JPH02302134A - 移動体通信における時間分割通信装置 - Google Patents

移動体通信における時間分割通信装置

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JPH02302134A
JPH02302134A JP1123384A JP12338489A JPH02302134A JP H02302134 A JPH02302134 A JP H02302134A JP 1123384 A JP1123384 A JP 1123384A JP 12338489 A JP12338489 A JP 12338489A JP H02302134 A JPH02302134 A JP H02302134A
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JP
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signal
radio
base station
channel
time slot
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JP1123384A
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Sadao Ito
伊藤 貞男
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Iwatsu Electric Co Ltd
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Iwatsu Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野1 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
割通信装置に関する。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または他の無線チャネルにより送受
信ダイパーシティを用いて無線回線を設定することを可
能とする無線チャネルの時間分割通信装置に関する。
[従来の技術] 従来の移動体通信においては、たとえば商用サービス中
のNTT(日本電信電話(株))の自動車方式の中で採
用されている。これを第14図により説明する。ある無
線基地局13にはそのサービス・エリアでおるゾーン1
4内に多数存在する各自動車内に搭載された複数の移動
無線機15と同時に通信を行うために、複数の無線チャ
ネルが割当てられている。一方、各移動無線機15には
多数の無線チャネルのうち1つを選択使用(マルチチャ
ネル・アクセスと称する)可能な機能が具備されている
。無線基地局13と通信を行う際には、移動無線機15
から制御信号により無線基地局13を経由して多数の無
線基地局13の無線チャネルの使用を決定する無線回線
制御局12へ連絡し、そこからの指示に従い通信に使用
する通話チャネル番号を定めて、スイッチSWを含む交
換機11を介して電話網10の加入者と通信を行うよう
にシステム構成がなされている。
また、無線通信においては、送受信ダイパーシティはよ
く使用されている技術である。送信点において複数の周
波数の異なる送信機から同一信号を同一時刻に送信し、
距離的に離れた受信点で複数の受信機をそれぞれ送信周
波数に同調させて受信し、検波俊加え合わせると周波数
ダイパーシティとなり、あるいは送信点において、1つ
の送信機から得られた送信出力を分割し互いに異なる場
所に設置された送信アンテナに結合して送信し、これを
距離的に離れた受信点で1個のアンテナにより受信機に
導き検波出力を得る方法を送信スペース・ダイパーシテ
ィと称している。ざらに送信点において1つのアンテナ
へ送信機の出力を導いて送信し、これを距離的に離れた
受信点で複数のアンテナを互いに異なる場所に設置して
それぞれを受信機へ導き、高(中間)周波数段おるいは
検波後に加え合せる方法を受信ダイパーシティと称して
いる。
以上の送受信ダイパーシティにおいては、信号を変調す
るのに撮幅変調や角度変調が使用されている。
[発明が解決しようとする課題] この場合、もしある無線基地局に与えられている通話に
供せられる無線チャネル数が10とすると、同一のサー
ビス・エリア内の10個の移動無線機からの通信の要求
に対しては別々の無線チャネルを割当てることが可能で
あるから無線干渉が発生することなく通話を行うことは
可能であるが、11番目に要求してきた移動無線機から
の発呼要求に対しては、割当てるべき無線チャネルがな
いために、発呼不能(呼損)となっていた。これは無線
チャネルをアナログ信号の伝送に使用する場合の例であ
ったが、音声をデジタル変調した場合でも、シングル・
チャネル・パー・キャリア(Single Chann
el per Carrier) S CP C、すな
わち1つの搬送波に、それぞれ電話(通信)信号1個を
のせて送信するシステムにおいても、前述の未解決の課
題を有することに変わりはなかった。
また、割当てられた無線チャネルによるならば、その信
号の帯域幅が固定されており、この帯域幅よりも広い帯
域幅を有する信号の伝送はできないという解決されるべ
き課題がめった。
[課題を解決するための手段] 無線送受信機を具備する複数の無線基地局と、この複数
の無線基地局がカバーするサービス・エリア内を移動し
ながら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2つの周波数を印加して2つのチャネルの信号
を切替受信することのできるシンセサイザを含む切替受
信手段と、無線送信回路の送信ミクサに2つの周波数を
印加して2つのチャネルの信号を切替送信することので
きるシンセサイザを含む切替送信手段とを含む移動無線
機において、 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°1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、かつこの断続状態を送受信ともに同期し、かつ対向
して通信する移動無線機にも上記と同様の断続送受信を
無線基地局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
速度で読み出し、無線基地局においては所定のタイム・
スロットを用いて所定の移動無線機と通話路を設定する
ための通話路制御部手段を設けることにより、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無線基地
局および移動無線機において可能とし、無線基地局から
の送信においては、未使用の空いたタイム・スロットに
も空きチャネル表示やアイドル信号を加えて送信する無
線送信回路を用いて無線送信回路内で発生する相互変調
歪の発生を抑圧し、また、移動無線機からの送信におい
ては、送信信号の波形を整形する、波形整形器を含む無
線送信回路を用い、一般の電話網と無線基地局を接続す
るための関門交換機を含むシステムを構築した。
この結果、システムに与えられた全無線チャネルが使用
中であっても、各無線チャネルのそれぞれ時間分割され
たタイム・スロット内に、通信に使用されていない空ス
ロットがあれば、新しく発呼を希望してきた移動無線機
に対しても発呼が可能となり、また隣接するゾーンから
通話中に移動して来た移動無線機に対しても通話の継続
が可能となり、ざらに1つの無線基地局と交信中の移動
無線機が近傍にある他の無線基地局とダイパーシティ通
信を行うことが可能となった。広帯域信号の伝送を要求
される場合には、空タイム・スロットがおれば必要な数
のタイム・スロットを用いることにより、容易に広帯域
信号の伝送も可能となった。このようにして周波数の有
効利用度の高いシステムの実現が可能となった。
[作用1 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
通信することが可能なシステム構築がなされた。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
し、無線基地局からの送信信号において、無線送信回路
内で発生する可能性のある相互変調歪の発生の抑圧を可
能とし、移動無線機の送信信号において、無線送信回路
内の帯域幅の不足から生ずる波形のなまりを波形整形回
路で整形して急峻な波形を送出することにより、前記複
数組の通信が、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。
さらに、1つの無線基地局と移動無線機とが、1つのチ
ャネル内の1つのタイム・スロット(旧チャネルの1つ
のタイム・スロット)を用いて交信している最中に、通
信の品質を維持し、向上するために、一定の通信品質を
満足する他の1つの無線基地局との間で同一または他の
1つのチャネル内の1つのタイム・スロット<frチャ
ネルの1つのタイム・スロット〉を用いて交信するよう
にした。広帯域信号を用いる端末装置に対しても、複数
のタイム・スロットを使用して伝送可能としたから、移
動体通信システムのサービス機能が向上した。
[実施例] 第1A図、第1B−1図、第1B−2図、第18−3図
、第10−1図および第1C−2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。ここに
示す本システムは、いわゆる小ゾーン構成を用いている
が、 文献 伊藤 “携帯電話方式の提案−究極の通信への1つのアプロー
チ−″ 信学会技報 C386−88昭和61年11月などに示
されるごとく、各ゾーンの大きざが1KI!を以内と極
めて小さくなった、いわゆるマイクロセルを使用するも
のと仮定する。この場合に、各無線ゾーンは、オーバラ
ップが大きくなり、1つの無線ゾーンが同時に他の無線
ゾーンともなっている。
第1A図において、10は一般の電話網であり、11は
電話網10側の交換機、20は交換機11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。関門交換
機20は、無線回線の設定や解除、ゾーン移行にともな
うチャネル切替の実行を行うために、複数の無線基地局
30ヤ多くの移動無線機を制御するものでおり、そこに
は、無線基地局30−1.30−2ないし30−nのn
局を制御する通信制御部21と、移動無線機の識別番号
を識別するためのID識別部24と、移動無線機からの
通信波を各無線基地局30−1ないし30−nが受信し
たときに、通信品質を監視するS/N監視部25と、通
信制御部21に制御されて各無線基地局30−1ないし
30−nと交換機11との間の接続をなすための、通信
システム切替に必要なスイッチ群23とが含まれている
ただし、第11のスイッチ群23は簡単のため交換機1
1からの入線は3回線のみを示し、無線基地局30−1
ないし30−nへの通信信号22−1−1.22−1−
2〜22−1−mおよび22−2−1.22−2−2〜
22−2−mないし22−n−1,22−n−2〜22
−n−mを伝送するための出線はnxm回線を示してい
る。
無線基地局30は、関門交換機20とのインタフェイス
をなす通話路のスイッチ群、これを制御する通話路制御
部、ID識別記憶部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、制御部および複
数の無線チャネルを送受信する装置などを含んであり、
無線回線の設定や解除を行うほか、多くの移動無線機1
00と無線信号の送受を行う無線送受信回路を有してい
る。
ここで、関門交換120と無線基地局30との間には、
通話チャネルCHI〜CHmの各通話信号と制御用の信
号を含む通信信号22−1〜22−mを伝送する伝送線
がある。
第1B−1図には、無線基地#30−1ないしは30−
nとの間で交信をする移動無線機1000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138−1.138−2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142と速度変換回路131−1,131−2に
印加している。
速度復元回路138−1,138−2では、2つのチャ
ネルの受信信号中の2つのタイム・スロットにおいて、
それぞれ圧縮されて区切られた2つの通信信号の速度(
アナログ信号の場合はピッチ)をそれぞれ復元して連続
した信号を得て、それを信号混合回路152で混合して
電話機部101、通話品質監視部157.およびID情
報照合記憶部182に入力している。
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2つの信号に分割されて、それぞれ速度変換
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(圧縮)にして、送信ミクサ133と送信部1
34とを含む無線送信回路132に印加され、送信信号
は2つのタイム・スロットを用いてアンテナ部から送出
されて、複数の無線基地局30によって受信される。信
号混合回路152の出力を印加された通話品質監視部1
57では通信中の通話品質を常時監視し、劣化したとき
は、それを制御部140へ報告する。ID情報照合記憶
部182では移動無線機100自身のID(識別情報)
を記憶したり、自分がどのゾーンに居るかを識別し記憶
している。
干渉妨害検出器162では、通信中における干渉妨害の
有無を監視し、一定量以上の干渉妨害を検出した場合に
は、それを制御部140へ報告する。
このタイミング発生器142では、クロック再生器14
1からのタロツクと制御部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131−1.
131−2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。
この移動無線機100には、ざらに2つのチャネルを同
時に送受信可能とするためにシンセサイザ121−1な
いし121−4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121−1〜121−4と送受信断続制御器12
3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
−4には、基準水晶発娠器120がら基準周波数が供給
されている。このような構成により、2つのチャネルを
用いて複数の無線基地局30と交信することができる。
第1B−2図には無線受信回路135の内部構成が示さ
れている。アンテナ部に受けた受信信号は、スイッチ1
22−1を介してシンセサイザ121−1からの局部発
信周波数を印加されている受信ミクサ136に印加され
、その出力は中間周波増幅器143に印加されている。
中間周波増幅器143で増幅された信号は、ゲート回路
144とクロック再生器141に印加される。このゲー
ト回路144は、所望のタイム・スロットの信号のみを
、他のタイム・スロットからの干渉なく取り出すための
ものである。ゲート回路144の出力は弁別器145で
復調され、ゲート回路146を通して、速度復元回路1
38へ印加される。このゲート回路146では、復調後
の波形のトランジェントを除去している。
第1B−3図には、無線送信回路132の内部構成を示
す回路構成図が示されている。速度変換回路131から
の信号および制御部140からの制御信号は増幅器14
5で増幅されて、スイッチ122−2を介して印加され
るシンセサイザ121−3または121−4の出力と送
信ミクサゴ33で混合され、ざらに増幅器146で増幅
される。
ここで増幅器146の帯域幅が十分に広く直線性に優れ
たものでない場合には、パルス状に出力される使用中の
タイム・スロットの前縁および後縁になまりを生ずる。
このなまりを生じた波形は波形整形回路143に印加さ
れて、制御部140からの使用中タイム・スロット期間
を示す信号によりゲートされ、波形整形された信号がア
ンテナ部へ出力される。この信号は第2B図(C)の受
信波形のごとくであり、無線基地局30において受信さ
れる。
第10−1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mチャネルの通信信号22−1〜2
2−m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、関門交換機20から送られてきた通信信号22−
1〜22−mは、無線基地局30の信号処理部31へ入
力される。信@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、タイム・スロットを2
個以上使用して行う送受信ダイパーシティのための機能
や、複数の無線送受信部に信号を分割する機能のほかに
、もし関門交換機20との間の中継線が2線の場合には
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5WR1−1−:1,5W
R1−1−2,・・・、SWRI=1−m、5WR1−
2−1,8WR1−2−2゜・、SWRl−2−m、−
、・、5WR1−n−1,5WR1−n−2,・、SW
R’l−n−m。
を含むSWR1、同じく多くのスイッチを含む5WR2
および、5WTI−1−1,3WT1−1−2. ・、
SWTl−1−m、5WT1−2−1゜SWTl−2−
2,−、SWTI−2−m−、−。
5WT1−n−1,3WT1−n−2,・、SWTl−
n−mを含む5WT1、同じく多くのスイッチを含む5
WT2を含むように構成されたスイッチ群83を介して
多くの信号速度変換回路51−1−1〜51−1−mを
含む信号速度変換回路群51−1や同じく信号速度変換
回路群51−2へ送られる。
また多くの信号速度復元回路38−1−1〜38−1−
mを含む信号復元回路群38−1や同じく信号速度復元
回路群38−2からの出力信号は、スイッチ群83を介
して信号処理部31で入力信号と同一の伝送路を用いて
通信信号22−1〜22−mとして関門交換IJ20へ
送信される。ここで、スイッチ群83は送信用のスイッ
チSWT ’I 。
〜5WT2.と、受信用のスイッチSWR1、〜5WR
2,に大別されるが、いずれも通話路制御部8つによる
制御を受けて、スイッチ群83を所要の目的を達するよ
うに開閉し、送受信ダイパーシティが可能なように動作
する。
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81からも情報
の提供、制御の要求を制御部40に対し行う機能を有す
る。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−
1〜51−1−mを含む信号速度変換回路群51−1お
よび同じ<51−2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より関門交換は20へ伝送される信
号は、無線受信回路35−1および35−2の出力が、
信号選択回路群39−1および39−2を介して、信号
速度復元回路群38−1および38−2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。
さて、無線受信回路35−1および35−2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39−1−1〜39−1−mを含む信号
選択回路群39−1および39−2へ入力され、ここで
各無線受信回路35−1.35−2の受信する2つの無
線チャネル、たとえばCl−11,0H2に含まれたタ
イム−スロットに対応して通話信号が分離される。この
出力は各通話信号に対応して設けられた信号速度復元回
路38−1−1〜38−1−rlを含む信号速度復元回
路群38−1および38−2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3
1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。
ここで、各無線受信回路35−1.35−2の具体的な
構成は、第1B−2図に示した移動無線1100の無線
受信回路135に同じである。
つぎに信号速度変換回路群51−16よび51−2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゛臘させ、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
と同じており、実際には、たとえば、CCD (Cha
rgeCoupled 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
圧縮おるいは、伸長するテープΦ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
〜133頁〉。
信号速度変換回路群51−1および51−2で例示した
COD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38−1およ
び38−2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
た制御または通話信号は、信号速度変換回路群51−1
.および51−2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52−1および52−2に印加される
。この信号割当回路群52−1.52−2はバッファ・
メモリ回路であり、信号速度変換回路群51−1.51
−2から出力された、それぞれの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32−1.3
2−2へそれぞれ送信する。このタイミング情報は通話
信号対応でみた場合には、時系列的にオーバラップなく
直列に並べられてでおり、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2Δ図および第2B図に示
し説明する。
信号速度変換回路群51−1.51−2の出力信号は信
号割当回路群52−1.52−2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、SD2.・・・、SDnは速度
変換された通信信号が、無線送信回路32−1.32−
2 (単に32として図示)の出力においてそれぞれタ
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(と制御信号)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32−1.3
2−2においては、タイム・スロットSDI〜5Drl
で1フレームをなす信号が変調回路に加えられる事にな
る。
この時系列化された多重信号は、無線送信回路32−1
.32−2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。
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t1100との間で行われる制御信号の伝送
については、通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(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(たとえば、通信中ゾーン切替や
ダイパーシティを適用したい場合)に使用される。
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820からの制御信号や、通話路制御部8
1からの制御信号を制御部40において中継または変換
して作成され送出される。
移動無線機100から送られてきた制御信号は、無線受
信回路35−1.35−2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。
第3A図(b)においては、帯域内の制御信号の例を示
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おったが、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の場合でめったが、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、通話信号も
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は第2E図(
b)に示されている。
第2E図(b)は、アナログの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。
そして対向する受信機で受信し復調回路において第2E
図(b)で示したのと逆の操作を行えば、通話信号と制
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1100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 
(35−’Iおよび35−2)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
おる。すなわち、タイム・スロットSU1.SU2.−
.Sunは、移動無線機100−1.100−2. ・
、’、;too−nからの無線基地局30(たとえば3
O−1)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
、第2A図(b)の左下方に示す通り同期信号およびυ
]陣倍信号たは通話信号(および制御信号〉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おる。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35−1゜35−2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38−1.38−2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39−1.39−2へ印加される。
信号選択回路群39−1.39−2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、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38−1.38−2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131−1.13’l−2(第1B−
1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機20宛に送信される
ことになる。
第1C−2図には無線送信回路32の内部構成を示す回
路構成が示されている。同図(a)において、制御部4
0からの使用中のタイム・スロットを示す信号を受けて
、そのタイム・スロットのタイミング信号を発生するタ
イミング発生器56と、その出力の期間、信号割当回路
群52からの信号に変調をかけるための変調器61と、
この変調器61の出力を増幅してアンテナ部へ出力する
ための増幅部65Aとが、無線送信回路32Aに含まれ
ている。アンテナ部へ送出される信号は、使用中のタイ
ム・スロットの期間において、パルス状に搬送波が変調
された第2B図<d>の送信波形(I>に示すようにな
っており、増幅部65Aの帯域幅が十分に広いものでな
い場合には、パルス状に変調された信号の立上りおよび
立下りの波形になまりが生じ、隣接したタイム・スロッ
トに対して、相互変調歪を生ずることとなる。
このような問題点は、第1C−2図(b)に示した無線
送信回路32Bを用いることにより解決される。制御部
40からの使用中のタイム・スロットおよび空きタイム
・スロットを示す信号は、空きタイム・スロットの期間
空きタイム・スロットでおることを示す信号あるいはア
イドル信号を発生するアイドル信号発生器57と、アイ
ドル信号および、使用中のタイム・スロットの期間に信
号割当回路群52からの信号を混合して変調器62に出
力する信号混合回路58とに印加される。
アイドル信号を含む変調器62の出力は、第2B図(e
)の送信波形(II)のように連続した波形となるから
、増幅器65Bには広帯域のものを使用しなくてもよい
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−1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52−1.52−2の出力と平行して
無線送信回路32−1.32−2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と同様の処理
を行った後、信号割当回路群52−1.52−2の出力
から無線送信回路32−1.32−2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−1図に示
すごとく無線基地局30の機能のうち2つの通話信号を
2つのタイム・スロットを用いて送信された場合に、受
信するのに必要とされる回路構成となっている。原信号
たとえば通話信号(0,3KHz 〜3.0KHz>が
信号速度変換回路群51(第1C−1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< 4.5K
H2〜45KHzに拡大されていることになる。同図に
おいては、制御信号は通話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(022〜4.0KHz >と1つの通話信
号(4,5〜45KH2rSDIとして表されている)
がタイム・スロット、たとえばSDI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
れている通話信号も同様である。
すなわち、タイム・スロットso;  (r=2゜3、
 ・、n)には制御信号(0,2〜4.0KH2)と通
信信号CHi (4,5〜45KH2>が収容すしてい
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32−1.32−2に加えられ
ることはない。
これらの通話信号が制御信号とともに無線送信回路32
−1.32−2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 fC+45KH2 を必要とする。ただし、fo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お
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51−1.51−2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frep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、つぎ
の不等式が成立する必要がおる。
f   >2fH ep 一方、ディジタル信号では、音声は通常16〜64kb
/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より無楠基地局30へ入来した
制御信号は、無線受信回路35−1.35−2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39−1゜39−2を介して信号速度復
元回路群38−1゜38−2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。
第1D図には、移動無線機100の仙の実施例100B
が示されている。ここで第1B図(第1B−1図、第1
B−2図、第1B−3図を含む)に示した移動無線機1
00との差異は、2組の無線送信回路132=1,13
2−2および2組の無線受信回路135−2.135−
2が設けられている点であり、これらにシンセサイザ1
21−1〜121−4の出力を送受信断続制御器123
Bの制御によりオン・オフするスイッチ124−1〜1
24−4を介して印加している。この送受信断続制御器
123Bは制御部140Bからの指示にもとずきスイッ
チ124−1〜124−4の開閉動作をする。このよう
な構成であるから、移動無線機100Bは無線干渉の発
生する危険性はなく、同一の無線基地局30との間で、
常時送受信ダイパーシティを実施することができるメリ
ットがある。
第1E図には、移動無線機100のざらに他の実施例1
00Cが示されている。ここで第1B図に示した移動無
線機100との差異は、1組の速度復元回路138およ
び速度変換回路131と、送受信用の1組のシンセサイ
ザ12’l−1,121−3とを用い、制御部140の
指示により動作する送受信断続制御器123Cの制御に
より動作するスイッチ122−1.122−2により、
所定のタイム・スロットの信号を送受することができる
ので送受信ダイパーシティを実施可能である。
ここには、構成を簡略なものとするために、速度復元回
路138および速度変換回路131は1組しかなく、信
号混合回路152および信号分割回路139は具備して
はいない。
つぎに、本発明によるシステムの開動作を下記の順序に
より説明し、本発明は実用性の高いことを理論的に証明
する。説明には通話信号の場合を例にとり、最後に非電
話信号について述べる。
(1)位置登録 (2)発呼動作 (3)着呼動作 (4)通話中チャネル切替動作 (5)複数の無線基地局との間で行う送受信ダイパーシ
ティ (6)本発明によるダイパーシティ効果と従来方式との
比較 (7〉本発明の詳細な説明 (I>隣接無線チャネル干渉 (II)自己チャネル内干渉 (Itl)同一チャネル干渉 <IV)信号受信時におけるパルス性雑音の除去法 (V)伝送信号の遅延時間の影響 (VI)周波数有効利用率の算一定 (8)通話信号以外の非電話系(広帯域信号)を用いる
通信への本発明の適用 (1)信置登録 本発明で使用する移動無線[1100には、第1B−1
図、第1B−2図、第1B−3図、第1D図および第1
E図に示すように種々の構成があるが、これらのいずれ
も使用可能である。ただし、説明の都合上、第1E図に
示す移動無線機100Cの位置登録動作を中心とする。
他の移動無線機100たとえば、第1B−1図、第1B
−2図および第1B−3図に示すものはシンセサイザ1
21−1と121−3のみ動作中で他の121−2゜1
21−4は休止中とすれば近似的に第1E図の構成とな
る。同様に第1D図の移動無線機100Bも受信部13
5−1と送信部132−1のみ動作中で受信部135−
2と送信部132−2は休止中とみればよいので、これ
らの移動無線機100.100B、’l○OCを単に移
動無線R100と称する。
移動無線機100の常置場所でおるホーム・エリア、あ
るいはホーム・エリア以外のサービス内のエリアでおる
ローム・エリアにおいて、すでに関門交換機20および
周辺の無線基地局30−1〜30−pが動作していると
きに、移動無線機]OOの電源スィッチがオンされて、
動作を開始すると、最初に行われるのが位置登録動作で
ある。
動作の説明に先立ら、本発明が適用されるシステムにお
ける無線基地局30への無線チャネル割当方法について
)ホへる。下記のような方法が可能で、これは現在アナ
ログ方式で用いられている方法と全く同様である。
(a>各無線基地、)430とも全無線チャネルが使用
可能 (b)各無線基地局30で使用可能な無線チャネルは同
一チャネル干渉除去のため、くり返しゾーン数を考慮し
て割当てられてあり、それ以外の無線チャネルは使用不
能 (c)以上(a)、(b)の区別に加え、システムに与
えられた無線チャネルを制御専用、通話専用と2分され
ているものと、されていないもの上記(a)、(b)、
(c)を組合せると、4通りのシステムが可能となり、
また実際の使用法まで含めると極めて多くのシステムが
実現することになる。それらに対し、本発明はすべて適
用可能である。
ただし、以下の説明では、下記のごとき割当方法がとら
れているものとする。すなわち、各無線基地局30とも
全無線チャネルが使用可能であり、かつ、制御、通話の
両無線チャネル区分がとられていない。
またシステムの運用を円滑に行うために、っぎの方法が
採用されているものとする。
i)関門交換機20から供給される同期信号により、各
無線基地局30から送信される全無線チャネル内の各タ
イム・スロットは、すべて同期されていること。
11)関門交換R20から移動無線機100へ送信され
る信号のうち、異なる複数の無線基地局30を経由して
送信される場合、信号の送出タイミング、信号のフォー
マット、変調の深さ等は、すべて同一とする。
ただし、他のチャネル割当方法やシステム運用上の他の
方法も適宜説明に加えていく。
また、マイクロセルを適用するシステムの電波伝搬特性
等より、つぎの点がシステム設計に入れられているもの
とする。
すなわち、ゾーンの大きさが半径]鵡以下の小ゾーンす
なわちマイクロセルと呼ばれるような大きさとなると、
電波伝搬特性が場所的に非常に大きく変動し、1つの無
線基地局30のサービス・エリアが円形とは大きく異な
り、楕円(長円)ざらには凹凸のある複fj@な形状と
なる。したがってサービス・エリアの各場所は1つの無
線シンで覆われることは少なくなり、どのゾーンにも含
まれない不感地となるか、あるいは複数の無線ゾーンで
同時に覆われることになる。前者の不感地では、通信不
能でおるから、現実のシステムではこれを除去するため
に必要以上に多数の無線基地局30を設置することにな
る。この結果、サービス・ゾーンの重畳は一層助長され
る。このようなシステムにおいては、移動無線機100
から、後述の位置登録信号を送出すると、複数の無線基
地局30で良好に受信可能となる。
このようなシステム条件における位置登録信号の流れを
第4A図および第4B図に示し、説明する。 。
移動無線機100の電源スィッチがオンされると、現在
の位置を登録するための位置登録信号が上りの無線チャ
ネルたとえばCHlの中の空タイム・スロット5U1−
1を用いて、最寄りの無線基地局たとえば30−1.3
0−p (p=2.3゜・・・)に対して送出される(
3161、第4A図)。
これが可能となるのは最寄りの無線基地局30−1等か
ら送出される通話チャネルのうち、空タイム・スロット
5D1−1を有する無線チャネルCH1を捕捉し、タイ
ミング情報を得て、対応する上り無線チャネルCH1の
空タイム・スロット5U1−1を用いるからである。
この場合、移動無線機100の近傍にあり、かつ通信可
能な状態におる無線基地U30−1.3O−1)1.:
おいてもタイム・スロット5D1−1は空タイム・スロ
ットであることは上)ホのようなキャリア・センスを実
施しているから明らかで必る。
また、すべての無線基地局30では、その具備している
全受信機が定めら机だ無線チャネルの全タイム・スロッ
ト内の信号を受信待機状態にあるそこで、移動無線機1
00からの位置登録信号を受信すると(Sl 62.S
l 63) 、多くの無線基地局30−1.3O−1)
では、受信品質を検査し、ID識別記憶部82にIDを
記憶する(S164.3165>。受信品質を検査した
結果一定値以上である場合には(3166YES、31
67YES> 、位置登録要求信号を関門交換機20に
対して送出する(S168,5169)。この位置登録
要求信号を受信した(S170)関門交換機20では、
移動無線機100の位置登録を要求してきたすべての無
線基地局30−.1.30−pのID、受信信号品質等
のテーブルを作成し、また、各無線基地局30−1゜3
0−pへ移動無線機100へ応答する無線チャネル番@
(この場合はCH’l)や、送信タイミング通知をする
ことを決定する(S171、第4B図)たとえば、無線
基地局30−1に対しては下り無線チャネルCH1のタ
イム・スロット5D1−1.無線基地局30−2には同
じ<5DI−2,・・・以下同様に3Q−nには同じ<
5D1−nといった具合である。
これらを登録完了信号の中に含ませて、各無線基地局3
0−”1.301宛てに送信する(S172)。この登
録完了信号を受信した無線基地局30−1.30−Dで
は<3173.8174)、下り無線チャネルCH1の
タイム・スロット5D1−1.3D1−p<p=2.3
.・・・)を用いて移動無線機’100に転送する(3
176、Sl 77)。
このように関門交換8!20により指定されたタイム・
スロットで送信された登録完了信号は、移動無線機10
0で無線干渉なく良好に受信される。
そして、この登録完了信号を受信した(S177)移動
無線機100は、受信内容を検査して登録された各無線
基地局30−1.3O−C)のTD(識別番号)をID
情報照合記憶部182に記′巨する(3178)。
以上の動作により位置の登録動作は終了し、着呼に対し
て待機状態に入る。
つぎに移動無線機100が待受中(通話しない状態〉に
おいて位置登録したゾーンから移動し、隣接ゾーンへ移
行したとする。この移動の認識は、無線基地局30−1
等から常時送出されている無線チャネルの各タイム・ス
ロワ[〜に含まれている制御信号中の無線基地局30−
1のIDを移動無線機100で記憶しているIDと照合
すれば判別できる。
上述の無線基地局30−1等から常時送出されている無
線チャネルとは、制御専用の無線チロネルでもよいし、
他の第3者の通信のために送出されている無線チャネル
でもよい。後者の場合、各タイム・スロットには無線基
地局30のIDか含まれており、これを照合することに
なる。
また、無線基地局30−1等から常時には信号が送出さ
れていないシステムにあっては、移動無線機100より
一定時間間隔で位@登録確認信号を送出し、これを受信
した無線基地局30から送信される信号で、無線基地局
30のIDを確認することが可能でおる。
この結果、得られた無線基地局たとえば3〇−1のID
情報が、それまで移動無線機100で記憶していた基地
局ID情報と異なる新しい基地局ID情報でおることを
発見した場合には、移動無線機100は新ゾーンへ移行
したものと判断し、制御部140(第1B−1図参照)
は、ID情報照合記・1部182への位置登録の更新を
実行する。
すなわち、空きタイム・スロットを有する上り無線チャ
ネルを用いて移動無線機100のID情報を受信した信
号の送り先きの無線基地局たとえば30−2へ送信する
この信号を良好に受信した無線基地局30−2では、す
でに説明したのと同様の手続きを行い、関門交換機20
へ移動無線機10’Oの位置登録信号を送出する。この
信号を受信した関門交換機20では、自装置内のID識
別記憶部24を動作させ移動無線機100の位置登録信
号として、従来の情報から、新情報に書替え、無線基地
局30−2から移動無線機100へ、この事を連絡さ−
ける。
これにより、移動無線機100の位置登録か更新される
以上の更新作業は移動無線機100が待受時であるから
必要なのでおり、通信(話〉中に新ゾーンへ移動した場
合には、後)ボするように、関門交換機20へは新無線
チiネルの側光を新無線基地局30−2と移動無線機1
00との間で行わUる時、同時に位置登録を更新させる
ので、特別の動作は不要で必る。
以上の説明は、移動無線11J100として第1E図の
構成のものを用いた。そして第1B−1図や第1D図に
示す移動無線機100.100Bについては、一部の機
能を休止中と見立てた場合の説明を行った。実際のシス
テムにおいては機能を休止させる必要はなく、むしろ積
極的に活用することが望まれる。すなわち全機能を動作
させると、第1E図の移動無線機100Cでは得られな
い、以下に示すような秀れた能力を発揮するようになる
i) ダイパーシティ送信が可能となり、2つの異なっ
た無線チャネルを用いて位置登録要求信号を同時に送る
ことが可能である。
ii〉  ダイパーシティ受信が可能となり、同一また
は2つの異なる無線基地局30からの異なる無線チャネ
ルの信号を同時に受信可能となる。
1ii)i)とii)より制御信号の信頼性の向上、登
録動作の迅速化等が可能となる。
(2)発呼動作 第5八図ないし第5C図に示すフローチャートを用いて
説明する。
移動無線機100の電源をオンした状態で、すでに(1
〉位置登録の項で述べた位置登録動作は完了している。
そこで、電話基部101の受話器をオフ・フック(発呼
開始)すると(3201、第5図〉、位置登録信号を送
出した場合と同様に、ある無線チャネルにCHlの空き
タイム・スロット5U1−nを見つけ、これを用いて発
呼信号を近傍の無線基地局30−1.30−2宛に送信
する。すなわち、移動無線11100の動作を説明する
と、まず受信に関しては、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1
21−1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122−1もシンセサイザ121−1側をオンに
し固定した状態にある。
また、第1E図のシンセサイザ121−3は、無線チャ
ネルCHI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がら受ける。また、速度
復元回路13Bが動作状態にあり、速度復元回路138
−2は休止状態におるとする。
また、スイッチ122−2もシンセサイザ121−3側
をオンにし固定した状態になる。つぎに無線チャネルC
H1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。また、速度変換回路131が動作状態に
おるものとする。
さて上記の制御信号は、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Sun
を用いて送信される。
タイム・スロットSunに含まれる制御信号としては、
たとえば、次の内容が含まれている。
i) 移動無線機100自身のID。
ii〉  位置登録している無線基地局30のID。
iii )  被呼者のID。
iv)  使用している無線チャネル番号およびタイム
・スロット番号。
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
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、第2A図(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t1100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おるが、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[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、空きタイム・スロットには全く
電波が送出されていなかったり、どのタイム・スロツ1
〜内にも空スロツト表示がなされていない場合がおり、
このときは、それに続く音声多重信号SD’1.SD2
、・・・、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おる。
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
11100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クをとり出して、バース
ト状の制御信号を送出することかできる。
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。それは移動無線は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
させる方法で必る。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必る。
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。
さて移動無線機100からの発呼用制御信号は、近傍に
ある複数の無線基地局30−1..30−2゜・・・、
30−n等で受信され、移動無線機100のID(識別
番号)を検出すると(3202,3203)、また、た
とえ移動無線機100のIDが未登録であったとしても
、その時点で記憶し、関門交換機20宛に発呼信号を送
出する(3204゜5205)。すでに登録ずみの無線
基地局30と同様に関門交換機20宛に発呼信号を送出
する。
関門交換機20では、無線基地局30−1の他、複数の
無線基地局30−2等から同様な信号を受信しているの
で、移動無線機100と通信させるのに適する無線基地
局30を、そのゾーンにおけるトラヒック状態や受信品
質等を総合的に検討して決定する。この結果、通信させ
る無線基地局を30−1.30−2、それぞれ通信に使
用さぜる無線チャネルをCI−!1、タイム・スロット
をそれぞれ1と2と決定すると(S206> 、このこ
とを無線基地局30−1.30−2へ連絡する(S20
7)。他の無線基地局30へは、交信不能を通知するか
、信号を送らずタイムアラ1へさせる。
さて、交信指令信号を受信した無線基地局30−1.3
0−2では(3208,3209>、それぞれ指示され
た無線チャネル、タイム・スロツ]へで受信する準備を
進め、それぞれ無線チャネルCH1,タイム・スロット
5D1−nを用いて移動無線機100へ、関門交換機2
0からの指示を伝える(S210.S21 L第5B図
)。移動無線機’100では、この信号は無線基地局3
0−’l。
30−2から同一時刻、同一信号内容で送信されてくる
から、無線干渉の発生の恐机はなく、良好に受信される
これに応じて移動無線81100では、指示された2つ
のタイム・スロット5DI−’Iaよび5D1−2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5D1−1.8D1−2に対応する2つの上り無線チ
ャネル用のタイム・スロットで必る5UI−1,5U1
−2 (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1
22−2を動作開始させる(3212>。それと同時に
スロット切替完了報告を、それぞれ上りタイム・スロッ
ト5UI−1,St、11−2を用いて無線基地局30
−1.30−2に送出し、ダイヤル・トーンを待つ(3
213>。
この上り無線信号の無線搬送波のタイム・スロット5U
I−1等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5U1
−1.5UI−2のほかに、他の移動無線機100から
の上り信号として5U1−3ヤ5tJ1−n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30−1.
30−2では、発呼イ「号を関門交換機2○に対し送出
しく3214.S215> 、これを受けた関門交換機
20では移動無線@100の■D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(8216)、ダイヤル・トーンを送出する(
3217>。
このダイヤル・トーンは、無線基地局30−1および3
0−2で受信され、無線基地局30−1゜30−2から
移動無線機100へ無線で転送される(3218.32
19>。この転送においては、関門交換機20から指示
してきた同一信号内容が伝えられる。それゆえ、移動無
線機100ではタイム・ダイパーシティ受信効果が得ら
れ良好に受信可能である。
さて、以上により移動無線機100では、通話路が設定
されたことを確認する(S220)。この状態に移行し
たとき移動無線機100の電話は部101の受話器から
ダイヤル・トーンが聞えるので、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SL、
11−1,5U1−2を用いて送出される(3221、
第5C図)。
かくして、送信されたダイヤル信号は無線基地局30−
1.30−2の無線受信回路35−1で受信される。こ
の無線基地局30−1.30−2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30−1.30
−2の信号選択回路群39−1および信号割当回路群5
2−1を動作させて、上りのタイム・スロット5U1−
1、あるいは5U1−2を受信し、下りのタイム・スロ
ット5D1−1あるいは5D1−2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からの制御信号によ
りスイッチ群83のうち、受信用としてスイッチ5WR
1=1−’!、あるいは1−1−2、また送信用として
スイッチ5WT1−1−1.あるいは1−1−2をオン
(第1C図)の状態に設定されている。したがって移動
無線1100から送信されてきたダイヤル信号は、信号
選択回路群39−1の信号選択回路39−1−1を通っ
た後、信号速度復元回路群38−1の信号速度復元回路
38−1−1に入力され、ここで原送信信号が復元され
、スイッチ群83を介して信号処理部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(322
2,3223>、電話網10への通話路が設定される(
S224>。
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30−1
.30−2においてスイッチ群83のスイッチSW丁1
−1−1.あるいは1−1−2を通った後、信号速度変
換回路群51−1の信号速度変換回路51−1−1で速
度変換を受けて、信号割当回路群52−1の信号割当回
路52−1−1によりタイム・スロット5DI−1,5
D1−2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5D1−1.
あるいは5DI−2を用いて前記移動無線機100宛に
送信される。前記移動無線機100では、無線チャネル
CH1のタイム・スロット5D1−1.あるいは5D1
−2において受信待機中でおり無線受信回路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の原信号が復元され、信号混合回
路152を介して電話機部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(S2
25)a 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(3226>、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−
1.30−2宛に送出されるとともに(3227)、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121−1cl−jよび121−2の
出力端に固定する。
一方、無線基地局30−1.30−2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I! 20宛に終話信号を転送し、スイッチ群83の
スイッチSWR1−1−1あるいは1−1−2,5WT
1−1−1あるいは1−1−2をオフして通話を終了す
る(3228.5229〉。同時に無線基地局30−1
.3C)−2内の信号選択回路群39 (39−1)お
よび信号割当回路群52(52−1>を開放する。この
終話信号を受けた関門交換機20では、スイッチ群23
のスイッチをオフにして終話する(S230)以上の説
明では無線基地局30−1.Mるいは30−2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51−1.信号速度復元回路群38−1等を通さ
ないとして説明したが、これは説明の便宜上で必って、
通話信号と同様に信号速度変換回路群51−L信号速度
復元回路群38−1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おる。
(3〉着呼動作 移動無線機100への着呼動作について、第6八図ない
し第6D図のフローチャートを用いて説明する。
移動無線機100は電源をオンした状態で待機中とする
。この場合、移動無線機100はすでに位置登録を完了
しており、自ら発呼する時以外は着呼を待受けている状
態となる。この状態のときに、移動無線機100は近傍
に存在する無線基地局30から送信されてくる信号を待
受けていることになるが、システムにより、つぎの種々
なケースがある。
i) 制御用の専用の無線チャネルがある場合この場合
は制御チャネルの各タイム・スロットに含まれている制
御信号の指示により、制御チャネルが複数ある場合は、
どの制御チャネルで待受けるべきか、とか、1チヤネル
の場合でも、どのタイム・スロットで侍受けるべきか等
の指示が出され、移動無線機100はこの指示に従って
待受けることになる。なお、上記の指示は、無線基地局
30あるいは関門交換120により指示される。
ji)  無線チャネルに制御、通話の区分のない場合 この場合は、システムにより定められた方法に従い、お
る通話チャネルの空きタイム・スロットで待合せするこ
とになる。具体的には、たとえば下記の方法である。
もし無線基地局30に具備されている無線チャネルが1
チヤネルしかないシステムにおいては、空きタイム・ス
ロットを検索し、その内に含まれている制御信号の指示
に従うタイム・スロワ1へ(たとえば5D1−1>で待
受ける。また、とくに指示のない場合には、若い番号の
タイム・スロットで待受ける。
つぎに、システムに複数の無線チVネルが与えられ無線
基地局30の無線送信回路32−’1.32−2.・・
・32−n <第1C図には紙面の都合上32−2まで
しか示されていない)が下り無線チャネルCH1(周波
数F1)、CH2(周波数F2)、・・・、CHn (
周波数F。〉を用いて送信し、無線受信回路35−1.
35−2.・・・、35−n(第1C図には砥面の都合
上35−2までしか示されていない)が対応する上り無
線チャネルCl−11(周波数f1>、CH2(周波数
f2)、・・・。
CHn(周波数f。)を用いて受信している場合には、 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の特定の空きタイム・スロット 上記の指示は、その無線基地局30がら送出されるすべ
ての無線チャネルの空きタイム・スロットから常時また
は間欠的に指示される。
ii)  その無線基地局30から送出される若い番号
の無線チャネルの、かつ、若い番号の空きタイム・スロ
ット 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。たとえば、無線基地局30から送信されて
いる無線チャネルの中で待受けるべきチャネルをCHI
、タイム・スロット5D1−1とすると、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122−1もシンセサイザ
’121−1側をオンにし固定した状態におる。
iii )  関門交換機20ヤ無線基地局30では、
上記のような指示を行わず、着呼の時すべての無線チャ
ネルの空きタイム・スロットを用い、着呼信号を一斉に
送信する。この方式は周波数有効利用上、若干不利であ
るが、安価でかつ高信頼信号伝送が可能となる。
以上のような状態のもとで、一般の電話網10より交換
機11を経由して関門交換機20へ移動無線機100宛
の着呼があったとする。関門交換機20ではID識別記
憶部24を検索したところ、移動無線機100は現在無
線基地局30−1および30−2に位置登録されている
ことを認識するので、移動無線機100への着呼信号を
送出する準備を行う。すなわち交信を担当させる無線基
地局30を、その無線基地局30内のトラヒック。
位置登録時の信号品質等を考慮して決定する。その結果
、交信を担当させる無線基地局を30−1゜30−2と
決定すると、移動無線l1100が待受けている無線チ
ャネルCH1,空きタイム・スロット5D1−1を用い
て、無線基地局30−1゜30−2へ着呼信号を送出す
る(3251、第6A図)。
この信号は無線基地局30−1.30−2では通信信号
22−1〜22−mとして通話信号と同様に、スイッチ
群83を介して信号速度変換回路群51−1.51−2
を通り、信号割当回路群52−1.52−2を介して制
御部40(第10−1図)へ伝えられる。
すると制御部40では、通話路制御部8.1に対し、ス
イッチ群83の送信用および受信用のスイッチSWT、
SWR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、移動無線機’100に対して、関門交換機20の
指示した方法で信号を転送する(S252゜3253)
この方法とは、たとえば無線基地局30−1゜30−2
が同時刻に、同一無線チャネルCH1゜タイム・スロッ
ト5D1−1を使用し、同一信号を送信するというもの
である。同一信号とは、たとえば移動無線機100のI
D信信号管着呼信号表示信号ある。以上の説明は主とし
て無線基地局30−1についてであったが、同じ<30
−2においても同様な動作が行われる。
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10
6への着呼信号でおることを確認するので(3254>
、無線基地局30−1および30−2に対し、それぞれ
タイム・スロット5U1−1.5U1−2を使用して移
動無線機100自身のIDを応答確認信号として送り返
す(S255>。
さて、移動無線機100よりの着呼応答信号を受信した
無線基地局30−1.30−2ではIDを確認し、品質
検査を行い(3256,8257>、これらのデータと
共に関門交換120宛に着呼応答信号を送信する(32
58.3259>。
ところで、移動無線機100よりの着呼応答信号は、必
ずしも無線基地局30−1や30−2ばかりでなく他の
近傍の無線基地局30−3等でも受信される可能性がお
る。あるいは、移動無線機100が位置登録完了後に何
等かの理由により位置登録の更新を行っていない場合は
、無線基地局30−1.30−2では、あまり良好に受
信されず、むしろ他の無線基地局30等で良好に受信さ
れる場合がおる。すなわち、周辺の無線基地局30では
常に各無線チャネルの空きタイム・スロットの監視を行
っており、もし、ここに移動無線機100からの発呼、
もしくは着呼信号を良好に受信した場合には、直ちに必
要な処置をとるようにシステム化されているからでおる
。そして、この5!a置の1つとして、上記の着呼応答
信号の場合、関門交換機20へこれを通知することにな
る。
以上のようなシステム動作により、関門交換機20への
着呼応答信号には、移動無線機50のIDのほか、未登
録の無線基地局30のIDも含まれている場合がある。
そこでこの着呼応答信号を受けると、関門交換機20で
は、移動無線機100のIDがすでにID識別記憶部2
4に記憶されているか否かをfif1認し、記憶されて
いない場合には、その無線基地局30の品質検査のデー
タとともにID識別記憶部24に登録し、この記憶した
IDなどとともに位置登録信号を無線基地局30−3等
へ送信することになる。それ以下の動作は位置登録ずみ
の無線基地局30−1.30−2と同じになる。
さて本論にもどり、複数の無線基地局30から着呼応答
信号を受信した関門交換機20では、IDを確認した後
(3260>、通信させる無線基地局30.使用無線チ
ャネル、タイム・スロワ]へ等を決定し、それぞれ無線
基地局30−1.30−2へ指令する(3261、第6
B図)。
この信号を受信した無線基地局30−1等では、移動無
線機100のIDが正しく登録されたことを確認しく3
262.3263>、関門交換機20から指定されたチ
ャネル・タイム・スロットが空いているか否かを確認し
て切替えの可否を検討しく5264.5265> 、そ
の結果であるチャネル・タイム・スロット指定信号を下
り通話チャネルCH1,タイム・スロット5D1−1に
より移動無線機100に送出する(3266.3267
)。
このチャネル・タイム・スロット指定信号を受信した(
S268>、 移動無線機100では、指定されたチャネルのタイム・
スロットが空きチャネルでおることを確認した場合には
(3269>、そのチャネルのタイム・スロットに切替
えて、チャネル・タイム・スロット切替完了報告を上り
無線チャネルCHI。
タイム・スロットSt、11−1を用いt送出する(S
270、第6C図)。他の無線基地局30から送られて
きたタイム・スロット指定信号に対する応答も、上記と
同様である。
空きタイム・スロットに切替えられたことを確認した(
3271.3272>無線基地局30−1等では、自局
の送受信もこのチVネル・タイム・スロットに切替えて
、チャネル・タイム・スロット切替完了信号を関門交換
機20に対して送出する(S273,3274>。
関門交換機20では、チャネル・タイム・スロット切替
完了信号を受けると、交換機11を介して電話網10へ
の通話路を設定するために、通話路制御部21を動作さ
せてスイッチ群23の適当なスイッチSWをオンにして
、無線基地局30−1.30−2と電話網10とを接続
する(S275〉。そこで電話網10側からは交換機1
1および関門交換機20を介して呼出信号が送出され(
S276>、これを無線基地局30−’1.30−2で
確認する(3277.3278>。そこで呼出ベル゛信
号を設定された°通話チ材ネ゛ルCl−11。
タイム・スロット5D1−1.5DI−2で送出しく5
279,3280> 、移動無線機100で呼出音を発
生する(3281>。
この呼出音により移動無線11100側の送受話器が持
ち上げられる(オフ・フック)と(8282、第6D図
)、チャネルCH1,タイム・スロット5U1−1.5
U1−2でオフ・フック信号が送出され、無線基地局3
0−1.30−2で転送されて(8283,3284)
、関門交換機20に受信されて(S285)、スイッチ
群23のスイッチ5WI−1−1,2−1−1がオンで
あり、移動無線[100と無線基地局30−1との間で
は通話チャネルCH1,タイム・スロット5D1−1.
5LJ1−1.下り周波数F1 、上り周波数f1、移
動無線機100と無線基地局30−2との間では通話チ
ャネルCH1,タイム・スロット5D1−2,5UI−
2,下り周波数F1 。
上り周波数f1を用いて、電話網10と移動無線機10
0との間で通話が開始される(8286>。
通話が終了すると、送受話機がおろされ、オン・フック
信号と終話信号がチャネルCH1,5U1−1.5U1
−2により無線基地局30−1゜30−2に送られ(3
287>、終話を確認した無線基地局30−1.30−
2では、この信号を転送する(3288,5289>。
このオン・フック信号および終話信号を受けた関門交換
機20は、通信制御部21を動作せしめてスイッチ群2
3の今迄使用していたスイッチSWをオフして終話する
(S290)。
以上の説明において、無線基地局30−1と30−2と
で使用する無線チャネルを同一のチャネルCH1とした
が、これは必ずしも同一でなくてもよい。システムによ
っては、隣接ゾーンの同一無線チャネルが使用不可の場
合がある。この場合を想定し、チャネルCH1とCH2
にしてもよい。
ただし、この場合には、第1E図のシンセサイザ121
−1,121−3では、定められたタイミングでチャネ
ルCH1とCH2の局部発掘周波数を発生させる必要が
おり、応答動作の速い性能が求められる。この点、第1
B−1図や第1D図の構成では、動作が容易となる。
(4)通話中チャネル切替動作 移動無線機100が自動車や歩行者の移動にともない、
無線基地局30−1.30−2と交信していたときに無
線基地局30−3と交信するように通話(通信)チャネ
ルを切替える場合の動作を説明する。なおこの中で、本
発明の特徴であるチャネル切替にともなう瞬断が全くな
いことも、あわせて説明する。
移動無線機100は、シンセサイザ121−1と無線受
信回路135と無線送信回路132を用いて無線基地局
30−1.30−2と、それぞれ通話チャネルCH1の
タイム・スロット上り5U1−1,5U1−2と下り5
D1−1.3D1−2を用いて交信中であるとする。移
動無線機100は、無線基地局30−1から遠ざかり、
無線基地局30−3へ近づいたとする。すると移動無線
機100と無線基地局30−1とのあいだの相対距離の
増大にともない、通話品質が劣化をはじめるので、第1
A図の関門交換機20では、無線基地局30−1で受信
した移動無線機100からの送信信号の品質劣化をS/
N監視部25で(レベルし1以下に低下したことを)検
出する。なお、レベルL1といえども回線が要求されて
いる値を上回るように設定されている。周辺にあるすべ
ての無線基地局30に対し、移動無線機100の送信信
号の品質を測定するように要求する。
この要求に応じ各無線基地局30は、測定値を関門交換
機20へ送付するから、関門交換Ifi20のS/N監
視部25では、通信品質基準のレベルL2との比較を開
始する。比較の結果、無線基地局30−2の測定結果が
最も値が良く、かつ品質基準のレベルし2以上、ただし
L2〉Llを満足している事が確認されたとすると、移
動無線機100はン無線基地局30−3の通話ゾーン(
ゾーン3)へ移行したと判断し、チャネル切替を行わせ
ることを決断する。そして、ゾーン3で空いているタイ
ム・スロットを有する通話チャネルを調査した結果、無
線チャネルCH1が使用可能であることを知る。そこで
現在通話中の下り無線チャネルCH1のタイム・スロッ
ト5D1−1,5U1−1を用いて、制御信号により移
動無線機100に対し、無線チャネルCH1のたとえば
タイム・スロット5DI−3,5U1−3で送受信を行
う準備をするように指示する。
またこれと同時に無線基地830−3に対し、無線チャ
ネルCH1のタイム・スロット501−2.5u2−2
で送受信を行うように指示する。
関門交換R20では、これらの指示を出した後、スイッ
チ群23のスイッチ5WI−1−1,2−1−1と5W
3−1−1とを同時にオンの状態にし、無線基地局30
−3に対しても、無線基地局30−1.30−2と同一
の通話信号の送出を開始する。また当然のことながら3
つの無線基地局30−1.30−2.30−3の変調器
の変調の深さをはじめ、タイム・スロットの長さ、1フ
レーム内の数、各無線チャネルのタイミング等も同一と
する。
この制御信号の伝送を実現するために、具体的には、制
御信号がアナログ信号の場合、第2E図(a)に示すよ
うに、通話チャネルの帯域0.3〜3.0KHz外の低
い周波数f。。(たとえば約100Hz)または高い周
波数fD1.fD2.fD3・・・fD8(たとえば3
.8KHzから0.1KH2間隔で4.5KH2までの
8波)を用いる。
制御すべき項目すなわち制御データが多いときには、制
御用の周波数f、。〜fD8の波数をさらに増加させて
もよいし、副搬送波形式をとることも可能でおる。この
とき、たとえばf、。〜fD8のうちの1波おるいは複
数の波に周波数変調をかけたり、あるいは振幅変調をか
けたりすることによって、より多くの制御データを伝送
することもできる。
また、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、これを第2
E図(b)に示す。第2F図(b)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、送信部31の
変調回路に印加する場合の一例である。
第2C図および第2D図に、本システムのチャネル切替
の前後におけるタイミング・チャートを示す。
第2C図(C)または(d>において、下りタイム・ス
ロット5D1−1または5D2−2は、それぞれ無線基
地局30−1または30−2が移動無線機100宛に送
信信号として使用している無線チャネルCH1のタイム
・スロットであり、他のタイム・スロットは他の移動無
線機宛に使用されているもの(空スロットを含む)とす
る。同様に、第2C図(e)において、タイム・スロッ
ト5D3−3は、新しく交信しようとする無線基地83
0−3が移動無線機100宛の送信信号として使用して
いる無線チャネルCH1のタイム・スロットであるとす
る。
また、第2D図の(f)、(g>、(h)は、第2C図
の(c)、(d)、(e)’の出力をそれぞれ受信して
対向する移動無線機100から送信される信号である。
したがって、使用されているタイム・スロワ1〜はそれ
ぞれ5U1−1 (C1l)、5U2−2 (CHl 
>、5U3−3 (CHl )でおり、他は別の通信に
使用されている(空きスロットも含む)ものである。
第2C図(C)、第2D図<f>において、無線基地局
30−1と移動無線機100との間で用いているチャネ
ルCH1のタイム・スロット5D1−1,5tJ1−1
の品質がレベル11以下に低下したことを関門交換12
0のS/N監視部25が検出し、無線チャネルCH1の
タイム・スロット5U3−3で無線基地局30−3から
の送信電波を並行して受信可能とするための準備を始め
るように、チャネルCH1のタイム・スロワlへS D
l−1を用いて移動無線IJ100に指示する。
そこで、移動無線機100の制御部140は、それまで
シンセサイザ121のみを使用して、チャネルCHIの
タイム・スロット5D1−1..1”iよび5D2−2
による無線基地局30−1および30−2からの送信波
を受信している状態から、無線基地局30−3から送信
されるチャネルCH1のタイム・スロット5D3−3周
波数F1の送信波も受信可能とするような周波数をシン
セサイザ121に発生せしめる。
無線基地局30−1から送信されているチャネルCH’
lのタイム・スロット5DI−1の品質低下により、無
線基地局30−3からチャネルCH1のタイム・スロッ
ト5D3−3による送信波が発射されると、移動無線機
100では、送受信断続制御器123を作動して、切替
スイッチ122−1の反復切替を行わせる。これと同時
に、それまでシンセサイザ121−1のみを動作せしめ
て、無線チャネルCH1のタイム・スロット5LJ1−
1.5U2−2を用いて、無線基地局30−1゜30−
2に送信していた状態から、無線基地局30−3に対し
て、チャネルCH1のタイム・スロット5U3−3.周
波数f1により送信することができる状態に移行させる
。この送信に使用されるシンセサイザ121−1と12
’1−3の出力も、切替スイッチ122−2によって、
送受信断続制御器123からの信号で反復切替が行われ
る。
チャネルCH1のタイム・スロット5U1−1゜5tJ
2−2,5U3−3とが並行して送受信されるこの切替
送受信期間は、チャネルCH1のタイム・スロット5U
3−3の確認と、同チャネルの品質が一定のレベル12
以上であることを関門交換局20が確認するまで続けら
れ、その後はチャネルCH1タイム・スロット5D1−
1,5U1−1を開放し、無線基地局30−2.30−
3と移動無線1100(B)との間の交信は、チャネル
CH2のタイム・スロットSD:2−2.3D3−3.
5U2−2,5U3−3のみにより瞬断なく継続される
この切替送受信期間における切替スイッチ122−1ま
たは122−2の切替周波数f1は、システムごとに定
められる値であり、無線チャネルCH1内に含まれてい
る1フレーム内のタイム・スロット数をn、1タイム・
スロットの時間間隔をT1とすると、 f1=(nT1)’ で与えられる。
第7八図ないし第7D図には、本システムの通話中チャ
ネル切替時の動作の流れを示すフロー・チャートが示さ
れている。
関門交換機20.′無線基地局30−1.30−2.3
0−3および移動無線機100が動作を開始し、関門交
換機20に含まれるスイッチ群23のスイッチ5W1−
1−1.2−1−1がオンで市り、無線基地局30−1
.30−2と移動無線1100との間で交信中である。
この交信には、関門交換120に含まれる通信制御部2
1によって指示された無線チャネルCHIのタイム・ス
ロット5D1−1,5D2−2.5UI−1,5U2−
2.下り周波数F1と上り周波数f1が使われている(
S101、第7A図)。
通信中の無線基地局30−1.30−2からは、たえず
移動無線機100からの受信状況報告が出され(310
2>、これを受けた関門交換機20のS/\監視部25
では、通話品質がレベルL1よりも劣化していないか否
かを監視している(S103)。通話品質がレベルL1
よりも劣化していたならば(S103YES) 、通信
制御部2]から、無線基地局30−1の周辺にある無線
基地局30に対し、無線基地局30−1と移動無線機1
00との間の交信に使用している上り周波数f7.タイ
ム・スロット5UI−1の信号をモニタ受信するように
指示する(3104)。
モニタ受信の指示を受けた周辺の各無線基地局30(た
とえば30−3>では、周波数f1.タイム・スロット
5UI−1の信号をモニタ受信しく3105>、その結
果を関門交換機20のS/N監視部22に報告しく31
06)、各無線基地局30からのモニタ受信品質を測定
比較し、たとえば無線基地局30−3の通話品質が一定
基準のレベルL2よりも良く、かつ最良でおることを検
出する(S107YES)。
そこで通信制御部21は、移動無線機100が無線基地
局30−1のカバーするゾーンから無線基地局30−3
のカバーするゾーンに移動したものと判断しくS’10
8、第7B図)、無線基地局30−3との交信に切替え
るために、無線基地局30−3が使用することのできる
空きタイム・スロットを有するチャネルを検索しく51
09>、その結果、チャネルCH1のタイム・スロット
5D3−3,5tJ3−3を決定する(S110)。
通信制御部21は、制御部’140に対し、移動無線機
100の送信部132および受信部135に、チャネル
CI−11のタイム・スロット5D3−3゜5U3−3
での交信の準備をするように指令する(5111)。
このチャネルCHIのタイム・スロット5D3−3.5
U3−3を用いるための交信準備指令は、無線基地局3
0−3に送られ、チャネルCH1のタイム・スロット5
D3−3.5LJ3−3による交信の準備をする(31
12)。この指令は同時に無線基地局30−1からチャ
ネルCH1のタイム・スロット5D1−1により送出さ
れる(3113)。移動無線機100は、このチャネル
CH1、タイム・スロット5D3−3.5U3−3、周
波数F1による交信準備指令を受信しく5114)、チ
ャネルCH2,タイム・スロワ1へ5D3−3.5U3
−3による交信を可能とするための準備、すなわち、制
御部’140からシンセ゛リーイザ121−1および1
21−2に対して、周波数F1を受信し、周波数f1で
送信できる状態は継続させ、また送受信断続制il器1
23はタイム・スロット5D3−3.St、13−3を
使用する動作に入る(3115、第7C図〉。
チャネルCトじのタイム・スロット5D3−3゜5IJ
3−3を用いて交信する準備ができると、移動無線機1
00は、準備完了の報告をチャネルCH1のタイム・ス
ロット5tJ3−3を用いて無線基地830−3に対し
て報告する(3116)。
この報告を受けた無線基地局30−3は、ステップ51
12で準備したタイム・スロット5D3−3.5U3−
3による無線基地局30−3内の準備完了を確認して関
門交換機20へ報告を出す(3117)。
タイム・スロット5D3−3.5U3−3を用いての無
線基地局30−3と移動無線機100との間の交信準備
の完了を、関門交換機20が確認すると(S118>、
スイッチ群23のスイッチ5W1−1−1.2−1−1
はオンのままにして、スイッチ5W3−1−”lもオン
にする(S119>。そこで関門交換機20に含まれた
通信制御部21は、無′m基地局30−3に対して、移
動無線機100との間でタイム・スロット5D3−3.
3U3−3を用いて交信を開始することを指令する(3
120)。
この交信開始指令を受信すると(S121)、無線基地
局30−3は交信開始指令をタイム・スロット5D3−
3を用いて送出する(3122)。
移動無線機100は移動無線機を識別するための識別信
号であるID信号により、タイム・スロット5D3−3
.5U3−3による交信の開始を確認しくS123)、
タイム・スロット5U3−3を用いて、ID信号を含む
通信信号を送出しく5124)、この通信信号を受けた
無線基地局30−3は、タイム・スロワl−3D3−3
,5U3−3で交信を開始したことを報告する(S12
5>。
この報告を受けた関門交@機20のS/N監視部25は
、タイム・スロット5D3−3.3U3−3による交信
開始を確ルXL (Sl 26) 、移動無線機100
と無Ijl基地830−3との間の通信の品質レベルを
測定し、一定の品質レベルし2以上であることを検出す
ると(S”127YFS、第7D図)、無線基地830
〜1と移動無線機100(B)との間のタイム・スロワ
Iへ5D1i。
S(,11−1を用いて行っていた交信の停止を無線基
地局30−1および30−3に指令する(3128)。
これによって、無線基地830−1はチャネルCl−1
1のタイム・スロット5DI−1,5tJ1−1による
交信をオフにする(S129>。またチャネルCH1に
よる交信停止の指令を受けた無線基地局30−3は、そ
の指令を転送しく5130)、このチャネルCH’lに
よる交信停止指令を移動無線1100が受信すると(3
131)、切替スイッチ122−2において所定のタイ
ミングでオン・オフを継続して、チャネルCHIタイム
・スロット5D2−2,5D3−3,5LJ2−2,5
U3−3のみ動作せしめるようにして、チャネルCH1
,タイム・スロット5U1−1よる交信停止報告をチャ
ネルCH1のタイム・スロット5U3−3を用いて送出
する(3132)。これを受けた無線基地局30−3は
、このチャネルCH1゜タイム・スロット8U1−1に
よる交信停止報告を転送する(3133)。
チャネルCH1,タイム・スロット5U1−1による交
信停止報告を受けた関門交換1120の通信制御部21
は、スイッチ群23のスイッチ5W2−1−1.3−1
−1はオンのままとし、スイッチ5W1−1−1をオフ
にする(3134)。
これによって、チャネル切替動作の期間を終了し、スイ
ッチ5W2−1−1.3−1−1のオン状態で、チャネ
ルCH1,下り周。波数F1.上り周波数f1を用いて
、移動無線機100は無線基地局30−2.30−3と
の間で、−瞬の切断も、雑音の混入もなく、通信を継続
することができる(3135)。
以上の説明では、本発明のシステムにおいて通話中チャ
ネル切替えを行うに際し、相隣るゾーン間では同一無線
チャネルを割当て可能なものとして説明した。これは本
発明のように時分割通信を行う場合、たとえ小ゾーン方
式でも、隣接する2つのゾーンにおいて同一無線チャネ
ルを使用したとしても、空きタイム・スロットで電波を
送信しないシステムにおいては、タイム・スロットを異
ならせておけば、すでに述べたように無線干渉は発生す
る危険性はないからでおる。勿論、従来の小ゾーン方式
で採用されているように、くり返しゾーン内での同一無
線チャネルの再利用禁止の条件の下でも、本発明は何ら
支障なく適用することが可能である。
すでにのべたチャネル切替の動作例では、第1E図の移
動無線機100Cの回路構成において、それぞれ1個の
無線受信回路135.無線送信回路132を用い、通話
中チャネル切替に際しては、同時に存在する新旧3つの
チャネルのタイム・スロットの通話信号を処理するもの
であった。この場合、新旧3つのチャネルにおいて割当
てられたタイム・スロットが同一のタイミング(たとえ
ば第2C図の5D1−1と5D2−1.第2D図の5U
1−1.5U2−1>であるとすると、送受信ミクサ1
33.136において混変調が発生し通信品質に悪影響
を及ぼす可能性がある。これを防止するためには同一の
タイミングのタイム・スロットをp1当ないようにすれ
ばよい。このことは第1B−1図の構成を有する移動無
線機100でも事情は同じである。
同一のタイミングのタイム・スロットを割当てたいとき
には、第1D図に示すような移動無線機100Bを用い
ればよい。この場合、同図に示すごとく2組の無線送受
信回路132−1,132−2.135−1,135−
2を持たせているから、無線干渉の発生する危険はない
。その上、常時送受信ダイパーシティを実施できるメリ
ットもおる。
(5)複数の無線基地局との間で行う送受信ダイパーシ
ティ 第8八図ないし第8D図には、本システムの送受信ダイ
パーシティを実行した時の動作の流れを示すフロー・チ
ャートか示されている。
関門交換機20.無線基地局30−1.30−2および
移動無線機100が動作を開始し、関門交換機20に含
まれるスイッチ群23のスイッチ5W1−1−1がオン
でおり、無線基地局30−1と移動無線機100との間
で交信中でおる。この交信には、関門交換機20に含ま
れる通信制御部21によって指示された無線チャネルC
H1のタイム・スロット5D1−1.SU’l−1,下
り周波数11と上り周波数f1が使われている(S30
1、第8A図)。
以下の説明では、第1D図に示す移動無線機100B 
(単に移動無線!1100として表示する〉を使用する
移動無線機100は、無線基地局30−1と交信を継続
するとともに通信品質の維持ないし向上のために、近傍
におる他の無線基地局30と送受信ダイパーシティを実
施することを決定したとする(S302>。この決定は
帯域外ml制御信号により、無線基地局30−1へ送ら
れ(303)、無線基地局30−1はこれを受信しく3
04)、関門交換機20へ転送する(3305)。この
信号を受信した関門交換1!20では(S306)。移
動無線11100の近傍の通信トラピック状況を検索す
る(3307)。この結果、トラヒックの異常な輻轢が
認められた場合は(3308YES)、移動無線機10
0に対し、送受信ダイパーシティ実施不可の指示を無線
基地局30−1を介して行う(3309’)。またトラ
ヒック輻快のない場合は(3308NO> 、無線基地
局30−1の周辺にある無線基地局30に対し、無線基
地局30−1と移動無線機100との間の交信に使用し
ている上り周波数f 、タイム・スロット5U11の信
号をモニタ受信するように指示する(S310、第8B
図)。
モニタ受信の指示を受けた周辺の各無線基地局30(た
とえば30−2>では、周波数f1.タイム・スロット
5tJ1−1の信号をモニタ受信しく5311)、その
結果を関門交換1!20のS/N監視部22に報告L 
(S312.5313)、各無線基地局30からのモニ
タ受信品質を測定比較し、たとえば無線基地局3o−2
の通話品質が一定基準のレベルL2よりも良いことを検
出する(S314YES>。
そこで通信制御部21は、移動無線機100が無線基地
局30−1のカバーするゾーンから無線基地局30−2
のカバーするゾーンに移動したものと判断し、無線基地
局3o−2との送受信ダイパーシティを実施するために
、無線基地局30−2が使用することのできる空きタイ
ム・スロットを有するチャネルを検索しく5315)、
その結果、チャネルCH2のタイム・スロツl−S D
 2−2.5U2−2を決定する(3316)。通信制
御部21は、制御部140に対し、移動無線機100の
送信部132 (132−2)および受信部135 (
135−2>に、チャネルCH2のタイム・スロット5
D2−2,5U2−2も動作させて送受信ダイパーシテ
ィによる交信の準備をするように指令する(3317)
このチャネルCl−12のタイム・スロット5D2−2
,5U2−2を用いるための交信準備指令は、無線基地
局30−2に送られ、チャネルCH2のタイム・スロッ
ト5D2−2,5U2−2による交信の準備をする(3
318)。この指令は同時に無線基地[30−1からチ
ャネルCH1のタイム・スロット5D1−1により送出
される(3319)。移動無線機100は、このチャネ
ルCH2、タイム・スロット5D2−2,5U2−2、
周波数G2をも用いる送受信ダイパーシティによる交信
準備指令を受信しく3320)、チャネルCH2,タイ
ム・スロット5D2−2.5U2−2をも加えた交信を
可能とするための準備、すなわち、制御部140からシ
ンセサイザ121−2および121−4に対して、周波
数G2を受信し、周波数g2で送信できるように指示し
、また送受信断続制御器123はタイム・スロット5D
2−2、St、J2−2を併せて使用する動作に入る(
S321)。
移動無線130−1とチャネルCトじのタイム・スロッ
ト5DI−1,5tJ1−1を用いて通信しながら、チ
ャネルCH2のタイム・スロット502−2.5U2−
2を用いて交信する準備かできると、移動無線機]○○
は、準備完了の報告をチャネルCH2のタイム・スロッ
ト5tJ2−2を用いて無線基地局30−2に対して報
告する(S322〉。この報告を受けた無線基地局30
−2は、ステップ8318で準備したタイム・スロット
5D2−2,5U2−2による無線基地局30−2内の
準備完了を確認して関門交換FM20へ報告を出す(3
323>。
タイム・スロット5D2−2.5U2−2を用いての無
線基地局30−2と移動無線機100との間の交信準備
の完了を、関門交換機20が確認すると(3324)、
スイッチ群23のスイッチ5W1−1−1はオンのまま
にして、スイッチ5W2−1−1もオンにする(332
5)。そこで関門交換機20に含まれた通信制御部21
は、無線基地局30−2に対して、移動無Ij1機10
0との間でタイム・スロット5D2−2,5U2−2を
用いて交信を開始することを指令する(S326、第8
D図〉。
この交信開始指令を受信すると(S327)、無線基地
#30−2は交信開始指令をタイム・スロット5D2−
2を用いて送出する(3328)。
移動無線機100は移動無線機を識別するための識別信
号であるID信号により、タイム・スロット5D2−2
.5u2−2による交信の開始を確認しく3329)、
タイム・スロット5U2−2を用いて、ID信号を含む
通信信号を送出しく5330)、この通信信号を受けた
無線基地局30−2は、タイム・スロット5D2−2,
5U2−2で交信を開始したことを報告する(S’33
1)。
この報告を受けた関門交換機20のS/N監視監視部組
2タイム・スロットSD2m2,5U2−2による交信
開始を確認しく5332)、移動無線機100と無線基
地局30−2との間の通信の品質レベルを測定し、一定
の品質レベルし2以上でおることを検出する(S333
YES)。
これによって、送受信ダイパーシティ動作への移行期間
を終了し、スイッチ5WI−1−1と5W2−1−1の
オン状態で、無線基地局30−1との間はステップ33
01にあける状態で、また無線基地局30−2との間は
チャネルCH2,下り周波数G2 、上り周波数g2用
いて、移動無線機100は送受信ダイパーシティによる
通信を継続することができる(3334)。
この送受信ダイパーシティによる通信においては、スイ
ッチ群23のスイッチ5W1−1−1と5W2−1−1
とはともにオンの状態にあり、無線基地局30−2に対
しても、無線基地局30−1と同一の通話信号が送出さ
れ、°また当然のことながら両無線基地局30−1.3
0−2の変調器の変調の深さをはじめ、タイム・スロッ
トの長さ。
1フレーム内の数、各無線チャネルのタイミング等も同
一である。
以上に説明した2つの無線基地局30と移動無線機10
0との間で行う送受信ダイパーシティは、それぞれが使
用する無線チャネルもCHI、CH2と別個にしたが、
これは必らずしも必要ではなく、同一の無線チャネルで
あってもよい。ざらに同一のまたは別個の無線チャネル
を用いる場合に、タイム・スロットも任意に選択可能で
ある。これらのダイパーシティ効果についてはつぎに説
明する。
(6)本発明によるダイパーシティ効果と従来方式との
比較 第9図に本発明によるダイパーシティ効果と従来方式(
搬送波角度変調または振幅変調した方式)との比較を示
す。
まず(5)項で説明した複板の“無線基地局30を使用
する送受信ダイパーシティにおいては、複数の無線基地
局30において同一チャネルを用いても別チャネルを用
いても実行可能であり、また同様に使用するタイム・ス
ロットも同一のタイム・スロットを用いても別個のタイ
ム・スロットを用いても通信可能であり、ダイパーシテ
ィ効果が得られる。ざらに、これらの無線基地局30は
場所的に異なるからアンテナ間の送受信特性に関する相
互相関は全くなく、ダイパーシティ効果が得られること
は明らかでおる。
つぎに本発明による同一の無線基地局30を使用する送
受信ダイパーシティにおいては、場所が同一であるから
同一使用チャネル、同一タイム・スロットを使った場合
はダイパーシティ効果は得られないことになる。スペー
ス・ダイパーシティも送受信アンテナを適正距離だけ離
さなければアンテナ間の相関係数が零に近くならず満足
な効果は得られない。
これに対し従来方式では、複数の無線基地局を使用する
場合は、使用チャネルが同、−または別チャネルであっ
てもその双方においてスペース・ダイパーシティ効果は
得られるが、タイム・スロット別のダイパーシティは実
現不能のため、当然そのダイパーシティ効果は得られな
い。さらに同一の無線基地局を使用した場合は、別チャ
ネルを使用する場合には効果が得られ、またスペース・
ダイパーシティ効果は若干はあるものの、同一チャネル
、同一タイム・スロットまたは別タイム・スロワI−の
使用はできないことになる。
以上の評価からも本発明による送受信ダイパーシティが
いかに効果がおるかが明らかとなった。
なお、同一の無線チャネルを使用するダイパーシティ構
成の場合、移動無線機100の構成を簡単にすることが
できる。このような構成を有する移動無線機100Cを
第1E図に示す。第1E図では送受1組の無線機しか具
備していないが、同一の無線チャネルを使用するかぎり
、同図の構成で複数の無線基地局30と送受信ダイパー
シティが実施可能でおることは明らかでめろう。
また3つ以上の異なる無線基地局30と移動無線Ml”
100cとの間で、多くのタイム・スロットを用いて、
送受信ダイパーシティが実施可能であることも、以上の
説明で容易に理解されるであろう。
(7)本発明の詳細な説明 つぎに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を理論的に説明する。そのために、
上り(移動無線機100か送信、無線基地局30が受信
)無線信号を例にとる。
まず上り無線信号がすべて空線、すなわち全タイム・ス
ロットとも使用されていない場合を想定する。発呼を希
望した移動無線機100は、下り無線チャネル内の、た
とえばタイム・スロットSD1の制御信号により、移動
無線機100か上り無線チャネルの使用可能なタイム・
スロット(たとえばタイム・スロット5D1)を選択ず
みで、タイミング発生回路142からの信号により無線
送信回路132から制御信号(通話路が設定されれば通
話信号)を無線基地局30宛に送出する。
同様に、他の移動無線機から発(看)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。
以上説明した上り無線チャネルに含まれている信号を数
式に表現する。
第1B−1図の電話機部101の出力信号(または制御
信号)であるデータおるいは通話信号(アナログまたは
ディジタル形式の信号に対して)は、つぎのように表現
できる。
また帯域外に存在する制御信号は、 μ。 (1)  −、へ、a、  cos  (ω、 
 −1+01 )(2〉 ここで、aiは振幅の大きさ、ωiは信号の角周波数、
θ1はt=Qのときの位相を表わす。m。
nは正の整数を表わす。
つぎに周波数変調の場合を説明するが、位相変調におい
ても、また振幅変調においても本発明は同様に適用され
る。(1)式または(1)式および(2)式で搬送波を
周波数変調すると、得られる変調波は、 I=IoSinf(ω+μ(t))di= I□ Sf
n (ωt+5(t))     (3)または、 I= I□ sin f (ω+μ(1)十μ。(t)
’)dt=I□5in(ωt+5(t)+5o(t)>
ただし、 mi =ai /ω7  <r=1.2.3.・・・、
n)(4)式で示される5(t)+5o(t)は一般的
な形の伝送信号を表わすことになる。
さて、(3)式または(4)式を用いると、移動無線機
100のアンテナから送出される無線信号は下式で示さ
れる。
I= (I01/n)[1+2 tl(n/mπ))x
sin  (mπ/n)cosmpt]xsin (Ω
1j+51m +5o1(t)>ただしnは1フレーム
内のスロット(等時間間隔とする)数、pは切替角周波
数、mは正の奇数とする。
(5)式は同一無線チャネルを使用する移動無線機10
0からの送信信号が1フレーム内のスロットn個のうち
の1個の場合でめったが、全スロットが信号で実装され
ている状態、すなわちn個の移動無線!1100が同一
無線チャネルを用いて通信中とした場合に無線チャネル
に含まれている信号の数式による表示は以下のごとくに
なる。
I=(101/ml)[1+2Σ (n/mπ))m=
1 XSin  (m7r/n)CO3mpt]xsin 
(Ω1 t +S1 (t)、 + 5c1(t) )
+ (I02/n)[1+2Σ (n/mπ))m=1 xsin  (mπ/n> xcos mp (t−2yr/ (np> )コX5
in (Ω2 t+52(t) +5o2(t) )十
(I03/ n) [1+2Σ(n/mπ))m=1 xsin’ (mπ/n> xcos mo (t−4yr/ (nl)) ) ]
xsin (Ω3 i+s3 (t) +5o3(1)
)十(IO,/n)l+2Σ (rl/mπ))m=1 xsin  (rr+yr/n> XCO3mp(t−2(n−1> 7r/ (nD> 
)コ゛xsin (Ωot十5n(t)+so、(t)
)ただし、pは切替角周波数、mは正の奇数とし、n個
の入力波に対する切替時間は等間隔とした。
第1A図の無線基地局30から送信される無線信号は、
(6)式で表わされることになり、対向して通信してい
る移動無線機100は、(6)式の中で自身に必要な信
号だけを第1B−1図に示すタイミング発生器142や
送受信断続制御器123を用いて選択受信することにな
る。いま、これを移動無線機100−1に対しては、第
2A図に示すタイム・スロットSD1とすると(6〉式
のうちの右辺第1項、すなわち右辺に示される信号とな
る。(5〉式は第1B−1図の受信部137に含まれて
いる振幅制限器を通過すると、下式に示すような形とな
る。
I=Asin (Ω1j+51(1)+s。1(t) 
)(5′) ただし、Aは振幅で周波数や時間に関係しない。
(5′ )式が受信部137に含まれている周波数弁別
器を通ると、復調出力として、 e(t)=μ(1)十μ。(1) を得る。そして、この出力を第1B−1図の速度復元回
路131を通せば、原信号が再生されるわけである。
以上は無線基地830が送信し、移動無線機100が受
信する場合を説明したが、移動無線機100が送信し、
無線基地局30が受信する場合も同様に説明される。た
だし、この場合は移動無線機100の場合のように移動
無線機100自身に所要の信号だけ受信するのではなく
、多数の移動無線B1100から時系列的に送られてく
る信号をすべて受信しなければならない点が異なってい
る。
以下、後)ホする隣接チャネル干渉などの影響を調べる
上で必要となるので(6)式の変形を行う。
(6)式右辺は下式のように展開される。
I = (I01/ n ) [sin (Ω1t+U
1(t))十(n/π)Sin(π/n> xlsin((Ω1+p) t + lJl (t) 
)+5in((Ω1 1)> t+U1(t)) ]+
 (n/3π)sin  (3yr/n)x[5in(
(Ω1 +3p> t+U1(j)−(6π/n>(n
−1)) +5in((Ω1 3D)t+U1(t)+(6π/n
>(n−1>)] + (n15π)sin  (5yr/n)x[5in
((Ω1+5 p ) t + U 1 (t)−(1
0π/n><n−1’)) 十5in((Ω1−5p) t+IJ1 ft)+(1
0π/n)(n−1))] 十・・・・・・               コ+ 
(I02/ n > [sin (Ω2 t+U2(t
) )+(n/π)sin(π/n) x[5in(<Ω2+p)↑+U2は))+5in((
Ω2−p)↑+U2げ))コ+ (n/3π)sin 
 (3π/r1>x[5in((Ω2 +31))t+
U2(t)−(6π/n>  (n−1)) +5in((Ω2 31)> t+u2(t)+(6π
/n)(n−1>)] 十(n15,1sin (5π/n) x[5in((Ω2 +5 p ) t +U 2 (
t)−(10π/n>(n−1)) +5in((Ω2 5p)j+U2 (t)+(10π
/n> (n−1>)] + −−−−−] + (I□n/n) [sin (Ω。t+U、(t)
)+(n/π)sin(π/n> x[5in((Ω +I)) t +Un(t) )十
sin  ((Ω、 D)t+uo(t)) ]+ (
n/3π)sin  (37r/n>x[5in((Ω
 +3D)t+U。(t)−(6π/n)  (n−1
)) +5in((Ω −3p)t+U、(t)一(6π/n
>(n−1))] +(n15π)Sin (5π/n> x[5in((Ω +5p)t+U、(t)−(10π
/n>  (n−1>) +5in((Ω −5D)t+tJ、(t)一(10π
/n>(n−1>)] +・・・・・・                 ]
ただし、 U・(t)=S・(t)+s。1(t)<r=1.2.
・・・、n) ここで(7)式をみると多くの搬送波を合成したものと
なっていることがわかる。
以下システム構築上問題となる隣接無線チャネル干渉、
同一無線チャネル干渉や伝送信号の遅延時間量について
定量的な評111Iiを行い本発明によるシステムが実
用上何ら支障なく運用されることを説明する。
(I)隣接無線チャネル干渉 1フレーム内のタイム・スロット数が10、音声多重度
が1011フレームの周期が10Qm秒とした場合を例
にとり、大部分の信号成分は、1つのチャネル内にとど
まり隣接チャネルへ及ぼす影響は極めて少ないことを、
以下窓】的に説明する。
(7)式において隣接無線チャネル干渉が最も大きくな
るのは全実装すなわら仝タイム・スロツトを使用中の場
合であろう。また計算の便宜1各移動無線機100から
送出される搬送波周波数Ωi <i=1.2.・・・、
n)および伝送される信号UH(i=1.2.−、n>
について Ω1=Ω2=・・・=Ω。
U1=U2=・=U。
とおいても、干渉量に及ぼす影響は無視される(実際は
この場合が起り得る場合の最大の干渉量となる)。
また、実際のシステムにおいては、 ■01=IO2”””’= ’On= ’0(8′ 〉 とおいてよいから、(7)式は下記のように表ねされる
I/n= (I□ /n> (Sin  (Ω1を十U
1 (t) )+ (n/yr)sin  (π/n)
x[5in((Ω +D)t+U1 (t))十5in
((Ω1 1)) j十U1 (t) ) ]+(n/
3π)sin (37r/n>x[5in((Ω1+ 
3 D ) t+ U 1 (j)−(6π/n)(n
−1>) +5in((Ω13p)j+U1 (j)−(6π/n
)(n−1>)] +(n15π)sin (5π/n> x[5in((Ω +5p> t+U1 (j)−(1
0π/n>(n−1>) +5in((Ω1 5p)t+U1(t)−(10π/
n>(n−1>)]) 十・・・・・・〕 (9)式に含まれているpの値として、20πラジアン
すなわち周波数を10Hzとし、かつ搬送波の位相を無
視し、エネルギー(電圧)を尖頭値で表わす(この結果
妨害電波の影響を大きく評価することになる)と下式の
ようになる。
I / n = (I □ / n > (1+(n/
 π)Sin(π/n) +  <n/3yr)sin  (3yr/n)  +
−)−(I□/n>((n/1sin (π/n)+ 
(n/3π)sin  (3π/n)+・ )ただし、
他の無線チャネルからみて上記の妨害電波の搬送周波数
の位置は、p=0すなわち主搬送周波数を中心に上下に
それぞれ、 ±p、±2p、±3p、・・・ 離れた所にある。しかし計算上は最も影響の大きい所に
あるものとして計算を続ける。
そこで、 sin  (π/n)、 sin  (3yr/n)。
5in(5π/n)、・・・ の絶対値は1以下でおるから(10)式は次式のように
おいてもよい(この結果電波干渉は大きく出る)。すな
わち、これらをいづれも1とおくとく10)式は、 ■/Io=1+(n/π)(1+1/3+115+・・
・+1/ (2n−1)+・・・) +(n/π)(1+1/3 +115+・・・+1/(2n−1) 十・・・) この(11)式の右辺第1項の1は主搬送波の成分をあ
られし、第2項目の(n/π)()は主搬送波の上側周
波数帯域にある副搬送波成分をあられし、第3項目の(
n/π〉()は下側周波数帯域にある副搬送波成分をあ
られしている。
(11)式に示される多数の搬送波のエネルギー分布を
周波数軸上に示すと第10図のごとくになる。(11)
式より無線チャネル内の保留される副搬送波エネルギー
く振幅値)のうち、中心周波数の上下10KHz内にあ
るエネルギーと10〜20KH7内にあるエネルギーを
比較する。まずl0KH2以内にあるエネルギー(電圧
値) E = (IOKH2)は=2n/yrx 5.
5508 (12〉 また、上下10〜20KH2内におるエネルギーE(2
0にH2)は =2n/πx O,1421 したがって R= E (20KH2) /E (IOKH2) 4
0.0256すなわち約1/40に逓減していることが
わかる。
同様に上下20〜30KH2内にあるエネルギーを求め
同様に比較すると、0.00761すなわち約1/ 1
30に逓減している。
以上の概算例は、多数の副搬送波の存在を強調して算定
した結果でおるが、それにもかかわらず送信出力の99
%以上のエネルギーが自己の無線チャネルの伝送帯域内
に存在し、残りの1%以下のエネルギーが他チャネルへ
電波干渉を与える可能性のあるこを示している。
(11)式を用いて隣接チャネルに対して妨害電波とな
り得る搬送波電力を求める。ただし、以下の計算におい
ては隣接チャネルにおいてもフレーム構成は全く同様と
仮定する。
第10図に示される隣接チャネルはチャネル間隔125
KHz離れているものとし、このチャネル内に副搬送波
の周波数75KH2〜175にH2の成分が妨害を与え
るものとすると、全電力は(11)式より一方、主搬送
波のエネルギー(これは隣接チャネルの主搬送波のエネ
ルギーに等しい)は1でおるから信号対妨害電波の比(
以下D/Uと略する)は1/ 0.0027で必りデシ
ベルで表わせば50dBとなる(ただし電力比)。
以上の計算はpが20πラジアン(IOH2)であった
が、同様の計算をpが100Hzの場合(pを大きくす
るのは後述のように信号の遅延時間を短縮するためであ
る)について行うと、信号対妨害電波の比は30dB 
(電力比)となる。ところで一般の移動通信においては
、同一チャネル干渉として許容し得るD/lJ (信号
波対干渉波)値は24dB (電力比)とされているの
で、上記の計算値は十分な余裕をもって満足しているこ
とを示している。すなわち、本発明による送信波をパル
ス的に断続して動作させても、隣接チャネルに及ぼす電
波干渉は無視可能であることがわかる。
以上の説明は移動無線機100からの場合でめったが、
同様に無線基地局30からの送信についても計算できて
、その結果もほぼ同等でおる。ただし、無線基地局30
からの送信の場合には、同期信号や制御信号のためのタ
イム・スロット内での使用条件が異なり、この分だけタ
イム・スロット内の使用周波数分布が異なるが、影響は
わずかである。
(IF>自己チャネル内干渉 自己チャネル内干渉が発生するのは無線送信回路の出力
部に設定されている帯域フィルターあるいは断続回路の
特性等のため(9)式で表現される送信パルスの高次波
、すなわち搬送周波数が、Ω1±np のうち、nの大きい値を有する搬送波が出力されないこ
とによる。この場合、空間に送出される信号波の理想的
な包絡線の形状が矩形状(この内に搬送波が収容ざ机で
いる〉とはならず、矩形波に多数の正弦波を重畳した形
状の波形となる(波形としては第2B図(d>に示すよ
うなビート状の包絡線を有する状態になる)。すると、
この形状の信号成分が他のタイム・スロットへ入り込む
ことになり、自己チャネル内干渉を引き起こす。
以下この影響を理論的に求める。
タイム・スロットSD1とSD2を通信△と通信Bで使
用するとする(第2B図(d))。通信Aが通信Bへ影
響を及ぼす妨害波は(7)式を参考にして数式で表現す
ると下式のようになる。
xsin  ((2m+1 ) π/n)  [cos
  ((Q+ (2m+1 )p)t+LI(t))−
COS((Ω−(2m+1 )p)t+U(t))コ (16)式を具体的に求めることは、すてに(8)式以
後で行ったのと同じ数値計算をすればよいことになる。
したがって無線送信回路32に含まれた濾波回路の特性
を広帯域にとり、m□として、たとえば、1000  
(100H2X 1000 =100にHz)以上にす
ると自己チャネル内干渉の影響は無視することが可能と
なる。実際の回路では、この条件は出力レベルが小電力
(10mW程度)の場合に容易に満足することが可能で
あるが、それ以上の出力が要求されるときは電力増幅す
る必要がある。すなわち、小ゾーン方式においてマイク
ロセルと言われる1つの無線基地局30のサービス・ゾ
ーンの大きさが、半径50〜200m位の場合は、とく
に必要はないが、ゾーンの大きざがこれ以上に大きくな
ると、無線出力を増大することが必要になる。この場合
には、以下の対策が必要で、以下、第1C−2図を用い
て説明する。
まず、第10−2図(a)は対策が取られていない場合
の無線送信回路32を示しており、信号割当回路群52
よりの出力が(FM)変調器61に入力されたとする。
この変調器61は制御部40よりの信号により、タイミ
ング信号発生器56の出力が加えられており、これが加
えられている場合にのみ、被変調波出力が得られ、それ
以外の時間には信号はなく、したがって出力は増幅部6
5Aへ加わらないように構成されている。これを模式図
化したものが、第2B図(d)であり、タイム・スロッ
トSDI。
SD3.・・・、5Drlの時間帯においては、増幅部
65Aを通った出力がアンテナから送信されるが、それ
以外のタイム・スロット、たとえばSD2゜3D4等に
おいては、信号は無変調搬送波を含めて全く送信されな
い。このことは、他のゾーンp使用中の通信への電波干
渉の軽減には役立っているが、信号の周波数成分が第1
0図に示されるごとく広帯域に広がっているために゛、
・有限な帯域特性を有する増幅器を通るとき波形歪を受
け、信号がなまり、隣接するタイム・スロット、たとえ
ばタイム・スロットSD1の信号はSD2やSDnへ漏
洩し、相互変調による歪雑音を発生する可能性がある。
これを防止するための回路が、第10−2図(b)に示
されている。すなわち同図においては、変調器62の入
力へは、どのタイム・スロットにおいても信号割当回路
群52からの出力が制御部40の制御信号か、あるいは
制御部40よりの信号を受けてアイドル信号を発生す°
るアイドル信号発生器57の出力信号が、これら3種類
のうちのいずれかの信号が、信号混合器58を経てから
得られることになっている。したがって変調器62の出
力は、第2B図(e)に示すごとく、すべてのタイム・
スロットにおいて何等かの信号が印加されており、無変
搬送波には定常的、かつ、はぼ一定のレベルの変調信号
により変調されていることになる。すなわち、前述のパ
ルス的波形と異なり、連続波となっている。しかも、・
この被変調波に含まれている信号の占有周波数帯域は、
通常の使用法では信号の最高周波数の2〜3倍程度と考
えてよく、搬送波周波数に比較して小さな値であるから
、増幅器65Bとしては特別の広帯域周波数特性を有す
るものでなくても、十分実用に供し得るものであり、自
己チャネル内相互変調の除去とともに経済化が達成でき
る。
以上は無線基地局30から送信する場合でめったが、つ
ぎに移動無線機100が送信する場合を第1B−3図を
用いて説明する。
この場合、無線基地局30と異なる点は、無線基地局3
0におけるように多数の移動無線@100と同時に送受
信する必要はないから、以上に説明したような配慮は必
要ではなく、以下に述べるような簡易な方法をとること
が可能となる。
a) 移動無線機100自身が使用するタイム・スロッ
トは、1フレームの中で1個ないし、せいぜい2〜3個
(ダイパーシティの場合)であり、孤立パルスのような
形状で送信される。
b〉 使用するタイム・スロットは、移動無線機100
が、すくなくとも1つの無線基地局30のゾーン内に居
るかぎり固定されており、また他の無線基地局30のゾ
ーンへ移動しても追跡が容易で、かつ、急速な動作が要
求されない。したがって、波形のなまりに対する整形が
容易である。
なお、第1B−3図における波形整形器143の動作は
、制御部140より、どのタイム・スロットに同調して
動作すべきかのタイミング信号を与えられているから、
波形整形を容易になし得る。
このように動作するから、第1B−3図に示すように、
送信ミクサ133の出力側に設置されている増幅器14
6は、さほど広帯域性かつ直線性に優れていなくても、
その出力側に波形整形器143を入れ、波形のなまりの
部分を除去してからアンテナ部に導くことにより、同一
無線チャネルの他のタイム・スロットを用いて通信して
いる信号への影響を除去することが可能となる。
以上に説明した本発明の実際のシステムへの適用は、小
ゾーン方式は言うに及ばず、一般の移動通信システムへ
も広く可能であるが、とくに1つの無線基地局30の占
めるサービス・ゾーンが比較的大きいシステムに適して
いる。すなわち、この場合には、各無線基地局30にお
いては第1C−2図(a)で説明したように、無線送信
出力の増大のために、変調器61の出力側に増幅部65
△を設けており、これが波形歪に悪影響を及ぼすからで
ある。移動無線機100においても事情は全く同様であ
る。一方、サービス・ゾーンが比較的小さいマイクロセ
ルを用いるシステムにおいては、エリアが小さいため、
小さな送信電力で十分であるから、第10−2図の増幅
部65A、65Bを用いる必要がなく、相互変調の発生
も軽微にすることが可能でおる。
<m>同一チャネル干渉 同一チャネル干渉が発生するのは、本発明を小ゾーン方
式に適用した場合に、おる無線ゾーンで使用中の無線チ
ャネルへ場所的に異なる仙のゾーンで使用される同一無
線チャネルの電波が混入してくることにより発生する。
第11図には各無線基地局30がカバーする小ゾーンが
正6角形で示されており、その中心に各無線基地局30
が配置されている。この例では、1〜7に配置された各
無線基地局は互いに異なる無線チャネルを使用し、くり
返し数7の場合を示している。
第11図において、同一無線チャネルを使用する2つの
無線基地局30間の距離(正6角形1の中心より他の正
6角形1の距離のうち最短のもの)をdとするとき、許
容されるD/Uの値(希望波入力レベルD対干渉妨害波
入力レベルUの比の値)を求める必要がある。そのため
には、システムに使用する周波数や送信出力(無線ゾー
ンの大きさ)、電波伝搬状態がわかれば、D/U値は求
められる。従来のアナログ・システムでは、このように
して得られたD/U値に対し、干渉値は公知であるが、
本発明では変調のメカニズムが全く異なるから、従来技
術の適用は不可能であり、実際にシステムを構築して実
測してみないと、正確には求められない。ただし、従来
のD/lJ許容数値を用いると、かなり安全サイドに出
ることが予想される。
(IV )信号受信時にあけるパルス性雑音の除去法す
でに説明したように、本発明による時間分割信号を受信
し、周波数(位相)弁別器出力を得る時の出力信号は、
(5′ )式で示されるが、これはあくまでも理想的な
場合であり、実用上は以下に説明するような種々の原因
による雑音が発生する。それらは、第2A図に示す各ス
ロットの境界で発生するもので、 a)異なる信号の不連続により発生するものや、b〉中
間周波数増幅器143の帯域特性による信号波形のなま
り、 さらには、送受信両方に関係するものとして、C)信号
速度変換回路群のタイミングと受信時のタイミングのず
れ(信号が空間を伝送する場合の遅延時間を含む)等が
ある。
以上の諸原因により発生する雑音を無線受信回路135
内で除去する方法を、第1B−2図を用いて詳細に説明
する。第1B−2図は、無線受信回路135の細部構成
を示しており、アンテナ部より受信された信号は受信ミ
クサ136に入力され、その出力は中間周波増幅器14
3で適当なレベルまで増幅される。
この出力の一部は、クロック再生器141へ入力され、
クロックが再生され、この一部はタイミング発生器14
2に加えられる。また、中間周波増幅器143の出力の
他の一部は、ゲート回路144を通過した後、周波数(
位相)弁別器145に加えられ、信号が復調される。こ
のゲート回路144は、タイミング発生器142からの
信号により、移動無線機100として必要な信号だけ弁
別器145に加え、不要な信号、たとえば他の移動無線
機向に送られた信号は遮断される。この結果、相互変調
等の歪雑音の発生は除去される。
さて、弁別器145の出力は再びゲート回路146に加
えられる。このゲート回路146はベースバンド帯域で
の雑音を除去するためで、前述の雑音のうち、主として
、a)、C)の除去をねらいとしている。
このゲート回路146の作用により速度復元回路138
へは、雑音が大幅に減少した良好な信号が加えられるこ
ととなる。なお、このゲート回路146の作用によって
、所望の信号の一部が遮断されるおそれがおる。これを
避けるめには、第2A図に示す各スロット内の信号の実
装部をスロットの中心部に寄せ、スロットの両端にはガ
ードタイムを設け、この時間帯には信号を実装しないよ
うにすればよい。そのためには、すでに説明した信号速
度変換を若干高速にし、また受信後に原信号を復元する
ときは、これに応じて若干高速で復元すればよいことに
なる。
(V)伝送信号の遅延時間の影響 送受信端(送受信端末)において大きな伝送遅延が発生
するのは、つぎの要因でおる。
i) 送信ベースバンド信号を一定間隔に区切り、これ
を記憶回路(たとえばBBD、CCD)に貯える。
ii)  受信@(受信端末)において受信した信号を
1スロツトごとに区切り、これを記憶回路に貯える。
iii )  送受信間の距離が離れていることによる
信号伝送時間 iv)  ダイパーシティ送受信を適用し、かつ同一信
号を同一時刻に送受信する場合 その他、IF回路や送受信ミクサ回路、送受信フィルタ
部等で発生する遅延時間は小さいので省略する。
以上のうち1ii)は、たとえば前述の自動車電話では
送受信間の距離はせいぜい約10KIft(有線区間は
省略)おるから 10触/300000触/sec = 1/30 m5
ecまた、携帯電話では、一つの無線基地局の交信可能
エリアを半径25m程度と極小ゾーン化した方式が提案
されている(伊藤“′携帯電話方式の提案−究極の通信
への一つのアプローチ−″電子通信学会 技術報告 C
8研究会 86年11月C386−88および゛携帯電
話方式゛′ 特願昭62−64023>。
上記による携帯電話方式では、送受信間の距離は、せい
ぜい約100m(有線区間は省略)であるから、 100m/300000詠/sec = 1/3000
  m5ecでおる。したがってi)、ii)に比較し
て無視可能である。
さて、i)、ii)の遅延時間の発生を模式的に示すと
第12A図および第12B図のごとくなる。
第12A図では、無線基地局30の信号速度変換回路群
51中の信号速度変換回路51−1への入力が(a)に
示すように印加され、(時間は左方から右方へ流れてい
る〉速度(ピッチ)変換の単位である下の間の信号Aを
信号速度変換回路51−1でT/nに圧縮して(b)に
示した出力の圧縮1変の信号Aの後縁とが一致するよう
に出力し、それが、(C)に示すように無線送信回路3
2から出力される。これを受けた移動無線機100では
、速度復元回路138の入力に(d>に示すタイミング
で圧縮された信号△を受けて、(a)に示す信号Aを復
元して(e)に示すように出力している。ここで(a)
の信号Aの前縁から(e)の信号Aの前縁までの遅延時
間τ1はT−T/nでおる。ただし送信機出力部から空
間伝送部および移動無線11100の受信部出力までの
伝送時間は無視した。
第128図では、無線基地局30の信号速度変換回路5
1−1への(a)に示す入力の信号Aは、その後縁の終
了と同時にT/nに圧縮された出力の信号Aの前縁が出
力されている。したがって、無線送信回路32の出力は
(C)に示すようになり、これを受けた移動無線機10
0の速度復元回路138の入力は(d>に示すようにな
り、その圧縮された信号Aの後縁と同時に、n倍に時間
伸長されて復元された(e)に示す信号Aの前縁が送出
される。したがって、(e)に示されたものからT+T
/n=τ2だけ遅れた遅延時間τ2が生ずる。
第12A図に示した信号の処理をするための回路は、第
128図のそれよりも複雑なものになるが、遅延時間を
少なくすることができる。一方、第12B図の場合は遅
延時間はやや大きくなるが回路が簡単になる。
さて実際の通信、とくに音声通信など両方向通信におい
ては、相手の応答を送話者は期待しているから、遅延時
間はτ1またはτ2の2倍をとる必要がおる。実際の数
値をめではめてみる。たとえば送信信号の1タイム・ス
ロット(1区切〉をT=1/10秒 時間圧縮係数n=10とすると 2τ1=2x ’l/ 10 (11/ 10)=18
/100=0.18秒 (180m秒) 2τ2 =2xl/10 (1+1/10)=22/1
00=0.22秒 (220m秒〉 となる。一方、衛星通信における遅延時間は約250m
秒でおるから、上記の値は衛星通信の場合と同程度と言
うことになる。もし遅延時間を減少したいときは、ベー
スバンドにおけるタイム・スロット(1区切の時間間隔
)を減少させればよい。
すなわち、上記の例よりTを減少させ、T−1/100
秒、時間圧縮係数n=100.とすると、2τ1 =2
x1/100)(1−1/100)=2X99/100
00→0.02秒 (20m秒) 2τ2−2x1/100)(1+1/100)=202
/10000→0.02秒 (20m秒) 具体的なシステムとしては、たとえば1フレーム内に同
一移動端末に割当てるタイム・スロットの数を10個と
して他の通信のためのタイム・スロットを循環的に与え
れば、上記の条件を満すことが可能となる。(1フレー
ムの時間を1/10にすればよい)。
以上はシステム設計により必然的に定められる遅延時間
量であり、この中で有線系の遅延時間は省略した。ただ
だし有線系の遅延時間に関しては、補償が可能であるた
め、システムに大きな影響を及ぼすことはない。
以下システムに影響を及ぼす可能性のある遅延時間につ
いて説明する。それは、移動無線機100と無線基地局
30との距離が各移動無線機の位置により異なるため、
各移動無線機から送(受)信された通信信号を無線基地
局30で受信した場合に、空間伝送距離が異なることに
よる各タイム・スロットのダブりゃ隙間の発生する可能
性のおることでおる。
たとえば自動車電話の場合、移動無線機100が無線i
地場30の近くに居り、他の移動無線機が無線基地局3
0から10−の距離に居たとすると、遅延時間差は前述
のこと< 1 / 30m5ecで必る。すなわちタイ
ム・スロットはQ、Q3msec程度ダブル可能性があ
るので保護時間として0.05 m5ec程度設ける必
要がある。
また携帯電話の場合、前述の例では2つの移動無線機と
無線基地局30との距離差が100mあるので遅延時間
差は、O,OO03msecとなる。
したがって、この場合は1MHz以下の信号成分を有す
るシステムにおいては、無視することが可能となる。
つぎにiv)のダイパーシティ送受信を適用し、かつ同
一信号を同一時刻に送受信する場合の遅延について説明
する。ダイパーシティの適用による遅延時間の発生は、
主として制御信号が受ける。
それはダイパーシティ効果を得るため、たとえばタイム
・スロット番号の異なる2つのタイム・スロットを用い
て送られてきた制御信号を混合する場合に、番号の若い
方のタイム・スロット内の信号を一時バツフ7−・メモ
リ回路等に記憶させ、後から送られて来る信号を待たな
ければならないためである。この点から云えば、大きな
遅延時間の発生がシステム上のぞましくない場合には、
タイム・スロット信号のあまり差のない、たとえば相隣
るタイム・スロットを使用するか、あるいは別の無線チ
ャネルを用い同一のタイム・スロットで信号を送ればよ
いことになる。
つぎに、音声信号に対しては、上記のような点に対する
留意は不要である。それは第1D図等を見ても明らかな
ように、送られてきた信号を受信し、それぞれ速度復元
回路138−1,138−2を通過した後、信号混合回
路152に加えているから、信号遅延の問題は、若い番
号のタイム・スロットだけ遅延時間を発生するだけであ
り、後のタイム・スロット内の音声信号は、その時刻か
らの通話信号が、速度変換され送信されるため遅延には
ならないからである。また通話信号の開始のタイミング
は発着呼時の制御信号のタイミングより決定されるので
、たとえタイム・スロット番号として最後の番号が与え
られたにしても、その時刻が音声信号の送信開始タイミ
ングとなり、速度変換が行われることになる。したがっ
て、使用するタイム・スロットによる遅延時間の差は発
生しない。
(Vl)周波数有効利用率の算定 以上に説明した本発明によるパルス通信を用いた場合と
、従来のFM通信を用いた場合にあけるシステムとして
の周波数有効利用率を求める。変調信号は音声とし、通
話回路を想定する。方式諸元として下記の値をとる。
1) 本発明のパルス通信 1無線チヤネルに10タイム・スロットすなわち音声1
0チヤネルを伝送可能とする。所要周波数帯域幅は、 3KHz x10=30KHz これを保護バンドを設けて、第13図(a)のように±
40KH2に設定する。これは、やや本発明に不利な値
であり実際は、このように広いガートバンドは不要でお
るが比較のためこの値を用いる。
2〉 従来のFM通信(音声1チヤネル/搬送波)の場
合 1無線チヤネルのベースバンド信号は、音声1チヤネル
であるから所要周波数帯域幅は、33Hz x1=3K
Hz 保護バンドとして±8KH2が必要であり、無線搬送波
間隔は、第13図(b)に示すように12゜5KHz 
 (我が国では250MHz /400MH2帯のコー
ドレス電話等において、この規格が広く使われている。
)であるから音声信号10チヤネルを同時伝送するため
には、 12.5KHz x10=125KHz必要であること
がわかる。
以上2つのシステムを比較すると、本発明と従来例とで
は、 80 二 125=0. 64 すなわち、本発明によるパルス通信ではscpc(Si
ngle Channel per Carrier)
に比較してわずか6割程度の周波数帯域で十分でおるこ
とがわかる。
さらにチャネル数(同時通話者数)が増加し、たとえば
、音声100チヤネルで比較すると、本発明のパルス通
信における所要周波数帯域幅は、(3KHz xl 0
0 +50(ガード・バンド>KHz) X2=700KHz 従来のFM通信(SCPC>では、 12.5KHz xiOO=1250KHz2つのシス
テムを比較すると 700:1250=0.56 と、さらに本発明の優位性が増加する。
つぎに、最近欧州で盛んに研究されているTDMA (
Time Divisin )faltiple Ac
cess>を移動通信に適用した場合の周波数有効利用
率と本発明とを比較する。
3>  DMS90システムの場合(参考文献:F、 
Lindell他”Digital Ce1lular
 Radio for the1990s”Telec
ommunications P、254−265 O
ct。
このシステムでは、伝送速度340にビット/秒で音声
10チヤネル(1チヤネルは16にビット/秒)が多重
伝送可能であるが、搬送波間隔(所要周波数帯域幅)は
300KHzとなっている。
したがって、1)の本発明と3)のDMS90の周波数
利用率の比は、 80:300=0.267 すなわちアナログ方式(SCPC)以上に本発明の優位
性が顕著となる。
(8) 通話信号以外の非電話系(広帯域信号)を用い
る通信への本発明の適用 以上(1)〜(7)項の説明は、主として用いる信号が
音声信号の場合であった。本発明は必らずしも音声だけ
ではなく、他の非電話系信号、とくに広帯域信号を用い
る通信へも適用可能である。
あるいは音声とこれら非電話系信号とを同一の無線チャ
ネルを用いて伝送可能でおる。これを以下に説明する。
第2A図に示す各タイム・スロット内に含まれる信号は
、第3B図に示すように、いづれも最高周波数がほぼ等
しく、この場合45KH2程度であった。この点に留意
すると、たとえばベースバンド信号、すなわち第ゴC−
1図に示す信号速度変換回路群51への入力信号の最高
周波数が6KHzの信号でおれば、第2A図に示すタイ
ム・スロットを2f[!!!使用するような信号速度変
換を行えば、伯の音声信号にほぼ等しい最高周波数とな
り、無線干渉上の悪影響は避けられることになる。その
ためには、信号速度変換の速さを音声の1/2にすれば
よいことがわかる。同様に、画像信号等広帯域信号で信
号に含まれている最高周波数が音声の10倍であれば、
1/10の信号速度変換を行い、かつ割当タイム・スロ
ットとして10個分を与えればよいことになる。
つぎにシステムの円滑な運用を得るためには、信号速度
が極端に異なる信号を同一無線チャネルで伝送すること
は賢明ではなく、当初から音声。
高速データ(30KHz>、広帯域信号(300KHz
>と大別し、別々の無線チャネルを割当てる方がよい。
ただし、通信トラヒックが輻峻した場合には、上記にか
かわらず、異種信号の混在が可能なようなシステム率構
成をとれば、周波数利用率が高く、かつトラヒックの変
動にも強いシステムが構築されることになる。
[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、従来システムより周波数
利用効率の高いシステム構築が可能である。また通常周
波数の有効利用を高めるために他の設計パラメータであ
る、たとえば回線品質を左右する隣接チャネル干渉、同
一チャネル干渉や伝送信号の遅延特性においても実効上
無視し得る程度の値に設計可能である。
さらに、小ゾーン構成を用いる移動通信システムに本発
明を適用することにより、従来のシステムにおけるよう
な、通信中にゾーン移行をすると通信の一時断が発生し
、通話信号の場合にはめまり問題ないとはいえ、ファク
シミリ信号やデータ信号では、画質劣化やバースト的信
号の誤りが発生して問題となっていたものが、完全に除
去されることになる。また同一無線基地局あるいは槽数
の無線基地局との間で干渉妨害を発生することなく各種
送受信ダイパーシティを実施可能となり、通信品質の向
上に大きな貢献をすることとなるから、本発明の効果は
極めて大でおる。
【図面の簡単な説明】
第1A図は本発明のシステムに含まれる関門交換機の構
成と電話網および無線基地局との接続関係を示す構成図
、 第1B−1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1B−2図は第1B−1図の無線受信回路の詳細な回
路構成図、 第1B−3図は第1B−1図の無線送信回路の詳細な回
路構成図、 第1C−1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1C−2図は第1C−1図の無線送信回路の詳細な回
路構成図、 第1D図および第1E図は本発明のシステムに使用され
る移動無線機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あけるチ
ャネル切替を説明するためのタイム・スロット構造図、 第2E図(a)および(b)は本発明に用いる制御信号
の構成例を説明するためのスペクトル図および回路構成
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4A図および第4B図
は本発明によるシステムの位置登録動作の流れを示すフ
ローチャート、第5A図、第5B図および第5C図は本
システムの発呼動作の流れを示すフローチャート、第6
A図、第6B図、第6C図および第6D図は本システム
の着呼動作の流れを示すフローチャート、 第7A図、第7B図、第7C図および第7D図は本シス
テムのチャネル切替動作の流れを示すフローチャート、 第8A図、第8B図、第8C図および第8D図は本シス
テムによる送受信ダイパーシティを実施する場合の動作
の流れを示すフローチャート、第9図は本発明と従来方
式による送受信ダイパーシティの効果を説明する比較図
、 第10図は本システムにおける隣接チャネルへの電波干
渉を説明するためのスペクトル図、第11図は本発明の
適用される小ゾーン構成を示す構成図、 第12A図および第12B図は本システムにおける信号
の圧縮・伸長において発生する遅延時間を説明するため
のタイミング・チャート、第13図は本システムおよび
従来システムの所用帯域幅を説明するためのスペクトル
図、第14図は従来のシステムを説明するための概念構
成図である。 ]0・・・電話網     20・・・関門交換機21
・・・通信制御部 22−1〜22−n・・・通信信号 23・・・スイッチ群   24・・・ID識別記憶部
25・・・S/N監視部  30・・・無線基地局31
・・・制御・通話信号処理部 32・・・無線送信回路  35・・・無線受信回路3
8・・・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 3つ−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56・・・タイ
ミング信号発生器 57・・・アイドル信号発生器 58・・・信@混合器 61.62・・・変調器 65A、65B・・・増幅部 81・・・通話路制御部  82・・・IDm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10
’l・・・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 131−1,131−2・・・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’138−1,13
8−2・・・速度復元回路139・・・信号分割回路 141・・・クロック発生器 142・・・タイミング発生器 143・・・波形整形器 145.146・・・増幅器 152・・・信号混合回路 157・・・通話品質監視
部162・・・干渉妨害検出器 182・・・ID情報照合記憶部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 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(10
    0、100B、100C)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において
    、前記無線基地手段が、 前記タイム・スロットのうち、通信信号をのせてはいな
    いタイム・スロットにアイドル信号をのせるためのアイ
    ドル信号手段(57,58)を具備している移動体通信
    における時間分割通信装置。 2、前記移動無線手段が、 前記タイム・スロットを用いて通信信号を送出する場合
    に、前記タイム・スロットの前縁部と後縁部とを除いた
    部分を送信するように送信波形を整形するための波形整
    形手段(143)を具備している請求項1記載の移動体
    通信における時間分割通信装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06245250A (ja) * 1992-11-27 1994-09-02 Nec Corp 移動通信システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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