JP6783922B2 - 無線通信機器およびその制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ＳＩＭカードのような情報カードを用いた無線通信機器およびその制御方法に関する。
３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）に準拠した無線通信モジュールでは、通信事業者（オペレータまたは通信キャリアともいう）から提供されるＳＩＭ（Subscriber Identity Module）カードまたはＵＩＭ（User Identity Module）カード（以下、これらをまとめて単に「ＳＩＭカード」と称する）が装着されて使用されるものがある。ＳＩＭカードは、無線通信モジュールの契約者（ユーザ）情報および契約したサービスなどが記憶されたＩＣカードである。ユーザは、ＳＩＭカードが装着された通信機器を使用することで、契約したサービスが利用可能になる（例えば、特許文献１参照）。
日本国特開２０１６−１１１４０９号公報
本発明は、無線通信機器のＳＩＭカードが無効とされた場合でもユーザが周辺の基地局の電波状況を把握することができる無線通信機器およびその制御方法を提供する。
本願の無線通信機器は、乗り物に搭載される無線通信機器であって、ネットワークと通信可能な基地局と無線通信を行う無線通信部と、サービスを提供する通信事業者のネットワーク情報を保持している情報カードと、前記無線通信部を介してネットワークに接続を行い、前記ネットワークの接続が失敗した場合に前記情報カードを無効として扱う制御部と、を備え、
前記制御部は、前記情報カードを無効として扱う場合に、前記基地局から送信される無線信号の電界強度を通知する。
本発明は、無線通信機器のＳＩＭカードが無効とされた場合でもユーザが周辺の基地局の電波状況を把握することができる無線通信機器およびその制御方法を提供する。
図1は、本実施形態に係る無線通信モジュールを含めた無線通信システムの例である。 図２は、無線通信モジュールの概略的な内部構成を示すブロック図である。 図３は、無線通信モジュールが行う処理を表したフローチャートである。 図４は、理由値の内容を表した図である。
以下に添付図面を参照しながら、本実施形態について詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る無線通信システムの構成図である。図１に示した無線通信システムは、無線通信モジュール１０を搭載した車両２０、基地局４Ａおよび基地局４Ｂ、基地局４Ａと通信可能なネットワーク８Ａおよび基地局４Ｂと通信可能なネットワーク８Ｂ、無線端末１００、管理サーバ６、ならびにＰＳＡＰ７を有している。ＰＳＡＰとは、Public Safety Answering Pointの略称である。
基地局４Ａおよび基地局４Ｂならびにネットワーク８Ａおよびネットワーク８Ｂは、通信事業者Ａによって提供されている。以降、基地局４またはネットワーク８を区別せず説明するときには、単に基地局４またはネットワーク８と記載し、基地局４またはネットワーク８を区別して説明するときには、基地局４Ａ、４Ｂ、またはネットワーク８Ａ、８Ｂと記載する。
基地局４は、ＧＳＭ（登録商標）（Global System for Mobile communications）等の第２世代移動通信システム、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）等の第３世代移動通信システム、またはＬＴＥ(Long Term Evolution)等の第４世代移動通信システムなど如何なる移動通信システムに対応していてもよい。管理サーバ６は、ユーザの情報およびネットワーク８の情報を管理していてもよい。
無線通信モジュール１０は、様々な機能を実現する。例えば、車両２０と通信システムとを組み合わせて、リアルタイムに情報サービスを提供するテレマティクスサービスが知られている。テレマティクスサービスでは、ナビゲーションシステムのデータ更新のための地図データやＰＯＩ（point of interest）データをＰＳＡＰ７からダウンロードする。また、テレマティクスサービスでは、車両搭載機器のダイアグ情報をＰＳＡＰ７にアップロードする。無線通信モジュール１０は、このようなダウンロードおよびアップロードを、ネットワーク８を介して行っている。
無線通信モジュール１０は、車両２０などの乗り物に搭載される。本実施形態では、乗り物として車両２０を挙げて説明している。勿論、乗り物は、船舶または列車、など移動するものであれば如何なるものでもよい。無線通信モジュール１０は、携帯電話機もしくはスマートフォン等の携帯端末に搭載されてもよい。無線通信モジュール１０は、ＩｏＴ（Internet Of Things）のためのモジュールでもよい。
無線通信モジュール１０は、第２世代移動通信システム、第３世代移動通信システム、または、第４世代移動通信システムに対応していてもよい。無線通信モジュール１０は、無線端末１００と通信することもできる。無線通信モジュール１０は、様々な機能およびユーザが作成したプログラムの実行するための機能も有してもよい。
以下、無線通信モジュール１０の構成要素を説明した後、各構成要素が行う処理について説明する。
図２は、本実施形態に係る無線通信モジュールのブロック図である。図２に示した無線通信モジュールは、アンテナ１１、無線通信部１２、制御部１３、記憶部１４、ＩＦ１５、カード駆動部１６、およびＳＩＭカード１７を有している。
アンテナ１１は、基地局４との間の無線信号を送受信する。
無線通信部１２は、アンテナ１１を介して基地局４と無線通信する。無線通信部１２は、アナログ信号処理部やデジタル信号処理部を有している。
アナログ信号処理部では、アンテナ１１から受信された無線信号の増幅およびアナログ−デジタル変換処理等を行い、また、デジタル信号処理部から転送されるデジタル信号のデジタル−アナログ変換処理等をアナログの増幅を行い、アンテナ１１を介して送信する。
デジタル信号処理部では、制御部１３から転送されたデータを符号化し、無線信号の通信チャネルで送信できるようにデジタル信号に変換し、また、アナログ信号処理部から転送されたデジタル信号を復号し、復号したデータを制御部１３に転送するようになっている。
制御部１３は、種々のプログラムを実行するＤＳＰ(Digital Signal Processor)またはＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、バックアップＲＡＭ、Ｉ／Ｏ(Input/Output)等（いずれも図示せず）よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで各種の処理を実行する。制御部１３は、無線通信部１２を制御する上で必要な処理を実行する。
記憶部１４は、電気的に内容を書き換えることが可能なＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）などによって構成され、無線通信部１２を制御する上で必要なプログラムおよび情報を記憶する。
ＩＦ１５は、ＵＳＢのＩＦやその他のＩＦ等であり、ディスプレイおよびマイクとスピーカ、またはナビゲーションシステム等に接続される。ＩＦ１５は、通知情報をユーザに通知するインターフェイスでもあり、通知情報は、ＩＦ１５を介してディスプレイやマイク、およびスピーカなどによって実現される。制御部１３は、通信事業者のサービスが利用可能か否かをユーザに通知することができる。また、制御部１３は、基地局４から送信される無線信号の電界強度をユーザに通知する。なお、電界強度は、ディスプレイに表示するアンテナピクトによってユーザに通知されてもよい。
カード駆動部１６は、ＳＩＭカード（またはＵＩＭカード）と呼ばれるＩＣカード、すなわち情報カードを駆動するようになっている。カード駆動部１６は、ＳＩＭカード１７を取り込み、取り出しができるようにしてもよい。カード駆動部１６は、制御部１３から設定情報の読み出しや書き込みを受けた場合、ＳＩＭカード１７に記録された設定情報の読み出し、ＳＩＭカード１７への書き込みを行うようになっている。
一般に、ＳＩＭカードは、加入者を特定するための情報、通信事業者を特定するための事業者特定情報、および加入者が契約している利用可能なサービスに関する情報などが記録されたＩＣカードである。
ＳＩＭカード１７は、組み込み型のｅＳＩＭ（Embedded SIM）でもよい。ＳＩＭカード１７は、無線通信モジュール１０の外にあってもよい。また、ＳＩＭカード１７は、通信事業者から支給されてもよいし、その他の手段で入手してもよい。ユーザは、支給されたＳＩＭカード１７を無線通信モジュール１０に装着または接続することで、無線通信モジュール１０を使用できるようになる。
ＳＩＭカードは、ユーザを特定するための情報など、サービスを受ける上で必要な設定情報が記録されている。例えば、ＳＩＭカードには、ＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity）が書き込まれている。ＩＭＳＩには、ＨＰＬＭＮ（Home Public Land Mobile Network）が含まれる。ＰＬＭＮ（Public Land Mobile Network）には、ＭＣＣ（国コード:Mobile Country Code）やＭＮＣ（事業者コード:Mobile Network Code）が含まれている。
ＳＩＭカード１７は、ユーザを特定するための情報、通信事業者を特定するための識別コード、およびユーザが契約している、あるいは、契約しようとしているサービスを提供する通信事業者のネットワーク情報などが記録されている。無線通信モジュール１０は、ユーザが契約している通信事業者（以下、ホームの通信事業者という）を、ＨＰＬＭＮとして使用してもよい。
ＳＩＭカード１７は、カード型のＳＩＭカード（またはＵＩＭカード）でもよいが、組み込み型のｅＳＩＭであってもよい。ＳＩＭカード１７は、事業者コードを書き換え可能になっていてもよい。
図３は、無線通信モジュール１０が行う処理を表したフローチャートである。この処理は、例えば、無線通信モジュール１０が、通信事業者のネットワークに開通する際に行われる。
例えば、無線通信モジュール１０の電源がＯＮになったとき、または、通信機能がＯＮになったときなどにこの処理が実行される。
まず、制御部１３は、ＳＩＭ１７が装着されているか、または、ＳＩＭ１７にアクセスできるかなどＳＩＭ１７を認識できるのか確認する（ステップＳ１３０）。
制御部１３は、ＳＩＭ１７を認識できれば、ＳＩＭ１７に記録されているネットワーク情報を取得する（ステップＳ１３２）。制御部１３は、そのネットワーク情報を用いて、ネットワークに接続を行う。例えば、制御部１３は、３ＧＰＰで規定されているＥＰＳ(Evolved Packet System)にアタッチ(attach)を行う。
ネットワークの接続（アタッチ）が成功した場合（ステップＳ１３４のＹＥＳ）、制御部１３は、ＳＩＭ１７を有効なものとし（ステップＳ１３６）、ホームの通信事業者の基地局４（またはローミング先の基地局）から送信される無線信号の電界強度をユーザに通知する（ステップＳ１３８）。なお、電界強度は、ディスプレイに表示するアンテナピクトによってユーザに通知されてもよい。
制御部１３は、ネットワークの接続（アタッチ）が失敗した場合にＳＩＭ１７を無効として扱う（ステップＳ１３４のＮＯ）。このとき、理由値(Cause Value)がネットワーク８から返却される。図４は、理由値の内容を表した図である。この理由値は、ＴＳ２４．３０１などに規定された。
一般的、次の理由値でアタッチが失敗した場合、契約していないものと推定されるＳＩＭ１７がある。
♯２：ユーザ登録されていない（IMSI unknown in HSS）
♯３：不正な端末（Illegal UE）
♯６：不正な設備（Illegal ME）
♯８：パケット通信が利用不可（EPS services and non-EPS services not allowed）
上述の理由値でネットワークの接続（アタッチ）が失敗した場合（ステップＳ１４０のＹＥＳ）、制御部１３は、ＳＩＭ１７に記録されているホームの通信事業者の事業者コード（ＭＮＣ）を保持する（ステップＳ１４２）と共に、ＳＩＭ１７を無効として扱う（ステップＳ１４４）。
無線通信モジュール１０は、ＳＩＭカード１７を無効として扱う場合、サービスが限定された状態、すなわち、Limited Service状態となる。Limited Service状態とは、緊急呼などの限られたサービスのみが提供されている状態である。スマートフォンでは、ＳＩＭ１７を無効として扱う状況において、電界強度を示すアンテナピクトの表示位置に「圏外」と表示する。しかしながら、「圏外」が表示されてしまうと、ユーザは、基地局４から送信される無線信号が無線通信モジュール１０に受信されているのか否かを知ることができない。そこで、次のような処理を実行する。
基地局４は、移動局に向けて制御情報をチャネル（ＢＣＣＨ：broadcasting control channel）で報知している。このＢＣＣＨからは、国コードおよび事業者コードを含む情報が報知されたとき、制御部１３は、国コードおよび事業者コードを取得することができる。
制御部１３は、基地局４から取得した事業者コードのうち、保持したホームの通信事業者の事業者コードと一致しているか否かを判定し、ホームの通信事業者の事業者コードと一致していた場合（ステップＳ１４６のＹＥＳ）、その事業者コードの基地局４から送信される無線信号の電界強度をユーザに通知する（ステップＳ１３８）。
制御部１３は、ホームの通信事業者の事業者コードと一致しているものがない場合（ステップＳ１４６のＮＯ：例えばローミングの場合）、基地局４から送信される無線信号の電界強度を通知してもよいし、電界強度の通知はせずに処理を終了してもよいし、または通信圏外を表す情報を通知してもよい。
上記の理由値ではない理由値の中で、次の理由値でアタッチが失敗した場合、契約の対象ではない無線通信モジュール１０である場合がある。
♯７：ＥＰＳサービスが利用不可（EPS services not allowed）
理由値が♯７の場合、ＰＳ(Packet Switched)サービスのみが拒否された状態である。ネットワーク８には、ＰＳサービスを対象とするものとＣＳ(Circuit Switched)サービスを対象とするものとがある。ＳＩＭには、ＰＳサービス専用、ＣＳサービス専用、ＰＳサービスとＣＳサービスの双方が利用できるものがある。制御部１３は、理由値が＃７でない場合（ステップＳ１４８のＮＯ）、基地局４から送信される無線信号の電界強度の通知はせずに処理を終了してもよいし、または通信圏外を表す情報を通知してもよい。
ここで、理由値＃７がネットワーク８から返却されると（ステップＳ１４８のＹＥＳ）、ＳＩＭ１７がＬＴＥなどのＰＳサービスに特化したＳＩＭの場合（ステップＳ１５０のＹＥＳ）、例えば、ＳＩＭ１７がＶｏＬＴＥ（VoiceoverＬＴＥ）用（ＬＴＥＯｎｌｙ）の場合、処理はステップＳ１４２に進む。
ＳＩＭ１７がＬＴＥなどのＰＳサービスに特化したＳＩＭでない場合（ステップＳ１５０のＮＯ）、制御部１３は、ＣＳサービスを提供するＷＣＤＭＡ（登録商標）（Wideband Code Division Multiple Access）またはＧＳＭ（登録商標）（Global System for Mobile communications）に待ち受けるため、ＳＩＭを有効なものとしてもよいし、または通信圏外を表す情報を通知してもよい。
以上説明したように、無線通信モジュール１０は、ＳＩＭカード１７を無効として扱う場合に、基地局４から送信される無線信号の電界強度をユーザに通知するため、ユーザが周辺の基地局の電波状況を把握することができる。
無線通信モジュール１０は、ホームの通信事業者の基地局から送信される無線信号の電界強度を通知するため、ホームだけの基地局の電波状況を把握することができる。また、ホームだけの基地局の電波状況は、契約できる場所に無線通信モジュール１０がいるのかという指標になる。
無線通信モジュール１０は、ネットワーク８から返却された理由値に応じて、ＳＩＭ１７を無効として扱うことができる。また、無線通信モジュール１０は、ネットワーク８から返却された理由値およびＳＩＭ１７の種類（そのようなサービスが利用できるのか）に応じて、ＳＩＭ１７を無効として扱うことができる。
なお、本明細書の無線通信モジュール１０における各ステップは、必ずしもフローチャートに記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。
本出願は、2017年２月２４日付で出願された日本国特許出願（特願2017-032958）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本発明は、無線通信機器のＳＩＭカードが無効とされた場合でもユーザが周辺の基地局の電波状況を把握することができる無線通信機器およびその制御方法を提供することができる。
４ 基地局
８ ネットワーク
６ 管理サーバ
７ ＰＳＡＰ
１０ 無線通信モジュール
１１ アンテナ
１２ 無線通信部
１３ 制御部
１４ 記憶部
１５ ＩＦ
１６ カード駆動部
１７ ＳＩＭカード
２０ 車両
１００ 無線端末

Claims (7)

  1. 乗り物に搭載される無線通信機器は、
    ネットワークと通信可能な基地局と無線通信を行う無線通信部と、
    サービスを提供する通信事業者のネットワーク情報を保持している情報カードと、
    前記無線通信部を介して前記ネットワークに接続を行い、前記ネットワークの接続が失敗した場合に前記情報カードを無効として扱う制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記情報カードを無効として扱う場合に、前記基地局から送信される無線信号の電界強度を通知する。
  2. 前記制御部は、前記情報カードを無効として扱う場合に、前記基地局の通信事業者の事業者コードを前記基地局から取得し、取得した事業者コードのうち、前記ネットワーク情報の事業者コードと一致する事業者コードをもつ基地局から送信される無線信号の電界強度を通知する請求項１に記載の無線通信機器。
  3. 前記ネットワークの接続が失敗した場合に、前記ネットワークから理由値が返却され、
    前記制御部は、前記ネットワークから返却された理由値が、前記情報カードが契約していないものと推定される理由値である場合、前記情報カードを無効として扱う請求項１に記載の無線通信機器。
  4. 前記ネットワークの接続が失敗した場合に、前記ネットワークから理由値が返却され、
    前記制御部は、前記ネットワークから返却された理由値が、パケットのサービスのみが拒否された理由値である場合、前記情報カードが前記パケットのサービスに特化した情報カードであるとき、前記情報カードを無効として扱う請求項１に記載の無線通信機器。
  5. 請求項１に記載の無線通信機器が搭載された乗り物。
  6. ネットワークと通信可能な基地局と無線通信を行う無線通信部と、
    サービスを提供する通信事業者のネットワーク情報を保持している情報カードと、を備え、乗り物に搭載される無線通信機器の制御方法において、前記制御方法は、
    前記無線通信部を介して前記ネットワークに接続を行い、前記ネットワークの接続が失敗した場合に前記情報カードを無効として扱い、
    前記情報カードを無効として扱う場合に、前記基地局から送信される無線信号の電界強度を通知する。
  7. 乗り物に搭載される無線通信機器と、
    通信事業者が提供するネットワークと、を有する無線通信システムであって、
    前記無線通信機器が、
    前記ネットワークと通信可能な基地局と無線通信を行う無線通信部と、
    サービスを提供する通信事業者のネットワーク情報を保持している情報カードと、
    前記無線通信部を介して前記ネットワークに接続を行い、前記ネットワークの接続が失敗した場合に前記情報カードを無効として扱う制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記情報カードを無効として扱う場合に、前記基地局から送信される無線信号の電界強度を通知する。
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