(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号を受信する受信部と、
前記受信した無線信号の受信信号強度を測定する受信信号強度測定部と、
前記測定した受信信号強度と閾値とを比較する閾値比較部と、
前記比較した結果に基づいて、前記受信した無線信号を復調する復調部と、
前記測定した受信信号強度に応じて前記閾値を設定する閾値設定部と、
を備え、
前記閾値設定部は、前記受信信号強度に対応する距離に基づいて前記閾値を設定する、
半導体装置。
【請求項２】
前記閾値設定部は、前記復調した結果、誤りが無い場合、前記受信信号強度に応じて前記閾値を設定する、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
無線信号を受信する受信部と、
前記受信した無線信号の受信信号強度を測定する受信信号強度測定部と、
前記測定した受信信号強度と閾値とを比較する閾値比較部と、
前記比較した結果に基づいて、前記受信した無線信号を復調する復調部と、
前記測定した受信信号強度に応じて前記閾値を設定する閾値設定部と、
を備え、
前記閾値設定部は、前記受信信号強度が受信信号状態に対応する状態遷移条件を満たす場合、前記受信信号状態を遷移し、前記遷移した受信信号状態に応じて前記閾値を設定する、
半導体装置。
【請求項４】
前記状態遷移条件は、所定の受信信号強度の無線信号を受信した回数を判定する条件を含む、
請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記閾値設定部は、第１の状態遷移条件を満たす場合、第１の受信信号状態から第２の受信信号状態へ遷移し、第１の状態遷移条件と異なる第２の状態遷移条件を満たす場合、前記第２の受信信号状態から前記第１の受信信号状態へ遷移する、
請求項３に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記測定した受信信号強度に応じて、前記受信部の受信ゲインを設定する受信ゲイン設定部を備える、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
送信データに応じた無線信号を送信する送信部と、
前記測定した受信信号強度に応じて、前記送信部の送信電力を設定する送信電力設定部を備える、
請求項１に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、無線通信装置及び無線通信装置の制御方法に関し、例えば、受信信号強度を測定する半導体装置、無線通信装置及び無線通信装置の制御方法に好適に利用できるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やスマートフォン、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｏｆ  Ｔｈｉｎｇｓ）機器、ウェアラブル機器など、様々な電子機器で無線通信技術が利用されている。無線通信技術の一例として、無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）などが知られている。
【０００３】
関連する技術が特許文献１に開示されている。特許文献１では、受信信号強度（ＲＳＳＩ：Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）を判定する閾値を制御することで、消費電力を低減させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０９３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１などの関連する技術では、妨害波などの電波状況によっては消費電力を低減することが困難な場合がある。そこで、一実施の形態では、消費電力を低減することを一つの課題とする。
【０００６】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施の形態によれば、無線通信装置は、アンテナと半導体装置を備えている。半導体装置は、アンテナを介して無線信号を受信し、受信した無線信号の受信信号強度を測定する。さらに、半導体装置は、測定した受信信号強度と閾値とを比較し、比較した結果に基づいて受信した無線信号を復調し、測定した受信信号強度に応じて閾値を設定する。
【発明の効果】
【０００８】
前記一実施の形態によれば、消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】参考例１の半導体装置の構成を示す構成図である。
【図２】参考例１の半導体装置の動作を示す信号波形図である。
【図３】参考例２の半導体装置の構成を示す構成図である。
【図４】参考例２の半導体装置の動作を示す信号波形図である。
【図５】実施の形態に係る半導体装置の概要を示す構成図である。
【図６】実施の形態１に係る無線通信システムの構成を示す構成図である。
【図７】実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す構成図である。
【図８】実施の形態１に係る電力閾値テーブルの一例を示す図である。
【図９】実施の形態１に係る半導体装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態１に係る半導体装置の動作を示す信号波形図である。
【図１１】実施の形態２に係る半導体装置の状態遷移を示すステートマシン図である。
【図１２】実施の形態２に係る電力閾値テーブルの一例を示す図である。
【図１３】実施の形態２に係る半導体装置の動作を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態２に係る半導体装置の動作を示すフローチャートである。
【図１５】実施の形態３に係る半導体装置の構成を示す構成図である。
【図１６】実施の形態３に係る制御テーブルの一例を示す図である。
【図１７】実施の形態３に係る半導体装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、ＣＰＵ、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００１１】
（実施の形態に至る検討）
近年、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの新たな規格として、消費電力の少ないＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）が規格化されているように、無線通信を低消費電力で行うための研究が進められている。また、ＩｏＴ機器やウェアラブル機器が注目されており、このような機器では、小型化が進むとともに、電池交換や充電の手間を減らすために、省電力化が強く望まれている。そこで、まず、実施の形態適用前の参考例１及び２について検討する。
【００１２】
参考例１は、受信信号のＲＳＳＩが閾値を超えた場合に復調を開始する例である。図１は、参考例１の半導体装置９００の構成を示している。半導体装置９００は、無線信号を受信する無線受信機である。図１に示すように、参考例１の半導体装置９００は、直交変換回路１０１、ＡＤＣ（Analog-to-Digital Converter）１０２、ＲＳＳＩ測定部１０３、閾値比較部１０４、及び復調部１０５を備えている。
【００１３】
アンテナ１１１は受信した無線信号ＲＦを半導体装置９００に入力する。直交変換回路１０１は、無線信号ＲＦに基づき直交信号ＩＱを生成し、ＡＤＣ１０２は、直交信号ＩＱに基づきＡＤＣ出力コードＡＤＯＵＴを生成する。ＲＳＳＩ測定部１０３は、ＡＤＣ出力コードＡＤＯＵＴに基づき、無線信号ＲＦの受信電界強度ＳＩを測定する。閾値比較部１０４は、受信電界強度ＳＩと電力閾値ＴＨとを比較し、比較結果に応じて、受信開始信号ＳＡを出力する。復調部１０５は、受信開始信号ＳＡに応じて、ＡＤＣ出力コードＡＤＯＵＴを復調する。
【００１４】
図２は、参考例１の半導体装置９００の動作例を示す信号波形図である。図２は、無線信号ＲＦ、ＡＤＣ出力コードＡＤＯＵＴ、電力閾値ＴＨと受信電界強度ＳＩ、受信開始信号ＳＡの信号波形を示している。図２では、それぞれの横軸は時間の経過を表しており、縦軸は、無線信号ＲＦが電圧レベル（Ｖ）、ＡＤＣ出力コードＡＤＯＵＴがコード値（ＣＯＤＥ）、電力閾値ＴＨと受信電界強度ＳＩが電力ｄＢｍ、受信開始信号ＳＡがハイ（Ｈ）／ロー（Ｌ）レベルを表している。この例では、受信信号ＲＦ１〜ＲＦ３が一定間隔の期間Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６で順に受信され、受信信号ＲＦ２と受信信号ＲＦ３の間で、妨害波信号ＩＴＦ１を受信する。
【００１５】
期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ７では、無線信号を受信しないため、受信電界強度ＳＩは電力閾値ＴＨよりも低い。このため、閾値比較部１０４は、受信開始信号ＳＡをローレベルに設定し、復調部１０５は復調動作を行わない。また、期間Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６では、それぞれ受信信号ＲＦ１〜ＲＦ３を受信し、受信電界強度ＳＩは電力閾値ＴＨよりも大きくなる。このため、閾値比較部１０４は、受信開始信号ＳＡをハイレベルに設定し、復調部１０５は復調動作を開始する。
【００１６】
参考例１の半導体装置９００では、電力閾値ＴＨは常に固定の値である。このため、期間Ｔ５内のＴ５ａにおいて、妨害波信号ＩＴＦ１を受信すると、受信電界強度ＳＩは電力閾値ＴＨよりも大きくなる。そうすると、閾値比較部１０４は、受信開始信号ＳＡをハイレベルに設定し、復調部１０５が妨害波信号ＩＴＦ１に対して復調を開始してしまう。
【００１７】
したがって、電力閾値ＴＨが固定である参考例１では、妨害波信号を受信した場合に、復調部１０５が復調動作を開始するため、復調部１０５において消費電流（消費電力）が増加するという問題がある。また、妨害波信号の影響で正常な受信信号（ＲＦ３など）の復調が失敗すると、送信側が再送処理を行うため、さらに消費電流が増加する。
【００１８】
一方、参考例２は、受信信号のＲＳＳＩを判定する閾値を、受信信号の復調結果に応じて制御する例である。図３は、参考例２の半導体装置９０１の構成を示している。図３に示すように、参考例２の半導体装置９０１は、図１の参考例１の構成に加えて、制御部９０６を備えている。
【００１９】
参考例２では、復調部１０５は、受信信号を復調した結果に誤りがあるか否かを示す誤り検出結果ＦＬ（フラグ）を出力する。制御部９０６は、誤り検出結果ＦＬから電波状況を推定し、妨害波が大きいと推定した場合には電力閾値ＴＨを上げ、妨害波が小さいと推定した場合には電力閾値ＴＨを下げることで、閾値比較部１０４が妨害波により誤って受信電力検出することを防ぐ。
【００２０】
図４は、参考例２の半導体装置９０１の動作例を示す信号波形図である。図４の例では、図２と同様に、受信信号ＲＦ１〜ＲＦ３が一定間隔の期間Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６で順に受信され、受信信号ＲＦ２と受信信号ＲＦ３の間で、妨害波信号ＩＴＦ１を受信する。
【００２１】
参考例２の半導体装置９０１では、誤り検出結果ＦＬを用いて電力閾値を決定する。このため、妨害波信号の無い期間Ｔ２、Ｔ４において受信信号ＲＦ１と受信信号ＲＦ２に誤りが発生しなかった場合には、電力閾値ＴＨは徐々に小さい値になる。電力閾値ＴＨを下げた後、期間Ｔ５内のＴ５ａにおいて妨害波信号を受信すると、アンテナにて受信した妨害波信号ＩＴＦ１の受信電界強度ＳＩが電力閾値ＴＨよりも大きくなる。そうすると、閾値比較部１０４は、受信開始信号ＳＡをハイレベルに設定し、復調部１０５が妨害波信号ＩＴＦ１に対して復調を開始してしまう。
【００２２】
したがって、復調結果によって電力閾値ＴＨを制御する参考例２においても、参考例１と同様に、妨害波信号を受信した場合に、復調部１０５が復調動作を開始するため消費電流が増加するという問題がある。
【００２３】
なお、参考例２では、妨害波が時間的に連続的に発生していて常時同じ電力の条件においては、大きな特性改善が見込める。しかし、妨害波となる得る無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈやＺｉｇｂｅｅなどの通信方式はパケット通信方式であり、パケットごとに非連続な妨害波となる。また、妨害波を出力している端末の移動に伴って受信する妨害波電力に変化が生じる。参考例２では、誤り検出結果ＦＬの２値（誤りの有り／無し）の結果から次回の受信時における電力閾値を変化させる構成のため、妨害波電力の時間的変化により、電力閾値を決定した時と、受信信号を受信する時で、適切な電力閾値に差異が発生し、妨害波による受信回路の誤起動による消費電流増加ならびに受信特性劣化が発生するとも言える。
【００２４】
（実施の形態の概要）
図５は、実施の形態に係る半導体装置の概要例を示している。図５に示すように、実施の形態に係る半導体装置１０は、受信部１１、受信信号強度測定部１２、閾値比較部１３、復調部１４、及び閾値設定部１５を備えている。
【００２５】
受信部１１は、無線信号を受信し、受信信号強度測定部１２は、受信部１１が受信した無線信号の受信信号強度を測定する。閾値比較部１３は、受信信号強度測定部１２が測定した受信信号強度と閾値とを比較し、復調部１４は、閾値比較部１３の比較結果に基づいて、受信部１１が受信した無線信号を復調する。さらに、閾値設定部１５は、受信信号強度測定部１２が測定した受信信号強度に応じて閾値比較部１３に閾値を設定する。
【００２６】
このように、実施の形態では、受信した無線信号の受信信号強度に応じて、復調開始を判定するための閾値を設定する。これにより、受信信号強度に応じて適切な閾値を設定できるため、妨害波を受信した場合の誤動作を抑えることができ、消費電力を低減することができる。
【００２７】
（実施の形態１）
以下、図面を参照して実施の形態１について説明する。
【００２８】
＜無線通信システムの構成＞
図６は、本実施の形態に係る無線通信システム２００の構成例を示している。図６に示すように、本実施の形態に係る無線通信システム２００は、無線通信装置２１０及び２２０を備えている。無線通信システム２００は、実施の形態を活動量計のアプリケーションに適用した例である。なお、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどの無線通信が可能であればよいため、活動量計以外のアプリケーションに適用してもよい。
【００２９】
無線通信装置２１０は、歩数計などの活動量計モジュールであり、検出した歩数などを無線通信装置２２０へ送信する。無線通信装置２２０は、スマートフォンなどの表示モジュールであり、無線通信装置２１０から受信した歩数などを表示する。例えば、通信方式にＢｌｕｅｔｏｏｔｈを採用する場合、無線通信装置２２０はマスター装置となり、無線通信装置２１０はスレーブ装置となる。１つの無線通信装置２２０（マスター装置）と１つの無線通信装置２１０（スレーブ装置）を無線接続してもよいし、１つの無線通信装置２２０と複数の無線通信装置２１０を無線接続してもよい。
【００３０】
無線通信装置２１０は、アンテナ１１１ａ、半導体装置１００ａ、及び加速度センサ２１１を備えている。半導体装置１００ａは、ＲＦ回路１１０ａ、ＭＣＵ１２０ａ、及びＡＤＣ１３０を備えている。
【００３１】
無線通信装置２１０では、加速度センサ２１１は、加速度を検出し、検出した加速度に応じた電圧値の加速度電圧を生成する。ＡＤＣ１３０は、加速度センサ２１１が生成した加速度電圧をＡＤ変換して、デジタルの加速度データ（コード）を生成する。ＭＣＵ１２０ａは、ＡＤＣ１３０が生成した加速度データに基づき、送信するパケット（送信データ）を生成する。ＲＦ回路１１０ａは、ＭＣＵ１２０が生成したパケット（送信データ）を変調し、変調した信号をアンテナ１１１ａを介して無線により無線通信装置２２０へ送信する。また、ＲＦ回路１１０ａは、無線通信装置２２０から送信された無線信号をアンテナ１１１ａを介して受信し、受信した無線信号からパケット（受信データ）を復調する。ＭＣＵ１２０ａは、ＲＦ回路１１０ａが復調したパケット（受信データ）に基づき必要な処理を実行する。
【００３２】
無線通信装置２２０は、アンテナ１１１ｂ、半導体装置１００ｂ、ドライバＩＣ２２１、及びディスプレイ２２２を備えている。無線通信装置２２０の半導体装置１００ｂは、ＲＦ回路１１０ｂ及びＭＣＵ１２０ｂを備えている。
【００３３】
無線通信装置２２０では、ＲＦ回路１１０ｂは、無線通信装置２１０から送信された無線信号をアンテナ１１１ｂを介して受信し、受信した無線信号からパケット（受信データ）を復調する。ＭＣＵ１２０ｂは、ＲＦ回路１１０ｂが復調したパケット（受信データ）に基づき加速度データを取得する。さらに、ＭＣＵ１２０ｂは、取得した加速度データをドライバＩＣ２２１を介してディスプレイ２２２に出力し、ディスプレイ２２２は、加速度データ（計測した活動量）を表示する。
【００３４】
無線通信装置２１０及び２２０の半導体装置１００ａ及び１００ｂ（いずれかを半導体装置１００とも称する）は、同様の半導体装置であり、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈや無線ＬＡＮ、Ｚｉｇｂｅｅなどの無線通信規格にしたがって無線通信を行う無線通信部である。図６では一例として、半導体装置１００ｂは、ＭＣＵ機能とＲＦ機能を有し、また、半導体装置１００ａは、ＭＣＵ機能とＲＦ機能とＡＤＣ機能を有しているが、必要に応じてその他の機能を有してもよい。
【００３５】
本実施の形態では、無線通信装置２１０（例えばスレーブ装置）の半導体装置１００ａにおいて、無線通信装置２２０と通信を行った際のＲＳＳＩの測定結果から、無線通信装置２１０と無線通信装置２２０との距離を推定し、ＭＣＵ１２０ａのソフトウェアが備えるテーブルもしくは演算式を用いて、距離に応じた最適なパラメータを決定し、決定したパラメータをＲＦ回路１１０（レジスタなど）に設定する。
【００３６】
最適なパラメータは、本実施の形態では、復調を開始するためのＲＳＳＩを判定する閾値である。なお、後述の実施の形態のように、最適なパラメータは、送信電力設定や受信ゲイン設定などを含んでもよい。距離が短い場合には送信電力や受信ゲインを下げることで、ＲＦ回路１１０の消費電力を下げることができる。一方、距離が遠い場合には送信電力や受信ゲインを上げることで、通信可能な距離を伸ばすことが可能となる。
【００３７】
なお、無線通信装置２２０（例えばマスター装置）の半導体装置１００ｂにおいても、無線通信装置２１０の半導体装置１００ａと同様に、距離（ＲＳＳＩ）に応じてパラメータを制御してもよい。例えば、無線通信装置２２０が複数の無線通信装置２１０と通信する場合、無線通信装置２１０ごとに距離（ＲＳＳＩ）に応じてパラメータを設定してもよい。
【００３８】
＜半導体装置の構成＞
図７は、本実施の形態に係る半導体装置１００（図６の１００ａまたは１００ｂ）の構成例を示している。図７は、半導体装置１００の主に信号受信部の構成であり、無線通信装置の受信機の構成でもある。図７に示すように、本実施の形態に係る半導体装置１００は、直交変換回路１０１、ＡＤＣ１０２、ＲＳＳＩ測定部１０３、閾値比較部１０４、復調部１０５、及び制御部１０６を備えている。図７では、図３の参考例２の構成と比べて、受信電界強度ＳＩがＲＳＳＩ測定部１０３から制御部１０６に入力されている。なお、図７では、一例としてＺｅｒｏ  ＩＦ方式の受信アーキテクチャを示しているが、Ｌｏｗ−ＩＦなどの他の受信アーキテクチャとしても構わない。また、図７では例えばアナログ部（アナログ回路）でＩＱ分離を行う構成とするが、デジタル部（デジタル回路）でＩＱ分離を行っても構わない。また、図７では例えばＲＳＳＩ測定部１０３をデジタル回路で構成するが、アナログ回路でＲＳＳＩ測定部１０３を構成しても構わない。
【００３９】
例えば、図６のＲＦ回路１１０（１１０ａまたは１１０ｂ）は、直交変換回路１０１、ＡＤＣ１０２、ＲＳＳＩ測定部１０３、閾値比較部１０４、及び復調部１０５を備えており、図６のＭＣＵ１２０（１２０ａまたは１２０ｂ）は制御部１０６を備えている。制御部１０６は、ＭＣＵ１２０がプログラムを実行することで実現されている。
【００４０】
直交変換回路１０１は、アンテナ１１１（１１１ａまたは１１１ｂ）が受信した無線信号ＲＦを直交変換し、直交信号ＩＱを生成する。ＡＤＣ１０２は、直交変換回路１０１が生成した直交信号ＩＱをＡＤ変換し、ＡＤＣ出力コードＡＤＯＵＴを生成する。ＲＳＳＩ測定部１０３は、ＡＤＣ１０２が出力するＡＤＣ出力コードＡＤＯＵＴに基づき、受信した無線信号ＲＦの受信電界強度ＳＩを測定する。
【００４１】
閾値比較部１０４は、ＲＳＳＩ測定部１０３が測定した受信電界強度ＳＩと電力閾値ＴＨとを比較し、比較結果に応じて受信開始信号ＳＡを出力する。復調部１０５は、閾値比較部１０４が出力した受信開始信号ＳＡに応じて、ＡＤＣ１０２が出力するＡＤＣ出力コードＡＤＯＵＴを復調する。閾値比較部１０４は受信電界強度ＳＩと電力閾値ＴＨの大小を比較し、受信電界強度ＳＩが電力閾値ＴＨよりも大きくなると、パケットを受信したと判断して受信開始信号ＳＡを出力し、受信開始信号ＳＡに応じて復調部１０５が復調を開始する。制御部（閾値設定部）１０６は、ＲＳＳＩ測定部１０３が測定した受信電界強度ＳＩに応じて電力閾値ＴＨを決定し、決定した電力閾値ＴＨを閾値比較部１０４に設定する。また、制御部１０６は、復調部１０５の復調結果である誤り検出結果ＦＬに基づいて電力閾値ＴＨの制御を行うか否か判定する。
【００４２】
＜制御部の詳細＞
制御部１０６は、パケット受信時の受信電界強度ＳＩに応じて、次回のパケット受信を判定するための電力閾値ＴＨを決定する。例えば、制御部１０６は、予め電力閾値テーブルをメモリ（テーブル記憶部）などに記憶しており、記憶された電力閾値テーブルに基づき、受信電界強度ＳＩに応じた電力閾値ＴＨを設定する。
【００４３】
図８は、本実施の形態に係る電力閾値テーブルの一例を示している。図８に示すように、電力閾値テーブル１０６ａは、制御部１０６に入力する受信電界強度ＳＩと出力する電力閾値ＴＨとを関連付けており、すなわち、測定された受信電界強度ＳＩと設定する電力閾値ＴＨとを関連付けている。
【００４４】
図８は、３段階に電力閾値ＴＨを設定する例であり、制御部１０６は、受信電界強度ＳＩが−３９ｄＢｍ以上の場合、電力閾値ＴＨを−６０ｄＢｍに設定するよう出力し、受信電界強度ＳＩが−９０ｄＢｍ以下の場合、電力閾値ＴＨを−９５ｄＢｍに設定するよう出力し、受信電界強度ＳＩが−４０ｄＢｍ〜−８９ｄＢｍの場合、電力閾値ＴＨを−９０ｄＢｍに設定するよう出力する。例えば、図８の例では、−４０ｄＢｍや−９０ｄＢｍを閾値（電力閾値ＴＨを設定するための設定判定閾値）として、受信電界強度ＳＩと閾値を比較しているとも言える。受信電界強度ＳＩが−９０ｄＢｍより小さい場合、電力閾値ＴＨを−９５ｄＢｍ（第１の閾値）とし、受信電界強度ＳＩが−４０ｄＢｍより大きい場合、電力閾値ＴＨを−６０ｄＢｍ（第１の閾値より大きい第２の閾値）を設定することで、受信電界強度ＳＩが大きい場合（距離が近い場合）に電力閾値ＴＨを大きくして、妨害波の影響を抑える。
【００４５】
なお、図８に示す電力閾値テーブル１０６ａの受信電界強度と電力閾値の数値は一例であり、他の値に変更しても良い。また、図８では３通りの受信電界強度に対する電力閾値の関係を示しているが、２通りや４通り以上など任意の数の電力閾値でも良い。また、図８で示すようなテーブルを使用せずに、演算式（プログラム）により電力閾値を決定しても良い。
【００４６】
＜ＲＳＳＩ測定部の詳細＞
ＲＳＳＩ測定部１０３は、例えば、以下の（１）式で示される演算を行うことで受信電界強度（受信信号強度）の推定（測定）を行う。（１）式において、ＲＳＳＩは受信電界強度で単位はｄＢｍであり、ｎはＲＳＳＩ演算データ数であり、ＡＤＣＯはＡＤＣ出力コードＡＤＯＵＴであり、ＡＤＣ０ｄＢｍはＡＤＣ１０２に０ｄＢｍ入力時のＡＤＣ出力コードであり、ＲＦｇａｉｎは直交変換回路１０１のゲインのｄＢ値である。（１）式では、ｎ個のＡＤＣＯの合計をｎ個のＡＤＣ０ｄＢｍで割ることで、一定期間の受信電界強度の平均値を求めている。ＲＳＳＩ測定部１０３は、（１）式により、受信信号（パケット）単位の受信電界強度の平均値を求める。
【数１】
0006616584.tif 000002
【００４７】
また、直交変換回路１０１の出力が複素出力の場合、ＲＳＳＩ測定部１０３は、以下の（２）式で示される演算を行うことで受信電界強度の推定（測定）を行う。（２）式において、ＡＤＣＯＩはＩ成分のＡＤＣ出力コード、ＡＤＣＯＱはＱ成分のＡＤＣ出力コードである。
【数２】
0006616584.tif 000003
【００４８】
＜受信電界強度と通信距離の関係＞
受信電界強度と通信距離の関係は、自由空間の伝搬損失が周波数の２乗、通信距離の２乗に比例することから、受信電界強度ＲＸＰＯＷ［ｄＢｍ］、送信電力ＴＸＰＯＷ［ｄＢｍ］、搬送波周波数ｆ［ＭＨｚ］、通信距離ｄ［ｍ］で表すと、以下の（３）式で示される。
ＲＸＰＯＷ＝ＴＸＰＯＷ−２０ｌｏｇ（ｆ）−２０ｌｏｇ（ｄ）＋２７．６・・・（３）
つまり、送信機と受信機（無線通信装置間）の通信距離は、（３）式に受信電界強度を入力することで演算することができる。
【００４９】
本実施の形態では、主に受信電界強度ＳＩに基づいて次回のパケット受信における電力閾値ＴＨを決定しているが、上記のように受信電界強度と通信距離は関連しているため、言い換えると、通信距離に基づいて電力閾値ＴＨを決定していると言える。
【００５０】
すなわち、制御部１０６は、測定された受信電界強度ＳＩから（３）式により通信距離を算出し、算出した通信距離に応じて電力閾値ＴＨを設定してもよい。例えば、図８の電力閾値テーブル１０６ａを通信距離に置き換えて、通信距離と電力閾値ＴＨとを関連付けておき、通信距離が１ｍ以下の場合には電力閾値ＴＨを−６０ｄＢｍに設定し、通信距離が（３）式の理論値において３２０ｍ以上（実空間上の１０ｍ以上でもよい）の場合には電力閾値を−９５ｄＢｍに設定し、通信距離が１ｍ〜３２０ｍの場合には電力閾値ＴＨを−９０ｄＢｍに設定する。
【００５１】
＜半導体装置の動作フロー＞
図９は、本実施の形態に係る半導体装置１００の動作を示すフローチャートである。図９は、図８の電力閾値テーブル１０６ａの例に対応した動作を示している。
【００５２】
まず、ステップＳ１とステップＳ２は、受信待ち受け時の動作を示している。ステップＳ１では、アンテナ１１１が無線信号を受信すると、直交変換回路１０１が受信された無線信号ＲＦを直交変換し、ＡＤＣ１０２が直交変換された直交信号ＩＱをＡＤ変換し、ＲＳＳＩ測定部１０３がＡＤ変換されたＡＤＣ出力コードＡＤＯＵＴに基づきＲＳＳＩ演算を行う。すなわち、ＲＳＳＩ測定部１０３は、上記の（１）式や（２）式を用いて、受信電界強度を演算し、受信電界強度を推定した結果である受信電界強度ＳＩを閾値比較部１０４に出力する。
【００５３】
ステップＳ２では、閾値比較部１０４が、受信電界強度ＳＩと電力閾値ＴＨとの大小を比較、すなわち、受信電界強度ＳＩが電力閾値ＴＨより大きいか否か判定する。ステップＳ２において、受信電界強度ＳＩが電力閾値ＴＨ以下の場合、ステップＳ１に遷移し、受信を待ち受けて再度ＲＳＳＩ測定部１０３で受信電界強度を推定する。閾値比較部１０４は、受信電界強度ＳＩが電力閾値ＴＨ以下の場合、出力する受信開始信号ＳＡをローレベルのままとするため、復調部１０５は復調を行わない。
【００５４】
また、ステップＳ２において、受信電界強度ＳＩが電力閾値ＴＨよりも大きい場合、ステップＳ３に遷移し、復調部１０５が受信信号の復調を開始する。すなわち、閾値比較部１０４は、受信電界強度ＳＩが電力閾値ＴＨよりも大きい場合、出力する受信開始信号ＳＡをハイレベルとし、受信開始信号ＳＡに応じて復調部１０５が復調を開始する。
【００５５】
次に、ステップＳ３とステップＳ４は受信復調時の動作を示している。ステップＳ３では、復調部１０５がＡＤＣ１０２のＡＤＣ出力コードＡＤＯＵＴ（受信信号）を復調する。復調部１０５は、受信信号を復調し、復調した復調データ（パケット）のＣＲＣ演算を行い誤り検出を行う。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙの場合、パケットは、プリアンブル、アクセスアドレス、ペイロードデータ（ＰＤＵ）、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を含んでおり、復調部１０５は、復調したパケットのアクセスアドレス及びペイロードデータに基づいてＣＲＣ演算を行う。
【００５６】
ステップＳ４では、復調部１０５がＣＲＣ演算による誤り検出結果を判定する。すなわち、復調部１０５は、ステップＳ３で求めたＣＲＣ演算結果と復調した復調データ（パケット）内のＣＲＣとを比較し、両者が一致した場合（ＣＲＣ＝ＯＫ）は復調データに誤りがないと判定し、両者が不一致の場合（ＣＲＣ＝ＮＧ）は復調データに誤りがあると判定する。復調部１０５は、誤りの有無を誤り検出結果ＦＬとして出力し、復調データに誤りがある場合には、電力閾値ＴＨは変更せずにステップＳ１に遷移して受信を待ち受け、復調データに誤りが無い場合にはステップＳ５に遷移して電力閾値ＴＨを設定する。誤りがある場合は電力閾値を変更せず、誤りがない場合に電力閾値を設定することで、妨害波による電力閾値への影響を抑えることができる。
【００５７】
次に、ステップＳ５からステップＳ９は、本実施の形態における電力閾値の設定フローを示している。この例では、図８の電力閾値テーブル１０６ａと同様に、制御部１０６は、受信電界強度ＳＩが−４０ｄＢｍより大きい場合（もしくは−３９ｄＢｍ以上の場合）には、次回の受信時における電力閾値ＴＨを−６０ｄＢｍに設定し、受信電界強度ＳＩが−９０ｄＢｍより小さい場合（もしくは−９０ｄＢｍ以下の場合）には、次回の受信時における電力閾値ＴＨを−９５ｄＢｍに設定し、受信電界強度ＳＩが−４０ｄＢｍ以下かつ−９０ｄＢｍ以上の場合（もしくは−４０〜−８９ｄＢｍの場合）には、次回の受信時における電力閾値ＴＨを−９０ｄＢｍに設定する。
【００５８】
ステップＳ５では、制御部１０６は、受信電界強度ＳＩが−４０ｄＢｍよりも大きいか否か判定し、受信電界強度ＳＩが−４０ｄＢｍよりも大きい場合、ステップＳ７において、制御部１０６は、電力閾値ＴＨを−６０ｄＢｍとして閾値比較部１０４に設定する。ステップＳ５において、受信電界強度ＳＩが−４０ｄＢｍ以下の場合、ステップＳ６において、制御部１０６は、受信電界強度ＳＩが−９０ｄＢｍよりも小さいか否か判定し、受信電界強度ＳＩが−９０ｄＢｍよりも小さい場合、ステップＳ８において、制御部１０６は、電力閾値ＴＨを−９５ｄＢｍとして閾値比較部１０４に設定する。また、ステップＳ６において、受信電界強度ＳＩが−９０ｄＢｍ以上の場合、ステップＳ９において、制御部１０６は、電力閾値ＴＨを−９０ｄＢｍとして閾値比較部１０４に設定する。
【００５９】
ステップＳ７〜Ｓ９において、電力閾値ＴＨを設定すると、ステップＳ１に遷移し、さらに受信を待ち受け、設定された電力閾値ＴＨにより受電電界強度を判定する。
【００６０】
なお、図９では、ステップＳ４でＣＲＣ演算結果に誤りが無い場合にのみ、ステップＳ５以降で電力閾値ＴＨの設定を行うフローとしているが、ステップＳ４を省略し、復調完了後に常にステップＳ５以降のフローを実施して、電力閾値ＴＨを設定しても良い。また、ステップＳ１〜ステップＳ９の動作フローを回路（ハードウェア）で構成してもよいし、ソフトウェアで構成しても良い。
【００６１】
＜半導体装置の動作波形＞
図１０は、図９のフローチャートで説明した本実施の形態に係る動作の波形の例を示している。図２及び図４の参考例の場合と同様、時間軸に対する各信号を示しており、受信信号ＲＦ１〜ＲＦ３が一定間隔の期間Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６で受信され、受信信号ＲＦ２と受信信号ＲＦ３の間で、妨害波信号ＩＴＦ１を受信する場合の波形例を示している。
【００６２】
図１０の動作波形について、図９のフローチャートのステップを参照しつつ説明する。まず、期間Ｔ１では、アンテナ１１１で信号が受信されない（無信号である）ため、アンテナ１１１からの無線信号ＲＦ、ＡＤＣ１０２のＡＤＣ出力コードＡＤＯＵＴのレベルは変化しない。そうすると、ＲＳＳＩ測定部１０３がＲＳＳＩを演算した結果（ステップＳ１）、受信電界強度ＳＩが電力閾値ＴＨ未満となる（ステップＳ２）。このため、受信開始信号ＳＡはローレベルのままとなり、復調部１０５は復調を開始せずに、復調を停止している。
【００６３】
次に、期間Ｔ２では、アンテナ１１１が受信信号ＲＦ１（パケット）を受信すると、無線信号ＲＦ、ＡＤＣ出力コードＡＤＯＵＴのレベルが受信信号ＲＦ１に応じて変化する。そうすると、ＲＳＳＩ測定部１０３がＲＳＳＩを演算した結果（ステップＳ１）、受信電界強度ＳＩが電力閾値ＴＨよりも大きくなる（ステップＳ２）。このため、受信開始信号ＳＡがハイレベルとなり、復調部１０５が受信信号ＲＦ１の復調を開始する（ステップＳ３）。受信信号ＲＦ１の復調が完了すると、受信開始信号ＳＡをローレベルに戻して復調部１０５は復調を停止し、ＣＲＣ演算を用いて復調結果に誤りがないことを確認する（ステップＳ４）。ここでは、復調結果に誤りがないとして、制御部１０６は、受信信号ＲＦ１の受信電界強度ＳＩに応じて（ステップＳ５〜Ｓ６）、次回の電力閾値ＴＨを設定して（ステップＳ７〜Ｓ９）、受信待ち受け状態に遷移する（ステップＳ１）。例えば、期間Ｔ２では、受信信号ＲＦ１の受信電界強度ＳＩが−９０ｄＢｍより小さいため（ステップＳ５〜Ｓ６）、電力閾値ＴＨは−９５ｄＢｍに設定される（閾値は変化しない）（ステップＳ８）。
【００６４】
次に、期間Ｔ３では、期間Ｔ１と同様に、アンテナ１１１で信号が受信されないため、ＲＳＳＩを演算した結果（ステップＳ１）、受信電界強度ＳＩが電力閾値ＴＨ未満となり（ステップＳ２）、復調部１０５は復調を停止している。
【００６５】
次に、期間Ｔ４では、期間Ｔ２と同様に、アンテナ１１１が受信信号ＲＦ２を受信すると、ＲＳＳＩを演算した結果（ステップＳ１）、受信電界強度ＳＩが電力閾値ＴＨよりも大きくなり（ステップＳ２）、復調部１０５が受信信号ＲＦ１の復調を行い（ステップＳ３〜Ｓ４）、制御部１０６は、受信信号ＲＦ２の受信電界強度ＳＩに応じて（ステップＳ５〜Ｓ６）、次回の電力閾値ＴＨを設定する（ステップＳ７〜Ｓ９）。例えば、期間Ｔ４では、受信信号ＲＦ２の受信電界強度ＳＩが−４０ｄＢｍより大きいため（ステップＳ５）、電力閾値ＴＨは−６０ｄＢｍに設定される（閾値が高くなる）（ステップＳ７）。
【００６６】
次に、期間Ｔ５の前半では、アンテナ１１１で信号が受信されないため、期間Ｔ１，Ｔ３と同様、復調は開始されない。期間Ｔ５の後半の期間Ｔ５ａでは、アンテナ１１１が妨害波信号ＩＴＦ１を受信すると、無線信号ＲＦ、ＡＤＣ出力コードＡＤＯＵＴのレベルが妨害波信号ＩＴＦ１に応じて変化するものの、期間Ｔ４で電力閾値ＴＨが高い値の−６０ｄＢｍに設定されている。そうすると、妨害波信号ＩＴＦ１を受信しても、ＲＳＳＩ測定部１０３がＲＳＳＩを演算した結果（ステップＳ１）、受信電界強度ＳＩが電力閾値ＴＨよりも小さいため（ステップＳ２）、ステップＳ１において妨害波信号ＩＴＦ１がアンテナ１１１に入力されても、受信開始信号ＳＡはローレベルのままで復調は開始されない。
【００６７】
次に、期間Ｔ６では、アンテナ１１１が受信信号ＲＦ３を受信すると、期間Ｔ２、Ｔ４と同様に、受信電界強度ＳＩが電力閾値ＴＨよりも大きくなり、制御部１０６は、受信信号ＲＦ３の受信電界強度ＳＩに応じて（ステップＳ５〜Ｓ６）、次回の電力閾値ＴＨを設定する（ステップＳ７〜Ｓ９）。例えば、期間Ｔ６では、受信信号ＲＦ２の受信電界強度ＳＩが−９０ｄＢｍより小さいため（ステップＳ５〜Ｓ６）、電力閾値ＴＨは−９５ｄＢｍに設定される（閾値が低くなる）（ステップＳ８）。期間Ｔ７では、期間Ｔ１，Ｔ３と同様、復調は開始されない。
【００６８】
＜本実施の形態の効果＞
以上のように本実施の形態では、受信電界強度（もしくは距離）に応じて電力閾値を設定するようにしたため、近距離通信において妨害波耐性が向上し、妨害波による受信回路の誤起動の発生確率が低下することにより消費電力削減を実現できる
【００６９】
図２や図４のように参考例１や参考例２では、受信した妨害波の電力が時間で変化すると例えば−９０ｄＢｍ以上の妨害波で誤って復調部が復調を開始し、消費電力の増加ならびに通信特性が劣化していた。これに対し、本実施の形態では、図１０のように、近距離通信時であれば、例えば−６０ｄＢｍ以下の妨害波では誤受信しない（復調を開始しない）ため、参考例１や参考例２と比較して妨害波耐性が３０ｄＢ改善する。
【００７０】
携帯電話などの通信では、端末の高速移動により基地局と端末の距離が短時間で大きく変化することもある。一方、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈや無線ＬＡＮなどのような通信では通信距離の時間変化は非常に緩やかであるため、ＲＳＳＩの変化も同様に緩やかになる。したがって、時間によって電力が変化する妨害波が入力されても本実施の形態で設定した電力閾値を超えることが無いため、復調器の誤起動を抑えることができ、消費電力削減を実現できる。
【００７１】
（実施の形態２）
以下、図面を参照して実施の形態２について説明する。
【００７２】
＜制御部の詳細＞
図１１は、実施の形態２に係る制御部１０６のステートマシン図と各状態間の遷移条件を示している。図１２は、図１１の各状態に対応する電力閾値ＴＨを示している。実施の形態１と同様に、図１２を状態に応じた電力閾値テーブルとして電力閾値を決定してもよいし、プログラムにより電力閾値を決定してもよい。なお、制御部１０６以外については実施の形態１と同じ構成であるため、説明を省略する。
【００７３】
実施の形態１においては、制御部１０６は図８に示す電力閾値テーブル１０６ａを用いて受信電界強度ＳＩを入力として電力閾値ＴＨを出力しているのに対し、実施の形態２においては、制御部１０６は受信電界強度ＳＩを入力として図１１に示すステートマシンを使って状態遷移を行い、図１２に示す各状態での電力閾値ＴＨを出力（設定）する。実施の形態１と同様に、各状態及び電力閾値ＴＨは、受信電界強度に関連するとともに、距離とも関連している。例えば、状態ＳＴ１は距離が１ｍ〜３２０ｍ（実空間上の１０ｍでもよい）の場合、状態ＳＴ２は距離が１ｍより近い場合、状態ＳＴ３は距離が３２０ｍより遠い場合の状態である。
【００７４】
図１１に示すように、制御部１０６は、状態ＳＴ１〜ＳＴ３の内部状態を有しており、各遷移条件にしたがって状態遷移する。例えば、制御部１０６は、内部状態をメモリなどに記憶しており、遷移条件を満たす場合に、記憶された内部状態を更新することで状態を遷移する。
【００７５】
状態間の遷移条件には、受信電界強度ＳＩの条件と連続受信回数の条件が含まれる。受信電界強度ＳＩの条件は、受信電界強度ＳＩが基準値か否かを判定する条件である。連続受信回数の条件は、受信信号を連続して受信した回数が基準回数か否かを判定する条件である。連続受信回数は、パケットごとの一連の受信信号を続けて受信した回数（続けてパケットを受信した回数）である。各遷移条件では、受信信号（パケット）が受信電界強度ＳＩの条件を満たし、かつ、連続して所定回数受信した場合に状態を遷移する。
【００７６】
状態ＳＴ１（例えば初期状態）から状態ＳＴ２への遷移条件ＩＦ１は、受信電界強度ＳＩが−４０ｄＢｍ未満である受信信号を、連続でｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｍ２Ｌの回数超えて受信したか否かである。遷移条件ＩＦ１を満たす場合、状態ＳＴ１から状態ＳＴ２に遷移し、電力閾値ＴＨを状態ＳＴ１の−９０ｄＢｍから状態ＳＴ２の−６０ｄＢｍに変更する。
【００７７】
状態ＳＴ２から状態ＳＴ１への遷移条件ＩＦ２は、受信電界強度ＳＩが−４５ｄＢｍより大きい受信信号を、連続でｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｌ２Ｍの回数超えて受信したか否かである。遷移条件ＩＦ２を満たす場合、状態ＳＴ２から状態ＳＴ１に遷移し、電力閾値ＴＨを状態ＳＴ２の−６０ｄＢｍから状態ＳＴ１の−９０ｄＢｍに変更する。
【００７８】
状態ＳＴ１から状態ＳＴ３への遷移条件ＩＦ３は、受信電界強度ＳＩが−９０ｄＢｍより大きい受信信号を、連続でｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｍ２Ｈの回数超えて受信したか否かである。遷移条件ＩＦ３を満たす場合、状態ＳＴ１から状態ＳＴ３に遷移し、電力閾値ＴＨを状態ＳＴ１の−９０ｄＢｍから状態ＳＴ３の−９５ｄＢｍに変更する。
【００７９】
状態ＳＴ３から状態ＳＴ１への遷移条件ＩＦ４は、受信電界強度ＳＩが−８５ｄＢｍ未満の受信信号を、連続でｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｈ２Ｍの回数超えて受信したか否かである。遷移条件ＩＦ４を満たす場合、状態ＳＴ３から状態ＳＴ１に遷移し、電力閾値ＴＨを状態ＳＴ３の−９５ｄＢｍから状態ＳＴ１の−９０ｄＢｍに変更する。
【００８０】
ｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｍ２Ｌ、ｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｌ２Ｍ、ｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｈ２Ｍ、ｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｍ２Ｈ（連続受信回数の基準値）は任意の整数であり、数値を大きく設定することで妨害波やノイズにより誤って状態が遷移することを防止できる。図１１の例では、状態ＳＴ１から状態ＳＴ２へ遷移する遷移条件ＩＦ１と状態ＳＴ２から状態ＳＴ１へ遷移する遷移条件ＩＦ２とで異なる条件とし、状態ＳＴ１から状態ＳＴ３へ遷移する遷移条件ＩＦ３と状態ＳＴ３から状態ＳＴ１へ遷移する遷移条件ＩＦ４とで異なる条件とし、それぞれヒステリシスを持たせている。遷移条件ＩＦ１の受信電界強度の基準値（−４０ｄＢｍ）よりも遷移条件ＩＦ２の受信電界強度の基準値（−４５ｄＢｍ）を高くし、遷移条件ＩＦ３の受信電界強度の基準値（−９０ｄＢｍ）よりも遷移条件ＩＦ４の受信電界強度の基準値（−８５ｄＢｍ）を低くしている。これにより、信号の小さな変動で無駄に状態が遷移してしまうことを防ぐ。
【００８１】
＜半導体装置の動作フロー＞
図１３及び図１４は、本実施の形態に係る半導体装置１００の動作を示すフローチャートである。
【００８２】
図１３及び図１４に示すように、まず、ステップＳ１〜Ｓ４では、実施の形態１と同様に、無線信号を受信すると、ＲＳＳＩを演算し（ステップＳ１）、受信電界強度ＳＩが電力閾値ＴＨを超えた場合（ステップＳ２）、復調を行い（ステップＳ３）、ＣＲＣ演算結果を確認する（ステップＳ４）。
【００８３】
次に、ステップＳ１０からステップＳ１７は、本実施の形態における電力閾値の設定フローを示している。制御部１０６は、ＣＲＣ演算結果が誤り無しの場合、現在の状態に応じた遷移条件を判定し、遷移条件の判定結果に応じて、状態遷移及び電力閾値ＴＨの設定を行う。
【００８４】
ステップＳ１０では、制御部１０６は現在の状態を判定し、現在の状態が状態ＳＴ１の場合、ステップＳ１１で遷移条件ＩＦ１を判定する。制御部１０６は、ステップＳ１１で、受信電界強度ＳＩが−４０ｄＢｍより小さく、かつ、連続受信回数がｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｍ２Ｌの回数を超えたか否か判定する。−４０ｄＢｍより小さい受信電界強度ＳＩを連続で受信した回数がｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｍ２Ｌより大きい場合、ステップＳ１５において、制御部１０６は、状態ＳＴ１から状態ＳＴ２に状態遷移し、電力閾値ＴＨを−６０ｄＢｍとして閾値比較部１０４に設定する。
【００８５】
また、ステップＳ１１において、受信電界強度ＳＩが−４０ｄＢｍ以上の場合、または、−４０ｄＢｍより小さい受信電界強度ＳＩを連続で受信した回数がｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｍ２Ｌ以下の場合、ステップＳ１２で遷移条件ＩＦ３を判定する。制御部１０６は、ステップＳ１２で、受信電界強度ＳＩが−９０ｄＢｍより大きく、かつ、連続受信回数でｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｍ２Ｈの回数を超えたか否か判定する。受信電界強度ＳＩが−９０ｄＢｍ以下の場合、または、−９０ｄＢｍより大きい受信電界強度ＳＩを連続で受信した回数がｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｍ２Ｈ以下の場合、状態遷移せずに、ステップＳ１に遷移し受信を待ち受ける。また、−９０ｄＢｍより大きい受信電界強度ＳＩを連続で受信した回数がｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｍ２Ｈより大きい場合、ステップＳ１６において、制御部１０６は、状態ＳＴ１から状態ＳＴ３に状態遷移し、電力閾値ＴＨを−９５ｄＢｍとして閾値比較部１０４に設定する。
【００８６】
ステップＳ１０において現在の状態が状態ＳＴ２の場合、ステップＳ１３で遷移条件ＩＦ２を判定する。制御部１０６は、ステップＳ１３で、受信電界強度ＳＩが−４５ｄＢｍより大きく、かつ、連続受信回数でｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｌ２Ｍの回数を超えたか否か判定する。受信電界強度ＳＩが−４５ｄＢｍ以下の場合、または、−４５ｄＢｍより大きい受信電界強度ＳＩを連続で受信した回数がｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｌ２Ｍ以下の場合、状態遷移せずに、ステップＳ１に遷移し受信を待ち受ける。また、−４５ｄＢｍより大きい受信電界強度ＳＩを連続で受信した回数がｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｌ２Ｍより大きい場合、ステップＳ１７において、制御部１０６は、状態ＳＴ２から状態ＳＴ１に状態遷移し、電力閾値ＴＨを−９０ｄＢｍとして閾値比較部１０４に設定する。
【００８７】
ステップＳ１０において現在の状態が状態ＳＴ３の場合、ステップＳ１４で遷移条件ＩＦ４を判定する。制御部１０６は、ステップＳ１４で、受信電界強度ＳＩが−８５ｄＢｍより小さく、かつ、連続受信回数がｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｈ２Ｍの回数を超えたか否か判定する。受信電界強度ＳＩが−８５ｄＢｍ以上の場合、または、−８５ｄＢｍより小さい受信電界強度ＳＩを連続で受信した回数がｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｈ２Ｍ以下の場合、状態遷移せずに、ステップＳ１に遷移し受信を待ち受ける。また、−８５ｄＢｍより小さい受信電界強度ＳＩを連続で受信した回数がｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｈ２Ｍより大きい場合、ステップＳ１７において、制御部１０６は、状態ＳＴ３から状態ＳＴ１に状態遷移し、電力閾値ＴＨを−９０ｄＢｍとして閾値比較部１０４に設定する。
【００８８】
＜本実施の形態の効果＞
以上のように本実施の形態では、受信電界強度（もしくは距離）に応じて状態遷移し、状態ごとに電力閾値を設定するようにした。これにより、受信電界強度（もしくは距離）に応じて電力閾値を設定できるため、実施の形態１と同様に消費電力を削減することができる。
【００８９】
また、ｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｍ２Ｌ、ｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｌ２Ｍ、ｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｈ２Ｍ、ｃｎｔ＿ｔｈ＿Ｍ２Ｈの数値を大きく設定することで妨害波やマルチパスフェージングにより誤って状態が遷移することを防止できる。さらに、図１１のように遷移条件に示す受信電界強度ＳＩの大小比較値にヒステリシスを持たせることで、同様に妨害波やマルチパスフェージングにより誤って状態が遷移することを防止できる。例えば、ヒステリシスを持たせる値は評価やシミュレーションで決定する。
【００９０】
（実施の形態３）
以下、図面を参照して実施の形態３について説明する。
【００９１】
＜半導体装置の構成＞
図１５は、実施の形態３に係る半導体装置１００の構成図を示す。図１５では、実施の形態１の図７の構成に対し、送信回路である変調部２０１及び送信アンプ２０２と、送信回路及び受信回路を切り替えるスイッチ２０３が追加されている。また、図１５では、制御信号として、制御部１０６から直交変換回路１０１に入力されて、直交変換回路１０１の受信ゲインを設定する受信ゲインＲＧと、制御部１０６から送信アンプ２０２に入力されて、送信アンプ２０２の送信電力を設定する送信電力ＳＰも追加されている。
【００９２】
送信時には、変調部２０１で送信データの変調を行い、送信アンプ２０２では送信電力ＳＰで設定された送信電力に信号振幅を増幅する。スイッチ２０３は送信時にはアンテナ１１１と送信アンプ２０２を接続し、受信時にはアンテナ１１１と直交変換回路１０１に接続する。
【００９３】
＜制御部の詳細＞
本実施の形態では、制御部１０６は、受信電界強度ＳＩに応じて、電力閾値ＴＨに加えて、送信電力ＳＰ及び受信ゲインＲＧを設定する。例えば、制御部１０６は、電力閾値ＴＨを設定する閾値設定部であるとともに、送信電力を設定する送信電力設定部でもあり、また、受信ゲインを設定する受信ゲイン設定部でもある。図１６は本実施の形態に係る制御部１０６が有する制御テーブル１０６ｂを示している。制御テーブル１０６ｂは、実施の形態１の電力閾値テーブル１０６ａに対し、送信電力ＳＰと受信ゲインＲＧが追加されている。例えば、制御部１０６は、予め制御テーブルをメモリなどに記憶しており、記憶された制御テーブルに基づき、受信電界強度ＳＩに応じた電力閾値ＴＨ、送信電力ＳＰ及び受信ゲインＲＧを設定する。なお、実施の形態１と同様に、図１６で示すようなテーブルを使用せずに、演算式（プログラム）により電力閾値、送信電力、受信ゲインを決定しても良い。また、実施の形態２と同様に、状態ＳＴ１〜ＳＴ３と、電力閾値、送信電力、受信ゲインを関連づけて、状態遷移に応じて、電力閾値、送信電力、受信ゲインを設定してもよい。なお、電力閾値、送信電力、受信ゲインのいずれかを設定してもよい。
【００９４】
図１６の例では、制御部１０６は、受信電界強度ＳＩが−３９ｄＢｍ以上の場合、電力閾値ＴＨを−６０ｄＢｍ、送信電力ＳＰを−１５ｄＢｍ、受信ゲインＲＧを６０ｄＢに設定するよう出力し、受信電界強度ＳＩが−９０ｄＢｍ以下の場合、電力閾値ＴＨを−９５ｄＢｍ、送信電力ＳＰを２ｄＢｍ、受信ゲインＲＧを７６ｄＢに設定するよう出力し、受信電界強度ＳＩが−４０ｄＢｍ〜−８９ｄＢｍの場合、電力閾値ＴＨを−９０ｄＢｍ、送信電力ＳＰを０ｄＢｍ、受信ゲインＲＧを７０ｄＢに設定するよう出力する。なお、実施の形態１と同様に、受信電界強度ＳＩを距離としてもよい。
【００９５】
＜半導体装置の動作フロー＞
図１７は、本実施の形態に係る半導体装置１００の動作を示すフローチャートである。図１７では、実施の形態１における図９のフローチャートに対し、ステップＳ２０〜ステップＳ２５が追加されている。
【００９６】
図１７に示すように、まず、ステップＳ１〜Ｓ４では、実施の形態１と同様に、無線信号を受信すると、ＲＳＳＩを演算し（ステップＳ１）、受信電界強度ＳＩが電力閾値ＴＨを超えた場合（ステップＳ２）、復調を行い（ステップＳ３）、ＣＲＣ演算結果を確認する（ステップＳ４）。
【００９７】
ステップＳ５では、制御部１０６は、受信電界強度ＳＩが−４０ｄＢｍよりも大きいか否か判定し、受信電界強度ＳＩが−４０ｄＢｍよりも大きい場合、制御部１０６は、ステップＳ７において、電力閾値ＴＨを−６０ｄＢｍとして閾値比較部１０４に設定し、ステップＳ２０において、送信電力ＳＰを−１５ｄＢｍとして送信アンプ２０２に設定し、ステップＳ２３において、受信ゲインＲＧを６０ｄＢとして直交変換回路１０１に設定する。
【００９８】
また、受信電界強度ＳＩが−４０ｄＢｍ以下の場合、制御部１０６は、ステップＳ６において、受信電界強度ＳＩが−９０ｄＢｍよりも小さいか否か判定し、受信電界強度ＳＩが−９０ｄＢｍよりも小さい場合、制御部１０６は、ステップＳ８において、電力閾値ＴＨを−９５ｄＢｍとして閾値比較部１０４に設定し、ステップＳ２１において、送信電力ＳＰを０ｄＢｍとして送信アンプ２０２に設定し、ステップＳ２４において、受信ゲインＲＧを７０ｄＢとして直交変換回路１０１に設定する。
【００９９】
また、受信電界強度ＳＩが−９０ｄＢｍ以上の場合、制御部１０６は、ステップＳ９において、電力閾値ＴＨを−９０ｄＢｍとして閾値比較部１０４に設定し、ステップＳ２２において、送信電力ＳＰを２ｄＢｍとして送信アンプ２０２に設定し、ステップＳ２５において、受信ゲインＲＧを７６ｄＢとして直交変換回路１０１に設定する。
【０１００】
＜本実施の形態の効果＞
上記の（３）式に示すように、受信電界強度ＳＩと通信距離の２乗は比例することから、受信電界強度ＳＩから通信距離を推定できる。通信距離が短い場合には、自由空間での伝搬損失が小さいため、送信電力ＳＰを小さい電力に設定することで、送信アンプでの消費電力を下げる効果がある。逆に通信距離が長い場合には、自由空間での伝搬損失が大きいため、送信電力ＳＰを大きい電力に設定することで、より遠い距離まで通信が可能となる効果がある。
【０１０１】
実施の形態３では図１６の制御テーブルを用いて受信電界強度ＳＩが大きい場合には受信ゲインＲＧを小さく設定している。受信ゲインＲＧを小さく設定することで消費電力を下げる効果がある反面、直交変換回路１０１のＮＦ（雑音指数）は増加する。
【０１０２】
受信電界強度とＣ／Ｎ（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｐｅｒ  Ｎｏｉｓｅ）の関係を以下の（４）式に示す。ここで、ＣＮはアンテナにおけるＣ／Ｎ［ｄＢ］、ＲＸＰＯＷは受信電界強度［ｄＢｍ］、Ｂは帯域幅［Ｈｚ］、ｋはボルツマン定数１．３８×１０−２３［Ｊ／Ｈｚ］、Ｔは温度［Ｋ］を示す。
ＣＮ＝ＲＸＰＯＷ−(１０ｌｏｇ（Ｂ）−１０ｌｏｇ（ｋＴ）)        ・・・・（４）
【０１０３】
Ｃ／Ｎが以下の（５）式で示される条件を満足するときに、復調が可能な条件となる。ここでＣＮＲは所要ＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）で復調部１０５が復調可能なＣ／Ｎ［ｄＢ］を示し、ＮＦ（Ｎｏｉｓｅ  Ｆｉｇｕｒｅ）は直交変換回路１０１での雑音指数［ｄＢ］を示す。
ＣＮ＞ＣＮＲ＋ＮＦ        ・・・・（５）
【０１０４】
上記（４）式に（５）式を代入することで、以下の（６）式が求められる。
ＲＸＰＯＷ−ＮＦ＞ＣＮＲ＋１０ｌｏｇ（Ｂ）−１０ｌｏｇ（ｋＴ）    ・・・・（６）
【０１０５】
上記（６）式から、ＲＸＰＯＷ（受信電界強度ＳＩ）が大きい場合には直交変換回路１０１のＮＦ（雑音指数）を大きくしても復調が可能であるため、消費電力削減の効果が得られる。
【０１０６】
以上のように本実施の形態では、受信電界強度（もしくは距離）に応じて、電力閾値、送信電力、及び受信ゲインを設定するようにした。これにより、電力閾値に加えて、送信電力及び受信ゲインを最適値に設定できるため、さらに消費電力を削減することができる。
【０１０７】
また、上述した実施の形態におけるプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｒｅａｄａｂｌｅ  ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｒｅａｄａｂｌｅ  ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【０１０８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１０９】
１０      半導体装置
１１      受信部
１２      受信信号強度測定部
１３      閾値比較部
１４      復調部
１５      閾値設定部
１００、１００ａ、１００ｂ  半導体装置
１０１    直交変換回路
１０３    ＲＳＳＩ測定部
１０４    閾値比較部
１０５    復調部
１０６    制御部
１０６ａ  電力閾値テーブル
１０６ｂ  制御テーブル
１１０、１１０ａ、１１０ｂ  ＲＦ回路
１１１、１１１ａ、１１１ｂ  アンテナ
２００    無線通信システム
２０１    変調部
２０２    送信アンプ
２０３    スイッチ
２１０、２２０  無線通信装置
２１１    加速度センサ
２２１    ドライバＩＣ
２２２    ディスプレイ
ＡＤＯＵＴ  出力コード
ＦＬ    誤り検出結果
ＩＱ    直交信号
ＲＧ    受信ゲイン
ＳＩ    受信電界強度
ＳＰ    送信電力
ＳＡ    受信開始信号
ＴＨ    電力閾値
【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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【図９】
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【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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