JPH11501176A

JPH11501176A - 音声メッセージ化システムおよび直交変調成分の有効利用方法

Info

Publication number: JPH11501176A
Application number: JP8526237A
Authority: JP
Inventors: シウィアク，カジマーツ; サティアマーティ，サンイル; カズニッキ，ウィリアム・ヨセフ
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1995-02-28
Filing date: 1996-01-11
Publication date: 1999-01-26
Also published as: NO973955D0; HUP9800197A2; PL321959A1; MX9706531A; RU2143179C1; HUP9800197A3; US5668923A; WO1996027248A1; AU4754196A; KR100300156B1; KR19980702557A; PL179334B1; EP0882337A1; EP0882337A4; TW417369B

Abstract

(57)【要約】２つの直交変調成分５００，５１０の両方が受信機に宛てられた１つの音声メッセージの前半部および後半部を、あるいは受信機に宛てられた２つの別々の音声メッセージを伝えるために用いられる音声ページング・システムにおいて有用な変調法６００である。１つの音声メッセージは半分の時間で送信される。

Description

【発明の詳細な説明】音声メッセージ化システムおよび直交変調成分の有効利用方法技術分野本発明は、ページング・システムに関し、さらに詳しくは、音声ページング・システムと、直交変調法において成分を利用する方法とに関する。発明の背景選択呼受信機（たとえばページャ）などの携帯受信機またはその他の受信機に音声メッセージを送信するのに適した無線周波数（ＲＦ）通信システムにおいては、単側波帯変調法がスペクトル効率の理由から採用される。現在、情報を受信機に伝えるためには、上方側波帯または下方側波帯のうち１つだけが用いられる。全体が上方または下方側波帯上に送付されるメッセージを復調および再構築するには、チャネル上のメッセージ期間中、信号の同相（Ｉ）成分と直角（Ｑ）成分の両方を受信機がサンプリングすることが必要である。両方の側波帯が回復されるが、メッセージは片方の側波帯にしか含まれない。もう一方の側波帯にある情報は廃棄される。一方の側波帯しか実際にはメッセージを伝えないということは、「送信媒体」の時間を非効率的に用いることになり、結果として割り当てられたＲＦ帯域において「トラフィック」の非効率を招く。さらに、これは受信機の処理電力を非効率的に使用し、携帯受信機装置のバッテリ・エネルギを不必要に消費することになる。図面の簡単な説明第１図は、本発明による選択呼通信システムの図である。第２図は、本発明によるサブチャネル・スペクトルを示す図である。第３図は、本発明による送信機のブロック図である。第４図は、本発明による送信機内の振幅コンパンダ・モジュールの図である。第５図は、本発明による、ある直交変調器のブロック図である。第６図は、本発明による別の直交変調器のブロック図である。第７図は、本発明によるヒルベルト・フィルタの衝撃応答を示す図である。第８図は、本発明による送信機の補間モジュールの多相図である。第９図は、補間モジュール内の補間フィルタの衝撃応答の図である。第１０図は、本発明による送信機内の時間反転器モジュールの利用を示すブロック図である。第１１図は、音声メッセージを示すグラフである。第１２図は、第１１図に示される音声メッセージのデジタル表現図である。第１３図および第１４図は、第１１図の音声メッセージの前半および後半のデジタル表現図である。第１５図ないし第１７図は、本発明による信号化プロトコルの一例を示すタイミング図である。第１８図は、本発明による受信機のブロック図である。図面の詳細な説明第１図を参照して、本発明の好適な実施例による無線通信システム１００の電気ブロック図が示される。無線通信システム１００は、従来の電話機１０１，フアクシミリ装置１２０またはメッセージ化端末１２２など、従来の交換電話網（ＰＳＴＮ）１０８を介して従来の電話リンク１１０によりシステム・コントローラ１０２に接続されたメッセージ入力装置によって構成される。システム・コントローラ１０２は、１つ以上の通信リンク１１６を介して複数の無線周波数送信機／受信機１０３の動作を監督する。通信リンク１１６は、通常は、ツイストペア(twisted pair)電話線であるが、さらにＲＦ，マイクロ波またはその他の高品質の通信リンクを含むこともある。システム・コントローラ１０２は、着信および発信電話アドレスを、陸上回線メッセージ切換コンピュータと互換性のあるフォーマットに符号化し、解読する。システム・コントローラ１０２はまた、発信メッセージの暗号化およびスケジュール決定の働きもする。発信メッセージには、アナログ音声メッセージ，デジタル数値メッセージおよび応答コマンドなど、無線周波数送信機／受信機１０３により、選択呼無線機とも呼ばれる複数の選択呼受信機１０６に送信され、これらの装置が送信または「肯定応答返送」機能を有することを知らせる。システム・コントローラ１０２は、さらに、自発的メッセージおよび応答メッセージを含む、複数の選択呼受信機１０６から無線周波数送信機／受信機１０３により受信された着信メッセージの解読もする。応答メッセージの例として、肯定応答および被指定応答メッセージがある。肯定応答とは、システム・コントローラ１０２で開始された発信メッセージに対する応答である。選択呼無線機１０６に宛てられた発信数値メッセージの例には、電話機１０１から入力された数値ページ・メッセージがある。選択呼無線機１０６に宛てられた発信アナログ・メッセージの例には、電話機１０１から入力された音声ページ・メッセージがある。これらの例について、肯定応答は、発信数値メッセージまたは発信アナログ・メッセージの受信が成功したことを知らせる。被指定応答メッセージは、システム・コントローラ１０２からの発信メッセージに含まれるコマンドに応答して、選択呼無線機から送られるメッセージである。被指定応答メッセージの例には、選択呼無線機１０６で開始されるが、指定された応答コマンドがシステム・コントローラ１０２から受信されるまでは送信されないメッセージがある。次に、被指定応答メッセージの送信許可を求める着信メッセージが選択呼無線機１０６からシステム・コントローラ１０２に通信されると、被指定応答コマンドがシステム・コントローラ１０２により送られる。応答メッセージは、好ましくは、発信メッセージまたはコマンド内で指定された時刻に送信されるが、あるいは、当業者には周知のＡＬＯＨＡまたはスロットＡＬＯＨＡプロトコルなど、スケジュールの決定されないプロトコルを用いて送信される場合もある。自発的メッセージは、応答を要求する発信メッセージを受信せずに、選択呼無線機１０６により送信される着信メッセージである。自発的メッセージの例には、無線通信システム１００に対して、選択呼無線機１０６が無線通信システム１００の無線範囲内にあることを通知する選択呼無線機１０６からの着信メッセージがある。自発的メッセージは、被指定応答の送信要求を含むことも、数値データなどのデータを含む場合もある。自発的メッセージは、ＡＬＯＨＡまたはスロットＡＬＯＨＡプロトコルを用いて送信される。着信および発信メッセージは、無線周波数送信機／受信機１０３に結合された従来のアンテナ１０４から送信される発信無線信号およびこのアンテナ１０４により受信される着信無線信号に含まれる。無線通信システム１００は、さらに、複数の固定サイト１１５によって構成されることを特徴とする。各固定サイトは、システム・コントローラ１０２，無線周波数送信機／受信機１０３の１つ，システム・コントローラ１０２を無線周波数送信機／受信機１０２に結合する通信リンク１１６およびアンテナ１０４によって構成される。システム・コントローラ１０２は、複数の無線周波数送信機／受信機１０３，従来のアンテナ１０４を含む従来のセルラ，同報，衛星またはその他のカバレージ法の混在を可能にして、地球規模のネットワーク程大きな地域内で確実に無線信号を提供することのできる分布された送信制御環境内で動作することができることに注目されたい。無線通信システム１００内で用いるために割り当てられた選択呼無線機１０６は、それに割り当てられた少なくとも１つのアドレスを有し、このアドレスは一意的な選択呼アドレスである。選択呼アドレスにより、システム・コントローラ１０２から宛先指定された選択呼無線機１０６だけに対するメッセージの送信が可能になる。本発明により、音声メッセージは複数のサブチャネルの１つに送信される。第２図は、１つのサブチャネルを図示する。好適な実施例においては、１つの無線周波数（ＲＦ）チャネル内には３つのサブチャネルがあり、ＲＦチャネルはたとえば２５kＨzの幅を有する。あるいは、５０kＨzのチャネル内に７つのサブチャネルを用いることもでき、チャネルの帯域幅により他の数のサブチャネルを用いることができることは当業者には容易に理解頂けよう。サブチャネルは、６２５０Ｈzで分割される。各サブチャネルは、上方側波帯５００，下方側波帯５１０およびパイロット・キャリヤ５２０を有する。以下に明らかになるように、側波帯５００，５１０は、１つのメッセージまたは２つの別々のメッセージの部分を伝えるために用いられる。１つのサブチャネル内での音声に対するスペクトルの割当分は２５００Ｈzで、これには３００ないし２８００Ｈzの音声帯域幅が含まれる。第３図は、本発明による送信プロセス６００を示し、このプロセスにより、メッセージと、とりわけアナログ音声メッセージとが送信される。このプロセスは、好ましくは、送信機／受信機１０３により実行されるが、システム・コントローラ１０２によっても実行される。いかなる場合も、最終的に送信される情報は、第１５図ないし第１７図に関して後述される信号化プロトコル内に組み込まれる。着信音声メッセージＳ(ｎ)が、たとえばシステム・コントローラ１０２により電話回線を介して受信される。たとえば、電話回線がＴ1線である場合は、音声は６４kbpsパルス符号変調（ＰＣＭ：pulse code modulation）を用いて符号化され、Ａ/Ｄ変換器６０５により８kＨzのサンプリング速度で線形の１６ビットＰＣＭに変換される。種類に関わらず、従来のアナログ電話回線上の音声メッセージはＡ/Ｄ変換器６０５により適切なデジタル化フォーマットにデジタル化される。次に、デジタル化された音声情報は３００ないし２８００Ｈzの通常の音声スペクトル外の周波数を濾波する帯域通過フィルタ（ＢＰＦ：bandpass filter）６１０により処理される。濾波されたデジタル化音声情報は、次に自動利得制御（ＡＧＣ：auto matic gain control）モジュール６２０を通されて、入力音声の振幅の変動性を補償する。このような変動は、たとえば人が電話，コードレス電話，セルラ電話などの受話器に向かって話すときに発生する。ＡＧＣモジュール６２０は、了解度を改善し、また加えられるパイロット・キャリヤ・エネルギが被送信信号内に存在する信号エネルギの一定の分数値より低くなるようにする。たとえば約２．５ｍ秒という速い攻撃時定数と、たとえば２秒という遅い減衰時定数をと有するＡＧＣ法は、音声特性を歪めることなく音声エネルギ定数を広い音声サンプル範囲内に保つ際に有用である。これらのパラメータは限定的なものではない。デジタル化音声情報は、次に時間スケール圧縮器６３０により時間スケール圧縮される。いくつかの時間スケール圧縮法が有用である。デジタル化音声情報は、次に振幅コンパンダ６４０を通される。振幅コンパンダ６４０は、たとえば約２：１dＢ比で信号を圧伸してチャネル・ノイズに対して保護する。第１および第２直交変調成分によって構成される直交変調法が採用される。本発明のある実施例により、第１および第２直交変調成分が、１つの音声メッセージの切片を伝えるために用いられる。別の実施例により、第１および第２直交変調成分は、別々の第１および第２音声メッセージを伝えるために用いられる。いずれの実施例においても、第１および第２直交変調成分は、たとえば、上方側波帯５００および下方側波帯５１０か、あるいはそれぞれ同相(Ｉ)成分および直角位相（Ｑ）成分（「チャネル」とも呼ばれる）のいずれかである。さらに、どの方法が用いられようとも、本発明は、それぞれ第１および第２メッージ部分を有する第１および第２直交成分を直交変調して、第１および第２被直交変調成分を生成するものである。１つのメッセージが第１および第２直交変調成分の両方により伝えられる場合は、音声分割器モジュール６５０が用いられる。音声分割器モジュール６５０の出力は、時間的に音声信号Ｓ(ｎ)により構成される第１および第２音声メッセージ部分である。この音声メッセージ部分は、それぞれＳa(ｎ)，Ｓb(ｎ)と示される。しかし、２つの別々のメッセージを第１および第２直交変調成分に変調しようとする場合は、音声分割器モジュール６５０は用いられず、２つの音声メッセージＳ1(ｎ)，Ｓ2(ｎ)は、それぞれ、モジュール６００〜６４０と６００’〜６４０’（モジュール６００〜６４０と同一であるが図示されない）とにより平行に処理され、その後で次のモジュールに進む。１つの音声メッセージＳ(ｎ)は音声分割器モジュール６５０により第１および第２メッセージ部分Ｓa(ｎ)，Ｓb(ｎ)に時間的に分割される。音声分割器モジュール６５０は、デジタル情報の場合には、被処理音声メッセージＳ(ｎ)を表す数の表を、ゼロ交差または音声メッセージＳ(ｎ)の時間的中間点付近に近い別の便利な時間的事象などの時点において２つに分ける。次に、音声メッセージ部分Ｓa(ｎ)，Ｓb(ｎ)（または場合によっては音声メッセージＳ1(ｎ)，Ｓ2(ｎ)）は、直交変調器６６０を通過する。この直交変調器６６０は音声メッセージ部分を第１および第２直交変調成分に変調する。直交変調器６６０については、下記に詳述する。次にパイロット・キャリヤが加算器７０５により直交変調器６６０の出力に加えられる。パイロット・キャリヤは、音声情報の最大振幅の約０．１５倍の振幅を有する。送信機処理におけるこの時点の前に、モジュールはたとえば８kＨzのサンプリング速度で動作する。これが最終的にアナログ情報に変換される場合は、画像は８kＨzの倍数で起こる。このような画像を排除するために、反結像化フィルタが必要になる。結果として、この必要性をなくするために、被処理信号は、補間器モジュール７１０により１６kＨzのサンプリング速度に補間されるので、画像は１６kＨzで分割される。一度アナログ情報に変換されると、アナログ・フィルタが用いられて画像を排除する。補間器の出力は、次に１６ビットＤ/Ａ変換器モジュール７２０を用いてデジタルからアナログに変換される。Ｄ/Ａ変換器モジュール７２０のアナログ出力は、次に適切なアナログ再構築（反結像化）フィルタ７３０を通されてベース帯域ＳＳＢ信号だけを残してすべての画像が除去される。直角振幅（ＱＡＭ：quadrature amplitude）変調モジュール７４０は、再構築フィルタ７３０の出力に結合され、ＳＳＢ信号をアンテナ７５０を介して送信される適当なサブチャネルに変調する。第４図は、振幅コンパンダ・モジュール６４０を詳細に図示する。当技術では周知のように、振幅圧伸には、信号の低振幅成分を高めて、高振幅成分を圧縮する段階が含まれる。これにより、低振幅成分をチャネル・ノイズの影響から守り、かくしてより良い了解度と品質とを提供する。振幅コンパンダ６４０は、Ｎ個のサンプルについて平均された信号の平均絶対値を演算することにより、制御電圧計数c2(ｎ)を生成する。これは２つの移動平均フィルタを用いて実行される。第１移動平均フィルタ６４１は、Ｎ個の入力サンプルの平均絶対値を計算し、第２移動平均フィルタ６４２が第１移動平均フィルタ６４１の出力から得られた平均絶対値のＮ個のサンプルの平均を計算する。遅延モジュール６４３において、入力信号はＮ-1サンプルだけ遅延され、出力された振幅圧伸信号は次の等式により計算される：（遅延サンプルｘ圧縮器利得係数）／（制御電圧c2(ｎ)）^1/2 図４に示される実行例においては、Ｎ＝４８で利得係数＝０．１４０６２５ｘＮである。好ましくは、振幅圧伸信号は、３００〜２８００Ｈz帯域通過フィルタで再び帯域通過濾波され、圧伸により導入された可能性のある高調波を除去する。ただし、これは第４図には図示されない。ＢＰＦ６１０と同様のフィルタが有用である。第５図および第６図は、直交変調器６６０の実行例を２つ示す。第５図においては、音声メッセージ部分が上方および下方側波帯を変調し、一方第６図においては、音声メッセージ部分がＩ，Ｑ成分を変調する。まず、第５図において、直交変調器６６０は、第１および第２ヒルベルト変形モジュールそれぞれ６７０，６８０により構成される。ヒルベルト変形モジュール６７０，６８０は、それぞれ３３タップのヒルベルト・フィルタそれぞれ６７２，６８２と、１６サンプル遅延モジュールそれぞれ６７４，６８４と、乗算器それぞれ６７６，６８６とによって構成される。３３タップ・ヒルベルト・フィルタ６７２，６８２はＱ成分を生成し、１６サンプル遅延モジュール６７４，６８４はＩ成分を生成する。乗算器６７６，６８６は、Ｑ成分に必要な９０度位相シフトを生成する。上方側波帯Ｉ+ｊ^*Ｑは加算器６８５により生成され、下方側波帯Ｉ-ｊ^*Ｑは加算器６９５により生成される。一方で第６図において、直交変調器の異なる構造が６６０’にて図示される。この構造では、直交変調器６６０’は、遅延モジュール６７４と類似の遅延モジュール７００と、フィルタ６７２に類似のヒルベルト・フィルタ７０１とを備える。音声メッセージ部分Ｓa(ｎ)（またはＳ1(ｎ)）が遅延モジュール７００を通され、音声メッセージ部分Ｓb(ｎ)（またはＳ1(ｎ)）がヒルベルト・フィルタ７０１を通される。ヒルベルト・フィルタの出力は、乗算器７０２に結合されて９０度位相シフトを得る。加算器７０３において、遅延モジュール７００の出力が乗算器７０２の出力に加えられる。かくして、加算器７０３の出力は、Ｉ成分に変調されたメッセージ部分Ｓa(ｎ)とＱ成分に変調されたメッセージ部分Ｓb(ｎ) とにより構成される。あるいは、第２実施例の場合は、Ｉ成分に変調されたメッセージ部分Ｓ1(ｎ)とＱ成分に変調されたメッセージ部分Ｓ2(ｎ)とによって構成される。第７図は、一例として、３３タップ・ヒルベルト・フィルタ６７２，６８２，７０１の適切な衝撃応答を示す。第８図は、当技術では周知の適切な補間器モジュール７１０の一例の多相表現であり、第９図は補間器モジュール７１０の衝撃応答である。第９図に図示されるように、１つおきにサンプルがゼロになり、このために計算の複雑さが軽減される。さらに、フィルタの周波数応答は０〜３kＨzで通過帯域を有し、５，６００Ｈzにおいて６０dＢの減衰を有する。第８図においては、Ｈ₀(ｚ²)＝ｈ₀＋ｚ^ー1ｈ₂＋ｚ^-2ｈ₄＋....およびＨ₁＝ｚ^ー1 [ｈ₁＋ｚ^-1ｈ₃＋ｚ^ー2ｈ₅＋...]となる。衝撃応答と多相表現において交互にゼロが現れることを利用して、計算は１つのチャネル（ＩまたはＱ）について１６ kＨzのサンプリング速度における１つのサンプル毎に６回の乗算まで軽減される。これは、直接的な実行例における１６kＨzでのサンプル毎に２１回の乗算に比べ実質的な改善である。任意で、直交変調器６６０（または６６０’）による変調の前に、メッセージ部分を時間反転させない、あるいは１つのメッセージ部分または２つのメッセージ部分を両方とも時間反転させる。第１０図は、１つのメッセージが送信される場合には音声分割器６５０の出力に、また２つの別のメッセージ部分が送信される場合は振幅コンパンダ６４０の出力に結合された任意の時間反転器モジュール６６０を示す。時間反転器モジュール８００は、メッセージ部分を時間的に反転させ、メッセージ部分は時間的に逆方向に送信されることになる。本発明のデジタル実行例の場合は、時間反転器モジュール８００は音声分割器６５０または振幅コンパンダ６４０の出力から、数列を最後から最初に向かって読み込む。たとえば、時間反転器モジュール７００は、最も大きな指数から減分するソフトウェア・カウンタである。これについては後述する。メッセージ部分を時間反転することにより、被送信音声情報が「スクランブル」され、そのために、たまたまそのチャネルをモニタする受信機には音声信号の時間反転された部分が「読めない」あるいは理解できないので、低レベルの機密性またはプライバシーをもつことになる。かくして、被送信音声情報が時間反転されることを経験的に周知している受信機しか被送信信号を復調することができず、意味をとれない。時間反転するか否かの決定は、フレーム上の信号化プロトコル内で、送信機および受信機に周知のあらかじめ設定されたシーケンスに基づき、フレーム毎に行うことができることを理解頂きたい。送信機と受信機の両方に周知のシーケンスの例としては、選択呼受信機のバイナリ符号化されたアドレスがある。さらに、ＩおよびＱチャネルが変調される場合は、１つまたは両方が時間反転された２つの音声部分のチャネル上にあるスペクトルの同時重複が、偶然モニタをする受信機に対する了解度を妨害する。第１１図ないし第１４図を参照して、本発明による音声メッセージ送信の例が説明される。第１１図に示されるように、音声メッセージＶmはＴmという時間的期間を有して示される。Ａ/Ｄ変換モジュール６０５によりサンプリングおよびデジタル化されると、音声メッセージＳ(ｎ)は１ないしＮというデジタル数列により定義される。これらは第１２図に図示されるサンプルのデジタル表現である。音声メッセージＶmのデジタル表現は、音声分割器６５０により２つに分割される。音声メッセージを分割する好適な点は、時刻Ｔsにおけるゼロ点である。かくして、サンプルkのデジタル値は時刻Ｔsにおける音声メッセージの値となる。第１メッセージ部分Ｓa(ｎ)は、サンプル１ないしkのデジタル値によって構成され、第２メッセージ部分Ｓb(ｎ)はサンプルk＋１ないしＮのデジタル値によって構成される。これを第１３図および第１４図にそれぞれ図示する。第１および第２メッセージ部分の一方または両方は、任意に時間反転され、第１３図および第１４図の括弧は、各メッセージ部分が時間反転された場合のデジタル値の順序を示す。上方および下方側波帯５００，５１０がメッセージ部分を伝えるために用いられる場合は、上方側波帯５００は、ヒルベルト変形モジュール６７０を用いる第１部分など、メッセージ部分の１つで形成される。第１メッセージ部分を伝える上方側波帯は、式Ｉ_Sa＋ｊＱ_Saにより表現される。同様に、第２メッセージ部分（時間的に反転される場合も反転されない場合も）を伝える下方側波帯は、ヒルベルト変形モジュール６８０により生成される式Ｉ_Sb‐ｊＱ_Sbにより表現される。かくして、第２図を参照して、第１および第２メッセージ部分Ｓa(ｎ)，Ｓb( ｎ)は、上方および下方側波帯５００，５１０により伝えられる。その結果、期間Ｔmを有する音声メッセージは、メッセージの半分が上方側波帯５００に、もう半分が下方側波帯５１０により伝えられるために、半分の時間で送信される。以下に明らかになるように、受信機は、特にデジタル信号処理を用いる場合は両方の側波帯を検出するのが普通であるが、一方の側波帯を無視する。メッセージが最初から時間圧縮される場合は、両方の側波帯を用いて半分の送信すなわち「送信媒体」時間の間にメッセージを送信することができる。しかも、受信機は半分の時間内に同じメッセージを受信するので電力の消費が軽減される。これは電力を消費する解読回路構成が半分の時間しか起動されないためである。同様に、上方および下方側波帯５００，５１０は、任意で２つの別のメッセージを伝える。この場合、ヒルベルト変形モジュールそれぞれ６７０，６８０の出力において、メッセージ１Ｓ1(ｎ)はＩ_S1＋ｊＱ_S1として表現され、メッセージ２Ｓ2(ｎ)はＩ_S2‐ｊＱ_S2として表現される。ページング・システムの場合は、音声メッセージ部分はプロトコルに従って送信される。このようなプロトコルの１つを第１５図ないし第１７図に示す。第１５図を参照して、第１図の無線通信システム１００により利用される発信信号化プロトコルの送信符号化フォーマットの一例の特徴を示し、本発明の好適な実施例による制御フレーム３３０の詳細を含むタイミング図を示す。制御フレーム３３０は、デジタル・フレーム３３０としても分類される。信号化プロトコルは、プロトコル区分にさらに分割される。このプロトコル区分は、時間３１０，サイクル３２０，フレーム３３０，４３０，ブロック３４０およびワード３５０である。４分毎に一意的に識別されたサイクルは、各時間３１０内で最大１５サイクルまで送信される。通常、１５個すべてのサイクル３２０が毎時に送信される。制御フレーム３３０およびアナログ・フレーム４３０（第８図に関して説明される）を含む１．８７５秒の一意的に識別されたフレームは最大１２８個まで各サイクル３２０内に送信される。通常、１２８個すべてのフレームが送信される。１１５ミリ秒継続する１つの同期およびフレーム情報信号３３１と、１６０ミリ秒の一意的に識別されたブロック３４０が１１個、制御フレーム３３０の各々において送信される。各制御フレーム３３０中には、毎秒３２００ビット（bps）または６４００bpsのビット速度を用いることができる。各制御フレーム３３０中のビット速度は、同期信号３３１の間に選択呼受信機１０６に通信される。ビット速度が３２００bpsのとき、１６個の一意的に識別された３２ビット・ワードが各ブロック３４０に含まれる。これは第６図に示される。ビット速度が６４００bpsのときは、３２個の一意的に識別された３２ビット・ワード（図示せず）が各ブロック３４０内に含まれる。各３２ビット・ワード内では、当業者には周知の方法で、少なくとも１１ビットがエラー検出と修正に用いられ、２１ビット以下が情報に用いられる。各ブロック３４０内のビットおよびワード３５０は、当業者には周知の技術を用いて挟み込み法で送信されて、プロトコルのエラー修正能力を向上させる。情報は情報フィールド内の各制御フレーム３３０に含まれ、情報フィールドはブロック情報フィールド（ＢＩ）３３２内のフレーム構造情報と、アドレス・フィールド（ＡＦ）３３３内の１つ以上の選択呼アドレスと、ベクトル・フィールド（ＶＦ）３３４内の１つ以上のベクトルとによって構成される。ベクトル・フィールド３３４はベクトル境界３３４で始まる。ベクトル・フィールド３３４内の各ベクトルは、アドレス・フィールド３３３内のアドレスの１つに対応する。情報フィールド３３２，３３３，３３４の境界は、ブロック情報フィールド３３２と、情報フィールド３３３，３３４とにより定義される。これらは、同期およびフレーム情報フィールド３３１内に含まれるシステム情報の種類やアドレス・フィールド３３３内に含まれるアドレス数およびベクトル・フィールド３３４に含まれるベクトルの数と種類などの要因に依存して可変する。第１６図を参照して、第１図の無線通信システムにより利用される発信信号化プロトコルの送信フォーマットの特徴を示し、本発明の好適な実施例による音声フレーム４３０の詳細を備えるタイミング図を示す。音声フレーム４３０は、ここではアナログ・フレーム４３０としても分類される。プロトコル区分時間３１０，サイクル３２０，フレーム３３０，４３０の期間は、第１５図の制御フレームに関して説明したものと同じである。各アナログ・フレーム４３０は、ヘッダ部分４３５とアナログ部分４４０とを有する。同期およびフレーム情報信号３３１内の情報は、制御フレーム３３０内の同期信号３３１と同じである。上述のように、ヘッダ部分４３５は周波数変調され、フレーム４３０のアナログ部４４０は振幅変調される。アナログ部分４４０が、直交変調成分の１つを介して音声メッセージ部分を伝える部分である。第１６図は、無線通信システムに、第１図に説明したものと同様のパイロット・サブキャリアをそれぞれ有し、音声メッセージ部分が送信のために割り当てられる３つのサブチャネルが含まれることを示す。本発明の好適な実施例により、移行部分４４４は少なくとも３つのサブチャネル４４１，４４２，４４３に関して振幅変調されたパイロット・サブキャリアを含む。各サブチャネル４４１，４４２，４４３は、第１図に図示されるような上方側波帯および下方側波帯を備え、ＩチャネルおよびＱチャネルもそれに関連して有する。第１６図に示される例においては、上方側波帯信号５００は、１つのメッセージ部分４１５を備え、これが第１音声メッセージの第１部分である。また下方側波帯５１０においては、これが、たとえば同じ第１音声メッセージの第２部分となる。第１７図を参照して、本発明の好適な実施例による、第１図の無線通信システムにより利用される発信信号化プロトコルの制御フレーム３３０および２つのアナログ・フレーム４３０を示すタイミング図が示される。第８図の図は、フレーム・ゼロの例を示し、これが制御フレーム３３０である。フレーム・ゼロ内にある４つのアドレス５０１，５０２，５０３，５０４と、４つのベクトル５１８，５２１，５２２，５２３とが図示される。２つのアドレス５０１，５０２は、１つの選択呼無線機１０６のアドレスを備え、あとの２つのアドレス５０３，５０４は、第２および第３の選択呼無線機１０６のためのものである。各アドレス５０１，５０２，５０３，５０４は、各アドレス内に、関連するベクトルのプロトコル位置（すなわちベクトルがどこで始まり、どのくらい長く続くか）を示す指標を含むことにより、ベクトル５１８，５２１，５２２，５２３の１つと一意的に関連付けられる。本発明の好適な実施例により、ベクトルが始まるベクトル境界３３５後のワード３５０の数とベクトルの長さとをワードで識別することにより、ベクトル位置が与えられる。アドレスとベクトルの相対的位置は互いに独立することを理解されたい。指標により示される関係は、矢印で図示される。第１７図に示される例においては、制御フレーム・ベクトル５１８，５２１，５２３は、サブチャネル４４１，４４２の一方でメッセージ部分と一意的に関係付けられる。特に、ベクトル５１８は、サブチャネル４４１の上方側波帯５００を指し示し、ベクトル５２２はサブチャネル４４１の下方側波帯５１０を指し示す。同様に、ベクトル５２１はサブチャネル４４２の両側波帯を指し示す。すなわち、サブチャネル４４２の場合では、この例は２つの異なるメッセージ部分が上方側波帯と下方側波帯により伝えられることを示す。サブチャネル４４２の場合は、１つのメッセージ部分の半分ずつがそれぞれ、上方側波帯および下方側波帯により伝えられる。かくして制御フレーム・ベクトル５１８，５２１，５２３は、その中に、受信機が音声フレーム・メッセージを求めてどのサブチャネル（すなわち無線周波数）を捜せばよいのかを指示するための情報と、サブチャネルから２つの異なるメッセージを回復すべきか、あるいは１つのメッセージの前半部と後半部とを回復すべきかを指示するための情報とを含む。信号化プロトコルに関してみると、本発明により第１および第２メッセージを宛先指定可能な受信機に送信する方法は、第１および第２メッセージをそれぞれ有する第１および第２直交成分を直交変調して、第１および第２被直交変調成分を生成する段階と、宛先指定可能な受信機のアドレスに対応するアドレス情報と、宛先指定可能な受信機を起動させるのに適した同期情報とを含み、同期情報に従って特定の時刻に第１および第２被直交変調成分を同時に解読するのに適したモードに入るためのプロトコル内に第１および第２被直交変調成分を同時に送信する段階とを含む。２つの異なるメッセージがそれぞれ上方および下方側波帯（またはＩ，Ｑチャネル）上に同時に送信される実施例に関する１つの用途は、１つのメッセージが直接音声ページングメッセージの場合であり、別の用途はページャに記憶される音声メールボックス・メッセージである。第１８図を参照して、選択呼受信機１０６は、少なくともアンテナ８４０と、直角振幅（ＱＡＭ）復調器８５０と、ＦＭ復調器８６０と、デコーダ／コントローラ８７０とを含み、さらにオーディオ増幅器８７２，スピーカ８７４，警告装置８７６，ディスプレイ８７８および制御部８８０を含む。ＱＡＭ復調器８５０は、アンテナ８４０により検出される信号に関してＱＡＭ復調を実行して、音声メッセージを回復する。ＦＭ復調器８４０は、ＦＭ復調を実行してデータとそのたの非アナログ・メッセージを回復する。ＦＭ復調器８６０の出力は、デコーダ／コントローラ８７０に結合されたデータ制限信号（デジタル・データ）であり、デコーダ／コントローラ８７０により解読され、それに応答してデータ・メッセージを表示または記憶し、サブチャネルが音声メッセージを復調するように配置し、警告装置８７６を起動させることなどを行う信号化プロトコル情報を含む。音声メッセージは、ＱＡＭ復調器８５０のＩおよびＱチャネル出力に関して動作する一連の処理モジュールを通じて回復される。この処理モジュールを９００〜９６０にて図示する。また、これらは、たとえばデジタル信号プロセッサ上のファームウェア、あるいはデコーダ／コントローラ８７０内に記憶されるソフトウェアにより実現される。後者の場合は、処理モジュールはデコーダ／コントローラ８７０により実行される。メッセージ部分がＩ，Ｑ成分に変調された場合は、メッセージ部分はＱＡＭ復調器８５０の出力から直接的に回復される。片方または両方のメッセージ部分が送信時に時間反転された場合は、回復されたメッセージ部分は、時間反転モジュール９００，９１０により適切なシーケンスに再度反転される。その結果、メッセージ部分Ｓ1(ｎ)は時間反転モジュール９００の出力において取り出され、メッセージ部分Ｓ2(ｎ)は時間反転モジュール９１０の出力において取り出される。一方、メッセージ部分が上方側波帯および下方側波帯に変調された場合は、Ｉ成分が遅延モジュール９２０を通され、Ｑ成分はヒルベルト変形モジュール９３０を通される。加算器モジュール９４０は、モジュール９２０，９３０の出力を合計し、加算器モジュール９５０はモジュール９３０の出力を遅延モジュール９２０の出力から減ずる。回復されたメッセージ部分は、送信時に時間反転される場合は、時間反転モジュール９００，９１０を通される。メッセージ部分Ｓa(ｎ)，Ｓb(ｎ)は、時間シーケンス加算器９６０により処理される。この加算器９６０は、メッセージ部分Ｓa(ｎ)，Ｓb(ｎ)を時間的に合成して当初のメッセージＳ(ｎ)を再構築する。好ましくは、変調時に実行されたこれらの処理を「解除する」ために、時間圧縮解除および振幅圧縮解除の追加的機能を実行することを理解頂きたい。このため、第１８図には特に図示しないが、時間圧縮解除および振幅圧縮解除モジュールをたとえば時間シーケンス加算器９６０の出力に結合する。被回復信号の品質を強化するのに適したその他の復調後処理を本発明により企図する。上記の説明は説明のためだけのものであり、以下の請求項に記述される場合を除き、いかなる方法でも本発明を制限するものではない。

【手続補正書】【提出日】１９９７年１２月１５日【補正内容】（１）明細書第１３頁上から１１行目記載の「Ｓ１（ｎ）」を「Ｓ２（ｎ）」に補正する。（２）明細書第１４頁下から６行目乃至５行目記載の「時間反転器モジュール６６０」を「時間反転器モジュール８００」に補正する。（３）明細書第１８頁上から９行目記載の「第８図」を「第１７図」に補正する。（４）明細書第１８頁下から３行目記載の「第６図」を「第１５図」に補正する。（５）明細書第１９頁上から１１行目乃至１２行目記載の「境界３３４」を「境界３３５」に補正する。（６）明細書第２０頁上から１２行目および上から１８行目記載の「第１図」を「第２図」に補正する。（７）明細書第２１頁上から４行目記載の「第８図」を「第１７図」に補正する。（８）明細書第２２頁上から２行目記載の「ベクトル５２２」を「ベクトル５２１」に補正する。（９）明細書第２２頁上から３行目乃至４行目記載の「ベクトル５２１を「ベクトル５２３」に補正する。（１０）別紙のとおり【図５】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者カズニッキ，ウィリアム・ヨセフアメリカ合衆国フロリダ州コーラル・スプリングス、ノース・ウエスト100ス・アベニュー3681

Claims

【特許請求の範囲】１．受信機にメッセージを送信する方法であって：前記メッセージを、メッセージの時間的に連続した部分である第１および第２メッセージ部分に時間的に分割する段階；前記第１および第２メッセージ部分をそれぞれ有する第１および第２直交成分を直交変調して、第１および第２被直交変調成分を生成する段階；および前記第１および第２被直交変調成分を同時に送信する段階；によって構成されることを特徴とする方法。２．前記直交変調段階が、同相成分および直角成分を生成する段階によって構成され、前記同相成分は前記第１メッセージ部分により変調され、前記直角成分が前記第２メッセージ部分により変調される請求項１記載の方法。３．前記直交変調段階が、上方側波帯および下方側波帯を生成する段階によって構成され、前記上方側波帯は前記第１メッセージ部分により変調され、前記下方側波帯が前記第２メッセージ部分により変調される請求項１記載の方法。４．前記第１および第２メッセージ部分が１つの音声メッセージによって構成される請求項１記載の方法。５．メッセージの第１および第２部分を宛先指定可能な受信機に送信する方法であって：前記メッセージの第１および第２部分をそれぞれ有する第１および第２直交成分を直交変調して、前記メッセージの時間的に連続した部分である第１および第２被直交変調成分を生成する段階；および前記第１および第２被直交変調成分を、宛先指定可能な受信機のアドレスに対応するアドレス情報と、宛先指定可能な受信機を起動させるのに適した同期情報とを含み、前記第１および第２被直交変調成分を同期情報に従って特定の時刻において同時に復調するのに適したモードに入るプロトコル内に同時に送信する段階；によって構成されることを特徴とする方法。６．前記直交変調段階が、同相成分および直角成分を生成する段階によって構成され、前記同相成分はメッセージの前記第１部分により変調され、前記直角成分がメッセージの記第２部分により変調される請求項５記載の方法。７．前記直交変調段階が、上方側波帯および下方側波帯を生成する段階によって構成され、前記上方側波帯は、メッセーのジ前記第１部分により変調され、前記下方側波帯がメッセージの前記第２部分により変調される請求項５記載の方法。８．第１および第２被直交変調成分によって構成される被送信信号を受信する方法であって：前記被送信信号を復調して、前記第１および第２被直交変調成分からそれぞれ第１および第２メッセージ部分を得る段階であって、前記第１および第２メッセージ部分が１つのメッセージの時間的に連続したメッセージ部分である段階；および前記第１および第２メッセージ部分を時間的に配列して、時間的に合成し、前記第１および第２メッセージ部分によって構成される１つのメッセージを生成する段階；によって構成されることを特徴とする方法。９．前記時間的配列段階に先立ち、前記第１および第２メッセージ部分のうち少なくとも１つを時間反転する段階によってさらに構成される請求項８記載の方法。１０．前記第１および第２メッセージ部分がデジタル信号であり、前記第１および第２メッセージ部分をアナログ信号に変換する段階によってさらに構成される請求項８記載の方法。