JP2776784B2

JP2776784B2 - 移動体位置検出システム

Info

Publication number: JP2776784B2
Application number: JP7340451A
Authority: JP
Inventors: 光宮下
Original assignee: NEC Mobile Communications Ltd
Current assignee: NEC Mobile Communications Ltd
Priority date: 1995-12-27
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 1998-07-16
Anticipated expiration: 2015-12-27
Also published as: JPH09182144A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は移動体位置検出シス
テムに関し、特にサービスエリアを基地局対応の複数の
ゾーンに分割し、基地局との間で電波による信号伝送を
行う移動局の存在するゾーン位置を検出する移動体位置
検出システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の移動体位置検出システム
は、図２２に示した如く、隣接する各無線基地局９１，
９２，９３からの距離に対して全方位一様に且つ、単調
に減衰する受信電界レベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３，…によっ
て描かれる無線ゾーンの等電界線の地図情報をあらかじ
め求めておき、移動局９０における各無線基地局９１〜
９３からの無線信号の受信電界強度と照合することによ
り移動局の位置を検出していた（特開平２−４４９２９
号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来の移動体位置
検出システムのように、「電波は、ある一点から放射状
に発散し、距離に応じて全方位一様にして単調に減衰す
る」ことを前提とする移動体位置検出は、異常伝搬環境
下では正常に作動せず、位置誤認を引き起こす。すなわ
ち、位置検出の原理として、受信電界レベルの等電界曲
線（＝等距離曲線）を利用したり、また電波到来方向
（＝方位線）を利用している場合、反射等の異常伝搬環
境下ではこれらの等距離曲線や方位線が異常（ここで、
異常とは正常時の等距離曲線（円形）や、電波発信源か
らの直進する一本の方位線が得られないこと）となるた
めである。特に反射の原因がビル等のように電波伝搬上
の異常環境に経時変化のないときは、位置誤認を修正可
能とする機会がない。このことは、各無線基地局におい
て移動局からの送信信号（応答信号）の受信電界強度を
測定し強度順に選択することにより移動局の位置を検出
するシステムでも同様である（特開平１−２９７９２０
号公報参照）。

【０００４】したがって本発明の目的は、電波伝搬上の
経時変化のない異常環境下でも正常に移動体の位置検出
が可能な信頼度の向上した移動体位置検出システム及び
そのデータベース学習方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の移動体位置検出
システムは、サービスエリアを基地局対応の複数のゾー
ンに分割し、前記基地局との間で電波による信号伝送を
行う移動局の存在するゾーン位置を検出する移動体位置
検出システムにおいて、前記移動局から発信された電波
に対する前記基地局による電磁気学的環境の情報を前記
複数のゾーンにわたって収集し１つの検出パターンとす
る手段と、前記検出パターン及び前記移動局の位置を前
記ゾーン対応に可視表示する手段と、あらかじめ、前記
移動局を前記サービスエリア内の任意の既知の位置に配
置し前記検出パターンを求めることを当該移動局の配置
位置を順次変更しながら繰返し実行し、得られた検出パ
ターンと当該移動局の存在するゾーン位置との対応を学
習して作成したデータベースと、前記移動局の位置検出
時に、前記検出パターンを求めさせ、得られた位置検出
時の検出パターンで前記データベースを検索し、一致す
る検出パターンがあれば前記データベースの当該検出パ
ターンに対応付けられた移動局の位置を真の移動局の位
置として検出し可視表示させ、一致する検出パターンが
なければ前記位置検出時の検出パターンに応じて移動局
の位置を検出し可視表示させる手段とを備えている。

【０００６】また、上記構成において、可視表示された
検出パターンに対し前記移動局の位置が容易に推定可能
か否かの判定結果を入力する手段と、前記データベース
の学習時に、得られた学習時の検出パターンごとに可視
表示させ、前記移動局の位置が容易に推定可能でないと
の判定結果が入力されると当該検出パターンは電波の異
常伝搬時の検出パターンと認識し真の移動局の位置情報
とともに異常伝搬データベースとしてデータベース化す
る手段とを備え、前記移動局の位置検出時に、得られた
位置検出時の検出パターンで前記異常伝搬データベース
を照合し、当該検出パターンが登録されていれば対応付
けられた前記真の移動局の位置情報に基づいて当該移動
局の位置を検出する構成、さらに、前記データベース化
する手段が、得られた学習時の検出パターンの可視表示
時に前記移動局の位置が容易に推定可能であるとの判定
結果が入力されると、当該検出パターンは電波の正常伝
搬時の検出パターンと認識し移動局の位置情報とともに
正常伝搬データベースとしてデータベース化し、前記異
常伝搬データベース同士間と前記異常伝搬データベース
及び前記正常伝搬データベース間とで異る移動局の位置
情報が対応付けられた同一の検出パターンが登録されて
いるかチェックし、登録されていれば異領域同一パター
ンとして登録し、前記移動局の位置検出時に、得られた
位置検出時の検出パターンが前記異領域同一パターンと
して登録されている場合及び前記正常伝搬データベー
ス，前記異常伝搬データベースのいずれにも登録されて
いない場合には、当該移動局の正確な位置検出は不可能
であるとしてアラーム表示する構成とすることができ
る。

【０００７】さらに、前記移動局の存在するゾーン位置
の正確な判定が容易に可能な電波の正常伝搬時の検出パ
ターンである正常伝搬基準パターンをあらかじめ有し、
前記データベースの学習時に、得られた学習時の検出パ
ターンごとに前記正常伝搬基準パターンと照合し、一致
しなければ当該検出パターンは電波の異常伝搬時の検出
パターンと認識し真の移動局の位置情報とともに異常伝
搬データベースとしてデータベース化する手段を備え、
前記移動局の位置検出時に、得られた位置検出時の検出
パターンで前記異常伝搬データベースを照合し、当該検
出パターンが登録されていれば対応付けられた前記真の
移動局の位置情報に基づいて当該移動局の位置を検出す
る構成とすることができる。

【０００８】あるいはまた、前記ゾーン対応の基地局の
代わりに、前記移動局より高速で前記複数のゾーン間を
移動しながら、前記移動局から発信された電波に対する
電磁気学的環境の情報を収集する単一のセンサー局を備
える構成とすることができる。

【０００９】本発明によれば、電波発射源周辺の電磁気
環境（検出パターン）を観測（パターン認識）し、市街
地の如く単純な放射状の電波伝搬が期待できない異常伝
搬環境下でも学習することによりその電波発射源の真の
位置を検出でき、移動する電波発射源（移動体）に対し
ても正確に位置検出ができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して詳細に説明する。

【００１１】図１は本発明の移動体位置検出システムの
動作原理説明図である。図１（ａ）の如く、移動局（移
動体）の検出サービスエリア内に基地局（無線ゾーン）
Ａ，Ｂ，Ｃ，…，Ｎを配置して、移動局から電波を発射
したときその近くの基地局には（例えばＣ）その電波の
高い受信電界レベルを得、その周辺の基地局では（例え
ばＢ，Ｅ，Ｆ）それより低い受信電界レベルを得ること
を使って、その高い受信電界レベルを得た基地局の無線
ゾーン内（図１（ａ）ではＣ）に移動局が位置すること
を検出する。図１（ａ）に示す検出パターンは、異常伝
搬がないときのもので、電波の発射源近くは高い受信電
界レベルとなり、発射源から離れるに従って発信電界が
低下する。また、その伝搬方向も発射源から放射状に発
散していく。従って、例えば、基地局Ｃの無線ゾーン内
に移動局が位置するときは、受信電界レベルはＣで高
く、Ｂ，Ｅ，Ｆで中、その他は低い。逆にこのような受
信電界レベルの検出パターンのときは、Ｃに移動局が位
置することが分かる。図１（ｂ）は異常伝搬のときの検
出パターンで、基地局Ｃと移動局との間にビル（建造
物）がある場合で、図１（ａ）と異る検出パターンとな
っている。基地局Ｃはビルに遮蔽されて低い受信電界レ
ベル、基地局Ｂ，Ｅ，Ｆは反射波も受けて中レベルとな
る。このまま表示すれば、Ｅ近辺に移動局が位置すると
誤認する。しかしここで、予め実験的にこの検出パター
ンを学習しておきデータベースとして記録しておけば、
この検出パターン（図１（ｂ））を検出したときは、Ｃ
に移動局が位置するとみて、図１（ｃ）の如く修正をし
て表示すれば、異常伝搬の環境下でも正常な表示ができ
る。本システムは、自分の所在位置が分からずに徘徊す
る人とか、業務上あるいは健康上などの理由により事
故，事件に会う恐れがある人や車等の移動体の所在位
置，領域の確認及び検出に特に有効であり、各移動体に
それぞれ移動局を持たせておく。

【００１２】図２は本発明の一実施の形態を示すシステ
ム基本構成図である。本例の移動体位置検出システム
は、主に中央局３０と、中央局とそれぞれ通信回線４０
を通して接続された複数（Ａ〜Ｎ）の基地局２０，２
１，…，２ｎと、各基地局の無線ゾーン内で無線を用い
て通信を行う移動局１０とから構成される。さらに、図
３は中央局３０、図４は基地局２０〜２ｎ（分図
（ａ））及び移動局１０（分図（ｂ））の詳細構成をそ
れぞれ示している。図５は各種局間信号の構成を示す図
であり、分図（ａ）は中央局３０から各基地局（Ａ〜
Ｎ）２０〜２ｎへの情報信号ＴＤを示し、移動局１０の
呼び出しをしたい基地局の基地局番号と、その基地局か
ら呼出したい移動局固有の識別符号を選択呼出番号とし
て含む選択呼出信号とから成る。サービスエリア全体を
対象に捜索したいときは、全基地局にこの信号ＴＤを送
る。さらに、他の移動局を呼び出すときはこのサイクル
を繰り返す。図５の分図（ｂ）は各基地局（Ａ〜Ｎ）か
ら移動局１０への選択的に呼出すための識別符号を含む
選択呼出信号ＳＢ、分図（ｃ）は移動局１０から各基地
局（Ａ〜Ｎ）への応答のための識別符号を含む応答信号
ＳＭを示す。分図（ｄ）は各基地局（Ａ〜Ｎ）から中央
局３０への情報信号ＲＤを示し、移動局からの応答信号
を受信した基地局の基地局番号と、移動局の識別符号
と、その受信電界レベルとから成る。

【００１３】図３は中央局３０の構成を示すブロック図
であり、分図（ａ）は全体の構成例、分図（ｂ）及び
（Ｃ）はそれぞれ、その記憶部３３の他の構成例を示
す。図３（ａ）において、中央局３０は、通信回線４０
を通して基地局との間で信号ＴＤ，ＲＤを送受信する信
号送受信部３１と、外部とのインターフェースとしてデ
ータを入出力する入出力部３５と、一時記憶メモリ３３
１，正常伝搬データベース３３２，異常伝搬データベー
ス３３３を含み各種データ，プログラムを格納する記憶
部３３と、各基地局（ゾーン）での受信電界レベル及び
移動局の位置（ゾーン位置）を表示画面上に表示する表
示部３４と、記憶部内のプログラムで動作するＣＰＵを
含み上記各部を制御し信号処理を行う信号処理部３２と
を有している。後に説明するように記憶部３３において
は、正常伝搬データベース３３２の代りに正常伝搬基準
ファイル３３２ｂ（図３（ｂ））、あるいは、正常伝搬
データベース３３２及び異常伝搬データベース３３３の
代わりに検出パターンデータベース３３４（図３
（ｃ））を設定することができる。信号処理部３２は、
各基地局及び移動局をポーリングなどして各基地局での
受信電界レベルを収集しデータベース化するとともに、
移動局の位置を識別して表示部３４にゾーン対応のパタ
ーンとして表示させる。受信電界レベルのレベル識別階
数及び階差は任意に設定可能であり、基地局側では７，
８段階で識別しておき、中央局側ではそのまま処理した
り、さらに３，４段階程度に集約して処理するようにす
ることができる。表示部３４は、表示画面上で検出サー
ビスエリアを後に説明する図７や図８に示すような基地
局対応のゾーンに分割しており、各ゾーンを対応基地局
における検出対象移動局からの受信信号の受信電界レベ
ルに応じて表示色の種類，濃淡，明暗等の分類により塗
り分け（マーク）を行い、１つのパターンとして表示す
る。例えば、受信電界レベルが「高，中，低」の３段階
のとき、「赤，橙，黄」と色相別に区分したり、単一色
で「高明色，中明色，暗色」（白黒ならば、白，灰，
黒）、またはその逆（「暗色，中明色，高明色」）と明
度別に区分したり、それらを組合せたりする。あるいは
受信電界レベルの識別を符号により行うようにすること
もできる。これら表示のマーク手段は、真の移動局の位
置を表示するときにも用いられる。特に移動局が複数あ
るとき、各々の識別符号を表示して識別を容易にする。

【００１４】図４（ａ）において、各基地局２０〜２ｎ
は、通信回線４０を通して中央局との間で情報信号Ｔ
Ｄ，ＲＤを送受信する信号送受信部２０１と、信号送受
信部からの信号ＴＤの自基地局番号と一致する自局宛の
データから移動局の選択呼出信号を抽出し移動局への送
信処理を行う送信処理部２０２と、変復調器（図示せ
ず）及びキャリアセンス部２０５を含み無線インタフェ
ース（電波）を通して移動局との間で選択呼出信号ＳＢ
及び応答信号ＳＭを送受信し受信電界レベルを測定する
無線送受信機２０４と、無線送受信機からの応答信号Ｓ
Ｍの受信電界レベル及び移動局の識別符号（選択呼出番
号）に自基地局番号を付加し信号ＲＤとし信号送受信部
へ送る受信処理部２０３とを有している。図４（ｂ）に
おいて、移動局１０は、変復調器（図示せず）及びキャ
リアセンス部１２を含み無線インタフェースを通して基
地局から自己固有の識別番号を選択呼出番号とする選択
呼出信号ＳＢを受信するとその識別符号を応答信号ＳＭ
として基地局へ応答する無線送受信機１１を有してい
る。なお、この無線送受信機１１は、積極的に自移動局
の位置を発見してもらうために、基地局からの選択呼出
信号ＳＢを受けなくても自律的に応答信号ＳＭを発信す
るようにすることができる。また、基地局及び移動局の
無線送受信機２０４，１１のキャリアセンス部２０５，
１２はそれぞれ、同一の無線ゾーンにおいて、複数の無
線機が同時に電波を発射して混信するのを防止するた
め、自局以外が電波を発射しているかどうかを監視する
ためのものである。すなわち、無線通信回線の設定に先
立ち、他の基地局，移動局に装備された無線送受信機の
電波を受信したとき、自無線送受信機の発射電波と同一
の周波数であることを検出すると、自無線送受信機の電
波の電波を中止する。使用電波の周波数割当てをしたシ
ステム運用ならば、このキャリアセンスは必要ない。特
定小電力型の送受信機の場合は、誰でも同じ周波数が使
用できるので必須機能となる。

【００１５】図６は中央局３０の記憶部３３の一時記憶
メモリ３３１，正常伝搬データベース３３２，及び異常
伝搬データベース３３３の内容を示す。正常伝搬基準フ
ァイル３３２ｂあるいは検出パターンデータベース３３
４を用いるときの各々の内容は図１６、図１９にそれぞ
れ示す。

【００１６】一時記憶メモリ３３１は、現在時点でのあ
る移動局１０からの電波を各基地局（Ａ，Ｂ，Ｃ，…，
Ｎ）２０〜２ｎで受信したときの受信電界レベル（ＲＬ
１，ＲＬ２，…）を一時記憶しており、１つの検出パタ
ーンを示している。複数の移動局を検出対象とするとき
は各移動局を識別するための識別符号（ＩＤ１，ＩＤ
２，…）をつける。表示するときもこの識別は必要とな
る。

【００１７】正常伝搬基準ファイル３３２ｂは、正常伝
搬であると判断する基準を示す検出パターン（正常伝搬
基準パターン）のファイル（フアイルＮＯ：ＮＦ１，Ｎ
Ｆ２，…）である。正常伝搬の判断は基地局と受信電界
レベルの組み合わせを照合して行う。これは例えば図１
に示したような基地局配置のときは、図７の分図
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ），
（ｇ），（ｈ），及び（ｉ）に示した検出パターンが正
常伝搬基準となり、分図（ｊ）の如き異常伝搬パターン
と区別ができる。また、図８に示した如く基地局配置、
すなわち基地局間隔が３Ｒ、且つ基地局から半径Ｒ内は
受信電界高いレベル、半径Ｒ−２Ｒ内は受信電界中レベ
ル、半径２Ｒ超は受信電界低レベルとした条件で、図
９，図１０，図１１，図１２の各分図（ａ）に示す範囲
１００，１０１，１０２，１０３に移動局が位置すると
きは図９〜図１２の各分図（ｂ）がそれぞれ正常な検出
パターンとなる。検出パターンの要対象無線ゾーン（セ
ル）は、せいぜい基地局と移動局が電波の送受信し合え
る到達距離程度以内の基地局であり、記憶部３３の記憶
容量はそれほど膨大にならない。図１３に示す如く、高
い受信電界レベルの基地局を中心に７つの６角形（中心
間距離３Ｒ）のセルで分割された領域に８つ以上の基地
局を置けば、２つ以上の基地局が配置されたセルが必ら
ずあり基地局間が３Ｒ以内に接近して配置されることに
なるので、検出パターンを調べるためには７基地局程
度、すなわち各基地局ごとにその周辺６基地のデータを
収集すればよい。

【００１８】正常伝搬データベース３３２は上記正常伝
搬基準パターンに則る実際の検出パターン（正常パター
ン）のデータベースである。移動局の位置は正常伝搬基
準パターンの定義によりパターン表示から容易に判定す
ることができるが、他ゾーンの異常パターンと同一のパ
ターン（正常パターン）があるかどうかをチェックする
ために移動局の位置情報を登録してある（位置するゾー
ン（基地局）対応に＊印を表記）。

【００１９】異常伝搬データベース３３３は、異常伝搬
（正常でない）の各基地局と受信電界レベルのパターン
に関するデータベース（ＤＢ１，ＤＢ２，…）である。
検出パターンが正常でないと判定されたとき、一時記憶
メモリ３３１の内容を異常伝搬データベース３３３に写
しとり「真の移動局の位置」欄に学習する（真に位置す
るゾーン（基地局）対応に＊印を表記）。

【００２０】検出パターンデータベース３３４は、正
常，異常の区別をしないで、実際に検出されたすべての
パターンを真の移動局の位置情報とともに登録したデー
タベースである。

【００２１】次に、本発明の移動体位置検出システムの
動作について詳細に説明する。本システムの動作は大き
く分けると、移動局１０からの電波のゾーン対応の基地
局２０〜２ｎごとの受信電界レベルの値を収集し１つの
検出パターンとし、移動局１０の位置を変更しながら検
出パターンを順次求め、得られた検出パターンと当該移
動局の位置との対応を学習しながらデータベースを作成
する学習サイクルと、移動局１０の位置検出時に得られ
た検出パターンとデータベースの検出パターンとを照合
し当該移動局の存在するゾーン位置を検出し表示する表
示サイクルとに分けられる。また、検出パターンは、電
波の正常伝搬時の正常パターンと、異常伝搬時の異常パ
ターンとに分けられる。各検出パターンは、移動局１０
が特定の１つのゾーンに位置するときに得られるもの
と、複数のゾーンのいずれかに位置するときに得られる
ものとがある。表１に２ゾーン間における検出パターン
の特性分類を示す、

【００２２】

【表１】

【００２３】表１において、検出パターン（以下、パタ
ーン）Ｐ１１は移動局がゾーンＡまたはゾーンＢのいず
れにいても正常パターンとされるものであり、図１０に
示すようにゾーンＡ，Ｂが互いに隣接しているときに生
じる。パターンＰ１２（Ｐ２１）は移動局がゾーンＡ
（Ｂ）にいるとすれば正常パターンであり、ゾーンＢ
（Ａ）にいるとすれば異常パターンである。パターンＰ
２２は移動局がゾーンＡまたはゾーンＢのいずれかにい
ても異常パターンとされるものである。パターンＰ１
３，Ｐ２３，Ｐ３１，Ｐ３２は移動局の位置がゾーンＡ
またはゾーンＢのいずれか片方でしか得られないもので
ある。パターンＰ３３は移動局がゾーンＡ及びゾーンＢ
のいずれにいても得られないものである。

【００２４】検出パターンと移動局の存在推定可能なゾ
ーンとの対応が１：複数となる割合の大小に応じて学習
サイクル及び表示サイクルの処理方法を異らせることが
できる。最初に、各パターンに対し複数のゾーンが対応
する割合（パターンＰ１２，Ｐ２１，Ｐ２２の割合）が
無視できない場合に行われる処理方法１について説明す
る。

【００２５】図１４及び図１５は、それぞれ処理方法１
の学習サイクル及び表示サイクルのフローチャートであ
る。また、中央局３０の記憶部３３は図３（ａ），図６
の構成を用いる。学習サイクルにおいて、まず、移動局
１０を位置が既知なところに設置して、中央局３０から
各基地局２０〜２ｎ（基地局（Ａ）〜（Ｎ））を通じて
移動局１０に問い合せ信号（選択呼出し信号ＳＢ）を送
ると、その応答（応答信号ＳＭ）として移動局１０から
基地局２０〜２ｎに電波が発信される。なお、中央局３
０から問い合せ信号を送らなくても移動局１０から自律
的に応答電波を発信するようにしておいてもよい。基地
局２０〜２ｎはこの電波を受信するとその受信電界レベ
ルを測定し測定結果を中央局３０へ送信する。中央局３
０の信号処理部３２は、この電波を受信した基地局と、
その受信電界レベル値とを順次一時記憶メモリ３３１に
記憶させて、「検出パターン」を作成する（図１４のス
テップＳ１００）。このときの移動局の位置情報を入出
力部３５から入力し信号処理部３２へ通知する（ステッ
プＳ１０１）。信号処理部３２は、作成された検出パタ
ーンを表示部３４にパターン表示し（ステップＳ１０
２）、正常パターンか異常（非正常）パターンかの目視
判定の結果を入出力部３５を通して受付ける（ステップ
Ｓ１０３）。正常パターンとは、移動局に近い基地局
（ゾーン、セル）程、大きな受信電界レベルで、かつ全
方位一様の受信電界レベルとなるパターンなどのよう
に、移動局が位置する周辺の基地群の当該移動局に対す
る受信電界レベルと対応する位置関係を保存して写像し
たディスプレー表示から実際に移動局が位置するゾーン
が容易に推定（目視確認）できるパターンである。信号
処理部３２は、検出パターンの判定結果が正常パターン
の場合、入力された移動局の位置情報とともに正常伝搬
データベース３３２の１つのファイル（例えばＮＦ１）
を作成する（ステップＳ１０４）。検出パターンの判定
結果が正常パターンでない場合、異常パターンとして入
力された移動局の位置情報とともに異常伝搬データベー
ス３３３の１つのファイル（例えばＤＢ１）を作成する
（ステップＳ１１０）。上記処理（ステップＳ１００〜
Ｓ１１０）を、移動局１０を新たな未調査の位置に変え
て（同一ゾーン内あるいはゾーン間の変更）繰返し（ス
テップＳ１３０）、検出サービスエリア全体を調査（学
習）し尽す（ステップＳ１２０）。信号処理部３２は、
正常伝搬データベース３３２及び異常伝搬データベース
３３３の学習がすべて終了すると、同一検出パターンが
異るゾーンに対して、「異常」と「正常」の組合せ（表
１のパターンＰ１２，Ｐ２１）、あるいは「異常」と
「異常」の組合せ（表１のパターンＰ２２）になってい
るかチェックし、それぞれ「異領域・異常＝正常・一致
リスト」、「異領域・異常＝異常・一致リスト」を記憶
部３３に作成して学習サイクルを終了する（ステップＳ
１４０，Ｓ１４１）。この異領域・異常＝正常・一致リ
ストの例を表２、異領域・異常＝異常・一致リストの一
例を表３に示す。

【００２６】

【表２】

【００２７】表２において、「Ｇ」が記された、異常伝
搬データベースＤＢ３と正常伝搬データベースＮＦ２、
及び異常伝搬データベースＤＢｉと正常伝搬データベー
スＮＦｊのパターンがそれぞれ一致していることを示
す。なお、この異領域・異常＝正常・一致リストはＧマ
ークが付与された正常伝搬データベースの番号（表２の
例では、ＮＦ２，ＮＦｊ）のみを記録しておくようにし
てもよい。

【００２８】

【表３】

【００２９】表３において、同一パターンの異常伝搬デ
ータベース番号が同一行に書込まれ、それらの中で真の
位置情報が一致していないときに、異領域同一パターン
マークとして「Ｆ」が書込まれる。なお、この異領域・
異常＝異常・一致リストはＦマークが付与された異常伝
搬データベースの番号のみを記録しておくようにしても
よい。

【００３０】上記のようにして学習サイクルが終了した
後、表示サイクルに入る。中央局３０の信号処理部３２
は、まず学習サイクルと同様にして、各基地局２０〜２
ｎからの移動局１０の電波の受信電界レベル値を収集
し、一時記憶メモリ３３１上に「検出パターン」を作成
する（図１５のステップＳ２００）。次に、この検出パ
ターンで正常伝搬データベース３３２を検索し一致する
パターンがあるかチェックする（ステップＳ２０１）。
一致するパターンがあれば、そのパターンが異領域・異
常＝正常・一致リストに登録（Ｇマーク付け）されてい
ないか照合する（ステップＳ２１０）。登録されていれ
ば、このパターン（パターンＰ１２，Ｐ２１相当）では
移動局の存在するゾーンを正確に判定できないため（存
在可能性のあるゾーンが複数のため）、位置検出不能と
しアラーム表示処理を行う（ステップＳ２３０）。登録
されていなければ、検出パターンは正常パターンとして
表示部３４に表示し、正常パターンの定義により表示さ
れたパターン（パターンＰ１１，Ｐ１３，Ｐ３１相当）
から移動局１０の位置を検出可能とする（ステップＳ２
２０）。このとき、対応する正常伝搬データベース３３
２の部分に記された移動局の位置情報（隣接複数ゾーン
可）も併せて表示することができる。ステップＳ２０１
の処理において、一致するパターンがなければ、この検
出パターンで異常伝搬データベース３３３を検索し一致
するパターンがあるかチェックする（ステップＳ２０
２）。一致するパターンがあれば、そのパターンが異領
域・異常＝異常・一致リストに登録（Ｆマーク付け）さ
れていないか照合する（ステップＳ２０３）。登録され
ていれば、このパターン（パターンＰ２２相当）では移
動局１０の存在するゾーンを正確に判定できないため
（存在可能性のあるゾーンが複数のため）、位置検出不
能としアラーム表示処理を行う（ステップＳ２３０）。
登録されていなければ、検出パターンは異常パターン
（パターンＰ２３，Ｐ３２相当）とし、対応する異常伝
搬データベース３３３の部分に記された真の移動局の位
置情報で移動局１０の位置を修正して表示部３４に表示
する（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０２の処理に
おいて、一致するパターンがなければ、学習サイクル時
には検出されなかったパターン（パターンＰ３３相当）
であり、移動局１０の存在するゾーンを正確に判定でき
ないため位置検出不能としアラーム表示処理を行う（ス
テップＳ２３０）。ステップＳ２３０の処理において
は、アラーム以外に検出パターンをそのまま表示し、正
常伝搬データベース３３２や異常伝搬データベース３３
３に登録されている場合は推定される移動局の位置も併
せ表示するようにしてもよい。アラーム表示を行う理由
は、不合理なパターン例えば、異領域・異常＝正常・一
致リストまたは／及び異領域・異常＝異常・一致リスト
に登録されるパターンのように移動局の存在ゾーンが複
数推定できるパターンや、学習時に検出できずデータエ
ラーの可能性のあるパターンなどの場合は、そのままで
は正確な位置検出ができないことをアラーム表示するこ
とにより、不合理な位置検出の減少，阻止を計り誤報率
を下げるためである。このようにして移動局１０の位置
検出作業がすべて終了すると表示サイクルを終了する
（ステップＳ２４０）。以上説明したように、異常伝搬
時にも事前学習によって移動局１０の実位置（ゾーン）
が修正され検出される。

【００３１】なお、処理方法１の学習サイクルにおい
て、異領域・異常＝正常・一致リスト及び異領域・異常
＝異常・一致リストを作成せずに、これらのリストへの
登録対象の検出パターンを正常伝搬データベース３３２
及び異常伝搬データベース３３３から分離して新な異領
域・一致データベースを作成するようにしてもよい。こ
の場合、表示サイクルにおいて、まず、一時記憶メモリ
に作成された検出パターンが異領域・一致データベース
に登録されているかチェックし、登録されていれば移動
局の推定位置が複数としてアラーム表示し、登録されて
いなければ次に正常伝搬データベースに登録されている
かチェックし、登録されていれば移動局の位置を正常表
示し、登録されていなければ次に異常伝搬データベース
に登録されているかチェックし、登録されていれば移動
局の位置を修正表示し、登録されていなければ移動局の
位置が学習されていなかったとしてアラーム表示するよ
うにする。

【００３２】次に、各パターンに対し複数のゾーンが対
応する割合（パターンＰ１２，Ｐ２１，Ｐ２２の割合）
が無視できる場合、すなわち、パターンに対しゾーンが
ほとんど１対１で対応する場合に行われる処理方法２に
ついて説明する。処理方法２は、あらかじめ指定した正
常伝搬基準パターンに一致する検出パターンはすべて正
常とみなし、正常伝搬基準パターンに一致しない検出パ
ターンのみを異常パターンとしてデータベース化の対象
とする。正常伝搬基準パターンとは、上述した移動局が
位置する周辺の基地群の当該移動局に対する受信電界レ
ベルと対応する位置関係を保存して写像したディスプレ
ー表示から実際に移動局が位置するゾーンが容易に推定
（目視確認）できるパターンである。また、実験的にも
作成可能で、学習サイクルや表示サイクルで実際に得ら
れて表示された検出パターンのうち、移動局の位置がほ
ぼ正しく推定できるパターンを加えるようにすることが
できる。

【００３３】図１７及び図１８は、それぞれ処理方法２
の学習サイクル及び表示サイクルのフローチャートであ
る。また、中央局３０の記憶部３３は図３（ｂ），図１
６の構成を用いる。移動局の位置は正常伝搬基準パター
ンの定義によりパターン表示から容易に判定することが
できるので、移動局の位置情報を登録する必要がない。
学習サイクルにおいて、処理方法１と同様に、移動局１
０を位置が既知なところに設置して、中央局３０から基
地局２０〜２ｎを通じて移動局１０に問い合せ信号（選
択呼出し信号ＳＢ）を送ると、その応答（応答信号Ｓ
Ｍ）として移動局１０から基地局２０〜２ｎに電波が発
信される。なお、中央局から問い合せ信号を送らなくて
も移動局から自律的に応答電波を発信するようにしてお
いてもよい。この電波を受信した基地局と、その受信電
界レベルとを順次一時記憶メモリ３３１に記憶させて、
「検出パターン」を作成する（図１７のステップＳ４０
０）。このとき、検出パターンを表示部３４にパターン
表示させることができる。この検出パターンを正常伝搬
基準ファイル３３２ｂと照合して（ステップＳ４０
１）、一致すれば、次のステップとして移動局１０を新
たな位置に変えて（同一ゾーン内あるいはゾーン間の変
更）、最初の一時記憶メモリ３３１への「検出パター
ン」作りの処理を繰り返していく（ステップＳ４０５，
Ｓ４００）。一致しないならば、異常伝搬としてのステ
ップに進み、その時点での移動局１０の真の位置を、中
央局３０の入出力部３５から入力する（ステップＳ４０
２）。信号処理部３２は、この移動局１０の位置データ
と検出パターンとを図１６に示す如く組みにして異常伝
搬データベース３３３の１つのファイル（例えばＤＢ
１）を作る（ステップＳ４０３）。次に移動局１０を新
たな未調査の位置に移動させ、最初の一時記憶メモリ３
３１への「検出パターン」作りの処理を再び繰り返して
いって（ステップＳ４０４，Ｓ４０５，Ｓ４００）、検
出サービスエリア全体を調査（学習）し尽す。このよう
にして、各基地局２０〜２ｎの無線ゾーンに移動局１０
が位置するときの検出パターンが全て調査され、異常伝
搬データベース３３３が完成する。同一の無線ゾーンで
数種の検出パターンが検出されたときでも、同じ手順で
処理する。なお、ステップＳ４０１の処理において、検
出パターンが正常伝搬基準ファイル３３２ｂに登録され
ていなくても表示部３４の表示から正常パターンとみな
してよいことが判明したら、異常伝搬データベース３３
３に登録せずに、正常伝搬基準ファイル３３２ｂに登録
するようにすることもできる。

【００３４】学習サイクルが終了した後、表示サイクル
に入る。まず、学習サイクルと同様にして、一時記憶メ
モリ３３１上に「検出パターン」を作成し（図１８のス
テップＳ５００）、このパターンを異常伝搬データベー
ス３３３と照合し（ステップＳ５０１）、一致しないな
らば、検出パターンは正常パターンとして表示部３４に
表示し、正常パターンの定義により表示されたパターン
（パターンＰ１１，Ｐ１３，Ｐ３１相当）から移動局１
０の位置を検出可能とする（ステップＳ５０３）。一致
するならば異常伝搬データベースの一致のとれたファイ
ルに示された移動局１０の位置を表示部３４に表示する
（ステップＳ５０２）。なお、移動局がいると推定され
るゾーンが、１つのみのときはそのゾーンだけ、複数あ
るときはその分だけ表示する。以上説明したように、異
常伝搬時にも事前学習によって移動局１０の実位置（ゾ
ーン）が修正され検出される。

【００３５】次に、各パターンに対し複数のゾーンが対
応する割合（パターンＰ１２，Ｐ２１，Ｐ２２の割合）
が無視できる場合の他の処理方法３について説明する。
図２０（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ処理方法３の学習
サイクル及び表示サイクルのフローチャートである。ま
た、中央局３０の記憶部３３は図３（ｃ），図１９の構
成を用いる。処理方法３は異常伝搬、正常伝搬の識別を
しなくてもよい（正常伝搬基準パターンを要しない）方
法である。全ての検出パターンについて、実際の移動局
位置との照合実験で予め学習しておき（図２０
（ａ））、一時記憶メモリ３３１に記憶される検出パタ
ーン（図１９中の符号３３１ｂ）が観測される毎に検出
パターンデータベース（図１９中の符号３３４）と照合
し、一致すればそのデータベースから位置を検知して表
示部３４に表示する。また、照合がとれないときは特例
として、そのまま検出パターンを表示部３４に表示する
（図２０（ｂ））。この場合は学習不足で学習サイクル
を追加することによって特例を減らすことができる。

【００３６】さらに他の実施形態例を図２１に示す。本
例は移動局の移動速度より充分速く移動する基地局、即
ちセンサー局を用いて構成された移動体位置検出システ
ムを説明している。上述した図２に示す固定的に設置さ
れた中央局３０及び基地局２０〜２ｎと、移動する移動
局１０とで構成されたシステムに対応させてみたとき、
図２１（ａ）に示すようにセンサー局５０が無線ゾーン
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｉ，Ｈ，Ｇ，Ｌ，Ｍ，Ｎ間を当該移動局に
比して高速（一般的には１０倍以上）で移動すること
は、これら無線ゾーンごとに対応する固定された基地局
を設けたことに相当する。このとき、図２１（ｂ）の如
き無線ゾーンＣ，Ｄ，Ｉ，Ｈにおいて、受信電界レベル
中、高、中、中の検出パターンを得たときは無線ゾーン
Ｄに移動局１０が位置することになる。このような高速
移動するセンサー局５０による移動体位置検出システム
でも固定基地局のシステムと同様に検出パターンを一時
記憶メモリに検出できる。従って前述した学習サイクル
と表示サイクルの手段をセンサー局５０にもてば、この
システムでも同じくパターン識別による学習によって、
異常伝搬時にも移動体の位置検出が可能である。

【００３７】上記説明においては電波伝搬状態に経時変
化がないものとしたが、季節とか天候（晴天、雨天）に
よって大きく伝搬上の経時変化があるときは、季節ある
いは天候に応じてモード分けをして、そのモード内では
経時変化のない検出パターンが得られるように場合分け
をすれば上述のシステムが応用できる。

【００３８】なお、上述の実施形態例はいずれも相当な
尤度をもたせたシステムにしている。すなわち、位置の
検出をポイントでなくゾーン検出としている。その受信
電界レベルの表示が高，中，低の３段階程度の大まかな
レベル区分になっているが、区分数を加減したり、区分
の各レベルを上下したり、各区分の幅を伸縮し色付け，
符号付けなど識別がよいものを選ぶことができる。移動
局（移動体）の位置あるいは領域を１つの特定したポイ
ントとして検出しないで、当該移動局の周辺あるいは、
隣接無線伝搬状況を１つのパターンとして検出し、相当
な冗長な情報を含めて当該移動局の情報を取得して、パ
ターンを信号処理して検出しているため、その冗長情報
によるフエールセーフ効果及び／あるいは類推効果を生
み、特殊な伝搬にも相当に適応し実用的な移動体位置検
出が可能になる。また、図１９，２０で示した、正常／
異常伝搬基準を用いないで全ての検出パターンと移動局
の位置の対応をデータベース化した位置検出システムの
場合は、相当な特異な検出パターンも含めてデータベー
ス化してしまえば、相当に伝搬の複雑な環境にも適用で
きる。

【００３９】また、基地局において受信した移動局から
の電波の電磁気学的環境の情報としては、上記実施形態
例においては電界レベルを用いたが、磁界レベルを用い
たり、あるいは電界レベルと磁界レベルとを併用するよ
うにすることができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、あ
らかじめ基地局あるいはセンサー局による各ゾーンごと
の移動局（移動体）からの電波の受信電界レベル値を集
成した各検出パターンと当該移動局の位置との対応を学
習してデータベース化しておき、移動局の位置検出時に
得られた検出パターンでデータベースを検索して当該移
動局の位置を検出するので、電波伝搬上の経時変化のな
い異常環境下でも正常に移動体の位置検出が可能であ
る。

【００４１】また、上記データベースを学習する際、移
動局の存在するゾーン位置の正確な判定が容易に可能な
電波の正常伝搬時の検出パターンである正常伝搬基準パ
ターンをあらかじめ設定しておけば、実際の検出パター
ンが異常伝搬かどうかの判定を自動化することができ、
データベース化作業の効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図であり、分図（ａ）は正常
パターン、分図（ｂ）は異常パターン、分図（ｃ）は修
正後パターンを示す。

【図２】本発明の一実施形態例を示すシステム基本構成
図である。

【図３】図２に示す中央局の構成図であり、分図（ａ）
は全体の構成例、分図（ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ、そ
の記憶部の他の構成例を示す。

【図４】図２に示す基地局（分図（ａ））、移動局（分
図（ｂ））の構成図である。

【図５】分図（ａ）〜（ｄ）は図３，４の各局間で送受
信する信号の構成図である。

【図６】図３（ａ）に示す記憶部内の各種情報構成例を
示す図である。

【図７】図１の原理説明図に対応する正常伝搬及び異常
伝搬の判断基準の検出パターンを示す図であり、分図
（ａ）〜（ｉ）は正常パターン、分図（ｊ）は異常パタ
ーンを示す。

【図８】本発明を適用するシステムの基地局配置と受信
電界レベル識別ゾーンの設定例を示す図である。

【図９】図８に示すシステムにおける移動局の位置（分
図（ａ））と、そのときの正常パターン（分図（ｂ））
との一例を示す図である。

【図１０】図８に示すシステムにおける移動局の位置
（分図（ａ））と、そのときの正常パターン（分図
（ｂ））との他の例を示す図である。

【図１１】図８に示すシステムにおける移動局の位置
（分図（ａ））と、そのときの正常パターン（分図
（ｂ））との他の例を示す図である。

【図１２】図８に示すシステムにおける移動局の位置
（分図（ａ））と、そのときの正常パターン（分図
（ｂ））との他の例を示す図である。

【図１３】図８に示すシステムにおける検出パターン調
査に必要な周辺の無線ゾーンの数を説明するための図で
ある。

【図１４】本発明の第１の処理方法の学習サイクルの手
順例を示すフローチャートである。

【図１５】本発明の第１の処理方法の表示サイクルの手
順例を示すフローチャートである。

【図１６】図３（ｂ）に示す記憶部内の各種情報構成例
を示す図である。

【図１７】図１６の正常伝搬基準ファイルを使用した第
２の処理方法の学習サイクルの手順例を示すフローチャ
ートである。

【図１８】図１６の正常伝搬基準ファイルを使用した第
２の処理方法の表示サイクルの手順例を示すフローチャ
ートである。

【図１９】図３（ｃ）に示す記憶部内の各種情報構成例
を示す図である。

【図２０】図１９の検出パターンデータベースを使用し
た第３の処理方法の学習サイクルの手順例を示すフロー
チャート（分図（ａ））と、表示サイクルの手順例を示
すフローチャート分図（ｂ））である。

【図２１】本発明の他の実施形態例における車載センサ
ー局を使った移動体位置検出システムの原理説明図であ
る。

【図２２】従来の移動体位置検出システムの原理説明図
である。

【符号の説明】

１０移動局２０，２１，…，２ｎ基地局３０中央局３２信号処理部３３記憶部３４表示部３５入出力部２０４無線送受信機３３１一時記憶メモリ３３２正常伝搬データベース３３２ｂ正常伝搬基準ファイル３３３異常伝搬データベース

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】サービスエリアを基地局対応の複数のゾ
ーンに分割し、前記基地局との間で電波による信号伝送
を行う移動局の存在するゾーン位置を検出する移動体位
置検出システムにおいて、前記移動局から発信された電波に対する前記基地局によ
る電磁気学的環境の情報を前記複数のゾーンにわたって
収集し１つの検出パターンとする手段と、前記検出パターン及び前記移動局の位置を前記ゾーン対
応に可視表示する手段と、あらかじめ、前記移動局を前記サービスエリア内の任意
の既知の位置に配置し前記検出パターンを求めることを
当該移動局の配置位置を順次変更しながら繰返し実行
し、得られた検出パターンと当該移動局の存在するゾー
ン位置との対応を学習して作成したデータベースと、前記移動局の位置検出時に、前記検出パターンを求めさ
せ、得られた位置検出時の検出パターンで前記データベ
ースを検索し、一致する検出パターンがあれば前記デー
タベースの当該検出パターンに対応付けられた移動局の
位置を真の移動局の位置として検出し可視表示させ、一
致する検出パターンがなければ前記位置検出時の検出パ
ターンに応じて移動局の位置を検出し可視表示させる手
段とを備えることを特徴とする移動体位置検出システ
ム。
【請求項２】可視表示された検出パターンに対し前記
移動局の位置が容易に推定可能か否かの判定結果を入力
する手段と、前記データベースの学習時に、得られた学習時の検出パ
ターンごとに可視表示させ、前記移動局の位置が容易に
推定可能でないとの判定結果が入力されると当該検出パ
ターンは電波の異常伝搬時の検出パターンと認識し真の
移動局の位置情報とともに異常伝搬データベースとして
データベース化する手段とを備え、前記移動局の位置検出時に、得られた位置検出時の検出
パターンで前記異常伝搬データベースを照合し、当該検
出パターンが登録されていれば対応付けられた前記真の
移動局の位置情報に基づいて当該移動局の位置を検出す
ることを特徴とする請求項１記載の移動体位置検出シス
テム。
【請求項３】前記データベース化する手段が、得られ
た学習時の検出パターンの可視表示時に前記移動局の位
置が容易に推定可能であるとの判定結果が入力される
と、当該検出パターンは電波の正常伝搬時の検出パター
ンと認識し移動局の位置情報とともに正常伝搬データベ
ースとしてデータベース化し、前記異常伝搬データベー
ス同士間と前記異常伝搬データベース及び前記正常伝搬
データベース間とで異る移動局の位置情報が対応付けら
れた同一の検出パターンが登録されているかチェック
し、登録されていれば異領域同一パターンとして登録
し、前記移動局の位置検出時に、得られた位置検出時の検出
パターンが前記異領域同一パターンとして登録されてい
る場合及び前記正常伝搬データベース，前記異常伝搬デ
ータベースのいずれにも登録されていない場合には、当
該移動局の正確な位置検出は不可能であるとしてアラー
ム表示することを特徴とする請求項２記載の移動体位置
検出システム。
【請求項４】前記移動局の存在するゾーン位置の正確
な判定が容易に可能な電波の正常伝搬時の検出パターン
である正常伝搬基準パターンをあらかじめ有し、前記データベースの学習時に、得られた学習時の検出パ
ターンごとに前記正常伝搬基準パターンと照合し、一致
しなければ当該検出パターンは電波の異常伝搬時の検出
パターンと認識し真の移動局の位置情報とともに異常伝
搬データベースとしてデータベース化する手段を備え、前記移動局の位置検出時に、得られた位置検出時の検出
パターンで前記異常伝搬データベースを照合し、当該検
出パターンが登録されていれば対応付けられた前記真の
移動局の位置情報に基づいて当該移動局の位置を検出す
ることを特徴とする請求項１記載の移動体位置検出シス
テム。
【請求項５】前記ゾーン対応の基地局の代わりに、前
記移動局より高速で前記複数のゾーン間を移動しなが
ら、前記移動局から発信された電波に対する電磁気学的
環境の情報を収集する単一のセンサー局を備えることを
特徴とする請求項１，２，３，または４記載の移動体位
置検出システム。