JP7451612B2 - 無線端末装置および無線給電装置 - Google Patents
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Description
前提技術や課題等について補足説明する。従来技術例の無線給電システムでは、例えば特許文献1のように、無線給電装置から無線端末装置へ無線給電する際に、少なくとも1つの周波数の電磁波が用いられる。また、無線端末装置は、無線基地局との間で、少なくとも1つの周波数の電磁波を用いて無線データ通信を行う。これらの無線給電と無線データ通信とのタイミングや周波数等が一致する場合、干渉や非効率が生じ得る。干渉によって、例えば、無線給電を行うため無線データ通信ができない、または無線データ通信を行うため無線給電ができない、といった一方が他方を妨害する事態が生じる可能性がある。あるいは、干渉によって、無線給電の効率が低下する、または無線データ通信の効率が低下する、といった事態が生じる可能性がある。また、装置が複数の無線給電や複数の無線データ通信を同時に処理しなければならない場合には、処理負荷が高すぎる事態になる可能性がある。先行技術例では、いずれも、このような事態を回避する方法や、両方を効率的に処理する方法等については記載されていない。
図25は、比較例の無線給電システムにおける干渉の事例を示す。エリア901において、狭域基地局92、無線給電装置93、無線端末装置94が配置されている。狭域基地局92は広域基地局91と接続されている。無線端末装置94は、複数の無線端末装置の例として無線端末装置941~943を有する。無線端末装置941は、無線データ通信C1を行い、無線給電W1を受ける。無線端末装置942は、無線データ通信C2を行い、無線給電W2を受ける。無線端末装置943は、無線データ通信C3を行い、無線給電W3を受ける。例えばこれらの6つの動作の間で干渉が生じる可能性がある。
図1~図24を用いて、本発明の実施の形態1の無線端末装置および無線給電装置を含む、無線給電システムについて説明する。実施の形態1の概要や基本的な機能については以下である。
図1は、実施の形態1で、無線給電システムの構成概要を示す。本無線給電システムは、言い換えると無線通信システムである。本無線給電システムは、グローバル基地局(広域基地局)1、ローカル基地局(狭域基地局)2、無線給電装置3、無線端末装置4を有する。所定のエリア101内に、1つ以上の狭域基地局2、1つ以上の無線給電装置3、1つ以上の無線端末装置4を有する。エリア101は、ホームやオフィス、無線LAN等に対応するエリアである。エリア101では、1人以上のユーザが無線端末装置4等を利用する。広域基地局1と狭域基地局2とが光ファイバまたは無線等で接続されている。狭域基地局2と無線給電装置3および無線端末装置4とが無線(破線で示す)で接続されている。狭域基地局2と無線給電装置3とが光ファイバで接続されてもよい。無線給電装置3と無線端末装置4とが無線で接続されている。無線端末装置4は、例えばスマートフォン、タブレット端末等の携帯情報端末装置であり、ユーザが所持している。
図2は、無線給電システムの他の構成例を示す。図2の無線給電システムでは、無線給電装置3は、狭域基地局2と一体型として同じ位置に付設されており、連携動作する。言い換えると、無線給電装置3の機能と狭域基地局2の機能とが1台の装置として実装されている。この装置は、無線給電機能を持つ無線基地局装置、または無線基地局機能を持つ無線給電装置である。この1台の装置を、無線基地局給電装置5と記載する。
図3は、変形例として無線給電システムの他の構成例を示す。この無線給電システムでは、エリア101内で、1つの狭域基地局2に対し、複数(例えば2台)の無線給電装置3(31,32)が無線接続されている。また、複数(例えば2台)の無線給電装置3(31,32)に対し、1台の無線端末装置4が無線接続されている。この場合、無線端末装置4は、いずれの無線給電装置3との間でも無線給電を受けることができる。さらに、他の構成例では、各無線給電装置3に対し、複数の無線端末装置4が無線接続されてもよい。
図4は、図1等の無線給電システムにおけるエリア101の構成例、および利用シーンの例を示す。エリア101は、例えば会社のフロアに対応付けられる。エリア101において、1つ以上の狭域基地局2と1つ以上の無線給電装置3とが設置されている。図4の例では、1つの狭域基地局2に対し、5台の無線給電装置3が無線接続されている。エリア101内に、給電エリアとして、給電エリア501,502が設けられている。給電エリアには、1つ以上の無線給電装置3が設置されており、無線給電が可能なエリア、スポットである。ニーズに応じて、エリア101内の全エリアまたは一部エリアに給電エリアが構成されるように、必要な数の無線給電装置3が設置される。ニーズに応じて、無線給電装置3の追加や撤去、移動が可能である。無線給電装置3毎の給電可能な範囲を円で示す。この範囲は、例えば電波受信方式でミリ波の無線給電を行う場合の中距離(数m程度)に対応する範囲を示す。エリア101内のユーザは、必要に応じて適宜、自分の無線端末装置4を給電エリア内に持ち寄ることで、無線給電を受けることができる。
無線給電装置3と無線端末装置4との間での無線給電方式については、基本的には限定されないが、実施の形態1では特に電波受信方式を用いる。電波受信方式で、無線給電装置3がカバーする給電可能な距離として中距離(数m程度)とし、その距離の範囲内で無線給電を可能とする。この範囲内に無線端末装置4がある場合に無線給電を受けることが可能である。電波受信方式では、無線給電装置3(言い換えると送電装置)は、電力を電磁波に変換してアンテナから送信する。無線端末装置4(言い換えると受電装置)は、その電磁波をアンテナで受信して、電力に変換して、その電力を利用する、例えばバッテリに充電する。
一般に、無線基地局は、所定のエリア(図1ではエリア101)の無線通信状況を管理、把握している。このことから、本無線給電システムでは、無線基地局が、無線データ通信および無線給電に係わるスケジューリングを行う。実施の形態1では、広域基地局1は、そのスケジューリングを行う機能であるスケジューリング機能102を備える。他の実施の形態では、狭域基地局2がスケジューリング機能102を備えてもよい。無線端末装置4および無線給電装置3は、狭域基地局2および広域基地局1に対し、スケジューリングに反映させるための情報や要求を送信する機能(スケジューリング要求機能103,104)を備える。
スケジューリング方式として、時間分離方式については以下である。
スケジューリング方式として、周波数分離方式については以下である。
スケジューリング方式として、アンテナ分離方式については以下である。無線端末装置4の通信部は、使用可能な複数のアンテナを備えるとする。例えば図1で、ある無線端末装置4に関して、概略的に同じ時間帯に、無線給電W1の要求と、無線データ通信C1の要求との2つの要求が生じた場合に、以下のように、異なるアンテナを用いるように、スケジューリングが行われる。スケジュールの例として、無線給電W1には第1アンテナが、無線データ通信C1には第2アンテナが割り当てられる。なお、この方式の場合、使用するアンテナ間での干渉に問題が無い場合には、それらの複数のアンテナを用いた無線給電や無線データ通信が同じ時間帯になってもよい。無線端末装置4は、アンテナスイッチ等を用いて、使用するアンテナを切り替えて対応する。
スケジューリング方式として、ミリ波/マイクロ波分離方式、すなわち、無線給電と無線データ通信とで使用する電磁波の種類(ミリ波/マイクロ波)および対応する通信部を分ける方式については以下である。無線端末装置4の通信部は、使用する電磁波の種類(例えばミリ波、マイクロ波)が異なる複数の通信部を備えるとする。例えば図1で、ある無線端末装置4に関して、概略的に同じ時間帯に、無線給電W1の要求と、無線データ通信C1の要求との2つの要求が生じた場合に、以下のように、異なる種類の電磁波を用いるように、スケジューリングが行われる。スケジュールの例として、無線給電W1にはミリ波用の通信部が、無線データ通信C1にはマイクロ波用の通信部が割り当てられる。
以下、さらに、実施の形態1の詳細について説明する。図5は、実施の形態1で、第1通信方式を示す。第1通信方式は、広域基地局1、狭域基地局2、無線給電装置3、および無線端末装置4の間で、無線給電および無線データ通信をスケジューリングに基づいて処理する際の詳しい通信方式の例を示す。第1通信方式では、広域基地局1がスケジューリングを行う。また、第1通信方式では、無線端末装置4からの無線給電要求が無線基地局(狭域基地局2)へ送信される。
図6は、無線端末装置4のブロック構成を示す。この無線端末装置4は、スマートフォン等の携帯情報端末装置である場合を示す。無線端末装置4は、プロセッサ401、メモリ402、センサ403、カメラ404、マイク405、スピーカ406、表示装置407、LED408、通信部410、AC-DCコンバータ421、充電制御回路422、バッテリ423、ACアダプタ424等を備え、それらがバス等を介して接続されている。通信部410は、第1通信部411、第2通信部412、第3通信部413を有する。通信部410は、無線通信インタフェース装置である。
無線端末装置4の通信制御部401Aおよび通信部410における実装で対応する無線通信方式、無線通信インタフェースの例は以下である。(1)Wi-Fi(登録商標)、(2)LTE(登録商標)、(3)WiGig(登録商標)、(4)WiMAX(登録商標)、(5)Bluetooth、(6)3GPP(3rd Generation Partnership Project)の5G NR(New Radio)。特に、WiGigとNew Radioは、ミリ波帯の電磁波にも対応する通信方式である。第1通信部411は、WiGigまたはNew Radioに対応する実装を有する。第2通信部412は、Wi-Fi、LTE、WiMAX等に対応する実装を有する。第3通信部413は、Bluetoothに対応する実装を有する。第3通信部413は、モバイル網とは別の無線通信インタフェースに対応している。
図7は、無線端末装置4の第1通信部411のアンテナ61、アンテナスイッチ71、および回路81等に関する構成例を示す。本例では、ミリ波帯に対応する2つのアンテナ61として、アンテナ61-1、アンテナ61-2を有する。回路(無線IC)81は、RFIC81-1(RF:Radio Frequency)、ベースバンドIC81-2を含む。
図8は、図6に対する変形例の無線端末装置4の構成を示す。図8の変形例は、図6の構成との違いとして以下である。この無線端末装置4では、AC-DCコンバータとして、第1AC-DCコンバータ421-1、第2AC-DCコンバータ421-2の2つが並列に設けられている。通信部410のうち、第1通信部411のアンテナスイッチ71と第1AC-DCコンバータ421-1とが接続され、第2通信部412のアンテナスイッチ72と第2AC-DCコンバータ421-2とが接続されている。すなわち、この構成では、ミリ波帯の第1通信部411とマイクロ波帯の第2通信部412とのいずれからもバッテリ423への充電が可能である。
図9は、無線端末装置4の外観に関する構成例、特にスマートフォンの場合でのアンテナに関する構成例を示す。図9の(A)は、無線端末装置4の筐体のうち、表示画面を持つ側である前面s1側の平面(x-y平面とする)の構成を示し、(B)は、背面s2側の平面の構成を示す。x方向が短辺、y方向が長辺に対応する。前面s1には、主な長方形の領域として、表示装置407であるタッチパネルの表示画面900を有する。前面s1の表示画面900の外側にある額縁領域には、ホームボタン903、カメラ404のうちのインカメラ404-1(特にレンズ部)、スピーカ406等が設けられている。筐体の側面付近には、図示しないマイク405等が設けられている。背面s2では、カメラ404のうちのアウトカメラ404-2(特にレンズ部)、等が設けられている。
図11は、無線給電装置3のブロック構成を示す。無線給電装置3は、プロセッサ301、メモリ302、センサ303、カメラ304、表示装置307、LED308、通信部310、第1送電部311、第2送電部312、電源制御回路321、電源322等を備える。
図12は、無線給電装置3の外観の構成例を示す。図12の(A)では斜視、(B)では鉛直上方から平面視した構成を示す。無線給電装置3は、本体である支柱330に対し、概略的に三角柱形状のアンテナ部331が設けられている。支柱330およびアンテナ部331の頭頂面には、マイクロ波帯に対応するマイクロ波アンテナであるアンテナ362が設けられている。アンテナ362は例えば円板形状を有する。このアンテナ362は、図11の第2送電部312のアンテナ312aに対応する。
図13は、ミリ波を用いた無線給電を行う場合の、無線給電装置3と無線端末装置4との位置関係の例を示す。図13の(A)は概要を斜視で示し、特に、無線給電装置3のミリ波帯のアンテナ361(例えばアンテナA1)と、無線端末装置4のミリ波帯のアンテナ61との間の「見通しの関係」を示す。空間内での無線給電装置3の概略的な位置を位置P3とし、無線端末装置4の概略的な位置を位置P4とする。位置P3と位置P4との距離は数m以下であるとする。
図14は、図9の無線端末装置4をユーザが手で持って操作および保持する際の状態の例を示す。ミリ波帯の電磁波は、マイクロ波の電磁波に比して、減衰が著しい。そのため、ミリ波帯の無線給電を行う際には、ミリ波帯のアンテナ61が、無線給電装置3のアンテナ361からみて、ユーザの手や体等によって隠れないように配置されることが望ましい。また、ミリ波帯の電磁波は、マイクロ波の電磁波に比して、直進性が高い、言い換えると方向の指向性が強い。そのため、効率的な無線給電のためには、ミリ波による無線給電の位置関係、すなわち各アンテナ61,361の位置に関して、高精度が要求される。
図15は、無線端末装置4におけるバッテリ423の充電の制御に関する処理フローを示す。図15のフローはステップS401~S414を有する。以下、ステップの順に説明する。本処理フローは、バッテリ423の残量が少なくなってきた時に、無線給電を用いて自動充電を行うことができる機能に対応している。これにより、ユーザがACアダプタ424での充電を忘れた場合でも、無線端末装置4が無線給電装置3の範囲内にある場合には、自動的にバッテリ424を充電することができる。
図16は、無線給電装置3における無線給電の制御に関する処理フローを示す。図16のフローはステップS301~S308を有する。以下、ステップの順に説明する。S301で、無線給電装置3は、無線端末装置4または狭域基地局2または広域基地局1からの無線給電要求を受信したかを確認する。受信した場合(Y)にはS302へ進む。S302で、無線給電装置3は、無線給電要求で対象となっている無線端末装置4に関する端末情報JTを取得する。または、無線給電装置3は、既にメモリ302に取得済みの端末情報JTを参照する。S303で、無線給電装置3は、無線給電要求および端末情報JTから、対象の無線給電装置4に対する無線給電の実行の可否等を判断する。無線給電装置3は、無線給電要求を承認する場合、無線給電承認を、狭域基地局2または広域基地局1へ送信する。S304で、無線給電装置3は、狭域基地局2または広域基地局1からのスケジュール通知(スケジュール情報J3)を受信する。無線給電装置3は、取得したスケジュール情報J3をメモリ302に格納する。S305で、無線給電装置3は、スケジュール受理通知を、狭域基地局2または広域基地局1へ送信する。S306で、無線給電装置3は、スケジュール情報J3に従い、無線給電のための準備として、送電部の状態を制御し、無線給電開始通知を、狭域基地局2または広域基地局1へ送信する。S307で、無線給電装置3は、無線端末装置4に対する無線給電を開始する。
図17は、無線リソースおよびスケジュールの例を示す。図17の表では、横軸を時間(時間スロット)、縦軸をチャネル(周波数)とした行列で、無線リソースおよびスケジュールが表されている。表の1マスが無線リソース単位を表す。本例では、エリア101で使用可能な複数のチャネル(すなわち周波数)としてチャネルc1(周波数f1)~チャネルc12(周波数f12)がある場合を示す。本例では時間t1~t12の部分を示す。エリア101内に、複数(例えば5台)の無線端末装置4(ID=MT1~MT5とする)があるとする。スケジューリングの例として以下である。
図18は、通常の無線データ通信の要求が生じた場合の無線通信のシーケンスの例を示す。なお、ここでは、無線データ通信のみに関してスケジューリング(すなわち無線リソース割り当て)が行われる。図18は、下記のステップS11~S20を有する。
図19は、無線通信のシーケンスの一例(第1シーケンスとする)を示す。第1シーケンスは、図18のようにして無線データ通信の接続(すなわち無線通信網への接続)を完了済みの状態である無線端末装置4(ID=MT1とする)が、さらに、無線給電装置3(ID=PS1とする)からの無線給電を受ける場合の無線通信のシーケンスを示す。図19では、無線基地局と、無線給電装置3(PS1)と、無線端末装置4(MT1)との間での制御通信等の動作を示す。なお、ここでは広域基地局1および狭域基地局2を1つにまとめて無線基地局として示す。第1シーケンスでは、広域基地局1がスケジューリングを行い、時間分離方式等を用いる例を示す。第1シーケンスは、以下のステップS21~S32を有する。
図20は、無線通信のシーケンスの他の一例(第2シーケンスとする)を示す。第2シーケンスでは、以下の場合のスケジューリングについて示す。エリア101内に、1つの無線給電装置3の給電可能な範囲内に、2つの無線端末装置4(41,42)がある場合とする。一方の無線端末装置41が周波数F1で無線給電を受けている途中の状態で、無線接続済みの他方の無線端末装置42が、無線給電要求を発生させた場合とする。図20のシーケンスは、下記のステップS41~S50を有する。
図21は、無線通信のシーケンスの他の一例(第3シーケンスとする)を示す。本例では、無線データ通信として、通常(言い換えると一般)の無線データ通信とは区別される、それよりも重要性や優先度が高い種類の無線データ通信(「最優先データ通信」と記載する)の要求が生じた場合を示す。本例では、エリア101の複数(例えば2台)の無線端末装置4(41,42)のうち、一方の無線端末装置41は、無線給電装置3から周波数F1を用いて無線給電を受けている途中の状態であるとする。そして、その際、他方の無線端末装置42に関して、無線データ通信の接続済みの状態で、最優先データ通信の要求が発生した場合を示す。図21のシーケンスは、下記のステップS61~S80を有する。
図22は、図21の第3シーケンスの例にも対応したスケジュール例を示す。図22の(A)と(B)は、URLLC要求の前後での、無線リソース割り当てのスケジュール情報の変化の例を示す。本例では、エリア101の複数の無線端末装置4として、例えば12台の無線端末装置4(ID=MT1~MT12)があるとする。(A)のスケジュールで、無線端末装置MT1は、チャネルc12,c13の2つのチャネルを使用して、時間t1~t12の間、無線給電を受ける。無線端末装置MT3は、1つのチャネルc1を使用して、時間t1~t10の間、一般の無線データ通信を行う。また、無線端末装置MT4~MT12の9台の無線端末装置4は、チャネルc2~c10の9チャネルを使用して、図2の例のような多機器接続データ通信(MMTC、格子パターンで示す)を行う。
実施の形態1では、さらに、無線給電システムの各装置は、無線給電に係わる各装置の位置把握や位置補正を行うための機能である位置管理機能を備える。この位置管理機能は、特に、ミリ波帯を用いた無線給電の精度向上を実現する機能である。本システムでは、ミリ波を用いた無線給電の前に、この機能を用いて、狭域基地局2が持つ端末位置情報に基づいて、無線給電装置3からみた無線端末装置4の位置を、補正によって得る。無線給電装置3は、その位置を用いて、ミリ波を用いた無線給電を、見通しの関係に基づいて、高精度に行うことができる。
上記のように、実施の形態1の無線端末装置4および無線給電装置3を含むシステムによれば、スケジューリングによって、無線給電と無線データ通信との干渉を防止または低減することができ、効率性や信頼性、ユーザの利便性等を向上できる。実施の形態1によれば、1つ以上の装置に関する無線給電および無線データ通信の時間や周波数を分離することで、それらの干渉を防止または低減することができる。また、特に、実施の形態1では、電波受信方式を用いて無線給電を行う方式であり、無線給電装置3に対し無線端末装置4を例えば数m程度の距離の範囲内で配置可能であり、近接設置に限られないので、ユーザの利便性が高い。また、実施の形態1では、ミリ波帯およびマイクロ波帯を用いた無線給電および無線データ通信が可能であり、各組合せの場合で、干渉を低減できる。また、ミリ波帯を用いた無線給電の場合には、位置管理機能等を用いて、見通しの関係を判断し、精度を高めることができる。
実施の形態1の変形例として以下も可能である。実施の形態1では、無線端末装置4が充電必要性を判断して無線給電要求を発生するものとした。これに限らず、変形例では、無線給電装置3が無線端末装置4と連携、通信して、無線端末装置4の充電必要性を判断して、無線給電要求を発生させてもよい。例えば、無線給電装置3は、無線端末装置4から端末情報JTを取得し、端末情報JTで示す無線端末装置4の電力状態等に応じて、無線給電の必要性を判断する。そして、無線給電装置3は、スケジューリング要求のため、無線給電要求を、無線基地局に送信する。
図24は、実施の形態1の変形例におけるシステムでの第2通信方式を示す。第2通信方式では、狭域基地局2がスケジューリングを行う。また、第2通信方式では、無線端末装置4からの無線給電要求が無線給電装置3へ送信される。この変形例でも同様の効果が得られる。
図26、図27を用いて、本発明の実施の形態2の無線端末装置および無線給電装置を含む、無線給電システムについて説明する。以下、実施の形態2等における、実施の形態1とは異なる構成部分について説明する。実施の形態2では、無線給電の際、実施の形態1のような狭域基地局2と無線給電装置3との積極的な連携動作(制御用の無線通信を含む)を行わない。実施の形態2では、狭域基地局2と無線端末装置4とが連携動作し、無線端末装置4と無線給電装置3とが連携動作することで、無線給電を行う。また、実施の形態2では、狭域基地局2がスケジューリングを行う。
図26は、実施の形態2における、無線給電システムの構成例を示す。エリア101内に、狭域基地局2、無線給電装置3、複数(例えば3台)の無線端末装置4(41~43)を有する。無線給電装置3は、実施の形態1とは異なり、狭域基地局2との積極的な連携動作を行わない。無線給電装置3は、無線端末装置4と無線通信して連携動作する。無線基地局(特に狭域基地局2)は、スケジューリング機能102を備える。無線端末装置4は、スケジューリング要求機能104を備える。
図27は、実施の形態2におけるシステムの無線通信のシーケンスを示す。このシーケンスは、狭域基地局2により把握された無線端末装置4の位置L1を、無線給電装置3からみた無線端末装置4の位置L2に補正してから、無線給電を行うシーケンスである。このシーケンスは、下記のステップS81~S88を有する。
上記のように、実施の形態2によれば、実施の形態1と同様の効果が得られる。実施の形態2におけるシステムでは、無線給電の際に、狭域基地局2と無線給電装置3との間では積極的な連携動作を行わず、主に無線端末装置4によって、狭域基地局2と無線給電装置3との間に介在する形式で、実施の形態1と同様の機能が実現されている。
図28を用いて、本発明の実施の形態3の無線端末装置および無線給電装置を含む、無線給電システムについて説明する。実施の形態3では、各装置は、カメラを用いた位置判断機能等を備える。また、実施の形態3では、スケジューリング方式として、アンテナ分離方式を用いる場合の詳細例を説明する。
前述の位置管理機能に関して、無線給電装置3からみた無線端末装置4の位置L2を把握する際に、以下のような機能を用いることができる。本システムの各装置は、以下のように、カメラを用いて、画像の解析によって、他の装置の位置等を判断する機能である位置判断機能を備えてもよい。
さらに、本システムの各装置は、上記位置判断機能として、特に、アンテナ位置判断機能を備えてもよい。アンテナ位置判断機能は、カメラの画像の解析によって、相手装置のアンテナの位置等を判断する機能である。前述の図13等を用いてアンテナ位置判断機能について説明する。例えば、図13の(A)で、無線給電装置3と無線端末装置4は、それぞれ、アンテナ位置判断機能を備えてもよい。アンテナ位置判断機能を用いて、アンテナ間での見通しの関係を判断することで、ミリ波を用いた無線給電をより効率的に実現できる。
図28は、実施の形態3での無線端末装置4の第1通信部411のアンテナスイッチ71等の構成を示す。第1通信部411は、ミリ波帯に対応するアンテナ61として、図9のような4つのアンテナ61-1,61-2,61-3,61-4を有する。対応して、この構成では、2つのアンテナスイッチ71(71-1,71-2)を有する。各アンテナスイッチ71の構成は、図7の場合と同様であり、例えば番号#1~#8の端子を有する。アンテナスイッチ71-1には、前面s1側のアンテナ61-1,61-2が接続されている。アンテナスイッチ71-2には、背面s2側のアンテナ61-3,61-4が接続されている。アンテナスイッチ71-1およびアンテナスイッチ71-2の接続先(#1~#4)には、それぞれ、AC-DCコンバータ421および回路81が接続されている。アンテナ制御部401Dは、アンテナスイッチ71(71-1,71-2)の切り替えを制御する。
上記のように、実施の形態3によれば、実施の形態1と同様の効果が得られる。実施の形態3では、使用するアンテナを分けることで、干渉を防止または低減できる。実施の形態3では、ミリ波帯を用いた無線給電の際の位置精度を高めることができ、より効率的な無線給電が実現できる。
図29、図30を用いて、本発明の実施の形態4の無線端末装置および無線給電装置を含む、無線給電システムについて説明する。実施の形態4では、エリア内に複数の無線端末装置が存在する場合に、複数の無線データ通信および複数の無線給電に関して、干渉を低減するように、スケジューリングを行う。
実施の形態4で、スケジューリング方式として以下が可能である。図29は、そのスケジューリング方式および無線給電システムの構成例を示す。図29の無線給電システムでは、図2と同様に、エリア101内で、1つの無線給電装置3(または無線基地局給電装置5)の給電可能な範囲に対し、複数の無線端末装置4が存在する。無線給電を受ける候補となる、複数の無線端末装置4の例として、無線端末装置41,42,43がある場合を示す。それらの複数の無線端末装置4(41~43)が、概略的に同じ時間帯に、それぞれ、無線給電要求(要求RQ1~RQ3)を発生させた場合を示す。無線基地局(広域基地局1および狭域基地局2)および無線給電装置3は、それらの複数の無線給電要求(要求RQ1~R3)を把握する。本例では、全体で、無線データ通信C1~C3と、無線給電W1~W3とがある。
実施の形態4で、スケジューリング方式として以下も可能である。図30は、そのスケジューリング方式および無線給電システムの構成例を示す。図30の構成例では、図3と同様に、エリア101内で、複数(例えば3台)の無線給電装置3(31,32,33)を有する。それらの無線給電装置3に対し複数の無線端末装置4(例えば無線端末装置41,42,43)を有する。それらの複数の無線端末装置4(41~43)が、概略的に同じ時間帯に、それぞれ、無線給電要求(要求RQ1~RQ3)を発生させた場合を示す。無線基地局は、複数の無線端末装置4との連携を通じて、それらの複数の無線給電要求(要求RQ1~R3)を把握する。本例では、全体で、無線データ通信C1~C3と、無線給電W1~W3とがある。
上記のように、実施の形態4によれば、実施の形態1と同様の効果が得られる。実施の形態4では、複数の無線給電装置3や複数の無線端末装置4に関して、干渉を防止しつつ、効率的な無線給電が可能である。
Claims (13)
- 無線給電システムを構成する無線端末装置であって、
前記無線給電システムは、
無線給電対象の前記無線端末装置と、
前記無線端末装置へ無線給電を行う無線給電装置と、
前記無線端末装置の無線データ通信を中継する無線基地局と、
を備え、
前記無線基地局は、
前記無線端末装置の前記無線データ通信の要求と前記無線給電の要求との把握に基づいて、前記無線データ通信および前記無線給電の無線リソースの割り当てを含むスケジュール情報を作成し、前記スケジュール情報を前記無線給電装置へ送信し、
前記無線給電装置は、
前記スケジュール情報に従い、前記無線端末装置へ前記無線給電を行い、
前記無線端末装置は、
筐体と、前記筐体における一辺および前記一辺に対向する他辺のそれぞれの辺に隣接する位置に設けられた無線アンテナとを有し、
前記スケジュール情報に従い、前記無線給電装置からの前記無線給電を受け、前記無線基地局を介して前記無線データ通信を行う、
無線端末装置。 - 請求項1記載の無線端末装置において、
前記無線給電装置は、ミリ波帯の電磁波を用いて前記無線給電を行い、
前記無線端末装置は、前記ミリ波帯の電磁波を用いて前記無線給電を受ける、
無線端末装置。 - 請求項1記載の無線端末装置において、
前記無線給電を受ける際に、カメラまたはセンサを用いて、前記無線給電を行う前記無線給電装置を把握する、無線端末装置。 - 無線給電システムを構成する無線給電装置であって、
前記無線給電システムは、
無線給電対象の無線端末装置と、
前記無線端末装置へ無線給電を行う前記無線給電装置と、
前記無線端末装置の無線データ通信を中継する無線基地局と、
を備え、
前記無線基地局は、前記無線端末装置の前記無線データ通信の要求と前記無線給電の要求との把握に基づいて、前記無線データ通信および前記無線給電の無線リソースの割り当てを含むスケジュール情報を作成し、前記スケジュール情報を前記無線給電装置へ送信し、
前記無線給電装置は、前記無線端末装置に関する情報を記憶する記憶部を備え、前記スケジュール情報に従い、前記無線端末装置へ前記無線給電を行い、
前記無線端末装置は、前記無線給電装置からの前記無線給電を受け、前記無線基地局を介して前記無線データ通信を行う、
無線給電装置。 - 請求項4記載の無線給電装置において、
前記無線基地局は、前記無線データ通信の時間と前記無線給電の時間とを分けるように前記スケジュール情報を作成し、
前記無線給電装置は、前記スケジュール情報に従った時間に、前記無線給電を行う、無線給電装置。 - 請求項4記載の無線給電装置において、
前記無線基地局は、前記無線データ通信の電磁波の周波数と前記無線給電の電磁波の周波数とを分けるように前記スケジュール情報を作成し、
前記無線給電装置は、前記スケジュール情報に従った周波数で、前記無線給電を行う、無線給電装置。 - 請求項4記載の無線給電装置において、
前記無線基地局は、前記無線データ通信に用いるアンテナと前記無線給電に用いるアンテナとを分けるように前記スケジュール情報を作成し、
前記無線給電装置は、複数のアンテナを有し、前記スケジュール情報に従ったアンテナを用いて、前記無線給電を行う、無線給電装置。 - 請求項4記載の無線給電装置において、
前記無線給電システムは、エリア内に前記無線端末装置として複数の無線端末装置を有し、
前記無線基地局は、前記複数の無線端末装置の複数の無線給電に関して、時間を分けるように前記スケジュール情報を作成し、
前記無線給電装置は、前記スケジュール情報に従った時間に、前記無線給電を行う、無線給電装置。 - 請求項4記載の無線給電装置において、
前記無線給電システムは、エリア内に前記無線端末装置として複数の無線端末装置を有し、
前記無線基地局は、前記複数の無線端末装置の複数の無線給電に関して、電磁波の周波数を分けるように前記スケジュール情報を作成し、
前記無線給電装置は、前記スケジュール情報に従った周波数で、前記無線給電を行う、無線給電装置。 - 請求項4記載の無線給電装置において、
前記無線給電装置は、ミリ波帯の電磁波を用いて前記無線給電を行い、
前記無線端末装置は、前記ミリ波帯の電磁波を用いて前記無線給電を受ける、無線給電装置。 - 請求項4記載の無線給電装置において、
前記無線給電装置は、ミリ波帯の電磁波を用いて前記無線給電を行う第1送電部と、マイクロ波帯の電磁波を用いて前記無線給電を行う第2送電部とを有し、
前記無線端末装置は、ミリ波帯の電磁波を用いる第1通信部と、マイクロ波帯の電磁波を用いる第2通信部とを有し、
前記無線基地局は、前記無線データ通信に用いる電磁波の種類と前記無線給電に用いる電磁波の種類とを分けるように前記スケジュール情報を作成し、
前記無線給電装置は、前記スケジュール情報に従った電磁波の種類に対応する送電部を用いて、前記無線給電を行う、無線給電装置。 - 請求項4記載の無線給電装置において、
前記無線基地局からみた前記無線端末装置の位置を表す位置情報に基づいて、前記無線給電装置からみた前記無線端末装置の位置を計算し、前記計算した位置に対して前記無線給電を行う、無線給電装置。 - 請求項4記載の無線給電装置において、
前記無線給電を行う際に、カメラまたはセンサを用いて、前記無線給電対象の前記無線端末装置を把握する、無線給電装置。
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