JP2000197130A - 無線通信端末装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力消費の増大を抑えつつデータ転送速度の
倍増を図る。 【解決手段】 データ通信速度の倍増を意図して送信用
ＴＤＭＡチャネル及び受信用ＴＤＭＡチャネルのそれぞ
れに二つずつのチャネルが割り当てられていた場合に各
チャネルの周波数同一とチャネル位置の隣接を判定し、
同一周波数で隣接の場合、同一周波数で非隣接の場合又
は異周波数で非隣接の場合に前記信号発生手段の動作期
間を前記各チャネルのスロット期間に適合させるように
制御する。１個の信号発生手段だけで必要な局部発振信
号を供給でき、２個の信号発生手段を交互に動作させた
場合よりも電力消費の増大を抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信端末装置
に関し、特に、データ転送速度の倍増を意図した無線通
信端末装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】屋内専用のコードレス電話機から発展し
たＰＨＳ（personal handy-phone system）端末装置
は、その正式名称（簡易型携帯電話機）から自動車電話
方式を採用した携帯電話機の“簡易版”とみなされるこ
とが多く、昨今、その加入率にも一部陰りが見られてき
たが、データ伝送速度の点で見た場合、携帯電話機の
９．６Ｋｂｐｓに対して３２Ｋｂｐｓと約３倍も優れて
いることから、特にデータ転送分野への大いなる利用可
能性を秘めている。

【０００３】ＰＨＳ端末装置の伝送方式は、ディジタル
のＴＤＭＡ（時分割多元接続）方式である。この方式
は、時間軸上に並べられたスロット（チャネルとも言
う）を各端末に割り当てることによって同一周波数の多
元接続を行うというものであり、特にディジタル信号に
適した周波数有効利用技術の一つである。

【０００４】ＰＨＳでは、割り当て周波数帯（１８９５
ＭＨｚ〜１９１８．１ＭＨｚ；以下１．９ＧＨｚで代表
する）を複数の周波数に分け、各周波数ごとに複数個の
チャネルを割り当てる。このチャネルの幾つかは制御用
であり、制御チャネルを介して基地局から端末へその時
の使用チャネルを通知する。使用するチャネルは端末か
ら基地局への上り（以下「送信」）に一つ、基地局から
端末への下り（以下「受信」）に一つである。使用チャ
ネルの周波数は、その基地局のエリア（ゾーン）内にお
けるチャネルの利用状況に依存する。利用状況によって
は異なる周波数のチャネルが送信用と受信用に割り当て
られることがある。

【０００５】図５は、従来のＰＨＳ端末装置のチャネル
割り当てを示すタイミングチャートである。この図にお
いて、一定のフレーム周期Ｔａで交互に繰り返すＴＸと
ＲＸは、それぞれ送信用のチャネルと受信用のチャネル
である。

【０００６】一般に無線通信機器では高い周波数の送・
受信信号を内部処理に適した低い周波数の信号に変換す
ることが行われており、この点において、ＰＨＳ端末装
置も例外ではない。すなわち、ＰＨＳ端末装置の受信部
では１．９ＧＨｚ帯の受信信号と適当な周波数の局部発
振信号ＬOSCとを混合し、その差信号を取り出して内部
処理に適した低い周波数の受信信号ＩＦRXに変換してお
り、また、送信側では低い周波数の送信信号ＩＦTXとＬ
OSCとを混合し、その和信号を取り出して１．９ＧＨｚ
帯の送信信号に変換している。

【０００７】図５の“ＰＬＬ動作タイミング”は、上記
の局部発振信号ＬOSCを生成するために設けられたＰＬ
Ｌ（Phase-Locked Loop）周波数シンセサイザ（以下Ｐ
ＬＬと記す）の動作オン期間を表している。

【０００８】ここで、ＰＬＬとは、位相比較器、ループ
フィルタ、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Voltage Controll
ed Oscillator）及び可変分周器で構成されたフィード
バックループ回路であり、入力信号の位相とＶＣＯの出
力信号の位相とを位相比較器で比較し、位相比較器の出
力でＶＣＯの出力周波数を制御するというものである。

【０００９】入力信号にクリスタル発振器の逓倍信号を
用いるとともに、ＶＣＯの出力信号を上記の局部発振信
号ＬOSCに使用すると、ＰＨＳ端末装置の送・受信信号
を逓倍信号の位相レベルで精密にコントロールでき、周
波数の変動を抑えて電波品質を改善できる。

【００１０】但し、ＰＬＬの性質として、動作開始から
周波数ロック（位相比較器の出力が最小になる）までの
間に、若干の待ち時間（以下「ループロック時間」とい
う）があるという好ましくない特性がある。図５のＴｂ
はこのループロック時間である。なお、図では各フレー
ムのＴｂを同一にしているが、これは図示の都合であ
る。実際のループロック時間は動作温度や環境等によっ
て微妙に変化するため、厳密に言えば各フレームのＴｂ
は一致しない。

【００１１】さて、３２Ｋｂｐｓの伝送速度を持つＰＨ
Ｓ端末装置は、冒頭で述べたように、自動車電話方式を
採用した携帯電話機に比べてデータ伝送能力に優れてい
るという特長を持つが、他のデータ転送機器、例えば、
ＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network）の
ターミナルアダプタの伝送速度（６４Ｋｂｐｓ）と比べ
た場合は、その半分の能力しかなく未だ不十分であるか
ら、特にデータ転送分野への利用可能性を追求するため
にも伝送速度の向上は急務である。

【００１２】幸い、ＰＨＳ端末装置のＴＤＭＡチャネル
は、多くの場合、その全部が埋まることはなく幾つかの
チャネルは常に未使用である。したがって、ＴＸとＲＸ
にそれぞれ二つずつのチャネルを割り当てれば、チャネ
ル当たり３２Ｋｂｐｓの伝送容量であるから、片道２チ
ャネル分で２倍の伝送速度（６４Ｋｂｐｓ）を確保でき
ることになる。

【００１３】しかも、ＰＨＳはディジタル方式であり、
ＩＳＤＮとの親和性も高いので、図６に示すように、Ｐ
ＨＳ端末装置１とデータ処理装置２のインターフェース
３との間をケーブル４で接続し、ＰＨＳ基地局５やＩＳ
ＤＮ回線網６及びターミナルアダプタ７を介して、例え
ば、ダイアルアップサーバ８にアクセスすれば、従来速
度の２倍の６４Ｋｂｐｓでファイルのダウンロードやア
ップロードを行うことができ、通信コストの節約等、モ
バイル環境の大幅な改善を図ることができる。

【００１４】ＴＸとＲＸにそれぞれ二つずつのチャネル
を割り当てる場合、ＰＨＳ端末装置のＰＬＬは２個必要
になる。合計で四つのチャネルを使用するため、異なる
周波数の割り当てを受ける可能性が高くなるからであ
り、周波数が大きく離れていた場合に１個のＰＬＬでは
上記のループロック時間の存在によって局部発振信号Ｌ
OSCの同期が間に合わなくなる可能性があるからであ
る。

【００１５】図７は、ＰＨＳ端末装置の高周波部２０の
ブロック図（後述の実施の形態でも利用する）である。
図において、１０はアンテナ、２１はアンテナ送受切替
用デュープレクサ、２２は受信用ローノイズアンプ、２
３は送信用電力増幅器、２４は受信用混合器、２５は送
信用混合器、２６は局部発振回路である。

【００１６】局部発振回路２６には、２個のＰＬＬ（第
１ＰＬＬ２７及び第２ＰＬＬ２８；何れも信号発生手段
に相当）と、局部発振信号切替用のスイッチ２９と、制
御信号反転用のインバータ３０とが設けられている。Ｐ
ＣはＰＬＬの動作を指示する制御信号（１論理で第１Ｐ
ＬＬ２７が動作し、０論理で第２ＰＬＬ２８が動作する
ものとする）、ＳＣはスイッチ２９の切替を指示する制
御信号（１論理で実線位置、０論理で破線位置に切替え
るものとする）である。ＦＣＤは、ＰＬＬの出力周波数
を設定する周波数制御データ（詳細には、上述した可変
分周器の分周比を設定するデータ）である。なお、これ
らのＰＣ、ＳＣ、ＦＣＤは、図示しない制御部から供給
されるものである。

【００１７】図８は、２個のＰＬＬを設けた場合の動作
タイミングチャートである。ＴＸ1及びＴＸ2は送信用の
チャネル、ＲＸ1及びＲＸ2は受信用のチャネルであり、
片道２チャネル分で２倍の伝送速度（６４Ｋｂｐｓ）を
確保する。

【００１８】第１ＰＬＬ２７の動作開始点はＴＸ1チャ
ネル及びＲＸ1チャネルのＴｂ前であり、動作終了点は
ＴＸ1チャネル及びＲＸ1チャネルの終了直後である。同
様に、第２ＰＬＬ２８の動作開始点はＴＸ2チャネル及
びＲＸ2チャネルのＴｂ前であり、動作終了点はＴＸ2チ
ャネル及びＲＸ2チャネルの終了直後である。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８の
動作タイミングチャートにあっては、２個のＰＬＬ（第
１ＰＬＬ２７及び第２ＰＬＬ２８）をフレーム周期Ｔａ
で交互に動作させているため、１個のＰＬＬを備えるも
のと比べて単純計算で２倍の電力消費になるという問題
点がある。

【００２０】かかる問題点は、特に携帯型のＰＨＳ端末
装置にとって大きな不都合になる。バッテリ寿命を落と
し、使用時間の減少につながるからである。

【００２１】そこで本発明は、電力消費の増大を抑えつ
つデータ転送速度の倍増を図ることを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る無線通信端末装置は、一度に複数のチャネルを使用し
た通信が可能な無線通信端末装置において、前記複数の
チャネル用の局部発振信号を発生する複数の信号発生手
段と、前記複数のチャネルが割当てられた場合に各チャ
ネルの周波数同一の判定とチャネル位置の隣接を判定す
る判定手段と、前記判定手段の判定結果が同一周波数で
隣接の場合、同一周波数で非隣接の場合又は異周波数で
非隣接の場合に前記複数の信号発生手段のうち所定の数
の信号発生手段を動作させるように制御する制御手段
と、を備えたことを特徴とする。請求項２記載の発明に
係る無線通信端末装置は、第１チャネル及び第２チャネ
ルを使用して通信をする無線通信端末装置において、前
記第１チャネル用及び第２チャネル用の局部発振信号を
発生する第１及び第２の信号発生手段と、前記第１チャ
ネル及び第２チャネルの周波数同一の判定とチャネル位
置の隣接を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結
果が異周波数で隣接の場合に前記第１の信号発生手段の
動作期間を隣接チャネルの一方のスロット期間に適合さ
せるとともに前記第２の信号発生手段の動作期間を隣接
チャネルの他方のスロット期間に適合させるように制御
する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、Ｐ
ＨＳ電話機を例にして、図面を参照しながら説明する。

【００２４】図１において、１０はＰＨＳ周波数帯の信
号を送受信するアンテナ、２０は高周波の受信信号を内
部処理に適した低周波の中間周波信号に変換するととも
に、低周波の中間周波信号を高周波の送信信号に変換す
る高周波部（詳細な構成は図７を参照）、３０はＴＤＭ
Ａ方式の通信制御処理及びπ/４シフトＱＰＳＫ変復調
処理を行う通信制御部、４０は音声信号を可聴音に変換
して受話器５０に出力するとともに、送話器６０からの
信号を音声信号に変換する音声部、７０はＰＨＳ電話機
の動作に必要な各種制御をソフト的に実行するマイクロ
コンピュータと周辺回路を含む制御部、８０はテンキー
などのキースイッチを含むキー入力部、９０は制御部７
０で実行するソフトウェアや電話番号等を記憶する記憶
部、１００は操作案内や通話中の状況表示及び相手側端
末から送信された文字情報等を表示する表示部、１１０
は必要に応じてパソコンや携帯情報端末などのデータ処
理装置（図６の符号２参照）とのインターフェースをと
る外部インターフェースである。

【００２５】図２は、高速データ転送モードを選択した
ときに、制御部７０で実行されるプログラムの要部フロ
ーチャートである。高速データ転送モードでは冒頭で説
明したとおり、送信用と受信用に各々２チャネルを使用
し、チャネル当たり３２Ｋｂｐｓの２倍のデータ転送速
度（６４Ｋｂｐｓ）を実現する。

【００２６】このフローチャートにおいては、使用チャ
ネルの周波数同一を判定し（Ｓ１）、同一の場合（Ｓ１
のＹＥＳ判定）とそうでない場合（Ｓ１のＮＯ判定）で
それぞれ使用チャネルのスロット隣接を判定する（Ｓ
２、Ｓ３）。

【００２７】すなわち、送信用の二つのチャネルをＴＸ
1、ＴＸ2とし、受信用の二つのチャネルをＲＸ1、ＲＸ2
とすると、ＴＸ1とＴＸ2（又はＲＸ1とＲＸ2）の周波数
同一を判定し、同一の場合とそうでない場合でそれぞれ
ＴＸ1とＴＸ2（又はＲＸ1とＲＸ2）のスロット隣接（Ｔ
Ｘ1とＴＸ2又はＲＸ1とＲＸ2のスロット位置が隣接する
か否か）を判定する。

【００２８】上記の判定結果は四つのパターンに分か
れ、各パターンごとに以下のとおりの処理を行う。 ＜パターン１＞（Ｓ４）：同一周波数で隣接スロットの
場合 図３に示すように、１個のＰＬＬ（例えば、第１ＰＬＬ
２７；以下同様）だけを所定のタイミングで動作させる
とともに、その動作開始点からＴＸ1又はＲＸ1のスター
トまでの時間（Ｔｂ；ＰＬＬの動作準備期間に相当）を
チャネルの周波数に合わせて最適化（Ｔｂは、ロックア
ップするチャネル周波数により異なるため、ロックアッ
プするチャネル周波数に基づいてＴｂの開始時間を最適
化する必要がある）し、且つ、その動作終了点をＴＸ2
又はＲＸ2のエンドに合わせる。１個のＰＬＬだけを動
作させるので、従来例のように２個のＰＬＬを交互に動
作させるものに比べて電力消費を抑えることができる。

【００２９】＜パターン２＞（Ｓ５）：同一周波数で非
隣接スロットの場合 図４に示すように、第１ＰＬＬ２７だけを所定のタイミ
ングで動作させるとともに、その動作開始点からＴＸ1
又はＲＸ1のスタートまでの時間（Ｔｂ）をチャネルの
周波数に合わせて最適化し、且つ、その動作終了点をＴ
Ｘ2又はＲＸ2のエンドに合わせる。

【００３０】この処理はパターン１と同じであるが、Ｔ
Ｘ1とＴＸ2のスロット又はＲＸ1とＲＸ2のスロットが隣
り合っていない（図では１スロットの間隔Ｔｃが空いて
いる）ため、同間隔Ｔｃ分だけ第１ＰＬＬ２７の動作時
間が長くなる（それだけ電力消費が増える）点で相違す
るが、１スロット程度のＴｃであれば、電力消費の増加
量もわずかであり、従来例のように２個のＰＬＬを交互
に動作させるものに比べても電力消費の増大は少ない。

【００３１】但し、ＴｃがＴｂを越える程度に長い場合
は、第１ＰＬＬ２７を間欠的に動作させる。すなわち、
ＴＸ1又はＲＸ1のエンドで一旦動作を止めた後、ＴＸ2
又はＲＸ2のスタートよりもＴｂ（ループロック時間）
前に動作を再開する。このようにすると、間欠休止期間
分の電力消費を抑えることができる。

【００３２】なお、Ｔｃが１スロットの期間に相当する
場合であっても、Ｔｂ＜Ｔｃの条件を満たしていれば、
間欠動作を行ってもよく、むしろ省電力の観点からその
ようにした方が望ましい。

【００３３】＜パターン３＞（Ｓ６）：異周波数で（時
間軸上の）隣接スロットの場合 第１ＰＬＬ２７と第２ＰＬＬ２８の両方を所定のタイミ
ングで動作させる。例えば、第１ＰＬＬ２７の動作開始
点をＴＸ1又はＲＸ1のスタートよりもＴｂ前に設定し、
且つ、その動作終了点をＴＸ1又はＲＸ1のエンドに合わ
せるとともに、第２ＰＬＬ２８の動作開始点をＴＸ2又
はＲＸ2のスタートよりもＴｂ前に設定し、且つ、その
動作終了点をＴＸ2又はＲＸ2のエンドに合わせる。

【００３４】この場合、２個のＰＬＬが交互に動作する
ため、１個だけの動作に比べて電力消費の増大を否めな
いが、各動作期間のＴｂ相当分を使用チャネルの周波数
に合わせて最適化することにより、無駄な動作期間を排
除して、その排除分に相当する電力消費を抑制できる。

【００３５】＜パターン４＞（Ｓ７）：異周波数で非隣
接スロットの場合 第１ＰＬＬ２７だけを所定のタイミングで動作させると
ともに、その動作開始点からＴＸ1又はＲＸ1のスタート
までの時間（Ｔｂ）を各チャネルの周波数に合わせて最
適化し、且つ、その動作終了点をＴＸ2又はＲＸ2のエン
ドに合わせる。さらに、Ｔｂ＜Ｔｃの場合は、パターン
２と同様の間欠動作を行う。１個のＰＬＬだけを動作さ
せるので、従来例のように２個のＰＬＬを交互に動作さ
せるものに比べて電力消費を抑えることができる。

【００３６】以上、説明したように、本実施の形態によ
れば、高速データ通信モードの選択時に、使用チャネル
の周波数同一の判定と、隣接スロットの判定を行い、そ
の四つの判定結果のうちパターン１、パターン２及びパ
ターン４について、１個のＰＬＬだけを動作させて送受
信各２チャネル用の局部発振周波数を発生しているの
で、２個のＰＬＬを交互に動作させる冒頭の従来例に比
べて、高周波部２０の電力消費をほぼ半減することがで
き、６４Ｋｂｐｓのデータ速度を達成しつつ、特にバッ
テリ駆動のＰＨＳ端末装置の使用時間を延長できるとい
うモバイル環境にとって極めて有益な格別の効果を得る
ことができる。

【００３７】また、パターン３については、２個のＰＬ
Ｌを交互に動作させるものの、使用チャネルの周波数に
合わせて動作開始のタイミングを最適化しているので、
無駄な動作期間を局限することができ、相応の省電力効
果を得ることができる。

【００３８】以上の実施の形態では、電話機として用い
られるＰＨＳ端末装置を例にしたが、これに限定されな
い。要は、ディジタルのＴＤＭＡ方式を採用してデータ
転送に使用（専用でも兼用でもよい）されるものであれ
ば全てに適用できる。

【００３９】上記実施の形態の制御部７０でソフト的に
実現される主要な機能（判定手段及び制御手段）は、マ
イクロコンピュータを含むハードウェア資産と、ＯＳや
各種プログラムなどのソフトウェア資産との有機的結合
によって機能的に実現されるものであるが、ハードウェ
ア資産は汎用のものを利用できるから、本発明にとって
欠くことのできない必須の事項は、実質的に、ＯＳや各
種プログラムに集約されているということがいえる。し
たがって、本発明は、ＯＳ及び各種プログラムのすべて
又はその要部を格納した、フロッピー（登録商標）ディ
スク、ＭＯ、ＣＤ、ハードディスク、半導体メモリなど
の記録媒体（それ自体が流通経路に乗るものはもちろ
ん、ネットワーク上にあって記録内容だけを提供するも
のも含む）を包含するものである。

【００４０】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、データ通
信速度の倍増を意図して、送信用ＴＤＭＡチャネル及び
受信用ＴＤＭＡチャネルのそれぞれに二つずつのチャネ
ルが割り当てられていた場合でも、１個の信号発生手段
だけで必要な局部発振信号を供給でき、例えば、２個の
信号発生手段を交互に動作させた場合よりも電力消費の
増大を抑えることができる。したがって、特にバッテリ
駆動のモバイル環境に有益な効果（データ通信速度の向
上とバッテリ寿命の延長）を奏することができる。請求
項２記載の発明によれば、２個の信号発生手段の動作準
備期間を各チャネルの周波数に合わせて最適化したの
で、無駄な動作期間を局限でき、相応の使用電力効果を
奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＰＨＳ端末装置のブロック図である。

【図２】高速データ通信モードのフローチャートであ
る。

【図３】パターン１の動作タイミングチャートである。

【図４】パターン２の動作タイミングチャートである。

【図５】従来例の動作タイミングチャートである。

【図６】高速データ通信の利用状態図である。

【図７】２個のＰＬＬを備えた高周波部のブロック図で
ある。

【図８】図７の動作タイミングチャートである。

【符号の説明】

ＲＸ1、ＲＸ2 受信用ＴＤＭＡチャネル ＴＸ1、ＴＸ2 送信用ＴＤＭＡチャネル ２７ 第１ＰＬＬ（信号発生手段） ２８ 第２ＰＬＬ（信号発生手段） ７０ 制御部（判定手段、制御手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一度に複数のチャネルを使用した通信が
   可能な無線通信端末装置において、 前記複数のチャネル用の局部発振信号を発生する複数の
   信号発生手段と、 前記複数のチャネルが割当てられた場合に各チャネルの
   周波数同一の判定とチャネル位置の隣接を判定する判定
   手段と、 前記判定手段の判定結果が同一周波数で隣接の場合、同
   一周波数で非隣接の場合又は異周波数で非隣接の場合に
   前記複数の信号発生手段のうち所定の数の信号発生手段
   を動作させるように制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする無線通信端末装置。
2. 【請求項２】 第１チャネル及び第２チャネルを使用し
   て通信をする無線通信端末装置において、 前記第１チャネル用及び第２チャネル用の局部発振信号
   を発生する第１及び第２の信号発生手段と、 前記第１チャネル及び第２チャネルの周波数同一の判定
   とチャネル位置の隣接を判定する判定手段と、 前記判定手段の判定結果が異周波数で隣接の場合に前記
   第１の信号発生手段の動作期間を隣接チャネルの一方の
   スロット期間に適合させるとともに前記第２の信号発生
   手段の動作期間を隣接チャネルの他方のスロット期間に
   適合させるように制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする無線通信端末装置。