(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の時間間隔で間欠的に送信された無線信号を受信処理する無線通信装置において、
無線信号の受信処理に用いる動作クロック信号を発生する第１の発振器と、
前記動作クロックよりも低周波な所定周波数のタイミングクロック信号を発生する第２の発振器と、
前記タイミングクロック信号の周波数偏差を測定する偏差測定時間を、前記無線信号の間欠時間間隔長に応じて決定する周波数偏差測定時間制御手段と、
前記タイミングクロック信号の周波数偏差を、前記動作クロック信号に基づき、前記偏差測定時間に亘って測定する周波数偏差測定手段と、
前記タイミングクロック信号の周波数偏差を補正し、該補正後のタイミングクロック信号に基づいて受信信号の間欠時間長を計測し、無線信号の推定受信タイミングと同期して前記第１の発振器を起動させるタイミングカウンタとを備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
所定の時間間隔で間欠的に送信された無線信号を受信処理する無線通信装置において、
無線信号の受信処理に用いる動作クロック信号を発生する第１の発振器と、
前記動作クロックよりも低周波な所定周波数のタイミングクロック信号を発生する第２の発振器と、
前記タイミングクロック信号の周波数偏差を、前記動作クロック信号に基づき、所定の偏差測定時間に亘って測定する周波数偏差測定手段と、
前記タイミングクロック信号の周波数偏差を補正し、該補正後のタイミングクロック信号に基づいて受信信号の間欠時間長を計測して無線信号の推定受信タイミングを生成し、該推定受信タイミングと同期して前記第１の発振器を起動させるタイミングカウンタと、
実際に受信された無線信号の受信タイミングを検出する受信タイミング検出手段と、
前記推定受信タイミングの該実受信タイミングに対する推定誤差を検出し、該推定誤差に応じて、以降の周波数偏差測定で使用される偏差測定時間を決定する周波数偏差測定時間制御手段とを備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
周波数偏差測定時間制御手段は、さらに、推定受信タイミングの推定誤差の許容最大値を予め保存し、無線信号の受信処理毎に前記推定誤差が該許容最大値より大きいか否かを判定して、前記推定誤差が該許容最大値より大きい無線信号の連続受信回数をカウントし、
周波数偏差測定手段は、前記連続受信回数が所定の閾値以上となった場合に、前記タイミングクロック信号の周波数偏差を、所定の偏差測定時間に亘って測定する構成とされたことを特徴とする、請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
周波数偏差測定時間制御手段は、推定受信タイミングの推定誤差の許容最大値を予め保存し、無線信号の受信処理毎に前記推定誤差が該許容最大値より大きいか否かを判定して、前記推定誤差が該許容最大値より大きい無線信号の連続受信回数をカウントし、当該連続受信回数に応じて、周波数偏差測定手段による偏差測定時間を長くする構成とされたことを特徴とする、請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項５】
周波数偏差測定時間制御手段は、推定受信タイミングの推定誤差の許容最大値を予め保存し、無線信号の受信処理毎に前記推定誤差が該許容最大値以下であるか否かを判定して、前記推定誤差が該許容最大値以下である無線信号の連続受信回数をカウントし、当該連続受信回数に応じて、周波数偏差測定手段による偏差測定時間を短くする構成とされたことを特徴とする、請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項６】
所定の時間間隔で間欠的に送信された無線信号を受信処理する無線通信装置の受信タイミング推定方法において、
無線信号の受信処理に用いる動作クロック信号を発生する動作クロック発振工程と、
前記動作クロックよりも低周波な所定周波数のタイミングクロック信号を発生するタイミングクロック発振工程と、
前記タイミングクロック信号の周波数偏差を測定する偏差測定時間を、前記無線信号の間欠時間間隔長に応じて決定する周波数偏差測定時間制御工程と、
前記タイミングクロック信号の周波数偏差を、前記動作クロック信号に基づき、前記偏差測定時間に亘って測定する周波数偏差測定工程と、
前記タイミングクロック信号の周波数偏差を補正し、該補正後のタイミングクロック信号に基づいて受信信号の間欠時間長を計測し、無線信号の推定受信タイミングと同期して前記動作クロック発振工程を起動させる推定受信タイミング生成工程とを備えたことを特徴とする無線通信装置の受信タイミング推定方法。
【請求項７】
所定の時間間隔で間欠的に送信された無線信号を受信処理する無線通信装置の受信タイミング推定方法において、
無線信号の受信処理に用いる動作クロック信号を発生する動作クロック発振工程と、
前記動作クロックよりも低周波な所定周波数のタイミングクロック信号を発生するタイミングクロック発振工程と、
前記タイミングクロック信号の周波数偏差を、前記動作クロック信号に基づき、所定の偏差測定時間に亘って測定する周波数偏差測定工程と、
前記タイミングクロック信号の周波数偏差を補正し、該補正後のタイミングクロック信号に基づいて受信信号の間欠時間長を計測して無線信号の推定受信タイミングを生成し、該推定受信タイミングと同期して前記動作クロック発振工程を起動させる推定受信タイミング生成工程と、
実際に受信された無線信号の受信タイミングを検出する受信タイミング検出工程と、
前記推定受信タイミングの該実受信タイミングに対する推定誤差を検出し、該推定誤差に応じて、以降の周波数偏差測定で使用される偏差測定時間を決定する周波数偏差測定時間制御工程とを備えたことを特徴とする無線通信装置の受信タイミング推定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線信号が所定の時間間隔で間欠的に送信される無線通信システムにおいて、該無線信号の受信タイミングを推定する無線通信装置及びその受信タイミング推定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無線通信システムでは、端末装置に対するシステム報知情報や着信通知情報等の制御信号を、所定の時間間隔で間欠的に送信する方式が広く採用されている。このような無線通信システムの端末装置では、例えばＲＴＣ（Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｃｌｏｃｋ）等の様に、消費電力が小さく発振周波数が低い低速クロック発振器と、例えばＴＣＸＯ等の様に、高周波で周波数安定精度が高い高速クロック発振器とを備え、前記低速クロック発振器の出力に基づいて、前記制御信号の送信時間間隔を測定して受信タイミングを推定するとともに、当該推定された所望の受信タイミングの近傍においてのみ前記高速クロック発振器を動作させて、間欠的に送信される制御信号の受信処理を行う。このような構成とすることにより、消費電力が大きな高速クロック発振器を、制御信号の送信タイミングに同期させて間欠的に動作させ、着信待受け状態等における端末装置の低消費電力化が図られる。
【０００３】
ここで、受信タイミング推定のために用いられる低速クロック発振器は、低消費電力で低周波なものが選択されるが、このような発振器では、周波数偏差が約１００ｐｐｍにも及ぶのが一般的であり、前記高速クロック発振器の周波数偏差（数ｐｐｍ）と比較して、周波数安定精度が大幅に劣る。したがって、低速クロック発振器の出力に基づいて前記制御信号の受信タイミングを正確に推定するためには、当該低速クロック発振器の周波数偏差を予め測定し、当該周波数偏差を補正した上で、周波数偏差補正後の低速クロック信号に基づき受信タイミングの推定を行う必要がある。
【０００４】
図６は、例えば特開２０００−１３２９６号公報に開示された、従来の低速クロックの周波数偏差推定方法を適用した端末装置の構成図である。以下で、当該従来の端末装置の動作について説明する。
【０００５】
まず高速クロック発振器１から出力された、高周波数で周波数偏差が小さい動作クロック信号１０２は、タイミング制御部１０３に入力されると共に、図６に示されていない他の受信信号処理部に供給されて、信号の受信処理に用いられる。一方、低速クロック発振器２は、低周波数で周波数偏差が大きいタイミングクロック信号１０９を出力している。
【０００６】
またＰＬＬ１０４は、前記動作クロック信号１０２を入力し、所定の倍率で逓倍処理された偏差測定用クロック信号１０５を出力している。
【０００７】
タイミング制御部１０３からタイミングクロック信号１０９の周波数偏差測定指示１１３が出力されると、測定時間制御カウンタ１１０は、偏差測定カウンタ１０６に対して前記偏差測定用クロック信号１０５のクロック数のカウント開始を指示する。またこれと同時に、測定時間制御カウンタ１１０は、前記タイミングクロック信号１０９のクロック数カウントを開始する。当該測定時間制御カウンタ１１０には、周波数偏差測定の時間を規定するタイミングクロック信号１０９のクロック数（以下、偏差測定クロック数）が予め設定されている。
【０００８】
ここで、偏差測定クロック数は、周波数偏差測定結果として所望の測定精度が得られるように設定される。例えば、タイミングクロック信号１０９の１００万分の１の大きさまでの周波数偏差を測定するためには、前記タイミングクロック信号１０９の周期と偏差測定クロック数とによって規定される周波数偏差測定時間が、偏差測定用クロック信号１０５の周期の１００万倍となるよう、適切な偏差測定クロック数が設定される。
【０００９】
偏差測定用クロック信号１０５はＰＬＬ１０４によって逓倍処理されているので、該ＰＬＬ１０４の逓倍数を高めることにより、前記周波数偏差測定時間を短縮することが可能である。当該ＰＬＬ１０４の消費電力は、偏差測定用クロック信号１０５の逓倍数に応じて増大する。
【００１０】
タイミングクロック信号１０９のクロック数が、前記偏差測定クロック数までカウントされると、測定時間制御カウンタ１１０は、偏差測定カウンタ１０６に対して前記偏差測定用クロック信号１０５のクロック数のカウント停止を指示し、タイミング制御部１０３に周波数偏差測定の完了を通知する。
【００１１】
次に、タイミング制御部１０３は、偏差測定カウンタ１０６の偏差測定用クロック信号１０５のカウント値を読出し、当該カウント値に基づいて、前記タイミングクロック信号１０９の周波数偏差１１５を算出する。
【００１２】
当該算出されたタイミングクロック信号１０９の周波数偏差１１５は、推定受信タイミング生成用の復帰用カウンタ１１４に供給され、前記タイミングクロック信号１０９の周波数偏差の補正に使用される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の無線受信装置では、周波数偏差測定時間を短縮するために、動作クロック信号１０２をＰＬＬ１０４で逓倍処理した偏差測定用クロック信号１０５を用いて、タイミングクロック信号１０９の周波数偏差を検出している。したがって、動作クロック信号１０２の逓倍処理のためにＰＬＬ１０４を構成する必要があり、回路規模が大きくなるとともに、周波数偏差測定のために消費電力が増大するといった問題があった。
【００１４】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、消費電力の増大を抑圧しつつ、推定受信タイミング生成に用いられるタイミングクロック信号の周波数偏差を高精度に測定し、間欠的に送信される無線信号の受信タイミングを精度良く推定することが可能な無線通信装置及びその受信タイミング推定方法を得ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる無線通信装置にあっては、所定の時間間隔で間欠的に送信された無線信号を受信処理する無線通信装置において、無線信号の受信処理に用いる動作クロック信号を発生する第１の発振器と、前記動作クロックよりも低周波な所定周波数のタイミングクロック信号を発生する第２の発振器と、前記タイミングクロック信号の周波数偏差を測定する偏差測定時間を、前記無線信号の間欠時間間隔長に応じて決定する周波数偏差測定時間制御手段と、前記タイミングクロック信号の周波数偏差を、前記動作クロック信号に基づき、前記偏差測定時間に亘って測定する周波数偏差測定手段と、前記タイミングクロック信号の周波数偏差を補正し、該補正後のタイミングクロック信号に基づいて受信信号の間欠時間長を計測し、無線信号の推定受信タイミングと同期して前記第１の発振器を起動させるタイミングカウンタとを備えたことを特徴とする。
【００１６】
次の発明にかかる無線通信装置にあっては、所定の時間間隔で間欠的に送信された無線信号を受信処理する無線通信装置において、無線信号の受信処理に用いる動作クロック信号を発生する第１の発振器と、前記動作クロックよりも低周波な所定周波数のタイミングクロック信号を発生する第２の発振器と、前記タイミングクロック信号の周波数偏差を、前記動作クロック信号に基づき、所定の偏差測定時間に亘って測定する周波数偏差測定手段と、前記タイミングクロック信号の周波数偏差を補正し、該補正後のタイミングクロック信号に基づいて受信信号の間欠時間長を計測して無線信号の推定受信タイミングを生成し、該推定受信タイミングと同期して前記第１の発振器を起動させるタイミングカウンタと、実際に受信された無線信号の受信タイミングを検出する受信タイミング検出手段と、前記推定受信タイミングの該実受信タイミングに対する推定誤差を検出し、該推定誤差に応じて、以降の周波数偏差測定で使用される偏差測定時間を決定する周波数偏差測定時間制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
次の発明にかかる無線通信装置にあっては、周波数偏差測定時間制御手段は、さらに、推定受信タイミングの推定誤差の許容最大値を予め保存し、無線信号の受信処理毎に前記推定誤差が該許容最大値より大きいか否かを判定して、前記推定誤差が該許容最大値より大きい無線信号の連続受信回数をカウントし、周波数偏差測定手段は、前記連続受信回数が所定の閾値以上となった場合に、前記タイミングクロック信号の周波数偏差を、所定の偏差測定時間に亘って測定する構成とされたことを特徴とする。
【００１８】
次の発明にかかる無線通信装置にあっては、周波数偏差測定時間制御手段は、推定受信タイミングの推定誤差の許容最大値を予め保存し、無線信号の受信処理毎に前記推定誤差が該許容最大値より大きいか否かを判定して、前記推定誤差が該許容最大値より大きい無線信号の連続受信回数をカウントし、当該連続受信回数に応じて、周波数偏差測定手段による偏差測定時間を長くする構成とされたことを特徴とする。
【００１９】
次の発明にかかる無線通信装置にあっては、周波数偏差測定時間制御手段は、推定受信タイミングの推定誤差の許容最大値を予め保存し、無線信号の受信処理毎に前記推定誤差が該許容最大値以下であるか否かを判定して、前記推定誤差が該許容最大値以下である無線信号の連続受信回数をカウントし、当該連続受信回数に応じて、周波数偏差測定手段による偏差測定時間を短くする構成とされたことを特徴とする。
【００２０】
次の発明にかかる無線通信装置の受信タイミング推定方法にあっては、所定の時間間隔で間欠的に送信された無線信号を受信処理する無線通信装置の受信タイミング推定方法において、無線信号の受信処理に用いる動作クロック信号を発生する動作クロック発振工程と、前記動作クロックよりも低周波な所定周波数のタイミングクロック信号を発生するタイミングクロック発振工程と、前記タイミングクロック信号の周波数偏差を測定する偏差測定時間を、前記無線信号の間欠時間間隔長に応じて決定する周波数偏差測定時間制御工程と、前記タイミングクロック信号の周波数偏差を、前記動作クロック信号に基づき、前記偏差測定時間に亘って測定する周波数偏差測定工程と、前記タイミングクロック信号の周波数偏差を補正し、該補正後のタイミングクロック信号に基づいて受信信号の間欠時間長を計測し、無線信号の推定受信タイミングと同期して前記動作クロック発振工程を起動させる推定受信タイミング生成工程とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
次の発明にかかる無線通信装置の受信タイミング推定方法にあっては、所定の時間間隔で間欠的に送信された無線信号を受信処理する無線通信装置の受信タイミング推定方法において、無線信号の受信処理に用いる動作クロック信号を発生する動作クロック発振工程と、前記動作クロックよりも低周波な所定周波数のタイミングクロック信号を発生するタイミングクロック発振工程と、前記タイミングクロック信号の周波数偏差を、前記動作クロック信号に基づき、所定の偏差測定時間に亘って測定する周波数偏差測定工程と、前記タイミングクロック信号の周波数偏差を補正し、該補正後のタイミングクロック信号に基づいて受信信号の間欠時間長を計測して無線信号の推定受信タイミングを生成し、該推定受信タイミングと同期して前記動作クロック発振工程を起動させる推定受信タイミング生成工程と、実際に受信された無線信号の受信タイミングを検出する受信タイミング検出工程と、前記推定受信タイミングの該実受信タイミングに対する推定誤差を検出し、該推定誤差に応じて、以降の周波数偏差測定で使用される偏差測定時間を決定する周波数偏差測定時間制御工程とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態１に係る受信タイミング推定回路の構成図である。図１において、１は、ＴＣＸＯ等を備え、高周波で周波数安定精度が高い動作クロック信号を出力する高速クロック発振器、２は、ＲＴＣ等を備え、上記動作クロック信号よりも周波数が低く、周波数安定精度が低いタイミングクロック信号を出力する低速クロック発振器、３は上記タイミングクロック信号を基に無線信号の受信タイミングを推定し、上記高速クロック発振器１の起動、停止を制御するタイミング制御部である。
【００２３】
上記タイミング制御部３において、５は上記動作クロック信号に基づいてタイミングクロック信号の周波数偏差を測定する周波数偏差測定部、６は上記タイミングクロック信号に基づいて該周波数偏差測定時間を測定し、周波数偏差測定部５に対し偏差測定開始及び修了を指示する測定時間管理部、７は周波数偏差測定部５で測定されたタイミングクロック信号の周波数偏差を補正し、無線信号の受信タイミングを推定して上記高速クロック発振器の制御信号を生成する基準タイミングカウンタである。
【００２４】
また、８は当該無線通信装置の通信制御処理を行い、上記タイミング制御部３を制御する測定時間制御部、９は上記測定時間管理部６によって管理される周波数偏差測定時間が予め保存された周波数偏差測定時間テーブルである。
【００２５】
図２は、本実施の形態１における無線通信装置の動作環境を表した模式図である。図２において、１０は着呼通知やシステム報知情報等の制御信号を所定の送信インターバルＴintで送信する基地局、１１は上記図１に示す受信タイミング推定回路が搭載され、基地局１０から送信される制御信号を受信する無線通装置である。
【００２６】
基地局１０は、該無線通信システムに収容された無線通信装置の総数や通信要求発生の密度に応じ送信インターバルＴintを切替えて制御信号を送信する。一方、無線通信装置１１では、着呼待受けやシステム報知情報監視のため、基地局１０から送信インターバルＴintで送信される制御信号を継続して受信する。無線通信装置１１は、消費電力削減のため、消費電力の小さい低速クロック発振器２を常時動作させ、タイミングクロック信号に基づいて基地局１０から送信される制御信号の受信タイミングを推定し、当該推定受信タイミングに基づいて、消費電力の大きな高速クロック発振器１を間欠的に起動させ制御信号の受信処理を行う。
なお、前記基地局１０は、制御信号の送信インターバルＴintを、システム報知情報として制御信号に含めて送信しており、無線通信装置１１において当該制御信号を受信することにより、該基地局１０の送信インターバルＴintを把握することができる。
【００２７】
以下で、本実施の形態１の無線通信装置１１の受信タイミング推定回路の動作について説明する。
まず無線通信装置１１の初期起動時において、測定時間制御部８は基地局１０の送信インターバルＴintの最大値よりも十分に長い時間に亘って連続して制御信号の受信処理を行い、システム報知情報を含む制御信号を受信する。次に測定時間制御部８は、当該システム報知情報に含まれている送信インターバルＴintを読み出す。以降、測定時間制御部８は、該無線通信装置１１がシステム報知情報を含む制御情報を受信される毎に送信インターバルＴintを読出し、該測定時間制御部８には最新の送信インターバルＴintが保存されるものとする。
【００２８】
次に、タイミング制御部３は、低速クロック発振器２から出力されたタイミングクロック信号を所定数カウントすることによって受信タイミングを推定する。例えば、受信インターバルＴint＝７２０ｍｓｅｃに設定されており、タイミングクロック信号の周波数が３２ｋＨｚであって該タイミングクロック信号の周波数偏差がゼロである場合には、該タイミングクロック信号を２３０４０周期カウントすることによって送信インターバルＴintを生成することができる。従って、基準タイミングカウンタ７において、上記測定時間制御部８が制御信号を受信したタイミングからタイミングクロック信号を上記所定周期分カウントすることで、次の制御信号の受信タイミングを推定することができる。
【００２９】
しかし、一般的に低速クロック発振器２から出力されるタイミングクロック信号は周波数安定精度が低いため、該タイミングクロック信号をそのまま上記所定数分カウントし受信タイミングを推定すると、実際の送信インターバルＴintと推定受信タイミングとの間に推定誤差ΔＴが生じる。当該推定誤差ΔＴは推定対象である送信インターバルＴintの大きさに比例して増大する。
【００３０】
タイミング制御部３及び測定時間制御部８は、高速クロック発振器１に対して動作クロック信号の停止を指示する前に、当該動作クロック信号に基づいて、上記タイミングクロック信号の周波数偏差を測定し、当該周波数偏差に基づいて上記推定誤差ΔＴの補正を行う。以下で、タイミング制御部３におけるタイミングクロック信号の周波数偏差測定処理について説明する。
【００３１】
まず測定時間制御部８は、周波数偏差の測定を行う時間長である周波数偏差測定時間Ｔrefを決定する。ここでタイミングクロック信号の周波数偏差は、該タイミングクロック信号と、高速クロック発振器１から出力された周波数判定精度の高い動作クロック信号のそれぞれのカウント数を周波数偏差測定時間Ｔrefに亘り計測し、両カウント数を比較することによって算出される。当該タイミングクロック信号の周波数偏差は、周波数偏差測定時間Ｔrefの長さに比例して測定分解能を高めることができるため、周波数偏差の測定精度の観点から、周波数偏差測定時間Ｔrefはできるだけ長く設定されるのが望ましい。
【００３２】
一方、周波数偏差測定のため周波数偏差測定時間Ｔrefの間は、動作クロック信号をタイミング制御部３に入力する必要があるため、高速クロック発振器１と低速クロック発振器２の両方を動作させなければならない。したがって、無線端末装置の消費電力削減の観点から、周波数偏差測定時間Ｔrefはできるだけ短く設定されるのが望ましい。
【００３３】
そこで測定時間制御部８では、上記の通り、受信タイミングの推定誤差ΔＴの見込み量が送信インターバルＴintに比例して増大する事に着目し、基地局１０によって送信インターバルＴintが長く設定されている場合（推定誤差ΔＴの見込み量が大）には、周波数偏差測定時間Ｔrefを長く設定してタイミングクロック信号の周波数偏差を高分解能で測定可能とし、逆に、送信インターバルＴintが短く設定されている場合（推定誤差ΔＴの見込み量が小）には周波数偏差測定時間Ｔrefを短く設定して、周波数偏差測定に要する消費電力の抑圧を図る。
【００３４】
上記周波数偏差測定時間Ｔrefを決定するために、測定時間制御部８には、例えば図３に例示するような、送信インターバルＴintと周波数偏差測定時間Ｔrefとの関係を示す周波数偏差測定時間テーブル９が予め保存されている。
【００３５】
当該周波数偏差測定時間テーブル９には複数の送信インターバルＴintが記録されている。該送信インターバルＴintは、通信システムのシステム設計の段階で予め複数種類決定されているものとする。
【００３６】
また、前記複数の送信インターバルＴintそれぞれに対応する周波数偏差測定時間Ｔｒｅｆは、各送信インターバルＴintにおける見込み推定誤差ΔＴの測定のため、所望の周波数偏差測定の分解能を得るために、適切な値が予め設定されている。
【００３７】
制御信号を受信し、基地局によって設定された送信インターバルＴintを読出した測定時間制御部８は、前記周波数偏差測定時間テーブル９を参照して、当該送信インターバルＴintに対応する周波数偏差測定時間Ｔrefを読み出す。例えば、基地局１０により送信インターバルＴint＝７２０ｍｓｅｃが設定されている場合には、周波数偏差測定時間Ｔrefとして５０ｍｓｅｃを選択する。
【００３８】
次に、測定時間制御部８は上記の通り選択された周波数偏差測定時間Ｔrefを、タイミング制御部３の測定時間管理部６に対して出力するとともに、タイミングクロック信号の周波数偏差の測定開始を指示する。
【００３９】
次に、周波数偏差測定開始指示を入力した測定時間管理部６は、まず、上記周波数偏差測定時間Ｔrefをタイミングクロック信号の公称周期（公称周波数３２ｋＨｚの場合３１．２５μｓｅｃ）で除して、偏差測定クロック数Ｋを算出する。
【００４０】
次に測定時間管理部６は、周波数偏差測定部５に対して動作クロック信号のカウント開始指示を出力すると同時に、上記タイミングクロック信号のカウントを開始する。また、上記カウント開始指示を入力した周波数偏差測定部５は、動作クロック信号のカウント処理を開始する。
【００４１】
次に偏差測定クロック数Ｋのカウントが完了すると、該測定時間管理部６は、周波数偏差測定部５及び基準タイミングカウンタ７に対して動作クロック信号のカウント終了指示を出力する。周波数偏差測定部５は、上記カウント開始指示からカウント終了指示まで間にカウントされた動作クロック信号の周期数Ｋresを基準タイミングカウンタ７に出力する。
【００４２】
一方、測定時間管理部６から動作クロック信号のカウント終了指示を入力した基準タイミングカウンタ７は、周波数偏差測定部５から上記動作クロック信号の周期数Ｋresを読み出し、動作クロック信号の周波数と前記偏差測定クロック数Ｋとに基づいて、タイミングクロック信号の周波数偏差Δｆを下記式１に従って算出する。
Δｆ＝（Ｋ／Ｋｒｅｓ）・ｆｈ−ｆｌ      ・・・式１
ここで、ｆｈは動作クロックの周波数、ｆｌはタイミングクロックの公称周波数とする。
周波数偏差Δｆの算出処理が完了した基準タイミングカウンタ７は、高速クロック発振器１を停止する。
【００４３】
次に基準タイミングカウンタ７は、上記周波数偏差Δｆに基づいてタイミングクロック信号の周波数を補正し、当該補正後のタイミングクロック信号に基づいて送信インターバルＴintを計測して、次の制御信号の受信タイミングを推定する。その結果推定された受信タイミングに同期して高速クロック発振器１の起動、停止を制御し、間欠的に動作クロック信号を出力させる。
【００４４】
また、制御信号の間欠的な受信処理を継続している間に、基地局１０より送信インターバルＴintの変更が指示された場合には、測定時間制御部８は、周波数偏差測定時間テーブル９を参照し、変更後の送信インターバルＴintに対応する周波数偏差測定時間Ｔrefを決定し、測定時間管理部６にタイミングクロック信号の周波数偏差測定を指示する。当該指示を入力した測定時間管理部６は、基準タイミングカウンタ７を介して高速クロック発振器１を起動し、上述の方法により更新後の周波数偏差測定時間Ｔrefでタイミングクロック信号の周波数偏差Δｆを再測定する。以降、基準タイミングカウンタ７は、該再測定の結果得られた周波数偏差Δｆに基づいてタイミングクロック信号を周波数補正し受信タイミングの推定を行う。
【００４５】
このように本実施の形態１の受信タイミング推定回路では、周波数安定精度が低いタイミングクロック信号の周波数偏差Δｆの測定時間Ｔrefを、基地局１０によって設定された制御信号の送信インターバルＴintの設定に応じて自動的に切り替える。従って、上記送信インターバルＴintが長く、受信タイミングの推定誤差ΔＴが大きくなると見込まれる場合には、周波数偏差測定時間Ｔrefを長く設定して、周波数偏差Δｆの測定分解能を高めて周波数偏差測定の精度を向上させるとともに、送信インターバルＴintが短く受信タイミングの推定誤差ΔＴが小さいと見込まれる場合には、周波数偏差測定時間Ｔrefを短くして、当該周波数偏差Δｆの測定処理に要する消費電力の増大を抑圧することができる。
【００４６】
なお本実施の形態１では、測定時間制御部８は、無線通信装置の初期起動時及び基地局１０による送信インターバルＴintの設定切替時にタイミングクロック信号の周波数偏差の測定を指示したが、これはこのような構成に限定されるものではなく、測定時間制御部８にタイマを設け、所定の時間間隔でタイミングクロック信号の周波数偏差測定処理を行うような構成であってもよい。
【００４７】
また、測定時間制御部８は、複数の送信インターバルＴintそれぞれに対応した周波数偏差測定時間Ｔrefを記録した周波数偏差測定時間テーブル９を保存し、当該周波数偏差測定時間テーブル９に従い、送信インターバルＴintの設定に応じて周波数偏差測定時間Ｔrefを切り替える構成としたが、周波数偏差測定時間Ｔrefの決定はこのような方法に限定されるものではなく、送信インターバルＴintに所定の変換係数を乗じて周波数偏差測定時間Ｔrefを算出するような方法であってもよく、その他、送信インターバルＴintに基づいて周波数偏差測定時間Ｔrefを算出するための他の演算式を適用する方法であってもよい。
【００４８】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、測定時間制御部８は周波数偏差時間測定テーブル９を備え、当該周波基地局１０によって設定された制御信号の送信インターバルＴintに応じてタイミングクロック信号の周波数偏差測定時間Ｔrefを決定したが、本実施の形態２では、周波数偏差補正後のタイミングクロック信号に基づき、タイミング制御部３によって推定された受信タイミングと、実際に制御信号が受信されたタイミングとを比較して、両タイミングの推定誤差を検出し、当該推定誤差が所定の閾値よりも大きい場合に上記周波数偏差測定時間Ｔrefを長く設定してタイミングクロック信号の周波数偏差測定を行う。
なお本実施の形態２は、上記実施の形態１とは制御信号の受信タイミングを検出する受信タイミング検出部を備え、推定受信タイミングと実際の制御信号の受信タイミングとの間の推定誤差を算出し、当該推定誤差に応じて周波数偏差測定時間Ｔrefを決定する点のみが異なるものであり、その他の構成は全く同じであるため、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４９】
図４は、本実施の形態２に係る受信タイミング推定回路の構成図である。図４において、２０は当該無線通信装置の信号受信部（図４に示さず）によって復調処理された受信信号を入力し、該受信信号に含まれる制御信号を検出する受信タイミング検出部である。
【００５０】
次に、本実施の形態２の受信タイミング推定回路の動作について説明する。まず受信タイミング検出部２０は、信号受信部（図４に示さず）によって復調された受信信号を入力し、当該受信信号から制御信号の特定のために挿入された所定の検出語の検出処理を行い、検出された制御信号の受信タイミングを測定時間制御部８に出力する。
【００５１】
一方、タイミング制御部３の基準タイミングカウンタ７は、上記実施の形態１に示す方法により、周波数偏差補正後のタイミングクロック信号に基づいて推定受信タイミングを生成している。
【００５２】
測定時間制御部８は、当該推定受信タイミングと、前記受信タイミング検出部２０から出力された実際の制御信号の受信タイミングとを入力し、受信タイミングの推定誤差ΔＴを検出する。測定時間制御部８には、受信タイミングの推定誤差の許容最大値ΔＴmaxが予め保存されており、前記推定誤差ΔＴと当該と許容最大値ΔＴmaxとを比較し、推定誤差ΔＴが許容最大値ΔＴmaxよりも大きい場合には、前述の図３に示す周波数偏差測定時間テーブル９に基づいて決定されている周波数偏差測定時間Ｔrefを延長する。
【００５３】
例えば、受信インターバルＴint＝７２０ｍｓｅｃに設定されＴref＝５０ｍｓｅｃが選択されている場合において、推定誤差ΔＴが許容最大値ΔＴmaxよりも大きくなった場合には、Ｔrefを２０％延長してＴref＝６０ｍｓｅｃとし、測定時間管理部６に通知する。
ここで前記許容最大値ΔＴmaxは、高速クロック発振器１を起動してから、当該無線通信装置が制御信号を受信可能となるまでに要する信号受信部（図４に示さず）の起動時間を考慮して、適切な値が設定されるものとする。
【００５４】
次に測定時間制御部８は、測定時間管理部６に対してタイミングクロック信号の周波数偏差測定の指示を行う。測定時間管理部６及び周波数偏差測定部５は、上述の実施の形態１と同様に、前記通知された延長後の周波数偏差測定時間Ｔrefで周波数偏差の測定を行い、該周波数偏差を基準タイミングカウンタ７に出力する。これ以降、基準タイミングカウンタ７は、タイミングクロック信号を当該周波数偏差で補正し、推定受信タイミングの生成を行って、該推定受信タイミングに従い高速クロック発振器１の起動／停止制御を行う。
【００５５】
このように本実施の形態２の受信タイミング推定回路では、間欠的に送信される制御信号の受信タイミングを検出する受信タイミング検出部２０を備え、測定時間制御部８は、基準タイミングカウンタにより生成された推定受信タイミングと制御信号の実際の受信タイミングとの推定誤差ΔＴが許容最大値ΔＴmaxより大きい場合には、周波数偏差測定時間Ｔrefを延長して、タイミングクロック信号の周波数偏差の測定を指示する。したがって、例えば周囲温度の変化など無線通信装置の使用環境の変動に依存して低速クロック発振器２の周波数安定精度の変動が増大し、正確に受信タイミングの推定が行えない場合であっても、自動的に周波数偏差測定時間Ｔrefを延長し測定分解能を高めてタイミングクロック信号の周波数偏差を測定することが可能であり、基準タイミングカウンタ７による受信タイミングの推定精度を維持することができる。
【００５６】
なお本実施の形態２において、測定時間制御部８は、推定受信タイミングの推定誤差ΔＴが許容最大値ΔＴmaxより大きい場合に周波数偏差測定時間Ｔrefを２０％延長したが、周波数偏差測定時間Ｔrefの延長量は２０％に限定されるものではなく、推定誤差ΔＴが増大した際に所望の周波数偏差測定精度の分解能を得るために適切な値であればよい。
【００５７】
実施の形態３．
前記実施の形態２において、測定時間制御部８は、箇所基準タイミングカウンタ７により生成された推定受信タイミングの推定誤差ΔＴが許容最大値ΔＴmaxより大きい場合に周波数偏差測定を指示したが、本実施の形態３では、推定誤差ΔＴが許容最大値ΔＴmaxより大きい制御信号の連続受信回数と、推定誤差ΔＴが許容最大値ΔＴmax以下である制御信号の連続受信回数とを計測し、これらのカウント数に基づいてタイミングクロック信号の周波数偏差測定時間Ｔrefの大きさを調節する。
なお本実施の形態３は、上記実施の形態２とは、測定時間制御部８が制御信号の連続受信回数を計測するカウンタを備え、当該カウント数に基づいて周波数偏差測定時間の大きさを調節する点のみが異なるものであり、その他の構成は全く同じであるので同一の符号を付して説明を省略する。
【００５８】
図５は、本実施の形態３に係る受信タイミング推定回路の構成図である。図５において、２１は推定受信タイミングの推定誤差ΔＴが許容最大値ΔＴmaxより大きい制御信号の連続受信回数を計測する誤差検出カウンタ、２２は前記推定誤差ΔＴが許容最大値ΔＴmax以下である制御信号の連続受信回数を計測する正常受信カウンタである。
【００５９】
次に本実施の形態３の受信タイミング推定回路の動作について説明する。まず、測定時間制御部８は上述の実施の形態１に示す方法により周波数偏差測定時間テーブル９に従い周波数偏差測定時間Ｔrefを決定し、測定時間管理部６及び周波数偏差測定部５は当該周波数偏差測定時間Ｔrefに亘りタイミングクロック信号の周波数偏差を測定する。基準タイミングカウンタ７は、当該測定結果に基づきタイミングクロック信号を周波数補正し、推定受信タイミングを生成するとともに、高速クロック発振器１の起動／停止制御を行っている。
【００６０】
当該無線通信装置が高速クロック発振器１を間欠的に動作させ制御信号を受信している状態において、測定時間制御部８は、制御信号が受信される度に、基準タイミングカウンタ７によって生成された推定受信タイミングと、受信タイミング検出部２０から出力された実受信タイミングとを比較し、推定受信タイミングの推定誤差ΔＴを算出する。
【００６１】
次に、推定時間制御部８は、上記推定誤差ΔＴと前記推定誤差の許容最大値ΔＴmaxとを比較する。その結果、推定誤差ΔＴが許容最大値ΔＴmaxより大きい場合には、タイミングクロック信号の周波数偏差は許容範囲を超えていると判定し、前記誤差検出カウンタ２１をカウントアップすると同時に、正常受信カウンタ２２のカウント値をゼロに初期化する。
一方、推定誤差ΔＴが許容最大値ΔＴmax以下である場合には、タイミングクロック信号の周波数偏差は許容範囲内であると判定し、正常カウンタをカウントアップ２２をカウントアップすると同時に、誤差検出カウンタ２１のカウント値をゼロに初期化する。
このような構成とすることで、誤差検出カウンタ２１には推定誤差ΔＴが許容最大値ΔＴmaxより大きい制御信号の連続受信回数が保存され、他方、誤差検出カウンタ２２には推定誤差ΔＴが許容最大値ΔＴmax未満である制御信号の連続受信回数が保存される。
【００６２】
当該無線通信装置が間欠的に制御信号を受信している状態において、当該無線通信装置の使用環境の変化に伴いタイミングクロック信号の周波数偏差が変動すると、前記推定誤差ΔＴが複数の制御信号の受信タイミングで連続して許容最大値ΔＴmaxより大きくなり、誤差検出カウンタ２１のカウント値が増加する。
【００６３】
ここで測定時間制御部８には、タイミングクロック信号の周波数偏差測定を行うか否かを決定するための制御信号の連続受信回数の閾値Ｋ１が保存されており、前記誤差検出カウンタ２１のカウント値が前記閾値Ｋ１よりも大きくなった場合には、上記実施の形態２と同様に、前記周波数偏差測定時間Ｔrefを延長して測定時間管理部６に通知するとともに、周波数偏差測定の開始を指示する。
ここで、上記閾値Ｋ１は予め想定される無線通信装置の使用環境の変化（例えば周辺温度の変動等）に対応するため、適切な大きさが設定されるものとする。
【００６４】
周波数偏差測定部５により、延長された周波数偏差測定時間Ｔrefに亘ってタイミングクロック信号の周波数偏差が測定されると、基準タイミングカウンタ７は、これ以降、当該周波数偏差を補正したタイミングクロック信号に基づき推定受信タイミングを生成する。当該周波数偏差の測定後は、該推定受信タイミングの推定誤差ΔＴは小さくなる。その結果、当該推定誤差ΔＴが許容最大値値ΔＴmaxより小さくなると、前記正常受信カウンタ２２のカウント値が増加する。
【００６５】
測定時間制御部８には、タイミングクロック信号の周波数偏差が安定しているか否かを判定するための制御信号の連続受信回数の閾値Ｋ２が保存されている。前記正常受信カウンタ２２のカウント値が閾値Ｋ２よりも大きくなった場合には、当該無線通信端末の環境変化が小さく、タイミングクロック信号の周波数偏差の変動が小さいと判定して、上記の通り延長された周波数偏差測定時間Ｔrefを、周波数偏差測定時間テーブル９によって定められる周波数偏差測定時間Ｔrefに短縮する。
ここで、上記閾値Ｋ２は低速クロック発振器２の安定動作を判定するために、十分に長い時間（例えば１５分、３０分、1時間等）に受信される制御信号の数が予め設定されるものとする。
【００６６】
このような構成とすることにより、タイミングクロック信号の周波数精度が短期間だけ劣化し推定誤差ΔＴが短期的に増大した場合であっても、直ちにタイミングクロック信号の周波数偏差測定を行わず、タイミングクロック信号の周波数精度の変動が長期間に亘り誤差検出カウンタ２１のカウント数が所定の閾値Ｋ１を超えて、基地局１０との同期を維持することが困難になったと判断される場合にのみ、自動的に周波数偏差測定時間Ｔrefを延長してタイミングクロック信号の周波数偏差を測定するので、周波数偏差補正をするために十分な周波数偏差測定分解能を得ることができ、また消費電力の増大を抑圧することができる。
【００６７】
また、正常受信カウンタ２２のカウント数が上記閾値Ｋ２を超え、低速クロック発振器２の周波数精度が安定しておりタイミングクロック信号の周波数偏差の変動が少ないと判断される場合には、上記の通り延長された周波数偏差測定時間Ｔrefを所定の初期値に自動的に短縮するので、以降の周波数偏差測定処理に要する消費電力を抑圧することができる。
【００６８】
なお本実施の形態３において、測定時間制御部８は、正常受信カウンタ２２のカウント値が閾値Ｋ２よりも大きくなった場合に、周波数偏差測定時間Ｔrefを周波数偏差測定時間テーブル９によって定められる周波数偏差測定時間Ｔrefに短縮したが、これはこのような構成に限定されるものではなく、上記正常受信カウンタ２２のカウント値が閾値Ｋ２よりも大きくなった場合に周波数偏差測定時間Ｔrefを所定の割合だけ短縮するような構成であってもよい。
例えば、周波数偏差測定時間Ｔref＝５０ｍｓｅｃに設定されている場合において、上記正常受信カウンタ２２が閾値Ｋ２よりも大きくなった際に、測定時間制御部８は、周波数偏差測定時間Ｔrefを２０％短縮してＴref＝４０ｍｓｅｃとするような構成であってもよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、低周波で周波数安定精度が低いタイミングクロック信号の周波数偏差を測定するための偏差測定時間を、受信対象である無線信号の間欠時間間隔長に応じて決定するような構成としたことにより、該間欠時間間隔長が長く、無線信号の受信タイミングの推定誤差が増大すると予測される場合には、前記偏差測定時間を長く設定し、タイミングクロック信号の周波数偏差測定の分解能を高めることができ、その結果測定された周波数偏差に基づいてタイミングクロック信号を周波数補正処理し、無線信号の受信タイミングの推定精度を高めることができるといった効果を奏する。
また、無線信号の該間欠時間間隔長が短く、無線信号の受信タイミングの推定誤差が小さいと予想される場合には、前記偏差測定時間を短く設定し、タイミングクロック信号の周波数偏差測定処理に要する消費電力の増大を抑圧することができるといった効果を奏する。
【００７０】
また、次の発明によれば、無線信号の受信タイミングを検出する受信タイミング検出手段を備え、周波数偏差測定時間制御手段は、タイミングカウンタによって生成された推定受信タイミングと前記無線信号の受信タイミングとの間の推定誤差を検出し、該推定誤差に応じて、以降の周波数偏差測定で使用される偏差測定時間を決定するような構成としたことにより、前記推定誤差が大きく無線信号の間欠的な受信処理の継続が困難であると判断される場合には、前記タイミングクロック信号の周波数偏差測定時間を延長してタイミングクロック信号の周波数偏差測定の分解能を高め、その結果測定された周波数偏差に基づいてタイミングクロック信号を周波数補正処理し、無線信号の受信タイミングの推定精度を高めることができるといった効果を奏する。
【００７１】
また、次の発明によれば、周波数偏差測定時間制御手段は、前記受信タイミングの推定誤差の許容最大値を予め記憶し、前記推定誤差が該許容最大値より大きい無線信号の連続受信回数を計測して、当該連続受信回数が所定の閾値以上となった場合にタイミングクロック信号の周波数偏差測定処理を開始するような構成としたことにより、タイミングクロック信号の周波数精度が短期間だけ劣化し推定誤差が短期的に増大した場合であっても、直ちにタイミングクロック信号の周波数偏差測定処理を行わず、タイミングクロック信号の周波数精度の変動が長期間に亘り、無線信号の間欠的受信の継続が困難になったと判断される場合にのみ、自動的にタイミングクロック信号の周波数偏差を測定するので、周波数偏差測定に要する消費電力の増大を抑圧することができる。
【００７２】
また、次の発明によれば、周波数偏差測定時間制御手段は、前記推定誤差が該許容最大値より大きい無線信号の連続受信回数をカウントし、該カウント値が所定の閾値以上となった場合に、前記タイミングクロック信号の周波数偏差測定時間を延長する構成としたことにより、タイミングクロック信号の周波数精度の変動が長期間に亘り、無線信号の間欠的受信の継続が困難になったと判断される場合にタイミングクロック信号の周波数偏差測定の分解能を高めて、無線信号の受信タイミングの推定精度を高めることができるといった効果を奏する。
【００７３】
また、次の発明によれば、周波数偏差測定時間制御手段は、前記推定誤差が該許容最大値以下である無線信号の連続受信回数をカウントし、該カウント値が所定の閾値以上となった場合に、前記タイミングクロック信号の周波数偏差測定時間を短く設定する構成としたことにより、タイミングクロック信号の周波数偏差の変動が小さいと判断される場合には、タイミングクロック信号の周波数偏差測定時間を自動的に短縮して、周波数偏差測定処理に要する消費電力を抑圧することができるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１の受信タイミング推定回路の構成図である。
【図２】  本発明の実施の形態１の受信タイミング推定回路が搭載された無線通信装置の動作環境を示した模式図である。
【図３】  本発明の実施の形態１の周波数偏差測定時間テーブルを示した説明図である。
【図４】  本発明の実施の形態２の受信タイミング推定回路の構成図である。
【図５】  本発明の実施の形態３の受信タイミング推定回路の構成図である。
【図６】  従来の周波数偏差推定回路の構成図である。
【符号の説明】
１  高速クロック発振器
２  低速クロック発振器
３  タイミング制御部
５  周波数偏差測定部
６  測定時間管理部
７  基準タイミングカウンタ
８  測定時間制御部
９  周波数偏差測定時間テーブル
１０  基地局
１１  無線通信装置
２０  受信タイミング検出部
２１  誤差検出カウンタ
２２  正常受信カウンタ
１０２  動作クロック信号
１０３  タイミング制御部
１０４  ＰＬＬ回路
１０５  偏差測定用クロック信号
１０６  偏差測定カウンタ
１０９  タイミングクロック信号
１１０  測定時間制御カウンタ
１１３  周波数偏差測定指示信号
１１４  復帰用カウンタ
１１５  周波数偏差
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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