JP4576461B2 - 受信制御装置および受信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、間欠受信の受信タイミングを制御する受信制御装置および受信制御方法に関する。

携帯端末装置は、消費電力を低減するため、待ち受け状態において、基地局から報知情報信号を受信する時には、受信動作に高周波クロック信号を使用するとともに時刻管理等に低周波クロック信号を使用し、基地局から報知情報信号を受信しない時には、受信動作に用いる高周波クロック発振器を停止し、低周波クロック信号のみを使用している。そして、携帯端末装置は、低周波クロック信号を用いて次の報知情報信号の受信タイミングまでのクロック数を計数し、クロック数が報知情報信号の受信タイミングに達した時点で高周波クロック発振器を起動させて、受信動作に移行させる（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２４４３５１号公報

上述した携帯端末装置は、待ち受け時において、報知情報信号を受信しない時には、高周波クロック発振器を停止し、低周波クロック発振器を用いて動作する。この時、低周波クロック発振器は、高周波クロック発振器に比べて周波数精度が悪いため、低周波クロック信号に周波数偏差が生じる場合が存在していた。携帯端末装置は、低周波クロック信号にある一定以上の周波数偏差が生じて、報知情報信号の受信タイミングとの同期が外れた場合は、再度同期を取り直すため、初期の処理からこの待ち受け確立に至るまでの一連の同期処理作業を行わなければならず、無駄な電力を消費していた。

ところで、携帯端末装置は、携帯端末装置が時速１００ｋｍ等のスピードで動いたときのドップラー効果等による周波数偏差を考慮して基地局から送信される報知情報信号を受信するＷｉｎｄｏｗ幅を決定しているが、このＷｉｎｄｏｗ幅は、低周波クロック発振器に固有の周波数偏差を考慮したものではなく、この周波数偏差を吸収できない範囲である。

また、携帯端末装置は、低周波クロック信号を用いて報知情報信号の受信タイミングまでの間隔を測定しているが、この低周波クロック信号の周波数偏差は、常温で約±２０ｐｐｍとなることがあり、温度の変化も考慮すると、周波数偏差は約±６０ｐｐｍほどになってしまうこともある。低周波クロック信号の周波数偏差は、温度の影響による周波数偏差が一番大きい。携帯端末装置は、低周波クロック信号に周波数偏差が生じて、報知情報信号の受信タイミングとの同期が外れた場合は、再度同期を取り直すことが必要となり、初期の処理から待ち受け確立に至るまでの無駄な電力を消費することになる。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、温度の影響により低周波クロック信号にある一定以上の周波数偏差が生じるような場合であっても報知情報信号を確実に受信できる受信制御装置および受信制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の受信制御装置は、高周波数の第１のクロック信号を生成する第１発振器と、該第１発振器よりも小さい消費電力で、該第１発振器の生成するクロック信号より低周波数の第２のクロック信号を生成する第２発振器と、送信されてきた信号を受信する受信部と、間欠受信の受信時は、前記第１発振器の生成する第１のクロック信号に基づいて、該受信部を駆動して信号を受信し、間欠受信の非受信時は、前記第１発振器の停止を指示し、前記第２発振器の生成する第２のクロック信号に基づいて動作するように制御する第１の制御部と、前記第１発振器の生成する第１のクロック信号に基づいて、前記第２発振器の１周期当たりの平均クロック数をカウントし、該平均クロック数に基づいて、次回の間欠受信の受信タイミングを予測決定する決定部と、前記間欠受信の一定周期の受信タイミング毎に温度の変化量を計測する計測部と、前記計測した温度の変化量に基づいて、前記間欠受信の受信タイミングの周期を制御する第２の制御部とを具備することを特徴とする。

前記第２の制御部は、前記計測部で計測した温度の変化量が、所定の値を超える場合には、前記間欠受信の受信タイミングの周期が短くなるように当該周期を制御することが好ましく、または、前記温度の変化量と、前記間欠受信の受信タイミングの周期との対応付けを示す情報を記憶する記憶部をさらに備え、前記第２の制御部は、前記計測部で計測した温度の変化量と前記対応付けを示す情報とに基づいて、前記間欠受信の受信タイミングの周期を制御することが好ましい。

また、本発明の受信制御方法は、間欠受信の受信時には、高周波数の第１のクロック信号に基づいて信号を受信し、間欠受信の非受信時には、前記第１のクロック信号の停止を指示し、前記第１のクロック信号より低周波数の第２のクロック信号に基づいて動作するように制御する受信制御方法において、前記間欠受信の受信時に、前記第１のクロック信号に基づいて、前記第２のクロック信号の１周期当たりの平均クロック数をカウントし、該平均クロック数に基づいて、次回の間欠受信の受信タイミングを予測決定するステップと、前記間欠受信の一定周期の受信タイミング毎に温度の変化量を計測するステップと、前記計測した温度の変化量に基づいて、前記間欠受信の受信タイミングの周期を決定するステップとを具備することを特徴とする。

本発明は、報知情報信号の一定周期の受信タイミング毎に温度の変化量を計測し、計測した温度の変化量に基づいて、報知情報信号の受信タイミングの周期を決定するとともに、報知情報信号の受信時に、高周波クロック信号に基づいて、低周波クロック信号の１周期当たりの平均クロック数をカウントし、該平均クロック数に基づいて、次回の報知情報信号の受信タイミングを予測決定するようにしたので、温度の影響により低周波クロック信号にある一定以上の周波数偏差が生じるような場合であっても報知情報信号を確実に受信できる。

本発明の受信制御装置のシステム構成図である。 ３２．７６８ｋＨｚの低周波クロック発振器の周波数温度特性を示す図である。 許容温度変化量と温度との関係を示す図である。 報知情報信号（ＰＣＨ）の受信タイミングの周期を説明する図である。 各温度範囲毎の許容温度変化量と報知情報信号（ＰＣＨ）の受信タイミングの周期との値が格納されたテーブルの一例を示す図である。 高周波クロック信号に基づいて低速クロック信号の１周期のクロック数を求めるクロック計測回路を示す図である。 報知情報信号（ＰＣＨ）の受信処理の流れを説明する図である。

本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の受信制御装置のシステム構成図である。なお、本実施の形態では、受信制御装置として携帯電話機を例示して説明する。図１において、受信制御装置は、アンテナ１１を介して基地局と信号の送受信を行うＲＦ送受信部１２と、信号の変復調を行うベースバンド部１３と、液晶表示部（ＬＣＤ）１４と、プログラムやデータなどを記憶するメモリ部１６と、音声信号のアナログ−デジタル、デジタル−アナログ変換を行うコーデック部１８と、電話機スピーカ２２と、電話機マイク２３と、温度センサ２５のアナログ電圧値をデジタル電圧値に変換するＡＤ変換部２４と、信号の処理、制御を行うＣＰＵ（決定部、第１および第２の制御部）１５と、ユーザからの入力情報をＣＰＵ１５に供給するキー入力部１９と、高精度の高周波クロック信号を生成する高周波クロック発振器２０と、高周波クロック発振器２０よりも小さい消費電力で、高周波クロック発振器２０の生成するクロック信号より低精度の低周波クロック信号を生成する低周波クロック発振器２１とを備えている。

ＣＰＵ１５は、間欠受信の受信時、すなわち待ち受け時において携帯電話機が報知情報信号（ＰＣＨ）を受信する時は、高周波クロック発振器２０の生成する高周波クロック信号（２４ＭＨｚ）に基づいて、ＲＦ送受信部１２およびベースバンド部１３を駆動する。また、ＣＰＵ１５は、間欠受信の非受信時、すなわち待ち受け時において報知情報信号（ＰＣＨ）を受信しない時は、高周波クロック発振器２０の停止を指示し、低周波クロック発振器２１の生成する低周波クロック信号（３２．７６８ｋＨｚまたは３２ｋＨｚ）に基づいて動作するように制御する。

しかし、上述した低周波クロック発振器は、高周波クロック発振器に比べて安価な発振器を採用しているので周波数精度が低く、また、温度による影響を受けやすく、受信制御装置は、低周波クロック信号にある一定以上の周波数偏差が生じると、報知情報信号（ＰＣＨ）のタイミングと同期が外れる場合が存在する。

そのため、本発明に係るＣＰＵ１５は、前回の報知情報信号（ＰＣＨ）の受信時に測定した温度と今回の報知情報信号（ＰＣＨ）の受信時に測定した温度との変化量を計測し、計測した温度の変化量が、所定の値を超えるようであれば、報知情報信号（ＰＣＨ）の受信タイミングの周期を制御して、温度変化による周波数偏差を生じても携帯電話機が報知情報信号（ＰＣＨ）を受信できるようにしている。図２は、３２．７６８ｋＨｚの低周波クロック発振器（音叉型水晶振動子）の周波数温度特性を示す図である。縦軸が周波数偏差（単位：ｐｐｍ）を表し、横軸が温度（単位：℃）を表している。また２５℃を０ｐｐｍとする。この図から、温度が−１０℃から２５℃へ遷移して周波数が高くなる状態と、温度が２５℃から−１０℃へ遷移して周波数が低くなる状態と、温度が２５℃から６０℃へ遷移して周波数が低くなる状態と、温度が６０℃から２５℃へ遷移して周波数が高くなる状態が存在することが分かる。

３２．７６８ｋＨｚの低周波クロック発振器の周波数偏差量Δｆは、低周波クロック発振器の固有の偏差量を２０ｐｐｍとすると、図２に示す周波数温度特性により、
Δｆ＝２０−０．０３５（Ｔ−２５）^２
で近似される。０．０３５は２次温度係数（Ｋ）であり、（Ｔ−２５）は、常温（２５℃）との温度差を示している。また、実際に計測すると、低周波クロック発振器の固有の周波数偏差量である２０ｐｐｍは、１０秒間隔では、ほとんど変化しない。また、周波数偏差量Δｆは、装置内雰囲気の温度変化量に依存する。そこで、周波数偏差量Δｆを温度で微分すると、
Δｆ＝−０．０７（Ｔ−２５）ΔＴ
となる。すなわち、１０秒毎の周波数偏差量Δｆは、１０秒毎の温度変化量に依存し、温度変化量と各温度により決定する。

携帯電話機では、携帯電話機が時速１００ｋｍ等のスピードで動いたときのドップラー効果等による周波数偏差を考慮して基地局から送信される報知情報信号（ＰＣＨ）を受信するＷｉｎｄｏｗ幅を決定しているが、報知情報信号がこのＷｉｎｄｏｗ幅内に収まるために許される周波数偏差量を±０．２ｐｐｍとすると、
±０．２＝０．０７（Ｔ−２５）ΔＴ
となる。したがって、許容温度変化量ΔＴは、
ΔＴ＝±０．２／０．０７（Ｔ−２５）
となり、各温度によって許される温度変化量が決まる。

ここで、２次温度係数（Ｋ）を最悪係数である０．０４５とすると、
ΔＴ＝±０．２／０．０９（Ｔ−２５）
となり、これを曲線で示すと、図３に示すようになる。図３は、周波数の許容偏差量を±０．２ｐｐｍとして１０秒毎に測定した場合と、周波数の許容偏差量を±０．７８ｐｐｍとして２．５６秒毎に測定した場合の許容温度変化量と温度との関係を示す図である。１０秒毎に温度を測定したときの許容温度変化量ΔＴを０．１℃とすると、携帯電話機が３℃〜４７℃で報知情報信号（ＰＣＨ）を受信でき、許容温度変化量ΔＴを０．２℃とすると、携帯電話機が１４℃〜３６℃で報知情報信号（ＰＣＨ）を受信できることが分かる。なお、２次温度係数（Ｋ）は、低周波クロック発振器に応じて、予め設定される。

本発明の受信制御装置は、報知情報信号（ＰＣＨ）の一定周期（例えば１０秒）の受信タイミング毎に温度の変化量を計測し、計測した温度の変化量が許容温度変化量ΔＴを越えたときに、報知情報信号（ＰＣＨ）の受信タイミングの周期を制御して、温度の影響により低周波クロック信号に周波数偏差を生じても、報知情報信号（ＰＣＨ）がＷｉｎｄｏｗ幅内に収まるようにしている。すなわち、１０秒毎に測定した温度変化量が許容温度変化量を超えた場合には、報知情報信号（ＰＣＨ）の受信タイミングの周期が短くなるように、例えば、図４に示すように、報知情報信号（ＰＣＨ）の受信タイミングの周期を５．１２秒または２．５６秒とする。

具体的には、各温度範囲毎の許容温度変化量と、報知情報信号（ＰＣＨ）の受信タイミングの周期値との対応付けが格納されたテーブルをメモリ部１６に用意し、このテーブルを参照して報知情報信号（ＰＣＨ）の受信タイミングの周期を決定する。図５にテーブルの一例を示す。このテーブルを参照して、例えば、温度が１０〜１５℃または３５〜４０℃の範囲にあるときに、１０秒毎に求めた温度変化量が±０．１５℃を越えた場合は、次回の報知情報信号（ＰＣＨ）の受信タイミングの周期を５．１２秒とする。温度が０〜１０℃または４０〜５０℃の範囲にあるときに、１０秒毎に求めた温度変化量が±０．０９℃を越えた場合は、次回の報知情報信号（ＰＣＨ）の受信タイミングの周期を２．５６秒とする。また、温度が２０〜３０℃の範囲にあるときに、１０秒毎に求めた温度変化量が、±０．４４℃を越えない場合は、次回の報知情報信号（ＰＣＨ）の受信タイミングの周期を１０秒とする。

また、本発明の受信制御装置は、報知情報信号（ＰＣＨ）の一定周期の受信タイミング毎に温度の変化量を計測して受信タイミングの周期を決定するとともに、報知情報信号（ＰＣＨ）を受信する時には、高周波クロック発振器２０の生成する高周波クロック信号に基づいて、低周波クロック発振器２１の生成する低周波クロック信号の１周期当たりの平均クロック数をカウントし、報知情報信号（ＰＣＨ）の受信に失敗したときには、この平均クロック数に基づいて、次回の間欠受信の受信タイミングを予測決定するようにしている。

具体的には、受信制御装置は、報知情報信号（ＰＣＨ）の受信時において、３２ｋＨｚの低周波クロック信号の立ち上がりを検出して、次の３２ｋＨｚの低周波クロック信号の立ち上がりまでの２４ＭＨｚの高周波クロック信号のクロック数をカウントする。これをＭ回（約３０回）繰り返してその平均をとり、３２ｋＨｚの低周波クロック信号の１周期分の平均クロック数（Ｎ）を求める。

図６は、高周波クロック信号に基づいて低速クロック信号の１周期のクロック数を求めるクロック計測回路を示す図である。クロック計測回路は、立ち上がり検出回路３１と、カウンタ３２と、加算器３３と、補正用レジスタ３４と、１つ前の補正値レジスタ３５と、比較器３６とにより構成される。なお、これらの構成部はバスで接続されている。立ち上がり検出回路３１は、３２．７６８ｋＨｚの低速クロック信号の立ち上がりを検出すると、カウンタ３２に立ち上がり信号を出力する。カウンタ３２は、立ち上がり信号を受け取ると、カウンタ３２をクリアし、次の立ち上がり信号を受け取るまで、２４ＭＨｚの高速クロック信号のクロック数をカウントする。カウンタ３２のカウント値は、加算器３３により補正用レジスタ３４の値に加算され、加算された値は補正用レジスタ３４に格納される。同様の処理をＭ回（約３０回）繰り返し、補正用レジスタ３４にはＭ回加算されたカウンタ値（高速クロック数）が格納される。ＣＰＵ（決定部）１５は、このＭ回加算されたカウンタ値をＭで割ることにより低周波クロック信号の１周期当たりの平均クロック数を求めることができる。なお、１つ前の補正値レジスタ３５は、前回のＭ回加算されたカウンタ値を格納するものであり、比較器３６は、前回のＭ回加算されたカウンタ値と、今回のＭ回加算されたカウンタ値とを比較して、増減を判定するためのものである。

ＣＰＵ１５は、３２ｋＨｚの低周波クロック信号の１周期分の平均クロック数Ｎを求めたならば、次に、報知情報信号（ＰＣＨ）の受信時までの期間（例えば１０ｓ）の高周波クロック信号のクロック数を、低周波クロック信号の１周期分の平均クロック数Ｎで割ることによって、低周波クロック信号での報知情報信号（ＰＣＨ）の受信タイミングを予測決定する。

図７は、報知情報信号（ＰＣＨ）の受信処理の流れを説明する図である。ユーザが、携帯電話機の電源を投入すると（Ｓ１００）、携帯電話機は、初期処理を行い（Ｓ１１０）、報知情報信号（ＰＣＨ）を受信して（Ｓ１２０）、温度を計測するとともに、高周波クロック信号に基づいて、低周波クロック発振器の生成する低周波クロック信号の１周期当たりの平均クロック数をカウントする（Ｓ１３０）。次に、携帯電話機は、１０秒周期で報知情報信号（ＰＣＨ）の受信処理を実行する（Ｓ１４０）。ステップ１５０において、携帯電話機は、報知情報信号（ＰＣＨ）の受信に成功したならば、温度を計測して前回の報知情報信号（ＰＣＨ）の受信時における温度との温度変化量を求める。次に、携帯電話機は、求めた温度変化量に基づいて図５に示すテーブルを参照して次回の報知情報信号（ＰＣＨ）の受信タイミングの周期を決定し（Ｓ１６０）、次回の報知情報信号（ＰＣＨ）の受信タイミングの周期を１０秒、５．１２秒または２．５６秒に設定して（Ｓ１７０）、ステップ１２０に戻る。ステップ１５０において、携帯電話機は、報知情報信号（ＰＣＨ）の受信に失敗したならば、上述した１周期当たりの平均クロック数に基づいて、次回の間欠受信の受信タイミングを予測決定して（Ｓ１８０）、ステップ１２０に戻る。

上述したように、本発明は、報知情報信号の一定周期の受信タイミング毎に温度の変化量を計測し、計測した温度の変化量に基づいて、報知情報信号の受信タイミングの周期を決定し、報知情報信号の受信に失敗したときは、報知情報信号の受信時に、高周波クロック信号に基づいて、低周波クロック信号の１周期当たりの平均クロック数をカウントし、該平均クロック数に基づいて、次回の報知情報信号の受信タイミングを予測決定するようにしたので、温度の影響により低周波クロックにある一定以上の周波数偏差が生じるような場合であっても報知情報信号を確実に受信できる。

関連出願へのクロスリファレンス

本願は、日本国特許出願第２００７−０１９０５８号（２００７年１月３０日出願）、の優先権の利益を主張し、これらの全内容を参照により本願明細書に取り込むものとする。

Claims (4)

1. 高周波数の第１のクロック信号を生成する第１発振器と、
   該第１発振器よりも小さい消費電力で、該第１発振器の生成するクロック信号より低周波数の第２のクロック信号を生成する第２発振器と、
   送信されてきた信号を受信する受信部と、
   間欠受信の受信時は、前記第１発振器の生成する第１のクロック信号に基づいて、該受信部を駆動して信号を受信し、間欠受信の非受信時は、前記第１発振器の停止を指示し、前記第２発振器の生成する第２のクロック信号に基づいて動作するように制御する第１の制御部と、
   前記第１発振器の生成する第１のクロック信号に基づいて、前記第２発振器の１周期当たりの平均クロック数をカウントし、該平均クロック数に基づいて、次回の間欠受信の受信タイミングを予測決定する決定部と、
   前記間欠受信の一定周期の受信タイミング毎に温度の変化量を計測する計測部と、
   前記計測した温度の変化量に基づいて、前記間欠受信の受信タイミングの周期を制御する第２の制御部と、
   を具備することを特徴とする受信制御装置。
2. 前記第２の制御部は、前記計測部で計測した温度の変化量が、所定の値を超える場合には、前記間欠受信の受信タイミングの周期が短くなるように当該周期を制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の受信制御装置。
3. 前記温度の変化量と、前記間欠受信の受信タイミングの周期との対応付けを示す情報を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記第２の制御部は、前記計測部で計測した温度の変化量と前記対応付けを示す情報とに基づいて、前記間欠受信の受信タイミングの周期を制御する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の受信制御装置。
4. 間欠受信の受信時には、高周波数の第１のクロック信号に基づいて信号を受信し、間欠受信の非受信時には、前記第１のクロック信号の停止を指示し、前記第１のクロック信号より低周波数の第２のクロック信号に基づいて動作するように制御する受信制御方法において、
   前記間欠受信の受信時に、前記第１のクロック信号に基づいて、前記第２のクロック信号の１周期当たりの平均クロック数をカウントし、該平均クロック数に基づいて、次回の間欠受信の受信タイミングを予測決定するステップと、
   前記間欠受信の一定周期の受信タイミング毎に温度の変化量を計測するステップと、
   前記計測した温度の変化量に基づいて、前記間欠受信の受信タイミングの周期を決定するステップと、
   を具備することを特徴とする受信制御方法。

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