JP2009074974A - Mobile station and location derivation method - Google Patents

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Inventor
Tomoaki Konishi
友明 小西
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Kyocera Corp
京セラ株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly estimate the location of a mobile station with high precision regardless of electric field strength.
SOLUTION: The mobile station which can wirelessly communicate with a plurality of base stations 120 comprises: a wireless communication section 222 for wirelessly communicating with the plurality of base stations; a location information acquisition section 250 for acquiring the absolute location information of the plurality of base stations; a delay calculation section 252 for measuring a propagation delay time when transmitting/receiving radio waves to/from the plurality of base stations; a distance calculation section 254 for calculating the distance to each of the plurality of base stations on the basis of the propagation delay time; and a location determination section 258 for determining, on the basis of the absolute location information and distance concerning each of the plurality of base stations, the absolute position of the mobile station.
COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の基地局と無線通信が可能な移動局にかかり、さらに詳細には、基地局と送受信される電波の伝搬遅延を用いて移動局の絶対位置を導出する移動局および位置導出方法に関する。 The present invention relates to a plurality of base stations and wireless communication capable mobile station, more particularly, the mobile station and position derivation to derive the absolute position of the mobile station by using a propagation delay of the radio wave transmitted and received with the base station a method for.

近年、携帯電話やPHS(Personal Handy phone System)等に代表される移動局が普及し、場所や時間を問わず通話や情報入手が可能となった。 In recent years, mobile stations such as mobile phones and PHS (Personal Handy phone System) or the like is widespread, has become possible to call or access to information regardless of location or time. このような移動局は、所定間隔をおいて配される基地局と無線通信を行うことで通信網との接続を行う。 Such mobile station performs a connection to the communication network by performing radio communication with a base station which is disposed at a predetermined interval. そして、基地局は、通信相手の通信可能範囲にある基地局と通信を行い移動局同士の音声通信を確立する。 Then, the base station establishes a voice communication of a mobile station between communicates with the base station in communication range of the communication partner.

一方、上述した移動局では、自局の絶対位置を通じて、現在居るところの地図上の位置を表示したり、近くの食事処を検索したりするサービスが供給されている。 On the other hand, in the mobile station described above, through the absolute position of the own station, and displays the location on the map where the current there, the service or to search for nearby meal processing are supplied. かかるサービスを受けるためには自局の絶対位置を特定することが条件となるが、上述したような固定的に配される基地局と異なり、移動局は自局の絶対位置を独立して把握する術を有していない。 Although the it is a condition for specifying the absolute position of the own station to receive such services, unlike the base station which is arranged in a fixed manner as described above, the mobile station is independently an absolute position of the mobile station know We do not have a way to be.

例えば、移動局の位置を特定する手段として、GPS(Global Positioning System)を利用する方法が考えられる。 For example, as a means of identifying the location of the mobile station is considered a method utilizing a GPS (Global Positioning System). かかるGPSでは、少なくとも3つの衛星からの電波を捕捉し、各衛星との距離を計算して自己の絶対位置を把握することができる。 In such GPS, capture radio waves from at least three satellites, it is possible to grasp the absolute position of the self-calculates the distance to each satellite. このとき、3つの衛星を捕捉できれば自局の平面上の位置を、4つの衛星を捕捉できればさらに高度を取得することができる。 At this time, if capture three satellites positions in a plane of the local station, it is possible to obtain more sophisticated if capture four satellites. しかし、GPSは比較的高価なシステムであり、計算に時間を要する。 However, GPS is a relatively expensive system, requiring time to calculate. また、衛星の電波を受信困難な状況では利用できないといった課題もある。 In addition, there is also a problem that can not be used at the receiving difficult situation the radio waves of the satellite.

また、各基地局から受信する電波の電界強度とその基地局の位置とを合わせ、三点交差法(三点測位法)用いて絶対位置を計算する技術が知られている(例えば、特許文献1)。 The combined electric field strength of radio waves received from each base station and the position of the base station, a technique for calculating the absolute position using three-point cross method (three-point positioning method) is known (e.g., Patent Documents 1). さらに、各基地局から受信する電波の電界強度とその基地局の識別符号とを位置管理局に送信し、位置管理局に自局の現在位置を計算させる技術も公開されている(例えば、特許文献2)。 Furthermore, transmits the electric field strength of radio waves received from each base station and the identification code of the base station to the location management station, a technique for calculating the current position of the own station to the location management station has also been published (e.g., Japanese Patent Document 2).
特開平2−044929号公報 JP-2-044929 discloses 特開平9−247737号公報 JP-9-247737 discloses

上述した移動局の絶対位置推定技術は、基地局との距離に応じて受信された電波の電界強度が変化する(減衰する)特性を利用しており、電界強度と距離との関係式を参照して基地局と移動局との距離を導き出している。 Absolute position estimation technique of the above-mentioned mobile station, the field strength of the received radio waves (attenuated) changes depending on the distance between the base station characteristics utilizes the see equation between the electric field strength and the distance and derive the distance between the base station and the mobile station to.

しかし、建物が密集している環境下においては、マルチパスフェージングやシャドウウイングによって電界強度が増幅または減衰し、本来の電界強度から大きくずれてしまうことがある。 However, in the environment where the building is crowded, the electric field intensity is amplified or attenuated by multipath fading or shadowing wings may deviate significantly from the original field strength. 従って、電界強度から一意に導出される基地局との距離も、実際の距離から長短いずれにも変動してしまい、移動局の位置特定精度が極端に低下してしまう。 Accordingly, the distance between the base station that is uniquely derived from the electric field strength, fluctuates to any length from the actual distance, localization accuracy of the mobile station will be extremely lowered.

また、基地局の設置密度が低い地域や、建物が密集している地域では、受信電波の強度が相対的に低く、電界強度の変動に対する距離の変化量も大きくなり、距離推定精度を高めることができないといった問題も生じていた。 Further, the application density is or lower area of ​​the base station, in the areas where buildings are crowded, the strength of the received radio wave is relatively low, the amount of change in distance with respect to the variation of the electric field strength also increases, increasing the distance estimation accuracy problems have arisen, such as can not.

本発明は、このような従来の位置特定技術の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、電界強度の強弱に拘わらず、迅速かつ高精度に移動局の位置を推定することが可能な、移動局および位置導出方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such problems of the conventional position location techniques, object of the present invention, regardless of the strength of the electric field intensity, to estimate the location of the mobile station to quickly and accurately What it can, is to provide a mobile station and a position deriving process.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、複数の基地局と無線通信が可能な移動局であって、複数の基地局と無線通信を行う無線通信部と、複数の基地局の絶対位置情報を取得する位置情報取得部と、複数の基地局に電波を送受信した際の伝搬遅延時間を計測する遅延計算部と、伝搬遅延時間に基づいて複数の基地局それぞれとの距離を計算する距離計算部と、複数の基地局それぞれに関する絶対位置情報および距離に基づいて、当該移動局の絶対位置を特定する位置特定部と、を備えることを特徴とする、移動局が提供される。 In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, there is provided a mobile station capable of a plurality of base stations and wireless communication, and a plurality of base stations and a wireless communication unit that performs wireless communication, a plurality of base distance and position information acquisition unit for acquiring absolute position information of the station, a delay calculating unit for measuring a propagation delay time at the time of transmitting and receiving radio waves to a plurality of base stations, a plurality of base stations based on the propagation delay time a distance calculator for calculating a, based on the absolute position information and a distance relating to each of a plurality of base stations, characterized in that it comprises a position specifying unit for specifying the absolute position of the mobile station, the mobile station is provided that.

本発明では、少なくとも3つの基地局の絶対位置と、その基地局からの距離とを用いて、三点交差法(三点測位法)により移動局の絶対位置を把握する。 In the present invention, the absolute position of the at least three base stations, by using the distance from the base station, to know the absolute position of the mobile station by a three-point cross method (three-point positioning method). また、基地局からの距離は電波の伝搬遅延を用いて計算される。 The distance from the base station is calculated using the propagation delay of the radio wave. かかる距離を導出する際、従来の電界強度が、マルチパスフェージングや外乱の影響を受け易いのに対して、伝搬遅延は電波が往復路を経由する時間を計測しているため影響を受け難い。 Deriving such distances, conventional field strength, whereas susceptible to multipath fading or disturbance, the propagation delay is less affected because it measures the time radio waves via the reciprocating path.

また、電波の回り込みによって伝搬遅延がさらに大きくなることはあっても、早くなることがないため、その本来の伝搬遅延時間を容易に推定することが可能となる。 Further, even not become more larger propagation delays by wraparound of a radio wave, for never faster, it is possible to easily estimate the original propagation delay time. 従って、電界強度の強弱に拘わらず、迅速かつ高精度に移動局の位置を推定することができる。 Therefore, regardless of the strength of the electric field intensity, it is possible to estimate the location of the mobile station to quickly and accurately.

複数の基地局との距離の信頼性を判断する信頼性判断部をさらに備え、位置特定部は、信頼性判断部の判断結果に応じて、基地局それぞれに関する絶対位置情報および距離の参照に重み付けを行ってもよい。 Further comprising a reliability judging unit for judging the reliability of the distance between the plurality of base stations, the position specifying unit in accordance with the judgment result of reliability determination unit, weighted reference absolute position information and the distance for each base station it may be carried out.

上記信頼性判断部は、計算された複数の基地局との距離に信頼性に基づく優先順位を決め、信頼性の高い距離を優先的に参照させる。 The reliability determination unit, the distance between the calculated plurality of base stations to prioritize based on reliability, to refer to a reliable distance preferentially. 従って、位置特定部が、その信頼性に基づく重み付けを通じて各基地局との距離を参照するため、移動局の絶対位置は、信頼性の低い距離の影響が小さく、信頼性の高い距離の影響が大きくなる。 Therefore, the position specifying unit is to refer to the distance between each base station through weighting based on the reliability, the absolute position of the mobile station has a small effect of unreliable distance, the influence of a reliable distance growing. かかる構成により、信頼性の高い距離を用いた三点交差法が実施可能となり、より高精度に移動局の絶対位置を特定することができる。 With this configuration, a three-point cross method using the reliable distance becomes feasible, it is possible to identify the absolute position of the mobile station with higher accuracy.

信頼性判断部は、基地局との距離に応じて信頼性を判断し、距離計算部が計算した距離が長いほど信頼性が高いとしてもよい。 Reliability judging unit, in accordance with the distance between the base station and determine the reliability, the distance distance calculator has calculated may be higher longer reliable.

本発明では電界強度の代わりに伝搬遅延を用いているが、伝搬遅延であっても電波の回り込みによる変動は生じてしまう。 The present invention is used the propagation delay instead of the electric field strength, even propagation delay occurs variation due wraparound of a radio wave. しかし、基地局との距離に対する伝搬遅延の変動量の比率は距離が長いほど小さくなるという特性を有している。 However, the ratio of the variation of the propagation delay relative to the distance between the base station distance has a characteristic that longer decreases. 従って、推定距離が遠いものを優先的に利用することで、より高精度に移動局の絶対位置を特定することが可能となる。 Therefore, those estimated distance is long By utilizing priority, it is possible to identify the absolute position of the mobile station with higher accuracy.

信頼性判断部は、距離計算部が複数回計算した距離の分散に応じて信頼性を判断し、分散が小さいほど信頼性が高いとしてもよい。 Reliability determination unit, the distance calculating unit reliability is determined depending on the variance of the distance calculated a plurality of times may be more reliable as the variance is small.

建物が密集している地域では、複数の建物を通じてマルチパスフェージングが生じ、伝搬経路の分散が大きくなる。 In areas where buildings are dense, multi-path fading occurs through multiple buildings, the dispersion of the propagation path is large. 従って、分散が大きい場合は、移動局と基地局との伝搬経路が多いと見なして優先順位を下げ、分散が小さい場合は、直接伝搬している電波が多い、即ち本来の伝搬遅延が計測されているとみなして優先順位を上げる。 Therefore, when the variance is large, is regarded as the propagation path between the mobile station and the base station is often lower priority, when the variance is small, directly propagated to that radio waves is large, i.e., the inherent propagation delay is measured increase the priority is regarded to have. こうして、より高精度に移動局の絶対位置を特定することが可能となる。 Thus, it is possible to identify the absolute position of the mobile station with higher accuracy.

上記課題を解決するために、本発明の他の観点によれば、複数の基地局と無線通信が可能な移動局の絶対位置を導出する位置導出方法であって、複数の基地局の絶対位置情報を取得する位置情報取得ステップと、複数の基地局に電波を送受信した際の伝搬遅延時間を計測する遅延計算ステップと、伝搬遅延時間に基づいて複数の基地局それぞれとの距離を計算する距離計算ステップと、複数の基地局それぞれに関する絶対位置情報および距離に基づいて、当該移動局の絶対位置を特定する位置特定ステップと、を含むことを特徴とする、位置導出方法が提供される。 In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, there is provided a position deriving method for deriving the absolute position of the plurality of base stations and wireless communication capable mobile station, the absolute positions of the plurality of base stations distance calculating a position information acquisition step of acquiring information, and the delay calculation step of measuring the propagation delay time at the time of transmitting and receiving radio waves to a plurality of base stations, the distance between each of the plurality of base stations based on the propagation delay time a calculation step, based on the absolute position information and a distance relating to each of a plurality of base stations, characterized by comprising a position specifying step of specifying the absolute position of the mobile station, a position deriving method is provided.

上述した移動局における技術的思想に対応する構成要素やその説明は、当該位置導出方法にも適用可能である。 The components or the descriptions thereof, which correspond to the technical idea in the above-mentioned mobile station can also be applied to the position deriving process.

以上説明したように本発明の移動局では、電界強度の強弱に拘わらず、迅速かつ高精度に移動局の位置を推定することが可能となる。 In the above mobile station of the present invention, as described, regardless of the strength of the electric field intensity, it is possible to estimate the location of the mobile station to quickly and accurately.

以下に図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。 With reference to the accompanying drawings, it will be described in detail preferred embodiments of the present invention. なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 In the specification and the drawings, components having substantially the same function and structure are a repeated explanation thereof by referring to the figures.

移動局では、自局の近くにある複数の基地局のうち、無線通信を実行するのに最適な基地局を選択するため、基地局が発する制御信号の電界強度を計測して、電界強度が最大となる基地局を通信先として選択している。 In the mobile station, among the plurality of base stations in the vicinity of the own station, for selecting an optimal base station for performing radio communication, to measure the field strength of the control signal by a base station emits an electric field intensity It is selected base station with the maximum as the communication destination. かかる電界強度の計測機構を利用すると、基地局との距離を推測することができる。 Utilizing measuring mechanism of such electric field strength, it is possible to estimate the distance between the base station. しかし、電界強度を用いる距離推定では、その環境によって測定精度が大幅に低下する。 However, in the distance estimation using a field strength measurement accuracy by the environment it is greatly reduced. このような精度の低い位置情報を用いると、サービス事業者が提供するサービスを十分に受けることができない。 With lower position information of such precision, it is impossible to sufficiently receive a service provided by a service provider.

本実施形態では、電界強度の代わりに伝搬遅延を用いて、移動局の絶対位置を推定する。 In the present embodiment, by using the propagation delay instead of the electric field strength, to estimate the absolute position of the mobile station. 以下の実施形態では、理解を容易にするため、まず、無線通信システム全体の構成を説明し、その後で移動局の構成を詳述する。 In the following embodiments, for ease of understanding, first, it described the overall configuration of a wireless communication system, detailing the configuration of the mobile station thereafter. また、本実施形態の移動局として、上述した携帯電話やPHSの他に、ノート型パーソナルコンピュータ、PDA(Personal Digital Assistant)等の様々な電子機器を適用可能であるが、ここではPHS端末を例に挙げて説明する。 Further, as the mobile station of the present embodiment, examples in addition to the above-mentioned cellular phone or PHS, notebook personal computers, is applicable to various electronic devices such as PDA (Personal Digital Assistant), a PHS terminal here It will be described by way of.

(無線通信システム100) (Wireless communication system 100)
図1は、無線通信システム100を説明するためのシステムブロック図である。 Figure 1 is a system block diagram for explaining a wireless communication system 100. かかる無線通信システム100は、ユーザが所有するPHS端末110と、基地局120と、インターネット等のIP通信網130と、接続選択サーバ140とを含んで構成される。 The wireless communication system 100 includes the PHS terminal 110 owned by a user, the base station 120, an IP network 130 such as the Internet, and a connection selection server 140.

上記無線通信システム100においては、ユーザが自己のPHS端末110から他のPHS端末150への通話回線接続を試みた場合、ユーザのPHS端末110の操作に応じて、無線通信可能領域にある基地局120との無線通信が確立され、基地局120は、図1中(1)に示すように、IP通信網130を介して接続選択サーバ140に他のPHS端末150との通信接続を要求する。 In the wireless communication system 100, when a user tries to call the line connected from the PHS terminal 110 to another PHS terminal 150, in accordance with the operation of the PHS terminal 110 of the user, the base station in the radio communication area It is established wireless communication with the 120, the base station 120, as shown in FIG. 1 (1), and requests the communication connection with the other PHS terminal 150 to the connection selection server 140 via the IP network 130.

そして、接続選択サーバ140は、図1中(2)に示すように、他のPHS端末150の無線通信可能領域にある基地局120を選定して、通信相手の有する他のPHS端末150との音声通話を設定する。 The connection selection server 140, as shown in FIG. 1 (2), and selects the base station 120 in the wireless communication area of ​​the other PHS terminal 150, and the other PHS terminal 150 included in the communication partner to set up a voice call.

そして、音声通話に必要な基地局120の設定が完了すると、接続選択サーバ140は、その音声通話処理を基地局間に渡し、図1中(3)に示すように、ユーザ側および通信相手側の基地局120同士が主体となって音声信号の送受を直接行う。 When the set of base stations 120 needed for voice communication is completed, the connection selection server 140 passes the voice call process between a base station, as shown in FIG. 1 (3), the user side and the communication partner performing direct transmission and reception of voice signals is the base station 120 to each other of the principal. このとき、接続選択サーバ140は、各PHS端末110、150の通信環境の変化、例えば、PHS端末110の移動に応じて適切な基地局120を割り当てるための待機状態に移行する。 In this case, the connection selection server 140, a change in the communication environment of each PHS terminal 110, 150, for example, shifts to the standby state for allocating the appropriate base station 120 in accordance with the movement of the PHS terminal 110.

(PHS端末110) (PHS terminal 110)
以下、無線通信システム100におけるPHS端末110の構成を説明する。 Hereinafter, the configuration of the PHS terminal 110 in the wireless communication system 100.

図2は、PHS端末110のハードウェア構成を示した機能ブロック図であり、図3は、PHS端末110の外観を示した斜視図である。 Figure 2 is a functional block diagram showing a hardware configuration of a PHS terminal 110, FIG. 3 is a perspective view showing the appearance of the PHS terminal 110. PHS端末110は、端末制御部210と、端末メモリ212と、表示部214と、操作部216と、音声入力部218と、音声出力部220と、無線通信部222とを含んで構成される。 PHS terminal 110 is configured with terminal control section 210, a terminal memory 212, a display unit 214, an operation unit 216, a voice input unit 218, an audio output unit 220, and a wireless communication unit 222.

上記端末制御部210は、中央処理装置(CPU)を含む半導体集積回路によりPHS端末110全体を管理および制御する。 The terminal control unit 210 manages and controls the whole PHS terminal 110 by a semiconductor integrated circuit including a central processing unit (CPU). 端末制御部210は、端末メモリ212のプログラムを用いて、PHS端末110を利用した通話機能やメール配信機能も当然にして遂行する。 Terminal control unit 210, using the program of the terminal memory 212, performs call function, mail delivery function naturally also a manner utilizing the PHS terminal 110. また、後述する、位置情報取得部250、遅延計算部252、距離計算部254、信頼性判断部256、位置特定部258としても機能する。 Further, described later, position information acquisition unit 250, the delay calculating unit 252, a distance calculation unit 254, the reliability determination unit 256 also functions as a position specifying unit 258.

上記端末メモリ212は、ROM、RAM、EEPROM、不揮発性RAM、フラッシュメモリ、HDD(Hard Disk Drive)等で構成され、端末制御部210で処理されるプログラムや音声データ等を記憶する。 The terminal memory 212, ROM, RAM, EEPROM, non-volatile RAM, flash memory, consists of a HDD (Hard Disk Drive), stores programs, audio data to be processed by the terminal control unit 210.

上記表示部214は、液晶ディスプレイ、EL(Electro Luminescence)、PDP(Plasma Display Panel)等で構成され、端末メモリ212に記憶された、またはIP通信網130を介してアプリケーション中継サーバ(図示せず)から提供される、WebブラウザやアプリケーションのGUI(Graphical User Interface)を表示することができる。 The display unit 214, a liquid crystal display, EL (Electro Luminescence), is composed of a PDP (Plasma Display Panel), stored in the terminal memory 212, or (not shown) the application relay server via the IP network 130 is provided from, it is possible to display the Web browser and the application of the GUI (Graphical User Interface).

上記操作部216は、キーボード、十字キー、ジョイスティック等のスイッチから構成され、ユーザの操作入力を受け付ける。 The operation unit 216 includes a keyboard, a cross key, and a switch such as a joystick, and accepts user's operation input.

上記音声入力部218は、マイク等の音声認識装置で構成され、通話時に入力されたユーザの音声をPHS端末110内で処理可能な電気信号に変換する。 The voice input unit 218 is configured by voice recognition device such as a microphone, it converts the user's voice input during call into processable electrical signals in the PHS terminal 110 within.

上記音声出力部220は、スピーカで構成され、PHS端末110で受信した通話相手の音声信号を音声に変えて出力する。 The audio output unit 220 is configured by a speaker, and outputs by changing the voice signal of the other party received in the PHS terminal 110 into voice. また、着信音や、操作部216の操作音、アラーム音等も出力できる。 Further, ringtones, operation sound of the operation unit 216, also an alarm sound and the like can be output.

上記無線通信部222は、携帯電話網における基地局120と無線通信を行う。 The wireless communication unit 222 performs base station 120 and the radio communication in the mobile phone network. かかる無線通信としては、基地局120内でフレームを時分割した複数のタイムスロットをそれぞれPHS端末110のチャネルに割り当てて通信を行う時分割多重方式等がある。 Such a wireless communication may division multiplexing or the like when performing communication by assigning a plurality of time slots obtained by dividing time frames at the base station 120 within the channel of the PHS terminal 110, respectively.

次に、図2および図3で説明したハードウェアを用いて遂行される機能および動作について詳述する。 Then, the are described in detail the functions and operations performed using the hardware described in FIGS.

上記位置情報取得部250は、無線通信部222を介して、複数の基地局120に絶対位置の取得要求を行い、各基地局120に予め記憶された絶対位置情報を取得、端末メモリ212に格納する。 The position information acquisition unit 250 via the wireless communication unit 222 stores, performs an acquisition request for the absolute position to a plurality of base stations 120, obtains the absolute position information stored in advance in each base station 120, in the terminal memory 212 to.

上記遅延計算部252は、無線通信部222を介して、複数の基地局120それぞれに伝搬遅延測定のための信号を送信し、その信号に対する複数の基地局120からの返信を受信して、その往復路による伝搬遅延時間(0〜20μsec程度)を計測する。 The delay calculating unit 252, via the wireless communication unit 222 transmits a signal for propagation delay measurements to a plurality of base stations 120, respectively, to receive a reply from a plurality of base stations 120 for the signal, that measuring the propagation delay time caused by the reciprocating path (about 0~20μsec). かかる伝搬遅延測定は、上述した位置情報取得部250による絶対位置情報の取得信号を用いて同時に行われてもよいし、独立した信号で行われてもよい。 Such propagation delay measurements, also may be performed simultaneously by using the acquired signal of the absolute position information by the position information acquisition unit 250 described above may be performed by independent signals.

上記距離計算部254は、遅延計算部252で計測された伝搬遅延時間に基づいて複数の基地局120それぞれとの距離を計算する。 The distance calculator 254 calculates the distance between the plurality of base stations 120, respectively, based on the propagation delay time measured by the delay calculating unit 252. 基本的に伝搬遅延時間と距離とは比例関係にあり、伝搬遅延時間に所定計数(例えば300m/μsec)を乗ずることで各基地局120との距離が求まる。 Is proportional to the basic propagation delay time and the distance, the distance between each base station 120 is obtained by multiplying a predetermined count to the propagation delay time (e.g., 300m / μsec). しかし、建物が密集している領域では、伝搬遅延時間もマルチパスフェージング等によって一意には定まらない場合もある。 However, in a region where the buildings are concentrated, in some cases not be determined in the unique by multi-path fading, such as the propagation delay time. かかる場合には、遅延計算部252による伝搬遅延時間の計測を複数回実行し、距離計算部254は、その複数の伝搬遅延時間を統計的に処理し、確実性の高い伝搬遅延時間を抽出して距離を求めてもよい。 In such a case, multiple runs of measurement of the propagation delay time by the delay calculating unit 252, a distance calculating unit 254 statistically processes the plurality of propagation delay time, to extract a high reliability propagation delay time the distance may be obtained Te.

かかる距離を導出する際、従来の電界強度が、アナログ量を検出するのでマルチパスフェージングや外乱の影響を受け易いのに対して、伝搬遅延は電波の時間を計測しているため影響を受け難い。 Deriving such distances, conventional field intensity, and detects the analog quantity whereas susceptible to multipath fading or disturbance, the propagation delay is less affected because it measures the radio wave time . 従って、電界強度に比べて高精度に距離を導出することができる。 Therefore, it is possible to derive the distance with high accuracy as compared with the electric field strength.

また、電波の回り込みによって伝搬遅延がさらに大きくなることはあっても、早くなることがないため、その本来の伝搬遅延時間を容易に推定することが可能となる。 Further, even not become more larger propagation delays by wraparound of a radio wave, for never faster, it is possible to easily estimate the original propagation delay time. 従って、電界強度の強弱に拘わらず、迅速かつ高精度にPHS端末110の位置を推定することができる。 Therefore, regardless of the strength of the electric field intensity, it is possible to estimate the position of the PHS terminal 110 to quickly and accurately.

上記信頼性判断部256は、複数の基地局120との距離の信頼性を判断する。 The reliability determining unit 256 determines the reliability of the distance between the plurality of base stations 120. 本実施形態では、距離計測対象となる基地局120の数が多ければ多いほど、位置特定精度が高くなる。 In this embodiment, the greater the number of base stations 120 to be the distance measurement object, localization accuracy is high. しかし、マルチパスフェージング等により伝搬遅延時間の変動量が多くなった基地局120に関しては、その距離も信頼性に欠ける。 However, the amount of variation of the propagation delay time by multipath fading and the like with respect to the base station 120 becomes greater, that distance is also unreliable. 従って、信頼性判断部256は、距離計算部254が計算した複数の距離に信頼性に基づく優先順位を決め、後述する位置特定部258に信頼性の高い距離を優先的に参照させる。 Thus, the reliability determination unit 256, a plurality of distances distance calculator 254 has calculated prioritized based on reliability, a reliable distance to refer preferentially to the position specifying unit 258 will be described later.

上記位置特定部258は、複数の基地局120それぞれに関する絶対位置情報および距離に基づいて、PHS端末110自体の絶対位置を特定する。 The position specifying unit 258, based on the absolute position information and distance for a plurality of base stations 120, respectively, to identify the absolute position of the PHS terminal 110 itself.

図4は、位置特定部258によるPHS端末110の位置特定を説明するための説明図である。 Figure 4 is an explanatory diagram for explaining the localization of the PHS terminal 110 by the position specifying unit 258. 本実施形態では、少なくとも3つの基地局120の絶対位置と、その基地局120からの距離とを用いて、三点交差法によりPHS端末の絶対位置を把握する。 In this embodiment, the absolute position of the at least three base stations 120, by using the distance from the base station 120, to grasp the absolute position of the PHS terminal by a three-point cross method. 例えば、図4において、距離計算部254が計算した基地局120A、120B、120Cとの距離がそれぞれa、b、cと推定された場合、位置情報取得部250が取得した各基地局120A、120B、120Cそれぞれの絶対位置から距離を半径とする円を描いたときのその交点が、PHS端末110の現在の絶対位置となる。 For example, in FIG. 4, the distance calculation unit 254 base station 120A calculated, 120B, when the distance between 120C is estimated respectively a, b, is c, the base station 120A the position information acquisition unit 250 has acquired, 120B , the intersection when the circles of the distance radius from 120C respective absolute positions, the current absolute position of the PHS terminal 110.

また、位置特定部258は、信頼性判断部256の判断結果に応じて、基地局120それぞれに関する絶対位置情報および距離の参照に重み付けを行う。 The position specifying unit 258, according to the judgment result of reliability determination unit 256, performs weighting on the reference absolute position information and the distance for base station 120, respectively.

上述したように信頼性判断部256は、計算された複数の基地局120との距離に信頼性に基づく優先順位を定める。 Reliability judging unit 256 as described above, prioritize based on the reliability of the distance between the calculated plurality of base stations 120 have been. ここで、位置特定部258が、その信頼性に基づく重み付けを通じて各基地局120との距離を参照、具体的に、信頼性の高い距離に関しては、100%の重み付けで三点交差法に反映し、信頼性の低い距離は、50%以下の重み付けで反映、もしくは全く反映しないとすると、PHS端末110の絶対位置は、信頼性の低い距離の影響が小さく、信頼性の高い距離の影響が大きくなる。 Here, the position specifying unit 258, refers to the distance between each base station 120 through weighting based on the reliability, specifically, with respect to a reliable distance, reflecting the three-point cross method in 100% of the weight , low distances reliability, reflected in the weighting of 50% or less, or when a not at all reflect the absolute position of the PHS terminal 110 has a small effect of unreliable distance, greatly affect the reliable distance Become. かかる構成により、信頼性の高い距離を用いた三点交差法が実施可能となり、より高精度にPHS端末110の絶対位置を特定することができる。 With this configuration, a three-point cross method using the reliable distance becomes feasible, it is possible to identify the absolute position of the PHS terminal 110 more accurately.

ここで、信頼性判断部256は、基地局との距離に応じて信頼性を判断することができる。 Here, the reliability determination unit 256 can determine the reliability in accordance with the distance between the base station. この場合、距離計算部254が計算した距離が長いほど信頼性が高いこととなる。 In this case, the distance the distance calculation unit 254 has calculated is the higher the longer reliable.

図5は、距離の違いによる信頼性の違いを説明するための説明図である。 Figure 5 is an explanatory diagram for explaining a difference in reliability due to the distance difference of. 図5(a)は、PHS端末110と基地局120との距離が短い場合、図5(b)は、距離が長い場合を示している。 5 (a) is, when the distance between the PHS terminals 110 and the base station 120 is short, FIG. 5 (b), the distance indicates a case long.

本実施形態では電界強度の代わりに伝搬遅延を用いているが、伝搬遅延であっても電波の回り込みによる変動は生じてしまう。 In this embodiment is used a propagation delay instead of the electric field strength, even propagation delay occurs variation due wraparound of a radio wave. しかし、図5(a)に示すように、基地局120との距離が短い場合には、距離(真の伝搬遅延時間t )に対する変動量(t ―t )の比率は大きいが、基地局120との距離が長い場合には、図5(b)のように、距離(真の伝搬遅延時間t )に対す伝搬遅延時間の変動量(t ―t )の比率は小さくなる。 However, as shown in FIG. 5 (a), when the distance between the base station 120 is short, the ratio of the distance variation amount with respect to (true transmission delay time t 1) (t 2 -t 1 ) is large, when the distance between the base station 120 is long, as shown in FIG. 5 (b), the ratio of the distance variation amount of the propagation delay time against the (true transmission delay time t 3) (t 4 -t 3 ) are small Become. 従って、基地局120との距離が長ければ長いほど距離に対する変動比率が小さくなる。 Thus, the variation ratio decreases for longer distances The longer the distance between the base station 120. 従って、推定距離が遠いものを優先的に利用することで、より高精度にPHS端末110の絶対位置を特定することが可能となる。 Therefore, those estimated distance is long By utilizing priority, it is possible to identify the absolute position of the PHS terminal 110 more accurately.

信頼性判断部256は、距離計算部254が複数回計算した距離の分散に応じて信頼性を判断し、分散が小さいほど信頼性が高いとする。 Reliability judging unit 256, the distance calculation unit 254 and the reliability is determined depending on the variance of the distance calculated a plurality of times, and high reliability as a small variance. ここで、分散は、距離の散らばりぐあいを表し、平均値と各値との差を2乗して算術平均したもので数値化してもよい。 Here, the dispersion represents the distance scattered condition, may be quantified with those arithmetic mean by squaring the difference between the average value and each value.

図6は、分散の違いによる信頼性の違いを説明するための説明図である。 Figure 6 is an explanatory diagram for explaining a difference in reliability due to the difference in dispersion. 図6(a)は、PHS端末110と基地局120との距離の分散が大きい場合、図6(b)は、距離の分散が小さい場合を示している。 6 (a) is when the variance in the distance between the PHS terminals 110 and the base station 120 is large, FIG. 6 (b) shows the case where the distance variance is small.

建物が密集している地域では、複数の建物を通じてマルチパスフェージングが生じ、伝搬経路の分散が大きくなる。 In areas where buildings are dense, multi-path fading occurs through multiple buildings, the dispersion of the propagation path is large. 従って、図6(a)に示すように、分散が大きい場合は、PHS端末110と基地局120との伝搬経路が多いと見なして優先順位を下げ、図6(b)に示すように、分散が小さい場合は、直接伝搬している電波が多い、即ち本来の伝搬遅延が計測されているとみなして優先順位を上げる。 Accordingly, as shown in FIG. 6 (a), when the variance is large, it considered that there are many propagation paths between the PHS terminal 110 and the base station 120 lowers the priority, as shown in FIG. 6 (b), dispersion be less directly propagates to that radio wave is large, i.e., the original propagation delay increase with regards to priorities are measured. こうして、より高精度にPHS端末110の絶対位置を特定することが可能となる。 Thus, it is possible to identify the absolute position of the PHS terminal 110 more accurately.

(位置導出方法) (Position derivation method)
次に、上述した移動局としてのPHS端末110を用いて、PHS端末110自体の現在の絶対位置を導出する位置導出方法について説明する。 Next, using the PHS terminal 110 as a mobile station described above will be described position deriving method for deriving the current absolute position of the PHS terminal 110 itself.

図7は、位置導出方法の処理の流れを示したフローチャートである。 Figure 7 is a flowchart showing a flow of processing of the position deriving process. まず、PHS端末110は、周辺にある基地局120を検索し、各基地局120識別符号および電界強度リストを作成する(S300)。 First, PHS terminal 110 searches the base station 120 in the periphery, creating a respective base station 120 identification code and electric field strength list (S300). そして、電界強度リスト中で電界強度が最も強い基地局120に対し、制御チャネル上で距離測定用の専用メッセージを送信する(S302)。 Then, with respect to the strongest base station 120 electric field strength in the electric field strength list, it transmits a dedicated message for distance measurement on a control channel (S302).

基地局120は、PHS端末110からの専用メッセージを受信すると、自局の絶対位置情報(例えば、経度および緯度)を付加してPHS端末110に返信する(S304)。 The base station 120 receives the dedicated message from the PHS terminal 110, the absolute position information of its own station (e.g., longitude and latitude) and returns to the PHS terminal 110 by adding (S304). PHS端末110は、かかる基地局120からの絶対位置情報を取得して(S306:位置情報取得ステップ)、端末メモリ212に記憶する(S308)。 PHS terminal 110 acquires the absolute position information from a base station according 120 (S306: position information acquiring step), and stored in the terminal memory 212 (S308).

PHS端末110は、絶対位置情報の取得と並行して、返信された電波の伝搬遅延時間を計測し(S310:遅延計算ステップ)、電波の伝搬速度と伝搬遅延時間に基づいて基地局120との距離を計算する(S312:距離計算ステップ)。 PHS terminal 110, in parallel with the acquisition of the absolute position information, and measures the propagation delay time of radio waves sent back (S310: delay calculation step), the base station 120 based on the propagation speed and propagation delay time of radio wave distance calculating a (S312: distance calculation step). そして、PHS端末110は、基地局120の絶対位置および基地局120との距離の組合せに関して、自局の絶対位置を推定するのに十分な数(所定数)を取得したかどうか判断し(S314)、不足していれば、次に電界強度が強い基地局120に対象を移し(S316)、専用メッセージの送信から繰り返す。 Then, PHS terminal 110, for the combination of the distance between the absolute positions and the base station 120 of the base station 120 determines whether it acquires the sufficient number to estimate the absolute position of the self station (predetermined number) (S314 ), if insufficient, then transferred to the target electric field strength is strong base station 120 (S316), and repeats from the transmission of the dedicated message.

十分な数の絶対位置情報および距離を取得すると、PHS端末110は、各基地局120から取得した絶対位置情報および距離の信頼性を、その距離または分散に基づいて判断し、重み付けを行う(S318)。 Upon obtaining the sufficient absolute position information and a distance of a few, PHS terminal 110, the reliability of the absolute position information and the distance acquired from the base station 120 determines on the basis of the distance or dispersion, performs weighting (S318 ). そして、各基地局120から取得した絶対位置情報および距離に基づき、三点交差法に従って自局の絶対位置を特定する(S320:位置特定ステップ)。 Then, based on the absolute position information and the distance acquired from the base station 120, to identify the absolute position of the mobile station in accordance with a three-point cross method (S320: Position specification step).

ここでは、各基地局120の距離を導出した後に、その距離や分散に基づいて信頼性を判断しているが、かかる場合に限られず、当該位置導出方法開始時の電界強度を用いて、信頼性が高いであろう遠距離にある基地局120を予め絞っておき、絞られた基地局120の絶対位置情報および距離のみを三点交差法に用いてもよい。 Here, after deriving the distance of each base station 120, but determines the reliability based on the distance and dispersion is not limited to such, using an electric field strength at the position deriving process starts, trust sex previously squeezed advance base station 120 in far will be higher, only the absolute position information and the distance throttled base station 120 may be used in a three-point cross method.

かかる位置導出方法においても、電界強度の強弱に拘わらず、迅速かつ高精度にPHS端末110の位置を推定することが可能となる。 Even in such a position deriving process, regardless of the strength of the electric field intensity, it is possible to estimate the location of the PHS terminal 110 to quickly and accurately.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。 Having described the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiment. 当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Those skilled in the art within the scope described in the claims, it would be appreciated by the can conceive modifications, combinations, and belong to the technical scope of the present invention as for their It is understood.

上述した実施形態では、三点交差法による位置特定計算を自局のPHS端末110内で実行しているが、かかる場合に限られず、複数の基地局120の絶対位置情報および距離を一旦接続選択サーバ140等に送信して、接続選択サーバ140等において位置特定計算が為されるとしてもよい。 In the embodiment described above, once the connection selection is the localization calculation by a three-point cross method running in the PHS terminal 110 of its own station is not limited to such, the absolute position information and the distance of the plurality of base stations 120 and transmitted to the server 140 or the like, it may be used as localization calculation is made in connection selection server 140 or the like.

また、本実施形態においては、PHS端末110と基地局120との往復路による伝搬遅延時間を測定しているが、PHS端末110や基地局120が絶対時間を把握している場合、往路または復路のみによって伝搬遅延時間を取得することも可能である。 Further, in this embodiment, it measures the propagation delay time caused by the reciprocating path of the PHS terminal 110 and the base station 120, if the PHS terminal 110 and the base station 120 knows the absolute time, forward or backward it is also possible to obtain the propagation delay time by only.

なお、本明細書の位置導出方法における各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理(例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理)も含むとしても良い。 Incidentally, each step in the position deriving process herein need not be processed chronologically according to the order described as a flowchart, according to process (e.g., parallel processing or object to be executed in parallel or individually processing) may also as including.

本発明は、複数の基地局と無線通信が可能な移動局にかかり、さらに詳細には、基地局と送受信される電波の伝搬遅延を用いて移動局の絶対位置を導出する移動局および位置導出方法に利用することができる。 The present invention relates to a plurality of base stations and wireless communication capable mobile station, more particularly, the mobile station and position derivation to derive the absolute position of the mobile station by using a propagation delay of the radio wave transmitted and received with the base station it is possible to use the method.

無線通信システムを説明するためのシステムブロック図である。 It is a system block diagram for explaining a wireless communication system. PHS端末のハードウェア構成を示した機能ブロック図である。 It is a functional block diagram showing a hardware configuration of a PHS terminal. PHS端末の外観を示した斜視図である。 Is a perspective view showing the appearance of the PHS terminal. 位置特定部によるPHS端末の位置特定を説明するための説明図である。 It is an explanatory diagram for explaining the localization of the PHS terminal by the position specifying unit. 距離の違いによる信頼性の違いを説明するための説明図である。 Distance is an explanatory diagram for explaining a difference in reliability due to the difference of. 分散の違いによる信頼性の違いを説明するための説明図である。 It is an explanatory diagram for explaining a difference in reliability due to the difference in dispersion. 位置導出方法の処理の流れを示したフローチャートである。 It is a flowchart showing a flow of processing of the position deriving process.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

110 …PHS端末120 …基地局250 …位置情報取得部252 …遅延計算部254 …距離計算部256 …信頼性判断部258 …位置特定部 110 ... PHS terminal 120 ... base station 250 ... position information acquisition unit 252 ... delay calculation section 254 ... distance calculator 256 ... reliability judging unit 258 ... position specifying unit

Claims (5)

  1. 複数の基地局と無線通信が可能な移動局であって、 A mobile station capable of a plurality of base stations and wireless communication,
    前記複数の基地局と無線通信を行う無線通信部と、 A wireless communication unit for performing said plurality of base stations and wireless communication,
    前記複数の基地局の絶対位置情報を取得する位置情報取得部と、 A position information acquisition unit for acquiring absolute position information of the plurality of base stations,
    前記複数の基地局に電波を送受信した際の伝搬遅延時間を計測する遅延計算部と、 A delay calculating section for measuring a propagation delay time at the time of transmitting and receiving radio waves to the plurality of base stations,
    前記伝搬遅延時間に基づいて前記複数の基地局それぞれとの距離を計算する距離計算部と、 A distance calculator for calculating a distance between each of the plurality of base stations based on the propagation delay time,
    前記複数の基地局それぞれに関する絶対位置情報および距離に基づいて、当該移動局の絶対位置を特定する位置特定部と、 Based on the absolute position information and a distance relating to said plurality of base stations, respectively, and a position specifying unit for specifying the absolute position of the mobile station,
    を備えることを特徴とする、移動局。 Characterized in that it comprises a mobile station.
  2. 前記複数の基地局との距離の信頼性を判断する信頼性判断部をさらに備え、 Further comprising a reliability judging unit for judging the reliability of the distance between the plurality of base stations,
    前記位置特定部は、前記信頼性判断部の判断結果に応じて、前記基地局それぞれに関する絶対位置情報および距離の参照に重み付けを行うことを特徴とする、請求項1に記載の移動局。 Wherein the position specifying unit, in response to said reliability judgment unit of the judgment result, and performs weighting on the reference absolute position information and the distance for each said base station, the mobile station according to claim 1.
  3. 前記信頼性判断部は、前記基地局との距離に応じて信頼性を判断し、前記距離計算部が計算した距離が長いほど信頼性が高いことを特徴とする、請求項2に記載の移動局。 The reliability determining section, a reliability determining in accordance with the distance between the base station, characterized in that the higher the reliability distance the distance calculator has calculated a long, moving according to claim 2 station.
  4. 前記信頼性判断部は、前記距離計算部が複数回計算した距離の分散に応じて信頼性を判断し、該分散が小さいほど信頼性が高いことを特徴とする、請求項2に記載の移動局。 The reliability determination unit, the distance calculation unit reliability is determined depending on the variance of the distance calculated a plurality of times, characterized by a high reliability as the dispersion is small, the movement according to claim 2 station.
  5. 複数の基地局と無線通信が可能な移動局の絶対位置を導出する位置導出方法であって、 A position derivation method in which a plurality of base stations and a wireless communication derives the absolute position of the mobile station possible,
    前記複数の基地局の絶対位置情報を取得する位置情報取得ステップと、 A position information acquisition step of acquiring absolute position information of the plurality of base stations,
    前記複数の基地局に電波を送受信した際の伝搬遅延時間を計測する遅延計算ステップと、 A delay calculating step of measuring a propagation delay time at the time of transmitting and receiving radio waves to the plurality of base stations,
    前記伝搬遅延時間に基づいて前記複数の基地局それぞれとの距離を計算する距離計算ステップと、 A distance calculation step of calculating a distance between each of the plurality of base stations based on the propagation delay time,
    前記複数の基地局それぞれに関する絶対位置情報および距離に基づいて、当該移動局の絶対位置を特定する位置特定ステップと、 Based on the absolute position information and a distance relating to said plurality of base stations, respectively, and a position specifying step of specifying the absolute position of the mobile station,
    を含むことを特徴とする、位置導出方法。 Characterized in that it comprises a position deriving process.
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