JP2006074673A

JP2006074673A - 無線通信装置

Info

Publication number: JP2006074673A
Application number: JP2004258473A
Authority: JP
Inventors: Mayuko Ueno; 真由子上野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2024-09-06
Also published as: JP4390661B2

Abstract

【課題】電力増幅器のひずみを低減させ、デバイスの温度が安全なレベルを保つ無線通信装置を提供する。
【解決手段】信号を送信する電力増幅手段と、電力増幅手段の温度を感知する温度感知手段と、電力増幅手段を冷却する冷却手段と、を有し、信号送信時に、温度感知手段によって感知された温度が所定の閾値を超えた場合に、冷却手段により電力増幅手段を冷却する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力増幅器のひずみを低減させ、デバイスの温度が安全なレベルを保つことができる無線通信装置に関する。

無線ＬＡＮをはじめとする無線通信機は近年、端末を自由に移動させることができる利便性から、企業だけでなく、一般家庭にまで急速に普及し始めている。無線ＬＡＮの規格には、2.4GHz帯域を利用するIEEE802.11ｂと11ｇ、5GHz帯域を利用するIEEE802.11ａがある。11ａ規格は、主にPC機器用途としてすでに市場に広く出回っている。

しかし、スループットの向上を目指すことから11ａや11ｇ規格の製品が注目され、現在では11ａ/11ｂ/11ｇのコンボ製品が広まりつつある。11ａや11ｇでは11bで使用されている変調方式ＤＳＳＳ(Direct Sequence Spread Spectrum)よりも信号のひずみが発生しやすいＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調が適用されている。

このため、従来よりも低ひずみな電力増幅器が必要とされている。しかし、電力増幅器に電源を供給すると、すべての電力が高周波電力に変換されるわけではなく、変換されない電力はすべて熱に変換されるため、放熱しないと電力増幅器の温度はどんどん上昇し壊れてしまう。また、電力増幅器の利得は、温度によって大きく変化し温度の上昇に対して低下する特性を持ち、ひいては出力信号電力の頭打ちが生じるという問題がある。

上記のような課題に対して、従来技術例として、キー部品の温度に応じて送信電力を減少させることでキー部品の温度を下げている「温度補償自動ゲイン制御」がある（例えば、特許文献１参照）。しかし、送信電力を減少させることは、通信距離が短くなったり、受信エラーが増えてスループットが低下したりする弊害が生じる。

また、別の従来技術例として、より高い伝送速度で送信するときに送信電力を増大させている場合に、測定された温度が閾値を超えているときには、伝送速度と送信電力をさげることで温度の上昇を防いでいる「ワイアレスデータモデムにおける温度による送信制御」がある（例えば、特許文献２参照）。しかし、伝送速度を下げることはスループットの低下をまねく。

また、その他の従来技術としては、常に冷却装置を稼動させておくことで温度が上昇しないようにする方式もあるが、その場合、例えば冷却装置にファンを使用するとファンを稼動するための電力を消費することになり、モバイル等の無線通信装置では消費電力が問題となる。
特表平１１−５０５３８０号公報特表２００２−５３１０２３号公報

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、送信時に電力増幅器の温度に基づいて冷却装置を使用し、温度を下げることで、電力増幅器のひずみを低減させ、デバイスの温度が安全なレベルを保つことを目的とする。

すなわち、本発明は、送信時のみ温度センサで温度を感知し、電力増幅器をファンや冷却用放熱器といった冷却装置で冷却することを特徴とする。電力増幅器は送信時しか使用せず、受信時に温度が上昇することはない。そこで、受信時には温度センサを停止させ、冷却装置を稼動させないことで、低消費電力で電力増幅器の温度上昇を防ぐことを目的とする。

また、本発明は、１パケットの長さと伝送速度から算出された信号送信時間により冷却能力を変化させることを特徴としている。電力増幅器を使用し続ける限りどんどん温度が上昇していく。すなわち、信号送信時間が長ければ長いほど、電力増幅器の温度は上昇していく。そこで、冷却装置の能力を、例えば、“強”、“中”、“弱”のなどのように段階別に分け、信号送信時間が長いときに冷却装置の能力を強くし、効果的に電力増幅器を冷却することを目的とする。

さらに、本発明は、１パケットの長さと伝送速度から算出された信号送信時間により、１パケット送信中に冷却能力を残りの送信時間に応じて変化させていくことを特徴としている。電力増幅器の温度は、１パケット送信中にどんどん上昇していくので、送信開始時よりも送信終了時の温度の方が高温である。そこで、高温である送信終了時の方がより冷却装置の能力を強くし、効果的に電力増幅器を冷却することを目的とする。

かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、信号を送信する電力増幅手段と、電力増幅手段の温度を感知する温度感知手段と、電力増幅手段を冷却する冷却手段と、を有し、信号送信時に、温度感知手段によって感知された温度が所定の閾値を超えた場合に、冷却手段により電力増幅手段を冷却することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、パケットの長さと伝送速度により１パケットの信号送信時間を算出する送信時間算出部をさらに有し、送信時間算出部により算出された時間により冷却手段の冷却能力を変化させることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、送信時間算出部により算出された時間と、温度感知手段により感知された温度が閾値を超えた時間とをもとに、残りの送信時間を算出し、残りの送信時間の間で冷却手段の冷却能力を時間と共に変化させることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、信号を送信する電力増幅手段と、電力増幅手段を冷却する冷却手段と、パケットの長さと伝送速度により１パケットの信号送信時間を算出する送信時間算出部と、を有し、送信時間算出部により算出された時間により冷却手段の冷却能力を変化させることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、送信時間算出部により算出された時間と、電力増幅手段の温度が予め定められた閾値を超えた時間とをもとに、残りの送信時間を算出し、残りの送信時間の間で冷却手段の冷却能力を時間と共に変化させることを特徴とする。

本発明によれば、温度や送信時間により冷却装置を稼動させることで電力増幅器の温度上昇を防ぎ、電力増幅器のひずみを低減させ、デバイスの温度が安全なレベルに保つことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
本発明の実施形態であるIEEE802.11ａ規格の無線通信機に、冷却装置にファンを実装した各実施例について以下に説明する。

ます、本発明の実施例１を説明する。
図１は、本発明の実施例１である、IEEE802.11ａの無線通信装置の構成を示す。本実施例の無線通信装置は、アンテナ１、低雑音増幅器２、信号を送信する電力増幅器（電力増幅手段）６、ＲＦ部３、ベースバンド部４、電力増幅器を冷却するファン（冷却手段）７、電力増幅器の温度を感知する温度センサ（温度感知手段）５で構成される。図１に示すように、信号送信時に温度センサ５が電力増幅器６の温度を感知し、ある一定の閾値を超えていた場合、ファン７が回転し、電力増幅器６を冷却する。

次に、本発明の実施例２を説明する。
図２は、本発明の実施例２である、IEEE802.11ａの無線通信装置の構成を示す。本実施例の無線通信装置は、アンテナ１、低雑音増幅器２、信号を送信する電力増幅器（電力増幅手段）６、ＲＦ部３、ベースバンド部４、電力増幅器の温度を感知する温度センサ（温度感知手段）５、電力増幅器を冷却するファン（冷却手段）７、パケットの信号送信時間を算出する送信時間算出部８で構成される。図２に示すように、送信時、送信時間算出部８で送信されるパケットの信号送信時間をパケットの長さおよび伝送速度より算出し、その信号送信時間により、決定された回転速度でファン７が回転し、電力増幅器６を冷却する。なお、本実施例では、送信時間算出部８をベースバンド部４内に設けたが、ベースバンド部４外に設けて電気的に接続する構成にしてもよい。

図３はファンの回転速度と送信時間の関係を示したグラフである。１パケットの送信時間が長ければ速くファンが回転し、送信時間が短ければ、ファンの回転速度は遅い。

次に、本発明の実施例３を説明する。
図２において、パケットの信号送信時、送信時間算出部８で送信されるパケットの信号送信時間をパケットの長さおよび伝送速度より算出し、１パケット送信中に、残りの送信時間に応じてファン７の回転速度が変化する。

図４はファンの回転速度と温度が所定の閾値を超えた時間、残りの送信時間との関係を示したものである。図４に示すように、１パケット送信中に、時間が経てば経つほどリニアに回転速度があがっていく。

上述のように、本発明の各実施例によれば、温度や送信時間により冷却装置を稼動させることで電力増幅器の温度上昇を防ぎ、電力増幅器のひずみを低減させ、デバイスの温度が安全なレベルに保つことができる。

次に、本発明の実施例４を説明する。
本実施例の無線通信装置は、IEEE802.11ａの無線通信装置であり、図５に示すように、アンテナ１、低雑音増幅器２、信号を送信する電力増幅器（電力増幅手段）６、ＲＦ部３、ベースバンド部４、電力増幅器を冷却するファン（冷却手段）７、パケットの信号送信時間を算出する送信時間算出部８で構成される。実施例２及び３との違いは、温度センサを備えていない点である。

信号送信時、送信時間算出部８で送信されるパケットの信号送信時間をパケットの長さおよび伝送速度より算出し、その信号送信時間により、決定された回転速度でファン７が回転し、電力増幅器６を冷却する。図３に示すように、１パケットの送信時間が長ければ速くファンが回転し、送信時間が短ければ、ファンの回転速度は遅い。なお、本実施例では、送信時間算出部８をベースバンド部４内に設けたが、ベースバンド部４外に設けて電気的に接続する構成にしてもよい。

また、本実施例では、電力増幅器６から直接ベースバンド部４に対し、所定の時間間隔で温度情報を送信する。ベースバンド部４は、受信した温度情報が予め定められた閾値を超えた場合、超えた時の時間を検知・記憶する。そして、その時間と、パケットの信号送信時、送信時間算出部８にてパケットの長さおよび伝送速度により算出される信号送信時間とをもとに、残りの送信時間を算出し、１パケット送信中に、算出した残りの送信時間に応じてファン７の回転速度が変化するようにしてもよい。この場合、図４に示すように、１パケット送信中に、時間が経てば経つほどリニアに回転速度があがっていく。

以上、本発明の実施例について説明したが、上記実施例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形が可能である。

本発明の実施例１に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施例２に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施例２に係る無線通信装置のファンの回転速度と送信時間との関係を示すグラフである。本発明の実施例３に係る無線通信装置のファンの回転速度と送信時間との関係を示すグラフである。本発明の実施例４に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１アンテナ
２低雑音増幅器
３ＲＦ部
４ベースバンド部
５温度センサ
６電力増幅器
７ファン
８送信時間算出部

Claims

信号を送信する電力増幅手段と、
前記電力増幅手段の温度を感知する温度感知手段と、
前記電力増幅手段を冷却する冷却手段と、を有し、
信号送信時に、前記温度感知手段によって感知された温度が所定の閾値を超えた場合に、前記冷却手段により前記電力増幅手段を冷却することを特徴とする無線通信装置。
パケットの長さと伝送速度により１パケットの信号送信時間を算出する送信時間算出部をさらに有し、
前記送信時間算出部により算出された時間により前記冷却手段の冷却能力を変化させることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
前記送信時間算出部により算出された時間と、前記温度感知手段により感知された温度が閾値を超えた時間とをもとに、残りの送信時間を算出し、該残りの送信時間の間で前記冷却手段の冷却能力を時間と共に変化させることを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
信号を送信する電力増幅手段と、
前記電力増幅手段を冷却する冷却手段と、
パケットの長さと伝送速度により１パケットの信号送信時間を算出する送信時間算出部と、を有し、
前記送信時間算出部により算出された時間により前記冷却手段の冷却能力を変化させることを特徴とする無線通信装置。
前記送信時間算出部により算出された時間と、前記電力増幅手段の温度が予め定められた閾値を超えた時間とをもとに、残りの送信時間を算出し、該残りの送信時間の間で前記冷却手段の冷却能力を時間と共に変化させることを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。