JP2010139247A - 測位方法および無線端末 - Google Patents

Abstract

【課題】アシステッド方式のＧＰＳ測位において、無線端末の通信環境に適したタイムアウト時間を設定する。
【解決手段】アシステッド方式のＧＰＳ測位を実行する無線端末（10）の位置と該無線端末が接続した無線基地局（20）の標準位置（32）との間の推定距離（R）の分類に関するテーブルに、ＧＰＳ測位のタイムアウト時間としてのより大きな値をより長い推定距離の分類に対応付け、当該テーブルを前記無線端末に記録し、無線端末がＧＰＳ測位を開始するとき当該無線端末の位置と該無線端末が接続した無線基地局の標準位置との間の推定距離を含むアシストデータを当該無線端末により取得し、アシストデータに含まれる推定距離に対応したタイムアウト時間を無線端末により前記テーブルから検索し、前記検索により得られたタイムアウト時間を用いて無線端末によりＧＰＳ測位を実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）機能を具備した無線端末によるアシステッド方式の測位に関する。

ＧＰＳ機能を具備する無線端末による測位の方式として、測位のためのアシストデータを事前に端末へ供給するというアシステッド方式がある。アシステッド方式によれば、測位に関連する処理の一部あるいは大半が端末の外部で行われることから、端末側の処理負荷が軽減される。

アシステッド方式には幾つかのタイプがある。例えば、後述の特許文献１には、端末のＧＰＳ測位に関する演算をサーバ側で行うタイプが記載されている。また、アシステッド方式の他のタイプとして、ＧＰＳ測位の演算を端末自身で行うというものがある。このタイプのアシストデータには、端末が接続した無線基地局に割り当てられている標準位置や、その標準位置から捕捉可能なＧＰＳ衛星の情報などが含まれる。端末は、かかるアシストデータを利用してＧＰＳ衛星からの信号を捕捉し、自身の位置を計算する。

端末によるＧＰＳ測位の所要時間は、端末の現在地とアシストデータに基づく標準位置との差が大きいほど長引く傾向にある。そこで、効率的な測位を実現するために、多くの端末には、測位の時間制限が設けられている。端末は、設定されたタイムアウト時間が満了しても測位が完了しない場合、いったん処理を中止して測位を再試行、あるいは、測位不可の旨を通知することで時間の浪費を防ぐ。後述の特許文献２には、端末を使用する国が変化したとき、タイムアウト時間を除去すると共に、位置情報を直ちに初期化するという技術が記載されている。
特開２００３−１３９８４１号公報 特開２００２−２７７５２６号公報

ところで、無線基地局と、この局に割り当てられる標準位置との関係は、一対一とは限らない。例えば、日本国内のようにモバイル網が整備された地域では、割り当てが一対一、すなわち基地局ごとに別個の標準位置を割り当てることができる。一方で、海外や過疎的な地域では、インフラ整備が不十分なことにより、複数の基地局に対し共通の標準位置が割り当てられることがある。

後者の場合、端末の現在地とアシストデータに基づく標準位置との差が、前者の場合よりも大きくなり易い。そのため、端末によるＧＰＳ測位の所要時間が長期化する傾向にある。

特許文献２に記載の技術によれば、規定のタイムアウト時間を解除して直ちに測位を再試行することで、所要時間の短縮が図られる。しかしながら、上記の後者のような地域に移動し、タイムアウト時間を解除すると、再試行による測位動作が長時間にわたり終了しないおそれがある。このような動作は、ユーザの利便性が損なわれるだけでなく、端末のバッテリの消耗を早める要因となる。

そこで、本発明は、アシステッド方式のＧＰＳ測位において、無線端末の通信環境に適したタイムアウト時間を設定する技術を提供することを目的とする。

本発明に係る測位方法は、アシステッド方式のＧＰＳ測位を実行する無線端末の位置と該無線端末が接続した無線基地局の標準位置との間の推定距離の分類に関するテーブルに、ＧＰＳ測位のタイムアウト時間としてのより大きな値をより長い推定距離の分類に対応付け、当該テーブルを前記無線端末に記録し、前記無線端末がＧＰＳ測位を開始するとき当該無線端末の位置と該無線端末が接続した無線基地局の標準位置との間の推定距離を含むアシストデータを当該無線端末により取得し、前記アシストデータに含まれる推定距離に対応したタイムアウト時間を前記無線端末により前記テーブルから検索し、前記検索により得られたタイムアウト時間を用いて前記無線端末により前記ＧＰＳ測位を実行するという方法である。

本発明に係る無線端末は、無線基地局と交信する無線通信部と、アシステッド方式のＧＰＳ測位を実行する手段、及び、当該ＧＰＳ測位を開始するときに自端末の位置と前記無線基地局の標準位置との間の推定距離を含むアシストデータをサーバ装置から取得する手段を含むＧＰＳ測位部と、自端末の位置と前記無線基地局の標準位置との間の推定距離の分類に関するテーブルであって、ＧＰＳ測位のタイムアウト時間としてのより大きな値がより長い推定距離の分類に対応付けて記録された前記テーブルと、前記ＧＰＳ測位部により取得されたアシストデータに含まれる推定距離に対応したタイムアウト時間を前記テーブルから検索し、当該検索により得られたタイムアウト時間を前記ＧＰＳ測位部によるＧＰＳ測位に適用するタイムアウト時間設定部とを備える。

本発明によれば、アシステッド方式のＧＰＳ測位において、無線端末の通信環境に適したタイムアウト時間を設定する技術を提供することができる。

図１に、本発明の実施形態のシステム構成を示す。システム100は、携帯電話機10，無線基地局20，アシストサーバ30，ＧＰＳ衛星40を備える。携帯電話機10は、本発明に係る無線端末に対応するものであり、通話やデータ通信のために無線基地局20に接続する。また、携帯電話機10は、ＧＰＳ衛星40を利用した測位をアシステッド方式により実行する。

アシストサーバ30は、測位のためのアシストデータを携帯電話機10へ供給するサーバ装置である。アシストサーバ30は、アシストデータとして端末（10）へ供給すべき情報を無線基地局20別にデータベース（図示略）に保持している。本実施形態のアシストデータには、無線基地局20から捕捉可能なＧＰＳ衛星40の情報や、無線基地局20に割り当てられている標準位置のほか、その標準位置から携帯電話機10の現在地までの距離について推定された値（以下、「推定距離」と称する。）が含まれる。

図２に、標準位置および推定距離の概念を示す。図示のケースは、日本国内のように、無線基地局20と標準位置との関係が一対一のケースである。本ケースでは、無線基地局20の標準位置32として、その無線基地局20自身の位置が割り当てられる。通信エリア21の形状を、図示のように無線基地局20を中心とした円と想定した場合、無線基地局20の通信可能距離の最大値は、その円（21）の半径Rと考えることができる。一方で、無線基地局20と接続した携帯電話機10は、通信エリア21内に存在するはずであるから、標準位置32から最大で半径Rだけ離れた場所にいると推定できる。よって、本ケースでは、標準位置32と携帯電話機10との推定距離として、通信エリア21の半径Rが適用される。

なお、標準位置32は、上記ケースのように無線基地局20自身の位置に限定されない。例えば海外のように、複数の無線基地局20に対し共通の標準位置が割り当てられる場合もある。図３は、このケースの概念を示すものである。

図３のケースでは、３つの無線基地局20a,20b,20cの通信エリア21a,21b,21cを包含する仮想的な統合通信エリア22が形成される。統合通信エリア22内の３つの無線基地局20a,20b,20cには、同じ標準位置32が割り当てられる。よって、無線基地局20cに接続した携帯電話機10の場合、標準位置として、この無線基地局20cの位置ではなく、統合通信エリア22の円心（32）の位置が通知される。また、推定距離としては、統合通信エリア22の半径Rが適用される。

上記のことから、無線基地局20自身の位置が標準位置32に適用される図２のケースと比べ、図３のケースのほうが推定距離Rが大きくなり易いことがわかる。そして、この図３のケースのほうが、携帯電話機10の測位に時間がかかる傾向にある。なぜなら、アシストデータで通知されるＧＰＳ衛星40の情報が、実際には標準位置32を基準とした情報だからである。

より具体的に説明すると、図２のように推定距離（R）が短い、すなわち携帯電話機10が標準位置32からあまり離れていない場合、標準位置32にて捕捉可能なＧＰＳ衛星40を携帯電話機10も捉えることができる。この場合、携帯電話機10のＧＰＳ測位は速やかに完了する。一方、図３のように推定距離Rが大きい場合、携帯電話機10が標準位置32から遠方にいる可能性が高い。この場合、携帯電話機10は、標準位置32で捕捉可能なＧＰＳ衛星40を捉え難い可能性がある。そのため、図３のようなケースでは、ＧＰＳ測位が長期化する傾向にある。

図４に、携帯電話機10の機能的な構成を示す。無線通信部11は、無線基地局（20）との通信を担い、他端末との通話やデータ通信を行うほか、アシストサーバ30からのアシストデータ31を受信する。ＧＰＳ測位部12は、ＧＰＳ測位のための回路やソフトウェアを備え、アシストデータ31をもとにＧＰＳ衛星（40）からの信号を捕捉して携帯電話機10の位置を計算する。

推定距離検出部13は、アシストデータ31から推定距離Rの情報を検出する。タイムアウト時間設定部14は、ＧＰＳ測位部12による測位のタイムアウト時間16を設定する。そのために、タイムアウト時間設定部14は、推定距離検出部13により検出された推定距離Rに対応するタイムアウト時間を後述のテーブル15から検索する。テーブル15は、推定距離Rとタイムアウト時間との関係を示す一覧である。

図５に、本実施形態におけるテーブル（15）の一例を示す。図示のテーブル15aは、推定距離Rとしての「0-150km」及び「150-1000km」という２つの分類に対し、タイムアウト時間T1,T2を設定したものである。テーブル15aにおいて、推定距離Rが大きいほうの分類「150-1000km」のタイムアウト時間T2は、他方の分類「0-150km」のタイムアウト時間T1よりも大きな値である。例えば、タイムアウト時間T1を「25秒」とし、タイムアウト時間T2を「60秒」に設定することができる。

テーブル（15）は、例えば、携帯電話機10の出荷時、あるいは携帯電話機10のユーザにより設定する。また、具体的なタイムアウト時間の値は、図５に示すような測位時間の見積値（t1,t2）をもとに設定することができる。図示の例では、推定距離Rが「0-150km」の場合、ＧＰＳ測位は概ね「20秒」かかると見積もられている。そして、この見積値t1に５秒分のゆとりを持たせた「25秒」がタイムアウト時間T1として設定されている。他方の「150-1000km」に設定されたタイムアウト時間T2は、見積値t2の「50秒」に対して１０秒分が上乗せされたものである。

なお、テーブル（15）における推定距離Rの分類数は、図５のような２つに限らず、３つ以上であってもよい。図６に示すテーブル15bは、上記のテーブル15aと同じ０〜１０００ｋｍの範囲が４つに細分されたものである。この場合も、上記と同様にして、推定距離Rが大きくなるほど、長いタイムアウト時間を設定する（０＜T3＜T4＜T5＜T6）。

図７に示すフローチャートに沿って、上記構成のシステム100の動作を説明する。以下の説明では、便宜上、携帯電話機10が前述のテーブル15a（図５）を持つことを想定する。

携帯電話機10は、ユーザ操作などにより発生したＧＰＳ測位の開始イベントを認識すると（ステップS1）、ＧＰＳ測位部12が、無線通信部11を通じてアシストサーバ30からアシストデータを取得する（ステップS2）。推定距離検出部13は、取得されたアシストデータから推定距離Rを抽出する（ステップS3）。

タイムアウト時間設定部14は、抽出された推定距離Rに対応したタイムアウト時間をテーブル15aから検索する（ステップS4）。例えば、今回の推定距離Rが「10km」である場合（ステップS5：Yes）、テーブル15aの「0-150km」からタイムアウト時間T1が検出される。タイムアウト時間設定部14は、検出した値T1をタイムアウト時間16として設定する（ステップS6）。また、今回の推定距離Rが例えば「500km」である場合は（ステップS5：No）、ＧＰＳ測位のタイムアウト時間16として、「150-1000km」のタイムアウト時間T2を設定する（ステップS7）。

携帯電話機10は、上記のように設定したタイムアウト時間16の計時を開始すると共に、アシストサーバ30からのアシストデータを利用したＧＰＳ測位を実行する（ステップS8）。

本実施形態によれば、携帯電話機10の現在地の通信環境に適したタイムアウト時間を設定することができる。これにより、例えば、図３のように推定距離Rが大きくなり易い環境において、ＧＰＳ測位の長期化によるタイムアウトの頻発が防止される。また、適切なタイムアウト時間が設定されることで、測位時間の浪費も防止される。したがって、携帯電話機10によるＧＰＳ測位を効率化することができる。また、携帯電話機10が現在地から大幅に移動しても、その移動先の通信環境に適したタイムアウト時間を設定することができる。

（他の実施形態）
本発明に係る他の実施形態を説明する。本実施形態において、携帯電話機10は、ある推定距離Rが得られた際のタイムアウト時間を段階的に変化させる。そのために、携帯電話機10は、図８に示すテーブル15cを持つ。

本実施形態のテーブル15cは、前述の実施形態におけるテーブル15aと同様に、推定距離Rが「0-150km」及び「150-1000km」の２つに分類されたものである。なお、システム100の構成や携帯電話機10の機能構成は、前述したもの（図１及び図４）と同様であり、説明を省略する。

図８に示すように、テーブル15cには、推定距離Rの分類ごとに複数のタイムアウト時間が設定されている。タイムアウト時間の「初回」及び「２回目以降」は、ＧＰＳ測位の回数を表す。例えば、推定距離Rが「0-150km」の場合、初回の測位に適用されるタイムアウト時間T1-1と、その後の２回目以降の測位、すなわち再試行での測位に適用されるタイムアウト時間T1-2とがある。テーブル15cにおいて、２回目以降のタイムアウト時間（T1-2,T2-2）は、初回のもの（T1-1,T2-1）より長く設定される。かかる設定により、ＧＰＳ測位の再試行において、タイムアウトまでの時間が初回よりも延長される。

なお、「２回目以降」の設定は、図示のように単一の設定に替えて、「２〜３回目」及び「４〜５回目」等、複数の段階を設けるようにしてもよい。この場合、推定距離Rの全ての分類で段階を共通にする必要はなく、例えば、「150-1000km」のように推定距離Rが大きい分類ほど多くの段階を設けるようにしてもよい。

図９に示すフローチャートに沿って、本実施形態の動作を説明する。携帯電話機10は、前述の実施形態と同様な手順（図７）により、初回のＧＰＳ測位のタイムアウト時間（図８：T1-1又はT2-1）を設定し、測位を開始する（ステップS11）。

ＧＰＳ測位を開始後、測位が完了しないまま（ステップS12：No）初回のタイムアウト時間が満了した場合（ステップS13：Yes）、携帯電話機10は、タイムアウト時間の設定を「初回」から「２回目以降」に更新する（ステップS14）。そして、「２回目以降」のタイムアウト時間でＧＰＳ測位を再試行する（ステップS15）。その後、事前に設定した上限回数に達しても測位が完了しない場合は、処理を中止して、測位不可の旨をユーザに通知するようにしてもよい。

本実施形態によれば、タイムアウト時間を段階的に長くすることができる。これにより、ＧＰＳ測位の再試行においてタイムアウトが頻発することを防止することができる。

本発明の実施は、上記の形態に限定されるものではない。本発明の実施は、特許請求の範囲内で適宜変更が可能である。例えば、上記の他の実施形態では、テーブル15c（図８）のタイムアウト時間を段階的に長くしたが、これに替えて、段階的に短くするよう設定してもよい。この場合、事前にタイムアウト時間の下限を設定しておき、下限に達しても測位が完了しない場合、測位不可を通知する。かかる設定により、ユーザは、現在地付近でＧＰＳ測位が可能か否かを速やかに把握することができる。

テーブル（15）のタイムアウト時間は、端末出荷時の設定やユーザ設定に限らず、端末（10）が、所要時間の見積や履歴を算出あるいは記録して、それをもとに自動設定してもよい。

推定距離（R）の定義は、上記実施形態のような円の半径に限定されるものではなく、標準位置（32）からの通信可能距離の最大値を適用すればよい。例えば、端末（10）の通信エリア（21）や統合通信エリア（22）の形状が楕円である場合、その長軸方向の半径を推定距離とすればよい。

上記実施形態では、本発明に係る無線端末として携帯電話機（10）を用いたが、これに限らず、通話機能を具備しない無線端末であってもよい。

本発明は、図７及び図９に沿って説明した携帯電話機10の動作に対応するコンピュータプログラム、及び、そのプログラムが記録された記憶媒体として実施することができる。

本発明の実施形態に係るシステムの構成図である。 本発明の実施形態に係る標準位置及び推定距離に関する説明図である。 本発明の実施形態に係る標準位置及び推定距離に関する説明図である。 本発明の実施形態に係る携帯電話機の機能構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るテーブルに関する説明図である。 本発明の実施形態に係るテーブルに関する説明図である。 本発明の実施形態に係る動作手順を示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係るテーブルに関する説明図である。 本発明の他の実施形態に係る動作手順を示すフローチャートである。

符号の説明

100 システム
10 携帯電話機
20,20a,20b,20c 無線基地局
21,21a,21b,21c 通信エリア
22 統合通信エリア
30 アシストサーバ
31 アシストデータ
32 標準位置
40 ＧＰＳ衛星

Claims (8)

1. アシステッド方式のＧＰＳ測位を実行する無線端末の位置と該無線端末が接続した無線基地局の標準位置との間の推定距離の分類に関するテーブルに、ＧＰＳ測位のタイムアウト時間としてのより大きな値をより長い推定距離の分類に対応付け、当該テーブルを前記無線端末に記録し、
   前記無線端末がＧＰＳ測位を開始するとき当該無線端末の位置と該無線端末が接続した無線基地局の標準位置との間の推定距離を含むアシストデータを当該無線端末により取得し、
   前記アシストデータに含まれる推定距離に対応したタイムアウト時間を前記無線端末により前記テーブルから検索し、
   前記検索により得られたタイムアウト時間を用いて前記無線端末により前記ＧＰＳ測位を実行することを特徴とする測位方法。
2. 前記テーブルにおける推定距離の各分類に、複数の種類のタイムアウト時間と当該各タイムアウト時間の適用順番とを設定し、
   前記無線端末によるＧＰＳ測位においてタイムアウト時間が満了するごとに、前記適用順番でタイムアウト時間を更新してＧＰＳ測位を再試行することを特徴とする請求項１記載の測位方法。
3. 前記適用順番は、前記複数の種類のタイムアウト時間が段階的に増加するよう設定されることを特徴とする請求項２記載の測位方法。
4. 無線基地局と交信する無線通信部と、
   アシステッド方式のＧＰＳ測位を実行する手段、及び、当該ＧＰＳ測位を開始するときに自端末の位置と前記無線基地局の標準位置との間の推定距離を含むアシストデータをサーバ装置から取得する手段を含むＧＰＳ測位部と、
   自端末の位置と前記無線基地局の標準位置との間の推定距離の分類に関するテーブルであって、ＧＰＳ測位のタイムアウト時間としてのより大きな値がより長い推定距離の分類に対応付けて記録された前記テーブルと、
   前記ＧＰＳ測位部により取得されたアシストデータに含まれる推定距離に対応したタイムアウト時間を前記テーブルから検索し、当該検索により得られたタイムアウト時間を前記ＧＰＳ測位部によるＧＰＳ測位に適用するタイムアウト時間設定部とを備えることを特徴とする無線端末。
5. 前記テーブルは、前記推定距離の各分類に、複数の種類のタイムアウト時間と当該各タイムアウト時間の適用順番とが記録され、
   前記タイムアウト時間設定部は、前記ＧＰＳ測位部によるＧＰＳ測位においてタイムアウト時間が満了するごとに、前記適用順番でタイムアウト時間を更新し、
   前記ＧＰＳ測位部は、前記更新されたタイムアウト時間によりＧＰＳ測位を再試行することを特徴とする請求項４記載の無線端末。
6. 前記テーブルにおける各タイムアウト時間の適用順番は、前記複数の種類のタイムアウト時間が段階的に増加するよう設定されていることを特徴とする請求項５記載の無線端末。
7. 前記無線通信部は、通話のための通信手段を有することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の無線端末。
8. コンピュータを請求項４乃至７のいずれか１項に記載の無線端末として機能させることを特徴とするプログラム。

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