JP2895342B2 - 移動無線機 - Google Patents

移動無線機

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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車電話システム
等で使用される車載電話機や携帯電話機、もしくは車載
携帯電話機等の移動無線機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の移動無線機を示すブロック
図である。図において、１は受信した信号を音声信号や
制御信号に復調して出力する受信部である。２は位相同
期ループ（以下ＰＬＬという）を含み、当該ＰＬＬで生
成した周波数を受信部１に供給する周波数シンセサイザ
である。３は受信部１の出力する制御信号を受けて制御
処理を実行し、周波数シンセサイザ２に対して生成する
周波数を指示する制御部である。
【０００３】また、図６は周波数シンセサイザ２の構成
を示すブロック図である。図において、１１は後述する
可変分周器と基準分周器の出力の位相を比較する位相比
較器であり、１２はこの位相比較器１１にて検出された
両出力の位相差に比例した信号を出力するチャージポン
プである。１３はこのチャージポンプ１２の出力の高周
波成分を除去するループフィルタであり、１４はこのル
ープフィルタ１３の出力電圧によって発振周波数が制御
される電圧制御発振器である。１５はこの電圧制御発振
器１４の出力周波数を分周するプリスケーラであり、１
６はプリスケーラ１５の出力を指定された分周比でさら
に分周し、位相比較器１１に送出する前述の可変分周器
である。１７は基準信号を分周して基準周波数を発生さ
せ、位相比較器１１に送る前記基準分周器である。
【０００４】次にその周波数シンセサイザ２の動作につ
いて説明する。基準分周器１７は基準信号を分周して基
準周波数を発生させ、それを位相比較器１１に入力す
る。一方、可変分周器１６はプリスケーラ１５の出力を
制御部３より指定された分周比でさらに分周し、それを
位相比較器１１に入力する。この基準分周器１７から出
力された信号と可変分周器１６から出力された信号は位
相比較器１１で互いの位相が比較され、チャージポンプ
１２はこの位相比較器１１にて検出された両信号の位相
差に比例した信号を出力する。このチャージポンプ１２
の出力はループフィルタ１３に入力され、その高周波成
分が除去されて電圧制御発振器１４に入力される。電圧
制御発振器１４はこのループフィルタ１３の出力電圧に
比例した周波数で発振する。この電圧制御発振器１４の
出力信号は局部発振信号として受信部１に送出されると
ともに、プリスケーラ１５に入力される。プリスケーラ
１５はこの電圧制御発振器１４の出力周波数を分周して
可変分周器１６に入力する。このようにして、基準分周
器１７と可変分周器１６の出力をある位相差で同期させ
れば、電圧制御発振器１４の出力は制御部３より指示さ
れた所定の周波数で安定する。
【０００５】このような周波数シンセサイザ２を用いた
移動無線機では、当該移動無線機が待ち受け状態にある
場合、不要なデータが送られてくる間も周波数シンセサ
イザ２は動作をしており、消費電流が多くなるため、待
ち受け時に周波数シンセサイザ２を間欠的に動作させて
消費電流を削減する試みもなされている。
【０００６】図７は例えば特開昭６０−１９００３２号
公報に示された従来の移動無線機を示すブロック図であ
る。図において、２０は、プリスケーラ、可変分周器、
基準分周器、位相比較器等を含み、ループフィルタ１
３、電圧制御発振器１４とともに周波数シンセサイザを
構成するＰＬＬ回路である。２１はこのＰＬＬ回路２０
とループフィルタ１３との間に配置されて周波数シンセ
サイザの回路上のループを切断するためのスイッチであ
る。２２はループ切断時にループフィルタ１３内の容量
を間欠的に充放電する充放電回路であり、２３はこの充
放電回路２２とループフィルタ１３との接続を制御する
スイッチである。２４はループ切断信号に基づいて、ス
イッチ２１とスイッチ２３とを相補に開閉動作させるた
めのインバータである。
【０００７】次に動作について説明する。通常動作時に
おいては、スイッチ２１は閉じ、スイッチ２３は開いて
いる。従って、周波数シンセサイザは図６にて説明した
場合と同様に動作して、電圧制御発振器１４の出力は指
定された所定の周波数で安定に発振する。一方、ループ
切断信号が入力されるとスイッチ２３がオンとなって充
放電回路２２がループフィルタ１３に接続される。ま
た、このループ切断信号はインバータ２４を介してスイ
ッチ２１にも送られてそれをオフにする。この時同時
に、ＰＬＬ回路２０への電源の供給が断たれる。これに
よって、この周波数シンセサイザにおける消費電流は、
ほぼ電圧制御発振器１４の電流のみに軽減される。
【０００８】ここで、スイッチ２１，２３に漏れ電流が
なければ、時間の経過とともにループフィルタ１３の容
量に蓄積されている電荷が放電されて周波数は徐々に低
下する。この周波数の変動は、電圧制御発振器１４の制
御電圧に依存し、制御電圧が低ければループフィルタ１
３の容量に蓄積されている電荷の放電が少なく、周波数
の変動も小さいが、制御電圧が高ければループフィルタ
１３の容量に蓄積されている電荷の放電も多くなって、
周波数の変動も大きくなる。また、スイッチ２１，２３
に漏れ電流がある場合、その漏れ電流がループフィルタ
１３の放電電流より大きければ、ループフィルタ１３の
容量は徐々に充電されて、周波数は逆に上昇して行く。
この場合には、制御電圧が高いほど周波数変化は小さな
ものとなる。
【０００９】この移動無線器における周波数シンセサイ
ザでは、スイッチ２３を閉じることによって接続された
充放電回路２２により、ループフィルタ１３の容量を充
電もしくは放電させることによってその周波数の変動を
補償している。ここで、前述のごとく、この周波数変動
はいずれの場合においても、電圧制御発振器１４の制御
電圧（あるいは保持電圧）の値と大きな相関を持つもの
である。従って、充放電回路２２によるループフィルタ
１３の容量の充放電に際して、電圧制御発振器１４の制
御電圧に対応して、充電もしくは放電の電荷量を精密に
制御してやる必要がある。
【００１０】また、図８は例えば特開平２−２６１２２
６号公報に示された従来の移動無線器を示すブロック図
である。図において、４は待ち受け時において、受信部
１で復調された制御信号に基づく間欠信号を生成する点
で、図５に符号３を付したものとは異なる制御部であ
る。５はこの制御部４、および受信部１、周波数シンセ
サイザ２に必要な電源を供給している電源部であり、６
は制御部４からの間欠信号に従って、電源部５より受信
部１あるいは周波数シンセサイザ２に供給される電源の
オン／オフを行う電源スイッチである。
【００１１】次に動作について説明する。受信部１内の
入力電界検出回路が所定レベル以上の入力電界を検出す
ると当該移動無線機は待ち受け状態に入り、制御部４は
電源スイッチ６をオン状態にする。これによって受信部
１および周波数シンセサイザ２が動作を開始して、周波
数シンセサイザ２は制御部より指示された周波数を受信
部に送り、受信部１はその周波数に基づいて受信信号よ
り復調した制御信号を制御部４に送る。制御部４はその
制御信号に基づいて間欠信号を生成して電源スイッチ２
の間欠制御を開始する。
【００１２】ここで、図９は米国の８００ＭＨｚ帯移動
無線電話システム“ＥＩＡ ＩＳ−１９”を例とした待
ち受け時の受信データ（制御信号）と制御部４の発生す
る間欠信号の時間関係を示すタイミング図である。当該
“ＥＩＡ ＩＳ−１９”システムの規格によれば、各移
動無線機の電話番号の偶奇に対応してＡワード（Ａ１〜
Ａ５）またはＢワード（Ｂ１〜Ｂ５）のいずれか一方が
割り当てられ、それぞれの呼び出し信号が乗せられてい
る。従って、Ａワードが割り当てられた移動無線機では
ワードＡ１〜Ａ５を受信して、その５つのデータに対し
て３／５多数決を行うことにより着呼を検出することが
できる。即ち、この場合には、Ｂワードのデータは全て
が不要となる。
【００１３】従って、Ａワードが割り当てられている場
合には、ワードＡ１〜Ａ５が送られてきている期間のみ
において受信部１および周波数シンセサイザ２に電源を
供給し、ワードＢ１〜Ｂ５が送られてきている間は電源
の供給を停止することで、消費電流を削減することが可
能となる。そのため、制御部４では、図９（ａ）に示す
入力された制御信号に含まれているドッティング信号
（ＤＴ）およびワード同期信号（ＷＳ）のパターンを検
出すると、図９（ｂ）に示す間欠信号を生成して電源ス
イッチ６に送出する。この図９（ｂ）にはＡワードが割
り当てられた移動無線機における間欠信号が示されてい
る。電源スイッチ６はこの間欠信号によってスイッチン
グ動作が制御され、間欠信号がオフの期間では電源部５
からの電源を受信部１および周波数シンセサイザ２に供
給しないように作用する。なお、受信部１および周波数
シンセサイザ２の中で、常に電源の供給が必要な部分に
ついては、この電源スイッチ６を経由することなく直
接、電源部５から電源が供給されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従来の移動無線機は以
上のように構成されているので、ループフィルタ１３の
容量の電荷を充放電することで電源断時の周波数シンセ
サイザの出力周波数を保持するものにあっては、そのル
ープフィルタ１３の容量の電荷を充放電するための充放
電回路２２を設けることが必要となって、装置が複雑化
して高価なものとなり、また、割り当てられたワードが
送られてきている期間だけ、周波数シンセサイザ２等に
電源を供給するものにあっては、１ワード毎に周波数シ
ンセサイザ２の電源をオン／オフする必要があり、複数
のフリップフロップにて形成されている基準分周器１７
および可変分周器１６は、電源再投入直後の出力信号の
位相差が不定であるため、位相比較器１１からは大きな
誤差信号が出力されることとなって、電圧制御発振器１
４の周波数が一時的にジャンプして安定するまでに長い
時間を必要とし、１ワードに割り当てられた４．４ｍＳ
の時間内で周波数シンセサイザ２をオン／オフさせるこ
とは実際には難しいものであるなどの問題点があった。
【００１５】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、間欠動作時の周波数シンセサ
イザの周波数安定度を高め、低消費電流化がはかれる移
動無線機を得ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る移
動無線機は、周波数シンセサイザに、入力される間欠信
号がオフになると、基準分周器、可変分周器およびプリ
スケーラの動作を停止させて低消費電流状態にし、チャ
ージポンプをハイインピーダンス状態にしてその出力電
圧を当該周波数シンセサイザのロック時の値に保持させ
る間欠制御部を設けるとともに、制御部に、待ち受け時
に、制御信号の不必要な信号部分が入力されている間に
オンとなり、必要な信号部分が入力されている期間はオ
フとなる間欠信号を生成する機能を持たせたものであ
る。
【００１７】また、請求項２の発明に係る移動無線機
は、自装置に割り当てられた複数のワードと他装置に割
り当てられた複数のワードとが時分割的に繰り返して送
られてくる制御信号の、他装置に割り当てられたワード
の１つが入力されている間に間欠信号をオンにし、その
後、そのワードが入力されるまで間欠信号をオフとする
ものである。
【００１８】また、請求項３の発明に係る移動無線機
は、自装置に割り当てられた複数のワードのいくつかを
不必要な信号部分として扱い、そのワードと対応する他
装置のワードが入力されている間に間欠信号をオンにす
るものである。
【００１９】
【作用】請求項１の発明における間欠制御部は、制御部
の生成する、待ち受け時に制御信号の不必要な信号部分
が入力されている間にオン、必要な信号部分が入力され
ている期間はオフとなる間欠信号によって制御され、そ
の間欠信号がオフになると、基準分周器、可変分周器お
よびプリスケーラの動作を停止させて低消費電流状態に
し、チャージポンプをハイインピーダンス状態にしてそ
の出力電圧を周波数シンセサイザのロック時の値を保持
させることにより、間欠動作時の周波数シンセサイザの
周波数安定度が高く、消費電流の低減もはかれる移動無
線機を実現する。
【００２０】また、請求項２の発明における制御部は、
間欠信号を、自装置と他装置に割り当てられたそれぞれ
複数のワードが時分割的に繰り返して送られてくる制御
信号の、他装置に割り当てられたワードの１つが入力さ
れている間にオン、その後、そのワードが入力されるま
でオフとすることにより、電話番号の偶奇によって着呼
検出のためのワードが異なる移動無線電話システムへの
適用を可能とする。
【００２１】また、請求項３の発明における制御部は、
自装置に割り当てられた複数のワードのいくつかを不必
要な信号部分として扱うことにより、周波数シンセサイ
ザの周波数引き込み時間に余裕のある移動無線機を実現
する。
【００２２】
【実施例】実施例１．以下、この発明の実施例１を図に
ついて説明する。図１は請求項１に記載した発明の一実
施例による移動無線機を示すブロック図であり、図中、
１は図５に同一符号を付したものと同等の受信部であ
る。７は待ち受け時において、受信部１から入力される
制御信号の不必要な信号部分が入力されている間にオン
となり、必要な信号部分が入力されている期間はオフと
なる点で、図８に示した従来の制御部４とは異なった間
欠信号を生成している制御部である。８はこの制御部７
より入力される間欠信号に応じて間欠動作をする周波数
シンセサイザである。
【００２３】また、図２は周波数シンセサイザ８の構成
を示すブロック図である。図において、１１は位相比較
器、１２はチャージポンプ、１３はループフィルタ、１
４電圧制御発振器、１５はプリスケーラ、１６は可変分
周器、１７は基準分周器であり、図６に同一符号を付し
て示す従来のそれらと同一、もしくは相当部分であるた
め、詳細な説明は省略する。１８は制御部７から送られ
てくる間欠信号がオフになると、基準分周器１７、可変
分周器１６およびプリスケーラ１５の動作を停止させて
低消費電流状態にするとともに、チャージポンプ１２を
ハイインピーダンス状態にしてその出力電圧を当該周波
数シンセサイザ８のＰＬＬがロックされた時の値に保持
させる間欠制御部である。
【００２４】次に動作について説明する。制御部７より
周波数シンセサイザ８に送られている間欠信号がオンの
期間は、周波数シンセサイザ８は従来の周波数シンセサ
イザ２と同様に動作して、制御部７より指示された周波
数で発振し、それを受信部１に供給している。一方、こ
の間欠信号がオフになると、間欠制御部１８は周波数シ
ンセサイザ８のＰＬＬを構成している基準分周器１７、
可変分周器１６およびプリスケーラ１５の動作を停止さ
せて低消費電流状態にするとともに、チャージポンプ１
２をハイインピーダンス状態にして、その出力電圧を当
該周波数シンセサイザ８のＰＬＬロック時の値に保持さ
せる。従って、電圧制御発振器１４の制御電圧はループ
フィルタ１３の時定数によって保持され、その出力周波
数は当該周波数シンセサイザ８のＰＬＬがロックした時
の状態をほぼ保つことになる。
【００２５】また、間欠信号をオフから再度オンにした
場合、可変分周器１６および基準分周器１７の出力信号
の位相差が不定になり、位相比較器１１から大きな誤差
電圧が出力されないように、間欠制御部１８は可変分周
器１６と基準分周器１７の出力信号の位相を強制的に合
わせ込むように制御する。これによって、電圧制御発振
器１４の出力周波数の乱れは小さなものに抑えられ、こ
の間欠信号がオンとなっている間、周波数シンセサイザ
２は通常の動作を行って、制御部７より指示された周波
数を受信部１に供給する。
【００２６】従って、制御部７が待ち受け時において、
受信部１から入力される制御信号の不必要な信号部分が
入力されている間にその間欠信号をオンとし、必要な信
号部分が入力されている期間にはその間欠信号をオフと
すれば、制御信号の不必要な信号部分が入力されている
間に周波数シンセサイザ８の出力周波数の引き込みを行
い、必要な信号部分が入力されている期間はその周波数
を保持しておくことが可能となる。従って、この間欠信
号のオン／オフを繰り返すことにより、基準分周器１
７、可変分周器１６およびプリスケーラ１５が休止して
いる期間に相当する分だけ消費電流を削減することがで
きる。
【００２７】実施例２．次に、この発明の実施例２を図
について説明する。図３は実施例１に示した移動無線機
を前記米国の８００ＭＨｚ帯移動無線電話システム“Ｅ
ＩＡ ＩＳ−１９”に適用した場合の一実施例におけ
る、待ち受け時の制御信号と間欠信号の時間関係を示す
タイミング図である。この“ＥＩＡ ＩＳ−１９”シス
テムによれば、前述のごとく電話番号の偶奇によってＡ
ワードあるいはＢワードのいずれか一方を受信し、受信
データに対して３／５多数決を行って着呼を検出してい
る。ここで、この図３にはＡワードを受信する場合につ
いて例示している。なお、図３（ａ）は待ち受け時の制
御信号を、同図（ｂ）は間欠信号を、同図（ｃ）は受信
データをそれぞれ示している。
【００２８】図示ように、Ａワードを受信するもので
は、図３（ａ）に示す制御信号中のＢワードは不必要な
信号部分となる。従って、このワードＢ１〜Ｂ５を受信
している間に制御部７は周波数シンセサイザ８への間欠
信号をオンにする。図３（ｂ）に図示した例では、ワー
ドＢ５を受信している間に間欠信号がオンとなってい
る。これによって周波数シンセサイザ８が通常の動作を
行い、制御部７は周波数シンセサイザ８の出力周波数が
ロックするに充分な時間をとってその間欠信号をオフに
する。この間欠信号がオフの間は、実施例１で説明した
ように、周波数シンセサイザ８の出力周波数はほぼロッ
ク状態を保っているので、受信データが乱れるようなこ
とはない。また、この間欠信号がオフからオンに変化す
る際には、周波数を引き込むために周波数シンセサイザ
８の出力周波数にわずかな乱れは生ずるが、その乱れが
不必要なワードＢ５を受信している４．４ｍＳの間にお
さまれば、受信率に影響を与えることはない。
【００２９】実施例３． また、上記実施例２では、Ａワードが割り当てられてい
る場合、制御信号中のワードＡ１〜Ａ５の全てが必要な
信号部分であるものについて説明したが、そのうちのい
くつかを不必要な信号部分として扱うようにしてもよ
い。図４は請求項３に記載したそのような発明の一実施
例における、待ち受け時の制御信号と間欠信号の時間関
係を示すタイミング図である。図示の例では、ワードＡ
４およびＡ５のデータを無視してそれらを不必要な信号
部分として扱い、着呼はワードＡ１〜Ａ３のデータに対
して２／３多数決を行って検出する。これによって、周
波数シンセサイザ８の周波数引き込み時間は１７．６ｍ
Ｓ以内であればよくなる。また、間欠信号のオン／オフ
のタイミングが、ＡワードとＢワードのどちらを受信す
る場合でも同一でよくなるため、ソフトウェアの制御も
簡単なものとなる。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、待ち受け時に制御信号の不必要な信号部分が入力さ
れている間にオン、必要な信号部分が入力されている期
間はオフとなる間欠信号がオフになると、基準分周器、
可変分周器およびプリスケーラの動作を停止させて低消
費電流状態にし、チャージポンプをハイインピーダンス
状態にして、その出力電圧を周波数シンセサイザのロッ
ク時の値に保持させるように構成したので、間欠動作時
における周波数シンセサイザの周波数安定度が高く、待
ち受け時の消費電流の低減もはかれる移動無線機が得ら
れる効果がある。
【００３１】また、請求項２の発明によれば、制御信号
の他装置に割り当てられたワードの１つが入力されてい
る間に間欠信号をオンとし、その後、そのワードが入力
されるまでそれをオフとするように構成したので、電話
番号の偶奇によって着呼検出のためのワードが異なる移
動無線電話システムの移動無線機の待ち受け時の消費電
流を削減できる効果がある。
【００３２】また、請求項３の発明における制御部は、
自装置に割り当てられた複数のワードのいくつかを不必
要な信号部分として扱うように構成したので、周波数シ
ンセサイザの周波数引き込み時間に余裕を持たせること
ができ、さらに、ソフトウェアの制御も簡略化できる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１による移動無線機を示すブ
ロック図である。
【図２】上記実施例における周波数シンセサイザの構成
を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施例２における待ち受け時の制御
信号と間欠信号の時間関係を示すタイミング図である。
【図４】この発明の実施例３における待ち受け時の制御
信号と間欠信号の時間関係を示すタイミング図である。
【図５】従来の移動無線機の一例を示すブロック図であ
る。
【図６】その周波数シンセサイザの構成を示すブロック
図である。
【図７】従来の移動無線機の他の例を示すブロック図で
ある。
【図８】従来の移動無線機のさらに他の例を示すブロッ
ク図である。
【図９】その待ち受け時における制御信号と間欠信号の
時間関係を示すタイミング図である。
【符号の説明】
１ 受信部 ７ 制御部 ８ 周波数シンセサイザ １１ 位相比較器 １２ チャージポンプ １３ ループフィルタ １４ 電圧制御発振器 １５ プリスケーラ １６ 可変分周器 １７ 基準分周器 １８ 間欠制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 102 H04B 1/40 H03L 7/18

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 受信信号より音声信号および制御信号を
    復調して出力する受信部と、基準分周器、可変分周器、
    プリスケーラ、位相比較器、チャージポンプ、ループフ
    ィルタ、および電圧制御発振器を含む位相同期ループで
    生成した周波数を前記受信部に供給し、入力される間欠
    信号がオフになると、前記基準分周器、可変分周器およ
    びプリスケーラの動作を停止させて低消費電流状態にす
    るとともに、前記チャージポンプをハイインピーダンス
    状態にして、その出力電圧を前記位相同期ループロック
    時の値に保持させる間欠制御部を有する周波数シンセサ
    イザと、前記周波数シンセサイザに対して生成する周波
    数を指示するとともに、待ち受け時に、前記受信部から
    入力される制御信号の不必要な信号部分が入力されてい
    る間に前記間欠信号をオンにし、必要な信号部分が入力
    されている期間は前記間欠信号をオフにする制御部とを
    備えた移動無線機。
  2. 【請求項２】 前記制御信号が、自装置に割り当てられ
    た複数のワードと他装置に割り当てられた複数のワード
    とが時分割的に繰り返して送られてくるものであり、前
    記制御部が、前記他装置に割り当てられたワードの１つ
    が入力されている間に前記間欠信号をオンにし、その
    後、当該ワードが入力されるまで前記間欠信号をオフと
    することを特徴とする請求項１に記載の移動無線機。
  3. 【請求項３】 前記制御部が、前記自装置に割り当てら
    れた複数のワード中のいくつかを不必要な信号部分とし
    て扱い、当該ワードと前記他装置に割り当てられたそれ
    に対応するワードが入力されている間に、前記間欠信号
    をオンにすることを特徴とする請求項２に記載の移動無
    線機。
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