JP4709056B2 - 送信電力制御システム及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置における送信電力制御の初期値の決定方法に関する。

近年、802.11b/11g/11aなどに代表されるWLAN（Wireless Local Area Network）やBluetoothなどの近距離無線通信技術が様々な製品に搭載されるようになり、非常に身近なものになった。

これらの近距離無線通信技術はこれまで有線で接続していた機器間を無線化し、設置場所や複雑に絡み合うケーブルなどの問題から我々を解放してくれるため、非常に有用かつ便利である。

これらの利点から、今後も近距離無線通信技術は発展を続け、情報機器だけでなく家電なども含めたより多くの製品に搭載されていくものと考えられる。

無線通信装置には、常に変化する通信環境（通信距離、通信相手、電波環境、障害物など）に対応する為に、送信電力制御を備えたものがある。送信電力制御を簡単に説明すると、電源投入後、無線通信装置は初期送信電力レベルを設定し、通信を開始する。

通信開始後、通信エラーレートや相手機器からの情報により送信電力を上げるまたは下げる制御を行うことで、適正な送信出力に制御する。

適正な送信出力とは、通信を続ける為に必要最小限の送信出力である。必要以上に送信電力が大きいと消費電力が増加するだけでなく、近隣の無線ネットワークへ干渉して影響を与えることになる。

逆に送信電力が小さすぎると通信相手との通信に影響が出ることになり、最悪の場合、通信できなくなる。

従来、送信電力制御の初期値としては、送信で許容され得る最大値、または最小値や、所定の値が用いられてきた。

従来の送信電力制御システムを実装した無線送信処理部の構成を図６に示す。

アプリケーションやプロトコルから入力されるデータを無線送信する為にフレーム化するフレーム処理部２０１と、フレームデータをベースバンド信号に変換するベースバンド処理部２０２とが設けられている。更に、ベースバンド信号を無線信号へと変換しアンテナへ出力する無線送信部２０３と、無線受信処理部からの情報に基づいて前記無線送信部２０３の送信出力を適切な値に制御する送信電力制御部２０４と、送信電力制御の初期値２０５とが設けられている。

ところで、無線通信装置は様々な環境で使用されるものであるが、その使用形態を分類すると大きくは、モバイル型と固定常設型に分けることができる。

固定常設型とは、使用する場所が固定的であり、接続相手は毎回同じである可能性が高く、そのため通信距離や必要な送信電力は毎回ほぼ同程度となる使用形態である（図４参照）。

モバイル型とは、使用する場所が変動的であり、接続相手も次々と変化する可能性があり、その通信距離や必要な送信電力も様々に変化する使用形態である（図５参照）。

このように使用形態をモバイル型と固定常設型とに分類することができる。しかし、近年の近距離無線通信技術を搭載した携帯情報機器などの使用例は複雑化しており、次のようなものがある。即ち、あるときは家のアクセスポイントや無線対応プリンタなどと通信し、あるときは屋外やホットスポットのアクセスポイントなどと通信し、またあるときは友人の携帯情報機器と直接通信したりするものがある。

このような場合、ある時はモバイル型としての使用形態、またあるときは固定常設型としての使用形態となっている。また、自分の家でしか無線通信を行わないユーザや、自分の家には無線通信対応の機器はなく、外部でしか使用しないユーザの場合、同じ製品においてもあるユーザではモバイル型限定の使用形態、またあるユーザでは固定常設型限定の使用形態をとることになる。

特開平１１−１７７４８９号公報 特開平１１−２６１６２３号公報

モバイル型の使用形態をとる無線通信装置では、通信開始時において、どのような通信距離の相手機器と通信するのか分からないので、通信開始時から正しく通信を行うためには送信電力制御の初期値としては大きな値を設定することが望ましい。

また、固定常設型の使用形態では、通信開始時において、いつもと同じ相手機器と通信する場合がほとんどであるので、必要以上に大きな送信出力にならないように送信電力制御の初期値を経験的な値に設定することが望ましい。

しかしながら、モバイル型と固定常設型のどちらで使用されるのか一概には決められないような無線通信装置においては、使用形態に合わせて送信電力制御の初期値を決定する方法を適切に選択する必要があるという課題があった。

本発明は、過去の所定回数の送信電力値の分散値もしくは標準偏差値が所定の閾値より大きい場合は、記憶されている送信電力値の最大値もしくは送信電力制御の上限値に基づいて送信電力の初期値を決定し、分散値もしくは標準偏差値が所定の閾値より小さい場合は、記憶されている送信電力値の平均値もしくは記憶されている送信電力値の中央値もしくは記憶されている送信電力値の最新値に基づいて送信電力の初期値を決定する。

本発明によれば、過去の送信電力値の分散値もしくは標準偏差値に応じて送信電力の初期値を決定することで、不必要に電力を消費することを防ぎ、省電力化を実現し、また近隣無線ネットワークへの干渉影響を低減することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。本発明の実施形態を図１に示す。

アプリケーションやプロトコルから入力されるデータを無線送信する為にフレーム化するフレーム処理部１０１と、フレームデータをベースバンド信号に変換するベースバンド処理部１０２とが設けられている。

また、ベースバンド信号を無線信号へと変換しアンテナへ出力する無線送信部１０３と、無線受信処理部からの情報に基づいて無線送信部１０３の送信出力を適切な値に制御する送信電力制御部１０４とが設けられている。

また、過去の送信電力値を、例えば所定回数分だけ記憶する履歴手段１０５と、履歴手段１０５が記憶している履歴情報に基づいて使用形態が固定常設型であるかモバイル型であるかを判定する判定手段１０６とが設けられている。

また、判定手段１０６の判定結果に基づいて送信電力制御の初期値を決定する初期値決定手段１０７とで構成される無線送信処理部１０８と、無線信号を受信してアプリケーションやプロトコルへデータを出力する無線受信処理部１０９とが設けられている。

また、無線送信処理部１０８及び無線受信処理部１０９を制御するＣＰＵ１１０と、各種データや情報を記憶するメモリ１１１とが設けられている。

図２は判定手段１０６の構成である。履歴手段１０５を参照して得られる履歴情報を解析する履歴情報解析部１０６ａと、解析結果と閾値１０６ｃとを比較して使用形態を判定する比較判定部１０６ｂとが設けられている。

図３は初期値決定手段の構成である。判定手段１０６の判定結果を識別する使用形態識別部１０７ａと、固定常設型の使用形態における初期値を決定する固定常設型初期値決定部１０７ｂと、が設けられている。更に、モバイル型の使用形態における初期値を決定するモバイル型初期値決定部１０７ｃと、決定された初期値を送信電力制御部に設定する初期値設定部１０７ｄとが設けられている。

ここで、図１から図３を用いて、本発明の送信電力制御システムの動作、即ち送信電力制御方法について説明する。

まず、動作の概略について説明する。

判定手段１０６は、過去の所定回数の送信電力値を履歴情報として記憶している履歴手段１０５の前記履歴情報を参照して、前記履歴情報を解析して、過去の使用傾向が固定常設型であるかモバイル型であるかを判定する。

初期値決定手段１０７は前記判定手段１０６の判定結果に基づいて初期値の決定方法を選択し、求められた初期値を送信電力制御部１０４に設定する。

以下に、より詳細な動作について図７及び図８のフローチャートを用いて説明する。

無線通信の開始時において、ステップＳ１０１ではユーザ又はアプリケーションによるモバイル型か固定常設型かの指定がすでにメモリに存在するかどうか、を判定する。

判定結果が指定ありの場合には、ステップＳ１０５へ進み、更にステップＳ１０５では前記指定が固定常設型かどうかを判定する。前記指定が固定常設型であれば、ステップＳ１０７へ進む。一方、前記指定が固定常設型でなければ、モバイル型であると判定し、ステップＳ１０６へ進む。また、ステップＳ１０１で指示なしと判定された場合には、ステップＳ１０２へ進む。

ステップＳ１０２では判定手段１０６の履歴情報解析部１０６ａは履歴手段１０５が記憶している履歴情報を参照して、履歴情報の個数が所定回数に満たないかどうかを確認する。

満たない場合には、モバイル型であると判定し、ステップＳ１０６へ進む。所定回数を満足している場合、ステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３では判定手段１０６の履歴情報解析部１０６ａは履歴手段１０５が記憶している履歴情報を解析する。

具体的には、履歴情報解析部１０６ａは履歴情報である送信電力値の分散値を求める。

もしくは、図８のフローチャートの場合、履歴情報解析部１０６ａは履歴情報である送信電力値の標準偏差値を求める。

ステップＳ１０４では比較判定部１０６ｂは、履歴情報解析部１０６ａの出力値である前記分散値と、記憶している所定の閾値１０６ｃと、を大小比較し、前記分散値が閾値１０６ｃよりも小さい場合には固定常設型であると判定し、Ｓ１０７へ進む。それ以外の場合にはモバイル型であると判定し、ステップＳ１０６へ進む。

もしくは、図８のフローチャートの場合、履歴情報解析部１０６ａの出力値である前記標準偏差値と、記憶している所定の閾値１０６ｃと、を大小比較し、前記分散値が閾値１０６ｃよりも小さい場合には固定常設型であると判定し、ステップＳ１０７へ進む。それ以外の場合にはモバイル型であると判定し、ステップＳ１０６へ進む。

ステップＳ１０６では初期値決定手段１０７のモバイル型初期値決定部１０７ｃを用いて初期値を決定する。

具体的には、履歴手段１０５の履歴情報を参照し、記憶されている送信電力値のなかの最大値を求め、これを初期値とする。

もしくは、送信電力制御の上限値を初期値とする。

もしくは、履歴手段１０５が記憶している過去の送信電力値のなかの最大値を求め、これを初期値とする。

ステップＳ１０７では初期値決定手段１０７の固定常設型初期値決定部１０７ｂを用いて初期値を決定する。

具体的には、履歴手段１０５の履歴情報を参照し、記憶されている送信電力値の平均値を求め、これを初期値とする。

もしくは、履歴手段１０５の履歴情報を参照し、記憶されている送信電力値の中央値を求め、これを初期値とする。

もしくは、履歴手段１０５の履歴情報を参照し、記憶されている送信電力値のなかの最新値を獲得し、これを初期値とする。

ステップＳ１０８では初期値設定部１０７ｄは固定常設型初期値決定部１０７ｂもしくはモバイル型初期値決定部１０７ｃで決定された初期値を送信電力値として送信電力制御部１０４へ設定する。

上述のような処理フローにより送信電力制御の初期値を設定する。

ここで、履歴手段１０５が履歴情報として送信電力値を獲得するタイミングについて説明する。

履歴手段１０５は無線通信部が起動される毎に送信電力制御が平衡状態に達した時点またはそれ以降の送信電力値を記憶する。

もしくは、履歴手段１０５はアプリケーションが起動される毎に送信電力制御が平衡状態に達した時点またはそれ以降の送信電力値を記憶する。

もしくは、履歴手段１０５は無線通信部が起動される毎に送信電力制御が平衡状態に達した時点またはそれ以降からの送信電力値の平均値を記憶する。

もしくは、履歴手段１０５はアプリケーションが起動される毎に送信電力制御が平衡状態に達した時点またはそれ以降からの送信電力値の平均値を記憶する。

もしくは、履歴手段１０５は無線通信部が起動される毎に送信電力制御が平衡状態に達した時点またはそれ以降からの送信電力値の中央値を記憶する。

もしくは、履歴手段１０５はアプリケーションが起動される毎に送信電力制御が平衡状態に達した時点またはそれ以降からの送信電力値の中央値を記憶する。

上述のようにして、履歴手段１０５は履歴情報を獲得し、記憶する。

上述のような構成及び動作により、本発明の実施形態に係る送信電力制御方法を実施することができる。

なお、本発明の実施形態は、例えばコンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体又はかかるプログラムを伝送するインターネット等の伝送媒体も本発明の実施形態として適用することができる。また、上記のプログラムも本発明の実施形態として適用することができる。上記のプログラム、記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。

本発明の実施形態に係る送信電力制御システムを実装した無線送信処理部の構成例を示す図である。 判定手段の構成例を示す図である。 初期値決定手段の構成例を示す図である。 固定常設型の使用形態イメージを示す図である。 モバイル型の使用形態イメージを示す図である。 従来の無線送信処理部の構成例を示す図である。 本発明の実施形態に係る送信電力制御方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る送信電力制御方法の他の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１０１：フレーム処理部
１０２：ベースバンド処理部
１０３：無線送信部
１０４：送信電力制御部
１０５：履歴手段
１０６：判定手段
１０７：初期値決定手段
１０８：無線送信処理部
１０９：無線受信処理部
１１０：ＣＰＵ
１１１：メモリ

Claims (10)

1. 無線通信装置で用いられる送信電力制御システムであって、
   過去の送信電力値を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段が記憶している過去の所定回数の送信電力値の分散値もしくは標準偏差値を取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得した分散値もしくは標準偏差値が所定の閾値より大きい場合は、前記記憶手段に記憶されている送信電力値の最大値もしくは送信電力制御の上限値に基づいて送信電力の初期値を決定し、前記取得手段により取得した分散値もしくは標準偏差値が所定の閾値より小さい場合は、前記記憶手段に記憶されている送信電力値の平均値もしくは前記記憶手段に記憶されている送信電力値の中央値もしくは前記記憶手段に記憶されている送信電力値の最新値に基づいて送信電力の初期値を決定する決定手段と、
   を備えることを特徴とする送信電力制御システム。
2. 前記記憶手段は、送信電力制御が平衡状態になると送信電力値を記憶することを特徴とする請求項１に記載の送信電力制御システム。
3. 前記記憶手段は、無線通信部が起動される毎に送信電力制御が平衡状態に達した時点もしくは平衡状態に達した以降の送信電力値を記憶することを特徴とする請求項１に記載の送信電力制御システム。
4. 前記記憶手段は、データ送信のためのアプリケーションが起動される毎に送信電力制御が平衡状態に達した時点もしくは平衡状態に達した以降の送信電力値を記憶することを特徴とする請求項１に記載の送信電力制御システム。
5. 前記記憶手段は、無線通信部が起動される毎に送信電力制御が平衡状態に達した時点もしくは平衡状態に達した以降からの送信電力値の平均値もしくは中央値を記憶することを特徴とする請求項１に記載の送信電力制御システム。
6. 前記記憶手段は、データ送信のためのアプリケーションが起動される毎に送信電力制御が平衡状態に達した時点もしくは平衡状態に達した以降からの送信電力値の平均値もしくは中央値を記憶することを特徴とする請求項１に記載の送信電力制御システム。
7. 前記決定手段は、前記記憶手段に記憶されている送信電力値が前記所定回数に満たない場合は、前記記憶手段に記憶されている送信電力値の最大値もしくは送信電力制御の上限値に基づいて送信電力の初期値を決定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の送信電力制御システム。
8. 前記決定手段は、ユーザ又はアプリケーションにより指定されている場合は、該指定に従って、前記記憶手段に記憶されている送信電力値の最大値もしくは送信電力制御の上限値に基づいて送信電力の初期値を決定、または、前記記憶手段に記憶されている送信電力値の平均値もしくは前記記憶手段に記憶されている送信電力値の中央値もしくは前記記憶手段に記憶されている送信電力値の最新値に基づいて送信電力の初期値を決定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の送信電力制御システム。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の送信電力制御システムを有することを特徴とする無線通信装置。
10. コンピュータを請求項９に記載の無線通信装置として機能させるためのプログラム。

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