(57)【要約】  本発明に係る一実施例の無線装置は、アンテナと前記アンテナを介して受信した無線信号を増幅し、増幅信号を生成する増幅手段と、前記増幅信号の周波数変換を行い、第１のアナログ信号を生成する第１のミクサーと、前記第１のアナログ信号を変換して、第１のデジタル信号を生成する第１のＡＤ変換手段と、前記増幅信号の周波数変換を行い、第２のアナログ信号を生成する第２のミクサーと、前記第２のアナログ信号を変換して、第２のデジタル信号を生成する第２のＡＤ変換手段と、前記第１及び第２のデジタル信号を復調して復調信号を生成する復調手段と、前記第１のデジタル信号からプリアンブルを検出する検出手段と、前記無線信号の待ち受け時に、前記第２のミクサー及び第２のＡＤ変換手段を停止させ、前記検出手段がプリアンブルを検出した場合に、前記第２のミクサーおよび第２のＡＤ変換手段を動作させる制御手段と、を備える。
2011077480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナと
前記アンテナを介して受信した無線信号を増幅し、増幅信号を生成する増幅手段と、
前記増幅信号の周波数変換を行い、第１のアナログ信号を生成する第１のミクサーと、
前記第１のアナログ信号を変換して、第１のデジタル信号を生成する第１のＡＤ変換手段と、
前記増幅信号の周波数変換を行い、第２のアナログ信号を生成する第２のミクサーと、
前記第２のアナログ信号を変換して、第２のデジタル信号を生成する第２のＡＤ変換手段と、
前記第１及び第２のデジタル信号を復調して復調信号を生成する復調手段と、
前記第１のデジタル信号からプリアンブルを検出する検出手段と、
前記無線信号の待ち受け時に、前記第２のミクサー及び第２のＡＤ変換手段を停止させ、前記検出手段がプリアンブルを検出した場合に、前記第２のミクサーおよび第２のＡＤ変換手段を動作させる制御手段と、
を備えることを特徴とする無線装置。
【請求項２】
前記増幅手段は、第１のトランジスタを有する第１のトランスコンダクタンス部と、前記第１のトランスコンダクタンス部と並列に接続され、第２のトランジスタ及び第３のトランジスタを有する第２のトランスコンダクタンス部とを備え、
前記制御手段は、前記無線信号の待ち受け時に、前記第２のトランスコンダクタンス部を停止させ、前記検出手段がプリアンブルを検出した場合に、前記第２のトランスコンダクタンス部を動作させる
ことを特徴とする請求項１記載の無線装置。
【請求項３】
局部発振信号を生成し、前記第１のミクサー及び前記第２のミクサーに供給する局部周波数発生器をさらに有し、
前記局部周波数発生器は、
制御信号に基づき前記局部発振信号を生成する電圧制御発振器と、
前記局部発振信号を分周し、分周信号を生成する分周器と、
前記分周信号の位相と基準信号位相とを比較する位相比較器と、
前記位相比較器の比較結果をフィルタリングし、前記制御信号を生成するフィルタと、
前記フィルタが生成する前記制御信号を保持する保持器と、
前記フィルタが生成する前記制御信号又は前記保持器が保持する前記制御信号のいずれか一方を前記電圧制御発振器に供給するスイッチと、を備え、
前記制御部は、前記無線信号の待ち受け時に、前記保持器が保持する前記制御信号を前記電圧制御発振器に供給し、前記検出手段がプリアンブルを検出した場合に、前記フィルタが生成する前記制御信号を前記電圧制御発振器に供給するよう前記スイッチを制御する
ことを特徴とする請求項２記載の無線装置。
【請求項４】
前記分周器にΔΣ変調を適用するＤＳＭを更に備え、
前記制御部は、前記無線信号の待ち受け時に前記ＤＳＭを停止し、前記検出手段がプリアンブルを検出した場合に、前記ＤＳＭを動作させる
ことを特徴とする請求項３記載の無線装置。
【請求項５】
局部発振信号を生成し、前記局部発振信号を前記第１のミクサー及び第２のミクサーに供給する局部周波数発生器をさらに有し、
前記局部周波数発生器は、
制御信号に基づき前記局部発振信号を生成するデジタル制御発振器と、
前記局部発振信号の位相と、基準信号の位相とを比較し第１比較結果を出力するＴＤＣと、
前記局部発振信号の位相と、基準信号の位相とを比較し第２比較結果を出力するサンプラーと、
周波数設定信号及び前記第１，２比較結果を加算して位相誤差信号を生成する加算器と、
前記位相誤差信号をフィルタリングして制御信号を生成するフィルタと、
前記フィルタが生成する前記制御信号を保持する保持器と、
前記フィルタが生成する前記制御信号又は前記保持器が保持する前記制御信号のいずれか一方を前記デジタル制御発振器に供給するスイッチと、を備え、
前記制御部は、前記無線信号の待ち受け時に、前記保持器が保持する前記制御信号を前記デジタル制御発振器に供給し、かつ前記ＴＤＣの動作を停止し、前記検出手段がプリアンブルを検出した場合に、前記ＴＤＣの動作を開始し、前記フィルタが生成する前記制御信号を前記デジタル制御発振器に供給するよう前記スイッチを制御する
ことを特徴とする請求項２記載の無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線LANなど、ランダムアクセス方式を用いて通信を行っている無線装置は、信号がいつ送信されるかわからないため、常時信号を待ち受けている必要がある。通常、信号を受信している期間に比べ、信号を待ち受けている期間が長く、無線装置全体の消費電力を削減するためには、待ち受け時の低消費電力化が重要となる。【０００３】
無線装置の消費電力を削減する方法として、例えばデジタル復調器のなかの同期部の構成を改良する方法が知られている（例えば非特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Milos Krstic, et.al., “Optimized low-power synchronizer design for the IEEE 802.11a standard,” ICASSP 2003 pp.333-336.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、非特許文献１記載の方法では、無線装置のデジタル復調器の消費電力は削減できるが受信部のアナログ復調器の消費電力は削減できないという問題がある。【０００６】
アナログ復調器は、待ち受け時も信号受信時と同じ電力を消費するため、無線装置の低消費電力化のためには、アナログ復調器の待ち受け時の低消費電力化が課題となる。【０００７】
従って、本発明は、待ち受け時の低消費電力化が可能な無線装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る一実施例の無線装置は、アンテナと前記アンテナを介して受信した無線信号を増幅し、増幅信号を生成する増幅手段と、前記増幅信号の周波数変換を行い、第１のアナログ信号を生成する第１のミクサーと、前記第１のアナログ信号を変換して、第１のデジタル信号を生成する第１のＡＤ変換手段と、前記増幅信号の周波数変換を行い、第２のアナログ信号を生成する第２のミクサーと、前記第２のアナログ信号を変換して、第２のデジタル信号を生成する第２のＡＤ変換手段と、前記第１及び第２のデジタル信号を復調して復調信号を生成する復調手段と、前記第１のデジタル信号からプリアンブルを検出する検出手段と、前記無線信号の待ち受け時に、前記第２のミクサー及び第２のＡＤ変換手段を停止させ、前記検出手段がプリアンブルを検出した場合に、前記第２のミクサーおよび第２のＡＤ変換手段を動作させる制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の無線装置によれば、待ち受け時の消費電力低減を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１に係る無線装置１を示すブロック図。
【図２】無線装置１の増幅器１２の詳細を示す図。
【図３】無線装置１が行う無線通信を示す図。
【図４】無線装置１の局部周波数発生回路を示す図。
【図５】変形例１の第２のミクサーを示す図。
【図６】無線装置１の局部周波数発生器の他の実施例を示すブロック図。
【図７】無線装置１の局部周波数発生器の他の実施例を示すブロック図。
【図８】図７の局部周波数発生器の詳細を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の各実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は本発明の実施例１の無線装置１を示すブロック図である。無線装置１は、無線信号を受信するアンテナ１１と、無線信号を増幅して増幅信号を生成する増幅器１２と、増幅信号を周波数変換して第１のアナログ信号を生成する第１のミクサー１３Ｉと、増幅信号を周波数変換して第２のアナログ信号を生成する第２のミクサー１３Ｉと、第１のフィルタ１４Ｉを介して入力される第１のアナログ信号を第１のデジタル信号に変換する第１のＡＤ変換器１５Ｉと、第２のフィルタ１４Ｑを介して入力される第２のアナログ信号を第１のデジタル信号に変換する第２のＡＤ変換器１５Ｑと、第１のデジタル信号と第２のデジタル信号を復調して復調信号を生成する復調部１６と、第１のアナログ信号からプリアンブルを検出する検出部１７とを備える。【００１３】
また、無線装置１は、無線信号の待ち受け時には、第２のミクサー１３Ｑ及び第２のＡＤ変換器１５Ｑを停止させ、検出部１７がプリアンブルを検出した場合に、停止している第２のミクサー１３Ｑ及び第２のＡＤ変換器１５Ｑを動作させる制御部１８と、各部に電源を供給する電源（ＶＤＤ１）１９とを備える。尚、制御部１８の詳細は後述する。【００１４】
続いて各部の詳細について説明する。図２に増幅器１２の詳細を示す。【００１５】
増幅器１２は、第１のトランジスタM1とインダクタL2を備える第１のトランスコンダクタンス部２３と、第１のトランスコンダクタンス部２３と並列接続され、第２、第３のトランジスタM2、M3とインダクタL3を備える第２のトランスコンダクタンス部２４を有している。【００１６】
増幅器１２は、無線信号が入力される入力端子Ｖｉと、一端が入力端子Ｖｉに接続され他端が接地されるコンデンサＣ１と、一端が入力端子Ｖｉに接続され他端が第１のトランスコンダクタンス部２３に接続されるインダクタＬ１を有している。【００１７】
第１のトランスコンダクタンス部２３は、ゲート端子がインダクタＬ１を介して入力端子Ｖｉに接続され、ドレイン端子が出力端子Ｖｏｕｔに接続され、ソース端子がインダクタＬ２の一端に接続される第１のトランジスタＭ１と、他端が接地されるインダクタＬ２とを有している。即ち、第１のトランスコンダクタンス部２３は、第１のトランジスタＭ１と第１のトランジスタＭ１に直列接続されるインダクタＬ２を有している。【００１８】
第２のトランスコンダクタンス部２４は、ゲート端子がインダクタＬ１を介して入力端子Ｖｉに接続され、ドレイン端子が出力端子Ｖｏｕｔに接続され、ソース端子がインダクタＬ３の一端に接続される第２のトランジスタＭ２と、他端が第３のトランジスタＭ３のドレイン端子に接続されるインダクタＬ３と、ゲート端子に制御電圧Ｖｓｌｐが印加されソース端子が接地される第３のトランジスタＭ３を有している。即ち、第２のトランジスタＭ２、インダクタＬ３及び第３のトランジスタＭ３は直列に接続される。【００１９】
増幅器１２は、一端がＶＤＤ１に接続され他端が出力端子Ｖｏｕｔに接続されるインダクタＬ４を有している。ＶＤＤ１には、電源１９から電源電圧が供給される。入力端子Ｖｉｎから入力される無線信号は、増幅器１２で増幅され、増幅信号として出力端子Ｖｏｕｔから出力される。【００２０】
増幅器１２は、制御部１８の指示により、無線信号の待ち受け時には、第１のトランスコンダクタンス部２３を動作させ、第２のトランスコンダクタンス部２４を停止させる。増幅器１２は、検出部１７がプリアンブルを検出した場合は、制御部１８の指示により、第２のトランスコンダクタ部２３を動作させ、無線信号を第１、第２のトランスコンダクタンス部２３，２４で増幅し増幅信号を生成する。具体的には、第２のトランスコンダクタンス部２４を停止させる場合、制御部１８は、第２のトランスコンダクタンス部２４に電流が流れないよう、第３のトランジスタＭ３のゲート端子に制御電圧Ｖｓｌｐを印加する。一方、第２のトランスコンダクタンス部２４を動作させる場合、制御部１８は、制御電圧Ｖｌｓｐの電圧値を変化させることで第２のトランスコンダクタンス部２４に電流が流れるようにする。【００２１】
増幅器１２に流れる電流の総量が変化すると雑音指数ＮＦも変動してしまう。雑音指数ＮＦの変動を小さくするためには、第２のトランスコンダクタンス部２４を停止させても、増幅器１２に流れる電流が一定量以上削減しないようにすればよい。第２のトランスコンダクタンス部２４を停止する前に比べて停止した後に増幅器１２に流れる電流の削減量が１／１０程度であることが望ましい。そのためには、第２のトランジスタＭ２に流れる電流の１０倍の電流が第１のトランジスタＭ１に流れるようにすればよい。具体的には、第１のトランジスタＭ１と第２のトランジスタＭ２のチャネル幅の比をM1:M2=10:1とすればよい。【００２２】
図１に戻る。第１のミクサー１３Ｉは、増幅器１２が出力する増幅信号の周波数を、局部周波数発生器２１が生成する局部発振信号を用いて周波数変換し、第１のアナログ信号を生成する。第２のミクサー１３Ｑは、増幅信号の周波数を、局部発振信号の位相を９０度移相した信号を用いて周波数変換し、第１のアナログ信号と直交する第２のアナログ信号を生成する。第１、第２のアナログ信号は、Zero-IFを含むIF信号である。第１のミクサー１３Ｉ及び第２のミクサーを合わせて直交復調器１３と称する。制御部１８は、待ち受け時に第２のミクサー１３Ｑを停止し、第１のミクサーを動作させる。検出部１７がプリアンブルを検出すると制御部１８は、第２のミクサー１３Ｑを動作させる。【００２３】
第１のフィルタ１４Ｉは、第１のアナログ信号に含まれる所望帯域外の信号を抑圧して出力する。第２のフィルタ１４Ｑは、第２のアナログ信号に含まれる所望帯域外の信号を抑圧して出力する。第１のフィルタ１４Ｉ及び第２のフィルタ１４Ｑを合わせてフィルタ１４と称する。第２のフィルタ１４Ｑは、制御部１８の指示により、待ち受け時には停止し、検出部１７がプリアンブルを検出すると動作する。【００２４】
第１のＡＤ変換器１５Ｉは、第１のフィルタ１４Ｉを介して入力される第１のアナログ信号をデジタル信号に変換し、第１のデジタル信号を生成する。第２のＡＤ変換器１５Ｑは、第２のフィルタ１４Ｑを介して入力される第２のアナログ信号をデジタル信号に変換し、第２のデジタル信号を生成する。第１のＡＤ変換器１５Ｉ、第２のＡＤ変換器１５Ｑを合わせてＡＤ変換器１５と称する。【００２５】
ここで、第１のミクサー１３Ｉ、第１のフィルタ１４Ｉ、及び第１のＡＤ変換器１５ＩをまとめてＩ系統受信回路と称する。また第２のミクサー１３Ｑ、第２のフィルタ１４Ｑ、及び第２のＡＤ変換器１５ＱをまとめてＱ系統受信回路と称する。【００２６】
復調部１６は、待ち受け時は、第１のＡＤ変換器１５Ｉから入力される第１のデジタル信号を検出部１７へ出力する。検出部１７がプリアンブルを検出した場合は、第１、第２のデジタル信号を復調し、復調信号を生成する。復調信号は図示しない上位レイヤへ出力される。復調部１６は、待ち受け時か否か制御部１８の指示に基づき判断する。【００２７】
検出部１７は、復調部１６から入力される第１のデジタル信号からプリアンブルを検出する。【００２８】
ここで、図３を用いて無線信号のフォーマットについて説明する。図３に示すように、本実施例に係る無線装置１はパケットを単位として無線信号を送受信する。【００２９】
図３には、無線装置１が受信するパケットＰ１の構成について示しているが、パケットＰ３についても同じ構成である。パケットＰ２は無線装置１が送信するパケットだが、無線ＬＡＮ等のパケット通信の場合は、送受信パケット共に同じ構成であるため、ここでは同じ構成であるとして説明するが、送信パケットＰ２と受信パケットＰ１，Ｐ３とで異なるパケット構成としてもよい。【００３０】
パケットＰ１は、物理ヘッダと、ＭＡＣフレームとを備える。そして、物理ヘッダは、ＰＬＣＰ（physical layer convergence protocol）プリアンブルとＰＬＣＰヘッダとで構成される。また、ＭＡＣフレームは、８０２．１１ヘッダ、データ、ＦＣＳ（Frame Check Sequence）とで構成される。【００３１】
図３に示すように、通信相手から到達するのはパケットＰ１のＰＬＣＰプリアンブルの部分である。ＰＬＣＰプリアンブルは、１２サブキャリアの既知系列で構成されるトレーニング信号である。無線装置１は、ＰＬＣＰプリアンブルを受信することで、パケット検出やＡＧＣ（Automatic Gain Control）などを行う。【００３２】
無線装置１は、パケットに含まれるＰＬＣＰプリアンブルを検出することにより、無線信号検出を行う。パケットは無線信号に変換されて送信される。無線装置１は、ＰＬＣＰプリアンブルに相当する信号系列を無線信号から検出することで、無線信号の受信を検出する。【００３３】
つまり、図３の待ち受け及びＰＬＣＰプリアンブルに相当する区間では、無線装置１は、Ｉ系統受信回路を動作させる。第１のミクサー１３Ｉは、ＰＬＣＰプリアンブルに相当する無線信号に対して周波数変換を行い第１のアナログ信号を生成する。第１のフィルタ１４Ｉは、第１のアナログ信号の所望帯域外の信号を抑圧する。第１のＡＤ変換器１５Ｉは、第１のフィルタを介して入力された第１のアナログ信号から第１のデジタル信号を生成する。ＰＬＣＰヘッダ及びＭＡＣフレームに相当する区間では、無線装置１は、直交復調器１３、フィルタ１４、ＡＤ変換器１５を動作させる。【００３４】
検出部１７は、復調部１６から入力される第１のデジタル信号からＰＬＣＰプリアンブルを検出する。具体的には、無線信号のプリアンブルに相当する区間は、既知の信号系列であるため、検出部１７は、予め記憶している信号系列と同じ信号系列が第１のデジタル信号に含まれるか否かを検出する。予め記憶している信号系列が第１のデジタル信号に含まれる場合、検出部１５は、プリアンブルを検出した旨を示す検出信号を制御部１８に通知する。なお、図１では、検出部１７は、復調部１６から第１のデジタル信号を受け取るが、第１のＡＤ変換器１５Ｉから第１のデジタル信号を受け取るようにしてもよい。【００３５】
電源１９は、無線装置１の各部に電源電圧を供給する。図１では、電源１９が、増幅器１２、直交復調器１３、フィルタ１４及びＡＤ変換器１５に電源電圧を供給する例を示している。図１では、電源１９は、第２のミクサー１３Ｑにスイッチ２０Ａを介して電源電圧を供給しいている。電源１９は、第２のフィルタ１４Ｑにスイッチ２０Ｂを介して電源電圧を供給しいている。電源１９は、第２のＡＤ変換器１５Ｑにスイッチ２０Ｃを介して電源電圧を供給しいている。【００３６】
次に、図４を用いて局部周波数発生器２１を説明する。局部周波数発生器２１は、制御信号に基づき局部発振信号を生成するＶＣＯ（電圧制御発振器）２９と、ＶＣＯ２９が生成する局部発振信号を分周し分周信号を生成する分周器３０と、基準信号を生成する基準信号発生器２５と、基準信号と分周信号を比較する位相比較器２６と、位相比較器２６の比較結果をフィルタリングし、制御信号を生成するフィルタ２７とフィルタ２７が生成する制御信号を保持する保持器２８と、フィルタ２７が生成する制御信号又は保持器２８が保持する制御信号のいずれか一方をＶＣＯ２６に供給するスイッチ３１を有している。【００３７】
制御部１８は、待ち受け時に保持器２８が保持する制御信号を、無線信号受信時にフィルタ２７が生成する制御信号をＶＣＯ２９に供給するようスイッチ３１を制御する。【００３８】
また、局部周波数発生器２１は、ＶＣＯ２９と分周器３０との間に設けられる開閉スイッチ３２を有している。開閉スイッチ３２は、制御部１６の指示に従い、ＶＣＯ２９と分周器３０とを接続または切断する。制御部１６は、第１の受信器１２２が動作している間は、ＶＣＯ２９と分周器３０との接続を切断するよう開閉スイッチ３２を制御する。また制御部１８は、無線信号受信時にＶＣＯ２９と分周器３０とが接続されるように開閉スイッチ３２を制御する。【００３９】
無線信号を検出する場合は、ＥＶＭ（Error Vector Magnitude）は特に問題にならず、無線信号の有無が判断できればよい。従って、無線信号のプリアンブルを検出する場合、局部周波数発生器の周波数の精度は隣接チャネル等が所望波帯域内に混入しない程度の精度であればよい。無線ＬＡＮの場合、数100kHzの周波数誤差は許容される。【００４０】
従って、無線信号を検出すればよい待ち受け時に、制御部１８はスイッチ３１を制御し、保持器２８に保持された制御信号を用いてＶＣＯ２９を制御するようにする。これにより、局部周波数発生器２１の位相同期ループ(分周器３０、位相比較器２６、フィルタ２７、ＶＣＯ２９で構成されるループ)の動作を停止させてもＶＣＯが局部発振信号を出力できるようになる。このように、待ち受け時は制御部１６が開閉スイッチ３２を制御し、位相同期ループを開けることで、局部周波数発生器２１の消費電力を削減することができる。【００４１】
なお、位相同期ループがオープンになることで、周波数ドリフトが生じる可能性があるが、位相同期ループがオープンになっている期間であっても、一定間隔でループを閉じることで、所望の発振周波数が得られる制御信号を保持器２８が保持できるようになり、周波数ドリフトを回避することも可能である。【００４２】
図１に戻る。局部周波数発生器２１で生成された局部発振信号は、移相器２２に入力される。移相器２２は、位相が９０度異なる信号を第１、第２のミクサー１３Ｉ、１３Ｑにそれぞれ入力する。図１では、移相器２２は、局部発振信号を第１のミクサー１３Ｉに入力し、局部発振信号の位相を９０度移相させた信号を第２にミクサー１３Ｑに入力する。【００４３】
制御部１８は、待ち受け時には無線装置１の一部が動作を停止し、無線信号受信時には無線装置１の各部が動作するよう各部を制御する。【００４４】
まず、無線信号受信時について説明する。制御部１８は、検出部１７から検出信号を受け取ると、無線信号を受信している（無線信号受信時）と判断し、無線装置１の各部を動作させる。制御部１８は、制御電圧Ｖｓｌｐを変化させ、増幅器１２の第２のトランスコンダクタンス部２４を動作させる。制御部１８は、スイッチ２０Ａ〜２０Ｃを制御し、第２のミクサー１３Ｑ、第２のフィルタ１４Ｑ及び第２のＡＤ変換器１５Ｑに電源電圧が供給されるように制御する。このように制御部１８が各部を動作させることで、復調部１６に第１、第２のデジタル信号が入力される。復調部１６は、第１、第２のデジタル信号を復調し、復調信号を生成する。復調部１６は、受信した無線信号の復調が完了した場合、復調を完了した旨の完了信号を制御部１８に通知する。この完了信号は、上位レイヤが制御部１８に通知するようにしてもよい。例えば、上位レイヤが復調信号に誤りがないことを確認し、受信動作を終了すると判断してから、上位レイヤが制御部１８に完了信号を通知するようにしてもよい。【００４５】
制御部１８は、完了信号を受け取ると、無線信号受信時から待ち受け時に移行する。制御部１８は、制御部１８は、制御電圧Ｖｓｌｐを変化させ、増幅器１２の第２のトランスコンダクタンス部２４を停止させる。制御部１８は、スイッチ２０Ａ〜２０Ｃを制御し、Ｑ系統受信回路への電源電圧の供給を停止する。このように制御部１８は、待ち受け時に第２のトランスコンダクタンス部２４、Ｑ系統受信回路を停止させる。また、復調部１６についても、待ち受け時は、第１のデジタル信号を検出部１７に出力するために必要な回路のみを動作させ、復調信号を生成するために必要な回路を停止させるようにしてもよい。【００４６】
以上のように、無線信号待ち受け時は、第２のトランスコンダクタンス部２４、Ｑ系統受信回路を停止させ、検出部１７がプリアンブルを検出した場合に、第２のトランスコンダクタンス部２４、Ｑ系統受信回路を動作させることで、無線装置１の待ち受け時の消費電力を削減することができる。【００４７】
尚、本実施例では、待ち受け時にＱ系統受信回路を停止させたが、Ｉ系統受信回路を停止させてもよい。待ち受け時は、Ｉ／Ｑのどちらか一系統で無線信号を待ち受けることで、待ち受け時の待機電力を削減することができる。【００４８】
（変形例１）
次に、図５を用いて本実施例の変形例１を説明する。図１の無線装置１では、制御部１８がスイッチ２０Ａ〜Ｃを制御することで、Ｑ系統受信回路を停止／動作させていたが、本変形例では、制御部１８は、第２のミクサー１３Ｑ、第２のフィルタ１４Ｑ、及び第２のＡＤ変換器１５Ｑが有する電流源を制御することでＱ系統受信回路を停止／動作させる。【００４９】
図５に本変形例に係る第２のミクサー１３Ｑを示す。ここでは、第２のミクサー１３Ｑについて電流源を制御する例を示すが、第２のフィルタ１４Ｑ、及び第２のＡＤ変換器１５Ｑが有する電流源についても同様に制御が可能である。【００５０】
図５の第２のミクサー１３Ｑは、ミクサー回路６０とミクサー回路に接続される電流源Ｍ１０と、電流源に電圧ＶＢＢを供給する電源と電流源との間に設けられたスイッチ２２とを有している。図５の例では、電流源Ｍ１０は、トランジスタで構成されており、トランジスタのゲート端子に電圧ＶＢＢが印加されることで、基準電流を生成する。【００５１】
制御部１８は、待ち受け時にスイッチ２２をＯＦＦとすることで、電流源Ｍ１０が基準電流を生成しないよう制御する。無線信号受信時には、制御部１８は、スイッチ２２をＯＮとし、電流源Ｍ１０が基準電流を生成するよう制御する。【００５２】
尚、第２のミクサー１３Ｑの動作を急速に立ち上げる必要がある場合は、電流源Ｍ１０の動作を完全に停止するのではなく、電圧ＶＢＢを小さくし、電流源Ｍ１０が生成する基準電流を小さくするようにしてもよい。この場合、例えば、スイッチ２２の代わりに、電圧ＶＢＢの値を変えられる電源を用意してもよい。無線信号受信時には、電源は、電圧値がＶＢＢである電圧ＶＢＢを供給し、待ち受け時には電圧値がＶＢＢ’（ＶＢＢ’＜ＶＢＢ）である電圧を供給する。【００５３】
これにより、無線信号の待ち受け時に消費電力の低減を達成することができると同時に第２のミクサー１３Ｑの動作・停止の急速な切り替えが可能となる。【００５４】
（変形例２）
図６は、無線装置１の局部周波数発生器２１の変形例を示すブロック図である。図６に示す局部周波数発生器３３は、図４に示す局部周波数発生器２１の分周器３０に代えて、分周器６１を有している。また、局部周波数発生器３３は、保持器２８お呼びスイッチ３１を有していない。局部周波数発生器３３の分周器６１は、整数分周器３４とＤＳＭ（Delta-Sigma Modulator）３５を有している、分周器６１は、局部発振信号を整数分周又は小数分周する。つまり、局部周波数発生器３３は、整数分周アナログ位相同期ループと小数分周位相同期ループとを切り替えて局部発振信号を生成する。以下では、局部周波数発生器３３の局部周波数発生器２１と異なる箇所について説明する。局部周波数発生器２１と同様の符号をつけた構成要素については、同様の機能を有するため説明を省略する。【００５５】
局部周波数発生器３３は、局部周波数発生器２１の分周器３０の代わりに、整数分周器３４と、整数分周器３４にΔΣ変調を適用するＤＳＭ３５と、ＤＳＭ３５のＯＮとＯＦＦを制御するスイッチ３６とを備える。スイッチ３６は、制御部１８の指示によりＯＮ／ＯＦＦし、電源１９から電源電圧をＤＳＭ３５に供給するか否かを切り替える。【００５６】
無線信号受信時、制御部１８は、スイッチ３６をＯＮし、電源電圧をＤＳＭ３５に供給する。これにより、ＤＳＭ３５が動作し、整数分周器３４にΔΣ変調を適用する。ＤＳＭ３５が整数分周器３４にΔΣ変調を適用することで、分周器６１は局部発振信号を小数分周する（少数分周位相同期ループが動作）。【００５７】
待ち受け時、制御部１８は、スイッチ３６をＯＦＦし、ＤＳＭ３５への電源電圧の供給を停止する。これにより、ＤＳＭ３５が停止し、整数分周器３４にΔΣ変調を適用しなくなる。整数分周器３４にΔΣ変調が適用されないため、分周器６１は局部発振信号を整数分周する（整数アナログ位相同期ループが動作）。【００５８】
少数分周位相同期ループが動作している場合、整数アナログ位相同期ループが動作している場合と比べて、周波数の分解能が高い一方で、消費電力が大きくなる。待ち受け時は無線信号を検出できればよく、局部発振信号の周波数精度は、無線信号受信時に比べ低くてよい。そこで、本変形例では、局部周波数発生器３３は、無線信号受信時には小数分周を行うことで周波数精度の高い局部発振信号を生成し、待ち受け時には整数分周を行うことで無線信号受信時より周波数精度が低い局部発振信号を生成する。【００５９】
受信時に精度の高い小数分周を行い、待ち受け時に消費電力の小さい整数分周を行うことで、局部周波数発生器３３の周波数精度を向上させるとともに待ち受け時の消費電力を削減することができる。【００６０】
（変形例３）
図７は、無線装置１の局部周波数発生器２１の別の変形例を示すブロック図である。図５の局部周波数発生器２１は、アナログ回路で構成されるのに対し、図７に示す局部周波数発生器３７は、デジタル回路で構成される。【００６１】
図７に示されるように、周波数発生器３７は、周波数設定ワードＦＣＷ（frequency command word）を生成するＦＣＷ発生器４１と、周波数設定ワードＦＣＷを累積加算して周波数設定信号を出力する累積加算器４２と、基準信号の位相とデジタル制御発振器ＤＣＯ（digitally controlled oscillator）４４の局部発振信号の位相との差分を、位相誤差信号としてループフィルターＬＦＰ４３に出力する加算器４０と、位相誤差信号をフィルタリングして制御信号を出力するループフィルターＬＦＰ４３と、制御信号に基づき局部発振信号ＦＤＣＯを出力するデジタル制御発振器ＤＣＯ４４と、を備える。【００６２】
周波数発生器３７は、更に、局部発振信号ＦＤＣＯの位相を検出する累積加算器３８と、サンプラー４７と、リファレンス信号ＦＲＥＦを生成するＦＲＥＦ発生器５０と、リファレンス信号ＦＲＥＦをＦＤＣＯでリタイミングして、クロックＣＫＲを生成するリタイミング回路４８と、タイムトゥデジタルコンバータＴＤＣ３９とを備える。ＴＤＣ３９はＤＣＯ４４の出力とリファレンス信号ＦＲＥＦとの位相差をサンプラー４７より細かい精度で、デジタル表現できる時間計測デバイスである。【００６３】
周波数発生器３７は、ＴＤＣ３９の分解能を設定する分解能設定器４９と、ループフィルター４ＬＦＰ４３の帯域設定をする帯域設定器４６と、制御信号を保持する保持器４５を備える。更に、周波数発生器３７は、ＤＣＯ４４に入力する制御信号として、保持器４５が保持する制御信号かＬＰＦが出力する制御信号とするかを切り替えるスイッチ５１を備える。また、周波数発生器３７は、ＤＣＯ４４と累積加算器３８との間に開閉スイッチ５２を備える。【００６４】
図５の局部周波数発生器２１と局部周波数発生器３７との対応について説明する。図５の分周器３０に相当するものが累積加算器３８である。また、図５の位相比較器２６に相当するものがTDC３９（時間デジタル変換器)および加算器４０である。また、図５の基準信号発生器２５に相当するものがFCW信号発生器４１及び累積加算器４２である。また、フィルタ２７に相当するものがLPF４３である。また、VCO（電圧制御発信器）２９に相当するものはDCO４４（デジタル制御発振器）である。また、保持器２８は、保持器４５に対応する。DCO４４は、デジタルで制御されるので、保持器４５もデジタル値を保持している。DCO４４の発振周波数の分解能を100kHz以下することができ、PLCPプリアンブルを検出することで、無線信号を検出するができる。【００６５】
つまり、局部周波数発生器３７は、制御信号に基づき局部発振信号を生成するＤＣＯ４４と、局部発振信号の位相と、基準信号の位相とを比較し第１比較結果を出力するＴＤＣ３９と、局部発振信号の位相と、基準信号の位相とを比較し第２比較結果を出力するサンプラー４７と、周波数設定信号及び第１，２比較結果を加算して位相誤差信号を生成する加算器４０と、位相誤差信号をフィルタリングして制御信号を生成するループフィルターＬＦＰ４３と、ループフィルターＬＦＰ４３が生成する制御信号を保持する保持器２８と、ループフィルターＬＦＰ４３が生成する制御信号又は保持器２８が保持する制御信号のいずれか一方をＤＣ４４に供給するスイッチと、を備える。【００６６】
また、制御部１８は、無線信号の待ち受け時に、保持器２８が保持する制御信号をＤＣＯ４４に供給し、かつＴＤＣ３９の動作を停止し、検出部１７がプリアンブルを検出した場合に、ループフィルターＬＦＰ４３が生成する制御信号をＤＣＯ４４に供給するようスイッチ５１を制御する。【００６７】
以下、局部周波数発生器３７の動作を詳細に説明する。例えば無線装置１の起動時や出荷時などに、制御部１８は、まず局部周波数発生器３７の周波数設定を行う。まず制御部１８は、スイッチ５１、開閉スイッチ５２を制御し、ＤＣＯ４４とＬＰＦ４３を接続し、局部周波数発生器３７を動作させる。これにより、ＤＣＯ４４が所望の周波数をもつ局部発振信号を生成し、保持器４５にはＤＣＯ４４が所望の周波数を持つ局部発振信号を生成する場合の制御信号（ＬＰＦ４３の出力値）が保持される。【００６８】
周波数設定後、待ち受け状態の場合、制御部１８は、スイッチ５１を切り替えて、保持器４５の制御信号をDCO４４に与えるとともに、開閉スイッチ５２をオープンにすることにより、累積加算器３８、TDC３９および加算器４０、LPF４３などを停止する。このとき、DCO４４は保持器４５で設定された周波数で自走発振することになる。自走発振は時間とともに周波数ドリフトを起こすため、所定の時間に、保持器４５が保持する制御信号を再設定する。保持器４５の制御信号の再設定のためには、開閉スイッチ５２を閉じることにより、累積加算器３８、TDC３９、LPF４３、加算器４０を動作させる。再設定する場合の過渡応答を小さくするには、前回保持器４５が設定した値を初期状態としてオープンループで数周期動作させ、定常状態になってからループを接続してもよい。【００６９】
次に、図８を用いて、TDC３９の動作について説明する。TDC３９はDCO４４の出力信号であるFDCO信号を複数のインバータ５３に入力し、基準クロックFREFとの微小なずれを検出するものである。TDC39は、時間を計るためにインバータ遅延を利用しており、フリップフロップ５４が、インバータ５３によりインバータ遅延された信号をFREFでサンプルすることによりFDCOの立ち上がりとFREFの立ち上がりのずれを出力する。そして、検出部５９（Ｐｓｅｕｄｏ−Ｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ−Ｃｏｄｅ  Ｅｄｇｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）が、当該ずれを検出して、加算部４０に出力する。【００７０】
以上のように、局部周波数発生器３７をデジタル回路で構成することも可能である。【００７１】
上述した例では、待ち受け時にＴＤＣを停止させたが、TDC３９を停止させなくともよい。TDC３９は時間分解能を決定するブロックであり、周波数の精度を決めるものである。プリアンブルを検出するために必要な周波数分解能は例えば100kHz程度である。そこで、待ち受け時に、保持器４５が保持する制御信号を利用しＴＤＣ３９を停止させる代わりに、TDC３９の時間分解能を下げるようにしてもよい。【００７２】
ここで、図８を用いて、ＴＤＣ３９の時間分解能を切り替える方法について説明する。TDC３９の時間分解能は、分解能設定器４９により切り替えを行う。分解能設定器４９は、電源５６と電源５７とスイッチ５５を備える。ここで、電源５６は電圧ＶＤＤ１を供給し、電源５７は、電圧ＶＤＤ２を供給する。なお電圧ＶＤＤ１は、電圧ＶＤＤ２より小さい。スイッチ５５は、制御部１８の指示によりインバータ５３に電圧ＶＤＤ１又はＶＤＤ２のどちらかを供給する。【００７３】
分解能設定器４９は、無線信号待ち受け時には、電圧ＶＤＤ１をインバータ５３に供給し、プリアンブル検出後は、電圧ＶＤＤ２を供給する。インバータ５３は、供給される電圧が下がることにより遅延が大きくなり、時間分解能が低下する。つまり、分解能設定器４９が電圧ＶＤＤ１をインバータ５３に供給している場合に比べ、電圧ＶＤＤ２をインバータ５３に供給している場合の方が、ＴＤＣ３９の分解能が高くなる。即ち、電圧ＶＤＤ２がインバータ５３に供給されている場合の方が、ＴＤＣ３９は高精度の位相比較結果を出力する。【００７４】
なお、TDC３９の時間分解能をさらに下げる手法として、無線信号待ち受け時に動作させるインバータ５３の数を減らす方法がある。この場合、待ち受け時には、動作させるインバータ５３とフリップフロップ５４の個数を減らせばよい。例えば、無線信号待ち受け時には、開閉スイッチ５８をオープンにすることにより一部のインバータ５３と一部のフリップフロップ５４の動作を停止させることが可能である。【００７５】
周波数変換器３７におけるTDC３９の消費電力は大きい。したがって、TDC３９の時間分解能を下げるだけでも無線装置１の消費電力削減は有効である。【００７６】
また、このようにＴＤＣ３９の時間分解能を変化させる場合、局部周波数発生器３７は、保持器４５、スイッチ５１、開閉スイッチ５２を有していなくとも良く、局部周波数発生器３７の部品点数を削減することができる。【００７７】
LPF４３は、時間分解能を高めるためにΔΣ変調を実装している場合、待ち受け時にLPF４３のΣ変調を停止することで局部周波数発生器３７の消費電力を削減してもよい。【００７８】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。【００７９】
例えば、実施形態では、無線ＬＡＮを例に説明したが、受信すべき信号の内容、時間により条件の変化するあらゆる無線装置に実施適用できる。
【符号の説明】
【００８０】
１１・・・アンテナ、１２・・・増幅器、１３・・・直交復調器、１３Ｉ、１３Ｑ・・・ミクサー、１４・・・複素低減フィルタ、１４Ｉ、１４Ｑ・・・フィルタ、１５・・・アナログデジタル変換器、１５Ｉ、１５Ｑ・・・ＡＤ変換器、１６・・・復調部、１７・・・検出部、１８・・・制御部、１９、５６、５７・・・電源、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、３１、３６、５１、５５・・・スイッチ、２１、３３、３７・・・局部周波数発生器、２２・・・移相器、２３、２４・・・トランスコンダクタンス部、２５・・・基準信号発生器、２６・・・位相比較器。２７・・・フィルタ、２８、４５・・・保持器、２９・・・ＶＣＯ、３０・・・分周器、３２、５２、５８・・・開閉スイッチ、３４・・・整数分周器、３５・・・ＤＳＭ、３８、４２・・・累積加算器、３９・・・ＴＤＣ、４０・・・加算器、４１・・・FCW信号発生器、４３・・・LPF、４４・・・ＤＣＯ、４６・・・帯域設定器、４７・・・サンプラー、４８・・・リタイミング回路、４９・・・分解能設定器、５０・・・ＦＲＥＦ発生器、５３・・・インバータ、５４・・・フリップフロップ、５９・・・検出部。
【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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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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