JP2014143580A - 無線通信装置および送信電力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の子機と同時に無線通信を行う場合に、他の無線通信システムへの電波干渉を極力抑えながら、全ての子機との通信を維持すること。
【解決手段】送信電力制御部１０２ａは、全ての子機が充電台に載置されたタイミングで送信電力制御を実施する。送信電力制御部１０２ａは、送信電力制御を開始した後、回線から親機１に着信があった場合、送信電力制御を解除する。送信電力制御部１０２ａは、回線が切断された後、再び、送信電力制御を実施する。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルコードレス電話機に応用可能な無線通信装置および送信電力制御方法に関する。

コードレスの子機を有し、電話回線に接続された親機から離れて通話相手と会話することができるコードレス電話機が普及している。その普及に伴い、複数の無線通信システムが同一エリア内に存在するようなケースも生じるようになってきた。このようなケースでは、親機が常時最大の電力で電波を送信すると、親機と子機が離れていても通話することができる反面、他の無線通信システムへの電波干渉が大きくなってしまうという課題があった。

そこで、親機の送信電力を可変制御するコードレス電話機が開発されている。例えば、特許文献１には、通信開始時に無線通信機の送信電力値を最大値にして送信を行い、送信に成功するごとに送信電力値を所定量ずつ下げていき、送信に失敗したときには送信電力値を所定量上げる等の制御をすることにより最適な送信電力の設定を行う技術が開示されている。

また、特許文献２には、子機が充電台に連結されているか否かに応じて、親機（接続装置）の送信電力を制御する技術が記載されている。すなわち、特許文献２には、子機と接続装置の間では、子機が充電台に連結されると低い送信電力で通信し、子機が充電台から離されると高い送信電力で通信する技術が開示されている。これにより、特許文献２の技術は、子機が接続装置から遠ざかる過程で妨害波が届いても、子機と接続装置の間の通信を維持することができるようにするものである。

特開２００１−３３２９８７号公報 特開２００２−３４５０２６号公報

しかしながら、特許文献１は、通話時（またはその他のデータ通信時）の子機と親機との間の電力を低く制御する技術であり、通話時以外の子機と親機との間の同期および制御信号送信のための制御チャネルの電力制御に関するものではない。また、特許文献２は、１台の子機と親機との間の制御に関する発明であり、複数の子機が存在する場合には実施することができない。更に、上記従来技術には、制御チャネルの信号が他のコードレス電話システムに対して干渉を与えることについては考慮されていない。

図１０は、隣接する他のコードレス電話システムに対する干渉の様子を示す。図１０に示すように、親機に登録された子機が複数有る場合（子機Ａ、子機Ｂ）、遠方に存在する子機Ｂで受信可能なように親機が送信する制御チャネルの電力を最大にすると、隣接する他のコードレス電話システムに大きな干渉を与えてしまうおそれがある。

特許文献２には、接続装置と同じ端末番号を持つ１台の子機が充電台に連結されると当該接続装置が送信電力を低くすることが記載されているが、接続装置と同じ端末番号を持つ子機が複数存在する場合における制御信号の送信電力制御については記載されていない。また、親機にて通信開始のイベントが発生した時、例えば回線から親機に着信があり、親機が子機を呼び出すときに、送信電力が低いままだと、親機と子機の通信が切れてしまうおそれがある。

本発明の目的は、複数の子機と無線通信を行う場合に、他の無線通信システムへの電波干渉を極力抑えながら、全ての子機との通信を維持することができる無線通信装置および送信電力制御方法を提供することである。

本発明の無線通信装置は、複数の子機とＴＤＭＡ方式の無線通信を行う無線通信装置であって、各子機から送信された信号の受信レベルを測定するレベル測定手段と、全ての子機が充電台に載値されたときに前記受信レベルを用いて送信電力制御を行う送信電力制御手段と、を具備し、前記送信電力制御手段は、通信開始イベントが発生したときに送信電力制御を解除する、構成を採る。

本発明の送信電力制御方法は、複数の子機とＴＤＭＡ方式の無線通信を行う無線通信装置の送信電力制御方法であって、各子機から送信された信号の受信レベルを測定するステップと、全ての子機が充電台に載値されたときに前記受信レベルを用いて送信電力制御を行うステップと、回線から着信があったときに送信電力制御を解除するステップと、を具備する。

本発明によれば、送信電力制御を開始した後に、親機にて通信開始のイベントが発生したときに、送信電力制御を解除する。これにより、他の無線通信システムへの電波干渉を極力抑えながら、全ての子機との通信を維持することができる。

本発明の一実施の形態に係る親機の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態に係る子機および充電台の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態に係る子機を充電台に載置する様子を示す外観図 ＤＥＣＴ方式における、待機状態での親機と子機の通信の様子を説明する図 本発明の一実施の形態に係る親機のメモリ部に記憶される情報を示す図 本発明の一実施の形態に係る親機のメモリ部に記憶される情報を示す図 本発明の一実施の形態に係る親機の制御チャネルのエリア調整の様子を示す図 本発明の他の実施の形態に係るコードレス電話システムに対する干渉の様子を示す説明図 本発明の一実施の形態に係る親機の動作を示すフロー図 隣接する他のコードレス電話システムに対する干渉の様子を示す説明図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、ＤＥＣＴ（Digital Enhanced Cordless Telecommunication）規格に準拠したデジタルコードレス電話機を例に説明する。ＤＥＣＴは、欧州の電気通信標準化機関であるＥＴＳＩ（European Telecommunications Standards Institute）で標準化されている方式である。

（実施の形態）
デジタルコードレス電話機は、１つの親機１（図１参照）と、複数の子機２（図２参照）と、子機２と同数の充電台３（図２参照）と、から構成される。親機１（無線通信装置）は、各子機２とＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式の無線通信を行う。

図１は、本発明の一実施の形態に係る親機１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、親機１は、電話回線インターフェース１０１と、信号処理部１０２と、メモリ部１０３と、無線部１０４と、アンテナ１０５と、表示部１０６と、操作部１０７と、マイクロフォン１０８と、スピーカ１０９と、から主に構成される。

電話回線インターフェース１０１は、電話回線と信号処理部１０２とを繋ぐインターフェースであり、着呼処理、発呼処理を行って電話回線を介して外部の電話機と接続したり、回線の開放・閉結を行ったりする。

信号処理部１０２は、メモリ部１０３に記憶されている制御プログラムに基づいて、各部から出力された信号の処理、および、各部の制御を行う。特に、信号処理部１０２は、デジタル音声データに対してＡＤＰＣＭ（Adaptive Differential Pulse Code Modulation）方式の符号化処理を行い、制御データを付加し、フレーム中の所定のスロットに挿入し、周波数変調等の変調処理を行い、ベースバンドの送信信号を生成する。また、信号処理部１０２は、ベースバンドの受信信号に対して復調処理を行い、フレーム中の所定のスロットから制御データおよび音声符号化データを取り出し、音声符号化データに対してＡＤＰＣＭ方式の復号処理を行い、デジタル音声データを生成する。

メモリ部１０３は、制御プログラム、子機のＩＤ（Identification）等、所定の情報を記憶する。なお、メモリ部１０３に記憶される情報の内、本発明に関わるものについては後述する。

無線部１０４は、信号処理部１０２から出力されたベースバンドのデジタル信号に対して、増幅、アップコンバート等の無線処理を行い、アンテナ１０５から無線信号を送信する。また、無線部１０４は、アンテナ１０５に受信された無線信号に対して、増幅、ダウンコンバート等の無線処理を行い、ベースバンドのデジタル信号を信号処理部１０２に出力する。

表示部（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）１０６は、信号処理部１０２から出力された各種情報を表示する。操作部１０７は、多様なボタン、ダイヤル、キーを有し、ユーザの意志に基づく操作内容を電気信号に変換して信号処理部１０２に出力する。

マイクロフォン１０８は、ユーザの音声を集音し、音声信号に変換して信号処理部１０２に出力する。スピーカ１０９は、信号処理部１０２から出力された音声信号を音声に変換して発音する。

ここで、本発明の特徴的な構成として、信号処理部１０２は、送信電力制御部１０２ａを有する。また、無線部１０４は、レベル測定部１０４ａおよび増幅部１０４ｂを有する。

送信電力制御部１０２ａは、レベル測定部１０４ａにて測定された各子機２からの受信信号のＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）レベルに基づいて送信電力を算出し、算出結果を示す制御信号を増幅部１０４ｂに出力する。なお、送信電力制御部１０２ａにおける具体的な送信電力制御方法は後述する。

レベル測定部１０４ａは、充電台３に設置された各子機２からの受信信号のＲＳＳＩレベルを測定し、測定結果を示すＲＳＳＩ信号を送信電力制御部１０２ａに出力する。

増幅部１０４ｂは、送信電力制御部１０２ａの制御に基づいて、アンテナ１０５から送信される無線信号の電力を増幅する。

図２は、本発明の一実施の形態に係る子機２および充電台３の構成を示すブロック図である。図２に示すように、子機２は、信号処理部２０１と、メモリ部２０２と、無線部２０３と、アンテナ２０４と、表示部２０５と、操作部２０６と、マイクロフォン２０７と、スピーカ２０８と、充電回路２１１と、２次電池２１２と、定電圧回路２１３と、から主に構成される。また、子機２は、端子Ｔ２１、Ｔ２２を有する。

信号処理部２０１は、メモリ部２０２に記憶されている制御プログラムに基づいて、各部から出力された信号の処理、および、各部の制御を行う。また、信号処理部２０１は、充電回路２１１から充電検出信号を受け取ると、子機２が充電台３に載置されたことを通知するための通知信号（以下、「載置通知信号」という）を無線部２０３，アンテナ２０４を介して親機１に送信する。また、信号処理部２０１は、充電回路２１１から出力されていた充電検出信号が停止されると、子機２が充電台３から離れたことを通知するための通知信号（以下、「分離通知信号」という）を無線部２０３，アンテナ２０４を介して親機１に送信する。

メモリ部２０２は、制御プログラム等、所定の情報を記憶する。

無線部２０３は、信号処理部２０１から出力されたベースバンドのデジタル信号に対して、増幅、アップコンバート等の無線処理を行い、アンテナ２０４から無線信号を送信する。また、無線部２０３は、アンテナ２０４に受信された無線信号に対して、増幅、ダウンコンバート等の無線処理を行い、ベースバンドのデジタル信号を信号処理部２０１に出力する。

表示部２０５は、信号処理部２０１から出力された各種情報を表示する。操作部２０６は、多様なボタン、ダイヤル、キーを有し、ユーザの意志に基づく操作内容を電気信号に変換して信号処理部２０１に出力する。

マイクロフォン２０７は、ユーザの音声を集音し、音声信号に変換して信号処理部２０１に出力する。スピーカ２０８は、信号処理部２０１から出力された音声信号を音声に変換して発音する。

端子Ｔ２１，Ｔ２２は、子機２を充電台３に載置した際に端子Ｔ３１，Ｔ３２と接触させて充電電流を入力するための端子である。

充電回路２１１は、充電台３から供給される充電電流を入力して２次電池２１２および定電圧回路２１３に供給する。また、充電回路２１１は、子機２が充電台３に載置され、充電台３からの充電電流を検出した場合、充電検出信号を信号送信部２０１に出力する。また、充電回路２１１は、子機２が、載置されていた充電台３から離れ、充電台３からの充電電流を検出しなくなった場合、充電検出信号の出力を停止する。

２次電池２１２は、充電回路２１１からの充電電流を蓄電し、定電圧回路２１３に放電する。

定電圧回路２１３は、安定した直流電圧を、信号処理部２０１へ供給する定電圧源であり、充電回路２１１あるいは２次電池２１２からの直流電圧（例えば２．５Ｖ）をさらに低い電圧（例えば１．８Ｖ）に変換する。

充電台３は、外部電源コネクタ３０１と、電源回路３０２と、から主に構成される。また、充電台３は、端子Ｔ３１、Ｔ３２を備える。

端子Ｔ３１，Ｔ３２は、子機２へ充電電流を供給するための端子である。

外部電源コネクタ３０１は、外部電源と接続して、直流電流を入力する。

電源回路３０２は、外部電源コネクタ３０１からの直流電圧（例えば６．５Ｖ）を適正な電圧（例えば２．５Ｖ）に変換し、子機２の充電回路２１１に供給するＤＣ／ＤＣコンバータである。

図３に示すように、子機２は、ユーザが充電台３に載置すること、及び、充電台３から離すことが容易にできる構造となっている。子機２は、充電台３に載置されると、充電台３と電気的に接続し、２次電池２１２に充電台３からの充電電流を蓄電する。なお、親機１には、子機２に充電することができる構造を持つものがある。この場合、子機２は、親機１の充電部に載置されると、親機１と電気的に接続し、２次電池２１２に親機１からの充電電流を蓄電する。

次に、ＤＥＣＴ方式における、待機状態での親機と子機の通信について図４を用いて説明する。

図４に示すように、ＤＥＣＴ方式では、１０ｍｓ周期の１フレームに２４スロット（アップリンク用に１２スロット、ダウンリンク用に１２スロット）を含んで構成されるＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Time Division Multiple Access/Time Division Duplex）方式を採用している。また、最低１スロットの制御チャネルスロットを備えており、制御チャネルも通話チャネルも１０ｍｓのフレーム周期で送受信される。

親機は、子機に対して各フレームの予め定められた所定のスロット（図４では第２スロット）を制御チャネルに決めこの制御チャネルにて制御信号（Beacon）を送信する。

待機状態では、子機から親機には信号が送信されない。そして、子機が充電台に載置された等のイベントが発生した場合、子機は、親機に対して予め定められた所定のスロット（図４では第１４スロット）にて載置通知信号を送信する。

本実施の形態の親機１は、各子機２から送信された載置通知信号のＲＳＳＩレベルを測定し、測定結果に基づいて送信電力を制御する。

次に、親機１のメモリ部１０３に記憶される情報について、図５を用いて説明する。図５に示すように、親機１のメモリ部１０３には、各子機２について、これらの機器のＩＤ番号（ID_i）、測定した載置通知信号のＲＳＳＩレベル（Ppp_i）および載置通知信号の受信時刻（Tpp_i）が対応付けて記憶される。

レベル測定部１０４ａは、親機１が各子機２から載置通知信号を受信する度に、載置通知信号のＲＳＳＩレベルを測定し、測定結果を信号処理部１０２（送信電力制御部１０２ａ）に出力する。

信号処理部１０２は、いずれかの子機２から載置通知信号を受信すると、当該子機２のＩＤ、ＲＳＳＩレベルおよび受信時刻を対応付けて、メモリ部１０３に記憶する。

また、信号処理部１０２は、いずれかの子機２から分離通知信号を受信すると、メモリ部１０３のリストから当該子機に関するＲＳＳＩレベル（Ppp_i）および載置通知信号の受信時刻（Tpp_i）の値を削除する。その例として、図６は、ＩＤ番号：ID3 の子機２から分離通知信号を受信し、当該子機２に関するＲＳＳＩレベル（Ppp_i）および載置通知信号の受信時刻（Tpp_i）の値を削除した状態を示す。

次に、本実施の形態に係る親機が制御チャネルで制御信号を送信する時の送信電力制御方法について説明する。

送信電力制御部１０２ａは、所定のタイミングで、メモリ部１０３に記憶されているＲＳＳＩレベル（Ppp_i）の最小値を用いて送信電力値を算出する。なお、送信電力制御部１０２ａが送信電力制御を行うタイミングとして、図５に示したメモリ部１０３に記憶された情報内容が更新されたタイミング等が挙げられる。

具体的には、送信電力制御部１０２ａは、メモリ部１０３に格納された、各子機２から送られる載置通知信号を受信した際の各ＲＳＳＩレベル（Ppp_i）を読み出し、その最小値を選択する。親機１と通信が可能な各子機２の送信電力値は同じ値に設定されている。各子機２の送信電力値は、製品の製造段階で親機１のメモリ部１０３に予め格納される。

本実施の形態では、最も受信信号レベルが弱い子機２にあわせて制御信号を送信するときの増幅部１０４ｂの増幅度を制御する。具体的には、親機１は、メモリ部１０３に格納された情報から、最も受信信号レベルが弱い子機２のＲＳＳＩレベル（最小値ＲＳＳＩレベル）を読み出し、既知の子機の送信電力値から、最小値ＲＳＳＩレベル（Ppp_i）を減算することにより、最も受信信号レベルが弱い子機２に関する伝搬路損失を算出する。なお、親機１と子機２が同じ送信電力で送信するコードレス電話では、子機２の送信電力の代わりに親機１自身の送信電力を用いて子機２までの伝搬路損失を算出することができる。

送信電力制御部１０２ａは、最もレベルが弱い子機２に関する伝搬路損失に受信電力基準値を加えた値に応じて、親機１が制御信号を送信するための送信電力値を算出する。なお、受信電力基準値は、親機１と子機２が通信を維持するため、または通信干渉を抑圧するために必要な受信電力値にマージンを加えた値である。

そして、送信電力制御部１０２ａは、算出した送信電力値で信号を送信するように増幅部１０４ｂを制御する。

図７は、本実施の形態において、親機が制御チャネルで制御信号を送信する時の信号到達エリアの調整の様子を示す図である。ID1の子機が送信する載置通知信号の親機におけるＲＳＳＩレベルをPpp1、ID2の子機が送信する載置通知信号の親機におけるＲＳＳＩレベルをPpp2、ID3の子機が送信する載置通知信号の親機におけるＲＳＳＩレベルをPpp3とした場合、親機における各子機（ID1, ID2, ID3）の載置通知信号のＲＳＳＩレベルが、Ppp1＞Ppp2＞Ppp3であるならば、親機は最小値Ppp3を用いて送信電力値を算出する。

これにより、親機１の遠方に存在し、伝搬路損失が大きい子機２でも、通信を維持するために必要な受信電力値で、親機１から制御チャネルで送られる制御信号を受信することができる。また、親機１の送信電力が低減されるので、他の無線通信システムへの電波干渉を抑えることができる。

また、送信電力制御部１０２ａは、回線から親機１に着信があったときには、直ちに送信電力制御を解除し、常時最大の電力で電波を送信するように増幅部１０４ｂを制御する。なお、「回線から親機１に着信があったとき」とは、一例としては電話回線からの呼を着信したときである。また他の例としては、図８に示すように親機１が無線ドアホンシステムに無線接続する例において、玄関子機の呼出しボタンが押されて呼出信号が送られて来たとき、あるいは玄関子機のカメラが撮像した画像による画像通信が開始されモニタに訪問者の画像が映し出されたとき、等が挙げられる。

次に、本実施の形態に係る親機１の動作について、図９のフローを用いて説明する。

親機１は、デフォルトでは、送信電力制御を行わず、フルパワー動作として、常時最大の電力で電波を送信する（ＳＴ６０１）。

その後、親機１は、子機２から載置通知信号を受信するか否かを監視する（ＳＴ６０２）。親機１は、子機２から載置通知信号を受信すると（ＳＴ６０２：ＹＥＳ）、ＲＳＳＩを測定し、メモリ部１０３の情報を更新する（ＳＴ６０３、ＳＴ６０４）。具体的には、図５に示すように、メモリ部１０３に、子機２のＩＤ番号に関連付けて、子機２から送信された載置通知信号等の通知信号のＲＳＳＩレベルおよびその信号の受信時刻が記憶される。

ＳＴ６０５では、親機１は、メモリ部１０３にて登録されている全ての子機２に関する載置通知信号（またはその他に通知信号）のＲＳＳＩレベルおよびその信号の受信時刻が揃っているか否かを調べる。そして、親機１は、全ての子機２からの信号のＲＳＳＩレベルおよび受信時刻が揃うまで、ＳＴ６０１−ＳＴ６０４の処理を繰り返す（ＳＴ６０５：ＮＯ）。

親機１は、全ての子機２から載置通知信号を受信し、メモリ部１０３にて全ての子機２に関する信号のＲＳＳＩレベルおよび受信時刻が揃うと（ＳＴ６０５：ＹＥＳ）、送信電力制御を実施する（ＳＴ６０６）。

その後、回線からの着信が有った場合（ＳＴ６０７：ＹＥＳ）、親機１は、送信電力制御を解除し、フルパワー動作を実施する（ＳＴ６０８）。その後、回線が切断されると（ＳＴ６０９：ＹＥＳ）、フローは、ＳＴ６０５に戻る。

以上説明したように、本実施の形態によれば、送信電力制御を開始した後に、回線から親機１に着信があったときに、送信電力制御を解除する。これにより、他の無線通信システムへの電波干渉を極力抑えながら、全ての子機との通信を維持することができる

なお、上記実施の形態では、受信した載置通知信号のＲＳＳＩレベルをメモリ部１０３に記憶させる場合について説明したが、本発明はこれに限られず、先に伝搬路損出を算出して記憶する等、他の値を記憶させても良い。

本発明の無線通信装置は、デジタルコードレス電話機に用いるのに好適である。

１ 親機
２ 子機
３ 充電台
１０１ 電話回線インターフェース
１０２、２０１ 信号処理部
１０２ａ 送信電力制御部
１０３、２０２ メモリ部
１０４、２０３ 無線部
１０４ａ レベル測定部
１０４ｂ 増幅部
１０５、２０４ アンテナ
２１１ 充電回路
２１２ ２次電池
２１３ 定電圧回路
３０１ 外部電源コネクタ
３０２ 電源回路

Claims (4)

1. 複数の子機とＴＤＭＡ方式の無線通信を行う無線通信装置であって、
   各子機から送信された信号の受信レベルを測定するレベル測定手段と、
   全ての子機が充電台に載値されたときに前記受信レベルを用いて送信電力制御を行う送信電力制御手段と、
   を具備し、
   前記送信電力制御手段は、通信開始イベントが発生したときに送信電力制御を解除する、
   無線通信装置。
2. 有線電話回線に接続され、
   前記通信開始イベントは、回線からの着信である、
   請求項１記載の無線通信装置。
3. 無線ドアホンシステムに無線接続可能であり、
   前記通信開始イベントは、玄関子機の呼出しボタンの操作によって送られる呼出信号である、
   請求項１記載の無線通信装置。
4. 複数の子機とＴＤＭＡ方式の無線通信を行う無線通信装置の送信電力制御方法であって、
   各子機から送信された信号の受信レベルを測定するステップと、
   全ての子機が充電台に載値されたときに前記受信レベルを用いて送信電力制御を行うステップと、
   回線から着信があったときに送信電力制御を解除するステップと、
   を具備する送信電力制御方法。
   

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