JP2003075526A - 移動通信端末装置およびそのプログラム - Google Patents
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Abstract
生ずる場合でも、端末ユーザに精度の高い位置情報を提
供する。 【解決手段】 移動通信端末が通信網に設けられた位置
サーバで端末位置を算出するのに必要な基地局情報およ
びGPS信号からなる測位情報を収集し(200〜250)、
その測位情報に基づき位置サーバが算出した端末位置情
報をすると(270)、端末位置情報に含まれる測位誤差
に相当する不確かさが設定されたしきい値を超える、即
ち、誤差が大きい場合には、端末位置情報をユーザに知
らせることなくその平均値を計算し、平均処理回数が最
大測定回数を超えたらその平均値を端末位置としてユー
ザに知らせる(280〜320)。
Description
通信装置など基地局との間で無線により通信を行う移動
通信端末装置に関するもので、特に移動通信端末装置の
位置を特定する際に用いて好適である。
より、携帯電話網などの通信網において、移動通信端末
が測定した情報を通信網に設けられた位置サーバに送
り、位置サーバにて演算された移動通信端末の位置情報
を移動通信端末が取得できるシステムがある。すなわ
ち、移動通信端末はGPS(Grobal Positioning Syste
m)衛星からのGPS信号とGPSに同期した基地局か
らの信号遅延量を測定し、それらの情報を位置サーバへ
報告する。位置サーバは、端末から報告された情報に基
づき端末の位置を計算(以下、測位演算、測位計算とも
いう)し、その計算結果を端末に通知し、端末ユーザに
知らせる。
は、必ずしも精度よく端末位置を算出できるような測位
情報(GPS信号や信号遅延量などの基地局情報)を測
定、収集できるものであるとは限らない。
算出精度に応じて端末ユーザへの位置情報の通知方法を
変えることにより、詳しくは算出精度が低い、すなわち
算出精度が許容範囲を越える場合はユーザに位置情報を
知らせることなく、算出精度が許容範囲内に入るまで算
出位置情報を取得することにより、端末ユーザに精度の
高い位置情報を提供することを目的とする。
め、請求項1に記載の発明は、通信網を形成する基地局
との間で無線回線を介して通信するとともに、端末位置
算出に必要な情報であって、少なくとも前記基地局の基
地局情報を含む測位情報を収集して前記通信網に送信
し、該送信された測位情報に基づき前記通信網において
算出された端末位置情報を取得し端末ユーザに出力する
移動通信端末装置であって、前記端末位置情報には位置
算出誤差に相当する不確かさ情報が含まれ、該不確かさ
が予め有するしきい値以下の場合には前記取得した端末
位置情報を前記端末ユーザに出力するとともに、前記不
確かさが前記しきい値を超える場合は、前記取得した端
末位置情報を前記端末ユーザに出力することなく、再度
前記測位情報を収集して、測位演算のために前記通信網
へ送信することを特徴とする。また、請求項4に記載の
発明は、この移動通信端末装置のコンピュータを実行す
るプログラムである。
末位置情報の不確かさが予め有するしきい値を超える場
合は、誤差が大きいとしてその端末位置情報を端末ユー
ザに出力することなく、再度測位情報を測定し直して収
集し、通信網へ送信することにより、新たな端末位置情
報を取得するようにしたので、その新たな端末位置情報
の不確かさに応じて、不確かさがしきい値を超える状態
のままであれば、さらにまた測位情報を収集することを
繰り返し、不確かさがしきい値以下であればその新たな
端末位置情報を端末ユーザに出力することができ、端末
ユーザに精度の高い位置情報を提供することができる。
確かさが前記しきい値を超える場合、前記取得した端末
位置情報を蓄積するとともに該蓄積回数を計数し、前記
蓄積回数が設定された所定回数以上となったとき前記蓄
積された端末位置情報の前記蓄積回数における平均値を
端末ユーザに出力することを特徴とする。
超える場合は、所定回数以上繰り返して収集した測位情
報に基づく端末位置情報の平均値を端末ユーザに出力す
るので、測位演算誤差が大きくても、比較的精度の高い
端末位置情報をユーザに提供することができる。
うに、前記端末位置算出に必要な測位情報にGPS衛星
からのGPS信号を含むようにして、端末位置算出に基
地局情報だけでなくGPS信号も利用すれば、測位演算
精度を更に高くすることができる。
通信端末装置が用いられるCDMA(Code Division Mu
ltiple Access:符号分割多重接続)通信網の全体シス
テムを示す。移動通信端末MSは、CDMAネットワー
クにつながった各基地局BSとの間で通信を行う。ま
た、CDMAネットワークには、移動通信端末MSが取
得した端末位置算出に必要な測位情報を用いて実際の測
位計算を行う専用の位置サーバPDEも接続されてい
る。そして、各基地局BSおよび位置サーバPDEは、
GPS衛星からの信号を受信して、システムクロックを
GPS信号に同期させている。さらに、移動通信端末M
SはGPS信号を受信可能で、端末位置算出に必要な測
位情報として、受信したGPS信号をネットワーク経由
で位置サーバPDEに送信している。
端末MSは、基地局BSと通信を行うCDMA用アンテ
ナ1と、その通信の送受を行うCDMA無線部2と、G
PS衛星からの信号を受信するGPS受信部としてのG
PS用アンテナ3およびGPS無線部4と、端末ユーザ
との音声インターフェースを行うスピーカ5、マイク6
および音声処理部7と、操作入力のためのキー操作部8
と、各種情報を端末ユーザに表示する表示手段としての
ディスプレイ9と、プログラムおよびデータを記憶する
記憶部10と、各プログラムを実行するとともに各部の
制御を司る制御部11とからなり、コンピュータにより
構成することができる。なお、キー操作部8はディスプ
レイ9にタッチパネル型のものを用いることにより共用
してもよい。さらに、CDMA用アンテナ1とGPS用
アンテナ3とは、一つのアンテナで共用してもよい。
置の算出方法について説明する。なお、以下の説明にお
いて、PN(Pseudo Noise:擬似雑音)符号とは、CD
MA方式における拡散符号であり、最大512種類の符
号がそれぞれ各基地局BSに割り当てられ、基地局BS
と同期がとられた端末MSにおいて、受信信号のPN符
号による逆拡散時PN符号系列の1周期開始時点から相
関ピーク発生時点までの時間(位相差)により基地局を
識別する。また、信号遅延量とは、上記のPN符号に対
応する位相差に対する基地局−端末間の伝搬時間に応じ
た信号の遅延量のことである。
は、大略次のように行われる。端末MSが収集したリフ
ァレンス基地局および他の周辺基地局の各PN符号及び
信号遅延量とGPS信号(衛星番号と受信時刻)とに基
づき、PN符号に対応付けられたデータベースより各基
地局の緯度経度が得られ、信号遅延量が最小の(即ち、
端末MSに最も近いと推定される)リファレンス基地局
を時間基準として他の周辺基地局の信号遅延量により各
基地局と端末間の距離が算出され、さらに、GPS衛星
番号および受信時刻よりGPS衛星−端末MS間距離が
算出され、これらの値により三角測量の原理で端末MS
の位置が特定できる。
の位置座標からの距離によって算出される端末位置は、
通常、図5に示すように厳密に決めることは困難であ
る。図5は簡単のために、2つの基地局BS1,BS2
および1つのGPS衛星GPS1の位置(位置サーバP
DEには既知)からのそれぞれの距離R1,R2,R3に
より端末位置を算出する方法の概念を示している。それ
ぞれの距離は測定された電波の伝搬時間より決まるもの
であるが、建物での反射、伝搬路の状態変動、時計誤差
や衛星の軌道誤差等により、実際の距離とは異なったも
のになっている。このような距離値による3つの円が交
わる点によって端末位置を決定しようとしても、図5の
ハッチング部で示すような推定誤差範囲である不確定領
域が生ずる。そこで、例えば、この不確定領域であるハ
ッチング部の重心座標を端末位置として代用し、またハ
ッチング部の外接円(実際は不確定領域は3次元である
ので、外接球となる)の半径rを端末位置の不確かさを
評価する指標として用いることができる。なお、不確か
さrを、ハッチング部の重心座標から最も遠い点までの
距離としてもよい。また、端末の算出位置として、外接
円(球)の中心座標を代用してもよい。
実行する処理を、図3および図4のフローチャートを用
いて説明する。
いないときのアイドル状態(待ち受け状態)では、図3
に示すように端末MSは、後述するネイバーリストに基
づいて端末の周辺の基地局BSをサーチし、その中から
受信信号が良好な基地局をサービング基地局として選ぶ
(ステップ100)。そして、そのサービング基地局よ
りページングチャネルを受信し、それによってオーバー
ヘッド情報を取得する(ステップ110)。オーバーヘ
ッド情報にはサービング基地局のPN符号および識別符
号、サービング基地局の位置情報(緯度、経度)、使用
できる周波数、周辺基地局がリストアップされたネイバ
ーリスト、およびネットワークID(識別子)などが含
まれている。端末MSはこのオーバーヘッド情報をアイ
ドル状態で間欠的に取得し、内容を更新している。
たときのように、既に有しているネイバーリストに周辺
基地局が存在しない場合は、PN符号を順にサーチして
捕捉した基地局を最初のサービング基地局としてオーバ
ーヘッド情報を取得し、以降のアイドル状態で図3のフ
ローチャートにより取得情報を更新する。
および端末位置情報の取得を行う過程を図4に基づき説
明する。測位開始のトリガーとして、端末ユーザが自分
自身の位置を知りたい場合にキー操作が行われると、端
末MS側から通信網へ測位開始要求が出される(ステッ
プ200)。
らネットワークを介して返された測位応答を受信すると
(ステップ210)、端末MSは前記ネイバーリストに
基づいて周辺の基地局をサーチして、各基地局からの電
波の受信結果に基づき、信号遅延量が最小となる基地局
のPN符号をリファレンス基地局として選定するととも
に、リファレンス基地局及び他の周辺基地局のPN符号
と信号遅延量とを基地局情報として記憶部10に一時記
憶する(ステップ220)。
Sの最も近くに位置すると推測される基地局をリファレ
ンス基地局とするためである。
Eへ、自らの端末情報および上記取得した周辺の基地局
情報を報告する。
た上記情報に基づき、端末の大まかな位置を設定し、そ
の位置に応じて受信すべきGPS衛星の番号やその捕捉
パラメータを測位用アシスタント情報として端末MSへ
返し、端末は、測位用アシスタント情報を受信する(ス
テップ240)。
PS衛星からのGPS信号を受信し、しきい値以上の受
信強度が得られた信号を記憶するとともに、周辺基地局
からの信号遅延量を最新情報として再度測定する(ステ
ップ250)。以上のようにして、PN符号及び信号遅
延量からなる基地局情報とGPS信号とからなる測位情
報が収集される。
を位置サーバPDEへ送信する。位置サーバPDEは、
端末MSから送信された測位情報に基づき上述の如く端
末位置を算出し、不確かさ情報とともに測位結果として
端末MSへ返す。端末MSは、位置サーバPDEで演算
された測位結果を受信する(ステップ270)。
しきい値以下か否かを判定し、不確かさがしきい値以下
であれば、端末位置情報は精度が高いとして、算出され
た値のまま、緯度経度表示、住所表示あるいは地図表示
の形式で、表示手段としてのディスプレイ9に表示する
とともに、後述する端末位置情報の平均値データを破棄
する(ステップ290)。なお、このしきい値は、端末
ユーザが必要とする位置精度に応じて、例えば、100
mなどと予め設定することができる。
えると判定された場合は、ステップ300で端末位置情
報を記憶部10に蓄積するとともに、それまで不確かさ
がしきい値より大きく演算精度が低いものとして蓄積さ
れている端末位置情報の蓄積回数での平均値を算出す
る。
定された所定回数としての最大測定回数以上か否かを判
定し、蓄積回数が最大測定回数以上であれば、上記ステ
ップ300で算出した位置情報の平均値を端末位置とし
てディスプレイ9に表示する(ステップ320)。な
お、この最大測定回数は、端末ユーザが必要な位置精度
に応じて、例えば、5ないし10などと設定することが
できる。また、ステップ300で実行した端末位置情報
の平均値算出処理を、ステップ310で蓄積回数が最大
測定回数以上となった場合にステップ320の実行前に
行うようにしてもよい。
以上でないと判定された場合は、ステップ200へ戻っ
て、再度位置サーバPDEへ測位開始要求を出し測位情
報収集、および位置サーバからの端末位置情報の取得を
行う。なお、この場合、ステップ200へ戻るのではな
く、ステップ250へ戻って同じ周辺基地局およびGP
S衛星に対して測位情報を測定するようにしてもよい。
グラムは、記憶部10に格納され制御部11で適宜実行
される。さらにこのプログラムは通信ネットワークを通
じて配信されることができ、必要に応じて端末MSが受
信し記憶部10に格納して利用することができる。
通信端末側で、位置サーバが端末位置を算出する際に誤
差評価値として算出した不確かさ情報を積極的に利用し
て、不確かさが小さい、すなわち、演算誤差の小さい端
末位置情報のみを直接端末ユーザに知らせ、一方、不確
かさが大きい、すなわち、演算誤差の大きな端末位置情
報はそのままではユーザに知らせることなく端末側で最
大測定回数に達するまで位置算出値を蓄積して平均値を
求め、最大測定回数に達した後にその平均値をユーザに
位置情報として知らせるようにしたので、端末ユーザに
は、常に精度の高い端末位置情報を提供することができ
る。
す図である。
示すブロック図である。
アイドル状態での情報収集処理を示すフローチャートで
ある。
測位情報収集および端末位置情報取得・表示処理を示す
フローチャートである。
す図である。
バ、1…CDMA用アンテナ、2…CDMA無線部、3
…GPS用アンテナ、4…GPS無線部、5…スピー
カ、6…マイク、7…音声処理部、8…キー操作部、9
…ディスプレイ、10…記憶部、11…制御部
Claims (6)
- 【請求項1】 通信網を形成する基地局との間で無線回
線を介して通信するとともに、端末位置算出に必要な情
報であって、少なくとも前記基地局の基地局情報を含む
測位情報を収集して前記通信網に送信し、該送信された
測位情報に基づき前記通信網において算出された端末位
置情報を取得し端末ユーザに出力する移動通信端末装置
であって、 前記端末位置情報には位置算出誤差に相当する不確かさ
情報が含まれ、該不確かさが予め有するしきい値以下の
場合には前記取得した端末位置情報を前記端末ユーザに
出力するとともに、前記不確かさが前記しきい値を超え
る場合は、前記取得した端末位置情報を前記端末ユーザ
に出力することなく、再度前記測位情報を収集して、測
位演算のために前記通信網へ送信することを特徴とする
移動通信端末装置。 - 【請求項2】 前記不確かさが前記しきい値を超える場
合、前記取得した端末位置情報を蓄積するとともに該蓄
積回数を計数し、前記蓄積回数が設定された所定回数以
上となったとき前記蓄積された端末位置情報の前記蓄積
回数における平均値を端末ユーザに出力することを特徴
とする請求項1に記載の移動通信端末装置。 - 【請求項3】 GPS衛星からのGPS信号を受信する
GPS受信部を更に有し、前記端末位置算出に必要な測
位情報に前記GPS信号を含むようにしたことを特徴と
する請求項1または2に記載の移動通信端末装置。 - 【請求項4】 通信網を形成する基地局との間で無線回
線を介して通信する移動通信端末装置が有するコンピュ
ータに、 端末位置算出に必要な情報であって、少なくとも前記基
地局の基地局情報を含む測位情報を収集するステップ
と、 前記測位情報を前記通信網に送信するとともに、前記通
信網において算出された端末位置情報を受信するステッ
プと、 前記端末位置情報に含まれる位置算出誤差に相当する不
確かさと予め有するしきい値とを比較するステップと、 前記不確かさが前記しきい値以下の場合には前記取得し
た端末位置情報を前記端末ユーザに出力するステップ
と、 前記不確かさが前記しきい値を超える場合には前記取得
した端末位置情報を前記端末ユーザに出力することな
く、再度前記測位情報を収集して、測位演算のために前
記通信網へ送信するステップと、 を実行させることを特徴とするプログラム。 - 【請求項5】 前記不確かさが前記しきい値を超える場
合、前記取得した端末位置情報を蓄積するとともに該蓄
積回数を計数し、前記蓄積回数が設定された所定回数以
上となったとき前記蓄積された端末位置情報の前記蓄積
回数における平均値を端末ユーザに出力するステップを
実行させることを特徴とする請求項4に記載のプログラ
ム。 - 【請求項6】 前記端末位置算出に必要な測位情報にG
PS衛星からのGPS信号を含むようにしたことを特徴
とする請求項4または5に記載のプログラム。
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JP2001272190A JP3575451B2 (ja) | 2001-09-07 | 2001-09-07 | 移動通信端末装置およびそのプログラム |
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