JP3716402B2 - スペクトラム拡散通信方法並びにその送信装置及び受信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペクトラム拡散通信方法並びにその通信に使用する送信装置及び受信装置に関し、特に、携帯電話等のパーソナル移動無線機器（以下、移動局という。) と基地局との間のスペクトラム拡散通信方法並びに該通信方法による基地局における送信装置及び移動局における受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来のスペクトラム拡散通信の送信装置の機能ブロック図である。同図において、８−１は送信ベースバンド処理部、８−２はベースバンド変調部、８−３は拡散変調部、８−４は電力増幅部、８−５は送信用周波数発生部、８−６は拡散符号発生部である。また、図９は図８に示した送信装置の個々の機能部の回路説明図である。
【０００３】
送信ベースバンド処理部８−１は、アナログ音声信号をベースバンド変調部８−２の変調方式に合わせた信号処理を行う。ベースバンド変調部８−２が狭帯域ＦＭ変調を行なうものである場合、図９の（ａ）に示すように、音声入力信号を、微分回路９ａ−１→振幅制限器９ａ−２→低域ろ波器９ａ−３を通して出力する。微分回路９ａ−１はＦＭ変調における通話明瞭度を向上させ、振幅制限器９ａ−２はＦＭ変調における周波数偏移を制限する。
【０００４】
送信ベースバンド処理部８−１は、ベースバンド変調部８−２がディジタル変調を行なうものである場合、音声等のアナログ入力信号をディジタル信号に変換して出力する。
【０００５】
ベースバンド変調部８−２は、送信ベースバンド処理部８−１から出力される音声や低速データ等の通信情報信号によって搬送波の変調を行なう。また、送信すべき信号が移動局毎の個別接続制御信号等のように、最初からディジタルデータ信号である場合には、ロジック回路部（図示省略）からベースバンド変調部８−２に直接入力され、該ディジタルデータ信号によって変調した信号を出力する。
【０００６】
なお、ベースバンド変調部８−２は、例えば１５０ＭＨｚのＦＭ変調信号を出力する場合、図９の（ｂ）に示すように、ＦＭ変調器９ｂ−１により、音声・データ等の入力情報信号によって数ＭＨｚ〜数１０ＭＨｚのＦＭ変調波を生成し、周波数変換器９ｂ−２により、１４０ＭＨｚの送信用局部周波数を用いて周波数変換し、１５０ＭＨｚの狭帯域ＦＭ変調信号を出力する。
【０００７】
ベースバンド変調部８−２が、例えばＦＳＫ等のディジタル変調を行う場合、音声・データ等のディジタル入力信号に応じて、送信周波数をプラス方向又はマイナスの方向に偏移させる変調を行う。
【０００８】
拡散変調部８−３は、既に変調された信号（例えば、１５０ＭＨｚのＦＭ変調波等）を拡散符号により拡散する。従って、拡散変調部８−３で行う変調は情報信号による変調ではない。
【０００９】
拡散変調部８−３は、図９の（ｃ）に示すように、リング変調器９ｃ−１を用い、（１，０）の符号列から成る拡散符号により入力信号を拡散変調し、帯域ろ波器９ｃ−２を通して１５０ＭＨｚの拡散波を出力する。
【００１０】
電力増幅部８−４は、拡散変調部８−３から出力される信号を、１段又は複数段の電力増幅器により増幅し、電力増幅した無線周波数信号を送信アンテナ８−７に供給する。
【００１１】
送信用周波数発生部８−５は、図９の（ｄ）に示すように、基準発振器９ｄ−１と位相検波器９ｄ−２と低域ろ波器９ｄ−３と電圧制御発振器９ｄ−４と可変分周器９ｄ−５とから成るＰＬＬシンセサイザにより構成され、ＰＬＬシンセサイザの分周数として入力される周波数指定信号に応じた送信用局部周波数信号を発生し、該送信用局部周波数信号をベースバンド変調部８−２の周波数変換器９ｂ−２に送出する。
【００１２】
送信用周波数発生部８−５において、基準発振器９ｄ−１から出力される信号と可変分周器９ｄ−５から出力される信号の位相差を位相検波器９ｄ−２により検波し、その信号を低域ろ波器９ｄ−３を介して電圧制御発振器９ｄ−４に加える。
【００１３】
電圧制御発振器９ｄ−４から出力される信号は、可変分周器９ｄ−５に入力され、可変分周器９ｄ−５は、周波数指定信号により指定される分周数に応じて、電圧制御発振器９ｄ−４の出力信号を分周し、その出力信号を位相検波器９ｄ−２に送出する。
【００１４】
拡散符号発生部８−６は、拡散符号指定信号により指定される拡散符号を発生し、該拡散符号を拡散変調部８−３に出力する。拡散符号は、例えば、３Ｍｂｐｓの（１，０）の符号列で、通信を行う各移動局にそれぞれ異なる符号が割り当てられ、各移動局の識別と各移動局への送信信号の拡散とに用いられる。符号列の長さは識別数に関係し、ビットの長さは拡散幅に関係する。
【００１５】
ベースバンド変調部８−２は、音声やデータ等の通信情報信号によって低速で変調するものであり、拡散変調部８−３は、各移動局毎の識別符号によって送信信号を拡散するもので、中速又は高速で変調するものである。
【００１６】
図１０は従来のスペクトラム拡散通信の受信装置の機能ブロック図である。同図において、１０−１は受信ベースバンド処理部、１０−２はベースバンド復調部、１０−３は逆拡散変調部、１０−４は高周波増幅部、１０−５は受信用周波数発生部、１０−６は逆拡散符号発生部である。また、図１１は図１０に示した受信装置の個々の機能部の回路説明図である。
【００１７】
受信アンテナにより受信された無線信号は、高周波増幅部１０−４に入力され、高周波増幅部１０−４は、入力された無線周波数信号を増幅する。高周波増幅部１０−４は、図１１の（ａ）に示すように、入力信号を、帯域ろ波器１１ａ−１→増幅器１１ａ−２→帯域ろ波器１１ａ−３を通して出力する。増幅器１１ａ−２は１段又は複数段の増幅回路により構成される。
【００１８】
逆拡散変調部１０−３は、高周波増幅部１０−４から出力される拡散波に対する逆拡散を行い、拡散前の信号に戻す。逆拡散変調部１０−３は、図１１の（ｂ）に示すように、リング変調器１１ｂ−１を用い、（１，０）の符号列から成る逆拡散符号により、例えば、３Ｍchip／ｓで拡散された拡散波を逆拡散し、 １５０ＭＨｚの狭帯域ＦＭ波（狭帯域ＦＭ変調が用いられていた場合）に収束して出力する。
【００１９】
ベースバンド復調部１０−２は、逆拡散変調部１０−３から出力される基本変調波をベースバンドに復調し、音声・データ等の通信情報信号を受信ベースバンド処理部１０−１に出力する。入力信号が、移動局毎の個別接続制御信号等のように最初からディジタルデータ信号である場合は、復調したディジタルデータ信号は、図示省略のロジック回路に出力される。
【００２０】
ベースバンド復調部１０−２は、例えば、１５０ＭＨｚの狭帯域ＦＭ波を復調する場合、図１１の（ｃ）に示すように、周波数変換器１１ｃ−１により１４０ＭＨｚの受信用局部周波数信号を用いて周波数変換し、帯域ろ波器１１ｃ−１により１０ＭＨｚの信号を取り出し、ＦＭ復調器（ディスクリミネータ）１１ｃ−１によりベースバンド信号を復調する。
【００２１】
ベースバンド復調部１０−２は、ディジタル変調信号、例えばＦＳＫ変調信号を復調する場合、プラス方向又はマイナス方向への周波数偏移信号からディジタル信号を復調する。
【００２２】
受信ベースバンド処理部１０−１は、ベースバンド復調部１０−２の出力信号がアナログ信号であるかディジタル信号であるかに応じて、音声・データ等の情報信号を処理して出力する。
【００２３】
アナログ信号である場合、ベースバンド復調部１０−２からの入力信号を、図１１の（ｄ）に示すように、積分回路１１ｄ−１により積分し、増幅器１１ｄ−１により増幅してスピーカ等へ出力する。積分回路１１ｄ−１は送信側の微分回路と合わせて通話明瞭度を向上させるために設けられている。
【００２４】
受信ベースバンド処理部１０−１は、ベースバンド復調部１０−２の出力信号がディジタル信号である場合、ディジタル−アナログ変換を行い、音声等の信号をアナログ信号に変換して出力する。
【００２５】
受信用周波数発生部１０−５は、前述した送信用周波数発生部８−５と同様の構成で、周波数指定信号に応じた受信用局部周波数信号を発生し、該受信用局部周波数信号をベースバンド復調部１０−２の周波数変換器１１ｃ−１に送出する。逆拡散符号発生部１０−６は、前述の拡散符号と同一の符号を、逆拡散用の符号として発生し、拡散変調部１０−３に送出する。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
スペクトラム拡散通信は、周波数有効利用率は高いが、拡散処理及び逆拡散処理において信号の高速処理動作を必要とし、高速処理動作部における消費電力が大きく、大形の電池を使う必要があり、特に、移動局装置の小型・軽量化の障害になっていた。
【００２７】
移動局において、間欠受信等を行なって、消費電力の低減を図ることも可能であるが、消費電力を低減するために、受信動作オフの期間を長くすると、着呼時の回線接続動作に遅延を生ずることとなり、受信動作オフの期間を長くすることには限度が有り、間欠受信による消費電力の低減にも限界がある。
【００２８】
ＣＭＯＳロジックＩＣは、低速動作時には消費電流が少ないが、高速で動作する程、消費電力が大きくなる。ＣＭＯＳロジックＩＣの消費電力ＰT は以下の（式１）によって表わされる。
【００２９】
ＰT ＝（ＣL ＋Ｃpd）・ｆ・ＶCC 2 ・・・（１）
ここで、ＣL は負荷容量、Ｃpdは内部等価容量、ｆは動作周波数、ＶCC 2 は電源電圧である。
【００３０】
図１２はＣＭＯＳロジックＩＣの動作周波数と消費電流の特性例を示すグラフであり、ＣＭＯＳロジックＩＣの消費電流は、動作周波数に比例して増加する。この消費電流は、１ゲート当たりの消費電流であり、１台のディジタル無線機の制御回路に使用されているロジック回路部分は、数万にも及ぶ回路で構成されているため、ロジック回路部分での消費電流が全体の消費電流の大部分を占める。
【００３１】
図１２に示すように、ロジック回路部分の消費電流は、動作速度に関係し、動作速度と消費電流は比例する。一例として、アナログ音声信号、低速ベースバンドディジタル変調信号及び中速拡散信号の、それぞれの周波数（速度）及び速度比を図１３の表に示す。消費電流に影響する周波数（速度）は、アナログ音声信号と拡散信号とで、単純に比較はできないが、その比は５００倍にもなる。
【００３２】
消費電力について、例えば、１ゲート当たり３ＭＨｚで５Ｖ，０．４ｍＡ（２ｍＷ）として、１０００ゲート程度の回路ブロックについて計算すると、４００ｍＡとなり、受信動作オンの期間が１に対して受信動作オフの期間が９の比率の間欠動作を行なった場合、４０ｍＡの消費電流となる。一方、アナログ増幅器では、１５０ＭＨｚと高い周波数でも、１Ｖ，１ｍＡ（１ｍＷ）もあれば充分動作可能である。
【００３３】
このように、ベースバンド処理部及びベースバンド変復調部は低速であり、電流消費は微少であるが、拡散・逆拡散処理は高速であり、電流消費が大きく、移動局における消費電力を低減するには、拡散・逆拡散処理部の消費電力を低減することが重要である。
【００３４】
移動局は、通話に使われる時間より待ち受け受信を行なっている時間の方がはるかに多く、待ち受け受信時の消費電流が、電池寿命時間、即ち移動局の使用可能時間に大きく影響する。そして、スペクトラム拡散通信を行なう移動局の受信装置は、待ち受け受信時でも常時逆拡散変調を行う必要があったため、消費電流を低減させることが困難であった。
【００３５】
本発明は、周波数有効利用率が高いスペクトラム拡散通信による通信システムにおいて、移動局の待ち受け受信時の消費電力を低減し、移動局の電池の長寿命化、装置の小型・軽量化を可能にすることを目的とする。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
本発明のスペクトラム拡散通信方法は、（１）基地局の送信装置においては、待ち受け状態の移動局に対して、拡散変調部に入力される拡散符号の代わりに固定電圧を与えることにより拡散変調を停止し、該拡散変調を停止した状態で空線信号と着呼信号とを送信し、移動局の受信装置においては、待ち受け状態時に逆拡散変調部に入力される逆拡散符号の代わりに固定電圧を与えることにより逆拡散を停止し、該逆拡散変調を停止した状態で、基地局からの空線信号と着呼信号とを受信し、基地局と移動局とは、前記着呼信号を送受信した後の回線設定制御信号、移動局からの発呼要求時の回線設定制御信号、該回線により送受する通信情報信号及び通信終了制御信号を、拡散変調した信号により送受するものである。
【００３７】
また、本発明の基地局における送信装置は、（２）ベースバンド変調部、拡散変調部及び拡散符号発生部を含むスペクトラム拡散通信による基地局の送信装置において、待ち受け状態の移動局に対して、前記ベースバンド変調部から出力される空線信号と着呼信号とを、拡散変調部に入力される拡散符号の代わりに固定電圧を与えることにより拡散変調を停止し、該拡散変調を停止した状態で送信し、前記着呼信号を送信した後の回線設定制御信号、移動局からの発呼要求時の回線設定制御信号、該回線により送信する通信情報信号及び通信終了制御信号を、拡散変調した信号により送信するように前記拡散変調部を制御する拡散制御部を備えたものである。
【００３８】
また、（３）前記ベースバンド変調部は、狭帯域周波数変調を行う構成を有し、前記拡散変調部は、拡散符号による直接拡散を行う構成を有するものである。また、（４）前記ベースバンド変調部は、ディジタル位相変調を行う構成を有し、前記拡散変調部は、拡散符号による直接拡散を行う構成を有するものである。
【００３９】
また、本発明の移動局における受信装置は（５）ベースバンド復調部、逆拡散変調部及び逆拡散符号発生部を含むスペクトラム拡散通信による移動局の受信装置において、待ち受け状態時に、逆拡散変調部に入力される逆拡散符号の代わりに固定電圧を与えることにより逆拡散を停止し、該逆拡散変調を停止した状態で、基地局から送信される空線信号と着呼信号とを受信し、前記着呼信号を受信した後の回線設定制御信号、移動局からの発呼要求時の回線設定制御信号、該回線により送信される通信情報信号及び通信終了制御信号を、逆拡散変調して受信するように前記逆拡散変調部を制御する逆拡散制御部を備えたものである。
【００４０】
また、（６）前記ベースバンド復調部は、狭帯域周波数変調信号を復調する構成を有し、前記逆拡散変調部は、逆拡散符号による直接拡散を行う構成を有するものである。
【００４１】
また、（７）前記ベースバンド復調部は、ディジタル位相変調信号を復調する構成を有し、前記逆拡散変調部は、逆拡散符号による直接拡散を行う構成を有するものである。
【００４２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のスペクトラム拡散通信の送信装置の機能ブロック図である。図２は発明のスペクトラム拡散通信の受信装置の機能ブロック図である。
図１において、１−１は送信ベースバンド処理部、１−２はベースバンド変調部、１−３は拡散変調部、１−４は電力増幅部、１−５は送信用周波数発生部、１−６は拡散符号発生部、１−７は拡散制御部である。
【００４３】
図２において、２−１は受信ベースバンド処理部、２−２はベースバンド復調部、２−３は逆拡散変調部、２−４は高周波増幅部、２−５は受信用周波数発生部、２−６は逆拡散符号発生部、２−７は逆拡散制御部である。
【００４４】
図中、接続制御信号は、各移動局毎の個別接続制御信号等のデータ列である。周波数指定信号は、ＰＬＬシンセサイザの分周数を指定するデータ列である。拡散又は逆拡散符号指定信号は、送信又は受信時の拡散又は逆拡散符号を指定するデータ列である。拡散又は逆拡散制御信号は、拡散変調部又は逆拡散変調部の停止と動作を制御する１，０（オン／オフ）の信号である。
【００４５】
本発明において、送信装置における送信ベースバンド処理部１−１、ベースバンド変調部１−２、電力増幅部１−４、送信用周波数発生部１−５、及び受信装置における受信ベースバンド処理部２−１、ベースバンド復調部２−２、高周波増幅部２−４、受信用周波数発生部２−５は、図８及び図９に示した従来の送信装置及び受信装置におけるものと同一の構成であるので、重複した説明を省略する。
【００４６】
図２において、１−３は拡散変調部、１−６は拡散符号発生部、１−７は拡散制御部、２−３は逆拡散変調部、２−６は逆拡散符号発生部、２−７は逆拡散制御部である。
【００４７】
基地局の送信装置は、空線時に、拡散制御部１−７により、拡散変調部１−３の拡散変調動作を停止して、空線信号をベースバンド変調信号により送信し、また、着呼時に着呼信号を送信する際も、拡散変調部１−３の拡散変調動作を停止して、ベースバンド変調信号により送信する。
【００４８】
移動局の受信装置は、待ち受け受信時に、逆拡散制御部２−７により、逆拡散変調部２−３の逆拡散変調動作を停止して、基地局からの空線信号のベースバンド変調信号と、着呼信号のベースバンド変調信号とを待ち受け受信する。
【００４９】
このように、高速動作を必要とする逆拡散変調部２−３のロジック回路を、待ち受け受信時に停止し、基地局からの空線信号と着呼信号とを、低速のベースバンド信号により受信することにより、移動局の電力消費を低減させたものである。
【００５０】
図３は本発明の拡散制御部及び逆拡散制御部の構成の説明図である。図の（ａ）は送信装置における拡散変調部１−３及び拡散制御部１−７を示し、図の（ｂ）は受信装置の逆拡散変調部２−３及び逆拡散制御部２−７を示している。
【００５１】
拡散変調部１−３及び逆拡散変調部２−３は、ダイオードＤ１〜Ｄ４から成るリング変調器により構成され、拡散制御部１−７及び逆拡散制御部２−７は、拡散符号の送出を制御するＯＲゲートから成り、該ＯＲゲートの一方の入力端子には拡散符号が入力され、ＯＲゲートの他方の入力端子には拡散制御信号又は逆拡散制御信号が入力される。
【００５２】
送信側について説明すると、拡散制御信号が「１」の場合は、ＯＲゲート出力が固定的に「１」となり、ダイオードＤ１とＤ２が常に導通になり、ＦＭ狭帯域信号入力は、拡散変調部１−３で拡散されずに出力される。
【００５３】
拡散制御信号が「０」の場合は、ＯＲゲート出力が拡散符号に追従して変化し、ＯＲゲート出力が「１」の場合は、ダイオードＤ１とＤ２が導通し、位相転換を受けずに同相で拡散変調部１−３から出力され、ＯＲゲート出力が「０」の場合は、ダイオードＤ３とＤ４が導通し、位相が反転して拡散変調部１−３から出力される。このように、拡散符号のデータ列により、入力信号の位相を反転・非反転とすることにより拡散変調が行われる。
【００５４】
受信側についても同様に、逆拡散制御信号が「１」の場合は、ＯＲゲート出力が固定的に「１」となり、ダイオードＤ１とＤ２が常に導通になり、ＦＭ狭帯域信号入力に対して、逆拡散変調部２−３で逆拡散されずに出力される。
【００５５】
また、逆拡散制御信号が「０」の場合は、ＯＲゲート出力が逆拡散符号に追従して変化し、ＯＲゲート出力が「１」の場合は、ダイオードＤ１とＤ２が導通し、位相転換を受けずに同相で逆拡散変調部２−３から出力され、ＯＲゲート出力が「０」の場合は、ダイオードＤ３とＤ４が導通し、位相が反転して逆拡散変調部２−３から出力される。このように、逆拡散符号のデータ列により、拡散信号入力の位相を反転・非反転とすることにより逆拡散変調が行われる。
【００５６】
図４は、本発明の基地局と移動局間の接続の制御フローの説明図である。基地局は空線信号を、拡散変調を停止して送信する（４−１）。空線信号は、移動局からの発呼要求を受付けられる状態であることを知らせる放送形式で送信する信号であり、空線信号が送信されていない場合は、ビジー状態であり、移動局から発呼することができない。
【００５７】
移動局からの位置登録要求は、位置登録要求信号を拡散変調して基地局へ送信して行う（４−２）。移動局は位置登録要求後、基地局から拡散変調を停止して送信される空線信号を、逆拡散変調を停止した状態で受信するとともに、基地局から拡散変調を停止して送信される着呼信号を、逆拡散変調を停止した状態で待ち受ける（４−３）。
【００５８】
基地局からの着呼又は移動局からの発呼が生起すると、基地局と移動局との間では該着呼又は発呼の制御（発着呼制御）を、拡散変調した信号を送受して行う（４−４）。発着呼制御の後、回線が接続されると、基地局と移動局との間では拡散変調した信号により通話信号を送受する（４−５）。
【００５９】
通話終了時の終話制御は、基地局と移動局との間で拡散変調した終話制御信号を送受することにより行う（４−６）。終話後、移動局は逆拡散変調を停止した状態の待ち受け状態となる（４−３）。
【００６０】
図５は本発明の着呼時の移動局における送受信動作の説明図である。図中、「Ｎ」は拡散変調を停止した状態で送信する信号を表し、「Ｋ」は拡散変調して送信する信号を表している。
【００６１】
移動局の受信装置は、逆拡散変調を停止した状態（Ｎ−１）で、基地局から送信される空線信号を受信するとともに基地局からの着呼信号の受信を待ち受ける。このとき、移動局の送信装置はスタンバイ状態である。
【００６２】
局線側で、他の電話端末等から当該移動局への発呼（オフフック、ダイヤル信号送出）が生起すると、基地局は着呼信号を当該移動局へ拡散変調を停止した状態（Ｎ−２）で送信する。移動局は基地局からの着呼信号を受信すると、呼出し信号により着信をユーザに通知する（リング）。
【００６３】
ユーザが着信に応答（オフフック）すると、該移動局の送信装置は、チャネル指定コードを切替え、応答信号を拡散変調して（Ｋ−１）、基地局に送信する。その後、基地局との間で回線設定のための制御信号を拡散変調した信号を送受し、局線と接続される。
【００６４】
以降、該移動局の受信装置は、基地局から送信される送話信号を逆拡散変調して受信し（Ｋ−２）、また、該移動局の送信装置は、該該移動局からの送話信号を拡散変調して送信する（Ｋ−３）。
【００６５】
図６は本発明の発呼時の移動局における送受信動作の説明図である。移動局の受信装置は、逆拡散変調を停止した状態（Ｎ−１）で、基地局から送信される空線信号を受信するとともに基地局からの着呼信号の受信を待ち受ける。このとき、移動局の送信装置はスタンバイ状態であり、前述の待ち受け状態と同様である。
【００６６】
ユーザが移動局をオフフック状態にして発呼すると、該移動局は発呼時のチャネル指定コードに切り替え、オフフック信号を拡散変調して基地局へ送信し（Ｋ−４）、接続要求する。そして、基地局からの接続許可信号を逆拡散変調して受信すると（Ｋ−５）、ダイヤルトーンをユーザに送出する。
【００６７】
ユーザがダイヤルトーンを聴いてダイヤル操作を行うと、移動局はダイヤル信号を拡散変調して基地局へ送信し（Ｋ−６）、その後、局線側で被呼者への呼出し信号の送出（リング）と被呼者の応答（オフフック）を検出すると、当該移動局と被呼者との間で回線を設定し、当該移動局の受信装置は被呼者からの送話信号を逆拡散変調して受信し（Ｋ−７）、また、当該移動局からの送話信号を拡散変調して送信する（Ｋ−８）。
【００６８】
図７は移動局の受信装置における各ブロック別の消費電流及び消費電力の数値例を表にした図である。同図で、アナログ部は、受信ベースバンド処理部２−１、ベースバンド復調部２−２、逆拡散変調部２−３及び高周波増幅部２−４から成るブロックである。
【００６９】
ディジタル部は、逆拡散符号発生部２−６及び逆拡散制御部２−７から成るブロックであり、主にゲート回路等により構成される。ディジタルアナログ部は、受信用周波数発生部２−５から成るブロックである。
【００７０】
図７に示した数値例は、ディジタル部として１０００ゲート程度の小規模な回路を例に、アナログ部、ディジタルアナログ部とともに、それらの基本動作時の消費電流及び消費電力と、間欠動作で逆拡散動作時の消費電流及び消費電力と、間欠動作で逆拡散停止時の消費電流及び消費電力とを、比較対照するために掲げたものである。
【００７１】
図７に示した数値例から明らかなように、ディジタル部における消費電流及び消費電力が全体の消費電流及び消費電力の大部分を占めるが、拡散停止時にはそれらが略ゼロとなるため、間欠動作で逆拡散動作時の合計消費電力が１２７ｍＷであるのに対し、間欠動作で逆拡散停止時の合計消費電力は６．５ｍＷとなり、約２０分の１に大幅に低減させることができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、待ち受け時に、移動局は逆拡散変調を停止させて、基地局からの空線信号と着呼信号とを待ち受け受信し、通話の開始、通話中、終話時及び位置登録時のみ逆拡散変調を行って基地局と信号を送受することにより、待ち受け時の消費電力を大幅に低減させ、電池の消費電流を低減し、電池の長寿命化、移動局装置の小型化・軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスペクトラム拡散通信の送信装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明のスペクトラム拡散通信の受信装置の機能ブロック図である。
【図３】本発明の拡散制御部及び逆拡散制御部の構成の説明図である。
【図４】本発明の基地局と移動局間の接続の制御フローの説明図である。
【図５】本発明の着呼時の移動局における送受信動作の説明図である。
【図６】本発明の発呼時の移動局における送受信動作の説明図である。
【図７】移動局の受信装置の各回路ブロックの消費電力の数値例を表した図である。
【図８】従来のスペクトラム拡散通信の送信装置の機能ブロック図である。
【図９】従来のスペクトラム拡散通信の送信装置の個々の機能部の回路説明図である。
【図１０】従来のスペクトラム拡散通信の受信装置の機能ブロック図である。
【図１１】従来のスペクトラム拡散通信の受信装置の個々の機能部の回路説明図である。
【図１２】ＣＭＯＳロジックＩＣの動作周波数と消費電流の特性例を示すグラフである。
【図１３】アナログ音声信号、ベースバンドディジタル変調信号及びその拡散信号の周波数（速度）及びその比を表した図である。
【符号の説明】
１−１ 送信ベースバンド処理部
１−２ ベースバンド変調部
１−３ 拡散変調部
１−４ 電力増幅部
１−５ 送信用周波数発生部
１−６ 拡散符号発生部
１−７ 拡散制御部
２−１ 受信ベースバンド処理部
２−２ ベースバンド復調部
２−３ 逆拡散変調部
２−４ 高周波増幅部
２−５ 受信用周波数発生部
２−６ 逆拡散符号発生部
２−７ 逆拡散制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペクトラム拡散通信方法並びにその通信に使用する送信装置及び受信装置に関し、特に、携帯電話等のパーソナル移動無線機器（以下、移動局という。) と基地局との間のスペクトラム拡散通信方法並びに該通信方法による基地局における送信装置及び移動局における受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来のスペクトラム拡散通信の送信装置の機能ブロック図である。同図において、８−１は送信ベースバンド処理部、８−２はベースバンド変調部、８−３は拡散変調部、８−４は電力増幅部、８−５は送信用周波数発生部、８−６は拡散符号発生部である。また、図９は図８に示した送信装置の個々の機能部の回路説明図である。
【０００３】
送信ベースバンド処理部８−１は、アナログ音声信号をベースバンド変調部８−２の変調方式に合わせた信号処理を行う。ベースバンド変調部８−２が狭帯域ＦＭ変調を行なうものである場合、図９の（ａ）に示すように、音声入力信号を、微分回路９ａ−１→振幅制限器９ａ−２→低域ろ波器９ａ−３を通して出力する。微分回路９ａ−１はＦＭ変調における通話明瞭度を向上させ、振幅制限器９ａ−２はＦＭ変調における周波数偏移を制限する。
【０００４】
送信ベースバンド処理部８−１は、ベースバンド変調部８−２がディジタル変調を行なうものである場合、音声等のアナログ入力信号をディジタル信号に変換して出力する。
【０００５】
ベースバンド変調部８−２は、送信ベースバンド処理部８−１から出力される音声や低速データ等の通信情報信号によって搬送波の変調を行なう。また、送信すべき信号が移動局毎の個別接続制御信号等のように、最初からディジタルデータ信号である場合には、ロジック回路部（図示省略）からベースバンド変調部８−２に直接入力され、該ディジタルデータ信号によって変調した信号を出力する。
【０００６】
なお、ベースバンド変調部８−２は、例えば１５０ＭＨｚのＦＭ変調信号を出力する場合、図９の（ｂ）に示すように、ＦＭ変調器９ｂ−１により、音声・データ等の入力情報信号によって数ＭＨｚ〜数１０ＭＨｚのＦＭ変調波を生成し、周波数変換器９ｂ−２により、１４０ＭＨｚの送信用局部周波数を用いて周波数変換し、１５０ＭＨｚの狭帯域ＦＭ変調信号を出力する。
【０００７】
ベースバンド変調部８−２が、例えばＦＳＫ等のディジタル変調を行う場合、音声・データ等のディジタル入力信号に応じて、送信周波数をプラス方向又はマイナスの方向に偏移させる変調を行う。
【０００８】
拡散変調部８−３は、既に変調された信号（例えば、１５０ＭＨｚのＦＭ変調波等）を拡散符号により拡散する。従って、拡散変調部８−３で行う変調は情報信号による変調ではない。
【０００９】
拡散変調部８−３は、図９の（ｃ）に示すように、リング変調器９ｃ−１を用い、（１，０）の符号列から成る拡散符号により入力信号を拡散変調し、帯域ろ波器９ｃ−２を通して１５０ＭＨｚの拡散波を出力する。
【００１０】
電力増幅部８−４は、拡散変調部８−３から出力される信号を、１段又は複数段の電力増幅器により増幅し、電力増幅した無線周波数信号を送信アンテナ８−７に供給する。
【００１１】
送信用周波数発生部８−５は、図９の（ｄ）に示すように、基準発振器９ｄ−１と位相検波器９ｄ−２と低域ろ波器９ｄ−３と電圧制御発振器９ｄ−４と可変分周器９ｄ−５とから成るＰＬＬシンセサイザにより構成され、ＰＬＬシンセサイザの分周数として入力される周波数指定信号に応じた送信用局部周波数信号を発生し、該送信用局部周波数信号をベースバンド変調部８−２の周波数変換器９ｂ−２に送出する。
【００１２】
送信用周波数発生部８−５において、基準発振器９ｄ−１から出力される信号と可変分周器９ｄ−５から出力される信号の位相差を位相検波器９ｄ−２により検波し、その信号を低域ろ波器９ｄ−３を介して電圧制御発振器９ｄ−４に加える。
【００１３】
電圧制御発振器９ｄ−４から出力される信号は、可変分周器９ｄ−５に入力され、可変分周器９ｄ−５は、周波数指定信号により指定される分周数に応じて、電圧制御発振器９ｄ−４の出力信号を分周し、その出力信号を位相検波器９ｄ−２に送出する。
【００１４】
拡散符号発生部８−６は、拡散符号指定信号により指定される拡散符号を発生し、該拡散符号を拡散変調部８−３に出力する。拡散符号は、例えば、３Ｍｂｐｓの（１，０）の符号列で、通信を行う各移動局にそれぞれ異なる符号が割り当てられ、各移動局の識別と各移動局への送信信号の拡散とに用いられる。符号列の長さは識別数に関係し、ビットの長さは拡散幅に関係する。
【００１５】
ベースバンド変調部８−２は、音声やデータ等の通信情報信号によって低速で変調するものであり、拡散変調部８−３は、各移動局毎の識別符号によって送信信号を拡散するもので、中速又は高速で変調するものである。
【００１６】
図１０は従来のスペクトラム拡散通信の受信装置の機能ブロック図である。同図において、１０−１は受信ベースバンド処理部、１０−２はベースバンド復調部、１０−３は逆拡散変調部、１０−４は高周波増幅部、１０−５は受信用周波数発生部、１０−６は逆拡散符号発生部である。また、図１１は図１０に示した受信装置の個々の機能部の回路説明図である。
【００１７】
受信アンテナにより受信された無線信号は、高周波増幅部１０−４に入力され、高周波増幅部１０−４は、入力された無線周波数信号を増幅する。高周波増幅部１０−４は、図１１の（ａ）に示すように、入力信号を、帯域ろ波器１１ａ−１→増幅器１１ａ−２→帯域ろ波器１１ａ−３を通して出力する。増幅器１１ａ−２は１段又は複数段の増幅回路により構成される。
【００１８】
逆拡散変調部１０−３は、高周波増幅部１０−４から出力される拡散波に対する逆拡散を行い、拡散前の信号に戻す。逆拡散変調部１０−３は、図１１の（ｂ）に示すように、リング変調器１１ｂ−１を用い、（１，０）の符号列から成る逆拡散符号により、例えば、３Ｍchip／ｓで拡散された拡散波を逆拡散し、 １５０ＭＨｚの狭帯域ＦＭ波（狭帯域ＦＭ変調が用いられていた場合）に収束して出力する。
【００１９】
ベースバンド復調部１０−２は、逆拡散変調部１０−３から出力される基本変調波をベースバンドに復調し、音声・データ等の通信情報信号を受信ベースバンド処理部１０−１に出力する。入力信号が、移動局毎の個別接続制御信号等のように最初からディジタルデータ信号である場合は、復調したディジタルデータ信号は、図示省略のロジック回路に出力される。
【００２０】
ベースバンド復調部１０−２は、例えば、１５０ＭＨｚの狭帯域ＦＭ波を復調する場合、図１１の（ｃ）に示すように、周波数変換器１１ｃ−１により１４０ＭＨｚの受信用局部周波数信号を用いて周波数変換し、帯域ろ波器１１ｃ−１により１０ＭＨｚの信号を取り出し、ＦＭ復調器（ディスクリミネータ）１１ｃ−１によりベースバンド信号を復調する。
【００２１】
ベースバンド復調部１０−２は、ディジタル変調信号、例えばＦＳＫ変調信号を復調する場合、プラス方向又はマイナス方向への周波数偏移信号からディジタル信号を復調する。
【００２２】
受信ベースバンド処理部１０−１は、ベースバンド復調部１０−２の出力信号がアナログ信号であるかディジタル信号であるかに応じて、音声・データ等の情報信号を処理して出力する。
【００２３】
アナログ信号である場合、ベースバンド復調部１０−２からの入力信号を、図１１の（ｄ）に示すように、積分回路１１ｄ−１により積分し、増幅器１１ｄ−１により増幅してスピーカ等へ出力する。積分回路１１ｄ−１は送信側の微分回路と合わせて通話明瞭度を向上させるために設けられている。
【００２４】
受信ベースバンド処理部１０−１は、ベースバンド復調部１０−２の出力信号がディジタル信号である場合、ディジタル−アナログ変換を行い、音声等の信号をアナログ信号に変換して出力する。
【００２５】
受信用周波数発生部１０−５は、前述した送信用周波数発生部８−５と同様の構成で、周波数指定信号に応じた受信用局部周波数信号を発生し、該受信用局部周波数信号をベースバンド復調部１０−２の周波数変換器１１ｃ−１に送出する。逆拡散符号発生部１０−６は、前述の拡散符号と同一の符号を、逆拡散用の符号として発生し、拡散変調部１０−３に送出する。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
スペクトラム拡散通信は、周波数有効利用率は高いが、拡散処理及び逆拡散処理において信号の高速処理動作を必要とし、高速処理動作部における消費電力が大きく、大形の電池を使う必要があり、特に、移動局装置の小型・軽量化の障害になっていた。
【００２７】
移動局において、間欠受信等を行なって、消費電力の低減を図ることも可能であるが、消費電力を低減するために、受信動作オフの期間を長くすると、着呼時の回線接続動作に遅延を生ずることとなり、受信動作オフの期間を長くすることには限度が有り、間欠受信による消費電力の低減にも限界がある。
【００２８】
ＣＭＯＳロジックＩＣは、低速動作時には消費電流が少ないが、高速で動作する程、消費電力が大きくなる。ＣＭＯＳロジックＩＣの消費電力ＰT は以下の（式１）によって表わされる。
【００２９】
ＰT ＝（ＣL ＋Ｃpd）・ｆ・ＶCC 2 ・・・（１）
ここで、ＣL は負荷容量、Ｃpdは内部等価容量、ｆは動作周波数、ＶCC 2 は電源電圧である。
【００３０】
図１２はＣＭＯＳロジックＩＣの動作周波数と消費電流の特性例を示すグラフであり、ＣＭＯＳロジックＩＣの消費電流は、動作周波数に比例して増加する。この消費電流は、１ゲート当たりの消費電流であり、１台のディジタル無線機の制御回路に使用されているロジック回路部分は、数万にも及ぶ回路で構成されているため、ロジック回路部分での消費電流が全体の消費電流の大部分を占める。
【００３１】
図１２に示すように、ロジック回路部分の消費電流は、動作速度に関係し、動作速度と消費電流は比例する。一例として、アナログ音声信号、低速ベースバンドディジタル変調信号及び中速拡散信号の、それぞれの周波数（速度）及び速度比を図１３の表に示す。消費電流に影響する周波数（速度）は、アナログ音声信号と拡散信号とで、単純に比較はできないが、その比は５００倍にもなる。
【００３２】
消費電力について、例えば、１ゲート当たり３ＭＨｚで５Ｖ，０．４ｍＡ（２ｍＷ）として、１０００ゲート程度の回路ブロックについて計算すると、４００ｍＡとなり、受信動作オンの期間が１に対して受信動作オフの期間が９の比率の間欠動作を行なった場合、４０ｍＡの消費電流となる。一方、アナログ増幅器では、１５０ＭＨｚと高い周波数でも、１Ｖ，１ｍＡ（１ｍＷ）もあれば充分動作可能である。
【００３３】
このように、ベースバンド処理部及びベースバンド変復調部は低速であり、電流消費は微少であるが、拡散・逆拡散処理は高速であり、電流消費が大きく、移動局における消費電力を低減するには、拡散・逆拡散処理部の消費電力を低減することが重要である。
【００３４】
移動局は、通話に使われる時間より待ち受け受信を行なっている時間の方がはるかに多く、待ち受け受信時の消費電流が、電池寿命時間、即ち移動局の使用可能時間に大きく影響する。そして、スペクトラム拡散通信を行なう移動局の受信装置は、待ち受け受信時でも常時逆拡散変調を行う必要があったため、消費電流を低減させることが困難であった。
【００３５】
本発明は、周波数有効利用率が高いスペクトラム拡散通信による通信システムにおいて、移動局の待ち受け受信時の消費電力を低減し、移動局の電池の長寿命化、装置の小型・軽量化を可能にすることを目的とする。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
本発明のスペクトラム拡散通信方法は、（１）基地局の送信装置においては、待ち受け状態の移動局に対して、拡散変調部に入力される拡散符号の代わりに固定電圧を与えることにより拡散変調を停止し、該拡散変調を停止した状態で空線信号と着呼信号とを送信し、移動局の受信装置においては、待ち受け状態時に逆拡散変調部に入力される逆拡散符号の代わりに固定電圧を与えることにより逆拡散を停止し、該逆拡散変調を停止した状態で、基地局からの空線信号と着呼信号とを受信し、基地局と移動局とは、前記着呼信号を送受信した後の回線設定制御信号、移動局からの発呼要求時の回線設定制御信号、該回線により送受する通信情報信号及び通信終了制御信号を、拡散変調した信号により送受するものである。
【００３７】
また、本発明の基地局における送信装置は、（２）ベースバンド変調部、拡散変調部及び拡散符号発生部を含むスペクトラム拡散通信による基地局の送信装置において、待ち受け状態の移動局に対して、前記ベースバンド変調部から出力される空線信号と着呼信号とを、拡散変調部に入力される拡散符号の代わりに固定電圧を与えることにより拡散変調を停止し、該拡散変調を停止した状態で送信し、前記着呼信号を送信した後の回線設定制御信号、移動局からの発呼要求時の回線設定制御信号、該回線により送信する通信情報信号及び通信終了制御信号を、拡散変調した信号により送信するように前記拡散変調部を制御する拡散制御部を備えたものである。
【００３８】
また、（３）前記ベースバンド変調部は、狭帯域周波数変調を行う構成を有し、前記拡散変調部は、拡散符号による直接拡散を行う構成を有するものである。また、（４）前記ベースバンド変調部は、ディジタル位相変調を行う構成を有し、前記拡散変調部は、拡散符号による直接拡散を行う構成を有するものである。
【００３９】
また、本発明の移動局における受信装置は（５）ベースバンド復調部、逆拡散変調部及び逆拡散符号発生部を含むスペクトラム拡散通信による移動局の受信装置において、待ち受け状態時に、逆拡散変調部に入力される逆拡散符号の代わりに固定電圧を与えることにより逆拡散を停止し、該逆拡散変調を停止した状態で、基地局から送信される空線信号と着呼信号とを受信し、前記着呼信号を受信した後の回線設定制御信号、移動局からの発呼要求時の回線設定制御信号、該回線により送信される通信情報信号及び通信終了制御信号を、逆拡散変調して受信するように前記逆拡散変調部を制御する逆拡散制御部を備えたものである。
【００４０】
また、（６）前記ベースバンド復調部は、狭帯域周波数変調信号を復調する構成を有し、前記逆拡散変調部は、逆拡散符号による直接拡散を行う構成を有するものである。
【００４１】
また、（７）前記ベースバンド復調部は、ディジタル位相変調信号を復調する構成を有し、前記逆拡散変調部は、逆拡散符号による直接拡散を行う構成を有するものである。
【００４２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のスペクトラム拡散通信の送信装置の機能ブロック図である。図２は発明のスペクトラム拡散通信の受信装置の機能ブロック図である。
図１において、１−１は送信ベースバンド処理部、１−２はベースバンド変調部、１−３は拡散変調部、１−４は電力増幅部、１−５は送信用周波数発生部、１−６は拡散符号発生部、１−７は拡散制御部である。
【００４３】
図２において、２−１は受信ベースバンド処理部、２−２はベースバンド復調部、２−３は逆拡散変調部、２−４は高周波増幅部、２−５は受信用周波数発生部、２−６は逆拡散符号発生部、２−７は逆拡散制御部である。
【００４４】
図中、接続制御信号は、各移動局毎の個別接続制御信号等のデータ列である。周波数指定信号は、ＰＬＬシンセサイザの分周数を指定するデータ列である。拡散又は逆拡散符号指定信号は、送信又は受信時の拡散又は逆拡散符号を指定するデータ列である。拡散又は逆拡散制御信号は、拡散変調部又は逆拡散変調部の停止と動作を制御する１，０（オン／オフ）の信号である。
【００４５】
本発明において、送信装置における送信ベースバンド処理部１−１、ベースバンド変調部１−２、電力増幅部１−４、送信用周波数発生部１−５、及び受信装置における受信ベースバンド処理部２−１、ベースバンド復調部２−２、高周波増幅部２−４、受信用周波数発生部２−５は、図８及び図９に示した従来の送信装置及び受信装置におけるものと同一の構成であるので、重複した説明を省略する。
【００４６】
図２において、１−３は拡散変調部、１−６は拡散符号発生部、１−７は拡散制御部、２−３は逆拡散変調部、２−６は逆拡散符号発生部、２−７は逆拡散制御部である。
【００４７】
基地局の送信装置は、空線時に、拡散制御部１−７により、拡散変調部１−３の拡散変調動作を停止して、空線信号をベースバンド変調信号により送信し、また、着呼時に着呼信号を送信する際も、拡散変調部１−３の拡散変調動作を停止して、ベースバンド変調信号により送信する。
【００４８】
移動局の受信装置は、待ち受け受信時に、逆拡散制御部２−７により、逆拡散変調部２−３の逆拡散変調動作を停止して、基地局からの空線信号のベースバンド変調信号と、着呼信号のベースバンド変調信号とを待ち受け受信する。
【００４９】
このように、高速動作を必要とする逆拡散変調部２−３のロジック回路を、待ち受け受信時に停止し、基地局からの空線信号と着呼信号とを、低速のベースバンド信号により受信することにより、移動局の電力消費を低減させたものである。
【００５０】
図３は本発明の拡散制御部及び逆拡散制御部の構成の説明図である。図の（ａ）は送信装置における拡散変調部１−３及び拡散制御部１−７を示し、図の（ｂ）は受信装置の逆拡散変調部２−３及び逆拡散制御部２−７を示している。
【００５１】
拡散変調部１−３及び逆拡散変調部２−３は、ダイオードＤ１〜Ｄ４から成るリング変調器により構成され、拡散制御部１−７及び逆拡散制御部２−７は、拡散符号の送出を制御するＯＲゲートから成り、該ＯＲゲートの一方の入力端子には拡散符号が入力され、ＯＲゲートの他方の入力端子には拡散制御信号又は逆拡散制御信号が入力される。
【００５２】
送信側について説明すると、拡散制御信号が「１」の場合は、ＯＲゲート出力が固定的に「１」となり、ダイオードＤ１とＤ２が常に導通になり、ＦＭ狭帯域信号入力は、拡散変調部１−３で拡散されずに出力される。
【００５３】
拡散制御信号が「０」の場合は、ＯＲゲート出力が拡散符号に追従して変化し、ＯＲゲート出力が「１」の場合は、ダイオードＤ１とＤ２が導通し、位相転換を受けずに同相で拡散変調部１−３から出力され、ＯＲゲート出力が「０」の場合は、ダイオードＤ３とＤ４が導通し、位相が反転して拡散変調部１−３から出力される。このように、拡散符号のデータ列により、入力信号の位相を反転・非反転とすることにより拡散変調が行われる。
【００５４】
受信側についても同様に、逆拡散制御信号が「１」の場合は、ＯＲゲート出力が固定的に「１」となり、ダイオードＤ１とＤ２が常に導通になり、ＦＭ狭帯域信号入力に対して、逆拡散変調部２−３で逆拡散されずに出力される。
【００５５】
また、逆拡散制御信号が「０」の場合は、ＯＲゲート出力が逆拡散符号に追従して変化し、ＯＲゲート出力が「１」の場合は、ダイオードＤ１とＤ２が導通し、位相転換を受けずに同相で逆拡散変調部２−３から出力され、ＯＲゲート出力が「０」の場合は、ダイオードＤ３とＤ４が導通し、位相が反転して逆拡散変調部２−３から出力される。このように、逆拡散符号のデータ列により、拡散信号入力の位相を反転・非反転とすることにより逆拡散変調が行われる。
【００５６】
図４は、本発明の基地局と移動局間の接続の制御フローの説明図である。基地局は空線信号を、拡散変調を停止して送信する（４−１）。空線信号は、移動局からの発呼要求を受付けられる状態であることを知らせる放送形式で送信する信号であり、空線信号が送信されていない場合は、ビジー状態であり、移動局から発呼することができない。
【００５７】
移動局からの位置登録要求は、位置登録要求信号を拡散変調して基地局へ送信して行う（４−２）。移動局は位置登録要求後、基地局から拡散変調を停止して送信される空線信号を、逆拡散変調を停止した状態で受信するとともに、基地局から拡散変調を停止して送信される着呼信号を、逆拡散変調を停止した状態で待ち受ける（４−３）。
【００５８】
基地局からの着呼又は移動局からの発呼が生起すると、基地局と移動局との間では該着呼又は発呼の制御（発着呼制御）を、拡散変調した信号を送受して行う（４−４）。発着呼制御の後、回線が接続されると、基地局と移動局との間では拡散変調した信号により通話信号を送受する（４−５）。
【００５９】
通話終了時の終話制御は、基地局と移動局との間で拡散変調した終話制御信号を送受することにより行う（４−６）。終話後、移動局は逆拡散変調を停止した状態の待ち受け状態となる（４−３）。
【００６０】
図５は本発明の着呼時の移動局における送受信動作の説明図である。図中、「Ｎ」は拡散変調を停止した状態で送信する信号を表し、「Ｋ」は拡散変調して送信する信号を表している。
【００６１】
移動局の受信装置は、逆拡散変調を停止した状態（Ｎ−１）で、基地局から送信される空線信号を受信するとともに基地局からの着呼信号の受信を待ち受ける。このとき、移動局の送信装置はスタンバイ状態である。
【００６２】
局線側で、他の電話端末等から当該移動局への発呼（オフフック、ダイヤル信号送出）が生起すると、基地局は着呼信号を当該移動局へ拡散変調を停止した状態（Ｎ−２）で送信する。移動局は基地局からの着呼信号を受信すると、呼出し信号により着信をユーザに通知する（リング）。
【００６３】
ユーザが着信に応答（オフフック）すると、該移動局の送信装置は、チャネル指定コードを切替え、応答信号を拡散変調して（Ｋ−１）、基地局に送信する。その後、基地局との間で回線設定のための制御信号を拡散変調した信号を送受し、局線と接続される。
【００６４】
以降、該移動局の受信装置は、基地局から送信される送話信号を逆拡散変調して受信し（Ｋ−２）、また、該移動局の送信装置は、該該移動局からの送話信号を拡散変調して送信する（Ｋ−３）。
【００６５】
図６は本発明の発呼時の移動局における送受信動作の説明図である。移動局の受信装置は、逆拡散変調を停止した状態（Ｎ−１）で、基地局から送信される空線信号を受信するとともに基地局からの着呼信号の受信を待ち受ける。このとき、移動局の送信装置はスタンバイ状態であり、前述の待ち受け状態と同様である。
【００６６】
ユーザが移動局をオフフック状態にして発呼すると、該移動局は発呼時のチャネル指定コードに切り替え、オフフック信号を拡散変調して基地局へ送信し（Ｋ−４）、接続要求する。そして、基地局からの接続許可信号を逆拡散変調して受信すると（Ｋ−５）、ダイヤルトーンをユーザに送出する。
【００６７】
ユーザがダイヤルトーンを聴いてダイヤル操作を行うと、移動局はダイヤル信号を拡散変調して基地局へ送信し（Ｋ−６）、その後、局線側で被呼者への呼出し信号の送出（リング）と被呼者の応答（オフフック）を検出すると、当該移動局と被呼者との間で回線を設定し、当該移動局の受信装置は被呼者からの送話信号を逆拡散変調して受信し（Ｋ−７）、また、当該移動局からの送話信号を拡散変調して送信する（Ｋ−８）。
【００６８】
図７は移動局の受信装置における各ブロック別の消費電流及び消費電力の数値例を表にした図である。同図で、アナログ部は、受信ベースバンド処理部２−１、ベースバンド復調部２−２、逆拡散変調部２−３及び高周波増幅部２−４から成るブロックである。
【００６９】
ディジタル部は、逆拡散符号発生部２−６及び逆拡散制御部２−７から成るブロックであり、主にゲート回路等により構成される。ディジタルアナログ部は、受信用周波数発生部２−５から成るブロックである。
【００７０】
図７に示した数値例は、ディジタル部として１０００ゲート程度の小規模な回路を例に、アナログ部、ディジタルアナログ部とともに、それらの基本動作時の消費電流及び消費電力と、間欠動作で逆拡散動作時の消費電流及び消費電力と、間欠動作で逆拡散停止時の消費電流及び消費電力とを、比較対照するために掲げたものである。
【００７１】
図７に示した数値例から明らかなように、ディジタル部における消費電流及び消費電力が全体の消費電流及び消費電力の大部分を占めるが、拡散停止時にはそれらが略ゼロとなるため、間欠動作で逆拡散動作時の合計消費電力が１２７ｍＷであるのに対し、間欠動作で逆拡散停止時の合計消費電力は６．５ｍＷとなり、約２０分の１に大幅に低減させることができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、待ち受け時に、移動局は逆拡散変調を停止させて、基地局からの空線信号と着呼信号とを待ち受け受信し、通話の開始、通話中、終話時及び位置登録時のみ逆拡散変調を行って基地局と信号を送受することにより、待ち受け時の消費電力を大幅に低減させ、電池の消費電流を低減し、電池の長寿命化、移動局装置の小型化・軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスペクトラム拡散通信の送信装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明のスペクトラム拡散通信の受信装置の機能ブロック図である。
【図３】本発明の拡散制御部及び逆拡散制御部の構成の説明図である。
【図４】本発明の基地局と移動局間の接続の制御フローの説明図である。
【図５】本発明の着呼時の移動局における送受信動作の説明図である。
【図６】本発明の発呼時の移動局における送受信動作の説明図である。
【図７】移動局の受信装置の各回路ブロックの消費電力の数値例を表した図である。
【図８】従来のスペクトラム拡散通信の送信装置の機能ブロック図である。
【図９】従来のスペクトラム拡散通信の送信装置の個々の機能部の回路説明図である。
【図１０】従来のスペクトラム拡散通信の受信装置の機能ブロック図である。
【図１１】従来のスペクトラム拡散通信の受信装置の個々の機能部の回路説明図である。
【図１２】ＣＭＯＳロジックＩＣの動作周波数と消費電流の特性例を示すグラフである。
【図１３】アナログ音声信号、ベースバンドディジタル変調信号及びその拡散信号の周波数（速度）及びその比を表した図である。
【符号の説明】
１−１ 送信ベースバンド処理部
１−２ ベースバンド変調部
１−３ 拡散変調部
１−４ 電力増幅部
１−５ 送信用周波数発生部
１−６ 拡散符号発生部
１−７ 拡散制御部
２−１ 受信ベースバンド処理部
２−２ ベースバンド復調部
２−３ 逆拡散変調部
２−４ 高周波増幅部
２−５ 受信用周波数発生部
２−６ 逆拡散符号発生部
２−７ 逆拡散制御部
Claims (7)
- 基地局の送信装置は、待ち受け状態の移動局に対して、拡散変調部に入力される拡散符号の代わりに固定電圧を与えることにより拡散変調を停止し、該拡散変調を停止した状態で空線信号と着呼信号とを送信し、
移動局の受信装置は、待ち受け状態時に逆拡散変調部に入力される逆拡散符号の代わりに固定電圧を与えることにより逆拡散を停止し、該逆拡散変調を停止した状態で、基地局からの空線信号と着呼信号とを受信し、
基地局と移動局とは、前記着呼信号を送受信した後の回線設定制御信号、移動局からの発呼要求時の回線設定制御信号、該回線により送受する通信情報信号及び通信終了制御信号を、拡散変調した信号により送受することを特徴とする基地局と移動局間におけるスペクトラム拡散通信方法。 - ベースバンド変調部、拡散変調部及び拡散符号発生部を含むスペクトラム拡散通信による基地局の送信装置において、
待ち受け状態の移動局に対して、前記ベースバンド変調部から出力される空線信号と着呼信号とを、拡散変調部に入力される拡散符号の代わりに固定電圧を与えることにより拡散変調を停止し、該拡散変調を停止した状態で送信し、前記着呼信号を送信した後の回線設定制御信号、移動局からの発呼要求時の回線設定制御信号、該回線により送信する通信情報信号及び通信終了制御信号を、拡散変調した信号により送信するように前記拡散変調部を制御する拡散制御部を備えたことを特徴とする基地局における送信装置。 - 前記ベースバンド変調部は、狭帯域周波数変調を行う構成を有し、前記拡散変調部は、拡散符号による直接拡散を行う構成を有することを特徴とする請求項２記載の送信装置。
- 前記ベースバンド変調部は、ディジタル位相変調を行う構成を有し、前記拡散変調部は、拡散符号による直接拡散を行う構成を有することを特徴とする請求項２記載の送信装置。
- ベースバンド復調部、逆拡散変調部及び逆拡散符号発生部を含むスペクトラム拡散通信による移動局の受信装置において、待ち受け状態時に、逆拡散変調部に入力される逆拡散符号の代わりに固定電圧を与えることにより逆拡散を停止し、該逆拡散変調を停止した状態で、基地局から送信される空線信号と着呼信号とを受信し、前記着呼信号を受信した後の回線設定制御信号、移動局からの発呼要求時の回線設定制御信号、該回線により送信される通信情報信号及び通信終了制御信号を、逆拡散変調して受信するように前記逆拡散変調部を制御する逆拡散制御部を備えたことを特徴とする移動局における受信装置。
- 前記ベースバンド復調部は、狭帯域周波数変調信号を復調する構成を有し、前記逆拡散変調部は、逆拡散符号による直接拡散を行う構成を有することを特徴とする請求項５記載の受信装置。
- 前記ベースバンド復調部は、ディジタル位相変調信号を復調する構成を有し、前記逆拡散変調部は、逆拡散符号による直接拡散を行う構成を有することを特徴とする請求項５記載の受信装置。
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