JPH02252326A - コードレス電話の着信呼出し装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野〕 この発明は、コードレス電話装置における携帯用子機の
着信呼出し信号の検出感度を改善する技術に関する。

〔従来技術〕

従来のコードレ・スミ話の着信呼出し装置としては１例
えば特開昭６１−１６６２３３号公報に記載されている
ものがある。

第９図は、上記のごとき従来の着信呼出し装置の一例の
ブロック図であり、（ａ）は定置用親機（以下、１１機
と記す）３０．（ｂ）は携帯用子機（以下、子機と記す
）４０の構成を示す。

第９図の装置において、親機に接続された電話回線３１
に着信があった場合には、それがハイブリッド回路３２
を介して制御部３３で受信される。

制御部３３は電話回線３１に着信があったことを検出す
ると、データトーン発生用の発振器を邸動し。

その出力をＦＭ変調柵３４でＦＭ変調し、その出力で発
振１１３５の出力を変調することにより、アンテナ３７
から子機４０側に電波として送信する。

子機４０側では、上記の電波をアンテナ４４を介して受
信し、受信部４１で復調して制御部４２に与えることに
より１着信呼出しが行なわれる。そして着信呼出しに応
じて使用者がボタン操作等を行なうと１図示しないスイ
ッチが入って送信部４３から応各信号が送出される。

上記の応答信号を親機３０の受信部３６が受信すると通
話状態に切り替わり、ＦＭ送受信で通話が行なわれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のごとき従来のコードレス１！話において、親機と
子機間の送受信に用いる電波の周波数帯は、一般にＭＦ
帯（２ＭＨｚ前後）またはＶＨＦ帯（５０ＭＨｚ帯）が
用いられている。

上記のＭＦ帯の場合には、小型のフェライトバー・アン
テナを用いることが出来るので、子機内にアンテナを内
蔵することが可能であるが、外来雑音が多く、また混信
しやすいという欠点がある８一方、ＶＨＦ帯の場合は、
雑音や混信の点では有利であるが、この周波数帯ではフ
ェライトバーの効率が悪く、十分な感度が得られないの
で、伸縮可能なホイップアンテナ等を用いるのが一般的
である。しかし、ホイップアンテナを伸ばしたままで着
信待機を行なうのでは子機の持ち運びが不便であり、逆
に、ホイップアンテナを収縮しておくと感度が低くなる
ため１着信呼出しを行なうことの出来る範囲、すなわち
着信時の呼出しエリアが狭くなる、という問題があった
。

本発明は、上記のごとき従来技術の問題を解決するため
になされたものであり、アンテナ感度の低い状態におい
ても必要な受信感度を維持することが出来、広い呼出し
エリアを可能にするコードレス電話の着信呼出し装置を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため１本発明においては、通話時
以外の着信待機中は定置用親機と携帯用子機間の電波形
式を微弱電界域においてＳ／Ｎ比のよい形式（例えば、
ＦＳＫ方式、ＡＳＫ方式、ＰＳＫ方式、ＭＳＫ方式等）
に切り換える手段と。

通話時以外の着信待機中は携帯用子機の受信帯域幅を狭
める手段と、の少なくとも一方の手段を備えるように構
成している。

〔作　用〕

以下、微弱電界域においてＳ／Ｎ比のよい形式に切り換
えること、または子機の受信帯域幅を狭めることにより
、受信感度を向上させることが出来る理由について説明
する。

まず、使用する電波形式によって同一の電界強度で得ら
れるＳ／Ｎ比、すなわち受信感度が異なる点について説
明する。

第３図は、ＦＭ変調波とＳＳＢ波（抑圧搬送単側波振幅
変調）の受信機入力信号強度と受信出力のＳ／Ｎ比との
関係の一例を示す図である。

同図から判るように、ＦＭ波は入力信号強度が成るスレ
ッショルドレベル以上では良好なＳ／Ｎ比が得られるが
、スレッショルドレベルを下まわると急激にＳ／Ｎ比は
劣化する。

これに対してＳＳＢ波においては、Ｓ／Ｎ比が入力信号
強度に対して直線的に変化し、低い入力信号強度におい
ても比較的良好なＳ／Ｎ比が得られる。

すなわち、コードレス電話の子機のホイップアンテナを
収縮状態にしたときのような極めてアンテナの受信効率
の低い受信状態では、ＦＭよりも。

ＳＳＢのようなヘテロダイン検波を行なうＡＭ方式の方
が、より確実に受信することが出来る。

次に、受信帯域幅と受信感度との関係について説明する
。

受信機の雑音指数ＮＦは、下記（１）式で表される。

ただし Ｇ＝　５ｏｕｒ／　Ｓｕｎ　（受信機を増幅器とみなし
たときのゲイン） Ｓｉｎ　　：信号入力 ５ｏｕｔ：受信機信号出力 Ｎ１ｎ　：雑音入力 Ｎ０ＵＴ：受信機雑音出力 ｋ　　：ボルツマン定数 Ｂ　　：帯域幅 Ｔｏ：絶対温度 受信機の感度の限界値を比較するために（Ｓ　／　Ｎ）
ＯＵＴ＝　１を上記（１）式に代入すると、Ｓ鬼ｎ となる。

これを変形すると、 Ｓ　ｌｌ１＝Ｑ　ｏｇ　ｋ　Ｔｏ　＋　１０　ｆｌ　ｏ
ｇＢ　＋　Ｎ　Ｆ　　（ｄＢ　Ｅ・（３）となる。

上記（３）式により５種々の帯域幅Ｂについて（Ｓ　／
　Ｎ）ｏｕｔ＝　１となるときの最小入力信号Ｓｔ（ｄ
Ｂｍ）と雑音指数ＮＦ（ｄＢ）との関係を示したものが
第４図である。

同図から判るように、例えば、帯域幅が２０ｋＨｚの場
合に比較して、帯域幅が２１００Ｈｚの場合では約２０
ｄ　Ｂ感度が良いことになる。

したがって、例えば子機のアンテナを収縮状態にして子
機をポケットなど身体に接触するような場所に携帯して
受信待機を行なうような場合において、アンテナ利得が
一２０ｄ　Ｂ程度悪化しても帯域幅を２１００Ｈｚに狭
めることにより、２０ｋＨｚ幅でアンテナを伸長状態に
したときと同等の感度が得られることになる。

なお、着信呼出しに後においては、ホイップアンテナを
伸ばして高感度で受信することが出来るので１通常のＦ
Ｍ送受信に切換えることにより。

広い帯域幅で良好な送受信を行なうことが出来る。

〔実施例〕

第１図および第２図は１本発明の一実施例のブロック図
であり、第１図は親機、第２図は子機の受信部を示す。

まず、第１図において、電話回線１はハイブリッド回路
２を介して制御部３に接続されている。

またハイブリッド回路２と制御部３は、ＦＳＫ変調器４
、ＦＭ変調器および発振器６からなる送信部と、受信部
７とに、各々別配線で接続されており、制御データと通
話音声をアンテナ８を介して送受信できる構成となって
いる。

次いで、親機の動作製説明する。

電話回線Ｊに着信があると、二九がハイブリッド回路２
を介して制御部３に与えられ、制御部３は電話回線１に
着信があったことを検出する。次いで、制御部３は子機
を呼出すためのディジタルコード信号を発生する。この
ディジタルコードの呼出し信号はＦＳＫ変調器４でＦＳ
Ｋ変調され、その出力が発振器６に与えられることによ
り、ＦＳＸ変調波の送信出力がつくられる。なお、この
とき、同時にハイブリッド回路２からの音声信号で発振
器６が変調されないように、データ送出中は音声信号を
遮断するようになっている。

上記の呼出し信号でＦＳＸ変調された送信出力はアンテ
ナ８がら空中へ放射される。

この電波を子機が検出し、従来と同様な作用によって応
答信号を送り返してくる。この応答信号はアンテナ８か
ら受信部７へ導かれ、制御部３がこれを検出するとＦＭ
変調器５を発振器６に接続し、電話回線１からハイブリ
ッド回路２を介してＦＭ変調器５でＦＭ変調された音声
信号を子機に対して送信することにより、通話が行なわ
れる。

次に、第２図に示す子機（受信部のみを記載）において
、アンテナ１２を介して入力した高周波信号は、高周波
増幅器１３で増幅され、第１局部発振器１４および第１
混合器１５からなる周波数変換回路によって中間周波数
に変換さ拉る。次いで、狭帯域バンドパスフィルタ１６
または広帯域バンドパスフィルタ１７によって必要な帯
域幅に制限され、中間周波増幅器１９で増幅される。な
お、狭帯域バンドパスフィルタ１Ｇは通過帯域幅が２゜
０ｋｌ（ｚ幅程度のフィルタであり、広帯域バンドパス
フィルタ１７は通過帯域幅が２０ｋＨｚｌｌｌｌ？程度
のフィルタである。

上記の２種のフィルタは切換えスイッチ１８によって切
換えられ１着信待機時には狭帯域バンドパスフィルタ１
６が、通常の通話時には広帯域バンドパスフィルタ１７
が、それぞれ接続される。したがってＦＳＫ変調された
着信呼出し信号は狭帯域バンドパスフィルタ１６を通り
、ＦＭ変調された音声信号は広帯域バンドパスフィルタ
１７を通ることになる。

次に、入力波がＦＭ変調波の場合（通話信号の場合）は
リミッタ増幅器２ｏとＦＭ復調器２１によって音声信号
に変換し、入力波がＦＳＫ変調波の場合（着信呼出し信
号の場合）は第２局部発振器２３ど第２混合器２４とに
よ、って同期検波を行なう。そして同期検波出力は音声
・周波数帯域内（０，５〜３ｋＨｚ）のＡＦＳＫ波（Ａ
ｕｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｓｈｉｆｔｋｅｙｉｎ
ｇ）であるので、ＡＦＳＫ復調器２６によって元のデー
タ信号に復調される。

上記のように本実施例では１着信呼出し信号としてＦＳ
Ｋ波を用いることによって通常のＦＭ波よりＳ／Ｎ比を
向上させ、また、ＦＳＸ変調された着信呼出し信号を、
データ信号のみを通過させるのに必要な狭帯域バンドパ
スフィルタ１６を通すことによってＳ／Ｎ比を向上させ
たのち、ＦＳＫ波のマークとスペース信号を周波数の異
なる２つのＡＭ波すなわち断続搬送波（Ａ１）に見立て
てヘテロダイン検波を行なうようになっている。そのた
め着信待機時の受信感度を向上させることが出来る。

なお１着信呼出し信号に対する応答時あるいは通話時に
おいては、ホイップアンテナを十分に伸ばしてアンテナ
感度を上げることが出来るので、前記第３図で説明した
スレッショルドレベル以上の入力信号レベルではＳ／Ｎ
比が大幅に改善され、かつパルスノイズに強いＦＭ波に
切り換えることによって通話品質を保つことが出来る。

次に、実際のコードレス電話における着信呼出し状況に
ついて説明する。

現行の電波法によれば、小電力型のコードレス電話に許
容される送信電力は１０ｍＷ以下と定められており、見
通し環境における通話可能距離は約１００ｍといわれて
いる。

ところで自由空間における電界強度Ｅは下記（４）式で
表わされる。

λｒ ｒ　　　　　　　　　　λｒ ただし Ｐｔ：送信電力（Ｗ） Ｇｔ：送信アンテナ利得（ダイポール比）ｒ　：送受信
間距離 ｈｌ：送信アンテナ高さ り、：受信アンテナ高さ 上記（４）式に次の条件を代入すると、Ｐｔ＝ｌＯＸ１
０−３Ｗ Ｇｔ＝０．２５　（λ／４ホイップアンテナとし。

−６ｄＢと仮定） ｒ　　＝１００ｍ ｈ、＝　ｈ、＝　１　ｍ λ　＝　１　ｍ　（３００ＭＨｚとした場合）電界強度
Ｅは、 Ｅ　　４４４０μＶ／ｍ となる。

これを、半波長（λ／２）ダイポールアンテナで受信す
るものと仮定すると、半波長ダイポールアンテナの実効
長はλ／πであり、空中線インピーダンスは７３．１３
Ωであるので、入力インピーダンス５０Ωの受信機の開
放入力電圧Ａは、Ａ＝ＥＸ（λ／π）Ｘ　　　　　、１
　　＝１１５μＶとなる。

１１５μＶは４４ｄＢμであり、電力換算で一６９ｄ　
Ｂ　ｍとなり、これが送信機から１００ｍ１れた受信機
に入力される信号レベルである。

実際のコードレス電話は、送受信ともにλ／４またはそ
れ以下の長さのホイップアンテナを使う場合が多いため
、ダイポールアンテナで一６ｄＢ程度の感度低下がある
ものと仮定すると、上記の開放入力電圧Ａは、Ａ＝３８
ｄＢμ（電力換算で一７５ｄＢｍ）が実用上の最低入力
レベルと考えることが出来る。

第５図は雑音指数ＮＦ＝１０ｄＢ、帯域幅８ｋＨｚのＦ
Ｍ受信機とλ／４ホイップアンテナとを組み合わせた場
合における受信機の入力レベルに対する復調出力のＳ／
Ｎ比変化を示す実測値の一例図である。

同図によれば、前記した実用上の最低入力レベル−７５
ｄ　Ｂ　ｒａは、都市雑音下でかろうじてＳ／Ｎ＝４５
ｄ　Ｂを確保出来る値である。

ただし１以上の計算は自由空間を想定して行なったもの
であり、実際は建物、地形等の影響によって、この値（
Ｓ／Ｎ＝４５ｄＢ）より低くなるのはいうまでもない。

一般に、通話品質を維持するのに必要なＳ／Ｎ比は３０
ｄ　Ｂ程度とされており、上記の値はこの値を十分満足
してはいるが、コードレス電話のような移動無線通信で
は２０ｄＢ程度の入力レベルの変動は日常的に起こるた
め、上記の条件は場所を選べば通話が可能となる環境と
考えられる。

次に、第７図はＦＳＫ変調波の誤り率特性を示す図であ
る。

同図によれば、誤り率を１０″″とするには、Ｓ／Ｎ＝
１３ｄＢを確保する必要があることが判る。

また、コードレス電話の着信待機時に、ホイップアンテ
ナを収縮して携帯することを考慮すると。

１５ｄＢ程度のアンテナ利得の低下が考えられる。

すなわち子機側の受信機の入力レベルは、送信機（親機
）から１００ｍ離れた地点において一８９ｄ　Ｂ　ｍ程
度になり、さらに周辺環境の条件や移動によって２０ｄ
　Ｂの電界強度の変動があるものとすると、着信待機時
の入力レベルは−１０９〜−８９ｄ　Ｂ　ｍとなる。

前記第５図によると、都市雑音下では、入力レベルが一
１００ｄＢｍ以下になると、Ｓ／Ｎ比は１０ｄＢ以下と
なり、　−１０５ｄＢｍではＳ／Ｎ比がＯｄＢとなって
しまう。したがって、場所によっては着信呼出し信号を
検出できなくなってしまう。

しかし、前記本発明の実施例に示すように、例えば１着
信信号を３００ｂＰ８のデータ信号とし、中心周波数に
対して一６００１１ｚ　（ｆ　、　）と＋６０〇七（ｆ
ｌ）とを各々０と１に対応させた第６図に示すようなス
ペクトルを有するＦＳＫ波を着信呼出し信号として用い
、帯域幅を、ｆｏとｆｌの各々のメインローブを通過さ
せるのに必要な帯域幅すなわち１．２に七に制限するこ
とにより、Ｓ／Ｎ比を通話時（帯域１１１ｇ８ｋＨｚ）
に対して約１０ｄＢ改善することが出来る。この場合、
復調出力のＳ／Ｎ比は０〜４０ｄＢとなり、極めて受信
状態の悪い場合を考慮すれば、一部に検出できない場所
が生じるおそれはあるものの大部分の場所においては着
信呼出し信号の検出が可能となる。

次に、第８図は、雑音指数ＮＦとアンテナを第５図と同
一条件にし、帯域幅を１．２ｋＨｚとし、電波形式をＳ
ＳＢとした場合の都市雑音下における入力レベルに対す
る復調出力のＳ／Ｎ比変化を示した図である。

前記ＦＳＫ波のｆｏとｆｉをＳＳＢ復調器で復調すると
、前記の狭帯域化による効果（Ｓ／Ｎ比１０ｄＢの改善
）を含めて、ＦＭ方式に比べて入力レベルが一１００ｄ
Ｂｍ以下では４０ｄＢ以上のＳ／Ｎ比の改善効果が得ら
れる。したがって−１２０ｄＢ朧の微小入力レベルにお
いても十分な着信検出を行なうことが出来る。

上記の一１２０ｄＢｍという入力レベルは、前記した自
由空間における距離に換算すると１３５０ｍとなり、完
全見通し環境においては、１３５０ｍまではＳ／Ｎ比が
１０ｄＢ以上で着信検出が可能となる。

また、前記の実施例においては、着信呼出し信号波とし
てＦＳＫ波を用いた場合を例示したが、その他の変調方
式１例えばＡＳＫ方式、ＰＳＫ方式、ＭＳＫ方式等を用
いても同様の効果が得られる。なお、ＦＳＫ方式（ディ
ジタル周波数変調）とは、２つの周波数の切換えで１と
０とのデータを送る方式であり、ＡＳＫ方式（ディジタ
ル振幅変調方式）とは、１は電波を発し、０は出さない
方式であり、ＰＳＫ方式（ディジタル位相変調）とは、
１とＯとの変わり目で位相を１８０°変化させる方式で
あり、ＭＳＫ方式（Ｍｉｎｉｍｕｍ　ＳｈｉｆｔＫｅｙ
ｉｎｇ）は上記ＦＳＸの特殊な方式である。

なお、ＡＳＫ方式とＰＳＫ方式は、３００ｂｐｓのデー
タ伝送を行なうのに必要な帯域幅はメインローブ幅を通
過帯域幅とすると６００１ｋまで狭帯域化することが出
来、同じ（ＭＳＫ方式の場合は９００１（ｚ程度となる
。また、ＰＳＫ方式は他の変調方式に比べて誤り率は低
いが回路構成が複雑であり、コードレス電話の通話回路
と構成上の共通点がないという不都合がある。これに対
しＦＳＫ方式やＭＳＫ方式は通話用のＦＭ復調器でも復
調出来るため構成が簡単になるという利点がある。

また、前記の実施例では、子機のアンテナとして伸縮式
のホイップアンテナを用いた場合について例示したが、
受信待機時の子機内蔵アンテナとしてリード線を束ねた
簡易アンテナや指向性を有するフェライトバーアンテナ
のような方向によって感度が低下するようなアンテナを
用いた場合においても安定な受信が可能である。

また、前記の実施例では、帯域幅を制限する手段として
、中間周波増幅器の入力段にバンドパスフィルタを挿入
する方法を例示したが、これに限らず、復調器の出力段
にローパスフィルタを挿入して復調帯域幅を制限する方
法等を用いても同程度の効果が得られるのはいうまでも
ない。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、この発明によれば、通話時以
外の着信待機中は親機と子機間の電波形式を微弱電界域
においてＳ／Ｎ比のよい形式に切り換える手段と、通話
時以外の着信待機中は子機の受信帯域幅を狭める手段と
、の少なくとも一方の手段を備えるように構成すること
により１着信呼出しの待機時の受信感度を向上させるこ
とが出来る。そのため、子機のホイップアンテナを収縮
したような受信効率の極めて悪い状態においても親機か
らの呼出し信号を十分検出することが出来、着信時の呼
出しエリアを広げることが出来るという効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例のブロック図で
あり、第１図は親機の構成図、第２図は子機の構成図で
ある。また第３図は受信Ｓ／Ｎ比の入力信号電力依存性
を示す図、第４図は（Ｓ／Ｎ）ｏｕｔ＝１となるときの
入力信号強度と雑音指数との関係図、第５図はＦＭ受信
機の入力レベルに対する復調出力のＳ／Ｎ比の変化を示
す図、第６図はＩ”　Ｓ　Ｋ変調波のスペクトル強度を
示す図、第７図はＦＳＫ変調波の誤り率特性を示す図、
第８図は都市雑音下におけるＳＳＢ受信機の入力レベル
に対する復調出力のＳ／Ｎ比変化を示す図、第９図は従
来装置の一例のブロック図である。 〈符号の説明〉 １・・・電話回線　　　　　　２・・・ハイブリッド回
路３・・・制御部　　　　　　　４・・・ＦＳＫ変調器
５・・・ＦＭ変調器　　　　　６・・・発振器７・・・
受信部　　　　　　　８・・・アンテナ１２・・・アン
テナ　　　　　　１３・・・高周波増幅器１４・・・第
１局部発振器　　　１５・・・第１混合器１６・・・狭
帯域バンドパスフィルタ １７・・・広帯域バンドパスフィルタ １８・・・切換えスイッチ １９・・・中間周波増幅器 ２０・・・リミッタ増幅器 ２１・・・ＦＭ復調器 ２２・・・音声信号の復調出力 ２３・・・第２局部発振器 ２４・・・第２混合器 ２５・・・着信呼出し信号の復調出力 ２６・・・ＡＦＳＫ復調器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電話回線に接続された定置用親機と、該定置用親機と無
   線方式で送受信を行なう携帯用子機とを備えたコードレ
   ス電話において、通話時以外の着信待機中は定置用親機
   と携帯用子機間の電波形式を微弱電界域においてＳ／Ｎ
   比のよい形式に切り換える手段と、通話時以外の着信待
   機中は携帯用子機の受信帯域幅を狭める手段と、の少な
   くとも一方の手段を備えたことを特徴とするコードレス
   電話の着信呼出し装置。