JPH04216222A - 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】 【０００１】 【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、通信のプライバシィを向上する方法を提供せ
んとするものである。 【０００２】 【従来の技術】小ゾーン方式を適用した音声を用いる移
動体通信において、時分割時間圧縮多重信号を採用した
方式および本発明に関係の深い小ゾーン構成に関しては
、下記の文献に記載されている。 【０００３】　文献１．伊藤　　“携帯電話の方式検討
−時分割時間圧縮ＦＭ変調方式の提案−”信学会技報　
　ＲＣＳ８９−１１　　平成元年７月 【０００４】文献２．伊藤　　“携帯電話の方式検討−
時分割時間圧縮ＦＭ変調方式の理論検討”　　信学会技
報　　ＲＣＳ８９−３９　　平成元年１０月 【０００５】すなわち、文献１においては、送信信号（
ベースバンド信号）をあらかじめ定めた時間間隔単位に
区切って記憶回路に記憶し、これを読み出す時には記憶
回路に記憶する速度よりもｎ倍の高速により所定のタイ
ム・スロットで読み出し、このタイム・スロットによっ
て収容された信号で搬送波を角度変調または振幅変調し
て、時間的に断続して送受信するために移動無線機およ
び無線基地局に内蔵されている、それぞれ対向して交信
する受信ミクサを有する無線受信回路と、送信ミクサを
有する無線送信回路と、無線受信回路の受信ミクサに印
加するシンセサイザと無線送信回路の送信ミクサに印加
するシンセサイザとに対しスイッチ回路を設け、それぞ
れ印加するシンセサイザの出力を断続させ、この断続状
態を送受信とともに同期し、かつ対向して通信する無線
基地局にも上記と同様の断続送受信を移動無線機のそれ
と同期させる方法を用い、かつ受信側では前記所定のタ
イム・スロットに収容されている信号のみを取り出すた
めに、無線受信回路を開閉して受信し、復調して得た信
号を記憶回路に記憶し、これを読み出す時にはこの記憶
回路に記憶する速度のｎ分の１の低速度で読み出すこと
により、送信されてきた原信号であるベースバンド信号
の再生を可能とするシステムを構築したシステム例が報
告されている。 【０００６】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
とがプライバシィ保護の上から必要であるが、この種の
技術に関しては何んら説明はなされていない。 【０００７】 【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
機あてに送信されるＴＣＭ（時分割時間圧縮多重）信号
の送信方法と、これに応じて移動無線機から無線基地局
あてに送信される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。 【０００８】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　【課題を解決するための手段】Ｔ
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時
間的に圧縮し区切られる時間長および時間圧縮率をフレ
ームごとに暗号化するとともに、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。 【０００９】 【作用】使用するタイム・スロット内に収容される時間
的に区切られる時間長および時間圧縮率をフレームごと
に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
時間長や時間圧縮率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、通信のプライバシィの確保が可能となった。 【００１０】 【実施例】図１，図２　および図３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。　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　 【００１１】図１において、１０は一般の電話網であり
、２０は電話網１０と無線システムとを交換接続するた
めの関門交換機である。３０は無線基地局であり、関門
交換機２０とのインタフェイス，信号の速度変換を行う
回路，タイム・スロットの割当てや選択をする回路、制
御部などがあり、無線回線の設定や解除を行うほか、移
動無線機１００（１００−１〜１００−ｎ）と無線信号
の授受を行う無線送受信回路を有している。 【００１２】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。 【００１３】図２には無線基地局３０との間で交信をす
る移動無線機１００の回路構成が示されている。アンテ
ナ部に受けた制御信号や通話信号などの受信信号は、受
信ミクサ１３６と受信部１３７を含む無線受信回路１３
５に入り、その出力である通信信号は、速度復元回路１
３８と、暗号解読器１７５と、クロック再生器１４１に
入力される。 【００１４】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１４０と速度復元回路１３８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１
４１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と、速度変換回路１３１に印加している。 【００１５】　　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ビッチ）を各時間
片信号ごとに暗号解読器１７５の指示した速度で復元し
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３
０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１
４２の出力とを得て、連続した信号として電話機部１０
１および制御部１４０に入力している。 【００１６】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。　　　　　　　　　　　　　　【０
０１７】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おり、暗号付与器１７６が
動作中であれば、その指示に従った時間間隔で、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
た暗号に従った制御部１４０の指示する時間間隔で電話
信号の時間片化を行った後、速度変換回路１３１へ送ら
れる。 【００１８】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、各時間片信号ごと
に暗号付与器１７６もしくは制御部１４０の指示した速
度で高速に（圧縮）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に印加される。なお、
暗号化時間片信号形成回路１７８には制御部１４０から
与えられる制御信号により動作する暗号付与器１７６か
らの暗号が入力され、無線基地局３０へ送信される信号
が暗号化される。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。無線基地局３０
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。　　　　【０
０１９】また、タイミング発生器１４２では、クロック
再生器１４１からのクロックと制御部１４０からの制御
信号により、送受信断続制御器１２３，速度変換回路１
３１，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。 【００２０】移動無線機１００には、さらにシンセサイ
ザ１２１−１および１２１−２と、切替スイッチ１２２
−１，１２２−２と、切替スイッチ１２２−１，１２２
−２をそれぞれ切替えるための信号を発生する送受信断
続制御器１２３およびタイミング発生器１４２が含まれ
ており、シンセサイザ１２１−１，１２１−２と送受信
断続制御器１２３とタイミング発生器１４２とは制御部
１４０によって制御されている。各シンセサイザ１２１
−１，１２１−２には、基準水晶発振器１２０から基準
周波数が供給されている。 【００２１】図３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。 【００２２】さて、関門交換機２０から送られてきた通
信信号２２−１〜２２−ｎは、無線基地局３０の信号処
理部３１へ入力される。信号処理部３１では伝送損失を
補償するための増幅器が具備されているほか、いわゆる
２線−４線変換がなされる。すなわち入力信号と出力信
号の混合分離が行われ、関門交換機２０からの入力信号
は、暗号化時間片信号形成回路７８−１〜７８−ｎ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。 【００２３】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
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。　　　　　 【００２４】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、暗号付与器７６の指示した速度の速度（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、暗号解読器７５の指示した速度で低速化のた
めの速度（ピッチ）変換をされた後、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、電話信号が
再生されて信号処理部３１へ入力される。 【００２５】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、図４および図５を
用いて詳細に説明する。 【００２６】図４は、図３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。 【００２７】図５は図４の回路各部の信号処理状態を示
す模式図である。さて、図４において、左方より図５（
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、図４に示すごとく、一種のスイ
ッチ回路であるが、このスイッチが７８−１−１側に倒
されているか、あるいは７８−１−２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、図５（ａ）の一連の電
話信号は２分割されて、時間片信号は、図５（ｂ）に示
すごとく　　、７８−１−１側に存在するか、あるいは
７８−１−２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。 【００２８】これらの信号は信号速度変換器５１−１−
１もしくは５１−１−２へ入力され、暗号付与器７６の
指示した圧縮率で時間圧縮を受けて、それぞれ図５（ｃ
）に示す信号が出力される。この出力は混合されて、図
５（ｄ）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。 【００２９】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、図６および図７により詳細に説明
するる。 【００３０】図６は図３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３８−１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により代表される
。図７は図６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。 【００３１】さて、図６および図７において、図７（ａ
）に示す信号選択回路３９−１の出力が、図６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、図６に示すごとく一種のスイッチ４８
−１と記憶回路３８−１−１〜３８−１−３を含み、入
力側に設置されたスイッチ４８−１が４８−１−１側に
スイッチされるか、あるいは４８−１−２または４８−
１−３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により得て、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、暗号化時間片
信号の時間長の最大と最小に関係し、図示の場合には、
暗号化時間片信号の時間長の比が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。 【００３２】つぎに図６に示すスイッチ４８−１により
図７（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、図７（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。それは、原信号の圧縮率は、暗号解読器７
５からの信号を得て認識し、その逆数の時間伸長を与え
ることにより、信号の復元はなされているが、原信号の
実装部分がわからず、すべてのタイム・スロット内信号
を最も長い時間片信号と見なして復元しているために、
雑音成分を多重に含んでいるからである。この状態を図
７（ｃ）に示す。 【００３３】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からの暗号解読信号を必要と
し、この信号にしたがって、暗号化時間片信号解読器７
９−１−１〜７９−１−３において信号時間片を送信時
と同様の時間片の長さに切断する必要がある。この結果
、図７（ｄ）にような時間片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信号処
理部３１へ送られる。 【００３４】さて、無線受信回路３５の制御または通話
信号の出力は、タイム・スロット別に信号を選択する信
号選択回路３９−１〜３９−ｎを含む信号選択回路群３
９へ入力され、ここで各通話チャネルＣＨ１〜ＣＨｎに
対応して通話信号が分離される。この出力は各チャネル
毎に設けられた信号速度復元回路３８−１〜３８−ｎを
含む信号速度復元回路群３８で、信号速度（ピッチ）の
復元を受けた後、信号処理部３１へ入力され、４線−２
線変換を受けた後、そ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。　　　　　【
００３５】つぎに信号速度変換回路群５１の機能を説明
する。 【００３６】一定の時間長に区切った音声信号や制御信
号等の入力信号を記憶回路で記憶させ、これを読み出す
時に暗号付与器７６からの信号により速度を変えて、記
憶する場合のたとえば１５倍の速度で読み出すことによ
り、信号の時間長を圧縮することが可能となる。信号速
度変換回路群５１の原理は、テープ・レコーダにより録
音した音声を高速で再生する場合と同じであり、実際に
は、たとえば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ
　Ｄｅｖｉｃｅ　），ＢＢＤ（Ｂｕｃｋｅｔ　Ｂｒｉｇ
ａｄｅ　Ｄｅｖｉｃｅ　）が使用可能であり、テレビジ
ョン受信機や会話の時間軸を圧縮あるいは伸長するテー
プ・レコーダに用いられているメモリを用いることがで
きる（参考文献：小坂　　他　　“会話の時間軸を圧縮
／伸長するテープ・レコーダ　　”　　日経エレクトロ
ニクス　　１９７６年７月２６日　　９２〜１３３頁）
。 【００３７】信号速度変換回路群５１で例示したＣＣＤ
やＢＢＤを用いた回路は、上記文献に記載されているご
とく、そのまま信号速度復元回路群３８にも使用可能で
、この場合には、クロック発生器４１からのクロックと
制御部４０からの制御信号によりタイミングを発生する
タイミング発生器４２からのタイミング信号を受けて、
書き込み速度よりも読み出し速度を低速にすることによ
り実現できる。 【００３８】関門交換機２０から信号処理部３１を経由
して出力された制御または音声信号は信号速度変換回路
群５１に入力され、速度（ピッチ）変換の処理が行われ
たのちに、タイム・スロット別に信号を割り当てる信号
割当回路５２に印加される。 【００３９】この信号割当回路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、通信信号をチャネル
対応でみた場合には、時系列的にオーバラップなく直列
に並べられており、後述する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。　　　　　　　　　　　　 【００４０】以上のような信号が無線送信回路３２へ送
られることになる。この圧縮した信号の様子を図８に示
し説明する。　　　　　　　　　　　　【００４１】信
号速度変換回路群５１の出力信号は信号割当回路５２に
入力され、暗号付与器７６の制御に従う定められた順序
で、各フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３，…毎のタイム・スロ
ットが与えられる。図８の（ａ）のＳＤ０，ＳＤ１，Ｓ
Ｄ２，…，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。 【００４２】図８においてＳＤ０以外の各タイム・スロ
ットの時間幅が一定になっているのは、時間片信号の長
さと信号の速度変換の速さが常に同一の割合と仮定した
ためである。すなわち、時間片信号が１０ｍ　ｓｅｃ　
のとき速度変換速度を１０倍、同じく時間片信号が１２
ｍ　ｓｅｃ　のとき速度変換速度を１２倍とすれば、速
度変換された後の時間長は常に１ｍ　ｓｅｃ　となる。 ただしこれはあくまでも一実施例であり、一般に両者を
関係づける必要はない。また、各タイム・スロットの同
期をとる必要上、各タイム・スロットの立上がりの周期
は信号片の長さに関係なく、すべてのフレームを通じて
同一である。 【００４３】なお、各フレームの最初のタイム・スロッ
トＳＤ０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、移動無線機
１００への着呼あるいは移動無線機１００からの発呼に
応答する制御信号または（および）通話信号が収容され
ている。通話信号が実装されていない場合は、通話信号
の部分は空スロット信号が加えられ、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、図８の（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ＳＤ０，Ｓ
Ｄ１〜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。 【００４４】電話の発着呼において通話に先行して無線
基地局３０と移動無線機１００との間で行われる制御信
号の伝送については、前述のごとく、タイム・スロット
ＳＤ０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。図９はこれらの周波数関係を示す。すなわち、
同図（ａ）において、帯域外信号の例であり、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。図９の（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。　　　　　　　　　　　　【００４５】
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。　　　　　　　　　　　　　　【００４６】
以上はアナログ信号の場合であったが、制御信号として
ディジタル・データ信号を用いた場合には、音声信号も
ディジタル符号化して、両者を時分割多重化して伝送す
ることも可能であり、この場合の回路構成を図１１に示
す。図１１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図１１で示したのと逆の操作を
行えば、音声信号と制御信号とを別々に取り出すことが
可能である。　　　　　　　　　　　　【００４７】一
方、移動無線機１００から送られてきた信号は、無線基
地局３０のアンテナ部で受信され、無線受信回路３５へ
入力される。図８の（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、図８の（ｂ）の左下方に示す通り
、制御信号または（および）通話信号より成り立ってい
る。ただし、移動無線機１００から無線基地局３０への
発呼や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ＳＤ０を使用す
る。 【００４８】さて、無線基地局３０へ到来した入力信号
のうち制御信号については、無線受信回路３５から直ち
に制御部４０へ加えられる。ただし、速度変換率の大き
さによっては、通話信号と同様の処理を行った後に信号
速度復元回路群３８の出力から制御部４０へ加えること
も可能である。また通話信号については、信号選択回路
群３９へ印加される。信号選択回路群３９には制御部４
０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（図２）の
逆変換を行う機能を有しており、これによって原信号が
忠実に再生され関門交換機２０宛に送信されることにな
る。 【００４９】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。　　　【００５０】
図３に示すように、制御部４０からの制御信号は信号割
当回路群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。移動
無線機１００においても、図２に示すごとく無線基地局
３０の機能のうち通話路を１チャネルとした場合に必要
とされる回路構成となっている。 【００５１】原信号たとえば音声信号（０．３　ｋＨｚ
〜３．０ｋＨｚ）が、信号速度変換回路群５１（図３）
を通った場合の出力側の周波数分布を示すと、図１０に
示すごとくになる。すなわち前述のように音声信号が１
５倍に変換されるならば、信号の周波数分布は図１０の
ごとく、４．５ｋＨｚ〜４５ｋＨｚ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相似変
換を受けるだけであり、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
上、時間圧縮時における圧縮率の暗号化により、各タイ
ム・スロットに収容されている信号の時間幅および最高
周波数は一般に異なっている。それ故、システムとして
運用する場合には、つぎの２つのケースが有効である。 【００５２】 ｉ　）時間圧縮時に信号の時間長に比例した圧縮を行う
場合　 ｉｉ）時間圧縮時に信号の時間長に関係せず一定の圧縮
を行う場合 【００５３】上記のうち、ｉ）のケースの利点は、各タ
イム・スロットに収容される時間圧縮信号の時間幅がす
べて一定となることであり、したがって電波伝搬特性で
問題となる多重波伝搬に対する対策が容易に行えること
である。ただし、時間圧縮信号の有する信号最高周波数
が各タイム・スロットで異なり、最大の時間長を有する
時間片信号が最高周波数を有するから、以下説明する伝
送帯域や無線チャネル間隔には、この値を用いて設計す
ることが必要である（図５，図８はこのケースを示す）
。 【００５４】つぎに、ｉｉ）のケースの利点は、　ｉ）
とは逆に各タイム・スロットに収容される信号の最高周
波数が同一であり、したがって無線チャネル間隔が　ｉ
）に比較して狭く設定でき、周波数の有効利用がはかれ
る利点がある。しかし、デメリットとして各タイム・ス
ロットに収容される時間圧縮信号の時間幅が異なり、タ
イム・スロット間に挿入するガード・タイム幅が変化し
、多重波伝搬に対する対策がとり難くなる点がある。　
　【００５５】さらに、ｉ），ｉｉ）以外の暗号化も考
えられるが、それらは実際の方式設定の中で諸元が決定
されることになる。 【００５６】さて、図１０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．
０ｋＨｚ）および通話信号ＣＨ１（４．５〜４５ｋＨｚ
でＳＤ１として表わされている）がタイム・スロット、
たとえばＳＤ１に収容されているとする。他のタイム・
スロットＳＤ２〜ＳＤｎに収容されている音声信号も同
様である。 【００５７】すなわち、タイム・スロットＳＤｉ（ｉ＝
２，３，…，ｎ）には制御信号（０．２〜４．０ｋＨｚ
）と通信信号ＣＨｉ（４．５〜４５ｋＨｚ）が収容され
ている。ただし、各タイム・スロット内の信号は時系列
的に並べられており、一度に複数のタイム・スロット内
の信号が同時に無線送信回路３２に加えられることはな
い。 【００５８】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 ｆＣ　±４５ｋＨｚ　 を必要とする。ただし、ｆＣ　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
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
成立する必要がある 。　　　　　　　　　　　　ｆｒｅｐ＞２ｆＨ　一方、
ディジタル信号では、音声は通常６４ｋｂ／ｓ程度の速
度でディジタル化されているから、アナログ信号の場合
を説明した図１０の横軸の目盛りを１桁程度引き上げて
読む必要があるが、上式の関係はこの場合にも成立する
。 【００５９】また、移動無線機１００より無線基地局３
０へ入来した制御信号は、無線受信回路３５へ入力され
るが、その出力の一部は制御部４０へ入力され、他は信
号選択回路３９を介して信号速度復元回路群３８へ送ら
れる。そして後者の制御信号は送信時と全く逆の速度変
換（低速信号への変換）を受けた後、一般の電話網１０
に使用されているのと同様の信号速度となり、信号処理
部３１を介して関門交換機２０へ送られる。 【００６０】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。 【００６１】（１）移動無線機１００からの発呼図１２
および図１３に示すフローチャートを用いて説明する。 【００６２】移動無線機１００の電源をオンした状態に
すると、図２の無線受信回路１３５では、下り（無線基
地局３０→移動無線機１００）無線チャネル（チャネル
ＣＨ１とする）に含まれている制御信号の補捉を開始す
る。もし、システムに複数の無線チャネルが与えられて
いる場合には、 ｉ）　最大の受信入力電界を示す無線チャネルｉｉ）　
無線チャネルに含まれている制御信号により指示される
無線チャネル ｉｉｉ）　無線チャネル内のタイム・スロットのうち空
タイム・スロットのあるチャネル など、それぞれシステムに定められている手順にしたが
い無線チャネル（以下チャネルＣＨ１とする）の受信状
態にはいる。これは図８の（ａ）に示されている各フレ
ームＦ１，Ｆ２，…内のタイム・スロットＳＤｉ内の同
期信号を捕捉することにより可能である。制御部１４０
では、シンセサイザ１２１−１に無線チャネルＣＨ１の
受信を可能とする局発周波数を発生させるように制御信
号を送出し、また、スイッチ１２２−１もシンセサイザ
１２１−１側に倒し固定した状態にある。 【００６３】そこで、電話機部１０１の受話器をオフ・
フック（発呼開始）すると（Ｓ２０１、図１２）、図２
のシンセサイザ１２１−２は、無線チャネルＣＨ１の送
信を可能とする局発周波数を発生させるような制御信号
を制御部１４０から受ける。またスイッチ１２２−２も
シンセサイザ１２１−２側に倒し、固定した状態になる
。つぎに無線チャネルＣＨ１を用い電話機部１０１から
出力された発呼用制御信号を送出する。この制御信号は
、図９の（ｂ）に示される周波数帯により、これを、た
とえば上り無線チャネルのタイム・スロットＳＵ０を用
いて送信される。 【００６４】この制御信号の送出はタイム・スロットＳ
Ｕ０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タイム・スロットＳＵ０を
使用して送信される。 【００６５】タイム・スロットＳＵ０を捕捉するには、
具体的にはつぎの方法を用いる。無線基地局３０から送
信されている制御信号には、図８（ａ）に示す通り、同
期信号とそれに続く制御信号が含まれており、移動無線
機１００はこれを受信することにより、フレーム同期が
可能になる。さらにこの制御信号には、現在使用中のタ
イム・スロット、未使用のタイム・スロット（空タイム
・スロット表示）などの制御情報が含まれている。シス
テムによっては、タイム・スロットＳＤｉ（ｉ＝１，２
，…，ｎ）が他の通信によって使用されているときには
、同期信号と通話信号しか含まれていない場合もあるが
、このような場合でも未使用のタイム・スロットには通
常同期信号と制御信号が含まれており、この制御信号を
受信することにより、移動無線機１００がどのタイム・
スロットを使用して発呼信号を送信すべきかを知ること
ができる。 【００６６】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。 【００６７】また別のシステムでは、どのタイム・スロ
ット内にも空スロット表示がなされていない場合があり
、このときは、それに続く音声多重信号ＳＤ１，ＳＤ２
，…，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ある。 【００６８】さて本論にもどり無線基地局３０から、以
上のいずれかの方法により送られてきた制御情報を受信
した移動無線機１００では、自己がどのタイム・スロッ
トで発呼用制御信号を送出すべきか、その送信タイミン
グを含めて判断することができる。 【００６９】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１４０は暗号化時間片信号形成回路１７８に
与えるべき暗号を待つ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れないものとす
る。 【００７０】上り信号用のタイム・スロットＳＵ０が空
タイム・スロットと仮定すると、この空タイム・スロッ
トを使用することにし、発呼用制御信号を送出して無線
基地局３０からの応答信号から必要なタイミングを取り
出して、バースト状の制御信号を送出することができる
。 【００７１】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３
０へ伝送されず、再び最初から動作を再開する必要が生
ずるが、この確率はシステムとしてみた場合には、十分
に小さい値に押さえられている。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。 【００７２】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、多数の移
動無線機を群別して、その各群に作成した各周波数を与
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。 【００７３】一方、無線基地局３０の制御部４０では、
移動無線機１００のＩＤ（識別信号）を検出し（Ｓ２０
２）、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ＳＤ０を用いて移動無線機
１００宛に送信する（Ｓ２０３）。 【００７４】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
して自己に割り当てられたタイム・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
（Ｓ２０４）、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（Ｓ２０５）、ダイヤル・
トーンが送られてくるのを待つ（Ｓ２０６）。 【００７５】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）、関門交換機２０宛に移動無線機１００の
ＩＤとともに発呼信号を送出する（Ｓ２０８）。これに
対し関門交換機２０では、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・トーンを無線基地局３０へ送出する（Ｓ２１０、図
１３）。 【００７６】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ＳＤ１を用いて移動無線機１０
０宛に転送され（Ｓ２１１）、移動無線機１００では、
通話路が設定されたことを確認する（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・トーンが聞こえるので、ダイヤ
ル信号の送出を始める。このダイヤル信号は速度変換回
路１３１により速度変換され、送信部１３４および送信
ミクサ１３３を含む無線送信回路１３２より、上りのタ
イム・スロットＳＵ１を用いて送出される（Ｓ２１３）
。かくして、送信されたダイヤル信号は無線基地局３０
の無線受信回路３５で受信される。 【００７７】無線基地局３０では、すでに移動無線機１
００からの発呼信号に応答し、使用すべきタイム・スロ
ットに関する暗号情報を与えてあるので、無線基地局３
０ではそれに対応する暗号解読器７５からの制御信号に
より、信号選択回路群３９および信号割当回路群５２を
動作させて上りのタイム・スロットＳＵ１を受信し、下
りのタイム・スロットＳＤ１の信号を送信する状態に移
行している。したがって移動無線機１００から送信され
てきたダイヤル信号は、信号選択回路群３９の信号選択
回路３９−１を通った後、信号速度復元回路群３８を介
して暗合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（Ｓ２１
４）、電話網１０への通話路が設定される（Ｓ２１５）
。 【００７８】　一方、関門交換機２０からの入力信号（
当初制御信号、通話が開始されれば通話信号）は、無線
基地局３０において信号処理部３１を介して暗合化時間
片形成回路群７８で秘話化され、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
を用いて移動無線機１００宛に送信される。 【００７９】移動無線機１００では、無線チャネルＣＨ
１のタイム・スロットＳＤ１において受信すべく受信待
機中であり無線受信回路１３５で受信され、その出力は
速度復元回路１３８に入力される。この回路において送
信側の原信号が復元され、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（Ｓ２１６）。 【００８０】また、秘話についても前述した通り無線基
地局３０および移動無線機１００は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７６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。 【００８１】終話は移動無線機１００の電話機部１０１
の受話器をオン・フックすることにより（Ｓ２１７）、
終話信号と制御部１４０からのオン・フック信号とが、
速度変換回路１３１を介して無線送信回路１３２より無
線基地局３０宛に送出されるとともに（Ｓ２１８）、制
御部１４０では送受信断続制御器１２３の動作を停止さ
せ、かつ、スイッチ１２２−１および１２２−２をそれ
ぞれシンセサイザ１２１−１および１２１−２の出力端
に固定する。　　　　　　　 【００８２】一方、無線基地局３０の制御部４０では、
移動無線機１００からの終話信号を受信すると関門交換
機２０宛に終話信号を転送し（Ｓ２１９）、スイッチ群
（図示せず）のスイッチをオフして通話を終了する（Ｓ
２２０）。同時に無線基地局３０内の信号選択回路群３
９および信号割当回路群５２を開放する。 【００８３】　以上の説明では、無線基地局３０と移動
無線機１００との間の制御信号のやりとりは信号速度変
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。 【００８４】　（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ＣＨ１の下り制御信号を受信待機状態にある。 【００８５】　一般の電話網１０より関門交換機２０を
経由して移動無線機１００への着呼信号が無線基地局３
０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（図３）へ伝
えられる。すると、制御部４０では移動無線機１００宛
の無線チャネルＣＨ１の下りタイム・スロットのうちの
空スロット、たとえばＳＤ１を使用して移動無線機１０
０のＩＤ信号＋着呼信号表示信号＋タイム・スロット使
用信号（移動無線機１００からの送信には、たとえばＳ
Ｄ１に対応するＳＵ１を使用）を送出する。 【００８６】　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１４
０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。 【００８７】　なお、着呼についても発呼のときと同様
に秘話が実行可能に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り、かつ、信号圧縮率も異なるか
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、原信号の正確な時間長や信号圧縮率がわからな
いから多量の雑音が混入し、傍聴不可能となる。 【００８８】 【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通信におけるプライ
バシィの確保が可能となる効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシステムの概念を示す概念構成図であ
る。

【図２】本発明のシステムに使用される移動無線機の回
路構成図である。

【図３】本発明のシステムに使用される無線基地局の回
路構成図である。

【図４】図３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詳細な回路構成図である。

【図５】図４に示した回路の各部の信号を示すタイム・
チャートである。

【図６】図３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詳細な回路構成図である。

【図７】図６に示した回路の各部の信号を示すタイム・
チャートである。

【図８】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・スロット構造図である。

【図９】通話信号および制御信号のスペクトルを示すス
ペクトル図である。

【図１０】通話信号および制御信号のスペクトルを示す
スペクトル図である。

【図１１】音声信号とデータ信号を多重化する回路構成
図である。

【図１２】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。

【図１３】図１２とともに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。

【符号の説明】

１０　　電話網 ２０　　関門交換機 ２２−１〜２２−ｎ　　通信信号 ３０　　無線基地局 ３１　　信号処理部 ３２　　無線送信回路 ３５　　無線受信回路 ３８　　信号速度復元回路群 ３９　　信号選択回路群 ３９−１〜３９−ｎ　　信号選択回路 ４０　　制御部 ４１　　クロツク発生器 ４２　　タイミング発生回路 ５１　　信号速度変換回路群 ５１−１〜５１−ｎ　　信号速度変換回路５２　　信号
割当回路 ７５　　暗号解読器 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 １７７　　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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数のゾーンをそれぞれカバーしてサ
   ービス・エリアを構成する各無線基地手段（３０）と、
   前記複数のゾーンを横切って移動し、前記無線基地手段
   と交信するためにフレーム構成のタイム・スロットに時
   間的に圧縮した区切られた信号をのせた無線チャネルを
   用いた各移動無線手段（１００）との間の通信を交換す
   るための関門交換手段（２０）とを用いる移動体通信方
   法において、前記タイム・スロットの時間長および前記
   圧縮した区切られた信号の時間圧縮率を前記フレームご
   とに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た順序に従って変更する
   移動体通信の時間分割通信秘話方法。