(57)【要約】【課題】ＲＡＫＥ合成を行うフィンガー数を制御することによって、各部での消費電力を低減し、通信時間を長くすることを可能とする。【解決手段】電池１１３の残量を電池残量検出部１１４で検出し、この検出結果を電力制御部１１２に通知する。電力制御部１１２は、電池の残量が例えば電池容量の４分の１よりも小さくなった時には、ＲＡＫＥ合成するフィンガーを制限する。電力制御部１１２が、ＲＡＫＥ合成しないフィンガーの逆拡散を行うＤＬＬ１０３へのクロック信号の供給を停止する。したがって、ＲＡＫＥ合成を行うフィンガーの逆拡散を行うＤＬＬ１０３のみにクロック信号を供給することになる。このことによって、前記ＤＬＬ１０３での消費電力が低減される。【選択図】          図１
2004266487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＤＭＡ方式のスペクトル拡散受信装置において、
受信電磁波を検波してベースバンド信号に変換する無線部と、
前記ベースバンド信号に対してパスサーチを行って相関ピーク位置から各パスの位相差を求めるパスサーチ部と、
前記パスサーチ部の指示するタイミングで、各パス毎に前記ベースバンド信号を逆拡散して復調するＤＬＬ部と、
前記ＤＬＬ部からの復調信号を、所定のタイミングで位相を揃えて、それぞれ出力するタイミング調整部と、
前記タイミング調整部からの信号をＲＡＫＥ合成するＲＡＫＥ合成部と、
前記ＲＡＫＥ合成部にてＲＡＫＥ合成された信号をデータ信号もしくは音声信号に復号し、かつ、データ信号もしくは音声信号を符号化するチャネルコーディック部と、
受信タイミングの異なる同一信号のうち相関値の低い系統の前記無線部、前記パスサーチ部、前記ＤＬＬ部、前記ＲＡＫＥ部、及び前記チャネルコーディック部の少なくとも一つの消費電力を低くするように電力供給を制御する電力制御部とを備えることを特徴とするスペクトル拡散受信装置。
【請求項２】
前記電力制御部は、相関値が低くＲＡＫＥ合成を行わない系統の前記ＤＬＬ部へのクロック信号の供給を停止することを特徴とする請求項１記載のスペクトル拡散受信装置。
【請求項３】
前記電力制御部は、相関値が低くＲＡＫＥ合成を行わない系統の前記タイミング制御部へのクロック信号の供給を停止することを特徴とする請求項１記載のスペクトル拡散受信装置。
【請求項４】
前記電力制御部は、相関値が低くＲＡＫＥ合成を行わない系統の前記ＲＡＫＥ部へのクロック信号の供給を停止することを特徴とする請求項１記載のスペクトル拡散受信装置。
【請求項５】
前記電力制御部は、相関値が低くＲＡＫＥ合成を行わない系統の前記ＤＬＬ部へのクロック信号の周波数を低くすることを特徴とする請求項１記載のスペクトル拡散受信装置。
【請求項６】
前記電力制御部は、相関値が低くＲＡＫＥ合成を行わない系統の前記タイミング制御部へのクロック信号の周波数を低くすることを特徴とする請求項１記載のスペクトル拡散受信装置。
【請求項７】
前記電力制御部は、相関値が低くＲＡＫＥ合成を行わない系統の前記ＲＡＫＥ部へのクロック信号の周波数を低くすることを特徴とする請求項１記載のスペクトル拡散受信装置。
【請求項８】
装置内の電池の残量をモニタする電池残量検出部を更に備え、
前記電力制御部は、前記電池残量検出部から電池残量が所定値以下の場合に、電力制御を行うことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のスペクトル拡散受信装置。
【請求項９】
前記電力制御部は、前記チャネルコーディック部にて算出した誤り訂正・検出符号復号時に通信における誤りの程度が所定値以上の場合に電力制御を行うことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のスペクトル拡散受信装置。
【請求項１０】
前記電力制御部は、装置が受信の待ち受け状態ある時に、電力制御を行うことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のスペクトル拡散受信装置。
【請求項１１】
ＣＤＭＡ方式のスペクトル拡散送信装置において、
データ信号もしくは音声信号を符号化する音声コーディック部と、
符号化された音声に誤り検出・訂正用の符号化を行うチャネルコーディック部と、
前記チャネルコーディック部にて符号化された信号に拡散変調を行ってベースバンド信号に変換する拡散変調部と、
前記拡散変調部からのベースバンド信号を送信電磁波に変換する無線部と、
前記チャネルコーディック部、前記拡散変調部、前記無線部の少なくとも一つの消費電力を低くするように電力供給を制御する電力制御部とを備えることを特徴とするスペクトル拡散送信装置。
【請求項１２】
前記電力制御部は、前記音声コーディック部での音声信号の符号化方法を低レート音声符号化のみに制限することを特徴とする請求項８記載のスペクトル拡散送信装置。
【請求項１３】
前記電力制御部は、複数の拡散符号を用いて前記拡散変調部にて拡散変調を同時に行うことによるマルチコード送信を禁止することを特徴とする請求項８記載のスペクトル拡散送信装置。
【請求項１４】
前記電力制御部は、前記拡散変調部での拡散変調を拡散率の高い拡散のみに制限することを特徴とする請求項８記載のスペクトル拡散送信装置。
【請求項１５】
装置内の電池の残量をモニタする電池残量検出部を更に備え、
前記電力制御部は、前記電池残量検出部から電池残量が所定値以下の場合に、電力制御を行うことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のスペクトル拡送信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、符号分割多重通信（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ、以下ＣＤＭＡと略す）を行う無線通信装置の消費電力を低減するスペクトル拡散受信装置及びスペクトル拡散送信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＤＭＡ方式の無線通信装置の開発が進んでおり、特に携帯電話機等の移動体通信装置に用いられている。このような移動体通信通信装置にあっては、電源に電池を用いており、長時間使用可能にするためには、消費電力の低減化を進める必要がある。
以下に、ＣＤＭＡ方式の概略を説明し、従来の消費電力の低減技術について説明する。
【０００３】
ＣＤＭＡ方式では、送信側では一次変調を受けたベースバンド信号に対してチャネル毎に異なる拡散符号を乗算する「拡散」処理を行った信号を送信する。受信側では、受信したスペクトル拡散信号に対して、送信側と同一の拡散符号を乗算することで「逆拡散処理」を行って、元の一次信号変調信号を取り出す。一次変調信号を通常の復調回路を通すことでベースバンド信号が再生される。送信側と受信側で拡散符号が異なる場合、直交性により相関がとれず、信号を取り出すことはできない。したがって、ＣＤＭＡシステムでは、同一周波数で複数のチャネルが混在した受信信号から目的のチャネルのみを取り出すことが可能である。
【０００４】
次に、拡散変調について更に詳細に説明する。図７は、拡散変調における各信号の波形と電力密度スペクトルを示す図である。
【０００５】
情報符号が図７（ａ）のような振幅１、パルス幅Ｔの信号とすると、図７（ｂ）の様に１／Ｔ［Ｈｚ］ごとにエネルギーが０となる電力密度スペクトルとなる。一方、情報符号１ビットに対して、図７（ｃ）に示すように、Ｎビットごとに繰り返す振幅１、パルス幅Ｔｃ（＝Ｔ／Ｎ）の拡散符号を割り当てると、前記拡散符号のスペクトルは、図７（ｄ）の様にＮ／Ｔ［Ｈｚ］ごとにエネルギーが０になる。
なお、情報符号時間幅Ｔをビット区間、拡散符号の時間幅Ｔｃをチップ区間と呼び、それぞれの逆数がビット速度、チップ速度となる。
【０００６】
情報符号と拡散符号の排他的論理和をとれば、図７（ｅ）の伝送信号が得られる。伝送信号は、情報符号ビットが１の場合は、拡散符号の位相反転した形で表れ、０の場合には拡散符号そのものが表れる。したがって、伝送符号のスペクトルは図７（ｆ）の様に拡散符号のスペクトルにほぼ等しくなる。Ｎを拡散比、もしくは拡散率（Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ  Ｆａｃｔｏｒ：ＳＦ）と呼ぶ。
【０００７】
陸上移動体通信では、比較的遠距離まで電波が届き、建造物等の障害物の裏にも回折効果が大きく伝わりやすいという特徴もあって、８００Ｍ〜２ＧＨｚまでの周波数帯を利用することが多い。しかし、障害物等による電磁波の反射・回折が生じることで伝搬路は複数（マルチパス）となる。すなわち、電波の伝わる距離が異なることにより、同一地点を発した電波がある地点に到着するまでに経路による遅延が生じる。この状況では復調時、逆拡散の符号同期のタイミングを徐々にずらしていくと、相関ピークが複数得られることになる。
【０００８】
この遅延プロファイルで現れた位相差（遅延時間差）にしたがって、各々独立に逆拡散、ＤＬＬ（Ｄｅｌａｙ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）を動作させる。得られた復調出力に適当な係数を掛けて各マルチパス受信信号を加算することで、良好な受信特性を得る事ができる。これをＲＡＫＥ合成という。
【０００９】
図８は、従来のＣＤＭＡ方式のスペクトル拡散送・受信装置の一般的な構成を示すブロック図である。
まず、ＣＤＭＡ方式のスペクトル拡散受信装置について説明する。図８は３つの異なる遅延時間で受信した信号をＲＡＫＥ合成する３フィンガーＲＡＫＥ合成方式を示している。アンテナ４０１で受信された信号は、無線部４０２において、増幅、周波数変換、検波されベースバンド信号に変換される。パスサーチ部４０４では、前記ベースバンド信号に対して相関ピーク位置から各パスの位相差が求められ、ＤＬＬ部４０８のＤＬＬ４０３にて前記パスサーチ部４０４の指示するタイミングで、パス毎に前記ベースバンド信号を逆拡散して復調する。タイミング調整部４０９内のバッファ４０５で、前記ＤＬＬ４０３らの各復調信号を、各パス間の位相差を考慮して遅延させてタイミングを揃える。ＲＡＫＥ合成部４０６では、前記タイミングが揃った復調信号をＲＡＫＥ合成することで受信信号を取り出すことが出来る。前記受信信号は、ターボ符号や畳み込み符号等の誤り訂正符号であるので、チャネルコーディック部４０７で復号することで、音声信号もしくはデータ情報を取り出すことが出来る。
【００１０】
図８の送信部では、音声コーディック４２１で符号化された音声信号、ＣＰＵ４２２からのデータ信号もしくは画像処理装置４２３からの画像信号等の送信データをチャネルコーディック部４１８のチャネルコーディック４１６で符号化する。前記符号化された送信信号を拡散変調部４１７の拡張変調器４１５で拡散変調を行い、一次変調部４１３にてＱＰＳＫ等の変調を行い、無線部４１２にて前記ベースバンド信号を変調して送信電波としてアンテナ４１１から送信する。
【００１１】
異なる拡散符号で拡散された複数の信号を多重化した信号は、拡散符号の直交性により各拡散符号によって逆拡散を行うと各符号で拡散変調された信号のみを取り出すことが可能である。したがって、複数の拡散変調器４１５で異なる拡散符号によって拡散変調を行い、加算器４１４で多重化すれば、同時に複数の独立な信号系列を送信することが可能となり、通信レートを向上させることが可能となる。これをマルチコード送信と呼ぶ。
【００１２】
さて、上記のようなＣＤＭＡ方式の無線通信装置の消費電力を低減する従来技術には、後述する特許文献１に記載されているものがある。これは、ＣＤＭＡ方式の携帯電話機に用いる相関フィルタに関する技術であり、この相関フィルタは、入力信号に遅延処理を施し、遅延時間の異なる複数の遅延信号を出力する遅延手段と、前記遅延手段からの複数の遅延信号の各々に、所定の重み付けを行い、この重み付けがなされた各遅延信号の合成を行う重み付け合成手段と、前記重み付け合成手段から相関の得られた出力信号が出力される間以外は前記重み付け合成手段の演算を実質的に停止させる動作制御手段とを設けている。前記重み付け合成手段により、いわゆる相関ピークのある出力信号が得られるのは、比較的短い時間であって、相関フィルタの後段に接続される復号回路において必要な信号は、この相関のある信号のみである。そこで、動作制御手段は、重み付け合成手段により相関のある信号が得られる時間以外において、重み付け合成手段における演算動作を実質的に停止させ、消費電力の低減を可能とする。
【００１３】
また、特許文献２には、受信処理を行う複数系統の受信回路からの各受信出力に対する相関値を検索してＣＤＭＡ受信を行う無線通信装置に用いる消費電力低減回路について記載されている。この消費電力低減回路は、前記複数系統の受信回路のうち相関値の低い系統の受信回路の動作を実質的に停止するように制御することで、消費電力の低減を可能とする。
【００１４】
【特許文献１】
特開平９−２００１７７号公報
【特許文献２】
特開２０００−１３８６５４号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献１の携帯電話装置は、待ち受け時間を長くするために、受信待ち受け中において、動作制御手段によってＡＤ変換器、受信フィルタ、相関器及び拡散符号発生回路についての電源をオフにして消費電力を低減しており、待ち受け時間以外の場合における消費電力を有効に低減することはできない。
【００１６】
一方、特許文献２の携帯電話装置は、待ち受け時間以外の場合における消費電力低減に有効であるが、受信用無線部のみが低消費電力化され、無線部以降の各ブロックに対しては低消費電力化を行うことができない。また、受信用無線部が複数構成されている場合にのみ有効で、受信用無線部が単一の場合には有効な技術ではない。
【００１７】
本発明の目的は、ＲＡＫＥ合成を行うフィンガー数を制御することによって、各部での消費電力を低減し、通信時間を長くすることが可能であるスペクトル拡散受信装置及びスペクトル拡散送信装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ＣＤＭＡ方式のスペクトル拡散受信装置において、受信電磁波を検波してベースバンド信号に変換する無線部と、前記ベースバンド信号に対してパスサーチを行って相関ピーク位置から各パスの位相差を求めるパスサーチ部と、前記パスサーチ部の指示するタイミングで、各パス毎に前記ベースバンド信号を逆拡散して復調するＤＬＬ部と、前記ＤＬＬ部からの復調信号を、所定のタイミングで位相を揃えて、それぞれ出力するタイミング調整部と、前記タイミング調整部からの信号をＲＡＫＥ合成するＲＡＫＥ合成部と、前記ＲＡＫＥ合成部にてＲＡＫＥ合成された信号をデータ信号もしくは音声信号に復号し、かつ、データ信号もしくは音声信号を符号化するチャネルコーディック部と、受信タイミングの異なる同一信号のうち相関値の低い系統の前記無線部、前記パスサーチ部、前記ＤＬＬ部、前記ＲＡＫＥ部、及び前記チャネルコーディック部の少なくとも一つの消費電力を低くするように電力供給を制御する電力制御部とを備えることを特徴とするものである。
【００１９】
また、前記スペクトル拡散受信装置において、前記電力制御部は、相関値が低くＲＡＫＥ合成を行わない系統の前記ＤＬＬ部へのクロック信号の供給を停止することを特徴とする。
【００２０】
また、前記スペクトル拡散受信装置において、前記電力制御部は、相関値が低くＲＡＫＥ合成を行わない系統の前記タイミング制御部へのクロック信号の供給を停止することを特徴とする。
【００２１】
また、前記スペクトル拡散受信装置において、前記電力制御部は、相関値が低くＲＡＫＥ合成を行わない系統の前記ＲＡＫＥ部へのクロック信号の供給を停止することを特徴とする。
【００２２】
また、前記スペクトル拡散受信装置において、前記電力制御部は、相関値が低くＲＡＫＥ合成を行わない系統の前記ＤＬＬ部へのクロック信号の周波数を低くすることを特徴とする。
【００２３】
また、前記スペクトル拡散受信装置において、前記電力制御部は、相関値が低くＲＡＫＥ合成を行わない系統の前記タイミング制御部へのクロック信号の周波数を低くすることを特徴とする。
【００２４】
また、前記スペクトル拡散受信装置において、前記電力制御部は、相関値が低くＲＡＫＥ合成を行わない系統の前記ＲＡＫＥ部へのクロック信号の周波数を低くすることを特徴とする。
【００２５】
また、前記スペクトル拡散受信装置において、装置内の電池の残量をモニタする電池残量検出部を更に備え、前記電力制御部は、前記電池残量検出部から電池残量が所定値以下の場合に、電力制御を行うことを特徴とする。
【００２６】
また、前記スペクトル拡散受信装置において、前記電力制御部は、前記チャネルコーディック部にて算出した誤り訂正・検出符号復号時に通信における誤りの程度が所定値以上の場合に電力制御を行うことを特徴とする。
【００２７】
また、前記スペクトル拡散受信装置において、前記電力制御部は、装置が受信の待ち受け状態ある時に、電力制御を行うことを特徴とする。
【００２８】
本発明は、ＣＤＭＡ方式のスペクトル拡散送信装置において、データ信号もしくは音声信号を符号化する音声コーディック部と、符号化された音声に誤り検出・訂正用の符号化を行うチャネルコーディック部と、前記チャネルコーディック部にて符号化された信号に拡散変調を行ってベースバンド信号に変換する拡散変調部と、前記拡散変調部からのベースバンド信号を送信電磁波に変換する無線部と、前記チャネルコーディック部、前記拡散変調部、前記無線部の少なくとも一つの消費電力を低くするように電力供給を制御する電力制御部とを備えることを特徴とするものである。
【００２９】
また、前記スペクトル拡散送信装置において、前記電力制御部は、前記音声コーディック部での音声信号の符号化方法を低レート音声符号化のみに制限することを特徴とする。
【００３０】
また、前記スペクトル拡散送信装置において、前記電力制御部は、複数の拡散符号を用いて前記拡散変調部にて拡散変調を同時に行うことによるマルチコード送信を禁止することを特徴とする。
【００３１】
また、前記スペクトル拡散送信装置において、前記電力制御部は、前記拡散変調部での拡散変調を拡散率の高い拡散のみに制限することを特徴とする。
【００３２】
また、前記スペクトル拡散送信装置において、装置内の電池の残量をモニタする電池残量検出部を更に備え、前記電力制御部は、前記電池残量検出部から電池残量が所定値以下の場合に、電力制御を行うことを特徴とする。
【００３３】
本発明に係るスペクトル拡散受信装置においては、受信時に、受信タイミングの異なる同一信号で相関値の低い系統のＤＬＬ部、タイミング調整部、ＲＡＫＥ部の動作を実質的に停止したり、供給するクロック信号の周波数を低くするように制御する。
【００３４】
また、本発明に係るスペクトル拡散送信装置においては、音声信号の送信時に、音声コーディック部で符号化レートの値が小さい音声符号化を行ったり、音声やデータの送信時に、異なる複数の拡散符号で同時に並列にデータを伝送するマルチコード送信モードを禁止することで、チャネルコーディックや拡散変調部の一部を実質的に停止したり、音声やデータの送信時に、拡散変調部で拡散率の大きい拡散変調を行う。
【００３５】
このようにすることで、各部の電力供給を制御することによって、消費電力を低くするように制御する。
なお、電池の残量を検出する電池残量検出部からのデータに基づいて、上記電力制御を行ったり、チャネルコーディック部内の誤り訂正・検出符号の複合部で計算されたエラーレートを元に上記電力制御を行ったり、待ち受け時の間欠受信時に、上記電力制御を行うことにより、通信品質の劣化防止と消費電力の低減とのバランスを図っている。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００３７】
従来の技術に説明したようにＲＡＫＥ合成を行うのは、受信の質を向上させるためのものである。したがって、図８で、ＤＬＬ部４０８、タイミング調整部４０９、ＲＡＫＥ部４０６には、複数の同一機能ブロックを有するが、それらはタイミングの異なる同一の信号に対して処理を行っているだけであり、受信信号の中身としては、ノイズやマルチパス等の影響を取り除けば基本的には同一のものである。したがって、ノイズやマルチパス等の影響が小さく通信環境が良好な時には、複数のフィンガーをＲＡＫＥ合成する必要は無い。待ち受け受信時の間欠受信や通信装置内の電池の残量が少ない時には、通信の質を犠牲にしても、低消費電力で通信を行いたいというニーズが出てくる。本発明はこの様な場合の通信の低消費電力化に有効である。
【００３８】
（実施の形態１）
図１は、本発明に係るスペクトル拡散受信装置の一実施形態を示すブロック図である。
この受信装置は、アンテナ１０１と、無線部１０２と、パスサーチ部１０４と、ＤＬＬ１０３を有するＤＬＬ部１０８と、バッファ部１０５を有するタイミング調整部１０９と、ＲＡＫＥ部１０６と、チャネルコーディック部１０７とを備え、この部分は図８に示したものと同様の機能を果たす。そして、さらに、ＣＰＵ１１１の指示により各部への電力を制御する電力制御部１１２と、電池１１３の電池残量を検出する電池残量検出部１１４とを備えている。
【００３９】
図１で示す様に、電池１１３の残量を電池残量検出部１１４で検出し、この検出結果を電力制御部１１２に通知する。電力制御部１１２は、電池の残量が例えば電池容量の４分の１よりも小さくなった時には、ＲＡＫＥ合成するフィンガーを制限する。
【００４０】
具体的には、電力制御部１１２が、ＲＡＫＥ合成しないフィンガーの逆拡散を行うＤＬＬ１０３へのクロック信号の供給を停止する。したがって、ＲＡＫＥ合成を行うフィンガーの逆拡散を行うＤＬＬ１０３のみにクロック信号を供給することになる。このことによって、前記ＤＬＬ１０３での消費電力が低減される。
【００４１】
ここで、ＲＡＫＥ合成するフィンガーの制限の仕方としては、以下の２通りが考えられる。
（ａ）パスサーチ部で検出した各フィンガーの相関値が最大のフィンガーのみを用いる。
（ｂ）相関値の閾値を設定し、閾値以上のフィンガーのみを合成する。
【００４２】
これらは、システム構成にあわせて、通信の質と電力制御の両方の観点から設定すればよい。もしくは、デフォルトで設定するのではなく、両方のフィンガー制御を可能とし、通信状況をモニタしながらＣＰＵ１１１が適当なフィンガー制御を選択できるようなシステム構成も可能である。
また、電力制御部１１２は、ＣＰＵ１１１上で動作するソフトウエアでも動作可能である。
【００４３】
（実施の形態２）
次に別の電力制御を説明する。
電池１１３の残量を電池残量検出部１１４で検出し、この検出結果を電力制御部１１２に通知する。電池の残量が例えば電池容量の４分の１よりも小さくなった時には、電力制御部１１２は、ＲＡＫＥ合成しないフィンガーのタイミング調整部１０９のバッファ部１０５へのクロック信号の供給を停止する。したがって、ＲＡＫＥ合成するフィンガーのタイミング調整部１０９のバッファ部１０５のみへクロック信号を供給することになる。これによって、前記バッファ部１０５での消費電力が低減される。
【００４４】
（実施の形態３）
更に、他の電力制御について説明する。
電池１１３の残量を電池残量検出部１１４で検出し、この検出結果を電力制御部１１２に通知する。電池の残量が、例えば電池容量の４分の１よりも小さくなった時には、電力制御部１１２は、ＲＡＫＥ合成しないフィンガーのみに関与するＲＡＫＥ部１０６内での回路領域へのクロック信号の供給を停止する。したがって、ＲＡＫＥ合成するフィンガーのみに関与するＲＡＫＥ部１０６内での回路領域へクロック信号を供給することになる。これによって、前記回路における消費電力が低減される。
【００４５】
（実施の形態４）
チャネルコーディック部１０７では、畳み込み符号やターボ符号等の誤り訂正符合方式の復号が行われる。通信中の信号に誤りが生じても、この誤り訂正符号によって誤りを訂正することが可能である。図２は、受信データ５１をチャネルコーディック部１０７における誤り訂正符号方式の復号を行うことによる誤り訂正の一例である。データ列５２が復号後のデータである。受信データ５１からＮ１ビットのデータを取り出したときに、誤り訂正されたビット５３がＮ２ビットあったとする。このとき、Ｎ２／Ｎ１は、通信路における誤りの程度、つまり、通信路の質を反映する。もし、全く誤り訂正が無ければ、Ｎ２＝０でＮ２／Ｎ１＝０となり、すべてのビットで誤り訂正されれば、Ｎ２＝Ｎ１でＮ２／Ｎ１＝１となり、Ｎ２／Ｎ１は０から１の間の値をとる。
【００４６】
ここで、ＲＡＫＥ合成を行うフィンガー数の制御方法を以下で説明する。
まず、パスサーチ１０４で検出した相関値の最大のフィンガー１本を、ＤＬＬ１０３で逆拡散を行い、チャネルコーディック部１０７に誤り訂正符号方式の復号と前記Ｎ２／Ｎ１の検出を行う。
【００４７】
次に、パスサーチ１０４での相関値が最大と２番目のフィンガー２本について、ＤＬＬ１０３で逆拡散し、タイミングバッファ１０５で適当な遅延をつけて、ＲＡＫＥ部１０６でＲＡＫＥ合成を行い、チャネルコーディック部１０７にて誤り訂正符号方式の復号と前記Ｎ２／Ｎ１の検出を行う。
【００４８】
もし、フィンガー２本時のＮ２／Ｎ１が、フィンガーが１本の時の値よりも、例えば一桁改善されなければ、フィンガー１本でＣＤＭＡ受信を行う。逆に、Ｎ２／Ｎ１が一桁改善されれば、更に相関値が最大、２番目、３番目のフィンガー３本で逆拡散とＲＡＫＥ合成を行い、チャネルコーディック部１０７による復号とＮ２／Ｎ１の検出を行う。フィンガー３本時のＮ２／Ｎ１がフィンガー２本時よりも一桁改善されなければ、フィンガー２本でＲＡＫＥ合成を行うＣＤＭＡ受信を行う。逆に、改善される場合には、更に同様の処理を順次行うことで、受信の質が確保できる最低のフィンガー本数が検出可能となる。
【００４９】
このフローにより、通信の質を保つのに必要な最低限度のフィンガーのみをＲＡＫＥ合成することが可能となる。したがって、ＲＡＫＥ合成しないフィンガーに関与するＤＬＬ１０３、バッファ部１０５、ＲＡＫＥ部１０６内該当回路へのクロック供給を停止する。すなわち、ＲＡＫＥ合成するフィンガーに関与するＤＬＬ１０３、バッファ部１０５、ＲＡＫＥ部１０６内該当回路へのみ、クロック供給する。このことによって、前記各ブロックでの消費電力を低減することが可能となる。
【００５０】
前記の手法では、Ｎ２／Ｎ１の変化によってフィンガー数を制限している。しかし、例えばＮ２／Ｎ１の閾値を設定して、相関値が最大のフィンガーのみでＲＡＫＥ合成を行った場合のＮ２／Ｎ１の値が前記閾値よりも小さい場合には、前記フィンガーのみでＲＡＫＥ合成を行うという、電力制御手法によっても低消費電力化が可能である。また、「Ｎ２／Ｎ１が一桁改善される」ことを条件の一例としてあげたが、これは通信機の構成や使用する誤り訂正処理符号および復号回路によって最適な条件が異なってくるので、装置や符号処理方式に対応した条件を選択する。
【００５１】
（実施の形態５）
携帯電話での大半の通信状態は、待ち受け時の間欠受信状態である。図３は、図８に示したＣＤＭＡ送信・受信装置における、ＣＰＵ４２２、音声コーディック部４２１、受信部４００、における消費電力の時間変化の一例である。点線で囲まれた領域６１は、通話時の消費電力である。通話時には、ＣＰＵ４２２、音声コーディック部４２１、受信部４００での消費電力は大きい。一方、非通話時には、基地局からの呼び出しに応じられる様に一定の時間間隔を空けて受信を行う間欠受信状態となる。図３の領域６２は間欠受信時の消費電力である。通話を行わないので、音声コーディック部４２１は完全に停止し、ＣＰＵ４２２の消費電力は通話時６１よりも小さいものとなる。一定の間隔をあけて受信動作を行うので、一定の時間間隔を空けて受信部４００で電力が消費される。これによって、消費電力の低減を図りながら、基地局からの着信が可能となる。しかし、間欠受信時には、受信部は起動しているので、通話時とほぼ同程度の消費電力となる。
【００５２】
間欠受信は通信そのものが目的ではなく、自分への呼び出しがあるかどうかを調べるのが目的であるから、電池残量や通信の質とは無関係に常に相関値が最大のフィンガーのみにＲＡＫＥ合成を行う形態で行うという手法もある。この場合には、最小の消費電力で間欠受信が可能となる。もし自分が呼び出されていれば、今度は電池残量や通信の質を考慮した前記実施の形態１もしくは２にしたがって、ＲＡＫＥ合成を行うフィンガー数の制御を行えばよい。
【００５３】
そこで、前記実施の形態１から４で説明した様に、電池の残容量や通信の質からＲＡＫＥ合成するフィンガー数の制御を行い、ＲＡＫＥ合成を行わないフィンガーが関与するＤＬＬ１０３、バッファ部１０５、ＲＡＫＥ部１０６内該当回路へのクロック供給を停止する。すなわち、ＲＡＫＥ合成を行うフィンガーが関与するＤＬＬ１０３、バッファ部１０５、ＲＡＫＥ部１０６内該当回路へのみ、クロック供給する。このことで、間欠受信時の消費電力をさらに低減することが可能となる。
【００５４】
（実施の形態６）
携帯電話では、通信回線を有効利用するために音声を圧縮する音声符号化技術が用いられている。携帯電話では国によってあるいはシステムによって異なる音声符号化技術が用いられており、特に次世代の携帯電話システムとして期待されているＷ−ＣＤＭＡでは、世界共通の音声符号化方式としてＡＭＲ（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｍｕｌｔｉ−Ｒａｔｅ；適応マルチレート）方式が採用されている。ＡＭＲ方式は共にＣＥＬＰ（Ｃｏｄｅ  Ｅｘｃｉｔｅｄ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ；符号駆動線形予測符号化）と呼ばれる基本アルゴリズムを用いている。以下ではＣＥＬＰの動作原理を説明する。
【００５５】
図４に示す様に、ＣＥＬＰは線形予測（ＬＰＣ：Ｌｉｎｅａｒ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ  Ｃｏｄｉｎｇ）合成フィルタ８０２とそのフィルタを駆動する為の励振信号を生成する２つの符号帳（適応符号帳と雑音符号帳）８０５で構成され、人間の声道特性を表す線形予測係数（ＬＰＣ係数）、音声のピッチ成分と雑音成分とからなる音源信号を表わすパラメータ（８１５：符号帳インデックス出力）を効率良く伝送することを特徴とする。
【００５６】
ＣＥＬＰでは人間の声道を次式で表されるＬＰＣ合成フィルタＨ（ｚ）で近似し、Ｈ（ｚ）への入力（音源信号）が、音声の周期性を表すピッチ周期成分と、ランダム性を表す雑音成分とに分離できると仮定する。
【００５７】
【数１】
2004266487.tif 000003
【００５８】
ＣＥＬＰ符号化は、音声情報源をパターン化して登録した符号帳８０５を作成し、ＬＰＣ合成フィルタのフィルタリングによって得た合成音声８１２と入力音声８１１との誤差８１３が合成最小化ブロック８０４で最小となるパターンを符号帳８０５から選択する。この時、誤差が最小となる符号帳インデックス出力８１５とＬＰＣ合成フィルタ８０２のＬＰＣ係数を伝送すれば、伝送すべき情報量は波形符号化に比較して著しく減少することになる。
【００５９】
図５に、図４の次のＬＰＣ合成フィルタ８０２をＩＩＲ（Ｉｎｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ：無限インパルス応答）型フィルタで構成した例を示す。７３はＬＰＣ係数の係数乗算器であり、７１に入力信号を入れると、予測された出力７２が出力される。
【００６０】
ＡＭＲ方式は、ＣＥＬＰをベースとしたマルチレート音声符号化方式であり、４．７５、５．１５、５．９０、６．７０、７．４０、７．９５、１０．２、１２．２ｋｂｉｔ／ｓの８つの符号化レートを有する。
ＬＰＣ係数は、１２．２ｋｂｉｔ／ｓでは１フレームに付き２回分析し、ＬＳＰ係数の低次から順に２次ずつ分割して２×２の要素をＬＳＰ領域で予測した後その残差をベクトル量子化する。
長期予測タップは、１２．２ｋｂｉｔ／ｓでは１／６、それ以外は１／３の非整数周期で探索し、フレーム内で差分量子化される。
【００６１】
したがって、符号化レートが高い方が音質は良くなる。しかし、１２．２ｋｂｉｔ／ｓは、それ以外の符号化レートよりもＬＰＣ係数を予測する回数が１回増えるので、その分高速もしくは並列に同一の処理を行う必要があり、消費電力は増大する。表１は、３ＧＰＰ  ＴＳ  ２６．３９０  Ｖ３．１．０（１９９９−１２）に記載されているＡＭＲのビット配分の規格である。ＡＭＲでは、適応符号帳や雑音符号帳も符号化レートが高くなると必要なデータ量が増大し、フレーム数あたりの処理データ数が増大する。したがって、符号化レートの低い音声符号化は、高符号化レートのものよりも少ない演算で処理可能である。つまり、用いる符号化手法の符号化レートが低いほど、消費電力が小さくなる。
【００６２】
【表１】
2004266487.tif 000004
【００６３】
図６は、本発明に係るスペクトル拡散送信装置の一実施形態を示すブロック図である。
この送信装置は、アンテナ２０１と、一次変調部２０３と、加算器２０４及び拡散変調器２０５を有する拡散変調部２０７と、チャネルコーディック２０８を有するチャネルコーディック部２０８と、音声コーディック部２２１と、ＣＰＵ２２２と、画像処理部２２３とを備え、この部分は図８に示したものと同様の機能を果たす。そして、さらに、ＣＰＵ２１１の指示により各部の電力を制御する電力制御部２１２と、電池２１３の電池残量を検出する電池残量検出部２１４とを備えている。
【００６４】
図６の様に、電池２１３の残量を電池残量検出部２１４で検出し、この検出結果を電力制御部２１２に通知する。電力制御部２１２は、電池の残量が、例えば電池容量の４分の１よりも小さくなった時には、低符号化レートの音声コーディック方式を用いる。これによって、音声コーディック部における消費電力を低減されることが可能になる。
【００６５】
（実施の形態７）
上記送信装置において、他の電力制御について説明する。
図６に示す様に、電池２１３の残量を電池残量検出部２１４で検出し、この検出結果を電力制御部２１２に通知する。電力制御部２１２は、電池の残量が例えば電池容量の４分の１よりも小さくなった時には、マルチコード送信を禁止する。
【００６６】
マルチコード送信を行えば、一つの無線リンクで拡散符号の異なる複数の通信チャネルを持つことが可能となる。したがって、この時のデータ伝送レートは単一拡散符号による通信にデータ伝送レートに拡散符号の数を掛けたものとなり、送信可能なデータ量が増大する。しかし、図６を見て分かるように、マルチコード送信を行う為には、異なる拡散符号の数だけチャネルコーディック２０６と拡散変調器２０５が必要となるので、単一拡散符号による通信に比べ、拡散符号の数だけ電力が増大する。
【００６７】
したがって、マルチコード送信を禁止すれば、チャネルコーディック２０６と拡散変調器２０５は各１ブロックだけ動作させればよく、それ以外についてはクロック供給を停止することが可能となり、消費電力の低減が可能となる。
【００６８】
（実施の形態８）
Ｗ−ＣＤＭＡの仕様書である３ＧＰＰ  ＴＳ  ２５．２１１  Ｖ３．８．０（２００１−０９）では、拡散符号のチップレートは３．８４Ｍｃｐｓと規定されており、拡散率（ＳＦ）は４から２５６の間で可変である。したがって、拡散率Ｎ＝Ｔ／Ｔｃを小さくすると、送信可能な伝送符号の周波数は大きくなるが、拡散変調回路内のフリップフロップにおける伝送符号のラッチ回数が増加する為に、その分消費電力が増大する。
【００６９】
したがって、図６の様に、電池２１３の残量を電池残量検出部２１４で検出し、この検出結果を電力制御部２１２に通知する。電力制御部２１２は、電池の残量が例えば電池容量の４分の１よりも小さくなった時には、拡散率の大きいＣＤＭＡに限定して通信を行う。これによって、拡散変調部での消費電力が低減される。
【００７０】
（実施の形態９）
上記実施の形態１から８を用いたスペクトラム拡散通信装置ではクロック信号の供給を停止して電力制御を行う方法を示したが、クロック信号の供給を停止する代わりに供給するクロックの周波数を低くするという方法によって、該当ブロックのクロック供給を実質的に停止し消費電力を低減することも可能である。この場合には、完全にクロック信号の供給を停止するのではないので、該当ブロックを起動させるときに、速やかに起動させることが可能である。
【００７１】
なお、電力制御を行う際の基準の一例としてあげた「電池残量が電池容量の４分の１」という条件は限定されるものではなく、通信装置を利用する環境やユーザーの使用状況やニーズによって変化するものであり、ソフトウエアやハードウエアを用いてユーザーによって設定できるもシステム構成も可能である。また、使用している途中でユーザーがその後の利用状況を考慮してこれらの設定ができるようにする方法もある。
【００７２】
【発明の効果】
本発明のスペクトル拡散受信装置では、ＲＡＫＥ合成を行うフィンガー数を制御することによって、ＤＬＬ部、バッファ部、ＲＡＫＥ部での消費電力を低減し、通信時間を長くすることが可能である。
【００７３】
また、チャネルコーディック部で通信における誤り訂正の程度をモニタしながら、ＲＡＫＥ合成を行うフィンガー数を制御することで、通信の質を確保しながら消費電力を低減し、通信時間を長くすることが可能である。
【００７４】
また、待ち受け時の間欠受信において、ＲＡＫＥ合成を行うフィンガー数を制御することで、消費電力を低減することが可能となり、待ち受け時間を長くすることが可能である。
【００７５】
本発明のスペクトル拡散送信装置では、低レート音声符号化を行うことで、消費電力を低減させることが可能となり、その分通信時間を長くすることが可能となる。
【００７６】
また、マルチコード送信を禁止することによって、チャネルコーディック部、拡散変調部の消費電力を低減することが可能となり、通信時間を長くすることが可能となる。
【００７７】
また、拡散率の大きい拡散変調に制限することで、拡散変調部の消費電力を低減することが可能となり、通信時間を長くすることが可能となる。
【００７８】
携帯電話は、その移動性により、時間と共に通信環境、ユーザーの希望が変化してくる。電池の残量が少ない時に、少々通信の質を低下させても通信路を確保したいというユーザーのニーズに対応した電力制御が本発明により可能となる。この様に色々なシチュエーションでのユーザーの使い勝手が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスペクトル拡散受信装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】チャネルコーディック部における誤り訂正符号方式の誤り訂正を示す図である。
【図３】図８に示したＣＤＭＡ送信・受信装置における、ＣＰＵ、音声コーディック部、受信部における消費電力の時間変化を示す図である。
【図４】ＣＥＬＰ符号器を示すブロック図である。
【図５】ＬＰＣ合成フィルタを示すブロック図である。
【図６】本発明に係るスペクトル拡散送信装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図７】拡散変調における各信号の波形と電力密度スペクトルを示す図である。
【図８】従来のＣＤＭＡ方式のスペクトル拡散送・受信装置の一般的な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
５１  誤り訂正符号の復号前の受信データ
５２  誤り訂正符号の複合後の受信データ
５３  復号によって誤り訂正されたビット
６１  通話時のＣＰＵ、音声コーディック部、無線部の消費電力
６２  間欠受信時のＣＰＵ、音声コーディック部、無線部の消費電力
７１  入力信号
７２  出力信号
７３  ＬＰＣ係数の係数乗算器
１０１  アンテナ
１０２  無線部
１０３  ＤＬＬ
１０４  パスサーチ部
１０５  バッファ部
１０６  ＲＡＫＥ部
１０７  チャネルコーディック部
１０８  ＤＬＬ部
１０９  タイミング調整部
１１１  ＣＰＵ
１１２  電力制御部
１１３  電池
１１４  電池残量検出部
２０１  アンテナ
２０２  無線部
２０３  一次変調部
２０４  加算器
２０５  拡散変調器
２０６  チャネルコーディック部
２０７  拡散変調部
２０８  チャネルコーディック部
２１１  ＣＰＵ
２１２  電力制御部
２１３  電池
２１４  電池残量検出部
２２１  音声コーディック部
２２２  ＣＰＵ
２２３  画像処理部
４００  受信部
４０１  アンテナ
４０２  無線部（受信部）
４０３  ＤＬＬ
４０４  パスサーチ部
４０５  バッファ部
４０６  ＲＡＫＥ部
４０７  チャネルコーディック部
４１０  送信部
４１１  アンテナ
４１２  無線部（送信部）
４１３  一次変調部
４１４  加算器
４１５  拡散変調部
４１６  チャネルコーディック部
４２１  音声コーディック部
４２２  ＣＰＵ
４２３  画像処理部
８０１  スペクトラム包絡抽出
８０２  ＬＰＣ合成フィルタ
８０３  聴覚補正
８０４  誤差最小化
８０５  符号帳
８１１  入力音声
８１２  合成音声
８１３  誤差
８１４  スペクトラム情報出力
８１５  符号帳インデックス出力
【図１】
2004266487.tif 000005
【図２】
2004266487.tif 000006
【図３】
2004266487.tif 000007
【図４】
2004266487.tif 000008
【図５】
2004266487.tif 000009
【図６】
2004266487.tif 000010
【図７】
2004266487.tif 000011
【図８】
2004266487.tif 000012