JP3719287B2 - 受信装置、受信方法および通信システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、携帯電話機などに用いられる受信装置、受信方法および携帯電話機などが用いられて形成される通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スペクトラム拡散方式が用いられた通信システムの携帯電話機においては、自機への着呼の検出を行なう状態である、いわゆる待ち受け状態にあるときに、基地局から送信されてくる制御信号を受信して、これを復調するために同期合わせを行なう。
【０００３】
この同期合わせはＰＮ符号（擬似ランダムノイズ符号）が用いられて拡散変調された制御信号を復調するため、携帯電話機内で発生させるＰＮ符号の発生タイミングと、送信されてきた制御信号の拡散変調に用いられたＰＮ符号の発生タイミングとを合わせる処理である。
【０００４】
この場合、携帯電話機は、自機が有する可変周波数発振器からのクロック信号に応じて発生させたＰＮ符号と、受信した制御信号とを用いて、両者の周波数のずれを検出する。そして、この検出した周波数のずれに応じて、自機の可変周波数発振器の発振周波数を補正する。これにより、自機において発生させるＰＮ符号の発生タイミングを、受信した制御信号を拡散変調したときに用いられたＰＮ符号の発生タイミングに合わせる。
【０００５】
この後、自機において発生させ、上述のようにして補正したＰＮ符号を用いて、受信した制御信号から、拡散変調前の元の信号を復調する。そして、復調された信号により、送信されてきた情報を取得して、自機への着呼の有無などを判断する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のような、スペクトル拡散方式が用いられた通信システムの携帯電話機の場合、待ち受け状態にあるときには、一般に図４に示すように、受信処理を間欠的に行なうようにする間欠受信処理が行なわれる。これは、待ち受け状態にあるときには、自機への着呼が適正に検出できればよく、常時受信処理を行なう必要がないからである。
【０００７】
したがって、図４に示すように、受信処理期間ＴＡにおいては、受信処理を行ない、不受信期間ＴＮＡにおいては、受信処理を行なわないようにすることによって、携帯電話機が待ち受け状態にあるときの消費電力の省力化を図ることができる。
【０００８】
このような携帯電話機においては、待ち受け状態にあるときの消費電力の省力化のため、図４に示した受信周期ＴＳを長くすることが好ましい。すなわち、不受信期間ＴＡＮを長くして、受信処理の回数を減らすことができれば、それだけ消費電力を抑えることができる。
【０００９】
しかし、受信周期ＴＳは、携帯電話機において、ＰＮ符号を発生させるタイミングを決める可変周波数発振器の精度に依存する。可変周波数発振器の精度が悪く、かつ、不受信期間ＴＮＡを長くした場合には、前述したように合わせ込んだタイミングが、不受信期間ＴＮＡ中にずれて、次の間欠受信処理期間で制御信号を得ることができなくなる。
【００１０】
そこで、高精度の周波数発振器を用いることで不受信期間を長くすることが考えられる。しかし、高精度の周波数発振器は高価であり、携帯電話機の価格が高くなってしまう。
【００１１】
このため、従来は、コストをも考慮して、安価な発振器を用いるようにしており、受信周期ＴＳを短くせざるをえない。このため、電池交換あるいは、バッテリへの充電を頻繁に行なう必要があり、使い勝手が悪くなることがある。
【００１２】
以上のことにかんがみ、この発明は、コストアップすることなく、待ち受け状態にあるときの同期の精度を保ち、消費電力を低減させることができる受信装置および受信方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、この発明による受信装置は、
スペクトラム拡散方式で拡散変調された受信信号を復調するための復調用拡散符号を発生させる拡散符号発生回路と、
前記拡散符号の発生タイミングを示すクロック信号を形成して、前記拡散符号発生手段に供給する可変周波数発振回路と、
前記受信信号と前記復調用拡散符号との供給を受けて、前記受信信号が拡散変調されたときの拡散符号の発生タイミングと前記復調用拡散符号の発生タイミングとのずれに応じて、前記可変周波数発振回路の発信周波数を補正するための補正信号を形成する同期補正信号生成回路と、
前記受信信号を前記拡散符号発生回路からの前記拡散符号を用いて復調する復調回路と、
前記復調回路により復調された信号を復号する復号回路と、
間欠受信動作を行う場合に、前記拡散符号発生回路と前記可変周波数発振回路と前記同期補正信号生成回路とを駆動させる周期と、前記復調回路と前記復号回路とを駆動させる周期とを同期させるとともに、前記拡散符号発生回路と前記可変周波数発振回路と前記同期補正信号生成回路とを駆動させる周期よりも、前記復調回路と前記復号回路とを駆動させる周期が長くなるように各回路部を駆動制御する制御回路と
を備えることを特徴する。
【００１４】
この発明による受信装置においては、間欠受信動作を行う場合において、制御手段により、前記拡散符号発生回路と前記可変周波数発振回路と前記同期補正信号生成回路とをＮ回駆動するうちの１回に、これらの各回路の駆動に同期して、復調回路、復号回路が駆動される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照しながら、この発明をスペクトラム拡散方式が用いられた通信システムの携帯電話機、例えばＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式のセルラー携帯電話機に適用した場合の一実施の形態について説明する。
【００１６】
ＣＤＭＡ方式は、互いに異なる符号で拡散した複数のいわゆるスペクトラム拡散通信信号を、同じ時間帯や周波数帯に送信し、個々の信号を符号の違いを利用して識別する方式であり、通信信号の秘匿性、妨害波、干渉波の排除能力に優れた通信方式である。そして、この実施の形態においては、スペクトラム拡散させる拡散変調には、ＰＮ符号を用いるようにするものである。
【００１７】
図１は、この実施の形態の携帯電話機の受信装置部分を説明するためのブロック図である。図１に示すように、この携帯電話機は、アンテナ１、ＲＦ増幅回路２、周波数変換回路３、同期補正信号生成回路４、可変周波数水晶発振器（以下ＶＣＸＯという）５、ＰＮ符号発生器６、拡散変調された信号を復調するための復調回路７、情報復号回路８、制御回路９を備えている。
【００１８】
アンテナ１は、基地局から送信された信号を受信して、これをＲＦ増幅回路２に供給する。ＲＦ増幅回路２は、供給された信号を所定のレベルにまで増幅して、周波数変換回路３に供給する。
【００１９】
周波数変換回路３は、自動チューニングを行なって、受信した信号からベースバンド信号ＢＢを得る。ベースバンド信号ＢＢは、同期補正信号生成回路４および復調回路４に供給される。
【００２０】
そして、この実施の形態の携帯電話機は、拡散変調されて送信されてくる信号を復調するために、ＰＮ符号発生器６を備えている。ＰＮ符号発生器６は、ＶＣＸＯ５からのクロック信号ＣＬＫに応じてＰＮ符号を発生させて、同期補正信号生成回路４および復調回路７に供給する。
【００２１】
同期補正信号生成回路４は、周波数変換回路３からのベースバンド信号ＢＢと、ＰＮ符号発生器６から連続的に供給されるＰＮ符号（ＰＮ符号信号）ＰＳとから、基地局から送信された信号が、拡散変調されたときに用いられたＰＮ符号の発生タイミングと、この携帯電話機において、ＰＮ符号発生器６が発生させるＰＮ符号の発生タイミングのずれを検出する。
【００２２】
そして、同期補正信号生成回路４は、検出したＰＮ符号の発生タイミングのずれに応じて、ＶＣＸＯ５の発振周波数を補正する信号ＨＳを生成し、これをＶＣＸＯ５に供給する。
【００２３】
そして、ＶＣＸＯ５の発振周波数は、信号ＨＳに応じて補正される。これにより、ＰＮ符号発生器６から連続的に発生されるＰＮ符号信号ＰＳと、拡散変調に用いられたＰＮ符号との同期が合わせられる。
【００２４】
このように、ＰＮ符号の発生タイミングが送信側と受信側で同じになるように同期合わせが行われた後には、復調回路７からは、拡散変調前の元の信号Ｓが得られる。この復調された信号Ｓは、情報復号回路８に供給される。
【００２５】
情報復号回路８は、復調された信号Ｓに対して、エラー訂正処理などを行なって送信されてきた情報を復号し、この実施の形態の携帯電話機において用いられる情報を得る。
【００２６】
制御回路９は、この実施の形態の携帯電話機の各回路部への電源電圧の供給制御を行なう。この実施の形態において制御回路９は、ＲＦ増幅回路２、周波数変換回路３、同期補正信号生成回路４、ＰＮ符号発生器６などへの電源電圧の供給制御と、復調回路７以降の情報復号回路８などへの電源電圧の供給制御とを、制御信号ＣＴ１、ＣＴ２により別々に行なうことができるように構成されている。
【００２７】
そして、制御回路９は、後述するように、この実施の形態の携帯電話機が、待ち受け状態にあるときの間欠受信処理時に、電源電圧の供給先を制御することで、実行する処理に応じて、駆動する回路を制御する。
【００２８】
図２は、この実施の形態の携帯電話機が、待ち受け状態にあるときの間欠受信処理について説明するための図である。図２において横軸は、時間を示しており、横軸上の矩形部分は、実行する処理を示している。
【００２９】
図２において、矩形部分の処理ＰＡは、基地局から送信された信号を受信して、前述したＰＮ符号の発生タイミングの同期補正処理までの処理を示しており、制御回路９からの制御信号ＣＴ１により、ＲＦ増幅回路２、周波数変換回路３、同期補正信号生成回路４、ＶＣＸＯ５，ＰＮ符号発生器６に電源電圧が供給されるように制御される。この処理ＰＡのみが実行される期間ＴＦ（この期間ＴＦを、以下、仮受信期間という）では、復調回路７、情報復号回路８、およびそれ以降の回路には電源電圧は供給されず、消費電力は少ない。
【００３０】
また、処理ＰＢは、復調、および復調された信号に対してエラー訂正などを行なって、情報を得る復号処理以降の処理を示し、制御回路９からの制御信号ＣＴ２により復調回路７、情報復号回路８に電源電圧が供給されるように制御される。したがって、処理ＰＡと処理ＰＢとが実行される期間ＴＡＡ（以下、本受信期間という）は、制御回路９からの制御信号ＣＴ１、ＣＴ２により、図示の回路のすべてに電源電圧が供給されて、受信信号の復調、復号が行われる。この本受信期間ＴＡＡの処理は、従来の図４の期間ＴＡの処理に相当する。
【００３１】
基地局から送信された信号を復号する処理は、自機への着呼が適正に検出することができればよいので、同期の精度を維持するために、実行される同期補正処理のように頻繁に実行する必要はない。
【００３２】
そこで、この実施の形態の携帯電話機においては、図２に示すように、待ち受け状態にあるときには、処理ＰＡは従来と同様の周期ＴＳで行うが、処理ＰＢは、処理ＰＡの２回に１回の割合で同期させて実行する。なお、期間ＴＮＡにおいては、従来と同様にして、図１に示す各回路には電源電圧は供給されず受信処理などは行なわれない。
【００３３】
このように、この実施の形態の携帯電話機においては、同期補正処理は、本受信期間ＴＡＡ、および仮受信期間ＴＦの両期間において、従来と同様の周期ＴＳで行なわれる。このため、この実施の形態の携帯電話機の同期精度は落ちることがない。
【００３４】
そして、復調、復号処理は、この実施の形態においては、本受信期間ＴＡＡの処理でしか行なわない。すなわち、同期補正処理などの処理を２回行なう間に、復号処理は１回しか行なわない。したがって、この実施の形態の携帯電話機においては、従来の間欠受信処理期間ＴＡに相当する処理期間ＴＡＡは、図４に示した従来の間欠受信処理の周期ＴＳの２倍の周期ＴＳＳとなり、復調、復号処理は従来の半分の実行回数となり復号処理がが減少した分、消費電力の省力化を図ることができる。
【００３５】
すなわち、従来は、図３に示すように、各回路への電源電圧の供給制御は、制御回路９の制御信号ＣＴに応じて各回路に対して同時かつ同様に行なわれていた。したがって、同期の精度を落とすことがない程度の不受信期間をあけて繰り返される受信期間においては、受信→同期補正→復調→復号といった一連の処理をすべて行なっていた。
【００３６】
これに対し、この実施の形態の携帯電話機においては、図２に示したように、本受信期間→不受信期間→仮受信期間→不受信期間というように、従来とは異なる新たな間欠受信処理を行なう。すなわち、同期補正処理は、従来と同じタイミングで実行しながら、復調、復号処理は、本受信期間でのみ実行されるため、安価な可変周波数発振器を用いた場合にも、同期精度を落とすことがなく、待ち受け状態での消費電力を低減させることができる。
【００３７】
また、待ち受け状態にあるときの消費電力を低減させることにより、待ち受け時間を従来より長く維持することができるため、より長時間にわたり、着呼を確実に検出することができる。
【００３８】
また、前述のように、ＣＤＭＡ方式は、ＰＮ符号によりスペクトル拡散させた信号を用いるが、復調のためには、携帯電話機において、高い周波数でＰＮ符号を発生させるため、消費電力も大きい。このため、この実施の形態のように消費電力の省力化は、ＣＤＭＡ方式の携帯電話機には特に有効である。
【００３９】
なお、前述の実施の形態においては、復号処理は、同期補正処理などの実行２回に対して１回実行するようにしたが、これに限るものではなく、着呼が適正に検出できる範囲内であれば、同期補正処理などをＮ回（２回以上）実行する間に、復調処理を１回実行するようにすることもできる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明による受信装置、受信方法および通信システムによれば、低精度の可変周波数発振器を用いた場合にも、同期の精度を落とすことなく、消費電力を低減させることができる。
【００４１】
したがって、この発明をスペクトラム拡散方式が用いられた通信システムの携帯電話機などに適用した場合には、待ち受け時間を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による受信装置の一実施の形態を説明するためのブロック図である。
【図２】この発明による受信装置が適用された携帯電話機の間欠受信処理を説明するための図である。
【図３】スペクトラム拡散方式が用いられた通信システムの従来の受信装置の一例を示すブロック図である。
【図４】スペクトラム拡散方式が用いられた通信システムの従来の間欠受信処理を説明するための図である。
【符号の説明】
１…アンテナ、２…ＲＦ増幅回路、３…周波数変換回路、４…同期補正信号生成回路、５…可変周波数発振器、６…ＰＮ符号発生器、７…復調回路、８…情報復号回路、９…制御回路

Claims (4)

1. スペクトラム拡散方式で拡散変調された受信信号を復調するための復調用拡散符号を発生させる拡散符号発生回路と、
   前記拡散符号の発生タイミングを示すクロック信号を形成して、前記拡散符号発生手段に供給する可変周波数発振回路と、
   前記受信信号と前記復調用拡散符号との供給を受けて、前記受信信号が拡散変調されたときの拡散符号の発生タイミングと前記復調用拡散符号の発生タイミングとのずれに応じて、前記可変周波数発振回路の発信周波数を補正するための補正信号を形成する同期補正信号生成回路と、
   前記受信信号を前記拡散符号発生回路からの前記拡散符号を用いて復調する復調回路と、
   前記復調回路により復調された信号を復号する復号回路と、
   間欠受信動作を行う場合に、前記拡散符号発生回路と前記可変周波数発振回路と前記同期補正信号生成回路とを駆動させる周期と、前記復調回路と前記復号回路とを駆動させる周期とを同期させるとともに、前記拡散符号発生回路と前記可変周波数発振回路と前記同期補正信号生成回路とを駆動させる周期よりも、前記復調回路と前記復号回路とを駆動させる周期が長くなるように各回路部を駆動制御する制御回路と
   を備えることを特徴する受信装置。
2. 前記受信装置は、携帯通信端末に用いられることを特徴とする請求項１に記載の受信装置。
3. スペクトラム拡散方式で拡散変調されている受信信号を復調するための復調用拡散符号を、可変周波数発振回路からのクロック信号に基づいて発生させる拡散符号発生工程と、
   前記受信信号と前記復調用拡散符号とから、前記受信信号が拡散変調されたときの拡散符号の発生タイミングと前記拡散符号発生工程において発生される前記拡散符号の発生タイミングとのずれを検出し、当該ずれに応じて前記可変周波数発振回路の発信周波数を補正するための補正信号を形成して前記可変周波数発振回路に供給する同期補正信号生成工程と、
   前記受信信号を前記拡散符号発生工程において発生させた前記拡散符号を用いて復調する復調工程と、
   前記復調工程において復調した信号を復号する復号工程と
   を有し、
   間欠受信動作を行う場合に、前記拡散符号発生工程と前記可変周波数発振工程と前記同期補正信号生成工程とを実行する周期と、前記復調回路と前記復号回路とを実行する周期とを同期させるとともに、前記拡散符号発生工程と前記可変周波数発振工程と前記同期補正信号生成工程とを実行させる周期よりも、前記復調工程と前記復号工程とを駆動させる周期が長くなるよう制御することを特徴とする受信方法。
4. 基地局から受信装置に対して制御情報を変調して送信し、前記受信装置においては、前記変調されて送信される制御情報を間欠的に受信して復調する通信システムにおいて、
   前記基地局は、前記受信装置に対して送信する情報をスペクトラム拡散方式で拡散変調して送信するものであり、
   前記受信装置は、
   前記受信信号を復調するための復調用拡散符号を発生させる拡散符号発生回路と、
   前記拡散符号の発生タイミングを示すクロック信号を形成して、前記拡散符号発生手段に供給する可変周波数発振回路と、
   前記受信信号と前記復調用拡散符号との供給を受けて、前記受信信号が拡散変調されたときの拡散符号の発生タイミングと前記復調用拡散符号の発生タイミングとのずれに応じ て、前記可変周波数発振回路の発信周波数を補正するための補正信号を形成する同期補正信号生成回路と、
   前記受信信号を前記拡散符号発生回路からの前記拡散符号を用いて復調する復調回路と、
   前記復調回路により復調された信号を復号する復号回路と、
   間欠受信動作を行う場合に、前記拡散符号発生回路と前記可変周波数発振回路と前記同期補正信号生成回路とを駆動させる周期と、前記復調回路と前記復号回路とを駆動させる周期とを同期させるとともに、前記拡散符号発生回路と前記可変周波数発振回路と前記同期補正信号生成回路とを駆動させる周期よりも、前記復調回路と前記復号回路とを駆動させる周期が長くなるように各回路部の駆動制御を行う制御手段と
   を備えるものであることを特徴とする通信システム。

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