【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＵＷＢを用いて通信を行う携帯端末及び携帯端末と既存の携帯電話システムとの接続を行うＵＷＢ通信制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
移動先において、音声通話、電子メール、及び、画像転送を含むデータ通信を行うためのシステムとして、携帯電話端末を用いたシステムが広く一般に普及しており、その通話エリアも非常に広い範囲をカバーされていることから、ほとんどの移動先において、携帯電話端末を用いた各種通信が可能な状況になっている。
【０００３】
しかしながら、例えば、電車内や病院内などでは、医療機器などへの影響に対する考慮などから、ＰＤＣやＰＨＳのような携帯電話システムを用いて通信を行う携帯電話端末の使用が制限されることが少なくない。
【０００４】
前記のような医療機器などの周囲の環境やその他の通信システムへの影響が少ない通信技術として、ＵＷＢを用いた通信技術が近年注目されている。ＵＷＢを用いた通信システムは、例えばこれまでに、コンピュータとその周辺機器との接続に使われるＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）の無線版としてＵＷＢを応用する方法が提案されている。また、特許文献１のように、追跡や遠隔計測を行うシステムにおいて、移動対象物との無線通信にＵＷＢを用いた通信を用い、移動対象物と監視装置などによるネットワークを形成する方法が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３０８８９９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの従来技術は、前記のような既存の通信システムの利用が制限されたエリアにおいて、その既存の通信システムの継続した利用を解決する技術に関するものではない。
【０００７】
本願発明は、電車内や病院内などで医療機器への影響を防ぐために携帯電話端末の使用が制限されているケースのように、携帯電話端末による通信が許可されない場所においても、医療機器などへの影響を与えず、通信を可能にすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、携帯電話端末に既存の携帯電話通信部の他に、ＵＷＢを用いた通信を行うＵＷＢ通信部を備えるように構成し、また、既存の携帯電話システムによる通信を許可されない場所に、携帯電話端末のＵＷＢ通信部とＵＷＢを用いて通信を行うためのＵＷＢ通信部及び既存の携帯電話システムのネットワークへのインタフェースを備えたＵＷＢ通信制御装置を設置するように構成したものである。
【０００９】
ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅｂａｎｄ）通信技術は、１ナノ秒以下という非常に短い時間幅のパルスを使い、そのパルスの時間軸上の位置や位相を変化されることで、搬送波を用いずに情報を伝送する技術である。ＵＷＢの特徴の一つとして、１ナノ秒以下という非常に短い時間幅のパルスを使うことから、ＵＷＢ信号が占有する信号帯域は数ＧＨｚと非常に広くなるが、搬送波を用いた変調を行わず、前記パルスを送出することで通信を行うため、送信電力スペクトル密度が非常に低く、ノイズの信号レベル以下となり、その結果周囲の他の通信システムや各種機器への影響が非常に小さくなることが挙げられる。また、常に電波を送出する搬送波を用いた通信方式とは異なり、きわめて短いパルスを送出するだけであるため、消費電力を非常に小さくでき、パルスの送出間隔を短くすることで非常に高速な通信が可能となる。さらには、搬送波を用いた通信方式に必要な周波数変換用のミキサ、アンプ、フィルタなどが不要となるため、回路を小型化、低コスト化が図れる。
【００１０】
また、ＵＷＢの伝送速度は、通信距離が大きくなるにつれて急激に減少し、１０ｍ以内の通信距離では数百Ｍｂｐｓの伝送が可能であるが、通信距離が倍の２０ｍとなると伝送速度は数十Ｍｂｐｓ程度である。したがって、上記のような限られたエリアにおける通信においては特に有効な通信方式である。
【００１１】
以上のようなＵＷＢの特徴を利用し、上述した本発明のＵＷＢ通信システムを構成することにより、ＵＷＢ既存の携帯電話端末を大型化せず、低消費電力化が可能となり、さらには、端末コストを大きく増加させること無く、既存の携帯電話システムで通信が許可されない場所においても、高速通信が可能な携帯端末を実現することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、音声通話及びデータ通信が可能な携帯端末において、携帯電話システムを用いた通信を行う携帯電話通信部と、ＵＷＢ通信システムを用いた通信を行うＵＷＢ通信部を備えることを特徴とする携帯端末であり、携帯電話システムとＵＷＢ通信システムのどちらのシステムを用いても通信が可能になるという作用を有する。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の携帯端末において、携帯電話通信部による通信を許可されないエリアでは、ＵＷＢ通信部を用いて通信することを特徴とする携帯端末であり、携帯電話システムで通信が許可されない場所においても、ＵＷＢ通信システムを用いることで、通信が可能になるという作用を有する。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の携帯端末において、ＵＷＢ通信システムのみによる通信が許可されていることを示すＵＷＢ限定通信情報を用いて、ＵＷＢ通信システムのみによる通信が許可されているエリアに位置することを検出し、自動的にＵＷＢ通信部による通信に切り替えることを特徴とするものであり、ＵＷＢ限定通信情報により、携帯電話通信部とＵＷＢ通信部を備えた携帯端末が、自動的にＵＷＢ通信部による通信に切り替えることができるという作用を有する。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の携帯端末において、ＵＷＢ通信部による通信を行っている間は、携帯電話通信部の動作を停止させることを特徴とするものであり、ＵＷＢ通信部による通信時は、携帯電話通信部の通信の影響を受け得る機器への影響を排除し、かつ携帯電話通信部での消費電力を小さくすることができるという作用を有する。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の携帯端末において、携帯電話通信部の動作を停止させている状態で、ＵＷＢ通信システムのみによる通信が許可されているエリアの外に移動した場合、携帯電話通信部の動作を自動的に再開させることを特徴とするものであり、ＵＷＢ通信システムのみによる通信が許可されているエリアの外に移動した場合に、自動的に携帯電話通信部を用いた通信を可能にすることができるという作用を有する。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、携帯電話システムのネットワークへ接続され、かつ、ＵＷＢ通信システムを用いた通信を行うＵＷＢ通信部を備え、請求項１乃至５のいずれかに記載の携帯端末とＵＷＢ通信システムによる通信を行うことで、前記携帯端末を携帯電話システムのネットワークへ接続することを特徴とするもので、携帯電話通信部とＵＷＢ通信部を備えた携帯端末が、携帯電話システムで通信が許可されない場所においても、ＵＷＢ通信システムを用いることで、携帯電話システムのネットワークとの通信が可能になるという作用を有する。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、ＵＷＢ通信システムのみによる通信が許可されているエリアに対し、ＵＷＢ通信システムのみによる通信が許可されていることを示すＵＷＢ限定通信情報を、定期的に携帯端末に送信することを特徴とする請求項６に記載のＵＷＢ通信制御装置であり、携帯電話通信部とＵＷＢ通信部を備えた携帯端末が、ＵＷＢ通信システムのみによる通信が許可されているエリアに位置することを検出することができるという作用を有する。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の携帯端末と、請求項６または７に記載のＵＷＢ通信制御装置とを備えた通信システムにおいて、前記携帯端末が前記ＵＷＢ通信制御装置と通信ができなかった場合、前記別の携帯端末がＵＷＢ通信を中継して前記ＵＷＢ通信制御装置とＵＷＢ通信を行うものであり、ＵＷＢ通信部を備えた携帯端末が、ＵＷＢ通信制御装置と直接通信できない場合でも、別のＵＷＢ通信部を備えた携帯端末による中継により、間接的にＵＷＢ通信制御装置と通信可能となる作用を有する。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、ＵＷＢ通信要求元の携帯端末が、ＵＷＢ通信を中継した別の携帯端末に対し、あらかじめ定めた料金を支払うことで、ＵＷＢ通信の中継を行うものであり、ＵＷＢ通信部を備えた携帯端末が、ＵＷＢ通信制御装置と直接通信できない場合でも、別のＵＷＢ通信部を備えた携帯端末による中継により、間接的にＵＷＢ通信制御装置と通信可能となり、かつ中継携帯端末のユーザも別ユーザの通信の中継を行うことによる報酬を受けることができるという作用を有する。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、ＵＷＢ通信システムによる通信時に、ＵＷＢ通信システムによる通信を行っていることを周囲に明示する通信モード表示部を備えた請求項１乃至５のいずれかに記載の携帯端末であり、携帯電話システムによる通信に影響を受ける機器が存在するエリアにて、前記機器に影響を与えないＵＷＢを用いた通信を行っていることを周囲に明示することができるという作用を有する。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の携帯端末において、通信モード表示部が、ＵＷＢ通信システムによる通信時に点灯または点滅するランプであることを特徴とする請求項１０に記載の携帯端末であり、携帯電話システムによる通信に影響を受ける機器が存在するエリアにて、前記機器に影響を与えないＵＷＢを用いた通信を行っていることを周囲に明示することができるという作用を有する。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、請求項１０に記載の携帯端末において、通信モード表示部が、ＵＷＢ通信システムによる通信時にあらかじめ定めた画像を表示するディスプレイであることを特徴とする請求項１０に記載の携帯端末であり、携帯電話システムによる通信に影響を受ける機器が存在するエリアにて、前記機器に影響を与えないＵＷＢを用いた通信を行っていることを周囲に明示することができるという作用を有する。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図１から図６を用いて説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
図４は、本発明の実施の形態１におけるＵＷＢ通信システムの構成を示すブロック図である。
【００２６】
図４は、既存の携帯電話システムによる通信が許可されていないエリアであり、かつ、ＵＷＢ通信システムにより通信可能なエリア（ＵＷＢ通信エリア４００）における、携帯端末１００とＵＷＢ通信制御装置２００による通信を示すものである。ＵＷＢ通信制御装置２００は、電車や病院など既存の携帯電話システムによる通信が許可されていないエリアをＵＷＢ通信によりカバーするように設置され、既存の携帯電話システムのネットワークに、有線又は無線による中継回線２０４にて接続されている。
【００２７】
携帯端末１００のユーザは、自らが携帯電話システムによる通信が許可されていないエリアに位置することを認識できる場合や、または、電波環境によって携帯電話システムによる通信が可能でない場合、携帯端末１００のユーザインタフェース部１０５を介して、ＵＷＢ通信システムを用いた通信に切り替える。
【００２８】
また、ＵＷＢ通信制御装置２００は、ＵＷＢ通信エリア４００が、既存の携帯電話システムによる通信が許可されていないエリアであることを示すＵＷＢ限定通信情報を送信するように構成しても良い。この場合、携帯端末１００は、自らが携帯電話システムによる通信が許可されていないエリアに位置することを、ＵＷＢ通信部１０２で受信したＵＷＢ限定通信情報を用いて認識し、自動的にＵＷＢ通信システムによる通信に切り替えることができる。
【００２９】
上記の二つのいずれかの方法で、ＵＷＢ通信システムによる通信に切り替えた携帯端末１００は、ＵＷＢ通信部１０２により、ＵＷＢ通信制御装置２００を介して、外部の携帯電話システムネットワークへ接続する。
【００３０】
次に、携帯端末１００について、図１を用いて説明する。
【００３１】
携帯端末１００は、携帯電話通信部１０１とＵＷＢ通信部１０２の二つの送受信部を備え、携帯電話通信部１０１による既存の携帯電話システムを用いた通信と、ＵＷＢ通信部１０２によるＵＷＢ通信システムを用いた通信を行うことが可能である。どちらの通信システムを用いて通信を行うかは、通信方式制御部１０３が後述する方法により選択し、選択された送受信部とデータの受け渡しを行う。送受信データは音声通話・データ通信処理部１０４に渡され、音声通話の場合は音声通話処理に、電子メールその他のデータ通信の場合はデータ通信処理が適宜行われる。ユーザインタフェース部１０５は、音声入出力を行うマイクやスピーカ、文字や画像の表示を行うディスプレイ、および、ユーザが文字入力、端末制御などに利用する入力ボタンなどを含む。
【００３２】
次に、ＵＷＢ通信を行っている旨の表示を行うためのユーザインタフェース部１０５内に設けたＵＷＢ通信モード表示手段について、図６を用いて説明する。
【００３３】
携帯端末１００ｅは、携帯電話通信部１０１ｅとＵＷＢ通信部１０２ｅの二つの送受信部を備え、携帯電話通信部１０１ｅによる既存の携帯電話通信システムを用いた通信と、ＵＷＢ通信部１０２ｅによるＵＷＢ通信システムを用いた通信を行うことが可能であり、通信方式制御部１０３から今どちらの通信方式を用いて通信を行っているかの通信方式信号をユーザインタフェース部１０５に出力する。通信方式制御部１０３からの通信方式信号は、ユーザインタフェース部１０５内のＵＷＢ通信モード表示手段に入力され、ＵＷＢによる通信を行っている場合には、ＵＷＢ通信を行っている旨の表示を行うものである。
【００３４】
図６（ａ）は、携帯端末１００ｅの背面を示している。携帯端末１００ｅの背面には、ＵＷＢ通信部１０２ｅを用いたＵＷＢによる通信を行っている場合に点灯または点滅するランプ６００ｅが搭載されている。また、ランプ６００ｅ付近には、ランプ６００ｅがＵＷＢ通信モードを示すものであることを明示するための記号６０１ｅが記載されている。このランプ６００ｅ及び記号６０１ｅにより、ＵＷＢ通信システムによる通信時、ＵＷＢを用いた通信であることを周囲に明示することができる。
【００３５】
また、図６（ｂ）は、携帯電話通信部１０１ｆとＵＷＢ通信部１０２ｆの二つの送受信部を備え、携帯電話通信部１０１ｆによる既存の携帯電話通信システムを用いた通信と、ＵＷＢ通信部１０２ｆによるＵＷＢ通信システムを用いた通信を行うことが可能である携帯端末１００ｆの背面を示している。携帯端末１００ｆの背面には、ＵＷＢ通信部１０２ｆを用いたＵＷＢによる通信を行っている場合に、ＵＷＢ通信であることを明示するあらかじめ定められた画像を表示するディスプレイ６００ｆが搭載されている。このディスプレイ６００ｆに表示された画像により、ＵＷＢ通信システムによる通信時、ＵＷＢを用いた通信であることを周囲に明示することができる。
【００３６】
以上のようなＵＷＢ通信モード表示手段により、携帯電話システムによる通信に影響を受ける機器が存在するエリアにて、前記機器に影響を与えないＵＷＢを用いた通信を行っていることを周囲に明示することができる。
【００３７】
次に、ＵＷＢ通信制御装置について、図２のブロック構成図を用いて説明する。
【００３８】
ＵＷＢ通信制御装置２００は、携帯端末１００とＵＷＢ通信システムを用いて通信を行うためのＵＷＢ通信部２０２を備える。また、ＵＷＢ通信制御装置２００は、既存の携帯電話システムのネットワークに中継回線２０４を介して接続されており、携帯電話システムのネットワークとは、携帯電話インタフェース部２０１を用いて通信を行う。ＵＷＢ通信部２０２を用いて受信したデータは、通信方式変換部２０３にて携帯電話システムで利用可能なデータに変換され、携帯電話インタフェース部２０１に渡される。
【００３９】
逆に、携帯電話システムから携帯電話インタフェース部２０１に渡されたデータは、通信方式変換部２０３にてＵＷＢ通信システムで利用可能なデータに変換され、ＵＷＢ通信部２０２より送信される。図３にＵＷＢ通信システムで用いるデータのフォーマットの一例を示す。ＵＷＢ通信データ３００は、ＵＷＢ通信データであることを示す識別情報、同期用データ、通信元と通信宛先の情報、後述するユーザデータ部のデータの種類を示す情報など、ＵＷＢ通信に必要な情報を含むＵＷＢ制御データ部３０１と、ユーザの識別情報であるＵＷＢ ＩＤ部３０２と、ユーザデータ部３０３及びＵＷＢ限定通信情報３０４から構成される。ＵＷＢ ＩＤ部３０２は、携帯電話システム用のユーザデータ３０３を送信したユーザの識別情報であり、例えばユーザの携帯電話番号であっても良い。本実施の形態では、ユーザデータ部３０３を既存の携帯電話システムで用いる携帯電話システムデータが格納されている例で考える。
【００４０】
なお、携帯端末１００は、ＵＷＢ通信システムによる通信を行っている間は、携帯電話通信部１０１の回路動作を停止させるように構成しても良く、これにより携帯端末の消費電力を抑えることができる。
【００４１】
携帯端末１００のユーザは、ＵＷＢ通信エリア４００から、既存の携帯電話システムによる通信が許可されているエリアへ移動した際に、携帯電話通信部１０１の回路動作を停止させている場合は、携帯電話通信部１０１の回路動作を自動的に再開させ、携帯電話通信部１０１による携帯電話システムを用いた通信に切り替えるように構成しても良い。ＵＷＢ通信エリア４００から、既存の携帯電話システムによる通信が許可されているエリアへの移動の検出には、例えば、ＵＷＢ通信制御装置２００からのＵＷＢ限定通信情報３０４の受信ができなくなったタイミングを用いることができる。ＵＷＢ限定通信情報３０４は、図３に示すようにＵＷＢ通信データ３００の専用フィールドを設けてもよく、またはＵＷＢ制御データ３０１の一部として設けてもよく限定されるものではない。ＵＷＢ限定通信情報３０４は、エリア内であるか否かを示すフラグで、エリア内の場合は“１”、エリア外の場合は“０”としてもよい。
【００４２】
また、携帯端末１００のユーザが、既存の携帯電話システムによる通信が許可されているエリアへ移動したと認識できる場合は、携帯端末１００のユーザインタフェース部を介して、携帯電話通信部１０１の回路動作再開し、携帯電話通信部１０１による携帯電話システムを用いた通信に切り替えることができるように構成しても良い。
【００４３】
なお、以上の説明では、ＵＷＢ通信エリア４００内に１台のＵＷＢ通信制御装置２００が設置された場合を用いたが、ＵＷＢ通信エリア４００がＵＷＢ通信制御装置の通信可能エリアより大きい場合は、ＵＷＢ通信エリア４００内に複数台のＵＷＢ通信制御装置を設置し、さらにこれらのＵＷＢ通信制御装置を互いに接続して、携帯電話インタフェース部を一つに共通化した構成にすることによっても、携帯端末１００がＵＷＢ通信システムを用いた通信サービスを利用可能となり、またＵＷＢ通信制御装置も小型化できる。
【００４４】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２におけるＵＷＢ通信システムを説明するものである。図５は、既存の携帯電話システムによる通信が許可されていないエリアであり、かつ、ＵＷＢ通信システムにより通信可能なエリア（ＵＷＢ通信エリア５００）における、携帯端末１００ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びＵＷＢ通信制御装置２００による通信を示すものである。ＵＷＢ通信制御装置２００は、電車や病院など既存の携帯電話システムによる通信が許可されていないエリアをＵＷＢ通信によりカバーするように設置され、既存の携帯電話システムのネットワークに、有線又は無線による中継回線２０４にて基幹ネットワークを介して接続されている。
【００４５】
また、図５は、ＵＷＢ通信制御装置２００及び携帯端末１００ｄがＵＷＢにより通信可能なエリアをＵＷＢ通信エリア５０１、携帯端末１００ｃ、ｄがＵＷＢにより通信可能なエリアをＵＷＢ通信エリア５０２、携帯端末１００ｂ、ｃがＵＷＢにより通信可能なエリアをＵＷＢ通信エリア５０３、携帯端末１００ａ、ｂがＵＷＢにより通信可能なエリアをＵＷＢ通信エリア５０４で示す例である。なお、１０１ａ、ｂ、ｃ、ｄは、各携帯端末の携帯電話通信部、１０２ａ、ｂ、ｃ、ｄは、ＵＷＢ通信部であり、以下のＵＷＢによる通信では、各携帯端末がＵＷＢ通信部を用いて通信を行うものとする。
【００４６】
ここでは、ＵＷＢ通信要求元の携帯端末を１００ａとし、携帯端末１００ａは直接ＵＷＢ通信可能な相手は、携帯端末１００ｂだけである場合を考える。
ＵＷＢ通信要求元の携帯端末１００ａは、通信データが発生した時点で、直接ＵＷＢ通信可能なＵＷＢ通信制御装置が近くに存在するかどうかを確かめるため、ＵＷＢ通信制御装置向けの通信依頼データを送信する。例えばＵＷＢ通信データ３００のＵＷＢ制御データ部のユーザデータ部の種類を示すフィールドに、ＵＷＢ通信制御装置向けの通信依頼データであることを示すデータを格納し、周囲にこのＵＷＢ通信データを送信して、ＵＷＢ通信制御装置の応答があるかどうかを確かめることで、ＵＷＢ通信エリア５０４内にＵＷＢにより通信可能なＵＷＢ制御装置が近くに存在するかどうかが確認できる。また、実施の形態１で示したＵＷＢ限定通信情報を、携帯端末１００ａが受信できるかどうかによっても、ＵＷＢ通信エリア５０４内にＵＷＢにより通信可能なＵＷＢ通信制御装置が近くに存在するかどうかが確認できる。
【００４７】
携帯端末１００ａは、ＵＷＢ通信エリア５０４内でＵＷＢにより通信可能なＵＷＢ通信制御装置を確認できなかった場合は、ＵＷＢ通信エリア５０４内に自身とＵＷＢにより直接通信可能な携帯端末が存在するかどうかを確かめる。 これは、例えば、ＵＷＢ通信データ３００のＵＷＢ制御データ部のユーザデータ部の種類を示すフィールドに、携帯端末向けの通信依頼データであることを示すデータを格納し、周囲にこのＵＷＢ通信データを送信して、他の携帯端末の応答があるかどうかを確かめることで、ＵＷＢ通信エリア５０４内にＵＷＢにより通信可能な携帯端末が近くに存在するかどうかが確認できる。
【００４８】
この携帯帯端末向けの通信依頼データが格納されたＵＷＢ通信データ３００を受信した携帯端末１００ｂは、ＵＷＢにより通信可能であることを示すＵＷＢ通信データを、携帯端末１００ａに対し送信する。これにより、携帯端末１００ａ、ｂ間にＵＷＢ通信による中継通信路が設立される。
【００４９】
上記の中継通信路設立手順を、ＵＷＢ通信制御端末２００と通信可能な携帯端末（図５では携帯端末１００ｄ）が見つかるまで、次々に各携帯端末間で繰り返し、最終的に、携帯端末１００ａとＵＷＢ通信制御端末２００との間に中継回線を設立する。
【００５０】
以上のようなＵＷＢ通信中継手段を用いることで、ＵＷＢ通信制御装置とＵＷＢ通信システムにより直接通信できない携帯端末が、ＵＷＢ通信制御装置と接続することができ、その結果、携帯電話システムネットワークとも通信可能となる。
【００５１】
なお、上記の中継通信路設立手順の中で、中継役となる携帯端末の情報を、ＵＷＢ通信制御装置が収集し、その情報は基幹ネットワークを介して、中継情報の管理及び課金処理を行うＵＷＢ通信中継管理局５０５に送ることで、ＵＷＢによる通信要求元の携帯端末１００ａから、中継役の携帯端末１００ｂ、ｃ、ｄに対し、あらかじめ定めた中継代金を支払う課金システムを実現することができる。
【００５２】
このとき、ＵＷＢによる通信要求元の携帯端末には、中継に要するコストに応じて中継通信を行うかどうかを選択できる機能を有するよう構成しても良い。
【００５３】
また、中継役の携帯端末に対しても、他の携帯端末からの中継依頼を受けるかどうかを選択する機能を有するよう構成しても良い。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように本発明の携帯電話通信部とＵＷＢ通信部を備えた携帯端末、及び、ＵＷＢ通信制御装置、さらには、ＵＷＢ通信中継手段によれば、携帯電話システムによる通信の影響を受ける機器が存在することなどの理由で、携帯電話システムによる通信が許可されない場所においても、前記機器への影響を与えることなく、携帯電話システムに接続する通信が可能になる。
【００５５】
また、以上のように本発明の本発明の携帯電話通信部とＵＷＢ通信部を備えた携帯端末、及び、ＵＷＢ通信モード表示手段によれば、携帯電話システムによる通信に影響を受ける機器が存在するエリアにて、前記機器に影響を与えないＵＷＢを用いた通信を行っていることを周囲に明示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による携帯端末の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態によるＵＷＢ通信制御装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態によるＵＷＢ通信システムで用いるデータのフォーマットの一例を示す図
【図４】本発明の一実施の形態によるＵＷＢ通信エリアの構成を示すブロック図
【図５】本発明の一実施の形態によるＵＷＢ通信中継手段を説明する図
【図６】本発明の一実施の形態によるＵＷＢ通信モード表示手段を説明する図
【符号の説明】
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆ 携帯端末
１０１、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅ、１０１ｆ 携帯電話通信部
１０２、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ、１０２ｆ ＵＷＢ通信部
１０３ 通信方式制御部
１０４ 音声通話・データ通信処理部
１０５ ユーザインタフェース部
２００ ＵＷＢ通信制御装置
２０１ 携帯電話インタフェース部
２０２ ＵＷＢ通信部
２０３ 通信方式変換部
２０４ 中継回線
３００ ＵＷＢ通信データ
３０１ ＵＷＢ制御データ部
３０２ ＵＷＢ ＩＤ部
３０３ ユーザデータ部
４００、５００、５０１、５０２、５０３、５０４ ＵＷＢ通信エリア
５０５ ＵＷＢ通信中継管理局
６００ｅ ランプ
６００ｆ ディスプレイ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mobile terminal that performs communication using UWB and a UWB communication control device that connects a mobile terminal to an existing mobile phone system.
[0002]
[Prior art]
As a system for performing voice communication, e-mail, and data communication including image transfer at a destination, a system using a mobile phone terminal is widely and widely used, and the communication area covers a very wide range. As a result, in various destinations, various types of communication using mobile phone terminals are possible.
[0003]
However, for example, in a train or a hospital, use of a mobile phone terminal that performs communication using a mobile phone system such as a PDC or a PHS is rarely limited due to consideration of effects on medical equipment and the like. Absent.
[0004]
In recent years, a communication technology using UWB has attracted attention as a communication technology having little influence on the surrounding environment of the medical device and the like and other communication systems. For a communication system using UWB, for example, a method of applying UWB as a wireless version of USB (Universal Serial Bus) used for connection between a computer and its peripheral devices has been proposed. Also, as in Patent Document 1, in a system for performing tracking and remote measurement, a method has been proposed in which a network using a moving object and a monitoring device is formed using communication using UWB for wireless communication with the moving object. ing.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-308899 A
[Problems to be solved by the invention]
However, these conventional techniques do not relate to a technique for solving the continuous use of the existing communication system in an area where the use of the existing communication system is limited as described above.
[0007]
The present invention can be applied to medical devices and the like even in places where communication by mobile phone terminals is not permitted, such as in cases where use of mobile phone terminals is restricted in order to prevent effects on medical devices in trains and hospitals. The purpose of the present invention is to enable communication without affecting the communication.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention is configured to provide a mobile phone terminal with a UWB communication unit for performing communication using UWB in addition to the existing mobile phone communication unit. In a place where communication is not permitted, a UWB communication control unit having a UWB communication unit for performing communication with a UWB communication unit of a mobile phone terminal using UWB and an interface to an existing mobile phone system network is installed. It is composed.
[0009]
UWB (Ultra Wideband) communication technology uses a pulse with a very short time width of 1 nanosecond or less, and changes the position and phase on the time axis of the pulse, thereby transmitting information without using a carrier wave. Technology. As one of the features of UWB, since a pulse with a very short time width of 1 nanosecond or less is used, the signal band occupied by the UWB signal is extremely wide as several GHz, but no modulation using a carrier is performed. Since the communication is performed by transmitting the pulse, the transmission power spectral density is very low, the signal level is lower than the noise signal level, and as a result, the influence on other communication systems and various devices in the vicinity is very small. No. Also, unlike a communication system that uses a carrier wave that constantly sends out radio waves, only very short pulses are sent, so power consumption can be made very small, and extremely high-speed communication can be achieved by shortening the pulse sending interval. Becomes possible. Further, a mixer, an amplifier, a filter, and the like for frequency conversion required for a communication method using a carrier wave are not required, so that the circuit can be reduced in size and cost.
[0010]
Also, the transmission speed of UWB decreases rapidly as the communication distance increases, and transmission of several hundred Mbps is possible within a communication distance of less than 10 m. However, when the communication distance doubles to 20 m, the transmission speed becomes tens of Mbps. It is about. Therefore, this is a particularly effective communication method in communication in the limited area as described above.
[0011]
By configuring the above-mentioned UWB communication system of the present invention by utilizing the above-mentioned features of UWB, it is possible to reduce the power consumption without increasing the size of the UWB existing mobile phone terminal, and furthermore, to reduce the terminal cost. It is possible to realize a mobile terminal capable of high-speed communication even in a place where communication is not permitted in an existing mobile phone system without greatly increasing the number of mobile terminals.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
According to a first aspect of the present invention, in a mobile terminal capable of voice communication and data communication, a mobile phone communication unit for performing communication using a mobile phone system and UWB communication for performing communication using a UWB communication system The portable terminal is characterized by including a unit, and has an effect that communication can be performed using either a mobile phone system or a UWB communication system.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, in the portable terminal according to the first aspect, communication is performed using a UWB communication unit in an area where communication by the mobile phone communication unit is not permitted. Even in a place where communication is not permitted in the telephone system, the use of the UWB communication system has an effect of enabling communication.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, in the portable terminal according to the first or second aspect, communication using only the UWB communication system is performed using UWB limited communication information indicating that communication using only the UWB communication system is permitted. It is characterized by detecting that it is located in the permitted area and automatically switching to communication by the UWB communication unit, and by using the UWB limited communication information, a mobile phone having a mobile phone communication unit and a UWB communication unit. This has the effect that the terminal can automatically switch to communication by the UWB communication unit.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in the portable terminal according to any one of the first to third aspects, the operation of the mobile phone communication unit is stopped while communication is performed by the UWB communication unit. In the communication by the UWB communication unit, there is an effect that it is possible to eliminate the influence on the devices that may be affected by the communication of the mobile phone communication unit and to reduce the power consumption in the mobile phone communication unit. .
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, in the portable terminal according to the fourth aspect, the mobile terminal moves out of an area in which communication by only the UWB communication system is permitted while the operation of the mobile phone communication unit is stopped. In this case, the operation of the mobile phone communication unit is automatically restarted. When the mobile phone communication unit moves out of the area where communication by only the UWB communication system is permitted, the mobile phone communication unit is automatically restarted. Has the effect of enabling communication using.
[0017]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a UWB communication unit which is connected to a network of a mobile phone system and performs communication using a UWB communication system. By performing communication by a communication system, the mobile terminal is connected to a network of a mobile phone system. The mobile terminal having a mobile phone communication unit and a UWB communication unit can communicate with the mobile phone system. The use of the UWB communication system has an effect of enabling communication with a network of a mobile phone system even in a place where the use is not permitted.
[0018]
According to a seventh aspect of the present invention, UWB-limited communication information indicating that communication by only the UWB communication system is permitted is transmitted to the portable terminal periodically in an area where communication by only the UWB communication system is permitted. The UWB communication control device according to claim 6, wherein the mobile terminal including the mobile phone communication unit and the UWB communication unit is located in an area where communication by only the UWB communication system is permitted. Has the effect of being able to detect that
[0019]
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a communication system including the mobile terminal according to any one of the first to fifth aspects and the UWB communication control device according to the sixth or seventh aspect, wherein the mobile terminal includes the UWB When communication with the communication control device is not possible, the another mobile terminal relays UWB communication to perform UWB communication with the UWB communication control device, and the mobile terminal having the UWB communication unit performs UWB communication control. Even if it is not possible to communicate directly with the device, the relay device has a function of being able to indirectly communicate with the UWB communication control device by relaying by a portable terminal having another UWB communication unit.
[0020]
According to the ninth aspect of the present invention, the mobile terminal requesting the UWB communication relays the UWB communication by paying a predetermined fee to another mobile terminal relaying the UWB communication. Even when a mobile terminal having a communication unit cannot directly communicate with a UWB communication control device, relaying by another mobile terminal having a UWB communication unit enables indirect communication with the UWB communication control device, and a relay mobile terminal. This has the effect that the user can also receive a reward for relaying another user's communication.
[0021]
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the mobile phone according to any one of the first to fifth aspects, further comprising a communication mode display unit that clearly indicates to the surroundings that communication is being performed by the UWB communication system during communication by the UWB communication system. In the area where the device is affected by the communication by the mobile phone system, it is possible to clearly indicate to the surroundings that communication using UWB which does not affect the device is performed. .
[0022]
According to an eleventh aspect of the present invention, in the portable terminal according to the tenth aspect, the communication mode display unit is a lamp that lights or blinks during communication by the UWB communication system. In the area where the device is affected by the communication by the mobile phone system, it is possible to clearly indicate to the surroundings that communication using UWB which does not affect the device is performed. .
[0023]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the mobile terminal according to the tenth aspect, the communication mode display unit is a display for displaying a predetermined image during communication by the UWB communication system. The portable terminal according to the above, wherein in an area where a device affected by communication by the mobile phone system exists, it is possible to clearly indicate to the surroundings that communication using UWB that does not affect the device is performed. Has an action.
[0024]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0025]
(Embodiment 1)
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the UWB communication system according to Embodiment 1 of the present invention.
[0026]
FIG. 4 illustrates communication between the mobile terminal 100 and the UWB communication control device 200 in an area where communication by the existing mobile phone system is not permitted, and in an area (UWB communication area 400) where communication is possible with the UWB communication system. It is shown. The UWB communication control device 200 is installed so as to cover an area where communication by the existing mobile phone system is not permitted, such as a train or a hospital, by UWB communication, and is connected to a network of the existing mobile phone system by a wired or wireless relay line. It is connected at 204.
[0027]
If the user of the mobile terminal 100 can recognize that he or she is located in an area where communication by the mobile phone system is not permitted, or if communication by the mobile phone system is not possible due to the radio wave environment, the user of the mobile terminal 100 The communication is switched to the communication using the UWB communication system via the interface unit 105.
[0028]
Further, UWB communication control device 200 may be configured to transmit UWB-limited communication information indicating that UWB communication area 400 is an area in which communication by the existing mobile phone system is not permitted. In this case, the mobile terminal 100 recognizes that it is located in an area where communication by the mobile phone system is not permitted using the UWB limited communication information received by the UWB communication unit 102, and automatically recognizes the UWB communication system. Communication.
[0029]
The mobile terminal 100 that has switched to the communication by the UWB communication system by any of the above two methods is connected to an external mobile phone system network by the UWB communication unit 102 via the UWB communication control device 200.
[0030]
Next, the portable terminal 100 will be described with reference to FIG.
[0031]
The mobile terminal 100 includes two transmission / reception units, that is, a mobile phone communication unit 101 and a UWB communication unit 102. The mobile terminal 100 uses the communication using the existing mobile phone system by the mobile phone communication unit 101 and the UWB communication system by the UWB communication unit 102. Communication can be performed. Which communication system is used for communication is selected by the communication method control unit 103 by a method described later, and data is transferred to and from the selected transmission / reception unit. The transmitted / received data is passed to the voice call / data communication processing unit 104, and the voice call process is performed for a voice call, and the data communication process is appropriately performed for an e-mail or other data communication. The user interface unit 105 includes a microphone and a speaker for performing voice input and output, a display for displaying characters and images, an input button used by a user for character input, terminal control, and the like.
[0032]
Next, UWB communication mode display means provided in the user interface unit 105 for displaying that UWB communication is being performed will be described with reference to FIG.
[0033]
The mobile terminal 100e includes two transmission / reception units, a mobile phone communication unit 101e and a UWB communication unit 102e, and performs communication using the existing mobile phone communication system using the mobile phone communication unit 101e and UWB communication system using the UWB communication unit 102e. It is possible to perform communication using the communication method, and the communication method control unit 103 outputs a communication method signal indicating which communication method is currently used for communication to the user interface unit 105. A communication mode signal from the communication mode control unit 103 is input to a UWB communication mode display unit in the user interface unit 105, and when UWB communication is performed, a signal indicating that UWB communication is being performed is displayed. It is.
[0034]
FIG. 6A shows the back surface of the portable terminal 100e. On the back of the portable terminal 100e, a lamp 600e that is turned on or blinks when performing UWB communication using the UWB communication unit 102e is mounted. Further, a symbol 601e for indicating that the lamp 600e indicates the UWB communication mode is described near the lamp 600e. By using the lamp 600e and the symbol 601e, it is possible to clearly indicate to the surroundings that the communication is the communication using the UWB at the time of the communication by the UWB communication system.
[0035]
FIG. 6B shows two transmission / reception units of a mobile phone communication unit 101f and a UWB communication unit 102f, and a communication using the existing mobile phone communication system by the mobile phone communication unit 101f and a communication by the UWB communication unit 102f. The back side of the portable terminal 100f capable of performing communication using the UWB communication system is shown. On the back of the portable terminal 100f, a display 600f for displaying a predetermined image that clearly indicates that the communication is the UWB communication when the UWB communication using the UWB communication unit 102f is performed is mounted. By the image displayed on the display 600f, at the time of communication by the UWB communication system, it is possible to clearly indicate to the surroundings that the communication is using UWB.
[0036]
With the UWB communication mode display means as described above, in the area where the devices affected by the communication by the mobile phone system are present, it is clearly indicated to the surroundings that the communication using UWB which does not affect the devices is performed. be able to.
[0037]
Next, the UWB communication control device will be described with reference to the block diagram of FIG.
[0038]
The UWB communication control device 200 includes a UWB communication unit 202 for communicating with the mobile terminal 100 using a UWB communication system. The UWB communication control device 200 is connected to a network of an existing mobile phone system via a relay line 204, and communicates with the network of the mobile phone system using the mobile phone interface unit 201. The data received using the UWB communication unit 202 is converted into data that can be used in the mobile phone system by the communication system conversion unit 203 and passed to the mobile phone interface unit 201.
[0039]
Conversely, the data passed from the mobile phone system to the mobile phone interface unit 201 is converted by the communication system conversion unit 203 into data that can be used in the UWB communication system, and transmitted from the UWB communication unit 202. FIG. 3 shows an example of a data format used in the UWB communication system. The UWB communication data 300 includes information necessary for UWB communication, such as identification information indicating that the data is UWB communication data, synchronization data, information of a communication source and a communication destination, and information indicating a type of data of a user data portion described later. A UWB control data section 301 includes a UWB ID section 302 as user identification information, a user data section 303, and UWB limited communication information 304. UWB ID section 302 is identification information of the user who transmitted user data 303 for the mobile phone system, and may be, for example, the mobile phone number of the user. In the present embodiment, a case is considered in which the user data section 303 stores mobile phone system data used in an existing mobile phone system.
[0040]
Note that the mobile terminal 100 may be configured to stop the circuit operation of the mobile phone communication unit 101 while performing communication by the UWB communication system, whereby power consumption of the mobile terminal can be suppressed. .
[0041]
When the user of the mobile terminal 100 stops the circuit operation of the mobile phone communication unit 101 when moving from the UWB communication area 400 to an area where communication by the existing mobile phone system is permitted, The circuit operation of the communication unit 101 may be automatically restarted, and the communication may be switched to the communication using the mobile phone system by the mobile phone communication unit 101. To detect a movement from the UWB communication area 400 to an area where communication by the existing mobile phone system is permitted, for example, a timing at which the UWB limited communication information 304 from the UWB communication control device 200 cannot be received is used. be able to. The UWB limited communication information 304 may be provided with a dedicated field of the UWB communication data 300 as shown in FIG. 3, or may be provided as a part of the UWB control data 301, and is not limited. The UWB-limited communication information 304 is a flag indicating whether or not the area is within the area, and may be “1” when the area is within the area, and may be “0” when the area is outside the area.
[0042]
If the user of the mobile terminal 100 can recognize that the user has moved to an area where communication by the existing mobile phone system is permitted, the circuit operation of the mobile phone communication unit 101 is performed via the user interface unit of the mobile terminal 100. The configuration may be such that the communication is resumed and the mobile phone communication unit 101 can switch to communication using the mobile phone system.
[0043]
In the above description, the case where one UWB communication control device 200 is installed in the UWB communication area 400 is used. However, if the UWB communication area 400 is larger than the communicable area of the UWB communication control device, By installing a plurality of UWB communication control devices in the communication area 400 and connecting these UWB communication control devices to each other to form a common mobile phone interface unit, the mobile terminal 100 Can use the communication service using the UWB communication system, and the UWB communication control device can be downsized.
[0044]
(Embodiment 2)
FIG. 5 illustrates a UWB communication system according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 5 is an area where communication by the existing mobile phone system is not permitted, and in the area where the UWB communication system can communicate (UWB communication area 500), the mobile terminals 100a, b, c, d and UWB communication. 3 shows communication by the control device 200. The UWB communication control device 200 is installed so as to cover an area where communication by the existing mobile phone system is not permitted, such as a train or a hospital, by UWB communication, and is connected to a network of the existing mobile phone system by a wired or wireless relay line. At 204, it is connected via the backbone network.
[0045]
FIG. 5 shows a UWB communication area 501 where the UWB communication control device 200 and the portable terminal 100d can communicate by UWB, an UWB communication area 502 where the portable terminals 100c and 100d can communicate by UWB, and a portable terminal 100b. c is an example in which an area communicable by UWB is indicated by a UWB communication area 503, and an area in which the portable terminals 100a and 100b are communicable by UWB is indicated by a UWB communication area 504. Note that 101a, b, c, and d are mobile phone communication units of each mobile terminal, and 102a, b, c, and d are UWB communication units. In the following UWB communication, each mobile terminal uses a UWB communication unit. It is assumed that communication is performed by using the above.
[0046]
Here, it is assumed that the mobile terminal that is the source of the UWB communication request is 100a, and the mobile terminal 100a is directly communicable with only the mobile terminal 100b.
When the communication data is generated, the mobile terminal 100a, which is the source of the UWB communication request, transmits communication request data for the UWB communication control device in order to check whether a UWB communication control device capable of direct UWB communication exists nearby. . For example, in the field indicating the type of the user data portion of the UWB control data portion of the UWB communication data 300, data indicating communication request data for the UWB communication control device is stored, and the UWB communication data is transmitted to the surroundings. By checking whether or not there is a response from the UWB communication control device, it can be confirmed whether or not there is a UWB control device that can communicate by UWB in the UWB communication area 504 nearby. In addition, whether or not the mobile terminal 100a can receive the UWB limited communication information described in the first embodiment also determines whether or not a UWB communication control device capable of performing UWB communication exists in the UWB communication area 504 nearby. it can.
[0047]
If the mobile terminal 100a cannot confirm a UWB communication control device that can communicate by UWB in the UWB communication area 504, the mobile terminal 100a determines whether there is a mobile terminal that can directly communicate with itself by UWB in the UWB communication area 504. confirm. For example, in the field indicating the type of the user data portion of the UWB control data portion of the UWB communication data 300, data indicating that the data is communication request data for a mobile terminal is stored, and the UWB communication data is transmitted to the surroundings. Then, by confirming whether or not there is a response from another portable terminal, it is possible to confirm whether or not a portable terminal capable of performing UWB communication exists in the UWB communication area 504 nearby.
[0048]
The mobile terminal 100b that has received the UWB communication data 300 storing the communication request data for the mobile terminal transmits the UWB communication data indicating that communication is possible by UWB to the mobile terminal 100a. Thereby, a relay communication path by UWB communication is established between the portable terminals 100a and 100b.
[0049]
The above-described relay communication path establishment procedure is repeated between the mobile terminals one after another until a mobile terminal (mobile terminal 100d in FIG. 5) that can communicate with the UWB communication control terminal 200 is found, and finally, the mobile terminal 100a and the UWB A relay line is established with the communication control terminal 200.
[0050]
By using the UWB communication relay means as described above, a portable terminal that cannot directly communicate with the UWB communication control device by the UWB communication system can be connected to the UWB communication control device, and as a result, can also communicate with the mobile phone system network. It becomes.
[0051]
In the above-described relay communication path establishment procedure, the UWB communication control device collects information of the portable terminal serving as a relay, and the information is transmitted to the UWB via the backbone network, which manages relay information and performs charging processing. By transmitting the relay request to the communication relay management station 505, it is possible to realize a charging system in which the mobile terminal 100a, which is the source of the UWB communication request, pays a predetermined relay charge to the mobile terminals 100b, c, and d of the relay role.
[0052]
At this time, the mobile terminal that is the source of the UWB communication request may be configured to have a function of selecting whether to perform relay communication according to the cost required for relay.
[0053]
Further, the portable terminal serving as a relay may be configured to have a function of selecting whether or not to receive a relay request from another portable terminal.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the mobile terminal including the mobile phone communication unit and the UWB communication unit of the present invention, the UWB communication control device, and the UWB communication relay unit, the device affected by the communication by the mobile phone system can be used. Even in a place where communication by the mobile phone system is not permitted due to existence or the like, communication connecting to the mobile phone system becomes possible without affecting the device.
[0055]
Further, as described above, according to the mobile terminal including the mobile phone communication unit and the UWB communication unit of the present invention and the UWB communication mode display unit, there are devices that are affected by communication by the mobile phone system. In the area, it is possible to clearly indicate to the surroundings that communication using UWB that does not affect the device is performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a portable terminal according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a UWB communication control device according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a data format used in the UWB communication system according to the embodiment. FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a UWB communication area according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 6 illustrates UWB communication relay means. FIG. 6 illustrates UWB communication mode display means according to an embodiment of the present invention.
100, 100a, 100b, 100c, 100d, 100e, 100f Mobile terminal 101, 101a, 101b, 101c, 101d, 101e, 101f Mobile phone communication unit 102, 102a, 102b, 102c, 102d, 102e, 102f UWB communication unit 103 Communication System control unit 104 Voice call / data communication processing unit 105 User interface unit 200 UWB communication control unit 201 Mobile phone interface unit 202 UWB communication unit 203 Communication system conversion unit 204 Trunk line 300 UWB communication data 301 UWB control data unit 302 UWB ID unit 303 User data section 400, 500, 501, 502, 503, 504 UWB communication area 505 UWB communication relay management station 600e Lamp 600f Display
