JPH04175016A - 無線通信装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、自動車電話装置や携帯電話装置、コードレス
電話装置等の無線通信装置に係わり、特に無線チャネル
毎にその受信周波数を検出してこの検出された受信周波
数を基準に送信周波数を制御する手段を有した無線通信
装置に関する。

（従来の技術） 近年、−無線電話システムの一つとして、ディジタル方
式を採用したシステムが提唱されている。

この種のシステムは、基地局と移動局との間で制御信号
だけでなく通話音声等の通信内容もディジタル化して伝
送するもので、秘話性の確保、データとの親和性の向上
、無線周波数の有効利用等が可能となる。

ところで、この種のシステムの移動局に使用される無線
通信装置では、無線チャネルの制御方式として、基地局
からの受信チャネル周波数に応じて自装置の送信チャネ
ル周波数を制御する方式が採用されている。この方式は
、例えば電圧制御発振器（Ｖ　ＣＯ）により発生された
送信チャネル周波数に対応する周波数を、受信系により
得られた受信中間周波信号の周波数と比較回路で比較し
、その周波数差を検出する。そして、制御回路からこの
周波数差を減少するべく制御したディジタル信号を発生
し、このディジタル信号をディジタル・アナログ（Ｄ／
Ａ）変換器でアナログの制御電圧に変換したのち上記ｖ
ＣＯに供給し、これにより送信チャネル周波数を可変制
御するように構成されている。このような方式によれば
、基地局で発生される一般に高精度の受信チャネル周波
数に応じて送信チャネル周波数を制御することができる
ので、送信チャネル周波数を安定に設定することができ
る。

（発明が解決しようとする課８） ところが、このような方式を実施するためには次のよう
な改善すべき課題があった。すなわち、移動無線システ
ムでは移動局が移動しながら通信を行なう場合が多いた
め、受信チャネル周波数がフェージング等の影響を受け
て一時的に変化することがある。このように受信チャネ
ル周波数が変化すると、この変化が送信チャネル周波数
に即時反映してしまい、送信チャネル周波数が規定の周
波数から大きく外れてしまうという問題点があった。

そこでこの不具合を防ぐために、送信周波数の制御系に
時定数を持たせ、受信チャネル周波数が一時的に変化し
てもこの変化に応じて送信チャネル周波数が即時変化し
ないようにすることが考えられている。しかし、このよ
うにすると、例えば送信が開始された直後で送信チャネ
ル周波数を一刻も早く規定の周波数に設定したい場合に
、上記、時定数により送信チャネル周波数が徐々に変化
することになるため、無線チャネルの設定を迅速に行な
えなくなるという別の問題点が発生し好ましくなかった
。

本発明は上記事情に着目し、通信中にフェージング等の
影響により受信周波数が一時的に変化してもこの変化が
送信周波数に即時反映されないようにし、しかも送信開
始時には送信周波数を迅速に規定値に設定できるように
し、これにより送信周波数の安定性と応答性の両方を備
えた無！ｌｊ！通信装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、無線チャネル毎に
、その受信周波数を検出してこの検出された受信周波数
を基準に送信周波数を制御する無線通信装置において、
上記送信周波数の制御系に時定数を持たせた上で、その
時定数制御手段を備える。そして、この時定数制御手段
により、上記時定数を無線チャネルの設定時には所定の
第１の時定数に設定し、その他の期間には上記第１の時
定数よりも大きい第２の時定数に設定するようにしたも
のである。

また本発明は、上記時定数制御手段を、制御電圧発生手
段から時定数を持たずに変化する制御電圧を発生して、
この制御電圧を可変時定数回路により所定の時定数に従
って平滑して電圧制御発振器に供給するように構成し、
がっ上記可変時定数回路の時定数を、無線チャネルの設
定時には第１の時定数に設定し、その他の期間には第２
の時定数に設定するように制御することを特徴とする。

さらに本発明は、時定数制御手段を、！制御電圧発生手
段により、無線チャネルの設定時には第１の時定数に従
って変化する制御電圧を発生し、かつその他の期間には
第２の時定数に従って変化する制御電圧を発生して、電
圧制御発振器に供給するように構成することも特徴とす
る。

（作　用） この結果本発明によれば、送信開始時には、送信周波数
の制御系に小さい第１の時定数が設定されるので、送信
周波数は迅速に規定周波数に設定されることになる。こ
のため、無線チャネルの設定に要する時間は短縮され、
話者は迅速に通信を開始することが可能となる。また通
信期間中には、送信周波数の制御系に大きい第２の時定
数が設定されるので、この状態で例えばフェージングの
影響により受信周波数が一時的に変化したとしても、送
信周波数はこの変化に大きく影響されることなく安定に
保たれる。したがって、通信中の他の無線通信装置との
間で隣接チャネル間干渉等を起こすことなく安定な通信
を行なうことが可能となる。

（実施例） 第２図は、本発明の一実施例における移動局装置の構成
を示すものである。

同図において、図示しない基地局から所定のタイムスロ
ットにより送られた無線通信信号は、アンテナ１および
共用器（ＤＩＰ）２を介して受信回路（ＲＸ）３に入力
され、ここで周波数シンセサイザ（ＳＹＮ）４から出力
される局部発振信号と合成されて中間周波信号に変換さ
れる。そして、この受信中間周波信号は、ディジタル符
号復号回路（ＭＯＤ）６によりフレーム同期およびビッ
ト同期が確立された上でディジタル復調される。尚、上
記フレーム同期およびビット同期により得られた同期信
号は制御回路（ＣＯＮＴ）２０に供給される。上記ディ
ジタル符号復号回路６から出力されたディジタル復調信
号には、ディジタル通話信号とディジタル制御信号とが
あり、このうちディジタル制御信号は制御回路２０に供
給されて識別される。一方ディジタル通話信号は、等化
器（ＥＱＬ）７に供給され、ここで復調波形の信号等化
が行なわれたのち、誤り訂正符号復号回路（ＣＨ−ＣＯ
Ｄ）８で誤り訂正復号化される。そして、音声符号復号
回路（ＳＰ−ＣＯＤ）９で復号化処理されてアナログ通
話信号に戻されたのち、音声スイッチ１０を介して受話
器１１に供給され、この受話器１１から音声出力される
。

一方、送話器１２から出力された送話信号は、音声スイ
ッチ１３を介して音声符号復号回路９に入力され、ここ
で符号化される。この符号化により得られたディジタル
送話信号は、制御回路２０から出力されるディジタル制
御信号と共に誤り訂正符号復号回路８で誤り訂正符号化
されたのち、ディジタル符号復号回路６に入力される。

このディジタル符号復号回路６では、上記誤り訂正符号
復号回路８から供給されたディジタル送信信号に応じた
中間周波数の変調信号が発生され、送信回路（ＴＸ）５
に入力される。送信回路５では、上記変調信号が周波数
シンセサイザ４から出力される局部発振信号と合成され
て高周波信号に変換され、この高周波信号は高周波増幅
されたのち共用器２を介してアンテナ１から基地局へ向
けて送信される。

また本実施例の移動局装置は、ディジタル方式と現行の
アナログ方式とを共存させたシステム、つまりデュアル
モードの無ｌｓ電話システムに適用可能な構成を有して
いる。すなわち、ディジタル方式ではなくアナログ方式
で無線通話を行なう場合には、制御回路２０の制御によ
り音声スイッチ１０．１３が音声符号復号回路９側から
アナログ音声処理回路（Ａ−ＡＵＤ）１４側に切換わる
。

そして、受信回路３から出力された復調信号は、アナロ
グ音声処理回路１４で音声信号に変換されたのち音声ス
イッチ１０を介して受話器１１に供給され、この受話器
１１から音声出力される。これに対し、送話器１２から
出力された送話信号は、音声スイッチ１３を介してアナ
ログ音声処理回路１４に入力され、ここで中間周波信号
に変換されたのち送信回路５により高周波信号に変換さ
れてアンテナ１から送信される。

尚、１５はダイヤルキーや発信スイッチ等のスイッチ類
および表示器を有した入力表示部、１６は電源回路であ
る。

第１図は、第２図に示した移動局装置の受信回路３、周
波数シンセサイザ４・および送信回路５の構成を示した
ものである。

同図において、受信高周波信号は受信回路３に入力され
ると、先ず高周波増幅器３１で高周波増幅されたのち第
１ミキサ回路３２で第１中間周波信号に変換され、さら
に第２ミキサ回路３３により第２中間周波信号に変換さ
れる。そして、この第２中間周波信号は、ディジタル符
号復号回路６に供給されるとともに、制御回路２０内の
周波数比較回路２２およびアナログ音声処理回路１４内
のディスクリミネータ１８に供給される。

一方、ディジタル符号復号回路６から出力されたディジ
タル送話信号は、送信回路５に入力されると、先ず第１
ミキサ回路５１で周波数シンセサイザ４から出力される
送信局部発振信号と合成されて第１の中間周波信号に変
換され、しかるのちバッファ増幅器５２を介して第２の
ミキサ回路５３により送信高周波信号に変換される。そ
して、この送信高周波信号は電力増幅器（ＰＡ）５４で
増幅されたのち送信される。

ところで、周波数シンセサイザ４および制御回路２０は
、基地局からの受信周波数に応じて送信周波数を制御す
るための自動周波数制御（ＡＦＣ）機能を有している。

すなわち、受信回路３から出力された第２中間周波信号
は周波数比較回路２２に入力される。また、この周波数
比較回路２２には、周波数シンセサイザ４内の電圧制御
水晶発振器（ＶＣＸＯ）４’２から発生された周波数も
入力される。周波数比較器２２は、上記第２中間周波信
号の周波数と、ＶＣＸＯ４２から発生されたｆＳ号の周
波数とを、それぞれ所定の信号処理を施したのち比較し
、その周波数差を表わす信号を制御回路２０内の制御回
路本体（ＣＯＮＴ）２１に供給する。制御回路本体２１
は、上記周波数差を零にするために補正した制御電圧の
ディジタル値を出力する。このディジタル値は、Ｄ／Ａ
変換器４１てアナログ値に変換されたのち、後述する時
定数回路を介して電圧制御水晶発振回路（ＶＣＸＯ）４
２に供給される。そうすると、このＶＣＸＯ４２からは
上記アナログ値に対応する周波数が発生され、この周波
数は基準周波数として受信ＰＬＬ回路（ＲＸＰＬＬ）４
３、逓倍回路（ＸＮ）４４、変調ＰＬＬ回路（ＭＯＤＰ
ＬＬ）４５および送信ＰＬＬ回路（ＴＸＰＬＬ）４６に
それぞれ人力される。この結果、受信ＰＬＬ回路４３軸
よび逓倍回路４４からはそれぞれ第１局部発振周波数お
よび第２局部発振周波数が発生され、これらの局部発振
周波数はそれぞれバッファ増幅器４７．４８を介して受
信回路３の第１ミキサ回路３２および第２ミキサ回路３
３に供給される。

また、変１１ＰＬＬ回路４５および送信ＰＬＬ回路４６
からはそれぞれ送信中間周波数および送信局部発振周波
数が発生され、これらはそれぞれバッファ増幅器４９．
４０を介して送信回路５の第１ミキサ回路５１および第
２ミキサ回路５３に供給される。したがって、送信回路
５からは上記受信回路３における受信周波数に応じた送
信周波数が発生される。

さて、周波数シンセサイザ４内のＤ／Ａ変換器４１とＶ
ＣＸＯ４２との間には、時定数回路が挿入されている。

この時定数回路は、第１の低域通過フィルタ（ＬＰＦｌ
）６１と、第２の低域通過フィルタ（ＬＰＦ２）６２と
、切換スイッチ６３とから構成される。上記第１の低域
通過フィルタ６１は、フェージング等による受信チャネ
ル周波数の一時的な変化を吸収するために必要な比較的
大きい第１の時定数を有している。これに対し第２の低
域通過フィルタ６２は、無線チャネル設定時に送ｆ：チ
ャネル周波数を高速度に規定値に設定するために必要な
小さい第２の時定数を有している。一方切換スイッチ６
３は、制御回路本体２１から出力される切換制御信号Ｓ
Ｓに従って動作するもので、切換制御信号ＳＳのレベル
に応じて第１の低域通過フィルタ６１または７Ｂ２の低
域通過フィルタ６２の一方を選択する。

制御回路本体２１は、例えばマイクロコンピュータから
なり、無線チャネルの設定制御手段等の通常の制御手段
に加えて、時定数制御手段を備えている。この時定数制
御手段は、装置の動作状態に応じて、上記第１および第
２の低域通過フィルタ６１．６２を択一的に選択するた
めの切換制御信号ＳＳを発生するものである。

次に、以上のように構成された装置の動作を制御回路本
体２１の制御手順に従って説明する。

待受状態において、いま例えば使用者が発信をするため
に、入力表示部１５中の発信スイッチが押したとする。

そうすると制御回路本体２１は、第３図に示す如く先ず
ステップ３ａで第２の低域通過フィルタ６２を選択する
ための切換制御信号ＳＳを出力する。このため、切換ス
イッチ６３は第２の低域通過フィルタ６２側に切換わり
、これにより無線チャネル周波数の制御系には第２の低
域通過フィルタ６２が挿入される。つまり、無線チャネ
ルの制御系には、上記第２の低域通過フィルタ６２によ
る小さい第２の時定数がループ時定数として挿入された
ことになる。

この状態で制御回路本体２１は、ステップ３ｂで通話用
無線チャネルを設定するための制御電圧情報を周波数シ
ンセサイザ４へ出力する。そうすると、上記制御電圧情
報、つまり制御電圧のディジタル値はＤ／Ａ変換器４１
でアナログ値に変換されたのち、第２の低域通過フィル
タ６２を介してＶＣＸＯ４２に供給される。このため、
周波数シンセサイザ４の各ＰＬＬ回路は、上記制御電圧
に応じた局部発振周波数を発生するための動作を開始す
る。また、このとき周波数比較回路２２ては、上記ＶＣ
ＸＯ４２から発生された周波数と受信中間周波周波数と
が比較され、その周波数差が検出される。そして、制御
回路本体２１では制御電圧情報に対し上記周波数差を零
にするための補正が行なわれ、この補正された制御電圧
が周波数シンセサイザ４に供給される。すなわち、制御
回路および周波数シンセサイザでは無線チャネル周波数
に対するＡＦＣ動作が行なわれる。

ところで、上記ＡＦＣ動作中に、Ｄ／Ａ変換器４１から
出力された制御電圧は上記したように第２の低域通過フ
ィルタ６２を介してＶＣＸＯ４２に供給される。しかし
、第２の低域通過フィルタ６２の時定数は、先に述べた
ように小さい値に設定しであるため、Ｄ／Ａ変換器４１
から出力された制御電圧は、例えば第４図（ａ）に示す
ように大きな遅延を生じることな（ＶＣＸＯ４２に供給
されることになる。したがって、迅速なＡＦＣ動作が可
能となる。

一方上記ＡＦＣ動作中に制御回路本体２１は、ステップ
３ｄで送信チャネル周波数が±５０　ＩＩ　ｚ以内に収
束したか否かを判定する。そして、±５０１１　ｚ以内
に収束したことが検出されると、ステップ３ｅで第１の
低域通過フィルタ６１を選択するための切換制御信号Ｓ
Ｓを出力する。このため、切換スイッチ６３は第２の低
域通過フィルタ６２側から第１の低域通過フィルタ６１
側に切換わり、これにより無線チャネル周波数の制御系
には第１の低域通過フィルタ６１が挿入される。すなわ
ち、以後無線チャネル周波数の制御系には、大きい時定
数が挿入されることになる。

上記低域通過フィルタの切換えが終了すると制御回路本
体２１は、次にステップ３ｆで受信データに対し同期が
確立されたか否かを判定し、同期が確立されるとステッ
プ３ｇによりショーテンドバーストを送出する。ショー
テンドバーストとは、基地局との間の伝搬遅延を測定す
るためのもので、数種のフレームパターンと“０°ビツ
トパターンとを組み合わせたパターンからなっている。

基地局は上記ショーテンドバーストの受信結果から伝搬
遅延時間を測定し、タイムアライメント情報を応答信号
に挿入して返送する。移動局装置の制御回路本体２１は
、基地局から上記応答信号が返送されたことをステップ
３ｈで検出すると、ステップ３１により上記タイムアラ
イメント情報に応じて送信タイムスロットの送信タイミ
ングを設定する。そして、ステップ３ｊでこの送信タイ
ムスロットを使用してスピーチデータを送信し、以後通
話制御状態となる。

ところで、この通話中に例えばフェージングの影響によ
り受信チャネル周波数が一時的に変化したとする。そう
すると、周波数比較回路２２により上記受信チャネル周
波数とＶＣＸＯ４２の発振周波数との周波数差が検出さ
れ、制御回路本体２１からは上記この周波数差を零に修
正するための制御電圧情報が出力される。つまり、上記
受信チャネル周波数の変化分をそのまま含んだ制御電圧
情報が出力されることになる。しかるに、上記制御電圧
情報はＤ／Ａ変換器４１でアナログ値に変換されたのち
、第１の低域通過フィルタ６１を通してＶＣＸＯ４２に
供給される。ここで、第１の低域通過フィルタ６１には
大きい時定数が設定されている。このため、上記制御電
圧は、第１の低域通過フィルタ６１を通過することによ
り、例えば第４図（ｂ）に示す如く変化分が略吸収され
てＶＣＸＯ４２に供給される。したがって、フェージン
グ等により受信チャネル周波数が一時的に変化しても、
送信チャネル周波数がこれに応じて即時大きく変化する
不具合はなくなり、これにより送信チャネル周波数は安
定に保たれる。

このように本実施例であれば、大きい時定数を有する第
１の低域通過フィルタ６１と、小さい時定数を有する第
２の低域通過フィルタ６２とを用意し、これらの低域通
過フィルタ６１．６２を切換スイッチ６３により無線チ
ャネル周波数の制御系に対し択一的に挿入するようにし
たので、無線チャネルの設定時には高速度のＡＦＣ動作
が可能となり、これにより無線チャネルの設定を短時間
で行なうことができる。つまり、応答性の高い無線チャ
ネルの設定を行なうことができる。また、通話中にフェ
ージングなどの影響により受信チャネル周波数が一時的
に変化しても、この変化が即時送信チャネル周波数に反
映されることはなくなり、これにより無線チャネル周波
数を安定に保持することができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えば、上記実施例ではＤ／Ａ変換器４１とＶＣＸＯ４２
との間に低域通過フィルタ６１゜６２を択一的に挿入す
ることにより制御電圧の変化特性に時定数を持たせるよ
うにしたが、制御回路本体で制御電圧情報を発生する際
に時定数を持たせてもよい。第５図はこの場合のＤ／Ａ
変換器４１の出力電圧波形の一例を示すものである。ま
た、Ｄ／Ａ変換器やｖｃｘｏに時定数を持たせてもよい
。

さらに、前記実施例では２種類の時定数を用意してこれ
らの時定数を切換えて使用するようにしたが、３種類以
上の時定数を用意し、装置の動作の種類や内容に応じて
これらの時定数の中から最適なものを選択して使用する
ようにしてもよい。

その他、時定数制御手段の構成や制御手順、切換タイミ
ング、無線通信装置の構成等についても本発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、送信周波数の制御
系に時定数を持たせた上で、時定数制御手段により上記
時定数を無線チャネルの設定時には所定の第１の時定数
に設定し、その他の期間には上記第１の時定数よりも大
きい第２の時定数に設定するようにしたことによって、
通信中にフェージング等の影響により受信周波数が一時
的に変化してもこの変化が送信周波数に即時反映されな
いようにすることができ、しかも送信開始時には送信周
波数を迅速に規定値に設定することができ、これにより
送信周波数の安定性と応答性の両方を備えた無線通信装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における無線通信装置の要部
構成を示す回路ブロック図、第２図は同装置の全体の構
成を示す回路ブロック図、第３図は第１図に示した装置
の制御回路本体の制御手順および制御内容を示すフロー
チャート、第４図は第１図に示した装置の動作説明に用
いるための信号波形図、第５図は本発明の他の実施例を
説明するための信号波形図である。 １・・・アンテナ、２・・・共用器（Ｄ　Ｉ　Ｕ）、３
・・・受信回路（ＲＸ）　、４・・・周波数シンセサイ
ザ（ＳＹＮ）、５・・・送信回路（ＴＸ）　、６・・・
ディジタル符号復号回路（ＭＯＤ）　、７・・・等化器
（ＥＱＬ）　、８・・・誤り訂正符号復号回路（ＣＨ−
ＣＯＤ）　、９・・・音声符号復号回路（ＳＰ−ＣＯＤ
）、１０．１３・・・音声スイッチ、１１・・・受話器
、１２・・・送話器、１４・・・アナログ信号処理回路
（Ａ−ＡＵＤ）　、１５・・・入力操作部、１６・・・
電源回路、１８・・・ディスクリミネータ、２０・・・
制御回路、２１・・・制御回路本体、２２・・・周波数
比較回路、３１・・・高周波増幅器、３２．５１・・・
第１ミキサ回路、３３．５３・・・第２ミキサ回路、４
１・・・ディジタル・アナログ変換器、４２・・・電圧
制御原品発振器（ＶＣＸＯ）　、４３・・・受信ＰＬＬ
回路（ＲＸＰＬＬ）　、４４・・・逓倍回路、４５・・
・変調ＰＬＬ回路（ＭＯＤＰＬＬ）　、４６・・・送信
ＰＬＬＬ回路（ＴＸＰＬＬ）　、４０．４７゜４８．４
９．５２・・・バッファ増幅器、５４・・・電力増幅器
（ＰＡ）　、６１・・・第１の低域通過フィルタ（ＬＰ
ＦＩ）　、６２・・・第２の低域通過フィルタ（ＬＰＦ
２）　、６３・・・切換スイッチ、ＳＳ・・・切換制御
信号。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 Ｊ−６２゜ 第３図 第４図 ０Ｖ−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−−−＝−第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）無線チャネル毎に、その受信周波数を検出してこ
   の検出された受信周波数を基準に送信周波数を制御する
   無線通信装置において、 前記送信周波数の制御系に時定数を持たせ、かつこの時
   定数を前記無線チャネルの設定時には所定の第１の時定
   数に設定し、その他の期間には前記第１の時定数よりも
   大きい第２の時定数に設定する時定数制御手段を備えた
   ことを特徴とする無線通信装置。
2. （２）時定数制御手段は、時定数を持たずに変化する制
   御電圧を発生する制御電圧発生手段と、この制御電圧発
   生手段から発生された制御電圧を、設定された時定数に
   従って平滑して電圧制御発振器に供給するための可変時
   定数回路と、この可変時定数回路に対し無線チャネルの
   設定時には第１の時定数を設定し、その他の期間には第
   ２の時定数を設定するための時定数可変設定手段とを備
   えることを特徴とする請求項（１）記載の無線通信装置
   。
3. （３）時定数制御手段は、無線チャネルの設定時には第
   １の時定数に従って変化する制御電圧を発生し、かつそ
   の他の期間には第２の時定数に従って変化する制御電圧
   を発生して、電圧制御発振器に供給する制御電圧発生手
   段を備えたことを特徴とする請求項（１）記載の無線通
   信装置。