JPH06224844A - ディジタル無線通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置の動作状態の変化の影響を軽減して電池
電圧の測定を常に正確に行なえるようにし、これにより
安定な電池残容量の判定を可能とする。 【構成】 Ｌｉイオン電池４０の残量を測定する際に、
制御回路３０に備えられた電池残量測定制御手段３０ａ
により、通話状態および待受状態においてそれぞれ送信
スロット期間か否かを判定し、送信スロット期間中には
電池電圧の取り込みを行なわず、受信スロット期間にな
った時点でＡ／Ｄ変換器４２から電池電圧ＶDET を取り
込むようにしている。そして、この取り込んだ電池電圧
ＶDET を基に４段階の残量判定を行ない、その判定結果
をＬＣＤ３４に表示するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばディジタル携帯
電話機やディジタルコードレス電話機のように、電源と
して電池を使用し、かつアクセス方式として時分割多元
接続方式を使用したディジタル無線通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、通信ニーズの増大や無線通信技術
の発達に伴い種々の無線通信機器が開発されており、そ
の一つとしてディジタル携帯電話機がある。ディジタル
携帯電話機では電源として一般に二次電池が使用され、
この二次電池として最近ではリチウムイオン（Ｌｉイオ
ン）電池が注目されている。Ｌｉイオン電池は、従来よ
り多く使用されているＮｉ−Ｃｄ電池に比べて、体積エ
ネルギ密度および重量エネルギ密度がそれぞれ高いた
め、携帯無線通信機器のより一層の小形軽量化を実現す
る上で極めて有用である。

【０００３】また、Ｎｉ−Ｃｄ電池は図４に示すごとく
放電中の端子電圧がほぼ一定であるのに対し、Ｌｉイオ
ン電池は放電するにつれて端子電圧がほぼ直線的に低下
する。このため、Ｌｉイオン電池を使用すると、電池電
圧の検出による残量表示を簡単かつ正確に行なうことが
可能となる。従来では、例えば電池電圧を電圧検出器に
より常時または任意のタイミングで検出し、この検出値
を基に電池の残量を判定してその判定結果を表示する方
式が検討されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この様な従
来より検討されている電池残量の検出方式をディジタル
無線通信装置に適用すると、次のような不具合が発生し
ていた。すなわち、ディジタル無線通信システムでは、
一般にアクセス方式として時分割多元接続（ＴＤＭＡ）
方式が採用されている。このＴＤＭＡ方式を採用したシ
ステムの一例を図５に示す。同図において、基地局ＢＳ
はサービスエリアＥ内に存在する各携帯電話機ＰＳに向
けて、１フレームが３スロットにより構成される時分割
多重（ＴＤＭ）信号を下り無線周波チャネルを使用して
送出する。これに対し各携帯電話機ＰＳは、上記ＴＤＭ
信号の各フレームごとに３つのスロットのうちの指定さ
れたスロットの下り信号を受信する。そして、この下り
スロットに対応する上りスロットを使用して、基地局Ｂ
Ｓに向けてバースト信号からなる上りＴＤＭＡ信号を上
り無線周波チャネルを使用して送信する。このため、通
信中に携帯電話機ＰＳは、図６（ａ）に示すごとく送信
スロット期間における送信状態と、受信スロット期間に
おける受信状態と、送信も受信も行なわないアイドルス
ロット期間におけるアイドル状態とを、１フレーム周期
（例えば２０ｍｓｅｃ）で繰り返すことになる。

【０００５】このときの携帯電話機ＰＳの消費電流は、
上記送信スロット期間、受信スロット期間およびアイド
ルスロット期間毎にそれぞれ異なるため、電池電圧も上
記消費電流値に応じて変化する。例えば、図６（ｂ）に
示すごとく受信スロット期間およびアイドルスロット期
間における消費電流はともに少なく電池電圧の低下は小
さいが、送信スロット期間の消費電流は非常に多いた
め、このときの電池電圧の低下は大きくなる。しかも、
送信スロット期間の消費電流値は、サービスエリアＥ内
における携帯電話機の位置によっても変化する。これ
は、基地局ＢＳからの距離に応じて携帯電話機の送信電
力を可変するようにしているためである。図７にその様
子を示す。

【０００６】したがって、このようなディジタル携帯電
話機において、先に述べたように電池電圧を常時検出し
て残量判定を行なうと、送信スロット期間において電池
電圧を検出した場合と、受信スロット期間またはアイド
ルスロット期間において電池電圧を検出した場合とで電
池電圧の検出値が大きく変化するため、安定した残量判
定結果が得られないという問題点があった。

【０００７】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的とするところは、装置の動作状態の変化の
影響を軽減して電池電圧の測定を常に正確に行なえるよ
うにし、これにより安定な電池残容量の判定を可能とす
るディジタル無線通信装置を提供することにある。

【０００８】

【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、電源としてリチウムイオン電池を使用し、
かつ時分割多元接続方式により無線通信を行なうディジ
タル無線通信装置において、電池電圧測定手段を備え、
この電池電圧測定手段により、上記時分割多元接続方式
により指定される送信スロット、受信スロットおよびア
イドルスロットの各期間のうち、送信スロットを除いた
期間に、上記リチウムイオン電池の電池電圧を測定する
ようにしたものである。

【０００９】また本発明は、電池電圧測定手段におい
て、電池電圧の検出結果に基づいてリチウムイオン電池
の残容量を判定し、この判定結果を表示するようにした
ことを特徴とする。

【００１０】さらに本発明は、電池電圧測定手段におい
て、待受時と通信時とでリチウムイオン電池の残容量を
判定するためのしきい値を異なる値に設定し、これらの
しきい値を選択的に使用してリチウムイオン電池の残容
量を判定するようにしたことも特徴とする。

【００１１】

【作用】この結果本発明によれば、電池電圧の測定は、
送信スロットを除いた期間、つまり受信スロットまたは
アイドルスロットの期間においてのみ行なわれることに
なる。このため、送信スロット期間における一時的な電
池電圧の低下を基に不正確な残量判定が行なわれること
は防止され、これにより常に正確で安定な電池電圧の測
定、延いては残量判定を行なうことが可能となる。すな
わち、電池電圧の測定、延いては残量判定を、装置の動
作状態の変化の影響をほとんど受けずに、正確かつ安定
に行なうことが可能となる。

【００１２】また、待受時と通信時とで電池の残容量を
判定するためのしきい値を異なる値に設定し、これらの
しきい値を選択的に使用してリチウムイオン電池の残容
量を判定するように構成すると、受信スロット期間また
はアイドルスロット期間における電池電圧が、待受時と
通信時との間で変化する場合でも、電池の残容量を常に
共通の条件で判定することができ、これによりさらに安
定な残量表示を行なうことが可能となる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の一実施例を説明する。

【００１４】図１は、本発明の一実施例に係わるディジ
タル携帯電話機の構成を示す回路ブロック図である。こ
のディジタル携帯電話機は、送信系と、受信系と、制御
系と、電源系とに大別される。

【００１５】先ず送信系は、マイクロホン１１と、音声
符号器（ＳＰ−ＣＯＤ）１２と、誤り訂正符号器（ＣＨ
−ＣＯＤ）１３と、ディジタル変調回路（ＭＯＤ）１４
と、ミキサ１５と、電力増幅器（ＰＡ）１６と、高周波
スイッチを有するアンテナ共用器１７と、アンテナ１８
とから構成される。音声符号器１２では、マイクロホン
１１から出力された送話音声信号の符号化が行なわれ
る。また誤り訂正符号器１３では、上記音声符号器１２
から出力された符号化送話音声信号と、制御回路３０か
ら出力された制御信号の誤り訂正符号化が行なわれる。
この誤り訂正符号化された送信データはディジタル変調
回路１４に入力される。ディジタル変調回路１４では、
π／４シフトＤＱＰＳＫ方式を用いて、送信中間周波信
号を上記誤り訂正符号化された送信データにより変調す
るための処理が行なわれる。ミキサ１５では、上記ディ
ジタル変調回路１４から出力された被変調中間周波信号
が、周波数シンセサイザ３１から出力された送信局部発
振信号とミキシングされて、上り用の無線周波数に周波
数変換される。そして、このミキサ１５から出力された
無線周波信号は、電力増幅器１６で所定の送信電力に増
幅されたのち、指定された送信スロット期間にアンテナ
共用器１７からアンテナ１８に供給され、このアンテナ
１８から図示しない基地局へ向けてバースト送信され
る。

【００１６】これに対し受信系は、受信回路（ＲＸ）２
１と、ディジタル復調回路（ＤＥＭＯＤ）２２と、誤り
訂正復号器（ＣＨ−ＤＥＣ）２３と、音声復号器（ＳＰ
−ＤＥＣ）２４と、スピーカ２５とから構成される。ア
ンテナ１８およびアンテナ共用器１７では、下り用無線
周波数の指定された受信スロットにおいて、無線周波信
号が受信される。この無線周波信号は、受信回路２１に
おいて周波数シンセサイザ３１から出力された受信局部
発信信号とミキシングされ、これにより受信中間周波信
号に周波数変換される。ディジタル復調回路２２では、
上記受信回路２１から出力された受信中間周波信号に対
するビット同期およびフレーム同期がとられたうえで、
上記受信中間周波信号のディジタル復調が行なわれる。
誤り訂正復号器２３では、上記ディジタル復調器２２か
ら出力されたディジタル復調信号が誤り訂正復号化され
る。この誤り訂正復号器２３から出力される信号には、
ディジタル受話信号とディジタル制御信号とがある。こ
のうちディジタル受話信号は音声復号器２４に入力さ
れ、またディジタル制御信号は制御回路３０に入力され
る。音声復号器２４では、上記ディジタル受話信号の復
号化処理が行なわれる。そして、この復号化処理により
元に戻されたアナログ受話信号は、スピーカ２５から拡
声出力される。

【００１７】また制御系は、制御回路（ＣＯＮＴ）３０
と、周波数シンセサイザ（ＳＹＮ）３１と、キースイッ
チ群（ＫＥＹ）３２と、表示部とを備えている。このう
ち周波数シンセサイザ３１は、制御回路３０により指定
された上りおよび下りの各無線周波数に各々対応する送
信局部発振信号および受信局部発振信号を発生する。キ
ースイッチ群３２には、ダイヤルキーや発信スイッチな
どのスイッチ類が設けられている。また表示部には、液
晶表示器（ＬＣＤ）３４と、その表示駆動回路３３とが
設けられている。このＬＣＤ３４には、電話番号や無線
チャネルの品質を表わす情報等に加えて、電池の残量を
表わす情報が表示される。

【００１８】電源系は、Ｌｉイオン電池からなる電池４
０と、電源回路４１と、アナログ・ディジタル（Ａ／
Ｄ）変換器４２とを有している。電源回路４１は、上記
電池４０の出力電圧を基に所定の動作電圧Ｖccを生成
し、この動作電圧Ｖccを上記送信系、受信系および制御
系の各回路にそれぞれ供給する。Ａ／Ｄ変換器４２は、
上記電池４０の出力電圧（電池電圧）をディジタル値に
変換し、このディジタル化電池電圧ＶDET を制御回路３
０に供給する。

【００１９】ところで、制御回路３０は例えばマイクロ
コンピュータを主制御部として備えたもので、その制御
機能として無線チャネルの接続制御や通話制御を行なう
通常の種々制御機能に加えて、電池残量測定制御手段３
０ａを備えている。この電池残量測定制御手段３０ａ
は、待受時および通話時においてそれぞれ送話スロット
期間以外の期間、つまり受話スロット期間およびアイド
ルスロット期間を指定し、これらの期間内に上記Ａ／Ｄ
変換器４２から出力されたディジタル化電池電圧ＶDET
を取り込む。そして、このディジタル化電池電圧ＶDET
を予め設定されている複数のしきい値と比較して電池４
０の残量判定を行ない、その判定結果をＬＣＤ３４に表
示させる。

【００２０】次に、以上のように構成されたディジタル
携帯電話機における電池残量測定動作を、制御回路３０
の制御手順に従って説明する。図示しない電源スイッチ
が投入され、これにより携帯電話機が使用可能状態にな
ると、制御回路３０は図２に示すごとく、先ずステップ
２ａにおいて待受状態であるか否かを判定する。

【００２１】いま仮に通話状態であったとすると、制御
回路３０はステップ２ｂで送信スロット期間中であるか
否かが判定される。そして、送信スロット期間中である
限りステップ２ｂによる判定を繰り返す。一方、送信ス
ロット期間が終了して受信スロット期間になると、制御
回路３０はステップ２ｃに移行して、ここでこの時点で
Ａ／Ｄ変換器４２により検出されたディジタル化電池電
圧ＶDET を取り込む。そして、ステップ２ｄにより、こ
のディジタル化電池電圧ＶDET を予設定してある複数の
しきい値、例えば３つのしきい値とそれぞれ比較し、現
時点での電池４０の残量を判定する。この残量が判定さ
れると制御回路３０は、続いてステップ２ｅに移行し、
ここで上記残量の判定結果を４段階表示でＬＣＤ３４に
表示させる。

【００２２】これに対し、上記ステップ２ａによる判定
で待受状態であると判定されると、制御回路３０はステ
ップ２ｆに移行する。このステップ２ｆでは、前記通話
状態の場合と同様に送信スロット期間であるか否かが判
定される。そして、送信スロット期間中である限りステ
ップ２ｆによる判定は繰り返される。送信スロット期間
が終了して受信スロット期間になると、制御回路３０は
ステップ２ｃに移行し、ここでＡ／Ｄ変換器４２からデ
ィジタル化電池電圧ＶDET を取り込む。なお、待機状態
であるにも拘らず、送信スロット期間を避けて受信スロ
ット期間になってから電池電圧を取り込むようにした理
由は、待受状態においても携帯電話機からはサービスエ
リア内の位置等を表わす情報が制御信号により基地局へ
送出されることがあるからである。

【００２３】上記Ａ／Ｄ変換器４２からディジタル化電
池電圧ＶDET を取り込むと、制御回路３０はステップ２
ｈに移行して、ここでこのディジタル化電池電圧ＶDET
を予設定してある３つのしきい値とそれぞれ比較し、現
時点での電池４０の残量を判定する。このとき、上記３
つのしきい値は、通話状態における残量判定（ステップ
２ｄ）で使用した３つのしきい値とは値が異ならせてあ
る。これは、待受時の受信スロット期間の電池電圧と通
話時の受信スロット期間の電池電圧とは必ずしも一致し
ないため、これによる判定誤差を補正するためである。

【００２４】そうして、残量が判定されると制御回路３
０は、前記通話状態の場合と同様にステップ２ｅに移行
し、ここで上記残量の判定結果を４段階表示でＬＣＤ３
４に表示させる。

【００２５】この様に本実施例では、Ｌｉイオン電池４
０の残量を測定する際に、制御回路３０に備えた電池残
量測定制御手段３０ａにより、通話状態および待受状態
においてそれぞれ送信スロット期間か否かを判定し、送
信スロット期間中には電池電圧の取り込みを行なわず、
受信スロット期間になった時点でＡ／Ｄ変換器４２から
電池電圧ＶDET を取り込むようにしている。そして、こ
の取り込んだ電池電圧ＶDET を基に４段階の残量判定を
行ない、その判定結果をＬＣＤ３４に表示するようにし
ている。すなわち、電池電圧の測定、および残量の判定
表示を行なう期間を、図３に示すごとく受信スロット期
間およびアイドルスロット期間に限定している。

【００２６】したがって本実施例であれば、消費電流が
多くこれにより電池電圧が大きく低下する送信スロット
期間においては、電池電圧の検出を行なわないようにす
ることができ、これにより常に正確に電池電圧を検出し
て残量判定を行なうことができる。

【００２７】また本実施例では、待受時の受信スロット
期間の電池電圧と通話時の受信スロット期間の電池電圧
との大きさに応じて、通話時に使用する残量判定しきい
値と待受時に使用する残量判定しきい値とを異なる値に
設定している。このため、待受時の受信スロット期間の
電池電圧と、通話時の受信スロット期間の電池電圧とが
異なっていても、この差を補正して共通の条件で残量判
定を行なうことができる。

【００２８】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、上記実施例では各フレームごとに
受信スロット期間において電池電圧を検出する場合につ
いて説明したが、アイドルスロット期間においても電池
電圧を検出するようにしてもよい。また、電池電圧の検
出および残量判定は、各フレームごとに行なわずに複数
フレームごとに行うようにしてもよい。さらに上記実施
例では、待受状態においてすべての送信スロット期間で
電池電圧の検出を禁止するようにしたが、送信動作が行
なわれていない送信スロット期間では電池電圧の検出を
行なうようにしてもよい。

【００２９】また、前記実施例では電池の残量を４段階
に表示するようにしたが、さらに多段階に表示してもよ
く、また検出された電圧値をそのまま数値あるいは棒グ
ラフの長さに変換して表示するようにしてもよい。

【００３０】その他、電池電圧検出手段および表示手段
の構成、ディジタル無線通信装置の種類や構成等につい
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。

【００３１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明のディジタル
無線通信装置によれば、電池電圧測定手段により、時分
割多元接続方式により指定される送信スロット、受信ス
ロットおよびアイドルスロットの各期間のうち、送信ス
ロットを除いた期間に、リチウムイオン電池の電池電圧
を測定するようにしたことによって、装置の動作状態の
変化の影響を軽減して電池電圧の測定を常に正確に行な
うことができ、これにより安定な電池残容量の判定を可
能とするディジタル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】

【図１】本発明の一実施例に係わるディジタル携帯電話
機の構成を示す回路ブロック図。

【図２】制御回路における電池残量測定制御手段の制御
手順および制御内容を示すフローチャート。

【図３】図１に示したディジタル携帯電話機の動作説明
に使用する図。

【図４】Ｌｉイオン電池およびＮｉ−Ｃｄ電池の放電特
性を示す図。

【図５】ＴＤＭＡ方式の概念を説明するための図。

【図６】各スロットにおける電池電圧および消費電流の
変化の一例を示す図。

【図７】基地局から携帯電話機までの距離と携帯電話機
の送信電力との関係を示す図。

【符号の説明】

１１…マイクロホン １２…音声符号器 １３…誤り訂正符号器 １４…ディジタル
変調回路 １５…ミキサ １６…電力増幅器 １７…アンテナ共用器 １８…アンテナ ２１…受信回路 ２２…ディジタル
復調回路 ２３…誤り訂正復号器 ２４…音声復号器 ２５…スピーカ ３０…制御回路 ３０ａ…電池残量測定制御手段 ３１…周波数シン
セサイザ ３２…キースイッチ群 ３３…表示駆動回
路 ３４…液晶表示器（ＬＣＤ） ４０…電池 ４１…電源回路 ４２…Ａ／Ｄ変換
器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 正樹 東京都日野市旭が丘３丁目１番地の１ 東 芝エー・ブイ・イー株式会社日野事業所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源としてリチウムイオン電池を使用
   し、かつ時分割多元接続方式により無線通信を行なうデ
   ィジタル無線通信装置において、 前記時分割多元接続方式により指定される送信スロッ
   ト、受信スロットおよびアイドルスロットの各期間のう
   ち、送信スロットを除いた期間に前記リチウムイオン電
   池の電池電圧を測定する電池電圧測定手段を具備したこ
   とを特徴とするディジタル無線通信装置。
2. 【請求項２】 電池電圧測定手段は、電池電圧の検出結
   果に基づいてリチウムイオン電池の残容量を判定し、こ
   の判定結果を表示する残容量表示手段を有することを特
   徴とする請求項１に記載のディジタル無線通信装置。
3. 【請求項３】 電池電圧測定手段は、待受時と通信時と
   で残容量を判定するためのしきい値を異なる値に設定
   し、これらのしきい値を選択的に使用してリチウムイオ
   ン電池の残容量を判定することを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載のディジタル無線通信装置。