JP2015028442A - 構内無線システム、無線端末、構内無線システムの位置把握切替方法及び無線端末の位置把握切替方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＰＳを用いてＰＨＳ端末の位置確認を高精度で行うことができ、且つ基地局エリアが重複するエリアであってもＰＨＳ端末の位置を確実に検知できる構内無線システムを提供する。【解決手段】ＰＨＳ端末２３は、屋外ではＧＰＳを利用し、屋内ではＩＭＥＳを利用して局所的な位置を検知するＩＭＥＳ対応のＧＰＳ受信部３１と、基地局からのＰＨＳ通信可能範囲による基地局エリアの位置を検知する、ＧＰＳ受信部３１よりも広範囲の位置検知を行うＰＨＳ無線部３２と、歩数検出により移動距離の検出を行う加速度センサ３３を備え、前記ＧＰＳ受信部３１にて位置検知している場合に、加速度センサ３３により移動距離が一定の基地局エリアの測位可能範囲を超えたことが検出された場合にはＰＨＳ無線部３２による測位システムに切り替わることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、ＰＨＳ端末の位置情報を把握する構内無線システム、無線端末、構内無線システムの位置把握切替方法及び無線端末の位置把握切替方法に関する。

ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄａｙｐｈｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）方式による従来の構内無線システムでは、図４に示すようにサービスエリア内を複数の通信エリアに分割し、各通信エリアにＰＨＳ基地局１１ａ、１１ｂを設置する。各ＰＨＳ基地局１１ａ、１１ｂの通信可能範囲が基地局エリア１２ａ、１２ｂとなり、この基地局エリア１２ａ、１２ｂ内に存在するＰＨＳ端末１３とＰＨＳ基地局１１ａ、１１ｂとの間で通信が行われる。例えばＰＨＳ端末１３が基地局エリア１２ａにて電波を発信すると、この電波はＰＨＳ基地局１１ａにて受信される。ＰＨＳ基地局１１ａは、ＰＨＳ端末１３からの電波を受信すると、位置情報をＰＨＳ端末１３へ送付する。上記ＰＨＳ端末１３の位置確認動作は、ＰＨＳ端末１３が基地局エリア１２ａ、１２ｂを移動する毎に行われる。

上記従来の構内無線システムにおけるＰＨＳ端末１３の位置確認は、測位範囲が基地局エリア１２ａ、１２ｂの約８０〜１００ｍであるため精度が低い。また、２つの基地局エリア１２ａ、１２ｂが重複したカバーエリア重複箇所１４においては、ＰＨＳ端末１３がどの基地局エリア１２ａ、１２ｂに属しているのか明確に判定できない場合がある。例えば基地局エリア１２ａ内に位置しているＰＨＳ端末１３がカバーエリア重複箇所１４に移動した場合、ＰＨＳ端末１３にはＰＨＳ基地局１１ａ、１１ｂの双方から送信される電波が到達するが、ＰＨＳ端末１３は前回位置確認を行ったＰＨＳ基地局１１ａからの電波を受信して位置確認を行う。しかし、カバーエリア重複箇所１４においては、ＰＨＳ基地局１１ａから送られてくる電波が弱く、また、ＰＨＳ基地局１１ｂからの電波も送られてくるので、ＰＨＳ端末１３の位置確認動作が安定して行われず、位置確認を明確にできない場合がある。

また、本発明に関連する公知技術として、構内無線システムの通信エリア毎に配置される無線基地局、及び前記各無線基地局同士を接続制御する主装置を備え、該主装置により携帯機の位置を特定する場合、無線基地局の電波の送出を順次停止しながら当該各無線基地局に接続される携帯機を検索し、前記検索した携帯機が接続可能な無線基地局の重複する通信エリアから当該携帯機の位置を特定するようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、本発明に関連する公知技術として、構内無線システムにおけるＢＳ呼出しエリア内にＢＳアンテナを設置すると共に、屋内用ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ：全地球測位システム）として機能するＩＭＥＳ（Ｉｎｄｏｏｒ Ｍｅｓｓａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）送信機を設置し、無線端末装置の位置登録を行うことにより、無線端末装置の位置測定精度を向上するようにした技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９−２０６９６０号公報 特開２０１２−７００８２号公報

上記のように図４に示した従来の構内無線システムは、ＰＨＳ端末１３の位置確認を行う場合、測位範囲が基地局エリア１２ａ、１２ｂの約８０〜１００ｍであるため精度が低く、また、２つの基地局エリア１２ａ、１２ｂが重複したカバーエリア重複箇所１４においては、ＰＨＳ端末１３がどの基地局エリア１２ａ、１２ｂに属しているのか明確に判定できない場合がある。

一方、ＧＰＳ（ＩＭＥＳ）を用いてＰＨＳ端末の位置測定を行う測位システムは、基地局エリアのシステムによる測位と比較して精度を向上することができる。しかし、ＧＰＳを用いて定期的な測位を試みようとした場合、ＧＰＳの通信速度や消費電力低減などの制約から更新間隔を長くとる必要がある。そのような場合、更新期間中にＰＨＳ端末の所有者が長距離移動してしまうと、測位精度を維持できず、場合によっては基地局エリアのシステムを用いた方が精度が良くなる可能性がある。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、ＧＰＳを用いてＰＨＳ端末の位置確認を高精度で行うことができると共に、ＧＰＳ電波が届かない屋内や基地局エリアが重複するエリアであってもＰＨＳ端末の位置を確実に検知でき、且つ低コスト化を図ることができる構内無線システム、無線端末、構内無線システムの位置把握切替方法及び無線端末の位置把握切替方法を提供することを目的とする。

第１の発明に係る構内無線システムは、屋外ではＧＰＳを利用し、屋内ではＩＭＥＳを利用して局所的な位置を検知する第一の位置検知手段と、基地局からのＰＨＳ通信可能範囲による基地局エリアの位置を検知する、前記第一の位置検知手段よりも広範囲の第二の位置検知手段と、歩数検出により移動距離の検出を行う移動距離検出手段と、を具備し、前記第一の位置検知手段にて位置検知している場合に、前記移動距離検出手段により移動距離が一定の基地局エリアの測位可能範囲を超えたことが検出された場合には前記第二の位置検知手段による測位システムに切り替わることを特徴とする。

第２の発明に係る無線端末は、屋外ではＧＰＳ衛星、屋内ではＩＭＥＳ送信機からの電波を受信して局所的な位置を検知する第一の位置検知部と、ＰＨＳ通信可能範囲による基地局からの電波を受信して前記第一の位置検知部よりも広範囲の位置範囲を検知可能な第二の位置検知部と、歩数検出により移動距離の検出を行う移動距離検出部と、を具備し、前記第一の位置検知部にて位置検知している場合に、前記移動距離検出部により移動距離が一定の基地局エリアの測位可能範囲を超えたことが検出された場合には前記第二の位置検知部による測位システムに切り替わることを特徴とする。

第３の発明に係る構内無線システムの位置把握切替方法は、屋外ではＧＰＳを利用し、屋内ではＩＭＥＳを利用して局所的な位置を検知する第一の位置検知手段と、基地局からのＰＨＳ通信可能範囲による基地局エリアの位置を検知する、前記第一の位置検知手段よりも広範囲の第二の位置検知手段と、歩数検出により移動距離の検出を行う移動距離検出手段とを具備し、前記第一の位置検知手段にて位置検知している場合に、前記移動距離検出手段により移動距離が一定の基地局エリアの測位可能範囲を超えたことが検出された場合には前記第二の位置検知手段による測位システムに切り替わることを特徴とする。

第４の発明に係る無線端末の位置把握切替方法は、屋外ではＧＰＳ衛星、屋内ではＩＭＥＳ送信機からの電波を受信して局所的な位置を検知する第一の位置検知部と、ＰＨＳ通信可能範囲による基地局からの電波を受信して前記第一の位置検知部よりも広範囲の位置範囲を検知可能な第二の位置検知部と、歩数検出により移動距離の検出を行う移動距離検出部とを具備し、前記第一の位置検知部にて位置検知している場合に、前記移動距離検出部により移動距離が一定の基地局エリアの測位可能範囲を超えたことが検出された場合には前記第二の位置検知部による測位システムに切り替わることを特徴とする。

なお、前記第１ないし第４の発明において、前記移動距離検出手段又は移動距離検出部とは、加速度センサである。

また、前記第一の位置検知手段又は第一の位置検知部とは、ＩＭＥＳ対応のＧＰＳ受信部である。

また、前記第二の位置検知手段又は第二の位置検知部とは、ＰＨＳ無線部である。

本発明によれば、基地局エリアだけでなく、ＧＰＳやＩＭＥＳを利用することにより、例えばＧＰＳ電波が届かない屋内や基地局エリアが重複するエリアなど、位置の把握が難しい場所であっても、位置検知を容易にすると共に位置検知精度を向上することができる。

また、ＧＰＳ又はＩＭＥＳ及び基地局システムによる位置把握を総合的に利用することにより、ＧＰＳ更新間隔を短くすることなく測位精度を維持でき、且つカバーエリアの広範囲化を実現できる。

更に、無線端末の移動に対する汎用性を確保し、使用状況により測位システムを切り替えることで効率的な利用が可能であり、且つＧＰＳ（ＩＭＥＳ）システムのみでカバーエリアを広げるよりも低コスト化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る構内無線システムの概略構成図である。 同実施形態におけるＰＨＳ端末の詳細な構成を示すブロック図である。 同実施形態に係る構内無線システムにおけるＰＨＳ端末の測位動作を示すフローチャートである。 従来のＰＨＳ方式による構内無線システムの概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る構内無線システムの概略構成図である。なお、図１はサービスエリア内に２つのＰＨＳ端末を設けた場合を例として示している。図１に示すようにサービスエリア内を複数の通信エリアに分割し、各通信エリアにＰＨＳ基地局２１ａ、２１ｂを設置する。各ＰＨＳ基地局２１ａ、２１ｂのＰＨＳ通信可能範囲が基地局エリア２２ａ、２２ｂとなり、この基地局エリア２２ａ、２２ｂ内に存在するＰＨＳ端末２３とＰＨＳ基地局２１ａ、２１ｂとの間で通信が行われる。

また、基地局エリアのシステムで位置の把握が難しい場所や局所的に位置把握精度を高めたい場所、例えばＧＰＳ電波が届かない屋内や２つの基地局エリア２２ａ、２２ｂが重複したカバーエリア重複箇所２４などにＩＭＥＳ送信機２５を設置する。このＩＭＥＳ送信機２５は、その設置位置を示す位置情報を出力する。上記ＩＭＥＳ送信機２５は、出力の上限値が−９４ｄＢＷ程度の微弱電波であり、周辺に通信可能範囲が基地局エリア２２ａ、２２ｂより非常に小さい１０ｍ程度のＩＭＥＳエリア２６が形成される。

上記ＰＨＳ端末２３は、詳細を後述するようにＩＭＥＳ対応のＧＰＳ受信部を備えており、ＧＰＳ衛星２７あるいはＩＭＥＳ送信機２５から送信される電波を受信し、位置情報を取得して現在位置を確認する。

次に、上記ＰＨＳ端末２３の詳細について図２を参照して説明する。図２は、ＰＨＳ端末２３の詳細な構成を示すブロック図である。ＰＨＳ端末２３は、ＩＭＥＳ対応のＧＰＳ受信部３１、ＰＨＳ無線部３２、及び携帯（ＰＨＳ端末）保持者の歩数を検知するための加速度センサ３３を備えている。ＧＰＳ受信部３１は、ＧＰＳアンテナ３４を備え、ＧＰＳ衛星２７あるいはＩＭＥＳ送信機２５からの電波を受信して位置情報を取得し、制御部３６へ出力する。ＰＨＳ無線部３２は、ＰＨＳアンテナ３５を備え、制御部３６に接続される。ＰＨＳ無線部３２は、制御部３６の制御に基づいて動作し、ＰＨＳアンテナ３５を介してＰＨＳ基地局２１ａ、２１ｂと通信を行う。加速度センサ３３は、携帯保持者の歩数を検出し、その検出信号を制御部３６へ出力する。制御部３６は、上記加速度センサ３３が検出した歩数に基づいて携帯保持者の移動距離を算出する。

また、制御部３６には、表示部３７、記録部３８、外部インターフェース部３９が接続される。表示部３７には、時刻や通信情報等、種々の情報が表示される。記録部３８には、設定情報や通信情報等が記録される。外部インターフェース部３９としては例えばＵＳＢが用いられ、外部機器と接続される。

上記のように構成されたＰＨＳ端末２３の位置確認は、基地局エリア２２ａ、２２ｂ内に位置するＰＨＳ端末２３がＰＨＳ基地局２１ａ、２１ｂに対して電波を発信し、ＰＨＳ基地局２１ａ、２１ｂから送られてくる位置情報を受信して行う他、屋外ではＧＰＳ衛星２７を利用し、屋内ではＩＭＥＳ送信機２５から送信される位置情報を受信して行う。すなわち、ＰＨＳ端末２３は、ＧＰＳ衛星２７又はＩＭＥＳ送信機２５及び基地局システムによる位置情報の取得を総合的に利用して行い、また、使用状況により測位方法を切り替えて行う。

以下、上記構内無線システムにおけるＰＨＳ端末２３の測位動作について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。このフローチャートに示す処理は、ＰＨＳ端末２３に設けられた制御部３６の制御のもとに実行される。

ＰＨＳ端末２３の制御部３６は、所定の時間間隔で測位動作を開始し（ステップＳ１）、先ず、ＩＭＥＳ対応のＧＰＳ受信部３１をオン（ＯＮ）する（ステップＳ２）。ＧＰＳ受信部３１は、ＧＰＳ衛星２７を捕捉・追従し（ステップＳ３）、ＧＰＳ衛星２７からの電波を受信して現在の位置情報を取得し、制御部３６へ出力する（ステップＳ４）。なお、ＰＨＳ端末２３がＧＰＳ衛星２７からの電波を受信できない屋内において、ＩＭＥＳエリア２６内に位置している場合には、ＧＰＳ受信部３１はＩＭＥＳ送信機２５から送信される電波を受信し、位置情報を取得して制御部３６へ出力する。制御部３６は、上記位置情報を取得すると、ＧＰＳ受信部３１をオフ（ＯＦＦ）し（ステップＳ５）、一定時間例えば１２〜２０秒待機し（ステップＳ６）、その後、ステップＳ７へ進む。このステップＳ７では、ＰＨＳ端末２３の最後の位置更新からの累計経過時間と予め設定したＧＰＳ更新間隔（例えば１〜数秒）と比較し、累計経過時間がＧＰＳ更新間隔より小さいかどうかを判断する。

制御部３６は、上記ステップＳ７で、累計経過時間が所定のＧＰＳ更新間隔に達していないと判断した場合は、加速度センサ３３の検出情報に基づいて、ステップＳ４で得た位置情報取得位置からの携帯保持者移動距離を計算し（ステップＳ８）、この携帯保持者の移動距離がＰＨＳ測位半径より大きくなったかどうか、すなわち携帯保持者が基地局エリア２２ａ、２２ｂの外に出たかどうかを判断する（ステップＳ９）。携帯保持者の移動距離がＰＨＳ測位半径より小さい場合には、携帯保持者が未だ同じ基地局エリア内に居るものと判断し、ステップＳ６に戻り、ステップＳ６〜Ｓ９の処理を再度繰り返して実行する。

そして、ステップＳ９で携帯保持者の移動距離がＰＨＳ測位半径より大きくなったと判断された場合には、携帯保持者が他の基地局エリアに移動したものと判断し、ＰＨＳ無線部３２を動作させ、ＰＨＳ基地局２１ａ、２１ｂと無線通信を行ってＰＨＳ位置情報を取得する（ステップＳ１０）。その後、ステップＳステップＳ６に戻る。

また、ステップＳ７で、ＰＨＳ端末２３の最後の位置更新からの累計経過時間が予め設定したＧＰＳ更新間隔より大きくなったと判断されると、ステップＳ１に戻り、ＩＭＥＳ対応のＧＰＳ受信部３１をオンして、ＧＰＳ衛星２７あるいはＩＭＥＳ送信機２５からの電波を受信して現在の位置情報を取得し、制御部３６へ出力する。

ＰＨＳ端末２３の制御部３６は、上記のようにして所定の時間間隔で測位処理を実行する。

上記実施形態で示したように、ＰＨＳ端末２３にＩＭＥＳ対応のＧＰＳ受信部３１を搭載し、ＧＰＳ電波の届かない屋内や基地局エリアのシステムにおける位置の把握が難しい場所、例えば基地局エリア２２ａ、２２ｂが重なるカバーエリア重複箇所２４にＩＭＥＳ送信機２５を配置することで、屋外ではＧＰＳ衛星２７、屋内ではＩＭＥＳ送信機２５からの電波を受信して局所的な位置を検知でき、基地局エリアのシステムにおける位置の把握が難しい場所においても、ＰＨＳ端末２３の位置検知精度を向上できると共に、基地局エリアのシステムを利用して広範囲に亘り位置を把握することができる。上記ＩＭＥＳ送信機２５は、出力が微弱電波であるためカバーエリアは小さいが、正確な位置測定が可能である。

また、局所的に位置把握精度を高めたい場所にＩＭＥＳ送信機２５を設置し、ＧＰＳ（又はＩＭＥＳ）による測位の後、加速度センサ３３の歩数検出を利用して携帯保持者の移動距離を求め、この移動距離が基地局エリアのシステムの測位可能半径を上回った場合に測位システムを基地局エリアのシステムに切り替えることにより、基地局エリアのシステムとＧＰＳ（ＩＭＥＳ）システムがお互いに補完し合い、ＧＰＳ更新間隔を短くすることなく測位精度を維持でき、且つカバーエリアの広範囲化を実現できる。

更に、基地局エリアのシステム及びＧＰＳ（ＩＭＥＳ）システムの併用利用により、ＧＰＳ（ＩＭＥＳ）システムのみでカバーエリアを広げるよりも低コスト化を図ることができる。

なお、本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。

２１ａ、２１ｂ…ＰＨＳ基地局、２２ａ、２２ｂ…基地局エリア、２３…ＰＨＳ端末、２４…カバーエリア重複箇所、２５…ＩＭＥＳ送信機、２６…ＩＭＥＳエリア、２７…ＧＰＳ衛星、３１…ＩＭＥＳ対応のＧＰＳ受信部、３２…ＰＨＳ無線部、３３…加速度センサ、３４…ＧＰＳアンテナ、３５…ＰＨＳアンテナ、３６…制御部、３７…表示部、３８…記録部、３９…外部インターフェース部。

Claims (4)

1. 屋外ではＧＰＳを利用し、屋内ではＩＭＥＳを利用して局所的な位置を検知する第一の位置検知手段と、
   基地局からのＰＨＳ通信可能範囲による基地局エリアの位置を検知する、前記第一の位置検知手段よりも広範囲の第二の位置検知手段と、
   歩数検出により移動距離の検出を行う移動距離検出手段と、を具備し、
   前記第一の位置検知手段にて位置検知している場合に、前記移動距離検出手段により移動距離が一定の基地局エリアの測位可能範囲を超えたことが検出された場合には前記第二の位置検知手段による測位システムに切り替わることを特徴とする構内無線システム。
2. 屋外ではＧＰＳ衛星、屋内ではＩＭＥＳ送信機からの電波を受信して局所的な位置を検知する第一の位置検知部と、
   ＰＨＳ通信可能範囲による基地局からの電波を受信して前記第一の位置検知部よりも広範囲の位置範囲を検知可能な第二の位置検知部と、
   歩数検出により移動距離の検出を行う移動距離検出部と、を具備し、
   前記第一の位置検知部にて位置検知している場合に、前記移動距離検出部により移動距離が一定の基地局エリアの測位可能範囲を超えたことが検出された場合には前記第二の位置検知部による測位システムに切り替わることを特徴とする無線端末。
3. 屋外ではＧＰＳを利用し、屋内ではＩＭＥＳを利用して局所的な位置を検知する第一の位置検知手段と、
   基地局からのＰＨＳ通信可能範囲による基地局エリアの位置を検知する、前記第一の位置検知手段よりも広範囲の第二の位置検知手段と、
   歩数検出により移動距離の検出を行う移動距離検出手段と、を具備し、
   前記第一の位置検知手段にて位置検知している場合に、前記移動距離検出手段により移動距離が一定の基地局エリアの測位可能範囲を超えたことが検出された場合には前記第二の位置検知手段による測位システムに切り替わることを特徴とする構内無線システムの位置把握切替方法。
4. 屋外ではＧＰＳ衛星、屋内ではＩＭＥＳ送信機からの電波を受信して局所的な位置を検知する第一の位置検知部と、
   ＰＨＳ通信可能範囲による基地局からの電波を受信して前記第一の位置検知部よりも広範囲の位置範囲を検知可能な第二の位置検知部と、
   歩数検出により移動距離の検出を行う移動距離検出部と、を具備し、
   前記第一の位置検知部にて位置検知している場合に、前記移動距離検出部により移動距離が一定の基地局エリアの測位可能範囲を超えたことが検出された場合には前記第二の位置検知部による測位システムに切り替わることを特徴とする無線端末の位置把握切替方法。

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