(57)【要約】【課題】電波の発信による悪影響を適切に防ぐことができる移動通信装置を提供する。【解決手段】携帯電話装置１はＧＰＳ衛星から受信した電波は周波数変換部３１で中間周波数に変換した後、位相同期部で同期を取ることにより、ＧＰＳ衛星の捕捉を行う。移動速度検出部４は捕捉したＧＰＳ衛星の受信周波数と、ＧＰＳ衛星の基準周波数との遷移量から移動速度を演算する。演算により求めた移動速度が閾値以上であるときには移動中であると判断し、電波の発信による悪影響を防ぐために必要な措置を行う。【選択図】図１
2004320312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ衛星が発信する電波を受信する機能と無線通信機能を備えた移動通信装置において、
ＧＰＳ衛星の基準周波数から前記ＧＰＳ衛星を前記移動通信装置が受信したときの受信周波数への遷移量から移動速度を演算し、前記移動速度に応じて前記通信部が必要な措置を行うよう制御する機能を有することを特徴とする移動通信装置。
【請求項２】
無線通信を行う通信部と、ＧＰＳ衛星から受信した電波を捕捉するＧＰＳ電波受信部と、捕捉したＧＰＳ衛星のうちの一のＧＰＳ衛星の基準周波数から前記一のＧＰＳ衛星を前記移動通信装置が受信したときの受信周波数への遷移量から移動速度を演算し、求めた前記移動速度が一定の閾値以上であると判断した場合には前記通信部が必要な措置を行うように制御し、一定の閾値に満たないと判断した場合には前記通信部が必要な措置を行わないように制御する移動速度検出部と、
を有することを特徴とする移動通信装置。
【請求項３】
前記ＧＰＳ電波受信部がＧＰＳ衛星を一つも捕捉できないと判断した場合には、前記移動速度検出部は前記通信部に前記必要な措置を行うよう制御する機能を更に有することを特徴とする、請求項２に記載の移動通信装置。
【請求項４】
前記移動速度検出部が時刻情報からＧＰＳ衛星の位置を把握することにより、ＧＰＳ衛星の角度を利用して移動速度を検出することを特徴とする請求項２または３に記載の移動通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの電波受信を利用して、移動中であることを検出することのできる携帯電話装置等の移動通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
位置を測定するシステムであるＧＰＳは、地球を周回する人工衛星であるＧＰＳ衛星からの電波を受信して、自位置を検出することや位置の時間変化から位置の変化率を求めることができる。このＧＰＳを用いて速度を割り出すことは、カーナビゲーションシステムなどでよく用いられている技術である。また近年はＧＰＳ受信装置は携帯電話装置に内蔵されるほどに軽量化、小型化され、ＧＰＳ受信機能を活用した携帯電話サービスが提供されている。
【０００３】
一般的にＧＰＳにより位置情報を得るためには、ＧＰＳ受信装置がＧＰＳ衛星からの電波を受信して、各衛星と自位置との時間差を計算し、その電波伝播時間から距離を計算する。各ＧＰＳ衛星の軌道は既知であるので、このＧＰＳ衛星との距離から自位置を検出し、緯度、経度、高度、及び時刻情報を求めることができる。
【０００４】
ここで緯度、経度、高度、及び時刻情報を求めるにあたっては、図５に示したように、４つの未知数（緯度Ｘ、経度Ｙ、高度Ｚ、時刻Ｔ）があるのでＧＰＳ受信装置７２は、４つのＧＰＳ衛星７１からの電波を利用する。仮に高度を一定として考慮しないとしても、位置情報を得ようとするためには３つの未知数（緯度Ｘ、経度Ｙ、時間Ｔ）があるので３つの衛星からの電波を利用する必要がある。時刻も未知数となるのは、携帯電話等に現在利用されているＧＰＳ受信装置はＧＰＳ衛星が持っている原子時計を備えていないため、精密な時刻を認識できないからである。
【０００５】
現在ＧＰＳの運用に用いられている、地球を周回する全ＧＰＳ衛星は２４個程度であるが、そのうちある一地点より捕捉できるＧＰＳ衛星の数は視界の良好な地点においてはおよそ８個程度である。市街地などでは周囲の建物の影響を受けるため、障害物の無い地点に比べて捕捉できる衛星の数は少なくなる。
【０００６】
また、図６に示したように、電車内や屋根のある建物７３内においては、ＧＰＳ衛星７１からの電波は屋根や壁等により反射することがあり、ＧＰＳ受信装置７２が捕捉できるＧＰＳ衛星７１の数は更に少なくなる。こうした状況下では位置を特定するために必要な数のＧＰＳ衛星を捕捉できない状況が生じることがある。
【０００７】
上述のように、捕捉できる衛星の数の少ない劣悪な環境下では正確な位置情報を得ることは困難である。現在ＧＰＳ受信装置を併設した携帯電話装置等について行われている位置情報サービスにおいてはＧＰＳ衛星に加えネットワーク上のサーバと連携して位置の測定を行っているため、位置情報を得るためにはネットワークに接続するために電波を発信しなければならない。また現在携帯電話に一般的に備えられているＧＰＳ受信装置は、小型軽量化やコスト低減のためにカーナビゲーション機器のようにジャイロや加速度計を備えておらず、自位置が一旦把握できても、自律して移動を追跡することが出来ないため、位置の検索をする度毎に電波を発信しなければならない。こうした事情から、正確な位置情報を得ようとするならば、携帯電話は電波を発信する場合が多くならざるを得ない。
【０００８】
一方、混雑した電車内での電波発信による、他人の人体や医療機器等への影響の可能性などが社会問題としてとりあげられている。こうした問題に対処すべく、従来においても、携帯電話の所有者が移動中であるか否かをＧＰＳ衛星から得られる速度情報から判断して通話制限をかける技術は広く開示されている（例えば特許文献１を参照）。しかし上記文献においては受信点の位置を正確に取得してから速度を算出する構成を採っているので、３個以上の衛星を捕捉する必要がある。よって２個以下の数の衛星しか捕捉できない場合には速度が認識できず、特に通話制限が必要とされる電車内などで通話制限を適切に行うことができない。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０―２２４８６５号公報（特に［００１７］参照）
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記の課題を解決すべくなされたものであり、ＧＰＳ衛星からの電波を利用して位置情報を得ることのできるＧＰＳ受信装置を併設する携帯電話装置等において、ＧＰＳ衛星から受信した電波の周波数遷移を測定することにより移動速度を検出する移動速度検出手段を備えることで、車両等での移動時のように電波を把捉できるＧＰＳ衛星の数が少ない場合においても移動中であるか否かを判断し、携帯電話等の電波の発信を未然に防止するために必要な措置を行うことを特徴とする携帯通信装置等を提供することを目的とする。
【発明が解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の実施の形態における携帯電話装置等は、少なくとも１つ以上のＧＰＳ衛星からの電波を受信可能な状態にあれば、そのうちの１つのＧＰＳ衛星の受信電波の周波数遷移を測定することにより移動速度を検出する移動速度検出部を備えることを特徴とする。これにより、車両等で移動中の場合の劣悪な受信環境下でも移動中であるか否かを判断し、通信部の電波の発信を未然に防止するなど必要な措置をとることができる。
【００１２】
また、本発明の第２の実施の形態は、もしどのＧＰＳ衛星も受信できない場合には、車両等で移動中であり通話ができない環境であるとの判断を行い、携帯電話装置等の電波の発信を未然に防止するなどの必要な措置をとる構成をさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を携帯電話装置に適用した第１の実施例を図１を用いて説明する。携帯電話装置１は、無線通信をつかさどる通信部２、ＧＰＳ衛星の捕捉を行うＧＰＳ電波受信部３、また、ＧＰＳ電波受信部の情報から移動速度を演算するための移動速度検出部４、及び、通信用アンテナ５、ＧＰＳ受信用アンテナ６からなる。
【００１４】
ＧＰＳ電波受信部３の内部構造についてさらに説明する。ＧＰＳ電波受信部３の構造は、ＧＰＳ受信用アンテナ６によりＧＰＳ衛星からの電波を受信して中間周波数に変換する周波数変換部３１、周波数変換のための基準信号を生成するＣＬＫ生成部３２、周波数変換部３１から出力された信号を入力して各ＧＰＳ衛星からの電波を捕捉するＧＰＳ信号検出部３３で構成される。さらにＧＰＳ信号検出部３３は、ＧＰＳ衛星毎の基準周波数を記憶し出力する衛星基準周波数発生部３３１、衛星基準周波数発生部３３１で記憶し出力した信号を元に周波数を発振するＶＣＯ３３２、周波数変換部３１から出力される信号とＶＣＯ３３２の出力信号との位相同期をとる位相同期部３３３から構成される。位相同期部３３３からは、移動速度検出部４にある制御処理部４１へ位相同期状態を通知するための位相同期信号を出力する。
【００１５】
移動速度検出部４は、衛星基準周波数発生部３３１に周波数設定情報を出力する機能と、位相同期信号と衛星基準周波数発生部３３１の信号を入力して両者の周波数の相違から速度演算等を行う機能と、及び、通信部２に対し電波の発信停止など必要な措置を行うための制御信号を出力する機能とを有する制御処理部４１と、全ＧＰＳ衛星の中から現在時刻及び現在位置に応じた所定の衛星を選択するＧＰＳ選択手段４２と、制御処理に必要なメモリ４３とからなる。
【００１６】
【実施例の動作の説明】
図２は第１の実施例における、ＧＰＳ衛星を捕捉するための動作を説明したフローチャートである。
【００１７】
まず、Ｓ２０１では、初期状態としてＧＰＳ衛星の捕捉に必要な情報及び時刻情報をあらかじめメモリ４３に蓄積しておく。またはＧＰＳ衛星の捕捉に必要な情報及び時刻情報を、ＧＰＳ電波の受信状態が良好なときにＧＰＳ受信用アンテナ６から取得して蓄積する。ここで、ＧＰＳ衛星の捕捉に必要な情報とは、具体的には各ＧＰＳ衛星の周波数や携帯電話装置１の現在位置などである。
【００１８】
次にＳ２０２では、このＳ２０１においてメモリ４３に蓄積した情報と、現在時刻及び現在の概略位置情報（または、最後に情報を蓄積したときの位置情報）をもとに、そのエリアで捕捉可能なＧＰＳ衛星を選択する。２４個程度の全ＧＰＳ衛星のうち、携帯電話装置１の位置及び時刻から捕捉可能と考えられる衛星の選択はＧＰＳ選択手段４２が行う。ＧＰＳ衛星は時間とともに上空を移動するので、ＧＰＳ選択手段４２が選択するＧＰＳ衛星も時間によって適宜入れ替わる。選択するＧＰＳ衛星については、捕捉可能と考えられるＧＰＳ衛星を均等に選択してもよく、また、一旦捕捉できたＧＰＳ衛星は選択回数を多くし、捕捉できなかったＧＰＳ衛星は選択回数を少なくするというように選択する回数に差を設けてもよい。
【００１９】
Ｓ２０３では、制御処理部４１がＧＰＳ選択手段４２から捕捉可能なＧＰＳ衛星の周波数情報を取得し、衛星基準周波数発生部３３１に対しＧＰＳ衛星捕捉の為に必要な周波数設定を行うための情報を通知する。
【００２０】
Ｓ２０４では、衛星基準周波数発生部３３１が制御処理部４１から入力した情報に基づき、ＶＣＯ３３２がＧＰＳ衛星から受信した電波と同期を取るための基準信号を位相同期部３３３に出力するよう、ＶＣＯ３３２の制御信号を出力する。受信した電波の周波数は後述のように携帯電話装置１の速度により遷移するので、ＶＣＯ３３２は適切に同期をとるべく移動速度の範囲を予め考慮して基準周波数から特定の範囲内の周波数の信号を出力する。
【００２１】
このようにＧＰＳ衛星を捕捉したとは、ＶＣＯ３３２が出力した信号とＧＰＳ衛星から受信した電波を基にした信号とが同期を取ることができたことをいう。また、基準信号とは、ＧＰＳ衛星が発信する電波の周波数である基準周波数の信号を意味する。
【００２２】
Ｓ２０５において、位相同期部３３３で位相同期が取れたか否かの判断を行う。
【００２３】
位相同期部３３３で位相同期を取れなかった場合は、Ｓ４０２に戻りＧＰＳ選択手段４２が別のＧＰＳ衛星を選択する。以下Ｓ２０３〜Ｓ２０５のステップを別のＧＰＳ衛星を捕捉するために行うことで、別のＧＰＳ衛星の捕捉を試みる。
【００２４】
一方、位相同期が取れた場合は、Ｓ２０６の動作を行う。位相同期部３３３は制御処理部４１に位相同期信号を送り、制御処理部４１は衛星基準周波数発生部３３１からの信号を入力され、捕捉したＧＰＳ衛星の周波数をメモリ４３に蓄積する。メモリ４３にはこのようにして、ある一定時間間隔で、捕捉した衛星についての周波数情報が蓄積される。
【００２５】
Ｓ２０７では、移動速度検出部４で、捕捉したＧＰＳ衛星の電波の周波数より移動速度の演算を行う。一定時間メモリ４３に蓄積した情報に基づき時間間隔当たりどれだけ周波数が遷移したかを測定し、既知のＧＰＳ衛星についての情報と、先に取得済みの現在位置の情報から、携帯電話装置１の移動速度を判断する。
【００２６】
図３に示すとおり、携帯電話装置がＧＰＳ衛星からの電波を受信したときの電波の周波数はドップラー効果により遷移するので、携帯電話装置１がＧＰＳ衛星に近づく方向に移動すればその受信周波数は基準周波数より高い周波数として受信し、また、遠ざかる方向に移動すれば受信周波数は基準周波数より低い周波数として受信する。
【００２７】
ＧＰＳ衛星の基準周波数をｆとする。一方、時速ＶＫｍで携帯電話装置１が移動中であり、そのうち衛星方向に向かって移動する成分が時速Ｖ´ｋｍとすると、携帯電話装置１がＧＰＳ衛星からの電波を受信したときの受信周波数Ｆは、
【００２８】
Ｆ＝ｆ×（３×１０８＋Ｖ×１０３／６０／６０）／３×１０８
で表される。
具体的には、ＧＰＳ衛星の基準周波数をｆ＝１２ＧＨｚとし、衛星方向に向かって走行する成分Ｖ´を時速１００ｋｍとすると
Ｆ＝１２ＧＨｚ×（３×１０８＋１００×１０３／６０／６０）／３×１０８
で求められる周波数として受信する。ｆとの差分１１２０Ｈｚが、ドップラー効果による周波数遷移量となる。
これを各衛星ごとに演算し、各ＧＰＳ衛星の基準周波数からの遷移量を求める。
【００２９】
演算において現在位置の情報を利用するのは、ＧＰＳ衛星は移動衛星であるため、ＧＰＳ衛星の移動に伴うドップラー効果による周波数遷移を考慮しなければならないからである。この周波数遷移は、あらかじめ各衛星の情報を入手していれば、衛星の位置及び移動速度は既知であるため、現在位置および時刻情報により、この周波数遷移による影響は容易に演算できる。
【００３０】
移動速度の検出については、少なくとも１つのＧＰＳ衛星からの電波を受信できれば検出を行うことができるが、複数のＧＰＳ衛星からの受信電波を用いて検出するほうが望ましい。その理由はＧＰＳ衛星と、携帯電話装置１を直線で結んだ方向と、携帯電話装置１が移動する方向とのなす角の影響により、ドップラー効果による周波数遷移量が異なるため、携帯電話装置１が検出できる速度変化量が異なるからである。例えば、極端な場合、このなす角が９０度となった場合は、ドップラー効果によって周波数は遷移しないので、移動していないものと判断されてしまう。
【００３１】
通常のＧＰＳ受信装置では、３個から４個以上のＧＰＳ衛星をその衛星位置がなるべく広角となるように選択し測角することで、精度の高い位置情報を求めている。本発明においてもこのように複数のＧＰＳ衛星の受信電波を利用すれば、複数の演算結果より移動中であるか否かを判断できるので、この判断を適切に行うことが期待できる。こうした複数の衛星が捕捉できた場合には、複数のＧＰＳ衛星の電波の周波数遷移から演算により求めた複数の結果のうち、最大値を移動速度とする。
【００３２】
このために、一のＧＰＳ衛星を捕捉した場合に上記の演算より求めた値を一旦蓄積しておき、他のＧＰＳ衛星を捕捉した際には、前記一のＧＰＳの演算結果と他のＧＰＳ衛星との演算結果とを比較し、大きな値を移動速度とするようにする。または捕捉可能な全衛星を一通りサーチした演算結果の中から最大の値を移動速度とするようにしてもよい。
【００３３】
Ｓ２０８では、Ｓ２０７の演算より検出した移動速度が、予め定められた閾値以上か否かを判断する。この閾値は車両などで移動中であることを判断するために適切な値を設定しておく。
【００３４】
移動中であると判断した場合には、Ｓ２０９にて制御処理部４１は通信部２に対し、移動中であり必要な措置を行うための制御信号を出力する。通信部２は、制御処理部４１からの制御信号を入力し、電波の発信による他人の人体や医療機器等への影響を抑えるため、もしくは混雑した電車内でのマナーを守るために必要な措置を行う。ここで行う必要な措置とは、通話を行うための電波の送信の停止などである。また、通信停止の動作を行う前後において、通話の停止を促す旨のメッセージを携帯電話装置１の画面に表示する、若しくは受話部からアラームを出力するなどの措置を更に行ってもよい。通信部２が必要な措置を既に行っていれば、その状態を維持する。
【００３５】
一方、移動中で無いと判断した場合は、Ｓ２１０において、上記必要な措置を行わないようにする。この時点において通信部が必要な措置を行っていればその措置の解除を行い、必要な措置を行っていない場合にはその状態を維持する。
【００３６】
また、メモリ４３に蓄積されている携帯電話装置１の現在位置についての情報及び現在時刻により認識できるＧＰＳ衛星の位置についての情報から、制御処理部４１において携帯電話装置１から見た地表とＧＰＳ衛星の角度を算出する構成をさらに備えることもできる。係る機能を制御処理部４１が備えることにより、特にＧＰＳ衛星が１個しか捕捉できない場合においても適切に速度を検出し、必要な措置を行うことができる。
【００３７】
【発明の他の実施例】
次に、第２の実施例の動作を図４のフローチャートを用いて説明する。携帯電話装置１の構成については第１の実施例と同じく図１に示した通りであるが、本実施例においてはいずれのＧＰＳ衛星も捕捉することができなかった場合を考慮している。
【００３８】
初期状態において携帯電話装置１は通信可能な状態である。Ｓ４０１〜Ｓ４０４のステップについては第１の実施例についての図２におけるＳ２０１〜Ｓ２０４のステップと同様であるので、説明は省略する。
【００３９】
Ｓ４０５にて位相同期が取れた場合は、Ｓ４０６の動作を行う。Ｓ４０６において、位相同期部３３３は、制御処理部４１に位相同期信号を送り、制御処理部４１は、位相同期を取ることができた衛星基準周波数発生部３３１からの信号を取得し、該当するＧＰＳ衛星の周波数を、メモリ４３に蓄積する。位相同期を取ることができた場合に行う動作は、第１の実施例に同じく、移動速度の演算を行った（Ｓ４０８）後、得られた移動速度が閾値以上か否かの判断を行い（Ｓ４１０）、その結果閾値以上であれば必要な手段を行うようにし（Ｓ４１１）、閾値以下であれば、必要な手段を行わないようにする（Ｓ４１２）。
【００４０】
一方、Ｓ４０５において位相同期を取ることができなかった場合には、Ｓ４０７において捕捉可能な全ＧＰＳ衛星を選択し、制御処理部４１がサーチを行ったか否かを判断する。同期したか否かの判断を捕捉可能な全ＧＰＳ衛星について行っていない場合にはＳ４０２に戻り、捕捉可能な別のＧＰＳ衛星の選択を行う。
【００４１】
Ｓ４０５にて、捕捉可能な衛星の全てについて同期したか否かの判断を行った場合には、Ｓ４０９にて、制御処理部４１が捕捉可能な全ＧＰＳ衛星について、同期を取ることができたか否かを判断する。捕捉を試みた全ＧＰＳ衛星のうち、同期した衛星があった場合にはＳ４０２に戻り、別のＧＰＳ衛星の捕捉を続ける。
【００４２】
一方、Ｓ４０９にて捕捉可能な全てのＧＰＳ衛星について同期を取ることができなかったと判断した場合には、移動速度が閾値以上であった場合と同じく、Ｓ４１２にて携帯電話の電波の発信を停止するなど必要な措置を行うよう、制御処理部４１から携帯電話通信部２に移動中であることを示す制御信号を出力する。
【００４３】
このように第２の実施例においては、ＧＰＳ衛星の受信電波を全く捕捉できなかったときにも、携帯電話の電波の発信を未然に防止するなど、必要な措置をとるようにする。その理由は、ＧＰＳ衛星の受信電波を全く捕捉できなかったときには、車両等で移動中であるといった通話ができない環境であると考えられるからである。
【００４４】
【発明の効果】
上記実施例のように、本発明においては、少なくても１つ以上のＧＰＳ衛星からの電波を受信可能な場合に、このＧＰＳ衛星からの受信電波の周波数変動を測定することで、移動中であることを判断する移動速度検出部を備えることにより、車両等で移動中の場合の劣悪な受信環境下でも、移動中であることを正確に検出し、携帯電話装置１の電波の発信を未然に防止するなど、必要な措置を行うことができる。また、もしどのＧＰＳ衛星からの電波も受信できない場合は、車両等で移動中など通話ができない環境と判断し、携帯電話装置等の電波の発信を未然に防止するなど必要な措置を行うことができる。
【００４５】
勿論、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲において、各実施例を適宜変更することができる。なお、本発明は携帯電話装置に限らず、ＧＰＳ電波受信部と通信部を備えて持ち運び可能な移動通信装置（ＰＤＡやノート型ＰＣなど）において用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における携帯電話装置を表したブロック図。
【図２】本発明における第１の実施例についての動作を表したフローチャート。
【図３】ドップラーシフトにより速度を認識することを表した図。
【図４】本発明における第２の実施例についての動作を表したフローチャート。
【図５】一般的なＧＰＳ受信装置がＧＰＳ衛星からの電波により位置情報を求めることを表した図。
【図６】建物等の中において、ＧＰＳ衛星からの電波が反射することを表した図。
【符号の説明】
１…携帯電話装置
２…通信部
３…ＧＰＳ電波受信部
３１…周波数変換部
３２…ＣＬＫ生成部
３３…ＧＰＳ信号検出部
３３１…衛星基準周波数発生部
３３２…ＶＣＯ
３３３…位相同期部
４…移動速度検出部
４１…制御処理部
４２…ＧＰＳ選択手段
４３…メモリ
５…通信用アンテナ
６…ＧＰＳ受信用アンテナ
７１…ＧＰＳ衛星
７２…ＧＰＳ受信装置
７３…建物等
７４…窓
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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