JP4410435B2

JP4410435B2 - 移動通信装置

Info

Publication number: JP4410435B2
Application number: JP2001150600A
Authority: JP
Inventors: 和俊樋口
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-05-21
Filing date: 2001-05-21
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2021-05-21
Also published as: JP2002344369A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動通信装置に関するものであり、特に基地局からの各装置共通の制御信号を受信し該制御信号に含まれている自装置着信信号の受信を待つ待ち受け受信時の省電力をはかる移動通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
移動通信装置は通常の使用状態では充電可能な電池を電源として動作している。そのため、一定期間使用すると電池の残量が少なくなり電池の充電を必要とする。従来において、移動通信装置は省電力をはかり待ち受け時間を長くするための様々な待ち受け時の受信方法が、すでに提案されている。
【０００３】
一般的には待ち受け受信を間欠動作にするようにし、省電力・長時間使用を実現している。これは受信部への電源の供給を一定期間毎にオン・オフ制御し、オンの間だけ電力を消費するようにし、オフ期間では電力を消費しないようにすることで実現している。
【０００４】
さらに、省電力をはかる方法として、例えば、特開平７−３２６９９８号公報や特開平１０−２０９９４３号公報などがある。これらは待ち受け受信時に間欠受信の間隔を変えて受信器の平均消費電流を低減するようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、待ち受け受信時に間欠受信の間隔を変えて受信器の平均消費電流を低減するようにしたものの場合には、移動通信装置への呼び出し信号が複数回継続して行われる場合には、有効であるが、着信率が低下するのを防ぐことは原理的に難しい等の課題がある。
【０００６】
本発明の目的は、待ち受け受信時に基地局から送信された制御信号を受信する受信率の低下を防止しつつ、省電力を図ることが可能な移動通信装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基地局との間で通信を行う移動通信装置であって、前記基地局から各装置に送信された制御信号を受信する受信手段と、前記受信手段に電源を供給する電源供給手段と、前記受信手段及び前記電源供給手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記受信手段により受信された前記制御信号に前記移動通信装置への着信を通知する自装置着信信号が含まれていない待ち受け受信中に、前記制御信号が所定回数正常に受信されていることを検出すると前記受信手段への電源供給を標準電圧より低い低電圧に切り替えるように前記電源供給手段を制御し、前記低電圧の電源供給に切り替えた後に前記制御信号が正常に受信されていないことを検出すると次の制御信号の受信までに前記受信手段への電源供給を前記低電圧から前記標準電圧に切り替えるように前記電源供給手段を制御し、前記標準電圧の電源供給に切り替えた後に前記制御信号が前記所定回数正常に受信されていることを検出すると前記受信手段への電源供給を前記標準電圧より前記低電圧に切り替えるように前記電源供給手段を制御することを特徴とする移動通信装置である。
【０００８】
また本発明は、前記受信手段への電源供給を前記標準電圧から前記低電圧に切り替える場合に、電源電圧を漸減させることを特徴とする移動通信装置である。
【０００９】
また本発明は、前記制御手段は、前記制御信号のビットエラーレートまたはフレームエラーレートを検出し、検出した前記ビットエラーレートまたはフレームエラーレートを用いて、前記制御信号が正常に受信されているかどうかを検出することを特徴とする移動通信装置である。
【００１０】
また本発明は、前記制御手段は、前記制御信号のデータのエラーが増加した場合に、前記制御信号が正常に受信されていないことを検出することを特徴とする移動通信装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態において、移動通信装置は携帯電話機である。
【００１３】
図１は本発明の実施の形態としての携帯電話機の構成図である。図１において、１は基地局からの各機共通の制御信号を受信し該制御信号に含まれている自機着信信号等を受信するアンテナ、２はアンテナ共用器、３は基地局からの制御信号および自機着信信号等を受信し受信ベースバンド信号に変換する受信器、４は受信ベースバンド信号を音声信号に変換する信号復調回路、５は受話器、６は送話器、７は送話器６からの音声信号を送信ベースバンド信号に変換する信号変調回路、８は送信ベースバンド信号を基地局へ送信するための送信信号に変換する送信器、９は本機を制御するための制御回路、１０は信号復調回路４，信号変調回路７と制御回路９を含むベースバンド集積回路、１１は各部へ電源を供給するための安定化電源、１２は電池を示す。
【００１４】
待ち受け受信時の動作を説明する。基地局からの各機共通の制御信号はアンテナ１で受信され、アンテナ共用器２を介して受信器３に供給される。ここで、アンテナ共用器２は、この携帯電話機の送信信号が受信信号に干渉しないようにするためのものである。
【００１５】
受信器３は、各機共通の制御信号を増幅し、制御回路９より指示される周波数の信号を選局し、ベースバンド信号に変換する。さらに、制御回路９は、信号復調回路４から出力される信号に自機への着信を通知する自機着信信号が含まれているか否かを検出する。自機着信信号が検出されるまでこの状態が続き、この状態が待ち受け受信である。
【００１６】
ここで、省電力の為、この待ち受け受信は、予め決められたサイクルで間欠的に受信器３への電源供給のオン・オフが実行される方法がとられている。そして、制御回路９が、自機着信信号を検出した場合には、自機への着信として信号復調回路４で音声信号を復調し受話器５より出力する。
【００１７】
また、制御回路９は、待ち受け受信時に受信した各機共通の制御信号の誤り率を計測する機能を有している。
【００１８】
次に、送信時の動作を説明する。送話器６により集音された音声信号は信号変調回路７でベースバンド信号に変換された後に、送信器８に供給される。送信器８は、ベースバンド信号を制御回路９より指示される周波数の高周波信号に変換し、所定のレベルまで増幅した送信信号を、アンテナ共用器２に供給する。アンテナ共用器２に供給された送信信号はアンテナ１より基地局に送信される。
【００１９】
なお、制御回路９は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどを備えたマイクロコンピュータで構成されたものであり、携帯電話機の各部の制御を行う。
【００２０】
ここで、安定化電源１１は、電池１２の電圧（一般的なリチウムイオン電池では、３．３Ｖから４．２Ｖ程度である。）を、一定の電圧にして携帯電話機の各部に供給しており、制御回路９からの制御信号によりその電圧をステップ状または、時漸増又は漸減で切り替える機能を有している。
【００２１】
受信器３は、標準電圧とそれよりも低い低電圧で動作するものであり、標準電圧で動作する場合には、装置の仕様に基づく諸性能を満足するよう動作し、低電圧で動作する場合には、感度や妨害波除去性能等一部の性能において仕様を満足しないものの、受信信号を復調するには支障が無いか又は許容できる範囲で動作する。受信器３へ供給する電源電圧を低下させることで、受信器３を構成する回路の電流は減少するので、消費電力を低減することができる。
【００２２】
携帯電話機は、待ち受け受信時に、受信した制御信号の信号復調回路４でのデータのエラーレートを制御部９で検出して判断し、受信した制御信号を正常に復調できる範囲内で、制御回路９が受信器３に供給する電源電圧を低下させるように、安定化電源１１を制御するように構成している。
【００２３】
図２は図１の待ち受け受信時の処理を示すフローチャートである。図２を使用し、待ち受け受信処理方法を説明する。
【００２４】
まず、携帯電話機の電源が投入され待ち受け受信の処理が開始されると、ステップ２０１において、開始時からの時間を計測し、予め規定する時間内に、ステップ２０２で、待ち受けすべき制御信号チャネルを捕捉し間欠受信区間パルス動作の同期を確立する。同期が確立したら、ステップ２０３において、制御部９から安定化電源１１に指令を送って、一旦受信器３の電源を切断し、間欠受信区間パルスの繰り返し回数ｎを０にリセットし、間欠受信の待ち受け受信処理に入る。
【００２５】
またこのとき、制御信号の受信状態が悪く予め規定する時間内に待ち受けすべき制御信号チャネルを捕捉し間欠受信区間パルス動作の同期を確立することができない場合には、ステップ２２１において、サービスエリア圏外であると判断して、待ち受け受信時の処理を終了し、圏外受信処理に入る。
【００２６】
ここでは間欠受信は、数秒（Ｔ秒）の間隔で受信器３の電源を入れ受信すべき制御信号チャネルのデータを確認する。
【００２７】
ステップ２０３において制御部９から安定化電源１１に指令を送って受信器３の電源を切断し、間欠受信区間パルスの繰り返し回数ｎを０にリセットした後、ステップ２０４において、受信器３の電源を標準電圧で供給し、間欠受信動作を開始する。そして、ステップ２０５において、信号復調回路４での制御信号のデータフレームのビットエラーレート及びまたはフレームエラーレートを制御部９により検出し、正常に受信されているかどうか及び受信すべきメッセージを全て受信したかどうを判定する。
【００２８】
次に、ステップ２０６において、信号が正常に受信され、待ち受け受信処理が正常に動作していれば、基地局からの着信信号の有無や、使用者の発信信号の有無を監視し、呼処理が発生したかどうかを判断する。呼処理が発生したら、ステップ２２２において、待ち受け受信処理を終了し、発呼処理または着呼処理を実行する。ステップ２０６において呼処理が発生していない場合は、ステップ２０９において電源の切断動作をする。
【００２９】
次に、ステップ２１０において、制御部９は、ステップ２０４における電源供給開始からの経過時間ｔが間欠受信の間隔である周期のＴ秒になったかまたは周期のＴ秒を超えているかを判断し、時間が経過している場合、間欠動作の繰り返し回数を判断するステップ２１１に進む。また、時間が経過していない場合は、電源切断を継続するべくステップ２０９に戻る。
【００３０】
ステップ２１１においては間欠受信区間パルスの繰り返し回数を判断し、ｍ回以下ならば、ステップ２１２において、間欠受信区間パルスの繰り返し回数ｎに１を加えて、ステップ２０４の電源供給に戻り、間欠受信動作を繰り返す。
【００３１】
ステップ２１１における間欠受信区間パルスの繰り返し回数がｍ回より多い場合は、ステップ２１３において受信器３の電圧の設定値を低電圧にし、ステップ２０４において電源を供給する。この後、受信器３は低電圧で駆動される省電力のモードで待ち受け受信をする。
【００３２】
また、低電圧での待ち受け受信中、ステップ２０５において正常受信ができていないと判断された場合は、ステップ２１３で下げた電圧を、ステップ２０７において標準の電圧に戻し、同期確立のステップ２０２に戻る。
【００３３】
図３は待ち受け受信時の処理において受信器３への供給電圧の変化の一例を示すタイムチャート図である。図３を使用して、待ち受け受信時の処理方法を説明する。本例では間欠受信区間パルスの繰り返し回数の判断する回数ｍが２回のときを示している。
【００３４】
待ち受け受信処理が正常に動作している状態（区間２〜９）において、安定化電源１１が受信器３に供給する電源電圧が標準電圧である場合に、受信器３が連続した２区間（区間２，３の２周期）で制御信号を正常に受信できるならば、制御回路９は安定化電源１１を制御して、受信器３に供給する電源電圧を標準電圧から低電圧にステップ状に切り替える（図２のステップ２１３）。次に、受信器３の電源電圧を標準電圧から低電圧に切り替えた状態で、受信器３が安定して間欠受信の動作を実行することができるならば、受信器３の電源電圧は低電圧のまま継続する（区間４〜９）。この区間で、受信器３は低電圧で駆動される省電力のモードで待ち受け受信をしている。
【００３５】
ところで、移動体通信では、その通信の状況は時事変化するので、常に安定した状態を維持することはできない。このため、受信した制御信号のデータのエラーが増加して、制御信号が正常に受信されない状態（区間１０，１１）が発生することがある。この場合には、この状態で受信した制御信号のデータのエラーが増加した原因を特定することができないので、とりあえず、受信器３に供給する電源電圧を標準電圧に戻し（ステップ２０７）、同期の確立からやり直す（ステップ２０２）。そして、再び同期が確立した段階で受信器３の電源を切断し待ち受け受信処理に入る（区間１２）。その後は、先に説明した待ち受け受信の動作を繰り返すことになる。したがって、区間１３〜１６は、区間２〜５と同じ動作になる。
【００３６】
本実施の形態では、間欠受信区間パルスの２区間（２周期）の正常受信（区間２，３）の後に、受信器の電源電圧を標準電圧から低電圧に切り替えているが、制御信号の正常な受信を判断し、受信器の電源電圧を切り替えるタイミングの一例であり、間欠受信区間パルスの周期を限定しているわけではない。受信器３では信号の電界強度、信号復調回路４では信号の信号対雑音比も測定することができるので、これらの値と相関させながら受信器３の電源電圧を降下させるタイミングを決めることもできる。
【００３７】
また本実施の形態では、受信器３の電源電圧を標準電圧では３．０Ｖ、低電圧では２．７Ｖに設定している。受信器３は、標準電圧であれば、要求仕様を満足するように設計しているが、通常の使用状態で、常に要求仕様を満足している必要があるわけではない。すなわち、通常の使用状態では、幾つかの基地局に囲まれたサービスエリアの中にあり、ある程度のマージンを持った回線設計になっているので、極端な受信電界強度の低下や、強力な妨害波を受ける可能性は低いので、常に最大の受信感度や妨害波除去性能が要求されているわけではない。このため、受信器３の電源電圧を低減して、最大の性能は確保できないにしても、正常な受信が確保できれば、待ち受け状態において、何ら不都合を生じることは無い。むしろ、受信器の電源電圧を低減して、待ち受け受信時の消費電流を削減して、電池の消耗を減らすことで、待ち受け時間を延長するほうが、使用者にとって大きなメリットとなる。
【００３８】
図４は待ち受け受信時の処理において受信器３への供給電圧の変化の他の例を示すタイムチャート図である。図３を使用して、待ち受け受信時の処理方法を説明する。本例では、待ち受け受信時の処理が正常に動作している状態（区間２〜９）において、安定化電源１１が受信器３に供給する電源電圧を漸減させている。このとき、制御回路９は信号復調回路４での制御信号のデータフレームのビットエラーレートやフレームエラーレートを検出しそのデータの誤り率を測定し、データのエラー訂正が行われ信号が正常に受信できる範囲において、受信器３に供給する電源電圧を漸減又は漸増するように安定化電源１１を制御する。
【００３９】
本例では、正常受信ができている場合に、次の間欠受信区間パルスの周期から電圧を降下させ始め、間欠受信区間パルスの７区間の周期で低電圧まで降下させているが、電圧降下の開始及び終了までの間欠受信区間パルスの周期については、これに限ったものではない。
【００４０】
以上の本実施の形態では、携帯電話機について説明したが、これに限ったものではなく、本発明は、受信機能を持つ移動通信装置に適用してもよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、待ち受け受信時に基地局から送信された制御信号を受信する受信率の低下を防止しつつ、省電力を図ることが可能な移動通信装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態としての携帯電話機の構成図である。
【図２】図１の待ち受け受信時の処理を示すフローチャート図である。
【図３】待ち受け受信時の処理において受信器への供給電圧の変化の一例を示すタイムチャート図である。
【図４】待ち受け受信時の処理において受信器への供給電圧の変化の他の例を示すタイムチャート図である。
【符号の説明】
１：アンテナ、２：アンテナ共用器、３：受信器、４：信号復調回路、５：受話器、６：送話器、７：信号変調回路、８：送信器、９：制御回路、１０：ベースバンド集積回路、１１：安定化電源、１２：電池。

Claims

基地局との間で通信を行う移動通信装置であって、
前記基地局から各装置に送信された制御信号を受信する受信手段と、
前記受信手段に電源を供給する電源供給手段と、
前記受信手段及び前記電源供給手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記受信手段により受信された前記制御信号に前記移動通信装置への着信を通知する自装置着信信号が含まれていない待ち受け受信中に、前記制御信号が所定回数正常に受信されていることを検出すると前記受信手段への電源供給を標準電圧より低い低電圧に切り替えるように前記電源供給手段を制御し、前記低電圧の電源供給に切り替えた後に前記制御信号が正常に受信されていないことを検出すると次の制御信号の受信までに前記受信手段への電源供給を前記低電圧から前記標準電圧に切り替えるように前記電源供給手段を制御し、前記標準電圧の電源供給に切り替えた後に前記制御信号が前記所定回数正常に受信されていることを検出すると前記受信手段への電源供給を前記標準電圧より前記低電圧に切り替えるように前記電源供給手段を制御することを特徴とする移動通信装置。
請求項１に記載の移動通信装置において、前記受信手段への電源供給を前記標準電圧から前記低電圧に切り替える場合に、電源電圧を漸減させることを特徴とする移動通信装置。
請求項１または２記載の移動通信装置において、前記制御手段は、前記制御信号のビットエラーレートまたはフレームエラーレートを検出し、検出した前記ビットエラーレートまたはフレームエラーレートを用いて、前記制御信号が正常に受信されているかどうかを検出することを特徴とする移動通信装置。
請求項１または２記載の移動通信装置において、前記制御手段は、前記制御信号のデータのエラーが増加した場合に、前記制御信号が正常に受信されていないことを検出することを特徴とする移動通信装置。