EA000571B1 - Система отображения местоположения мобильного терминала - Google Patents

Description

Настоящее изобретение относится к системе отображения местоположения мобильного терминала, ее центральной станции и ее мобильному терминалу. В частности, настоящее изобретение относится к устройству отображения местоположения мобильного терминала, использующего систему связи в малой зоне, системе для этого устройства и ее мобильному терминалу.

Описание известного уровня техники

Способ обнаружения местоположения мобильной станции, имеющий отношение к настоящему изобретению, раскрыт, например, в публикации к патенту Японии № 6-93650. Согласно данной публикации, сигналы от множества ретрансляторов принимаются на соответствующих подвижных объектах в системе связи с подвижными объектами для осуществления связи между ретранслятором и подвижным объектом с помощью волн с использованием заранее определенного контура перекрытия для уровня принимаемого электрического поля от каждого ретранслятора, можно определить дальность, на которой может находиться подвижный объект в соответствии с каждым уровнем приема, и, соответственно, текущее местоположение подвижного объекта, исходя из перекрытия каждой такой дальности.

Однако трудно определить контур перекрытия в частотном диапазоне, используемом в обычной радиотелефонной системе связи с подвижными объектами, а, следовательно, указанный способ затруднителен в реализации. Причина здесь заключается в том, что если необходимо измерить напряженность электрического поля, то фиксированное значение получается редко из-за того, что напряженность электрического поля изменяется в зависимости от прошедшего времени и ориентации или направления фиксации детектора, вследствие эффектов многолучевого распространения или замирания, обусловленных характерными особенностями местности, которые определяются постройками, расположением улиц и движущимися транспортными средствами. В результате определяемые значения постоянно изменяются в диапазоне от нескольких дБ до нескольких десятков дБ (микровольт). Следовательно, такая система может быть использована только для грубого определения местоположения транспортных средств, движущихся с высокой скоростью. Однако такую систему нельзя использовать, если местоположение человека или транспортного средства должно быть определено с точностью до нескольких десятков метров.

Известны различные способы определения положения движущегося транспортного средства или другого объекта. К средствам, обычно используемым для определения положения на местности и на улицах, относятся система многоканального доступа (МСА), система автоматизированного контроля движения транспортных средств (AVM) и глобальная спутниковая система определения местоположения (GPS). Далее будет описана каждая из них.

(1) МСА

В настоящее время на улицах можно видеть большое количество транспортных средств, например, принадлежащих фирмам, осуществляющим доставку и транспортировку различных товаров. Если диспетчерский центр такой фирмы, получив заказ от клиента, хочет передать информацию о необходимости поставки или получения продукта одному из движущихся по городу автомобилей для доставки, то обычно посылается команда на автомобиль, который ближе всех находится к клиенту с точки зрения затрат времени и эффективности. Обычно большинство автомобилей для доставки товаров оборудованы средствами радиосвязи, например МСА. Обычно диспетчерский центр по радиотелефонной связи связывается с тем автомобилем, который по его расчетам находится ближе всего к клиенту. Если автомобиль, с которым связались, действительно находится близко к клиенту, то ему передается соответствующее задание. Если автомобиль, вопреки ожиданию диспетчерского центра, оказывается далеко, то осуществляется последовательная связь с другими автомобилями, пока не будет выявлен автомобиль с необходимым местоположением.

(2) AVM

AVM - это практически реализованная система, которая может определять текущее местоположение объекта и характер деятельности движущегося автомобиля. Эта система включает стационарную станцию (центр управления), ретранслятор (рабочий центр пользователя), пост позывных и мобильную станцию. Эта система уже эффективно используется в диспетчерской службе такси и т. п.

(3) GPS

Эта система обычно используется для определения местоположения движущегося транспортного средства. Она уже имеет коммерческое применение в качестве навигационной системы для транспортных средств.

Вышеописанные системы демонстрируют известные способы определения местоположения движущихся транспортных средств и объектов.

Далее будет рассмотрена проблема, с которой сталкиваются при использовании МСА. Если водитель транспортного средства должен, кроме всего прочего, доставить товар, то ему необходимо покинуть автомобиль вблизи пункта назначения и направиться в помещение заказчика, чтобы доставить товар заказчику (либо получить его). Поскольку водитель при доставке либо получении, будучи внутри помещения, находится далеко от автомобиля, имеется вероятность того, что на радиозапрос о местоположении автомобиля не будет получен ответ.

Диспетчерский центр не сможет легко связаться с автомобилем для доставки, даже если клиент испытывает в этом крайнюю необходимость. Отсюда возникает проблема, связанная с задержками выполнения заказов.

Кроме того, диспетчерский центр может испытывать затруднения при установлении связи с водителем для определения текущего местоположения водителя, описываемого речевым сигналом, как это делается в системе МСА. С водителем необходимо часто связываться по радио для того, чтобы можно было точно засечь текущее местоположение его автомобиля. Это не только утомительно, но также и накладывает дополнительную нагрузку на водителя. На практике центральный пункт устанавливает контакт с автомобилем по радио произвольно, находя подходящий автомобиль после последовательного опроса нескольких автомобилей. Проблема состоит в том, что установить положение автомобилей достаточно сложно.

В системе AVM информацию о местоположении обеспечивает пост позывных. Однако такие посты позывных устанавливаются только в зоне действия обслуживаемого транспортного средства. Существуют реальные ограничения на использование этой системы на больших площадях. Имеется также проблема, состоящая в том, что зона действия поста позывных настолько велика, что определение местоположения мобильной станции получается слишком грубым, что приводит к низкой точности оценки положения. Существует также ограничение на уменьшение массы и размеров мобильной станции, поскольку выходная мощность передатчика составляет 1 Вт. Другая проблема состоит в том, что информация о местоположении мобильной станции должна передаваться на центральную станцию через систему радиосвязи такси или т. п., что весьма неудобно. Кроме того, расширение сети постов позывных вызывает рост стоимости услуг.

Что касается системы GPS, то здесь подвижное транспортное средство может самостоятельно определить свое местоположение. Однако для передачи информации о местоположении в центральный пункт требуются дополнительные средства связи. Вследствие этого невозможно достичь снижения размеров, массы и стоимости терминала.

Известны также устройства определения местоположения, излучающие слабый сигнал и предназначенные для использования детьми, пожилыми людьми и инвалидами. Однако их зона действия из-за слабого сигнала, разрешенного согласно действующим нормам по радиотелеграфии, чрезвычайно ограничена. Такого рода устройства определения местоположения не практичны.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание системы отображения местоположения мобильного терминала, обеспечивающей отображение его местоположения с высокой точностью и при низких затратах.

Задачей изобретения является также создание мобильного терминала, обеспечивающего определение его местоположения с высокой точностью и низкими затратами.

Кроме того, задачей изобретения является создание центрального устройства, используемого в системе определения местоположения мобильного терминала при низких затратах и обеспечении высокой точности.

А также задачей изобретения является создание системы, позволяющей автоматически передавать информацию о местоположении мобильного терминала, имеющегося у водителя и т. п., в центральное устройство, даже если водитель покинул транспортное средство.

Задачей изобретения является также обеспечение автоматической передачи данных о местоположении мобильного терминала пользователя в центральное устройство без выполнения ручных операций.

И наконец, задачей изобретения является создание системы автоматического определения местонахождения, которая позволяет легко определить схему распространения волн.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения, в системе отображения местоположения мобильного терминала используется система связи в малой зоне. В соответствующих областях множества малых зон предусмотрен ретранслятор. Система отображения местоположения мобильного терминала содержит мобильный терминал, осуществляющий связь с ретранслятором, центральную станцию управления для обработки данных связи с множеством ретрансляторов и центральную станцию, подключенную к центральной станции управления, которая может осуществлять доступ к данным связи в центральной станции управления. Центральная станция содержит блок обнаружения для определения местоположения мобильного терминала в соответствии с данными связи.

Поскольку мобильный терминал устанавливает связь с ретранслятором, который предусмотрен в каждой из множества малых зон, так что у центральной станции есть доступ к центральной станции управления, которая обрабатывает данные связи для обнаружения местоположения мобильного терминала в соответствии с данными связи, то центральная станция может без труда определить, в какой из множества малых зон находится мобильный терминал.

Система связи в малой зоне предпочтительно представляет собой персональную радиотелефонную систему (PHS). Систему связи малого диапазона не требуется разрабатывать заново, поскольку можно использовать существующие PHS системы.

Центральная станция управления предпочтительно содержит базу данных для идентификации множества малых зон. Имя ретранслятора места назначения (адресата) связи хранится в базе данных во время сеанса связи между мобильным терминалом и ретранслятором. Детектор местоположения определяет местоположение мобильного терминала в соответствии с именем ретранслятора адресата связи, хранящимся в базе данных.

Поскольку база данных центральной станции управления используется для определения местоположения мобильного терминала, то ретранслятор, с которым мобильный терминал осуществляет связь, может быть легко идентифицирован.

В системе отображения местоположения мобильный терминал предпочтительно включает блок радиотелефонной связи для осуществления радиотелефонной связи с центральной станцией. Мобильный терминал вводит сигнал, идентифицирующий ретранслятор, во время сеанса связи между ними. Детектор местоположения мобильного терминала определяет местоположение мобильного терминала в соответствии с сигналом от мобильного терминала, обозначающим ретранслятор.

Мобильный терминал посредством радиотелефонной связи передает на центральную станцию сигнал, введенный во время сеанса связи с ретранслятором, который идентифицирует данный ретранслятор. Центральная станция определяет местоположение мобильного терминала в соответствии с сигналом, идентифицирующим ретранслятор. Таким образом, местоположение мобильного терминала может быть без труда определено и без использования базы данных PHS системы.

Кроме того, мобильный терминал предпочтительно содержит устройство контроля для контроля напряженности электрического поля для множества ретрансляторов и передатчик для передачи данных о напряженности электрического поля ретранслятора, контролируемой устройством контроля, на центральную станцию. Детектор местоположения определяет местоположение мобильного терминала в соответствии с переданными данными о напряженности электрического поля множества ретрансляторов.

Поскольку мобильный терминал контролирует напряженность электрического поля множества ретрансляторов, так чтобы можно было идентифицировать местоположение мобильного терминала в соответствии с напряженностью электрического поля от множества ретрансляторов, то нет необходимости использовать данные центральной станции управления.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения, мобильный терминал, соответствующий первому аспекту изобретения, содержит антенну для связи с базовым блоком, блок для определения идентификационного номера, который обозначает ретранслятор адресата связи, и выходной блок для передачи полученного идентификационного номера на центральную станцию.

Поскольку мобильный терминал содержит только вышеописанные компоненты, то обеспечивается создание мобильного терминала с простой структурой.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, центральная станция, соответствующая первому аспекту, содержит блок для обеспечения связи с системой связи в малой зоне, блок для запроса идентификационного номера ретранслятора, с которым мобильный терминал осуществляет связь, блок для приема идентификационного номера и определения местоположения мобильного терминала в соответствии с принятым идентификационным номером, блок для отображения карты в окрестности ретранслятора и блок для отображения местоположения мобильного терминала на упомянутой карте с помощью предварительно определенной метки.

Поскольку центральная станция принимает идентификационный номер ретранслятора, с которым мобильный терминал осуществляет связь, так чтобы можно было определить местоположение мобильного терминала в соответствии с этим номером и отобразить его на карте, обеспечивается создание экономичного центрального устройства высокой точности, которое можно использовать в системе определения местоположения мобильного терминала.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, система отображения местоположения мобильного терминала, использующего систему связи в малой зоне, содержит ретранслятор, предусмотренный в каждой из множества малых зон, и мобильный терминал для осуществления связи с ретранслятором. Ретранслятор подает свои идентификационные данные на мобильный терминал во время связи с этим мобильным терминалом. Система отображения местоположения мобильного терминала, кроме того, содержит центральную станцию, которая может устанавливать связь с мобильным терминалом. Центральная станция определяет местоположение мобильного терминала в соответствии с идентификационной информацией ретранслятора. Поскольку мобильный терминал получает идентификационные данные ретранслятора во время связи с тем ретранслятором, который используется для определения местоположения мобильного терминала, то центральная станция может легко определить, в какой из множества малых зон расположен данный мобильный терминал, без использования информации центральной станции управления.

Мобильный терминал предпочтительно включает устройство контроля для контроля напряженности электрического поля множества ретрансляторов и передатчик для передачи дан7 ных о напряженности электрического поля множества ретрансляторов, контролируемой устройством контроля, на центральную станцию. Детектор положения имеет информацию о схеме распространения сигнала, соответствующей местоположению мобильного терминала. Детектор положения идентифицирует местоположение мобильного терминала в соответствии со схемой распространения сигнала напряженности электрического поля от множества ретрансляторов.

Поскольку местоположение мобильного терминала может быть определено в соответствии с напряженностью электрического поля множества ретрансляторов и информацией о распространении сигнала, соответствующей местоположению мобильного терминала, то местоположение мобильного терминала может быть определено с высокой точностью.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, система определения местоположения содержит блок для получения максимальной дальности распространения с центром в источнике генерирования сигнала для каждого уровня напряженности электрического поля для формирования первой схемы распространения сигнала в соответствии с полученной максимальной дальностью распространения, блок для определения расположения и профиля постройки вокруг источника генерирования сигнала в соответствии с электронной картой, блок для получения точки пересечения первой схемы распространения сигнала и профиля постройки и блок автоматического формирования второй схемы распространения сигнала с учетом влияния постройки от точки пересечения первой схемы распространения сигнала и профиля постройки.

Поскольку вторая схема распространения сигнала формируется автоматически, с учетом профиля постройки, от точки пересечения между первой схемой распространения сигнала, генерируемого в соответствии с максимальной дальностью распространения сигнала с центром в источнике генерирования сигнала, полученной для каждой напряженности электрического поля, и профилем постройки вокруг источника генерирования сигнала, полученным в соответствии с электронной картой, то нет необходимости в определении схемы распространения сигнала и вычислениях, связанных с определяемой схемой. Следовательно, схема распространения сигнала может быть определена без труда.

Предпочтительно имеется множество источников генерирования сигнала. Множество вторых схем распространения сигнала формируется из первой схемы распространения сигнала с использованием множества источников генерирования сигнала и профиля постройки. Местоположение определяется путем выявления перекрывающейся части множества сформированных многоугольников.

Поскольку перекрывающуюся часть множества вторых схем распространения сигнала получают для определения местоположения с использованием перекрывающейся части, то обеспечивается создание системы, которая позволяет без труда определить местоположение.

Вышеописанные и другие задачи, признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения поясняются в последующем подробном описании настоящего изобретения со ссылками на иллюстрирующие его чертежи.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - блок-схема общей структуры системы отображения местоположения мобильного терминала согласно настоящему изобретению;

фиг. 2 - блок-схема структуры центральной станции согласно настоящему изобретению;

фиг. 3 - схематичное представление конструкции специализированного терминала (мобильной станции), соответствующего настоящему изобретению;

фиг. 4 - диаграмма, показывающая геометрическое место точек местоположения перемещающейся мобильной станции;

фиг. 5 - пример структуры идентификационного кода передачи и идентификационного кода приема, передаваемых между ретранслятором и мобильной станцией в самоуправляемой системе;

фиг. 6 - пример структуры идентификационного кода передачи и идентификационного кода приема, передаваемых между ретранслятором и мобильной станцией в системе общего пользования;

фиг. 7 - схема специализированного терминала (мобильной станции);

фиг. 8 - блок-схема процедуры определения местоположения на центральной станции;

фиг. 9 - иллюстрация принципа определения местоположения мобильной станции;

фиг. 10 - пример схемы управления центральной станции;

фиг. 11 - блок-схема структуры центральной станции согласно первому варианту осуществления изобретения;

фиг. 1 2 - схема внутренней структуры центральной станции управления;

фиг. 1 3 - схема, иллюстрирующая передачу информации между ретранслятором, мобильной станцией и центральной станцией согласно второму варианту осуществления изобретения;

фиг. 1 4 - блок-схема структуры центральной станции согласно второму варианту осуществления изобретения;

фиг. 1 5 - блок-схема модифицированного второго варианта осуществления изобретения;

фиг 1 6 и 1 7 - схемы, иллюстрирующие трехмерную карту и схему распространения сигнала, полученную исходя из этой карты;

фиг. 1 8 - иллюстрация способа идентификации местоположения мобильной станции в соответствии с множеством схем распространения сигнала;

фиг. 19 - зона расположения мобильного терминала при реальном выполнении испытания;

фиг. 20 - следы (зоны расположения) мобильного терминала в различные моменты времени;

фиг. 21 - блок-схема структуры центральной станции системы определения местоположения согласно настоящему изобретению;

фиг. 22 - блок-схема процедуры формирования схемы распространения сигнала ретранслятора;

фиг. 23 и 24 - конкретные операции для обеспечения распространения волн от ретранслятора;

фиг. 25 - данные точности и диапазона дальности на один байт;

фиг. 26 - данные углового интервала последовательности координатных точек и длины данных, соответствующие схеме распространения сигнала;

фиг. 27 - блок-схема процедуры вычисления схемы распространения сигнала для произвольной напряженности электрического поля;

фиг. 28 - измеренные данные напряженности электрического поля и дальности;

фиг. 29а и 29b - иллюстрации конкретных операций для вычисления схемы распространения сигнала при произвольной напряженности электрического поля;

фиг. 30 - блок-схема процедуры определения перекрытия схем распространения сигналов;

фиг. 31 - иллюстрация конкретных операций для определения перекрытия схем распространения сигналов.

Наилучшие варианты осуществления изобретения (А) Первый вариант осуществления изобретения.

Далее со ссылками на чертежи будут описаны варианты воплощения настоящего изобретения. Сначала будет описан первый вариант, в котором используется радиотелефонная система связи в малой зоне, например, такая как PHS (простой портативный телефон).

Портативный терминал системы PHS (мобильная станция) обычно используется дома в качестве переносного телефонного аппарата. Он может быть использован вне дома для подсоединения к сети общего пользования, либо к цифровой сети через ретранслятор общего пользования внутри, либо вне дома. Другими словами, он может использоваться буквально как ручной портативный телефон. Отличие PHS от существующих типов сотовых портативных телефонов состоит в том, что PHS реализуется как система связи в малой зоне. Портативный сотовый телефон имеет выходной сигнал с мощностью, по меньшей мере, 600 мВт, представляя собой мобильную станцию с ретранслятором, установленным в городах в каждой зоне радиусом 2-3 км. Выходная мощность ретранслятора составляет 25 - 45 Вт. Имеются ретрансляторы, покрывающие расстояние порядка 1 0 км. В отличие от этого, PHS имеет слабый выходной сигнал, порядка 10 мВт для мобильной станции. Выходная мощность ретранслятора составляет 20 мВт и только на окраинах 100 мВт. Следовательно, допустимое для установления связи расстояние между базовой станцией и мобильной станцией составляет примерно 1 00 м в городах и порядка 500 м на окраинах. Хотя некоторые телефонные компании и адаптировали системы средней дальности применительно к PHS, такие системы не подходят для определения положения. Системы малой дальности PHS обладают следующими преимуществами:

(1 ) Поскольку ретранслятор имеет меньшие размеры и вес, он может быть установлен на телефонном столбе и телефонной будке общего пользования.

(2) Можно уменьшить размеры, вес и стоимость мобильной станции, поскольку низок уровень передаваемого выходного сигнала.

(3) Для мобильной станции требуется малая емкость батареи, поскольку низка выходная мощность передачи.

(4) Значительно больше абонентов могут использовать конкретный канальный номер, поскольку ячейка (зона) мала.

Однако имеется недостаток, заключающийся в том, что система не пригодна для автомобилей, двигающихся с высокой скоростью в городах, поскольку зона действия мала. Однако такая система может быть использована на автомобилях, движущихся с высокой скоростью на окраинах, поскольку там эта зона велика.

В настоящем применении изобретения используется радиотелефонная сеть связи в малой зоне, например PHS. Радиотелефонная сеть связи в малой зоне схематически показана на фиг.

1.

Согласно фиг.1 центральная станция 1 может быть стационарной или мобильной, обеспечивает осуществление телефонной связи с мобильной станцией 7, которая в данный момент движется, при этом соединение для разговора с мобильной станцией 7, расположенной в ячейке 8, имеющей радиус порядка 100 м с центром в ретрансляторе 6, устанавливается от телефонной станции 2, к которой подсоединена центральная станция 1, через магистраль 3, другую телефонную станцию 4 и еще одну магистраль

5. Магистрали 3 и 5 подсоединены к центральной станции управления 51.

В системе PHS имеется база данных PHS. Когда центральная станция 1 устанавливает связь с мобильной станцией 7, информация о том, что мобильная станция 7 находится в ячейке 8 ретранслятора 6, хранится в базе данных ретрансляторов 38, предусмотренной в цен11 тральной станции управления 51. Даже если мобильная станция 7 не установила связь с ретранслятором 6, информация о ее местоположении подобным же образом записывается в базу данных в момент, когда мобильная станция 7 входит в зону ячейки 8. Поскольку местоположение ретранслятора 6 идентифицировано заранее, то местоположение мобильной станции 7 может быть определено внутри круга радиусом порядка 100 м с центром в ретрансляторе 6 с использованием информации о местоположении ретранслятора 6. Таким образом может быть идентифицировано местоположение мобильной станции.

Поскольку информация, определяющая ретранслятор, соответствующий ячейке 8, где в некоторый момент времени расположена мобильная станция, вводится и хранится в базе данных PHS, то получить эту информацию для центральной станции 1 технически не сложно.

Центральная станция 1 имеет систему, которая может на дисплее отображать информацию в виде карты. Хорошо известно, что системы для отображения на дисплее информации в виде карты, имеются в наличии на CD-ROM (ПЗУ на компакт-диске), например, навигационная система автомобиля.

Информация о положении, обеспечиваемая базой данных PHS ретранслятора 6, соответствующего ячейке 8, в которой находится мобильная станция 7, может быть отображена на экране дисплея центральной станции 1 . Ретранслятор 6 показывается с помощью маркера либо чего-то подобного. Отображается круговая зона радиусом 1 00 м с центром в месте изображения маркера. Тем самым определяется, что мобильная станция расположена внутри данной круговой зоны.

Центр этого круга определяется следующим образом: определяется перекрывающаяся часть множества схем распространения волн от множества ретрансляторов на основе центроида, центра или центра очертания, окружающего полученную фигуру.

Конфигурация центральной станции 1 показана на фиг. 2. Обратимся к фиг. 2, где центральная станция 1 согласно настоящему изобретению содержит персональный компьютер или рабочую станцию 12, дисплей 61 и клавиатуру 11, подключенную к персональному компьютеру или рабочей станции 1 2. Персональный компьютер или рабочая станция 1 2 подключен к модему 13 центральной станции. Абонентский узел 2 центральной телефонной станции, показанный на фиг. 1 , подсоединен к модему центральной станции 13.

На карте 10, появляющейся на экране дисплея персонального компьютера или рабочей станции 1 2 на центральной станции 1 , отображается маркер 9, представляющий ретранслятор 6, соответствующий ячейке 8, в которой расположена мобильная станция 7, и круговая зона радиусом примерно 1 00 м (в некоторых случаях это может быть и не круг) с центром в маркере 9. Это указывает на то, что интересующая мобильная станция 7 расположена внутри данной круговой зоны. Сама мобильная станция 7 не может быть отображена на дисплее. Для манипуляций могут быть использованы клавиатура 11 и мышь (не показана).

На фиг. 11 показана блок-схема, раскрывающая конкретную структуру центральной станции 1 . Центральная станция содержит центральный процессор 60 для отображения положения мобильной станции 7 на карте, ПЗУ 62 и ЗУ с произвольной выборкой ЗУПВ 63, хранящие программы и т.п. для работы центральной станции 1, и интерфейс ввода/вывода 64, который обеспечивает взаимосвязь с внешними устройствами.

Драйвер CD-ROM 65 для отображения данных в виде карты, устройство автоматического вызова 66 для обеспечения соединения с телефонной станцией 2 для PHS системы и блок линейного разъединения 68 при осуществлении вызова в устройстве автоматического вызова 66, если это необходимо, и разъединения линии, сразу после получения данных ретранслятора 6, близ которого находится мобильная станция 7, подключены через интерфейс ввода/вывода 64. Блок линейного разъединения 68 подключен к телефонной станции (коммутатору) 2 центральной телефонной станции через модем центральной станции 13.

Помимо указания мобильной станции 7, непосредственно от центральной станции 1 посредством клавиатуры 11, линия абонента 71, запрашивающая положение станции 7, может быть подсоединена с помощью интерфейса ввода/вывода 64. Определение того, является входящий абонент предварительно определенным надлежащим абонентом или нет, может быть выполнено с использованием базы данных абонентов 69, соединенной с интерфейсом ввода/вывода 64.

Далее со ссылками на фиг. 1 , 2 и 11 описывается процедура излучения сигнала для определения местоположения мобильной станции 7 и получения информации о местоположении. Сначала задействуется клавиатура 11 на центральной станции 1 и при управлении от персонального компьютера или рабочей станции 1 2 автоматически набирается телефонный номер PHS интересующей мобильной станции 7. Затем через телефонную станцию 2 и ретранслятор 6, соответствующий ячейке 8, в которой расположена мобильная станция 7, устанавливается телефонная линия связи с мобильной станцией 7, как показано на фиг. 1. Когда установлено линейное соединение между центральной станцией 1 и мобильной станцией 7, в базу данных PHS определяется и записывается кодовый номер соответствующего ретранслятора 6. Поскольку такое распознавание и запоминание выполняется немедленно, линия связи между центральной станцией 1 и мобильной станцией 7 может быть тут же разъединена. Информация о положении ретранслятора 6 представлена кодовым номером ретранслятора 6 или широтой и долготой ретранслятора 6. Информация о местоположении тотчас же передается из базы данных PHS на модем 13 центральной станции 1 для передачи на персональный компьютер или рабочую станцию 12.

Информация для построения карты уже передана из встроенного драйвера CD-ROM 65 в персональный компьютер или рабочую станцию 1 2. Информация для карты отображается в виде карты 10 на экране дисплея 61. Ретранслятор 6 может быть указан с помощью маркера, как показано на фиг. 2, путем наложения на карту информации о местоположении, определяемой кодом либо широтой и долготой ретранслятора

6. Хотя здесь показана зона в виде круга радиусом примерно 100 м с центром в маркере 9 соответствующего ретранслятора, путем соответствующего программирования можно без труда создать кривую произвольной формы. На фиг. 2 показан лишь пример системы согласно настоящему изобретению. Настоящее изобретение не ограничено структурой, показанной на фиг.

2.

Как было показано выше, появление мобильной станции 7 в ячейке 8 ретранслятора 6 приводит к тому, что информация о местоположении распознается и записывается в базу данных, а затем подается на центральную станцию 1. Таким образом может быть установлено, что мобильная станция 7 расположена в круговой зоне радиусом примерно 1 00 м вокруг конкретного ретранслятора 6.

Как вариант, информация о местоположении мобильной станции 7 может быть получена из базы данных путем телефонного вызова мобильной станции 7 из центральной станции 1. Хотя в этой системе при реализации операции вызова для разговора предусмотрен звонок, однако, при получении информации о местоположении нет необходимости в такой сигнализации. Предпочтительно заглушить звонок, чтобы не отвлекать внимание водителя. Также желательно ввести функцию немедленного разъединения линии между центральной станцией 1 и мобильной станцией 7 сразу после того, как на центральную станцию 1 будет передан из базы данных PHS код конкретного ретранслятора, соответствующего ячейке, в которой находится мобильная станция 7. Хотя процедура установления связи (протокол) для получения информации о местоположении будет несколько отличаться от процедуры обычного телефонного разговора, ее реализация не представляет технических трудностей.

Это означает, что при данном варианте использования изобретения нет необходимости, чтобы на мобильной станции 7 был обычный телефонный аппарат. Требуется лишь наличие функции связи с ретранслятором 6. Как вариант, для реализации настоящего изобретения в системе может быть использована специализированная мобильная станция, причем такая мобильная станция 7 вызывается по телефону из центральной станции 1, таким образом, что телефонный звонок из центральной станции 1 сначала автоматически принимается и поддерживается в течение некоторого постоянного периода времени, а затем следует автоматическое разъединение линии.

В такой специальной мобильной станции не требуется наличие функции обычного телефонного разговора. Требуется лишь функция связи с ретранслятором 6 или функция автоматического приема и ответа и разъединения связи по истечении некоторого постоянного интервала времени. В этом случае идентификация ретранслятора 6, соответствующего ячейке 8, в которой расположена мобильная станция 7, выполняется в основном путем использования канала управления PHS. Следовательно, отпадает необходимость иметь различные кнопки, жидкокристаллический дисплей, громкоговоритель, микрофон и соответствующие электронные узлы. Полезно предусмотреть аварийную кнопку для вызова, чтобы сигнализировать о возникновении аварийной ситуации на мобильной станции. Таким образом, такая специализированная мобильная станция может быть значительно дешевле и легче, чем обычный портативный телефонный аппарат PHS.

Специальная мобильная станция не обязательно должна иметь аварийную кнопку.

Хотя в данном изобретении в качестве мобильной станции может быть использован стандартный портативный телефон PHS, предпочтительней является специализированная мобильная станция (специализированный мобильный терминал), где отсутствуют различные вышеописанные кнопки, жидкокристаллический дисплей, громкоговоритель, микрофон и относящиеся к ним электронные узлы. Такая специализированная мобильная станция может иметь значительно меньшие размеры, вес и стоимость за счет отсутствия этих электронных узлов. Согласно настоящему изобретению центральная станция 1 может идентифицировать информацию о положении мобильной станции 7, имея лишь данные, поставляемые из базы данных.

Как показано на фиг. 3, специальный мобильный терминал (мобильная станция) содержит основной корпус 1 5 мобильной станции, антенну 16, аварийную кнопку 17 и светодиод 14. Структура мобильного блока 7, показанная на фиг. 3, приведена для примера, и здесь может быть использован стандартный телефонный аппарат PHS. Мобильная станция 7 не ограничивается вариантом, показанным на фиг. 3.

В данном варианте мобильная станция 7 вызывается центральной станцией 1 для полу15 чения информации о положении мобильной станции 7. Центральная станция 1 передает телефонный вызов на мобильную станцию 7 через несколько телефонных станций и ретранслятор 6 PHS, соответствующий ячейке 8, где расположена мобильная станция 7. В отличие от нормального режима, когда на этом этапе звенит звонок, в настоящем изобретении звонок заглушен, поскольку должен быть идентифицирован лишь ретранслятор 6, соответствующий ячейке 8, в которой расположена мобильная станция 7. База данных PHS немедленно распознает и запоминает информацию о том, что мобильная станция расположена внутри ячейки 8 ретранслятора 6. Затем, непосредственно после этого линейное соединение между центральной станцией 1 и мобильной станцией 7 разъединяется. Хотя для такой операции протокол PHS связи и схема мобильной станции должны быть частично модифицированы, это не представляет технических трудностей. Как вариант, звонок может и звонить, если пользователь ничего не имеет против.

На фиг. 12 представлена схема внутренней структуры центральной станции управления 51. Центральный блок управления 51 содержит блок управления 52 и базу идентификационных данных 54 для идентификации ретранслятора 6 PHS, подсоединенного к блоку управления 52. Блок управления звонком 53 для обеспечения подавления звонка либо его деблокирования на мобильной станции 7 подключен к блоку управления 52. Наличие либо отсутствие звонка на мобильной станции 7 обеспечивается сигналом управления от блока управления звонком 53 с использованием сигнала разговора, вводимого через магистраль и блок управления 53.

Полученная информация о местоположении мобильной станции 7 передается на центральную станцию 1. Информация о местоположении каждого ретранслятора, представленная в виде точной широты и долготы, заранее предусмотрена в базе данных ретрансляторов 53 в центральной станции управления 51. Код либо широта и долгота соответствующего ретранслятора 6 поступает на центральную станцию 1 . Центральная станция 1 переходит в режим готовности, когда на дисплее 61 различных компьютеров, таких как персональный компьютер или рабочая станция 12, отображается карта 10. Эта система отображения карты является частью существующей системы, которая обычно используется в навигационной системе транспортных средств и т.п. Вся информация по карте отображается вместе с информацией о широте и долготе. Следовательно, информация о широте и долготе ретранслятора 6, передаваемая от центральной телефонной станции на центральную станцию 1 , может быть отображена так, как показано на фиг. 2, где помеченный ретранслятор 6 реально показан на карте на экране дисплея вышеупомянутого компьютера.

Таким образом, может быть установлено, что местоположение автомобиля, на котором смонтирована мобильная станция 7, находится в круговой зоне радиусом порядка 1 00 м с центром в ретрансляторе, отображенном на карте 10 на дисплее 61. В этом случае для привлечения внимания можно предусмотреть, чтобы изображение маркера соответствующего ретранслятора 6 мигало.

Центральная станция 1 последовательно опрашивает множество мобильных станций 7, в результате чего на карте дисплея в виде соответствующих круговых зон радиусом порядка 1 00 м отображается местоположение каждой мобильной станции 7 с использованием информации о местоположении каждого ретранслятора. Местоположение каждого автомобиля может быть определено с одного взгляда путем присвоения номера 1, номера 2, номера 3, ... соответствующим мобильным станциям.

Операция сбора информации о местоположении каждой мобильной станции 7 из центральной станции 1 может быть выполнена без того, чтобы отвлекать водителя автомобиля службы доставки и беспокоить соответствующую службу компании, осуществляющей обслуживание. Поскольку опрос осуществляется не с целью телефонного разговора, а лишь для идентификации ретранслятора 6, линия занимается лишь очень короткое время. Плата за использование телефона для выполнения опроса с целью сбора информации о местоположении обычно находится на минимальном уровне. Это экономично и не приведет к перерасходу при использовании канала PHS. Если эксплуатационная компания PHS заключает контракт с пользователем на фиксированную сумму (фиксированная помесячная плата), то затраты пользователя не увеличатся, если даже количество опросов возрастет.

Поскольку центральная станция 1 может постоянно отслеживать местоположение всех мобильных станций 7 по карте 1 0 на дисплее 61 , то из всех мобильных станций 7 может быть определен автомобиль службы доставки, ближайший к месту проживания клиента, так что для выполнения заказов можно будет связаться с самым подходящим для этого автомобилем компании. Телефоном, используемым для передачи инструкций, может быть телефон сотового типа, телефон типа PHS, телефон типа МСА либо одна из других систем связи. Однако связь, с целью телефонного разговора будет выполняться скорее всего с помощью телефона PHS, принимая во внимание, что главное преимущество настоящего изобретения состоит в том, что сбор и передача информации о местоположении и обычный разговор могут быть реализованы с помощью одной и той же мобильной станции PHS.

Как упоминалось выше система PHS не подходит для связи с автомобилем, который движется с высокой скоростью, поскольку площадь ячейки в городах мала. Строго говоря, информацию о местоположении автомобиля, который движется с высокой скоростью, невозможно получить в реальном времени без затруднений. Однако имеется возможность установления связи, когда такой автомобиль останавливается или замедляет движение у перекрестков или светофоров. Следовательно, нет больших проблем при практическом использовании системы. В пригородах площадь ячейки велика. Поэтому нет проблем в сборе информации о положении автотранспорта, движущегося с высокой скоростью.

Как вариант, информация о местоположении мобильной станции 7, которая с течением времени меняется, может записываться на жестком диске 70 персонального компьютера или рабочей станции 12 на центральной станции 1. Путем последовательного получения, а затем и воспроизведения данных о местоположении может быть отображено местоположение мобильной станции 7 в сочетании с соответствующими моментами времени, как это показано на фиг. 4, где на дисплее 61 представлена карта 1 0 с отметками, указывающими местоположение мобильной станции 7. Кроме того, как вариант, время и информация о местоположении могут отображаться в виде списка.

Хотя процедура для выборки информации о местоположении и была описана подробно, следует отметить, что при обычном протоколе вызов выполняется в рамках вызова для обычного разговора и передачи данных, в результате чего звенит звонок и устанавливается соединение линии.

Выше был описан способ получения информации о местоположении, указывающей, в какой ячейке ретранслятора 6 расположена мобильная станция 7 в соответствии с данными, хранящимся в базе данных телефонной компании. Далее будет описан способ идентификации информации о местоположении мобильного блока 7 без использования базы данных.

(В) Второй вариант осуществления изобретения.

Во втором варианте осуществления изобретения используется радиотелефонная система связи в малой зоне (включающая радиотелефон), например, такая как PHS, показанная на фиг. 1 . При связи между ретранслятором 6 и мобильной станцией 7 идентификационный код передачи (CS-ID) и идентификационный код приема (PS-ID), показанные на фигурах 5 и 6, передаются между ними независимо от того, является ли эта система системой общего пользования, содержащей центральную станцию 1 , телефонные станции (коммутаторы) 2 и 4 сети общего пользования, цифровую сеть и т.п., ретранслятор 6 и мобильную станцию 7, или она является самоуправляемой системой.

На фиг. 5 показан пример структуры идентификационного кода передачи и идентификационного кода приема между ретранслятором (CS) 6 и мобильной станцией (PS) 7 в самоуправляемой системе. Согласно фиг. 5, идентификационный код передачи, определяющий ретранслятор, формируется из 42 бит, включая 29-битный код системного вызова, представляющий код вызова самоуправляемой системы, и 13-битный дополнительный идентификатор (ID), представляющий ID-код ретранслятора самоуправляемой системы. Идентификационный код приема для определения мобильной станции сформирован из 28 бит.

На фиг. 6 показан пример структуры идентификационного кода передачи и идентификационного кода приема для связи между ретранслятором 6 и мобильной станцией 7 в системе общего пользования. Согласно фиг. 6, идентификационный код передачи формируется из 42 бит, включая 9-битный идентификационный код компании, являющийся кодом для телефонной компании, и 33-битный дополнительный ID-код наружной сети для обозначения ретранслятора для наружной сети общего пользования. Дополнительный ID-код наружной сети содержит номер зоны одновременного вызова и дополнительный ID-номер для одновременного вызова множества ретрансляторов внутри некоторой зоны, чтобы вызвать конкретный терминал. Идентификационный код приема для определения мобильной станции формируется из 28 бит.

Путем обеспечения на мобильной станции 7 функции, состоящей в том, что дополнительная ID информация (данные), указывающая кодовый номер ретранслятора 6, выделяется и вводится на мобильной станции 7 и затем передается на центральную станцию 75 через соответствующую систему радиосвязи (включающую радиотелефон), на центральной станции 1 может быть получена информация о том, в какой ячейке ретранслятора 6 расположена мобильная станция, независимо от базы данных телефонной компании.

На фиг. 1 3 схематически показана передача информации между ретранслятором 6, мобильной станцией 7 и центральной станцией 1 согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Согласно фиг. 13, мобильная станция 7 во втором варианте осуществления изобретения вызывается ретранслятором 6, образующим PHS систему. Когда с помощью этого вызова получают идентификационный номер, определяющий ретранслятор 6, соответствующий мобильной станции 7, то соответствующий сигнал передается по радио на центральную станцию 75. На фиг. 14 представлена блок-схема, раскрывающая структуру центральной станции 75 согласно второму варианту осуществления изобретения, и которая соответствует первому варианту по фиг. 1. Центральная станция 75 подобна центральной станции 1 первого варианта, при условии если добавить базу данных ретранслятора 38, базу данных мобильной станции 39 и радиоприемный блок 72. Остальные элементы подобны элементам на фиг. 11, поэтому их описание не повторяется. Радиоприемный блок 72 принимает идентификационный код передачи ретранслятора 6, посланный от мобильной станции 7 по радио. Принятый идентификационный код передачи соотносится с базой данных ретранслятора 38 и базой данных мобильного блока 39, в результате чего идентифицируется ретранслятор 6, соответствующий мобильной станции 7. Идентифицированный ретранслятор отображается на дисплее 61.

Дополнительная ID информация, указывающая кодовый номер ретранслятора 6, может храниться в памяти на мобильной станции 7. При запросе со стороны центральной станции 1 данные дополнительного ID могут быть переданы на центральную станцию 1 через подходящую радиотелефонную систему связи.

Хотя в вышеуказанном варианте мобильная станция 7 идентифицирует ретранслятор 6 посредством вызова с ретранслятора 6, передача и прием команды запроса могут выполняться с помощью радиотелефонной системы, не зависимой от телефонной сети PHS системы, для выдачи данных о ретрансляторе (дополнительный ID), которые определяют зону, где он расположен, с целью идентификации местоположения мобильной станции 7 на стороне центральной станции 1. Схема для вышеописанной ситуации показана на фиг. 15.

На фиг. 7 представлена блок-схема, демонстрирующая конфигурацию специализированного терминала (мобильной станции 7). Аудиоблок, блок отображения и блок клавиатуры отсутствуют, поскольку терминал является специализированным. Согласно фиг. 7, мобильная станция 7, выполняющая функции специализированного терминала, содержит антенну 1 9 для передачи и приема, схему приемного усилителя и схему демодуляции 21 для усиления и демодуляции сигнала, принимаемого антенной 19, схему обнаружения дополнительного ID 22 для обнаружения дополнительного ID для идентификации ретранслятора 6 в соответствии с демодулированным сигналом, и схему измерения напряженности электрического поля 23 для измерения напряженности электрического поля в соответствии с сигналом, усиливаемым схемой усиления 20. Мобильная станция 7, кроме того, содержит схему управления 24, подключенную к схеме обнаружения ID 22 и схеме измерения напряженности электрического поля 23, для обеспечения управления всей мобильной станцией 7 и схему памяти 25, подключенную к схеме управления 24. После определения ретранслятора информация о дополнительном ID и напряженности электрического поля этого ретранслятора подается на центральную станцию 75 посредством схемы генерирования сигнала передачи 26, схемы модуляции 27, схемы усиления 28 и антенны 19. Далее будет описана работа всей системы.

В соответствии с фиг. 7, ID и напряженность электрического поля одного или множества ретрансляторов 6, хранящиеся в схеме памяти 25, посылаются из схемы памяти 25 в схему управления 24 в ответ на команду запроса от центральной станции 75 для подачи в схему генерирования сигнала передачи 26.

Процедура определения местоположения может быть осуществлена согласно второму варианту осуществления изобретения, как показано на фиг. 8. После поступления на центральную станцию 75 запроса информации о местоположении от уполномоченного пользователя (пользователь, с которым заключен контракт) (этап S11), центральная станция 75 подтверждает пароль пользователя, либо выполняет чтолибо подобное (S12). Если с этим пользователем заключен контракт, то запрос на получение информации о ретрансляторе 6 направляется на интересующий терминал (S13). При получении информации о ретрансляторе 6 от мобильной станции 7 (S14, S15) эта информация анализируется, и происходит обращение к базе данных 38 ретрансляторов, для того, чтобы идентифицировать местоположение (S16, S17). Информация о ретрансляторе 6, то есть, адрес или широта и долгота ретранслятора 6 вместе с соответствующим ID кодом ретранслятора 6, а также мощностью передачи и другой информацией о ретрансляторе 6 записывается в базу данных 38 ретрансляторов. Полученная информация о местоположении выдается пользователю 71, запрашивающему информацию о положении, для завершения выполнения операции определения местоположения. Используя этот способ, на центральной станции 75 можно даже определить напряженность электрического поля мобильной станции 7. Следовательно, местоположение определяется не как относительно неопределенное, внутри зоны радиусом 1 00 м вокруг ретранслятора 1 6, а со значительно более высокой точностью. Мощность приема, согласно уравнению Фрииза, обратно пропорциональна квадрату расстояния между антеннами передатчика и приемника:

Мощность приема = коэффициент усиления антенны передатчика х коэффициент усиления антенны приемника х мощность передачи *· (4π х расстояние между передатчиком и приемником /длина волны)²... (1)

Следовательно, расстояние между ретранслятором 6 и мобильной станцией 7 может быть вычислено, исходя из значения мощности приема, получаемого схемой измерения напряженности электрического поля 23, пока21 занной на фиг. 7. Основной принцип определения иллюстрируется с помощью фиг. 9.

Полагая, что расстояние между передатчиком и приемником, получаемое путем решения уравнения (1), составляет r метров, можно считать, что мобильная станция 7 находится по существу в пределах окружности радиусом порядка r метров с центром в ретрансляторе А с самой большой напряженностью электрического поля. Проведя касательные к окружности радиусом r метров от ретранслятора В и ретранслятора С, имеющих следующий по величине максимальный уровень напряженности электрического поля, получают дугу, которая является частью окружности радиусом r метров; так можно локализовать положение мобильной станции 7 на этой дуге 33. В результате положение мобильной станции 7 может быть идентифицировано с более высокой точностью.

На фиг. 10 показан примерный набор элементов системы на стороне центральной станции 75 для выполнения вычислений с целью обнаружения мобильной станции 7 и отображения полученного положения на карте. Представленная схема содержит телефонную линию 34, схему демодуляции сигнала 35, схему вычисления местоположения 36 мобильной станции, дисплей 37, базу данных 38 ретранслятора 6, базу данных местоположения 39 мобильной станции 7, базу данных карты 40 и схему вызова 41 мобильной станции 7.

Важно отметить, что местоположение ретранслятора не может быть идентифицировано только с помощью данных, посылаемых из мобильной станции 7, например, ID кода ретранслятора из множества ретрансляторов. Для того чтобы определить местоположение ретранслятора, заранее, в виде базы данных 38 ретрансляторов, должна быть предусмотрена информация о ретрансляторе, например, местоположение ретранслятора 6 (адрес или широта и долгота), выходная мощность передачи ретранслятора 6 и высота антенны в соответствии с ID соответствующих ретрансляторов 6. Также должна быть предусмотрена база данных 40 электронной карты. Схема вычисления местоположения 36 мобильной станции 7 использует данные о множестве ретрансляторов, посылаемые из мобильной станции 7, для вычисления расстояния r между ретранслятором А, имеющим самую большую напряженность электрического поля, и мобильной станцией для построения окружности радиусом r с центром в ретрансляторе А и затем строит касательную от соответствующих мест расположения ретрансляторов В, С ..., имеющих вторую, третью ... по убыванию напряженности электрического поля, для построения дуги 33. Информация о местоположении ретранслятора соотносится с базой данных карты 40 для отображения на карте мобильной станции 7. База данных 39 мобильной станции 7 хранит расчетные данные.

(С) Третий вариант осуществления изобретения.

Далее будет описан третий вариант осуществления настоящего изобретения. Также как в первом и втором вариантах, в третьем варианте осуществления используется радиотелефонная система связи в малой зоне, например, PHS.

На фиг. 1 6 представлены диаграммы, иллюстрирующие распространение сигнала центральной станции 1 согласно третьему варианту осуществления изобретения. С левой стороны представлен трехмерный фрагмент, который изображается на карте 1 0, а с правой стороны диаграмма направленности. (А) относится к случаю, когда ретранслятор 6 установлен в районе перекрестка, (В) - это случай, когда ретранслятор 6 установлен на улице без перекрестка, а (С) - случай, когда ретранслятор 6 установлен у развилки. На фиг. 1 7 показана диаграмма распространения, когда с одной стороны прямой дороги имеется здание, а с другой стороны парк.

В третьем варианте осуществления подобная информация хранится на CD-ROM 65 на центральной станции 1 и в базе данных 38 ретрансляторов. Центральная станция 1 в соответствии с этой информацией и данными об электрическом поле от множества ретрансляторов, показанных во втором варианте осуществления изобретения, осуществляет моделирование для идентификации конкретного местоположения мобильной станции 7.

Далее будет описана взаимосвязь между расстоянием и напряженностью электрического поля для осуществления такого моделирования. Взаимосвязь между расстоянием от ретранслятора 6 до мобильной станции 7 и напряженностью электрического поля описывается следующим уравнением:

D=f(E). (2)

Линейная аппроксимация в продольном направлении прямой линейной трассы выражается следующим уравнением:

D=-16E+1100. (3)

Линейная аппроксимация в поперечном направлении выражается как D= 30 (м).

Здесь D обозначает расстояние от ретранслятора (м), а Е обозначает напряженность электрического поля (дБ мкВ/м).

Расстояние между ретранслятором 6 и мобильной станцией 7 может быть вычислено с использованием выше указанных эмпирических выражений.

На фиг. 1 8 показана диаграмма для определения местоположения мобильной станции 7 в соответствии с результатами моделирования. С учетом представления на фиг. 18 предположим, что исходя из данных электрического поля и диаграмм распространения сигналов трех ретрансляторов 6 получены данные по трем диаграммам: диаграмме 1 , диаграмме 2, и диа23 грамме 3. Мобильная станция 7 расположена в перекрывающейся части этих диаграмм.

На фиг. 19 показано местоположение мобильной станции 7, определенное в соответствии с данным вариантом осуществления изобретения. Мобильная станция 7 расположена в заштрихованной зоне на фиг. 19.

Далее со ссылками на фиг. 20 будет описан случай получения множества местоположений мобильной станции 7 в различные моменты времени. Для отслеживания мобильной станции 7 в реальном времени может быть получена траектория движения мобильной станции 7.

Настоящее изобретение не ограничено вышеописанным вариантом осуществления, в котором используется трехмерная карта. Диаграмма распространения сигнала может быть подобным же образом получена и использована вместе с обычной плоской картой, коль скоро может быть определена конфигурация зданий и сооружений.

Хотя настоящее изобретение может быть использовано в различных областях, оно особенно эффективно при получении информации о местоположении соответствующих автотранспортных средств для службы доставки. Информация о местоположении может быть получена, не отвлекая внимания водителя. Кроме того, водителя не будет беспокоить звонок телефона. Центр может определить местоположение автомобиля, доставляющего товары, когда водитель совершенно не подозревает об этом. Таким образом, вывоз и доставка товаров могут быть быстро выполнены по запросу клиента службы доставки. Кроме того, может быть быстро осуществлен поиск и установление местонахождения пропавшего объекта.

Как альтернативный вариант использования, на карте дисплея у работодателя может отображаться информация о том, находится ли рассыльный в автомобиле или отошел от него. Таким образом связь, а также управление рассыльными может выполняться более эффективно.

Настоящее изобретение также может быть использовано для отображения местоположения полицейской патрульной машины. Специализированный терминал, согласно настоящему изобретению, может находиться или быть смонтирован на грузовике или автомобиле банка или службы безопасности. Поставив специализированный терминал в сейф, где упакованы деньги, центральная станция 1 или 75 всегда может контролировать местоположение этого сейфа или автомобиля, перевозящего деньги. Путем нажатия аварийной кнопки, которая выдает аварийный сигнал из специализированной мобильной станции 7, когда возникает опасная ситуация, на дисплее центральной станции 1 или 75 может быть принудительно введено аварийное прерывание, чтобы уведомить оператора центральной станции 1 или 75 о возникновении аварийной ситуации путем появления мигающего маркера, указывающего на ретранслятор, расположенный ближе всего к соответствующему автомобилю. Оператор может немедленно поставить в известность полицию для быстрого разрешения опасной ситуации.

Преимуществом специализированного терминала, согласно настоящему изобретению, является возможность уменьшения размеров, веса и стоимости, что позволяет сделать мобильную станцию 7 размером с коробку из-под сигарет, которую может иметь при себе ребенок, лица преклонного возраста или страдающие психическими заболеваниями, или инвалиды, так что положение мобильной станции 7, то есть человека, имеющего при себе терминал, выполненный согласно настоящему изобретению, может быть отслежено путем отображения на карте на домашнем персональном компьютере и т.п. Положение человека, имеющего при себе терминал, согласно настоящему изобретению, может быть в явном виде определено в круговой зоне радиусом порядка 1 00 метров в соответствии с информацией о положении. Поскольку положение человека может контролироваться аппаратурой, находящейся в домашних условиях, это эффективно с точки зрения его безопасности и защиты. Кроме того, если человек, имеющий при себе терминал, согласно настоящему изобретению, захочет срочно связаться с кем-либо в доме, то нажатие на аварийную кнопку вызовет мигающее изображение маркера, показывающего ретранслятор 6 на мониторе домашнего персонального компьютера или чего-либо подобного. Чрезвычайная ситуация может быть распознана немедленно и достаточно быстро предприняты меры по защите этого человека.

Терминал согласно настоящему изобретению может быть закреплен на ошейнике домашнего животного. Если домашнее животное потерялось, его можно будет легче обнаружить, поскольку можно определить его местоположение.

Ретранслятор PHS перекрывает зону радиусом 1 00 м в больших и малых городах. С точки зрения экономии для окраин городов на каждый ретранслятор планируется площадь перекрытия радиусом 2-3 км. Хотя может показаться, что идентификацию положения мобильной станции 7 на окраинах осуществлять труднее, чем в городах, на самом деле расположение в зоне радиусом 2-3 км может быть вполне допустимо, поскольку количество сооружений или жилых зданий в пригородах мало. Здесь должен быть достигнут компромисс с учетом эффективности затрат.

Хотя принцип действия настоящего изобретения описан здесь применительно к PHS, настоящее изобретение может быть в принципе использовано с любой системой, коль скоро она является системой радиотелефонной связи в малой зоне.

(D) Четвертый вариант осуществления изобретения.

На фиг. 21 представлена блок-схема центральной станции 1, которая представляет собой систему определения местоположения, согласно настоящему изобретению. В отличие от первого варианта, показанного на фиг. 1 , центральная станция 1 , согласно данному варианту, отличается тем, что в ней предусмотрена база данных диаграмм распространения сигнала 81, куда записываются и где в совокупности содержатся электронная карта 81а, база данных 81b ретрансляторов и база данных нормализованных диаграмм 81с, в которой хранятся нормализованные диаграммы распространения (которые будут описаны далее). Остальные элементы подобны элементам по первому варианту осуществления изобретения. Соответствующие блоки имеют те же самые цифровые обозначения, и их описание повторяться не будет.

(1 ) Описание данных, характеризующих диаграмму распространения сигнала ретранслятора.

На фиг. 22 показана блок-схема процедуры определения диаграммы распространения сигнала ретранслятора 6. На фиг. 23 и 24 представлены диаграммы, поясняющие процедуру определения диаграммы распространения сигнала ретранслятора 6. Сначала (этап S11) с использованием измеряемых фактических значений получают максимальную дальность распространения сигнала R ретранслятора 6. Как показано на фиг. 23, строятся отрезки прямой, соединяющие центральную точку О ретранслятора 6 и точки, соответствующие максимальной дальности распространения сигнала R. В данном случае отрезки прямых соединяют точки, отложенные с равными угловыми интервалами против часовой стрелки с использованием в качестве базы горизонтального направления (угол А = 0). Здесь в качестве углового интервала выбирается произвольный угол в диапазоне от 1 до 120° (S112 S114).

Далее получают точку пересечения отрезка прямой L, представляющего дальность R, с данными, описывающими постройку 11, на электронной карте, чтобы сформировать область (многоугольник), ограниченную точками пересечения. Например, если ретранслятор 6 находится в центре пересечения и если имеются постройки с тремя углами, то автоматически получается область в виде диаграммы распространения сигнала Ма (S115 - S117), как показано на фиг. 24.

Последовательность координатных точек полученной диаграммы распространения сигнала Ма преобразуется в значение дальности от центра ретранслятора 6. Это значение дальности сохраняется в базе данных 81 (S118). Здесь дальность хранится в виде значения, нормализованного к произвольно выбранной погрешности. Например, если максимальная дальность распространения сигнала составляет 800 м, а погрешность - 4 м, то значение нормализуется и сохраняется в виде 800/4 = 200. Поскольку запоминается значение, преобразованное к нормализованному виду, время, необходимое для выборки, может быть уменьшено, коль скоро уменьшается длина данных, используемых для описания диаграммы распространения сигнала. На фиг. 25 показана взаимосвязь между погрешностью и диапазоном дальности на 1 байт. На фиг. 6 показана взаимосвязь между угловым интервалом последовательности координатных точек диаграммы распространения сигнала и длиной данных (когда дальность представлена на 1 байт). Если угловой интервал последовательности координатных точек установлен в 5° при погрешности 4 м, то диаграмма распространения сигнала ретранслятора 6 выражается далее в виде последовательности координатных точек (с плавающей запятой, из 8 байт). В частности, 8 х 2= 1 6 байт вместе с 8 байт для каждой координаты Х и Y. При угловом интервале 5°, 360/5 = 72. 16 х 72 = 1152 байт. Только 72 байта требуется, чтобы осуществить определение от центра ретранслятора 6, как в четвертом варианте осуществления изобретения. Диаграмма распространения сигнала ретранслятора 6 может быть определена как 1 /1 6. Представление диаграммы распространения сигнала ретранслятора 6 с помощью данных малой длины означает, что объем данных, записываемых в базе данных, будет также уменьшен. Значит, может быть уменьшено время выборки при поиске диаграммы распространения сигнала произвольного ретранслятора 6 в базе данных 81.

(2) Вычисление диаграммы направленности сигнала с произвольной напряженностью электрического поля.

На фиг. 27 показана блок-схема, поясняющая процедуру такого вычисления. Фиг. 28 показывает связь между напряженностью электрического поля и дальностью распространения сигнала. На фиг. 29 показаны конкретные примеры.

Сначала в соответствии с эмпирическим выражением, которое выводится на основе измеренных значений, получают дальность распространения N сигнала с произвольной напряженностью электрического поля (S121).

На фиг. 28 представлены соотношения между напряженностью электрического поля и максимальной дальностью распространения сигнала согласно различным результатам измерения. Например, из фиг. 28 получается следующее уравнение:

Дальность распространения N = - (напряженность электрического поля -82)/0,056.

Согласно этому уравнению получают дальность распространения сигнала. Эта дальность распространения нормируется в соответ27 ствии с погрешностью диаграммы распространения Ма сигнала ретранслятора 6, хранящейся в базе данных (S122). Если полученная дальность распространения сигнала составляет 400 м, а погрешность - 4м, то 400/4 = 100.

Производится поиск в базе данных 81 для считывания диаграммы распространения сигнала ретранслятора 6 (S123). Дальность распространения N сигнала с произвольной напряженностью электрического поля (100 в вышеуказанном примере) сравнивается с дальностью R диаграммы распространения Ма сигнала ретранслятора 6 (200 в вышеуказанном примере). Если дальность диаграммы распространения сигнала ретранслятора 6 больше, то она заменяется дальностью распространения Mb сигнала с произвольной напряженностью электрического поля (S124). Поскольку дальность R диаграммы распространения Ма сигнала ретранслятора 6 является максимальной дальностью распространения, то дальность N распространения сигнала не будет больше, чем дальность R. Следовательно, вычисление диаграммы распространения сигнала с произвольной напряженностью электрического поля возможно просто путем сравнения численных значений. На фиг. 29а показана диаграмма распространения Ма сигнала, записанная в базе данных, а на фиг. 29b показана диаграмма распространения сигнала с произвольной напряженностью электрического поля.

Таким образом, диаграмма распространения сигнала с произвольной напряженностью электрического поля может быть получена просто путем сравнения дальности для диаграммы распространения Ма сигнала ретранслятора 6, хранящейся в базе данных 81, с дальностью N при произвольной напряженности электрического поля. Получать каждый раз точку пересечения с данными для построек на электронной карте нет необходимости.

Следовательно время, необходимое для вычисления диаграммы распространения сигнала с произвольной напряженностью электрического поля, может быть уменьшено.

(3) Вычисление перекрытия диаграмм распространения сигнала.

Далее со ссылками на фиг. 30 и 31 будет описана процедура вычисления перекрытия диаграмм распространения волн, описываемых уравнением (2). На фиг. 30 показана блок-схема, поясняющая процедуру расчета перекрытия диаграмм распространения сигнала. На фиг. 31 показан конкретный пример.

Сначала в зоне, включающей диаграммы распространения Мс и Md сигнала, перекрытие которых должно быть получено на заданной карте 21, определяется виртуальная ячейка сетки 22 произвольного размера в соответствии с погрешностью (S131). Далее определяется, попадает ли центр каждой ячейки 22 в диаграммы распространения Мс и Md сигнала (S132). Набор ячеек, попавших в диаграммы распространения Мс и Md сигнала, устанавливается как перекрытие диаграмм распространения сигнала (S133). Время вычислений может быть уменьшено, поскольку перекрытие получается путем расчетов, оперирующих многоугольником и точкой, а не с многоугольниками.

На фиг. 31 показан конкретный пример определения перекрытия. Сначала с использованием одного многоугольника определяется одна диаграмма распространения Мс, а затем с использованием другого многоугольника получают диаграмму распространения Md сигнала. Положение может быть определено путем получения перекрывающейся части Me.

Здесь виртуально определенный размер ячейки может быть увеличен (низкая точность) или уменьшен (высокая точность). Более низкая точность позволяет уменьшить время, необходимое для вычисления, поскольку уменьшается количество точек для определения того, попадает или нет центр ячейки в многоугольник.

Промышленная применимость

При монтаже, закреплении или просто наличии на объекте мобильной станции, которая, согласно настоящему изобретению, является структурным элементом системы, информация о положении автотранспортного средства или человека через абонентский узел PHS может быть передана на центральную станцию. Информация о положении (местонахождении) автомобиля или человека может быть воссоздана на карте, отображаемой на дисплее центральной станции, где изображается круговая зона с соответствующими маркерами в центральной точке (круговая зона радиусом порядка 1 00 м в городах и круговая зона радиусом порядка 2-3 км в пригородах). Таким образом, местоположение автомобиля или человека может быть определено визуально. Кроме того, настоящее изобретение может быть использовано для управления и анализа перемещения мобильной станции, поскольку траектория ее движения может отображаться вместе с соответствующими отметками времени.

Хотя настоящее изобретение было подробно описано и проиллюстрировано, совершено ясно, что это описание служит только иллюстрацией и примером и не должно рассматриваться как ограничение, причем сущность и объем настоящего изобретения определяется только прилагаемой формулой изобретения.

Claims (18)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Система отображения местоположения мобильного терминала (7), использующего систему связи в малой зоне, причем упомянутая система связи в малой зоне содержит ретранслятор (6), предусмотренный в каждой из малых зон, причем указанный ретранслятор (6) содержит информацию, идентифици29 рующую указанный ретранслятор (6) для мобильного терминала (7) во время связи с указанным мобильным терминалом (7), мобильный терминал (7) для осуществления связи с указанным ретранслятором (6) как с базой и центральную станцию (1, 91) для осуществления связи с мобильным терминалом (7), при этом центральная станция (1, 91) содержит средство (36) для обнаружения местоположения мобильного терминала (7) в соответствии с информацией идентификации ретранслятора, мобильный терминал (7) содержит средство контроля (23) для контроля напряженности электрического поля ретранслятора и средство (26, 27, 28) для передачи напряженности электрического поля ретранслятора, полученной средством контроля (23), к указанной центральной станции (1, 91), причем указанное средство обнаружения (36) идентифицирует местоположение мобильного терминала (7) в соответствии с переданной напряженностью электрического поля ретранслятора и информацией о диаграмме распространения сигнала в соответствии с местоположением ретранслятора (6).
2. 2. Система отображения местоположения мобильного терминала (7) по п. 1 , отличающаяся тем, что средство контроля (23) контролирует напряженность электрического поля множества ретрансляторов (6), мобильный терминал (7) передает напряженность электрического поля множества ретрансляторов (6), контролируемых средством контроля (23), к центральной станции (1, 91), а средство обнаружения идентифицирует местоположение мобильного терминала (7) с помощью переданной напряженности электрического поля от множества ретрансляторов (6) и информации о диаграмме распространения сигнала в соответствии с указанным множеством ретрансляторов (6).
3. 3. Система отображения местоположения мобильного терминала (7) по п. 1 , отличающаяся тем, что связь между мобильным терминалом (7) и ретранслятором (6) осуществляется с помощью канала связи, осуществляющего определенную связь, и канала управления для определения условия, которое становится необходимым предварительным условием указанной связи, причем передача напряженности электрического поля ретранслятора (6) к центральной станции (91) указанным средством передачи мобильного терминала (7) осуществляется с помощью указанного канала управления.
4. 4. Система отображения местоположения мобильного терминала (7) по п. 1 , отличающаяся тем, что вызов от центральной станции (1) к мобильному терминалу (7) принимается на мобильном терминале (7) без выдачи звонка вызова, когда центральная станция (91) осуществляет связь с мобильным терминалом (7).
5. 5. Система отображения местоположения мобильного терминала (7) по п.1, отличающаяся тем, что содержит средство аварийного уведомления (17), причем уведомление о введении в действие средства аварийного уведомления (1 7) передается вместе с идентификационным номером ретранслятора (6) к центральной станции (91).
6. 6. Система отображения местоположения мобильного терминала (7) по п.1, отличающаяся тем, что содержит средство для автоматического разъединения линии соединения с центральной станцией (1, 91) после выдачи идентификационного номера на центральную станцию (1, 91) в ответ на вызов от центральной станции (1, 91).
7. 7. Система отображения местоположения мобильного терминала (7) по п,1, отличающаяся тем, что центральная станция (1, 91) содержит средство для вызова мобильного терминала (7), причем средство вызова осуществляет вызов мобильного терминала (7) с помощью указанного канала управления.
8. 8. Система отображения местоположения мобильного терминала (7) по п.1, отличающаяся тем, что центральная станция (1, 91) содержит средство запоминания, при этом средство обнаружения (36) обнаруживает местоположение мобильного терминала (7) для множества моментов времени в разных временных точках, и результаты обнаружения местоположения для множества моментов времени запоминаются в указанном средстве запоминания (70).
9. 9. Система отображения местоположения мобильного терминала (7) по п.8, отличающаяся тем, что центральная станция (1, 91) содержит средство отображения (61 ) для отображения результатов обнаружения местоположения для множества моментов времени на средстве отображения (61 ), в результате чего обеспечивается отображение траектории следования (18) мобильного терминала (7).
10. 1 0. Система отображения местоположения мобильного терминала (7) по п.1, отличающаяся тем, что средство обнаружения содержит средство для отображения карты (1 0) окрестностей местоположения мобильного терминала (7) и средство для отображения местоположения мобильного терминала (7) в заданной конфигурации на указанной карте.
11. 11. Система отображения местоположения мобильного терминала (7) по п.1, отличающаяся тем, что система связи в малой зоне является системой портативных телефонов.
12. 1 2. Система отображения местоположения мобильного терминала (7) по п. 1 , отличающаяся тем, что в ней мобильный терминал (7) содержит антенну (16) для осуществления связи с ретранслятором (6), средство для определения идентификационного номера, идентифицирующего ретранслятор-адресат (6) связи, и средство для выдачи полученного идентификационного номера в центральную станцию (1, 91).
13. 13. Система отображения местоположения мобильного терминала (7) по п.12, отличающаяся тем, что вызов от центральной станции (1, 91) к мобильному терминалу (7) принимается без выдачи звонка вызова, когда центральная станция (1, 91) осуществляет связь с мобильным терминалом (7).
14. 14. Система отображения местоположения мобильного терминала (7) по п.12, отличающаяся тем, что в ней мобильный терминал (7) содержит средство аварийного уведомления (17), причем уведомление о введении в действие средства аварийного уведомления (1 7) выдается вместе с идентификационным номером ретранслятора (6) к указанной центральной станции (1, 91).
15. 15. Система отображения местоположения мобильного терминала (7) по п.12, отличающаяся тем, что в ней мобильный терминал (7) содержит средство для автоматического разъединения линии соединения с центральной станцией (1, 91) после выдачи идентификационного номера к центральной станции (1, 91) в ответ на вызов от центральной станции (1, 91).
16. 16. Система отображения местоположения мобильного терминала (7) по п. 1 , отличающаяся тем, что центральная станция (1, 91) содержит средство запоминания (70), при этом средство обнаружения обнаруживает местоположение мобильного терминала (17) для множества моментов времени в разных временных точках, полученные результаты обнаружения местоположения для множества моментов времени запоминаются в средстве запоминания (70), причем результаты обнаружения местоположения для множества моментов времени выдаются для отображения траектории следования мобильного терминала (76) на средстве отображения (6).
17. 17. Система отображения местоположения мобильного терминала (7), использующего систему связи в малой зоне, причем упомянутая система связи в малой зоне содержит ретранслятор (6), предусмотренный в каждой из малых зон, причем указанный ретранслятор (6) обеспечивает информацию, идентифицирующую указанный ретранслятор (6) для мобильного терминала (7) во время связи с указанным мобильным терминалом (7), мобильный терминал (7) для осуществления связи с указанным ретранслятором (6) как с базой и центральную станцию (1, 91) для осуществления связи с мобильным терминалом (7), при этом центральная станция (1, 91) содержит средство обнаружения (36) для обнаружения местоположения мобильного терминала (7) в соответствии с информацией идентификации ретранслятора, а мобильный терминал (7) содержит средство контроля (23) для контроля напряженности электрического поля ретранслятора и средство (26, 27, 28) для передачи напряженности электрического поля ретранслятора, полученной средством контроля (23), к указанной центральной станции (1, 91), при этом вызов от центральной станции (1 , 91) к мобильному терминалу (7) принимается в мобильном терминале (7) без выдачи звонка вызова, когда центральная станция (1 ) осуществляет связь с мобильным терминалом (7).
18. 18. Система отображения местоположения мобильного терминала (7), использующего систему связи в малой зоне, причем упомянутая система связи в малой зоне содержит ретранслятор (6), предусмотренный в каждой из малых зон, причем указанный ретранслятор (6) обеспечивает информацию, идентифицирующую указанный ретранслятор (6) для мобильного терминала (7) во время связи с указанным мобильным терминалом (7), мобильный терминал (7) для осуществления связи с указанным ретранслятором (6) как с базой и центральную станцию (1, 91) для осуществления связи с мобильным терминалом (7), при этом центральная станция (1, 91) содержит средство (36) для обнаружения местоположения мобильного терминала (7) в соответствии с информацией идентификации ретранслятора, мобильный терминал (7) содержит средство контроля (23) для контроля напряженности электрического поля ретранслятора, средство (26, 27, 28) для передачи напряженности электрического поля ретранслятора, полученной средством контроля (23), к указанной центральной станции (1, 91) и средство (68) для автоматического разъединения линии соединения с центральной станцией (1, 91) после выдачи идентификационного номера на центральную станцию (1, 91) в ответ на вызов от центральной станции.