(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ことを特徴とする無線通信端末装置。
【請求項２】
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ことを特徴とする請求項１記載の無線通信端末装置。
【請求項３】
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ことを特徴とする請求項２記載の無線通信端末装置。
【請求項４】
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ことを特徴とする請求項１、２または３記載の無線通信端末装置。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の無線通信端末装置。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７記載の無線通信端末装置。
【請求項９】
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ことを特徴とする無線通信方法。
【請求項１０】
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ことを特徴とする請求項９記載の無線通信方法。
【請求項１１】
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ことを特徴とする請求項１０記載の無線通信方法。
【請求項１２】
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ことを特徴とする請求項９、１０または１１記載の無線通信方法。
【請求項１３】
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。
【請求項１４】
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ことを特徴とする請求項９、１０、１１、１２または１３記載の無線通信方法。
【請求項１５】
請求項９、１０、１１、１２、１３または１４に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無線通信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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