JP2008147776A - 携帯型通信端末および携帯型通信端末のアンテナ切替制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】同一の帯域用の複数のアンテナを有し、通信の品質を確保しながら消費電力を低減することのできる携帯型通信端末、アンテナ切替制御装置およびアンテナ切替制御プログラムを得る。
【解決手段】携帯電話機１００は同一周波数帯域の電波の受信が可能な第１および第２のアンテナ１０９、１１０を備えており、アンテナ切替回路１０６で選択されたアンテナが受信開始時に電力測定部１０７の電力消費の少ないＲＳＳＩ部で受信レベルが測定される。その結果、比較的高い第１の閾値を超えていればそのアンテナが受信用に保持される。第２の閾値以下の場合には、消費電力の大きなＲＳＣＰ部１１２を用いてアンテナの選択が行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話機のような携帯型通信端末および携帯型通信端末のアンテナ切替制御プログラムに係わり、特に受信の際の電力消費を低減することのできる携帯型通信端末および携帯型通信端末のアンテナ切替制御プログラムに関する。

携帯電話機、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）あるいは通信機能を備えたＰＤＡ（Personal Digital Assistant）のような携帯型通信端末は、机の上に置く場合と充電スタンドに立てる場合とでその姿勢（筐体の向く方向）が大きく異なる。また、手に持って移動する場合には、時間の経過と共に姿勢が大きく変化する場合が多い。更に、ユーザが携帯型通信端末を持ち運ぶような場合には、それぞれの場所で電波の状況も変化する。このような各種の状況に対して通信を安定させるために、携帯型通信端末に複数のアンテナを内蔵して、これらを適宜切り替えることが第１の提案として提案されている（たとえば特許文献１参照）。

この第１の提案では、携帯電話機に利得の高い第１のアンテナと利得の低い第２のアンテナの２つのアンテナ（共に図示せず。）を配置している。そして、これらを同じく図示しないアンテナ切替器に接続して、第１のアンテナへのアンテナの切り替えよりも第２のアンテナへのアンテナの切り替えを発生し難くして、利得の低いアンテナが選択される可能性を低下させることで、データの受信性能を向上させている。

また、第１の提案では、利得の高い第１のアンテナが選択されている状態でその電界強度値が閾値未満となったときには、第２のアンテナに切り替えてその電界強度値を測定するようにしている。そして、第２のアンテナの電界強度値が第１のアンテナの電界強度値と等しいときや第２のアンテナの電界強度値も閾値未満となっている場合には、第１のアンテナに切り替えて、図示しないタイマを起動させ、それから一定時間はアンテナの切り替えを行わないようにしている。これにより、第１および第２のアンテナの電界強度値が共に閾値未満のときにこれらの間で頻繁にアンテナが切り替えられる事態を防止して、無駄な切り替え動作に伴う消費電力の節減を図っている。

このように第１の提案では、２つのアンテナを備えている図示しない携帯電話機の電波状況が悪いときは、これら２つのアンテナの電界強度値が共に閾値未満となっていることを確認した後で、利得の高い第１のアンテナの方を選択するようにしている。そして、第１のアンテナが選択されたら、タイマを起動して、これによって設定された一定時間はアンテナの切替動作を停止することで、消費電力の節減を図っている。

一方、第２の提案として電界レベルと通信品質の双方を測定して図示しない２種類のアンテナの切り替えを行う技術も提案されている。この第２の提案の携帯端末は、図示しない１種類の受信電力測定手段を備えており、受信レベルが規定値以上であるときにはアンテナの切り替えは行わず、これ以外の受信レベルのときにアンテナの切り替えを行うようにしている。
特開２００６−１７４３５５号公報（第００４１段落〜第００５１段落、図４） 特開２００６−２５４１１０号公報（第００４３段落〜第００４５段落、図２）

この第２の提案では、１種類の受信電力測定手段で電波の受信レベルを広範囲に測定して、電波の比較的弱い状態でも受信品質のよいアンテナの選択を行うようにしている。このため、受信電力測定手段は無線基地局からの所定の周波数の電波のみを受信する処理手順を備えていなければならない。

したがって、たとえば電波の比較的強い状態でこのような特別の処理手順を省略する受信電力測定手段と比較すると、第２の提案で常に使用する受信電力測定手段は消費電力が大きくなる傾向がある。すなわち、第２の提案を採用すると、受信レベルの測定全般に比較的消費電力の大きな受信電力測定手段を使用する必要があって、全体的な電力消費の節減の効果が小さくなるという問題があった。

そこで本発明の目的は、同一の帯域用の複数のアンテナを有し、通信の品質を確保しながら消費電力を低減することのできる携帯型通信端末および携帯型通信端末のアンテナ切替制御プログラムを提供することにある。

請求項１記載の発明では、（イ）同一周波数帯域の電波の受信が可能な複数のアンテナと、（ロ）これら複数のアンテナのうちから１つを電波の受信のために選択するアンテナ選択手段と、（ハ）アンテナ選択手段によって選択されたアンテナによる電波の受信を所定のレベル以上の範囲で測定可能な第１の受信電力測定手段と、（ニ）アンテナ選択手段によって選択されたアンテナによる電波の受信を前記した所定のレベル未満でも測定可能で、測定に要する消費電力が第１の受信電力測定手段よりも大きな第２の受信電力測定手段と、（ホ）第１の受信電力測定手段と第２の受信電力測定手段のいずれかを受信電力の測定のために選択する受信電力測定手段選択手段と、（へ）受信の開始時にこの受信電力測定手段選択手段を使用して第１の受信電力測定手段を選択する受信電力測定手段初期選択手段と、（ト）この受信電力測定手段初期選択手段により第１の受信電力測定手段が選択された状態でアンテナ選択手段で選択しているアンテナの現在の電波の受信レベルを測定し、前記した複数のアンテナのいずれがアンテナ選択手段によって選択されても良好な受信状態となる最低基準としての第１の基準よりも受信レベルが高いか否かを判別する受信レベル初期判別手段と、（チ）この受信レベル初期判別手段で第１の基準よりも受信レベルが高いと判別されたときアンテナ選択手段によるアンテナの選択動作を現在のアンテナの選択状態に保持するアンテナ選択保持手段とを携帯型通信端末に具備させる。

すなわち本発明では、受信電力測定手段を電力消費は少ないが電波の受信を所定のレベル以上の範囲で測定可能な第１の受信電力測定手段と、これより低いレベルまで測定が可能であるが消費電力は多くなる第２の受信電力測定手段の２つ用意している。そして、初期的には消費電力の少ない第１の受信電力測定手段でアンテナの受信状態を測定し、携帯電話機に備えられている同一周波数帯域の電波の受信が可能な複数のアンテナのいずれがアンテナ選択手段によって選択されても良好な受信状態となる最低基準としての第１の基準よりも受信レベルが高いときには、そのアンテナによって受信を継続するようにしている。これにより、アンテナの切り替えに要する消費電力も不要となり、通信の品質を確保しながら消費電力を低減することが可能になる。

この携帯電話機は、受信動作を間欠的に行うようにしていれば、更に消費電力を低減することができる。連続的に受信等の通信を継続する場合には携帯電話機の姿勢が変化するまで同一のアンテナで送受信を固定することで、同様に消費電力を低減することができる。受信レベルを判別する基準として前記した所定のレベルの近傍に設定された第２の基準を設けてもよく、この場合には第１の受信電力測定手段を積極的に使用する方向での制御で、通信の品質を確保しながら消費電力を低減することが可能になる。

請求項６記載の発明では、同一周波数帯域の電波の受信が可能な複数のアンテナと、これら複数のアンテナのうちから１つを電波の受信のために選択するアンテナ選択手段とを備えた携帯型通信端末のコンピュータに、携帯型通信端末のアンテナ切替制御プログラムとして、（イ）アンテナ選択手段によって選択されたアンテナによる電波の受信を所定のレベル以上の範囲で測定する第１の受信電力測定処理と、（ロ）アンテナ選択手段によって選択されたアンテナによる電波の受信を前記した所定のレベル未満でも測定し、測定に要する消費電力が第１の受信電力測定処理よりも大きな第２の受信電力測定処理と、（ハ）間欠受信の開始時に第１の受信電力測定処理でアンテナ選択手段の選択しているアンテナを用いて現在の電波の受信レベルを測定し、前記した複数のアンテナのいずれがアンテナ選択手段によって選択されても良好な受信状態となる最低基準としての第１の基準よりも受信レベルが高いか否かを判別する受信レベル初期判別処理と、（ニ）この受信レベル初期判別処理で第１の基準よりも受信レベルが高いと判別されたとき次の間欠受信が開始するまでアンテナ選択手段によるアンテナの選択動作を現在のアンテナの選択状態に保持するアンテナ選択保持処理と、（ホ）受信レベル初期判別処理で第１の基準よりも受信レベルが高くないと判別されたとき、この受信レベルが前記した所定のレベルの近傍に設定された第２の基準以下であるかどうかを判別する受信レベル限界判別処理と、（へ）この受信レベル限界判別処理で受信レベルが第２の基準を超えると判別されたとき第１の受信電力測定処理で測定して前記した複数のアンテナから受信レベルの最も高いアンテナを選択し、第２の基準以下であると判別されたとき第２の受信電力測定処理で測定して前記した複数のアンテナから受信レベルの最も高いアンテナを選択するアンテナ選択処理とを実行させることを特徴としている。

すなわち本発明では、間欠受信を行う携帯型通信端末で、前記した第１の基準と第２の基準を設けて、それぞれの基準で区分けされる３つの場合について省電力を図りつつ品質を確保する携帯型通信端末のアンテナ切替制御プログラムを実現している。

以上説明したように本発明によれば、複数の受信電力測定手段あるいは受信電力測定処理を用意することで、電力消費が少ない手法で初期的にアンテナの受信電力を測定するようにしたので、全体的な電力消費を抑えることができるだけでなく、受信電力測定手段の一部に障害が発生しても他の受信電力測定手段あるいは他の受信電力測定処理を代用して測定が可能な場合があり、アンテナの選択の信頼性を向上させることができる。

以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例における携帯電話機の構成の要部を表わしたものである。この携帯電話機１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１およびＲＡＭ（Random Access Memory）等の作業用メモリ１０２を格納した制御部１０３を備えている。制御部１０３は、装置内の各部と接続されている。無線部１０５は、内部にアンテナ切替回路１０６と電力測定部１０７を備えている。このうちアンテナ切替回路１０６はアンテナ部１０８と接続されている。アンテナ部１０８には、送受信を行う周波数帯用に第１のアンテナ１０９と第２のアンテナ１１０の２つのアンテナが備えられており、共にアンテナ切替回路１０６と接続されている。電力測定部１０７は、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：受信総電力）部１１１とＲＳＣＰ（Received Signal Code Power：共通パイロットチャネルでの信号電力）部１１２の２種類の測定部を備えている。これらについては後に詳しく説明する。

制御部１０３には、図示しないキースイッチやタッチパネルを用いてユーザの発信や着信等の各種の操作を入力するための操作部１１４と、この操作部１１４の操作結果や各種のデータをユーザに視覚的に表示させるための液晶ディスプレイ等の表示部１１５、およびこの携帯電話機１００の開閉を検出する開閉検出部１１６も接続されている。ここで本実施例の携帯電話機１００は、図示しない２つの筐体をヒンジ機構で開閉自在とした折り畳み型となっており、開閉検出部１１６は図示しないスイッチあるいは光センサによって、これらの筐体の開閉を検出するようになっている。

このような携帯電話機１００で、制御部１０３は、記憶部１０４の制御プログラム格納領域１１７に格納された制御プログラムを実行することによって、各種の機能を実現する。特に本実施例の携帯電話機１００の場合には、省電力の観点から無線部１０５のアンテナ切替回路１０６の制御が可能になっている。記憶部１０４内の閾値記憶領域１１８には、省電力のための２種類の閾値が格納されている。

図２は、本実施例の電力測定部に備えられているＲＳＳＩ部とＲＳＣＰ部の電力測定の特性を比較したものである。この図で縦軸は図１に示した無線部１０５における図示しない基地局から送られてくる電波の受信レベルを示しており、横軸はアンテナに入力する受信レベルを示している。このうちＲＳＳＩ部の受信レベル１２１は、受信総電力を表わしている。すなわちで、図１に示したＲＳＳＩ部１１１は、基地局からの受信電力の他に、ノイズも含んだ量を測定している。代表的には、受信周波数帯域内に存在するサーマルノイズ等の装置内の各ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の回路から発生されるノイズである。このためＲＳＳＩ部の受信レベル１２１は、第１または第２のアンテナ１０９、１１０（図１）に入力する電力量が低くなった場合でも、ノイズ成分の存在によって、ある一定値以下には低下しない。

これに対してＲＳＣＰ部の受信レベル１２２は、図１に示したＲＳＣＰ部１１２によって、共通パイロットチャネルでの信号電力の測定結果としての、特定コードのパワーそのものを示す電力となっている。このため、基本的には他の干渉成分との相関性が低くなり、希望するチャネルの受信電力に比例した特性を示す。

したがって、図２から分るように、アンテナ部１０８（図１）の受信レベルが比較的高い場合、破線で示したＲＳＳＩ部の受信レベル１２１の特性と、実線で示したＲＳＣＰ部の受信レベル１２２の特性はほぼ一致し、共に図１に示すアンテナ部１０８に入力する電力量を正確に測定することができる。これに対して、受信レベルが比較的低い場合には、ＲＳＳＩ部の受信レベル１２１には比較的大きな誤差が伴うことになる。このため、ＲＳＳＩ部１１１による入力電力測定は、サーマルノイズが大きく影響する所定の受信レベル以下ではできないことになる。これに対して、一方、ＲＳＣＰ部１１２による受信レベルの測定はサーマルノイズなどの影響を受けにくいので、ＲＳＣＰ部の受信レベル１２２はサーマルノイズが大きく影響する前記した受信レベル以下の測定に必要となる。

図３は、このようなＲＳＳＩ部とＲＳＣＰ部を使用する本実施例の携帯電話機の受信処理の概要を表わしたものである。図１と共に説明する。本実施例の携帯電話機１００は、電源の消費を抑えるためにＣＰＵ１０１や無線部１０５等の所定部分の電源を常に通電させる状態としておらず、これらについては間欠的に電源が供給されて立ち上がるようになっている（ステップＳ２０１）。

ＣＰＵ１０１や無線部１０５等の所定部分が立ち上がったら、アンテナ部１０８に対するアンテナ選択処理が実行される（ステップＳ２０２）。そして、着信を確認して（ステップＳ２０３）、着信があった場合には（ステップＳ２０４：Ｙ）、所定の着信処理が実行される（ステップＳ２０５）。着信がなかった場合には（ステップＳ２０４：Ｎ）、間欠立ち下げ処理が行われる（ステップＳ２０６）。すなわち、ＣＰＵ１０１や無線部１０５等の所定部分の電源を切断する。そして所定時間後にステップＳ２０１の処理に戻ることになる（リターン）。

図４は、本実施例の携帯電話機の間欠立ち上げおよび間欠立ち下げ処理における処理タイミングを説明するためのものである。この図で縦軸は携帯電話機１００（図１）の消費電流を示しており、横軸は時間の経過を示している。

本実施例で使用される携帯電話機１００はＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access：符号分割多元接続）方式で通信を行っている。このような通信方式の装置では、図１に示す電力測定部１０７内のＲＳＳＩ部１１１とＲＳＣＰ部１１２とでは、それぞれの電流測定とアンテナの切替処理に要する時間Ｔ₁、Ｔ₂が異なっており、時間Ｔ₁は時間Ｔ₂に３段階セルサーチの時間ＣＳが加わった形となっている。

このような携帯電話機１００では、ＲＳＳＩ部１１１あるいはＲＳＣＰ部１１２による電流測定処理が終了した後に、間欠受信における受信処理に必要な処理時間Ｔ₃が設けられている。この処理時間Ｔ₃の経過した後、所定時間だけＣＰＵ１０１や無線部１０５等の所定部分の電源が遮断される。この後に、電流の測定のための前記した時間Ｔ₁、Ｔ₂が開始することになる。以下、同様である。

したがって、ＲＳＣＰ部１１２を使用した場合には、時間Ｔ₁に時間Ｔ₃を加えた時間Ｔ₄が間欠受信に必要な通電時間となり、ＲＳＳＩ部１１１を使用した場合には時間Ｔ₂に時間Ｔ₃を加えた時間Ｔ₅が間欠受信に必要な通電時間となる。このように、ＲＳＣＰ部１１２を使用した場合には、ＲＳＳＩ部１１１を使用した場合と比べると、３段階セルサーチの時間ＣＳの区間を省略した分だけ消費電力を軽減することができる。

また、本実施例の携帯電話機１００では、図４に示すように通電が着信を監視する状態で間欠的に行われるので、連続的に通電を行っている場合と比較すると、全体的な消費電力の節減が図られている。

なお、以上説明したような間欠受信処理は、第１のアンテナ１０９と第２のアンテナ１１０のうちで受信状態の良いアンテナで受信した方が着信信号の受信の失敗が少なくなり、よい受信率を達成することができる。

図５および図６は、ステップＳ２０２で示したアンテナ選択処理の様子を表わしたものである。このうち、図５は図１に示すＲＳＣＰ部１１２を使用する場合の処理を表わしている。図１と共に説明する。

本実施例のＲＳＣＰ部１１２は、アンテナ部１０８で受信する電波に対して逆拡散処理を行い、基地局側のタイミング検出およびコードの特定を行った後にＲＳＳＩの測定を行っている。まず、測定を行う対象となる受信用の周波数の設定が行われる（ステップＳ２２１）。次に、本実施例で使用される携帯電話機１００のようなＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access：符号分割多元接続）方式の装置で実施される３段階セルサーチが行われる。これは、図４で３段階セルサーチの時間ＣＳとして示した時間に行われる処理である。

３段階セルサーチの第１ステップでは、現在選択されているアンテナ(これを仮に第１のアンテナ１０９とする。)が受信できる状態で、第１のＳＣＨ(Primary-Synchronization Channel)受信によって、スロット同期とシンボル同期を確立させる（ステップＳ２２２）。次の第２ステップでは、第２のＳＣＨ(Secondly-Synchronization Channel)受信によってフレーム同期の確立とスクランブリンググループの特定を行う（ステップＳ２２３）。更に第３ステップでは、スクランブリングコードを特定してセルの特定を行う（ステップＳ２２４）。

このようなＣＤＭＡ方式で通常行われる３段階セルサーチが終了したら、現在選択されている第１のアンテナ１０９におけるＲＳＣＰの測定が行われる（ステップＳ２２５）。この段階で制御部１０３は、アンテナ部１０８で２回の測定が行われたか否かを判別する（ステップＳ２２６）。これはアンテナ部１０８に存在する第１および第２のアンテナ１０９、１１０のそれぞれによる測定が終了したかどうかの判別である。

測定がまだ１回しか行われていない場合には（Ｎ）、アンテナ切替回路１０６が作動して、アンテナ部１０８におけるアンテナの切り替えが行われる（ステップＳ２２７）。この例では、第１のアンテナ１０９を用いた測定のみが行われている。そこで、今度は第２のアンテナ１１０を用いて３段階セルサーチが行われる（ステップＳ２２２〜Ｓ２２４）。そして、第２のアンテナ１１０を使用したＲＳＣＰの測定が行われる（ステップＳ２２５）。

以上のようにしてアンテナ切替回路１０６に接続された第１および第２のアンテナ１０９、１１０の測定が共に終了したら（ステップＳ２２６：Ｙ）、これらのＲＳＣＰによる測定でより良好な受信レベルのアンテナを選択する（ステップＳ２２８）。たとえば、第１のアンテナ１０９の方が受信レベルが高ければ、制御部１０３はアンテナ切替回路１０６を制御して第１のアンテナ１０９への切り替えを行う。第２のアンテナ１１０の方が受信レベルが高い場合、アンテナ切替回路１０６の切り替え動作は行われない。第２のアンテナ１１０がこの時点ですでに選択されているからである。

一方、図６は図１に示すＲＳＳＩ部１１１を使用する場合の処理を表わしている。図１と共に説明する。この場合には、まず、測定を行う対象となる周波数の設定が行われる（ステップＳ２４１）。この後は、図５に示したＲＳＣＰ部１１２による処理と異なり、タイミング等の検出が不要である。そこで、直ちに現在選択されているアンテナ（これを第１のアンテナ１０９と仮定する。）を使用してＲＳＳＩの測定を行う（ステップＳ２４２）。ＲＳＳＩの測定は、基本的に周波数を合わせていれば可能だからである。

第１のアンテナ１０９による測定が終了したら、制御部１０３は、アンテナ部１０８で２回の測定が行われたか否かを判別する（ステップＳ２４３）。これはアンテナ部１０８に存在する第１および第２のアンテナ１０９、１１０のそれぞれの測定が終了したかどうかの判別である。

測定がまだ１回しか行われていない場合には（Ｎ）、アンテナ切替回路１０６が作動して、アンテナ部１０８におけるアンテナの切り替えが行われる（ステップＳ２４４）。この例では、この段階で第１のアンテナ１０９を用いた測定のみが行われている。そこで、今度は第２のアンテナ１１０を用いてＲＳＳＩの測定が行われる（ステップＳ２４２）。

以上のようにしてアンテナ切替回路１０６に接続された第１および第２のアンテナ１０９、１１０の測定が共に終了したら（ステップＳ２４３：Ｙ）、これらのＲＳＳＩによる測定でより良好な受信レベルのアンテナを選択する（ステップＳ２４５）。たとえば、第１のアンテナ１０９の方が受信レベルが高ければ、制御部１０３はアンテナ切替回路１０６を制御して第１のアンテナ１０９への切り替えを行う。第２のアンテナ１１０の方が受信レベルが高い場合、アンテナ切替回路１０６の切り替え動作は行われない。第２のアンテナ１１０がこの時点ですでに選択されているからである。

ところで、これら図５および図６に示した電力測定部１０７による制御は、説明のために第１および第２のアンテナ１０９、１１０の双方を用いて測定を行うものとして説明した。しかしながら、電波の状況によってはこのようなアンテナの切替処理を常に行うことは切替動作の時間だけ消費電力が無駄になる。本実施例では、電波の状況に対応させて２種類の閾値を用いて電力（あるいは電流）の消費を効果的に抑制すると共に良好な受信状況を確保するようになっている。

この前提として、本実施例の携帯電話機１００は、アンテナの切り替えについて次のような性質を利用することにしている。
（１）ＲＳＣＰ部１１２を使用した場合には、ＲＳＳＩ部１１１を使用する場合に比べて第１のアンテナ１０９と第２のアンテナ１１０の切り替えに多くの消費電力を必要とする。
（２）ＲＳＣＰ部１１２を使用した場合には、ＲＳＳＩ部１１１を使用する場合に比べて、特に低電界の状態でアンテナの良好な選択が可能になる。

そこで本実施例では、図１に示した閾値記憶領域１１８に格納された第１および第２の閾値を用いて判断される受信電界状況を基にして、３段階の状態遷移を行うことにしている。これにより、消費電力（消費電流）を低減しつつ、良好な状態のアンテナを選択することになる。ここで、遷移する３段階の状態とは、「アンテナ切替なし」の状態、「ＲＳＳＩ部に基づくアンテナ切替」の状態および「ＲＳＣＰ部に基づくアンテナ切替」の状態を指している。

２つの閾値のうちの第１の閾値は、アンテナ部１０８における第１および第２のアンテナ１０９、１１０の固定とＲＳＳＩ部１１１によるＲＳＳＩ判断の判定基準となる値である。第２の閾値は、ＲＳＳＩ部１１１による第１および第２のアンテナ１０９、１１０の切り替えと、ＲＳＣＰ部１１２よるアンテナ１０９、１１０の切り替えの判定基準となる値である。

本実施例では、一番目の「アンテナ切替なし」の状態を、高電界状態で、第１および第２のアンテナ１０９、１１０のいずれであっても着信が可能な状態でアンテナの切り替えを必要としない状態としている。この「アンテナ切替なし」の状態では、よりよい受信状態を達成するための第１および第２のアンテナ１０９、１１０の選択処理を実施しない。これは、第１の閾値を、アンテナ部１０８における第１および第２のアンテナ１０９、１１０のいずれがアンテナ切替回路１０６によって選択されても双方が良好な受信状態となる最低基準となる値に設定しているからである。したがって、たとえばＲＳＳＩ部１１１で測定した結果としての受信電力が第１の閾値以上であれば、アンテナ切替回路１０６が動作する必要がない。このように一番目の「アンテナ切替なし」の状態では、アンテナ部１０８による第１および第２のアンテナ１０９、１１０の選択動作をなくすことで消費電力（消費電流）の低減を図っている。

また、三番目の「ＲＳＣＰ部に基づくアンテナ切替」の状態を、図２で示したサーマルノイズが大きく影響する所定の受信レベル以下で行われる第１および第２のアンテナ１０９、１１０の切り替えの状態としている。このような低電界環境では、ＲＳＳＩ部１１１に基づく判断では、第１および第２のアンテナ１０９、１１０の良好な受信状態の判断が困難である。このこのため、ＲＳＣＰ部１１２を使用して第１および第２のアンテナ１０９、１１０の切替処理を行うことにしている。このように「ＲＳＣＰ部に基づくアンテナ切替」の状態では、携帯電話機１００の消費電力は多くなるが、良好なアンテナを確実に選択することで最大の着信率を得ることができるようになる。

最後に、二番目の「ＲＳＳＩ部に基づくアンテナ切替」の状態は、一番目の「アンテナ切替なし」の状態と三番目の「ＲＳＣＰ部に基づくアンテナ切替」の状態の中間的な状態である。この状態では、アンテナ部１０８を第１あるいは第２のアンテナ１０９、１１０のいずれかの状態に固定すると、受信レベルの関係でアンテナの選択を誤る可能性がある。そこで、前記したサーマルノイズが大きく影響する所定の受信レベルに到達する前のこの状態では、ＲＳＳＩ部１１１を使用しつつ、第１および第２のアンテナ１０９、１１０の切り替えを行って、ＲＳＣＰ部１１２よりも消費電力の少ない状態で切替作業を行い、積極的に良好な受信状態のアンテナを選択するようにしている。

図７は、以上のような本実施例の携帯電話機の受信制御の様子を表わしたものである。図１に示した携帯電話機１００の電源が最初に投入されて受信動作が開始されたとき、あるいは図４で説明した間欠受信によってＣＰＵ１０１や無線部１０５等の所定部分の電源が所定時間だけオフとなった後にオンとなると、無線部１０５は消費電力の少ないＲＳＳＩ部１１１を初期的に選択して動作を開始させる（ステップＳ２６１）。このとき、アンテナ切替回路１０６は現状の選択状態のままに保持されており、前回選択された第１または第２のアンテナ１０９、１１０が図示しない基地局からの電波を受信し、ＲＳＳＩ部１１１がその受信レベルを測定する（ステップＳ２６２）。

受信レベルの測定が終了したら制御部１０３はその値が閾値記憶領域１１８に格納されている第１の閾値を超えているかどうかを判別する（ステップＳ２６３）。受信レベルが第１の閾値を超えている場合には（Ｙ）、第１または第２のアンテナ１０９、１１０のいずれであっても良好な受信が可能である。そこで、制御部１０３は次のＲＳＳＩ部１１１による受信レベルの測定（ステップＳ２６２）までアンテナの選択処理を固定する（ステップＳ２６４）。これにより、アンテナ切替回路１０６は現在のアンテナの接続状態を保持する。そして、アンテナの固定状態で図４の処理時間Ｔ₃において受信処理が実行される（ステップＳ２６５）。このように良好な受信環境では、第１または第２のアンテナ１０９、１１０の切り替えをしないことで、受信処理を行い、消費電力を節減するようにしている。

一方、ＲＳＳＩ部１１１による測定結果としての受信レベルが第１の閾値以下であった場合（ステップＳ２６３：Ｎ）、制御部１０３はアンテナ切替回路１０６にアンテナの切り替えを指示する（ステップＳ２６６）。そして、ＲＳＳＩ部１１１による他方のアンテナによる受信レベルの測定を行う（ステップＳ２６７）。制御部１０３は、このとき測定した受信レベルを第１の閾値と比較して、これを超えている場合には（ステップＳ２６８：Ｙ）、ステップＳ２６４に進んで、現在選択しているアンテナに固定する。これは、受信レベルが良好な状態を確保できたので、切り替え後のこのアンテナ１０９(あるいは１１０)で次の受信再開まで受信を行うことにしたものである。

これに対して、第１および第２のアンテナ１０９、１１０のいずれを使用してもＲＳＳＩ部１１１による測定の受信レベルが第１の閾値以下であった場合（ステップＳ２６８：Ｎ）、制御部１０３は測定値が第１の閾値よりも低い第２の閾値以下であるかどうかの判別を行う（ステップＳ２６９）。受信レベルが第２の閾値以下である場合（Ｙ）、ＲＳＳＩ部１１１による測定では正常な測定値が得られない場合がある。そこで、制御部１０３はＲＳＳＩ部１１１の動作を停止して、代わりにＲＳＣＰ部１１２を動作させる（ステップＳ２７０）。

そして、このＲＳＣＰ部１１２による測定で現在のアンテナによって得られた受信レベルが、第１の閾値を超えているかどうかを判別する（ステップＳ２７１）。第１の閾値を超えている場合には（Ｙ）、そのアンテナで受信することに問題はないので、ステップＳ２６４に進んでアンテナを現在の状態に固定する。

一方、ＲＳＣＰ部１１２による受信レベルの測定値が第１の閾値以下であった場合（ステップＳ２７１：Ｎ）、制御部１０３はアンテナを他方に切り替えて（ステップＳ２７２）、この結果得られた受信レベルを切り替え前のアンテナの受信レベルと比較する（ステップＳ２７３）。そして、受信レベルの高いアンテナの方を選択し（ステップＳ２７４）、この状態で受信処理が実行されることになる（ステップＳ２６５）。この後、電源が切断されて、所定時間経過後に再びステップＳ２６１から処理が再開されることになる（リターン）。

また、ステップＳ２６９で、ＲＳＳＩ部１１１による測定で第２の閾値を超えていると判別された場合には（Ｎ）、ステップＳ２７２に進んでこれ以降の処理を行う。すなわち、この場合にはＲＳＳＩ部１１１による測定が可能なので、アンテナを切り替えて（ステップＳ２７２）、これによって得られた受信レベルを前のアンテナの受信レベルと比較して（ステップＳ２７３）、受信レベルの高い方のアンテナを選択することになる（ステップＳ２７４）。

以上説明したように本実施例によれば、受信のみが行われるとき、携帯電話機１００は間欠受信を繰り返すので、受信が行われていない間、電力消費を抑えることができる。しかも、受信状態ではＲＳＳＩ部１１１を初期的に動作させ、電波の受信レベルが低い所定の場合にのみＲＳＣＰ部１１２を動作させることにしたので、ＲＳＣＰ部１１２の動作による３段階セルサーチの分の消費電力の増大を最小限に抑えることができる。

＜発明の変形可能性＞

図８は、本発明の変形例における携帯電話機の受信制御の様子を表わしたものである。この図８は図７に対応するものであり、図７と同一の処理については、図７に示したステップ番号を使用してこの変形例の受信動作の要部を説明する。この変形例では、ステップＳ２６３でＲＳＳＩ部１１１の測定した受信レベルが第１の閾値以下であった場合（Ｎ）、次にこの受信レベルを第２の閾値と比較することにしている（ステップＳ３０１）。そして、第２の閾値以下であった場合には（Ｙ）、ＲＳＣＰ部１１２を動作させて（ステップＳ２７０）、これ以降は図７に示すように２つのアンテナの測定を行って受信レベルの高い方のアンテナを選択することにする。

これに対して、ステップＳ３０１で受信レベルが第２の閾値を超えていると判別されたときには（Ｎ）、ＲＳＳＩ部１１１に保持した状態でアンテナを他方に切り替える（ステップＳ２７２）。これ以降は図７に示すように２つのアンテナの受信レベルの高い方のアンテナを選択することにする。

この変形例によれば、携帯電話機１００が電波の悪い状態に置かれたとき、ＲＳＳＩ部１１１におけるアンテナの切り替え処理を経ずにＲＳＣＰ部１１２によるアンテナの選択処理が可能になる。

なお、以上説明した実施例および変形例では、間欠受信を前提として、受信が再開した際にＲＳＳＩ部１１１を最初に動作させることにした。たとえば通話や送信が行われている状態では、このような電源のオン・オフ制御を行うことができない。このような場合には、ステップＳ２６４でアンテナを一方に固定した後、タイマで時間を測定して、一定時間が経過するたびにＲＳＳＩ部１１１を動作させ（ステップＳ２６１）、受信レベルをチェックする（ステップＳ２６２）ようにしてもよい。

あるいはタイマによる処理の代わりに、図１に示した開閉検出部１１６による携帯電話機１００の開閉処理を検出したり、図示しない三次元位置センサによって携帯電話機１００の動きが検出された時点で、ＲＳＳＩ部１１１を動作させ（ステップＳ２６１）、受信レベルをチェックする（ステップＳ２６２）ようにしてもよい。

また、実施例では、同一の周波数の受信に対して第１のアンテナ１０９と第２のアンテナ１１０の２つのアンテナを用意したが、周波数帯域ごとにアンテナを設けてもよい。この場合には、たとえばＡという周波数帯域と、別のＢという周波数帯域のそれぞれについて受信レベルの測定を行って、それぞれの周波数帯域に適したアンテナを選択することになる。

更に実施例および変形例では、同一周波数帯域に第１のアンテナ１０９と第２のアンテナ１１０の２つのアンテナを使用することとして説明を行ったが、３本以上のアンテナを用意し、これらを切り替えるようにしてもよいことは当然である。

また、実施例および変形例では、ＲＳＣＰを使用してアンテナの切り替えを行ったが、Ｅｃ／Ｎｏ（Received energy per chip divided by the power density in the band）や電波伝播損失（Passl Loss）のような他の基準を用いてアンテナを切り替えるようにしてもよい。更に、ＲＳＣＰとＥｃ／Ｎｏ等の複数の基準を組み合わせてのアンテナの切り替えの判断を行うことも可能である。

更に実施例および変形例では、受信レベルを比較する閾値を２つ用意したが、３つ以上用意してもよい。また、実装する携帯電話機のアンテナ特性、サーマルノイズ特性あるいは消費電流性能によっては、たとえばＲＳＳＩに基づくアンテナ切り替え処理を省くことで処理を簡略化することも可能である。

また、実施例および変形例では携帯電話機を例に挙げて説明したが、携帯型通信端末の全般に本発明を適用することができることは当然である。更に、通信方式はＣＤＭＡ方式に限らず、各種の方式を適用可能である。

本発明の一実施例における携帯電話機の構成の要部を表わしたブロック図である。 本実施例の電力測定部に備えられているＲＳＳＩ部とＲＳＣＰ部の電力測定の特性を比較した特性図である。 本実施例の携帯電話機の受信処理の概要を表わした流れ図である。 本実施例の携帯電話機の間欠立ち上げおよび間欠立ち下げ処理における処理タイミングを示したタイミング図である。 本実施例でＲＳＣＰ部を使用したアンテナ選択処理を示す流れ図である。 本実施例でＲＳＳＩ部を使用したアンテナ選択処理を示す流れ図である。 本実施例の携帯電話機の受信制御の様子を表わした流れ図である。 本発明の変形例における携帯電話機の受信制御の様子を表わした流れ図である。

符号の説明

１００ 携帯電話機
１０１ ＣＰＵ
１０３ 制御部
１０５ 無線部
１０６ アンテナ切替回路
１０７ 電力測定部
１０８ アンテナ部
１０９ 第１のアンテナ
１１０ 第２のアンテナ
１１１ ＲＳＳＩ部
１１２ ＲＳＣＰ部
１１７ 制御プログラム格納領域
１１８ 閾値記憶領域

Claims (6)

1. 同一周波数帯域の電波の受信が可能な複数のアンテナと、
   これら複数のアンテナのうちから１つを電波の受信のために選択するアンテナ選択手段と、
   前記アンテナ選択手段によって選択されたアンテナによる電波の受信を所定のレベル以上の範囲で測定可能な第１の受信電力測定手段と、
   前記アンテナ選択手段によって選択されたアンテナによる電波の受信を前記所定のレベル未満でも測定可能で、測定に要する消費電力が前記第１の受信電力測定手段よりも大きな第２の受信電力測定手段と、
   前記第１の受信電力測定手段と第２の受信電力測定手段のいずれかを受信電力の測定のために選択する受信電力測定手段選択手段と、
   受信の開始時にこの受信電力測定手段選択手段を使用して前記第１の受信電力測定手段を選択する受信電力測定手段初期選択手段と、
   この受信電力測定手段初期選択手段により第１の受信電力測定手段が選択された状態で前記アンテナ選択手段で選択しているアンテナの現在の電波の受信レベルを測定し、前記複数のアンテナのいずれが前記アンテナ選択手段によって選択されても良好な受信状態となる最低基準としての第１の基準よりも受信レベルが高いか否かを判別する受信レベル初期判別手段と、
   この受信レベル初期判別手段で前記第１の基準よりも受信レベルが高いと判別されたとき前記アンテナ選択手段によるアンテナの選択動作を現在のアンテナの選択状態に保持するアンテナ選択保持手段
   とを具備することを特徴とする携帯型通信端末。
2. 間欠的に受信動作を開始する間欠受信制御手段を具備し、受信動作が開始するたびに前記受信レベル初期判別手段が受信レベルの判別を行うことを特徴とする請求項１記載の携帯型通信端末。
3. 装置本体に収容され、この装置本体の姿勢の変化を検出する姿勢変化検出手段と、
   この姿勢変化検出手段が前記装置本体の姿勢の変化を検出するたびに前記アンテナ選択保持手段の保持を解除してアンテナの選択制御を開始させるアンテナ選択保持解除手段
   とを具備することを特徴とする請求項１記載の携帯型通信端末。
4. 前記受信レベル初期判別手段が前記第１の基準よりも受信レベルが高くないと判別したときその受信レベルが前記所定のレベルの近傍に設定された第２の基準以下であるかどうかを判別する受信レベル限界判別手段と、
   この受信レベル限界判別手段が前記受信レベルが前記第２の基準以下であると判別したとき、前記受信電力測定手段選択手段の選択を第１の受信電力測定手段から第２の受信電力測定手段に切り替えさせる受信電力測定手段切替指示手段と、
   この受信電力測定手段切替指示手段で切り替えられた前記第２の受信電力測定手段を使用して前記複数のアンテナから受信レベルの高いアンテナを検出し、前記アンテナ選択手段の選択をこのアンテナに切り替えさせる第２の受信電力測定手段使用時アンテナ切替指示手段
   とを具備することを特徴とする請求項１記載の携帯型通信端末。
5. 前記受信レベル初期判別手段が前記第１の基準よりも受信レベルが高くないと判別したときその受信レベルが前記所定のレベルの近傍に設定された第２の基準以下であるかどうかを判別する受信レベル限界判別手段と、
   この受信レベル限界判別手段が前記受信レベルが前記第２の基準以下でないと判別したとき、前記第１の受信電力測定手段を使用して前記複数のアンテナから受信レベルの高いアンテナを検出し、前記アンテナ選択手段の選択をこのアンテナに切り替えさせる第１の受信電力測定手段使用時アンテナ切替指示手段
   とを具備することを特徴とする請求項１記載の携帯型通信端末。
6. 同一周波数帯域の電波の受信が可能な複数のアンテナと、これら複数のアンテナのうちから１つを電波の受信のために選択するアンテナ選択手段とを備えた携帯型通信端末のコンピュータに、
   前記アンテナ選択手段によって選択されたアンテナによる電波の受信を所定のレベル以上の範囲で測定する第１の受信電力測定処理と、
   前記アンテナ選択手段によって選択されたアンテナによる電波の受信を前記所定のレベル未満でも測定し、測定に要する消費電力が前記第１の受信電力測定処理よりも大きな第２の受信電力測定処理と、
   間欠受信の開始時に前記第１の受信電力測定処理で前記アンテナ選択手段の選択しているアンテナを用いて現在の電波の受信レベルを測定し、前記複数のアンテナのいずれが前記アンテナ選択手段によって選択されても良好な受信状態となる最低基準としての第１の基準よりも受信レベルが高いか否かを判別する受信レベル初期判別処理と、
   この受信レベル初期判別処理で前記第１の基準よりも受信レベルが高いと判別されたとき次の間欠受信が開始するまで前記アンテナ選択手段によるアンテナの選択動作を現在のアンテナの選択状態に保持するアンテナ選択保持処理と、
   前記受信レベル初期判別処理で前記第１の基準よりも受信レベルが高くないと判別されたとき、この受信レベルが前記所定のレベルの近傍に設定された第２の基準以下であるかどうかを判別する受信レベル限界判別処理と、
   この受信レベル限界判別処理で受信レベルが前記第２の基準を超えると判別されたとき前記第１の受信電力測定処理で測定して前記複数のアンテナから受信レベルの最も高いアンテナを選択し、前記第２の基準以下であると判別されたとき前記第２の受信電力測定処理で測定して前記複数のアンテナから受信レベルの最も高いアンテナを選択するアンテナ選択処理
   とを実行させることを特徴とする携帯型通信端末のアンテナ切替制御プログラム。

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