WO2004091110A1

WO2004091110A1 - 送受信機及び受信機

Info

Publication number: WO2004091110A1
Application number: PCT/JP2003/004420
Authority: WO
Inventors: Tatsuya Ito
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2003-04-07
Filing date: 2003-04-07
Publication date: 2004-10-21
Also published as: WO2004091111A1; JPWO2004091111A1; EP1612955A1; JP4034327B2; CN1698278A

Abstract

　本発明は、受信部への供給電力を高精度に制御可能な、携帯電話機やトランシーバ等の送受信機及び受信機を実現することを目的とする。そして、上記目的を達成するために例えば、送受信機を、受信部（３）と、受信波の通信品質を検出する通信品質検出部（９）と、送信波を生成する送信部（１０）と、送信波の電力を検出する送信電力検出部（１１）と、制御部（１２）と、メモリ（１３）とを備えた構成とする。そして、メモリには、受信波の通信品質と送信波の電力とに対応した、受信部への供給電力の値を記憶させ、制御部に、通信品質検出部での検出結果及び送信電力検出部の検出結果に基づいてメモリに記憶された供給電力の値を参照することにより受信部に供給すべき電力を制御させる。

Description

^

明細書

送受信機及び受信機

技術分野

本発明は、携帯電話機やトランシーバ等の送受信機及び受信機に関し、特に、消費電力の削減に有効な送受信機及び受信機に関する。

背景技術

携帯電話等の送受信機及び受信機は、無線高周波信号の受信部を有している。一般には、受信部に供給される電力が大きければ、受信部の最適動作点で動作させることが可能となり、受信波の N F (Noise Figure) 特性や歪み特性及び受信利得が向上して受信特性が良くなる。逆に、受信部に供給される電力が小さければ、最適動作点から外れて受信特性は低下するものの、消費電力を抑えることができる。よって、受信部に供給される電力は、無線高周波信号の受信状況に応じて制御される必要がある。すなわち、無線高周波信号の受信状況が良好な場合には、受信特性の低下が伴うとしても消費電力削減を図るべきであり、無線高周波信号の受信状況が劣悪であれば、受信部への供給電力を増大させて受信特性の改善を図るべきである。

例えば下記の特許文献 1においては、受信状況を示す R S S I (Receive Sign al Strength Indicator) 信号の検出結果に応じて受信部への供給電力が制御される技術が示されている。 ,

しかし、例えば W— C D MA (Wideband Code Division Multiple Access) 方式携帯電話のような送信と受信とを同時に行う機器においては、送信波が受信波に影響を及ぼし、その受信特性が劣化することもある。そのため、受信波の受信状況のみに基づくだけでは、受信部への供給電力を高精度に制御することができなかった。

また、 W— C D MA方式携帯電話のような間欠受信を採用する機器においては、間欠受信の度に受信状況を検出する必要があり、 1回の間欠受信中の初期から受信状況を正確に検出して受信部への供給電力の制御を高精度に行うことが困難でめった。

なお、特許文献 1以外にも、同様の技術を開示するものとして下記の特許文献 2及び 3が存在する。

特許文献 1

特開平 5— 3 7 4 0 8号公報

特許文献 2

特開平 8— 1 8 5 0 0号公報

特許文献 3

特開平 7—3 0 9 5 7号公報

発明の開示

本発明は、上記のような問題点を解決し、受信部への供給電力を高精度に制御可能な送受信機及び受信機を実現することを目的とする。

本発明に係る送受信機は、受信波を増幅する受信部と、前記受信波の通信品質を検出する通信品質検出部と、送信波を生成する送信部と、前記送信波の電力を検出する送信電力検出部と、制御部と、メモリとを備え、前記メモリには、前記受信波の前記通信品質と前記送信波の前記電力とに対応した、受信部への供給電力の値が記憶され、前記制御部は、前記通信品質検出部での検出結果及び前記送信電力検出部での検出結果に基づいて前記メモリに記憶された前記供給電力の値を参照することにより前記受信部に供給すベき電力を制御することを特徴としている。

本発明に係る送受信機によれば、制御部は、通信品質検出部での検出結果及び送信電力検出部での検出結果に基づいてメモリに記憶された供給電力の値を参照することにより受信部に供給すベき電力を制御する。よって、受信波の受信状況のみならず、送信波の信号強度にも基づいて、受信部への供給電力を高精度に制御することができる。

本発明に係る受信機は、受信波を間欠受信して増幅する受信部と、前記受信波の通信品質を検出する通信品質検出部と、制御部と、演算部と、メモリとを備え、前記メモリには、前記受信波の前記通信品質に対応した、受信部への供給電力の値が記憶されるとともに、前記通信品質検出部にて検出された前記通信品質のデ —夕が間欠受信の度に書き込まれ、前記演算部は、前記メモリに書き込まれた間欠受信時の前記通信品質のデータを用いて前記通信品質の平均値を算出し、前記制御部は、前記演算部で算出された前記通信品質の前記平均値に基づいて前記メモリに記憶された前記供給電力の値を参照することにより前記受信部に供給すベき電力を制御することを特徴としている。

本発明に係る受信機によれば、演算部は、メモリに書き込まれた複数の通信品質のデ一夕を用いて通信品質の平均値を算出し、制御部は、演算部で算出された通信品質の平均値に基づいてメモリに記憶された供給電力の値を参照することにより受信部に供給すべき電力を制御する。よって、 1回の間欠受信中の初期から、直近の過去の通信品質のデ一夕に基づいて受信部に供給すべき電力の制御を行うことが可能となる。これにより、受信部への供給電力を高精度に制御することができる。

この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態 1に係る送受信機の構成を示す図である。

図 2は、実施の形態 1に係る送受信機の制御動作を示すフローチャートである _c 図 3は、実施の形態 1に係る送受信機における通信品質一送信波電力—受信部供給電力の関係を示すグラフである。

図 4は、実施の形態 1に係る送受信機における受信部電力制御回路の具体的構成を示す図である。

図 5は、本発明の実施の形態 2に係る受信機を示す図である。

図 6は、実施の形態 2に係る受信機の制御動作を示すフローチャートである。図 7は、実施の形態 2に係る受信機における通信品質一受信部供給電力の関係を示すグラフである。

発明を実施するための最良の形態

実施の形態 1 .

本実施の形態は、受信波の通信品質のみならず、送信波の送信電力にも基づいて受信部への供給電力を制御する送受信機である。

図 1に本実施の形態にかかる送受信機の構成を示す。基地局（図示せず）からの受信波はアンテナ 1で受信され、分波器 2を介して受信部 3へと入力される。受信部 3は、低雑音増幅器（L N A： Low Noise Amplifier) 4、 B P F (Ban d Pass Filter) 5、ミキサ 6、局部発振器 7、復調器 8から構成される。低雑音増幅器 4'においては受信波が増幅され、増幅された受信波は B P F 5にて所定の周波数帯域の信号として濾波される。濾波された受信波は、局部発振器 7から所定周波数の信号を受けたミキサ 6にて周波数変換される。そして、周波数変換された受信波は復調器 8にて復調される。

本実施の形態に係る送受信機は、復調された受信波の通信品質を検出する通信品質検出部 9を含んでいる。さらに本実施の形態に係る送受信機は、 C P U (Ce ntral Processing Unit) で構成された制御部 1 2、及び、制御部 1 2に接続された S R AM (Static Random Access Memory) 等で構成されるメモリ 1 3をも含んでいる。

また、本実施の形態に係る送受信機は、信号生成部（図示せず）からの変調信号を送信波として生成し、分波部 2へと送出する送信部 1 0と、送信部 1 0にて生成された送信波の電力を検出する送信電力検出部 1 1とを含んでいる。さらに、本実施の形態に係る送受信機は、受信部 3に供給する電力を制御部 1 2の指示に基づいて制御する受信部電力制御回路 1 4を含んでいる。

次に、本実施の形態にかかる送受信機の動作について説明する。図 2は、本実施の形態に係る送受信機の制御動作を示すフローチヤ一トである。

まず、通信品質検出部 9においては、復調された受信波から通信品質が検出される。具体的には、 C P I C H (Common Pi lot CHannel) の Ec/Io (パイロヅトチャネルの平均電力と入力信号電力との比) や R S S I信号等の通信品質を示す指標が、通信品質検出部 9において算出される。また、送信電力検出部 1 1においては、送信波の電力が検出される。送信電力検出部 1 1には、例えば熱電対ゃホ —ル（Hall) 素子等を利用して電力を測定する計測装置を採用すればよい。そして、通信品質及び送信波電力の情報は制御部 1 2に入力される（ステップ S 1 1 ) o

さて、メモリ 1 3には予め、通信品質と送信波電力とに対応して、受信部 3へ供給すべき電力の値が記憶されている。具体的には例えば、通信品質と送信波電力とを縦軸及び横軸とする図 3のグラフにおいて、グラフ内の領域ごとに受信部 3に供給すべき電力の値が規定されている。すなわち、図 3に示すように受信部 3への供給電力が電力 A〜Eの 5段階（E<A<B<C<D) に区分され、通信品質の値と送信波電力の値とに応じて各電力 A〜Eのいずれかの値が規定されている。

より具体的には、図 3において、通信品質の値 a 1と送信波電力の値 b 1とを結ぶライン L1と、通信品質の値 a2 (<a 1) と送信波電力の値 b 2 (>b

1) とを結ぶライン L 2との間に位置する領域では、電力値 Aが採用される。同様に、ライン L 2と通信品質の値 a 3 (<a2) と送信波電力の値 b 3 (>b

2) とを結ぶライン L 3との間に位置する領域では電力値 Bが、ライン L 3と通信品質の値 a 4 (<a 3) と送信波電力の値 b 4 (>b 3) とを結ぶライン L 4 との間に位置する領域では電力値 Cが、ライン L 4よりも右上の領域では電力値 Dが、ライン L 1よりも左下の領域では電力値 Eが、それそれ採用される。

図 3においては、通信品質の値が高くなるほど、あるいは、送信電力の値が低くなるほど、受信部 3への供給電力が減少するよう規定されている。これは、通信品質の値が高ければ受信波が十分な電力で送られたと考えられるので、あるいは、送信波の電力が低ければ受信波に与える影響も少ないので、受信部 3への供給電力を少なくして消費電力の削減を図るためである。

逆に、通信品質の値が低くなるほど、あるいは、送信電力の値が高くなるほど、受信部 3への供給電力が増大するよう規定されている。これは、通信品質の値が低ければ受信状況が良好でないと考えられるので、あるいは、送信波の電力が高ければ受信波に与える影響が大きいので、受信部 3への供給電力を増大させて受信部 3を最適動作点で動作させることにより受信特性の改善を図るためである。なお、図 3においては、受信部 3に供給すべき電力が E , A, B, C, Dと段階的に変化するよう規定しているが、段階的にではなく通信品質と送信波電力とに応じて連続的に受信部 3への電力が変化するように規定してもよい。

そして、制御部 12は、通信品質検出部 9での検出結果及び送信電力検出部 1 1の検出結果に基づいて、メモリ 13に記憶された供給電力値を参照することにより、受信部電力制御回路 14に供給すべき電力を決定する（ステップ S 12) c 具体的には、制御部 12は通信品質と送信波電力との情報に基づいて、通信品質及び送信波電力の値が図 3のグラフ内のどの領域に属するかを、メモリ 1 3の記憶内容を参照して判断する。図 3に示すように、例えば通信品質の値が a、送信波の電力が bの場合、受信部 3に供給されるべき電力値は Cと決定される。そして、その決定された電力値の情報が、制御部 1 2から受信部電力制御回路 1 4に伝達される（ステップ S 1 3 ) 。

図 4は、受信部電力制御回路 1 4の具体的構成の一例を示す図である。受信部電力制御回路 1 4は、電流源 I S 1〜I S 3及びスィツチ S W 1〜S W 3を備えており、制御部 1 2からの指示により低雑音増幅器 4への供給電力を調節する。すなわち、電流源 I S 1〜I S 3にはスィヅチ3 ¥ 1〜8 3がそれぞれ接続され、電流源 I S 1〜 I S 3で生成された電流が、スイッチ S W 1 ~ S W 3をそれそれ介して低雑音増幅器 4に流入可能である。そして、制御部 1 2は、スイツチ S W 1〜 S W 3のいずれか又は複数をオンすることにより、低雑音増幅器 4に流入する電流量を制御する。なお、電流源 I S 1〜I S 3がそれぞれ生成する電流の値は、同じであっても異なっていてもよい。

本実施の形態に係る送受信機によれば、制御部 1 2が、通信品質検出部 9での検出結果及び送信電力検出部 1 1での検出結果に基づいて、メモリ 1 3に記憶された供給電力の値を参照することにより受信部 3に供給すべき電力を制御する。よって、受信波の受信状況のみならず、送信波の信号強度にも基づいて、受信部 3への供給電力を高精度に制御することができる。

実施の形態 2 .

本実施の形態は、間欠受信を行う受信機であって、過去の間欠受信時の通信品質の平均値に基づいて受信部に供給すべき電力を制御する受信機である。

図 5に本実施の形態にかかる受信機の構成を示す。この受信機において、アンテナ分波器 2、受信部 3、通信品質検出部 9、制御部 1 2、メモリ 1 3及び受信部電力制御回路 1 4の構成は実施の形態 1に係る送受信機と同様である。なお、受信部 3は間欠受信を行うことが可能である。また、本実施の形態は受信機であるため、送信電力検出部 1 1及び送信部 1 0を備えていないが、これらを備えて本実施の形態を送受信機として構成してもかまわない。

本実施の形態に係る受信機はさらに、 D S P (Digital Signal Processor) 等で構成される演算部 1 5及び受信機の移動速度を検出可能な移動速度検出器 1 6 を備えている。なお、移動速度検出器 1 6には、例えば特開平 1 1— 2 5 2 6 3 3号公報に記載の装置を採用すればよい。

例えば携帯電話の場合、音声通話時などの連続受信中は、通信品質を常に測定しているので、最新の通信品質検出結果に基づいて、受信部供給電力を最適に制御することが可能である。しかし、待ち受け時などの間欠受信中は、 1回の間欠受信中の初期から受信状態を正確に測定することが困難であり、必ずしも受信部 3への供給電力を高精度に制御できるわけではない。

そこで、本実施の形態においては、過去数回の間欠受信の通信品質の測定結果に基づいて制御部 1 2が受信部 3への供給電力を制御する。そのため制御部 1 2 は、間欠受信の度にメモリ 1 3に通信品質のデータを書き込む。そして、メモリ 1 3に過去数回分の間欠受信時の通信品質のデ一夕を蓄積させる。

制御部 1 2は、 1回の間欠受信の後、次の間欠受信を行う前に、記憶された過去の通信品質のデ一夕をメモリ 1 3から読み出し、演算部 1 5にそれらの平均値を計算させる。そして、その計算結果に基づいて受信部電力制御回路 1 4を制御する。

なお、本実施の形態においては直近の通信事情を重視させるために、演算部 1 5は、複数の通信品質のデータのうち時間的に現在により近いデータの寄与が犬きくなるよう重み付けを行って通信品質の平均値を算出する。具体的には、例えば過去 4回分の R S S I信号の平均値を算出する場合、直前のデータの寄与率を 100%、その前のデータの寄与率を 50%、さらに前のデ一夕の寄与率を 30%、そのさらに前のデータの寄与率を 20%、のようにして重み付けを行う。

例として過去 4回分の R S S I信号の数値が、 0.60、 0.90、 1.10、 1.00であつた場合、単純に平均値を計算すれば（0.60 + 0.90 + 1.10 + 1.00)/4=0.90となるが、上記の重み付けを行えば（0.60 x 1 + 0.90 x 0.5 + 1.10 X 0.3 + 1.00 x 0.2)バ 1+0.5+ 0.3+0.2) = 0.79となる。

また、本実施の形態においては間欠受信時の通信品質の測定精度を上げるために、演算部 1 5は、現在の受信機の移動速度も考慮に入れて通信品質の平均値を補正する。移動速度検出器 1 6にて検出された受信機の移動速度のデ一夕は、制御部 1 2により演算部 1 5に送られる。

一般的に移動速度が大きいほど通信品質は低くなるので、演算部 1 5は、移動速度の値が大きいほど通信品質の値が小さくなるよう平均値を補正する。具体的には例えば、算出された： R S S I信号の平均値を、移動速度が 0〜8 [km/時]の場合は 100%とし、移動速度が 8〜16 [km/時]の場合は 90%とし、移動速度が 16〜24[km /時]の場合は 80%とし、移動速度が 24[km/時]以上の場合は 70%として補正する。例として上記の重み付け後の平均値 0.79を用いれば、現在の移動速度が 20 [km/ 時]であった場合、 0.79 X 0.8=0.63となる。

図 6は、本実施の形態に係る受信機の制御動作を示すフローチヤ一トである。まず、制御部 1 2は、記憶された過去の通信品質のデ一夕をメモリ 1 3から読み出す（ステップ S 2 1 ) 。そして、演算部 1 5にそれらの平均値を上記の重み付けを行いつつ計算させる。

さらに、制御部 1 2は、移動速度検出器 1 6に現在の受信機の移動速度を検出させ、演算部 1 5にその情報を送る。演算部 1 5は算出した平均値を上記のように補正する（ステップ S 2 2 ) 。

さて、メモリ 1 3には予め、通信品質の値に対応して、受信部 3へ供給すべき電力の値が記憶されている。具体的には例えば、受信部供給電力と通信品質とを縦軸及び横軸とする図 7のグラフに示すように、通信品質が所定値以上であれば、受信部供給電力を一定値とし、通信品質が所定値未満であれば、通信品質が低くなるにつれて受信部供給電力を線形で増加させるよう規定されている。

そして、制御部 1 2は、演算部 1 5にて補正された通信品質の平均値に基づいて、メモリ 1 3に記憶された供給電力値を参照することにより、受信部電力制御回路 1 4に供給すべき電力を決定する (ステップ S 2 3 ) 。その後、間欠受信を開始し、その決定された電力値の情報が、制御部 1 2から受信部電力制御回路 1 4に伝達される（ステプ S 2 4 ) o

間欠受信中は、受信部 3において A G C (Automatic Gain Control) 処理が行われるが、 A G C処理により出力電圧が収束し、現在の通信品質が通信品質検出部 9にて検出できれば、その時点で制御部 1 2は通信品質の値を過去の平均値から更新する（ステップ S 2 5 ) 。そして、制御部 1 2は再度、メモリ 1 3に記憶された供給電力値を参照して供給すべき電力値を決定し、受信部電力制御回路 1

4に伝達する。受信部電力制御回路 1 4はその情報に基づいて受信部 3に供給する電力値を修正する（ステップ S 2 6 ) 。

間欠受信の初期においては、 A G C処理が完了しておらず、過去数回の通信品質測定結果に基づいて受信部供給電力を決定すべきであるが、間欠受信中に最新の通信品質の情報が得られる場合は、その情報に基づいて再度、受信部供給電力を制御する方が望ましいからである。

そして、受信部 3は間欠受信を完了させ（ステップ S 2 7 ) 、制御部 1 2は間欠受信完了時点での通信品質の情報をメモリ 1 3に書き込む（ステップ S 2 8 ) c この後、ステップ S 2 1に戻り、制御部 1 2は再び過去の間欠受信の通信品質の測定結果を用いて、受信部 3に供給すべき電力値の決定を行う。

本実施の形態に係る受信機によれば、演算部 1 5は、メモリ 1 3に書き込まれた複数の通信品質のデータを用いて通信品質の平均値を算出し、制御部 1 2は、算出された通信品質の平均値に基づいてメモリ 1 3に記憶された供給電力の値を参照することにより受信部 3に供給すべき電力を制御する。よって、 1回の間欠受信中の初期から、直近の過去の通信品質のデータに基づいて受信部 3に供給すべき電力の制御を行うことが可能となる。これにより、受信部 3への供給電力を高精度に制御することができる。特に、 W— C D M Aのように A G C処理が完了しないと R S S I信号が測定できないシステムにおいて、効果が高い。

また、演算部 1 5は、複数の通信品質のデータのうち時間的に現在により近いデータの寄与が大きくなるよう重み付けを行って、平均値を算出する。よって、直近の通信状況をより大きく反映させた補正演算を行うことが可能となり、受信部 3への供給電力をより高精度に制御することができる。

さらに、演算部 1 5は、移動速度の値が大きいほど平均値が小さくなるよう補' 正する。よって、受信機の移動状況を通信品質の値に反映させることができ、受信部への供給電力をより高精度に制御することができる。

そして、間欠受信中に通信品質検出部 9が最新の通信品質を検出できた場合には、制御部 1 2は、受信部 3に供給すべき電力を再び制御する。よって、最新の通信状況に応じて受信部への供給電力を制御することができる。この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。産業上の利用の可能性

この発明は、送受信機及び受信機を含む機器に利用可能であり、例えば携帯電話機やトランシーバ、 P D A (Personal Digital Assistance) 、ノートパソコン等の通信機器に応用できる。

Claims

請求の範囲

1. 受信波を増幅する受信部（ 3 ) と、

前記受信波の通信品質を検出する通信品質検出部（9) と、

送信波を生成する送信部（ 10) と、

前記送信波の電力を検出する送信電力検出部（1 1) と、

制御部（12) と、

メモリ（ 13) と

を備え、

前記メモリには、前記受信波の前記通信品質と前記送信波の前記電力とに対応した、受信部への供給電力の値が記憶され、

前記制御部は、前記通信品質検出部での検出結果及び前記送信電力検出部での検出結果に基づいて前記メモリに記憶された前記供給電力の値を参照することにより前記受信部に供給すべき電力を制御する

ことを特徴とする送受信機。

2. 受信波を間欠受信して増幅する受信部（3) と、

前記受信波の通信品質を検出する通信品質検出部（9) と、

制御部（ 12) と、

演算部（ 15) と、

メモリ ( 13) と

を備え、

前記メモリには、前記受信波の前記通信品質に対応した、受信部への供給電力の値が記憶されるとともに、前記通信品質検出部にて検出された前記通信品質のデータが間欠受信の度に書き込まれ、

前記演算部は、前記メモリに書き込まれた間欠受信時の前記通信品質のデ一夕を用いて前記通信品質の平均値を算出し、

前記制御部は、前記演算部で算出された前記通信品質の前記平均値に基づいて前記メモリに記憶された前記供給電力の値を参照することにより前記受信部に供給すべき電力を制御する

ことを特徴とする受信機。

3 . 前記演算部は、複数の前記通信品質のデ一夕のうち時間的に現在により近いデータの寄与が大きくなるよう重み付けを行って、前記平均値を算出する請求の範囲 2記載の受信機。

4 . 前記受信機の移動速度を検出可能な移動速度検出器（ 1 6 ) をさらに備え、

前記演算部は、前記移動速度の値が大きいほど前記平均値が小さくなるよう補正する

請求の範囲 2記載の受信機。

5 . 間欠受信中に前記通信品質検出部が最新の前記通信品質を検出できた場合には、前記制御部は、前記最新の前記通信品質に基づいて前記メモリに記憶された前記供給電力の値を参照することにより前記受信部に供給すべき電力を再び制御する

請求の範囲 2記載の受信機。