特許 7315393 無線端末、そのアップリンク送信制御方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-18

(45)【発行日】2023-07-26

(54)【発明の名称】無線端末、そのアップリンク送信制御方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04B 1/04 20060101AFI20230719BHJP

   H04M 1/00 20060101ALI20230719BHJP

   H04W 52/02 20090101ALI20230719BHJP

   H04W 88/06 20090101ALI20230719BHJP

   H04W 72/0457 20230101ALI20230719BHJP

   H04W 4/00 20180101ALI20230719BHJP

【ＦＩ】

H04B1/04 A

H04M1/00 R

H04W52/02 130

H04W88/06

H04W72/0457 110

H04W4/00 111

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019128760

(22)【出願日】2019-07-10

(65)【公開番号】P2021016040

(43)【公開日】2021-02-12

【審査請求日】2022-06-30

(73)【特許権者】

【識別番号】318012780

【氏名又は名称】ＦＣＮＴ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】飯盛 英二

【審査官】鴨川 学

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１６３５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６２２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０４１２６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２１６９０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００２－５３１０２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １／０４

Ｈ０４Ｍ １／００

Ｈ０４Ｗ ５２／０２

Ｈ０４Ｗ ８８／０６

Ｈ０４Ｗ ７２／０４５７

Ｈ０４Ｗ ４／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アップリンクへ送信するデータを蓄積するバッファを有し、前記バッファに滞留したデータ量を示す滞留量が閾値を超えない場合には第１の無線方式を用いてアップリンク送信を行い、前記滞留量が閾値を超える場合には、前記第１の無線方式と、前記第１の無線方式と異なる第２の無線方式との双方を用いたアップリンク送信を行う無線端末において、
前記バッファへのデータの供給を行い、前記第１の無線方式と第２の無線方式との双方を用いたアップリンク送信の実行を示す、前記アップリンク送信に用いる無線部の温度の急な上昇を検出し、前記無線部の温度の急な上昇を検出した後に、前記無線端末内の温度が上限閾値を超えた又は前記無線端末のバッテリの残量が下限閾値を下回った場合に、前記バッファへのデータの供給量に上限を設ける制御部、
を含むことを特徴とする無線端末。

【請求項2】

前記制御部は、前記無線部の温度の急な上昇を検出した場合における前記バッファへのデータの供給量を記憶し、その後、前記無線端末内の温度が上限閾値を超えた又は前記無線端末のバッテリの残量が下限閾値を下回った場合、前記記憶した供給量を前記上限に設定する
請求項１に記載の無線端末。

【請求項3】

前記制御部は、前記バッファに供給するデータ量に上限を設けた後に、前記無線端末内の温度の低下を検出した場合に、前記上限を解除する、
請求項１又は２に記載の無線端末。

【請求項4】

前記制御部は、前記バッファに供給するデータのうちの第１のデータの単位時間あたりの発生量が前記バッファへのデータの供給量の上限を超える場合に、前記第１のデータの発生源における、前記第１のデータの単位時間あたりの発生量を低下させる要求を出力する
請求項１から３のいずれか一項に記載の無線端末。

【請求項5】

アップリンクへ送信するデータを蓄積するバッファを有し、前記バッファに滞留したデータ量を示す滞留量が閾値を超えない場合には第１の無線方式を用いてアップリンク送信を行い、前記滞留量が閾値を超える場合には、前記第１の無線方式と、前記第１の無線方式と異なる第２の無線方式との双方を用いたアップリンク送信を行う無線端末のアップリンク送信制御方法であって、
前記無線端末が、
前記バッファへのデータの供給を行い、
前記第１の無線方式と第２の無線方式との双方を用いたアップリンク送信を示す、前記アップリンク送信に用いる無線部の温度の急な上昇を検出し、
前記無線部の温度の急な上昇を検出した後に、前記無線端末内の温度が上限閾値を超えた又は前記無線端末のバッテリの残量が下限閾値を下回った場合に、前記バッファへのデータの供給量に上限を設ける
ことを含む無線端末のアップリンク送信制御方法。

【請求項6】

アップリンクへ送信するデータを蓄積するバッファを有し、前記バッファに滞留したデータ量を示す滞留量が閾値を超えない場合には第１の無線方式を用いてアップリンク送信を行い、前記滞留量が閾値を超える場合には、前記第１の無線方式と、前記第１の無線方式と異なる第２の無線方式との双方を用いたアップリンク送信を行う無線端末に、
前記バッファへのデータを供給する処理と、
前記第１の無線方式と第２の無線方式との双方を用いたアップリンク送信の実行を示す、前記アップリンク送信に用いる無線部の温度の急な上昇を検出する処理と、
前記無線部の温度の急な上昇を検出した後に、前記無線端末内の温度が上限閾値を超えた又は前記無線端末のバッテリの残量が下限閾値を下回った場合に、前記バッファへのデータの供給量に上限を設ける処理と
を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線端末、そのアップリンク送信制御方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）標準化仕様において、複数のコンポーネントキャリア（ＣＣ: Component Carrier）を束ねて通信を行うキャリアアグリゲ
ーション（ＣＡ：Carrier Aggregation）が規定されている。３ＧＰＰリリース１０まで
のＬＴＥ（Long Term Evolution）に係るキャリアアグリゲーションでは、一つのｅＮＢ
（evolved Node B：基地局）内で運用される複数のコンポーネントキャリアを用いて同時通信を行うことでスループットを向上させている。３ＧＰＰリリース１２ではｅＮＢ内キャリアアグリゲーションを拡張し、異なるｅＮＢで運用されているコンポーネントキャリアを用いて同時通信を行うデュアルコネクティビティ（Dual Connectivity：ＤＣ）技術
が導入された。ＤＣは基地局間キャリアアグリゲーション（Inter-eNB Carrier Aggregation）に相当し、スループットのさらなる向上が期待される。

【0003】

３ＧＰＰリリース１５で規定された５Ｇ（第５世代移動通信）では、４Ｇ（第４世代移動通信）向けの基地局と５Ｇ向けの基地局との同時送受信を行いながら、４Ｇ向けのコア網（ＥＰＣ：Evolved Packet Core）を介して通信を行うことが標準化されている。このような網構成に対応する無線端末（User Equipment: UE）は、５Ｇ通信用の無線通信部と、４Ｇ通信用の無線通信部とを備え、アップリンク送信用のデータを格納（貯留）するバッファのデータ量（貯留量）が基地局（５Ｇ向け）から通知された閾値を超えない間は、５Ｇ及び４Ｇのうちの５Ｇの無線通信部のみでアップリンク通信を行う。これに対し、閾値を超えた婆には、５Ｇ及び４Ｇの双方の無線通信部を用いた同時送信を行う（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－１６３５９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上述した５Ｇ及び４Ｇの同時通信は、通信インフラが４Ｇから５Ｇへ移行するまでの過渡期における網運用に対応する通信モードである。このため、無線端末への負荷が大きく、無線端末の急激な温度上昇や、バッテリ残量の急速な低下を招来すると考えられる。

【0006】

本発明は、温度上昇やバッテリ残量低下を抑えることのできる無線端末、そのアップリンク送信制御方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の実施例の一つは、アップリンクへ送信するデータを蓄積するバッファを有し、前記バッファに滞留したデータ量を示す滞留量が閾値を超えない場合には第１の無線方式を用いてアップリンク送信を行い、前記滞留量が閾値を超える場合には、前記第１の無線方式と、前記第１の無線方式と異なる第２の無線方式との双方を用いたアップリンク送信を行う無線端末である。
この無線端末は、前記バッファへのデータの供給を行い、前記第１の無線方式と第２の無線方式との双方を用いたアップリンク送信の実行を示す、前記アップリンク送信に用い
る無線部の温度の急な上昇を検出し、前記無線部の温度の急な上昇を検出した後に、前記無線端末内の温度が上限閾値を超えた又は前記無線端末のバッテリの残量が下限閾値を下回った場合に、前記バッファへのデータの供給量に上限を設ける制御部を含むことを特徴とする。

【0008】

本発明は、上記無線端末と同様の特徴を有する、無線端末のアップリンク送信制御方法、プログラム、プログラムを記録した記録媒体であってもよい。

【発明の効果】

【0009】

本発明の実施例によれば、温度上昇やバッテリ残量低下を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施形態に係る無線端末が適用されるネットワークシステムの例を示す。

【図2】図２は、アップリンク通信に係る、無線端末と基地局とのやりとりを示す説明図である。

【図3】図３Ａは、シングル送信の一例を示し、図３Ｂはデュアル送信の一例を示す。

【図4】図４は、デュアル送信におけるＵＬデータ（パケット）の流れを示す。

【図5】図５は、無線端末（ＵＥ）の構成例を示す。

【図6】図６は、無線端末の構成を模式的に示す。

【図7】図７は、ＰＤＣＰ層に対するＵＬデータの供給量（バッファの滞留量）と時間と閾値との関係を示す。

【図8】図８は、ＣＰＵ温度の変化を示すグラフと、バッテリ残量の変化を示すグラフを示す。

【図9】図９は、デュアルコネクティビティ制御部の処理例を示すフローチャートである。

【図10】図１０は、デュアルコネクティビティ制御部の処理例を示すフローチャートである。

【図11】図１１は、バッファの閾値が基地局によって異なる例を示す。

【図12】図１２は、図１２は、基地局ＡでのＣＰＵ温度の遷移及びバッテリ残量の遷移を示す。

【図13】図１３は、基地局ＢでのＣＰＵ温度の遷移及びバッテリ残量の遷移を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

従来技術では、デュアルコネクティビティ（ＤＣ）をサポートする端末において、アップリンク（ＵＬ）のデータ量が増加してきた場合における、４基地局と５Ｇ基地局との同時通信（デュアル送信ともいう）に関して、端末の熱やバッテリの内部状態については考慮されていない。

【0012】

５Ｇの主要サービスの一例と考えられるリアルタイムストリーミングは、端末のカメラで高精細な動画を撮影しながら、データを圧縮するエンコーディング処理を行う。そして、送信用の大量の送信データが発生した場合には、４Ｇ用の送信機と５Ｇ用の送信機とを使って同時送信を行い、所定の宛先（例えばコンテンツ配信用サーバ）へデータを送り続ける。

【0013】

しかし、同時送信は端末に大きな負荷をかけるため、同時送信動作を続けると、４Ｇ又は５Ｇを用いた単独での通信（シングル送信ともいう）の場合との比較において端末内の温度が急速に上昇し端末の動作が異常状態に陥る虞があった。また、同時通信は、単独通
信に比べてバッテリ消費も大きく、バッテリ残量が少ない状態での動作も考慮すべきである。以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。

【0014】

＜ネットワーク構成例＞
図１は、実施形態に係る無線端末が適用される、ネットワークシステムの例を示す。図１において、ネットワークシステムは、マクロセル１を形成するマクロセル基地局１Ａ（基地局１Ａ）と、マクロセル１内に存するスモールセル２を形成するスモールセル基地局２Ａとを有する。

【0015】

基地局１Ａは、４Ｇに適合する基地局であり、基地局２Ａは、５Ｇに適合する基地局である。基地局１Ａは、制御プレーン（Ｃプレーン）及びユーザプレーン（Ｕプレーン）の双方に関して、４Ｇ向けのコア網であるＥＰＣ５に接続される。基地局２Ａは、Ｃプレーンに関して、基地局１Ａを介してＥＰＣに接続され、Ｕプレーンに関しては直接にＥＰＣ５に接続されることができる。５Ｇは、「第１の無線方式（無線通信規格）」の一例であり、４Ｇは、「第２の無線方式（無線通信規格）」の一例である。

【0016】

無線端末（ＵＥ）１０は、４Ｇ通信機能と５Ｇ通信機能との双方を備えた端末である。ＵＥ１０は、スモールセル（基地局２Ａ）と接続しての通信と、マクロセル（基地局１Ａ）に接続しての通信とを、夫々個別に、又は同時に（並列に）行うことができる。なお、５Ｇ通信を使ったサービスとしては、例えば、低遅延のデータ送受信や、リアルタイムストリーミング配信等、特にＵＥからの大量データを送信するアップリンク通信サービスが検討されている。

【0017】

図２は、アップリンク通信に係る、ＵＥと基地局（ＢＳ）とのやりとりを示す説明図である。ＵＥ１０は、図２におけるＵＥとして振る舞うことができる。一方、基地局１Ａ及び２Ａの夫々は、図２におけるＢＳとして振る舞うことができる。

【0018】

図２において、ＵＥは、アップリンク通信（ＵＥ→ＢＳ方向の通信）用のデータ、すなわち、アップリンク（上りリンク）を用いてＢＳへ送信するデータ（ＵＬデータとも表記）が発生すると、ＵＬデータは、ＵＥが備えるバッファ内に格納される。ＵＥは、スケジューリングリクエスト（Scheduling Request；ＳＲ）と呼ばれるメッセージをＢＳへ送信する。ＳＲは、ＵＬデータを送信するための無線リソースの割り当てを要求するメッセージである。

【0019】

ＢＳは、ＳＲを受信すると、ＵＬデータ用のリソースの割り当てを行い、割り当て結果（ＵＬ送信許可）を示すメッセージ（ＵＬグラント（UL grant）と呼ばれる。以下、単にグラント）を、ダウンリンク通信（下りリンク、ＢＳ→ＵＥ方向の通信）によりＵＥへ送信する。ＵＥは、グラントを受信すると、グラントにおいて使用が許可されたリソース（時間及び周波数帯域）を用いて、ＵＬデータと、バッファステータスレポート（Buffer Status Report：ＢＬＲ（バッファ量報告））と呼ばれるメッセージをＢＳに送信する。ＢＳＲは、バッファに滞留したＵＬデータの量（滞留量）を示す。ＢＳは、自身の通信状況（ＵＥの接続数、送受信データ量）に基づいて、ＵＥに対するバッファの滞留量の閾値を決定し、ＵＥに送信（通知）する。

【0020】

図３Ａは、シングル（single）送信の一例を示し、図３Ｂはデュアル（dual）送信の一例を示す。図３Ａにおいて、ＵＥ１０は、ＵＥ１０内にあるＵＬデータを格納するバッファ（ＵＥ内バッファ）の滞留データの量（データ滞留量）が閾値未満であれば、基地局１Ａ（４Ｇ）及び基地局２Ａ（５Ｇ）のうちの、基地局２ＡのみとＵＬ通信を行う。これに対し、図３Ｂに示すように、ＵＥ内バッファのデータ滞留量が閾値以上になると、ＵＥは
、基地局２Ａ及び基地局１Ａとの並列なＵＬ通信（デュアル送信）を行う。デュアル送信では、ＵＥ１０は、基地局１Ａ（４Ｇ）と基地局２Ａ（５Ｇ）のそれぞれに対し、ＢＳＲ及びＵＬデータを送信し、バッファの閾値を受け取る。デュアル送信では、ＵＬデータが４Ｇ向けのバッファと、５Ｇ向けのバッファとに格納される。

【0021】

図４は、デュアル送信におけるＵＬデータ（パケット）の流れを示す。デュアル送信では、ＵＥ１０から基地局２Ａ及び基地局１ＡのそれぞれにＵＬデータ（パケット）が送信される。基地局２Ａで受信されたバケットは、基地局間回線（Ｘ２インタフェース）を介して基地局１Ａへ転送され、元のパケット列が生成されて、ＥＰＣ５へ転送される。

【0022】

５Ｇの主要サービスの一例と考えられるリアルタイムストリーミングは、端末のカメラで高精細な動画を撮影しながら、データを圧縮するエンコーディング処理を行う。そして、送信用の大量の送信データが発生した場合には、４Ｇ用の送信機と５Ｇ用の送信機とを使って同時送信を行い、所定の宛先（例えばコンテンツ配信用サーバ）へデータを送り続ける。

【0023】

しかし、デュアル送信は無線端末に大きな負荷をかける。このため、デュアル送信動作を続けると、シングル送信との比較において端末内の温度が急速に上昇し、無線端末が異常状態に陥る虞があった。また、デュアル送信はシングル送信に比べてバッテリ消費も大きく、バッテリ残量が少ない状態での動作も考慮すべきである。

【0024】

実施形態に係る無線端末では、ＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）層の分割の可否を決めるバッファの閾値については、無線端末内で変更せず、ＩＰ（Internet Protocol）層からＰＤＣＰ層に流入するＵＬデータのバッファにおける滞留量を、無線端
末内の温度又はバッテリ残量と共に管理し、デュアル送信を制御する。

【0025】

実施形態に係る無線端末は、デュアル送信の制御のために、ＰＤＣＰ層へのＵＬデータの供給量を調整する。このため、デュアル送信状態に遷移するＰＤＣＰ層のバッファの閾値が分かることが好ましい。

【0026】

閾値を知る方法としては、ＰＤＣＰ層でＵＬデータを分割するバッファの滞留量の閾値を、ＰＤＣＰ層からＩＰ層に通知してもらうことが考えられる。しかし、バッファの閾値は、プロトコルスタック内の動作パラメータの一部に過ぎない。このため、ハンドオーバ（Ｈ／Ｏ）等で無線端末が接続するターゲット基地局毎に閾値は変わる。また、ＰＤＣＰ層でＵＬデータを分割し、別々の基地局にＳＲメッセージを送信しても、ＵＬ送信をｋｙ化するグラントが各基地局から得られるとは限らない。また、バッファの閾値は、無線端末の状況とは無関係に、接続先の基地局の状況によって変動する。このため、閾値の変更タイミングを事前に知ることはできなかった。

【0027】

上記の事情から、以下の実施形態では、デュアル送信によるＵＥ１０の温度上昇に動作異常やバッテリ残量の急な低下を抑えることのできる無線端末、そのアップリンク送信制御方法、及びプログラムについて説明する。また、デュアル送信の制御に伴う送信レートの低下を抑えることのできる無線端末、そのアップリンク送信制御方法、及びプログラムについて説明する。

【0028】

図５は、無線端末（ＵＥ）の構成例を示す。図５において、ＵＥ１０は、バスＢを介して相互に接続された、ＣＰＵ１１、記憶装置１２、入力装置１３、出力装置１４、検出回路１６、ベースバンド（ＢＢ）回路１７Ａ及び１７Ｂを含んでいる。ＢＢ回路１７Ａは、ＲＦ（Radio Frequency）回路１８Ａと接続されて５Ｇ通信用の無線部２０Ａをなす。ま
た、ＢＢ回路１７Ｂは、ＲＦ回路１８Ｂと接続されて５Ｇ通信用の無線部２０Ｂをなす。

【0029】

また、ＵＥ１０は、ＵＥ１０の各部に動作用の電力を供給するためのバッテリ１５を有している。バッテリ１５の残量を示すバッテリ電圧は、検出回路１６によって検出され、バスＢを介してＣＰＵ１１に通知される。ＲＦ回路１８Ａ、ＲＦ回路１８Ｂのそれぞれには、温度センサ１９Ａ、１９Ｂが夫々設けられており、ＲＦ回路１８Ａ、ＲＦ回路１８Ｂのそれぞれの温度はＣＰＵ１１に通知される。また、ＣＰＵ１１にも、温度センサ２１が設けられ、ＣＰＵ１１の温度が測定される。ＣＰＵ１１の温度は、ＣＰＵ１１における処理に使用される。

【0030】

記憶装置１２は、主記憶装置と補助記憶装置とを含む。主記憶装置は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、或いはＲＡＭとＲＯＭ（Read Only Memory）の組み合わせである。主記憶装置は、プログラムやデータの記憶領域、ＣＰＵ１１の作業領域、通信データのバッファ領域（例えばバッファ２３）として使用される。補助記憶装置は、プログラムやデータの記憶に使用される。補助記憶装置は、ハードディスク、Solid State Drive（
ＳＳＤ）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、
フラッシュメモリなどである。

【0031】

入力装置１３は、情報の入力に使用される。入力装置１３は、キー、ボタン、タッチパネル、ポインティングデバイスなどを含む。また、入力装置１３は、カメラやスキャナのような画像や映像の入力装置、マイクロフォンのような音声入力装置も含み得る。出力装置１４は、情報やデータの出力に使用される。出力装置１４は、例えばディスプレイ装置である。出力装置１４は、スピーカのような音声出力装置を含み得る。

【0032】

ＣＰＵ１１は、記憶装置１２に記憶されたプログラムを実行することによって、様々な処理を行う。ＣＰＵ１１は、例えば、ＵＬ通信に係る、アプリケーション層からＩＰ層までの処理を行い、処理によって生じたＵＬデータを、例えば、記憶装置１２の記憶領域に形成されたバッファ２３に格納する。バッファ２３は、ＣＰＵ１１と接続されたローカルメモリにあってもよい。バッファ２３に記憶されたＵＬデータは、５Ｇ通信用のＢＢ回路１７Ａが有するバッファ２２Ａに格納される。

【0033】

ＢＢ回路１７Ａは、ディジタルデータ（ＵＬデータ）にディジタル変調を施して対する上り方向のベースバンド信号（ＢＢ信号）に変換する処理や、アナログＢＢ処理として、ＢＢ信号をアナログ信号に変換し、ＲＦ回路１８Ａに送る処理を行う。また、ＢＢ回路１７Ａは、ＲＦ回路１８Ａから受信されるアナログ信号をＢＢ信号に変換する処理、ＢＢ信号の復調処理を行ってダウンリンクデータを得る処理を行う。

【0034】

ＲＦ回路１８Ａは、アップリンク及びダウンリンクに共通の構成要素として、デュプレクサを含み、デュプレクサは送受信アンテナに接続されている。アップリンク方向に関して、ＲＦ回路１８Ａは、アップコンバータとパワーアンプ（ＰＡ）とを含む。アップコンバータは、ＢＢ回路１７Ａからのアナログ信号（ＲＦ信号）を電波の周波数にアップコンバートする。ＰＡはアップコンバートされた信号を増幅する。デュプレクサは、増幅された信号を送受信アンテナに接続し、送受信アンテナは電波を放射する。放射された電波が基地局２Ａで受信される。

【0035】

ダウンリンク方向に関して、ＲＦ回路１８Ａは、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）とダウンコンバータとを含む。基地局からの電波は、デュプレクサを介してＬＮＡへ入力され、ＬＮＡで低雑音増幅される。低雑音増幅された信号は、ダウンコンバータでアナログ信号（ＲＦ信号）の周波数にダウンコンバートされる。ダウンコンバートされた信号は、ＢＢ回路に入力される。

【0036】

ＢＢ回路１７Ｂ及びＲＦ回路１８Ｂは、４Ｇと５Ｇとで変復調方式などに違いがあるが、ディジタルデータと無線信号との間の変換をアップリンク及びダウンリンク方向のそれぞれにおいて行う点で、ＢＢ回路１７Ａ及びＲＦ回路１８Ａと同じである。ＢＢ回路１７Ａ及び１７Ｂは、例えば、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなどの集積回路、２種以上の集積回路の組み合わせなどによって形成される。また、ＲＦ回路１８Ａ及び１８Ｂは、電気・電子回路によって形成される。

【0037】

プロトコルスタックの観点からは、無線部２０Ａ及び無線部２０Ｂは、ＰＤＣＰ層から物理層に係る処理を行う。ＰＤＣＰ層の処理に関して、ＢＢ回路１７Ａは、図３Ａ及びＢの説明においてＵＥ内バッファとして説明したバッファ２２Ａを有する。

【0038】

ＰＤＣＰ層に係る処理において、ＢＢ回路１７Ａは、ＰＤＣＰ層の直上のＩＰ層の処理の結果として生じたＵＬデータがバッファ２２Ａに格納されると、ＵＬデータが発生したものとして、ＳＲメッセージの送信、グラント受信、ＵＬデータ及びＢＳＲの送信を行う。

【0039】

無線部２０Ａは、基地局２Ａから受信されるバッファの滞留量の閾値を監視し、閾値を超えると、無線部２０Ａ及び２０Ｂによるデュアル送信を開始する。すなわち、ＢＢ回路１７Ａは、バッファ２２Ａに滞留するＵＬデータの一部を、４Ｇ通信用のＢＢ回路１７Ｂが有するバッファ２２Ｂに格納する。すると、ＢＢ回路２２Ｂが無線部２０ＢにおけるＰＤＣＰ層の処理を開始する。すなわち、基地局１ＡへＳＲメッセージを送信し、基地局１Ａからグラントを受信し、バッファ２２Ｂに滞留するＵＬデータ及びＢＳＲの送信を行う。このようにして、デュアル送信、すなわち、無線部２０Ａによる５Ｇアップリンク通信と、無線部２０Ｂによる４Ｇアップリンク通信とが同時（並列）に行われる。

【0040】

その後、バッファ２２ＡのＵＬデータの滞留量が閾値を下回る状態になれば、バッファ２２ＢへのＵＬデータの供給は停止し、無線部２０Ｂを用いたＵＬ通信が停止し、シングル送信の状態に戻る。

【0041】

図６は、無線端末（ＵＥ１０）の構成を模式的に示す図であり、ＵＥ１０におけるＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）層に係る処理とＰＤＣ
Ｐ層に係る処理とを模式的に示す。ＣＰＵ１１は、プログラムの実行によって、デュアルコネクティビティ（ＤＣ）制御部１０１として動作する。

【0042】

図７は、ＰＤＣＰ層に対するＵＬデータの供給量（バッファの滞留量）と時間と閾値との関係を示す。送信レートが一定との仮定において、ＵＬデータの供給量（滞留量）が基地局２Ａから通知される閾値を超えない範囲では、シングル送信が行われ、滞留量が閾値を超える間は、デュアル送信が行われる。デュアル送信は、ＲＦ回路１８Ａ及び１８Ｂに対して負荷をかけるため、ＲＦ回路１８Ａ及び１８Ｂの温度は急上昇する。ＤＣ制御部１０１は、温度の急上昇（急峻な上昇）を、デュアル送信状態として検出する。

【0043】

図８は、ＣＰＵ温度の変化を示すグラフと、バッテリ残量の変化を示すグラフを示す。ＵＥ１０のデュアル送信状態では、ＣＰＵ１１の負荷が上昇するため、ＣＰＵ１１の温度は発熱によって上昇する。ＣＰＵ１１の温度上昇はＣＰＵ１１の異常動作（ひいてはＵＥ１０の異常動作）の要因となるため、ＣＰＵ温度の上限値を閾値として用意する。また、デュアル送信状態では、ＣＰＵ１１の負荷が上昇するため、シングル送信状態に比べて消費電力量は大きくなる。このため、バッテリ残量の下限値（閾値）を用意する。

【0044】

図８に示す現象１は、シングル送信状態からデュアル送信状態への遷移に伴い、ＣＰＵ１１の負荷が上昇して温度が上昇するとともに、バッテリ残量の減少量が増加する状況を
示す。現象２は、バッファ２２Ａの滞留量が減少し、シングル送信状態になると、ＣＰＵ１１の負荷が減少して、温度が低下する状況を示す。また、現象２は、ＣＰＵ１１の負荷減少によってバッテリ残量の減少率が緩やかになる状況を示す。現象３は、再びデュアル送信状態になると、ＣＰＵ１１の温度上昇が見られるとともに、バッテリ残量の減少率が増加する状況を示す。

【0045】

図６、図７及び図８のグラフに示すような特性を考慮して、ＤＣ制御部１０１は、以下に示す処理を行う。ＤＣ制御部１０１（ＣＰＵ１１）は、「制御部」の一例である。
（１）温度測定
ＤＣ制御部１０１は、ＵＬデータを送信する際、ＵＥ１０内の温度センサ１９Ａ、１９Ｂの状況を定期的にサンプリング（検出）する。温度センサ１９Ａ及び１９Ｂは、ＲＦ回路１８Ａ、１８Ｂの温度を示す信号を出力する。ＲＦ回路１８Ａ、１８ＢはＵＥ１０の筐体内の例えば基板上に実装されるが、他の実装方法で実装されてもよい。ＤＣ制御部１０１は、温度センサ１９Ａ、１９ＢからＲＦ回路１８Ａ、１８Ｂの温度を示す情報を取得する。

【0046】

なお、温度センサの数は、二つに限定されず、１又は２以上であってもよい。例えば、デュアル送信か否かを判定可能な温度が得られる限りにおいて、温度センサ１９Ａ及び１９Ｂのうち、いずれか一方のみが設けられてもよい。４Ｇ用のＲＦ回路と、５Ｇ用ＲＦ回路とが一つのチップ乃至パッケージで形成されている場合には、１つの温度センサで十分な場合もあり得る。３以上の温度センサを設けて平均値を用いることもあり得る。

【0047】

ＲＦ回路１８Ａ、１８Ｂの温度を継続的に監視し、急峻な傾き（単位時間あたりの上昇量が閾値以上）が発生している場合にはそれを検出する。急峻な傾きの有無は、現在の通信状態がデュアル送信状態かシングル送信状態かの判定に用いる。急峻な傾き（急な上昇）が検出されると、現在の通信状態がデュアル送信状態と判定する。

【0048】

温度センサ２１は、ＣＰＵ１１に内蔵された温度センサであり、温度センサ２１によって測定される温度は、デュアル送信状態の継続を維持するか、デュアル送信状態を停止させるかを判定する閾値との比較に用いられる。なお、温度センサ２１は、閾値との比較可能なＣＰＵ温度を測定できる限りにおいて、非内蔵（外付け）であってもよい。温度センサ２１の数は２以上であってもよい。

【0049】

（２）バッテリ残量
ＤＣ制御部１０１は、ＵＬデータを送信する際、ＵＥ１０内の温度センサ１９Ａ、１９Ｂの状況を定期的にサンプリング（検出）する。図５を用いて説明したように、バッテリ１５の電圧は、検出回路１６（図５）によって検出され、ＤＣ制御部１０１に入力される。ＤＣ制御部１０１は、電圧をバッテリ残量を示す情報として取得する。

【0050】

バッテリ残量の変化速度は、通常、温度の変化（上昇／下降）に比べて遅い。このため、バッテリ残量の変化に関してはデュアル送信状態か判定には用いず、バッファ２２Ａに供給するデータ量を制限する閾値との比較に用いる。

【0051】

（３）同時送信判定
ＤＣ制御部１０１は、温度センサ１９Ａ、１９Ｂによって測定される温度の、単位時間当たりの変化量が閾値を超えるかの判定を行う。閾値を超えると判定される場合、デュアル送信状態と判定される。閾値は記憶装置１２又は記憶装置１２以外の記憶装置に記憶され、ＤＣ制御部１０１によって使用される。

【0052】

（４）同時送信維持可否判定
記憶装置１２、又は記憶装置１２以外の記憶装置は、ＣＰＵ１１の温度と比較する閾値と、バッテリ残量と比較する閾値とを記憶している。ＤＣ制御部１０１は、ＵＥ１０内の温度の温度が閾値を上回るか、又はバッテリ残量が閾値を下回るかの判定を行う。ＵＥ１０内の温度の温度が閾値未満の状態、又はバッテリ残量が閾値より多い状態は、デュアル送信状態を維持してもよい状態であることを示す。これに対し、ＵＥ１０内の温度の温度が閾値以上の状態、又はバッテリ残量が閾値以下の状態は、デュアル送信状態を解除すべき（維持しない）状態であることを示す。

【0053】

（５）供給量調整
同時送信維持可否判定において、ＵＥ１０内の温度の温度が閾値以上、又はバッテリ残量が閾値以下と判定される場合には、ＤＣ制御部１０１は、デュアル送信状態を解除するために、ＴＣＰ／ＩＰ層からＰＤＣＰ層のバッファ２２Ａへ供給するデータ量（供給量）を所定値に設定する。所定値は、ＵＥ１０内の温度の温度が閾値以上、又はバッテリ残量が閾値以下と判定されるより前に測定及び記憶された供給量である。但し、実験や経験則から供給量を予め定める場合もあり得る。

【0054】

供給量の上限設定により、供給量の上限が定まる。すなわち、バッファ２２Ａに供給されるデータ量に制限がかかるため、いずれはバッファ２２Ａの滞留量が基地局から通知される閾値以下となり、デュアル送信状態が解除される。なお、バッファ２２Ａへ供給するＵＬデータは、例えば、バッファ２３にて保持する。

【0055】

供給量調整に関して、ＤＣ制御部１０１は、ＵＬデータがリアルタイム性を有するデータ（例えば、ストリームデータ）か否かを判定する。リアルタイム性のあるデータに関しては情報源（カメラなど）に、データ量を引き下げるリクエスト（撮像画質を低下させるリクエスト）を出す。リアルタイム性を有しないＵＬデータについては、供給順の優先度（Priority）を下げて、リアルタイム性を有するＵＬデータが優先的にバッファ２２Ａへ供給されるようにする。

【0056】

図９及び図１０は、ＤＣ制御部１０１の処理例を示すフローチャートである。本実施形態では、ＣＰＵ１１がＤＣ制御部１０１として動作する例を示すが、ＣＰＵ１１以外のプロセッサや集積回路がＤＣ制御部１０１としての処理を行うようにしてもよい。

【0057】

Ｓ０１において、ＤＣ制御部１０１は、５Ｇサービス（５Ｇ用の無線部２０Ａを用いたＵＬ送信）が稼働中かを判定する。この判定は、例えば、バッファ２３に蓄積された、情報源（入力装置１３など）からのＵＬデータをＰＤＣＰ層（バッファ２２Ａ）に供給しているか否かを以て判定することができる。５Ｇサービスが稼働中でないと判定される場合には、ＤＣ制御部１０１は、ＵＬデータ供給量をリセットし（Ｓ０２）、処理をＳ０１に戻す。これに対し、５Ｇサービスが稼働中である判定される場合には、ＤＣ制御部１０１は、処理をＳ０３に進める。

【0058】

Ｓ０３では、ＤＣ制御部１０１は、ＲＦ温度、ＣＰＵ温度、及びバッテリ残量を測定する。Ｓ０４では、ＤＣ制御部１０１は、ＲＦ温度が急上昇しているか否か（すなわち、単位時間あたりの温度の上昇率が閾値を超えるか否か）を判定する。ＲＦ温度が急上昇と判定される場合には、処理がＳ０５に進み、そうでないと判定される場合には、処理がＳ０６に進む。Ｓ０４の処理では、ＲＦ温度として、ＲＦ回路１８Ａの温度と、ＲＦ回路１８Ｂの温度との少なくとも一方が急上昇しているかを判定してもよく、ＲＦ回路１８Ａの温度とＲＦ回路１８Ｂの温度とを何らかの方法でまとめた値（平均値）をＲＦ温度として用いてもよい。

【0059】

Ｓ０５に処理が進むことは、ＵＥ１０がデュアル送信状態であると判定されたことを意
味する。ＤＣ制御部１０１は、このときのＵＬデータの供給量をデュアル送信時のＵＬデータ供給量として、記憶装置１２又は記憶装置１２以外の記憶装置に記憶する。その後、処理がＳ０６に進む。

【0060】

Ｓ０６では、ＤＣ制御部１０１は、Ｓ０３で取得したＣＰＵ温度がＣＰＵ温度の閾値以上であるか、又はバッテリ残量がバッテリ残量の閾値以下かを判定する。ＣＰＵ温度が閾値未満であり、且つバッテリ残量が閾値より大きいと判定される場合は、処理がＳ０７に進む。これに対し、Ｓ０３で取得したＣＰＵ温度がＣＰＵ温度の閾値以上、又はバッテリ残量がバッテリ残量の閾値以下と判定される場合には、処理がＳ０８に進む。

【0061】

Ｓ０７に処理が進んだ場合、通常動作モードとしての動作をＤＣ制御部１０１は行う。すなわち、ＤＣ制御部１０１は、ＵＬデータの供給量に制限のない状態で、ＵＬデータをＰＤＣＰ層に供給し、シングル送信又はデュアル送信を行わせる。Ｓ０７の終了後、処理はＳ０１に戻る。

【0062】

Ｓ０８に処理が進んだ場合、ＤＣ制御部１０１はバッファ供給量上限モードで動作を行う。すなわち、Ｓ０５で記憶した、単位時間当たりのＵＬデータ供給量をＰＤＣＰ層に対する供給量の上限に設定し、この上限の範囲でＰＤＣＰ層にＵＬデータを供給する。

【0063】

Ｓ０９に処理が進んだ場合では、ＤＣ制御部１０１は、情報源（入力装置１３など）から送られてくる情報源データ量（すなわちＵＬデータ量）がＰＤＣＰ層供給量を上回っているかを判定する。例えば、ＤＣ制御部１０１は、バッファ２３に対し、単位時間当たりに流入する（蓄積される）ＵＬデータの量（バッファ２３への流入量）が、バッファ２３からＰＤＣＰ層へ供給されるＵＬデータの単位時間当たりの供給量（ＰＤＣＰ供給量）を上回るかを判定する。バッファ２３への流入量がＰＤＣＰ供給量を上回ると判定される場合には、処理がＳ１０に進み、そうでないと判定される場合には、処理がＳ０１に戻る。

【0064】

Ｓ１０に処理が進んだ場合では、ＤＣ制御部１０１は、現在稼働中のアプリケーションプログラム（アプリ）のリスト（記憶装置１２上に作成される）を参照し、アプリがリアルタイム性を要するアプリが稼働中か否かを判定する。リアルタイム性を要するアプリ（例えばビデオストリームをアップロードするアプリ）が稼働中であると判定される場合には処理がＳ１１に進み、そうでないと判定される場合には、処理がＳ０１に戻る。

【0065】

Ｓ１１に処理が進んだ場合では、ＤＣ制御部１０１は、アプリに対し、情報源からの情報量の低下を要求する。例えば、情報源（例えばカメラ）が撮像する画像データの解像度（フレームサイズ）の低下を要求する。Ｓ１１の処理が終了すると、処理はＳ０１に戻る。

【0066】

＜動作例＞
上述したように、ＵＥ１０内のＤＣ制御部１０１はＲＦ温度、ＣＰＵ温度、バッテリ残量を周期的に測定し（Ｓ０３）、ＲＦ温度の急上昇を監視する（Ｓ０４）。ＲＦ温度の急上昇は、５Ｇを用いたＵＬ送信の開始後、ＵＬデータ量が増加するにつれて、ＲＦ回路１８Ａ、１８Ｂの温度経変化（上昇）の傾き（単位時間あたりの上昇量）が大きくなる。ＤＣ制御部１０１は、この温度変化をデュアル送信の実施として検知する。ＤＣ制御部１０１は、デュアル送信の実施を検知した時点でのＵＬデータ供給量を記憶する。このＵＬデータ供給量は、デュアル送信をトリガするデータ量と認識する。

【0067】

ＤＣ制御部１０１は、デュアル送信状態になってもしばらくはＵＬデータの供給量に制限を設けない状態を維持する（Ｓ０１→Ｓ０３→Ｓ０４→Ｓ０６→Ｓ０７→Ｓ０１のループ）。但し、ＤＣ制御部１０１は、Ｓ０６において、Ｓ０３で測定したＣＰＵ温度が上限
以上になっていないか、又はバッテリ残量下限以下になっていないかを監視する（Ｓ０６）。

【0068】

ＣＰＵ温度が上限以上となった場合、或いはバッテリ残量が下限以下となった場合には、温度を可能な限り早期に下げる動作を行う。このため、ＲＦ温度が急上昇したときに記憶したＵＬデータ供給量を、ＰＤＣＰ層への供給量の上限に設定する（Ｓ０８）。これによって、ＤＣ制御部１０１は。、Ｓ０１→Ｓ０３→Ｓ０４→Ｓ０６→Ｓ０８→Ｓ０９→Ｓ０１のループで処理を行う。バッファ供給量上限モードでは、設定したＵＬデータ供給量は維持され、バッファ供給量上限モードが解除されるまで更新されない。

【0069】

ＰＤＣＰ層へのＵＬデータ供給量の上限が設定されることで、ＰＤＣＰ層のバッファ２２Ａに蓄積されるＵＬデータ量が低下し、基地局から通知される閾値を下回る状態になると、デュアル送信状態が解除され、シングル送信となる。

【0070】

デュアル送信状態の解除によって、ＣＰＵ１１の負荷が減少し、ＣＰＵ温度が低下していく。そして、Ｓ０６において、ＣＰＵ温度が上限閾値を下回る状態になる（或いは、充電によってバッテリ残量が下限閾値を上回る状態となる）と、バッファ供給量上限モードから通常動作モードへ遷移する。通常動作モードでは、ＵＬデータ供給量の上限がなくなり、無制限となる。

【0071】

上記したようなデュアル送信の制御を行うことによって、５Ｇ用の無線部２０Ａ単体（１回線）で送信できるＵＬデータの最大送信レートは維持しつつ、ＵＥ１０のさらなる温度上昇を避けることができる。

【0072】

ＵＥ１０における温度上昇の傾き、バッテリ消費の傾きとＵＬデータ量の関係は基地局間で一定ではなく、バッファ２２Ａの閾値は基地局毎に異なっている。このため、ＤＣ制御部１０１は、図９及び図１０の処理を繰り返し行い、デュアル送信がなされるときのＵＬデータ供給量を記憶する処理を行う。

【0073】

図１１は、バッファの閾値が基地局によって異なる例を示す。図１１の上側のグラフは、基地局Ａ（例えば図１の基地局１Ａ）にＵＥ１０が接続している場合のＵＥデータ供給量の遷移を示す。これに対し、図１１の下側のグラフは、基地局Ｂ（基地局１Ａ以外の４Ｇ基地局）へハンドオーバした場合における、データ供給量の遷移の例を示す。図１１に示すように、基地局Ａと基地局Ｂとでは、ＵＥ１０に通知する、バッファ２２Ａの閾値が異なる（差分が存在する）。このため、基地局Ｂへの接続状態では、デュアル送信状態となる閾値が基地局Ａと異なる。

【0074】

図１２は、基地局ＡでのＣＰＵ温度の遷移及びバッテリ残量の遷移を示し、図１３は、基地局ＢでのＣＰＵ温度の遷移及びバッテリ残量の遷移を示す。図１２及び図１３に示すように、基地局Ａと基地局Ｂとは、ＵＥ１０に通知する閾値が異なるため、ＣＰＵ温度やバッテリ残量の遷移も異なる。

【0075】

また、実施形態では、図１０のＳ０９～Ｓ１１に示すように、通信サービスがリアルタイム性を有するサービスかどうかを考慮する。リアルタイム性のあるサービスに対しては送信レートの低下に合わせてデータ量の低減を図り、サービス利用を継続可能とする。すなわち、ユーザの利便性を確保可能とする。

【0076】

実施形態に係るＵＥ１０（無線端末）は、ＵＬ送信するデータを蓄積するバッファ２２Ａを有し、バッファ２２Ａに滞留したデータ量を示す滞留量が閾値を超えない場合には５Ｇ（第１の無線方式）を用いてＵＬ送信を行い、滞留量が閾値を超える場合には、５Ｇ及
び４Ｇ（第２の無線方式）を用いたＵＬ送信を行う。ＵＥ１０は、バッファ２２Ａへのデータの供給を行い、５Ｇ及び４Ｇを用いたＵＬ送信の実行を示す、無線部２０Ａ、２０Ｂの温度の急な上昇を検出し、温度の急上昇の検出後に、ＵＥ１０内の温度（本実施形態ではＣＰＵ温度）が上限閾値を超えた、又はバッテリ１５の残量が下限閾値を下回った場合に、バッファ２２Ａへのデータの供給量に上限を設けるＤＣ制御部１０１（ＣＰＵ１１：制御部）を含む。

【0077】

これによって、デュアル送信が継続することでＵＥ１０の温度が上昇してＵＥ１０の動作に異常が生じることや、ＵＥ１０のバッテリ残量が急に低下するのを回避することができる。

【0078】

ＤＣ制御部１０１は、無線部２０Ａ、２０Ｂの温度の急な上昇を検出した場合における、バッファ２２Ａへのデータの供給量を記憶し、その後、ＵＥ１０内の温度が上限閾値を超えた又はバッテリ１５の残量が下限閾値を下回った場合、記憶した供給量を上限に設定する。これによって、上限設定によっても、ＵＬ送信の送信レートが大きく低下するのを抑え、シングル送信における最大の送信レートでシングル送信を行うことを可能にする。

【0079】

また、ＤＣ制御部１０１は、バッファ２２Ａに供給するデータ量に上限を設けた後に、ＵＥ１０内の温度（ＣＰＵ温度）の低下を検出した場合に、上限を解除する。これによって、再びデュアル送信の実行が可能となる。

【0080】

また、ＤＣ制御部１０１は、バッファ２２Ａに供給するデータのうちの第１のデータ（リアルタイム性を有するデータ）の単位時間あたりの発生量（情報源データ量）がバッファ２２Ａへのデータの供給量（ＰＤＣＰ層供給量）の上限を超える場合に、第１のデータの発生源（例えば、入力装置１３、カメラ）における、第１のデータの単位時間あたりの発生量を低下させる要求（リクエスト）を出力する。これによって、サービスの利用を継続可能とする。

【0081】

なお、上述した実施形態では、Ｓ０６の処理において、ＣＰＵ温度が閾値以上、又はバッテリ残量が閾値未満かを判定している。但し、この構成に代えて、ＤＣ制御部１０１がＳ０６の処理においてＣＰＵ使用率（ＣＰＵ動作量）を取得し、ＣＰＵ使用率が閾値以上かを判定するようにしてもよい。また、ＰＤＣＰ層供給量の上限を解除する閾値判定についても、ＣＰＵ使用率を用いてもよい。また、ＰＤＣＰ層供給量の上限を設ける場合の閾値と異ならせて、ヒステリシス動作が行われるようにし、チャタリングが回避されるようにしてもよい。以上説明した実施形態の構成は適宜組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0082】

１Ａ、２Ａ・・・基地局
１０・・・無線端末（ＵＥ）
１１・・・ＣＰＵ
１２・・・記憶装置
１３・・・入力装置
１４・・・出力装置
１５・・・バッテリ
１９Ａ、１９Ｂ・・・ＲＦ回路
２０Ａ、２０Ｂ・・・無線部
１０１・・・デュアルコネクティビティ制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】