JP2010109429A

JP2010109429A - 基地局装置、無線通信端末、無線通信システムおよび無線通信方法

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Publication number: JP2010109429A
Application number: JP2008276682A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Sato; 裕高佐藤
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2010-05-13

Abstract

【課題】無線通信端末の電力の残量に応じた数のアンテナを動作させつつ、信号の品質を劣化させることのない技法を提供する。
【解決手段】複数のアンテナを備えた基地局装置との間で無線通信を行う無線通信端末（100）は、アンテナ（ANT11-14）をそれぞれ有し基地局装置（200）との信号の送受信処理を行う複数の送受信処理部（111-114）、電力の残量を検出する検出部（120）、電力の残量に応じた数の送受信処理部（111-114）を動作させ、電力の残量に関する情報を基地局装置（200）に送信するように制御する制御部（140）、電力の残量に応じた符号化率で基地局装置（200）から送信された信号の誤り訂正復号処理を行う誤り訂正復号部（151）を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、基地局装置、無線通信端末、無線通信システムおよび無線通信方法に関し、特に、基地局装置と無線通信端末との間でそれぞれ複数のアンテナを用いてＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）方式で無線通信を行う場合に、無線通信端末に供給可能な電力の残量（バッテリー残量、電池残量）に応じて、動作させるアンテナの数を変更する基地局装置、無線通信端末、無線通信システムおよび無線通信方法に関する。

従来、無線通信端末（移動局）と基地局との間の通信効率の向上を図るための技術として、ＭＩＭＯ方式の無線通信システムがある。このＭＩＭＯ方式の無線通信システムでは、それぞれ複数のアンテナを備えた移動局と基地局との間で、複数のパスを介して通信が行われる。また、送受両局で複数のアンテナを用いる上述したＭＩＭＯ方式の無線通信システムのほかに、同様の技術として、送信局のみに複数のアンテナ素子を用いるＭＩＳＯ（Multiple Input Single Output）方式や、受信局のみに複数のアンテナ素子を用いるＳＩＭＯ（Single Input Multiple Output）方式などが知られている。これらＭＩＭＯ方式では、空間ダイバーシチの効果を得ることができる。

なお、ＭＩＭＯ方式を採用した無線通信端末では、多重化された受信信号の分離処理や、送受信チャネルの伝搬品質を推定するチャネル推定処理といったＭＩＭＯ方式特有の演算処理を行う必要がある。これらの演算処理は、基地局との間のパスの数が多いほど複雑となって負荷がかかり、消費電力すなわちバッテリーの消費が大きくなるという問題がある。

上述の問題への対策として、従来技術に、自装置のバッテリー残量に応じて空間ダイバーシチのモードを変更する技法が開示されている（特許文献１を参照。）図６に、特許文献１に記載の無線通信装置の概略ブロック図を示す。図６に示す特許文献１に記載の無線通信装置は、アンテナ部１１、スイッチ部１２、複数の無線送受信部１３１〜１３Ｎを含むフロントエンド部１３、ベースバンド部１４及び通信制御部１５を備える。この無線通信装置は、自装置のバッテリー残量と所定の閾値を比較して、バッテリー残量が閾値より上回っている場合は、複数のアンテナと無線送受信部とを使って、合成ダイバーシチ受信を行う通常モードで動作する。逆に、バッテリー残量が閾値より下回った場合は、一部の無線送受信部に対する給電を停止し、停止した無線送受信部に対応するアンテナを給電が停止されていない無線送受信部へ接続して、選択ダイバーシチ受信を行う低消費電力モードで動作する。また、上述の従来技術と同様に、複数のアンテナのうち、使用しないものに対してその送受信部の電源をオフする技術が開示されている（特許文献２を参照。）。図７に、特許文献２に記載の無線通信装置の概略ブロック図を示す。図７に示す特許文献２に記載の無線通信装置は、複数のアンテナ４００〜４０３、分波器４１０〜４１３、送信部４２０〜４２３、受信部４３０〜４３３、ベースバンド処理部４４０、フレーム解析部４５０及び選択部４６０を備える。フレーム解析部４５０から得られる伝搬路状況、送信データ量・送信ストリーム数等の情報に応じて、使用する送信部４２０〜４２３及び受信部４３０〜４３３およびアンテナの数が選択され、使用しない送受信部の電源がオフ状態とされる。

特開２００６−２４６１７２号公報特開２００６−１１５４１４号公報

しかしながら、上述の従来技術には以下のような欠点がある。まず、特許文献１に記載の無線通信装置では、一部の無線送受信部に対する給電を停止して、受信ダイバーシチを合成ダイバーシチから選択ダイバーシチに切換えている。選択ダイバーシチは、複数のパスのうち受信電力が最大の通信品質の良いパスを選択する方式、合成ダイバーシチは複数のパスを合成する方式であり、一般に、合成ダイバーシチの方が選択ダイバーシチよりも良い特性が得られる。すなわち、給電を停止すると合成ダイバーシチから選択ダイバーシチを行うようになる特許文献１に記載の技法では、良好なダイバーシチ利得が得られず、給電を停止する前と比較して受信品質が劣化してしまう。また、特許文献２に記載の無線通信装置では、送受信部およびアンテナ数の選択を行う際にバッテリー残量は考慮されていない。従って、伝搬路の品質が悪くダイバーシチ利得を得る必要がある場合には、バッテリー残量が少なくても多くの送受信部とアンテナを動作させ続けることになる。

本発明の目的は、上述の課題を解決し、基地局装置と無線通信端末との間でそれぞれ複数のアンテナを用いてＭＩＭＯ方式で無線通信を行う場合に、無線通信端末において、供給可能な電力の残量に応じて動作させるアンテナの数を変更することで電力の消費を低減しつつ、信号の品質を劣化させることのない技法（基地局装置、無線通信端末、無線通信システムおよび無線通信方法）を提供することにある。

上述した課題を解決すべく、本発明による無線通信端末は、
複数のアンテナを備えた基地局装置との間で（ＭＩＭＯ又はＭＩＳＯ方式で）無線通信を行う無線通信端末であって、
アンテナをそれぞれ有し、当該アンテナにおける前記基地局装置との間の信号の送受信処理を行う複数の送受信処理部と、
自端末に供給可能な電力の残量を検出する検出部と、
前記複数の送受信処理部のうち、前記検出部で検出された前記電力の残量に応じた数の前記送受信処理部を動作させ、さらに、前記電力の残量に関する情報を前記基地局装置に送信するように制御する制御部と、
前記電力の残量に応じた符号化率で前記基地局装置から送信された信号の誤り訂正復号処理を行う誤り訂正復号部とを備えることを特徴とする。

また、本発明の一実施態様による無線通信端末は、
前記制御部は、前記電力の残量が減少するにつれて、前記複数の送受信処理部のうち動作させる送受信処理部の数を少なくするように制御することを特徴とする。

また、本発明の他の実施態様による無線通信端末は、
前記電力の残量に関する１つ以上の所定の閾値と動作させる送受信処理部の数とを対応付けたテーブルを格納する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記テーブルに基づいて前記動作させる送受信処理部の数を変更するように制御することを特徴とする。

また、本発明による基地局装置は、
複数のアンテナを備えた無線通信端末との間で（ＭＩＭＯ又はＭＩＳＯ方式で）無線通信を行う基地局装置であって、
前記無線通信端末との間で信号の送受信を行う複数のアンテナと、
前記無線通信端末への信号の誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化部と、
前記無線通信端末から受信した当該無線通信端末に供給可能な電力の残量に関する情報に基づき、前記電力の残量に応じた符号化率で誤り訂正符号化を行うように前記誤り訂正符号化部を制御する制御部とを備えることを特徴とする。

また、本発明の一実施態様による基地局装置は、
前記制御部は、前記電力の残量が減少するにつれて、前記符号化率を小さくするように前記誤り訂正符号化部を制御することを特徴とする。

また、本発明の他の実施態様による基地局装置は、
前記電力の残量に関する情報と、前記符号化率とを対応付けたテーブルを格納する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記テーブルに基づいて、前記電力の残量に応じた符号化率で誤り訂正符号化を行うように前記誤り訂正符号化部を制御することを特徴とする。

また、本発明による無線通信システムは、
複数のアンテナをそれぞれ備える基地局装置と無線通信端末との間で（ＭＩＭＯ又はＭＩＳＯ方式で）無線通信を行う無線通信システムであって、
前記無線通信端末が、
前記アンテナをそれぞれ有し、当該アンテナにおける前記基地局装置との間の信号の送受信処理を行う複数の送受信処理部と、
自端末に供給可能な電力の残量を検出する検出部と、
前記複数の送受信処理部のうち、前記検出部で検出された前記電力の残量に応じた数の前記送受信処理部を動作させ、さらに、前記電力の残量に関する情報を前記基地局装置に送信するように制御する制御部と、
前記電力の残量に応じた符号化率で前記基地局装置から送信された信号の誤り訂正処理を行う誤り訂正復号部とを備え、
前記基地局装置が、
前記無線通信端末への信号の誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化部と、
前記無線通信端末から受信した前記電力の残量に関する情報に基づき、前記電力の残量に応じた符号化率で誤り訂正符号化を行うように前記誤り訂正符号化部を制御する制御部を備えることを特徴とする。

上述したように本発明の解決手段を装置及びシステムとして説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。なお、方法やプログラムの各ステップは、データの処理においては必要に応じて、CPU、DSPなどの演算処理装置を使用するものであり、入力したデータや加工・生成したデータなどをHDD、メモリなどの記憶装置に格納するものである。

たとえば、本発明を方法として実現した無線通信方法は、
複数のアンテナを備えた基地局装置との間で（ＭＩＭＯ又はＭＩＳＯ方式で）無線通信を行う無線通信端末における無線通信方法であって、
自端末に供給可能な電力の残量を検出するステップと、
アンテナをそれぞれ有し、当該アンテナにおける前記基地局装置との間の信号の送受信処理を行う複数の送受信処理部のうち、前記検出するステップで検出された前記電力の残量に応じた数の前記送受信処理部を動作させ、さらに、前記電力の残量に関する情報を前記基地局装置に送信するように制御するステップと、
前記電力の残量に応じた符号化率で前記基地局装置から送信された信号の誤り訂正復号処理を行うステップとを含むことを特徴とする。

さらに、本発明の一実施態様による無線通信方法は、
複数のアンテナを備えた無線通信端末との間で（ＭＩＭＯ又はＭＩＳＯ方式で）無線通信を行う基地局装置における無線通信方法であって、
前記無線通信端末から受信した当該無線通信端末に供給可能な電力の残量に関する情報に基づき、前記電力の残量に応じた符号化率で前記無線通信端末への信号の誤り訂正符号化を行うステップを含むことを特徴とする。

このように、本発明によれば、基地局装置と無線通信端末との間でそれぞれ複数のアンテナを用いてＭＩＭＯ方式で無線通信を行う場合に、無線通信端末において、供給可能な電力の残量に応じて動作させるアンテナの数を変更することで電力の消費を低減しつつ、信号の品質を劣化させることのない基地局装置、無線通信端末、無線通信システムおよび無線通信方法を提供することができる。

以降、諸図面を参照しながら、本発明の一実施態様による基地局装置、無線通信端末及び無線通信システムを詳細に説明する。まず、図１は、本発明の一実施態様による無線通信システムの概略構成図である。図に示すように、無線通信システム３００は、無線通信端末１００及び基地局（基地局装置）２００から構成されている。無線通信端末１００及び基地局２００は、それぞれ複数のアンテナを備えており、それら複数のアンテナによって複数のパスを構成して、ＭＩＭＯ、ＭＩＳＯ又はＳＩＭＯ方式で無線通信を行う。なお、ＭＩＭＯ方式とは、一般に、同一周波数・同一時間の複数の空間パスを介して多重通信する方式のことをいう。

次に、無線通信端末１００及び基地局２００のブロック構成について説明する。図２及び図３は、それぞれ、無線通信端末１００及び基地局２００の概略ブロック図である。図２に示すように、無線通信端末１００は、複数のアンテナＡＮＴ１１〜１４、それら複数のアンテナＡＮＴ１１〜１４をそれぞれ有する送受信処理部１１１〜１１４、バッテリー残量検出部（検出部）１２０、バッテリー残量判定部１３０、制御部（ＣＰＵなどの演算手段、及びソフトウェアモジュールなど）１４０、ベースバンド処理部１５０及び記憶部（フラッシュメモリなど）１６０を備える。また、ベースバンド処理部１５０は、誤り訂正処理部（誤り訂正復号部）１５１を備える。詳細は後述するが、記憶部１６０は、自端末のバッテリー残量（自端末に供給可能な電力の残量）に関する１つ以上の所定の閾値と、複数の送受信処理部１１１〜１１４のうち動作させる送受信処理部の数とを対応づけたテーブルを格納する。また、図３に示すように、基地局２００は、複数のアンテナＡＮＴ２１〜２４、それら複数のアンテナＡＮＴ２１〜２４をそれぞれ有する送受信処理部２１１〜２１４、バッテリー残量情報検出部２２０、制御部（ＣＰＵなどの演算手段、及びソフトウェアモジュールなど）２３０、ベースバンド処理部２４０及び記憶部（フラッシュメモリなど）２５０を備える。また、ベースバンド処理部２４０は、誤り訂正処理部（誤り訂正符号化部）２４１を備える。詳細は後述するが、記憶部２５０は、無線通信端末１００のバッテリー残量（電力の残量）に関する１つ以上の所定の閾値と、無線通信端末１００への信号の誤り訂正符号化における符号化率とを対応づけたテーブルを格納する。なお、図２及び３において、無線通信端末１００、基地局２００とも４本のアンテナを備えた態様を示しているが、本発明はこれに限られるものではなく、１本以上のアンテナを備えていればよい。また、無線通信端末１００としては、携帯電話端末、ノートパソコン、ＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタンス）、携帯ゲーム機、携帯オーディオプレーヤー、携帯ビデオプレイヤー、携帯電子辞書、携帯電子書籍ビューワーなどの携帯電子機器等とすることができる。

図２及び３のブロック図における各ブロックの機能とともに、本発明による、無線通信端末、基地局装置、およびそれらから成る無線通信システム、無線通信方法の概要について説明する。まず、無線通信端末１００及び基地局２００に共通の構成部について説明する。無線通信端末１００及び基地局２００は、それぞれ、複数のアンテナＡＮＴ１１〜１４及びＡＮＴ２１〜２４を用いて、ＭＩＭＯ方式またはＭＩＳＯ，ＳＩＭＯ方式で無線通信を行う。送受信処理部１１１〜１１４，２１１〜２１４は、送信時にはベースバンド処理部１５０からの信号に対して所定の送信処理を行い、送信処理後の送信信号をアンテナＡＮＴ１１〜１４，ＡＮＴ２１〜２４へと渡す。また、受信時には、アンテナＡＮＴ１１〜１４，ＡＮＴ２１〜２４から受信した信号に対して所定の受信処理を行い、受信処理後の受信信号をベースバンド処理部１５０へと渡す。ここで、所定の送信処理とは、ベースバンド処理部１５０からの信号のＤ／Ａ変換、アップコンバート、フィルタリング及び増幅等が含まれる。また、所定の受信処理とは、アンテナＡＮＴ１１〜１４，ＡＮＴ２１〜２４から受信した信号の増幅、フィルタリング、ダウンコンバート及びＡ／Ｄ変換等が含まれる。

ベースバンド処理部１５０及び２４０は、送受信する信号に対してベースバンドで所定の処理を行う。特に、無線通信端末１００のベースバンド処理部１５０は、誤り訂正処理部（誤り訂正復号部）１５１を備え、基地局２００から所定の符号化率で送信された信号の誤り訂正復号を行う。また、基地局２００のベースバンド処理部２４０は、誤り訂正処理部（誤り訂正符号化部）２４１を備え、無線通信端末１００から送信された、無線通信端末１００のバッテリー残量に応じた符号化率で信号の符号化を行う（詳細は後述する。）。なお、誤り訂正符号としては、例えば、ターボ符号、ＬＤＰＣ（low-density parity-check code：低密度パリティ検査符号）等のブロック符号及び畳み込み符号がある。誤り訂正符号及びそれを用いた復号方法については公知の技術であるため、ここでは詳細を省略する。

また、ベースバンド処理部１５０及び２４０では、その他の所定の処理として、例えば、変復調・多重化処理、ダイバーシチ処理、信号の検出・復号処理、信号検出のための行列演算処理、チャネル推定・等化処理、干渉キャンセル処理、アレー信号処理及びリンクアダプテーション処理等が行われる。なお、ダイバーシチ処理では、複数のアンテナＡＮＴ１１〜ＡＮＴ１４及びＡＮＴ２１〜ＡＮＴ２４から受信した信号のうち受信レベルの強い信号を選択する選択ダイバーシチや、受信信号を例えば最大比合成方式等で合成し、最良の受信信号を得る合成ダイバーシチが行われる。

また、ＭＩＭＯ方式は、複数のアンテナから同一の情報を複数のアンテナを介して同時に送信するＳＴＣ（Space Time Coding：空間時間符号化）方式と、複数のアンテナから独立の情報を送信するＳＤＭ（Space Division Multiplexing：空間分割多重）方式とに大別される。従って、これらの方式のうち採用する方式に依存して構成は異なるが、ベースバンド処理部１５０及び２４０では、時空間符号化・復号処理、Ｓ／Ｐ変換処理、チャネル重み付け処理、チャネル符号化・復号処理等が行われる。

次に、無線通信端末１００及び基地局２００に特有の構成部について、個別に説明する。まず、無線通信端末１００におけるバッテリー残量検出部１２０は、図示しないバッテリー（バッテリーパックや電池等の電源）のバッテリー残量（自端末に供給可能な電力の残量）を検出する。なお、バッテリー残量は、バッテリーの端子電圧や消費電流等に基づく既知の技術によって検出することができる。バッテリー残量検出部１２０による検出されたバッテリー残量（電力の残量）に関する情報は、バッテリー残量判定部１３０へ送信される。バッテリー残量判定部１３０は、記憶部１６０に格納されている所定の閾値とバッテリー残量とを比較し、比較結果をバイナリ情報で制御部１４０へ送信する。記憶部１６０には、所定の閾値、バイナリ値及び使用するアンテナ本数との対応づけがなされたテーブルが格納されている。制御部１４０は、複数のアンテナＡＮＴ１１〜ＡＮＴ１４及びそれらに対応する送受信処理部１１１〜１１４のうち、バッテリー残量判定部１３０から受信したバイナリ情報、すなわちバッテリー残量に応じた数のものを動作させるように制御する。すなわち、制御部１４０は、動作させる送受信処理部のみに電力を供給するような制御を行う。また、制御部１４０は、バイナリ情報、すなわちバッテリー残量に関する情報を基地局２００へと送信するように制御する。このバイナリ情報の送信は、無線通信端末１００が基地局２００へ周期的に送信している制御情報（例えば、基地局２００から送信される報知チャネル（Broadcast Channel: BCH）への応答、端末識別情報（User Equipment identity）、変調方式、誤り訂正方式、データ長などの送信パラメータが含まれる。）とともに送信される。

次に、基地局２００について説明する。基地局２００におけるバッテリー残量情報検出部２２０は、無線通信端末１００から受信した制御情報に含まれるバッテリー残量情報（バイナリ情報、無線通信端末１００に供給可能な電力の残量に関する情報）を検出する。制御部２３０は、アンテナＡＮＴ２１〜ＡＮＴ２４のうち、検出された無線通信端末１００のバッテリー残量に応じた符号化率で、無線通信端末１００への信号の誤り訂正符号化を行うように誤り訂正処理部２４１を制御する。この制御は、記憶部２５０に格納されている、無線通信端末１００のバッテリー残量電力の残量に関する情報（バイナリ情報）と、符号化率とを対応付けたテーブルに基づいて行われる。さらに、制御部２３０は、変更後の符号化率を、無線通信端末１００へと送信するような制御を行う。

次に、フローチャートを用いて、本発明の一実施態様による無線通信方法について説明する。図４は、バッテリー残量を判定するための所定の閾値が「P₀」の１つである場合の、本発明による無線通信方法のフローチャートである。この場合、無線通信端末１００の記憶部１６０及び基地局２００の記憶部２５０には、それぞれ、以下に示すテーブルが格納されている。

無線通信端末１００と基地局２００とのＭＩＭＯ方式による通信の開始とともに、ステップＳ１１にて、ループ１（ステップＳ１１〜Ｓ１８）が開始される。ステップＳ１２にて、無線通信端末１００が、バッテリー残量検出部１２０によって自端末のバッテリー残量Pを検出する。そして、ステップＳ１３にて、バッテリー残量判定部１３０は、記憶部１６０に格納されている所定の閾値P₀とバッテリー残量Pとの比較、すなわち、P＜P₀であるか否かを判定する。P＜P₀でないと判定された場合は、ステップＳ１４にて、無線通信端末１００の制御部１３０は、記憶部１６０に格納されているテーブルを参照して、P₀≦Pに対応するバイナリ情報“１”を含む制御情報を、基地局２００へ送信する。次に、ステップＳ１５にて、無線通信端末１００は、動作させる送受信処理部の数を、P₀≦Pに対応する数M₀とする。

ステップＳ１５にて、基地局２００は、無線通信端末１００が送信したバイナリ情報“１”を含む制御情報を受信する。基地局２００のバッテリー残量情報検出部２２０は、制御情報に含まれるバイナリ情報“１”を検出し、記憶部２５０に格納されているテーブルを参照して、符号化率を、“１”に対応するR₀とする。従って、上述の処理により、符号化率R₀の誤り訂正符号化で、基地局２００はN₀本、無線通信端末１００はM₀本のアンテナ及び送受信処理部を用いた、ＭＩＭＯ方式の無線通信が行われるようになる。

また、ステップＳ１３にて、P＜P₀であると判定された場合は、ステップＳ１６にて、無線通信端末１００の制御部１３０は、記憶部１６０に格納されているテーブルを参照して、P＜P₀に対応するバイナリ情報“０”を含む制御情報を、基地局２００へ送信する。ステップＳ１６にて、無線通信端末１００の制御部１３０は、動作させる送受信処理部を、P＜P₀に対応する数M₁（1≦M₁＜M₀）に変更する。すなわち、無線通信端末１００は、バッテリー残量が減少するにつれて、自端末の複数の送受信処理部１１１〜１１４のうち動作させる送受信処理部の数を少なくする。基地局２００は、無線通信端末１００が送信したバイナリ情報“０”を含む制御情報を受信する。基地局２００のバッテリー残量情報検出部２２０は、制御情報に含まれるバイナリ情報“０”を検出し、記憶部２５０に格納されているテーブルを参照して、符号化率を、“０”に対応するR₁（R₁＜R₀）に変更する。すなわち、基地局２００は、無線通信端末１００の電力の残量が少なくなり、無線通信端末１００が使用するアンテナの数が少なくなった場合に、無線通信端末１００へ送信する信号の符号化率を小さくする。すなわち、符号化利得を増加させる。上述の処理により、符号化率R₁の誤り訂正符号化で、基地局２００はN₀本、無線通信端末１００はM₁本のアンテナ及び送受信処理部を用いた、選択ダイバーシチ又は合成ダイバーシチによるＭＩＭＯ方式の無線通信が行われるようになる。そして、無線通信端末１００と基地局２００との通信が終了した場合は、ループ１を終了する。

上述のように、本発明によれば、電力の消費を抑えるべく動作させる自端末の送受信処理部を減らした無線通信端末１００に対して、基地局２００が送信する信号の符号化率を小さくして符号化利得を増加させるため、ダイバーシチ利得の低下を抑え、通信品質を維持することが可能となる。なお、所定の閾値P₀は、無線通信端末１００のアンテナ１本当たり（チャネル当たり）の送受信処理に要する電力に応じて設定することができる。

なお、バッテリー残量との比較を行う所定の閾値は、複数あってもよい。図５は、バッテリー残量を判定するための所定の閾値が「P₀，P₁，P₂（ただし、P₂＜P₁＜P₀）」の３つである場合の、本発明による無線通信方法のフローチャートである。この場合、無線通信端末１００の記憶部１６０及び基地局２００の記憶部２５０には、それぞれ、以下に示すテーブルが格納されている。

無線通信端末１００及び基地局２００の基本的な処理は、図４のフローチャートと同様であるため、簡単に説明する。無線通信端末１００と基地局２００とのＭＩＭＯ方式による通信の開始とともに、ステップＳ２１にて、ループ２（ステップＳ２１〜Ｓ３３）が開始される。ステップＳ２２にて、無線通信端末１００が、バッテリー残量検出部１２０によって自端末のバッテリー残量Pを検出する。そして、ステップＳ２３〜Ｓ２４にて、バッテリー残量判定部１３０は、記憶部１６０に格納されている所定の閾値P₀，P₁，P₂とバッテリー残量Pとの比較を行う。記憶部１６０に格納されているテーブルを参照して、無線通信端末１００の制御部１３０は、比較結果に対応するバイナリ情報を含む制御情報を基地局２００へ送信する。例えば、P≧P₀の場合は“１１”、P₁≦P＜P₀の場合は“１０”、P₂≦P＜P₁の場合は“０１”、P＜P₂の場合は“００”を送信する（ステップＳ２８，Ｓ２６，Ｓ３０，Ｓ３２）。

基地局２００は、制御情報に含まれるバイナリ情報を検出し、記憶部２５０に格納されているテーブルを参照して、動作させるアンテナの数を変更する。本実施例の場合、無線通信端末１００及び基地局２００の動作させるアンテナの数は、次のようになる。バイナリ情報が“１１”である場合（P≧P₀）は、符号化率R₀の誤り訂正符号化で、基地局２００はN₀、無線通信端末１００はM₀の数の送受信アンテナと送受信処理部とを用いて、選択ダイバーシチ又は合成ダイバーシチによるＭＩＭＯ通信を行う。バイナリ情報が“１０”である場合（P₁≦P＜P₀）は、符号化率R₁（R₁＜R₀）の誤り訂正符号化で、基地局２００はN₀、無線通信端末１００はM₁（1＜M₁＜M₀）の数の送受信アンテナと送受信処理部を用いて、選択ダイバーシチ又は合成ダイバーシチによるＭＩＭＯ又はＭＩＳＯ通信を行う。バイナリ情報が“０１”である場合（P₂≦P＜P₁）は、符号化率R₂（R₂＜R₁）の誤り訂正符号化で、基地局２００はN₀、無線通信端末１００はM₂（1＜M₂＜M₁）の数の送受信アンテナと送受信処理部を用いて、選択ダイバーシチ又は合成ダイバーシチによるＭＩＭＯ又はＭＩＳＯ通信を行う。さらに、バイナリ情報が“００”である場合（P＜P₂）は、符号化率R₃（R₃＜R₂）の誤り訂正符号化で、基地局２００はN₀、無線通信端末１００はM₃（1≦M₃＜M₂）の数の送受信アンテナと送受信処理部を用いて、選択ダイバーシチ又は合成ダイバーシチによるＭＩＭＯ又はＭＩＳＯ通信を行う（ステップＳ２７，Ｓ２９，Ｓ３１，Ｓ３３）。そして、無線通信端末１００と基地局２００との通信が終了した場合は、ループ２を終了する。

上述のように、所定の閾値の数を複数設定した場合も、電力の消費を抑えるべく動作させる自端末の送受信処理部を減らした無線通信端末１００に対して、基地局２００における誤り訂正符号化の符号化率を小さくし、符号化利得が増加されるため、ダイバーシチ利得の低下を抑え、通信品質を維持することが可能となる。所定の閾値の数を複数設定した場合は、さらに、無線通信端末１００及び基地局２００の符号化率に応じた、より柔軟な制御が行えるようになる。なお、複数の所定の閾値は、無線通信端末１００のアンテナ１本当たりの送受信処理に要する電力に応じて設定することができる。

本発明の利点を再度述べる。本発明によれば、基地局装置と無線通信端末との間でそれぞれ複数のアンテナを用いてＭＩＭＯ方式で無線通信を行う場合に、無線通信端末は、バッテリー残量に応じて動作させるアンテナの数を変更するため、電力の消費を低減することができる。この場合に、基地局２００が、符号化率を小さくして、符号化利得を増加させるため、無線通信端末が送受信アンテナの数を減らしたことによるダイバーシチ利得の低下が抑えられ、通信品質を維持することが可能となる。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部やステップなどを１つに組み合わせたり、あるいは分割したりすることが可能である。例えば、上述では、バイナリ情報を送信する態様で説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、使用しているアンテナ本数に関する情報を送信してもよい。また、上述の実施例では、基地局のみが符号化率を変更する場合を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、無線通信端末が基地局に送信する信号の符号化率を変更しても、ダイバーシチ利得の低下を抑える効果がある。なおこの場合、それぞれの記憶部に格納されるテーブルは、上り／下りで同じものを用いてもよいし、上り／下りのそれぞれに対応する２種類のテーブルを、無線通信端末と基地局との双方に格納してもよい。

本発明の一実施態様による無線通信システムの構成図である。無線通信端末１００の概略ブロック図である。基地局２００の概略ブロック図である。バッテリー残量を判定するための所定の閾値が１つである場合の、本発明による無線通信方法のフローチャートである。バッテリー残量を判定するための所定の閾値が３つである場合の、本発明による無線通信方法のフローチャートである。従来技術による無線通信装置の概略ブロック図である。従来技術による無線通信装置の概略ブロック図である。

符号の説明

１００無線通信端末
１１０〜１１４送受信処理部
１２０バッテリー残量検出部
１３０バッテリー残量判定部
１４０制御部
１５０ベースバンド処理部
１５１誤り訂正処理部
１６０記憶部
２００基地局
２１０〜２１４送受信処理部
２２０バッテリー残量情報検出部
２３０制御部
２４０ベースバンド処理部
２４１誤り訂正処理部
２５０記憶部
３００無線通信システム
４００〜４０３アンテナ
４１０〜４１３分波器
４２０〜４２３送信部
４３０〜４３３受信部
４４０ベースバンド処理部
４５０フレーム解析部
４６０選択部
ＡＮＴ１１〜１４，ＡＮＴ２１〜２４アンテナ
１１アンテナ部
１２スイッチ部
１３フロントエンド部
１３１第１無線送受信部
１３２第２無線送受信部
１３Ｎ第Ｎ無線送受信部
１４ベースバンド部
１５通信制御部

Claims

複数のアンテナを備えた基地局装置との間で無線通信を行う無線通信端末であって、
アンテナをそれぞれ有し、当該アンテナにおける前記基地局装置との間の信号の送受信処理を行う複数の送受信処理部と、
自端末に供給可能な電力の残量を検出する検出部と、
前記複数の送受信処理部のうち、前記検出部で検出された前記電力の残量に応じた数の前記送受信処理部を動作させ、さらに、前記電力の残量に関する情報を前記基地局装置に送信するように制御する制御部と、
前記電力の残量に応じた符号化率で前記基地局装置から送信された信号の誤り訂正復号処理を行う誤り訂正復号部と、
を備えることを特徴とする無線通信端末。
請求項１に記載の無線通信端末において、
前記制御部は、前記電力の残量が減少するにつれて、前記複数の送受信処理部のうち動作させる送受信処理部の数を少なくするように制御する、
ことを特徴とする無線通信端末。
請求項１または２に記載の無線通信端末において、
前記電力の残量に関する１つ以上の所定の閾値と動作させる送受信処理部の数とを対応付けたテーブルを格納する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記テーブルに基づいて前記動作させる送受信処理部の数を変更するように制御する、
ことを特徴とする無線通信端末。
複数のアンテナを備えた無線通信端末との間で無線通信を行う基地局装置であって、
前記無線通信端末との間で信号の送受信を行う複数のアンテナと、
前記無線通信端末への信号の誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化部と、
前記無線通信端末から受信した当該無線通信端末に供給可能な電力の残量に関する情報に基づき、前記電力の残量に応じた符号化率で誤り訂正符号化を行うように前記誤り訂正符号化部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする基地局装置。
請求項４に記載の基地局装置において、
前記制御部は、前記電力の残量が減少するにつれて、前記符号化率を小さくするように前記誤り訂正符号化部を制御する、
ことを特徴とする基地局装置。
請求項４または５に記載の基地局装置において、
前記電力の残量に関する情報と、前記符号化率とを対応付けたテーブルを格納する記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記テーブルに基づいて、前記電力の残量に応じた符号化率で誤り訂正符号化を行うように前記誤り訂正符号化部を制御する、
ことを特徴とする基地局装置。
複数のアンテナをそれぞれ備える基地局装置と無線通信端末との間で無線通信を行う無線通信システムであって、
前記無線通信端末が、
前記アンテナをそれぞれ有し、当該アンテナにおける前記基地局装置との間の信号の送受信処理を行う複数の送受信処理部と、
自端末に供給可能な電力の残量を検出する検出部と、
前記複数の送受信処理部のうち、前記検出部で検出された前記電力の残量に応じた数の前記送受信処理部を動作させ、さらに、前記電力の残量に関する情報を前記基地局装置に送信するように制御する制御部と、
前記電力の残量に応じた符号化率で前記基地局装置から送信された信号の誤り訂正処理を行う誤り訂正復号部とを備え、
前記基地局装置が、
前記無線通信端末への信号の誤り訂正符号化を行う誤り訂正符号化部と、
前記無線通信端末から受信した前記電力の残量に関する情報に基づき、前記電力の残量に応じた符号化率で誤り訂正符号化を行うように前記誤り訂正符号化部を制御する制御部を備える、
ことを特徴とする無線通信システム。
複数のアンテナを備えた基地局装置との間で無線通信を行う無線通信端末における無線通信方法であって、
自端末に供給可能な電力の残量を検出するステップと、
アンテナをそれぞれ有し、当該アンテナにおける前記基地局装置との間の信号の送受信処理を行う複数の送受信処理部のうち、前記検出するステップで検出された前記電力の残量に応じた数の前記送受信処理部を動作させ、さらに、前記電力の残量に関する情報を前記基地局装置に送信するように制御するステップと、
前記電力の残量に応じた符号化率で前記基地局装置から送信された信号の誤り訂正復号処理を行うステップと、
を含むことを特徴とする無線通信端末における無線通信方法。
複数のアンテナを備えた無線通信端末との間で無線通信を行う基地局装置における無線通信方法であって、
前記無線通信端末から受信した当該無線通信端末に供給可能な電力の残量に関する情報に基づき、前記電力の残量に応じた符号化率で前記無線通信端末への信号の誤り訂正符号化を行うステップ、
を含むことを特徴とする基地局装置における無線通信方法。