し、混合する
ことによりダイバーシティ送受信を可能とした。

【００１５】この結果、多重負荷利得の利用により送信
電力の削減が可能になるほか、送信ダイバーシティ効果
を得ることができ回線品質が高く、かつ周波数の有効利
用度の高いシステムを実現することが可能となった。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の概念を説明するためのシステ
ム構成を示している。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。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。

【００１７】図２には本発明の原理を説明するために、
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、２つの速度復元回路１３８−１，１３
８−２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−
１，１３８−２と制御部１４０とタイミング発生器１４
２に印加している。

【００１８】速度復元回路１３８−１，１３８−２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
信号として信号混合回路１５２で混合された後、電話機
部１０１および制御部１４０に入力している。

【００１９】電話機部１０１から出力される通信信号
は、信号分割回路１３９で分割された後、２つの速度変
換回路１３１−１，１３１−２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、送信信
号は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。

【００２０】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１３
１−１，１３１−２，無線受信回路１３５や速度復元回
路１３８−１，１３８−２に必要なタイミングを供給し
ている。また、クロック発生器１４１からのクロック
は、速度変換回路１３１−１，１３１−２にも印加され
ている。

【００２１】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。

【００２２】ＩＤ情報記憶部１８２は、無線基地局３０
から送信されてくる識別情報（ＩＤ）を信号混合回路１
５２から受けて、制御部１４０の制御により、記憶内容
と照合し、必要に応じて記憶する。

【００２３】図３には本発明の原理を説明するための無
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。

【００２４】さて、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、多くのスイッチＳＷＲ−１−１，ＳＷＲ−１−２，
…，ＳＷＲ−１−ｎ，ＳＷＲ−２−１，ＳＷＲ−２−
２，…，ＳＷＲ−２−ｎ，…，…，ＳＷＲ−ｎ−１，Ｓ
ＷＲ−ｎ−２，…，ＳＷＲ−ｎ−ｎ、およびＳＷＴ−１
−１，ＳＷＴ−１−２，…，ＳＷＴ−１−ｎ，ＳＷＴ−
２−１，ＳＷＴ−２−２，…，ＳＷＴ−２−ｎ，…，
…，ＳＷＴ−ｎ−１，ＳＷＴ−ｎ−２，…，ＳＷＴ−ｎ
−ｎを含むスイッチ群８３を介して信号速度変換回路群
５１へ送られる。

【００２５】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。ここで、スイッチ群８
３は送信用のスイッチＳＷＴ１−１〜ＳＷＴ−ｎ−ｎ
と、受信用のスイッチＳＷＲ−１−１〜ＳＷＴ−ｎ−ｎ
に大別されるが、いずれも通話路制御部８１による制御
を受け、スイッチ群８３を所要の目的を達するように開
閉し、送受信ダイバーシティが可能なように動作する。

【００２６】ＩＤ識別記憶部８２は移動無線機１００の
ＩＤを識別記憶するために使用される。また、通話路制
御部８１は、制御部４０の指令によりスイッチ群８３を
開閉して通話路に関する制御を行うが、通話路制御部８
１からも情報の提供、制御の要求を制御部４０に対して
行う機能を有する。

【００２７】上記のうち関門交換機２０からの入力信号
は、スイッチ群８３を通過後、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）変換された後、スイッチ群８３を通
って、信号処理部３１へ入力される。

【００２８】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、スイッチ群８３を介して、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。

【００２９】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（Charge Coupl
ed Device ），ＢＢＤ（Bucket 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９２〜１
３３頁）。

【００３０】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。

【００３１】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
割当回路群５２に印加される。

【００３２】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、後述する通話信号または制御信号
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。

【００３３】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。

【００３４】信号速度変換回路群５１の出力信号は信号
割当回路群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。

【００３５】図２（ａ）において無線基地局３０と移動
無線機１００との間の通信に送信ダイバーシティを適用
している通信と、適用していない通信とが混在する場合
には以下のようなタイム・スロット割当が行われる。ｎ
を３の倍数とし、ｎ＝３ｍとする。上記の移動無線機１
００−１，１００−２，…，１００−２ｍは無線基地局
３０とダイバーシティ送受信（２重）を実行中であり、
割当られているタイム・スロットは、たとえば１フレー
ム内のタイム・スロットＳＤ１，ＳＤ２，…，ＳＤｍ，
ＳＤｍ＋１，ＳＤｍ＋２，…，ＳＤ２ｍ，ＳＤ２ｍ＋
１，ＳＤ２ｍ＋２，…，ＳＤ３ｍのうち、ＳＤ１とＳＤ
ｍ＋１、ＳＤ２とＳＤｍ＋２、ＳＤｍとＳＤ２ｍのそれ
ぞれの組である。また移動無線機１００−２ｍ＋１、１
００−２ｍ＋２，，…，１００−３ｍは非ダイバーシテ
ィ送受信を実行中であり、割当てられているタイム・ス
ロットは、ＳＤ２ｍ＋１，ＳＤ２ｍ＋２，…，ＳＤ３ｍ
である。

【００３６】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、通話路制御部８１で加えられた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る。あるいは搬
送波を含め全く信号が送出されないシステムもある。こ
のようにして、図４（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、振幅または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。

【００３７】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、帯域
外信号が例示されており、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（た
とえば、ダイバーシティを適用したい場合）に使用され
る。

【００３８】これらの制御信号は、制御部４０において
作成されるほか、関門交換機２０からの制御信号や、通
話路制御部８１からの制御信号を制御部４０において中
継または交換して作成され送出される。移動無線機１０
０から送られてきた制御信号は無線受信回路３５で受信
され、制御部４０で処理され、必要に応じて、通話路制
御部８１や関門交換機２０へ送られる。

【００３９】図５（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。

【００４０】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。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。

【００４１】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（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。

【００４２】図４（ｂ）において無線基地局３０と移動
無線機１００との間の通信に送信ダイバーシティを適用
している通信と、適用していない通信とが混在する場合
には以下のようなタイム・スロット割当が行われる。ｎ
を３の倍数とし、ｎ＝３ｍとする。上記の移動無線機１
００−１，１００−２，…，１００−２ｍは無線基地局
３０とダイバーシティ送受信（２重）を実行中であり、
割当られているタイム・スロットは、たとえば１フレー
ム内のタイム・スロットＳＵ１，ＳＵ２，…，…，ＳＵ
ｍ，ＳＵｍ＋１，ＳＵｍ＋２，…，ＳＵ２ｍ，ＳＵ２ｍ
＋１，ＳＵ２ｍ＋２，…，ＳＵ３ｍのうち、ＳＵ１とＳ
Ｕｍ＋１、ＳＵ２とＳＵｍ＋２、ＳＵｍとＳＵ２ｍのそ
れぞれの組である。また移動無線機１００−２ｍ＋１、
１００−２ｍ＋２，…，１００−３ｍは非ダイバーシテ
ィ送受信を実行中であり、割当られているタイム・スロ
ットは、ＳＵ２ｍ＋１，ＳＵ２ｍ＋２，…，ＳＵ３ｍで
ある。

【００４３】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（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、図４
（ｂ）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。同様に図４（ａ）の各移動無線機１００への無線基
地局３０からの下りの送信波形は図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
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，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、その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、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。

【００４８】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６０
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、１８ｋＨｚ〜８０ｋＨｚに拡大されていることにな
る。

【００４９】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（１〜１６ｋＨｚ）およ
び通話信号ＣＨ１（１８〜１８０ｋＨｚ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ＳＤ１
２〜ＳＤｎに収容されている音声信号も同様である。

【００５０】すなわち、タイム・スロットＳＤｉ（ｉ＝
１，２，３，…，ｎ）には制御信号（１〜１６ｋＨｚ）
と通信信号ＣＨｉ（ｉ＝１，２，３，…，ｎ、１８〜１
８０ｋＨｚ）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３
２に加えられることはない。

【００５１】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 ±１８０ｋＨｚ
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。

【００５２】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。

【００５３】以下、フレーム長がＴ、信号の最高周波数
がｆ_h、多重数がｎのＴＣＭ電話信号を用いてシステム
を構築する場合、システムに要求される電話信号の所要
（最低限の）時間圧縮率やＴＣＭ電話信号の有する多重
負荷利得を文献３を参照しながら説明する。まず電話信
号の所要時間圧縮率は多重数がｎであるから、明らかに
１／ｎとなる。なぜならば、これ以下の圧縮率では信号
が送信端に蓄積していき、信号を満足に送信することが
できない。つぎに、多重負荷利得は下式で与えられる多
重度ｎ′のＦＤＭ（周波数分割多重）電話信号のそれに
等しくなる。ｎ′＝ｎ／（２ｆ_hＴ）（１）

【００５４】具体的な数値として、フレーム長Ｔが１
ｍ sec、信号の最高周波数ｆ_hが３ｋＨｚ、電話チャネ
ル対応の多重数ｎが３０のＴＣＭ信号の所要（最低限
の）時間圧縮率は１／３０とし、多重負荷利得を求め
る。式（１）に代入すると、ｎ′＝５を得る。したがっ
て、多重負荷利得は文献３より１０ｄＢを得る（システ
ム１）。つぎにフレーム長Ｔ、信号の最高周波数が
ｆ_h、電話チャネル対応の多重数ｎ＝３０などは変えな
いで、フレーム内のタイム・スロット数を増加させる。
それにはＴＣＭ電話信号の時間圧縮率を高めていけば可
能である。すなわち、システムに要求される電話信号
（時間片信号）の所要（最低限の）時間圧縮率は、１／
３０で十分であるが、これを１／４０，１／５０，１／
６０，…，と順に高めていけば、タイム・スロットの時
間的幅が減少し、等価的にタイム・スロットを増加させ
ることが可能となる。これによりダイバーシティ送信を
することが可能となる。

【００５５】図４（ａ）でｎ＝３ｍとして説明すれば、
ＳＤ１〜ＳＤｍ、ＳＤｍ＋１〜ＳＤ２ｍに（ｍ＝１０，
ｎ＝３０）のタイム・スロットは、ダイバーシティ送信
用に（ＳＤ１とＳＤｍ＋１は同一電話信号に使用する）
ＳＤ２ｍ＋１〜ＳＤ３ｍは非ダイバーシティ送信用に使
用する場合に相当する。ただし、上記の説明でタイム・
スロット間に設置するガード・タイムは無視する。この
ようにした場合（システム２）の多重負荷利得を求め
る。式（１）でｎ＝５０とおいてよいから、ｎ′＝８．
３、を得る。したがって多重負荷利得は文献３より１３
ｄＢを得る。すなわち、多重負荷利得は１０ｄＢから１
３ｄＢへと３ｄＢ増大したことになる。この増大を無線
送信電力の低減に用いると、送信電力は従来のシステム
より３ｄＢ低減してもよいことになる。

【００５６】さらにフレーム長がＴ、信号の最高周波数
がｆ_h電話チャネル対応の多重数ｎ＝３０等は変えない
で、電話信号（時間片信号）の所要（最低限の）時間圧
縮率を大きくして、フレーム内のタイム・スロット数を
６０に増加させる。すなわち、無線基地局３０からの送
信は、すべてダイバーシティ送信を適用することにする
と、多重負荷利得は文献３より１４ｄＢを得て、送信電
力は４ｄＢ低減してもよいことになる。以下の結果は図
９にまとめられている。図９より、上記の条件のもと
で、タイム・スロット数を増加すればするほど多重負荷
利得は増加し、この増大を無線送信電力の低減に用いる
と、その効果はタイム・スロット数を増加すればするほ
ど大きいことがわかる。

【００５７】ただし、ここに留意すべきは、上記の条件
のもとで、タイム・スロット数を増加すればするほどＴ
ＣＭ化された信号の有する最高周波数は高くなることで
ある。すなわち、図９に示されているように、システム
２ではシステム１よりＴＣＭ信号の有する最高周波数は
１．６倍程度に高くなっており、システム３ではシステ
ム１より２倍に高くなっている。システムの運用に当た
っては、無線信号の専有周波数帯域幅が増加した分だ
け、隣接無線搬送波の間隔を広くとる必要を生じる。す
なわち、周波数の有効利用率は低下する。しかしなが
ら、この有効利用率の低下は他の送信ダイバーシティに
おいても当然に生ずるものであり、本発明による方法が
他の方法より劣ることにはならない点である。

【００５８】つぎに、本発明によるシステムの発着呼動
作および送受信ダイバーシティの適用に関し、音声信号
の場合を例にとって説明する。

【００５９】（１）移動無線機１００からの発呼図１０および図１１に示すフローチャートを用いて送受
信ダイバーシティを適用しない発呼動作を説明する。

【００６０】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。

【００６１】そこで、電話機部１０１の電話機をオフ・
フック（発呼開始）すると（Ｓ２０１、図１０）、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８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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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，ＳＤ２，…，ＳＤ
ｎ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。

【００６５】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。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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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（Ｓ２０
５）、ダイヤル・トーンが送られてくるのを待つ（Ｓ２
０６）。

【００６９】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ＳＵ１のほ
かに、他の移動無線機１００からの上り信号としてＳＵ
３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（Ｓ２０８）。これ
に対し関門交換機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・
トーンを無線基地局３０へ送出する（Ｓ２１０、図１
１）。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（Ｓ
２１２）。

【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。
また通話路制御部８１は制御部４０からの信号によりス
イッチ群８３のうち、受信用としてスイッチＳＷＲ−１
−１、また送信用としてスイッチＳＷＴ−１−１をオン
（図３では黒３角）の状態に設定する。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、スイッチ群８３を介し、さらに信号処理部３
１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（Ｓ２１５）。

【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においてスイッチ群８３のスイッチＳＷＴ−１
−１を通った後、信号速度変換回路群５１で速度変換を
受けて、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。この下り無線搬送波のタイム・スロットＳＤ１の状
態を示すと図７（ｄ）のごとくなる。

【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、信号混合回路１５２を介して電話機部１
０１の受話器に入力される。かくして、移動無線機１０
０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）。

【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
８３のスイッチＳＷＲ−１−１，ＳＷＴ−１−１をオフ
して通話を終了する（Ｓ２２０）。同時に無線基地局３
０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。

【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への着呼つぎに移動無線機１００への着呼動作を説明する。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からの発呼動作で説明したごと
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では通話路制御部８１に
対し、スイッチ群８３の送信用および受信用のスイッチ
ＳＷとして使用可能なスイッチを確認し、オンの状態に
保持することを指令する。また、これと同時に、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１００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ＳＤ１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１
２２−１，１２２−２のオン、オフを開始させる。かく
して通話が可能な状態に移行したことになる。

【００７９】同様に、他の移動無線機から発（着）呼が
あれば、上り無線信号として同一無線チャネルの他のタ
イム・スロットを用いて、無線基地局３０宛に制御また
は通話信号が送出される。

【００８０】（３）送受信ダイバーシティの適用以上（１），（２）項で説明したプロセスにより無線基
地局３０と移動無線機１００との間における発着呼が可
能となるが、以下、発着呼が実施されている状態でさら
に送受信ダイバーシティを適用可能とする方法につい
て、図１２および図１３に示したフローチャートを用い
て説明する。送受信ダイバーシティを適用するのは通信
の品質向上が目的であり、トラヒックの閑散時におい
て、通信用タイム・スロットが空いている場合や、ある
いは重要加入者（ＶＩＰ）に対する高品質サービスの提
供のために行われる。

【００８１】まず（１）項で説明した移動無線機１００
から発呼があり、下りタイム・スロットＳＤ１，上りタ
イム・スロットＳＵ１を使用し、スイッチ群８３のスイ
ッチＳＷＲ−１−１，ＳＷＴ−１−１がオンにされて、
移動無線機１００は無線基地局３０および関門交換機２
０を介して電話網１０と通話（信）中である（Ｓ２５
１、図１２）。すでに通話中である移動無線機１００の
制御部１４０では、ダイバーシティの適用を決定し（Ｓ
２５２）、同一無線チャネルで空いているタイム・スロ
ットの検索を開始する（Ｓ２５３）。そのために速度復
元回路１３８−２および速度変換回路１３１−２の動作
を開始させるとともに、タイミング発生器１４２のタイ
ミング信号を変更し、現在送受信に使用しているタイム
・スロット以外のタイム・スロットも送受信可能な状態
に移行させる。すなわち、タイミング発生器１４２の発
生するタイミング信号により送受信断続制御器１２３の
断続方法を変更させ、速度復元回路１３８−２の出力と
して他のタイム・スロットＳＤ２，ＳＤ３，…，ＳＤｎ
の信号を順次とり出させ、空いたタイム・スロットを検
索し（Ｓ２５４ＮＯ，Ｓ２５３）、もし空タイム・スロ
ットがあれば、そのタイム・スロットの使用を検討する
（Ｓ２５４）。この結果、たとえば下りタイム・スロッ
トＳＤ２が空いていることが判明すると（２５４ＹＥ
Ｓ）、現在通信中の上りタイム・スロットＳＵ１内に通
信に影響を与えない形で制御信号を挿入し、無線基地局
３０に対しタイム・スロットＳＤ２，ＳＵ２の使用を要
求する信号を送出する（Ｓ２５５、図１３）。

【００８２】この信号は、無線基地局３０の無線受信回
路３５で受信され制御部４０に伝えられる（Ｓ２５
６）。制御部４０では調査の結果、タイム・スロットＳ
Ｄ２，ＳＵ２が未使用であることを確認し、その使用の
準備をすると（Ｓ２５６）、現在使用中の下りタイム・
スロットＳＤ１を使用し、通信に影響を与えない形で制
御信号を挿入し、無線基地局３０に対し、希望するタイ
ム・スロットＳＵ２は使用可との連絡を伝送する（Ｓ２
５７）。これと同時に無線基地局３０の信号選択回路群
３９内の信号選択回路３９−２および信号速度復元回路
群３８内の信号速度復元回路３８−２を待機状態に、ま
た信号割当回路群５２内の信号割当回路５２−２および
信号速度変換回路群５１内の信号速度変換回路５１−２
も同様に待機状態に移行させる。

【００８３】無線基地局３０からの報告信号を受信した
移動無線機１００は、タイミング発生器１４２のタイミ
ング信号を変更させ、受信においてはタイム・スロット
ＳＤ１とＳＤ２を受信可能状態に、また送信においては
タイム・スロットＳＵ１とＳＵ２とを用いて電話機部１
０１の出力を信号分割回路１３９および速度変換回路１
３１−１，１３１−２を介して無線送信回路１３２へ伝
送する状態に移行させる（Ｓ２５９）。

【００８４】一方、無線基地局３０では移動無線機１０
０からタイム・スロットＳＵ１，ＳＵ２を用いて送られ
てきた信号を受信し、制御信号により移動無線機１００
の信号であることを確認するので（Ｓ２６０）、通話路
制御部８１ではスイッチ群８３のスイッチＳＷＲ−１−
１，ＳＷＴ−１−１がオン状態にあるのに加えて、さら
にＳＷＲ−２−１，ＳＷＴ−２−１をオン（図３の黒３
角）として、通話が継続される（Ｓ２６１）。これ以後
の通話は送，受信ともそれぞれ２個のタイム・スロット
を使用する状態となり、送受信ダイバーシティ（この場
合タイム・ダイバーシティ）効果により通信品質が向上
することになる。

【００８５】以上の説明ではダイバーシティ適用時の主
導権を移動無線機１００側に持たせた場合であったが、
無線基地局３０に主導権を持たせた場合にも同様に実施
可能である。

【００８６】さらに、上記のように発着呼が開始された
後に送受信ダイバーシティの適用をする方法ではなく、
当初からダイバーシティを適用することも可能であり、
以下に説明する。

【００８７】移動無線機１００より発呼する場合を例に
とると、発呼時の上り制御信号をタイム・スロットＳＵ
ｎを用いて無線基地局３０宛に送信するとき、制御信号
にダイバーシティを適用したい旨の信号を含めておく。
一方無線基地局３０からの下りチャネルには、これに対
し未使用のタイム・スロットに含まれている同期信号を
制御信号の内において、たとえばＳＤ１とＳＤ２とを使
用せよという指令信号が加えられている。移動無線機１
００でこの信号を受信することにより、無線基地局３０
に対し、タイム・スロットＳＵｎの中にＳＤ１とＳＤ２
を使用したい旨の制御信号を加え、かつ、移動無線機１
００側でこの準備を実行する。一方、無線基地局３０に
おいても、タイム・スロットＳＵ１，ＳＵ２での受信を
準備する。

【００８８】以上の準備の後、相互に確認をとり実行可
と判断すると、移動無線機１００からは、上りのタイム
・スロットＳＵ１，ＳＵ２での送信を、無線基地局３０
からは下りのタイム・スロットＳＤ１とＳＤ２での送信
を開始すれば、発呼開始時よりダイバーシティが適用可
能となる。

【００８９】以上は２系列のタイム・スロットを用いた
ダイバーシティの多重度として２重の場合を説明した
が、さらに多重度を増加させた場合も同様に実施可能で
ある。

【００９０】以上の説明では送信ダイバーシティを適用
する場合の同一のフレームに収容されているタイム・ス
ロットの使用順序に関し予め定めのない場合であった。
しかしながらシステムの運用を簡単にするためには、予
め送信ダイバーシティを適用するタイム・スロットの組
み合わせを決めておくとよい。すなわち、図２において
ｎを３の倍数とし、ｎ＝３ｍとおく。タイム・スロット
ＳＤ１，ＳＤ２…，ＳＤｍ，ＳＤｍ＋１，ＳＤｍ＋２，
…，ＳＤ２ｍ，ＳＤ２ｍ＋１，ＳＤ２ｍ＋２，…，ＳＤ
３ｍのうち、ＳＤ１とＳＤｍ＋１、ＳＤ２とＳＤｍ＋
２、ＳＤｍとＳＤ２ｍのそれぞれの組を送信ダイバーシ
ティを適用するタイム・スロットと定めておくと、制御
動作を相当簡略化することが可能である。また、この場
合、時間圧縮率もあらかじめシステムが要求する最低の
圧縮率の２倍と定めておけば、回路の構成が簡略化され
る。

【００９１】以上、通信に送信ダイバーシティを適用し
た場合について説明したが、同一フレーム内の時間片化
された電話信号は同一内容とした。しかしながら、これ
は必ずしも、同一内容とする必要はない。むしろダイバ
ーシティ効果を高めるためには、時間的に互いに異なる
時間片信号を同一のフレームに収容して送信したほうが
よい。なぜならば、多重波電波伝搬のためのフェーヂン
グの影響は、同一フレーム内の時間片信号に同時に受け
る可能性が高く、したがって、同一内容の時間片信号は
時間的に互いに異ならせて送信したほうが受信機で原信
号を良好に再現できる可能性が高いからである。

【００９２】この同一内容の時間片信号を時間的に互い
に異ならせて送信する方法について説明する。まず、図
２の移動無線機１００において、信号混合回路１５２の
入力部において信号遅延回路（時間τだけ遅延）を挿入
する必要がある。ただし遅延時間τは制御部１４０の指
示により、１タイム・スロット（と１ガード・タイムの
和）の整数倍の遅延時間を与えられるものとする。ま
た、信号分割回路１３９の出力部において、信号遅延回
路（時間τだけ遅延）を挿入する必要がある。ただし遅
延時間τは制御部１４０の指示により、１タイム・スロ
ット（と１ガード・タイムの和）の整数倍の遅延時間を
与えられるものとする。

【００９３】同様に図３の無線基地局３０において、信
号選択回路群３９の入力部において、それぞれ信号遅延
回路（時間τだけ遅延）を挿入する必要がある。ただし
遅延時間τは制御部１４０の指示により、１タイム・ス
ロット（と１ガード・タイムの和）の整数倍の遅延時間
を与えられるものとする。また、信号割当回路群５２の
出力部において信号遅延回路（時間τだけ遅延）を挿入
する必要がある。ただし遅延時間τは制御部１４０の指
示により、１タイム・スロット（と１ガード・タイムの
和）の整数倍の遅延時間を与えられるものとする。この
ような構成により、時間的ダイバーシティ効果を得るこ
とができる。

【００９４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、移動体
通信システムに本発明を適用することにより、信号の有
する多重負荷利得を従来の値より増大させ、その分だけ
無線送信電力の低減が可能となり、かつ、同一信号を複
数回送信可能となるので送信ダイバーシティ効果を得る
ことができ回線品質を向上させることができる。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】本発明の原理を説明するための移動無線機の一
実施例の回路構成図である。

【図３】本発明の原理を説明するための無線基地局の一
実施例の回路構成図である。

【図４】図１ないし図３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】時間圧縮された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】各種のシステムにおいて得られる多重負荷利得
を示す多重負荷利得図である。

【図１０】図１ないし図３のシステムの発呼動作の流れ
を示すフロー・チャートである。

【図１１】図１０とともに図１ないし図３のシステムの
発呼動作の流れを示すフロー・チャートである。

【図１２】図１ないし図３のシステムにおいてダイバー
シティを適用した場合の動作の流れを示すフロー・チャ
ートである。

【図１３】図１２とともに図１ないし図３のシステムに
おいてダイバーシティを適用した場合の動作の流れを示
すフロー・チャートである。

【符号の説明】

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８１通話路制御部８２ＩＤ識別記憶部８３スイッチ群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１３９信号分割回路１４１クロック再生器１４２タイミング発生器１５２信号混合回路１８２ＩＤ情報照合記憶部

Claims

【特許請求の範囲】

【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）とを用いる時間分割移動体
通信において、前記時間的に圧縮した区切られた信号を得るための信号
の圧縮率を高めて、信号の多重数を増加せしめ、多重負
荷利得を高めることによって送信電力の減少を可能と
し、前記時間的に圧縮した区切られた信号を複数回送信
することにより送信ダイバーシティ効果を得るようにし
た時間分割移動体通信のダイバーシティ通信方法。