JPH04137932A - 移動体通信の時間分割通信秘話方法 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、移動体通信の時間分割通信における秘話方法
に関する。さらに置体的には、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、システムに属しない無線機
が同一無線チャネル同一タイム・スロットに同調して通
信内容を傍受する可能性を未然に除去し、通信のブライ
バシイを向上する方法を提供せんとするものである。

［従来の技術］ 小ゾーン方式を適用した音声を用いる移動体通信におい
て、時分割時間圧縮多重信号を採用した方式は下記の文
献に記載されている。

文献１．伊腔″携帯電話の方式検討−時分割時間圧縮Ｆ
Ｍ変調方式の提案−′　信学会技報ＲＣ３８９−１１平
成元年７月 文献２．伊藤“携帯電話の方式検討−時分割時間圧縮Ｆ
Ｍ変調方式の理論検討″　信学会技報ＲＣ３８９−３９
平成元年１０月 すなわち、文献１においては、送信信号（ベースバンド
信号）をあらかじめ定めた時間間隔単位に区切って記憶
回路に記憶し、これを読み出すときには記憶回路に記憶
する速度よりもｎ倍の高速により所定のタイム・スロッ
トで読み出し、このタイム・スロットによって収容され
た信号で搬送波を角度変調または振幅変調して、時間的
に断続して送受信するために移動無線機および無線基地
局に内蔵されている、それぞれ対向して交信する受信ミ
クサを有する無線受信回路と、送信ミクサを有する無線
送信回路と、無線受信回路の受信ミクサに印加するシン
セサイザと無線送信回路の送信ミクサに印加するシンセ
サイザとに対しスイッチ回路を設け、それぞれ印加する
シンセサイザの出力を断続させ、この断続状態を送受信
ともに同期し、かつ対向して通信する無線基地局にも上
記と同様の断続送受信を移動無線機のそれと同期させる
方法を用い、かつ受信側では前記所定のタイム・スロッ
トに収容されている信号のみを取り出すために、無線受
信回路を開閉して受信し、復調して得た信号を記憶回路
に記憶し、これを読み出すときにはこの記憶回路に記憶
する速度のｎ分の１の低速度で読み出すことにより、送
信されてきた原信号であるベースバンド信号の再生を可
能とするシステムを構築したシステム例が報告されてい
る。

また文献２には、上記のようなＴＣＭ（時分割時間圧縮
多重）−ＦＭ方式を小ゾーンに適用した場合に問題とな
る隣接チャネル干渉や、同一チャネル干渉の検討が行わ
れており、システム・パラメータを適切に選定すること
によりシステム実現の可能性が示されている。しかしな
がら、システムに属していない無線機が同一無線チャネ
ル、同一タイム・スロットに同調し、通信内容を傍受す
る可能性があり、これを未然に防止することかブライバ
シイ保護の上から必要であるが、この種の技術に関し公
知のものはない。

［発明が解決しようとする課題］ 前記の文献１および２のシステム構築例では、無線基地
局から多数の移動無線機宛に送信されるＴＣＭ（Ｍ分割
時間圧縮多重）信号の送信方法とこれに応じて移動無線
機から無線基地局宛に送信されるＴＣＭ信号の送信方法
については開示されているが、この開示された送信方法
によっては、システムに属さない他の無線機が使用中の
無線チャネルおよびタイム・スロットに同調させ通信内
容を傍聴することは比較的容易であるという解決される
べき課題が残されていた。

［課題を解決するための手段］ 丁ＣＭ信号を送信するに際し、無線基地局では暗号記憶
部から暗号をとり出し、これに従って送信信号に与える
疑似雑音の時間長を暗号化し、これを８８問的に区切ら
れた信号に直列的に付加した後、時間的に圧縮した区切
られた信号とするとともに対向して通信を行う移動無線
機に対し、＠号の種類、暗号化ならびに解読の方法を指
示する機能を付与した。

１作用Ｊ 使用するタイム・スロット内に収容される時間的に区切
られる電話信号の時間長とこれに直列的に付加する疑似
雑音の時間長とを、合計の時間長が一定となる条件の下
ｋ、両時間長の割合をフレームごとに変えることにした
から、丁ＣＭ信号においても、ディジタル信号と同等の
高い＠号機能を具備することが可能となったので、タイ
ム・スロット内に収容される信号の時間長の付与順序を
知らないシステムに属さない第３者の無線機が傍聴する
ことは非常に困難となり、通信のプライバシイの確保が
可能となった。

［実施例コ 第１Ａ図、第１Ｂ図および第１ｃ図は、本発明の一実施
例を説明するためのシステム構成を示している。

第１Ａ図において、１０は一般の電話網であり、２０は
電話網１０と無線システムとを交換接続するための関門
交換機である。３０は無線基地局であり関門交換１１２
０とのインタフェイス、信号の速度変換を行う回路、タ
イム・スロットの割当てや選択をする回路、制御１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Ｃ１（１〜ＣＩ−１ｎの各通話信号と制御
用の信号を含む通信信ｇ２２−”ｌ”２２−ｎを伝送す
る伝送線がある。

第１Ｂ図には、無線基地局３０との間で交信をづる移動
無線機１００の回路構成が示されている。

アンテナ部に受けた制御信号や通話信号などの受信信号
は受信ミクサ１３６と受信部１３７を含む無線受信回路
１３５に入り、その出力である通信信号は、速度復元回
路１３８と、制御部１４０とタロツク再生器１４１に入
力される。

また、受信部１３７の出力の一部は暗号解読器１７５に
印加され、無線基地局３０から送られてきた暗号が解読
され、解読された暗号解読器１７５の出力は、制御部４
０と＠帰化時間片信号解読回路１７９へ入力される。ク
ロック再生器１４１では、受信した信号の中からクロッ
クを再生してそれを速度復元回路１３８と制御部１４０
とタイミング発生器１４２に印加している。

速度復元回路１３８では、受信信号中の区切られた制御
信号もしくは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）を復元して暗号化時間片信
号解読回路１７９へ送られる。暗号化時間片信号解読回
路１７９は後述する無線基地局３０の暗号化時間片信号
解読回路群７９と同様の機能を有しており、暗号解読器
１７５およびタイミング発生器１４２の出力とを得て、
連続した信号として電話機部１０１および制御部１４０
に入力している。

また、通常１フレームの最初の位置に設置されているタ
イム・スロット内の信号には、フレーム同期信号のほか
非圧縮の制御信号があり、この制御信号には暗号情報等
が含まれており、これを暗号解読器１７５で解読して制
御部１４０へ入力している。暗号情報に関しては、たと
えば乱数表などが収容されている暗号記憶部１７７があ
り、これと制御部１４０とはｑいに情報を交換している
。

また、移動無線１１１００が主導して通信の１化をはか
るには８８＠記憶部１７７と暗号付与器１７６を使用す
る。

電話機部１０１から出力される通信信号は、暗号化時間
片信号形成回路１７８へ入力される。この回路は後述す
る無線基地局３０の鴎帰化時間片信号形成回路群７Ｂと
同様の機能を有しており、暗号付与器１７６が動作中で
あれば、その指示に従う時間間隔て、もし動作していな
い場合は、無線基地局３０から送信されてきた暗号に従
う制御部１４０の指示する時間間隔で電話信号と疑似電
話信号発生器１８０の発生する疑似電話信号との直列合
成信号の時間片化を行った後、速度変換回路１３１へ送
られる。

速度変換回路１３１では、通信信号の速度（アナログ信
号の場合はピッチ）を高速（圧縮）にして、送信ミクサ
１３３と送信部１３４とを含む無線送信回路１３２に印
加される。

なお、暗号化時間片信号形成回路１７８には制御部１４
０から与えられる制御信号により動作する暗号付与器１
７６からの暗号が入力され、無線基地局３０へ送信され
る信号が＠帰化される。ここで、無線基地局３０から指
示された暗号化プロセスと異なる暗号を作成することを
望む場合のみ、暗号付与器１７６は動作する。無線基地
７４３０から指示された暗号解読法と全く同一の内容を
逆に送信に適用する場合には、前述の動作となる。

また、タイミング発生器１４２では、クロック再生器１
４１からのクロックと制御部１４０がらの制御信号によ
り、送受信断続制御器１２３．速度変換回路１３１．暗
号化時間片信号形成回路１７８、暗号化時間片信号解読
回路１７９や、速度復元回路１３８に必要なタイミング
を供給している。

移動無線機１００には、ざらにシンセサイザ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１２
３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１
２３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。

第１Ｃ図には無線基地８３０が示されている。

関門交換機２０との間のｎチャネルの通信信号２２−１
〜２２−ｎは伝送路でインタフェイスをなす信号処理部
３１に接続される。

さて、関門交換機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３つへ入
力される。信号処理部３１て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、暗号化時
間片信号形成回路７８−１〜７８−ｎを含む暗帰化時間
片信号形成回路ｕ７Ｂで暗号化された信号となった後、
信号速度変換回路群５１へ送られる。

信号速度復元回路群３８からの出力信号は、暗号化時間
片信号解読回路７９−１〜７９−ｎを含む暗号化時間片
信号解読回路群７９で暗号が解読された後、信号処理部
３１へ送られ、さらに入力信号と同一の伝送路を用いて
関門交換１１２０へ送信される。上記のうち関門交換機
２０からの入力信号は暗号化時間片信号形成回路群７８
へ入力され、暗号付与器７６の指示に従う時間間隔に区
切られる。

つぎに、この出力は多くの信号速度変換回路５１−１〜
５１−ｎを含む信号速度変換回路群５１へ入力され、所
定の速度（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、暗号化時間片信号解読回路群７９
へ入力される。この回路において暗号解読器７５の指示
に従う時間間隔で区切られる結果、電話信号が再生され
信号処理部３１へ入力される。

つぎに、暗号化時間片信号形成回路群７８と信号速度変
換回路群５１の動作を、第２Ａ−１図および第２Ａ−２
図を用いて詳細に説明する。

第２Ａ−１図は、第１Ｃ図における暗号化時間片信号形
成回路群７８および信号速度変換回路群５１のうち、通
話チャネル番号１用の暗号化時間片信号形成回路７８−
１および信号速度変換回路５１−１のみを選び出したも
のであり、通話チャネル番号２〜ｎにおいても同様な動
作が行われるので、通話チャネル番号７により代表させ
る。第２Ａ−２図は第２Ａ−１図の回路各部の信号処理
状態を示す模式図である。

さて第２Ａ−１図において、左方より第２Ａ２図（ａ）
の信号処理部３１よりの一連の電話信号が暗号化時間片
信号形成回路７８−１へ入来する。暗号化時間片信号形
成回路７８−１は、第２Ａ−１図に示すごとく、一種の
スイッチ５Ｗ１１と５Ｗ１−２．位相器φ１．φ２．と
暗号化時間片信号形成器７８−１−１．７８−１−２で
構成されているが？スイッチ５Ｗ１−１および５Ｗ１−
２がともにａ側に倒されているか、あるいはｂ側に倒さ
れているかは、その時間長をも含めて暗号付与器７６の
出力信号により制御される。したがって一連の電話信号
は２分割されて、時間片信号は、第２Ａ−２図（ａ）に
示すごとく、スイッチ５ＷＩ−１がａ側に存在するか、
あるいはｂ側に存在するかの、どちらかであり、かつ、
両方共に存在することはない。

またスイッチ５Ｗ１−２へは疑似電話信号発生器８０か
らの疑似電話信号が印加されており、このスイッチ５Ｗ
１−２がａ側に倒されているか、あるいはｂ側に倒され
ているかは、その時間長も含めて暗号付与器７６の出力
により制御される。

第２Ａ−２図（ａ）および（ｂ）には信号処理部３１よ
りの電話信号および疑似電話信号発生器８Ｏからの出力
が、スイッチ５Ｗ１−１および５Ｗ１−２で受【プる信
号処理状況を示しており、電話信号は時間長２：１のそ
れぞれランダムな時間片信号となり、また疑似電話信号
発生器８０からの疑似電話信号は時間長２：１のそれぞ
れランダムな時間片信号となっていることを示している
。ただし、疑似電話信号の時間片信号の長さは電話信号
の時間片信号の長さに比べて１／２となっている。

疑似電話信号発生器８０について説明する。最も単純な
疑似電話信号発生器８０は、テープ・レコーダに第３者
の電話信届を録音しておき、これを再生して使用するタ
イプのものである。少し高級なものは、第３者の電話信
号の性別、言詔別。

内容別に多数の録音テープを準備しておき、これを通信
中の電話信号と親和性を考慮して使用する方法が用いら
れる。

さらに高級なものは、通話中の電話信号が高レベルか否
か無信号時か否か等を考慮しつつ、秘話性が一層向上す
る疑似雑音を発生する方法が考えられる。

さて、上記の各信号は暗号化時間片信号合成器７８１ｉ
、７８−１−２へ導かれるが、その途中に移相器φ１．
φ２が挿入されており、時間片化された電話信号の直後
に、時間片化された疑似電話信号発生器８０の出力が加
わるごとく遅延時間が調整されている。しかも合成され
る時間片化した電話信号と疑似電話信号との総合の時間
長（タイム・スロット長）はすべてのタイム・スロット
について一定となるようにスイッチ５Ｗ１１もしくは５
Ｗ１−２により調整されている。これら合成信号の状態
が第２Ａ−２図（Ｃ）に示されている。

これらの信号は信号速度変換器５１−１−１もしくは５
１−１−２へ入力され、時間圧縮を受けて、それぞれ第
２Ａ−２図（ｄ）に示す信号が出力される。この出力は
混合されて、第２△−２図（ｅ）に示す１系列の時間圧
縮信号となって、信号割当回路５２−１へ入力される。

つぎに、信号選択回路群３９の出力を印加された信号速
度復元回路群３８と暗号化時間片信号解読回路群７９の
動作を、第２Ｂ−１図および第２Ｂ−２図により詳細に
説明する。

第２Ｂ−１図は第１Ｃ図における信号速度復元回路群３
８および１８号化時間片信号解読回路ＰＦ￥７９のうち
、通話ヂャネル番号１用の信号速度復元回路３８−１お
よび暗帰化時間片信号解読回路７９−１のみを選び出し
たものであり、通話チャネル番号２〜ｎにおいても同様
な動作が行われるので、通話チャネル番号１により代表
させる。第２Ｂ−２図は第２Ｂ−１図に示した回路の各
部の信号処理状態を示す模式図である。

さて、第２Ｂ−１図および第２Ｂ−２図において、第２
Ｂ−２図（ａ＞に示す信号選択回路３９−１の出力が、
第２Ｂ−１図の右方から信号速度復元回路３８−１へ入
力する。信号速度復元回路３８−１は、第２Ｂ−１図に
示すごとく一種のスイッチ４Ｂ−１と記憶回路３８−１
−１〜３８１−３を含み、入力側に設置されたスイッチ
４８１が４８−１−１側にスイッチされるか、あるいは
４８ｉ−２または４８１−３側にスイッチされるかは、
タイミング信号をタイミング発生回路４２より得て、フ
レーム内のタイム・スロットに同期して、循環的に行わ
れる。また、このスイッチ４８−１で分割される信号の
数は、暗帰化時間片信号の時間長の最大と最小に関係し
、図示の場合には、Ｆ！ｆ３号化時帰化時間の時間長の
比が２であるから、３分割となる。一般にはこの比をｐ
〉１とすると、分割数はｐが整数ならばｐ＋１であり、
ｐが小数点以下の数を含んでおれば、これらをすべて切
り上げた整数で与えられることになる。

第２Ｂ−１図（ａ）に示すスイッチ４４８−１ｋより第
２Ｂ−２図（ｂ）に示すように３分割された時間圧縮さ
れている時間片信号は、それぞれに信号速度復元器３８
−１−１〜３８−１−３に入力され、ここで各信号に時
間伸長が加えられ、第２Ｂ−２図（Ｃ）に示すように信
号の復元される前段の状態に達する。ただし、このまま
では原信号は復元されないことは、第２Ｂ−２図（Ｃ）
から明らかなように、原信号の実装部分かわからず、づ
゛べてのタイム・スロット内信号を最も長い時間枠信号
とみなして復元しているために、雑音成分を多量に含ん
でいるからである。

上記の信号の中から実際の音声信号を復元するには、暗
号解読器７５からの略号解読信号を必要とし、この信号
に従って、暗号化時間片信号解読器７９ｉ−１〜７９−
１−３において信号時間ハを送信時と同様の時間片の長
さに切断し、疑似電話信号を除去する必要がある。この
結果、第２Ｂ−２図（ｄ）のような時間枠信号が忠実に
再現され、これらの信号の和をとって、一連の電話信号
として処理部３］へ送られる。

さて、無線受信回路３５の制御または通話信号の出力は
タイム・スロット別に信号を選択する信号選択回路３９
−１〜３９−ｎを含む信号選択回路群３９へ入力され、
ここで各通話チャネルＣＨ１−Ｃ）−１ｎに対応して通
話信号が分離される。この出力は各チャネルごとに段け
られた信号速度復元回路３８−１〜３８−ｎを含む信号
速度復元回路群３８で、信号速度（ピッチ）の復元を受
けた後、信号処理部３１へ入力され、４線−２線変換を
受１プ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。

つぎに信号速度変換回路群５１の機能を説明する。

一定の時間長に区切った音声信号や制御信号等の入力信
号を記憶回路で記憶させ、これを読み出すときに速度を
変えて、たとえば記憶する場合の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・し」−
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　Ｃ
ｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ　）　、　３Ｂ［）　（Ｂｕ
ｃｋｅｔ　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・し］−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・レコーダパ　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５つで例示したＣＣＤヤＢＢＤ
を用いた回路は、上記文献に記載されているごとく、そ
のまま信号速度復元回路群３８にも使用可能で、この場
合には、クロック発生器４１からのクロックと制御部４
０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３］を経由して出力され
た制御または音声信号は信号速度変換回路群５１に入力
され、速度（ピッチ）変換の処理が行われたのちにタイ
ム・スロット別に信号を割当てる信号割当回路ｕ５２に
印加される。この信号割当回路群５２はバッファ・メモ
リ回路であり、信号速度変換回路群５１から出力された
１区切り分の高速信号をメモリし、制御部４０の指示に
より与えられるタイミング発生回路４２からのタイミン
グ情報で、バッフトメモリ内の信号を読み出し、無線送
信回路３２へ送信する。この結果、通信信号はチャネル
対応でみた場合には、時系列的にオーバラップなく直列
に並ぺられており、後述する制御信号または通話信号が
全実装される場合には、あたかも連続信号波のようにな
る。

この圧縮した信号の様子を第２Ｃ図に示し説明する。

信号速度変換回路群５１の出力信号は信号割当回路群５
２に入力され、あらかじめ定められた順序でタイム・ス
ロットが与えられる。第２Ｃ図（ａ）のＳＤＯ，ＳＤｌ
、５Ｄ２−、ＳＤｎは速度変換された通信信号が、それ
ぞれタイム・スロット別に割当てられていることを示し
ている。図において各タイム・スロット内に収容されて
いる通話信号または（および）制御信号の時間幅に長短
があるのは、すでに述べた通り暗号化時間片信号形成回
路群７８の出力においては、時間軸上の信号長が変化し
ているからである。ただし、各タイム・スロット時間長
は、斜線で示した疑似電話信号（ｌ音）が付加されてい
るために、すべてのフレームを通じて同一である。

なあ、各フレームの最初のタイム・スロットＳＤｏはフ
レーム同期および制御信号が収容されており、タイム・
スロットＳＤ１〜５Ｄｒｌには移動無線機１００への着
呼あるいは移動無線１１１００からの発呼に応答する通
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、通話信号の部分は空
スロツト信号が加えられ、またはシステムによっては搬
送波を含め全く信号が送出されないものもある。

このようにして、第２Ｃ図（ａ）に示すように、無線送
信回路３２においては、タイム・スロットＳＤＯ，ＳＤ
Ｉ　〜、ＳＤｎで１フレームをなす信号が変調回路に加
えられることになる。送信されるべく時系列化された多
重信号は、無線送信回路３２において、角度変調された
のらに、アンテナ部より空間へ送出される。

電話の発着呼時において通話に先行して無線基地局３０
と移動無線機１００との間で行われる制御信号の伝送に
ついては、前述のごとく、タイム・スロットＳＤＯを用
いて行われるが、システムによっては、電話信号の帯域
内または帯域外のいずれを使用づ−る場合も可能である
。第３Ａ図はこれらの周波数関係を示す。すなわち、同
図（ａ）においては帯域外信号の例であり、図のごとく
、低周波側（２５０Ｈｚ＞や高周波側（３８５０］」Ｚ
）を使用することかできる。この信号は、たとえば通話
中に制御信号を送りたい場合や、後述する信号の８ｇ号
化が行われているときにも使用される。

第３Ａ図（ｂ）においては、帯域内信号の例を示してお
り、発着呼時において使用される。

上記の例はいづれもトーン信号の場合であったが、トー
ン信号数を増したり、トーンに変調を加え副搬送波信号
とすることで多種類の信号を高速で伝送することが可能
となる。

以上はアナログ信号の場合であったが、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第３Ｃ図に
示す。これは、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９
２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３Ｃ図で示したのと逆の操作
を行えば、音声信号と制御信号とを別々にとり出すこと
が可能である。

一方、移動無線ｍ１ｏｏから送られてきた信号は、無線
基地局３０のアンテナ部で受信され、無線受信回路３５
へ入力される。第２Ｃ図（ｂ）は、この上りの入力信号
を模式的に示したものである。

すなわち、各フレームＦ１．Ｆ２．Ｆ３．・・・のタイ
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宛の送信信号をボす。

また各タイム・スロットＳＵ１．ＳＵ２．・・・、ＳＵ
ｎの内容を詳細に示すと、第２Ｃ図（ｂ）の左下方に示
す通り通話信号または（および）制御信号と付加された
斜線で示す疑似電話信号＜’ａ音）より成り立っている
。ただし、移動無線機１００から無線基地局３０への発
呼ヤ緊急通信を行いたい場合には、常時各フレームの先
頭に設置されているタイム・スロットＳＵＯを使用する
。

さて、無線基地局３０へ到来した入力信号のうち制御信
号については、無線受信回路３５から直ちに制御部４０
へ加えられる。ただし、速度変換率の大きさによっては
、通話信号を同様の処理を行った後に信号速度復元回路
群３８の出力から制御部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ＳＵ１〜５ｕｒｆごとに同期信号、制御信号
または通話信号が分離出力される。これらの各信号は、
信号速度復元回路群３８へ入力される。この回路につい
てはすでに詳述した通り、送信側の移動無線ｌ１１００
における速度変換回路１３１（第１Ｂ図）の逆変換を行
う機能を有しており、これによって原信号が忠実に再生
され関門交換１ｆｉ２０宛に送信されることになる。

以上の説明では、疑似電話信号をＴＣＭ化された電話信
号である各タイム・スロットの後に直列的に連続させた
システム例を用いたが、本発明はこの例の外に、第２Ｄ
図（ａ）、（ｂ）に示すタイム・スロットを使用しても
よい。

第２Ｄ図（ａ）において、第２Ｃ図（ａ）と胃なる点は
、各タイム・スロットに収容される電話信号の直前に疑
似電話信号を付随させていることである。

また第２Ｄ図（ｂ）においては、タイム・スロットの両
端に斜線で示した疑似電話信号を付随させ中央に電話信
号を設置した例を表している。この例では、時間長↑２
＋１３が疑似電話信号であり、↑１が電話信号で、これ
らの和 ｔ２＋ｔ１　＋ｔ３　＝ｔ かタイム・スロットの時間長を示し、これは各フレーム
を通じて一定である。なお、第２Ｄ図（ｂ）の例では、
受信側で原信号をとり出すときにパルス性雑音が混入す
るのを防止するために、送信側であらかじめ各タイム・
スロットに挿入する電話信号に関し、隣接するタイム・
スロット内の信号と若干のオーバラップが必要であった
が、その必要がなくなる利点がある。ざらに、回路構成
が若干複雑になるが、時間片信号の中間に疑似雑音を挿
入し、この時間長をランダム雑音等により制御する方法
も可能である。

以下本発明における信号空間を伝送される場合の態様を
所要伝送帯域や、これと隣接した無線チャネルとの関係
を用いて説明する。

第１Ｃ図に示すように、制御部４０からの制御信号は信
号割当回路群５２の出力と平行して無線送信回路３２へ
加えられる。ただし、速度変換率の大きさによっては通
話信号と同様の処理を行った後、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、第１Ｂ図に示すご
とく無線基地局３０の機能のうち通話路を１チヤネルと
した場合に必要とされる回路構成となっている。

原信号たとえば音声信号（０，３ｋＨ２〜３．０ｋＨ７
）が信号速度変換回路群５１（第１Ｃ図〉を通った場合
の出力側の周波数分布を示すと第３Ｂ図に示すごとくに
なる。すなわち前述のように音声信号が１５倍に変換さ
れるならば、信号の周波数分布は第３Ｂ図のごと＜　４
．５ｋＨ２〜４５ｋｌ−１ｚに拡大されていることにな
る。

ここでは信号の周波数分布が拡大されているが、波形の
形態は単に周波数軸を引き延ばされただけであり、波形
そのものは変化がないことに留意する必要がある。また
信号の暗号化のために、時間片信号の時間長はそれぞれ
のフレームで異なっているが、時間圧縮時に信号の時間
長に比例した圧縮を行うため、各タイム・スロットに収
容される信号の最高周波数が異なることもない。さて、
第３Ｂ図においては、制御信号は音声信号の下側周波数
帯域を用いて同時伝送されている場合を示している。こ
の信号のうち制御信号（０，２〜４．０ｋｔ−（ｚ）お
よび通話信号ＣＨ１（４，５〜４５ｋＨ２でＳＤＩとし
て表されている）がタイム・スロット、たとえばＳＤｌ
に収容されているとする。仙のタイム・スロットＳＤ２
〜ＳＤｎに収容されている音声信号も同様である。

すなわち、タイム・スロットｓＤ；　　＜ｒ＝２゜３、
・、ｎ＞には制御信号（０，２〜４．ｏｋ＋−１２＞と
通信信号Ｃｌ−１ｉ　（４，５〜４５ｋＨ２）が収容さ
れている。ただし、各タイム・スロット内の信号は時系
列的に並べられており、−度に複数のタイム・スロット
内の信号が同時に無線送信回路３２に加えられることは
ない。

これらの通話信号が制御信号ととも゛に無線送信回路３
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 ｆｏ±４５ｋ）−１ｚ 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
、８．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
る必要がある。

ｆ　　　＞　２　ｆ　Ｈ ｅｐ 一方、ディジタル信号では、音声は通常６４　ｋｂ／Ｓ
程度の速度でディジタル化されているからアナログ信号
の場合を説明した第３Ｂ図の横軸の目盛を１桁程度引上
げて読む必要があるが、上式の関係はこの場合にも成立
する。

また、移動無線機１００より無線基地局３０へ入来した
制御信号は、無線受信回路３５へ入力されるが、その出
力の一部は制御部４０へ入力され、伯は信号運択回路群
３９を介して信号速度復元回路群３８へ送られる。そし
て後者の制御信号は送信時と全く逆の速度変換〈低速信
号への変換〉を受けた後、一般の電話網１０に使用され
ているのと同様の信号速度となり信号処理部３１を介し
て関門交換９１２０へ送られる。

つぎに、本発明によるシステムの発着呼動作に関し、音
声信号の場合を例にとって説明する。

（１）移動無線機１００からの発呼 第４Δ図および第４Ｂ図に示すフローチャートを用いて
説明する。

移動無線１１１００の電源をオンした状態にすると、第
１Ｂ図の無線受信回路１３５では、下り（無線基地局３
０→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捕捉を開始する。も
しシステムに複数の無線チャネルが与えられている場合
には、）　最大の受信入力電界を示す無線チャネル）　
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。これは第２Ｃ図（ａ）に示されている各フ
レームＦ１．Ｆ２．・・・、内のタイム・スロットＳＤ
ｉ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ては、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側に倒し固定した状態にある。

そこで、電話機部１０１の受信機をオフ・フック（発呼
開始）すると（３２０１、第４Ａ図）、第１Ｂ図のシン
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【プる。

またスイッチ１２２−２もシンセサイザ１２１２側に倒
し、固定した状態になる。つぎに無線チャネルＣＨ１を
用い電話機部１０１から出力された発呼用制御信号を送
出する。この制御信号は、第３Ａ図（ｂ）に示される周
波数帯により、これを、たとえばタイム・スロットＳＵ
Ｏを用いて送信される。

この制御信号の送出はタイム・スロットＳＵＯだけに限
定され、バースト的に送られ伯の時間帯には信号は送出
されないから仙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ＳＵＯ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２Ｃ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１１００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・スロワ１〜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１１００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。

ナオ、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・スロワ１〜内にも
空スロツト表示かなされていない場合かあり、このとき
は、それ【こ続く音声多重信号ＳＤ１゜ＳＤ２．・・・
、ＳＤｎの有無を次々に検索し、空タイム・スロワ１〜
を確認ツーる必要かある。

さて本論にもどり無線基地局３０から、以上のいづれか
の方法により送られてきた制御情報を受信した移動無線
機１００て（Ｊ、自己かどのタイム・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
判断することかできる。

また、無線基地局３０か主導するシステムで通信信号の
暗号化をはかるときは、この時点で移動無線機１００は
暗号情報を受信しており、通信が開始されれば制御部１
４０は暗号化時間片信号形成回路１７８に与えるべき暗
号の待機状態に入ることができる。ただし通話が開始さ
れない間は秘話は行わないものとする。

上り信号用のタイム・スロットＳＵ○が空スロットと仮
定すると、この空タイム・スロットを使用することにし
、発呼用制御信号を送出して無線基地局３０からの応答
信号から必要なタイミングをとり出して、バースト状の
制御信号を送出することかできる。

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１１１１００
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、その各市に、それぞれその１つのタイム・スロッ
ト内のｈ間帯を与える方法である。別の方法は、制御信
号の有する周波数を多種類作成し、これを多数の移動無
線機を群別し、その各群に与える方法である。この方法
によれば周波数の異なる制御信号が同一のタイム・スロ
ワ１〜を用いて同時に送信されても無線基地局３０て干
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か良好に無
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（３２０２）、無線基地局３
０の制御部４０では、移動無線機１００のＩＤ（識別信
号）を検出しく５２０２）、そのＩＤを確認するので、
移動無線機１００に対して発呼に必要な通話チャネル指
定信号および暗号情報を、下りのタイム・スロットＳＤ
Ｏを用いて移動無線機１００宛に送信する（Ｓ２０３＞
。

無線基地局３０より送られてぎた制御情報を受信した移
動無線機１００では、暗号情報およびフレーム番号や通
話チャネルから、暗号記憶部１７７を検索して自己に割
当てられたタイム・スロット番号を見つけ出し、指定さ
れたタイム・スロットＳＵ１に切替えて（３２０４＞、
これを用いて、スロット切替完了信号を無線基地局３０
宛に送信して（３２０５＞、ダイヤル・トーンが送られ
てくるのを待つ（３２０６＞。

無線基地局３０では、当然これを期待して受信待機中で
あり、スロット切替完了報告を受信すると（３２０７＞
、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（３２０８＞。これに対し関門交換
機２０では、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ダイヤル・トーンを無
線基地Ｅ３０へ送出する（５２１０、第４Ｂ図）。

このダイヤル・ｌヘーンは、無線基地局３０によりタイ
ム・スロワ１〜ＳＤ１を用いて転送され（Ｓ２１１＞、
移動無線機１００では、通話路が設定されたことを確認
スる（Ｓ２１２）。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・１〜−
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］３４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・スロワ１〜５ｔＪ１を用いて送
出される（Ｓ２１３）。かくして、送信されたダイヤル
信号は無線基地局３０の無線受信回路３５で受信される
。この無線基地局３０ては、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・スロワ１〜
を与えるとともに、無線基地局３０の信号選択回路群３
９および信号割当回路群５２を動作させて、上りのタイ
ム・スロワｌ−Ｓ　Ｕ　１を受信し、下りのタイム・ス
ロットＳＤ１の信号を送信する状態に移行している。し
たかって移動無線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の信号選択回路３９−１を
通った後、信号速度復元回路群３Ｂを介して暗帰化時間
片信号解読回路群７９に入力され、ここで原送信信号が
復元され、信号処理部３１を介して通話信号２２−１と
して関門交換機２０へ転送され（Ｓ２１４＞、電話網１
０への通話路が設定される（Ｓ２１５＞。

一方、関門交換ｌＩ２０からの入力信号（当初制御信号
、通話が開始されれば通話信号）は、無線基地局３０に
おいて信号処理部３１を介して暗号化時間柱形成回路群
７８において秘話化され、その秘話化された信号は信号
速度変換回路群５１で速度変換を受けた後、信号割当回
路群５２の信号ＩＪ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の原信号が復元され、電話機
部１０１の受話器に入力される。かくして、移動無線Ｉ
ａ１００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＞。

また、秘話についても前述した通り無線基地局３０ｉ！
３よび移動無線機１００ともＱ−備ができ上っており、
通話が開始されれば、即座に実行される。

それには通話開始と同時に制御部４０より暗号何与器７
６に制御信号を与え動作を開始すればよい。

なお、上述した通話チャネルの割当等、通話の開始され
る以前に行われる無線基地局３０と移動無線機１００の
間の制御のための通信においても秘話は可能であるが、
あまり実用的でないので説明を省略した。

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１
３１を介して無線送信回路１３２より無線基地局３０宛
に送出されるとと心に（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１２２１および１２２−２をそれぞれシンセサイザ１
２１−１および１２１−２の出力端に固定する。

一方、無線基地局３０の制御部４０では、移動無線１１
００からの終話信号を受信すると関門交換機２０宛に終
話信号を転送しく３２１９）、スイッチ群（図示せず）
のスイッチをオフして通話を終了する（Ｓ２２０）。同
時に無線基地局３０内の信号選択回路群３９および信号
割当回路群５２を開放する。

以上の説明では無線基地局３０と移動無線機１００との
間の制御信号のヤリとりは信号速度変換回路群５１．信
号速度復元回路群３８等を通さないとして説明したが、
これは説明の便宜上であって、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、制御信号
速度変換回路４８や信号処理部３１を通しても何ら支障
なく通信が実施可能である。

（２）移動無線機１００への着呼 移動無線機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からの発呼の項で説明した
ごとく、システムで定められている手順にしたがった無
線チャネルＣ１−１１の下り制御信号を受信待機状態に
ある。

一般の電話網１０より関門交換機２０を経由して移動無
線機１００への着呼信号か無線基地局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、信号処理部３１゜昭弓化時間片信号形成回路
群７８．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（第１Ｃ図）へ伝えられる。

すると制御部４０では移動無線機１００宛の無線チＶネ
ルＣ１−１１の下りタイム・スロワ１〜のうちの空スロ
ッ１〜、たとえばＳＤｌを使用して移動無線機１００の
ＩＤ信号十着呼信号表示信号士タイム・スロワ１へ使用
信号（移動無線機１００からの送信には、たとえばＳＤ
ｌに対応するＳＵｌ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１４
０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
を鳴動さゼると同時に、指示されたタイム・スロットＳ
Ｄ１．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１２２１．１２２−２
のオン、オフを開始させる。かくて通話が可能な状態に
移行したことになる。

なお、着呼についても発呼のときと同様に秘話が実行可
能なことは明らかである。また、本発明で説明した秘話
技術は、システムに属していない第３者が無断で傍聴す
る可能性を著しく困難にしていることは明らかである。

なぜならば通信に使用される時間片の長さが各フレーム
毎に異なっており、たとえあるタイム・スロットの信号
を受信できたとしても、正確な時間長がわからないから
多量の雑音が混入し、傍聴不可能となる。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、従来開示されていなかっ
た丁ＣＭ信号に関する秘話方法が実用可能になったので
、システムに属していない第３者の無線機による傍聴が
困難となり、丁ＣＭ通信にま３（プるブライバシイの確
保か可能となる効果は太さい。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明のシステムの概念を示ＶＨ念構成図、 第１Ｂ図は本発明のシステムに使用される移動無線機の
回路構成図、 第１Ｃ図は本発明のシステムに使用される無線基地局の
回路構成図、 第２Ａ−１図は第１Ｃ図の構成要素である暗号化時間枠
信号形成回路と信号速度変換回路の内部構成を示す回路
構成図、 第２Ａ−２図は第２Ａ−１図に示した回路の各部の信号
を示すタイム・チャート、 第２Ｂ〜１図は第１Ｃ図の構成要素である信号速度復元
回路と暗号化時間片信号解読回路の内部構成を示ず回路
構成図、 第２Ｂ−２図は第２Ｂ−１図に示した回路の各部の信号
を示１タイム・チャート、 第２Ｃ図および第２Ｄ図は本発明のシステムに使用され
るタイム・スロットを説明するためのタイム・スロット
構造図、 第３Ａ図および第３Ｂ図は通話信号および制御信号のス
ペクトルを示すスペクトル図、第３Ｃ図は音声信号とデ
ータ信号を多重化する回路構成図、 第４Ａ図および第４Ｂ図は本発明によるシステムの動作
の流れを示すフロー・チャートである。 １０・・・電話ｍ　　　　　　２０・・・関門交換機２
２−１〜２２−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３
８・・・信号速度復元回路群 ３９・・・信号選択回路 ３９−１〜３９−ｎ・・・信号選択回路４０・・・制御
部 ４１・・・クロック発生器 ４２・・・タイミング発生回路 ５１・・・信号速度変換回路群 ５１−１〜５１−ｎ・・・信号速度変換回路５２・・・
信＠割当回路 ７５・・・ｌ１８号解読器　　　７６・・・暗号付与器
７７・・・暗号記憶部 ７８・・・０８号化時間片信号形成回路群７９・・・暗
号化時間片信号解読回路群８０・・・疑似電話信号発生
器 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１
０１・・・電話機部 １２０・・・基準水晶発振器 １２’ｌ−１，１２１−２・・・シンセサイザ１２２１
．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 １３４・・・送信部 １３６・・・受信ミクサ １３８・・・速度復元回路 １７５・・・暗号解読器 １７７・・・暗号記憶部 １７８・・・８８号化時間片信号形成回路］７９・・・
暗号化時間片信号解読回路１８０・・・疑似電話信号発
生器。 ３・・・送信ミクサ ５・・・無線受信回路 ７・・・受信部 １・・・クロック再生器 ６・・・暗ｇ付与器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数のゾーンをそれぞれカバーしてサービス・エリアを
   構成する各無線基地手段（３０）と、前記複数のゾーン
   を横切って移動し、前記無線基地手段と交信するために
   フレーム構成のタイム・スロットに時間的に圧縮した区
   切られた信号をのせた無線チャネルを用いた各移動無線
   手段（１００）との間の通信を交換するための関門交換
   手段（２０）とを用いる移動体通信方法において、 対向して通信するフレーム内のタイム・スロットに収容
   する前記時間的に圧縮した区切られた信号を作成する場
   合に、時間的に圧縮した区切られた電話信号の一部に時
   間的に圧縮した区切られた疑似電話信号を付加して、１
   つのタイム・スロットとし、前記時間的に圧縮した区切
   られた疑似電話信号の時間長を対向して通信している前
   記無線基地手段および前記移動無線手段のうちのすくな
   くとも一方において定める移動体通信の時間分割通信秘
   話方法。