(57)【要約】【課題】移動体通信サービスを継続しながら、移動局周辺の電界強度が医用電子機器などへ悪影響を及ぼさないあらかじめ定められた範囲内に収まるように、移動局の送信出力を制限することのできる移動体通信システムを、既存移動局を改修することなしに提供することを目的とする。【解決手段】移動局は基地局からの下り電波の受信強度測定手段を持ち、基地局は移動局の通信チャネル制御手段を持つセル方式移動体通信システムにおいて、中継局の制御エリアに存在する移動局と基地局の間の通信を中継し、同時に、これら移動局周辺の電界強度があらかじめ定められた範囲に収まるように移動局の送信出力を制限する機能を持つ中継局を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局との通信手段（１）と基地局との通信手段（２）と移動局の送信出力制御手段（３）と移動局の通信チャネル制御手段（４）を持つ中継局（５）と、中継局または基地局との通信手段（６）と中継局または基地局からの下り電波の受信強度測定手段７を持つ移動局（８）と、中継局との通信手段（９）と移動局との通信手段（１０）と他の基地局との通信手段（１１）と移動局の通信チャネル制御手段（１２）を持つ基地局（１３）とを構成要素とするセル方式移動体通信システムにおいて、移動局（８）の送信出力は、中継局（５）の指示により変化するよう構成されており、中継局（５）の制御エリアに移動局（８）が存在するとき、移動局（８）周辺の電界強度があらかじめ定められた範囲に収まるように移動局（８）の送信出力を制御することを特徴とする移動体通信システム。
【請求項２】
中継局または基地局からの下り電波の受信強度測定手段（７）の測定値と中継局（５）の送信出力をもとに、中継局（５）の制御エリアに移動局（８）が存在するかどうかを判定することを特徴とする請求項１記載の移動体通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は携帯電話に代表される移動体通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話の利用者の増加とともにさまざまな問題点が指摘されるようになった。
そのひとつが、外部からの電磁波に敏感な医用電子機器に対する悪影響である。
医療機関にはこのような機器が多く存在する。
医療機関外であっても、特に、植え込み型心臓ペースメーカーの場合は、外見で使用者であることが判別できないため、公共交通機関内等の公共空間での携帯電話の送信電波による悪影響が深刻に捉えられている。
【０００３】
この問題に対して、（ａ）規制信号を受信した移動局が自動的に電源オフまたは送信停止状態になる技術（例えば、特許文献１参照。）や（ｂ）医用電子機器または中継局から発する規制信号を検出した移動局が自動的に減力する技術（例えば、特許文献２参照。）が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３０８６７５号公報
【特許文献２】
特開平１１−３０８６７５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術（ａ）では移動体通信サービスを一時的に使用できなくする方法をとる。
単にどこでも通話ができるという移動電話の機能にとどまらず、携帯データ通信端末として発展している携帯電話の重要性を考えるとサービス停止はいきすぎであり、損失でもある。
また、移動体通信サービスはパブリックサービスであり、通信事業者はそのサービスエリア内であまねく通信サービスを提供することを求められていることとも相容れない。
【０００６】
また、従来の技術（ｂ）では移動体通信サービスを停止することなく医用電子機器への悪影響を低減することが可能であるが、既存の移動局には規制信号を検出する手段が備わっていないため、既存の移動局の改修を行うか、規制信号対応移動局に世代交代するのを待つ必要があり、効果を発揮するまでに多くのコストまたは時間を要すると考えられる。
【０００７】
したがって、（条件１）移動体通信サービスを継続しつつ、（条件２）移動局周辺の電界強度を医用電子機器に悪影響を及ぼさない一定の範囲に収めることのできる、（条件３）既存の移動局に対しても適用可能な技術が求められる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基地局と移動局の通信に介在し、その制御エリアに存在する移動局に対して送信出力を制御する機能を持つ中継局を導入することで課題を解決しようとするものである。
基地局が移動局の送信出力を制御することはすでに行われている技術であり、移動局周辺の電界強度値があらかじめ定められた範囲になるように、中継局が移動局の送信出力を制御することは、既存の移動局の改修を行わなくても可能である。
単に移動局の送信出力を制限しただけでは基地局への送信ができなくなるおそれがあるため、通信サービスを継続することのできる中継局であることが必要である。
【０００９】
基地局が移動局の送信出力を制御する標準規格としては、例えば、ＰＤＣ方式デジタル携帯電話がある。
社団法人電波産業会発行　ＲＣＲ　ＳＴＤ−２７Ｉ「デジタル方式自動車電話システム」の３．４．２．２　送信出力制御特性　（１）移動局によれば、最大送信出力０．８ＷのクラスＩＩＩ移動局の場合、４ｄＢステップで０ｄＢ〜−２０ｄＢの範囲で送信出力を制御可能である。同４．１．４．４　ハウスキーピングビットの構成によれば、移動局は下りＲＣＨ（ハウスキーピングチャネル）でＰＯＷ（移動局送信出力値）を受信することが定められている。
【００１０】
移動局の送信出力の減力を行うために導入する中継局であるので、以下、必要に応じて減力中継局と呼ぶ。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１を用いて本発明による移動体通信システムの構成について説明する。
一つの中継局のまわりに移動局や基地局は一般に複数個存在する。
図１では代表する一局のみを示してある。
１４は中継局を経由しない移動局との通信、１５は他の基地局との通信を表す。
【００１２】
中継局５は、移動局との通信手段１を用いて移動局８との通信を行う。
同様に、基地局との通信手段２を用いて基地局１３との通信を行う。
中継局５は、移動局の送信出力制御手段３を用いて中継局の制御エリア１６に存在する移動局８の送信出力を制御する。
中継局５は、単独であるいは基地局１３と協調し、移動局の通信チャネル制御手段４を用いて、移動局８が使用する通信チャネルの決定・切換等の制御を行う。移動局８が中継局５の制御エリアに存在するとき、中継局５を経由する通信チャネルが用いられる。
中継局５が列車に搭載されて山岳トンネルに入った場合等、周囲の基地局１３との通信が不可能になることがあるので、単独で移動局８の通信チャネル制御を行う機能が必要である。
【００１３】
移動局８は、中継局または基地局との通信手段６を用いて中継局または基地局との通信を行う。
移動局８は、中継局または基地局からの下り電波の受信強度測定手段７を用いて中継局または基地局からの下り電波の受信強度を測定し、中継局または基地局に通知する。
移動局８の送信出力は、中継局５の移動局の送信出力制御手段３を用いた指示により変化する。
【００１４】
基地局１３は、中継局との通信手段９を用いて中継局５との通信を行う。
基地局１３は、移動局との通信手段１０を用いて中継局５を経由しない移動局８との通信１４を行う。
基地局１３は、他の基地局との通信手段１１を用いて周囲の基地局との通信１５を行う。
中継局との通信手段９と移動局との通信手段１０は同じ手段で構成する場合と異なる手段で構成する場合があり得る。
他の基地局との通信手段１１は一般に中継局との通信手段９や移動局との通信手段１０とは異なる手段である。
基地局１３は、移動局の通信チャネル制御手段１２を用いて、移動局の使用する通信チャネルの決定・切換等の制御を行う。
【００１５】
図２を用いて移動局の周辺の電界強度を制御する手順の一実施例について説明する。
【００１６】
手順１では、実験を行って、医用電子機器に悪影響を及ぼさない電界強度の上限値Ｅ０を求める。
医用電子機器の製造者や機種によりこの電界強度の上限値はさまざまであると考えられるが、最も小さな上限値を採用することが妥当である。
【００１７】
手順２では、実験を行って、移動局周辺の電界強度が手順１で求められた電界強度の上限値Ｅ０を超えないようにするための、移動局の送信出力の上限値Ｐ０を求める。
移動局の製造者や機種により、また、医用電子機器と移動局の相対位置によりこの移動局の送信出力の上限値はさまざまであると考えられるが、実使用条件の適切なモデル化のもとに実験を行うことにより妥当な上限値を求めることが必要である。
【００１８】
手順３では、手順２で求められた移動局の送信出力の上限値Ｐ０に、適切な安全係数Ｆｓをかけて、移動局の送信出力の目標上限値Ｐｓを求める。
【００１９】
手順４では、制御エリアに存在する移動局に対して常に手順３で求められた送信出力の目標上限値Ｐｓを超えない送信出力の指示を行う減力中継局を設置する。
【００２０】
手順５では、手順４で設置された減力中継局を運用し、その制御エリアに存在する移動局に対して常に手順３で求められた送信出力の目標上限値Ｐｓを超えない送信出力の指示を行う。
移動局の送信出力はＰｓを超えないので、移動局周辺の電界強度は医用電子機器に悪影響を及ぼさない電界強度の上限値Ｅ０を超えることはなく、医用電子機器へ悪影響を及ぼさないようにすることができる。
【００２１】
本発明によれば、通信サービスを継続しながら、移動局周辺の電界強度が一定の範囲内に収まるように移動局の送信出力を制限することのできる移動体通信システムを提供することが可能であるが、医用電子機器への悪影響を排除したい区域が減力中継局の制御エリアに確実に含まれることが重要である。
【００２２】
図３を用いて、減力中継局の制御エリアに移動局が存在するかどうかを判定する手順の一実施例について説明する。
移動局が減力中継局の制御エリアに存在すると判定された場合、減力中継局を経由する通信チャネルが割り当てられる。
【００２３】
減力中継局は単独であるいは他の基地局と協同して移動局の通信チャネル制御を行うが、減力中継局と基地局を合わせた基地局システムとして移動局に応答すると考えるとわかりやすい。
図３はこのような観点で示される。
【００２４】
移動局は受信した減力中継局または基地局の下り電波の受信強度の一覧を作成して基地局システムに通知する（図３―１）。
【００２５】
この一覧に減力中継局が含まれなければ、基地局システムは移動局が減力中継局の制御エリアに存在しないと判定する（図３―２→３）。
【００２６】
この一覧に減力中継局が含まれる場合、減力中継局からの下り電波の受信強度Ｓｒと減力中継局の下り電波の送信出力Ｐｒから下り区間の損失ＬｒをＬｒ＝Ｐｒ／Ｓｒで求める（図３―４）。
Ｌｒの値が大きいほど損失は大きい。
【００２７】
この下り区間の損失Ｌｒがあらかじめ定められたレベルＬ０以下であるなら、基地局システムは移動局が減力中継局の制御エリアに存在すると判定する（図３―５→６）。
この下り区間の損失Ｌｒがあらかじめ定められたレベルＬ０を超えているなら、基地局システムは移動局が減力中継局の制御エリアに存在しないと判定する（図３―５→３）。
減力中継局の設置される状況により適切なＬ０の値は変化すると考えられるので、実験的に最適値を求めておくことが望ましい。
【００２８】
図４にＬ０の大小による減力中継局の制御エリアと判定される範囲の変化を示す。
Ｌ０が小さすぎると必要な場所が含まれなくなり、大きすぎると必要ない場所まで含まれてしまう。
鉄道車両に減力中継局を設置する例に当てはめると、Ｌ０が小さすぎると車両内部でも減力中継局の制御エリアに存在すると判定されないおそれが生じ、Ｌ０が大きすぎると駅近隣の家屋内まで減力中継局の制御エリアと誤判定されるおそれが生じることになる。
図４の１７が鉄道車両、１８が減力中継局、１９が移動局、２０が基地局、２１が駅近隣の家屋である。
２２がＬ０が小さすぎるときの減力中継局１８の制御エリア、２３がＬ０が適切なときの制御エリア、２４がＬ０が大きすぎるときの制御エリアである。
【００２９】
図５に減力中継局の一実施例のブロック図を示す。
移動局の送信出力制御手段３と移動局の通信チャネル制御手段４は、制御回路２５に内蔵された制御ソフトウェアにより実行される。
移動局との通信手段１は移動局用アンテナ２６および移動局用送受信回路２７により構成される。
基地局との通信手段２は基地局用アンテナ２８および基地局用送受信回路２９により構成される。
３０は減力中継局の電源回路である。
【００３０】
【発明の効果】
以上、詳しく説明したように、本発明の移動体通信システムによれば、移動体通信サービスを継続しつつ、移動局周辺の電界強度を医用電子機器に悪影響を及ぼさない一定の範囲に収めることができる。
また、既存の移動局に対しても適用可能であるため、医用電子機器への悪影響が懸念される場所への減力中継局の設置および周囲の既存基地局の改修のみで、速やかに対応することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による移動体通信システムの構成図、
【図２】本発明の実施の形態による移動局の周辺の電界強度を制御する手順の一実施例のフローチャート、
【図３】本発明の実施の形態による減力中継局の制御エリアに移動局が存在すると判定する手順の一実施例のフローチャート、
【図４】本発明の実施の形態による減力中継局の一実施例のパラメーターＬ０の大小による減力中継局の制御エリアと判定される範囲の変化を示す図、
【図５】本発明の実施の形態による減力中継局の一実施例のブロック図である。
【符号の説明】
１　　　中継局の移動局との通信手段
２　　　中継局の基地局との通信手段
３　　　中継局の移動局の送信出力制御手段
４　　　中継局の移動局との通信チャネル制御手段
５　　　中継局
６　　　移動局の中継局または基地局との通信手段
７　　　移動局の中継局または基地局からの下り電波の受信強度測定手段
８　　　移動局
９　　　基地局の中継局との通信手段
１０　　　基地局の移動局との通信手段
１１　　　基地局の他の基地局との通信手段
１２　　　基地局の移動局の通信チャネル制御手段
１３　　　基地局
１４　　　中継局を経由しない移動局との通信
１５　　　他の基地局との通信
１６　　　中継局の制御エリア
１７　　　鉄道車両
１８　　　減力中継局
１９　　　移動局
２０　　　基地局
２１　　　駅近隣の家屋
２２　　　Ｌ０が小さすぎるときの減力中継局１８の制御エリア
２３　　　Ｌ０が適切なときの制御エリア
２４　　　Ｌ０が大きすぎるときの制御エリア
２５　　　減力中継局の制御回路
２６　　　減力中継局の移動局用アンテナ
２７　　　減力中継局の移動局用送受信回路
２８　　　減力中継局の基地局用アンテナ
２９　　　減力中継局の基地局用送受信回路
３０　　　減力中継局の電源回路
【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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