JPH10154923A - 信号変換装置と無線通信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期に亘る品質の維持管理が出来る高品質且
つ実用的な信号変換装置と無線通信機の提供。 【解決手段】 通信制御装置１から発せられた送信信号
を周波数変調する送信部２と、受信信号を周波数復調し
通信制御装置１へ送出する受信部３のうちの、少なくと
も送信部２を具備する信号変換装置において、送信周波
数を監視しその周波数データを通信制御装置１へ送出す
る周波数監視手段４と、周囲温度を監視しその温度デー
タを通信制御装置１へ出力する温度監視手段７を備えた
制御部５と、該取得周波数データ及び温度データに基き
通信制御装置１が出力する周波数調整データを受けて、
送信周波数と設定周波数とのずれを無くすべく調整する
周波数補正部６を設けた信号変換装置及び、該信号変換
装置を用いた無線通信機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通信制御装置から
発せられた送信信号の変復調を行う信号変換装置とそれ
を用いた無線通信機に関する。

【０００２】

【従来の技術】無線通信機は、送信信号の変復調を行う
信号変換装置、一般的にＲＦモジュールと呼ばれるもの
と、送信信号を構築し或いは受信信号を解析し更に該信
号変換装置を制御する通信制御装置から成り立ってお
り、送信信号の周波数があらゆる環境下で長期間安定す
ることが品質上最も重要な事とされている。殊に無線通
信機の送信周波数を決める信号変換装置の発信器にあっ
ては、周囲温度の変化に極めて敏感なために動作環境に
応じて予め設定した周波数と実際の送信周波数とのずれ
が生じる場合が多い他、発信回路を構成する素子の長期
使用による劣化によっても同様の周波数ずれが生じる。
その他、無線通信機の不具合として、前記送信周波数の
ずれと共に受信感度低下の原因となる送信信号のレベル
変化、前記素子の劣化による消費電力の増大等が挙げら
れる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
信号変換装置には、自己の出力の状態を自己で監視する
手段を具備したものが存在せず、年々進む該信号変換装
置の小型モジュール化とも相俟って、従来の信号変換装
置をそのまま利用した無線通信機においては、送信信号
の周波数並びにレベルの自動監視は、実装面積（容積）
或いは原価コストなどの点で困難であり、ましてやそれ
らを自動的に補正することなどは非現実的であるとされ
ている。なぜなら、前記通信制御装置により該信号変換
装置の入出力を監視して送信周波数等を制御するという
手法を採っていたのでは、消費電力が大きい演算素子を
常時稼働させることとなり、バッテリーが短時間で消耗
するなど無線通信機の実用性にも影響を与えるからであ
る。

【０００４】この様な背景から、従来の信号変換装置並
びに無線通信機は、手作業で定期的にメンテナンスを行
うという極めて煩雑な作業を余儀なくされており、長期
使用によるモジュールの劣化や、使用環境、殊に周囲温
度の違いに起因する送信周波数の変化のいずれについて
も、日々目立たない品質（通信の精度等）の低下につい
ては野放しとなっていた。その結果、例えば消費電力の
増大を監視することで近い将来起こり得る故障がある程
度予知できるにもかかわらず、大きな不具合が生じて初
めて発覚し、更に不具合が大きくなったことによる二次
的な被害も加わって比較的大掛かりな対処を迫られる場
合が多いという問題があった。

【０００５】本発明は上記実情に鑑みて成されたもので
あって、人手をかけることなく長期に亘り品質の維持管
理を常時行うことが出来、故障の予知も可能となる高品
質な信号変換装置と無線通信機の提供を目的とするもの
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明による信号変換手段は、通信制御装置
から発せられた送信信号を周波数変調する送信部と、受
信信号を周波数復調し通信制御装置へ送出する受信部の
うちの、少なくとも送信部を具備する信号変換装置にお
いて、送信周波数を監視しその周波数データを通信制御
装置へ送出する周波数監視手段を備えた制御部と、該取
得周波数データに基き通信制御装置が出力する周波数調
整データを受けて、送信周波数と設定周波数とのずれを
無くすべく調整する周波数補正部を設けたことを特徴と
する。

【０００７】前記制御部へ、更に、周囲温度を監視しそ
の温度データを通信制御装置へ出力する温度監視手段を
設け、取得周波数データ及び温度データに基き通信制御
装置が出力する周波数調整データを受けて、送信周波数
と設定周波数とのずれを無くすべく調整する周波数補正
部としても良い。又、前記制御部に、送信信号のレベル
を監視しそのレベルデータを通信制御装置へ送出するレ
ベル監視手段を設け、該レベルデータに基き通信制御装
置が出力するレベル調整データを受けて、送信信号のレ
ベルと設定レベルとのずれを無くすべく調整するレベル
補正部を設ける場合、或いは前記制御部に、消費電流を
監視しその電流データを通信制御装置へ送出する電流監
視手段を設ける場合、更には、前記制御部に、電源電圧
を監視しその電圧データを通信制御装置へ送出する電圧
監視手段を設ける場合もある。

【０００８】又、上記課題を解決すべく成された本発明
による無線通信機は、前記信号変換装置と、該信号変換
装置が備える制御部から、温度データ、周波数データ、
レベルデータ、電流データ、電圧データ又は起動信号等
を適宜構成要素とする所定の異常データを受けて起動
し、該異常データに基き信号変換装置の周波数補正部又
はレベル補正部に対し周波数調整データ又はレベル調整
データを出力し得る通信制御装置より成ることを特徴と
する。制御部に温度監視手段及び周波数監視手段を備え
た信号変換装置と組み合わせる通信制御装置にあって
は、異常当時の温度データと周波数調整データより成る
実績が保存され、且つ異常データの検出時において該実
績の更新・検索が可能なデータテーブルを設ける場合も
ある。尚、信号変換装置の制御部としては、通信制御装
置より消費電力が低い演算素子を用いことが望ましい。

【０００９】

【作用】本発明による信号変換装置は、周波数監視手段
と周波数補正部を備えることによって、少なくとも送信
信号の周波数をリアルタイムで自動監視並びに自動補正
することができる無線通信機を種々の制約無く容易に構
成できることとなり、更に温度監視手段を付設すること
によって、使用環境の則した送信信号の自動制御が容易
にできる無線通信機を容易に構成できることとなる。更
に、レベル監視手段及びレベル補正部を付設することで
送信信号のレベルをリアルタイムで自動的に監視及び補
正が行える無線通信機を容易に構成できる。その上、電
流監視手段又は電圧監視手段を適宜付設することで、モ
ジュールの劣化に係る異常も自動的に検出できる無線通
信機を容易に構成できる。

【００１０】又、前記の如く種々の監視機能並びに補正
機能を備える信号変換装置と、該信号変換装置が出力す
る異常データに基づき周波数補正部に周波数調整データ
を出力したり、レベル補正部にレベル調整データを出力
するなど所定の動作を行う通信制御装置との組み合わせ
により、無線通信機として備わった前記所定の自動監視
機能及び自動補正機能に基づいて、常時リアルタイムで
信号変換装置の品質管理を行うことができる。

【００１１】更に、温度監視手段を具備する信号変換装
置と、異常当時の温度データ及び周波数調整データより
成る実績が保存され、且つ異常データの検出時において
該実績の更新・検索が可能なデータテーブルを具備する
通信制御装置を組み合わせることによって、該データテ
ーブルに基づき環境の変化に応じ送信信号の周波数を迅
速に且つ的確に調整し得る無線通信機の構築が可能とな
る。そして、信号変換装置の制御部として、通信制御装
置より消費電力が低い演算素子を用いることによって、
バッテリーの消耗をも軽減することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による信号変換装置
と無線通信機の実施の形態を図面に基き説明する。この
信号変換装置１２は、図１の如く、メインＣＰＵとして
データ端末装置の機能をも兼ね備える通信制御装置１か
ら発せられた送信信号を周波数変調する送信部２、受信
信号を周波数復調し通信制御装置１へ送出する受信部
３、当該装置１２の自己診断を行う制御部５、当該装置
１２の送信周波数と設定周波数とのずれを無くすべく調
整する周波数補正部６、当該装置１２の送信信号のレベ
ルと設定レベルとのずれを無くすべく調整するレベル補
正部９及びダイバーシティー効果を高めるべくアンテナ
を切り替える為に設けたダイバーシティースイッチ１４
で構成されており、前記の如く送信信号を構築し或いは
受信信号を解析し更に該信号変換装置１２を制御する通
信制御装置１と組合わせて無線通信機が構成されてい
る。

【００１３】送信部２は、搬送波を作るＴＸ ＶＣＯ
（電圧制御発信機）１５及びそれに付属する変調回路
と、その周波数を制御するＰＬＬ（フェーズロックルー
プ）プリスケーラー１６と、その基準周波数を発生する
Ｘ´ｔａｌ（水晶発信器）１７より構成され、受信部３
は、局部発信信号を作るＬＯ ＶＣＯ（局部発信機）１
８と、該局部発信信号と受信信号を混合して中間周波数
を発生させるＭＩＸ．（ミキサー）１９とＦＭ検波が可
能な検波ＩＣ２０より構成されている。

【００１４】本信号変換装置１２の制御部５は、信号変
換装置１２、ひいては該信号変換装置１２を用いた無線
通信機の実用性をバッテリーの耐用時間の点でおとしめ
ない様に、図２にモジュール内蔵ＣＰＵ３２として示さ
れた消費電力が前記通信制御装置１たるメインＣＰＵ２
１より十分低いマイクロコンピュータを用いており、後
記各種インターフェースと共に、周囲の温度を監視しそ
の周波数データを通信制御装置１へ送出する温度監視手
段７と、送信周波数を監視しその周波数データを通信制
御装置１へ送出する周波数監視手段４、送信信号のレベ
ルを監視しそのレベルデータを通信制御装置１へ送出す
るレベル監視手段８、消費電流を監視しその電流データ
を通信制御装置１へ送出する電流監視手段１０、並びに
電源電圧を監視しその電圧データを通信制御装置１へ送
出する電圧監視手段１１を構成している。

【００１５】温度監視手段７のインターフェースとして
は、温度センサーを利用した周囲温度検知回路２２が付
設され、温度センサーの出力した信号をデジタル化し、
温度データとして常時制御部５に送っている。周波数監
視手段４及びレベル監視手段８のインターフェースとし
ては、レベル周波数検知回路２３がアンテナ直前に付設
され、該レベル周波数検知回路２３は、送信時において
空中に発射される直前の送信信号を入力として取り込
み、その周波数に対応する電圧及び送信信号のレベルを
デジタル値に変換し、その周波数データ及びレベルデー
タを制御部５へ送る等の処理を行う。該レベル周波数検
知回路２３は、通常キャリアセンスを行うモジュールを
利用しており、通信時以外に受信信号のレベルを検出す
ることによって周囲のノイズレベルを判断することもで
きる。

【００１６】電流監視手段１０のインターフェースとし
ては、例えば電流の流通により生じる電圧降下を測定し
デジタル値に変換した出力を構成する電流検知回路２４
が内部電圧レギュレータ２６の出力側に付設され常時消
費電流を示す電流データを制御部５に送っている。ま
た、電圧監視手段１１のインターフェースとしては、一
定の電圧をしきい値として、検出した電圧が該しきい値
よりも低下したときに所定の出力を電圧データとして発
する供給電圧検知ＩＣ２５等が内部電圧レギュレータ２
６の供給電源側に設けられ、供給電源のレベルを常時検
出し制御部５に送っている。尚、供給電圧検知ＩＣ２５
としては、前記一定のしきい値を基準として大小を検出
するものの他、レベルに相当するデジタルデータを出力
するものを用いて更に細かい制御を施しても良い。

【００１７】制御部５は、通信制御装置１が稼働してい
る送信時においては、前記各インターフェースを介し送
信信号の周波数データ及びレベルデータ、温度データ、
電流データ、電圧データを一定のインターバルを挟んで
取り込み、通信制御装置１の停止時においては、一定の
インターバルを挟んで常時温度データ、電流データ、電
圧データの取り込みを行う。そしてそれらデータに基き
補正する必要性の有無及び通信の可否を判断し、補正の
必要があると判断した場合には、該周波数データ及びレ
ベルデータを温度データと共に異常データとして通信制
御装置１へ送出する。殊に、レベルデータや電流データ
を送出する場合にあっては、同時に無線制御装置１を稼
働させる為の起動信号（割り込み信号等）も送出する。

【００１８】起動された通信制御装置１は、前記データ
により把握できる状態が補正可能なものであるか否かを
判断し、補正可能なもの、例えば送信信号の設定周波数
に対し実際の送信周波数が若干ずれている場合において
は、周波数補正部６たる周波数温度補正回路２７に対し
所定の周波数調整データを送出する。周波数温度補正回
路２７としては、例えば該周波数調整データに基いて前
記Ｘ´ｔａｌを用いた発信回路の時定数を変えることで
基準周波数を増減させ、送信周波数を調整するものが挙
げられる。また、送信信号の設定レベルに対し、実際の
送信レベルが若干上下している場合には、そのずれをな
くすべくレベル補正回路２８に対して所定のレベル調整
データを送出する。レベル補正回路としては、例えば、
該レベル調整データに応じてＡＭＰ２９のゲインを可変
する回路を構築すれば良い。

【００１９】この様な動作は、設定値と実際の値とがほ
ぼ一致し補正不要となるまで繰り返され、補正が不要と
成った際の周波数調整データやレベル調整データは、当
時の温度データと共に補正実績としてデータテーブル１
３に残され、通信制御装置１によるそれ以降の制御に利
用される。以後、補正すべき機会が生じたときは、周囲
温度検知回路２２からの温度データに基いてデータテー
ブル１３に登録されている既存データを検索し、取得し
た温度データに適合する調整データを引き出して各種補
正回路に送出することとなり、取得した温度データに適
合するデータが既存データ中に存在しない場合には、前
記補正動作を経て、周波数の補正及び補正実績の新規登
録をデータテーブル１３に対して行う。前記の如く既存
のデータを用いることによって、周囲温度による送信周
波数の変化に対して迅速に対応できることとなる。尚、
データテーブル１３の構成要素は前記周波数調整データ
やレベル調整データに限定されるものでは無く、レベル
調整データなどをはじめとする様々なデータについて構
成しても良い。

【００２０】その他、通信制御装置１の稼働時におい
て、例えば電流データや電圧データに基き当該信号変換
装置の消費電流が仕様値より増加したと判断した場合
や、供給電圧が仕様値より低下したと判断できる場合に
は受信部３や送信部２等の不良が考えられるが、消費電
流の増加を検知することで供給電圧の低下を予測するこ
とも可能である。前記電流データや電圧データの異常を
検知した場合は直ちに所定の起動信号を通信制御装置１
に対して送出する。尚、補正が必要ない場合において
は、通信制御装置１はこれを無視し、その他、周波数や
レベルのずれが大きく補正が不可能な範囲である場合に
は、例えばアラームや点灯という手段によってその旨を
報知する。

【００２１】通信制御装置１のデータテーブル１３は、
既存データが蓄積するに伴って温度データの間隔が密と
なり、その結果既存データと合致する可能性も高くなっ
て補正スピード及びその精度も高まってくる。一方、ど
の様な地域で使用されるとも分からない無線通信機の仕
様として寒暖の広範な温度下での使用に耐え得る品質が
必要となるものの、温暖な地域での使用と寒冷な地域で
の使用とでは、補正に有効な温度データの領域が異なっ
てくる。即ち、データテーブル１３にデータをいたずら
に蓄積することは、逆に検索を煩雑にし、補正スピード
をおとしめることも考えられるので、データの蓄積に伴
って不要な温度範囲、例えばデータの密な温度範囲から
の偏差が大きいデータは破棄するようなデータ管理の処
理を行うことが望ましい。この様な処理は、当該無線通
信機が環境の異なる場所へ移設された場合に、無線通信
機を移設後の環境に適応させる上で極めて好都合とな
る。尚、この様な処理を発展させて、更にファジー制御
或いはニューラルネットワーク制御を導入することもで
きる。

【００２２】以上が本無線通信機の主な構成である。
尚、データ端末装置としての通信制御装置１が、どの様
な構成を採っていたとしても前記構成には何等影響する
ことがなく、例えば内部においてスペクトラム拡散変調
手段或いは同復調手段を具備する構成であっても良い。
又、通信制御装置１にタイマーを付設して稼働時間を日
々データとして保存し、実績の無い時刻にシステムが切
れるようにしておけば、バッテリーの無駄な消費を抑え
ることができる。更に信号変換装置１２としては、変調
歪を補正する周波数補正回路３０、ノイズ等の影響を受
けたオフセット変動の悪影響を取り除くべく検波後の信
号に追従する基準電圧をつくり受信信号をデジタル化す
る波形整形回路３１を設けることが望ましい。

【００２３】

【発明の効果】以上の如く本発明による請求項１乃至５
記載の信号変換装置及び請求項６乃至８記載の無線通信
機を使用すれば、該信号変換装置というモジュール、或
いは該モジュールが出力する送信信号に対する監視や補
正を人手を要することなくリアルタイムに且つ緻密に行
う自己管理機能の構築が、種々困難な制約を伴う事なく
容易に実現できることとなり、通信周波数が常時安定し
た正確な通信が可能となる他、長期に亘る品質の維持管
理のみならず故障の予知をも容易に行うことが可能とな
ることで、無線通信を利用した機器の品質及び耐用年数
の向上に寄与する。殊に、請求項７記載の無線通信機に
あっては、データテーブルの更新作業をベースとした日
々の学習によって該無線通信機を利用した機器のあらゆ
る環境に対する順応性が高めることが可能となり、地域
環境の差に起因する機器の不具合を通信面で解消するこ
とができる。又、請求項９記載の無線通信機を使用すれ
ば、自己監視機能を有効に働かせながらも、バッテリー
の消耗が少なくされることで、より実用性を高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による信号変換装置及び無線通信機の一
例を示すブロック図である。

【図２】本発明による信号変換装置の一例を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ 通信制御装置 ２ 送信部 ３ 受信部 ４ 周波数監視手段 ５ 制御部 ６ 周波数補正部 ７ 温度監視手段 ８ レベル監視手段 ９ レベル補正部 １０ 電流監視手段 １１ 電圧監視手段 １２ 信号変換装置 １３ データテーブル

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信制御装置（１）から発せられた送信
   信号を周波数変調する送信部（２）と、受信信号を周波
   数復調し通信制御装置（１）へ送出する受信部（３）の
   うち、少なくとも送信部（２）を具備する信号変換装置
   において、送信周波数を監視しその周波数データを通信
   制御装置（１）へ送出する周波数監視手段（４）を備え
   た制御部（５）と、該取得周波数データに基き通信制御
   装置が出力する周波数調整データを受けて、送信周波数
   と設定周波数とのずれを無くすべく調整する周波数補正
   部（６）を設けたことを特徴とする信号変換装置。
2. 【請求項２】 通信制御装置（１）から発せられた送信
   信号を周波数変調する送信部（２）と、受信信号を周波
   数復調し通信制御装置（１）へ送出する受信部（３）の
   うちの、少なくとも送信部（２）を具備する信号変換装
   置において、送信周波数を監視しその周波数データを通
   信制御装置（１）へ送出する周波数監視手段（４）と、
   周囲温度を監視しその温度データを通信制御装置（１）
   へ出力する温度監視手段（７）を備えた制御部（５）
   と、該取得周波数データ及び温度データに基き通信制御
   装置（１）が出力する周波数調整データを受けて、送信
   周波数と設定周波数とのずれを無くすべく調整する周波
   数補正部（６）を設けたことを特徴とする信号変換装
   置。
3. 【請求項３】 前記制御部（５）に、送信信号のレベル
   を監視しそのレベルデータを通信制御装置（１）へ送出
   するレベル監視手段（８）を設け、該レベルデータに基
   き通信制御装置（１）が出力するレベル調整データを受
   けて、送信信号のレベルと設定レベルとのずれを無くす
   べく調整するレベル補正部（９）を設けたことを特徴と
   する請求項１又は２記載の信号変換装置。
4. 【請求項４】 前記制御部（５）に、消費電流を監視し
   その電流データを通信制御装置（１）へ送出する電流監
   視手段（１０）を設けたことを特徴とする請求項１、２
   又は３記載の信号変換装置。
5. 【請求項５】 前記制御部（５）に、電源電圧を監視し
   その電圧データを通信制御装置（１）へ送出する電圧監
   視手段（１１）を設けたことを特徴とする請求項１、
   ２、３又は４記載の信号変換装置。
6. 【請求項６】 前記請求項１、２、３、４又は５記載の
   信号変換装置（１２）と、該信号変換装置（１）からの
   異常データを受けて起動し、該異常データに基き信号変
   換装置（１２）の周波数補正部（６）に対し周波数調整
   データを出力し得る通信制御装置（１）より成ることを
   特徴とする無線通信機。
7. 【請求項７】 前記請求項２記載の信号変換装置（１
   ２）、又は請求項３、４又は５記載の信号変換装置（１
   ２）のうち周囲温度を監視しその温度データを通信制御
   装置（１）へ出力する温度監視手段（７）を備えた制御
   部（５）及び該取得周波数データ及び温度データに基き
   通信制御装置（１）が出力する周波数調整データを受け
   て送信周波数と設定周波数とのずれを無くすべく調整す
   る周波数補正部（６）を設けたものと、該信号変換装置
   （１２）からの異常データを受けて起動し、該異常デー
   タに基き信号変換装置（１２）の周波数補正部（６）に
   対し周波数調整データを出力し得る通信制御装置（１）
   より構成され、該通信制御装置（１）に、異常当時の温
   度データと周波数調整データより成る実績が保存され、
   且つ異常データの検出時において該実績の更新・検索が
   可能なデータテーブル（１３）を設けたことを特徴とす
   る無線通信機。
8. 【請求項８】 前記請求項３記載の信号変換装置、又は
   請求項４又は５記載の信号変換装置（１２）のうち送信
   信号のレベルを監視しそのレベルデータを通信制御装置
   （１）へ送出するレベル監視手段（８）を設けた制御部
   （５）及び該レベルデータに基き通信制御装置（１）が
   出力するレベル調整データを受けて送信信号のレベルと
   設定レベルとのずれを無くすべく調整するレベル補正部
   （９）を設けたものと、該信号変換装置（１２）からの
   異常データを受けて起動し、該異常データに基き信号変
   換装置（１２）のレベル補正部（９）に対しレベル調整
   データを出力し得る通信制御装置（１）より構成された
   ことを特徴とする請求項６又は７記載の無線通信機。
9. 【請求項９】 信号変換装置（１２）の制御部（５）と
   して、通信制御装置（１）より消費電力が低い演算素子
   を用いたことを特徴とする請求項６、７又は８記載の無
   線通信機。