JPH06216823A

JPH06216823A - 移動無線機

Info

Publication number: JPH06216823A
Application number: JP5007819A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Kondo; 泰弘近藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-01-20
Filing date: 1993-01-20
Publication date: 1994-08-05

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、移動無線、コードレス電話等の
移動無線機において、受信電界強度の低下時の良好な通
信状態を確保するためのものである。【構成】この発明に係る移動無線機は、指向性アンテ
ナ１と、受信信号の強さに対応した信号を生成する検出
部６と、この信号に基づき受信信号の状態を示す制御信
号を生成し出力する制御部４と、この制御信号に基づき
受信信号の状態を報知する報知部５とを備え、上記指向
性アンテナの指向性特性に従って、上記報知部が受信状
態を報知することにより、移動無線機を取り扱う人に受
信電界レベルの低下を知らせる。【効果】通話中の無線回線の切断を防止することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、移動無線、コードレ
ス電話等の移動無線機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１６は従来の移動無線機の受信部を示
す構成図である。図において１９は基地局あるいは他の
移動無線機からの電波を受信するアンテナであり、２は
アンテナで受信された信号に対し増幅・周波数変換を行
う高周波部であり、６は高周波部２で作成した信号と基
準信号とを比較し、比較情報を作成する検出部、７は高
周波部２で周波数変換した信号を検波し、復調する検波
部、８は音声処理を行う音声部、９は比較情報に基づき
音声ミュート等の制御を行う制御部である。

【０００３】次に動作について説明する。図１６におい
て、基地局等からの電波はアンテナ１９で受信され、高
周波部２において増幅及び適当な周波数に変換されたの
ち、検波部７により復調され音声帯域の信号となり、音
声部８へ送られる。上記音声帯域の信号は音声部８で音
声処理を施され、スピーカー等を介して音声を発生す
る。一方、検出部６では、高周波部２からの信号を受け
て、この信号とあらかじめ設定しておいた基準値との比
較を行い、その比較情報を制御部９に送る。制御部９で
は、この比較情報をあらかじめ決められているシーケン
スで処理し、音声部８内で音声ミュートをかけたり、無
線回線の切断等の制御を行っている。

【０００４】ここでアンテナ１９の特性は、図１７
（ａ）の実線に示すように、移動無線機１６からみて、
すべての方向にほぼ同じ利得を有する水平面内無指向性
であるのが普通である。しかし、このような無指向性を
示すのは、アンテナ１の周囲に障害物がない場合のもの
であり、例えば、人が移動無線機を取り扱う場合は特性
に変化が生じる。すなわち、アンテナ１９を備えた移動
無線機１６を人１７が扱った場合、人体の電波の吸収・
散乱により、図１７（ｂ）に示すように、実線から一点
鎖線のように変化し、水平面内の指向性パターンがすべ
ての方向に対し一様でなくなる。したがって、図に示す
ようにＢ方向に相手局（基地局等）がある場合は問題は
ないが、Ａ方向に相手局がある場合は、Ａ方向のアンテ
ナ１９の利得が減少するため、相手局からの受信電波強
度が低下する。このため、受信信号の状況によっては、
音声ミュートをかけたりした場合や極端に受信電波強度
レベルが低下した場合に無線回線が切断されることがあ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の移動無線機は以
上のように構成されているので、移動無線機の使用状況
によっては、受信電波強度の低下のため良好な通信がで
きなくなったり、あるいは無線回線が切断されてしまう
などの問題があった。

【０００６】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、受信電波強度の低下による通
信状態の劣化を防止できる移動無線機を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第一の発明にかかわる移
動無線機は、指向性アンテナと、上記アンテナで受信さ
れた信号を高周波において処理する第一の処理部と、上
記第一の処理部の出力信号を低周波において処理する第
二の処理部と、上記第一の処理部から信号を受け、受信
信号の強さに対応した信号を生成する検出部と、上記第
二の処理部の出力信号に基づき音声信号を生成し音声処
理部に送出するとともに、上記検出部で生成した信号に
基づき受信信号の状態を示す制御信号を生成し出力する
制御部と、上記制御信号に基づき受信信号の状態を報知
する報知部と、上記音声信号に基づき音声処理を行う音
声処理部とを備えたものである。

【０００８】また、第二の発明にかかわる移動無線機
は、指向性アンテナと、無指向性アンテナと、上記指向
性アンテナと上記無指向性アンテナのいずれかを選択す
る切換器と、上記切換器により選択された受信信号を高
周波において処理する第一の処理部と、上記第一の処理
部の出力信号を低周波において処理する第二の処理部
と、上記第二の処理部の出力信号に基づき音声信号を生
成する制御部と、上記音声信号に基づき音声処理を行う
音声処理部を備えたものである。

【０００９】

【作用】第一の発明にかかわる移動無線機においては、
指向性アンテナを備え、検出部が上記アンテナの指向性
特性に従う、受信信号の強さに対応した信号を生成し、
制御部が上記検出部で生成した信号に基づき受信信号の
状態を示す制御信号を生成し、報知部が上記制御信号に
基づき受信信号の状態を報知する。

【００１０】第二の発明のかかわる移動無線機において
は、切換器が、移動無線機の使用状態に応じて、指向性
アンテナと無指向性アンテナのいずれかを選択するもの
である。

【００１１】

【実施例】実施例１以下、この発明の一実施例を図について説明する。図１
はこの発明に係る移動無線機の受信部を示す構成図であ
る。図１において、１は基地局あるいは他の移動無線機
からの電波を受信する、指向性特性をもつアンテナであ
り、２はアンテナで受信された信号に対し増幅・周波数
変換を行う高周波部であり、３は高周波部２で周波数変
換した信号を検波し、復調する信号処理部、４は演算部
とも呼ばれる、所定のシーケンスにより音声信号の復調
を行なう制御部、５は制御部４の制御信号により良好な
通信が確保できる方向を報知するアラーム部、６は高周
波部２で作成した信号と基準信号とを比較し、比較情報
を作成する検出部、８は音声処理を行う音声部である。

【００１２】次に動作について説明する。移動無線機の
通信方式としてアナログ式とデジタル式があるが、ま
ず、本願の移動無線機全体の動作の概要について、移動
無線機の通信方式としてデジタルコードレス電話システ
ム（第二世代コードレス電話システム）の通信方式ＴＤ
ＭＡ−ＴＤＤ方式を例にとり説明する。この方式におけ
るシステム構成図は図１４に示すとおりであり、図１４
は１つの基地局１８に４台の移動無線機が接続されてい
る場合の例である。基地局１８とそれら移動無線機１６
ａ〜１６ｄとの通信用の搬送波の周波数はすべて同一で
あり、基地局１８から各々の移動無線機１６ａ〜１６ｄ
に対する信号及び移動無線機１６ａ〜１６ｄから基地局
１８への信号は時分割にて送信される。図１５にタイム
シーケンスの一例を示す。図１５において、１フレーム
は５ｍｓであり、Ｄ１〜Ｄ４は１フレーム中の基地局１
８から移動無線機１６ａ〜１６ｄに対する通信であるダ
ウンリンク、Ｕ１〜Ｕ４は移動機１６ａ〜１６ｄから基
地局１８に対する通信であるアップリンクを示す。Ｄ１
〜Ｄ４、Ｕ１〜Ｕ４はそれぞれスロットと呼ばれる。

【００１３】１スロットは、接続を維持するための信号
（ＴS 、ＴG ）に前後をはさまれたかたちで、通話用デ
ジタル信号（ＴＣＨ）が組み込まれている。移動無線機
は、受信動作において、フレームの中からそれぞれ自局
に対応したスロットを抜き出し、それらのＴＣＨ部だけ
を抜き出して連結することにより、連続したデータ列を
得る。このデータ列をデジタル信号からアナログ信号に
変換することにより、音声信号を得ることができる。

【００１４】次に図１に示す移動無線機の受信部の構成
図に基づき、各構成要素の動作について説明する。アン
テナ１には、例えば図２（ａ）に示すような、誘電体２
１の一方の面の全体に導体膜２２を形成しベタアースと
し、誘電体の他方の面に導体膜２０を矩形状、円形状等
に形成し、入出力端子を設けたマイクロストリップアン
テナを用いる。この場合、信号源Ｓにより励振されたア
ンテナの水平面内の指向性特性は図２（ｂ）に示すよう
なものとなり、このアンテナを搭載した移動無線機は指
向性を持つ（図中、ＸＹＺはそれぞれ水平面内の座標
軸、垂直方向の座標軸を示す）。指向性特性を持つアン
テナの利得は無指向性特性のアンテナに比べて、その特
定方向の利得が他の方向に比べ高くなるから、図３の実
線で示す水平面内無指向性パターンを持つ移動機１６よ
りも、一点破線で示す指向性パターンを持つ移動無線機
１６の方が、特定の方向（図３では基地局１８の方向）
について感度が上がり、良好に通信を行うことができる
サービスエリアを広げることができる。

【００１５】アンテナ１で受信された信号は、高周波部
２内で増幅及び適当な周波数に変換がなされる。同時
に、受信キャリアに応じた信号を作成し、検出部６に対
し出力する。検出部６内で上記信号と基準信号とを比較
することにより、比較情報を作成し、制御部４に出力す
る。具体的には、例えば図４に示すような処理がなされ
る。高周波部２内の適当な周波数に変換された信号を選
択増幅する増幅器２ａから受信入力信号レベルに応じた
電流２ｂが検出部６に出力され、検出部６内で抵抗６ｂ
により電圧に変換し、その電圧を増幅器６ｂで増幅し、
アナログ−デジタル変換器（Ａ−Ｄ変換器）６ｃに入力
する。Ａ−Ｄ変換器では、３ビット程度のデジタル信号
として制御部４に出力する。制御部４では、このデジタ
ル信号に基づき受信強度レベルを判定する。

【００１６】一方、高周波部２は増幅・周波数変換した
信号を信号処理部３に出力する。信号処理部３内では、
この信号を復調する。デジタル無線システムの場合は、
デジタルの信号列として制御部４に出力する。制御部４
では、上述のようにフレームから自局に対応するスロッ
トを抜き出し、アナログ信号に変換し、音声部８に出力
する。音声部８はアナログ信号を増幅し、スピーカを通
して拡声する。また制御部４は、検出部６からの信号に
基づき、受信強度レベルが所要のレベルに対し低いかど
うかを判定し、所要レベル以下の場合、アラームの信号
を作成し、この信号をアラーム部５に出力する。

【００１７】制御部４は、図５（ａ）に示すように、図
２（ｂ）に示すような特性を有するマイクロストリップ
アンテナを搭載した移動無線機を回転した場合、そのア
ンテナの受信電界レベルは図５（ｂ）のような変化を示
す。この性質を利用して、ある定められた基準レベル、
もしくはレベル変化量を越えた区間（図５（ｂ）ではθ
l とθu の間）を良好な通信が可能な範囲とし、検出部
６から制御部４に対し、送られる比較情報にもとづき、
制御部４は、上記以外の区間においてアラーム信号を発
生させる。

【００１８】アラーム部５では、制御部４からのアラー
ム信号により、良好な通信が可能な範囲以外の角度の場
合にアラーム（発光ダイオード、液晶表示などの視覚的
な表示、ブザーなどの聴覚的報知、あるいは振動モータ
ーによる触覚的な報知など）を発生させる。移動無線機
を取り扱う人は、アラーム部５の報知により受信電界レ
ベルの低下を知ることができるから、受信レベルの低下
により回線が切断される前に、適宜、無線機の方向・場
所、人の位置などを変えることにより、アラームが生じ
ない様にして、回線の切断を防止することができる。

【００１９】実施例２この発明に係る移動無線機のアンテナ１に、図６に示す
ような複数の線状アンテナからなるアンテナを用いても
よい。１０は、放射素子より放射された電波が誘起し、
放射素子より放射された電波と同相の電波を再放射する
導波器、１１は信号源により励振され、電波を放射する
放射素子、１２は放射素子より放射された電波が誘起
し、放射素子より放射された電波と逆相の電波を再放射
する反射器である。線状のアンテナは無指向性を有する
が、図６のアンテナは図２の指向性アンテナと同様に指
向性パターンを作ることができる。

【００２０】次に、図７に基づき動作を説明する。無給
電反射器等の反射器１２及び導波器１０の作用について
説明する。一般的には、反射器１２はインダクティブな
リアクタンスを持つ長さ（例えばλ／２程度、λは波
長）であり、放射素子１１より放射された電波は放射線
状に放射され、放射素子１１から反射器１２までの間隔
がλ／４であるため、放射された電波はλ／４進行し、
位相角が９０°経過して反射器９に達する。そして、こ
の反射器９には、到来電波により、これより位相が９０
°遅れた電圧が誘起され、かつ、この誘起された電圧に
よる電流は、再びこれにより９０°位相が遅れる。した
がって、放射素子１１より２７０°位相が遅れた電波が
反射器１２より放射されることになり、放射素子１１と
反射器１２間の位相は逆相となるため相殺され、放射素
子１１より右側は同位相となって相加わり、放射された
電波が反射されたことになる。また、導波器１０は容量
的なリアクタンスを持つ長さ（例えばλ／２以下）であ
り放射素子１１より放射された電波により上述と同様に
位相角１８０°遅れた電圧が導波器１０に誘起される。
この導波器１０は容量性であるため、流れる電流は位相
が９０°（λ／４）進む。したがって、導波器１０より
放射される電波は、放射素子１１より放射された電波と
同位相になるため、右方向に電波を強めたことになる。
以上の様に、反射器１２と導波器１０を放射素子１１の
右、左におのおの１個配置した場合、図８に示すような
単一指向性を示すことになり、更に、導波器１０をふや
せば、より一層シャープな指向性を示すことになる。

【００２１】複数の線状アンテナを用いた移動機を図６
に示す。図６の移動機では、各線状アンテナの間隔はλ
／４必要であるが、今後、使用周波数帯が高くなるにし
たがって波長は短くなるため、それによりこの間隔も小
さくなる。なお、移動無線機本体１３の動作及び効果
は、図１の実施例と同様であるため説明を省略する。

【００２２】実施例３また、上記実施例では、検出部６は高周波部２で生成し
た信号に基づき比較情報を作成したが、図８に示すよう
に信号処理部３で生成した信号に基づき比較情報を作成
してもよい。例えば、信号処理部３の検波回路の増幅器
から、検波後の信号のレベルに応じた電圧または電流信
号を検出部６に送出してもよい。

【００２３】実施例４また、デジタル無線通信方式を採用しているシステムで
は、制御部４においてアラーム信号を通信に用いられて
いるビット列（受信デジタル信号）のエラー率に基づき
作成してもよい。図９に本実施例の移動無線機の受信部
の構成を示す。図において、信号処理部３から制御部４
への出力は、ビット列により受信デジタル信号が出力さ
れる。この信号は、制御部４で復調され、音声帯域の信
号に変換される。その際に、誤りがある場合は訂正がな
され、また、エラー率についてもカウントされる。この
エラー率は受信電界強度が低下限界点を越えると悪化
し、同時に音声帯域の信号対雑音比も劣化するという性
質がある。したがって、受信電界レベルの代わりに、こ
のエラー率を監視することにより、良好な通信エリアを
選択することが可能になる。

【００２４】図を用いて動作を説明すると、図１０に示
す制御部４内において、受信デジタル信号は、復調器４
ａにより、音声帯域信号に変換されると共に、エラー率
検出部４ｂにも入力される。エラー率検出部４ｂは信号
について、エラー率のカウント及び限界点に対するエラ
ー比較を行っている。電界強度と上記エラー率（正解
率）とは、図１１に示すような関係を有し、電界強度が
低下し（グラフでは右側にいくにしたがって）、限界点
を越えると急激にエラー率（正解率）が低下し悪化す
る。したがって、所定のエラー率を越えた場合にアラー
ムを出すようにすれば、電界強度の低下に伴う回線の切
断等を防止することができる。

【００２５】エラー率監視に基づくアラーム信号は、受
信電界強度レベルを監視する場合と同様な効果を奏する
とともに、エラー率の関しては、平均値処理であるた
め、瞬時のエラー率劣化については無視されるので瞬時
の電界低下に対し動作安定性を増すことができるという
効果を奏する。

【００２６】なお、上記基準エラー率は固定でも、ユー
ザーが任意に設定するようにしてもよい。任意に設定す
るようにすれば、検出レベルの深さを可変できるため、
使用環境に合わせた検出精度を実現することができる。

【００２７】実施例５この発明に係る移動無線機の他の実施例として、アンテ
ナ１に、図１２に示すように、水平面内無指向性特性を
有する、例えば板状逆Ｆアンテナ１ｂと指向性を有す
る、例えばマイクロストリップアンテナ１ａとを組み合
わせたものを用いてもよい。アンテナ１ａとアンテナ１
ｂとは、給電線１５ａ、１５ｂを介して切り替えスイッ
チ１４の端子１４ａ、１４ｂに接続され、切り替えスイ
ッチ１４のコモン出力１４ｃを介して高周波部２に接続
される。

【００２８】切り替えスイッチ１４の切り替え動作は、
例えば図１３のように行われる。発信通話時には、コモ
ン１４ｃは端子１４ａに接続され、指向性アンテナ１ａ
を使用する。これに対し、待機または着信時には、どの
方向から着信要求の信号が到来するかわからないため、
コモン１４ｃは端子１４ｂに接続され、無指向性アンテ
ナ１ｂを使用する。このようにすれば、発信通話時には
サービスエリアを広げ回線の切断を防止しつつ、待機ま
たは着信時にはいずれの方向からの着信要求にも対応で
きる。

【００２９】上記スイッチ１４の切り替えは基本的には
自動とし、切り替えスイッチは、高速の切り替えスイッ
チ（半導体スイッチ）を使用する。「発信」「通話」
「着信」「待機」の各状態は、移動器側で管理できるた
め、その状態によりスイッチ１４を設定する。

【００３０】なお、切り替えスイッチ１４を指向性アン
テナ１ａ側に接続した場合の動作については、図１の場
合と同様である。無指向性アンテナ１ｂ側に接続した場
合の動作は従来例の図１６の場合と同様である。以上の
ような構成でも、図１の実施例と同様の効果を奏すると
ともに、図１の実施例に比べ、待機（着信時）の接続地
域（サービスエリア）サイズを、各方向に対し均一にで
き、移動無線機の向きによって、着信しにくくなるとい
う不都合を防ぐことができる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１〜４に係る移動無線機は、指向
性アンテナを備え、制御部が受信信号の状態を示す制御
信号を生成し出力し、報知器が上記制御信号に基づき報
知することにより、回線の切断を防止することができ
る。

【００３２】また請求項５に係る移動無線機は、指向性
アンテナと無指向性アンテナを備え、使用状態に応じて
切り換えることにより、発信通話時の回線の切断を防止
するとともに、待機受信時において着信しにくくなるこ
とを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る移動無線機の受信部の構成を示
す図である。

【図２】マイクロストリップアンテナの構成と指向性パ
ターンの概略を示す図である。

【図３】移動無線機の水平面内無指向性パターン及び指
向性パターンの概略を示す図である。

【図４】受信電波強度に対応した信号と基準信号との比
較をおこなう回路の概念図である。

【図５】マイクロストリップアンテナを搭載した移動無
線機を回転した場合の受信電界レベルの概略を示す図で
ある。

【図６】複数の線状アンテナからなるアンテナを備える
移動無線機の外観図である。

【図７】複数の線状アンテナからなるアンテナの指向性
パターンの概略を示す図である。

【図８】この発明の他の実施例に係る移動無線機の受信
部の構成を示す図である。

【図９】この発明の他の実施例に係る移動無線機の受信
部の構成を示す図である。

【図１０】エラー率をカウントする回路の概念図であ
る。

【図１１】エラー率と電界強度の関係を示す図である。

【図１２】板状逆Ｆアンテナとマイクロストリップアン
テナとを組み合わせたアンテナの構成図である。

【図１３】スイッチの切り替えの概念を示す図である。

【図１４】デジタルコードレス電話システムのシステム
構成図である。

【図１５】デジタルコードレス電話システムのタイムシ
ーケンスを示す図である。

【図１６】従来の移動無線機の受信部を示す構成図であ
る。

【図１７】従来の移動無線機の指向性パターンの概略を
示す図である。

【符号の説明】

１アンテナ２高周波部３信号処理部４制御部５アラーム部６検出部７検波部８音声部９制御部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年３月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】指向性アンテナと、上記アンテナで受信
された信号を高周波において処理する第一の処理部と、
上記第一の処理部の出力信号を低周波において処理する
第二の処理部と、上記第一の処理部から信号を受け、受
信信号の強さに対応した信号を生成する検出部と、上記
第二の処理部の出力信号に基づき音声信号を生成し音声
処理部に送出するとともに、上記検出部で生成した信号
に基づき受信信号の状態を示す制御信号を生成し出力す
る制御部と、上記制御信号に基づき受信信号の状態を報
知する報知部と、上記音声信号に基づき音声処理を行う
音声処理部とを備えた移動無線機。
【請求項２】指向性アンテナと、上記アンテナで受信
された信号を高周波において処理する第一の処理部と、
上記第一の処理部の出力信号を低周波において処理する
第二の処理部と、上記第二の処理部から信号を受け、受
信信号の強さに対応した信号を生成する検出部と、上記
第二の処理部の出力信号に基づき音声信号を生成し音声
処理部に送出するとともに、上記検出部で生成した信号
に基づき受信信号の状態を示す制御信号を生成し出力す
る制御部と、上記制御信号に基づき受信信号の状態を報
知する報知部と、上記音声信号に基づき音声処理を行う
音声処理部とを備えた移動無線機。
【請求項３】指向性アンテナと、上記アンテナで受信
された信号を高周波において処理する第一の処理部と、
上記第一の処理部の出力信号を低周波において処理し、
デジタル信号として出力する第二の処理部と、上記第二
の処理部の出力信号に基づき音声信号を生成し音声処理
部に送出するとともに、上記デジタル信号の誤り率に基
づき受信信号の状態を示す制御信号を生成し出力する制
御部と、上記制御信号に基づき受信信号の状態を報知す
る報知部と、上記音声信号に基づき音声処理を行う音声
処理部とを備えた移動無線機。
【請求項４】指向性アンテナを複数の無指向性アンテ
ナの組み合わせにより構成したことを特徴とする請求項
１ないし請求項３のいずれかに記載の移動無線機。
【請求項５】指向性アンテナと、無指向性アンテナ
と、上記指向性アンテナと上記無指向性アンテナのいず
れかを選択する切換器と、上記切換器により選択された
アンテナの受信信号を高周波において処理する第一の処
理部と、上記第一の処理部の出力信号を低周波において
処理する第二の処理部と、上記第二の処理部の出力信号
に基づき音声信号を生成する制御部と、上記音声信号に
基づき音声処理を行う音声処理部を備えた移動無線機。