JP4575411B2 - 移動体通信システム、移動体通信端末および移動体通信方法 - Google Patents
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Description
また、近年、いわゆる携帯電話機のデュアル端末等、複数の周波数帯における無線通信が可能な移動体通信端末も知られている。
ここで、移動体通信端末には、無線通信用のアンテナが内蔵され、このアンテナを介して電磁波を送受信している。
そのため、ユーザが移動体通信端末を耳に密着させて通話を行っている場合、アンテナから放射された電磁波は、ユーザの頭部等に吸収され、アンテナ効率が低下する事態が発生する。
このようなアンテナ効率の低下を抑制するために、特許文献1に記載された技術においては、アンテナに接続された導電性部材と対向させて、通話時にユーザ側に放射される電波を打ち消すための導電性部材を備えることとしている。
そのため、指向性制御用の仕組みによって、アンテナ部分の体積の増加や複雑化を招き、移動体通信端末が大型化することとなる。
近年の移動体通信端末に対するニーズは、軽薄短小の方向にあることに鑑みると、アンテナ効率の低下を抑制する手段として、指向性制御用の仕組みを備える従来の技術は採用することが困難である。
このように、従来の技術においては、移動体通信端末の大型化を招くことなく、アンテナ効率の低下を抑制することが困難であった。
本発明の課題は、移動体通信端末の大型化を招くことなく、アンテナ効率の低下を抑制することである。
複数の周波数帯で通信可能な移動体通信端末(例えば、図1の移動体通信端末A)と、前記移動体通信端末と通信を行う基地局(例えば、図1の基地局B1〜B3)とを含む移動体通信システムであって、前記移動体通信端末において行われる通信の種別と、該移動体通信端末の外部インターフェースにおける音声入出力装置あるいは他の情報処理装置の接続状況とに基づいて、前記複数の周波数帯のうち、通信を行う周波数帯を選択する周波数選択手段(例えば、図5の周波数選択処理を実行する制御部60あるいは応用例2における基地局のネットワーク制御部)を備え、前記周波数選択手段は、前記移動体通信端末において行われる通信が、音声通信、非制限デジタル通信、パケット通信、テレビ電話通信、PoC(Push-to-Talk over Cellular)のいずれであるかを基に通信種別を判定し、判定された通信種別と前記接続状況との関係が、移動体通信端末とユーザとが密着状態になるものであると設定されている場合、前記複数の周波数帯のうち、使用可能なより低い周波数帯を選択することを特徴としている。
したがって、移動体通信端末がユーザに密着する状態であると推定されるときには、人体吸収率を考慮した周波数選択を行うことが可能となり、移動体通信端末の大型化を招くことなく、アンテナ効率の低下を抑制することができる。
また、本発明によれば、移動体通信端末とユーザとが密着状態であると判定された場合、使用可能な周波数帯の中で、より低い周波数帯が選択されるため、人体吸収率が高くなることを防止でき、移動体通信端末の大型化を招くことなく、アンテナ効率の低下を抑制することができる。
また、前記周波数選択手段は、前記移動体通信端末あるいは基地局のいずれかに備えられることを特徴としている。
本発明によれば、システムの仕様等に合わせて、移動体通信端末あるいは基地局のいずれか適切な側で、周波数選択を行うことができる。
複数の周波数帯で通信可能な移動体通信端末と、前記移動体通信端末と通信を行う基地局とを含む移動体通信システムにおける移動体通信端末であって、自装置において行う通信の種別と、自装置の外部インターフェースにおける音声入出力装置あるいは他の情報処理装置の接続状況とに基づいて、前記複数の周波数帯のうち、通信を行う周波数帯を選択する周波数選択手段を備え、前記周波数選択手段は、自装置において行われる通信が、音声通信、非制限デジタル通信、パケット通信、テレビ電話通信、PoC(Push-to-Talk over Cellular)のいずれであるかを基に通信種別を判定し、判定された通信種別と前記接続状況との関係が、自装置とユーザとが密着状態になるものであると設定されている場合、前記複数の周波数帯のうち、使用可能なより低い周波数帯を選択することを特徴としている。
また、本発明は、
複数の周波数帯で通信可能な移動体通信端末と、前記移動体通信端末と通信を行う基地局とを含む移動体通信システムにおける移動体通信方法であって、前記移動体通信端末において行われる通信の種別と、該移動体通信端末の外部インターフェースにおける音声入出力装置あるいは他の情報処理装置の接続状況とに基づいて、前記複数の周波数帯のうち、通信を行う周波数帯を選択する周波数選択ステップを含み、前記周波数選択ステップでは、前記移動体通信端末において行われる通信が、音声通信、非制限デジタル通信、パケット通信、テレビ電話通信、PoC(Push-to-Talk over Cellular)のいずれであるかを基に通信種別を判定し、判定された通信種別と前記接続状況との関係が、移動体通信端末とユーザとが密着状態になるものであると設定されている場合、前記複数の周波数帯のうち、使用可能なより低い周波数帯を選択することを特徴としている。
したがって、移動体通信端末がユーザに密着する状態であると推定されるときには、人体吸収率を考慮した周波数選択を行うことが可能となり、移動体通信端末の大型化を招くことなく、アンテナ効率の低下を抑制することができる。
(第1実施形態)
(構成)
図1は、本発明に係る移動体通信システム1のシステム構成を示す図である。
図1において、移動体通信システム1は、移動体通信端末Aと、基地局B1〜B3とを含んで構成される。
移動体通信端末Aは、3つの周波数帯に対応する無線通信機能を有しており、これらの周波数帯のいずれかを選択して、その周波数帯に対応する基地局B1〜B3と通信を行う。
図2において、移動体通信端末Aは、無線部10と、アンテナ20〜40と、表示操作部50と、制御部60と、外部インターフェース70と、マイク80と、スピーカ90と、カメラ100とを備えている。
なお、移動体通信端末Aは通信系統を複数有するが、無線部10およびアンテナ20〜40等の必要な部分以外には電力を供給せず、省電力化を図る構成となっている。
無線部10は、各周波数帯に対応する無線通信系統を構成し、送信系として、パワーアンプ、帯域フィルタ、アイソレータおよび変調回路等を備え、受信系として、ローノイズアンプ、帯域フィルタおよび復調回路等を備えている。
アンテナ20〜40は、それぞれ異なる周波数帯に対応するアンテナであり、各周波数帯域に最適化された構成となっている。ただし、アンテナ20〜40は、異周波共用アンテナとすることもでき、その場合、アンテナ20〜40のうち2つあるいは3つが1つのアンテナとして構成される。
表示操作部50は、10キー(“0”〜“9”および“*”、“#”を表すボタン)に代表される入力ボタンや、タッチパネルを構成する表示画面を備えている。
制御部60は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)およびメモリを有し、移動体通信端末A全体を制御する。即ち、制御部60は、移動体通信端末Aにおける表示、通信制御、電源管理を含む全ての動作を統括して管理し、移動体通信端末Aを制御する各種処理(例えば、後述する周波数選択処理等)を実行する。
通信種別判定部61は、移動体通信端末Aにおいて行われる通信の種別を判定する。具体的には、通信種別判定部61は、移動体通信端末Aにおいて行われている通信が、音声通信、非制限デジタル通信、パケット通信(384K/HSDPA)、テレビ電話通信、PoC(Push-to-Talk over Cellular)のいずれであるかを判定する。
外部機器接続判定部62は、外部インターフェース70における外部機器の接続状況を判定する。具体的には、外部機器接続判定部62は、イヤホンマイク、イヤホンスピーカ、ヘッドセットマイクおよびヘッドセットスピーカが外部インターフェース70に接続されているか否かを判定する。
図3に示す密着判定テーブルは、制御部60のROM内に記憶されている。
そして、密着判定部63は、着呼時あるいは発呼時に、通信種別判定部61によって判定された通信の種別と、外部機器接続判定部62によって判定された外部機器の接続状況とから、密着判定テーブルの対応するレコードを検索し、そのレコードに格納されている「密着状態」のデータを取得する。密着判定部63は、この密着状態のデータによって、移動体通信端末A本体と頭部とが密着しているか否かを判定する。
この場合は、明らかに移動通信端末Aはユーザの頭部に密着された状態である。
第1レコードの状態であるかどうかは、起動されているスピーカが耳密着型のスピーカ90で、かつ起動されているマイクが、移動体通信端末A本体に内蔵されているものであることを識別することで判定できる。
この場合、起動されるスピーカはイヤホンスピーカで、マイクはマイク付きイヤホンのマイクである。第1レコードの場合と同様に、起動されるスピーカ、マイクを識別したり、あるいは、イヤホンジャックにマイクつきイヤホンが接続されていることをハードウェア的に検出したりして、第2レコードの状態であることを認識することができる。
第2レコードの状態では、ユーザはイヤホンをしているため、イヤホンの上から移動体通信端末Aを耳に押し付けるのは不自然であり、移動体通信端末Aはユーザの頭部から離れている状態と考えられる。
この場合、起動されるスピーカはヘッドセットのスピーカで、マイクはヘッドセットのマイクである。第1レコードの場合と同様に、起動されるスピーカ、マイクを識別したり、あるいは、ヘッドセットが接続されていることをハードウェア的に検出したりして、第3レコードの状態であることが認識できる。第2レコードの場合と同様に、移動体通信端末Aはユーザの頭部から離れている状態と考えられる。
第4レコードの状態は、音声通信ではないため、スピーカ、マイクは起動されず、通信種別も異なるので特段の判定条件なしに認識でき、移動体通信端末Aはユーザの頭部から離れている状態と考えられる。
第5レコードおよび第6レコードは、いずれもパケット通信を行っている状態であり、交換される情報は音声でなくデータである。
なお、第5レコードと第6レコードとの違いは、変調方式や占有周波数幅の違いなどにより伝送速度が異なる点である。
しかしながら、いずれの場合であっても、接続されたパーソナルコンピュータの画面や、表示操作部50の画面を見ながら、ユーザは得た情報の内容を理解するので、移動体通信端末Aはユーザの頭部から離れている状態と考えられる。
この場合、ユーザは、表示操作部50の画面に表示された、通信相手のリアルタイムな動画像を閲覧しつつ、音声通信も同時に行う。移動体通信端末A本体に実装された画面を見ながらの通信となるので、どのような種類のスピーカあるいはマイクを用いるとしても、必然的に移動体通信端末Aはユーザの頭部から離れた状態となる。
図2に戻り、在圏エリア周波数判定部64は、移動体通信端末Aが在圏中である基地局の通信周波数を判定し、その判定結果を保持する。例えば、在圏エリア周波数判定部64は、移動体通信端末Aが、基地局B1およびB3の在圏エリアにある場合、基地局B1の通信周波数f1と、基地局B3の通信周波数f3とによって通信可能であると判定し、その判定結果を保持する。
マイク80は、移動体通信端末A本体に内蔵されており、通話時に音声入力を受け付ける。
スピーカ90は、移動体通信端末A本体に内蔵されており、制御部60において復調された音声データを出力する。
また、スピーカ90として、耳に密着させて音声通話に使用するもの(耳密着型のもの)、および、移動体通信端末A本体に記録されている楽曲データや着信時等に鳴動するアラーム音等を出力するものの2つのタイプが内蔵されている。
なお、移動体通信端末Aは、ユーザの意図的な通信以外に、移動体通信システム1の規格に従い、ネットワーク(直接的な通信対象は基地局)と断続的な通信を行うことによって、移動体通信端末Aの位置や置かれている環境(使用可能な周波数帯、電磁界強度等)を常に監視、更新している。
このような構成の下、移動体通信端末Aは、使用可能な周波数帯における無線通信を行うが、無線通信を行う場合、電磁波が人体に吸収されることが知られており、その吸収率は周波数帯との相関を有する。
そこで、通信周波数帯と人体吸収率(SAR:Specific Absorption Rate)との関係について説明する。
図4に示すデータは、社団法人 電波産業会 標準規格 「携帯型無線端末の比吸収率測定法」(ARIB STD-T56 2.0版)として掲げられているものであり、周波数と1W入力時の基準SAR値(1gSARおよび10gSAR)との関係を示している。
図4によれば、周波数が高くなるほど、比吸収率が高くなることがわかる。
そこで、本実施形態に係る移動体通信システム1では、使用可能な周波数帯の中で、より低い周波数帯を優先して用いることで人体吸収率を低減する制御を行うこととしている。
図1に戻り、基地局B1〜B3は、それぞれ周波数帯f1〜f3に対応する無線通信を行う基地局である。
また、基地局B1〜B3は、それぞれネットワーク制御部を備えており、このネットワーク制御部は、各基地局が接続されている通信網のプロトコルに従う通信制御を行う。
次に、動作を説明する。
図5は、移動体通信システム1が実行する周波数選択処理を示すフローチャートである。
周波数選択処理は、移動体通信端末Aにおける発呼あるいは着呼に際して実行され、人体吸収率の観点から、アンテナ効率がより高い状態で通信を行うために実行される。
図5において、周波数選択処理が開始されると、移動体通信端末Aの制御部60は、通信種別判定部61によって通信の種別を判定する(ステップS1)。
このとき、通信種別判定部61は、発呼時には、ユーザによる操作入力内容を基に通信種別を判定し、着呼時には、基地局との通信回線接続時(ネゴシエーション時)に、基地局から通信種別に関する情報を取得して判定する。
そして、制御部60は、密着判定部63によって、ユーザが移動体通信端末Aを頭部に密着させた状態で通話を行うか否かを判定する(ステップS3)。
このとき、密着判定部63は、図3に示す密着判定テーブルを参照して、移動体通信端末Aとユーザの頭部との密着状態を判定する。
ステップS4において、在圏中である基地局の通信周波数に最も低い周波数帯f1が含まれていると判定した場合、制御部60は、最も低い周波数帯f1を選択して通信を開始する(ステップS5)。
ステップS6において、在圏中である基地局の通信周波数に2番目に低い周波数帯f2が含まれていると判定した場合、制御部60は、2番目に低い周波数帯f2を選択して通信を開始する(ステップS7)。
また、ステップS3において、ユーザが移動体通信端末Aを頭部に密着させた状態で通話を行っていない(耳非密着型の通信である)と判定した場合、制御部60は、人体吸収率を加味することなく、通信負荷の分散等に基づく規定の周波数選択を行い、通信を開始する(ステップS9)。
即ち、移動体通信端末Aの使用形態によっては、移動体通信端末A本体とユーザの頭部との距離は明らかに離れている場合が存在する。
その場合においては、人体吸収率も著しく低くなるため、通常の周波数選択を行う。
そして、耳密着型の通信であると判定された場合のみ、在圏エリア内で使用できる周波数帯のうち、より低い周波数帯が優先して選択されることとなる。
また、移動体通信端末Aとユーザの頭部とが密着しない状態においては、通常の制御則に従って周波数選択が行われるため、必要な場合にのみ、本発明に基づく周波数選択を行うことができる。
第1実施形態においては、図3に示す密着判定テーブルを参照して、通信種別と外部機器の接続状況とに対応する密着状態を判定する場合について説明したが、密着判定テーブルを参照することなく、通信種別判定部61によって判定された通信の種別と、外部機器接続判定部62によって判定された外部機器の接続状況とから、ユーザの頭部と移動体通信端末Aとの密着状態を判定することも可能である。
図6に示す密着判定処理は、発呼時あるいは着呼時に制御部60によって実行される。
密着判定処理が開始されると、制御部60は、通信種別判定部61によって、パケット通信であるか否かの判定を行い(ステップS101)、パケット通信である場合、判定結果を耳密着型でない通信(耳非密着型の通信)とする(ステップS102)。
ステップS103において、外部インターフェース70にイヤホンあるいはマイクのいずれかが接続されていると判定した場合、制御部60は、ステップS102に移行し、判定結果を耳非密着型の通信とする。
なお、ステップS103において、外部インターフェース70にイヤホンあるいはマイクのいずれかが接続されているか否かを判定することとしたが、イヤホンおよびマイクのいずれも接続されているか否かを判定し、これらの両方が接続されている場合に、耳密着型の通信であると判定しても良い。
このように移動体通信端末Aとユーザの頭部との密着状態を判定することで、密着判定テーブルを持つことなく、簡単に密着状態の判定を行うことができる。
第1実施形態においては、図5の周波数選択処理を移動体通信端末Aが行う場合について説明したが、この処理を基地局が実行することも可能である。
即ち、基地局では通信種別を判定できるため、ネットワーク制御部において通信種別を判定し、また、移動体通信端末Aとの通信回線接続時(ネゴシエーション時)に、移動体通信端末Aにおける外部機器の接続状況を受信する。
そして、通信種別および外部機器接続状況を基に、ネットワーク制御部が密着判定を行い、密着状態である場合には、移動体通信端末Aに、より低い周波数帯で通信を行わせる。
このように基地局側で周波数選択処理を行うと、ネットワークの負荷状態等、移動体通信システム1の状況に応じた使用周波数帯の選択を容易に行うことができる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
上記第1実施形態では、移動体通信端末Aとユーザとの密着状態を判定する際に、移動体通信端末Aに内蔵されたマイクやスピーカを使用する場合を密着状態と捉えて判定条件を設定したが、第2実施形態では、移動体通信端末Aに内蔵されたマイクやスピーカ以外を用いて通信を行う場合でも、ユーザから一定の距離にある場合を密着状態と捉えて判定条件を設定した点が異なっている。
そのため、システム構成および移動体通信端末Aの機能ブロックは、第1実施形態と同様であり、密着状態の判定条件を示す密着判定テーブルが本実施形態では異なっている。
また、本実施形態における周波数選択処理のフローチャートは、第1実施形態における図5のフローチャートに対し、密着判定の判定条件が異なっている。
したがって、以下、第1実施形態と異なる部分である密着判定テーブルおよび周波数選択処理について説明する。
図7に示す密着判定テーブルは、国際規格IEC62209−2を考慮した密着判定の条件を示しており、移動体通信端末A内蔵のマイクやスピーカ以外であっても、人体に密着する可能性がある場合を密着状態として判定するものとなっている。
第1実施形態の場合と同様に、密着制御部63は、着呼時あるいは発呼時に、通信種別判定部61によって判定された通信の種別と、外部機器接続判定部62によって判定された外部機器の接続状況とから、密着判定テーブルの対応するレコードを検索し、そのレコードに格納されている「密着状態」のデータを取得する。密着判定部63は、この密着状態のデータによって、移動体通信端末A本体とユーザの身体とが密着しているか否かを判定する。
一方、図7に示す密着判定テーブルでは、第2レコード、第3レコード、第11レコードおよび第12レコードの判定結果が「密着状態」とされている。
即ち、図7に示す密着判定テーブルでは、図3に示す第1実施形態の密着判定テーブルよりも、移動体通信端末Aとユーザの身体とが密着していることの判定条件が厳しいものとなっている。
したがって、図7に示す密着判定テーブルを用いた場合、通信時に、より低い周波数帯が選択される傾向が高くなり、アンテナ効率の低下を抑制する作用が強まることとなる。
図8は、第2実施形態における周波数選択処理を示すフローチャートである。
図8に示すフローチャートでは、図5に示す第1実施形態のフローチャートとステップS3の密着判定の部分が異なっており、その他の処理は同様である。
即ち、図8におけるステップS203では、密着判定部63が、図7に示す密着判定テーブルを参照して、ユーザが移動体通信端末Aを身体に密着させた状態で通信を行うか否かを判定している。
したがって、通信時に、より低い周波数帯が選択される傾向が高くなり、人体吸収率を低く抑えることができるため、アンテナ効率の低下を抑制する作用を強めることができる。
Claims (4)
- 複数の周波数帯で通信可能な移動体通信端末と、前記移動体通信端末と通信を行う基地局とを含む移動体通信システムであって、
前記移動体通信端末において行われる通信の種別と、該移動体通信端末の外部インターフェースにおける音声入出力装置あるいは他の情報処理装置の接続状況とに基づいて、前記複数の周波数帯のうち、通信を行う周波数帯を選択する周波数選択手段を備え、
前記周波数選択手段は、前記移動体通信端末において行われる通信が、音声通信、非制限デジタル通信、パケット通信、テレビ電話通信、PoC(Push-to-Talk over Cellular)のいずれであるかを基に通信種別を判定し、判定された通信種別と前記接続状況との関係が、移動体通信端末とユーザとが密着状態になるものであると設定されている場合、前記複数の周波数帯のうち、使用可能なより低い周波数帯を選択することを特徴とする移動体通信システム。 - 前記周波数選択手段は、前記移動体通信端末あるいは基地局のいずれかに備えられることを特徴とする請求項1記載の移動体通信システム。
- 複数の周波数帯で通信可能な移動体通信端末と、前記移動体通信端末と通信を行う基地局とを含む移動体通信システムにおける移動体通信端末であって、
自装置において行う通信の種別と、自装置の外部インターフェースにおける音声入出力装置あるいは他の情報処理装置の接続状況とに基づいて、前記複数の周波数帯のうち、通信を行う周波数帯を選択する周波数選択手段を備え、
前記周波数選択手段は、自装置において行われる通信が、音声通信、非制限デジタル通信、パケット通信、テレビ電話通信、PoC(Push-to-Talk over Cellular)のいずれであるかを基に通信種別を判定し、判定された通信種別と前記接続状況との関係が、自装置とユーザとが密着状態になるものであると設定されている場合、前記複数の周波数帯のうち、使用可能なより低い周波数帯を選択することを特徴とする移動体通信端末。 - 複数の周波数帯で通信可能な移動体通信端末と、前記移動体通信端末と通信を行う基地局とを含む移動体通信システムにおける移動体通信方法であって、
前記移動体通信端末において行われる通信の種別と、該移動体通信端末の外部インターフェースにおける音声入出力装置あるいは他の情報処理装置の接続状況とに基づいて、前記複数の周波数帯のうち、通信を行う周波数帯を選択する周波数選択ステップを含み、
前記周波数選択ステップでは、前記移動体通信端末において行われる通信が、音声通信、非制限デジタル通信、パケット通信、テレビ電話通信、PoC(Push-to-Talk over Cellular)のいずれであるかを基に通信種別を判定し、判定された通信種別と前記接続状況との関係が、移動体通信端末とユーザとが密着状態になるものであると設定されている場合、前記複数の周波数帯のうち、使用可能なより低い周波数帯を選択することを特徴とする移動体通信方法。
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