JP2005184335A

JP2005184335A - 無線通信装置における誤同期防止装置

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Publication number: JP2005184335A
Application number: JP2003420891A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Miyamoto; 弘光宮本
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2005-07-07
Also published as: US20050135528A1; US7359367B2

Abstract

【課題】誤同期による通信リンクの切断を回避する誤同期防止装置を提供。
【解決手段】同期パターン検出部12は、広い同期窓で受信データ54から同期パターンを検索し同期検出通知56と同期タイミング58を出力する。パケットヘッダー検出部14は、通知56を受けると受信データ54のヘッダーブロック202のエラーチェックを行い誤りがないときヘッダー正常受信通知60を出力する。タイミング補正部16は、通知60を受けると内部タイミングを同期タイミング58に同期させ、タイミング補正完了通知64，66を出力する。モード管理部10は、通知64を受けると通常モード変更通知52を出力し、同期パターン検出部12では狭い同期窓で同期パターンの検出を行う。しかし、同期パターン検出期間監視部18は、通知66の受信後Ｌ秒以内に次の通知66を受けないとき同期はずれ通知68を出力する。モード管理部10は、通知68を受けると復帰指示50を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ディジタル方式の無線通信装置における誤同期防止装置に関し、特に通常モードおよび省電力モード間を適宜遷移して動作する無線通信装置における誤同期防止装置に関するものである。

ディジタル方式の無線通信システムには、例えばBluetoothシステムのように、基準タイミングを管理する装置（以下基準装置という）とその基準タイミングを受信して基準装置との同期を維持する従属装置から構成され、従属装置は通信を行う通常モード（アクティブ状態）と通信を停止して消費電力の低減化を図る省電力モード（パワーセーブ状態）で動作するシステムがある。基準装置と従属装置間の通信リンクの維持は双方のタイミング同期信号（同期パターン）を取得することにより行われ、一定期間内に同期パターンを取得できない場合には通信リンクは切断となる。なお、この一定期間はシステムにより決定されるパラメータであるが、例えばBluetoothシステムの場合はデフォルト20秒とされている。

例えば、基準装置では基準タイミングを示す同期パターンを一定の周期で従属装置へ送信し、従属装置では基準装置から送信される同期パターンを受信して基準装置の基準タイミングとの同期を維持する。従属装置では、同期パターンを受信する際、周囲雑音等の影響をできるだけ回避するために、所定の時間長の同期窓を開口して同期パターンを受信する。一般的な無線装置の受信窓は、通常モード時は±数μs程度の受信パケットのタイミングずれを許容するように規格化されているが、省電力モードから通常モードへの復帰時は規定されておらずユーザが任意の同期窓長を設定できる。なお、特許文献１には電波状態に応じてワード同期キャラクタを検出する無線通信装置が開示されている。

しかし、従属装置では、省電力モードで動作する場合には、基準装置の基準タイミング取得を一時的に休止してパワーダウンする状態（Sleep状態）に入るため、Sleepの期間中は基準装置との同期を確保するための同期タイミング補正を行うことができない。基準装置と従属装置のシステムクロックには通常ドリフトが存在するため、基準装置と従属装置のシステムクロックが互いに非同期になると、Sleepの期間中に従属装置のシステムクロックのタイミングが基準装置のシステムクロックから通常モード時の同期窓（±数μs程度）以上ずれることがある。

そこで、従属装置では、省電力モードから通常モードへ復帰する場合、通常モード時の同期窓（±数μs程度）より大きい受信窓（±数100μs程度）を開口して同期パターンを受信し、基準装置との同期を維持して通信リンクの切断を防止している。

特開平8-242201号公報

しかしながら、上記の無線通信装置では、次のような原因により、通信リンクが切断するという問題点が発生する。

まず、省電力モードから通常モードへの復帰時には同期窓を拡張するので、同期パターン判定の対象時間が長くなる。このため、周辺雑音や他の装置間で送受信されるランダムデータ等に誤同期する確率が高くなり、その誤同期が原因で通信リンクが切断となる。例えば、図８に示すように、従属装置では、通常モードで動作している場合には、基準装置からパケットにより送信される同期パターンの送信タイミングに合わせて±10μsの同期窓を開口して同期パターンを受信する。しかし、Sleep期間を経て省電力モードから通常モードへの復帰する時、同期窓を±数100μsに拡張して同期パターンを受信し、その後に通常モードへ移行して同期窓を±10μsに戻す。

しかし、従属装置では、図９に示すように省電力モードから通常モードへ復帰する場合において±数100μsの同期窓C1を開口した時に、周囲の雑音等（非同期パターンB1）を基準装置の同期パターンA1と誤って検出した場合、その非同期パターンB1に内部タイミングを同期させ、そして通常モードへ移行して同期窓を±10μsに戻すことになる。このため、非同期パターンB1のタイミングが基準装置の同期パターンから大きくずれている場合には、通常モード復帰時に±10μsの同期窓C2が開口されるタイミングは、基準装置が送信する同期パターンA2のタイミングからずれてしまい、従属装置では基準装置の同期パターンを以後受信できなくなる。この結果、通信リンク切断となってしまう。

次に、従属装置が通常モードで動作している場合において、複数回（２回以上）連続して誤同期した場合には、その誤同期が原因で通信リンクが切断となる。従属装置では、通常モード時には、図10に示すように、基準装置から周期的にパケットにより送信される同期パターンのタイミングに合わせて同期窓を開口し同期パターンを受信する。この場合、同期窓を±10μsに設定することにより周囲雑音等による影響を低減しているので、周囲雑音等により同期パターンを誤検出する確率は通常かなり低くなる。しかし、周辺状況によっては誤検出が発生する場合が生ずる。

例えば、図11に示すように、通信を行っていない第３の無線通信装置（３台目の無線通信装置）が基準装置に対して連続して２回呼び出しを行った場合、第３の無線通信装置からは基準装置が送信する同期パターンD1，D2と同一の同期パターンE1，E2が送信される。したがって、第３の無線通信装置から最初に出力される同期パターンE1が、基準装置の同期パターンD1からプラス方向に８μsずれている場合には、同期パターンE1のタイミングは従属装置の同期窓F1の範囲内にあるので、従属装置は同期パターンE1を基準装置からの同期パターンD1より先に検出し、内部タイミングを同期パターンE1に同期させる。

このため、同期窓F1に続く同期窓F2は、基準装置の同期パターンD2の送信タイミングからプラス方向に８μsずれたタイミング（＋18〜−２μs）で開口される。なお、通常、１つの同期窓内では同期パターンの検索を２回以上実行しないので、同期パターンE1の直ぐ後ろに続く基準装置の同期パターンD1は検出されない。

さらに、従属装置の同期窓F2が開口された時に第３の無線通信装置から基準装置に対して２回目の同期パターンE2が送信され、その同期パターンE2の送信タイミングが基準装置の同期パターンD2からプラス方向に11μsずれている場合には、同期パターンE2は同期窓F2の範囲内にあるので、従属装置は同期パターンE2を基準装置からの同期パターンD2と誤って検出し、内部タイミングを同期パターンE2に同期させる。このため、同期窓F2に続く同期窓F3は、基準装置の同期パターンD3からプラス方向に11μsずれたタイミング（＋21〜＋１μs）で開口されるので、従属装置では、基準装置からの同期パターンを以後検出することができなくなり、同期はずれが継続して通信リンクは切断となる。

本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、雑音等による内部タイミングの誤同期を防止して誤同期による通信リンクの切断を回避する無線通信装置における誤同期防止装置を提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するために、省電力モードと通常モードで動作し、パケットで情報を送受信する無線通信装置における誤同期防止装置において、広い同期窓による同期パターンの検出を指示する復帰指示および通常モードへの変更を通知する通常モード変更通知を出力するモード管理手段と、モード管理手段が復帰指示を出力したとき広い同期窓を用い、通常モード変更通知を出力したとき狭い同期窓を用いて受信情報の同期ブロックに含まれる同期パターンを検出する同期パターン検出手段と、同期パターン検出手段が検出した同期パターンに装置内の内部タイミングを同期させるタイミング補正手段と、モード管理手段が通常モード変更通知を出力してから一定時間内に同期パターン検出手段が同期パターンを検出しないとき、モード管理手段へ同期はずれ通知を出力する同期パターン検出期間監視手段とを含み、モード管理手段は、省電力モードから通常モードへ復帰するときおよび同期パターン検出期間監視手段から同期はずれ通知を受けたとき同期パターン検出手段へ復帰指示を出力し、タイミング補正手段が内部タイミングの同期処理を完了したとき同期パターン検出手段および同期パターン検出期間監視手段へ通常モード変更通知を出力することを特徴とする。

また、本発明は、省電力モードと通常モードで動作し、パケットで情報を送受信する無線通信装置における誤同期防止装置において、広い同期窓による同期パターンの検出を指示する復帰指示および通常モードへの変更を通知する通常モード変更通知を出力するモード管理手段と、モード管理手段が復帰指示を出力したとき広い同期窓を用い、通常モード変更通知を出力したとき狭い同期窓を用いて受信情報の同期ブロックに含まれる同期パターンを検出する同期パターン検出手段と、同期パターン検出手段が同期パターンを連続して検出する検出回数を監視する正常受信回数管理手段と、正常受信回数管理手段により監視される検出回数が一定回数を超えたとき、装置内の内部タイミングを同期パターン検出手段で検出された同期パターンに同期させるタイミング補正手段とを含み、モード管理手段は、省電力モードから通常モードへ復帰するとき同期パターン検出手段へ復帰指示を出力し、タイミング補正手段が内部タイミングの同期処理を完了したとき同期パターン検出手段へ通常モード変更通知を出力することを特徴とする。

また、本発明は、通常モードで動作する無線通信装置における誤同期防止装置において、狭い同期窓を用いて受信データの同期ブロックに含まれる同期パターンを検出する同期パターン検出手段と、同期パターン検出手段が同期パターンを検出してから一定時間内に次の同期パターンを検出しないとき同期はずれと判定し、同期はずれと判定した後に同期パターン検出手段が同期パターンを検出したとき同期回復と判定する同期パターン検出期間監視手段とを含み、同期パターン検出手段は、同期パターン検出期間監視手段が同期はずれと判定したとき同期窓を広い同期窓に変更し、同期回復と判定したとき狭い同期窓に戻すことを特徴とする。

本発明によれば、受信パケットに含まれるヘッダーブロックのエラー検出機能を利用して検出した同期パターンの誤りを判断しているので、誤りのない同期パターンに基づいて装置内の内部タイミングを補正することができる。また、省電力モードから通常モードへ移行した際に、内部タイミングが誤同期して同期パターンを検出することができない場合には同期窓を拡張させて同期パターンを検出しているので、内部タイミングが誤同期によりずれても基準装置の基準タイミングを確実に取得することが可能となり、通信リンクの切断を回避して回線品質を向上させることができる。

また、本発明によれば、同期パターンを連続して複数回検出できたときに検出された同期パターンを基準装置からの同期パターンと判断しているので、内部タイミングを誤った同期パターに同期させる確率を大きく低減することができる。したがって、基準装置の基準タイミングを確実に取得することが可能となるため、誤同期により通信リンクを切断するという問題をほぼ回避することができ、回線品質を更に向上させることができる。

さらに、本発明によれば、無線通信装置が通常モードで動作中に、装置内の内部タイミングが誤同期により基準装置の基準タイミングからずれてしまった場合には、同期窓を拡張して同期パターンを検索しているので、基準装置の基準タイミングを取得することが可能となり通信リンクを切断してしまうという問題を回避することができ、回線品質を向上させる効果が得られる。

次に添付図面を参照して本発明による無線通信装置における誤同期防止装置の実施例を詳細に説明する。図１を参照すると、本発明による誤同期防止装置の第１の実施例は、モード管理部10、同期パターン検出部12、パケットヘッダー検出部14、タイミング補正部16および同期パターン検出期間監視部18を含み、無線通信装置が省電力モードから通常モードへ復帰する際に発生する内部タイミングの誤同期を防止して誤同期による通信リンクの切断を回避するものである。なお、図１において、接続線に付された参照符号は同接続線に現れる信号を表す。

図１の誤同期防止装置が適用される無線通信装置は、通常モードと省電力モードの２つの動作モード間を適宜遷移して動作する従属装置である。モード管理部10は、この無線通信装置の動作モードを管理するものである。具体的には、省電力モードから通常モードへ復帰する場合には、広い同期窓による同期パターンの検出を指示する復帰指示50を同期パターン検出部12へ出力し、タイミング補正部16からタイミング補正完了通知64を受けたとき、通常モードへの変更を通知するモード変更通知52を同期パターン検出部12および同期パターン検出期間監視部18へ出力する。また、モード管理部10は、同期パターン検出期間監視部18から同期はずれ通知68を受けたとき、同期パターン検出部12に対して復帰指示50を出力する。

本実施例が適用される無線通信装置は、基準装置から送信されるパケットを受信し、受信したパケットを受信データ54として同期パターン検出部12へ入力する。このパケットは、図２に示すように、同期パターを含む同期ブロック202と、パケット種別を示すヘッダーブロック202と、ユーザーデータ部分のデータブロック204とから構成される。例えば、Bluetoothシステムの場合、同期ブロック202は68/72ビットからなり、ヘッダーブロック202は54ビットからなり、データブロック204は０〜2746ビットからなる。

同期パターン検出部12は、受信データ54から同期パターンを検出するものである。具体的には、モード管理部10から復帰指示50を受けたとき、受信データ54が入力されるタイミングに合わせて広い同期窓（例えば±100μs）を開口し、同期ブロック200に含まれる同期パターンの検索を行う。そして、同期パターンを検出したとき、検出を通知する同期検出通知56をパケットヘッダー検出部14へ出力し、その同期パターンのタイミングを示す同期タイミング58を生成してタイミング補正部16へ出力する。なお、同期パターン検出部10は、モード管理部10から、通常モードへの変更通知52を受けたときは、狭い同期窓（例えば±10μs）を開口して同期パターンの検出処理を行う。

パケットヘッダー検出部14は、受信データ54のヘッダーブロック202についてエラー検出を行うものである。具体的には、同期パターン検出部12から同期検出通知56を受けたとき、受信データ54からヘッダーブロック202を抽出し、そのヘッダーブロック202に含まれる誤り検出符号HEC（Header Error Check）を用いてヘッダーブロック202のエラー検出を行う。そして、エラーを検出しないとき、ヘッダー正常受信通知60をタイミング補正部16へ出力する。

ところで、同期ブロック200には一般的にエラー検出機能がないため、同期パターンの誤りを検出することはできない。しかし、ヘッダーブロック202には誤り検出符号HECが付加されているので、この誤り検出符号HECを用いてヘッダーブロック202のエラーを検出できる。本実施例では、ヘッダーブロック202について誤り検出を行い、ヘッダーブロック202に誤りがない場合には同期ブロック200にも誤りがない確率が高いものと判断し、装置内の内部タイミングが誤った同期パターンに同期することを回避しようとするものである。

なお、パケットのデータブロック204にも誤り検出符号CRC（Cyclic Redundancy Check）が付加されているので、誤り検出符号CRCを用いてデータブロック204のエラー検出を行うことができる。しかし、データブロック204は一般的には必ずパケットに存在するものではないため、本実施例では、データブロック204をエラーチェックの対象としていない。

タイミング補正部16は、装置の内部タイミングを基準装置の基準タイミングに同期させるものである。具体的には、同期パターン検出部12からヘッダー正常受信通知60を受けたとき、装置内の内部タイミングを同期パターン検出部12から与えられる同期タイミング58に同期させる。同期タイミング58は基準装置の基準タイミングに同期しているので、内部タイミングは基準装置の基準タイミングに同期することとなる。また、タイミング補正部16は、内部タイミングの同期処理を完了したときタイミング補正完了通知64，66をモード管理部10，同期パターン検出期間監視部18へそれぞれ出力する。無線通信装置では、この内部タイミングに基づいて送信パケットの送信タイミングや受信パケットの受信タイミングを決定する。

同期パターン検出期間監視部18は、通常モードに移行した際に、装置内の内部タイミングが基準装置の基準タイミングに同期しているかどうかを確認するものである。具体的には、モード管理部10から、省電力モードから通常モードへの変更を通知するモード変更通知52を受けたとき、その時点からの経過時間を計測する。そして、上位から設定されるパラメータＬ秒（例えば、Ｌ≧１）が経過するまでにタイミング補正部16からタイミング補正完了通知66を受けないとき、同期はずれ通知68をモード管理部10へ出力する。なお、同期パターンが一定期間内に検出されないとき通信リンクは切断となるが、パラメータＬはこの一定期間より小さい値に設定される。

同期パターン検出期間監視部18は、本実施例では、タイミング補正部16から出力されるタイミング補正完了通知66に基づいて同期はずれ通知68を生成しているが、タイミング補正部16はパケットヘッダー検出部14からヘッダー正常受信通知60を受けたとき内部タイミングの同期処理を行っているので、このヘッダー正常受信通知60に基づいて同期はずれ通知68を生成してもよい。また、装置構成の簡単化を重視する場合には、内部タイミングが誤同期する確率がやや大きくなるが、パケットヘッダー検出部14を省略してもよい。

このように構成された誤同期防止装置の動作を、省電力モードから通常モードへ復帰する場合について図３のフローチャートを参照して説明すると、モード管理部10では、省電力モードから通常モードへ復帰する場合、同期パターン検出部12へ復帰指示50を出力する。同期パターン検出部12では、復帰指示50を受けると（図３のステップS100）、受信データ54の入力タイミングに合わせて±100μsの同期窓を開口し、受信データ54から同期パターンを検索する処理を開始する（ステップS102）。

同期パターン検出部12では、同期パターンを検出したとき同期検出通知56をパケットヘッダー検出部14へ出力し、同期タイミング58をタイミング補正部16へ出力する（ステップS104）。パケットヘッダー検出部14では、同期検出通知56を受けると、受信データ54のヘッダーブロック202についてエラー検出を行い、エラーを検出しない場合にはヘッダー正常受信通知60をタイミング補正部16へ出力する（ステップS106）。なお、ヘッダーブロック202に誤りがある場合には、ステップS102〜S106の処理が繰り返し実行される。

タイミング補正部16では、パケットヘッダー検出部14からヘッダー正常受信通知60を受けると、装置内の内部タイミングを同期パターン検出部12からの同期タイミング58に同期させることにより基準装置の基準タイミングに同期させる。そして、内部タイミングの同期処理を完了したときタイミング補正完了通知64，66をモード管理部10，同期パターン検出期間監視部18へそれぞれ出力する（ステップS108）。モード管理部10では、タイミング補正完了通知64を受けると、省電力モードから通常モードへの変更を通知するモード変更通知52を同期パターン検出部12および同期パターン検出期間監視部18へ出力する（ステップS110）。

同期パターン検出部12では、省電力モードから通常モードへの変更を通知するモード変更通知52を受けると、同期窓を±10μsに縮小して同期パターンの検出を行う。また、同期パターン検出期間監視部18では、省電力モードから通常モードへの変更を通知するモード変更通知52を受けると経過時間の計測を開始し、Ｌ秒が経過するまでにタイミング補正完了通知66を受けることができないとき、同期はずれ通知68をモード管理部10へ出力する（ステップS112）。

モード管理部10では、同期はずれ通知68を受けると同期パターン検出部12へ復帰指示50を出力する。これにより、ステップS112からステップS102の処理に戻り、ステップS102〜S112の処理が改めて実行される。例えば、同期パターン検出部12では、同期窓を±100μsに拡張して同期パターンの検出を開始する（ステップS102）。ただし、同期パターン検出期間監視部18から同期はずれ通知68が出力されない場合は、ステップS110で設定された通常モードがそのまま維持され、同期パターン検出部12では、±10μsの同期窓で同期パターンの検出を行う。

このように第１の実施例によれば、パケットのヘッダーブロック202のエラー検出機能を利用して同期パターンの誤りを判断しているので、誤りのない同期パターンに基づいて装置内の内部タイミングを補正することができる。特に、省電力モードから通常モードへの復帰する時、Sleep期間が長いため内部タイミングが基準装置の基準タイミングから大きくずれている場合が多い。このような場合、周囲雑音等を同期パターンと誤って検出する機会が多くなるが、本実施例によればこの機会を減少させることができる。

また、第１の本実施例によれば、省電力モードから通常モードへ移行した時、一定時間内に同期パターンを検出できるかどうかを監視することにより内部タイミングの同期状態を判断し、内部タイミングが誤同期した場合には直ちに省電力モードへ戻し、同期窓を拡張させて同期パターンを検出しているので、内部タイミングが誤同期によりずれた場合でも、基準装置の基準タイミングを確実に取得することが可能となり、通信リンクの切断を回避して回線品質を向上させることができる。

図４は、本発明による無線通信装置における誤同期防止装置の第２の実施例である。この実施例は、省電力モードから通常モードへ復帰する際に内部タイミングが誤同期する確率を図１に示す実施例の場合より更に低減させるものであり、図１の同期パターン検出期間監視部18に替えて正常受信回数管理部20を設けたものである。なお、図３において、図１と同じ要素には同じ参照符号を付してあり、接続線に付された参照符号は同接続線に現れる信号を表す。

モード管理部10、同期パターン検出部12、パケットヘッダー検出部14およびタイミング補正部16は、基本的には図１の同じ参照符号を付したものと同じである。ただし、本実施例のモード管理部10は、省電力モードから通常モードへ復帰しようとする場合、広い同期窓による同期パターンの検出開始を指示する復帰指示50を同期パターン検出部12へ出力し、タイミング補正部16からタイミング補正完了通知64を受けたとき、省電力モードから通常モードへの変更を通知するモード変更通知52を同期パターン検出部12へ出力するものである。

同期パターン検出部12は図１の同じ参照符号を付したものと同じである。しかし、本実施例のパケットヘッダー検出部14は、ヘッダーブロック202に誤りがないとき、ヘッダー正常受信通知60を正常受信回数管理部20へ出力するものであり、タイミング補正部16は、正常受信回数管理部20から規定回数正常受信通知70を受けたとき、装置内の内部タイミングを同期パターン検出部12から与えられる同期タイミング58に同期させるものである。

正常受信回数管理部20は、パケットヘッダー検出部14からヘッダー正常受信通知60を受信した回数を管理し、連続して受信できた受信回数が上位から設定されるパラメータＭ（正常受信回数、例えば、Ｍ≧２）以上になったとき、規定回数正常通知70をタイミング補正部16へ出力するものである。前述のように、パケットヘッダー検出部14ではパケットのヘッダーブロック202について誤り検出を実行しているが、このヘッダーブロック202に含まれる誤り符号は一般的に短い冗長ビットで構成されることが多い。例えば、Bluetoothシステムの場合、８ビットの冗長ビットを用いてヘッダーブロックの正当性をチェックしている。

しかし、冗長ビットを８ビットとした場合、ヘッダーブロックにランダムエラーが発生したとき、誤りを含むヘッダーブロックを1/2^８＝1/256の確率で正常であると誤って認識してしまう可能性がある。この誤り検出の確率を1/256から更に低減させて０％へ近づけるためには、誤り検出処理を複数回繰り返し実施すればよい。正常受信回数管理部20は、ヘッダー正常受信通知60の受信回数が正常受信回数Ｍ以上になったとき、同期パターン検出部12において正常な同期パターンが連続してＭ回以上検出されたものと判断し、規定回数正常通知70をタイミング補正部16へ出力する。

タイミング補正部16は、前述のように正常受信回数管理部20から規定回数正常通知70を受けたとき、内部タイミングを同期パターン検出部12からの同期タイミング58に同期させる。この規定回数正常通知70は、同期パターン検出部12により検出された同期パターンが基準装置から送信される同期パターンである確率が極めて高いとき、つまり内部タイミングが基準装置の基準タイミングに同期している確率が極めて高いとき正常受信回数管理部20から出力されるものである。したがって、内部タイミングが誤同期するという問題はほぼ解消されることとなる。

このように構成された誤同期防止装置の動作を省電力モードから通常モードへ復帰する場合について図５のフローチャートを参照して説明すると、図５のステップS200〜S206の処理は、図３のステップS100〜S106の処理と同じである。ただし、ステップS206の処理においてパケットヘッダー検出部14は、ヘッダーブロック202にエラーがないとき、ヘッダー正常受信通知60を正常受信回数管理部20へ出力する。そして、ヘッダーブロック202に誤りがない場合にはステップS208へ移行し、ヘッダーブロック202に誤りがある場合にはステップS202の処理に戻る。

ステップS208において正常受信回数管理部20では、パケットヘッダー検出部14からヘッダー正常受信通知60を受信する回数を計数し、連続して受信した受信回数が正常受信回数Ｍ以上になったとき、規定回数正常通知70をタイミング補正部16へ出力する。そして、受信回数が正常受信回数Ｍ以上になった場合にはステップS210へ移行し、受信回数が正常受信回数Ｍ以上にならない場合にはステップS202の処理に戻る。

ステップS210においてタイミング補正部16では、規定回数正常通知70を受けると、装置内の内部タイミングを同期パターン検出部12からの同期タイミング58に同期させ、同期処理を完了したときタイミング補正完了通知64をモード管理部10へ出力する。モード管理部10では、タイミング補正部16からタイミング補正完了通知64を受けると、省電力モードから通常モードへの変更を通知するモード変更通知52を同期パターン検出部12へ出力する。

このように第２の実施例によれば、同期パターンを連続して複数回検出できたとき、検出された同期パターンを正常な同期パターンと判断し、この同期パターンに基づいて装置内の内部タイミングを補正しているので、内部タイミングが誤同期する確率を大きく低減させることができる。したがって、従属装置は、長い期間Sleep状態であったため基準装置の基準タイミングを失ってしまった場合でも、誤ったタイミングで内部タイミングを補正することはなくなる。よって、基準装置の基準タイミングを確実に取得することが可能となり、誤同期により通信リンクを切断するという問題をほぼ回避することができ、回線品質を更に向上させることができる。

図６は、本発明による無線通信装置における誤同期防止装置の第３の実施例である。この実施例は、無線通信装置が通常モードで動作している場合において、装置内の内部タイミングが誤同期したために通信リンクが切断するという問題を解決するもので、図６に示すように同期パターン検出部30、同期パターン検出期間監視部32および同期窓長管理部34を含む。このような通常モード動作中における通信リンクの切断は、図11に示すように装置内の内部タイミングが連続して２回以上誤同期した場合に生ずる。なお、図６において、接続線に付された参照符号は同接続線に現れる信号を表す。

本実施例が適用される無線通信装置は、図１に示す第１の実施例が適用される無線通信装置と同じものであるが、本実施例による誤同期防止装置は、無線通信装置が通常モードで動作している場合に動作するものである。無線通信装置は、通常モード状態にあるとき、基準装置から所定の周期で送信されるパケットを受信し、これを受信データ80として同期パターン検出部30へ入力する。このパケットは、例えば図２に示すように構成され、同期ブロック200には同期パターンが含まれている。

同期パターン検出部30は、図示しないモード管理部から通常モードによる動作を指示されたとき、受信データ80が入力されるタイミングに合わせて狭い同期窓（例えば、±10μs）を開口し、同期ブロック200に含まれる同期パターンを検索するものである。そして、同期パターンを検出したとき検出を通知する同期検出通知82を同期パターン検出期間監視部32へ出力する。また、同期窓長管理部34からの指示に従って同期窓を狭い同期窓から広い同期窓（例えば、±100μs）に変更し、あるいは広い同期窓を狭い同期窓に戻す機能を含む。

同期パターン検出期間監視部32は、同期パターン検出部30からの同期検出通知82に基づいて、内部タイミングが基準装置の基準タイミングに同期しているかどうかを判定するものである。具体的には、同期パターン検出部30から同期検出通知82を受けたとき、その受信時点からの経過時間を計測する。そして、上位から設定されるパラメータＰ秒（例えば、Ｐ≧１）が経過するまでに次の同期検出通知82を受けることができないとき、内部タイミングが基準タイミングからずれているものと判断して同期はずれ通知84を同期窓長管理部34へ出力する。しかし、同期はずれ通知84を出力後に同期検出通知82を受けたとき、内部タイミングが基準装置の基準タイミングに再同期し、同期が回復したものと判断して同期回復通知86を同期窓長管理部34へ出力する。

同期窓長管理部34は、同期パターン検出部30において同期パターン検索の際に開口される開口窓の同期窓長を管理するものであり、同期パターン検出期間監視部32から同期はずれ指示84を受けたとき、同期パターン検出部30に対して同期窓長を上位から設定されるパラメータ±Ｎμsec（例えば、±100μs）に拡張するよう指示し、同期パターン検出期間監視部32から同期回復指示86を受けたとき、同期パターン検出部30に対して同期窓長を元に戻すように指示する。同期パターン検出部30では同期窓長管理部34からの指示に従って同期窓長を設定する。

次に、このように構成された誤同期防止装置の動作を、図７のフローチャートを参照して説明すると、同期パターン検出部30では、図示しないモード管理部から通常モードによる動作を指示されると（図７のステップS300）、狭い同期窓を開口して同期パターンの検索を開始する（ステップS302）。すなわち、受信データ80の受信タイミングに合わせて、例えば±10μsの同期窓を開口し、受信データ80に含まれる同期パターンを検索する。そして、同期パターンを検出したとき同期検出通知82を同期パターン検出期間監視部32へ出力する。

ステップS304において同期パターン検出期間監視部32では、同期パターン検出部30から同期検出通知82を受けたとき、その受けた時点からの経過時間を計測すると共に次に入力される同期検出通知82を監視する。そして、Ｐ秒以内に次の同期検出通知82を受けることができないとき、同期はずれ指示84を同期窓長管理部34へ出力する。この場合、ステップS308へ移行する。しかし、Ｐ秒以内に次の同期検出通知82を受けたとき、例えば経過時間を計測するタイマーをリセットし（ステップS306）、その同期検出通知82を受けた時点からの経過時間を改めて計測開始すると共に次の同期検出通知82の入力を監視する（ステップS304〜306）。

ステップS308において同期窓長管理部34では、同期パターン検出期間監視部32から同期はずれ指示84を受けると、同期パターン検出部30に対して同期窓長を±Ｎμs（例えば±100μs）に拡張するよう指示する（ステップS308）。同期パターン検出部30では、同期窓長管理部34の指示に従って同期窓を±100μsに拡張し、同期パターンの検索を継続し、同期パターンを検出したとき同期検出通知82を同期パターン検出期間監視部32へ出力する（ステップS310）。

同期パターン検出期間監視部32では、ステップS304で同期はずれ通知86を出力した後に、同期パターン検出期間監視部32から同期検出通知82を受けたとき、同期窓管理部34へ同期回復通知86を出力する（ステップS312）。同期窓管理部34では、同期パターン検出期間監視部32から同期回復指示86を受けると、同期パターン検出部30に対して狭い同期窓へ戻すように指示する（ステップS314）。ステップS314からS302の処理に移行し、同期パターン検出部30では同期窓長管理部34からの指示に従って同期窓を±10μsに戻して同期パターンの検索を継続する。

このように第３の実施例によれば、通常モードにおいて装置内の内部タイミングが、例えば第３の従属装置（３台目の従属装置）が出力するパケットに含まれる同期パターンに２回連続して誤同期したために基準装置の基準タイミングからずれてしまった場合には、同期窓を拡張して同期パターンを検索しているので、基準装置の基準タイミングを取得することが可能となり通信リンクを切断してしまうという問題を回避することができ、回線品質を向上させる効果が得られる。

本発明は、送受信するパケットに誤り検出機能を有するBluetoothシステムに適用することが可能である。

本発明による無線通信装置における誤同期防止装置の第１の実施例を示すブロック図である。図１に示す誤同期防止装置に入力される受信データの構成例を示す図である。図１に示す誤同期防止装置の動作を示すフローチャートである。本発明による無線通信装置における誤同期防止装置の第２の実施例を示すブロック図である。図４に示す誤同期防止装置の動作を示すフローチャートである。本発明による無線通信装置における誤同期防止装置の第３の実施例を示すブロック図である。図６に示す誤同期防止装置の動作を示すフローチャートである。無線通信装置が省電力モードから通常モードへ移行する場合における同期パターンの検出方法を説明する図である。無線通信装置が省電力モードから通常モードへ移行する際に、装置内の内部タイミングが誤同期する原因を説明する図である。無線通信装置が通常モードで動作している場合における同期パターンの検出方法を説明する図である。無線通信装置が通常モードで動作中に、装置内の内部タイミングが誤同期する原因を説明する図である。

符号の説明

10 モード管理部
12、30 同期パターン検出部
14 パケットヘッダー検出部
16 タイミング補正部
18、32 同期パターン検出期間監視部
20 正常受信回数管理部
34 同期窓管理部

Claims

省電力モードと通常モードで動作し、パケットで情報を送受信する無線通信装置における誤同期防止装置において、該誤同期防止装置は、
広い同期窓による同期パターンの検出を指示する復帰指示および通常モードへの変更を通知する通常モード変更通知を出力するモード管理手段と、
該モード管理手段が復帰指示を出力したとき広い同期窓を用い、通常モード変更通知を出力したとき狭い同期窓を用いて受信情報の同期ブロックに含まれる同期パターンを検出する同期パターン検出手段と、
該同期パターン検出手段が検出した同期パターンに装置内の内部タイミングを同期させるタイミング補正手段と、
前記モード管理手段が通常モード変更通知を出力してから一定時間内に前記同期パターン検出手段が同期パターンを検出しないとき、前記モード管理手段へ同期はずれ通知を出力する同期パターン検出期間監視手段とを含み、
前記モード管理手段は、省電力モードから通常モードへ復帰するときおよび前記同期パターン検出期間監視手段から同期はずれ通知を受けたとき前記同期パターン検出手段へ前記復帰指示を出力し、前記タイミング補正手段が内部タイミングの同期処理を完了したとき前記同期パターン検出手段および同期パターン検出期間監視手段へ前記通常モード変更通知を出力することを特徴とする無線通信装置における誤同期防止装置。
請求項１に記載の誤同期防止装置において、該装置は、前記同期パターン検出手段が同期パターンを検出したとき、受信情報のヘッダーブロックに含まれる誤り符号を用いて該ヘッダーブロックの誤り検出を行うパケットヘッダー検出手段を含み、前記タイミング補正手段は、該パケットヘッダー検出手段が誤りのないヘッダーブロックを検出したとき内部タイミングの同期処理を行い、前記同期パターン検出期間監視手段は、前記モード管理手段が前記通常モード変更通知を出力してから一定時間内に前記パケットヘッダー検出手段が誤りのないヘッダーブロックを検出しないとき、前記モード管理手段へ前記同期はずれ通知を出力することを特徴とする無線通信装置における誤同期防止装置。
省電力モードと通常モードで動作し、パケットで情報を送受信する無線通信装置における誤同期防止装置において、該誤同期防止装置は、
広い同期窓による同期パターンの検出を指示する復帰指示および通常モードへの変更を通知する通常モード変更通知を出力するモード管理手段と、
該モード管理手段が前記復帰指示を出力したとき広い同期窓を用い、前記通常モード変更通知を出力したとき狭い同期窓を用いて受信情報の同期ブロックに含まれる同期パターンを検出する同期パターン検出手段と、
該同期パターン検出手段が同期パターンを連続して検出する検出回数を監視する正常受信回数管理手段と、
該正常受信回数管理手段により監視される検出回数が一定回数を超えたとき、装置内の内部タイミングを前記同期パターン検出手段で検出された同期パターンに同期させるタイミング補正手段とを含み、
前記モード管理手段は、省電力モードから通常モードへ復帰するとき前記同期パターン検出手段へ前記復帰指示を出力し、前記タイミング補正手段が内部タイミングの同期処理を完了したとき前記同期パターン検出手段へ前記通常モード変更通知を出力することを特徴とする無線通信装置における誤同期防止装置。
請求項３に記載の誤同期防止装置において、該装置は、前記同期パターン検出手段が同期パターンを検出したとき、受信情報のヘッダーブロックに含まれる誤り符号を用いて該ヘッダーブロックの誤り検出を行うパケットヘッダー検出手段を含み、前記正常受信回数管理手段は、前記パケットヘッダー検出手段が誤りのないヘッダーブロックを連続して検出する検出回数を監視することを特徴とする無線通信装置における誤同期防止装置。
通常モードで動作する無線通信装置における誤同期防止装置において、該誤同期防止装置は、
狭い同期窓を用いて受信データの同期ブロックに含まれる同期パターンを検出する同期パターン検出手段と、
該同期パターン検出手段が同期パターンを検出してから一定時間内に次の同期パターンを検出しないとき同期はずれと判定し、同期はずれと判定した後に前記同期パターン検出手段が同期パターンを検出したとき同期回復と判定する同期パターン検出期間監視手段とを含み、
前記同期パターン検出手段は、前記同期パターン検出期間監視手段が同期はずれと判定したとき同期窓を広い同期窓に変更し、同期回復と判定したとき狭い同期窓に戻すことを特徴とする無線通信装置における誤同期防止装置。