JPH0430632A - 移動体通信の時間分割通信秘話方法とシステム - 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１ 本発明は移動体通信の時間分割通信における秘話方法と
システムに関する。さらに具体的には、システムに与え
られた複数の無線チャネルのうちの、ある１つの無線チ
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。

［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−′°　儒学会技報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
ＦＭ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！！
！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、上記のような丁ＣＭ（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か示されている。しかしな
がら、システムに属していない無線機か同一無線チャネ
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プライバ
シイ保護の上から必要て必るか、この種の技術に関し公
知のものはない。

［発明か解決しようとする課題Ｊ 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丁ＣＭ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。

１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、これに従って送信信号に与える
無線チャネルや、無線チャネルに含まれているフレーム
内のタイム・スロットの位置を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。

［作用］ 使用する無線チャネルやタイム・スロットの順序をフレ
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臭備するこ
とが可能となったので、タイム・スロットの使用順序を
知らないシステムに属さない第３者の無線機か傍聴する
ことは非常に困難となり、通信のプライバシイの確保か
可能となった。

［実施例］ 第１Ａ図、第１Ｂ図および第１Ｃ−１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は一般の電話網でおり、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１！２
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
がおり、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
かある。

第１Ｂ図には、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一〇いる。

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１３Ｂと、制御部１４０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ｈ口してい
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、どの無線チャネルにおいても通常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あり、これを
暗号解読器１７５で解読して制御部４０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かおり、これと制御部４０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、速度変換回
路１３１で通信信号を所定の時間間隔て区切って、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１３４とを含む無線送
信回路１３２′に印加される。また、速度変換回路１３
１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へ送信される信号か暗号化される。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、タイミン
グ発生器１４２から送られてくるタイミング信号により
、送信に使用するタイム・スロットを決定するのみて十
分である。すなわち、無線基地局３０より使用法を指示
された通りの無線チャネルおよびタイム・スロットを順
次用いて、無線基地局３０宛に無線信号を送出するには
、第１Ｂ図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
必要であり、これは無線基地局３０からの暗号を暗号解
読器１７５で解読しているので可能となる。

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。

移動無線機１００には、ざらにシンセサイザ１２つ−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
て制御され指定された無線チャネルの周波数の発生なら
びにタイム・スロットの同期が行われる。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１０−１図には無線基地局３０が示されている。開門
交換機２０との間のｎチャネルの通信信号２２−１〜２
２−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
換かなされる。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３
８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１！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、第１０−２図にその内部構成を示す無線受信回路
群３５と信号選択回路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〉変換されて信号処理
部３１へ入力される。無線受信回路群３５は、それぞれ
制御部４０に制御されて無線チャネルを選択する多くの
無線受信回路３５−１〜３５−ｍからなっている。その
出力は信号選択回路３９に含まれたスイッチ・マトリッ
クスＲ３Ｗ２−１−１〜−ｍ−ｎに印加すｔｔ、暗号解
読器７５の指示により順次１つの無線受信回路３５−ｉ
（ｉ＝１〜ｍ）が選択される。

さて、無線受信回路群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
対応して通話信号か分離される。この際、移動無線１１
１００から送られてくる通信信号は、ＴＣＭ信号の各フ
レーム毎に、その使用されるタイム・スロット番号が異
なっているから、第１Ｃ−２図のバッファメモリＢＭ２
−１、−２．−３．・・・、−ｎに一旦記憶してから、
暗号解読器７５の制御により、信号選択回路３９内に設
けられたスイッチ・マトリックスＲ３Ｗ１−１−１〜−
ｎ−ｎを動作させて所望の通信信号か信号速度復元回路
群３８へ入力されるように構成されている。このように
制御された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２２−１〜２２−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、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であ
り、実際には、たとえば、ＣＣＤ　（Ｃｈａｒｇｅ　　
Ｃｏｕｐｌｅｄ［）ｅｖｉｃｅ　）　、　１３Ｂ［）　
（Ｂｕｃｋｅｔ　Ｂｒｉｇａｄｅ　Ｄｅｖｉｃｅ　）が
使用可能でおり、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、第
１０−３図にその内部構成を示したタイム・スロット別
に信号を割当てる信号割当回路５２に印加される。

この信号割当回路５２はバッファ・メモリＢＭ１−１．
−２．−３．・・・、−ｎとスイッチ・マトリックスＴ
ＳＷ１と丁ＳＷ２がら成立ってあり、バッファ・メモリ
ＢＭ１は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１８Ｍｌ内の信号を読み出し、スイ
ッチ・マトリックスＴＳＷ１へ送出する。スイッチ・マ
トリックスＴＳＷ１−１−１〜−ｎ−ｎのスイッチの開
閉は、暗号付与器７６から出力される制御信号で行われ
ることになる。スイッチ・マトリックスＴＳＷ１の出力
は、他のスイッチ・マトリックス丁５Ｗ２−１−１〜−
ｍ−ｎに印加され、どの無線チャネルにより無線送信回
路群３２に含まれた無線送信回路３２−１〜−ｍのうち
のどれを用いて送信するかが暗号付与器７６から出力さ
れる制御信号で決定される。無線送信回路群３２は制御
部４０からの指示により指定された無線チャネルで、１
区切り分の圧縮した高速信号を送信する。そして、この
スイッチ・マトリックスＴＳＷ１およびＴＳＷ２の開閉
は、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か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２Ａ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、無線チャネルおよび各無線チャネル内の各フレー
ムＦ１．Ｆ２．Ｆ３．・・・毎のタイム・スロットか与
えられる。第２Ａ図（ａ＞の５Ｄ１−１，５Ｄ１−２・
、５Ｄ１−ｎは、無線チャネル１における速度変換され
たある通信信号が、たとえばフレームＦ１のタイム・ス
ロット５Ｄ１−１．Ｆ２の５Ｄ１−２．Ｆ３の５Ｄ１３
のようにフレーム毎に異なった番号のタイム・スロット
をｇｌＪ当てられていることを示している。

ただし、各無線チャネルのフレームおよびその内のタイ
ム・スロットも同期しているものとする。

なお、各フレームの最初のタイム・スロット５Ｄ１−０
はフレーム同期および制御信号が収容されてあり、タイ
ム・スロット５ＤＩ−１〜５Ｄｌｎには移動無線機１０
０への着呼必るいは移動無線機１００からの発呼に応答
する制御信号または（および）通話信号か収容されてい
る。通話信号か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か加えられ、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２Ａ図（ａ＞に示すように、無線送
信回路３２−１においては、無線チｔネル１（ＣＨｌ）
が使用されタイム・スロット５Ｄ１−０．５Ｄ１−１〜
５Ｄ１−ｎて１フレームをなす信号か変調回路に加えら
れることになる。

線送信回路３２−２　（ＣＨ２）か使用される場合のタ
イム・スロットは、（ｂ）に示すように５Ｄ２−０〜Ｓ
Ｄ２’−ｎが使用され、同じ＜３２−ｍ（ＣＨｍ）にお
いてはタイム・スロットは（Ｃ）に示すようにＳＤｍ−
０〜ｍ−ｒ＋が使用される。

送信されるべく時系列化された多重信号は、無線送信回
路群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５Ｄｉ−０
（ｉ＝１〜ｍ）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
（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か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めったか、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、無線送信回路群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、無線受信回路群３
５へ入力される。第２Ｂ図は、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、第２Ｂ図（ａ）に示す無線チャネル１の各フ
レームＦ１．Ｆ２．Ｆ３．・・・のタイム・スロット５
ｕ１−１，５Ｕ１−２．−．５Ｕ１−ｎは、移動無線機
１００−１．１００−２．・・・、１ｏｏ−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５Ｕ１−１．５ｕ１２、・・・、５Ｕ１−ｎの内容
を詳細に示すと、第２Ｂ図（ａ＞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５ＵＯ（ｉ＝１〜ｍ
＞を使用する。第２Ｂ図（ｂ）は無線チャネル２．第２
Ｂ図（Ｃ）は無線チャネルｍの各フレームＦ１．Ｆ２．
Ｆ３．・・・のタイム・スロットに含まれている信号を
示しており、これらは第２Ｂ図（ａ）と同様である。

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、第１０−２図にその細部を示す無線受信
回路群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。無線受信回路３５−
１〜−ｍでは、制御部４０からの指示で指定された無線
チャネルを受信可能である。通話信号については、第１
Ｃ−２図にその細部を示す信号選択回路３９へ印加され
る。無線受信回路群３５よりの出力は、スイッチ・マト
リックスＲ３Ｗ２−１−１〜−ｍｎに印加され、無線受
信回路３５−１〜−ｍのうちの１つの出力が暗号解読器
７５からの制御信号により選択され、選択された無線受
信回路群３５からの信号はバッファ・メモリＢＭ２にメ
モリされ、ついで制御部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４
２からのタイミング信号が印加されるとともに、暗号解
読器７５からの制御信号によりスイッチ・マトリックス
Ｒ３Ｗ１の開閉が行われるので、各タイム・スロット５
Ｕ１−１〜５Ｕｉｎなどごとに制御信号または通話信号
が分離出力される。

その結果、通話チャネル対応にみた場合の圧縮信号の信
号列は、送信側のタイム・スロット単位の暗号化が行わ
れない前の信号のパルス・トレインとなる。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
路は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、本発明における秘話について説明する。

第１０−１図の暗号記憶部７７には一定の法則に従う数
列、たとえば乱数表など秘話に必要な情報が記憶されて
おり、これと同種の機能は移動無線機１００の暗号記憶
部１７７にも具備されている。さて、無線基地局３０の
制御部４０では、暗号記憶部７７から暗号情報をとり出
し、これを暗号付与器７６に与える。暗号付与器７６で
は信号割当回路５２のスイッチ・マトリックスＴＳＷ１
および丁ＳＷ２を動作するのに適する信号に変換し、ス
イッチ・マトリックス丁ＳＷ１およびＴＳＷ２を開閉し
、信号速度変換回路群５１から入力される圧縮されてパ
ルス状にされた信号を一旦ハッフ７・メモリＢＭ１に蓄
えた後、読出しを時間的に順次行うことにより、収容す
る無線チャネル番号およびフレーム内のタイム・スロッ
ト番号の変更を各フレーム毎に行なってから無線送信回
路群３２へ送出する。

第４Ａ図および第４Ｂ図は信号速度変換回路群５１から
出力されるｎ組の信号列に対する暗号付与器７６からの
出力によるスイッチ・マトリックスＴＳＷ１．ｌ：ｉよ
び丁ＳＷ２の動作例を示す。

第４Ａ図は無線チャネル番号は変更しない例であり、同
図では通話チャネル番号１（ＣＨｌ）のパルス状信号か
フレーム番号１（Ｆ、１）のタイム・スロット１へ収容
され、つぎにＦ２のタイム・スロット２へ、以下フレー
ムの経過とともに収容されるタイム・スロット番号が順
次繰り下り、Ｆｎのタイム・スロットｎまできた後、再
びＦｌのタイム・スロット１へもどることを示している
。

以下、再びＦ２のタイム・スロット２．Ｆ３のタイム・
スロット３．・・・とくり下がる動作を繰り返す。同様
に通話チャネル番号２　（ＣＨ２）のパルス状信号がＣ
Ｈｌより１つずつ遅れて、第１フレームＦ１ではタイム
・スロット２．第２フレームＦ２では３．・・・とＣＨ
ｌに比べ１つすっくり下かることを示している。

第４Ｂ図は第４Ａ図と異なり、各信号のフレーム内にあ
けるタイム・スロット番号は変化させないで、無線チャ
ネル番号をフレーム毎に変更した場合を示している。す
なわち、第４Ｂ図では通話チャネル番号１（ＣＨｌ）の
パルス状信号か無線チャネル番号１のフレーム番号１（
Ｆ’ｌ）のタイム・スロット１へ収容され、つぎに無線
チャネル番号２のフレーム番号２　（Ｆ２）のタイム・
スロット１へ、以下フレームの経過とともに収容される
無線チャネル番号が順次繰り下り、無線チャネル番号か
ｍまできた後、再び１のフレーム番号１（Ｆｌ）のタイ
ム・スロット１へもどることを示している。

第４Ａ図および第・４Ｂ図の例は簡単な暗号化の例であ
ったが、実際には、このように同一無線チャネル内のタ
イム・スロット番号か１つずつくり下かるか、あるいは
タイム・スロット番号は同一で無線チャネル番号が１つ
すっくり下がるような単純なものではなく、タイム・ス
ロットの番号かたとえば５．７．１３．２．・・・、無
線チャネル番号がたとえば９．１．’　２．４となるよ
うに全くランダムな割当が同時に行われる。

このような無線チャネルもしくはタイム・スロットの割
当をされた送信信号は移動無線機１００へ送信されるが
、移動無線機１００てはあらかじめ制御信号を含むタイ
ム・スロットＳＤＯで指示されている暗号情報により、
移動無線機１００宛に割当られたタイム・スロット番号
で待受けることになる。すなわち、後述の移動無線機１
００からの発呼の項で説明するようなプロセスにより、
送受信断続制御器１２３をオン・オフし、自己宛に送信
されてきた信号のみを電話機部１０１で再生することに
なる。

一方、移動無線機１００から送信される信号は無線基地
局３０から付与された暗号を使用する場合は、第４Ａ図
または第４Ｂ図に示された無線チャネル、通話チャネル
およびフレームの各番号で示されるタイム・スロット番
号で送受信とも同じ番号を使用する。

さて、以上に説明した秘話化されたＴＣＭ信号は送信ア
ンテナより空間に送出されるか、その場合の態様を所要
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−３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５２の出力と平行して無線送信回路群３
２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５２
の出力から無線送信回路群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（０，３ｋＨｚ〜３．０ｋＨ２
）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図のこと＜
　４．５ｋＨｚ〜４５ｋＨ７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。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（Ｏ１２
〜４．０ｋＨ２）および通話信号ＣＨ１（４，５〜４５
ｋＨ７でＳＤｌ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・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　＞　ニは制御信号（０，２〜４．０ｋＨｚ
　＞と通信信ＭＣＨｉ　（Ｌ５〜４５ｋＨ２）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群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群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土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か複数個あ
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。

ｆ　　　＞　２　ｆ　Ｈ 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、無線受信回路群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。

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５Ａ図および第５Ｂ図に示すフローチャートを用いて
説明する。

移動無線＠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Ｉｉ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、１）　最大の受信入力電界を示す無線チャネルｉ
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 ｉｉｉ　）　　無−線チャネル内のタイム・スロットの
うち空タイム・スロットのおるチャネル 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２Ａ図（ａ）に示されているタイ
ム・スロット５Ｄ１−０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。

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５Ａ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から受ける。

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が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２Ｂ図（ａ）に示される上
り無線チャネルのタイム・スロット５Ｕ１−０を用いて
送信される。

このタイム・スロットは各フレームとも常時最初に設置
され、後述のタイム・スロットの暗号化とは無関係であ
る。

この制御信号の送出はタイム・スロット５ｔＪ１−Ｏ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Ｓ　Ｕ　１−．０
を使用して送信される。

一方、無線基地１３０の制御部４０では、移動無線機１
００のＩＤ（識別信号）を検出しく３２０２）、そのＩ
Ｄ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５Ｄ１−〇を用いて移動無線機１００宛
に送信する（Ｓ２０３＞。

無線基地局３０より送られてきた制御情報を受信した移
動無線ｖａ１００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
割当てられた無線チャネル番号やタイム・スロット番号
を見つけ出し、指示された無線チャネル番号が１．フレ
ーム番号１（Ｆｌ）のときタイム・スロットが５ｔＪ１
−１であったとすると、指定された無線チャネル番号と
タイム・スロットに切替えて（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・トーンか送られてくるのを
待つ（Ｓ２０６＞。

無線基地局３０では、当然これを期待してスイッチ・マ
トリックスＲ３Ｗ１−１等をオンに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（Ｓ２０８＞。これに対し関門交換機
２０ては、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、第５Ｂ図）このダ
イヤル・トーンは、無線基地局３０において暗号付与器
７６の指定する無線チャネル番号やタイム・スロットだ
とへぼ無線チャネル１．５Ｄ１−４で送信するべく、ス
イッチ・マトリックスＴＳＷ１−１−４等をオンにして
移動無線機１００あてに転送され（３２１１）、移動無
線機１ＯＯ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１００の電話機部１
０１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、下りの
タイム・スロットと世一番号のタイム・スロット５Ｕ１
−４を用いて送出される（３２１３＞。この信号は無線
基地局３０の無線受信回路３５で受信される。

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、使用すべき無線チャネルやタイム・ス
ロットに関する暗号情報を与えであるので、無線基地局
３０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３９のスイッチ・マトリックスＲ
３Ｗ１−１−４等をオンにして暗号付与器７６の制御信
号により信号割当回路群５２のスイッチ・マトリックス
丁５Ｗ１−１−７等をオンにして、上りのタイム・スロ
ット５Ｕ１−４を受信し、下りの無線チャネル２のタイ
ム・スロット５Ｄ２−７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３９のスイッチ・マト
リックスＲ３Ｗ等を通った後、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（Ｓ２１４）、電話網１０への通話路が設定さ
れる（５２１５）。

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、暗
号付与器７６から、制御信号の指示に従い、信号割当回
路５２のスイッチ・マトリックス丁５Ｗ１＝１−７によ
りタイム・スロット５Ｄ２−７か与えられている。そし
て無線送信回路３２−２から下りの無線チャネル２のタ
イム・スロット５Ｄ２−７を用いて前記移動無線機１０
０宛に送信される。

前記移動無線機１００では、無線チャネルＣＨ２のタイ
ム・スロット５Ｄ２−７において受信すへく送受信断続
制御Ｉｌ器１２３の出力を用いてスイッチ１２２−１を
オン・オフし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、移動無線機１
００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＞。

通話か開始されたあとも、無線基地局３０からの送信も
しくは移動無線機１００からの送信に使用される無線チ
ャネルやタイム・スロット番号は、各フレームにおいて
異なり、それらの制御はそれぞれに具備されている暗号
付与器７６．１７６の指示に従うことになる。

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（３２１７＞、終話信号と制
御部１４０からのオン・フック信号とか速度変換回路１
３１を介して無線送信回路１３２よりタイム・スロット
５ＬＪ３−４を用いて無線基地局３０宛に送出されると
ともに（３２１８＞、制御部１４０ては送受信断続制御
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。

一方、無線基地局３０の制御部４０ては、移動無線機１
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５２１９＞、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、通信に使用するタイム・スロット（Ｓ
Ｄ　ｉ　−０，ＳＵ　ｉ　−０（ｉ　＝　１〜ｍ＞以外
〉にはそれを使用する無線基地局３０もしくは移動無線
機１００のＩＤ表示がなされないものとしたが、場合に
よっては各タイム・スロット毎にＩＤ信号を含ませ、通
信の信頼性をはかることも可能である。

そのための方法を説明すると、まず、タイム・スロット
内の信号の先頭の部分にＩＤ付与を行う方法がある。し
かし、これでは通信信号の使用時間が減少するから、こ
れを避けるために第３Ｂ図に示すように帯域外制御信号
を用いる方か有利である。すなわち各タイム・スロット
に含まれる通信信号の下側周波数帯にディジタル信号ま
たはトーン信号によりＩＤを表示する方法である。

この方法を用いることにより、万一干渉妨害のために混
信か発生しても、自己のＩＤ信号を含む信号以外のもの
を、移動無線機１００においては電話機部１０１へ、無
線基地局３０においては信号処理部３１へ出力させない
ようにすることにより、混信によるプライバシイ問題を
未然に防止することが可能となる。

なお、上記のＩＤ表示も簡単な秘話を講することで秘話
性を向上させることができる。

以上の説明では移動無線機１００か発呼する場合であっ
たが、着呼についても同様な秘話方法により通話が実行
される。すなわち、第５Ａ図を用いて説明すると、関門
交換機２０から無線基地局３０へ、移動無線機１００宛
の着呼情報か送られてきたとき、ステップ５２０３の暗
号情報に着呼表示を加えて移動無線機１００へ送信すれ
ばよい。

以下、移動無線機１００ではステップ５２０４に示され
たのと同様のプロセスか行われ、着呼動作が進行するこ
ととなる。

本発明による秘話を用いた通信システムにおける信号の
遅延時間すなわち、無線基地局３０が送信し、移動無線
機１００が受信する場合、もしくは移動無線機１００が
送信し、無線基地局３０か受信する場合の送信から受信
する迄の所要時間について説明する。

すでに説明したように秘話を行うため、ある通信信号の
時間分割され圧縮された信号のフレームの中の割当タイ
ム・スロットは逐次変更されるから、受信側で送信信号
を復元するためには、少なくとも１フレームの時間（Ｔ
とする〉は遅延させる必要かある。なぜならば、第２Ａ
図（ａ）の無線基地局３０から送信する信号を例にとる
と、通信信号かたとえばフレームＦ１ては５Ｄ１−１゜
フレームＦ２では５ＤＩ−（ｎ−１）　、フレームＦ３
で゛は５Ｄ１−４．・・・でＩＩ当てられているとする
と、この信号を受信した移動無線機１００ては第１Ｂ図
に示される速度復元回路１３８内に含まれている信号遅
延量調整器（図示せず）において、フレームＦ１の速度
復元信号を約１フレーム時間（正確には（’（ｎ　−１
）／　（ｎ↑１））ＸＴ＞遅延させるだけの遅延機能を
具備させる必要かある。

すなわち、 フレームＦ１，５Ｄ１−１では （（ｎ−１）、／　（ｎ＋１　＞　）　ｘＴフレームＦ
　２．　ＳＤ　Ｉ−（ｎ−１）　Ｔ：Ｌ、！（１／　（
ｎ＋１））　ＸＴ フレームＦ３．５Ｄ１−４では （（ｎ−４＞／　（ｎ＋１）　）ｘＴ だけ遅延ざゼた俊、電話機部１０’ｌへ送出させる必要
がある。

上記の遅延量を与えないで、すぐ電話機部１０１へ送出
すると、つぎのフレームＦ２では与えられているタイム
・スロットが５ＤＩ−１ならよいか、上記のようにＳ　
Ｄ　１−　（ｎ−１）では信号か５Ｄ１−１より遅延し
て到＠するので、電話機部１０１へ送信することができ
ず、信号かとぎれてしまうことになるからである。一方
、上記の遅延時間を与えると、電話機部１０１への入力
信号としては、あたかも連続した電話信号を形成可能と
なるからである。　以上の遅延時間の算定に対して（よ
、制御信号用タイム・スロットの時間長も通信用タイム
・スロットのそれと等しいとし、また信号の空間伝搬中
の所要時間ヤミクサ、増幅器などの回路を通過するため
の所用時間は無視した。なお、上述の速度復元回路１３
８内に含まれる信号遅延量調整器（図示せず）の具体的
回路は一種のメモリ回路でよく、メモリ読取り時のタイ
ミングをタイミング発生器１４２から受取ればよいこと
になる。

［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、ＴＣＭ通信におけるプ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す概念構成図、 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１０−１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１０−２図は第１０−１図の構成要素である信号選択
回路および無線受信回路群の詳細な回路構成図、 第１０−３図は第１０−１図の構成要素である信号割当
回路および無線送信回路群の詳細な回路構成図、 第２Ａ図およびｉ２Ｂ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図は本発明のシステムにおいて使
用される通話チャネル番号、フレーム番号とタイム・ス
ロット番号の関係を示す図、第５Ａ図および第５Ｂ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。 Ｏ・・・電話網　　　　　２０・・・関門交換機２−１
〜２２−ｎ・・・通信信号 Ｏ・・・無線基地局 １・・・信号処理部 ２・・・無線送信回路群 ２−１〜−ｍ・・・無線送信回路 ５・・・無線受信回路群 ５−１〜３５−ｍ・・・無線受信回路 ３８・・・信号速度復元回路群 ３９・・・信号選択回路 ３つ−１〜３９−ｎ・・・信号選択回路４０・・・制御
部 ４１・・・りＤ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 ９１・・・ディジタル符号化回路 ９２・・・多重変換回路 １００、１００　＝　１〜１０Ｏ−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 ２・・・無線送信回路 ４・・・送信部 ６・・・受信ミクサ ８・・・速度復元回路 ５・・−暗号解読器 ７・・・暗号記憶部。 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・・・暗号付与器

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、
   対向して通信する無線チャネル番号とフレーム内のタイ
   ム・スロットの位置を、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
   一方において定めた順序に従つて変更する移動体通信の
   時間分割通信秘話方法。 ２、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システムにおい
   て、対向して交信する前記無線基地手段および前記移動
   無線手段の双方がそれぞれ、 無線チャネル番号とフレーム内のタイム・スロットの位
   置を変更しながら交信するための交信手順を暗号として
   記憶するための暗号記憶手段（７７、１７７）と、 前記暗号を交信する相手に付与するための暗号付与手段
   （７６、１７６）と、 前記暗号を交信の相手から付与されたときに解読するた
   めの暗号解読手段（７５、１７５）と、前記暗号付与手
   段の指示により前記無線チャネル番号とフレーム内のタ
   イム・スロットの位置を変更しながら送信するための無
   線送信手段（３２、５２、１３２、１２２−２）と、 前記暗号解読手段の指示により前記無線チャネル番号と
   フレーム内のタイム・スロットの位置を変更しながら受
   信するための無線受信手段（３５、３９、１３５、１２
   ２−１）と を具備している移動体通信の時間分割通信秘話システム
   。