JP2012070082A

JP2012070082A - 構内無線システム

Info

Publication number: JP2012070082A
Application number: JP2010211220A
Authority: JP
Inventors: Morio Kajiwara; 守雄梶原
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2012-04-05

Abstract

【課題】ＩＭＥＳ送信機を利用して各無線端末装置の位置登録を行うことにより、エリアカバー率および位置検出精度の向上を可能にした構内無線システムを提供する。
【解決手段】ＢＳ呼び出しエリア６，７内にＩＭＥＳ送信機８〜１３を設け、少なくとも一台の無線端末装置の定期位置登録機能は、ＩＭＥＳ送信機８〜１３からＩＭＥＳ取得情報を取得したときにはＩＭＥＳ取得情報を付加した定期位置登録データを構内交換機１に送信するように構成し、また構内交換機１の定期位置登録機能は、各無線端末装置１４〜１６から受信した定期位置登録データにＩＭＥＳ取得情報が含まれているときの位置情報と、各無線端末装置１４〜１６から受信した定期位置登録データにＩＭＥＳ取得情報が含まれていないときのＢＳ呼び出しエリア情報のみの位置情報とのいずれかを用いて位置管理を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、構内交換機を通して複数の無線端末装置との間で無線通信を行う構内無線システムに関する。

一般に、構内無線システムでは、特定のビルや敷地等の構内に構内交換機を設置し、構内で使用する複数台の無線端末装置との間で無線通信を行う構内無線システムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。一方、屋内でＧＰＳ機能を実現する手段として、ＧＰＳ衛星の識別に使われる疑似雑音記号を拡張し、それをＩＭＥＳ送信機に割り当てることにより、地上でＧＰＳ衛星を見立ててＧＰＳ位置測定を行うＩＭＥＳ（ＩｎｄｏｏｒＭｅｓｓａｇｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）と呼ばれるＧＰＳ位置測定技術が知られ、使用されるＩＭＥＳ送信機も小型のものが開発されている。

特開２００１−１０３１６０号公報

従来の構内無線システムでは、無線端末装置の位置を管理するために定期位置登録データを構内交換機に送信し、構内交換機では定期位置登録データに含まれた無線端末装置の自局端末番号等の特定化情報や、定期位置登録データを中継したＢＳ呼び出しエリア情報から位置管理を行っており、この構内無線システムにＩＭＥＳ送信機を追加付設して各無線端末装置の位置管理に利用することが考えられる。しかしながら、構内交換機のアンテナは、最大出力時３０ｍ〜１００ｍとエリアカバー率は大きいが、ＢＳ呼び出しエリア単位での位置管理となるため正確な位置管理ができないのに対して、ＩＭＥＳ送信機の出力は上限値が−９４ｄＢＷ程度で微弱電波であるためカバーエリアは１０ｍ程度と小さくエリアカバー率が低いが、正確な位置測定が可能であるという相反する特徴を持っている。従って、構内無線システムに単にＩＭＥＳ送信機を使用して各無線端末装置の位置管理を行おうとしても、エリアカバー率を向上しながら精度の高い位置管理はできない。

本発明の目的は、ＩＭＥＳ送信機を利用して各無線端末装置の位置管理に利用しながら、エリアカバー率および位置検出精度の向上を可能にした構内無線システムを提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、構内交換機と、この構内交換機に接続されてＢＳ呼び出しエリアを形成するアンテナと、このアンテナを通して無線通信を行う複数の無線端末装置とを備え、前記構内交換機は、前記各無線端末装置からの定期位置登録データを受信して前記各無線端末装置の位置管理を行う定期位置登録機能を有する構内無線システムにおいて、前記構内交換機の前記定期位置登録機能は、前記各無線端末装置から受信した定期位置登録データにＩＭＥＳ取得情報が含まれているときの位置情報と、前記各無線端末装置から受信した定期位置登録データにＩＭＥＳ取得情報が含まれていないときのＢＳ呼び出しエリア情報のみの位置情報とのいずれかを用いることを特徴とする。

本発明の構内無線システムによれば、構内交換機１での定期位置登録時には、ＩＭＥＳ送信機８〜１３からのＩＭＥＳ取得情報と、ＩＭＥＳ取得情報を含んでいないＢＳ呼び出しエリア情報との両方を使用することができ、各ＩＭＥＳ送信機８〜１３のカバーエリア８ａ〜１３ａ内での処理では精度の高い位置管理を行うことができ、しかも、他の使用での登録処理ではＢＳ呼び出しエリアを用いて広範囲な位置管理を行うことができるようになり、こうして、エリアカバー率の向上と登録位置精度の向上を両立することができる。

本発明の一実施の形態による構内無線システムを示す概略構成図である。図１に示した構内無線システムにおける無線端末装置の位置送信処理を示すフローチャートである。図１に示した構内無線システムにおける構内交換機の位置登録処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施の形態による構内無線通信システムを示す概略構成図である。
構内交換機（ＰＢＸ：ＰｒｉｖａｔｅＢｒａｎｃｈＥｘｃｈａｎｇｅ）１には複数のアンテナ（ＢＳ）２〜５が接続され、アンテナ２，３によってＢＳ呼び出しエリア６を形成し、アンテナ４，５によってＢＳ呼び出しエリア７を形成している。ＢＳ呼び出しエリア６内には複数のＩＭＥＳ（ＩｎｄｏｏｒＭｅｓｓａｇｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）送信機８，９，１０を配置し、ＢＳ呼び出しエリア７内には複数のＩＭＥＳ送信機１１，１２，１３を配置し、各ＩＭＥＳ送信機８〜１３はカバーエリア８ａ〜１３ａを形成している。各アンテナ２〜５は、最大出力時のＢＳ呼び出しエリア６，７が大きいのに対し、各ＩＭＥＳ送信機８〜１３のカバーエリア８ａ〜１３ａは小さい。

各ＢＳ呼び出しエリア６，７内に配置するＩＭＥＳ送信機８〜１３の数や位置は任意に決定することができるが、例えば、各ＢＳ呼び出しエリア６，７内において高精度で位置管理したい位置にＩＭＥＳ送信機８〜１３を配置し、これらのＩＭＥＳ送信機８〜１３の位置と配置数では不感地帯となるその他の位置に対しては従来と同様の方法で位置管理することもできる。従って、構内無線システムを構築するビルや構内などの特徴や建物状況と、各無線端末装置（ＰＨＳ）１４〜１６の使用状況とを考慮しながら、ＩＭＥＳ送信機８〜１３を配置することによって、システムにふさわしい各無線端末装置の位置管理を行うことができる。

今、構内無線システムの中で複数台の無線端末装置１４〜１６が使用されており、無線端末装置１４はＢＳ呼び出しエリア６内に位置し、無線端末装置１５はＢＳ呼び出しエリア６内でＩＭＥＳ送信機９のカバーエリア９ａ内に位置し、無線端末装置１６はＢＳ呼び出しエリア７内でＩＭＥＳ送信機１２のカバーエリア１２ａ内に位置しているとする。

また各無線端末装置１４〜１６は、従来構成と同様に予め設定したタイミングで構内交換機１に対して自位置を登録する定期位置登録機能が付加されている。この定期位置登録機能は、定期位置登録時に、それぞれ自局の端末番号等の特定化情報と、ＩＭＥＳ送信機８〜１３のカバーエリア８ａ〜１３ａ内のいずれかに位置しているときに取得した緯度経度情報を含むＩＭＥＳ取得情報とを付加して定期位置登録データとし、これを構内交換機１に送信する。このＩＭＥＳ取得情報としては、屋内ＧＰＳ機能を持つものとして既に開発されたＩＭＥＳ送信機８〜１３をそのまま使用した場合は、緯度経度情報を含むＩＭＥＳメッセージを使用したり、この構内無線システムのために専用のＩＭＥＳ送信機８〜１３とした場合には緯度経度情報を含むその他の信号であっても良い。

これに対して、各無線端末装置１４〜１６からの位置登録データを取得する構内交換機１には、従来の場合と同様に各無線端末装置１４〜１６からの定期位置登録データを受信したとき、各定期位置登録データを移動履歴として記憶保持する移動履歴格納部と、新たに取得した定期位置登録データやその中に含まれている位置情報を抽出して各無線端末装置１４〜１６の特定化情報毎に書き換え登録処理を行う位置情報管理部と、各部を制御する制御部などから定期位置登録機能が構成されている。この定期位置登録機能の位置情報管理部は、従来、定期位置登録データにはそれを中継してきたアンテナ２〜５の識別情報からＢＳ呼び出しエリア６，７のＢＳ呼び出しエリア情報が付加されているので、このＢＳ呼び出しエリア情報を取り出して位置管理情報としているが、ここでは、その他に、詳細については後述するように定期位置登録データの中にＩＭＥＳ取得情報が含まれている場合、このＩＭＥＳ取得情報あるいはＩＭＥＳメッセージもしくはその中の緯度経度情報を新たな位置管理情報として扱うようにしている。

次に、各無線端末装置１４〜１６の定期位置送信処理について図２に示したフローチャートを用いて説明する。
上述したように各無線端末装置１４〜１６には、予め設定したタイミングで構内交換機１に対して自局位置を登録する定期位置登録機能が付加されており、この定期位置登録機能による定期位置送信処理が開始されると、ステップＳ１で対象の無線端末装置が各アンテナ２〜５のＢＳ呼び出しエリア６，７内に位置しているかの判定を行う。この判定の結果、対象の無線端末装置がＢＳ呼び出しエリア６，７内に位置している場合、続いてステップＳ２でいずれかのＩＭＥＳ送信機８〜１３のカバーエリア８ａ〜１３ａ内に位置しているかの判定を行う。例えば、図１の無線端末装置１５はＢＳ呼び出しエリア６内でＩＭＥＳ送信機９のカバーエリア９ａ内に位置し、また無線端末装置１６はＢＳ呼び出しエリア７内でＩＭＥＳ送信機１２のカバーエリア１２ａ内に位置しているため、このステップＳ２では無線端末装置１５と無線端末装置１６とが対象となる。

ステップＳ２で対象となった無線端末装置１５，１６の場合、ステップＳ３で対応するＩＭＥＳ送信機８〜１３からのＩＭＥＳ取得情報、例えばＧＰＳ機能による緯度経度情報等を含んだＩＭＥＳメッセージなどを取得し、その無線端末装置１５，１６の端末番号等の特定化情報を付加して定期位置登録データとし、これを構内交換機１に送信する。

これに対して、ステップＳ１で対象の無線端末装置が各アンテナ２〜５のＢＳ呼び出しエリア６，７内に位置していない場合は、定期位置登録ができないので終了となる。また、ステップＳ２の判定の結果、どのＩＭＥＳ送信機８〜１３のカバーエリア８ａ〜１３ａ内にも位置していない無線端末装置１４であった場合は、同状態でＩＭＥＳ取得情報を取得することができないので、その無線端末装置１４の端末番号等の特定化情報を定期位置登録データとしてステップＳ４で構内交換機１に送信する。

図３は、構内交換機１での定期位置登録処理を示したフローチャートである。
各無線端末装置１４〜１６からの定期位置登録データを受信すると、構内交換機１内の定期位置登録機能は、ステップＳ５で定期位置登録データにＩＭＥＳ取得情報が付加されているかどうかを判定する。付加されていると判定した場合は、ステップＳ６で移動履歴格納部に定期位置登録データを移動履歴として記憶し、また位置情報管理部に、ＩＭＥＳ取得情報、あるいはＩＭＥＳメッセージ、もしくはＩＭＥＳメッセージに含まれた緯度経度情報等の新たな定期位置登録データを、各無線端末装置１４〜１６の特定化情報と共に書き換え登録する。この位置情報管理部では、種々の方法で位置情報を管理することができ、例えば各無線端末装置１４〜１６の特定化情報毎に、上述した新たな位置情報を管理しても良い。

一方、定期位置登録データにＩＭＥＳ取得情報が付加されていない場合は、ステップＳ７で通常のように移動履歴格納部に定期位置登録データを移動履歴として記憶し、また位置情報管理部に、定期位置登録データを中継したアンテナ２〜５の情報から抽出したＢＳ呼び出しエリア情報を新たな位置情報として書き換え登録する。

例えば、図１に示したようにＩＭＥＳ送信機８〜１３のカバーエリア８ａ〜１３ａ内に位置している無線端末装置１５，１６からの定期位置登録データを受信した場合、ステップＳ６でＩＭＥＳ取得情報の緯度経度情報を新たな位置情報として登録する。一方、どのＩＭＥＳ送信機８〜１３のカバーエリア８ａ〜１３ａ内にも位置していない無線端末装置１４の場合、通常の処理と同様にステップＳ７で定期位置登録データに付加されたＢＳ呼び出しエリア情報を抽出し、このＢＳ呼び出しエリア６を新たな位置情報として登録する。

このようにして構内交換機１では、各無線端末装置１４〜１６からの新しい定期位置登録データを収集し、その定期位置登録機能によって新たな位置情報を位置情報管理部に記憶することができる。特定の無線端末装置の位置情報が必要になった場合、この位置情報管理部から特定無線端末装置における最新の位置情報を抽出し表示したりして使用することができる。このとき、位置情報管理部内に緯度経度などの位置情報を記憶した場合は、この位置情報を直接抽出して表示したりして活用することができるが、ＩＭＥＳ取得情報やＩＭＥＳメッセージのまま位置情報管理部内に記憶した場合は、対応する情報を抽出した後に、その中に含まれた緯度経度などの位置情報のみをさらに抽出し表示したりして活用する。

上述した構内無線システムでは、構内交換機１の定期位置登録機能は、各無線端末装置１４〜１６から受信した定期位置登録データにＩＭＥＳ取得情報が含まれているときの位置情報と、各無線端末装置１４〜１６から受信した定期位置登録データにＩＭＥＳ取得情報が含まれていないときのＢＳ呼び出しエリア情報のみの位置情報とのいずれかを用いることを特徴としている。

このような構成によれば、構内交換機１での定期位置登録時には、ＩＭＥＳ送信機８〜１３からのＩＭＥＳ取得情報と、ＩＭＥＳ取得情報を含んでいないＢＳ呼び出しエリア情報との両方を使用することができ、各ＩＭＥＳ送信機８〜１３のカバーエリア８ａ〜１３ａ内での処理では精度の高い位置管理を行うことができ、しかも、他の使用での登録処理ではＢＳ呼び出しエリアを用いて広範囲な位置管理を行うことができるようになり、こうして、エリアカバー率の向上と登録位置精度の向上を両立することができる。また、構内交換機１の定期位置登録機能を他の構成に先行して上述のように構成することによって、将来、各無線端末装置１４〜１６からＩＭＥＳ取得情報を含んだ定期位置登録データを送信したときに備えることも可能である。

また上述した構内無線システムでは、構内交換機１と、この構内交換機１に接続されてＢＳ呼び出しエリアを形成するアンテナ２〜５と、このアンテナ２〜５を通して無線通信を行う複数の無線端末装置１４〜１６とを備え、前記無線端末装置１４〜１６は、定期位置登録データを前記構内交換機１に送信する定期位置登録機能を有する構内無線システムにおいて、前記ＢＳ呼び出しエリア内にＩＭＥＳ送信機８〜１３を設け、少なくとも一台の前記無線端末装置の前記定期位置登録機能は、前記ＩＭＥＳ送信機８〜１３からＩＭＥＳ取得情報を取得したときには前記ＩＭＥＳ取得情報を付加した定期位置登録データを前記構内交換機に送信することを特徴としている。

このような構成によれば、少なくとも一台の前記無線端末装置の前記定期位置登録機能による定期位置登録時には、ＩＭＥＳ送信機８〜１３からのＩＭＥＳ取得情報を構内交換機１に送信することができるので、他の無線端末装置に比べてＩＭＥＳ取得情報を利用した制度の高い位置管理を行うことができ、エリアカバー率の向上と登録位置精度の向上を両立することができる。また、無線端末装置１４〜１６としては、ＩＭＥＳ取得情報を送信する機能を有するものと、同機能を持たないものとが混在していても良い。

また上述した構内無線システムでは、構内交換機１と、この構内交換機１に接続されてＢＳ呼び出しエリアを形成するアンテナ２〜５と、このアンテナ２〜５を通して無線通信を行う複数の無線端末装置１４〜１６とを備え、前記無線端末装置１４〜１６は、定期位置登録データを前記構内交換機１に送信する定期位置登録機能を有し、前記構内交換機１は、前記各無線端末装置１４〜１６からの定期位置登録データを受信して前記各無線端末装置１４〜１６の位置管理を行う定期位置登録機能を有する構内無線システムにおいて、前記ＢＳ呼び出しエリア６，７内にＩＭＥＳ送信機８〜１３を設け、少なくとも一台の前記無線端末装置の前記定期位置登録機能は、前記ＩＭＥＳ送信機８〜１３からＩＭＥＳ取得情報を取得したときには前記ＩＭＥＳ取得情報を付加した定期位置登録データを前記構内交換機に送信するように構成し、また前記構内交換機１の前記定期位置登録機能は、前記各無線端末装置１４〜１６から受信した定期位置登録データにＩＭＥＳ取得情報が含まれているときの位置情報と、前記各無線端末装置１４〜１６から受信した定期位置登録データにＩＭＥＳ取得情報が含まれていないときのＢＳ呼び出しエリア情報のみの位置情報とのいずれかを用いたことを特徴としている。

このような構成によれば、少なくとも一台の前記無線端末装置の前記定期位置登録機能による定期位置登録時には、ＩＭＥＳ送信機８〜１３からのＩＭＥＳ取得情報を構内交換機１に送信することができ、構内交換機１での定期位置登録時には、ＩＭＥＳ送信機８〜１３からのＩＭＥＳ取得情報と、ＩＭＥＳ取得情報を含んでいないＢＳ呼び出しエリア情報との両方を使用することができ、各ＩＭＥＳ送信機８〜１３のカバーエリア８ａ〜１３ａ内での処理では精度の高い位置管理を行うことができ、しかも、他の使用での登録処理ではＢＳ呼び出しエリアを用いて広範囲な位置管理を行うことができるようになり、こうして、エリアカバー率の向上と登録位置精度の向上を両立することができる。

しかも、上述した各構成において、前記構内交換機１の前記定期位置登録機能は、定期位置登録データにＩＭＥＳ取得情報を含んでいるときは、定期位置登録データにＩＭＥＳ取得情報を含んでいないときに優先して用いるようにしたことを特徴としている。

このような構成によれば、無線端末装置が位置検出精度の高いＩＭＥＳ送信機８〜１３のカバーエリア８ａ〜１３ａ内から定期位置登録処理している場合、ＩＭＥＳ送信機８〜１３から取得したＩＭＥＳ取得情報を含んだ定期位置登録データを利用すると共に、このＩＭＥＳ取得情報を含んだ定期位置登録データは、ＩＭＥＳ取得情報を含んでいない定期位置登録データに優先して使用することになり、ＩＭＥＳ取得情報によって精度の高い位置管理を行うことができ、また、仮に複数のＩＭＥＳ送信機８〜１３における不感地帯が生じてもＢＳ呼び出しエリア６，７を用いて全体として広範囲で高精度の位置管理を行うことができるようになる。このため、ＩＭＥＳ送信機８〜１３の配置数をある程度制限したとても、必要に応じてその高い位置精度検出を優先的に活用しながら経済的な構内無線システムを構築することができる。

また、上述した各構成において、前記無線端末装置の前記定期位置登録機能は、ＩＭＥＳ送信機８〜１３が出力する緯度経度情報等を含んだＩＭＥＳメッセージを含んだ定期位置登録データを構内交換機に送信するようにしたことを特徴としている。

このような構成によれば、ＩＭＥＳ送信機８〜１３のカバーエリア８ａ〜１３ａ内に位置している無線端末装置１５，１６の場合、定期位置登録時に使用するＩＭＥＳ送信機８〜１３からのＩＭＥＳ取得情報として、ステップＳ６で緯度経度情報等を含んだＩＭＥＳメッセージを使用し、このＩＭＥＳメッセージを定期位置登録データに付加して構内交換機１へ送信することができるので、屋内でＧＰＳ機能を実現する手段として開発されたＩＭＥＳ送信機８〜１３をそのまま使用することができ、ＩＭＥＳ送信機８〜１３のＧＰＳ機能による精度の高い緯度経度情報を活用することができ、精度の高い位置管理を行うことが可能となる。

さらに、上述した各構成において、前記ＩＭＥＳ送信機８〜１３はＢＳ呼び出しエリア６，７内の高精度で位置管理したい位置に配置し、前記構内交換機の前記定期位置登録機能は、これらの前記ＩＭＥＳ送信機８〜１３では不感地帯となるＢＳ呼び出しエリア６，７内の位置では前記ＢＳ呼び出しエリア情報を位置管理に用いたことを特徴としている。

このような構成によれば、高精度で位置管理したい位置にＩＭＥＳ送信機８〜１３を配置し、これらのＩＭＥＳ送信機８〜１３の位置と配置数によっては不感地帯となるその他の位置に対してはＢＳ呼び出しエリア情報を用いるため、全体として管理するエリアを拡大しながらも、精度面ではエリア毎に変化を持たせて要望に応じた位置管理を行うことができるようになる。従って、構内無線システムを構築するビルや構内などの特徴や建物状況と、各無線端末装置の使用状況とを考慮しながら、ＩＭＥＳ送信機８〜１３を配置することによって、システムにふさわしい各無線端末装置の位置管理を行うことができる。

本発明による構内無線システムは、図１に示した構成に限らず他の構成のものにも適用することができる。

１構内交換機
２〜５アンテナ
６，７ＢＳ呼び出しエリア
８〜１３ＩＭＥＳ送信機
８ａ〜１３ａカバーエリア
１４〜１６無線端末装置

Claims

構内交換機と、該構内交換機に接続されてＢＳ呼び出しエリアを形成するアンテナと、該アンテナを通して無線通信を行う複数の無線端末装置とを備え、前記構内交換機は、前記各無線端末装置からの定期位置登録データを受信して前記各無線端末装置の位置管理を行う定期位置登録機能を有する構内無線システムにおいて、前記構内交換機の前記定期位置登録機能は、前記各無線端末装置から受信した定期位置登録データにＩＭＥＳ取得情報が含まれているときの位置情報と、前記各無線端末装置から受信した定期位置登録データにＩＭＥＳ取得情報が含まれていないときのＢＳ呼び出しエリア情報のみの位置情報とのいずれかを用いることを特徴とする構内無線システム。