(57)【要約】【課題】  不要なデータの処理をすることによって消費される通信装置の消費電力を低減する。【解決手段】  スクランブラシード特定値とスクランブラシード推定値が一致するかどうかを判別することで、同一の送信機からの連続するフレームを受信したかどうかを判別し、不連続データが不要なデータであると判定されるときにはＭＡＣ層以上のデータ処理を一時停止する。【選択図】  図１
2006222532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッダとデータから構成されるフレームを受信する受信装置を備えた通信装置であって、
前記フレームは、少なくとも、スクランブルされていないヘッダ部分と、前記ヘッダ部分は同一送信装置から送信されるフレーム毎にスクランブラシード特定値をインクリメントするスクランブラシード特定部分と、スクランブルされているフレームペイロード部分と、
を含み、
前記受信装置は、少なくとも、受信した現在のフレームのヘッダ部分からスクランブラシード特定値を抽出する手段と、
直前に受信したフレームのスクランブラシード特定値を保持する手段と、
前記直前のスクランブラシード特定値からスクランブラシード推定値を算出する手段と、
前記スクランブラシード推定値と前記スクランブラシード特定値を比較する手段と、
前記比較手段はスクランブルシード推定値とスクランブルシード特定値が一致する場合にはイネーブル信号を出力し、一致しない場合には少なくとも現時点で受信しているフレーム長の時間分だけディスエーブル信号を出力する手段を有することを特徴とする通信装置。
【請求項２】
送信装置と受信装置を備え、不要データを検知してその処理を停止する機構を有する通信システムであって、
送信装置は少なくとも、
スクランブラ手段と、
スクランブラにシードを与える手段と、
連続データを示す情報を与える手段と、
スクランブルされていないヘッダ部分と、前記ヘッダ部分は同一送信装置から送信されるフレーム毎にスクランブラシード特定値をインクリメントするスクランブラシード特定部分と、スクランブルされているフレームペイロード部分を送信する手段と、
を備え、
受信装置は、少なくとも、受信した現在のフレームのヘッダ部分からスクランブラシード特定値を抽出する手段と、
直前に受信したフレームのスクランブラシード特定値を保持する手段と、
前記直前のスクランブラシード特定値をカウントアップしてスクランブラシード推定値を算出する手段と、
前記スクランブラシード推定値と前記スクランブラシード特定値を比較する手段と、
前記比較手段はスクランブルシード推定値とスクランブルシード特定値が一致する場合にはイネーブル信号を出力し、一致しない場合には少なくとも現時点で受信しているフレーム長の時間分だけディスエーブル信号を出力する手段と、
を備える、
ことを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データを符号化／復号化する通信装置、通信システムに関し、主にスクランブル装置によってランダマイズされたデータ列を復号化するデスクランブル装置、デスクランブルシステム及び省電力化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信において送信データをランダマイズするためにスクランブラが使用されている。
【０００３】
IEEE P802.15-03/268r2で提案されているMB-OFDM (Multi-Band Orthogonal Frequency Division Modulation)方式のUWB (Ultra Wideband)通信を用いた無線PAN (Personal Area Network)において、最も基本的な送受信装置のPHY(物理) 層及びMAC (Medium Access Control)層の構成は図4の120に示される様に、MACより上位層からの入力データは、送信側MAC層10に入力された後、符号化器20によって誤り訂正などの処理が行われ、OFDMモデム30によってOFDM変調信号に変換された後に送信され、受信データはOFDM復調器40にてOFDM信号から復調された後、復号器50によって誤り訂正などの処理が行われた後、受信側MAC60によって受信データを制御した後に上位層にデータが出力される。
【０００４】
MB-OFDM方式のPLCP (Physical Layer Convergence Procedure) フレーム構成を図5に示す。PLCPプリアンブル80によってフレーム同期を取り、ホッピングパターンを特定する。PLCPヘッダはPHYヘッダ81、スクランブラを初期化するための15ビットのテイルビット82、MACヘッダ83、HCS (Header Control Sequence)84、テイルビット85、及びパッドビット86から構成される、このPLCPヘッダ部分はスクランブルされてはいないが、最も低いレートである55Mb/sに用いる符号化によって誤り訂正符号化されている。同規格においてはモード1とモード2が提案されており、モード1においては3バンドを時分割／周波数分割して4チャネル使用するが、モード2においては7バンドを時分割／周波数分割して7チャネル使用し、その際にオプショナル帯域拡大87の部分を用いて同期を確立する。送信データはスクランブルされ、符号化され、かつインタリーブされたフレームペイロード88の部分で送信され、FCS (Frame Control Sequence)89によってフレームエラーが存在するかを検査し、ビタビ復号器を初期化するための6ビットのテイルビット90とパッドビット91でPLCPフレームが構成される。
【０００５】
図6にPHYヘッダ81の構成を示す。PHYヘッダ81はモード1、モード2を判別する3ビットの帯域拡大フィールド810、データ速度を示すRATEフィールド811、データ長を表すLENGTHフィールド812、スクランブラシードを選択するのに使用される2ビットのSI (SCRAMBLER IDENTIFIER)813、残りは予約ビットから構成される。
【０００６】
図１４にSIとSIから選択されるシード値との関係を示す。2ビットのSIによって15ビットのシフトレジスタを有する生成多項式x15＋x14＋1のスクランブラの上位2ビットが決定され、残りのビットは常に1となる。SIは連続するフレームにおいては初期値からカウントアップして行き、0-3の値をトグルする。
【０００７】
以上のようなPLCPフレーム構成を満たすような従来の符号化器／復号化器の構成は図3に示される。符号化器20ではSIがPLCP PHYヘッダによってシードソース22に与えられ、シードの上位2ビットがフレームごとにインクリメントする一方、残りの下位13ビットはすべて1でシードがスクランブラ21に与えられる。入力データは21によってランダマイズされた後、畳み込み符号器23によって誤り訂正符号化された後、周波数軸領域の妨害低減のためインタリーバ24でデータ列の変換が行われ、送信データに用いられる。受信側復号器50において、受信データはデインタリーバ55においてデータ列の変換が行われ、ビタビ復号器56において誤り訂正が行われ、シード検出器58においてPLCP PHYヘッダからSIを抽出し、抽出したSIを用いて受信データをデスクランブラ57においてデスクランブルし、データを出力する。
【０００８】
スクランブラ21のより詳細な構成を図7に示す。スクランブラは21a-21oのシフトレジスタと、21p、21qの排他的論理和によって構成され、シフトレジスタの初期値は15ビットのシードとして与えられる。デスクランブラ57にもスクランブラ21と同じ構成を用いることができる。
【０００９】
シード検出器のより詳細な構成を図8に示す。受信したPLCPヘッダからSI抽出器590によって2ビットのSIを抽出し、シード選択器581によって15ビットのシードがデスクランブラに与えられる。
【００１０】
又、別の従来例としては、特許文献１及び特許文献２をあげることが出来る。
【特許文献１】特開２００２−３５９５８３号公報
【特許文献２】特開２００３−１１５７９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記の従来の構成の送受信装置を用い、ピコネットコーディネータ(PNC)とデバイス(DEV)がピコネットを形成して通信を行う構成の場合、例えば、図11に示すようにPNC1(1a)とDEV1(1b)がピコネット1を形成して通信を行う場合、PNC1とDEV1の間で連続データの送信を行う時にはPLCP PHYヘッダのSIは連続した値をトグルすることになる。
【００１２】
ピコネット1とは別のピコネット2が存在し、例えばPNC2とDEV2が通信する場合、異なるホッピングパターンを使用していたとしてもデータの衝突が起こる可能性がある。復号したPLCP PHYヘッダの値に誤りが生じている場合、HCSによって検知することができる。しかしながら、他のピコネットのPLCP PHYヘッダを誤りなく復号する可能性も有り、HCSによってのみ誤り検出を行うのは不十分であった。例えばPNC2の位置がPNC1より近い位置にいる場合、DEV1がピコネット2のPCLP PHYヘッダを誤りなく復号してしまうことがある。上記従来例に述べた受信装置を用いると、PNC1からの自分宛のフレームでないにもかかわらず、残りのフレームペイロード以降の部分を復号し、MAC層にデータを転送することから不要データの処理に電力を浪費することになってしまっていた。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の第一の発明においては、受信装置において、少なくとも、受信した現在のフレームのヘッダ部分からスクランブラシード特定値を抽出する手段と、直前に受信したフレームのスクランブラシード特定値を保持する手段と、前記直前のスクランブラシード特定値からスクランブラシード推定値を算出する手段と、前記スクランブラシード推定値と前記スクランブラシード特定値を比較する手段と、前記比較手段はスクランブルシード推定値とスクランブルシード特定値が一致する場合にはイネーブル信号を出力し、一致しない場合には少なくとも現時点で受信しているフレーム長の時間分だけディスエーブル信号を出力する手段と、を備え、イネーブル信号をMAC層以上の上位層の動作において停止させることによって不要なデータを処理することによる受信装置の消費電力を低減することができる。
【００１４】
本発明の第二の発明においては、送信装置は少なくとも、連続データを示す情報を与える手段と、を備え、受信装置は、少なくとも、連続データを受信していると判別する手段と、連続データ受信時に、受信した現在のフレームのヘッダ部分からスクランブラシード特定値を抽出する手段と、直前に受信したフレームのスクランブラシード特定値を保持する手段と、前記直前のスクランブラシードからスクランブラシード推定値を算出する手段と、前記スクランブラシード推定値と前記スクランブラシード特定値を比較する手段と、前記比較手段はスクランブルシード推定値とスクランブルシード特定値が一致する場合にはイネーブル信号を出力し、一致しない場合には少なくとも現時点で受信しているフレーム長の時間分だけディスエーブル信号を出力する手段と、を備え、イネーブル信号をMAC層以上の上位層の動作において停止させることによって不要なデータを処理することによってシステム全体の消費電力を低減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上示したように、MB-OFDM方式において第一の実施例において、SI推定器を用いることによって同一のPNCから連続して受信フレームか否かを判別することができ、連続したフレームではないと判断されたときにはMAC層以上の動作を停止することによって消費電力の低減を図ることができた。
【００１６】
また、第二の実施例においては、SI推定器を用いつつ、SI推定器ディスイネーブル時(SE_EN=Low)にはSI推定器が無い時と同等の動作を維持させつつ、SI推定器イネーブル時(SE_EN=High)に、連続したフレームではないと判断されたときにはMAC層以上での不要フレームの処理を停止することによって消費電力の低減を図ることができた。
【００１７】
さらに、第三の実施例において、送信装置側で連続データを送信することを受信装置側に通知することによって、連続データを受信するかどうかを判定し、受信フレームが同一の送信装置からの連続したフレームではないと判断された時には、MAC層以上での不要フレームの処理を停止することによってシステム全体の消費電力の低減を図ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第一の実施例）
図1に本実施例における送受信装置の構成110を示す。本送受信装置110は入力として、データ入力とSE_EN（Seed Estimator Enable）信号、出力としてはデータ出力とEN (Enable)信号を持つ。送信側MAC10、符号化器20、OFDM変調器30、およびOFDM復調器40は従来例と同様の構成である。復号器50aは入力としてデータ及びSE_EN信号を持ち、出力としてデータと受信MAC60a以降の回路のEN信号とを持つ。
【００１９】
図2に本実施例における復号化器50aを示す。デインタリーバ55、ビタビ復号器56およびでスクランブラ57は従来の例の構成と同じである。シード推定器59においてPLCP PHYヘッダから抽出したSIがシード推定器によるSIと一致する際にはEN信号を出力する。本実施例においてシード推定器59はSE_EN信号の入力も備えており、シード推定動作の有無を選択することができる。
【００２０】
図9に本実施例におけるシード推定器59aの詳細な構成を示す。シード抽出器580とシード選択器581は従来の例の構成と同じである。シード抽出器580によって抽出されたSIはSI遅延器によって一フレームごとにSIの値が更新される。新たなSIがSI遅延器592に入力されると一つ前のフレームのSIが出力され、出力されたSIはSIカウンタ593にて値が1加算されてSI推定値を出力する。SI比較器594においては推定SIと抽出SIの値を比較し、一致する場合には最低限フレームを復調する時間分アクティブハイのEN信号を出力する。また、SI遅延器592、SIカウンタ593及びSI比較器594はSE_EN入力信号によってその動作を停止することができる。本実施例においてSE_ENはアクティブハイであり、SE_ENがインアクティブな期間中にEN信号がアクティブになることはない。EN信号によってバッファ595の出力が制御され、アクティブの場合にはSIがシード選択器581に入力される。
【００２１】
以上によって本実施例の復号化器50aからの出力信号ENを使用することによって後段のMAC層以上の動作を停止することができる。
【００２２】
（第二の実施例）
図10に本実施例におけるシード推定器59bの詳細な構成を示す。シード抽出器580、シード選択器581、SI遅延器592、SIカウンタ593およびSI比較器594は第一の実施例と同様の構成である。シード抽出器580によって抽出されたSIはSI遅延器によって一フレームごとにSIの値が更新される。新たなSIがSI遅延器592に入力されると一つ前のフレームのSIが出力され、出力されたSIはSIカウンタ593にて値が1加算されてSI推定値を出力する。SI比較器594においては推定SIと抽出SIの値を比較し、一致する場合には最低限フレームを復調する時間分アクティブハイのEN信号を出力する。また、SI遅延器592、SIカウンタ593及びSI比較器594はSE_EN入力信号によってその動作を停止することができる。本実施例においてもSE_ENはアクティブハイであり、SE_ENがインアクティブな期間中にEN信号がアクティブになることはない。SE_ENは反転器597によって出力が反転された後、排他的論理和596によってEN信号と論理和をとった後、バッファ595の出力を制御する。これらのタイミングチャートを図11に示す。従ってシード推定器59bはSE_ENがインアクティブのときにシード検出器58と同じ動作をすることができる。
【００２３】
以上によって本実施例の復号化器50bからの出力信号ENを使用することによって後段のMAC層以上の動作を停止することができる。
【００２４】
（第三の実施例）
本実施例における通信システムの構成は、送受信装置は第一の実施例または第二の実施例と同様であり、本実施例の通信システムは図12のようにPNCとDEVがピコネットを形成して通信を行っている。本実施例の通信システムが不要なデータを受信した場合に後段の動作を停止して消費電力を低減するステップを図13に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。
【００２５】
図13において、送受信装置120は初期状態でフレームを受信(S10)する。次にシード抽出器58は受信フレームのヘッダからSIを抽出(S20)し、これを初期SIとしてSIn=0とする。S30にてn=1、m=n-1と定義し、S40にて受信したフレームのフレームペイロード部分を復号器50以降で処理する。この処理データをMAC層以上で解析し、S50で連続データを以降受信するか否かを判断する。S50で連続データを受信しない場合には再びS10から同様のステップを実行する。S50で連続データを受信する場合、MAC以上の上位層はSE_ENをアクティブにし、S60にて送受信装置120は次のフレームを受信し、S70にてそのヘッダを解析し、RATE、LENGTHなどの情報を解析する。S80にてシード抽出器58はヘッダからSIを抽出し、これをSInと定義する。S90にてシードカウンタ593は以前のフレームのSI値を用いて現SIを推定し、推定SI値はSIm+1となる。S100ではSI比較器594にてSInがSIm+1と等しいかを判定する。S100にて両者が等しいとき、連続データが正しく受信されていることになるので、この場合にはS110でn=n+1とnの値を増加させ、再びS40に戻りフレームペイロードを処理する。S100にて現SIと推定SIが一致しない場合には連続データが受信できていないということになるので、S120にてシード比較器594はEN信号を少なくともS70で得られたLENGTH長で規定されるフレーム長分だけインアクティブにする。S120でENをインアクティブにする期間は、例えばS40を復号して得られる連続するフレームの継続する時間としてもよい。
【００２６】
以上によって本実施例の復号化器50からの出力信号ENを使用することによって後段のMAC層以上の動作を停止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第一の実施例における送受信装置の構成である。
【図２】本発明の第一の実施例における復号器の構成である。
【図３】従来の符号化器及び復号器の構成である。
【図４】従来の送受信装置の構成である。
【図５】MB-OFDM方式のPLCPフレーム構成である。
【図６】MB-OFDM方式のPLCP PHYヘッダ構成である。
【図７】従来のスクランブラの構成である。
【図８】従来のシード検出器の構成である。
【図９】本発明の第一の実施例におけるシード推定器の構成である。
【図１０】本発明の第二の実施例におけるシード推定器の構成である。
【図１１】本発明の第二の実施例に推定器におけるタイミングチャートである。
【図１２】本発明の第一及び第二の実施例におけるPNC、DEV及びピコネットの構成である。
【図１３】本発明の第三の実施例におけるフローチャートである。
【図１４】MB-OFDM方式のSI値とそれによって選択されるシード値の関係を現した表である。
【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】
2006222532.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006222532.tif 000009
【図８】
2006222532.tif 000010
【図９】
2006222532.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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