JP6730594B2 - Dsc機能を備えた無線通信装置及び無線通信装置のパワーセーブ方法 - Google Patents

Dsc機能を備えた無線通信装置及び無線通信装置のパワーセーブ方法 Download PDF

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Description

本発明は、例えば電池を電源とするDSC(Digital Selective Calling:デジタル選択呼出)機能を備えた無線通信装置及びそのパワーセーブ方法に関する。
一般的に、電池を電源とする無線通信装置においては、いかにして電池の消耗を抑制するかがテーマとなっており、例えば特許文献1には、2つのアンテナと2つの受信部を備え、いずれかのアンテナ及び受信部を選択してダイバシティ受信を行う受信装置において、各受信部における電界強度に基づいて電波を受信するアンテナ及び受信部を決定し、決定された受信部を間欠駆動している。この受信装置は、1つの送信装置から送信される電波を2つのアンテナ及び受信部のいずれかで受信するため、2つの受信部の間欠駆動のタイミングは同じである。そのため、2つの受信部は同時に駆動されることはないけれども、アンテナ及び受信部を選択するための待ち受け制御部は常時駆動されている。そのため、2つの受信部を同時に間欠駆動する場合と比較すれば電池の消耗の抑制効果は大きいが、1つの受信部しか備えていない無線通信装置において受信部を常時間欠駆動している場合と等価であり、特に電池の消耗の抑制効果が顕著であるとは言い難かった。
一方、ヨットやプレジャーボートなどで使用されるDSC(デジタル選択呼出)機能を備えた携帯式の無線通信装置では、通常の音声通話を受信する音声受信部とは別に、DSC信号(遭難警報などの緊急呼び出し)を受信するDSC受信部を備えており、DSCチャンネルを介して、到来のタイミングが不定なDSC信号を確実に同期検出し、常時受信できるようにしていなければならない。それに対して、通常の音声通話の場合は、DSC信号よりは緊急性が低いため、消費電流の削減効果が高くなるように、音声受信部を任意のタイミングで間欠駆動させている。そのため、特許文献1に記載された無線通信装置のように2つの受信部を交互に間欠駆動させるだけではなく、DSC受信部及び音声受信部をそれぞれ異なるタイミングで間欠駆動しなければならない。そして、これら2つの受信部で共用している回路がある場合は、共用回路に常に電力を供給し続けていなければならず、消費電流の削減効果が十分ではなかった。
特許第2956807号
本発明は、上記従来例の問題を解決するためになされたものであり、DSC機能を備えた無線通信装置において、DSC受信部及び音声受信部をそれぞれ異なるタイミングで間欠駆動しつつ、可能な限り電池の消耗を抑制することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明に係るDSC(Digital Selective Calling:デジタル選択呼出)機能を備えた無線通信装置は、
他の無線通信装置から送信される音声信号が重畳された電波と、DSC信号が重畳された電波を受信する単一のアンテナと、
前記アンテナにより受信された電波にフィルタ処理及び増幅処理を施す共用回路と、
前記共用回路により処理された信号から音声信号を抽出し、該音声信号に所定の処理を施してスピーカーから音声を出力する音声信号処理回路と、
前記共用回路により処理された信号からDSC信号を抽出し、該DSC信号に所定のデジタル処理を施し、デコードしてDSC信号を抽出するDSC信号処理回路と、
前記音声信号処理回路を間欠駆動するために第1パターンで第1駆動信号を出力すると共に、前記DSC信号処理回路を間欠駆動するために第2パターンで第2駆動信号を出力する間欠駆動制御回路と、
前記第1駆動信号に応じて前記音声信号処理回路に駆動電力を供給し、前記第2駆動信号に応じて前記DSC信号処理回路に駆動電力を供給し、前記第1駆動信号及び前記第2駆動信号のいずれか一方又は両方が出力されているときに前記共用回路に駆動電力を供給する電源回路と、を備えたことを特徴とする。
前記間欠駆動制御回路は、前記DSC信号の同期がとれると、DSC信号を受信しなくなるまで、前記第2駆動信号の出力を継続し、その間、前記電源回路は、前記DSC信号処理回路及び前記共用回路に駆動電力を供給し続けるように構成してもよい。
前記間欠駆動制御回路は、前記音声信号が重畳された電波を受信すると、該電波を受信しなくなるまで、前記第1駆動信号の出力を継続し、その間、前記電源回路は、前記音声信号処理回路及び前記共用回路に駆動電力を供給し続けるように構成してもよい。
前記第2パターンの周期を前記第1パターンの周期よりも短くするように構成してもよい。
また、本発明に係る無線通信装置のパワーセーブ方法は、無線通信装置は、他の無線通信装置から送信される音声信号が重畳された電波と、DSC信号が重畳された電波を受信するアンテナと、
前記アンテナにより受信された電波にフィルタ処理及び増幅処理を施す共用回路と、
前記共用回路により処理された信号から音声信号を抽出する音声信号処理回路と、
前記共用回路により処理された信号からDSC信号を抽出するDSC信号処理回路と、
前記音声信号処理回路及び前記DSC信号処理回路を間欠駆動する間欠駆動制御回路と、
前記共用回路、前記音声信号処理回路及び前記DSC信号処理回路に駆動電力を供給する電源回路と、を備え、
前記音声信号処理回路及び前記DSC信号処理回路を間欠駆動する際、前記両回路が同時にオフ状態のときに、間欠駆動に必要な回路以外の前記共用回路への電力を遮断することを特徴とする。
上記構成によれば、音声信号処理回路とDSC信号処理回路のいずれにも駆動電力が供給されていないときは、共用回路にも駆動電力が供給されないので、電池を電源としている場合は、電池の消耗を抑制することができる。また、電池を電源とする場合だけでなく、商用電源から電力の供給を受けている場合も同様に、回路の一部を共用化しているため、回路構成の簡素化及び消費電流を抑制することができる。
本発明の一実施形態に係るDSC機能を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図。 DSC信号の同期キャラクタの構成を示す図。 上記無線通信装置の音声信号処理回路の間欠駆動を示すタイムチャート。 上記無線通信装置のDSC信号処理回路の間欠駆動を示すタイムチャート。 上記無線通信装置の共用回路、音声信号処理回路及びDSC信号処理回路の間欠駆動を示すタイムチャート。
本発明の一実施形態に係るDSC機能を備えた無線通信装置及びそのパワーセーブ方法について説明する。無線通信装置1は、他の無線通信装置との間で通常の音声通話を行う音声信号処理回路と、DSC信号を受信するDSC信号処理回路の2つの信号処理系統を有しており、他の無線通信装置からの呼び出し及びDSC信号の受信を待ち受けているときの電池の消耗を抑制するために、音声信号処理回路とDSC信号処理回路をそれぞれ間欠駆動すると共に、両回路が共にオフ状態のときは、間欠駆動に必要な回路以外の回路への電力を遮断するように構成されている。以下、図1を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、この無線通信装置1のブロック構成を示す。この無線通信装置1は、電池を電源としており、他の無線通信装置から送信される音声信号が重畳された電波と、DSC信号が重畳された電波を受信する単一のアンテナ2と、アンテナ2により受信された電波にフィルタ処理を施すローパスフィルタ(LPF)31と、ローパスフィルタ31を透過した信号に増幅処理を施す増幅回路(RFAMP)32とを備えており、これら、ローパスフィルタ31と増幅回路32は、音声信号処理回路4とDSC信号処理回路5に信号を出力する共用回路3を構成する。増幅回路32により増幅された信号は、音声信号処理回路4とDSC信号処理回路5にそれぞれ入力される。
国際VHFにおいては、船舶相互間又は船舶と海岸局との間の通話周波数として、06ch(156.300MHz)、08ch(156,400MHz)・・・など、予め優先順位が決められた周波数で交信が行われる。一方、DSC信号は、70ch(156,525MHz)に周波数が決められており、いずれも同じアンテナで受信し、同じローパスフィルタ31及び増幅回路32で信号処理することができる。
音声信号処理回路4は、バンドパスフィルタ(A−BPF)41と、例えば電圧制御発信器などの局部発振器(VCO)42と、バンドパスフィルタ41を透過した信号と局部発振器42で発生された信号を混合して中間周波数に変換するミキサ(A−MIX)43と、ミキサ43により変換された中間周波数(Intermediate Frequency)の信号にフィルタ処理を施すIFフィルタ(A−FIL)44と、IFフィルタ44によりフィルタ処理された信号を増幅するIF増幅器(A−AMP)45と、増幅された信号に対してスケルチ(Squelch)などの処理を施すIC(A−IC)46などで構成されている。音声信号処理回路4によって受信した電波から抽出された音声信号は、スピーカー10から音声として出力される。
DSC信号処理回路5は、バンドパスフィルタ(D−BPF)51と、水晶発振器(TCXO)52と、水晶発振器52によって発振された周波数から、例えば5倍の周波数の信号を発生させる5逓倍回路(D−MUL)53と、バンドパスフィルタ51を透過した信号と5逓倍回路53で発生された信号を混合して中間周波数に変換するミキサ(D−MIX)54と、ミキサ54により変換された中間周波数の信号にフィルタ処理を施すIFフィルタ(D−FIL)55と、IFフィルタ55によりフィルタ処理されたIF信号を増幅するIF増幅器(D−AMP)56と、増幅されたIF信号を音声周波数信号(AF信号)に変換するIC(D−IC)57と、AF信号を増幅する増幅器(AF−AMP)58と、増幅されたAF信号を2値化してデコードし、DSC信号の内容を読み出すデコード回路(DEC)59などで構成されている。デコードされたDSC信号の内容は、制御回路(CPU)6によって判定され、音声情報としてスピーカー10から出力され又は文字情報としてディスプレイ11上に表示される。
この無線通信装置1は、電池(BATT)12を電源としており、電源回路は、ユーザーによって操作される電源スイッチ(PWCTRL)7と、音声信号処理回路4に駆動電力を供給する第1電源部8と、DSC信号処理回路5に駆動電力を供給する第2電源部9と、制御回路6に駆動電力を供給する第3電源部13などを備えている。また、この無線通信装置1では、他の無線通信装置からの呼び出し及びDSC信号の受信を待ち受けているときの電池の消耗を抑制するために、音声信号処理回路4とDSC信号処理回路5をそれぞれ間欠駆動するように構成されている。制御回路6は、マイクロプロセッサ、内蔵ROM、タイマーなどで構成され、音声信号処理回路4を第1パターンで間欠駆動するための第1駆動信号及びDSC信号処理回路5を第2パターンで間欠駆動するための第2駆動信号を出力する間欠駆動制御回路として機能する。そのため、第3電源部13は、電源スイッチ7がオン状態のときは常時制御回路6に駆動電力を供給している。一方、第1電源部8は、制御回路6から第1駆動信号が出力されている間だけ、音声信号処理回路4に駆動電力を供給し、第2電源部9は、制御回路6から第2駆動信号が出力されている間だけ、DSC信号処理回路5に駆動電力を供給する。
音声信号処理回路4は、通常の音声通話用の受信回路であり、2つの電源回路81及び82から電力が供給されている。電源回路81及び82の出力電圧は同じであるが、駆動電力の供給対象である各回路のアイソレーションを取る(ノイズの影響を低減する)ために、2つの電源回路を設けている。例えば、電源回路81は局部発振器(VCO)42にM5V駆動電力を供給し、電源回路82はその他の回路にR5Vの駆動電力を供給する。また、DSC信号処理回路5は、DSC(Digital Selective Calling:デジタル選択呼出)を受信するためのデジタル回路であり、出力電圧(D3V及びD5V)の異なる2種類の、例えば三端子レギュレータなどの定電圧回路91及び92で構成されている。定電圧回路91及び92は、DSC信号処理回路5のうち駆動電圧の異なる回路にそれぞれ駆動電力を供給している。例えば、定電圧回路91はミキサ54などにD5Vの駆動電力を供給し、定電圧回路92は増幅器58などにD3Vの駆動電力を供給する。第3電源部13も同様に、例えば三端子レギュレータなどの定電圧回路で構成されており、制御回路6に3Vの駆動電力を供給する。共用回路3のローパスフィルタ31及び増幅回路32には、第1電源部8と第2電源部9の一方又は両方から駆動電力が供給される。
次に、無線通信装置1における間欠駆動について説明する。DSC信号は緊急性の高い信号であり、且つ、デジタル信号であるので確実に同期をとる必要がある。DSC信号のフォーマットは、20ビットのドットパターンと、それに続く、図2に示すような12個の同期キャラクタにより開始される。そのため、予め順番が決められている同期キャラクタが3個連続して検出された場合に、同期がとれたものと判断することができる。また、12個の同期キャラクタの送信に100msの時間を要するので、DSC信号処理回路5を間欠駆動しながら同期を取るためには、最低でも3個のキャラクタを検出するために、25ms以上DSC信号処理回路5がオンしていなければならない。そのため、DSC信号処理回路5を間欠駆動する第2パターンは、例えばDSC信号処理回路5を30msオンし、70msオフし、同期がとれるまでこの間欠駆動を繰り返すようにすればよい。なお、電池12の消耗を抑制するパワーセーブ効果は小さくなるが、同期をとる確率を高くするために、間欠駆動の第2パターンを変更し、DSC信号処理回路5のオン時間を長く、オフ時間を短くするようにしてもよい。一方、通常の音声通話の場合、DSC信号よりは緊急性が低く、この無線通信装置1からの応答があるまで他の無線通信装置からコールされ続けるので、音声信号処理回路4を間欠駆動する第1パターンは、よりパワーセーブ効果を高くするため、例えば音声信号処理回路4を130msオンし、750msオフし、音声信号が重畳された電波を受信するまでこの間欠駆動を繰り返すようにすればよい。
これら音声信号処理回路4及びDSC信号処理回路5の間欠駆動は個別に行われる。図3は音声信号処理回路4の間欠駆動のタイムチャートを示し、図4はDSC信号処理回路5の間欠駆動のタイムチャートを示す。また、図5は、間欠駆動時における共用回路3、音声信号処理回路4及びDSC信号処理回路5の駆動電力のオン及びオフのタイムチャートを示す。なお、図3及び図4は、間欠駆動を理解しやすくするために横軸の時間スケールは任意であり、図5の横軸の時間スケールが正しいものとする。
図3において、最初、他の無線通信装置との間で通常の音声通話を行っているものとする。P1において、音声信号が途切れ、他の通信装置との音声通話が終了すると、スピーカー10からノイズを出力しないために、スケルチ(SQL)処理が開始される。制御回路6は、音声通話が終了してから所定時間経過後のP2において、第1電源部8の電源回路81及び82を駆動するための駆動信号M5VS及びR5VSの出力を停止する。そうすると、第1電源部8から共用回路3及び音声信号処理回路4への駆動電力の供給が停止され、少なくとも音声信号処理回路4はスリープモードになる。音声信号処理回路4及びDSC信号処理回路5の間欠駆動は個別に行われるため、DSC信号処理回路5がアクティブモードのときは、第2電源部9から共用回路3に駆動電力が供給される。P2で音声信号処理回路4がスリープモードになると、制御回路6はタイマーのカウントを開始し、所定時間(上記の場合750ms)経過すると、第1電源部8の電源回路81及び82を駆動するために駆動信号M5VS及びR5VSの出力を開始する。そうすると、第1電源部8から共用回路3及び音声信号処理回路4への駆動電力が供給され、音声信号処理回路4はアクティブモードになる。P3で音声信号処理回路4がアクティブモードになると、制御回路6はタイマーのカウントを開始し、局部発振器42を含むPLL(Phase Locked Loop)回路の発振準備のために、所定時間(例えば20ms)待機し、その後、分周比を設定する。音声信号処理回路4のアクティブモードであるP3から所定時間(例えば130ms)経過するまでの間に他の無線通信装置からの呼び出しがなかったときは、制御回路6は、P4において駆動信号M5VS及びR5VSの出力を停止し、再び音声信号処理回路4はスリープモードになる。他の無線通信装置からの呼び出しがあるまで、この音声信号処理回路4のアクティブモードとスリープモードを繰り返す間欠駆動が行われる。そして、他の無線通信装置からの呼び出しがあると、制御回路6は駆動信号M5VS及びR5VSの出力を継続し、音声信号処理回路4をアクティブモードに維持する。
図4においても、最初、DSC信号の受信を行っているものとする。P5において、DSC信号の受信が終了すると、制御回路6は、DSC信号の受信が終了してから所定時間経過後のP6において、第2電源部9の電源回路91を駆動するための駆動信号D5VSの出力を停止する。そうすると、第2電源部9から共用回路3及びDSC信号処理回路5への駆動電力の供給が停止され、少なくともDSC信号処理回路5はスリープモードになる。P6でDSC信号処理回路5がスリープモードになると、制御回路6はタイマーのカウントを開始し、所定時間(上記の場合70ms)経過すると、第2電源部9の電源回路91を駆動するために駆動信号D5VSの出力を開始する。そうすると、第2電源部9から共用回路3及びDSC信号処理回路5への駆動電力が供給され、DSC信号処理回路5はアクティブモードになる。DSC信号処理回路5のアクティブモードであるP7から所定時間(例えば30ms)経過するまでの間に、DSC信号を受信しなかったときは、制御回路6は、P8において駆動信号D5VSの出力を停止し、再びDSC信号処理回路5はスリープモードになる。DSC信号を受信するまで、このDSC信号処理回路5のアクティブモードとスリープモードを繰り返す間欠駆動が行われる。P9においてDSC信号を受信すると、DSC信号処理回路5はアクティブモードになり、P10においてDSC信号の受信が終了した後は、所定時間アクティブモードを維持した後、上記P6〜P8の間欠動作を繰り返す。なお、図5に示すように、音声信号処理回路4及びDSC信号処理回路5の間欠駆動のタイミング及び間欠駆動におけるアクティブモードとスリープモードの時間が異なるため、共用回路3は、両者のORのタイミングで駆動される。また、DSC信号処理回路5は、音声信号処理回路4がスリープモードの間に複数回間欠駆動されることがわかる。
以上説明したように、本発明に係る無線通信装置1は、他の無線通信装置との間で通常の音声通話を行う音声信号処理回路4と、DSC信号を受信するDSC信号処理回路5の2つの信号処理系統を有しており、他の無線通信装置からの呼び出し及びDSC信号の受信を待ち受けているときの電池12の消耗を抑制するために、音声信号処理回路4とDSC信号処理回路5をそれぞれ間欠駆動すると共に、両回路が共にオフ状態のときは、間欠駆動に必要な回路以外の共用回路3への電力を遮断するように構成されている。そのため、音声信号処理回路4及びDSC信号処理回路5が共にスリープモードであり電波を受信しないときは、共用回路3を構成するローパスフィルタ31及び増幅回路32などにも駆動電力が供給されず、電池12の消耗を抑制することができる。
また、本発明に係る無線通信装置は、DSC(Digital Selective Calling:デジタル選択呼出)機能を備えており、
他の無線通信装置から送信される音声信号が重畳された電波と、DSC信号が重畳された電波を受信する単一のアンテナと、
前記アンテナにより受信された電波にフィルタ処理及び増幅処理を施す共用回路と、
前記共用回路により処理された信号から音声信号を抽出し、該音声信号に所定の処理を施してスピーカーから音声を出力する音声信号処理回路と、
前記共用回路により処理された信号からDSC信号を抽出し、該DSC信号に所定のデジタル処理を施し、デコードしてDSC信号を抽出するDSC信号処理回路と、
前記音声信号処理回路を間欠駆動するために第1パターンで第1駆動信号を出力すると共に、前記DSC信号処理回路を間欠駆動するために第2パターンで第2駆動信号を出力する間欠駆動制御回路と、
前記第1駆動信号に応じて前記音声信号処理回路に駆動電力を供給し、前記第2駆動信号に応じて前記DSC信号処理回路に駆動電力を供給し、前記第1駆動信号及び前記第2駆動信号のいずれか一方又は両方が出力されているときに前記共用回路に駆動電力を供給する電源回路と、を備えていればよい。
前記間欠駆動制御回路は、前記DSC信号の同期がとれると、DSC信号を受信しなくなるまで、前記第2駆動信号の出力を継続し、その間、前記電源回路は、前記DSC信号処理回路及び前記共用回路に駆動電力を供給し続けるように構成してもよい。
前記間欠駆動制御回路は、前記音声信号が重畳された電波を受信すると、該電波を受信しなくなるまで、前記第1駆動信号の出力を継続し、その間、前記電源回路は、前記音声信号処理回路及び前記共用回路に駆動電力を供給し続けるように構成してもよい。
前記第2パターンの周期を前記第1パターンの周期よりも短くするように構成してもよい。
また、本発明に係る無線通信装置のパワーセーブ方法は、DSC機能を備えた無線通信装置において、少なくとも音声信号処理回路及びDSC信号処理回路を含む複数の受信部を備え、周波数の異なる複数の電波を同時に待ち受けることが可能な無線通信装置にも応用することができ、複数の受信部を間欠駆動する際、複数の受信部が同時にオフ状態のときは、間欠駆動に必要な回路以外の共用回路への電力を遮断するように構成してもよい。さらに、無線通信装置の電源は電池に限られるものではなく、商用電源から電力が供給される無線通信装置においても、消費電流を低減することができる。
1 無線通信装置
2 アンテナ
3 共用回路
4 音声信号処理回路
5 DSC信号処理回路
6 制御回路(間欠駆動制御回路)
7 電源スイッチ
8 第1電源部
9 第2電源部
12 電池
13 第3電源部

Claims (5)

  1. DSC(Digital Selective Calling:デジタル選択呼出)機能を備えた無線通信装置であって、
    他の無線通信装置から送信される音声信号が重畳された電波と、DSC信号が重畳された電波を受信する単一のアンテナと、
    前記アンテナにより受信された電波にフィルタ処理及び増幅処理を施す共用回路と、
    前記共用回路により処理された信号から音声信号を抽出し、該音声信号に所定の処理を施してスピーカーから音声を出力する音声信号処理回路と、
    前記共用回路により処理された信号からDSC信号を抽出し、該DSC信号に所定のデジタル処理を施し、デコードしてDSC信号を抽出するDSC信号処理回路と、
    前記音声信号処理回路を間欠駆動するために第1パターンで第1駆動信号を出力すると共に、前記DSC信号処理回路を間欠駆動するために第2パターンで第2駆動信号を出力する間欠駆動制御回路と、
    前記第1駆動信号に応じて前記音声信号処理回路に駆動電力を供給し、前記第2駆動信号に応じて前記DSC信号処理回路に駆動電力を供給し、前記第1駆動信号及び前記第2駆動信号のいずれか一方又は両方が出力されているときに前記共用回路に駆動電力を供給する電源回路と、を備えたことを特徴とする無線通信装置。
  2. 前記間欠駆動制御回路は、前記DSC信号の同期がとれると、DSC信号を受信しなくなるまで、前記第2駆動信号の出力を継続し、その間、前記電源回路は、前記DSC信号処理回路及び前記共用回路に駆動電力を供給し続けることを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。
  3. 前記間欠駆動制御回路は、前記音声信号が重畳された電波を受信すると、該電波を受信しなくなるまで、前記第1駆動信号の出力を継続し、その間、前記電源回路は、前記音声信号処理回路及び前記共用回路に駆動電力を供給し続けることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の無線通信装置。
  4. 前記第2パターンの周期は前記第1パターンの周期よりも短いことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の無線通信装置。
  5. DSC機能を備えた無線通信装置のパワーセーブ方法であって、
    無線通信装置は、他の無線通信装置から送信される音声信号が重畳された電波と、DSC信号が重畳された電波を受信するアンテナと、
    前記アンテナにより受信された電波にフィルタ処理及び増幅処理を施す共用回路と、
    前記共用回路により処理された信号から音声信号を抽出する音声信号処理回路と、
    前記共用回路により処理された信号からDSC信号を抽出するDSC信号処理回路と、
    前記音声信号処理回路及び前記DSC信号処理回路を間欠駆動する間欠駆動制御回路と、
    前記共用回路、前記音声信号処理回路及び前記DSC信号処理回路に駆動電力を供給する電源回路と、を備え、
    前記音声信号処理回路及び前記DSC信号処理回路を間欠駆動する際、前記両回路が同時にオフ状態のときに、間欠駆動に必要な回路以外の前記共用回路への電力を遮断することを特徴とする無線通信装置のパワーセーブ方法。
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