JP2006246172A - 無線通信装置、および、無線通信装置における送受信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの寿命に応じて、複数のアンテナによるダイバシティ送受信性能を最適に設定できる無線通信装置、および、無線通信装置における送受信制御方法を提供する。
【解決手段】無線通信部１０は、通常モードでは、アンテナ部１１の複数のアンテナによる合成ダイバシティにて受信を行う。そして、バッテリの残量を検出して、所定の閾値よりも下回った場合には、無線通信部１０は、低消費電力モードとなる。低消費電力モードでは、フロントエンド部１３の一部の無線送受信部に対する給電が停止されてバッテリが延命されるとともに、給電が停止された無線送受信部に対応するアンテナを選択ダイバシティのために利用する。
【選択図】図３

Description

本発明は、バッテリで動作し、複数のアンテナによって通信を行う、携帯端末装置などの無線通信装置、および、その無線通信装置における送受信制御方法に関する。

携帯電話に代表される無線通信装置は、主としてバッテリ駆動により使用される。したがって、１回の充電により極力長く使用できるようにするべく、低消費電力のための様々な技術開発が行われている。
たとえば、下記特許文献１には、送信データの有無を検出し、この検出結果に応じて、通信機能の動作の有無を制御することで、電力消費を抑制した通信端末について開示されている。また、下記特許文献２には、基地局から離れた結果、基地局から受信する電波の電界強度が低下したことを検出し、基地局からの位置登録要求に対する応答を停止またはその応答回数を削減する動作モードにして、消費電力の低減を図る移動端末機について開示されている。

特開２００４−１６４５６６号公報 特開２００３−２５８７０５号公報

ところで、次世代無線ＬＡＮの標準として検討されているＩＥＥＥ８０２．１１ｎでは、無線ＬＡＮの高速化技術として、複数の送信アンテナで複数の信号を多重化し、さらに複数の受信アンテナで受信するＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）技術が検討されている。かかるＭＩＭＯ技術では、複数のアンテナによるダイバシティ送受信動作が前提となる。このように、複数のアンテナおよび対応する複数のフロントエンド（入出力信号処理部）を搭載すると、消費電力が高くなるため、低消費電力化が特に要望される。

一方、無線通信装置によっては、通信性能よりも消費電力を優先し、多少通信性能が悪化しても極力バッテリの寿命を長くしたいという用途がある。

したがって、本発明の目的は、バッテリの寿命に応じて、複数のアンテナによるダイバシティ送受信性能を最適に設定できる無線通信装置、および、無線通信装置における送受信制御方法を提供することにある。

上記課題を克服するために、本発明の第１の観点は、バッテリによって動作する無線通信装置であって、複数のアンテナと、各アンテナに対応して接続された複数の入出力信号処理部と、前記バッテリの残量を検出する残量検出手段と、前記残量検出手段による検出値と所定の閾値とを比較し、検出値が当該所定の閾値を下回ることを条件として、前記複数の入出力信号処理部の一部に対する給電を停止する給電停止手段と、給電停止の対象となる第１の入出力信号処理部に対応する第１のアンテナを、選択ダイバシティのために、給電停止の対象とならない第２の入出力信号処理部に選択的に接続する接続切換手段と、を備えた無線通信装置である。
ここで、「バッテリの残量」とは、バッテリの残り寿命についての一般的な概念であって、たとえば使用開始からの時間やバッテリの電圧レベルの変動値など、間接的に他の物理量に置き換えられたものも含む。

好適には、前記複数の入出力信号処理部に接続され、ベースバンド信号を処理するベースバンド処理部を有し、当該ベースバンド処理部は、残量検出手段による検出値が前記所定の閾値を上回ることを条件として、前記複数のアンテナによる合成ダイバシティにてベースバンド信号を処理する。

好適には、前記給電停止手段は、検出値を複数の閾値と比較し、その比較結果に応じて、前記複数の入出力信号処理部に対する給電を、入出力信号処理部毎に段階的に停止する。

好適には、前記第２の入出力信号処理部のうち少なくとも１つに対する処理として、受信処理または送信処理のいずれかを選択する選択手段を有する。

上記課題を克服するために、本発明の第２の観点は、バッテリによって動作し、複数のアンテナを備える無線通信装置における送受信制御方法であって、前記バッテリの残量を検出するステップと、当該検出結果と所定の閾値とを比較するステップと、検出結果が当該所定の閾値を下回ることを条件として、前記複数のアンテナに対する入出力信号をそれぞれ処理する複数の入出力信号処理のうち、一部の入出力信号処理に必要な給電を停止するステップと、給電停止の対象となる第１の入出力信号処理に対応する第１のアンテナを、選択ダイバシティのために、給電停止の対象とならない第２の入出力信号処理に使用するステップと、を備えた、無線通信装置における送受信制御方法である。

本発明の無線通信装置の作用は、以下の通りである。
すなわち、残量検出手段は、バッテリの残量を検出している。そして、給電停止手段は、その検出値と所定の閾値とを比較し、検出値が当該所定の閾値を下回ることを条件として、前記複数の入出力信号処理部の一部に対する給電を停止する。接続切換手段は、給電が停止された第１の入出力信号処理部に対応する第１のアンテナを、選択ダイバシティのために、給電停止の対象とならない第２の入出力信号処理部に選択的に接続する。すなわち、第１のアンテナも含めてすべてのアンテナが選択的に受信または送信のために利用される。

本発明によれば、バッテリの寿命に応じて、複数のアンテナによるダイバシティ送受信の性能を最適に設定できる。

［各実施形態に共通の構成］
先ず、本発明の各実施形態に共通の一般的な構成について、図１〜図３に関連付けて説明した後に、各実施形態の具体的な構成について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信装置１の一般的な構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態に係る無線通信装置１は、無線通信部１０と、システム制御部２０と、電源部３０と、メモリ４０がシステムバス５０に接続されて構成される。
システム制御部２０は、マイクロコントローラ、ＲＯＭ／ＲＡＭを主体として構成され、無線通信装置１のシステム全体の制御を統括する。
電源部３０は、無線通信装置１の各部に給電する充電式のバッテリ３１と、そのバッテリの残量（残容量）を検出するバッテリ残量検出部３２を有する。メモリ４０は、バッテリ残量検出部３２の検出結果の比較対象となる閾値を記憶する。
なお、バッテリ残量検出部３２は、本発明の残量検出手段の一実施形態である。

無線通信部１０は、複数のアンテナを含み、外部との無線通信を行うための処理を行う。無線通信部１０の構成については、後述する。

システム制御部２０は、電源部３０からバッテリ残量検出結果を受け、その検出結果とメモリ４０が記憶する閾値とを比較する。そして、その比較結果に応じて、複数の動作モードを設定する。たとえば、通常モードと低消費電力モードのいずれかを設定する。
ここで、通常モードは、検出されたバッテリ残量が所定の閾値を上回る場合のモードであり、低消費電力モードは、検出されたバッテリ残量が所定の閾値を下回る場合のモードである。なお、閾値は、複数設定し、比較結果に応じて、複数の低消費電力モードを設定することが可能である。

電源部３０におけるバッテリ残量検出部３２の検出方式については、複数の方式で実現することが可能である。図２に、そのいくつかを例示する。

図２（ａ）は、電圧測定器を使った検出方法を示す構成図である。この方式では、バッテリ残量検出部３２を、電圧測定器３２１と電圧参照表（データ）３２２で構成する。ここで、電圧測定器３２１は、バッテリ３１の瞬時電圧を逐次測定する。そして、測定した電圧に基づいて、バッテリ３１の電圧特性が書き込まれた電圧参照表３２２を参照し、バッテリ残量を推定する。この方法は、比較的簡単で実装が容易である。

図２（ｂ）は、電流測定器を使った方法を示す構成図である。この方法では、バッテリ３１から出力される電流とバッテリ３１に入力する電流を常に測定し、バッテリ残量を演算する方法である。図に示すように、電流測定器３２３はバッテリ３１に接続され、バッテリ３１から入出力する電流を測定する。そして、積分器３２４は、電流測定器３２３に接続され、測定した電流の値を時間で積分し、バッテリ３１に対して入出力する電荷量を測定する。そして、マイクロコントローラ３２５が測定した電荷量の値を基に、バッテリ３１の残量を推定する。

図２（ｃ）は、タイマを使用する最も簡便な方法を示す構成図である。この方法では、充電完了時にタイマをリセットし、バッテリの使用中にタイマをカウントダウンし、充電完了の状態から放電の状態までの時間を基に、残量を推測する方法である。この方法では、バッテリ残量検出部３２は、バッテリ状態検知器３２６とタイマ３２７とを含む。バッテリ状態検知器３２６は、バッテリ３１の状態をモニタし、その結果に基づいてタイマ３２７を制御する。すなわち、バッテリ３１が充電完了時には、タイマ３２７をリセットし、バッテリ３１が使用されていることを検知して、タイマ３２７をカウントダウンさせる。本方法では、タイマ値がバッテリ残量と略比例すると仮定して、タイマ値によってバッテリ３１の残量を推定する。

次に、無線通信部１０の構成について、図３に関連付けて説明する。
図３は、無線通信部１０の構成を示すブロック図である。

図３に示すように、無線通信部１０は、アンテナ部１１、スイッチ部１２、フロントエンド部１３、ベースバンド部１４、通信制御部１５を有する。
なお、フロントエンド部１３は、本発明の入出力信号処理部の一実施形態である。
通信制御部１５は、本発明の給電停止手段の一実施形態である。
スイッチ部１２および通信制御部１５は、本発明の接続切換手段の一実施形態である。
ベースバンド部１４は、本発明のベースバンド処理部の一実施形態である。

アンテナ部１１は、受信ダイバシティおよび／または送信ダイバシティを行うために、複数のアンテナを含んで構成される。ダイバシティについては、後述する。

フロントエンド部１３は、アンテナ部１１の複数のアンテナに対応して、複数の無線送受信部１３１〜１３Ｎを有する。各無線送受信部は、アンテナに対応して受信部と送信部（図示しない）を含む。
受信部は、対応するアンテナから受信したキャリア信号をベースバンド信号に復調する。たとえば、受信部は、不要周波数帯域からの混信を防ぐためのバンドパスフィルタ、受信信号を増幅するための低雑音増幅器（ＬＮＡ）、ベースバンド信号に復調するための混合器などを含んで構成される。
送信部は、ベースバンド信号を、対応するアンテナから送信するキャリア信号に変調する。たとえば、送信部は、ベースバンド信号を変調するための混合器などを含んで構成される。

ベースバンド部１４は、ベースバンド信号に対する様々な処理を行う。たとえば、無線送受信部１３１〜１３Ｎの各受信部により復調されたベースバンド信号の受信電界強度（ＲＳＳＩ）の測定、およびその測定結果による選択ダイバシティの処理（アンテナの選択処理）を行う。また、複数の受信系統からのベースバンド信号を合成する合成ダイバシティの処理を行う。その他、送信信号／受信信号に対するＱＰＳＫ等のデジタル変復調や、誤り訂正符号化／復号化処理なども行う。

ここで、一般に、ダイバシティ（本実施形態では、特に空間ダイバシティ）は、フェージング環境での受信性能の劣化を補うため、複数のアンテナを使用する技術である。ダイバシティの方式はいくつか存在するが、最も利用される方式は、上述した合成ダイバシティと選択ダイバシティの２つである。
以下、受信ダイバシティにおける合成ダイバシティおよび選択ダイバシティについて、各方式の概略を説明する。

合成ダイバシティは、受信系統を少なくとも２つ備え、各アンテナからの受信信号を同時に受信し、ベースバンド部で受信信号を合成する方式である。この方式は、選択ダイバシティより受信品質が優れているが、消費電力は高い。

選択ダイバシティは、合成ダイバシティと異なり、受信系統を1つ備える。そして、複数のアンテナから信号を選択的に受信し、信号の強度を測り、最も電波状況の優れたアンテナから信号を受信する方式である。
電波状況の測定方法は、いくつかあるが、最も利用されている方法は、受信信号の電界強度（ＲＳＳＩ；Receive Signal Strength Indicator）と、受信信号間の相関値との２つである。具体的には、１つ目のアンテナを選択し、信号レベルが安定した時点で電界強度又は相関値を測定し、繰り返して残りのアンテナで同様に電界強度又は相関値を測定する。順に測定した複数のアンテナの中で、最大の測定値となったアンテナを選択し、そのアンテナから信号を受信し、復調する。
選択ダイバシティでは、受信品質が合成ダイバシティと比較して劣化するが、単一のアンテナのみの受信系統の場合と比較すれば、優れた受信品質を有している。また、受信系統が１つしかないため、合成ダイバシティと比較して消費電力の点で優れている。

なお、複数のアンテナを使用することで、送信時に選択ダイバシティを行うことが可能である。これにより、送信品質も向上することが可能である。

通信制御部１５は、システム制御部２０により設定された低消費電力モードのレベルに応じて、フロントエンド部１３の無線送受信部の１つまたは複数に対するバッテリ３１からの給電を、無線送受信部の単位で段階的に停止するとともに、選択ダイバシティを行うためにスイッチ部１２を制御し、さらに、ベースバンド部１４におけるダイバシティ動作を制御する。
通信制御部１５による制御方法については、図４以降の図面に関連付けて、以下の各実施形態の中で説明する。

［第１の実施形態］
次に、第１の実施形態に係る無線通信装置１における、無線通信部１０の構成および動作について、図４および図５に関連付けて説明する。
図４は、通常モードの接続状態における、無線通信部１０の回路構成であり、図５は、低消費電力モードの接続状態における、無線通信部１０の回路構成である。
図５に示す構成は、図４と比較して、スイッチ部１２内における各スイッチの接続関係が異なる。

図４に示すように、アンテナ部１１は、４つのアンテナ１１１〜１１４を有する。スイッチ部１２は、２つのスイッチ１２１，１２２を有する。フロントエンド部１３は、送信部１３１ａと受信部１３１ｂを含む無線送受信部１３１と、送信部１３２ａと受信部１３２ｂを含む無線送受信部１３２とを有する。なお、アンテナ１１１〜１１４は、それぞれ、送信部１３１ａ，受信部１３１ｂ，送信部１３２ａ，受信部１３２ｂと対応している。

スイッチ１２１，１２２は、それぞれ、受信部１３１ｂ，アンテナ１１４に接続され、ともに２つの接点Ｐ１，Ｐ２を含んで構成される。
スイッチ１２１の接点Ｐ１は、アンテナ１１２に接続され、接点Ｐ２は、スイッチ１２２の接点Ｐ２に接続される。スイッチ１２２の接点Ｐ１は、受信部１３２ｂに接続される。

以下、通常モードと低消費電力モードにおける動作について説明する。

システム制御部２０は、バッテリ残量検出値がメモリ４０に格納された所定の閾値を上回ると判断すると、通信制御部１５に対して通常モードで動作する旨の制御指令を送出する。これにより、通信制御部１５は、無線通信部１０の各部の動作を通常モードで行うように制御する。
通常モードでは、フロントエンド部１３の無線送受信部１３１，１３２は、ともにバッテリ３１から給電されて動作している。また、図４に示すように、スイッチ１２１において接点Ｐ１が導通状態となり、スイッチ１２２において接点Ｐ１が導通状態となる。これにより、アンテナ１１２より受信した信号は、受信部１３１ｂで処理され、アンテナ１１４で受信した信号は、受信部１３２ｂで処理される。

ベースバンド部１４では、受信部１３１ｂおよび受信部１３２ｂで復調された受信信号を合成し、合成ダイバシティによる処理を行ってベースバンド信号を生成する。したがって、高い受信品質が確保される。

一方、システム制御部２０が、バッテリ残量検出値がメモリ４０に格納された所定の閾値を下回ると判断すると、通信制御部１５に対して低消費電力モードで動作する旨の制御指令を送出する。これにより、通信制御部１５は、無線通信部１０の各部の動作を低消費電力モードで行うように制御する。
すなわち、低消費電力モードでは、フロントエンド部１３の無線送受信部１３２に対して、給電が停止されるとともに、スイッチ１２２の接点Ｐ２が導通状態となる。さらに、スイッチ１２１は、接点Ｐ１およびＰ２を選択的に切り換えて順次導通状態とする。そして、受信部１３１ｂは、アンテナ１１２，１１４から受信した信号を、スイッチ１２１の切り替わりタイミングに応じて、順次復調する。

ベースバンド部１４は、アンテナ１１２およびアンテナ１１４で受信した信号を復調した２つのベースバンド信号の信号電界強度（ＲＳＳＩ）を比較し、大きい方のベースバンド信号を選択し、その信号を処理する（選択ダイバシティ）。したがって、アンテナ１１２のみの受信信号に基づいてベースバンド信号を処理するよりも、通信品質が高いベースバンド信号を得ることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る無線通信装置１によれば、通常モードでは、複数のアンテナによる合成ダイバシティにて受信を行う。そして、バッテリ３１の残量を検出して、所定の閾値よりも下回った場合には、低消費電力モードとなる。低消費電力モードでは、フロントエンド部１３の一部の無線送受信部に対する給電が停止されてバッテリが延命されるとともに、給電が停止された無線送受信部に対応するアンテナを選択ダイバシティのために利用する。
したがって、低消費電力モードになった後に、給電が停止された無線送受信部に対応するアンテナを使用しない場合と比較して、高い受信品質が確保される。また、選択ダイバシティでは、選択的に受信信号が取り込まれるので、低消費電力モードでの消費電力を最小限に抑制できる。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態に係る無線通信装置における、無線通信部１０ａの構成および動作について、図６に関連付けて説明する。

図６は、本実施形態に係る無線通信部１０ａの回路構成である。無線通信部１０ａは、第１の実施形態に係る無線通信部１０（図４参照）と比較して、スイッチ部１２ａの構成が異なる。

すなわち、図６に示すように、スイッチ部１２ａは、スイッチ１２２〜１２４を有する。スイッチ１２２はアンテナ１１４に接続され、スイッチ１２３は受信部１３１ｂに接続され、スイッチ１２４はアンテナ１１３に接続される。
スイッチ１２２，１２４は、それぞれ２つの接点Ｐ１，Ｐ２を含む。スイッチ１２３は、３つの接点Ｐ１〜Ｐ３を含む。スイッチ１２２の接点Ｐ１は、受信部１３２ｂに接続され、接点Ｐ２は、スイッチ１２３の接点Ｐ３に接続される。スイッチ１２３の接点Ｐ１は、アンテナ１１２に接続され、接点Ｐ２は、スイッチ１２４の接点Ｐ２に接続される。スイッチ１２４の接点Ｐ１は、送信部１３２ａに接続される。

以下、無線通信部１０ａの動作について説明する。

システム制御部２０は、バッテリ残量検出値がメモリ４０に格納された所定の閾値を上回ると判断すると、通信制御部１５に対して通常モードで動作する旨の制御指令を送出する。これにより、通信制御部１５は、無線通信部１０ａの各部の動作を通常モードで行うように制御する。
通常モードでは、フロントエンド部１３の無線送受信部１３１，１３２は、ともにバッテリ３１から給電されて動作している。また、スイッチ１２３において接点Ｐ１が導通状態となり、スイッチ１２４において接点Ｐ１が導通状態となり、スイッチ１２２において接点Ｐ１が導通状態となる。これにより、アンテナ１１２より受信した信号は、受信部１３１ｂで処理され、アンテナ１１４で受信した信号は、受信部１３２ｂで処理される。

ベースバンド部１４では、受信部１３１ｂおよび受信部１３２ｂで復調された受信信号を合成し、合成ダイバシティによる処理を行ってベースバンド信号を生成する。したがって、高い受信品質が確保される。

一方、システム制御部２０が、バッテリ残量検出値がメモリ４０に格納された所定の閾値を下回ると判断すると、通信制御部１５に対して低消費電力モードで動作する旨の制御指令を送出する。これにより、通信制御部１５は、無線通信部１０ａの各部の動作を低消費電力モードで行うように制御する。
すなわち、低消費電力モードでは、フロントエンド部１３の無線送受信部１３２に対して、給電が停止されるとともに、スイッチ１２４の接点Ｐ２が導通状態となり、スイッチ１２２の接点Ｐ２が導通状態となる。さらに、スイッチ１２３は、接点Ｐ１〜Ｐ３を選択的に切り換えて順次導通状態とする。そして、受信部１３１ｂは、アンテナ１１２〜１１４から受信した信号を、スイッチ１２３の切り替わりタイミングに応じて、順次復調する。

ベースバンド部１４は、アンテナ１１２〜１１４で受信した信号を復調した３つのベースバンド信号の信号電界強度（ＲＳＳＩ）を比較し、最も大きいベースバンド信号を選択し、その信号を処理する（選択ダイバシティ）。したがって、アンテナ１１２のみの受信信号でベースバンド信号を処理する場合や、アンテナ１１２およびアンテナ１１４の受信信号のみに基づいて選択ダイバシティを行う場合（第１の実施形態）と比較して、通信品質が高いベースバンド信号を得ることができる。

以上説明したように、給電が停止された無線送受信部に対応するアンテナ（アンテナ１１３，１１４）を最大限利用することで、低消費電力モードにおける選択ダイバシティの受信性能を高めることができる。
なお、図６の構成から明らかなように、アンテナの数は４つに限られず、より多くのアンテナを用いた無線通信装置に容易に拡張することができる。かかる場合には、各アンテナに対応するスイッチを設け、アンテナの数に応じた接点数のスイッチを図６のスイッチ１２３として設定する。そして、低消費電力モードでは、給電が停止された無線送受信部に対応するアンテナの出力を順次選択するように接点を切り換える。

［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態に係る無線通信装置における、無線通信部１０ｂの構成および動作について、図７に関連付けて説明する。
本実施形態に係る無線通信部１０ｂでは、フロントエンド部が３つの無線送受信部を有し、バッテリ残量の検出結果に応じて段階的に無線送受信部に対する給電を停止する。

図７は、本実施形態に係る無線通信部１０ｂの回路構成である。
無線通信部１０ｂは、アンテナ部１１ａ，スイッチ部１２ｂ、フロントエンド部１３ａ、ベースバンド部１４、通信制御部１５を有する。

図７に示すように、アンテナ部１１ａは、６つのアンテナ１１１〜１１６を有する。スイッチ部１２ｂは、４つのスイッチ１２５〜１２８を有する。フロントエンド部１３ａは、送信部１３１ａと受信部１３１ｂを含む無線送受信部１３１と、送信部１３２ａと受信部１３２ｂを含む無線送受信部１３２と、送信部１３３ａと受信部１３３ｂを含む無線送受信部１３３とを有する。なお、アンテナ１１１〜１１６は、それぞれ、送信部１３１ａ，受信部１３１ｂ，送信部１３２ａ，受信部１３２ｂ，送信部１３３ａ，受信部１３３ｂと対応している。

スイッチ１２５〜１２８は、それぞれ、受信部１３１ｂ、アンテナ１１５、受信部１３２ｂ、アンテナ１１６に接続され、ともに２つの接点Ｐ１，Ｐ２を含んで構成される。
スイッチ１２５の接点Ｐ１はアンテナ１１２に接続され、接点Ｐ２はスイッチ１２６の接点Ｐ２に接続される。スイッチ１２６の接点Ｐ１は送信部１３３ａに接続される。スイッチ１２７の接点Ｐ１はアンテナ１１４に接続され、接点Ｐ２はスイッチ１２８の接点Ｐ２に接続される。スイッチ１２８の接点Ｐ１は受信部１３３ｂに接続される。

以下、通常モードと低消費電力モードにおける動作について説明する。

システム制御部２０は、バッテリ残量検出値がメモリ４０に格納された所定の閾値を上回ると判断すると、通信制御部１５に対して通常モードで動作する旨の制御指令を送出する。これにより、通信制御部１５は、無線通信部１０ｂの各部の動作を通常モードで行うように制御する。
通常モードでは、フロントエンド部１３ａの無線送受信部１３１〜１３３は、ともにバッテリ３１から給電されて動作している。また、スイッチ１２５において接点Ｐ１が導通状態となり、スイッチ１２６において接点Ｐ１が導通状態となり、スイッチ１２７において接点Ｐ１が導通状態となり、スイッチ１２８において接点Ｐ１が導通状態となる。これにより、アンテナ１１２より受信した信号は、受信部１３１ｂで処理され、アンテナ１１４で受信した信号は、受信部１３２ｂで処理され、アンテナ１１６より受信した信号は、受信部１３３ｂで処理される。

ベースバンド部１４では、受信部１３１ｂ〜１３３ｂで復調された受信信号を合成し、合成ダイバシティによる処理を行ってベースバンド信号を生成する。したがって、高い受信品質が確保される。

一方、システム制御部２０が、バッテリ残量検出値がメモリ４０に格納された所定の第１の閾値を下回ると判断すると、通信制御部１５に対して第１の低消費電力モードで動作する旨の制御指令を送出する。これにより、通信制御部１５は、無線通信部１０ｂの各部の動作を第１の低消費電力モードで行うように制御する。
第１の低消費電力モードでは、フロントエンド部１３ａの無線送受信部１３３に対して、給電が停止されるとともに、スイッチ１２６の接点Ｐ２が導通状態となり、スイッチ１２８の接点Ｐ２が導通状態となる。さらに、スイッチ１２５および１２７は、接点Ｐ１およびＰ２を選択的に切り換えて順次導通状態とする。そして、受信部１３１ｂは、アンテナ１１２，１１５から受信した信号を、スイッチ１２５の切り替わりタイミングに応じて、順次復調する。受信部１３２ｂは、アンテナ１１４，１１６から受信した信号を、スイッチ１２７の切り替わりタイミングに応じて、順次復調する。

ベースバンド部１４では、アンテナ１１２，１１４，１１５，１１６で受信した信号を復調した４つのベースバンド信号の信号電界強度（ＲＳＳＩ）を比較し、大きいベースバンド信号を選択する（選択ダイバシティ）。また、アンテナ１１２，１１５で受信した信号を復調した２つのベースバンド信号の選択結果と、アンテナ１１４，１１６で受信した信号を復調した２つのベースバンド信号の選択結果とを合成してもよい（合成ダイバシティ）。

さらに、システム制御部２０が、バッテリ残量検出値がメモリ４０に格納された所定の第２の閾値（上述の第１の閾値より小さい値）を下回ると判断すると、通信制御部１５に対して第２の低消費電力モードで動作する旨の制御指令を送出する。これにより、通信制御部１５は、無線通信部１０ｂの各部の動作を第２の低消費電力モードで行うように制御する。
第２の低消費電力モードでは、フロントエンド部１３ａの無線送受信部１３２および１３３に対して、給電が停止されるとともに、スイッチ１２６の接点Ｐ２が導通状態となる。さらに、スイッチ１２５は、接点Ｐ１およびＰ２を選択的に切り換えて順次導通状態とする。そして、受信部１３１ｂは、アンテナ１１２，１１５から受信した信号を、スイッチ１２５の切り替わりタイミングに応じて、順次復調する。

ベースバンド部１４では、アンテナ１１２，１１５で受信した信号を復調した２つのベースバンド信号の信号電界強度（ＲＳＳＩ）を比較し、大きい方のベースバンド信号を選択する（選択ダイバシティ）。選択可能なアンテナが限定される分、第２の低消費電力モードにおける受信品質は、第１の低消費電力モードにおける受信品質と比較して劣化するが、アンテナ１１２のみの受信信号に基づいてベースバンド信号を処理する場合と比較すれば、受話品質は高いものとなる。

以上説明したように、本実施形態では、３以上の受信系統を有する無線通信装置において、バッテリ残量に応じて複数の低消費電力モードが設定され、段階的にフロントエンド部の無線送受信部に対する給電を停止する。そして、第１の実施形態で述べた無線通信装置と同様に、低消費電力モードでは、バッテリが延命されるとともに、給電が停止された無線送受信部に対応するアンテナを選択ダイバシティのために利用する。すなわち、段階的にフロントエンド部に対する給電を停止することで、受信品質とバッテリ寿命時間とのバランスを柔軟に設定することができる。
フロントエンド部が３つより多い数の無線送受信部を含む無線通信部に対しては、それに応じてアンテナに対応するスイッチを設けることで、図７に示した構成を容易に拡張して適応することが可能である。
［第４の実施形態］
次に、第４の実施形態に係る無線通信装置における無線通信部１０ｃについて、図８に関連付けて説明する。
第１の実施形態に係る無線通信部１０では、低消費電力モードにおいて選択ダイバシティを受信のみについて行ったが、本実施形態に係る無線通信部１０ｃでは、低消費電力モードにおける選択ダイバシティを受信および送信の双方に対して行うことを目的としている。

図８は、本実施形態に係る無線通信部１０ｃの回路構成である。
無線通信部１０ｃは、第１の実施形態に係る無線通信部１０（図４参照）と比較して、アンテナ部とスイッチ部の構成が異なる。

すなわち、図８に示すように、スイッチ部１２ｃは、無線通信部１０のスイッチ部１２と比較して、受信処理または送信処理のいずれかを選択するためのスイッチ１２９が付加され、かつ、送信部１３１ａと受信部１３１ｂに対して共用の単一のアンテナ１１１が設けられる。スイッチ１２９は、スイッチ１２１と無線送受信部１３１の間に設けられ、２つの接点Ｐ１，Ｐ２を有する。スイッチ１２９の接点Ｐ１は送信部１３１ａに接続され、接点Ｐ２は受信部１３１ｂに接続される。
なお、スイッチ１２９は、本発明の選択手段の一実施形態である。

スイッチ１２９は、通信制御部１５により、受信を行う場合には接点Ｐ２を導通状態とし、送信を行う場合には接点Ｐ１を導通状態とするように制御される。
通常モードおよび低消費電力モードにおける、スイッチ１２１および１２２に対する制御は、第１の実施形態で説明した無線通信部１０と同様である。
その結果、低消費電力モードでは、受信および送信の双方で、アンテナ１１１，１１４を使用した選択ダイバシティを行うことができる。

以上、本発明の第１〜第４の実施形態について説明したが、各実施形態の内容を適宜組み合わせてもよい。また、本発明の実施形態は、上述した実施形態に拘泥せず、当業者であれば、本発明の要旨を変更しない範囲内で様々な改変が可能である。

たとえば、第１〜第３の実施形態では、フロントエンド部の各無線送受信部において、送信部および受信部がそれぞれ独立のアンテナと対応付けられているが、第４の実施形態で説明した、送受信選択用のスイッチ１２９を適宜付加することで、各無線送受信部で共用の１つのアンテナで動作することができる。
また、上記各実施形態では、低消費電力モードにおいて、主として受信のための選択ダイバシティについて説明してきたが、送信のための選択ダイバシティを行うように改変することは、当業者であれば容易に改変可能な内容である。たとえば、図６に示す無線通信部１０ａで、低消費電力モードにおいて送信部１３２ａから供給される送信信号を、アンテナ１１２またはアンテナ１１３のいずれかを選択して送出するように、スイッチ１２３，１２４を変更することは容易に想到できる。

本発明の無線通信装置の一実施形態である無線通信装置１のシステム構成図である。 バッテリ残量検出部のいくつかの構成例を示す図である。 実施形態に係る無線通信部の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態において、通常モードの接続状態における無線通信部の回路構成を示す図である。 第１の実施形態において、低消費電力モードの接続状態における無線通信部の回路構成を示す図である。 第２の実施形態に係る無線通信部の回路構成を示す図である。 第３の実施形態に係る無線通信部の回路構成を示す図である。 第４の実施形態に係る無線通信部の回路構成を示す図である。

符号の説明

１…無線通信装置、１０…無線通信部、１１，１１ａ，１１ｂ…アンテナ部、１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…スイッチ部、１３，１３ａ…フロントエンド部、１３１〜１３Ｎ…無線送受信部、１４…ベースバンド部、１５…通信制御部、２０…システム制御部、３０…電源部、３１…バッテリ、３２…バッテリ残量検出部、４０…メモリ、５０…システムバス。

Claims (7)

1. バッテリによって動作する無線通信装置であって、
   複数のアンテナと、
   各アンテナに対応して接続された複数の入出力信号処理部と、
   前記バッテリの残量を検出する残量検出手段と、
   前記残量検出手段による検出値と所定の閾値とを比較し、検出値が当該所定の閾値を下回ることを条件として、前記複数の入出力信号処理部の一部に対する給電を停止する給電停止手段と、
   給電停止の対象となる第１の入出力信号処理部に対応する第１のアンテナを、選択ダイバシティのために、給電停止の対象とならない第２の入出力信号処理部に選択的に接続する接続切換手段と、
   を備えた無線通信装置。
2. 前記複数の入出力信号処理部に接続され、ベースバンド信号を処理するベースバンド処理部を有し、
   当該ベースバンド処理部は、残量検出手段による検出値が前記所定の閾値を上回ることを条件として、前記複数のアンテナによる合成ダイバシティにてベースバンド信号を処理する
   請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記接続切換手段は、第２の入出力信号処理部に対応するアンテナと、１または複数の第１のアンテナのうち少なくとも一部と、に接続された複数の接点を備えるスイッチを含み、当該複数の接点が順次導通され、アンテナ出力を選択的に前記第２の入出力処理部に与える
   請求項１記載の無線通信装置。
4. 前記給電停止手段は、検出値を複数の閾値と比較し、その比較結果に応じて、前記複数の入出力信号処理部に対する給電を、入出力信号処理部毎に段階的に停止する
   請求項１記載の無線通信装置。
5. 前記第２の入出力信号処理部のうち少なくとも１つに対する処理として、受信処理または送信処理のいずれかを選択する選択手段を有する
   請求項１記載の無線通信装置。
6. 前記接続切換手段は、第２の入出力信号処理部に対応するアンテナと、１または複数の第１のアンテナのうち少なくとも一部と、に接続された複数の接点を備える第１のスイッチを含み、
   前記選択手段は、前記第１のスイッチに接続され、前記第２の入出力信号処理部に対する処理として、受信処理または送信処理のいずれかを切り換える第２のスイッチを含む
   請求項５記載の無線通信装置。
7. バッテリによって動作し、複数のアンテナを備える無線通信装置における送受信制御方法であって、
   前記バッテリの残量を検出するステップと、
   当該検出結果と所定の閾値とを比較するステップと、
   検出結果が当該所定の閾値を下回ることを条件として、前記複数のアンテナに対する入出力信号をそれぞれ処理する複数の入出力信号処理のうち、一部の入出力信号処理に必要な給電を停止するステップと、
   給電停止の対象となる第１の入出力信号処理に対応する第１のアンテナを、選択ダイバシティのために、給電停止の対象とならない第２の入出力信号処理に使用するステップと、
   を備えた、無線通信装置における送受信制御方法。
   

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