JP2008085873A - 無線受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 携帯用電子機器の無線受信装置に関し、特に高周波回路の入力初段に入っているＬＮＡ（ローノイズアンプ）への電流を調整し、ＬＮＡの消費電流を少なくして消費電流の低減が可能な無線受信装置に関する。
【解決手段】 受信した無線信号の受信電界強度を測定する受信電界測定手段と、前記受信した無線信号のＣ／Ｎ比を測定するＣ／Ｎ測定手段と、前記受信した無線信号の受信誤り率を測定する誤り率測定手段と、前記電界強度測定手段、前記Ｃ／Ｎ測定手段、前記誤り率測定手段の測定結果に基づき、所定時間の連続して、予め定められた閾値より劣化しなかった場合に、当該消費電流を可変する低雑音増幅器とを具備する無線受信装置である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯用電子機器の無線受信装置に関し、特に高周波回路の入力初段に入っているＬＮＡ（ローノイズアンプ）への電流を調整し、ＬＮＡの消費電流を少なくして消費電流低減が可能な無線受信装置に関する。

従来の無線受信装置では、アンテナから入力された電波はアンテナマッチング回路後、低雑音増幅器（ローノイズアンプ：以下、ＬＮＡ）を通してチューナーモジュールに入力される構成になっている。そして、強電界と弱電界時にはＬＮＡのＯＮ／ＯＦＦの制御をして、更に受信電界強度によって自動利得制御（ＡＧＣ）の制御を行っている。

しかしＬＮＡのゲインは最大ゲインで一定となるように制御を行っている為、受信電界強度が強電界中でもＬＮＡの最大ゲインを一定にして電流を流しているため、消費電流が多いシステムとなっている。

このため、このＬＮＡでの消費電流を抑える方法としては、例えば特許文献１に示すように、このＬＮＡでの消費電流を切り替える方法としては、受信電界強度情報（ＲＳＳＩ）と受信誤り率（ＢＥＲ）が所定値を超えたことを検出したときに、消費電流を可変する技術がある。
特開２００４−１２８８６３号公報（第５−６頁、図１）

しかしながら、従来の構成では、受信電界強度情報（ＲＳＳＩ）と受信誤り率（ＢＥＲ）とから低雑音増幅器の電流値を可変しているため、受信電波にノイズが多い場合であっても受信電界強度が強く、受信誤り率が低い場合は、低雑音増幅器の消費電流を低く抑えてしまうため、受信感度が悪くなり、電波の受信が行いにくいという問題点があった。

本発明は、上記事情によりなされたもので、その目的は、受信電界強度情報（ＲＳＳＩ）と受信誤り率（ＢＥＲ）だけでなく、受信電波の信号とノイズの比であるＣ／Ｎ比も考慮して、消費電流の低減を図ることができる無線受信装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、受信した無線信号の受信電界強度を測定する受信電界測定手段と、前記受信した無線信号のＣ／Ｎ比を測定するＣ／Ｎ測定手段と、前記受信した無線信号の受信誤り率を測定する誤り率測定手段と、前記電界強度測定手段、前記Ｃ／Ｎ測定手段、前記誤り率測定手段の測定結果に基づき、所定時間の連続して、予め定められた閾値より劣化しなかった場合に、当該消費電流を可変する低雑音増幅器とを具備することを特徴とする。

このような構成を有することにより、受信感度を落とさずに消費電流を低減できるようになる。

以上説明したように、本発明では、受信電界強度情報（ＲＳＳＩ）と、受信誤り率（ＢＥＲ）と、Ｃ／Ｎ比を測定して、受信電界強度情報（ＲＳＳＩ）、受信誤り率（ＢＥＲ）、Ｃ／Ｎ比が良好な場合は、低雑音増幅器の消費電流を可変するという構成をとるため、受信感度を落とさずに消費電流を低減することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

本実施例は、本発明をテレビ放送等の受信を可能とした携帯電子機器（例えば、携帯オーディオプレーヤー）に適用した場合の例である。
図１は、本発明の実施例に関する構成を示す図である。
携帯電子機器１は、制御バス２を中心に、例えばテレビ放送等の無線信号を受信するアンテナ３、及び受信した放送波を復調するチューナーＩＣ４、外部機器（例えばＰＣ等）と接続するための例えばＵＳＢ等の外部端子５、チューナーＩＣで受信して信号や、外部端子から入力されたデータ等に対して必要な処理を行う信号処理部６、外部端子を介して取り込んだデータを保存しておくＨＤＤ７、ユーザが操作を行うための操作部８、操作に必要なデータや受信しているテレビ放送の画面を表示するための表示部９と、音声を出力するスピーカ１０、ヘッドホンを接続するためのヘッドホンジャック１１を有している。

また、受信信号を復調するチューナーＩＣ４は、大きくは無線信号レベルでのマッチングや増幅を行うＲＦ−ＩＣ４１と、受信信号の各種測定を行うチューナー制御ＩＣ４２と、チューナー制御ＩＣでの各種測定結果に基づき、ＲＦ−ＩＣ４１を制御する電流増幅回路４３から構成される。

更に、ＲＦ−ＩＣ４１は、アンテナ３の内部回路のマッチングをとるためのマッチング回路４１１と、チューナーＩＣ４２からの制御信号に基づき、ＡＧＣ制御及び電流制御が出来る低雑音増幅器（以下、ＬＮＡ）４１２から構成される。

チューナー制御ＩＣ４２は、ＬＮＡ４１２で増幅された無線受信信号からＣ／Ｎ比を測定するＣ／Ｎ測定回路４２１、受信信号の誤り率を測定する誤り率測定回路４２２、受信電界強度を測定するレベル測定回路４２３、レベル測定回路の結果に基づきＬＮＡに自動利得制御を行うためのＡＧＣ制御回路４２４とから構成される。

次に動作について、説明する。
まず、携帯オーディオプレーヤーとして使用する場合は、まず音楽データのダウンロードを行う。音楽データのダウンロードは、外部端子５にケーブル等を介して、例えばＰＣ等の外部機器に接続し、操作部８からの操作により、音楽データ等をダウンロードする。ダウンロードされた音楽データは、信号処理部６でデータ保存するために必要な処理が行われ、ＨＤＤ７に保存される。

次に、操作部８で保存された音楽データの再生の操作が行われた場合は、操作に基づく音楽データをＨＤＤ７から取り出し、信号処理部５で必要な処理を行った後、表示部９に必要な情報（例えば曲名等）表示を行うとともに、スピーカ１０より音声を出力する。ここで、ヘッドホン端子１１にヘッドホンが接続されていることを検出している場合は、音声はスピーカ１０から出力せずに、ヘッドホンから出力する。

次に、テレビ放送波の受信する場合は、放送局（図示せず）から送信された放送波はアンテナ３を介して受信され、マッチング回路４１１でインピーダンス整合等のマッチングを取った後、ＬＮＡ４１２で増幅され、Ｃ／Ｎ測定回路４２１、誤り率測定回路４２２、レベル測定回路４２３に入力され、Ｃ／Ｎ、誤り率、受信電界強度が測定され、その結果は電流制御回路４３に転送される。

ここで、受信電界強度はＡＧＣ制御回路４２４にも転送されており、受信した放送波の受信電界強度の変動に応じて、ＬＮＡ４１２のレベルを制御して放送波の受信を行う。

また、電流制御回路４３では、測定されたＣ／Ｎ、誤り率、受信電界強度の情報が、それぞれ所定の閾値より劣化していない状態が所定時間継続したと判断すると、ＬＮＡ４１２に対して消費電流を減らすための制御信号を送信する。

更に、誤り率測定回路の出力は制御バス２を介して、信号処理部６に転送され、ここで必要な信号処理を行って、画像情報については表示部９へ、音声情報についてはスピーカ１０またはヘッドホン端子１１を介してヘッドホンから出力されることで、テレビ放送を視聴できる。

ここで、ＬＮＡ４１２は、電源投入時は、できるだけ所望の放送波を受信できるようにするため、最大ゲイン（消費電流）となるように設定されている。そして、以下に示す受信信号の状況に応じて、消費電流を減らすように制御される。

（１）ＲＳＳＩ（受信電界強度）が閾値レベル以上の状態が、一定時間続いているかどうか。
（２）Ｃ／Ｎ比がある閾値以上で、一定時間続いているかどうか。
（３）受信誤り率がエラーフリーになっている時間が一定時間続いているかどうか。
ここで、（１）〜（３）の時間及び閾値パラメーター等は変更が可能とする。
以下、ＬＮＡ４１２の消費電流の制御の詳細動作について、図２のフローチャートを用いて説明する。
まず、操作部８より電源投入がされる（ステップ１０１）と、電流制御回路４３は、ＬＮＡ４１２のゲインを最大にするように設定値を出力し、これを受けてＬＮＡ４１２が最大電流で設定される（ステップ１０２）。ここで、最大値電流モードで測定を開始するのは、測定開始時は受信入力レベルが不明の為、最小受信レベルまで測定できるようにするためである。

無線信号の受信が出来るようになると、まず、受信電界強度（ＲＳＳＩ）を測定（ステップ１０３）し、測定されたＲＳＳＩを予め定めてある閾値と比較する（ステップ１０４）。ステップ１０４において、Ｙｅｓ（ＲＳＳＩが所定レベル以下）の場合は、ステップ１０２に戻り、その時の消費電流モードで引き続き動作を続ける。

ステップ１０４においてＮｏ（ＲＳＳＩが所定レベル以上）の場合は、Ｃ／Ｎ測定を行い（ステップ１０５）、測定されたＣ／Ｎが予め定めた所定値以下かを判断する（ステップ１０６）。ステップ１０６において、Ｙｅｓ（Ｃ／Ｎが所定レベル以下）の場合は、ステップ１０２に戻り、その時の消費電流モードで引き続き動作を続ける。

ステップ１０６においてＮｏ（Ｃ／Ｎが所定レベル以上）の場合は、受信誤り率（ＢＥＲ）の測定を行い（ステップ１０７）、測定されたＢＥＲがエラーフリーの状態か判定する（ステップ１０８）。ステップ１０８において、Ｙｅｓの（ＢＥＲがエラーフリーでない）場合は、ステップ１０２に戻り、その時の消費電流モードで引き続き動作を続ける。

ステップ１０８においてＮｏ（ＢＥＲがエラーフリー）の場合は、先程測定したＲＳＳＩが閾値レベル以上の状態を所定時間以上継続しているかについて判断される（ステップ１０９）。ステップ１０９においてＮｏ（ＲＳＳＩが閾値レベル以上の状態を所定時間以上、継続していない）場合はステップ１０３に戻り、再びＲＳＳＩの測定を行う。

ステップ１０９でＹｅｓ（ＲＳＳＩが閾値レベル以上の状態を所定時間以上、継続している）の場合は、先程測定したＣ／Ｎが閾値レベル以上の状態で所定時間以上継続しているかについて判断される（ステップ１１０）。ステップ１１０においてＮｏ（Ｃ／Ｎが閾値レベル以上の状態で所定時間以上継続していない）の場合はステップ１０５に戻り、再びＣ／Ｎの測定を行う。

ステップ１１０でＹｅｓ（Ｃ／Ｎが閾値レベル以上の状態で所定時間以上継続している）の場合は、先程測定したＢＥＲがエラーフリー状態で所定時間以上、継続しているかについて判断される（ステップ１１１）。ステップ１１１においてＮｏ（ＢＥＲがエラーフリー状態で所定時間以上、継続していない）の場合はステップ１０７に戻り、再びＢＥＲの測定を行う。

ステップ１１１でＹｅｓ（ＢＥＲがエラーフリー状態で所定時間以上、継続している）の場合は、ＲＳＳＩ、Ｃ／Ｎ、ＢＥＲの全てが閾値以上のレベルを所定時間以上継続していた場合であるため、ＬＮＡ４１２の消費電流を減らすための、モード切り替えの動作に入る。

まず、ステップ１１２において現状がＹｅｓ（最大電流モード）である場合は低消費電流モード１にＬＮＡ４１２を設定する（ステップ１１３）。そして、ステップ１０３に戻り、ＲＳＳＩ、Ｃ／Ｎ、ＢＥＲの測定を続けていく。

ステップ１１２においてＮｏの場合は、ステップ１１４に進む。ここで、低消費電流モード１の場合（ステップ１１４でＹｅｓ）は、ステップ１１５に進み、低消費電流モードが所定時間以上継続しているかを判断する。もしモード１が所定時間以上継続している（ステップ１１５でＹｅｓ）の場合は、ＬＮＡ４１２を前記低消費電流モード１よりも更に消費電流が少ない、低消費電流モード２に切り替える。そして、ステップ１０３に戻り、ＲＳＳＩ、Ｃ／Ｎ、ＢＥＲの測定を続けていく。

また、ステップ１１４において現状の消費電流モードが、低消費電流モード２である場合（Ｎｏの場合）や、ステップ１１５でモード１が所定時間継続していないときも、ステップ１０３に戻り、ＲＳＳＩ、Ｃ／Ｎ、ＢＥＲの測定を続けていく。

以上説明したように、本実施例では、ＲＳＳＩ、Ｃ／Ｎ、ＢＥＲの測定項目をすべてクリアすると、ＬＮＡの消費電流を少なくして低消費電流モード１となる。低消費電流モード１がある一定時間続（パラメーターにより変更可能）くとさらにＬＮＡへの電流を下げる低消費電流モード２に移行する。また、上記の測定時に測定項目の閾値を超えるとまた最大電流モードへ移行し、受信感度を上げるように動作する。

以上のような構成をとることにより、受信信号の状態がよくない場合は受信感度を上げて使用し、受信信号の状況がよい場合は、消費電流を低く抑えて使用するため、携帯電子機器の連続使用時間を長くすることができる。

たとえば、テレビ放送を受信する場合、屋外で移動しながら視聴する場合は、受信信号の状況（ＲＳＳＩ、Ｃ／Ｎ、ＢＥＲ）が変動するため、最大電流モードにより、受信感度を上げてテレビ番組を視聴する。これに対して、室内（または屋外であっても移動しない時）は、その場所の受信信号の状況が良好な時（ＲＳＳＩ、Ｃ／Ｎ、ＢＥＲのそれぞれが閾値を下回ることなく、長時間安定している時）は、ＬＮＡ４１２の消費電流を少なくし、消費電流を抑えて、長時間使用を可能とすることができる。

なお、本実施例では、受信信号の測定の順番をＲＳＳＩ→Ｃ／Ｎ→ＢＥＲの順番に測定する例について説明しているが、この順番は適宜変更してもよい。また、ＲＳＳＩ、Ｃ／Ｎ、ＢＥＲは、並列的に同時に測定しても、もちろんかまわない。

更に、本実施例では、テレビ放送を受信可能な携帯オーディオプレーヤーに適用した例について説明したがこれに限られず、たとえば携帯電話やビデオムービー等、内蔵された電池に充電を行って使用する電子機器であれば、どのような製品ではっても適用が可能である。

本発明の実施例に関わる全体構成を示す図。 本発明の実施例の関わる動作手順を示すフローチャート。

符号の説明

１・・・携帯電子機器、
２・・・制御バス
３・・・アンテナ
４・・・チューナーＩＣ
５・・・外部端子
６・・・信号処理部
７・・・ＨＤＤ
８・・・操作部
９・・・表示部
１０・・・スピーカ
１１・・・ヘッドホンジャック
４１・・・ＲＦ−ＩＣ
４２・・・チューナー制御ＩＣ
４３・・・電流増幅回路
４１１・・・マッチング回路
４１２・・・低雑音増幅器（ＬＮＡ）
４２１・・・Ｃ／Ｎ測定回路
４２２・・・誤り率測定回路
４２３・・・レベル測定回路
４２４・・・ＡＧＣ制御回路

Claims (2)

1. 受信した無線信号の受信電界強度を測定する受信電界測定手段と、
   前記受信した無線信号のＣ／Ｎ比を測定するＣ／Ｎ測定手段と、
   前記受信した無線信号の受信誤り率を測定する誤り率測定手段と、
   前記電界強度測定手段、前記Ｃ／Ｎ測定手段、前記誤り率測定手段の測定結果に基づき、所定時間の連続して、予め定められた閾値より劣化しなかった場合に、当該消費電流を可変する低雑音増幅器と
   を具備することを特徴とする無線受信装置。
2. 前記低雑音増幅器は、複数の消費電流モードを有し、
   第１の消費電流モードにおいて、前記電界強度測定手段、前記Ｃ／Ｎ測定手段、前記誤り率測定手段の測定結果が、所定時間の連続して、予め定めた閾値より劣化しなかった場合に、前記第１の消費電流モードよりも消費電流が少ない、第２の消費電流モードに切り替えることを特徴とする請求項１記載の無線受信装置。

Images