JP3694035B2

JP3694035B2 - 移動体通信端末

Info

Publication number: JP3694035B2
Application number: JP56293199A
Authority: JP
Inventors: 正幸土井; 佳子山田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-11-19
Filing date: 1998-11-19
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2018-11-19
Also published as: US6148215A; DE69831692D1; DE69831692T2; EP1063777B1; EP1063777A1; EP1063777A4; WO2000031887A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動体通信又は移動体衛星通信において、利用者が無線通信を行うために使用する移動体通信端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、移動体通信においては、移動体通信端末は無線通信により基地局と通信を行い、移動体衛星通信においては、衛星を介して基地局と通信を行っている。この無線通信では、通信する内容に応じて各種の通信モードを設定しており、例えば通信を待受けている状態での待受けモード、回線交換型通信モード、パケット通信モード等がある。
【０００３】
第６図は、移動体通信端末で行われる各種の通信モードを示している。これらの通信モードに対応して各種のデジタル信号についての複雑な演算処理を伴う信号処理を高速で行う必要があるが、そのような処理を行う手段としては、通常、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｃｅｓｓｏｒ、デジタル信号処理プロセッサ）が用いられている。
【０００４】
第７図は、通信サービスの各種モードにおいて移動体通信端末のＤＳＰを動作させるために必要とされるＤＳＰのクロック周波数を示している。各通信モードにおけるＤＳＰで処理するデータ量や演算処理の内容が異なるため、各通信モードにおいて必要とされるＤＳＰのクロック周波数はそれぞれ異なる値となる。第７図のａ値に示すように、一般的には待受けモードにおけるＤＳＰクロック周波数の必要値が最も低い。第７図には、この待受けモードの他、高速データ通信モード及び音声通信モードにおけるＤＳＰクロック周波数の必要値ｂ及びｃを、説明の便宜上、ａ値、ｂ値、ｃ値の順にクロック値が高くなるように示している。そして、従来の移動体通信端末においては、ＤＳＰクロック周波数を通信サービスが対象とする全てのモードに対応する最大のクロック周波数をｃ値に固定していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の移動体通信端末においては、ＤＳＰクロックを通信サービスが対象とする全てのモードに対応する最大のクロック周波数に固定しているので、ＤＳＰの消費電力は通信サービスのモードに関係なく一定となり、かつ値として大きい。一方、各通信モードにおいて必要なＤＳＰクロック周波数は、例えば第７図に示したように待受けモード時には最小値ａでよく、高速データ通信モードや音声通信モードなどの各モードにおいて部分的に高い値（ｂ値、ｃ値）のクロックが設定されればよい。このクロック周波数の値により、ＤＳＰ内部の消費電力は増減するので、ＤＳＰの消費電力のうち第７図に示す網掛を施した部分に相当する電力が無駄に消費されていることになる。したがって、待受けモードの時間が他の通信モードの時間に比して十分に長いことを考慮すると、電力がＤＳＰで浪費される割合、すなわちＤＳＰ消費電力の浪費率は、
（ＤＳＰ消費電力の浪費率）＝（１−ａ／ｃ）×１００（％）
となり、この値は相当大きなものとなる。
【０００６】
本発明は、各種通信モードにより無線通信を行う移動体通信端末において、ＤＳＰの消費電力を低減することができる移動体通信端末を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る移動体通信端末は、通信モードに応じて通信信号の信号処理を行うＤＳＰと、このＤＳＰに通信モードを指令するＣＰＵと、上記ＤＳＰへクロック信号を供給するクロック生成器とを備えた移動体通信端末において、上記通信モードに応じた上記ＤＳＰからの周波数変更要求に基づいて上記クロック生成器は上記ＤＳＰへ供給するクロック信号の周波数を変更する。このことによって、クロック生成器からＤＳＰに供給するクロック信号の周波数を各種通信モードで必要なクロック周波数に設定することができ、ＤＳＰにおける消費電力を低減化することができる。
【０００８】
また、上記クロック生成器は、位相同期ループを備え、この位相同期ループの分周器に設定する分周数を変更する。このことによって、クロック生成器からＤＳＰに供給するクロック信号の周波数を各種通信モードで必要なクロック周波数に設定することができ、ＤＳＰにおける消費電力を低減化することができる。
【０００９】
また、通信モードに応じて通信信号の信号処理を行うＤＳＰと、このＤＳＰに通信モードを指令するＣＰＵと、上記ＤＳＰへクロック信号を供給するクロック生成器とを備えた移動体通信端末において、上記ＤＳＰは位相同期ループを備え、この位相同期ループの分周器に設定する分周数を変更して、上記クロック生成器からのクロック信号の周波数を変更する。このことによって、クロック生成器からＤＳＰに供給するクロック信号の周波数を各種通信モードで必要なクロック周波数に設定することができ、ＤＳＰにおける消費電力を低減化することができる。
【００１０】
また、上記ＤＳＰは、上記ＣＰＵから供給される信号処理のフレーム信号のタイミングに基づいて、上記位相同期ループの分周器に設定する分周数を変更する。このことによって、クロック生成器からＤＳＰに供給するクロック信号の周波数を各種通信モードで必要なクロック周波数に設定することができ、ＤＳＰにおける消費電力を低減化することができ、さらにクロック信号の周波数の設定変更において通信信号のデータの一部を欠落することがない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明をより詳細に説明するために、添付の図面に従ってこれを説明する。第１図は本発明の実施の形態１に係る移動体通信端末のブロック図である。第１図において、１は本発明の移動体通信端末であり、２は低速データ通信モード、高速データ通信モード、パケット通信モード等のデータ通信を行う際に使用するデータ端末である。３は基地局や衛星局と無線通信を行うためのアンテナ、４は送受信機である。５はマイクロホン、６はスピーカであり、７は音声信号をコード化し、及びデコードする音声コーデックである。８ａはデータ端末２と移動体通信端末１を接続するための接続端子であり、８ｂはデータ端末２側の接続端子である。９はデータ端末２と移動体通信端末１との間で通信データ及び制御信号を送受するためのデータ通信インタフェースである。１０は各種通信モードに応じてデジタル信号処理を行うＤＳＰである。ＤＳＰ１０は主に位相変復調、振幅変復調、位相・振幅変復調等を行う機能を有しており、さらに音声コーデック７の機能を内蔵していてもよい。１１はＤＳＰ１０へ通信信号のフレーム信号を出力するとともに、通信モードを指令する制御器（以下「ＣＰＵ」と呼ぶ）である。ＣＰＵ１１は、さらにデータ通信インタフェース９から制御信号を受け取って、ＤＳＰ１０の動作タイミングや信号処理内容を設定している。なお、第１図には図示していないが、移動体通信端末１のキーＩ／Ｆからのキー操作による音声通信の開始や終了等も、ＣＰＵ１１において制御されている。１２はＤＳＰ１０が必要とする周波数の異なる複数のクロック信号を生成するクロック生成器であり、第１図は位相同期ループ（第１図中にＰＬＬと示した）１３を有する場合を示している。また、第２図は、移動体通信端末１におけるＣＰＵ１１の制御アルゴリズムを示している。
【００１２】
次に第１図に示す移動体通信端末１の動作について、第２図のアルゴリズムに従って説明する。第２図のステップＳ１で移動体通信端末１の電源が投入された後、移動体通信端末１と基地局又は衛星局との間で初期の位置登録を行うための送受信を行い、位置登録が終了するとＳ２でＤＳＰ１０へ供給されるクロック周波数が待受けモードに必要な最小のクロック周波数に設定され、Ｓ３で移動体通信端末１は待受け状態となる。その後、Ｓ４において、ＣＰＵ１１は利用者のキー操作、基地局又は衛星局からの着呼要求、データ端末２からのデータ通信要求等を監視している。このＣＰＵ１１は監視した状況に合わせて移動体通信端末１の通信モードを設定し、ＤＳＰ１０へはその通信モードによる通信信号の信号処理を指令する。ＣＰＵ１１は、音声通信モードへの移行にあたり、移動体通信端末１の利用者のキー操作による発呼要求、あるいはアンテナ３及び送受信機４にて受信した基地局又は衛星局からの着呼要求に対する利用者の応答があるかどうかを監視している。これらの要求や応答があれば、ＣＰＵ１１はＤＳＰ１０に対して音声通信モードであることを指令し、Ｓ５でＤＳＰ１０へ供給されるクロック周波数が音声通信モードに必要な最小のクロック周波数に設定され、ＣＰＵ１１はこの音声通信の送受信信号の信号処理に必要なフレーム信号をＤＳＰ１０へ送出して、Ｓ６の通信モードへ移行する。またＣＰＵ１１は、データ通信モードやパケット通信モードへの移行にあたり、接続端子８ａ及び８ｂにより接続したデータ端末２からの制御信号による送信要求、あるいはアンテナ３及び送受信機４にて受信した基地局又は衛星局からのデータ通信やパケット通信要求に対する利用者の応答又はデータ端末２の応答があるかどうかを監視している。これらの要求や応答があれば、ＣＰＵ１１はＤＳＰ１０に対してデータ通信モード又はパケット通信モードであることを指令し、Ｓ５でＤＳＰ１０へ供給されるクロック周波数がデータ通信モードやパケット通信モードそれぞれに必要な最小のクロック周波数に設定され、ＣＰＵ１１はこれらのデータ通信又はパケット通信の送受信信号の信号処理に必要なフレーム信号をＤＳＰ１０に送出して、Ｓ６の通信モードへ移行する。通信開始後、Ｓ７でＣＰＵ１１は利用者のキー操作による終話要求、基地局又は衛星局からの終話要求、データ端末２からの終話要求を監視し、これらがあったときに、通信を終了し、Ｓ２へ移行する。
【００１３】
第２図のアルゴリズム中のＳ２及びＳ５において、ＤＳＰ１０への供給クロックを各種通信モードに応じて、その通信モードにおける信号処理に必要な最小のクロック周波数の設定を変更する。第３図はここで設定する信号処理に必要な最小のクロック周波数に関する線図である。第３図に示すようにＤＳＰ１０に供給されるクロック信号の周波数は、待受けモードにおいて最小値を設定し、音声通信モードや高速データ通信モードでは部分的にそれぞれ極大値を設定する。実際に設定されるクロックは、待受け時のクロック信号を基準クロックとし、各通信モードで必要な周波数のクロック信号より高めに設定される。クロック周波数の変更において通常使用する位相同期ループの逓倍数が数段階であるために必要とされるクロック周波数と実際に設定されるクロック周波数とは必ずしも一致しない。この場合、各モードのクロック周波数は本来必要な値より幾分周波数が高くなるように分周数を設定することになる。例えば音声通信モード時に必要とされるクロック周波数ｃに対して、実際に設定されるクロック周波数ｃ’はｃよりも高めに設定する。待受けモードにおいては、従来技術ではＤＳＰ１０へクロック周波数としてｃ値を供給していたが、本発明ではＤＳＰ１０へ供給されるクロック周波数はａの値を設定するので、消費電力が小さくなる。また、待受けモードの時間が他の通信モードの時間に比べて十分長いことを考慮すると、ＤＳＰで浪費される消費電力はほとんど無視できる程に小さくなり、従来の移動体通信端末において浪費されていたＤＳＰの消費電力を大幅に削減することができる。
【００１４】
ＤＳＰ１０へ供給されるクロック周波数の設定の変更は、ＤＳＰ１０からクロック生成器１２への指示により行う。ＤＳＰ１０は、ＣＰＵ１１から通信モード指令を受け取っており、この指令をもとにクロック生成器１２へクロック信号の周波数の変更を指示する。ＣＰＵ１１からの基本コマンドであるモード指令に基づき、その後は周辺回路であるＤＳＰ１０が独立してクロック周波数の設定変更やその他信号処理設定等の詳細な制御を行うので、ＣＰＵ１１の機能やＣＰＵ１１とＤＳＰ１０の間のＩ／Ｆを複雑にしない。なお、ＣＰＵ１１からＤＳＰ１０への信号には、上記のモード指令の他、フレーム信号がある。移動体通信端末１における各種通信モードでは、通信される信号をフレーム単位で扱っている。第４図に示すように通信信号の各フレームは、例えば同期信号部とデータ部により構成されており、ＣＰＵ１１からのフレーム信号のタイミングによりＤＳＰ１０は通信信号の信号処理を行う。このフレーム信号の開始位置、終了位置において、クロック周波数の設定変更を行えば、例えば最終フレーム途中でクロック周波数が設定変更されて通信データの一部が欠落するようなことがなくなる。
【００１５】
クロック生成器１２におけるクロック周波数の設定変更には、もちろん複数の異なる水晶発振器を配置してこれらを切替えてもよいが、通常は特定の周波数で発振する水晶発振器からのクロックを位相同期して分周する位相同期ループを用いる。位相同期ループ１３内の分周器に設定する分周数を設定変更することにより、クロック生成器1２からＤＳＰ１０へのクロック周波数を変更することができる。
【００１６】
なお、ＤＳＰ１０はクロック生成器１２を内蔵していてもよい。
【００１７】
次に本発明の他の実施の形態に係る移動体通信端末について、第５図を用いて説明する。第５図において、位相同期ループ１３はＤＳＰ１０の内部に組み込まれている。位相同期ループ１３へのＤＳＰ１０からのクロック周波数設定変更の指示はＤＳＰ内部において完結する。第５図には位相同期ループ１３に対して、外部からクロック生成器１２がクロックを供給する構成となっているが、このクロック生成器１２もＤＳＰ１０内部に配置してもよい。
【００１８】
このようにＤＳＰ１０内部にクロック周波数の設定変更に関する機能を取り込んだ場合、外部からの制御が不能となるので、製作上ＤＳＰ単体での試験等において、クロック周波数を強制変更できなくなる不便さが生じるので、適宜ＤＳＰ１０内部の位相同期ループ１３の分周数を変更するための入力端子をＤＳＰ１０に設けてもよい。この入力端子をＣＰＵ１１と接続し、ＣＰＵ１１からの強制的な分周数の設定変更が可能となるようにしてもよい。
【００１９】
なお、ＣＰＵ１１からＤＳＰ１０への信号には、上記のモード指令の他、フレーム信号がある。移動体通信端末１における各種通信モードでは、通信される信号をフレーム単位で扱っている、第４図に示すように通信信号の各フレームは、例えば同期信号部とデータ部により構成されており、ＣＰＵ１１からのフレーム信号のタイミングによりＤＳＰ１０は通信信号の信号処理を行う。このフレーム信号の開始位置、終了位置において、クロック周波数の設定変更を行えば、例えば最終フレーム途中でクロック周波数が設定変更されて通信データの一部が欠落するようなことがなくなる。
【００２０】
産業上の利用可能性
以上のように、本発明にかかる移動体通信端末は、ＤＳＰに供給されるクロック信号の周波数を各種通信モードにおいて必要な最小のクロック周波数に設定し消費電力を低減できる移動体通信端末として、地上における移動体通信や、衛星を利用した移動体衛星通信において用いるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【第１図】第１図は本発明の実施の形態１に係る移動体通信端末のブロック図である。
【第２図】第２図は本発明の実施の形態１に係る移動体通信端末の制御アルゴリズムである。
【第３図】第３図は本発明の実施の形態１に係る移動体通信端末のＤＳＰの各種通信モードに必要なクロック周波数と設定するクロック周波数との関係を示す線図である。
【第４図】第４図は本発明の実施の形態１に係る移動体通信端末の通信信号のフレームとＣＰＵからＤＳＰへ入力されるフレーム信号とを示す模式図である。
【第５図】第５図は本発明の実施の形態２に係る移動体通信端末のブロック図である。
【第６図】第６図は従来及びこの発明の利用分野における各種通信モードの分類の一例を示す系統図である。
【第７図】第７図は従来の移動体通信端末のＤＳＰの各種通信モードに必要なクロック周波数と設定するクロック周波数との関係を示す線図である。

Claims

複数の通信モードの中から通信モードを設定するとともに、信号処理のためのフレーム信号を供給するＣＰＵと、このＣＰＵが設定した通信モードに従い、通信信号を上記フレーム信号に基づいて信号処理するＤＳＰと、このＤＳＰにクロック信号を供給し、上記ＣＰＵにより設定した通信モードに応じた周波数のクロック信号への変更を上記フレーム信号のタイミングにおいて行うクロック生成器とを備え、上記ＤＳＰは、上記クロック生成器に対して、上記ＣＰＵにより設定した通信モードに応じた周波数のクロック信号への変更を指示することを特徴とする移動体通信端末。
上記複数の通信モードは、少なくとも待受けモードと、音声通信モードと、データ通信モードを含み、上記クロック生成器は、待受けモード設定時に、音声通信モード及びデータ通信モード設定時に供給するクロック信号よりも低い周波数のクロック信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の移動体通信端末。
複数の通信モードの中から通信モードを設定するとともに、信号処理のためのフレーム信号を供給するＣＰＵと、このＣＰＵが設定した通信モードに従い、通信信号を上記フレーム信号に基づいて信号処理するＤＳＰと、このＤＳＰにクロック信号を供給するクロック生成器とを備え、上記ＤＳＰは位相同期ループを具備し、この位相同期ループに設定する分周数を変更することによって、上記フレーム信号のタイミングにおいて、上記クロック生成器から供給されるクロック信号の周波数を、上記ＣＰＵにより設定した通信モードに応じたクロック信号の周波数に変更することを特徴とする移動体通信端末。