JP4531312B2

JP4531312B2 - 携帯端末及び基地局

Info

Publication number: JP4531312B2
Application number: JP2001293232A
Authority: JP
Inventors: 竜太藤沢
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2021-09-26
Also published as: JP2003101475A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイバシチ受信機能を有する携帯端末に係わり、特に端末の消費電力の低減に好適な携帯端末及び基地局に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話機やＰＨＳ（登録商標）（Personal Handy-phone System）端末などの携帯端末にはダイバシチ受信方式が用いられている。ダイバシチ受信方式は複数のアンテナと各アンテナに対応する複数の受信回路からなる複数の受信系統における受信信号の信号レベルを比較して、最も信号レベルの大きい受信信号を選択するか、又は複数の受信信号を合成することで常に安定した受信信号が得られるように動作する。また、ダイバシチ受信方式では複数の受信回路が動作するので消費電力が大きくなる。
【０００３】
ところで、通常、携帯電話機はバッテリで動作するようになっている。したがって、携帯電話機にダイバシチ受信方式を搭載すると端末の動作時間は短くなる。そのため、ダイバシチ受信方式における消費電力の低減方法が従来より提案されている。例えば、特開平９−１８１６６０号公報（第１の従来技術）では、２つの受信系統のうち選択した受信信号を受信していない受信系統に対する電力供給を停止して、その動作を停止するようになっている。また、動作中の受信系統の受信信号レベルが設定値以下になった場合は、動作停止中の受信系統に対する電力供給を再開して、その動作を行うようにするとともに、それまで動作中の受信系統に対する電力供給を停止するように制御することで消費電力の低減を図っている。また、特開平５−２５２０９４号公報（第２の従来技術）では、端末が待ち受け状態の場合に、２つの受信系統のうち、一方の受信系統に対する電力供給を停止することで消費電力の低減を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記第１の従来技術では、動作停止中の受信系統が動作を開始した場合に、どの程度の受信レベルが得られるのか判らない。したがって、実際に受信系統を切り替えた後に受信レベルが確実に向上するとは限らなかった。そのため、受信系統を切り替えた後に受信レベルがさらに低下してしまい、通話中の会話が途切れるなどの通信障害が発生するという問題があった。また、受信系統の切り替え動作によって、それまで動作停止中の受信系統に対して電力の供給を開始した場合、切り替え時のタイムラグや電力供給の開始直後の受信系統における不安定な動作の影響によって受信レベルが安定せず、同様の通信障害が発生するという問題があった。
【０００５】
他方、第２の従来技術では、上記第１の従来技術のような通話時の問題は発生しないが、マルチパスなどによるフェージングの影響が大きい場合に、１つの受信系統では安定した受信レベルを得ることができず、待ち受け状態において通信圏外となり、着信又は発信ができなくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、基地局信号の安定受信と省電力化を実現することのできる携帯端末及び基地局を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、所定の基地局から送信される基地局信号を複数の受信手段により受信し、受信した各基地局信号に対する選択又は合成処理を行うダイバシチ受信機能を有する携帯端末において、所定の衛星から送信される衛星信号を受信する衛星信号受信手段と、受信した衛星信号の信号レベルと所定の基準信号レベルとを比較する信号レベル比較手段と、端末における前記基地局信号の受信状態を判断する受信状態判断手段と、受信状態が良い場合に前記複数の受信手段に対する電力供給を制限する電力供給制限手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、衛星信号受信手段が所定の衛星からの衛星信号を受信すると、信号レベル比較手段が上記受信した衛星信号の信号レベルと所定の基準信号レベルとを比較する。また、受信状態判断手段が上記比較結果に基づいて端末における基地局信号の受信状態を判断する。そして、基地局信号の受信状態が良い場合には電力供給制限手段が複数の受信手段に対する電力供給を制限する。
したがって、携帯端末では衛星信号の受信状態が良好な場合に、基地局信号の受信状態が良好であると判断して複数の受信回路のうちダイバシチ受信機能により選択又は合成された基地局信号を出力する受信回路に対してのみ電力を供給することで端末の消費電力を低減することができる。
また、衛星信号の受信状態が不良の場合に、携帯電話機は基地局信号の受信状態が不良であると判断して複数の受信回路に対して電力を供給することで、ダイバシチ受信機能が最大限に活用され、基地局信号を安定して受信することができる。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記衛星信号に測位情報が含まれている場合に、当該測位情報に基づいて端末の位置情報を算出する位置情報算出手段と、最新の端末の位置情報と過去の端末の位置情報に基づいて、端末の移動速度を算出する端末速度算出手段と、算出された端末の移動速度と所定の基準移動速度とを比較する移動速度比較手段とを備え、前記受信状態判断手段はさらに前記移動速度比較手段による比較結果に基づいて端末における前記基地局信号の受信状態を判断することを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、位置情報算出手段が端末の位置情報を算出すると、端末速度算出手段が最新の端末の位置情報と過去の端末の位置情報、及び各位置情報に関連付けられた時刻情報とに基づいて端末の移動速度を算出し、移動速度比較手段が上記算出された端末の移動速度と基準移動速度とを比較する。そして、受信状態判断手段がこの比較結果に基づいて端末における前記基地局信号の受信状態を判断する。
これにより、携帯端末では端末の移動速度が速い場合に、基地局信号の受信状態が不良であると判断することが可能になるとともに衛星信号の受信レベルと端末の移動速度とに基づいて総合的に基地局信号の受信状態を判断することができる。
【００１１】
また、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に係る発明の携帯端末に対して基地局信号を送信する基地局であって、所定の衛星からの衛星信号を受信する基地局衛星信号受信手段と、受信した衛星信号の信号レベルを基準信号レベルとして前記携帯端末へ送信する情報送信手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、基地局衛星信号受信手段が所定の衛星からの衛星信号を受信すると、情報送信手段が上記受信した衛星信号の信号レベルを基準信号レベルとして携帯端末へ送信する。
これにより、携帯端末では基地局が実際に受信した衛星信号の信号レベルに基づいて衛星信号の受信状態を判断することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
一般に衛星から送信される無線信号は送信レベルが低く、端末から衛星の方向に対して見通しが利かなくなる位置に高層ビルなどの障害物があると、端末では衛星からの無線信号を受信することが困難となる。他方、携帯電話機などの基地局から送信される無線信号はフェージングの影響に弱く、高層ビルなどの障害物によって発生するマルチパス（反射波）によりフェージングの影響が大きくなると、端末では基地局からの無線信号を受信することが困難となる。このように、携帯端末では衛星からの無線信号の受信状態を知ることで、基地局からの無線信号の受信状態を推定できる。
【００１４】
また、端末が自動車などによって高速に移動する場合に、同様にフェージングの影響が大きくなり、端末では基地局から送信される無線信号の受信状態が悪くなることが知られている。なお、端末の移動速度は移動距離とその間の移動時間から得られる。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態による携帯電話機の構成を示したブロック図である。この図において、本実施形態による携帯電話機１０（携帯端末）は衛星アンテナ１１、衛星信号受信回路１２（衛星信号受信手段）、携帯電話機１０の各部を制御する制御回路１３（信号レベル比較手段、受信状態判断手段、電力供給制限手段、端末速度算出手段、移動速度比較手段）、基地局アンテナ１４ａ、１４ｂ、受信回路１５ａ、１５ｂ（受信手段）、スイッチ１６ａ、１６ｂ（電力供給制限手段）、ダイバシチ回路１７（ダイバシチ受信機能）、電源回路１８を含んで構成される。なお、符号１９はダイバシチ回路１７から出力される基地局信号を各種信号に復号する信号処理回路を示し、信号処理回路１８により復号された音声信号はスピーカ２０から出力される。また、携帯電話１０は通常の音声通話などの無線通信を行うための図示しないマイクや送信回路を含む送信機能を有している。
【００１６】
また、本実施形態では、上記衛星信号は当該衛星信号の受信地点の位置情報を算出可能な測位情報を含んでいる。このような測位情報を含む衛星信号を送信する衛星としては、例えばＧＰＳ（Global Positioning System：全地球無線測位システム）衛星がある。ＧＰＳ衛星は、それぞれ所定の軌道上に配置された２４個の衛星により地球上の全てのエリアをカバーしている。また、ＧＰＳ衛星から送信される衛星信号は時刻情報や衛星の識別情報を含んでいる。以下、衛星がＧＰＳ衛星である場合について説明する。
【００１７】
衛星アンテナ１１は衛星から送信される衛星信号を受信する。また、衛星信号受信回路１２はアンテナ１１で受信した衛星信号を復調する。
制御回路１３は、携帯電話機１０の各部を制御し、衛星信号受信回路１２により復調された衛星信号の信号レベルと所定の基準信号レベルとを比較する機能と、上記比較結果に基づいて携帯端末１０の基地局信号の受信状態を判断する機能と、受信状態が良い場合にスイッチ１６ａ、１６ｂのＯＮ／ＯＦＦ制御を行い、受信回路１５ａ、１５ｂに対する電力供給を制限する機能を有する。
このように構成することで、携帯電話機１０では衛星信号の信号レベルに基づいて基地局信号の受信状態を判断して、受信状態が良い場合に受信回路１５ａ、１５ｂに対する電力供給を制限することができる。
【００１８】
また、本実施形態では、制御回路１３はさらに衛星信号受信回路１２により復調された衛星信号に含まれる測位情報に基づいて携帯電話機１０の位置情報（緯度、経度、高度）を算出する機能（以下、ＧＰＳ機能という）と、最新の位置情報と過去の位置情報に基づいて携帯電話機１０の移動速度を算出する機能と、移動速度と所定の基準移動速度とを比較する機能と、上記比較結果に基づいて携帯端末１０の基地局信号の受信状態を判断する機能とを有している。
このように構成することで、衛星信号に測位情報が含まれている場合に、携帯電話機１０では測位情報に基づいて最新の端末の位置情報と過去の端末の位置情報から移動速度を算出することが可能となり、算出された移動速度と所定の基準移動速度との比較結果に基づいて基地局信号の受信状態を判断することができる。
【００１９】
なお、制御部回路１３の各機能は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、この制御回路１３はメモリ及びＣＰＵ（中央演算処理装置）により構成され、制御回路１３の各機能を実現するためのプログラム（図示せず）をメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであっても良い。
【００２０】
また、基準信号レベル、基準移動速度はそれぞれ携帯電話機１０の基地局信号の受信状態を判断するための閾値である。基準信号レベルは、例えば携帯電話機１０が受信する衛星信号の信号レベルの標準値であり、実際に受信した衛星信号の信号レベルが上記基準信号レベル以上の場合に、携帯電話１０は衛星信号の受信状態が良好、すなわち基地局信号の受信状態が良好であると判断する。他方、基準移動速度は、例えば携帯電話機１０が移動していない場合と比べて基地局信号の受信感度が半減するときの移動速度の標準値であり、携帯電話機１０の移動速度が上記基準移動速度より大きい場合に、携帯電話機１０は端末の移動速度が早く、すなわち基地局信号の受信状態が不良であると判断する。
【００２１】
基地局アンテナ１４ａ、１４ｂは基地局から送信される基地局信号を受信する。また、受信回路１５ａ、１５ｂは基地局アンテナ１４ａ、１４ｂで受信した基地局信号をそれぞれ復調する。ダイバシチ回路１７は受信回路１５ａ、１５ｂにより復調された基地局信号の信号レベルを判断して各基地局信号を適宜選択又は合成する機能を有する。
【００２２】
次に、本実施形態による携帯電話機１０の動作について説明する。図２は携帯電話機１０の動作フローを示した図である。
まず、携帯電話機１０の待ち受け動作において（ステップＳ１）、制御回路１３により衛星信号受信回路１２は間欠動作を行い、アンテナ１１で受信したＧＰＳ衛星からの衛星信号を復調する（ステップＳ２）。制御回路１３は、所定のメモリ（例えば制御回路１３内部の不図示のメモリ）から基準信号レベルを抽出し、復調された衛星信号の信号レベルと比較して衛星信号の受信状態が良好かどうかを判断する（ステップＳ３）。制御回路１３は、復調された衛星信号の信号レベルが基準信号レベル以上の場合に、ビルなどの障害物がなく衛星信号の受信状態が良好であると判断する（ＹＥＳ）。次いで、制御回路１３は携帯電話機１０の移動速度を算出する（ステップＳ４）。
【００２３】
ここで、携帯電話機１０の移動速度の算出動作について説明する。図３は携帯電話機１０の移動速度を算出する動作フローを示した図である。なお、衛星からの測位情報に基づいて位置情報を取得するＧＰＳ機能は、カーナビゲーション装置などに用いられている従来の方法を利用することができるので、ここでは詳細な説明は省略する。
まず、制御回路１３はＧＰＳ機能により衛星信号受信回路１２の間欠動作に応じて復調された衛星信号に含まれる測位情報から携帯端末１０の位置情報を算出する（ステップＳ４ａ）。そして、算出された位置情報を測位情報の受信時刻に対応する時刻情報と関連付けて所定のメモリに記憶する（ステップＳ４ｂ）。図４はメモリに記憶されている位置情報の内容を示した図で、例えば時刻情報の新しい順に位置情報（緯度、経度）が記憶されている。制御回路１３は上記所定のメモリから最新の位置情報と、その直前の過去の位置情報を読み出し（ステップＳ４ｃ）、各位置情報の差分から移動距離を算出する（ステップＳ４ｄ）。次いで、各位置情報に関連付けられた時刻情報の差分から移動時間を算出する（ステップＳ４ｅ）。そして、制御回路１３は算出された移動距離を移動時間で除して移動速度を算出する（ステップＳ４ｆ）。このようにして携帯電話機１０のＧＰＳ機能により算出された位置情報から端末の移動速度を算出することができる。
【００２４】
図２に戻って、ステップＳ３でＮＯの場合は、制御回路１３はビルなどの障害物の影響により衛星信号の受信状態が不良、すなわち基地局信号の受信状態が不良であると判断する。そして、制御回路１３はスイッチ１６ａ、１６ｂを制御して電源回路１８から受信回路１５ａ、１５ｂの両方の受信回路に対して電力を供給し（ステップＳ３ａ）、後述するステップＳ８の処理に移る。これにより受信回路１５ａ、１５ｂの両方の受信回路が動作するので、ダイバシチ回路１７は各受信回路から出力される基地局信号を適宜選択又は合成することができ、携帯電話機１０では基地局信号を安定して受信することができる。
【００２５】
次いで、制御回路１３は所定のメモリから抽出した基準移動速度と、算出された移動速度とを比較して、端末の移動速度が遅いかどうかを判断する（ステップＳ５）。制御回路１３は、算出された移動速度が基準移動速度以下の場合に端末の移動速度が遅いと判断する（ＹＥＳ）。これにより、制御回路１３は基地局信号の受信状態が良好であると判断して、例えばダイバシチ回路１７により選択されている受信回路１５ｂに対してのみ電力を供給するようにスイッチ１６ａ、１６ｂを制御する（ステップＳ６）。次いで、制御回路１３は受信回路１５ｂで復調された基地局信号の信号レベルと所定の基準信号レベルとの比較を行い、実際の基地局信号の受信状態を判断する（ステップＳ７）。制御回路１３は、基地局信号の受信レベルが上記所定の基準信号レベルよりも大きい場合に、基地局信号の受信状態が良好であると判断して（ＹＥＳ）、続くステップＳ８の処理に移る。ステップＳ８の処理では、制御回路１３は基地局からの着信要求又はユーザによる発信要求の有無を判断する。ここで、着信要求又は発信要求が検出されると（ＹＥＳ）、制御回路１３は各要求に応じて通常の通信動作を行う（ステップＳ９）。そして、通信動作の終了にともない（ステップＳ１０）、ステップＳ１の処理に戻る。
【００２６】
なお、ステップＳ５又はステップＳ７でＮＯの場合は、制御回路１３は基地局信号の受信状態が不良であると判断してステップＳ３ａの処理に移る。また、ステップＳ８でＮＯの場合には、同様にステップＳ１の処理に戻る。このように、基地局信号の受信状態が良好の場合に、制御回路１３は一方の受信回路１５ａに対する電力供給を停止するので、携帯電話機１０の消費電力を低減することができる。
【００２７】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図５は本発明の他の実施形態による携帯電話機と基地局を用いたシステム全体の構成を示した図である。この図において、本システムは基地局信号を送信する基地局８０、それぞれ衛星信号を送信するＡ衛星９１、Ｂ衛星９２、Ｃ衛星９３及び携帯電話１０’からなる。
【００２８】
基地局８０は、各衛星から送信される衛星信号を受信する基地局衛星信号受信回路８１（基地局衛星信号受信手段）、受信した衛星信号の信号レベルを基準信号レベルとして携帯電話機１０’へ送信する情報送信回路８２（情報送信手段）、各部を制御する基地局制御回路８３から構成される。これにより、基地局８０は実際に受信した各衛星信号の信号レベルを基地局８０が管轄するエリアにおける基準信号レベルとして携帯電話機１０’へ送信する。図６は基地局８０から携帯電話機１０’へ送信される信号レベルを示した図で、例えばＡ衛星９１の基準信号レベルは−１３０ｄＢｍである。
【００２９】
携帯電話機１０’は、図１の携帯電話機１０と略同一の構成であるが、受信した衛星信号の信号レベルを基地局８０から基準信号レベルとして送信される信号レベルと比較する点が図１の携帯電話機１０と異なる。携帯電話機１０’は、例えば実際に受信した各衛星の信号レベルが基地局８０から送信される信号レベルより１つでも小さい場合に、衛星信号の受信状態が不良であると判断する。
【００３０】
このように、基地局８０が実際に受信した衛星信号の信号レベルを基準信号レベルとすることで、携帯電話機１０’における衛星信号の受信状態、すなわち基地局信号の受信状態を基地局８０が管轄するエリアの地理的条件などを考慮してより正確に判断することができる。
【００３１】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。例えば、上述の実施形態では携帯端末が携帯電話機の場合について説明しているが、通信可能なＰＤＡ（Personal Digital Assistants：個人用情報機器）と称される携帯型の端末であっても良い。
【００３２】
また、上記実施形態では、受信回路が２つの場合について説明しているが、携帯電話機がさらに多くの受信回路を備えていても良い。この場合、携帯電話機では基地局信号の受信状態を段階的に判断して電力の供給を制限（停止）する受信回路を選択することで、基地局信号の受信状態に応じてより効果的に携帯電話機の消費電力を低減することができる。
【００３３】
また、上記実施形態では、携帯電話機が待ち受け動作において基地局信号の受信状態を判断する場合について説明しているが、これに限られることはなく、携帯電話機が通信動作時の場合も同様にして携帯電話機の消費電力を低減することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、受信状態判断手段が衛星信号受信手段により受信した衛星信号の信号レベルと所定の基準信号レベルとの比較結果から基地局信号に対する受信状態を判断し、この判断結果に基づいて電力供給制限手段が複数の受信手段に対する電力供給を制限する。
これにより、端末の周囲にビルなどの障害物がなく衛星信号の受信状態が良好な場合に、携帯電話機は基地局信号の受信状態が良好であると判断して複数の受信回路のうちダイバシチ受信機能により選択又は合成された基地局信号を出力する受信回路に対してのみ電力を供給し、端末の消費電力を低減することができる。
他方、端末の周囲にビルなどの障害物があり衛星信号の受信状態が不良の場合は、携帯電話機は基地局信号の受信状態が不良であると判断して複数の受信回路に対して電力を供給し、ダイバシチ受信機能を最大限に活用して基地局信号を安定して受信することができる。
したがって、携帯電話機において基地局信号の安定受信と省電力化とをバランスよく実現することができる。
【００３５】
また、請求項２に係る発明によれば、位置情報算出手段により算出された最新の端末の位置情報と過去の端末の位置情報、及び各位置情報に関連付けられた時刻情報とに基づいて端末速度算出手段が端末の移動速度とを算出すると、移動速度比較手段が上記移動速度と所定の基準移動速度とを比較し、この比較結果に基づいて受信状態判断手段が基地局信号に対する端末の受信状態の状態判断する。したがって、端末の移動速度が速い場合に、携帯電話機は基地局信号の受信状態が不良であると判断することが可能となり、衛星信号の受信状態が良好な場合でも、端末が自動車などにより高速移動中の場合は基地局信号の安定受信を優先した動作を行うことができる。
【００３６】
また、請求項３に係る発明によれば、基地局衛星信号受信手段が所定の衛星からの衛星信号を受信すると、情報送信手段が上記受信した衛星信号の信号レベルを基準信号レベルとして携帯端末へ送信するので、携帯電話機では、基地局が実際に受信した衛星信号の信号レベルに基づいて衛星信号の受信状態を判断することが可能となり、基地局の管轄エリアの地理的条件などを考慮して、より正確に基地局信号の受信状態を判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による携帯電話機の構成を示すブロック図である。
【図２】携帯電話機１０の動作フローを示す図である。
【図３】携帯電話機１０の移動速度を算出する動作フローを示す図である。
【図４】位置情報の内容を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態による携帯電話機と基地局を用いたシステム全体の構成を示す図である。
【図６】基地局８０の受信した衛星信号の信号レベルを示す図である。
【符号の説明】
１０携帯電話機（携帯端末）
１２衛星信号受信回路（衛星信号受信手段）
１３制御回路（信号レベル比較手段、受信状態判断手段、電力供給制限手段、位置情報算出手段、端末速度算出手段、移動速度比較手段）
１５ａ、１５ｂ受信回路（受信手段）
１６ａ、１６ｂスイッチ（電力供給制限手段）
１７ダイバシチ回路（ダイバシチ受信機能）
８０基地局
８１基地局衛星信号受信回路（基地局衛星信号受信手段）
８２情報送信回路（情報送信手段）

Claims

所定の基地局から送信される基地局信号を複数の受信手段により受信し、受信した各基地局信号に対する選択又は合成処理を行うダイバシチ受信機能を有する携帯端末において、
所定の衛星から送信される衛星信号を受信する衛星信号受信手段と、
受信した衛星信号の信号レベルと所定の基準信号レベルとを比較する信号レベル比較手段と、
比較結果に基づいて端末における前記基地局信号の受信状態を判断する受信状態判断手段と、
受信状態が良い場合に前記複数の受信手段に対する電力供給を制限する電力供給制限手段と
を備えたことを特徴とする携帯端末。
前記衛星信号に測位情報が含まれている場合に、当該測位情報に基づいて端末の位置情報を算出する位置情報算出手段と、
最新の端末の位置情報と過去の端末の位置情報に基づいて端末の移動速度を算出する端末速度算出手段と、
算出された端末の移動速度と所定の基準移動速度とを比較する移動速度比較手段とを備え、
前記受信状態判断手段は、さらに前記移動速度比較手段による比較結果に基づいて端末における前記基地局信号の受信状態を判断することを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
請求項１又は請求項２に記載の携帯端末に対して基地局信号を送信する基地局であって、
所定の衛星からの衛星信号を受信する基地局衛星信号受信手段と、
受信した衛星信号の信号レベルを基準信号レベルとして前記携帯端末へ送信する情報送信手段と
を備えたことを特徴とする基地局。