(57)【要約】【課題】  トンネルや地下室などにおいて、携帯電話機の消費電力の抑制とユーザの利便性の両立をする。【解決手段】  基地局と無線通信する携帯電話機であって、前記基地局からトンネル情報を取得するトンネル情報取得部と、前記携帯電話機の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記トンネル情報と前記位置情報とに基づき、前記無線通信の方式選択の複数のモードの中から１つのモードを選択するモード選択部と、前記選択されたモードに基づき、前記無線通信の方式選択を実行する方式選択部とを備える。【選択図】  図４
2016165069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と無線通信する携帯電話機であって、
前記基地局からトンネル情報を取得するトンネル情報取得部と、
前記携帯電話機の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記トンネル情報と前記位置情報とに基づき、前記無線通信の方式選択の複数のモードの中から１つのモードを選択するモード選択部と、
前記選択されたモードに基づき、前記無線通信の方式選択を実行する方式選択部と
を備えたことを特徴とする携帯電話機。
【請求項２】
請求項１に記載の携帯電話機であって、
前記基地局との前記無線通信の状態に基づき、圏外であると判定する圏外判定部をさらに備え、
前記モード選択部は、前記トンネル情報と前記位置情報とに基づき、前記無線通信の方式選択の実行間隔の異なる複数のモードの中から１つのモードを選択し、
前記方式選択部は、前記圏外判定部が前記圏外であると判定した場合、前記選択されたモードに基づき、前記無線通信の方式選択の実行間隔を制御し、前記無線通信の方式選択を実行していない期間はスリープ状態に制御すること
を特徴とする携帯電話機。
【請求項３】
請求項２に記載の携帯電話機であって、
前記位置情報に基づき、前記携帯電話機の速度情報を算出して取得する速度情報取得部をさらに備え、
前記モード選択部は、前記トンネル情報と前記位置情報と前記速度情報に基づき、前記無線通信の方式選択の実行間隔の異なる複数のモードの中から１つのモードを選択すること
を特徴とする携帯電話機。
【請求項４】
請求項３に記載の携帯電話機であって、
前記モード選択部は、前記トンネル情報に含まれるトンネルの出入り口の位置と前記位置情報の位置との距離が、予め設定された第１の閾値以下であることを判定し、前記速度情報の速度が、予め設定された第２の閾値以上であることを判定し、前記無線通信の方式選択の実行間隔が他のモードより狭いモードを選択すること
を特徴とする携帯電話機。
【請求項５】
請求項４に記載の携帯電話機であって、
前記モード選択部は、前記トンネル情報に含まれるトンネルの出入り口の位置と前記位置情報の位置との距離が、前記第１の閾値より大きいと判定し、あるいは前記速度情報の速度が、前記第２の閾値未満であると判定し、前記無線通信の方式選択の実行間隔が他のモードより広くなるモードを選択すること
を特徴とする携帯電話機。
【請求項６】
請求項５に記載の携帯電話機であって、
前記トンネル情報取得部は、前記無線基地局の報知情報の中から前記トンネル情報を取得すること
を特徴とする携帯電話機。
【請求項７】
基地局と無線通信する携帯電話機であって、
前記基地局からトンネル情報を取得するトンネル情報取得部と、
前記携帯電話機の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記位置情報に基づき、前記携帯電話機の移動速度を取得する速度情報取得部と、
前記トンネル情報と前記移動速度とに基づき、前記携帯電話機のトンネル通過時間を予測する通過タイミング予測部と、
前記トンネル情報と前記位置情報とに基づき、前記無線通信の方式選択の複数のモードの中から１つのモードを選択するモード選択部と、
前記選択されたモードが第１のモードの場合、前記第１のモードに基づき、前記無線通信の方式選択を実行し、前記選択されたモードが第２のモードの場合、前記第２のモードと前記トンネル通過時間に基づき、前記無線通信の方式選択を実行する方式選択部と
を備えたことを特徴とする携帯電話機。
【請求項８】
請求項７に記載の携帯電話機であって、
前記方式選択部は、前記選択されたモードが前記第１のモードの場合、前記第１のモードに基づき、前記無線信号の方式選択の実行間隔を広げ、前記選択されたモードが前記第２のモードの場合、前記第２のモードと前記トンネル通過時間に基づき、前記無線通信の方式選択の実行間隔を狭くし、前記無線通信の方式選択を実行していない期間はスリープ状態に制御すること
を特徴とする携帯電話機。
【請求項９】
請求項８に記載の携帯電話機であって、
前記方式選択部は、前記選択されたモードが前記第２のモードの場合、前記トンネル通過時間が経過すると、方式選択の実行間隔を狭くすること
を特徴とする携帯電話機。
【請求項１０】
請求項９に記載の携帯電話機であって、
前記通過タイミング予測部は、前記トンネル情報に含まれるトンネルの長さを前記移動速度で除算することにより、前記トンネル通過時間を予測すること
を特徴とする携帯電話機。
【請求項１１】
請求項１０に記載の携帯電話機であって、
前記トンネル情報取得部は、前記無線基地局の報知情報の中から前記トンネル情報を取得すること
を特徴とする携帯電話機。
【請求項１２】
無線通信のシステムであって、
前記無線通信の可能な第１の通信エリアを有し、トンネル情報を報知する第１の基地局と、
前記無線通信の可能な第２の通信エリアを有し、トンネル情報を報知しない第２の基地局と、
前記第１の通信エリアにおいて、前記第１の基地局の報知した前記トンネル情報を取得するトンネル情報取得部と、自己の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記トンネル情報と前記位置情報とに基づき、前記無線通信の方式選択の複数のモードの中から１つのモードを選択するモード選択部と、前記選択されたモードに基づき、前記無線通信の方式選択を実行する方式選択部とを備える携帯電話機と
を含むことを特徴とする無線通信のシステム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の無線通信のシステムであって、
前記携帯電話機は、前記第１の基地局および前記第２の基地局との前記無線通信の状態に基づき、圏外であると判定する圏外判定部をさらに備え、
前記モード選択部は、前記第１の基地局の報知したトンネル情報と前記位置情報とに基づき、前記無線通信の方式選択の実行間隔の異なる複数のモードの中から１つのモードを選択し、
前記方式選択部は、前記圏外判定部が前記圏外であると判定した場合、前記選択されたモードに基づき、前記無線通信の方式選択の実行間隔を制御し、前記無線通信の方式選択を実行していない期間はスリープ状態に制御すること
を特徴とする無線通信のシステム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の無線通信のシステムであって、
前記トンネル情報取得部は、前記第２の通信エリアにおいて、前記トンネル情報を取得しないと、前記位置情報取得部を停止させ、前記圏外判定部が前記圏外であると判定した場合、前記無線通信の方式選択の実行間隔が他のモードより広くなるモードを選択するように前記モード選択部を制御すること
を特徴とする無線通信のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機および無線通信のシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機は、セルラー方式による通信システムを用いており、通信エリアごとに設置された基地局との間で通信を行う。携帯電話機は、1つまたは複数の通信方式に対応しており、複数の通信方式をサポートしている場合には、予め定められた優先順位に従って通信方式を選択し、通信を行う。携帯電話機は、電池容量が限られているため、消費電力の削減が重要である。
【０００３】
携帯電話機が基地局との端末登録処理を完了している場合には、通信を起動するタイミングを基地局との間で調整し、最低限の時間だけ通信することで電池の消耗を抑える技術がある。しかし、携帯電話機が基地局との端末登録処理が終わっていない場合、または携帯電話機が基地局の電波を見失って通信が出来ない状態（以下、圏外状態と呼ぶ）にある場合には、基地局からの着信通信が受信できる通信方式を常時検索し続けるため電池を消耗する。
【０００４】
携帯電話機が圏外状態になると、通信を回復させる最初のステップとして方式選択と呼ばれる処理を行う。方式選択は、例えばLTE、3G、2Gといった携帯電話機が使用できる通信規格の中から使用する通信方式および周波数を選択する処理であり、例えば非特許文献１などにも記載されている。
【０００５】
携帯電話機が圏外状態になる例としては、ビルの陰など一時的に電波が届かなくなる場合がある。こうした場合では携帯電話機が短時間で圏内に復帰する可能性が高いので、時間毎の携帯電話の通信が回復する確率は高い。一方で、携帯電話機が地下室にある場合のように、長期的に圏外状態にある場合もある。こうした場合では、時間毎の携帯電話の通信が回復する確率は低い。
【０００６】
このため、携帯電話機が圏外状態になった場合に、携帯電話機が圏外状態にある時間の長さと共に、方式選択を行う間隔を徐々に延ばしていくという手法が、一般的に広く実装されている。これにより、方式選択処理を行わない間にスリープ状態とすることで消費電力を抑えられる。
【０００７】
また、例えば特許文献1には、圏外状態に至るまでの受信レベルの変化の急峻さから判定して、変化の急峻さが一定以上急峻であれば、一時的な圏外状態になったものと見なし、そうでない場合には長期的な圏外状態であると判定する。一時的な圏外状態である場合には、短い間隔で方式選択を行い迅速な通信回復を試み、長期的に圏外状態が続くと判定された場合には、長い間隔で方式選択を行い消費電力の削減を図る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１４０９１２号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】”3GPP TS.23.122 Non-Access-Stratum (NAS) functions related to Mobile Station(MS) in idle mode”、[online]、平成２３年、3GPP（登録商標）、[平成２６年１０月３日検索]、インターネット（URL:http://www.qtc.jp/3GPP/Specs/23122-8c0.pdf）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一般的な技術や特許文献１に開示された技術を用いれば、圏外状態で方式選択の間隔を延ばすことにより、消費電力を抑えることができる。しかしながら、トンネル内の通過や地下室などの場所に応じて、消費電力の抑制とユーザの利便性を両立するものではない。例えば、特許文献１に開示された技術では、特に、受信レベルの変化が急峻であるが、圏外状態がトンネルに起因するものではない場合、例えば地下室に入った場合などに、通信が回復するまでの長い間、短い間隔で方式選択を行い続けてしまうため、消費電力が大きくなってしまう。
【００１１】
そこで、本発明は、トンネルや地下室などにおいて、携帯電話機の消費電力の抑制とユーザの利便性の両立を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る代表的な基地局は、基地局と無線通信する携帯電話機であって、前記基地局からトンネル情報を取得するトンネル情報取得部と、前記携帯電話機の位置情報を取得する位置情報取得部と、前記トンネル情報と前記位置情報とに基づき、前記無線通信の方式選択の複数のモードの中から１つのモードを選択するモード選択部と、前記選択されたモードに基づき、前記無線通信の方式選択を実行する方式選択部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、トンネルや地下室などにおいて、携帯電話機の消費電力の抑制とユーザの利便性の両立できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】通信システムの例を示す図である。
【図２】トンネル情報の例を示す図である。
【図３】通常モードとトンネルモードの関係の例を示す図である。
【図４】通常モードとトンネルモードの通信回復のタイミングの例を示す図である。
【図５】携帯電話機のシステム構成の例を示す図である。
【図６】基地局のシステム構成の例を示す図である。
【図７】位置・速度情報の測定切り替え制御の例を示すシーケンス図である。
【図８】方式選択のモードの切り替え制御の例を示すシーケンス図である。
【図９】実施例２における、トンネル情報の例を示す図である。
【図１０】実施例２における、通常モードとトンネルモードの関係の例を示す図である。
【図１１】実施例２における、通常モードとトンネルモードの通信回復のタイミングの例を示す図である。
【図１２】実施例２における、携帯電話機のシステム構成の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施例を、図面を用いて説明する。実施例の説明では、LTE（Long Term Evolution）を用いた構成を説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、通信システムの例を示す図である。通信システムは、複数の基地局１０２、１０４、１０６と携帯電話機１０８から構成される。ただし、通信システムは、図１の例より多くの基地局や携帯電話機を含んでもよいし、基地局１０２などは無くてもよい。通信エリア１０３、１０５、１０７は、基地局１０２、１０４、１０６のそれぞれが通信可能なエリアであり、セルなどとも呼ばれる。
【００１７】
基地局１０２、１０４、１０６は、ネットワークの種類や通信タイミングなどの設定を、通信エリア内の全携帯電話機が受信可能なチャネルである下り共通制御チャネルを用いて定期的に報知している。これを報知情報と呼ぶ。トンネル情報は、基地局の通信エリア内にあるトンネルの出入り口の位置情報を示す情報であり、通信エリア内にトンネルの出入り口を含む基地局のみが報知する。トンネル情報の具体的な内容は後述する。
【００１８】
図１の例では、基地局１０２は自身の通信エリア１０３内にトンネルの出入り口を含まないため、トンネル情報を含まない報知を行う。基地局１０４は自身の通信エリア１０５内にトンネル１０１の出入り口が存在するため、報知情報にトンネル情報を含む。また、基地局１０６も、自身の通信エリア１０７内にトンネル１０１のもう一方の出入り口を含んでいるため、報知情報にトンネル情報を含む。
【００１９】
ここで、基地局１０４と基地局１０６のような自身の通信エリア内にトンネルの出入り口が存在する基地局のことを、トンネルの近くの基地局と呼ぶ。このため、トンネル情報はトンネルの近くの基地局により保持される。携帯電話機１０８は、トンネルの近くの基地局１０６の通信エリア１０７へ進入すると、基地局１０６からトンネル情報を含む報知を受信する。このトンネル情報は、携帯電話機１０８がトンネル１０１へ進入した際に使用される。
【００２０】
図２は、トンネル情報の例を示す図である。トンネル情報は、トンネルＩＤと、トンネル出入り口の緯度・経度・高度から構成される。トンネルＩＤは、トンネルに割り当てられる識別子である。トンネルの出入り口の緯度・経度・高度は、このトンネル情報を報知している基地局の通信エリアに含まれる出入り口についての位置情報である。この例では、携帯電話機１０８の備えているGPS（Global Positioning System）を使用して、トンネル１０１の出入り口の位置へ移動したことを特定可能にするために、緯度・経度、高度としたが、携帯電話機がトンネルの出入り口の位置を特定できれば、他の種類の情報であってもよい。
【００２１】
通信エリア１０５、１０７内のそれぞれに複数のトンネルの出入り口が含まれる場合、トンネル情報は、複数のトンネルＩＤにより識別可能に各トンネル出入り口の緯度・経度・高度が構成されてもよい。トンネル情報は、予め基地局のシステムパラメータを管理しているオペレータが各基地局に対し設定する情報であり、各基地局内に保存される。そして、保存されたトンネル情報は、報知情報に含まれて報知される。また、トンネル情報は基地局の周辺の状況を反映して更新されてもよい。
【００２２】
なお、トンネル１０１はいわゆるトンネルであってもよいし、２地点あるいは複数地点間の交通と物資の輸送あるいは貯留などを目的として建設される空間であってもよいし、トンネルという名称あるいはトンネルに類する名称の付けられた空間であってもよい。
【００２３】
図３は、通常モードとトンネルモードの関係の例を示す図である。図３の縦軸は方式選択実施のタイミングを表しており、横軸は携帯電話機１０８が圏外になってからの経過時間を表している。この例では、携帯電話機１０８が圏外状態のとき、携帯電話機１０８は、通常モードとトンネルモードの２つのモードのいずれか一方で方式選択を行うため、２つにモードに分けて示してある。
【００２４】
通常モードのときに、携帯電話機１０８は、従来の携帯電話機と同様に、徐々に頻度が下がるように方式選択を行う。図３に示した例において、圏外直後の方式選択の間隔はａ０である。時間ｔ1が経過すると方式選択の間隔がａ０より広いａ１になり、時間ｔ２に達すると間隔がａ２へ広がり、時間ｔ３ではさらに方式選択を行う間隔がａ３まで広がる。このように通常モードでは、時間の経過と共に段階的に方式選択を行う間隔が延び、頻度が下がる。
【００２５】
トンネルモードのときに、携帯電話機１０８は、方式選択の頻度を常に間隔ａ０に一定に保つ。この処理により、携帯電話機１０８は、圏外状態になってからの経過時間に関わらず一定の間隔で方式選択を行う。方式選択実施のタイミングと次の方式選択実施のタイミングとの間で、携帯電話機１０８はスリープ状態となり、消費電力を抑える。このため、方式選択の間隔が広いほど、消費電力を大きく抑えることができる。
【００２６】
通常モードとトンネルモードそれぞれの方式選択の間隔は、携帯電話機１０８の外部から予め設定されてもよい。また、基地局１０２、１０４、１０６から受信する電波に含まれる情報に基づいて設定されてもよい。
【００２７】
図４は、通常モードとトンネルモードのそれぞれを使用してトンネルを通過した後の、通信回復のタイミングの関係の例を示す図である。通常モードを使用してトンネルを通過する場合では、携帯電話機１０８がトンネル１０１を通過する間に方式選択を行う頻度が間隔ａ３まで下がり、トンネル通過後に最初に方式選択を行う時間ｔ４において初めて通信が回復する。トンネル通過後から通信回復までの時間の期待値は、ａ３／２である。
【００２８】
一方、トンネルモードを使用してトンネルを通過する場合には、トンネルの通過中常に一定の間隔で方式選択が行われるので、トンネルを通過後に初めて方式選択を行う時間ｔ５において通信が回復する。トンネル通過後から通信回復までの時間の期待値はａ０／２である。このように、トンネルを通過してから方式選択するまでの時間が早いため、トンネルモードを使用してトンネルを通過する場合に迅速な通信回復が行える。
【００２９】
図５は、携帯電話機１０８のシステム構成の例を示す図である。携帯電話機１０８は、送受信部６０１と制御部６０２、信号処理部６０３を備える。送受信部６０１は、基地局と通信を行うブロックである。制御部６０２は、位置情報、速度情報、トンネル情報から方式選択を制御するブロックであり、携帯電話機の方式選択を行う方式選択部６０４と、方式選択部へ方式選択の切り替え条件を通知するモード選択部６１０を含む。信号処理部６０３は、送受信部６０１から入出力された信号に対して処理を行うブロックである。
【００３０】
圏外判定部６０７は、送受信部６０１における受信電波が圏外状態かどうかを判定する。携帯電話機１０８は、基地局が送信する、同期のための信号であるパイロット信号と呼ばれる信号を受信しており、どこの基地局と通信できるかを判断している。この携帯電話機１０８と基地局との間でやりとりされるパイロット信号の受信レベルが、予め定められた一定値よりも低くなると圏外判定部６０７は携帯電話が圏外状態と判定する。
【００３１】
受信信号処理部６０６は、送受信部６０１が受信した信号を復号し、復号した情報および通信データを報知情報取得部６０８とデータ受信部６１３へ受け渡す。データ受信部６１３は、受信信号処理部６０６から得られた通信データを処理する。ここで、通信データの処理は一般的な携帯電話機と同じであるので、説明を省略する。報知情報取得部６０８は、受信信号処理部６０６が処理した信号から、報知情報が含まれているか否かを判定し、含まれている場合には、基地局の報知情報部分を取得して保持する。
【００３２】
トンネル情報取得部６０９は、報知情報取得部６０８から取得した報知情報にトンネル情報が含まれているか否かを判定し、含まれている場合には、トンネル情報を取得して保持する。位置情報取得部６１１は、携帯電話機１０８に内蔵されるGPSなどの測定機能を用いて、携帯電話機１０８の位置情報を取得して保持する。速度情報取得部６１２は、位置情報取得部６１１の取得する位置情報から携帯電話機の移動速度を割り出すなどして、測定した速度情報を保持する。位置情報取得部６１１と速度情報取得部６１２は、トンネル情報取得部６０９からの指示により測定を開始したり停止したりしてもよい。
【００３３】
モード選択部６１０は、位置情報取得部６１１が保持している位置情報と、トンネル情報取得部６０９が保持しているトンネルの出入り口の位置情報と、速度情報取得部６１２が保持している速度情報に基づき、通常モードとトンネルモードのどちらのモードで方式選択を行うか方式選択部６０４へ通知する。方式選択部６０４は、圏外判定部６０７による圏外通知を受け取ると、モード選択部６１０から方式選択をどちらのモードで行うか取得し、それに従って方式選択を行う。
【００３４】
データ送信時には、図示を省略したブロックからデータ送信部６１４へ送信データが与えられ、送信信号処理部６０５が利用中の通信規格に沿って符号化し、送受信部６０１から電波が発信される。これらのデータ送信の処理については、一般的な携帯電話機と同じであるので、説明を省略する。
【００３５】
図６は、基地局１０４、１０６のシステム構成の例を示す図である。基地局１０４、１０６は、無線信号送受信部８０１と信号処理部８０２と有線インターフェイス８０９を備える。無線信号送受信部８０１は携帯電話機との通信を行うブロックであり、有線インターフェイス８０９は図示を省略したバックホール側の通信網へ接続されており、バックホール側の通信網との情報のやり取りを行うブロックである。信号処理部８０２は、無線信号送受信部８０１または有線インターフェイス８０９から入出力された信号に対して処理を行うブロックである。
【００３６】
受信信号処理部８０３は、無線信号送受信部８０１を通じて基地局１０４、１０６が受信した信号を復号する。受信信号処理部８０３が復号した信号のうちデータ部分はデータ受信部８０５が取得し、データの宛先ごとに整理し、有線インターフェイス８０９を介してバックホール側の通信網へ転送される。また、バックホール側の通信網から送られてきた通信データは、有線インターフェイス８０９を介してデータ送信部８０６に提供され、送信先の携帯電話機ごとに整理される。
【００３７】
送信信号処理部８０４は、データ送信部８０６と報知情報処理部８０７の情報を統合し、通信規格に沿って符号化した上で無線信号送受信部８０１から各携帯電話機へ発信される。報知情報処理部８０７は基地局１０４、１０６が定期的に報知する報知情報を作成するブロックである。トンネル情報保持部８０８は、基地局１０４、１０６の通信エリア１０５、１０７内に含まれるトンネルの位置情報を保持するブロックである。トンネル情報は、予め保守者が各基地局１０４、１０６に対し設定する。また、報知情報の内容およびトンネル情報は基地局１０４、１０６の周辺の状況を反映して、バックホール側の通信網から更新される。
【００３８】
もしトンネル情報保持部８０８にトンネル情報が格納されていれば、報知情報処理部８０７はトンネル情報を報知情報の内容に含めて基地局の報知情報を作成し、送信信号処理部８０４へ提供する。なお、報知情報処理部８０７は、携帯電話機１０８以外の一般的な携帯電話機に対し影響しない情報の形態で、トンネル情報を報知情報の内容に含めてもよく、無線信号送受信部８０１は一般的な携帯電話機へ発信してもよい。また、トンネルの近くの基地局ではない基地局１０２も、基地局１０４、１０６と同じくトンネル情報保持部８０８を備え、トンネル情報を保持しなくてもよいし、基地局１０２はトンネル情報保持部８０８を備えず、トンネル情報保持部８０８以外が基地局１０４，１０６と同じ構成であってもよい。
【００３９】
図７は、携帯電話機１０８の位置・速度情報の測定切り替え制御の例を示したシーケンス図である。図７のシーケンス図に沿って、携帯電話機１０８がトンネル情報の有無に関して位置・速度情報の測定を切り替える動作を説明する。携帯電話機１０８は、通信エリア間を移動し、基地局からの報知を受信したかを判定する（Ｓ２）。携帯電話機１０８の報知情報取得部６０８は、報知を受信しないと判定すると、判定を繰り返し、通信エリア１０３、１０４、１０７などで報知を受信したと判定すると、報知情報にトンネル情報が含まれるかのトンネル情報取得部６０９の判定に進む（Ｓ３）。
【００４０】
携帯電話機１０８が通信エリア１０５、１０７に入った場合であって、もし受信した報知情報にトンネル情報が含まれているとトンネル情報取得部６０９が判定した場合は、携帯電話１０８は位置・速度情報の測定を開始する（Ｓ３、Ｓ５）。携帯電話機１０８が通信エリア１０３などに入った場合であって、報知情報にトンネル情報が含まれていないとトンネル情報取得部６０９が判定した場合には、携帯電話１０８は位置・速度情報の測定を停止する（Ｓ３、Ｓ４）。このようにして、携帯電話機１０８は通信エリアの移動に伴って、基地局からの報知を受信し続け、報知情報に応じて位置・速度情報の測定を切り替える。
【００４１】
なお、トンネル情報取得部６０９は、Ｓ３で、報知情報に含まれるトンネル情報を保持してもよい。ここで、同じ内容のトンネル情報を既に保持している場合、同じ内容で上書きしてもよいし、内容が同じであることを判定して、報知情報に含まれるトンネル情報を破棄してもよい。また、トンネル情報取得部６０９は、Ｓ４で、保持しているトンネル情報を消去してもよい。これにより、トンネル情報の保持量を削減することができる。
【００４２】
図８は、携帯電話機１０８の方式選択のモードの切り替え制御の例を示したシーケンス図である。図７を用いて説明した位置・速度情報の切り替え制御と、図８を用いて説明するモード切り替え制御は並行して行われる。シーケンス図に沿って、携帯電話機１０８がトンネル判定を行い、状況に応じたモードを選択する動作を説明する。
【００４３】
携帯電話機１０８が圏外判定部６０７で圏外状態を検出すると（Ｓ２２）、携帯電話機１０８はトンネル情報取得部６０９で報知情報から取得したトンネル情報を保持しているどうかを判定する（Ｓ２３）。トンネル情報が保持されていれば、携帯電話機１０８は次に、圏外直前に測定した携帯電話機１０８の位置と、トンネル情報に含まれるトンネルのうち、携帯電話機１０８の位置に一番近いトンネルの出入り口の位置が、ある一定の距離以下、例えば閾値の５０メートル以下、であるかどうかをモード選択部６１０で判定する（Ｓ２４）。
【００４４】
携帯電話１０８がトンネルの出入り口から一定の距離以下であれば、携帯電話機１０８は、圏外直前に測定した自身の速度情報がある一定の速度以上、例えば閾値の時速３０キロメートル以上、であるかをモード選択部６１０で判定する（Ｓ２５）。Ｓ２３〜２５の判定ですべての条件を満たしていると、携帯電話機１０８は、モード選択部６１０がモードをトンネルモードとし（Ｓ２６）、方式選択部６０４が方式選択を行う（Ｓ２９）。１つでも条件が満たされていなければ、携帯電話機１０８は、モード選択部６１０がモード通常モードとし（Ｓ２７）、方式選択部６０４が方式選択を行う（Ｓ２９）。
【００４５】
方式選択を行い、圏外判定部６０７で圏内状態が検出されれば、携帯電話機１０８は、再びＳ２１へ戻る。方式選択を行っても圏外判定部６０７で圏内状態が検出されなければ、方式選択部６０４の制御により、携帯電話機１０８は、各モードに従ったスリープ時間待機し（Ｓ２８）、再び方式選択を行う（Ｓ２９）。なお、５０メートルや時速３０キロメートルという閾値は、図示を省略した入力部から予め設定されてもよいし、受信電波に含まれる情報を用いて設定されてもよい。
【００４６】
このように構成することで、携帯電話機がトンネルに進入して圏外になった場合にのみ、方式選択の頻度を落とさないよう機能させ、トンネル通過後に迅速に通信を回復させることができる。また、例えば地下室での作業などのトンネルへの進入以外で圏外になった場合は、方式選択の頻度を下げることにより、消費電力を抑制できる。こうして、ユーザの利便性と消費電力の抑制との両立を確保することが可能になる。
【実施例２】
【００４７】
実施例２では、トンネル長を用いて方式選択の頻度を制御し、トンネル通過における消費電力を削減する処理について説明する。実施例２でも、トンネルと基地局と携帯電話機との関係は、図1を用いて説明したシステム構成と同じであるが、基地局は図９を用いて後で説明するところが異なり、携帯電話機は図１２を用いて後で説明するところが異なる。
【００４８】
図９は、トンネルの近くの基地局が報知しているトンネル情報の例を示す図である。トンネル情報は、少なくとも基地局で保持されて、携帯電話機へ報知され、トンネルＩＤ、トンネルの出入り口の位置情報に加えて、トンネルの長さ情報を含む。トンネルの長さ情報とは、携帯電話機が自身の移動速度からトンネル通過し終えるタイミングを予測するための情報である。トンネルの長さ情報は、必ずしも実際のトンネルの長さではなく、トンネル内の勾配などに基づき、トンネル通過終了の正確なタイミングを予測するための仮想的な長さとしてもよい。
【００４９】
図１０は、通常モード時の方式選択の時間と頻度の関係とトンネルモード時の方式選択の時間と頻度の関係の例を示す図である。図の縦軸は方式選択実施のタイミングを表しており、横軸は携帯電話機が圏外になってからの経過時間を表している。図１０に示した通常モードは、図３を用いて説明した通常モードと同じである。
【００５０】
トンネルモードのときに、携帯電話機は、トンネルの長さ情報から予測したトンネル通過予測時間ｔ６までの間は、方式選択の頻度を低く保つ。これにより、トンネル通過中の無駄な方式選択を抑え、携帯電話機の消費電力を削減できる。なお、トンネル通過予測時間ｔ６までの方式選択の間隔は、例えばａ３であってもよいし、トンネル通過予測時間ｔ６を予め設定された値で除算した値であってもよい。
【００５１】
トンネル通過予測時間ｔ６は、トンネル進入直前の携帯電話機の速度でトンネルの長さを除算して算出する。また、除算した値から予め設定された値を減算して、マージンを設けてもよい。トンネル通過予測時間ｔ６を過ぎると、以降は通常モードと同じ方式選択を行う。これによりトンネル通過後、圏内状態へ移るタイミングで方式選択の頻度を高めることにより、迅速な通信回復が可能となる。
【００５２】
図１１は、通常モードとトンネルモードのそれぞれを使用してトンネルを通過した後の、通信回復のタイミングの関係の例を示す図である。圏外直後から通常モードを使用してトンネルを通過する場合は、図４を用いて説明したタイミングと同じである。トンネルモードを使用してトンネルを通過する場合には、トンネル通過が予測される時間ｔ６が経過すると、通常モードと同じ方式選択に切り替える。
【００５３】
通常モードと同じ方式選択を行った場合に、トンネルを通過後に初めて方式選択を行う時間ｔ９において通信が回復する。このとき、図１０に示した方式選択の頻度が落ちる時間ｔ７より以前であれば、トンネル通過後から通信回復までの時間の期待値はａ０／２である。一方、通常モードを使用して方式選択を行う場合は、既に説明したようにトンネル通過後から通信回復までの時間の期待値はａ３／２である。このように、トンネルを通過してから方式選択するまでの時間が早いため、トンネルモードを使用してトンネルを通過する場合に迅速な通信回復が行える。
【００５４】
図１２は、携帯電話機のシステム構成の例を示す図である。図７と同じ符号が付与されている部分は、図７と同じ説明であるので、ここでは説明を省略する。通過タイミング予測部７０１は、トンネル情報取得部６０９が取得したトンネル情報と、速度情報取得部６１２の保持する速度情報とから、携帯電話機がトンネルの通過にかかる時間を算出し、方式選択部６０４へ通知するブロックである。トンネル通過予測時間は、トンネル進入直前の携帯電話機の速度でトンネルの長さを除算して算出する。方式選択部６０４は通過タイミング予測部７０１から得られたトンネル通過予測時間を用いて、図１０、１１を用いて説明したトンネルモードのとおりに方式選択を行う。
【００５５】
また、トンネルの長さ情報は、携帯電話機がトンネル通過後に、実際の通過に要した時間や速度情報を基地局へ通知し、フィードバックされてもよい。例えば、携帯電話機は実際の通過に要した時間と速度情報を基地局へ通知し、基地局間でトンネルの入り口に近い基地局へ転送し、入り口に近い基地局は転送された時間を転送された速度で除算してトンネルの長さ情報を算出してもよい。また、出口に近い基地局が携帯電話のトンネルから出た時間と携帯電話機の識別情報を入り口に近い基地局へ通知し、入り口に近い基地局は通知された識別情報と同じ識別情報の携帯電話機がトンネルに進入した時間との差分から、実際の通過に要した時間を算出してもよい。このようなフィードバックにより、基地局の持つトンネルの長さ情報の精度を高めてもよい。
【００５６】
このように携帯電話機は、トンネルを出るタイミングにあわせて方式選択の頻度を高めることができ、トンネル通過後の迅速な通信回復を実現できる。さらに、トンネル通過中に方式選択の頻度を低く抑えるので、携帯電話の消費電力を大きく削減することができる。
【００５７】
以上の説明では、主にLTE技術に基づき説明をしたが、基地局が報知を行う通信方式であれば対応可能であるため、HRPD（High Rate Packet Data）、WiMAX（登録商標、Worldwide Interoperability for Microwave Access）、GSM（登録商標、Global System for Mobile Communications）などの一般的な無線方式を用いた全ての無線技術に適用することが可能である。これらの無線技術には方式選択のプロセスがあり、携帯電話機の消費電力と、圏外状態からの迅速な通信回復というユーザの利便性との両立が必要であるため、以上で説明した効果が得られる。
【符号の説明】
【００５８】
１０１：トンネル
１０２、１０４、１０５：基地局
１０３、１０５、１０７：通信エリア
１０８：携帯電話機
６０４：方式選択部
６０８：報知情報取得部
６０９：トンネル情報取得部
６１０：モード選択部
６１１：位置情報取得部
６１２：速度情報取得部
７０１：通過タイミング予測部
８０７：報知情報処理部
８０８：トンネル情報保持部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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