JP2005094577A

JP2005094577A - 通信端末装置

Info

Publication number: JP2005094577A
Application number: JP2003327627A
Authority: JP
Inventors: Ryohei Yamamoto; 量平山本
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2005-04-07

Abstract

【課題】パケット通信を行う回路に供給する電圧低下を１０％以下に押さえるための平滑回路のコンデンサの容量を極めて小さくすることにより、小型化および軽量化を実現するようにする。
【解決手段】あらかじめ設定された伝送レートに従って送信パケット期間内に所定回数の送信を行う送信回路４と、伝送レートに従って受信パケット期間内に所定回数の受信を行う受信回路５と、送信パケット期間および受信パケット期間内の送信回数および受信回数を間引きする変調器４１および復調器５４と、間引き後の送信の期間のみに送信回路４にパルス電流を供給し、間引き後の受信の期間のみに受信回路５にパルス電流を供給し、間引き後の送信および受信の期間のみに共通回路にパルス電流を供給する電源回路７と、電池８から電源回路７に供給する電流を平滑化する抵抗９およびコンデンサ１０からなる電流平滑回路とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信端末装置に関し、特に、断続的にデータを送受信するパケット通信を行う通信端末装置に関するものである。

近年、携帯電話などの通信端末装置の開発技術はめざましく、片手ですべての操作ができるまで小型軽量化が進んでいる。また、待ち受け時間も長くなり、セールスポイントの１つになっている。待ち受け時間を長くするために、消費電力を低減する様々な技術が開発されている。例えば、断続的にデータを送受信するパケット通信を行う通信端末装置において、送信および受信するパケットの期間のみに回路の電流を供給する電源回路が設けられている。
図１４は、パケット通信を行う従来の通信端末装置の構成の一部を示す回路図であり、アンテナ１１、バンドパスフィルタ１２、共通回路１３、送信回路１４、受信回路１５、データ処理回路１６、電源回路１７、電池１８、および抵抗１９およびコンデンサ２０からなる電流平滑回路で構成されている。共通回路１３は、局部発振器（ＬＯ）１３１および送受信切替器（ＳＷ）１３２で構成されている。送信回路１４は、変調器１４１、ミキサ１４２、バッファ１４３、パワーアンプ（ＰＡ）１４４で構成されている。受信回路１５は、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）１５１、ミキサ１５２、バッファ１５２、および復調器１５４で構成されている。なお、図には示していないが、送信するデータを入力する入力部や受信したデータを出力する出力部が設けられている。

送信時においては、データ処理回路１６からのベースバンド帯域の送信パケットのデータが、送信回路１４に入力されて、変調器１４１で変調され、その変調信号がミキサ１４２に入力される。ミキサ１４２においては、共通回路１３の局部発振器１３１からバッファ１４２を経た局部発振信号によって変調信号が高周波信号に変換されて、送信データを担う搬送波信号としてパワーアンプ１４４に入力される。パワーアンプ１４４で増幅された搬送波信号は、共通回路１３に入力されて、送信信号と受信信号とを切り替える送受信切替器１３２を経て、バンドパスフィルタ１２によって所定の帯域にフィルタリングされ、アンテナ１１から送信される。

一方、受信時においては、アンテナ１１から受信された受信パケットのデータを担う搬送波信号が、バンドパスフィルタ１２を経て共通回路１３に入力されて、送受信切替器１３２によって受信回路１５に入力される。受信回路１５において、入力された搬送波信号はローノイズアンプ１５１によって増幅されてミキサ１５２に入力される。ミキサ１５２においては、共通回路１３の局部発振器１３１からバッファ１５３を経た局部発振信号によって搬送波信号が中間周波数に変換されて、復調器１５４に入力される。復調器１５４においてベースバンド帯域の受信パケットに復調されたデータは、データ処理回路１６に入力される。

電源回路１７は、共通回路１３、送信回路１４、受信回路１５およびデータ処理回路１６に電流を供給する。その場合において、各部が動作状態である期間に電流を供給する。パケット長は通常数百μｓｅｃから数ｍｓｅｃであるが、ここでは、１ｍｓｅｃの場合を例に採る。図１５は、送受信パケットＴＸ／ＲＸのタイミングに応じて、各部に供給される電流の波形を示す図である。送信回路１４に供給される電流ｉａは、送信データのパケットＴＸの期間には４０ｍＡが必要であり、他の期間にはほぼ０になる。受信回路１５に供給される電流ｉｃは、受信データのパケットＲＸの期間には３０ｍＡが必要であり、他の期間にはほぼ０になる。共通回路１３およびデータ処理回路１６にそれぞれ供給される電流ｉｂおよびｉｄの合計は、送信データおよび受信データのパケットＴＸおよびＲＸの期間には１０ｍＡが必要であり、他の期間にはほぼ０になる。この結果、電流平滑回路を介して電池１８から電源回路１７に入力される全電流ｉｅは、送信データのパケットＴＸの期間には５０ｍＡが必要であり、受信データのパケットＲＸの期間には４０ｍＡになり、他の期間には極めて０に近くなる。

次に、各部に必要な電流を供給するために、電流平滑回路のコンデンサ２０に要求される容量を計算する。消費電流が大きい送信データのパケットＴＸの期間においては、消費電流が５０ｍＡであり、パケット長が１ｍｓｅｃであるので、この通信端末装置の回路の動作電圧が３Ｖであるとして、コンデンサ２０から動作時の電力を供給して、回路の電圧低下を１０％以下に押さえようとすれば、コンデンサ２０の容量Ｃは下記の計算で求められる。
Ｃ＝５０[ｍＡ]＊１[ｍｓｅｃ] ／（３[Ｖ]＊０．１）＝１６７[μＦ]
動作電圧が３Ｖであるので、コンデンサ２０の定格電圧は少なくとも５Ｖは必要である。容量が１６７μＦで定格電圧が５Ｖのコンデンサは形状が大きすぎて、移動用の通信端末装置には搭載できない。

電源回路や平滑回路の小型化に関しては様々な提案がなされている。
そのような提案の１つとして、トランスの利用率を高め、出力電圧のリップル分の発生要因を低減し、トランスや平滑フィルタの小型化などを図る電源装置およびその制御方式を提供するものがある。この提案によれば、二台のトランスの二次側電圧を直列および並列に接続するモードを有して、その比を制御することで出力電圧制御を行わせることにより、出力波形の変化分が少ないことから、出力フィルタの小型化できる。（特許文献１）
また、他の提案として、適正に過電流を防止でき小型化を図れる整流平滑回路を提供するものがある。この提案によれば、交流電源がプラスのときに交流入力を導通する第１のダイオードと、交流電源がマイナスのときに交流入力を導通する第２のダイオードと、スイッチング手段を有した電気・電子機器に直流を供給する第１の平滑コンデンサと、交流電源に対して第２のダイオードと直列に接続されて電気・電子機器に直流を供給する第２の平滑コンデンサと、交流電源と第１のダイオードとの間に直列に接続されて高周波を除去する第１のチョークコイルと、交流電源と第２のダイオードとの間に直列に接続されて高周波を除去する第２のチョークコイルとを備えることにより、第１および第２のチョークコイルに流れる電流を小さくできるので、第１および第２のチョークコイルの小型化が図れる。（特許文献２）
また、他の提案として、放電電灯調光装置のコンバータの平滑回路に用いるコンデンサの容量値およびチョークコイルのインダクタンスを小さくして装置の小型化、軽量化を図るものがある。この提案によれば、コンバータの制御回路にインバータの発振電圧の一部を帰還回路を通して加えることによってコンバータがインバータの発振周波数の２倍の周波数に同期して動作するようにして、コンバータの整流回路の出力端に現れる端子電圧に含まれるリップルが低減するため、整流回路に用いる電解コンデンサの容量を小さくすることができ、装置の小型化、軽量化を図ることができる。（特許文献３）
特開２００３−３３０３３号公報特開２００３−１６９４７３号公報特開平６−１１９９８８号公報

しかしながら、上記特許文献１ないし特許文献３に記載された技術によっても、断続的にデータの送受信を行うパケット通信を行う通信端末装置において、回路の電圧低下を１０％以下に押さえるとともに、平滑回路に用いるコンデンサの容量を小さくするための解決策の参考になるような内容ではない。

本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、パケット通信を行う回路に供給する電圧低下を１０％以下に押さえるための平滑回路のコンデンサの容量を極めて小さくすることにより、小型化および軽量化を実現する通信端末装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の通信端末装置は、あらかじめ設定された伝送レートに従って一定時間（実施形態においては、１ｍｓｅｃの送信パケット期間ＴＸに相当する）内に所定回数の送信を行う送信回路（実施形態においては、図１の送信回路４に相当する）と、伝送レートに従って一定時間（実施形態においては、１ｍｓｅｃの受信パケット期間ＲＸに相当する）内に所定回数の受信を行う受信回路（実施形態においては、図１の受信回路５に相当する）と、一定時間内の送信回数および受信回数を間引きする通信間引き手段（実施形態においては、図１の変調器４１および復調器５４に相当する）と、間引き後の送信の期間のみに送信回路に電流（実施形態においては、図９のパルス電流ｉａに相当する）を供給し、間引き後の受信の期間のみに受信回路に電流（実施形態においては、図９のパルス電流ｉｃに相当する）を供給する電流発生回路（実施形態においては、図１の電源回路７に相当する）と、所定の直流電圧（実施形態においては、図１の電池８に相当する）から電流発生回路に供給する電流を平滑化する電流平滑回路（実施形態においては、図１の抵抗９およびコンデンサ１０からなる回路に相当する）とを備えた構成になっている。

請求項１の通信端末装置において、請求項２に記載したように、通信間引き手段は、送信信号および受信信号における同期信号およびパケット通信におけるデータの伝送速度のレートを識別するパケット情報信号を間引きするような構成にしてもよい。
また、請求項１の通信端末装置において、請求項３に記載したように、通信間引き手段は、パケット情報信号に含まれるデータの伝送レートが低速伝送のレートである場合には、同期信号、パケット情報信号およびデータを間引きするような構成にしてもよい。

本発明の通信端末装置は、パケット通信を行う回路に供給する電圧低下を１０％以下に押さえるための平滑回路のコンデンサの容量を極めて小さくすることにより、小型化および軽量化を実現できるという効果が得られる。

以下、本発明による通信端末装置の実施形態について、図１ないし図１３を参照して説明する。
図１は、パケット通信を行う通信端末装置の構成を示す一部の回路図であり、アンテナ１、バンドパスフィルタ２、共通回路３、送信回路４、受信回路５、データ処理回路６、電源回路７、電池８、および抵抗９とコンデンサ１０とからなる電流平滑回路で構成されている。共通回路３は、局部発振器（ＬＯ）３１および送受信切替器（ＳＷ）３２で構成されている。送信回路４は、変調器４１、ミキサ４２、バッファ４３、パワーアンプ（ＰＡ）４４、およびローパスフィルタ（ＬＰＦ）４５で構成されている。受信回路１５は、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）５１、ミキサ５２、バッファ５２、および復調器５４で構成されている。なお、図には示していないが、送信するデータを入力するキーボードなどの入力部や受信したデータを出力するスピーカや外部記憶媒体などの出力部が設けられている。

送信時においては、データ処理回路６からのベースバンド帯域の送信パケットのデータが、送信回路４に入力されて、変調器４１で変調され、その変調信号がローパスフィルタ４５を介してミキサ４２に入力される。ミキサ４２においては、共通回路３の局部発振器３１からバッファ４３を経た局部発振信号によって変調信号が高周波信号に変換されて、送信データを担う搬送波信号としてパワーアンプ４４に入力される。パワーアンプ４４で増幅された搬送波信号は、共通回路３に入力されて、送信信号と受信信号とを切り替える送受信切替器３２を経て、バンドパスフィルタ２によって所定の帯域にフィルタリングされ、アンテナ１から送信される。

一方、受信時においては、アンテナ１から受信された受信パケットのデータを担う搬送波信号が、バンドパスフィルタ２を経て共通回路３に入力されて、送受信切替器３２によって受信回路５に入力される。受信回路５において、入力された搬送波信号はローノイズアンプ５１によって増幅されてミキサ５２に入力される。ミキサ５２においては、共通回路３の局部発振器３１からバッファ５３を経た局部発振信号によって搬送波信号が中間周波数に変換されて、復調器５４に入力される。復調器５４においてベースバンド帯域の受信パケットに復調されたデータは、データ処理回路６に入力される。電源回路７は、共通回路３、送信回路４、受信回路５およびデータ処理回路６に電流を供給する。その場合において、各部が動作状態である期間に電流を供給する。一般に、パケット長は通常数百μｓｅｃから数ｍｓｅｃであるが、従来技術との比較のために、１ｍｓｅｃの場合を例に採る。また、データクロックとシンボルクロックとの分周比は４とする。

図２は、図１における変調器４１の回路図であり、図３の信号波形Ａないし信号波形Ｋは、図２の変調器４１に高速伝送であるハイレベルのレートが設定された場合に、ウィンドウ生成クロックおよびデータの入力によって、回路の対応する符号Ａ〜Ｋの部分の信号波形を示すタイミングチャートである。１／４分周器１０１およびＤフリップフロップ１０２のクロック入力端子ＣＫには、ウィンドウ生成クロックである図３の信号波形Ａが入力される。ウィンドウ生成クロックの周波数は１ＭＨｚとする。１／４分周器１０１で分周された分周クロック信号である信号波形Ｃは、Ｄフリップフロップ１０２のデータ入力端子Ｄに入力されて、クロック入力端子ＣＫに入力された信号波形Ａの立ち上がりでラッチ（保持）される。信号波形Ｃは１／４分周器１０１によって遅延されているので、Ｄフリップフロップ１０２のデータ出力端子Ｑからは図３の信号波形Dが出力され、インバータ１０３で反転されてＡＮＤゲート１０４の第１の入力端子に入力される。ＡＮＤゲート１０４の第２の入力端子には、分周クロック信号Ｃが入力される。したがって、ＡＮＤゲート１０４の出力端子からは、図３の信号波形Ｅが出力されて、ＯＲゲート１０５の第１の入力端子に入力される。ＯＲゲート１０５の第２の入力端子には、ハイレベルのレート設定信号Ｂが入力されるので、ＯＲゲート１０５の出力端子からは、ＡＮＤゲート１０４の出力である信号波形Ｅのレベルの如何にかかわらず、図３のハイレベルの信号波形Ｆが出力される。

インバータ１０６およびＡＮＤゲート１０７の第１の入力端子には、ハイレベルのレート設定信号である図３の信号波形Ｂが入力され、ＡＮＤゲート１０７の第２の入力端子には、信号波形Ａが入力される。インバータ１０６からのローレベルの出力は、ＡＮＤゲート１０８の第１の入力端子に入力され、ＡＮＤゲート１０８の第２の入力端子には、１／４分周器１０１で分周された分周クロック信号である図３の信号波形Ｃが入力される。この結果、ＡＮＤゲート１０７の出力端子からは信号波形Ａと同じ信号波形が出力され、ＡＮＤゲート１０８の出力端子からはローレベルの信号波形が出力される。ＯＲゲート１０９は、ＡＮＤゲート１０７の出力およびＡＮＤゲート１０８の出力のオアを取るので、その出力からは図３の信号波形Ｈすなわちウィンドウ生成クロックである信号波形Ａと同じ信号波形が出力される。

Ｄフロップフロップ１１０のクロック入力端子ＣＫには、ＯＲゲート１０９の出力である信号波形Ｈが入力され、Ｄフロップフロップ１１０のデータ入力端子Ｄには、図３の信号波形Ｇが入力される。信号波形ＨはＡＮＤゲート１０７およびＯＲゲート１０９によって信号波形Ｇよりも遅延するので、信号波形Ｈの立ち上がりでラッチされた信号波形Ｇは、図３の信号波形ＩとしてＤフロップフロップ１１０のデータ出力端子Qから出力される。

この信号波形Ｉは、インバータ１１１で反転されてＡＮＤゲート１１２の第１の入力端子に入力されるとともに、ＡＮＤゲート１１３の第１の入力端子に入力される。また、ウィンドウ生成クロックである図３の信号波形Ａは、ＡＮＤゲート１１３の第２の入力端子に入力されるとともに、インバータ１１４で反転されてＡＮＤゲート１１３の第２の入力端子に入力される。そして、ＡＮＤゲート１１２の出力およびＡＮＤゲート１１３の出力は、それぞれＯＲゲート１１５の第１および第２の入力端子に入力される。その結果、ＯＲゲート１１５の出力端子からは、図３の信号波形Ｊが出力される。

この信号波形Ｊは、ＡＮＤゲート１１６の第１の入力端子に入力される。一方、ＯＲゲート１０５の出力である図３のハイレベルの信号波形Ｆは、ＡＮＤゲート１１６の第２の入力端子に入力される。したがって、ＡＮＤゲート１１６の出力端子からは、信号波形Ｊと同じ信号波形である図３の信号波形Ｋが出力される。すなわち、変調器４１にウィンドウ生成クロックである信号波形Ａ、ハイレベルのレート設定信号である信号波形Ｂ、データである信号波形Ｇが入力された場合には、変調器４１からは信号波形Ｋが出力される。信号波形Ｇがローレベル「０」の場合には、信号波形Ｋはウィンドウ生成クロックの前半の位相に同期し、信号波形Ｇがハイレベル「１」の場合には、信号波形Ｋはウィンドウ生成クロックの後半の位相に同期している。すなわち、信号波形Ｋは、信号波形Ｇの値「１」又は「０」に応じてパルス位置変調（ＰＰＫ）された変調信号になっている。

図４の信号波形Ａないし信号波形Ｋは、図２の変調器４１に低速伝送のローレベルのレートが設定された場合に、ウィンドウ生成クロックおよびデータの入力によって、回路の対応する符号Ａ〜Ｋの部分に発生する信号波形を示すタイミングチャートである。１／４分周器１０１およびＤフリップフロップ１０２のクロック入力端子ＣＫには、ウィンドウ生成クロックである図４の信号波形Ａが入力される。１／４分周器１０１で分周された分周クロック信号である信号波形Ｃは、Ｄフリップフロップ１０２のデータ入力端子Ｄに入力されて、クロック入力端子ＣＫに入力された信号波形Ａの立ち上がりでラッチされる。信号波形Ｃは１／４分周器１０１によって遅延されているので、Ｄフリップフロップ１０２のデータ出力端子Ｑからは図４の信号波形Dが出力され、インバータ１０３で反転されてＡＮＤゲート１０４の第１の入力端子に入力される。ＡＮＤゲート１０４の第２の入力端子には、信号波形Ｃが入力される。したがって、ＡＮＤゲート１０４の出力端子からは、図４の信号波形Ｅが出力されて、ＯＲゲート１０５の第１の入力端子に入力される。ＯＲゲート１０５の第２の入力端子には、ローレベルのレート設定信号Ｂが入力されるので、ＯＲゲート１０５の出力端子からは、信号波形Ｅと同じ信号波形である図４の信号波形Ｆが出力される。

インバータ１０６およびＡＮＤゲート１０７の第１の入力端子には、ローレベルのレート設定信号である図４の信号波形Ｂが入力され、ＡＮＤゲート１０７の第２の入力端子には、ウィンドウ生成クロックである信号波形Ａが入力される。インバータ１０６からのハイレベルの出力は、ＡＮＤゲート１０８の第１の入力端子に入力され、ＡＮＤゲート１０８の第２の入力端子には、１／４分周器１０１で分周された分周クロック信号である信号波形Ｃが入力される。この結果、ＡＮＤゲート１０７の出力端子からはローレベルの信号波形が出力され、ＡＮＤゲート１０８の出力端子からは信号波形Ｃが出力される。ＯＲゲート１０９は、ＡＮＤゲート１０７の出力およびＡＮＤゲート１０８の出力のオアを取るので、その出力からは信号波形Ｃと同じ信号波形である図４の信号波形Ｈが出力される。

Ｄフロップフロップ１１０のクロック入力端子ＣＫには、ＯＲゲート１０９の出力である信号波形Ｈが入力され、Ｄフロップフロップ１１０のデータ入力端子Ｄには、図４の信号波形Ｇが入力される。Ｄフロップフロップ１１０においては、ＡＮＤゲート１０８およびＯＲゲート１０９で遅延された信号波形Ｈの立ち上がりで信号波形Ｇがでラッチされ、図４の信号波形Ｉとしてデータ出力端子Qから出力される。

この信号波形Ｉは、インバータ１１１で反転されてＡＮＤゲート１１２の第１の入力端子に入力されるとともに、ＡＮＤゲート１１３の第１の入力端子に入力される。また、ウィンドウ生成クロックである図３の信号波形Ａは、ＡＮＤゲート１１３の第２の入力端子に入力されるとともに、インバータ１１４で反転されてＡＮＤゲート１１３の第２の入力端子に入力される。そして、ＡＮＤゲート１１２の出力およびＡＮＤゲート１１３の出力は、それぞれＯＲゲート１１５の第１および第２の入力端子に入力される。その結果、ＯＲゲート１１５の出力端子からは、図４の信号波形Ｊが出力される。

この信号波形Ｊは、ＡＮＤゲート１１６の第１の入力端子に入力される。一方、ＯＲゲート１０５の出力である図４の信号波形Ｆは、ＡＮＤゲート１１６の第２の入力端子に入力される。したがって、ＡＮＤゲート１１６の出力端子からは、図４の信号波形Ｋが出力される。すなわち、変調器４１にウィンドウ生成クロックである信号波形Ａ、ローレベルのレート設定信号である信号波形Ｂ、データである信号波形Ｇが入力された場合には、変調器４１からはウィンドウ生成クロックの４倍の周期を持つ間引きされた信号波形Ｋが出力される。また、ハイレベルのレート設定信号の場合と同様に、信号波形Ｇがローレベル「０」の場合には、信号波形Ｋはウィンドウ生成クロックＡの前半の位相に同期し、信号波形Ｇがハイレベル「１」の場合には、信号波形Ｋはウィンドウ生成クロックＡの後半の位相に同期している。すなわち、間引きされた信号波形Ｋは、信号波形Ｇの値「１」又は「０」に応じてパルス位置変調（ＰＰＫ）された「０，１，１，０，１，…」の変調信号になっている。

この間引きされた信号波形Ｋがさらにパケット通信の無線信号として送信される。図５は、「１，０，１，１…」のデータを担う無線信号である。間引きがない場合には同じデータを４スロット分送信するが、間引きした場合には１スロットでデータを送信する。この場合において、ウィンドウ生成クロックの周波数は１ＭＨｚであるので、１スロットの期間は１μｓｅｃである。すなわち、送信パケット期間において１μｓｅｃの期間に送信に必要な消費電流が増加する。

図６は、図１の受信回路５における復調器５４の構成を示す回路図であり、図７の信号波形Ａないし信号波形Ｋは、図６の復調器５４に高速伝送であるハイレベルのレートが設定された場合に、ウィンドウ生成クロックおよびデータの入力によって、回路の対応する符号Ａ〜Ｋの部分の信号波形を示すタイミングチャートである。１／４分周器２０１およびＤフリップフロップ２０２のクロック入力端子ＣＫおよびインバータ２０３には、ウィンドウ生成クロックである図７の信号波形Ａが入力される。１／４分周器２０１で分周された分周クロック信号である図７の信号波形Ｃは、Ｄフリップフロップ２０２のデータ入力端子Ｄに入力されて、クロック入力端子ＣＫに入力されたウィンドウ生成クロックである信号波形Ａの立ち上がりでラッチされる。信号波形Ｃは１／４分周器２０１によって遅延しているので、Ｄフリップフロップ２０２のデータ出力端子Ｑからは図７の信号波形Ｄが出力される。

この信号波形Ｄはインバータ２０４で反転されて３入力ＡＮＤゲート２０５の第１の入力端子に入力される。３入力ＡＮＤゲート２０５の第２の入力端子には分周クロック信号である信号波形Ｃが入力され、第３の入力端子にはインバータ２０３の出力すなわち信号波形Ａの反転波形が入力される。したがって、３入力ＡＮＤゲート２０５の出力端子からは図７の信号波形Ｅが出力される。この信号波形ＥはＯＲゲート２０６の第１の入力端子に入力される。一方、ＯＲゲート２０６の第２の入力端子にはハイレベルのレート設定信号である図７の信号波形Ｂが入力される。この結果、ＯＲゲート２０６の出力端子からは、第１の入力端子に入力される信号波形Ｅにかかわらず、図７のハイレベルの信号波形Ｇが出力される。

信号波形Ｇは、インバータ２０７でローレベルに反転されてＡＮＤゲート２０８の第１の入力端子に入力されるので、ＡＮＤゲート２０８の第２の入力端子に入力される信号にかかわらず、ＡＮＤゲート２０８の出力端子からは図７のローレベルの信号波形Ｈが出力される。ＡＮＤゲート２０９の第１の入力端子には受信データである図７の信号波形Ｆが入力され、第２の入力端子にはＯＲゲート２０６の出力であるハイレベルの信号波形Ｇが入力される。したがって、ＡＮＤゲート２０９の出力端子からは信号波形Ｆと同じ信号波形である図７の信号波形Ｉが出力される。ＯＲゲート２１０の第１の入力端子にはＡＮＤゲート２０８の出力であるローレベルの信号波形Ｈが入力され、第２の入力端子にはＡＮＤゲート２０９の出力である信号波形Ｉが入力される。

したがって、ＯＲゲート２１０の出力端子からは信号波形Ｉと同じ信号波形である図７の信号波形Ｊが出力されて、Ｄフリップフロップ２１１のデータ入力端子Ｄに入力される。Ｄフリップフロップ２１１のクロック入力端子ＣＫにはウィンドウ生成クロックである信号波形Ａが入力されるので、信号波形Ａの立ち上がりで信号波形Ｊがラッチされる。信号波形ＪはＡＮＤゲート２０９およびＯＲゲート２１０によって信号波形Ａよりも遅延しているので、Ｄフリップフロップ２１１のデータ出力端子Ｑからは図７の信号波形Ｋが出力される。
この結果、送信側における図２の変調器４１に入力された送信データである図３の信号波形Ｇは、受信側における図２の復調器５４で復調された信号波形Ｋとして復元される。

図８の信号波形Ａないし信号波形Ｋは、図６の復調器５４に低速伝送であるローレベルのレートが設定された場合に、ウィンドウ生成クロックおよびデータの入力によって、図６の回路の対応する符号Ａ〜Ｋの部分の信号波形を示すタイミングチャートである。１／４分周器２０１およびＤフリップフロップ２０２のクロック入力およびインバータ２０３には、ウィンドウ生成クロックである図８の信号波形Ａが入力される。１／４分周器２０１で分周された分周クロック信号である図８の信号波形Ｃは、Ｄフリップフロップ２０２のデータ入力端子Ｄに入力されて、クロック入力端子ＣＫに入力されたウィンドウ生成クロックである信号波形Ａの立ち上がりでラッチされる。信号波形Ｃは１／４分周器２０１によって遅延しているので、Ｄフリップフロップ２０２のデータ出力端子Ｑからは図８の信号波形Ｄが出力される。

この信号波形Ｄはインバータ２０４で反転されて３入力ＡＮＤゲート２０５の第１の入力端子に入力される。３入力ＡＮＤゲート２０５の第２の入力端子には分周クロック信号である信号波形Ｃが入力され、第３の入力端子にはインバータ２０３の出力すなわち信号波形Ａの反転波形が入力される。したがって、３入力ＡＮＤゲート２０５の出力端子からは図７の信号波形Ｅが出力される。この信号波形ＥはＯＲゲート２０６の第１の入力端子に入力される。ここまでの信号処理および符号Ａ〜Ｅにおける信号波形は、高速伝送の場合と同じである。

低速伝送の場合には、ＯＲゲート２０６の第２の入力端子にローレベルのレート設定信号である図８の信号波形Ｂが入力される。したがって、ＯＲゲート２０６の出力端子からは第１の入力端子の信号波形Ｅが図８の信号波形Ｇとして出力される。この信号波形Ｇはインバータ２０７で反転されてＡＮＤゲート２０８の第１の入力端子に入力されるとともに、ＡＮＤゲート２０９の第１の入力端子にも信号波形Ｇが入力される。ＡＮＤゲート２０９の第２の入力端子には「０，１，１，０，１，…」の受信データである図８の信号波形Ｆが入力されるので、ＡＮＤゲート２０９の出力端子からは信号波形Ｅと信号波形Ｆとの論理積として図８の信号波形Ｉが出力される。

この信号波形ＩはＯＲゲート２１０の第１の入力端子に入力され、第２の入力端子にはＡＮＤゲート２０８の出力が入力される。上記したように、ＡＮＤゲート２０８の第１の入力端子には反転された信号波形Ｇが入力され、第２の入力端子にはＤフリップフロップ２０２のデータ出力端子Ｑの信号波形が入力される。このときＤフリップフロップ２１１のデータ出力端子Ｑの信号波形はローレベルであり、Ｄフリップフロップ２１１のデータ入力端子Dのハイレベルの信号波形がラッチされるまでの期間においては、ＡＮＤゲート２０８の出力もローレベルである。したがって、この期間においては、ＯＲゲート２１０の出力端子からは信号波形Ｉと同じ信号波形Ｊが出力される。

この信号波形ＪはＤフリップフロップ２１１のデータ入力端子Ｄに入力され、クロック入力端子ＣＫに入力された信号波形Ａの立ち上がりでラッチされる。信号波形ＪはＡＮＤゲート２０９およびＯＲゲート２１０によって信号波形Ａよりも遅延しているので、信号波形Ｉがハイレベルからローレベルに変化する前のタイミングでラッチされ、Ｄフリップフロップ２１１のデータ出力端子Ｑからはハイレベルの信号波形がＡＮＤゲート２０８の第２の入力端子にフィードバックされる。この結果、ＡＮＤゲート２０８の出力である信号波形Ｈがローレベルからハイレベルに変化し、ＯＲゲート２１０の出力である信号波形Ｊは信号波形Ｉがハイレベルからローレベルに変化してもハイレベルを維持する。この後は、信号波形Ｅ、信号波形Ｆおよび信号波形Ｋの組み合わせに応じた信号波形がＤフリップフロップ２１１のデータ入力端子Ｄに入力される。

すなわち、図８の信号波形Ｆと信号波形Ｇとの論理積である信号波形ＩがＡＮＤゲート２０９からＯＲゲート２１０の第１の入力端子に入力され、図８の信号波形Ｇの反転波形と信号波形Ｋとの論理積である信号波形ＨがＡＮＤゲート２０８からＯＲゲート２１０の第２の入力端子に入力される。したがって、ＯＲゲート２１０の出力端子からは図８の信号波形Ｊが出力されて、Ｄフリップフロップ２１１のデータ入力端子Ｄに入力される。Ｄフリップフロップ２１１のクロック入力端子にはウィンドウ生成クロックである信号波形Ａが入力されるので、信号波形Ａの立ち上がりで信号波形Ｊがラッチされる。信号波形ＪはＡＮＤゲート２０９およびＯＲゲート２１０によって信号波形Ａよりも遅延しているので、Ｄフリップフロップ２１１のデータ出力端子Ｑからは図８の信号波形Ｋが出力される。
この結果、低速伝送の場合の受信データである図８の信号波形Ｆが、高速伝送の場合の受信データである図７の信号波形Ｆを間引きした信号であっても、送信側における図２の変調器４１に入力された送信データである図３の信号波形Ｇは、高速伝送の場合と同様に、受信側における図２の復調器５４で復調された信号波形Ｋとして復元される。

図９は、送信信号を間引きした場合に、送受信パケットＴＸ／ＲＸのタイミングに応じて、各部に供給される電流の波形を示す図である。送信回路４に供給される電流ｉａは、パケットＴＸの期間の中で間引きされた後の実際の送信期間は４０ｍＡの電流が必要であるが、間引きされた期間は極めて少ない電流で済む。同様に、受信回路５に供給される電流ｉｃは、パケットＲＸの期間の中で間引きされた後の実際の受信期間は３０ｍＡが必要であるが、間引きされた期間は極めて少ない電流で済む。すなわち、送信回路４および受信回路５に供給される電流波形は櫛の歯状になる。共通回路３およびデータ処理回路６にそれぞれ供給される電流ｉｂおよびｉｄの合計は、送信データおよび受信データのパケットＴＸおよびＲＸの期間には１０ｍＡが必要であり、他の期間にはほぼ０になる。

この結果、電流平滑回路から電源回路７に入力される全電流ｉｅは、間引きされた期間は電流ｉｂおよび電流ｉｄにわずかな値を加算した少ない電流で済み、間引きした後の実際の送受信期間だけ３０ｍＡから４０ｍＡの櫛の歯状の電流波形が電流ｉｂおよび電流ｉｄに加えて必要となる。したがって、電池８から電流平滑回路に流れる電流ｉｆは、櫛の歯状の電流波形が抵抗９およびコンデンサ１０によって平滑されてピーク電流を大幅に低減できる。

この場合において、電流平滑回路のコンデンサ１０に要求される容量を計算する。クロックが１ＭＨｚであったとすると、送信データのパケットＴＸの期間においては、１μｓｅｃの期間に５０ｍＡの消費電流が必要となる。この通信端末装置の回路の動作電圧が３Ｖであるとして、コンデンサ１０から動作時の電力を供給して、回路の電圧低下を１０％以下に押さえようとすれば、コンデンサ１０の容量Ｃは下記の計算で求められる。
Ｃ＝５０[ｍＡ]＊１[μｓｅｃ] ／（３[Ｖ]＊０．１）＝０．１６７[μＦ]
すなわち、低速伝送の通信端末装置における電流平滑回路のコンデンサ１０の容量Ｃは、図１４に示した従来例におけるコンデンサ２０の容量の１／０００の容量で済むことになり、定格電圧を５Ｖにしても移動用の通信端末装置に十分に搭載できる形状となる。

パケット通信の送信信号は、受信側でＰＬＬなどの同期を取るための同期信号（Preamble ）、伝送速度のレートなどを含むパケット情報信号（Info ）、および実際の送信データ（Data ）で構成されている。このうち同期信号およびパケット情報信号については低速伝送が可能であり、送信データについてはパケット情報信号に低速伝送である情報を含めることで低速伝送が可能である。
図１０は、同期信号を低速伝送のレートで送受信した場合の間引きの様子を示す図である。また、図１１は、パケット情報信号を低速伝送のレートで送受信した場合の間引きの様子を示す図である。このパケット情報信号に低速伝送のレートを示す情報を含めた場合には、送信データを低速伝送のレートで間引きして送信し、受信側ではパケット情報信号を解読して、低速伝送のレートである場合には間引きされた受信データを復調して送信データを復元する。図１２は、データを低速伝送のレートで送受信した場合の間引きの様子を示す図である。図１３は、データを高速伝送のレートで送受信した場合の様子を示す図である。

以上のように、上記実施形態の通信端末装置によれば、あらかじめ設定された伝送レートに従って送信パケット期間内に所定回数の送信を行う送信回路４と、伝送レートに従って受信パケット期間内に所定回数の受信を行う受信回路５と、送信パケット期間および受信パケット期間内の送信回数および受信回数を間引きする変調器４１および復調器５４と、間引き後の送信の期間のみに送信回路４にパルス電流を供給し、間引き後の受信の期間のみに受信回路５にパルス電流を供給し、間引き後の送信および受信の期間のみに共通回路にパルス電流を供給する電源回路７と、電池８から電源回路に供給する電流を平滑化する抵抗９およびコンデンサ１０からなる電流平滑回路とを備えたので、パケット通信を行う回路７に供給する電圧低下を１０％以下に押さえるための平滑回路のコンデンサの容量を極めて小さくすることにより、小型化および軽量化を実現できる。

なお、上記実施形態においては、ウィンドウ生成クロックとデータクロックとの比を１対４とする変調方式を採用したが、他の比を採用した変調方式でもよい。また、２値のパルス位置変調（ＰＰＫ）を適用して間引き処理を行う構成にしたが、多値のパルス位置変調を適用して間引き処理を行う構成にしてもよい。さらに、パルス位置変調以外の位相シフト変調（ＰＳＫ）あるいは振幅シフト変調（ＡＳＫ）の変調方式を適用して間引き処理を行う構成にしてもよい。

本発明の実施形態における通信端末装置の構成を示す一部の回路図。図１における変調器の回路図。図２の変調器における高速伝送の場合の各部の信号波形を示すタイミングチャート。図２の変調器における低速伝送の場合の各部の信号波形を示すタイミングチャート。低速伝送の場合における間引きされた無線信号を示す図。図１における復調器の回路図。図６の復調器における高速伝送の場合の各部の信号波形を示すタイミングチャート。図６の復調器における低速伝送の場合の各部の信号波形を示すタイミングチャート。送信信号を間引きした場合に図１の通信端末装置の各部に供給される電流波形を示す図。同期信号を低速伝送のレートで送受信した場合の間引きの様子を示す図。パケット情報信号を低速伝送のレートで送受信した場合の間引きの様子を示す図。データを低速伝送のレートで送受信した場合の間引きの様子を示す図。データを高速伝送のレートで送受信した場合の間引きの様子を示す図。従来の通信端末装置の構成を示す一部の回路図。従来の通信端末装置において各部に供給される電流波形を示す図。

符号の説明

１アンテナ
２バンドパスフィルタ
３共通回路
４送信回路
５受信回路
６データ処理回路
７電源回路
８電池
９抵抗
１０コンデンサ
３１局部発振器
３２送受信切替器
４１変調器
４２，５２ミキサ
４３，５３バッファ
４４パワーアンプ
４５ローパスフィルタ
５１ローノイズアンプ
５４復調器

Claims

あらかじめ設定された伝送レートに従って一定時間内に所定回数の送信を行う送信回路と、
前記伝送レートに従って一定時間内に所定回数の受信を行う受信回路と、
前記一定時間内の送信回数および受信回数を間引きする通信間引き手段と、
間引き後の送信の期間のみに前記送信回路に電流を供給し、間引き後の受信の期間のみに前記受信回路に電流を供給する電流発生回路と、
所定の直流電圧から前記電流発生回路に供給する電流を平滑化する電流平滑回路と、
を備えた無線通信装置。
前記通信間引き手段は、送信信号および受信信号における同期信号およびパケット通信におけるデータの伝送速度のレートを識別するパケット情報信号を間引きすることを特徴とする請求項１記載の通信端末装置。
前記通信間引き手段は、前記パケット情報信号に含まれるデータの伝送レートが低速伝送のレートである場合には、同期信号、パケット情報信号およびデータを間引きすることを特徴とする請求項１記載の通信端末装置。