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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Mobilstation-Positionserfassungsystem
und, genauer ausgedrückt,
ein Mobilstation-Positionserfassungssystem zum Erfassen der Position
einer Mobilstation auf Grundlage von Funklaufzeiten zwischen der
Mobilstation und einer Anzahl von Funkbasisstationen und Positionsinformationen
von diesen Funkbasisstationen.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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Konventionell
wird ein Mobilstation-Positionserfassungssystem dieses Typs zum
Erfassen der Position einer Mobilstation verwendet.
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1 ist ein Blockdiagramm
zum Erklären des
konventionellen Mobilstation-Positionserfassungssystems. Bezugnehmend
auf 1, umfasst das konventionelle
Mobilstation-Positionserfassungssystem eine Mobilstation 6,
eine Anzahl von Funkbasisstationen 7, eine Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung,
einen Positionsregistrierungsserver und eine Mobilstation-Positionserfassungsvorrichtung 9.
Die Position der Mobilstation 6 wird durch die in 2 gezeigten Arbeitsgänge (1) bis
(11) erfasst.
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- (1) Wenn die Mobilstation 6 eingeschaltet wird
oder sich in den Bereich einer anderen Funkbasisstation 7 bewegt,
wird ein Positionsregistrierungssignal von der Mobilstation 6 zur
nächsten
Funkbasisstation 7 unter Verwendung eines gemeinsamen Rückkanals (Zufallszugriffskanals)
gesendet. Das Positionsregistrierungssignal wird durch die Funkbasisstation 7 weitergeleitet
und zum Positionsregistrierungsserver 5 durch die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 8 gesendet.
Bei Empfang des Positionsregistrierungssignals registriert der Positionsregistrierungsserver 5 eine
Mobilstation-ID und einen Bereichscode, hinzugefügt zu dem Positionsregistrierungssignal,
und eine Funkbasisstation-ID. Der Positionsregistrierungsserver 5 verwaltet
die Funkbasisstation-ID und Mobilstation-ID für jeden Bereichscode.
- (2) Die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 8 empfängt ein
Positionserfassungs-Anforderungssignal (mit der ID der zu erfassenden
Mobilstation 6) zum Anfordern von Positionserfassung der Mobilstation 6.
Auf Grundlage der in dem Positionsregistrierungsserver 5 registrierten
Informationen sendet die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 8 ein
Rufsignal an die Mobilstation 6, deren Position zu erfassen
ist, durch jede Funkbasisstation 7, die in dem Positionsregistrierungsbereich
anwesend ist. Ein Funkrufkanal wird für diese Übertragung verwendet.
- (3) Bei Empfang des Rufsignals sendet die Mobilstation 6 ein
Antwortsignal an die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 8 durch
die nächste Funkbasisstation 7 unter
Verwendung eines gemeinsamen Rückkanals
(Zufallszugriffskanals).
- (4) Die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 8 fordert
unter Verwendung eines gemeinsamen Hauptkanals (Hauptzugriffskanals)
durch die Funkbasisstation 7, durch die das Antwortsignal
von der Mobilstation 6 empfangen wird, die Mobilstation 6 auf, "ein Mitteilungssignal
(Funkkanal) zu empfangen, das von jeder Funkbasisstation 7 nahe
der Mobilstation 6 übertragen
wird, und den Signalpegel jedes Mitteilungssignals zu messen".
- (5) Bei Empfang eines Mitteilungssignals (Funkkanl), das von
jeder Funkbasisstation 7 nahe der Mobilstation 6 übertragen
wurde, misst die Mobilstation 6 den Signalpegel jedes Mitteilungssignals
und sendet unter Verwendung eines gemeinsamen Rückkanals (Zufallszugriffskanal)
durch die nächste
Funkbasisstation 7 an die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 8 Informationen,
die Funkbasisstationen 7 repräsentieren, welche hohe Empfangspegel gleich
oder höher
als ein vorbestimmter Pegel aufweisen. Zu diesem Zeitpunkt beträgt die Anzahl
von Funkbasisstationen 7 mit hohen Empfangspegeln 3 oder
mehr bei einer Wahrscheinlichkeit von etwa 1/3, 2 bei einer Wahrscheinlichkeit
von etwa 1/3 und 1 bei einer Wahrscheinlichkeit von etwa 1/3, obwohl
dies sich abhängig
von den geographischen Merkmalen und der Dichte von Basisstationen ändert. Da
eine Funkbasisstation 7 für Kommunikation ausreicht, wird
der "vorbestimmte
Pegel" so eingestellt,
um das Mitteilungssignal von einer Funkbasisstation 7 zu
erhalten.
- (6) Die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 8 sendet
unter Verwendung eines gemeinsamen Hauptkanals (Hauptzugriffskanals)
durch die nächste
Funkbasisstation 7 zur Mobilstation 6"Informationen,
die zum Kommunizieren mit der Anzahl von Funkbasisstationen 7 erforderlich
sind, deren Empfangspegel von Mitteilungssignalen (Funkkanal), die
von den Funkbasisstationen 7 nahe der Mobilstation 6 übertragen
werden, hoch sind, durch Verwendung individueller Kommunikationskanäle (zweckgebundene
Kanäle)". Die Mobilstation 6 sendet
die Fähigkeitsinformation
(ACK anzeigend) der Mobilstation 6 zur Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 8 durch
die nächste
Funkbasisstation 7 unter Verwendung eines gemeinsamen Rückkanals
(Zufallszugriffskanals).
- (7) Zwischen der Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 8 und
der Mobilstation 6 wird ein Kommunikationszustand, in dem
Kommunikation möglich
ist, unter Verwendung individueller Kommunikationskanäle (zweckgebundene
Kanäle)
und der Anzahl von Funkbasisstationen 7 eingestellt, deren Empfangspegel
von Mitteilungssignalen (Funkkanäle),
die von den Funkbasisstationen 7 nahe der Mobilstation 6 übertragen
wurden, hoch sind. Wenn ein Kommunikationszustand mit der Mobilstation 6 ein gestellt
wird, registriert die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 8 den
Zustand der Mobilstation 6 als den Kommunikationszustand
in dem Positionsregistrierungsserver 5. Wenn die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 8 und
die Mobilstation 6 sich nicht mehr im Kommunikationszustand
befinden, löscht
die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 8 den
Kommunikationszustand.
- (8) In diesem Kommunikationszustand wird das Mobilkommunikationsnetzwerk
aufgefordert, die Position der Mobilstation 6 zu erfassen.
Wenn die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 8 ein Positionserfassungs-Anforderungssignal
empfängt, das
die Position der Mobilstation 6 anfordert, wird das Positionserfassungs-Anforderungssignal
der Anzahl von Funkbasisstationen 7 zugeführt, die
sich im Kommunikationszustand mit der Mobilstation 6 befinden.
- (9) Jede der Anzahl von Funkbasisstationen 7 im Kommunikationszustand
mit der Mobilstation 6 erhält eine Funklaufzeit von der Übertragungszeit
eines Signals A unter Verwendung eines individuellen Hauptkommunikationskanals
(zweckgebundenen Kanals), der Empfangszeit eines Signals B, das
von der Mobilstation 6 unter Verwendung eines individuellen
Rückkommunikationskanals
(zweckgebundenen Kanals) in Übereinstimmung
mit dem Signal A gesendet wurde, und einer Verarbeitungszeit zwischen
Empfang des Signals A und Senden des Signals B durch die Mobilstation 6,
die vorhergehend gemessen und bestimmt wird.
- (10) Jede der Anzahl von Funkbasisstationen 7 im Kommunikationszustand
mit der Mobilstation 6 sendet die Funklaufzeit zu der Mobilstation-Positionserfassungsvorrichtung 9 durch
die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 8.
- (11) Die Mobilstation-Positionserfassungsvorrichtung 9 berechnet
die Position der Mobilstation 6 auf Grundlage der Funklaufzeit
zwischen der Mobilstation 6 und jeder der Anzahl von Funkbasisstationen 7 und
Stücken
von Positionsinformationen der Anzahl von Funkbasisstationen 7,
die vorhergehend gespeichert werden.
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Bei
dem oben beschriebenen konventionellen Mobilstation-Positionserfassungssystem
wird, wie durch (7) bis (11) aufgeführt ist, (7) zwischen der Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung und
der Mobilstation der Kommunikationszustand, in dem Kommunikation
möglich
ist, unter Verwendung eines individuellen Kommunikationskanals (zweckgebundenen
Kanals) und durch eine Anzahl von Funkbasisstationen sichergestellt,
deren Empfangspegel von Mitteilungssignalen (Funkkanäle), die
von den Funkbasisstationen nahe der Mobilstation übertragen
werden, hoch sind. (8) In diesem Kommunikationszustand wird das
Mobilkommunikationsnetzwerk aufgefordert, die Position der Mobilstation
zu erfassen. Wenn die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung
ein Positionserfassungs-Anforderungssignal empfängt, das die Position der Mobilstation
anfordert, wird das Positionserfassungs-Anforderungssignal der Anzahl
von Funkbasisstationen zugeführt,
die mit der Mobilstation kommunizieren. (9) Jede der Anzahl von
Funkbasisstationen, die mit der Mobilstation kommuniziert, erhält eine
Funklaufzeit von der Übertragungszeit
des Signals A unter Verwendung eines individuellen Hauptkommunikationskanals
(zweckgebundenen Kanals), der Empfangszeit des Signals B, das von
der Mobilstation unter Verwendung eines individuellen Rückkommunikationskanals
(zweckgebundenen Kanals) in Übereinstimmung
mit dem Signal A gesendet wurde, und der Verarbeitungszeit zwischen
Empfang des Signals A und dem Senden des Signals B durch die Mobilstation,
welche vorhergehend gemessen und definiert wird. (10) Jede der Anzahl
von Funkbasisstationen, die mit der Mobilstation kommuniziert, sendet
die Funklaufzeit zur Mobilstation-Positionserfassungsvorrichtung
des Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuergeräts. (11) Das Mobilstation-Positionserfassungsgerät berechnet
die Position der Mobilstation auf Grundlage der Funklaufzeit zwischen
der Mobilstation und jeder der Anzahl von Funkbasisstationen und
Stücken
von Positionsinformationen der Anzahl von Funkbasisstationen, welche
vorhergehend gespeichert werden. Wie durch (9) angezeigt ist, erhält jede
der Anzahl von Funkbasisstationen, die mit der Mobilstation kommuniziert,
die Funklaufzeit von der Übertragungszeit
des Signals A, unter Verwendung eines individuellen Hauptkommunikationskanals
(zweckgebundenen Kanals), der Empfangszeit des Signals B, das von
der Mobilstation unter Verwendung eines individuellen Rückkommunikationskanals
(zweckgebundenen Kanals) in Übereinstimmung
mit dem Signal A gesendet wird, und der Verarbeitungs zeit des Signals
B zwischen Empfang des Signals A und Sendung des Signals B durch
die Mobilstation, welche vorhergehend gemessen und definiert wird.
Aus diesem Grunde kann die Funklaufzeit nicht erhalten werden, außer wenn Übertragung/Empfang
unter Verwendung eines individuellen Kommunikationskanals (zweckgebundenen
Kanals ) erfolgt, d. h. sie kann nur erhalten werden, wenn der Kommunikationszustand
zwischen der Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung und der
Mobilstation unter Verwendung eines individuellen Kommunikationskanals
(zweckgebundenen Kanals) mit einer Basisstation eingestellt wird.
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Außerdem,
wie durch (5) bis (7) ausgeführt ist,
(5) misst die Mobilstation 6 bei Empfang eines Mitteilungssignals
(Funkkanal), das von jeder Funkbasisstation nahe der Mobilstation übertragen
wurde, den Signalpegel jedes Mitteilungssignals und sendet unter
Verwendung eines gemeinsamen Rückkanals (Zufallszugriffskanals)
an die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung durch die nächste Funkbasisstation
Informationen, die Funkbasisstationen repräsentieren, welche hohe Empfangspegel
gleich oder höher
als ein vorbestimmter Pegel aufweisen. (Zu diesem Zeitpunkt ist
die Anzahl von Funkbasisstationen mit hohen Empfangspegeln 3 oder
mehr bei einer Wahrscheinlichkeit von etwa 1/3, 2 bei einer Wahrscheinlichkeit
von etwa 1/3 und 1 bei einer Wahrscheinlichkeit von etwa 1/3, obwohl
dies sich abhängig
von den geographischen Merkmalen und der Dichte von Basisstationen ändert).
(6) Die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 8 sendet
unter Verwendung eines gemeinsamen Hauptkanals (Hauptzugriffskanals)
durch die nächste
Funkbasisstation zur Mobilstation "Informationen, die zum Kommunizieren
mit der Anzahl von Funkbasisstationen erforderlich sind, deren Empfangspegel
von Mitteilungssignalen (Funkkanal), die von den Funkbasisstationen
nahe der Mobilstation übertragen
werden, hoch sind, durch Verwendung individueller Kommunikationskanäle (zweckgebundener
Kanäle)". Die Mobilstation
sendet die Fähigkeitsinformation
(ACK anzeigend) der Mobilstation zur Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung
durch die nächste Funkbasisstation
unter Verwendung eines gemeinsamen Rückkanals (Zufallszugriffskanals).
(7) Zwischen der Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung und
der Mobilstation wird ein Kommunikationszustand, in dem Kommunikation
möglich
ist, unter Verwendung indi vidueller Kommunikationskanäle (zweckgebundener
Kanäle)
und durch die Anzahl von Funkbasisstationen sichergestellt, deren
Empfangspegel von Mitteilungssignalen (Funkkanäle), die von den Funkbasisstationen
nahe der Mobilstation übertragen
werden, hoch ist. Da die Anzahl von Funkbasisstationen mit hohen
Empfangspegeln gleich oder mehr als ein vorbestimmter Pegel 3 oder mehr
bei einer Wahrscheinlichkeit von etwa 1/3 ist, können nur eine oder zwei Funkbasisstationen
bei einer Wahrscheinlichkeit von 2/3 erfasst werden. Folglich kann
Positionserfassung der Mobilstation bei einer Wahrscheinlichkeit
von nur 2/3 ausgeführt
werden.
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US-A-6
011 974 offenbart ein System, in dem Umlaufberechnung zum Bestimmen
der Entfernung zwischen einer Mobilfunkstation und einer Funkbasisstation
unter Verwendung offensichtlicher Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstreckensignallaufzeiten verwendet
wird. Die Mobilstation und die Basisstation teilen einem Serviceknotenpunkt
in dem Mobilnetz die lokalen Absende- und Ankunftszeiten der Aufwärtsstrecken-
und Abwärtsstreckensignale
mit und berechnen die offensichtlichen Laufzeiten. Die Entfernungen
zu mindestens drei Basisstationen, deren Standorte bekannt sind,
können
in einem Triangulationsalgorithmus zum Bestimmen der Position der
Mobilstation verwendet werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der obigen Lage
angefertigt, und ihre Aufgabe besteht in der Schaffung eines Mobilstation-Positionserfassungssystems,
das eine Funklaufzeit selbst dann erhalten kann, wenn kein Kommunikationszustand
zwischen einer Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung und
einer Mobilstation eingestellt ist, und auch immer genau die Position einer
Mobilstation erfassen kann.
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Zum
Lösen der
obigen Aufgabe wird gemäß dem ersten
Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung ein Mobilstation-Positionserfassungsprozess
gemäß Anspruch
1 geschaffen.
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Die
Mobilstation in dem ersten Hauptaspekt kann das Positionserfassungs-Befehlssignal
von jeder der Funkbasisstationen empfangen, dann das von jeder der
Anzahl von Funkbasisstationen gesendete Mitteilungssignal empfangen
und zumindest drei Funkbasisstation in abfallender Reihenfolge des Empfangssignal-Leistungspegels
extrahieren.
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Das
Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuermittel in dem oben aufgeführten ersten
Hauptaspekt kann drei Kreise mit Mittelpunkten an drei Positionen zeichnen,
die durch die Positionsinformationen von den Funkbasisstationen
angegeben werden, entsprechend zu drei der Funklaufzeiten, die von
der vorgegebenen Anzahl von Funkbasisstationen empfangen werden,
und verwendet als Radien Abstände, die
auf Grundlage der Funklaufzeiten entsprechend den Funkbasisstationen
erhalten werden, und erhält die
Position der Mobilstation aus einer Schnittbeziehung zwischen den
drei Kreisen.
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Zum
Lösen der
oben genannten Aufgabe wird gemäß dem zweiten
Hauptaspekt der vorliegenden Erfindung ein Mobilstation-Positionserfassungssystem
gemäß Anspruch
4 geschaffen.
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Das
Mobilstation-Positionserfassungssystem weist ferner einen Positionsregistrierungsserver auf,
der registriert, ob die Mobilstation im Kommunikationszustand ist,
und das Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuermittel kann das Positionserfassungs-Anforderungssignal
empfangen, das die Positionserfassung der Mobilstation anfordert,
und über den
Positionsregistrierungsserver feststellen, ob die Mobilstation in
einem Kommunikationszustand ist.
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Die
Mobilstation in dem zweiten Aspekt empfängt das Positionserfassungs-Anforderungssignal von
jeder der Funkbasisstationen, empfängt dann das von jeder der
Anzahl von Funkbasisstationen gesendete Mitteilungssignal, und extrahiert
zumindest drei Funkbasisstationen in abfallender Reihenfolge des
Empfangssignal-Leistungspegels.
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Die
Mobilstation-Positionserfassungsvorrichtung im zweiten Aspekt zeichnet
drei Kreise mit Mittelpunkten an drei Positionen, die durch die
Positionsinformationen von den Funkbasisstationen erhalten werden,
entsprechend drei der Funklaufzeiten, die von der Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung
empfangen wurden, und verwendet in Gebrauch als Radien Abstände, die
auf Grundlage der Funklaufzeiten entsprechend der Funkbasisstationen
erhalten wurden, und erhält
die Position der Mobilstation aus einer Schnittbeziehung zwischen den
drei Kreisen.
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Die
Funkbasisstation in dem ersten und zweiten Aspekt subtrahiert eine
vorgegebene Verarbeitungszeit in der Mobilstation von einer Differenz zwischen
der Sendezeit des letzten Mitteilungssignals und der Empfangszeit
des Positionserfassungssignals und dividiert eine so erhaltene Zeit
durch 2, um eine Funklaufzeit von jeder der Anzahl von Funkbasisstationen
zu der Mobilstation zu erhalten.
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Wie
aus den obigen Aspekten deutlich wird, wird gemäß dem Mobilstation-Positionserfassungssystem
der vorliegenden Erfindung das Positionserfassungssignal von der
Mobilstation zu der vorbestimmten Anzahl von Funkbasisstationen
durch die gemeinsamen Rückkanäle (Zufallszugriffskanäle) übertragen.
Das Positionserfassungssignal wird durch die Anzahl von Funkbasisstationen
durch die gemeinsamen Rückkanäle (Zufallszugriffskanäle) empfangen.
Die Funklaufzeit von jeder Funkbasisstation zur Mobilstation wird
auf Grundlage der Sendezeit des letzten Mitteilungssignals, der
Empfangszeit des empfangenen Positionserfassungssignals und der
vorbestimmten Zeit in der Mobilstation erhalten. Die Funklaufzeit
wird durch das Signal erhalten, das durch den gemeinsamen Rückkanal
(Zufallszugriffskanal) übertragen
wird, ohne irgendeinen individuellen Kommunikationskanal (zweckgebundenen Kanal)
zu verwenden. Aus diesem Grunde kann die Funklaufzeit erhalten werden,
selbst wenn kein Kommunikationszustand zwischen der Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung
und der Mobilstation eingestellt ist.
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Außerdem kann
die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung z. B. drei Funklaufzeiten empfangen
und die Position der Mobilstation auf Grundlage dieser Funklaufzeiten
und der Positionsinformationen der Funkbasisstationen erhalten,
die den Funklaufzeiten entsprechen. Aus diesem Grunde kann die Position
der Mobilstation immer genau erfasst werden.
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Die
obigen und viele andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden den Fachleuten in diesem Gebiet nach Bezugnahme
auf die folgende detaillierte Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen
deutlich werden, in denen bevorzugte Ausführungsformen, die das Prinzip
der Erfindung enthalten, durch Darstellungsbeispiele gezeigt sind.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockdiagramm,
das die Anordnung eines konventionellen Mobilstation-Positionserfassungssystems
zeigt;
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2 ist ein Zeitdiagramm,
das den Betriebsablauf des in 1 gezeigten
konventionellen Mobilstation-Positionserfassungssystems zeigt;
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3 ist ein Blockdiagramm,
das die Anordnung einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ist ein Zeitdiagramm zum
Erklären
des Betriebsablaufs der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die in 3 gezeigt
ist;
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5 ist eine Ansicht, die
ein Verfahren zum Erhalten einer Funklaufzeit zwischen einer Mobilstation
und einer Funkbasisstation zeigt; und
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6 ist eine Ansicht, die
ein Beispiel zeigt, in dem die Position einer Mobilstation unter
Verwendung von drei Kreisen erhalten wird.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung soll im folgenden unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen beschrieben werden.
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3 zeigt ein Mobilstation-Positionserfassungssystem
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie aus 3 deutlich
wird, weist diese Ausführungsform
eine Mobilstation 1, eine Mehrzahl von Funkbasisstationen 2,
eine Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrtchtung 3, eine Mobilstation-Positionserfassungsvorrichtung 4 und einen
Positionsregistrierungsserver 5 auf.
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Die
Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3 empfängt ein
Positionserfassungs-Anforderungssignal, das Positionserfassung der
Mobilstation 1 anfordert, und prüft, ob die Mobilstation 1 sich
in einem Kommunikationszustand befindet. Wenn die Mobilstation 1 sich
nicht in dem Kommunikationszustand befindet, sendet die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3 ein
Positionserfassungs-Befehlssignal, das Positionserfassung der Mobilstation 1 an
die Funkbasisstationen 2 anweist, die den Bereich abdecken,
wo die Mobilstation 1 anwesend ist. In Übereinstimmung mit diesem Positionserfassungs-Befehlssignal
empfängt
die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3 von jeder
einer vorbestimmten Anzahl von Funkbasisstation 2 eine
Funklaufzeit zwischen dieser Funkbasisstation 2 und der
Mobilstation 1 und gibt die empfangenen Funklaufzeiten
an die Mobilstation-Positionserfassungsvorrichtung 4 aus.
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Die
Mobilstation-Positionserfassungsvorrichtung 4 empfängt eine
vorbestimmte Anzahl von Funklaufzeiten, die von der Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3 ausgegeben
werden, sucht nach Stücken
von Positionsinformationen der Funkbasisstationen 2 entsprechend
diesen Funklaufzeiten und erfasst diese, und erhält die Position der Mobilstation 1 von
diesen Stücken
von Positionsinformationen und der vorbestimmten Anzahl von Funklaufzeiten,
die von der Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrtchtung 3 erhalten
werden.
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Jede
der Anzahl von Funkbasisstationen 2 sendet periodisch ein
Mitteilungssignal, d.h. Informationen, die für die Mobilstation 1 benötigt werden,
um in dem durch die Funkbasisstation 2 abgedeckten Bereich
Kommunikation durchzuführen.
Beim Empfang des Positionserfassungs-Befehlssignals von der Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrtchtung 3 überträgt jede
Funkbasisstation 2 das Positionserfassungs-Befehlssignal
zu der durch das Signal bezeichneten Mobilstation 1. Andererseits
erhält
sie bei Empfang eines Positionserfassungssignals, das für Positionserfassung
von der Mobilstation 1 verwendet wird, durch einen gemeinsamen
Rückkanal,
wenn das empfangene Positionserfassungssignal auf die Funkbasisstation 2 zielt,
eine Funklaufzeit von der Funkbasisstation 2 zur Mobilstation 1 auf
Grundlage der Sendezeit des letzten Mitteilungssignals, der Empfangszeit
des empfangenen Positionserfassungssignals und einer vorbestimmten
Verarbeitungszeit in der Mobilstation 1 und überträgt die Funklaufzeit
zur Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3.
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Die
Mobilstation 1 empfängt
das Positionserfassungs-Befehlssignal von jeder Funkbasisstation 2.
Dann empfängt
die Mobilstation 1 das von jeder der Anzahl von Funkbasisstationen 2 gesendete
Mitteilungssignal, extrahiert eine vorbestimmte Anzahl von Funkbasisstationen 2 in
abfallender Reihenfolge des Empfangssignals-Leistungspegels und überträgt ein Positionserfassungssignal
zu diesen Funkbasisstationen 2 durch entsprechende gemeinsame
Rückkanäle.
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Der
Positionsregistrierungsserver 5 empfängt ein Positionsregistrierungssignal,
d.h. ein Signal, mit dem die Mobilstation 1 ihre Position
durch die Funkbasisstation 2 und die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3 registriert.
Der Positionsregistrierungsserver 5 registriert eine Mobilstation-ID,
hinzugefügt
zu dem Positionsregistrierungssignal, die ID der Funkbasisstation 2,
die das Positionsregistrierungssignal von der Mobilstation 1 weitergeleitet
hat, und den Bereichscode des durch die Funkbasisstation 2 abgedeckten
Bereichs und verwaltet die Funkbasisstation-ID und Mobilstation-ID für jeden
Bereichscode. Außerdem
registriert und verwaltet der Positionsregistrierungsserver 5 für jede Mobilstation-ID,
ob die Mobilstation 1 sich im Kommunikationszustand befindet.
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Der
Betrieb des Mobilstation-Positionserfassungssystems dieser in 3 gezeigten Ausführungsform
soll als nächstes
detailliert unter Bezugnahme auf die 4, 5 und 6 beschrieben werden.
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4 ist ein Zeitdiagramm zum
Erklären
des Betriebsablaufs des in 3 gezeigten
Mobilstation-Positionserfassungssystems.
-
5 ist eine Ansicht, die
ein Verfahren zum Erhalten einer Funklaufzeit zwischen einer Mobilstation
und eine Funkbasisstation zeigt.
-
6 ist eine Ansicht, die
ein Beispiel zeigt, in dem die Position der Mobilstation unter Verwendung
von drei Kreisen erhalten wird.
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Wenn,
bezugnehmend auf 3,
wie in dem in 1 gezeigten
Stand der Technik beschrieben ist, ein Kommunikationszustand zwischen
der Mobilstation 1 und der Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3 eingestellt
ist, registriert diese den Zustand der Mobilstation 1 als
den Kommunikationszustand in dem Positionsregistrierungsserver 5.
Wenn die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3 und
die Mobilstation 1 nicht mehr im Kommunikationszustand
sind, löscht
die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3 den
Kommunikationszustand. Das heißt,
wenn ein Kommunikationszustand zwischen der Mobilstation 1 und
der Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3 eingestellt
wird, registriert diese den Kommunikationszustand im Positionsregistrierungsserver 5 in Übereinstimmung
mit der Mobilstation-ID zum Definieren des Zustand der Mobilstation 1 als
den Kommunikationszustand. Wenn die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3 und
die Mobilstation 1 nicht mehr im Kommunikationszustand
sind, löscht
die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3 den
Kommunikationszustand, der in Übereinstimmung
mit der Mobilstations-ID registriert ist, um den Zustand der Mobilstation 1 als
einen Nichtkommunikationszustand zu definieren.
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Das
Mobilstation-Positionserfassungssystem dieser in 3 gezeigten Ausführungsform arbeitet in den
Schritten (1) bis (12), die in 4 gezeigt
sind (im folgenden zu beschreiben).
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- (1) Wenn die Mobilstation 1 eingeschaltet wird
oder sich in den Bereich einer anderen Funkbasisstation 2 bewegt,
empfängt
die Funkbasisstation 2 am nächsten
zu der Mobilstation 1 von der Mobilstation 1 ein Positionsregistrierungssignal,
das die Position der Mobilstation 1 registriert, fügt dem Positionsregistrierungssignal
(mit der Mobilstations-ID die ID der Funkbasisstation 2 und
den Bereichscode des durch die Funkbasisstation 2 abgedeckten
Bereichs hinzu und sendet das Signal zum Positionsregistrierungsserver 5 durch
die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3. Der
Positionsregistrierungsserver 5 registriert die Mobilstations-ID,
Funkbasisstation-ID und den Bereichscode und verwaltet die Funkbasisstation-ID
und die Mobilstations-ID für
jeden Bereichscode.
- (2) Die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3 empfängt ein
Positionserfassungs-Anforderungssignal (mit der ID der zu erfassenden
Mobilstation 1) zum Anfordern von Positionserfassung der Mobilstation 1 von
einem Terminal oder dergleichen innerhalb oder außerhalb
des Mobilkommunikationsnetzes und prüft durch den Positionsregistrierungsserver 5,
ob der Zustand der Mobilstation 1, die in Übereinstimmung
mit der ID der Mobilstation 1 registriert ist, ein Kommunikationszustand
ist. Wenn sich die Mobilstation 1 nicht in einem Kommunikationszustand
befindet, sendet die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3 ein
Rufsignal (mit der Mobilstations-ID) zum Anrufen der Mobilstation 1 mit der
Mobilstations-ID, hinzugefügt
zu dem Positionserfassungs-Anforderungssignal, zu den Funkbasisstationen 2 mit
Funkbasisstations-IDs,
die den in dem Positionsregistrierungsserver 5 registrierten
Bereichscodes entsprechen.
- (3) Jede Funkbasisstation 2 sendet periodisch ( in
einem Intervall von etwa 1,2 Sekunden) ein Mitteilungssignal (mit
einer Funkbasisstation-ID zu der nahe der Funkbasisstation 2 angeordneten-
Mobilstation 1 unter Verwendung eines Funkkanals, der zum
Benachrichtigen der Mobilstation 1 über Informationen verwendet
wird, die für
Kommunikation in dem durch die Funkbasisstation 2 abgedeckten
Bereich benötigt
werden, als ein Mitteilungssignal. Nach Empfang des Rufsignals (mit
der Mobilstations-ID) von der Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3 überträgt die Funkbasisstation 2 das
Rufsignal zur Mobilstation 1 mit der Mobilstations-ID), hinzugefügt zu dem
Rufsignal.
- (4) Die Mobilstation 1 empfängt das Rufsignal von der Funkbasisstation 2 und
sendet ein Antwortsignal (mit der Mobilstations-ID) zur nächsten Funkbasisstation 2 unter
Verwendung eines gemeinsamen Rückkanals
(Zufallszugriffskanals).
- (5) Beim Empfang des Antwortsignals (mit der Mobilstations-ID)
als eine Antwort auf das in Schritt (3) übertragene
Rufsignal, fügt
jede Funkbasisstation 2 ihre ID dem Antwortsignal hinzu
und sendet das Signal zur Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3.
- (6) Die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3 empfängt das
Antwortsignal auf das in Schritt (2) gesendete Rufsignal
und sendet ein Positionserfassungs-Befehlssignal (mit der Mobilstation-ID)
zum Anweisen von Positionserfassung der Mobilstation 1 mit
der Mobilstation-ID, hinzugefügt
zu dem Antwortsignal zu der Funkbasisstation 2, mit der zu
dem Antwortsignal hinzugefügten
Funkbasisstation-ID.
- (7) Beim Empfang des Positionserfassungs-Befehlssignals von
der Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3 überträgt die Funkbasisstation 2 das Positionserfassungs-Befehlssignal
zur Mobilstation 1 mit der Mobilstation-ID, hinzugefügt zu dem
Positionserfassungs-Befehlssignal, unter Verwendung eines gemeinsamen
Hauptkanals (Hauptzugriffskanal).
- (8) Die Mobilstation 1 empfängt das Positionserfassungs-Befehlssignal
von der nächsten
Funkbasisstation 2. Dann empfängt die Mobilstation 1 ein
Mitteilungssignal (mit einer Funkbasisstation-ID), das von jeder
der Anzahl von Funkbasisstationen 2 gesendet wird, und
extrahiert eine vorbestimmte Anzahl (zumindest drei) Funkbasisstationen 2 (im
folgenden als drei Funkbasisstationen 2 bezeichnet) in
abfallender Reihenfolge des Empfangssignals-Leistungspegels. Die
Mobilstation 1 überträgt ein Positionserfassungssignal
(das eine Mobilstation-ID und drei Funkbasisstation-IDs enthält) bei
einer hohen Sendeleistung zu den drei extrahierten Funkbasisstationen 2 durch
gemeinsame Rückkanäle (Zufallszugriffskanäle) entsprechend
den Funkbasisstationen 2. Mit anderen Worten, die Mobilstation 1 berechnet
einen Ausbreitungsdämpfungsfaktor
durch Funkwellenausbreitung eines Mitteilungssignals auf Grundlage
von Sendeleistung, die durch Sendeleistungsinformationen angezeigt
wird, welche in dem Mitteilungssignal von jeder der drei extrahierten
Funkbasisstationen 2 enthalten ist, d.h. Sendeleistungsinformationen,
wenn jede Funkbasisstation 2 das Mitteilungssignal übertragen
hat, und Empfangssignalleistung jedes Mitteilungssignals, die durch
die Mobilstation 1 gemessen wird. Die Mobilstation 1 überträgt das Positionserfassungssignal
zu den drei extrahierten Funkbasisstationen 2 bei einer
Sendeleistung als eine Summe von Leistung entsprechend dem Ausbreitungsdämpfungsfaktor
und einer vorbestimmten Sendeleistung, die für die drei extrahierten Funkbasisstationen 2 zum
Empfangen eines Signals benötigt
wird, wenn keine Ausbreitungsdämpfung
erfolgt. Die Übertragungszeitspanne
des Positionserfassungssignals, das durch einen Zufallszugriffskanal übertragen
wird, beträgt
höchstens
10 ms. Aus diesem Grunde beeinflusst die Sendeleistung keine anderen
Kanäle
durch Störung
oder Rauschen.
- (9) Jede Funkbasisstation 2 empfängt das für Positionserfassung verwendete
Positionserfassungssignal durch einen gemeinsamen Rückkanal
(Zufallszugriffskanal). Wenn das Positionserfassungssignal die ID
der Funkbasisstation 2 enthält, erhält die Funkbasisstation 2 eine
Differenz (Td) zwischen der Sendezeit des letzten Mitteilungssignals
und der Empfangszeit des empfangenden Positionserfassungssignals, wie
in 5 gezeigt ist. Eine
Verarbeitungszeit (Tb) in der Mobilstation 1 (Zeit zwischen
dem Empfang des Mitteilungssignals und Sendung des Positionserfassungssignals),
die experimentell vorhergehend durch Messung oder dergleichen bestimmt
wird, wird von der Differenz subtrahiert, und das Ergebnis wird durch
2 geteilt, wodurch eine Funklaufzeit (Ta oder Tc) von der Funkbasisstation 2 zur
Mobilstation 1 erhalten wird. Die Funkbasisstation 2 fügt die Mobilstations-ID
und Funkbasisstation-ID der erhaltenen Funklaufzeit hinzu und überträgt die Funklaufzeit
zur Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3.
- (10) In Übereinstimmung
mit dem in Schritt (6) gesendeten Positionserfassungs-Befehlssignal
empfängt
die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3 für jede der
drei Funkbasisstationen 2 die Funklaufzeit (Funkbasisstation-ID
und Mobilstations-ID) zwischen der Funkbasisstation 2 und
der Mobilstation 1, und gibt die drei Funklaufzeiten aus.
- (11) Die Mobilstation-Positionserfassungsvorrichtung 4 empfängt die
drei Funklaufzeiten von der Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3,
erfasst die Positionsinformationen von den Funkbasisstationen 2 mit
den Funkbasisstation-IDs, hinzugefügt zu den Funklaufzeiten, von
einer Datenbank, in der die Stücke
von Positionsinformationen der Funkbasisstationen 2 vorhergehend
gespeichert werden, und erhält
eine Position P1 der Mobilstation 1 von den Positionsinformationen
der Funkbasisstationen 2 und den drei Funklaufzeiten, die
von der Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3 erhalten werden.
Das heißt,
die Mobilstation-Positionserfassungsvorrichtung 4 zeichnet
drei Kreise, deren Mittelpunkte sich an drei Positionen angezeigt
durch Positionsinformationen der Funkbasisstationen 2 befinden,
die den drei Funklaufzeiten entsprechen, und verwendet als ihre
Radien Abstände,
die auf Grundlage der den Funkbasisstationen 2 entsprechenden Funklaufzeiten
erhalten werden (zum Beispiel durch Multiplizieren der Lichtgeschwindigkeit),
und erhält die
Position der Mobilstation 1 von der Schnittbeziehung zwischen
den drei Kreisen. Wie zum Beispiel in 6 gezeigt
ist, werden drei verschiedene "Paare von
Kreisen" von drei
Kreisen ausgewählt.
Drei Linien, die die Schnittstellen zwischen den Kreispaaren verbinden,
werden gezeichnet. Die Schnittstelle zwischen den drei Linien wird
als die Position der Mobilstation 1 definiert. Alternativ
wird, zum Beispiel, wenn Schnittstellen zwischen mindestens zwei
der drei Kreise in Kontakt mit einem Punkt innerhalb eines vorbestimmten
Fehlerbereichs (z. B. mehrere Meter) kommen, der Kontaktpunkt als
die Position der Mobilstation 1 definiert. Dann wird die
Position der Mobilstation 1 an die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3 ausgegeben.
- (12) Die Mobilkommunikationsnetzwerk-Steuervorrichtung 3 empfängt die
von der Mobilstation-Positionserfassungsvorrichtung 4 ausgegebene
Position der Mobilstation 1 und zeigt diese an und sendet
die Positionsinformationen der Mobilstation 1 zu einem Terminal
oder dergleichen in oder außerhalb
des Mobilkommunikationsnetzes, welcher Positionserfassung der Mobilstation 1 angefordert
hat.