JP2016116110A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通信回線から供給される電力が低下しても運用を継続することのできる通信装置を提供する。【解決手段】通信回線から供給される電力により動作する通信装置であって、通信回線から供給される電力が所定範囲に低下したことを検出したときに通信装置が有する機能の部分的な停止と通信装置が有する機能の性能低下との少なくとも一方を含む通信装置の縮退運用を開始させる制御装置を含む。【選択図】図２

Description

本開示は、通信装置に関する。

通信装置に対する電力供給方法の一つとして、Power over Ethernet（登録商標）（Ｐ
ｏＥ）がある。ＰｏＥは、Ethernetの通信ケーブル（以下、Local Area Network（ＬＡＮ）ケーブルという）を利用して電力を供給する技術である。ＰｏＥに係る規格としては、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆとＩＥＥＥ８０２．３ａｔとがある。

ＰｏＥが適用される通信装置（電子機器）の一つにフェムト基地局と呼ばれる基地局装置がある。フェムト基地局には、ＬＡＮケーブル（ＰｏＥ回線と称する）が接続され、ＰｏＥ回線から供給される電力がフェムト基地局内の各部に供給され、基地局としての様々な機能が実行される。

特開２０１０−６３０００号公報 特表２０１２−５１８８２０号公報

近年におけるフェムト基地局の高機能化に伴い、１つのＰｏＥ回線によって供給される電力では不十分な場合がある。この場合、フェムト基地局には、複数のＰｏＥ回線を介して電力が供給される。

しかしながら、回線障害や上流側の装置障害などによって複数のＰｏＥ回線のうちの一つでも電力が供給されない状態になると、フェムト基地局の全体が運用停止状態となっていた。

本発明の一態様は、通信回線から供給される電力が低下しても運用を継続することのできる通信装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、通信回線から供給される電力により動作する通信装置である。当該通信装置は、上記通信回線から供給される電力が所定範囲に低下したことを検出したときに当該通信装置が有する機能の部分的な停止と当該機能の性能低下との少なくとも一方を含む当該通信装置の縮退運用を開始させる制御装置を含む。

本発明の一態様によれば、通信回線から供給される電力が低下しても運用を継続することができる。

図１は、フェムト基地局のハードウェア構成例を示す。 図２は、図１に示したフェムト基地局の機能を模式的に示す図である。 図３は、ＰｏＥ回線の異常と電圧との関係を説明するグラフである。 図４は、コンデンサの必要容量の算出式と、必要容量算出の一例を示す表とを示す。 図５は、ＰｏＥ回線のクラスおよびＰｏＥ回線の状態に応じたフェムト基地局の受電可能電力のパターン例を示す表である。 図６は、縮退運用の組み合わせテーブルのデータ構造例を示す。 図７は、フェムト基地局と接続された無線端末の数を示す接続ＵＥ数と、ＣＰＵの運用状態との関係を示す図である。 図８は、フェムト基地局に接続中の無線端末の最大パスロス量と、送信電力との関係を示す図である。 図９は、縮退運用の組み合わせテーブルのデータ構造例を示す。 図１０は、プロセッサの処理例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して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、実施形態の構成に限定されない。

以下に説明する実施形態では、通信回線から供給される電力により動作する通信装置であって、通信回線から供給される電力が所定範囲に低下したことが検出されたときに縮退運用を開始する通信装置について説明する。

「通信装置」は、基地局装置や基地局装置以外の通信機能を有する電子機器を含む。「基地局装置」は、例えば、携帯電話の無線基地局であり、無線基地局が準拠する無線通信規格（無線通信方式）の種類を問わない。無線通信規格としては、例えば、Global System for Mobile communications（ＧＳＭ（登録商標）），Wideband Code Division Multiple Access（Ｗ−ＣＤＭＡ（Universal Mobile Telecommunications System（UMTS）とも
呼ばれる）），ＣＤＭＡ２０００，Long Term Evolution（ＬＴＥ），ＬＴＥ−Ａｄｖａ
ｎｃｅｄのような第２〜第４世代の無線通信規格である。但し、無線通信規格はこれらに制限されない。

また、「基地局装置」は、基地局が形成するセルのサイズによって制限されない。「基地局」は、例えば、フェムト基地局，ピコセル基地局，スモールセル基地局，その他の基地局を含む。また、「基地局装置」は、携帯電話の無線通信規格のみならず、Ｗｉ−Ｆｉや無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１シリーズ），或いはBluetooth（登録商標）のよう
な他の無線通信規格に準拠する無線アクセスポイント装置も含む。実施形態では、「通信装置」としてフェムト基地局が適用される一例について説明する。

＜フェムト基地局の構成＞
図１は、フェムト基地局のハードウェア構成例を示す。図１において、フェムト基地局１０は、プロセッサ１１と、プロセッサ１１にそれぞれ接続されたDynamic Random Access Memory（ＤＲＡＭ）メモリ１２，フラッシュメモリ１３，およびハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１４を含んでいる。

また、フェムト基地局１０は、ＬＴＥ用のＲＦ（Radio Frequency）部１５（ＬＴＥ（
＃０））およびＲＦ部１６（ＬＴＥ（＃１））と、Ｗｉ−Ｆｉ用のＲＦ部１７（Ｗｉ−Ｆｉ（＃０）），ＲＦ部１８（Ｗｉ−Ｆｉ（＃１））およびＲＦ部１９（Ｗｉ−Ｆｉ（＃２））とを含んでいる。ＲＦ部１５〜１９のそれぞれは、プロセッサと接続されている。ＬＴＥは、「第１の無線通信方式」の一例であり、Ｗｉ−Ｆｉは「第２の無線通信方式」の一例である。

ＲＦ部１５は、送受信アンテナ２０と接続され、ＲＦ部１６は、送受信アンテナ２１と接続されている。ＲＦ部１７は、送受信アンテナ２２と接続され、ＲＦ部１８は、送受信
アンテナ２３と接続され、ＲＦ部１９は、送受信アンテナ２４と接続されている。

このように、フェムト基地局１０は、ＬＴＥとＷｉ−Ｆｉの二つの異なる無線通信規格を用いて、無線端末（User Equipment(ＵＥ)）４０と無線通信を行う。無線端末４０は、ＬＴＥとＷｉ−Ｆｉとの少なくとも一方をサポートする。無線端末４０は、「端末」の一例である。

さらに、フェムト基地局１０は、外部インタフェース（外部ＩＮＦ）２５と、電源部２６とを含んでいる。外部ＩＮＦ２５は、複数のＬＡＮ回線（ＬＡＮ回線＃０〜＃ｎ（ｎは１以上の整数））を収容するインタフェース回路であり、ＬＡＮ回線＃０〜＃ｎを介してコアネットワーク３０と接続されている。ＬＡＮ回線＃０〜＃ｎは、「ＰｏＥ回線」、「通信回線」の一例である。

外部ＩＮＦ２５は、コアネットワーク３０との間でのパケットの送受信処理を司る。外部ＩＮＦ２５として、例えば、ＬＡＮカード，ネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）を適用可能である。

電源部２６は、ＬＡＮ回線＃０〜＃ｎから供給される電力を受け、図示しない電源供給線を介してフェムト基地局１０内の電力の供給先へ動作用の電力を供給する。供給先は、プロセッサ１１，ＤＲＡＭメモリ１２，フラッシュメモリ１３，ＨＤＤ１４，ＲＦ部１５〜１９，送受信アンテナ２０〜２４を含む。また、電力の供給先は、フェムト基地局１０に図示しないインタフェースを介して接続された周辺装置であっても良い。また、電源部２６は、各ＬＡＮ回線＃０〜＃ｎからの電力供給状態を監視する。

ＲＦ部１５〜１９の夫々は、無線信号（ＲＦ信号）を扱う回路群で形成される。例えば、各ＲＦ部１５〜１９は、ダウンリンク用の回路群として、ＤＡコンバータ，アップコンバータ，パワーアンプ，デュプレクサを含む。ＤＡコンバータは、プロセッサから供給されるディジタルベースバンド信号をアナログ信号に変換する。アップコンバータは、アナログ信号を無線周波数（ＲＦ）の信号（無線信号）にアップコンバートする。パワーアンプは、無線信号を増幅する。デュプレクサは、増幅された無線信号を送受信アンテナに接続する。各送受信アンテナ２０〜２４は、無線信号を送信する。また、各ＲＦ部１５〜１９は、アップリンク用の回路群として、ローノイズアンプと、ダウンコンバータと、ＡＤコンバータとを含む。各送受信アンテナ２０〜２４で受信される無線信号は、デュプレクサを介してローノイズアンプに接続される。ローノイズアンプは、無線信号を低雑音増幅する。ダウンコンバータは、低雑音増幅された無線信号をアナログ信号にダウンコンバートする。ＡＤコンバータは、アナログ信号をディジタルベースバンド信号に変換し、プロセッサ１１に送る。

ＤＲＡＭメモリ１２は、プロセッサの作業領域（主記憶装置：メインメモリ）として使用される。フラッシュメモリ１３およびＨＤＤ１４のそれぞれは、プロセッサによって実行されるプログラムや、プログラムの実行に際して使用されるデータを記憶する。

ＤＲＡＭメモリ１２は、Random Access Memory（ＲＡＭ）の一例であり、ＳＲＡＭ（Static RAM）でも良い。また、ＲＡＭは、揮発性記憶媒体（揮発性メモリ）の一例である。フラッシュメモリ１３，ＨＤＤ１４のそれぞれは、補助記憶装置の一例である。補助記憶装置は、フラッシュメモリ１３やＨＤＤ１４以外の不揮発性記憶媒体（不揮発性メモリ）であっても良い。不揮発性記憶媒体は、Read Only Memory（ＲＯＭ），Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory（ＥＥＰＲＯＭ），Solid State Drive（ＳＳＤ）などを含む。なお、図１では、フラッシュメモリ１３とＨＤＤ１４を含む例が示されているが、双方を備えることは必須要件ではなく、いずれか一方が省略されても良い。上述し
た揮発性記憶媒体および不揮発性記憶媒体は、「コンピュータ読み取り可能な記憶媒体」、「記憶装置」、「メモリ」のそれぞれの一例である。

プロセッサ１１は、例えば、Central Processing Unit（ＣＰＵ：中央処理装置），Digital Signal Processor（ＤＳＰ），又はこれらの組み合わせである。プロセッサ１１は
、フラッシュメモリ１３およびＨＤＤ１４の少なくとも一方に記憶されたプログラムをＤＲＡＭメモリ１２にロードして実行することによって、様々な処理を行う。

例えば、プロセッサ１１は、ベースバンド処理を行う。ベースバンド処理は、外部ＩＮＦ２５からのパケット（データ）を符号化してディジタルベースバンド信号にディジタル変調し、対応するＲＦ部１５〜１９のいずれかに送る処理を含む。また、ベースバンド処理は、各ＲＦ部１５〜１９からのディジタルベースバンド信号を復調および復号してデータを得る処理を含む。また、プロセッサ１１は、データを含むパケットを生成して外部ＩＮＦ２５へ送る処理を行う。また、プロセッサ１１は、無線端末４０の呼処理や、保守・管理・監視（ＯＡＭ）処理を行う。

さらに、プロセッサ１１は、電源部２６からの割込通知によって、ＬＡＮ回線＃０〜＃ｎ（ＰｏＥケーブル）から供給される電力が所定範囲に低下したことを検出したときにフェムト基地局１０の縮退運用を開始させる。換言すれば、フェムト基地局１０は、ＬＡＮ回線＃０〜＃ｎから供給される電力が正常な範囲であれば、通常モードで動作し、電力が正常範囲を下回る所定範囲に低下したときに、縮退運用モードで動作する。

なお、プロセッサ１１は、ＣＰＵ，ＤＳＰ，およびこれらの組み合わせと、集積回路（ＩＣ）との組み合わせであっても良い。集積回路は、ＩＣ，Large Scale Integration（
ＬＳＩ），Application Specific Integrated Circuit（ＡＳＩＣ），プログラマブルロ
ジックデバイス（ＰＬＤ）の少なくとも一つを含む。ＰＬＤは、例えば、Field Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）を含む。また、プロセッサ１１が行う処理は、１以上の集
積回路で形成されたハードウェアロジックによってなされるようにしても良い。換言すれば、プロセッサ１１は、ＣＰＵやＤＳＰのような汎用のプロセッサを用いたソフトウェア処理を行うデバイスであっても良く、専用のハードウェア回路で形成されたデバイスであっても良い。プロセッサ１１は、「制御回路」、或いは「コントローラ」の一例である。

図２は、図１に示したフェムト基地局１０の機能を模式的に示す図である。図２において、ＰｏＥ回線＃０〜ＰｏＥ回線＃ｎは、図１に示したＬＡＮ回線＃０〜＃ｎであり、電源部２６に接続されている。電源部２６は、ＰｏＥ回線＃０〜ＰｏＥ回線＃ｎのそれぞれに対し、以下のような構成を備えている。ＰｏＥ回線＃０を例として説明すると、ＰｏＥ回線＃０は、ＤＣＤＣコンバータ２６１に接続されており、フェムト基地局１０の動作用の電圧に変換される。ＤＣＤＣコンバータ２６１は、電源回路２６４に接続されている。電源回路２６４は、各ＰｏＥ回線に対応するＤＣＤＣコンバータ２６１と接続され、フェムト基地局１０の電力の供給先へ電力を供給する。

ＤＣＤＣコンバータ２６１の前段におけるＰｏＥ回線＃０には、瞬断保護用のコンデンサ２６２が設けられている。コンデンサ２６２は、ＰｏＥ回線＃０に瞬間的な異常（瞬断）が生じた場合に、電圧が急激に低下するのを回避する。また、ＰｏＥ回線＃０の電圧は、電源監視回路２６３にて監視される。

電源監視回路２６３は、対応するＰｏＥ回線から供給される電圧を監視する。図３は、ＰｏＥ回線の異常と電圧との関係を説明するグラフである。図３において、ＰｏＥ回線からの電力供給が正常であれば、一定の電圧（ＰｏＥ通常供給電圧）が観測される。これに対し、対応するＰｏＥ回線（例えば、図２のＰｏＥ回線＃０の異常：図２＜１＞参照）に
よって、ＰｏＥ回線＃０からの電力供給が停止された場合を仮定する。

この場合、コンデンサ２６２によって、電圧は急激に低下せず、徐々に低下する状態となる（図３参照）。なお、電圧低下の傾きは、コンデンサ２６２の容量に依存する。ＰｏＥ回線＃０の電力供給が復旧しない限り、電圧はＰｏＥ通常供給電圧の下限値（電力供給が正常とされる下限値）よりさらに低下し、予め定められた電源監視用の閾値を超えて低下する。すると、電源監視回路２６３は、電源異常を検出し（図２＜２＞）、フェムト基地局１０の縮退運用を開始させるために、プロセッサ１１に対して割込通知を送る（図２＜３＞）。

なお、図３に示すように、フェムト基地局１０には、装置動作限界電圧があり、装置動作限界電圧よりも電圧が低下すると、フェムト基地局１０は稼働状態を維持できず、全機能の停止状態となる。このため、縮退運用への遷移（移行）は、電圧が電源監視閾値と装置動作限界電圧との間の範囲にあるときになされる。

なお、電源監視回路２６３における電圧監視閾値を超える電圧低下の検出から縮退運用移行までの時間は、プロセッサ１１に含まれるＣＰＵの種別等によって若干の違いが生じる。但し、概ね数ｍｓ以内に移行可能である。このようなモードの切り替え間に電源が瞬断しないように、コンデンサ２６２が配置されている。

図４は、コンデンサの容量についての説明図である。コンデンサの容量（Ｃin）は、以下の算出式を用いて算出することができる。
Ｃin＝２×Ｗin×ｔ／（Ｖin−Ｖout）^２
但し、“Ｗin”は、縮退運用前のフェムト基地局１０の消費電力（ＰｏＥ１回線分）であり、“ｔ”は、縮退運用への移行時間であり、“Ｖin”は電源監視閾値であり、“Ｖout
”は、装置動作限界電圧である。図４には、コンデンサ２６２の必要容量算出の一例が示されている。

割込通知を受けたプロセッサ１１は、正常な電力供給がなされているＰｏＥ回線数を元に、フェムト基地局１０が使用可能な電力量を算出する。ＰｏＥの規格ＩＥＥＥ８０２．３ａｆおよびＩＥＥＥ８０２．３ａｔでは、給電側機器(PSE、Power sourcing equipment)が１回線で供給可能な電力毎に規格がクラス分けされている。クラス毎に、受電側機器 (PD、Powered device)で受電可能な最大電力が決まっている。現在のところ、クラスは、クラス０〜クラス４の５つがある。受電可能な最大電力は、クラス０が１３．０[Ｗ]、クラス１が３．８４[Ｗ]、クラス２が６．４９[Ｗ]、クラス３が１２．９５[Ｗ]、クラス４が２５．５[Ｗ]となっている。このため、プロセッサ１１は、例えば、以下のような構成により、電力量を算出することができる。

すなわち、フラッシュメモリ１３やＨＤＤ１４の所定の記憶領域には、ＰｏＥ回線＃０〜ＰｏＥ回線＃ｎのクラスに応じた受電可能電力を示す情報が予め記憶される。受電可能電力としては、各クラスの受電可能な最大電力値を用いても良く、最大電力値より小さい所定値を用いても良い。

プロセッサ１１は、ＰｏＥ回線＃０〜ＰｏＥ回線＃ｎのそれぞれからの電力供給状態（正常、異常（障害））を管理する。管理に当たり、例えば、プロセッサ１１は、割込通知を受けたＰｏＥ回線の電力供給状態を異常と判定し、割込通知を受けていないＰｏＥ回線の電力供給状態を正常と判定することができる。或いは、プロセッサ１１は、或る電源監視回路２６３から割込通知を受けたときに、残りの電源監視回路２６３に対して電力供給状態の正常・異常を問い合わせるようにしても良い。

プロセッサ１１は、ＰｏＥ回線＃０〜ＰｏＥ回線＃ｎのそれぞれの電力供給状態（正常・異常）を確認すると、各ＰｏＥ回線の受電可能電力の情報を用いて、正常なＰｏＥ回線からの受電可能電力の合計値を、フェムト基地局１０における受電可能電力として算出し、ＤＲＡＭメモリ１２にて保存する。

プロセッサ１１は、フラッシュメモリ１３に記憶されている縮退運用の組み合わせテーブル（詳細は後述）をＤＲＡＭメモリ１２に読み出す（図２＜４＞）。続いて、プロセッサ１１は、受電可能電力と、組み合わせテーブルとに基づいて、縮退運用モードでの動作内容、すなわち、縮退運用の内容を決定する（図２＜５＞）。

図２に示す例では、アンテナ５１と、アンテナ５２と、機能部（機能ブロック）５３と、機能部（機能ブロック）５４とが例示されている。アンテナ５１は、図１に示したＬＴＥ用のＲＦ部１５および送受信アンテナ２０である。アンテナ５２は、図１に示したＬＴＥ用のＲＦ部１６および送受信アンテナ２１である。機能部５３（機能部＃０）は、図１に示したＷｉ−Ｆｉ用のＲＦ部１７〜ＲＦ部１９および送受信アンテナ２２〜送受信アンテナ２４である。機能部５４（機能部＃ｎ）は、図１に示したＨＤＤ１４である。

プロセッサ１１は、縮退運用モードにおける縮退運用の内容として、例えば、アンテナ５２（ＲＦ部１６および送受信アンテナ２１）と、機能部５４（ＨＤＤ１４）との停止を決定し、縮退運用（縮退運用モードでの動作）を開始する（図２＜６＞参照）。すなわち、プロセッサ１１は、例えば、電源回路２６４に制御信号を供給し、電源回路２６４からのアンテナ５２および機能部５４に対する電力供給を停止させる。或いは、プロセッサ１１は、アンテナ５２および機能部５４を使用しない（稼働させない）状態となる。

このような縮退運用、すなわち、アンテナ５２および機能部５４の電力供給停止又は不使用によって、フェムト基地局１０の消費電力が削減され、フェムト基地局１０での消費電力量が受電可能電力の範囲に収まる。従って、フェムト基地局１０は、ＰｏＥ回線から供給される電力が低下しても、フェムト基地局１０の稼働状態を継続（維持）することができる。

＜受電可能電力＞
次に、フェムト基地局１０における受電可能電力について説明する。図５は、ＰｏＥ回線のクラスおよびＰｏＥ回線の状態に応じたフェムト基地局の受電可能電力のパターン例を示す表である。図５では、例として、ＰｏＥ回線＃０，ＰｏＥ回線＃１，およびＰｏＥ回線＃２の三つのＰｏＥ回線がある場合（ｎ＝２）を想定している。さらに、図５は、フェムト基地局１０の受電可能電力が異なる５つのパターン例を示している。

第１のパターン（ＮＯ．１）は、ＰｏＥ回線＃０，ＰｏＥ回線＃１，およびＰｏＥ回線＃２の全てがクラス４（受電可能電力：２５．５[Ｗ]）であり、且つ各ＰｏＥ回線が正常であるケースを示す。この場合、受電可能電力の合計値７６．５[Ｗ]がフェムト基地局１０の受電可能電力となる。

第２のパターン（ＮＯ．２）は、ＰｏＥ回線＃０，およびＰｏＥ回線＃１がクラス４（受電可能電力：２５．５[Ｗ]）であり、ＰｏＥ回線＃２がクラス０（受電可能電力：１３[Ｗ]）であり、且つ各ＰｏＥ回線が正常であるケースを示す。この場合、受電可能電力の合計値である６４[Ｗ]がフェムト基地局１０の受電可能電力となる。

第３のパターン（ＮＯ．３）は、ＰｏＥ回線＃０，およびＰｏＥ回線＃２がクラス４（受電可能電力：２５．５[Ｗ]）であり、ＰｏＥ回線＃１が異常（障害）であるケースを示す。この場合、受電可能電力の合計値である５１[Ｗ]がフェムト基地局１０の受電可能電
力となる。

第４のパターン（ＮＯ．４）は、ＰｏＥ回線＃０がクラス４（受電可能電力：２５．５[Ｗ]）で且つ正常であり、ＰｏＥ回線＃１が異常（障害）であり、且つＰｏＥ回線＃２がクラス０（受電可能電力：１３[Ｗ]）であるケースを示す。この場合、受電可能電力の合計値である３８．５[Ｗ]がフェムト基地局１０の受電可能電力となる。

第５のパターン（ＮＯ．５）は、ＰｏＥ回線＃０およびＰｏＥ回線＃２がクラス０（受電可能電力：１３[Ｗ]）で且つ正常であり、ＰｏＥ回線＃１が異常（障害）であるケースを示す。この場合、受電可能電力の合計値である２６[Ｗ]がフェムト基地局１０の受電可能電力となる。

上述した受電可能電力は、フェムト基地局１０で消費可能な電力、すなわち消費可能電力として扱うことができる。

＜機能の縮退運用（機能の制限）＞
次に、縮退運用モードにおいてなされる機能の縮退運用について説明する。「機能の縮退運用」とは、フェムト基地局１０（通信装置）が有する機能の部分的な停止と当該機能の性能低下の少なくとも一方によって、フェムト基地局１０の稼働状態（運用）を維持することである。「縮退運用」は、「縮退運転」とも呼ばれる。但し、機能の部分的な停止と機能の性能低下は、厳密に区別されるものではない。「機能の縮退運用」は、機能を発揮する構成要素や部品に対する電力供給の停止又は電力供給量の低減、或いは、機能を発揮する構成要素や部品を使用しないことによってなされる。また、「機能の縮退運用」は、フェムト基地局１０の受電可能電力（消費可能電力）を考慮し、縮退運用時の消費電力が受電可能電力（消費可能電力）の範囲内となるように、縮退運用の内容が決定されるようにしても良い。

機能の縮退運用としては、例として以下を挙げることができる。但し、以下は例示列挙であり、これらに制限されない。
（ａ）無線送信電力の低下
アンテナから無線信号を送信するための無線送信電力（以下「送信電力」ともいう）を低下させる。例えば、通常時における送信電力が１００[ｍＷ]であるときに、縮退運用では送信電力を１００[ｍＶ]よりも小さい値に設定する。例えば、無線送信電力を５０[ｍ
Ｗ]に低下させる。縮退運用時における送信電力の値は、受電可能電力に応じて複数個用
意しても良い。例えば、同クラスの３つのＰｏＥ回線があり、これらの全てが正常なときの送信電力が１００[ｍＶ]である場合において、電力供給が異常なＰｏＥ回線数が１つあるときに送信電力を５０［ｍＷ］に設定し、電力供給が異常なＰｏＥ回線が２つあるときに送信電力を１０[ｍＷ]に設定する。送信電力の低減で、消費電力を削減することができる。

（ｂ）稼働アンテナ数の削減
フェムト基地局１０は、例えば、複数の送信アンテナを用いてMultiple Input Multiple Output（ＭＩＭＯ）で無線端末４０とＬＴＥに係る通信を行う。この場合、縮退運用では、Single Input and Single Output（ＳＩＳＯ）で無線端末４０と通信を行う。例えば、図１に示すＲＦ部１５および送受信アンテナ２０と、ＲＦ部１６および送受信アンテナ２１とを用いて、ＭＩＭＯ通信を行う場合を仮定する。この場合に、縮退運用では、ＲＦ部１５および送受信アンテナ２０とＲＦ部１６および送受信アンテナ２１との一方の使用又は電力供給を停止し、ＳＩＳＯで通信を行う。このような、ＲＦ部およびアンテナの使用又は電力供給停止によって、消費電力を削減することができる。

但し、複数のアンテナが使用される場合に、ＭＩＭＯ通信を行うことは必須要件ではない。また、上記例では、ＬＴＥに係る通信における稼働アンテナ数の削減を例示したが、Ｗｉ−Ｆｉ用のアンテナ数の削減が実施されても良い。

（ｃ）最大同時接続ユーザ数を削減
縮退運用において、フェムト基地局１０に並列に接続可能な無線端末４０の数（最大同時接続ユーザ数）を通常時における数より削減する。最大同時接続ユーザ数を削減することで、以下のような動作を行う。例えば、プロセッサ１１に含まれるＣＰＵの動作クロックを低下させる。例えば、ＣＰＵの動作モードを低消費電力モードに遷移させることなどによって、動作クロックを通常モードにおける動作クロックよりも低下させることができる。或いは、プロセッサ１１に含まれるＣＰＵがマルチコア構成を有している場合において、通常時では、２以上のコア（例えば２つのコア）を用いて動作を行うのに対し、縮退運用では、動作に用いるコアの数を減らす（例えば、コアの数を１にする）。動作クロックや動作コア数の低減により、消費電力を削減することができる。

（ｄ）機能部（機能ブロック）の停止
フェムト基地局１０は、複数の機能部（機能ブロック）の集合と捉えることができる。通常時では、全ての機能部を使用するのに対し、縮退運用では、複数の機能部のうち優先順位の低い機能を停止する。例えば、図１に示すフェムト基地局１０は、ＬＴＥの基地局（ｅＮＢ）としての機能に加えて、Ｗｉ−Ｆｉの基地局（アクセスポイント）としての機能を有している。また、フェムト基地局１０は、補助記憶装置として、フラッシュメモリ１３の他に、ＨＤＤ１４を備えている。

この場合、例えば、ＬＴＥの優先順位をＷｉ−Ｆｉより高く設定し、フラッシュメモリ１３の優先順位をＨＤＤ１４より高く設定する。これによって、通常時では、ＬＴＥ及びＷｉ−Ｆｉ、並びにフラッシュメモリ１３およびＨＤＤ１４が使用されるのに対し、縮退運用では、Ｗｉ−ＦｉおよびＨＤＤ１４の少なくとも一方が停止される。このような、Ｗｉ−Ｆｉ用のＲＦ部およびアンテナ、ＨＤＤ１４の停止（電力供給停止、或いは不使用）によって、消費電力削減を図ることができる。但し、停止される機能部の種類は、Ｗｉ−ＦｉやＨＤＤに制限されない。例えば、ＬＴＥやフラッシュメモリ１３が停止されるようにすることもあり得る。

縮退運用モードでは、例えば、上記（ａ）〜（ｄ）のような縮退運用によって、フェムト基地局１０の消費電力を削減することができる。これによって、受電可能電力、すなわち、フェムト基地局１０が消費可能な電力の範囲内でフェムト基地局１０の運用を継続することができる。

例えば、上記（ａ）〜（ｄ）のような縮退運用の種類と、各縮退運用に対応する消費電力削減量とを示す情報を予め不揮発性メモリ（フラッシュメモリ１３）に予め記憶させておくことができる。そして、プロセッサ１１は、受電可能電力から求まる不足電力量よりも消費電力削減量が大きくなるように、縮退運用の種類を選択する。このようにして、縮退運用モードにおいて実施する縮退運用の内容（規模および組み合わせ）を動的に判断および決定することができる。

＜縮退運用の組み合わせテーブル＞
また、各ＰｏＥ回線の状態（正常・異常）に応じた消費可能電力と、消費可能電力に対応する縮退運用の内容（規模および組み合わせ）を示す情報とを記憶した縮退運用の組み合わせテーブルを予め不揮発性メモリ（図１に示すフラッシュメモリ１３）に記憶させておくことができる。これによって、上記したような、不足電力量の算出や消費電力削減量の記憶を省略することができる。

図６は、縮退運用の組み合わせテーブルのデータ構造例を示す。図６において、組み合わせテーブルは、ＰｏＥ回線＃０〜ＰｏＥ回線＃２（ｎ＝２の例）に対するステータス（状態）の組み合わせと、各組み合わせにおける消費可能電力[Ｗ]とを記憶している。消費可能電力は、上述したフェムト基地局１０の受電可能電力である。

さらに、組み合わせテーブルは、装置運用状態として、フェムト基地局１０における縮退運用対象の各機能について、消費可能電力に応じた運用状態を示す情報を記憶する。図５に示す例では、縮退運用対象の機能として、ＲＦ送信電力（無線送信電力）と、ＣＰＵの動作コア数，ＣＰＵの動作クロック速度，稼働アンテナ数，機能ブロック（Ｗｉ−ＦｉおよびＨＤＤ）が例示されている。

ＲＦ送信電力は、上記した（ａ）の機能の制限（縮退運用）に相当する。図５の例では、１００[ｍＶ]，５０[ｍＶ]，１０［ｍＶ］の送信電力値が用意されている。そして、消費可能電力が７６．５[Ｗ]（通常モード）および５１[Ｗ]のときに、送信電力が１００[
ｍＶ]に設定される。これに対し、消費可能電力が２５．５[Ｗ]の時に送信電力が１０[ｍＶ]に設定される。

ＣＰＵ動作コア数としては、例として、「シングル（１）」と「デュアル（２）」とが用意されている。そして、消費可能電力が７６．５[Ｗ]（通常モード）の時に、「デュアル」でＣＰＵが動作するのに対し、消費可能電力が５１[Ｗ]および２５．５[Ｗ]のときに「シングル」でＣＰＵが動作する。

ＣＰＵ動作クロックとしては、一例として、６００ＭＨｚ ，８００ＭＨｚおよび１Ｇ
Ｈｚが用意されている。そして、消費可能電力が７６．５[Ｗ]（通常モード）の時に、動作クロックが１ＧＨｚに設定される。これに対し、消費可能電力が５１[Ｗ]のときに動作クロックは８００ＭＨｚとなり、２５．５[Ｗ]のときに動作クロックは６００ＭＨｚとなる。

ＬＴＥの稼働アンテナ数としては、一例として、１本と２本とが用意されている。そして、消費可能電力が７６．５[Ｗ]（通常モード）の時に、２本の稼働アンテナで運用されるのに対し、消費可能電力が５１[Ｗ]および２５．５[Ｗ]のときには１本の稼働アンテナで運用される。

機能部としては、図２に例示したように、Ｗｉ−ＦｉとＨＤＤ１４とが対象となっている。そして、消費可能電力が７６．５[Ｗ]（通常モード）の場合には、Ｗｉ−ＦｉとＨＤＤ１４との双方が運用状態とされる。これに対し、消費可能電力が５１[Ｗ]のときにＨＤＤ１４の運用が停止され、２５．５[Ｗ]のときにはＷｉ−ＦｉとＨＤＤ１４の双方との運用が停止される。

図５に例示した組み合わせテーブルのように、ＰｏＥのクラスに基づく受電可能電力を用いることで、各ＰｏＥ回線の状態に応じたフェムト基地局１０の消費可能電力を細かく知ることができ、機能の制限（縮退運用）の内容を細分化することができる。

プロセッサ１１は、組み合わせテーブルを用いることで、各ＰｏＥ回線の状態に基づき求めた消費可能電力に対応する縮退運用の内容（規模および組み合わせ）を組み合わせテーブルから読み出し、縮退運用の内容として決定することができる。

＜接続中ＵＥ情報の考慮＞
組み合わせテーブルに対し、さらに、フェムト基地局１０と接続中（アクセス中）の無
線端末（ＵＥ）４０に係る情報（「接続中ＵＥ情報」という）をパラメータとして取り込むことで、さらにきめ細かな縮退運用の制御が可能となる。例えば、接続中の無線端末４０の接続状態を可能な限り維持可能な縮退運用の組み合わせを選択するといった制御が可能となる。以下に、フェムト基地局１０で認識可能な接続中ＵＥ情報の例と、縮退運用の制御例とについて説明する。

（Ａ）フェムト基地局１０と接続中のユーザ（無線端末４０）の数が多い場合
この場合、縮退運用として、例えば、アンテナ数の削減や、使用中の通信に影響のない機能部（機能ブロック）の停止が優先的に行われる。即ち、無線端末４０の接続維持が優先される。

（Ｂ）フェムト基地局１０と接続中のユーザ（無線端末４０）の数が少ない場合
この場合、例えば、ＣＰＵの処理速度を優先的に低下させるような縮退運用が実施される。換言すれば、ユーザ（無線端末４０）との接続状態を維持しつつ、無線品質が維持されるような運用が実施される。

図７は、フェムト基地局１０と接続された無線端末４０の数を示す接続ＵＥ数と、ＣＰＵの運用状態との関係を示す図である。図７には、ＵＥ数によるＣＰＵ処理速度の縮退例が示されている。図７に示す例では、接続ＵＥ数が「２０以上」，「１０〜１９」，「９以下」であるときのＣＰＵ動作コア数と、ＣＰＵ動作クロックとの関係が示されている。

具体的には、接続ＵＥ数が２０以上であるときには、ＣＰＵは、動作コア数が２（デュアル）で、且つ１ＧＨｚの動作クロックで使用される。接続ＵＥ数が１０〜１９であるときには、ＣＰＵは、デュアルで且つ８００ＭＨｚの動作クロックで使用される。接続ＵＥ数が９以下であれば、ＣＰＵは、動作コア数が１（シングル）で且つ６００ＭＨｚの動作クロックで使用される。このような接続ＵＥ数に応じたＣＰＵの運用がなされることによって、上記した（Ａ）および（Ｂ）に示した縮退運用を実施することができる。

（Ｃ）フェムト基地局から距離の離れたユーザ（無線端末４０）が少ない場合
この場合、送信電力の低下が優先的になされる縮退運用が実施される。図８は、フェムト基地局１０に接続中のＵＥ（無線端末４０）の最大パスロス量と、送信電力との関係を示す図である。

ここに、パスロスとは、ＲＦ（無線）伝搬損失である。パスロスは、フェムト基地局１０の送信電力と、無線端末４０（ＵＥ）からの電波の受信電力との差である。通常、フェムト基地局１０から無線端末４０が離れるにつれてパスロスは大きくなる。このため、パスロスは、フェムト基地局１０と無線端末４０との距離を示すパラメータとして使用することができる。

図７に示す例では、最大パスロス量が、大、中、小のクラスに分けられ、各クラスに対応する送信電力値が設定されている。具体的には、最大パスロス量が大（例えば、１２０ｄＢｍ以上）であるときに、送信電力が１００ｍＷに設定される。また、最大パスロス量が中（例えば、１１０〜１１９ｄＢｍ）であるときに、送信電力が５０ｍＷに設定される。また、最大パスロス量が小（例えば、１０９ｄＢｍ以下）であるときに、送信電力が１０ｍＷに設定される。このように、フェムト基地局１０から離れた位置にある無線端末４０がないときには、送信電力を低下させて消費電力を削減する。

上述した（ａ）〜（ｄ）、（Ａ）〜（Ｃ）のような縮退運用の内容は、消費可能電力の範囲内で実施できるように、例えば、予め組み合わせテーブルに記憶される。図９は、縮退運用の組み合わせテーブルのデータ構造例を示す。図９には、上述した（ａ）〜（ｄ）
、（Ａ）〜（Ｃ）で説明した各縮退運用を反映した組み合わせテーブルのデータ構造例が示されている。図９の組み合わせテーブルでは、図６に示した組み合わせテーブルに対して、接続中ＵＥ情報（接続ＵＥ数，パスロス量）に基づく縮退運用の内容が組み込まれている。なお、実装においては、例えば、図６の組み合わせテーブルと図９の組み合わせテーブルとの双方が実装される。但し、図６の組み合わせテーブルと、図９の組み合わせテーブルとの一方のみが実装される場合もあり得る。

＜プロセッサの処理フロー＞
図１０は、プロセッサの処理フローの一例を示すフローチャートである。図１０に示す処理は、プロセッサ１１が適宜のタイミングで各ＰｏＥ回線の電圧異常の監視を開始する（０１）ことによって開始される。

０２において、プロセッサ１１は、各ＰｏＥ回線に関して、ＰｏＥ回線から供給される電圧（ＰｏＥ供給電圧）が電源監視閾値を下回ったか否かを判定する。０２の処理は、例えば、プロセッサ１１が各電源監視回路２６３からの割込通知の有無を判定することによって判定される。０２において、割込通知がない（全ＰｏＥ回線が正常）である場合には（０２，Ｎｏ）、縮退運用の全解除、又は消費可能電力に応じた縮退運用の一部解除がなされる（１０）。もっとも、０２の時点でフェムト基地局１０が通常モードで動作している場合には、当該通常モード（通常運用）が維持される。

これに対し、０２において、少なくとも１つのＰｏＥ回線からの供給電圧が電源監視閾値を下回った場合には（０２，Ｙｅｓ（ＰｏＥ回線障害検出））、処理が０３に進む。０３では、プロセッサ１１は、残りのＰｏＥ回線からの受電可能電力を元に、使用可能な電力量を算出する。

次の０４では、プロセッサ１１は、接続中ＵＥ情報を用いた縮退制御を行うか否かを判定する。縮退制御を行わない場合には（０４，Ｎｏ）、処理を０９に進め、図６に示した組み合わせテーブルの読み込みを行う。その後、処理が０７に進む。

これに対し、接続中ＵＥ情報を用いた縮退制御を行う場合には（０４，Ｙｅｓ）、処理が０５に進む。０５では、プロセッサ１１は、接続中のユーザ（無線端末４０）の情報を確認する。続いて、プロセッサ１１は、フラッシュメモリ１３から図９に示した組み合わせテーブルの読み込みを行う。

０７では、プロセッサ１１は、組み合わせテーブル（図９又は図６）に従って、縮退運用の内容（規模および範囲）を決定する。そして、プロセッサ１１は、縮退運用モードでの動作（縮退運用）を開始させる（０８）。

なお、図１０に示すフローチャートで、０４〜０６の処理が省略されも良い。或いは、０４および０９の処理が省略されても良い。

＜実施形態の作用効果＞
以上説明したフェムト基地局１０によれば、電力の供給を受けるＰｏＥ回線の異常などにより、ＰｏＥ回線からの電力供給が所定値（電源監視閾値）を下回った場合に、プロセッサ１１は、フェムト基地局１０の機能が縮退された縮退運用モードでの動作を開始させる。これによって、フェムト基地局１０は、稼働状態の維持、すなわち運用の継続を図ることができる。

縮退運用モードへの移行に当たり、フェムト基地局１０の消費可能電力が算出され、フェムト基地局１０の消費電力が消費可能電力の範囲内に収まるように、縮退運用の内容（
規模および範囲）が決定される。これによって、縮退運用モードでの電力不足を回避することができる。

また、縮退運用の組み合わせテーブルを予め記憶しておくことで、電力供給状態が異常のＰｏＥ回線を除いた残りのＰｏＥ回線の受電可能電力から消費可能電力を算出することで、容易に縮退運用モードでの動作内容、即ち縮退運用の内容を容易に決定することができる。

また、組み合わせテーブルには、接続中ＵＥ情報を反映した縮退運用の内容を予め記憶しておくことで、フェムト基地局１０の稼働状態の維持だけでなく、接続中の無線端末４０（ユーザ）の保護（接続維持）を図ることができる。

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。

１０・・・フェムト基地局
１１・・・プロセッサ
１２・・・ＤＲＡＭメモリ
１３・・・フラッシュメモリ
１４・・・ハードディスクドライブ
１５〜１９・・・ＲＦ部
２０〜２４・・・送受信アンテナ

Claims (15)

1. 通信回線から供給される電力により動作する通信装置であって、
   前記通信回線から供給される電力が所定範囲に低下したことを検出したときに前記通信装置が有する機能の部分的な停止と前記機能の性能低下との少なくとも一方を含む前記通信装置の縮退運用を開始させる制御装置
   を含む通信装置。
2. 前記通信回線は、それぞれ電力を供給する複数の通信回線を含み、
   前記制御装置は、前記複数の通信回線の少なくとも１つから供給される電力の低下が検出されたときに前記通信装置の縮退運用を開始させる
   請求項１に記載の通信装置。
3. 前記制御装置は、前記複数の通信回線の少なくとも１つから供給される電力の低下が検出されたときに消費電力が残りの通信回線から供給される電力の範囲内に収まるように前記縮退運用の内容を決定する
   請求項１又は２に記載の通信装置。
4. 前記制御装置は、前記機能の縮退運用として、前記通信装置が備えるアンテナから無線信号を送信するための送信電力を低下させる
   請求項１から３のいずれか１項に記載の通信装置。
5. 前記制御装置は、前記機能の縮退運用として、前記通信装置が備えるアンテナの使用数を低下させる
   請求項１から４のいずれか１項に記載の通信装置。
6. 前記制御装置は、前記機能の縮退運用として、前記通信装置に並列に接続可能な無線端末の数を低下させる
   請求項１から５のいずれか１項に記載の通信装置。
7. 前記制御装置は、前記機能の縮退運用として、前記通信装置が備える中央処理装置の動作クロックを低下させる
   請求項１から６のいずれか１項に記載の通信装置。
8. 前記制御装置は、前記機能の縮退運用として、前記通信装置が備えるマルチコア構成を有する中央処理装置の使用コア数を低下させる
   請求項１から７のいずれか１項に記載の通信装置。
9. 前記制御装置は、前記機能の縮退運用として、前記通信装置が使用可能な第１の無線通信方式と第２の無線通信方式との一方を停止する
   請求項１から８のいずれか１項に記載の通信装置。
10. 前記制御装置は、前記機能の縮退運用として、前記通信装置が有する複数の補助記憶装置うちの少なくとも１つを停止する
    請求項１から９のいずれか１項に記載の通信装置。
11. 前記制御装置は、前記通信装置と接続中の無線端末に係る情報に応じた機能の縮退運用を行う
    請求項１から１０のいずれか１項に記載の通信装置。
12. 前記制御装置は、前記通信装置と接続中の無線端末の数が所定範囲にあるときに前記通信装置が備える中央処理装置の動作クロックを低下させる
    請求項１１に記載の通信装置。
13. 前記制御装置は、前記通信装置と接続中の無線端末の数が前記所定範囲より少ないときに前記通信装置が備える中央処理装置の使用コア数を低下させる
    請求項１１又は１２に記載の通信装置。
14. 前記制御装置は、前記通信装置と接続中の無線端末と前記通信装置との距離に応じて前記通信装置が備えるアンテナから無線信号を送信するための送信電力を低下させる
    請求項１１から１３のいずれか１項に記載の通信装置。
15. 前記通信装置が電力の供給を受ける複数の通信回線の電力供給状態に応じた前記通信装置の消費可能電力と、前記消費可能電力に対応する機能の縮退運用の内容との夫々を示す情報を記憶する記憶装置をさらに含み、
    前記制御装置は、前記複数の通信回線からの電力供給状態から求めた消費可能電力に対応する縮退運用の内容を前記記憶装置から読み出し、読み出した縮退運用の内容での縮退運用を開始させる
    請求項１から１４のいずれか１項に記載の通信装置。

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