JP4784358B2 - 無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信技術に関し、特に相手無線装置の送信電力を制御する送信電力制御技術に関する。

無線通信装置には、相手無線装置からの電波を適切な受信感度で受信するため、送信側の相手無線装置に対して段階的な送信電力の増加または低下を指示する送信電力制御機能を備えるものがある。

例えば、ブルートゥース(Bluetooth：商標登録)では、相手無線装置からの電波の受信電界強度（ＲＳＳＩ：Recieving Signal Strength Indicator）と所定の基準範囲内にあるかどうか判定して、受信電界強度が下限値を超えた場合は相手無線装置に対して送信電力の増加を指示し、受信電界強度が上限値を超えた場合は送信電力の低下を指示する機能を持つ（例えば、非特許文献１など参照）。これら指示に応じて、相手無線装置では、所定のステップ幅で送信電力を段階的に調整する。これにより、受信側の受信電界強度をほぼ一定に保持することができ、安定した無線通信を実現することが可能となる。

"3 TRANSMITTER CHARACTERISTICS",BLUETOOTH SPECIFICATION Version1.2 [vol2],pp33

しかしながら、このような従来技術では、送信電力制御の安定制などを考慮して、相手無線装置からの電波の受信電界強度を判定する基準範囲として、ある程度の許容幅が設けられているため、また相手無線装置の送信出力レベルを直接問い合わせる機能を持たないため、場合によってはその許容幅内において相手無線装置の送信電力が高めに維持されてしまい、相手無線装置での電力消費が必要以上に増加するという問題点があった。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、相手無線装置での無駄な電力消費を抑制できる無線通信装置を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかる無線通信装置は、電波を送受信することにより相手無線装置と無線通信を行う際、相手無線装置からの電波の受信電界強度が所定の基準範囲内となるよう、受信電界強度が基準範囲内にあるか否かの判定結果に基づいて、相手無線装置に対し送信出力低下指示または送信出力増加指示により送信出力の変更を指示する送信出力制御手段と、相手無線装置に対して送信出力の低減を指示する送信出力低減指示を周期的に生成して通知する送信出力低減手段とを備えている。

また、本発明にかかる他の無線通信装置は、電波を送受信することにより相手無線装置と無線通信を行う際、相手無線装置からの電波の受信電界強度が所定の基準範囲内となるよう、受信電界強度が基準範囲内にあるか否かの判定結果に基づいて、相手無線装置に対し送信出力低下指示または送信出力増加指示により送信出力の変更を指示する送信出力制御手段と、送信出力制御手段により所定期間内に前記送信出力の変更が所定回数以上行われた場合、相手無線装置に対して送信出力の低減を指示する送信出力低減指示を生成して通知する送信出力低減手段とを備えている。

本発明によれば、送信出力低減手段により、周期的に、あるいは送信出力制御手段による送信出力の変更状況に基づいて、相手無線装置に対して送信出力の低減を指示する送信出力低減指示が通知されるため、送信出力制御動作により受信電界強度が基準範囲内に制御されていても、その送信出力の低減が指示されるため、相手無線装置で送信出力の低減が試みられる。

これにより、受信電界強度が基準範囲内であって相手無線装置の送信出力が高めに設定されている場合には、その送信出力が低減されて、受信電界強度が基準範囲内であって相手無線装置の送信出力が低めの状態で無線通信が行われることになり、相手無線装置の送信出力レベルを直接問い合わせる機能を持たない場合でも、相手無線装置での無用な電力消費を抑制できる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信装置について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信装置の構成を示すブロック図である。

この無線通信装置１は、アンテナ１０を介して電波３を送受信することにより相手無線装置２と無線通信を行う電子機器であり、相手無線装置２からの電波３の受信電界強度が所定の基準範囲内にあるか否かの判定結果に基づいて相手無線装置２に対し送信出力の変更を指示する送信出力制御機能を有している。相手無線装置２は、無線通信装置１からの送信出力変更指示に応じて相手無線装置２から無線通信装置１へ送信する電波の送信出力を増減する機能を有している。

本実施の形態は、送信出力低減手段により、周期的に、あるいは送信出力制御手段による送信出力の変更状況に基づいて、相手無線装置に対して送信出力の低減を指示する送信出力低減指示を通知するようにしたものである。

［無線通信装置］
次に、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信装置の構成について詳細に説明する。
この無線通信装置１には、主な機能部として、アンテナ１０、アンテナスイッチ（ＳＷ）１１、送信回路１２、受信回路１３、無線通信部１４、機能処理部１５、記憶部１６、計時部１７、および制御部１８が設けられている。

アンテナ１０は、相手無線装置２との間で電波を送受信するための空中線である。アンテナスイッチ１１は、アンテナ１０を送信回路１２側と受信回路１３側のいずれかに切替接続する回路部である。送信回路１２は、無線通信部１４からの送信信号を変調してアンテナ１０へ出力する回路部である。受信回路１３は、アンテナ１０で受信された電波の受信電界強度（ＲＳＳＩ：：Recieving Signal Strength Indicator）を検出して無線通信部１４へ出力するとともに、アンテナ１０で受信された電波から所望の受信信号を復調して無線通信部１４へ出力する回路部である。

無線通信部１４は、送信回路１２への送信信号と受信回路１３からの受信信号を用いて相手無線装置２との間で無線通信を行う機能部であり、主な機能手段として、無線制御手段１４Ａと送信出力制御手段１４Ｂとを有している。なお、これら機能手段は、専用の処理回路で構成してもよく、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路で所定のプログラム１６Ｂを読み込んで実行することにより上記ハードウェアとプログラムとを協働させることにより各機能手段を実現してもよい。

無線制御手段１４Ａは、所定の無線通信方式に基づき無線通信を制御する機能手段であり、所定のタイミングで送信信号および受信信号を入出力する機能と、制御部１８からの送信データから送信信号を生成して送信回路１２へ出力する機能と、受信回路１３からの受信信号から所定の無線通信方式に基づき受信データを生成して制御部１８へ出力する機能とを有している。

送信出力制御手段１４Ｂは、受信回路１３で検出された受信電界強度が所定の基準範囲内にあるか否かを判定する機能と、その判定結果に基づいて相手無線装置２に対し送信出力の変更を示す送信出力変更指示を送信信号により出力する機能とを有している。

機能処理部１５は、相手無線装置２との無線データ通信を用いて所望の機能処理を実現する回路部である。例えば相手無線装置２との通話機能を実現する際には、制御部１８からの受信データを音声信号に復号してスピーカから出力する機能と、マイクで検出した音声信号を送信データに符号化して制御部１８へ出力する機能を持つ。

記憶部１６は、メモリやハードディスクなどの記憶装置からなり、制御部１８での処理動作に用いる各種処理情報１６Ａと、制御部１８に読み込まれて実行されることにより各種機能を実現するプログラム１６Ｂとを記憶する機能を有している。
計時部１７は、制御部１８からの指示に応じて所望の期間長を計時するタイマー機能を有する回路部である。

制御部１８は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、記憶部１６からプログラム１６Ｂを読み込んで実行することにより上記ハードウェアとプログラムとを協働させて各種機能手段を実現し、無線通信装置１全体を制御する機能部であり、主な機能手段として通信制御手段１８Ａと送信出力低減手段１８Ｂを有している。

通信制御手段１８Ａは、無線通信部１４を介して相手無線装置２と機能処理部１５との間で送受信データをやり取りする無線データ通信を制御する機能を有している。
送信出力低減手段１８Ｂは、周期的に、あるいは送信出力制御手段１４Ｂによる相手無線装置２に対する送信出力の変更状況に基づいて、相手無線装置２に対して送信出力の低減を指示する送信出力低減指示を無線通信部１４を介して通知する機能を有している。

［第１の実施の形態の動作］
次に、図２〜図４を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信装置の動作について説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信装置の送信出力制御処理を示すフローチャートである。図３は、本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信装置の送信出力低減処理を示すフローチャートである。図４は、本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信装置の動作例を示すタイミングチャートである。

まず、図２を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信装置の送信出力制御動作について説明する。
無線通信装置１の無線通信部１４は、無線制御手段１４Ａを用いた相手無線装置２との無線通信の開始に応じて、送信出力制御手段１４Ｂにより、図２の送信出力制御処理を開始する。

送信出力制御手段１４Ｂは、まず、受信回路１３で検出された相手無線装置２からの電波の受信電界強度Ｒｓを取得し（ステップ１００）、送信側上限値ＲｓＵおよび送信側下限値ＲｓＬからなる基準範囲と比較する。
ここで、受信電界強度Ｒｓが送信側上限値ＲｓＵを上回っている場合（ステップ１０１：ＹＥＳ）、送信出力制御手段１４Ｂは、送信出力の低下を指示する送信出力低下指示を含む送信データを生成して、送信回路１２へ出力し（ステップ１０２）、ステップ１００へ戻る。これにより、この送信出力低下指示が、アンテナスイッチ１１およびアンテナ１０を介して相手無線装置２へ通知される。

また、受信電界強度Ｒｓが送信側上限値ＲｓＵを上回っておらず場合（ステップ１０１：ＮＯ）、受信電界強度Ｒｓが送信側下限値ＲｓＬを下回っている場合（ステップ１０３：ＹＥＳ）、送信出力制御手段１４Ｂは、送信出力の増加を指示する送信出力増加指示を含む送信データを生成して、送信回路１２へ出力し（ステップ１０４）、ステップ１００へ戻る。これにより、この送信出力増加指示が、アンテナスイッチ１１およびアンテナ１０を介して相手無線装置２へ通知される。

これら送信出力低下指示や送信出力増加指示は、所定幅だけ送信出力の増減を指示するもので、相手無線装置２は、これら指示に応じて、予め決められた可変範囲内において、電波の送信出力を所定幅だけ増減する。
これにより、無線通信装置１と相手無線装置２との距離や場所の変化などの要因で無線通信環境が変動した場合でも、無線通信装置１において相手無線装置２からの電波の受信電界強度が適切な値に保たれ、安定した無線通信が実現される。

次に、図３を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信装置の送信出力低減動作について説明する。
無線通信装置１の制御部１８は、無線通信部１４を用いた相手無線装置２との無線通信の開始に応じて、送信出力低減手段１８Ｂにより、図３の送信出力低減処理を開始する。

送信出力低減手段１８Ｂは、まず、無線制御手段１４Ａからの制御情報に基づき相手無線装置２との無線通信開始が確認された場合（ステップ１１０：ＹＥＳ）、計時部１７を用いて所定の低減指示周期ｔｃ経過後にタイムアップする送信出力低減タイマーを起動する（ステップ１１１）。
無線通信開始後、送信出力低減タイマーがタイムアップした場合（ステップ１１２：ＹＥＳ）、送信出力低減手段１８Ｂは、送信出力の低減を指示する送信出力低減指示を含む送信データを生成して無線通信部１４へ出力し（ステップ１１３）、送信出力低減タイマーを再起動する（ステップ１１４）。この送信出力低減指示が、無線通信部１４から送信回路１２、アンテナスイッチ１１、およびアンテナ１０を介して相手無線装置２へ通知される。

一方、送信出力低減タイマーがタイムアップしていない場合（ステップ１２２：ＮＯ）、あるいはステップ１１４の後、送信出力低減手段１８Ｂは、無線通信終了が確認されるまで上記処理（ステップ１１２〜１１４）を繰り返し実行する（ステップ１１５：ＮＯ）。また、相手無線装置２との無線通信終了が確認された場合（ステップ１１５：ＹＥＳ）、送信出力低減タイマーを停止して（ステップ１１６）、一連の送信出力低減処理を終了する。

なお、ステップ１１０において、無線制御手段１４Ａからの制御情報に基づき無線通信開始が確認されなかった場合（ステップ１１０：ＮＯ）、送信出力低減手段１８Ｂは、実際の無線通信開始とその確認処理とのタイムラグを考慮して念のために無線通信終了を確認する（ステップ１１７）。ここで無線通信終了が確認されなかった場合には（ステップ１１７：ＮＯ）、ステップ１００へ戻って再度無線通信開始を確認する。また、無線通信終了が確認された場合には（ステップ１１７：ＹＥＳ）、ステップ１１６へ移行して、送信出力低減タイマーを停止した後、一連の送信出力低減処理を終了する。

この送信出力低減指示は、所定幅だけ送信出力の低減を指示するもので、相手無線装置２は、この指示に応じて、予め決められた可変範囲内において、電波の送信出力を所定幅だけ低減する。
前述したように、送信出力制御動作で用いられている基準範囲には、送信出力の安定制御を目的として、送信側上限値ＲｓＵから送信側下限値ＲｓＬまである程度の幅を有しており、通常、この幅は送信出力低下／増加指示による変化幅の複数ステップ分に相当する。したがって、送信出力制御動作により、受信電界強度Ｒｓが基準範囲内に制御されていても、高めの送信出力に設定されている可能性がある。

本実施の形態によれば、制御部１８の送信出力低減手段１８Ｂにより、低減指示周期ｔｃで送信出力低減指示が相手無線装置２へ通知されるため、送信出力制御動作により受信電界強度Ｒｓが基準範囲内に制御されていても、その送信出力の低減が指示されるため、相手無線装置２で送信出力の低減が試みられる。
これにより、受信電界強度Ｒｓが基準範囲内であって相手無線装置２の送信出力が高めに設定されている場合には、その送信出力が低減されて、受信電界強度Ｒｓが基準範囲内であって相手無線装置２の送信出力が低めの状態で無線通信が行われることになり、相手無線装置の送信出力レベルを直接問い合わせる機能を持たない場合でも、相手無線装置２での無用な電力消費を抑制できる。

なお、受信電界強度Ｒｓが基準範囲内であって相手無線装置２の送信出力が低めの状態で送信出力の低減が指示された場合、無線通信装置１の受信電界強度Ｒｓが基準範囲から外れてしまうことになる。しかし、この状態は無線通信部１４の送信出力制御手段１４Ｂにより検出されて、送信出力増加指示が相手無線装置２へ通知される。このため、通信環境はすぐに改善され、無線通信が中断されることはない。

次に、図４を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信装置の動作例について説明する。ここでは、相手無線装置２との通信開始後、無線通信環境の変動に応じて送信出力の低下および増加を指示した後、送信出力の低減を指示する場合を例として説明する。

無線通信装置１は、時刻Ｔ０に相手無線装置２との無線通信の開始に応じて、無線通信部１４の送信出力制御手段１４Ｂにより図２の送信出力制御動作を開始し、受信電界強度Ｒｓに基づいて相手無線装置２の送信出力を制御する。この際、相手無線装置２の送信出力Ｔｐｗはレベル１を最低としレベル５を最大とする５段階中のレベル３に制御されているものとする。
また、制御部１８の送信出力低減手段１８Ｂにより、図３の送信出力低減動作を開始し、時刻Ｔ０から低減指示周期ｔｃ後にタイムアップする送信出力低減タイマーを起動する。

その後、無線通信環境の変動に応じて受信電界強度Ｒｓが上昇し、時刻Ｔ１にＲｓが送信側上限値ＲｓＵを上回った場合、送信出力制御手段１４Ｂは、相手無線装置２に対して送信出力低下指示を通知する（ステップ１２０）。これにより、相手無線装置２により送信出力Ｔｐｗが１レベル（所定幅）分下げられてレベル３→レベル２に変更され、無線通信装置１の受信電界強度Ｒｓが基準範囲内に制御される。

その後、無線通信環境の変動に応じて受信電界強度Ｒｓが低下し、時刻Ｔ２にＲｓが送信側下限値ＲｓＬを下回った場合、送信出力制御手段１４Ｂは、相手無線装置２に対して送信出力増加指示を通知する（ステップ１２１）。これにより、相手無線装置２により送信出力Ｔｐｗが１レベル（所定幅）分上げられてレベル２→レベル３に変更され、無線通信装置１の受信電界強度Ｒｓが基準範囲内に制御される。

その後、無線通信環境の変動に応じて受信電界強度Ｒｓが上昇し、無線通信装置１の受信電界強度Ｒｓが送信側上限値ＲｓＵ付近まで上昇した状態が継続された場合、Ｒｓは基準範囲内であるため送信出力制御手段１４Ｂから送信出力低下指示は通知されない。
その後の時刻Ｔ３に送信出力低減タイマーがタイムアップし、送信出力低減手段１８Ｂは、相手無線装置２に対して送信出力低減指示を通知する（ステップ１２２）。

これにより、相手無線装置２の送信出力Ｔｗｐが１レベル分下げられてレベル３→レベル２に変更されるものの、無線通信装置１の受信電界強度Ｒｓが基準範囲内にある。このため、受信電界強度Ｒｓが基準範囲内であって相手無線装置２の送信出力が低めの状態で無線通信が行われることになり、送信出力の低減を試みなかった場合（図４中太破線参照）と比較して、相手無線装置２での無用な電力消費を抑制できる。

［第２の実施の形態］
次に、図５を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる無線通信装置について説明する。図５は、本発明の第２の実施の形態にかかる無線通信装置の構成を示すブロック図であり、前述した図１と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。

本実施の形態は、アンテナスイッチ１１と受信回路１３との間に設けられた受信アンプ１９を用いて、無線通信装置１の受信利得が切替制御される場合に、相手無線装置に対して送信出力の低減を指示する送信出力低減指示を通知する例について説明する。
前述した第１の実施の形態（図１参照）と比較して、本実施の形態にかかる無線通信装置１には、受信アンプ１９と制御部１８の受信利得制御手段１８Ｃとが追加されている。なお。その他の構成については第１の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。

受信アンプ１９は、アンプ自体で発生するノイズが少ない一般的なローノイズアンプ（ＬＮＡ）からなり、アンテナ１０で受信した電波を増幅して受信回路１３へ出力する機能を有している。

受信利得制御手段１８Ｃは、送信出力制御手段１４Ｂでの相手無線装置２に対する送信出力変更状況に基づき、受信アンプ１９の利得を制御する機能を有している。この際、受信アンプ１９の利得制御は、受信利得制御手段１８Ｃからの利得制御信号により受信アンプ１９の電源をオン／オフ制御してもよく、受信アンプ１９に設けられている利得切替機能を利得制御信号により制御してもよく、利得制御信号により受信アンプ１９とそのバイパス回路の切替制御を行うようにしてもよい。

［第２の実施の形態の動作］
次に、図６〜図８を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる無線通信装置の動作について説明する。図６は、本発明の第２の実施の形態にかかる無線通信装置の受信利得制御処理を示すフローチャートである。図７は、本発明の第２の実施の形態にかかる送信出力制御動作を示す説明図である。図８は、本発明の第２の実施の形態にかかる無線通信装置の動作例を示すタイミングチャートである。

まず、図６を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる無線通信装置の受信利得制御動作について説明する。
無線通信装置１の制御部１８は、無線通信部１４を用いた相手無線装置２との無線通信の開始に応じて、受信利得制御手段１８Ｃにより、図６の受信利得制御処理を開始する。ここでは、電源オン／オフによる受信アンプ１９の動作／停止の切り替えに基づき受信利得の制御を行う場合を例として説明する。

受信利得制御手段１８Ｃは、まず、無線制御手段１４Ａからの制御情報に基づき相手無線装置２との無線通信開始が確認された場合（ステップ２００：ＹＥＳ）、利得制御信号を出力して受信アンプを動作させる（ステップ２０１）。これにより、受信アンプ１９が動作して、アンテナ１０で受信した電波が高利得で増幅され、受信回路１３へ入力される。

無線通信開始後、受信利得制御手段１８Ｃは、受信回路１３で検出された相手無線装置２からの電波の受信電界強度Ｒｓを無線通信部１４を介して取得し、その受信電界強度Ｒｓが受信側上限値ＲａＵを上回っている場合（ステップ２０２：ＹＥＳ）、受信アンプ１９が動作中か判断する。ここで、受信アンプ１９が動作中の場合のみ（ステップ２０３：ＹＥＳ）、利得制御信号を出力して受信アンプ１９を停止させる（ステップ２０４）。

また、受信電界強度Ｒｓが受信側上限値ＲａＵを上回っておらず場合（ステップ２０２：ＮＯ）、受信電界強度Ｒｓが受信側下限値ＲａＬを下回っている場合（ステップ２０５：ＹＥＳ）、受信アンプ１９が停止中か判断する。ここで、受信アンプ１９が停止中の場合のみ（ステップ２０６：ＹＥＳ）、利得制御信号を出力して受信アンプ１９を動作させる（ステップ２０７）。

一方、受信電界強度が受信側上限値ＲａＵと受信側下限値ＲａＬの間にある場合（ステップ２０５：ＮＯ）、あるいはステップ２０３：ＮＯ、ステップ２０４、ステップ２０６：ＮＯ、ステップ２０７の後、受信利得制御手段１８Ｃは、無線通信終了が確認されるまでステップ２０２へ戻って上記処理（ステップ２０２〜２０７）を繰り返し実行する（ステップ２０８：ＮＯ）。また、相手無線通信装置２との無線通信の終了が確認された場合（ステップ２０８：ＹＥＳ）、受信アンプ１９を停止して（ステップ２０９）、一連の受信利得制御処理を終了する。

なお、ステップ２００において、無線制御手段１４Ａからの制御情報に基づき無線通信開始が確認されなかった場合（ステップ２００：ＮＯ）、受信利得制御手段１８Ｃは、実際の無線通信開始とその確認処理とのタイムラグを考慮して念のために無線通信終了を確認する（ステップ２１０）。ここで無線通信終了が確認されなかった場合には（ステップ２１０：ＮＯ）、ステップ２００へ戻って再度無線通信開始を確認する。また、無線通信終了が確認された場合には（ステップ２１０：ＹＥＳ）、ステップ２０９へ移行して、受信アンプを停止した後、一連の受信利得制御処理を終了する。

この受信利得制御動作による受信アンプ１９の利得制御は、送信出力制御動作や送信出力低減動作とは独立して実行されるが、基本的には送信出力制御動作を補うもので、送信出力制御動作により、無線通信状況を良好な状態に維持できなくなった場合、図７に示すように、受信アンプ１９の利得が切り替えられる。

特に、受信電界強度Ｒｓに対して、受信側上限値ＲａＵを送信側上限値ＲｓＵより高く設定し、受信側下限値ＲａＬを送信側下限値ＲｓＬより低く設定することにより、受信電界強度Ｒｓと受信側上限値ＲａＵおよび受信側下限値ＲａＬとを比較するだけで、送信出力制御動作を補う形で受信利得制御を実施することができ、送信出力制御動作と関連付けて制御することなく、受信利得制御を容易に実現できる。

図７において、横軸は相手無線装置２からの電波の強さを示しており、縦軸は受信アンプ１９の動作状態および停止状態における、相手無線装置２の送信出力の大きさを示している。
受信アンプ１９が動作している場合、相手無線装置２の送信出力Ｔｐｗは受信電界強度Ｒｓの大きさに応じてレベルＡ１〜Ａ５のいずれかに制御される。受信アンプ１９が停止している場合、相手無線装置２の送信出力Ｔｐｗは受信電界強度Ｒｓの大きさに応じてレベルＢ１〜Ｂ５のいずれかに制御される。これら送信出力制御は、受信アンプ１９での利得切り替えを除き、前述した図２に基づいて行われる。

レベルＡ１〜Ａ５およびＢ１〜Ｂ５は前述した５段階の各レベルであり、Ａ１とＢ１（最小）、Ａ２とＢ２、…、Ａ５とＢ５（最大）はそれぞれ同じ出力値をさすが、受信アンプ１９の利得の相違により受信電界強度Ｒｓが異なるため、便宜上区別してある。
各レベルＡ（Ｂ）は、受信電界強度Ｒｓに応じた許容範囲として、送信側上限値ＲｓＵおよび送信側下限値ＲｓＬが与えられ、受信電界強度Ｒｓがこの許容範囲を外れた時点で、送信出力制御手段１４Ｂからの指示に基づき、上下に隣接する他のレベルへ相手無線装置２の送信出力が変更される。

例えば、相手無線装置２がレベルＡ３の場合に、電波が弱まって受信電界強度Ｒｓが低下してレベルＡ３のＲｓＬを下回り、「レベルＡ３」から「ｕｐ」の領域へ遷移した場合、送信出力制御手段１４Ｂからの送信出力増加指示に基づき、相手無線装置２の送信出力Ｔｐｗが１レベル分上げられて「レベル４」となる。相手無線装置２の送信出力には、無線規格による上限に基づき可変範囲が決められているため、レベルＡ５より送信出力を増加させることはできない。

一方、相手無線装置２がレベルＡ３の場合に、電波が強まって受信電界強度Ｒｓが上昇してレベルＡ３のＲｓＵを上回り、「レベルＡ３」から「ｄｏｗｎ」の領域へ遷移した場合、送信出力制御手段１４Ｂからの送信出力低下指示に基づき、相手無線装置２の送信出力Ｔｐｗが１レベル分下げられて「レベル２」となる。相手無線装置２の送信出力がレベルＡ１まで下げられた後、電波が強まって受信電界強度Ｒｓが上昇し、レベルＡ１のＲｓＵを超えた場合、「ｄｏｗｎ」の領域へ遷移するため、送信出力制御手段１４Ｂからの送信出力低下指示に基づき、相手無線装置２の送信出力をさらに低下させようと試みられるが、相手無線装置２の送信出力には、予め可変範囲が決められているため、レベルＡ１より送信出力を低下させることはできない。

この後、さらに電波が強まって受信電界強度Ｒｓが上昇してＲａＵを超えた場合、「受信アンプ停止」の領域へ遷移する。これに応じて受信利得制御手段１８Ｃにより、受信アンプ１９が停止されるため、電波の強さは変化せずに受信電界強度Ｒｓだけが低下し、図７では受信アンプ停止中のレベルＢ１へ遷移する。
これにより、送信出力制御手段１４Ｂによる送信出力制御動作により、受信アンプ１９停止状態での受信電界強度Ｒｓに応じたレベルＢ１〜Ｂ５のいずれかに、相手無線装置２の送信出力が制御される。

一方、受信アンプ１９が停止している状態で、相手無線装置２の送信出力がレベルＢ５まで上げられた後、電波が弱まって受信電界強度Ｒｓが低下し、レベルＢ５のＲｓＵを超えた場合、「ｕｐ」の領域へ遷移するため、送信出力制御手段１４Ｂからの送信出力増加指示に基づき、相手無線装置２の送信出力をさらに増加させようと試みられるが、相手無線装置２の送信出力には、予め可変範囲が決められているため、レベルＢ５より送信出力を増加させることはできない。

この後、さらに電波が弱まって受信電界強度Ｒｓが低下してＲａＬを超えた場合、「受信アンプ動作」の領域へ遷移する。これに応じて受信利得制御手段１８Ｃにより、受信アンプ１９が動作されるため、電波の強さは変化せずに受信電界強度Ｒｓだけが上昇し、図７では受信アンプ停止中のレベルＡ５へ遷移する。
これにより、送信出力制御手段１４Ｂによる送信出力制御動作により、受信アンプ１９動作状態での受信電界強度Ｒｓに応じたレベルＡ１〜Ａ５のいずれかに、相手無線装置２の送信出力が制御される。

次に、図８を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる無線通信装置の動作例について説明する。ここでは、受信アンプ１９を動作させた状態で相手無線装置２と通信している場合に、無線通信環境の変動に応じて送信出力の低下を指示した後に受信アンプ１９の停止を指示し、その後、送信出力の低減を指示する場合を例として説明する。

無線通信装置１は、時刻Ｔ１０以前において、相手無線装置２との無線通信をすでに開始しており、送信出力低減タイマーは起動されていものとする。また、受信アンプ１９は動作状態にあり、相手無線装置２の送信出力Ｔｐｗは図７の「レベルＡ２」に制御されているものとする。

無線通信開始後、無線通信環境の変動に応じて受信電界強度Ｒｓが上昇し、時刻Ｔ１０にＲｓが送信側上限値ＲｓＵを上回った場合、図７において「レベルＡ２」から「ｄｏｗｎ」に遷移するため、送信出力制御手段１４Ｂは、相手無線装置２に対して送信出力低下指示を通知する（ステップ２１０）。これにより、相手無線装置２により送信出力Ｔｐｗが１レベル（所定幅）分下げられてレベル２→レベル１に変更され、無線通信装置１の受信電界強度Ｒｓが基準範囲内に制御される。

その後、無線通信環境の変動に応じて受信電界強度Ｒｓが再び上昇し、時刻Ｔ１１にＲｓが送信側上限値ＲｓＵを上回った場合、図７において「レベルＡ１」から「ｄｏｗｎ」に遷移するため、送信出力制御手段１４Ｂは、相手無線装置２に対して送信出力低下指示を通知する（ステップ２１１）。これに応じて相手無線装置２は、送信出力を低下させようとするが、相手無線装置２の送信出力には、予め可変範囲が決められているため、レベルＡ１より送信出力を低下させることはできず、送信出力の低下に失敗する。

その後、無線通信環境の変動に応じて受信電界強度Ｒｓがさらに上昇し、時刻Ｔ１２にＲｓが受信側上限値ＲａＵを上回った場合、図７において「レベルＡ１」から「受信アンプ停止」に遷移するため、受信利得制御手段１８Ｃにより受信アンプ１９が停止される（ステップ２１２）。これにより、電波の強さは変化せずに受信電界強度Ｒｓだけが低下し、図７では受信アンプ停止中の「レベルＢ１」へ遷移する。

これに応じて、時刻Ｔ１３において、受信電界強度Ｒｓが送信側下限値ＲｓＬを下回ったため、図７において「レベルＢ１」から「ｕｐ」へ変遷し、送信出力制御手段１４Ｂは、相手無線装置２に対して送信出力増加指示を通知する（ステップ２１３）。これにより、相手無線装置２により送信出力Ｔｐｗが１レベル分上げられてレベル１→レベル２に変更され、無線通信装置１の受信電界強度Ｒｓが基準範囲内に制御される。

その後、無線通信環境の変動に応じて受信電界強度Ｒｓが上昇し、無線通信装置１の受信電界強度Ｒｓが送信側上限値ＲｓＵ付近まで上昇した状態が継続された場合、Ｒｓは基準範囲内であるため送信出力制御手段１４Ｂから送信出力低下指示は通知されない。
その後の時刻Ｔ１４に送信出力低減タイマーがタイムアップし、送信出力低減手段１８Ｂは、相手無線装置２に対して送信出力低減指示を通知する（ステップ２１４）。

これにより、相手無線装置２の送信出力Ｔｗｐが１レベル分下げられてレベル２→レベル１に変更されるものの、無線通信装置１の受信電界強度Ｒｓが基準範囲内にある。このため、受信電界強度Ｒｓが基準範囲内であって相手無線装置２の送信出力が低めの状態で無線通信が行われることになり、送信出力の低減を試みなかった場合（図８中太破線参照）と比較して、相手無線装置２での無用な電力消費を抑制できる。

このように、本実施の形態によれば、受信アンプ１９と受信利得制御手段１８Ｃにより受信利得が制御される構成を有する場合でも、制御部１８の送信出力低減手段１８Ｂにより、低減指示周期ｔｃで送信出力低減指示が相手無線装置２へ通知されるため、送信出力制御動作により受信電界強度Ｒｓが基準範囲内に制御されていても、その送信出力の低減が指示されるため、相手無線装置２で送信出力の低減が試みられる。

これにより、受信電界強度Ｒｓが基準範囲内であって相手無線装置２の送信出力が高めに設定されている場合には、その送信出力が低減されて、受信電界強度Ｒｓが基準範囲内であって相手無線装置２の送信出力が低めの状態で無線通信が行われることになり、相手無線装置の送信出力レベルを直接問い合わせる機能を持たない場合でも、相手無線装置２での無用な電力消費を抑制できる。

［各実施の形態の拡張］
以上の各実施の形態において、送信出力低減手段１８Ｂにより送信出力低減指示を所定周期で相手無線装置２へ通知する場合を例として説明したが、送信出力低減指示を通知するタイミングとしては、所定周期に限定されるものではなく、例えば送信出力制御手段１４Ｂによる送信出力の変更状況に基づき相手無線装置に対して送信出力の低減を指示する送信出力低減指示を通知するようにしてもよい。

具体的には、相手無線装置２との無線通信環境が安定している場合、送信出力の低減ができれば相手無線装置２での電力消費を大幅に削減できるため、このような状況を検出して、送信出力低減手段１８Ｂから送信出力低減指示を行うようにしてもよい。この際、送信出力低減手段１８Ｂで、送信出力制御手段１４Ｂの送信出力変更動作を監視しておき、送信出力制御手段１４Ｂにより所定期間内に相手無線装置２の送信出力の変更を行わなかった場合に送信出力低減指示を通知すれば、相手無線装置２との無線通信環境が安定している場合に送信出力低減指示を行うことができる。

また、相手無線装置２に対して送信出力の変更指示が頻繁に行われている場合、送信出力を低減できる可能性が高いため、このような状況を検出して、送信出力低減手段１８Ｂから送信出力低減指示を行うようにしてもよい。この際、送信出力低減手段１８Ｂで、送信出力制御手段１４Ｂの送信出力変更動作を監視しておき、送信出力制御手段１４Ｂにより所定期間内に相手無線装置２の送信出力の変更が所定回数以上行われた場合に送信出力低減指示を通知すれば、相手無線装置２に対して送信出力の変更指示が頻繁に行われている場合に送信出力低減指示を行うことができる。

以上の各実施の形態では、無線通信部１４と送信回路１２および受信回路１３が別個の機能部で構成されている場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、例えば１つの専用ＬＳＩで実現されている場合にも、本発明の各実施の形態を前述同様にして適用でき、同様の作用効果が得られる。

前述した第２の実施の形態では、受信アンプ１９の利得を切替制御する際、受信電界強度の大きさに基づき判断する場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、例えば相手無線装置２との無線通信における受信パケットエラー率に基づき、受信アンプ１９の利得を切替制御してもよい。

具体的には、制御部１８の受信利得制御手段１８Ｃにより、無線制御部１４あるいは通信制御手段１８Ａから相手無線装置２との無線通信における受信パケットエラー率を取得し、この受信パケットエラー率が所定のエラー上限値を超えて無線通信状況が悪化した場合に受信アンプ１９を動作させ、所定のエラー下限値を下回って無線通信状況が良化した場合に受信アンプ１９を停止させるようにしてもよい。これにより、本発明の各実施の形態を前述同様にして適用でき、同様の作用効果が得られる。

また、前述した第２の実施の形態では、受信利得制御動作と送信出力低減動作との関連については特に説明しなかったが、受信利得制御動作の制御状態に応じて送信出力低減動作の可否を判定してもよい。例えば、受信利得制御動作により受信利得が高く設定されている場合のみ、あるいは受信利得が低く設定されている場合のみ、送信出力低減動作を実施してもよい。
また、これら受信利得制御動作の実施条件を受信利得制御動作の制御状態に対応させて任意に設定できるようにしてもよく、無線通信装置１の使用形態や使用環境に合わせて効果的な電力消費の抑制が行えるよう任意に受信利得制御動作を設定でき、使い勝手のよい無線通信装置を実現できる。

本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信装置の送信出力制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信装置の送信出力低減処理を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態にかかる無線通信装置の動作例を示すタイミングチャートである。 本発明の第２の実施の形態にかかる無線通信装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態にかかる無線通信装置の受信利得制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態にかかる送信出力制御動作を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態にかかる無線通信装置の動作例を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１…無線通信装置、１０…アンテナ、１１…アンテナスイッチ、１２…送信回路、１３…受信回路、１４…無線通信部、１４Ａ…無線制御手段、１４Ｂ…送信出力制御手段、１５…機能処理部、１６…記憶部、１６Ａ…処理情報、１６Ｂ…プログラム、１７…計時部、１８…制御部、１８Ａ…通信制御手段、１８Ｂ…送信出力低減手段、１８Ｃ…受信利得制御手段、１９…受信アンプ、２…相手無線装置、３…電波、Ｒｓ…受信電界強度、ＲｓＵ…送信側上限値、ＲｓＬ…送信側下限値、ＲａＵ…受信側上限値、ＲａＬ…受信側下限値、ｔｃ…低減指示周期。

Claims (2)

1. 電波を送受信することにより相手無線装置と無線通信を行う際、前記相手無線装置からの電波の受信電界強度が所定の基準範囲内となるよう、前記受信電界強度が前記基準範囲内にあるか否かの判定結果に基づいて、前記相手無線装置に対し送信出力低下指示または送信出力増加指示により送信出力の変更を指示する送信出力制御手段と、
   前記相手無線装置に対して送信出力の低減を指示する送信出力低減指示を周期的に生成して通知する送信出力低減手段と
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
2. 電波を送受信することにより相手無線装置と無線通信を行う際、前記相手無線装置からの電波の受信電界強度が所定の基準範囲内となるよう、前記受信電界強度が前記基準範囲内にあるか否かの判定結果に基づいて、前記相手無線装置に対し送信出力低下指示または送信出力増加指示により送信出力の変更を指示する送信出力制御手段と、
   前記送信出力制御手段により所定期間内に前記送信出力の変更が所定回数以上行われた場合、前記相手無線装置に対して送信出力の低減を指示する送信出力低減指示を生成して通知する送信出力低減手段と
   を備えることを特徴とする無線通信装置。

Images