JP2002369242A - 移動通信端末機の位置推定装置及びその方法 - Google Patents

移動通信端末機の位置推定装置及びその方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コード分割多重接続（ＣＤＭＡ）技術を利用
したセルラーネットワークにおいてネットワーク基盤の
多様な位置推定方法を組合することで位置推定能力を向
上し得る、移動通信端末機の位置推定装置及びその方法
を提供しようとする。 【解決手段】 移動通信端末機５０１と各基地局５０２
間に送受信される信号を受信する移動通信交換機５０３
と、前記移動通信交換機５０３を介して受信された信号
を利用して前記移動通信端末機５０１と各基地局５０２
間の距離または受信角度を計算する位置計算部としての
到着時間計算部５０４、受信角度計算部５０５及び到着
時間差計算部５０６と、前記位置計算部により計算され
た値を組合して計算された地点を前記移動通信端末機５
０１の位置として決定する位置決定部５０７と、を備え
て移動通信端末機の位置推定装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動通信端末機の
位置推定装置及びその方法に係るもので、詳しくは、コ
ード分割多重接続（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉ
ｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）技術を利用し
たセルラーネットワークにおいて、ネットワーク基盤の
多様な位置推定方法を組合することで位置推定能力を向
上し得る、移動通信端末機の位置推定装置及びその方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】移動通信システムにおいて、端末機の位
置を推定する多様な方法中、コード分割多重接続基盤の
セルラーシステムに適用可能な方法は、端末機の改造を
必要とする方法と、端末機の改造を必要としない方法
と、に大別される。
【０００３】そして、前記端末機の改造を必要とする方
法の代表例として、端末機基盤の位置推定方法は、使用
者が携帯している移動通信端末機内に衛星利用測位シス
テム（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓ
ｔｅｍ；以下、ＧＰＳと略称す）受信機を装着させるべ
きで、詳しくは、ＧＰＳ衛星を利用した移動通信端末機
の位置推定システムにおいては、図６に示したように、
移動通信端末機の位置情報を伝送するために移動通信端
末機の特定ボタンを押してＧＰＳ受信機１０１を作動さ
せると、移動通信端末機に装着された前記ＧＰＳ受信機
１０１は各ＧＰＳ衛星１０２から信号を受信して移動通
信端末機と前記各衛星間の距離（ｒ１１、ｒ１２、ｒ１
３、ｒ１４）を計算する。この時、前記ＧＰＳ受信機１
０１が３次元上の位置を求めようとする場合は４個以
上、２次元上の位置を求めようとする場合は３個以上の
前記ＧＰＳ衛星１０２から信号を受信するべきである。
そして、移動通信交換機１０３は前記ＧＰＳ衛星１０２
から受信された追加的な情報を利用して移動通信端末機
の位置を計算し、このように計算された位置はＣＤＭＡ
セルラーネットワークを介して応用サーバ１０４に自動
的に伝送されるようになっている。
【０００４】一方、移動通信端末機の改造を必要としな
い方法の一例として、ネットワーク基盤の端末機位置推
定方法は、各基地局に受信される信号の到着時間を利用
するＴＯＡ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）方法、
各基地局に受信される移動通信端末機信号の到着時間差
を利用するＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ
ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ）方法、各基地局に受信される
信号の到着角度を利用するＡＯＡ（Ａｎｇｌｅ ｏｆ
Ａｒｒｉｖａｌ）方法及びサービス地域を細部的に分割
して予め測定してある基地局信号の強度データを利用す
るＲＦＦＰ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｆｉｎ
ｇｅｒ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ）方法などが利用される。
【０００５】例えば、信号の到着時間を利用するＴＯＡ
方法においては、図７に示したように、移動通信端末機
２０１が送信した信号を該移動通信端末機２０１周辺の
各基地局２０２で受信し、それら基地局２０２では受信
された信号の到着時間を測定して前記移動通信端末機２
０１と各基地局２０２間の距離（ｒ２１、ｒ２２、ｒ２
３）を求めた後、それら距離（ｒ２１、ｒ２２、ｒ２
３）を半径とする仮想の円を前記各基地局２０２を中心
にそれぞれ描いて、それら仮想の円が交差する地点を前
記移動通信端末機２０１の位置として推定する方法であ
る。
【０００６】また、信号の受信角度を利用するＡＯＡ方
法においては、図８に示したように、移動通信端末機３
０１が送信した信号を該移動通信端末機３０１周辺の各
基地局３０２が受信し、それら基地局３０２では受信さ
れた各信号の受信角度（θ1、θ2）を測定して、このよ
うに測定された角度に仮想の線を引いた後、それら線が
交差する地点を前記移動通信端末機３０１の位置として
推定する方法である。
【０００７】更に、信号の到着時間差を利用するＴＤＯ
Ａ方法においては、図９に示したように、移動通信端末
機４０１が送信した信号を該移動通信端末機４０１周辺
の各基地局４０２が受信し、それら基地局４０２に受信
された各信号の到着時間差を利用して各距離（ｒ４１、
ｒ４２、ｒ４３）を算出して双曲線を描いた後、それら
双曲線が交差する地点を前記移動通信端末機４０１の位
置として推定する方法である。
【０００８】このように端末機の改造を必要としないネ
ットワーク基盤の端末機位置推定方法は、移動通信端末
機にＧＰＳ受信機を追加的に装着しないため、追加費用
が掛らず、既存のコード分割多重接続基盤のセルラーネ
ットワークをそのまま使用することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】然るに、このような従
来の移動通信端末機の位置測定装置及びその方法におい
ては、次のような不都合な点があった。
【００１０】先ず、ＧＰＳ衛星を利用した位置推定方法
においては、移動通信端末機にＧＰＳ受信機を追加的に
装着するべきであるため、移動通信端末機の製作コスト
が増加し、体積及び重量が増加するだけでなく、ＧＰＳ
受信機も移動通信端末機のバッテリー電力を使用するの
で、移動通信端末機の電力消耗が大きくなるという不都
合な点があった。
【００１１】また、従来のＧＰＳ衛星を利用した位置推
定方法においては、ＧＰＳ衛星から送信された信号が地
球上の移動通信端末機に到着する時は極めて微弱な信号
になるため、都心地域や室内など移動通信端末機とＧＰ
Ｓ衛星間に障害物が存在する場合は、ＧＰＳ信号の受信
が困難で、性能が低下するという不都合な点があった。
【００１２】また、従来の到着時間を利用するＴＯＡ方
法及び到着時間差を利用するＴＤＯＡ方法においては、
移動通信端末機の周辺の最小３個以上の基地局を利用す
るべきで、また、受信角度を利用するＡＯＡ方法も最小
２個以上の基地局を利用するべきであるが、使用者が郊
外地域に居る場合は、周辺に基地局が２個または３個以
上位置することは極めて希で、郊外地域ではだいたい使
用者が属するセル内の基地局だけが存在して他の基地局
は非常に遠距離に位置するので、移動通信端末機の信号
が到着することが困難で、もし、到着したとしても信号
が微弱でエラーが多いため、移動通信端末機の位置推定
が困難であるという不都合な点があった。
【００１３】このように、郊外地域では、信号の到着時
間、受信角度、または、到着時間差のような単一方法だ
けを使用して移動通信端末機の位置を推定することは極
めて困難であるという不都合な点があった。
【００１４】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたもので、コード分割多重接続（ＣＤＭＡ）技術
を利用したセルラーネットワークにおいてネットワーク
基盤の多様な位置推定方法を組合することで位置推定能
力を向上し得る、移動通信端末機の位置推定装置及びそ
の方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明に係る移動通信端末機の位置推定装置に
おいては、移動通信端末機と各基地局間に送受信される
信号を受信する移動通信交換機と、前記移動通信交換機
を介して受信された信号を利用して該移動通信端末機と
各基地局間の距離または受信角度を計算する位置計算部
と、前記位置計算部により計算された値を組合して計算
された地点を前記移動通信端末機の位置として決定する
位置決定部と、を備えて構成されることを特徴とする。
【００１６】そして、前記目的を達成するため、本発明
に係る移動通信端末機の位置推定装置においては、移動
通信端末機の位置信号を基地局を介して受信する移動通
信交換機と、信号の到着時間を利用して前記移動通信端
末機と基地局間の距離を計算する到着時間計算部と、信
号の受信角度を利用して前記移動通信端末機と基地局間
の距離を計算する受信角度計算部と、前記到着時間計算
部及び受信角度計算部の計算値を平均して前記移動通信
端末機の位置を推定する位置決定部と、を備えて構成さ
れることを特徴とする。
【００１７】且つ、前記目的を達成するため、本発明に
係る移動通信端末機の位置推定装置においては、移動通
信端末機の位置信号を基地局を介して受信する移動通信
交換機と、信号の到着時間差を利用して前記移動通信端
末機と基地局間の距離を計算する到着時間差計算部と、
信号の受信角度を利用して前記移動通信端末機と基地局
間の距離を計算する受信角度計算部と、前記到着時間差
計算部及び受信角度計算部の計算値を比較して前記移動
通信端末機の位置を推定する位置決定部と、を備えて構
成されることを特徴とする。
【００１８】また、前記目的を達成するため、本発明に
係る移動通信端末機の位置推定方法においては、移動通
信端末機と各基地局間の信号の受信角度を利用して所定
時間間隔で前記移動通信端末機の位置を測定する工程
と、前記移動通信端末機と各基地局間の信号の到着時間
または到着時間差を利用して所定時間間隔で前記移動通
信端末機の位置を測定する工程と、受信角度を利用した
前記移動通信端末機の位置と、到着時間または到着時間
差を利用した前記移動通信端末機の位置と、を組合して
前記移動通信端末機の最終位置を決定する工程と、を順
次行うことを特徴とする。
【００１９】更に、前記目的を達成するため、本発明に
係る移動通信端末機の位置推定方法においては、移動通
信端末機と基地局間で送受信された信号の受信角度を利
用して前記移動通信端末機の位置を測定する工程と、前
記移動通信端末機と基地局間で送受信された信号の到着
時間を利用して前記移動通信端末機の位置を測定する工
程と、信号の到着時間を利用して算出された距離を半径
とする仮想円から受信角度に延長線を引いて交差する地
点を推定位置として設定する工程と、前記複数の推定位
置に対する平均座標値を前記移動通信端末機の最終位置
として決定する工程と、を順次行うことを特徴とする。
【００２０】そして、前記目的を達成するため、本発明
に係る移動通信端末機の位置推定方法においては、移動
通信端末機と基地局間で送受信された信号の受信角度を
利用して前記移動通信端末機の位置を測定する工程と、
前記移動通信端末機と基地局間で送受信された信号の到
着時間差を利用して前記移動通信端末機の位置を測定す
る工程と、信号の受信角度及び到着時間差を利用して測
定された前記移動通信端末機の現在位置から所定時間前
に測定された位置までを仮想線を引いてそれぞれ連結す
る工程と、前記各移動通信端末機の位置から該当の仮想
線上にそれぞれ垂直線を引く工程と、前記各垂直線の長
さを加算してそれぞれの合計値を求める工程と、前記各
合計値を比較し、それら合計値が小さい方の方法により
求められた前記移動通信端末機の位置を最終位置として
決定する工程と、を順次行うことを特徴とする。
【００２１】前記位置計算部は、受信された信号の受信
角度を計算する受信角度計算部と、受信された信号の到
着時間を利用して前記移動通信端末機と基地局間の距離
を計算する到着時間計算部と、受信された信号の到着時
間差を利用して前記移動通信端末機と基地局間の距離を
計算する到着時間差計算部と、を包含して構成されるこ
とを特徴とし得る。
【００２２】前記移動通信交換機は、基地局を介して受
信された信号を、前記受信角度計算部、到着時間計算部
及び到着時間差計算部に選択的に伝送することを特徴と
し得る。
【００２３】前記位置決定部は、前記到着時間計算部に
より求められた距離を半径とする仮想円に、前記受信角
度計算部により求められた角度に延長線をひいて、前記
仮想円と延長線とが交差する地点の平均値を前記移動通
信端末機の位置として決定することを特徴とし得る。
【００２４】前記半径は、到着時間に電波速度を乗算し
て設定されることを特徴とし得る。
【００２５】前記位置決定部は、前記到着時間差計算部
及び受信角度計算部により計算された位置をそれぞれ連
結した仮想の線に垂直線を引いて各垂直線の長さの合計
を比較した後、垂直線の合計が小さい方の方法により求
められた位置を前記移動通信端末機の位置として決定す
ることを特徴とし得る。
【００２６】前記移動通信端末機の最終位置を決定する
工程は、信号の到着時間を利用して各基地局を中心に所
定半径の仮想円を設定する工程と、信号の受信角度角度
に仮想線を形成する工程と、前記仮想円と前記仮想線と
が交差する地点を前記移動通信端末機の推定位置として
設定する工程と、各推定位置に対する平均座標値を前記
移動通信端末機の最終位置として決定する工程と、を順
次行うことを特徴とし得る。
【００２７】前記移動通信端末機の位置を決定する工程
は、到着時間差を利用して測定した前記移動通信端末機
の現在位置から所定時間前に測定した前記移動通信端末
機の位置に仮想線を設定する工程と、信号の受信角度を
利用して測定した前記移動通信端末機の現在位置から所
定時間前に測定した前記移動通信端末機の位置に仮想線
を設定する工程と、前記各仮想線の区間内で測定された
前記移動通信端末機の各位置から前記各仮想線上にそれ
ぞれ垂直線を引いて、それら垂直線の長さの合計を求め
る工程と、前記各垂直線の長さの合計を比較して、合計
長さが小さい方の方法により求められた前記移動通信端
末機の位置を移動通信端末機の最終位置として決定する
工程と、を順次行うことを特徴とし得る。
【００２８】前記仮想円の半径は、測定された到着時間
に電波速度を乗算して設定されることを特徴とし得る。
【００２９】受信角度を利用した前記移動通信端末機の
位置からは、受信角度を利用した前記仮想線に垂直線を
引くが、到着時間差を利用した前記移動通信端末機の位
置からは、到着時間差を利用した前記仮想線に垂直線を
引くことを特徴とし得る。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に対
し、図面を用いて説明する。
【００３１】本発明に係る移動通信端末機の位置推定方
法を概略的に説明すると、移動通信サービス会社が運送
会社などに車両航法サービスを提供しようとする場合、
先ず、移動通信サービス会社は、各車両に付着された移
動通信端末機に車両の位置を要求するメッセージを所定
時間間隔に伝送し、位置要求メッセージを受信した移動
通信端末機は、特定信号を発信して周辺の基地局が受信
できるようにする。次いで、端末機周辺の各基地局で受
信された信号を利用して信号の到着時間差、受信角度及
び到着時間を利用した位置推定方法を組合わせることで
移動通信端末機の位置を計算する。
【００３２】ここで、前記到着時間差を利用した位置推
定方法に対し、図９を参照して詳しく説明すると、現
在、移動通信端末機４０１がサービスを受けている基地
局４０２に受信される信号の到着時間に対して他の基地
局４０２に受信される信号の到着時間の差を求め、該差
値を利用して双曲線の方程式を求める。
【００３３】
【数１】 上式１及び２は、双曲線方程式で、上式中、ｘ及びｙ
は、求めようとする前記移動通信端末機４０１の座標
値、及びはｉ番目の基地局４０２の座標値、は１番基地
局４０２に受信される信号の到着時間とｉ番目の基地局
４０２に受信される信号の到着時間との差、をそれぞれ
意味する。
【００３４】例えば、３個の基地局を利用して前記移動
通信端末機４０１の位置を求める場合、ｘ及びｙの座標
値は次式３のように求めることができる。
【００３５】
【数２】 上式３中、
【００３６】
【数３】 をそれぞれ意味する。
【００３７】また、受信角度（ＡＯＡ）を利用して移動
通信端末機の位置を求める方法を説明すると、各基地局
に配列アンテナシステムを設けて移動通信端末機が伝送
した信号が基地局に受信される角度を求め、各基地局か
ら信号が受信される角度に仮想の線をそれぞれ引いて、
それら線が交差する地点を移動通信端末機の位置として
推定する。
【００３８】そして、本発明に係る移動通信端末機の位
置推定装置においては、図１に示したように、移動通信
端末機５０１と各基地局５０２間に送受信された信号を
受信する移動通信交換機５０３と、該移動通信交換機５
０３を介して受信された信号の到着時間を利用して前記
移動通信端末機５０１と各基地局５０２間の距離を計算
する到着時間計算部５０４と、前記移動通信交換機５０
３を介して受信された信号から前記移動通信端末機５０
１への受信角度を計算する受信角度計算部５０５と、前
記移動通信交換機５０３を介して受信された信号の到着
時間差を利用して前記移動通信端末機５０１と各基地局
５０２間の距離を計算する到着時間差計算部５０６と、
前記到着時間計算部５０４及び受信角度計算部５０５に
より計算された位置、または、前記到着時間差計算部５
０６及び受信角度計算部５０５により計算された地点を
前記移動通信端末機５０１の位置として決定する位置決
定部５０７と、該位置決定部５０７により計算された位
置を前記移動通信端末機５０１の位置情報として必要と
する応用サーバ５０８と、を備えて構成される。
【００３９】そして、前記移動通信交換機５０３は、前
記基地局５０１と前記到着時間計算部５０４、受信角度
計算部５０５及び到着時間差計算部５０６との間で、前
記基地局５０１から受信された信号を前記各計算部に選
択的に伝送する。
【００４０】且つ、前記位置決定部５０７は、前記到着
時間計算部５０４により求められた距離を半径とする仮
想の円に、前記受信角度計算部５０５により求められた
角度に延長線を引いて、前記仮想の円と延長線とが交差
する地点を前記移動通信端末機５０１の位置として決定
するか、または、前記到着時間差計算部５０６及び受信
角度計算部５０５を利用して前記移動通信端末機５０１
の位置を推定する。
【００４１】以下、このように構成された本発明に係る
移動通信端末機の位置推定装置の動作について説明す
る。
【００４２】先ず、移動通信端末機５０１が位置するセ
ルの基地局５０２を始めとする周辺の各基地局５０２に
受信された前記移動通信端末機５０１の位置信号は移動
通信交換機５０３に伝送され、該移動通信交換機５０３
は、伝送された信号を利用して前記各基地局５０２を中
心に到着時間計算部５０４、受信角度計算部５０５及び
到着時間差計算部５０６をそれぞれ利用して前記移動通
信端末機５０１の複数個の仮想位置を推定する。
【００４３】次いで、このように前記移動通信端末機５
０１に対する複数個の仮想位置を推定した後、位置決定
部５０７は前記移動通信端末機５０１の最終位置を決定
し、決定された最終位置は、前記移動通信端末機５０１
の位置情報を必要とする応用サーバ５０８にＣＤＭＡセ
ルラーネットワークを利用して自動的に伝送される。
【００４４】以下、このように構成された本発明に係る
移動通信端末機の位置推定装置を利用した位置推定方法
の第１実施形態に対し、図２及び図３に基づいて説明す
る。
【００４５】先ず、移動通信会社が各車両に付着された
移動通信端末機５０１に車両の位置を要求するメッセー
ジを伝送する度毎に（Ｓ１１）、前記移動通信端末機５
０１は指定された特定信号を伝送し（Ｓ１２）、位置測
定装置は、このように伝送された信号を利用して到着時
間差（ＴＤＯＡ）及び受信角度（ＡＯＡ）を利用した位
置推定方法を適用して、前記移動通信端末機５０１の位
置をそれぞれ推定する（Ｓ１３、Ｓ１４）。
【００４６】次いで、移動通信端末機の位置推定装置
は、前記二つの方法により求められた前記移動通信端末
機５０１の二つの位置値のうち、実際の前記移動通信端
末機５０１の位置と最も近接すると予想される一つの位
置値を選択する。
【００４７】詳しくは、図３に示したように、現時点で
測定した前記移動通信端末機５０１の仮想ｘ−ｙ座標
と、現時点で任意の時点以前（例えば、現時点から５回
前）に測定した前記移動通信端末機５０１の仮想ｘ−ｙ
座標と、を仮想の線で連結する（Ｓ１５）。
【００４８】よって、到着時間差を利用して求められた
仮想の線と、受信角度を利用して求められた仮想の線
と、がそれぞれ描かれる。この時、それら仮想の線は、
現時点で測定した前記移動通信端末機５０１の位置と５
回以前に測定した前記移動通信端末機５０１の位置とを
連結するので、前記各仮想の線の間には４個ずつの測定
位置が存在し、それら測定位置から前記各仮想の線にそ
れぞれ垂直線を引く（Ｓ１６）。
【００４９】次いで、前記４個の測定位置から前記各仮
想線に引いた各垂直線の長さの合計をそれぞれ求める
（Ｓ１７）。
【００５０】次いで、このように到着時間差を利用して
測定した前記移動通信端末機５０１の位置から求めた垂
直線の長さの合計と、受信角度を利用して測定した前記
移動通信端末機５０１の位置から求めた垂直線の長さの
合計と、を比較し（Ｓ１８）、比較結果、垂直線の合計
値が小さい方の方法により求めた前記移動通信端末機５
０１の位置を前記移動通信端末機５０１の現在の位置と
して決定する（Ｓ１９）。例えば、到着時間差を利用し
て求めた前記移動通信端末機５０１の各位置から仮想の
線に引いた垂直線の合計が、受信角度を利用して求めた
前記移動通信端末機５０１の各位置から仮想の線に引い
た垂直線の合計よりも小さい場合は、到着時間差を利用
して求めた最終位置が現在の位置となる。
【００５１】このような方法を利用すると、移動通信端
末機が移動中の場合でも、実際の移動経路に最も近接し
た位置を測定することができる。
【００５２】次いで、このように計算された最終位置
は、ＣＤＭＡセルラーネットワークを利用して移動通信
端末機使用者の位置情報を必要とする応用サーバ５０８
に自動的に伝送される。
【００５３】一方、本発明に係る移動通信端末機の位置
推定方法の第２実施形態に対し、図４及び図５を参照し
て説明する。
【００５４】先ず、移動通信端末機５０１が現在位置を
知らせる特定信号を送信すると、前記移動通信端末機５
０１が位置するセルの基地局５０２を始めとする周辺の
各基地局５０２が前記信号を受信する（Ｓ２１）。
【００５５】次いで、前記各信号は、移動通信交換機５
０３を介して到着時間計算部５０４及び受信角度計算部
５０５にそれぞれ伝送される。
【００５６】次いで、前記到着時間計算部５０４は、前
記各基地局５０２に受信された信号を処理して、前記移
動通信端末機５０１が送信した信号が前記各基地局５０
２に到着した時間を計算する（Ｓ２２）。もし、郊外地
域のようにセルの半径が大きくて基地局と基地局間の距
離がかなり遠い場合は、移動通信端末機の使用者が属し
ているセルの基地局が受信した信号だけを処理して一つ
の到着時間を求める。
【００５７】また、前記各基地局５０２のアンテナシス
テムでは、移動通信端末機信号の受信角度を計算して、
前記移動通信交換機５０３を介して前記受信角度計算部
５０５に伝達する（Ｓ２３）。もし、郊外地域のように
セルの半径が大きくて基地局と基地局間の距離がかなり
遠い場合は、移動通信端末機の使用者が属しているセル
の基地局に設置されたアンテナシステムが計算した移動
通信端末機信号の受信角度だけを前記受信角度計算部５
０５に伝送する。
【００５８】次いで、このように計算された到着時間デ
ータ及び受信角度データを利用して、移動通信端末機の
位置を決定し、この決定工程に対し、図５を参照して詳
しく説明する。
【００５９】先ず、１番基地局６０１に対する移動通信
端末機信号の到着時間及び受信角度を利用して、該１番
基地局６０１を中心に半径Ｒ１の仮想円を描いた後、受
信角度に仮想線を引く。
【００６０】次いで、前記１番基地局６０１の仮想円と
仮想線とが交差する地点を、移動通信端末機の第１推定
位置＃１（ｘ＿１、ｙ＿１）に設定する。
【００６１】次いで、このような方法によって各基地局
から求めた到着時間と受信角度の対を利用して、各基地
局による推定位置＃Ｎ（ｘ＿Ｎ、ｙ＿Ｎ）を設定する
（Ｓ２４）。
【００６２】次いで、前記工程で設定された各推定位置
＃１〜＃Ｎに対するｘ座標の平均値（（ｘ＿１＋ｘ＿２
＋．．．＋ｘ＿Ｎ）／Ｎ）及びｙ座標の平均値（（ｙ＿
１＋ｙ＿２＋．．．＋ｙ＿Ｎ）／Ｎ）を求めて、該平均
座標値（Ｘ、Ｙ）を移動通信端末機の最終位置として決
定する（Ｓ２５）。
【００６３】本実施例の場合は、３個の基地局によって
３個の推定位置（＃１、＃２、＃３）を設定するため、
移動通信端末機の最終位置は（（ｘ＿１＋ｘ＿２＋ｘ＿
３）／３、（ｙ＿１＋ｙ＿２＋ｙ＿３）／３）に決定さ
れる。
【００６４】次いで、このように計算された位置は、Ｃ
ＤＭＡセルラーネットワークを利用して移動通信端末機
使用者の位置情報を必要とする応用サーバ５０８に自動
的に伝送される。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る移動
通信端末機の位置推定装置及びその方法においては、多
数の基地局を利用することのできない郊外地域で、信号
の受信角度、到着時間及び到着時間差を組合わせること
で移動通信端末機の位置推定が可能で、車両による移動
中であるときも正確な位置推定を行い得るという効果が
ある。
【００６６】且つ、本発明に係る移動通信端末機の位置
推定装置及びその方法においては、多数の基地局を利用
することができる都心地域では、移動通信端末機の信号
を受信する基地局の数に比例して、移動通信端末機の位
置推定性能を向上し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係る移動通信端末機の位置推
定装置を示した概略図である。
【図２】図２は、本発明に係る移動通信端末機の位置推
定方法の第１実施形態を示したフローチャートである。
【図３】図３は、図２の概略図である。
【図４】図４は、本発明に係る移動通信端末機の位置推
定方法の第２実施形態を示したフローチャートである。
【図５】図５は、図４の概略図である。
【図６】図６は、従来のＧＰＳ衛星を利用した移動通信
端末機の位置推定システムを示した概略図である。
【図７】図７は、従来の到着時間を利用した移動通信端
末機の位置推定方法を示した概略図である。
【図８】図８は、従来の受信角度を利用した移動通信端
末機の位置推定方法を示した概略図である。
【図９】図９は、従来の到着時間差を利用した移動通信
端末機の位置推定方法を示した概略図である。
【符号の説明】
５０１ 移動通信端末機 ５０２ 基地局 ５０３ 移動通信交換機 ５０４ 到着時間計算部 ５０５ 受信角度計算部 ５０６ 到着時間差計算部 ５０７ 位置決定部 ５０８ 応用サーバ

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 移動通信端末機と各基地局間に送受信さ
    れる信号を受信する移動通信交換機と、 前記移動通信交換機を介して受信された信号を利用して
    該移動通信端末機と各基地局間の距離または受信角度を
    計算する位置計算部と、 前記位置計算部により計算された値を組合して計算され
    た地点を前記移動通信端末機の位置として決定する位置
    決定部と、 を備えて構成されることを特徴とする移動通信端末機の
    位置推定装置。
  2. 【請求項２】 前記位置計算部は、 受信された信号の受信角度を計算する受信角度計算部
    と、 受信された信号の到着時間を利用して前記移動通信端末
    機と基地局間の距離を計算する到着時間計算部と、 受信された信号の到着時間差を利用して前記移動通信端
    末機と基地局間の距離を計算する到着時間差計算部と、 を包含して構成されることを特徴とする請求項１に記載
    の移動通信端末機の位置推定装置。
  3. 【請求項３】 前記移動通信交換機は、 基地局を介して受信された信号を、前記受信角度計算
    部、到着時間計算部及び到着時間差計算部に選択的に伝
    送することを特徴とする請求項１に記載の移動通信端末
    機の位置推定装置。
  4. 【請求項４】 前記位置決定部は、 前記到着時間計算部により求められた距離を半径とする
    仮想円に、前記受信角度計算部により求められた角度に
    延長線をひいて、前記仮想円と延長線とが交差する地点
    の平均値を前記移動通信端末機の位置として決定するこ
    とを特徴とする請求項１に記載の移動通信端末機の位置
    推定装置。
  5. 【請求項５】 前記半径は、 到着時間に電波速度を乗算して設定されることを特徴と
    する請求項４に記載の移動通信端末機の位置推定装置。
  6. 【請求項６】 前記位置決定部は、 前記到着時間差計算部及び受信角度計算部により計算さ
    れた位置をそれぞれ連結した仮想の線に垂直線を引いて
    各垂直線の長さの合計を比較した後、垂直線の合計が小
    さい方の方法により求められた位置を前記移動通信端末
    機の位置として決定することを特徴とする請求項１に記
    載の移動通信端末機の位置推定装置。
  7. 【請求項７】 移動通信端末機の位置信号を基地局を介
    して受信する移動通信交換機と、 信号の到着時間を利用して前記移動通信端末機と基地局
    間の距離を計算する到着時間計算部と、 信号の受信角度を利用して前記移動通信端末機と基地局
    間の距離を計算する受信角度計算部と、 前記到着時間計算部及び受信角度計算部の計算値を平均
    して前記移動通信端末機の位置を推定する位置決定部
    と、 を備えて構成されることを特徴とする移動通信端末機の
    位置推定装置。
  8. 【請求項８】 移動通信端末機の位置信号を基地局を介
    して受信する移動通信交換機と、 信号の到着時間差を利用して前記移動通信端末機と基地
    局間の距離を計算する到着時間差計算部と、 信号の受信角度を利用して前記移動通信端末機と基地局
    間の距離を計算する受信角度計算部と、 前記到着時間差計算部及び受信角度計算部の計算値を比
    較して前記移動通信端末機の位置を推定する位置決定部
    と、 を備えて構成されることを特徴とする移動通信端末機の
    位置推定装置。
  9. 【請求項９】 移動通信端末機と各基地局間の信号の受
    信角度を利用して所定時間間隔で前記移動通信端末機の
    位置を測定する工程と、 前記移動通信端末機と各基地局間の信号の到着時間また
    は到着時間差を利用して所定時間間隔で前記移動通信端
    末機の位置を測定する工程と、 受信角度を利用した前記移動通信端末機の位置と、到着
    時間または到着時間差を利用した前記移動通信端末機の
    位置と、を組合して前記移動通信端末機の最終位置を決
    定する工程と、 を順次行うことを特徴とする移動通信端末機の位置推定
    方法。
  10. 【請求項１０】 前記移動通信端末機の最終位置を決定
    する工程は、 信号の到着時間を利用して各基地局を中心に所定半径の
    仮想円を設定する工程と、 信号の受信角度角度に仮想線を形成する工程と、 前記仮想円と前記仮想線とが交差する地点を前記移動通
    信端末機の推定位置として設定する工程と、 各推定位置に対する平均座標値を前記移動通信端末機の
    最終位置として決定する工程と、 を順次行うことを特徴とする請求項９に記載の移動通信
    端末機の位置推定方法。
  11. 【請求項１１】 前記移動通信端末機の位置を決定する
    工程は、 到着時間差を利用して測定した前記移動通信端末機の現
    在位置から所定時間前に測定した前記移動通信端末機の
    位置に仮想線を設定する工程と、 信号の受信角度を利用して測定した前記移動通信端末機
    の現在位置から所定時間前に測定した前記移動通信端末
    機の位置に仮想線を設定する工程と、 前記各仮想線の区間内で測定された前記移動通信端末機
    の各位置から前記各仮想線上にそれぞれ垂直線を引い
    て、それら垂直線の長さの合計を求める工程と、 前記各垂直線の長さの合計を比較して、合計長さが小さ
    い方の方法により求められた前記移動通信端末機の位置
    を移動通信端末機の最終位置として決定する工程と、 を順次行うことを特徴とする請求項９に記載の移動通信
    端末機の位置推定方法。
  12. 【請求項１２】 移動通信端末機と基地局間で送受信さ
    れた信号の受信角度を利用して前記移動通信端末機の位
    置を測定する工程と、 前記移動通信端末機と基地局間で送受信された信号の到
    着時間を利用して前記移動通信端末機の位置を測定する
    工程と、 信号の到着時間を利用して算出された距離を半径とする
    仮想円から受信角度に延長線を引いて交差する地点を推
    定位置として設定する工程と、 前記複数の推定位置に対する平均座標値を前記移動通信
    端末機の最終位置として決定する工程と、 を順次行うことを特徴とする移動通信端末機の位置推定
    方法。
  13. 【請求項１３】 前記仮想円の半径は、測定された到着
    時間に電波速度を乗算して設定されることを特徴とする
    請求項１２に記載の移動通信端末機の位置推定方法。
  14. 【請求項１４】 移動通信端末機と基地局間で送受信さ
    れた信号の受信角度を利用して前記移動通信端末機の位
    置を測定する工程と、 前記移動通信端末機と基地局間で送受信された信号の到
    着時間差を利用して前記移動通信端末機の位置を測定す
    る工程と、 信号の受信角度及び到着時間差を利用して測定された前
    記移動通信端末機の現在位置から所定時間前に測定され
    た位置までを仮想線を引いてそれぞれ連結する工程と、 前記各移動通信端末機の位置から該当の仮想線上にそれ
    ぞれ垂直線を引く工程と、 前記各垂直線の長さを加算してそれぞれの合計値を求め
    る工程と、 前記各合計値を比較し、それら合計値が小さい方の方法
    により求められた前記移動通信端末機の位置を最終位置
    として決定する工程と、 を順次行うことを特徴とする移動通信端末機の位置推定
    方法。
  15. 【請求項１５】 受信角度を利用した前記移動通信端末
    機の位置からは、受信角度を利用した前記仮想線に垂直
    線を引くが、到着時間差を利用した前記移動通信端末機
    の位置からは、到着時間差を利用した前記仮想線に垂直
    線を引くことを特徴とする請求項１４に記載の移動通信
    端末機の位置推定方法。
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