JP2011109526A - 無線通信端末、並びにこれに用いる通信制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＡに故障が発生した場合であっても、利便性を損うこと無く、且つユーザに与える不快感をより低減させる。
【解決手段】無線通信端末１を構成する制御部３０は、互いに異なる通信方式又は周波数を用いて無線信号を送受信する複数の通信ユニット１０＿１及び１０＿２の内の一の通信ユニット(例えば１０＿１)を動作させて、基地局との無線通信を行う。制御部３０は、通信ユニット１０＿１に対応して設けられたＰＡ２０＿１の発熱量に基づき、ＰＡ２０＿１の故障を検出する。ＰＡ２０＿１の故障を検出した場合、制御部３０は、前記基地局に対して、他の通信ユニット１０＿２を用いた無線通信への切り替えを要求する。前記要求が受け付けられた場合、制御部３０は、通信ユニット１０＿１の動作と、ＰＡ２０＿１に対する電源供給とを停止する。前記要求が受け付けられない場合、制御部３０は、ＰＡ２０＿１に対する電源供給を停止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信端末、並びにこれに用いる通信制御方法及びプログラムに関し、特に無線信号の送信電力を増幅するパワーアンプ(以下、ＰＡと呼称する)に故障が発生した場合であっても、ユーザに対する通信サービスの提供を継続する無線通信端末、並びにこれに用いる通信制御方法及びプログラムに関する。

近年、携帯電話機等の無線通信端末においては、ＬＳＩ(Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ)の低消費電力化や、ソフトウェアによる電源制御の最適化等により、正常動作時には発熱を抑制することが可能となっている。

一方、無線通信端末の内部部品であるＰＡに故障が発生した場合には、ＰＡに対する電源供給を停止する対策が一般的に講じられている。具体的には、ＰＡ周辺の温度が所定の閾値を超過した場合に、ＰＡに対する電源供給が強制的に停止される。このような対策が講じられる理由は、ＰＡ故障に因り、ＰＡに供給される電源電圧と無線通信端末のグランドとがパーシャルショートし、ＰＡ内に大電流が流れ得るためである。ＰＡ内に大電流が流れた場合、ＰＡの発熱に伴って無線通信端末の筐体表面が高温となり、ユーザに不快感を与えてしまう虞がある。

しかしながら、上記の対策には、下記(１)及び(２)に示す如く無線通信端末の利便性を損い得るという問題がある。

(１)ＰＡの機能停止に伴って、基地局から離れたエリアでは、無線通信端末から送出される無線信号が基地局に到達しなくなり、無線通信端末−基地局間の通信が途絶する。
(２)上記(１)に伴って、ユーザが無線通信端末を使用できるエリアは、基地局周辺等の電波環境の良いエリアに制限されてしまう。

これらの問題に対処する無線通信端末が、例えば特許文献１に記載されている。この無線通信端末は、互いに異なる通信方式に則して運用される複数の基地局の内から電波受信強度が最も高い一の基地局を選択し、当該一の基地局との無線通信を行う。通信中に内部基板の温度が上昇した場合、無線通信端末は、非通信中の他の基地局からの電波受信強度にオフセットをかけ(電波受信強度を疑似的に高くし)、以て当該他の基地局へハンドオーバする。これにより、無線通信端末の利便性を損うこと無く、内部基板の発熱量(すなわち、ユーザに与える不快感)を低減させる。

特開２００８−２４４６０３号公報

しかしながら、上記の特許文献１には、ユーザに与える不快感を十分に低減できないという課題があった。これは、通信中の基地局からの電波受信強度が高いエリア(例えば、基地局近傍のエリア)に位置する場合、無線通信端末は、例え非通信中の基地局からの電波受信強度にオフセットをかけても、当該非通信中の基地局へはハンドオーバできないためである。この場合、内部基板の発熱量は何ら低減できない。

従って、本発明は、ＰＡに故障が発生した場合であっても、利便性を損うこと無く、且つユーザに与える不快感をより低減させることが可能な無線通信端末、並びにこれに用いる通信制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係る無線通信端末は、互いに異なる通信方式又は周波数を用いて無線信号を送受信する複数の通信手段と、前記通信手段毎に設けられ、前記無線信号の送信電力をそれぞれ増幅する複数の増幅手段と、前記複数の通信手段の内の一の通信手段を動作させて、基地局との無線通信を行う制御部とを備える。前記制御部は、前記一の通信手段に対応する一の増幅手段の発熱量に基づき、前記一の増幅手段の故障を検出し、前記一の増幅手段の故障を検出した場合、前記基地局に対して、他の通信手段を用いた無線通信への切り替えを要求する。

また、本発明の一態様に係る通信制御方法は、互いに異なる通信方式又は周波数を用いて無線信号を送受信する複数の通信ユニットと、前記通信ユニット毎に設けられ、前記無線信号の送信電力をそれぞれ増幅する複数の増幅器とを含む無線通信端末における通信制御方法を提供する。この通信制御方法は、前記複数の通信ユニットの内の一の通信ユニットを動作させて、基地局との無線通信を行い、前記一の通信ユニットに対応する一の増幅器の発熱量に基づき、前記一の増幅器の故障を検出し、前記一の増幅器の故障を検出した場合、前記基地局に対して、他の通信ユニットを用いた無線通信への切り替えを要求する。

さらに、本発明の一態様に係る通信制御プログラムは、互いに異なる通信方式又は周波数を用いて無線信号を送受信する複数の通信ユニットと、前記通信ユニット毎に設けられ、前記無線信号の送信電力をそれぞれ増幅する複数の増幅器とを含む無線通信端末に、前記複数の通信ユニットの内の一の通信ユニットを動作させて、基地局との無線通信を行う処理と、前記一の通信ユニットに対応する一の増幅器の発熱量に基づき、前記一の増幅器の故障を検出する処理と、前記一の増幅器の故障を検出した場合、前記基地局に対して、他の通信ユニットを用いた無線通信への切り替えを要求する処理と、を実行させる。

本発明では、電波受信強度に依らず、ＰＡ故障のみをトリガとして無線通信に用いるリソースを切り替える。このため、無線通信端末が通信中の基地局近傍等のエリアに位置する場合であっても、ＰＡの発熱に伴って筐体表面が高温となるのを防止でき、以て上記の特許文献１と比較して、ユーザに与える不快感を大幅に低減することが可能である。また、リソース切替により無線通信を継続できるため、無線通信端末の利便性を損うことも無い。

本発明の実施の形態に係る無線通信端末の概略的な構成例を示したブロック図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信端末の具体的な構成例を示したブロック図である。 本発明の実施の形態に係る無線通信端末の動作例を示したフローチャート図である。

以下、本発明に係る無線通信端末の実施の形態を、図１〜図３を参照して説明する。なお、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

図１に示す本実施の形態に係る無線通信端末１は、一例として２つの通信ユニット１０＿１及び１０＿２と、通信ユニット１０＿１及び１０＿２にそれぞれ対応して設けられたＰＡ２０＿１及び２０＿２と、通信ユニット１０＿１及び１０＿２の一方を現用系の通信ユニットとし、且つ他方を予備系の通信ユニットとして動作させ、以て基地局との無線通信を行う制御部３０とを備えている。ここで、通信ユニット１０＿１及び１０＿２は、互いに異なる通信方式又は周波数を用いて、無線信号をそれぞれ送受信する。また、ＰＡ２０＿１は、通信ユニット１０＿１から出力される無線信号の送信電力を増幅し、ＰＡ２０＿２は、通信ユニット１０＿２から出力される無線信号の送信電力を増幅する。

動作において、制御部３０は、図１に点線で示す如く現用系通信ユニットに対応するＰＡ(以下、現用系ＰＡと呼称する)の発熱量を監視し、以て現用系ＰＡの故障を検出する。現用系ＰＡの故障を検出した場合、制御部３０は、現用系通信ユニットを介して、通信中の基地局に対し、予備系通信ユニットを用いた無線通信への切り替えを要求する。

これにより、無線通信端末１は、現用系通信ユニット及び現用系ＰＡを使用せず、予備系通信ユニット及びこれに対応するＰＡを用いて無線通信を継続できる。このため、現用系ＰＡの発熱に伴って無線通信端末１の筐体(図示せず)表面が高温となるのを防止できる。また、この効果は、無線通信端末１が基地局近傍等のエリアに位置する場合であっても一様に得られる。これは、予備系通信ユニットを用いた無線通信への切り替えが、現用系ＰＡの故障のみをトリガとして行われるためである。

以下、上記の動作を実現する無線通信端末１の具体的な構成例及び動作例を、無線通信端末１をＷＣＤＭＡ(Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ)方式及びＧＳＭ(Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ)方式の両通信方式をサポートする携帯電話機として適用する場合を例に取り、図２及び図３を参照して詳細に説明する。

図２に示すように、無線通信端末１は、上記の通信ユニット１０＿１として、ＷＣＤＭＡ方式に則して動作するＷＣＤＭＡ用通信ユニットを備える一方、上記の通信ユニット１０＿２として、ＧＳＭ方式に則して動作するＧＳＭ用通信ユニットを備えている。これに対応して、アンテナ４０と、通信ユニット１０＿１又は１０＿２との間の接続を択一的に切り替えるスイッチ(ＳＷ)５０が設けられている。このＳＷ５０は、例えば制御部３０により制御され、ＷＣＤＭＡ方式で無線通信を行う場合に通信ユニット１０＿１とアンテナ４０とを導通させ、ＧＳＭ方式で無線通信を行う場合には通信ユニット１０＿２とアンテナ４０とを導通させる。

この内、通信ユニット１０＿１は、無線送信部１１＿１と、無線受信部１２＿１とを備えている。また、これらの無線送信部１１＿１及び無線受信部１２＿１とＳＷ５０との間に、デュプレクサ(ＤＵＰ)６０が設けられている。無線送信部１１＿１は、制御部３０により生成された種々のデータ信号をＷＣＤＭＡ方式に則して変調すると共に、これにより得た無線信号(以下、送信信号と呼称することがある)をＰＡ２０＿１に与える。無線受信部１２＿１は、アンテナ４０を介して受信した無線信号(以下、受信信号と呼称することがある)をＷＣＤＭＡ方式に則して復調すると共に、これにより得たデータ信号を制御部３０に与える。ＤＵＰ６０は、送受信信号の分離及び混合を行う。具体的には、ＤＵＰ６０は、ＰＡ２０＿１により電力が増幅された送信信号をアンテナ４０へ転送する一方、アンテナ４０からの受信信号を無線受信部１２＿１へ転送する。

一方、通信ユニット１０＿２は、無線送信部１１＿２と、無線受信部１２＿２とを備えている。また、これらの無線送信部１１＿２及び無線受信部１２＿２とＳＷ５０との間に、ＳＷ７０が設けられている。無線送信部１１＿２は、制御部３０により生成されたデータ信号をＧＳＭ方式に則して変調すると共に、これにより得た送信信号をＰＡ２０＿２に与える。無線受信部１２＿２は、アンテナ４０からの受信信号をＧＳＭ方式に則して復調すると共に、これにより得たデータ信号を制御部３０に与える。ＳＷ７０は、例えば制御部３０により制御され、無線信号の送受信タイミングを時分割で切り替える。具体的には、ＳＷ７０は、無線信号の送信が許可されたタイミングで、ＰＡ２０＿２により電力が増幅された送信信号をアンテナ４０へ転送する一方、無線信号の受信が許可されたタイミングで、アンテナ４０からの受信信号を無線受信部１２＿２へ転送する。

また、制御部３０は、故障検出部３１と、通信制御部３２と、この通信制御部３２により使用される各種情報を記憶するメモリ３３とを備えている。

この内、故障検出部３１は、ＰＡ２０＿１の発熱量を、ＰＡ２０＿１近傍に設けた温度センサ８０＿１から取得し、以てＰＡ２０＿１における故障の発生有無を監視する。この監視結果に応じて、故障検出部３１は、ＰＡ２０＿１と電源電圧(ＶＤＤ)９０＿１との間に設けたＳＷ１００＿１を制御し、以てＰＡ２０＿１に対する電源供給を制御する。また同様にして、故障検出部３１は、ＰＡ２０＿２の発熱量を、ＰＡ２０＿２近傍に設けた温度センサ８０＿２から取得し、以てＰＡ２０＿２における故障の発生有無を監視する。この監視結果に応じて、故障検出部３１は、ＰＡ２０＿２と電源電圧(ＶＤＤ)９０＿２との間に設けたＳＷ１００＿２を制御し、以てＰＡ２０＿２に対する電源供給を制御する。さらに、故障検出部３１は、ＰＡ２０＿１又は２０＿２における故障の発生を検出した場合、その旨を通信制御部３２へ通知する。

一方、通信制御部３２は、通信ユニット１０＿１及び１０＿２に接続されると共に、マイク１１０、スピーカ１２０、キー等の操作部１３０、及びＬＣＤ(Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ)等の表示部１４０に接続され、以て無線通信端末１を携帯電話機として機能させる。加えて、通信制御部３２は、故障検出部３１から現用系ＰＡが故障した旨を通知された場合、現用系通信ユニットを制御し、以て通信中の基地局(ＷＣＤＭＡ方式又はＧＳＭ方式の一方の通信方式に則して運用される基地局)に対して、予備系通信ユニットを用いた無線通信への切り替え(すなわち、他方の通信方式に則して運用される他の基地局へのハンドオーバ)を要求する。

次に、無線通信端末１の具体的な動作例を、図３を参照して詳細に説明する。なお、以降の説明においては、ＷＣＤＭＡ用通信ユニット１０＿１を現用系通信ユニットとする一方、ＧＳＭ用通信ユニット１０＿２を予備系通信ユニットとして動作させる場合を一例として扱う。

図３に示すように、制御部３０内の故障検出部３１は、現用系ＰＡ２０＿１に対応する温度センサ８０＿１から、ＰＡ２０＿１周辺の温度２００を定期的に取得する(ステップＳ１)。故障検出部３１は、温度２００を取得する度毎に、温度２００が所定の閾値Ｔｈ１を超過しているか否かを判定する(ステップＳ２)。ここで、閾値Ｔｈ１は、ＰＡ２０＿１に故障が発生したと見做せる温度であるが、無線通信端末１の筐体表面が高温となる程の温度(後述する閾値Ｔｈ２)よりは低く設定される。

この結果、"温度２００＞閾値Ｔｈ１"が成立した場合、故障検出部３１は、ＰＡ２０＿１に故障が発生したと判断し、その旨を通信制御部３２へ通知する。この時、通信制御部３２は、通信中のＷＣＤＭＡ方式に則した基地局(以下、ＷＣＤＭＡ基地局と呼称する)に対し、ＧＳＭ方式に則して運用される他の基地局(以下、ＧＳＭ基地局と呼称する)へのハンドオーバを要求する(ステップＳ３)。

具体的には、通信制御部３２は、ＧＳＭ基地局へのハンドオーバ要求を生成し、通信ユニット１０＿１内の無線送信部１１＿１、ＰＡ２０＿１、ＤＵＰ６０、ＳＷ５０、及びアンテナ４０を介してＷＣＤＭＡ基地局へ無線送信する。このハンドオーバ要求は、ＷＣＤＭＡ基地局から、後段のＷＣＤＭＡ網及びＧＳＭ網を経由して、ＧＳＭ基地局へ転送されることとなる。

この結果、ＧＳＭ基地局でハンドオーバ要求が受け付けられた場合、具体的には、ＷＣＤＭＡ基地局からハンドオーバ成立を示す応答を受信した場合(ステップＳ４)、通信制御部３２は、通信ユニット１０＿２を制御し、以てＧＳＭ基地局との無線通信を行う(ステップＳ５)。すなわち、通信制御部３２は、通信ユニット１０＿１及びＰＡ２０＿１を使用せず、無線通信を継続する。

これにより、ＰＡ２０＿１が更に発熱し、以て無線通信端末１の筐体表面が高温となるのを防止できる。

上記のステップＳ５と並行して、通信制御部３２は、通信ユニット１０＿１の動作を停止させる(ステップＳ６)。例えば、通信制御部３２は、通信ユニット１０＿１に対する電源供給を停止する。また、故障検出部３１は、ＳＷ１００＿１を制御し、以てＰＡ２０＿１に対するＶＤＤ９０＿１の供給を停止する(ステップＳ７)。

これにより、通信ユニット１０＿１がセルサーチ等のために自律的に動作するのを抑制し、以て無線通信端末１における消費電力を低減できる。加えて、ＰＡ２０＿１の更なる発熱を確実に防止できる。

一方、無線通信端末１の周辺にＧＳＭ基地局により形成されるセルが存在しない等の理由に因り、上記のステップＳ４でハンドオーバが成立しなかった場合、通信制御部３２は、通信ユニット１０＿１を用いた、ＷＣＤＭＡ基地局との無線通信を継続する(ステップＳ８)。

上記のステップＳ８と並行して、故障検出部３１は、ＰＡ２０＿１周辺の温度２００を監視する(ステップＳ９)と共に、温度２００が、上記の閾値Ｔｈ１より高い温度に設定した閾値Ｔｈ２を超過しているか否かを判定する(ステップＳ１０)。

この結果、"温度２００＞閾値Ｔｈ２"が成立した場合、故障検出部３１は、ＰＡ２０＿１の発熱に伴って無線通信端末１の筐体表面が高温となり得ると判断し、ＳＷ１００＿１を制御し、以てＰＡ２０＿１に対するＶＤＤ９０＿１の供給を停止する(ステップＳ１１)。この時、故障検出部３１は、上記のステップＳ３と異なり、通信制御部３２への通知は行わない。

これにより、ＰＡ２０＿１の更なる発熱を確実に防止できる一方で、無線通信端末１はＷＣＤＭＡ基地局との無線通信を継続できる。

また、上記の一連の制御は、現用系ＰＡ周辺の温度２００と、２段階の閾値Ｔｈ１及びＴｈ２とを比較する簡易な構成により実現することができる。

なお、上記の実施の形態によって本発明は限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づき、当業者によって種々の変更が可能なことは明らかである。

例えば、無線通信端末１には、ＷＣＤＭＡ方式及びＧＳＭ方式に限らず、種々の通信方式を適用できる。また、無線通信端末１には、３以上の通信方式を適用しても良い。この場合、無線通信端末１は、現用系通信ユニットに対応するＰＡの故障をトリガとして、複数の予備系通信ユニットの内のいずれか１つを用いた無線通信への切り替えを実行する。

また、無線通信端末１には、同一の通信方式(例えば、ＷＣＤＭＡ方式又はＧＳＭ方式)に則して動作するが、互いに異なる周波数を用いて無線信号を送受信する複数の通信ユニットを適用し、通信ユニット毎に異なるＰＡを設けても良い。例えば、ＷＣＤＭＡ方式に則して動作し、ＢＡＮＤ Ｉ(２ＧＨｚ帯)及びＶＩ(８００ＭＨｚ帯)を用いて無線信号を送受信する２つの通信ユニットを適用する場合、無線通信端末１は、ＢＡＮＤ Ｉを用いた無線通信に際してのＰＡ故障をトリガとして、ＢＡＮＤ ＶＩを用いた無線通信への切り替えを実行する。

さらに、上記の実施の形態に示した制御部３０の各処理を、コンピュータに実行させるためのプログラムとして提供することもできる。この場合、当該プログラムを、コンピュータ内のプロセッサが実行可能なようにメモリ等の記憶媒体に格納すると好適である。或いは、当該プログラムは、既存の無線通信端末に組み込まれたファームウェアへのプラグインとして提供しても良い。

１ 無線通信端末
１０＿１, １０＿２ 通信ユニット
２０＿１, ２０＿２ ＰＡ(パワーアンプ)
３０ 制御部
３１ 故障検出部
３２ 通信制御部
３３ メモリ
４０ アンテナ
５０, ７０, １００＿１, １００＿２ ＳＷ(スイッチ)
６０ ＤＵＰ(デュプレクサ)
８０＿１, ８０＿２ 温度センサ
９０＿１, ９０＿２ ＶＤＤ(電源電圧)
１１０ マイク
１２０ スピーカ
１３０ 操作部
１４０ 表示部
２００ 温度
Ｔｈ１, Ｔｈ２ 閾値

Claims (9)

1. 互いに異なる通信方式又は周波数を用いて無線信号を送受信する複数の通信手段と、
   前記通信手段毎に設けられ、前記無線信号の送信電力をそれぞれ増幅する複数の増幅手段と、
   前記複数の通信手段の内の一の通信手段を動作させて、基地局との無線通信を行う制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記一の通信手段に対応する一の増幅手段の発熱量に基づき、前記一の増幅手段の故障を検出し、
   前記一の増幅手段の故障を検出した場合、前記基地局に対して、他の通信手段を用いた無線通信への切り替えを要求する、
   無線通信端末。
2. 請求項１において、
   前記制御手段は、前記要求が受け付けられた場合、前記一の通信手段の動作と、前記前記一の増幅手段に対する電源供給とを停止する、無線通信端末。
3. 請求項１又は２において、
   前記制御手段は、前記要求が受け付けられない場合、前記前記一の増幅手段に対する電源供給を停止する、無線通信端末。
4. 請求項３において、
   前記制御手段は、前記発熱量が第１の閾値を超過した場合に、前記故障を検出し、前記要求が受け付けられず、且つ前記発熱量が前記第１の閾値より高い第２の閾値を超過した場合に、前記電源供給を停止する、無線通信端末。
5. 互いに異なる通信方式又は周波数を用いて無線信号を送受信する複数の通信ユニットと、前記通信ユニット毎に設けられ、前記無線信号の送信電力をそれぞれ増幅する複数の増幅器とを含む無線通信端末における通信制御方法であって、
   前記複数の通信ユニットの内の一の通信ユニットを動作させて、基地局との無線通信を行い、
   前記一の通信ユニットに対応する一の増幅器の発熱量に基づき、前記一の増幅器の故障を検出し、
   前記一の増幅器の故障を検出した場合、前記基地局に対して、他の通信ユニットを用いた無線通信への切り替えを要求する、
   通信制御方法。
6. 請求項５において、
   前記要求が受け付けられた場合、前記一の通信ユニットの動作と、前記前記一の増幅器に対する電源供給とを停止する、通信制御方法。
7. 請求項５又は６において、
   前記要求が受け付けられない場合、前記前記一の増幅器に対する電源供給を停止する、通信制御方法。
8. 請求項７において、
   前記発熱量が第１の閾値を超過した場合に、前記故障を検出し、前記要求が受け付けられず、且つ前記発熱量が前記第１の閾値より高い第２の閾値を超過した場合に、前記電源供給を停止する、通信制御方法。
9. 互いに異なる通信方式又は周波数を用いて無線信号を送受信する複数の通信ユニットと、前記通信ユニット毎に設けられ、前記無線信号の送信電力をそれぞれ増幅する複数の増幅器とを含む無線通信端末に、
   前記複数の通信ユニットの内の一の通信ユニットを動作させて、基地局との無線通信を行う処理と、
   前記一の通信ユニットに対応する一の増幅器の発熱量に基づき、前記一の増幅器の故障を検出する処理と、
   前記一の増幅器の故障を検出した場合、前記基地局に対して、他の通信ユニットを用いた無線通信への切り替えを要求する処理と、
   を実行させるための通信制御プログラム。

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