JPH04165728A - 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、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、通信のプライ
バシイを向上する方法を提供せんとするものである。

Ｌ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、時分割時開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．伊藤“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がプライ
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徴発に送信されるＴＣＭ（時分割
時間圧縮多重）信号の送信方法とこれに応じて移動１１
１機から無線基地局発に送信される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］ ＴＣＭ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、これに従って時間片化された
送信信号に与える時間的な送信順序を定め、対向して通
信を行う移動無線機に対し、暗号の種類、暗号化ならび
に解読の方法を指示する機能を付与した。

［作用コ 使用するタイム・スロット内に収容される信号のうち、
時間的に互いに近傍にある複数の時間片信号の時間的送
信順序を暗号信号の指示に従って変えることにしたから
、ＴＣＭ信号においても、ディジタル信号と同等の高い
暗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的送信順序を知らな
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］ 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、制御部など
があり、無線回線の設定や解除を行うほか、移動無線機
１００（１００−１〜１００−ｎ＞と無線信号の授受を
行う無線送受信回路を有している。

ここで、関門交換機２０と無線基地局３０との間には、
通話チャネルＣＨ１〜ＣＨｎの各通話信号と制御用の信
号を含む通信信号２２−１〜２２−ｎを伝送する伝送線
がある。

第１８図には、無線基地局３０との間で交信をする移動
無線１１１００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とクロック再生器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ＦｌＢＮ解読器１７５の出力は、制御
部４０と暗号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１
４０とタイミンク発生器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ｌ！
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１４
０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＠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とは互いに情報を交換している
。

また、移動無線機１００が主導して通信の暗号化をはか
るには暗号記憶部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の暗号化時間片信号形成回路群７８と
同様の機能を有している。

無線基地７４３０から制御信号として送信されてきた暗
号を暗号解読器１７５で解読し、この結果を制御部１４
０へ報告する。制御部１４０はこの解読した暗号に従っ
て暗号化時開片信号形成回路１７８に対して時間間隔、
タイミングおよび各タイム・スロットの送信順序を正の
順序とするのか逆の順序とするのかを指示する。暗号化
時間片信号形成回路１７８では、制御部１４０の指示に
従って電話信号の時間片化を行った後、その出力を速度
変換回路１３１へ送る。

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。

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．ｔ
ａ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ヤ、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！１１ＤＯには、さらにシンセサイザ１２１−
１および１２１−２と、切替スイッチ１２２−１，１２
２−２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１
２３およびタイミング発生器１４２が含まれており、シ
ンセサイザ１２１−１・、１２１−２と送受信断続制御
器１２３とタイミング発生器１４２とは制御部１４０に
よって制御されている。各シンセサイザ１２１−１，１
２１−２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図には無線基地局３０が示されている。

関門交換Ｉｉ！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、開門交換１Ｉ２０から送られてきた通信信号２２
−１〜２２−ｎは、無線基地局３０の信号処理部３１へ
入力される。信号処理部３１では伝送損失を補償するた
めの増幅器が臭備されているほか、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ｌｌ１２０からの入力信号は、暗
号化時間片信号形成回路７８−１〜７８−〇を含む暗号
化時間片信号形成回路群７８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
関門交換機２０へ送信される。上記のうち開門交換機２
０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５１−１〜５
１−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１１２０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１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２Ａ−２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、３段
のスイッチ５Ｗ７Ｂ−１，５Ｗ７８−２，５Ｗ７Ｂ−３
と、記憶回路Ｍ１〜Ｍ５を含む並列処理回路であるが、
スイッチ５Ｗ７Ｂ−１は第２Ａ−２図（ａ）の信号処理
部３１よりの電話信号をその端子ａ〜ｅを循環的にオン
にして第２Ａ−２図（ｂ）に示す時間片信号１．２，３
．・・・を得ている。各端子からの出力は、それぞれ記
憶回路Ｍ１〜Ｍ５に記憶され、それぞれの記憶出力はス
イッチ５Ｗ７８−２の各端子ａ−ｅに接続される。スイ
ッチ５Ｗ７８−２の動作は、暗号付与器７６からの信号
によって制御され、たとえば端子ａがオンされていると
きには記憶回路Ｍ１に収容された信号が出力される。こ
の出力はスイッチ５Ｗ７Ｂ−３に印加される。このスイ
ッチ５Ｗ７８−３はタイミング発生回路４２よりのタイ
ミング信号によってその端子ａおよびｂを交互にオンに
することをくり返し、第２八−２図（Ｃ）に示す２系列
の信号、すなわちスイッチ５Ｗ７Ｂ−３の端子ａには時
間片信号３，５゜２、・・・、端子すには時間片信号４
．１．７．・・・を得ている。

これらの信号は信号速度変換回路５１−１に含まれた信
号速度変換器５１−１−１および５１−１−２に印加さ
れ、第２Ａ−２図（ｄ）に示すように時間圧縮されて、
同図（ｅ）に示すように混合されて一系列の時間片信号
３，４，５，１．２゜７、・・・となって信号割当回１
５２−１へ送られる。

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および暗号化時間片信号解読回路群７９のうち、通話
チャネル番号１用の信号速度復元回路３Ｂ−１および暗
号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
力される。信号速度復元回路３Ｂ−１は、各フレーム内
の時間圧縮された第２Ｂ−２図（ａ）の電話信号を含む
時間片信号３゜４．５，１．２．・・・をもとの速度に
復元して第２Ｂ−２図（ｂ）の時間片信号３，４．５．
１，２゜・・・を連続させた信号を得る。これらは暗号
化時間片信号解読回路７９−１に送出される。

暗号化時間片信号解読回路７９−１は、第２８−１図に
示すように２個のスイッチ５Ｗ７９−１゜５Ｗ７９−２
．記憶回路Ｍ６〜ＭＩＯを含んでおり、その動作は第２
Ａ−１図に示した暗号化時間片信号形成回路７８−１と
逆であり、これによりもとの電話信号が再生される。

第２Ｂ−２図（ｂ）の信号速度復元器３８−１−１の出
力は暗号化時間片信号解読回路７９−１のスイッチ５Ｗ
７９−１へ到来する。この回路は暗号解読器７５からの
信号による制御を受けており、この信号により、スイッ
チ５Ｗ７９−１が端子ａ−ｅのいずれかを循環動作によ
り選択して、その出力が記憶回路Ｍ６〜Ｍ１０に印加さ
れ、第２Ｂ−２図（Ｃ）に示す時間片信号の内容が各記
憶回路Ｍ６〜Ｍ１０に記憶される。

各記憶回路Ｍ６〜ＭＩＯの記憶内容はスイッチ５Ｗ７９
−２の各端子ａ−ｅに導かれ、信号解読器７５からの指
示によってスイッチ５Ｗ７９−２は各端子ａ−ｅを選択
動作して、第２Ｂ−２図（ｄ）に示すように、時間片信
号１．２，３，４゜５、・・・の順に読出して連続した
電話信号を復元して、忠実に再生された電話信号を信号
処理部３１へ出力している。

以上に説明した暗号化のプロセスにおいては、電話信号
をＴＣＭ（時間圧縮多重）して得られる時間片信号のう
ち、時間的に近傍にある５個の時間片信号に関して例を
示し説明した。たとえば、時間片信号１〜５に対し暗号
化する方法は、第２Ａ−１図のスイッチ５Ｗ７８−２の
端子ａ−ｅを選択するのに際して、暗号付与器７６から
の暗号を１０進法で表して末位の数字が０．５ならば端
子ａを選択し、末位の数字が１．６ならば端子すを、末
位の数字が２．７ならば端子Ｃを、同じり３．８ならば
端子ｄを、４．９ならば端子ｅを選択してそれぞれに接
続された記憶回路Ｍ１〜Ｍ５の記憶内容を送信する。

暗号化する時間片信号を更に多くとることも同様に可能
であるが、あまり大とすると信号遅延が大となる点に留
意する必要がある。なお、第２八−１図に示す記憶回路
Ｍ１〜Ｍ５の記憶容量としては、すくなくとも２ｍの時
間片信号を記憶し、別々に出力させる能力を有しなけれ
ばならない。

このことは、第２Ｂ−１図に示す記憶回路Ｍ６〜Ｍ１０
も同様である。

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〜ＣＨｎに対応して通話信
号が分離される。この出力は各チャネルごとに設けられ
た信号速度復元回路３８−１〜３８−ｎを含む信号速度
復元回路群３８で、信号速度（ピッチ）の復元を受けた
後、信号処理部３１へ入力され、４線−２線変換を受け
た後この出力は関門交換機２０へ通信信号２２−１〜２
２−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・レコー
ダにより録音した音声を高速で再生する場合と同じであ
り、実際には、たとえば、ＣＯＤ　（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃ
ｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ　）　、　ＢＢＤ　（Ｂｕｃ
ｋｅｔ　Ｂｒ１ｏａｄｅ　Ｄｅｖｉｃｅ　）が使用可能
であり、テレビジョン受信機や会話の時間軸を圧縮ある
いは伸長するテープ・レコーダに用いられているメモリ
を用いることができる（参考文献：小板　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にも使用可能で、この場合に
は、クロック発生器４１が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が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群５２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、バッファ・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
列に並べられており、後述する制御信号または通話信号
が全実装される場合には、あたかも連続信号波のように
なる。

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。

なあ、各フレームＦ１．Ｆ２．Ｆ３．・・・の最初のタ
イム・スロットＳＤＯに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〜ＳＤｎに
は移動無線Ｉ！１００への着呼あるいは移動無線Ｗ１１
００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５ＤＯ１ＳＤ
１〜ＳＤｎで１フレームをなす信号が変調回路に加えら
れることになる。送信されるべく時系列化された多重信
号は、無線送信回路３２において、角度変調されたのち
に、アンテナ部より空間へ送出される。

電話の発着呼時において通話に先行して無線基地局３０
と移動前１ｉ１１１１１００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Ｓ
ＤＯ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（２５０Ｈ２）や高周波側（３８５０
Ｈ２）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や、後述する信号の暗
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ｖ！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
１１１１０ｃ）−１，１００−２，・、１００−ｎから
の無線基地局３０宛の送信信号を示す。

また各タイム・スロットＳＵ１．ＳＵ２．・・・、５Ｉ
Ｊｎ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）制御信号より成り立
っている。ただし、移動無線ｖｓ１００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５Ｌ１１〜５ｕｒｆ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、送信側の移動無線機１００
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
され関門交換機２０宛に送信されることになる。

以下本発明にあ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ｋ、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（０，３ｋＨ２〜３．０ｋＨ２
）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図のこと＜　４
．５ｋＨｚ　〜４５ｋＨ２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。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（０，２〜４．０ｋｌ−１ｚ
　）および通話信号ＣＨＩ　（４，５〜４５ｋＨｚでＳ
Ｄｌ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。他のタイム番スロッ
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ＳＤｉ　（ｉ＝２゜３、　
・、ｎ）には制御信号（０，２〜４５ｋＨｚ　）と通信
信号ＣＨｉ　（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３２
に含まれた角度変調部に加えられると、所要の伝送帯域
として、すくなくとも ｆ、±４５ｋＨｚ を必要とする。ただし、ｆ、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１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’
　ｒｅｐ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　　　＞２ｆＨ 「ｅｐ 一方、ディジタル信号では、音声は通常６４ｋｂ／Ｓ程
度の速度でディジタル化されているからアナログ信号の
場合を説明した第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［１１００より無線基地８３０へ入来し
た制御信号は、無線受信回路３５へ入力されるが、その
出力の一部は制御部４０へ入力され、他は信号選択回路
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ｌ！１２０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４Ａ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。

移動無線機１００の電源をオンした状態にすると、第１
Ｂ図の無線受信回路１３５では、下り（無線基地局３０
→移動無線１１１００）無線チャネル（チャネルＣＨＩ
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、ｉ）　最大の受信入力電界を示す無線チャネルｉ
ｊ）　　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）するとく５２０１、第４Ａ図）、第１Ｂ図のシン
セサイザ１２１−２は、無線チャネルＣ）−１１の送信
を可能とする局発周波数を発生させるような制御信号を
制御部１４０から受ける。

またスイッチ１２２−２もシンセサイザ１２１−２側に
倒し、固定した状態になる。つぎに無線チャネルＣＨ１
を用い電話機部１０１から出力された発呼用制御信号を
送出する。この制御信号は、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５
ＬＩＯ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（
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機１００はこ
れを受信することにより、フレーム同期が可能になる。

ざ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ｓｏ；　＜ｒ＝１．２゜・・・、
ｎ）が他の通信によって使用されているときには、同期
信号と通話信号しか含まれていない場合もあるが、この
ような場合でも未使用のタイム・スロットには通常同期
信号と制御信号が含まれており、この制御信号を受信す
ることにより、移動無線１１１００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、どのタイム・スロット内にも空
スロツト表示がなされていない場合があり、このときは
、それに続く音声多重信号ＳＤ１゜ＳＤ２．・・・、５
Ｄｒｌの有無を次々に検索し、空タイム・スロットを確
認する必要がある。

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。

また、無線基地局３０が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ＳＵＯ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ができる。

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。それは移動無線機１００が発
呼可能な空タイム・スロットをみつけたとして、そのタ
イム・スロットを全部使用するのではなく、ある移動無
線機には前半部、ある移動無線機には後半部のみを使用
させる方法である。

すなわち発呼信号として、タイム・スロットの使用部分
を何種類かに分け、これを用いて多数の移動無線機を群
別し、その各群に、それぞれその１つのタイム・スロッ
ト内の時間帯を与える方法である。別の方法は、制御信
号の有する周波数を多種類作成し、これを多数の移動無
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ｌ１１１００からの発呼用制御信号が良好
に無線基地局３０で受信され制御部４０で移動無線機１
００のＩＤ（識別信号）を検出したとすると（Ｓ２０２
＞、移動無線ｌｌ１１００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ＳＤＯを用いて移動無線機１００宛に送信する（３
２０３＞。

無線基地局３０より送られてきた制御情報を受信した移
動無線１１１００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５ＬＪ１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（Ｓ２０７＞
、関門交換ｌＩ２０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１１２０では、関門交換１１２０に含まれたスイッチ
群のうちの必要なスイッチをオン（して（５２０９）、
ダイヤル・トーンを無線基地局３０へ送出する（５２１
０、第４Ｂ図）。

このダイヤル・トーンは、無線基地局３０によりタイム
・スロットＳＤＩを用いて転送され（Ｓ２１１＞、移動
無線ｍ１ｏｏでは、通話路が設定されたことを確認する
（３２１２＞。この状態に移行したとき移動無線機１０
０の電話機部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１
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・スロットＳＵ１を用いて送出される（
Ｓ２１３＞。かくして、送信されたダイヤル信号は無線
基地局３０の無線受信回路３５で受信される。この無線
基地局３０では、すでに移動無線機１００からの発呼信
号に応答し、使用すべきタイム・スロットを与えるとと
もに、無線基地局３０の信号選択回路群３９および信号
割当回路群５２を動作させて、上りのタイム・スロット
ＳＬ、１１を受信し、下りのタイム・スロットＳＤ１の
信号を送信する状態に移行している。したがって移動無
線ｍ１ｏｏから送信されてきたダイヤル信号は、信号選
択回路群３９の信号選択回路３９−１を通った後、信号
速度復元回路群３８を介して暗号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３つを介して通話信＠２２−１として関門交換８
１２０へ転送され（３２１４＞、電話網１０への通話路
が設定される（５２１５＞。

一方、関門交換Ｗ４２０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ＦＲ間間借信号形
成回路群８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の信号割当回路５２−１によりタイム・
スロットＳＤ１が与えられている。そして無線送信回路
３２から下りの無線チャネルのタイム・スロットＳＤ１
を用いて前記移動無線機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ＳＤ’ｌ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１３
８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１１１００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（３２１６＞。

また、秘話についても前述した通り無線基地局３０およ
び移動無線ｌ！１００とも準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より暗号付与器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１１１１００の電話機部１０１の受話器
をオン・フックすることにより（Ｓ２１７＞、終話信号
と制御部１４０からのオン・フック信号とが速度変換回
路１３１を介して無線送信回路１３２より無線基地局３
０宛に送出されるとともに（３２１Ｂ＞、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１２つ−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ｌ１
１００からの終話信号を受信すると関門交換機２０宛に
終話信号を転送しく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（５２２０）。

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等を通ざ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ｌ１１００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１１１００がらの発呼の項で説明
したごとく、システムで定められている手順にしたがっ
た無線チャネルＣＨ１の下り制御信号を受信待機状態に
ある。

一般の電話Ｗ１１０より関門交換ｌｌ１２０を経由して
移動無線機１００への着呼信号が無線基地局３０へ到来
したとする。これらの制御信号は通信信号２２として音
声信号と同様に、信号処理部３１゜暗号化時間片信号形
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ｌ１１００宛の無
線チャネルＣ）−１１の下りタイム・スロットのうちの
空スロット、たとえばＳＤｌを使用して移動無線１１１
００のＪＤ信号十着呼信号表示信号士タイム・スロット
使用信号（移動無線機１００からの送信には、たとえば
ＳＤｌ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１ｆｉｌＯＯでは、無線受信回路１
３５の受信部１３７より制御部１４０へ伝送される。制
御部１４０では、この信号が自己の移動無線機１００へ
の着呼信号であることを確認するので電話機部１０１よ
り呼出音を鳴動させると同時に、指示されたタイム・ス
ロットＳＤ１．ＳＵ１で待機するように送受信断続制御
器１２３を動作させるとともに、スイッチ１２２−１，
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、時間片化されたタイム・スロット内に収容
される信号の時間的送信順序を各フレームごとに暗号信
号の指示により変更しているから、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、各タイム・ス
ロットの再生順序がわからない。したがって、次のフレ
ームの信号においても同様の状態が続くために、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ＴＣＭ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、ＴＣＭ通信におけるブライバシイの確保が
可能となる効果は大きい。

【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ｔｍ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片
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す回路
構成図、 第２Ｂ−２図は第２Ｂ−１図に示した回路の各部の信号
を示すタイム・チャート、 第２Ｃ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・・・電話網　　　　　２０・・・関門交換機２２
−１〜２２−ｎ・・・通信信号 ３０・・・無線基地局　　　３１・・・信号処理部３２
・・・無線送信回路　　３５・・・無線受信回路３８・
・・信号速度復元回路群 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・・・
信号割当回路　　７５・・・Ｂ＃号解読器７６・・・暗
号付与器　　　７７・・・暗号記憶部７８・・・暗号化
時間片信号形成回路群７９・・・暗号化時間片信号解読
回路群９１・・・ディジタル符号化回路 ９２・・・多重変換回路 １００．１００−１ 〜１００−ｎ・・・移動無線機 １０１・・・電話機部 １２０・・・基準水晶発振器 １２１−１，１２１−２・・・シンセサイザ１２２−１
，１２２−２・・・スイッチ１２３・・・送受信断続制
御器 １３１・・・速度変換回路　１３２・・・無線送信回路
１３３・・・送信ミクサ　　１３４・・・送信部１３５
・・・無線受信回路　１３６・・・受信ミクサ１３７・
・・受信部　　　　１３８・・・速度復元回路１４１・
・・クロック再生器 １７５・・・暗号解読器　　１７６・・・暗号付与器１
７７・・・暗号記憶部 １７８・・・暗号化時間片信号形成回路１７９・・・暗
号化時間片信号解読回路Ｍ１〜Ｍ１０・・・記憶回路 ５Ｗ７Ｂ−１〜５Ｗ７８−３゜ ５Ｗ７９−１．３Ｗ７９−２・・・スイッチ。 代理人　　　内　１）公　三（ほか１名）第２Ａ−２図 第２Ｂ−２図 ２５０３００３０００３８５０Ｈｚ 第３Ａ図 中　　　　　　　　　　１ ）ト

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
   ンを横切つて移動し、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各タイム・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の時間的送
   信順序を、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。