JPH066292A

JPH066292A - 移動体通信の時間分割通信方法

Info

Publication number: JPH066292A
Application number: JP4184432A
Authority: JP
Inventors: Sadao Ito; 貞男伊藤
Original assignee: Iwatsu Electric Co Ltd
Current assignee: Iwatsu Electric Co Ltd
Priority date: 1992-06-18
Filing date: 1992-06-18
Publication date: 1994-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】フレーム構成のタイム・スロットに時間圧縮
した前フレームの信号と位相差を調整した後に差をとっ
た時間差電話信号をのせた移動体通信の提供。【構成】複数のゾーンをカバーする各無線基地局３０
と、無線基地局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位相差調整後
の時間差電話信号をのせた無線チャネルを用いた各移動
無線機１００との間の通信を交換するための関門交換機
２０とを用いるようにした。【効果】時間差電話信号の信号電力は著しく小さく、
大きな多重負荷利得を得ることができるから、それにも
とづいて無線基地局および移動無線機は送信レベルを決
定することができ送信電力の低減と周波数の有効利用が
可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電話などの帯域特性を有
する信号を時間分割・時間圧縮したのちに変調するシス
テムにおいて、送信信号の冗長度を削減した、時間圧縮
多重信号の有する多重負荷利得の有効利用方法ならびに
周波数の有効利用方法に関する。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とを未
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。

【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Ｒ
ＣＳ８９−１１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 “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

【０００６】文献４．伊藤 “時分割時間圧縮多重（Ｔ
ＣＭ）電話信号の有する多重負荷利得について” 信学
会技報ＳＳＴ９１−５８平成４年３月

【０００７】文献５．早坂 ”音響工学入門” 日刊工
業新聞社刊昭和５３年３月２１〜３０頁

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】さらに文献３および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Ｆ
ＤＭ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。

【００１１】また文献５においては、人間の発する音
声の性質が詳しく説明されている。

【００１２】図１６（ａ）〜（ｅ）には、音声の母音
イ，エ，ア，オ，ウの波形を示したものである。同図
（ａ）の母音イの第１フォルマントは２５０〜３５０Ｈ
ｚ，第２フォルマントは２４００〜３０００Ｈｚにあ
る。（ｂ）の母音エの第１フォルマントは３５０〜５５
０Ｈｚ，第２フォルマントは１５００〜２０００Ｈｚ，
第３フォルマントは２５００〜３０００Ｈｚにあり、以
下同様に（ｃ）の母音アの場合は６００〜８００Ｈｚ，
１０００〜１４００Ｈｚ，２７００〜３１００Ｈｚ、
（ｄ）の母音オの場合は４２０〜５００Ｈｚ，７６０〜
１０００Ｈｚ，１３００〜２０００Ｈｚ，（ｅ）の母音
ウの場合は３００〜４８０Ｈｚ，１０００〜１４００Ｈ
ｚ，２０００〜３０００Ｈｚである。

【００１３】このような母音を特徴づける周波数成分の
ことを、フォルマント（Formant）と呼んでいる。ただ
し、その周波数は各人によりそれぞれ若干異なってい
る。子音はこれに対してまったく過渡的に短時間だけ出
現するものであって、その周波数成分は比較的高いとこ
ろにあり、エネルギーは極めて小さい。図１７は“ＣＨ
Ｏ”（チョ）の発音波形で、振幅が大きく目立つ部分は
ＣＨにつづく母音Ｏの部分であって、肝心の子音ははじ
めのところに現われる細かい波形部分である。

【００１４】言葉を構成する発音上の最小単位のことを
音節と呼ぶ。日本語の音節は大半（子音ｃ）＋（母音
ｖ）の形をとるが、外国語ではその構成は複雑で代表的
な音節として、（子音ｃ）＋（母音ｖ）＋（子音ｃ）の
ような構成がとられている。音節の継続時間は１００〜
３００ｍｓで、平均１／８秒、また音節間の休止時間は
１００〜２００ｍｓである。

【００１５】次に音声のエネルギーと情報量との関係に
ついて図１８を用いて説明する。音声の波形に現われる
ピークを圧縮して取り除いても、運ばれる情報伝送量は
余り変化しない。これに対して音声波形の０付近を除去
してしまうと、振幅の大きなところをそのまま残して
も、運ばれる情報量は急激に低下していく。図１８はこ
の実験結果を示しており、横軸は音声波形のピークまた
は０部分の除去量を、縦軸はこのような除去によって引
き起こされる言葉の了解性の低下を示す。

【００１６】図１９は図１８の実験データの０付近除去
時およびピーク除去時の除去条件を明示している。ここ
で、ピーク除去量＝２０log （ｐ₁／ｐ₀）（ｄＢ）０付近除去量＝２０log （ｐ₂／ｐ₀）（ｄＢ）で表わされる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】前記の文献１および２
に示したシステム構築例では、ＴＣＭ信号を用いた移動
体通信システムの一般的な説明がなされており、これに
よってシステムの構築は可能であるが、多重負荷利得の
説明はなされてはいない。文献３および４ではＴＣＭ信
号の有する信号電力に関する多重負荷利得の説明はされ
ているが、時間的に圧縮した区切られた信号が電話信号
の場合は、各フレーム毎にその時間的変化分である差信
号を得た後、時間的に圧縮した区切られた信号とするこ
とにより得られる多重負荷利得については明らかにされ
ていない。

【００１８】また文献５においては、人間の発する音声
の性質が詳しく説明されてはいるが、電話信号を時間的
に区切られた信号とし、その時間的変化分である差信号
に関する説明はなく、その性質を有効に利用する方法も
開示されてはいないという未解決の課題が残されてい
た。

【００１９】

【課題を解決するための手段】電話信号をＴＣＭ−ＦＭ
で送信するに際し、電話信号を各フレーム毎に１つ前の
フレーム信号と比較し、振幅の時間的変化分だけ取出し
た電話信号（以下、時間差電話信号という）を時間的に
圧縮した区切られた信号とすることにより、今まで明ら
かにされていた値より、さらに大きな多重負荷利得を得
ることが可能になった。

【００２０】また、上記の時間差電話信号を作成すると
き、２つの信号間に位相差があると、いかに冗長信号と
いえども時間差電話信号の有する電力が小さくならない
場合がある。そのため、２つの信号間に位相差が存在す
る場合を想定して、時間的に後のフレーム内に搭載する
信号の有する位相差を変化させて、その各々と時間的に
前のフレーム内の信号とでそれぞれ時間差電話信号を作
成し、これらの内で最小の電力を有する差信号を時間的
に圧縮した区切られた送信信号とすることにした。

【００２１】

【作用】図１６および図１７は電話信号の持続時間の過
半数が短い時間間隔（たとえば１０ｍｓ）で区切ると、
同一信号が反復繰り返されていることを示している。こ
れは電話信号を時間的に区切られた信号とし、その時間
的変化分である時間差電話信号を作成した場合、信号の
有する成分が極めて少ない場合が多く発生することを示
している。このような時間差電話信号を作成すると、信
号の有する成分が極めて少ない場合が多く発生するか
ら、従来以上に大きな多重負荷利得を得ることが可能と
なった。すなわち、ＴＣＭ信号において、今まで明らか
にされていた多重負荷利得に加え、時間差電話信号の有
する負荷利得という新しい利得を得ることが可能になっ
たので、両者加えて、従来よりも大きな多重負荷利得を
得ることができ、干渉妨害等を許容値以内に保ちつつ、
ＦＭ（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。

【００２２】

【実施例】図１，図２および図３は、本発明の基本動作
例を説明するためのシステム構成を示している。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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時間差電話信号（後に詳述する）で
ある通信信号の速度（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。

【００２７】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、時間差電話信号を得て、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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。そこで関門交換機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
で区切って時間差電話信号を得て、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、時間差電話信号から、元
の電話信号を復元して信号処理部３１へ入力される。

【００３２】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、時間差電話信号の信号
速度（ピッチ）の復元をし、電話信号を復元した後、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。

【００３３】つぎに信号速度変換回路群５１（図３）の
機能を説明する。一定の時間長に区切った時間差電話信
号である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の時間圧縮の原理は、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 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の時間伸張機能
の実現にも使用可能で、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）変換および時間差信
号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群５２に印加される。

【００３６】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（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時間差電話信号である通話信号
または（および）制御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〜Ｓ
Ｄｎ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５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
域外信号の一例が示されており、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。図５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。

【００４０】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。

【００４１】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、時間差電話信号である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６に示す。図６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６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。

【００４２】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、時間差電話信号
である通話信号または（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７（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７
（ｄ）に示すようになる。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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の出力と並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。

【００４７】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。

【００４８】原信号たとえば音声信号（０．３ｋＨｚ〜
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時間差電話信号であ
る音声信号が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。

【００４９】さて、図８においては、制御信号は時間差
電話信号である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。

【００５０】すなわち、タイム・スロットＳＤｉ（ｉ＝
２，３，…，ｎ）には制御信号（０．２〜４．０ｋＨ
ｚ）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。

【００５１】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、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（４．１〜４，４
ｋＨｚ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ｆ_C ±４５ｋＨｚを必要とする。ただし、ｆ_C 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ｆ_H 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_rep＞２ｆ_H 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】つぎに、本発明によるシステムの基本動作
における発着呼動作について音声信号の場合を例にとっ
て説明する。

【００５５】（１）移動無線機１００からの発呼図９および図１０に示すフローチャートを用いて説明す
る。

【００５６】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を補捉のた後、
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（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。

【００５７】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９）、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５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。

【００５８】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。

【００５９】この結果、たとえばタイム・スロットＳＤ
１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１０
０→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）。

【００６０】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
（図４（ｂ）参照）を選択する。このとき移動無線機１
００の制御部１４０においては、送受信断続制御器１２
３を動作させ、スイッチ１２２−１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（Ｓ２０５）、ダイヤル・トーンが
送られてくるのを待つ（Ｓ２０６）。

【００６１】この上り無線信号の無線搬送波のタイム・
スロットＳＵ１の状態を模式的に示すと図７（ｃ）のご
とくなる。無線基地局３０には、タイム・スロットＳＵ
１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（Ｓ２０
８）。これに対し関門交換機２０では、移動無線機１０
０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（Ｓ２１
０、図１０）。

【００６２】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）。

【００６３】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。

【００６４】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（Ｓ２１
５）。

【００６５】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。

【００６６】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）。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】（２）移動無線機１００への着呼移動無線機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。

【００７１】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（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。

【００７２】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、時間差電話信
号の有する多重負荷利得の増加に関し説明する。

【００７３】（３）時間差電話信号の有する多重負荷利
得時間差電話信号を用いないシステムにおける多重負荷利
得は文献３により与えられるが、本発明におけるよう
に、アナログ電話信号を時間片信号に分割し、さらに時
間的に隣合う時間片信号から差分信号である時間差電話
信号を作成し、これをＴＣＭ化した信号をシステムで使
用すると、従来以上の大きな値を有する多重負荷利得が
得られる。これを活用することによりシステムの周波数
有効利用の向上や経済性に大きく貢献することを以下説
明する。

【００７４】さて、文献３を参考にすると、ｎ多重にＴ
ＣＭ化（フレーム長Ｔ）されたアナログ電話信号（最高
周波数ｆ_h）の有する多重負荷利得（αｄＢとする）は
下式で与えられるｎ′多重のＦＤＭ（周波数分割多重）
信号のそれと同じになることが知られている。ｎ′＝ｎ／（２Ｔｆ_h）

【００７５】つぎに、アナログ電話信号からＴＣＭ信号
を作成するとき、時間差電話信号をもとに作成した場合
の特徴について説明する。図１１（ａ）は、図１６
（ａ）に示した“イ”の信号であり、図１１（ｂ）はそ
の信号から時間的に隣合う時間片信号を用いて作成され
た時間差電話信号の一例を示している。すなわち、図１
１（ａ）の母音“イ”（全時間は約２２０ｍｓ）を１０
ｍｓ毎に切断し時間片信号とし、これらから同図（ｂ）
の時間差電話信号を作成し、一列に並べたものである。
ただし、１つの時間片信号から次の時間片信号へ移る時
間に発生するパルス雑音は除去されているとした。図１
６，図１７および図１１からは次のことがわかる。

【００７６】１）時間差電話信号の振幅が大きくなるの
は、元の電話信号の短時間振幅幅変化が大きいときのみ
であり、その他の時間は振幅は極めて小さい。

【００７７】２）時間片信号の時間長は１〜３０ｍｓ程
度であるから、音声信号の微小変化をとらえるのに適す
る時間長である。図１６および図１７から明らかなよう
に、時間的に隣合う時間片信号は一部を除き、その有す
る信号波形がほとんど同一である。

【００７８】３）したがって、時間的に隣合う時間片信
号を用いて作成された時間差電話信号の特徴として一般
的に次のことが言える。まず、５０％以上がほとんど無
信号、すなわち成分の含まれていない空信号となる。ま
た残りの５０％以下も一部を除き、ほとんどが小さな信
号電力しか有しない。

【００７９】４）空信号は電力を有しないし、小さな信
号電力しか含まない時間片信号を時間圧縮して得られる
ＴＣＭ信号の１フレーム内の電力は次のようになる。す
なわち、これらの信号を多く含むフレームにおいて、１
／（２Ｔｆ_h）時間ごとにフレームの各部分の平均電力
を測定した場合、時間差電話信号を作成しなかったＴＣ
Ｍ信号の１／（２Ｔｆ_h）時間ごとに測定した平均電力
よりも大きく減少する。この値は１／１０程度あるいは
それ以下と推定される。

【００８０】つぎに、時間差電話信号で作成したＴＣＭ
信号の有する多重負荷利得を求める。正確には図１６お
よび図１７を元にして図１１（ｂ）に示したのと同様な
時間差電話信号を多くの音声信号について作成し、その
分布を求めたり、あるいは実験を行う必要はあるが、こ
こでは省略し、時間差ＴＣＭ信号の平均電力の減少を９
０％減とする（実際にはもっと大きい）。この時の多重
負荷利得の増加は容易に１０倍（１０ｄＢ）となる。

【００８１】つぎに、以上説明した時間差電話信号の作
成法を図１２を用いて説明する。図１２は図２に示す移
動無線機１００の構成のうち、速度復元回路１３８，電
話機部１０１と速度変換回路１３１の内部構成を、それ
ぞれ示している。

【００８２】図１２において、右方より無線受信回路１
３５からの圧縮された時間差電話信号（差信号）が入力
される。この入力信号はスイッチ１６５によりタイム・
スロット毎（ＴＣＭのフレーム単位に１個毎）に電話信
号記憶回路１６１−１もしくは１６１−２へそれぞれ入
力され記憶される。なお、スイッチ１６５の端子ａ，ｂ
の切替のタイミングはタイミング発生器１４２からの信
号により行われる。ついで、ここで記憶された信号は読
出され、時間伸張回路１６２−１もしくは１６２−２に
より元の電話信号速度に復元される。この復元された電
話信号はまだ時間差電話信号の形態であり、電話信号再
生回路１６３−１もしくは１６３−２へ入力される。こ
こで、時間差電話信号（差信号）はその１つ前のフレー
ムのタイム・スロット内の信号と加え合わされ、元の１
フレーム分の電話信号が再生される。そして、スイッチ
１６７の端子ａ，ｂの切替（このタイミングもタイミン
グ発生器１４２からの信号による）により電話信号再生
回路１６３−１もしくは１６３−２の出力は交互に取り
出され、電話機部１０１の受話回路１０６へ送られる。

【００８３】なお、人の耳には信号の有する周波数は識
別できても、位相のシフトに関しては一般に識別できな
いといわれており、電話信号の再生時には位相シフト量
補正は必要がない。しかし、電話とファクス信号が混在
する信号の場合は位相のシフト量補正の処理が必要とな
るので、その補正機能を電話信号再生回路１６３−１，
１６３−２に備えなければならない。これについては後
述する。

【００８４】図１２の左方に電話機部１０１の内部構成
が示されており、制御部１４０と電話機制御回路１０５
の間で制御信号の授受を行っている。また、受話回路１
０６および、送話回路１０７はクロック再生回路１４１
からの信号を得て動作している。

【００８５】以下、移動無線機１００が送信し、無線基
地局３０が受信する場合について説明する。

【００８６】図１２の下方に速度変換回路１３１の内部
構成を示しており、電話機部１０１の送話回路１０７よ
り出力された電話信号はスイッチ１７５により電話信号
の１フレーム単位毎に電話信号記憶回路１７１−１もし
くは１７１−２へそれぞれ入力され記憶される。このス
イッチ１７５の端子ａ，ｂの切替のタイミングはタイミ
ング発生器１４２からの信号により行われる。ここで記
憶された信号は読出され、差信号作成回路１７２−１ま
たは１７２−２へ入力され、ここで、電話信号はその１
つ前のフレームの電話信号と差し引かれ（差分をとる）
時間差電話信号に変換される。

【００８７】ただし、信号の有する位相がシフトされて
いると、相隣るフレーム内の２個の信号が全く同一の信
号（同一振幅でかつ同一周波数）であっても、時間差電
話信号を作成したとき無信号にならない。たとえば位相
が完全に逆位相のときは時間差電話信号はもとの信号の
２倍の信号成分を有することになる。

【００８８】上記の問題を解決する方法を図１３により
説明する。図１３は図１２に示す差信号作成回路１７２
−１（もしくは１７２−２）の内部構成を示している。
ただし、同図は動作の基本を説明するものであるから、
実用的な構成は後述する。また、差信号作成回路１７２
−２の構成は１７２−１とまったく同様だから、以下差
信号作成回路１７２−１に関し説明する。

【００８９】送話回路１０７よりの信号はスイッチ１７
５の端子ａがオンのとき電話信号記憶回路１７１−１へ
入来する。この出力は図１３の左方より差信号作成回路
１７２−１へ入力される。次の時間（１フレームの時間
間隔後）には送話回路１０７よりの信号はスイッチ１７
５の端子ｂがオンになっており電話信号記憶回路１７１
−２へ入来し、この出力は図１３の左方より差信号作成
回路１７２−１へ入力される。これらの入力信号は前者
は直接、後者は固定位相器２７１ａ，２７１ｂ，…，２
７１ｎを経由して各信号混合回路２７２ａ，２７２ｂ，
…，２７２ｎに入力される。ただし、固定位相器２７１
ａ，２７１ｂ，…，２７１ｎは入力信号に一定の位相変
化を与えるためであり、それぞれ一定の値を有する。た
とえば、ｎ＝３６とすると、 φ_i+1＝φ_i＋１０（度、ｉ＝１、２、３、…、
３６）で与えられるような位相変化、すなわち、１０度ずつ異
なる位相を与えるように設置されている。そのため、こ
こを通過する信号は、位相φ_iがそれぞれ１０度ずつ異
なる。したがって、信号混合回路２７２ａ，２７２ｂ，
…，２７２ｎでは電話信号記憶回路１７１−１よりの信
号と、位相が変えられた同１７１−２よりの信号が混合
される。

【００９０】さて、信号混合回路２７２ａ，２７２ｂ，
…，２７２ｎからの出力信号は、一部は選択スイッチ２
７９へ、他の一部は信号電力測定器２７５−１へ送られ
る。信号電力測定器２７５−１では送られてきた信号の
レベルを測定する。

【００９１】以下、電話信号の特徴を考慮した具体的な
動作を説明する。電話信号は完全休止時は信号電力は０
であり、小さいレベルや大きいレベル等、種々のレベル
が時間的に変動し、かつ周波数成分も時間的に変動す
る。それゆえ、電話信号が完全休止時には信号電力は０
であり、すべての信号混合回路２７２ａ，２７２ｂ，
…，２７２ｎからの出力信号も当然０となる。したがっ
て信号電力測定器２７５−１へ送られる出力信号も０と
なり、信号電力測定器２７５−１はどの信号混合回路２
７２の出力信号が最小かは決定することができない。そ
れゆえ、制御部１４０へは信号を送ることはできない。
しかしながら、この状態の持続時間は通常０．２〜１秒
程度であり、０．２〜１秒経過後には、ある信号レベル
を有する電話信号が信号混合回路２７２ａ，２７２ｂ，
…，２７２ｎへ入力される。すると、前述の固定位相器
２７１ａ，２７１ｂ，…，２７１ｎの作用により、これ
らの出力レベルは当然異なってくる。信号電力測定器２
７５−１では信号混合回路２７２ａ，２７２ｂ，…，２
７２ｎからの出力信号のレベルを測定し、その大小を比
較する。その結果、たとえば、信号混合回路２７１ａか
らの出力信号のレベルが最小であったとする。信号電力
測定器２７５−１では、この結果をもとに信号混合回路
２７１ａからの出力信号だけを信号混合回路２７２ａを
介して時間圧縮回路１７３−１へ送信するように選択ス
イッチ２７９−１を動作させるが、この情報をただちに
制御部１４０へ送ることはせず、１〜２秒間測定値の時
間的変化を吟味する。１〜２秒間は、たとえば、フレー
ム長１０ｍｓのＴＣＭ信号では、１００〜２００フレー
ムに相当するが、この間、信号混合回路２７２ａ，２７
２ｂ，…，２７２ｎからの信号レベルを記憶し比較す
る。ただし、この間も時間圧縮回路１７３−１へは出力
信号最小の信号混合回路２７２（おそらく２７２ａ）か
らの出力信号が送信される。

【００９２】以上の結果、１〜２秒間の測定値を通じて
も信号混合回路２７２ａからの出力信号のレベルが最小
であったと判断すると、信号電力測定器２７５−１で
は、この結果を制御部１４０へ知らせる。

【００９３】一方、制御部１４０へは同様の情報を差信
号作成回路１７２−２内に具備されている信号電力測定
器２７５−２から得ている。制御部１４０では、これら
得た情報が矛盾しなければ、最も小さい信号電力を有す
る信号混合回路２７２を決定し、その出力信号だけが時
間圧縮回路１７３−１へ送信されるように選択スイッチ
２７９を動作させる。また、制御部１４０では制御信号
により、この位相情報（位相シフト量）を対向して通信
している相手方（この場合、無線基地局３０）に通知す
る。もし、制御部１４０は得た情報が矛盾しておれば、
信号電力測定器２７５−１もしくは２７５−２に対し、
さらに測定を継続させる。

【００９４】以上の動作の結果、時間圧縮回路１７３−
１へは、時間差電話信号として最も信号電力の小さなも
のが送信される。また、差信号作成回路１７２−２にお
いても上記と同様の動作が実行される。したがって、時
間差電話信号の有する電力の最小化という所望の目的を
達することが可能になる。

【００９５】以上の説明の内、なぜ信号電力測定器２７
５が測定結果をただちに制御部１４０へ送ることはせ
ず、１〜２秒間測定値の時間的変化を見るのかは、つぎ
の理由による。

【００９６】電話信号（音声信号）の立上がりにお
いては、過渡的な信号成分が存在し、この時にレベル判
定すると、その後に続く準平常状態（アイウエオ等の母
音が持続される状態）での出力信号が最小レベルを示す
信号混合回路２７２とは異なる可能性がある。

【００９７】１度出力信号が最小レベルを示す信号
混合回路２７２を決定すると、その電話信号（音声信
号）が継続する限り位相の変化はなく、したがって制御
部１４０へ選択スイッチ２７９のオン状態の変更を知ら
せる必要はない（各個人の音声のフォルマント周波数は
固有である）。

【００９８】以上の動作例は基本的な原理説明のため、
固定位相器２７１の数が３６個であり、位相差が１０度
ごとの場合であったので、相隣るフレーム内の２個の信
号が全く同一の信号（同一振幅で、かつ同一周波数）で
あっても、時間差電話信号を得たときには最大１０度の
誤差信号を含むことになる。もしも、この誤差を小さく
したい場合は、設置する固定位相器２７１の数を増加す
ればよい。たとえば位相差が５度まで許せる場合には、
固定位相器の数は７２個あればよいことになる。

【００９９】つぎに、実用的な差信号作成回路１７２を
説明する。図１４はこの一例で、図１３の固定位相器２
７１の代わりに可変位相器２７０−１を使用している。
可変位相器２７０−１を使用すると多数の固定位相器２
７１を必要としないうえに、位相誤差を実際上０にする
ことができることを以下に説明する。

【０１００】まず、図１４における可変位相器２７０−
１は図１３の固定位相器２７１ａ，２７１ｂ，…，２７
１ｎのすべての機能を可変位相器２７０−１の１個で兼
ね備えていることを説明する。電話信号記憶回路１７１
−１より電話信号が入力されると、差信号作成回路１７
２−１内の信号混合回路２７３−１に具備されている記
憶回路に記憶する。つぎに時間的に１フレーム後に電話
信号記憶回路１７１−２より電話信号が可変位相器２７
０−１を経由して入力される。このときは、可変位相器
２７０−１は、ある値（φ（τ₀））に固定されてい
る。この信号を受信した差信号作成回路１７２−１で
は、信号混合回路２７３−１において、すでに記憶して
いる信号（前フレームの信号）とで差信号を作成し、こ
の出力を時間圧縮回路１７３−１と信号電力測定器２７
６−１へ送信する。信号電力測定器２７６−１では、こ
の信号を受信して出力レベルを記憶するとともに、制御
部１４０に対し、可変位相器２７０−１の位相を１０度
進ませるよう要請する。この要請をうけた制御部１４０
では制御信号により可変位相器２７０−１の位相を１０
度進ませる。

【０１０１】つぎのフレームの信号は、差信号作成回路
１７２−２（その内部構成は１７２−１に同じ）が上記
と同様の動作を実行中である。また差信号作成回路１７
２−１では、電話信号記憶回路１７１−１より電話信号
が入力されており、差信号作成回路１７２−１内の信号
混合回路２７３−１の記憶回路に記憶する。つぎに、時
間的に１フレーム後に電話信号記憶回路１７１−２より
電話信号が可変位相器２７０−１を経由して入力され
る。このときは、可変位相器２７０−１は遅延時間φ₀
＋１０（度）を与えることになる。この信号を受信した
差信号作成回路１７２−１ではすでに記憶している信号
（前フレームの信号）とで差信号を作成し、この出力を
時間圧縮回路１７３−１と信号電力測定器２７６−１へ
送信する。信号電力測定器２７６−１では、この信号を
受信して出力レベルを記憶するとともに制御部１４０に
対し、可変位相器２７０−１の位相をさらに１０度進ま
せるよう要請する。

【０１０２】以上の動作を時間７２フレームにわたって
実施すると、信号電力測定器２７６−１では今まで記憶
した信号電力値を比較し、最小の信号電力値を得た可変
位相器２７０−１の位相を制御部１４０へ通知し、可変
位相器２７０−１の位相値を固定するように要請する。
制御部１４０では同様の情報を差信号作成回路１７２−
２内の信号電力測定器２７６−２からも得ており、両者
を比較し一致すれば可変位相器２７０−１の位相値を要
求された値で固定する。もしも、両者の値が一致しない
場合や、信号電力測定器２７６−１内での測定に不満が
ある場合は、つぎの７２フレームの測定結果を待って制
御部１４０へ通知することになる。

【０１０３】以上の動作の結果、可変位相器２７０−１
の位相値τ₀は１０度の誤差範囲で差信号作成回路１７
２−１もしくは１７２−２に与える位相値が決定したこ
とになるが、さらに最適の位相値を与える動作を説明す
る。それには、上記と同様な動作を可変位相器２７０−
１の位相値τ₀の前後１０度の範囲できめこまかく行え
ば良いことになる。すなわち、たとえばτ₀−９、τ₀
−８、…、τ₀−１、τ₀＋１、τ₀＋１、…、τ₀＋
９（度）と変化させたときの信号電力測定器２７６−１
（または２７６−２）の測定値を比較し、その内の最小
の値を制御部１４０へ知らせ、制御部１４０はこの値に
なるよう可変位相器２７０−１（または２７０−２）の
位相値を固定すればよい。

【０１０４】上記の動作の結果、１度の誤差範囲で差信
号作成回路１７２−１もしくは１７２−２に与える位相
値が決定したことになるが、さらに誤差を減らしたい場
合は、上で得られたτの値の近傍で０．１度ずつ変化さ
せ、上記の動作と同様な動作を行えばよい。

【０１０５】以上の動作に要する所要時間は無信号時を
除いて、たかだか１００〜２００フレーム程度であり、
１フレームは通常１〜１０ｍｓ〜程度であるので、１０
０ｍｓ〜１秒程度で完了し、その後は１つの通話中可変
位相器２７０の位相値をとくに変更する必要はないか
ら、良好な時間差電話信号を得て速く実行させたいとき
は、使用する可変位相器２７０を複数個（たとえば３
個）準備し、第１の可変位相器には０〜１２０度、第２
の可変位相器には１２０〜２４０度、第３の可変位相器
には２４０〜３６０度で同時に平行して動作させれば、
所要時間は１／３に短縮することが可能である。

【０１０６】また、この時の位相変化量を対向して通信
している相手側に制御信号を用いて送信すると、この信
号を受信した相手側では、可変位相器を操作して信号の
有する位相成分を完全に送信時と同一に復元することが
可能になる。

【０１０７】以上の説明では、送信すべき時間差電話信
号の有する電力がかなり小さい場合でも送信するものと
した。したがって、この場合は信号の無歪み伝送が可能
であることは当然である。しかしながら、時間差電話信
号の有する電力がかなり小さい場合、正確にはシステム
で定める一定の値以下の場合は送信を省略する方法があ
る。この目的は、

【０１０８】回路の簡易化によるシステムの経済化

【０１０９】送信信号の無信号化による周波数の有
効利用度の向上（無線搬送波を含めて無送信信号とす
る）である。

【０１１０】以上のプロセスにより作成された時間差電
話信号は時間圧縮回路１７３−１もしくは１７３−２へ
入力される。そして、スイッチ１７７の端子ａ，ｂの切
替（このタイミングもタイミング発生器１４２からの信
号による）によりＴＣＭ信号の１タイム・スロット毎
（ＴＣＭのフレーム単位毎に１個与えられる）に無線送
信回路１３２へ送出される。

【０１１１】無線送信回路１３２（図２）では多重負荷
利得を考慮した信号レベルで周波数変調された後、送信
ミクサ１３３に送られる。送信ミクサ１３３では周波数
変調されたＴＣＭ化電話信号は、指定された搬送波周波
数を有する１個の変調信号波となり、アンテナから無線
基地局３０へ向けて送られる。

【０１１２】図１５には受信側で位相成分を復元するこ
とのできる電話信号再生回路１６３−１（１６３−２も
同様）の内部の詳細な回路構成が示されている。受信信
号混合回路２６２ａおよび２６２ｂには時間伸張回路１
６２−１（または１６２−２）の出力が直接に、時間伸
張回路１６２−２（または１６２−１）の出力が可変位
相器２６０ａおよび２６０ｂを介して印加され、通信の
相手側からの制御信号により位相情報として受けた制御
部１４０からの指示によりシフトすべき位相量を決定し
て、図１４で示した動作の逆の操作により元信号を復元
してスイッチ１６７ａ，ｂへ送出している。

【０１１３】つぎに、無線基地局３０における動作を説
明する。図３に示される無線基地局３０の構成の内、信
号速度復元回路群３８と信号速度変換回路群５１の内部
構成は、信号の送受信が、多数の移動無線機と同時に行
っているのを除けば、移動無線機１００の速度復元回路
１３８、速度変換回路１３１と、ほぼ同等の機能を有す
る。すなわち、無線基地局３０においても速度復元回路
群３８の中に移動無線機１００の構成で説明した電話信
号再生回路１６３−１，１６３−２と同様の動作（図１
２および図１５参照）を行う回路が具備されており、受
信信号混合回路２６２ａ，２６２ｂと同様の動作を行う
ことになる。この場合、図１２および図１５の結線より
明らかなように、受信された時間片信号は隣合う信号が
混合され、その一方の信号の位相は送信時に受けた位相
量を復元されるように制御されているから、受信信号混
合回路２６２ａ，２６２ｂの出力信号において、送信さ
れた電話信号が復元されたことになる。

【０１１４】以上の説明で明らかなように、時間差電話
信号の作成法は容易であり、実際のシステムに導入すれ
ば１０ｄＢ程度もしくはそれ以上大きな多重負荷利得を
得ることが可能になるので、これを送信電力の低減に使
用することができる。

【０１１５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、電話信
号を用いるＴＣＭシステムにおいて、本文で詳述した時
間差電話信号を用いることにより、ＴＣＭ信号の有する
多重負荷利得をさらに大きくすることが可能となり、こ
れを送信電力の低減に使用すると消費電力の低減となる
ほか、周波数の有効利用が可能となった。したがって、
本発明の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基
本動作を説明するため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基
本動作を説明するため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基本動作を説明
するためのタイム・スロット構造図である。

【図５】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６】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７】タイム・スロットの無線信号波形を示す波形図
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】本発明によるシステムの基本動作の流れを示す
フロー・チャートである。

【図１０】図９とともに本発明によるシステムの基本動
作の流れを示すフロー・チャートである。

【図１１】イの信号波形（ａ）から得た本発明に用いる
時間差信号波形（ｂ）を示す波形図である。

【図１２】図２の構成要素である速度復元回路，電話機
部および速度変換回路の回路構成図である。

【図１３】図１２の構成要素である差信号作成回路の動
作原理を示す回路構成図である。

【図１４】差信号作成回路の具体的一実施例を示す回路
構成図である。

【図１５】図１２の構成要素である電話信号再生回路の
具体的一実施例を示す回路構成図である。

【図１６】母音の波形図である。

【図１７】子音＋母音（チョ）の波形図である。

【図１８】電話信号からピーク除去をしたときと０付近
を除去した場合の情報伝送量特性を示す特性図である。

【図１９】図１８においてピーク除去をする場合と０付
近除去をする場合の波形を示す波形図である。

【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１６１−１，１６１−２電話信号記憶回路１６２−１，１６２−２時間伸張回路１６３−１，１６３−２電話信号再生回路１６５，１６７スイッチ１７１−１，１７１−２電話信号記憶回路１７２−１，１７２−２差信号作成回路１７３−１，１７３−２時間圧縮回路１７５，１７７スイッチ２６０可変位相器２６２受信信号混合回路２７０可変位相器２７１固定位相器２７２，２７３信号混合回路２７５，２７６信号電力測定器２７９選択スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【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、前記時間的に圧縮した区切られた信号の各フレームごと
に時間的変化分である差信号を得る場合に、前記区切ら
れた信号の位相を調整して前記差信号の値が小さくなる
ようにして時間的に圧縮した区切られた信号とすること
により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。
【請求項２】前記区切られた信号の位相を調整して前
記差信号の値が最小値を示し、この最小値が所定値を越
える場合のみ前記時間的に圧縮した区切られた信号とす
る請求項１の移動体通信の時間分割通信方法。
【請求項３】前記区切られた信号の位相を調整した場
合の位相の調整量を受信側に通知するようにした請求項
１の移動体通信の時間分割通信方法。