JP2003283420A - 無線通信システム，及び中継器並びに移動局 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、公衆回線に接続される移動局を使用す
ることができないとされている環境においても、移動局
を使用することを可能とする無線通信システムを提供す
る。 【解決手段】 リピータ３は、基地局１との間で周波数
Ａ群を用い相対的に高い出力により通信を行うと共に、
携帯電話機２との間で第２の周波数を用い相対的に低い
出力により通信を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動局が基地局と
無線信号を介して通信を行うことにより、他の通信端末
との通信を行うための無線通信システム、及びそのシス
テムに使用される中継器並びに移動局に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動局たる例えば携帯電話機は、病院の
内部や電車の車両内においては送信電波が周囲に存在す
る医療機器などの動作に影響を及ぼすおそれがあること
から使用することが禁止されている。しかし、ＰＨＳ(P
ersonal Handyphone System )は、携帯電話機に比較す
ると基地局との通信距離が短く設定されていることから
送信電力も小さい。そこで、病院においては、屋内に事
業者用のＰＨＳ網を設置して、医師や看護婦などの勤務
者がＰＨＳを使用しているところもある。これは、ＰＨ
Ｓが発する電磁波は医療機器に影響を与えないことを示
すものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
システムはあくまでも事業者用ＰＨＳ専用のものである
から、外来または入院患者や来院者などが公衆用のＰＨ
Ｓを携帯していても使用することはできない。本発明は
上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、従
来、公衆回線に接続される移動局を使用することができ
ないとされている環境においても、移動局を使用するこ
とを可能とする無線通信システム、及びそのシステムに
使用される移動局並びに中継器を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の無線通信
システムによれば、中継器は、基地局との間で第１の周
波数群を用い相対的に高い出力により通信を行うと共
に、移動局との間で第２の周波数群を用い相対的に低い
出力により通信を行う。従って、移動局を携帯するユー
ザは、中継器が設置されている環境にあっては当該中継
器を介して基地局との通信を行うことになる。そして、
中継器との間では低い出力による通信を行うので、移動
局が発する電磁波が他の機器に影響を及ぼすことを極力
防止でき、更に、移動局は、電力の消費を抑えることが
できる。

【０００５】請求項２記載の無線通信システムによれ
ば、中継器は、基地局との間で第１の通信用コード群を
用い相対的に高い出力により通信を行うと共に、移動局
との間で第２の通信用コード群を用い相対的に低い出力
により通信を行う。従って、移動局が例えばＣＤＭＡ方
式で通信を行う構成である場合も、請求項１と同様の効
果を得ることができる。

【０００６】請求項３記載の無線通信システムによれ
ば、中継器は、指向性アンテナを用いて基地局との間で
通信を行うと共に、無指向性アンテナを用いて移動局と
の間で通信を行う。即ち、中継器の高出力通信用アンテ
ナの指向性を基地局側に持たせることで、中継器が発す
る電磁波の影響を低出力通信側に分布している他の機器
に対して及ぼし難くすることができる。そして、低出力
通信用アンテナは無指向性とすることで、移動局との通
信を行い易くすることができる。

【０００７】請求項４記載の無線通信システムによれ
ば、移動局は、中継局との通信が可能であるか否かを判
断し、当該通信が可能であると判断すると中継局との通
信を行う。そして、前記通信が不能であると判断すると
基地局との通信を直接行うように切り替える。従って、
移動局が通信環境を判断して自動的に通信形態の切り替
えを行うので、移動局を携帯したユーザは自ら判断して
手動で切り替えを行う必要がなくなり、利便性が向上す
る。

【０００８】請求項５記載の無線通信システムによれ
ば、中継器を病院の内部に設置する。即ち、上述したよ
うに病院には多数の医療機器が存在することから、本発
明のシステムを適用すれば、移動局を携帯するユーザは
中継器を介すことでそれらに影響を及ぼすことなく公衆
回線を利用して無線通信を行うことができる。

【０００９】請求項６記載の無線通信システムによれ
ば、中継器を車両の内部に設置する。例えば、電車の車
両内では、「医療機器に影響を及ぼすことがあるため携
帯電話の電源はお切り頂くようお願いします」といった
ようなアナウンスが行われているが、実際にこのアナウ
ンスの指示に従うマナーの良い乗客はほとんどいないの
が現状である。また、乗合自動車（所謂バス）において
も事情は同様である。そこで、本発明のシステムを車両
に適用すれば、より現実的な対応を取ることができる。

【００１０】請求項７記載の無線通信システムによれ
ば、中継器を自動車の車室内部に設置する。即ち、自動
車に乗車した場合に良好な環境で移動通信を行うために
は、自動車電話機を用いることが好ましい。自動車電話
機は、自動車本体のバッテリから電源供給を受けること
が可能であると共に、車外に取り付けられたアンテナを
使用することも可能であるから、基地局に対して十分な
電力により送信を行うことができる。

【００１１】そして、移動局たる携帯電話機を自動車の
車室内に持ち込んだ場合に自動車電話機と同様の性能で
通信を行うことを想定すると、携帯電話機を自動車本体
のバッテリと車外アンテナとに接続する必要がある。従
って、ユーザが携帯電話機を身につけた状態では使用が
困難となってしまう。そこで、本発明のシステムを適用
すれば、ユーザは移動局を携帯した状態のまま、中継器
を介すことで自動車電話システムと同様の性能で通信を
行うことが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】（第１実施例）以下、本発明を移
動局たる携帯電話機の通信システムに適用した場合の第
１実施例について図１乃至図５を参照して説明する。図
３は、本発明の無線通信システムの構成を概念的に示す
ものである。既存の通信システムの末端側は、基地局１
と携帯電話機（移動局）２とのみで構成され、両者が直
接通信を行うようになっている。

【００１３】本実施例の無線通信システムでは、両者の
間にリピータ（中継器）３が介在する構成である。リピ
ータ３は、既存のシステムでは携帯電話機に相当する位
置付けにあり、基地局１との間では送信出力が例えば最
大で３Ｗ程度（自動車電話の送信電力に相当する）に設
定されている。リピータ３は、基地局１との間の通信で
は指向性を有する第１アンテナ４を使用し、周波数Ａ群
（第１の周波数群）によって通信を行う。

【００１４】また、リピータ３は、携帯電話機２との間
の通信では無指向性の第２アンテナ５を使用すると共
に、送信電力は例えば最大で１０ｍＷ程度（携帯電話機
の最低出力）に設定されている。そして、その通信には
周波数Ｂ群（第２の周波数群）を使用する。ここで、周
波数Ａ群，Ｂ群とは、通常の携帯電話システムにおいて
基地局と移動局との間における通信で、回線の使用状況
や通信状況などに応じて適宜切り替えられて使用される
周波数帯の何れかを示す。

【００１５】そして、リピータ３は、基地局１より送信
された信号を受信すると、受信データの内容はそのまま
とし、通信周波数を周波数Ｂ群に切り替え、また、送信
電力設定を低出力に切り替えて携帯電話機２側に送信す
る。一方、リピータ３は、携帯電話機２より送信された
信号を受信すると、受信データの内容はそのままとし、
通信周波数を周波数Ａ群に切り替え、また、送信電力設
定を高出力に切り替えて携帯電話機２側に送信する。

【００１６】図４は、携帯電話機２の電気的構成を示す
機能ブロック図である。この図４において、携帯電話機
２は、二次電池１０から供給される電力に基づいて動作
するようになっている。制御部１１は、ＣＰＵを主体と
した電気回路で構成されており、ＲＯＭ１２に記憶され
た制御プログラムに基づいて動作する。具体的には、こ
の制御プログラムにより、キー操作部１３に対する操作
に応じて、通話処理や電子メールの送受信処理を行った
り、表示部１４に所定の文字を表示したり、ワークデー
タ（例えば電子メールのテキストデータ）を不揮発性の
ＲＡＭ１５に一時的に記憶するなど、携帯電話機２全体
の電気的な制御が行われる。

【００１７】マイク１６から入力される音声信号は、音
声処理部１７において音声データに変換され、その音声
データが無線部１８において変調されて、ロッドアンテ
ナ１９より電波信号として外部に送信される。

【００１８】一方、ロッドアンテナ１９が受信した電波
信号は無線部１８において復調され、テキストデータの
場合には、電子メールとして表示部１４に表示される。
また、音声データの場合には音声処理部１７において音
声信号に変換されて、スピーカ１９から音声として出力
される。これら音声処理部１７及び無線部１８は、制御
部１１からの指令に応じて動作するようになっている。
加えて、無線部１８は、受信電界強度の測定が可能とな
るように構成されており、その測定結果は制御部１１に
与えられるようになっている。

【００１９】図５は、リピータ３の電気的構成を示す機
能ブロック図である。リピータ３は、基地局１との間で
は基地局側送受信部２０が第１アンテナ４によって通信
を行い、携帯電話機２との間では移動局側送受信部２１
が第２アンテナ５によって通信を行う。これらの送受信
部２０，２１によって受信・復調された信号は一旦制御
回路部２３に与えられてから、送受信部２１，２０に出
力されることで変調・送信される。

【００２０】即ち、基地局側送受信部２０によって受信
された周波数Ａ群の信号は、周波数Ｂ群の信号に変換さ
れて移動局側送受信部２１により送信され、逆に、移動
局側送受信部２１が受信した周波数Ｂ群の信号は、波数
Ａ群の信号に変換されて基地局側送受信部２０により送
信される。

【００２１】また、記憶部２４は、制御回路部２３の制
御プログラムが記憶されているＲＯＭや、制御回路部２
３がワークエリアとして使用するＲＡＭなどで構成され
ている。電源部２５は、以上の各機能部に動作用電源を
供給するものであるが、これは、バッテリを含んで構成
されるもの、或いは商用交流電源から直流電源を生成す
る構成の何れであっても良い。

【００２２】図１は、本実施例のより具体的な適用形態
を示すものである。本実施例では、病院の病室内にリピ
ータ３を配置して、病室を利用する患者や病室を訪れる
外来者が携帯電話機２を使用できるようにしたものであ
る。リピータ３は病室の窓辺に配置されており、第１ア
ンテナ４は、病室外部側に存在する基地局１側を指向す
るように設定されている。

【００２３】次に、本実施例の作用について図２をも参
照して説明する。図２は、携帯電話機２の制御部１１に
よる本発明の要旨に関する処理内容を概略的に示すフロ
ーチャートである。制御部１１は、無線部１８を介して
受信電界強度（この場合、周波数Ａ群，Ｂ群の双方につ
いて）の測定を行う（ステップＳ０）。

【００２４】そして、リピータ３が送信している周波数
Ｂ群の電波信号が受信可能なレベルにあるか否かを判断
し（ステップＳ１）、受信が不能であれば（「ＮＯ」）
一般的な携帯電話機と同様に基地局１が送信を行ってい
る周波数Ａ群で待ち受けを行う（ステップＳ２）。

【００２５】また、周波数Ｂ群が受信可能なレベルにあ
る場合は（ステップＳ１，「ＹＥＳ」）、周波数Ｂ群に
ゾーン移行（受信帯域をＢ群に切り替える）する（ステ
ップＳ３）。それから、リピータ３より指定される送信
電力レベルの設定を行うと（ステップＳ４）、周波数Ｂ
群で待ち受けを行う（ステップＳ５）。尚、ステップＳ
４においてリピータ３より指定される送信電力レベル
は、携帯電話機では最低レベルでＰＨＳ並みの電力とな
る１０ｍＷとする。斯様に設定を行うことで、携帯電話
機２は、リピータ３との通信を行うようになり、基地局
１とはリピータ３を介して通信することになる。

【００２６】周波数Ｂ群で待ち受けを行っている間、制
御部１１は、無線部１８を介して受信電界強度（この場
合、周波数Ｂ群）の測定を行い（ステップＳ６）、周波
数Ｂ群の電波信号が受信可能なレベルにあれば（ステッ
プＳ７，「ＹＥＳ」）、ステップＳ５に戻り待ち受け状
態を保持する。また、周波数Ｂ群の受信が不能な状態に
なると（ステップＳ７，「ＮＯ」）周波数Ａ群にゾーン
移行してから（ステップＳ８）ステップＳ２に戻り、周
波数Ａ群での待ち受けに切り替える。

【００２７】以上のように本実施例によれば、リピータ
３は、基地局１との間で周波数Ａ群を用い相対的に高い
出力により通信を行うと共に、携帯電話機２との間で周
波数Ｂ群を用い相対的に低い出力により通信を行うよう
にした。

【００２８】従って、携帯電話機２を携帯するユーザ
は、リピータ３が設置されている環境にあっては当該リ
ピータ３を介して基地局１との通信を低い出力により行
うので、携帯電話機２が発する電磁波が他の機器に影響
を及ぼすことを極力防止することができる。更に、携帯
電話機２は、電力の過剰な消費が抑制されるので、二次
電池１０による駆動時間を長期化することができる。

【００２９】そして、リピータ３は、基地局１との間で
は指向性アンテナである第１アンテナ４を用いて基地局
１との間で通信を行うと共に、携帯電話機２との間では
無指向性アンテナである第２アンテナ５を用いて通信を
行うので、リピータ３が発する電磁波の影響を低出力通
信側に分布している他の機器に対して及ぼし難くするこ
とができる。そして、第２アンテナ５を無指向性とする
ことで、携帯電話機２との通信を行い易くすることがで
きる。

【００３０】また、携帯電話機２は、周波数Ｂ群によっ
てリピータ３との通信が可能であるか否かを判断し、当
該通信が可能であると判断すると周波数群Ｂを使用して
リピータ３との通信を行い、当該通信が不能であると判
断すると周波数群Ａを使用して基地局１との通信を直接
行うように切り替えるようにした。従って、携帯電話機
２が通信環境を判断して自動的に通信形態の切り替えを
行うことで、携帯電話機２を携帯したユーザは自ら判断
して手動で切り替えを行う必要がなくなり、利便性が向
上する。

【００３１】更に、本実施例によれば、リピータ３を病
院の内部に設置したので、ユーザは、病院の内部に配置
されている多数の医療機器に影響を及ぼすことなく、携
帯電話機２により公衆回線を利用して無線通信を行うこ
とができる。

【００３２】（第２実施例）図６は、本発明を自動車に
適用した場合の一例である。自動車(車両)３１の車室内
における天井部分にはリピータ３が設置されており、外
部のルーフ部及びリア部には、２つの第１アンテナ４
ａ,４ｂが設置されている。これらの第１アンテナ４ａ,
４ｂは、より効果的にダイバーシティ受信を行うために
設けられている。尚、リピータ３の動作用電源は、自動
車３１のバッテリ（図示せず）から供給が可能となって
いる。そして、ユーザは、車室内に携帯電話機２を持ち
込んだ場合は、第１実施例と同様にしてリピータ３を介
して基地局１との通信を行うようにする。

【００３３】ここで、自動車３１に乗車した場合に良好
な環境で移動通信を行うためには、自動車電話機を用い
ることが好ましい。自動車電話機は、自動車３１本体の
バッテリから電源供給を受けることが可能であると共
に、車外に取り付けられたアンテナを使用することも可
能であり、基地局１に対して十分な電力により送信を行
うことができるからである。

【００３４】そして、従来のシステムにおいて、携帯電
話機２を自動車３１の車室内に持ち込んだ場合に自動車
電話機と同様の性能で通信を行うことを想定すると、携
帯電話機２を自動車３１本体のバッテリと車外アンテナ
とに接続しなければならず、ユーザが携帯電話機２を身
につけた状態では使用が困難となってしまう。これに対
して、上記の構成を採用することで、ユーザは、携帯電
話機２を自動車３１側と有線接続することなしに、自動
車電話システムと同様の環境で通信を行うことが可能と
なる。

【００３５】以上のように構成された第２実施例によれ
ば、リピータ３を自動車３１の車室内部に設置したの
で、ユーザは携帯電話機２を携帯した状態のまま、リピ
ータ３を介して自動車電話システムと同様の性能で通信
を行うことが可能となる。

【００３６】（第３実施例）図７は、本発明を電車に適
用した場合の一例である。電車（車両）３２の客室内に
おける天井部分にはリピータ３が設置されており、外部
のルーフ部及びリア部には、２つの第１アンテナ４ａ,
４ｂが設置されている。これらの第１アンテナ４ａ,４
ｂは、第２実施例と同様にダイバーシティ受信を行うた
めに設けられている。そして、ユーザは、電車３２の客
室内に携帯電話機２を持ち込んだ場合は、第１または第
２実施例と同様にしてリピータ３を介して基地局１との
通信を行うようにする。

【００３７】ところで、電車の車両内では、「医療機器
に影響を及ぼすことがあるため携帯電話の電源はお切り
頂くようお願いします」といったようなアナウンスが行
われているが、実際にこのアナウンスの指示に従うマナ
ーの良い乗客はほとんどいないのが現状である。また、
乗合自動車（所謂バス）においても事情は同様である。
そこで、本発明のシステムを上記のように電車３２等に
適用すれば、より現実的な対応を取ることができる。

【００３８】以上のように構成された第３実施例によれ
ば、リピータ３を電車３２の客室内部に設置したので、
客室内で携帯電話機２が使用される場合は、リピータ３
を介して基地局１との間での通信が行われることにな
る。従って、客室内に、例えばペースメーカなどの医療
機器を身につけた乗客が同乗しているとしても、携帯電
話機２が発生させる電磁波がその医療機器に影響を及ぼ
すことを回避できる。

【００３９】本発明は上記し且つ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。第１実施例において、リピータ３が
基地局１と通信を行うための送信電力は、０．８Ｗ程度
に設定しても良い。また、携帯電話機２がリピータ３と
の通信を行う場合の送信電力設定は、通信環境に応じて
１０ｍＷ未満に設定しても良い。リピータ３を病院の待
合室に設置しても良い。ユーザが必要に応じて手動で切
り替えを行うことで、移動局に中継器との通信を行わせ
るように構成しても良い。移動局は、携帯電話機２に限
ることなく、基地局との間で無線通信を行うものであれ
ば適用が可能である。

【００４０】本発明の無線通信システムは、従来の移動
局であっても、ハードウエア構成については一切変更す
ることなく、ソフトウエアのみを変更することで適用す
ることが可能である。また、上記実施例ではＴＤＭＡ(T
ime Division Multiple Access)方式の携帯電話機２に
ついて適用したが、ＣＤＭＡ(Code Division Multiple
Access)方式の携帯電話機であっても同様に適用するこ
とができる。この場合、第１，第２の周波数群を、第
１，第２の通信用コード群に置き換えることで同様に実
施が可能である。即ち、ＣＤＭＡ方式に適用すれば、通
信に用いる周波数が同じとなる場合でも、通信に用いる
拡散コードが異なれば、それらが相互に干渉することは
無いからである。また、これらに限ることなく、要は、
相互に干渉することが無い２つの異なる（第１，第２
の）通信帯を用いれば、同様に適用することができる。
無線通信システムの適用例は、病院内、自動車、電車に
限ることなく、移動局が発生する電磁波の影響を受ける
ことが想定される電子機器などが配置されている環境で
あれば適用が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を移動局たる携帯電話機の通信システム
に適用した場合の第１実施例であり、病院の病室内にリ
ピータを配置した状態を示す図

【図２】携帯電話機の制御部による本発明の要旨に関す
る処理内容を概略的に示すフローチャート

【図３】本発明の無線通信システムの構成を概念的に示
す図

【図４】携帯電話機の電気的構成を示す機能ブロック図

【図５】リピータの電気的構成を示す機能ブロック図

【図６】本発明を自動車の車室内に適用した場合の第２
実施例であり、システム構成を示す図

【図７】本発明を電車の客室内に適用した場合の第３実
施例であり、システム構成を示す図

【符号の説明】

１は基地局、２は携帯電話機（移動局）、３はリピータ
（中継器）、４は第１アンテナ、５は第２アンテナ、３
１は自動車（車両）、３２は電車（車両）を示す。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基地局と、この基地局と無線信号を介し
   て通信を行うことにより、他の通信端末との通信を行う
   移動局とで構成される無線通信システムにおいて、 前記基地局との間で第１の周波数群を用い相対的に高い
   出力により通信を行うと共に、前記移動局との間で第２
   の周波数群を用い相対的に低い出力により通信を行う中
   継器を備えたことを特徴とする無線通信システム。
2. 【請求項２】 基地局と、この基地局と無線信号を介し
   て通信を行うことにより、他の通信端末との通信を行う
   移動局とで構成される無線通信システムにおいて、 前記基地局との間で第１の通信用コード群を用い相対的
   に高い出力により通信を行うと共に、前記移動局との間
   で第２の通信用コード群を用い相対的に低い出力により
   通信を行う中継器を備えたことを特徴とする無線通信シ
   ステム。
3. 【請求項３】 前記中継器は、前記基地局との間で通信
   を行うための指向性アンテナと、前記移動局との間で通
   信を行うための無指向性アンテナとを備えていることを
   特徴とする請求項１または２記載の無線通信システム。
4. 【請求項４】 前記移動局は、前記中継局との通信が可
   能であるか否かを判断し、当該通信が可能であると判断
   すると前記中継局との通信を行い、当該通信が不能であ
   ると判断すると前記基地局との通信を直接行うように切
   り替えることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記
   載の無線通信システム。
5. 【請求項５】 前記中継器は、病院の内部に設置されて
   いることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の
   無線通信システム。
6. 【請求項６】 前記中継器は、車両の内部に設置されて
   いることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の
   無線通信システム。
7. 【請求項７】 前記中継器は、自動車の車室内部に設置
   されていることを特徴とする請求項６記載の無線通信シ
   ステム。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７の何れかに記載の無線通
   信システムに使用されることを特徴とする中継器。
9. 【請求項９】 請求項１乃至７の何れかに記載の無線通
   信システムに使用されることを特徴とする移動局。