JP5652822B2 - 無線通信装置、無線通信方法、無線通信システム及び無線通信装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は無線通信装置、無線システム及びそれらに用いる無線通信方法並びに無線通信装置の制御プログラムを記録した記録媒体に関し、特に、通信条件に応じて通信パラメータを変更する無線通信技術に関する。

近年、携帯端末装置においては、携帯端末装置から基地局の方向の上りリンク通信が高速化している。一般に、通信の高速化によって装置の発熱量は増大する。このため、携帯端末装置の表面温度を、許容される最高温度以下となるように熱設計することが必要となってきた。許容される最高温度は、法令、通信事業者の品質基準、メーカの品質基準等により規定される。
熱設計の手法としては、発熱部品と携帯端末装置の筐体表面との間に距離を空け、発熱部品と携帯端末装置の筐体表面との間に空気層を設ける方法がある。この方法は、熱伝達係数を下げ、携帯端末装置の筐体表面に熱が伝わりにくくする。また、他の熱設計の方法の例としては、発熱部品の熱を熱伝導材料によって拡散し、局所的に熱くなることを防ぐ方法がある。熱伝導材料としては、例えば、グラファイト、金属、金属フィラーゲルがある。
特許文献１は、電子部品が実装される回路基板の一方の表面に対向して吸熱部材を配置する、携帯端末装置の構成を開示している。
特許文献２は、第１及び第２の筐体それぞれの内表面の略全域に熱拡散シートを配置した折畳み型の携帯端末を開示している。
特許文献３は、内蔵された温度センサで検出した温度が閾値を超えると、送信出力レベル又はデータ転送速度を変更する機能を備えた携帯端末装置を開示している。
特許文献４は、内蔵された温度センサで検出した温度が閾値を超えると、データ転送速度を変更する機能を備えた無線通信装置を開示している。
特開２００８−１３１５１２号公報 特開２００８−０２２４１７号公報 特開２０００−０８３００９号公報 特開２００２−３０００５０号公報

特許文献１及び２に記載された構成は、発生した熱を拡散させるための部材を筐体内に配置するというものである。放熱のための部材を筐体内に設置することは、携帯端末装置の価格の上昇や寸法の大型化の原因となる。さらに、放熱部材を配置することによって構造設計の自由度が制約される結果、開発費用も増大する恐れがある。
特許文献３及び４に記載された構成は、自端末が備える温度センサの温度が閾値を超えると、自端末の内部で送信出力レベルやデータ転送速度を変更するものである。しかしながら、特許文献３及び４に記載された構成は、送信出力レベルやデータ転送速度の変更を自端末のみで行っている。このため、自端末が変更した通信条件と、基地局が自端末に期待する通信条件とが一致せず、端末と基地局との間で通信が正常に行えなくなる可能性がある。
本発明の目的は、発熱による温度上昇を抑えながら、無線通信装置の小型化、低消費電力化、低コスト化を可能とする無線通信装置、無線通信方法、無線通信システム及び無線通信装置に用いるプログラムを提供することにある。

本発明の無線通信装置は、内部の温度を感知する感知手段と、内部の温度が予め設定された第１の閾値以上となった場合に基地局へ第１のデータを送信し、第１のデータに対する基地局からの第１の応答に基づいて第１の通信パラメータを設定する手順を実行する制御手段と、を備える。
本発明の無線通信装置は、内部の温度を感知する感知手段と、内部の温度が予め設定された第１の閾値以上となった場合に、基地局へ第１のデータを送信し、第１のデータに対する基地局からの応答に基づいて第１の通信パラメータを設定し、内部の温度が予め設定された第２の閾値以上となった場合に、基地局へ第２のデータを送信し、第２のデータに対する基地局からの応答に基づいて第２の通信パラメータを設定する制御手段と、を備える。
本発明の無線通信方法は、内部の温度を感知し、内部の温度が予め設定された第１の閾値以上となった場合に基地局へ第１のデータを送信し、第１のデータに対する基地局からの第１の応答に基づいて第１の通信パラメータを設定する。
本発明の無線通信方法は、内部の温度を感知し、内部の温度が予め設定された第１の閾値以上となった場合に、基地局へ第１のデータを送信し、第１のデータに対する基地局からの応答に基づいて第１の通信パラメータを設定し、内部の温度が予め設定された第２の閾値以上となった場合に、基地局へ第２のデータを送信し、第２のデータに対する基地局からの応答に基づいて第２の通信パラメータを設定する。
本発明の無線通信装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体は、感知手段に内部の温度を感知させる処理と、制御手段に内部の温度が予め設定された第１の閾値以上となった場合に基地局へ第１のデータを送信させ、第１のデータに対する基地局からの第１の応答に基づいて第１の通信パラメータを設定させる処理とをコンピュータに実行させるための、無線通信装置の制御プログラムを記録している。
本発明の無線通信装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体は、感知手段に内部の温度を感知させる処理と、制御手段に、内部の温度が予め設定された第１の閾値以上となった場合に基地局へ第１のデータを送信させ、第１のデータに対する基地局からの応答に基づいて第１の通信パラメータを設定させ、内部の温度が予め設定された第２の閾値以上となった場合に基地局へ第２のデータを送信させ、第２のデータに対する基地局からの応答に基づいて第２の通信パラメータを設定させる処理とをコンピュータに実行させるための、無線通信装置の制御プログラムを記録している。

本発明は、通信速度の高速化や高出力化に起因する温度上昇や消費電力の増大を抑えながら、無線通信装置の大型化や価格上昇を抑制できるという効果が得られる。

本発明の第１から第５の実施の形態に共通する、無線通信システムの構成及び携帯端末装置の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の携帯端末装置１の動作手順及び基地局２との間の通信手順を示す図である。 本発明の第２の実施形態の携帯端末装置１の動作手順及び基地局２との間の通信手順を示す図である。 本発明の第３の実施形態の携帯端末装置１の動作手順及び基地局２との間の通信手順を示す図である。 本発明の第４の実施形態の携帯端末装置１の動作手順及び基地局２との間の通信手順を示す図である。 本発明の第５の実施形態の携帯端末装置１の動作手順及び基地局２との間の通信手順を示す図である。 本発明の第６の実施形態の携帯端末装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の第６の実施の形態による携帯端末装置の動作例を示すフローチャートである。 本発明の第６の実施の形態による携帯端末装置の動作例を示すフローチャートである。 本発明の第７の実施の形態による無線通信装置の構成を示す図である。 本発明に関連する無線通信システムの構成及び携帯端末装置の構成を示す図である。

次に、本発明の無線通信装置の実施形態について図面を参照して説明する。
第１から第５の実施形態で説明する携帯端末装置は、基地局２との間で上り高速パケット通信を行う無線通信システムで用いられる無線通信装置である。
図１は本発明の第１から第５の実施の形態に共通する、無線通信システムの構成及び携帯端末装置の構成を示す図である。図１において、携帯端末装置１は、アンテナ１０と、アンテナ共用部１１と、受信電力増幅部１２と、送信電力増幅部１３とを備える。携帯端末装置１は、さらに、ベースバンド部１４と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１５と、温度センサ１６と、不揮発メモリ１７と、比較部１８と、メモリ１９とを備える。そして、携帯端末装置１は、アンテナ１０を通して基地局２との間で無線通信を行う。送信電力増幅部１３は、ＣＰＵ１５からの送信電力指示に基づいて送信電力を制御する。また、ベースバンド部１４は、ＣＰＵ１５から指示された最大送信データレート情報に基づいて、送信データの送信速度を制御する。アンテナ共用部は、１本のアンテナを、受信電力増幅部１２と、送信電力増幅部１３とで共有するための回路である。
ＣＰＵ１５は、メモリ１９に記憶されているプログラムに従って動作する。そして、ＣＰＵ１５は、携帯端末装置１の送信電力や送信データレートを決定する機能を備える。
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
図２は第１の実施形態の携帯端末装置１の動作手順及び基地局２との間の通信手順を示す図である。まず、図１及び図２を参照して、第１の実施形態による携帯端末装置１の動作について説明する。
第１の実施形態において、携帯端末装置１は、上り高速パケット通信を行う。なお、以下で説明する携帯端末装置１の動作は、メモリ１９に格納されたプログラムをＣＰＵ１５が実行することで実現してもよい。
図２を参照して、第１の実施形態における携帯端末装置１の動作を説明する。
携帯端末装置１は、温度センサ１６にて温度を感知する（Ｓ１０１）。感知された温度が、不揮発メモリ１７で保持されている第１の閾値を超えた場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、携帯端末装置１は、第１のデータを基地局２へ送信する（Ｓ１０３）。
基地局２は、携帯端末装置１から受信した第１のデータに基づいて、携帯端末装置１に第１の応答を送信する（Ｓ２０１）。
携帯端末装置１は、基地局からの第１の応答に基づいて、第１の通信パラメータを設定する（Ｓ１０４）。
以上の動作では、携帯端末装置１は、感知された温度が第１の閾値を越えた場合に、基地局２へ第１のデータを送信する。そして、携帯端末装置１は、第１のデータに対する基地局２からの第１の応答に基づいて、第１の通信パラメータを設定する。
ここで、携帯端末装置１のデータレートを低下させ、携帯端末装置１のあるいは送信電力を低下させるように第１の通信パラメータを設定してもよい。
携帯端末装置１のデータレートを低下させることにより、ＣＰＵ１５の消費電力が低下するので、ＣＰＵ１５の発熱量が低下する。また、携帯端末装置１の送信電力を低下させることにより、送信電力増幅部１３の発熱量が低下する。従って、携帯端末装置１の発熱量を低下させるように第１の通信パラメータを設定することによって、携帯端末装置１の温度の上昇を抑制することができる。
このように、第１の実施形態の携帯端末装置１は、温度が閾値を超えた際には、基地局からの指示に基づいて通信条件を設定する。その結果、第１の実施形態の携帯端末装置は、基地局との間で通信条件を整合させながら携帯端末装置の通信パラメータを変更することで、温度上昇を抑えることができるという効果がある。
また、第１の実施形態の携帯端末装置は、温度上昇を抑制するための特殊な構造や材料を使用しないので、携帯端末装置の大型化や価格の上昇も抑制できるという効果もある。
続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態における携帯端末装置１の構成は、第１の実施形態の説明において、図１で説明したものと同様である。
図３は、本発明の第２の実施形態の携帯端末装置１の動作手順及び基地局２との間の通信手順を示す図である。図１及び図３を参照して、第２の実施形態による携帯端末装置１の動作について説明する。
携帯端末装置１は、温度センサ１６にて温度を感知する（Ｓ３０１）。感知された温度が、不揮発メモリ１７で保持されている第１の閾値を超えた場合（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、携帯端末装置１は、第１のデータを基地局２へ送信する（Ｓ３０３）。
基地局２は、携帯端末装置１から受信した第１のデータに基づいて、携帯端末装置１に第１の応答を送信する（Ｓ４０１）。
携帯端末装置１は、基地局からの第１の応答に基づいて、第１の通信パラメータを設定する（Ｓ３０４）。そして、引き続き温度センサによる温度の検知を継続する（Ｓ３０５）。
携帯端末装置１は、感知された温度が第２の閾値を超えた場合（Ｓ３０６：ＹＥＳ）、携帯端末装置１は、第２のデータを基地局２へ送信する（Ｓ３０７）。
基地局２は、携帯端末装置１から受信した第２のデータに基づいて、携帯端末装置１に第２の応答を送信する（Ｓ４０２）。
携帯端末装置１は、基地局からの第２の応答に基づいて、第２の通信パラメータを設定する（Ｓ３０８）。
このように、第２の実施形態の携帯端末装置１は、図２で説明した第１の実施形態の手順を続けて繰り返す。ただし、１回目の手順（ステップＳ３０１〜Ｓ３０４）と、２回目の手順（ステップＳ３０５〜Ｓ３０８）とで、第１及び第２の閾値、第１及び第２のデータの内容は異なっていてもよい。また、第１及び第２の応答の内容、第１及び第２の通信パラメータの内容も異なっていてもよい。たとえば、第１の閾値の温度よりも第２の閾値の温度を高く設定してもよい。また、１回目の手順の実行後になお携帯端末装置１の温度が上昇した場合に、第１の通信パラメータよりも大きい温度抑制効果が見込まれるような、第２の通信パラメータを設定してもよい。
ここで、携帯端末装置１に設定する第１及び第２の通信パラメータとしては、データレートまたは送信電力のいずれかを任意に用いてよい。例えば、ステップＳ３０４では携帯端末装置１のデータレートを設定し、ステップＳ３０８では携帯端末装置１の送信電力を設定してもよい。また、逆にステップＳ３０４で送信電力を設定し、ステップＳ３０８でデータレートを設定してもよい。あるいは、ステップＳ３０４とＳ３０８とで、値の異なるデータレートを設定してもよい。さらに、ステップＳ３０４とＳ３０８とで、値の異なる送信電力を設定してもよい。
このように、第２の実施形態においては、携帯端末装置１は、温度が第１の閾値を超えると、第１のデータを基地局に送信する。そして、携帯端末装置１は、基地局からの第１の応答に基づいて、第１の通信パラメータを設定する。その後、温度が第２の閾値を超えると、携帯端末装置１は第２のデータを基地局に送信する。そして、携帯端末装置１は、基地局からの第２の応答に基づいて、さらに、第２の通信パラメータを設定する。すなわち、第２の実施形態においては、携帯端末装置１は、第１の通信パラメータを設定後に筐体の温度が第２の閾値を越えた場合には、第２の通信パラメータを設定する。このように、第２の実施形態の携帯端末装置１は、温度上昇の程度に応じて複数の通信パラメータを設定する。このため、第２の実施形態の携帯端末装置１は、第１の実施形態で説明した効果に加えて、さらに、きめ細かく通信パラメータを設定できるという効果を奏する。
続いて、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態における携帯端末装置１の構成は、第１の実施形態の説明において、図１で説明したものと同様である。
第３の実施形態の携帯端末装置１は、基地局２の指示に基づいて、ＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）を選択して通信に使用する。
ここで、ＭＣＳについて説明する。ＭＣＳは、無線環境の変化に応じて通信パラメータを変化させる無線伝送システムで用いられる、送信データの変調方式、誤り訂正符号化率、使用コード数の設定を含む通信パラメータの組み合わせをいう。すなわち、ＭＣＳは、値の異なる通信パラメータのセットである。そして、ＭＣＳは、複数の伝送速度のそれぞれに対応して用意される。
携帯端末装置１は、無線通信環境の変化に応じて、基地局２からの指示に基づいて、通信に使用するＭＣＳを選択する。そして、携帯端末装置は、選択したＭＣＳにおいて規定されている通信パラメータに基づいて、データを送信する。一般に、異なるＭＣＳを選択すると、それに伴って、送信電力も変化する。
図４は、本発明の第３の実施形態の携帯端末装置１の動作手順及び基地局２との間の通信手順を示す図である。
携帯端末装置１は、温度センサ１６にて温度を感知する（Ｓ５０１）。感知された温度が、不揮発メモリ１７が保持する第１の閾値を超えた場合（Ｓ５０２：ＹＥＳ）、携帯端末装置１は、基地局に対して送信可能な送信データレートの最大値の情報を、現在の最大送信データレートから所定の段階だけ下げて、基地局２へ送信する（Ｓ５０３）。
なお、データレートの段階の例としては、ＨＳＵＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｕｐｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）及びＬＴＥにおけるＣａｔｅｇｏｒｙがあげられる。
基地局２は、携帯端末装置１の送信データレートが、携帯端末装置１から受信した送信速度の最大値以下となるように、携帯端末装置１に対してＭＣＳの指示を送信する（Ｓ６０１）。
携帯端末装置１は、現在の送信データレートが、ステップＳ５０３で基地局に通知した最大送信データレート以上だった場合には、基地局からのＭＣＳの指示に基づいて、現在のＭＣＳをより低いデータレートのＭＣＳへ変更する（Ｓ５０４）。その結果、携帯端末装置１の、ＣＰＵ１５の演算量も下がる。
また、現在のＭＣＳをより低いデータレートのＭＣＳへ変更した結果、所望の伝送品質を得るために必要とする１ｂｉｔ当たりのエネルギが下がる。従って、基地局２は、伝送品質が改善したと判断して、送信電力を低下させるように携帯端末装置１へ指示する（Ｓ６０２）。これに従い、携帯端末装置１は送信電力を下げる（Ｓ５０５）。その結果、送信電力増幅部１３の消費電力が下がり、送信電力増幅部１３の発熱が低く抑えられる。
以上の動作では、携帯端末装置１は、感知された温度が第１の閾値を越えた後に、基地局２へ送信可能な送信データレートの最大値を送信する。そして、携帯端末装置１は、それに対する基地局２からのＭＣＳの指示に基づいて、携帯端末装置１に、送信データレートを設定する。携帯端末装置１の送信データレートが低下すると、ＣＰＵ１５の消費電力が低下し、ＣＰＵ１５の発熱量が低下する。その結果、第３の実施形態の携帯端末装置１には、携帯端末装置１の温度上昇を抑制することができるという効果がある。
さらに、第３の実施形態においては、ステップＳ５０５において、基地局２の指示により、携帯端末装置１は送信電力を低下させる。その結果、送信電力増幅部１３の発熱が低く抑えられるので、第３の実施形態の携帯端末装置１には、発熱がさらに抑えられるという効果もある。
このように、第３の実施形態の携帯端末装置１は、第１の実施形態の携帯端末装置１と同様に、基地局との間で通信条件を整合させながら、携帯端末装置１の温度上昇を抑えることができるという効果がある。また、第３の実施形態の携帯端末装置１は、第１の実施形態の携帯端末装置１と同様に、温度上昇を抑制するための特殊な構造や材料を使用しないので、携帯端末装置の大型化や価格の上昇が抑制できるという効果もある。
なお、図４におけるステップＳ６０２及びステップＳ５０５の処理は、省略することも可能である。例えば、第３の実施形態において、ステップＳ５０４までの手順で携帯端末装置１の温度上昇が抑えられている場合には、携帯端末装置１は、Ｓ５０５の処理を実施しなくともよい。ステップＳ５０５の処理を行わない場合でも、第３の実施形態の携帯端末装置１は、ＣＰＵ１５の演算量を下げることで、特殊な構造を用いることなく、携帯端末装置の温度上昇や消費電力の増大を防ぐことができるという効果を奏する。
次に、図５を参照して、本発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態における携帯端末装置１の構成は、第４の実施形態の説明において、図１で説明したものと同様である。携帯端末装置１は、不揮発メモリ１７に閾値＃２（第２の閾値）を保持している。
図５は、本発明の第４の実施形態の携帯端末装置１の動作手順及び基地局２との間の通信手順を示す図である。
携帯端末装置１は、温度センサ１６にて温度を感知する（Ｓ７０１）。感知された温度が第２の閾値を超えた場合（Ｓ７０２：ＹＥＳ）、携帯端末装置１は、送信電力を基地局２からの指示に関わらず、所定の比率だけ下げる（Ｓ７０３）。
送信電力の低下によって、携帯端末装置１と基地局２との間では、現在のＭＣＳで必要とする伝送品質が得られなくなる。従って、基地局２は、携帯端末装置１に対して、より送信データレートが低いＭＣＳを選択するよう指示する（Ｓ８０１）。そして、携帯端末装置１は、基地局からの指示に基づいて、ＭＣＳをより低い送信データレートのＭＣＳへ変更する（Ｓ７０４）。その結果、携帯端末装置１のＣＰＵ１５の演算量も下がる。
また、ＭＣＳをより送信データレートが低いＭＣＳへ変更することにより、所望の伝送品質を得るために必要とする１ｂｉｔ当たりのエネルギが下がる。このため、基地局２は伝送品質が改善したと判定する。そして、基地局２は、送信電力を低く抑えるように携帯端末装置１へ指示する（Ｓ８０２）。これにより、携帯端末装置１は、送信電力を下げるので（Ｓ７０５）、送信電力増幅部１３の消費電力も下がる。その結果、さらに、携帯端末装置１は、送信電力増幅部１３の発熱を低く抑えることもできるようになる。
このように、第４の実施形態の携帯端末装置１も、基地局２との間で通信条件を整合させながら通信条件を変更する。その結果、携帯端末装置の温度上昇や消費電力の増大を防ぐことができるという効果を奏する。また、第４の実施形態の携帯端末装置においても、温度上昇を防ぐための特殊な構造や材料を使用しないので、携帯端末装置の大型化や価格の上昇も抑制できるという効果も奏する。
なお、図５における携帯端末装置１のステップＳ７０５の処理は、省略することも可能である。すなわち、第４の実施形態において、ステップＳ７０４までの手順で携帯端末装置１の温度上昇が抑えられていれば、携帯端末装置１は、ステップＳ７０５の処理を実施しなくともよい。ステップＳ７０５の処理を行わない場合でも、第４の実施形態の携帯端末装置１は、ＣＰＵ１５の演算量を下げることで、特殊な構造を用いることなく、携帯端末装置の温度上昇や消費電力の増大を防ぐことができるという効果を奏する。
ここで、第３及び第４の実施形態における第１の閾値及び第２の閾値は、設計時に決定されてもよい。これにより、携帯端末装置１の表面温度を、許容される最高温度（例えば、法令、通信キャリアの品質基準、メーカの品質基準等で規定される最高温度）以下となるように設定することが可能となる。
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
第５の実施形態の携帯端末装置は、上述した第３及び第４の実施形態の手順を共に備える。
第５の実施形態の携帯端末装置１の構成は、図１で説明した携帯端末装置と同様である。
第５の実施形態の携帯端末装置１は、第１の閾値と第２の閾値との２つの温度の閾値を設定し、かつ、第１の閾値を第２の閾値よりも低い温度に設定する。
図６は、第５の実施形態の携帯端末装置１と基地局２との動作を示すフローチャートである。
図６において、携帯端末装置１は、温度センサ１６にて温度を感知する（Ｓ９０１）。感知された温度が第１の閾値を超えた場合（Ｓ９０２：ＹＥＳ）、携帯端末装置１は、基地局に対して送信可能な送信データレートの最大値の情報を、現在の最大送信データレートから所定の段階だけ下げて、基地局２へ送信する（Ｓ９０３）。
基地局２は、携帯端末装置１の送信データレートが、携帯端末装置１から受信した送信速度の最大値以下となるように、携帯端末装置１に対してＭＣＳの指示を送信する（Ｓ１００１）。
携帯端末装置１は、現在の送信データレートが、ステップＳ９０３で基地局に通知した最大送信データレート以上だった場合には、基地局からのＭＣＳの指示に基づいて、ＭＣＳをより低いデータレートのＭＣＳへ変更する（Ｓ９０４）。
ここで、現在のＭＣＳをより低いデータレートのＭＣＳへ変更した結果、所望の伝送品質を得るために必要とする１ｂｉｔ当たりのエネルギが下がる。従って、基地局２は、伝送品質が改善したと判断して、送信電力を低下させるように携帯端末装置１へ指示する（Ｓ１００２）。これに従い、携帯端末装置１は送信電力を下げる（Ｓ９０５）。その結果、送信電力増幅部１３の消費電力が下がり、送信電力増幅部１３の発熱が低く抑えられる。
上記の手順によっても携帯端末装置１の温度が上昇し続ける場合には、以下の手順が続けて実行される。
すなわち、携帯端末装置１は、温度センサ１６にて温度を感知する（Ｓ９０６）。感知された温度が第２の閾値を超えた場合（Ｓ９０７：ＹＥＳ）、携帯端末装置１は、送信電力を基地局２からの指示に関わらず、所定の比率だけ下げる（Ｓ９０８）。
送信電力の低下によって、携帯端末装置１と基地局２との間では、現在のＭＣＳで必要とする伝送品質が得られなくなる。従って、基地局２は、携帯端末装置１に対して、より送信データレートが低いＭＣＳを選択するよう指示する（Ｓ１００３）。そして、携帯端末装置１は、ＭＣＳをより送信データレートが低いＭＣＳに変更する（Ｓ９０９）。その結果、携帯端末装置１の送信データレートが下がるので、携帯端末装置１のＣＰＵ１５の演算量も下がる。
また、ＭＣＳをより送信データレートが低いＭＣＳに変更することにより、所望の伝送品質を得るために必要とする１ｂｉｔ当たりのエネルギが下がる。このため、基地局２は伝送品質が改善したと判定する。そして、基地局２は、送信電力を低く抑えるように携帯端末装置１へ指示する（Ｓ１００４）。これにより、携帯端末装置１は、送信電力を下げる（Ｓ９１０）。その結果、送信電力増幅部１３の消費電力が下がるので、携帯端末装置１は、さらに、送信電力増幅部１３の発熱を低く抑えることもできるようになる。
以上説明したように、第５の実施形態の携帯端末装置１は、まず、第３の実施形態における手順により携帯端末装置１の温度上昇の抑制を図る。そして、第３の実施形態における手順では携帯端末装置１の温度上昇が防げず、筐体の温度が第２の閾値を越えた場合には、第４の実施形態の手順によって温度上昇が抑えられる。このため、第５の実施形態の携帯端末装置１は、第３及び第４の実施形態で説明した効果に加えて、温度上昇の程度に応じてよりきめ細かく通信パラメータを設定できるという効果がある。
このように、第５の実施形態の携帯端末装置は、基地局との間で通信条件を整合させながら通信条件を変更して、携帯端末装置の温度上昇や消費電力の増大を防ぐことができる。また、第５の実施形態の携帯端末装置においても、温度上昇を防ぐための特殊な構造や材料を使用しないので、第３及び第４の実施形態と同様に、携帯端末装置の大型化や価格の上昇が抑制される。
なお、第５の実施形態の変形例として、ステップＳ９０３とステップＳ１００１とで構成される手順と、ステップＳ９０８とステップＳ１００３とで構成される手順とを入れ換えた手順も利用可能である。
第５の実施形態の変形例の手順は、以下のようになる。すなわち、携帯端末装置１は、温度が第一の閾値を超えると（Ｓ９０２：Ｙｅｓ）、まず、送信電力を所定の段階だけ下げる（Ｓ９０８）。そして、基地局２は、より低い送信データレートのＭＣＳを用いるように携帯端末装置１へ指示する（Ｓ１００３）。その後、温度が第２の閾値を越えると（Ｓ９０７：Ｙｅｓ）、携帯端末装置１は、基地局に対して送信可能な送信データレートの最大値の情報を、現在の最大送信データレートから所定の段階だけ下げて、基地局２へ送信する（Ｓ９０３）。そして、基地局２は、送信データレートの最大値以下の送信データレートのＭＣＳを用いるように、携帯端末装置１に指示する。
このように、第５の実施形態の変形例においても、携帯端末装置１は、基地局との間で通信条件を整合させながら通信条件を変更して、携帯端末装置の温度上昇や消費電力の増大を防ぐことができる。
さらに、図６に示した第５の実施形態の携帯端末装置１の動作において、ステップ１００２及びステップ９０５の処理は、省略することも可能である。また、ステップ１００４及びステップ９１０の処理も、省略することが可能である。たとえば、ステップＳ９０４またはステップＳ９０９までの手順の実行によって携帯端末装置１の温度が所定の温度以下に抑えられていれば、その後の処理を実施しないようにしてもよい。
図７は、本発明の第６の実施形態の携帯端末装置の構成例を示すブロック図である。図７において、携帯端末装置１は、アンテナ１０と、アンテナ共用器１１と、受信電力増幅器１２と、送信電力増幅器１３と、ベースバンド部１４と、ＣＰＵ１５と、温度センサ１６と、不揮発メモリ１７と、比較部１８とから構成されており、アンテナ１０を通して基地局２との間で無線通信を行う。送信電力増幅器１３は、ＣＰＵ１５からの送信電力指示にて制御され、ベースバンド部１４は、ＣＰＵ１５からの最大レート情報にて制御される。
比較部１８は、温度センサ１６で感知された温度と、不揮発メモリ１７に保持されている閾値＃１，＃２とを比較し、その比較結果をＣＰＵ１５に通知する。ＣＰＵ１５は、比較部１８の比較結果に応じて送信電力指示、最大レート情報を可変させる。
図８及び図９は本発明の第６の実施の形態による携帯端末装置１の動作例を示すフローチャートである。これら図７〜図９を参照して本発明の実施の形態による携帯端末装置１の動作例について説明する。図８は本発明の実施の形態における第一の仕組みを示しており、図９は本発明の実施の形態における第二の仕組みを示している。また、携帯端末装置１は、上り高速パケット通信を行うものとする。尚、図８及び図９に示す携帯端末装置１の動作は、ＣＰＵ１５が図示せぬメモリに格納されたプログラムを実行することで実現される。
まず、図８を参照して、本発明の第６の実施形態における第一の仕組みについて説明する。携帯端末装置１は、装置内の温度を感知する温度センサ１６を装置内部に備え、不揮発メモリ１７に閾値＃１（第一の閾値）を保持している。
携帯端末装置１は、温度センサ１６にて感知された温度が閾値＃１を超えた場合（図８ステップＳ１，Ｓ２）、基地局２に携帯端末装置１が送信可能な最大送信データレート［ＨＳＵＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｕｐｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）では、Ｃａｔｅｇｏｒｙ］を所定の段階だけ下げて送信する（図８ステップＳ３）。
基地局２は、携帯端末装置１から受け取った最大送信データレートを基に、携帯端末装置１に指示するＭＣＳを最大送信データレート以下とするように携帯端末装置１へ送信する（図８ステップＳ１１）。携帯端末装置１は、現在のＭＣＳが最大送信データレート以上だった場合、低いデータレートのＭＣＳへシフトダウンすることで、ＣＰＵ１５の演算量を下げることができる（図８ステップＳ４）。
また、基地局２は、所望の伝送品質を得るために必要とする１ｂｉｔ当たりのエネルギが下がるため、伝送品質が改善したと判定し、送信電力を低く抑えるように携帯端末装置１へ指示するため、携帯端末装置１は送信電力を下げて、送信電力増幅器１３の消費電力を下げることができ、送信電力増幅器１３の発熱を低く抑えることになる。
次に、図９を参照して、本発明の第６の実施形態における第二の仕組みについて説明する。携帯端末装置１は、不揮発メモリ１７に閾値＃２（第二の閾値）を保持している。
携帯端末装置１は、温度センサ１６にて感知された温度が閾値＃２を超えた場合（図９ステップＳ２１，Ｓ２２）、送信電力を基地局２からの指示に係わらず、所定の電力比分下げる（図９ステップＳ２３）。
これによって、本実施の形態では、現在のＭＣＳで必要とする伝送品質が得られなくなることで、基地局２よりＭＣＳを下げるよう指示がくるため（図９ステップＳ３１）、ＣＰＵの演算量を下げることができる（図９ステップＳ２４）。
また、基地局２は、所望の伝送品質を得るために必要とする１ｂｉｔ当たりのエネルギが下がるため、伝送品質が改善したと判定し、送信電力を低く抑えるように携帯端末装置１へ指示するため、携帯端末装置１は、送信電力を下げて送信電力増幅器１３の消費電力を下げることができ、送信電力増幅器１３の発熱を低く抑えることになる。
本実施の形態では、設計者が閾値＃１，＃２のいずれか、もしくは両方を適切に設定すれば、携帯端末装置１の表面温度を所望の最大温度（例えば、法令、通信キャリアの品質基準、メーカの品質基準等で規定される最大温度）以下となるように設計することが比較的容易に可能となる。
また、上記の本実施の形態による第二の仕組みは、基地局２からの指示を無視して送信電力を下げるため、基地局２よりＭＣＳを下げるよう指示が来るまで伝送品質が劣化してしまうという問題がある。そのため、閾値＃１を閾値＃２よりも低く設定し、第一の仕組みを適用しても、携帯端末装置１の温度上昇が防げない場合、閾値＃２によって確実に所望の表面温度以下となるよう設計すべきである。
つまり、上述した本発明の第一の仕組み及び第二の仕組みは、それぞれ個別に動作させるようにしてもよいが、第二の仕組みに上記の問題があるため、連続的に実行させることが最良の形態である。
図１０は、本発明の第７の実施形態の無線通信装置の構成を示す図である。図１０に示した無線通信装置７１は、感知手段７２と、制御手段７３とを備える。
感知手段７２は、無線通信装置７１の内部の温度を感知する。制御手段７３は、感知手段７２が感知した温度が予め設定された第１の閾値以上となった場合に、図示されていない基地局へ第１のデータを送信する。そして、制御手段７３は、第１のデータに対する図示されていない基地局からの第１の応答に基づいて第１の通信パラメータを設定する。
以上のように、図１０に示した構成を備える無線通信装置７２は、温度が第１の閾値を超えると、基地局からの応答に基づいて通信パラメータを設定する手順を備える。従って、第７の実施形態の無線通信装置も、通信速度の高速化や高出力化に起因する温度上昇や消費電力の増大を抑えながら、無線通信装置の大型化や価格上昇を抑制できるという効果を奏する。
なお、本発明では、上記の第１から第６の実施の形態において、感知手段として１つの温度センサ１６を使用する例について述べたが、発熱箇所が複数ある場合は、温度センサを複数設け、それぞれに閾値を設定してもよい。
また、上記の温度センサの代わりに、サーミスタ等の熱可変抵抗によって温度を検知し、ＣＰＵ１５に割り込みを行う方法等を用いることも可能である。さらに、上記の温度センサの代わりに、発熱する回路各々の消費電流を監視するような間接的な方法で温度を感知する方法等を用いることも可能である。
以上、第１から第７の実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明の応用形態は、上記の実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
図１１は、本発明に関連する無線通信システムの構成及び携帯端末装置の構成を示す図である。図１１において、携帯端末装置３は、アンテナ３０と、アンテナ共用部３１と、受信電力増幅部３２と、送信電力増幅部３３とを備える。さらに、携帯端末装置３は、ベースバンド部３４と、ＣＰＵ３５とを備える。そして、携帯端末装置３は、アンテナ３０を通して基地局４との間で無線通信を行う。送信電力増幅部３３は、ＣＰＵ３５からの送信電力指示にて制御され、ベースバンド部３４は、ＣＰＵ３５からの最大レート情報にて制御される。
フェージングや伝送損失の変動等がないＳｔａｔｉｃな伝送環境において、携帯端末装置３がより伝送速度の高いＭＣＳを選択すると、同じ送信電力のままではビット当たりエネルギが減少する。このため、携帯端末装置３が伝送速度を上げようとすると、ビット当たりのＳ／Ｎ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ）比が悪化し、所望の回線品質を確保できない場合がある。
そこで、携帯端末装置３は、現在よりも伝送速度の高いＭＣＳを選択すると、それに伴って送信電力を上げようとする。これを繰り返すと、携帯端末装置３は、常に自分自身が送信可能な最大電力で送信を行うことになってしまう。
したがって、上記の本発明に関連する上り可変レート無線伝送システムにおいては、携帯端末装置３が最大電力で送信し続けた場合においても、表面温度が許容される最高温度以下となるよう設計する必要がある。
携帯端末装置内部の発熱量の多くを占めるのは、電力増幅部とＣＰＵとである。さらに、一般的な電力増幅部の消費電力に対する出力電力の比率は、通常のクラスＡ増幅回路においては５０％程度である。この場合、送信電力と等価な電力が熱となる。また、高いデータレートのＭＣＳを選択すると、ＣＰＵの処理負荷も高くなる。このことも、発熱が大きくなる要因となる。
一方、上りリンク通信方式においても、携帯端末装置の低消費電力化は重要な設計要件である。方式上の低消費電力化による、部品の発熱低減も行われている。例えば、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）においては、送信すべきトラフィックのデータレートに応じてできるだけ小さい送信電力でデータチャネルが送信される。また、ＬＴＥにおいては、単一の搬送波を用いるＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）が採用されている。ＳＣ−ＦＤＭＡの採用により、ＬＴＥは低消費電力化を図っている。
本発明は、通信速度の高速化や高出力化に起因する温度上昇を防ぐという効果がある。また、本発明は、携帯端末装置の大型化や価格の上昇も抑制できるという効果もある。
この出願は、２００８年８月６日に出願された日本出願特願２００８−２０２５０３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (13)

1. 内部の温度を感知する感知手段と、
   前記内部の温度が予め設定された第１の閾値以上となった場合に、基地局へ、前記基地局に対する現在の最大送信速度から所定の段階だけ下げられた最大送信速度を含む第１のデータを送信し、前記第１のデータに対する前記基地局からのＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）設定指示に基づいて、前記無線通信装置から前記基地局への通信に使用される送信速度を含む第１の通信パラメータを設定する手順を実行する制御手段と、を備え、
   前記第１の通信パラメータに含まれる送信速度は、前記第１のデータに含まれる前記所定の段階だけ下げられた前記最大送信速度以下である、ことを特徴とする無線通信装置。
2. 前記内部の温度が予め設定された第２の閾値以上となった場合に、前記基地局へ第２のデータを送信し、前記第２のデータに対する前記基地局からの応答に基づいて第２の通信パラメータを設定する制御手段と、を備えた請求項１に記載された無線通信装置。
3. 前記第２の通信パラメータは、前記無線通信装置から前記基地局への通信に使用される送信速度である、請求項２に記載された無線通信装置。
4. 前記第２のデータは、前記基地局に対して送信可能な送信速度の最大値に関する情報を含む、請求項３に記載された無線通信装置。
5. 前記第２のデータの最大送信速度は、前記内部の温度が前記第２の閾値以上となった時点における前記基地局に対して設定されていた最大送信速度よりも低い、請求項４に記載された無線通信装置。
6. 前記第２の通信パラメータは、前記無線通信装置から前記基地局への通信に使用される送信電力である、請求項２に記載された無線通信装置。
7. 前記第２のデータは、前記無線通信装置から前記基地局への通信に使用される送信電力を所定の比率だけ下げることを指示する、請求項２に記載された無線通信装置。
8. 前記第２のデータの送信電力は、前記内部の温度が予め設定された第２の閾値以上となった時点における前記基地局に対して設定されていた送信電力よりも低い、請求項６又は７に記載された無線通信装置。
9. 前記制御手段は、前記基地局からの前記ＭＣＳ設定指示に基づいて、前記第２の通信パラメータを設定する、請求項２乃至８のいずれかに記載された無線通信装置。
10. 前記第１の閾値が示す温度は、前記第２の閾値が示す温度よりも低い、請求項２乃至９のいずれかに記載された無線通信装置。
11. 請求項１から請求項１０のいずれかに記載の無線通信装置と、前記基地局とを備えた、無線通信システム。
12. 内部の温度を感知し、前記内部の温度が予め設定された第１の閾値以上となった場合に、基地局へ、前記基地局に対する現在の最大送信速度から所定の段階だけ下げられた最大送信速度を含む第１のデータを送信し、
    前記第１のデータに対する前記基地局からのＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）設定指示に基づいて、前記無線通信装置から前記基地局への通信に使用される送信速度を含む第１の通信パラメータを設定する、無線通信方法であって、
    前記第１の通信パラメータに含まれる送信速度は、前記第１のデータに含まれる前記所定の段階だけ下げられた最大送信速度以下である、ことを特徴とする無線通信方法。
13. 感知手段に内部の温度を感知させる処理と、
    制御手段に、前記内部の温度が予め設定された第１の閾値以上となった場合に、基地局へ前記基地局に対する現在の最大送信速度から所定の段階だけ下げられた最大送信速度を含む第１のデータを送信させ、前記第１のデータに対する前記基地局からのＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）設定指示に基づいて、前記無線通信装置から前記基地局への通信に使用される送信速度を含む第１の通信パラメータを設定させる処理と、をコンピュータに実行させるための無線通信装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体であって、
    前記第１の通信パラメータに含まれる送信速度は、前記第１のデータに含まれる前記所定の段階だけ下げられた最大送信速度以下である、ことを特徴とする無線通信装置の制御プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。

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