JP3839473B2 - コードレス電話の空きチャンネル選出システム - Google Patents
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Description
発明の技術分野
この発明は、一般的に言えば少なくとも２つのコードレス電話チャンネルのうちの何れでも動作することのできるコードレス電話の分野に関し、特に特定チャンネルにおける妨害（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を検出してこれを回避する装置に関するものである。
発明の背景
既知の幾つかのコードレス電話システムでは、ラジオ周波数（ＲＦ）搬送波検出システムを採用して、コードレス電話ユニットが非動作状態すなわち使われていない（ｉｎａｃｔｉｖｅ）オン・フック状態の在る期間の間ベースユニットがＲＦ搬送波の存在を検出している。これらの既知のシステムは、ハードウェアのアナログ搬送波検出回路を使用している。
１９９３年１２月２２日にフォサセカ（Ｆｏｓｓａｃｅｃａ）氏他によって出願され後に本出願人に譲渡された米国特許出願（ＲＣＡ８７４４８・・・特願平６−３４０６２７対応）に、マイクロコンピュータをベースとしたＲＦ搬送波検出装置が開示されている。上記の出願には、ハードウェアのアナログ搬送波検出回路は、すべてのコードレス電話セットについて各セットごとに、その製造工程中に必ず調整作業を行って、規定の閾値で適正なトリガ作用が確実に行われるようにせねばならぬという不利な点があることが指摘されている。この調整作業は、可成り難しく、時間のかかる作業であると共に屡々ＲＦ搬送波の検出の信頼性を損なうことになり易い作業である。
更に、その搬送波検出回路はコードレス電話セットのベースユニット中に設けられているので、そのようなシステムは、ハンドセットの送信機の周波数（すなわち、ベースユニット受信機の周波数）またはそれに近い周波数の妨害を検出し得るに過ぎない。ベースユニットの送信機の周波数またはそれに近い周波数で生じる妨害は検出されなくなり、ベースユニットとハンドセット間の通信が途絶えることになる可能性がある。
ハンドセットにもＲＦ搬送波検出回路を設けてこの問題に対処することも考えられるが、今日まで２つの障害が、そのような単純な解決法の実現を阻んでいた。その障害の第１は、ハンドセットにもハードウェアのアナログＲＦ搬送波検出回路を付加せねばならぬことは、製造コストを高め、構造を複雑化し、更に各ユニットの製造組立ておよび較正に要する時間を長くするということである。その上、ハンドセットは、接地基準点が確定していない非固定（ｆｒｅｅ−ｓｔａｎｄｉｎｇ）ユニットであるから、そのＲＦ搬送波検出器の閾値設定用ポテンシオメータを高信頼性をもって調整することが難しいこともある。
第２の障害は、コードレス電話のハンドセットはポータブルであることを意図しているので電池で動作するように構成されている。従って、理想的には、このハンドセットは、非動作（ｉｎａｃｔｉｖｅ）モードでは電力を全く消費しないことが望ましい。しかし都合の悪いことに、ハンドセットの受信機は、ベースユニットから送られる着呼（ｉｎｃｏｍｉｎｇ ｃａｌｌ）を受信するために、付勢状態にしておかねばならないから、電力を消費することになる。電力節約のためのこの問題の一般的な解決法は、ハンドセットを短いデューティサイクルで繰返しパルス状に“オン”、“オフ”して、ベースユニットから到来するＲＦ送信信号を待つことである。ハンドセットにおけるこのデューティサイクルの典型的な例は、４０〜６０ミリ秒間が“オン”で、数百ミリ秒間が“オフ”の形である。しかし、給電されてからＰＬＬとマイクロプロセッサ回路が安定化するまでに１５〜２０ミリ秒を要し、またハードウェアのアナログＲＦ搬送波検出回路が安定化するのに更に最大５ミリ秒の付加時間を必要とするので、上記デューティサイクル中の“オン”期間を全部利用することができるという訳ではない。最悪の事態では、上記の付加的な５ミリ秒の安定化時間は、このハンドセットで利用可能な有効なモニタ期間２５％も占めてしまうという許容できない状態となる。
発明の概要
この発明におけるラジオ周波数（ＲＦ）信号送信機／受信機システムは１対の送信機／受信機のユニットを有し、その各ユニットは、複数のＲＦチャンネルのうちの１つにおいて動作することができ、また各受信機は、不存在期間もあるようなラジオ周波数信号を受取るための入力を持っている。マイクロプロセッサをベースとするＲＦ搬送波検出回路があって、ＲＦ信号が存在するかしないかを決定する。このＲＦ搬送波検出回路は、また、現に同調している受信チャンネルの、またはそのチャンネル近傍のノイズ妨害にも応答する。非動作期間には、このＲＦ信号受信機はその時同調しているチャンネルをモニタして、ノイズ妨害があることを検出したり、或いはそのチャンネルが使用されていることを確認したりすると、急速走査動作を開始して使用状態にないチャンネル或いは比較的妨害の無いチャンネルを見付け出して、その対をなしている相手方の送信機／受信機ユニットに命令（ｃｏｍｍａｎｄ）を送ってそのユニットをこの新しく見付け出した使用状態にないチャンネルに同調させる。
発明の構成
１．複数のコードレス電話チャンネルのうちの１つのチャンネルで動作することができるベースユニット（１００）と；
複数のコードレス電話チャンネルのうちの１つのチャンネルで動作することができるハンドセット（１０１）と；を具備し、
前記ベースユニット（１００）は、第１コードレス電話チャンネルの第１ラジオ周波数を有する信号であって不存在期間を呈することのある信号を、前記ハンドセット（１０１）から受信する入力部（１０６）を有し、
前記ハンドセット（１０１）は、第１コードレス電話チャンネルの第２ラジオ周波数を有する信号であって不存在期間を呈することのある信号を、前記ベースユニットから受信する入力部（１０６′）を有し、
前記ベースユニットは、前記入力部（１０６）に結合されていて前記第１ラジオ周波数の信号に応答して、前記第１チャンネルは使用中であること或いは前記第１チャンネルにはノイズ信号が存在することを表わす第１の出力信号を生成する第１の信号検出回路（１１０）を有し、
前記ハンドセット（１０１）は、前記入力部に結合されていて前記第２ラジオ周波数信号に応答して、前記第１チャンネルは使用中であること或いは前記第１チャンネルにはノイズ信号が存在することを表わす第２の出力信号を生成する第２の信号検出回路（１１０′）を有し、
前記ベースユニット（１００）は、このベースユニットを制御するマイクロコンピュータ回路（１６０）を含んでおり、
また前記ハンドセット（１０１）は、このハンドセットを制御するマイクロコンピュータ回路（１６０′）を含んでおり、
前記ハンドセット中の前記マイクロコンピュータ（１６０′）は、前記第２の出力信号に応じて、前記ベースユニット（１００）からチャンネル変更命令を送信させ、また前記ハンドセット（１０１）を同じ新チャンネルに変更させるものであり、
前記新チャンネル上で前記ハンドセットと前記ベースユニットとの間のリンクアップが確立できない場合に、前記ハンドセット内の前記マイクロコンピュータは、前記ベースユニットからの応答を待つことなしに、複数のチャンネル上で前記ハンドセットから第２チャンネル変更コマンドを送信させ、以て前記ハンドセットと前記ベースユニットとの間の通信を再度確立させる、
コードレス電話セット。
２．複数のコードレス電話チャンネルのうちの１つのチャンネルで動作することができるベースユニット（１００）と；
複数のコードレス電話チャンネルのうちの１つのチャンネルで動作することができるハンドセット（１０１）と；を具備し、
前記ベースユニット（１００）は、第１コードレス電話チャンネルの第１ラジオ周波数を有する信号であって不存在期間を呈することのある信号を、前記ハンドセット（１０１）から受信するための入力部を有し、
前記ハンドセットは、第１コードレス電話チャンネルの第２ラジオ周波数を有する信号であって不存在期間を呈することのある信号を、前記ベースユニットから受信するための入力部を有し、
前記ベースユニット（１００）は、前記入力部に結合されていて前記第１ラジオ周波数の信号に応答して、前記第１チャンネルは使用中であること或いは前記第１チャンネルにはノイズ信号が存在することを表わす第１の出力信号を生成する第１の信号検出回路（１１０）を有し、
前記ハンドセット（１０１）は、前記入力部に結合されていて前記第２ラジオ周波数の信号に応答して、前記第１チャンネルは使用中であること或いは前記第１チャンネルにはノイズ信号が存在することを表わす第２の出力信号を生成する第２の信号検出回路（１１０′）を有し、
前記ベースユニット（１００）は、このベースユニットを制御するマイクロコンピュータ回路（１００）を含んでおり、
また前記ハンドセット（１０１）は、このハンドセットを制御するマイクロコンピュータ回路（１６０′）を有し、
前記ベースユニット中の前記マイクロコンピュータは、前記第１の出力信号に応じて、前記ハンドセットからチャンネル変更要求を送信させ、また前記ベースユニットを同じチャンネルに変更させるものであり、
前記ハンドセット中の前記マイクロコンピュータ（１６０′）は、前記第２の出力信号に応じて、前記ベースユニットからチャンネル変更命令を送信させ、また前記ハンドセットを同じ新チャンネルに変更させるものであり、
前記新チャンネル上で前記ハンドセットと前記ベースユニットとの間のリンクアップが確立できない場合に、前記ハンドセット／ベースユニット内の前記マイクロコンピュータは、前記ベースユニット／ハンドセットからの応答を待つことなしに、複数のチャンネル上で前記ハンドセット／ベースユニットから第２チャンネル変更コマンドを送信させ、以て前記ハンドセットと前記ベースユニットとの間の通信を再度確立させる、
コードレス電話セット。
【図面の簡単な説明】
図１はこの発明の実施に適したコードレス電話装置のベースユニットとハンドセットの簡略ブロック図である。
図２（ａ）乃至図２（ｃ）はこの発明を理解するのに有効な波形を示す図である。
図３乃至図６は図１に示されたマイクロコントローラの制御プログラムの必要部分を示すフローチャートである。
実施例の詳細な説明
図１について説明すると、コードレス電話のベースユニット１００は、ラジオ周波数（ＲＦ）信号をアンテナ１０６から受信し、またＲＦ信号をアンテナ１０６に供給するためのデュプレクサ１０５を具えている。デュプレクサ１０５は例えば双信電機株式会社製のＤＰＸ４６／４９−Ｂ１０型デュプレクサである。このデュプレクサ１０５から受取った信号は、検波、処理および増幅のために受信機回路１１０に供給される。
受信機回路１１０は、ベースバンドのオーディオ信号をスペクトル伸長するためのコンパンダ１２０に供給し、コンパンダ１２０は次にこのオーディオ信号をオーディオ増幅器１３０に供給する。オーディオ増幅器１３０は、増幅されたオーディオ信号を電話インタフェイス・ユニット１４０を介して、電話回線網のチップ（Ｔ）端子およびリング（Ｒ）端子に供給する。
到来した電話信号は電話インタフェイス・ユニット１４０で受取られて、オーディオ増幅器１３０を介してコンパンダ１２０に供給される。コンパンダ１２０はオーディオ信号の振幅を圧縮してそのノイズ余裕度を増大させて、この圧縮された信号を送信機回路１７５に供給する。送信機１７５は、このオーディオ信号でＲＦ搬送波を変調し、このＲＦ信号を、アンテナ１０６を介して送信するためにデュプレクサ１０５に供給する。
電話回路網への接続、ダイアル操作、チャンネル選択およびコードレス電話装置のハンドセット１０１との通信はマイクロコントローラ１６０によって制御される。マイクロコントローラ１６０は、例えばマイクロプロセッサまたはマイクロコンピュータもしくは専用コントローラ集積回路などである。マイクロコンピュータ１６０は、周波数選択のために位相ロックループ（ＰＬＬ）回路１６５を制御しまたキーボード１７０を介して使用者が入力するデータ入力を受取る。
図１のハンドセット１０１中の諸素子のうち図１のベースユニット１００中の素子と同様な参照番号を付けてある素子は、後者の素子と同じ機能を呈するものであるから、重ねて説明はしない。ハンドセット１０１のオーディオ増幅器１３０′は、マウスピース・マイクロホン１８０′から入力信号を受入れて、出力オーディオ信号をイヤピース・スピーカ・ユニット１９０′に供給する。
１９９３年１２月２１日付の米国特許出願第０８／１７１３５３号は、検出されたベースバンド・オーディオ信号の周波数成分をベースユニット中のマイクロコントローラに調べさせることによって、そのベースユニット中のマイクロコントローラで搬送波検出動作を行い得ることを、開示している。一方、本発明者らは、ベースユニットおよびハンドユニットの両方にマイクロコンピュータをベースとしたＲＦ搬送波検出機構を採用すれば、非動作期間の間に両ユニットの送信周波数をモニタして、ノイズによる妨害を避け或いはコードレス電話チャンネル中の既に使用状態にあるチャンネルを避けて、別のチャンネルに変更することができるという利点があることに想到した。この方式にすると、ハードウェアの搬送波検出回路を使用しないので、ハードウェアの搬送波検出回路を安定させるための余分な５ミリ秒の遅延が不必要となる。
説明を簡単化するために、ハンドセット１０１の受信機の動作のみを説明するが、ベースユニット１００中の受信機の動作も基本的には上記ハンドセット１０１の受信機の動作と同じである。受信機１０１′はデータスライサ回路１１１′を有し、このスライサ回路１１１′はベースバンド信号の一部分を受取り、それを所定の振幅レベルでスライスして、２値（バイナリ）信号を生成する。データスライサ１１１′はこの２値信号を、線路１１５′を介してマイクロコントローラ１６０′に直接印加する。図２（ａ）は、ＲＦ搬送波が存在しないときにデータスライサ１１１′が受取るベースバンド信号中に存在するバンド制限された白色ノイズを表わす簡略化した波形図である。図２（ａ）に示された波形は、スピーチ（通話）信号の周波数範囲よりも全般的に高い周波数を有するランダムなノイズパルスを含んでいる。図２（ｂ）はデータスライスを行った後の図２（ａ）の波形を表わす簡略波形図である。この図２（ｂ）の波形はＲＦ搬送波が存在しないときの線路１１５′における信号の典型的な形である。
人間のスピーチは、１ＫＨｚを中心として集まっている多数の周波数を含み、かつ会話が途切れて無言状態となることによる全く信号の無い比較的長い期間を伴うものであることが判った。従って図２（ｃ）の簡略化した波形は、図２（ｂ）に示されたランダムなノイズよりも周波数の低い（すなわち、パルス幅の広い）成分を持った信号を表わしている。本発明者らは、ＲＦ搬送波の存在または不存在をそれぞれ表わす、ノイズの存在または不存在を決定できるように充分速く、マイクロコントローラ１６０′が線路１１５′上の信号をサンプリングし得ることを確認した。マイクロコンピュータ１６０′は、１１８マイクロ秒毎にベースバンド信号をサンプリングする。この時間によって、マイクロコントローラ１１０′は最高約８．５ＫＨｚまでのオーディオ周波数を確認することができる。
この発明は、空きチャンネルでありそうなチャンネルを選出する新しい方法を、米国特許出願ＲＣＡ８７４４８（特願平６−３４０６２７対応）に開示されているマイクロコンピュータをベースとするＲＦ搬送波検出装置の特徴に、および米国インディアナ州インディアナポリス所在のトムソン・コンシューマ・エレクトロニクス社製のモデル２−９６３２、２−９６２６、２−９６１５および２−９６３５番のＧＥコードレス電話機に使用されている「急速走査」装置に、組合わせて、既に使用状態にあるコードレス電話チャンネルと、ハンドセット受信チャンネルまたはベースユニット受信チャンネルの何れかにおける妨害によってノイズの多いチャンネルと、を検出してこれを回避するような装置を提供するものである。この発明による上記のシステムは、従来のシステムに比べてより信頼性が高く、ハンドセットとベースユニットとの間の通信不能状態（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｌｏｓｓ）が発生する可能性が少ない、ということが判った。従来のコードレス電話セットでは、通信不能状態は、通常、ハンドセットをベースユニットの受け台（ｃｒａｄｌｅ）に戻して公衆通信チャンネルを再設定することによって、解決していた。しかし、この発明では前記の急速走査装置（後で詳しく説明する）が働いてハンドセットとベースユニットが確実に同一チャンネルに同調するようにするので、ハンドセットをベースユニットの受け台へ戻す必要は無い。この事は、固有の電話アウトレットを必要とせず、そのために普通の家庭で可成り離れたどの部屋へでも設置できる形の遠隔充電受け台を、コードレス電話器が利用できることになるので重要な特徴であると思われる。
上記のように、このハンドセットは省電力型に設計されている。この点を具体的に言えば、ハンドセットは、非動作（使用していない）状態の受動的な（ｐａｓｓｉｖｅ）スタンバイ（ＳＴＡＮＤＢＹ）を動作モードまたはアイドルモードで、その受信機を非常に短い期間（約４０〜６０ミリ秒間）オン状態としているときに、妨害を検出し、到来信号を待ち、次に到来信号が見付からなかったら、数百ミリ秒間給電を止める。このハンドセットは、現に同調しているチャンネルに搬送波が存在することを確認したときのみ充分な給電を行うことになる。もし搬送波が存在していれば、そしてもしその搬送波がそのハンドセットと対をなしているベースユニットから送信されたものであれば、ハンドユニットはベースユニットに命令（後で詳しく説明する）を送って、急速走査モードに入る。これによって、ハンドセットとベースユニットを新しいチャンネルにうまく接続する確率が確実に高められる。このシステムは、新しいチャンネルに対する接続を所定回数行ってそれがうまく接続できなかった後は新しいチャンネルへ接続することを止め、システムをリセットした後に、または使用者がオン・フック状態からオフ・フック状態にしたときのみ再動作状態とされるように、設計されている。
次に、空チャンネルである可能性のある新しいチャンネルを選ぶプログラムの複雑さが異なるだけの、３種の妨害回避システムについて説明する。これら３種のシステムは、各々、マイクロコンピュータをベースとするＲＦ搬送波検出装置を使用することが好ましいが、この発明を実施する場合、余り好ましくはないが、ハードウェアの搬送波検出回路を使用することも可能である。
妨害回避システム １
受動的なスタンバイ状態では、ハンドセット１０１はその受信機を周期的にターンオンしてベースユニット１００からの通信をサーチする。この期間の間、マイクロコンピュータをベースとするＲＦ搬送波検出システムは、受信した白色ノイズのエネルギ量を測定する。もし白色ノイズの量が少なければ、このシステムはカウンタを進める（カウントをインクレメントさせる）。上記のような小エネルギ量の白色ノイズの検出回数が或る所定回数（例えば５回）に達すると、ハンドセットはそのセットが現に同調している受信チャンネル（すなわち、現に選択しているベースユニットの送信チャンネル）に妨害が存在すると判定する。そのような妨害の検出に基づいて、ハンドセットは一連のチャンネルのうちの次のチャンネルは空きチャンネルであると単純に推定して、ベースユニットにチャンネル変更命令を送り、次のチャンネルに移る。ハンドセットが移るこのチャンネルは自動空き（Ａｕｔｏ Ｃｌｅａｒ，ＡＣ）チャンネルと呼ばれるが、この場合の表示ＡＣは交流を意味する表示ＡＣと混同してはならない。ＡＣチャンネルへ移った後ハンドセットはオンフック命令をベースユニットに送る。ベースユニットはこのＡＣチャンネルで上記の命令に応答せねばならない。ベースユニットがもし或る所定時間（例えば、数ミリ秒間）内に応答できなかったら、ハンドセットはすべてのチャンネルに急速走査“進行（ｇｏ ｔｏ）”命令を送って、ベースユニットからの応答を待つことなく１つのチャンネルから次のチャンネルヘと急速に移行して、急速走査動作を行うことになる。この“進行”命令はベースユニットをＡＣチャンネルへ移行させるものと考えられている。全チャンネルに“進行”命令を送った後、ハンドセットはＡＣチャンネルへ移って、ベースユニットからの応答を聴く。応答を受けると、この急速走査は成功であったことになり、もし応答が無ければハンドセットは元のチャンネルに戻ってＡＣチャンネルを進め（インクレメント）させて（この初めに選択されたＡＣは空いていない可能性があるから）、再開する。利用可能な全チャンネルを通じてＡＣチャンネルを進めた後このシステムが回線接続できなかったら、システムは、ハンドセットを次にリセットするまで、またはオフフック状態に先行するオンフック状態になるまで、通信の再開操作を止める。上記した妨害回避システム１の詳細を示すフローチャートを図３に示す。図３のフローチャートを実行するための高水準言語プログラムを表１に示す。
妨害回避システム ２
前述のように、スタンバイ動作モード期間の間、ハンドセット１０１は周期的にその受信機をターンオンしてベースユニット１００からの通信信号をサーチする。その期間の間、マイクロコンピュータをベースとするＲＦ搬送波検出システムは受信した白色ノイズのエネルギ量を測定する。その白色ノイズのエネルギ量が少なければ、システムはカウンタを進める。そのような小エネルギ量の白色ノイズの検出回数が或る所定回数に（例えば、５回）に達すると、ハンドセットは、現に同調している受信チャンネル（すなわち、現に選択されているベースユニットの送信チャンネル）に妨害が存在すると判断する。そのような妨害が検出に基づいて、ハンドセットは次の続いているチャンネルは空きチャンネルであると単純に推定して、ベースユニットにチャンネル変更命令を送って次のチャンネル（すなわち、ＡＣチャンネル）に移る。ハンドセット１０１はこのＡＣチャンネルに移った後ベースユニット１００からの応答を待つ。
ベースユニット１００は、ハンドセット１０１からチャンネル変更命令を受取ると、ＡＣチャンネルに移り、到来信号を短時間モニタする。ベースユニット１００が高エネルギの白色ノイズを検出すると、そのＡＣチャンネルは空きチャンネルであると判断して、ハンドセット１０１に応答を送る。これに反してベースユニット１００が、そのＡＣチャンネルは使用中であると判定すれば、ベースユニット１００は応答を発することなしに、元のチャンネルに戻る。ハンドセット１０１は、このＡＣチャンネルで応答を受取ると、ベースユニット１００が応動したそのＡＣチャンネルを介してベースユニット１００に最終確認信号を送る。もし応答が無かったときは、ハンドセット１０１は元のチャンネルに戻り、オン・フック命令を発して応答を待つ。もし応答が無ければ、ハンドセット１０１は急速走査動作を行って、ベースユニット１００を強制的に元のチャンネルに戻す。同様に、ベースユニット１００は、一旦ＡＣチャンネルに移って応答すると、ハンドセット１０１からの最終確認信号の到来を待つ。もし最終確認信号を受信しなかったら、ベースユニット１００は元のチャンネルに戻る。ＡＣチャンネルへ移ることができなかった後は、次の各接続操作ごとに、ハンドセット１０１はＡＣチャンネルを進める。もし、利用可能な全てのチャンネルを通じてＡＣチャンネルを進めてもこのシステムを接続することができなかったときは、このシステムは、ハンドセットを次にリセットするまで、またはオフ・フック状態に先行するオン・フック状態となるまで、通信の再開行為を停止する。図４に、上記した妨害回避システム２の詳細を示すフローチャートが示されている。この図４のフローチャートを実行するための高水準言語プログラムが表２に示されている。
妨害回避システム ３
前述したように、スタンバイ動作モードの期間の間、ハンドセット１０１は、その受信機を周期的にターンオンしてベースユニット１００からの通信信号をサーチする。その期間の間、マイクロコンピュータをベースとするＲＦ搬送波検出システムは受信した白色ノイズのエネルギ量を測定する。もし白色ノイズのエネルギ量が少なければ、システムはカウンタを進める。このような小エネルギ量の白色ノイズの検出回数が或る所定回数（例えば、５回）に達すると、ハンドセット１０１は、現に同調して受信チャンネル（すなわち、現に選択されているベースユニットの送信チャンネル）には妨害が存在すると判断する。このような妨害の検出に基づいて、ハンドセットは、次に続くチャンネルが空きチャンネルであることを短時間チェックして、ベースユニットにチャンネル変更命令を送り、次のチャンネル（すなわち、ＡＣチャンネル）に移る。ハンドセット１０１はこのＡＣチャンネルへ移った後、ベースユニット１００からの応答を待つ。
もし応答が無ければ、ハンドセット１０１は、各チャンネルに進行命令を送り、応答を待つことなく次のチャンネルへ急速に移ることにより急速走査動作を行い、ベースユニット１００をＡＣチャンネルへ移行させる。もし、次にそのＡＣチャンネルで応答を受ければ、接続できたことになる。そのＡＣチャンネルでの接続ができなかった後、その後の各接続操作では、ハンドセット１０１はＡＣチャンネルを進める。利用可能なすべてのチャンネルを通じてＡＣチャンネルを進めてもそのシステムを接続できなかったときは、このシステムは、ハンドセットを次にリセットするまで、或いはオフ・フック状態に先行するオン・フック状態とするまで、通信の再開行為を止める。次のオフ・フック状態で、ハンドセット１０１はそのオフ・フック命令中に記憶されているＡＣチャンネルをベースユニット１００に送る。このＡＣチャンネルでこのオフ・フック命令に対する応答が無かったら、ハンドセットは使用者の一連の警告音を発し、元のチャンネルへ戻って、遮断（シャット・ダウン）する。上記した妨害回避システム３の詳細を示すフローチャートを図５に示す。この図５のフローチャートを実施するための高水準言語プログラムは表３に示されている。
ベースユニットの始動
本発明者らは、オン・フック状態のとき、ベースユニット１００は現に同調している受信チャンネルで妨害の存在を検出するとＡＣチャンネルへの変更動作を開始できることも認識している。そのような場合には、ベースユニット１００はハンドセット１０１に付活（ｗａｋｅ ｕｐ）信号を送り、続いて自動空き（チャンネル）要求命令を送る。ハンドセット１０１は、もしその時スタンバイモードにあれば、またレンジ内に在れば、恰もハンドセット１０１自身が妨害を検出した場合と同様なやり方で応動し、その自動空きルーチン（すなわち、妨害回避ルーチン１、２または３のうちの１つ）を開始する。こうして、ベースユニット１００は、或るＡＣチャンネルでベースユニット１００とハンドセット１０１間に通信再開できることになるシーケンスを開始することができる。
上記のように、マイクロコンピュータをベースとするＲＦ搬送波検出装置を採用すればハードウェア素子の調整作業が不要となるので、この発明をコードレス電話のハンドセットに容易に使用することができる。ハードウェアをベースとしたシステムではその閾値調整器は工場で調整されるポテンシオメータであることを、知っておくことが重要である。この方式によると、搬送波検出器は必然的にハードワイヤード（変更できない固定結線型）の決定用単一閾値型（すなわち、搬送波の存在または不存在）に限定されてしまう。この限定によって、その搬送波検出回路はオン・フック状態にあるかオフ・フック状態にあるかにかかわらず同一閾値を使用することになる。この発明中では、閾値は、システムのその時々の動作モードに従って、マイクロコンピュータをベースとするＲＦ搬送波検出装置において容易に変更することができるソフトウェアの変数であると考えている。例えば、オン・フック期間の間は、ＲＦ搬送波検出装置は自動空きチャンネル選出のために使用され、低レベルの妨害を検出するために低い値にセットされる。一方、オフ・フック期間の間は、このＲＦ搬送波検出装置は、レンジ外検出と警報のために使用され、ノイズの多いオーディオ信号のために会話ができなくなるようなレベルまで信号強度が低下すると搬送波の不存在を検出するようにより高い閾値にセットされる。
コンピュータをベースとするＲＦ搬送波検出装置は、前述の米国特許出願（ＲＣＡ８７４４８・・・特願平６−３４０６２７対応）に開示されているが、その概要を図６のフローチャートを参照して説明する。正常動作時には、マイクロコントローラ１６０′は、ベースバンド信号のストリームをモニタして、受信したアナログ・オーディオ信号に付帯しているデジタル・データを検出する。周波数濾波アルゴリズムは、この受信したオーディオ信号の白色ノイズ量に応じてノイズ・エネルギ・カウンタの値を変化させる。このノイズ・エネルギ・カウンタのカウントが所定の値を超えると、その時選出された受信チャンネルには搬送波が存在しないという決定を下す。
線１１５′におけるオーディオ信号をサンプリングし、カウンタＷＩＤＴＨ中の値をチェックして、それが最高スピーチ周波数よりも高い予め定められた高い周波数閾値より小さいかどうかを判断する。もし小さければ、ＷＩＤＴＨ中の値は高いオーディオ周波数（すなわち、白色ノイズ）を検出したことを表わしている。このカウントが、もし高いオーディオ周波数成分を表わしていなかったら、そのカウントは、チェックされて、検出されたそのパルス幅は所定の低い周波数閾値、例えば１ＫＨｚ（前述のように、人間のスピーチは周波数が１ＫＨｚの周りに集群している傾向がある）、よりも高い周波数を表わしているものが決定される。検出されたこの周波数が１ＫＨｚよりも高くなければ、長いパルス幅（すなわち、低いオーディオ周波数）が検出されており、その状態はスピーチおよび／または無言状態を表わすもので、ルーチンは通常の形でオーディオ信号のデコードを続けるために出口に出る。
一方、もしその周波数成分が、明らかに高い（すなわち、ノイズ）または明らかに低い（すなわち、オーディオ）の何れでもなければ、カウンタＷＮ＿ＥＮＥＲＧＹ（すなわち、白色ノイズ・エネルギ）がチェックされて最小値に等しいかどうか判断され、もし等しければＮＯ＿ＣＡＲＲＩＥＲ ＦＬＡＧ（搬送波不存在フラグ）はクリヤされてＲＦ搬送波が存在することを表わし、ルーチンから出る。もし、ＷＮ＿ＥＮＥＲＧＹの値が最小値でなければ、より長いパルス幅（すなわち、より低い周波数が丁度検出された）であるという理由で、戻される（デクレメントされる）。ＷＮ＿ＥＮＥＲＧＹのこの低い値はチェックされ、予め定められている値を超えているかどうか判断される。もし超えていれば、ＮＯ＿ＣＡＲＲＩＥＲ ＦＬＡＧがセットされる。もし超えていなければ、ＮＯ＿ＣＡＲＲＩＥＲ ＦＬＡＧはクリヤされる。何れの場合でも、ルーチンはＲＥＴＵＲＮ指令によって、出口に出る。
高いオーディオ周波数が存在するとの決定がなされれば、ＹＥＳパスに進み、ＷＮ＿ＥＮＥＲＧＹの内容がチェックされ、それが最大値を持っているかどうか判断される。もし最大値を持っていればＹＥＳパスに進み、ＮＯ＿ＣＡＲＲＩＥＲ ＦＬＡＧ（搬送波不存在フラグ）がセットされて、ルーチンは出口に至る。もし、ＷＮ＿ＥＮＥＲＧＹがその最大値を持っていなければ、高い周波数が検出されたことであるから、進められる（インクレメントされる）。ＷＮ＿ＥＮＥＲＧＹのこの高い値はチェックされ、予め定められた閾値を超えているかどうか判断される。もし超えていれば、ＮＯ＿ＣＡＲＲＩＥＲ ＦＬＡＧがセットされる。もし超えていなければ、ＮＯ＿ＣＡＲＲＩＥＲ ＦＬＡＧはクリヤされる。何れの場合でも、次にこのルーチンはＲＥＴＵＲＮ（戻り）指令によって出口から出る。
以上、コードレス電話の分野で、しかし特にコードレス電話に限らず他の分野でも、有用なマイクロコントローラをベースとする空きチャンネル選出システムについて説明を行った。この発明を使用することによって、ベースユニットの受信チャンネルとハンドセットの受信チャンネルの両方とも、他のコードレス電話からの信号、或いはラジオ局、電力線または家庭用電気器具のような他のＲＦノイズ源からの信号等の妨害信号に対するモニタが行われるという事実によって、信頼性が改善されるという効果が得られる。
この明細書中では、マイクロコントローラおよびマイクロコンピュータという用語を、互いにどちらを使用してもよい同義語として使用しているが、それらは、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、専用の制御用集積回路およびこれらに類似の装置を含むものである。
なお、請求の範囲中の各素子に付記した括弧内の数字は、理解の便のために、図示した実施例における対応素子に付けた参照番号を示すもので、上記各素子の形態が実施例の対応素子の形に限定されるとの意味を持つものではない。
この発明は、一般的に言えば少なくとも２つのコードレス電話チャンネルのうちの何れでも動作することのできるコードレス電話の分野に関し、特に特定チャンネルにおける妨害（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を検出してこれを回避する装置に関するものである。
発明の背景
既知の幾つかのコードレス電話システムでは、ラジオ周波数（ＲＦ）搬送波検出システムを採用して、コードレス電話ユニットが非動作状態すなわち使われていない（ｉｎａｃｔｉｖｅ）オン・フック状態の在る期間の間ベースユニットがＲＦ搬送波の存在を検出している。これらの既知のシステムは、ハードウェアのアナログ搬送波検出回路を使用している。
１９９３年１２月２２日にフォサセカ（Ｆｏｓｓａｃｅｃａ）氏他によって出願され後に本出願人に譲渡された米国特許出願（ＲＣＡ８７４４８・・・特願平６−３４０６２７対応）に、マイクロコンピュータをベースとしたＲＦ搬送波検出装置が開示されている。上記の出願には、ハードウェアのアナログ搬送波検出回路は、すべてのコードレス電話セットについて各セットごとに、その製造工程中に必ず調整作業を行って、規定の閾値で適正なトリガ作用が確実に行われるようにせねばならぬという不利な点があることが指摘されている。この調整作業は、可成り難しく、時間のかかる作業であると共に屡々ＲＦ搬送波の検出の信頼性を損なうことになり易い作業である。
更に、その搬送波検出回路はコードレス電話セットのベースユニット中に設けられているので、そのようなシステムは、ハンドセットの送信機の周波数（すなわち、ベースユニット受信機の周波数）またはそれに近い周波数の妨害を検出し得るに過ぎない。ベースユニットの送信機の周波数またはそれに近い周波数で生じる妨害は検出されなくなり、ベースユニットとハンドセット間の通信が途絶えることになる可能性がある。
ハンドセットにもＲＦ搬送波検出回路を設けてこの問題に対処することも考えられるが、今日まで２つの障害が、そのような単純な解決法の実現を阻んでいた。その障害の第１は、ハンドセットにもハードウェアのアナログＲＦ搬送波検出回路を付加せねばならぬことは、製造コストを高め、構造を複雑化し、更に各ユニットの製造組立ておよび較正に要する時間を長くするということである。その上、ハンドセットは、接地基準点が確定していない非固定（ｆｒｅｅ−ｓｔａｎｄｉｎｇ）ユニットであるから、そのＲＦ搬送波検出器の閾値設定用ポテンシオメータを高信頼性をもって調整することが難しいこともある。
第２の障害は、コードレス電話のハンドセットはポータブルであることを意図しているので電池で動作するように構成されている。従って、理想的には、このハンドセットは、非動作（ｉｎａｃｔｉｖｅ）モードでは電力を全く消費しないことが望ましい。しかし都合の悪いことに、ハンドセットの受信機は、ベースユニットから送られる着呼（ｉｎｃｏｍｉｎｇ ｃａｌｌ）を受信するために、付勢状態にしておかねばならないから、電力を消費することになる。電力節約のためのこの問題の一般的な解決法は、ハンドセットを短いデューティサイクルで繰返しパルス状に“オン”、“オフ”して、ベースユニットから到来するＲＦ送信信号を待つことである。ハンドセットにおけるこのデューティサイクルの典型的な例は、４０〜６０ミリ秒間が“オン”で、数百ミリ秒間が“オフ”の形である。しかし、給電されてからＰＬＬとマイクロプロセッサ回路が安定化するまでに１５〜２０ミリ秒を要し、またハードウェアのアナログＲＦ搬送波検出回路が安定化するのに更に最大５ミリ秒の付加時間を必要とするので、上記デューティサイクル中の“オン”期間を全部利用することができるという訳ではない。最悪の事態では、上記の付加的な５ミリ秒の安定化時間は、このハンドセットで利用可能な有効なモニタ期間２５％も占めてしまうという許容できない状態となる。
発明の概要
この発明におけるラジオ周波数（ＲＦ）信号送信機／受信機システムは１対の送信機／受信機のユニットを有し、その各ユニットは、複数のＲＦチャンネルのうちの１つにおいて動作することができ、また各受信機は、不存在期間もあるようなラジオ周波数信号を受取るための入力を持っている。マイクロプロセッサをベースとするＲＦ搬送波検出回路があって、ＲＦ信号が存在するかしないかを決定する。このＲＦ搬送波検出回路は、また、現に同調している受信チャンネルの、またはそのチャンネル近傍のノイズ妨害にも応答する。非動作期間には、このＲＦ信号受信機はその時同調しているチャンネルをモニタして、ノイズ妨害があることを検出したり、或いはそのチャンネルが使用されていることを確認したりすると、急速走査動作を開始して使用状態にないチャンネル或いは比較的妨害の無いチャンネルを見付け出して、その対をなしている相手方の送信機／受信機ユニットに命令（ｃｏｍｍａｎｄ）を送ってそのユニットをこの新しく見付け出した使用状態にないチャンネルに同調させる。
発明の構成
１．複数のコードレス電話チャンネルのうちの１つのチャンネルで動作することができるベースユニット（１００）と；
複数のコードレス電話チャンネルのうちの１つのチャンネルで動作することができるハンドセット（１０１）と；を具備し、
前記ベースユニット（１００）は、第１コードレス電話チャンネルの第１ラジオ周波数を有する信号であって不存在期間を呈することのある信号を、前記ハンドセット（１０１）から受信する入力部（１０６）を有し、
前記ハンドセット（１０１）は、第１コードレス電話チャンネルの第２ラジオ周波数を有する信号であって不存在期間を呈することのある信号を、前記ベースユニットから受信する入力部（１０６′）を有し、
前記ベースユニットは、前記入力部（１０６）に結合されていて前記第１ラジオ周波数の信号に応答して、前記第１チャンネルは使用中であること或いは前記第１チャンネルにはノイズ信号が存在することを表わす第１の出力信号を生成する第１の信号検出回路（１１０）を有し、
前記ハンドセット（１０１）は、前記入力部に結合されていて前記第２ラジオ周波数信号に応答して、前記第１チャンネルは使用中であること或いは前記第１チャンネルにはノイズ信号が存在することを表わす第２の出力信号を生成する第２の信号検出回路（１１０′）を有し、
前記ベースユニット（１００）は、このベースユニットを制御するマイクロコンピュータ回路（１６０）を含んでおり、
また前記ハンドセット（１０１）は、このハンドセットを制御するマイクロコンピュータ回路（１６０′）を含んでおり、
前記ハンドセット中の前記マイクロコンピュータ（１６０′）は、前記第２の出力信号に応じて、前記ベースユニット（１００）からチャンネル変更命令を送信させ、また前記ハンドセット（１０１）を同じ新チャンネルに変更させるものであり、
前記新チャンネル上で前記ハンドセットと前記ベースユニットとの間のリンクアップが確立できない場合に、前記ハンドセット内の前記マイクロコンピュータは、前記ベースユニットからの応答を待つことなしに、複数のチャンネル上で前記ハンドセットから第２チャンネル変更コマンドを送信させ、以て前記ハンドセットと前記ベースユニットとの間の通信を再度確立させる、
コードレス電話セット。
２．複数のコードレス電話チャンネルのうちの１つのチャンネルで動作することができるベースユニット（１００）と；
複数のコードレス電話チャンネルのうちの１つのチャンネルで動作することができるハンドセット（１０１）と；を具備し、
前記ベースユニット（１００）は、第１コードレス電話チャンネルの第１ラジオ周波数を有する信号であって不存在期間を呈することのある信号を、前記ハンドセット（１０１）から受信するための入力部を有し、
前記ハンドセットは、第１コードレス電話チャンネルの第２ラジオ周波数を有する信号であって不存在期間を呈することのある信号を、前記ベースユニットから受信するための入力部を有し、
前記ベースユニット（１００）は、前記入力部に結合されていて前記第１ラジオ周波数の信号に応答して、前記第１チャンネルは使用中であること或いは前記第１チャンネルにはノイズ信号が存在することを表わす第１の出力信号を生成する第１の信号検出回路（１１０）を有し、
前記ハンドセット（１０１）は、前記入力部に結合されていて前記第２ラジオ周波数の信号に応答して、前記第１チャンネルは使用中であること或いは前記第１チャンネルにはノイズ信号が存在することを表わす第２の出力信号を生成する第２の信号検出回路（１１０′）を有し、
前記ベースユニット（１００）は、このベースユニットを制御するマイクロコンピュータ回路（１００）を含んでおり、
また前記ハンドセット（１０１）は、このハンドセットを制御するマイクロコンピュータ回路（１６０′）を有し、
前記ベースユニット中の前記マイクロコンピュータは、前記第１の出力信号に応じて、前記ハンドセットからチャンネル変更要求を送信させ、また前記ベースユニットを同じチャンネルに変更させるものであり、
前記ハンドセット中の前記マイクロコンピュータ（１６０′）は、前記第２の出力信号に応じて、前記ベースユニットからチャンネル変更命令を送信させ、また前記ハンドセットを同じ新チャンネルに変更させるものであり、
前記新チャンネル上で前記ハンドセットと前記ベースユニットとの間のリンクアップが確立できない場合に、前記ハンドセット／ベースユニット内の前記マイクロコンピュータは、前記ベースユニット／ハンドセットからの応答を待つことなしに、複数のチャンネル上で前記ハンドセット／ベースユニットから第２チャンネル変更コマンドを送信させ、以て前記ハンドセットと前記ベースユニットとの間の通信を再度確立させる、
コードレス電話セット。
【図面の簡単な説明】
図１はこの発明の実施に適したコードレス電話装置のベースユニットとハンドセットの簡略ブロック図である。
図２（ａ）乃至図２（ｃ）はこの発明を理解するのに有効な波形を示す図である。
図３乃至図６は図１に示されたマイクロコントローラの制御プログラムの必要部分を示すフローチャートである。
実施例の詳細な説明
図１について説明すると、コードレス電話のベースユニット１００は、ラジオ周波数（ＲＦ）信号をアンテナ１０６から受信し、またＲＦ信号をアンテナ１０６に供給するためのデュプレクサ１０５を具えている。デュプレクサ１０５は例えば双信電機株式会社製のＤＰＸ４６／４９−Ｂ１０型デュプレクサである。このデュプレクサ１０５から受取った信号は、検波、処理および増幅のために受信機回路１１０に供給される。
受信機回路１１０は、ベースバンドのオーディオ信号をスペクトル伸長するためのコンパンダ１２０に供給し、コンパンダ１２０は次にこのオーディオ信号をオーディオ増幅器１３０に供給する。オーディオ増幅器１３０は、増幅されたオーディオ信号を電話インタフェイス・ユニット１４０を介して、電話回線網のチップ（Ｔ）端子およびリング（Ｒ）端子に供給する。
到来した電話信号は電話インタフェイス・ユニット１４０で受取られて、オーディオ増幅器１３０を介してコンパンダ１２０に供給される。コンパンダ１２０はオーディオ信号の振幅を圧縮してそのノイズ余裕度を増大させて、この圧縮された信号を送信機回路１７５に供給する。送信機１７５は、このオーディオ信号でＲＦ搬送波を変調し、このＲＦ信号を、アンテナ１０６を介して送信するためにデュプレクサ１０５に供給する。
電話回路網への接続、ダイアル操作、チャンネル選択およびコードレス電話装置のハンドセット１０１との通信はマイクロコントローラ１６０によって制御される。マイクロコントローラ１６０は、例えばマイクロプロセッサまたはマイクロコンピュータもしくは専用コントローラ集積回路などである。マイクロコンピュータ１６０は、周波数選択のために位相ロックループ（ＰＬＬ）回路１６５を制御しまたキーボード１７０を介して使用者が入力するデータ入力を受取る。
図１のハンドセット１０１中の諸素子のうち図１のベースユニット１００中の素子と同様な参照番号を付けてある素子は、後者の素子と同じ機能を呈するものであるから、重ねて説明はしない。ハンドセット１０１のオーディオ増幅器１３０′は、マウスピース・マイクロホン１８０′から入力信号を受入れて、出力オーディオ信号をイヤピース・スピーカ・ユニット１９０′に供給する。
１９９３年１２月２１日付の米国特許出願第０８／１７１３５３号は、検出されたベースバンド・オーディオ信号の周波数成分をベースユニット中のマイクロコントローラに調べさせることによって、そのベースユニット中のマイクロコントローラで搬送波検出動作を行い得ることを、開示している。一方、本発明者らは、ベースユニットおよびハンドユニットの両方にマイクロコンピュータをベースとしたＲＦ搬送波検出機構を採用すれば、非動作期間の間に両ユニットの送信周波数をモニタして、ノイズによる妨害を避け或いはコードレス電話チャンネル中の既に使用状態にあるチャンネルを避けて、別のチャンネルに変更することができるという利点があることに想到した。この方式にすると、ハードウェアの搬送波検出回路を使用しないので、ハードウェアの搬送波検出回路を安定させるための余分な５ミリ秒の遅延が不必要となる。
説明を簡単化するために、ハンドセット１０１の受信機の動作のみを説明するが、ベースユニット１００中の受信機の動作も基本的には上記ハンドセット１０１の受信機の動作と同じである。受信機１０１′はデータスライサ回路１１１′を有し、このスライサ回路１１１′はベースバンド信号の一部分を受取り、それを所定の振幅レベルでスライスして、２値（バイナリ）信号を生成する。データスライサ１１１′はこの２値信号を、線路１１５′を介してマイクロコントローラ１６０′に直接印加する。図２（ａ）は、ＲＦ搬送波が存在しないときにデータスライサ１１１′が受取るベースバンド信号中に存在するバンド制限された白色ノイズを表わす簡略化した波形図である。図２（ａ）に示された波形は、スピーチ（通話）信号の周波数範囲よりも全般的に高い周波数を有するランダムなノイズパルスを含んでいる。図２（ｂ）はデータスライスを行った後の図２（ａ）の波形を表わす簡略波形図である。この図２（ｂ）の波形はＲＦ搬送波が存在しないときの線路１１５′における信号の典型的な形である。
人間のスピーチは、１ＫＨｚを中心として集まっている多数の周波数を含み、かつ会話が途切れて無言状態となることによる全く信号の無い比較的長い期間を伴うものであることが判った。従って図２（ｃ）の簡略化した波形は、図２（ｂ）に示されたランダムなノイズよりも周波数の低い（すなわち、パルス幅の広い）成分を持った信号を表わしている。本発明者らは、ＲＦ搬送波の存在または不存在をそれぞれ表わす、ノイズの存在または不存在を決定できるように充分速く、マイクロコントローラ１６０′が線路１１５′上の信号をサンプリングし得ることを確認した。マイクロコンピュータ１６０′は、１１８マイクロ秒毎にベースバンド信号をサンプリングする。この時間によって、マイクロコントローラ１１０′は最高約８．５ＫＨｚまでのオーディオ周波数を確認することができる。
この発明は、空きチャンネルでありそうなチャンネルを選出する新しい方法を、米国特許出願ＲＣＡ８７４４８（特願平６−３４０６２７対応）に開示されているマイクロコンピュータをベースとするＲＦ搬送波検出装置の特徴に、および米国インディアナ州インディアナポリス所在のトムソン・コンシューマ・エレクトロニクス社製のモデル２−９６３２、２−９６２６、２−９６１５および２−９６３５番のＧＥコードレス電話機に使用されている「急速走査」装置に、組合わせて、既に使用状態にあるコードレス電話チャンネルと、ハンドセット受信チャンネルまたはベースユニット受信チャンネルの何れかにおける妨害によってノイズの多いチャンネルと、を検出してこれを回避するような装置を提供するものである。この発明による上記のシステムは、従来のシステムに比べてより信頼性が高く、ハンドセットとベースユニットとの間の通信不能状態（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｌｏｓｓ）が発生する可能性が少ない、ということが判った。従来のコードレス電話セットでは、通信不能状態は、通常、ハンドセットをベースユニットの受け台（ｃｒａｄｌｅ）に戻して公衆通信チャンネルを再設定することによって、解決していた。しかし、この発明では前記の急速走査装置（後で詳しく説明する）が働いてハンドセットとベースユニットが確実に同一チャンネルに同調するようにするので、ハンドセットをベースユニットの受け台へ戻す必要は無い。この事は、固有の電話アウトレットを必要とせず、そのために普通の家庭で可成り離れたどの部屋へでも設置できる形の遠隔充電受け台を、コードレス電話器が利用できることになるので重要な特徴であると思われる。
上記のように、このハンドセットは省電力型に設計されている。この点を具体的に言えば、ハンドセットは、非動作（使用していない）状態の受動的な（ｐａｓｓｉｖｅ）スタンバイ（ＳＴＡＮＤＢＹ）を動作モードまたはアイドルモードで、その受信機を非常に短い期間（約４０〜６０ミリ秒間）オン状態としているときに、妨害を検出し、到来信号を待ち、次に到来信号が見付からなかったら、数百ミリ秒間給電を止める。このハンドセットは、現に同調しているチャンネルに搬送波が存在することを確認したときのみ充分な給電を行うことになる。もし搬送波が存在していれば、そしてもしその搬送波がそのハンドセットと対をなしているベースユニットから送信されたものであれば、ハンドユニットはベースユニットに命令（後で詳しく説明する）を送って、急速走査モードに入る。これによって、ハンドセットとベースユニットを新しいチャンネルにうまく接続する確率が確実に高められる。このシステムは、新しいチャンネルに対する接続を所定回数行ってそれがうまく接続できなかった後は新しいチャンネルへ接続することを止め、システムをリセットした後に、または使用者がオン・フック状態からオフ・フック状態にしたときのみ再動作状態とされるように、設計されている。
次に、空チャンネルである可能性のある新しいチャンネルを選ぶプログラムの複雑さが異なるだけの、３種の妨害回避システムについて説明する。これら３種のシステムは、各々、マイクロコンピュータをベースとするＲＦ搬送波検出装置を使用することが好ましいが、この発明を実施する場合、余り好ましくはないが、ハードウェアの搬送波検出回路を使用することも可能である。
妨害回避システム １
受動的なスタンバイ状態では、ハンドセット１０１はその受信機を周期的にターンオンしてベースユニット１００からの通信をサーチする。この期間の間、マイクロコンピュータをベースとするＲＦ搬送波検出システムは、受信した白色ノイズのエネルギ量を測定する。もし白色ノイズの量が少なければ、このシステムはカウンタを進める（カウントをインクレメントさせる）。上記のような小エネルギ量の白色ノイズの検出回数が或る所定回数（例えば５回）に達すると、ハンドセットはそのセットが現に同調している受信チャンネル（すなわち、現に選択しているベースユニットの送信チャンネル）に妨害が存在すると判定する。そのような妨害の検出に基づいて、ハンドセットは一連のチャンネルのうちの次のチャンネルは空きチャンネルであると単純に推定して、ベースユニットにチャンネル変更命令を送り、次のチャンネルに移る。ハンドセットが移るこのチャンネルは自動空き（Ａｕｔｏ Ｃｌｅａｒ，ＡＣ）チャンネルと呼ばれるが、この場合の表示ＡＣは交流を意味する表示ＡＣと混同してはならない。ＡＣチャンネルへ移った後ハンドセットはオンフック命令をベースユニットに送る。ベースユニットはこのＡＣチャンネルで上記の命令に応答せねばならない。ベースユニットがもし或る所定時間（例えば、数ミリ秒間）内に応答できなかったら、ハンドセットはすべてのチャンネルに急速走査“進行（ｇｏ ｔｏ）”命令を送って、ベースユニットからの応答を待つことなく１つのチャンネルから次のチャンネルヘと急速に移行して、急速走査動作を行うことになる。この“進行”命令はベースユニットをＡＣチャンネルへ移行させるものと考えられている。全チャンネルに“進行”命令を送った後、ハンドセットはＡＣチャンネルへ移って、ベースユニットからの応答を聴く。応答を受けると、この急速走査は成功であったことになり、もし応答が無ければハンドセットは元のチャンネルに戻ってＡＣチャンネルを進め（インクレメント）させて（この初めに選択されたＡＣは空いていない可能性があるから）、再開する。利用可能な全チャンネルを通じてＡＣチャンネルを進めた後このシステムが回線接続できなかったら、システムは、ハンドセットを次にリセットするまで、またはオフフック状態に先行するオンフック状態になるまで、通信の再開操作を止める。上記した妨害回避システム１の詳細を示すフローチャートを図３に示す。図３のフローチャートを実行するための高水準言語プログラムを表１に示す。
妨害回避システム ２
前述のように、スタンバイ動作モード期間の間、ハンドセット１０１は周期的にその受信機をターンオンしてベースユニット１００からの通信信号をサーチする。その期間の間、マイクロコンピュータをベースとするＲＦ搬送波検出システムは受信した白色ノイズのエネルギ量を測定する。その白色ノイズのエネルギ量が少なければ、システムはカウンタを進める。そのような小エネルギ量の白色ノイズの検出回数が或る所定回数に（例えば、５回）に達すると、ハンドセットは、現に同調している受信チャンネル（すなわち、現に選択されているベースユニットの送信チャンネル）に妨害が存在すると判断する。そのような妨害が検出に基づいて、ハンドセットは次の続いているチャンネルは空きチャンネルであると単純に推定して、ベースユニットにチャンネル変更命令を送って次のチャンネル（すなわち、ＡＣチャンネル）に移る。ハンドセット１０１はこのＡＣチャンネルに移った後ベースユニット１００からの応答を待つ。
ベースユニット１００は、ハンドセット１０１からチャンネル変更命令を受取ると、ＡＣチャンネルに移り、到来信号を短時間モニタする。ベースユニット１００が高エネルギの白色ノイズを検出すると、そのＡＣチャンネルは空きチャンネルであると判断して、ハンドセット１０１に応答を送る。これに反してベースユニット１００が、そのＡＣチャンネルは使用中であると判定すれば、ベースユニット１００は応答を発することなしに、元のチャンネルに戻る。ハンドセット１０１は、このＡＣチャンネルで応答を受取ると、ベースユニット１００が応動したそのＡＣチャンネルを介してベースユニット１００に最終確認信号を送る。もし応答が無かったときは、ハンドセット１０１は元のチャンネルに戻り、オン・フック命令を発して応答を待つ。もし応答が無ければ、ハンドセット１０１は急速走査動作を行って、ベースユニット１００を強制的に元のチャンネルに戻す。同様に、ベースユニット１００は、一旦ＡＣチャンネルに移って応答すると、ハンドセット１０１からの最終確認信号の到来を待つ。もし最終確認信号を受信しなかったら、ベースユニット１００は元のチャンネルに戻る。ＡＣチャンネルへ移ることができなかった後は、次の各接続操作ごとに、ハンドセット１０１はＡＣチャンネルを進める。もし、利用可能な全てのチャンネルを通じてＡＣチャンネルを進めてもこのシステムを接続することができなかったときは、このシステムは、ハンドセットを次にリセットするまで、またはオフ・フック状態に先行するオン・フック状態となるまで、通信の再開行為を停止する。図４に、上記した妨害回避システム２の詳細を示すフローチャートが示されている。この図４のフローチャートを実行するための高水準言語プログラムが表２に示されている。
妨害回避システム ３
前述したように、スタンバイ動作モードの期間の間、ハンドセット１０１は、その受信機を周期的にターンオンしてベースユニット１００からの通信信号をサーチする。その期間の間、マイクロコンピュータをベースとするＲＦ搬送波検出システムは受信した白色ノイズのエネルギ量を測定する。もし白色ノイズのエネルギ量が少なければ、システムはカウンタを進める。このような小エネルギ量の白色ノイズの検出回数が或る所定回数（例えば、５回）に達すると、ハンドセット１０１は、現に同調して受信チャンネル（すなわち、現に選択されているベースユニットの送信チャンネル）には妨害が存在すると判断する。このような妨害の検出に基づいて、ハンドセットは、次に続くチャンネルが空きチャンネルであることを短時間チェックして、ベースユニットにチャンネル変更命令を送り、次のチャンネル（すなわち、ＡＣチャンネル）に移る。ハンドセット１０１はこのＡＣチャンネルへ移った後、ベースユニット１００からの応答を待つ。
もし応答が無ければ、ハンドセット１０１は、各チャンネルに進行命令を送り、応答を待つことなく次のチャンネルへ急速に移ることにより急速走査動作を行い、ベースユニット１００をＡＣチャンネルへ移行させる。もし、次にそのＡＣチャンネルで応答を受ければ、接続できたことになる。そのＡＣチャンネルでの接続ができなかった後、その後の各接続操作では、ハンドセット１０１はＡＣチャンネルを進める。利用可能なすべてのチャンネルを通じてＡＣチャンネルを進めてもそのシステムを接続できなかったときは、このシステムは、ハンドセットを次にリセットするまで、或いはオフ・フック状態に先行するオン・フック状態とするまで、通信の再開行為を止める。次のオフ・フック状態で、ハンドセット１０１はそのオフ・フック命令中に記憶されているＡＣチャンネルをベースユニット１００に送る。このＡＣチャンネルでこのオフ・フック命令に対する応答が無かったら、ハンドセットは使用者の一連の警告音を発し、元のチャンネルへ戻って、遮断（シャット・ダウン）する。上記した妨害回避システム３の詳細を示すフローチャートを図５に示す。この図５のフローチャートを実施するための高水準言語プログラムは表３に示されている。
ベースユニットの始動
本発明者らは、オン・フック状態のとき、ベースユニット１００は現に同調している受信チャンネルで妨害の存在を検出するとＡＣチャンネルへの変更動作を開始できることも認識している。そのような場合には、ベースユニット１００はハンドセット１０１に付活（ｗａｋｅ ｕｐ）信号を送り、続いて自動空き（チャンネル）要求命令を送る。ハンドセット１０１は、もしその時スタンバイモードにあれば、またレンジ内に在れば、恰もハンドセット１０１自身が妨害を検出した場合と同様なやり方で応動し、その自動空きルーチン（すなわち、妨害回避ルーチン１、２または３のうちの１つ）を開始する。こうして、ベースユニット１００は、或るＡＣチャンネルでベースユニット１００とハンドセット１０１間に通信再開できることになるシーケンスを開始することができる。
上記のように、マイクロコンピュータをベースとするＲＦ搬送波検出装置を採用すればハードウェア素子の調整作業が不要となるので、この発明をコードレス電話のハンドセットに容易に使用することができる。ハードウェアをベースとしたシステムではその閾値調整器は工場で調整されるポテンシオメータであることを、知っておくことが重要である。この方式によると、搬送波検出器は必然的にハードワイヤード（変更できない固定結線型）の決定用単一閾値型（すなわち、搬送波の存在または不存在）に限定されてしまう。この限定によって、その搬送波検出回路はオン・フック状態にあるかオフ・フック状態にあるかにかかわらず同一閾値を使用することになる。この発明中では、閾値は、システムのその時々の動作モードに従って、マイクロコンピュータをベースとするＲＦ搬送波検出装置において容易に変更することができるソフトウェアの変数であると考えている。例えば、オン・フック期間の間は、ＲＦ搬送波検出装置は自動空きチャンネル選出のために使用され、低レベルの妨害を検出するために低い値にセットされる。一方、オフ・フック期間の間は、このＲＦ搬送波検出装置は、レンジ外検出と警報のために使用され、ノイズの多いオーディオ信号のために会話ができなくなるようなレベルまで信号強度が低下すると搬送波の不存在を検出するようにより高い閾値にセットされる。
コンピュータをベースとするＲＦ搬送波検出装置は、前述の米国特許出願（ＲＣＡ８７４４８・・・特願平６−３４０６２７対応）に開示されているが、その概要を図６のフローチャートを参照して説明する。正常動作時には、マイクロコントローラ１６０′は、ベースバンド信号のストリームをモニタして、受信したアナログ・オーディオ信号に付帯しているデジタル・データを検出する。周波数濾波アルゴリズムは、この受信したオーディオ信号の白色ノイズ量に応じてノイズ・エネルギ・カウンタの値を変化させる。このノイズ・エネルギ・カウンタのカウントが所定の値を超えると、その時選出された受信チャンネルには搬送波が存在しないという決定を下す。
線１１５′におけるオーディオ信号をサンプリングし、カウンタＷＩＤＴＨ中の値をチェックして、それが最高スピーチ周波数よりも高い予め定められた高い周波数閾値より小さいかどうかを判断する。もし小さければ、ＷＩＤＴＨ中の値は高いオーディオ周波数（すなわち、白色ノイズ）を検出したことを表わしている。このカウントが、もし高いオーディオ周波数成分を表わしていなかったら、そのカウントは、チェックされて、検出されたそのパルス幅は所定の低い周波数閾値、例えば１ＫＨｚ（前述のように、人間のスピーチは周波数が１ＫＨｚの周りに集群している傾向がある）、よりも高い周波数を表わしているものが決定される。検出されたこの周波数が１ＫＨｚよりも高くなければ、長いパルス幅（すなわち、低いオーディオ周波数）が検出されており、その状態はスピーチおよび／または無言状態を表わすもので、ルーチンは通常の形でオーディオ信号のデコードを続けるために出口に出る。
一方、もしその周波数成分が、明らかに高い（すなわち、ノイズ）または明らかに低い（すなわち、オーディオ）の何れでもなければ、カウンタＷＮ＿ＥＮＥＲＧＹ（すなわち、白色ノイズ・エネルギ）がチェックされて最小値に等しいかどうか判断され、もし等しければＮＯ＿ＣＡＲＲＩＥＲ ＦＬＡＧ（搬送波不存在フラグ）はクリヤされてＲＦ搬送波が存在することを表わし、ルーチンから出る。もし、ＷＮ＿ＥＮＥＲＧＹの値が最小値でなければ、より長いパルス幅（すなわち、より低い周波数が丁度検出された）であるという理由で、戻される（デクレメントされる）。ＷＮ＿ＥＮＥＲＧＹのこの低い値はチェックされ、予め定められている値を超えているかどうか判断される。もし超えていれば、ＮＯ＿ＣＡＲＲＩＥＲ ＦＬＡＧがセットされる。もし超えていなければ、ＮＯ＿ＣＡＲＲＩＥＲ ＦＬＡＧはクリヤされる。何れの場合でも、ルーチンはＲＥＴＵＲＮ指令によって、出口に出る。
高いオーディオ周波数が存在するとの決定がなされれば、ＹＥＳパスに進み、ＷＮ＿ＥＮＥＲＧＹの内容がチェックされ、それが最大値を持っているかどうか判断される。もし最大値を持っていればＹＥＳパスに進み、ＮＯ＿ＣＡＲＲＩＥＲ ＦＬＡＧ（搬送波不存在フラグ）がセットされて、ルーチンは出口に至る。もし、ＷＮ＿ＥＮＥＲＧＹがその最大値を持っていなければ、高い周波数が検出されたことであるから、進められる（インクレメントされる）。ＷＮ＿ＥＮＥＲＧＹのこの高い値はチェックされ、予め定められた閾値を超えているかどうか判断される。もし超えていれば、ＮＯ＿ＣＡＲＲＩＥＲ ＦＬＡＧがセットされる。もし超えていなければ、ＮＯ＿ＣＡＲＲＩＥＲ ＦＬＡＧはクリヤされる。何れの場合でも、次にこのルーチンはＲＥＴＵＲＮ（戻り）指令によって出口から出る。
以上、コードレス電話の分野で、しかし特にコードレス電話に限らず他の分野でも、有用なマイクロコントローラをベースとする空きチャンネル選出システムについて説明を行った。この発明を使用することによって、ベースユニットの受信チャンネルとハンドセットの受信チャンネルの両方とも、他のコードレス電話からの信号、或いはラジオ局、電力線または家庭用電気器具のような他のＲＦノイズ源からの信号等の妨害信号に対するモニタが行われるという事実によって、信頼性が改善されるという効果が得られる。
この明細書中では、マイクロコントローラおよびマイクロコンピュータという用語を、互いにどちらを使用してもよい同義語として使用しているが、それらは、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、専用の制御用集積回路およびこれらに類似の装置を含むものである。
なお、請求の範囲中の各素子に付記した括弧内の数字は、理解の便のために、図示した実施例における対応素子に付けた参照番号を示すもので、上記各素子の形態が実施例の対応素子の形に限定されるとの意味を持つものではない。
Claims (2)
- 複数のコードレス電話チャンネルのうちの１つのチャンネルで動作することができるベースユニットと；
複数のコードレス電話チャンネルのうちの１つのチャンネルで動作することができるハンドセットと；を具備し、
前記ベースユニットは、第１コードレス電話チャンネルの第１ラジオ周波数を有する信号であって不存在期間を呈することのある信号を、前記ハンドセットから受信する入力部を有し、
前記ハンドセットは、第１コードレス電話チャンネルの第２ラジオ周波数を有する信号であって不存在期間を呈することのある信号を、前記ベースユニットから受信する入力部を有し、
前記ベースユニットは、前記入力部に結合されていて前記第１ラジオ周波数の信号に応答して、前記第１チャンネルは使用中であること或いは前記第１チャンネルにはノイズ信号が存在することを表わす第１の出力信号を生成する第１の信号検出回路を有し、
前記ハンドセットは、前記入力部に結合されていて前記第２ラジオ周波数信号に応答して、前記第１チャンネルは使用中であること或いは前記第１チャンネルにはノイズ信号が存在することを表わす第２の出力信号を生成する第２の信号検出回路を有し、
前記ベースユニットは、このベースユニットを制御するマイクロコンピュータ回路を含んでおり、
また前記ハンドセットは、このハンドセットを制御するマイクロコンピュータ回路を含んでおり、
前記ハンドセット中の前記マイクロコンピュータは、前記第２の出力信号に応じて、前記ベースユニットからチャンネル変更命令を送信させ、また前記ハンドセットを同じ新チャンネルに変更させるものであり、
前記新チャンネル上で前記ハンドセットと前記ベースユニットとの間のリンクアップが確立できない場合に、前記ハンドセット内の前記マイクロコンピュータは、前記ベースユニットからの応答を待つことなしに、複数のチャンネル上で前記ハンドセットから第２チャンネル変更コマンドを送信させ、以て前記ハンドセットと前記ベースユニットとの間の通信を再度確立させる、
コードレス電話セット。 - 複数のコードレス電話チャンネルのうちの１つのチャンネルで動作することができるベースユニットと；
複数のコードレス電話チャンネルのうちの１つのチャンネルで動作することができるハンドセットと；を具備し、
前記ベースユニットは、第１コードレス電話チャンネルの第１ラジオ周波数を有する信号であって不存在期間を呈することのある信号を、前記ハンドセットから受信するための入力部を有し、
前記ハンドセットは、第１コードレス電話チャンネルの第２ラジオ周波数を有する信号であって不存在期間を呈することのある信号を、前記ベースユニットから受信するための入力部を有し、
前記ベースユニットは、前記入力部に結合されていて前記第１ラジオ周波数の信号に応答して、前記第１チャンネルは使用中であること或いは前記第１チャンネルにはノイズ信号が存在することを表わす第１の出力信号を生成する第１の信号検出回路を有し、
前記ハンドセットは、前記入力部に結合されていて前記第２ラジオ周波数の信号に応答して、前記第１チャンネルは使用中であること或いは前記第１チャンネルにはノイズ信号が存在することを表わす第２の出力信号を生成する第２の信号検出回路を有し、
前記ベースユニットは、このベースユニットを制御するマイクロコンピュータ回路を含んでおり、
また前記ハンドセットは、このハンドセットを制御するマイクロコンピュータ回路を有し、
前記ベースユニット中の前記マイクロコンピュータは、前記第１の出力信号に応じて、前記ハンドセットからチャンネル変更要求を送信させ、また前記ベースユニットを同じチャンネルに変更させるものであり、
前記ハンドセット中の前記マイクロコンピュータは、前記第２の出力信号に応じて、前記ベースユニットからチャンネル変更命令を送信させ、また前記ハンドセットを同じ新チャンネルに変更させるものであり、
前記新チャンネル上で前記ハンドセットと前記ベースユニットとの間のリンクアップが確立できない場合に、前記ハンドセット／ベースユニット内の前記マイクロコンピュータは、前記ベースユニット／ハンドセットからの応答を待つことなしに、複数のチャンネル上で前記ハンドセット／ベースユニットから第２チャンネル変更コマンドを送信させ、以て前記ハンドセットと前記ベースユニットとの間の通信を再度確立させる、
コードレス電話セット。
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