JP3629370B2

JP3629370B2 - Mobile communication system and network arrangement changing method

Info

Publication number: JP3629370B2
Application number: JP29504498A
Authority: JP
Inventors: 嘉彦竹内
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 1998-10-16
Filing date: 1998-10-16
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2018-10-16
Also published as: JP2000124853A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動局と基地局とを含む移動体通信システムに関する。特に、移動局の地理上の位置を検出可能な移動体通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信システムにおいては、周波数チャネルの節約や、サービスエリア内に収容可能な移動局の個数を増加させるために、サービスエリアを複数のゾーンに分割し、各ゾーンに対応してそれぞれ基地局を設ける構成が広く採用されている。
【０００３】
そして、移動局から発せられた電波がどの基地局で受信されるかを識別することによって、その移動局がどのゾーン内に位置するのかを知ることができる。このようなゾーンを単位とする移動局の位置検出システムが利用されている。このシステムは、明らかに、ゾーンが小さければその測定精度が高まる。したがって、例えば、ゾーンが比較的小さいＰＣＳ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＳｙｓｔｅｍ）等において利用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単にどのゾーンに位置するか否かが判明するだけでは、ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ（以下、ＧＰＳと呼ぶ）等に比べて位置精度が低いため、利用目的はかなり限られてくる。
【０００５】
そのため、移動体通信システムにおいて、移動局の位置をより正確に求めることができる移動体通信システムが望まれている。
【０００６】
例えば、スペクトル拡散通信方式を採用した、測位システムの１例が、「Ｆｕ−ＮｉａｎＫｕ， ”Ｓｐｒｅａｄ−ＳｐｅｃｔｒｕｍＳｙｓｔｅｍＰｒｏｖｉｄｅｓＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＤａｔａ” ，ＭＩＣＲＯＷＡＶＥＳ＆ＲＦ，Ｍａｒｃｈ１９９８」に記載されている。ここに記載されているシステムは、ＧＰＳと異なり、人工衛星を使用せずに、１個のトランシーバと、２、３個の受信機と、１個の中央受信機とから構成される測位システムである。
【０００７】
また、例えば、Ｃｏｄｅ−ＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ（以下、ＣＤＭＡと呼ぶ）通信方式を採用した測位システムが、「Ｊ．Ｃａｆｆｅｒｙ，Ｊｒ．，ａｎｄＧ．Ｓｔｕｂｅｒ，”ＯｖｅｒｖｉｅｗｏｆＲａｄｉｏｌｏｃａｔｉｏｎｉｎＣＤＭＡＣｅｌｌｕｌａｒＳｙｓｔｅｍｓ” ，ＩＥＥＥＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＭａｇａｚｉｎｅ，Ａｐｒｉｌ１９９８」に記載されている。
【０００８】
本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであり、その目的は、移動局が位置するゾーン内において、移動局がそのゾーン内のどこに位置するかを知ることができ、移動局の位置を正確に求めることができる移動体通信システムを提供することであり、さらに、その位置から移動体通信システムのネットワーク配置を変更しうるシステムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明においては、上記課題を解決するために、サービスエリアを複数のゾーンで分割し、前記サービスエリア内に存在する移動局に対する移動体通信システムであって、それぞれの前記ゾーンに対してその内部に設置された基地局アンテナであって、各前記ゾーンに対してそれぞれ少なくとも３個以上の基地局アンテナ群を設けている。
【００１０】
各ゾーンに対して３個以上の基地局アンテナ群を設ける技術は、例えばスペースダイバーシチを改善する技術として広く知られている。この技術によれば、スペースダイバーシチを改善し、いわゆるサイトダイバーシチを実現することができる。
【００１１】
図４には、このサイトダイバーシチの原理の説明図が示されている。図に示されている例においては、ゾーン８の形状が６角形であり、その６個の頂点のうち３個の頂点の位置に基地局アンテナ１０が設けられている。この図に示されているように、複数の基地局アンテナ１０をゾーン８の外側に配置する方式をリバーシブル・エリア構成と呼ぶ。リバーシブル・エリア構成によれば、基地局からの影となる地域を減少させ、いわゆるＲＡＫＥの効く地域拡大を図ることができる。ＲＡＫＥ方式は、ダイバーシチの古典的な１手法で、時間的に散らばっている信号をかき集めてダイバーシチを実現するものであり、「Ｒ．ＰｒｉｃｅａｎｄＰ．Ｅ．Ｇｒｅｅｎ，Ｊｒ．，”Ａｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｍｕｌｔｉｐａｔｈｃｈａｎｎｅｌｓ”，Ｐｒｏｃ．ＩＲＥ，ｖｏｌ．４６，ｐｐ．５５５−５７０，Ｍａｒｃｈ１９５８．」等に詳しく記載されている。
【００１２】
この基地局における基地局アンテナ１０は、セクタアンテナであり、ゾーン内部をカバーしている。移動局１２は、このゾーン８の近傍の場所に位置しており、図に示されているように上り回線においては、移動局１２が発した電波は３個の基地局のすべてで受信され、サイトダイバーシチが実現されている。一方、下り回線のときには上り回線の通信におけるサイトダイバーシチで選択された基地局アンテナ１０から、移動局１２に対して電波が発せられる。
【００１３】
このように、１つのゾーン８に対して、複数の基地局アンテナ１０が設けられる構成自体は従来から良く知られており、本発明においては、１つのゾーンに対して３個以上の基地局アンテナが割り当てられている移動体通信システムを採用している。
【００１４】
第１の本発明は、上記のシステムにおいて、さらに以下の手段を採用している。
【００１５】
すなわち、所定の前記ゾーン内部に位置する所定の移動局から、その移動局が存在するゾーンの前記複数の基地局アンテナに対する電波の遅延時間を検出する遅延時間検出手段と、前記遅延時間検出手段によって検出された遅延時間に基づいて、前記所定の移動局の前記ゾーン内の位置を算出する位置算出手段と、前記位置算出手段によって算出された各前記移動局の位置に基づき、ネットワーク配置の変更を決定する決定手段と、を含んでいる。
【００１６】
さて、第１の本発明における遅延時間検出手段は、移動局から、各基地局までの電波の遅延時間を検出する。電波が大気中を伝播する速度は一定であると考えられるため、この時間から、移動局のゾーン内部における位置を求めることができる。本発明においては、基地局アンテナが１つのゾーンに対して３個以上設けられているため、時間値に基づき後述するような方程式で移動局の位置を求めることができる。
【００１８】
第２の本発明は、上述した第１の本発明の移動体通信システムの構成を変更する方法である。具体的には、前記位置算出手段によって算出された各前記移動局の位置に基づき、ネットワーク配置の変更を行うネットワーク配置変更ステップ、を含むことを特徴とするネットワーク配置変更方法である。
【００１９】
上記第１の本発明にかかる移動体通信システムにおいては、具体的に通信を行う移動局の位置を集計することによって、移動局が多く存在する場所を知ることができる。したがって、第２の本発明のネットワーク配置変更方法によれば、この移動局が多く集まっている位置に基づき、基地局アンテナの位置や、基地局を結ぶ回線の容量などを変更することによって、より高品質な通信を提供可能である。
【００２０】
第３の本発明は、上記第２の本発明の、ネットワーク配置として、特にアンテナ位置を含むことを特徴とするネットワーク配置変更方法である。ネットワーク配置には、上で述べたように基地局アンテナの位置や、基地局を結ぶ電送路の容量など種々の配置構成が含まれる。このネットワーク配置のうち、特に基地局アンテナの位置は、移動局との間で送受信する電波の強度等に大きな影響を与える。そこで、本発明では、このように通信品質に大きな影響を与える基地局アンテナの位置を変更することを特徴としている。
【００２１】
第４の本発明は、上記第１の本発明における遅延時間の検出を、ＣＤＭＡ通信方式における同期捕捉に基づき行うことを特徴とする。
【００２２】
具体的には、まず、第４の本発明においては、上記第１の本発明の移動体通信システムにおいて、前記移動局と前記基地局との間の通信をＣＤＭＡ通信方式で行う。そして、前記遅延時間検出手段は、前記基地局アンテナが受信した前記所定の移動局が発する電波の拡散符号系列に対して、符号同期を取る同期捕捉手段と、前記同期捕捉手段によって取られた符号同期に基づき、前記移動局と各基地局アンテナとの間の遅延時間を、誤差１チップ以下で測定する測定手段と、を含むことを特徴とする。
【００２３】
ＣＤＭＡ通信方式を用いて符号同期によって時間差を検出すれば、同期を取る過程で自動的に１チップ単位で時間が求められる。第４の本発明はこれを利用し、移動局と各基地局との間の遅延時間を１チップ単位で求めることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００２５】
１．本実施の形態の原理と基本構成
１．１基本原理
本実施の形態にかかる移動体通信システムは、そのサービスエリアが複数のゾーンから構成されている。
【００２６】
そして、上述したように、一つのゾーンに対して複数の基地局アンテナを設ける構成を採用する。本実施の形態においても上述した図４と同様に、１つのゾーンに対して基地局アンテナ群をそのゾーンの周辺に位置させるリバーシブル・エリア構成が採用されている。この結果、上述したように、基地局アンテナから影となる部分を減少させることができる。
【００２７】
さらに、本実施の形態においては、通信方式としてはＷ−ＣＤＭＡが採用されている。このＷ−ＣＤＭＡは、次世代の移動体通信の無線アクセス方式として検討されているＤＳ−ＣＤＭＡ方式の１種であり、特に、コヒーレントマルチレート広帯域ＤＳ−ＣＤＭＡを意味する。Ｗ−ＣＤＭＡに関しては、例えば「小川明監修：ＣＤＭＡ方式と次世代移動体通信システム、（株）トリケップス（１９９５，４）」等に記載されている。
【００２８】
このＷ−ＣＤＭＡ通信方式においては、システムの柔軟性を担保するために、各ゾーンの基地局の間は非同期で動作を行っている。このように非同期システムを実現するためにＷ−ＣＤＭＡにおいては、各ゾーン内の各移動局に割り当てられる拡散符号は、２段階の拡散符号割り当てによって割り当てが行われている。そして、下りリンクでは、各ゾーン間の識別はゾーン固有の拡散符号系列（ロングコード）を用いて行い、ゾーン内の各移動局の識別は、情報データ１シンボルの繰返し周期を有する拡散符号系列（ショートコード）で行われる。
【００２９】
ロングコードが各ゾーンで異なっているため、各ゾーンでは共通のショートコードセットを用いることができる。また、ゾーンにまたがった時間管理は不要である。さらに、上りリンクでは、各移動局ごとに割り当てられたロングコードを用いて通信が行われる。
【００３０】
したがって、本実施の形態においては、移動局から基地局への上りリンクの通信において、このロングコードによって、各移動局の識別を行うことができる。また、このロングコードの符号同期をとることによって、各移動局ごとに、各移動局から基地局に電波が到達する時間（遅延時間）を求めることができる。
【００３１】
したがって、移動局から、各基地局アンテナまで電波が伝播する時間、すなわち遅延時間を求めることによって、後述する計算式を立てることができる。この計算式を解いて、移動局の位置を求めることができる。
【００３２】
このような本実施の形態による移動局の位置の検出は、いわば逆ＧＰＳ方式と呼ぶことができる。ＧＰＳシステムによる位置の検出は、複数の人工衛星からの電波を受信し、各人工衛星からの遅延時間を計測することによって、受信した位置の検出を行う。これに対して、本実施の形態にかかる位置の検出方法では、逆に、位置を求めたい移動局から各基地局アンテナへの電波の遅延時間を測定することによって移動局の位置を算出しているので、上記逆ＧＰＳ方式という呼び方を本文では採用している。
【００３３】
さて、一般に用いられているＧＰＳの拡散符号速度は、１．０２３Ｍｃｐｓであるのに対して、本実施の形態で採用したＷ−ＣＤＭＡ方式においては４．０９６Ｍｃｐｓである。したがって、ＧＰＳシステムと同程度の符号同期が可能であれば、数ｃｍ程度の精度で移動局の位置を把握することが理論上可能である。符号同期精度と測位精度とに関しては、後に詳述する。なお、この測位精度の値に関しては、各基地局アンテナが移動局からの直接波を受信できる場合を想定しており、マルチパス等の影響に関しては考慮していない。
【００３４】
１．２基本構成
上述したように、本実施の形態においては図４において説明したリバーシブル・エリア構成が採用されている。本実施の形態にかかる移動体通信システムの構成概念図が図１に示されている。
【００３５】
この図に示されているように、ある所定のゾーン３０に対して４個の基地局アンテナ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが、ゾーン３０の外周部に設けられている。後述するように、４台の基地局アンテナ２０を用いることにより、移動局２２の３次元的な位置を測位することが可能である。図１に示した例においては４台の基地局アンテナ２０を採用したが、ゾーン３０がほとんど平坦な地域であり、移動局２２の２次元的な位置を求めるだけで十分な場合には、基地局アンテナ２０を３台だけ設けることも好ましい。
【００３６】
４個の基地局アンテナ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、通信ケーブル等によってそのゾーン３０に対応して設けられている基地局２４と接続されている。基地局アンテナ２０は、受信した電波をこの基地局２４に伝送し、また、基地局アンテナ２０は、基地局２４から供給された電波信号を、そのゾーン３０内に放射する。
【００３７】
基地局２４の内部設備の構成を表す構成ブロック図が図２に示されている。この図に示されているように、基地局２４は、基地局アンテナ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄから供給された受信電波を受信し検波等を行う受信手段３１と、逆に基地局アンテナ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに送信電波を供給する送信手段３２とを備えている。
【００３８】
本実施の形態においては、受信手段３１が、Ｗ−ＣＤＭＡ通信方式を採用しており、符号同期をとるための手段である同期捕捉手段３４を含んでいる。また、本実施の形態において特徴的なことは、この同期捕捉手段３４の同期捕捉に基づいて、移動局２２から各基地局アンテナ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに対する電波の遅延時間（伝播時間）を測定する測定手段３６が受信手段に含まれていることである。
【００３９】
このように、同期捕捉手段３４と測定手段３６とは、本発明における遅延時間検出手段３８を構成する。
【００４０】
さて、遅延時間検出手段３８は、移動局２２と各基地局アンテナ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄとの間の遅延時間を検出し、この値を位置算出手段４０に供給する。この位置算出手段４０は、次節２．で述べる計算手法を用いて、移動局２２と各基地局アンテナ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄとの間の遅延時間に基づいて移動局２２の位置を算出する。後の節２．等において説明するように、移動局２２の位置は３次元的に求めることも可能であり、また、２次元的に求めることも好ましい。
【００４１】
位置算出手段４０は、算出した移動局の位置を、決定手段４２に供給する。決定手段４２は、移動局２２の位置に基づき、基地局アンテナが送信する電波の送信パターンや送信強度を決定する。例えば、移動局２２の密度が高い地域には電波をより強く放射する等のような決定が行われる。
【００４２】
そして、上述した送信手段３２が、かかる決定に基づき、所定の送信強度、送信パターンの信号を基地局アンテナ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに供給する。このような動作によって、ゾーン３０内における通信品質を向上させることができる。
【００４３】
また、決定手段４２は、基地局アンテナ２０の具体的な位置等についても、より好ましい位置を決定する。この決定に基づき、実際に基地局アンテナ２０の位置の変更等を行うことにより、そのゾーン３０内での通信品質をより高いものにすることができる。
【００４４】
１．３フローチャートによる説明
次に、本実施の形態にかかる移動体通信システムにおける、ネットワーク配置の変更の様子をフローチャートに基づき説明する。このフローチャートが図３に示されている。
【００４５】
まず、図３に示されているように、ステップＳ３−１においては、遅延時間の検出が行われる。この遅延時間の検出は、上述した遅延時間検出手段３８によって行われる。
【００４６】
次に、ステップＳ３−２においては、移動局２２の位置の算出が行われる。この計算は、上記遅延時間に基づき行われる。具体的な計算の様子は、次に詳述する。
【００４７】
最後に、算出された移動局２２の位置を集計することにより、移動局２２の分布やゾーン３０内の電波の強度分布を知ることができる。そして、その集計結果に基づき、ステップＳ３−２においては、ネットワーク配置の変更が行われる。ネットワーク配置の変更として、例えば、基地局アンテナ２０の位置等を変更すれば、ゾーン３０内の通話品質の向上をはかることができる。
【００４８】
２．移動局の位置の計算
２．１測位に必要な基地局アンテナの個数
本実施の形態における基本的な測位原理は上述した通りである。以下、実際の位置の算出手法を具体的な式に基づいて詳述する。
【００４９】
さて、上述したように、本実施の形態においては、逆ＧＰＳ方式を採用している。ＧＰＳシステムの場合は、３次元測位を行うためには、位置に関する３個の未知数と、測位者の時計のずれと、の計４個の未知数がある。したがって、４個の人工衛星からの電波を受信し、その電波を受信した遅延時間差を計測する必要がある。同様にして、本実施の形態にかかる逆ＧＰＳ方式においても、４個の基地局アンテナで、移動局２２からの電波を受信することによって４種類の、遅延時間差を求めれば、移動局２２の３次元測位を行うことが可能である。ただしＧＰＳと異なる点は、ＧＰＳの場合、測位者が人工衛星の位置近傍に来ることがないのに対して、本実施形態の場合移動局２２が基地局アンテナ近傍に位置し得、この時ＧＰＳと同一の近似計算が利用できない点である。以下にでてくる近似式はこの点を考慮したものである。
【００５０】
なお、移動局２２および基地局アンテナ２０がすべて１つの平面（地上面）上にあると仮定すれば、３個の基地局アンテナ２０で移動局からの電波を受信し、その遅延時間差を求めることによって、移動局の２次元測位を行うことが可能である。
【００５１】
後に、２次元の場合と３次元の場合とに分けてそれぞれの計算について説明をするが、その基本的な原理は共通である。
【００５２】
２．２近似計算
本実施の形態においては、電波の遅延時間差に基づいて方程式をたて、これを解いて未知数を求め、移動局２２の位置を算出することを基本とする。
【００５３】
しかし、電波の遅延時間、すなわち移動局２２と基地局アンテナ２０との間の距離は、両位置の座標の２次式になる。したがって、得られる方程式は、未知数の２次式となり、直接解くのは困難な場合が多い。そのため、本実施の形態では、解の近似値をある値に仮定して、誤差を求め、誤差が小さくなるように順次近似値に補正を加えていく方法を採用する。この近似値に順次補正を加えることによって、近似値は徐々に真値に近づいていく。なお、このような方程式の解法は一般的な数学の手法である。
【００５４】
２．３３次元測位の計算
まず、３次元測位の場合の計算について説明する。ある１個のゾーン３０に４個の基地局アンテナ２０が設置されている。この４個の基地局アンテナ２０を用いて、移動局の３次元測位を行う。
【００５５】
はじめに、複数の基地局アンテナ２０の位置を（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ，ｚ_ｉ）（ｉ＝１、２、３、４はアンテナ番号）と表し、移動局の位置を（ｘ_０，ｙ_０，ｚ_０）と表す。すると、以下の式が成立する。
【００５６】
【数１】

この式（１）において、ｃは光速を表し、τ_ｉは移動局からアンテナｉ（ｉ＝１、２、３、４）までの遅延時間を表す。ここで、
【数２】

とおくと、上記式（１）は次のように書きかえられる。
【００５７】
【数３】

この式（３）において、移動局の位置である（ｘ_０，ｙ_０，ｚ_０）の仮定値を（ｘ’，ｙ’，ｚ’）とおくと、この仮定値についても、以下の式のように、上記式（３）と同様の関係が成立する。
【００５８】
【数４】

ただし、ｘ＝ｘ’、ｙ＝ｙ’、ｚ＝ｚ’である。
【００５９】
次に、真値（ｘ_０，ｙ_０，ｚ_０）と仮定値（ｘ’，ｙ’，ｚ’）との関係を、以下の式のようにおく。
【００６０】
【数５】

【数６】

【数７】

そして、ｒ_ｉをｒ’_ｉの周りで展開して、Δｘ，Δｙ，Δｚの２乗以上の項をまとめると、以下の式が得られる。
【００６１】
【数８】

ここで、ｓは、２乗以上の項を無視したために生ずる誤差ε_ｈｏ、と、移動局の電波を発した時刻が特定できないための遅延誤差ｔ’の和を表す。すなわち、このｓは、以下の式で表される補正値である。
【００６２】
【数９】

さて、上記式（４）から、次の式を得る。
【００６３】
【数１０】

【数１１】

【数１２】

ここで、移動局からアンテナｉまでの距離の真値ｒ_ｉと仮定値ｒ’の差をΔｒ_ｔ
とおくと、以下の式が成立する。
【００６４】
【数１３】

とおいて、上記式（８）を整理すると、
【数１４】

となる。これを行列表示すると、
【数１５】

と書くことができる。表記を単純化するために、
【数１６】

とおき、
【数１７】

となる。したがって、誤差ベクトルδＸは、以下のように表される。
【００６５】
【数１８】

このようにして得られた誤差ベクトルを用いて、仮定した位置（ｘ’，ｙ’，ｚ’）を補正して、再度行列演算を行うことにより、誤差ベクトルをゼロに漸近させることができる。以上のような計算を繰り返すことによって、仮定値（ｘ’，ｙ’，ｚ’）を真値（ｘ_０，ｙ_０，ｚ_０）に近づけることができる。
【００６６】
２．４２次元測位の計算
次に、２次元測位の場合の計算について説明する。２次元測位の場合には、１つのゾーン当たり、３個の基地局アンテナ２０を設け、この３個の基地局アンテナ２０を用いて移動局の位置を求めることが可能である。上述した３次元測位の場合と同様に、複数の基地局アンテナ２０の位置を（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ）（ｉ＝１、２、３はアンテナ番号）と表し、移動局の位置の真値を（ｘ_０，ｙ_０）と表す。また、移動局の位置の仮定値を（ｘ’，ｙ’）とおく。そして、この真値（ｘ_０，ｙ_０）と仮定値（ｘ’，ｙ’）との関係を上述した３次元の場合と同様に以下の式のように置く。
【００６７】
【数１９】

【数２０】

移動局から、各基地局アンテナ２０までの距離の真値および仮定値を、それぞれｒ_ｉ，ｒ’と置くと、以下の式が成立する。
【００６８】
【数２１】

ここで、ｓは、２乗以上の項を無視したことに生ずる誤差ε_ｈｏ、と、移動局の電波を発した時刻が特定できないための遅延誤差ｔ’の和を表す。すなわち、このｓは、以下の式で表される補正値である。
【００６９】
【数２２】

また、
【数２３】

【数２４】

と表すことが可能である。
【００７０】
上記３次元の場合と同様に、ｒ_ｉとｒ’_ｉの差をΔｒ_ｔト式と置くと次式が成立する。
【００７１】
【数２５】

また、
【数２６】

であり、これを行列表示すると、
【数２７】

と記述することができる。３次元の場合と同様に表記を単純化するために、
【数２８】

とおき、
【数２９】

となる。したがって、誤差ベクトルδＸは、以下のように表される。
【００７２】
【数３０】

このようにして得られた誤差ベクトルを用いて、仮定した位置（ｘ’，ｙ’）を補正して、再度行列演算を行うことにより、誤差ベクトルをゼロに漸近させることができる。
【００７３】
２．５測位精度について
上述したように、マルチパスの影響を無視すれば、測位の精度は、チップ同期精度によって決定される。一般的に、直接拡散を採用したスペクトル拡散通信（計測）の場合であって、同期誤差に重点を置くときには、チップ同期精度として１／１０チップ程度を達成できることが知られている。実際に利用されている例においては、１／１０００チップ程度の同期誤差を実現しているものも存在する。１チップを４．０９６Ｍｃｐｓとすると、１／１０チップ程度の同期誤差の場合は７．５ｍ程度の誤差で測位が可能となり、また、１／１０００チップ程度の同期誤差の場合は７．５ｃｍ程度の誤差で測位が可能となる。
【００７４】
２．６まとめ
以上述べたように、本実施の形態によれば、１基地局を複数の基地局アンテナで構成し、この複数の基地局アンテナをサービスするゾーンの外周部に配置することによって、基地局から影となる地域を減少させることが可能である。
【００７５】
特に、本実施の形態において特徴的なことは、ＣＤＭＡ移動局からの上り信号を用いて、移動局の位置を特定することが可能となったことである。また、いわゆるＲＡＫＥの効果を発揮できる地域の拡大を図ることができる。
【００７６】
このように、移動局の位置を特定できるので、本実施の形態によれば、移動局の分布や、移動局の位置における電界強度を逐次知ることによってサービスするゾーン内での電界強度分布を知ることができる。その結果、本実施の形態によれば、移動局が多く分布する方位に、アンテナのビームを向けることによって、移動局に対しては下り干渉量を減少させ、通信品質の改善の効果が得られる。
【００７７】
以上述べたような本実施の形態における移動局の位置の算出手法は、移動局の位置の情報を移動局側で求めるのではなく、基地局側で求めている。そのため、ＧＰＳとは位置の算出主体が置かれている側が異なる。その結果、本実施の形態にかかる手法は、逆ＧＰＳ方式といえよう。従って、位置算出のための主体が基地局側にあることにより、移動局側の位置特定のための手段は必要なく、移動局の小型軽量化の効果が得られる。
【００７８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、所定のゾーン内における移動局の位置を求めることができる移動体通信システムが得られ、さらに、この求めた位置に基づき、ネットワーク配置の変更を行ったので、より高品質な通信サービスを提供することができる。
【００７９】
また、特に各基地局アンテナと移動局との遅延時間を、ＣＤＭＡ通信方式における同期捕捉に付随して行ったため、容易にかつ高精度に遅延時間を算出することが可能であり、その結果移動局の位置も高精度に求めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における移動体通信システムのゾーンの様子を表す説明図である。
【図２】本実施の形態における基地局の構成を表す構成ブロック図である。
【図３】本実施の形態の動作を表すフローチャートである。
【図４】従来の移動体通信システムのゾーンの様子を表す説明図である。
【符号の説明】
８ゾーン、１０基地局アンテナ、１２移動局、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ基地局アンテナ、２２移動局、２４基地局、３０ゾーン、３１受信手段、３２送信手段、３４同期捕捉手段、３６測定手段、３８遅延時間検出手段、４０位置算出手段、４２決定手段。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mobile communication system including a mobile station and a base station. In particular, the present invention relates to a mobile communication system capable of detecting a geographical position of a mobile station.
[0002]
[Prior art]
In a mobile communication system, in order to save frequency channels and increase the number of mobile stations that can be accommodated in a service area, the service area is divided into a plurality of zones, and base stations are assigned to the respective zones. The provided structure is widely adopted.
[0003]
Then, by identifying which base station receives the radio wave emitted from the mobile station, it is possible to know in which zone the mobile station is located. A mobile station position detection system using such a zone as a unit is used. Obviously, the measurement accuracy of this system increases if the zone is small. Therefore, for example, it is used in a PCS (Personal Communications System) having a relatively small zone.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, simply knowing which zone the vehicle is located in has a lower positional accuracy than a global positioning system (hereinafter referred to as GPS), and therefore the purpose of use is considerably limited.
[0005]
Therefore, in a mobile communication system, a mobile communication system that can determine the position of a mobile station more accurately is desired.
[0006]
For example, an example of a positioning system employing a spread spectrum communication system is described in “Fu-Nian Ku,“ Spread-Spectrum System Provided Positioning Data ”, MICROWAVES & RF, March 1998”. Unlike GPS, the system described here is a positioning system consisting of one transceiver, two, three receivers, and one central receiver without using satellites. is there.
[0007]
In addition, for example, a positioning system adopting a Code-Division Multiple Access (hereinafter referred to as CDMA) communication method is described in “J. Magazine, April 1998 ”.
[0008]
The present invention has been made in view of such problems, and its purpose is to know where the mobile station is located in the zone where the mobile station is located, and to accurately determine the position of the mobile station. To provide a mobile communication system that can be sought forTransferIt is an object to provide a system capable of changing the network arrangement of a mobile communication system.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In the first aspect of the present invention, in order to solve the above-described problem, a service area is divided into a plurality of zones, and a mobile communication system for mobile stations existing in the service area, In addition, at least three base station antenna groups are provided for each of the zones.
[0010]
A technique of providing three or more base station antenna groups for each zone is widely known as a technique for improving space diversity, for example. According to this technique, space diversity can be improved and so-called site diversity can be realized.
[0011]
FIG. 4 is an explanatory diagram of the principle of this site diversity. In the example shown in the figure, the zone 8 has a hexagonal shape, and the base station antenna 10 is provided at the position of three vertices of the six vertices. As shown in this figure, a system in which a plurality of base station antennas 10 are arranged outside the zone 8 is called a reversible area configuration. According to the reversible area configuration, the shadow area from the base station can be reduced, and so-called RAKE effective area expansion can be achieved. The RAKE method is a classic diversity technique that collects signals scattered in time and realizes diversity. “R. Price and PE Green, Jr.,” A communication technique for multipath channels ", Proc. IRE, vol. 46, pp. 555-570, March 1958." and the like.
[0012]
The base station antenna 10 in this base station is a sector antenna and covers the inside of the zone. The mobile station 12 is located in the vicinity of the zone 8, and in the uplink as shown in the figure, the radio waves emitted by the mobile station 12 are received by all three base stations, Site diversity has been realized. On the other hand, in the case of downlink, radio waves are emitted from the base station antenna 10 selected by site diversity in uplink communication to the mobile station 12.
[0013]
Thus, the configuration itself in which a plurality of base station antennas 10 are provided for one zone 8 is well known, and in the present invention, three or more base station antennas are provided for one zone. The mobile communication system to which is assigned is adopted.
[0014]
The first aspect of the present invention further employs the following means in the above system.
[0015]
That is, a delay time detecting means for detecting a delay time of a radio wave with respect to the plurality of base station antennas in a zone where the mobile station exists from a predetermined mobile station located in the predetermined zone, and the delay time detecting means Based on the detected delay time, position calculating means for calculating the position of the predetermined mobile station in the zone, and based on the position of each mobile station calculated by the position calculating means,Change network placementDetermining means for determining.
[0016]
Now, the delay time detecting means in the first present invention detects the delay time of the radio wave from the mobile station to each base station. Since the speed at which radio waves propagate in the atmosphere is considered to be constant, the position of the mobile station within the zone can be determined from this time. In the present invention, since three or more base station antennas are provided for one zone, the position of the mobile station can be obtained by an equation as described later based on the time value.
[0018]
The second aspect of the present invention is a method for changing the configuration of the mobile communication system of the first aspect of the present invention described above. Specifically, the network arrangement changing method includes a network arrangement changing step for changing the network arrangement based on the position of each mobile station calculated by the position calculating means.
[0019]
In the mobile communication system according to the first aspect of the present invention, it is possible to know where many mobile stations exist by counting the positions of the mobile stations that perform specific communication. Therefore, according to the network arrangement changing method of the second aspect of the present invention, by changing the position of the base station antenna, the capacity of the line connecting the base stations, etc. High-quality communication can be provided.
[0020]
The third aspect of the present invention is a network arrangement changing method according to the second aspect of the present invention, wherein the network arrangement includes an antenna position in particular. As described above, the network arrangement includes various arrangement configurations such as the position of the base station antenna and the capacity of the transmission path connecting the base stations. In this network arrangement, the position of the base station antenna in particular has a great influence on the intensity of radio waves transmitted and received with the mobile station. Therefore, the present invention is characterized in that the position of the base station antenna that greatly affects the communication quality is changed in this way.
[0021]
The fourth aspect of the present invention is characterized in that the detection of the delay time in the first aspect of the present invention is performed based on synchronization acquisition in a CDMA communication system.
[0022]
Specifically, first, in the fourth aspect of the present invention, in the mobile communication system of the first aspect of the present invention, communication between the mobile station and the base station is performed by a CDMA communication system. The delay time detection means includes a synchronization acquisition means for taking code synchronization with respect to a spread code sequence of a radio wave emitted by the predetermined mobile station received by the base station antenna, and a code acquired by the synchronization acquisition means. And measuring means for measuring a delay time between the mobile station and each base station antenna with an error of 1 chip or less based on synchronization.
[0023]
If a time difference is detected by code synchronization using the CDMA communication system, time is automatically obtained in units of one chip during synchronization. The fourth aspect of the present invention can use this to obtain the delay time between the mobile station and each base station in units of one chip.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
1. Principle and basic configuration of this embodiment
1.1 Basic principle
In the mobile communication system according to the present embodiment, the service area is composed of a plurality of zones.
[0026]
And as above-mentioned, the structure which provides a some base station antenna with respect to one zone is employ | adopted. Also in the present embodiment, a reversible area configuration is adopted in which a base station antenna group is positioned in the periphery of one zone as in FIG. 4 described above. As a result, as described above, the shadowed portion from the base station antenna can be reduced.
[0027]
Furthermore, in this embodiment, W-CDMA is adopted as a communication method. This W-CDMA is one type of DS-CDMA system that is being studied as a radio access system for next-generation mobile communications, and particularly means coherent multi-rate wideband DS-CDMA. W-CDMA is described in, for example, “Supervision by Akira Ogawa: CDMA system and next generation mobile communication system, Trikes (1995, 4)”.
[0028]
In this W-CDMA communication system, the base stations in each zone operate asynchronously in order to ensure the flexibility of the system. Thus, in order to realize an asynchronous system, in W-CDMA, spreading codes assigned to each mobile station in each zone are assigned by two-stage spreading code assignment. In the downlink, each zone is identified by using a zone-specific spreading code sequence (long code), and each mobile station in the zone is identified by a spreading code sequence having a repetition period of one symbol of information data ( (Short code).
[0029]
Since the long code is different in each zone, a common short code set can be used in each zone. Also, time management across zones is unnecessary. Further, in the uplink, communication is performed using a long code assigned to each mobile station.
[0030]
Therefore, in this embodiment, each mobile station can be identified by this long code in uplink communication from the mobile station to the base station. Further, by taking the code synchronization of this long code, the time (delay time) for the radio wave to reach the base station from each mobile station can be obtained for each mobile station.
[0031]
Therefore, a calculation formula (to be described later) can be established by obtaining a time during which radio waves propagate from the mobile station to each base station antenna, that is, a delay time. The position of the mobile station can be obtained by solving this calculation formula.
[0032]
Such detection of the position of the mobile station according to the present embodiment can be called a reverse GPS method. In the position detection by the GPS system, the received position is detected by receiving radio waves from a plurality of artificial satellites and measuring the delay time from each artificial satellite. In contrast, in the position detection method according to the present embodiment, conversely, the position of the mobile station is calculated by measuring the delay time of the radio wave from the mobile station whose position is to be obtained to each base station antenna. Therefore, the term reverse GPS method is used in the text.
[0033]
The commonly used GPS spreading code rate is 1.023 Mcps, whereas the W-CDMA system employed in this embodiment is 4.096 Mcps. Therefore, if the same degree of code synchronization as that of the GPS system is possible, it is theoretically possible to grasp the position of the mobile station with an accuracy of about several cm. The code synchronization accuracy and the positioning accuracy will be described in detail later. Note that this positioning accuracy value assumes that each base station antenna can receive a direct wave from a mobile station, and does not take into account the effects of multipath and the like.
[0034]
1.2 Basic configuration
As described above, in this embodiment, the reversible area configuration described in FIG. 4 is adopted. FIG. 1 shows a conceptual diagram of a configuration of a mobile communication system according to the present embodiment.
[0035]
As shown in this figure, four

base station antennas

20 a, 20 b, 20 c, and 20 d are provided on the outer periphery of the zone 30 for a given zone 30. As will be described later, by using the four base station antennas 20, it is possible to measure the three-dimensional position of the mobile station 22. In the example shown in FIG. 1, four base station antennas 20 are employed. However, if the zone 30 is an almost flat area and it is sufficient to obtain the two-dimensional position of the mobile station 22, It is also preferable to provide only three station antennas 20.
[0036]
The four

base station antennas

20a, 20b, 20c, and 20d are connected to a base station 24 provided corresponding to the zone 30 by a communication cable or the like. The base station antenna 20 transmits the received radio wave to the base station 24, and the base station antenna 20 radiates the radio signal supplied from the base station 24 into the zone 30.
[0037]
A configuration block diagram showing the configuration of the internal equipment of the base station 24 is shown in FIG. As shown in this figure, the base station 24 includes a receiving means 31 that receives the received radio waves supplied from the

base station antennas

20a, 20b, 20c, and 20d and performs detection, and conversely, the

base station antennas

20a, 20a, 20b, 20c, 20d is provided with transmission means 32 for supplying transmission radio waves.
[0038]
In the present embodiment, the receiving means 31 employs a W-CDMA communication system and includes a synchronization acquisition means 34 that is means for achieving code synchronization. Further, what is characteristic in the present embodiment is that the delay time (propagation time) of radio waves from the mobile station 22 to each of the

base station antennas

20a, 20b, 20c, 20d is based on the synchronization acquisition of the synchronization acquisition means 34. The measuring means 36 for measuring is included in the receiving means.
[0039]
Thus, the synchronization acquisition means 34 and the measurement means 36 constitute the delay time detection means 38 in the present invention.
[0040]
Now, the delay time detection means 38 detects the delay time between the mobile station 22 and each

base station antenna

20a, 20b, 20c, 20d, and supplies this value to the position calculation means 40. This position calculation means 40 is described in the next section 2. The position of the mobile station 22 is calculated based on the delay time between the mobile station 22 and each of the

base station antennas

20a, 20b, 20c, and 20d using the calculation method described in (1). Later section 2. As described in the above, the position of the mobile station 22 can be obtained three-dimensionally, and is preferably obtained two-dimensionally.
[0041]
The position calculation means 40 supplies the calculated position of the mobile station to the determination means 42. Based on the position of the mobile station 22, the determination unit 42 determines the transmission pattern and transmission intensity of the radio wave transmitted by the base station antenna. For example, a determination is made such that radio waves are radiated more strongly in an area where the density of the mobile station 22 is high.
[0042]
Then, based on this determination, the transmission means 32 described above supplies signals of predetermined transmission intensity and transmission pattern to the

base station antennas

20a, 20b, 20c, and 20d. By such an operation, the communication quality in the zone 30 can be improved.
[0043]
The determining means 42 also determines a more preferable position for the specific position and the like of the base station antenna 20. Based on this determination, the communication quality in the zone 30 can be made higher by actually changing the position of the base station antenna 20 or the like.
[0044]
1.3 Explanation by flowchart
Next, how the network arrangement is changed in the mobile communication system according to the present embodiment will be described with reference to a flowchart. This flowchart is shown in FIG.
[0045]
First, as shown in FIG. 3, in step S3-1, a delay time is detected. This delay time is detected by the delay time detecting means 38 described above.
[0046]
Next, in step S3-2, the position of the mobile station 22 is calculated. This calculation is performed based on the delay time. The specific calculation will be described in detail below.
[0047]
Finally, by summing up the calculated positions of the mobile stations 22, the distribution of the mobile stations 22 and the intensity distribution of radio waves in the zone 30 can be known. Then, based on the counting result, in step S3-2, the network arrangement is changed. For example, if the position of the base station antenna 20 is changed as a change in the network arrangement, the call quality in the zone 30 can be improved.
[0048]
2. Calculation of mobile station location
2.1 Number of base station antennas required for positioning
The basic positioning principle in the present embodiment is as described above. Hereinafter, an actual position calculation method will be described in detail based on specific equations.
[0049]
As described above, the reverse GPS method is employed in the present embodiment. In the case of the GPS system, in order to perform three-dimensional positioning, there are a total of four unknowns, that is, three unknowns relating to the position and a clock shift of the positioner. Therefore, it is necessary to receive radio waves from four artificial satellites and measure the delay time difference between the reception of the radio waves. Similarly, also in the inverse GPS system according to the present embodiment, if four types of delay time differences are obtained by receiving radio waves from the mobile station 22 with four base station antennas, 3 of the mobile station 22 is obtained. Dimensional positioning can be performed. However, the difference from GPS is that, in the case of GPS, the positioner does not come near the position of the artificial satellite, whereas in this embodiment, the mobile station 22 can be located near the base station antenna. The same approximate calculation cannot be used. The approximate expression given below considers this point.
[0050]
If it is assumed that the mobile station 22 and the base station antenna 20 are all on one plane (the ground surface), the radio wave from the mobile station is received by the three base station antennas 20 and the delay time difference is obtained. By this, it is possible to perform two-dimensional positioning of the mobile station.
[0051]
Later, each calculation will be described separately for the two-dimensional case and the three-dimensional case, but the basic principle is common.
[0052]
2.2 Approximate calculation
In the present embodiment, it is basically based on calculating the position of the mobile station 22 by calculating an equation based on the delay time difference of the radio wave, solving the equation and obtaining the unknown.
[0053]
However, the delay time of radio waves, that is, the distance between the mobile station 22 and the base station antenna 20 is a quadratic expression of the coordinates of both positions. Therefore, the equation obtained is an unknown quadratic equation and is often difficult to solve directly. Therefore, in the present embodiment, a method is adopted in which an error is obtained assuming that the approximate value of the solution is a certain value, and the approximate value is sequentially corrected so as to reduce the error. By sequentially correcting the approximate value, the approximate value gradually approaches the true value. Such equation solving is a general mathematical technique.
[0054]
2.3 Calculation of 3D positioning
First, calculation in the case of three-dimensional positioning will be described. Four base station antennas 20 are installed in one zone 30. Using these four base station antennas 20, three-dimensional positioning of the mobile station is performed.
[0055]
First, the positions of the plurality of base station antennas 20 are (x_i, Y_i, Z_i) (I = 1, 2, 3, 4 are antenna numbers) and the position of the mobile station is (x₀, Y₀, Z₀). Then, the following formula is established.
[0056]
[Expression 1]

In this formula (1), c represents the speed of light, and τ_iRepresents the delay time from the mobile station to the antenna i (i = 1, 2, 3, 4). here,
[Expression 2]

Then, the above equation (1) can be rewritten as follows.
[0057]
[Equation 3]

In this equation (3), it is the position of the mobile station (x₀, Y₀, Z₀) Is assumed to be (x ′, y ′, z ′), the same relationship as the above equation (3) is established for this assumed value as in the following equation.
[0058]
[Expression 4]

However, x = x ′, y = y ′, and z = z ′.
[0059]
Next, the true value (x₀, Y₀, Z₀) And the assumed values (x ′, y ′, z ′) are expressed as follows:
[0060]
[Equation 5]

[Formula 6]

[Expression 7]

And r_iR ’_iWhen the terms more than the squares of Δx, Δy, and Δz are collected around the above, the following expression is obtained.
[0061]
[Equation 8]

Here, s is an error ε caused by neglecting a term of square or more._ho, And the sum of delay errors t 'for not being able to specify the time at which the mobile station emits radio waves. That is, s is a correction value represented by the following equation.
[0062]
[Equation 9]

Now, the following equation is obtained from the above equation (4).
[0063]
[Expression 10]

## EQU11 ##

[Expression 12]

Here, the true value r of the distance from the mobile station to the antenna i_iAnd the difference between the assumed value r ′ and Δr_t
Then, the following formula is established.
[0064]
[Formula 13]

When the above equation (8) is rearranged,
[Expression 14]

It becomes. When this is displayed in a matrix,
[Expression 15]

Can be written. To simplify the notation,
[Expression 16]

Toki,
[Expression 17]

It becomes. Therefore, the error vector δX is expressed as follows.
[0065]
[Expression 18]

Using the error vector thus obtained, the assumed position (x ′, y ′, z ′) is corrected, and the matrix operation is performed again, whereby the error vector can be made asymptotic to zero. By repeating the above calculation, the assumed value (x ′, y ′, z ′) is changed to the true value (x₀, Y₀, Z₀).
[0066]
2.4 Calculation of 2D positioning
Next, calculation in the case of two-dimensional positioning will be described. In the case of two-dimensional positioning, three base station antennas 20 are provided for each zone, and the position of the mobile station can be obtained using the three base station antennas 20. As in the case of the three-dimensional positioning described above, the positions of the plurality of base station antennas 20 are (x_i, Y_i) (I = 1, 2, 3 are antenna numbers), and the true value of the position of the mobile station is (x₀, Y₀). Further, assume that the assumed value of the position of the mobile station is (x ′, y ′). And this true value (x₀, Y₀) And the assumed value (x ′, y ′) as in the case of the above-described three-dimensional case.
[0067]
[Equation 19]

[Expression 20]

The true value and the assumed value of the distance from the mobile station to each base station antenna 20 are respectively expressed as r_i, R ', the following equation is established.
[0068]
[Expression 21]

Here, s is an error ε caused by neglecting a term of square or more._ho, And the sum of delay errors t 'for not being able to specify the time at which the mobile station emits radio waves. That is, s is a correction value represented by the following equation.
[0069]
[Expression 22]

Also,
[Expression 23]

[Expression 24]

Can be expressed as
[0070]
As in the above three-dimensional case, r_iAnd r ’_iThe difference of Δr_tIf it is set as an expression, the following expression is established.
[0071]
[Expression 25]

Also,
[Equation 26]

And when this is displayed in matrix,
[Expression 27]

Can be described. To simplify the notation as in the 3D case,
[Expression 28]

Toki,
[Expression 29]

It becomes. Therefore, the error vector δX is expressed as follows.
[0072]
[30]

By correcting the assumed position (x ′, y ′) using the error vector thus obtained and performing matrix operation again, the error vector can be made asymptotic to zero.
[0073]
2.5 About positioning accuracy
As described above, if the influence of multipath is ignored, the accuracy of positioning is determined by the chip synchronization accuracy. In general, in the case of spread spectrum communication (measurement) employing direct spreading, it is known that a chip synchronization accuracy of about 1/10 chip can be achieved when emphasizing synchronization errors. In an example that is actually used, there is one that realizes a synchronization error of about 1/1000 chip. If one chip is set to 4.096 Mcps, positioning is possible with an error of about 7.5 m in the case of a synchronization error of about 1/10 chip, and about 7.5 cm in the case of a synchronization error of about 1/1000 chip. Positioning is possible with error.
[0074]
2.6 Summary
As described above, according to the present embodiment, one base station is configured with a plurality of base station antennas, and the plurality of base station antennas are arranged on the outer periphery of the service zone, thereby being affected by the base station. Can be reduced.
[0075]
In particular, the present embodiment is characterized in that the position of the mobile station can be specified using the uplink signal from the CDMA mobile station. Moreover, the area where the so-called RAKE effect can be exhibited can be expanded.
[0076]
As described above, since the position of the mobile station can be specified, according to the present embodiment, the distribution of the mobile station and the electric field strength distribution in the service zone are known by sequentially knowing the electric field strength at the position of the mobile station. be able to. As a result, according to the present embodiment, by directing the antenna beam to a direction in which many mobile stations are distributed, the amount of downlink interference is reduced for the mobile stations, and the effect of improving the communication quality can be obtained. .
[0077]
In the mobile station position calculation method according to the present embodiment as described above, the mobile station position information is not obtained on the mobile station side but on the base station side. For this reason, the side on which the position calculation subject is placed is different from GPS. As a result, it can be said that the technique according to the present embodiment is an inverse GPS system. Therefore, since the main body for position calculation is on the base station side, no means for specifying the position on the mobile station side is required, and the effect of reducing the size and weight of the mobile station can be obtained.
[0078]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a mobile communication system capable of obtaining the position of a mobile station in a predetermined zone is obtained, and the network arrangement is changed based on the obtained position. Therefore, a higher quality communication service can be provided.
[0079]
In particular, since the delay time between each base station antenna and the mobile station is accompanied by the synchronization acquisition in the CDMA communication system, the delay time can be easily and accurately calculated. As a result, the mobile station It is also possible to obtain the position of with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a state of a zone of a mobile communication system in the present embodiment.
FIG. 2 is a configuration block diagram showing a configuration of a base station in the present embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the present embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state of a zone in a conventional mobile communication system.
[Explanation of symbols]
8 zones, 10 base station antennas, 12 mobile stations, 20a, 20b, 20c, 20d base station antennas, 22 mobile stations, 24 base stations, 30 zones, 31 reception means, 32 transmission means, 34 synchronization acquisition means, 36 measurement means 38 delay time detecting means, 40 position calculating means, 42 determining means.

Claims

A mobile communication system for a mobile station that divides a service area into a plurality of zones and exists in the service area,
A base station antenna installed in each zone, wherein at least three base station antenna groups are provided for each zone; and
A delay time detecting means for detecting a delay time of a radio wave with respect to the plurality of base station antennas in a zone in which the mobile station exists from a predetermined mobile station located inside the predetermined zone;
Position calculating means for calculating the position of the predetermined mobile station in the zone based on the delay time detected by the delay time detecting means;
Determining means for determining a change in network arrangement based on the position of each of the mobile stations calculated by the position calculating means;
A mobile communication system comprising:

A mobile communication system for a mobile station that divides a service area into a plurality of zones and exists in the service area,
A base station antenna installed in each zone, wherein at least three base station antenna groups are provided for each zone; and
A delay time detecting means for detecting a delay time of a radio wave with respect to the plurality of base station antennas in a zone in which the mobile station exists from a predetermined mobile station located inside the predetermined zone;
Position calculating means for calculating the position of the predetermined mobile station in the zone based on the delay time detected by the delay time detecting means;
In a network arrangement changing method for changing the network arrangement of a mobile communication system including :
A delay time detecting step of detecting radio wave delay times for the plurality of base station antennas in a zone in which the mobile station exists from a predetermined mobile station located inside the predetermined zone;
A position calculating step in which the position calculating means calculates the position of the predetermined mobile station in the zone based on the delay time;
A network arrangement changing step for changing the network arrangement based on the position of each mobile station calculated by the position calculating means;
A network arrangement changing method comprising:

The network arrangement changing method according to claim 2,
The network arrangement changing method, wherein the network arrangement includes a position of the base station antenna.

The mobile communication system according to claim 1, wherein communication between the mobile station and the base station is performed by a CDMA communication method.
The delay time detecting means includes
Synchronization acquisition means for taking code synchronization with respect to a spread code sequence of radio waves emitted by the predetermined mobile station received by the base station antenna;
Measurement means for measuring a delay time between the mobile station and each base station antenna with an error of 1 chip or less based on the code synchronization taken by the synchronization acquisition means;
A mobile communication system comprising: