JP2001517913A - 移動電話システムにおける移動ターミナルの地理的位置の決定 - Google Patents

移動電話システムにおける移動ターミナルの地理的位置の決定

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JP2001517913A JP2000513435A JP2000513435A JP2001517913A JP 2001517913 A JP2001517913 A JP 2001517913A JP 2000513435 A JP2000513435 A JP 2000513435A JP 2000513435 A JP2000513435 A JP 2000513435A JP 2001517913 A JP2001517913 A JP 2001517913A
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mobile telephone
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ミッコ ヤルヴェレ
イルッカ ケスキタロ
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、多数のカバレージエリアを備え、各カバレージエリアは、少なくとも１つのベースステーション(100)によってサービスされ、多数の加入者ターミナル(106,108)が１つ以上のベースステーションと通信し、これらターミナルの少なくとも幾つかは、それらの地理的位置を決定して、その位置をベースステーションに通知するように構成された移動電話システムに係る。ターミナルは、それらの地理的位置をある間隔でベースステーションに通知するよう構成される。ターミナルのコール設定クオリティを改善するために、ベースステーションは、各ターミナルにより送信される１つ以上の位置情報項目を記憶し、そしてターミナルにより送信された位置情報に基づいてターミナルの移動方向及び速度を決定するように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、多数のカバレージエリアを備え、各カバレージエリアは、少なくと
も１つのベースステーションによってサービスされ、多数の加入者ターミナルが
１つ以上のベースステーションと通信し、これらターミナルの少なくとも幾つか
がそれらの地理的位置を決定しそしてその位置をベースステーションに通知する
ように構成された移動電話システムに係る。
【０００２】
【背景技術】
典型的な移動電話システムは、広い地理的エリアをカバーし、そして多数のカ
バレージエリア即ちセルを備え、その各々は、通常、１つのベースステーション
によってサービスされる。セルのサイズは、一般に、そのエリア内におけるコー
ルトラフィックの量に基づいて大きく変化する。セルは、一般に、トラフィック
密度の高いエリアの方が、若干のコールしか設定されない領域よりも小さい。セ
ルのサイズに関わりなく、移動電話の地理的位置又は移動方向を知ることが有用
な状態がしばしば生じる。
【０００３】 ターミナルの地理的位置を決定するために、多数の異なる方法が提供されてい
る。ターミナルと、これと通信するベースステーションとの間の距離は、信号の
伝播遅延に基づいて容易に決定することができる。最も一般的に使用されている
方法の１つは、三角法と称されるもので、３つ以上のベースステーションがター
ミナルの信号を測定し、そして信号の伝播遅延に基づいてターミナルの位置が計
算される。しかしながら、ターミナルの位置は、三角法では、あまり正確に検出
することができず、従って、このようにして得られた位置情報は、正確な地理的
位置パラメータを必要とする用途に使用することができない。
【０００４】 ターミナルの移動方向は、これまで、ベースステーション又はターミナルによ
って行なわれる連続的な信号強度測定に基づいて決定されている。又、移動方向
は、三角法でも推定することができる。これらの手段は、実際の移動方向及び速
度を完全に表すことができない。 米国特許第５，５４６，４４５号は、移動電話がＧＰＳ受信器を備え、これに
より、移動電話が衛星位置決めシステムを用いてその位置を決定するような解決
策を開示している。この開示された解決策では、位置情報が通話料請求処理に使
用される。 既存の移動電話システムは、コールの維持に位置情報を効率的に使用すること
ができない。
【０００５】
【発明の開示】
本発明の目的は、上記の問題を解消する移動電話システムを提供することであ
る。これは、冒頭で述べた形式の移動電話システムにおいて、ターミナルが、そ
れらの地理的位置をある間隔でベースステーションに通知するように構成され、
そしてベースステーションは、各ターミナルによって送信された１つ以上の位置
情報項目を記憶しそしてターミナルにより送信された位置情報に基づいてターミ
ナルの移動方向及び速度を決定するように構成されたことを特徴とする移動電話
システムによって達成される。
【０００６】 更に、本発明は、冒頭で述べた形式の移動電話システムにおいて、ターミナル
が、それらの地理的位置をある間隔でベースステーションに通知するように構成
され、そしてベースステーションは、各ターミナルによって送信された１つ以上
の位置情報項目を記憶し、そしてターミナルが非常コールを送信するときに、ベ
ースステーションは、ターミナルの地理的位置の受信者に非常コールを通知する
ように構成されたことを特徴とする移動電話システムにも係る。
【０００７】 本発明は、移動電話の位置を衛星位置決めシステムにより迅速且つ正確に検出
することができ、これにより、この情報を、位置情報の適用がこれまで不可能で
あった種々の問題に効果的に適用できるようにするという考え方をベースとする
ものである。 本発明のシステムは、多数の効果を発揮する。本発明は、電話の位置を正確且
つ迅速に決定することができ、そして位置情報をコールの維持に効率的に使用す
ることができる。本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に記載する。
【０００８】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。 図１は、本発明の方法を適用できる移動電話システムの一部分を示した図であ
る。このシステムは、加入者ターミナル１０６−１０８との両方向接続１０２−
１０４を有するベースステーション１００を備えている。本発明のシステムは、
いかなる既知の多重アクセス方法を適用することもできる。というのは、本発明
の本質的な特徴は、使用する多重アクセス方法とは独立しているからである。本
発明のシステムにおいて、ターミナルは、ランダムアクセスチャンネルを使用す
ることによりベースステーションとの接続を設定する。接続が設定されたときに
は、ターミナル及びベースステーションは、接続の関連シグナリングチャンネル
を使用してシグナリング情報を互いに送信することができる。
【０００９】 本発明のシステムでは、少なくとも幾つかのターミナルが、それらの地理的位
置を決定しそしてその位置をベースステーションに通知するように構成される。
これは、衛星位置決めシステムにより行なわれるのが好ましい。１つのこのよう
な衛星位置決めシステムは、グローバル・ポジショニング・システムＧＰＳであ
る。この場合に、ターミナル１０６、１０８は、多数の衛星ステーションを経て
衛星システム１１２から信号１１０を受信し、そして既知の方法でそれらの位置
を決定することができる。
【００１０】 ターミナルの移動方向を決定するときの本発明の動作を示す図２について説明
する。ターミナル１０６は、衛星システム１１２から信号１１０を受信し、そし
てその信号を用いて、所定の間隔、例えば規則的な間隔でその位置を決定する。
ターミナルはある間隔で位置をベースステーション１００に通知する。情報は、
ランダムアクセスチャンネルを経て送信することもできるし、或いはターミナル
が進行中のコールを有する場合には、接続の関連シグナリングチャンネルを経て
送信することもできる。
【００１１】 ターミナルは、それらの地理的位置を規則的な間隔でベースステーションに通
知することができる。或いは又、ターミナルは、それらの位置を決定した後に、
その新たな位置情報を、ベースステーションに最後に送信した情報と比較する。
新たな位置が、ベースステーションに報告された位置から所定のスレッシュホー
ルドだけ相違する場合には、ターミナルは、その地理的位置をベースステーショ
ンに通知する。従って、ターミナルとベースステーションとの間のシグナリング
トラフィックを減少することができる。
【００１２】 ベースステーション１００は、ターミナルの位置情報を受信して記憶する。ベ
ースステーションは、連続する位置情報の２つ以上の断片に基づいてターミナル
の速度及び移動方向を計算する。この情報を使用して、ベースステーションは、
ドップラーシフトの影響をターミナルの信号から排除することができる。高速タ
ーミナル（弾丸列車又は他の高速乗物）接続では、ターミナルの速度が信号干渉
即ちドップラーシフトを引き起こす。ドップラーシフトは、次の式で解けること
が知られている。 Ｄ＝ｆ＊ｖ＊ｃｏｓ(α) 但し、ｆは周波数であり、ｖはターミナルの速度であり、そしてαはベースステ
ーションに対するターミナルの移動方向である。
【００１３】 又、本発明の解決策は、ビーム形成技術を用いるベースステーションにも適用
できる。この場合に、アンテナビームが各通信ターミナルに向けられる。これが
図３に示されている。システムは、加入者ターミナル１０６−１０８と通信する
ベースステーション１００を備え、ベースステーションは、既知のビーム形成技
術を使用することにより各ターミナルごとに特定のアンテナビーム３００、３０
２を形成する。これらビームは、例えば、多数のアンテナ素子より成るアンテナ
アレーにより送信されるべき信号を適当に整相することにより形成できる。方向
性アンテナビームを使用するときには、ベースステーションは、当然、ターミナ
ルが位置する方向に関する情報を必要とする。アンテナビームは、ターミナルに
より送信される位置情報に基づいて各時点で正しい方向に向けることができる。
【００１４】 ターミナルは、コール設定メッセージに関連して位置をベースステーションに
通知することができる。従って、ベースステーションは、コール設定確認に関連
して正しく向けられたアンテナビームを使用することができる。というのは、タ
ーミナルの位置が分かるからである。 又、本発明の解決策は、非常コールに関連して使用するのにも適している。こ
の場合に、ターミナルの位置を迅速に見出すことが重要である。本発明の方法を
示した図４を説明する。加入者ターミナル１０６は、衛星システム１１２によっ
てその位置を決定し、そして規則的な間隔で位置をベースステーション１００に
通知する。ターミナル１０６から非常コールが到来するときには、ベースステー
ションは、ターミナルにより送信された最新の位置情報をチェックし、そしてそ
れをネットワークハイアラーキーの上位方向に非常コール受信器４００へと更に
送る。
【００１５】 更に、本発明の解決策は、多数の他の目標用途に適用することができる。例え
ば、ターミナルの位置及び方向情報は、ターミナルを効果的に移動しなければな
らないというコマンドのもとでベースステーションが選択されたときにベースス
テーション間のハンドオーバーに関連して使用することもできる。ハンドオーバ
ーに関連した本発明の動作を示す図２について説明する。ターミナル１０６は、
衛星システム１１２から信号１１０を受信し、そしてこの信号により所定の間隔
、例えば、規則的な間隔でその位置を決定する。ターミナルは、ベースステーシ
ョン１００に位置をある間隔で通知する。又、システムは、第２のベースステー
ション２００及びベースステーションコントローラ２０２も備え、このコントロ
ーラは、ベースステーションの動作を制御すると共に、システムの他の部分及び
外部システムにトラフィックを送信する。ベースステーションコントローラ及び
その制御を受けるベースステーションより成るエンティティをベースステーショ
ンシステムと称する。
【００１６】 ターミナルが第２のベースステーションに向かって移動するときに、ベースス
テーションコントローラは、ターミナルの移動を追跡し、そしてハンドオーバー
を最適に実行する。本発明の構成体では、ベースステーションシステムは、ター
ミナルの位置情報に基づき新たなセルからチャンネルを指定することができる。 あるシステムでは、ターミナルは、例えば、測定の目的で隣接ベースステーシ
ョンのリストを維持する。本発明のシステムでは、ベースステーションシステム
は、ターミナルの位置情報を使用して、ターミナルに維持された隣接セルのリス
トを更新することができる。
【００１７】 本発明による移動電話システムのターミナルの構造の一例を示す図５について
説明する。ターミナルは、ベースステーションから到来する信号５０２及び衛星
位置決めシステムから到来する信号５０４を受信するアンテナ５００を備えてい
る。受信方向に、信号は、アンテナからフィルタ５０６へ送られ、そこから、高
周波部分５０８、アナログ／デジタルコンバータ５１０及びデコーダ５１２へ送
られ、そしてそこから、受信器の他の部分５２４へ送られる。送信方向に、送信
されるべき信号５２６は、コーダ５１８へ、更に変調器５１６へ送られ、そして
高周波部分５１４及びフィルタ５０６を経てアンテナ５００へ送られる。位置決
めが含まれるときには、信号は、アンテナから、例えば、ターミナルに一体化さ
れた公知のＧＰＳ受信器である位置決め信号受信器５２２へ送られる。このよう
な一体化は、当業者に明らかなように、多数のやり方で実施できる。ターミナル
は、更に、装置の各部の動作を制御する制御ユニット５２０を備え、これは、通
常、信号プロセッサ又は汎用プロセッサにより実施され、この制御ユニットにお
いて、本発明の方法段階をソフトウェアで効果的に実施することができる。
【００１８】 換言すれば、ターミナルは、衛星位置決めシステムからの信号５０４をＧＰＳ
受信手段５２２で受信し、これにより、ターミナルは、既知の方法を用いてその
位置を決定することができる。制御手段５２０は、規則的な間隔でシグナリング
チャンネルを経て位置をベースステーションに通知するようにターミナルに指令
する。この図は、受信器の構造例を示すものに過ぎず、本発明の解決策は、他の
形式の受信器でも実施できることに注意されたい。 添付図面の例を参照して本発明を以上に説明したが、本発明は、これに限定さ
れるものではなく、請求項に記載した本発明の考え方の範囲内で種々の変更がな
され得ることが明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の移動電話システムの一例を示す図である。
【図２】 ターミナルの移動方向をハンドオーバーに関連して決定するときの本発明の動
作を示す図である。
【図３】 ビーム形成技術を使用したときの本発明の動作を示す図である。
【図４】 非常コールに関連した本発明の動作を示す図である。
【図５】 本発明による移動電話システムのターミナルの構造を例示する図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5K067 AA15 AA29 AA34 BB04 DD20 DD28 EE02 EE10 EE24 FF02 FF03 JJ52 JJ66

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多数のカバレージエリアを備え、各カバレージエリアは、少
    なくとも１つのベースステーション(100)によってサービスされ、多数の加入者 ターミナル(106,108)が１つ以上のベースステーションと通信し、これらターミ ナルの少なくとも幾つかがそれらの地理的位置を決定しそしてその位置をベース
    ステーションに通知するように構成された移動電話システムにおいて、 上記ターミナルは、それらの地理的位置をある間隔でベースステーションに通
    知するように構成され、そして ベースステーションは、各ターミナルによって送信された１つ以上の位置情報
    項目を記憶し、そしてターミナルにより送信された位置情報に基づいてターミナ
    ルの移動方向及び速度を決定するように構成されたことを特徴とする移動電話シ
    ステム。
  2. 【請求項２】 ベースステーションは、ターミナルの移動方向及び速度に基
    づいて、ドップラーシフトの影響をターミナル信号から排除するように構成され
    た請求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】 多数のカバレージエリアを備え、各カバレージエリアは、少
    なくとも１つのベースステーション(100)によってサービスされ、多数の加入者 ターミナル(106,108)が１つ以上のベースステーションと通信し、これらターミ ナルの少なくとも幾つかがそれらの地理的位置を決定しそしてその位置をベース
    ステーションに通知するように構成された移動電話システムにおいて、 上記ターミナルは、それらの地理的位置をある間隔でベースステーションに通
    知するように構成され、そして ベースステーションは、各ターミナルによって送信された１つ以上の位置情報
    項目を記憶し、そしてターミナルが非常コールを送信するときに、ベースステー
    ションは、ターミナルの地理的位置の受信者に非常コールを通知するように構成
    されたことを特徴とする移動電話システム。
  4. 【請求項４】 上記ターミナルは、衛星位置決めシステム(112)によりそれ らの地理的位置を決定するように構成された請求項１又は３に記載のシステム。
  5. 【請求項５】 ベースステーションは、方向性アンテナビームを使用するこ
    とによりターミナルとの接続を設定するように構成され、そしてベースステーシ
    ョンは、ビームの方向におけるターミナルの位置情報を使用するように構成され
    た請求項１又は３に記載のシステム。
  6. 【請求項６】 上記ターミナルは、コール設定メッセージに関連して位置を
    ベースステーションに通知するように構成された請求項１又は３に記載のシステ
    ム。
  7. 【請求項７】 上記ターミナルは、一般的なシグナリングチャンネルを経て
    位置をベースステーションに通知するように構成された請求項１又は３に記載の
    システム。
  8. 【請求項８】 上記ターミナルは、それらの地理的位置を規則的な間隔でベ
    ースステーションに通知するよう構成された請求項１又は３に記載のシステム。
  9. 【請求項９】 上記ターミナルは、位置を決定した後に、新たな位置情報を
    ベースステーションに最後に送信された情報と比較し、そして新たな位置が、ベ
    ースステーションに報告された位置から所定のスレッシュホールドについて相違
    する場合に、ターミナルは、地理的位置をベースステーションに通知する請求項
    １又は３に記載のシステム。
  10. 【請求項１０】 ベースステーション(100)及びベースステーションコント ローラ(202)は、ハンドオーバーに関連してターミナルの位置情報を使用するよ うに構成された請求項１又は３に記載のシステム。
  11. 【請求項１１】 ベースステーション(100)及びベースステーションコント ローラ(202)は、ターミナルの位置情報に基づいて新たなセルからチャンネルを 指定するように構成された請求項１又は３に記載のシステム。
  12. 【請求項１２】 ベースステーション(100)及びベースステーションコント ローラ(202)は、ターミナルの位置情報を用いて、ターミナルに維持された隣接 セルのリストを更新するように構成された請求項１又は３に記載のシステム。
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