JP3326314B2 - 簡易型携帯電話機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、デジタル無線通信
を行う携帯型の電話機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年無線周波数帯の有効利用を目的とし
た移動体通信システムが盛んに研究されている。現行の
ＰＨＳ（パーソナルハンディホン：第二世代コードレス
電話システム）では周波数帯の有効利用をTDMA/TDD(Tim
e Division Multiple Access /Time Division Duplex)
方式の無線通信によって実現している。次に図８の模式
図、図９の説明図を参照しながらＰＨＳにおける無線通
信について説明を行う。図８はＰＨＳによって構成され
る無線通信システムを示す模式図であり図９はＴＤＭＡ
／ＴＤＤ方式におけるタイムスロットの割り当てを示す
図である。

【０００３】図８において基地局はCSと略記している。
また簡易型携帯電話機に相当する移動局はPSと略記して
いる。図中の基地局１０１は円内に描かれているがこの
円は基地局１０１の無線ゾーンを表している。移動局１
３１〜１３４は何れもこの円の中に描かれているので基
地局１０１の配下に置かれている。図９に示すようにＰ
ＨＳにおいてＴＤＭＡフレームを構成するスロットは
（図中の上りスロット１、２、３、４、下りスロット
１、２、３、４）、上り下りのスロット１なら移動局１
３１、上り下りスロット２なら移動局１３２、上り下り
スロット３なら移動局１３３というように、それぞれが
配下の移動局に割り当られている。この上り下りの１対
のスロットがＰＨＳにおける通信用チャネルでありこれ
らにおいて独立した通信が実現できる。この上りと下り
の一対には１から４までのスロット番号が割り当られ通
信用チャネルは、このスロット番号で指示される。この
スロット番号で示すようにＰＨＳでは一の無線搬送波を
４つの移動局で利用できる。そのため周波数帯の利用効
率が４倍になっている。

【０００４】ＰＨＳの場合１タイムスロット長は６２５
μsecでありＴＤＭＡフレーム長は５msecである。１つ
のタイムスロットは２４０ビットの伝送容量を有しその
内の１６０ビットが音声データの伝送に割り当られ、残
りのビットエリアが無線に関する各種制御情報の伝送に
割当られる。移動局１３４からしてみれば常時受信処
理、送信処理を行う必要はなく自局に割り当られた上り
タイムスロット−４、下りタイムスロット−４の時間域
のみ受信処理及び送信処理を行えばよい。受信処理及び
送信処理が間欠的で済みから変調器や増幅器、復調器へ
の給電は上りタイムスロット−４、下りタイムスロット
−４に割り当られた時間域のみ行えばよい。このように
各移動局が自局に割り当られた時間域のみ給電すると６
２５μsec×２／５msecの計算により電力消費は約１／
４で済む。

【０００５】移動局は携帯電話タイプであるから変調器
や増幅器、復調器は内蔵している充電電池によって給電
されるが上記のような間欠的な給電は通話における充電
電池の消耗を約１／４にする。その結果通話可能時間
（１回あたりの充電で通話できる時間）がより長くなり
持ち運びに非常に便利になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の携
帯電話機を用いて受け付け業務を行う場合、実際の通話
時間がごく僅かであるのに、保留状態における電力消費
によって何時の間にか通話可能時間が短くなっていると
いう状況が生じる。移動局における保留機能では保留状
態を示すメロディを相手側に流し、その合間に内線番号
の入力待ちを行って電話を取り次ごうとする。一方保留
メロディが流れている間相手側の話者は受話器を耳にあ
てながらそのメロディが途切れるのを待っており、保留
側で電話の取り次ぎや保留解除の操作が行われると通話
を再開する。保留メロディが途切れるのを待っている間
相手側は無音状態になる。保留側へは無音状態の音声デ
ータが送信されて来る訳だがこの無音状態の音声データ
を保留側は通常通りに受信する。無音音声が送信されて
来るというのに保留側は通常通り受信を行うので無音音
声の受信のための電力消費によって通話可能時間が短く
なってしまう。通話に必要な書類を手元に用意する場合
や相手側には知られたくない内容を通話の際中に相談す
る場合にも保留機能は用いられるがこれらの多用でも電
力消費は通常の通話時と変わりなく発生する。

【０００７】本発明は上記問題点に鑑み保留状態におけ
る省電力化を実現でき、受け付け業務等での通話可能時
間を伸ばすことができる携帯電話機を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、無線搬送波上で時分割多重
された下りタイムスロットによって基地局が発したデー
タを受信する受信手段と、本機に割り当てられた下りの
タイムスロットの時間域を含む短時間だけ間欠的に受信
手段に給電する給電手段と、操作者からの保留の指示を
受け付ける受付手段とを有する簡易型携帯電話機におい
て、保留についての指示を受付手段が受け付けると、給
電手段による受信手段への間欠的な給電のうち所定回数
の給電を間引く間引き手段を備えることを特徴としてい
る。

【０００９】また請求項２に記載の発明は前記給電手段
は、下りタイムスロットに割り当られた時間域に相当す
るパルス幅を持ったタイミングパルスを発生するタイミ
ングパルス発生部と、装置駆動電源と受信手段との間に
介在され、タイミングパルス発生部が発生したタイミン
グパルスのパルス幅に相当する期間中駆動電源と受信手
段とを電気的に接続する接続部とを備え、前記間引き手
段は操作者からの保留指示を受付手段が受け付けるとタ
イミングパルス発生部が発生するタイミングパルスをカ
ウントし、数パルスを計数する毎に１パルスを出力する
カウンタを有することを特徴としている。

【００１０】また請求項３に記載の発明は前記受信手段
は、受信電界強度を測定する測定部を備え、前記簡易型
携帯電話機は更に、受信電界強度が所定基準を下回って
いると測定される期間のみ受信手段に対する給電の間引
きを禁止する禁止手段を備えることを特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態に係る
無線電話装置の構成を示す構成図である。携帯電話機は
図１に示す電源ブロック３、受信側給電ゲート４、送信
側給電ゲート５、制御部６、マンマシンI／F制御部７、
保留信号再生部８、音声符号化回路９、アンテナスイッ
チ部１６及び間引き回路１８をポケットサイズの筐体内
に高密度に実装している。話者がこの筐体を把持して顔
に近づけると耳元に図中のスピーカ５１が近づき口元に
マイク５２が近づくようになっている。筐体表面のパネ
ルには電話番号押下のためのテンキー５３や保留状態指
定／解除の指示を受け付ける保留ボタン５４、通話ボタ
ン５５等が配されている。また筐体の背面は一部取り外
し式になっており取り外すと収納スペースに収納されて
いる充電電池を着脱することができる。本携帯電話機は
図８に示した移動局として機能し、多数の基地局から構
成されるＰＨＳのエリア内で無線通信を行うことができ
る。

【００１２】復調＋データ分離部１０・受信IF回路１１
・受信RF回路１２は受信処理を担う受信部１を構成し、
変調＋データ合成部１３・送信IF回路１４・送信RF回路
１５は送信処理を担う送信部２を構成する。受信部１及
び送信部２はアンテナスイッチ部１６によって交互にア
ンテナを用いている。受信部１を構成する復調＋データ
分離部１０・受信IF回路１１・受信RF回路１２と電源ブ
ロック３との間には受信側給電ゲート４が介在し、送信
部２を構成する変調＋データ合成部１３・送信IF回路１
４・送信RF回路１５と電源ブロック３との間には送信側
給電ゲート５が介在している。以上の受信部１及び送信
部２の送受信処理は制御部６が内蔵しているＰＬＬ周波
数シンセサイザ１７が発生する基準クロックと同期して
行われる。

【００１３】受信部１において受信RF回路１２はアンテ
ナからの入力信号の中から高周波成分（RF成分）だけを
通過させ、増幅した後に出力する。受信IF回路１１はＰ
ＬＬ周波数シンセサイザ１７の発振信号を受けて作り出
された基準クロック信号と出力されたＲＦ信号とをミキ
シングして中間周波数（IF）帯域の信号を生成する。復
調＋データ分離部１０は中間周波数信号をπ／４シフト
４相ＱＰＳＫを用いて復調し、制御データと音声データ
とに分離して制御部６及び音声符号化回路９に振り分け
る。また受信RF回路１２はアンテナの受信レベルを測定
し、測定結果を制御部６に伝える測定部（図示せず）を
備えており、制御部６はこの測定部によって現在の受信
電界強度を把握している。

【００１４】送信部２において変調＋データ合成部１３
は送信音声データ及び送信制御データを合成し合成デー
タをπ／４シフト４相ＱＰＳＫによってＩＦ帯域の信号
に変調する。送信IF回路１４は変調されたＩＦ帯域信号
の増幅を行い送信RF回路１５は増幅された信号と基準ク
ロック信号とのミキシングを行ってミキシングされた信
号からＲＦ帯の周波数成分だけを取り出し増幅した後に
アンテナに出力する。

【００１５】電源ブロック３はカートリッジタイプのNi
-Cd、ニッケル水素、リチウムイオン等の充電電池、該
充電電池を収納するケース、充電電池の電極を接続する
アダプタ、及び保護回路からなり受信側給電ゲート４、
送信側給電ゲート５がオンの状態のみ受信部１及び送信
部２を給電する。受信側給電ゲート４はパワーMOSFET等
のスイッチング素子であり、受信ゲート信号がゲート端
子に印加されることによりオン／オフが切り替わる。同
じく送信側給電ゲート５もパワーMOSFET等のスイッチン
グ素子であり、送信ゲート信号がゲート端子に印加され
ることによりオン／オフが切り替わる。

【００１６】制御部６はTDMA処理や位置登録、呼接続、
呼切断、加入者登録等のレイヤ３の機能を制御する本携
帯電話機の中枢である。また制御部６はその内部にＰＬ
Ｌ周波数シンセサイザ１７を備え、基準クロック信号、
受信ゲート信号及び送信ゲート信号を発生する。図２は
上り下りタイムスロットと、送信ゲート信号及び受信ゲ
ート信号との対応を説明する図である。受信ゲート信号
及び送信ゲート信号は波長が５msec程度でパルス幅がタ
イムスロット長を示す625μsecより多少長めになってい
る。このパルスの立ち上がりは図示するように図９に示
したタイムスロットが基地局から送信されてくるタイミ
ングより多少前に設定されている。そのためこの受信ゲ
ート信号によって下りタイムスロットが送信されてくる
タイミングが受信側給電ゲート４に指示される。ところ
でＰＬＬ周波数シンセサイザ１７が有する水晶発振器は
温度変化の影響を受け易い。この影響によって本電話機
内では基準クロック信号、送信ゲート信号、受信ゲート
信号の位相が僅かずつずれる。そのため制御部６は基地
局からのタイムスロットが含んでいる1001からなる４ビ
ット長パタンを受信して、このパタンを受信したタイミ
ングでＰＬＬ周波数シンセサイザ１７を起動させて位相
ずれを補償している。

【００１７】マンマシンI／F制御部７はテンキ−５３、
保留ボタン５４、通話ボタン５５を接続したキーマトリ
ックス、液晶ディスプレィ、LEDを有し、電話番号の入
力や保留状態指示、オンフック、オフフックの指定を受
け付ける。また保留が指示されると液晶に『ホリュウチ
ュウ』というキャラクタを表示し、LEDを赤く灯す。こ
れらで保留状態である旨を表示する。更に制御部６は保
留ボタン５４の押下時に受信側給電ゲート４及び保留信
号再生部８へと保留期間信号を出力する。

【００１８】保留信号再生部８は保留メロディあるいは
保留状態を音声でアナウンスする保留メッセージを記憶
するROMを内蔵し、保留期間信号の立ち下がりに応じて
これらの保留メロディ、保留メッセージを読み出して音
声符号化回路９に出力する。音声符号化回路９は、ＡＤ
ＰＣＭ／ＰＣＭによってアナログ・ディジタルの双方向
変換を行い、マイク５１からの音声入力やスピーカ５２
への音声出力を行う。他にも着呼を知らせためのリンガ
鳴動及び回線接続などの制御を行う。更に保留信号再生
部８から保留メロディ、保留メッセージが出力される
と、これを送信音声データとして変調＋データ合成部１
３に出力する。

【００１９】間引き回路１８は受信ゲート信号が発した
受信ゲート信号を間引くものであり図３に示す内部構成
を有する。図３における２ビットカウンタ４１のチップ
イネーブル端子（CE端子）はANDゲート４３を介して保
留期間信号を入力し、保留期間信号がLowになると２ビ
ットカウンタ４１はカウント動作を開始する。２ビット
カウンタ４１は受信ゲート信号が含むパルスを計数する
ものであり０〜３の計数値を２つ出力端子から出力す
る。ANDゲート４２は出力端子が両方ともLowのとき、言
い換えると２ビットカウンタ４１が０を計数したときの
み開くゲート回路である。詳しく言うとANDゲート４２
は２ビットカウンタ４１が１〜３を計数している間は閉
じてビットカウンタ４１が０を計数すれば開く。このAN
Dゲート４２の動作によって２ビットカウンタ４１が０
を計数する度にANDゲート４２からパルスが１つ出力さ
れる。このようなANDゲート４２の開閉によって入力：
出力が４：１になるので結局のところ受信ゲート信号の
パルスは４個から１個に間引かれることになる。受信ゲ
ート信号が４から１つに間引かれると受信側給電ゲート
４がオンになる回数も４つから１つに減る。受信側給電
ゲート４のオン回数が減ると受信部１への給電回数が４
→１に間引かれたことになる。本実施形態では２ビット
カウンタを設けたため受信部１への給電回数が４→１に
なったがmビットのカウンタを設ければ給電の間引きが
２^m→１になることはいうまでもない。保留期間信号と
共にANDゲート４３に加えられている解除信号は通常はH
ighであるが間引き動作を禁止する必要がある場合のみL
owになる信号であり、解除信号がLowになるとたとえ保
留期間信号がLowであってもANDゲート４３が閉じられて
しまう。ANDゲート４３が閉じられるとそれと共に２ビ
ットカウンタ４１のカウント動作は停止する。

【００２０】電力消費を図る際受信ゲート信号のパルス
をどれだけ間引くかが問題点となるが、この間引き処理
は基地局との同期を維持できる範囲に留めておくのが賢
明である。同期が外れる程間引きを行えば保留状態が解
除しても再度基地局に対して位置登録や呼接続を行わね
ばならず電源を切った場合と同様のロスが生じるからで
ある。

【００２１】基地局との同期維持のためには先に述べた
ようにＰＬＬを起動することによって位相ずれを補償す
る必要があるが、位相ずれで支障が生じるのは位相が約
1.3μsec以上ずれた場合であり、これを越えない限り受
信動作を間引くことは可能となる。上記の４：１の入出
力比は以上の位相ずれを鑑みて設定されている。次に図
４を参照しながらに間引き回路１８による間引き処理つ
いて説明を行う。図４は間引き回路１８における入出力
を示すタイムチャートである。

【００２２】矢印ｙ１では受信ゲート信号のパルスが２
ビットカウンタ４１からそのままスルー出力されてい
る。ところが矢印ｙ２での立ち上がりによって保留期間
信号がLowになってからは受信ゲート信号２２のパルス
のうち、２ビットカウンタ４１の出力に表れるのは矢印
ｙ３、ｙ４に示すパルスのみである。２ビットカウンタ
４１の出力によって４：１の比率で受信ゲート信号が間
引かれていることが判る。本図において保留期間信号は
矢印y5の立ち上がりでLowからHighに切り替っているが
この切り替りによって矢印y6に示すように受信ゲート信
号がスルー出力されている。これは保留期間信号の立ち
上がりによって２ビットカウンタ４１の動作が禁止され
たためであり操作者からの保留解除指示で受信ゲート信
号の間引きが解除されていることがわかる。

【００２３】間引き処理監視部１９は前記測定部から通
知された受信電界強度を取得してこれが閾値を下回れば
解除信号をLowに切り替える。逆に上回れば解除信号をH
ighに切り替える。いわば受信電界強度の低下に応じて
間引きによる省力化を禁止するのである。このような間
引き禁止が必要となるのは通信用チャネルTchの切り替
えを行うためである。携帯電話機が基地局の無線ゾーン
から遠退いていけば受信電界強度が低下してしまう。同
様に基地局同士の無線ゾーンの競合したり直接波と間接
波とが干渉すれば受信電界強度が低下してしまう。この
場合通信を継続するために必要となるのが先に述べた通
信用チャネル切り替えである。通信用チャネルを切り替
える場合移動局は基地局と連携して図５に示すシーケン
スを行う。本図はＰＨＳの標準規格RCR−STD28に記載さ
れているレイヤ３のハンドオーバ時の通信用チャネル切
り替えシーケンスであるが、非同期平衡モード設定コマ
ンド（ＳＡＢＭ）、呼設定メッセージ、呼設定メッセー
ジ、機能要求メッセージ等のレイヤ３メッセージが移動
局−基地局間で送受信されている。これらのレイヤ３メ
ッセージはSACCH（SLow Added Control CHannel）ある
いはFACCH（Fast Added Control CHannel）という制御
チャネルによって伝送される。タイムスロットとSACCH
のフレーム構成との対応を図６に示す。図６を参照する
とSACCHは連続するタイムスロットで一つのフレームを
構成していることがわかる。そのためSACCHを用いる場
合タイムスロットは間引けないこともわかる。このよう
な事情のため間引き処理監視部１９は受信電界強度に応
じて解除信号を出力して間引きの要否を切り替える。

【００２４】以降図７のフロ−チャ−トを参照しながら
間引き監視処理について詳細に説明する。本フロ−チャ
−トはステップ９の判定がYesとなるまでステップ２〜
ステップ８の処理が繰り返されるループ構造になってい
る。またステップ５〜ステップ８はステップ４において
変数iが４をカウントする度に実行される。この変数iは
受信ゲート信号のパルス数のカウントのための変数であ
りステップ２において初期化がなされる。

【００２５】保留期間信号が立ち下がっため間引き処理
監視部１９は既に起動している。ステップ１では、間引
き処理監視部１９は保留監視制御用の閾値C_RSS1を設定
する。ステップ１の実行後、ステップ２に移行する。ス
テップ２ではRSS1モニタ処理を開始し変数iを=0と設定
する。ステップ２の実行後ステップ３に移行する。ステ
ップ３では変数iをインクリメントし、ステップ４に移
行する。ステップ４では変数iの値が４を越えたか否か
を判定する。２ビットカウンタ４１によって０から2ま
でパルス数がカウントされている間ステップ３及びステ
ップ４のループ処理は巡回し、パルス数が４になれば
『変数i＝４』となるのでステップ５に移行する。ステ
ップ５では受信スロットの受信電界強度:RSSiを測定す
る。ステップ５の実行後、ステップ６に移行して測定さ
れた受信電界強度RSSiが閾値C_RSSIを越えたかを判定す
る。越える場合はステップ８で解除信号をHighにするが
越えない場合はステップ７で解除信号をLowにしてANDゲ
ート４２を閉じ、２ビットカウンタ４１のカウント動作
を停止する。これによって間引き回路１８による間引き
動作が停止する。停止中制御部６は図５のシーケンス図
に示した通信用チャネル切り替えシーケンスを最寄りの
基地局と連携して行い通信用チャネルを切り替える。制
御部６が切り替えシーケンスを終え通信用チャネルが切
り替ると通信用チャネルの受信電界強度が回復しステッ
プ６でYesと判定される。Yesと判定されたことによって
ステップ７で解除信号がHighに設定され間引き処理監視
部１９による間引きが再開する 続くステップ８ではオフフック押下を監視して通話終了
操作がなされたか否かを判定する。もしなされると処理
を終了するがなされなければステップ２に戻って監視処
理を継続する。

【００２６】以上のように本実施形態によれば、保留期
間信号の立ち上がり、立ち下がりに応じて保留状態は受
信部１に対する間欠的な給電を間引くため保留状態にお
ける電力消費を低減させることができる。故に保留機能
が多く用いられる場合には電力消費が低く済み連続通話
時間を伸ばすことができる。更に基地局から基地局へと
持ち運ばれる場合には受信電界強度の低下に基づき間引
きを禁止するので、間引きによる省力化はハンドオーバ
時の通信用チャネル切り替えに何の支障もきたさない。

【００２７】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の簡易型携帯
電話機によれば保留が指定されている期間は受信手段に
対する間欠的は給電を間引くため保留状態における電力
消費を伝送させることができる。保留機能が多く用いら
れる場合には電力消費が低く済み連続通話時間を伸ばす
ことができる。

【００２８】また請求項３記載の簡易型携帯電話機によ
れば基地局から基地局へと持ち運ばれる場合には受信電
界強度の低下に基づき間引きを禁止するので、間引きに
よる省力化はハンドオーバ時の通信用チャネル切り替え
に何の支障もきたさない。

【図面の簡単な説明】

【図１】携帯電話機の内部構成を示す図である。

【図２】上り下りタイムスロットと、送信ゲート信号及
び受信ゲート信号との対応を説明する図である。

【図３】間引き回路１８の内部構成を示す図である。

【図４】間引き回路１８における入出力を示すタイムチ
ャートである。

【図５】RCR−STD28に記載されているハンドオーバ時の
通信用チャネル切り替のシーケンスを示す図である。

【図６】タイムスロットとSACCHのフレーム構成との対
応を示す図である。

【図７】間引き処理監視部１９の処理内容を示すフロ−
チャ−トである。

【図８】ＰＨＳによって構成される無線通信システムを
示す模式図である。

【図９】ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式におけるタイムスロット
の割り当てを示す図である。

【符号の説明】

１ 受信部 ２ 送信部 ３ 電源ブロック ４ 受信側給電ゲート ５ 送信側給電ゲート ６ 制御部 ７ マンマシンI／F制御部 ８ 保留信号再生部 ９ 音声符号化回路 １０ 復調＋データ分離部 １１ 受信IF回路 １２ 受信RF回路 １３ 変調＋データ合成部 １４ 送信IF回路 １５ 送信RF回路 １６ アンテナスイッチ部 １７ ＰＬＬ周波数シンセサイザ １８ 間引き回路 １９ 間引き処理監視部 ４１ 2ビットカウンタ ４２ ANDゲート ４３ ANDゲート ５１ スピーカ ５２ マイク ５３ テンキー ５４ 保留ボタン ５５ 通話ボタン １０１ 基地局 １３１ 移動局 １３１〜１３４ 移動局

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04M 1/00 H04B 7/26

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無線搬送波上で時分割多重された下りタ
   イムスロットによって基地局が発したデータを受信する
   受信手段と、本機に割り当てられた下りのタイムスロッ
   トの時間域を含む短時間だけ間欠的に受信手段に給電す
   る給電手段と、操作者からの保留の指示を受け付ける受
   付手段とを有する簡易型携帯電話機において、 保留についての指示を受付手段が受け付けると、給電手
   段による受信手段への間欠的な給電のうち所定回数の給
   電を間引く間引き手段を備えることを特徴とする簡易型
   携帯電話機。
2. 【請求項２】 前記給電手段は、 下りタイムスロットに割り当られた時間域に相当するパ
   ルス幅を持ったタイミングパルスを発生するタイミング
   パルス発生部と、 装置駆動電源と受信手段との間に介在され、タイミング
   パルス発生部が発生したタイミングパルスのパルス幅に
   相当する期間中駆動電源と受信手段とを電気的に接続す
   る接続部とを備え、 前記間引き手段は、 操作者からの保留指示を受付手段が受け付けるとタイミ
   ングパルス発生部が発生するタイミングパルスをカウン
   トし、数パルスを計数する毎に１パルスを出力するカウ
   ンタを有することを特徴とする請求項１記載の簡易型携
   帯電話機。
3. 【請求項３】 前記受信手段は、受信電界強度を測定す
   る測定部を備え、 前記簡易型携帯電話機は更に、 受信電界強度が所定基準を下回っていると測定される期
   間のみ受信手段に対する給電の間引きを禁止する禁止手
   段を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の簡易
   型携帯電話機。