JPH0432320A - 移動体通信の時間分割通信方法とシステム - 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］ 本発明は移動体通信における無線通信チャネルの時間分
割通信方法とシステムにおける変調信号である時間圧縮
多重信号の有する多重負荷利得の有効利用に関する。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、他の移動無線機が同一無線チャネルを用
いて他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
を及ぼすこを未然に除去すると同時に、送信出力の逓減
による周波数の有効利用性を向上する方法と、それを用
いた経済的なシステム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−パ　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ＲＣ５８９−３９
平成元年１０月 文献３゜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　ＲＣ３８９−６５平成２年３月 すなわち、文献１においては、送信信号（ベースバンド
信＠）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、無線受信回路の艷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、′Ｊａｌｌ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。

ざらに文献３には上記のＴＣＭ電話信号が音声信号を周
波数変換し、周波数軸に重ならないようにして多重化し
た、いわゆる周波数分割多重信号の有する多重負荷利得
と同等の多重負荷利得を有することを理論的に解明して
いる。

［発明が解決しようとする課題］ 前記の文献３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最繁時におけるものであり、トラヒ
ックが減少し通話を実装するタイム・スロットの実装率
が低下した閑散時における多重負荷利得がどのようにな
るのか、あるいは何等かの方法により多重負荷利得の減
少を抑圧可能か否か等は明らかにされておらず、トラヒ
ックの閑散時における多重負荷利得の減少を防止する手
段もなかった。これが解決されるべき課題である。

［ｉ１！題を解決するための手段］ ＴＣＭ（時分割時間圧縮多重）信号の多重数（通話路数
）、１フレームの時間長、原信号の有する最高周波数を
パラメータにとり、１フレーム内のタイム・スロワｌ−
の全てに通話信号が実装されているとは限らない場合の
ＴＣＭ信号の有する多重負荷利得を標本化定理を用いて
、ＦＤＭ（周波数分割多重信号）における多重負荷利得
との関係において明確に導出し、使用するタイム・スロ
ットを１フレーム内において集中せしめるようにした。

〔作用］ １フレーム内のタイム・スロットの全てに必らずしも通
話信号が実装されていないＴＣＭ信号においても多重負
荷利得が存在することが明らかとなり、かつ、その多重
負荷利得を全実装の場合の値よりできる限り減少させな
い方策が明らかになったことから、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置体的に算出でき
るようになり、干渉妨害等を許容値以内に保ちつつ、Ｆ
Ｍ　（ＰＭ）変調の変調度を深めることにより、送信出
力の逓減を可能とした。したがって、増幅器の設計が容
易となり、また、ミクサ、抵抗、コンデンサ等受動回路
の定格値を下げることができ、経済的なシステムの構築
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開門
交換機である。３０は無線基地局であり開門交換機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ｍ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１
００（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ｖ！ａ２０と無線基地局３０との間に
は、通話チャネルＣｌ−１１〜ＣＨｎの各通話信号と制
御用の信号を含む通信信号２２−１〜２２−〇を伝送す
る伝送線がめる。

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。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に印加している
。

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。

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（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。

送信部１３４に含まれた変調器の出力は送信ミクサ１３
３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
、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ヤ速度
復元回路１３８に必要なタイミングを供給している。

この移動無線Ｖｓ１００には、ざらにシンセサイザ１２
１−１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６１７部１
４０によって制ｍ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。

第１Ｃ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
〜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、関門交換１１２０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
めの増幅器が興備されているほか、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、開門交換機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開門交換１１２０へ送信される。上
記のうち開門交換１１２０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３５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。

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ＣＨ７〜Ｃ）−ｆｎ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３８−１〜３８−〇を含む信号
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＠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開門交換機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、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　）　、　ＢＡＤ　（Ｂｕｃ
ｋｅｔ　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２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、必らかしめ定められた順序でタイム・ス
ロットが与えられる。第２図（ａ）のＳＤｌ、ＳＤ２・
・・、５Ｄｒｌ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ツト信号が加えられる。このように
して、第２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ＳＤＩ〜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づれを使
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）においては杏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
ｌ１１１１ｍ信号を送りたい場合に使用される。

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。第３Ｃ図は、音声信号をディジタル符号化回路９
１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
・データ信号においては、後述するアナログ信号多重時
の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３５へ
入力される。第２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、タイム・スロット
ＳＵ１．ＳＵ２．・・・ＳＵｎは、移動無線ｌ１１１０
０−１．１００−２゜・・・、１０Ｃ）−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ＳＵ１，５ｔＪ２、・・・、ｓｕｎの内容を詳細に示
すと、第２図（ｂ）の左下方に示す通り同期信号および
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、無線基地局３０と移動無線１１１００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１ｌｌＩ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３Ｂ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ｌＩ２０宛に送
信されることｋなる。

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。

第１Ｃ図に示すようｋ、制御ｗ）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１１１１１００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図のごと＜　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。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
脩域を用いて同時伝送されている場合を示している。こ
の信号のうち制御部＠＜０．２〜４．０ｋＨ２）および
通話信号ＣＨ１（４，５〜４５ｋｌ−１ｚでＳＤｌ゛と
して表されている）がタイム・スロット、たとえばＳＤ
ｌに収容されているとする。

他のタイム・スロットＳＤ２〜５Ｄｒｌ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ｓｏ；　ｃｉ＝２゜３、−
、ｎ）ｇｘは制御信号（０，２〜４．０ｋＨ２”）と通
信信号Ｃ）−１ｉ（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
に並へられており、−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、所要の伝送幣域
として、すくなくとも ｆｏ±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
、。、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、っ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６４　ｋｂ／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４３０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３Ｂ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
て開門交換機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１３０
→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゛ちれている場合
には、）　最大の受信入力電界を示す無線ヂャネル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 ｉｉ）　　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２図（ａ）に示されているタイム
・スロットＳＤｉ内の同期信号を捕捉１゛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（３２０１、第４Ａ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Ｓ
ｕｎ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Ｓｕｎ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フレーム後またはざらに、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、第２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１１１００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
。

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．・・・、Ｓ
Ｄｎ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。

そこで上り信号用のタイム・スロットＳｕｎ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ｌ１１００が
発呼可能な空タイム・スロットをみつけたとして、その
りイム・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・スロット内の時間布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１ｌＩＩ
！ｌ信号が同一のタイム・スロットを用いて同時（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１！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ｍ”ｒ。

ＯのＩＤ（ｌｉ別番号）を検出したとすると（３２０２
＞　、ｉ制御部４０では、環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
。

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に対し前記無線チャネル
ＣＨ１のタイム・スロットＳＤ１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４３０）ＳＵｌ。

およびこれに対応する下り（無線基地局３０→移動無線
機１００）ＳＤｌ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ＳＤ１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’（第２図
（ｂ）参照）を選択する。このとき移動無線１ｆｉ１０
０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１２２−１６よび１２２！−２を
動作開始させる（５２０４）。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５ｔＪ１を用いて無
線基地８３０に送出しく８２０５＞、ダイヤル・トーン
を待つ（３２０６＞。

無線基地局３０には、タイム・スロット５ＬＪＩのほか
に、他の移動無線機１００からの上り信号としてＳＵ３
ヤ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３０Ｆは（
Ｓ２０７）　、発呼信号ヲ関門交換！１２０に対し送出
しく３２０８＞、これを受けた関門交換１１２０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（して（
５２０９＞　、ダイヤル・トーンを送出する（Ｓ２１０
、第４Ｂ図）。

このダイヤル・トーンは、無線基地局３０により転送さ
れ（３２１１＞、移動無線機１００では、通話路が設定
されたことを確認する（８２１２＞。

この状態に移行したとき移動無線Ｉ！！１１００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１３４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Ｓ　Ｕｌを用いて送出される（３２１
３＞。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ＳＵＩ
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３
９の信号選択回路３９−１を通った後、信号速度復元回
路群３８に入ツクされ、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（Ｓ２１５＞。

一方、関門交換機２０からの入力信＠（当初刊■信号、
通話が開始されれば通話信号）は、無線基地１３０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ＳＤＩ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ＳＤ
１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１３Ｂ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）。

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１
３１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（３２１８）、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１２２−１６よび１２２−２をそれぞれシンセサイザ
１２１−１みよび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３Ｂ、制御信号
速度変換回路４Ｂ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ＣＦ］１の下り制御信号を受信待機状態にお
る。

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では移動無線機１００宛の無線チャ
ネルＣｌ−１１の下りタイム・スロットのうちの空スロ
ット、たとえばＳＤＩを使用して移動無線ｍ１ｏｏの■
Ｄ信号十着呼信号表示信号十タイム・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１
００への着呼信号であることを確認するので電話機部１
０１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、ＳＵｌで待機するように送受信断
続制御器］２３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、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１フレーム
内のタイム・スロワ１〜のすべてに必らずしも通話信号
が実装されていない場合にもＴＣＭ信号が多重負荷利得
を有することを理論的に説明し、その後にその応用につ
いて述べる。

（３〉無線基地局３０より送信されるＴＣＭ信号の多重
負荷利得について 文献３（の（１９）式）によると、 フレーム長Ｔが、Ｔ＞１／（２ｆｈ）であり、多重数が
ｎの場合、多重負荷利得は、 ｎ’　＝ｎｘ１／（２ｆｈＴ）　　　　　（１）なる値
で定まる多重数を有する周波数分割多重信号の多重負荷
利得に等しい値となる。

ただしｆｈは信号の有する最高周波数であり、音声信号
では３０００Ｈ２である。また、フレーム長Ｔ、多重数
ｎのとり得る実用的範囲は前述の文献１および２による
と、 フレーム長Ｔ：　　　０．１秒≧Ｔ≧０．００１秒多重
数ｎ　　　　：　　　３０００≧ｎ≧２とされている。

以下、第５図に示すような具体的なシステム例をとり、
ＴＣＭ信号内のタイム・スロットの通話信号実装数と多
重負荷利得の関係を説明する。

第５図の例の全実１（ｎ＝５００）の場合のＴＣＭ信号
の多重負荷利得を求める。ここでＳＣＰＣ（Ｓｉｎｇｌ
ｅ　Ｃｈａｎｎｅｌ　Ｐｅｒ　Ｃａｒｒｉｅｒ）の対応
するデータが示されている。この場合ＦＤＭ等価多重数
は（１）式を用いると、 ｎ’　＝　５００ｘ１／６０００（ｓｅｃ）　÷（１／
１０００（ｓｅｃ）　）＝　５００ｘ１／６　＝８３Ｃ
Ｈ したがって、公知の文献３より引用された第６図より多
重負荷利得は、６０チヤネル（通話路）多重の２８．６
ｄＢと、１２０チャネル多重の３２．６ｄ１３の中間の
値となることがわかる。

第６図をもとに第７図に示すグラフを作成して推定する
と、多重負荷利得３ＱｄＢを得る。故に、変調の深さ（
偏移）を深め、送信電力の逓減をはかることにこの多重
負荷利得を使用する。丁ＣＭしていない５ｃｐｃ、ずな
わち１チャネルアナログＦＭ信号での送信出力をコード
レス電話レベルの１０ＩＩｌ−とすると、この場合の所
要送信電力は（２７）式により５００倍した後、多重負
荷利得を引【ブば求められ、 （１０ｍＷｘ　５００）　−３０ｄＢ＝１０ｍＷｘ　５
００／ＩＨＯ＝　５．Ｏｎ＋Ｗを得る。すなわち、ＴＣ
Ｍ化した方が小さな電力ですむことになる。

つぎに、全タイム・スロット実装から徐々に軽負荷され
ていった場合を考える。すなわち、タイム・スロットの
何割かが実際の音声信号伝送に用いられ、他は空タイム
・スロットとして使用されない場合の多重負荷利得を求
める。ただしどのタイム・スロットを使用するかは後述
のような法則を定めず、ランダムに行うものとする。

この場合、実装チャネル数が減少するのであるから、当
然に多重負荷利得も減少する。たとえば、１／２の２５
０実装の場合、多重負荷利得は（１）式より ｎ’　＝　２５０Ｘ１／６０００÷（１／１０００）＝
　２５０ｘｌ／６　＝４２　（ＣＭ）したがって、第７
図より多重負荷利得は、２４．５ｄＢであることがわか
る。

以下、通話信号実装数が１００．５０および１の場合の
多重負荷利得を同様に求めると、第５図の多重数ｎ＝１
００．５０．１に示す通りとなる。

以上の説明ではタイム・スロットの使用法は、とくに指
定せず、ランダムに使用するとした場合のフレーム内通
話信号実装数と多重負荷利得の関係を示した。この場合
、第５図に示すように通話信号実装数が減少するに従い
、多重負荷利得も減少することになった。しかしながら
、以下に説明するごとく、フレーム内タイム・スロット
の使用をたとえば、なるべくフレームの頭の部分から使
用することにすると、多重負荷利得の減少をかなりの程
度にくい止めることが可能となる。

上記のタイム・スロットの使用法を具体的に第８図によ
り説明する。第８図（ａ）は全実装の場合の無線基地局
３０の無線送信回路３２の出力でおり、タイム・スロッ
トＳＤ１より５Ｄ５００まですべてのタイム・スロット
に通話信号が実装されている。つぎに通話トラヒックが
減少し、（ｂ）に示すように全実装の１／２、すなわち
２５０個のタイム・スロットのみ使用すればそれで通話
トラヒックが十分処理されるとすると、使用するタイム
・スロットを１より２５０とし、２５１がら５００まで
を空タイム・スロットとするのである。

もちろん、新たに呼が発生すれば２５１番目のりイム・
スロットを与えることにする。。

さらに、通話トラヒックが減少し、１００タイム・スロ
ットがあれば十分な場合のタイム・スロット使用法を第
８図（Ｃ）に示す。また何等かの理由、たとえば急激に
通話トラヒックが減少し、（ｄ）に示すようにタイム・
スロットＳＤ１〜ｐまでと、Ｑ　（Ｑ：１ｌ））のｐ＋
１個のタイム・スロットに信号が実装される状態となっ
た場合はタイム・スロットｑの使用をｐ＋１番目のタイ
ム・スロットに使用変更を行うものとする。この変更は
通話中ゾーン切替と同様な技術を適用すれば容易に実行
できる。

以上のような法則を適用することにした場合のフレーム
内通話信号実装数と多重負荷利得との関係を第９図を用
いて説明する。

第９図は後述の証明の結果を用いており、タイム・スロ
ットの実装数が８３個を下らないかぎり本発明を適用し
た場合のＴＣＭ信号の有する多重負荷利得が全実装時と
全く同一であることを示している。したがって、無線基
地局３０よりの所要送信電力は第５図と比較して、多重
負荷利得の量が１８ｄＢから３ＱｄＢに増加しただ【プ
逓減が可能であり、たとえば、通話信号実装数が１００
の場合、第５図では送信電力として１ｍ−であったもの
が、これより １８．０−３０＝−１２ｄＢ すなわち約１／１６でよく、第９図のごとく、０、０６
３ｍＷとなる。上記の省電力化は第９図の通りであり、
第５図と比較するとその効果の大きいことが判明する。

ただし、多重数ｎがきわめて小さくなり、３〜１となる
と両者の差はほとんどなくなり、１１＝１のとき全く同
一となる。

以下、使用タイム・スロットに上記のような法則を適用
した場合、多重数ｎが減少してもその割合では多重負荷
利得が減少しない理由を文献３をざらに深く究明するこ
とにより説明１−る。

証明すべき具体的システム例として、フレーム長１／３
０００．　ｎ＝６０００とし、通話信号の実装数を１／
２、すなわち、通話信号の実装数３０００の場合のＦＤ
Ｍ換鋒多重数ｎ′を、タイム・スロットの使用をランダ
ムにしたときと、フレームの先頭部からタイム・スロッ
トを順次使用するようにした場合について求める。

まず、タイム・スロットの使用をランダムに行うとする
と、ＦＤＭ換綽多重数ｎ′は、ｎ’　＝３０００ｘ　（
２ｘ３０００ｘｌ／３０００）　−１＝１５００となる
。一方、前述したようにタイム・スロットの使用をフレ
ームの頭から順に使用するようにした場合の多重負荷利
得を求める。この場合、（１）式の１フレ一ム時間長下
として１／３０００ではなく１／６０００としてよいこ
とを文献３（の図２（ｄ））より引用した第１０図を用
いて証明する。第１０図において、Ｃ１１、ｇ２　、・
・・　Ｑ　６０００は音声信号を１／６０Ｄｏ秒間隔で
サンプリングして得た値（電圧値）とし、この値（文献
３ではマツチ棒と呼んでいる）を円柱状の袋（１〉〜（
６０００）に入れることを考える。一方、第１０図のそ
れぞれの小袋群の４つの大袋にはＦＤＭ信号、Ｖなわち
、この場合Ω１＋ｇ２＋・・・＋”　６０００を入れ両
者の比較を行ってみる。ただし、多重数が３０００であ
るから下記の２つの条件を加える。

ｒ　）　　ｇｌ　、　ｇ３　、・・・、”５９９９は音
声信号群を表わす。すなわち、同図上部の袋の中には信
号が実装されている。

ｉ＋＞　　ｇ２　、　ｇ４　、・・・、”６０００は空
信号群を表わす。′Ｔｊなわち同図下部の袋の中には信
＠は仝く実装されていない。

以上のような状態では、文献３で説明されているごとき
２個の通話信号が同一の袋の中に混合することはなくな
り、ＦＤＭ換算多重数ｎ′は３０００としてよいことに
なる。すなわち、（１）式はｎ’　＝３０００ｘ　（２
ｘ３０００ｘｌ／Ｔ　）　”＝３０００とおいてよいこ
ととなる。このことは１フレ一ム時間長Ｔが１　／３０
００でなく　１／６０００としてもよいことを意味する
。すなわちＴＣＭ信号として第１０図のように（１）の
番号の袋の中にｃｉｌ（１）とｇｌ（３００１）とを入
れ、（２）の番号の袋の中にはｑ３（２）とＱ３（３０
０２）とを入れ、以下（３０００）の番号の袋の中には
ｇ５９９９（３０００）とｇ５ｇｇｇ（６０００）とを
入れることにすると、圧縮比１／２のＴＣＭ信号となり
、１フレームの時間長Ｔが１　／３０００秒の最初の１
／２フレームの１／６０００秒には、タイム・スロット
１〜３０００　（この場合小袋（１）〜（３０００）　
）に信号を実装（）、あとの１７２フレームの１／６０
００秒には信号を全く実装しないようにすると、このＴ
ＣＭ信号の有するＦＤＭ換算多重数ｎ′は（２）式で与
えられることを意味する。

以上によりタイム・スロットの使用に関する本発明の法
則を適用すると、軽通話トラヒック時における多重負荷
利得は、全負荷時に比較してそれ程大きく減少しないこ
とが明らかとなった。この結果から推論して、（２）式
は一般的には下式で与えられることが証明される。

ｎ”　＝ｎｘ　（２ｆｈＴ１　）−１ ただし、Ｔ１は１フレ一ム時間長Ｔのうち、信号が実装
されているザブフレーム長とする。Ｔ１は一般に Ｔ≧Ｔ１ でおるから、（２＞、（３）式を比較すると、ｎ　／ｌ
≧ｎ′ 故に、ｎ”−ｎ’の値だけＦＤＭ換算多重数が大きくな
り、したがって多重負荷利得も大きくなることがわかる
。

このように多重負荷利得が減少しないことの物理的意味
を説明する。（１）式から明らかなように大きな多重負
荷利得を得るにはＦＤＭ換算多重数ｎ′を大きくするこ
とが必要である。そのためには ｉ）　多重数ｎを大きくする。

ｉｉ）　　信号の最高周波数ｆｈを小にする。

ｉｉｉ＞１フレ一ム時間長Ｔを小にする。

ｉ）〜ｉｉｉ　）は要するに信号密度を高めることを意
味している。ところでｉ　＞、　ｉｉ）は与えられた条
件であり、大きくできないから、１フレ一ム時間長Ｔを
小にすることになる。しかし、■は区切られた信号の時
間長を表わすから、これを小にすることはシステムの基
本パラメータの変更にかかわることになる。しかしなが
ら軽トラヒック時における多重負荷利得が全実装時より
大にはなり得ないとしても、全実装時の値に等しくする
ことは次の方法を採用することで可能となる。

すなわち、フレーム内のタイム・スロットのうち通話信
号の実装されているタイム・スロットを第８図に示すご
とく任意の場所に集めることにすると信号密度を高めた
ことになり、その密度の大きさは信号が全タイム・スロ
ットに実装されている場合の密度と同一となる。それゆ
え、ＦＤＭ換算の多重数も全実装の場合と同一であり、
したがって多重負荷利得も同一となる。この傾向は通話
トラヒック量の減少がＦＤＭ換算多重数ｎ′に達するま
で続き、ついにこれ以下、すなわち第９図では８３ＣＨ
以下となると、そこからは順次ＦＤＭ換算多重数ｎ′が
減少し、第５図の多重負荷利得の値に近すき、ついに１
ＣＨとなると両者とも全く多重負荷利得は得られなくな
る。

つぎに（３）式を用いて得られる１フレーム中の一部に
通話信号が実装されている場合のＦＤＭ換算多重数１−
、　／／より、多重負荷利得の値を求め、この利得を送
信出力の逓減に利用すると、無線干渉の軽減にも効果を
発揮することを説明する。第９図に示す送信電力は各通
話トラヒック状態において必要な値であり、第５図と比
較して減少していることがわかる。無線干渉に関しては
第５図の送信電力でも同一チャネル干渉として問題のな
いことを以下説明する。

ＴＣＭ信号のＦＭ変調指数はシステムで定められる一定
の値を有している。たとえば、原信号（０，３〜３，０
ｋＨｚ　＞の変調指数が１．７５　ｋＨ２（１ｋＨ２の
トーン信号で標準変調偏移の場合）であり、これを５０
０多重したＴＣＭの場合の信号帯域は１５０〜１５００
ｋＨｚ　、標準変調偏移は８７５ｋＨ２となる（　５０
０ｋｌ−１２のトーン信号を標準変調した場合）。とこ
ろが、フレーム長を１ｍ５ｅｃにすれば、上述のように
多重負荷利得として３ＱｄＢが得られ、この多重負荷利
得を変調の深さの増大に用いたが、実際の被変調波の態
様はどうなっているか説明する。

まず全チャネル実装、すなわち、すべてのタイム・スロ
ットに電話信号が流れている場合を考える。この場合多
重負荷利得３０ｄＢが変調偏移増大に及ぼす影響は、外
部に全く悪影響をあられさず、標準変調偏移（８７５ｋ
Ｈ２）に等しい。そして送信電力はすでに求めた通り５
ｍ−である。

つぎに１／２実装、すなわち多重数ｎ＝２５０ＣＨ実装
となった場合（第５図）、多重負荷利得はｎ＝５００の
場合の３０ｄＢから２７．５ｄＢと２．５ｄＢ減少して
いる。それにもかかわらず変調偏移量を３０ｄＢだけ増
大して使用させることは危険なように思えるが実はそう
ではない。何故ならば送信電力は１／２、すなわち３ｄ
Ｂ低下しており、無線干渉として他チャネルに与える影
響は０．５ｄＢ軽減されることになるからである。

以下１００ＣＨ実装の場合は、多重負荷利得は１８ｄＢ
と全実装の場合（ｎ＝５００＞より１２ｄＢ低下してい
るが、送信電力は７ｄＢ低下しており、差引き５ｄＢだ
け無線干渉として与える影響は大きいことになる。しか
しながら、この程度の大きさならば設計マージンの中に
吸収可能であるし、あるいは本発明のように使用するタ
イム・スロットを一定の法則に従うようにすれば、第９
図かられかるように、０．０６３ｍＷ、すなわち全実装
時の送信電力５１ＩＩＩ＃に比較して１９ｄＢ低下して
いるから、無線干渉は全くない程度と言い得る。このこ
とは５０ＣＨ実装に関しても同様である。ただし、１Ｃ
Ｈ実装の場合は多重負荷利得はＯｄＢであるが、信号の
負荷が全実装時に比べ１１５００　、ｇ′なわち、２７
ｄＢ減少している。したがって見か（プ上の多重負荷利
得は２７ｄＢとなり、これを３０ｄＢとして変調器を動
作させてもシステム動作への影響はないものとしてよい
。また、実際の無線機の変調回路の入力段には、Ｉ　Ｄ
　Ｃ（Ｉｎ５ｔａｎｔａｎｅｏｕｓ　Ｄｅｖｉａｔｉｏ
ｎＣｏｎｔ　ｒｏ　Ｉ瞬時変調偏移量抑圧）回路が設け
られており、変調の深さを一定の値以下に制限する機能
が与えられている。したがって変調器出力としては、Ｔ
ＣＭの電話信号の実装状態の如何にかかりらず、実効変
調偏移は一定値以下に押えられていることになる。

以上に説明したように、ＴＣＭ信号の有する多重負荷利
得をＦＭ信号の変調偏移の増大に使用することにより、
送信出力を大幅に逓減可能であることが明らかとなった
。これは技術的には省電力化に大変大きな効果をもたら
すことを意味する。

すなわち、５ＣＰＣで連続送信１０１１ＩＩ＋＃の無線
機を時間率１１５００　、すなわち０．２％で動作させ
、しかもその出力は１０＋ｎＷの１／２の５ｄですむと
いうのであるから省電力効果の大きいことは自明である
。

つぎに第９図に示されている各通話トラヒック時に適す
る送信出力を与える無線送信回路３２の内部構成を、第
１１図に示し説明する。同図において左方より信号割当
回路群５２の出力がＦＭ変調器３２１へ入力される。Ｆ
Ｍ変調器３２１において所定の周波数偏移が与えられＴ
ＣＭ−ＦＭ信号は増幅度可変高周波増幅器３２２へ加え
られる。

この増幅度可変高周波増幅器３２２の増幅度は、制御部
４０からの制御信号により制御されている。

すなわち通話トラヒック量は制御部４０でたえず認識さ
れており、制御信号として実装数に応じて第９図の送信
電力の欄に示す送信電力が確保されるように設定可能だ
からである。

（４）無線基地局３０にて受信されるＴＣＭ信号の多重
負荷利得について 無線基地４３０は多数の移動無線機１００から送信され
てくるＴＣＭ信号を受信することになるが、この受信波
の有する多重負荷利得について考える。結論を述べると
、後述するように移動無線機１００からは無線基地局３
０から送信する場合と全く同一の多重負荷利得が得られ
るものとして、変調度を深くして送信してよいことがわ
かる。

具体例として、１フレーム長をサンプリング時間間隔１
／６０００秒、多重数を６０００とする。無線基地局３
０は６０００個の移動無線機１００と同一の搬送波を用
いて１フレームのタイム・スロット６０００個を全部使
用して同時に通信しているものとする。

移動無線機１００の位置は無線基地局３０から見て同一
円周上に等間隔に並Δ、でおり、無線基地局３０の受信
アンテナは無指向性であり移動無線機１００の送信アン
テナも無指向性で、かつ、各移動無線機１００からの送
信電力の大きさはすべて同一であり、各移動無線機１０
０の送信に使用している搬送波は、互いに位相同期がと
れているものとする。また、移動無線機１００と無線基
地局３０との間の電波伝搬特性は、どの移動無線＠１０
０と無線基地４３０との間をとっても同一とする。

以上の仮定のもとでは、無線基地局３０に入来する各移
動無線機１００の送信信号は全く同一に受信されること
になる。したがって、この場合の１フレーム内の受信信
号の様子は、あたかも無線基地局３０から送信する場合
と全く同一と考えてよいことになる。逆に言えば各移動
無線機１００からは、自己に与えられたタイム・スロッ
トにおいて単一の音声チャネルしか送信していないにも
かかわらず、多重負荷利得が得られるものとして多重数
６０００の多重負荷利得を見込んだ変調の深さを用いて
送信してよいことを示している。

以上は理想的条件を設定したが、実際のシステム運用状
態で考える。この場合、各移動無線機１００の位置はラ
ンダムに散在しており、電波伝搬状態は種々変化するか
ら、無線基地局３０の受信電力は各タイム・スロット毎
に変動することになる。また、各移動無線機１００から
の搬送波も、必らずしも位相同期がとられてはいない。

したがって、受信レベルの大きいタイム・スロットで変
調の深さが大きいと、電波の多重波伝搬等の影響により
隣接するタイム・スロットへの悪影響を与えることが予
想される。しかし、これはガード・タイムを大きくとる
等の他の対策で、これを軽減することが可能である。

また、小ゾーン方式の場合、同一チャネル干渉として、
ある移動無線機１００の送信波が場所的に異なる他の無
線基地局３０へ干渉妨害を与える可能性はあまり心配す
る必要はなく、逆ｋ、くり返しゾーン数を逓減すること
に利用できる可能性がある。それはＦＭ　（ＰＭ）変調
として多重負荷利得を利用し、深く変調をかける結果、
広帯域利得を得ることができて、同一チャネル干渉に対
する耐性が増加しているからである。

以上を総合して、移動無線機１００が送信し、無線基地
局３０が受信する場合も、無線基地局３０から送信する
場合と実質的に全く同一の多重負荷利得が得られるもの
として、システム設計することができることが明らかに
なった。

多重負荷利得は、以上のような能動回路ばかりでなく、
以下に説明するような受動回路にも適用可能である。す
なわち、ミクサ回路に適用すれば、定格出力を多重負荷
利得弁だけレベルアップしても、従来想定していた動作
状態で動作させることが可能となる。これは無線送信機
に適用すると、つぎのごとき利益がある。たとえば第１
Ｂ図の送信ミクサ１３３の出力に電力増幅器を挿入する
ことは、電波の到達距離を大きくするためによく使用さ
れる。この場合、多重負荷利得を導入すれば、送信出力
レベルとして従来想定していたレベルより多重負荷利得
で示される量だけ高くすることが可能である。あるいは
従来と同一の送信レベルで十分であれば、増幅器の定格
出力として従来よりも多重負荷利得の口だけ低レベル出
力のもので間に合うことになる。

以上の定格電力の概念は、単に送信ミクサのみならず抵
抗、コンデンサ、インダクタンス等のすべてに適用する
ことが可能である。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、従来明確に示されていな
かった通話トラヒックが閑散な場合のＴＣＭ（時分割時
間圧縮多重）信号の有する多重負荷利得を、システムパ
ラメータを用いて定量的に明らかにし、かつ、ＴＣＭ信
号のフレーム内の使用中のタイム・スロットを集中せし
めてフレーム内の密度を高めることにより、多重負荷利
得の減少を最小限にし、その値を大きく保つことができ
るようになった。その結果、たとえば、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以内におさえら
れることが可能で、かつ、無線１チャネル当りの送信出
力レベルを従来のシステムより逓減することが可能とな
り、省電力化がはかられるほか、増幅器の設計や受動素
子の定格の定めかたに至るまで、合理的、かつ、経済的
な設計が可能となったので、通信システム、どくに無線
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】

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２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、第５図はＴＣＭ信号内
のタイム・スロットの通話信号実装数と多重負荷利得の
関係を示す多重負荷利得図、 第６図は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
、 第７図は時分割時間圧縮多重信号の多重負荷利得と音声
信号の多重数との関係を示す図、第８図はトラヒックの
変動に対するタイム・スロットの使用を示すタイム・ス
ロット図、第９図は第８図のようなタイム・スロットの
使用をした場合の通話信号実装数と多重負荷利得の関係
を示す多重負荷利得図、 第１０図は時分割時間圧縮多重信号のサンプリングの様
子を示す公知文献から引用されたサンプリング図、 第１１図は第１Ｃ図の構成要素である無線送信回路の内
部構成図でおる。 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３
８・・・信号速度復元回路群 ３８−１〜３８−ｎ・・・送信速度復元回路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・・・
信号割当回路群 ５２−１〜５２−ｎ・・・信号割当回路９１・・・ディ
ジタル符号化回路 ９２・・・多重変換回路 ００．１００−１〜１００−ｎ−・・移動無線機０１・
・・電話機部 ２０・・・基準水晶発振器 ２１−１，１２１−２・・・シンセサイザ２２−１．１
２２−２・・・スイッチ ２３・・・送受信断続制御器 ３１・・・速度変換回路 ３２・・・無線送信回路　１３３・・・送信ミクサ３４
・・・送信部　　　　１３５・・・無線受信回路３６・
・・受信ミクサ　　１３７・・・受信部３８・・・速度
復元回路　１４１・・・クロック再生器２１・・・ＦＭ
変調器 ２２・・・増幅度可変高周波増幅器。 代理人　　　内　１）公　三（はが１名）中 ３８５０　Ｈｚ 第３Ａ図 悼’Ｈ＠肱碍牢 第１０図

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、
   交信に使用中のタイム・スロットは前記フレーム中の任
   意の部分に集中せしめるように制御して得られる多重負
   荷利得にもとづいて前記無線基地手段と前記移動無線手
   段との間の交信に使用する無線信号のレベルを決定する
   移動体通信の時間分割通信方法。 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、交信に使用中のタイム・スロットは前記フレーム中
   の任意の部分に集中せしめて得られる多重負荷利得にも
   とづいて前記無線基地手段と前記移動無線手段のうちの
   すくなくとも１つが、その送信出力レベルを決定されて
   いる移動体通信の時間分割通信システム。