JP4873716B2 - バッテリを備えた無線通信装置、プログラム及びデータ送信方法 - Google Patents
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Description
データの送信は、データ送信期間Tn及び休止期間Trからなる間欠送信期間(Tn+Tr)の連続からなり、
データ送信期間Tnにおけるバッテリの消費電流iを累積し、累積消費電流Σiを計測する累積消費電流計測手段と、
予め決定された間欠送信期間内の平均電流xと、累積消費電流Σiと、データ送信期間Tnとに基づいて、休止期間Trを算出する休止期間算出手段と、
データ送信期間Tn及び休止期間Trに基づいて、送信バッファからデータを取り出すように制御するデータ送信制御手段と
を有し、
休止期間算出手段は、サイズSのデータの送信完了時間を最小化する場合、間欠送信期間内の平均電流xを、以下の式によって算出し、
x=(C−I・K)/(β・C)
K:サイズSのデータの総送信時間[h]
(K=S/データ伝送速度)
β:バッテリの特性から決定される定数
I:Tn内の平均電流[A]
C:バッテリの公称容量[Ah]
休止期間Trを、以下の式によって算出する
Tr=Tn・(Σi/x)−Tn
ことを特徴とする。
データのサイズSに対応付けて間欠送信期間内の平均電流xを予め蓄積したルックアップテーブルを更に有し、
休止期間算出手段は、ルックアップテーブルを参照して、データのサイズSに基づく間欠送信期間内の平均電流xを導出するものであってもよい。
データの送信は、データ送信期間Tn及び休止期間Trからなる間欠送信期間(Tn+Tr)の連続からなり、
データ送信期間Tnにおけるバッテリの消費電流iを累積し、累積消費電流Σiを計測する累積消費電流計測手段と、
予め決定された間欠送信期間内の平均電流xと、累積消費電流Σiと、データ送信期間Tnとに基づいて、休止期間Trを算出する休止期間算出手段と、
データ送信期間Tn及び休止期間Trに基づいて、送信バッファからデータを取り出すように制御するデータ送信制御手段と
を有し、
休止期間算出手段は、所定の送信完了時間D内に送信するデータ量を最大化する場合、間欠送信期間内の平均電流xを、以下の式によって算出し、
x=C/(β・C+D)
D:サイズSのデータの送信完了時間[h]
β:バッテリの特性から決定される定数
C:バッテリの公称容量[Ah]
休止期間Trを、以下の式によって算出する
Tr=Tn・(Σi/x)−Tn
ことを特徴とする。
サイズSの送信完了時間Dに対応付けて間欠送信期間内の平均電流xを予め蓄積したルックアップテーブルを更に有し、
休止期間算出手段は、ルックアップテーブルを参照して、サイズSの送信完了時間Dに基づく間欠送信期間内の平均電流xを導出するものであってもよい。
パワーアンプに接続された電源レギュレータを制御することができる電圧制御手段を更に有しており、
電圧制御手段は、データ送信制御手段のデータ時間間隔と、電源レギュレータの電圧制御間隔とを同期させて、データを送信していないデータ時間間隔は、パワーアンプにおける消費電流を下げるように電源レギュレータを動作させるものであってもよい。
データの送信は、データ送信期間Tn及び休止期間Trからなる間欠送信期間(Tn+Tr)の連続からなり、
データ送信期間Tnにおけるバッテリの消費電流iを累積し、累積消費電流Σiを計測する累積消費電流計測手段と、
予め決定された間欠送信期間内の平均電流xと、累積消費電流Σiと、データ送信期間Tnとに基づいて、休止期間Trを算出する休止期間算出手段と、
データ送信期間Tn及び休止期間Trに基づいて、送信バッファからデータを取り出すように制御するデータ送信制御手段と
してコンピュータを機能させ、
休止期間算出手段は、サイズSのデータの送信完了時間を最小化する場合、間欠送信期間内の平均電流xを、以下の式によって算出し、
x=(C−I・K)/(β・C)
K:サイズSのデータの総送信時間[h]
(K=S/データ伝送速度)
β:バッテリの特性から決定される定数
I:Tn内の平均電流[A]
C:バッテリの公称容量[Ah]
休止期間Trを、以下の式によって算出する
Tr=Tn・(Σi/x)−Tn
ようにコンピュータを機能させることを特徴とする。
データの送信は、データ送信期間Tn及び休止期間Trからなる間欠送信期間(Tn+Tr)の連続からなり、
データ送信期間Tnにおけるバッテリの消費電流iを累積し、累積消費電流Σiを計測する累積消費電流計測手段と、
予め決定された間欠送信期間内の平均電流xと、累積消費電流Σiと、データ送信期間Tnとに基づいて、休止期間Trを算出する休止期間算出手段と、
データ送信期間Tn及び休止期間Trに基づいて、送信バッファからデータを取り出すように制御するデータ送信制御手段と
してコンピュータを機能させ、
休止期間算出手段は、所定の送信完了時間D内に送信するデータ量を最大化する場合、間欠送信期間内の平均電流xを、以下の式によって算出し、
x=C/(β・C+D)
D:サイズSのデータの送信完了時間[h]
β:バッテリの特性から決定される定数
C:バッテリの公称容量[Ah]
休止期間Trを、以下の式によって算出する
Tr=Tn・(Σi/x)−Tn
ようにコンピュータを機能させることを特徴とする。
データの送信は、データ送信期間Tn及び休止期間Trからなる間欠送信期間(Tn+Tr)の連続からなり、
データ送信期間Tnにおけるバッテリの消費電流iを累積し、累積消費電流Σiを計測する第1のステップと、
予め決定された間欠送信期間内の平均電流xと、累積消費電流Σiと、データ送信期間Tnとに基づいて、休止期間Trを算出する第2のステップと、
データ送信期間Tn及び休止期間Trに基づいて、送信バッファからデータを取り出すように制御する第3のステップと
を有し、
第2のステップについて、サイズSのデータの送信完了時間を最小化する場合、間欠送信期間内の平均電流xを、以下の式によって算出し、
x=(C−I・K)/(β・C)
K:サイズSのデータの総送信時間[h]
(K=S/データ伝送速度)
β:バッテリの特性から決定される定数
I:Tn内の平均電流[A]
C:バッテリの公称容量[Ah]
休止期間Trを、以下の式によって算出する
Tr=Tn・(Σi/x)−Tn
ことを特徴とする。
データの送信は、データ送信期間Tn及び休止期間Trからなる間欠送信期間(Tn+Tr)の連続からなり、
データ送信期間Tnにおけるバッテリの消費電流iを累積し、累積消費電流Σiを計測する第1のステップと、
予め決定された間欠送信期間内の平均電流xと、累積消費電流Σiと、データ送信期間Tnとに基づいて、休止期間Trを算出する第2のステップと、
データ送信期間Tn及び休止期間Trに基づいて、送信バッファからデータを取り出すように制御する第3のステップと
を有し、
第2のステップについて、所定の送信完了時間D内に送信するデータ量を最大化する場合、間欠送信期間内の平均電流xを、以下の式によって算出し、
x=C/(β・C+D)
D:サイズSのデータの送信完了時間[h]
β:バッテリの特性から決定される定数
C:バッテリの公称容量[Ah]
休止期間Trを、以下の式によって算出する
Tr=Tn・(Σi/x)−Tn
ことを特徴とする。
n:パルスのインデックス
(パルスとは、1つの間欠送信期間(Tn+Tr)を表す)
Tn:1つのパルスにおけるデータ送信期間[h]
(tstart:データ送信開始時刻、tend:データ送信終了時刻)
Tr:1つのパルスにおける休止期間[h]
(Tth:放電容量の低下なく連続放電可能な最大時間[h])
In:データ送信期間Tn内の平均電流[A]
(i:バッテリから放電されている瞬時電流)
xn:1つのパルス(Tn+Tr)内の平均電流[A]
L(x):平均電流xの場合のバッテリ持続時間[h]
(終止電圧に達するまでの時間)
第1の実施形態によれば、データの送信完了時間D(x)を最小化する平均電流x(休止期間Tr)を算出する。第1の実施形態について、前述の定義以外に、更に以下のように定義する。
S:送信データサイズ[byte]
(s:1ブロックのサイズ[byte])
K:サイズSのデータの総送信時間[h]
(K=S/データ伝送速度)
D(x):平均電流xの場合におけるサイズSのデータの送信完了時間[h]
Tn≦Tth
具体的には、非特許文献4で使用された120mAhのリチウムイオンバッテリによれば、Tth=10秒程度である。
In=I
xn=x
L(I)<D(I)
ΣnTn=K
D(x)=Σn(Tn+Tr)
=ΣnTn・I/x
=I/x・K 式(1)
Tn内の平均電流Iと、サイズSのデータの総送信時間Kとは、非負である。従って、データの送信完了時間D(x)は、平均電流xに対して単調減少する。
L(x)=C・(1−βx)/x 式(2)
β:バッテリの特性から決定される定数
C:バッテリの公称容量 [Ah]
例えば、120mAhのリチウムイオンバッテリを用いた実験データ(非特許文献4参照)によれば、β=0.607とすることによって、精度良く整合させることができる。
L(x)≧D(x) (0<x≦I) 式(3)
データの送信完了時間D(x)は、単調減少関数である。従って、式の制約を満たす最大値のときに最小となる。
L(x) ≧ D(x) (0<x≦I)
C・(1−βx)/x ≧ I/x・K
1−βx ≧ I・K/C
1−I・K/C ≧ βx
(1−I・K/C)/β ≧ x
x ≦ (1−I・K/C)/β (0<x≦I) 式(4)
xmax=(C−I・K)/(β・C)
x=xmaxの場合に、データの送信完了時間D(x)は最小となる。
D(x)=Tn+Tr=Tn・I/x
Tr=Tn・I/x−Tn
=Tn・(I/xmax−1)
=Tn・((I−xmax)/xmax) 式(5)
第2の実施形態によれば、所定の送信完了時間内に最大サイズのデータを送信するための平均電流x(休止期間Tr)を算出する。第2の実施形態について、前述の定義以外に更に以下のように定義する。
S(x):平均電流xの場合における送信データサイズ[byte]
(s:1ブロックのサイズ[byte])
K(x):平均電流xの場合におけるデータの総送信時間[h]
(K(x)=S(x)/データ伝送速度)
D:データの送信完了時間[h]
K(x)=ΣnTn=D・x/I 式(6)
L(x)=C・(1−βx)/x 式(2)
L(x)≧D (0<x≦I) 式(3)
L(x) ≧ D (0<x≦I)
C・(1−βx)/x ≧ D
x ≦ C/(β・C+D) (0<x≦I) 式(7)
xmax=C/(β・C+D)
x=xmaxの場合に、データの総送信時間K(x)は最大となる。
Tr=Tn・I/x−Tn
=Tn・(I/xmax−1)
=Tn・((I−xmax)/xmax) 式(8)
(S401)以下の値を、予め決定する。
I:データ送信時の平均電流[A]
β:バッテリのパラメータ
Tth:電流Iで連続放電可能な時間[h]
これら値は、バッテリによって予め実験によって導出された値であって、バッテリ及び無線通信装置の種別等によって異なる。
[第1の実施形態(サイズSのデータを最小時間で送信する)の場合]
S:送信データサイズ[byte]
K:サイズSのデータの総送信時間[h]
[第2の実施形態(時間Dで最大のデータを送信する)の場合]
D:送信完了時間[h]
[第1の実施形態の場合] x=(C−I・K)/(β・C)
[第2の実施形態の場合] x=C/(β・C+D)
(S411)パルス毎に、S417までの処理を繰り返す。
(S412)データ送信を開始する(送信開始時刻tstart(n))
(S413)データ送信期間中、累積の消費電流Σiを計測する(瞬時電流i)。
(S414)tend(1)=tstart(1)+Tnにおいて、データ送信を中断する。
(S415)パルス内の休止期間を、Tr=Σi/x−Tnにより算出する。休止期間の算出は、前述したように実施形態によって異なる。
(S416)休止期間Trだけ、休止する。
(S417)休止期間終了後、S411へ戻り、次のパルスの送信を再開する。送信すべきデータがなくなるまでS411〜S417の処理を繰り返す。
Tr=Tn・(Σi/x)−Tn
によって休止期間を算出する。
x=(1−I・K/C)/β
によって算出する。
また、休止期間算出部109は、所定の送信完了時間D内に送信するデータ量を最大化する場合、間欠送信期間内の平均電流xを、
x=C/(β・C+D)
によって算出する。
101 バッテリ、二次電池
102 アンテナ
103 通信トラヒック生成部
104 送信バッファ
105 ベースバンド処理部
106 RF処理部
107 パワーアンプ部
108 累積消費電流計測部
109 休止期間算出部
110 データ送信制御部
111 ルックアップテーブル部
112 電圧制御部
113 DC−DCコンバータ部、電源レギュレータ
Claims (9)
- バッテリと、送信すべきデータを一時的に蓄積した送信バッファとを有する無線通信装置において、
データの送信は、データ送信期間Tn及び休止期間Trからなる間欠送信期間(Tn+Tr)の連続からなり、
データ送信期間Tnにおける前記バッテリの消費電流iを累積し、累積消費電流Σiを計測する累積消費電流計測手段と、
予め決定された前記間欠送信期間内の平均電流xと、前記累積消費電流Σiと、前記データ送信期間Tnとに基づいて、前記休止期間Trを算出する休止期間算出手段と、
前記データ送信期間Tn及び前記休止期間Trに基づいて、前記送信バッファからデータを取り出すように制御するデータ送信制御手段と
を有し、
前記休止期間算出手段は、サイズSのデータの送信完了時間を最小化する場合、前記間欠送信期間内の平均電流xを、以下の式によって算出し、
x=(C−I・K)/(β・C)
K:サイズSのデータの総送信時間[h]
(K=S/データ伝送速度)
β:バッテリの特性から決定される定数
I:Tn内の平均電流[A]
C:バッテリの公称容量[Ah]
前記休止期間Trを、以下の式によって算出する
Tr=Tn・(Σi/x)−Tn
ことを特徴とする無線通信装置。 - 前記データのサイズSに対応付けて前記間欠送信期間内の平均電流xを予め蓄積したルックアップテーブルを更に有し、
前記休止期間算出手段は、前記ルックアップテーブルを参照して、前記データのサイズSに基づく前記間欠送信期間内の平均電流xを導出する
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信装置。 - バッテリと、送信すべきデータを一時的に蓄積した送信バッファとを有する無線通信装置において、
データの送信は、データ送信期間Tn及び休止期間Trからなる間欠送信期間(Tn+Tr)の連続からなり、
データ送信期間Tnにおける前記バッテリの消費電流iを累積し、累積消費電流Σiを計測する累積消費電流計測手段と、
予め決定された前記間欠送信期間内の平均電流xと、前記累積消費電流Σiと、前記データ送信期間Tnとに基づいて、前記休止期間Trを算出する休止期間算出手段と、
前記データ送信期間Tn及び前記休止期間Trに基づいて、前記送信バッファからデータを取り出すように制御するデータ送信制御手段と
を有し、
前記休止期間算出手段は、所定の送信完了時間D内に送信するデータ量を最大化する場合、前記間欠送信期間内の平均電流xを、以下の式によって算出し、
x=C/(β・C+D)
D:サイズSのデータの送信完了時間[h]
β:バッテリの特性から決定される定数
C:バッテリの公称容量[Ah]
前記休止期間Trを、以下の式によって算出する
Tr=Tn・(Σi/x)−Tn
ことを特徴とする無線通信装置。 - 前記サイズSの送信完了時間Dに対応付けて前記間欠送信期間内の平均電流xを予め蓄積したルックアップテーブルを更に有し、
前記休止期間算出手段は、前記ルックアップテーブルを参照して、前記サイズSの送信完了時間Dに基づく前記間欠送信期間内の平均電流xを導出することを特徴とする請求項3に記載の無線通信装置。 - パワーアンプに接続された電源レギュレータを制御することができる電圧制御手段を更に有しており、
前記電圧制御手段は、前記データ送信制御手段のデータ時間間隔と、前記電源レギュレータの電圧制御間隔とを同期させて、データを送信していないデータ時間間隔は、前記パワーアンプにおける消費電流を下げるように前記電源レギュレータを動作させる
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の無線通信装置。 - バッテリと、送信すべきフレームを一時的に蓄積した送信バッファとを有する無線通信装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
データの送信は、データ送信期間Tn及び休止期間Trからなる間欠送信期間(Tn+Tr)の連続からなり、
データ送信期間Tnにおける前記バッテリの消費電流iを累積し、累積消費電流Σiを計測する累積消費電流計測手段と、
予め決定された前記間欠送信期間内の平均電流xと、前記累積消費電流Σiと、前記データ送信期間Tnとに基づいて、前記休止期間Trを算出する休止期間算出手段と、
前記データ送信期間Tn及び前記休止期間Trに基づいて、前記送信バッファからデータを取り出すように制御するデータ送信制御手段と
してコンピュータを機能させ、
前記休止期間算出手段は、サイズSのデータの送信完了時間を最小化する場合、前記間欠送信期間内の平均電流xを、以下の式によって算出し、
x=(C−I・K)/(β・C)
K:サイズSのデータの総送信時間[h]
(K=S/データ伝送速度)
β:バッテリの特性から決定される定数
I:Tn内の平均電流[A]
C:バッテリの公称容量[Ah]
前記休止期間Trを、以下の式によって算出する
Tr=Tn・(Σi/x)−Tn
ようにコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。 - バッテリと、送信すべきフレームを一時的に蓄積した送信バッファとを有する無線通信装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
データの送信は、データ送信期間Tn及び休止期間Trからなる間欠送信期間(Tn+Tr)の連続からなり、
データ送信期間Tnにおける前記バッテリの消費電流iを累積し、累積消費電流Σiを計測する累積消費電流計測手段と、
予め決定された前記間欠送信期間内の平均電流xと、前記累積消費電流Σiと、前記データ送信期間Tnとに基づいて、前記休止期間Trを算出する休止期間算出手段と、
前記データ送信期間Tn及び前記休止期間Trに基づいて、前記送信バッファからデータを取り出すように制御するデータ送信制御手段と
してコンピュータを機能させ、
前記休止期間算出手段は、所定の送信完了時間D内に送信するデータ量を最大化する場合、前記間欠送信期間内の平均電流xを、以下の式によって算出し、
x=C/(β・C+D)
D:サイズSのデータの送信完了時間[h]
β:バッテリの特性から決定される定数
C:バッテリの公称容量[Ah]
前記休止期間Trを、以下の式によって算出する
Tr=Tn・(Σi/x)−Tn
ようにコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。 - バッテリと、送信すべきフレームを一時的に蓄積した送信バッファとを有する無線通信装置におけるデータ送信方法において、
データの送信は、データ送信期間Tn及び休止期間Trからなる間欠送信期間(Tn+Tr)の連続からなり、
データ送信期間Tnにおける前記バッテリの消費電流iを累積し、累積消費電流Σiを計測する第1のステップと、
予め決定された前記間欠送信期間内の平均電流xと、前記累積消費電流Σiと、前記データ送信期間Tnとに基づいて、前記休止期間Trを算出する第2のステップと、
前記データ送信期間Tn及び前記休止期間Trに基づいて、前記送信バッファからデータを取り出すように制御する第3のステップと
を有し、
第2のステップについて、サイズSのデータの送信完了時間を最小化する場合、前記間欠送信期間内の平均電流xを、以下の式によって算出し、
x=(C−I・K)/(β・C)
K:サイズSのデータの総送信時間[h]
(K=S/データ伝送速度)
β:バッテリの特性から決定される定数
I:Tn内の平均電流[A]
C:バッテリの公称容量[Ah]
前記休止期間Trを、以下の式によって算出する
Tr=Tn・(Σi/x)−Tn
ことを特徴とするデータ送信方法。 - バッテリと、送信すべきフレームを一時的に蓄積した送信バッファとを有する無線通信装置におけるデータ送信方法において、
データの送信は、データ送信期間Tn及び休止期間Trからなる間欠送信期間(Tn+Tr)の連続からなり、
データ送信期間Tnにおける前記バッテリの消費電流iを累積し、累積消費電流Σiを計測する第1のステップと、
予め決定された前記間欠送信期間内の平均電流xと、前記累積消費電流Σiと、前記データ送信期間Tnとに基づいて、前記休止期間Trを算出する第2のステップと、
前記データ送信期間Tn及び前記休止期間Trに基づいて、前記送信バッファからデータを取り出すように制御する第3のステップと
を有し、
第2のステップについて、所定の送信完了時間D内に送信するデータ量を最大化する場合、前記間欠送信期間内の平均電流xを、以下の式によって算出し、
x=C/(β・C+D)
D:サイズSのデータの送信完了時間[h]
β:バッテリの特性から決定される定数
C:バッテリの公称容量[Ah]
前記休止期間Trを、以下の式によって算出する
Tr=Tn・(Σi/x)−Tn
ことを特徴とするデータ送信方法。
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