JP3490544B2

JP3490544B2 - ４値情報無線信号受信装置

Info

Publication number: JP3490544B2
Application number: JP16025495A
Authority: JP
Inventors: 雄一新冨
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1995-06-27
Filing date: 1995-06-27
Publication date: 2004-01-26
Anticipated expiration: 2019-01-26
Also published as: JPH0918526A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は４値の無線信号を受信す
る受信装置に関するものであり、特に、４値信号を受信
するページャに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ページングサービスの提供が我国で開始
されて３０年近く経過したが、この間利用者は増加の一
途を辿っている。「ポケットベル」という名で知られて
いるページャ、すなわち端末受信装置は広範に普及し、
１０００万台に達するのも時間の問題となっている。ペ
ージングサービスにおいては現在のところ２値信号が送
受されているが、ページャの急速な普及によって電波資
源の不足が問題になりつつある。

【０００３】このため、４値信号を送受することにより
情報伝達量を増大させる次世代のページャの開発が検討
されている。２値信号が１ビット分の情報であるのに対
し、４値信号は２ビット分の情報であるため、情報量は
倍増することになる。次世代のページングサービスで
は、既存のシステムとの互換性を保つ必要があるため、
２値信号と４値信号の両方を含むＦＳＫ信号が送受され
ことになる。

【０００４】４値信号を含んだＦＳＫ信号を受信するペ
ージャの概略構成を図５に示す。高周波に担持されたＦ
ＳＫ信号は、受信部１１において中間周波信号に変換さ
れ増幅される。中間周波処理部１２はアナログ信号のレ
ベルを不図示の比較器によって判別し、判別結果を２値
情報として制御部１３に出力する。また、中間周波処理
部１２はアナログ信号をＡ／Ｄ変換器１４に出力し、Ａ
／Ｄ変換器１４は入力された信号を４値のデジタル信号
に変換して制御部１３に出力する。制御部１３は、入力
を所定の手順で処理し、自機宛のデータが送信されてき
たときには、ベル音や振動を発する着信報知部１５によ
って、使用者に着信を知らせるとともに、情報表示部１
６にデータの内容を表示する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】中間周波処理部１２か
らＡ／Ｄ変換器１４に出力されるアナログ信号は、電圧
が１５０〜２００ｍＶ程度の階段波形であるが、温度、
電池電圧、電波の強度等の変化により、出力電圧のオフ
セットが変動する。このため、４値の階段波形を読み取
るためのＡ／Ｄ変換機１４としては、８ビット程度の高
精度なものを必要としている。したがって、構成素子数
も多く高価になる。

【０００６】また、使用者が携行することを前提にした
ページャは回路をＩＣ化して小型化することが望ましい
が、高精度のＡ／Ｄ変換器はクロック等のノイズを受け
易く、制御部１３のＩＣに内蔵するには高度な技術が必
要となる。

【０００７】本発明は、４値アナログ信号のデジタル値
への変換を、信号レベルのオフセットの変動に影響され
ず確実になし得る簡素な構成の回路を備えた受信装置を
提供することを目的とし、特に、４値信号変換回路を制
御回路とともにＩＣ化したページャ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、本発明では、所定の値を有する基準信号と基準信号
に後続する４値信号とを担持したＦＳＫ無線波を受信す
る受信装置において、ＦＳＫ無線波から信号を抽出する
信号抽出回路と、信号抽出回路によって抽出された信号
のうち基準信号以後の信号を微分して、微分信号を出力
する微分回路と、微分信号を積分し、微分信号の大きさ
に比例したパルス幅を有し微分信号の符号に対応したレ
ベルのパルス信号を出力する積分回路と、パルス信号の
パルス幅およびレベルと基準信号の値から信号の値を判
別する信号値判別手段とを備える構成とする。

【０００９】上記受信装置は、さらに、ＦＳＫ無線波に
担持された識別信号によって自身宛の信号であるか否か
を判別する判別手段と、判別手段によって自身宛の信号
であると判別されたときに、鳴動、発光もしくは振動ま
たはこれらの組み合わせによって、着信を報知する着信
報知手段と、受信した信号を表示する表示手段とを備え
て、ページャとして構成する。

【００１０】

【作用】所定の値を有する基準信号と基準信号に後続す
る４値信号とを担持したＦＳＫ無線波を受信する受信装
置において、ＦＳＫ無線波から信号を抽出する信号抽出
回路と、信号抽出回路によって抽出された信号のうち基
準信号以後の信号を微分して、微分信号を出力する微分
回路と、微分信号を積分し、微分信号の大きさに比例し
たパルス幅を有し微分信号の符号に対応したレベルのパ
ルス信号を出力する積分回路と、パルス信号のパルス幅
およびレベルと基準信号の値から信号の値を判別する信
号値判別手段とを備えると、信号抽出回路によってＦＳ
Ｋ信号から抽出された基準信号以後の信号は、微分回路
によって順次微分されて直前の信号のレベルに対する相
対レベルとされる。このとき、信号レベルのオフセット
は除去される。

【００１１】積分回路は微分信号を積分して微分信号の
符号に応じたレベルのパルス信号に変換して出力する。
例えば、符号が正のときにＨレベル、負のときにＬレベ
ルとするか、あるいは符号が正のときにＬレベル、負の
ときにＨレベルとする。また、積分回路はパルス信号の
幅を微分信号の大きさに比例させる。このパルス信号の
レベルは、受信した信号のレベルの向上または低下を表
すことになり、パルス信号の幅は、信号レベルの変化の
大きさを表すことになる。基準信号の値は既知であり、
信号値判別手段はその値とパルス信号の幅およびレベル
から、信号の値を判別する。まず、基準信号直後の信号
の値が明らかになり、その値に基づいて次の信号の値が
明らかになる。こうして、各信号の値が順次判別され
る。

【００１２】上記受信装置を、ＦＳＫ無線波に担持され
た識別信号によって自身宛の信号であるか否かを判別す
る判別手段と、判別手段によって自身宛の信号であると
判別されたときに、鳴動、発光もしくは振動またはこれ
らの組み合わせによって、着信を報知する着信報知手段
と、受信した信号を表示する表示手段とを備えて、ペー
ジャとして構成すると、４値の信号を担持したＦＳＫ無
線波を受信して信号値を正しく判別し得るページャとな
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。図１は、２値信号と４値信号を含むＦＳ
Ｋ無線信号を受信するページャの概略構成を示すブロッ
ク図である。ページャは、受信部１、中間周波処理部
２、制御部３、情報表示部４、着信報知部５および操作
部６より構成されている。

【００１４】受信部１は、アンテナで受信した高周波の
ＦＳＫ無線波から所定の帯域の信号を選出して、中間周
波信号に変換し増幅して出力する。中間周波処理部２
は、リミッタ２１、検波回路２２、ローパスフィルタ２
３および比較器２４から構成されている。受信部１から
出力された中間周波信号は、リミッタ２１によって振幅
制限され、検波回路２２によって検波された後、ローパ
スフィルタ２３によって不要周波数成分を除去される。
ローパスフィルタ２３の出力は比較器２４と制御部３に
入力される。

【００１５】比較器２４は、所定の基準レベルと入力信
号のレベルとを比較して、比較結果に応じてＨレベルま
たはＬレベルの信号を制御部３に出力する。この比較器
２４によるレベル判定で、２値の判定がなされることに
なる。

【００１６】制御部３は中央処理装置（ＣＰＵ）３１、
微分回路３２、積分回路３３、入力回路３４を備えてお
り、ＣＰＵ３１には、クロック３５、ＩＤ−ＲＯＭ３
６、ＲＯＭ３７およびＲＡＭ３８が接続されている。中
間周波処理部２の比較器２４の出力は、入力回路３４を
介してＣＰＵ３１に与えられる。微分回路３２および積
分回路３３は４値信号の判別を行うためのものである。
これについては、後に詳述する。

【００１７】ＲＯＭ３７にはＣＰＵ３１のプログラムが
格納されており、ＣＰＵ３１はそのプログラムに従って
制御処理を行う。ＩＤ−ＲＯＭ３６には自機の識別コー
ドが記憶されており、ＣＰＵ３１は受信したデータが保
持している機器識別コードとＩＤ−ＲＯＭ３６中の識別
コードを比較して、受信したデータが自機宛のデータで
あるか否かを判別する。ＲＡＭ３８は、受信したデータ
を一時記憶するものである。

【００１８】情報表示部４は液晶表示装置４１を備えて
おり、制御部３は受信したデータを液晶表示装置４１に
表示させる。着信報知部５は発光ダイオード５１、スピ
ーカ５２および振動発生器５３を備えており、制御部３
は、自機宛データの着信時にこれらを発光、鳴動または
振動させて、ページャ使用者に着信を知らせる。操作部
６は不図示のスイッチを備えており、使用者はスイッチ
操作によって、情報表示部４に表示されるデータの内容
や、着信報知部５の報知方法を切り換える。着信報知部
５による報知方法としては、発光、鳴動および振動を単
独で行ってもよく、これらを組み合わせて行ってもよ
い。

【００１９】次世代ページングサービスで送信される２
値信号および４値信号のＦＳＫ周波数の例を表１に示
す。表から明らかなように、４値信号の周波数は、低周
波数側から、十進表記で“０”、“１”、“３”、
“２”の順序に設定されている。２値信号の値“０”と
４値信号の値“００”の周波数は同一であり、２値信号
の値“１”の周波数は４値信号の値“１０”（十進表記
“２”）の周波数に一致している。次世代ページングサ
ービスではこのような信号が送信される。

【００２０】

【表１】

【００２１】図４は、次世代ページングサービスで送信
されるフレームの例である。（ａ）に示した固定長の１
２８フレームを１サイクルとする０〜１４の１５サイク
ルが１時間に送信される。１フレームの送信時間は１．
８７５秒である。サイクル０は毎正時に送信されるた
め、ページャ側は時間を正確に知ることができる。各フ
レームは、（ｂ）に示したように、先頭の同期信号と後
続の１１ブロックから構成されている。同期信号には−
４．８ｋＨｚの信号と＋４．８ｋＨｚの信号が所定のパ
ターンで記されている。これらは２値では“０”と
“１”に、４値では“００”と“１０”に相当する。同
期信号の値はあらかじめＲＯＭ３７に記憶されている。
後続のブロックには、そのフレームの宛先機を示す機器
識別コードや４値の送信データが含まれる。

【００２２】図１に示したページャは、上記のように構
成されているＦＳＫ信号を受信したときに、中間周波処
理部２の比較器２４によって常に２値としての判別を行
うとともに、ローパスフィルタ２３の出力を制御部３の
微分回路３２に与えて、常に４値としての判別も行う。

【００２３】４値判別のための制御部３の微分回路３２
と積分回路３３を図２に示す。微分回路３２はコンデン
サＣからなり、積分回路３３は増幅器Ｕと２つの比較器
Ｕ１、Ｕ２から構成されている。図２のａ、ｂ、ｃ、ｄ
およびｅの各点における信号波形を図３の（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）および（ｅ）にそれぞれ示す。
ここでは、“００”、“１０”、“０１”、“１１”、
“００”、“０１”（十進表記で“０”、“２”、
“１”、“３”、“０”、“１”）の６つの４値信号Ｓ
１〜Ｓ６が順次入力された例を示している。

【００２４】微分回路３２にはローパスフィルタ２３か
ら図３（ａ）のような階段波形の信号が入力される。こ
の信号はコンデンサＣによってＤＣカップリングされて
オフセットがキャンセルされる。コンデンサＣの出力波
形は（ｂ）のようになり、各信号は直前の信号に対する
相対的な変化量を表すことになる。積分回路３３の増幅
器Ｕはこの微分信号を（ｃ）のように増幅する。このと
き、信号レベルが反転するとともに、信号が微分信号の
大きさに比例するように引き延ばされる。

【００２５】比較器Ｕ１、Ｕ２には図３（ｃ）に示した
Ｖ１、Ｖ２の基準レベル電圧がそれぞれ与えられてい
る。すなわち、比較器Ｕ１は、増幅器Ｕの論理スレショ
ルドＶｔｈより僅かに低く、階段波形の１段減少時の微
分波形より高い電圧Ｖ１を基準レベルとして有してお
り、比較器Ｕ２は、増幅器Ｕの論理スレショルドＶｔｈ
より僅かに高く、階段波形の１段増加時の微分波形より
低い電圧Ｖ２を基準レベルとして有している。

【００２６】比較器Ｕ１、Ｕ２はともに、入力信号の電
圧を自身の基準レベル電圧と比較して、入力信号が基準
レベルよりも高いときにＨレベル、入力信号が基準レベ
ルよりも低いときにＬレベルの信号を継続して出力す
る。したがって、比較器Ｕ１、Ｕ２の出力は、図３
（ｄ）、（ｅ）に示したように、それぞれパルス信号と
なる。このパルス幅は、基準レベル電圧がＶ１、Ｖ２が
増幅器Ｕの論理スレショルドＶｔｈと僅かしか違わない
ことから、微分信号の大きさに略比例する。比較器Ｕ１
の出力は、Ｈレベルが信号のない状態に対応し、Ｌレベ
ルが信号のある状態に対応する。逆に、比較器Ｕ２の出
力は、Ｈレベルが信号のある状態に対応し、Ｌレベルが
信号のない状態に対応する。比較器Ｕ１、Ｕ２の出力は
ＣＰＵ３１に入力される。

【００２７】ＣＰＵ３１は、比較器Ｕ１、Ｕ２からの信
号をそれぞれ別個に読み込む。その際、比較器Ｕ１から
Ｌレベルの入力があったときに、受信した信号のレベル
が向上した（正の変化）と判断し、比較器Ｕ２からＨレ
ベルの入力があったときに、受信した信号のレベルが低
下した（負の変化）と判断する。

【００２８】また、ＣＰＵ３１は、比較器Ｕ１、Ｕ２か
らの信号を読み込むときに、各パルスを読み込むために
要する時間をクロック３５の出力に基づいて計測し、パ
ルス幅を検出する。そして、検出したパルス幅を、３つ
の所定の値と比較することによって、０、１、２、３の
４段階に規格化する。これにより、受信信号のレベル変
動および微分回路３２や積分回路３３の出力誤差に起因
する信号の変動が除去されて、パルス幅が信号のレベル
の変化量を正確に表すことになる。

【００２９】こうして検出した信号レベルの変化量を
は、信号値の変化量を直接表すものではない。表１に示
したように、４値の順序と周波数の順序は一致しておら
ず、信号レベルの変化が４値の値の変化に１対１に対応
しないからである。例えば、“００”から“０１”への
変化は信号値の＋１の変化であり、“１１”から“１
０”への変化は信号値の−１の変化であるが、信号レベ
ルとしてはいずれも１レベル分の正の変化となる。

【００３０】しかしながら、直前の信号の値が判明して
いるときには、信号レベルの変化量は、信号値の特定の
変化量に対応させることができる。上記の例では、直前
の信号は“００”および“１１”であるから、これらが
判明していれば、１レベル分の正の変化はそれぞれ＋１
と−１の信号値変化に対応することになる。

【００３１】前述のように、受信したフレームの各ブロ
ックの先頭には同期信号が記されており、その信号値は
あらかじめ判っている。ＣＰＵ３１は同期信号の値と比
較器２４からの信号レベルの変化量に基づいて、同期信
号に後続する信号の値を判別する。

【００３２】具体的には、ＣＰＵ３１は、同期信号の中
の最後の信号の値（４値では“００”または“１０”の
いずれかである）から、その直後の信号の信号レベル変
化量に対応する信号値変化量を特定し、同期信号の最後
の信号の値に加算して同期信号直後の信号の値を決定す
る。同様にして、後続の信号も、その直前の信号の既知
となっている値と信号レベルの変化量から値を決定す
る。したがって、同期信号の値をＡ0、同期信号に後続
する第ｎ番目の信号の値をＡn、第ｊ番目の信号の第
（ｊ−１）番目の信号に対する値の変化量をＤjで表す
と、ＣＰＵ３１は式１によって第ｎ番目の信号の４値の
値Ａnを判別することになる。

【００３３】

【数１】

【００３４】基準となる同期信号の値Ａ0はＲＯＭ３７
に記憶されており、受信した信号の絶対的なレベルから
求められるものではない。また、信号値の変化量はＤj
は、信号レベルの相対的な差から決定されるものであ
る。したがって、式１による４値の値判別には信号の絶
対的なレベルは反映されず、たとえ信号レベルのオフセ
ットが変動しても、それに影響されることなく正しい値
が求められる。

【００３５】なお、４値の順序と周波数の順序が対応し
て設定されている場合には、信号レベルの変化量が信号
値の変化量に１対１に対応するため、信号値の変化量を
直前の信号の値に基づいて判別する必要がなくなり、信
号値判別をより簡単に行うことができる。

【００３６】図２に示したように、微分回路３２や積分
回路３３は簡単な構成であり、ノイズを受けにくいた
め、これらは、ＣＰＵ３１とともに１つのチップとして
形成することができる。

【００３７】以上、次世代ページャの例を説明したが、
本発明の受信装置はページャに限らず、４値信号を受信
する他の受信装置にも適用できるものである。また、上
記実施例に示した方法は、４値以外の多値の信号を受信
する装置にも応用することができる。

【００３８】

【発明の効果】本発明の受信装置によるときは、受信し
た４値信号を微分して直前の信号に対する相対レベルと
するため、信号レベルのオフセットが除去される。した
がって、信号レベルのオフセットに変動が生じたとき
も、それに影響されることなく、常に正確に４値を判別
することができる。また、微分回路や積分回路は簡素な
構成であり、高精度のＡ／Ｄ変換器を用いることなく４
値を判別できるので、装置構成が簡素になる。しかも、
微分回路や積分回路は他の回路からのノイズの影響を受
けにくいものであるから、これらの回路を、判別した信
号値を処理するための制御回路から独立して形成する必
要がなく、一体化してＩＣとすることが容易になる。

【００３９】上記の効果は、使用者が携行することを前
提とするページャにおいて一層顕著になる。請求項２の
ページャとして構成した受信装置では、携行することに
よって信号レベルが変動しても、確実に４値を判別する
ことができ、しかも、小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のページャの概略構成を示す
ブロック図。

【図２】本発明の実施例のページャにおける４値判別
のための微分回路と積分回路の構成を示す図。

【図３】本発明の実施例のページャにおける微分回路
と積分回路の入出力信号の波形の例を示す図。

【図４】次世代ページングサービスにおいて送信され
るフレームとブロックの構成の例を示す図。

【図５】従来例のページャの概略構成を示すブロック
図。

【符号の説明】

１受信部２中間周波処理部３制御部４情報表示部５着信報知部６操作部２１リミッタ２２検波回路２３ローパスフィルタ２４比較器３１ＣＰＵ３２微分回路３３積分回路３５クロック３６ＩＤ−ＲＯＭ３７ＲＯＭ３８ＲＡＭ４１液晶表示装置５１発光ダイオード５２スピーカ５３振動発生器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−125284（ＪＰ，Ａ) 特開平５−145584（ＪＰ，Ａ) 特開平４−82430（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−233636（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−193542（ＪＰ，Ａ) 特開平８−56376（ＪＰ，Ａ) 特開平８−237314（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−183563（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 27/00 - 27/38 H04L 25/00 - 25/66

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の値を有する基準信号と該基準信号
に後続する４値信号とを担持したＦＳＫ無線波を受信す
る受信装置において、ＦＳＫ無線波から信号を抽出する信号抽出回路と、前記信号抽出回路によって抽出された信号のうち前記基
準信号以後の信号を微分して、微分信号を出力する微分
回路と、前記微分信号を積分し、微分信号の大きさに比例したパ
ルス幅を有し微分信号の符号に対応したレベルのパルス
信号を出力する積分回路と、前記パルス信号のパルス幅およびレベルと前記基準信号
の値から信号の値を判別する信号値判別手段とを備える
ことを特徴とする受信装置。
【請求項２】前記ＦＳＫ無線波は受信装置を特定する
ための識別信号を担持しており、前記識別信号によって自身宛の信号であるか否かを判別
する判別手段と、前記判別手段によって自身宛の信号であると判別された
ときに、鳴動、発光もしくは振動またはこれらの組み合
わせによって、着信を報知する着信報知手段と、受信した信号を表示する表示手段とを備えたページャと
して構成されている請求項１に記載の受信装置。