JP5559236B2 - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）対応の無線通信装置および無線通信方法に関する。

携帯電話機等の無線通信装置の使用用途が通話や電子メール等からインターネット閲覧や動画鑑賞等に変化することにより、取り扱われるデータ量が急激に増加している。第３世代無線伝送方式からの大幅な周波数利用効率の改善のために、携帯電話の通信規格であるＬＴＥ（Long Term Evolution）において、複数の送受信アンテナを用いて無線伝送を行なうＭＩＭＯ(multiple-input and multiple-output)技術が仕様化された。

一方、携帯電話機等の無線通信装置では、膨大な量のデータを送受信するに当たり、通信時の無線通信装置の温度上昇が大きな問題となっている。例えば、特許文献１には、ＭＩＭＯ通信等をサポートする無線通信装置において、無線通信装置の温度が温度閾値以上となった場合、発熱量を小さくするために、送信出力を小さくするための制御を基地局に要求する技術が開示されている。

一般的に、無線通信装置から送信する送信信号の送信出力は基地局が決定する。そして、無線通信装置側で送信出力を変更したい場合、無線通信装置から基地局へ送信出力の変更を依頼し、基地局が通信プロトコルを変更する必要がある。特許文献１の無線通信装置は、無線通信装置の温度が温度閾値以上となった場合、送信出力を低減させて発熱量を抑制するために、受信電力のより大きいバンド、周波数のより低いバンド、または、受信電力のより大きいシステム等へのハードハンドオフや、ＭＩＭＯ通信におけるパス数の減少等を基地局へ要求する。基地局が、より送信出力が低く発熱量が小さいシステムにハードハンドオフ等することにより、無線通信装置の温度上昇が抑制される。

特開２０１１?１９３１４１号公報

しかし、特許文献１の技術は、送信出力を小さくするための制御を基地局に要求し、基地局側でハードハンドオフ処理等を行う必要があり、基地局での処理の負荷が増大する。

本発明の目的は、上記の課題に鑑みなされたものであり、ＭＩＭＯ対応の無線通信装置および無線通信方法において、送信出力を維持したまま、基地局側の処理を増大させることなく無線通信装置の温度上昇を抑制することができる、無線通信装置および無線通信方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係る無線通信装置は、ＭＩＭＯ対応の無線通信装置であって、距離閾値が記憶された記憶手段と、入力した送信信号を増幅手段を用いて所定の送信出力まで増幅して送信先へ送信する複数の送信／受信パスと、増幅手段の温度を測定する温度測定手段と、送信信号を送信する時に送信先までの距離が距離閾値より長いか否か判定し、長い場合は温度測定手段から取得した温度に基づいて使用する送信／受信パスを指定し、短い場合は使用予定の送信／受信パスを使用する送信／受信パスとして指定する制御手段と、送信する送信信号を指定された送信／受信パスの数に分割して指定された送信／受信パスへ出力する信号処理手段と、を備える。

上記目的を達成するために本発明に係る無線通信方法は、増幅手段が配置された複数の送信／受信パスおよび距離閾値が記憶された記憶手段を備えたＭＩＭＯ対応の無線通信装置を用いた無線通信方法であって、増幅手段の温度を測定し、送信信号を送信する時に、送信先までの距離が距離閾値より長いか否か判定し、長い場合は温度測定手段から取得した温度に基づいて使用する送信／受信パスを指定し、短い場合は使用予定の送信／受信パスを使用する送信／受信パスとして指定し、送信する送信信号を指定された送信／受信パスの数に分割して指定された送信／受信パスへ出力し、増幅手段を用いて入力した送信信号を所定の送信出力まで増幅して送信先へ送信する。

本発明に係る無線通信装置および無線通信方法は、ＭＩＭＯ対応の無線通信装置および無線通信方法において、送信出力を維持したまま、基地局側の処理を増大させることなく無線通信装置の温度上昇を抑制することができる。

本発明の第１の実施形態に係る無線通信装置１０のブロック構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る無線通信装置１０の動作フロー図である。 本発明の第１の実施形態の変形例に係る制御手段５０Ｂが指定する送信／受信パスを示した図である。 本発明の第２の実施形態に係る無線通信装置１００のブロック構成図である。 本発明の第２の実施形態に係る無線通信装置１００と基地局との位置関係を示した図である。 本発明の第２の実施形態に係る無線通信装置１００の動作フロー図である。 本発明の第３の実施形態に係る無線通信装置１００Ｂの動作フロー図である。

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る無線通信装置について説明する。本実施形態に係る無線通信装置のブロック構成図を図１に示す。本実施形態に係る無線通信装置１０はＭＩＭＯ（multiple-input and multiple-output）対応の無線通信装置であって、図１に示すように、記憶手段２０、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の送信／受信パス３１、３２、…、３Ｎ、温度測定手段４０、制御手段５０および信号処理手段６０を備える。

記憶手段２０には、無線通信装置１０を制御するための各種情報やアドレス情報等が記憶されている。また、本実施形態において、記憶手段２０には距離閾値が記憶されている。

送信／受信パス３１、３２、…、３Ｎにはそれぞれ、増幅手段７１、７２、…、７Ｎが配置されている。送信／受信パス３１、３２、…、３Ｎは、無線により受信信号を受信して信号処理手段６０へ出力すると共に、信号処理手段６０から入力した送信信号を所定の送信出力まで増幅し、無線により基地局へ送信する。ここで、所定の送信出力とは、予め無線通信装置１０および送信先間で定めた送信出力である。本実施形態において、送信／受信パス３１、３２、…、３Ｎは、受信信号を基地局から受信すると共に、送信信号を増幅手段７１、７２、…、７Ｎを用いて基地局が決定した送信出力まで増幅して基地局へ送信する。

ここで、一般的に、無線通信装置から送信する送信信号の送信出力は、基地局から受信信号を受信した時の受信レベルと回線品質とを無線通信装置から基地局へ報告することにより、基地局が決定する。そして、無線通信装置側で送信出力を変更したい場合、無線通信装置から基地局へ送信出力の変更を依頼し、基地局が通信プロトコルを変更する必要がある。本実施形態では、送信／受信パス３１、３２、…、３Ｎは、常に、送信信号を基地局が決定した送信出力まで増幅して送信することから、送信出力の変更に関して無線通信装置１０と基地局との間で通信プロトコルを変更する必要がなく、基地局側での処理負荷が増大することがない。

温度測定手段４０は、増幅手段７１、７２、…、７Ｎの近傍に配置され、増幅手段７１、７２、…、７Ｎの温度を測定し、測定した温度を制御手段５０へ出力する。本実施形態において、温度測定手段４０は、増幅手段７１、７２、…、７Ｎの基板温度を測定して制御手段５０へ出力する。

制御手段５０は、送信信号を送信先に送信する時、送信先までの距離が記憶手段２０に記憶されている距離閾値より長いか否か判定する。そして、送信先までの距離が距離閾値より短い場合、制御手段５０は、使用予定の送信／受信パス３ｋを使用する送信／受信パスとしてそのまま指定する。一方、送信先までの距離が距離閾値より長い場合、制御手段５０は、温度測定手段４０から取得した温度に基づいて、使用する送信／受信パスを指定する。ここで、ｋはＮ以下の任意の整数であり、送信／受信パス３ｋは、Ｎ個の送信／受信パス３１、３２、…、３Ｎのうちで、送信時に使用予定に指定されていた送信／受信パスである。

本実施形態において、制御手段５０は、送信先である基地局までの距離が距離閾値より短い場合、使用予定の送信／受信パス３ｋを指定する指定信号を生成して信号処理手段６０へ出力する。一方、制御手段５０は、基地局までの距離が距離閾値より長い場合、温度が低い順に所定数の増幅手段を選択し、選択した増幅手段が配置されている所定数の送信／受信パスを、使用する送信／受信パスとして指定する指定信号を生成して信号処理手段６０へ出力する。なお、制御手段５０は、最も温度が低い１つの増幅手段を選択することもできるし、温度が低い順に２以上の増幅手段を選択することもできる。

信号処理手段６０は、送信／受信パス３１、３２、…、３Ｎが受信した受信信号を処理すると共に、制御手段５０から入力した指定信号に基づいて、送信信号を指定された送信／受信パスへ出力する。信号処理手段６０は、制御手段５０が２以上の送信／受信パスを指定した場合、送信信号を指定された送信／受信パスの数に分割し、指定された送信／受信パスへ出力する。

次に、本実施形態に係る無線通信装置１０が送信信号を送信先へ送信する時の動作手順を説明する。本実施形態に係る無線通信装置１０の動作フロー図を図２に示す。図２において、送信信号を送信先へ送信する場合、制御手段５０は、送信先までの距離が記憶手段２０に記憶されている距離閾値よりも短いか否か判定する（Ｓ１０１）。

送信先までの距離が距離閾値よりも短い場合（Ｓ１０１のＹＥＳ）、制御手段５０は、使用予定の送信／受信パス３ｋをそのまま、使用する送信／受信パスとして指定する指定信号を生成して信号処理手段６０へ出力する（Ｓ１０２）。信号処理手段６０は、指定信号に基づいて送信信号を使用予定の送信／受信パス３ｋへ出力し（Ｓ１０３）、送信／受信パス３ｋは、入力した送信信号を増幅手段７ｋを用いて送信先が決定した送信出力まで増幅し、送信先へ送信する（Ｓ１０４）。

一方、送信先までの距離が距離閾値よりも長い場合（Ｓ１０１のＮｏ）、制御手段５０は温度測定手段４０から増幅手段７１、７２、…、７Ｎの温度を取得する（Ｓ１０５）。制御手段５０は、取得した温度が低い順に所定数の増幅手段を選択し、選択した増幅手段が配置されている所定数の送信／受信パスを使用する送信／受信パスとして指定する指定信号を生成して信号処理手段６０へ出力する（Ｓ１０６）。

信号処理手段６０は、指定信号に基づいて、送信信号を所定数に分割し、分割した送信信号を指定された送信／受信パスへ出力する（Ｓ１０７）。指定された送信／受信パスは、入力した送信信号を増幅手段、すなわち、温度が低い順に選択された増幅手段を用いて、合計の送信出力が送信先が決定した送信出力になるように増幅し、送信先へ送信する（Ｓ１０８）。

以上のように、本実施形態に係る無線通信装置１０は、送信先までの距離が長い場合には、温度が低い順に所定数の増幅手段を選択し、選択した増幅手段を用いて送信信号を所定の送信出力まで増幅して送信する。

温度が低い所定数の増幅手段を使用して送信信号を増幅することにより、温度が高い使用予定の増幅手段７ｋをそのまま使用して増幅手段７ｋの温度がさらに上昇し、無線通信装置１０内の温度が上昇することを抑制することができる。また、送信信号を予め無線通信装置１０および送信先間で定めた送信出力まで増幅して送信することから、送信出力の変更に関して通信プロトコルを変更する必要がなく、送信先側の処理が増大することがない。

さらに、本実施形態に係る無線通信装置１０は、距離閾値を用い、送信先までの距離が短く増幅手段７１、７２、…、７Ｎの温度上昇が小さい場合は使用予定の送信／受信パス３ｋをそのまま使用する。この場合、送信／受信パスの切り替え処理を必要最小限にすることができ、最大送信出力での送信が必要となり増幅手段７１、７２、…、７Ｎの温度が最も上昇する、送信先までの距離が長い場合のみに効果的に送信／受信パスの選択処理が行われる。

（第１の実施形態の変形例）
第１の実施形態の変形例について説明する。本実施形態に係る無線通信装置の構成は、第１の実施形態で説明した図１の無線通信装置１０とほぼ同様である。すなわち、本実施形態に係る無線通信装置１０Ｂは、ＭＩＭＯ対応の装置であって、記憶手段２０Ｂ、複数の送信／受信パス３１Ｂ、３２Ｂ、…、３ＮＢ、温度測定手段４０Ｂ、制御手段５０Ｂおよび信号処理手段６０Ｂを備える。以下、第１の実施形態に係る無線通信装置１０と異なる点を中心に説明する。

本実施形態に係る記憶手段２０Ｂには、第１距離閾値、第２距離閾値、第１温度閾値および第２温度閾値が記憶されている。ここで、第２距離閾値は第１距離閾値より小さい値であり、第２温度閾値は第１温度閾値よりも小さい値である。

信号処理手段６０Ｂは、基地局から受信した受信信号の強度に基づいて基地局までの距離Ｌを算出し、算出した基地局までの距離Ｌを、制御手段５０Ｂへ出力する。

制御手段５０Ｂは、信号を送信する場合、信号処理手段６０Ｂから入力した基地局までの距離Ｌと、記憶手段２０Ｂに記憶されている第１距離閾値および第２距離閾値と、を比較し、距離Ｌに応じて使用する送信／受信パスを指定する指定信号を生成し、信号処理手段６０Ｂへ出力する。制御手段５０Ｂが指定する送信／受信パスを図３にまとめる。

図３において、基地局までの距離Ｌが第２距離閾値以下の場合、制御手段５０Ｂは、全ての送信／受信パス３１Ｂ、３２Ｂ、…、３ＮＢを指定する指定信号を生成し、信号処理手段６０Ｂへ出力する。基地局までの距離Ｌが短い場合、基地局から指示された通信プロトコルに従って、低出力の送信信号が送信される。

また、基地局までの距離Ｌが第２距離閾値よりも長く第１距離閾値よりも短い場合、制御手段５０Ｂは、使用予定の送信／受信パス３ｋをそのまま使用する送信／受信パスとして指定する。

さらに、基地局までの距離Ｌが第１距離閾値以上の場合、制御手段５０Ｂは、温度測定手段４０Ｂから取得した温度に基づいて使用する送信／受信パスを指定する。基地局までの距離Ｌが長い場合、基地局から指示された通信プロトコルに従って、高出力の送信信号が送信される。

制御手段５０Ｂは、距離Ｌが第１距離閾値以上の場合、先ず、使用予定の送信／受信パス３ｋＢに配置されている増幅手段７ｋＢの温度Ｔ１を温度測定手段４０Ｂから取得し、増幅手段７ｋＢの温度Ｔ１と記憶手段２０Ｂに記憶されている第１温度閾値とを比較する。そして、温度Ｔ１が第１温度閾値より低い場合、制御手段５０Ｂは、使用予定の送信／受信パス３ｋＢをそのまま使用する送信／受信パスとして指定する。

一方、温度Ｔ１が第１温度閾値より高い場合、制御手段５０Ｂはさらに、その他の送信／受信パスに配置されている増幅手段の温度（以下、まとめて温度Ｔ２と記載する。）を取得し、取得した温度Ｔ２と記憶手段２０Ｂに記憶されている第２温度閾値とを比較する。制御手段５０Ｂは、第２温度閾値より低い増幅手段が所定数以上あった場合、温度が低い順に所定数の増幅手段を選択し、選択した増幅手段が配置された所定数の送信／受信パスを指定する指定信号を生成して信号処理手段６０Ｂへ出力する。一方、第２温度閾値より低い温度Ｔ２の増幅手段が所定数ない場合、制御手段５０Ｂは、全ての送信／受信パス３１Ｂ、３２Ｂ、…、３ＮＢを指定する指定信号を生成して信号処理手段６０Ｂへ出力する。

信号処理手段６０Ｂは、制御手段５０Ｂから入力した指定信号に基づいて、送信信号を分割し、指定された送信／受信パスへ出力する。増幅手段７１Ｂ、７２Ｂ、…、７ＮＢは、合計の送信出力が所定の送信出力となるように、入力した送信信号を増幅する。

以上のように、本実施形態に係る無線通信装置１０Ｂは、基地局までの距離Ｌが短い場合には、全ての送信／受信パス３１Ｂ、３２Ｂ、…、３ＮＢを用いて低出力の送信信号を送信することにより、最も高い通信速度で信号を送信することができる。低出力の送信信号を送信する場合、増幅手段７１Ｂ、７２Ｂ、…、７ＮＢにかかる負荷が小さいことから、無線通信装置１０Ｂの温度が上昇することを抑制することができる。

一方、本実施形態に係る無線通信装置１０Ｂは、基地局までの距離Ｌが長い場合には、増幅手段７１Ｂ、７２Ｂ、…、７ＮＢの温度に応じて送信／受信パス３１Ｂ、３２Ｂ、…、３ＮＢを指定し、信号を所定の送信出力まで増幅する。この場合、送信出力の変更に関して通信プロトコルを変更する必要がなく、基地局側の処理が増大することがない。

すなわち、温度が低い増幅手段が所定数ある場合は、温度が低い所定数の増幅手段を選択して、合計の送信出力が高出力となる送信信号を低速度で送信する。温度が低い所定数の増幅手段を指定して送信信号を高出力増幅することにより、送信信号を確実に基地局まで送信できると共に、温度が高い増幅手段の温度がさらに上昇して、無線通信装置１０Ｂ内の最高温度が上昇することを避けることができる。

さらに、温度が低い増幅手段が所定数ない場合には、無線通信装置１０Ｂは、全ての送信／受信パス３１Ｂ、３２Ｂ、…、３ＮＢを用いて合計の送信出力が高出力となる送信信号を送信する。送信信号を分割することにより、基地局への合計の送信出力を所定の送信出力に維持したまま、個々の増幅手段の出力を下げることできる。従って、少数の増幅手段に負荷が集中して温度が急激に上昇することを避けることができる。

なお、本実施形態では、信号処理手段６０が基地局から受信した受信信号の強度に基づいて基地局までの距離Ｌを算出したが、これに限定されない。例えば、送信／受信パス３１Ｂ、３２Ｂ、…、３ＮＢが基地局までの距離Ｌを算出することもできるし、受信信号に基地局の位置情報等を挿入させ、信号処理手段６０が挿入されている位置情報を用いて基地局までの距離Ｌを算出する等もできる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る無線通信装置は、ＭＩＭＯ対応の無線通信装置であって、複数の送信／受信パスを備える。以下、無線通信装置が４つの送信／受信パスを備える場合について説明する。

本実施形態に係る無線通信装置のブロック構成図を図４に示す。図４において、本実施形態に係る無線通信装置１００は、送信／受信パス２１０〜２４０、温度センサ３１０〜３４０、モデム部４００、メモリ部５００および制御部６００を備える。

送信／受信パス２１０〜２４０はそれぞれ、パワーアンプ２１１〜２４１、受信部２１２〜２４２、分配器２１３〜２４３およびアンテナ２１４〜２４４を備え、送信信号を外部空間へ送信し、受信信号を外部空間から受信する。

パワーアンプ２１１〜２４１は、モデム部４００から入力した送信信号を増幅して分配器２１３〜２４３に出力する。パワーアンプ２１１〜２４１が稼働することにより、熱が発生する。

受信部２１２〜２４２は、外部空間からアンテナ２１４〜２４４を介して受信した受信信号を処理し、処理した受信信号をモデム部４００に出力する。本実施形態において、受信部２１２〜２４２は、受信信号の強度等に基づいて無線通信装置１００と基地局との距離を算出し、算出した基地局までの距離をモデム部４００を介して制御部６００に出力する。

分配器２１３〜２４３は、デュプレクサまたはアンテナスイッチ等であり、パワーアンプ２１１〜２４１から入力した送信信号をアンテナ２１４〜２４４に出力し、アンテナ２１４〜２４４で受信した受信信号を受信部２１２〜２４２に出力する。

アンテナ２１４〜２４４は、分配器２１３〜２４３から入力した送信信号を外部空間に送信し、外部空間から受信した受信信号を分配器２１３〜２４３へ出力する。

温度センサ３１０〜３４０はそれぞれ、送信／受信パス２１０〜２４０のパワーアンプ２１１〜２４１の近傍に配置され、パワーアンプ２１１〜２４１周辺の温度を測定する。本実施形態において、温度センサ３１０〜３４０はそれぞれ、パワーアンプ２１１〜２４１の基板の温度を測定して、制御部６００へ出力する。

モデム部４００は、送信／受信パス２１０〜２４０の受信部２１２〜２４２から入力した受信信号を復調する。また、モデム部４００は、制御部６００から入力した切替信号に基づいて送信信号を、指定された送信／受信パス２１０〜２４０のパワーアンプ２１１〜２４１へ出力する。

メモリ部５００には、無線通信装置１００を制御するための各種設定値が記憶されている。本実施形態において、メモリ部５００には温度閾値および距離閾値が記憶されている。

制御部６００は、送信信号を基地局に送信する場合、基地局までの距離およびパワーアンプの温度に応じて最適な送信／受信パス２１０〜２４０を指定し、指定した送信／受信パス２１０〜２４０へ切り替えるための切替信号を生成してモデム部４００へ出力する。

例えば、図５（ａ）に示すように、基地局までの距離が短い場合、電波環境が良く、送信信号の出力パワーを高くしなくても基地局へ送信信号を送信することができる。この場合、制御部６００は、全ての送信／受信パス２１０〜２４０を指定する切替信号を生成してモデム部４００に出力する。全ての送信／受信パス２１０〜２４０を用いて送信信号を送信することにより、最も高い通信速度で送信信号を送信することができる。また、送信信号の送信出力が低いことから、パワーアンプにかかる負荷が小さく、パワーアンプの温度上昇を抑制することができる。

一方、図５（ｂ）に示すように、基地局までの距離が長い場合、電波環境が悪く、送信信号を確実に基地局に送信するためには、送信信号の送信出力を高くして、低い通信速度で送信信号を送信する必要がある。この場合、パワーアンプに長時間に亘って高い負荷がかかって発熱量が増加し、パワーアンプの温度が上昇する。そこで、本実施形態に係る制御部６００は、パワーアンプの基板温度を温度センサから取得し、取得した温度に基づいて最適な送信／受信パス２１０〜２４０を指定する。

具体的には、制御部６００は先ず、送信信号を送信する予定のパワーアンプの温度がメモリ部５００に記憶されている温度閾値より高いか否か判定する。そして、使用予定のパワーアンプの温度が温度閾値よりも低い場合は、使用予定のパワーアンプをそのまま指定する切替信号を生成してモデム部４００に出力する。一方、使用予定のパワーアンプの温度が温度閾値より高い場合、最も温度が低いパワーアンプが配置された送信／受信パスを指定する切替信号を生成してモデム部４００に出力する。使用予定のパワーアンプの温度が高い場合に温度が低いパワーアンプに切り替えることにより、温度が高いパワーアンプの温度がさらに上昇して、無線通信装置１００内の最高温度が上昇することを抑制することができる。

次に、本実施形態に係る無線通信装置１００の動作フローについて説明する。本実施形態に係る無線通信装置１００の動作フロー図を図６に示す。以下、無線通信装置１００が送信／受信パス２３０を介して送信信号を基地局に送信する場合について説明する。

無線通信装置１００が送信／受信パス２３０を用いて送信信号を送信する場合、制御部６００は、受信部２１２〜２４２から基地局までの距離を取得する（Ｓ２０１）。制御部６００は、取得した距離がメモリ部５００に記憶されている距離閾値より大きいか否か判定する（Ｓ２０２）。取得した距離が距離閾値より小さい場合（Ｓ２０２のＮｏ）、制御部６００は、全ての送信／受信パス２１０〜２４０を指定する切替信号を生成してモデム部４００に出力する（Ｓ２０３）。モデム部４００は、全ての送信／受信パス２１０〜２４０を指定する切替信号を受信した場合、送信信号を４つに分割して送信／受信パス２１０〜２４０に出力する。送信／受信パス２１０〜２４０は、モデム部４００から入力した送信信号を所定の送信出力まで低出力増幅して基地局へ送信する（Ｓ２０４）。

一方、取得した距離が距離閾値より大きい場合（Ｓ２０２のＹｅｓ）、制御部６００は、温度センサ３３０から使用予定のパワーアンプ２１３の温度を取得し（Ｓ２０５）、取得した温度がメモリ部５００に記憶されている温度閾値より高いか否か判定する（Ｓ２０６）。取得した温度が温度閾値より低い場合（Ｓ２０６のＮｏ）、制御部６００は、使用予定の送信／受信パス２３０をそのまま指定する切替信号を生成し、モデム部４００に出力する（Ｓ２０７）。モデム部４００は、送信信号を使用予定の送信／受信パス２３０に出力し、送信／受信パス２３０は、入力した送信信号を所定の送信出力まで高出力増幅して基地局へ送信する（Ｓ２０８）。

一方、取得した温度が温度閾値より高い場合（Ｓ２０６のＹｅｓ）、制御部６００は他の全ての温度センサ３１０、３２０、３４０からパワーアンプ２１１、２２１、２４１の温度を取得する（Ｓ２０９）。制御部６００は、温度が最も低いパワーアンプが配置された送信／受信パスを指定し、指定した送信／受信パスに切り替えるための切替信号を生成してモデム部４００に出力する（Ｓ２１０）。

モデム部４００は、制御部６００から入力した切替信号に基づいて、送信信号を指定された送信／受信パスのパワーアンプへ出力し、指定された送信／受信パスはパワーアンプを用いて入力した送信信号を所定の送信出力まで高出力増幅して増幅して外部空間に送信する（Ｓ２１１）。

以上のように、本実施形態に係る無線通信装置１００は、基地局までの距離およびパワーアンプ周辺の温度に基づいて、最適な送信／受信パス２１０〜２４０を指定して送信信号を送信する。

無線通信装置１００は、基地局までの距離が短い場合には、全ての送信／受信パス２１０〜２４０を用いて低出力パワーの送信信号を送信することにより、最も高い通信速度で信号を送信することができると共に、パワーアンプにかかる負荷が小さいことから、無線通信装置１００の温度が上昇することを抑制することができる。

一方、無線通信装置１００は、基地局までの距離が長い場合には、温度が低いパワーアンプを指定して、高出力パワーの送信信号を低速度で送信する。温度が低いパワーアンプを指定して送信信号を高出力増幅することにより、送信信号を確実に基地局まで送信できると共に、温度が高いパワーアンプの温度がさらに上昇して、無線通信装置１００内の最高温度が上昇することを避けることができる。

なお、上述の実施形態では、無線通信装置１００は、基地局までの距離が長い場合でも、使用予定のパワーアンプの温度が温度閾値より低い場合は、そのまま使用予定の送信／受信パスを指定したがこれに限定されない。基地局までの距離が長い場合は常に、最も温度が低いパワーアンプに対応する送信／受信パスを指定することもできる。

また、上述の実施形態では、基地局までの距離が長い場合、無線通信装置１００が温度が最も低いパワーアンプが配置された送信／受信パスを指定したが、これに限定されない。無線通信装置１００が、温度が低い複数のパワーアンプを指定することもできる。無線通信装置１００が温度が低い２つのパワーアンプを指定した場合、送信信号の出力レベルはそれぞれ最大送信出力の半分になり、パワーアンプの消費電力はそれぞれ最大消費電力の半分になる。従って、１つのパワーアンプが集中的に温度上昇することを避けることができる。

また、上述の実施形態では、基地局までの距離が距離閾値より短い場合でも長い場合でも何らかの処理を行ったが、例えば、メモリ部５００に第１距離閾値と第２距離閾値とを記憶し、基地局までの距離が第１距離閾値より長く第２距離閾値より短い場合には、温度を取得することなくそのまま使用予定の送信／受信パスを用いることもできる。この場合、基地局までの距離が第１距離閾値より短い場合は全ての送信／受信パス２１０〜２４０を指定し、基地局までの距離が第２距離閾値より長い場合はパワーアンプの温度に基づいて適切な送信／受信パスを指定する。

（第３の実施形態）
第３の実施形態について説明する。本実施形態に係る無線通信装置１００Ｂは、第２の実施形態で説明した図４の無線通信装置１００と同様の構成である。以下、無線通信装置１００Ｂが、送信／受信パス２１０Ｂ〜２４０Ｂ、温度センサ３１０Ｂ〜３４０Ｂ、モデム部４００Ｂ、メモリ部５００Ｂおよび制御部６００Ｂを備え、送信／受信パス２１０Ｂ〜２４０Ｂがそれぞれ、パワーアンプ２１１Ｂ〜２４１Ｂ、受信部２１２Ｂ〜２４２Ｂ、分配器２１３Ｂ〜２４３Ｂおよびアンテナ２１４Ｂ〜２４４Ｂを備える場合について説明する。

本実施形態に係る無線通信装置１００Ｂにおいて、メモリ部５００Ｂには、距離閾値、第１温度閾値および第２温度閾値が記憶されている。本実施形態において、第２温度閾値は、第１温度閾値よりも低い温度に設定されている。そして、無線通信装置１００Ｂから基地局までの距離が距離閾値よりも短い場合、図６のＳ２０２のＮｏ〜Ｓ２０４と同様に動作する。すなわち、全ての送信／受信パス２１０Ｂ〜２４０Ｂを用いて低出力パワーの送信信号を送信する。

次に、本実施形態に係る無線通信装置１００Ｂが、無線通信装置１００Ｂから基地局までの距離が距離閾値より長い状態で、送信信号を送信／受信パス２３０Ｂを用いて基地局に送信する場合の動作について図７を用いて説明する。

図７において、基地局までの距離が距離閾値よりも長い状態で基地局へ信号を送信する場合、無線通信装置１００Ｂの制御部６００Ｂは、使用予定の送信／受信パス２３０Ｂに対応する温度センサ３３０Ｂから、パワーアンプ２３１Ｂの温度を取得する（Ｓ３０１）。取得した温度が第１温度閾値より低い場合（Ｓ３０２のＮｏ）、制御部６００Ｂは、使用予定の送信／受信パス２３０Ｂをそのまま指定する切替信号を生成し、モデム部４００Ｂに出力する（Ｓ３０３）。モデム部４００Ｂは、送信信号を使用予定の送信／受信パス２３０Ｂに出力し、送信／受信パス２３０Ｂは、入力した送信信号を所定の送信出力まで高出力増幅して基地局へ送信する（Ｓ３０４）。

一方、取得した温度が第１温度閾値より高い場合（Ｓ３０２のＹｅｓ）、制御部６００Ｂは他の全ての温度センサ３１０Ｂ、３２０Ｂ、３４０Ｂからパワーアンプ２１１Ｂ、２２１Ｂ、２４１Ｂの温度を取得する（Ｓ３０５）。制御部６００Ｂは、新たに取得した３つの温度が第２温度閾値より低いか否か判定する（Ｓ３０６）。そして、新たに取得した温度の中で第２温度閾値よりも低いものがある場合（Ｓ３０６のＹｅｓ）、制御部６００Ｂは取得した温度の中で最も低い温度のパワーアンプに対応する送信／受信パスを選択し、選択した送信／受信パスを指定するための切替信号を生成してモデム部４００Ｂに出力する（Ｓ３０７）。モデム部４００Ｂは、制御部６００Ｂから入力した切替信号に基づいて、送信信号を指定された送信／受信パスのパワーアンプへ出力し、指定された送信／受信パスはパワーアンプを用いて入力した送信信号を所定の送信出力まで高出力増幅して外部空間に送信する（Ｓ３０８）。

一方、新たに取得した温度が全て第２温度閾値よりも高い場合（Ｓ３０６のＮｏ）、制御部６００Ｂは、全ての送信／受信パス２１０Ｂ〜２４０Ｂを指定するための切替信号を生成してモデム部４００Ｂに出力する（Ｓ３０９）。モデム部４００Ｂは、全ての送信／受信パス２１０Ｂ〜２４０Ｂを指定する切替信号を受信した場合、送信信号を４つに分割して送信／受信パス２１０Ｂ〜２４０Ｂに出力する。送信／受信パス２１０Ｂ〜２４０Ｂは、モデム部４００Ｂから入力した送信信号を所定の送信出力まで高出力増幅して基地局へ送信する（Ｓ３１０）。

ここで、ＬＴＥ（Long Term Evolution）において、基地局が決定した送信出力が２３ｄＢｍの時に４つの送信／受信パス２１０Ｂ〜２４０Ｂを用いて信号を送信する場合、４つの送信／受信パス２１０Ｂ〜２４０Ｂからそれぞれ送信出力が１７ｄＢｍの信号を送信することによって、無線通信装置１００Ｂの合計の送信出力が２３ｄＢｍとなる。パワーアンプの消費電流は送信出力によって変化し、飽和温度も送信出力が低下することによって低下することから、４つの送信／受信パス２１０Ｂ〜２４０Ｂを全て使用することにより、基地局への合計の送信出力は維持したまま、各パワーアンプの出力を下げることできる。従って、各パワーアンプの温度上昇率を小さくすることができる。

以上のように、本実施形態に係る無線通信装置１００Ｂは、制御部６００Ｂが基地局までの距離およびパワーアンプの温度に基づいて最適な送信／受信パス２１０Ｂ〜２４０Ｂを指定することにより、無線通信装置１００Ｂの温度上昇を抑制しつつ、送信信号を確実に基地局に送信することができる。基地局までの距離が長く、無線通信装置１００Ｂの温度が最も上昇する最大送信出力時に、パワーアンプの温度に応じて送信／受信パス２１０Ｂ〜２４０Ｂを切り替えることにより、必要最低限の操作で無線通信装置１００Ｂの温度上昇を抑制することができる。

上述の無線通信装置１０、１０Ｂ、１００、１００Ｂは、携帯電話機、スマートフォン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の携帯無線端末や、ホームルータなどの据え置き型無線装置等に適用することができる。なお、本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。

１０、１０Ｂ 無線通信装置
２０、２０Ｂ 記憶手段
３１、３２、…、３Ｎ、３１Ｂ、３２Ｂ、…、３ＮＢ 送信／受信パス
４０、４０Ｂ 温度測定手段
５０、５０Ｂ 制御手段
６０、６０Ｂ 信号処理手段
７１、７２、…、７Ｎ、７１Ｂ、７２Ｂ、…、７ＮＢ 増幅手段
１００、１００Ｂ 無線通信装置
２１０〜２４０、２１０Ｂ〜２４０Ｂ 送信／受信パス
２１１〜２４１、２１１Ｂ〜２４１Ｂ パワーアンプ
２１２〜２４２、２１２Ｂ〜２４２Ｂ 受信部
２１３〜２４３、２１３Ｂ〜２４３Ｂ 分配器
２１４〜２４４、２１４Ｂ〜２４４Ｂ アンテナ
３１０〜３４０、３１０Ｂ〜３４０Ｂ 温度センサ
４００、４００Ｂ モデム部
５００、５００Ｂ メモリ部
６００、６００Ｂ 制御部

Claims (9)

1. ＭＩＭＯ対応の無線通信装置であって、
   距離閾値が記憶された記憶手段と、
   入力した送信信号を増幅手段を用いて所定の送信出力まで増幅して送信先へ送信する複数の送信／受信パスと、
   前記増幅手段の温度を測定する温度測定手段と、
   送信信号を送信する時に前記送信先までの距離が前記距離閾値より長いか否か判定し、長い場合は前記温度測定手段から取得した温度に基づいて使用する送信／受信パスを指定し、短い場合は使用予定の送信／受信パスを使用する送信／受信パスとして指定する制御手段と、
   送信する送信信号を前記指定された送信／受信パスの数に分割して前記指定された送信／受信パスへ出力する信号処理手段と、
   を備える無線通信装置。
2. 前記所定の送信出力は、前記送信先によって指定された送信出力である、請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記制御手段は、前記送信先までの距離が前記距離閾値より長い場合、温度が低い順に所定数の増幅手段を選択し、選択した増幅手段が配置された所定数の送信／受信パスを使用する送信／受信パスとして指定する、
   請求項１または２記載の無線通信装置。
4. 前記記憶手段には温度閾値がさらに記憶され、
   前記制御手段は、前記送信先までの距離が前記距離閾値より長い場合、前記使用予定の送信／受信パスに配置されている増幅手段の温度が前記温度閾値より低いか否か判定し、低い場合は使用予定の送信／受信パスを使用する送信／受信パスとして指定する、
   請求項３記載の無線通信装置。
5. 前記記憶手段には、前記温度閾値より小さい第２温度閾値がさらに記憶され、
   前記制御手段は、前記送信先までの距離が前記距離閾値より長いと共に前記使用予定の送信／受信パスに配置されている増幅手段の温度が前記温度閾値より高い場合、残りの増幅手段の温度が前記第２温度閾値より高いか否か判定し、高い場合は全ての送信／受信パスを使用する送信／受信パスとして指定する、
   請求項４記載の無線通信装置。
6. 前記記憶手段には、前記距離閾値より短い第２距離閾値がさらに記憶され、
   前記制御手段は、前記送信先までの距離が前記第２距離閾値より短い場合、全ての送信／受信パスを使用する送信／受信パスとして指定する、
   請求項１乃至５のいずれか１項記載の無線通信装置。
7. 前記送信／受信パスは、前記送信先から受信信号を受信し、
   前記信号処理手段は、前記送信先から受信した受信信号の強度に基づいて前記送信先までの距離を算出する、
   請求項１乃至６のいずれか１項記載の無線通信装置。
8. 前記送信先は基地局である、請求項１乃至７記載の無線通信装置。
9. 増幅手段が配置された複数の送信／受信パスおよび距離閾値が記憶された記憶手段を備えたＭＩＭＯ対応の無線通信装置を用いた無線通信方法であって、
   前記増幅手段の温度を測定し、
   送信信号を送信する時に、送信先までの距離が前記距離閾値より長いか否か判定し、長い場合は前記測定した温度に基づいて使用する送信／受信パスを指定し、短い場合は使用予定の送信／受信パスを使用する送信／受信パスとして指定し、
   前記送信する送信信号を前記指定された送信／受信パスの数に分割して前記指定された送信／受信パスへ出力し、
   前記増幅手段を用いて入力した送信信号を所定の送信出力まで増幅して前記送信先へ送信する、
   無線通信方法。
   
   

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