CN1108854A - 具有监视收发状态功能的移动式无线通信装置 - Google Patents

Abstract

移动式无线通信装置具有一种开关，该开关利用 输入由控制信号发生电路提供的切换控制信号选择 性地输出接收电场强度或发射功率的模拟信号。该 切换控制信号在由基地局指定的发射时间间隔期间 内送给开关，从而，开关在发射时间间隔期间内输出 发射功率，在其他时间间隔期间内输出接收电场强 度。接收电场强度和发射功率由开关选择性地送给 A/D变换器，A/D变换器将送来的模拟信号变换 为数字信号后传送给电平检测器。电平检测器分别 检测接收电场强度和发射功率的电平，并将其用于监 视收发状态。

Description

本发明涉及汽车电话装置、携带电话机和无绳电话机等的移动式无线通信装置。

近年来，随着无线通信技术的进步和对通信需求的增加，开发并运用了各种移动式无线通信系统，其中之一就有蜂窝无线通信系统。

图5是其大致结构。该系统例如由与有线电话网NW连接的控制局CS、分别通过有线线路CL1、CL2、……与该控制局CS连接的多个基地局BS1、BS2……和多个移动局MU1～MU4构成。上述各基地局BS1、BS2、……分别在系统的服务范围内的不同的小范围内形成被称作蜂窝眼的无线区域E1、E2、……。移动局MU1～MU4通过无线通道与本局所在的蜂窝眼的基地局联络，进而通过控制局CS从该基地局与有线电话网NW连接。

在这种系统中，例如移动局MU1～MU4从通信中的基地局的无线区域移动到其他基地局的无线区域时，进行切换连接端的基地局的所谓手动断开控制。这种手动断开控制在控制局CS的管理下进行，但是，这时移动局MU1～MU4分别检测通信中的基地局以及周围其他基地局传来的无线信号的接收电场强度的电平，并将其检测结果通知控制局CS。另外，在无线通信中移动局MU1～MU4为了将发送功率电平保持为基地局指示的最佳电平，还要检测本局的发送功率电平。即，在无线通信中，移动局MU1～MU4分别进行收发时必要的多个模拟信号的电平检测。

但是，在作为移动局MU1～MU4而使用的现有的移动式无线通信装置中，例如对每个检测对象的各模拟信号设置模/数转换器（以后简称为A/D转换器），利用这些A/D转换器将模拟信号变换为数字信号，输入给CPU等控制电路。所以，必须设置与检测对象的模拟信号数量相等的A/D转换器，这样必然造成电路规模的大型化和增加电力消耗。

本发明的目的在于提供小型的具有监视收发状态功能的移动式无线通信装置。

本发明的第2个目的是要提供可以在最佳时刻为了监视收发状态而检测所需要的信号的移动式无线通信装置。

本发明的第3个目的是要提供小型的可以维持最佳的发送电平的移动式无线通信装置。

为了达到上述目的，本发明的移动式无线通信装置的特征在于：具有接收电路、发射电路、切换开关、A/D转换器和切换控制电路;

接收电路通过无线线路网接收发射来的无线频率信号，并产生由上述无线频率信号的接收电场强度的模拟信号;

发射电路对无线频率信号进行调剂，通过上述无线线路网将无线频率信号发射出去，并产生上述无线频率信号功率强度的模拟信号;

切换开关将上述接收电路来的上述接收电场强度信号和上述发送电路来的上述功率强度信号归纳在一起，有选择性地输出上述接收电场强度信号和上述功率强度信号中的一种信号;

A/D转换器将由上述切换开关供给的上述接收电场强度信号和上述功率强度信号中的一种模拟信号变换为数字信号;

切换控制电路在由上述基地局向上述无线通信装置分配的时间间隔内，向上述切换开关提供具有第1状态和第2状态的切换控制信号，并根据上述切换控制信号的第1状态和第2状态，分别输出由上述接收电路和上述发射电路输出的上述接收电场强度信号和上述功率强度信号中的一种信号，此外，上述移动式无线通信装置的特征还在于：具有电平检测器、发射功率放大器和放大倍数控制电路，电平检测器用于检测由上述A/D转换器输出的数字信号的电平，并识别检测到的上述数字信号的电平与预先设定的电平之差;发射功率放大器设在上述发射电路内，用于放大发射时的无线信号;放大倍数控制电路根据上述电平检测器的输出，控制上述发射功率放大器的放大倍数。

还有，上述移动式无线能信装置的上述电平检测器的特征是根据上述基地局的要求信号将检测到的上述数字信号的电平送给上述发射电路。

还有，上述移动式无线通信装置的上述切换控制电路的特征在于：根据上述切换控制信号的第1状态和第2状态，将要求对输入给上述A/D转换器的模拟信号进行数据写入的信号送给上述A/D转换器。

还有，上述移动式无线通信装置的上述切换控制电路的特征在于：将要求对在上述A/D转换器中变换为数字信号的信号进行读取的信号送给上述A/D转换器。

图1是有关本发明一个实施例的移动式无线通信装置的结构电路框图;

图2是图1所示装置的主要部分的结构电路框图;

图3是用于说明图2所示电路的动作的时序图;

图4是有关本发明其他实施例的移动式无线通信装置的主要部分的结构图;

图5是蜂窝无线通信系统的概要构成图。

下面，参照附图说明本发明的一个实施例。

图1是有关本发明一个实施例的移动式无线通信装置的结构框图。该移动式无线通信装置是作为双制式蜂窝无线通信系统的移动局而使用的。所谓双制式，是指使用模拟通信方式的模拟方式和使用数字通信方式的数字方式同时并用的方式。

首先，关于数字方式的部分，按如下方式构成。即，从基地局BS1、BS2、……通过数字话路传送来的无线频率信号在由天线1接收后，通过天线共用器（DUP）2输入接收电路（RX）3。在该接收电路3中，上述无线频率信号与从频率合成器（SYN）4输出的接收机本振信号混频后变换为中频信号。从上述频率合成器4发生的接收机本振信号的频率是由从控制电路20输出的通道指定数据SYC指定的。

上述接收机中频信号由A/D转换器6变换为数字信号后，输入数字解调电路（DEM）7。在上述数字解调电路7中，上述接收机中频信号经数字解调后变换为数字基带信号。在从该数字解调电路7输出的数字基带信号中，有数字通话信号和数字控制信号。其中，数字控制信号被输入控制电路20进行识别。

另一方面，数字通话信号由图中未示出的均衡器对解调波形的信号进行均衡后，输入误码订正编译码电路（CH-CODEC）8。在该误码订正编译码电路8中，对从上述均衡器送给的数字通话信号进行误码订正译码处理，经过误码订正译码的数字通话信号输入声音编译码电路（SP-CODEC）9。在声音编译码电路9中，对上述数字通话信号进行声音译码处理。从该声音编译码电路9输出的通话信号由D/A转换器10变换为模拟通话信号后，输入模拟开关11。

模拟开关11根据从控制电路20输出的切换控制信号S1的控制，在设定数字方式的状态下，切换为选择输出从声音编译码电路9输出的数字通话信号。于是，从上述D/A转换器10输出的模拟通话信号便通过上述模拟开关11输出给扬声器12，从该扬声器12输出声音。

另一方面，从话筒13输出的送话信号，输入模拟开关14。这时，模拟开关14根据从控制电路20输出的切换控制信号S3的控制，在设定数字方式的状态下，切换为向声音编译码电路9输出上述送话信号。于是，上述送话信号在通过上述模拟开关14并由A/D转换器15变换为数字送话信号后，输入声音编译码电路9。在声音编译码电路9中，对上述数字送话信号进行声音编码处理。从该声音编译码电路9输出的数字送话信号，输入误码订正编译码电路8。在该误码订正编译码电路8中，对上述数字送话信号进行误码订正编码处理。经过编码的数字送话信号附加上由控制电路20生成的数字控制信号后，输入数字调制电路（MOD）16。

在数字调制电路16中，利用π/4相移DQPSK（π/4  shifted，differentially  encoded  quadrature  phase  shift  keying）方式生成将上述数字送话信号调制过的调制信号，该调制信号由D/A转换器17变换为模拟信号后输入发射电路（TX）5。发射电路5具有频率变换电路和发射功率放大电路。在频率变换电路中，上述调制信号与和从频率合成器4输出的与数字话路的无线频率对应的发射机本振信号合成后，变换为无线频率信号，进而在发射功率放大电路中进行高频放大，放大到指定的功率电平。然后，从该发射电路5输出的无线频率信号通过天线共用器2，供给天线1，从该天线1向图中未示出的基地局发送。

另一方面，关于模拟方式的部分，按如下方式构成。

即，从基地局通过模拟话路传送来的无线频率信号，由天线1接收后通过天线共用器2输入接收电路3，在该接收电路3中，降频为中频信号。从该接收电路3输出的接收中频信号，输入模拟声音电路18。在该模拟声音电路18中，上述接收中频信号经过FM解调后进行音频放大。从该模拟声音电路18输出的模拟通话信号，输入模拟开关11。这时，模拟开关11根据从控制电路20输出的切换控制信号S1的控制，在设定模拟方式的状态下，切换为选择输出上述模拟通话信号。于是，从上述模拟声音电路18输出的模拟通话信号便通过上述模拟开关11供给扬声器12，从该扬声器12发出声音。

与此相反，从话筒13输出的送话信号，输入模拟开关14。这时，模拟开关14根据从控制电路20输出的切换控制信号S3的控制，在设定模拟方式的状态下，切换为将上述送话信号输入模拟声音电路18。于是，上述送话信号便通过模拟开关14输入模拟声音电路18。在模拟声音电路18中，生成将上述送话信号经过FM调制的调制信号，该调制信号输入发射电路5。在发射电路5中，上述调制信号与和从频率合成器4发生的与模拟话路的无线频率对应的发射机本振信号混频后，升频为无线频率信号，并进行高频放大。然后，从该发射电路5输出的无线频率信号便通过天线共用器2供给天线1，从该天线1向图中未示出的基地局发送。

31是按键开关组，32是显示器。按键开关组31由作为拨号键使用的数字按键、单触拨号按键和功能按键组构成。功能按键组中，设有发射时进行操作的发射键、通话结束时操作的结束键和利用上述数字按键输入字母时操作的字母输入键等。显示器32例如由液晶显示器（LCD）构成，在该LCD上根据控制电路20的控制显示表示携带式电话机的工作状态的信息以及通信对象端的电话号码等。

另外，34是电源电路，在该电源电路34中，根据电池33的输出电压生成所希望的工作电压Vcc，供给上述各电路。

然而，在本实施例的装置中，表示从接收电路3输出的接收电场强度的模拟信号RSS和表示从发射电路5的发射功率放大电路输出的发射功率电平的模拟信号PDS分别输入切换开关35。该切换开关35根据从控制电路20输出的切换控制信号S2进行切换，在上述RSS和PDS中进行择一选择，然后输出A/D转换器36。该A/D转换器36根据控制电路20的控制，将输入的上述RSS或PDS从模拟信号变换为数字信号，并输给控制电路20。

控制电路20具有由图2所示的微处理器构成的CPU21和由门阵列构成的控制信号发生电路（以后，简称为CSG电路）22。CPU21按照指定的顺序进行无线通道的连接控制和通话控制等，此外，还具有信号检测控制器。该信号检测控制器在发射间隙的时间里，向上述CSG电路22输出控制信号发生电路控制信号（CSG电路控制信号），借此控制切换开关35和A/D转换器36的动作。另外，接收A/D转换器36输出的数字信号后，进行电平判断。CSG电路22根据上述CPU21提供的CSG电路控制信号向切换开关35供给切换控制信号S2，对切换开关35进行切换控制，同时，向A/D转换器选择性地送给用于使A/D转换器启动的信号即芯片选择信号CSS、写入控制信号WRS和读取控制信号RDS，借此控制A/D转换器36的工作。

下面，说明按上述方式构成的移动式无线通信装置的动作。

现在，假定移动式无线通信装置例如如图3所示，使用接收帧和发射帧的6个间隔SR1～SR6中的间隔SR1进行无线通信。

在该状态下，控制电路20的CPU21每次一到分配给本装置的发射间隔SR1的时间，便向CSG电路22供给发射用的CSG电路控制信号。所以，如图3所示，在上述发射间隔SR1期间，CSG电路22发生为高电平的切换控制信号S2，从而将切换开关35切换到发射电路5一边。于是，在上述发射间隔SR1期间，从上述发射电路5输出的PDS便通过切换开关35输入A/D转换器36。

另外，这时，还从上述CSG电路22向A/D转换器36供给芯片选择信号CSS和写入控制信号WRS。于是，在A/D转换器36中，接收到从上述切换开关35输出的PDS后，就进行变换为数字信号的处理。并且，根据接着从CSG电路22来的读取控制信号RDS，将已数字化的PDS通过总线输入CPU21。

CPU21根据上述已数字化的PDS的电平，判断发射过程中发射间隔SR1中的发射功率电平。并且，根据该判断结果控制发射电路5的发射功率放大器的放大倍数，以使本装置的发射功率电平达到基地局指定的适当电平。

这样，对每一个发射间隔SR1进行发射功率电平的递归控制。

与此相反，当上述发射间隔SR1的发射期间结束时，从CPU21向CSG电路22输出接收用的CSG电路控制信号。为此，从CSG电路22输出切换控制信号S2，借此使切换开关35切换到接收电路3一边。于是，在切换开关35中，选择的不是发射信号PDS而是从接收电路3输出的无线接收信号RSS，并输出A/D转换器36。

另外，在上述切换开关35切换之后，一旦到了分配给本装置的接收间隔SR1的接收时间时，从CSG电路22向A/D转换器36送给芯片选择信号CSS和写入控制信号WRS。于是，在A/D转换器36中，在接收到由上述切换开关35选择输出的表示接收电场强度的模拟信号RSS后，进行变换为数字信号的处理。接下来，根据接着从CSG电路提供的读取控制信号RDS，将上述已数字化的RSS通过总线输入CPU21。CPU21根据上述已数字化的RSS的电平，检测在接收间隔SR1从基地局接收来的无线信号的接收电场强度的电平。并且，根据控制局CS的要求将该检测数据传送给基地局。

另外，CPU21在除了上述发射间隔SR1的期间和接收间隔SR1的期间以外的空闲间隔的期间，为了检测从其他基地局接收来的信号电场强度，向频率合成器4输入通道变更指令。为此，在上述空闲间隔的期间，由接收电路和3接收其他基地局的电波，并通过切换开关35将代表该接收信号电场强度的模拟信号RSS输入A/D转换器36。在A/D转换器36中，根据从CSG电路22输出的芯片选择信号CSS和写入控制信号WRS，在接收到上述切换开关35选择输出的RSS后，变换为数字信号。接下来，根据读取控制信号RDS，将该已数字化的RSS输入CPU21。CPU21根据上述已数字化的RSS的电平，检测在空闲间隔从其他基地局接收来的无线信号的电场强度电平。然后，根据控制局CS的要求，将该检测数据传送给基地局。

控制局CS根据从上述移动局传送来的接收电场强度的检测数据，判断是否需要进行手动切换，如果判定为需要时，便手动切换到使上述移动局能得到最高接收电场强度的基地局上去。

这样，在本实施例的移动式无线通信装置中，通过在检测对象的信号通路中设置切换开关35，在发射间隔期间将该切换开关35切换到发射电路5一边，同时，在其它间隔期间，切换到接收电路3一边，与间隔期间对应地，对表示发射功率的模拟信号PDS和表示接收电场强度的模拟信号RSS进行择一选择，并输入A/D转换器36。

于是，按照本实施例，利用1个A/D变换器36就可以分别把用于检测发射功率电平的模拟信号PDS和用于检测接收电场强度电平的模拟信号RSS变换为数字信号，并输入CPU21。所以，与对检测对象的每个模拟信号都要设置A/D转换器的现有的装置相比，减少了A/D转换器的数量，可以缩小电路规模，从而可以使装置实现小型化和轻量化。另外，通过减少A/D转换器，还可以降低电力消耗，从而可以延长电池33的寿命及连续使用时间。这时，如果取代延长连续使用时间，而谋求电池的小容量化，则可使电池小型轻量化，从而可以进一步实现装置的小型化和轻量化。

另外，本发明不限于上述实施例。例如，在上述实施例中，CSG电路22与发射间隔的时间同步地自动发生切换控制信号S2，但是，也可以在任意时刻发生切换控制信号S2。

图4是分别具有自动地发生切换控制信号S2的功能和在任意时刻发生切换控制信号的功能的CSG电路的电路结构。在该图中，例如如果将D型触发器23的输出信号D1′固定为高电平，则“与门”26成为导通状态，在该状态下，如果将上述CSG电路控制信号作为表示发射间隔期间的时间信号从CPU输入，就可以与该CSG电路控制信号同步地自动发生切换控制信号S2。结果，就可以在发射间隔期间发生切换控制信号S2。还有，D型触发器23的输入信号D1及时钟信号CK1，例如，可以由CPU21提供。

另一方面，将D型触发器23的输出信号D1′固定为低电平，在该状态下，例如根据用户的按键操作，如果将D型触发器24的输出信号D2′的电平设定为高电平或低电平，则“与门”25根据D2的电平成为导通或非导通状态。于是，便可在任意时刻发生切换控制信号S2，对切换开关35进行切换控制。

此外，移动式无线通信装置的结构以及信号选择器和信号检测器的结构，对于作为检测对象的模拟信号的种类及数量等，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以进行种种变通使用。

Claims (10)

1、一种在基地局与移动式无线通信装置之间通过无线线路网进行通信的蜂窝无线系统中使用的移动式无线通信装置的特征在于：具有接收装置、发射装置、信号切换装置、A/D变换装置和切换控制装置，

接收装置通过上述无线线路网接收发射来的无线频率信号，并根据上述无线频率信号生成接收电场强度的模拟信号；

发射装置对无线频率信号进行调制，通过上述无线线路网发射无线频率信号，并生成上述无线频率信号的功率强度的模拟信号；

信号切换装置将接收上述接收装置的上述接收电场强度信号和上述发射装置的上述功率强度信号归纳在一起，并选择性地输出上述接收电场强度信号和上述功率强度信号中的一种信号；

A/D变换装置将由上述信号切换装置送来的上述接收电场强度信号和上述功率强度信号中的一种模拟信号变换为数字信号；

切换控制装置在由上述基地局向上述无线通信装置分配的时间间隔期间内，向上述信号切换装置提供具有第1状态和第2状态的切换控制信号，并根据上述切换控制信号的第1状态和第2状态，分别输出由上述接收装置和上述发射装置输出的上述接收电场强度信号和上述功率强度信号中的一种信号。

2、按权利要求1所述的移动式无线通信装置的特征在于：具有电平检测器、发射功率放大器和放大倍数控制器，

电平检测器用于检测由上述A/D变换装置输出的数字信号的电平，并识别检测到的上述数字信号的电平与预先设定的电平之差;

发射功率放大器设在上述发射装置内，用于放大发射时的无线信号;

放大倍数控制器根据上述电平检测器的输出，控制上述发射功率放大器的放大倍数。

3、按权利要求1所述的移动式无线通信装置的特征在于：上述电平检测器根据上述基地局的要求信号，将检测到的上述数字信号的电平送给上述发射装置。

4、按权利要求1所述的移动式无线通信装置的特征在于：上述切换控制装置根据上述切换控制信号的第1状态和第2状态，将要求对输入给上述A/D变换装置的摸拟信号进行数据写入的信号供给上述A/D变换装置。

5、按权利要求1所述的移动式无线通信装置的特征在于：上述切换控制装置将要求对由上述A/D变换装置变换为数字信号的信号进行读取的信号供给上述A/D变换装置。

6、按权利要求1所述的移动式无线通信装置的特征在于：上述切换控制装置包括第1“与门”、第2“与门”和“或门”，

第1“与门”分别输入在分配给上述无线通信装置的时间间隔期间内成为高电平的第1数据信号和与上述时间间隔期间无关的可以是高电平也可以是低电平的第2数据信号;

第2“与门”分别输入在上述第2数据信号为高电平时成为低电平而在上述第2数据信号为低电平时成为高电平的第3数据信号和与上述时间间隔期间无关的可以是高电平也可以是低电平的第4数据信号;

“或门”接收上述第1“与门”和第2“与门”的输出信号，

上述第1数据信号和第2数据信号至少一方为低电平时，上述“或门”将高电平信号作为上述切换控制信号输出给上述信号切换装置。

7、按权利要求6所述的移动式无线通信装置的特征在于：还包括用于输入上述第4数据信号的按键缓冲器。

8、按权利要求1所述的移动式无线通信装置的特征在于：上述蜂窝无线系统采用TDMA。

9、按权利要求1所述的移动式无线通信装置的特征在于：上述蜂窝无线系统是双制式蜂窝无线系统。

10、按权利要求1所述的移动式无线通信装置的特征在于：上述蜂窝无线系统是模拟方式蜂窝无线系统。

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