(57)【要約】【課題】消費電力を低減することができる無線通信装置を提供する。【解決手段】無線通信装置２との間で電波を送受信するために用いられるアンテナ１１、１２と、通信信号を無線通信装置２との間で送受信する主通信部１３と、無線通信装置２との接続状態を維持するための第１の制御信号を無線通信装置２との間で送受信し、通信信号の送受信を開始する旨を表す第２の制御信号を無線通信装置２から受信し、消費電力が主通信部１３より小さい微弱通信部１４と、主通信部１３を停止させて微弱通信部１４を動作させ、微弱通信部１４が第２の制御信号を受信した場合に主通信部を起動する制御手段とを具備する。【選択図】  図１
2004194036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部装置との接続状態を維持しながら、前記外部装置との間で無線通信を行うための無線通信装置であって、
前記外部装置との間で電波を送受信するために用いられる第１及び第２のアンテナと、
通信信号を前記第１のアンテナを介して前記外部装置との間で送受信する第１の通信手段と、
前記外部装置との接続状態を維持するための第１の制御信号を前記第２のアンテナを介して前記外部装置との間で送受信し、通信信号の送受信を開始する旨を表す第２の制御信号を前記第２のアンテナを介して前記外部装置から受信し、消費電力が前記第１の通信手段より小さい第２の通信手段と、
前記第１の通信手段を停止させて前記第２の通信手段を動作させ、前記第２の通信手段が前記第２の制御信号を受信した場合に前記第１の通信手段を起動する制御手段と、
を具備する無線通信装置。
【請求項２】
前記制御手段が、前記第２の通信手段が前記第２の制御信号を受信した場合に、前記第１の通信手段による通信信号の送受信が終了するまで前記第２の通信手段を停止させることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
ウェアラブルであることを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部装置との接続状態を維持しながら、外部装置との間で無線通信を行うための無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格の無線通信を行う無線通信装置が用いられている。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格の無線通信では、データ信号の送受信を行っていない間も、無線通信装置間の接続状態を維持するための制御信号の送受信を行う必要がある。
このような従来の無線通信装置について、図５及び図６を参照しながら説明する。図５は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格の無線通信を行う従来の無線通信装置６２を用いたシステム６０を示す図である。
【０００３】
図５に示すように、無線通信装置６２は、アンテナ６３と、通信部６４と、制御部６５とを具備する。
通信部６４は、データ信号及び無線通信装置６１との接続状態を維持するための制御信号をアンテナ６３を介して無線通信装置６１との間で送受信する。制御部６５は、通信部６４を制御する。
【０００４】
図６は、無線通信装置６２が無線通信装置６１と通信を行う場合における通信部６４の消費電力の一例を示す図である。図６に示すように、通信部６４は、時刻ｔ31まで待ち受け状態となっている。通信部６４の待ち受け状態時の消費電力は、およそ３ｍＷ程度である。次に、通信部６４は、時刻ｔ31〜ｔ32の間、制御信号を無線通信装置６１との間で送受信する。通信部６４の制御信号送受信時の消費電力は、およそ１００ｍＷ程度である。
通信部６４は、同様に、時刻ｔ32〜ｔ33、時刻ｔ34〜ｔ35、時刻ｔ36〜ｔ37、時刻ｔ38〜ｔ39、時刻ｔ40〜ｔ41、時刻ｔ42〜ｔ43の間、待ち受け状態となり、時刻ｔ33〜ｔ34、時刻ｔ35〜ｔ36、時刻ｔ37〜ｔ38、時刻ｔ39〜ｔ40、時刻ｔ41〜ｔ42の間、制御信号を無線通信装置６１との間で送受信する。通信部６４の時刻ｔ43までの平均消費電力は、およそ５０ｍＷ程度である。
【０００５】
次に、通信部６４は、時刻ｔ43〜ｔ44の間、データ信号を無線通信装置６１との間で送受信する。通信部６４のデータ信号送受信時の消費電力は、およそ１００ｍＷ程度である。
続いて、通信部６４は、時刻ｔ44〜ｔ45の間、待ち受け状態となり、時刻ｔ45〜ｔ46の間、データ信号を無線通信装置６１との間で送受信し、時刻ｔ46〜ｔ47の間、待ち受け状態となり、時刻ｔ47〜ｔ48の間、データ信号を無線通信装置６１との間で送受信する。
【０００６】
その後、通信部６４は、時刻ｔ48〜ｔ49、時刻ｔ50〜ｔ51、時刻ｔ52〜ｔ53、時刻ｔ54〜ｔ55、時刻ｔ56〜ｔ57、時刻ｔ58〜ｔ59、時刻ｔ60〜ｔ61、時刻ｔ62〜ｔ63、時刻ｔ64〜ｔ65の間、及び、時刻ｔ64以降、待ち受け状態となり、時刻ｔ49〜ｔ50、時刻ｔ51〜ｔ52、時刻ｔ53〜ｔ54、時刻ｔ55〜ｔ56、時刻ｔ57〜ｔ58、時刻ｔ59〜ｔ60、時刻ｔ61〜ｔ62、時刻ｔ63〜ｔ64、時刻ｔ65〜ｔ66の間、制御信号を無線通信装置６１との間で送受信する。
【０００７】
このように、無線通信装置６２においては、データ信号の送受信を行っていない間の通信部６４の平均消費電力がおよそ５０ｍＷ程度と大きいため、無線通信装置６２全体の消費電力が大きくなってしまっていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、外部装置との接続状態を維持しながら、外部装置との間で無線通信を行うための無線通信装置であって、消費電力を低減することができる無線通信装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明に係る無線通信装置は、外部装置との接続状態を維持しながら、外部装置との間で無線通信を行うための無線通信装置であって、外部装置との間で電波を送受信するために用いられる第１及び第２のアンテナと、通信信号を第１のアンテナを介して外部装置との間で送受信する第１の通信手段と、外部装置との接続状態を維持するための第１の制御信号を第２のアンテナを介して外部装置との間で送受信し、通信信号の送受信を開始する旨を表す第２の制御信号を第２のアンテナを介して外部装置から受信し、消費電力が第１の通信手段より小さい第２の通信手段と、第１の通信手段を停止させて第２の通信手段を動作させ、第２の通信手段が第２の制御信号を受信した場合に第１の通信手段を起動する制御手段とを具備する。
【００１０】
ここで、制御手段が、第２の通信手段が第２の制御信号を受信した場合に、第１の通信手段による通信信号の送受信が終了するまで第２の通信手段を停止させることとしても良い。また、上記無線通信装置が、ウェアラブルであることとしても良い。
【００１１】
上記の構成によれば、消費電力を低減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信装置を用いたシステムを示す図である。図１に示すように、システム１は、無線通信装置２と、本発明の一実施形態としての無線通信装置１０とを具備する。
無線通信装置２、１０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に基づく無線通信を行うための装置であり、無線通信装置１０は、無線通信装置２との接続状態を維持している。
【００１３】
図１に示すように、無線通信装置１０は、アンテナ１１、１２と、主通信部１３と、微弱通信部１４と、制御部１５とを具備する。
主通信部１３は、データ信号をアンテナ１１を介して無線通信装置２との間で送受信する。微弱通信部１４は、無線通信装置２との接続状態を維持するための第１の制御信号をアンテナ１２を介して無線通信装置２との間で送受信し、データ信号の送受信を開始する旨を表す第２の制御信号をアンテナ１２を介して無線通信装置２から受信する。なお、微弱通信部１４の消費電力は、主通信部１３の消費電力より小さい。
【００１４】
制御部１５は、第２の制御信号を受信してから無線通信装置２との間でのデータ信号の送受信が終了するまでの間、主通信部１３を動作させるとともに微弱通信部１４を停止させ、第２の制御信号を受信してから無線通信装置２との間でのデータ信号の送受信が終了するまでの間以外の間、微弱通信部１４を動作させるとともに主通信部１３を停止させる。
【００１５】
図２は、主通信部１３の内部構成を示す図である。図２に示すように、主通信部１３は、フィルタ２１と、ＲＦスイッチ２２と、バンドパスフィルタ２３、２６、３３と、ローノイズアンプ２４と、ミキサ２５と、データ再生回路２７と、ベースバンド処理回路２８と、ローパスフィルタ２９、３１と、ＰＬＬ回路３０と、電圧制御発振器３２と、パワーアンプ３４とを具備する。
フィルタ２１は、アンテナ１１からの受信信号にフィルタ処理を行ってＲＦスイッチ２２に出力し、ＲＦスイッチ２２からの送信信号にフィルタ処理を行ってアンテナ１１に出力する。
【００１６】
ＲＦスイッチ２２は、フィルタ２１からの受信信号をバンドパスフィルタ２３に出力し、パワーアンプ３４からの送信信号をフィルタ２１に出力する。
バンドパスフィルタ２３は、ＲＦスイッチ２２からの受信信号の第１の周波数から第２の周波数までの成分をローノイズアンプ２４に出力する。なお、本実施形態においては、バンドパスフィルタ２３を具備することとしているが、バンドパスフィルタ２３を具備しないこととしても良い。一般に、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に基づく無線通信装置においては、バンドパスフィルタ２３を具備しない場合がある。
【００１７】
ローノイズアンプ２４は、信号を低雑音で増幅する回路であり、バンドパスフィルタ２３からの受信信号を増幅してミキサ２５に出力する。
ミキサ２５は、ローノイズアンプ２４の出力信号と電圧制御発振器３２の出力信号とをミキシングすることにより、受信信号をベースバンド信号に変換してバンドパスフィルタ２６に出力する。
【００１８】
バンドパスフィルタ２６は、ミキサ２５からのベースバンド信号の第１の周波数から第２の周波数までの成分をデータ再生回路２７に出力する。
データ再生回路２７は、バンドパスフィルタ２６の出力信号に基づいて受信データを再生してベースバンド処理回路２８に出力する。
【００１９】
ベースバンド処理回路２８は、受信時において、データ再生回路２７からの受信データにデコード処理等を施して、制御部１５（図１参照）に出力するとともに、ＰＬＬ回路３０に基準周波数信号を供給する。ＰＬＬ回路３０から出力される誤差信号は、ローパスフィルタ３１を介して電圧制御発振器３２に供給され、発振周波数がキャリア周波数と等しくなるように制御される。
ベースバンド処理回路２８は、送信時において、送信データをローパスフィルタ２９に出力する。
【００２０】
ローパスフィルタ２９は、ベースバンド処理回路２８からの送信データの所定の周波数以下の成分を電圧制御発振器３２に出力する。これにより、発振周波数に変調がかけられる。
バンドパスフィルタ３３は、電圧制御発振器３２からの送信信号の第１の周波数から第２の周波数までの成分をパワーアンプ３４に出力する。
【００２１】
パワーアンプ３４は、バンドパスフィルタ３３からの送信信号を増幅してＲＦスイッチ２２に出力する。
【００２２】
再び図１を参照すると、微弱通信部１４は、３００ＭＨｚ程度の周波数帯の電波で無線通信装置２と無線通信を行う。図３は、微弱通信部１４の内部構成を示す図である。図３に示すように、微弱通信部１４は、フィルタ４１と、ＲＦスイッチ４２と、ローノイズアンプ４３と、ミキサ４４と、バンドパスフィルタ４５と、検波回路４６と、ベースバンド処理回路４７と、ローパスフィルタ４８と、電圧制御発振器４９と、パワーアンプ５０とを具備する。ローノイズアンプ４３、ミキサ４４、ベースバンド処理回路４７、電圧制御発振器４９、及び、パワーアンプ５０には、制御部１５（図１参照）から制御信号が入力される。
フィルタ４１は、アンテナ１２からの受信信号にフィルタ処理を行ってＲＦスイッチ４２に出力し、ＲＦスイッチ４２からの送信信号にフィルタ処理を行ってアンテナ１２に出力する。
【００２３】
ＲＦスイッチ４２は、フィルタ４１からの受信信号をローノイズアンプ４３に出力し、パワーアンプ５０からの送信信号をフィルタ４１に出力する。
ローノイズアンプ４３は、信号を低雑音で増幅する回路であり、ＲＦスイッチ４２からの受信信号を増幅してミキサ４４に出力する。
【００２４】
ミキサ４４は、ローノイズアンプ４３の出力信号と電圧制御発振器４９の出力信号とをミキシングすることにより、受信信号をベースバンド信号に変換してバンドパスフィルタ４５に出力する。
バンドパスフィルタ４５は、ミキサ４４からのベースバンド信号の第１の周波数から第２の周波数までの成分をデータ再生回路４６に出力する。
【００２５】
データ再生回路４６は、バンドパスフィルタ４５の出力信号に基づいて受信データを再生してベースバンド処理回路４７に出力する。
ベースバンド処理回路４７は、受信時において、データ再生回路４６からの受信データにデコード処理等を施して、制御部１５（図１参照）に出力する。
【００２６】
ベースバンド処理回路４７は、送信時において、送信データをローパスフィルタ４８に出力する。
ローパスフィルタ４８は、ベースバンド処理回路４７からの送信データの所定の周波数以下の成分を電圧制御発振器４９に出力する。これにより、発振周波数に変調がかけられる。
パワーアンプ５０は、電圧制御発振器４９からの送信信号を増幅してＲＦスイッチ２２に出力する。なお、送信出力が微弱な無線回路の場合、パワーアンプ５０を具備せず、電圧制御発振器４９に増幅機能を持たせる場合がある。また、本実施形態のようにパワーアンプ５０を具備する場合、パワーアンプ５０は、増幅機能、又はアンテナ側とのアイソレーションを行うためのバッファアンプとしての機能を有する。
【００２７】
図４は、無線通信装置１０が無線通信装置２と通信を行う場合における主通信部１３及び微弱通信部１４の消費電力の一例を示す図である。図４に示すように、微弱通信部１４は、時刻ｔ1まで待ち受け状態となっており、微弱通信部１４の待ち受け状態時の消費電力は、およそ１５０μＷ程度である。次に、微弱通信部１４は、時刻ｔ1〜ｔ2の間、第１の制御信号を無線通信装置２との間で送受信する。微弱通信部１４の通信時の消費電力は、およそ１０ｍＷ程度である。
微弱通信部１４は、同様に、時刻ｔ2〜ｔ3の間、待ち受け状態となり、時刻ｔ3〜ｔ4の間、第１の制御信号を無線通信装置２との間で送受信し、時刻ｔ4〜ｔ5の間、待ち受け状態となる。そして、微弱通信部１４は、時刻ｔ5〜ｔ6の間、第２の制御信号を無線通信装置２から受信する。微弱通信部１４は、第２の制御信号を受信すると、その旨を制御部１５に通知する。微弱通信部１４の時刻ｔ6までの平均消費電力は、およそ５ｍＷ程度である。
【００２８】
制御部１５は、第２の制御信号を受信した旨の通知を微弱通信部１４から受け取ると、微弱通信部１４の動作を停止させるとともに、時刻ｔ6まで動作を停止していた主通信部１３を動作させる。そして、制御部１５は、無線通信装置２との間でデータ通信を行うように、主通信部１３に指示する。
主通信部１３は、制御部１５からの指示を受けると、動作を開始し、時刻ｔ6〜ｔ7の間、データ信号を無線通信装置２との間で送受信する。主通信部１３の通信時の消費電力は、およそ１００ｍＷ程度である。その後、主通信部１３は、時刻ｔ7〜ｔ8の間、待ち受け状態となる。主通信部１３の待ち受け状態時の消費電力は、およそ３ｍＷ程度である。
【００２９】
主通信部１３は、同様に、時刻ｔ8〜ｔ9の間、データ信号を無線通信装置２との間で送受信し、時刻ｔ9〜ｔ10の間、待ち受け状態となり、時刻ｔ10〜ｔ11の間、データ信号を無線通信装置２との間で送受信し、時刻ｔ11〜ｔ12の間、待ち受け状態となり、時刻ｔ12〜ｔ13の間、データ信号を無線通信装置２との間で送受信し、時刻ｔ13〜ｔ14の間、待ち受け状態となる。さらに、主通信部１３は、時刻ｔ14〜ｔ15の間、データ信号を無線通信装置２との間で送受信し、時刻ｔ15〜ｔ16の間、待ち受け状態となり、時刻ｔ16〜ｔ17の間、データ信号を無線通信装置２との間で送受信する。そして、時刻ｔ17にてデータ信号の送受信を終了すると、制御部１５にその旨を通知する。
制御部１５は、データ信号の送受信を終了した旨の通知を主通信部１３から受け取ると、主通信部１３の動作を停止させるとともに、動作を停止していた微弱通信部１４を動作させる。
【００３０】
微弱通信部１４は、制御部１５からの指示を受けると、動作を再開し、時刻ｔ18〜ｔ19の間、第１の制御信号を無線通信装置２との間で送受信し、時刻ｔ19〜ｔ20の間、待ち受け状態となり、時刻ｔ20〜ｔ21の間、第１の制御信号を無線通信装置２との間で送受信し、時刻ｔ21〜ｔ22の間、待ち受け状態となり、時刻ｔ22〜ｔ23の間、第１の制御信号を無線通信装置２との間で送受信し、時刻ｔ23から、待ち受け状態となる。微弱通信部１４の時刻ｔ18以降の平均消費電力は、およそ５ｍＷ程度である。
【００３１】
このように、無線通信装置１０によれば、無線通信装置２との接続状態を維持している間（時刻ｔ6まで及び時刻ｔ18以降）は、微弱通信部１４が第１の制御信号を無線通信装置２との間で送受信し、主通信部１３は動作を停止しているため、無線通信装置１０全体の消費電力を低減することができる。微弱通信部１４の無線通信装置２との接続状態を維持している間（時刻ｔ6まで及び時刻ｔ18以降）の平均消費電力は、およそ５ｍＷ程度であり、図５に示す従来の無線通信装置６２内の通信部６４の無線通信装置６１との接続状態を維持している間（図６における時刻ｔ43まで及び時刻ｔ48以降）の平均消費電力５０ｍＷのおよそ１０分の１程度となる。
【００３２】
また、例えば、無線通信装置１０が電池を電源として使用しており、無線通信装置１０と無線通信装置２との間のデータ信号の送受信時間が全時間の２０％である場合には、電池寿命を従来の２．８倍程度にすることができる。
なお、無線通信装置１０を、携帯電話装置及びヘッドセットとすることができる。このとき、５分間の通話を１日に１０回行う場合には、無線通信装置１０と無線通信装置２との間のデータ信号の送受信時間が全時間の５％程度以下となり、電池寿命を従来の数倍程度にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信装置を用いたシステム図。
【図２】図１の主通信部１３の内部構成を示す図。
【図３】図１の微弱通信部１４の内部構成を示す図。
【図４】図１の無線通信装置１０の消費電力を示す図。
【図５】従来の無線通信装置を用いたシステムを示す図。
【図６】図５の無線通信装置６２の消費電力を示す図。
【符号の説明】
１  システム、２、１０  無線通信装置、１１、１２  アンテナ、１３  主通信部、１４  微弱通信部、１５  制御部、２１  フィルタ、２２  ＲＦスイッチ、２３、２６、３３  バンドパスフィルタ、２４  ローノイズアンプ、２５  ミキサ、２７  検波回路、２８  ベースバンド処理回路、２９、３１  ローパスフィルタ、３０  ＰＬＬ回路、３２  電圧制御発振器、３４  パワーアンプ
【図１】
2004194036.tif 000003
【図２】
2004194036.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004194036.tif 000006
【図５】
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【図６】
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