(57)【要約】【課題】消費電力が大きく変化する通信装置においても、出力電流の広い範囲に亘って変換効率の高い電源装置を備え、かつ装置の小型化を可能にする通信装置を得ることを目的とする。【解決手段】本発明における通信装置は、DC/DCコンバータを複数並列接続し、１次電源電圧から２次電源電圧に変換する電源装置１１と、処理するデータ量の情報から一定時間後の消費電力を予想する消費電力予想手段と、予想結果に応じて複数のDC/DCコンバータを切り替える電源制御部１０と、を備える。【選択図】図１
2009147690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
DC/DCコンバータを複数並列接続し、１次電源電圧から２次電源電圧に変換する電源装置と、
処理するデータ量の情報から一定時間後の消費電力を予想する消費電力予想手段と、
前記予想結果に応じて前記複数のDC/DCコンバータを切り替える電源制御部と、を備える通信装置。
【請求項２】
前記通信装置は無線基地局装置であって、
前記２次電源電圧を受け、無線信号を所望の送信レベルまで増幅する増幅部と、
ユーザーを時間軸と周波数軸方向に割り当てるマッピング部と、をさらに備え、
前記消費電力予想手段は、前記マッピング部の割り当てた情報から一定時間後の平均送信電力を算出し、算出した平均送信電力から前記増幅部に供給するバイアス電流を決定するバイアス電流制御部を含み、
前記電源制御部は、前記バイアス電流制御部が決定したバイアス電流に応じて前記複数のDC/DCコンバータを切り替える請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記通信装置は、受信したパケットデータを処理する中継装置であって、
パケット処理部を複数並列接続し、前記２次電源電圧を受け、受信したパケットデータを処理するパケット処理装置をさらに備え、
前記消費電力予想手段は、外部に配置されたトラフィック監視装置からから受信する一定時間後のトラフィック量に応じて前記パケット処理部のオン／オフを制御するパケット処理管理部を含み、
前記電源制御部は、前記パケット処理管理部がオンに制御した前記パケット処理部の数に応じて前記複数のDC/DCコンバータを切り替える請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記電源装置は、出力電流が異なるDC/DCコンバータを複数並列接続する請求項１から３のいずれかに記載の通信装置。
【請求項５】
前記電源装置は、出力電流が大、中、小に異なるDC/DCコンバータを３つ並列接続する請求項４に記載の通信装置。
【請求項６】
前記電源制御部は、前記一定時間後の予想される消費電力が現在の消費電力よりも大きい場合は事前に、前記一定時間後の予想される消費電力が現在の消費電力よりも小さい場合は事後に、前記複数のDC/DCコンバータを切り替える請求項１から５のいずれかに記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置に関し、特に時間的にDC/DCコンバータの負荷電流が変化する通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通信システムの運用において通信装置の省電力化は急務であり、近年多くの技術開発がなされている。例えば、通信装置に内蔵される電源装置の電源変換効率を高めるものがある。DC/DCコンバータは、出力電流によって変換効率が５０％から９０％の範囲をもち、出力電流が小さい場合は低い変換効率しか得られない。通信システムではトラフィック量の変化により通信装置の消費電力が大きく変化し、トラフィック量が少ない場合はDC/DCコンバータの出力電流が小さくなり変換効率が低くなる。変換効率を高めるために、例えば電源装置の出力電流を検出し、出力電流に応じて使用する電源装置を切り替えることで出力電流の広い範囲に亘って電源の変換効率を高める技術が下記特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４９８０４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、上記特許文献１に記載の電源回路は、電源装置の出力電流を検出してから電源装置の切替を行う構成である。従って、消費電力が大きく変化した場合、電源装置を切り替える直前に負荷側の回路が必要とする電流を供給できないという問題があった。また、出力電流検出回路を備えることにより、装置の小型化を困難にするという問題があった。
【０００５】
そこで本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、消費電力が大きく変化する通信装置においても、出力電流の広い範囲に亘って変換効率が高くなるように電源装置を制御することを可能にし、かつ装置の小型化を可能にする通信装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明における通信装置は、DC/DCコンバータを複数並列接続し、１次電源電圧から２次電源電圧に変換する電源装置と、処理するデータ量の情報から一定時間後の消費電力を予想する消費電力予想手段と、前記予想結果に応じて前記複数のDC/DCコンバータを切り替える電源制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の通信装置によれば、一定時間後に必要とされる消費電力を予想する機能を用いて、予想した消費電力に応じてDC/DCコンバータの組み合わせの切り替えを可能にする。従って、通信装置のように消費電力が大きく変化する装置においても変換効率の高いDC/DCコンバータの組み合わせを選択することが可能となる。また、電源装置の出力電流を検出する回路が不要となるため、装置を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
＜実施の形態１＞
本発明における通信装置は、処理するデータ量の増減によって消費電力が大きく変化する通信装置であって、DC/DCコンバータを複数並列接続し、１次電源電圧から２次電源電圧に変換する電源装置、処理するデータ量の情報から一定時間後の消費電力を予想する消費電力予想手段、消費電力予想手段の予想結果に応じて複数のDC/DCコンバータを切り替える電源制御部、を備える。以下、本発明を適用した通信装置について、図面を参照して説明する。
【０００９】
図１は、本発明の実施の形態１における通信装置の構成を示した図である。本実施の形態における通信装置は、無線基地局装置１である。無線基地局装置１は、送信信号を出力する送信アンテナ２、無線信号を所望の送信レベルまで増幅する増幅器３（本発明でいう増幅部）、各ユーザーを時間軸方向と周波数軸方向に割り当てるマッピング部４、マッピング情報を基に一定時間後の平均送信電力を算出し、算出した平均送信電力から増幅器３に供給するバイアス電流を決定するバイアス電流制御部５（本発明でいう消費電力予想手段）、無線基地局装置１に外部から供給される１次電源を接続する電源コネクタ９、１次電源電圧を無線基地局装置１の内部回路が必要とする２次電源電圧に変換する電源装置１１、バイアス電流制御部５が決定したバイアス電流に応じて電源装置１１を制御する電源制御部１０、を備える。
【００１０】
電源装置１１は、DC/DCコンバータを複数並列接続しており、同じ２次電源電圧を増幅器３に供給する。本実施の形態では、小さい出力電流で高い変換効率をもつDC/DCコンバータ６、中程度の出力電流で高い変換効率をもつDC/DCコンバータ７、大きい出力電流で高い変換効率をもつDC/DCコンバータ８、を備えた電源装置１１とする。各DC/DCコンバータ６，７，８は、動作有効／動作無効を制御する入力端子を持ち、電源制御部１０はバイアス電流制御部５が決定したバイアス電流に応じてDC/DCコンバータ６，７，８を切り替える。
【００１１】
次に、本発明を適用する無線基地局装置１の前提技術について説明する。高出力の無線基地局装置１では、増幅器３の消費電力が装置全体の消費電力の大半を占める。通常の無線基地局装置１は、必要とされる最大送信電力に合わせて増幅器３のバイアス電流を固定して用いるが、送信電力が小さい場合に増幅器３の電力負荷が大きくなり効率が低くなる。そこで、増幅器３の消費電力を低減する技術の１つとしてバイアス制御技術がある。バイアス制御技術は、送信電力に合わせて増幅器３のバイアス電流を制御することで広範囲の送信出力で高効率を実現するものである。本発明は、バイアス制御技術を用いた無線通信基地局１に対して適用することを想定する。
【００１２】
図２は、マッピング部４が時間軸方向と周波数軸方向にユーザー割り当てを行った概略図である。例えば、規格IEEE８０２．１６eの無線システムは、図２のように時間方向に送信と受信を多重するシステムであり、送信区間は、プリアンブルシンボルと複数のユーザーデータシンボルで構成される。ユーザーの多く割り当てられているシンボルは平均送信電力が大きく、ユーザーの少ないシンボルは平均送信電力が小さい。上述した無線基地局装置１におけるバイアス制御技術は、この送信電力に応じて増幅器３のバイアス電流を制御する技術である。
【００１３】
次に、無線基地局装置１の動作について説明する。まず、無線基地局装置１はユーザーの接続要求を受けて、マッピング部４により各ユーザーをユーザーデータシンボル内の時間軸方向と周波数軸方向にマッピングする。上述したようにバイアス制御は、シンボル単位で増幅器３のバイアス電流を変更するものとする。バイアス電流制御部５は、各シンボルのユーザー割り当て情報をマッピング部４から取得し、一定時間後の平均送信電力を算出し、通過させるべきピークレベルを考慮して各シンボルにおけるバイアス電流を決定する。
【００１４】
電源制御部１０は、バイアス電流制御部５から各シンボルのバイアス電流値を取得し、現在送信中のシンボルに対して次に送信するシンボルのバイアス電流が大きい場合は、次のシンボルの送信が開始する前に次のシンボルを送信するのに最適なDC/DCコンバータの組み合わせに切り替える。また、現在送信中のシンボルに対して次に送信するシンボルのバイアス電流が小さい場合は、次にシンボルの送信が開始した後に最適なDC/DCコンバータの組み合わせに切り替える。
【００１５】
各シンボルに最適なDC/DCコンバータの組み合わせは以下のように決定する。バイアス電流がDC/DCコンバータ６の最大出力電流より小さい場合はDC/DCコンバータ６のみ動作有効とする。バイアス電流がDC/DCコンバータ６の最大出力電流より大きくDC/DCコンバータ７の最大出力電流より小さい場合はDC/DCコンバータ７のみ動作有効とする。バイアス電流がDC/DCコンバータ７の最大出力電流より大きくDC/DCコンバータ８の最大出力電流より小さい場合はDC/DCコンバータ８のみ動作有効とする。バイアス電流がDC/DCコンバータ８の最大出力電流より大きくDC/DCコンバータ８とDC/DCコンバータ６の合計最大出力電流より小さい場合はDC/DCコンバータ６とDC/DCコンバータ８のみ動作有効とする。バイアス電流がDC/DCコンバータ６とDC/DCコンバータ８の最大出力電流より大きい場合はDC/DCコンバータ６とDC/DCコンバータ７とDC/DCコンバータ８を動作有効とする。
【００１６】
以上より、本実施の形態における無線基地局装置１は、各シンボルのバイアス電流に対して電源装置１１の変換効率が最も高いDC/DCコンバータの組み合わせを決定し、各DC/DCコンバータの動作有効／動作無効の切り替え制御を行う。従って、無線基地局装置１のようにトラフィック量が大きく変化するシステムにおいても、DC/DCコンバータを最も高い変換効率の組み合わせで使用することができる。また、従来技術で必要としていた電源装置１１の出力電流を検出する回路を省くことができ、装置を小型化することができる。
【００１７】
＜実施の形態２＞
図３は、本発明の実施の形態２における通信装置の構成を示した図である。本実施の形態における通信装置は、受信したパケットデータを処理する中継装置１２である。中継装置１２の外部には、各通信装置のトラフィック量を監視するトラフィック監視装置１４を有する上位装置１３を備える。中継装置１２は、パケット処理部１６，１７，１８を複数並列接続し、受信したパケットデータを処理するパケット処理装置２０と、上位装置１３から一定時間後の各ユーザーのパケット量を受けて、一定時間後に中継装置１２が処理するパケット総数を算出し、パケット処理部１６，１７，１８の電源オン／電源オフを制御するパケット処理管理部１５（本発明でいう消費電力予想手段）、中継装置１２に外部から供給される１次電源を接続する電源コネクタ９、１次電源電圧を中継装置１２の内部回路が必要とする２次電源電圧に変換してパケット処理装置２０に供給する電源装置１１、パケット処理管理部１５がオンに制御したパケット処理部の数に応じて電源装置１１を制御する電源制御部１９を備える。
【００１８】
電源装置１１は、DC/DCコンバータを複数並列接続しており、同じ２次電源電圧を増幅器３に供給する。本実施の形態では、実施の形態１と同じ構成とする。パケット処理装置２０は、パケット処理部１６，１７，１８を通信の高速化のため並列に配置し、複数のパケットを同時処理できる構成である。パケット処理管理部１５は、処理するパケット数に合わせて有効とするパケット処理部の数を決定する。電源制御部１９はパケット処理管理部１５がオンにしたパケット処理部の数に応じて複数のDC/DCコンバータ６．７．８を切り替える。
【００１９】
次に、中継装置１２の動作について説明する。例えば、ユーザーの利用するコンテンツがHP閲覧から動画ストリーミングに変更された場合を想定する。まず、トラフィック監視装置１４は、ユーザーから発行されるHP閲覧要求と動画ストリーミング要求を監視し、HP閲覧データまたは動画ストリーミングデータがユーザーにダウンロードされる時間とそれぞれのコンテンツに必要とされるパケット数を中継装置１２のパケット処理管理部１５に通知する。パケット処理管理部１５は自らの処理する一定時間後のパケット総数を計算し、パケット処理に必要な数のパケット処理部のみ電源オンと制御する。
【００２０】
電源制御部１９は、パケット処理管理部１５から一定時間後に電源オンとするパケット処理部の数量を取得し、有効となったパケット処理部の数からパケット処理部全ての消費電力を算出する。現在の消費電力に対して一定時間後の消費電力が大きい場合は、消費電力が増加する前に最適なDC/DCコンバータの組み合わせに切り替え、現在の消費電力に対して一定時間後の消費電力が小さい場合は、消費電力が減少した後に最適なDC/DCコンバータの組み合わせに切り替える。
【００２１】
一定時間後の最適なDC/DCコンバータの組み合わせは以下のように決定する。パケット処理部に電圧を供給する電源装置１１の負荷電流がDC/DCコンバータ６の最大出力電流より小さい場合はDC/DCコンバータ６のみ動作有効とする。負荷電流がDC/DCコンバータ６の最大出力電流より大きくDC/DCコンバータ７の最大出力電流より小さい場合はDC/DCコンバータ７のみ動作有効とする。負荷電流がDC/DCコンバータ７の最大出力電流より大きくDC/DCコンバータ８の最大出力電流より小さい場合はDC/DCコンバータ８のみ動作有効とする。負荷電流がDC/DCコンバータ８の最大出力電流より大きくDC/DCコンバータ８とDC/DCコンバータ６の合計最大出力電流より小さい場合はDC/DCコンバータ６とDC/DCコンバータ８のみ動作有効とする。負荷電流がDC/DCコンバータ６とDC/DCコンバータ８の最大出力電流より大きい場合はDC/DCコンバータ６とDC/DCコンバータ７とDC/DCコンバータ８を動作有効とする。
【００２２】
以上より、本実施の形態における中継装置１２は、消費電力低減の対象とする中継装置１２の外部に位置するトラフィック監視装置１４から一定時間後のパケット数の通知を受けて、中継装置１２に内蔵する電源装置１１の一定時間後の負荷電流を算出し、最適なDC/DCコンバータの組み合わせを決定することができる。従って、消費電力低減の対象とする中継装置１２ではわからなかったトラフィック情報にも対応して最も変換効率の高いDC/DCコンバータの組み合わせで使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、１次電源から２次電源への変換を必要とし、トラフィック量の増減によって消費電力が大きく変化する無線基地局装置や回線網の中継装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１における通信装置の構成を示した概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１における通信装置のマッピング部が時間軸・周波数軸へのユーザー割り当てを行った概略図である。
【図３】本発明の実施の形態２における通信装置の構成を示した概略図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  無線基地局装置、２  送信アンテナ、３  増幅器、４  マッピング部、５  バイアス電流制御部、６，７，８  DC/DCコンバータ、９  電源コネクタ、１０  電源制御部、１１  電源装置、１２  中継装置、１３  上位装置、１４  トラフィック監視装置、１５  パケット処理管理部、１６，１７，１８  パケット処理部、１９  電源制御部、２０  パケット処理装置。
【図１】
2009147690.tif 000003
【図２】
2009147690.tif 000004
【図３】
2009147690.tif 000005