JP2008244603A - 無線通信端末及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の通信方式に対応した無線通信端末において、内部の基板温度が予め設定した温度を超えた場合に、より発熱の少ない通信方式へハンドオーバすることで温度上昇を抑制する。
【解決手段】複数の通信方式のうちの１つの通信方式で無線通信を行う通信部１０２〜１０４を複数備え、基地局との間の通信状態によりそのうちの１つを選択して無線通信を行う無線通信端末において、温度検出部１０６と、温度検出部１０６の検出温度に応じて、通信部を切り替える制御部１０５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば携帯電話機や携帯情報通信端末装置等に好適な無線通信端末及び無線通信方法に関する。

従来、携帯電話機などの無線通信端末には、単一の通信方式ではなく、複数の通信方式を併用するものがある。例えば、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular）方式とＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を併用するデュアルモード携帯電話機などがある。これらの通信方式は、それぞれのサービスエリアが異なるが、あるエリアでは、複数の通信方式の利用が可能な場合がある。その場合、基地局と携帯電話機との間の通信品質に着目し、より高品質な通信を行うことができる通信方式へ切り替えることができる。

一般に、ある通信方式で通信している場合、１つの基地局の通信可能な範囲（以下セルと称す）から他の基地局のセルへと移動すると、中継のための基地局を切り換える（以下ハンドオーバと称す）。一方、複数の通信方式を併用する携帯電話機では、例えば、基地局から携帯電話機へのダウンリンク信号などの受信強度を検出し、複数の通信方式のうち、最も受信レベルの高い通信方式へ切り替える方法がある。これをシステム間ハンドオーバと言う。

特許文献１には、携帯電話機の移動速度に着目し、通信方式別に受信レベルの変動及びハンドオーバ回数を記憶し、それを基に移動速度を判定して、移動速度に応じた通信方式を選択する移動体通信機及び移動体通信システムの例についての開示がある。
特開２００２−１９０７６９号公報

ところで、近年、携帯電話機の取り扱うデータ量は、携帯電話機の扱う情報がメール等のテキスト情報から音楽、映像等に変化することにより劇的に増加している。この膨大なデータを高速にやり取りするための高速なデータ通信や、マルチメディアを利用した各種のサービスを提供するために採用された通信方式としてＣＤＭＡ方式がある。

ＣＤＭＡ方式では、送信電力が大きくなることに伴って発生する送信周波数のひずみが、他の携帯電話機への妨害波になるため、各携帯電話機の送信出力に対し、線形性が求められる。そのため、各携帯電話機が送信電力を適正な値に制御する送信電力制御が必要となる。送信電力制御は、基地局で測定した携帯電話機の送信電力の測定値が目標値より大きい場合は、携帯電話機に送信電力を下げるコマンドを送信し、逆に目標値より小さい場合は、送信電力を上げるコマンドを基地局から送信し、これを受信した携帯電話機が、コマンドの指示に従って送信電力を制御するなどの方法で行う。

一方、ＰＤＣ方式で採用されているＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式は、ピーク時の送信電力は大きいものの、時間分割で送信することで多重アクセスを実現しているため、送信電力の平均値は小さくて済む。それに対し、ＣＤＭＡ方式では、連続送信となるため、送信電力の平均値は大きくなる傾向にある。

これら携帯電話機の送信電力に要求される線形性や電力の増加は、特に送信部の電力増幅器の効率の低下を招き、それによって発生した熱が携帯電話機自体の温度上昇につながる。一般に３Ｇ（第３世代携帯電話）方式で採用されているＣＤＭＡ方式の方が、２Ｇ（第２世代携帯電話）方式で採用されていたＰＤＣ方式などよりも携帯電話機の発熱は大きい。また、携帯電話機の受信電波の平均レベルは基地局から離れるにつれて低下し、基地局のカバーするエリア（セル）の限界付近でもっとも低くなるため、携帯電話機がセルの端部に位置する場合、送信電力を最大限上げるよう制御することになり、発熱量も多くなる。

この発熱は、データ通信のみに顕著になるわけではなく、音声通話であっても長時間であれば発生するため、通話のために携帯電話機を手に持ち、顔に近づけて使用する状況では、使用者に不快感を与えるという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、複数の通信方式に対応した携帯電話機などの無線通信端末において、内蔵した温度センサの検出した温度が予め設定した基準温度を超えたことをトリガとして、より発熱の少ない通信方式へハンドオーバする無線通信端末及び無線通信方法を提供することを目的とする。

本発明は、複数の通信方式のうちの１つの通信方式で無線通信を行う通信部を複数備え、基地局との間の通信状態によりそのうちの１つを選択して無線通信を行う無線通信端末において、温度検出部と、温度検出部の検出温度に応じて、通信部を切り替える制御部とを備えたものである。

このようにしたことで、無線通信端末の温度が所定の値を超えた場合、より発熱の少ない通信方式へ切り替えることにより、温度上昇を抑制することが可能になる。

本発明によると、発熱による不快感を与えることなく、携帯電話機などの無線通信端末を長時間使用することが可能となる。また、発熱を少なくすることにより、消費電力も少なくなるため、無線通信端末の使用可能時間を延ばすことができる。

以下、本発明の一実施の形態を、添付図面を参照して説明する。本例においては、無線通信端末として携帯電話機に本発明を適用した例について説明する。

図１は、本例による携帯電話機の構成例を示した構成図である。本例の携帯電話機１００は、無線通信用の基地局と無線通信を行うための無線電話通信用アンテナ１０１を備え、アンテナ１０１は、無線通信を行う通信部と接続する。本例では、複数の通信方式すなわち通信システムに対応する通信部を備えており、それぞれシステムＡ通信部１０２、システムＢ通信部１０３、システムＣ通信部１０４とする。各通信部は、制御部１０５に接続し、制御部の制御によりいずれかひとつの通信部が選択され、無線通信を行う。また、携帯電話機内部の基板温度を検出する温度検出部１０６を設け、温度の検出結果を制御部１０５へ入力する。通信部１０２、１０３、１０４で受信した音声データは、音声処理部１０７で音声処理し、スピーカ１０８から出力する。また、使用者が発声した音声はマイクロフォン１０９が収集し、収集した音声を音声処理部１０７で音声データ化し、通信部を介して送信する。

また、携帯電話機１００には、液晶表示パネルなどで構成され、文字情報や映像情報などを表示する表示部１１０と、数字キーや記号キーなどで構成され、使用者が操作することにより電話番号やメール文などの入力操作や各種モード設定などを行う操作部１１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの半導体メモリからなり、アドレス帳のデータやメールデータなどの情報を記憶する記憶部１１２を備える。

ここで、温度検出部１０６は、温度センサなどのように基板温度を直接検出する手段の他に、温度により変化する送信出力などを調整し、所定の出力を得られるような制御を行っているような場合は、その温度による変化量を検出し、温度に換算することで温度検出するような手段でもよい。

図２は、携帯電話機と基地局との通信状態の例を示した図である。図２を参照して、ある基地局と通信中の携帯電話機１００が移動するのに伴い、別の基地局にハンドオーバする際の動作について説明する。

図２において、基地局Ａ２０１はＡ通信方式の基地局で、その基地局のセルをセルＡ２１０とする。また、基地局Ｂ２０２はＢ通信方式の基地局で、その基地局のセルをセルＢ２２０とする。携帯電話機１００がセルＡ２１０の区域内に位置し、基地局Ａ２０１との間で通信が可能な場合、携帯電話機１００と基地局Ａ２０１との間で回線制御情報を送受信することで、発信または受信を行う。携帯電話機１００は、基地局Ａ２０１から情報を受信した場合、システムＡ通信部１０２でその受信電界強度を検出し、検出した受信電界強度を基地局Ａ２０１へ送信する。基地局Ａ２０１では、携帯電話機から送信された受信電界強度を基に、その強度が弱い場合は、携帯電話機に対して送信出力を増大するよう指示し、送信出力が上限を超える場合は、当該基地局よりも受信状態の良い他の基地局へのハンドオーバを指示し、基地局を切り替える。

一般に、携帯電話機１００が、セルＡ２１０からセルＢ２２０へ移動する場合、以下のようにハンドオーバを行っている。携帯電話機１００がセルＡ２１０内に位置する間は基地局Ａ２０１と通信し、携帯電話機１００のシステムＡ通信部１０２が送受信を行う。セルＡ２１０とセルＢ２２０が重なる重複区域２３０（図２中、斜線で示す）へ移動すると、基地局Ａ２０１と通信するＡ通信方式の受信強度と、基地局Ｂ２０２と通信するＢ通信方式の受信強度とを比較し、受信強度のより強い通信方式の基地局を選択し、通信する。この時、Ｂ通信方式の受信強度の方が強い場合、ハンドオーバを行い、基地局Ｂ２０２へ切り替える。その後、セルＡ２１０の区域を出てセルＢ２２０の区域へ移動し、基地局Ａ２０１との通信ができなくなると、基地局Ｂ２０２とＢ通信方式による通信を行い、携帯電話機１００のシステムＢ通信部１０３が送受信を行う。

次に本例による制御部１０５の通信方式の制御例について説明する。ここで、システムＡの通信方式を第３世代携帯電話方式のひとつであるＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）方式、システムＢの通信方式を第２世代携帯電話方式のひとつであるＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）方式とする。まず、携帯電話機１００は、セルＡ２１０内で基地局Ａ２０１とＷＣＤＭＡ方式で通信していたものとする。携帯電話機１００では、システムＡ通信部１０２で検出した受信電界強度とともに、温度検出部１０６で検出した基板温度を制御部１０５へ入力する。ＷＣＤＭＡ方式で送受信していた場合、使用に伴って電力増幅器などの発熱により基板温度が上昇し、携帯電話機本体の温度も上昇する。特に、基地局Ａ２０１との距離が離れるほど、発熱も多くなり温度上昇が顕著になる。制御部１０５では、温度検出部１０６が検出した温度が予め設定した基準温度を超えた場合、他の通信方式の通信部で検出した受信電界強度を基に、通信可能で、現在通信中の通信方式であるＷＣＤＭＡ方式よりも発熱の少ない通信方式があるかを判断し、切り替え先のシステムとして選択する。ここで、携帯電話機１００が、システムＢ通信部１０３の通信方式であるＧＳＭ方式での通信が可能なセルＢ２２０の区域内に位置していた場合、システムＢ通信部１０３で検出した受信電界強度に予め定めた値を加算し、基地局への受信強度の報告値を見かけ上多く通知する。

これにより、携帯電話機１００がセルＡ２１０とセルＢ２２０が重なる重複区域２３０（斜線部）へ移動した場合に、ＧＳＭ方式の基地局Ｂ２０２との通信による受信電界強度がＷＣＤＭＡ方式より強くなり、ハンドオーバが発生する。このように、温度検出部１０６が検出した基板温度が基準温度を超えた場合、制御部１０５によって受信電界強度の報告値にオフセットをかけることにより、より発熱の少ない通信方式のシステムへ切り替えることができる。

なお、オフセットをかける方法としては、より発熱量の少ない通信方式の受信電界強度の検出値に予め定めた値を加算する方法の他に、発熱量の多い通信方式の受信電界強度の検出値から予め定めた値を減算する方法でもよい。

次に、図３を参照して、制御部１０５の処理について説明する。図３は、制御部１０５における通信中の受信電界強度のオフセット処理に関する処理例を示すフローチャートである。本処理は、本例による携帯電話機が基地局との通信を開始した時に起動される。

はじめに、オフセット処理中カウンタ（ｔ）をクリアするために初期値（０）を設定する（ステップＳ３０１）。次に現在通信中か否かを判定し（ステップＳ３０２）、通信中の場合、以下の処理を実施する。まず、各システム通信部１０２、１０３、１０４から受信電界強度の検出値を入力し（ステップＳ３０３）、温度検出部１０６から基板温度を入力する（ステップＳ３０４）。次に、現在オフセット処理実施中か否かを判定する（ステップＳ３０５）。オフセット処理実施中は、オフセット処理中カウンタ（ｔ）をカウントアップしていくため、カウンタ値が１以上かを判定する。

ステップＳ３０５の判定の結果、オフセット処理実施中の場合（カウンタが１以上の場合）は、オフセット処理中カウンタが予め設定した上限値以上かを判定し（ステップＳ３０６）、上限値以上の場合は、カウンタをリセット（０を設定）し（ステップＳ３０７）、上限値未満の場合は、カウンタを更新（１加算）する（ステップＳ３０８）。

ステップＳ３０５の判定の結果、オフセット処理実施中でない場合（カウンタが０の場合）は、検出した基板温度が予め設定された基準温度以上か否かを判定する（ステップＳ３１１）。基板温度が基準温度以上の場合、現在受信中のシステムの他に、受信可能なシステムがあるかを判定する（ステップＳ３１２）。ここで、受信可能か否かは、受信中以外でも基地局と通信している制御情報や受信電界強度などを基に判定し、他の通信方式の基地局が受信可能な場所に存在している場合に受信可能と判断する。ステップＳ３１２の判定の結果、受信可能なシステムがある場合、当該システムが現在受信中のシステムより発熱の小さいシステムかを判定する（ステップＳ３１３）。ここで、各システム（通信方式）の発熱の大きさは、予め記憶部１１２に登録しておく。例えば、発熱しやすさの度合いを数値などにより表し、システムＡは１０、システムＢは２、システムＣは４などのようにデータ化して登録しておいたり、本例のように受信可能なシステムが３つある構成の場合は、発熱のレベルを３段階に分けてそのレベルをデータ化して登録しておいたりする。ステップＳ３１３の判定の結果、受信可能なシステムで、現在受信中のシステムより発熱の小さいシステムが存在する場合、オフセット処理中カウンタ（ｔ）に１を設定する（ステップＳ３１４）。

ステップＳ３０７、ステップＳ３０８、ステップＳ３１４のオフセット処理中カウンタの設定終了後、受信電界強度のオフセット処理を行う（ステップＳ３０９）。最後に、受信電界強度を各システムの基地局へそれぞれ送信し（ステップＳ３１０）、ステップＳ３０２に戻る。

ステップＳ３１１にて基板温度が基準温度未満の場合、またはステップＳ３１２にて現在受信中システム以外に受信可能なシステムがない場合、またはステップＳ３１３にて受信中システムより発熱の小さいシステムがない場合は、受信電界強度のオフセット処理は実施せず、受信電界強度の検出値をそのまま送信し（ステップＳ３１０）、ステップＳ３０２に戻る。

本処理は、通信中に一定の周期で繰り返し行い、ステップＳ３０２にて、通信中でないと判定した場合に、処理を終了する。

また、本例では、一旦オフセット処理を開始した場合は、オフセット処理中カウンタが予め設定した上限値に達するまではオフセット処理を継続する。これは、一定時間オフセット処理を継続させるためで、処理中カウンタをカウントアップする方法の他に、処理開始からの経過時間を監視し、一定時間経過するまで処理を継続させる方法や、基板温度を監視し、一定の温度まで低下するまでの間処理を継続させる方法などでもよい。本例では、すぐにオフセット処理を中止すると、基板温度が変化しなかったり、オフセット処理に伴って発熱の小さいシステムへハンドオーバしても、すぐに元の発熱の大きいシステムへハンドオーバしてしまったりするため、効果が得られない。そのため、一定時間オフセット処理を継続させる。一方、一定時間オフセット処理を行った後は、一旦オフセット処理をリセットし、あらためて温度や受信電界強度などの条件を判断する。

なお、オフセット処理により増減させる受信電界強度の変化量は、予めシステム（通信方式）毎に値を設定し、記憶部１１２に登録しておく。オフセット処理は、上記のように、現在受信中のシステムより発熱の小さいシステムの受信電界強度に予め定めた値を加算する方法や、現在受信中のシステムで検出した受信電界強度から予め定めた値を減算する方法であるが、予め設定する受信電界強度の変化量は、各システムの仕様を満たし、通信処理に支障のない範囲で設定する。

本例では、基板温度が予め設定した基準値を超えた場合に、上記オフセット処理を行うことで、より発熱の小さいシステムへのハンドオーバが行われるよう操作するが、実際のハンドオーバの処理は、従来のアルゴリズムにより行う。そのため、ハンドオーバの処理自体は、変更する必要がない。

このように、本例によると、携帯電話機の制御部に上記オフセット処理を追加するという限定的な処置のみで、携帯電話機の温度上昇を抑える効果が得られる。

なお、本例では、オフセット処理を基板温度が基準値を超えたことを条件に実施するように構成したが、使用者の熱に対する感じ方には個人差があるため、基準値を超えた場合でも熱いと感じない場合もある。逆に、基準値より温度が低くても熱いと感じる場合もある。そのため、操作者が任意にオフセット処理の起動を指示できるようにしてもよい。携帯電話機の操作部にオフセット処理を起動するための操作釦を設け、操作者が熱いと感じた時などにこの釦を操作することにより、オフセット処理を行う。この場合、基板温度によらず、オフセット処理を行うことができる。また、携帯電話機の発熱は気にならず、発熱を抑制する処置は必要ないと感じる使用者は、この釦を操作しないことでオフセット処理を起動させないことも選択できる。

また、基板温度は、周囲の気温によっても影響を受ける。そのため、オフセット処理を起動する条件となる基準温度を気温により変更するようにしてもよい。本例の携帯電話機にＧＰＳ（Global Positioning System）などの位置検出（測位）機能と、データ通信受信部とを備え、位置検出機能により携帯電話機の位置を検出し、その位置情報をデータ通信により気温情報などを提供するシステムへ送信し、携帯電話機の位置する地域の現在の気温情報を入手するよう構成する。そして、入手した気温に予め定めた値を加えてオフセット処理を開始するための基準温度として設定する。このように構成することで、気温の条件を加味した基準温度を設定することができる。

また、基準温度を複数設定し、オフセット処理を起動する条件である基準温度を高めや低めなど複数のレベルからひとつを選択できるようにしてもよい。選択方法としては、季節などの条件により自動的に設定する方法や、携帯電話機の操作部に温度レベルの設定釦を設け、使用者が任意に設定する方法などが可能である。

また、上述した実施の形態では、携帯電話機が備える通信方式として、ＷＣＤＭＡ方式とＧＳＭ方式を例にしたが、その他の通信方式にも適用可能である。

本発明の一実施の形態による構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態による通信状態の例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態によるオフセット処理例を示すフローチャートである。

符号の説明

１００…携帯電話機、１０１…アンテナ、１０２…システムＡ通信部、１０３…システムＢ通信部、１０４…システムＣ通信部、１０５…制御部、１０６…温度検出部、１０７…音声処理部、１０８…スピーカ、１０９…マイクロフォン、１１０…表示部、１１１…操作部、１１２…記憶部、２０１…基地局Ａ、２０２…基地局Ｂ、２１０…セルＡ、２２０…セルＢ、２３０…セルＡとセルＢの重複区域

Claims (6)

1. 複数の通信方式のうちの１つの通信方式で無線通信を行う通信部を複数備え、基地局との間の通信状態によりそのうちの１つを選択して無線通信を行う無線通信端末において、
   温度検出部と、
   前記温度検出部の検出温度に応じて、前記通信部を切り替える制御部とを備えたことを特徴とする
   無線通信端末。
2. 請求項１記載の無線通信端末において、
   前記制御部の切り替えは、発熱の少ない通信方式の通信部への切り替えであることを特徴とする
   無線通信端末。
3. 請求項１記載の無線通信端末において、
   前記通信部に基地局との間で行う無線通信の受信強度を検出する手段を備え、
   前記制御部の切り替えは、前記検出した受信強度の測定値に、予め定めた値を加算または減算することにより所定の通信方式の通信部への切り替えを行うことを特徴とする
   無線通信端末。
4. 請求項１記載の無線通信端末において、
   前記制御部の切り替えを、使用者の指定により行うことを特徴とする
   無線通信端末。
5. 請求項１記載の無線通信端末において、
   ＧＰＳ機能部と、
   データ通信受信部とを備え、
   前記ＧＰＳ機能部により検出した無線通信端末の現在位置を基に、現在位置における気温情報を前記データ通信受信部で受信し、受信した気温を基に、通信方式の切り替えを開始する基準温度を設定することを特徴とする
   無線通信端末。
6. 複数の通信方式の基地局との間で無線通信を行う無線通信端末の無線通信方法において、
   各基地局との間の受信強度の検出手段と、
   検出した受信強度を基に通信を行う通信方式を変更する切り替え手段と、
   温度検出手段とを備え、
   前記温度検出手段により検出した温度が予め設定した基準温度を超えた場合に、前記検出した受信強度に予め定めた値を加算または減算することにより、所定の通信方式への切り替えを行うことを特徴とする
   無線通信方法。

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