JP4002846B2

JP4002846B2 - 位置検出方法

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Publication number: JP4002846B2
Application number: JP2003019347A
Authority: JP
Inventors: 聡茂呂田; 忠雄鷹見; 基之内田
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2023-01-28
Also published as: JP2004233100A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信端末の位置検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の固定式無線基地局が、移動通信端末から送信される電波の受信電力や、移動通信端末から送信される電波の遅延時間などを利用して、移動通信端末の位置を検出する方法では、移動通信端末が固定式無線基地局の通信エリア圏内に存在しないと、移動通信端末の位置を検出することができない。
【０００３】
そこで、移動通信端末を携帯するユーザが、固定式無線基地局の通信エリア圏外で遭難した場合等に、１台の移動式の無線基地局（以下、「移動基地局」と呼ぶ）を用いて、移動通信端末から送信される電波の受信電力等から移動通信端末の位置を検出する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−９６８６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のように１台の移動基地局を用いて移動通信端末の位置を検出する従来の位置検出方法では、例えば電波が障害物によって遮蔽されて移動通信端末の位置が検出不能となったり、あるいは障害物に電波が反射されたりすることに起因して移動通信端末の位置の検出精度が悪化する場合があった。
【０００６】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、複数の移動基地局を用いて、精度の高い移動通信端末の位置検出を効率良く行う位置検出方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明にかかる位置検出方法は、複数の移動基地局により移動通信端末の位置を検出する位置検出方法であって、上記複数の移動基地局のうちマスタ局が上記移動通信端末から送信される電波に基づいて、当該移動通信端末が存在するセクタを検出するセクタ検出ステップと、上記マスタ局が、上記移動通信端末が存在するセクタの中心方向における上記マスタ局の通信エリア半径を直径とする円の円周上に、上記マスタ局の位置を基準として、当該マスタ局も含めた上記複数の移動基地局を等間隔に配置するための基地局初期配置情報を算出すると共に、上記複数のスレーブ局に当該基地局初期配置情報を送信し、上記複数のスレーブ局がそれぞれ当該送信された基地局配置情報に基づいて移動する初期配置ステップと、上記複数の移動基地局がそれぞれ、上記円の中心にビームを向けて、上記移動通信端末から送信される電波を受信することによって当該電波の受信電力に関する受信電力情報を取得するとともに、上記複数の移動基地局のうち上記複数のスレーブ局が上記マスタ局に当該受信電力情報を送信する受信電力情報収集ステップと、上記マスタ局が、当該マスタ局が取得した上記受信電力情報と上記複数のスレーブ局から送信された上記受信電力情報とに基づいて、上記移動通信端末の存在範囲を推定する存在範囲推定ステップと、上記複数の移動基地局がそれぞれ、上記移動通信端末の存在範囲においてビームを走査することによって、上記移動通信端末から送信される電波の受信電力が最大となるビーム方向を検出し、当該受信電力が最大となるビーム方向を上記移動通信端末の存在方向として推定すると共に、上記複数の移動基地局のうち上記複数のスレーブ局がそれぞれ、当該移動通信端末の存在方向に関する方向情報を上記マスタ局に送信する第１の方向情報収集ステップと、上記マスタ局が、当該マスタ局が取得した上記方向情報と上記複数のスレーブ局から送信された上記方向情報とのうち、任意の複数の方向情報を選択し、当該選択した複数の方向情報がそれぞれ取得された上記移動基地局の位置から、それぞれの方向情報に含まれる上記移動通信端末の存在方向に伸ばす方向線が交差する位置を、上記移動通信端末の推定位置として算出する第１の推定位置算出ステップと、上記マスタ局が、上記複数の移動基地局のうち、上記移動通信端末の推定位置を算出するために用いた上記方向情報を取得した任意の一つの上記移動基地局の位置と上記移動通信端末の推定位置との距離を半径とし、上記移動通信端末の推定位置を中心とする円の円周上に、上記任意の一つの移動基地局を基準として、当該任意の一つの移動基地局も含めた上記複数の移動基地局を等間隔に再配置するための再配置情報を算出すると共に、上記複数のスレーブ局に当該再配置情報を送信し、上記マスタ局を含む上記複数の移動基地局がそれぞれ、当該再配置情報に基づいて移動する再配置ステップと、上記再配置ステップにおいて再配置された前複数の記移動基地局が、上記移動通信端末の推定位置に向けて、一定距離移動する移動ステップと、上記移動ステップにおいて上記複数の移動基地局がそれぞれ移動した位置において、上記移動通信端末の推定位置を中心にビームを走査することによって、上記移動通信端末から送信される電波の受信電力が最大となるビーム方向を検出し、当該受信電力が最大となるビーム方向を上記移動通信端末の存在方向として推定すると共に、上記複数の移動基地局のうち上記複数のスレーブ局がそれぞれ、当該移動通信端末の存在方向に関する方向情報を上記マスタ局に送信する第２の方向情報収集ステップと、上記マスタ局が、上記第２の方向情報収集ステップにおいて、当該マスタ局が取得した上記方向情報と上記複数のスレーブ局から送信された上記方向情報とのうち、任意の複数の方向情報を選択し、当該選択した複数の方向情報がそれぞれ取得された上記移動基地局の位置から、それぞれの方向情報に含まれる上記移動通信端末の存在方向に伸ばす方向線が交差する位置を、上記移動通信端末の推定位置として算出する第２の推定位置算出ステップと、上記マスタ局が、上記第２の位置推定ステップにおいて算出した上記移動通信端末の推定位置と過去に算出した上記移動通信端末の推定位置との差異が所定量以下であるか否かを判断する収束条件判断ステップとを備え、上記収束条件判断ステップにおいて上記差異が所定量以下である場合に、上記第２の位置推定ステップにおいて算出した最新の推定位置を上記移動通信端末の最終的な推定位置とし、上記差異が所定量より大きい場合に、最新の上記移動通信端末の推定位置と過去の上記移動通信端末の推定位置との差異が所定量以下となるまで、上記再配置ステップと上記移動ステップと上記第２の方向取得ステップと上記第２の位置推定ステップとを繰り返し行うことを特徴としている。
【０００８】
この発明によれば、複数の移動基地局のうち一つのマスタ局が移動通信端末から送信される電波に基づいて、移動通信端末の存在するセクタを検出する。このように移動通信端末の存在するセクタを検出することによって、大まかに移動通信端末が存在する範囲を特定できる。そしてマスタ局が、移動通信端末の存在するセクタの中心方向におけるマスタ局の通信エリア半径を直径とする円の円周上で、上記マスタ局の位置を基準として、このマスタ局も含めた複数の移動基地局を等間隔に配置するための基地局初期配置情報を算出する。この基地局初期配置情報をマスタ局が複数のスレーブ局に送信し、スレーブ局がその基地局初期配置情報に基づいて移動することによって、複数の移動基地局の初期配置がなされる。次いで、マスタ局と複数のスレーブ局がそれぞれ上記の円の中心にビームを向けて、移動通信端末からの電波を受信することによって、電波の受信電力に関する受信電力情報を取得する。そして、複数のスレーブ局はそれぞれ、マスタ局に受信電力情報を送信する。このようにして収集される受信電力情報に基づいて、マスタ局が移動通信端末の存在範囲を特定する。このように、移動通信端末が存在するセクタを囲むように複数のスレーブ局を初期配置し、マスタ局と複数のスレーブ局がそれぞれ、初期配置された位置において、上記の円の中心にビームを向けて、移動通信端末からの電波の受信を試みると、マスタ局と複数のスレーブ局それぞれの電波受信の有無、受信電力に基づいて、移動通信端末の存在範囲を絞り込むことができる。次いで、マスタ局と複数のスレーブ局がそれぞれ、上記の移動通信端末の存在範囲においてビームを走査することによって、移動通信端末から送信される電波の受信電力が最大となるビーム方向を特定し、この特定されたビーム方向を移動通信端末の存在方向として推定する。そして、複数のスレーブ局はこのように推定した移動通信端末の存在方向に関する方向情報をマスタ局に送信する。マスタ局では、このように収集される方向情報のうち、任意の二つの方向情報に基づいて移動通信端末の推定位置を算出する。次いでマスタ局は、上記の推定位置の算出に用いられた方向情報を取得した複数の移動基地局のうち、任意の一つの移動基地局の位置と、移動通信端末の推定位置との距離を半径とし、移動通信端末の推定位置を中心とする円の円周上に、上記の任意の一つの移動基地局の位置を基準として、この任意の一つの移動基地局も含めた複数の移動基地局を等間隔に再配置するための再配置情報を算出する。このようにして算出される再配置情報をマスタ局が複数のスレーブ局に送信し、マスタ局を含む複数の移動基地局はそれぞれ上記の再配置情報に基づいて移動する。このように任意の一つの移動基地局の位置を動かさずに他の複数の移動基地局を移動させることで、複数の移動基地局全てが移動する場合に比べて、総移動距離を少なくしつつ、複数の移動基地局の再配置を行うことができる。次いで、マスタ局と複数のスレーブ局がそれぞれ、上記の移動通信端末の推定位置に向けて一定距離移動する。そして、このように移動した位置において、複数の移動基地局がそれぞれ、上記の移動通信端末の推定位置を中心にビームを走査することによって、移動通信端末から送信される電波の受信電力が最大となるビーム方向を特定し、この特定されたビーム方向を移動通信端末の存在方向として推定する。そして、複数のスレーブ局はこのように推定した移動通信端末の存在方向に関する方向情報をマスタ局に送信する。マスタ局はこのようにして収集する方向情報から任意の複数の方向情報を用いて、移動通信端末の推定位置を算出する。そして、マスタ局は、このようにして算出した移動通信端末の推定位置と過去に算出した移動通信端末の推定位置との差異を求め、その差異が所定量以下であるか否かを判断する。この判断によって、上記の差異が所定量以下である場合には、最新の移動通信端末の推定位置を最終的な移動通信端末の位置とする。一方、上記の差異が所定量より大きい場合には、複数の移動基地局の再配置を行って、移動通信端末の位置の推定する処理を繰り返す。このように、複数の移動基地局によって移動通信端末の位置検出を行うので、一台の移動基地局によって移動通信端末の位置を検出する場合に比べて、障害物の存在による受信環境による影響を抑えて、移動通信端末の位置検出を行うことができる。また、マスタ局が自己が推定する移動通信端末の存在方向と複数のスレーブ局が推定する移動通信端末の存在方向を有効に利用しながら、マスタ局及び複数のスレーブ局の再配置と移動通信端末の位置推定を、過去の推定位置との差異が収束するまで繰り返すので、精度の高い移動通信端末の位置検出を効率よく行うことができる。
【０００９】
また、本発明の位置検出方法においては、上記収束条件判断ステップにおいて、上記差異が所定量より大きい場合に、上記再配置ステップを繰り返す前に、上記移動通信端末へ上記マスタ局が電波の送信電力を所定量低下させるための送信電力低下信号を送信するとともに、上記移動通信端末が当該送信された送信電力低下信号に基づいて、電波の送信電力を低下させる送信電力低下ステップを更に備えることが好適である。
【００１０】
この発明によれば、上記の収束条件判断ステップにおいて、最新の移動通信端末の推定位置と過去の移動通信端末の推定位置との差異が所定量より大きく、再度、複数の移動基地局を再配置して移動通信端末の位置推定を繰り返す前に、マスタ局が移動通信端末に送信電力低下信号を送信し、移動通信端末がその送信電力低下信号に基づいて送信する電波の電力を低下させる。すなわち、複数の移動基地局が再配置されることによって、移動通信端末に近づく度に、移動通信端末が送信する電波の電力を低下させる。これによって、移動通信端末は消費電力を低下させることができるので、電波を送信可能な時間を延ばすことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態にかかる移動通信端末の位置検出方法について、添付の図面を参照して説明する。本実施形態における移動通信端末１５は、ユーザによって携帯される携帯電話等の情報通信端末であって、固定式の無線基地局の通信エリア圏外においてユーザが遭難した場合等に、複数の移動基地局１１〜１４によって、その位置が検出されるよう、位置検出用信号を送信する。また、移動通信端末１５の位置検出に用いる複数の移動基地局１１〜１４は、移動通信端末１５から送信される位置検出信号を受信する指向性を有するアンテナを備える。そして、移動基地局１１〜１４は、その機能によってマスタ局１１と複数のスレーブ局１２〜１４に分類される。ここで、マスタ局１１は、スレーブ局１２〜１４から情報を収集して移動通信端末１５の位置を推定する処理等を行う演算装置と、スレーブ局１２〜１４に移動位置を送信したり、スレーブ局１２〜１４から送信される情報を受信するための通信装置を備え、本実施形態にかかる移動通信端末１５の位置検出において処理の統括を行う。また、スレーブ局１２〜１４は、マスタ局１１による指示を受信したり、それぞれが取得した種々の情報をマスタ局１１に送信するための通信装置を備え、マスタ局１１による指示の下、その位置を移動させたり、移動通信端末１５の存在方向の推定を行う等して取得する種々の情報をマスタ局１１に送信する。
【００１２】
以下、このような移動基地局１１〜１４を用いて行う移動通信端末１５の位置検出方法について、そのフローチャートである図１を参照しながら、詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態にかかる移動通信端末１５の位置検出方法においては、まずマスタ局１１が、移動通信端末１５が存在するセクタを検出する（ステップＳ１０１）。図２は、マスタ局１１が移動通信端末１５の存在するセクタを検出する処理を説明するための図である。図２に示すように、マスタ局１１は、通信エリア１０１内を分割する６つのセクタ２０〜２５それぞれにおいて、移動通信端末１５から送信される位置検出信号の受信を試みる。そして、位置検出信号が受信できたセクタ２０を移動通信端末１５の存在セクタとする。
【００１３】
図１に戻って、次にマスタ局１１は、スレーブ局１２〜１４の初期配置するための基地局初期配置情報を算出すると共に、スレーブ局１２〜１４にその基地局初期配置情報を送信する。そして、スレーブ局１２〜１４はこの基地局初期配置情報にしたがって、移動する（ステップＳ１０２）。図３は、スレーブ局１２〜１４の初期配置に関する処理を説明するための図である。図３に示すように、マスタ局１１は、移動通信端末１５の存在するセクタ２０の中心方向におけるマスタ局１１の通信エリア１０１の半径１０２を直径とする円１０３の円周上に、マスタ局１１の位置を基準として、マスタ局１１と３つのスレーブ局１２〜１４を等間隔（９０°間隔）に配置する基地局配置情報を算出する。そして、この基地局配置情報をスレーブ局１２〜１４に送信する。スレーブ局１２〜１４はこの基地局配置情報にしたがって移動することにより、図３に示すように移動基地局１１〜１４が初期配置される。
【００１４】
図１に戻って、次に移動基地局１１〜１４はそれぞれ、上記の円１０３の中心にビームを向けて、移動通信端末１５によって送信される位置検出信号の受信を試みる。そして、移動基地局１１〜１４はそれぞれ移動通信端末１５から送信される位置検出信号の受信電力値からなる受信電力情報を取得する。そして、移動基地局１１〜１４のうちスレーブ局１２〜１４は、この受信電力情報をマスタ局１１に送信する（ステップＳ１０３）。マスタ局１１はこのようにスレーブ局１２〜１４から送信される受信電力情報と、自己が取得した受信電力情報を用いて、移動通信端末１５の存在範囲を推定する（ステップＳ１０４）。図４は、移動通信端末１５の存在範囲を推定する処理について説明するための図である。図４に示すように、複数の移動基地局１１〜１４はそれぞれ指向角６０°のビームの中心方向を円１０３の中心に向けて、移動通信端末１５から送信される位置検出信号の受信を試み、位置検出信号の受信電力値からなる受信電力情報をマスタ局１１に収集する。すると、マスタ局１１は収集された受信電力情報から移動基地局１１〜１４における位置検出信号の受信の有無及び受信電力値によって、セクタ２０内の領域において移動通信端末１５の存在範囲を範囲３０〜４２のいずれかに特定できる。図５は、図４に示す範囲３０〜４２のそれぞれの範囲に移動通信端末１５が存在する場合の移動基地局１１〜１４それぞれに対する位置検出信号の受信の有無（受信有りの場合は○、受信無しの場合は空白）及び受信電力の関係を示す表である。図５に示すように、移動通信端末１５が存在する範囲は、範囲３０と範囲４１、また範囲４０と範囲４２を除いて、移動基地局１１〜１４の位置検出信号の受信の有無によって特定できる。また、範囲３０と範囲４１に移動通信端末１５が存在する場合には、移動基地局１１と移動基地局１３に位置検出信号が受信されるが、図４に示すように、範囲３０及び範囲４１は移動基地局１１と移動基地局１３との距離がそれぞれ異なるので、移動基地局１１と移動基地局１３に受信される位置検出信号の受信電力の大小（図５においては、受信電力の大小をかっこ内に「大」「小」として記載）によって、移動通信端末１５の存在する範囲を範囲３０または範囲４１のいずれかに特定できる。また、範囲４０と範囲４２のいずれかに移動通信端末１５が存在する場合には、この二つのいずれの範囲に移動通信端末１５が存在しても、移動基地局１１〜１４における位置検出信号の受信の有無は同じであり、また受信電力値は略同一となる。したがって、移動基地局１１〜１４における位置検出信号の受信の有無、受信電力値によるだけでは、範囲４０または範囲４２のいずれに移動通信端末１５が存在するかを特定できない。この場合には、この二つの範囲のいずれかに移動通信端末１５が存在することを特定した後で、後述する移動通信端末１５の存在方向の推定及び推定位置の算出処理（ステップＳ１０５及びステップＳ１０６を参照）を、範囲４０及び範囲４２において行うことにより、移動通信端末１５の存在範囲を範囲４０または範囲４２のいずれかに特定しなくても、移動通信端末１５の推定位置を算出することができる。なお、図４においては、範囲３６に移動通信端末１５が存在するが、この場合には、マスタ局１１及びスレーブ局１４のみに位置検出信号が受信でき、その結果、移動通信端末１５の存在範囲を範囲３６と特定できる。
【００１５】
図１に戻って、次に、上述のように推定された移動通信端末１５の存在範囲において、移動基地局１１〜１４が移動通信端末１５の存在方向を推定し（ステップＳ１０５）、マスタ局１１はそれぞれの移動基地局で推定された移動通信端末１５の存在方向に基づいて、移動通信端末１５の推定位置を算出する（ステップＳ１０６）。図６は、移動基地局１１〜１４による移動通信端末１５の存在方向の推定及び、マスタ局１１において行う移動通信端末１５の推定位置の算出処理を説明するための図である。図６に示すように、移動基地局１１〜１４はそれぞれ、移動通信端末１５の存在範囲３６においてビームを走査することによって、移動通信端末１５から送信される位置検出信号の受信電力が最大となるビーム方向を特定する。そして、上記のように位置検出信号の受信電力が最大となるビーム方向を移動通信端末１５の存在方向とし、移動基地局１１〜１４のうちスレーブ局１２〜１４はその存在方向に関する方向情報をマスタ局１１に送信する。マスタ局１１は、このように収集される方向情報のうち、任意の複数の方向情報を選択し、選択した方向情報がそれぞれ取得された移動基地局の位置からそれぞれの方向情報に基づいて移動通信端末１５の存在方向へ伸ばした方向線が交差する位置を移動通信端末１５の推定位置として算出する。例えば、図６に示すように、マスタ局１１は、マスタ局１１とスレーブ局１２が取得した方向情報を選択する場合、マスタ局１１の位置から見た移動通信端末１５の存在方向へ伸ばした方向線１０５と、スレーブ局１２からみた移動通信端末１５の存在方向に伸ばした方向線１０４が交差する位置を移動通信端末１５の推定位置１０６として算出する。
【００１６】
なお、移動基地局１１〜１４がそれぞれ、ビームを走査することによって移動通信端末１５から送信される位置検出信号が受信できるビーム方向の範囲の中心方向を、移動通信端末１５の存在方向とし推定しても良い。また、マスタ局１１が収集された方向情報の中から任意に選択する複数の方向情報は、受信電力が大きい方から複数の方向情報を選択することができる。あるいは、それぞれの方向情報が取得された移動基地局の位置から移動通信端末１５の存在方向へ伸ばす方向線同士が、直角に近い角度で交わるように複数個の方向情報を選択しても良い。
【００１７】
図１に戻って、次に、マスタ局１１が、自己を含む移動基地局１１〜１４の再配置情報を算出し、この再配置情報にしたがってそれぞれの移動基地局が移動する（ステップＳ１０７）。更に、移動基地局１１〜１４がそれぞれ再配置された位置から、移動通信端末１５の推定位置１０６に向けて一定距離移動する（ステップＳ１０８）。図７は、移動基地局１１〜１４の再配置処理、及び再配置された位置からの移動に関する処理を説明するための図である。図７に示すように、マスタ局は、まず、上述のように移動通信端末１５の推定位置の算出に利用した方向情報が取得された移動基地局のうち任意の一つの移動基地局の位置と、移動通信端末１５の推定位置との距離を半径とし、移動通信端末１５の推定位置を中心とする円の円周上に、上記の任意の一つの移動基地局を基準として、この任意の一つの移動基地局も含めた複数の移動基地局を等間隔に再配置するための再配置情報をマスタ局１１が算出する。図７においては、上述の移動通信端末１５の推定位置１０６の算出に利用した方向情報が取得されたスレーブ局１２の位置と、移動通信端末１５の推定位置１０６との距離１０７を半径とし、移動通信端末の推定位置１０６を中心とした円１０８の円周上に、スレーブ局１２の位置を基準として、スレーブ局１２も含めた移動基地局１１〜１４を等間隔に再配置するための再配置情報を算出している。そして、このように算出された再配置情報にしたがって、移動基地局１１〜１４がそれぞれ移動することによって再配置が行われる。次に、図７に示すように移動基地局１１〜１４は、それぞれが再配置された位置から、移動通信端末１５の推定位置に向けて一定距離移動する。
【００１８】
図１に戻って、次に、移動基地局１１〜１４はそれぞれが移動した位置において、移動通信端末１５の存在方向を推定し（ステップＳ１０９）、マスタ局１１がそれぞれの移動基地局によって推定された移動通信端末１５の存在方向に基づいて、移動通信端末１５の推定位置を算出する（ステップＳ１１０）。図８は移動基地局１１〜１４による移動通信端末１５の存在方向の推定及び、マスタ局１１において行う移動通信端末１５の推定位置の算出処理を説明するための図である。図８に示すように、移動基地局１１〜１４はそれぞれが移動した位置において、ビームを走査し、移動通信端末１５から送信される位置検出信号の受信強度が最大となるビーム方向を特定する。このビーム方向を移動通信端末１５の存在方向とし、この存在方向に関する方向情報を移動基地局１１〜１４のうちスレーブ局１２〜１４がマスタ局１１に送信する。マスタ局１１は、このように収集される方向情報のうち、任意の複数の方向情報を選択し、選択した方向情報がそれぞれ取得された移動基地局の位置からそれぞれの方向情報に基づいて移動通信端末１５の存在方向へ伸ばした方向線が交差する位置を移動通信端末１５の推定位置として算出する。例えば、図８に示すように、マスタ局１１は、マスタ局１１とスレーブ局１４が取得した方向情報を選択する場合、マスタ局１１の位置から見た移動通信端末１５の存在方向へ伸ばした方向線１０９と、スレーブ局１４からみた移動通信端末１５の存在方向に伸ばした方向線１１０が交差する位置を移動通信端末１５の推定位置１１１として算出する。
【００１９】
なお、移動基地局１１〜１４がそれぞれ、ビームを走査することによって移動通信端末１５から送信される位置検出信号が受信できるビーム方向の範囲の中心方向を、移動通信端末１５の存在方向とし推定しても良い。また、マスタ局１１が収集された方向情報の中から任意に選択する複数の方向情報は、受信電力が大きい方から複数の方向情報を選択することができる。あるいは、それぞれの方向情報が取得された移動基地局の位置から移動通信端末１５の存在方向へ伸ばす方向線同士が、直角に近い角度で交わるように複数個の方向情報を選択しても良い。
【００２０】
図１に戻って、マスタ局１１は、上述のように算出した移動通信端末１５の推定位置と、過去に算出した移動通信端末１５の推定位置との差異が所定量以下であるか否かを判断する（ステップＳ１１１）。すなわち、移動通信端末１５の推定位置が収束したか否かを判断する。そして、上記の差異が所定量以下の場合は、最新の移動通信端末１５の推定位置を、最終的な移動通信端末１５の位置として検出する。一方、上記の差異が所定量より大きい場合に、マスタ局１１は移動通信端末１５に送信電力を低下するよう指示する送信電力低下信号を送信する。このように、マスタ局１１から送信される送信電力低下信号にしたがって、移動通信端末１５は位置検出信号の送信電力を一定量低下させる（ステップＳ１１２）。そして、移動通信端末の再配置から移動通信端末の推定位置の算出までの一連の処理（ステップＳ１０７〜ステップＳ１１０）を、最新の移動通信端末１５の推定位置と、過去に算出した移動通信端末１５の推定位置との差異が所定量以下となるまで繰り返す。
【００２１】
以上のように、本実施形態における移動通信端末１５の位置検出方法では、ます、移動基地局１１〜１４のうちマスタ局１１が移動通信端末１５の存在するセクタを検出するので、移動通信端末１５の存在する位置を大まかに推定できる。
【００２２】
また、このように推定された移動通信端末１５の存在するセクタを囲む円１０３の円周上に、移動基地局１１〜１４を等間隔に初期配置する。そして、それぞれの移動基地局１１〜１４が円１３の中心方向にビームを向けて、移動通信端末１５から送信される位置検出信号の受信電力値を取得し、この受信電力値に関する受信電力情報をマスタ局１１に収集する。そして、移動基地局１１〜１４それぞれに取得された受信電力情報に基づいて、マスタ局１１が移動基地局１１〜１４それぞれにおける位置検出信号の受信の有無、及び受信電力値によって、移動通信端末１５の存在範囲を絞り込むことができる。
【００２３】
更に、このように推定された移動通信端末１５の存在範囲において、移動基地局１１〜１４がビームを走査することによって、移動通信端末１５から送信される位置検出信号の受信電力が最大となるビーム方向を特定する。そして、そのビーム方向を移動通信端末１５の存在方向とし、この存在方向に関する方向情報をマスタ局１１に収集する。マスタ局１１では、収集された方向情報のうち任意の複数の方向情報を選択し、選択した方向情報が取得された移動基地局の位置から、移動通信端末１５の存在方向に伸ばす方向線の交差する位置を移動通信端末１５の推定位置として算出する。そして、移動基地局１１〜１４の再配置と移動を行い、移動通信端末１５の推定位置を中心に、それぞれの移動基地局１１〜１４がビームを走査して、移動通信端末１５の存在方向を推定し、マスタ局１１によって移動通信端末の推定位置を算出する処理を、移動通信端末１５の推定位置が収束するまで繰り返す。このように、移動通信端末１５の存在位置を複数の移動基地局１１〜１４を用いて検出するので、一つの移動基地局によって移動通信端末の位置を検出する従来の方法に比して、移動通信端末１５から送信される電波の受信状態による影響を抑えることができる。また、このように、複数の移動基地局１１〜１４の協働によって、移動通信端末１５の推定位置が収束するまで、その算出を繰り返すので、精度の良い移動通信端末１５の位置検出を効率よく行うことができる。
【００２４】
加えて、移動通信端末１５の推定位置の算出を繰り返す前に、マスタ局１１からの指示に基づいて、移動通信端末１５から送信する位置検出信号の送信電力を低下させるので、移動通信端末１５の消費電力を抑えることができる。その結果、移動通信端末１５による位置検出信号の送信可能な時間を延ばすことができる。
【００２５】
なお、以上の実施形態の説明においては、移動基地局を４つ利用する方法について説明したが、移動基地局の数は４つに限定されるものではなく、３台以上であれば、本実施形態に示した移動通信端末の位置検出方法は適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明によれば、移動基地局の再配置と、移動通信端末の推定位置の算出を、移動通信端末の推定位置が収束するまで繰り返すので、複数の移動基地局による協働によって、精度の高い移動通信端末の位置検出を効率良く行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態にかかる移動通信端末の位置検出方法を示すフローチャートである
【図２】マスタ局が移動通信端末の存在セクタを検出する処理を説明するための図である。
【図３】複数の移動基地局の初期配置に関する処理を説明するための図である。
【図４】移動通信端末の存在範囲を推定する処理を説明するための図である。
【図５】移動通信端末の存在範囲と、移動基地局における位置検出信号の受信の有無及び受信電力の関係を示す表である。
【図６】移動通信端末の存在方向の推定、及び移動通信端末の推定位置の算出処理を説明するための図である。
【図７】移動基地局の再配置と、移動基地局の移動に関する処理を説明するための図である。
【図８】移動通信端末の存在方向の推定、及び移動通信端末の推定位置の算出処理を説明するための図である。
【符号の説明】
１１〜１４・・・移動基地局（１１・・・マスタ局、１２〜１４・・・スレーブ局）、１５・・・移動通信端末

Claims

複数の移動基地局により移動通信端末の位置を検出する位置検出方法であって、
前記複数の移動基地局のうちマスタ局が前記移動通信端末から送信される電波に基づいて、当該移動通信端末が存在するセクタを検出するセクタ検出ステップと、
前記マスタ局が、前記移動通信端末が存在するセクタの中心方向における前記マスタ局の通信エリア半径を直径とする円の円周上に、前記マスタ局の位置を基準として、当該マスタ局も含めた前記複数の移動基地局を等間隔に配置するための基地局初期配置情報を算出すると共に、前記複数のスレーブ局に当該基地局初期配置情報を送信し、前記複数のスレーブ局がそれぞれ当該送信された基地局配置情報に基づいて移動する初期配置ステップと、
前記複数の移動基地局がそれぞれ、前記円の中心にビームを向けて、前記移動通信端末から送信される電波を受信することによって当該電波の受信電力に関する受信電力情報を取得するとともに、前記複数の移動基地局のうち前記複数のスレーブ局が前記マスタ局に当該受信電力情報を送信する受信電力情報収集ステップと、
前記マスタ局が、当該マスタ局が取得した前記受信電力情報と前記複数のスレーブ局から送信された前記受信電力情報とに基づいて、前記移動通信端末の存在範囲を推定する存在範囲推定ステップと、
前記複数の移動基地局がそれぞれ、前記移動通信端末の存在範囲においてビームを走査することによって、前記移動通信端末から送信される電波の受信電力が最大となるビーム方向を検出し、当該受信電力が最大となるビーム方向を前記移動通信端末の存在方向として推定すると共に、前記複数の移動基地局のうち前記複数のスレーブ局がそれぞれ、当該移動通信端末の存在方向に関する方向情報を前記マスタ局に送信する第１の方向情報収集ステップと、
前記マスタ局が、当該マスタ局が取得した前記方向情報と前記複数のスレーブ局から送信された前記方向情報とのうち、任意の複数の方向情報を選択し、当該選択した複数の方向情報がそれぞれ取得された前記移動基地局の位置から、それぞれの方向情報に含まれる前記移動通信端末の存在方向に伸ばす方向線が交差する位置を、前記移動通信端末の推定位置として算出する第１の推定位置算出ステップと、
前記マスタ局が、前記複数の移動基地局のうち、前記移動通信端末の推定位置を算出するために用いた前記方向情報を取得した任意の一つの前記移動基地局の位置と前記移動通信端末の推定位置との距離を半径とし、前記移動通信端末の推定位置を中心とする円の円周上に、前記任意の一つの移動基地局を基準として、当該任意の一つの移動基地局も含めた前記複数の移動基地局を等間隔に再配置するための再配置情報を算出すると共に、前記複数のスレーブ局に当該再配置情報を送信し、前記マスタ局を含む前記複数の移動基地局がそれぞれ、当該再配置情報に基づいて移動する再配置ステップと、
前記再配置ステップにおいて再配置された前複数の記移動基地局が、前記移動通信端末の推定位置に向けて、一定距離移動する移動ステップと、
前記移動ステップにおいて前記複数の移動基地局がそれぞれ移動した位置において、前記移動通信端末の推定位置を中心にビームを走査することによって、前記移動通信端末から送信される電波の受信電力が最大となるビーム方向を検出し、当該受信電力が最大となるビーム方向を前記移動通信端末の存在方向として推定すると共に、前記複数の移動基地局のうち前記複数のスレーブ局がそれぞれ、当該移動通信端末の存在方向に関する方向情報を前記マスタ局に送信する第２の方向情報収集ステップと、
前記マスタ局が、前記第２の方向情報収集ステップにおいて、当該マスタ局が取得した前記方向情報と前記複数のスレーブ局から送信された前記方向情報とのうち、任意の複数の方向情報を選択し、当該選択した複数の方向情報がそれぞれ取得された前記移動基地局の位置から、それぞれの方向情報に含まれる前記移動通信端末の存在方向に伸ばす方向線が交差する位置を、前記移動通信端末の推定位置として算出する第２の推定位置算出ステップと、
前記マスタ局が、前記第２の位置推定ステップにおいて算出した前記移動通信端末の推定位置と過去に算出した前記移動通信端末の推定位置との差異が所定量以下であるか否かを判断する収束条件判断ステップと
を備え、
前記収束条件判断ステップにおいて前記差異が所定量以下である場合に、前記第２の位置推定ステップにおいて算出した最新の推定位置を前記移動通信端末の最終的な推定位置とし、前記差異が所定量より大きい場合に、最新の前記移動通信端末の推定位置と過去の前記移動通信端末の推定位置との差異が所定量以下となるまで、前記再配置ステップと前記移動ステップと前記第２の方向取得ステップと前記第２の位置推定ステップとを繰り返し行う
ことを特徴とする位置検出方法。
前記収束条件判断ステップにおいて、前記差異が所定量より大きい場合に、前記再配置ステップを繰り返す前に、前記移動通信端末へ前記マスタ局が電波の送信電力を所定量低下させるための送信電力低下信号を送信するとともに、前記移動通信端末が当該送信された送信電力低下信号に基づいて、電波の送信電力を低下させる送信電力低下ステップ
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の位置検出方法。