JPH09200827A - 携帯用電話機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 携帯移動の限界速度が互いに異なる複数の電
話回線網に対応でき、また、その回線の切換え操作が不
要な携帯用電話機を提供する。 【解決手段】 携帯用電話機１は下記の要件を備えて構
成される。複数の接続制御手段２３、２４：携帯用電
話機１の限界移動速度が互いに異なる複数の電話回線網
に対応して設けられ、それら各電話回線網に携帯用電話
機１を無線接続する。移動速度検出手段１９、２２：
携帯用電話機１の移動速度を検出する。接続制御選択
手段２５：検出された移動速度に基づいて、複数の接続
制御手段２３、２４のいずれかのものを選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は携帯用電話機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、使用者が携帯して持ち歩きなが
ら、あるいは自動車に搭載して移動しながら使用するこ
とができる携帯用電話機が普及している。図４は、自動
車搭載可能な電話機を使用する携帯電話システム（以
下、自動車電話システムともいう）を概念的に示してい
る。すなわち、自動車電話システム１００においては、
所定の通信地域内に複数の無線基地局１０１が分散設置
されており、上記通信地域は、それら無線基地局１０１
により複数の通信ゾーン１０２に分割された形でカバー
される。電話機１０３は、自身が存在する通信ゾーン１
０２の無線基地局１０１に対し選択的に接続され、さら
に無線回線制御局１０４及び自動車電話交換局１０５を
介して公衆電話回線網１０６に接続されて通話が行われ
る。

【０００３】ここで、自動車電話システム１００におい
ては図６に示すように、電話機１０３を搭載した自動車
１０７が異なる通信ゾーン１０２へ移動した場合は、移
動先の通信ゾーン１０２をカバーする無線基地局１０１
への接続切換え処理（いわゆるハンドオーバ処理）が自
動的に行われるようになっている。このハンドオーバ処
理は、例えば図４に示すように、通話用電波Ｗとは別に
制御用電波Ｐを電話機１０３から発信するとともに、図
６に示すように、無線基地局１０１のうち制御用電波Ｐ
の検出強度が最も大きいものを無線回線制御局１０４側
で選択することにより、接続切換えを行う方式が採用さ
れている。そして、自動車１０７とともに高速移動する
電話機１０３が短時間でゾーン外に出てしまわないよ
う、各通信ゾーン１０２の大きさは、例えば直径が数ｋ
ｍ程度と比較的大きく設定されている。

【０００４】一方、主に徒歩程度の低速移動での使用を
前提とした、より簡易な構成の携帯電話システム（簡易
型携帯電話システム；以下、ＰＨＳという）が、最近に
なって急速に普及しつつある。図５に概念的に構成を示
すＰＨＳ１１０においては、無線回線制御局１０４が設
けられず、各無線基地局１１１は電話局１１５に直結さ
れている。それら無線基地局１１１からは比較的小出力
の通話用電波Ｗが一斉に発せられ、通話品質が劣化した
場合には、電話機１１３側に設けられた切換え機構によ
り、より良好な回線設定が可能な無線基地局１１１を選
択することで前述のハンドオーバ処理が行われる。ここ
で、ＰＨＳ１１０の場合、小型で小出力の無線基地局１
１１が１つの通信地域内に極めて多数設置される結果、
各通信ゾーン１１２の大きさは例えば直径が数百ｍ程度
と、自動車電話システム１００に比べてかなり小さく設
定される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】自動車電話システム１
００は、自動車等で高速移動しながらの利用が可能であ
る反面、ハンドオーバ処理を回線網側で行うようになっ
ているため、無線回線制御局１０４が必要になるなど網
側の制御機構が複雑化する。また、無線基地局１０１
は、それぞれカバーする通信ゾーン１０２が広いため、
大出力の電波送信設備が必要である。このように、シス
テム構成が複雑かつ大掛かりになる結果、通話コストが
割高となる欠点がある。さらに、ビルや地下街の内部
等、屋外に設置された無線基地局１０１からの電波が届
かない区域では、通話ができない難点もある。一方、Ｐ
ＨＳ１１０は網側の設備が簡易であるため、通話コスト
が自動車電話システム１００に比べて割安である。ま
た、小型の無線基地局１１１は屋内にも手軽に設置でき
るので、従来電波が届かなかった区域でも通話可能とな
る利点がある。しかしながら、各通信ゾーン１１２の大
きさが非常に小さいため、図６に示すように、利用者Ｇ
が徒歩程度の低速で移動する場合にはハンドオーバ処理
をスムーズに行うことができるが、電話機１１３を自動
車等に搭載して高速移動すると、ハンドオーバ処理がゾ
ーンの変化に追従できなくなって通話不能に陥る欠点が
ある。

【０００６】そこで、高速移動時には自動車電話システ
ム対応の電話機を使用し、低速移動時にはＰＨＳ対応の
電話機を使用する等、移動速度に応じて２種類の電話機
を使い分けることも考えられるが、これでは２台の電話
機を常時携帯していなければならず不便であり、電話機
の購入費用もかさむ問題がある。

【０００７】本発明の課題は、自動車電話システムとＰ
ＨＳ等、携帯移動の限界速度が互いに異なる複数の電話
回線網に対応でき、また、その回線の切換え操作が不要
な携帯用電話機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明
は、電話回線網に対し無線により接続される携帯用電話
機に係るものであり、上述の課題を解決するために下記
の要件を備えて構成されることを特徴とする。 複数の接続制御手段：携帯用電話機の限界移動速度が
互いに異なる複数の電話回線網に対応して設けられ、そ
れら各電話回線網に携帯用電話機を無線接続する。 移動速度検出手段：携帯用電話機の移動速度を検出す
る。 接続制御選択手段：検出された移動速度に基づいて、
複数の接続制御手段のいずれかのものを選択する。

【０００９】上述の構成によれば、電話機の移動速度が
移動速度検出手段により検出され、その検出された移動
速度に基づいて、複数の接続制御手段のうちのいずれか
のものが選択される。このように、電話機の移動速度に
応じて最適の電話回線網が自動選択されるので、快適か
つ経済的な電話利用が可能となる。

【００１０】具体的には、接続制御選択手段は、限界移
動速度が検出された移動速度を下回らない範囲内で、該
限界移動速度が最も小さい電話回線網を選択するものと
することができる。さらに具体的には、電話回線網とし
て限界移動速度が互いに異なる２種類のものを使用し、
検出された移動速度が予め定められた基準値を越えた場
合には限界移動速度の大きい電話回線網が、そうでない
場合には限界移動速度が小さい電話回線網が選択される
ように構成することができる。例えば、電話回線網が前
述の自動車電話システム回線網とＰＨＳ回線網である場
合、検出された移動速度がＰＨＳ回線網の限界移動速度
に対応して設定された基準値を越えた場合には自動車電
話システム回線網が選択され、逆に移動速度が上記基準
値を下回った場合にはＰＨＳ回線網が選択されるように
構成することができる。

【００１１】移動速度検出手段は、具体的には、携帯用
電話機に作用する加速度を検出する加速度検出部を備
え、その検出された加速度に基づいて携帯用電話機の移
動速度を検出するものとすることができる。こうすれ
ば、移動速度検出手段を簡便かつ安価に構成することが
できる。

【００１２】また、各電話回線網は、前述の自動車電話
システムの回線網（以下、自動車電話回線網という）や
ＰＨＳ回線網等のように、所定の通信地域内に分散設置
された複数の無線基地局をそれぞれ有するものとするこ
とができる。この場合、上記通信地域は、それら各無線
基地局と対応付けて設定された複数の通信ゾーンに分割
され、携帯用電話機は、自身の存在する通信ゾーンの無
線基地局に対し選択的に接続されるとともに、通信地域
の通信ゾーンへの分割数は、各電話回線網毎に互いに異
なるものとされる。そして、接続制御選択手段は、携帯
用電話機の移動速度が小さくなるほど、より多くの通信
ゾーンに分割された電話回線網と接続するように、接続
制御手段の選択を行うものとされる。すなわち、自動車
電話回線網及びＰＨＳ回線網に例示されるように、高速
移動対応のために通信ゾーンの大きさを大きくする（す
なわち分割数を少なくする）ほど、網側の制御設備や通
話用電波の送信設備は大掛かりかつ複雑なものとなり、
通話コストも上昇する傾向にある。そこで、上述のよう
に、移動速度が小さい場合にはＰＨＳ回線網等の通信ゾ
ーン分割数の多い回線網を選択し、移動速度がある程度
大きくなった場合にのみ自動車電話回線網等の、通信ゾ
ーン分割数の少ない回線網を選択するようにすること
で、より効率的かつ経済的な通話が可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に示す実施例を参照しつつ説明する。図１は、本発明
の一実施例である携帯用電話機（以下、単に電話機とい
う）１の外観を示している。電話機１は、通常の携帯用
電話機とほぼ同様の外観を有しており、縦長の本体２の
上寄りに受話器３が、同じく下寄りに送話器４が配置さ
れており、両者の間には、プッシュボタンで構成された
ダイアル入力部５と、電話機１をオンフック状態とオフ
フック状態との間で切り換えるオンフック／オフフック
切換スイッチ６とが設けられている。また、本体２の側
面には回線網切換スイッチ７と、その作動状態を示すＬ
ＥＤ等のインジケータ８とが設けられている。

【００１４】図２に示すように、電話機１の内部には、
Ｉ／Ｏポート１１と、これに接続されたＣＰＵ１２、Ｒ
ＯＭ１３、ＲＡＭ１４等からなる制御部１０が設けられ
ている。Ｉ／Ｏポート１１には、前述のダイアル入力部
５、オンフック／オフフック切換スイッチ６、回線網切
換スイッチ７が接続される。また、受話器３はアンプ１
５とＤ／Ａ変換器１６を介して、送話器４はアンプ１７
とＡ／Ｄ変換器１８を介してそれぞれＩ／Ｏポート１１
に接続されている。

【００１５】また、Ｉ／Ｏポート１１には、移動速度の
変化に伴い電話機１に作用する加速度を検出するため
に、加速度検出部としての加速度センサ１９がアンプ２
０及びＡ／Ｄ変換器２１を介して接続されている。ま
た、検出される加速度Ａを時間の関数Ａ（ｔ）として測
定するために、タイマー２２がＩ／Ｏポート１１に接続
されている。加速度センサ１９としては、例えば図３に
示すように、加速度発生に伴いおもり２６に作用する荷
重を圧電素子２７に伝達し、その圧電素子２７からの出
力電圧に基づいて加速度を検出する形式のものを使用す
ることができる。また、このほかにも、圧電素子２７の
代わりにコンデンサの静電容量の変化を利用するもの、
ひずみゲージを利用するもの、作動トランスを利用する
もの、おもりに取り付けた磁石とコイルとの相対位置が
変化したときに発生する起電力から加速度を検出するも
の、おもりの変位をサーボ機構を利用してゼロに戻し、
そのときの駆動コイルに流れる電流により加速度を検出
するものなど、各種公知の加速度センサを採用すること
ができる。これら加速度センサ１９とタイマー２２が、
移動速度検出手段の要部をなす。

【００１６】次に、Ｉ／Ｏポート１１には、接続制御手
段としての自動車電話接続回路２３とＰＨＳ接続回路２
４とが、接続制御選択手段としての接続切換回路２５を
介して相互に切換可能に接続されている。自動車電話接
続回路２３は、接続切換回路２５と接続するための接続
インターフェース３１と、これに接続された変調器３
２、送信機３３、周波数シンセサイザ３４、受信機３
５、復調器３６及び共用器３７等により構成されてい
る。送話器４から入力された音声は、アンプ１７で増幅
され、さらにＡ／Ｄ変換器１８によりデジタル変換され
た後、変調器３２により変調され、さらに送信機３３に
より共用器３７を介してアンテナ３９から送信される。
一方、受信電波はアンテナ３９及び共用器３７を介して
受信機３５により受信され、復調器３６で復調された
後、Ｄ／Ａ変換器１６及びアンプ１５を介して受話器３
から出力される。ここで、送受信のための周波数帯は、
自動車電話システムの場合、例えば８００ＭＨｚないし
１．５ＧＨｚ帯が使用され、図４に示す各通信ゾーン１
０２毎に周波数チャンネルが設定される。

【００１７】一方、接続インターフェース３１には、図
４に示す制御用電波Ｐを発信する制御用電波発信器３８
がつながれている。制御用電波Ｐは共用器３７を介して
アンテナ３９から発信される。そして、電話機１が別の
通信ゾーン１０２に移動した場合、網側の無線回線制御
局１０４が制御用電波Ｐの受信状況に基づいて、前述の
機構によりハンドオーバ処理を行う。ここで、各通信ゾ
ーン１０２のチャンネル周波数に対する同調は周波数シ
ンセサイザ３４を用いて行われる。その方式としては、
例えばＲＯＭ１３に格納された周波数チャンネルリスト
に基づいて周波数サーチを行い、送信機３３及び受信機
３５を、電話機１が存在する通信ゾーン１０２の周波数
チャンネルに同調させる方法を例示することができる。
一方、制御用電波Ｐのチャンネルを用いて、無線基地局
１０１側から電話機１側へ移動先ゾーンの周波数を予め
通知しておき、その通知された周波数情報に基づいてチ
ャンネルを切り換える方式も可能である。

【００１８】次に、ＰＨＳ接続回路２４は、制御用電波
発信器３８を含まない点を除いて、自動車電話接続回路
２３とほとんど同一の構成を有しているので、共通する
要素には同一の符号を付して細部の説明は省略する。Ｐ
ＨＳでは、自動車電話システムとは異なる周波数帯、例
えば１．８ＧＨｚ帯が使用される。また、ハンドオーバ
処理の方式は、現在ゾーンの無線基地局１１１（図５）
からの電波受信レベルが所定の値以下になったか否かを
制御部１０側で判定し、所定の値以下になっていれば異
なる通信ゾーン１１２に移ったと判断して、周波数サー
チによりそのゾーンの周波数に同調させる方式が採用さ
れる。ここで、変調器３２、送信機３３、周波数シンセ
サイザ３４、受信機３５及び復調器３６の少なくとも１
つのものを、自動車電話接続回路２３とＰＨＳ接続回路
２４との間で共用するようにしてもよい。

【００１９】以下、電話機１の作動をフローチャートを
用いて説明する。まずＳ１において電話機１の電源をオ
ン状態にすると、Ｓ２においてＲＡＭ１４に記憶されて
いる移動速度Ｖの値がクリアされる。これと同時にＳ３
において、加速度センサ１９の出力サンプリングが所定
の時間間隔により開始され、そのサンプリング結果に基
づいて電話機１に作用する加速度が時間の関数Ａ（ｔ）
として検出される。次に、Ｓ４において、サンプリング
開始から現在時間までＡ（ｔ）を積分することにより、
電話機１の移動速度Ｖが算出される。そして、接続切換
回路２５は、算出された移動速度Ｖが基準値Ｖ0を超え
た場合には、自動車電話接続回路２３が選択されるよう
に接続設定（必要な場合には接続切換）を行い、Ｖ0以
下の場合にはＰＨＳ接続回路２４の接続設定（必要な場
合には接続切換）を行う（Ｓ５〜Ｓ１１）。なお、いず
れの場合においても、通話中は接続回路の切換えは実行
されない。次いでＳ３に返り、以下同様の処理が繰り返
される。以上の制御は、ＲＯＭ１３内の切換制御プログ
ラム１３ａ（図２）が司る。なお、電話機１を使用した
通話の方法は従来の携帯用電話機と全く同様であるので
説明は省略する。なお、通話のための通信制御は、ＲＯ
Ｍ１３に格納された自動車電話用通信制御プログラム１
３ｂ及びＰＨＳ用通信プログラム１３ｃが司る。

【００２０】ここで、図１に示すように、回線網切換ス
イッチ７を操作することにより、自動車電話接続回路２
３又はＰＨＳ接続回路２４のいずれか一方を固定的に選
択することができる。この場合は、Ｖの値によらず接続
回路の切換えは実行されない。

【００２１】例えばＰＨＳ回線網では、ハンドオーバ処
理のレスポンスと精度により異なるが、電話機１の移動
速度Ｖがおおむね１６ｋｍ／ｈ程度（以下、これをＰＨ
Ｓの限界移動速度ＶLとする）までであれば支障なく通
話が可能であり、これを越えると通話途切れ等の問題が
徐々に生ずるようになる。従って、上記限界移動速度Ｖ
Lを目安として切換えの基準値Ｖ0を設定することができ
る。ここで、基準値Ｖ0を限界移動速度ＶLよりも多少小
さく設定しておけば、電話機１の移動速度が増大した場
合に、上記問題が生ずる前に自動車電話回線網への切り
換えを確実に行うことができ、ひいては通話の安定性を
確保することができる。

【００２２】なお、電話機１が自動車等に搭載されてい
て、基準値Ｖ0を超える速度ＶH で移動している状態か
ら、減速してＶ0以下の移動速度ＶLに移行した場合に
は、算出される速度Ｖもそれに応じて減少しなければな
らない。換言すれば、減速時に作用する加速度Ａは負の
値として検出する必要がある。例えば、専用の搭載場所
が自動車内に確保されている場合など、自動車に対する
電話機１の位置及び向きが常に固定されていれば、加速
度センサ１９の出力の符号により加速度Ａの向きを判別
することができる。しかしながら、利用者が携帯して車
内に持ち込む場合のように、車内での電話機１の位置及
び向きは一定しないことの方が多い。この場合は、例え
ば以下のような方法を採用することができる。 (1)ＶがＶ0以下の状態で、かつ加速度Ａの絶対値が所定
の加減速判断基準値Ａ0以下に維持されている場合に
は、歩行等による低速移動の状態が継続していると判断
して、Ｖを周期的にクリアするようにする。これによ
り、ＰＨＳ接続回路２４が選択された状態が維持され
る。 (2)ＶがＶ0以下の状態で、加速度Ａの絶対値がＡ0を超
えた場合には、自動車等が加速中であると判断してＶの
クリアを停止するとともに、Ａの符号を正に設定する。
これによりＶが増大し、Ｖ0 を超えれば自動車電話接続
回路２３に切り替わる。 (3)ＶがＶ0を超えた後、加速度Ａの絶対値がＡ0未満と
なれば定常的な移動状態に移った判断する。そして、そ
の状態から予め定められた時間ｔ1が経過した後に、加
速度Ａの絶対値が再びＡ0を超えて増大した場合は、自
動車等が減速中であると判断してＡの符号を負に設定す
る。これによりＶが減少し、Ｖ0 以下になるとＰＨＳ接
続回路２４に切り替わる。なお、加速時と減速時とでＶ
0の値を互いに異なる値に設定してもよい。

【００２３】一方、以下に述べるより簡便な方法を採用
することもできる。例えば、電話機１の電源投入後、Ａ
が加減速判断基準値Ａ0以上となった状態が所定時間ｔ2
以上継続した場合には、移動速度ＶがＶ0以上になった
と判断して自動車電話接続回路２３を選択する。そし
て、その状態からＡが一旦Ａ0未満となって所定時間ｔ1
が経過後に再びＡ0以上となり、その状態が所定時間ｔ3
以上継続した場合には、移動速度ＶがＶ0未満になった
と判断してＰＨＳ接続回路２４を選択するようにする。
こうすれば、ＶをＡ（ｔ）の積分値として算出する必要
がなくなる。

【００２４】次に、電話機１の移動速度の検出は、人工
衛星を用いた全地球測位システム（Grobal Positioning
System）を利用して行うこともできる。その概念図を
図８に（ａ）に示している。すなわち、互いに異なる軌
道で地球Ｅの上空を周回する複数の人工衛星５０から、
それぞれ地表に向けて測位データを乗せた電波（以下、
測位電波という）が発信されており、このうちの３つ以
上の人工衛星５０からの測位データを受信・解析するこ
とにより、受信機の地球Ｅ上における位置を特定するこ
とができる。この場合、図２に示す電話機１の構成は、
図８（ｂ）に示すように、測位電波受信機４１と測位デ
ータの復調器４２とが、加速度センサ１９に代えてＩ／
Ｏポート１１に接続される点で異なるものとなる。上記
構成では、アンテナ４０を介して測位電波受信機４１に
より測位電波が受信されるとともに、復調器４２で復調
された測位データに基づいて、ＲＯＭ１３に格納された
測位・速度算出プログラム１３ｄにより電話機１の位置
が特定され、その時間変化に基づいて該電話機１の移動
速度Ｖが算出されることとなる。

【００２５】なお、本発明に適用可能な電話回線網は、
自動車電話システム及びＰＨＳの各電話回線網に限られ
るものではなく、他の携帯電話回線網であってもよい。
また、移動限界速度が異なる３以上の電話回線網の間で
接続切り換えが可能な電話機を構成することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の携帯用電話機の一例を示す外観図。

【図２】その内部構成を示すブロック図。

【図３】加速度センサの一例を示す断面図。

【図４】自動車電話システムの構成説明図。

【図５】簡易型携帯電話システムの構成説明図。

【図６】自動車電話システムと簡易型携帯電話システム
との通信ゾーンの違いを説明する概念図。

【図７】図２の電話機の作動の流れを示すフローチャー
ト。

【図８】全地球測位システムの概念図と、それを利用し
た携帯用電話機の構成の、図２に示すものとの相違点を
示すブロック図。

【符号の説明】

１ 携帯用電話機 １９ 加速度センサ（加速度検出部、移動速度検出手
段） ２２ タイマー（移動速度検出手段） ２３ 自動車電話接続回路（接続制御手段） ２４ ＰＨＳ接続回路（接続制御手段） ２５ 接続切換回路（接続制御選択手段） １００ 自動車電話システム（電話回線網） １０１、１１１ 無線基地局 １０２、１１２ 通信ゾーン １１０ 簡易型携帯電話システム

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電話回線網に対し無線により接続される
   携帯用電話機であって、 前記携帯用電話機の限界移動速度が互いに異なる複数の
   電話回線網に対応して設けられ、それら各電話回線網に
   該携帯用電話機を無線接続するための複数の接続制御手
   段と、 前記携帯用電話機の移動速度を検出する移動速度検出手
   段と、 その検出された移動速度に基づいて、前記複数の接続制
   御手段のいずれかのものを選択する接続制御選択手段
   と、 を備えたことを特徴とする携帯用電話機。
2. 【請求項２】 前記移動速度検出手段は、前記携帯用電
   話機に作用する加速度を検出する加速度検出部を備え、
   その検出された加速度に基づいて前記携帯用電話機の移
   動速度を検出するものである請求項１記載の携帯用電話
   機。
3. 【請求項３】 前記各電話回線網は、所定の通信地域内
   に分散設置された複数の無線基地局をそれぞれ有し、 前記通信地域は、それら各無線基地局と対応付けて設定
   された複数の通信ゾーンに分割され、 前記携帯用電話機は、自身の存在する通信ゾーンの無線
   基地局に対し選択的に接続されるとともに、 前記通信地域の前記通信ゾーンへの分割数は、前記各電
   話回線網毎に互いに異なるものとされ、 前記接続制御選択手段は、前記携帯用電話機の移動速度
   が小さくなるほど、より多くの通信ゾーンに分割された
   電話回線網と接続するように、前記接続制御手段の選択
   を行うものである請求項１又は２に記載の携帯用電話
   機。