(57)【要約】  【課題】  必要な受信品質を確保しつつ、送信時の立ち上がり時間を短縮し、低消費電力化を図ること。  【解決手段】  受信部１０２に入力された受信信号の受信品質を判定するビットエラー測定部１０４と、その判定結果から送信部１０１に供給するプリヒート電源電圧を決定するＣＰＵ１０６と、ＣＰＵ１０６の制御のもとに送信部１０１に供給する電源電圧を調整する電圧調整部１０９とを備える。この構成により、受信品質が劣化するぎりぎりまで、送信部１０１の電源電圧を上げることができるので、必要な受信品質を確保しつつ、送信時の立ち上がり時間を短縮することができる。また、電界強度測定部１０５により、無線通信装置が通信エリアの外にいる時と内にいる時で電源電圧をオンオフすることで、低消費電力化を図ることができる。【選択図】  図１
2005252571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信部に入力された受信信号の受信品質を判定する受信品質判定手段と、前記受信品質判定手段の判定結果から送信部に供給するプリヒート電源電圧を決定する制御手段と、前記制御手段の制御のもとに前記送信部に供給する電源電圧を調整する電圧調整手段とを備えたことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記受信品質判定手段は、前記受信部から出力される受信データとテストデータとの一致または不一致を検出してビットエラーレートを算出し、算出したビットエラーレートを無線通信装置に必要なビットエラーレートと比較して、受信品質を判定することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記受信部から出力される受信データの電界強度を測定し、その測定結果と無線通信装置が通信エリアの内か外かを判断するための電界強度とを比較する電界強度測定手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記受信品質判定手段が出力する比較結果および前記電界強度測定手段が出力する比較結果によって、前記送信部の電源電圧レベル設定を行うことを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
送信部に供給する電源電圧の制御を行う無線通信装置の電源制御方法であって、受信部に入力された受信信号の受信品質から送信部に供給するプリヒート電源電圧を決定して、前記送信部に供給する電源電圧を制御することを特徴とする電源制御方法。
【請求項６】
受信電界レベルを監視し、通信エリアヘの進入および離脱を認識することで、前記送信部に供給する電源電圧を制御することを特徴とする請求項５に記載の電源制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送受信部を有し、送信部に供給する電源電圧の制御を行う無線通信装置およびその電源制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、送信部に供給する電源電圧の制御を行う無線通信装置として、パワーアンプ等の消費電力が高い回路部分については、送信動作が不要である時間帯について電源を積極的にオフして低消費電力化を図る装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。図５はこのような制御を行う従来のＰＨＳシステムにおける無線通信装置（移動局）の一例を示している。図５において、アンテナ５００から受信した受信信号は、送受信部５０２で復調され、送受信部５０２で変調された送信信号は、パワーアンプ５０１で増幅された後、アンテナ５００から出力される。送受信部５０２、送受話部５０６および電源回路５１１を制御する制御部５０５のＣＰＵ５０４は、電源回路５１１のＤＣ−ＤＣコンバータ制御部５１０を介して、バッテリ５１２から電源供給を受けるＤＣ−ＤＣコンバータ５０９の出力電圧を制御することで、パワーアンプ用定電圧レギュレータ（５Ｖ）５０７の出力電圧とメイン定電圧レギュレータ（３Ｖ）５０８の出力電圧を変化させる。パワーアンプ５０１の動作が必要である送信時以外は、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０９の出力電圧をメイン定電圧レギュレータ５０８が動作する必要最低限の電圧レベルとして低消費電力化を図っている。
【０００３】
パワーアンプ５０１の動作が必要である送信時には、ＤＣ−ＤＣコンバータ５０９、パワーアンプ用定電圧レギュレータ５０７の出力電圧が必要となる電圧レベルに達するまでの一定の時間（立ち上がり時間）を考慮し、その時間分だけ早く電源電圧レベルの設定を行う。この立ち上がり時間は、数十μｓ〜数ｍｓの時間が必要である。ＰＨＳシステムの場合は、受信から送信までの時間は２．５ｍｓ−０．６２５ｍｓ＝１．８７５ｍｓであり、受信したデータによって次の送信を判断する場合、１．８７５ｍｓ−１ｍｓ（立ち上がり時間）＝０．８７５ｍｓであるため、制御部５０５のＣＰＵ５０４は、受信後０．８７５ｍｓまでに電源電圧レベルの設定を行えばよいことになる。
【特許文献１】特開２００１−２１７７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年の狭域無線通信（ＤＳＲＣ：Dedicated Short Range Communication）システムの場合は、受信から送信までの時間は受信したデータによって異なるため、送受信部での信号遅延時間を含んで、かつＣＲＣエラーチェックを行い、受信データを格納した受信完了後に、次の送信タイミングを判断して電源電圧レベルの設定を行わなければならない。また、通信速度の高速化、データ量の増大化のため、受信（ＭＤＣチャネル）から送信（ＡＣＴＣチャネル）までの時間は８５．９４μｓであるため、立ち上がり時間が、例えば１ｍｓのデバイスを使用した場合は、次の送信までに電源電圧レベルの設定が間に合わない（１ｍｓ＞８５．９４μｓ）という問題がある。また、立ち上がり時間が、例えば３０μｓの高コストなデバイスを使用した場合には、８５．９４μｓ−３０μｓ＝５５．９４μｓ内に、ＣＰＵは受信処理と次の送信タイミングの判断を行わなければならず、処理能力の高いＣＰＵが必要となるという問題がある。
【０００５】
一方、送信時の立ち上がり時間の短縮は、パワーアンプを含む送信部の電源電圧を上げるように電源制御を行えばよいが、パワーアンプを含む送信部の電源電圧を上げるように電源制御を行った場合、その電源電圧のレベルによっては、送信部を介しての制御部のディジタルノイズや送受信部内のローカル信号の回り込みにより不要なスペクトラムが発生し、その不要なスペクトラムが受信に悪影響与え、受信品質および受信性能が劣化するという問題が発生する。すなわち、送信部の電源電圧を上げると、受信部における受信信号の電力レベルに対してノイズ分の電力レベルが大きくなることから、無線通信装置が受信可能になる受信信号の電力レベルが大きくなり、このため、不用なスペクトラムのレベルも上がり、受信品質および受信性能が劣化する方向になる。上記の従来技術では、電源制御において、受信品質の劣化に対応する手段および方法がなく、無線通信装置に必要な受信品質が確保されないことから、電源電圧を上げるような電源制御ができず、立ち上がり時間の短縮もできない。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、必要な受信品質を確保しつつ、送信時の立ち上がり時間を短縮し、低消費電力化を図ることのできる無線通信装置および電源制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題を解決するため、本発明の無線通信装置は、受信部に入力された受信信号の受信品質を判定する受信品質判定手段と、前記受信品質判定手段の判定結果から送信部に供給するプリヒート電源電圧を決定する制御手段と、前記制御手段の制御のもとに前記送信部に供給する電源電圧を調整する電圧調整手段とを備えた構成を有している。この構成により、受信品質判定手段により受信品質が劣化するぎりぎりまで送信部の電源電圧を上げることができ、必要な受信品質を確保しつつ、送信時の立ち上がり時間を短縮することができる。
【０００８】
また、本発明の無線通信装置は、前記受信品質判定手段が、前記受信部から出力される受信データとテストデータとの一致または不一致を検出してビットエラーレートを算出し、算出したビットエラーレートを無線通信装置に必要なビットエラーレートと比較して、受信品質を判定することを特徴とする。この構成により、必要なビットエラーレートが確保されなくなる一つ手前の電源電圧レベルまで設定することができ、必要な受信品質を確保しつつ、送信時の立ち上がり時間を短縮することができる。
【０００９】
また、本発明の無線通信装置は、前記受信部から出力される受信データの電界強度を測定し、その測定結果と無線通信装置が通信エリアの内か外かを判断するための電界強度とを比較する電界強度測定手段を備えたことを特徴とする。この構成により、無線通信装置が通信エリアの外にいる時には送信部の電源電圧をオフにし、無線通信装置が通信エリアの内にいる時には電源電圧をオンにすることができ、低消費電力化を図ることができる。
【００１０】
また、本発明の無線通信装置は、前記制御手段が、前記受信品質判定手段が出力する比較結果および前記電界強度測定手段が出力する比較結果によって、前記送信部の電源電圧レベル設定を行うことを特徴とする。この構成により、無線通信装置が通信エリア外の場合は、送信部の電源電圧が０Ｖとなるような電源電圧レベルの設定を行い、通信エリア内でかつ送信時以外の場合は、必要な受信感度点が確保可能なプリヒート電源電圧となるような電源電圧レベルの設定を行い、通信エリア内でかつ送信時の場合は、送信部が送信を正常に行うことが可能な電源電圧となるような電源電圧レベルの設定を行うことができる。
【００１１】
また、本発明は、送信部に供給する電源電圧の制御を行う無線通信装置の電源制御方法であって、受信部に入力された受信信号の受信品質から送信部に供給するプリヒート電源電圧を決定して、前記送信部に供給する電源電圧を制御することを特徴とする。この方法により、受信品質判定手段により受信品質が劣化するぎりぎりまで送信部の電源電圧を上げることができ、必要な受信品質を確保しつつ、送信時の立ち上がり時間を短縮することができる。
【００１２】
また、本発明の電源制御方法は、受信電界レベルを監視し、通信エリアヘの進入および離脱を認識することで、前記送信部に供給する電源電圧を制御することを特徴とする。この方法により、無線通信装置が通信エリアの外にいる時には送信部の電源電圧をオフにし、無線通信装置が通信エリアの内にいる時には電源電圧をオンにすることができ、低消費電力化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、受信部に入力された受信信号の受信品質から送信部に供給するプリヒート電源電圧を決定して送信部に供給する電源電圧を制御するので、受信品質を確保しつつ、低消費電力を図ることができるという効果を有する無線通信装置およびその電源制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態のＤＳＲＣシステムにおける無線通信装置１１１の構成を示している。図１において、アンテナ１００は、データパケットを無線で送受信する。送受信部１０３において、送信部１０１は送信データパケットを送信し、受信部１０２は受信データパケットを受信する。受信品質判定手段であるビットエラーレート測定部１０４は、受信部１０２から出力される受信データパケットのデータとテストデータとの一致または不一致を検出してビットエラーレート（ＢＥＲ）を算出し、算出したビットエラーレートを無線通信装置１１１に必要なビットエラーレートと比較し、その比較結果を出力する。電界強度測定部１０５は、受信部１０２から出力される受信データパケットの電界強度を測定し、その測定結果と無線通信装置１１１が通信エリアの内か外かを判断するための電界強度を比較し、その比較結果を出力する。制御手段であるＣＰＵ１０６は、送受信データの処理を行い、また、ビットエラーレート測定部１０４が出力する比較結果および電界強度測定部１０５が出力する比較結果によって、電源電圧レベルの設定を行う。ＲＯＭ／ＲＡＭ１０７は、ＣＰＵ１０６の演算を行うプログラムおよびその演算結果を読み書きするプログラムを格納している。ビットエラーレート測定部１０４、電界強度測定部１０５、ＣＰＵ１０６およびＲＯＭ／ＲＡＭ１０７により制御部１０８が構成されている。電源部１１０は、制御部１０８のＣＰＵ１０６が出力する電源電圧レベル設定に従い、送受信部１０３の送信部１０１に必要な電源電圧を供給可能な電圧調整部１０９を備えている。
【００１５】
上記のように構成された無線通信装置１１１において、以下送信部１０１に供給する電源電圧の制御方法について説明する。送信部１０１には、初期状態として電圧調整部１０９から０Ｖ（電源ＯＦＦ）の電源電圧が供給されている。送信部１０１の電源電圧が０Ｖの状態で、あらかじめ決められたデータを持つテストデータパケットを最低限受信可能でなければならない電力レベル（例えば−８０ｄＢｍ）で外部から無線通信装置１１１に対して送信する。このテストデータパケットは、アンテナ１００および受信部１０２を介して受信され、ビットエラーレート測定部１０４に出力される。ビットエラーレート測定部１０４は、受信部１０２から出力されるテストデータパケットのテストデータと、ビットエラーレート測定部１０４で作成されるテストデータの一致または不一致を検出することでビットエラーレートを算出する。ビットエラーレート測定部１０４は、算出したビットエラーレート（例えば１０Ｅ−７）と無線通信装置１１１に必要なビットエラーレート（例えば１０Ｅ−５）とを比較し、その結果をＣＰＵ１０６に出力する。ＣＰＵ１０６は、ビットエラーレート測定部１０４が出力する比較結果から必要なビットエラーレートが確保されている場合、送信部１０１の電源電圧を変化させるように（例えば０Ｖから０．１Ｖステップで上昇させる。）、電圧調整部１０９に電源電圧レベルの設定を行う。
【００１６】
この動作を繰り返し行うことで、送信部１０１の電源電圧を上昇させるに従って、送信部１０１を介して制御部１０８のディジタルノイズおよび送受信部１０３内のローカル信号の回り込みにより不要なスペクトラムが発生し、そのレベルも上がることからビットエラーレート測定部１０４が算出するビットエラーレートが劣化し、必要なビットエラーレートが確保されなくなる（例えば１０Ｅ−４）。ＣＰＵ１０６は、ビットエラーレート測定部１０４が出力する比較結果が必要なビットエラーレートが確保されなくなる一つ手前の電圧調整部１０９への電源電圧レベル設定値を記憶する（例えば送信部１０１の電源電圧が２Ｖとなる設定値）。以上の動作により、無線通信装置１１１に必要な受信感度点（例えばビットエラーレートが１０Ｅ−５となる際の受信電力レベル−８０ｄＢｍ）が確保可能な送信部１０１のプリヒート電源電圧が決定される（２Ｖ）。この方法で決定された送信部１０１のプリヒート電源電圧（２Ｖ）は、通信エリア内であり、かつ送信時以外の時に送信部１０１に供給される。
【００１７】
また、電界強度測定部１０５は、常に受信電界強度を測定しており、電界強度の測定結果がある一定の決められた電界強度（例えば−８０ｄＢｍ）以上になると通信エリア内に進入したと認識し、その比較結果をＣＰＵ１０６に出力する。また、電界強度の測定結果がある一定の決められた電界強度（例えば−８０ｄＢｍ）未満になると、通信エリア外に離脱したと認識し、その比較結果をＣＰＵ１０６に出力する。ＣＰＵ１０６は、通信エリアの進入または離脱を電界強度測定部１０５が出力する比較結果によって判断し、通信エリア外の場合は電圧調整部１０９に送信部１０１の電源電圧が０Ｖ（電源ＯＦＦ）となるような電源電圧レベルの設定を行い、通信エリア内でかつ送信時以外の場合は電圧調整部１０９に、先に説明した必要な受信感度点が確保可能な送信部１０１のプリヒート電源電圧（２Ｖ）となるような電源電圧レベルの設定を行い、通信エリア内でかつ送信時の場合は、電圧調整部１０９に送信部１０１が送信を正常に行うことが可能な電源電圧（例えば３Ｖ）となるような電源電圧レベルの設定を行う。
【００１８】
上記の方法で決定された送信部１０１の電源電圧での電源制御動作を図２の動作説明図および図３、図４のタイミング図を用いて説明する。図２は無線通信装置１１１が車両１１２に搭載され、車両１１２が基地局１１４と通信動作を行うことが可能な通信エリア１１３を通過するまでを示し、ａ地点は通信エリア１１３に進入する前を示し、ｂ地点は通信エリア１１３内を示し、ｃ地点は通信エリア１１３から離脱後を示している。無線通信装置１１１を搭載した車両１１２がａ地点に存在する場合は、電界強度測定部１０５が出力する電界強度の測定結果が−８０ｄＢｍ未満であるため、ＣＰＵ１０６の電源電圧レベル設定により、電圧調整部１０９は送信部１０１に０Ｖの電源電圧を供給する。車両１１２がａ地点からｂ地点の基地局１１４との通信可能となる通信エリア１１３内に進入すると、電界強度測定部１０５が出力する電界強度の測度結果が−８０ｄＢｍ以上となり、ＣＰＵ１０６の電源電圧レベル設定により、電圧調整部１０９は送信部１０１に必要な受信感度点が確保される２Ｖのプリヒート電源電圧を供給する。通信エリア１１３内にて基地局１１４が出力するデータパケット（例えばＭＤＣチャネル）を受信すると、ＣＰＵ１０６は、送受信部１０３での信号遅延時間を含む受信処理時間と次の送信（例えぽＡＣＴＣチェネル）タイミングの判断時間とを合わせた時間（図３のＢで示すデータ処理時間：例えば６０μｓ後）の経過後に、電圧調整部１０９に送信部１０１に送信を正常に行うことが可能な３Ｖの電源電圧をＡＣＴＣチャネルの送信期間供給するように電源電圧レベル設定を行う。ＡＣＴＣチャネルの送信後、ＣＰＵ１０６は、送信部１０１に再度必要な受信感度点が確保される２Ｖのプリヒート電源電圧を供給するように電源電圧レベル設定を行う。車両１１２がｂ地点からｃ地点の通信エリア１１３外に離脱すると、電界強度測定部１０５が出力する電界強度の測定結果が−８０ｄＢｍ未満となり、ＣＰＵ１０６の電源電圧レベル設定により、電圧調整部１０９は送信部１０１に０Ｖの電源電圧を供給する。
【００１９】
ここで、ＭＤＣチャネルの受信からＡＣＴＣチャネルの送信は、図３のＡで示す８５．９４μｓで行う必要があり、ＣＰＵ１０６が送受信部１０３での信号遅延時間を含む受信処理と次の送信タイミングの判断に、例えば図３のＢで示す６０μｓの時間がかかる場合、電圧調整部１０９に電源電圧レベル設定を行い、送受信部１０３の電源電圧が２Ｖから３Ｖとなる立ち上がり時間の許容値は、図３のＣ＋Ｄ＝２５．９４μｓである。送受信部１０３の電源電圧が０Ｖから３Ｖに上昇するために必要な立ち上がり時間が、送受信部１０３のデバイス選定により、例えば図３のＥで示す３０μｓであった場合は、ＡＣＴＣチャネルの送信が間に合わないが、同デバイスを用いた場合でも、電源電圧レベルが２Ｖから３Ｖに上昇するために必要な時間が、例えば図３のＤで示す１０μｓであつた場合は、問題なくＡＣＴＣチャネルの送信が可能となり、ＣＰＵ１０６の処理時間に図３のＣで示す１５．９４μｓの余裕ができる。電源電圧の立ち上がり時間は、送受信部１０３のデバイス選定により異なるが、０Ｖから立ち上がる時間に比べて２Ｖから立ち上がる時間は短く、立ち上がり時間の短縮が可能となる。送受信部１０３のプリヒート電源電圧（２Ｖ）はビットエラーレート測定部１０４によつてあらかじめビットエラーレートを算出し、必要な受信感度点を確保した値であるため、受信性能劣化は許容値以内であり、問題とはならない。また、通信エリア外においては、送受信部１０３に供給される電源電圧は０Ｖ（電源ＯＦＦ）であるため、極力低消費電力が保たれている。
【００２０】
また、通信エリア１１３内にて基地局１１４が送信するデータパケットをアンテナ１００および受信部１０２を介して受信する際、ビットエラーレート測定部１０４が受信パケット内の決まった固定データ（図４）から同様にビットエラーレートを算出し、無線通信装置１１１に必要なビットエラーレートと比較し、その結果によって送信部１０１に供給する電源電圧の制御を通信エリア１１３内で動的に行うことも可能であり、環境に最適となる必要な受信感度点を確保した立ち上がり時間の短縮が可能となる。
【００２１】
このように、本実施の形態によれば、送受信部を有し、送信部に供給する電源電圧の制御を行う無線通信装置において、受信部に入力された受信信号の受信品質から送信部に供給するプリヒート電源電圧を決定し、送信部の電源電圧を制御することで、必要な受信品質を確保した無線通信装置および電源制御方法を提供することができる。また、電界強度測定部を備え、受信電界レベルを常に監視し、通信エリアへの進入および離脱を認識することで、送信部に供給する電源電圧を決定し電源制御することで、低消費電力を保ちつつ必要な受信品質を確保した無線通信装置および電源制御方法を提供することができる。
【００２２】
なお、上記の説明では、受信品質を判定する手段として、ビットエラーレートを求め、そのビットエラーレートから送信部に供給するプリヒート電源電圧を決定し電源制御する例について説明したが、受信品質判定手段は本実施の形態に限るものではなく、受信品質を確保するための例えば受信信号の波形歪み、受信信号の電圧レベル、受信信号の波形ゆらぎを等を求めるものであってもよく、これらから送信部に供給するプリヒート電源電圧を決定し、電源制御することでも同様の効果が得られる。
【００２３】
また、本実施の形態における送信部の電源電圧とその変化量、必要な受信感度点、必要なビットエラーレート、次パケット送信時間、データ処理時間、立ち上がり時間等も、本実施の形態に限るものではない。例えば、図２に示すように、無線通信装置１１１を搭載した車両１１２が通信エリア１１３外のａ地点またはｃ地点に存在する場合、電圧調整部１０９は送信部１０１に２Ｖのプリヒート電源電圧を供給してもよい。
【００２４】
また、本実施の形態においては、ビットエラーレート測定部１０４を無線通信装置１１１内に備えた構成を説明したが、無線通信装置１１１の外部にビットエラーレートを求める手段を備えた場合でも、同様の効果が得られる。
【００２５】
また、本実施の形態における送信部の電源電圧決定方法として０Ｖから０．１Ｖステップで上昇させ、各電源電圧でのビットエラーレートを求める例を説明したが、例えば、送信部が送信を正常に行うことが可能な電源電圧の３Ｖから０．１Ｖステップで下降させ、必要なビットエラーレートが確保された際の電源電圧とするか、または、０Ｖから３Ｖの範囲のビットエラーレートを算出し、必要なビットエラーレートが確保された際の電源電圧としても、同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上のように、本発明に係る無線通信装置およびその電源制御方法は、低消費電力を保ちつつ必要な受信品質を確保できるという効果を有し、送受信部を有し、送信部に供給する電源電圧の制御を行う無線通信装置およびその電源制御方法等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態における無線通信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態における無線通信装置の電源制御動作説明図
【図３】本発明の実施の形態における無線通信装置の電源制御動作タイミング図
【図４】本発明の実施の形態における無線通信装置の電源制御動作タイミング図
【図５】従来技術における無線通信装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００２８】
１００  アンテナ
１０１  送信部
１０２  受信部
１０３  送受信部
１０４  ビットエラーレート測定部
１０５  電界強度測定部
１０６  ＣＰＵ
１０７  ＲＯＭ／ＲＡＭ
１０８  制御部
１０９  電圧調整部
１１０  電源部
１１１  無線通信装置
【図１】
2005252571.tif 000003
【図２】
2005252571.tif 000004
【図３】
2005252571.tif 000005
【図４】
2005252571.tif 000006
【図５】
2005252571.tif 000007