(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局に送信を行う移動無線端末であって、
前記送信の伝送レート、変調方式を切替える演算処理部と、
当該無線端末の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
通信の対象となる基地局の位置情報を取得する基地局位置取得手段と、
前記送信の伝送方式を前記演算処理部から取得し、この伝送方式と、前記位置情報取得手段によって取得した当該無線端末の位置情報と、前記基地局位置取得手段によって取得した前記基地局の位置情報と、に基づいて前記送信における送信電力を制御する電力制御手段と、を備え、
前記電力制御手段は、ナビゲーション装置から地図情報を取得し、この地図情報の構造物に関する情報と前記位置情報取得手段によって取得した当該無線端末の位置情報とに基づき、当該無線端末が弱電界を形成する構造物内にあるか否かを判定し、当該無線端末が前記弱電界を形成する構造物内にあると判定したとき前記送信を行わないように前記送信電力を制御することを特徴とする移動無線端末。
【請求項２】
前記伝送方式は、伝送速度であることを特徴とする請求項１に記載の移動無線端末。
【請求項３】
前記伝送方式は、変調方式であることを特徴とする請求項１または２に記載の移動無線端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送信の電力制御を行う移動無線端末に関するものであり、例えばＨＤＲ（High Data Rate）に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＰＤＣ等、無線端末と基地局との間の通信システムが広く利用されている。また、高速データパケット通信の普及により、ＨＤＲ等の、データ通信専用の無線通信システムの開発、実用化が進められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この様な無線通信システムにおいて、送信電力の制御が行われないと、両者の間の通信状況、すなわち移動無線端末と基地局との距離、変調方式や伝送速度等の通信データの伝送方式、あるいは車両周辺の構造物等の環境に違いがあっても、移動無線端末の送信電力が一定となり、移動無線端末からのデータ送信時には、不必要に大きな電力でデータを送信してしまう場合が発生し、電力の無駄な消費に繋がる。
【０００４】
基地局と移動無線端末との通信において、この基地局−移動無線端末間の距離に応じて移動無線端末の送信電力を変更する発明としては、特開平８−２５６１０３号公報、および特開平９−２８４２１２号公報に記載の通信システムがある。しかし、これらの発明においては、基地局−移動無線端末間の距離にのみ基づいて送信電力を変更しているので、送信の伝送レートや変調方式といった伝送方式によって送信電力を変更することができず、送信電力の制御が不正確である場合がある。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、伝送方式を含めた移動無線端末と基地局との通信状況に応じて、移動無線端末の送信電力を変化させることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための、請求項１に記載の発明は、基地局に送信を行う移動無線端末であって、前記送信の伝送レート、変調方式を切替える演算処理部と、当該無線端末の位置情報を取得する位置情報取得手段と、通信の対象となる基地局の位置情報を取得する基地局位置取得手段と、送信の伝送方式を演算処理部から取得し、この伝送方式と、位置情報取得手段によって取得した当該無線端末の位置情報と、基地局位置取得手段によって取得した基地局の位置情報と、に基づいて送信における送信電力を制御する電力制御手段と、を備え、電力制御手段は、ナビゲーション装置から地図情報を取得し、この地図情報の構造物に関する情報と位置情報取得手段によって取得した当該無線端末の位置情報とに基づき、当該無線端末が弱電界を形成する構造物内にあるか否かを判定し、当該無線端末が弱電界を形成する構造物内にあると判定したとき送信を行わないように送信電力を制御する移動無線端末である。
【０００７】
これによって、移動無線端末は、位置情報取得手段によって自己すなわち当該無線端末の位置情報を取得し、基地局位置取得手段によって基地局の位置情報を取得し、基地局位置取得手段によって基地局の位置情報を取得し、また電力制御手段が、送信の伝送方式と、当該無線端末の位置情報と、基地局の位置情報と、に基づいて送信における送信電力を制御するので、伝送方式を含めた移動無線端末と基地局との通信状況に応じて、移動無線端末の送信電力を変化させることができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の移動無線端末において、伝送方式は、伝送速度であることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の移動無線端末において、伝送方式は、変調方式であることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の一実施形態に係る、車両に搭載された移動無線端末１０の構成を示す。この移動無線端末１０は、基地局（図示せず）とＨＤＲ（High Data Rate）によるデータ通信を行うようになっており、この通信の際に移動無線端末１０と基地局との距離、移動無線端末１０から基地局への送信の伝送方式、および地図情報等に基づいて、送信の電力を制御するようになっている。伝送方式とは、伝送レート、変調方式等のデータ伝送の方法のことである。また地図情報とは、車両の周囲の道路や構造物等に関する情報である。以下この移動無線端末１０の構成および作動について詳述する。
【００１１】
この移動無線端末１０は、演算処理部１００、車両走行情報入力部１０５、記憶部１１０、ナビゲーション装置１１５、ベースバンド処理部１２０、自位置推測手段１２５、ＧＰＳ受信機１３０、ＧＰＳ受信用アンテナ１３５、変調部１４０、送信部１４５、送信電力制御装置１５０、デュプレクサ１５５、送受信アンテナ１６０、復調部１６５、受信部１７０、およびユーザインターフェース１７５から構成される。
【００１２】
送受信アンテナ１６０は、基地局との通信を行うためのアンテナである。この送受信アンテナ１６０は、送信時には送信部１４５からデュプレクサ１５５を介して出力された送信信号を無線電波として出力し、また受信時には無線電波を受信し、それを受信信号としてデュプレクサ１５５を介して受信部１７０に出力するようになっている。
【００１３】
デュプレクサ１５５は、基地局と移動無線端末１０の間の送受信信号を分離する回路である。このデュプレクサ１５５は、送信部１４５から出力された送信信号を受信して送受信アンテナ１６０に出力し、また送受信アンテナ１６０から受信した受信信号を受信部１７０に出力するようになっている。
【００１４】
受信部１７０は、デュプレクサ１５５からの受信信号を受信し、それを増幅および周波数変換し、復調部１６５に出力する回路である。
【００１５】
復調部１６５は、受信部１７０から受信した受信信号をベースバンド信号に復調し、それを受信データとしてベースバンド処理部１２０に出力するものである。
【００１６】
変調部１４０は、ベースバンド処理部１２０から送信用に出力されたベースバンド信号である送信データを受信し、それを変調して送信信号とし、送信部１４５に出力する回路である。
【００１７】
送信部１４５は、変調部１４０から受信した送信信号を増幅、周波数変換し、所望の電力でデュプレクサ１５５を介して送受信アンテナ１６０に出力する回路である。この所望の電力は可変であり、送信電力制御装置１５０からの制御信号に基づいて変化するようになっている。
【００１８】
送信電力制御装置１５０は、送信部１４５に制御信号を出力することにより、送信部１４５の出力電力を所望の値にする回路である。この送信電力制御装置１５０はまた、ベースバンド処理部１２０からの制御信号に基づいて、送信部１４５に電力制御のための制御信号を出力するようになっている。
【００１９】
ベースバンド処理部１２０は、復調部１６５から受信した受信データに対して並べ替え、伸長、デコード等の処理を行い、演算処理部１００が処理できるような形式のデータに変換した後、演算処理部１００に出力するものである。また演算処理部１００から出力されたデータの並べ替え、圧縮、エンコード等の処理を行い、また演算処理部１００からの命令に基づいてデータを生成し、それらを送信データとして変調部１４０に出力するものである。また、ベースバンド処理部１２０は、演算処理部１００を介して記憶部１１０からソフトウェアを読み込んで実行するものである。またベースバンド処理部１２０は、自位置推測手段１２５から送信電力の制御のためのデジタル信号を受信し、それをアナログ信号に変換して送信電力制御装置１５０に出力するようになっている。またベースバンド処理部１２０は、演算処理部１００から変調部１４０および復調部１６５を制御するための信号を受信し、それに基づき変調部１４０および復調部１６５を制御するようになっている。
【００２０】
ユーザインターフェース１７５は、音声入力装置やボタンを有し、車内の乗員の音声やボタン押下による情報入力を信号とし、演算処理部１００に出力する装置である。ユーザインターフェース１７５から演算処理部１００に出力される情報としては、例えば車両の目的地の情報がある。
【００２１】
ＧＰＳ受信機１３０は、ＧＰＳ受信用アンテナ１３５を介してＧＰＳ衛星（図示せず）から情報を受信し、この情報に基づいて搭載された車両の現在位置情報を取得する装置である。このＧＰＳ受信機１３０は、演算処理部１００からの制御に基づいて、ナビゲーション装置１１５、演算処理部１００、および自位置推測手段１２５に通知するための当該車両の現在位置情報を演算処理部１００に送信するようになっている。
【００２２】
ナビゲーション装置１１５は、搭載された車両の周辺の地図情報を有している。この地図情報は、道路の配置情報、およびトンネルの位置等の構造物情報を含む情報である。またナビゲーション装置１１５は、ＧＰＳ受信機１３０より当該車両の現在位置情報を取得し、この現在位置情報と上記した地図情報とをまとめ、地図上の車両の現在位置を車内の表示装置（図示せず）に表示するようになっている。またナビゲーション装置１１５は、この地図上における当該車両の現在までの経路情報を記録するようになっている。またナビゲーション装置１１５は、車両の目的地の情報を演算処理部１００から受信し、この目的地の情報と地図情報を照らし合わせ、目的地までの最適なルートを検索し、これを設定ルート情報として記録するようになっている。またナビゲーション装置１１５は、基地局の位置情報を有している。またナビゲーション装置１１５は、演算処理部１００の制御により、自位置推測手段１２５に通知するための情報として、地図情報、車両の現在までの経路情報、および目的地までの設定ルート情報を、演算処理部１００に送信するようになっている。
【００２３】
演算処理部１００は、記憶部１１０からソフトウェアを読み込み、それに基づいて所定の制御、データ処理等の作動を行う処理装置である。この演算処理部１００は所定の処理に従い、無線通信のための受信データをベースバンド処理部１２０から受信し、また無線通信のための送信データをベースバンド処理部１２０に出力するようになっている。また演算処理部１００はユーザインターフェース１７５から、当該車両の目的地等の、ユーザの入力による情報を受信するようになっている。また演算処理部１００は、ソフトウェアの所定の処理に従い送信の伝送レート、変調方式を切替え、それに基づいてベースバンド処理部１２０を制御し、また変調部１４０、および復調部１６５を制御するための信号をベースバンド処理部１２０に送信するようになっている。送信の変調方式としては、本実施形態の移動無線端末１０はＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭを用いる。
【００２４】
また演算処理部１００は、処理の必要に応じて車両走行情報入力部１０５、ナビゲーション装置１１５およびＧＰＳ受信機１３０を制御し、また車両走行情報入力部１０５、ナビゲーション装置１１５、ＧＰＳ受信機１３０から各種情報を取得し、取得した情報をナビゲーション装置１１５、自位置推測手段１２５に出力するようになっている。また演算処理部１００は、処理の必要に応じて記憶部１１０に情報を記録し、また記憶部１１０から情報を読み出すようになっている。
【００２５】
車両走行情報入力部１０５は、移動無線端末１０が搭載された車両内のセンサ機器から車両の走行速度、ブレーキ情報、停止情報等を取得し、演算処理部１００の制御に応じてこれらの情報を演算処理部１００に送信するものである。
【００２６】
記憶部１１０は、情報を記録する記憶素子から成るメモリである。この記憶部１１０に対して、演算処理部１００およびベースバンド処理部１２０から情報の記録、および読み出しが行われるようになっている。
【００２７】
自位置推測手段１２５は、演算処理部１００を介して、記憶部１１０、車両走行情報入力部１０５、ナビゲーション装置１１５、ＧＰＳ受信機１３０、ユーザインターフェース１７５から各種情報を取得し、それらの情報に基づいて送信電力の値を決定する処理装置である。また自位置推測手段１２５は、この決定した送信電力の値に基づいて、送信電力制御装置１５０を制御するための信号をベースバンド処理部１２０に出力するようになっている。
【００２８】
以上のような構成の移動無線端末１０において、自位置推測手段１２５は、演算処理部１００を介して送信の伝送レート、変調方式、基地局の位置情報、車両の現在位置情報、車両の現在までの経路、目的地までの設定ルート、地図情報、および車両走行情報を取得する。車両走行情報とは、車両の走行速度、ブレーキ情報、停止情報、等の情報を含んだ、車両の走行に関する情報のことである。
【００２９】
自位置推測手段１２５は、これらの情報を基に、ＧＰＳ受信機１３０が現在位置情報を取得した時刻以降に当該車両がどのように移動したかを推定し、それにより詳細な現在位置情報を算出する。図２は、移動無線端末１０を搭載する車両の移動による、車両と基地局との位置関係の変遷を示す図である。この図中、車両は道路３１５上を走行する。この車両内の乗員は、演算処理部１００のユーザインターフェース１７５よりあらかじめ目的地を入力しており、ナビゲーション装置１１５はそれに基づいてこの目的地までの設定ルート情報を決めている。この設定ルート情報の示す経路が図２中の設定ルート３３５である。自位置推測手段１２５は、車両の速度情報、ブレーキ情報、および停止情報から、ＧＰＳ受信機１３０が最後に測位を行った時以降の詳細な車両移動情報を推測してそれを現在の設定ルート３３５上の車両位置３２５とする。自位置推測手段１２５は、このようにして求められた詳細な車両の現在位置と基地局の位置情報に基づいて得た、基地局３１０と車両との距離を算出する。あるいは、設定ルート情報と車両の速度情報等から、直前にＧＰＳ受信機１３０が取得した現在位置情報からＸ秒後に車両がどの位置にいるかをあらかじめ推測し、この推測値によって基地局３１０と車両との距離を算出するようになっていてもよい。このようにして算出した距離が大きいほど送信に必要な電力が大きくなる。
【００３０】
また自位置推測手段１２５は、取得した送信の伝送速度に基づいて必要な送信の電力を決定する。図３は、伝送レートがＡｂｐｓ、Ａ／２ｂｐｓ、Ａ／４ｂｐｓ、Ａ／８ｂｐｓ、Ａ／１６ｂｐｓの場合における必要送信電力−基地局車両間距離の関係を表すグラフである。ここで、Ａは所定のビットレートの値を表すものである。横軸は基地局と車両との距離、縦軸は必要送信出力電力の相対値を表す。このように、伝送レートが大きくなるほど必要な送信電力が大きくなる。このグラフの情報は記憶部１１０に記憶されており、自位置推測手段１２５はこの情報を記憶部１１０から取得するようになっている。
【００３１】
このように自位置推測手段１２５は必要な送信電力を決定し、これに基づいて送信電力制御装置１５０を制御する。
【００３２】
さらに自位置推測手段１２５は、取得した送信の変調方式にも基づいて必要な送信の電力を決定する。ＱＰＳＫはＢＰＳＫより約３ｄＢ高い送信電力を必要とし、またＱＰＳＫは１６ＱＡＭより約３ｄＢ高い送信電力を必要とする。自位置推測手段１２５は、この情報を記憶部１１０から取得するようになっている。
【００３３】
また自位置推測手段１２５は、取得した地図情報中の構造物情報に基づいて送信を行うか否かを決定する。この送信を行うか否かという選択は、送信電力を有限量とするか０とするかという選択であり、送信の電力の決定の一種である。例えば、図２の設定ルート３３５中において、自位置推測手段１２５が算出した車両の現在位置がトンネル３３０内である場合、自位置推測手段１２５は送信を行わないように送信電力制御装置１５０を制御する。これは、車両がトンネル３３０内に入ったときに、基地局との通信が途絶え、移動無線端末１０が不必要な再接続要求を繰り返して電力を無駄に消費することを抑えるためである。構造物情報によって、このようにトンネル等の弱電界地域を形成する構造物があることを知ることができる。
【００３４】
このような作動を行う自位置推測手段１２５の送信電力を制御する処理をまとめたフローチャートを図４に示す。以下この図に基づいて自位置推測手段１２５の作動を説明する。まず自位置推測手段１２５はステップ４０５において、ナビゲーション装置１１５の有する基地局の位置情報を演算処理部１００を介して取得する。
【００３５】
次に自位置推測手段１２５はステップ４１０において、演算処理部１００を介してＧＰＳ受信機１３０による当該車両の現在位置情報を取得する。
【００３６】
次にステップ４２０において、自位置推測手段１２５は車両走行情報入力部１０５と演算処理部１００とが接続されているか否かを判定し、接続されていると判定すればステップ４３０にて、この車両走行情報入力部１０５からの車両走行情報に基づいて詳細な車両の現在位置を求める。すなわち位置補正を行う。接続されていないと判定すれば、ステップ４１０で取得した現在位置情報を補正せずに、これを詳細な車両の現在位置とする。
【００３７】
次に処理はステップ４４０に移り、自位置推測手段１２５は取得した基地局の位置情報と詳細な車両の現在位置情報とに基づいて、当該車両と、現在通信している基地局との距離を求め、これに基づいて送信電力を算出する。
【００３８】
次に処理はステップ４４５に移り、演算処理部１００より通信の変調方式および伝送レートの情報を受信し、これらと記憶部１１０から取得した図３の情報によって送信電力値の補正が必要であるか否かを判定する。そして必要であると判定すれば、ステップ４５０で適宜送信電力値の補正を行う。
【００３９】
次に処理はステップ４６０に移り、ナビゲーション装置１１５から地図情報を取得し、この地図情報の構造物に関する情報と詳細な車両の現在位置情報とに基づき、当該車両がトンネル等の弱電界を形成する構造物内にあるか否かを判定する。そのような構造物内にあると判定すれば、処理はステップ４７０に移り、電力の無駄な消費を抑えるために通信を停止し、パワーセーブモードに入る。
【００４０】
次に処理はステップ４８０に移り、算出した送信電力値に基づいて送信電力の制御を行うか否かを判定する。行うと判定すれば処理はステップ４９０に移り、算出した送信電力値をベースバンド処理部１２０を介して送信電力制御装置１５０に通知することで、送信部１４５の送信電力を制御する。また送信電力の制御を行わないと判定すれば、処理はステップ４９５に移り、電力制御を行うことなく最大出力での送信を行うようにする。そして処理はステップ４０５に戻る。
【００４１】
このような処理を自位置推測手段１２５が行うことで、基地局の位置、当該車両の詳細な位置、変調方式、伝送レート、構造物等の通信状況に基づいて必要な送信電力値が求まり、また自位置推測手段１２５がこの送信電力値に基づいて送信部１４５を制御するので、伝送方式を含めた移動無線端末と基地局との通信状況に応じて、移動無線端末の送信電力を変化させることが可能となる。
【００４２】
なお、上記した実施形態において、図４に記載した自位置推測手段１２５のステップ４０５〜４３０の現在位置情報取得処理が位置情報取得手段を構成する。ただし、位置情報取得手段は当該無線端末の位置情報を取得するようになっていればよいのであって、必ずしもステップ４２０〜４３０の処理のように詳細な現在位置情報を取得する必要はない。また、移動無線端末１０はＧＰＳ受信機１３０を有しているが、移動無線端末は必ずしもこのようにＧＰＳ受信機を有する必要はなく、例えば外部に接続されたＧＰＳ受信機から車両の現在位置情報を取得するようになっていてもよい。
【００４３】
また、ステップ４０５のナビゲーション装置１１５から基地局の位置情報を取得する処理が基地局位置取得手段を構成する。ただし、基地局位置取得手段は通信の対象となる基地局の位置情報を取得するようになっていればよいのであって、必ずしもナビゲーション装置１１５から基地局の位置情報を知る必要はない。例えば、基地局の位置情報は通信により基地局自身から取得してもよい。
【００４４】
また、ステップ４４０〜４９０の必要送信電力算出、制御処理が電力制御手段を構成する。ただし、電力制御手段は、送信の伝送方式を取得し、この伝送方式と、位置情報取得手段によって取得した当該無線端末の位置情報と、基地局位置取得手段によって取得した基地局の位置情報と、に基づいて送信における送信電力を制御するようになっていればよいのであって、本実施形態のように変調方式、伝送レートの両方に基づいて送信電力の制御を行う必要はない。例えば、伝送方式は変調方式のみを採用していてもいいし、伝送レートのみを採用していてもよい。
【００４５】
また、本発明の移動無線端末は、上記した実施形態のように車両に搭載されるものである必要はなく、例えば人が携行するものであってもよい。
【００４６】
なお、上記した手段のうち、フローチャートに示した処理によって構成される手段は、それぞれの手段の有する機能を実現するように構成されていればよいのであって、必ずしもソフトウェア的処理によって構成されていなくともよく、専用のハードウェアとして構成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る、車両に搭載された移動無線端末１０の構成を示す図である。
【図２】移動無線端末１０を搭載する車両の移動による、車両と基地局との位置関係の変遷を示す図である。
【図３】各種伝送レートにおける必要送信電力−基地局車両間距離の関係を表すグラフである。
【図４】自位置推測手段１２５の送信電力を制御する処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１０…移動無線端末、１００…演算処理部、１０５…車両走行情報入力部、
１１０…記憶部、１１５…ナビゲーション装置、
１２０…ベースバンド処理部、１２５…自位置推測手段、
１３０…ＧＰＳ受信機、１３５…ＧＰＳ受信用アンテナ、１４０…変調部、
１４５…送信部、１５０…送信電力制御装置、１５５…デュプレクサ、
１６０…送受信アンテナ、１６５…復調部、１７０…受信部、
１７５…ユーザインターフェース、３１０…基地局、３１５…道路、
３２０…ＧＰＳ測位時の車両位置、３３０…トンネル、３３５…設定ルート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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