JP5077233B2

JP5077233B2 - 無線通信端末、そのプロセッサ及び無線通信端末のパワーマネジメント方法

Info

Publication number: JP5077233B2
Application number: JP2008528787A
Authority: JP
Inventors: 直史塚本; 友幸田中
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2027-07-31
Also published as: US8971972B2; WO2008018328A1; JPWO2008018328A1; CN101502085A; US20090291713A1; EP2059012A4; EP2059012A1

Description

（関連出願）本願は、先の日本特許出願２００６−２２００６０号（２００６年８月１１日出願）の優先権を主張するものであり、前記先の出願の全記載内容は、本書に引用をもって繰込み記載されているものとみなされる。
本発明は、無線通信端末、そのプロセッサ及び無線通信端末のパワーマネジメント方法に関し、特に、所定の条件下で低消費電力状態に移行する省電力制御機能（パワーマネジメント機能）を備えた無線通信端末、そのプロセッサ及び無線通信端末のパワーマネジメント方法に関する。

蓄電池で駆動する携帯電話機やＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）においては、所定の条件下で低消費電力状態に移行する省電力制御機能が広く採用されている。例えば、特開２００５−１４２９８１号公報には、複数のプロセッサを搭載した携帯通信端末において、データ処理を行っていない場合に、主としてアプリケーションの管理制御を行うアプリケーション制御用ＣＰＵ（ＡＣＰＵ）を低電力状態（省電力モード）にし、データ通信を行っていない場合に、主として通信機能の管理制御を行う通信制御用ＣＰＵ（ＣＣＰＵ）を低電力状態（省電力モード）にすることが記載されている（０００６段落）。

また例えば、特開２００６−７２９９１号公報には、上記低電力状態（省電力モード）への切替があまりにも頻繁に行われると、電力消費効果が少なくなることに着目し、動作モードの移行処理及び復帰処理に伴うロスを考慮して動作モードの切り替えを行う構成が開示されている。

特開２００５−１４２９８１号公報特開２００６−７２９９１号公報

以上の特許文献１、２の開示事項は、本書に引用をもって繰り込み記載されているものとする。
無線通信端末においては、既存の通信方式と重畳して、より高速な通信方式を利用できるような環境が整備されつつある。例えば、携帯電話においては、個別チャネル（ＤＰＣＨ）を用いる方式に加えて、高速大容量の下り回線を複数端末で共有して高速パケット伝送を実現するＨＳＤＰＡ（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＤｏｗｎｌｉｎｋＰａｃｋｅｔＡｃｃｅｓｓ）通信機能や上り方向のＨＳＵＰＡ（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＵｐｌｉｎｋＰａｃｋｅｔＡｃｃｅｓｓ）の導入が予定されている。

この種の高速パケット通信方式では、大量の信号処理が必要となっており、このとき、無線通信端末に備えられている省電力制御機能が有効化されていると、余計な負荷となり、本来の通信パフォーマンスに影響を及ぼす。以下、この点について説明する。

特許文献２にも記載されているとおり、低電力状態（省電力モード）への移行と復帰には、所要の時間と電力を消費する。例えば、動作クロックの低減により低電力状態（省電力モード）を実現する場合、図７に示すように、省電力モードにおいてタスク発生等のために割り込みが発生すると、通常モードの高速なクロックに戻すまでに安定時間（例えば、１００μｓ）が必要となり、その分のオーバーヘッドが生じている。

図８は、ＨＳＤＰＡに対応する携帯電話端末における割込み命令の発生状況を表した図である。ＨＳＤＰＡエリア外では、処理能力もそれ程必要としないため問題が無いが、ＨＳＤＰＡ通信中においては、上記した低電力状態（省電力モード）へ移行する頻度自体が少ないものの、処理能力に余裕の無い状況下で省電力モードへ移行すると、省電力モード設定のための各種の監視（判定）処理等が必要なほか、上記のとおり通常モード復帰のためのオーバーヘッドが発生して更に処理の遅延を招いてしまうという問題点がある。

上記事情は特許文献２も同様であり、上記動作モードの変更の要否を判断するための予測処理を必要としているため、処理能力に余裕のあるプロセッサを搭載しない限り、その本来の消費電力の低減自体もなしえず、また、上記高速パケット通信中の負荷を一層増大させてしまうと考えられる。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、高速通信時に、そのパフォーマンスを損なうことの無い省電力制御機能を備えた無線通信端末及び該機能を実現する無線通信端末用プロセッサを提供することにある。

本発明の第１の視点によれば、高速又は低速のデータ通信レートによる通信処理を行う通信用プロセッサと、前記通信用プロセッサを介して受信し又は送信するデータを対象とするタスクを実行するアプリケーション実行用プロセッサと、前記高速又は低速のデータ通信レートにより通信が可能な無線通信部と、を備えた無線通信端末であって、前記アプリケーション実行用プロセッサは、所定の条件下で動作クロックを低減して動作する省電力モードへ移行する省電力制御機能を備え、前記通信用プロセッサが前記高速側のデータ通信レートで通信しているとき、前記アプリケーション実行用プロセッサは前記省電力モードへの移行を抑止する無線通信端末が提供される（形態１）。

本発明の第２の視点によれば、少なくともＨＳＤＰＡ（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＤｏｗｎｌｉｎｋＰａｃｋｅｔＡｃｃｅｓｓ）通信に対応し、前記ＨＳＤＰＡ又は前記ＨＳＤＰＡよりも低速のデータ通信レートにより通信が可能な無線通信部を備えた無線通信端末に搭載され、所定の条件下で動作クロックを低減する省電力制御機能を備えた無線通信端末用プロセッサであって、前記ＨＳＤＰＡ通信中は、前記省電力制御機能をオフにする無線通信端末用プロセッサが提供される。

本発明の第３の視点によれば、高速又は低速のデータ通信レートによる通信処理を行う通信用プロセッサと、前記通信用プロセッサを介して受信し又は送信するデータを対象とするタスクを実行するアプリケーション実行用プロセッサと、前記高速又は低速のデータ通信レートにより通信が可能な無線通信部と、を備え、前記アプリケーション実行用プロセッサは、所定の条件下で動作クロックを低減して動作する省電力モードへ移行する省電力制御機能を備える無線通信端末におけるパワーマネジメント方法であって、前記アプリケーション実行用プロセッサは、前記通信用プロセッサのデータ通信レートを確認し、前記通信用プロセッサが前記高速側のデータ通信レートで通信しているときは、前記アプリケーション実行用プロセッサが前記省電力モードへの移行を抑止し、前記通信用プロセッサが前記低速側のデータ通信レートで通信しているとき、前記アプリケーション実行用プロセッサは前記省電力モードへ移行する無線通信端末のパワーマネジメント方法が提供される。

本発明によれば、高速通信時におけるプロセッサの余計な負荷を軽減することが可能となり、高速通信時のパフォーマンスを向上させることができる。

本発明の第１の実施例に係る携帯電話機の構成を表した論理ブロック図である。本発明の第１の実施例に係る携帯電話機のＡＣＰＵ３０にて実行されるタスクの優先順位を表した図である。本発明の第１の実施例に係る携帯電話機のＩＤＬＥタスクにて実行される処理フローを表した図である。本発明の第１の実施例に係る携帯電話機の具体の動作を説明するための図である。本発明の第２の実施例に係る携帯電話機の具体の動作を説明するための図である。本発明の第２の実施例に係る携帯電話機の具体の動作を説明するための図である。従来技術の問題点を説明するための図である。従来技術の問題点を説明するための図である。

符号の説明

１０ａアンテナ
１０ＣＣＰＵ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ−ＣＰＵ）
１２Ｌ１処理部
１４Ｌ２処理部
１６プロトコル・スタック（ＰｒｏｔｏｃｏｌＳｔａｃｋ）
１８システム監視部
２０論理バス
３０ＡＣＰＵ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ＣＰＵ）
３２パケット処理部
３４音声処理部
３６ビデオ処理部
３８システム監視部
３８ａ状態フラグ

本発明の第１の視点において、以下の形態（モード）が有用である。

前記高速又は低速のデータ通信レートによる通信処理を行う通信用プロセッサと、前記通信用プロセッサを介して受信し又は送信するデータを対象とするタスクを実行するアプリケーション実行用プロセッサとを有し、前記省電力制御機能は、前記アプリケーション実行用プロセッサにおいて実行すべきタスクが無い場合に、前記アプリケーション実行用プロセッサが、動作クロックを低減する省電力モードに移行することによって実現され、前記アプリケーション実行用プロセッサは、前記通信用プロセッサが前記高速側のデータ通信レートで通信しているときは、前記省電力モードへの移行を抑止すること（形態２）。

少なくともＨＳＤＰＡ（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＤｏｗｎｌｉｎｋＰａｃｋｅｔＡｃｃｅｓｓ）通信に対応し、前記ＨＳＤＰＡ通信中は、前記プロセッサの前記省電力制御機能をオフにすること（形態３）。

少なくともＨＳＵＰＡ（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＵｐｌｉｎｋＰａｃｋｅｔＡｃｃｅｓｓ）通信に対応し、前記ＨＳＵＰＡ通信中は、前記プロセッサの前記省電力制御機能をオフにすること（形態４）。

通信開始時に前記省電力制御機能をオフにし、その後、前記低速側のデータ通信レートでの通信が開始された場合に、前記省電力制御機能をオンにすること（形態５）。

通信開始時に前記省電力制御機能をオフにし、その後、前記高速側のデータ通信レートでの通信が開始された場合は、前記省電力制御機能のオフを維持すること（形態６）。

前記省電力制御機能は、前記プロセッサを制御するための状態フラグを書き換えることによって、オンオフ制御されること（形態７）。

なお、上記各形態は、第２、第３の視点においても、対応して有用である。

［第１の実施例］
続いて、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施例に係る携帯電話機の構成を表した論理ブロック図である。図１を参照すると、主に通信系を制御し通信制御部として機能するＣＣＰＵ（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ−ＣＰＵ）１０と、通信以外の各種処理を実行し主としてアプリケーション制御部として機能するＡＣＰＵ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ＣＰＵ）３０と、これらを接続する論理バス２０が示されている。なお、図１では、メモリ装置、外部インターフェースやクロック切替部については省略されている。

ＣＣＰＵ１０は、アンテナ１０ａと接続され、プロトコル・レイヤ１の処理を行うＬ１処理部１２と、プロトコル・レイヤ２の処理を行うＬ２処理部１４と、ＨＳＤＰＡ、Ｒ９９（Ｒｅｌｅａｓｅ９９Ｗ−ＣＤＭＡ）を含む各種通信規格に対応するプロトコル・スタック１６と、システム監視部１８とを含んで構成されている。

ＡＣＰＵ３０は、論理バス２０を介してＣＣＰＵ１０から受け取ったデータを用いて各種処理を行う、パケット処理部３２、音声処理部３４、ビデオ処理部３６及びシステム監視部３８等を含んで構成される。ＡＣＰＵ３０は、ＨＳＤＰＡの無線チャネルが確立時や解放時に、ＣＣＰＵ１０のプロトコル・スタック１６から論理バス２０にブロードキャストされるＨＳＤＰＡ通信状態情報に基づいて、ＡＣＰＵ３０のシステム監視部３８内部の状態フラグ３８ａを更新する動作を行う。

図２は、ＡＣＰＵ３０にて実行されるタスクの優先順位を表した図である。ＡＣＰＵ３０は、各タスクに与えられた優先度に基づいて、タスクを実行する。一番下のＩＤＬＥタスクは、他に実行すべきタスクがない場合に実行されるタスクであり、このタスクの中で後記する省電力制御が実行される。

ここで、上記ＩＤＬＥタスクによって行われる処理について図面を参照して詳細に説明する。図３は、ＩＤＬＥタスクにて実行される処理フローを表した図である。図３を参照すると、まず、ＡＣＰＵのシステム監視部３８内部の状態フラグ３８ａを参照して、ＨＳＤＰＡ通信中であるか否かの判定が行われる（ステップＳ００１）。

ステップＳ００１で、ＨＳＤＰＡ通信中であると判断された場合は、通常モード（動作クロック：高）が保持され、動作クロックの切替動作は行われない（ステップＳ００５）。従って、ＨＳＤＰＡ通信時においては、タスクが発生した場合にクロック切替のオーバーヘッドを生じず、すぐにタスクの実行が行われる。

一方、ステップＳ００１で、ＨＳＤＰＡ通信中でないと判断された場合は、アクティブなデバイスドライバがあるか否か等の判定が行われ（ステップＳ００２）、アクティブなデバイスドライバがある場合は、当該デバイスの動作のため、通常モード（動作クロック：高）が保持され、動作クロックの切替動作は行われない（ステップＳ００５）。

一方、ステップＳ００２で、アクティブなデバイスドライバがないと判定された場合は、クロックの切替処理が行われ（ステップＳ００３）、省電力モードへの移行が行われる（ステップＳ００４）。

続いて、本実施例に係る携帯電話機の具体の動作について図４を参照して詳細に説明する。まず、携帯電話機ユーザにより、ダウンロード操作等が行われると、網側へパケット接続要求が行われる。図４は、パケット通信開始時に、携帯電話機がＨＳＤＰＡエリアにあり、その後ハンドオーバにより、ＨＳＤＰＡエリアから出た場合を表している。

ＣＣＰＵ１０のプロトコル・スタック１６は、ＨＳＤＰＡエリアであることを検出すると、論理バス２０を介して、ＡＣＰＵ３０側に、チャネル確立（ＯＰＥＮ）を送出する。

ＡＣＰＵ３０は、チャネル確立（ＯＰＥＮ）を受けとると、システム監視部３８内部の状態フラグ３８ａを「１」（＝ＨＳＤＰＡ通信中）に更新する。これにより、上記のとおりＩＤＬＥタスクでの動作クロックの切替が禁止され、動作クロックは高速側に保持される。

一方、携帯電話機が、ＨＳＤＰＡエリアから外れると、ＣＣＰＵ１０のプロトコル・スタック１６より、チャネル解放（ＣＬＯＳＥ）が送出される。ＡＣＰＵ３０は、チャネル解放（ＣＬＯＳＥ）を受けとると、システム監視部３８内部の状態フラグ３８ａを「０」（＝非ＨＳＤＰＡ通信）に更新する。

これにより、上記のとおりＩＤＬＥタスクでの動作クロックの切替が許可され、例えば、アクティブなデバイスドライバがない状態では、動作クロックの切替が行われ、省電力モードに移行する。もちろん、新たにタスクが発生すれば、通常モードへの復帰が行われる。

以上のとおり、本実施例では、ＨＳＤＰＡ通信中は、省電力モードへの移行のみならず、そのための判定処理や割り込みの発生が無くなるため、ＡＣＰＵ３０の処理能力を高速データ通信に付随する処理に注力させることが可能となる。

［第２の実施例］
続いて、上記第１の実施例に対し動作上の変更を加えた本発明の第２の実施例について説明する。図４の下段に示したように、上記第１の実施例では、パケットの接続要求後、システム監視部３８内部の状態フラグ３８ａが「１」となるまでの間、若干の遅延が生じる。そこで、本実施例では、パケットの接続要求と同時に、システム監視部３８内部の状態フラグ３８ａを「１」にすることとし、初期状態として、省電力モードへの移行を禁止するようにしている。

その他の構成等は、上記した第１の実施例と同様であるので、以下、本実施例に係る携帯電話機の具体の動作について図５、図６を参照して詳細に説明する。

まず、携帯電話機ユーザにより、ダウンロード操作等が行われ、網側へパケット接続要求が行われると、ＡＣＰＵ３０は、システム監視部３８内部の状態フラグ３８ａを「１」（＝ＨＳＤＰＡ通信中）に更新する。

その後、ＣＣＰＵ１０のプロトコル・スタック１６によるＨＳＤＰＡエリアの検出、通報が行われる。図５は、図４と同様に、パケット通信開始時に、携帯電話機がＨＳＤＰＡエリアにあり、その後ハンドオーバにより、ＨＳＤＰＡエリアから出た場合を表している。図５と図４を比較すると、省電力モードの移行禁止制御の開始点が前倒しされ、パケット通信開始当初から動作クロックの低速側への切替が禁止されるようになっている。

図６は、図５と反対に、パケット通信開始時に、携帯電話機がＨＳＤＰＡエリア外にあり、その後ハンドオーバにより、ＨＳＤＰＡエリアに入った場合を表している。この場合も、パケット通信開始当初から動作クロックの低速側への切替が禁止されているが、プロトコル・スタック１６からのＨＳＤＰＡエリア外との通報（ＣＬＯＳＥ）が入り次第、省電力モードへの移行が許可されるようになっている。

そして更に、プロトコル・スタック１６からのＨＳＤＰＡエリア内との通報（ＯＰＥＮ）が入ると、再び、省電力モードへの移行が禁止され、上記した第１の実施例と同様に、ＡＣＰＵ３０の処理能力を高速データ通信に付随する処理に注力させることが可能となる。

以上、本発明の実施例について説明したが、複数の通信方式のうちのデータ通信レートが高速である方の通信方式を選択した場合の省電力機能をオフにし、動作クロックの低クロック側への切替を禁止するという本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各種の変形を加えることが可能であることはいうまでもない。

例えば、上記した各実施例では、ＨＳＤＰＡ対応携帯電話機に適用した例を挙げて説明したが、ＨＳＤＰＡ通信中に限られず、その他、既存の無線パケット通信方式、ＨＳＵＰＡや高速無線ＬＡＮ等のマルチモード通信機能と、動作クロック減による省電力制御機能とを有するＰＤＡやパーソナルコンピュータ等の各種無線通信端末にも適用可能であり、これらの機器における高速通信中の省電力制御の抑止機能として実現可能であることはいうまでもない。

また、上記した各実施例では、省電力モードへの移行を禁止する開始点として、ＨＳＤＰＡエリア検知時とパケット接続開始時を用いた例を挙げて説明したが、上記の範囲で、例えば、パケット接続要求から所定時間後といった任意のタイミングを省電力モードの移行禁止制御の開始点とすることもできる。

また、上記した各実施例では状態フラグ３８ａを用いて、携帯電話機の動作モードを制御するものとして説明したが、その他、既存の動作モードの制御フラグを直接更新するようにしても良いことはもちろんである。

本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。

Claims

高速又は低速のデータ通信レートによる通信処理を行う通信用プロセッサと、前記通信用プロセッサを介して受信し又は送信するデータを対象とするタスクを実行するアプリケーション実行用プロセッサと、前記高速又は低速のデータ通信レートにより通信が可能な無線通信部と、を備えた無線通信端末であって、
前記アプリケーション実行用プロセッサは、所定の条件下で動作クロックを低減して動作する省電力モードへ移行する省電力制御機能を備え、
前記通信用プロセッサが前記高速側のデータ通信レートで通信しているとき、前記アプリケーション実行用プロセッサは前記省電力モードへの移行を抑止すること、
を特徴とする無線通信端末。
少なくともＨＳＤＰＡ（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＤｏｗｎｌｉｎｋＰａｃｋｅｔＡｃｃｅｓｓ）通信に対応し、前記ＨＳＤＰＡ通信中は、前記アプリケーション実行用プロセッサが前記省電力モードへの移行を抑止すること、
を特徴とする請求項１に記載の無線通信端末。
少なくともＨＳＵＰＡ（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＵｐｌｉｎｋＰａｃｋｅｔＡｃｃｅｓｓ）通信に対応し、前記ＨＳＵＰＡ通信中は、前記アプリケーション実行用プロセッサが前記省電力モードへの移行を抑止すること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信端末。
前記アプリケーション実行用プロセッサは、通信開始時に前記省電力制御機能をオフにし、その後、前記低速側のデータ通信レートでの通信が開始された場合に、前記省電力モードへ移行すること、
を特徴とする請求項１乃至３いずれか一に記載の無線通信端末。
前記省電力制御機能は、前記アプリケーション実行用プロセッサを制御するための状態フラグを書き換えることによって、オンオフ制御されること、
を特徴とする請求項１乃至４いずれか一に記載の無線通信端末。
少なくともＨＳＤＰＡ（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＤｏｗｎｌｉｎｋＰａｃｋｅｔＡｃｃｅｓｓ）通信に対応し、前記ＨＳＤＰＡ又は前記ＨＳＤＰＡよりも低速のデータ通信レートにより通信が可能な無線通信部を備えた無線通信端末に搭載され、所定の条件下で動作クロックを低減する省電力制御機能を備えた無線通信端末用プロセッサであって、
前記ＨＳＤＰＡ通信中は、前記省電力制御機能をオフにすること、
を特徴とする無線通信端末用プロセッサ。
少なくともＨＳＵＰＡ（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＵｐｌｉｎｋＰａｃｋｅｔＡｃｃｅｓｓ）通信に対応し、前記ＨＳＵＰＡ又は前記ＨＳＵＰＡよりも低速のデータ通信レートにより通信が可能な無線通信部を備えた無線通信端末に搭載され、所定の条件下で動作クロックを低減する省電力制御機能を備えた無線通信端末用プロセッサであって、
前記ＨＳＵＰＡ通信中は、前記省電力制御機能をオフにすること、
を特徴とする無線通信端末用プロセッサ。
通信開始時に前記省電力制御機能をオフにし、その後、前記ＨＳＤＰＡ又はＨＳＵＰＡよりも低速側のデータ通信レートでの通信が開始された場合に、前記省電力制御機能をオンにすること、
を特徴とする請求項６又は７に記載の無線通信端末用プロセッサ。
高速又は低速のデータ通信レートによる通信処理を行う通信用プロセッサと、前記通信用プロセッサを介して受信し又は送信するデータを対象とするタスクを実行するアプリケーション実行用プロセッサと、前記高速又は低速のデータ通信レートにより通信が可能な無線通信部と、を備え、前記アプリケーション実行用プロセッサは、所定の条件下で動作クロックを低減して動作する省電力モードへ移行する省電力制御機能を備える無線通信端末におけるパワーマネジメント方法であって、
前記アプリケーション実行用プロセッサは、前記通信用プロセッサのデータ通信レートを確認し、
前記通信用プロセッサが前記高速側のデータ通信レートで通信しているとき、前記アプリケーション実行用プロセッサが前記省電力モードへの移行を抑止し、
前記通信用プロセッサが前記低速側のデータ通信レートで通信しているとき、前記アプリケーション実行用プロセッサは前記省電力モードへ移行する、
無線通信端末のパワーマネジメント方法。
前記アプリケーション実行用プロセッサは、通信開始時に前記省電力制御機能をオフにし、その後、前記低速側のデータ通信レートでの通信が開始された場合に、前記省電力モードへ移行すること、
を特徴とする請求項９に記載の無線通信端末のパワーマネジメント方法。