JPH04321328A

JPH04321328A - 無線通信方法

Info

Publication number: JPH04321328A
Application number: JP1255291A
Authority: JP
Inventors: Fujio Sumi; 角　富士雄; Susumu Nakabayashi; 中林　進; Takeshi Oohira; 大衡　壮
Original assignee: FUJI TEC KK; Tohoku Electric Power Co Inc
Current assignee: FUJI TEC KK; Tohoku Electric Power Co Inc
Priority date: 1991-01-11
Filing date: 1991-01-11
Publication date: 1992-11-11

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】この発明は、同一若しくは近接す
る複数の周波数の電波を使用して、複数の無線基地局又
は無線中継局（以下ではこの両者を単に基地局と呼ぶ）
と無線移動局（以下では単に移動局ＭＫと呼ぶ、そして
基地局又は移動局を無線局と呼ぶ）の間の送受信に用い
る、改良された無線通信方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】無線通信の比較的規模の大きい無線基地
では図１５に示すように、それぞれに周波数の近接する
多数の周波数（以下ではこれらをチャンネルｆＫ１、ｆ
Ｋ２・・と呼ぶ）を割り当てた複数の基地局ＢＫ１，Ｂ
Ｋ２　・・　で基地局団ＢＫを構成して複数の移動局Ｍ
Ｋ１，ＭＫ２・・（図示せず）との間で無線通信をする
場合が多い。この場合は、あるチャンネルでは送信状態、別のチャン
ネルでは受信状態といった具合に、基地局相互の送受信
動作が互いに重なり合う状態になるのが普通であるが、
それら基地局ＢＫ１，ＢＫ２　・・　（の送受信機）は
同一場所に近接して設置され、アンテナ等が共用されて
いたりもする。従って送信状態にある基地局（例えば、
ＢＫｐ）の送信機（ＴＫＰ）からの強力な電波（ｆＫＰ
）が、受信状態にある同じ基地局団内の別の基地局（例
えば、ＢＫｑ）のチャンネル（ｆＫｑ）の受信機（ＲＫ
ｑ）に感度抑圧等の妨害を与えて円滑な通信が行えなく
なる。この不都合を除去するため従来は、図１５に示す
ように、各チャンネルｆＫｒ（ｒ＝１，２・・）の基地
局ＢＫｒの受信機ＲＫｒの入力部に高選択度のフィルタ
ＦＫｒを挿入し、他チャンネルの基地局からの送信電波
をここで減衰させるようにして受信していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら各チャン
ネルの周波数が接近している場合は、こうした従来のフ
ィルタＦＫｒを用いる対策には次の（１）〜（４）のよ
うな欠点があった。即ち、（１）フィルタＦＫｒの周波
数選択特性に対する要求が非常にきびしいためフィルタ
がとかく大がかりものになってしまう。（２）フィルタ
ＦＫｒには周波数選択特性だけでなく、周波数選択特性
の温度特性、それらの経時変化特性にも厳しい性能が要
求され非常に高価なものになる。また、（３）チャンネ
ルの組み合わせ（ｆＫｐとｆＫｑの組み合わせ）が隣接
チャンネルになった場合は、周波数の差が余りに小さい
（例えば、１２．５ＫＨＺ〜２０ＫＨｚ等になる）ため
、フィルタＦＫｒでは最早や対応が不可能となる。更に
、（４）アンテナ以外から洩れて入る電波も強大になり
、送受信ユニットのシ−ルドだけでは、洩入電波によっ
て起こる干渉妨害の排除がすでに困難になる。

【０００４】さらにまた、一般に基地局は、移動局に比
べて送信電力が大きく且つアンテナも高く電波が遠方ま
で届くので、基地局団ＢＫと距離を隔てて通信可能な位
置にある他の基地局団（ＢＫ’、ＢＫ”、・・）の基地
局（｛ＢＫ’＝｝ＢＫ１’，ＢＫ２’・・、｛ＢＫ”＝
｝ＢＫ１”，ＢＫ２”・・、・・）との間でも同一チャ
ンネルの場合には干渉妨害も発生することがある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】基地局団ＢＫ内の干渉妨
害の除去を行ないたいと考える複数の基地局で構成され
る基地局グループＧＫ（ＧＫ＝ＢＫ１，・・ＢＫｎ、図
１参照）において、この基地局グループＧＫに属するす
べての基地局の送信機と受信機が共に一斉動作し、送信
機の送信動作中はすべての受信機が受信を休止し、受信
機の受信動作中はすべての送信機が送信を休止する動作
を繰り返すという無線通信方法を採用することで、上記
（１）〜（４）の問題を解決する。

【０００６】このときは、この基地局グループＧＫに属
する基地局ＢＫｒと、交信の相手方の移動局ＭＫｒが、
交信の繰り返し動作の同期を如何にしてとるかが問題に
なるが、これは基地局グループＧＫに属するすべての基
地局の送信機が、その送出する電波に、移動局が同期を
とるための共通のタイミング信号を付加することで、問
題が解決される。

【０００７】上記の無線通信方法で干渉妨害のない通信
が一応可能となるものの、このままでは一般に通話の自
由が制限されて会話が不自然なものになり、若しくは通
話が断続的になるという問題を生ずる。しかしその問題
は、従来の「同時送受話無線通信」で提案されている無
線通信方法をここに流用すること、即ち、基地局グルー
プＧＫに属するすべての基地局が親局となって、この親
局の送信機及び、これと交信するすべての移動局即ち子
局の送信機が、音声信号を一旦１／２以下に時間圧縮し
てこれを断続する圧縮音声信号に変換した後、それで変
調された断続する電波を送出し、且つ親・子局それぞれ
の受信機が、相手局の電波を受信し検波して得た断続音
声信号に時間伸張を施してこれを連続する音声信号に復
調するという方法を採用し、その断続する電波の送出の
周期を、前記した繰り返し動作の周期として用いる無線
通信方法によって解決される。

【０００８】また、送信電波の占有周波数帯域幅に制限
のある場合には、上記の圧縮音声を用いて変調する方法
では、電波の占める周波数の幅が広がって問題を生ずる
が、この問題は、送信機が音声の高域成分をカットして
、カットした信号を前記の断続する圧縮音声信号に変換
するという方法を用いて解決される。

【０００９】距離を隔てて通信可能な位置にある複数の
基地局団（ＢＫとＢＫ’と・・）に属する基地局の相互
間で、同一チャンネルを使用する場合に生ずる前記した
問題については、干渉妨害の除去を行ないたいそれぞれ
属する複数の基地局グループ（ＧＫとＧＫ’と・・）に
所属するすべての基地局（｛ＧＫ＝｝ＢＫ１，・・ＢＫ
ｎ、と｛ＧＫ’＝｝ＢＫ１’，・・ＢＫｍ’、と・・）
の送信機及び受信機が共に一斉動作し、送信機の送信動
作中はすべての受信機が受信を休止し、受信機の受信動
作中はすべての送信機が送信を休止する動作を繰り返す
という、前記を拡張した無線通信方法を採用することで
解決される。

【００１０】

【実施例】図１は基地局グループＧＫ（ＧＫ＝ＢＫ１，
・・・ＢＫｎ）における、基地局相互の干渉妨害を皆無
にする本発明の無線通信システムの実施例のブロック図
である。チャンネルｆＫｒ（ｒ＝１，・・ｎ、以下同じ
）は基地局ＢＫｒの送信機ＴＫｒと受信機ＲＫｒの両方
で使用されているものとする。ＡＫｒはアンテナ結合器
、ＡＴＫｒはアンテナである。すべての送信機ＴＫｒと
受信機ＲＫｒは基地局グループＧＫに設置された共通の
同期制御器ＳＹＮＣに有線で連結されており、基地局グ
ループＧＫ内では送信機と受信機はそれぞれ一斉動作し
、受信機が動作している期間はすべての送信機が停止、
逆に、送信機が動作しているときはすべての受信機が停
止するという動作が、一定周期で繰り返されるように制
御されている。

【００１１】これを示したものが図２のａ（基地局側）
とｂ（移動局側、ＴとＲが基地局側と反対になっている
）のタイムチャート（横軸は時間）であって、Ｔで示す
時間区間中に、すべての（通信状態にある）基地局の送
信機から一斉に電波が送出され、Ｒで示す時間区間中に
すべての（通信状態にある）移動局から送られて来た電
波が、前記したすべての基地局の受信機で一斉に受信さ
れる。この通信方法によれば、基地局グループＧＫ内で
は、受信機が受信中は他のどのチャンネルの基地局も送
信を行っていないので、たとえ隣接チャンネルであって
も、他の基地局による干渉妨害は絶対に起こらない。そしてこれに、次記する「従来同時送受話無線通信で提
案されている音声圧縮・音声伸張を用いる通信方法」を
ここに「流用する」ことで前記したすべての技術的問題
を解決したものである。

【００１２】ここにいう「従来同時送受話無線通信で提
案されている音声圧縮・音声伸張を用いる通信方法」は
、要約すると次のようになる。即ち、親局（主動側の無
線局）と子局（相手局）がそれぞれ同等機能の送信部・
受信部を具えて、親局の送信部が音声信号を時分割し、
時分割で得た各分割音声信号を時間圧縮してこれを断続
する信号に変え、その断続する信号でキャリアを変調し
断続する電波に変えて子局に送信し、子局の受信部が、
親局から送られた前記断続する電波を受信・検波して得
た断続する信号の各々に時間伸長を施し、時間伸長して
得た分割音声信号を親局の時分割に同期して連結するこ
とにより、元の音声信号に戻す、という同時送受話無線
通信方法のことである。そしてこの方法を本発明に「流
用する」ことでこの問題を解決するとは、前記した基地
局グループに属するすべての基地局が親局となって、送
受の動作の繰り返しを一斉に、この「同時送受話無線通
信」で使用される前記した電波の断続で行なう、と言う
ことである。

【００１３】以下には、本発明の方法及びこれに用いら
れる装置を明かにする目的で、「同時送受話無線通信」
の方法、装置、電波の占有周波数帯域幅圧縮、及びタイ
ミング信号の送出に関し、例を挙げて詳細に説明する。但し、以下の「同時送受話無線通信」の説明では混乱を
避ける目的で、基地局、移動局の名称を用いず、親局と
子局の名称で説明を行なうことにする。（なお同時送受
話無線通信装置に関しては、本願と同一の出願人の出願
になる、１９９０年８月８日出願の国際出願ＰＣＴ／Ｊ
Ｐ９０／０１０１４号が存在する）

【００１４】図３において、２つの狭帯域音声無線通信
機Ｂ１　、Ｂ２　は同等構成の装置で、ともに、単一の
周波数ｆを送受信に使っている。そして、送信機Ｔと受
信機Ｒ（図面では、それぞれの部材の符号に無線通信機
Ｂ１　、Ｂ２　の区別を表す小文字の添え字　１、２　
を付けている。以下同じ）、それらを一定の周期で切り
替えて動作させるコントロールスイッチＳＷ、その周期
を規制し互いの同期をとる同期発生器ＳＹＣＧＥＮ、ス
ピーカーＳＰ、マイクロホンＭＩＣ、アンテナ結合器Ａ
Ｔを内蔵している。ＡＮＴはアンテナである。同期発生
器ＳＹＣＧＥＮの働きによって、両無線通信機の送受信
動作は互いに時間的に逆になるように周期的に制御され
ている。そして送信側では、変調信号を時分割し且つ通
話時間を圧縮したものでキャリアを変調して断続した電
波を送出し、受信側では、その電波を受信・検波して得
た信号を時間伸長し、送出側の時分割に同期して繋ぎ合
わせてもとの信号に復調する同時送受話無線通信を行な
っている。その同期の取り方は、交信の一方の無線通信
機が「親局」即ち主動側となって送信時の変調信号の時
分割の時間的割振りを決定し、交信の他方の無線通信機
が「子局」即ち受動側となってこれに同期するようにし
ている。

【００１５】図４は、２つの狭帯域音声無線通信機Ｂ１
とＢ２の間で行なわれる交信のタイムチャートである。ＶＭは送信音声信号、ＳＷＴはコントロールスイッチＳ
Ｗによる送受の切り替え状況、ＶＳＰは受信音声信号で
ある。ＳＷＴの動作は、音声信号の断続の周期Ｔ０　の
半分になっているだけである。無線通信機Ｂ１から無線
通信機Ｂ２への送受信音声信号は実線で、Ｂ２からＢ１
への送受信音声信号は点線で示した。

【００１６】この図４の交信では、送信側では、マイク
ロホンＭＩＣから入った送信音声信号ＶＭに等時間間隔
の「時分割」■（■）処理（括弧内の■は点線の場合で
ある。以下同じ）、と１／２の「時間圧縮」■（■）処
理が加えられ、圧縮音声の断続的信号となってこれがキ
ャリアを変調し、断続的電波として送信され、一方、受
信側ではそうした電波を受信・検波して得た圧縮音声の
断続的信号■（■）に２倍の「時間伸長」が施され、つ
なぎ合わされて■（■）の信号即ち連続的音声信号に復
調されてスピーカーＳＰに出力される。この操作によっ
て、受信者の耳には、連続的な品質のよい音声が届けら
れることになる。

【００１７】上記の同時送受話無線通信機は、次の問題
を抱えている。一つは、送信電波の占有周波数帯域幅に
制限値が設けられている場合には、音声の圧縮によって
送信電波の占有帯域幅が広くなり、その制限値を超過し
て他に妨害をあたえるという問題である。もう一つの問
題は、同期の問題である。受信側で各分割音声を伸長し
それを繋げる場合に、同期がはずれて繋げた分割音声に
隙間を生じる時は、破裂音のような激しい雑音が混入し
て通話が殆んど不可能になることがある。同期は常にと
れていなくてはならない。この同期は、フェージングに
よって容易に同期外れを生ずるような、脆弱なものであ
ってはならない。

【００１８】また更に問題となるのは、多数の局の中に
親子局を生じて、前記した一つの周波数で互いに通話し
合うの（が通常）であるから、親局（話しかけ局）が的
確に子局（話しかけたい局）を選択できるような工夫が
なされていなければならない。それができないと、１親
局対複数子局の通話となって混乱を生ずる。他の問題は
この音声処理、即ち「時分割」「時間圧縮」「時間伸長
」と「連結」の処理の際に生ずる時間遅れの問題である
。この時間遅れは、通話を恰も衛星回線を通して行なっ
ているかのようなもどかしいものにする。以下に述べる
のは、それを解決する、先述の国際出願ＰＣＴ／ＪＰ９
０／０１０１４号の発明における同時送受話無線通信方
法及び装置である。

【００１９】これらの音声の処理、即ち「時分割」「時
間圧縮」「時間伸長」などの処理では次の問題を生ずる
。即ちそれは、音声信号が１／２の時間に圧縮されるた
めに、その最大変調周波数（ここでは一応３ｋＨｚとす
る）が２倍となって周波数帯域幅が広がり、電波を発射
するとき、法規上の制限値を超過して使用不可能になる
ことである。この現象は、圧縮（伸長）率が２以上では
更に激しくなる。この問題解決のために、ローパスフィ
ルタＬＰＦＱ（以下、帯域制限フィルタ）を使って変調
周波数の上限を１／２にし、実効的な最大変調周波数を
制限（例えば、１．５ｋＨｚに制限）する。図５にその
構成を示した。図５ではマイクロホンＭＩＣの後の音声
ＶＭに、この帯域制限フィルタＬＰＦＱを置いて最大周
波数を制限した音声ＶＭＱを得ている。音声の場合は、
変調周波数の１／２以上の周波数部分をフィルタでカッ
トしても通話に殆んど支障のないことが分かっている。なお、音声ＶＭＱは折返雑音除去ローパスフィルタＡＡ
ＬＰＦによって通過帯域を〜３ｋＨＺに制限（音声の帯
域制限ではなく、サンプリングノイズを音声に入り込ま
せないように設けられたもの）され、Ａ／Ｄコンバータ
ＡＤＣでデジタル値に変換されて、通常の速度（例えば
、８ｋＨｚ　）で、ランダムアクセスメモリＲＡＭの所
定の番地に格納される。この処理が一定時間行なわれた
後、今度は先の通常の速度の２倍の速度（１６ｋＨｚ　
）でこれを読み出し、直ちにそれをＤ／ＡコンバータＤ
ＡＣでアナログ値に変換して行く。上記の格納が終った
時点から開始して、上記と同じ格納と読み出しをランダ
ムアクセスメモリＲＡＭの別の所定の番地を使って行な
い、この両処理を繰り返し行なって帯域制限フィルタＢ
ＬＬＰＦを経由してＶＳＳが出力されることになる。マイクロコンピュータを内蔵する音声ピッチコントロー
ラＣＴＲが上記の動作を制御する。従って、このＣＴＲ
が図３のＳＷとＳＹＣＧＥＮの両者を兼ねた働きをする
。即ち、２つのコンバータＡＤＣ、ＤＡＣにそれぞれの
スタート信号を送り、ランダムアクセスメモリＲＡＭに
対しては、前記の所定の各番地を指定する作業、速度を
変化させての格納・読み出しの作業を行なう。

【００２０】送受信の切り替え周波数Ｆ０　は１Ｈｚ〜
１０Ｈｚで運用上支障を来さない値を採用する。同時送
受話無線通信機でこのＦ０を１Ｈｚ〜１０Ｈｚの範囲内
に置くことは、了解度と秘話性の両者を合わせ持つ音声
を得んとする場合に、必須の条件となることが判明した
。　後述の様々な工夫を施すと否とに係わらず、この周
波数範囲を外れると、了解度には大きい変化を生じない
が、人間感覚的に秘話性は低下する。一般に、音声は１
秒当たり数個の音節からなっているので、音声を１Ｈｚ
〜１０Ｈｚ程度の周波数で１／２の時間圧縮を行なうと
、圧縮処理によって生じた空白時間と音節の時間分とが
同程度となり、音節が脱落したような錯覚が生じ、会話
の把握が困難となる。また、１／２の時間圧縮により音
声ピッチ（周波数）が２倍になるため、聞き取りにくく
いっそうその効果が増す。従って前述の通信機の構成で
、送受の切り替え周波数Ｆ０　を大略１Ｈｚ〜１０Ｈｚ
の範囲に置いて、送信の半サイクル時間圧縮音声を乗せ
た電波では、第３者がこれを傍受しても会話の内容を聞
き取ることは殆んどの場合不可能となる。

【００２１】理解を助けるために、秘話を視覚的に表現
して図６のａ，ｂ，ｃ，ｄで説明すると、ａは音節を連
続したもの、ｂはａを１Ｈｚよりも遥かに低い周波数（
１秒よりも長い周期）で時間圧縮したものである。音節
が数個つながるため、会話の内容がかなりの程度判り、
秘話性を得ることが困難である。ｃは時間圧縮の周波数
を１Ｈｚ〜１０Ｈｚ程度にして繰り返したもので、音節
が互いに離れて、歯抜けのような音声になり、会話の内
容を理解することが困難になり、秘話性が確保される。ｄは時間圧縮の周波数を１０Ｈｚよりもかなり高い周波
数にして繰り返したもので、音節は細かく分断されるも
のの、時間的には殆んど離れず連続するため、会話の内
容を高い確率で理解することができる。図６のａ，ｂ，
ｃ，ｄは視覚的に説明したものであるが、聴覚的にもこ
の通りになることが実験で確認された。

【００２２】移動通信においては、常にフェージングの
問題がある。本方式は、この改善に大きく寄与する。一
般に移動通信では電波が建造物等により反射されるため
、殆んどの場合、直接相手側に届く直接波と反射波が互
いに干渉した定在波を含む電波を利用して通信すること
になる。干渉は概ね電波の波長の１／２毎に発生して合
成波の電界強度は時にはかなり大きく変動し、電界強度
が受信機の能力の限界を越えて低下すると雑音が発生し
てフェージング現象を起こす。移動速度ｖ（ｍ／ｓｅｃ
）の移動局の受信機に発生するフェージング雑音の発生
頻度Ｆｆ　（Ｈｚ）は、その局が１秒間走る間に何回、
半波長（即ちλ／２、λは波長で単位はｍ）を通過する
かで決まり、Ｆｆ　＝ｖ／（λ／２）で与えられ、例え
ば電波の周波数ｆが８００ＭＨｚ、移動速度が２０ｋｍ
／ｈのとき、Ｆｆ　はほぼ３０Ｈｚである。フェージン
グ雑音の発生頻度Ｆｆ　は、電波の周波数、移動速度の
両方に正比例して大きくなる訳で、当然のことながらＦ
ｆ　が大になるほど通話の妨害が多く不快感も増す。図
７のａ，ｂ，ｃ，ｄはフェージング雑音の内容を説明す
る図で、横軸は時間、ａは電界強度の変化を示し一点鎖
線は受信限界レベル、ｂは受信・送信の切り替え、ｃは
受信検波信号に現れるフェージング雑音、ｄはそれを伸
長して繋ぎ合わせた復調信号に現れる雑音である。復調
信号では雑音の発生間隔が広がり、頻度は低下して改善
が自動的になされていることが分かる。この効果により
サービスエリアの拡大が達成される。

【００２３】図７で明かなように、Ｆｆ　に対して送信
・受信の切り替え周波数Ｆ０　をどうすべきかには適値
があり、実用上、Ｆ０　を、ｖ＝２０ｋｍ／ｈの時のＦ
ｆ　よりも小さい値に設定することが雑音対策として優
れることを見いだした。この条件を数式であらわすと、
Ｆｆ　は電波の周波数に比例するので、周波数ｆＭＨｚ
のとき、Ｆ０＜３０・ｆ／８００　　である。

【００２４】次に、同期のとり方等々について説明を行
なう。ここでは、図８に親・子局の当面の説明に必要な
部分だけを抽出して示す新しい装置を用いて、図９のタ
イミングチャートに示す改良された同時送受話無線通信
方法を採用する。なお、親・子局のそれぞれは同等機能
の内部装置を有し、その装置の構成はブロック図、図１
０に示されている通りである。図１０では、下記にこれ
から説明する全ての信号処理を秩序正しく運行させるた
めの、マイクロプロセッサーを内蔵する制御器ＣＴＲと
、アンテナ結合器ＡＴ等が図８に書き加えられた形にな
っている。例によって、装置の親・子を区別する添え字
１、２は省略されている。

【００２５】さて、図９、図８を用いて同時送受信の順
序を説明すると、先ず、親局の送信部は、同期トーン信
号ＴＷＱを作る同期発生部ＴＤＧ１と、マイクロホンＭ
ＩＣ１で得た音声ＶＷ１を帯域制限フィルタＬＰＦＱに
通し高域部を制限した音声ＶＭＱ１から断続圧縮音声Ｖ
ＳＳ１を作る音声処理部ＴＯＳ１と、両者から送られた
信号を加算して変調部ＭＯＤＱ１に送る加算器ＭＵ１を
新しく具え、一方、子局の受信部は、親局のアンテナＡ
ＮＴ１から送られた電波をアンテナＡＮＴ２で受信し、
検出部ＤＥＭＯＤ２で検波された信号のうちの、同期ト
ーン信号ＴＷＱを処理する同期処理部ＲＤＳ２と、音声
信号ＶＳＳ２を処理する音声処理部ＲＯＳ２と、両者へ
それらの信号をタイミングよく切り替えて送出するスイ
ッチ回路ＳＷＱとを新しく具えている。

【００２６】それらの装置により、親局では音声処理部
ＴＯＳ１によって、図９のタイミングチャートの■欄の
原送信音声ＶＭＱ１はＴＱ３（例えば３９５　ｍｓｅｃ
）間隔に分断され、更にその各々が１／２．５に圧縮さ
れて断続圧縮音声信号ＶＳＳ１となる。そして、同期発
生部ＴＤＧ１から送られて来た同期トーン信号ＴＷＱと
加算器ＭＵ１で一緒にされて、■欄の変調信号を形成し
、これが変調部ＭＯＤＱ１を経て送信高周波部ＴＱ１に
おくられ断続する電波としてアンテナＡＮＴ１から送出
される。尚、親局の、送信部の送信区間ＴＳＱ１（■欄
のＴＱ２、例えば　２１０ｍｓｅｃ）と、受信部の受信
区間ＲＳＱ１（■欄のＴＱ１、例えば　１８５　ｍｓｅ
ｃ）の合計が先述の分断区間（ＴＱ３、３９５　ｍｓｅ
ｃ）であり、後述のようにして親・子局間の同期がとら
れるため、子局ではそのそれぞれが受信区間（■欄のＴ
Ｑ２）、送信区間（■欄のＴＱ１）となる。同期トーン
信号期間Ｔａ（例えば、２５　ｍｓｅｃ）と受信区間Ｔ
Ｑ１の間には時間間隙Ｔｂ（５　ｍｓｅｃ）が置かれる
のが通常である。

【００２７】子局では、前記の電波を受信し受信高周波
部ＲＱ２を経て検出部ＤＥＭＯＤ２で検波されると、先
の■欄のＴＷＱ＋ＶＳＳ１の信号が取り出され、先ずス
イッチＳＷＱの切り替えによって同期トーン信号ＴＷＱ
が同期処理部ＲＤＳ２に送られて、子局の時分割パター
ンの位相を親局のそれに合致させるために使用するタイ
ミングポイントＣＵＱ２が取り出され、これを用いて自
局の発生する同期信号をそれに同期させる。更にそれと
ともに、音声処理部ＲＯＳ２にも制御信号が送られて、
断続圧縮音声信号ＶＳＳ１の各分断区間は２．５倍に伸
長され、それらを繋ぎ合わせて、■欄の音声信号ＶＳ２
に復調され、疑似高域成分ＶＨＱが加えられて自然に近
い音声ＶＳＸ２となりスピーカＳＰ２に出力されるもの
である。詳細な図示は省略するが上記に呼応して、子局
のマイクロホンから入った音声信号も親局同様に、分割
された上で１／２．５に圧縮されて■欄の断続圧縮音声
信号ＶＳＳ２となり、（一般に、子局→親局の圧縮率従
って伸長率は、必ずしも親局→子局の場合のそれに合わ
せる必要はない。即ち図９の■欄の時間ＴＳ１と、■欄
の時間ＴＳ２を等しくすることは必須の条件ではない。両者を違える場合に必要となる切り替え動作は、制御器
ＣＴＲが親、子を判別して行なうことになる）、子局の
電波に乗って■欄の子局の送信区間ＴＳＱ２に送出され
、親局では、その受信区間即ち■欄のＲＳＱ１にそれが
受信され、〓欄の音声信号ＶＳ１に復調（検波・伸長・
繋ぎ合わせ）されてスピーカに出力される。この場合、
子局の送る電波には先のＴＷＱのようなトーン信号は不
要であるため含まれていはいない。従って図１０の装置
が子局として用いられる場合は、その同期発生部ＴＤＧ
は同期トーン信号を発生しない。この動作の切り替えも
。制御器ＣＴＲが親、子の判別をして行なうことになる
。

【００２８】さて、同期をとるためにトーン信号を送る
こと自体は従来から盛んに行なわれていることであるが
、従来の同期のためのトーン信号は、通常、デジタル回
路で発生された図１１のａのような矩形波をもとにして
作られる同図のｂのような単一正弦波ＤＴ１であり、そ
のためにタイミングポイントの抽出には兎角の不安定さ
が付きまとっていた。その理由は、この正弦波信号ＤＴ
１が受信側で復調されるときには、信号が濾波器その他
の様々な復調用回路を通過するために、得られる信号は
どうしても同図のｃのように、はじめと終わりに過渡的
な「だれ」１３Ｑ、１４Ｑを伴うものとなっている。この「だれ」が存在するために、タイミングポイントを
このｃのどの位置に選定・含有させておけば、それを誤
ることなく受信側に抽出させることが出来るか、それが
難しい問題になるのである。同時送受話無線通信機の場
合は特に、厳密な同期を必要とし、実験によってその選
定・抽出が至難の技となることが分かった。

【００２９】この問題の解決のために、図１２のように
、連続する周波数の異なる二つ（一般には複数）のトー
ン信号ＤＴ１、ＤＴ２の繋ぎ目位置（一般には所定番目
の繋ぎ目位置）ｃｃ、若しくは理想的にはそれから所定
値（図のｃの場合は７２０度の位相角）だけ位相のずれ
た位置をタイミングポイントＣＵＱ２として選定するこ
とにした。この方法によると、少なくとも繋ぎ目のｃｃ
位置には１３Ｑ、１４Ｑにみられるような振幅の「だれ
」を生じないため、受信側で極めて的確にタイミングポ
イントＣＵＱ２を抽出することが出来る。図９の■欄の
タイミングポイントＣＵＱ２はこのようにして選定され
含有され抽出されたものである。図９で■欄の親局の送
信音声の分割の区切り目と送信区間ＴＳＱ１の立ち上が
り又はたち下がり位置は一致していない。この両者の時
間間隔を規制しているのは図１０に示した制御器ＣＴＲ
である。また■欄の同期トーン信号ＴＷＱと断続圧縮音
声信号ＶＳＳ１の時間的位置、それら相互の間隔等々を
、前記した分割の区切り目に対して規制し、親・子局の
電波の送信・受信を制御ているのも制御器ＣＴＲである
。

【００３０】更にまた、子局が抽出して得たタイミング
ポイントＣＵＱ２を用いて自局の同期信号を親局に合わ
せる操作も制御器ＣＴＲが行なう。制御器ＣＴＲからの
びている点線はその制御のための各種情報、制御信号の
やりとりを表示している。なお上記はアナログ、デジタ
ル何れの方式の同時送受話無線通信機にも、これを便利
に適用出来ることが明かであり説明を要しない。

【００３１】既に図５と図９に可成りの部分が現されて
いるので、両図と図１３を用いてここに開示されている
次の新しい技術の説明を行なう。通話に遅延のない、即
ちまどろかしさのない同時送受話無線通信のためにはこ
れから述べる対策がどうしても必要となる。図９■欄の
分断された音声ＶＭＱ１の各区間はそれぞれ図５のよう
に、制御器ＣＴＲに制御されて、先ずＡ／Ｄ変換器ＡＤ
Ｃでデジタル化された後ランダムアクセスメモリＲＡＭ
に入力され記憶されて行くが、その入力が殆んどＴＱ２
／ＴＱ３間（一般には半分以上）行なわれた時点から、
入力時のＴＱ３／ＴＱ１倍の速度で、Ｄ／Ａ変換器ＤＡ
Ｃに向けてその記憶内容が読み出されて行き、分割の区
間の終わりの直後に、その読みだしが終了する。こうし
て得られたものが■欄の断続圧縮音声信号ＶＳＳ１であ
る。

【００３２】親局からの電波を受信した子局が、検波し
て取り出したその断続圧縮音声信号ＶＳＳは、図１３に
示すように（先の図５の場合と同様に）ＡＡＬＰＦ、Ａ
／Ｄ変換器ＡＤＣを経由してランダムアクセスメモリＲ
ＡＭに入力され記憶されて行くが、その入力の開始の直
後から、Ｄ／Ａ変換器ＤＡＣへ向けて、ＴＱ１／ＴＱ３
の速度で読みだしが始まり、その読みだしは、断続圧縮
音声信号ＶＳＳの次の区分の読みだし開始の直前に終了
する。このようにしてＶＳ即ち■欄の復調信号ＶＳ２を
得る。

【００３３】図９では■欄の音声が■欄にほぼ０．５区
画分の遅れだけで届いている。ここで開示された信号の
伝達の遅れの改善方法も、変調が音声等のアナログ信号
の場合だけでなく、デジタル信号の場合にもそのまま使
用できる。上記の装置で送信電波の占有周波数帯域幅に
制限が設けられている場合にも十分使用できるような、
通話に遅延のまどろかしさのない、音声の明瞭度・了解
度の極めて高い同時送受話無線通信機が得られる。

【００３４】以上「同時送受話無線通信」の方法と装置
を詳しく記述したが、この同時送受話無線通信用の装置
が、そのまま、基地局グループＧＫ内における基地局間
の干渉妨害を除去する本発明の無線通信方法にそのまま
流用でき、極めて有効に活用できることは、説明するま
でもなく明かである。繰り返し動作の同期をとるため（
共通の）タイミング信号を付加すること、送信電波の周
波数帯域の広がりを防ぐために音声の高域成分を切り捨
てて断続する圧縮音声信号に変換した後それを変調信号
に用いて断続する電波を送出すること、の両者も共に、
一斉動作する基地局を親局として本発明にそのまま使用
される。

【００３５】さて、距離を隔てて通信可能な位置にある
複数の基地局団（ＢＫとＢＫ’と・・）に属する基地局
の相互間で生ずる前記問題について、干渉妨害の除去を
行ないたいそれぞれに属する複数の基地局グループ（Ｇ
Ｋ＝ＢＫ１，・・ＢＫｎ、とＧＫ’＝ＢＫ１’，・・Ｂ
Ｋｍ’、と・・）に所属するすべての基地局の送信機及
び受信機が、共に一斉に動作し、送信機の送信動作中は
すべての受信機が受信を休止し、受信機の受信動作中は
すべての送信機が送信を休止する動作を繰り返すという
、前記を拡張した無線通信方法を採用する場合のブロッ
ク図を図１４に示す。ＧＫ，ＧＫ’，・・・ＧＫ”は、
それぞれ離れた位置にある基地局団ＢＫ，ＢＫ’，〜Ｂ
Ｋ”に属しながら互いに干渉を起こす可能性をもつ基地
局グループ。ＳＹＮＣ，ＳＹＮＣ’，ＳＹＮＣ”・・・
はそれぞれのグループの同期装置、ＳＹＮＣＴはこれら
の同期装置を統括する同期装置で、これが各基地局の送
信機と受信機を同一タイミングで動作させる働きをする
ものである。干渉排除の態様は前述と少しも変わらない
ので説明を略す。

【００３６】この場合は、互いに遠く離れた位置にある
複数の基地局グループ（ＧＫ、ＧＫ’、・・）が、相互
の送受信の繰り返し動作の同期を如何にしてとるか、即
ち統括する同期装置ＳＹＮＣＴをどう構成するかが問題
になるが、この場合は、統括する同期装置ＳＹＮＣＴの
機能を公共放送電波の信号の一部に委ねる・・・・即ち
例えば、テレビ（特に衛星テレビ）放送に含まれる信号
や、郵政省の標準電波内の特定信号をタイミング信号と
して同期に利用する・・・・無線通信方法が採用できる
。それらの公共放送の電波を受信して信号の一部を摘出
し、タイミング信号を作りだす装置を各同期装置ＳＹＮ
Ｃ，ＳＩＮＣ’，・・・ＳＹＮＣ”に設備することで、
全基地局グループの基地局に対して、共通のタイミング
信号を送出させることができる。

【００３７】なお、同期をとる方法にはこの明細書に記
載したもののほかに色々な方法（搬送波検知、トーン検
知、相関検出、衛星回線などの利用）があるが、使用目
的に応じて選択すれば良いのでここでは特に触れること
をしない。数〜１００Ｋｍ程度離れた基地局団間の同一
波または近接波による干渉妨害の排除に上記の方法は威
力を発揮する。

【００３８】

【発明の効果】この発明の方法によれば前記した（１）
〜（４）の問題点ではすべて解決される。即ち、フィル
タＦＫｒの周波数選択特性、その温度特性、経時変化特
性に対する要求が緩和されることは勿論、フィルタＦＫ
ｒそのものが不要ともなり、隣接チャンネル、チャンネ
ルの周波数差、アンテナ以外から洩れて入る信号のシ−
ルドへの顧慮は不必要となる。また、何れかの基地局の
送信機と、別の基地局の受信機が同一チャンネルの電波
を使用する場合があっても、干渉妨害の問題を生ずるこ
とはない。周波数利用の効率は一挙に向上し、無線通信
業界に計り知れない貢献をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の無線通信方法の実施例のブロック図。

【図２】基地局側ａと移動局側ｂの送受信のタイミング
チャート。

【図３】同時送受話無線通信機の構成を示すブロック図
。

【図４】その交信のタイムチャート。

【図５】送信側の音声処理部のブロック図。

【図６】理解を助けるために、秘話を視覚的に表現して
説明する図。

【図７】フェージング雑音の内容を説明する図。

【図８】親・子局の同時送受話無線通信の説明に必要な
部分だけを抽出して示す図。

【図９】同時送受話無線通信方法のタイミングチャート
。

【図１０】親・子局の装置の構成のブロック図。

【図１１】トーン信号の図。

【図１２】改良されたトーン信号の図。

【図１３】受信側の音声処理部のブロック図。

【図１４】距離を隔てて通信可能な位置にある複数の基
地局団に属する基地局の相互間における本発明の無線通
信方法の実施例のブロック図。

【図１５】従来の無線通信システムの実施例のブロック
図。

【符号の説明】

ｆＫ１、ｆＫ２・・　　チャンネルＧＫ，ＧＫ’・・　　　基地局グループＢＫ１，ＢＫ２
　・・　基地局ＢＫ、ＢＫ’・・　　　基地局団ＭＫ１，ＭＫ２・・　　移動局ＴＫ１，ＴＫ２・・　　送信機ＳＹＮＣ　　　　　　　　同期制御器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　複数の無線基地局又は無線中継局（以
下では単に基地局）で構成される基地局団ＢＫ内の、複
数の基地局からなる基地局グループＧＫ（ＧＫ＝ＢＫ１
，・・ＢＫｎ）において、該基地局グループＧＫに属す
るすべての基地局の送信機と受信機がそれぞれ一斉動作
し、送信機の送信動作中はすべての受信機が受信を休止
し、受信機の受信動作中はすべての送信機が送信を休止
する動作を繰り返したことを特徴とする無線通信方法。
【請求項２】　　該基地局グループＧＫに属するすべて
の基地局の送信機が、その送出する電波に、交信の相手
方となる無線移動局（以下では単に移動局）が前記繰り
返し動作の同期をとるための、共通のタイミング信号を
付加したことを特徴とする請求項１記載の無線通信方法
。
【請求項３】　　該基地局グループに属する基地局及び
これと交信する移動局のそれぞれの送信機が、音声信号
を一旦１／２以下に時間圧縮してこれを断続する圧縮音
声信号に変換した後、それを変調信号に用いて断続する
電波を送出し、且つ、それぞれの受信機が、相手局から
の電波を受信し検波して得た断続音声信号に時間伸張を
施してこれを連続する音声信号に復調し、この電波の断
続の周期を該繰り返し動作の周期として用いたことを特
徴とする請求項１又は２記載の無線通信方法。
【請求項４】　　送信機は、送信電波の周波数帯域の広
がりを防ぐために、音声の高域成分を切り捨てて得た信
号を断続する圧縮音声信号に変換した後、それを変調信
号に用いて断続する電波を送出したことを特徴とする請
求項３記載の無線通信方法。
【請求項５】　　距離を隔てて基地局間通信の可能な位
置にある複数の基地局団（ＢＫとＢＫ’と・・）にそれ
ぞれ所属する複数の基地局グループ（ＧＫ＝ＢＫ１，・
・ＢＫｎ、とＧＫ’＝ＢＫ１’，・・ＢＫｍ’、と・・
）に属するすべての基地局の送信機と受信機がそれぞれ
一斉動作し、送信機の送信動作中はすべての受信機が受
信を休止し、受信機の受信動作中はすべての送信機が送
信を休止する動作を繰り返したことを特徴とする無線通
信方法。