JP2009218863A - Oscillator, its oscillation method, transmitter its transmission method, receiver, and its receiving method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発振器およびその発振方法、送信装置およびその送信方法、並びに、受信装置およびその受信方法に関し、特に、筐体内に発生する発振を制御して有効に利用することができるようにする発振器およびその発振方法、送信装置およびその送信方法、並びに、受信装置およびその受信方法に関する。 The present invention relates to an oscillator and an oscillation method thereof, a transmission device and a transmission method thereof, and a reception device and a reception method thereof, and more particularly, an oscillator capable of controlling and effectively using oscillation generated in a casing. The present invention relates to an oscillation method, a transmission device and a transmission method thereof, and a reception device and a reception method thereof.
２つの通信装置が正確にデータをやりとりするためには、通信装置どうしで同期をとる必要がある。より具体的には、受信器側で、キャリア同期とクロック同期を行う必要がある。 In order for two communication devices to exchange data accurately, it is necessary to synchronize the communication devices. More specifically, it is necessary to perform carrier synchronization and clock synchronization on the receiver side.
キャリア同期とは、送信器と受信器のキャリア信号の周波数と位相の偏差をゼロにすることであり、クロック同期とは、シンボルデータに含まれる元シンボルのタイミングを抽出し、元シンボルを送信元のデータに再生（復号）することができるように同期をとることである。 Carrier synchronization is to make the frequency and phase deviation between the carrier signal of the transmitter and receiver zero, and clock synchronization is to extract the timing of the original symbol included in the symbol data and to send the original symbol to the source Is synchronized so that data can be reproduced (decoded).
キャリア同期およびクロック同期は、調整器を用いて、受信した信号と安定な発振器との間で周波数および位相差を調整することで行うのが一般的であり、この調整器としては一般的にPLL回路が用いられる。また、発振器としては、水晶発振器、SAW（Surface Acoustic Wave)発振器などが用いられる。発振器内には、図１に示されるように、増幅器１と共振器２があり、それらがループを作るように接続されることにより、発振が起こる。
Carrier synchronization and clock synchronization are typically performed by adjusting the frequency and phase difference between the received signal and a stable oscillator using a regulator, which is typically a PLL. A circuit is used. As the oscillator, a crystal oscillator, a SAW (Surface Acoustic Wave) oscillator, or the like is used. In the oscillator, as shown in FIG. 1, there are an
ここで、増幅器１の増幅率をＡ（ｆ）、入力および出力をＩＮ1およびＯＵＴ1とし、共振器２の増幅率をｂ（ｆ）、入力および出力をＩＮ2およびＯＵＴ2とすると、増幅器１の出力ＯＵＴ1と共振器２の出力ＯＵＴ2は、それぞれ、式（１）と式（２）で表すことができる。
ＯＵＴ1＝Ａ（ｆ）×ＩＮ1 ・・・・・・（１）
ＯＵＴ2＝ｂ（ｆ）×ＩＮ2 ・・・・・・（２）
Here, when the amplification factor of the
OUT 1 = A (f) × IN 1 (1)
OUT 2 = b (f) × IN 2 (2)
共振器２の出力ＯＵＴ2が、増幅器１の次の入力ＩＮ1となり、また、増幅器１の出力ＯＵＴ1が共振器２の次の入力ＩＮ2となるので、式（１）と式（２）をまとめると、
ＯＵＴ＝Ａ（ｆ）×（ＩＮ＋ｂ（ｆ）×ＯＵＴ）
と書くことができ、これを整理すると、式（３）のように表すことができる。
Since the
OUT = A (f) × (IN + b (f) × OUT)
If this is arranged, it can be expressed as in equation (3).
式（３）によれば、Ａ（ｆ）×ｂ（ｆ）＝１であるとき発振が起きることを表し、図１の発振器は、そのような条件で発振している。 Equation (3) indicates that oscillation occurs when A (f) × b (f) = 1, and the oscillator of FIG. 1 oscillates under such conditions.
ところで、今、図２に示されるような電子機器１０の筐体１１内において、無線通信が行われる例について考える。
Now, consider an example in which wireless communication is performed in the
電子機器１０の筐体１１内には、モジュール基板１２とモジュール基板１３が装着されており、モジュール基板１２には、送受信回路を有するLSI(Large Scale Integration)２１が実装され、モジュール基板１３には、送受信回路を有するLSI３１および３２が実装されている。
A
モジュール基板１２上のLSI２１は、送信アンテナ２１ａから信号を送信し、受信アンテナ２１ｂで信号を受信して内部に取り込む。モジュール基板１３上のLSI３１は、送受信アンテナ３１ａにより信号を送受信する。モジュール基板１３上のLSI３２も、送受信アンテナ３２ａにより信号を送受信する。
The
ここで、LSI２１の無線による信号の送受についてみると、図３に一点鎖線で示すような、LSI２１自身が送信アンテナ２１ａから送出した信号が、電子機器１０の筐体１１で反射した後、受信アンテナ２１ｂで受信されるという信号のループが発生する。
Here, regarding the wireless signal transmission / reception of the
この信号のループにより、図１に示した発振器と同様の構成が形成され、式（３）のＡ（ｆ）×ｂ（ｆ）＝１の条件が成立すると、モジュール基板２が発振することになる。発振した信号は、非常に強く安定な信号であり、電子機器１０内の各部に所定の周波数の信号として配られることになる。
This signal loop forms the same configuration as the oscillator shown in FIG. 1, and the
従来、このように自然発生してしまう発振信号に対しては、電子機器１０の筐体１１全面を電波吸収体で覆うなどして、発振しないようにすることが対策として講じられていた（例えば、特許文献１参照）。
Conventionally, as a countermeasure against such an oscillation signal that occurs naturally, the
しかしながら、電波吸収体で覆うという対策は、発振を抑えることはできるものの、筐体のデザインが制限される、電波吸収体のためのコストが生ずるという問題があった。 However, although the measure of covering with a radio wave absorber can suppress oscillation, there is a problem that the design of the housing is limited and the cost for the radio wave absorber is generated.
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、筐体内に発生する発振を制御して有効に利用することができるようにするものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and is to enable effective use by controlling oscillation generated in a housing.
本発明の第１の側面の発振器は、所定の周波数帯で共振する共振手段と、前記共振手段で発振した信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段により増幅された信号を送信するとともに、その送信した信号を受信するアンテナであって、送信と受信が別体または一体とされるアンテナとを備える。 The oscillator according to the first aspect of the present invention includes a resonance unit that resonates in a predetermined frequency band, an amplification unit that amplifies a signal oscillated by the resonance unit, and a signal that is amplified by the amplification unit. An antenna that receives a transmitted signal, and includes an antenna in which transmission and reception are separate or integrated.
前記アンテナから送信される信号の標的となる周波数と、前記共振手段と前記増幅手段に供給する電圧値とを対応付けたテーブルを記憶し、前記テーブルに基づいて、前記共振手段と前記増幅手段に供給する電圧値を制御する制御手段をさらに設けることができる。 A table associating a target frequency of a signal transmitted from the antenna with a voltage value supplied to the resonance unit and the amplification unit is stored, and based on the table, the resonance unit and the amplification unit are stored. Control means for controlling the voltage value to be supplied can be further provided.
本発明の第１の側面の発振方法は、所定の周波数帯で共振する共振手段と、前記共振手段で発振した信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段により増幅された信号を送信するとともに、その送信した信号を受信するアンテナであって、送信と受信が別体または一体とされるアンテナとを備える発振器の発振方法であって、前記共振手段において、所定の周波数帯で共振させ、前記増幅手段において、前記共振手段で発振した信号を増幅させ、前記アンテナにおいて、増幅された信号を送信するとともに、その送信した信号を受信するステップを含む。 An oscillation method according to a first aspect of the present invention includes a resonance unit that resonates in a predetermined frequency band, an amplification unit that amplifies a signal oscillated by the resonance unit, and a signal that is amplified by the amplification unit. An oscillation method of an oscillator comprising an antenna for receiving the transmitted signal, wherein the transmission and reception are separate or integrated, wherein the resonance means resonates in a predetermined frequency band and the amplification And a means for amplifying the signal oscillated by the resonance means and transmitting the amplified signal and receiving the transmitted signal at the antenna.
本発明の第１の側面においては、所定の周波数帯で共振され、発振した信号が増幅され、増幅された信号が送信されるとともに、その送信した信号が受信される。 In the first aspect of the present invention, a resonated and oscillated signal in a predetermined frequency band is amplified, the amplified signal is transmitted, and the transmitted signal is received.
本発明の第２の側面の送信装置は、発振器から供給されるクロック信号に基づいて、送信データを差動符号化する符号化手段と、前記符号化手段により符号化された送信データである符号化データを無線により送信する送信手段とを備える。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a transmission device that encodes transmission data based on a clock signal supplied from an oscillator, and a code that is transmission data encoded by the encoding unit. Transmission means for transmitting the digitized data wirelessly.
前記発振器は、所定の周波数帯で共振する共振手段と、前記共振手段で発振した信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段により増幅された信号を送信するとともに、その送信した信号を受信するアンテナであって、送信と受信が別体または一体とされるアンテナとにより構成されるものであるようにすることができる。 The oscillator includes a resonance unit that resonates in a predetermined frequency band, an amplification unit that amplifies a signal oscillated by the resonance unit, and an antenna that transmits the signal amplified by the amplification unit and receives the transmitted signal. In this case, the transmission and the reception may be configured by separate or integrated antennas.
本発明の第２の側面の送信方法は、無線により送信データを送信する送信装置の送信方法であって、発振器から供給されるクロック信号に基づいて、前記送信データを差動符号化し、符号化された送信データである符号化データを無線により送信するステップを含む。 A transmission method according to a second aspect of the present invention is a transmission method of a transmission device that transmits transmission data wirelessly, and differentially encodes the transmission data based on a clock signal supplied from an oscillator, and performs encoding. A step of wirelessly transmitting encoded data which is transmitted data.
本発明の第２の側面においては、発振器から供給されるクロック信号に基づいて、送信データが差動符号化され、符号化された送信データである符号化データが無線により送信される。 In the second aspect of the present invention, transmission data is differentially encoded based on a clock signal supplied from an oscillator, and encoded data that is encoded transmission data is transmitted wirelessly.
本発明の第３の側面の受信装置は、受信データを含む受信信号を無線により受信する受信手段と、発振器が出力する発振信号に基づくキャリア信号と、前記受信信号との位相差を検出する位相差検出手段と、前記位相差検出手段により検出された位相差に基づいて、前記キャリア信号の位相同期をとる位相同期手段とを備える。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a receiving device for detecting a phase difference between a receiving unit that wirelessly receives a received signal including received data, a carrier signal based on an oscillation signal output from an oscillator, and the received signal. Phase difference detection means and phase synchronization means for synchronizing the phase of the carrier signal based on the phase difference detected by the phase difference detection means.
前記位相差検出手段には、検出された位相差と、前記受信信号の送信元とを対応付けてテーブルとして記憶し、前記受信信号の送信元が前記テーブルに記憶されている場合には、前記受信信号との位相差を検出せずに、前記テーブルの位相差を前記位相同期手段に供給させることができる。 The phase difference detection means stores the detected phase difference and the transmission source of the reception signal in association with each other as a table, and when the transmission source of the reception signal is stored in the table, The phase difference of the table can be supplied to the phase synchronization means without detecting the phase difference with the received signal.
前記発振器は、所定の周波数帯で共振する共振手段と、前記共振手段で発振した信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段により増幅された信号を送信するとともに、その送信した信号を受信するアンテナであって、送信と受信が別体または一体とされるアンテナとにより構成されるものであるようにすることができる。 The oscillator includes a resonance unit that resonates in a predetermined frequency band, an amplification unit that amplifies a signal oscillated by the resonance unit, and an antenna that transmits the signal amplified by the amplification unit and receives the transmitted signal. In this case, the transmission and the reception may be configured by separate or integrated antennas.
前記発振信号を逓倍することにより、前記キャリア信号を生成するキャリア信号生成手段をさらに設けることができる。 Carrier signal generation means for generating the carrier signal by multiplying the oscillation signal can be further provided.
前記受信信号は差動符号化により符号化されており、前記差動符号化に対応する復号を行う復号手段をさらに設けることができる。 The received signal is encoded by differential encoding, and decoding means for performing decoding corresponding to the differential encoding can be further provided.
本発明の第３の側面の受信方法は、受信データを含む受信信号を無線により受信する受信手段と、発振器が出力する発振信号に基づくキャリア信号と、前記受信信号との位相差を検出する位相差検出手段と、前記位相差検出手段により検出された位相差に基づいて、前記キャリア信号の位相同期をとる位相同期手段とを備える受信装置の受信方法であって、前記発振信号に基づくキャリア信号と、前記受信信号との位相差を検出し、検出された位相差に基づいて、前記キャリア信号の位相同期をとるステップを含む。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a receiving method for detecting a phase difference between a receiving unit that wirelessly receives a received signal including received data, a carrier signal based on an oscillation signal output from an oscillator, and the received signal. A receiving method of a receiving apparatus comprising: a phase difference detecting unit; and a phase synchronizing unit that synchronizes the phase of the carrier signal based on the phase difference detected by the phase difference detecting unit, wherein the carrier signal is based on the oscillation signal. And detecting the phase difference with the received signal, and synchronizing the phase of the carrier signal based on the detected phase difference.
本発明の第３の側面においては、発振信号に基づくキャリア信号と、受信信号との位相差が検出され、検出された位相差に基づいて、キャリア信号の位相同期がとられる。 In the third aspect of the present invention, the phase difference between the carrier signal based on the oscillation signal and the received signal is detected, and the phase synchronization of the carrier signal is achieved based on the detected phase difference.
本発明の第１の側面によれば、筐体内に発生する発振を制御して有効に利用することができる。 According to the first aspect of the present invention, the oscillation generated in the housing can be controlled and used effectively.
本発明の第２の側面によれば、筐体内に送出されている基準クロック信号としての無線信号と演算データに対応する無線信号との混信を低減し、正確な通信を行うことができる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to reduce interference between a radio signal serving as a reference clock signal sent into the housing and a radio signal corresponding to calculation data, and perform accurate communication.
本発明の第３の側面によれば、キャリア信号の位相同期を簡単に行うことができる。 According to the third aspect of the present invention, the phase synchronization of the carrier signal can be easily performed.
図４は、本発明を適用した電子機器の一実施の形態の構成例を示している。 FIG. 4 shows a configuration example of an embodiment of an electronic apparatus to which the present invention is applied.
図４の電子機器５０の筐体５１内には、モジュール基板５２とモジュール基板５３が装着されており、モジュール基板５２には、送受信回路を有するLSI(Large Scale Integration)６１が実装され、モジュール基板５３には、送受信回路を有するLSI７１および７２が実装されている。
A
なお、電子機器５０には、マイクロコンピュータ、メモリまたはハードディスクなどの蓄積メディア、その他の機械部品（電子部品）が搭載されているが、図示が省略されている。
The
モジュール基板５２上のLSI６１は、送信アンテナ６１ａから無線信号を送信し、受信アンテナ６１ｂで無線信号を受信して内部に取り込む。モジュール基板５３上のLSI７１は、送受信アンテナ７１ａにより無線信号を送受信する。モジュール基板５３上のLSI７２も、送受信アンテナ７２ａにより無線信号を送受信する。
The
電子機器５０の筐体５１内では、図３を参照して説明したように、LSI６１自身が送信アンテナ６１ａから送出した無線信号が、電子機器５０の筐体５１で反射した後、受信アンテナ６１ｂで受信されるという信号のループが発生する。この信号のループにより、モジュール基板５２は発振する。
In the
モジュール基板５２は、電子機器５０の筐体５１内の信号のループによる発振を、標的の発振周波数となるように制御して、制御された所定の発振周波数の無線信号を送出する。即ち、モジュール基板５２は、発振器として機能する。より具体的には、モジュール基板５２のLSI６１によって発振周波数が制御され、その制御された発振信号が送信アンテナ６１ａから無線により送出される。
The
モジュール基板５３のLSI７１または７２は、送信アンテナ６１ａから無線により送出された発振信号を、送受信アンテナ７１ａまたは７２ａで受信し、それを基準クロックとして所定の処理を行う。
The
なお、所定の発振周波数に制御された基準クロック信号としての発振信号は、有線によりLSI７１やLSI７２に対して供給してもよく、その例については、図９乃至図１１を参照して後述する。
An oscillation signal as a reference clock signal controlled to a predetermined oscillation frequency may be supplied to the
図５は、LSI６１のうち、発振器としての機能を実行する基準クロック生成部１０１の構成例を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the reference
基準クロック生成部１０１は、共振器１１１、増幅器１１２、および制御器１１３により構成されている。
The reference
共振器１１１は、可変容量コンデンサCと配線インダクタLにより構成され、所定の周波数帯域で共振する。増幅器１１２は、共振器１１１から供給される発振信号を増幅してアンテナ６１ａに出力する。
The
制御器１１３は、送信アンテナ６１ａから送信される発振信号の周波数（発振周波数）が、所定の周波数となるように、共振器１１１の可変容量コンデンサCと増幅器１１２に供給する電圧の値（電圧値）を制御する。より具体的には、制御器１１３は、標的の周波数および信号強度と可変容量コンデンサCおよび増幅器１１２への供給電圧値とを対応付けたルックアップテーブルを内部に記憶しており、そのルックアップテーブルを参照することにより、可変容量コンデンサCと増幅器１１２に供給する電圧値を制御する。
The
増幅器１１２から出力された増幅後の発振信号は、送信アンテナ６１ａから送信される。一方、共振器１１１には、受信アンテナ６１ｂで受信された信号が入力される。受信アンテナ６１ｂで受信された信号には、送信アンテナ６１ａから出力された信号が筐体５１で反射されたものが含まれるので、図３を参照して説明した信号のループが発生する。
The amplified oscillation signal output from the
そこで、送信アンテナ６１ａから出力され、筐体５１で反射されて受信アンテナ６１ｂで受信された信号を明示するとともに、図５に示すブロック図を変形すると、図６のように表すことができる。図６の構成は、図１を参照して説明した共振器の構成そのものであるので、LSI６１自身が送信アンテナ６１ａから送出した無線信号が、電子機器５０の筐体５１で反射した後、受信アンテナ６１ｂで受信されるという信号のループにより、モジュール基板５２が発振することがわかる。制御器１１３は、この信号のループにより発生する安定で位相雑音の低い発振信号の周波数を制御する。
Therefore, a signal output from the
図７は、制御器１１３が内部に記憶するルックアップテーブルの例を示している。
FIG. 7 shows an example of a lookup table stored in the
制御器１１３は、図７に示されるように、標的とする周波数および信号強度（電力値）と、可変容量コンデンサCおよび増幅器１１２に供給する電圧値（設定電圧値）とを対応付けて記憶している。この値は、可変容量コンデンサCおよび増幅器１１２に対してどれくらいの電圧値を供給すると、どれだけの周波数および信号強度の信号を発振するかを、例えば、電子機器５０の製品出荷前などに事前に測定することにより決定される。
As shown in FIG. 7, the
また、図７に示されるようなテーブルとして記憶せずに、可変容量コンデンサCへの供給電圧を増減すれば、発振信号の周波数および信号強度がどのように変化し、増幅器１１２への供給電圧を増減すれば、発振信号の周波数および信号強度がどのように変化するか、というような変化の傾向として制御情報を記憶し、現在の発振信号の周波数および信号強度に対する変化の方向に応じて、アナログ的に制御を行うようにしてもよい。また、両者の併用でもよい。
Further, if the supply voltage to the variable capacitor C is increased or decreased without being stored as a table as shown in FIG. 7, how the frequency and signal intensity of the oscillation signal change, and the supply voltage to the
なお、ルックアップテーブルとして記憶される値は、電子機器５０の筐体５１の形状と、送信アンテナ６１ａおよび受信アンテナ６１ｂの共振周波数により決定されるものであり、電子機器５０ごとに一意に決定される。従って、図７に示したように、ルックアップテーブルとして制御電圧値を記憶させた場合には、ルックアップテーブルの値を、電子機器５０の識別情報または暗号の鍵として利用することができる。
The value stored as the look-up table is determined by the shape of the
次に、図８のフローチャートを参照して、基準クロック生成部１０１の発振制御処理について説明する。この処理は、例えば、電子機器５０の電源が投入されたときに開始される。
Next, the oscillation control process of the reference
初めに、ステップＳ１において、制御器１１３は、無線信号が発生していないかを判定する。ステップＳ１で、無線信号が発生していない、即ち、発振していないと判定された場合、ステップＳ２乃至Ｓ４の処理が実行され、一方、ステップＳ１で、無線信号が発生していると判定された場合、ステップＳ２乃至Ｓ４の処理がスキップされ、処理はステップＳ５に進む。
First, in step S1, the
電子機器５０の電源が投入されると、それにより発振が自然発生的に起きるが、万が一に発振が起きない場合を想定して、いわば強制的に可変容量コンデンサCおよび増幅器１１２に電圧値を供給し、発振を起こさせる処理として、ステップＳ２乃至Ｓ４の処理が設けられている。無線信号が発生しているか否かは、無線信号の信号強度を測定することにより確認することができる。
When the power of the
ステップＳ２において、制御器１１３は、乱数を発生し、ステップＳ３において、乱数によって決定される電圧値を可変容量コンデンサCおよび増幅器１１２に供給する。
In step S2, the
ステップＳ４において、制御器１１３は、無線信号が発生しているかを判定し、まだ無線信号が発生していない、即ち発振が起きていないと判定された場合には、処理をステップＳ２に戻す。一方、ステップＳ４で、発振が起きていると判定された場合、処理はステップＳ５に進む。
In step S4, the
ステップＳ５において、制御器１１３は、発振している無線信号の周波数と信号強度を測定する。
In step S5, the
ステップＳ６において、制御器１１３は、ステップＳ５で測定された周波数と信号強度が標的の周波数および信号強度であるかを判定し、標的の周波数および信号強度であると判定された場合、処理をステップＳ９に進める。
In step S6, the
一方、ステップＳ６で、ステップＳ５で測定された周波数と信号強度が標的の周波数および信号強度ではないと判定された場合、処理はステップＳ７に進み、制御器１１３は、共振器１１１の可変容量コンデンサCおよび増幅器１１２に供給する電圧値を調整する。即ち、制御器１１３は、標的の周波数および信号強度となるような可変容量コンデンサCおよび増幅器１１２に供給する電圧値をルックアップテーブルを参照して決定し、可変容量コンデンサCおよび増幅器１１２に供給する。
On the other hand, if it is determined in step S6 that the frequency and signal strength measured in step S5 are not the target frequency and signal strength, the process proceeds to step S7, and the
次に、ステップＳ８において、制御器１１３は、発振している無線信号の周波数と信号強度を測定し、測定された周波数と信号強度が標的の周波数および信号強度であるかを判定する。そして、ステップＳ８で、測定された周波数と信号強度が標的の周波数および信号強度であると判定されるまで、ステップＳ７およびＳ８の処理が繰り返し実行される。
Next, in step S8, the
ステップＳ８で、測定された周波数と信号強度が標的の周波数および信号強度であると判定された場合、処理はステップＳ９に進み、制御器１１３は、電子機器５０の電源がオフされたかを判定する。
If it is determined in step S8 that the measured frequency and signal strength are the target frequency and signal strength, the process proceeds to step S9, and the
ステップＳ９で、電子機器５０の電源がオフされていないと判定された場合、処理はステップＳ８に戻り、一方、ステップＳ９で、電子機器５０の電源がオフされたと判定された場合、処理は終了する。
If it is determined in step S9 that the power of the
即ち、電子機器５０の電源がオフされるまでは、ステップＳ８における、発振している信号の周波数と信号強度を測定し、測定された周波数と信号強度が標的の周波数および信号強度であるかを判定し、測定された無線信号の周波数と信号強度が標的の周波数および信号強度から外れた場合には、ステップＳ７の処理により、標的の周波数および信号強度となるように可変容量コンデンサCおよび増幅器１１２に供給する電圧値を調整する処理が繰り返し実行される。
That is, until the power of the
従って、LSI６１の基準クロック生成部１０１が行う発振制御処理によれば、電子機器５０の電源の投入により、いわば自然発生する無線信号を標的の周波数および信号強度となるように制御し、送信アンテナ６１ａから出力することができる。他のLSI７１および７２は、送信アンテナ６１ａから出力された発振信号を基準クロックとして利用する。
Therefore, according to the oscillation control process performed by the reference
次に、電子機器のその他の実施の形態であって、周波数および信号強度を制御した基準クロック信号をLSI７１および７２に有線で供給するようにした場合の実施の形態について説明する。
Next, another embodiment of the electronic device will be described in which a reference clock signal whose frequency and signal strength are controlled is supplied to the
図９は、電子機器のその他の実施の形態であって、基準クロック信号を有線で供給するようにした場合の、電子機器５０の構成例を示している。なお、図４と対応する部分については同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
FIG. 9 shows another example of the electronic device, and shows a configuration example of the
図９の電子機器５０では、モジュール基板５２のLSI６１と、モジュール基板５３のLSI７１および７２との間が、基準クロック信号を伝送する信号線８１で接続されている以外は、図４と同様である。
9 is the same as FIG. 4 except that the
図１０は、他のLSIに、有線で基準クロック信号を供給する場合の、基準クロック生成部１０１の構成例を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of the reference
図１０においても、上述した図５と対応する部分については同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。図１０の基準クロック生成部１０１においては、分周器１１４が新たに設けられている点を除いては、図５と同様に構成されている。
Also in FIG. 10, parts corresponding to those in FIG. 5 described above are denoted with the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. The reference
無線で送信する場合の発振信号の周波数は有線の信号線の通過帯域よりも高い場合があるので、図１０の基準クロック生成部１０１では、信号線８１の通過帯域の周波数に変換するための分周器１１４が設けられている。増幅器１１２で増幅された発振信号は、送信アンテナ６１ａとともに分周器１１４にも供給される。分周器１１４は、増幅器１１２から供給される所定の周波数の発振信号を、より低い周波数の信号に変換して信号線８１に出力する。
Since the frequency of the oscillation signal when transmitting wirelessly may be higher than the passband of the wired signal line, the reference
図１１は、他のLSIに有線で基準クロック信号を供給する場合の発振制御処理のフローチャートを示している。 FIG. 11 shows a flowchart of oscillation control processing when a reference clock signal is supplied to another LSI by wire.
図１１のステップＳ２１乃至Ｓ２８の処理は、図８のステップＳ１乃至Ｓ８の処理とそれぞれ同様であるので、説明は省略する。 The processing in steps S21 to S28 in FIG. 11 is the same as the processing in steps S1 to S8 in FIG.
ステップＳ２８で、測定された周波数と信号強度が標的の周波数および信号強度であると判定された場合、処理はステップＳ２９に進み、分周器１１４は、発振信号の有線による供給を開始する。即ち、分周器１１４は、増幅器１１２から供給される所定の周波数の発振信号を、より低い周波数の信号に変換した信号を出力する。分周器１１４が信号出力を開始するか否かの制御は、例えば、制御器１１３により行うことができる。
If it is determined in step S28 that the measured frequency and signal strength are the target frequency and signal strength, the process proceeds to step S29, and the frequency divider 114 starts supplying the oscillation signal by wire. That is, the frequency divider 114 outputs a signal obtained by converting an oscillation signal having a predetermined frequency supplied from the
ステップＳ３０において、制御器１１３は、電子機器５０の電源がオフされたかを判定し、電子機器５０の電源がオフされていないと判定された場合、処理をステップＳ２８に戻す。一方、ステップＳ３０で、電子機器５０の電源がオフされたと判定された場合、処理は終了する。
In step S30, the
次に、図１２および図１３を参照して、上述した発振制御処理を用いて、実際に筐体内で発生する信号のループを制御した例について説明する。 Next, an example in which a loop of a signal actually generated in the casing is controlled using the above-described oscillation control process will be described with reference to FIGS.
図１２は、電子機器５０の筐体５１内に発生した信号のループによって発振した発振信号のスペクトル分布を示している。図１２の横軸は周波数を表し、縦軸は信号強度（電力値）を表す。
FIG. 12 shows the spectrum distribution of the oscillation signal oscillated by the loop of the signal generated in the
図１２によれば、LSI６１自身が送信アンテナ６１ａから送出した無線信号が、電子機器５０の筐体５１で反射した後、受信アンテナ６１ｂで受信されるという信号のループにより、５．２９GHzにおいて７．２３dBmの信号強度を有する安定な発振信号が得られていることが分かる。
According to FIG. 12, the radio signal transmitted from the transmitting
そして、図１３は、図１２の発振信号を、発振制御処理により、５．４２５GHzを標的の周波数として制御した後のスペクトル分布を示している。 FIG. 13 shows the spectrum distribution after the oscillation signal of FIG. 12 is controlled by the oscillation control process using 5.425 GHz as the target frequency.
図１３によれば、信号強度が大で安定な周波数（発振周波数）は、ほぼ５．４２５GHzとなっており、発振制御処理により標的の周波数である５．４２５GHzに制御されていることが確認できる。 According to FIG. 13, the stable frequency (oscillation frequency) with a large signal intensity is approximately 5.425 GHz, and it can be confirmed that it is controlled to the target frequency of 5.425 GHz by the oscillation control processing. .
以上のように、LSI６１自身が送信アンテナ６１ａから送出した無線信号が、電子機器５０の筐体５１で反射した後、受信アンテナ６１ｂで受信されるという信号のループにより生ずる信号を制御することにより、LSI６１を発振器として機能させることができるので、代わりに、電子機器５０内の水晶発振器やSAW発振器の数を減らすことが可能となる。即ち、電子機器５０の筐体５１内に発生する発振を制御して有効に利用することができる。
As described above, by controlling the signal generated by the loop of the signal that the radio signal transmitted from the
次に、以上のようにしてLSI６１から供給される基準クロック信号（発振信号）を利用して無線通信を行うLSI７１およびLSI７２の処理について説明する。
Next, processing of the
基準クロック信号は、無線または有線のどちらで供給される場合であっても、供給される側のLSI７１およびLSI７２が受信した時点では、供給する側のLSI６１が出力したものと位相がずれたものとなる。また、供給される側どうしのLSI７１とLSI７２とでも位相がずれる。
Regardless of whether the reference clock signal is supplied wirelessly or by wire, when the supplied
図１４は、有線により基準クロック信号が供給される場合に、LSI６１が出力した基準クロック信号と、LSI７１およびLSI７２が受信する基準クロック信号とに生ずる位相のずれを概念的に示した図である。
FIG. 14 is a diagram conceptually showing a phase shift that occurs between the reference clock signal output from the
図１４に示されるように位相がずれる原因としては、例えば、有線で供給する場合には、配線（伝送）による遅延であり、無線で供給する場合には、伝播するパスの違いがある。 As shown in FIG. 14, the cause of the phase shift is, for example, a delay due to wiring (transmission) in the case of supplying by wire, and there is a difference in propagation path in the case of supplying by wireless.
従って、LSI７１およびLSI７２が正確に無線通信を行うためには、基準クロック信号のLSI６１との位相ずれを解消する必要があり、以下では、それを実現する構成について説明する。
Therefore, in order for the
なお、基準クロック信号は、無線または有線のどちらで供給されてもよいが、以下では、有線により供給されるものとして説明する。また、LSI７１および７２は同様の構成を有するので、LSI７１についてのみ説明する。
Note that the reference clock signal may be supplied either wirelessly or by wire, but in the following description, it is assumed that it is supplied by wire. Since the
図１５は、LSI７１の構成例を示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration example of the
LSI７１は、分周器２１１、注入同期発振部２１２、入出力I/F（Inter Face）２１３、信号処理部２１４、および通信部２１５により構成されている。また、通信部２１５は、送信部２２１および受信部２２２からなり、送信部２２１は、少なくとも変調部２３１を有し、受信部２２２は、少なくとも復調部２４１および同期部２４２を有する。
The
LSI７１は、発振器としてのLSI６１から供給される発振信号（基準クロック信号）からメインクロック信号と、キャリア信号を生成し、メインクロック信号に基づいて内部の信号処理を行い、キャリア信号に基づき無線信号を送受信する。
The
ここで、LSI６１の基準クロック生成部１０１は、上述した発振制御処理により、基準クロック信号のｊ／ｉ倍がメインクロック信号の周波数（メインクロック周波数）となり、基準クロック信号の周波数のｎ／ｍ倍がキャリア信号の周波数（キャリア周波数）となるように周波数を制御し、出力しているものとする。
Here, the reference
なお、キャリア周波数をメインクロックのｊ／ｉ倍となるように選定したり、発振周波数がキャリア周波数と同一となるように選定してもよい。キャリア周波数をメインクロックのｊ／ｉ倍となるようにした場合、デジタル信号処理におけるクロック同期を簡略化でき、クロックの位相設定を容易にすることができる。 The carrier frequency may be selected to be j / i times the main clock, or the oscillation frequency may be selected to be the same as the carrier frequency. When the carrier frequency is set to j / i times the main clock, clock synchronization in digital signal processing can be simplified and clock phase setting can be facilitated.
分周器２１１は、基準クロック信号として信号線８１を介してLSI６１から供給される発振信号をｊ／ｉ倍の分周比で分周してメインクロック信号を生成し、信号処理部２１４に供給する。
The frequency divider 211 divides the oscillation signal supplied from the
注入同期発振部２１２は、信号線８１を介してLSI６１から供給される基準クロック信号を注入信号として、基準クロック信号に周波数が同期した周波数同期信号を、注入同期法により生成する。さらに、注入同期発振部２１２は、周波数同期信号をｎ／ｍ逓倍することにより、キャリア周波数ｆｃのキャリア信号を生成し、変調部２３１および同期部２４２に供給する。
The injection locking oscillator 212 uses the reference clock signal supplied from the
入出力I/F２１３は、モジュール基板５３上の他のチップなどと有線によりやりとりするためのデータおよび制御信号を入出力する。入出力I/F２１３は、入力されたデータおよび制御信号を信号処理部２１４に供給し、信号処理部２１４から供給されたデータをモジュール基板５３上の他のチップなどに出力する。この制御信号は、例えば、信号処理の内容や通信の送受信先を表す信号である。
The input / output I /
信号処理部２１４は、入力されたデータに対して、デジタルフィルタ処理や信号の置き換え処理などの所定の信号処理を行う。例えば、入力されるデータが音声または映像データである場合、信号処理部２１４は、所定の信号処理として、入力された音声または映像データのエンコード処理またはデコード処理を行うことができる。入力されるデータは、入出力I/F２１３を介して有線で入力されるものでも、通信部２１５を介して無線で入力されるものでもよく、データを出力する場合もまた、入出力I/F２１３を介して有線で出力しても、通信部２１５を介して無線で出力してもよい。
The
また、信号処理部２１４は、入出力I/F２１３から供給された制御信号を、必要に応じて、注入同期発振部２１２および通信部２１５へ供給する。制御信号は、通信部２１５を介して無線により供給されても良い。なお、図１４において、信号処理部２１４から注入同期発振部２１２および通信部２１５への制御信号の図示は省略されている。
In addition, the
変調部２３１は、信号処理部２１４から供給される送信データを所定の変調方式で変調する。また、変調部２３１は、変調後のベースバンド信号をキャリア周波数にアップコンバートした無線信号に変換して送受信アンテナ７１ａに供給する。
The
復調部２４１は、キャリア信号を乗算することにより、送受信アンテナ７１ａからの無線信号をベースバンド信号にダウンコンバートした後、変調部２３１の変調方式に対応する復調方式により復調し、その結果得られる受信データを信号処理部２１４に供給する。
The
同期部２４２には、注入同期発振部２１２からキャリア信号が供給されるが、そのキャリア信号は、送受信アンテナ７１ａで受信する無線信号（キャリア信号）と比較して、周波数は一致するものの、位相はずれたものとなっている。そこで、同期部２４２は、注入同期発振部２１２から供給されるキャリア信号と無線信号との位相差をなくし、復調部２４１が同期検波できるようにする。
The
図１６は、LSI７１の全体の処理の流れについて説明するフローチャートである。
FIG. 16 is a flowchart for explaining the overall processing flow of the
初めにステップＳ５１において、信号処理部２１４は、入力データが有線から入力されるか否かを判定する。例えば、信号処理部２１４は、入出力I/F２１３を介して入力される制御信号により、入力データが有線から入力されるか否かを判定する。
First, in step S51, the
ステップＳ５１で、入力データが有線から入力されると判定された場合、信号処理部２１４は、ステップＳ５２において、入出力I/F２１３を介して入力データを取得する。一方、ステップＳ５１で、入力データが無線から入力されると判定された場合、信号処理部２１４は、ステップＳ５３において、受信部２２２を介して入力データを取得する。
If it is determined in step S51 that the input data is input from a wired line, the
そして、ステップＳ５４において、信号処理部２１４は、取得した入力データに基づいて、所定の信号処理を行う。
In step S54, the
所定の信号処理終了後、ステップＳ５５において、信号処理部２１４は、処理後のデータ（出力データ）を無線で出力するか否かを判定する。信号処理部２１４は、例えば、出力データの内容によって無線で出力するか否かを判定しても良いし、また例えば、制御信号によって無線で出力するか否かを判定しても良い。
After the completion of the predetermined signal processing, in step S55, the
ステップＳ５５で、無線で出力すると判定された場合、ステップＳ５６において、信号処理部２１４は、送信部２２１に出力データを供給する。一方、ステップＳ５５で、有線で出力すると判定された場合、ステップＳ５７において、信号処理部２１４は、入出力I/F２１３に出力データを供給する。
If it is determined in step S55 that the data is output wirelessly, in step S56, the
ステップＳ５８において、出力データが供給された送信部２２１または入出力I/F２１３は、有線または無線により出力データを送信して、処理を終了する。
In step S58, the
以上のように、LSI７１は、入力データに対して所定の信号処理を実行し、その処理結果を、有線または無線により他のLSIなどに送信することができる。LSI７１やLSI７２の信号処理部２１４にどのような処理を行わせるかは、モジュール基板５３が実現できるアプリケーションと対応する。従って、例えば、ユーザは、モジュール基板５３を取り外し、他のアプリケーションに対応したモジュール基板を電子機器５０に装着することで、ユーザ所望の信号処理を電子機器５０で実行させるように構成することができる。これは、例えば、従来、特開２００３−２６４８０８号公報に記載の、信号処理部を有さず、単に無線通信部のみからなる通信装置では実現できない。
As described above, the
次に、LSI７１の各部の詳細な構成について説明する。
Next, a detailed configuration of each part of the
図１７は、注入信号としての基準クロック信号に基づいてキャリア周波数ｆｃのキャリア信号を生成する注入同期発振部２１２の詳細な構成例を示すブロック図である。 FIG. 17 is a block diagram illustrating a detailed configuration example of the injection locking oscillation unit 212 that generates a carrier signal having a carrier frequency fc based on a reference clock signal as an injection signal.
注入同期発振部２１２は、注入同期発振器３１１および逓倍回路部３１２により構成されている。
The injection locking oscillation unit 212 includes an injection locking oscillator 311 and a
注入同期発振器３１１は、注入信号として入力される基準クロック信号に対して周波数が同期した信号である周波数同期信号を生成し、逓倍回路部３１２に供給する。逓倍回路部３１２は、注入同期発振器３１１から供給される周波数同期信号をｎ／ｍ倍に逓倍し、その結果得られるキャリア周波数ｆｃのキャリア信号を変調部２３１および同期部２４２に供給する。
The injection locking oscillator 311 generates a frequency synchronization signal that is a signal synchronized in frequency with the reference clock signal input as the injection signal, and supplies the frequency synchronization signal to the
図１８は、送信部２２１のなかの変調部２３１の構成例を示すブロック図である。
FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration example of the
変調部２３１は、差動符号生成部３２１と乗算器３２２により構成されている。
The
差動符号生成部３２１は、信号処理部２１４から供給される送信データを差動符号に変換し、乗算器３２２に供給する。乗算器３２２は、差動符号生成部３２１からの差動符号化データに対してキャリア信号を乗算することにより、ベースバンド信号をアップコンバートした無線信号を生成し、送受信アンテナ７１ａに供給する。
The differential
図１９を参照して、差動符号生成部３２１による差動符号化と、その復号について説明する。
With reference to FIG. 19, the differential encoding by the differential
差動符号生成部３２１は、所定の送信したい符号化前のビット値（以下、送信ビット値と称する）と、その１つ前の送信ビット値を符号化した符号化ビット値とが同じ値であれば“０”を、違う値であれば“１”を、所定の送信ビット値に対応する符号化ビット値とする。
The differential
例えば、図１９に示される送信ビット値０(b)の符号化ビット値については、送信ビット値０(b)と、その１つ前の送信ビット値１(a)を符号化した符号化ビット値１(a)'とが異なるので、送信ビット値０(b)の符号化ビット値は１(b)'となる。また例えば、送信ビット値１(c)の符号化ビット値については、送信ビット値１(c)と、その１つ前の送信ビット値０(b)を符号化した符号化ビット値１(b)'とが同一であるので、送信ビット値１(c)の符号化ビット値は０(c)'となる。
For example, for the encoded bit value of the
一方、復調部２４１における復号では、復号対象である受信したビット値（以下、受信ビット値と称する）と、その１つ前の受信ビット値とが同じ値であれば“０”を、違う値であれば“１”を、受信ビット値に対応する復号ビット値とする。
On the other hand, in the decoding in the
例えば、図１９に示される受信ビット値１(f)の復号ビット値については、受信ビット値１(f)と、その１つ前の受信ビット値１(e)とが同じなので、受信ビット値１(f)の復号ビット値は０(f)'となる。また例えば、受信ビット値０(g)の復号ビット値については、受信ビット値０(g)と、その１つ前の受信ビット値１(f)とが異なるので、受信ビット値１(g)の復号ビット値は１(g)'となる。
For example, for decoding the bit values of the received
図２０は、復調部２４１の構成例を示すブロック図である。
FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration example of the
復調部２４１は、乗算器３３１と復号部３３２により構成されている。
The
乗算器３３１は、送受信アンテナ７１ａからの受信信号と、同期部２４２からのキャリア信号を乗算することにより、受信信号をベースバンド信号にダウンコンバートして受信データ（図１９の受信ビット列）を生成し、復号部３３２に供給する。復号部３３２は、メインクロック信号に基づいて、図１９を参照して説明した差動符号化に対応する復号を行い、復号後のデータを信号処理部２１４に供給する。
The
図１９を参照して説明した復号を行うため、復号部３３２は、図２１に示すように、遅延部３４１と比較部３４２により構成することができる。
In order to perform the decoding described with reference to FIG. 19, the
遅延部３４１は、入力される受信ビット値を１ビット分に相当する時間（１ビット時間）だけ遅延させ、比較部３４２に供給する。比較部３４２は、入力される受信ビット値と、遅延部３４１から供給される１ビット時間前の受信ビット値とを比較し、それらが同じ値であれば“０”を、違う値であれば“１”を、復号ビット値として出力する。
The delay unit 341 delays the input received bit value by a time corresponding to one bit (one bit time) and supplies the delayed value to the
筐体５１内においては、LSI６１が基準クロック信号としての無線信号を送出されているが、基準クロック信号としての無線信号と、信号処理部２１４で利用される演算データに対応する無線信号との混信が懸念されるが、位相同期をとり、かつ、１ビット前の信号を利用して符号化および復号するという差動符号化および復号を採用することにより、混信を低減し、正確な通信を行うことができる。即ち、通信品質を改善することができる。
In the
図２２は、同期部２４２の詳細な構成例を示すブロック図である。
FIG. 22 is a block diagram illustrating a detailed configuration example of the
同期部２４２は、遅延検出部３５１および位相同期部３５２により構成されている。
The
遅延検出部３５１には、信号処理部２１４から制御信号が供給されるとともに、復調部２４１からキャリア周波数の受信信号（キャリア信号）が供給される。また、遅延検出部３５１には、注入同期発振部２１２からのキャリア信号も供給される。信号処理部２１４から供給される制御信号は、復調部２４１が受信して同期部２４２に供給した受信信号を送信してきた送信元のLSIを表している。
The
遅延検出部３５１は、信号処理部２１４で処理される演算データを、制御信号が表す送信元のLSIから、無線信号により初めて受信する場合、注入同期発振部２１２から供給されたキャリア信号と、無線により送信され、復調部２４１から供給されたキャリア周波数の無線信号である送信キャリア信号との位相差（遅延時間）を検出し、位相同期部３５２に供給する。また、遅延検出部３５１は、検出した位相差を送信元のLSIと対応付けて、内部の位相遅延テーブルに記憶させる。
When the
一方、制御信号が表す送信元のLSIから、以前にも演算データを無線により受信したことがある場合には、既にその送信元に対応する位相差が位相遅延テーブルに記憶されているので、遅延検出部３５１は、位相差の検出は行わず、位相遅延テーブルから、制御信号が表す送信元のLSIの位相差を取得し、位相同期部３５２に供給する。
On the other hand, if the calculation data has been received wirelessly from the transmission source LSI represented by the control signal, the phase difference corresponding to the transmission source is already stored in the phase delay table. The
例えば、図２３上側に示すように、LSI７１とLSI７２との位相差がａａａ［μｓｅｃ］と検出され、LSI７１とLSI７３との位相差がｂｂｂ［μｓｅｃ］と検出され、LSI７１とLSI７４との位相差が−ｃｃｃ［μｓｅｃ］と検出された場合、図２３下側に示されるように、LSI７２とａａａ［μｓｅｃ］、LSI７３とｂｂｂ［μｓｅｃ］、LSI７４と−ｃｃｃ［μｓｅｃ］がそれぞれ対応付けられた位相遅延テーブルが生成される。遅延時間の符号は遅延方向を表す。
For example, as shown in the upper side of FIG. 23, the phase difference between
なお、位相差の検出は、キャリア信号ではなく、キャリア信号を分周した信号、位相同期用のプリアンプル信号、位相同期用に生成した信号で検出するようにしてもよい。 The phase difference may be detected not by a carrier signal but by a signal obtained by dividing the carrier signal, a phase-amplifying preamplifier signal, or a signal generated for phase synchronization.
一方、位相同期部３５２は、注入同期発振部２１２から供給されるキャリア信号に対して、遅延検出部３５１から供給される遅延時間だけ位相をずらすことにより、送信元のLSIと位相の同期がとれたキャリア信号を復調部２４１に供給する。位相同期部３５２は、例えば、位相器または遅延器により構成することができる。
On the other hand, the
なお、同期部２４２により調整される位相のずれは、LSI６１から供給される基準クロック信号（発振信号）の位相ずれに起因するものであるので、同じ基準クロック信号が入力される分周器２１１においても位相ずれを調整する必要がある。従って、上述した分周器２１１の説明では言及しなかったが、分周器２１１も、同期部２４２の構成を有し、基準クロック信号に対して位相遅延テーブルを用いた位相の調整を行った後、ｊ／ｉ倍の分周比で分周してメインクロック信号を生成する。
Note that the phase shift adjusted by the
次に、図２４のフローチャートを参照して、通信部２１５による送受信処理について説明する。
Next, transmission / reception processing by the
初めに、ステップＳ５１において、通信部２１５は、現在の通信モードが送信モードであるか否かを判定する。現在の通信モードが送信モードであるか、または、受信モードであるかは、例えば、信号処理部２１４からの制御信号により設定されるようにしてもよいし、通信部２１５が定期的に送信モードと受信モードを切り替えるようにしてもよい。即ち、送信モードと受信モードの切り替えはどのように行われても構わない。
First, in step S51, the
ステップＳ５１で、現在の通信モードが送信モードであると判定された場合には、ステップＳ５２乃至Ｓ５６の送信処理が実行される。送信処理では、例えば、無線LAN (Local Area Network) で採用されているCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)方式と同様の方式により送信が行われる。 If it is determined in step S51 that the current communication mode is the transmission mode, the transmission processing in steps S52 to S56 is executed. In the transmission process, for example, transmission is performed by a method similar to the CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) method adopted in a wireless LAN (Local Area Network).
図２５は、CSMA/CA方式の概念図である。 FIG. 25 is a conceptual diagram of the CSMA / CA method.
CSMA/CA方式では、無線通信機能を有する各LSIは、キャリア周波数帯のセンシングを行う（キャリアセンスを行う）。そして、他のLSIが送信中である場合には、所定時間、送信処理を待機するように制御される。待機時間は、さらに、IFS(Inter Frame Space) 時間と、乱数により決定されるランダムな時間であるバックオフ時間の合計時間となる。待機時間が経過すると、再びキャリアセンスが行われ、他のLSIが送信していなければ、自身が送信する。 In the CSMA / CA method, each LSI having a wireless communication function performs carrier frequency band sensing (carrier sense). When another LSI is transmitting, control is performed so as to wait for a predetermined time for transmission processing. The waiting time is further a total time of an IFS (Inter Frame Space) time and a back-off time that is a random time determined by a random number. When the standby time elapses, carrier sense is performed again, and if another LSI is not transmitting, it transmits itself.
なお、他のLSIが送信中であり、復調部２４１内のLNA (Low Noise Amplifier)が飽和すると認識した場合には、一旦、受信モードに変更するように制御することもできる。
If another LSI is transmitting and it is recognized that the LNA (Low Noise Amplifier) in the
CSMA/CA方式において、データは、フレーム単位で送信される。データの送信単位であるフレームは、図２６に示されるように、有意情報ID、広帯域データ、および、パケット信号の終わりを表すエンドマークで構成される。 In the CSMA / CA method, data is transmitted in units of frames. As shown in FIG. 26, a frame, which is a data transmission unit, includes a significant information ID, broadband data, and an end mark indicating the end of a packet signal.
有意情報IDは、例えば、広帯域データの処理される順番、フレーム（フィールド）番号、プリアンブル信号、広帯域信号の信号処理を信号処理部２１４が行った結果得られた副次的な狭帯域データ、または、音声信号とすることができる。また、広帯域データは、例えば、映像信号などとすることができる。なお、有意情報IDとしてプリアンブル信号を格納する場合には、受信側において位相遅延テーブルを用いることにより、遅延時間が即座に分かるので、格納されるプリアンブル信号は、通常の無線通信における場合よりも短くすることができる。
The significant information ID is, for example, the order in which wideband data is processed, the frame (field) number, the preamble signal, the secondary narrowband data obtained as a result of the
通信部２１５の送信部２２１も、以上のような方式によりデータを送信する。
The
図２４に戻り、以上のCSMA/CA方式と同様に行われるステップＳ５２乃至Ｓ５６の送信処理について説明する。 Returning to FIG. 24, the transmission processing in steps S52 to S56 performed in the same manner as in the above CSMA / CA method will be described.
ステップＳ５２において、通信部２１５は、キャリアセンスを行い、ステップＳ５３において、他のLSIが送信を行っていないかを判定する。
In step S52, the
ステップＳ５３で、他のLSIが送信を行っていると判定された場合、処理はステップＳ５４に進み、通信部２１５は、IFS(Inter Frame Space) 時間を含む所定時間待機する。
If it is determined in step S53 that another LSI is transmitting, the process proceeds to step S54, and the
一方、ステップＳ５３で、他のLSIが送信を行っていないと判定された場合、処理はステップＳ５５に進み、通信部２１５は、送信データを送信する。より具体的には、差動符号生成部３２１は、信号処理部２１４から供給される送信データを差動符号化することにより差動符号化データに変換し、乗算器３２２に供給する。乗算器３２２は、差動符号生成部３２１からの差動符号化データに対してキャリア信号を乗算することにより、ベースバンド信号をアップコンバートした無線信号を送受信アンテナ７１ａに供給する。
On the other hand, if it is determined in step S53 that no other LSI is transmitting, the process proceeds to step S55, and the
ステップＳ５６において、通信部２１５は、全ての送信データを送信したかを判定し、全ての送信データを送信していないと判定した場合、処理をステップＳ５５に戻す。これにより、全ての送信データが送信されたと判定されるまで送信データの送信が繰り返される。そして、ステップＳ５６で、全ての送信データを送信したと判定された場合、処理は終了する。
In step S56, the
一方、ステップＳ５１で、現在の通信モードが受信モードであると判定された場合、処理はステップＳ５７に進み、無線信号を受信したかを判定する。ステップＳ５７で、無線信号を受信していないと判定された場合、処理は終了する。 On the other hand, if it is determined in step S51 that the current communication mode is the reception mode, the process proceeds to step S57 to determine whether a radio signal has been received. If it is determined in step S57 that no wireless signal has been received, the process ends.
一方、ステップＳ５７で、無線信号を受信したと判定された場合、ステップＳ５８において、同期部２４２の遅延検出部３５１は、制御信号が表す送信元のLSIに基づいて、送信元のLSIに変更があったかを判定する。
On the other hand, if it is determined in step S57 that a radio signal has been received, in step S58, the
ステップＳ５８で、送信元のLSIに変更がないと判定された場合、処理はステップＳ６３に進む。 If it is determined in step S58 that there is no change in the transmission source LSI, the process proceeds to step S63.
一方、ステップＳ５８で、送信元のLSIに変更があったと判定された場合、処理はステップＳ５９に進み、遅延検出部３５１は、送信元のデータが位相遅延テーブルにあるか、即ち、送信元のLSIの遅延時間が位相遅延テーブルに記憶されているかを判定する。
On the other hand, if it is determined in step S58 that the transmission source LSI has been changed, the process proceeds to step S59, and the
ステップＳ５９で、送信元のLSIの遅延時間が位相遅延テーブルに記憶されていると判定された場合、処理はステップＳ６２に進む。 If it is determined in step S59 that the delay time of the transmission source LSI is stored in the phase delay table, the process proceeds to step S62.
一方、ステップＳ５９で、送信元のLSIの遅延時間が位相遅延テーブルに記憶されていないと判定された場合、処理はステップＳ６０に進み、遅延検出部３５１は、送信キャリア信号との位相差を検出する。即ち、遅延検出部３５１は、注入同期発振部２１２から供給されたキャリア信号と、復調部２４１から供給された送信キャリア信号との位相差（遅延時間）を検出する。
On the other hand, if it is determined in step S59 that the delay time of the transmission source LSI is not stored in the phase delay table, the process proceeds to step S60, and the
ステップＳ６１において、遅延検出部３５１は、検出した位相差を位相同期部３５２に供給するとともに、検出した位相差を送信元と対応付けて、内部の位相遅延テーブルに記憶させる。
In step S61, the
ステップＳ５９またはステップＳ６１の処理後、ステップＳ６２において、位相同期部３５２は、注入同期発振部２１２から供給されるキャリア信号の位相を、遅延検出部３５１から供給される遅延時間だけずらすことにより、送信元のLSIと位相の同期がとれたキャリア信号を復調部２４１に供給する。位相同期部３５２は、遅延検出部３５１から供給された遅延時間を、新たな遅延時間が供給されるまで保持し、その保持している遅延時間で注入同期発振部２１２から供給されるキャリア信号の位相をずらす処理を継続する。
After the processing of step S59 or step S61, in step S62, the
ステップＳ６３において、復号部３３２は、受信信号の復号を行う。具体的には、乗算器３３１が、位相同期部３５２から供給される位相同期のとれたキャリア信号を、送受信アンテナ７１ａからの受信信号と乗算することにより、受信信号ベースバンド信号に変換し、復号部３３２が、メインクロック信号に基づいて差動符号化に対応する復号を行い、復号後のデータを信号処理部２１４に供給する。
In step S63, the
ステップＳ６４において、受信部２２２は、受信終了を検出したかを判定し、受信終了を検出していないと判定した場合、処理をステップＳ６３に戻す。これにより、受信終了が検出されるまでデータの受信および復号が継続される。
In step S64, the
一方、ステップＳ６４で、受信終了を検出したと判定された場合、処理は終了する。 On the other hand, if it is determined in step S64 that the reception end has been detected, the process ends.
上述した例では、ステップＳ５８において、送信元のLSIに変更がないと判定された場合には、送信キャリア信号との位相差を検出しないようにしたが、送信元のLSIに変更がないと判定された場合であっても、送信キャリア信号との位相差を検出し、位相遅延テーブルに記憶されている遅延時間と一致するかを確認し、一致していない場合には、そのデータを更新するようにしてもよい。 In the above-described example, when it is determined in step S58 that there is no change in the transmission source LSI, the phase difference from the transmission carrier signal is not detected, but it is determined that there is no change in the transmission source LSI. Even if it is, the phase difference with the transmission carrier signal is detected, whether it matches the delay time stored in the phase delay table, and if it does not match, the data is updated. You may do it.
以上のように、受信モードにおいて、位相遅延テーブルを用いた通信確立を行うことで、PLLを用いた場合よりも高速に同期引き込みを行うことができ、また、簡単に同期をとることができる。 As described above, by establishing communication using the phase delay table in the reception mode, it is possible to perform synchronization pull-in faster than in the case of using the PLL, and it is possible to easily achieve synchronization.
位相同期部３５２は、遅延検出部３５１から供給された遅延時間を、新たな遅延時間が供給されるまで保持するので、送信元のLSIに変更がない場合には、位相遅延テーブルを参照しなくてもよいため、位相遅延テーブルの参照回数を少なくでき、高速に同期を確立することができる。
Since the
従来、キャリア同期（同期検波の場合）やクロック同期を行う場合には、伝送する信号内にパイロット信号を挿入して、それを基準に周波数偏差を推定するなどの手法が採用されている。 Conventionally, when carrier synchronization (in the case of synchronous detection) or clock synchronization is performed, a technique has been adopted in which a pilot signal is inserted into a signal to be transmitted and a frequency deviation is estimated based on the pilot signal.
しかしながら、精度良く周波数偏差を求めるためには、パイロット信号のビット数を増加させる必要があり、ビット数を増加させると同期にかかる時間が長くなるという問題が発生する。また、ビット数を増加させることで、いわゆるオーバヘッドと呼ばれる、実際に伝送するデータとは無関係のデータが付加されるため、通信伝送効率が低下するとともに、オーバヘッドの信号処理の為に通信トラフィックが混雑するという問題もある。広帯域な信号を高速に伝送するほど、信号のオーバヘッド量は増加するので、現実的な使用を考えるとオーバヘッドを削減するのが望ましい。 However, in order to obtain the frequency deviation with high accuracy, it is necessary to increase the number of bits of the pilot signal. If the number of bits is increased, the time required for synchronization increases. Also, by increasing the number of bits, so-called overhead is added, which is irrelevant to the data that is actually transmitted, resulting in a decrease in communication transmission efficiency and congestion of communication traffic due to overhead signal processing. There is also the problem of doing. As the broadband signal is transmitted at higher speed, the amount of overhead of the signal increases. Therefore, it is desirable to reduce the overhead in consideration of practical use.
例えば、特開平１０−３２２１７１には、受信信号を復調する復調回路から周波数偏差情報およびビットエラー情報を得て、受信信号の周波数偏差を推定し、補正を出力するAFCコントローラとPLL回路を用いて送受信間での同期を確立させ、信号を精度良く抽出する処理を行うことが開示されているが、この手法では、通信の度に信号のやりとりを行う必要があるので、通信効率や消費電力、通信トラフィックの低減には貢献していない。 For example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-322171 uses an AFC controller and a PLL circuit that obtain frequency deviation information and bit error information from a demodulation circuit that demodulates a received signal, estimate the frequency deviation of the received signal, and output a correction. Although it is disclosed that synchronization between transmission and reception is established and processing for accurately extracting signals is performed, in this method, since it is necessary to exchange signals every communication, communication efficiency, power consumption, It does not contribute to reducing communication traffic.
これに対して、LSI７１の送受信処理では、新たな遅延時間が供給されるまで、それまでの遅延時間を保持するので、通信の度のプリアンブルデータ長を短くしたり、回数を削減することができるので、パケットのオーバヘッドが削減し、その分、実データ（広帯域データ）を受信することができるため、高速なデータ通信が可能となる。
On the other hand, in the transmission / reception processing of the
筐体５１内での無線通信には、マルチパスによる干渉が生じるが、差動符号化とそれに対応する復号を採用することにより、C/N(Carrier/Noise)比が低い場合であっても、良好な通信品質を確保することができる。
The wireless communication in the
従来の無線通信で必要とされていたキャリア再生やクロック再生などの回路と比較すると通信部２１５は簡単な構成で実現できるので、開発コストおよび開発工数の削減、LSIの小電力化に貢献することができる。
Compared to circuits such as carrier recovery and clock recovery required for conventional wireless communication, the
上述した例では、位相遅延テーブルは受信処理のみで使用する例について説明したが、この位相遅延テーブルを送信時に使用することも可能である。例えば、送信部２２１が送信先ごとに遅延時間を変更して送信することにより、送信側において送信先を選択して送信することができる。
In the above-described example, the example in which the phase delay table is used only for the reception process has been described. However, the phase delay table can be used at the time of transmission. For example, the
上述した送受信処理は、自律分散的なシステムでより効果を発揮するが、ホストとなる１つのLSIが存在し、そのホストとなるLSIが各LSIに順番にポーリングして送信可能か問い合わせるというような集中制御的なシステムでも勿論利用可能である。 The transmission / reception processing described above is more effective in an autonomous distributed system, but there is one LSI as a host, and the LSI as the host polls each LSI in turn to inquire whether transmission is possible. Of course, a centralized control system can also be used.
LSI７１が、その内部で処理を行うために必要な基準クロック信号は、筐体５１内の無線信号のループにより発生されたものであるため、仮に悪意の第三者が、筐体５１内の無線信号の盗聴目的などのために、筐体５１を開放した場合には、基準クロック信号の供給が止まり、それによりLSI７１内部の処理が停止する。したがって、筐体５１内の無線信号のループを用いた基準クロック信号の利用には、電子機器５０の筐体５１内でやりとりされているデータの盗聴を防止するという効果も奏する。
Since the reference clock signal necessary for the
さらには、より積極的な盗聴防衛策として、基準クロック信号の供給停止をトリガとして、通信部２１５の電源をオフさせる、LSI７１の電源をオフさせる、または、電子機器５０の電源をオフさせるなどの処理を行うようにすることもできる。
Furthermore, as a more active wiretapping defense measure, the
上述した例では、電子機器５０が直方体の形状を有する筐体の例について説明したが、筐体の形状は、直方体に限定されず、図２７に示されるような球状の筐体３７１、図２８に示されるような半球状の筐体３７２などであってもよい。即ち、筐体の形状は、発振器の発振周波数に最適な形状を適宜選択することができる。
In the example described above, the case where the
また、図２９に示されるように、発振周波数に関係しない周波数帯の信号（電子機器で発生する電磁雑音）を吸収する目的として、電波吸収体４０１を、電子機器５０内に設けるようにすることができる。この場合、電波吸収体４０１を設置する電子機器５０内の位置は、吸収効果がより大となるような最適な位置とすることができる。
Also, as shown in FIG. 29, a
また、上述した例では、発振器としてのLSI６１が無線信号を送信するアンテナと受信するアンテナを別々に設けていたが、図３０に示されるように、一方向素子であるサーキュレータ４１１を介することにより、１つの送受信アンテナ４１２でも、所定の発振周波数の発振信号を生成することが可能である。即ち、発振信号を送受信するアンテナは、送信と受信が別体（別個）または一体のどちらであってもよい。
Further, in the above-described example, the
なお、筐体内のどの位置にアンテナを置いて発振させるかによって、発振信号の信号強度が変動するので、最初の実施の形態のように送信アンテナと受信アンテナを分離して設けた場合の方が、送信アンテナと受信アンテナの両方を使って信号強度がより高くなるような配置を選定することができる。 Note that the signal strength of the oscillation signal varies depending on where the antenna is placed and oscillated in the housing, so the case where the transmitting antenna and the receiving antenna are provided separately as in the first embodiment is better. It is possible to select an arrangement in which the signal strength is higher by using both the transmitting antenna and the receiving antenna.
本明細書において、フローチャートに記述されたステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。 In this specification, the steps described in the flowcharts include processes that are executed in parallel or individually even if they are not necessarily processed in time series, as well as processes that are executed in time series in the described order. Is also included.
本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 The embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
５０ 電子機器， ５１ 筐体， ６１ LSI， ６１ａ 送信アンテナ， ６１ｂ 受信アンテナ， ７１ LSI， ７１ａ 送受信アンテナ， ７２ LSI， ７２ａ 送受信アンテナ， １０１ 基準クロック生成部， １１１ 共振器， １１２ 増幅器， １１３ 制御器， ２１５ 通信部， ２２１ 送信部， ２２２ 受信部， ２３１ 変調部， ２４１ 復調部， ２４２ 同期部， ３１２ 逓倍回路部， ３２１ 差動符号生成部， ３３２ 復号部， ３５１ 遅延検出部， ３５２ 位相同期部 50 electronic equipment, 51 housing, 61 LSI, 61a transmission antenna, 61b reception antenna, 71 LSI, 71a transmission / reception antenna, 72 LSI, 72a transmission / reception antenna, 101 reference clock generation unit, 111 resonator, 112 amplifier, 113 controller, 215 communication unit, 221 transmission unit, 222 reception unit, 231 modulation unit, 241 demodulation unit, 242 synchronization unit, 312 multiplier circuit unit, 321 differential code generation unit, 332 decoding unit, 351 delay detection unit, 352 phase synchronization unit
Claims (12)
前記共振手段で発振した信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段により増幅された信号を送信するとともに、その送信した信号を受信するアンテナであって、送信と受信が別体または一体とされるアンテナと
を備える発振器。 A resonance means that resonates in a predetermined frequency band;
Amplifying means for amplifying the signal oscillated by the resonance means;
An oscillator comprising: an antenna for transmitting a signal amplified by the amplification means and receiving the transmitted signal, wherein the transmission and reception are separate or integrated.
請求項１に記載の発振器。 A table associating a target frequency of a signal transmitted from the antenna with a voltage value supplied to the resonance unit and the amplification unit is stored, and based on the table, the resonance unit and the amplification unit are stored. The oscillator according to claim 1, further comprising control means for controlling a voltage value to be supplied.
前記共振手段において、所定の周波数帯で共振させ、
前記増幅手段において、前記共振手段で発振した信号を増幅させ、
前記アンテナにおいて、増幅された信号を送信するとともに、その送信した信号を受信する
ステップを含む発振方法。 A resonance means that resonates in a predetermined frequency band; an amplification means that amplifies a signal oscillated by the resonance means; and an antenna that transmits the signal amplified by the amplification means and receives the transmitted signal, An oscillation method of an oscillator comprising an antenna in which transmission and reception are separate or integrated,
In the resonance means, resonate in a predetermined frequency band,
In the amplification means, the signal oscillated by the resonance means is amplified,
An oscillation method including the steps of transmitting an amplified signal and receiving the transmitted signal in the antenna.
前記符号化手段により符号化された送信データである符号化データを無線により送信する送信手段と
を備える送信装置。 Encoding means for differentially encoding transmission data based on a clock signal supplied from an oscillator;
A transmission device comprising: transmission means for wirelessly transmitting encoded data that is transmission data encoded by the encoding means.
所定の周波数帯で共振する共振手段と、
前記共振手段で発振した信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段により増幅された信号を送信するとともに、その送信した信号を受信するアンテナであって、送信と受信が別体または一体とされるアンテナと
により構成されるものである
請求項４に記載の送信装置。 The oscillator is
A resonance means that resonates in a predetermined frequency band;
Amplifying means for amplifying the signal oscillated by the resonance means;
The antenna which transmits the signal amplified by the said amplification means, and receives the transmitted signal, Comprising: It is comprised by the antenna from which transmission and reception are separate or united. Transmitter.
発振器から供給されるクロック信号に基づいて、前記送信データを差動符号化し、
符号化された送信データである符号化データを無線により送信する
ステップを含む送信方法。 A transmission method of a transmission device that transmits transmission data wirelessly,
Based on the clock signal supplied from the oscillator, the transmission data is differentially encoded,
A transmission method including a step of wirelessly transmitting encoded data, which is encoded transmission data.
発振器が出力する発振信号に基づくキャリア信号と、前記受信信号との位相差を検出する位相差検出手段と、
前記位相差検出手段により検出された位相差に基づいて、前記キャリア信号の位相同期をとる位相同期手段と
を備える受信装置。 Receiving means for wirelessly receiving a received signal including received data;
A carrier signal based on an oscillation signal output from an oscillator, and a phase difference detection means for detecting a phase difference between the reception signal;
And a phase synchronization means for synchronizing the phase of the carrier signal based on the phase difference detected by the phase difference detection means.
請求項７に記載の受信装置。 The phase difference detection means stores the detected phase difference and the transmission source of the reception signal in association with each other as a table, and when the transmission source of the reception signal is stored in the table, The receiving device according to claim 7, wherein the phase difference of the table is supplied to the phase synchronization means without detecting a phase difference with a signal.
請求項８に記載の受信装置。 The receiving device according to claim 8, further comprising carrier signal generation means for generating the carrier signal by multiplying the oscillation signal.
所定の周波数帯で共振する共振手段と、
前記共振手段で発振した信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段により増幅された信号を送信するとともに、その送信した信号を受信するアンテナであって、送信と受信が別体または一体とされるアンテナと
により構成されるものである
請求項９に記載の受信装置。 The oscillator is
A resonance means that resonates in a predetermined frequency band;
Amplifying means for amplifying the signal oscillated by the resonance means;
The antenna that transmits the signal amplified by the amplifying means and receives the transmitted signal, wherein the transmission and reception are configured as separate or integrated antennas. Receiver.
前記差動符号化に対応する復号を行う復号手段をさらに備える
請求項１０に記載の受信装置。 The received signal is encoded by differential encoding,
The receiving device according to claim 10, further comprising decoding means for performing decoding corresponding to the differential encoding.
前記発振信号に基づくキャリア信号と、前記受信信号との位相差を検出し、
検出された位相差に基づいて、前記キャリア信号の位相同期をとる
ステップを含む受信方法。 Receiving means for wirelessly receiving a received signal including received data, a carrier signal based on an oscillation signal output from an oscillator, a phase difference detecting means for detecting a phase difference between the received signals, and detection by the phase difference detecting means A receiving method of a receiving device comprising phase synchronization means for synchronizing the phase of the carrier signal based on the phase difference
Detecting a phase difference between the carrier signal based on the oscillation signal and the reception signal;
A receiving method including the step of phase-synchronizing the carrier signal based on the detected phase difference.
Priority Applications (1)
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| JP2008060534A JP2009218863A (en) | 2008-03-11 | 2008-03-11 | Oscillator, its oscillation method, transmitter its transmission method, receiver, and its receiving method |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012109700A (en) * | 2010-11-16 | 2012-06-07 | Sony Corp | Receiver, reception method, and electronic apparatus |
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- 2008-03-11 JP JP2008060534A patent/JP2009218863A/en not_active Withdrawn
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