JP4480915B2 - Digital wireless communication terminal device, wireless communication method, and wireless communication program - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線通信端末装置、無線通信方法および該方法を実行させるためのプログラムに係り、特に、受信電界の有無を判定する機能を搭載したデジタル方式の無線通信端末装置、無線通信方法および無線通信プログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
携帯電話やPHS等の無線通信システムにおいては端末間の通信に基地局が必ず介在しており、基地局/端末間の通信は基地局によって同期がとられている。一方、端末間で直接通信が可能な消防無線や防災無線等に用いられている無線通信システムでは、端末同士が直接通信を行う際、その通信は基地局を介さないため端末には不定期に信号が到来する。この無線通信システムで利用される端末が無線通信機として動作するためには、不定期に到来する信号を効率良く検波する必要がある。
【0003】
図4に、従来の無線通信システム(後者)で用いられる端末の一例を示す。同図に示すように、端末は、アンテナ11と、RF部13、第1中間周波数変換部(1stIF)15、第2中間周波数変換部(2ndIF)部17、直交変調器(IQ DEM)19、発振器(OSC)21a,21bおよび自動利得制御部(AGC)22から構成されたダブルスーパーヘテロダイン構造の受信系10と、A/D変換部(ADC)23と、論理回路部(GA)25と、DSP27と、CPU29とを備えている。さらに端末は、スケルチ回路(SQ)31および受信電界強度を検出するRSSI(Received Signal Strength Indicator)検出回路33を受信系内部に有している。なお、端末は通常これらの他にも送信系や電源系、スピーカ、マイク等を有しているが、図4では省略した。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の無線通信システムでは一般にFM検波方式が採用されている。当該検波方式を用いる場合、アナログフィルタによって妨害波を十分に抑圧する必要があるため、端末の受信系10はダブルスーパーヘテロダイン構造となっている。しかしながら、当該ダブルスーパーヘテロダイン構造の受信系は、部品点数が必然的に多くなってしまうため端末の小型軽量化および低消費電力化が難しいという問題点や、受信帯域内特性が乱れるために狭帯域化の実現が難しいという問題点を有していた。
【0005】
また、上記従来の無線通信システムで用いられる端末は、上述したようにスケルチ回路(SQ)31を備えている。通常、アナログ方式の無線通信機においては、音声の有無によって音声帯域内の振幅レベルが大幅に変動するため、この音声帯域内の復調信号を参照して搬送波(音声信号)受信の有無を判定することは困難である。また、無入力時における音声帯域内のノイズレベルと、音声に混じって含まれる音声帯域内のノイズレベルには特性的な差異がない。したがって、スケルチ回路31は、リミッタアンプ(L−AMP)35で増幅された第2中間周波数の信号をFM検波器(DET)37で検波して得られた信号の音声帯域外のレベル、すなわち音声帯域外のノイズレベルの増減に応じて、搬送波受信の有無を判定している。
【0006】
しかしながら、周波数利用効率の向上や通信品質の向上、通信秘匿性の確保等を目的とした通信のデジタル化に伴い、搬送波(音声信号)の離調間隔、すなわち搬送波の周波数帯域幅を狭めると音声帯域外のノイズレベルが下がってしまうため、従来のスケルチ回路31は実運用に添わないという問題点があった。
【0007】
例えば、図5に示すように、音声帯域外のノイズレベルは電界入力レベルに応じて変化し、電界入力レベルが上がるとノイズレベルは低下する。この特性を利用して、搬送波の帯域幅が例えば12.5kHzのとき、スケルチ回路31は、予め設定された感度点レベルを基準とし、帯域外のノイズレベルが感度点以下になったときスケルチ機能を働かせる。一方、帯域幅を半分の6.25kHzに狭めると、帯域外のノイズレベルは全体的に低下して電界入力レベルに依らず常に感度点を下回ってしまう。このように、搬送波の周波数帯域幅を狭めると、スケルチ回路31が有する本来のスケルチ機能が働かないという問題点があった。
【0008】
また、携帯電話やPHS等の無線通信システムには、多重化方式として同一周波数を時間的な複数のスロットに分割するTDMA(Time Division Multiple Access:時分割多重接続)方式を用いたものがある。TDMA方式を用いた当該無線通信システムでは、どのスロットを用いて通信を行うか基地局が端末に指示し、端末は、基地局から指定されたスロットのタイミングに同期をとって基地局と通信を行っている。
【0009】
しかしながら、端末同士の直接通信が可能な上記従来の無線通信システムにTDMA方式を採用しても、端末同士が直接通信を行う際、各端末にはどのスロットを用いて直接通信を行うかといったスロット制御が行われない。このため、端末は自分自身に対して送信されてきた信号に反応するため、スロットに関係なく所定周波数の信号を受信する度に、受信信号が自分に送信されたものであるか否かをCPU29で判断する必要がある。したがって、比較的消費電力の大きいCPU29は自分に関係のない信号に対しても動作してしまうため、端末の低消費電力化が困難であるという問題点があった。また、上述したように、直接通信を行う端末からは信号が不定期に送信されるため、所定のスロットタイミングとの間にずれが生じるという問題点もあった。
【0010】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、部品点数の削減および低消費電力化を実現可能な、スケルチ機能を搭載したデジタル方式の無線通信端末装置、無線通信方法および無線通信プログラムを提供することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】
また、本発明に係る無線通信端末装置は、直交変調された受信信号を直交復調してI信号およびQ信号を出力する受信手段と、前記I信号およびQ信号をそれぞれA/D変換して所定ビット数のIデータおよびQデータに量子化するA/D変換手段と、前記所定ビット数のIデータおよびQデータの各々から一部のビットのデータを抽出するビット抽出手段と、前記ビット抽出手段によって抽出された各データの二乗和を算出する二乗和算出手段と、前記二乗和算出手段で得られた二乗和としきい値とを比較して、前記二乗和と前記しきい値の大小関係を判定するしきい値判定手段と、前記しきい値判定手段による判定の結果、前記二乗和が前記しきい値以上であれば起動し、前記二乗和が前記しきい値未満であれば消費電力が小さい状態を保つ、所定の処理を行う処理手段と、を備えたデジタル方式の無線通信端末装置であって、当該無線通信端末装置の多重化方式がTDMA(時分割多重接続)であるとき、通信に利用するスロットを選択するため予めスロット毎に設定された、前記しきい値判定手段で得られた判定結果の前記処理手段への提供をマスキングするためのマスク情報を記憶する記憶手段を備え、前記しきい値判定手段で得られた判定結果は、前記記憶手段に記憶されているマスク情報に基づいて前記処理手段に送られる。
【0015】
また、請求項5に係る無線通信端末装置は、請求項4に記載の無線通信端末装置において、前記しきい値判定手段による判定結果が0または1の二値情報であり、前記マスク情報も0または1の二値情報であるとき、スロット毎に前記判定結果と前記マスク情報との論理和を演算する論理和演算手段を備えたものである。
【0016】
また、請求項6に係る無線通信端末装置は、請求項5に記載の無線通信端末装置において、前記しきい値判定手段で得られる判定結果は、前記二乗和が前記しきい値以上であれば“1”であり、前記二乗和が前記しきい値よりも小さいときは“0”であり、前記マスク情報は、“0”がマスクを意味し、“1”がアンマスクを意味する。
【0017】
また、本発明に係る無線通信端末装置は、前記処理手段に送られる判定結果が、所定数のスロット分連続して、前記二乗和が前記しきい値よりも小さいときに得られる結果であったとき、前記記憶手段に記憶されたマスク情報は自動的に解放される。
【0018】
また、本発明に係る無線通信端末装置は、当該無線通信端末装置の多重化方式がTDMA(時分割多重接続)であるとき、スロット毎に所定のタイミングで所定時間の間だけ前記受信手段を動作させるタイマー手段を備えたものである。
【0019】
また、本発明に係る無線通信端末装置は、前記処理手段は、前記二乗和算出手段によって算出された二乗和に基づいて、各スロットの受信電界強度を測定するものである。
【0020】
また、本発明に係る無線通信端末装置は、当該無線通信端末装置が送信を開始する際、前記処理手段は、前記二乗和算出手段によって算出された二乗和に基づいて、最適なスロットを選択する。
【0021】
また、本発明に係る無線通信端末装置は、前記受信手段はシングルスーパーヘテロダイン構造である。
【0025】
また、本発明に係る無線通信方法は、直交変調された受信信号を直交復調してI信号およびQ信号を出力する受信ステップと、前記I信号およびQ信号をそれぞれA/D変換して所定ビット数のIデータおよびQデータに量子化するA/D変換ステップと、前記所定ビット数のIデータおよびQデータの各々から一部のビットのデータを抽出するビット抽出ステップと、前記ビット抽出ステップで抽出された各データの二乗和を算出する二乗和算出ステップと、前記二乗和算出ステップで得られた二乗和としきい値とを比較して、前記二乗和と前記しきい値の大小関係を判定するしきい値判定ステップと、前記しきい値判定ステップで得られた判定の結果、前記二乗和が前記しきい値以上であれば所定の処理を行う処理手段を起動し、前記二乗和が前記しきい値未満であれば前記処理手段の消費電力が小さい状態を保つ処理ステップと、を有するデジタル方式の無線通信方法であって、当該無線通信方法の多重化方式がTDMA(時分割多重接続)であるとき、前記しきい値判定手段で得られた判定結果の前記処理手段への提供をマスキングするためのマスク情報を、通信に利用するスロットを選択するため予めスロット毎に設定しておき、前記しきい値判定ステップで得られた判定結果は、前記マスク情報に基づいて前記処理手段に送られる。
【0026】
また、請求項16に係る無線通信方法は、請求項15に記載の無線通信方法において、前記しきい値判定ステップによる判定結果が0または1の二値情報であり、前記マスク情報も0または1の二値情報であるとき、スロット毎に前記判定結果と前記マスク情報との論理和を演算する論理和演算ステップを有するものである。
【0027】
また、請求項17に係る無線通信方法は、請求項16に記載の無線通信方法において、前記しきい値判定ステップで得られる判定結果は、前記二乗和が前記しきい値以上であれば“1”であり、前記二乗和が前記しきい値よりも小さいときは“0”であり、前記マスク情報は、“0”がマスクを意味し、“1”がアンマスクを意味する。
【0028】
また、本発明に係る無線通信方法は、前記処理手段に送られる判定結果が、所定数のスロット分連続して、前記二乗和が前記しきい値よりも小さいときに得られる結果であったとき、前記マスク情報を自動的に解放するものである。
【0029】
また、本発明に係る無線通信方法は、当該無線通信方法の多重化方式がTDMA(時分割多重接続)であるとき、前記受信ステップはスロット毎に所定のタイミングで所定時間の間だけ実行される。
【0030】
また、本発明に記載の無線通信方法は、前記二乗和算出ステップで得られた二乗和に基づいて、各スロットの受信電界強度を測定する受信電界強度ステップを有するものである。
【0031】
また、本発明に係る無線通信プログラムは、上記記載の無線通信方法をコンピュータに実行させるためのものである。
【000A】
また、請求項22に係る無線制御回路は、所定ビット数に量子化されたI信号およびQ信号からそれぞれ一部のビット情報を抽出するビット抽出手段と、前記ビット抽出手段によって抽出された各ビット情報の二乗和を算出する二乗和算出手段と、前記二乗和算出手段で得られた二乗和としきい値とを比較して、前記二乗和と前記しきい値の大小関係を判定するしきい値判定手段と、を備えたものである。
【000B】
さらに、請求項23に係る無線制御回路は、請求項22記載の無線制御回路において、多重化方式がTDMA(時分割多重接続)であるとき、通信に利用するスロットを選択するため予めスロット毎に設定されたマスク情報を記憶する記憶手段を備え、前記しきい値判定手段で得られた判定結果は、前記記憶手段に記憶されているマスク情報に基づいて送られるものである。
【0037】
本発明に係る無線通信端末装置、無線通信方法および無線通信プログラムでは、受信手段(受信ステップ)において、直交変調された受信信号を直交復調してI信号およびQ信号を出力し、A/D変換手段(A/D変換ステップ)において、I信号およびQ信号をそれぞれA/D変換して所定ビット数のIデータおよびQデータに量子化し、ビット抽出手段(ビット抽出ステップ)において、所定ビット数のIデータおよびQデータの各々から一部のビットのデータを抽出し、二乗和算出手段(二乗和算出ステップ)において、ビット抽出手段によって抽出された各データの二乗和を算出し、しきい値判定手段(しきい値判定ステップ)において、二乗和算出手段で得られた二乗和としきい値とを比較して、二乗和としきい値の大小関係を判定し、処理手段(処理ステップ)において、しきい値判定手段による判定の結果、二乗和がしきい値以上であれば起動し、二乗和がしきい値未満であれば消費電力が小さい状態を保つ、所定の処理を行っている。多重化方式がTDMA(時分割多重接続)であるとき、しきい値判定手段で得られた判定結果の処理手段への提供をマスキングするためのマスク情報を、通信に利用するスロットを選択するためスロット毎に予め記憶手段に設定しておき、しきい値判定手段で得られた判定結果は、マスク情報に基づいて処理手段に送られている。
【0038】
特に、請求項5に係る無線通信端末装置、請求項16に係る無線通信方法および請求項21に係る無線通信プログラムでは、しきい値判定手段による判定結果が0または1の二値情報であり、マスク情報も0または1の二値情報であるとき、論理和演算手段(論理和演算ステップ)において、スロット毎に判定結果とマスク情報との論理和を演算している。
【0039】
また特に、請求項6に係る無線通信端末装置、請求項17に係る無線通信方法および請求項21に係る無線通信プログラムでは、しきい値判定手段で得られる判定結果は、二乗和がしきい値以上であれば“1”であり、二乗和がしきい値よりも小さいときは“0”であり、マスク情報は、“0”がマスクを意味し、“1”がアンマスクを意味している。
【0040】
このように、マスク情報を用いて所望しないスロットにマスクをかける(マスク情報を“0”とする)ことによって、自端末に関係のない通信による通信処理/制御手段の起動を防ぐことができため、装置の低消費電力化を実現できる。また、0または1のバイナリ信号とすることによって、これらは直接の外部制御信号となり得る。
【0041】
また、本発明に係る無線通信端末装置、無線通信方法および無線通信プログラムでは、処理手段に送られる判定結果が、所定数のスロット分連続して、二乗和がしきい値よりも小さいときに得られる結果であったとき、マスク情報は自動的に解放される。したがって、マスキングされた状態がいつまでも続かず、通信が終了して所定時間が経過した後は、処理手段を動作させることなく通常の待ち受け状態に戻すことができる。
【0042】
また、請求項8に係る無線通信端末装置、請求項19に係る無線通信方法および請求項21に係る無線通信プログラムでは、多重化方式がTDMA(時分割多重接続)であるとき、タイマー手段において、スロット毎に所定のタイミングで所定時間の間だけ受信手段を動作させることによって受信ステップを所定時間の間だけ実行している。したがって、受信手段は、待ち受け状態において常には動作せず、スロット毎に所定時間中のみ動作して、受信信号のサンプリングを行っている。したがって、所定時間が短い分、受信手段で消費される電力を抑えることができるため、低消費電力化を実現できる。また、複数スロットに重複したサンプリングを行うことによる誤動作を抑えることができる。
【0043】
また、請求項9に係る無線通信端末装置、請求項20に係る無線通信方法および請求項21に係る無線通信プログラムでは、二乗和算出手段(二乗和算出ステップ)で算出された二乗和に基づいて、各スロットの受信電界強度を測定している。したがって、二乗和を利用することによってスケルチ機能だけでなく、受信電界強度表示(RSSI)機能をも実現することができる。
【0044】
また、本発明に係る無線通信端末装置では、送信を開始する際、処理手段は、二乗和算出手段によって算出された二乗和に基づいて最適なスロットを選択している。このように、処理手段は、スロット毎の電波状態を検出するためには二乗和を参照するだけで良いため、タイムラグなく短時間で使用スロットを決定することができる。結果として、話頭切断および通話遅延を軽減することができる。
【0045】
さらに、請求項11に係る無線通信端末装置では、受信手段はシングルスーパーヘテロダイン構造である。従来は受信系をダブルスーパーヘテロダイン構造とせざるを得なかったが、シングルスーパーヘテロダイン構造としても以上説明した作用効果を達成することができる。したがって、受信系のための部品点数を削減することができ、実装面積を小さくできる。結果として、装置の小型化を実現できる。
【0046】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の無線通信端末装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形態の説明では、本発明に係る無線通信端末装置および無線通信方法について詳述するが、本発明に係る無線通信プログラムについては、無線通信方法を実行させるためのプログラムであることから、その説明は以下の無線通信方法の説明に含まれる。
【0047】
本実施形態の無線通信端末装置は、特に端末同士で直接通信が可能な消防無線や防災無線等のデジタル無線通信システムで用いられる。デジタル方式の無線通信システムでは感度点を規定するときの復調信号におけるノイズレベルと信号レベルの比率が変調方式によって一定に決まるため、本実施形態の無線通信端末装置は、復調信号のレベルとノイズレベルとの差を利用してデジタル的に処理することによってスケルチ機能を実現している。なお、多重化方式は、同一周波数を時間的な複数のスロットに分割するTDMA(Time Division Multiple Access:時分割多重接続)方式である。
【0048】
図1は、本発明の一実施形態に係る無線通信端末装置を示すブロック構成図である。但し、同図では送信系や電源系、スピーカ、マイク等を省略している。図1において、本実施形態の無線通信端末装置は、アンテナ101と、RF部103、中間周波数変換部(IF)105、自動利得制御部(AGC)107、直交復調器(IQ DEM)109および発振器(OSC)111を有する特許請求の範囲の受信手段に該当するシングルスーパーヘテロダイン構造の受信系(RX)100と、A/D変換手段に該当するA/D変換部(ADC)113と、ルートナイキストフィルタ(RNF)115と、論理回路部(GA)119と、処理手段に該当するDSP121およびCPU123とを備えて構成されている。
【0049】
まず、受信系(RX)100では、アンテナ101で受信した信号をRF部103でフィルタリングし、中間周波数変換部(IF)105で中間周波数に変換する。次に、自動利得制御部(AGC)107でレベルを調整し、直交復調器(IQ DEM)109で直交復調を行ってI信号およびQ信号を出力する。受信系100の直交復調器109から出力されたI信号およびQ信号は、A/D変換部(ADC)113でA/D変換することによってそれぞれ16ビットに量子化された後、ルートナイキストフィルタ(RNF)115において符号間干渉の影響が除去され、論理回路部(GA)119に入力される。
【0050】
図2に、論理回路部119を中心とした無線通信端末装置のブロック構成図を示す。同図において、論理回路部119は、分配部151と、特許請求の範囲のビット抽出手段に該当するビット抽出部153と、二乗和算出手段に該当する二乗和算出部155と、記憶手段に該当するレジスタ117と、しきい値判定手段に該当するしきい値判定部157と、タイマー手段に該当するタイマー部159とを有して構成されたゲートアレイである。まず、分配部151は、論理回路部119に入力された16ビットのデジタル信号を2方向に分配するものであり、一方をDSP121に送り、他方を論理回路部119のビット抽出部153に送る。なお、DSP121に送られる信号は、DSP121が処理可能なフォーマットに変換されたデジタル信号である。
【0051】
また、ビット抽出部153は、分配部151から送られた16ビットのデータから連続した6ビットのデータを抽出するものである。但し、何ビット目から上位6ビットのデータを抽出するかは、予め設定されたスケルチの感度点レベルによって決定されるが、感度点がどのレベルに設定されるかは変調方式によって異なる。例えば、QPSK変調方式において、約1%のビット誤り率(Bit Error Rate:BER)を得ようとするときは約8dBのC/N(キャリア対ノイズ)比が必要であるため、感度点はノイズレベルよりも8dB高いレベルに設定される。
【0052】
なお、BPSKの場合は4dBのC/N比が必要とされ、8PSKの場合は8dB、16QAMの場合は16dBのC/N比が必要とされる。これら比率は、帯域の変化によって左右されない。
【0053】
このように、QPSK変調方式を採用する無線通信システムにおいて、無線通信端末装置のA/D変換部113でアナログのIQ信号が16ビットに量子化され、1ビットで例えば6dBの解析能力が得られた場合、スケルチ機能を実現しようとすると最低2ビットのデータが必要となる。一例として、16ビットのデータが図3に示すビット対振幅の関係を有し、感度点が1.0mVppに設定されたとき、ビット抽出部153は5番目〜10番目の6ビットを抽出する。但し、上述したように、スケルチ機能を実現するためには2ビットで十分であるため、下位の2ビット、すなわち5番目および6番目のデータをスケルチ機能実現のために用いても良い。このとき、ビット数が少ない分、二乗和の算出に必要な処理量を減らすことができ、二乗和算出にかかる処理時間を短縮することができる。
【0054】
二乗和算出部155は、I信号とQ信号の二乗和を求めることによって復調信号の振幅データを求めるものである。本実施形態においてスケルチ機能を実現するため、また、RSSI(Received Signal Strength Indicator:受信電界強度表示)機能を実現するため、二乗和算出部155は、ビット抽出部153で抽出された6ビットの二乗和を計算し、その計算結果をしきい値判定部157に送る。本実施形態では多重化方式としてTDMA方式が用いられており、1フレームが複数のスロット、例えば4スロットから構成されているため、二乗和算出部155で算出される6ビットの二乗和はスロット毎に求められ、それぞれがレジスタ117に格納される。
【0055】
レジスタ117は、1フレームを構成するスロットの数と同数の領域から成り、1フレームが4スロットから構成されているとき、各スロットに対応する4つの領域を有している。各領域には、二乗和算出部155で得られた6ビットの二乗和(振幅データ)と、しきい値判定部157によって判定された結果(0または1)と、CPU123によって設定された特許請求の範囲のマスク情報に該当するマスクビット(0または1)とが格納される。
【0056】
一方、上述したように、二乗和算出部155で求められた6ビットの二乗和(振幅データ)はしきい値判定部157に送られる。しきい値判定部157は、二乗和算出部155から送られた振幅データと、機器ノイズレベルに対して一定比率の振幅レベルのDSP121によって設定されたしきい値とを比較して、振幅データがしきい値以上であればレジスタ117に“1”を、また、振幅データがしきい値より小さければ“0”を入力する。すなわち、レジスタ117内のしきい値判定部157による判定結果を格納する領域には、0または1のフラグが立つ。なお、DSP121によって設定されるしきい値は、上述した感度点と同等を基本とするが、システムに応じて所望のレベルに設定可能である。したがって、誤動作しない安定度の高いシステムを構築した場合は、感度点よりも高いしきい値を設定すれば良い。
【0057】
また、レジスタ117のマスクビットを格納する領域には、CPU123からの制御信号によって直接設定され得る0または1のマスクビットが格納される。マスクビットはスロット毎に設定され、“0”はマスクを意味し、“1”はアンマスクを意味する。すなわち、マスクビットが“0”のスロットに対しては振幅データや判定結果にかかわらずこのスロットは無視され、マスクビットが“1”のスロットに対してはレジスタ117に格納されている判定結果がCPU123に送られる。例えば、図2に示した例では、スロット1のマスクビットが“1”であり、残るスロット2〜4のマスクビットは“0”であるため、スロット1の判定結果“1”がCPU123に送られる。この機能は、スロット毎にマスクビットと判定結果との論理和(OR)をとる特許請求の範囲の論理和演算手段に該当する図2に示した論理和演算部118が行う。
【0058】
なお、本実施形態においては、無通話になったとき自動的に復帰することができるように、論理回路部119内にカウンタを設け、論理和して得られた判定結果が所定数のスロット分連続して“0”であれば、論理回路部119は通話が完了したと判断し、自動的にマスクを解放する。なお、マスクの解放とは、マスクビットが何も設定されていない状態に戻すことを意味する。また、論理回路部119は、CPU123を起動することなくマスクを自動的に解放することができる。
【0059】
また、タイマー部159は、各スロット中の微小時間だけ受信系100を動作させるためのものであり、より詳しくは、受信系100に電力を供給する電源(図示せず)を単独でオン/オフ動作制御している。例えば、10m秒のスロットに対して1m秒間受信系100を動作させることによって、各スロットに対して受信信号のサンプリング処理を行っている。このようにサンプリング時間を短く設定できるのは特にデジタル通信においては一定時間内に規定レベルのシンボル点を通過するからであり、例えばπ/4DQPSK(π/4シフトQPSK)変調方式の場合、IQ信号は零点を通らず電力強度が略一定であるため、16QAMやQPSK変調方式に比べてサンプリング時間を短く設定することができる。
【0060】
サンプリング時間を短く設定することによって受信系100で消費される電力量は低減され、上記例のように、1スロットが10m秒、サンプリング時間が1m秒のときは、受信系100における消費電力を1/10とすることができる。また、サンプリング時間が短ければ、2つのスロットにまたがってサンプリングしてしまう可能性を小さくすることもできる。なお、上記サンプリング時間はCPU123によって予め設定されている。
【0061】
このように、受信系100はタイマー部159からの指示によって起動したり切断されたりしているが、DSP121からの指示によっても制御され得る。なお、受信系100が動作していないとき、直交復調器(IQ DEM)109の直流回路部(図示せず)は安定化までに比較的時間を要するため、タイマー部159からの指示によらず常に動作しておくことによって更に性能を向上することが可能となる。
【0062】
また、DSP121は、論理回路部119の分配部151を介して得られたI信号およびQ信号を復調したり、論理回路部119のしきい値判定部157に対してしきい値を設定するものである。なお、無線通信端末装置が受信待機中のDSP121はスリープ状態である。さらに、CPU123は、レジスタ117に格納されているしきい値判定部157の判定結果とマスクビットとの論理和から、マスクされていない(マスクビットが“1”)スロットの判定結果を参照して、DSP121の起動を制御するものである。マスクビットはスロット毎にCPU123から設定される。なお、CPU123も受信待機中はスリープ状態である。
【0063】
次に、本発明に係る無線通信方法として、本実施形態に係る無線通信端末装置の動作について簡単に説明する。
まず、受信系100は、各スロット(10m秒)中の微小時間(1m秒)だけ受信信号をサンプリングしている。受信系100が動作している間、アンテナ101で受信した信号はRF部103でフィルタリングされる。次に、自動利得制御部(AGC)107でレベルが調整され、直交復調器(IQ DEM)109で直交復調される。次に、直交復調器109から出力されたI信号およびQ信号がA/D変換部(ADC)113でそれぞれ16ビットに量子化される。次に、16ビットのデジタル信号はルートナイキストフィルタ(RNF)115で符号間干渉の影響が除去される。
【0064】
次に、論理回路部119の分配部151でデジタル信号が分配され、一方はビット抽出部153に送られる。ビット抽出部153において16ビットのデータから6ビットのデータが抽出された後、二乗和算出部155において6ビットの二乗和が算出される。二乗和算出部155は6ビットの二乗和をレジスタ117に格納し、かつ、しきい値判定部157に送る。次に、しきい値判定部157において6ビットの二乗和としきい値とが比較され、二乗和がしきい値以上であればレジスタ117に“1”が入力され、二乗和がしきい値より小さければ“0”が入力される。
【0065】
次に、しきい値判定部157から入力された判定結果とレジスタ117に記憶されているマスクビットの論理和によって得られた値をCPU123に送る。この値が“1”であれば、CPU123はマスクされていないスロットで通信を開始するため起動する。このとき、CPU123は復調処理を行うようDSP121に指示し、DSP121は分配部151を介して入力されたI信号およびQ信号を復調する。
【0066】
以上説明したように、デジタル方式の無線通信システムで用いられる本実施形態の無線通信端末装置および無線通信方法では、ビット抽出部153で抽出された6ビットの二乗和としきい値とを比較することによって通信の有無を判定しているため、搬送波の周波数帯域幅を狭めた結果ノイズレベルが下がっても、受信電界の有無を判定してスケルチ機能を実現することができる。
【0067】
また、この判定結果とマスクビットとの論理和をとることによって所望しないスロットにはマスクをかけることができるため、自端末に関係のない通信による比較的消費電力の大きいDSP121やCPU123の起動を防ぐことができる。したがって、低消費電力化を実現することができる。
【0068】
また、論理回路部119内にスロットのカウンタが設けられ、マスクビットが設定された状態において論理和して得られた判定結果“0”が所定回数連続してカウントされれば、論理回路部119はマスクビットが何も設定されていない状態に戻すことができる。したがって、マスキングされた状態がいつまでも続かず、通信が終了して所定時間が経過した後は無線通信端末装置を通常の待ち受け状態に戻すことができる。
【0069】
また、本実施形態の無線通信端末装置および無線通信方法は、待ち受け状態において、受信系100はサンプリングのため常には動作せず、タイマー部159によって設定された微小時間の間だけスロット毎にサンプリング処理を行っており、その他の時間、受信系100には電源が供給されない。したがって、サンプリング時間が短い分、受信系100で消費される電力を抑えることができるため、低消費電力化を実現できる。また、複数スロットに重複したサンプリング処理を行うことによって誤動作が発生する確率を、極めて低くすることができる。
【0070】
また、論理回路部119のレジスタ117に格納されている各スロットの6ビットの二乗和(振幅データ)を参照することによって、RSSI(受信電界強度表示)の機能を実現することができる。なお、本実施形態では、ビット抽出部153が16ビット中の6ビットを抽出しているが、6ビット以下とすることで、一般的な全ての通信システムに対応した受信電界判定能力を維持しつつ回路規模を小さくすることができる。
【000C】
また、送信を行う際、スロット毎の電波状態を検出するために、CPU123はレジスタ117に記憶されている6ビットの二乗和(振幅データ)を取り出すだけで良いため、タイムラグなく短時間で使用スロットを決定することができる。結果として、話頭切断および通話遅延を軽減することができる。
【0071】
また、従来では、スケルチやRSSIを行う素子はその基本機能を第2中間周波数である450kHz近傍のIF信号帯で実現する構造であったため、受信系はダブルスーパーヘテロダイン構造とせざるを得なかった。しかしながら、本実施形態の無線通信端末装置では、受信系をシングルスーパーヘテロダイン構造としても論理回路部119においてスケルチおよびRSSI機能を実現することができる。このため、受信系のための部品点数を削減することができ、実装面積を小さくできる。したがって、装置の小型化を実現することができる。
【0072】
また、本実施形態では、図2に示したように、ルートナイキストフィルタ(RNF)115がA/D変換器(ADC)113の後段に設けられているが、ルートナイキストフィルタ115の通過にはその性能に応じた処理時間が必要となるため、ルートナイキストフィルタ115の前段に論理回路部119を設けても良い。このとき、処理を高速化することができる。但し、ルートナイキストフィルタ115を通過した後の信号を処理した方が高選択性のキャリア検出を実現することができる。
【0073】
なお、本実施形態では、一フレームが4スロットで構成される場合について説明したため、レジスタ117が各スロットに対応した4つの領域によって構成されているが、例えば、一フレームが6スロットで構成されている場合、レジスタ117は6つの領域によって構成される。なお、一フレームを6スロットとすると、国内の複数のデジタル、アナログ双方の方式に対応できる。
【0074】
以上は受信時についての説明であるが、無線通信端末装置が送信を行うとき、CPU123はレジスタ117に格納されている6ビットの二乗和(振幅データ)を読み出して、どのスロットの電波状態が良いかを判定する。したがって、本実施形態の無線通信端末装置および無線通信方法は、各スロットの電波状態を得るために一フレーム分の時間待たずとも、CPU123によって最適と判定されたスロットを用いて送信信号を送出することができる。
【0075】
さらに、本実施形態において、端末間で送受信されるフレームの中央付近の固定データ区間には、シンクワード(同期ワード)が設けられている。直接通信を行う双方の無線通信端末装置は、相手側から送信されてきた信号に含まれているシンクワードを用いて同期をとることによって、通信の安定性を向上することができる。なお、変調方式が16QAMのように多値変調方式であるとき、復調信号は複数通りのレベルとなり得るため、電波状況によっては正確なレベル判定を行うことが難しいが、シンクワードに所定レベルのサンプル信号を含ませ、これを活用することによってレベル判定を正確に行うことができる。
【0076】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の無線通信端末装置、無線通信方法および無線通信プログラムによれば、受信手段(受信ステップ)において、直交変調された受信信号を直交復調してI信号およびQ信号を出力し、A/D変換手段(A/D変換ステップ)において、I信号およびQ信号をそれぞれA/D変換して所定ビット数のIデータおよびQデータに量子化し、ビット抽出手段(ビット抽出ステップ)において、所定ビット数のIデータおよびQデータの各々から一部のビットのデータを抽出し、二乗和算出手段(二乗和算出ステップ)において、ビット抽出手段によって抽出された各データの二乗和を算出し、しきい値判定手段(しきい値判定ステップ)において、二乗和算出手段で得られた二乗和としきい値とを比較して、二乗和としきい値の大小関係を判定し、処理手段(処理ステップ)において、しきい値判定手段による判定の結果、二乗和がしきい値以上であれば起動し、二乗和がしきい値未満であれば消費電力が小さい状態を保つ、所定の処理を行っている。特に、しきい値は受信電界を判定するための所望の振幅レベルであることが望ましい。
【0077】
したがって、二乗和としきい値の大小関係に基づいて通信の有無を判定することができ、しきい値は所望のレベルに設定可能であるため、搬送波の周波数帯域幅を狭くした結果ノイズレベルが下がってもスケルチ機能を実現することができる。
【0078】
また、処理手段(処理ステップ)は、しきい値判定手段による判定の結果、二乗和がしきい値以上であれば起動し、二乗和がしきい値よりも小さいときは消費電力の小さい状態を保っている。したがって、二乗値がしきい値よりも小さいとき、すなわち通信が無いときは処理手段で消費される電力量を抑え、二乗値がしきい値以上のとき、すなわち通信を行っているときだけ処理手段を動作させているため、装置の低消費電力化を実現できる。
【0079】
また、多重化方式がTDMA(時分割多重接続)であるとき、通信に利用するスロットを選択するためのマスク情報をスロット毎に予め記憶手段に設定しておき、しきい値判定手段で得られた判定結果は、マスク情報に基づいて通信処理/制御手段に送られている。このように、マスク情報を用いて所望しないスロットにマスクをかけることによって、自端末に関係のない通信による通信処理/制御手段の起動を防ぐことができる。したがって、装置の低消費電力化を実現できる。
【0080】
また、多重化方式がTDMA(時分割多重接続)であるとき、タイマー手段において、スロット毎に所定時間の間だけ受信手段を動作させることによって受信ステップを所定時間の間だけ実行している。したがって、受信手段は、待ち受け状態において常には動作せず、スロット毎に所定のタイミングで所定時間中のみ動作して、受信信号のサンプリングを行っている。したがって、所定時間が短い分、受信手段で消費される電力を抑えることができるため、低消費電力化を実現できる。
【0081】
また、二乗和算出手段(二乗和算出ステップ)で算出された二乗和に基づいて、各スロットの受信電界強度を測定しているため、二乗和を利用することによってスケルチ機能だけでなく、受信電界強度表示(RSSI)機能をも実現することができる。
【0082】
さらに、受信手段はシングルスーパーヘテロダイン構造である。従来は受信系をダブルスーパーヘテロダイン構造とせざるを得なかったが、シングルスーパーヘテロダイン構造としても以上説明した作用効果を達成することができる。したがって、受信系のための部品点数を削減することができ、実装面積を小さくできる。結果として、装置の小型化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る無線通信端末装置を示すブロック構成図である。
【図2】論理回路部を中心とした無線通信端末装置を示すブロック構成図である。
【図3】ビット抽出部で抽出された16ビットのビット対振幅の関係を示す説明図である。
【図4】従来の無線通信システムで用いられる端末の一例を示すブロック構成図である。
【図5】帯域外のノイズレベルと電界入力レベルとの関係を説明する説明図である。
【符号の説明】
100 受信系(RX)
101 アンテナ
103 RF部
105 中間周波数変換部(IF)
107 自動利得制御部(AGC)
109 直交復調器(IQ DEM)
111 発振器(OSC)
113 A/D変換部(ADC)
115 ルートナイキストフィルタ(RNF)
117 レジスタ
118 論理和演算部
119 論理回路部(GA)
121 DSP
123 CPU
151 分配部
153 ビット抽出部
155 二乗和算出部
157 しきい値判定部
159 タイマー部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wireless communication terminal device.,NothingBACKGROUND OF THE
[0002]
[Prior art]
In a wireless communication system such as a mobile phone or PHS, a base station is always present in communication between terminals, and communication between the base station / terminal is synchronized by the base station. On the other hand, in wireless communication systems used for fire fighting radios and disaster prevention radios that can communicate directly between terminals, when terminals communicate directly, the communication does not go through the base station, so the terminals are irregular. A signal arrives. In order for a terminal used in this wireless communication system to operate as a wireless communication device, it is necessary to efficiently detect signals that arrive irregularly.
[0003]
FIG. 4 shows an example of a terminal used in a conventional wireless communication system (the latter). As shown in the figure, the terminal includes an
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional wireless communication system, the FM detection method is generally adopted. When the detection method is used, it is necessary to sufficiently suppress the interference wave with an analog filter, and therefore the
[0005]
The terminal used in the conventional wireless communication system includes the squelch circuit (SQ) 31 as described above. Usually, in an analog wireless communication device, the amplitude level in the voice band varies greatly depending on the presence or absence of voice, so the presence or absence of carrier wave (voice signal) reception is determined with reference to the demodulated signal in the voice band. It is difficult. Further, there is no characteristic difference between the noise level in the voice band when there is no input and the noise level in the voice band included in the voice. Therefore, the
[0006]
However, if the detuning interval of the carrier wave (sound signal), that is, the frequency bandwidth of the carrier wave is narrowed due to the digitization of communication for the purpose of improving frequency utilization efficiency, improving communication quality, ensuring communication confidentiality, etc. Since the noise level outside the band is lowered, there is a problem that the
[0007]
For example, as shown in FIG. 5, the noise level outside the audio band changes according to the electric field input level, and the noise level decreases as the electric field input level increases. Using this characteristic, when the bandwidth of the carrier wave is 12.5 kHz, for example, the
[0008]
Some wireless communication systems such as mobile phones and PHS use a TDMA (Time Division Multiple Access) system that divides the same frequency into a plurality of temporal slots as a multiplexing system. In the wireless communication system using the TDMA scheme, the base station instructs the terminal which slot is used for communication, and the terminal communicates with the base station in synchronization with the timing of the slot designated by the base station. Is going.
[0009]
However, even if the TDMA method is adopted in the above-described conventional wireless communication system capable of direct communication between terminals, when the terminals perform direct communication, the slots used for direct communication with each terminal. Control is not performed. For this reason, since the terminal reacts to the signal transmitted to itself, the
[0010]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and is a digital wireless communication terminal device equipped with a squelch function that can reduce the number of components and reduce power consumption.,NothingAn object of the present invention is to provide a line communication method and a wireless communication program.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
Also,The present inventionThe wireless communication terminal device according toA receiving means for orthogonally demodulating the received signal subjected to orthogonal modulation and outputting an I signal and a Q signal; and the I signal and the Q signal are each A / D converted and quantized into I data and Q data having a predetermined number of bits. A / D conversion means, bit extraction means for extracting a part of bit data from each of the predetermined number of I data and Q data, and a sum of squares of each data extracted by the bit extraction means A square sum calculation means, a threshold value judgment means for comparing the square sum obtained by the square sum calculation means with a threshold value, and for determining a magnitude relationship between the square sum and the threshold value; and the threshold value. As a result of the determination by the value determining means, the processing means is activated if the sum of squares is equal to or greater than the threshold value, and performs a predetermined process for maintaining a low power consumption state if the sum of squares is less than the threshold value. And be prepared And a wireless communication terminal apparatus for digital type,When the multiplexing method of the wireless communication terminal device is TDMA (Time Division Multiple Access), it is preset for each slot in order to select a slot to be used for communication., For masking provision of the determination result obtained by the threshold value determination means to the processing meansStorage means for storing mask information, and the determination result obtained by the threshold value determination means is based on the mask information stored in the storage means.Processing handSent to the stage.
[0015]
The wireless communication terminal device according to
[0016]
Moreover, the wireless communication terminal device according to
[0017]
Also,The present inventionThe wireless communication terminal device according toThe processing handWhen the determination result sent to the stage is a result obtained when the predetermined number of slots continues and the sum of squares is smaller than the threshold value, the mask information stored in the storage means is automatically To be released.
[0018]
Also,The present inventionThe wireless communication terminal device according toThisWhen the multiplexing method of the wireless communication terminal apparatus is TDMA (Time Division Multiple Access), timer means for operating the receiving means for a predetermined time at a predetermined timing for each slot is provided.
[0019]
Also,The present inventionThe wireless communication terminal device according toThe processing handThe stage measures the received electric field strength of each slot based on the square sum calculated by the square sum calculation means.
[0020]
Also,The present inventionThe wireless communication terminal device according toThisWhen the wireless communication terminal starts transmission,Processing handThe stage selects an optimum slot based on the square sum calculated by the square sum calculation means.
[0021]
Also,The present inventionThe wireless communication terminal device according to,in frontThe receiving means has a single superheterodyne structure.
[0025]
Also,The present inventionThe wireless communication method according toA reception step of orthogonally demodulating the orthogonally modulated reception signal to output an I signal and a Q signal, and A / D conversion of each of the I signal and the Q signal to quantize them into I data and Q data having a predetermined number of bits An A / D conversion step, a bit extraction step for extracting a part of bit data from each of the I data and Q data of the predetermined number of bits, and a sum of squares of each data extracted in the bit extraction step is calculated. A square sum calculation step, a threshold judgment step for comparing the square sum obtained in the square sum calculation step with a threshold value to determine a magnitude relationship between the square sum and the threshold value, and the threshold value. As a result of the determination obtained in the value determination step, if the sum of squares is equal to or greater than the threshold value, a processing unit that performs a predetermined process is started, and if the sum of squares is less than the threshold value, A processing step of the power consumption of the physical means to keep a small state, a radio communication method for a digital system having,When the multiplexing method of the wireless communication method is TDMA (Time Division Multiple Access),Mask information for masking provision of the determination result obtained by the threshold value determination means to the processing means,To select the slot used for communicationForecastFor each slot, the determination result obtained in the threshold determination step is determined based on the mask information.Processing handSent to the stage.
[0026]
The wireless communication method according to
[0027]
The wireless communication method according to
[0028]
Also,The present inventionThe wireless communication method related toThe processing handWhen the determination result sent to the stage is a result obtained when the sum of squares is smaller than the threshold value continuously for a predetermined number of slots, the mask information is automatically released. .
[0029]
Also,The present inventionThe wireless communication method related toThisWhen the multiplexing method of the wireless communication method is TDMA (Time Division Multiple Access), the reception step is executed for a predetermined time at a predetermined timing for each slot.
[0030]
Also,The present inventionThe wireless communication method described in,in frontA reception field strength step for measuring the reception field strength of each slot based on the sum of squares obtained in the square sum calculation step is provided.
[0031]
Also,The present inventionThe wireless communication program related tothe aboveIt is for causing a computer to execute the wireless communication method described.
[000A]
A radio control circuit according to a twenty-second aspect includes bit extraction means for extracting a part of bit information from an I signal and a Q signal quantized to a predetermined number of bits, and each bit extracted by the bit extraction means. A square sum calculation means for calculating a sum of squares of information, and a threshold value for comparing the square sum obtained by the square sum calculation means with a threshold value to determine a magnitude relation between the square sum and the threshold value Determination means.
[000B]
Furthermore, the radio control circuit according to
[0037]
The present inventionWireless communication terminal device according to,NothingWire communication method andNothingIn the line communication program,In the reception means (reception step), the orthogonally modulated reception signal is orthogonally demodulated to output an I signal and a Q signal, and in the A / D conversion means (A / D conversion step), the I signal and the Q signal are respectively converted to A / D-convert and quantize it into I data and Q data of a predetermined number of bits, and in a bit extraction means (bit extraction step), extract a part of bit data from each of the predetermined number of bits of I data and Q data, The sum of squares of each data extracted by the bit extraction means is calculated in the square sum calculation means (square sum calculation step), and obtained by the square sum calculation means in the threshold value determination means (threshold value determination step). The sum of squares is compared with a threshold value to determine the magnitude relationship between the sum of squares and the threshold value, and the result of determination by the threshold value determining means in the processing means (processing step) Sum of squares is activated if the higher threshold value, the square sum maintain a state with low power consumption is less than the threshold value, and performs predetermined processing.When the multiplexing method is TDMA (Time Division Multiple Access),Mask information for masking provision of the determination result obtained by the threshold determination means to the processing means,To select the slot used for communicationFemaleEach lot is set in advance in the storage means, and the determination result obtained by the threshold determination means is based on the mask information.HandHas been sent to the stage.
[0038]
In particular, in the wireless communication terminal device according to
[0039]
In particular, in the wireless communication terminal device according to
[0040]
In this way, by masking an undesired slot using mask information (mask information is set to “0”), it is possible to prevent activation of communication processing / control means by communication unrelated to the own terminal. Therefore, low power consumption of the device can be realized. Also, by using 0 or 1 binary signals, these can be direct external control signals.
[0041]
Also,The present inventionWireless communication terminal device according to,NothingWire communication method andNothingIn the line communication programThe processing handWhen the determination result sent to the stage is a result obtained when the sum of squares is smaller than the threshold value continuously for a predetermined number of slots, the mask information is automatically released. Therefore, after the masked state does not continue indefinitely and the communication has been completed and a predetermined time has elapsed,The processing handThe normal standby state can be restored without operating the stage.
[0042]
In the wireless communication terminal device according to
[0043]
Further, in the wireless communication terminal device according to
[0044]
Also,The present inventionIn the wireless communication terminal device according to the above, when starting transmissionThe processing handThe stage selects an optimal slot based on the sum of squares calculated by the sum of squares calculation means. in this wayThe processing handSince the stage only needs to refer to the sum of squares in order to detect the radio wave condition for each slot, the slot to be used can be determined in a short time without a time lag. As a result, talk disconnection and call delay can be reduced.
[0045]
Furthermore, in the radio communication terminal apparatus according to
[0046]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a wireless communication terminal device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description of the embodiments, the wireless communication terminal device and the wireless communication method according to the present invention will be described in detail. However, the wireless communication program according to the present invention is a program for executing the wireless communication method. Therefore, the description is included in the following description of the wireless communication method.
[0047]
The wireless communication terminal device according to the present embodiment is used in a digital wireless communication system such as a fire fighting radio or a disaster prevention radio that can directly communicate with each other. In the digital wireless communication system, since the ratio of the noise level to the signal level in the demodulated signal when the sensitivity point is defined is fixed depending on the modulation method, the wireless communication terminal apparatus according to the present embodiment uses the level of the demodulated signal and the noise level. The squelch function is realized by digital processing using the difference between The multiplexing scheme is a TDMA (Time Division Multiple Access) scheme that divides the same frequency into a plurality of temporal slots.
[0048]
FIG. 1 is a block diagram showing a radio communication terminal apparatus according to an embodiment of the present invention. However, a transmission system, a power supply system, a speaker, a microphone, and the like are omitted in FIG. In FIG. 1, a radio communication terminal apparatus according to this embodiment includes an
[0049]
First, in the reception system (RX) 100, the signal received by the
[0050]
FIG. 2 shows a block configuration diagram of a wireless communication terminal device centering on the
[0051]
The
[0052]
Note that a C / N ratio of 4 dB is required for BPSK, a C / N ratio of 8 dB is required for 8PSK, and a 16 dB C / N ratio is required for 16QAM. These ratios are not affected by bandwidth changes.
[0053]
As described above, in a wireless communication system employing the QPSK modulation method, an analog IQ signal is quantized to 16 bits by the A /
[0054]
The
[0055]
The
[0056]
On the other hand, as described above, the 6-bit square sum (amplitude data) obtained by the square
[0057]
In the area for storing the mask bit of the
[0058]
In this embodiment, a counter is provided in the
[0059]
The
[0060]
By setting the sampling time short, the amount of power consumed by the receiving
[0061]
As described above, the receiving
[0062]
The
[0063]
Next, as a wireless communication method according to the present invention, the operation of the wireless communication terminal device according to the present embodiment will be briefly described.
First, the receiving
[0064]
Next, the digital signal is distributed by the
[0065]
Next, a value obtained by the logical sum of the determination result input from the threshold
[0066]
As described above, in the radio communication terminal apparatus and radio communication method of this embodiment used in the digital radio communication system, the 6-bit square sum extracted by the
[0067]
In addition, since it is possible to mask an undesired slot by calculating the logical sum of the determination result and the mask bit, it is possible to prevent the
[0068]
Further, if a counter for the slot is provided in the
[0069]
Further, in the wireless communication terminal device and the wireless communication method of the present embodiment, in the standby state, the
[0070]
Further, by referring to the 6-bit sum of squares (amplitude data) of each slot stored in the
000C
In addition, when transmitting, the
[0071]
Conventionally, the element that performs squelch and RSSI has a structure that realizes its basic function in the IF signal band near 450 kHz, which is the second intermediate frequency, and thus the reception system has to be a double superheterodyne structure. However, in the wireless communication terminal device of this embodiment, the squelch and RSSI functions can be realized in the
[0072]
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the root Nyquist filter (RNF) 115 is provided at the subsequent stage of the A / D converter (ADC) 113. Since a processing time corresponding to the performance is required, the
[0073]
In this embodiment, since the case where one frame is composed of four slots has been described, the
[0074]
The above is a description of reception, but when the wireless communication terminal device performs transmission, the
[0075]
Furthermore, in this embodiment, a sync word (synchronization word) is provided in a fixed data section near the center of a frame transmitted and received between terminals. Both wireless communication terminal apparatuses that perform direct communication can improve the stability of communication by synchronizing using a sync word included in a signal transmitted from the other party. Note that when the modulation method is a multi-level modulation method such as 16QAM, the demodulated signal can have a plurality of levels, so that it is difficult to accurately determine the level depending on the radio wave condition. By including the signal and utilizing it, the level determination can be accurately performed.
[0076]
【The invention's effect】
As described above, the wireless communication terminal device of the present invention,NothingAccording to the wire communication method and the wireless communication program,In the reception means (reception step), the orthogonally modulated reception signal is orthogonally demodulated to output an I signal and a Q signal, and in the A / D conversion means (A / D conversion step), the I signal and the Q signal are respectively converted to A / D-convert and quantize it into I data and Q data of a predetermined number of bits, and in a bit extraction means (bit extraction step), extract a part of bit data from each of the predetermined number of bits of I data and Q data, The sum of squares of each data extracted by the bit extraction means is calculated in the square sum calculation means (square sum calculation step), and obtained by the square sum calculation means in the threshold value determination means (threshold value determination step). The sum of squares is compared with a threshold value to determine the magnitude relationship between the sum of squares and the threshold value, and the result of determination by the threshold value determining means in the processing means (processing step) Sum of squares is activated if the higher threshold value, the square sum maintain a state with low power consumption is less than the threshold value, and performs predetermined processing.In particular, the threshold is preferably a desired amplitude level for determining the received electric field.
[0077]
Therefore, the presence / absence of communication can be determined based on the magnitude relationship between the sum of squares and the threshold value, and the threshold value can be set to a desired level. As a result, the noise level decreases as a result of narrowing the frequency bandwidth of the carrier wave. Even squelch function can be realized.
[0078]
AlsoThe processing handSteps(ProcessingIs activated when the sum of squares is equal to or greater than the threshold value as a result of determination by the threshold value determining means, and maintains a low power consumption state when the sum of squares is smaller than the threshold value. Therefore, when the square value is smaller than the threshold value, that is, when there is no communicationIs processing handWhen the amount of power consumed in the stage is suppressed and the square value is greater than or equal to the threshold value, that is, when communication is performedHandSince the stage is operated, low power consumption of the apparatus can be realized.
[0079]
Further, when the multiplexing method is TDMA (time division multiple access), mask information for selecting a slot to be used for communication is set in the storage means in advance for each slot, and is obtained by the threshold judgment means. The determination result is sent to the communication processing / control means based on the mask information. As described above, by masking an undesired slot using the mask information, it is possible to prevent the communication processing / control unit from being activated by communication not related to the own terminal. Therefore, low power consumption of the apparatus can be realized.
[0080]
When the multiplexing method is TDMA (Time Division Multiple Access), the timer unit executes the reception step for a predetermined time by operating the reception unit for a predetermined time for each slot. Therefore, the receiving means does not always operate in the standby state, but operates only for a predetermined time at a predetermined timing for each slot, and performs sampling of the received signal. Therefore, since the power consumed by the receiving unit can be suppressed by the predetermined time, the power consumption can be reduced.
[0081]
In addition, since the received electric field strength of each slot is measured based on the square sum calculated by the square sum calculating means (square sum calculating step), not only the squelch function but also the received electric field can be obtained by using the square sum. An intensity display (RSSI) function can also be realized.
[0082]
Further, the receiving means has a single superheterodyne structure. Conventionally, the receiving system has to have a double superheterodyne structure, but the above-described effects can be achieved even with a single superheterodyne structure. Therefore, the number of parts for the receiving system can be reduced, and the mounting area can be reduced. As a result, downsizing of the apparatus can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a radio communication terminal apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block configuration diagram showing a wireless communication terminal device centering on a logic circuit unit;
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between 16-bit bit-to-amplitude extracted by a bit extraction unit;
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a terminal used in a conventional wireless communication system.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a relationship between an out-of-band noise level and an electric field input level.
[Explanation of symbols]
100 Receiving system (RX)
101 Antenna
103 RF part
105 Intermediate frequency converter (IF)
107 Automatic gain controller (AGC)
109 Quadrature demodulator (IQ DEM)
111 Oscillator (OSC)
113 A / D converter (ADC)
115 Root Nyquist filter (RNF)
117 registers
118 OR operation section
119 Logic circuit (GA)
121 DSP
123 CPU
151 Distributor
153 bit extractor
155 Sum of squares calculator
157 Threshold judgment unit
159 Timer part
Claims (15)
前記I信号およびQ信号をそれぞれA/D変換して所定ビット数のIデータおよびQデータに量子化するA/D変換手段と、
前記所定ビット数のIデータおよびQデータの各々から一部のビットのデータを抽出するビット抽出手段と、
前記ビット抽出手段によって抽出された各データの二乗和を算出する二乗和算出手段と、
前記二乗和算出手段で得られた二乗和としきい値とを比較して、前記二乗和と前記しきい値の大小関係を判定するしきい値判定手段と、
前記しきい値判定手段による判定の結果、前記二乗和が前記しきい値以上であれば起動し、前記二乗和が前記しきい値未満であれば消費電力が小さい状態を保つ、所定の処理を行う処理手段と、を備えたデジタル方式の無線通信端末装置であって、
当該無線通信端末装置の多重化方式がTDMA(時分割多重接続)であるとき、
通信に利用するスロットを選択するため予めスロット毎に設定された、前記しきい値判定手段で得られた判定結果の前記処理手段への提供をマスキングするためのマスク情報を記憶する記憶手段を備え、
前記しきい値判定手段で得られた判定結果は、前記記憶手段に記憶されているマスク情報に基づいて前記処理手段に送られることを特徴とする無線通信端末装置。 Receiving means for orthogonally demodulating the orthogonally modulated received signal and outputting an I signal and a Q signal;
A / D conversion means for A / D converting the I signal and Q signal, respectively, and quantizing them into I data and Q data of a predetermined number of bits;
Bit extracting means for extracting a part of bit data from each of the predetermined number of I data and Q data;
A sum of squares calculating means for calculating the sum of squares of each data extracted by the bit extracting means;
A threshold value judging means for comparing the square sum obtained by the square sum calculating means with a threshold value and judging a magnitude relation between the square sum and the threshold value;
As a result of the determination by the threshold value determination means, a predetermined process is started if the sum of squares is greater than or equal to the threshold value, and if the sum of squares is less than the threshold value, power consumption is kept low. A digital wireless communication terminal device comprising processing means for performing,
When the multiplexing method of the wireless communication terminal device is TDMA (Time Division Multiple Access),
Storage means for storing mask information for masking provision of the determination result obtained by the threshold value determination means to the processing means , set in advance for each slot to select a slot to be used for communication ,
Said threshold obtained determination result by the determination means, the storage means radio communications terminal you characterized sent is that prior Symbol processing hand stage on the basis of the mask information stored in the.
スロット毎に前記判定結果と前記マスク情報との論理和を演算する論理和演算手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の無線通信端末装置。When the determination result by the threshold value determination means is binary information of 0 or 1, and the mask information is also binary information of 0 or 1,
The determination result to the wireless communication terminal apparatus according to claim 1, further comprising a logical OR operation means for calculating a logical sum of the mask information for each slot.
前記マスク情報は、“0”がマスクを意味し、“1”がアンマスクを意味することを特徴とする請求項2記載の無線通信端末装置。The determination result obtained by the threshold determination means is “1” if the sum of squares is equal to or greater than the threshold, and is “0” if the sum of squares is smaller than the threshold.
3. The wireless communication terminal apparatus according to claim 2 , wherein the mask information means that “0” means a mask and “1” means an unmask.
スロット毎に所定のタイミングで所定時間の間だけ前記受信手段を動作させるタイマー手段を備えたことを特徴とする請求項1、2、3または4記載の無線通信端末装置。When the multiplexing method of the wireless communication terminal device is TDMA (Time Division Multiple Access),
Wireless communication terminal apparatus according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein further comprising a timer means for operating said receiving means by a predetermined time at a predetermined timing for each slot.
前記処理手段は、前記二乗和算出手段によって算出された二乗和に基づいて、最適なスロットを選択することを特徴とする請求項1、2、3、4、5または6記載の無線通信端末装置。When the wireless communication terminal device starts transmission,
Pre Symbol processing hand stage, based on the square sum calculated by the square sum calculating unit, according to claim 1, characterized in that to select the optimum slot, 2, 3, 4, 5 or 6 wireless communications according Terminal device.
前記I信号およびQ信号をそれぞれA/D変換して所定ビット数のIデータおよびQデータに量子化するA/D変換ステップと、
前記所定ビット数のIデータおよびQデータの各々から一部のビットのデータを抽出するビット抽出ステップと、
前記ビット抽出ステップで抽出された各データの二乗和を算出する二乗和算出ステップと、
前記二乗和算出ステップで得られた二乗和としきい値とを比較して、前記二乗和と前記しきい値の大小関係を判定するしきい値判定ステップと、
前記しきい値判定ステップで得られた判定の結果、前記二乗和が前記しきい値以上であれば所定の処理を行う処理手段を起動し、前記二乗和が前記しきい値未満であれば前記処理手段の消費電力が小さい状態を保つ処理ステップと、を有するデジタル方式の無線通信方法であって、
当該無線通信方法の多重化方式がTDMA(時分割多重接続)であるとき、
前記しきい値判定手段で得られた判定結果の前記処理手段への提供をマスキングするためのマスク情報を、通信に利用するスロットを選択するため予めスロット毎に設定しておき、
前記しきい値判定ステップで得られた判定結果は、前記マスク情報に基づいて前記処理手段に送られることを特徴とする無線通信方法。 A reception step of orthogonally demodulating the orthogonally modulated reception signal and outputting an I signal and a Q signal;
An A / D conversion step of A / D converting the I signal and the Q signal, respectively, and quantizing them into I data and Q data having a predetermined number of bits;
A bit extracting step of extracting some bits of data from each of the predetermined number of I data and Q data;
A sum of squares calculation step of calculating a sum of squares of each data extracted in the bit extraction step;
A threshold determination step of comparing the square sum obtained in the square sum calculation step with a threshold value and determining a magnitude relationship between the square sum and the threshold value;
As a result of the determination obtained in the threshold determination step, if the sum of squares is equal to or greater than the threshold, a processing unit that performs a predetermined process is started, and if the sum of squares is less than the threshold, A processing step of maintaining a low power consumption state of the processing means, and a digital wireless communication method comprising:
When the multiplexing method of the wireless communication method is TDMA (Time Division Multiple Access),
Said threshold mask information for masking the provision to the processing means of the obtained determination result by the determination means, may be set in order for each pre Me slot selecting slots to be used for communication,
The threshold decision judgment result obtained in step, radio communications how to, characterized in that the sent before Symbol processing hand stage on the basis of the mask information.
スロット毎に前記判定結果と前記マスク情報との論理和を演算する論理和演算ステップを有することを特徴とする請求項9記載の無線通信方法。When the determination result by the threshold determination step is binary information of 0 or 1, and the mask information is also binary information of 0 or 1,
10. The wireless communication method according to claim 9 , further comprising a logical sum operation step of calculating a logical sum of the determination result and the mask information for each slot.
前記マスク情報は、“0”がマスクを意味し、“1”がアンマスクを意味することを特徴とする請求項10記載の無線通信方法。The determination result obtained in the threshold determination step is “1” when the sum of squares is equal to or greater than the threshold, and is “0” when the sum of squares is smaller than the threshold.
The wireless communication method according to claim 10 , wherein the mask information is “0” means a mask and “1” means an unmask.
前記受信ステップはスロット毎に所定のタイミングで所定時間の間だけ実行されることを特徴とする請求項9、10、11または12記載の無線通信方法。When the multiplexing method of the wireless communication method is TDMA (Time Division Multiple Access),
It said receiving step according to claim 9, 10, 11 or 12 radio communication method, wherein the steps executed for a predetermined time at a predetermined timing for each slot.
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