JPH05129981A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、通信状態に呼応して送信電
力を適切な値に制御することにより消費電力の低減を図
る。 【構成】 通信相手から送られてきた高周波信号の受信
結果から、当該高周波信号の受信状態を示す受信状態信
号を生成するためのトーン信号発生部１４と、それによ
って生成された受信状態信号を、送信信号に重畳させる
ための変調部１３とを設け、さらに通信相手から送られ
た高周波信号に含まれる受信状態信号に基づいて送信電
力を増減するための制御手段をコントロール部１１３に
よって機能的に実現することにより、受信状態信号に応
じた送信電力制御を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無線通信装置、さらに
は無線装置の送信電力制御技術に関し、例えば、バッテ
リを電源とするような移動体無線通信装置に適用して有
効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動体無線通信装置は、通信相手に対し
て高周波信号を送信するための送信系と、当該通信相手
から送られてきた高周波信号を受信するための受信系と
を含み、バッテリで動作可能とされるものがほとんどで
ある。このようにバッテリを電源とする場合において、
無線通信装置の消費電力を可能な限り抑えることによっ
て動作時間を延ばすことは極めて重要とされる。一般に
無線通信装置の消費電力と送信電力とは、密接な関係に
あり、送信電力が大きいほど、消費電力が大きくなる。
従って、無線通信装置の動作時間を長くするには、必要
最小の送信電力で通信するのが望ましい。無線通信装置
の送信電力は、微小電力仕様のもののほとんどが固定的
であるが、ある程度のハイパワー出力が可能とされる装
置のほとんどが送信電力を段階的に調整することができ
るようになっている。そのような装置の送信電力の調整
は、当該装置に設けられたスイッチの操作によって可能
とされ、通常そのスイッチ操作はオペレータに委ねられ
る。

【０００３】尚、無線通信装置について記載された文献
の例としては、特開昭６２−１０４２２８号公報があ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、送信電力が手動切り換えであったために、近距離通
信の場合でも必要以上の送信電力設定により無駄に電力
を消費する場合が多く、それによって移動体無線通信装
置の利用時間が極端に短くなってしまうという問題点の
あることが、本発明者によって見いだされた。

【０００５】本発明の目的は、通信状態に呼応して送信
電力を適切な値に制御することによって、消費電力の低
減を図ることができる技術を提供することにある。

【０００６】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるで
あろう。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記
の通りである。

【０００８】すなわち、通信相手から送られてきた高周
波信号の受信結果から、当該高周波信号の受信状態を示
す受信状態信号を生成するための信号生成手段と、この
信号生成手段によって生成された受信状態信号を、上記
送信系から出力される送信信号に重畳させるための信号
送出制御手段とを設け、さらに上記通信相手から送られ
た高周波信号に含まれる受信状態信号に基づいて上記送
信系からの送信電力を増減するための制御手段とを設け
るものである。

【０００９】

【作用】上記した手段によれば、上記制御手段は、通信
相手から送信された受信状態信号に応じて、送信電力制
御を行い、このことが、必要以上の送信電力による無線
通信を排除し、送信電力及び消費電力の最適化を達成す
る。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明の一実施例に係る移動体無線
通信装置が示される。

【００１１】同図に示される移動体無線通信装置は、特
に制限されないが、バッテリを電源とするもので、大別
して送信部１１１、受信部１１２、コントロール部１１
３より構成される。

【００１２】送信部１１１は、音声を電気的信号に変換
するマイク１１と音声信号を増幅する音声増幅部１２
と、通信相手から送られてきた高周波信号の受信結果か
ら、当該高周波信号の受信状態を示す受信状態信号とし
て数種類の周波数のトーン信号を発生するトーン信号発
生部１４と、上記音声増幅部１２の出力や、トーン信号
発生部１４から出力されたトーン信号などによって高周
波信号を変調するための変調部１３と、この変調部１３
から出力される微弱な高周波信号を増幅する電力増幅部
１５と、空中線１１４のＳＷＲ（定在波比）の検出及び
出力電力の検出を行なう電力検出部１６とを含んで構成
される。７はデュープレクサ１７であり、このデュープ
レクサ１７は、送信信号と受信信号の分離、及びコント
ロール部１１３の指示に従った送受信の切り換えを行な
う。

【００１３】上記受信部１１２は、デュープレクサ１７
で分離された高周波受信信号を選択適に増幅するＲＦ
（ラジオ周波数）増幅部１８と、この増幅部１８で増幅
された高周波信号を音声帯域あるいはディジタルデータ
に復調する復調部１９と、この復調部１９で復調された
信号に含まれるトーン信号を検出するトーン信号検出部
２０と、復調部１９から出力された微弱な信号を増幅し
てスピーカ２２を駆動するための音声増幅部２１とを含
む。

【００１４】上記コントロール部１１３は、通信相手か
ら送られた高周波信号に含まれる受信状態信号に基づい
て上記送信系からの送信電力を増減するための機能を有
し、特に制限されないが、中央処理装置であるＣＰＵ２
３と、送信モード設定や周波数の設定などを入力するた
めのキーボード２４と、上記ＣＰＵ２３によって実行さ
れるプログラムやキーボード２３のキー入力情報を記憶
するメモリ２５と、送信時間などの時間を管理するタイ
マ２６と、送受信周波数や送信電力などの各種情報を表
示するための表示部２７とを含む。上記ＣＰＵ２３は、
電源投入後、メモリ２５に格納されたプログラムを実行
し、表示部２７への表示とキーボード２４からのキー入
力を可能にするなど、通信装置各部の動作制御を司る。
尚、ＣＰＵとメモリ２５キーボード２４とのデータの受
渡しは、データバス１０２を介して行われる。

【００１５】送信モード（通常送信とトーン信号による
送信電力制御モード）や初期の送信電力の値は、メモリ
２５のプログラムに予めデフォルトとして設定されてい
るが、電源投入後、キーボード２４からのキー操作によ
って容易に変更可能とされる。

【００１６】次に、本実施例装置におけるトーン信号に
よる送信電力の制御方法を図２および図３を用いて説明
する。

【００１７】図２には、送信電力の出力要求に対するト
ーン信号の周波数Ｆｔｏの一例が示され、図３にはシン
プレックス送信方式においてのトーン信号による送信電
力制御のフローチャートが示される。

【００１８】先ず、通信者１から通信者２へデータが送
信されると（ステップ２０１）、通信者２は、通信者１
の高周波信号を受信し（ステップ２１１）、そしてＣＰ
Ｕ２３は、通信者２の通信装置の復調部１９から出力さ
れるＲＦ増幅部１８のＡＧＣ（自動利得制御）電圧Ｖ１
（図１の１０３）を分析し（ステップ２１２）、予め設
定された基準電圧Ｖｒｅｆとの比較を行う（ステップ２
１３）。この比較において、もしＶｒｅｆの方がＶ１よ
り大きい場合（Ｖｒｅｆ＞Ｖ１）、換言すれば、受信強
度が十分に強力である場合には、相手の送信電力の減少
を要求するため、次回の送信時に送信するトーン信号の
周波数Ｆｔｏを９０Ｈｚに設定する（ステップ２１
４）。

【００１９】また、Ｖｒｅｆ≒Ｖ１である状態、つま
り、受信強度が適切で相手の送信電力の現状維持を要求
する場合には、次回送信時に送信するトーン信号の周波
数Ｆｔｏを８５Ｈｚに設定する（ステップ２１５）。

【００２０】そしてＶｒｅｆ＜Ｖ１である場合には、つ
まり、受信強度が微弱であるため相手の送信電力の増加
を要求する場合には、次回送信時に送信するトーン信号
の周波数Ｆｔｏを８０Ｈｚに設定する（ステップ２１
６）。尚、上記分析結果はメモリ２５に格納され、さら
に上記各ステップの実行と並行して通信者１のデータが
受信される。

【００２１】次に、通信者１のデータ送信が終了され
（ステップ２０２）、今度は通信者２から通信者１への
データ送信が開始される。

【００２２】通信者１の通信装置は、前回設定したトー
ン周波数の信号をトーン信号発生部１４から出力してそ
れを送信する（ステップ２１８）。次に通信者１は、通
信者２から送信されたトーン信号を受信する（ステップ
２０３）。通信者１の通信装置の復調部１９によって復
調されたトーン信号がトーン信号検出部２０で検出さ
れ、その信号の周波数がＣＰＵ２３に出力される。ＣＰ
Ｕ２３は、トーン周波数と相手の送信電力要求項目との
対応をとり、その結果をメモリ２５に格納する（ステッ
プ２０５）。具体的には、Ｆｔｏ＝９０Ｈｚの場合、パ
ワーダウンと判断し（ステップ２０６）、Ｆｔｏ＝８５
Ｈｚの場合は現状維持と判断し（ステップ２０７）、Ｆ
ｔｏ＝８０Ｈｚの場合はパワーアップと判断する（ステ
ップ２０８）。この分析結果を基に通信者１側の送信部
３において電力増幅部１６の出力電力設定が変更される
（ステップ２０９）。

【００２３】また、通信者１の送信部３の電力設定を行
っている間、通信者２の送信データが受信され、フェー
ズ１の通信者２と同様に通信者２の受信強度の分析が行
われる。次に通信者２のデータ送信が終了されると（ス
テップ２１９）、通信者１のデータ送信が開始される
（ステップ２１０）。この送信開始時には、前回分析さ
れたところの通信者２の送信電力要求がトーン信号によ
って出力される。この場合の送信は、新規に設定された
送信電力によってなされ、再び通信者２側において通信
者１の受信強度の分析が行われる。フェーズ２以降、こ
のような操作が繰り返し実行される。

【００２４】図６には、図３のフローチャートに従った
通信者１の送信電力の推移の一例が示される。本例では
近距離通信を行った場合が示される。通信開始時には送
信電力は最大の３として設定されているが、送信２、送
信３と段階を経る毎に送信電力が最低の１に推移され
る。従って近距離通信の場合の送信電力が減少され、そ
れによって低消費電力化が図られるので、通信装置の利
用時間が増加される。

【００２５】図７には、同一内容の要求が連続した場合
の推移が示される。この状態は、受信部のＲＦ増幅部１
８や復調部１９の故障によりＡＧＣ信号（図１の１０
３）に異常を生じた場合等に起き得る。

【００２６】図８には、図７の異常に対するフローチャ
ートが示される。先ず、電源投入後（ステップ７１）、
ＣＰＵ２３は、モード設定において、同じ内容の要求が
続く回数Ｎを、メモリ２５あるいはキーボード２４のキ
ー入力指示によって設定する（ステップ７２）。送信開
始後、相手側からの送信電力要求を受信し、パワーアッ
プが要求された場合、Ｆｔｏ（ｎ＋１）＝８０を入力す
る。ここでＦｔｏ（ｎ＋１）は、送信要求の回数がｎ＋
１回目のトーン信号の周波数とされる（ステップ７
４）。Ｆｔｏ（ｎ＋１）＝Ｆｔｏ（ｎ）となったとき、
つまり前回受信されたトーン周波数と今回受信されたト
ーン周波数とが一致したとき、Ｎｆｏを１インクリメン
トする（ステップ７６）。また、トーン周波数が不一致
の場合は、Ｎｆｏをクリアする（ステップ７７）。この
操作が繰返され、ＮｆｏがＮ以上となったとき、表示部
２７に警告メッセージを表示する（ステップ７８，７
９）。送信電力要求モードを解除すると判断された場合
には当該モードが解除され、通常送信に戻る（ステップ
８０，８１）。これが繰り返されることによって受信部
１１２の故障による異常電力消費が防止される。

【００２７】図９には、送信部１１１の電力制御が不能
となった場合の推移が示される。送信ｎ回目の後相手側
からのパワーダウン要求が認識され、ＣＰＵ１が送信電
力設定を２に設定したにもかかわらず、電力検出部１６
からの検出結果が送信電力３となった場合、表示部２７
に警告メッセージを表示し、次回からの送信を中止す
る。これにより自身の送信部１１１の故障による異常電
力消費を防止することができる。

【００２８】図４及び図５には送信部１１１の送信電力
制御方式の具体例が示される。

【００２９】図４に示されるのは、デュアルゲートＭＯ
ＳＦＥＴ２０１の片側のゲート入力にＡＬＣ信号１０１
を入力することにより、送信電力のコントロールを可能
とする回路構成である。図５に示されるのは、電力増幅
部１５の電源電圧をコントロールすることによって送信
電力のコントロールを可能とする回路構成である。図５
において、電力増幅部１５に供給する電源電圧ＶＣＣを
制御する電圧制御部３１が設けられ、それによって電源
電圧ＶＣＣが制御される。すなわち、ＣＰＵ２３は、デ
ータバス１０２を介して送信電力要求を取り込み、それ
を解析することにより電力検出部１６に送信電力値を設
定する。電力検出部１６は、送信電力電力を検出しなが
ら送信電力が要求通りとなるように電圧制御部３１に命
令を与え、それにより電圧制御部３１は、送信電力制御
を行う。

【００３０】上記実施例によれば、以下の作用効果を奏
する。

【００３１】（１）通信相手から送られてきた高周波信
号の受信結果から、当該高周波信号の受信状態を示す受
信状態信号を生成するためのトーン信号発生部１４と、
このトーン信号発生部１４によって生成された受信状態
信号を、送信信号に重畳させるための変調部１３とを設
け、さらに通信相手から送られた高周波信号に含まれる
受信状態信号に基づいて送信電力を増減するための制御
手段をコントロール部１１３によって機能的に実現する
ことにより、そのような無線通信装置を用いた通信にお
いて、通信相手から送信された受信状態信号に応じて送
信電力制御が可能とされ、それによって、必要以上の送
信電力による無線通信が排除され、送信電力及び消費電
力の最適化が達成される。

【００３２】（２）上記受信状態信号をトーン信号と
し、その信号の周波数を送信電力の増加、現状維持、減
少の要求に割り当てることによって、受信側での信号内
容判別を容易に行うことができる。

【００３３】（３）送信要求の内容と回数をカウントす
ることにより受信部１１１の故障による異常電力消費を
防止することができ、さらに、自身の送信電力設定と電
力検出部１６からの検出結果とを照合することによって
自身の送信部の故障による異常電力消費を防止すること
ができる。

【００３４】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々変更可能であることは言うまでもない。

【００３５】例えば、上記実施例では、シンプレックス
通信方式の場合について説明したが、デュープレックス
方式の場合にも上記実施例の場合と同様に相手の送信電
力の制御が可能とされる。デュープレックス方式は、送
信と受信が同時に行われる全二重通信とされるため、互
いに送信中逐次相手の信号強度又は送信電力電力の増減
要求を出力することになる。そのため、互いに詳細な送
信電力制御を行うことができる。また、上記実施例にお
けるトーン信号を、電話等でよく利用されているＤＴＭ
Ｆ（デュアル・トーン・マルチ・フレクェンシ）信号と
することもできる。さらに、上記実施例では、相手の送
信電力を要求するトーン信号が周波数で区別されたが、
送信電力の増加、現状維持、減少の要求をトーンのバー
ストパターンで区別するようにしてもよい。受信側は例
えば図１０に示されるように、周波数を一定としてトー
ン信号を出力する期間と休止する期間の組み合わせパタ
ーンによって送信電力増加、現状維持、及び送信電力減
少を識別することができる。

【００３６】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である移動体
無線通信装置に適用した場合について説明したが、本発
明はそれに限定されるものではなく、固定用の無線通信
装置に適用することもできる。

【００３７】本発明は、少なくとも、高周波信号を送信
するための送信系と、通信相手から送られてきた高周波
信号を受信するための受信系とを含むことを条件に適用
することができる。

【００３８】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。

【００３９】すなわち、制御手段の制御により、通信相
手から送信された受信状態信号に応じて送信電力制御が
行われ、それにより、必要以上の送信電力による無線通
信が排除されるため、送信電力及び消費電力の最適化が
達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例に係る移動体無線通信
装置のブロック図である。

【図２】図２はトーン信号による送信電力制御の説明図
である。

【図３】図３はトーン信号による送信電力制御のフロー
チャートである。

【図４】図４は送信電力制御系の具体的な回路図であ
る。

【図５】図５は送信電力制御の他の具体的な回路図であ
る。

【図６】図６は送信電力制御による状態推移の説明図で
ある。

【図７】図７は故障の場合の送信電力の推移説明図であ
る。

【図８】図８は異常状態の場合の動作が示されるフロー
チャートである。

【図９】図９は送信部の電力制御が不能とされた場合の
状態推移説明図である。

【図１０】図１０は送信電力制御にトーンバースト信号
を用いる場合の一例波形図である。

【符号の説明】

２ 受信部 ３ コントロール部 １３ 変調部 １４ トーン信号発生部 １５ 電力増幅部 １６ 電力検出部 １７ デュープレクサ １８ ＲＦ増幅部 １９ 復調部 ２０ トーン信号検出部 ２３ ＣＰＵ ２４ キーボード ２５ メモリ ２７ 表示部 １１１ 送信部 １１２ 受信部 １１３ コントロール部 １１４ 空中線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信相手に対して高周波信号を送信する
   ための送信系と、当該通信相手から送られてきた高周波
   信号を受信するための受信系とを含む無線通信装置にお
   いて、通信相手から送られてきた高周波信号の受信結果
   から、当該高周波信号の受信状態を示す受信状態信号を
   生成するための信号生成手段と、この信号生成手段によ
   って生成された受信状態信号を、上記送信系から出力さ
   れる送信信号に重畳させるための信号送出制御手段と、
   上記通信相手から送られた高周波信号に含まれる受信状
   態信号に基づいて上記送信系からの送信電力を調整する
   ための制御手段とを含むことを特徴とする無線通信装
   置。
2. 【請求項２】 上記受信状態信号は、トーン信号とされ
   る請求項１記載の無線通信装置。
3. 【請求項３】 上記トーン信号は、送信電力の増加、現
   状維持、及び減少の要求をトーンのバーストパターンで
   識別可能とするトーンバースト信号とされる請求項２記
   載の無線通信装置。
4. 【請求項４】 上記トーン信号は、送信電力の増加、現
   状維持、及び減少の要求を周波数の組み合せで識別可能
   とするＤＴＭＦ信号とされる請求項２記載の無線通信装
   置。