JP4573897B2 - 通信装置、半導体集積回路および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、受信信号に対して同期信号を生成した上で受信信号の復調を行う通信装置、半導体集積回路および電子機器に関するものである。

無線信号の受信においては、受信信号に含まれる所定パターンから同期信号を生成する（以下、「同期検出」という）必要がある。この同期検出においては、受信信号に含まれる所定パターンを用いた相互相関や、受信された受信信号とこれを遅延させた遅延信号との自己相関などによる相関演算が用いられることが多い。

ここで相関演算ではマッチドフィルタや積和演算などの多くの演算が必要となる上に、演算においては多数の記憶素子（例えばフリップフロップやラッチなど）も必要となる。このため、同期検出は多くの消費電力を要する。

このような同期検出における消費電力を削減するために、同期検出の状態が悪化した場合に通信装置に含まれる受信回路の処理精度を低下させたり、受信回路に対するクロック信号を停止させたりする技術が提案されている（例えば、特許文献１（特開２００３−３７５７７号公報）参照）。

しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、同期検出の状態が悪化した（すなわち受信状態が悪い）場合だけ消費電力が削減されるだけであり、消費電力削減は不十分であった。

受信状態が悪くなった場合にクロック信号を停止させてしまうと、その後はクロック信号を復帰させない限り同期検出および受信動作ができなくなる問題がある。受信動作を再開させるためには、クロック信号が復帰する必要がある。クロック信号の復帰には、受信状態が良好になることが基準とされるが、クロック信号が停止されているので、受信状態の変化を検出することもできない。これを回避するために、適当な間隔でクロック信号を復帰させる必要があり、従来の技術では消費電力の削減と受信処理との両立が十分であるとはいえなかった。加えて、クロック信号の復帰を実現するための処理の負荷も大きく、結局は消費電力の削減が十分ではない問題もあった。
特開２００３−３７５７７号公報

そこで本発明は、クロック信号の復帰に係る処理負荷を必要とせずに、同期検出精度への影響を与えないと共に受信動作を中断することなく消費電力を削減できる通信装置、半導体集積回路および電子機器を提供することを目的とする。

第１の発明に係る通信装置は、受信信号に含まれる所定パターンの相関値を算出する算出部と、相関値に基づいて同期信号を生成する生成部と、同期信号を基準として所定の周期を計測する計測部と、算出部および生成部の少なくとも一方の消費電力を制御する制御部を備え、計測部は、時間軸上において同期信号を内部に含むと共に所定の長さを有する第１期間と、第１期間と重複しない第２期間をそれぞれ定義し、制御部は、第２期間において算出部および生成部の少なくとも一方における電気信号を操作することで消費電力を制御する。

この構成により、受信動作中に同期検出を止めることなく、同期検出にかかわる演算が不要な期間の消費電力を削減できる。結果として、受信動作の継続と消費電力の削減が両立できる。

第２の発明に係る通信装置では、第１の発明に加えて、電気信号は、算出部および生成部の少なくとも一方に対する供給クロック信号であって、制御部は、第２期間において、供給クロック信号を低減することで、消費電力を制御する。

この構成により、同期検出の演算が不要な期間における消費電力が削減できる。

第３の発明に係る通信装置では、第１の発明に加えて、算出部および生成部の少なくとも一方は記憶素子を備え、電気信号は、記憶素子が保持する保持信号であって、制御部は、第２期間において、保持信号を特定値に固定することで、消費電力を制御する。

この構成により、同期検出の演算が不要な期間における消費電力が削減できる。

第４の発明に係る通信装置では、第１の発明に加えて、電気信号は、記憶素子に供給されるイネーブル信号であって、制御部は、第２期間において、イネーブル信号を非有効状態に固定することで、消費電力を制御する。

この構成により、同期検出の演算が不要な期間における消費電力が削減できる。

第５の発明に係る通信装置では、第３の発明に加えて、記憶素子は、フリップフロップ回路を含む。

この構成により、フリップフロップにおける消費電力を削減できる。

第６の発明に係る通信装置では、第１の発明に加えて、計測部は、相関値の大きさに基づいて、第１期間の長さを調整する。

この構成により、受信状態の良否により、消費電力を削減できる時間を調整できる。

第７の発明に係る通信装置では、第１の発明に加えて、時間軸上で隣り合う同期信号の相互の時間間隔を同期周期とし、同期周期の周期偏差を算出する周期偏差算出部を更に備え、計測部は、周期偏差に基づいて、第１期間の長さを調整する。

この構成により、受信状態の良否により、消費電力を削減できる時間を調整できる。

第８の発明に係る通信装置では、第１の発明に加えて、受信信号の信号品質を判定して判定結果を出力する判定部を更に備え、計測部は、判定結果に基づいて、第１期間の長さを調整する。

この構成により、受信状態の良否により、消費電力を削減できる時間を調整できる。

第９の発明に係る通信装置では、第８の発明に加えて、受信信号を復調する復調部と、復調部の出力に基づいて誤り検出を行う誤り検出部を更に備え、判定部は、誤り検出部の結果に基づいて、信号品質を判定する。

この構成により、受信状態の良否の判定がより確実に行われる。

第１０の発明に係る通信装置では、第１の発明に加えて、同期信号を基準として、所定間隔毎に発生する擬似同期信号を生成する擬似同期信号生成部と、同期信号と擬似同期信号のいずれかを選択する選択部を更に備え、擬似同期信号が選択される場合には、制御部は、第１期間と第２期間の両方において、算出部および生成部の少なくとも一方における電気信号を操作することで、消費電力を制御する。

この構成により、受信状態が非常に良好な場合においては、より多くの消費電力が削減できる。

第１１の発明に係る通信装置では、第１０の発明に加えて、電気信号は、算出部および生成部の少なくとも一方に対する供給クロック信号であって、制御部は、選択部が擬似同期信号を選択する場合には、第１期間と第２期間の両方において、供給クロック信号を低減することで、消費電力を制御する。

この構成により、受信状態が非常に良好な場合においては、より多くの消費電力が削減できる。

第１２の発明に係る通信装置では、第１１の発明に加えて、時間軸上で隣り合う同期信号の相互の時間間隔を同期周期とし、制御部は、Ｎ（Ｎは自然数）同期周期に含まれる複数の第１期間の内、特定の第１期間においては、低減されている供給クロック信号の周波数を、低減前の周波数に戻す。

この構成により、消費電力を削減しつつも、受信における同期検出の精度を維持する。

第１３の発明に係る通信装置では、第１２の発明に加えて、制御部は、判定部の判定結果に基づいて、Ｎ同期周期のＮの値を操作する。

この構成により、受信状態に応じて、消費電力の削減と、同期検出の精度とのバランスを図る。

第１４の発明に係る通信装置では、第１０の発明に加えて、算出部および生成部の少なくとも一方は記憶素子を備え、電気信号は、記憶素子が保持する保持信号であって、制御部は、選択部が擬似同期信号を選択する場合には、第１期間と第２期間の両方において、保持信号を特定値に固定する。

この構成により、消費電力の削減を更に高める。

本発明によれば、受信状態の良否にかかわらず、同期検出における不要な消費電力を効果的に削減できる。加えて、同期検出の精度に影響を与えることもない。

このとき、電力削減モードや通常モードなどの切り分けに必要となる処理負荷も不要であり、同期検出を停止させる必要が無いので、同期検出の復帰処理も不要となる。

本発明の実施の形態１における通信装置のブロック図である。 本発明の実施の形態１における信号処理の時間軸に基づく説明図である。 本発明の実施の形態１における同期信号の生成を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態２における擬似同期信号を用いた処理を説明するタイミングチャートである。 本発明の実施の形態２における擬似同期信号を用いた処理を説明するタイミングチャートである。 本発明の実施の形態３における半導体集積回路のブロック図である。

１ 通信装置
２ 算出部
３ 生成部
４ 計測部
５ 制御部
６ 同期監視部
７ 周期偏差算出部
８ 擬似同期信号生成部
９ 選択部
１０ 復調部
１１ 誤り検出部
１２ 判定部

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における通信装置のブロック図である。なお、図１に示される各要素は、本発明の通信装置に必要な要素であり、必要に応じて他の要素が加わることを制限するものではない。

（全体概略）
まず、全体の概略について説明する。

通信装置１は、算出部２と生成部３と、計測部４と制御部５を備え、これら以外にも必要に応じて、周期監視部６、周期偏差算出部７、擬似同期信号生成部８、選択部９、復調部１０、誤り検出部１１、判定部１２を備える。

通信装置１には受信信号が入力する。この受信信号はアナログ信号であっても良く、アナログデジタルコンバータで変換されたデジタル信号であってもよい。同期検出を説明する後述の図３においては、受信信号をアナログ信号として説明している。

算出部２は、受信信号に含まれる所定パターンの相関値を算出する。生成部３は、相関値に基づいて、受信信号の区切りを示す同期信号を生成する。この同期信号は、受信信号を復調する際の、処理の区切りとして利用される。

計測部４は、同期信号を基準とした所定の期間、時間軸上で隣り合う同期信号同士の時間間隔（以下、「同期周期」という）を計測する。更に計測部４は、同期信号を基準とした第１期間と第２期間を定義する。

計測部４で定義された第１期間と第２期間の情報は、制御部５に出力される。

制御部５は、この第２期間においては、算出部２および生成部３の少なくとも一方における電気信号を操作する。制御される電気信号は、例えば算出部２と生成部３に対する供給クロック信号、算出部２と生成部３に含まれる記憶素子の保持信号やイネーブル信号の少なくとも一つの信号である。これらの電気信号が操作されることで、算出部２および生成部３における消費電力が制御できる。すなわち、消費電力が削減できる。

図２を用いて電気信号の操作について説明する。図２は、本発明の実施の形態１における信号処理の時間軸に基づく説明図である。

図２には、生成部３で生成された同期信号を基準に、第１期間と第２期間が定義されている状態が示されている。第１期間は、時間軸上のある時刻に存在する同期信号を内部に含んだ所定の長さを有する期間である。言い換えると、時間軸上において、ある同期信号の時間的に以前のある時点から、時間的に以後のある時点までを含む期間である。なお、時間軸上には複数の同期信号が存在するが、それぞれの同期信号において第１期間は定められる。

第２期間は、第１期間と重複しない期間である。すなわち、第１期間と第２期間は交互に重複することなく存在する。

ここで、第１期間は、相関値の算出や同期信号の生成を含む同期検出を行っている期間であり、第２期間は、同期検出が不要である期間である。

制御部５は、このような同期検出が不要である第２期間においては、クロック信号の周波数を低減したり、記憶素子の保持信号を特定値（特に好ましくは、値「０」）に固定したりして、不要な消費電力を削減する。

以上のように、実施の形態１における通信装置１では、同期検出とこれに続く復調が行われている状態であっても（受信状態の良否にかかわらず）不要な消費電力が削減できる。加えて、消費電力の削減のための制御が行われつつも、同期検出に必要な演算が停止されているわけではないので、同期検出やこれに引き続く受信信号の復調は、支障なく続行される。

このため、消費電力を削減するモードや通常のモードなどを複雑に切り分ける処理負荷が不要である。その上で、消費電力が削減できる。

次に、各部の詳細と動作の詳細について説明する。

（算出部）
算出部２は、受信信号に含まれる所定パターンの相関値を算出する。このとき、所定のパターンが既知であれば、受信信号と既知のパターンの畳み込み演算を行うことで、算出部２は、相関値を算出する（相対相関）。もしくは、図３に示されるように、受信信号を所定時間遅延させて、受信信号と遅延した受信信号との畳み込み演算を行うことで、算出部２は、相関値を算出する（自己相関）。

算出部２は、演算結果を生成部３に出力する。出力する演算結果は、畳み込み演算の結果をそのまま出力しても良く、畳み込み演算の結果を離散値にして、所定の通知信号として出力しても良い。

なお、畳み込み演算は一例であり、既知のパターンとの数値比較により相関値を算出してもよい。

（生成部）
生成部３は、相関値を基準として、同期信号を生成して出力する。

具体的には、相関値がピーク値となるタイミングにおいてパルス信号を生成して、このパルス信号を同期信号として生成する。あるいは、相関値が所定値以上となるタイミングにおいてパルス信号を同期信号として生成する。

図３は、本発明の実施の形態１における同期信号の生成を示すタイミングチャートである。図３を用いて受信信号の同期検出について説明する。なお、図３に示される同期検出は、自己相関による同期検出の例であり、同期検出の手法はこれに限られない。

算出部２に受信信号３０が入力する。このとき、算出部２は、メモリを備えておき、受信信号を所定期間分だけ遅延させる。遅延させられた受信信号は、遅延信号３１である。

受信信号３０と遅延信号３１は、いずれも同じ所定パターンを含む信号であり、この所定パターンの部分においては相関性を有している（所定パターン以外の部分は、相関性がない）。

受信信号３０と遅延信号３１を畳み込み演算すると、相関値３２が得られる。算出部２は、この畳み込み演算の結果である相関値３２を、生成部３に出力する。

生成部３は、相関値３２から同期信号３３を生成して出力する。図３においては、相関値３２のピーク部分を同期信号３３の生成タイミングとしている。

以上の処理により、生成部３は同期信号３３を生成して出力する。

なお、相関値３２が所定値以上となるタイミングにおいて、同期信号３３が生成されても良い。

なお、算出部２と生成部３は、図１においては、別のブロックで示されているが、特に区別する必要があるものではなく、本発明の通信装置１が実現される回路や半導体集積回路などにおいて、これらの機能が含まれていれば、一体でも別でもかまわない。

（計測部）
次に、計測部４について説明する。

計測部４は、同期信号に基づいて第１期間と第２期間を定義する。

第１期間と第２期間は図２で示されるとおりであり、同期信号の存在する時刻毎に第１期間が存在し、これと重複しない期間に第２期間が存在している。第１期間と第２期間は、交互に定められる。

第１期間と第２期間の長さは、それぞれ可変であり、計測部４は、種々の条件に従って、第１期間と第２期間の長さを調整する。例えば、算出部２や判定部１２からの情報に従って、第１期間と第２期間の長さを調整する。

なお、ここで第１期間と第２期間とに区分けされているが、要は受信動作中において、不要な消費電力が削減できる期間が把握されれば良いのであって、第１期間や第２期間が、更に細分化された期間を含んでいても良い。

ここで、第２期間が長く、第１期間が短いということは、同期検出に関わる演算に割り当てられる時間が短いということである。

受信状態が良い場合には、第１期間が短くても同期検出に必要な演算は終了し、適切に同期信号が生成される。第１期間が短くなれば、第１期間と重複しない第２期間は長くなる。ここで、第２期間においては、算出部２と生成部３での消費電力が制御されるので、削減できる消費電力はより大きくなる。

逆に、第１期間が長く、第２期間が短いということは、同期検出に必要な演算を行える期間が長いことを示す。受信状態が悪く波形が劣化した場合には、同期検出は、長い演算期間を必要とする。このため、第１期間を長くして適切に同期検出を行うことが、消費電力削減量の増加より優先する。

第１期間の長さが十分に確保されることで、高い精度で同期信号が生成される。その後の復調処理の精度も高くなる。

次に、第１期間と第２期間の長さの調整について説明する。

計測部４は、算出部２からの演算結果を基に、第１期間と第２期間の長さを調整する。

（相関値による長さの調整）
算出部２で算出される相関値の大きさは、受信状態によって変化する。受信状態が良い場合には、所定パターン同士の畳み込み演算結果は良好であるから、相関値は、大きなピーク値を有する。一方、受信状態が悪い場合には、所定パターン同士の畳み込み演算結果は不良となって、相関値は、小さなピーク値を有する。このように相関値の大きさあるいは相関値のピーク値の大きさは、受信状態の良否を示す。これを受けて、計測部４は、相関値の大きさもしくは相関値のピーク値の大きさに基づいて第１期間（結果として第２期間も）の長さを調整する。例えば、計測部４は、相関値が所定値以上の場合には、第１期間を標準より短く定義し、相関値が所定値未満の場合には、第１期間を標準よりも長く定義する。相関値のピーク値が用いられる場合も同様である。

（周期偏差に基づく長さの調整）
また、計測部４は、周期偏差算出部７で算出された周期偏差に基づいて、第１期間（結果として第２期間）の長さを調整する。後述するように、周期偏差算出部７は、同期周期の値を蓄積して、同期周期の偏差（以下、「周期偏差」という）を算出する。この算出された周期偏差は、計測部４に出力される。計測部４は、この周期偏差の大きさに基づいて、第１期間の長さを調整する。

例えば、周期偏差が大きい場合には、同期検出の精度が悪い（すなわち受信状態が悪い）ことが示されているので、計測部４は、同期検出を行う期間である第１期間の長さを長く定義する（すなわち、第２期間を短くする）。これにより、悪い受信状態における同期検出の精度を確保できる。

これに対して、周期偏差が小さい場合には、同期検出の精度が良好（すなわち、受信状態が良好）であることが示されているので、計測部４は、同期検出を行う期間である第１期間の長さを短く定義する（すなわち、消費電力が削減される第２期間が長くなる）。

（信号品質に基づく長さの調整）
また、後述する判定部１２からの判定結果に従い、計測部４は、第１期間の長さを調整する。

判定部１２は、受信信号に基づいて信号品質を判定する。あるいは、判定部１２は、誤り検出部１１の結果に基づいて信号品質を判定する。

判定部１２は、例えば、受信信号の電圧もしくは電力の大きさにより、信号品質を判定する。例えば、受信信号の電圧もしくは電力が所定値以上の場合には、判定部１２は、受信状態が良好と判定する。

計測部４は、判定結果に基づいて、第１期間の長さを調整する。例えば、判定結果において信号品質が悪いと判断される場合には、計測部４は、同期検出を行う期間である第１期間の長さを長く定義する（すなわち、第２期間を短くする）。これにより、受信状態が悪い場合でも、同期検出の精度を確保できる。

これに対して、信号品質が良い場合には、同期検出の状態が良好（すなわち、受信状態が良好）であることが示されているので、計測部４は、同期検出を行う期間である第１期間の長さを短く定義する（すなわち、消費電力が削減される第２期間が長くなる）。

また、判定部１２は、誤り検出部１１で検出された「ビットエラーレート（以下、「ＢＥＲ」という）」や、Ｓ／Ｎ比などに基づいて、信号品質を判定し、判定結果を計測部４に出力する。

計測部４は、判定結果に基づいて、第１期間の長さを調整する。例えば、判定結果において信号品質が悪いと判断される場合には、同期検出を行う期間である第１期間の長さを長く定義する（すなわち、第２期間を短くする）。これにより、受信状態が悪い場合でも、同期検出の精度を確保できる。

これに対して、信号品質が良い場合には、同期検出の状態が良好（すなわち、受信状態が良好）であることが示されているので、計測部４は、同期検出を行う期間である第１期間の長さを短く定義する（すなわち、消費電力が削減される第２期間が長くなる）。

なお、計測部４は、相関値や周期偏差、信号品質などに基づいて、同期検出精度と消費電力削減量にかかわる第１期間（と第２期間）の長さを調整するが、「長い／短い」のような２値的な調整だけでなく、基準の値の変化により、アナログ的に第１期間の長さを調整しても良く、基準の値と長さとの対応テーブルや対応式に基づいて、多値的に長さを調整しても良い。

以上のように計測部４において、種々の基準によって第１期間と第２期間の長さを調整することで、受信処理において最も基本的な同期検出への影響をなくしつつ、不要な消費電力が、最大限に削減される。

なお、第１期間と第２期間は、予め定められた所定の期間長を基準に、その長短が調整されても良く、現在の期間長を基準に、その長短が調整されても良い。

（制御部）
次に制御部５について説明する。

制御部５は、第２期間において、算出部２および生成部３の少なくとも一方における電気信号を操作する。この操作により、第２期間における算出部２および生成部３の少なくとも一方における不要な（第２期間は同期検出にかかわる演算作業は不要であるので）消費電力が削減できる。この結果、通信装置１の消費電力が削減できる。

ここで、制御部５は、算出部２および生成部３の少なくとも一方に対する供給クロック信号、算出部２および生成部３の少なくとも一方に含まれる記憶素子の保持信号および記憶素子に供給されるイネーブル信号の少なくとも一つを、操作する電気信号の対象とする。

制御部５は、このような種類の電気信号を操作することを通じて、算出部２と生成部３（およびこれらを含む通信装置１）の消費電力を制御（削減）する。

（供給クロック信号の操作）
制御部５は、第２期間において、算出部２および生成部３の少なくとも一方に対する供給クロック信号の周波数を低減する。ここで、供給クロック信号は、外部から供給されるクロック信号であっても良く、内部で生成されるクロック信号であっても良く、分周されたクロック信号も含む。要は、算出部２および生成部３におけるデジタル回路に用いられているクロック信号が操作される。

なお、供給クロック信号の周波数の低減には、供給クロック信号の停止も含まれる。

制御部５による供給クロック信号の周波数低減により、算出部２および生成部３の少なくとも一方における不要な消費電力が（同期検出が不要である第２期間において）削減される。

（記憶素子の操作）
同様に、制御部５は、算出部２および生成部３の少なくとも一方に含まれる記憶素子の保持信号を特定値（特に好ましくは、値「０」）に固定する。記憶素子は、フリップフロップをはじめとして、レジスタ、メモリ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを広く含む。このような記憶素子は、ＭＯＳトランジスタから構成されており、保持信号が値「０」に固定されると、ＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン間の漏れ電流が無くなり、消費電力が削減できる。

なお、この値「０」とは、記憶素子が有する２値のデジタル値である値「１」と値「０」の内の、値「０」であって、スカラ量としての厳密な値「０」を指すものではない。

また、制御部５は、記憶素子に供給されるイネーブル信号を「非有効状態」に固定する。記憶素子のイネーブル信号が「非有効状態」に固定されることで、記憶素子の保持信号の変化が無くなり、スイッチング電流が低減されて、消費電力が削減できる。

特に、記憶素子がフリップフロップを含む場合には、フリップフロップに入力するイネーブル信号が、「非有効状態」に固定されることで、フリップフロップの値変化が無くなって、スイッチング電流が低減される。

以上のように、制御部５による電気信号の操作によって、第２期間における不要な消費電力が削減され、通信装置１全体の消費電力が削減される。

なお、供給クロック信号、記憶素子の保持信号、イネーブル信号は、それぞれ単独で操作されてもよいし、組み合わされて操作されても良い。

（同期監視部）
同期監視部６は、計測部４で算出された同期周期に基づいて、同期状態を監視する。

監視結果は、計測部４にフィードバックされ、必要に応じて、第１期間と第２期間の定義に利用される。

（周期偏差算出部）
周期偏差算出部７は、上述の通り、同期周期を累積的に蓄積して、その偏差を算出する。周期偏差算出部７は、算出した偏差を周期偏差として計測部４に出力する。計測部４は、上述の通り、周期偏差に基づいて第１期間と第２期間の長さを調整する。

なお、周期偏差算出部７は、累積した同期周期の最大値と最小値の差を周期偏差として算出しても良く、標準偏差を周期偏差として算出しても良く、平均値と最大値の差を周期偏差として算出しても良い。

（復調部）
復調部１０は、直交復調などにより復調して、受信信号に含まれるデジタルデータを復調する。

復調した結果は、誤り検出部１１に出力される。

（誤り検出部）
誤り検出部１１は、復調結果を基に、所定の誤り検出式から誤りを検出する。例えば、ビタビ復号や巡回符号検査などにより誤りを検出する。検出結果は上述の通り、判定部１２において、信号品質の判定材料に用いられる。

以上のように、実施の形態１における通信装置１により、同期検出の精度に影響を与えることなく、受信状態の良否にかかわらず消費電力が削減できる。

なお、通信装置１は、これらの機能が実現される電子回路で実現されて良く、半導体集積回路で実現されても良く、相関演算や同期検出などの機能の一部がソフトウェアで実現されても良い。実現される形態にかかわらず、上述の処理により消費電力が削減できる。

ソフトウェアで構成される場合には、プロセッサとプログラムを記憶したＲＯＭやＲＡＭなどが備えられて、必要な処理が行われる。

ＣＰＵは、ＲＯＭやＲＡＭに記憶されたプログラムを読み込む。次いで、ＣＰＵは、読み込んだプログラムを使用して、信号の受信、信号の復調の処理を行う。このとき、ＣＰＵは、読み込んだプログラムに従って、同期検出や電気信号の操作を行う。

なお、図１に示される擬似同期信号生成部８、選択部９は、実施の形態２において説明する。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。

実施の形態２における通信装置は、擬似同期信号生成部８と選択部９を備えている。

図１および、図４、図５を用いて説明する。

擬似同期信号生成部８は、生成部３で生成された同期信号および計測部４で計測された同期周期に基づいて、擬似的な同期信号を生成する。

受信する受信信号の種類が変わらず、受信状態の変動が生じない限りは、同期信号は同一間隔ごとに生成されるはずである（受信状態の変動が生じると波形劣化が生じるので、実際においては受信信号から同期検出すると、同期周期は変動することがありうる）。このため、受信状態が良くて波形変動などが生じなければ、生成部３によりある同期信号が生成されれば、同期周期毎に次の同期信号が生成されてもよいと考えられる。

擬似同期信号生成部８は、この考え方に基づいて、生成部３で生成されたある同期信号を基準として、計測部４で計測された同期周期毎に次々と擬似同期信号を生成する。なお、同期周期は、複数の同期周期の平均値から算出されても良い。

選択部９は、生成部３で生成された同期信号（受信信号を用いて生成された同期信号）と、擬似同期信号のいずれかを選択する。選択部９は、受信状態が良い場合には、擬似同期信号を選択する（受信状態が良いので、同一間隔で擬似的に生成される擬似同期信号が、その後の復調処理に用いられても問題はないので）。逆に、受信状態が悪い場合には、選択部９は、生成部３からの同期信号を選択する。

ここで、選択部９は、判定部１２での判定結果を用いて、受信状態の良否を判断すればよい。

また、生成部３において所定数以上の数の同期信号が生成された場合には、選択部９は、受信状態が良好であると判断して、擬似同期信号を選択する。

このように、選択部９が擬似同期信号を選択する期間においては、受信信号から同期検出を行う必要がない。このため、擬似同期信号が選択される期間においては、第２期間のみならず、第１期間においても、消費電力の削減が優先されるべきである。

擬似同期信号が選択される場合には、制御部５は、第１期間と第２期間の両方において、算出部２および生成部３の少なくとも一方における電気信号を操作する。具体的には、実施の形態１で説明したのと同様に、供給クロック信号の低減（停止を含む）、記憶素子の保持信号の固定化、記憶素子へのイネーブル信号の非有効状態への固定などが行われる。

図４、図５は、本発明の実施の形態２における擬似同期信号を用いた処理を説明するタイミングチャートである。

タイミングチャートの時間的な前半部分においては、選択部９は、擬似同期信号を選択している。この期間においては、第１期間および第２期間の両方において、制御部５による操作が行われる。図４に示されるように、擬似同期信号選択期間は、第１期間、第２期間の別を問わず、制御期間とされる。この制御期間においては、制御部５は、算出部２および生成部３の少なくとも一方に対する供給クロック信号の周波数を低減する。もしくは、制御部５は、算出部２および生成部３の少なくとも一方に含まれる記憶素子の保持信号を値「０」に固定する。もしくは、制御部５は、算出部２および生成部３の少なくとも一方に含まれる記憶素子へのイネーブル信号を、「非有効状態」に固定する。

制御部５によるこれらの操作により、擬似同期信号が選択されている期間における不要な消費電力が削減できる。これは、擬似同期信号が、復調部１０などで「同期信号として」用いられるので、同期検出にかかわる演算を行う算出部２および生成部３での演算が不要となるからである。このため、消費電力の削減が向上するにも関わらず、通信装置１の受信動作に影響はまったく及ばない。

逆に、図４の時間的な後半部分に示されているように、同期信号が選択される期間においては、実施の形態１と同様に第２期間においてのみ、制御部５は電気信号を操作する。

（変形例）
次に、実施の形態２における擬似同期信号を用いた変形例について説明する。

制御部５は、擬似同期信号が選択されている期間においては、算出部２および生成部３の少なくとも一方における電気信号を操作する。特に、制御部５は、算出部２および生成部３の少なくとも一方に対する供給クロック信号の周波数を低減する。

ここで、擬似同期信号が選択されている間であっても、受信状態の変動がある場合もあり、受信信号から同期信号を得た方が好ましいこともある。すなわち、擬似同期信号を生成して選択している間でも、擬似同期信号の生成が再調整（リフレッシュ）されることが好ましい。

制御部５は、擬似同期信号選択期間において、この期間に含まれる特定の第１期間において、低減していたクロック信号の周波数を復元する。

Ｎ個（Ｎは自然数）の同期周期の期間をＮ同期周期と定義すると、このＮ同期周期に含まれる複数の第１期間のうち、特定の第１期間（単数でも複数でも良い）においては、制御部５は、低減していたクロック信号の周波数を低減前の周波数に戻す。

これは、図５に示されるとおりである。擬似同期信号選択期間においては、クロック周波数は低減されている。しかし、特定の第１期間において、クロック周波数が戻される。この処理により、クロック周波数が復元した第１期間において、生成部３で本来の同期信号が生成される。この生成された同期信号を用いて、擬似同期信号生成部８は、この時刻以降において、擬似同期信号を生成するので、擬似同期信号の生成タイミングがリフレッシュされる。

ここで、Ｎ同期周期で示される期間は、受信状態によって、その長さが調整されて良い。例えば、受信状態がよければ、擬似同期信号のリフレッシュ間隔は、長くてかまわない。これに対して、受信状態が悪ければ、擬似同期信号のリフレッシュ間隔は短くする必要がある。すなわち、受信状態が良ければ、制御部５は、Ｎ同期周期の変数「Ｎ」の値を大きくする。逆に、受信状態が悪ければ、制御部５は、Ｎ同期周期の変数「Ｎ」の値を小さくする。

Ｎ同期周期の長さが長い場合には、供給クロック信号の周波数が復元される期間同士の間隔が長くなり、擬似同期信号のリフレッシュの間隔が長くなる。その分、消費電力が削減されるが、受信状態が良いのであるから、リフレッシュされていない擬似同期信号が使用されていても、通信装置１にとって影響は少ない。

逆に、Ｎ同期周期の長さが短い場合には、擬似同期信号のリフレッシュ間隔が短くなり、消費電力の削減量は減少するが、擬似同期信号のリフレッシュがこまめに行われ、通信装置１での受信精度が維持される。

なお、制御部５は、判定部１２の判定結果に基づいて、変数Ｎの値を定めればよい。

なお、生成部３で生成された同期信号と同期周期に基づいて生成される擬似同期信号であるが、生成され始めると、生成部３からの同期信号を必要としない。このため、受信状態が変わった場合には、本来あるべき同期信号のタイミング位置との乖離が生じる可能性がある。擬似同期信号のリフレッシュとは、生成部３で生成された本来の同期信号と同期周期により、再び本来のタイミング位置に近いタイミング位置で擬似同期信号が生成されるようにすることである。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。

実施の形態３においては、実施の形態１および２で説明された機能を有する半導体集積回路について説明する。

図６は、本発明の実施の形態３における半導体集積回路のブロック図である。

半導体集積回路４０は、実施の形態１および２で説明された機能に対応するブロックを備えており、加えて、受信部４１や送信部４２、ＣＰＵ４３を備えている。なお、受信部４１は、図１で示された要素であって、図６に示されていない要素を含んでいる。

半導体集積回路４０は、電子機器や通信機器に組み込まれており、例えば、デジタルテレビ、携帯端末、携帯電話、ノートブックパソコン、カーナビゲーションシステムなどに組み込まれている。勿論、単体で流通されても良い。

算出部２は、実施の形態１、２で説明されたとおり、受信信号に含まれる所定のパターンの相関値を算出する。

生成部３は相関値に基づいて、受信信号の区切り部分を検出して同期信号を生成する。計測部４は、同期信号に基づいて、同期周期を計測した上で、第１期間、第２期間を定義する。

制御部５は、第２期間において、算出部２および生成部３の少なくとも一方における電気信号を操作することで、消費電力を制御する。具体的には実施の形態１、２で説明されたように、制御部５は、供給クロック信号の周波数の低減などを行う。

また、実施の形態２で説明されたように、擬似同期信号に基づいて、消費電力の削減と、受信処理の精度維持を両立させる。

以上のように、実施の形態３における半導体集積回路によれば、受信精度を維持しつつ、不要な消費電力を削減できる。

（実施の形態４）
次に、実施の形態４について説明する。

実施の形態４においては、実施の形態１および２で説明された通信装置を含む電子機器について説明する。

実施の形態１および２で説明された通信装置は、そのまま種々の電子機器に応用される。

ここで、電子機器の例としては、通信を行う機能を有している電子機器の全てが含まれる。例えば、携帯電話、携帯端末、ノートブックパソコン、カーナビゲーションシステムなどである。

これらの電子機器においても、実施の形態１および２で説明したように、受信信号の相関値を算出する算出部２と、同期信号を生成する生成部３と、計測部４と、復調部１０を備えており、第２期間においては、算出部２および生成部３の少なくとも一方における電気信号を操作する。

実施の形態４で説明される電子機器は、実施の形態１、２で説明された通信装置１や、実施の形態３で説明された半導体集積回路４０を備えている。これら通信装置１や半導体集積回路４０によって、電子機器は、無線や有線により、データ通信を行える。

この機能により、電子機器が有する通信機能において、不要な電力が削減され、通信機能の精度に影響を与えることなく、電子機器の消費電力が削減できる。

なお、本発明における受信信号は、相関演算により同期検出する信号方式であれば何でも良く、例えばスペクトラム拡散信号、ＯＦＤＭ信号などの信号方式に幅広く応用される。

本発明は、例えば、無線通信などによる受信信号を受信する通信装置の分野等において好適に利用できる。

Claims (19)

1. 受信信号に含まれる所定パターンの相関値を算出する算出部と、
   前記相関値に基づいて同期信号を生成する生成部と、
   前記同期信号を基準として所定の周期を計測する計測部と、
   前記算出部および前記生成部の少なくとも一方の消費電力を制御する制御部を備え、
   前記計測部は、時間軸上において前記同期信号を内部に含むと共に所定の長さを有する第１期間と、前記第１期間と重複しない第２期間をそれぞれ定義し、
   前記制御部は、前記第２期間において前記算出部および前記生成部の少なくとも一方における電気信号を操作することで前記消費電力を制御する通信装置。
2. 前記電気信号は、前記算出部および前記生成部の少なくとも一方に対する供給クロック信号であって、
   前記制御部は、前記第２期間において、前記供給クロック信号を低減することで、前記消費電力を制御する請求の範囲第１項記載の通信装置。
3. 前記算出部および前記生成部の少なくとも一方は記憶素子を備え、
   前記電気信号は、前記記憶素子が保持する保持信号であって、
   前記制御部は、前記第２期間において、前記保持信号を特定値に固定することで、前記消費電力を制御する請求の範囲第１項記載の通信装置。
4. 前記電気信号は、前記記憶素子に供給されるイネーブル信号であって、
   前記制御部は、前記第２期間において、前記イネーブル信号を非有効状態に固定することで、前記消費電力を制御する請求の範囲第１項記載の通信装置。
5. 前記記憶素子は、フリップフロップ回路を含む請求の範囲第３項記載の通信装置。
6. 前記計測部は、前記相関値の大きさに基づいて、前記第１期間の長さを調整する請求の範囲第１項記載の通信装置。
7. 時間軸上で隣り合う前記同期信号の相互の時間間隔を同期周期とし、前記同期周期の周期偏差を算出する周期偏差算出部を更に備え、前記計測部は、前記周期偏差に基づいて、前記第１期間の長さを調整する請求の範囲第１項記載の通信装置。
8. 前記受信信号の信号品質を判定して判定結果を出力する判定部を更に備え、前記計測部は、前記判定結果に基づいて、前記第１期間の長さを調整する請求の範囲第１項記載の通信装置。
9. 前記受信信号を復調する復調部と、前記復調部の出力に基づいて誤り検出を行う誤り検出部を更に備え、前記判定部は、前記誤り検出部の結果に基づいて、信号品質を判定する請求の範囲第１項記載の通信装置。
10. 前記同期信号を基準として、所定間隔毎に発生する擬似同期信号を生成する擬似同期信号生成部と、前記同期信号と前記擬似同期信号のいずれかを選択する選択部を更に備え、前記擬似同期信号が選択される場合には、前記制御部は、前記第１期間と前記第２期間の両方において、前記算出部および前記生成部の少なくとも一方における電気信号を操作することで、前記消費電力を制御する請求の範囲第１項記載の通信装置。
11. 前記電気信号は、前記算出部および前記生成部の少なくとも一方に対する供給クロック信号であって、
    前記制御部は、前記選択部が前記擬似同期信号を選択する場合には、前記第１期間と前記第２期間の両方において、前記供給クロック信号を低減することで、前記消費電力を制御する請求の範囲第１０項記載の通信装置。
12. 時間軸上で隣り合う前記同期信号の相互の時間間隔を同期周期とし、
    前記制御部は、Ｎ（Ｎは自然数）同期周期に含まれる複数の第１期間の内、特定の第１期間においては、低減されている前記供給クロック信号の周波数を、低減前の周波数に戻す請求の範囲第１１項記載の通信装置。
13. 前記制御部は、前記判定部の判定結果に基づいて、前記Ｎ同期周期のＮの値を操作する請求の範囲第１２項記載の通信装置。
14. 前記算出部および前記生成部の少なくとも一方は記憶素子を備え、
    前記電気信号は、前記記憶素子が保持する保持信号であって、
    前記制御部は、前記選択部が前記擬似同期信号を選択する場合には、前記第１期間と第２期間の両方において、前記保持信号を特定値に固定する請求の範囲第１０項記載の通信装置。
15. 前記選択部は、前記生成部において、所定数以上の同期信号が生成された場合には、前記擬似同期信号を選択する請求の範囲第１０項記載の通信装置。
16. 受信信号に含まれる所定パターンの相関値を算出する算出部と、
    前記相関値に基づいて同期信号を生成する生成部と、
    前記同期信号を基準として所定の周期を計測する計測部と、
    前記算出部および前記生成部の少なくとも一方の消費電力を制御する制御部を備え、
    前記計測部は、時間軸上において前記同期信号を内部に含むと共に所定の長さを有する第１期間と、前記第１期間と重複しない第２期間をそれぞれ定義し、
    前記制御部は、前記第２期間において前記算出部および前記生成部の少なくとも一方における電気信号を操作することで前記消費電力を制御する半導体集積回路。
17. 前記電気信号は、前記算出部および前記生成部の少なくとも一方に対する供給クロック信号であって、
    前記制御部は、前記第２期間において、前記供給クロック信号を低減することで、前記消費電力を制御する請求の範囲第１６項記載の半導体集積回路。
18. 受信信号に含まれる所定パターンの相関値を算出する算出部と、
    前記相関値に基づいて同期信号を生成する生成部と、
    前記同期信号を基準として所定の周期を計測する計測部と、
    前記算出部および前記生成部の少なくとも一方の消費電力を制御する制御部を備え、
    前記計測部は、時間軸上において前記同期信号を内部に含むと共に所定の長さを有する第１期間と、前記第１期間と重複しない第２期間をそれぞれ定義し、
    前記制御部は、前記第２期間において前記算出部および前記生成部の少なくとも一方における電気信号を操作することで前記消費電力を制御する電子機器。
19. 前記電子機器は、携帯電話、携帯端末、ノートブックパソコンおよび受像機のいずれかである請求の範囲第１８項記載の電子機器。

Images