JP3789090B2 - 無線通信システム及び携帯電子装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、携帯電子装置が基地局に対して信号を伝送するアップリンク伝送速度よりも、前記基地局が前記携帯電子装置に信号を伝送するダウンリンク伝送速度が高速な、伝送速度が非対称な無線通信システムによって、情報を送受信する、携帯電子装置の構成を簡素化する無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電子装置を用いて情報を送受信するシステムとして、携帯電話や自動車電話を利用したデータ通信システムがある。このデータ通信システムは、携帯電子装置上で動作するアプリケーションによる機能によって、例えば携帯電話や自動車電話による無線通信路（無線公衆網）を含む公衆回線網等を介して、任意の外出先から会社のデータベースをアクセスし、連絡事項や帳簿の内容を確認するといった利用が可能である。
【０００３】
このデータ通信システムにおける無線部分は、携帯電話、自動車電話などのセルラー網である。通常、携帯電話、自動車電話を用いた無線によるデータ通信が可能かどうか、すなわち受信環境は、携帯電話、自動車電話における圏外表示によって知ることができる。圏外表示は、受信電界強度が規定値以下の場合になされる。従って、無線通信により情報を取得可能かどうかは、セルラー網のサービス領域に影響される。
【０００４】
携帯電話、自動車電話などの無線公衆網では、受信不可能なエリアを少なくすることがサービスの一つであり、どこにいても常時、受信可能であることが本来あるべき状態とする前提にある。従って、受信環境に関して、受信不可能な圏外表示を行なうのみで、受信可能な領域を表示するということは行なっていない。
【０００５】
情報を提供するエリアを明示したシステムとして、高速道路における交通情報サービスがある。交通情報サービスは、高速道路における混雑情報および工事情報、事故情報などを、ＡＭラジオ放送と同様の中波帯の周波数（１６２０ｋＨｚ）を用いて、道路に沿った特定のエリアにおいて提供するシステムである。交通情報がサービスがなされているエリアは、道路側部に始まりや終りを明示する標識によって知ることができる。
【０００６】
交通情報サービスにおける利用者は、高速道路の利用者である。交通情報サービスでは、利用者が安全に走行しながら情報を取得できることが前提であるため、「受信状態が悪い場合には走行車線に寄れ」というような、利用者に対して、受信条件を改善することを要求する旨を明示するエリア表示は存在しない。これは、高速道路の性質上当然のことである。
【０００７】
図Ａには、受信状況を改善する装置（移動無線端末）の一例を示している（特開平６−１８８６１７）。図Ａに示す装置は、指向性アンテナの方向を目標方向（基地局）に合わせるために、端末側に指向性アンテナの指向方向と同じ方向に光ビームを放射する装置を設けている。この従来例では、受信環境を改善するための装置が端末側に設置されている。このために、端末の小型化が必要な用途には不適である。さらに、この従来例では、アンテナの指向性の向きの改善によって受信状況を改善しているが、端末の移動による受信状況の改善は考慮していない。
【０００８】
このように従来では、無線通信路を介した各種サービスを利用する利用者に対して、移動することにより積極的に受信環境を改善してもらうことを期待するシステムはない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、携帯電子装置により各種情報を送受信するマルチメディアサービスを考えた場合、情報の受信が容易であることと同時に、携帯電子装置の構成が簡易であり、可搬性に優れていることが望まれる。しかしながら、あらゆる受信条件において、基地局からの信号を確実に受信できるように携帯電子装置を設計すると、受信利得を高める技術（伝搬路歪みを補正する等化器や受信電界強度を改善するダイバーシチ受信回路）が必要となり、その分だけ回路規模が増加し、可搬性の点で不利となる。また、低消費電力化を妨げる要因となる。つまり、いかにして、回路規模を増大させることなく、受信条件を改善するかが問題となる。
【００１０】
受信条件の改善は、受信感度の向上と、受信電界強度の向上により達成可能である。前者は、等化器やダイバーシチ受信、受信信号増幅器の低雑音化により実現されるが、回路規模の増大を招いてしまう。また後者は、基地局の送信電力の向上により実現されるが、不用意な送信電力の増加は、周波数再利用距離が大きくなり、周波数利用効率の低下を招いてしまう。
【００１１】
すなわち、基地局から携帯電子装置に対して情報提供を行なうシステムにおいて、基地局の送信電力を不用意に増加させる必要なく、簡単な構成による携帯電子装置を用いた無線通信を介して、確実に情報サービスの提供を受けることが可能な無線通信システムが望まれていた。
【００１２】
本発明は前記のような事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、簡単な構成による携帯電子装置を受信電界強度の高いエリア内に位置させて、確実に無線通信を介して情報サービスを受けることを可能にする無線通信システムを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る無線通信システムは、無線装置を備えた携帯電子装置と、前記携帯電子装置に対して情報伝送を行う第１のサービスエリアを持つ第１の基地局と、前記携帯電子装置に対して制御信号及び情報伝送を行う前記第１のサービスエリアよりも広域の第２のサービスエリアを持ち、前記第１の基地局の位置を示す情報を含む狭域基地局地図情報を有する第２の基地局とを具備し、前記携帯電子装置は、利用者による所定の操作を受けて前記第１の基地局の位置情報を受ける要求信号を前記第２の基地局に送信し、前記第２の基地局から前記第１の基地局の位置を示した地図情報を得るものであって、前記携帯電子装置が前記第２の基地局に対して送信する際に、前記要求信号に情報分類信号を付加し、前記第２の基地局では付加された前記情報分類信号に応じて、詳細に分類した他の地図情報を得ることを特徴としている。
また、本発明に係る無線通信システムは、無線装置を備えた携帯電子装置と、前記携帯電子装置に対して第１のダウンリンク回線により情報伝送を行う第１のサービスエリアを持つ第１の基地局と、前記携帯電子装置に対して前記第１のダウンリンク回線の信号伝送速度よりも低速な信号伝送速度の第２のダウンリンク回線、及びこの第２のダウンリンク回線と同等の信号伝送速度をもつアップリンク回線により制御信号及び情報伝送を行う前記第１のサービスエリアよりも広域の第２のサービスエリアを持ち、前記第１の基地局の位置を示す情報を含む狭域基地局地図情報を有する第２の基地局とを具備し、前記携帯電子装置は、利用者による所定の操作を受けて前記第１の基地局の位置情報を受ける要求信号を前記第２の基地局に前記アップリンク回線を介して送信し、前記第２の基地局から前記第２のダウンリンク回線を介して前記第１の基地局の位置を示した地図情報を得るものであって、前記携帯電子装置が前記第２の基地局に対して送信する際に、前記要求信号に情報分類信号を付加し、前記第２の基地局では付加された前記情報分類信号に応じて、詳細に分類した他の地図情報を得ることを特徴としている。
また本発明に係る携帯電子装置は、情報伝送を行う第１のサービスエリアを持つ第１の基地局、制御信号及び情報伝送を行う前記第１のサービスエリアよりも広域の第２のサービスエリアを持ち、前記第１の基地局の位置を示す情報を含む狭域基地局地図情報を有する第２の基地局とそれぞれ通信を行う携帯電子装置において、利用者による所定の操作を受けて前記第１の基地局の位置情報を受ける要求信号を前記第２の基地局に送信し、前記第２の基地局から前記第１の基地局の位置を示した地図情報を得るものであって、前記携帯電子装置が前記第２の基地局に対して送信する際に、前記要求信号に情報分類信号を付加し、前記第２の基地局では付加された前記情報分類信号に応じて、詳細に分類した他の地図情報を得ることを特徴としている。
また本発明に係る携帯電子装置は、第１のダウンリンク回線により情報伝送を行う第１のサービスエリアを持つ第１の基地局、前記第１のダウンリンク回線の信号伝送速度よりも低速な信号伝送速度の第２のダウンリンク回線、及びこの第２のダウンリンク回線と同等の信号伝送速度をもつアップリンク回線により制御信号及び情報伝送を行う前記第１のサービスエリアよりも広域の第２のサービスエリアを持ち、前記第１の基地局の位置を示す情報を含む狭域基地局地図情報を有する第２の基地局とそれぞれ通信を行う携帯電子装置において、前記携帯電子装置は、利用者による所定の操作を受けて前記第１の基地局の位置情報を受ける要求信号を前記第２の基地局に前記アップリンク回線を介して送信し、前記第２の基地局から前記第２のダウンリンク回線を介して前記第１の基地局の位置を示した地図情報を得るものであって、前記携帯電子装置が前記第２の基地局に対して送信する際に、前記要求信号に情報分類信号を付加し、前記第２の基地局では付加された前記情報分類信号に応じて、詳細に分類した他の地図情報を得ることを特徴としている。
【００１６】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１は本発明による無線通信システムを用いたデータ通信システムの構成を示す図である。本発明による無線通信システムは、無線装置を備えた携帯電子装置１０と、携帯電子装置からの無線信号を受信すると共に携帯電子装置に情報を無線信号により伝送する基地局１２、及び基地局１２と携帯電子機器１０との間で無線通信を実現する無線伝送システムが存在する環境とにより構成されている。
【００１７】
基地局１２と携帯電子装置１０との間で無線通信を行なう無線伝送システムは、信号伝送速度が非対称、すなわち基地局１２が携帯電子装置に対して信号を伝送するダウンリンク伝送速度が、携帯電子装置１０から基地局１２に対して信号を伝送するアップリンク伝送速度よりも高速となっている。ここでは、高速なダウンリンク回線は狭域（狭域エリア）であり、低速なアップリンク回線は広域（広域エリア）となっている（さらに低速なアップリンク回線と同等の信号伝送速度を持つ広域のダウンリンク回線を備えていても良い）。つまり、基地局から携帯電子装置に対して伝送する高速なダウンリンク回線のエリアに比べて、携帯電子装置から基地局に対して伝送する低速なアップリンク回線のエリアが広くなっている。
【００１８】
例えば、基地局１２は、ダウンリンク伝送に高速なダウンリンク回線を用いて、画像を含む通信や、音声、ファイル編集、情報配布・広報、放送等のサービス（マルチメディアサービス）を携帯電子装置１０に対して提供する。携帯電子装置１０は、アップリンク伝送に低速なアップリンク回線を用いて、ダウンリンクを制御する情報や、チャネルの選択、マルチメディアの場合はメディアを選択する制御信号、音声データ等を基地局１２に伝送する。
【００１９】
基地局１２がカバーする（携帯電子装置１０との間で通信が可能な）エリアに、複数の携帯電子装置１０が存在する場合には、可能な範囲で、それぞれの携帯電子装置１０に対してアップリンクとダウンリンクの回線を確立する。
【００２０】
基地局１２は、例えばネットワーク１４（公衆回線網等であっても良い）と接続されており、携帯電子装置１０からの要求等に応じて、ネットワーク１４を介して前述したようなサービスを取得して携帯電子装置１０に提供する。ネットワーク１４には、図１に示すように、複数の基地局１２の他に、データベースシステム１６、各種制御システム１８の他、端末（図示せず）等が接続されており、相互に情報の送受信が可能となっている。携帯電子装置１０は、基地局１２との間の無線伝送システムを用いて、ネットワーク１４を介した各種情報サービスを利用することができる。
【００２１】
本発明の無線通信システムは、無線伝送システムが存在する環境において、携帯電子装置がダウンリンク伝送により基地局と通信が可能なエリアを明示して、携帯電子装置の利用者に対して、確実に情報サービスを受けることができるエリアへの移動を促すことができるものである。
【００２２】
まず、本発明の第１実施例に係る無線通信システムについて図２を参照しながら説明する。第１実施例に係る無線通信システムは、情報伝送を行なう基地局１２と、複数の利用者がそれぞれ使用する携帯電子装置１０、及び基地局１２から伝送される無線信号を受信可能なエリア（受信可能エリア２１）を色で表示する手段から構成される。
【００２３】
基地局１２のアンテナ２０によりカバーされる情報サービスエリアは、アンテナ２０から送出される電波を携帯電子装置１０が受信する時の受信電界強度が、ある既定値以上となるエリアであり、同エリアを示す特定の色により表される。
【００２４】
ここで、携帯電子装置１０の無線装置（受信機）の最低受信電界強度をａ、任意の地点ｕにおける電界強度をｒ（ｕ）とすると、ａ＜ｒ（ｕ）となるｕのエリアの床面を、受信可能エリア２１を表わす特定の色により区分する。図２では、色により区分するエリアの電界強度は、受信機の最低受信電界強度（つまり、ａ＜ｒ（ｕ））である。
【００２５】
しかしながら、建築物等を設置する際の都合によっては、完全に情報サービスエリアを表わすように受信可能エリア２１を設置できない場合も考えられる。その場合には、図３（ａ）（ｂ）に示すように、色により区分された受信可能エリア２１と、実際の情報サービスエリア２２が一致しない事が起こる。
【００２６】
つまり、図３（ａ）に示す場合には、電界強度がａ＜ｒ（ｖ）となるが色により区分されていない地点ｖが存在している。また、図３（ｂ）では、電界強度がａ＞ｒ（ｗ）となるが色により区分されている地点ｗが存在している。
【００２７】
このように、必ずしも、色により明示されている受信可能エリア２１と電界強度が既定値以上となる部分が一致していなくとも、大部分のエリアを明示していれば、携帯電子装置１０の利用者に高品質で情報を受けられるエリアを明示することが可能となり、それによって携帯電子装置１０の利用者に対して移動を促すことが出来るので、受信環境の改善が期待される。
【００２８】
なお、図２では、狭域エリアのみを用いて説明し、広域エリアは図示していない。
【００２９】
次に、本発明の第２実施例に係る無線通信システムについて図４を参照しながら説明する。第２実施例に係る無線通信システムは、情報伝送を行なう基地局１２と、複数の利用者が使用する携帯電子装置、基地局１２から伝送される無線信号を携帯電子装置が受信可能なエリア（受信可能エリア２４）を床面の特定な形状で示す手段から構成される。
【００３０】
図４に示す受信可能エリア２４は、床面の段差によって表わされ、第１実施例で説明したように、基地局１２のアンテナ２０から送出される電波を携帯電子装置１０が受信する時の受信電界強度がある閾値以上のエリアの部分である。さらに、前述したように、段差設置上の都合により、一部分がある閾値以下であっても構わない。
【００３１】
また、受信可能エリア２４を、図４に示すような段差で示す他に、床面が他のエリアと識別可能な特定の形状（床面の材質、微小な凹凸等）を用いて表わすようにしても良い。
【００３２】
次に、本発明の第３実施例に係る無線通信システムを図３を参照しながら説明する。第３実施例に係る無線通信システムは、情報伝送を行なう基地局１２と、複数の利用者がそれぞれ使用する携帯電子装置、及び基地局１２から伝送される無線信号を携帯電子装置が受信可能なエリア（受信可能エリア２６（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ））を光や、音で示す手段から構成される。
【００３３】
図５に示す受信可能エリア２６は、光や音で示すものであり、第１実施例で説明したように、基地局１２のアンテナ２０から送出される電波を携帯電子装置１０が受信する時の受信電界強度がある閾値以上のエリアである部分である。
【００３４】
図５においては、基地局１２のアンテナ２０ａに対する受信可能エリア２６ａは、例えば受信可能エリア２６ａに設置された発音素子２７により発生される音で示される。基地局１２のアンテナ２０ｂに対する受信可能エリア２６ｂは、発光素子２８により発光される光（赤色）で示され、アンテナ２０ｃに対する受信可能エリア２６ｃは、発光素子２９により発光される光（青色）で示される。
【００３５】
また、広域のアップリンクと狭域のダウンリンクが存在するシステム（さらに広域のダウンリンクがあっても構わない）であれば、携帯電子装置１０がアップリンク可能なエリアに位置する際に、利用者側からダウンリンクが可能な情報サービスエリア（受信可能エリア）を明示するように指示することもできる。
【００３６】
この場合、図５中に示す発音素子２７、発光素子２８，２９は、それぞれに対応する基地局（図示せず）によって、発生する音の音色、あるいは発光する光の明るさが制御され、携帯電子装置１０からの要求に従って光や音で示されるエリアの色や明るさ、音色等が変化される。
【００３７】
携帯電子装置１０は、利用者によって所定の操作を受けると、自携帯電子装置を特定するための識別情報（ＩＤ）と共に、受信可能エリアの明示を指示するための「サービスエリア情報要求信号」をアップリンク回線を用いて送信する。基地局１２は、携帯電子装置１０からの「サービスエリア情報要求信号」を受信すると、要求信号に対応して自基地局の制御下にあるエリアを示す手段（発音素子２７、発光素子２８，２９）による、光や音で示されるエリアの色や明るさ、音色等を変化させる。つまり、利用者が携帯電子装置１０を用いて情報サービスエリアを明示する要求を行ない、その要求信号に対して、基地局１２が情報サービスエリアの明示（光や色や明るさや音色）を変化させることによって応答する。
【００３８】
この時、複数の携帯電子装置１０の利用者が、同一の情報サービスエリアに存在する場合には、エリアを示す手段（光や色や明るさ、音色等）による反応が、どの携帯電子装置１０の利用者による指示に応じたものかは区別できない。
【００３９】
そこで、基地局１２は、「サービスエリア情報要求信号」に応じて情報サービスエリアの明示を変化させると共に、識別情報（ＩＤ）に基づいて、要求を行なった携帯電子装置１０に対して応答信号としてＡＣＫもしくはＮＡＣＫを返す。
【００４０】
基地局１２からの応答信号を受信した携帯電子装置１０は、携帯電子装置１０に具備された受信通知機能、例えば発音素子や発光素子、振動素子で携帯電子装置１０の利用者に対して、基地局１２から応答があったことを知らせる。
【００４１】
これにより、受信可能エリアを示す手段（発音素子２７、発光素子２８，２９）による反応と同時に、携帯電子装置１０による反応が可能となるので、利用者は、自携帯電子装置１０からの「サービスエリア情報要求信号」の送信によって変化した受信可能エリアの明示を区別することが出来る。
【００４２】
さらに、本発明によれば、携帯電子装置１０の利用者が、必要としている情報サービスの提供を行なっている受信可能エリアが何れであるかを知ることができるように、該当する受信可能エリアを選択的に明示させることができる。
【００４３】
携帯電子装置１０の利用者は、携帯電子装置１０に必要とする情報の種別、及びサービスエリア情報（受信可能エリアの明示）の要求を入力する。携帯電子装置１０は、広域のアップリンク回線を用いて、識別情報（ＩＤ）及び「サービスエリア情報要求信号」と共に、携帯電子装置１０の利用者が必要とする情報の種別を示す情報を含む信号を基地局１２に送信する。
【００４４】
携帯電子装置１０からの信号を受信した基地局１２は、信号中の情報の種類を示す情報が自基地局１２から提供できる場合には、「サービスエリア情報要求信号」に応じて、情報サービスエリアの明示を、前述したように変化させることによって応答する（例えば光で示される受信可能エリア）。それと同時に、基地局１２は、携帯電子装置１０の利用者が必要としている情報が、何れの情報サービスエリアで提供されているかを示す情報（例えば「赤」というような色の情報）を狭域のダウンリンク回線を用いて携帯電子装置１０に伝送する。これにより、携帯電子装置１０の利用者は、例えば図５における光（赤色）で示される受信可能エリア２６ｂで、必要とする情報を得ることが出来るということを簡易に知ることが出来る。
【００４５】
なお、受信可能エリアを明示する手段（光や色や明るさや音色）は常に反応しているのではなく、狭域のダウンリンクのエリアに携帯電子装置端末が存在している場合のみ、反応するものとする。これにより、エリアを明示する手段による電力消費を低減させる事が出来る。
【００４６】
次に、本発明の第４実施例に係る無線通信システムについて図６を参照しながら説明する。図６は、情報伝送を行なう基地局１２と、複数の利用者がそれぞれ使用する携帯電子装置１０から構成されている。
【００４７】
第４実施例では、受信可能エリアを複数に分けて明示することができる。ここで、携帯電子装置１０の受信機が基地局１２のアンテナ２０から送信された信号を復調するのに必要な最低受信電界強度（受信電界強度のｍｉｎ値）をａ、任意の地点ｕ１における受信電界強度をｒ（ｕ１）とすると、ｒ（ｕ１）＞ａとなるｕ１のエリアを、色、もしくは段差もしくは光もしくは音で明示する（エリア１）。さらに、ｒ（ｕ２）＞ａ−α、もしくはａ＞ｒ（ｕ２）＞ａ−αとなるような、ｕ２のエリアを、ｕ１のエリアの明示とは異なる色もしくは段差もしくは光もしくは音で明示する（エリア２）。
【００４８】
すなわち、エリア１は基地局１２から送信された信号を必ず受信可能なエリアを示し、エリア２は、一部の利用者が受信できない可能性のあるエリア（環境の違い等によって影響される）を示している。信号伝送速度が高速なダウンリンクと低速なアップリンクから構成されるシステムでは、前者のエリアよりも後者のエリアが広いと想定される。つまり、エリア２では、ダウンリンクによる通信が不可能でも、少なくともアップリンクによる通信は可能であることを示す。
【００４９】
本発明の第４実施例のようにして、携帯電子装置１０の利用者に対して、情報サービスエリアを明示すれば、携帯電子装置１０をさらに受信条件が良い環境に位置させることが可能となる。つまり、利用者に面倒な操作なく受信電界強度の改善が可能である。全ての利用者が、高速なダウンリンクによる通信を受信可能なエリア（エリア１）と、一部の利用者が受信不可能なエリア（エリア２）を別けて指示することにより、確実な情報提供を行なうことが可能となり、サービスの向上をはかることが出来る。
【００５０】
さらに、狭域のダウンリンク回線は、伝送路の状況に応じて適応的に信号伝送速度を変化させ伝送品質を確保する可変伝送速度による通信方式を用いるものとすると、一部の利用者が受信不可能となるエリア２でも、狭域ダウンリンク回線での情報伝送が可能となる。可変伝送速度による通信方式では、情報伝送速度を犠牲にして伝送品質を確保する。つまり、変調信号の占有帯域幅が一定であるとすると、一定の帯域内で伝送可能な情報伝送量を低くすることによって、Ｃ／Ｎの低いエリアにおいても良好な受信特性を得ることが可能となる。そのため、基地局１２のアンテナ２０からの距離が遠いエリア２においても、情報を伝送することが可能となる。
【００５１】
また、本発明によれば、可変伝送速度等の伝送品質補償技術によって、受信品質が段階的に変化する場合（ｇｒａｃｅｆｕｌ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ）においても、適応的にエリアを示すことが可能となる。つまり、色や音、段差等のエリアを示す手段を組み合わせて、受信可能エリアを複数に分けて明示することにより、受信品質が段階的に変化することを携帯電子装置１０の利用者に容易に知らせることが出来る。
【００５２】
次に、本発明の第５実施例に係る無線通信システムについて図７を参照しながら説明する。第５実施例に係る無線通信システムは、主に情報伝送を行なう狭域（情報サービスを行なうエリアが狭い）の基地局３０（少なくともダウンリンク回線を具備する）と、主に制御信号と情報伝送を行なう広域の基地局３２（アップリンク回線とダウンリンク回線を具備する）と、複数の利用者がそれぞれ使用する携帯電子装置１０から構成される。
【００５３】
広域基地局３２は、広域アンテナ３３により広域エリア３４をカバーする。この広域エリア３４の中には、複数の狭域基地局３０が設置される。また、それぞれの狭域基地局３０は、狭域アンテナ３５により狭域エリア３６をカバーする。
【００５４】
広域基地局３２は、各狭域基地局３０の位置を示す情報を含む狭域基地局地図情報３７を有している。狭域基地局地図情報３７には、広域基地局３２がカバーする広域エリア３４内に存在する狭域エリアの位置を示す情報を含んでいる。携帯電子装置１０の利用者は、狭域基地局３０からサービスの提供を受けようとする際に、情報がどのエリアでサービスされているかを知るために、携帯電子装置１０に対して所定の操作を行なうことにより、基地局地図情報要求の送信を指示する。
【００５５】
携帯電子装置１０は、所定の操作を受けると、広域基地局３２に対して、自携帯電子装置を特定するための識別情報（ＩＤ）と共に、「狭域基地局地図情報要求信号」を広域のアップリンク回線を用いて伝送する。広域基地局３２は、「狭域基地局地図情報要求信号」に対して、狭域基地局地図情報３７を広域のダウンリンク回線を用いて、識別情報（ＩＤ）に基づいて要求を行なった携帯電子装置１０に伝送する。携帯電子装置１０は、自装置宛ての狭域基地局地図情報３７を受信し、狭域基地局地図情報３７に応じて表示部（画面中）に、狭域エリアの位置を明示した地図情報を表示する。
【００５６】
以上の手順によって、狭域基地局３０により情報サービスが行なわれているエリアを示す地図情報を広域基地局３２からダウンロードすることが出来る。地図情報を携帯電子装置１０の表示部で表示することにより、利用者は、容易に情報サービスが提供される場所を知ることが出来る。
【００５７】
さらに、携帯電子装置１０が広域基地局３２に対して「狭域基地局地図情報要求信号」を伝送する際に、利用者が必要としている情報分類を付加して伝送することにより、広域基地局３２は、情報分類に応じて、さらに詳細に分類した地図情報を、情報要求を送信した携帯電子装置１０に対して伝送することが可能となる。
【００５８】
また、「狭域基地局地図情報要求信号」を送信した携帯電子装置１０の位置を基地局側で検出して、地図情報に付加して携帯電子装置１０に送信するようにしても良い。携帯電子装置１０は、位置情報に従って、狭域エリアの位置を明示した地図情報中に、自らの位置を表示する。携帯電子装置１０側で位置検出ができれば、地図情報に合わせて表示するようにもできる。
【００５９】
次に、本発明の第６実施例に係る無線通信システムについて図８を参照しながら説明する。第６実施例に係る無線通信システムでは、複数の利用者がそれぞれ使用する携帯電子装置１０と、携帯電子装置１０に対して情報（基地局地図情報を含む）及び制御信号を伝送すると同時に携帯電子装置１０からの信号を受信する赤外線ビーコン４０から構成される。
【００６０】
携帯電子装置１０は、少なくとも１つ以上のダウンリンク回線と少なくとも１つ以上のアップリンク回線に接続可能な無線通信装置と、赤外線ビーコン４０との間で通信を行なうための双方向の赤外線通信インターフェースを具備している。
【００６１】
図８は、動く歩道が設置された通路において、天井に複数の赤外線ビーコン４０が任意の間隔をもって設けられた状態を示している。携帯電子装置１０の利用者は、情報提供サービスを行なっているエリアを知るために、携帯電子装置１０に対して所定の操作を行なうことにより、基地局地図情報要求の送信を指示する。
【００６２】
基地局地図情報要求がなされた後、携帯電子装置１０を持つ利用者が、歩行するか、あるいは動く歩道上にいるために移動し、携帯電子装置１０によって赤外線ビーコン４０からの信号を受信すると、同受信に応じて赤外線ビーコン４０に対して「基地局地図情報要求信号」を送出する。赤外線ビーコン４０は、携帯電子装置１０からの「基地局地図情報要求信号」を受信すると、基地局地図情報を送信する。
【００６３】
赤外線ビーコン４０によって双方向で通信を行なえるエリアは狭いため、通信失敗となる可能性がある。しかしながら、ある赤外線ビーコン４０との間で通信失敗となっても、多数の赤外線ビーコン４０が配置されていれば、動く歩道による移動や利用者が動き回ることにより、携帯電子装置１０は、何れかの赤外線ビーコン４０と再度通信を行なうことができ、何れにしても基地局地図情報を入手することが可能となる。
【００６４】
また、電子携帯装置１０からの「基地局地図情報要求信号」に応じて、赤外線ビーコン４０から基地局地図情報を送信するのではなく、赤外線ビーコン４０（赤外線による送信装置）から一方的に情報を送信するようにしても良い。すなわち、赤外線ビーコン４０を多数配置して、特定情報（基地局地図情報）を常に報知しているように機能させる。この場合には、電子携帯装置１０と赤外線ビーコンとの間で双方向の通信を行なわず、電子携帯装置１０が赤外線ビーコン４０からの信号を受信可能な状態にしておけば、移動するだけで何れかの赤外線ビーコン４０から基地局地図情報が通知される。
【００６５】
赤外線ビーコン４０からの情報を受信した携帯電子装置１０は、携帯電子装置１０に具備されている発光素子、発音素子、及び振動素子等を、基地局地図情報の受信があったことを表わす所定の機能を実行させて利用者に通知する。
【００６６】
次に、本発明の第７実施例に係る無線通信システムについて図９を参照しながら説明する。第７実施例に係る無線通信システムでは、複数の利用者がそれぞれ使用する携帯電子装置１０と、携帯電子装置１０に対して情報及び制御信号を伝送すると同時に携帯電子装置１０からの信号を受信する基地局装置４２から構成される。
【００６７】
基地局側から携帯電子装置１０に対して各種情報を提供する情報サービスでは、瞬時に大量の情報を伝送する必要があるため、広い周波数帯域幅を必要とする。周波数利用効率を向上させるためには、変調信号の多値化を行ない、単位周波数当たりの情報伝送量を向上させる必要がある。しかしながら、携帯電子装置１０の構造の簡素化のためには、復調が容易な方が好ましい。そのため、占有帯域の狭帯域化ではなく、周波数繰り返し距離を小さくし、同じ周波数帯を再利用する。高速伝送を行なう際に利用する周波数帯は、準マイクロ波帯やミリ波帯などとなる。
【００６８】
周波数繰り返し距離を小さくするためには、自局の電波が他局に洩れ込むことにより発生する隣接チャネル間干渉を押さえる必要がある。
【００６９】
図９は、他は駅のホームに設置された無線通信システムの一例を示している。図９に示すように、基地局装置４２からの情報サービスが行なわれているエリアを、建築上の構造物により明示している。このような無線通信システムでは、前述した理由により、他局への電波漏洩防止をはかる必要があり、そのために遮蔽を行なう。第７実施例の構成によれば、エリアを明示する手段と遮弊物の共用化をはかることが出来、安価なシステムを実現可能となる。
【００７０】
次に、本発明の第８実施例に係る無線通信システムについて図１０を参照しながら説明する。第８実施例に係る無線通信システムでは、複数の利用者がそれぞれ使用する携帯電子装置１０、携帯電子装置１０に対して情報及び制御信号を伝送すると同時に携帯電子装置１０からの信号を受信する基地局４５、及び基地局４５から提供されるサービスを携帯電子装置１０が受信できるエリアを明示するためのパイロット信号発生器４６から構成される。パイロット信号発生器４６は、基地局４５の内部に設けられるものとする。
【００７１】
図１０に示すように、基地局４５が狭域通信用アンテナ４７を用いてカバーする情報サービスエリアは、パイロット信号発生器４６がエリア明示用アンテナ４８を用いてカバーするエリアと同一となっている。エリア明示用アンテナ４８は、狭域通信用アンテナ４７の近傍に設置される。エリア明示用アンテナ４８から送出されるパイロット信号は、狭帯域周波数の信号であり、情報サービスエリア内に位置していることを、狭域通信用アンテナ４７によりカバーされるエリア内に存在する携帯電子装置１０に対して通知する。
【００７２】
携帯電子装置１０の利用者は、基地局４５から情報サービスを受けるために携帯電子装置１０の電源をオンする。同時に、携帯電子装置１０は、情報サービスエリアに位置しているかどうかを知るために、パイロット信号の受信について監視を始める。パイロット信号は、狭帯域周波数の信号であるため、この帯域のみについての監視すれば良い。
【００７３】
携帯電子装置１０によるパイロット信号の受信強度は、基地局４５（狭域通信用アンテナ４７）と位置的に近くなるに従って強くなる。携帯電子装置１０は、パイロット信号の強度が、情報サービスエリア内であることを示す所定の値になり検出すると、携帯電子装置１０に具備された振動素子、発音素子、あるいは発光素子を機能させて、情報サービスエリア内に入ったことを利用者に明示する。また、携帯電子装置１０は、パイロット信号の強度に応じて、振動素子、発音素子、あるいは発光素子を段階的に変化させ、情報サービスが行なわれているエリアを明示するようにしても良い。
【００７４】
本発明の第８実施例によれば、エリア明示用アンテナ４８から送出されるパイロット信号の受信に応じてエリアを明示することにより、情報サービスの受信が途切れたことや、情報サービスを受けられる基地局４５の近傍がどこであるのかを、携帯電子装置１０の利用者に通知することができる。従って、利用者に対して、受信環境が良好な場所に移動してもらうことを期待できる。さらに、パイロット信号にサービスが行なわれている情報の種類を付加し、この情報に基づいて携帯電子装置１０において情報の種類の通知を行なうことにより、利用者が情報の種類を区分する事も可能である。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、情報サービスの提供を受けられる十分な受信電界強度のエリアを明示し、このエリアを利用者に容易に判別できるようにすることにより、受信電界強度の高いエリア内に位置させることができる。従って、基地局の送信電力を増加させることなく、また携帯電子装置の受信電界強度を改善する回路を省略して小型化低消費電力化した上で、確実に無線通信を介したサービスを受けることが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による無線通信システムを用いたデータ通信システムの構成を示す図。
【図２】本発明の第１実施例に係る無線通信システムを示した図。
【図３】図２で示した第１実施例を拡張した無線通信システムを示した図。
【図４】本発明の第２実施例に係る無線通信システムを示した図。
【図５】本発明の第３実施例に係る無線通信システムを示した図。
【図６】本発明の第４実施例に係る無線通信システムを示した図である。
【図７】本発明の第５実施例に係る無線通信システムを示した図である。
【図８】本発明の第６実施例に係る無線通信システムを示した図である。
【図９】本発明の第７実施例に係る無線通信システムを示した図である。
【図１０】本発明の第８実施例に係る無線通信システムを示した図である。
【図１１】受信状況を改善する方式の従来例を示した図である。
【符号の説明】
１０…携帯電子装置、１２…基地局、１４…ネットワーク、２０…アンテナ、２１，２４…受信可能エリア、２７…発音素子、２８，２９…発光素子、３０…狭域基地局、３２…広域基地局、３４…広域エリア、３６…狭域エリア、４０…赤外線ビーコン、４６…パイロット信号発生器、４７…狭域通信用アンテナ、４８…エリア明示用アンテナ。
【産業上の利用分野】
本発明は、携帯電子装置が基地局に対して信号を伝送するアップリンク伝送速度よりも、前記基地局が前記携帯電子装置に信号を伝送するダウンリンク伝送速度が高速な、伝送速度が非対称な無線通信システムによって、情報を送受信する、携帯電子装置の構成を簡素化する無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電子装置を用いて情報を送受信するシステムとして、携帯電話や自動車電話を利用したデータ通信システムがある。このデータ通信システムは、携帯電子装置上で動作するアプリケーションによる機能によって、例えば携帯電話や自動車電話による無線通信路（無線公衆網）を含む公衆回線網等を介して、任意の外出先から会社のデータベースをアクセスし、連絡事項や帳簿の内容を確認するといった利用が可能である。
【０００３】
このデータ通信システムにおける無線部分は、携帯電話、自動車電話などのセルラー網である。通常、携帯電話、自動車電話を用いた無線によるデータ通信が可能かどうか、すなわち受信環境は、携帯電話、自動車電話における圏外表示によって知ることができる。圏外表示は、受信電界強度が規定値以下の場合になされる。従って、無線通信により情報を取得可能かどうかは、セルラー網のサービス領域に影響される。
【０００４】
携帯電話、自動車電話などの無線公衆網では、受信不可能なエリアを少なくすることがサービスの一つであり、どこにいても常時、受信可能であることが本来あるべき状態とする前提にある。従って、受信環境に関して、受信不可能な圏外表示を行なうのみで、受信可能な領域を表示するということは行なっていない。
【０００５】
情報を提供するエリアを明示したシステムとして、高速道路における交通情報サービスがある。交通情報サービスは、高速道路における混雑情報および工事情報、事故情報などを、ＡＭラジオ放送と同様の中波帯の周波数（１６２０ｋＨｚ）を用いて、道路に沿った特定のエリアにおいて提供するシステムである。交通情報がサービスがなされているエリアは、道路側部に始まりや終りを明示する標識によって知ることができる。
【０００６】
交通情報サービスにおける利用者は、高速道路の利用者である。交通情報サービスでは、利用者が安全に走行しながら情報を取得できることが前提であるため、「受信状態が悪い場合には走行車線に寄れ」というような、利用者に対して、受信条件を改善することを要求する旨を明示するエリア表示は存在しない。これは、高速道路の性質上当然のことである。
【０００７】
図Ａには、受信状況を改善する装置（移動無線端末）の一例を示している（特開平６−１８８６１７）。図Ａに示す装置は、指向性アンテナの方向を目標方向（基地局）に合わせるために、端末側に指向性アンテナの指向方向と同じ方向に光ビームを放射する装置を設けている。この従来例では、受信環境を改善するための装置が端末側に設置されている。このために、端末の小型化が必要な用途には不適である。さらに、この従来例では、アンテナの指向性の向きの改善によって受信状況を改善しているが、端末の移動による受信状況の改善は考慮していない。
【０００８】
このように従来では、無線通信路を介した各種サービスを利用する利用者に対して、移動することにより積極的に受信環境を改善してもらうことを期待するシステムはない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、携帯電子装置により各種情報を送受信するマルチメディアサービスを考えた場合、情報の受信が容易であることと同時に、携帯電子装置の構成が簡易であり、可搬性に優れていることが望まれる。しかしながら、あらゆる受信条件において、基地局からの信号を確実に受信できるように携帯電子装置を設計すると、受信利得を高める技術（伝搬路歪みを補正する等化器や受信電界強度を改善するダイバーシチ受信回路）が必要となり、その分だけ回路規模が増加し、可搬性の点で不利となる。また、低消費電力化を妨げる要因となる。つまり、いかにして、回路規模を増大させることなく、受信条件を改善するかが問題となる。
【００１０】
受信条件の改善は、受信感度の向上と、受信電界強度の向上により達成可能である。前者は、等化器やダイバーシチ受信、受信信号増幅器の低雑音化により実現されるが、回路規模の増大を招いてしまう。また後者は、基地局の送信電力の向上により実現されるが、不用意な送信電力の増加は、周波数再利用距離が大きくなり、周波数利用効率の低下を招いてしまう。
【００１１】
すなわち、基地局から携帯電子装置に対して情報提供を行なうシステムにおいて、基地局の送信電力を不用意に増加させる必要なく、簡単な構成による携帯電子装置を用いた無線通信を介して、確実に情報サービスの提供を受けることが可能な無線通信システムが望まれていた。
【００１２】
本発明は前記のような事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、簡単な構成による携帯電子装置を受信電界強度の高いエリア内に位置させて、確実に無線通信を介して情報サービスを受けることを可能にする無線通信システムを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る無線通信システムは、無線装置を備えた携帯電子装置と、前記携帯電子装置に対して情報伝送を行う第１のサービスエリアを持つ第１の基地局と、前記携帯電子装置に対して制御信号及び情報伝送を行う前記第１のサービスエリアよりも広域の第２のサービスエリアを持ち、前記第１の基地局の位置を示す情報を含む狭域基地局地図情報を有する第２の基地局とを具備し、前記携帯電子装置は、利用者による所定の操作を受けて前記第１の基地局の位置情報を受ける要求信号を前記第２の基地局に送信し、前記第２の基地局から前記第１の基地局の位置を示した地図情報を得るものであって、前記携帯電子装置が前記第２の基地局に対して送信する際に、前記要求信号に情報分類信号を付加し、前記第２の基地局では付加された前記情報分類信号に応じて、詳細に分類した他の地図情報を得ることを特徴としている。
また、本発明に係る無線通信システムは、無線装置を備えた携帯電子装置と、前記携帯電子装置に対して第１のダウンリンク回線により情報伝送を行う第１のサービスエリアを持つ第１の基地局と、前記携帯電子装置に対して前記第１のダウンリンク回線の信号伝送速度よりも低速な信号伝送速度の第２のダウンリンク回線、及びこの第２のダウンリンク回線と同等の信号伝送速度をもつアップリンク回線により制御信号及び情報伝送を行う前記第１のサービスエリアよりも広域の第２のサービスエリアを持ち、前記第１の基地局の位置を示す情報を含む狭域基地局地図情報を有する第２の基地局とを具備し、前記携帯電子装置は、利用者による所定の操作を受けて前記第１の基地局の位置情報を受ける要求信号を前記第２の基地局に前記アップリンク回線を介して送信し、前記第２の基地局から前記第２のダウンリンク回線を介して前記第１の基地局の位置を示した地図情報を得るものであって、前記携帯電子装置が前記第２の基地局に対して送信する際に、前記要求信号に情報分類信号を付加し、前記第２の基地局では付加された前記情報分類信号に応じて、詳細に分類した他の地図情報を得ることを特徴としている。
また本発明に係る携帯電子装置は、情報伝送を行う第１のサービスエリアを持つ第１の基地局、制御信号及び情報伝送を行う前記第１のサービスエリアよりも広域の第２のサービスエリアを持ち、前記第１の基地局の位置を示す情報を含む狭域基地局地図情報を有する第２の基地局とそれぞれ通信を行う携帯電子装置において、利用者による所定の操作を受けて前記第１の基地局の位置情報を受ける要求信号を前記第２の基地局に送信し、前記第２の基地局から前記第１の基地局の位置を示した地図情報を得るものであって、前記携帯電子装置が前記第２の基地局に対して送信する際に、前記要求信号に情報分類信号を付加し、前記第２の基地局では付加された前記情報分類信号に応じて、詳細に分類した他の地図情報を得ることを特徴としている。
また本発明に係る携帯電子装置は、第１のダウンリンク回線により情報伝送を行う第１のサービスエリアを持つ第１の基地局、前記第１のダウンリンク回線の信号伝送速度よりも低速な信号伝送速度の第２のダウンリンク回線、及びこの第２のダウンリンク回線と同等の信号伝送速度をもつアップリンク回線により制御信号及び情報伝送を行う前記第１のサービスエリアよりも広域の第２のサービスエリアを持ち、前記第１の基地局の位置を示す情報を含む狭域基地局地図情報を有する第２の基地局とそれぞれ通信を行う携帯電子装置において、前記携帯電子装置は、利用者による所定の操作を受けて前記第１の基地局の位置情報を受ける要求信号を前記第２の基地局に前記アップリンク回線を介して送信し、前記第２の基地局から前記第２のダウンリンク回線を介して前記第１の基地局の位置を示した地図情報を得るものであって、前記携帯電子装置が前記第２の基地局に対して送信する際に、前記要求信号に情報分類信号を付加し、前記第２の基地局では付加された前記情報分類信号に応じて、詳細に分類した他の地図情報を得ることを特徴としている。
【００１６】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１は本発明による無線通信システムを用いたデータ通信システムの構成を示す図である。本発明による無線通信システムは、無線装置を備えた携帯電子装置１０と、携帯電子装置からの無線信号を受信すると共に携帯電子装置に情報を無線信号により伝送する基地局１２、及び基地局１２と携帯電子機器１０との間で無線通信を実現する無線伝送システムが存在する環境とにより構成されている。
【００１７】
基地局１２と携帯電子装置１０との間で無線通信を行なう無線伝送システムは、信号伝送速度が非対称、すなわち基地局１２が携帯電子装置に対して信号を伝送するダウンリンク伝送速度が、携帯電子装置１０から基地局１２に対して信号を伝送するアップリンク伝送速度よりも高速となっている。ここでは、高速なダウンリンク回線は狭域（狭域エリア）であり、低速なアップリンク回線は広域（広域エリア）となっている（さらに低速なアップリンク回線と同等の信号伝送速度を持つ広域のダウンリンク回線を備えていても良い）。つまり、基地局から携帯電子装置に対して伝送する高速なダウンリンク回線のエリアに比べて、携帯電子装置から基地局に対して伝送する低速なアップリンク回線のエリアが広くなっている。
【００１８】
例えば、基地局１２は、ダウンリンク伝送に高速なダウンリンク回線を用いて、画像を含む通信や、音声、ファイル編集、情報配布・広報、放送等のサービス（マルチメディアサービス）を携帯電子装置１０に対して提供する。携帯電子装置１０は、アップリンク伝送に低速なアップリンク回線を用いて、ダウンリンクを制御する情報や、チャネルの選択、マルチメディアの場合はメディアを選択する制御信号、音声データ等を基地局１２に伝送する。
【００１９】
基地局１２がカバーする（携帯電子装置１０との間で通信が可能な）エリアに、複数の携帯電子装置１０が存在する場合には、可能な範囲で、それぞれの携帯電子装置１０に対してアップリンクとダウンリンクの回線を確立する。
【００２０】
基地局１２は、例えばネットワーク１４（公衆回線網等であっても良い）と接続されており、携帯電子装置１０からの要求等に応じて、ネットワーク１４を介して前述したようなサービスを取得して携帯電子装置１０に提供する。ネットワーク１４には、図１に示すように、複数の基地局１２の他に、データベースシステム１６、各種制御システム１８の他、端末（図示せず）等が接続されており、相互に情報の送受信が可能となっている。携帯電子装置１０は、基地局１２との間の無線伝送システムを用いて、ネットワーク１４を介した各種情報サービスを利用することができる。
【００２１】
本発明の無線通信システムは、無線伝送システムが存在する環境において、携帯電子装置がダウンリンク伝送により基地局と通信が可能なエリアを明示して、携帯電子装置の利用者に対して、確実に情報サービスを受けることができるエリアへの移動を促すことができるものである。
【００２２】
まず、本発明の第１実施例に係る無線通信システムについて図２を参照しながら説明する。第１実施例に係る無線通信システムは、情報伝送を行なう基地局１２と、複数の利用者がそれぞれ使用する携帯電子装置１０、及び基地局１２から伝送される無線信号を受信可能なエリア（受信可能エリア２１）を色で表示する手段から構成される。
【００２３】
基地局１２のアンテナ２０によりカバーされる情報サービスエリアは、アンテナ２０から送出される電波を携帯電子装置１０が受信する時の受信電界強度が、ある既定値以上となるエリアであり、同エリアを示す特定の色により表される。
【００２４】
ここで、携帯電子装置１０の無線装置（受信機）の最低受信電界強度をａ、任意の地点ｕにおける電界強度をｒ（ｕ）とすると、ａ＜ｒ（ｕ）となるｕのエリアの床面を、受信可能エリア２１を表わす特定の色により区分する。図２では、色により区分するエリアの電界強度は、受信機の最低受信電界強度（つまり、ａ＜ｒ（ｕ））である。
【００２５】
しかしながら、建築物等を設置する際の都合によっては、完全に情報サービスエリアを表わすように受信可能エリア２１を設置できない場合も考えられる。その場合には、図３（ａ）（ｂ）に示すように、色により区分された受信可能エリア２１と、実際の情報サービスエリア２２が一致しない事が起こる。
【００２６】
つまり、図３（ａ）に示す場合には、電界強度がａ＜ｒ（ｖ）となるが色により区分されていない地点ｖが存在している。また、図３（ｂ）では、電界強度がａ＞ｒ（ｗ）となるが色により区分されている地点ｗが存在している。
【００２７】
このように、必ずしも、色により明示されている受信可能エリア２１と電界強度が既定値以上となる部分が一致していなくとも、大部分のエリアを明示していれば、携帯電子装置１０の利用者に高品質で情報を受けられるエリアを明示することが可能となり、それによって携帯電子装置１０の利用者に対して移動を促すことが出来るので、受信環境の改善が期待される。
【００２８】
なお、図２では、狭域エリアのみを用いて説明し、広域エリアは図示していない。
【００２９】
次に、本発明の第２実施例に係る無線通信システムについて図４を参照しながら説明する。第２実施例に係る無線通信システムは、情報伝送を行なう基地局１２と、複数の利用者が使用する携帯電子装置、基地局１２から伝送される無線信号を携帯電子装置が受信可能なエリア（受信可能エリア２４）を床面の特定な形状で示す手段から構成される。
【００３０】
図４に示す受信可能エリア２４は、床面の段差によって表わされ、第１実施例で説明したように、基地局１２のアンテナ２０から送出される電波を携帯電子装置１０が受信する時の受信電界強度がある閾値以上のエリアの部分である。さらに、前述したように、段差設置上の都合により、一部分がある閾値以下であっても構わない。
【００３１】
また、受信可能エリア２４を、図４に示すような段差で示す他に、床面が他のエリアと識別可能な特定の形状（床面の材質、微小な凹凸等）を用いて表わすようにしても良い。
【００３２】
次に、本発明の第３実施例に係る無線通信システムを図３を参照しながら説明する。第３実施例に係る無線通信システムは、情報伝送を行なう基地局１２と、複数の利用者がそれぞれ使用する携帯電子装置、及び基地局１２から伝送される無線信号を携帯電子装置が受信可能なエリア（受信可能エリア２６（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ））を光や、音で示す手段から構成される。
【００３３】
図５に示す受信可能エリア２６は、光や音で示すものであり、第１実施例で説明したように、基地局１２のアンテナ２０から送出される電波を携帯電子装置１０が受信する時の受信電界強度がある閾値以上のエリアである部分である。
【００３４】
図５においては、基地局１２のアンテナ２０ａに対する受信可能エリア２６ａは、例えば受信可能エリア２６ａに設置された発音素子２７により発生される音で示される。基地局１２のアンテナ２０ｂに対する受信可能エリア２６ｂは、発光素子２８により発光される光（赤色）で示され、アンテナ２０ｃに対する受信可能エリア２６ｃは、発光素子２９により発光される光（青色）で示される。
【００３５】
また、広域のアップリンクと狭域のダウンリンクが存在するシステム（さらに広域のダウンリンクがあっても構わない）であれば、携帯電子装置１０がアップリンク可能なエリアに位置する際に、利用者側からダウンリンクが可能な情報サービスエリア（受信可能エリア）を明示するように指示することもできる。
【００３６】
この場合、図５中に示す発音素子２７、発光素子２８，２９は、それぞれに対応する基地局（図示せず）によって、発生する音の音色、あるいは発光する光の明るさが制御され、携帯電子装置１０からの要求に従って光や音で示されるエリアの色や明るさ、音色等が変化される。
【００３７】
携帯電子装置１０は、利用者によって所定の操作を受けると、自携帯電子装置を特定するための識別情報（ＩＤ）と共に、受信可能エリアの明示を指示するための「サービスエリア情報要求信号」をアップリンク回線を用いて送信する。基地局１２は、携帯電子装置１０からの「サービスエリア情報要求信号」を受信すると、要求信号に対応して自基地局の制御下にあるエリアを示す手段（発音素子２７、発光素子２８，２９）による、光や音で示されるエリアの色や明るさ、音色等を変化させる。つまり、利用者が携帯電子装置１０を用いて情報サービスエリアを明示する要求を行ない、その要求信号に対して、基地局１２が情報サービスエリアの明示（光や色や明るさや音色）を変化させることによって応答する。
【００３８】
この時、複数の携帯電子装置１０の利用者が、同一の情報サービスエリアに存在する場合には、エリアを示す手段（光や色や明るさ、音色等）による反応が、どの携帯電子装置１０の利用者による指示に応じたものかは区別できない。
【００３９】
そこで、基地局１２は、「サービスエリア情報要求信号」に応じて情報サービスエリアの明示を変化させると共に、識別情報（ＩＤ）に基づいて、要求を行なった携帯電子装置１０に対して応答信号としてＡＣＫもしくはＮＡＣＫを返す。
【００４０】
基地局１２からの応答信号を受信した携帯電子装置１０は、携帯電子装置１０に具備された受信通知機能、例えば発音素子や発光素子、振動素子で携帯電子装置１０の利用者に対して、基地局１２から応答があったことを知らせる。
【００４１】
これにより、受信可能エリアを示す手段（発音素子２７、発光素子２８，２９）による反応と同時に、携帯電子装置１０による反応が可能となるので、利用者は、自携帯電子装置１０からの「サービスエリア情報要求信号」の送信によって変化した受信可能エリアの明示を区別することが出来る。
【００４２】
さらに、本発明によれば、携帯電子装置１０の利用者が、必要としている情報サービスの提供を行なっている受信可能エリアが何れであるかを知ることができるように、該当する受信可能エリアを選択的に明示させることができる。
【００４３】
携帯電子装置１０の利用者は、携帯電子装置１０に必要とする情報の種別、及びサービスエリア情報（受信可能エリアの明示）の要求を入力する。携帯電子装置１０は、広域のアップリンク回線を用いて、識別情報（ＩＤ）及び「サービスエリア情報要求信号」と共に、携帯電子装置１０の利用者が必要とする情報の種別を示す情報を含む信号を基地局１２に送信する。
【００４４】
携帯電子装置１０からの信号を受信した基地局１２は、信号中の情報の種類を示す情報が自基地局１２から提供できる場合には、「サービスエリア情報要求信号」に応じて、情報サービスエリアの明示を、前述したように変化させることによって応答する（例えば光で示される受信可能エリア）。それと同時に、基地局１２は、携帯電子装置１０の利用者が必要としている情報が、何れの情報サービスエリアで提供されているかを示す情報（例えば「赤」というような色の情報）を狭域のダウンリンク回線を用いて携帯電子装置１０に伝送する。これにより、携帯電子装置１０の利用者は、例えば図５における光（赤色）で示される受信可能エリア２６ｂで、必要とする情報を得ることが出来るということを簡易に知ることが出来る。
【００４５】
なお、受信可能エリアを明示する手段（光や色や明るさや音色）は常に反応しているのではなく、狭域のダウンリンクのエリアに携帯電子装置端末が存在している場合のみ、反応するものとする。これにより、エリアを明示する手段による電力消費を低減させる事が出来る。
【００４６】
次に、本発明の第４実施例に係る無線通信システムについて図６を参照しながら説明する。図６は、情報伝送を行なう基地局１２と、複数の利用者がそれぞれ使用する携帯電子装置１０から構成されている。
【００４７】
第４実施例では、受信可能エリアを複数に分けて明示することができる。ここで、携帯電子装置１０の受信機が基地局１２のアンテナ２０から送信された信号を復調するのに必要な最低受信電界強度（受信電界強度のｍｉｎ値）をａ、任意の地点ｕ１における受信電界強度をｒ（ｕ１）とすると、ｒ（ｕ１）＞ａとなるｕ１のエリアを、色、もしくは段差もしくは光もしくは音で明示する（エリア１）。さらに、ｒ（ｕ２）＞ａ−α、もしくはａ＞ｒ（ｕ２）＞ａ−αとなるような、ｕ２のエリアを、ｕ１のエリアの明示とは異なる色もしくは段差もしくは光もしくは音で明示する（エリア２）。
【００４８】
すなわち、エリア１は基地局１２から送信された信号を必ず受信可能なエリアを示し、エリア２は、一部の利用者が受信できない可能性のあるエリア（環境の違い等によって影響される）を示している。信号伝送速度が高速なダウンリンクと低速なアップリンクから構成されるシステムでは、前者のエリアよりも後者のエリアが広いと想定される。つまり、エリア２では、ダウンリンクによる通信が不可能でも、少なくともアップリンクによる通信は可能であることを示す。
【００４９】
本発明の第４実施例のようにして、携帯電子装置１０の利用者に対して、情報サービスエリアを明示すれば、携帯電子装置１０をさらに受信条件が良い環境に位置させることが可能となる。つまり、利用者に面倒な操作なく受信電界強度の改善が可能である。全ての利用者が、高速なダウンリンクによる通信を受信可能なエリア（エリア１）と、一部の利用者が受信不可能なエリア（エリア２）を別けて指示することにより、確実な情報提供を行なうことが可能となり、サービスの向上をはかることが出来る。
【００５０】
さらに、狭域のダウンリンク回線は、伝送路の状況に応じて適応的に信号伝送速度を変化させ伝送品質を確保する可変伝送速度による通信方式を用いるものとすると、一部の利用者が受信不可能となるエリア２でも、狭域ダウンリンク回線での情報伝送が可能となる。可変伝送速度による通信方式では、情報伝送速度を犠牲にして伝送品質を確保する。つまり、変調信号の占有帯域幅が一定であるとすると、一定の帯域内で伝送可能な情報伝送量を低くすることによって、Ｃ／Ｎの低いエリアにおいても良好な受信特性を得ることが可能となる。そのため、基地局１２のアンテナ２０からの距離が遠いエリア２においても、情報を伝送することが可能となる。
【００５１】
また、本発明によれば、可変伝送速度等の伝送品質補償技術によって、受信品質が段階的に変化する場合（ｇｒａｃｅｆｕｌ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ）においても、適応的にエリアを示すことが可能となる。つまり、色や音、段差等のエリアを示す手段を組み合わせて、受信可能エリアを複数に分けて明示することにより、受信品質が段階的に変化することを携帯電子装置１０の利用者に容易に知らせることが出来る。
【００５２】
次に、本発明の第５実施例に係る無線通信システムについて図７を参照しながら説明する。第５実施例に係る無線通信システムは、主に情報伝送を行なう狭域（情報サービスを行なうエリアが狭い）の基地局３０（少なくともダウンリンク回線を具備する）と、主に制御信号と情報伝送を行なう広域の基地局３２（アップリンク回線とダウンリンク回線を具備する）と、複数の利用者がそれぞれ使用する携帯電子装置１０から構成される。
【００５３】
広域基地局３２は、広域アンテナ３３により広域エリア３４をカバーする。この広域エリア３４の中には、複数の狭域基地局３０が設置される。また、それぞれの狭域基地局３０は、狭域アンテナ３５により狭域エリア３６をカバーする。
【００５４】
広域基地局３２は、各狭域基地局３０の位置を示す情報を含む狭域基地局地図情報３７を有している。狭域基地局地図情報３７には、広域基地局３２がカバーする広域エリア３４内に存在する狭域エリアの位置を示す情報を含んでいる。携帯電子装置１０の利用者は、狭域基地局３０からサービスの提供を受けようとする際に、情報がどのエリアでサービスされているかを知るために、携帯電子装置１０に対して所定の操作を行なうことにより、基地局地図情報要求の送信を指示する。
【００５５】
携帯電子装置１０は、所定の操作を受けると、広域基地局３２に対して、自携帯電子装置を特定するための識別情報（ＩＤ）と共に、「狭域基地局地図情報要求信号」を広域のアップリンク回線を用いて伝送する。広域基地局３２は、「狭域基地局地図情報要求信号」に対して、狭域基地局地図情報３７を広域のダウンリンク回線を用いて、識別情報（ＩＤ）に基づいて要求を行なった携帯電子装置１０に伝送する。携帯電子装置１０は、自装置宛ての狭域基地局地図情報３７を受信し、狭域基地局地図情報３７に応じて表示部（画面中）に、狭域エリアの位置を明示した地図情報を表示する。
【００５６】
以上の手順によって、狭域基地局３０により情報サービスが行なわれているエリアを示す地図情報を広域基地局３２からダウンロードすることが出来る。地図情報を携帯電子装置１０の表示部で表示することにより、利用者は、容易に情報サービスが提供される場所を知ることが出来る。
【００５７】
さらに、携帯電子装置１０が広域基地局３２に対して「狭域基地局地図情報要求信号」を伝送する際に、利用者が必要としている情報分類を付加して伝送することにより、広域基地局３２は、情報分類に応じて、さらに詳細に分類した地図情報を、情報要求を送信した携帯電子装置１０に対して伝送することが可能となる。
【００５８】
また、「狭域基地局地図情報要求信号」を送信した携帯電子装置１０の位置を基地局側で検出して、地図情報に付加して携帯電子装置１０に送信するようにしても良い。携帯電子装置１０は、位置情報に従って、狭域エリアの位置を明示した地図情報中に、自らの位置を表示する。携帯電子装置１０側で位置検出ができれば、地図情報に合わせて表示するようにもできる。
【００５９】
次に、本発明の第６実施例に係る無線通信システムについて図８を参照しながら説明する。第６実施例に係る無線通信システムでは、複数の利用者がそれぞれ使用する携帯電子装置１０と、携帯電子装置１０に対して情報（基地局地図情報を含む）及び制御信号を伝送すると同時に携帯電子装置１０からの信号を受信する赤外線ビーコン４０から構成される。
【００６０】
携帯電子装置１０は、少なくとも１つ以上のダウンリンク回線と少なくとも１つ以上のアップリンク回線に接続可能な無線通信装置と、赤外線ビーコン４０との間で通信を行なうための双方向の赤外線通信インターフェースを具備している。
【００６１】
図８は、動く歩道が設置された通路において、天井に複数の赤外線ビーコン４０が任意の間隔をもって設けられた状態を示している。携帯電子装置１０の利用者は、情報提供サービスを行なっているエリアを知るために、携帯電子装置１０に対して所定の操作を行なうことにより、基地局地図情報要求の送信を指示する。
【００６２】
基地局地図情報要求がなされた後、携帯電子装置１０を持つ利用者が、歩行するか、あるいは動く歩道上にいるために移動し、携帯電子装置１０によって赤外線ビーコン４０からの信号を受信すると、同受信に応じて赤外線ビーコン４０に対して「基地局地図情報要求信号」を送出する。赤外線ビーコン４０は、携帯電子装置１０からの「基地局地図情報要求信号」を受信すると、基地局地図情報を送信する。
【００６３】
赤外線ビーコン４０によって双方向で通信を行なえるエリアは狭いため、通信失敗となる可能性がある。しかしながら、ある赤外線ビーコン４０との間で通信失敗となっても、多数の赤外線ビーコン４０が配置されていれば、動く歩道による移動や利用者が動き回ることにより、携帯電子装置１０は、何れかの赤外線ビーコン４０と再度通信を行なうことができ、何れにしても基地局地図情報を入手することが可能となる。
【００６４】
また、電子携帯装置１０からの「基地局地図情報要求信号」に応じて、赤外線ビーコン４０から基地局地図情報を送信するのではなく、赤外線ビーコン４０（赤外線による送信装置）から一方的に情報を送信するようにしても良い。すなわち、赤外線ビーコン４０を多数配置して、特定情報（基地局地図情報）を常に報知しているように機能させる。この場合には、電子携帯装置１０と赤外線ビーコンとの間で双方向の通信を行なわず、電子携帯装置１０が赤外線ビーコン４０からの信号を受信可能な状態にしておけば、移動するだけで何れかの赤外線ビーコン４０から基地局地図情報が通知される。
【００６５】
赤外線ビーコン４０からの情報を受信した携帯電子装置１０は、携帯電子装置１０に具備されている発光素子、発音素子、及び振動素子等を、基地局地図情報の受信があったことを表わす所定の機能を実行させて利用者に通知する。
【００６６】
次に、本発明の第７実施例に係る無線通信システムについて図９を参照しながら説明する。第７実施例に係る無線通信システムでは、複数の利用者がそれぞれ使用する携帯電子装置１０と、携帯電子装置１０に対して情報及び制御信号を伝送すると同時に携帯電子装置１０からの信号を受信する基地局装置４２から構成される。
【００６７】
基地局側から携帯電子装置１０に対して各種情報を提供する情報サービスでは、瞬時に大量の情報を伝送する必要があるため、広い周波数帯域幅を必要とする。周波数利用効率を向上させるためには、変調信号の多値化を行ない、単位周波数当たりの情報伝送量を向上させる必要がある。しかしながら、携帯電子装置１０の構造の簡素化のためには、復調が容易な方が好ましい。そのため、占有帯域の狭帯域化ではなく、周波数繰り返し距離を小さくし、同じ周波数帯を再利用する。高速伝送を行なう際に利用する周波数帯は、準マイクロ波帯やミリ波帯などとなる。
【００６８】
周波数繰り返し距離を小さくするためには、自局の電波が他局に洩れ込むことにより発生する隣接チャネル間干渉を押さえる必要がある。
【００６９】
図９は、他は駅のホームに設置された無線通信システムの一例を示している。図９に示すように、基地局装置４２からの情報サービスが行なわれているエリアを、建築上の構造物により明示している。このような無線通信システムでは、前述した理由により、他局への電波漏洩防止をはかる必要があり、そのために遮蔽を行なう。第７実施例の構成によれば、エリアを明示する手段と遮弊物の共用化をはかることが出来、安価なシステムを実現可能となる。
【００７０】
次に、本発明の第８実施例に係る無線通信システムについて図１０を参照しながら説明する。第８実施例に係る無線通信システムでは、複数の利用者がそれぞれ使用する携帯電子装置１０、携帯電子装置１０に対して情報及び制御信号を伝送すると同時に携帯電子装置１０からの信号を受信する基地局４５、及び基地局４５から提供されるサービスを携帯電子装置１０が受信できるエリアを明示するためのパイロット信号発生器４６から構成される。パイロット信号発生器４６は、基地局４５の内部に設けられるものとする。
【００７１】
図１０に示すように、基地局４５が狭域通信用アンテナ４７を用いてカバーする情報サービスエリアは、パイロット信号発生器４６がエリア明示用アンテナ４８を用いてカバーするエリアと同一となっている。エリア明示用アンテナ４８は、狭域通信用アンテナ４７の近傍に設置される。エリア明示用アンテナ４８から送出されるパイロット信号は、狭帯域周波数の信号であり、情報サービスエリア内に位置していることを、狭域通信用アンテナ４７によりカバーされるエリア内に存在する携帯電子装置１０に対して通知する。
【００７２】
携帯電子装置１０の利用者は、基地局４５から情報サービスを受けるために携帯電子装置１０の電源をオンする。同時に、携帯電子装置１０は、情報サービスエリアに位置しているかどうかを知るために、パイロット信号の受信について監視を始める。パイロット信号は、狭帯域周波数の信号であるため、この帯域のみについての監視すれば良い。
【００７３】
携帯電子装置１０によるパイロット信号の受信強度は、基地局４５（狭域通信用アンテナ４７）と位置的に近くなるに従って強くなる。携帯電子装置１０は、パイロット信号の強度が、情報サービスエリア内であることを示す所定の値になり検出すると、携帯電子装置１０に具備された振動素子、発音素子、あるいは発光素子を機能させて、情報サービスエリア内に入ったことを利用者に明示する。また、携帯電子装置１０は、パイロット信号の強度に応じて、振動素子、発音素子、あるいは発光素子を段階的に変化させ、情報サービスが行なわれているエリアを明示するようにしても良い。
【００７４】
本発明の第８実施例によれば、エリア明示用アンテナ４８から送出されるパイロット信号の受信に応じてエリアを明示することにより、情報サービスの受信が途切れたことや、情報サービスを受けられる基地局４５の近傍がどこであるのかを、携帯電子装置１０の利用者に通知することができる。従って、利用者に対して、受信環境が良好な場所に移動してもらうことを期待できる。さらに、パイロット信号にサービスが行なわれている情報の種類を付加し、この情報に基づいて携帯電子装置１０において情報の種類の通知を行なうことにより、利用者が情報の種類を区分する事も可能である。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、情報サービスの提供を受けられる十分な受信電界強度のエリアを明示し、このエリアを利用者に容易に判別できるようにすることにより、受信電界強度の高いエリア内に位置させることができる。従って、基地局の送信電力を増加させることなく、また携帯電子装置の受信電界強度を改善する回路を省略して小型化低消費電力化した上で、確実に無線通信を介したサービスを受けることが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による無線通信システムを用いたデータ通信システムの構成を示す図。
【図２】本発明の第１実施例に係る無線通信システムを示した図。
【図３】図２で示した第１実施例を拡張した無線通信システムを示した図。
【図４】本発明の第２実施例に係る無線通信システムを示した図。
【図５】本発明の第３実施例に係る無線通信システムを示した図。
【図６】本発明の第４実施例に係る無線通信システムを示した図である。
【図７】本発明の第５実施例に係る無線通信システムを示した図である。
【図８】本発明の第６実施例に係る無線通信システムを示した図である。
【図９】本発明の第７実施例に係る無線通信システムを示した図である。
【図１０】本発明の第８実施例に係る無線通信システムを示した図である。
【図１１】受信状況を改善する方式の従来例を示した図である。
【符号の説明】
１０…携帯電子装置、１２…基地局、１４…ネットワーク、２０…アンテナ、２１，２４…受信可能エリア、２７…発音素子、２８，２９…発光素子、３０…狭域基地局、３２…広域基地局、３４…広域エリア、３６…狭域エリア、４０…赤外線ビーコン、４６…パイロット信号発生器、４７…狭域通信用アンテナ、４８…エリア明示用アンテナ。
Claims (4)
- 無線装置を備えた携帯電子装置と、
前記携帯電子装置に対して情報伝送を行う第１のサービスエリアを持つ第１の基地局と、
前記携帯電子装置に対して制御信号及び情報伝送を行う前記第１のサービスエリアよりも広域の第２のサービスエリアを持ち、前記第１の基地局の位置を示す情報を含む狭域基地局地図情報を有する第２の基地局とを具備し、
前記携帯電子装置は、利用者による所定の操作を受けて前記第１の基地局の位置情報を受ける要求信号を前記第２の基地局に送信し、前記第２の基地局から前記第１の基地局の位置を示した地図情報を得るものであって、
前記携帯電子装置が前記第２の基地局に対して送信する際に、前記要求信号に情報分類信号を付加し、前記第２の基地局では付加された前記情報分類信号に応じて、詳細に分類した他の地図情報を得ることを特徴とする無線通信システム。 - 無線装置を備えた携帯電子装置と、
前記携帯電子装置に対して第１のダウンリンク回線により情報伝送を行う第１のサービスエリアを持つ第１の基地局と、
前記携帯電子装置に対して前記第１のダウンリンク回線の信号伝送速度よりも低速な信号伝送速度の第２のダウンリンク回線、及びこの第２のダウンリンク回線と同等の信号伝送速度をもつアップリンク回線により制御信号及び情報伝送を行う前記第１のサービスエリアよりも広域の第２のサービスエリアを持ち、前記第１の基地局の位置を示す情報を含む狭域基地局地図情報を有する第２の基地局とを具備し、
前記携帯電子装置は、利用者による所定の操作を受けて前記第１の基地局の位置情報を受ける要求信号を前記第２の基地局に前記アップリンク回線を介して送信し、前記第２の基地局から前記第２のダウンリンク回線を介して前記第１の基地局の位置を示した地図情報を得るものであって、
前記携帯電子装置が前記第２の基地局に対して送信する際に、前記要求信号に情報分類信号を付加し、前記第２の基地局では付加された前記情報分類信号に応じて、詳細に分類した他の地図情報を得ることを特徴とする無線通信システム。 - 情報伝送を行う第１のサービスエリアを持つ第１の基地局、制御信号及び情報伝送を行う前記第１のサービスエリアよりも広域の第２のサービスエリアを持ち、前記第１の基地局の位置を示す情報を含む狭域基地局地図情報を有する第２の基地局とそれぞれ通信を行う携帯電子装置において、
利用者による所定の操作を受けて前記第１の基地局の位置情報を受ける要求信号を前記第２の基地局に送信し、前記第２の基地局から前記第１の基地局の位置を示した地図情報を得るものであって、
前記携帯電子装置が前記第２の基地局に対して送信する際に、前記要求信号に情報分類信号を付加し、前記第２の基地局では付加された前記情報分類信号に応じて、詳細に分類した他の地図情報を得ることを特徴とする携帯電子装置。 - 第１のダウンリンク回線により情報伝送を行う第１のサービスエリアを持つ第１の基地局、前記第１のダウンリンク回線の信号伝送速度よりも低速な信号伝送速度の第２のダウンリンク回線、及びこの第２のダウンリンク回線と同等の信号伝送速度をもつアップリンク回線により制御信号及び情報伝送を行う前記第１のサービスエリアよりも広域の第２のサービスエリアを持ち、前記第１の基地局の位置を示す情報を含む狭域基地局地図情報を有する第２の基地局とそれぞれ通信を行う携帯電子装置において、
前記携帯電子装置は、利用者による所定の操作を受けて前記第１の基地局の位置情報を受ける要求信号を前記第２の基地局に前記アップリンク回線を介して送信し、前記第２の基地局から前記第２のダウンリンク回線を介して前記第１の基地局の位置を示した地図情報を得るものであって、
前記携帯電子装置が前記第２の基地局に対して送信する際に、前記要求信号に情報分類信号を付加し、前記第２の基地局では付加された前記情報分類信号に応じて、詳細に分類した他の地図情報を得ることを特徴とする携帯電子装置。
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