JPH04235422A - 移動体通信の時間分割通信方法 - 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無線チャネル
の時間分割通信方法、とくに時間圧縮多重信号の有する
特徴を生かした通信トラヒックの輻輳時の対処方法に関
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、他の無線機が同一無線チャネ
ルを用いて同一の無線基地局と通信を開始したとき、周
波数の有効利用上あるいは電波伝搬特性上の理由で、そ
れぞれ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を未然に除去せんとするものであ
る。また、さらに他の多くの移動無線機が同一の無線チ
ャネルを用いて同一の無線基地局と通信を開始し、もし
くは開始しようとしたため、通信トラヒックが一定値を
越え、従来のフレーム構成ではこれらの通信に対応でき
なくなった場合に、フレームを構成する無線信号のパラ
メータを変更して、通信トラヒックの増加に対応するこ
との可能な、周波数を有効に利用した経済的な通信方法
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】文献３．伊藤　　“携帯電話の方式検討−
時分割時間圧縮多重ＦＭ方式の多重波伝搬特性の検討−
”信学会技報　　ＲＣＳ８９−４７平成２年１月【００
０６】文献４．伊藤　　“時分割時間圧縮多重電話信号
の有する多重負荷利得の解明とＦＭ移動通信への応用”
信学会技報　　ＲＣＳ８９−６５　　平成２年３月【０
００７】文献５．伊藤　　“時分割時間圧縮多重電話信
号を小ゾーン方式に適用した場合の同一チャネル干渉に
ついて”信学会技報　　ＲＣＳ９０−７　　平成２年７
月【０００８】文献６．伊藤　　“時分割時間圧縮多重
（ＴＣＭ）電話信号の有する多重負荷利得特性の検討”
　　信学会技報　　ＲＣＳ９０−１８　　平成２年９月
【０００９】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。 【００１０】つぎに文献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。 【００１１】また文献３では、ＴＣＭ信号が空間を伝送
中に受けるマルチパス・フェ−ジングの影響について検
討し、この影響を除去ないし軽減する対策として、タイ
ム・スロット間に、ガード・タイムを設定することを提
案している。 【００１２】さらに文献４では、従来ＦＤＭ（周波数分
割多重）信号にその存在が知られていた多重負荷利得が
、時分割時間圧縮多重（ＴＣＭ）方式にもＦＤＭ信号と
類似の多重負荷利得のあることを明らかにし、かつ、そ
の定量化やシステムの運用例を説明している。そしてこ
の多重負荷利得をＦＭの変調の深さを深くすることに用
いると、送信電力を大幅に低下させることができ、移動
無線機においては大幅な省電力化が可能となる見通しを
得たことが報告されている。 【００１３】文献５では、ＴＣＭ信号を小ゾーン方式に
適用した場合の同一チャネル干渉について理論解析を行
い、多重負荷利得をＦＭの変調の深さを深くすることに
用いると、送信電力を大幅に低下させ得ると同時に、同
一チャネル干渉に対しても強い耐干渉性を有し、その大
きさは多重負荷利得が大きくなる程強くなることを説明
している。 【００１４】文献６では、ＴＣＭ信号を小ゾーン方式に
適用した場合について述べ、通信トラヒックが軽負荷と
なつた場合のフレーム内信号構成と多重負荷利得の関係
を解析し、望ましい信号構成を提案している。 【００１５】 【発明が解決しようとする課題】前記の文献１および２
に示されたＴＣＭ（時分割時間圧縮多重）信号は通信ト
ラヒックがシステムで定めたある一定値以下で使用可能
なことを示しており、この限界を越えて、たとえばシス
テム容量の１０％増もしくは２０％増に如何に対応する
かは示されていない。つぎに文献３では通信トラヒック
が閑散（軽負荷）なときフレーム内の信号構成を変更す
ると、たとえば電波伝搬特性上システムに悪影響を与え
る可能性のある多重波伝搬に対し、より安全な対策が可
能であるが、これらがが示されていない。 【００１６】さらに前記の文献４に示された多重負荷利
得は、システムに与えられた全タイム・スロットが全実
装のとき、すなわちタイム・スロットがすべて使用され
ているという、いわば通話トラヒックの設計限界である
最繁時におけるものであり、この限界を越えた場合の多
重負荷利得の変化や、あるいはこれと反対に軽負荷の場
合については明記されていない。 【００１７】さらに文献６では、通信トラヒックが軽負
荷の場合のＴＣＭ信号のフレーム内タイム・スロット信
号の構成として有益な情報を与えているが信号の最高周
波数を制限（減少）させた場合や多重波伝搬に対する対
策については明示されていないという解決されるべき課
題が残されていた。 【００１８】 【課題を解決するための手段】ＴＣＭ信号の多重数（通
話路数），１タイム・スロットの時間長，原信号の有す
る最高周波数等の設計諸元を一定にとり、１フレーム内
のタイム・スロットの全てに通話信号が実装されている
場合をシステムの定格として定義することにし、これよ
り通信トラヒックが増減した場合、関門交換機の制御に
より上記の設計諸元を変更し、通信品質を常に最良の状
態に保持せしめるようにした。 【００１９】　　　　　 【作用】ＴＣＭ信号の多重数，１タイム・スロットの時
間長，原信号の有する最高周波数等の設計諸元を通信ト
ラヒックに応じて変化させ、その状態におけるシステム
の各種の設計パラメータを用いて多重負荷利得を算出し
、干渉妨害等を許容値以内に保ちつつ、ＦＭ（ＰＭ）変
調の変調度と、送信出力を変化させ周波数利用効率を高
く、かつ、通信品質の良好なシステムの実現を可能とし
た。 【００２０】 【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。　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 【００２１】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。 【００２２】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。 【００２３】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、制御部１４０とクロック再生器１４１に入力さ
れる。クロツク再生器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。　
　　　　　　　　　　　　　　　 【００２４】　　速度復元回路１３８では、受信信号中
の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）を復元して、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。 【００２５】電話機部１０１から出力される通信信号は
、速度変換回路１３１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
速に（圧縮）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。 【００２６】送信部１３４に含まれた変調器の出力は送
信ミクサ１３３において所定の無線周波数に変換され、
アンテナ部から送出されて、無線基地局３０によって受
信される。移動無線機１００より使用を許可されたタイ
ム・スロットを用いて、無線基地局３０宛に無線信号を
送出するには、図２に示すタイミング発生器１４２から
のタイミング情報が、制御部１４０を介して得られてい
ることが必要である。 【００２７】このタイミング発生器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
１３１や速度復元回路１３８に必要なタイミングを供給
している。 【００２８】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　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。 【００２９】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。 【００３０】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、信号速度変換回路群５１へ送られる。また信号速度
復元回路群３８からの出力信号は、信号処理部３１で入
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、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
り関門交換機２０へ伝送される信号は、無線受信回路３
５の出力が、信号選択回路群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）変換されて信
号処理部３１へ入力される。 【００３１】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、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。 【００３２】つぎに信号速度変換回路群５１の機能を説
明する。 【００３３】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（Ｃｈａｒ
ｇｅＣｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ　），ＢＢＤ（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・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）。 【００３４】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。 【００３５】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。 【００３６】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へ送出する。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。　　　　　　　　　　　　 【００３７】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４およ
び図５に示し説明する。 【００３８】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、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。図４の（ａ）のＳＤ
１，ＳＤ２，…，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。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（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、同期信号だけで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４
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ＳＤ１〜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。 【００３９】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、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６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
合に使用される 【００４０】図６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。 【００４１】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。 【００４２】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７に示す。図７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、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。ただし、ディジ
タル・データ信号については、後述するアナログ信号多
重負荷利得は通常存在しないから、システム設計にはこ
の点の留意が必要である。そして対向する受信機で受信
し復調回路において図７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。 【００４３】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４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、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４の（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
線機１００と無線基地局３０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
である。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、図５（ｃ
）のごとくなる。同様に各移動無線機１００への無線基
地局３０からの送信波形は図５（ｄ）に示すようになる
。 【００４４】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
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，通話信号または制御信号が分離出力される。 【００４５】これらの各信号は、信号速度復元回路３８
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（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。 【００４６】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。 【００４７】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５
２の出力から無線送信回路３２へ加えることも可能であ
る。 【００４８】つぎに移動無線機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
。 【００４９】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８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図８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。これは多重負荷利得の値を求める時に
必要となる。 【００５０】さて、図８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（０．２〜４．０
ｋＨｚ）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。 【００５１】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。また上記の制御信号はフレームの最初に制御信号の
ためのタイム・スロットが設けられた場合には実装され
ないし、また、下側周波数帯域を他の信号に使用する際
には、通信信号の周波数帯の近傍（４．１〜４．４ｋＨ
ｚまたは４６〜４６．５ｋＨｚ）に設けられる場合があ
る。 【００５２】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ｆ
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。 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８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。 【００５３】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。 【００５４】本発明によるＴＣＭ信号を用いる通信には
、図４に示すように必ずしも各タイム・スロットＳＤ１
〜ＳＤｎ，ＳＵ１〜ＳＵｎの間にはガード・タイムを設
ける必要はない。しかしながら、同期信号のタイミング
のずれや、電波伝搬上の多重波による遅延波の影響を除
去するために、タイム・スロット間にガード・タイムを
設ける場合がある。ガード・タイムの具体的数値は適用
すべきシステムにより異なるが、たとえば、屋内の携帯
電話システムには０．１〜０．５μ　ｓｅｃ、自動車電
話には５〜１０μ　ｓｅｃ位が妥当である。 【００５５】図９には無線基地局の他の実施例３０Ｂが
示されている。ここで図３に示した無線基地局３０との
差異は、それぞれ２組の信号選択回路群３９ａ，３９ｂ
と信号速度復元回路群３８ａ，３８ｂ、それぞれ２組の
信号速度変換回路群５１ａ，５１ｂと信号割当回路群５
２ａ，５２ｂを具備している点であり、その他について
は図３に示した構成と同じである。無線基地局３０Ｂは
移動無線機１００が原信号の最高周波数や時間圧縮率の
異なる電話端末である場合にとくに有用であり、それら
への複合サービスについては後述する。 【００５６】以下、とくに断わらない場合は、無線基地
局３０，３０Ｂをまとめて、単に無線基地局３０という
。 【００５７】つぎに、本発明によるシステムの発着呼動
作について説明する。 【００５８】（１）移動無線機１００からの発呼図１０
および図１１に示すフローチャートを用いて説明する。 【００５９】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４の（ａ）に示されている
タイム・スロットＳＤｎ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１２
１−１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。 【００６０】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（Ｓ２０１、図１０）、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８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。 【００６１】この制御信号の送出はタイム・スロットＳ
Ｕｎ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。 【００６２】この制御信号の送出はタイム・スロットＳ
Ｕｎ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。 【００６３】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、図４（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出すべきかを知ることが
できる。 【００６４】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。 【００６５】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。 【００６６】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。 【００６７】そこで上り信号用のタイム・スロットＳＵ
ｎ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。 【００６８】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開始する必要が
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、この周波数を、多数の移動無線機を群
別して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で干渉を生ず
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。 【００６９】さて移動無線機１００からの発呼用制御信
号が良好に無線基地局３０で受信され移動無線機１００
のＩＤ（識別番号）を検出したとすると（Ｓ２０２）、
制御部４０では、現在空いているタイム・スロットを検
索する。移動無線機１００に与えるタイム・スロットは
ＳＵｎでもよいが、念のために検索を実行する。それは
移動無線機１００のほかに、他の移動無線機からの同時
発呼に対応するためや、サービス種類やサービス区分に
適したタイム・スロットを与えるためでもある。　　　
　　　【００７０】この結果、たとえばタイム・スロッ
トＳＤ１が空いているとすると、移動無線機１００対し
前記無線チャネルＣＨ１のタイム・スロットＳＤｎを用
い下り制御信号によりタイム・スロット上り（移動無線
機１００→無線基地局３０）ＳＵ１，およびこれに対応
する下り（無線基地局３０→移動無線機１００）ＳＤ１
を使用するように指示する（Ｓ２０３）。これに応じて
移動無線機１００では、指示されたタイム・スロットＳ
Ｄ１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ＳＤ１に対応する上り無線チャネル用のタイ
ム・スロットであるＳＵ１（図４（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１２
２−１および１２２−２を動作開始させる（Ｓ２０４）
。それと同時にスロット切替完了報告を上りタイム・ス
ロットＳＵ１を用いて無線基地局３０に送出し（Ｓ２０
５）、ダイヤル・トーンが送られてくるのを待つ（Ｓ２
０６）。 【００７１】無線基地局３０には、タイム・スロットＳ
Ｕ１のほかに、他の移動無線機１００からの上り信号と
してＳＵ３やＳＵｎ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では（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、移動無線機１００
のＩＤ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（Ｓ２０９）、ダ
イヤル・トーンを無線基地局３０へ送出する（Ｓ２１０
、図１１）。 【００７２】このダイヤル・トーンは、無線基地局３０
により移動無線機１００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）。 【００７３】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１３
２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。 【００７４】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）
。 【００７５】　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。 【００７６】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（Ｓ２１
６）。 【００７７】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。 【００７８】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。 【００７９】　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３
８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。 【００８０】　（２）移動無線機１００への発呼移動無
線機１００は電源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。 【００８１】　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。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１
４０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１
２３を動作させるとともに、スイッチ１２２−１，１２
２−２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。 【００８２】　なお、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は文献２によって理
論的に説明されているので省略し、以下、本発明に適用
するシステムにおいて、多くの移動無線機１００−１〜
１００−ｎが同一無線チャネルを用いて同一の無線基地
局３０と通信を開始し、もしくは開始しようとしたため
通信トラヒックが一定値を越え、従来のフレーム構成で
はこれらの通信に対応できなくなった場合において、フ
レームを構成する無線信号のパラメータを変更し、通話
トラヒックの増加に対応可能とする方法を具体的に説明
する。 【００８３】　（３）無線基地局３０より送信されるＴ
ＣＭ信号の多重負荷利得について ＴＣＭ信号の有する多重負荷利得は文献４によると下式
で与えられる。すなわち、ＴＣＭ信号のフレーム長Ｔ（
≧１／（２ｆｈ）、ここでｆｈは信号の最高周波数）と
多重数ｎをパラメータとした場合の多重負荷利得は、　
　　　　　　　ｎ′＝（ｎ／Ｔ）｛１／（２ｆｈ）｝　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（１）で与えられるｎ′なる多重数を有するＦＤＭ信号
の多重負荷利得に等しい値としている。 【００８４】　一方、上記の多重負荷利得ｎ′をＦＭの
変調の深さを深くすることに用いると、無線送信電力を
大幅に低減できるとともに、同一チャネル干渉の軽減に
も有効であることが文献４および６により明らかにされ
ている。 【００８５】　以下、電話信号の最高周波数ｆｈの減少
（占有周波数帯域を削減）あるいは増加をさせたり、多
重数ｎを増減させた場合のシステムに及ぼす影響につい
て考える。 【００８６】　まず、電話信号の周波数帯域を変化（占
有周波数帯域を削減または増加）させた場合のシステム
に及ぼす影響を調べる。 【００８７】　上式（１）のｆｈを１０％減少させると
すると次の影響が現われる。 ｉ）　ｎ′が１０％増加する、これは多重負荷利得の増
加につながる。 ｉｉ）　時間片信号を圧縮するとき今までより１０％大
きく圧縮しても信号の有する最高周波数は大きくならな
い。すなわち隣接チャネル干渉の増大はない。 ｉｉｉ）　前記　ｉ）の多重負荷利得の増加をＦＭの変
調の深さを深くすることに用いると、無線送信電力を低
減できるとともに、同一チャネル干渉の軽減になる。 ｉｖ）　　前記　ｉｉ）の時間片信号の圧縮を今までよ
り１０％大きくすると、フレ−ム内に収容可能な信号の
多重数は１０％大きくなる。したがって、多重負荷利得
は　ｉ）の場合より更に１０％大きくなる。しかし、こ
の場合はタイム・スロット間のガード・タイムを１０％
縮小しなければならなくなり、多重波伝搬の影響をそれ
だけ受けやすくなる。 【００８８】　一方、上式（１）のｆｈ　を１０％増加
させると、上記と全く逆の影響が現われる。 【００８９】　フレーム長Ｔ＝１ｍ　ｓｅｃ，ｎ＝１４
８，ｆｈ　＝３ｋＨｚ，タイム・スロット信号長６．０
８２μ　ｓｅｃ，ガード・タイム長０．６７６μ　ｓｅ
ｃ，を標準設計値として、これを中心に電話信号の最高
周波数ｆｈ　を増減させた場合の多重数ｎ，ＦＤＭ換算
多重数ｎ′と多重負荷利得と無線送信電力の低減可能な
値との関係を求めると図１２を得る。ただし、ガード・
タイム長はどの場合も０．６７６μ　ｓｅｃに固定した
。 【００９０】　つぎにフレーム長Ｔを増減させた場合の
システムに及ぼす影響を調べる。ＴＣＭ信号のフレーム
長Ｔを上記の標準設計値より３０％小さくする（ｎ＝１
４８，ｆｈ　＝３ｋＨｚは一定）と、圧縮されたタイム
・スロット信号の時間幅は３０％縮小させなければなら
ず、ガード・タイムも縮小させなければなない。フレー
ム長Ｔを増減させた場合のシステムに及ぼす影響を図１
２の場合と同様に調べた結果を図１３に示す。 【００９１】　以上まとめると、つぎの結果が得られる
。 【００９２】　（ａ）通信トラヒックが上記の定格以上
、すなわち同時に１４８チャネル以上の呼が発生したと
きにも対応可能とするためには、電話信号の周波数帯域
を削減し、０．３〜３．０ｋＨｚであったものを１０％
削減し０．３〜２．７ｋＨｚとすると、１６２チャネル
までの呼に対応可能であり、２０％削減すれば、１８１
チャネル間での呼に対応可能となる。ただし、フレーム
長は同一とし、タイム・スロット間のガード・タイムは
標準設定値と同一とした。また、電話信号の制限により
若干の品質劣化が生ずるが、このデメリットは上記の通
信トラヒックの輻輳に対する耐力増強のメリットに比べ
れば影響は少ないものと考えられる。 【００９３】　（ｂ）通信トラヒックが（ａ）のごとき
定格以上の状態では、多重負荷利得は増大するので、こ
れをＦＭ変調の偏移量の増大に使用すると、送信電力を
減少させることが可能となる。 【００９４】　（ｃ）通信トラヒックが定格以下、すな
わち軽負荷の場合には、システム・パラメータを定格に
固定しておいてもよいが、図１２や図１３に示すように
電話信号の周波数帯域を広げ高忠実度伝送を行ってもよ
いし、あるいはフレーム内のタイム・スロットの配置を
変更し、ガード・タイムを大きくとり、多重波伝搬を防
止するために使用することも可能である。ただし、この
場合の多重負荷利得は減少するから、（ｂ）とは逆に送
信電力レベルを若干引き上げる必要がある。 【００９５】　以上に説明したシステム・パラメータの
変更は、必ずしもフレーム内の各タイム・スロット信号
に対し一斉に実施する必要はない。むしろ以下に説明す
るようにフレームをいくつかのサブフレームに分け、そ
のサブフレーム毎に通信トラヒックの変動により、きめ
細かな対応を行う方が、実際のシステム運用上では得策
と考えられる。以下、数式を用いて説明する。 【００９６】　上記（ａ）〜（ｃ）の細部をさらに検討
する。（１）式のｎ′を関数ｎ′（ｆｈ，Ｔ，ｎ）で表
現するとき、フレーム内のある点Ｐでｆｈ　がΔｆｈ，
ＴがΔＴ，ｎがΔｎだけ変化したとすればｎ′の変化Δ
ｎ′は、 　　　　　　Δｎ′≒　∂　ｎ′／∂ｆｈ（Δｆｈ）　
　　　　　　　　　　　　　＋∂　ｎ′／∂Ｔ（ΔＴ）
＋∂　ｎ′／∂　ｎ（Δｎ）　　　（２）で与えられる
微小変化を与えることになる。すなわち、１フレーム内
の多重負荷利得はフレーム内で必ずしも一定ではなく、
その近傍のｎ，ｆｈ，　Ｔに影響されることを意味して
いる。 【００９７】　上記のごとくフレーム内の信号構成が一
様でない場合、複合ＴＣＭ信号と称することにする。 【００９８】　（２）式は次式のようになる。すなわち
　　　　　　Δｎ′≒　−　ｎ（２ｆｈ２　Ｔ）−１Δ
ｆｈ　　　　　　　　　　　　　　　−　ｎ（２ｆｈ　
Ｔ２）−１ΔＴ＋（２ｆｈ　Ｔ）−１Δｎ　　　　（３
）　　【００９９】　上式の意味することは、通信トラ
ヒックを増大するためにはｎ′を増加させる必要がある
が、このためには、 【０１００】　■　　ｎ，Ｔが一定ならば、Δｆｈ＜０
すなわち電話信号の最高周波数ｆｈを削減すること。 ■　　ｎ，ｆｈが一定ならば、ΔＴ＜０すなわちフレー
ム長Ｔを減少すること。 ■　　ｆｈ，Ｔが一定ならば、Δｎ＞０すなわち多重度
ｎを増大させる。等を実行すればよいことを示している
。ただし■〜■を実行する上で技術上の難易差があり、
■が容易で■，■はやや難しい。 【０１０１】　以下、（３）式による効果を実現させる
具体的なシステム構成として電話サービスを例にとり説
明する。 【０１０２】　本発明によるシステムによって、単一の
サービスが提供される場合はすでに説明したが、移動無
線機１００が電話端末であり、通信トラヒックが定格以
下であれば、サービス・レベルには差異はないが、トラ
ヒックが輻輳した場合には、サービス・クラスに応じて
その原信号の最高周波数や時間圧縮率の異なる電話信号
に適する端末を混在させるサービスを実施することが実
際のシステムとして実現性が高い。すなわち、高品位（
信号周波数帯域が０．３〜６．０ｋＨｚ），標準品位（
同０．３〜３．０ｋＨｚ），低品位（同０．３〜１．５
ｋＨｚ）といった複数のサービス・クラスを有する複合
システムを例に、図１，図２，図９を用いて説明する。 なお、説明の便宜上システムは上記の標準品位の２種類
のサービス・クラスを有する場合に限定する。 【０１０３】　図９の無線基地局３０Ｂの信号処理部３
１は、図１の関門交換機２０と、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を伝送する伝送線で結ばれている。 【０１０４】　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３０Ｂ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線交換がなされるなど、すでに説明した機
能のほかに、通信トラヒック輻輳時の着信の場合に以下
の機能がある。 【０１０５】　関門交換機２０からの特定の移動無線機
１００宛の制御信号に含まれているＩＤ信号により、無
線基地局３０Ｂは着信が低品位電話宛か標準品位電話宛
かを識別し、この結果により信号速度変換回路群５１ａ
（低品位電話用）へ送出するか５１ｂ（標準品位電話用
）へ送出するかを判断する。ただし、信号速度変換回路
群５１ｂの処理可能チャネル数は定格（この場合ｍチャ
ネルとする）とし、通信トラヒックの輻輳のない場合は
低品位電話宛、あるいは標準品位電話宛の如何にかかわ
らず、すべて信号速度変換回路群５１ｂへ送出するもの
とする。また、信号速度変換回路群５１ａの処理可能チ
ャネル数をｎ−ｍとする。 【０１０６】　ここで信号速度変換回路群５１ａ，５１
ｂは、それぞれ図３の信号速度変換回路群５１に同じで
ある。ＩＤ識別の方法として、たとえば簡単な分け方は
、電話番号の末位が偶数ならば低品位電話機、奇数なら
ば標準電話機と識別する。少し複雑な方法は４桁番号の
うち、５０００番台と６０００番台が低品位電話機で、
その他は標準品位電話機と識別する。さらには、下２桁
が４０以下の数字ならば低品位電話機、それ以上は標準
電話機と識別する等種々の方法がある。 【０１０７】　さて、システム内の通信トラヒックが増
加し、このまま放置するとシステム運用に支障の出るこ
とを無線基地局３０，移動無線機１００もしくは関門交
換機２０で検出したとする。この検出方法は、たとえば
関門交換機２０では各無線チャネル毎、無線チャネルの
フレーム内タイム・スロットの使用状態等をトラヒック
測定器（図示せず）により常時観測しており、システム
で定めたあるレベルを越えると以下に述べる動作へ移行
する。 【０１０８】　すなわち、無線基地局３０では関門交換
機２０と同様に、無線基地局３０自身から送信する無線
信号の通信トラヒック状態はトラヒック測定器（図示せ
ず）にて常時監視しており、システムで定めているレベ
ルを越えると、通信トラヒック輻輳を関門交換機２０へ
連絡する。さらに移動無線機１００でも無線基地局３０
と同様の機能を具備可能である。 【０１０９】　以上いずれの場合においても、フレーム
内の使用タイム・スロット状態が定格（ｎチャネル）近
くなると関門交換機２０では移動無線機１００のＩＤを
識別し、それに応じて信号速度変換回路群５１ａもしく
は５２ａへのふり分けを開始する。このふり分け開始す
る条件は、システムに収容されているクラス別電話機の
構成比率、通信持続時間等の加入者習性、もしくは日別
または月別等のトラヒック習性等により異なる。たとえ
ばフレーム内の使用タイム・スロット状態が定格の８０
％（ｍ＞０．８ｎ）になるとふり分け処理をする。この
時点以降においては関門交換機２０からの入力信号のう
ち低品位電話向の信号は信号速度変換回路群５１ａへ、
標準品位電話用は、信号速度変換回路群５１ｂへ送られ
、その後の信号の処理は、すでに述べたプロセスに従う
ことになる。ただし、ここで留意すべきことは、信号速
度変換回路群５１ａと５１ｂとでは、速度変換における
速度が異なることである。すなわち、低品位電話では標
準品位電話に比べ、信号変換速度を高速にし、かつ、ガ
ード・タイムを小さくしている点である。 【０１１０】　ここに説明中のシステム例においては、
低品位電話の信号変換速度を標準品位電話のそれに比べ
２倍に高速化するのがシステム構築上最適であり、それ
について説明する。 【０１１１】　低品位電話の原信号の最高周波数は、１
．５ｋＨｚに抑えられており、これは標準電話の最高周
波数の丁度半分である。それ故、後述するように、低品
位電話信号の４００倍に時間圧縮した時に得られる高速
信号の周波数成分は、１２０〜６００ｋＨｚに分布して
いることになる。一方、標準品位電話の原信号の最高周
波数は３．０ｋＨｚであり、標準品位電話信号を２００
倍に時間圧縮したときに得られる高速信号の周波数成分
は６０〜６００ｋＨｚに分布しているから、これは丁度
、低品位電話の高速信号の周波数分布にほぼ一致してい
る。とくに他の無線チャネルに電波干渉を与えるとき問
題となる信号の最高周波数は全く一致している。 【０１１２】　以上の説明で明らかなように、低品位電
話の信号変換速度を標準電話に比べ２倍に高速化するこ
との妥当性が明らかになったが、この結果、タイム・ス
ロット幅は低品位電話用は標準品位電話用に比べ１／２
に縮小されることは明らかであろう。 【０１１３】　したがって図１４に示すサブフレームａ
に収容されている各タイム・スロットの時間間隔は、サ
ブフレームｂのそれらに比べ１／２でよいことがわかる
。 【０１１４】　以上の説明では、低品位電話信号の最高
周波数が標準品位電話信号のそれの１／２であったが、
もし１／３であれば信号変換速度を３倍に、一般に１／
ｋであればｋ倍ににすることが、最も周波数の有効利用
上から有利となることが明らかとなった。 【０１１５】　また、このような低品位電話信号の使用
によりシステム総合の周波数利用率を高めていることも
以下に説明する多重負荷利得を大きくとり得ることから
明らかであろう。 【０１１６】　ただし、原信号の時間分割（タイム・セ
グメント）信号の長さは、フレーム長である２ｍ　ｓｅ
ｃとなる。なお、前述した低品位電話信号におけるガー
ド・タイムを小さくする理由は、文献３に記されている
ように多重波伝搬特性により、悪影響を受ける程度を高
品位の電話信号程受けにくくするためである。 【０１１７】　一方、無線受信回路３５からの出力には
、低品位電話あるいは標準品位電話からの信号が含まれ
ているが、前者は信号選択回路群３９ａ，後者は３９ｂ
へ入力され、すでに説明した信号処理を受けることにな
る。ここで信号選択回路群３９ａ，３９ｂは、それぞれ
図３の信号選択回路群３９に同じである。 【０１１８】　信号選択回路群３９ａ，３９ｂでそれぞ
れ選択された低品位電話および標準品位電話の信号は、
それぞれ信号速度復元回路群３８ａ，３８ｂで信号速度
の復元がなされる。ここで、信号速度復元回路群３８ａ
，３８ｂは、それぞれ図３の信号速度復元回路群３８に
同じである。速度復元処理を受けた信号は、速度復元処
理部３１でそれぞれ対応する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。 【０１１９】上記の複合信号のフレーム構成を図１４に
示す。同図（ａ）は無線基地局３０Ｂの無線送信回路３
２の出力信号を示しており、１フレームの構成はサブフ
レームａとｂに分けられる。サブフレームａは移動無線
機１００のうち低品位電話用のタイム・スロット列を示
しており、サブフレームｂは標準品位電話用を示してい
る。サブフレームａのタイム・スロットの時間幅および
ガード・タイムが、サブフレームｂのそれらに比較して
小さいのは、信号圧縮率が大きく、また多重波伝搬の悪
影響をサービス（料金）に見合う程度に若干許容したこ
とによる。なお同期信号は各サブフレームの最後のタイ
ム・スロットを使用している例を示しているが、システ
ムによっては１フレームに１個の同期信号のみ使用され
るものもある。 【０１２０】図１，図２および図９により構成される複
合サービスにおける発着呼動作は、すでに図１０，図１
１で説明したのと大差はない。しかしながら端末の種類
が低品位電話か標準品位電話かによりＩＤ識別され、そ
れぞれの信号の速度変換あるいは復元速度が異なり、無
線基地局３０Ｂの送信出力にも若干の相違がある。無線
基地局３０の送信出力等のシステム・パラメータについ
ては後で説明する。 【０１２１】なお、図９において、信号処理部３１へ入
来する信号の有する最高周波数は、すでに低品位用（０
．３〜１．５ｋＨｚ）と標準品位用（０．３〜３．０ｋ
Ｈｚ）とに分けられているとして説明したが、これが分
けられておらず、両方とも標準品位電話信号の有する周
波数成分である場合を以下に説明する。 【０１２２】信号処理部３１へ入来した電話信号のうち
どれが低品位電話信号でどれが標準品位電話信号かは前
述したごとく信号に含まれた識別情報により識別可能で
あるので、通信トラヒック輻輳時にかぎり低品位電話信
号は信号速度変換回路群５１ａへ、また標準品位電話信
号は信号速度変換回路群５１ｂへ、選別されてそれぞれ
送られる。そして信号速度変換回路群５１ｂへ送られた
信号は、特別の処理を行うことなく図９によってすでに
説明した通りの処理が行われる。信号速度変換回路郡５
１ａへ送られた信号は、その細部の回路構成を示す図１
５の低域通過濾波器７９−１〜７９−ｎへ加えられる。 これは原信号のうち１．５ｋＨｚ以上の周波数成分を除
去するために使用される。この低域通過濾波器７９−１
〜７９−ｎからの出力信号は、すでに図３に於いて説明
した信号速度変換回路５１−１，５１−２，…，５１−
ｎへそれぞれ加えられ、速度変換（時間圧縮）を実施さ
れることになる。 【０１２３】なお、低品位電話用の移動無線機１００内
においても、以上に説明した機能を実施することが可能
なように、図２の速度変換回路１３１や速度復元回路１
３８には無線基地局３０の場合と同様に、図９に示した
のと同様の回路が設けられている。ただしこの場合、電
話１チャネル分の機能で十分であるから、それだけ簡単
な構成となる。 【０１２４】また通信トラヒックが低負荷となった場合
には、すでに説明したものと逆のプロセスを行えばよい
。すなわち、低品位電話信号用の信号速度変換回路群５
１ａ等の動作を停止させ発着呼はすべて標準品位電話信
号として信号速度変換回路群５１ｂで処理を行えばよい
。この場合低品位電話用の移動無線機からの発信も標準
品位電話用として固定されることになる。 【０１２５】（４）　　複合ＴＣＭ信号の有する多重負
荷利得とシステム構築について （２），（３）項の説明で複合ＴＣＭ信号を用いる場合
には各サブフレームの設計パラメータが異なるため、各
サブフレームで多重負荷利得が異なり、したがって送信
電力レベルはフレーム内で必ずしも一定とはいえないこ
とが明らかとなった。 【０１２６】以下、具体的なシステム例で複合ＴＣＭ信
号の各サブフレームの多重負荷利得を求め、それを実現
する構築例を説明する。 【０１２７】図１４において、各サブフレームのシステ
ム・パラメータを各種のタイム・スロット数Ｎにおいて
図１６のように仮定すると、各サブフレームのＴＣＭ信
号の有する多重負荷利得は、図１７の条件のもとに求め
ると、その多重負荷利得の欄に示すように与えられる。 なおこれらの計算にあたっては文献４を参考にした。 【０１２８】このようにして得られた多重負荷利得によ
り、各サブフレームａ，ｂの所要送信電力は次式によっ
て求めることができる。 サブフレームａ 　　　１０　ｌｏｇ　［１０ｍＷ×２００］−２３ｄＢ
＝１０（ｄＢｍ）　　　　　　　　　　すなわち１０ｍ
Ｗサブフレームｂ 　　　１０　ｌｏｇ　［１０ｍＷ×１００］−１７．５
ｄＢ＝１２．５（ｄＢｍ）　　　　　　すなわち１８ｍ
Ｗ　　【０１２９】上記の所要送信電力の値も、図１７
に示されている。ただしＳＣＰＣにおける電話端末は標
準品位電話用として所要送信電力を１０ｍＷとした。ま
た本発明に重要な設計パラメータである信号の時間圧縮
率も同図に示されている。なお、この信号の時間圧縮率
にはガード・タイムの存在を考慮したので、圧縮率がガ
ード・タイムを無視したときより１１％増大している。 【０１３０】つぎに図９に示す無線基地局３０Ｂにより
、図１７の各サブフレームａ，ｂの送信に要する送信信
号を得る具体適方法を説明する。そのため図９の無線送
信回路３２の細部構成および動作を図１８（ａ）および
（ｂ）を用いて、それぞれ説明する。 【０１３１】図１８（ａ）において、左方より信号割当
回路群５２ａ（サブフレームａに含まれている信号群）
あるいは信号割当回路群５２ｂ（サブフレームｂに含ま
れている信号群）がフレーム内増幅度可変ベースバンド
増幅器３２１へ入力される。フレーム内増幅度可変ベー
スバンド増幅器３２１はその名の示す通り、フレームを
構成する信号のサブフレーム毎に増幅度（出力レベル）
をタイミング発生回路４２からのタイミング情報により
可変にすることが可能であり、増幅度可変の技術は公知
である。 【０１３２】図１８（ｂ）は増幅度の変化の一例を示す
。この場合、サブフレームｂにおいて図示のごとく増幅
度が変化する。したがって、時間とともにこの増幅度の
変化を周期的に繰り返すことになる。かくてＦＭ変調器
３２２の前段に置かれたフレーム内増幅度可変ベースバ
ンド増幅器３２１の動作条件を、サブフレームａでは増
幅度２３ｄＢ、サブフレームｂでは１７．５ｄＢを与え
るように設定すると、変調偏移量として所要の値を得る
ことが可能である。ただしフレーム内増幅度可変ベース
バンド増幅器３２１の入力レベルは、サブフレームａ，
ｂとも同一と仮定した。つぎにＦＭ変調器３２２の出力
側には、さらにフレーム内増幅度可変高周波増幅器３２
３が設置されており、この動作条件を、サブフレームａ
では出力レベル１０ｄＢｍ（１０ｍＷ）、サブフレーム
ｂでは同じく１２．５ｄＢｍ（１８ｍＷ）が得られるよ
うに設定すると、設計パラメータを満足するシステムが
構築されることになる。 【０１３３】以上は無線基地局３０が送信する場合であ
ったが、移動無線機１００が送信する場合を説明する。 移動無線機１００の送信信号は、無線基地局３０が送信
する場合より簡単である。移動無線機１００は低品位電
話用または標準品位電話用として用途別に制御部１４０
よりの制御信号により送信レベルを切替え使用すること
になる。 【０１３４】また、ＦＭ変調の変調偏移量だけはその信
号と対応して無線基地局３０から送信される信号のそれ
と同一の偏移量が与えられることは、通常のシステムを
構築する場合と同じである。さらに厳密にいうならば、
下り（無線基地局３０が送信し、移動無線機１００が受
信）回線に与えられた周波数帯域幅と、上り（移動無線
機１００が送信し、無線基地局３０が受信）回線に与え
られた周波数帯域幅とが同一ならば、上記の条件の下で
システムを運用した場合が周波数効率が最も高いからで
ある。 【０１３５】ここに説明した例は、電話という同一サー
ビス内容をサービス・クラスの異なる低品位電話と標準
電話という２つのサブシステムを含むシステム構築の場
合であったが、３種以上のクラス別信号が存在する場合
も同様に本発明を適用可能であり、以下に説明する。 【０１３６】図１９は図１７と比較してサブフレームｃ
が加わった場合の各種の条件を示しており、サブフレー
ムｃには高品位電話信号が加わった場合を示している、
この場合、原信号の有する周波数帯域を考慮して信号の
時間圧縮率は図１９のごとくすると、周波数利用効率が
最も高くなる。また、このときのフレーム構成を図２０
に示す。 【０１３７】同図は、１フレーム内にサブフレームａ，
ｂおよびｃを含んでいる。図１４においては、１フレー
ム内にサブフレームａ，ｂが含まれていただけであり、
高品位電話信号をサブフレームｃにより伝送する点が異
なっている。サブフレームｃには図２０（ａ）の下りの
電話信号用のタイム・スロットＳＤｃ−１，ＳＤｃ−２
，…，ＳＤｃ−ｎと同期信号用のタイム・スロットＳＤ
ｃ−ｃがあり、同図（ｂ）の上りの電話信号用のタイム
・スロットＳＵｃ−１，ＳＵｃ−２，…，ＳＵｃ−ｎと
同期信号用のタイム・スロットＳＵｃ−ｃが示されてい
る。タイム・スロットＳＤｃ−１〜ＳＤｃ−ｎのスロッ
ト幅および各スロットの時間間隔はサブフレームｂのそ
れらに比べて高品位を維持するために広くしてある。 【０１３８】サブフレームｃを用いた高品位電話信号を
送受信するための回路構成は、図９において、高品位電
話信号用の信号速度変換回路群５１ｃ，信号割当回路群
５２ｃ，信号選択回路群３９ｃおよび信号速度復元回路
群３８ｃを付加し、システム全体の機能アップを図るこ
とにより容易に得られる。この場合の通信トラヒックの
輻輳対策は次のようにすればよい。たとえばフレーム内
の使用タイム・スロット状態が定格（高品位電話１５０
チャネル）の７０％になったとき、今まで全ての通信を
高品位電話として扱っていたのを改め高品位と標準品位
とに２分する。そして通信トラヒックがさらに増加し、
定格の９０％になったときは、低品位レベルも使用する
。一方トラヒックが軽減したときは上記の扱いの逆を行
えばよい。 【０１３９】また（３）式は今迄説明したΔｆｈ　やΔ
ｎのみでなく、ΔＴ、すなわちフレーム周期Ｔを変更し
て、通信トラヒック対策を行うときの多重負荷利得の変
化量を与えている。多重数ｎを増加するためには一般に
Ｔを大きくとる（ΔＴ＞０）場合が多いが、このとき（
３）式はΔｎ＜０となり、多重負荷利得は減少すること
になる。したがって送信電力を大きくする必要がある。 【０１４０】多重負荷利得を今迄と同一かむしろ増大す
る方を希望するときは、フレーム周期Ｔを今迄と同一に
保つか、むしろ減少させて、かつ、多重数を増加させる
必要がある。以上いずれの場合もシステムを構成する各
回路を変更すること（信号圧縮率を高める等）で対処可
能である。 【０１４１】さらに、本発明は電話信号ばかりでなく、
電話と画像通信といった異なるサービス内容を含む場合
、あるいは３種類以上のサービス対象についても対処可
能であり、そのそれぞれの多重負荷利得や信号の増幅度
または所要送信出力レベルが異なる場合でも同様にシス
テム構築が可能である。 【０１４２】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように、従来明
確に示されていなかった信号の最高周波数や時間圧縮率
の異なる多種類の信号を伝送可能とする複合信号で構成
される時分割時間圧縮多重信号の有する多重負荷利得を
、複合信号を構成する基本信号群（サブフレーム）毎に
システム・パラメータを用いて定量的に明らかにした結
果、各基本信号群毎に角度変調の深さ（偏移）を多重負
荷利得の量だけ深くして送信しても、他の無線チャネル
への影響を従来の設計値内におさえることが可能で、か
つ、システムの通信トラヒックが定格を越えた場合でも
対応が可能となったので通信システム、とくに無線シス
テムに及ぼす効果は極めて大きい。

【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一
実施例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一
実施例の回路構成図である。

【図４】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５】タイム・スロットの無線信号波形を示す波形図
である。

【図６】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７】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８】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９】本発明のシステムに使用される無線基地局の他
の実施例の回路構成図である。

【図１０】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１１】図１０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。

【図１２】本発明のシステムにおける電話信号の周波数
帯域を変化させたときのシステム諸元の変化をあらわす
システム諸元変化図である。

【図１３】本発明のシステムにおけるフレーム長を増減
させたときのシステム諸元の変化をあらわすシステム諸
元変化図である。

【図１４】本発明のシステムに使用されるタイム・スロ
ットの他の実施例を説明するためのタイム・スロット構
造図である。

【図１５】図９の構成要素である信号速度変換回路群の
回路構成図である。

【図１６】公知文献から引用された周波数分割多重信号
の多重負荷利得と通話路数との関係を示す多重負荷利得
図である。

【図１７】本発明のシステムにおいてサブフレームを用
いた場合の各種の条件と多重負荷利得を示す図である。

【図１８】図９に示した無線基地局の無線送信回路の内
部構成を示す回路構成図と、そこに用いられた増幅度可
変の増幅器の増幅度特性図である。

【図１９】本発明のシステムにおいてサブフレームを用
いた他の場合の各種の条件と多重負荷利得を示す図であ
る。

【図２０】本発明のシステムに使用されるタイム・スロ
ットの他の実施例を説明するためのタイム・スロット構
造図である。

【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 ３８−１〜３８−ｎ　　信号速度復元回路３９　　信号
選択回路群 ３９−１〜３９−ｎ　　信号選択回路群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
割当回路群 ５２−１〜５２−ｎ　　信号割当回路 ７９−１〜７９−ｎ　　低域通過濾波器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

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の
   時間分割通信方法において、前記関門交換手段，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１つが、通信トラヒックがあらかじめ定めた値を越え
   たことを検出したときには、前記フレーム構成のすくな
   くとも多重数を含む無線信号のパラメータを変更して前
   記通信トラヒックの増加に対処するように制御する移動
   体通信の時間分割通信方法。