JP2011193141A - 無線通信装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】通信を維持しつつ無線通信装置の過度の温度上昇またはバッテリの枯渇を防止する。
【解決手段】温度及びバッテリ電圧の少なくとも一方を検出する検出部150と、検出された温度が温度閾値以上である温度条件及び検出されたバッテリ電圧が電圧閾値未満である電圧条件の少なくとも一方が満たされているか否かを判定する判定部140と、温度条件及び電圧条件の少なくとも一方が満たされているならば、発熱量または消費電力を小さくするための制御を基地局に要求する送信信号を生成する生成部131,132と、送信信号を送信する送信部120,110,100とを具備する。
【選択図】図1

Description

本発明は、マルチシステム、マルチバンドまたはMIMO(Multiple Input Multiple Output)通信をサポートする無線通信装置に関する。
近年、第3世代携帯電話機のように従来よりも高速な無線通信をサポートする無線通信装置が普及している。今後の技術開発の進展によって、無線通信装置の通信速度は更に向上すると期待されている。一方、通信速度の向上は、モデムデータ処理量の増加も意味する。即ち、通信速度の向上に伴って、無線通信装置の発熱量、消費電力が増大しやすくなる。
従来、通信中に無線通信装置の温度を監視し、この温度が閾値以上になると送信電力を低減させる制御が提案されている。送信電力を低減させることにより、電力増幅器などによって生じる発熱量の抑制を期待できる。しかしながら、無線通信装置が弱電界エリアにある場合にこのような制御を行うと、送信電力が不十分となり通信が切断されるおそれがある。また、特許文献1には、無線通信装置の基板温度が設定温度以上となったときに、発熱量のより少ない通信方式へハンドオーバーするための技術が開示されている。
特開2008−244603号公報
特に、無線通信装置が携帯電話機、モバイルPCなどの移動端末である場合にはユーザはこれを手に持って、または、膝の上に載せて使用する状況が予想され、過度な温度上昇は不快感をユーザに与えるおそれがある。また、無線通信装置が移動端末である場合には外部電源を使用できない状況が予想され、消費電力の増大が無線通信装置の稼働時間の短縮(バッテリの枯渇)に直結しやすい。一方、送信電力を低減させることは、通信の維持を阻害するおそれがある。
従って、本発明は、通信を維持しつつ無線通信装置の過度の温度上昇またはバッテリの枯渇を防止することを目的とする。
本発明の一態様に係る無線通信装置は、温度及びバッテリ電圧の少なくとも一方を検出する検出部と、検出された温度が温度閾値以上である温度条件及び検出されたバッテリ電圧が電圧閾値未満である電圧条件の少なくとも一方が満たされているか否かを判定する判定部と、前記温度条件及び前記電圧条件の少なくとも一方が満たされているならば、発熱量または消費電力を小さくするための制御を基地局に要求する送信信号を生成する生成部と、前記送信信号を送信する送信部とを具備する。
本発明によれば、通信を維持しつつ無線通信装置の過度の温度上昇またはバッテリの枯渇を防止できる。
第1の実施形態に係る無線通信装置を示すブロック図。 図1の検出部を示すブロック図。 第2の実施形態に係る無線通信装置を示すブロック図。 システム間の送信電力の差異の説明図。 第3の実施形態に係る無線通信装置を示すブロック図。 バンド間の送信電力の差異の説明図。 第4の実施形態に係る無線通信装置を示すブロック図。 図1、図3、図5及び図7の無線通信装置の変形例を示すブロック図。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
(第1の実施形態)
図1に示すように、本発明の第1の実施形態に係る無線通信装置は、アンテナ100、
RF(Radio Frequency)フロントエンド部110、RF部120、モデム部131、モデム部132、CPU(Central Processing Unit)140、検出部150及び記憶部160を有する。本実施形態に係る無線通信装置は、マルチシステム(例えば、GSM(Global System for Mobile Communications)、WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)など)をサポートする。例えば図1の無線通信装置はシステムA及びシステムBの2種類のシステムをサポートする。システムAは、システムBに比べて通信速度が高いとする。尚、本実施形態に係る無線通信装置は、3種類以上のシステムをサポートしても勿論よい。
アンテナ100は、RFフロントエンド部110からのRF帯の送信信号を図示しない基地局に送信する。また、アンテナ100は、RF帯の受信信号を基地局から受信してRFフロントエンド部110に入力する。
RFフロントエンド部110は、高周波スイッチングなどのRFフロントエンド処理を行う。具体的には、RFフロントエンド部110はRF部120からのRF帯の送信信号をアンテナ100に入力する。また、RFフロントエンド部110は、アンテナ100からのRF帯の受信信号をRF部120に入力する。
RF部120は、図1の無線通信装置がサポートするバンドに関するRF処理を行う。具体的には、RF部120は、モデム部131またはモデム部132からのベースバンド帯の送信信号のアップコンバート、調整(フィルタリング、電力増幅など)を行うことによりRF帯の送信信号を生成し、RFフロントエンド部110に入力する。また、RF部120は、RFフロントエンド部110からのRF帯の受信信号のダウコンバート、調整(フィルタリング、低雑音増幅など)を行うことによりベースバンド帯の受信信号を生成し、モデム部131またはモデム部132に入力する。
モデム部131は、システムAに関するモデム処理を行う。具体的には、モデム部131は、送信データにデジタル変調、デジタル−アナログ変換などを行うことによりベースバンド帯の送信信号を生成し、RF部120に入力する。また、モデム部131は、RF部120からのベースバンド帯の受信信号にアナログ−デジタル変換、デジタル復調などを行うことにより受信データを生成する。モデム部132は、システムBに関するモデム処理を行う。
CPU140は、モデム部131及びモデム部132を制御する。具体的には、CPU140は、検出部150からの検出値が所定の条件を満たすか否かを判定する。CPU140は、検出値が所定の条件を満たすと判定したならば、発熱量または消費電力を小さくするための制御を基地局に要求する送信信号をモデム部131またはモデム部132に生成させる。CPU140の動作の詳細は後述する。尚、CPU140はその他の種類のプロセッサに置き換えられてもよい。
検出部150は、無線通信装置の温度(例えば、基板温度)及びバッテリ電圧の少なくとも一方を所定のタイミングで検出し、CPU140に入力する。以降の説明では、簡単化のために、検出部150が無線通信装置の温度及びバッテリ電圧の両方を検出すると仮定する。検出部150は、図2に示すように、温度検出部151及びバッテリ電圧検出部152を含む。温度検出部151は、例えば基板上に設置される温度センサまたはサーミスタであり、無線通信装置の温度を検出する。バッテリ電圧検出部152は、無線通信装置の図示しないバッテリの電圧を検出する電圧センサである。尚、バッテリ電圧検出部152は、バッテリの残量を示す別の指標を検出してもよい。
記憶部160は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、ハードディスクなどの記憶媒体を含む。記憶部160には、CPU140の制御プログラム、制御データ、ユーザが作成した各種データ、図示しないリムーバブルメディアに関する制御データなどが記憶される。また、CPU140にプログラムを実行させることにより各種機能を実現する場合には、対応するプログラムが例えば記憶部160またはリムーバブルメディアなどの記憶手段に記憶される。
以下、CPU140が行う各種処理を説明する。
CPU140は、検出部150からの検出温度及び検出電圧を温度閾値及び電圧閾値と夫々比較する。CPU140は、検出温度が温度閾値以上となる温度条件及び検出電圧が電圧閾値未満となる電圧条件が満たされているか否かを夫々判定する。CPU140は、温度条件及び電圧条件の少なくとも一方が満たされているならば、発熱量または消費電力を小さくするための制御を基地局に要求する送信信号をモデム部131またはモデム部132に生成させる。具体的には、CPU140は、その時点において利用可能なシステムのうち通信速度のより遅い1つへのシステムハンドオフを基地局に要求する送信信号をモデム部131またはモデム部132に生成させる。例えば、システムA及びシステムBの両方が利用可能であるならば、CPU140は通信速度のより遅いシステムBへのシステムハンドオフを基地局に要求する送信信号をモデム部131またはモデム部132に生成させる。尚、利用可能なシステムが3種類以上であるならば、CPU140は、通信速度の最も遅いシステムを選択してもよいし、通信速度のより遅いシステムを段階的に選択してもよい。また、選択基準となる通信速度は、実際の計測値であってもよいし、各システムの公称値などであってもよい。
また、CPU140は、発熱量が抑えられたことにより無線通信装置の温度が十分に低下した場合または充電等によりバッテリ電圧が十分に回復した場合には、高速なシステムに復帰させるためのシステムハンドオフを基地局に要求する送信信号をモデム部131またはモデム部132に生成させてもよい。尚、CPU140は、上記温度閾値及び電圧閾値と同じ閾値を使用して復帰判定を行ってもよいし、異なる閾値を使用して復帰判定を行ってもよい。特に、温度条件判定と復帰判定とで同じ温度閾値を使用すると、温度の微小な変動に伴ってシステムハンドオフが頻発するおそれがある。故に、例えば、復帰判定における温度閾値は、温度条件判定における温度閾値に比べて低く設定してもよい。一方、バッテリ電圧が充電によって回復した場合には充電状態が暫く継続すると予想できるので電圧条件判定と復帰判定とで同じ電圧閾値を使用してもよいが、温度の場合と同様に前者を後者に比べて高く設定してもよい。
以上説明したように、本発明の第1の実施形態に係る無線通信装置は、その温度が温度閾値以上となったとき、または、バッテリ電圧が電圧閾値未満となったときに、通信速度のより遅いシステムへのシステムハンドオフを要求する送信信号を生成し、基地局に送信する。従って、本実施形態に係る無線通信装置によれば、基地局がシステムハンドオフを許可した場合に発熱量及び消費電力が抑制されるので、通信を維持しつつ過度の温度上昇及びバッテリの枯渇を防止できる。
(第2の実施形態)
図3に示すように本発明の第2の実施形態に係る無線通信装置は、アンテナ100、RFフロントエンド部110、RF部120、モデム部131、モデム部132、CPU240、検出部150、記憶部160及びRSSI(Received Signal Strength Indicator)検出部270を有する。以下の説明では、図3において図1と同一部分には同一符号を付して示し、異なる部分を中心に述べる。本実施形態に係る無線通信装置は、第1の実施形態と同様に、マルチシステムをサポートする。例えば図3の無線通信装置は、システムA及びシステムBの2種類のシステムをサポートする。尚、本実施形態に係る無線通信装置は、3種類以上のシステムをサポートしても勿論よい。
RSSI検出部270は、所定のタイミングでシステムA及びシステムBの受信電力を夫々検出し、CPU240に入力する。
CPU240は、検出部150からの検出温度及び検出電圧を温度閾値及び電圧閾値と夫々比較する。CPU240は、検出温度が温度閾値以上となる温度条件及び検出電圧が電圧閾値未満となる電圧条件が満たされているか否かを夫々判定する。CPU240は、温度条件及び電圧条件の少なくとも一方が満たされているならば、発熱量または消費電力を小さくするための制御を基地局に要求する送信信号をモデム部131またはモデム部132に生成させる。具体的には、CPU240は、その時点において利用可能なシステムのうち受信電力のより大きい1つへのシステムハンドオフを基地局に要求する送信信号をモデム部131またはモデム部132に生成させる。例えば、システムA及びシステムBの両方が利用可能であり、システムBの受信電力がシステムAに比べて大きいとする。この場合には、図4に示すように、システムAを選択した場合に通信を維持するために必要な送信電力はシステムBに比べて大きくなる。故に、受信電力のより大きなシステムを選択することは、消費電力及び発熱量の抑制に有効である。CPU240は受信電力の大きいシステムBへのシステムハンドオフを基地局に要求する送信信号をモデム部131またはモデム部132に生成させる。尚、利用可能なシステムが3種類以上であるならば、CPU240は、受信電力の最も大きいシステムを選択してもよいし、受信電力のより大きいシステムを段階的に選択してもよい。
以上説明したように、本発明の第2の実施形態に係る無線通信装置は、その温度が温度閾値以上となったとき、または、バッテリ電圧が電圧閾値未満となったときに、受信電力のより大きなシステムへのシステムハンドオフを要求する送信信号を生成し、基地局に送信する。従って、本実施形態に係る無線通信装置によれば、基地局がシステムハンドオフを許可した場合に発熱量及び消費電力が抑制されるので、通信を維持しつつ過度の温度上昇及びバッテリの枯渇を防止できる。
(第3の実施形態)
図5に示すように、本発明の第3の実施形態に係る無線通信装置は、アンテナ100、RFフロントエンド部110、RF部320−a、RF部320−b、モデム部330、CPU340、検出部150、記憶部160及びRSSI検出部370を有する。以下の説明では、図5において図1または図3と同一部分には同一符号を付して示し、異なる部分を中心に述べる。本実施形態に係る無線通信装置は、マルチバンドをサポートする。例えば図5の無線通信装置は、バンドa及びバンドbの2種類のバンドをサポートする。尚、本実施形態に係る無線通信装置は、3種類以上のバンドをサポートしても勿論よい。
RF部320−aは、バンドaに関するRF処理を行う。RF部320−bは、バンドbに関するRF処理を行う。モデム部330は、図5の無線通信装置がサポートするシステムに関するモデム処理を行う。RSSI検出部370は、所定のタイミングでバンドa及びバンドbの受信電力を夫々検出し、CPU240に入力する。
CPU340は、検出部150からの検出温度及び検出電圧を温度閾値及び電圧閾値と夫々比較する。CPU340は、検出温度が温度閾値以上となる温度条件及び検出電圧が電圧閾値未満となる電圧条件が満たされているか否かを夫々判定する。CPU340は、温度条件及び電圧条件の少なくとも一方が満たされているならば、発熱量または消費電力を小さくするための制御を基地局に要求する送信信号をモデム部330に生成させる。具体的には、CPU340は、その時点において利用可能なバンドのうち受信電力のより大きい1つへのハードハンドオフを基地局に要求する送信信号をモデム部330に生成させる。例えば、バンドa及びバンドbの両方が利用可能であり、バンドbの受信電力がバンドaに比べて大きいとする。この場合には、図6に示すように、バンドaを選択した場合に通信を維持するために必要な送信電力はバンドbに比べて大きくなる。故に、受信電力のより大きなバンドを選択することは、消費電力及び発熱量の抑制に有効である。CPU340は受信電力の大きいバンドbへのハードハンドオフを基地局に要求する送信信号をモデム部330に生成させる。尚、利用可能なバンドが3種類以上であるならば、CPU340は、受信電力の最も大きいバンドを選択してもよいし、受信電力のより大きいバンドを段階的に選択してもよい。
また、一般に、周波数の低いバンドは、周波数の高いバンドに比べてカバーエリアが広く、同位置における受信電力が強い傾向にある。故に、CPU340は、温度条件または電圧条件が満たされる場合には、受信電力を参照することなく、周波数のより低いバンドを選択してもよい。このような制御を採用する場合には、RSSI検出部370は不要である。尚、このような制御を採用する場合にも、CPU340は、周波数の最も低いバンドを選択してもよいし、周波数のより低いバンドを段階的に選択してもよい。
以上説明したように、本発明の第3の実施形態に係る無線通信装置は、その温度が温度閾値以上となったとき、または、バッテリ電圧が電圧閾値未満となったときに、受信電力のより大きなバンド(または周波数のより低いバンド)へのハードハンドオフを要求する送信信号を生成し、基地局に送信する。従って、本実施形態に係る無線通信装置によれば、基地局がハードハンドオフを許可した場合に発熱量及び消費電力が抑制されるので、通信を維持しつつ過度の温度上昇及びバッテリの枯渇を防止できる。
(第4の実施形態)
図7に示すように、本発明の第4の実施形態に係る無線通信装置は、第1のアンテナ401、第2のアンテナ402、第1のRFフロントエンド部411、第2のRFフロントエンド部412、第1のRF部421、第2のRF部422、モデム部430、CPU440、検出部150及び記憶部160を有する。以下の説明では、図7において図1と同一部分には同一符号を付して示し、異なる部分を中心に述べる。本実施形態に係る無線通信装置は、MIMO通信をサポートする。例えば図7の無線通信装置は、最大2パス(ストリーム)のMIMO通信をサポートする。尚、本実施形態に係る無線通信装置は、最大3パス以上のMIMO通信をサポートしても勿論よい。
第1のアンテナ401、第1のRFフロントエンド部411及び第1のRF部421は、第1のパスにおける送信及び受信のための処理を行う。一方、第2のアンテナ402、第2のRFフロントエンド部412及び第2のRF部422は、第2のパスにおける受信専用(または送信及び受信のため)の処理を行う。モデム部430は、図7の無線通信装置がサポートするシステムに関するモデム処理を行う。
CPU440は、検出部150からの検出温度及び検出電圧を温度閾値及び電圧閾値と夫々比較する。CPU440は、検出温度が温度閾値以上となる温度条件及び検出電圧が電圧閾値未満となる電圧条件が満たされているか否かを夫々判定する。CPU440は、温度条件及び電圧条件の少なくとも一方が満たされているならば、発熱量または消費電力を小さくするための制御を基地局に要求する送信信号をモデム部430に生成させる。具体的には、CPU440は、MIMO通信からSISO(Single Input Single Output)通信への変更を基地局に要求するパラメータを含む送信信号をモデム部430に生成させる。MIMO通信からSISO通信へ変更されると、パス数の減少に伴ってデータ処理量が減少する。即ち、MIMO通信からSISO通信への変更は、消費電力及び発熱量の抑制に有効である。尚、最大のパス数が3以上であるならば、CPU440はパス数に関わらずSISO通信への変更を選択してもよいし、パス数を段階的に減少することを選択してもよい。
また、CPU440は、発熱量が抑えられたことにより無線通信装置の温度が十分に低下した場合または充電等によりバッテリ電圧が十分に回復した場合には、SISO通信からMIMO通信への復帰(または、パス数の増加)を基地局に要求する送信信号をモデム部430に生成させてもよい。尚、CPU440は、上記温度閾値及び電圧閾値と同じ閾値を使用して復帰判定を行ってもよいし、異なる閾値を使用して復帰判定を行ってもよい。特に、温度条件判定と復帰判定とで同じ温度閾値を使用すると、温度の微小な変動に伴ってMIMO通信及びSISO通信間の切り替え(または、パス数の増減)が頻発するおそれがある。故に、例えば、復帰判定における温度閾値は、温度条件判定における温度閾値に比べて低く設定してもよい。一方、バッテリ電圧が充電によって回復した場合には充電状態が暫く継続すると予想できるので電圧条件判定と復帰判定とで同じ電圧閾値を使用してもよいが、温度の場合と同様に前者を後者に比べて高く設定してもよい。
以上説明したように、本発明の第4の実施形態に係る無線通信装置は、その温度が温度閾値以上となったとき、または、バッテリ電圧が電圧閾値未満となったときに、MIMO通信からSISO通信への変更(または、パス数の減少)を要求する送信信号を生成し、基地局に送信する。従って、本実施形態に係る無線通信装置によれば、基地局がSISO通信への変更(または、パス数の減少)を許可した場合に発熱量及び消費電力が抑制されるので、通信を維持しつつ過度の温度上昇及びバッテリの枯渇を防止できる。
尚、本発明は各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、各実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、図8に示すような、マルチシステム、マルチバンド及びMIMO通信のいずれもサポートする無線通信装置に関して、前述の各実施形態において説明した制御を組み合わせて適用してもよい。
例えば、各実施形態の処理を実現するプログラムを、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納して提供することも可能である。記憶媒体としては、磁気ディスク、光ディスク(CD−ROM、CD−R、DVD等)、光磁気ディスク(MO等)、半導体メモリなど、プログラムを記憶でき、かつ、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であってもよい。
また、各実施形態の処理を実現するプログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ(サーバ)上に格納し、ネットワーク経由でコンピュータ(クライアント)にダウンロードさせてもよい。
100,401,402・・・アンテナ
110,411,412・・・RFフロントエンド部
120,320,421,422,521,522・・・RF部
131,132,330,430,531,532・・・モデム部
140,240,340,440,540・・・CPU
150・・・検出部
151・・・温度検出部
152・・・バッテリ電圧検出部
160・・・記憶部
270,370,571,572・・・RSSI検出部

Claims (6)

  1. 温度及びバッテリ電圧の少なくとも一方を検出する検出部と、
    検出された温度が温度閾値以上である温度条件及び検出されたバッテリ電圧が電圧閾値未満である電圧条件の少なくとも一方が満たされているか否かを判定する判定部と、
    前記温度条件及び前記電圧条件の少なくとも一方が満たされているならば、発熱量または消費電力を小さくするための制御を基地局に要求する送信信号を生成する生成部と、
    前記送信信号を送信する送信部と
    を具備する無線通信装置。
  2. 受信電力を検出する受信電力検出部を更に具備し、
    前記生成部は、前記温度条件及び前記電圧条件の少なくとも一方が満たされているならば、前記受信電力のより大きいバンドへのハードハンドオフ要求を含む送信信号を生成する、請求項1記載の無線通信装置。
  3. 前記生成部は、前記温度条件及び前記電圧条件の少なくとも一方が満たされているならば、周波数のより低いバンドへのハードハンドオフ要求を含む送信信号を生成する、請求項1記載の無線通信装置。
  4. 前記生成部は、前記温度条件及び前記電圧条件の少なくとも一方が満たされているならば、MIMO通信におけるパス数を減少させる要求パラメータまたはMIMO通信からSISO通信に変更する要求パラメータを含む送信信号を生成する、請求項1記載の無線通信装置。
  5. 前記生成部は、前記温度条件及び前記電圧条件の少なくとも一方が満たされているならば、通信速度のより低いシステムへのシステムハンドオフ要求を含む送信信号を生成する、請求項1記載の無線通信装置。
  6. 受信電力を検出する受信電力検出部を更に具備し、
    前記生成部は、前記温度条件及び前記電圧条件の少なくとも一方が満たされているならば、前記受信電力のより大きいシステムへのシステムハンドオフ要求を含む送信信号を生成する、請求項1記載の無線通信装置。
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