(57)【要約】【課題】パケット通信時における端末の消費電力を効果的に削減する。【解決手段】信号処理単位の異なる複数の信号処理ブロック（２２、２４、２６等）と、その信号処理ブロックをつなぐバッファメモリ（２１，２３，２５等）と各ブロックにクロック信号を供給もしくは停止させるクロック制御部２８を設け、各信号処理ブロックは（２２、２４、２６等）、後続の信号処理ブロックに処理すべきデータが存在するかどうかを監視し、監視結果に基づきクロック制御部２８が前記後続の信号処理ブロックにクロック信号を供給もしくは停止するように制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断続的なデータを含む無線信号を処理する無線処理部と、上記無線処理部と上記断続的なデータを授受するベースバンド信号処理部を持つ無線通信装置であって、
上記ベースバンド信号処理部が、信号処周期が異なる複数の信号処理ブロックと、前記複数の信号処理ブロック間に設けられたバッファメモリと、上記複数の信号処理ブロックの各ブロック及び上記バッファメモリにクロック信号を供給するクロック制御部と上記複数の信号処理ブロックの各ブロック及び上記バッファメモリに電源を供給する電源制御部と、上記複数の信号処理ブロック、バッファメモリ、クロック制御部及び電源制御部を制御性する制御エンジンとを持ち、
前記複数の信号処理ブロックの少なくとも１つは、後続の処理周期が異なる信号処理ブロックが処理すべきデータが存在するかどうかを監視する監視手段をもち、上記制御エンジンは上記監視手段の監視の結果に基づき前記後続の信号処理ブロックにクロック信号を供給もしくは停止するように上記クロック制御部するように構成されることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信装置であって、更に、上記制御エンジンは前記監視結果に基づき前記後続の信号処理ブロックに供給する電源を制御するように上記電源制御部を制御することを特徴と無線通信装置。
【請求項３】
請求項１記載の無線通信装置であって、上記断続的なデータは、周期的な制御データとユーザデータ部分む信号形式の信号からなり、ユーザデータが無いとき制御信号が周期的に送信される信号であり、
前記少なくとも１つの信号処理ブロックは、上記ユーザデータ部分の存在を監視し、その監視結果ユーザデータ部分が無いときは、上記制御エンジンは前記クロック制御部を少なくとも一つの信号処理ブロックに対し、ユーザデータ部分を処理すべき期間にわたってクロック信号を供給もしくは停止することを特徴とする無線通信装置。
【請求項４】
請求項３記載の無線通信装置であって更に、上記制御エンジンは前記監視結果に基づき前記後続の信号処理ブロックに供給する電源を制御するように上記電源制御部を制御する手段をもつことを特徴と無線通信装置。
【請求項５】
請求項１記載の無線通信装置であって、上記断続的なデータは、周期的な制御データ部とユーザデータ部分む信号形式の信号からなり、ユーザデータが無いとき制御信号が周期的に送信され、ユーザデータ部分が一定回数以上連続して存在しないとき上記周期的な制御データ部が停止される信号であり、
上記制御エンジンは、上記視結果に基づき前記クロック制御部が複数の信号処理ブロックの少なくとも一つのに対し、制御信号を処理すべき期間のクロック信号を供給もしくは停止するように制御することを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
請求項５記載の無線通信装置であって、上記制御エンジンは更に、上記制御エンジンは前記監視結果に基づき前記後続の信号処理ブロックに供給する電源を制御するように上記電源制御部を制御することを特徴と無線通信装置。
【請求項７】
信号処周期が異なる複数の信号処理ブロックと、前記複数の信号処理ブロック間に設けられたバッファメモリと、上記複数の信号処理ブロックの各ブロック及び上記バッファメモリにクロック信号を供給するクロック制御部と上記複数の信号処理ブロックの各ブロック及び上記バッファメモリに電源を供給する電源制御部と、上記複数の信号処理ブロック、バッファメモリ、クロック制御部及び電源制御部を制御性する制御エンジンとを持ち、
前記複数の信号処理ブロックの少なくとも１つは、後続の処理周期が異なる信号処理ブロックが処理すべきデータが存在するかどうかを監視する監視手段をもち、上記制御エンジンは上記監視手段の監視の結果に基づき前記後続の信号処理ブロックにクロック信号を供給もしくは停止するように上記クロック制御部するよう手段が形成された大規模集積回路。
【請求項８】
請求項７記載の大規模集積回路であって、上記信号処周期が異なる複数の信号処理ブロックはデータのシンボル単位で処理する信号処理ブロックと、データのスロット単位で処理する信号処理ブロックと、データのフレーム単位で処理する信号処理ブロックと有する大規模集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断続信号を扱う無線通信装置、更に詳しく言えば、パケットデータのような断続信号を無線で送受信する無線通信装置におけるベースバンドの信号を処理するデータ処理部の構成に関する。特に、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access）方式の移動体通信システム等で使用されるパケットデータ用端末通信装置に適する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信方式の多様化、複雑化に対応するため、信号処理を主にソフトウェアで処理する無線通信装置が考案されている。例えば日経BP社 日経エレクトロニクスＮｏ.732、第183-193頁に、ソフトウェア受信機として、図11に示す無線通信装置が提示されている。この無線通信装置では、受信された信号は無線周波数(RF)回路で中間周波（IF）信号に変換され、ソフトウェア受信機39に入力される。入力されたIF信号はAD変換機201でディジタル信号に変換され、HBF(Half Band Filter)34で直交検波され、I信号及びQ信号に変換される。そのI信号及びQ信号はメモリ3５に格納される。
【０００３】
ディジタル信号処理装置（DSP）3６はメモリ35に格納されたI信号及びQ信号に対してソフトウェアにより信号処理を施し、受信データとして中央処理装置（以下CPUと略称）37に受け渡す。CPU37は、呼制御などの上位レイヤの処理を行い、その処理出力を外部インタフェースを介して外部に出力する。また、クロック生成部38は上記各部が必要とするクロック信号を供給する。
【０００４】
【非特許文献１】日経BP社 日経エレクトロニクスＮｏ.732、第183-193頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかるに、移動通信におけるデータ通信の普及にともない、従来の音声の回線接続型サービスに対してパケットデータサービスの比率が急速に高くなってきており、端末の消費電力の増大が問題となってきた。すなわち、データ通信に求められる通信速度は、音声通信に求められる通信速度の10倍以上に達する。これに伴い、信号処理量も増大し、端末装置の消費電力増加が著しい。
【０００６】
しかしながら、パケットデータ通信においては、常時通信が行われるわけではなく、パケットが送受信されていない期間が多くを占めることが知られている。
【０００７】
例えば、IMT-2000移動通信方式では、基地局から端末に向けて送信する下り信号は、図9に示すフレーム構造で通信を行うことがTSG RAN SWG1 TS25.211 (3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels(FDD) (3G TS TS25.211 version 2.2.1)に規定されている。信号は（ｃ）のように、フレーム(Frame)が連続的につながったものとして構成され、１フレーム(Frame)は、（b）のように、15個のスロット(Slot)から構成される。１スロットは更に、（a）のように、制御データ(Pilot,TFCI,TPC)からなるDPCCH部分とユーザデータ(Data1,Data2)が格納されるDPDCH部分から構成される。ここで、ユーザデータはパケットが存在するときのみ送られ、それ以外のときは停止する。3GPP TSG_RAN_WG1 TS25.214-v1.1.1によれば、図10に示す様に、基地局から端末への下りに送信データがなくなると、DPDCH部分は送信が停止され、DPCCH部分のみ送信される。
【０００８】
更に、一定期間下り送信データが発生しない場合にはDPCCH部分の送信を停止する。一方、下り送信停止中に下り送信データが発生すると、基地局はDPCCH及びダミーのDPDCHの送信を開始し、続いてユーザデータの格納された下りDPDCHの送信を再開する。
【０００９】
このように、パケットデータ通信においてはユーザデータの送信及び停止が繰り返されるため、平均的に求められる信号処理量は比較的低いと考えられる。しかし、従来の無線装置のDSPは、最大速度の通信信号処理に対応できるクロック信号を常に供給する必要があり、信号処理量が低下した場合でも効果的に消費電力を低減することができない。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、パケットデータ通信のように、断続的に通信を行う無線通信装置において、ユーザデータが存在しない期間の信号処理量の低下に応じて、効果的に消費電力を削減できる無線通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の無線通信装置は、パケットデータのような断続的なデータを含む無線信号を処理する無線処理部と、上記無線処理部と上記断続的なデータを授受するデータ処理部を持ち、そのデータ処理部が、信号処理単位が、例えば、シンボル、スロット、フレームのように処理周期が異なる複数の信号処理ブロックと、前記複数の信号処理ブロック間に設けられたバッファメモリと、上記複数の信号処理ブロックの各ブロック及び上記バッファメモリにクロック信号を供給するクロック制御部と上記複数の信号処理ブロックの各ブロック及び上記バッファメモリに電源を供給する電源制御部を持ち、
前記複数の信号処理ブロックの少なくとも１つは、後続の処理周期が異なる信号処理ブロックが処理すべきデータが存在するかどうかを監視する監視手段をもち、上記クロック制御部は上記監視手段の監視の結果に基づき前記後続の信号処理ブロックにクロック信号を供給もしくは停止するように制御する手段を設けて構成される。
【００１２】
また、上記目的を達成するため、上記本発明の無線端末装置に、更に前記信号処理ブロック及びメモリブロックに供給する電源電圧を前記監視手段の監視の結果に基づき制御する手段を付加して構成される。
【００１３】
本発明によれば、断続信号の中で、ユーザデータの存在しない時間の処理回路及びメモリの電力を少なくすることができるので、断続信号を扱う無線通信装置の消費電力を効果的に低減できる。
【００１４】
上記及び他の本発明の特徴及び効果は以下の実施の形態の中で更に詳細に説明する。
【発明の効果】
【００１５】
処理単位の異なる複数の信号処理エンジンに対して独立にクロック信号の供給、電源電圧を制御することで、パケットデータの断続的な送信シーケンスにおいて、動作する信号処理回路を最小限とすることが可能となり、効果的に消費電力を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の無線通信装置が使用される移動通信システムの構成を示す。
複数の基地局1、2が複数の無線通信装置すなわち移動端末3、4、5との間で無線通信を行う。基地局1、2は基地局制御局6を介して固定網7に接続される。基地局1及び2はそれぞれ一定の通信可能なエリア８及び９を構成し、そのエリア中に居る移動端末と通信を行う。
【００１７】
図２は、移動端末3,4,5等の１つの構成を示す。移動端末は、前記基地局と移動端末との間の無線信号を送受信するアンテナ10、アンテナ10と無線周波数回路1１を介して接続されるベースバンド信号処理部1２と、ベースバンド信号処理部1２と接続されユーザデータを処理するデータ処理部1３とをもつ。
【００１８】
ベースバンド信号処理部1２は無線周波数回路1１から供給される受信信号を復調、復号処理し、ユーザデータを処理するデータ処理部1３に伝える。また、データ処理部1３からの送信データを符号化及び変調処理し、無線周波数回路1１に供給する。データ処理部1３はバス線路１９によって接続されたプロセッサ１４、メモリ１５、各種ペリフェラル１６、表示装置１８、キーパッド１７などから構成され、無線で送受信された信号とユーザとやり取りをする信号との変換処理等を行う。
【００１９】
図3は、本発明による無線通信装置のベースバンド信号処理部12の一実施例の構成を示す。本実施例は図９で説明したフレーム構造の信号を処理するベースバンド信号処理部であって、１つの大規模集積回路(LSI)で構成される。無線周波数回路1１から供給されたベースバンドの受信信号はバッファメモリ２１に蓄積される。バッファメモリ２１に蓄積された受信信号は、受信信号のシンボル単位で処理するシンボル周期処理エンジン２２で同期、スペクトル逆拡散処理等の処理が施され、シンボル単位の信号に変換される。シンボル単位の信号はバッファメモリ２３に格納される。
【００２０】
バッファメモリ２３に格納されたシンボル単位の信号が、1スロット分蓄積される毎に、スロット周期処理エンジン２４によって検波、レイク合成等の処理が施され、バッファメモリ25に格納される。バッファメモリ25では、1フレーム分の信号が蓄積される毎に、フレーム周期処理エンジン26によってデインタリーブ、誤り訂正処理が施され、受信データとしてデータ処理部1３へ出力される。
【００２１】
一方、データ処理部1３から供給される送信データは、送信信号処理エンジン２９によって誤り訂正符号化、インタリーブ、変調、スペクトル拡散などの処理が施され、送信信号を無線周波数回路1１へ出力する。
【００２２】
信号処理エンジン２２及び２４は、それぞれ後続の信号処理エンジン２４及び２６が処理すべきデータが存在するかどうかを監視する。制御エンジン２０は、各信号処理エンジン２２，２４，２６及び２９の動作を制御し、前記各信号処理が順序良く行えるよう指示を出す。
【００２３】
また、制御エンジン２０は前記監視の結果に基づき、各信号処理エンジン２２，２４，２６及び２９が動作すべき期間にのみクロック信号を供給し、それ以外の期間にはクロック信号が停止するようにクロック制御部２８を制御する。また、制御エンジン２０は前記監視の結果に基づき、電源制御部２７を制御し、各信号処理エンジン２２，２４，２６及び２９並びバッファメモリ２１，２３及び２５が動作していない期間に消費電力を低減させるように電源制御部２７を制御する。具体的には、動作が不要の期間には電源電圧を低下させたり、メモリ等の漏れ電流を低下させるための特別なバイアス電圧を発生させたりする。
【００２４】
図4は、上記信号処理エンジン２２の構成を示す。図4はシンボル周期処理エンジン22とその入出力側のバッファメモリ２１及び２３の構成を示しているが、スロット周期処理エンジン2４とその入出力側のバッファメモリ２３及び２４の構成及びフレーム周期処理エンジン2６とその入力側のバッファメモリ２5の構成についても同様である。
【００２５】
信号処理エンジン22は、バッファメモリ２１に格納された信号を読み出してその読み出した信号を処理する簡易プロセッサ３０と補助ハード３１によって信号処理を行い、処理結果をバッファメモリ２３に格納する。また、処理結果の一時保存や動作に必要なパラメータ等を格納する内部メモリ(RAM)３２を持つ。簡易プロセッサ３０は、制御エンジン２０の指示に従い、信号処理エンジン２２に閉じた制御を司り、補助ハード３１と協調して信号処理エンジン２２に必要な信号処理を行う。また、各種測定結果、監視結果、動作処理状態を制御エンジン２０に伝える。
【００２６】
図5は、本発明による無線通信装置の一実施例における受信信号中にユーザデータDPDCHが送信されなくなった場合の動作シーケンス例を示すタイムチャートである。図５において、横線、斜線、縦線部は有効なデータがあることを示す。
すなわち、受信信号において、フレーム１には、DPCCH,DPDCHともに有効なデータが存在するが、フレーム２，３にはDPCCHのみ、有効なデータが存在するがDPDCHには有効なデータが存在しない場合を示す。
【００２７】
フレーム1のように、受信信号にDPCCH及びDPDCHが存在する場合、シンボル周期処理エンジン２２、スロット周期処理エンジン２4、フレーム周期処理エンジン２7は連続的に動作し続ける。この際、シンボル周期処理エンジン２２は、フレーム先頭のスロット部分に、受信信号中のDPDCH部分に有効なデータが存在するかどうかの監視を行う。
【００２８】
フレーム２のように、フレーム先頭のスロット部分において受信信号にDPDCHが無くなり、シンボル周期処理エンジン２２がDPDCHが無くなったことを検出し、検出結果を制御エンジン２０に伝えると、制御エンジン２０は、クロック制御部２８、電源制御部２７を制御してシンボル周期処理エンジン２２が、フレーム先頭の1スロット期間及びDPCCHの受信期間のみ動作するように制御する。同様にスロット周期処理エンジン２４がフレーム先頭の1スロット期間及びDPCCH期間のみ動作するように制御する。更に、制御エンジン２０は、フレーム周期処理エンジン２６に対して、現在処理中のフレームの処理が終了した以降、動作を停止するように停止制御する。以降、シンボル周期処理エンジン２２はその後のフレーム３の先頭スロットにおいてDPDCHの再開、もしくはDPCCHの停止を監視しながら、DPCCH部分の処理を断続的に続ける。
【００２９】
図6は、本発明による無線通信装置の一実施例における受信信号中に受信信号がDPCCHのみ存在する状態からDPDCHが復帰したフレームに変わる場合の動作シーケンスの例を示すタイムチャートである。シンボル周期処理エンジン２２は、DPDCHが存在しない期間（フレーム４）、DPCCHの処理をしながら、フレーム先頭のスロットにおいて、DPDCHの再開、DPCCHの停止を監視する。監視の結果、フレーム５の様に、DPDCHの再開が検出されると、シンボル周期処理エンジン２２はその監視の結果を制御エンジン20に伝える。制御エンジン２０は、クロック制御部２８、電源制御部２７を制御してそれ以降シンボル周期処理エンジン２２及びスロット周期処理エンジン２４が連続して動作するようクロック制御部２８、電源制御部２７を制御する。また、同様にフレーム周期処理エンジン２６の動作を再開し（フレーム６）、再開されたユーザデータの復号処理が行われるようにする。それ以降、フレーム先頭のスロットにおいて各DPDCHが存在する期間、信号処理エンジン２３,２４,２６は連続して動作する。
【００３０】
図7は、本発明による無線通信装置の一実施例における受信信号中に受信信号がDPCCHのみ存在する状態からDPCCHが停止されたフレームに変わる場合の動作シーケンスの例を示すタイムチャートである。シンボル周期処理エンジン２２はDPCCH部分の処理を断続的に行いながら、フレーム先頭スロットにおいてはDPCCHの停止、DPDCHの再開を監視する。監視の結果、フレーム８の様に、フレームの先頭でDPCCHの停止（不存在）が検出されると、シンボル周期処理エンジン２２はその監視の結果を制御エンジン２０に伝える。制御エンジン２０は、上記監視の結果に基づきクロック制御部２８、電源制御部２７を制御して、それ以降シンボル周期処理エンジン２２がフレーム先頭のDPCCH期間のみ動作、スロット周期処理エンジン２４が次のスロット以降動作を停止するように制御する。それ以降、フレーム９の様に、シンボル周期処理エンジン２２はフレーム先頭スロットのDPCCH部分のみ動作し、DPCCHの再開を監視する。
【００３１】
図8は、本発明による無線通信装置の一実施例における受信信号が完全に停止された状態からDPCCH,DPDCHが復帰した場合の動作シーケンスの例を示すタイムチャートである。シンボル周期処理エンジン２２はフレーム先頭スロットのDPCCH部分のみ動作し、DPCCHの再開を監視する。監視の結果、フレーム１０の様に、フレーム先頭スロットでDPCCHの再開が検出されると、制御エンジン２０は、クロック制御部２８、電源制御部２７を制御して、それ以降シンボル周期処理エンジン２２はフレーム１０区間全部、スロット周期処理エンジン２４はフレーム１０の第２スロット以降、フレーム周期処理エンジン２６はフレーム１１以降が連続的に動作するように制御する。このようにして再開されたユーザデータの復号処理が行われるようにする。それ以降、各信号処理エンジン２２,２4,２６は連続して動作する。
【００３２】
以上のように処理単位の異なる複数の信号処理エンジン２２,２４,２６に対して独立にクロック信号の供給、電源電圧を制御することで、図10で規定されるパケットデータの断続的な送信シーケンスにおいて、動作する信号処理回路を最小限とすることが可能となり、効果的に消費電力を低減できる。
【００３３】
上記実施形態では、図９、図１０で示すフレーム構成のデータの例について説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、データが時間的に断続する通信を行う無線通信装置に実施できる。また処理機能の異なる複数の信号処理ブロック全てのクロック、電源制御を行う必要はなく、主要な信号処理ブロックに対してのみ行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の無線通信装置が使用される通信システムの構成図。
【図２】本発明による無線通信装置の一実施形態の構成図。
【図３】本発明による無線通信装置のベースバンド信号処理部の一実施形態の構成図。
【図４】図３の信号処理エンジン２２の構成図。
【図５】本発明による無線通信装置の一実施形態におけるDPDCH停止に伴う動作シーケンスを示すタイムチャート。
【図６】本発明による無線通信装置の一実施形態におけるDPDCH再開に伴う動作シーケンスを示すタイムチャート。
【図７】本発明による無線通信装置の一実施形態におけるDPCCH停止に伴う動作シーケンスを示すタイムチャート。
【図８】本発明による無線通信装置の一実施形態におけるDPCCH,DPDCH再開に伴う動作シーケンスを示すタイムチャート。
【図９】IMT-2000移動通信方式のフレーム構成図
【図１０】IMT-2000移動通信方式のパケットデータの送信停止、再開シーケンス
【図１１】従来の無線通信装置の構成図。
【符号の説明】
【００３５】
１，２…基地局、３，４，５…移動端末、６…基地局制御局、７…固定網、８，９…エリア、１０…アンテナ、１１…無線周波数回路、１２…ベースバンド信号処理部、１３…データ処理部、１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０…制御エンジン、２１，２３，２５…バッファメモリ、２２，２４，２６，２９…信号処理エンジン、２７…電源制御部、２８…クロック制御部、３０…簡易プロセッサ、３１…補助ハード、３２…内部ＲＡＭ、３３…ＡＤ変換器、３４…ＨＢＦ、３５…メモリ、３６…ＤＳＰ、３７…ＣＰＵ、３８…クロック生成部。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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