JP3686842B2 - 携帯電話機 - Google Patents
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- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機に関し、特に、周辺に位置する各基地局から到来する電波(以降、周辺チャネルと呼ぶ)の電界強度(以降、周辺レベルと呼ぶ)を、連続して複数チャネルのレベル測定を可能とした携帯電話機に関する。
【0002】
【従来の技術】
携帯端末の普及とともに基地局の増設が進み、都心部では多くのチャネルが利用されるようになった。
【0003】
一方で、通信品質劣化時に切り替えるべきチャネルを探すために、多くの周辺チャネルに対して電界レベル測定をする必要が予想されつつある。
【0004】
また、マルチスロットでのデータ通信を行う際には、各周辺基地局からの受信電界を監視できる空きスロットの数が減ってしまうことも予想されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、周辺チャネルの電界レベル測定に長時間を要しては、電波環境が劣化した際に、チャネル切り替えを行う前に基地局との通信が途絶えてしまうことも予想される。
【0006】
本発明は従来の上記実情に鑑み、従来の技術に内在する上記課題を解決するためになされたものであり、従って本発明の目的は、多くの周辺チャネルレベル測定を短時間で行うことを可能とした新規な携帯電話機を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本発明に係る携帯電話機は、アンテナからの無線信号を受信して入力電界レベルに対数比例したアナログ電圧を出力する無線受信機と、該無線受信機のアナログ出力電圧をディジタル信号に変換するA/Dコンバータと、前記無線受信機内に設けられた周波数変換器に局部周波数を供給する局部発振回路と、前記A/Dコンバータのディジタル出力信号を入力して、該ディジタル信号を保存する機能と、前記局部発振回路にチャネルデータを送出する機能と、無線通信のタイミングを制御する機能等とを有するベースバンドLSIとを備えて構成され、周辺に位置する各基地局から到来する複数チャネルの電波の電界強度のレベル測定を連続して実行することを特徴としている。
【0008】
前記ベースバンドLSIは、測定しようとする複数の周辺チャネルのチャネルデータが格納される複数の第1のレジスタと、前記各チャネルデータを順次シリアル信号として前記局部発振回路に送出するシリアルデータ送出手段と、レベル測定しようとするチャネル数がソフト設定される第2のレジスタと、前記各チャネルデータの送出から実際にレベル測定を行うまでの時間間隔が設定される第3のレジスタと、自局スロットの受信を終えて空きスロットを迎えるタイミングでトリガを発生しそれによって前記シリアルデータ送出手段による前記第1のレジスタに設定された最初のチャネルデータのシリアル信号を発生させるTDMAタイミング制御手段と、前記第3のレジスタに設定された時間を経過したときに前記シリアルデータ送出手段を介して前記A/D変換回路に対してサンプリングコマンドを発生するレベル測定制御手段と、前記各チャネルについて測定された電界強度の受信レベルを格納する、前記各第1のレジスタに対応して設けられた複数の第4のレジスタと、前記A/D変換回路により変換された複数チャネルの測定されたディジタル値を前記第4のレジスタに格納または該第4のレジスタから読み出すシリアルデータ受信手段とを有している。
【0009】
前記局部発振回路をフラクショナルNと呼ばれるPLL回路により構成し、高速ロックを可能としたことを特徴としている。
【0010】
前記第3のレジスタに設定された時間間隔を前記局部発振回路の周波数ロックタイムに合わせて使用することを特徴としている。
【0011】
前記アンテナを複数とし、前記無線受信機に前記複数のアンテナを切り替えるRFスイッチを設け、前記ベースバンドLSIに前記アンテナを1個にするか複数個にしてダイバーシチ受信にするかの測定モードが設定される第5のレジスタと、前記スイッチの切り替えによる前記無線機の内部での歪みがなくなるまでの時間が設定される第6のレジスタとを設け、前記レベル測定手段は、前記無線受信機に対してアンテナ切替コマンドを送出すると共に、配設されたアンテナの個数だけ前記A/D変換回路に対してサンプリングコマンドを発生する。
【0012】
前記シリアルデータ受信手段は、前記各アンテナに対応する測定結果のうちいずれか大きい方の値を前記第4のレジスタに格納するようにしている。
【0013】
前記した本発明では、自局スロットの受信が完了するタイミングで前記TDMAタイミング制御手段がトリガを発生することで以降の一連の動作が開始するが、前記TDMAタイミング制御手段によるトリガの発生の代わりに、外部トリガ発生回路を設けることで、任意のタイミングでトリガを発生させることも可能である。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、本発明をその好ましい一実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0015】
図1は、本発明による一実施の形態を示すブロック構成図である。
【0016】
【実施の形態の構成】
図1を参照するに、無線受信機1は、アンテナ2から入力された電波を増幅・周波数ダウンコンバートするダブルスーパーヘテロダイン方式の無線回路であり、入力電界レベルに対数比例したアナログ電圧(以降、RSSI電圧と記述する)を出力している。受信機1の内部に含まれる周波数変換器3には、局部発振回路4が出力する局部周波数が入力されている。この局部発振回路4は、フラクショナルNと呼ばれるPLL回路で構成され、高速ロックが可能である。
【0017】
A/Dコンバータ5は、無線機1が出力するRSSI電圧をディジタル信号に変換し、この変換されたディジタル信号はLSI6に入力される。このLSI6は、RSSI電圧のディジタル信号を内部レジスタ回路に保存したり、局部発振回路4へチャネルデータを送出したり、無線通信のタイミングを制御したりするベースバンドLSIであり、その動作はソフトウェアにより制御される。
【0018】
周辺チャネルの電界レベルを測定する際には、ソフトウェアは、測定する周辺チャネルのチャネルデータをLSI6の内部レジスタ回路7〜26に書き込む。つまり、本発明による一実施の形態の図示された一実施例では、例えば一度に20波までのチャネルデータを書き込むことができるようになっている。このチャネルデータは、シリアルデータ送出回路52を介してシリアル信号として送出される。
【0019】
レベル測定制御回路51は、シリアルデータ送出回路52を介して、A/D変換回路5にサンプリングコマンドをシリアル信号として送出する回路である。
【0020】
ここで、チャネルデータ送出から実際にレベル測定を行う迄の時間間隔をレジスタ49に設定することができ、使用する局部発振回路4の周波数ロックタイムに合わせて使用することができるようになっている。
【0021】
レジスタ47は、レベル測定をするCH(チャネル)数をソフト設定するレジスタ回路である。
【0022】
シリアルデータ受信回路50は、A/D変換回路5がシリアル信号として出力する周辺チャネルの受信レベル値をレジスタ27〜46に順次に格納する回路であり、各チャネルに対する測定結果をソフトウェアがレジスタ27〜46から読み出すことができるようになっている。
【0023】
さらに、アンテナ2を複数持つ場合には、周辺レベルを各アンテナ選択時についてダイバーシチ測定するか、または特定のアンテナに固定してレベル測定を行うかを、モード選択できるようになっており、ソフトウェアはこの動作設定をレジスタ48で行わせている。
【0024】
TDMAタイミング制御回路53は、TDMA通信の無線レイヤに関する各タイミングを司っており、ここでは、自局スロットの受信完了のタイミング、つまり周辺レベル測定を行える空きスロットに入る時点で、周辺レベル測定に関した一連の動作を開始するためのトリガを発生するようにしている。
【0025】
【実施の形態の動作】
次に本発明による一実施の形態の動作について説明する。
【0026】
まず、特定のアンテナ2に固定してレベル測定する場合について、図2を用いて説明する。
【0027】
図2はダイバーシチ動作なしの場合の動作を示すタイミングチャートである。
【0028】
本発明による一実施の形態の一実施例では、まず、測定チャネルの数、そのチャネルデータ、測定モード、チャネルデータ送出からレベル測定するまでの時間を、各々のレジスタ47、7〜26、48、49に事前に設定しておく。
【0029】
自局スロットの受信を終えたタイミング、つまり空きスロットを迎えるタイミングで、TDMAタイミング制御回路53がトリガを発生し、シリアルデータ送出回路52がレジスタ7に設定されたチャネルデータをシリアル信号として出力する。
【0030】
次に、局部発振回路4が周波数ロックするまでのロックタイム、つまりレジスタ49に設定された時間を経過したら、レベル測定制御回路51はA/D変換回路5に対してサンプリングコマンドを発生する。
【0031】
A/D変換回路5は無線受信機3が出力するRSSIアナログ電圧をA/D変換し、変換されたディジタル値がシリアルデータ受信回路50を経てレジスタ27に格納される。
【0032】
次に、シリアルデータ送出回路52がレジスタ8に設定されたチャネルデータをシリアル信号として出力し、レジスタ8に設定されたチャネルデータに対応する受信ディジタルデータがレジスタ28に格納され、以降は同様の動作をレジスタ47に設定された数だけ繰り返し、全ての測定を終了すると、LSI6はCPU56に対して割り込みを発生する。この割り込みを受けて、測定結果をレジスタ27〜46から読み出す。これをフローチャートに示すと図3に示すようになる。
【0033】
次に図3に示されたフローチャートを参照して本発明による一実施の形態の第1の実施例について具体的に説明する。
【0034】
図3を参照するに、先ずステップS1において初期設定する。即ち、レジスタ47に測定するチャネル数を、レジスタ7〜26にチャネルデータを、レジスタ48に測定モードを、レジスタ49にチャネルデータ送出からレベル測定までの時間をそれぞれ設定する。
【0035】
次に、ステップS2で自局のスロットの受信を完了したタイミングで、TDMAタイミング制御回路53にトリガを発生させる。
【0036】
続いて、ステップS3において、シリアルデータ送出回路52にレジスタ7〜26の中で該当するレジスタのチャネルデータをシリアル信号として送出させる。
【0037】
次いでステップS4において、レジスタ49に設定された、局部発振回路4が周波数ロックするまでの時間が経過するのを待つ。
【0038】
次にステップS4でレジスタ49に設定された時間が経過した時に、ステップS5において、レベル測定制御回路51がA/D変換回路5に対して、サンプリングコマンドを発生する。
【0039】
続いてステップS6において、シリアルデータ受信回路50は、受信電界レベルのA/D変換された値を、レジスタ27〜46の中の該当するレジスタに格納する。
【0040】
次にステップS7において、レジスタ47に設定されたチャネル数の測定を全て完了したか否かが判断される。
【0041】
ステップS7による判断の結果、NOの場合にはステップS3に戻り、ステップS7がYESになるまでステップS3〜S7の動作を繰り返す。
【0042】
ステップS7による判断の結果、YESの場合にはステップS8に進み、LSI6が割り込みを発生し、ステップS9でCPU56は、レジスタ27〜46から各チャネルの電界レベルを読み出し、終了する。
【0043】
次に、複数のアンテナ2においてレベル測定する場合について、図4を用いて説明する。
【0044】
図4は、ダイバーシチ動作ありの場合の動作を示すタイミングチャートである。ここでも前記説明の図2と同様に、測定するチャネルの数、そのチャネルデータ、測定モード、チャネルデータ送出からレベル測定するまでの時間を、各々のレジスタ47、7〜26、48、49に事前に設定しておく。そして自局スロットの受信を終えたタイミング、つまり空きスロットを迎えるタイミングで、TDMAタイミング制御回路53がトリガを発生し、シリアルデータ送出回路52がレジスタ7に設定されたチャネルデータをシリアル信号として出力する。
【0045】
次に、局部発振回路4が周波数ロックするまでのロックタイム、つまりレジスタ49に設定された時間を経過したら、レベル測定制御回路51はA/D変換回路5に対してサンプリングコマンドを発生する。A/D変換回路5は、無線受信機1が出力するRSSIアナログ電圧をA/D変換し、変換されたディジタル値がシリアルデータ受信回路50に入力される。ここまでは前記説明の図2と同様であるが、図4では、レベル測定制御回路51が、無線受信機1に対してアンテナ切替コマンドをシリアル信号として送出する。
【0046】
RFスイッチ55の切り替えによる無線受信機1の内部での歪みがなくなるまでの時間、つまり、レジスタ54の設定値の時間を経過した時点で、レベル測定制御回路51が再びA/D変換回路5に対してサンプリングコマンドを発生する。
【0047】
A/D変換回路5は無線受信機1が出力するRSSIアナログ電圧を再度A/D変換し、変換されたディジタル値がシリアルデータ受信回路50に入力される。シリアルデータ受信回路50は、各アンテナにおける測定結果のうち、どちらか大きい方の値をレジスタ27に格納する。
【0048】
図4ではここまでの動作を終えてからシリアルデータ送出回路52がレジスタ8に設定されたチャネルデータをシリアル信号として出力し、以降は同様の動作をレジスタ47に設定された数だけ繰り返し、全ての測定を終了すると、LSI6はCPU56に対して割り込みを発生する。
【0049】
この割り込みを受けて、測定結果をレジスタ27〜46から読み出す。これをフローチャートに示すと図5に示すされるようになる。
【0050】
次に図5に示されたフローチャートを参照して本発明による一実施の形態の第2の実施例(ダイバーシチ受信の場合)について具体的に説明する。
【0051】
図5を参照するに、先ずステップS11において初期設定する。即ちレジスタ47に測定しようとするチャネル数を、レジスタ7〜26に各チャネルデータを、レジスタ49にチャネルデータ送出からレベル測定までの時間を、レジスタ54にスイッチ55の切り替えによる無線受信機1内の歪みがなくなるまでの時間を、それぞれ設定する。
【0052】
次にステップS12において、自局スロットの受信完了のタイミングでTDMAタイミング制御回路53にトリガを発生させる。
【0053】
次にステップS13において、シリアルデータ送出回路52に、レジスタ7〜26の中の該当するチャネルのチャネルデータをシリアル信号として送出させる。
【0054】
次いでステップS14において、レジスタ49に設定された、局部発振回路4が周波数ロックするまでの時間が経過するのを待つ。
【0055】
ステップS14における設定時間が経過した時に、ステップS15において、レベル測定制御回路51に、A/D変換回路5に対して、サンプリングコマンドを発生させる。
【0056】
続いてステップS16において、レベル測定制御回路51に、アンテナ2の切り替えのシリアルコマンドをRFスイッチ55に送出させる。
【0057】
次に、ステップS17において、レジスタ54に設定された時間が経過した後に、レベル測定制御回路51に、A/D変換回路5に対して、サンプリングコマンドを発生させる。
【0058】
次に、ステップS18において、シリアルデータ受信回路50は、各アンテナごとに受信電界レベルのA/D変換された値のうち、レベルの高い方の値をレジスタ27〜46の中の該当するレジスタに格納する。
【0059】
次いで、ステップS19において、レジスタ47に設定されたチャネル数の測定を全て完了したか否かが判断される。
【0060】
ステップS19の判断の結果、NOの場合にはステップS13に戻り、ステップS13〜S19のフローをYESになるまで実行する。
【0061】
ステップS19による判断の結果、YESの場合にはステップS20に進み、LSI6に割り込みを発生させ、ステップS21でCPU56は、レジスタ27〜46から各チャネルの測定された電界レベルを読み出して終了する。
【0062】
なお、CPU56は、LSI6からの割り込みを受けるまでの間、その動作を停止させることで、消費電流の低減を図っている。
【0063】
【他の実施の形態】
次に、本発明による他の実施の形態について説明する。
【0064】
各周辺基地局からの受信電界を測定するチャネル数は、本発明の一実施の形態では上限20チャネルとしたが、レジスタ回路を増やすことで任意のチャネル数に対して適用可能となる。
【0065】
各周辺基地局からの受信電界を測定する際に、本発明では1本または2本のアンテナ2に対して測定しているが、3本以上の場合についても同様のアルゴリズムを適用することができる。
【0066】
本発明では、自局スロットの受信が完了するタイミングでTDMAタイミング制御回路がトリガを発生することで以降の一連の動作が開始するが、外部トリガの回路を設けることで、任意タイミングでの動作も可能となる。
【0067】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成され、作用するものであり、本発明によれば以下に示すような効果が得られる。
【0068】
1つの空きスロットで複数チャネルの周辺チャネルレベルを測定することができるために、短時間でより多くの周辺チャネルレベル測定を必要とするシステムへの対応が可能となる。具体例として、受信スロットを用いてデータ通信を行う場合などはデータ量や回線状況によっては空きスロットの数が少ない場合が考えられ、電波環境の劣化などによりチャネル切り替えを行う際に重要な各周辺基地局から届く受信レベルの監視を行う機会が減ってしまう可能性がある。こうした場合に、少ない機会を有効活用して多くのチャネルについて受信レベルを監視することが可能となる。
【0069】
別の例として、例えば周波数帯の異なる同一通信システムの、各周波数帯に携帯電話機能を対応させる場合において、各周波数帯ごとの周辺レベルを測定する時間を現行以内にすることが可能であり、電波環境劣化時のチャネル切り替え動作などに支障を与えることがない。
【0070】
さらに、アンテナ切り替えによる歪みや局部発振器のロックタイムを事前にレジスタ回路に設定し、安定状態になった時点で速やかに電界レベルを測定できるために、1つの空きスロット区間において多くのチャネルの電界レベルを監視できるようになった。
【0071】
加えて、チャネルデータは例えば20チャネル分の設定が可能なために、測定しようとする全てのチャネルデータを一度に設定することができ、また設定した全てのチャネルに対しての電界レベル測定が完了した時点で割り込みを発生するようにしたために、CPUは、割り込みを受けた時点で全チャネルの測定結果をレジスタから読み出せばよい。従って、チャネルデータを設定してから全チャネルの電界レベル測定完了までの間は、CPUの動作を止めることができるために消費電流の節約が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による一実施の形態を示すブロック構成図である。
【図2】本発明による一実施の形態の第1の実施例の動作を示すタイミングチャートである。
【図3】本発明による一実施の形態の第1の実施例の動作を示すフローチャートである。
【図4】本発明による一実施の形態の第2の実施例の動作を示すタイミングチャートである。
【図5】本発明による一実施の形態の第2の実施例の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…無線受信機
2…アンテナ
3…周波数変換器
4…局部発振回路
5…A/D変換回路
6…LSI
7〜26…チャネルデータ格納用レジスタ
27〜46…測定電界レベル格納用レジスタ
47…被測定チャネル数設定用レジスタ
48…測定モード設定用レジスタ
49…チャネルデータ送出から実際にレベル測定するまでの時間設定用レジスタ
50…シリアルデータ受信回路
51…レベル測定制御回路
52…シリアルデータ送出回路
53…TDMAタイミング制御回路
54…スイッチの切り替えによる無線受信機内の歪みがなくなるまでの時間設定用レジスタ
55…RFスイッチ
56…CPU
Claims (4)
- アンテナからの無線信号を受信して入力電界レベルに対数比例したアナログ電圧を出力する無線受信機と、
該無線受信機のアナログ出力電圧をディジタル信号に変換するA/D変換回路と、
前記無線受信機内に設けられた周波数変換器に局部周波数を供給する局部発振回路と、
測定しようとする複数の周辺チャネルのチャネルデータが格納される複数の第1のレジスタと、前記各チャネルデータを順次シリアル信号として前記局部発振回路に送出するシリアルデータ送出手段と、レベル測定しようとするチャネル数がソフト設定される第2のレジスタと、前記各チャネルデータの送出から実際にレベル測定を行うまでの時間間隔が設定される第3のレジスタと、自局スロットの受信を終えて空きスロットを迎えるタイミングでトリガを発生しそれによって前記シリアルデータ送出手段による前記第1のレジスタに設定された最初のチャネルデータのシリアル信号を発生させるTDMAタイミング制御手段と、前記第3のレジスタに設定された時間を経過したときに前記シリアルデータ送出手段を介して前記A/D変換回路に対してサンプリングコマンドを発生するレベル測定制御手段と、前記各チャネルについて測定された電界強度の受信レベルを格納する、前記各第1のレジスタに対応して設けられた複数の第4のレジスタと、前記A/D変換回路により変換された複数チャネルの測定されたディジタル値を前記第4のレジスタに格納または該第4のレジスタから読み出すシリアルデータ受信手段とを有するベースバンドLSIと、
を具備し、前記第3のレジスタに設定された時間間隔を前記局部発振回路の周波数ロックタイムに合わせて使用し、周辺に位置する各基地局から到来する複数チャネルの電波の電界強度のレベル測定を連続して実行することを特徴とした携帯電話機。 - 前記アンテナを複数とし、前記無線受信機に前記複数のアンテナを切り替えるRFスイッチを設け、前記ベースバンドLSIに前記アンテナを1個にするか複数個にしてダイバーシチ受信にするかの測定モードが設定される第5のレジスタと、前記スイッチの切り替えによる前記無線機の内部での歪みがなくなるまでの時間が設定される第6のレジスタとを設け、前記レベル測定手段は、前記無線受信機に対してアンテナ切替コマンドを送出すると共に、配設されたアンテナの個数だけ前記A/D変換回路に対してサンプリングコマンドを発生することを更に特徴とする請求項1に記載の携帯電話機。
- 前記シリアルデータ受信手段は、前記各アンテナに対応する測定結果のうちいずれか大きい方の値を前記第4のレジスタに格納することを更に特徴とする請求項2に記載の携帯電話機。
- 前記請求項1〜3では、自局スロットの受信が完了するタイミングで前記TDMAタイミング制御手段がトリガを発生することで以降の一連の動作が開始するが、前記TDMAタイミング制御手段によるトリガの発生の代わりに、外部トリガ発生回路を設けることで、任意のタイミングでトリガを発生させることを更に特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の携帯電話機。
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