JP2008113173A

JP2008113173A - 受信制御装置および受信制御方法

Info

Publication number: JP2008113173A
Application number: JP2006294340A
Authority: JP
Inventors: Tetsushi Kumamoto; 哲士熊本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2006-10-30
Filing date: 2006-10-30
Publication date: 2008-05-15

Abstract

【課題】低周波クロックにある一定以上の周波数偏差が生じても報知情報信号を受信できる受信制御装置および受信制御方法を提供する。
【解決手段】間欠受信の受信時は、高周波クロック発振器２０の生成する高精度の高周波クロック信号に基づいて、ＲＦ送受信部１２およびベースバンド部１３を駆動して信号を受信する。間欠受信の非受信時は、高周波クロック発振器２０の停止を指示し、低周波クロック発信器２１の生成する低精度の低周波クロック信号に基づいて動作するように制御する。さらに、間欠受信の受信時に、高周波クロック発振器２０の生成する高精度の高周波クロック信号に基づいて、低周波クロック発信器２１の１周期当たりの平均クロック数をカウントし、この平均クロック数に基づいて、次回の間欠受信の受信タイミングを予測決定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、間欠受信の受信タイミングを制御する受信制御装置および受信制御方法に関する。

携帯電話機等の携帯端末装置では、消費電力を低減するため、待ち受け状態において、基地局から報知情報信号を受信する時には、受信動作に高周波クロック信号を使用するとともに時刻管理等に低周波クロック信号を使用し、報知情報信号を受信しない時には、受信動作に用いる高周波クロック発振器を停止し、低周波クロック信号のみを使用している。そして、低周波クロック信号を用いて次の報知情報信号の受信タイミングまでのクロック数を計数し、クロック数が報知情報信号の受信タイミングに達した時点で高周波クロック発振器を起動させて、受信動作に移行させることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２４４３５１号公報

上述した携帯端末装置では、待ち受け時において、報知情報信号の非受信時には、高周波クロック発振器を停止し、低周波クロック発振器を用いて動作するが、低周波クロック発振器は、高周波クロック発振器に比べて精度が悪いので、低周波クロックにある一定以上の周波数偏差が生じると、報知情報信号の受信タイミングとの同期が外れる場合が存在していた。同期が外れた場合は、再度同期を取り直すため、初期の処理からこの待ち受け確立に至るまでの一連の同期処理作業を行わなければならず、無駄な電力を消費していた。

ところで、携帯端末装置では、携帯端末装置が時速１００ｋｍ等のスピードで動いたときのドップラー効果等による周波数偏差を考慮して基地局から送信される報知情報の信号を受信するＷＩＮＤＯＷ幅を決定しているが、このＷＩＮＤＯＷ幅は、低周波クロック発振器に固有の周波数偏差を考慮したものではなく、この周波数偏差を吸収できない範囲である。

一方、低周波クロックを用いて報知情報信号の受信タイミングまでの間隔を測定しているが、この低周波クロック発振器の周波数偏差は、常温で約±２０ｐｐｍとなることがあり、温度の変化も考慮すると、周波数偏差は約±６０ｐｐｍほどになってしまうこともある。低周波クロックについては、温度の影響による周波数偏差が一番大きく、周波数偏差が生じると、報知情報信号の受信タイミングとの同期が外れ、再度同期を取り直すことが必要となり、初期の処理から待ち受け確立に至るまでの無駄な電力を消費することになる。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、低周波クロックにある一定以上の周波数偏差が生じても報知情報信号を受信できる受信制御装置および受信制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の受信制御装置は、高周波数の第１のクロック信号を生成する第１発振器と、該第１発振器よりも小さい消費電力で、該第１発振器の生成するクロック信号より低周波数の第２のクロック信号を生成する第２発振器と、送信されてきた信号を受信する受信手段と、間欠受信の受信時は、前記第１発振器の生成する第１のクロック信号に基づいて、該受信手段を駆動して信号を受信し、間欠受信の非受信時は、前記第１発振器の停止を指示し、前記第２発振器の生成する第２のクロック信号に基づいて動作するように制御する制御手段と、間欠受信の受信時に、前記第１発振器の生成する第１のクロック信号に基づいて、前記第２発振器の１周期当たりの平均クロック数をカウントし、該平均クロック数に基づいて、次回の間欠受信の受信タイミングを予測決定する決定手段とを備えることを特徴とする。

本発明の受信制御装置は、温度を計測する計測手段と、該温度と前記第２発振器の１周期当たりのクロック数との関係を示す情報を記憶する記憶手段をさらに備え、前記決定手段が、前記計測手段により計測した、前記第２発振器の１周期当たりの平均クロック数をカウントするときの温度と、次回の間欠受信の受信時の温度との差が、閾値を超える場合、前記記憶手段に記憶している前記第２発振器の１周期当たりのクロック数を追加して次回の間欠受信の受信タイミングを予測決定することが好ましい。また、前記平均クロック数に基づいて決定した間欠受信の予測受信タイミングが間欠受信の許容幅を超えた場合に、クロック数の補正値を追加して次回の間欠受信の受信タイミングを決定することが好ましい。

本発明の受信制御方法は、間欠受信の受信時には、高周波数の第１のクロック信号に基づいて信号を受信し、間欠受信の非受信時には、前記第１のクロック信号の停止を指示し、前記第１のクロック信号より低周波数の第２のクロック信号に基づいて動作するように制御する受信制御方法において、間欠受信の受信時に、前記第１のクロック信号に基づいて、前記第２のクロック信号の１周期当たりの平均クロック数をカウントし、該平均クロック数に基づいて、次回の間欠受信の受信タイミングを予測決定することを特徴とする。

本発明は、低周波クロックの周波数偏差、温度の影響に追従できるように予測したことにより、低周波クロックにある一定以上の周波数偏差が生じても報知情報信号を受信することができる。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の受信制御装置のシステム構成図である。なお、本実施の形態では、受信制御装置として携帯電話機を例示して説明する。図１において、受信制御装置は、ｉＢｕｒｓｔシステムを例として用い、アンテナ１１を介して基地局と信号の送受信を行うＲＦ送受信部１２と、信号の変復調を行うベースバンド部１３と、液晶表示部（ＬＣＤ）１４と、プログラムやデータなどを記憶するメモリ部１６と、音声信号のＡ−Ｄ、Ｄ−Ａ変換を行うコーデック部１８と、電話機スピーカ２２と、電話機マイク２３と、温度センサ２５のアナログ電圧値をデジタル電圧値に変換するＡＤ変換部２４と、信号の処理、制御を行うＣＰＵ（決定手段）１５と、ユーザからの入力情報をＣＰＵ１５に供給するキー入力部１９、高精度の高周波クロック信号を生成する高周波クロック発振器２０と、高周波クロック発振器２０よりも小さい消費電力で、高周波クロック発振器２０の生成するクロック信号より低精度の低周波クロック信号を生成する低周波クロック発信器２１とを備えている。

モバイル・ブロードバンド・アクセスを提供するｉＢｕｒｓｔシステムでは、受信制御装置は、基地局と絶対的な同期を取りながら通信する必要があり、そのため、同期タイミングや周波数情報を入手するために、基地局から送信されるＦＴＢバースト（スーパーフレーム）を間欠的に受信する。このＦＴＢバーストには、周波数同期バーストとタイミング同期バーストと８個の情報報知バーストが含まれており、図２に示すように、ＦＴＢバーストは、フレーム長が１００ｍｓ×２であり、１０秒（ｓ）周期で送信される。

受信制御装置は、間欠受信の受信時、すなわちＦＴＢバースト信号を受信する時は、高周波クロック発振器２０の生成する高周波クロック信号（２４ＭＨｚ）に基づいて、ＲＦ送受信部１２およびベースバンド部１３を駆動して信号を受信し、間欠受信の非受信時、すなわちＦＴＢバースト信号を受信しない時は、高周波クロック発振器２０の停止を指示し、低周波クロック発信器２１の生成する低周波クロック信号（３２．７６８ｋＨｚまたは３２ｋＨｚ）に基づいて動作するように制御する。

しかし、上述したように低周波クロック発振器は、高周波クロック発振器に比べて安価なクロックを採用しているので精度が低く、低周波クロックにある一定以上の周波数偏差が生じると、ＦＴＢバースト信号のタイミングと同期が外れる場合が存在する。

そのため、本発明の受信制御装置は、ＦＴＢバースト信号を受信する時には、高周波クロック発振器２０の生成する高周波クロック信号に基づいて、低周波クロック発信器２１の生成する低周波クロック信号の１周期当たりの平均クロック数をカウントし、この平均クロック数に基づいて、次回の間欠受信の受信タイミングを予測決定するようにしている。

具体的には、ＦＴＢバースト信号の受信時において、３２ｋＨｚの低周波クロック信号の立ち上がりを検出して、次の３２ｋＨｚの低周波クロック信号の立ち上がりまでの２４ＭＨｚの高周波クロック信号のクロック数をカウントする。これをＭ回（約３０回）繰り返してその平均をとり、３２ｋＨｚの低周波クロック信号の１周期分の平均クロック数（Ｎ）を求める。この平均クロック数（Ｎ）を基に、次のＦＴＢバースト信号を受信する時までの１０秒（ｓ）間にずれると思われるクロック数の補正値を予測して求める。

図３は、高周波クロック信号に基づいて低速クロック信号の１周期のクロック数を求めるクロック計測回路を示す図である。クロック計測回路は、立ち上がり検出回路３１と、カウンタ３２と、加算器３３と、補正用レジスタ３４と、１つ前の補正値レジスタ３５と、比較器３６とにより構成される。なお、これらの構成部はバスで接続されている。立ち上がり検出回路３１は、３２．７６８ｋＨｚの低速クロック信号の立ち上がりを検出すると、カウンタ３２に立ち上がり信号を出力する。カウンタ３２は、立ち上がり信号を受け取ると、カウンタ３２をクリアし、次の立ち上がり信号を受け取るまで、２４ＭＨｚの高速クロック信号のクロック数をカウントする。カウンタ３２のカウント値は、加算器３３により補正用レジスタ３４の値に加算され、加算された値は補正用レジスタ３４に格納される。同様の処理をＭ回（約３０回）繰り返し、補正用レジスタ３４にはＭ回加算されたカウンタ値（高速クロック数）が格納される。ＣＰＵ（決定手段）１５は、このＭ回加算されたカウンタ値をＭで割ることにより低周波クロック信号の１周期当たりの平均クロック数を求めることができる。なお、１つ前の補正値レジスタ３５は、前回のＭ回加算されたカウンタ値を格納するものであり、比較器３６は、前回のＭ回加算されたカウンタ値と、今回のＭ回加算されたカウンタ値とを比較して、増減を判定するためのものである。

図４は、ＦＴＢバースト信号の受信タイミングを求める手順を説明する図である。まず、３２ｋＨｚの低周波クロック信号の１周期分の平均クロック数Ｎを求める（Ｓ１０）。次に、ＦＴＢバースト信号の１周期（１０ｓ）を３２ｋＨｚの低周波クロック信号の１周期（３０．１５μｓ）で割ることによって、ＦＴＢバースト信号の１周期間（１０ｓ）における低周波クロック信号の周期数Ｘ（１０ｓ／３０．１５μｓ）を求める。この周期数Ｘに平均クロック数Ｎを掛けることによって、次回のＦＴＢバースト信号の受信時までのクロック数ＸＮを求め、このクロック数ＸＮを用いて次回のＦＴＢバースト信号のタイミングからずれると思われるクロック数の補正値αを求める（Ｓ２０）。

また、前回のＦＴＢバースト受信時に測定した温度と今回のＦＴＢバースト受信時に測定した温度の差から今回のＦＴＢバースト受信時から次回のＦＴＢバースト受信時までの温度差を予測し、温度が急激に変化してＦＴＢバースト信号の受信タイミングからのずれが、所定の閾値（６４μｓ）を超えるようであれば、ステップＳ２０で求めたクロック数の補正値αに温度の変化分のクロック数の補正値βを加える（Ｓ３０）。図５は、３２．７６８ｋＨｚの低周波クロック発信器（音叉型水晶振動子）の周波数温度特性を示す図である。縦軸が周波数偏差（単位：ｐｐｍ）を表し、横軸が温度（単位：℃）を表している。また２５℃を０ｐｐｍとする。この図から、温度が−１０℃から２５℃へ遷移して周波数が高くなる状態と、温度が２５℃から−１０℃へ遷移して周波数が低くなる状態と、温度が２５℃から６０℃へ遷移して周波数が低くなる状態と、温度が６０℃から２５℃へ遷移して周波数が高くなる状態が存在することが分かる。この４つの状態における温度差ごとのクロック数の補正値βをメモリ部１６に記憶しておき、この補正値βをステップＳ２０で求めたクロック数の補正値αに加える。

ただし、クロック数ＸＮを用いて求めたＦＴＢバースト信号の受信タイミングが、Ｗｉｎｄｏｗ幅（±３２μｓ）を超えた場合は、クロック数の補正値αおよび補正値βを用いてＦＴＢバースト信号のタイミングからのずれを補正するが、Ｗｉｎｄｏｗ幅（±３２μｓ）以内の場合は、ＦＴＢバースト信号を受信できるので、ずれを補正しない（Ｓ４０）。図６は、Ｗｉｎｄｏｗ幅を説明する図である。ｉＢｕｒｓｔシステムでは、携帯電話機が時速１００ｋｍ等のスピードで動くことによってドップラー効果等による周波数偏差が生じても基地局から送信される報知情報の信号を受信できるようにするためにＦＴＢバースト（Ｆ−ＢＵＲＳＴ）信号およびＰバースト（Ｐ−ＢＵＲＳＴ）信号に周波数偏差を許容するＷｉｎｄｏｗ幅が設けられている。

次に、ステップＳ２０で求めた次回のＦＴＢバースト信号の受信時までのクロック数ＸＮに、クロック数の補正値α＋βを加えた値を、低周波クロック信号の１周期分の平均クロック数Ｎで割ることによって、低周波クロック信号でのＦＴＢバースト信号の受信タイミングを求めてＦＴＢバースト信号を受信する（Ｓ５０）。

図７は、ＦＴＢバースト間欠受信の処理の流れを説明する図である。電源を投入すると（Ｓ１００）、初期処理を行い（Ｓ１１０）、高周波クロックに基づいて低周波クロックの１周期当たりのクロック数を計測し（Ｓ１２０）、計測値、温度値を読み込んで、クロック数の補正値を求める（Ｓ１３０）。次に、１０秒周期でＦＴＢバースト信号の間欠受信の処理を実行する（Ｓ１４０）。まず、高周波クロックに基づいて低周波クロックの１周期当たりの平均クロック数を計測し（Ｓ１５０）、計測値、温度値を読んで、クロック数の補正値を予測して求める（Ｓ１６０）。次に、クロック数の補正値を設定し（Ｓ１７０）、ＦＴＢバースト信号を受信できるようにして（Ｓ１８０）間欠受信を行い、ステップＳ１４０に戻る。

本発明は、低周波クロックの周波数偏差、温度の影響を予測して追従できるようにしたので、低周波クロックにある一定以上の周波数偏差が生じても報知情報信号を受信することができる。また、報知情報信号の受信タイミングとの同期が外れによる、同期取り直しが無くなるので、初期処理から待ち受け確立に至るまでの無駄な電力消費を無くすことができる。

本発明の受信制御装置のシステム構成図である。間欠受信の受信シーケンスを説明する図である。高周波クロック信号に基づいて低速クロック信号の１周期のクロック数を求めるクロック計測回路を示す図である。ＦＴＢバースト信号の受信タイミングを求める手順を説明する図である。３２．７６８ｋＨｚの低周波クロック発信器の周波数温度特性を示す図である。Ｗｉｎｄｏｗ幅を説明する図である。ＦＴＢバースト間欠受信の処理の流れを説明する図である。

符号の説明

１１アンテナ
１２ＲＦ送受信部
１３ベースバンド部
１４液晶表示部（ＬＣＤ）
１５ＣＰＵ
１６メモリ部
１８コーデック部
１９キー入力部
２０高周波クロック発振器
２１低周波クロック発信器
２２スピーカ
２３マイク
２４ＡＤ変換部
２５温度センサ
３１立ち上がり検出回路
３２カウンタ
３３加算器
３４補正用レジスタ
３５１つ前の補正値レジスタ
３６比較器

Claims

高周波数の第１のクロック信号を生成する第１発振器と、
該第１発振器よりも小さい消費電力で、該第１発振器の生成するクロック信号より低周波数の第２のクロック信号を生成する第２発振器と、
送信されてきた信号を受信する受信手段と、
間欠受信の受信時は、前記第１発振器の生成する第１のクロック信号に基づいて、該受信手段を駆動して信号を受信し、間欠受信の非受信時は、前記第１発振器の停止を指示し、前記第２発振器の生成する第２のクロック信号に基づいて動作するように制御する制御手段と、
間欠受信の受信時に、前記第１発振器の生成する第１のクロック信号に基づいて、前記第２発振器の１周期当たりの平均クロック数をカウントし、該平均クロック数に基づいて、次回の間欠受信の受信タイミングを予測決定する決定手段と、
を備えることを特徴とする受信制御装置。
温度を計測する計測手段と、該温度と前記第２発振器の１周期当たりのクロック数との関係を示す情報を記憶する記憶手段をさらに備え、
前記決定手段は、前記計測手段により計測した、前記第２発振器の１周期当たりの平均クロック数をカウントするときの温度と、次回の間欠受信の受信時の温度との差が、閾値を超える場合、前記記憶手段に記憶している前記第２発振器の１周期当たりのクロック数を追加して次回の間欠受信の受信タイミングを予測決定することを特徴とする請求項１に記載の受信制御装置。
前記平均クロック数に基づいて決定した間欠受信の予測受信タイミングが間欠受信の許容幅を超えた場合に、クロック数の補正値を追加して次回の間欠受信の受信タイミングを決定することを特徴とする請求項１または２に記載の受信制御装置。
間欠受信の受信時には、高周波数の第１のクロック信号に基づいて信号を受信し、間欠受信の非受信時には、前記第１のクロック信号の停止を指示し、前記第１のクロック信号より低周波数の第２のクロック信号に基づいて動作するように制御する受信制御方法において、
間欠受信の受信時に、前記第１のクロック信号に基づいて、前記第２のクロック信号の１周期当たりの平均クロック数をカウントし、該平均クロック数に基づいて、次回の間欠受信の受信タイミングを予測決定することを特徴とする受信制御方法。