JP3748199B2 - 位置測定方法および通信システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線端末の位置を測定する位置測定方法、および無線端末の位置測定のための情報を無線送信する通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、移動する人や車などの位置を測定するシステムとしてＧＰＳ（Global Positioning System）方式が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＧＰＳ方式では、測位対象となる人や物がＧＰＳ受信機を保持し、ＧＰＳ衛星からの信号をＧＰＳ受信機で受信して測位を行っている。具体的には、ＧＰＳ受信機は、４つ以上のＧＰＳ衛星から軌道情報などの航法メッセージデータを５０ｂｐｓ（bit per second）の伝送速度で連続して受信することにより測位を行っている。つまり、ＧＰＳ方式では、測位対象となる人等が保持するＧＰＳ受信機は、比較的データ量の多い航法メッセージデータを低速な伝送速度で受信する必要がある。したがって、受信時間が長くなり、受信時の消費電力が大きくなってしまうといった問題がある。
【０００４】
また、ＧＰＳ方式では、ＧＰＳ受信機の可視範囲に４つ以上のＧＰＳ衛星が存在しており、これらの４つ以上の全てのＧＰＳ衛星から航法メッセージデータを受信する必要があるので、場合によっては測位を行うために長時間を要することもある（最大で１２分程度かかることもある）。
【０００５】
また、ＧＰＳ衛星から送信される信号は、１．５ＧＨｚの左円偏波の直進性が強い微小電力の信号であり、遮蔽物により信号が反射してマルチパスが発生してしまい、測位に影響を与えてしまうことがある。特に、都市部でＧＰＳ方式の測位を行う場合には、このような問題は顕著となる。一般的に測位を行う場合には、都市部にいる時ほど正確な位置を知ることが必要であり、この問題は測位結果を利用する利用者にとっては大きな問題となる。また、室内等の遮蔽物に囲われた位置にいる人などを測位する場合には、ＧＰＳ受信機に十分な電波が届かず、測位が行えないといった問題がある。また、ＧＰＳ測位方式では、位置測定の対象者以外の遠隔地にいる第三者から当該位置測定の対象者の位置測定を要求するといったことはできなかった。また、ＧＰＳ方式に代えて固定基地局から測位のための情報を発信することも考えられるが、広範囲での測位サービスを行う場合には、新たに大規模なシステムを構築しなくてはならず、莫大なコストが必要となってしまうといった問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、受信側の消費電力を抑えつつ、都市部等においてもより正確な位置測定を行うことができる位置測定方法、および都市部等においてより正確な位置測定を可能とすると共に、低コストでのシステム構築が可能な通信システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、通信網に接続され、所定のエリア内に固定設置される３以上の基地局を用い、要求側端末の要求に応じて前記所定のエリア内にある無線端末の位置を測定する方法であって、前記要求側端末から前記通信網に位置測定を要求する要求情報が発信された場合、当該要求情報に含まれる情報であって、測定対象となる無線端末を特定する特定情報と、前記通信網に接続可能な通信端末であり前記要求側端末とは異なる通信端末を識別するための識別情報とを前記通信網から前記基地局に供給する特定情報供給ステップと、３つ以上の前記基地局の各々から前記特定情報により特定される無線端末宛に、発信時間を示す発信時間情報、発信基地局の位置を示す座標情報及び前記識別情報を無線送信する無線送信ステップと、前記無線端末が、３以上の前記基地局から無線送信される前記発信時間情報、前記座標情報及び前記識別情報を受信した時間を示す受信時間情報を取得し、取得した前記受信時間情報、前記発信時間情報および前記座標情報を、前記識別情報により識別される前記通信端末宛に前記通信網を介して送信し、前記通信端末が、受信した前記受信時間情報、前記発信時間情報及び前記座標情報を用い、３つ以上の前記基地局と当該無線端末との間の距離を算出して当該無線端末の位置を測定する測定ステップとを具備することを特徴としている。
また、本発明は、通信網に接続され、所定のエリア内に固定設置される３以上の基地局を用い、要求側端末の要求に応じて前記所定のエリア内にある無線端末の位置を測定する方法であって、前記要求側端末から前記通信網に位置測定を要求する要求情報が発信された場合、当該要求情報に含まれる情報であって、測定対象となる無線端末を特定する特定情報と、前記通信網に接続可能な通信端末であり前記要求側端末とは異なる通信端末を識別するための識別情報とを前記通信網から前記基地局に供給する特定情報供給ステップと、３つ以上の前記基地局の各々から前記特定情報により特定される無線端末宛に、発信時間を示す発信時間情報、発信基地局の位置を示す座標情報及び前記識別情報を無線送信する無線送信ステップと、前記無線端末が、３以上の前記基地局から無線送信される前記発信時間情報、前記座標情報及び前記識別情報を受信した時間を示す受信時間情報を取得し、これら受信時間情報と３つ以上の前記基地局の各々から送信された前記発信時間情報および前記座標情報とを用い、３つ以上の前記基地局と当該無線端末との間の距離を算出して当該無線端末の位置を測定し、その測定結果を前記識別情報により識別される前記通信端末宛に前記通信網を介して送信する測定ステップとを具備することを特徴としている。
また、本発明は、通信網に接続される中央局と、前記中央局に接続され、所定のエリア内に３つ以上固定設置される基地局とを備える通信システムであって、前記中央局は、前記通信網を介して供給された端末を指定するための番号が、予め記憶されている無線呼出サービス用の無線呼出端末の番号と一致するか又は予め記憶されている測位サービス用の無線端末の番号と一致するかにより、前記所定のエリア内にある無線呼出端末の呼出要求があったか又は前記所定のエリア内にある無線端末の位置測定要求があったかを判別し、前記通信網を介して前記所定のエリア内にある無線呼出端末の呼出要求があった場合には、前記中央局は、当該無線呼出端末を特定するためのアドレス信号と、メッセージ信号を含んだ選択呼出信号を生成して前記基地局に出力し、前記基地局は、当該選択呼出信号を無線信号に変換して無線送信し、前記通信網を介して前記所定のエリア内にある無線端末の位置測定要求があった場合には、前記中央局は、当該無線端末を特定するためのアドレス信号と、位置測定を行う旨を示す信号を含んだ選択測定信号を生成して前記基地局に出力し、前記基地局は、当該選択測定信号に発信時間を示す発信時間情報および発信基地局の位置を示す座標情報を付加して無線信号に変換して無線送信することを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
Ａ．無線呼出システム
まず、図１は本発明の一実施形態に係る位置測定方法が適用される無線呼出システムの全体構成例を示す。同図に示すように、この無線呼出システムは、中央局４と、この中央局４に局間連絡線１０を介して接続された複数の基地局８とを備えている。ここで、基地局８はこの無線呼出システムによる無線呼出サービスが行われるサービスエリア内に少なくとも３つ以上固定設置されている。中央局４は、公衆電話網、パケット網、インターネット網および移動通信網等からなる通信網３に接続されている。この通信網３には、多数の電話２ａや、携帯電話２ｂなどの通信端末が接続可能であり、当該通信網３を介して他の通信端末との間で通話やデータ通信等を行うことができるようになっている。
【００１８】
各基地局８は、担当するサービスエリア内に無線信号を送信することが可能である。各無線サービスエリアには複数のページャ９が存在し、これらのいずれもが基地局８から送信された無線信号を無線通信チャンネルを通じて受信することが可能である。
【００１９】
各ページャ９は、受信用のアンテナと、受信した無線信号を処理するプロセッサと、メモリと、スピーカとを備えており、受信した無線信号が自端末を指定している場合に、スピーカでビープ音を鳴らす。
【００２０】
中央局４は、中央制御装置５と、記憶装置６と、回線終端部７とを備える。通信網３に接続可能な電話等からあるページャ９の呼出番号がダイヤルされた場合、中央制御装置５は、発信側の端末に対して音声応答を行うと共に、これらから指定された呼出番号をサービスエリアでの受信機識別信号であるアドレス信号に変換し、図２（ａ）に示すように、所定のアドレスフィールドおよびメッセージフィールドにアドレス信号とメッセージ信号を付加して符号化することにより選択呼出信号を生成する。このように生成された選択呼出信号は、例えばモデムなどの回線終端部７を介して、基地局８に送出される。
【００２１】
基地局８は、回線終端部１７と、位相同期部１８と、送信部１９とを備えている。中央局４から供給された選択呼出信号を送信部１９が無線信号に変換し、全ての基地局８は一斉に無線信号を送信する。ここで、位相同期部１８は、各基地局８の送信部１９が送信する無線信号の位相が一致するように制御している。なお、図１においては、回線終端部１７、位相同期部１８および送信部１９は１つの基地局８内のみにおいて図示すようにしているが、他の基地局８も同様の構成を有している。
【００２２】
ページャ９は、受信した無線信号に含まれるアドレス信号を判別し、アドレス信号が自己を指定している場合には、スピーカでビープ音を鳴らす。また、ページャ９は自己を指定したアドレス信号を含む無線信号からメッセージ信号を解読して、文字メッセージを表示する。
【００２３】
上述した構成は、通常の一般的な無線呼出システムと同様であるが、本発明に係る位置測定方法では、このような一般的な無線呼出システムを利用して携帯端末１６の位置を測定し、これにより測位サービスを実現している。このような測位サービスを実現するために、各基地局８は上記構成に加え、発信時間情報・座標情報付加部１５を備えている。発信時間情報・座標情報付加部１５は、上述したような無線呼出サービスを提供する上では機能しないが、当該測位サービスを行う場合には、図２（ｂ）に示すように、中央局４から供給される信号のメッセージフィールドの部分に、この無線信号を発信する時間を示す発信時間情報と、この基地局８の位置を示す座標情報とを付加して符号化する。したがって、測位サービスを行う場合には、このような発信時間情報と座標情報とを含んだ無線信号が各基地局８から一斉に送信される。
【００２４】
ここで、通常の無線呼出サービスを行う場合と、測位サービスを行う場合とを判別するために、中央局４の中央制御装置５は、測位サービスを要求する発信者から指定された番号が測位サービスを受けることが可能な携帯端末１６の呼出番号であるか、通常の無線呼出サービスを受けるページャ９の呼出番号であるかを判別する（なお、本実施形態では、無線呼出サービスのみを受ける端末をページャ９と称し、測位サービスによって自位置を測定する機能を有する端末（無線呼出サービスを受けることも可能）を携帯端末１６と称する）。ここで、この判別には、図３に示すように、測位サービス用の番号と、無線呼出サービス用の番号とが区別して登録された記憶装置６を参照することにより行われる。中央制御装置５は、指定された番号が測位サービスを受ける携帯端末１６のものであると判別した場合には、所定のアドレスフィールドに当該携帯端末を特定するアドレス信号（特定情報）を、メッセージフィールドに測位サービスを行う旨を示すデータを付加して選択測定信号を生成する。そして、中央局４からの信号を受け取った基地局８側では、受け取った信号が測位サービス用の選択測定信号であるか、無線呼出サービス用の選択呼出信号であるかを判別し、測位サービス用の選択測定信号である場合には、上述したように発信時間情報と座標情報をメッセージフィールドの部分に付加して送信する。
【００２５】
Ｂ．携帯端末
次に、上述したような無線呼出システムの基地局８から送信される無線信号を受信し、自位置の測定を行う携帯端末１６について説明する。携帯端末１６は、上述した基地局８から無線送信される無線信号を受信する無線受信機能を備えた携帯型情報機器であり、自位置の測定を行う以外にも、スケジュール管理等の一般的な携帯型情報機器と同様の機能を有しているが、以下においては本発明の特徴点である位置測定を行う場合の携帯端末１６の機能構成について図４を参照しながら説明する。
【００２６】
同図に示すように、この携帯端末１６は、受信復調部４１と、位置算出部４２と、表示制御部４３と、地図データ記憶部４４と、表示部４５とを備えている。受信復調部４１は、基地局８から無線送信される無線信号を受信するアンテナを有しており、無線信号が自端末宛のものである、つまり無線信号のアドレス信号が自端末を指定するものである場合には、当該アンテナを介して自端末宛の無線信号を受信し、当該受信時間を示す受信時間情報を生成する。また、受信復調部４１は、受信した無線信号を復調し、復調データに含まれる発信時間情報および座標情報を位置算出部４２に出力する。
【００２７】
ここで、本発明が適用される一般的な無線呼出システムでは、２８０ＭＨｚ帯の無線周波数帯域が使用され、変調方式は２値のＦＳＫ（Frequency Shift Keying）であるので、上述した受信復調部４１では、一般的なページャ９に搭載される受信機と同様に、このような無線周波数帯域で送信された信号を受信し、復調している。
【００２８】
また、無線呼出システムでは、所定のサービスエリア内にある多数の基地局８が一斉に無線送信を行うため、各基地局８が使用する周波数は、近隣基地局とのビート障害を回避するために２５Ｈｚ程度のオフセットを有しており、各基地局８が同じ周波数を使用することはない。したがって、上述したように各基地局８から一斉に無線送信が行われた場合、受信復調部４１は、図５に例示するように周波数の異なる複数の電波、つまり複数の基地局８からの電波を受信することになる。受信復調部４１は、このように受信した複数の電波のうち、電界強度の大きい３つの電波、つまり受信時の携帯端末１６に距離的に近い３つの基地局８からの無線信号を選択し、これらを復調して発信時間情報および座標情報を取得する。すなわち、現在の携帯端末１６の位置に近い３つの基地局８から供給される発信時間情報および座標情報を取得し、これを位置算出部４２に出力する。この際、選択した３つの基地局８からの無線信号を受信した時間を示す受信時間情報を各基地局８からの発信時間情報および座標情報と対応付けて位置算出部４２に出力する。
【００２９】
位置算出部４２は、受信復調部４１から供給される３つの基地局８からの発信時間情報および座標時間情報と、これらの各々に対応付けられた受信時間情報とを用いて携帯端末１６の現在地座標を算出する。位置算出部４２による現在地座標の算出方法は次の通りである。
【００３０】
図６に示すように、上述した３つの基地局８（以下、基地局８ａ，８ｂ，８ｃとする）の各々の座標情報を（Ｘa、Ｙa、Ｚa）、（Ｘb、Ｙb、Ｚb）、（Ｘc、Ｙc、Ｚc）とし、算出すべき現在の携帯端末１６の座標を（Ｘ、Ｙ、Ｚ）とする。そして、各基地局８ａ，８ｂ，８ｃからの発信時間情報に示される発信時間をＴa、Ｔb、Ｔcとし、各々の基地局８ａ，８ｂ，８ｃに対応する受信時間情報に示される受信時間をｔa、ｔb、ｔcとする。
【００３１】
まず、各基地局８ａ，８ｂ，８ｃからの発信時間と受信時間との差を用いて各基地局８ａ，８ｂ，８ｃと携帯端末１６との距離Ｌa、Ｌb、Ｌcを以下の式により算出する。
【数１】
上記各式において、Ｖは電波の速度（３０００００km/sec）を示す。
【００３２】
このようにして算出した距離Ｌa、Ｌb、Ｌcを、上述した各座標を用いた式で表すと次のようになる。
【数２】
このような３連連立方程式を解くことにより、携帯端末１６の現在位置を示す座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を算出することができる。
【００３３】
位置算出部４２は、このようにして算出した携帯端末１６の現在位置を示す座標情報（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を表示制御部４３に出力する。表示制御部４３は、位置算出部４２から供給される現在位置を示す座標情報と、地図データ記憶部４４に記憶されている地図データとを用い、液晶パネル等の表示部４５に現在地周辺の地図を表示させると共に、当該表示地図上に携帯端末１６の現在地を示すカーソル等のマークを表示させる。この表示を参照することにより、携帯端末１６のユーザは現在いる位置を知ることができる。なお、上述した現在地座標を算出する演算においては、発信時間と受信時間との差を用いるため基地局８が発信時間情報を生成するための時計と、携帯端末１６側で受信時間情報を生成するための時計との誤差が問題となるが、携帯端末１６側の時計の初期の時刻設定をサービス供給側で各基地局８の時計に正確に合わせるように行っておけば、両者の誤差が位置測定に与える影響を低減することができる。また、より正確な両者の時刻合わせを行うために携帯端末１６にＧＰＳ受信機を搭載して時刻合わせを行いようにしてもよい。この場合に搭載するＧＰＳ受信機は時刻合わせさえ行えればよいものであるため、測位を行うためのＧＰＳ受信機より簡易で低消費電力のものを使用することができる。
【００３４】
Ｃ．位置測定方法
以上説明したのが本実施形態に係る位置測定方法を用いた測位サービスを実現するためのシステムであるが、以下、このシステムを用いた位置測定方法について、図７および図８を参照しながら実際に測位サービスを行った場合の各構成要素の動作を中心に説明する。
【００３５】
まず、ある電話２ａまたは携帯電話２ｂ等の通信端末（ここでは、電話２とする）は、測位サービスの実行を要求するために測位サービスに登録された携帯端末１６の呼出番号を指定して通信網３に接続する。これにより通信網３を介して電話２等から発信された呼出番号等の要求情報Ｃ１が中央局４に送信される（ステップＳａ１）。
【００３６】
中央局４の中央制御装置５では、通信網３を介して呼出番号を含んだ要求情報Ｃ１が供給されると、記憶装置６を参照することにより当該呼出番号が測位サービス用の番号であるか、無線呼出サービス用の番号であるかを判別する。ここで、指定された呼出番号が測位サービス用の番号である場合には、中央制御装置５は発信者に対して「測位サービスを開始します」といった応答を行うと共に、上述したように発信時間情報と座標情報を信号に含ませる指令をメッセージフィールドに付加した選択測定信号Ｃ２を局間連絡線１０を介して各基地局８に出力する（ステップＳａ２）。中央局４からの選択測定信号Ｃ２を受けた各基地局８では、発信時間情報と座標情報とを含ませた無線信号Ｃ３を一斉に無線送信する（ステップＳａ３）。
【００３７】
携帯端末１６では、各基地局８からの無線信号Ｃ３を受信復調部４１が受信し、近距離にある３つの基地局８の無線信号Ｃ３を選択して復調し、選択した各基地局８からの発信時間情報および座標情報を位置算出部４２に出力する。この際、受信復調部４１は、選択した各基地局８からの無線信号を受信した時間を示す受信時間情報を生成し（ステップＳａ４）、当該受信時間情報を各々の基地局８からの発信時間情報および座標情報に対応付けて位置算出部４２に出力する。位置算出部４２では、発信時間情報、座標情報および受信時間情報を用いて自端末の現在地座標を算出し（ステップＳａ５）、現在地周辺の地図を表示させるととともに、表示させた地図上に現在位置を示すマーク等を表示させる（ステップＳａ６）。これにより、携帯端末１６のユーザは現在地を知ることができる。
【００３８】
このように本実施形態に係る位置測定方法では、無線呼出システムの各基地局８を利用して位置測定のために用いる発信時間情報および座標情報を無線送信し、これを受信した携帯端末１６が自位置を測定することができる。したがって、本実施形態に係る位置測定方法を用いた測位サービスを行うシステムとして新たなシステムを構築する必要がなく、既設の無線呼出システムを利用することができる。特に、上記のような固定設置された基地局８を利用した測位サービスを広範囲で実現する場合に新たにシステムを構築すると、莫大な費用が必要となるが、本実施形態に係る位置測定方法では、既設の無線呼出システムを利用することができるので、上記のようなコストの問題が生じない。また、ＧＰＳ方式を用いた測位方式と比較すると、基地局８からは発信時間情報と座標情報を送信すればよいだけであり、軌道情報などの航法メッセージを扱う必要がなく、受信側の携帯端末１６のデータ受信時の低電力化が可能となる。
【００３９】
また、本実施形態に係る位置測定方法では、無線呼出システムを利用した無線送受信を行っているので、携帯端末１６側では、２値のＦＳｋの復調が可能な簡易な受信機能を持っていれば測位のための情報を取得することができる。これに対し、ＧＰＳ方式では、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）の多元接続方式でデータ伝送がおこなわれているため、受信信号を復調する際の消費電力が大きく、また疑似距離を算出するまでに伝送コードを同期できるといった機能が必要となる。したがって、ＧＰＳ方式と比較して、端末側が備えるべき受信機能が簡易なものでも測位を行うための情報を取得することができ、受信部の小型化、低消費電力化、および低コスト化が可能となる。
【００４０】
また、従来の既設の無線呼出システムは、都市部ほど基地局８が密に配置されているため、この無線呼出システムを利用した位置測定方法では、都市部ほど受信環境に恵まれることになる。これに対し、ＧＰＳ方式では、都市部ほど誤差が大きくなるといった問題があり、本実施形態に係る位置測定方法は都市部における位置測定方法として好適である。
また、本実施形態に係る位置測定方法では、通信網３を介して中央局に位置測定を要求する要求情報が供給されるようになっているので、上述した例で説明したように、位置測定の対象となる端末を所有する者以外の第３者も電話２等を用いて携帯端末１６の位置測定を要求することができる。この場合、位置測定を要求する第３者は、上記基地局８による無線送信のサービスエリア内にいる必要がなく、所定のサービスエリア外からであっても、公衆電話網、移動通信網およびインターネット網等の通信網３に接続できる通信端末を所持していればよい。もちろん、携帯端末１６を所持する本人が通信網３に接続できる通信端末を所持していれば、当該本人も位置測定を要求することができる。
【００４１】
Ｄ．変形例
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、以下のような種々の変形が可能である。
【００４２】
（変形例１）
上述した実施形態では、携帯端末１６は基地局８から受信した発信時間情報および座標情報を用いて自端末の現在位置を算出し、当該現在位置を表示するようにしていたが、これに限らず、携帯端末１６の現在位置を携帯端末１６以外の遠隔地にある端末等で取得するようにしてもよい。この場合、携帯端末１６に代えて、図９に示すように、無線呼出システムで使用される無線信号を受信する受信復調部４１に加え、インターネット網に接続可能な無線通信装置７１（例えば、携帯電話やＰＨＳ（Personal Handyphone System）等）を内蔵した携帯端末７０を用いるようにすればよい。
【００４３】
同図に示すように、この無線通信装置７１は、上述した携帯端末１６の表示制御部４３に代えて、コントローラ７２を備えている。コントローラ７２は、無線通信装置７１を制御して音声通話やデータ送受信等の通信処理を制御する。また、コントローラ７２は、上述した表示制御部４３と同様に位置算出部４２から供給される現在地の座標情報を用いて表示部４５に現在地周辺の地図を表示させるとともに、当該地図上の現在地にカーソル等のマークを表示させる機能を有している。さらに、コントローラ７２は、上述した測位サービスにより現在地の座標情報を取得した場合には、上記のような表示制御を実行するとともに、当該座標情報を無線通信装置７１を制御して所定の送信先に送信する送信制御を行うようになっている。
【００４４】
上記構成の携帯端末７０を用いた場合には、遠隔地にいる第三者が携帯端末７０の現在地座標情報を取得することができるが、このように遠隔地にいる第三者が座標情報を取得することができる位置測定方法について図１０および図１１を参照しながら説明する。ここでは、通信網３に接続可能な通信機能を備えたパーソナルコンピュータＰＣが位置測定を要求し、このパーソナルコンピュータＰＣ宛に携帯端末７０の現在地座標情報を送るような場合を例に挙げて説明する。また、
【００４５】
まず、位置測定の要求端末であるパーソナルコンピュータＰＣは、予め設定された番号（中央局４に接続するための番号）を指定して通信網３に接続した後、測位対象となる携帯端末７０の呼出番号を指定する。この際、パーソナルコンピュータＰＣは、携帯端末７０の呼出番号に加えて、現在地座標情報の送信先を識別する識別番号、この場合は当該パーソナルコンピュータＰＣを識別する識別番号（例えば、ＩＰアドレスや電子メールアドレス）を指定する。これにより通信網３を介してパーソナルコンピュータＰＣから発信された呼出番号や送信先の識別番号等の要求情報Ｃ１１が中央局４に送信される（ステップＳｂ１）。
【００４６】
中央局４の中央制御装置５では、通信網３を介して呼出番号および送信先の識別番号を含んだ要求情報Ｃ１が供給されると、上述したように発信時間情報と座標情報を付加させる指令と上記送信先の識別番号をメッセージフィールドに付加した選択測定信号Ｃ１２を局間連絡線１０を介して各基地局８に出力する（ステップＳｂ２）。中央局４からの選択測定信号Ｃ１２を受けた各基地局８では、発信時間情報、座標情報および送信先の識別番号を含ませた無線信号Ｃ１３を一斉に無線送信する（ステップＳｂ３）。
【００４７】
携帯端末７０では、各基地局８からの無線信号Ｃ１３を受信復調部４１が受信し、近距離にある３つの基地局８の無線信号Ｃ１３を選択して復調し、選択した各基地局８からの発信時間情報および座標情報を位置算出部４２に出力し、送信先の識別番号をコントローラ７２に出力する。この際、受信復調部４１は、選択した各基地局８からの無線信号を受信した時間を示す受信時間情報を生成し（ステップＳｂ４）、当該受信時間情報を各々の基地局８からの発信時間情報および座標情報に対応付けて位置算出部４２に出力する。位置算出部４２では、発信時間情報、座標情報および受信時間情報を用いて自端末の現在地座標を算出し（ステップＳｂ５）、この現在地座標を用いてコントローラ７２は、現在地周辺の地図を表示させるととともに、表示させた地図上に現在位置を示すマーク等を表示させる（ステップＳｂ６）。また、コントローラ７２は、無線通信装置７１を制御して現在地座標情報Ｃ１４を送信先の識別番号宛に送信する（ステップＳｂ７）。
【００４８】
このように無線通信装置７１から送信された現在地座標情報Ｃ１４は、通信網３（インターネット網）を介してパーソナルコンピュータＰＣに供給され、パーソナルコンピュータＰＣは、この現在地座標情報を用いて地図上に携帯端末７０の現在地を表示したりすることができる（ステップＳｂ８）。
【００４９】
また、この変形例においては、携帯端末７０において現在地座標情報を取得し、現在地表示等を行うようにしているが、これに限らず、受信復調部４１により復調された３つの基地局８からの発信時間情報および座標情報と、これらに対応した受信時間情報とを送信先の識別番号宛に送信するようにしてもよい。そして、これらの情報を受け取ったパーソナルコンピュータＰＣ側で上記実施形態における位置算出部４２と同様の手法で現在地座標情報を算出するようにしてもよい。
【００５０】
また、上記変形例においては、位置測定を要求する端末（パーソナルコンピュータＰＣ）と送信先の端末（パーソナルコンピュータＰＣ）が同一端末であったが、これに限らず、他の電話２等を用いて位置測定を要求し、パーソナルコンピュータＰＣ宛に現在地座標情報を送信させるようにしてもよい。
【００５１】
（変形例２）
また、上述した実施形態では、携帯端末１６は、無線信号を受信して現在地座標を算出し、これに基づいて現在地表示を行う機能を備えていたが、これに限らず、図１２に示すように、受信復調部４１（図４参照）と同様の機能を備えた受信機１２０が発信時間情報および座標情報を受信するとともに、受信時間情報を生成し、これらをケーブル１２２を介してノート型パーソナルコンピュータ１２１等の携帯型情報機器に送信するようにしてもよい。そして、ノート型パーソナルコンピュータ１２１で上記実施形態と同様の現在地座標算出処理を行って現在地表示等を行うようにしてもよい。また、このように受信機と位置算出処理等を実行する端末を別体とする場合には、上記のようにケーブル１２２を用いて接続する以外にも赤外線通信や光通信等の無線接続を用いるようにしてもよい。
【００５２】
（変形例３）
また、上述した実施形態では、位置測定を要求する端末（電話２やパーソナルコンピュータＰＣ）からの要求があった場合に、基地局８から発信時間情報および座標情報を無線送信するようにしていたが、これに限らず、位置測定を要求する端末側から所定期間内は所定時間毎に継続的に基地局８から発信時間情報および座標情報を無線送信させることを設定したりできるようにしてもよい。この場合、このような要求を受けた中央局４の記憶装置６等に測位対象となる携帯端末１６等の呼出番号と上記所定期間および所定時間とを登録しておくようにすればよい。
【００５３】
（変形例４）
また、上述した実施形態では、本発明に係る位置測定方法を無線呼出システムを利用して行うようにしていたが、測位サービスのみを行うために、３以上の固定設置される基地局８等を備えたシステムを構成するようにしてもよい。
【００５４】
（変形例５）
また、上述した実施形態では、受信復調部４１が受信した電界強度の大きい３つの基地局８からの無線信号を選択して位置測定を行うようになっていたが、これに限らず、４つ以上の無線信号を選択して発信時間情報等の各情報を取得し、その中から異端な値等が含まれる基地局からの情報を除去して確からしい３つの基地局からの情報を用いて位置測定を行うようにしてもよい。
【００５５】
（変形例６）
また、上述した実施形態では、携帯端末１６は地図データ記憶部４４を有しており、この地図データを利用して地図上に現在地を表示するようにしていたが、これに限らず、現在地座標情報から現在地の住所を特定し、特定した住所を表示するようにしてもよい。
また、算出した現在地座標情報を用い、現在地周辺の地図データを外部のデータベース等からダウンロードして用いるようにしてもよい。このようにすれば、データ量の多い地図データを携帯端末１６に記憶しておく必要がなくなる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、受信側の消費電力を抑えつつ、都市部等においてもより正確な位置測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る位置測定方法が適用される無線呼出システムの構成を示す図である。
【図２】 （ａ）は前記無線呼出システムにより無線呼出サービスを行う場合にページャ宛に送信される信号の内容を示す図であり、（ｂ）は前記無線呼出システムを利用して測位サービスを行う場合に携帯端末に送信される信号の内容を示す図である。
【図３】 前記無線呼出システムの構成要素である中央局の記憶装置の登録内容を示す図である。
【図４】 前記無線呼出システムを利用した測位サービスを受けることが可能な携帯端末の構成を示すブロック図である。
【図５】 前記携帯端末が前記無線呼出システムの複数の基地局から送信された電波の受信状況を説明するための図である。
【図６】 前記位置測定方法の位置測定原理を説明するための図である。
【図７】 前記無線呼出システムを利用した前記位置測定方法を行う場合の電話、中央局、基地局および携帯端末の動作を説明するための図である。
【図８】 前記無線呼出システムを利用した前記位置測定方法を行う場合の情報の流れを説明するための図である。
【図９】 前記位置測定方法の変形例を行う場合に使用される携帯端末の構成を示すブロック図である。
【図１０】 前記無線呼出システムを利用した前記位置測定方法の変形例を行う場合の、パーソナルコンピュータ、中央局、基地局および携帯端末お動作を説明するための図である。
【図１１】 前記無線呼出システムを利用した前記位置測定方法の変形例を行う場合の情報の流れを説明するための図である。
【図１２】 前記位置測定方法に用いられる携帯端末の他の態様を説明するための図である。
【符号の説明】
２ａ……電話、２ｂ……携帯電話、３……通信網、４……中央局、５……中央制御装置、６……記憶装置、７……回線終端部、８……基地局、９……ページャ、１５……発信時間情報・座標情報付加部、１６……携帯端末、１７……回線終端部、１８……位相同期部、１９……送信部、４１……受信復調部、４２……位置算出部、４３……表示制御部、４４……地図データ記憶部、４５……表示部、７０……携帯端末、７１……無線通信装置、７２……コントローラ、１２０……受信機、１２１……ノート型パーソナルコンピュータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線端末の位置を測定する位置測定方法、および無線端末の位置測定のための情報を無線送信する通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、移動する人や車などの位置を測定するシステムとしてＧＰＳ（Global Positioning System）方式が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＧＰＳ方式では、測位対象となる人や物がＧＰＳ受信機を保持し、ＧＰＳ衛星からの信号をＧＰＳ受信機で受信して測位を行っている。具体的には、ＧＰＳ受信機は、４つ以上のＧＰＳ衛星から軌道情報などの航法メッセージデータを５０ｂｐｓ（bit per second）の伝送速度で連続して受信することにより測位を行っている。つまり、ＧＰＳ方式では、測位対象となる人等が保持するＧＰＳ受信機は、比較的データ量の多い航法メッセージデータを低速な伝送速度で受信する必要がある。したがって、受信時間が長くなり、受信時の消費電力が大きくなってしまうといった問題がある。
【０００４】
また、ＧＰＳ方式では、ＧＰＳ受信機の可視範囲に４つ以上のＧＰＳ衛星が存在しており、これらの４つ以上の全てのＧＰＳ衛星から航法メッセージデータを受信する必要があるので、場合によっては測位を行うために長時間を要することもある（最大で１２分程度かかることもある）。
【０００５】
また、ＧＰＳ衛星から送信される信号は、１．５ＧＨｚの左円偏波の直進性が強い微小電力の信号であり、遮蔽物により信号が反射してマルチパスが発生してしまい、測位に影響を与えてしまうことがある。特に、都市部でＧＰＳ方式の測位を行う場合には、このような問題は顕著となる。一般的に測位を行う場合には、都市部にいる時ほど正確な位置を知ることが必要であり、この問題は測位結果を利用する利用者にとっては大きな問題となる。また、室内等の遮蔽物に囲われた位置にいる人などを測位する場合には、ＧＰＳ受信機に十分な電波が届かず、測位が行えないといった問題がある。また、ＧＰＳ測位方式では、位置測定の対象者以外の遠隔地にいる第三者から当該位置測定の対象者の位置測定を要求するといったことはできなかった。また、ＧＰＳ方式に代えて固定基地局から測位のための情報を発信することも考えられるが、広範囲での測位サービスを行う場合には、新たに大規模なシステムを構築しなくてはならず、莫大なコストが必要となってしまうといった問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、受信側の消費電力を抑えつつ、都市部等においてもより正確な位置測定を行うことができる位置測定方法、および都市部等においてより正確な位置測定を可能とすると共に、低コストでのシステム構築が可能な通信システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、通信網に接続され、所定のエリア内に固定設置される３以上の基地局を用い、要求側端末の要求に応じて前記所定のエリア内にある無線端末の位置を測定する方法であって、前記要求側端末から前記通信網に位置測定を要求する要求情報が発信された場合、当該要求情報に含まれる情報であって、測定対象となる無線端末を特定する特定情報と、前記通信網に接続可能な通信端末であり前記要求側端末とは異なる通信端末を識別するための識別情報とを前記通信網から前記基地局に供給する特定情報供給ステップと、３つ以上の前記基地局の各々から前記特定情報により特定される無線端末宛に、発信時間を示す発信時間情報、発信基地局の位置を示す座標情報及び前記識別情報を無線送信する無線送信ステップと、前記無線端末が、３以上の前記基地局から無線送信される前記発信時間情報、前記座標情報及び前記識別情報を受信した時間を示す受信時間情報を取得し、取得した前記受信時間情報、前記発信時間情報および前記座標情報を、前記識別情報により識別される前記通信端末宛に前記通信網を介して送信し、前記通信端末が、受信した前記受信時間情報、前記発信時間情報及び前記座標情報を用い、３つ以上の前記基地局と当該無線端末との間の距離を算出して当該無線端末の位置を測定する測定ステップとを具備することを特徴としている。
また、本発明は、通信網に接続され、所定のエリア内に固定設置される３以上の基地局を用い、要求側端末の要求に応じて前記所定のエリア内にある無線端末の位置を測定する方法であって、前記要求側端末から前記通信網に位置測定を要求する要求情報が発信された場合、当該要求情報に含まれる情報であって、測定対象となる無線端末を特定する特定情報と、前記通信網に接続可能な通信端末であり前記要求側端末とは異なる通信端末を識別するための識別情報とを前記通信網から前記基地局に供給する特定情報供給ステップと、３つ以上の前記基地局の各々から前記特定情報により特定される無線端末宛に、発信時間を示す発信時間情報、発信基地局の位置を示す座標情報及び前記識別情報を無線送信する無線送信ステップと、前記無線端末が、３以上の前記基地局から無線送信される前記発信時間情報、前記座標情報及び前記識別情報を受信した時間を示す受信時間情報を取得し、これら受信時間情報と３つ以上の前記基地局の各々から送信された前記発信時間情報および前記座標情報とを用い、３つ以上の前記基地局と当該無線端末との間の距離を算出して当該無線端末の位置を測定し、その測定結果を前記識別情報により識別される前記通信端末宛に前記通信網を介して送信する測定ステップとを具備することを特徴としている。
また、本発明は、通信網に接続される中央局と、前記中央局に接続され、所定のエリア内に３つ以上固定設置される基地局とを備える通信システムであって、前記中央局は、前記通信網を介して供給された端末を指定するための番号が、予め記憶されている無線呼出サービス用の無線呼出端末の番号と一致するか又は予め記憶されている測位サービス用の無線端末の番号と一致するかにより、前記所定のエリア内にある無線呼出端末の呼出要求があったか又は前記所定のエリア内にある無線端末の位置測定要求があったかを判別し、前記通信網を介して前記所定のエリア内にある無線呼出端末の呼出要求があった場合には、前記中央局は、当該無線呼出端末を特定するためのアドレス信号と、メッセージ信号を含んだ選択呼出信号を生成して前記基地局に出力し、前記基地局は、当該選択呼出信号を無線信号に変換して無線送信し、前記通信網を介して前記所定のエリア内にある無線端末の位置測定要求があった場合には、前記中央局は、当該無線端末を特定するためのアドレス信号と、位置測定を行う旨を示す信号を含んだ選択測定信号を生成して前記基地局に出力し、前記基地局は、当該選択測定信号に発信時間を示す発信時間情報および発信基地局の位置を示す座標情報を付加して無線信号に変換して無線送信することを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
Ａ．無線呼出システム
まず、図１は本発明の一実施形態に係る位置測定方法が適用される無線呼出システムの全体構成例を示す。同図に示すように、この無線呼出システムは、中央局４と、この中央局４に局間連絡線１０を介して接続された複数の基地局８とを備えている。ここで、基地局８はこの無線呼出システムによる無線呼出サービスが行われるサービスエリア内に少なくとも３つ以上固定設置されている。中央局４は、公衆電話網、パケット網、インターネット網および移動通信網等からなる通信網３に接続されている。この通信網３には、多数の電話２ａや、携帯電話２ｂなどの通信端末が接続可能であり、当該通信網３を介して他の通信端末との間で通話やデータ通信等を行うことができるようになっている。
【００１８】
各基地局８は、担当するサービスエリア内に無線信号を送信することが可能である。各無線サービスエリアには複数のページャ９が存在し、これらのいずれもが基地局８から送信された無線信号を無線通信チャンネルを通じて受信することが可能である。
【００１９】
各ページャ９は、受信用のアンテナと、受信した無線信号を処理するプロセッサと、メモリと、スピーカとを備えており、受信した無線信号が自端末を指定している場合に、スピーカでビープ音を鳴らす。
【００２０】
中央局４は、中央制御装置５と、記憶装置６と、回線終端部７とを備える。通信網３に接続可能な電話等からあるページャ９の呼出番号がダイヤルされた場合、中央制御装置５は、発信側の端末に対して音声応答を行うと共に、これらから指定された呼出番号をサービスエリアでの受信機識別信号であるアドレス信号に変換し、図２（ａ）に示すように、所定のアドレスフィールドおよびメッセージフィールドにアドレス信号とメッセージ信号を付加して符号化することにより選択呼出信号を生成する。このように生成された選択呼出信号は、例えばモデムなどの回線終端部７を介して、基地局８に送出される。
【００２１】
基地局８は、回線終端部１７と、位相同期部１８と、送信部１９とを備えている。中央局４から供給された選択呼出信号を送信部１９が無線信号に変換し、全ての基地局８は一斉に無線信号を送信する。ここで、位相同期部１８は、各基地局８の送信部１９が送信する無線信号の位相が一致するように制御している。なお、図１においては、回線終端部１７、位相同期部１８および送信部１９は１つの基地局８内のみにおいて図示すようにしているが、他の基地局８も同様の構成を有している。
【００２２】
ページャ９は、受信した無線信号に含まれるアドレス信号を判別し、アドレス信号が自己を指定している場合には、スピーカでビープ音を鳴らす。また、ページャ９は自己を指定したアドレス信号を含む無線信号からメッセージ信号を解読して、文字メッセージを表示する。
【００２３】
上述した構成は、通常の一般的な無線呼出システムと同様であるが、本発明に係る位置測定方法では、このような一般的な無線呼出システムを利用して携帯端末１６の位置を測定し、これにより測位サービスを実現している。このような測位サービスを実現するために、各基地局８は上記構成に加え、発信時間情報・座標情報付加部１５を備えている。発信時間情報・座標情報付加部１５は、上述したような無線呼出サービスを提供する上では機能しないが、当該測位サービスを行う場合には、図２（ｂ）に示すように、中央局４から供給される信号のメッセージフィールドの部分に、この無線信号を発信する時間を示す発信時間情報と、この基地局８の位置を示す座標情報とを付加して符号化する。したがって、測位サービスを行う場合には、このような発信時間情報と座標情報とを含んだ無線信号が各基地局８から一斉に送信される。
【００２４】
ここで、通常の無線呼出サービスを行う場合と、測位サービスを行う場合とを判別するために、中央局４の中央制御装置５は、測位サービスを要求する発信者から指定された番号が測位サービスを受けることが可能な携帯端末１６の呼出番号であるか、通常の無線呼出サービスを受けるページャ９の呼出番号であるかを判別する（なお、本実施形態では、無線呼出サービスのみを受ける端末をページャ９と称し、測位サービスによって自位置を測定する機能を有する端末（無線呼出サービスを受けることも可能）を携帯端末１６と称する）。ここで、この判別には、図３に示すように、測位サービス用の番号と、無線呼出サービス用の番号とが区別して登録された記憶装置６を参照することにより行われる。中央制御装置５は、指定された番号が測位サービスを受ける携帯端末１６のものであると判別した場合には、所定のアドレスフィールドに当該携帯端末を特定するアドレス信号（特定情報）を、メッセージフィールドに測位サービスを行う旨を示すデータを付加して選択測定信号を生成する。そして、中央局４からの信号を受け取った基地局８側では、受け取った信号が測位サービス用の選択測定信号であるか、無線呼出サービス用の選択呼出信号であるかを判別し、測位サービス用の選択測定信号である場合には、上述したように発信時間情報と座標情報をメッセージフィールドの部分に付加して送信する。
【００２５】
Ｂ．携帯端末
次に、上述したような無線呼出システムの基地局８から送信される無線信号を受信し、自位置の測定を行う携帯端末１６について説明する。携帯端末１６は、上述した基地局８から無線送信される無線信号を受信する無線受信機能を備えた携帯型情報機器であり、自位置の測定を行う以外にも、スケジュール管理等の一般的な携帯型情報機器と同様の機能を有しているが、以下においては本発明の特徴点である位置測定を行う場合の携帯端末１６の機能構成について図４を参照しながら説明する。
【００２６】
同図に示すように、この携帯端末１６は、受信復調部４１と、位置算出部４２と、表示制御部４３と、地図データ記憶部４４と、表示部４５とを備えている。受信復調部４１は、基地局８から無線送信される無線信号を受信するアンテナを有しており、無線信号が自端末宛のものである、つまり無線信号のアドレス信号が自端末を指定するものである場合には、当該アンテナを介して自端末宛の無線信号を受信し、当該受信時間を示す受信時間情報を生成する。また、受信復調部４１は、受信した無線信号を復調し、復調データに含まれる発信時間情報および座標情報を位置算出部４２に出力する。
【００２７】
ここで、本発明が適用される一般的な無線呼出システムでは、２８０ＭＨｚ帯の無線周波数帯域が使用され、変調方式は２値のＦＳＫ（Frequency Shift Keying）であるので、上述した受信復調部４１では、一般的なページャ９に搭載される受信機と同様に、このような無線周波数帯域で送信された信号を受信し、復調している。
【００２８】
また、無線呼出システムでは、所定のサービスエリア内にある多数の基地局８が一斉に無線送信を行うため、各基地局８が使用する周波数は、近隣基地局とのビート障害を回避するために２５Ｈｚ程度のオフセットを有しており、各基地局８が同じ周波数を使用することはない。したがって、上述したように各基地局８から一斉に無線送信が行われた場合、受信復調部４１は、図５に例示するように周波数の異なる複数の電波、つまり複数の基地局８からの電波を受信することになる。受信復調部４１は、このように受信した複数の電波のうち、電界強度の大きい３つの電波、つまり受信時の携帯端末１６に距離的に近い３つの基地局８からの無線信号を選択し、これらを復調して発信時間情報および座標情報を取得する。すなわち、現在の携帯端末１６の位置に近い３つの基地局８から供給される発信時間情報および座標情報を取得し、これを位置算出部４２に出力する。この際、選択した３つの基地局８からの無線信号を受信した時間を示す受信時間情報を各基地局８からの発信時間情報および座標情報と対応付けて位置算出部４２に出力する。
【００２９】
位置算出部４２は、受信復調部４１から供給される３つの基地局８からの発信時間情報および座標時間情報と、これらの各々に対応付けられた受信時間情報とを用いて携帯端末１６の現在地座標を算出する。位置算出部４２による現在地座標の算出方法は次の通りである。
【００３０】
図６に示すように、上述した３つの基地局８（以下、基地局８ａ，８ｂ，８ｃとする）の各々の座標情報を（Ｘa、Ｙa、Ｚa）、（Ｘb、Ｙb、Ｚb）、（Ｘc、Ｙc、Ｚc）とし、算出すべき現在の携帯端末１６の座標を（Ｘ、Ｙ、Ｚ）とする。そして、各基地局８ａ，８ｂ，８ｃからの発信時間情報に示される発信時間をＴa、Ｔb、Ｔcとし、各々の基地局８ａ，８ｂ，８ｃに対応する受信時間情報に示される受信時間をｔa、ｔb、ｔcとする。
【００３１】
まず、各基地局８ａ，８ｂ，８ｃからの発信時間と受信時間との差を用いて各基地局８ａ，８ｂ，８ｃと携帯端末１６との距離Ｌa、Ｌb、Ｌcを以下の式により算出する。
【数１】
【００３２】
このようにして算出した距離Ｌa、Ｌb、Ｌcを、上述した各座標を用いた式で表すと次のようになる。
【数２】
【００３３】
位置算出部４２は、このようにして算出した携帯端末１６の現在位置を示す座標情報（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を表示制御部４３に出力する。表示制御部４３は、位置算出部４２から供給される現在位置を示す座標情報と、地図データ記憶部４４に記憶されている地図データとを用い、液晶パネル等の表示部４５に現在地周辺の地図を表示させると共に、当該表示地図上に携帯端末１６の現在地を示すカーソル等のマークを表示させる。この表示を参照することにより、携帯端末１６のユーザは現在いる位置を知ることができる。なお、上述した現在地座標を算出する演算においては、発信時間と受信時間との差を用いるため基地局８が発信時間情報を生成するための時計と、携帯端末１６側で受信時間情報を生成するための時計との誤差が問題となるが、携帯端末１６側の時計の初期の時刻設定をサービス供給側で各基地局８の時計に正確に合わせるように行っておけば、両者の誤差が位置測定に与える影響を低減することができる。また、より正確な両者の時刻合わせを行うために携帯端末１６にＧＰＳ受信機を搭載して時刻合わせを行いようにしてもよい。この場合に搭載するＧＰＳ受信機は時刻合わせさえ行えればよいものであるため、測位を行うためのＧＰＳ受信機より簡易で低消費電力のものを使用することができる。
【００３４】
Ｃ．位置測定方法
以上説明したのが本実施形態に係る位置測定方法を用いた測位サービスを実現するためのシステムであるが、以下、このシステムを用いた位置測定方法について、図７および図８を参照しながら実際に測位サービスを行った場合の各構成要素の動作を中心に説明する。
【００３５】
まず、ある電話２ａまたは携帯電話２ｂ等の通信端末（ここでは、電話２とする）は、測位サービスの実行を要求するために測位サービスに登録された携帯端末１６の呼出番号を指定して通信網３に接続する。これにより通信網３を介して電話２等から発信された呼出番号等の要求情報Ｃ１が中央局４に送信される（ステップＳａ１）。
【００３６】
中央局４の中央制御装置５では、通信網３を介して呼出番号を含んだ要求情報Ｃ１が供給されると、記憶装置６を参照することにより当該呼出番号が測位サービス用の番号であるか、無線呼出サービス用の番号であるかを判別する。ここで、指定された呼出番号が測位サービス用の番号である場合には、中央制御装置５は発信者に対して「測位サービスを開始します」といった応答を行うと共に、上述したように発信時間情報と座標情報を信号に含ませる指令をメッセージフィールドに付加した選択測定信号Ｃ２を局間連絡線１０を介して各基地局８に出力する（ステップＳａ２）。中央局４からの選択測定信号Ｃ２を受けた各基地局８では、発信時間情報と座標情報とを含ませた無線信号Ｃ３を一斉に無線送信する（ステップＳａ３）。
【００３７】
携帯端末１６では、各基地局８からの無線信号Ｃ３を受信復調部４１が受信し、近距離にある３つの基地局８の無線信号Ｃ３を選択して復調し、選択した各基地局８からの発信時間情報および座標情報を位置算出部４２に出力する。この際、受信復調部４１は、選択した各基地局８からの無線信号を受信した時間を示す受信時間情報を生成し（ステップＳａ４）、当該受信時間情報を各々の基地局８からの発信時間情報および座標情報に対応付けて位置算出部４２に出力する。位置算出部４２では、発信時間情報、座標情報および受信時間情報を用いて自端末の現在地座標を算出し（ステップＳａ５）、現在地周辺の地図を表示させるととともに、表示させた地図上に現在位置を示すマーク等を表示させる（ステップＳａ６）。これにより、携帯端末１６のユーザは現在地を知ることができる。
【００３８】
このように本実施形態に係る位置測定方法では、無線呼出システムの各基地局８を利用して位置測定のために用いる発信時間情報および座標情報を無線送信し、これを受信した携帯端末１６が自位置を測定することができる。したがって、本実施形態に係る位置測定方法を用いた測位サービスを行うシステムとして新たなシステムを構築する必要がなく、既設の無線呼出システムを利用することができる。特に、上記のような固定設置された基地局８を利用した測位サービスを広範囲で実現する場合に新たにシステムを構築すると、莫大な費用が必要となるが、本実施形態に係る位置測定方法では、既設の無線呼出システムを利用することができるので、上記のようなコストの問題が生じない。また、ＧＰＳ方式を用いた測位方式と比較すると、基地局８からは発信時間情報と座標情報を送信すればよいだけであり、軌道情報などの航法メッセージを扱う必要がなく、受信側の携帯端末１６のデータ受信時の低電力化が可能となる。
【００３９】
また、本実施形態に係る位置測定方法では、無線呼出システムを利用した無線送受信を行っているので、携帯端末１６側では、２値のＦＳｋの復調が可能な簡易な受信機能を持っていれば測位のための情報を取得することができる。これに対し、ＧＰＳ方式では、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）の多元接続方式でデータ伝送がおこなわれているため、受信信号を復調する際の消費電力が大きく、また疑似距離を算出するまでに伝送コードを同期できるといった機能が必要となる。したがって、ＧＰＳ方式と比較して、端末側が備えるべき受信機能が簡易なものでも測位を行うための情報を取得することができ、受信部の小型化、低消費電力化、および低コスト化が可能となる。
【００４０】
また、従来の既設の無線呼出システムは、都市部ほど基地局８が密に配置されているため、この無線呼出システムを利用した位置測定方法では、都市部ほど受信環境に恵まれることになる。これに対し、ＧＰＳ方式では、都市部ほど誤差が大きくなるといった問題があり、本実施形態に係る位置測定方法は都市部における位置測定方法として好適である。
また、本実施形態に係る位置測定方法では、通信網３を介して中央局に位置測定を要求する要求情報が供給されるようになっているので、上述した例で説明したように、位置測定の対象となる端末を所有する者以外の第３者も電話２等を用いて携帯端末１６の位置測定を要求することができる。この場合、位置測定を要求する第３者は、上記基地局８による無線送信のサービスエリア内にいる必要がなく、所定のサービスエリア外からであっても、公衆電話網、移動通信網およびインターネット網等の通信網３に接続できる通信端末を所持していればよい。もちろん、携帯端末１６を所持する本人が通信網３に接続できる通信端末を所持していれば、当該本人も位置測定を要求することができる。
【００４１】
Ｄ．変形例
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、以下のような種々の変形が可能である。
【００４２】
（変形例１）
上述した実施形態では、携帯端末１６は基地局８から受信した発信時間情報および座標情報を用いて自端末の現在位置を算出し、当該現在位置を表示するようにしていたが、これに限らず、携帯端末１６の現在位置を携帯端末１６以外の遠隔地にある端末等で取得するようにしてもよい。この場合、携帯端末１６に代えて、図９に示すように、無線呼出システムで使用される無線信号を受信する受信復調部４１に加え、インターネット網に接続可能な無線通信装置７１（例えば、携帯電話やＰＨＳ（Personal Handyphone System）等）を内蔵した携帯端末７０を用いるようにすればよい。
【００４３】
同図に示すように、この無線通信装置７１は、上述した携帯端末１６の表示制御部４３に代えて、コントローラ７２を備えている。コントローラ７２は、無線通信装置７１を制御して音声通話やデータ送受信等の通信処理を制御する。また、コントローラ７２は、上述した表示制御部４３と同様に位置算出部４２から供給される現在地の座標情報を用いて表示部４５に現在地周辺の地図を表示させるとともに、当該地図上の現在地にカーソル等のマークを表示させる機能を有している。さらに、コントローラ７２は、上述した測位サービスにより現在地の座標情報を取得した場合には、上記のような表示制御を実行するとともに、当該座標情報を無線通信装置７１を制御して所定の送信先に送信する送信制御を行うようになっている。
【００４４】
上記構成の携帯端末７０を用いた場合には、遠隔地にいる第三者が携帯端末７０の現在地座標情報を取得することができるが、このように遠隔地にいる第三者が座標情報を取得することができる位置測定方法について図１０および図１１を参照しながら説明する。ここでは、通信網３に接続可能な通信機能を備えたパーソナルコンピュータＰＣが位置測定を要求し、このパーソナルコンピュータＰＣ宛に携帯端末７０の現在地座標情報を送るような場合を例に挙げて説明する。また、
【００４５】
まず、位置測定の要求端末であるパーソナルコンピュータＰＣは、予め設定された番号（中央局４に接続するための番号）を指定して通信網３に接続した後、測位対象となる携帯端末７０の呼出番号を指定する。この際、パーソナルコンピュータＰＣは、携帯端末７０の呼出番号に加えて、現在地座標情報の送信先を識別する識別番号、この場合は当該パーソナルコンピュータＰＣを識別する識別番号（例えば、ＩＰアドレスや電子メールアドレス）を指定する。これにより通信網３を介してパーソナルコンピュータＰＣから発信された呼出番号や送信先の識別番号等の要求情報Ｃ１１が中央局４に送信される（ステップＳｂ１）。
【００４６】
中央局４の中央制御装置５では、通信網３を介して呼出番号および送信先の識別番号を含んだ要求情報Ｃ１が供給されると、上述したように発信時間情報と座標情報を付加させる指令と上記送信先の識別番号をメッセージフィールドに付加した選択測定信号Ｃ１２を局間連絡線１０を介して各基地局８に出力する（ステップＳｂ２）。中央局４からの選択測定信号Ｃ１２を受けた各基地局８では、発信時間情報、座標情報および送信先の識別番号を含ませた無線信号Ｃ１３を一斉に無線送信する（ステップＳｂ３）。
【００４７】
携帯端末７０では、各基地局８からの無線信号Ｃ１３を受信復調部４１が受信し、近距離にある３つの基地局８の無線信号Ｃ１３を選択して復調し、選択した各基地局８からの発信時間情報および座標情報を位置算出部４２に出力し、送信先の識別番号をコントローラ７２に出力する。この際、受信復調部４１は、選択した各基地局８からの無線信号を受信した時間を示す受信時間情報を生成し（ステップＳｂ４）、当該受信時間情報を各々の基地局８からの発信時間情報および座標情報に対応付けて位置算出部４２に出力する。位置算出部４２では、発信時間情報、座標情報および受信時間情報を用いて自端末の現在地座標を算出し（ステップＳｂ５）、この現在地座標を用いてコントローラ７２は、現在地周辺の地図を表示させるととともに、表示させた地図上に現在位置を示すマーク等を表示させる（ステップＳｂ６）。また、コントローラ７２は、無線通信装置７１を制御して現在地座標情報Ｃ１４を送信先の識別番号宛に送信する（ステップＳｂ７）。
【００４８】
このように無線通信装置７１から送信された現在地座標情報Ｃ１４は、通信網３（インターネット網）を介してパーソナルコンピュータＰＣに供給され、パーソナルコンピュータＰＣは、この現在地座標情報を用いて地図上に携帯端末７０の現在地を表示したりすることができる（ステップＳｂ８）。
【００４９】
また、この変形例においては、携帯端末７０において現在地座標情報を取得し、現在地表示等を行うようにしているが、これに限らず、受信復調部４１により復調された３つの基地局８からの発信時間情報および座標情報と、これらに対応した受信時間情報とを送信先の識別番号宛に送信するようにしてもよい。そして、これらの情報を受け取ったパーソナルコンピュータＰＣ側で上記実施形態における位置算出部４２と同様の手法で現在地座標情報を算出するようにしてもよい。
【００５０】
また、上記変形例においては、位置測定を要求する端末（パーソナルコンピュータＰＣ）と送信先の端末（パーソナルコンピュータＰＣ）が同一端末であったが、これに限らず、他の電話２等を用いて位置測定を要求し、パーソナルコンピュータＰＣ宛に現在地座標情報を送信させるようにしてもよい。
【００５１】
（変形例２）
また、上述した実施形態では、携帯端末１６は、無線信号を受信して現在地座標を算出し、これに基づいて現在地表示を行う機能を備えていたが、これに限らず、図１２に示すように、受信復調部４１（図４参照）と同様の機能を備えた受信機１２０が発信時間情報および座標情報を受信するとともに、受信時間情報を生成し、これらをケーブル１２２を介してノート型パーソナルコンピュータ１２１等の携帯型情報機器に送信するようにしてもよい。そして、ノート型パーソナルコンピュータ１２１で上記実施形態と同様の現在地座標算出処理を行って現在地表示等を行うようにしてもよい。また、このように受信機と位置算出処理等を実行する端末を別体とする場合には、上記のようにケーブル１２２を用いて接続する以外にも赤外線通信や光通信等の無線接続を用いるようにしてもよい。
【００５２】
（変形例３）
また、上述した実施形態では、位置測定を要求する端末（電話２やパーソナルコンピュータＰＣ）からの要求があった場合に、基地局８から発信時間情報および座標情報を無線送信するようにしていたが、これに限らず、位置測定を要求する端末側から所定期間内は所定時間毎に継続的に基地局８から発信時間情報および座標情報を無線送信させることを設定したりできるようにしてもよい。この場合、このような要求を受けた中央局４の記憶装置６等に測位対象となる携帯端末１６等の呼出番号と上記所定期間および所定時間とを登録しておくようにすればよい。
【００５３】
（変形例４）
また、上述した実施形態では、本発明に係る位置測定方法を無線呼出システムを利用して行うようにしていたが、測位サービスのみを行うために、３以上の固定設置される基地局８等を備えたシステムを構成するようにしてもよい。
【００５４】
（変形例５）
また、上述した実施形態では、受信復調部４１が受信した電界強度の大きい３つの基地局８からの無線信号を選択して位置測定を行うようになっていたが、これに限らず、４つ以上の無線信号を選択して発信時間情報等の各情報を取得し、その中から異端な値等が含まれる基地局からの情報を除去して確からしい３つの基地局からの情報を用いて位置測定を行うようにしてもよい。
【００５５】
（変形例６）
また、上述した実施形態では、携帯端末１６は地図データ記憶部４４を有しており、この地図データを利用して地図上に現在地を表示するようにしていたが、これに限らず、現在地座標情報から現在地の住所を特定し、特定した住所を表示するようにしてもよい。
また、算出した現在地座標情報を用い、現在地周辺の地図データを外部のデータベース等からダウンロードして用いるようにしてもよい。このようにすれば、データ量の多い地図データを携帯端末１６に記憶しておく必要がなくなる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、受信側の消費電力を抑えつつ、都市部等においてもより正確な位置測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る位置測定方法が適用される無線呼出システムの構成を示す図である。
【図２】 （ａ）は前記無線呼出システムにより無線呼出サービスを行う場合にページャ宛に送信される信号の内容を示す図であり、（ｂ）は前記無線呼出システムを利用して測位サービスを行う場合に携帯端末に送信される信号の内容を示す図である。
【図３】 前記無線呼出システムの構成要素である中央局の記憶装置の登録内容を示す図である。
【図４】 前記無線呼出システムを利用した測位サービスを受けることが可能な携帯端末の構成を示すブロック図である。
【図５】 前記携帯端末が前記無線呼出システムの複数の基地局から送信された電波の受信状況を説明するための図である。
【図６】 前記位置測定方法の位置測定原理を説明するための図である。
【図７】 前記無線呼出システムを利用した前記位置測定方法を行う場合の電話、中央局、基地局および携帯端末の動作を説明するための図である。
【図８】 前記無線呼出システムを利用した前記位置測定方法を行う場合の情報の流れを説明するための図である。
【図９】 前記位置測定方法の変形例を行う場合に使用される携帯端末の構成を示すブロック図である。
【図１０】 前記無線呼出システムを利用した前記位置測定方法の変形例を行う場合の、パーソナルコンピュータ、中央局、基地局および携帯端末お動作を説明するための図である。
【図１１】 前記無線呼出システムを利用した前記位置測定方法の変形例を行う場合の情報の流れを説明するための図である。
【図１２】 前記位置測定方法に用いられる携帯端末の他の態様を説明するための図である。
【符号の説明】
２ａ……電話、２ｂ……携帯電話、３……通信網、４……中央局、５……中央制御装置、６……記憶装置、７……回線終端部、８……基地局、９……ページャ、１５……発信時間情報・座標情報付加部、１６……携帯端末、１７……回線終端部、１８……位相同期部、１９……送信部、４１……受信復調部、４２……位置算出部、４３……表示制御部、４４……地図データ記憶部、４５……表示部、７０……携帯端末、７１……無線通信装置、７２……コントローラ、１２０……受信機、１２１……ノート型パーソナルコンピュータ
Claims (4)
- 通信網に接続され、所定のエリア内に固定設置される３以上の基地局を用い、要求側端末の要求に応じて前記所定のエリア内にある無線端末の位置を測定する方法であって、
前記要求側端末から前記通信網に位置測定を要求する要求情報が発信された場合、当該要求情報に含まれる情報であって、測定対象となる無線端末を特定する特定情報と、前記通信網に接続可能な通信端末であり前記要求側端末とは異なる通信端末を識別するための識別情報とを前記通信網から前記基地局に供給する特定情報供給ステップと、
３つ以上の前記基地局の各々から前記特定情報により特定される無線端末宛に、発信時間を示す発信時間情報、発信基地局の位置を示す座標情報及び前記識別情報を無線送信する無線送信ステップと、
前記無線端末が、３以上の前記基地局から無線送信される前記発信時間情報、前記座標情報及び前記識別情報を受信した時間を示す受信時間情報を取得し、取得した前記受信時間情報、前記発信時間情報および前記座標情報を、前記識別情報により識別される前記通信端末宛に前記通信網を介して送信し、前記通信端末が、受信した前記受信時間情報、前記発信時間情報及び前記座標情報を用い、３つ以上の前記基地局と当該無線端末との間の距離を算出して当該無線端末の位置を測定する測定ステップと
を具備することを特徴とする位置測定方法。 - 通信網に接続され、所定のエリア内に固定設置される３以上の基地局を用い、要求側端末の要求に応じて前記所定のエリア内にある無線端末の位置を測定する方法であって、
前記要求側端末から前記通信網に位置測定を要求する要求情報が発信された場合、当該要求情報に含まれる情報であって、測定対象となる無線端末を特定する特定情報と、前記通信網に接続可能な通信端末であり前記要求側端末とは異なる通信端末を識別するための識別情報とを前記通信網から前記基地局に供給する特定情報供給ステップと、
３つ以上の前記基地局の各々から前記特定情報により特定される無線端末宛に、発信時間を示す発信時間情報、発信基地局の位置を示す座標情報及び前記識別情報を無線送信する無線送信ステップと、
前記無線端末が、３以上の前記基地局から無線送信される前記発信時間情報、前記座標情報及び前記識別情報を受信した時間を示す受信時間情報を取得し、これら受信時間情報と３つ以上の前記基地局の各々から送信された前記発信時間情報および前記座標情報とを用い、３つ以上の前記基地局と当該無線端末との間の距離を算出して当該無線端末の位置を測定し、その測定結果を前記識別情報により識別される前記通信端末宛に前記通信網を介して送信する測定ステップと
を具備することを特徴とする位置測定方法。 - 請求項１または２に記載の位置測定方法であって、
所定期間内は所定時間毎に前記基地局から発信時間を示す発信時間情報および発信基地局の位置を示す座標情報を無線送信させることを前記要求側端末から設定し、前記中央局が測定対象となる無線端末を特定する特定情報と、前記所定期間および前記所定時間とを記憶装置に登録するステップを具備し、
前記無線送信ステップにおいて、３つ以上の前記基地局の各々から前記特定情報により特定される無線端末宛に、前記中央局の記憶装置に登録されている前記所定期間内は前記所定時間毎に前記発信時間情報および前記座標情報を無線送信することを特徴とする位置測定方法。 - 通信網に接続される中央局と、
前記中央局に接続され、所定のエリア内に３つ以上固定設置される基地局とを備える通信システムであって、
前記中央局は、前記通信網を介して供給された端末を指定するための番号が、予め記憶されている無線呼出サービス用の無線呼出端末の番号と一致するか又は予め記憶されている測位サービス用の無線端末の番号と一致するかにより、前記所定のエリア内にある無線 呼出端末の呼出要求があったか又は前記所定のエリア内にある無線端末の位置測定要求があったかを判別し、
前記通信網を介して前記所定のエリア内にある無線呼出端末の呼出要求があった場合には、前記中央局は、当該無線呼出端末を特定するためのアドレス信号と、メッセージ信号を含んだ選択呼出信号を生成して前記基地局に出力し、前記基地局は、当該選択呼出信号を無線信号に変換して無線送信し、
前記通信網を介して前記所定のエリア内にある無線端末の位置測定要求があった場合には、前記中央局は、当該無線端末を特定するためのアドレス信号と、位置測定を行う旨を示す信号を含んだ選択測定信号を生成して前記基地局に出力し、前記基地局は、当該選択測定信号に発信時間を示す発信時間情報および発信基地局の位置を示す座標情報を付加して無線信号に変換して無線送信する
ことを特徴とする通信システム。
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