JP2004172953A - 移動通信装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】受信信号の強度を検出する受信信号強度検出手段と、受信信号中の妨害を検出する妨害検出手段と、受信信号が正常に復調されているか否かを判定する復調信号判定手段と、信号を正常に受信できないときその原因を、該受信信号強度検出手段の出力、該妨害検出手段の出力及び該復調信号判定手段の出力に基づき判定する制御手段とを備える。また、該判定結果を表示または報知する手段を備える。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信網の基地局を中継して通話や文字メッセージなどの信号を送受信する移動通信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、携帯端末等の移動通信装置として、基地局との組み合わせにより、該基地局のサービスエリア内であれば任意の場所で会話や文字メッセージを介したコミュニケーションを図れるものが急速に普及している。また、一方では、広い周波数帯域にわたり様々な不要電波も放出される環境になってきている。これら不要電波の発生源の付近において移動通信装置を使用すると、通信帯域内に妨害電波が入り込むことがある。妨害信号の信号レベルが通信用の信号レベルに対し相対的に高く、ある値以上になった場合は一般に、移動通信装置はサービスエリア内で基地局からの信号を受信しても正常に復調することができないため、正常な通信動作を継続できなくなる。このような場合、装置の表示部に「圏外」等を表示し、サービスエリア外であることを示すようにしている。
また、妨害信号を検出したときの表示技術の例としては、特開2001−267998号公報(特許文献1)に記載されたものがある。該公報には、スペクトラム拡散通信を利用する通信端末の構成として、受信手段から複数の測定点を引き出すとともに、その測定点から得られる信号を演算手段で演算し、該演算結果を、受信強度指示、受信電力密度、受信電力対雑音電力比、受信電力対妨害電力比、受信情報誤り率などの受信特性データとして表示手段により表示する構成が記載されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−267998号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、周囲の無線環境の変化により通信が正常に行えなくなった場合も、単に、端末等の表示部には「圏外」等の表示がなされるに過ぎず、正常に通信できない原因までも表示または報知するようになっていない。上記特開2001−267998号公報記載の技術についても、例えば受信電力が弱い場合は、受信電力対妨害電力比が雑音電力の影響により受信限界値を超えることがあるため、かかる場合にはこの受信指標だけでは、正常通信ができない原因が妨害信号にあるか否かを判定することは難しい。また、表示部には受信特性データが表示されるだけで、正常受信できない原因や正常受信できない旨を積極的に報知または表示するようにはなっていない。
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、携帯端末などの移動通信装置において、(1)正常な通信ができないとき、その原因が妨害信号によるものか否かを判定できるようにすること、(2)該判定結果を表示または報知できるようにすること、などである。
本発明の目的は、かかる課題点を解決できる技術の提供にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題点を解決するために、本発明では、移動通信装置において、基本的に、正常受信できないとき、受信信号の強度と、受信信号中の妨害検出結果と、受信信号の復調状態の判定結果とから、その正常受信できない原因を判定する。また、該判定結果の報知または表示を行う。具体的には、移動通信装置として、(1)受信信号を復調する復調手段(該当実施例:符号11)と、受信信号の強度を検出する受信信号強度検出手段(該当実施例:符号30)と、上記受信信号中の妨害を検出する妨害検出手段(該当実施例:符号30)と、上記受信信号が正常に復調されているか否かを判定する復調信号判定手段(該当実施例:符号30)と、少なくとも上記受信信号強度検出手段、上記妨害検出手段及び上記復調信号判定手段を制御するとともに、信号を正常に受信できないときその原因を、該受信信号強度検出手段の出力、該妨害検出手段の出力及び該復調信号判定手段の出力に基づき判定する制御手段(該当実施例:符号12)とを備えた構成とする。(2)受信信号を復調する復調手段(該当実施例:符号11)と、受信信号の強度を検出する受信信号強度検出手段(該当実施例:符号30)と、上記受信信号中の妨害を検出する妨害検出手段(該当実施例:符号30)と、上記受信信号が正常に復調されているか否かを判定する復調信号判定手段(該当実施例:符号30)と、上記受信信号強度検出手段と上記妨害検出手段と上記復調信号判定手段を制御するとともに、信号を正常に受信できないときにその原因を、該受信信号強度検出手段の出力、該妨害検出手段の出力及び該復調信号判定手段の出力に基づき判定する制御手段(該当実施例:符号30)と、上記正常受信できない原因が妨害信号による妨害にあると判定されたとき、上記制御手段からの指示により通信の異常を報知する報知手段(該当実施例:符号22)または通信妨害を受けている旨の文字情報や画像情報を表示する表示手段(該当実施例:符号21)のいずれか一方または両方とを備えた構成とする。(3)上記(1)または(2)において、通信方式が符号分割多元接続方式(CDMA:Code Devision Multiple Access)であり、上記受信信号の受信信号強度が受信信号強度表示信号(RSSI:Received Signal Strength Indicator)で表され、上記受信信号中の妨害が、上記受信信号の総受信エネルギー(Ec)と受信信号エネルギーの受信帯域内総電力スペクトル密度(Io)に対する比率(Ec/Io)で表され、上記受信信号が正常に復調されているか否かが上記受信信号の復調信号のフレームエラーレートで表される構成とする。(4)上記(3)において、上記報知手段を、振動により通信の異常を報知する構成とする。(5)上記(3)において、上記報知手段を、着信音発生装置で構成する。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
実施例は、通信系として、符号分割多元接続(以下、CDMAという)方式の携帯無線通信システムを利用した移動通信装置の場合につき説明する。該CDMA方式では、通話信号や文字メッセージ信号の通信の他、データ通信も可能である。
図1は、本発明の実施例としての移動通信装置の構成例を示す。以下、移動通信装置の送受信部の構成、制御部の構成と機能につき説明する。
図1において、1は送受信兼用の通信用アンテナ、2は、送受信信号を受信系と送信系に分けるアンテナ共用器、3は、アンテナ1で受信された信号を増幅するローノイズ信号増幅器、4は、ローノイズ信号増幅器3の出力から不要な信号成分を取り除く受信バンドパスフィルタ、5は、受信信号とローカル信号を混合し、中間周波信号を生成するミキサ、6は、ミキサ5で生成される中間周波信号以外の信号成分を取り除くIFバンドパスフィルタ、7は、内部にPLL回路8を含みローカル信号9を生成するPLLモジュール、11は、中間周波信号から受信データを復調する機能を有する信号復調回路である。本移動通信装置の受信部は、上記通信用アンテナ1、アンテナ共用器2、ローノイズ信号増幅器3、受信バンドパスフィルタ4、ミキサ5、IFバンドパスフィルタ6、PLLモジュール7、及び信号復調回路11を備えて構成される。また、13は信号変調回路、14は、信号変調回路13の出力である送信信号を増幅するAGC増幅器、15は、AGC増幅器14の出力から不要な信号成分を取り除く送信バンドパスフィルタ、16は、送信信号を増幅するハイパワーアンプ、17は、ハイパワーアンプ16の出力をアンテナ1に効率よく送る機能を有するアイソレータ、20は送話器、23は操作部である。信号変調回路13は送話器20から入力される音声信号や操作部23から入力される文字情報等を変調信号とし送信信号を生成する。本移動通信装置の送信部は、上記信号変調回路13、AGC増幅器14、送信バンドパスフィルタ15、ハイパワーアンプ16、アイソレータ17、送話器20、及び操作部23を備えて構成される。上記構成において受信信号と送信信号の流れは以下のようになる。すなわち、移動通信網の基地局(図示なし)から送信された信号はアンテナ1で受信され、アンテナ共用器2を経由してローノイズ信号増幅器3に供給される。アンテナ共用器2は、該移動通信装置の送信信号が受信信号に干渉しないようにするためのものである。ローノイズ信号増幅器3は、アンテナ1で受信された高周波信号を増幅し、受信バンドパスフィルタ4を通してミキサ5に供給する。ミキサ5にはさらに、PLLモジュール7からローカル信号9が供給される。制御回路12より指示される周波数の信号がミキサ5において選局され、選局された中間周波数信号は、IFバンドパスフィルタ6を通して信号復調回路11に送られ、該信号復調回路11でベースバンド信号に変換される。一方、送話器20により集音された音声信号は、ベースバンド集積回路(後述)を経由して信号変調回路13で変調された後AGC増幅器14に供給される。AGC増幅器14では入力信号を所定のレベルまで増幅後、ハイパワーアンプ16とアイソレータ17とアンテナ共用器2を経由しアンテナ1に供給する。供給された信号はアンテナ1から基地局に送信される。
【0007】
さらに、図1において、10は、制御手段としてのベースバンド集積回路、12は回路各部を制御する制御回路、30はCDMAプロセッサ、18は、制御回路12には音声信号を入力する受話器、19は、基地局から送られて来る通信に必要な情報等を記録する記憶部、20は、送信時に音声を音声信号に変換する送話器、21は表示手段としての表示部、22は、装置が妨害信号の影響を受けている場合、ユーザにこのことを報知するための報知手段としてのアラームユニット、23は、装置を操作し文字入力等を行う操作部である。表示部21では、アラームユニット22と操作部23から入力される文字情報や受信した各種情報を表示する。ベースバンド集積回路10は、内部に制御回路12とCDMAプロセッサ30を有して構成され、信号復調回路11から出力される受信データを逆拡散し受信情報を生成し、得られた受信情報に基づき回路各部を制御するようになっている。制御回路12には、受話器18、記憶部19、送話器20、表示部21、アラームユニット22、操作部23が接続される。かかる構成により、移動通信装置全体を制御し各種の受信指標を検出し処理する処理部が構成される。上記構成において、ベースバンド集積回路10の動作は以下のようになる。すなわち、該ベースバンド集積回路10内のCDMAプロセッサ30は、信号復調回路11から送られて来る受信データを、移動通信装置毎に割り当てられた固有のコードで逆拡散し信号を復元する。CDMAプロセッサ30からは音声情報、文字情報及び映像情報が得られ、受信指標となる受信信号の総受信エネルギー(Ec)と受信信号エネルギーの受信帯域内総電力スペクトル密度(Io)に対する比率(Ec/Io)及び復調信号のフレームエラーレートも得られる。制御回路12では、該受信指標と、信号復調回路11で検出される受信信号強度表示信号(RSSI)とに基づき受信状況を判定する。また、制御回路12は、基地局から送られて来る通信信号の情報に基づき、送信周波数と受信周波数を制御し装置各部を制御する。
【0008】
上記図1の移動通信装置において例えば妨害信号を受けた場合、該妨害信号による影響を判定する受信指標としては、受信信号強度表示信号(RSSI)、受信信号の総受信エネルギーと受信信号エネルギーの受信帯域内総電力スペクトル密度に対する比率(Ec/Io)、及び復調信号のフレームエラーレートを用いる。受信信号強度表示信号(RSSI)は、信号復調回路11で検出され、受信信号の強度を示す。該受信信号強度表示信号(RSSI)には、自身の受信チャンネルデータエネルギーの他、パイロットチャンネルの受信エネルギー、他チャンネルの受信エネルギー、雑音、妨害信号成分などが含まれる。また、受信信号の総受信エネルギー(Ec)の、受信信号エネルギーの受信帯域内総電力スペクトル密度(Io)に対する比率(Ec/Io)は、受信データをCDMAプロッセサにより逆拡散することにより求められる。該比率(Ec/Io)における受信帯域内総電力スペクトル密度(Io)は受信帯域内の妨害信号成分を含むが、受信信号の総受信エネルギー(Ec)は妨害信号成分を含まない。このため、該比率(Ec/Io)は、妨害信号に対し受信しようとするCDMA本来の信号の相対的な強さを示すこととなる。また、復調信号のフレームエラーレートは、CDMAプロッセサ30から得られ、信号復調回路で受信しようとするCDMA信号の正常に復調される程度を示す。これら受信信号強度表示信号(RSSI)、受信信号の総受信エネルギー(Ec)と受信信号エネルギーの受信帯域内総電力スペクトル密度(Io)に対する比率(Ec/Io)、及び、復調信号のフレームレートは制御回路12に送られる。制御回路12では、上記CDMAプロッセサ30を制御するとともに、信号を正常に受信できない原因を、該受信信号強度表示信号(RSSI)、該受信信号の総受信エネルギー(Ec)と受信信号エネルギーの受信帯域内総電力スペクトル密度(Io)に対する比率(Ec/Io)、及び、該復調信号のフレームレートに基づき、本実施例の場合は妨害信号にあると判定する。判定結果は表示部21やアラームユニット22に送られ、表示または報知される。これによって、ユーザは正常通信ができない原因が妨害信号による妨害にあることを知ることができる。
【0009】
図2〜図5はそれぞれ、各種の受信状況における受信信号強度表示信号(RSSI)の説明図で、受信信号の自己チャンネルデータのエネルギー成分と、受信信号強度表示信号(RSSI)と、受信信号の総受信エネルギーと受信信号エネルギーの受信帯域内総電力スペクトル密度に対する比率(以下、Ec/Ioという)との関係を4つの場合に分けた説明図である。Ec/Ioは、受信信号うち自己の通信に使用する自己チャンネルデータ成分Ecと受信帯域内総電力スペクトル密度に対する比率であり、受信帯域内に妨害信号が存在する場合の妨害の程度を示し正常に通信をするためには復調限界値kを超えることが必要である。図2、図3は、Ec/Ioが復調限界値kを超える場合を示し、図4、図5は、Ec/Ioが復調限界k以下である場合を示す。図2は、正常な通信が可能な場合の受信信号強度表示信号(RSSI)を示す。受信帯域内の受信信号レベルは帯域外の雑音レベルと比較して充分に大きく、さらに、CDMAプロセッサ30により受信帯域内に拡散された自己の通信に使用する自己チャンネルデータ成分Ecは十分に検出されており、Ec/Ioは復調限界値kを超えており、良好な通信が可能なことを示している。図3は、サービスエリアの境界付近の受信信号強度表示信号(RSSI)を示す。受信信号強度表示信号(RSSI)は帯域外の雑音レベルと比較し十分には大きくないが、自己チャンネルデータ成分Ecは存在しており、正常通信が可能な場合と不可能な場合とがある。図4は、サービスエリア外で基地局信号を受信する場合を示す。受信信号強度表示信号(RSSI)は小さく、また自己チャンネルデータ成分Ecはほとんど検出されない。このため、正常通信はできない。図5は、サービスエリア内の通信であるが、妨害信号の影響により正常な通信ができない場合の例を示す。サービスエリア内であり、受信信号強度表示信号(RSSI)は大きく、自己チャンネルデータ成分Ecも検出されるが、妨害信号の成分も大きいため、Ec/Ioは復調限界k以下となり、妨害信号の影響により正常通信は不可能となる。
【0010】
図6は、図1の移動通信装置において妨害信号を受けた場合の動作説明図である。
以下、受信信号が正常に復調できるか否か、及び、正常に復調できない場合、その原因は妨害信号にあるか否かを判定する方法につき説明する。ここでの妨害信号の検出処理は、装置が待機状態にある場合は、例えば約5sおきに自動的に起動して繰り返し行われるものとするが、図6の説明図では、1回の検出処理に限り記載し、繰返し行われる検出処理についての記載は省略する。
図6において、
(1)まず、基地局から送信された信号を受信する(ステップS201)。
(2)受信信号が正常に復調されたか否かを判定する(ステップS202)。
該判定は、制御回路12において復調信号のフレームエラーレート等を参照することにより可能である。ここで、受信信号が正常に復調されていれば(ステップS202(YES))処理を終了する。
(3)受信信号が正常に復調されていない場合(ステップS202(NO))は、まず、受信信号の送受信エネルギーと受信信号エネルギーの受信帯域内総電力スペクトル密度に対する比率(Ec/Io)を測定する(ステップS211)。
(4)次に、Ec/Ioのレベルが復調限界kより高いか否かを判定する(ステップS212)。復調限界は、システムによって異なるが、例えば、IS−95のシステムでは、パイロット信号のEc/Ioを指標にすると−16dB程度である。
(5)Ec/Ioのレベルが復調限界kを超えている場合(ステップS212(YES))は、自己チャンネルデータ成分Ecは検出されており、妨害信号の影響も少ないため、本来、正常な復調が可能であり、正常な復調が不可能な原因を特定できない。この場合は、復調信号のフレームエラーレートまたはEc/Ioの値が判定の境界値付近にあり、再試行を繰り返せば正常復調の可能性があると考えられるため、複数回試行してそのうち1回でも正常復調と判定される場合は正常に復調しているものとして終了する。再試行するために、制御回路12内のカウンタを減算する(ステップS213)。再試行回数の設定は該カウンタで行う。ここでは、この減算カウンタの初期値を3回に設定する。
(6)カウンタが0になったら(ステップS214(YES))、再試行を打切り、圏外受信処理へ移行する(ステップS215)。なお、再試行回数は、ここでは3回と設定したが、これに限定されない。
(7)一方、Ec/Ioのレベルが復調限界k以下である場合(ステップS212(NO))は、受信信号強度表示信号(RSSI)を測定する(ステップS221)。Ec/Ioのレベルが復調限界k以下である原因としては、サービスエリアから離れて通信する等受信電界強度の低下することによる自己チャンネルデータ成分Ecの低下と、妨害信号による影響との2つが考えられる。
(8)該受信信号強度表示信号(RSSI)が受信限界Eであるか否かを判定する(ステップS222)。受信限界は、システムによって異なるが、例えば、IS−95のシステムでは、−95dBmから−100dBm程度である。
(9)受信信号強度表示信号(RSSI)のレベルが受信限界Eを超えている場合(ステップS222(YES))、受信信号が正常に復調されない原因は、妨害信号による影響と考えられ、妨害信号処理へ移行する(ステップS223)。
(10)受信信号強度表示信号(RSSI)のレベルが受信限界Eに達しない場合(ステップS222(NO))、受信信号が正常に復調されないのは、受信電界強度の低下によるためとして、圏外受信処理へ移行する(ステップS215)。
(11)妨害信号処理(ステップS223)では、正常に復調できない原因は妨害信号を受けているためと判定されるため、制御回路12の指示によりアラームユニット22が動作し、同時に表示部21に「妨害受信」の表示がされる。本実施例では、アラームユニット22は振動を発生しユーザに対して移動通信装置が妨害信号を受けて通信不可能な状態にある旨を知らせる。ユーザが報知に気付けば、アラームは不要なため、ユーザは操作部23を操作することでアラームユニット22の振動と表示部21の「妨害受信」の表示を停止させることができる。妨害信号を受けた時のアラームユニット22の振動は、移動通信装置の着信を知らせる振動と区別できるように、振動数を変えたり、振動と停止を繰り返したりするようにしてもよい。また、圏外受信処理ステップS215では、正常に復調できない原因がサービスエリア外にいるためと判定され、制御回路12の指示により表示部21に「圏外」の表示がされる。ユーザは、移動通信のサービスエリアの範囲からみて、現在地点が通信可能な場所か不可能な場所かを知っていることが多いため、圏外受信の情報は妨害受信の情報より重要度が低いと考えられる。このため、本実施例の場合、圏外受信処理ステップS215では、表示部21による表示のみを行い、アラームユニット22による報知は行わないようにしている。場合によってはこのとき、表示部21による表示と併せ、アラームユニット22による報知も行う構成としてもよいし、場合によっては、表示部21による表示は行わず、アラームユニット22による報知だけを行うようにしてもよい。また、該アラームユニット22による報知は、例えば、アラームユニット22上にLED(図示なし)やライト(図示なし)を設け、これを点灯もしくは点滅させたり、アラームユニット22上に音声発生部を設け、これから音声を発生させたりすることで行う。アラームユニット22は、着信音発生装置と兼用させる構成としてもよい。この場合は、例えば、着信時とは異なる周波数の音を報知音として発生させるようにする。
【0011】
上記実施例構成によれば、例えば、移動通信装置がサービスエリア内にあっても通信不可能な場合、ユーザは、該通信不可能の原因が例えば妨害信号にあることを容易に認識でき、この結果、例えば、妨害信号が及ばない場所に移動して通信を行う等の対応が容易に可能となる。
【0012】
【発明の効果】
本発明によれば、移動通信装置が正常な通信動作を行えないとき、その原因を自動的に判定することができるとともに、該判定結果に基づく表示または報知を行うことができる。このため、適切な改善対応が容易に可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例としての移動通信装置の構成例を示す図である。
【図2】サービスエリア内での受信における正常復調時の受信信号強度表示信号の説明図である。
【図3】サービスエリア境界付近での受信における受信信号強度表示信号の説明図である。
【図4】サービスエリア外での受信における受信信号強度表示信号の説明図である。
【図5】妨害信号を受け正常に復調できない場合の受信信号強度表示信号の説明図である。
【図6】図1の移動通信装置における妨害信号検出動作の説明図である。
【符号の説明】
1…アンテナ、 2…アンテナ共用器、 3…ローノイズ信号増幅器、 4…受信バンドパスフィルタ、 5…ミキサ、 6…バンドパスフィルタ、 7…PLLモジュール、 10…ベースバンド集積回路、 11…信号復調回路、 12…制御回路、 18…受話器、 19…記憶部、 20…送話器、 21…表示部、 22…アラームユニット、 23…操作部。
Claims (5)
- 移動通信網の基地局を中継して信号を送受信する移動通信装置において、
受信信号を復調する復調手段と、
受信信号の強度を検出する受信信号強度検出手段と、
上記受信信号中の妨害を検出する妨害検出手段と、
上記受信信号が正常に復調されているか否かを判定する復調信号判定手段と、少なくとも上記受信信号強度検出手段、上記妨害検出手段及び上記復調信号判定手段を制御するとともに、信号を正常に受信できないときその原因を、該受信信号強度検出手段の出力、該妨害検出手段の出力及び該復調信号判定手段の出力に基づき判定する制御手段と、
を備えた構成を特徴とする移動通信装置。 - 移動通信網の基地局を中継して信号を送受信する移動通信装置において、
受信信号を復調する復調手段と、
受信信号の強度を検出する受信信号強度検出手段と、
上記受信信号中の妨害を検出する妨害検出手段と、
上記受信信号が正常に復調されているか否かを判定する復調信号判定手段と、上記受信信号強度検出手段と上記妨害検出手段と上記復調信号判定手段を制御するとともに、信号を正常に受信できないときにその原因を、該受信信号強度検出手段の出力、該妨害検出手段の出力及び該復調信号判定手段の出力に基づき判定する制御手段と、
上記正常受信できない原因が妨害信号による妨害にあると判定されたとき、上記制御手段からの指示により通信の異常を報知する報知手段または通信妨害を受けている旨の文字情報や画像情報を表示する表示手段のいずれか一方または両方と、
を備えた構成を特徴とする移動通信装置。 - 通信方式が符号分割多元接続方式であり、上記受信信号の受信信号強度が受信信号強度表示信号で表され、上記受信信号中の妨害が、上記受信信号の総受信エネルギーと受信信号エネルギーの受信帯域内総電力スペクトル密度に対する比率で表され、上記受信信号が正常に復調されているか否かが上記受信信号の復調信号のフレームエラーレートで表される請求項1または請求項2に記載の移動通信装置。
- 上記報知手段は、振動により通信の異常を報知する構成である請求項3に記載の移動通信装置。
- 上記報知手段は、着信音発生装置である請求項3に記載の移動通信装置。
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2002
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