JP2007166470A - 通信端末装置および送信電力制御方法 - Google Patents

通信端末装置および送信電力制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】複数の無線通信モジュールを同一筐体内に実装した場合に、安定した通信を実現する。
【解決手段】通信システム1は、ゲーム装置10、ゲーム装置10と無線接続する無線コントローラ25、携帯型ゲーム機30およびパーソナルコンピュータ32を含む。ゲーム装置10は、1つの筐体内に、通信機能を有する第1無線通信モジュール12および第2無線通信モジュール14と、ゲーム装置全体を統括的に管理する制御部16、ゲームアプリケーションを実行するアプリケーション処理部18、さらにゲームアプリケーションの処理結果を出力する出力部20を備える。第2無線通信モジュール14は、第1無線通信モジュール12における通信に影響を与えない程度に、送信電力を制御する。
【選択図】図1

Description

本発明は、無線通信機能を有する通信端末装置に関し、特に複数の通信モジュールを備えた通信端末装置および送信電力制御方法に関する。
近年、様々な無線通信プロトコルが提案され、実用化されている。IEEE802.11において標準化された広帯域構内無線システム(WLAN)やIEEE802.15.1において標準化された携帯情報機器向けの無線通信技術(BlueTooth(登録商標))などはその代表格であり、様々な情報端末装置に組み込まれて、PDA(Personal Digital Assistants)やプリンタ、ヘッドセットなどの周辺機器との無線接続に利用される。最近の技術革新により、無線通信モジュールは、小型で且つ安価に製造されるようになり、1つの筐体内に複数種類の無線通信プロトコルのモジュールを組み込むことも可能となっている。
無線通信モジュールは、ある程度の距離まで信号を伝達し、また周辺機器から送信された微弱な電波を受信して信号を再現する必要がある。そのため無線通信モジュールは、高出力可能な送信器と高感度な受信器から構成される。しかしながら、IEEE802.11で規定される無線通信プロトコル(以下、「WLANプロトコル」と表記する)とIEEE802.15.1で規定される無線通信プロトコル(以下、「BlueToothプロトコル」と表記する)のように、同一の周波数帯を利用する場合、無線通信モジュール同士の間で電波の相互干渉が発生し、信号を正しく再現することが困難となる。従来、このような問題を解決するために、双方の無線通信プロトコルにおける通信状態を監視し、送信出力を制御していた。
しかしながら、同一筐体内に複数の無線通信モジュールが搭載される場合、無線通信モジュール同士は、通常、近距離に配置される。そうすると、1つの無線通信モジュールが信号の送信モードにあり、かつ同じタイミングで、近接した別の無線通信モジュールが信号の受信モードにある場合、その別の無線通信モジュールは、送信モードにある無線通信モジュールからの電波を受信し、適切に分離することが困難になる。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の無線通信モジュールを同一筐体内に実装した場合に、安定した通信を実現する通信端末装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の送信電力制御方法は、同一の筐体に備えられ、同一の周波数帯においてそれぞれ異なる通信方式を用いて通信を実行する2つの無線通信モジュールの送信電力を制御する方法であって、2つの無線通信モジュールのうち、一方の無線通信モジュールが受信処理をしている間に、他方の無線通信モジュールの送信電力を制御するステップを含む。制御するステップは、2つの無線通信モジュールにおいて実行される通信が、双方とも送信処理である場合、もしくは、双方とも受信処理である場合は、送信電力の制御を停止する。
ここで、「同一の周波数帯」とは、送信または受信のための周波数帯のうち、少なくともいずれかの周波数帯が重複していることなどを含む。この態様によると、一方の無線通信モジュールが受信処理をしている間、他方の無線通信モジュールの送信電力を制御することによって、受信処理への影響を低減できる。また、2つの無線通信モジュールが双方とも同じ処理をしている間、送信電力の制御を停止することによって、円滑な通信状態を維持できる。
本発明の別の態様は、通信端末装置である。この装置は、同一の筐体に設置され、同一の周波数帯においてそれぞれ異なる通信方式を用いて通信を実行する2つの無線通信モジュールを備える。2つの無線通信モジュールのうち、一方の無線通信モジュールは、他方の無線通信モジュールから通知された他方の無線通信モジュールにおける通信の実行状態を示す情報を取得する取得部と、取得部によって、他方の無線通信モジュールは受信状態である旨を示す情報が取得された場合であって、当該無線通信モジュールが送信処理を実行している場合、筐体に設置された2つの無線通信モジュールの設置間隔に応じて、当該無線通信モジュールの送信電力を制御する送信電力制御部と、送信電力制御部によって制御された送信電力で通信を実行する通信実行部と、を有する。
ここで、「通信の実行状態」とは、たとえば、送信状態や受信状態などを含み、また、通信を実行していない状態、たとえば、停止状態、待ち受け状態なども含む。また、「設置間隔」とは、無線通信モジュール間の距離を含み、たとえば、一方のアンテナ端から他方のアンテナ端までの距離を含む。この態様によると、一方の無線通信モジュールが受信処理をしている間、他方の無線通信モジュールの送信電力を制御することによって、受信処理への影響を低減できる。また、一方の無線通信モジュールにおいて、直接、他方の無線通信モジュールにおける通信の実行状態を示す情報を取得することによって、迅速に制御できる。また、無線通信モジュールの設置間隔に応じて送信電力を制御することによって、適切な送信電力制御が実現できる。
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータに実行させるためのプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明によると、複数の無線通信モジュールを同一筐体内に実装した場合に、安定した通信を実現する通信端末装置を提供することができる。
添付した図面に参照される本発明の好ましい態様の記載において、特定の用語は、発明の明瞭性のために用いられている。しかしながら、本発明は、用いられた特定の事項に限定されず、かつ、同様の目的を達成するために同様の規則で行う全ての等価な技術を含むものと理解される。
本発明の実施形態を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本発明の実施例に係る通信システムは、1つの筐体内に2つの無線通信モジュールを含むゲーム装置と、ゲーム装置に対し指示を与えるコントローラなどを含む。2つの無線通信モジュールは、それぞれ同一の周波数帯域を用いる。たとえば、2つの無線通信モジュールの一方は、ゲーム装置などに指示を与えるコントローラとの間でBlueToothによる通信を実行し、他方は、PCやコントローラにもなり得る携帯型ゲーム機などとの間でWLANによる通信を実行する。なお、2つの無線通信モジュールにおいてそれぞれ実行される通信方式は、Bluetoothによる通信とWLANによる通信でなくてもよく、同一の周波数帯を用いる通信方式同士であればよい。
このような形態においては、双方の通信が混信しないように、また、一方が他方の通信によって妨害されることを回避するために、2つの無線通信モジュールにおける通信の実行を時間的にスケジューリングする方法がある。一般的に、スケジューリングは、高い処理精度が求められるため、高速化、回路規模、消費電力などに影響を与えることが多い。そこで、本実施形態においては、スケジューリングによる通信の混信回避ではなく、無線通信モジュールにおける送信電力を制御することによって、双方の通信を可能な限り良好な状態(Best Effort通信)で実行させることとした。詳細は後述する。
このような態様をとることにより、BlueToothによる通信と、WLANによる通信との共存(CoExsistence)が可能となる。また、一方の通信方式による通信の実行状態を考慮して、適宜、送信電力を制御することによって、通信品質を劣化することなるなく、双方の通信が円滑に実行できる。また、制御部を介すことなく、WLANに係る無線通信モジュールが自律的に送信電力を制御できる。また、WLANに係る無線通信モジュールが自律的に送信電力を制御することによって、制御部、第1無線通信モジュールに負荷を与えることがないため、消費電力、および/または、回路規模が低減できる。なお、以下においては、「BlueToothによる通信」は第1無線通信モジュールにおいて実行され、また、「WLANによる通信」は第2無線通信モジュールにおいて実行されるものとして説明する。
図1は、本発明の実施形態における通信システム1の構成例を示す図である。通信システム1は、ゲーム装置10、ゲーム装置10と無線接続する無線コントローラ25a、25b、25c(以下、「無線コントローラ25」と呼ぶ)、携帯型ゲーム機30a、30b(以下、「携帯型ゲーム機30」と呼ぶ)およびパーソナルコンピュータ32(以下、「PC32」と呼ぶ)を含む。ゲーム装置10は、1つの筐体内に、通信機能を有する第1無線通信モジュール12および第2無線通信モジュール14と、ゲーム装置全体を統括的に管理する制御部16、ゲームアプリケーションを実行するアプリケーション処理部18、さらにゲームアプリケーションの処理結果を出力する出力部20を備える。ゲーム装置10は、第1無線通信モジュール12および第2無線通信モジュール14を備えることで、無線通信端末装置として機能する。第1無線通信モジュール12および第2無線通信モジュール14は、同一の周波数帯において、それぞれ別個の無線通信プロトコルもしくは無線通信方式による通信を可能とする。なお、第1無線通信モジュール12は、第2無線通信モジュール14よりも弱い通信電力で通信を実行してもよい。
通信システム1において、無線コントローラ25は、ゲーム装置10に対するゲームコントローラであり、1人以上のユーザが、ゲーム装置10のディスプレイに表示されるゲーム画面を見ながら無線コントローラ25を操作し、ゲームを実行することができる。また、携帯型ゲーム機30は、ゲーム装置10を中継局として他の携帯型ゲーム機30と通信を実行することで、複数人が同時にゲームを実行できる端末装置である。また携帯型ゲーム機30は、ゲーム装置10から動画データを受信して、ユーザに動画を提供する機能を有してもよい。さらに携帯型ゲーム機30は、ゲーム装置10に対するゲームコントローラとして使用されることも可能であり、ユーザは、ゲーム装置10のディスプレイに表示されるゲーム画面を見ながら、携帯型ゲーム機30を操作してゲームを実行することもできる。このように、ゲーム装置10は、複数の用途に対して機能できる。
制御部16は、第1無線通信モジュール12もしくは第2無線通信モジュール14と、ゲーム装置10との間におけるインタフェースとして、送受信データの受け渡し処理などを行う。また、制御部16は、第1無線通信モジュール12、第2無線通信モジュール14に対し、それぞれの通信に必要となるパラメータを通知することによって、双方のモジュールにおける通信の実行を補助する。詳細は後述する。
本実施形態において、第1無線通信モジュール12は、Bluetoothプロトコルによる無線通信を行い、複数の無線コントローラ25との無線接続を可能とする。Bluetoothでは、周波数ホッピング型スペクトラム拡散方式が採用されている。通信システム1において、第1無線通信モジュール12は、無線コントローラ25に対して親機すなわちマスタとして機能し、無線コントローラ25はスレーブとして機能する。第1無線通信モジュール12と無線コントローラ25の間にはピコネットが形成される。ピコネットとは、Bluetooth端末同士を近づけたときに、端末の間で一時的に形成されるネットワークであり、最大で8台のBluetooth端末が1つのピコネットに参加することができる。したがってマスタである第1無線通信モジュール12は、最大7台の無線コントローラ25と無線接続することが可能である。第1無線通信モジュール12は、原則として、任意の時間帯において、所望のタイミングで送信処理、または、受信処理を実行する。
また、第1無線通信モジュール12は、無線コントローラ25と周期的に通信を実行してもよい。この場合において、予め定められた送信期間と受信期間に従って通信を実行してもよい。送信期間と受信期間とは、交互に設けらていてもよく、また、それぞれの期間の長さは同一であってもよく、また、同一でなくともよい。また、それぞれの期間において、第1無線通信モジュール12は、必ずしも送信処理または受信処理を実行しなくともよい。たとえば、無線コントローラ25を用いてゲームに参加するユーザが少ない場合、それに比例して通信量も減少するためである。
第2無線通信モジュール14は、IEEE802.11プロトコルによる無線通信を行い、複数の携帯型ゲーム機30およびPC32との無線接続を可能とする。IEEE802.11プロトコルとして、例えばIEEE802.11bおよび/またはIEEE802.11gなどを採用する。IEEE802.11プロトコルによる通信環境下で、第2無線通信モジュール14はアクセスポイントとして機能する。IEEE802.11プロトコルによる無線LANのMACレイヤの技術には、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance:衝突回避機能付きキャリア感知多元接続)がアクセス制御方式として採用されており、IEEE802.11端末は、通信路が一定時間以上継続して空いていることを確認してからデータを送信する機能をもつ。この待ち時間は最小限の時間に各端末ごとのランダムな長さの待ち時間を加えたもので、直前の通信があってから一定時間後に複数の端末が一斉に送信して、信号同士の衝突が発生する事態を防止している。
第1無線通信モジュール12と無線コントローラ25との間において、および、第2無線通信モジュール14と携帯型ゲーム機30との間においては、ゲームアプリケーションの処理に関するデータが送受信されるため、程度の違いはあるものの、原則として情報伝送のリアルタイム性(real-timeliness)が要求される。ここで、「リアルタイム性(real-timeliness)が要求される」とは、原則として、再送を想定せず/許容せず、および/または、許容できる処理遅延が小さいことなどを含む。たとえば、ユーザが無線コントローラ25もしくは携帯型ゲーム機30を操作した場合に、ユーザに不快感を与えない程度に、その操作による内容のすべてが確実にゲーム装置10に伝わるとともに、ゲーム装置10において、その内容に従った処理が確実に実行され、さらに、その実行が画面表示に反映されることなどをいう。
ここで、第1無線通信モジュール12が通信する期間と第2無線通信モジュール14とは、同一の周波数帯を用いているため、同時に通信が実行された場合、混信する場合がある。したがって、本実施形態においては、第2無線通信モジュール14と携帯型ゲーム機30との通信に用いられるWLANプロトコルにおいて、第1無線通信モジュール12と無線コントローラ25との間における通信状況を考慮しつつ、自身の送信電力を制御する。また、上記とは逆に、第1無線通信モジュール12と無線コントローラ25との通信に用いられるBlueToothプロトコルにおいて、第2無線通信モジュール14と携帯型ゲーム機30との間における通信状況を考慮しつつ、自身の送信電力を制御する。
いいかえると、第1無線通信モジュール12と、第2無線通信モジュール14のそれぞれは、他方の無線通信モジュールにおける通信に影響を与えない程度に、自身の送信電力を制御する。このような構成をとることにより、ユーザに快適な通信環境および/またはゲーム実行環境を提供できる。また、複数のユーザが複数のアプリケーションをほぼ同時に使用したとしても、通信および/またはゲームが遮断されることはない。第1無線通信モジュール12と、第2無線通信モジュール14のそれぞれは、制御部16から送られたパラメータによる指示および/または他方の無線通信モジュールから送られた通信状態に関する情報をもとに、他方の無線通信モジュールの通信の実行を阻害しないように、自律的に動作してもよい。なお、上述のスケジューリングは、制御部16がすべて管理し、第1無線通信モジュール12と第2無線通信モジュール14とに対して適宜指示を送ることによって実現されてもよい。
図2は、図1の制御部16の機能ブロック例を示す図である。制御部16は、第1無線通信モジュール12および第2無線通信モジュール14との間に第1インタフェース部50aを有し、アプリケーション処理部18との間に第2インタフェース部50bを有することで、他の構成とのデータの授受を行う。第1インタフェース部50aおよび第2インタフェース部50bは、ハードウエア的に共通化/統合化された構造をとってもよい。なお、制御部16の通信管理機能は、ゲーム装置10において、CPU、メモリ、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、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。プログラムは、ゲーム装置10に内蔵されていてもよく、また記録媒体に格納された形態で外部から供給されるものであってもよい。したがってこれらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、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、当業者に理解されるところである。
制御部16は、さらにデータ転送部52と、パラメータ設定部58とを含んで構成される。制御部16は、ゲーム装置10を統括的に制御管理する機能を有しているが、図2では、特にゲーム装置10の通信を管理する機能ブロックを示している。
データ転送部52は、第1インタフェース部50aにて受け付けた操作入力を第2インタフェース部50bからアプリケーション処理部18に伝達する。アプリケーション処理部18では、その操作入力に応じた処理が行われ、ゲームが進行される。なお、ゲームのアプリケーションは、リアルタイム性(real-timeliness)の要求の観点より分別すると、大きく2つのグループ、すなわちリアルタイム性(real-timeliness)の要求が高いゲームと低いゲームとに分けることができる。リアルタイム性(real-timeliness)の要求が高いゲームとは、例えば格闘ゲームやレーシングゲームなど、ゲームの進行が速く、ユーザの操作入力が即座にゲーム画面などの出力に反映される必要のあるゲームである。一方、リアルタイム性(real-timeliness)の要求が低いゲームとは、将棋や麻雀などの対戦ゲームや、RPG(ロールプレイングゲーム)など、ゲームの進行が比較的緩やかなゲームである。
パラメータ設定部58は、第1無線通信モジュール12と第2無線通信モジュール14のそれぞれに対し、パラメータを設定する。設定されるパラメータは、少なくとも「設置間隔」を含む。「設置間隔」とは、ゲーム装置10に設置された第1無線通信モジュール12と第2無線通信モジュール14との間の距離を含み、たとえば、一方のアンテナ端から他方のアンテナ端までの距離を含む。詳細は後述するが、第1無線通信モジュール12と第2無線通信モジュール14のそれぞれにおいて自身の送信電力を制御する際に、「設置間隔」が用いられる。
図3は、図1の第1無線通信モジュール12の構成例を示す図である。第1無線通信モジュール12は、第1通信実行部70と、第1通知部72と、第1取得部74と、第1送信電力制御部76とを含む。第1通信実行部70は、1つないしは複数の無線コントローラ25からゲームアプリケーションに関する操作入力を受信して、図1の制御部16を介してアプリケーション処理部18に対し、通信もしくはゲームに参加しているコントローラの台数や、コントローラからの指示などを供給する。図1のアプリケーション処理部18は、受信した操作入力をもとに、ゲームアプリケーションを実行する。図1の出力部20は、ディスプレイやスピーカなどで構成され、アプリケーション処理部18による処理結果が出力される。
また、第1通信実行部70は、通信の実行状態を示す情報を第1通知部72に伝達する。第1通知部72は、第2無線通信モジュール14に対して、第1通信実行部70から伝達された通信の実行状態を示す情報を通知する。この通知は、図1のゲーム装置10の内部における配線を通じて行なわれるが、無線により行なわれてもよい。通信の実行状態を示す情報は、状態パルス信号として通知されてもよい。状態パルス信号は、パルス信号であり、Highの状態において送信状態を示し、また、Lowの状態において受信状態を示す信号である。第1無線通信モジュール12が送信も受信も実行していない場合、状態パルス信号は、振幅0の信号となる。また、状態パルス信号は、第1無線通信モジュール12が送信処理、もしくは、受信処理を許可されている区間を示す信号として定義されてもよい。この場合、実際に送信処理、もしくは受信処理されているか否かにかかわらず、状態パルス信号はHigh、Lowのいずれかで表される。なお、通信の実行状態は、制御部16を介して、第2無線通信モジュール14に通知されてもよい。
第1取得部74は、第2無線通信モジュール14より通知された通信の実行状態を示す情報を取得する。また、第1取得部74は、取得した第2無線通信モジュール14の通信の実行状態を示す情報を第1送信電力制御部76に伝達する。なお、第2無線通信モジュール14の通信状態は、第1取得部74が第2無線通信モジュール14におけるアンテナの通信状態を監視することによって取得されてもよい。この場合、第1取得部74は、第2無線通信モジュール14における受信アンテナが動作していることを示す情報を取得する。また、第2無線通信モジュール14におけるアンテナが送信と受信とで共用されている場合、第1取得部74は、いずれのアンテナが実行状態であるか、もしくは、第2無線通信モジュール14がアンテナに対して指示する信号であって、いずれのアンテナを使用すべきかを示す信号を取得すればよい。また、第1取得部74は、通信の実行状態を示す情報を制御部16を介して取得してもよい。なお、第1取得部74は、少なくとも第1無線通信モジュール12が送信処理を実行している間は、定期的に第2無線通信モジュール14の通信状態を取得する。
第1送信電力制御部76は、第1取得部74により伝達された第2無線通信モジュール14における通信の実行状態を示す情報と、第1通信実行部70より伝達された第1無線通信モジュール12における通信の実行状態を示す情報とを考慮して、送信電力を制御する。第1送信電力制御部76は、当該第1無線通信モジュール12が送信状態であり、かつ、第2無線通信モジュール14が受信状態である場合に送信電力を制御してもよい。具体的には、第1送信電力制御部76は、第1無線通信モジュール12が送信処理を開始する際に、第2無線通信モジュール14が受信状態である場合に送信電力を制御する。また、第1送信電力制御部76は、第1無線通信モジュール12が送信処理を開始した後、その送信処理を継続中に、第2無線通信モジュール14が送信状態、もしくは、停止状態から受信状態に移行した場合に、送信電力を低減する制御してもよい。
なお、第1送信電力制御部76が送信電力を低減した後であって、第1無線通信モジュール12が送信処理を継続している間に、第2無線通信モジュール14が受信状態から送信状態、もしくは、通信停止状態に移行した場合は、第1送信電力制御部76は送信電力の制御を継続して、低減された送信電力を元に戻す制御をしてもよい。このような場合に送信電力の制御を継続することによって、きめ細かな制御が可能となる。一方、第1送信電力制御部76は、送信電力制御を停止して、低減されたままの送信電力で通信を継続してもよい。このような場合に送信電力の制御を停止した場合、その処理を簡易なものとできる。いずれの場合も、他方の無線通信モジュールの通信に影響を与えることがないことは言うまでもない。
具体的な送信電力の制御は、次の通り実行される。第1送信電力制御部76は、第1通信実行部70において設定されている送信電力P0から、制御部16から通知された設置間隔Lに応じて導出された調整電力を減じる。調整電力は、設置間隔が狭いほど、送信電力をより低減するように、大きな値として導出される。また、調整電力は、設置間隔の他に、第1無線通信モジュール12と第2無線通信モジュール14の間における自由空間伝搬損失Lossを考慮して設定されてもよい。以上をまとめると、制御された後の送信電力P1は、式(1)で表される。ここで、P2(L)とは、設置間隔Lにより定まる関数であって、Lの値が小さいほど大きな値を返す関数である。
P1 = P0−Loss−P2(L) ・・・式(1)
図4は、図1の第2無線通信モジュール14の構成例を示す図である。第2無線通信モジュール14は、第2通信実行部80と、第2通知部82と、第2取得部84と、第2送信電力制御部86とを含む。第2通信実行部80は、1つないしは複数の携帯型ゲーム機30から、それぞれのステータス情報を受信する。また、第2通信実行部80は、制御部16からの情報をWLANに参加している携帯型ゲーム機30に転送する。これにより、ゲーム装置10では、他の携帯型ゲーム機30におけるステータス情報が反映されたゲームアプリケーションが実行されることになり、複数のユーザが各々の携帯型ゲーム機30で同時にゲームを実行することができる。なお、携帯型ゲーム機30がゲームコントローラとして使用される場合、第2通信実行部80は、携帯型ゲーム機30からの操作入力を制御部16を介してアプリケーション処理部18に供給する。さらに携帯型ゲーム機30が動画受信用の端末として使用される場合、第2通信実行部80は、携帯型ゲーム機30に対して動画データを配信する。また、第2通信実行部80は、PC32との間でも、動画などのデータの送受信を実行する。また、第2通信実行部80は、第2送信電力制御部86に対し、通信の実行状態を示す情報を伝達する。通信の実行状態を示す情報は、送信状態であるか、受信状態であるか、もしくは停止状態であるかのいずれかの状態を示す情報である。
第2無線通信モジュール14は、第1無線通信モジュール12の第1通知部72によって通知された通信の実行状態を示す情報を用いて、通信相手である携帯型ゲーム機30もしくはPC32に対して送信処理を行なう際の送信電力を制御すべきタイミングを判断する。このような態様をとることにより、第1無線通信モジュール12と第2無線通信モジュール14との間で同期した処理が可能となる。また、第2無線通信モジュール14が送信電力を制御すべきタイミングを把握することによって、自律的に、無線通信モジュール間での電波の相互干渉を低減し、もしくは無くすことができ、安定した通信を可能とするゲーム装置10を実現できる。
また、第2通信実行部80は、通信の実行状態を示す情報を第2通知部82に伝達する。第2通知部82は、第1無線通信モジュール12に対して、第2通信実行部80から伝達された通信の実行状態を示す情報を通知する。この通知は、図1のゲーム装置10の内部における配線を通じて行なわれるが、無線により行なわれてもよい。なお、第2無線通信モジュール14の通信状態は、第2通信実行部80が第2無線通信モジュール14におけるアンテナの通信状態を監視することによって得た情報としてもよい。この場合、第2通知部82は、第2無線通信モジュール14における受信アンテナが動作していることを示す情報を通知する。また、第2無線通信モジュール14におけるアンテナが送信と受信とで共用されている場合、第2通知部82は、いずれのアンテナが実行状態であるか、もしくは、第2無線通信モジュール14がアンテナに対して指示する信号であって、いずれのアンテナを使用すべきかを示す信号を通知すればよい。また、第2通知部82は、通信の実行状態を示す情報を制御部16を介して第1無線通信モジュール12に通知してもよい。
第2取得部84は、第1無線通信モジュール12より通知された通信の実行状態を示す情報を取得する。また、第2取得部84は、取得した第1無線通信モジュール12における通信の実行状態を示す情報を第2送信電力制御部86に伝達する。第2送信電力制御部86は、第2取得部84により伝達された第1無線通信モジュール12における通信の実行状態を示す情報と、第2通信実行部80より伝達された当該第2無線通信モジュール14における通信の実行状態を示す情報とを考慮して、送信電力を制御する。なお、第2取得部84は、少なくとも第2無線通信モジュール14が送信処理を実行している間は、定期的に第1無線通信モジュール12の通信状態を取得する。
第2送信電力制御部86は、第1無線通信モジュール12が送信状態であり、かつ、第2無線通信モジュール14が受信状態である場合に送信電力を制御してもよい。送信電力の制御は、前述した第1送信電力制御部76と同様に、式(1)に基づき、実行されてもよい。なお、第2通信実行部80において設定されている初期の送信電力は、図3の第1送信電力制御部76において設定されている初期の送信電力P0より大きい。
また、第2送信電力制御部86は、第2無線通信モジュール14が送信処理を開始する際に、第1無線通信モジュール12が受信状態である場合に送信電力を制御する。また、第2送信電力制御部86は、第2無線通信モジュール14が送信処理を開始した後、その送信処理を継続中に、第1無線通信モジュール12が送信状態、もしくは、停止状態から受信状態に移行した場合に、送信電力を低減する制御をしてもよい。
なお、第2送信電力制御部86が送信電力を低減した後であって、第2無線通信モジュール14が送信処理を継続している間に、第1無線通信モジュール12が受信状態から送信状態、もしくは、通信停止状態に移行した場合は、第2送信電力制御部86は送信電力の制御を継続して、低減された送信電力を元に戻す制御をしてもよい。このような場合に送信電力の制御を継続することによって、きめ細かな制御が可能となる。一方、第2送信電力制御部86は、送信電力の制御を停止して、低減されたままの送信電力で通信を継続してもよい。このような場合に送信電力の制御を停止した場合、その処理を簡易なものとできる。いずれの場合も、他方の無線通信モジュールの通信に影響を与えることがないことは言うまでもない。
また、第2送信電力制御部86は、第1無線通信モジュール12が受信状態である場合だけでなく、送信状態である場合も、第2無線通信モジュール14の送信電力を低減してもよい。一般的に、第1無線通信モジュール12において実行されているBlueToothプロトコルにおいては、第2無線通信モジュール14において実行されているWLANプロトコルよりも送信電力が小さい。そのため、双方の無線通信モジュールが同時に送信状態となった場合、第1無線通信モジュール12における送信は、第2無線通信モジュール14における送信に影響を受ける場合があるためである。
また、携帯型ゲーム機30、もしくは、PC32から第2無線通信モジュール14に送信された信号に対して、受信確認を示す情報(以下、「ACK信号」と表記する。)を携帯型ゲーム機30等に送信する場合、第2送信電力制御部86は、第1無線通信モジュール12が受信状態であったとしても、ACK信号の送信電力を制御しなくともよい。ACK信号は、時間的に短い信号であり、第1無線通信モジュール12の通信に影響を及ぼす可能性が少ないためである。また、ACK信号が正常に携帯型ゲーム機30等に送信されなかった場合、携帯型ゲーム機30等は正常にACK信号が送信されるまで同一のデータ信号を第2無線通信モジュール14に対して再送し続けることになる。したがって、ACK信号を確実に携帯型ゲーム機30等に到達させるために、ACK信号の送信電力は制御しないこととしてもよい。一方、ACK信号は低レートで送信されるため、送信電力を低減しても、携帯型ゲーム機30等に到達する可能性が高いと考えられる場合、第2送信電力制御部86は、ACK信号の送信電力を制御してもよい。このような態様をとることによって、通信システム1において、安定した通信環境を実現できる。
上述したこれらの構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのCPU、メモリ、その他のLSIで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた制御機能のあるコンピュータに実行させるためのプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、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る。
ここで、本実施形態における第1無線通信モジュール12および第2無線通信モジュール14の送信電力制御について、図5(a)、(b)を用いて詳細に説明する。図5(a)は、図1の第1無線通信モジュール12から第2無線通信モジュール14における送受信処理の動作例を示すタイミングチャートである。図5(b)は、図1の第2無線通信モジュール14における送受信処理の動作例を示すタイミングチャートである。図5(a)、(b)に示すタイミングチャートにおいて、横軸は、時間軸tを表す。また、縦軸は、振幅を示す。また、図5(a)は、第1無線通信モジュール12において、送信Txと受信Rxとが交互に実行されていることを示し、送信信号を第1−1送信信号100〜第1−8送信信号170で示した。また、図5(a)は、第1−1送信信号100、第1−2送信信号110、第1−4送信信号130、第1−6送信信号150、第1−8送信信号170に示すように、それぞれの送信区間内において送信電力が制御されている状態を示す。また、図5(b)は、第2無線通信モジュール14の送信信号を第2−1送信信号300〜第2−5送信信号340で示し、また、第2無線通信モジュール14の受信信号を第2−1受信信号200〜第2−4受信信号230で示した。また、図5(a)、(b)は、それぞれの送信期間において、他方の無線通信モジュールにおける通信状況を考慮して、送信電力を制御しつつ、送信処理が実行されていることを示す。なお、前述した「通信の実行状態を示す情報」は、図5(a)または(b)に図示するように、送信状態、受信状態だけでなく、送信電力を含む情報であってもよい。
図5(a)に示すように、第1無線通信モジュール12は、無線コントローラ25に対し、送信処理、もしくは、受信処理を実行している。ここで、図5(b)に図示するように、第2無線通信モジュール14は、第1無線通信モジュール12の通信実行状態と無関係なタイミングにおいて、第2−1受信信号200〜第2−4受信信号230を受信している。したがって、第2−1受信信号200〜第2−4受信信号230を受信している区間であって、かつ、第1無線通信モジュール12が送信処理を実行している区間においては、第1無線通信モジュール12の送信電力は低減されることとなる。一方、それらの区間以外の区間においては、第1無線通信モジュール12の送信電力は低減されない。具体的には、第1−1送信信号100と第1−2送信信号110と第1−4送信信号130と第1−6送信信号150と第1−8送信信号170は、その区間と重複する区間において、第2無線通信モジュール14において第2−1受信信号200〜第2−4受信信号230を受信しているため、それぞれの第1無線通信モジュール12の送信電力がそれぞれの第2無線通信モジュール14の受信信号の受信開始後に低減されている。また、第1−2送信信号110と第1−6送信信号150と第1−8送信信号170においては、それぞれの区間の途中において、第2無線通信モジュール14が受信状態から送信状態もしくは停止状態に移行しているものの、第1無線通信モジュール12の送信電力は低減されたままとしている。
また、図5(b)に示すように、t0からt8の区間において、第2無線通信モジュール14は、携帯型ゲーム機30等に対し、送信電力A、もしくは、Bで、データ信号を送信している。ここで、図5(a)に図示するように、第1無線通信モジュール12は、t0’からt1の区間、t2からt3の区間、t4からt5の区間、および、t6からt7の区間においては、受信状態となっている。したがって、前述の区間においては、第2無線通信モジュール14の送信電力はAからBに低減されることとなり、それらの区間以外の区間においては、送信電力Aは低減されない。言い換えると、前述の区間以外の区間においては、第2送信電力制御部86は、送信電力の制御を停止することとなる。また、第2−4送信信号330と第2−5送信信号340においては、それぞれt1、t3、t7のタイミングにおいて、第1無線通信モジュール12が受信状態から送信状態に移行しているものの、送信電力が低減されたままの状態で、第2無線通信モジュール14は通信を継続するものとしている。
また、図5(b)に示すように、tAからtBの区間、および、tCからtDの区間においては、第2無線通信モジュール14は、ACK信号を携帯型ゲーム機30等に送信している。ここで、図5(a)に示すように、tA’からtBの区間、および、tC’からtDの区間においては、受信状態を示している。しかしながら、上述した理由により、ACK信号については、第1無線通信モジュール12が受信状態であったとしても、原則として、送信電力を制御すべきではないため、送信電力Aのままで送信されることとなる。
なお、図5(b)において、送信電力はAとBの2通りとして説明したが、A、B以外の値を送信電力としてもよい。いいかえると、送信電力Aを制御するための調整電力は、可変であってもよい。たとえば、ACK信号においてはBより大きいB’とし、データ信号についてはBとなるように、調整電力が設定されてもよい。
ここで、本実施形態における第1無線通信モジュール12および第2無線通信モジュール14の送信電力制御の変形例について、図6(a)、(b)を用いて詳細に説明する。図6(a)は、図5(a)の変形例を示すタイミングチャートである。図6(b)は、図5(b)の変形例を示すタイミングチャートである。図6(a)、(b)においては、第2送信電力制御部86が送信電力を低減した後であって、第2無線通信モジュール14が送信処理を継続している間に、第1無線通信モジュール12が受信状態から送信状態、もしくは、通信停止状態に移行した場合は、第2送信電力制御部86は送信電力の制御を元の送信電力に戻すように制御する。たとえば、t1、t3、t7のタイミングにおいて、第1無線通信モジュール12が受信状態から送信状態に移行した際に、低減されたままの送信電力で通信を継続している図5(b)と異なり、第2送信電力制御部86は送信電力の制御を元の送信電力に戻すように制御する。なお、前述した図5(a)、(b)と共通する部分については同一の符号を付して説明を簡略化する。
図6(a)に示すように、第1−1送信信号100と第1−2送信信号110と第1−4送信信号130と第1−6送信信号150と第1−8送信信号170は、その区間と重複する区間において、第2無線通信モジュール14が第2−1受信信号200〜第2−4受信信号230を受信しているので、第1無線通信モジュール12におけるそれぞれの送信電力が、第2無線通信モジュール14におけるそれぞれの受信信号の受信開始後に低減されている。ここで、第1−2送信信号110と第1−6送信信号150と第1−8送信信号170においては、それぞれの区間の途中において、第2無線通信モジュール14が受信状態から送信状態もしくは停止状態に移行しているため、その移行に伴い、元の送信電力に戻した上で、第1無線通信モジュール12は送信処理を継続する。
また、図6(b)の第2−4送信信号330に示すように、t3のタイミングにおいて、第1無線通信モジュール12における受信状態から送信状態への移行に伴い、第2無線通信モジュール14は元の送信電力に戻した上で、送信処理を継続する。さらに、第2無線通信モジュール14は、t4のタイミングにおいて、第1無線通信モジュール12における送信状態から受信状態への移行に伴い、第2無線通信モジュール14は、再度、送信電力を低減した上で、送信処理を継続する。
ここで、図7および図8を用いて、図6(a)、(b)における第1無線通信モジュール12の第1送信電力制御部76と、第2無線通信モジュール14の第2送信電力制御部86との動作フローについてそれぞれ説明する。図7は、図3の第1送信電力制御部76の動作例を示すフローチャートである。図8は、図4の第2送信電力制御部86の動作例を示すフローチャートである。なお、図7と図8において同様の処理は、同一の符号を付して説明を簡略化もしくは省略する。
まず、図7について説明する。第1送信電力制御部76は、まず、第1通信実行部70における初期の送信電力P0を設定する(S10)。つぎに、第1送信電力制御部76は、第1取得部74および第1通信実行部70から伝達された情報にもとづき、第1無線通信モジュール12が送信中であり、かつ、第2無線通信モジュール14が受信中であると判断された場合(S12のY)、第1送信電力制御部76は、第1通信実行部70に対し、送信電力P1の設定を行う。ここで、設定される送信電力P1は、前述した式(1)に従って導出された値であって、初期に設定された送信電力P0よりも小さい値が設定される。一方、第1無線通信モジュール12が受信中であるか、もしくは、第2無線通信モジュール14が送信中であると判断された場合(S12のN)、第1送信電力制御部76は、S14において設定した送信電力P1より大きな送信電力を設定する。ここで設定される送信電力の値は、初期の送信電力と同じ値のP0であってもよい。つぎに、第1送信電力制御部76は、ポーリング(空処理、もしくは、待機処理)動作を実行する(S18)。ポーリング動作の期間は、送信電力の制御をどの程度きめ細かに実行するかによって定められ、予め設定されていてもよく、動的に変化するものであってもよい。つぎに、第1送信電力制御部76は、第1通信実行部70において通信が終了されたかどうかを判定し、終了と判定された場合(S20のY)は、動作を終了する。終了と判定されなかった場合(S20のN)、第1送信電力制御部76は、S12以下の処理を繰り返し実行する。以上のような処理を実行することにより、第1送信電力制御部76が搭載されている第1無線通信モジュール12は、図6(a)に示すような動作が可能となる。
つぎに、図8について説明する。図7との相違は、図7のS12のかわりにS22とS24が存在する点にある。S22において、第2送信電力制御部86は、第2取得部84および第2通信実行部80から伝達された情報にもとづき、第1無線通信モジュール12が受信中であり、かつ、第2無線通信モジュール14が送信中であると判断された場合(S22のY)、S24のフローに移行する。一方、そのように判断がされなかった場合(S22のN)は、S16以下のフローに移行する。S24において、第2送信電力制御部86は、第2通信実行部80から伝達された情報にもとづき、ACK信号を送信しているか否かを判断し、ACK信号以外を送信していると判断された場合(S24のY)、S14のフローに移行する。一方、ACK信号以外を送信していると判断されなかった場合(S24のN)、S16のフローに移行する。なお、S22とS24の処理は、統合されて判断されるような処理であってもよい。以上のような処理を実行することにより、第2送信電力制御部86が搭載されている第2無線通信モジュール14は、図6(b)に示すような動作が可能となる。
本実施形態によれば、無線通信モジュールにおける送信電力を制御することによって、双方の通信を可能な限り良好な状態(Best Effort通信)で実行できる。また、制御部16を介すことなく、WLANに係る第2無線通信モジュール14が自律的に送信電力を制御できる。また、WLANに係る第2無線通信モジュール14が自律的に送信電力を制御することによって、制御部16、第1無線通信モジュール12に負荷を与えることがないため、消費電力、および/または、回路規模が低減できる。また、一方の無線通信モジュールが受信処理をしている間、他方の無線通信モジュールの送信電力を制御することによって、受信処理への影響を低減できる。また、2つの無線通信モジュールが双方とも同じ処理をしている間、送信電力の制御を停止することによって、円滑な通信状態を維持できる。 また、一方の無線通信モジュールにおいて、直接、他方の無線通信モジュールにおける通信の実行状態を示す情報を取得することによって、迅速に制御できる。また、無線通信モジュールの設置間隔に応じて送信電力を制御することによって、適切な送信電力制御が実現できる。また、第1無線通信モジュール12から通知された通信状態を示す信号によって、第2無線通信モジュール14は、通信相手である携帯型ゲーム機30もしくはPC32に対して送信処理を行なう際に、送信電力を制御すべき期間を知ることができる。これにより、第1無線通信モジュール12と第2無線通信モジュール14との間で同期した処理が可能となる。また、第2無線通信モジュール14が送信電力を制御すべき期間を把握することによって、自律的に、無線通信モジュール間での電波の相互干渉を低減し、もしくは無くすことができ、安定した通信を可能とするゲーム装置10を実現できる。
以上、本発明を実施形態をもとに説明した。これらの実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
本発明の実施形態における通信システムの構成例を示す図である。 図1の制御部の機能ブロック例を示す図である。 図1の第1無線通信モジュールの構成例を示す図である。 図1の第2無線通信モジュールの構成例を示す図である。 図5(a)は、図1の第1無線通信モジュールから第2無線通信モジュールにおける送受信処理の動作例を示すタイミングチャートである。図5(b)は、図1の第2無線通信モジュールにおける送受信処理の動作例を示すタイミングチャートである。 図6(a)は、図5(a)の変形例を示すタイミングチャートである。図6(b)は、図5(b)の変形例を示すタイミングチャートである。 図3の第1送信電力制御部の動作例を示すフローチャートである。 図4の第2送信電力制御部の動作例を示すフローチャートである。
符号の説明
1 通信システム、 10 ゲーム装置、 12 第1無線通信モジュール、 14 第2無線通信モジュール、 16 制御部、 18 アプリケーション処理部、 20 出力部、 25 無線コントローラ、 30 携帯型ゲーム機、 32 PC、 50 インタフェース部、 52 データ転送部、 58 パラメータ設定部、 70 第1通信実行部、 72 第1通知部、 74 第1取得部、 76 第1送信電力制御部、 80 第2通信実行部、 82 第2通知部、 84 第2取得部、 86 第2送信電力制御部。

Claims (12)

  1. 同一の筐体に備えられ、同一の周波数帯においてそれぞれ異なる通信方式を用いて通信を実行する2つの無線通信モジュールの送信電力を制御する方法であって、
    前記2つの無線通信モジュールのうち、一方の無線通信モジュールが受信処理をしている間に、他方の無線通信モジュールの送信電力を制御するステップを含み、
    前記制御するステップは、前記2つの無線通信モジュールにおいて実行される通信が、双方とも送信処理である場合、もしくは、双方とも受信処理である場合は、前記送信電力の制御を停止することを特徴とする送信電力制御方法。
  2. 前記制御するステップは、前記他方の無線通信モジュールにおいて実行される通信が、通信相手から送信された信号に応答するものであって、前記通信相手に対して受信確認を示す情報を送信する処理である場合、前記他方の無線通信モジュールにおける送信電力の制御を停止することを特徴とする請求項1に記載の送信電力制御方法。
  3. 前記制御するステップは、前記筐体に設置された前記2つの無線通信モジュールの設置間隔に応じて送信電力を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の送信電力制御方法。
  4. 前記制御するステップは、前記筐体に設置された前記2つの無線通信モジュールの設置間隔が狭いほど、前記送信電力をより低減することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の送信電力制御方法。
  5. 前記2つの無線通信モジュールのうち通信を実行している無線通信モジュールは、他方の無線通信モジュールの通信の実行状態を取得するステップをさらに含み、
    前記制御するステップは、前記実行状態を取得するステップで取得した通信の実行状態に応じて、前記送信電力を制御することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の送信電力制御方法。
  6. 前記制御するステップは、前記2つの無線通信モジュールのうちの一方の無線通信モジュールが送信処理を実行し、かつ、前記実行状態を取得するステップにおいて、他方の無線通信モジュールが受信状態であることを示す情報が取得された場合、前記送信処理を実行している無線通信モジュールの送信電力から、前記筐体に設置された前記2つの無線通信モジュールの設置間隔に応じて設定された調整電力を減じることによって、前記送信処理を実行している無線通信モジュールの送信電力を制御することを特徴とする請求項5に記載の送信電力制御方法。
  7. 前記制御するステップは、前記2つの無線通信モジュールのうち、一方の無線通信モジュールの送信電力を他方の無線通信モジュールの送信電力よりも大きく設定することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の送信電力制御方法。
  8. 前記制御するステップは、前記2つの無線通信モジュールのうち、送信電力が小さく設定されているほうの無線通信モジュールが送信処理、もしくは、受信処理を実行している間、他方の無線通信モジュールの送信電力を低減することを特徴とする請求項7に記載の送信電力制御方法。
  9. 前記制御するステップは、当該制御するステップが送信電力制御を開始した後であって、前記一方の無線通信モジュールが送信処理を継続している間に、他方の無線通信モジュールが受信状態から送信状態、もしくは、通信停止状態に移行した場合は、送信電力の制御を停止することを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の送信電力制御方法。
  10. 前記制御するステップは、当該制御するステップが送信電力制御を開始した後であって、前記一方の無線通信モジュールが送信処理を継続している間に、他方の無線通信モジュールが受信状態から送信状態、もしくは、通信停止状態に移行した場合は、送信電力の制御を継続することを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の送信電力制御方法。
  11. 同一の筐体に設置され、同一の周波数帯においてそれぞれ異なる通信方式を用いて通信を実行する2つの無線通信モジュールを備え、
    前記2つの無線通信モジュールのうち、一方の無線通信モジュールは、
    他方の無線通信モジュールから通知された他方の無線通信モジュールにおける通信の実行状態を示す情報を取得する取得部と、
    前記取得部によって、他方の無線通信モジュールは受信状態である旨を示す情報が取得された場合であって、当該無線通信モジュールが送信処理を実行している場合、前記筐体に設置された前記2つの無線通信モジュールの設置間隔に応じて、当該無線通信モジュールの送信電力を制御する送信電力制御部と、
    前記送信電力制御部によって制御された送信電力で通信を実行する通信実行部と、
    を有することを特徴とする通信端末装置。
  12. 前記送信電力制御部は、前記設置間隔が狭いほど、前記送信電力をより低減することを特徴とする請求項11に記載の通信端末装置。
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