JP4689451B2 - 携帯通信端末 - Google Patents

Description

本発明は、携帯通信端末に関し、特に、公衆回線網と接続された無線基地局と無線通信する無線通信手段と、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの測位用電波を受信するＧＰＳ受信手段とを備える携帯通信端末に関する。

通話機能の他に、ＧＰＳ衛星からの測位用電波を受信して現在位置を特定する機能を備える通信端末が開発されている。

特許文献１には、通信可能サービスエリアと現在位置とを重ねて表示すること、および通信可能サービスエリアのデータ更新に応じて、装置内の当該データを更新することが可能な通信端末が開示されている。

特許文献２には、ＧＰＳ衛星からの測位用電波を利用して得た位置情報と、姿勢検出手段により得た本体の姿勢情報とに基づいて、最も電波の強い基地局が存在する方向を画面表示あるいは音声案内することが可能な通信端末が開示されている。
特開平１０−２１０５４８号公報 特開２００４−２１４９２３号公報

しかしながら、通信事業者が提供する通信可能サービスエリアの情報は、机上の計算による大まかな情報である。このため、現地の建物の建て込み等の細やかな電波受信状況が正確には反映されてはいない。また、通信可能サービスエリアの情報は、全国をカバーする広範囲の情報である。このため、たとえ、現地の電波受信状況を頻繁に調査して、情報の更新頻度を高めようとしても、限度がある。

したがって、特許文献１に記載の技術では、表示された情報に基づいて現在位置から通信可能サービスエリアに向かったとしても、良好な通信が得られるとは限らない。また、特許文献２に記載の技術は、現在位置において、少なくとも基地局の電波を受信し得ることを前提として、最も受信状況が良好な方向を示す技術である。このため、そもそも現在位置が通信可能サービスエリア外であるときには、基地局方向を指し示すことができないという問題が生じる。

本発明は、係る実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、各通信ポイントにおける無線信号の受信状態を正確に把握可能な携帯通信端末を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、携帯通信端末は、公衆回線網と接続された無線基地局と無線通信する無線通信手段と、ＧＰＳ衛星からの測位用電波を受信するＧＰＳ受信手段と、該ＧＰＳ受信手段が受信した測位用電波に基づいて現在位置を測位する測位手段と、該測位手段の測位点において、前記無線基地局からの無線信号の受信レベルを算出する算出手段と、記憶手段と、前記算出手段により算出された受信レベルデータを前記測位手段の各測位点別に前記記憶手段に記憶させる記憶制御手段と、前記記憶手段に記憶されている測位点のうちから、所定値以上の受信レベルデータが対応して記憶されている測位点を選択する選択手段と、前記携帯通信端末の移動態様を設定する移動態様設定手段と、表示手段と、前記表示手段に、前記記憶手段に記憶された地図情報に基づき地図を表示させる表示制御手段とを備え、前記選択手段は、前記所定値以上の受信レベルが対応して記憶されている測位点のうちから、前記移動態様設定手段によって設定された移動態様と、現在位置から測位点への移動ルートとに基づいて、最適な測位点を選択し、前記表示制御手段は、前記選択手段が選択した測位点および移動ルートをさらに地図上に表示させる。

好ましくは、携帯通信端末は、前記測位点別の受信レベルデータを外部へ出力させる出力制御手段と、前記測位点別の受信レベルデータを外部から入力させる入力制御手段とをさらに備える。

本発明によれば、携帯通信端末が測位した測位点における無線信号の受信レベルデータを収集できる。その結果、各通信ポイントにおける無線信号の受信状態を正確に把握可能となる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明においては、“通信”は、通話を含む各種データの送信または受信、あるいは送受信を意味する。

図１は、本実施の形態に関わる通信システムの構成を示す図である。通信システムは、通信端末の一例となる携帯電話機１と、情報サーバ５０とを含む。情報サーバ５０は、基地局６０および公衆回線網７０を介して、複数の携帯電話機１と双方向で通信する。図１には、複数の携帯電話機１として、ＡおよびＢの２台の携帯電話機１が示されている。情報サーバ５０は、実際には、３台以上の数多くの携帯電話機１と双方向通信する。

携帯電話機１は、基地局６０を介して、他の携帯電話機１との通信を行なう。携帯電話機１は、複数のＧＰＳ衛星８０（図１では１つのみ図示）から出力される測位用電波８１を入力して現在位置を測位する機能を備える。

さらに、携帯電話機１は、基地局６０との無線通信に利用される電波６１の受信レベルを算出する機能を備える。携帯電話１は、算出した受信レベルデータを、測位により得られた位置情報と対応させて記憶する。また、携帯電話１は、算出した受信レベルデータを、測位により得られた位置情報と対応させて、観測情報として情報サーバ５０へ送信する。

情報サーバ５０は、情報を送受信する通信部５１と、通信可能エリアのデータを記憶する通信可能エリア記憶部５２と、受信した観測情報を記憶する観測情報記憶部５４と、全国の地図情報を記憶する地図情報記憶部５５と、各部を制御する制御部５３とを備える。

通信部５１は、携帯電話機１から送信された観測情報を受信する。制御部５３は、通信部５１が受信した観測情報を観測情報記憶部５４に記憶する。また、制御部５３は観測情報に基づいて、通信可能エリア記憶部５２の通信可能エリア情報を更新する。

制御部５３は、携帯電話機１の要求に応じた地図を地図情報記憶部５５から読み出す。また、制御部５３は、携帯電話機１の要求に応じた観測情報を観測情報記憶部５４から読出す。さらに、制御部５３は、読出した地図あるいは観測情報を通信部５１を介して、送信要求を受けた携帯電話機１へ送信する。

携帯電話機１は、記憶した観測情報に基づいて、各測位ポイントにおける電波の受信状況を第１表示部１４に表示する機能を備える。その結果、利用者は、周囲の電波状況を把握できる。特に、この実施の形態に関わる携帯電話機１は、無線電波の受信状態が悪いときなどに、利用者の操作に応じて、現在位置から通信可能ポイントへ移動するためのルートなどを第１表示部１４に表示する機能を備える。その結果、利用者は、通信できない場所に位置するときに、通信可能ポイントへ容易に移動することが可能となる。

情報サーバ５０の観測情報記憶部５４および通信可能エリア記憶部５２の各々の記憶データにより、データベースが構築されている。情報サーバ５０は、携帯電話機１から受信した観測情報に基づいて、データベースを更新する。このデータベースは、全国の複数の携帯電話機１から送信される観測情報に基づいたデータである。したがって、情報サーバ５０のデータベースによって、現地の電波受信状況が忠実に反映された全国的なデータを入手することが可能となる。しかも、各携帯電話機１から送信される観測情報に基づいて情報を随時、更新することによって、極力、新しいデータに基づいた情報を把握できる。

図２は、携帯電話機１の斜視図である。携帯電話機１は、主に、第１の筐体２と第２の筐体４とから構成される。

第１の筐体２には、突出部８が取付けられている。突出部８には、ヒンジ部３が、当該突出部８の左右両端と接続されるように、軸Ａ１を回転軸として回動可能に取付けられている。ヒンジ部３には、第２の筐体４が、当該ヒンジ部３に対して軸Ａ２を回転軸として回動可能に取付けられている。

第１の筐体２には、その主面に、ユーザが電話番号等の情報を入力するための機能ボタン群６および入力ボタン群９が設けられ、さらに、後述するマイク（マイク１１）に音声を入力するための第１のマイク孔１１Ａ、および、第２のマイク孔１１Ｂが設けられている。また、第１の筐体２の側面には、後述するカメラ（カメラ１８）のシャッタボタン１２およびＬＥＤ（light emitting diode）３６が設けられている。

第２の筐体４には、その主面に、ほぼ長方形状の第１表示部１４およびレシーバ孔１５が備えられている。

図３は、携帯電話機１が折り畳まれた状態を示す図である。携帯電話機１は、図２の状態に比較して、ヒンジ部３が軸Ａ１に沿って回動されることにより、第２の筐体４と第１の筐体２とが対向する状態となっている。

また、図４は、携帯電話機１の、図３に示された状態の裏面を示す図である。なお、図３および図４に示された状態に対して、図２に示された携帯電話機１の状態を、「開かれた状態」と呼ぶ。

図３および図４に示されるように、携帯電話機１が折り畳まれた状態では、第１の筐体２と第２の筐体４とは、その主面同士が当接している。

そして、特に図４に示されるように、第１の筐体２の主面の裏面には、第２表示部２０、後述するカメラ（カメラ１８）の撮影レンズ１８Ａ、当該カメラの撮影に利用されるフラッシュ１９、および、スピーカ孔２１が設けられている。

図５は、携帯電話機１の構成を示すブロック図である。図５を参照して、携帯電話機１は、当該携帯電話機１の動作を全体的に制御する制御部１０を備える。制御部１０は、制御用プログラムに基づいて携帯電話機１を制御するＣＰＵ１０１（Central Processing Unit）、制御用プログラムを予め記憶するＲＯＭ（Read only memory）１０２、ＣＰＵ１０１による演算結果を一時記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）１０３を備える。

さらに、携帯電話機１は、アンテナ３０と、アンテナ３０を介して携帯電話用の基地局との無線通信を行なう無線通信部３１と、アンテナ４０と、アンテナ４０を介してＧＰＳ衛星から測位用電波を受信するＧＰＳ受信部４１と、スピーカ２２と、マイク１１と、写真あるいは動画撮影のためのカメラ１８と、第１表示部１４と、第２表示部２０と、傾き検出部５と、方位検出部３７と、機能ボタン群６と、入力ボタン群９と、第１の筐体２内に内蔵され着信時に第１の筐体２を振動させるためのバイブレータ３５と、地図情報その他のデータを格納する内部メモリ１０７と、外部メモリ３９を収容するスロット部３０とを備える。

傾き検出部５は、携帯電話機１の傾き度合い（重力ベクトル）を検出する。具体的には、傾き検出部５は、３次元空間上の基準姿勢に対して携帯電話機１がどの程度傾いているかを検出する。傾き検出部５は、たとえば、３軸加速度センサである。

方位検出部３７は、方位（地磁気ベクトル）を検出する。具体的には、方位検出部３７は、携帯電話機１が予め定めた方向に対してどの程度ずれているかを検出する。方位検出部３７は、たとえば、３軸磁気センサである。

傾き検出部５および方位検出部３７の検出信号によって、絶対方位を含めた携帯電話機１のすべての姿勢状態を検出できる。

スピーカ２２は、アンテナ３０を介して受信した音声（電話における通話相手から送られる音声等）、および、ＲＯＭ１０２に記憶された音声データに基づいた音声（着信音等）を出力する。前者の音声は、主に、レシーバ孔１５を介して出力され、後者の音声は、主に、スピーカ孔２１を介して出力される。

図６は、携帯電話機１による観測で収集される観測情報を示す図である。図示する観測情報は、携帯電話機１の内部メモリ１０７若しくは外部メモリ３９、または両メモリに記憶される。また、収集された観測情報は、情報サーバ５０へ送信される。なお、携帯電話機１相互間で観測情報を送受信し合うようにしてもよい。

観測情報は、観測日時（日時情報）と、位置情報と、受信レベルと、受信度合いとを含む。観測日時は、位置情報および受信レベルが観測された日時を示す情報である。図６には、観測時間間隔が１０分の場合が示されている。位置情報は、ＧＰＳを利用した測位により得られた情報である。受信レベルは、測位ポイントにおける通信用無線信号の受信レベルデータである。

受信レベルは、観測時の携帯電話機１の姿勢を考慮して補正されたデータである。受信度合いは、補正後の受信レベルを０〜３の等級に分類したときの等級を示すデータである。等級は、０が最も受信状態が悪く、その数字が上がるごとに受信状態が良好であることを示す。

これらの観測情報のうち、観測日時および受信度合いのいずれか一方、または双方ともに記録しないようにしてもよい。また、受信レベルは、補正前の実測値であってもよい。また、この実施の形態では、受信レベルを補正することとしたが、補正することなく実測値を利用してもよい。また、観測日時の情報に代えて、日付の情報を除いた時間情報のみを採用してもよい。

次に、受信レベルの補正について詳細に説明する。図７は、携帯電話機１の姿勢状態と補正値との関係を示す図である。この実施の形態では、傾き検出部５と方位検出部３７との検出値に基づいて、携帯電話機１の姿勢状態が、図７に示すＡ〜Ｄの４つのいずれかに分類される。

Ａが基地局からの電波を最も受信し易い姿勢状態である。たとえば、Ａは、少なくともアンテナ３０が鉛直上向きとなっている姿勢状態である。本実施の形態では、姿勢状態Ａが、各測位ポイントにおける受信レベルを決定するときの基準姿勢とされている。Ａの次に、基地局からの電波を受信し易い姿勢状態がＢである。以下、Ｃ、Ｄの順に電波を受信し難い姿勢状態である。

補正値は、基準姿勢以外の姿勢状態で検出された受信レベルを基準姿勢のときの受信レベルに補正するための値である。したがって、姿勢状態がＡのときの補正値は０である。つまり、解析された姿勢状態が基準姿勢のときは検出された受信レベルを補正しない。姿勢状態がＢのときの補正値はＸ１である。姿勢状態がＣのときの補正値はＸ２である。姿勢状態がＤのときの補正値はＸ３である。これらＸ１〜Ｘ３は、いずれも正数であり、「０＜Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３」の関係にある。Ｘ１〜Ｘ３の値は、基準姿勢Ａでの受信レベルと、各姿勢状態Ｂ〜Ｄでの受信レベルとの差を実測することを様々な観測点で繰り返し行ない、その実測によって得たデータを分析することによって求めることができる。

補正後の受信レベルは、図７に示されているように、「受信レベルの実測値＋補正値」によって算出される。

ここでは、姿勢状態を４つに分類することを例に挙げて説明したが、さらに細かく姿勢状態を分類してもよい。また、携帯電話機１が折り畳まれた状態にあるか、開いた状態にあるかを携帯電話機１に設けた折り畳みセンサによって検出し、その検出結果に基づいて、姿勢状態を分類してもよい。また、ここでは、基地局からの電波を最も受信し易い姿勢状態を基準姿勢としたが、その他の姿勢状態を基準姿勢としてもよい。

姿勢状態と補正値との関係を示すデータおよび受信レベルを補正するための演算式のデータは、ＲＯＭ１０２に格納されている。制御部１０は、ＲＯＭ１０２に格納されたデータに基づいて、受信レベルを補正する。

次に、図６に示される受信度合いの算出手法を説明する。図８は、補正後の受信レベルＲと、受信度合いとの関係を示すデータである。なお、「表示記号」の欄には、受信度合いを地図上に表示するときの表示記号が示されている。

受信レベルＲがｒ１未満のときには、受信度合いが０に決定される。受信レベルＲがｒ１以上ｒ２未満のときには、受信度合いが１に決定される。受信レベルＲがｒ２以上ｒ３未満のときには、受信度合いが２に決定される。受信レベルＲがｒ３以上のときには、受信度合いが３に決定される。

ｒ１〜ｒ３は、適宜定めることができる。本実施の形態では、ｒ１は、通信可能な受信レベルとして定められた限界強度に設定されている。また、ｒ２、ｒ３については、限界強度を超え、かつ各々の間に適度な幅を持たせた値に設定されている。図６を用いて前述したように、受信度合いは、０が最も受信状態が悪く、その数字が上がるごとに受信状態が良好であることを示す。ｒ１〜ｒ３が上記のように定められているため、受信度合いが０のときには実質的に通信が不可能である。したがって、受信度合い０は、通信不可能であることを示し、受信度合い１〜３は、通信可能であることを示す。

図８に示されるデータは、ＲＯＭ１０２に格納されている。制御部１０は、ＲＯＭ１０２に格納されたデータに基づいて、受信度合いを算出する。なお、この実施の形態では、受信度合いを０〜３の４段階に設定しているが、それ以上の段階に設定してもよい。あるいは、２段階や、３段階に設定してもよい。

図９は、検索モードを説明するための図である。検索モードは、観測情報に基づいて、現在位置から通信可能ポイントを検索するときの検索半径の初期値を設定するためのモードである。

携帯電話機１には、検索モードとして、モード１〜モード４の複数種類の検索モードが用意されている。各検索モードでは、現在位置を基準として通信可能ポイントを検索するときの検索半径Ｒの初期値が異なっている。検索モードを複数種類の中から選択できるようにしたのは、移動体の移動速度を考慮の上で、最適な通信可能ポイントを検索できるようにするためである。

モード１は、概ね徒歩かあるいはランニングによる移動を想定したモードである。モード２は、概ね自転車による移動を想定したモードである。モード３は、概ね自動車による移動を想定したモードである。モード４は、検索半径Ｒの初期値を利用者が直接入力できるモードである。

図９に示されるモード１〜３の検索半径Ｒの初期値は、以下の検討に基づいて設定されている。まず、各モード別に移動限界速度を想定する。想定された移動限界速度Ｖａは、図９に示されているとおりである。すなわち、モード１の移動限界速度は１０ｍ／秒であり、モード２の移動限界速度は２０ｍ／秒であり、モード３の移動限界速度は６０ｍ／秒である。

次に、想定された移動限界速度により１０秒間で移動できる距離を算出する。そして、算出された値を検索半径Ｒの初期値と定める。その結果、モード１の検索半径Ｒの初期値は１００ｍとなる。また、モード２の検索半径Ｒの初期値は２００ｍとなる。また、モード３の検索半径Ｒの初期値は６００ｍとなる。したがって、想定された移動限界速度が遅いモードほど、検索半径Ｒの初期値が小さくなる。携帯電話機１のＲＯＭ１０２には、各検索モードと検索半径Ｒの初期値との関係を示すデータが予め記憶されている。

なお、ここでは、移動限界速度を図９に示されるような値として想定したが、適宜、速度値を変更して設計することも可能である。また、ここでは、検索半径Ｒの初期値を設計するときの移動時間を１０秒としたが、その時間を適宜変更することも可能である。

図１０は、観測処理を説明するためのフローチャートである。観測処理は、携帯電話機１の制御部１０によって実行される処理である。観測処理を実行するためのプログラムは、制御部１０のＲＯＭ１０２に格納されている。

観測処理は、たとえば、利用者が携帯電話機１を観測モードに設定したときに実行される。観測モードでは、一定時間間隔Ｔｉごとに現在地が測位されるとともに受信レベルが算出される。なお、Ｔｉは、予めＲＯＭ１０２に記憶された固定値、または利用者の操作によって任意に設定できる値のいずれであってもよい。

図１０を参照して、最初に、測位ポイントを示すｎが１に、時間を計時するタイマｔが０に、各々、セットされる（Ｓ２０）。その後、タイマｔによる計時が開始される。

次に、タイマｔがＴｉを計時したか否かが判断される（Ｓ２１）。そして、ｔが観測時間間隔Ｔｉに達するまで、Ｓ２１の処理が繰り返し実行される。Ｓ２１において、ｔが観測時間間隔Ｔｉに達していると判断されたときには、ｔが０にリセットされた後（Ｓ２２）、ＧＰＳを利用して現在位置Ｐｎが測位される（Ｓ２３）。

次に、基地局６０から出力される無線信号の受信レベルが検出される（Ｓ２４）。続いて、現在時刻を示す日時情報（観測日時）が取得される（Ｓ２５）。なお、日時情報は、たとえば、携帯電話機１が備える時計機能を利用して取得される。ただし、これに代えて、ＧＰＳ衛星から送信される信号に基づいて日時情報を取得してもよい。または基地局を介して所定のサーバから送信される信号に基づいて日時情報を取得してもよい。

次に、携帯電話機１の姿勢が解析される（Ｓ２６）。携帯電話機１の姿勢は、携帯電話機１が備える傾き検出部５と方位検出部３７との検出値に基づいて解析される。具体的には、両検出器の検出値に基づいて、携帯電話機１の姿勢状態が、予め定めた幾つかの姿勢状態のうちのいずれかに分類される。次に、解析された携帯電話機１の姿勢に基づいて、受信レベルが補正される（Ｓ２７）。なお、姿勢状態の解析および補正の手順は、図７を用いて説明したとおりである。

Ｓ２７の後、補正された受信レベルに基づいて受信度合いが算出される（Ｓ２８）。受信度合いの算出手順は、図８を用いて説明したとおりである。

Ｓ２８の後、測位データＰｎがフォーマット変換される（Ｓ２９）。これによって、ＷＧＳ−８４座標系による座標データが、携帯電話機１に記憶されている地図情報に対応する公共座標系の座標データに変換される。

次に、フォーマット変換後の位置情報Ｐｎ、補正後の受信レベルＲ、日時情報、受信度合いが、内部メモリ１０７若しくは外部メモリ３９、またはその両方のメモリに記憶される（Ｓ３０）。これにより、図６に示された観測情報がメモリに１つ追加される。

次に、Ｐｎに対応する地図情報を保有しているか否かが判断される（Ｓ３１）。Ｐｎに対応する地図情報を保有している場合には、Ｓ３３に進む。地図情報を保有していない場合には、該当する地図情報をダウンロードする処理が実行される（Ｓ３２）。具体的には、まず、地図情報の送信を要求するコマンドが基地局６０を介して情報サーバ５０へ送信される。このコマンドには、Ｐｎの位置情報が含まれる。これを受けて、情報サーバ５０が、要求に応じた地図情報を携帯電話機１へ送信する（図１４のＳ８４参照）。

次に、観測処理を終了させる終了条件が成立したか否かが判断される（Ｓ３３）。観測処理を終了させるための利用者の操作等が検出されたときには、Ｓ３３で終了条件が成立したと判断されて観測処理が終了する。一方、終了条件が成立していないと判断されたときには、ｎが１加算される（Ｓ３４）。次に、再び、タイマｔがＴｉを計時したか否かが判断される（Ｓ２１）。そして、タイマｔがＴｉを計時した段階で、Ｓ２２以降に進み、次の観測ポイントにおいて測位および受信レベルの検出が行なわれる。

以下、同様にして、観測時間間隔Ｔｉ毎に測位および受信レベルの検出が繰り返し行なわれる。その結果、位置情報や受信レベル、日時情報等から成る利用者の移動履歴が蓄積される。また、移動履歴の表示に必要な地図情報が必要に応じて情報サーバ５０からダウンロードされる。

図１１および図１２は、復帰ルート処理を説明するためのフローチャートである。復帰ルート処理は、携帯電話機１の制御部１０によって実行される処理である。復帰ルート処理を実行するためのプログラムは、制御部１０のＲＯＭ１０２に格納されている。

復帰ルート処理が実行されることによって、観測情報に基づいた利用者の移動履歴と、現在位置と、推奨される通信可能ポイントと、現在位置からその通信可能ポイントへ復帰するためのルートと、その通信可能ポイントの方向とが第１表示部１４に表示される。その結果、利用者は、通信できない場所に位置するときに、通信可能ポイントへ容易に復帰することが可能となる。なお、表示例については、図１５を用いて後述する。

図１１および図１２を参照して、復帰ルート処理を説明する。利用者が復帰ルート処理を実行するための操作を行なうことにより、検索モードの選択画面が第１表示部１４に表示される（Ｓ４０）。検索モードの具体例は、図９に示したとおりである。

次に、選択操作が検出されたか否かが判断される（Ｓ４１）。そして、選択操作が検出されるまで、Ｓ４１の判断が繰り返される。

モード１が選択されたときには、Ｓ４２でＹＥＳと判断されて、検索半径Ｒの初期値が１００ｍに設定される（Ｓ４３）。モード２が選択されたときには、Ｓ４４でＹＥＳと判断されて、検索半径Ｒの初期値が２００ｍに設定される（Ｓ４５）。モード３が選択されたときには、Ｓ４６でＹＥＳと判断されて、検索半径Ｒの初期値が６００ｍに設定される（Ｓ４７）。モード４が選択されたときには、Ｓ４２、Ｓ４４、Ｓ４６のいずれにおいてもＮＯと判断されて、検索半径Ｒの初期値の入力待ち画面に切換わる。そして、ここで、入力された値に応じて検索半径Ｒの初期値が設定される（Ｓ４８）。

Ｓ４３、Ｓ４５、Ｓ４７、またはＳ４８の後、ＧＰＳを利用して現在位置が測位される（Ｓ４９）。次に、Ｓ４９で測位された測位ポイントを中心とした検索半径Ｒ内での通信可能ポイントが検索される（Ｓ５０）。

通信可能ポイントは、内部メモリ１０７または外部メモリ３９に記憶されている観測情報に基づいて検索される。たとえば、携帯電話機１の制御部１０は、図６に示されるような観測情報を参照して、検索半径Ｒ内の測位ポイントの中から、受信度合いが１以上である測位ポイントを抽出する。なお、受信度合いが２以上、あるいは３に対応する測位ポイントを抽出するようにしてもよい。

次に、通信可能ポイントが存在するか否かが判断される（Ｓ５１）。通信可能ポイントが存在しない場合には、観測半径Ｒにαを加算した値が、新たな観測半径Ｒとして設定される（Ｓ５３）。続いて、新たな観測半径Ｒによって、再びＳ５０およびＳ５１の処理が実行される。これにより、通信可能ポイントが存在するまで、徐々に観測半径Ｒが広げられる。なお、αの値は適宜設定できる。ここでは、αを検索モードに限らず一定値としているが、検索モードに応じてαの値を異ならせてもよい。

Ｓ５１において、通信可能ポイントが存在すると判断されたときには、通信可能ポイントの選定およびルート演算が行なわれる（Ｓ５２）。具体的には、Ｓ５０によって複数の通信可能ポイントが抽出されているとき、設定されている検索モードと現在位置から通信可能ポイントへ向かうための道路情報とに応じて、最適な通信可能ポイントとルートとが決定される。

たとえば、現在位置に対して最も近い通信可能ポイントＰａと、それよりも遠い場所に位置する通信可能ポイントＰｂとがＳ５０によって抽出されたとする。検索モードは、仮にモード３の自動車を対象としたモードに設定されているとする。制御部１０は、地図情報に基づいて、ＰａおよびＰｂへの自動車による移動ルートを検索する。たとえば、Ｐａへは徒歩でなければ到達が困難である一方、Ｐｂへは車道を利用して自動車で到達できる場合には、制御部１０は、自動車で到達可能なＰｂを通信可能ポイントとして選定し、そのＰｂへのルートを出力する。

あるいは、現在位置に対して直線距離にして最も近い通信可能ポイントＰｃと、それよりも遠い場所に位置する通信可能ポイントＰｄとがＳ５０によって抽出されたとする。ただし、Ｐｃは、現在地点から川を隔てた向こう岸に存在し、相当の迂回をしなければ、辿りつくことができない場所に位置するものとする。一方、Ｐｄは、ルート的にはＰｃへの迂回ルートよりも現在地点に近い位置にあるものの、自動車での到達が困難な場所に位置しているものとする。検索モードは、仮にモード３の自動車を対象としたモードに設定されているとする。この場合、制御部１０は、自動車で到達可能なＰｃを通信可能ポイントとして選定し、かつそのＰｃへの迂回ルートを出力する。

Ｓ５２では、以上のようにして、通信可能ポイントの選定およびルート演算が行なわれる。なお、Ｓ５１において抽出された通信可能ポイントが１つしか存在しない場合には、Ｓ５２において、その通信可能ポイントが選定される。なお、ルート演算の結果、その通信可能ポイントへの到達が困難な場合には、Ｓ５３に進んで検索半径Ｒを広げて、再度、Ｓ５０で通信可能ポイントを検索するようにしてもよい。

Ｓ５４の後、選定された通信可能ポイントに対する方向が算出される（Ｓ５４）。この方向は、方位検出部３７の検出出力と、現在位置の測位データと、選定された通信可能ポイントの測位データとに基づいて算出される。

次に、観測情報に基づいた利用者の移動履歴と、現在位置と、選定された通信可能ポイントと、現在位置からその通信可能ポイントへ復帰するためのルートと、その通信可能ポイントの方向とが第１表示部１４に表示される（Ｓ５５）。その後、処理が終了する。

なお、復帰ルート処理を実行する段階で、付近の観測情報を記憶していない場合には、Ｓ５０の検索が不可能である。たとえば、利用者が初めて訪れた場所で、携帯電話機１を用いて図１０の観測処理を実行する前に、復帰ルート処理を実行した場合には、付近の観測情報が携帯電話機１に蓄積されていない可能性がある。このような場合を考慮して、次のような処理が実行されるようにしてもよい。

図１２のＳ４９の後、Ｓ４９で測位された測位ポイントを含む所定範囲の観測情報が記憶されているか否かを判断する。記憶されている場合にはＳ５０に進む。記憶されていない場合には、前記所定範囲の観測情報の送信を情報サーバ５０へ要求する。そして、前記所定範囲の観測情報を情報サーバ５０から受信してメモリに蓄積する。その後、Ｓ５０に進み、蓄積された観測情報に基づいて処理を進める。

図１３は、送受信処理を説明するためのフローチャートである。送受信処理は、携帯電話機１の制御部１０によって実行される処理である。送受信処理を実行するためのプログラムは、制御部１０のＲＯＭ１０２に格納されている。

送受信処理は、携帯電話機１に蓄積されている観測情報を情報サーバ５０へ送信する一方、現在地点付近の地図情報および観測情報を情報サーバ５０から受信する処理である。この送受信処理は、利用者の所定操作によって実行される。あるいは、自動的に実行されるようにしてもよい。たとえば、所定時間間隔で自動的に実行されるようにしてもよく、観測処理が終了する毎に自動的に実行されるようにしてもよい。

最初に、内部メモリ１０７若しくは外部メモリ３９から観測情報が読出される（Ｓ６０）。次に、読出された観測情報が情報サーバ５０へ送信される（Ｓ６１）。次に、ＧＰＳを利用して現在位置が測位される（Ｓ６２）。次に、測位情報とともに情報サーバ５０へ観測情報の送信要求が出力される（Ｓ６３）。なお、情報サーバ５０は、この要求に応じて、現在地点付近の観測情報を、携帯電話機１へ送信する（図１４のＳ８７）。

次に、情報サーバ５０から送信された観測情報が受信される（Ｓ６４）。次に、受信された観測情報が、内部メモリ１０７若しくは外部メモリ３９、またはその両方のメモリに記憶され（Ｓ６５）、処理が終了する。

これにより、利用者は、初めて訪れた町でも、情報サーバ５０から送信された観測情報を利用して、即座に通信可能ポイントを把握できる。なお、図１３は、観測情報を携帯電話機１と情報サーバ５０との間で相互に交換する処理である。しかしながら、観測情報の送信処理と、観測情報の受信処理とが利用者の操作に応じて独立して行なわれるようにしてもよい。また、携帯電話機１相互で、観測情報を交換できるようにしてもよい。

図１４は、情報サーバ処理を説明するためのフローチャートである。情報サーバ処理は、情報サーバ５０の制御部５３によって実行される処理である。情報サーバ処理を実行するためのプログラムは、制御部５３のＲＯＭ（図示省略）に格納されている。

情報サーバ処理は、携帯電話機１からの要求に応じて地図情報または観測情報を送信するとともに、携帯電話機１から送信されてきた観測情報に基づいて自らが記憶しているデータベースを更新する処理である。

図１４を参照して、最初に、携帯電話機１から観測情報を受信したか否かが判断される（Ｓ８０）。観測情報を受信していないときにはＳ８２に進む。観測情報を受信したときには、その受信した観測情報によってデータベースが更新される（Ｓ８１）。これにより、通信可能エリア記憶部５２に記憶された通信可能エリア情報と、観測情報記憶部５４に記憶された観測情報とが共に更新される。

観測情報記憶部５４には、たとえば、図６に示す情報と同様の情報が蓄積される。なお、図６に示した観測情報に加えて、情報を受信した携帯電話機１を識別できる識別情報をさらに記録するようにしてもよい。

通信可能エリア記憶部５２には、地図上で通信可能エリアを視覚的に識別できるようにした通信可能エリア情報が記憶されている。通信可能エリア情報は、点在する各基地局６０の位置情報と、電波特性に基づいて算出されるエリアカバー情報と、観測情報記憶部５４に記憶された観測情報とによって作成される。

この通信可能エリア情報は、たとえば、以下のようにして作成される。地図を所定サイズのメッシュで区切る。各メッシュの交差部分について、上記各情報に基づいて、通信の可能／不可能を定義する。定義した情報に基づいて地図全体を通信可能な領域と通信不可能な領域とを区分する。通信可能な領域と通信不可能な領域との各々の領域を色分けする。

通信可能エリア記憶部５２の通信可能エリア情報は、新たに受信された観測情報に基づいて逐次更新される。たとえば、新たに受信された観測情報が、電波特性に基づいて算出されるエリアカバー情報によって通信可能とされている通信可能領域に属するとする。この場合、受信された観測情報が、通信不可能を示す情報であるときには、その測位ポイント部分については、通信不可能なポイントに更新される。そして、更新結果に基づいて、通信可能エリア情報が更新される。受信された観測情報に基づいたこのような更新が繰り返し行われる結果、通信可能エリア情報記憶部５２内の通信可能エリア情報が、実際の観測に基づいた細やかな情報に更新される。

観測情報記憶部５４のデータの更新手法としては、以下のものが考えられる。１つは、すでにデータベースに蓄積されている観測情報と同じ測位ポイントあるいは、ほぼ同じ測位ポイントの観測情報が受信された場合には、新たに受信した観測情報によって情報を書き換えてしまうという手法である。これによれば、データベースを最新の情報に保つことができる。

２つ目は、そのような場合であっても、情報を書き換えずに共に保存しておくという手法である。これによれば、日時情報を有効利用して、時間帯、季節に応じた電波の受信レベルの変化を解析できる。あるいは、別途、気象情報を入力することによって、天候、気圧等の変化と受信レベルとの関係を解析することが可能となる。あるいは、また、高い受信レベルがコンスタントに得られていたにも関わらず突然、電波の受信状況が悪化したような測位ポイントを検出できる。これによって、基地局の故障、基地局周辺の異常をいち早く察知できる。

３つ目は、そのような場合には、受信レベルデータについて、平均化処理を施して、記憶するという手法である。これにより、個々の携帯電話機１での観測誤差を考慮した平均的な受信レベルから成るデータベースを構築できる。

Ｓ８１ではいずれの手法を採用してもよい。
Ｓ８１の後、あるいは、Ｓ８０でＮＯと判断された後、携帯電話機１から地図情報の送信要求があったか否かが判断される（Ｓ８２）。地図情報の送信要求がない場合にはＳ８２に進む。地図情報の送信要求があった場合には、その送信要求に含まれる測位点の位置情報に対応する地図情報が地図情報記憶部５５から読出される（Ｓ５５）。次に、読み出された地図情報が送信要求元の携帯電話機１へ送信される（Ｓ８４）。

Ｓ８４の後、あるいは、Ｓ８２でＮＯと判断された後、携帯電話機１から観測情報の送信要求があったか否かが判断される（Ｓ８５）。観測情報の送信要求がなければ処理が終了する。観測情報の送信要求があったときには、その送信要求に含まれる測位点の位置情報に対応する観測情報が観測情報記憶部５４から読出される（Ｓ８６）。次に、読み出された観測情報が送信要求元の携帯電話機１へ送信される（Ｓ８７）。その後、処理が終了する。

図１４に示される処理が実行されることにより、情報サーバ５０は、観測情報を携帯電話機１から直接入手して、自身のデータベースを逐次、更新することができる。なお、情報サーバ５０が能動的に各携帯電話機１に対して観測情報の送信を促す指令を送信するようにしてもよい。

図１５は、第１表示部１４に表示される画面図の一例を示す図である。ここには、図１２のＳ５５の処理による表示例が示されている。図１５において、Ｐ１〜Ｐ１６は、画面図における測位ポイントを説明するための参照用符号である。したがって、実際の画面上にはこれらの符号は表示されない。ただし、このような符号を実際に画面上に表示するようにしてもよい。

図１５には、利用者の移動に応じてＰ１〜Ｐ１６の各測位ポイントで観測情報を収集した後、ポイント３００にて、復帰ルート処理を実行したときの具体例が示されている。この具体例は、検索モードがモード３に設定されている場合を示す。なお、Ｐ１０からＰ１１までの観測間隔が長くなっているのは、Ｐ１０で一旦、観測情報の収集が中断された後、Ｐ１１で改めて観測情報が再開されたためである。

各測位ポイントＰ１〜Ｐ１６には、無線信号の受信度合いが表示記号によって示されている。２００は、復帰ルート処理によって選定された通信可能ポイントである。ここでは、測位ポイントＰ８が、現在位置から復帰するための通信可能ポイント２００に選定されている。

また、４００は、復帰ルート処理によって演算された、現在地点３００から通信可能ポイント２００に移動するためのルートである。現在地点３００から通信可能ポイント２００への移動には、ルート４０１を利用したほうが距離的には短くなる。しかしながら、検索モードが３であることを考慮して、自動車が移動可能なルート４００が選定されている。

３０１は、現在地点３００から通信可能ポイント２００への方向を示す矢印画像である。この矢印画像３０１は、携帯電話機１が位置する場所を中心として、通信可能ポイント２００が実際に位置する方向を示す。したがって、第１表示部１４に表示された地図の方位と、実際の方位とが一致しているときには、図１５に示されるように、矢印画像３０１が地図上の通信可能ポイント２００を指し示す。しかし、携帯電話機１の姿勢状態が変化することによって、第１表示部１４に表示された地図の方位と、実際の方位とがずれたときには、そのずれた分だけ、矢印画像３０１が通信可能ポイント２００を指し示す方向がずれる。これにより、利用者は、携帯電話機１の姿勢状態を適宜、調整することによって、正確な方向を見定めることができる。

なお、矢印画像３０１を表示せずに、携帯電話機１の姿勢状態の変更に応じて、地図を表示した画面全体を絶対方位に合致するように回転させるようにしてもよい。

図１５に示されるような画面図が表示されるため、利用者は、現在地点を基準としたときに、どの辺りに通信可能ポイントが存在するか、あるいは電波を良好に受信できるポイントがどの辺りであるのかを容易に把握できる。これらの点は、現在地点で通信が不可能な場合に特に有効な効果ではある。しかしながら、現在地点で通信が可能であるものの、より受信状態のよい場所を検索するときにも有効であるといえる。また、現在地点で通信が良好であるか否かに関わらず、通信が良好な場所を予め把握しておいて、その場所に向かう場合にも有効である。

また、図１５に示されるように、第１表示部１４には、移動方法と地理上の事情とを考慮して、推奨される通信可能ポイントと推奨される復帰ポイント（通信可能ポイント）とが表示されるため、利用者は、極めて容易に通信可能ポイントに復帰できる。

なお、図１５には、Ｐ１〜Ｐ１６までの移動履歴のみに基づいて、各測位ポイントにおける受信度合いが表示されている。しかしながら、携帯電話機１が蓄積している全ての観測情報を地図上に反映させた画面を表示してもよい。これにより、情報サーバ５０から受信した観測情報をも表示画面上に反映させることが可能となる。

また、図１５では、受信度合いを各々異なる表示記号によって示した。しかしながら、受信度合いを把握可能であれば、図示するような表示記号でなくてもよい。たとえば、記号自体が同一で表示色によって受信度合いを示すようにしてもよい。あるいは、受信度合いではなく、受信レベルそのものを各測位ポイントに表示してもよい。

また、この実施の形態では、復帰ルート処理を実行することによって、通信可能ポイントへ移動するための復帰ルートと周辺の受信度合いとが表示される。しかしながら、周辺の受信度合いを表示する受信度合い表示機能と、復帰ルートを表示する復帰ルート表示機能とを別にしてもよい。つまり、利用者が受信度合い表示機能を選択したときには、図１５に示される画面図のうちの、ルート４００と通信可能ポイント２００と矢印画像３０１とを除く画像が表示されるようにする。そして、利用者が復帰ルート表示機能を選択したときには、図１５に示される画面図が表示されるようにする。

以上、説明したように、本実施の形態によれば、通信可能ポイントを画面上で認識できる。しかも画面上に表示される通信可能ポイントは、通信事業者が提供している、従来の大まかな通信可能エリア情報とは異なり、実際の観測に基づいた細やかな情報である。したがって、本実施の形態によれば、利用者に対して実質的な通信可能エリア情報を提供することが可能になる。さらに通信可能ポイントを利用者が容易に知ることができるため、通信事業者は、基地局増強などの対策をとることなしに、通信可能エリア外での通信要求に対して対応することができる。また、情報サーバ５０に蓄積されるデータベースを活用することによって、通信事業者は、基地局の数を無駄に増やすことがなく、経済的な負担が軽減される。

図１０〜図１３に示すアルゴリズム、あるいは図１４に示すアルゴリズムをコーディングして、生成されたプログラムを提供することも可能である。このようなプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録して、プログラム製品として提供することも可能である。なお、この種の記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭに限られるものではなく、コンピュータに付属するフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいはメモリカードなどであってもよい。また、ネットワークを介したダウンロードによって、このようなプログラムを提供することもできる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

通信システムの構成を示す図である。 携帯電話機の斜視図である。 携帯電話機が折り畳まれた状態を示す図である。 携帯電話機の裏面を示す図である。 携帯電話の構成を示すブロック図である。 携帯電話機による観測で収集される観測情報を示す図である。 携帯電話機の姿勢状態と補正値との関係を示す図である。 補正後の受信レベルＲと、受信度合いとの関係を示すデータである。 検索モードを説明するための図である。 観測処理を説明するためのフローチャートである。 復帰ルート処理を説明するためのフローチャートである。 復帰ルート処理を説明するためのフローチャートである。 送受信処理を説明するためのフローチャートである。 情報サーバ処理を説明するためのフローチャートである。 第１表示部に表示される画面図の一例を示す図である。

符号の説明

１ 携帯電話機、１０ 制御部、３０ アンテナ、３１ 無線通信部、４０ アンテナ、４１ ＧＰＳ受信部、５０ 情報サーバ、５２ 通信可能エリア記憶部、５３ 制御部、５４ 観測情報記憶部、５５ 地図情報記憶部。

Claims (2)

1. 公衆回線網と接続された無線基地局と無線通信する無線通信手段と、
   ＧＰＳ衛星からの測位用電波を受信するＧＰＳ受信手段と、
   該ＧＰＳ受信手段が受信した測位用電波に基づいて現在位置を測位する測位手段と、
   該測位手段の測位点において、前記無線基地局からの無線信号の受信レベルを算出する算出手段と、
   記憶手段と、
   前記算出手段により算出された受信レベルデータを前記測位手段の各測位点別に前記記憶手段に記憶させる記憶制御手段と、
   前記記憶手段に記憶されている測位点のうちから、所定値以上の受信レベルデータが対応して記憶されている測位点を選択する選択手段と、
   前記携帯通信端末の移動態様を設定する移動態様設定手段と、
   表示手段と、
   前記表示手段に、前記記憶手段に記憶された地図情報に基づき地図を表示させる表示制御手段とを備え、
   前記選択手段は、前記所定値以上の受信レベルが対応して記憶されている測位点のうちから、前記移動態様設定手段によって設定された移動態様と、現在位置から測位点への移動ルートとに基づいて、最適な測位点を選択し、
   前記表示制御手段は、前記選択手段が選択した測位点および移動ルートをさらに地図上に表示させる、携帯通信端末。
2. 前記測位点別の受信レベルデータを外部へ出力させる出力制御手段と、
   前記測位点別の受信レベルデータを外部から入力させる入力制御手段とをさらに備える、請求項１に記載の携帯通信端末。

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