(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信部と受信部と適用する通信システムに対応する通信プロトコル等のソフトウェアを記憶した第１のメモリとを備えた無線部と、送信信号処理部とＤ／Ａ変換器と受信信号処理部とＡ／Ｄ変換器と前記第１のメモリのソフトウェアを取り込んで無線部及び信号処理部を制御するためのＣＰＵと第２のメモリとを備えた信号処理部とから成り、前記無線部は前記信号処理部に対して着脱可能な無線機であって、
前記送信信号処理部は、送信データ変換部とディジタル変調部を有し、入力信号をディジタルデータ列に変換してディジタル変調を行った変調波信号を前記Ｄ／Ａ変換器に出力し、
前記Ｄ／Ａ変換器は、前記送信信号処理部からの変調波信号をアナログ信号に変換して中間周波信号として前記送信部へ出力し、
前記受信部は、受信した高周波信号を中間周波信号に変換して前記Ａ／Ｄ変換器に出力し、
前記受信信号処理部は、ディジタル復調部と受信データ変換部を有し、前記Ａ／Ｄ変換器でディジタル信号に変換された前記中間周波信号をディジタル復調を行って得られたディジタルデータ列をアナログ信号に変換して出力し、
前記送信信号処理部と受信信号処理部の機能を、ディジタル信号処理が可能なプロセッサとソフトウェアにて実現されるように構成したことを特徴とする携帯無線機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯無線機、殊に複数の通信システムにて使用可能な携帯無線機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の携帯無線機は、高周波信号を発射或いは受信するアンテナ、入力信号列を変調処理し所望の高周波に変換する送信部、音声あるいはデータ信号を通信システムに対応した信号列に変換する送信信号処理部、音声を電気信号に変換するマイク、アンテナで受信した高周波信号を復調する受信部、復調された信号を通信システムに対応した信号処理によって音声信号に変換する受信信号処理部、音声信号を音声に変換するスピーカで構成され、これらの各構成部位や無線機全体の動作は、メモリ及び該メモリに記憶されたソフトウェアに基づき動作するＣＰＵによって制御されるのが一般的である。
【０００３】
上記の構成の従来の携帯無線機は、特定の通信システムに対応した送信部、受信部、送信信号処理部及び受信信号処理部で構成されているので、他の異なる通信システムに対しては、送受信周波数、変復調方式等の相違によって、そのままの構成で使用することはできない。
このため、携帯無線機の使用者が他の通信システムを利用したい場合は、その通信システムに対応した別の無線機を準備する必要がある。
【０００４】
上記の問題に対する対策の一つとして、特開平８−１８６５１６号公報に記載されているように、無線送受信部分とベースバンド信号処理部分とを分割構成し、このうちの無線送受信部のみを着脱可能として、該無線送受信部を交換することによって複数の通信システムへの適用を可能とするための技術が提案されている。
この公報に記載された技術による携帯無線機は、図３に示すように、無線本体部６とベースバンド処理部７とが分割構成されており、アンテナ１、マイク４、スピーカ５、操作表示部（図示しない）が固定的に設けられた無線機ケースに、前記ベースバンド処理部７は固定的に内装され、一方、無線本体部６は着脱可能に装着される。
【０００５】
同図において、前記ベースバンド処理部７は、送信系として、マイク４により音声信号から変換された電気信号をディジタル符号に変換するスピーチコーダ７３と、その出力を通信システムで決められたデータ列に変換するチャネルコーダ７２と、その出力をＩ信号、Ｑ信号に変換するＤ／Ａコンバータ７１とを有する。また、受信系として、 Ｉ信号、Ｑ信号に復調された受信信号を入力してディジタルデータ列に変換するＡ／Ｄコンバータ７６と、その出力を入力して音声ディジタル信号に変換するチャネルデコーダ７５と、その出力をアナログ音声信号に変換するスピーチデコーダ７４とを有し、その音声信号を音声に変換する前記スピーカ５に出力する。
前記ベースバンド処理部７の送信系及び受信系の各構成部分は、ＤＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッサ）１００でその機能が実現される。また、ベースバンド処理部７にはＣＰＵ７７とタイミングコントロール７８を有し、外部のソフトウェアをロードすることにより、ＤＳＰ１００と前記無線本体部６の動作をロードされた通信プロトコルに合うように制御する。
【０００６】
一方、前記無線本体部６は、前記ベースバンド処理部７からのＩ信号、Ｑ信号を受けて、これを変調・送信を行う送信部６１と、アンテナ１で受信した信号をＩ信号、Ｑ信号に復調する受信部６２と、その無線本体部６が適用される通信システムに対応するソフトウェアを記憶したメモリ６３とを備えている。そして、このような構成の無線本体部６が、異なる通信システムに対応して複数個設けられる。
携帯無線機の使用者は、１台の携帯無線機と、複数の異なる無線本体部６を用意し、利用する通信システムに対応する無線本体部６を、携帯無線機のケース内に装着して使用する。
【０００７】
図４（ａ）は、図３の携帯無線機をπ／４ＱＰＳＫ変復調方式の無線機として構成した場合の、前記Ｄ／Ａコンバータ７１及び送信部６１の構成概要図である。  同図に示すように、前記チャネルコーダ７２からのデータ列は、Ｉ／Ｑ信号発生器８１によってＩ信号、Ｑ信号に変換され、フィルタ８２ａ、８２ｂによって、それぞれ符号間干渉等の影響が除去され、Ｄ／Ａ変換器８３ａ、８３ｂに出力される。該Ｄ／Ａ変換器８３ａ、８３ｂに入力された信号は、それぞれアナログのＩ信号、Ｑ信号に変換され、前記送信部６１に出力される。送信部６１に入力された信号は、ローパスフィルタ８４ａ、８４ｂで高調波が除去され、ミキサ８５ａ、８５ｂで互いの位相差が９０度の送信局部発振信号を乗算し、加算器８６で変調波出力信号を得る。該変調波は、バンドパスフィルタ８７で周波数帯域制限され、周波数変換部８８で所望の送信周波数に変換されて、前記アンテナ１に供給されて送信される。
【０００８】
また、図４（ｂ）は、図３の受信部６２及びＡ／Ｄコンバータ７６の構成概要図である。同図に示すように、アンテナ１で受信された高周波信号は、周波数変換部９１で中間周波数信号に変換され、バンドパスフィルタ９２で帯域制限されて分配器９３に出力される。上記中間周波数信号は前記分配器
９３からミキサ９４ａ、９４ｂに入力され、該ミキサ９４ａ、９４ｂにおいてそれぞれ互いの位相差が９０度の中間周波信号が乗算されてＩ信号とＱ信号に変換される。該Ｉ信号・Ｑ信号はそれぞれローパスフィルタ９５ａ、９５ｂで高調波が除去され、前記Ａ／Ｄコンバータ７６に出力される。
Ａ／Ｄコンバータ７６に入力されたＩ信号とＱ信号は、それぞれＡ／Ｄ変換器９６ａ、９６ｂに入力されてディジタルのＩ信号とＱ信号に変換され、バンドパスフィルタ９７ａ、９７ｂで帯域制限されて後、Ｉ／Ｑ信号復号器９８でディジタルデータ列に変換され、前記チャネルデコーダ７５に出力される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図４（ａ）、（ｂ）において、アナログ信号系のローパスフィルタ、ミキサ、加算器あるいは分配器は、ＩＣ、ＯＰアンプ（演算増幅器）、トランジスタあるいはインダクタ、キャパシタ等の回路素子で構成されている。そして、これらの回路素子は温度の変化や長年の使用によって、その特性に変化を生じる可能性が高く、そのため送信系の加算器へ入力されるアナログのＩ信号、Ｑ信号入力あるいは受信系の分配器から出力されるアナログのＩ信号、Ｑ信号がアンバランスとなり、正常な変調波や復調信号を得ることができなくなる可能性があるという欠点があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、信頼性の高い信号処理部を有する無線機を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係わる携帯無線機においては、送信部と受信部と適用する通信システムに対応する通信プロトコル等のソフトウェアを記憶した第１のメモリとを備えた無線部と、送信信号処理部とＤ／Ａ変換器と受信信号処理部とＡ／Ｄ変換器と前記第１のメモリのソフトウェアを取り込んで無線部及び信号処理部を制御するためのＣＰＵと第２のメモリとを備えた信号処理部とから成り、前記無線部は前記信号処理部に対して着脱可能な無線機であって、前記送信信号処理部は、送信データ変換部とディジタル変調部を有し、入力信号をディジタルデータ列に変換してディジタル変調を行った変調波信号を前記Ｄ／Ａ変換器に出力し、前記Ｄ／Ａ変換器は、前記送信信号処理部からの変調波信号をアナログ信号に変換して中間周波信号として前記送信部へ出力し、前記受信部は、受信した高周波信号を中間周波信号に変換して前記Ａ／Ｄ変換器に出力し、前記受信信号処理部は、ディジタル復調部と受信データ変換部を有し、前記Ａ／Ｄ変換器でディジタル信号に変換された前記中間周波信号をディジタル復調を行って得られたディジタルデータ列をアナログ信号に変換して出力し、前記送信信号処理部と受信信号処理部の機能は、ディジタル信号処理が可能なプロセッサにおけるソフトウェアで実現されるように構成したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係わる携帯無線機の実施の一形態例を示す構成概要図である。同図に示すように、本発明の携帯無線機はアンテナ１、無線部２、信号処理部３、マイク４、スピーカ５で構成され、前記無線部２と信号処理部３は別ユニット構造で組み立てられ、前記無線部２は着脱可能に、前記信号処理部３は固定的にそれぞれ無線機ケースに装着される。
上記無線部２は、信号処理部３からの中間周波の変調信号を受けて該信号を高周波送信周波数に変換しアンテナ１に出力する送信部２１と、アンテナ１で受信した高周波信号を中間周波信号に変換して該信号を信号処理部３に出力する受信部２２と、この無線部２が対応する通信システムの通信プロトコルや無線機利用者の個人情報等のソフトウェアを記憶した第１メモリ２３で構成される。
【００１２】
前記信号処理部３は、送信系として、マイク４からの音声信号またはデータ信号を通信システムに対応したディジタルデータ列に変換する送信データ変換部３３と、該送信データ変換部３３からの信号列をＩ信号とＱ信号に変換し、更に中間周波信号による変調処理を行うディジタル変調部３２と、該中間周波変調信号をアナログ信号に変換して前記無線部２に出力するＤ／Ａ変換器３１とで構成される。
また、受信系として、受信部２２からの中間周波の受信信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３６と、該ディジタルの中間周波信号を復調して通信システムに対応したデータ列に変換するディジタル復調部３５と、該ディジタル復調部３５からの信号列をアナログの信号に変換し、音声信号としてスピーカ５に出力する受信データ変換部３４とで構成される。
また、信号処理部３には、無線部２の第１メモリ２３に記憶されたソフトウェアをダウンロードするプートプログラムを記憶した第２メモリ３７とダウンロードされた通信プロトコルに従って携帯無線機の動作を制御するＣＰＵ３８とを備えている。
【００１３】
上記信号処理部３の送信データ変換部３３、ディジタル変調部３２、受信データ変換部３４及びディジタル復調部３５の各構成部分は、ＤＳＰ１０によってその機能が実現される。
【００１４】
上記構成の携帯無線機で通信を行う場合は、無線部２の第１メモリ２３に記憶された通信プロトコルが対応する通信システムにおいて通信を行うことができる。従って、複数の通信システムを利用する場合は、利用者は複数の異なる無線部２を用意し、利用する通信システムに対応する無線部２を選択して無線機に装着する。すると、信号処理部３の第２メモリ３７のプートプログラムによって、無線部２の第１メモリ２３に記憶された通信プロトコルがＣＰＵ３８にダウンロードされ、これによって、無線機はそのプロトコルに従った送受信動作を行う。
また、アンテナ１は、無線機の送受信周波数に応じて複数用意し、利用する通信システムの周波数に応じて上記のアンテナの中から選択して使用する。ただし、前記アンテナ１は、利用する全てのシステムの周波数に対応できるアンテナを用いれば、複数用意する必要はないことはいうまでもない。
【００１５】
図２（ａ）は、図１のディジタル変調部３２、Ｄ／Ａ変換器３１及び送信部２１の構成概要図である。同図において、送信データ変換部３３からのディジタルデータ列は、ディジタル変調部３２のＩ／Ｑ信号発生器４１によってＩ信号、Ｑ信号に変換され、フィルタ４２ａ、４２ｂによって、それぞれ符号間干渉等の影響が除去され、ミキサ４３ａ、４３ｂに出力される。ミキサ４３ａ、４３ｂにおいては、入力された前記Ｉ信号、Ｑ信号は、互いの位相差が９０度の送信局部発振信号を乗算し、加算器４４で変調波出力信号を得る。このディジタルの中間周波信号はＤ／Ａ変換器３１でアナログ信号に変換されて送信部２１に出力される。送信部２１ではバンドパスフィルタ４５で周波数帯域制限され、周波数変換部４６で所望の高周波信号に変換さされてアンテナ１に出力され、送信される。
【００１６】
また、図２（ｂ）は、図１の受信部２２、Ａ／Ｄ変換器３６及びディジタル復調部３５の構成概要図である。
同図において、アンテナで受信された高周波信号は、受信部２２の周波数変換部５１で中間周波信号に変換され、バンドパスフィルタ５２で帯域制限されて信号処理部３のＡ／Ｄ変換器３６に出力される。上記中間周波数信号は、前記Ａ／Ｄ変換器３６でディジタル信号に変換され、ディジタル復調部３５の分配器５３に入力される。該分配器５３からミキサ５４ａ、５４ｂに分配された前記中間周波数信号は、互いの位相差が９０度の中間周波信号が乗算されてＩ信号とＱ信号に変換される。このＩ信号とＱ信号はそれぞれローパスフィルタ５５ａ、５５ｂで高調波が除去され、Ｉ／Ｑ信号復号器５６に出力される。
Ｉ／Ｑ信号復号器５６に入力された前記Ｉ信号とＱ信号は、通信システムに対応したディジタルデータ列に変換され、受信データ変換部３４に出力される。
このディジタルデータ列波、前述のように、受信データ変換部３４を経てスピーカ５から音声として出力される。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わる携帯無線機は、送信系においては、音声信号を送信データ変換部でディジタル信号に変換し、変調処理を行ってその変調波をＤ／Ａ変換器に出力するまで、また、受信系においては、中間周波の受信信号をＡ／Ｄ変換器でディジタル信号に変換し、復調処理を行って受信データ変換部でアナログの音声信号に変換してスピーカに出力するまでの各部のそれぞれの信号処理機能を、ＤＳＰ等のソフトウェアによって処理するように構成したので、従来の携帯無線機におけるＩＣ、ＯＰアンプ（演算増幅器）、トランジスタあるいはインダクタ、キャパシタ等のアナログ素子の数量を大幅に削減できる。
更に、温度変化や長期間の使用に伴うこれらの素子の特性の変化による無線機の誤動作を低減し、きわめて信頼性の高い携帯無線機を提供でき、ＩＣ、ＯＰアンプ（演算増幅器）、トランジスタなどに比べて電源容量を低減し、小型・軽量で低価格の携帯無線機を提供できるという著しい効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる携帯無線機の実施の一形態例を示す構成概要図
【図２】（ａ）は、図１の無線機のディジタル変調部、Ｄ／Ａ変換器及び送信部の詳細な構成概要図、（ｂ）は、図１の無線機の受信部、Ａ／Ｄ変換器及びディジタル復調部の詳細な構成概要図
【図３】従来の携帯無線機の一例を示す構成概要図
【図４】  （ａ）は、図３の無線機のＤ／Ａコンバータ及び送信部の詳細な構成概要図、（ｂ）は、図３の無線機の受信部及びＡ／Ｄコンバータの詳細な構成概要図
【符号の説明】
１・・アンテナ、       ２・・本発明に係わる無線部、
３・・本発明に係わる信号処理部、  ４・・マイク、   ５・・スピーカ、
６・・従来技術に係わる無線本体部、７・・従来技術に係わるベースバンド
処理部
（以下、本発明に係わる）
１０・・ＤＳＰ、      ２１・・送信部、      ２２・・受信部、
２３・・第１メモリ、            ３１・・Ｄ／Ａ変換器、
３２・・ディジタル変調部、      ３３・・送信データ変換部、
３４・・受信データ変換部、      ３５・・ディジタル復調部、
３６・・ Ａ／Ｄ変換器、   ３７・・第２メモリ、  ３８・・ＣＰＵ、
４１・・Ｉ／Ｑ信号発生器、      ４２ａ、４２ｂ・・フィルタ、
４３ａ、４３ｂ・・ミキサ、      ４４・・加算器、
４５・・バンドパスフィルタ、    ４６・・周波数変換部、
５１・・周波数変換部、５２・・バンドパスフィルタ、５３・・分配器、
５４ａ、５４ｂ・・ミキサ、    ５５ａ、５５ｂ・・ローパスフィルタ、
５６・・Ｉ／Ｑ信号復号器
（以下、従来技術に係わる）
６１・・送信部、      ６２・・受信部、      ６３・・メモリ、
７１・・Ｄ／Ａコンバータ、    ７２・・チャネルコーダ、
７３・・スピーチコーダ、      ７４・・スピーチデコーダ、
７５・・チャネルデコーダ、    ７６・・Ａ／Ｄコンバータ、
７７・・ＣＰＵ、      ７８・・タイミングコントロール、
８１・・Ｉ／Ｑ信号発生器、    ８２ａ、８２ｂ・・フィルタ、
８３ａ、８３ｂ・・Ｄ／Ａ変換器、８４ａ、８４ｂ・・ローパスフィルタ、
８５ａ、８５ｂ・・ミキサ、       ８６・・加算器、
８７・・バンドパスフィルタ、     ８８・・周波数変換部、
９１・・周波数変換部、        ９２・・バンドパスフィルタ、
９３・・分配器、      ９４ａ、９４ｂ・・ミキサ、９５ａ、
９５ｂ・・ローパスフィルタ、  ９６ａ、９６ｂ・・Ａ／Ｄ変換器、
９７ａ、９７ｂ・・バンドパスフィルタ、    ９８・・Ｉ／Ｑ信号復号器
１００・・ ＤＳＰ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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