JP2800411B2 - 通信装置用電池節約装置 - Google Patents

通信装置用電池節約装置

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JP2800411B2 JP5500605A JP50060592A JP2800411B2 JP 2800411 B2 JP2800411 B2 JP 2800411B2 JP 5500605 A JP5500605 A JP 5500605A JP 50060592 A JP50060592 A JP 50060592A JP 2800411 B2 JP2800411 B2 JP 2800411B2
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、一般的に通信システムの分野に関し、更に
特定すれば電池節約モードに入ることができる通信装置
に関するものである。
発明の背景 当技術では公知なように、通信システムは無線通信、
ペーシング、セルラ電話機、および同様なタイプの他の
システムを含んでいる。これらのような通信システムに
とって、エラー訂正および検出ビットの付加、冗長情報
パケットの付加、および当該システムを利用する通信装
置が送信信号を受信する確率を高めるのに役立つ、その
他の同様な技術のために本質的に冗長的な情報信号を発
生することは、一般的なことである。特に中継無線シス
テム（trunked radio system）では、中継中央制御器
が、通信ワードの形状の情報信号を、システムの一部で
ある複数の無線機に送り、それらの動作を調整する。中
央制御器は、通常エラー訂正ビットおよびエラー検出ビ
ットを含む、畳み込みコード化通信信号（convolutiona
l coded signaling words）を形成する。また、中央制
御器は、通信ワードの複製を作り、情報信号をシステム
内の無線機が受信する機会を増大させる。これは、特に
妨害を受け易い無線通信システムには有益なものであ
る。
中継無線システムは、当技術では公知のように、通信
資源をシステムのユーザ間で割り当てるものである。中
継無線システム用資源制御器または制御システム（一般
的に中継中央制御器とも呼ばれる。）は、通常制御資源
（制御チャンネルとしても知られる。）を通じて、制御
情報をシステム上にある中継無線機に送信する。特定の
制御チャンネルを受信する中継可搬型無線機が、中央制
御器からの命令を検出するが、それらは、例えば、当該
無線機に特定の通信チャンネル（リピータ）に移動させ
る命令であり、その割り当てられている特定のチャンネ
ル上で、当該無線機（加入者ユニット）が音声および／
またはデータ情報の送受信を可能とするものである。
例えば、他の中継システムは、専用制御チャンネルを
利用せずに、システム内で使用可能てのリピータ（また
はチャンネル）を通じて制御情報を送信するものもあ
る。
Motorola,Inc.,によって製造されているSMARTNETTM中
継無線システムのような、中継システムでは、通信ワー
ド（通常アウトバウンド通信ワードと呼ばれ、以降「OS
W:outbound signalling word」と呼ぶことにする。）が
システムの中央制御器によって発生され、制御チャンネ
ルを通じて、システム内の可搬型無線機の全てに連続的
に送信される。OSWは、特定の無線機または無線機群
に、システム内で使用可能なチャンネルの１つに移る時
を知らせると共に、当該無線機にその他の重要なシステ
ム情報も知らせる。OSWは、データ・ビット列で構成さ
れており、無線機へのシステム情報を搬送（carry）す
る。中継システム上の可搬型無線機は、多量の時間を費
やして制御チャンネルからの情報を受信し、受信した情
報をデコードして、当該無線機に宛てられた情報がある
かを判断する。システムがアイドル状態にある時、シス
テム内の全ての無線機は、それらの受信機に情報のため
に制御チャンネルを監視させ、こうすることによって制
御チャンネルとの同期を保っている。
SMARTNETTMシステムでは、中央制御器によって発生さ
れたアウトバウンド通信ワード（OSW）は、エラー訂正
および検出ビットの形状で冗長データ・ビットを有して
おり、これは各OSWパケット長を約２倍に増大させる。
次に、OSWは当技術では公知の畳み込みアルゴリズムを
施され、各OSWは1/2のレートの畳み込みコード・データ
列となる。1/2レートの畳み込みコードを有することに
よって、システムは19連続にビットまでのバースト・エ
ラーの補正が可能となる。また、中央制御器は通常数回
各OSWパケットを繰り返し、可搬型無線機による受信の
機会を増加させている。冗長なエラー訂正／検出ビット
の付加、およびOSWの繰り返しは、ノイズの多いチャン
ネル環境下においても、システム内の無線機がOSWを受
信する機会を増大させるものであるが、無線機は冗長情
報を受信するのに多量の時間を費やす必要があるので、
無線機の電池の寿命が短縮する。通常のシステム状態で
は、無線周波数チャンネルは通常十分「きれい」なた
め、無線機は問題なくOSWを受信することができるの
で、無線機が必要とする全ての情報を集めるための無線
機がOSWをデコードするのに費やす時間を最少に抑える
ことによって、無線機の電池の寿命を延長させる方法が
必要となっている。
DIGITAL PRIVATE LINETM（DPLTM,Motorola,Incの商
標）のような非同期コード化スケルチ（nonsyn−chrono
us coded squelch）を用いる通信システムも、通信装置
が入来する巡回情報をデコードするのに余りに多くの時
間がかかり過ぎるという同一の問題を有している。DPL
TMコードは、（23,12）巡回ゴーレイ・コード（cyclic
Golay code）であり、通信装置の受信機に私用の線を供
給するために用いられる。それらのタイプのシステム上
で電池の寿命を保存可能な、より高速なデコード・アル
ゴリズムに対する必要性が、通信装置をより長い時間期
間にわたって動作可能とするためにも存在するのであ
る。
発明の概要 端的に言うと、本発明によれば、受信信号の信号品質
が少なくとも所定値に等しいレベルである時は、通信装
置が受信された冗長情報信号の一部分のみをデコードす
る。
本発明の一態様では、前記通信装置は前記情報信号の
一部分をデコードした時、所定の時間期間の間電池節約
モードに入る。
本発明の更に別の態様では、前記通信装置は、デコー
ドした情報信号がその装置に宛てられていないた判断し
た後にのみ、電池節約モードに入る。
また、情報信号からデータを受信する方法も開示さ
れ、通信装置が前記情報信号を受信するステップ、受信
した信号の信号品質を判定するステップ、受信信号の品
質を所定値と比較するステップ、および前記受信信号の
信号品質が少なくとも所定値に等しい時、前記受信信号
の一部分のみをデコードするステップから成る。
本発明の更に別の態様では、巡回非同期情報信号を有
する通信システムにおいて用いるための通信装置が、前
記巡回非同期情報信号を受信する受信機、受信した巡回
非同期制情報信号の信号品質を判定する手段、および巡
回非同期情報信号をデコードするデコーダを備えてい
る。前記通信装置は、更に、前記受信した巡回非同期情
報信号の品質を所定値と比較すると共に、前記受信した
巡回非同期情報信号の信号品質が少なくとも前記所定値
と等しい時、前記受信した巡回非同期情報信号の一部分
のみをデコードするように前記デコーダを作動させる手
段を含む。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明を利用可能な中継無線システムの図
である。
第２図は、本発明による可搬型無線機のブロック図で
ある。
第3A図は、典型的な中継ワード構造の図である。
第3B図は、1/2レート畳み込みコードの図である。
第3C図は、OSWパケットを構成する偶数および奇数情
報ならびにパリティ・ビット・セグメントの双方の分解
図である。
第3D図は、本発明によるOSWパケットの図である。
第3E図は、本発明によって、連続ビット・ストリーム
部分をどのように用いて、無線機が必要とする全ての情
報を得ることができるかを示す図である。
第3F図は、本発明による電池節約モードのフローチャ
ートである。
第4A図は、典型的なコード化スケルチ・コード・ワー
ドの図である。
第4B図は、パリティ発生器を経て第１結果ビットを発
生する、第4A図のコード化スケルチ・コード・ワードの
12ビット部の図である。
第4C図は、パリティ発生器を通過し第２結果ビットを
発生する、第4A図のコード化スケルチ・コード・ワード
の12ビット部の図である。
第4D図は、12連続ビットを本発明によるパリティ発生
器で処理することによって、どのように23ビットのコー
ド化スケルチ・ワードを発生するかを示す図である。
第5A図は、本発明にしたがって23ビットのコード化ス
ケルチ・コード・ワードを発生するための、12データ・
ビットの並列処理を示す表である。
第5B図は、本発明にしたがって、結果的に得られる有
効なコード化スケルチ・コードがどのように23ビットの
コード化・スケルチ・コード・ワードから決定されるか
を示す。
好適実施例の詳細な説明 第１図を参照すると、本発明による中継通信（無線）
システム100の図が示される。中継無線システム100は、
一般的に中央制御器104と呼ばれ、好ましくはMotorola
Inc.によって製造されているSMARTNETTM中央制御器から
成り、異なる通信装置群、即ち加入者ユニット200と呼
ばれる装置群に、リピータ106を割り当てる制御を行
う。リピータ106は、好ましくはMotorola Inc.によって
製造されているMSF5000のリピータである。システム100
をよりよく理解するために、標準無線機群の通話のため
の一連の動作例を説明する。システム100内の加入者ユ
ニット（可搬型無線機）200の１つ（即ち無線機群Ａ）
において、通話用押しボタン（PTT）を押すと、データ
・バーストがその無線機から、システム制御チャンネル
108を通じて中央制御器104に送信される。送られるデー
タは通常インバウンド通信ワードまたはISW（inbound s
ignalling word）と呼ばれており、この場合、音声チャ
ンネルの要求を構成する。好ましくは、制御チャンネル
108として作動するもの以外のリピータ106はどれでも、
音声／データチャンネル106となることができる。中央
制御器104は、ISWの受信時に、全てのリピータ106の状
態の見直し、情報信号、即ちより一般的に呼べばアウト
バウンド通信ワード（OSW）を、制御チャンネル108を通
じて送ることによって、未使用のリピータ106を割り当
て、群Ａ内の全ての無線気200を、リピータ106の１つ
（即ちリピータNo.1またはチャンネルNo.1としても知ら
れている）に対応する周波数に宛てる。アウトバウンド
通信ワードは、全ての無線機200によって受信される
が、群Ａ内の無線機200のみがリピータNo.1（106）に転
送（transfer）される。OSWは情報信号がどの無線機の
ためのものかについての情報を含んでいるので、システ
ム内の他の無線機200は、それらに宛てられているOSWを
受信するまで、OSWのために制御チャンネル108を監視し
続ける。PTTを活性化する個々の無線機200は、同じ群内
のどの無線機200とも、リピータNo.1（106）を通じて通
話可能となる。
本発明と共に用いるための中断無線システムの他の実
施は、専用制御チャンネル108を有さず、システム内の
チャンネル106の各々を用いて、必要なシステム制御情
報を送信するシステム100を含むことができる。本発明
を用いることができる他のシステムは、セルラ電話シス
テム、ページング・システム、および情報信号を通信装
置に送信する他の密接に関連のあるシステムを含むこと
ができる。
本発明は、中央制御器104が連続的にOSWを無線機200
に発生し、OSWを構成するビットの多くが冗長なエラー
訂正または検出ビットであるという事実、および無線機
200による受信の機会を増加させるために、OSWパケット
の複製が中央制御器104によって数回作成されるという
事実を利用するものである。無線機200は、好ましく
は、受信信号の信号強度を測定する等の来の従来の方法
によって、まず受信した情報信号（OSW）の信号品質を
測定する。信号強度の測定値は、次に、好ましくは無線
機200内に記憶されている所定レベルと比較され、当該
信号レベルが十分強く無線機200が受信した情報信号の
一部分をデコードすることができるかを判定する。入来
する信号の信号品質を判定する他の方法には、入来する
信号の信号対ノイズ比を判定すること、入来する情報信
号のビット・エラー・レートを判定すること、および当
技術で公知の同様な方法が含まれる。一旦情報信号の一
部分がデコードされると、無線機200は電池節約モード
に入り、無線機200の電池の寿命を大幅に延ばすことが
できる。
第２図は、中継システム100内で動作することができ
る、従来の可搬型無線機200のブロック図である。本発
明によれば、無線機200は、受信機214およびアンテナ21
2を選択的に受信機214または送信機208に結合するため
のアンテナ・スイッチ210を含む。受信機214と送信機20
8は両方共、当技術では公知の従来の設計のものであ
る。メッセージを受信するために、無線周波数信号がア
ンテナ212から受信機214に送られる（routed）。受信機
は、無線情報信号を、データ・メッセージの形状で線21
6を通じて、制御器226に供給する。受信機214は、音声
メッセージも線218を通じて供給することができ、これ
はスピード224に送るために増幅器220に結合される。増
幅器220の利得は、制御器226によって線222を通じて制
御することができる。無線機200は、制御器226のような
制御手段を含んでいる。制御器226は、好ましは、オン
チップ・タイマ回路、制御回路、メモリ、シリアル、イ
ンターフェース、I/O線、および必要であれば外部メモ
リ素子とインターフェースする能力を有する、MC68HC11
F1マイクロプロセッサを備える。制御器226は、受信機2
14から線236を通じて入来する受信信号を処理する。制
御器226は、当技術では公知の従来のデコード処理用ソ
フトウエアを用いて受信情報信号（OSW）をデコードす
ることによって、デコーダとして作動する。デコード処
理用ソフトウエアは、制御器226の一部であるメモリに
記憶される。デコーダは、受信機と結合される別個のマ
イクロプロセッサおよび適切なソフトウエアを用いて、
実施することもできる。デコーダ・ソフトウエアは、制
御器226によって、実行無線機ソフトウエア・ルーチン
（executive radio software routine）を用いて制御す
ることができ、このルーチンも制御器226に記憶されて
いる。
OSWは、システムの中央制御器104によって連続的に発
生され、好ましくは制御チャンネル108上を送信され
て、それを受信機214が受信する。OSWは通常、どの無線
機に通信ワードが宛てられているかに関する情報、通話
のタイプ、チャンネルの割り当て、およびその他の関連
情報を含んでいる。システムの中央制御器104によって
発生される各OSWは、通常完了までにかかる時間は23ミ
リ秒以下であり、継続的に進められる。一旦ある無線機
200が、OSWがそれに宛てられていることを検出すると、
それに割り当てられているチャンネル106に行き、制御
チャンネル108に戻るように指令されるまで留まる。
本発明は、無線機200がOSWに含まれる全てのデータ
（情報信号）をデコードするためには、OSWの一部分の
みを無線制御器226がデコードすればよいという事実を
利用するものである。これは、OSWが1/2レートの畳み込
みパケットであること、およびシステムはOSWの複製を
数回作成するという事実に起因する。入来する受信信号
の信号品質を判定することができる従来の信号強度制御
回路のような、従来の信号品質測定回路234を利用する
ことによって、デコードされたOSWの前記一部分にはエ
ラーがなく、それ故信頼できる確率を、高めることがで
きる。信号強度測定回路234は、線238を通じて受信機21
4に、および線236を通じて制御器226に結合され、記憶
されているしきい値より入来信号の信号強度が大きいか
を、制御器226が判断する。また、信号強度回路234は、
受信機214の一部として実施することもできる。制御器2
26は、信号品質、この場合は入来する信号の信号強度
を、制御器226に記憶されている所定値と比較する。一
旦受信情報信号の信号強度が制御器226に記憶してある
値に少なくとも等しいと、無線機200が判断したなら、
制御器226はデコーダ・ソフトウエアを起動し、入来す
る信号の一部分のみをデコードする。また、制御器226
は、受信信号が特定の無線機200に宛てられていない時
のみ、受信信号の一部分をデコードすることのみを決定
することも可能である。信号品質測定回路234は、受信
信号の信号品質を判断するために、入来する信号のエラ
ー・レートを所定のレートしきい値と比較したり、その
他の当技術では公知の技術等の他の基準を用いることが
できる。
制御器226は、所定の時間期間の間受信情報信号の前
記一部分をデコードした時、無線機200を電池節約モー
ドに設定することができる。この所定の時間期間は、制
御器226に記憶することができると共に、従来のカウン
ト・ダウン・タイマとすることもできる。電池節約モー
ドは、当技術で公知のいずれのものでもよい。本発明で
用いることができる適切な電池節約技術は、「Standby
Mode Controller utilizing Microprocessor」を開示し
たNocilliniによる米国特許第4,381,552号であり、ここ
に参考のために組み入れた。好ましくは、電池節約モー
ドは、制御器226を用いて、受信機214、送信機208およ
び無線機200内の他のいかなる回路も「オフ」に切り替
える、即ち待機低電流ドレイン状態にする。制御器226
はオンのまま留まり、所定時間期間の後無線機200を再
びオンに切り替える。制御器226は、無線機200内の各回
路への電力を制御することができるI/O線を有すること
ができる。オフに切り替える、即ち待機モードに設定す
る無線機200内の回路数が多ければ多いほど、電池節約
モード中の電池節約も大きくなる。簡単な電池節約モー
ドならば、ある時間期間の間情報を全く受信しないよう
にし（受信機214をオフに切り替える）、こうして待機
モードに留まることによって電流を節約する。他の電池
節約技術では、制御器226に記憶されているデコード処
理プログラムを停止することによって、受信信号のデコ
ードを中止することもできる。電池節約モードに移行す
ることによって、可搬型無線機200の消費電力は大幅に
少なくなり、電池の寿命を保存することができる。好ま
しくは「オン」のまま残しておく必要がある唯一の回路
は、タイマと制御器226内にあるその他の関連のある回
路である。無線機200は、好ましくは約20ミリ秒の持続
時間より長くない所定の時間期間の間、電池節約モード
に移行することが好ましい。電池節約モードの実際の持
続期間は、入来する冗長情報信号の繰り返し率に大きく
依存する。代替的に、無線機200が電池節約モードに留
まる期間を、無線制御器226に情報信号自体を介して送
り、デコードさせることもできる。この方法では、シス
テム制御器104は、特定の無線機200を電池節約モードに
保持すべき期間を判断することができる。
本発明は、送信機208を含むことによって、トランシ
ーバ内に組み込みことができる。インバウンド情報信号
（ISW）を中央制御器104に送信するには、無線制御器22
6は線228を通じてデータ・メッセージを送り、そして送
信機208によって送信される。また、音声メッセージも
同様に送信することができる。無線機ユーザは、送信機
208を起動する通話用押しボタン（PTT）232を押すこと
によって送信機を「キーイング・アップ」した後、マイ
クロホンに向かって話す。音声メッセージは、線230に
よって制御器で制御することができる増幅器204によっ
て増幅される。次に、この音声メッセージは線206を通
じて送信機に208に結合される。
第3A図は、システム制御器104によって発生される84
ビットのOSW（情報信号）を構築するブロックである、3
8ビットの中継ワードを示す。38ビットの中継ワード
は、実際のメッセージ情報（データ）を27ビット含んで
おり、これはメッセージが送られる無縁機群（例えば、
フリート、サブリート）、メッセージのタイプ、および
チャンネル情報で構成される。中継ワードのその他の11
ビットは、主にエラー検出のために用いられるものであ
り、当技術では公知の従来エラー検出アルゴリズムを用
いて発生される。
第3B図は、いかにして第3A図に示した先の中継ワード
を取り込み、最上行Inおよび中間行In+1の「排地的オ
ア」をとることによって、当技術では公知のInとIn+1と
の1/2レート畳み込みコードである、Pn（パリティ）の
最下行を生成して、38ビットの中継ワードを冗長なエラ
ー訂正ビットを有する76ビット・ワードに増やすかを示
すものである。
第3C図は、第3B図の76ビット畳み込みコードを、４つ
の19ビット・セグメントに分解したところを示すもの
で、最初のセグメントは偶数情報ビット、第２セグメン
トは奇数情報ビット、第３図は偶数パリティ・ビット、
そして最下位セグメントは奇数パリティ・ビットであ
る。パリティ・ビットは第3B図の畳み込みコードの結果
（Pn）から取り上げたもので、情報ビットは第3A図の37
情報ビットである。
第3D図は、どのように８同期ビットを先の76ビットに
添付することによって、第3C図の76ビットをシステム10
0内で用いられる標準の84ビット長のOSWに作り変えるか
を示す。同期ビットは、入来するOSWデータ・ビットを
同期させるために、無線機200によって用いられる。中
央制御器104はOSWを発生し、一旦それらが発生される
と、送信のために制御チャンネル108に送る。第3D図に
示すOSWパケットを送信するのに、約23ミリ秒かかる。O
SWは、８同期ビット、19偶数情報ビット、19偶数パリテ
ィ・ビット、19奇数情報ビット、および19奇数パリティ
・ビットで構成されている。偶数情報、偶数パリティ、
奇数情報および奇数パリティ・ビットをインターリーブ
すると、４対１誤り（one incorrect out of four）ア
ルゴリズムを用いて、結果的に19連続ビットまでのバー
スト・エラーを訂正することができる。これは、発生さ
れたOSWに組み込まれたコード冗長性によるものであ
る。
第3E図は、入来するOSWパケットのいずれかの連続す
る38ビット（いずれかの隣接する19ビット・ブロック）
部分を取ることによって、全ての必要な情報を無線機20
0でデコードできることを示す。これは、84ビットのOSW
が元の38ビット中継ワード（第3A図）からすでに畳み込
みを施されているという事実によるものである。無線機
200はまず、受信信号の信号品質を判定し、信号強度回
路234を通じて、その信号強度が、好ましくは制御器226
に記憶されている要求しきい値以上であるかを判断す
る。この信号品質が十分良好であれば、無線機200はい
ずれかの連続する38ビットをデコードすることができ、
デコードされた情報が当該無線機200に宛てられたもの
でない限り、電池節約モードに入ることができる。例え
ば、無線機200が一旦受信信号の信号強度が十分なレベ
ルにあると判断したなら、デコーダは制御器226の制御
の下でオンに切り替わり、OSW＃１の奇数情報、奇数パ
イティ、ならびにOSW＃２に対する同期、偶数情報およ
び偶数情報を検出する。OSW＃２から制御器226によって
デコードされなユニット情報が、他のいずれかの無線機
200のためのものであれば、約23ミリ秒後の次のOSWまで
当該無線を電池節約モードに設定することができる。デ
コードされたデータが無線機200に宛てられていれば、
その情報に対して作用し、例えば、音声チャンネル106
の１つに結合することができる。
第3F図は、どのように無線機200がOSWを検出し、電池
節約モードに入るかを示す典型的なフローチャートであ
る。この図では、検出は２つの連続する複製のOSWにわ
たって行われる。好ましくは、受信機のTwと示されてい
る約３ミリ秒のウオームアップ期間が経過することによ
って、通常サイクルが始まる（無線機は「スリープ・モ
ード」即ち電池節約モードから出て起動していたと仮定
する。）。この３ミリ秒によって、受信機がオンに切り
替わり、情報を受信する準備ができる。ウオームアップ
期間後に、無線機はOSW情報を23ミリ秒間受信する。こ
の時間において、無線機200は受信信号の信号品質を判
定しかつ情報をデコードし、その情報が当該無線機200
のためのものかを判断する。OSWに含まれている情報が
無線機200のためのものでない場合、無線機は電池節約
モード即ちTOFF期間に入り、入来する信号の品質が制御
器226に記憶されている所定値に少なくとも等しい限
り、この期間は約20ミリ秒続く。このサイクルは、信号
対ノイズ比（信号品質）が記憶されているしきい値に少
なくとも等しく、かつデコードされた情報が特定の無線
機に宛てられていない限り、連続的に繰り返される。信
号対ノイズ比がしきい値より低ければ、信号品質が改善
する時点まで、無線機200は入来する信号を受信し、信
号品質を判定し、そして情報をデコードし続けることに
なる。また、デコードされたOSW信号が、無線機200を音
声チャンネルの106の１つに宛てるのであれば、無線機
がチャンネル106から戻り再び制御チャンネル108を監視
するまで、処理を停止する。
１−９−90デューティ・サイクル（１％送信、９％受
信、および90％待機）を有する可搬型無線機200に対し
て、本発明の用いることによって、約20〜35％の電池ド
レインの低減を達成することができる。これは、無線機
200を20ミリ秒の間殆ど完全にオフに切り替え、そして2
6ミリ秒の間オンに切り換えることができるという事実
によるものである。
要約すれば、無線機200は入来する情報信号（OSW）を
受信し、そして受信したOSWの信号品質を判定する。受
信信号の品質を、次に無線機制御手段、即ち制御器226
によって所定値と比較する。品質が記憶されている値よ
り少なくとも同程度に良好であれば、制御器226は受信
信号の一部分のみをデコードして、電池節約モードに入
る。好ましくは、電池節約モードは、タイマを作動させ
続ける制御器226を除いて、無線機200内の全ての回路を
オフに切り替えることを含む。一旦タイマが終了する
と、無線機に給電が再開され、制御チャンネル108の情
報（OSW）を再度受信し始める。上述のサイクルは、無
線機200に宛てられた情報がデコードされるまで、繰り
返される。デコードされる情報信号の前記一部分は、無
線機によって必要とされる全てのデータを含んでいる。
このデータは、27メッセージ・ビットによって搬送され
る全ての情報を含む。
中央制御器104によって発生されるOSWに対して異なる
ビット順を設計することによって、システム性能全体で
僅かな劣化のみで（即ち、受信機ウオームアップ時間
等）、更に大きな電池の改善に到達することができるこ
とを、当業者は理解できよう。また、特定のシステム上
での電池の節約を最大化するために、本発明を用いる他
の方法を設計することができる。手近にある特定のシス
テムの仕様（specifics）を知ることによって、システ
ム100内の通信装置（無線機）200用の電池寿命の最大化
を可能とする、OSWビット・パターンを開発することが
できる。
本発明は、無線通信情報が全ての音声／データチャン
ネル106を通じて送られるシステムや、他の形状の通信
情報体系を用いるシステムのような、異なるタイプの通
信システム上でも実施することができる。例えば、本発
明は、デジタル・コード化スケルチの１つの形状であ
る、DIGITAL PRIVATE LINETM、或いは同様な副可聴トー
ン・コード化スケルチ通信システム（例えば、PRIVATE
LINETM,PLTM）のように、通信ワードに冗長情報がある
場合に、本発明を応用することができる。DPLTMコード
は、非同期（23、12）巡回コードであり、無線受信機に
デジタル・コード化スケルチを供給するものである。デ
ジタル・コード化スケルチは、受信機が有効なデジタル
・コードを検出するまで、無線機がスケルチ位置（sque
lched position）に停留可能にすると共に、無線機200
にメッセージがそれに宛てられていることを知らせる。
このコードの23ビットの内、12ビットは情報ビットで、
11がパリティ・ビットであるので、電池の寿命を節約す
るための同様なプロセスを実施することができる。
受信機のアクセス遅れは、受信機のアンテナへの信号
の印加から、受信機214の一部であるキャリア・スケル
チ検出器または有効なコード化スケルチ検出器の出力ま
での、時間遅れである。デジタル・コード化スケルチに
対して、今日の無線機のデコーダに対するアクセス遅れ
は、最少約170ミリ秒である。本発明は、有効なコード
化スケルチ・コードの検出のための、アクセス遅れを約
80ミリ秒にまで短縮することができる。
受信機待機時のエネルギ消費の低減は、無線回路（例
えば、送信機208、受信機214の一部等）の全てまたは一
部の給電を周期的に切ることによって得ることができ
る。スリープ時間の受信機の「オン」時間に対する比率
が増加するにつれて、エネルギ消費は低減する。しかし
ながら、受信機のアクセス遅れ即ち「不感時間」が、受
信機のスリープ継続時間の増加と共に、増加する。受信
機のアクセス遅れ即ち「不感時間」とは、受信機214は
受信情報信号を検出および処理することができない不動
作期間であり、受信機のスリープ時間、ウオームアップ
時間、ならびにキャリア検出および／またはコード化ス
ケルチ有効コードの検出時間の合計である。
171.3ミリ秒長のデジタル・コード化スケルチ・コー
ドが、１秒当たり134.4ビットの割合で、送信元の無線
機または基地局によって送信信号上に連続的にエンコー
ドされる。今日、無線機は受信機が検出したデジタル・
コード化スケルチ・コードの23ビット全てを必要とす
る。これは制御器226によって、予期されるコードを用
いて相関付けられる（比較される）。通常これを行うに
は、受信機214によって受信された23ビットを一時記憶
し、制御器226に記憶されている他のビット・セット
（有効なデジタル・コード化スケルチ・コード）と比較
する。23ビットのコード・ワード中、20ビットの相関、
即ち３ビットがエラーの場合、有効なコード化スケルチ
が得られたという結果となる。
受信信号のキャリア対ノイズ（C/N）比が10dB以下で
ある確率が小さいなら（例えば、信号品質回路234によ
って10dBより高いと判定された）、より高速なデジタル
・コード化スケルチ・デコード処理用アルゴリズムを利
用することができる。デジタル・コード化スケルチ・ビ
ット・エラーの確率が低い、強信号環境（C/N＞10dB）
では、パリティ発生器をいずれかの検出された正しい12
ビットに適用することによって、23ビットのコード・ワ
ード全体を判定することができる（これはDPLTMのよう
な23,12巡回コードに対するもので、他のタイプのコー
ドには異なる数のビットが必要となろう）。
第4A図には、典型的なデジタル・コード化スケルチ・
コード・ワード400の図が示されている。本発明がどの
ように動作するかを示すために、ビット５〜16（12ビッ
ト）が強調されている。好適実施例では、ビット位置９
〜11は常に「001」という同一ビット・パターンを有す
る。これを用いて、通信装置200によってデコードされ
る非同期のデジタル・コード・スケルチ・ワードを同期
化する。検出されたビットを連続的に処理するために、
次の式を有するパリティ発生器が用いられる。
ｇ（ｘ）＝x10x7x4x3x2ｘ１ 上述のパリティ発生器は、ビット位置10,7,4,3,2,1,0に
ついて、排地的オア論理機能を行う。好適実施例は上記
パリティ発生器アルゴリズムを用いるが、他の状況では
他のアルゴリズムが実施されることを、当業者は理解す
るであろう。
第4A図のビット・フローにおいて強調されるビット
（ビット５〜16）は、受信機214内に見いだされる受信
機のコード化スケルチ検出器からの最初の12ビットを表
わしており、無線機200が「スリープ」モード（無線機2
00のいくつかの回路がオフになっている。）から抜け出
した後に復元されたものである。ビットD0（最初に検出
されたビット）から開始してビットD11まで、（先に示
した）パリティ発生器アルゴリズムを用いて、検出され
たビットを連続的に処理し、23ビット・コードの付加的
な11ビットを得る。先に示したパリティ発生器は、ソフ
トウエア・ルーチンの形状を採ることができ、制御器22
6によって記憶されると共に実行される。入来したコー
ド化スケルチ・ビットはデコードされ、処理のために線
216を通じて制御器226に送られる。
第4B図は、第4A図のデジタル・コード化スケルチ・コ
ード・ワードの12ビット部分の一例を示し、前記パリテ
ィ発生器を通って、第１の結果ビットG0を発生する。第
4C図では、第4A図のデジタル・コード化スケルチ・コー
ド・ワードの一例が、パリティ発生器を通って第２の結
果ビットG1を発生することが示される。ビットを連続的
にパリティ発生器を通過させるこの処理は、第4D図に示
すように、パリティ発生器を用いることによって、23ビ
ットのデジタル・コード化スケルチ・ワード全体が発生
されるまで、続けられる。
パリティ発生器は、第4B図〜第4D図に示すような直列
処理から、第5A図に示すような並列処理に簡素化するこ
とができる。第5A図には、検出された12ビットから11の
パリティ・ビットを並列に処理することを表わす表が示
される。表500の最上部を横切る12のデータ・ビット
は、発生器の行のビットG0〜G10との「アンド」（「ア
ンド」論理関数）がとられる。表500の最右列の発生器
の結果を得るために、これらのビットの「排地的オア」
（排地的オア論理関数）を互いにとる。この時点で、コ
ードの23ビット全てが確定される（第4B図〜第4D図にお
いて直列的に行ったのと同様である。）しかしながら、
第4B図〜第4D図および第5A図に示した直列および並列処
理の双方において、コード化スケルチ・ワードが巡回非
同期コードなので、ビット位置または「ワード同期」が
未知である。ビット位置9,10,11それぞれにおける予期
される結果値「001」を用いて、ワード同期を得ること
ができる。このワード同期を作成するために、異なるビ
ット値または異なるビット位置を用いることも可能であ
ることを、当業者は認めよう。
上述のパリティ発生器は、未知の11ビット（G0〜
G11）を独立して解くように書き直すことができる。例
えば第5A図において、結果ビットG2,G8を第5A図におい
て破線の四角で表わすように、連続する10ビット（D0〜
D9）の受信後に解くことができる。同様に、受信機214
による正しい11ビット（D0〜D10）の受信後に、結果ビ
ットG0,G5,G10を解くことができる。これは、制御器226
によって行われる圧縮処理を３ビット（D9〜D11）に拡
張するものである。言い替えれば、ビットD9が受信され
た後に数回の比較を行うことができ、ビットD10が受信
された後に更に数回行う等とすることができる。これは
制御器226による計算時間（比較）を短縮することにな
る。
第5B図において、結果的に得られるデジタル・コード
化スケルチ・コードは、第4B図〜第4D図において直列的
に、または第5A図において並列的に得られた23ビットの
コード・ワードから決定される。先の例で結果的に得ら
れた23ビットのコード・ワードを用いると、172,724,01
5,267のコード結果で、「001」ビット・パターンが４回
生じる。これらは、「001」ビット・パターンに先立つ
９ビットを二進−十進変換することによって得られる。
この特定例では、172というコード化スケルチ・コード
のみが、正しいパリティ・ビットを有する有効なコード
である。この判断は、コード結果を制御器226に記憶さ
れている有効なコードと相関付けることによって得られ
る。好ましくは、結果的に得られたコードを、制御器22
6内部のバッファ領域に記憶し、無線機200内に記憶され
ている有効なDPLTMコードのリストと比較する。一旦正
しい一致が見つかれば、有効なDPLTMコードが生じたこ
とが判断されると共に、無線機200はアンスケルチから
解放される（unsquelch）。有効な一致が見つからなけ
れば、通信が無線機200に宛てられていない確率が高い
ので、無線機200は再び「スリープ・モード」にはい
る。
上述の処理の結果、約90ミリ秒以内に、コード化スケ
ルチ・コード・ワードがデコードされる。有効なコード
の決定のために、１回の照合に対して元の12ビットを予
期されるコード（有効なコード）と相関付けるように、
この処理を短縮することができる。いずれの12連続ビッ
トも、可能な2048個のDPLTMコード（その内83のみが繰
り返し用いられる。）の１つのみに固有なものである。
他の異なるコード化スケルチ・システムは、異なる数の
有利コード・ワードを有するであろう。本発明では、発
生されたビットを、検出された12ビットに続いて受信さ
れたビットを用いて検査することによって、その12ビッ
トの精度の信頼係数を向上させることができる。これ
は、検出されたビットを用いて、発生された（予期され
た）ビットを処理することによって、受信した信号品質
の測定値として用いることができる。
非同期データ・ビットを利用する、上述のコード化ス
ケルチ・システム用プロセスを用いることによって、無
線機200のシステム・アクセス遅れを増加させることな
く、受信機オフ即ち「不感時間」を約46％増加させると
いう結果が得られる。受信機のオフ時間（デコード処理
を行わない時間）を増加させることによって、無線機の
電池節約の増大が得られる。
本発明を具体的な実施例に関して記載したが、多くの
代替案および改造が当業者には明白であることは明らか
である。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲
の広い範囲内に該当するそのような代替案、改造、変更
全てを含むことを意図するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イースター，フランシス・アール アメリカ合衆国イリノイ州アーリント ン・ハイツ、イースト・ピーチツリー・ レーン1836 (56)参考文献 特開 平１−181250（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−60251（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−177947（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04Q 7/00 - 7/38 H04B 1/00 - 1/58

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】メッセージ情報及び冗長情報を有するコー
    ド語を発生する制御システムを具備する通信システムに
    用いる通信装置において、 前記コード語を受信する受信機と、 受信した前記コード語の信号品質を判定する手段と、 受信した前記コード語の信号品質が所定値より悪い場
    合、受信した前記コード語に収容された全メッセージ情
    報をデコードするために受信した前記全コード語をデコ
    ードする所定のアルゴリズムを使用して受信した前記コ
    ード語をデコードするデコーダと、 受信した前記コード語の信号品質を前記所定値と比較
    し、受信した前記コード語の信号品質が少なくとも前記
    所定値と等しい場合、前記所定のアルゴリズムを修正す
    るとともに、受信した前記コード語に収容された全メッ
    セージ情報を再現する前記コード語の一部分のみを前記
    デコーダがデコードするために、前記デコーダを作動さ
    せる制御手段と、 から成ることを特徴とする通信装置。
  2. 【請求項２】請求項１記載の通信装置において、前記制
    御手段は、受信した前記コード語の前記一部分をデコー
    ドすると、前記通信装置を所定の時間期間の間電池節約
    モードにすることを特徴とする通信装置。
  3. 【請求項３】請求項１記載の通信装置において、前記通
    信装置は可搬型無線機であり、前記通信システムは中継
    通信システムであることを特徴とする通信装置。
  4. 【請求項４】メッセージ情報及び冗長情報を有するコー
    ド語を発生する制御システムを具備するとともにコード
    語をデコードするための所定のアルゴリズムを使用する
    デコーダを有する少なくとも１つの通信装置を具備する
    通信システムであって、前記コード語から前記メッセー
    ジ情報を再現するための方法において、 前記通信装置において前記コード語を受信するステップ
    と、 受信した前記コード語の信号品質を判定するステップ
    と、 受信した前記コード語の信号品質を所定値と比較するス
    テップと、 前記信号品質が前記所定値より悪い場合前記コード語に
    収容される全メッセージ情報をデコードするために前記
    所定のアルゴリズムをを使用して受信した前記全コード
    語をデコードするステップと、 受信した前記コード語の信号品質が前記デコーダによっ
    て前記コード語に収容された前記全メッセージ情報が回
    復できる前記所定値に少なくとも等しい場合、前記デコ
    ーダが受信した前記コード語の前記一部分のみをデコー
    ドするために前記デコーダによって使用される前記所定
    のアルゴリズムを修正するステップと、 から成ることを特徴とする方法。
  5. 【請求項５】請求項４記載のコード語からデータを受信
    する方法において、 受信した前記コード語の前記一部分をデコードすると、
    前記通信装置を所定の時間期間の間電池節約モードにす
    るステップをさらに含むことを特徴とする方法。
  6. 【請求項６】メッセージ情報及び冗長情報を有する畳み
    込みコード信号語を発生する制御システムを具備する中
    継通信システムで用いる可搬型無線機において、 前記畳み込みコード信号語を受信する受信機と、 受信した前記畳み込みコード信号語の信号品質を判定す
    る手段と、 受信した前記畳み込みコード信号語の信号品質が所定値
    より悪い場合、受信した前記畳み込みコード信号語に収
    容された全メッセージ情報をデコードするために受信し
    た前記全畳み込みコード信号語をデコードする所定のア
    ルゴリズムを使用して受信した前記畳み込みコード信号
    語をデコードするデコーダと、 受信した前記畳み込みコード信号語の信号品質を前記所
    定値と比較し、受信した前記畳み込みコード信号語の信
    号品質が少なくとも前記所定値と等しい場合、前記所定
    のアルゴリズムを修正するとともに、受信した前記畳み
    込みコード信号語に収容された全メッセージ情報を再現
    する前記畳み込みコード信号語の一部分のみを前記デコ
    ーダがデコードするために、前記デコーダを作動させる
    制御手段と、 から成ることを特徴とする可搬型無線機。
  7. 【請求項７】請求項６記載の可搬型無線機において、受
    信した前記畳み込みコード信号語の信号品質は、受信し
    た前記畳み込みコード信号語の信号対ノイズ比を測定す
    ることによって判定されることを特徴とする可搬型無線
    機。
  8. 【請求項８】請求項６記載の可搬型無線機において、前
    記制御手段は、受信した前記畳み込みコード信号語のデ
    コードされた前記一部分を比較し該情報が通信装置向け
    であるかどうかを決定し、 受信した前記畳み込みコード信号語の前記一部分が前記
    通信装置向けでないと判断すると前記通信装置を所定の
    時間期間の間電池節約モードにすることを特徴とする可
    搬型無線機。
  9. 【請求項９】巡回非同期情報信号を有する通信システム
    で用いる通信装置において、 前記巡回非同期情報信号を受信する受信機と、 受信した前記巡回非同期情報信号の信号品質を判定する
    手段と、 前記巡回非同期情報信号をデコードするデコーダと、 受信した前記非同期情報信号の信号品質を所定値と比較
    し、受信した前記巡回非同期情報信号の信号品質が少な
    くとも前記所定値と等しい場合、前記受信した巡回非同
    期情報信号の一部分のみをデコードするために前記デコ
    ーダを作動させ、受信した前記巡回非同期情報信号の一
    部分をコード化スケルチ語に変換するためのパリティ生
    成シーケンスが続く制御手段と、 から成ることを特徴とする通信装置。
  10. 【請求項１０】請求項９記載の通信装置において、前記
    巡回非同期制御信号は、コード化スケルチ制御信号であ
    ることを特徴とする通信装置。
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