JP4074197B2 - Receiver for mobile communication system - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信エリアの異なる複数のアンテナで受信された受信信号に復調処理を含む所定の処理を施す移動通信システム用の受信装置に関し、特に、移動通信端末の位置を検出するための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、移動通信端末の位置を検出する技術として、既に下記の技術が知られている。
[1]GPS(Global Positioning System)による位置検出:移動通信端末にGPS受信装置を設けることで、複数のGPS衛星から受信した信号に基づいて、移動通信端末の位置を検出することができる(例えば特許文献1参照。)。
[2]基地局IDによる位置検出:通信信号に含まれる基地局IDにより、基地局の単位で移動通信端末の存在する位置を検出することができる。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−305210号公報
【特許文献2】
特開平5−268128号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記[1]については、ビル内や地下街など、GPS衛星からの信号を受信できない領域では、位置検出を行うことができないという問題がある。また、上記[2]については、一つの基地局の通信エリアの半径は例えば1〜10キロメートル程度と広く設定される場合もあり、そのような場合には所望の位置検出精度を確保できないという問題がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる受信装置は、通信エリアの異なる複数のアンテナで受信された受信信号に復調処理を含む所定の処理を施す受信装置であって、各アンテナで受信された受信信号をそれぞれ異なる遅延量で遅延させる遅延要素と、上記遅延要素によって遅延された複数の受信信号を合成する合成処理部と、上記合成信号と既知信号との相関値を取得する相関値取得部と、取得された上記相関値のピークタイミングに基づいて信号送信端末の存在する通信エリアを特定する端末位置検出部と、を備え、上記遅延要素の遅延量は上記相関値のピークの出現する時間帯がアンテナ毎にそれぞれ異なるように設定されており、上記端末位置検出部は上記ピークの出現した時間帯から信号送信端末の存在する通信エリアを特定する。
【0006】
こうすれば、アンテナの通信エリア単位で移動通信端末の位置を検出することができ、従来の基地局単位で位置検出を行うシステムに比べ、位置検出精度を向上することができる。また、GPS信号の届かないビル内や地下街等の場所においても、移動通信端末の位置を検出することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施形態にかかる送受信装置12を含む移動通信システム10の概略構成を示す図、図2は、送受信装置12に含まれる基地局装置(BTS)20のうち受信部の信号処理機構の概略構成を示す図、図3は、送受信装置12内部における信号波形の変化の一例を示す図、また図4は、移動端末14の位置検出にかかるシーケンスの一例を示す図である。
【0008】
図1の移動通信システム10では、送受信装置12は、複数の通信エリアAi(i=0,1,・・・,n-1;nは2以上の整数)を管轄している。そして、通信エリアAi内の各移動端末14は、送受信装置12および通信回線網16を介して、通信相手先としての他の端末(図示せず)との間で信号の授受を行うことができる。なお、通信エリアAiは、各アンテナ18−iとの間で移動端末14が無線通信信号(上り信号/下り信号)を所定の電力で授受可能な範囲として規定される。また、移動通信システム10は、例えばCDMA(Code Division Multiple Access:符号分割多元接続)方式の携帯電話用通信システムとして構成することができる。
【0009】
本実施形態にかかる送受信装置12は、大別して基地局装置(BTS)20および中継機構22を含む。中継機構22は、BTS20とアンテナ18−iとの間に介在しており、一つのリピータ親機24、各アンテナ18−iに対応するリピータ子機26−i(i=0,1,・・・,n-1)、および複数の遅延要素28−i(i=0,1,・・・,n-1)を含む。リピータ親機24は、信号を合成/分配する機能を備えており、受信に際しては各アンテナ18−iからの信号(受信信号)を合成し(すなわち、合成信号の生成)、他方、送信に際してはBTS20からの信号を各アンテナ18−iに分配する。すなわちリピータ親機24は、本発明にかかる合成処理部に相当する。なお、リピータ親機24およびリピータ子機26−iには光/電気信号変換機能を与えることができ、その場合、リピータ親機24とリピータ子機26−iとの間では光信号による通信が行われる。
【0010】
遅延要素28−iは、複数のアンテナ18−iのそれぞれで受信された受信信号をそれぞれ異なる遅延量で遅延させる。各遅延要素28−iによる遅延量の設定については、後述する。なお、リピータ親機24とリピータ子機26−iとの間を光通信とする場合、この遅延要素28−iは、例えば、リピータ親機24とリピータ子機26−iとの間の光ケーブル自身で構成することができる。すなわち、リピータ親機24とリピータ子機26−iとの間の各ケーブルの長さを調整することで、所望の遅延量および遅延差を与えることができる。ただし、それはあくまでも一例であって、電気信号の段階で遅延させてもよいし、遅延要素28−iとして所定の素子あるいは回路を用いてもよい。電気信号の段階で遅延させる手段としては、同軸ケーブル(例えば漏洩同軸ケーブル)やSAW遅延素子等がある。
【0011】
また、図2に示すように、受信処理部(RX)30は、増幅、フィルタリング、周波数変換処理等を行い、リピータ親機24で生成された合成信号から、互いに直交する複素ベースバンド信号のI信号およびQ信号を取り出す。相関器32は、それらI信号およびQ信号と既知信号とに基づいて複素相関値を取得する。サーチャ34は、複素相関値のピークとなるタイミング(または位相)を取得する。なお、図2は、位置検出に関する構成要素のみを示したものであって、実際にはBTS20は他の構成要素も含む。また、受信処理部30、相関器32およびサーチャ34自体については、公知の装置構成に対する大幅な変更は要しないし、通常の信号処理(すなわち種々のサービスのための信号処理等)にも用いられる。
【0012】
さて、サーチャ34で取得された複素相関値のピークとなるタイミングから、位置検出部36において、移動端末14の存在する通信エリアAiが特定される。ここで、図3を参照してその原理について説明する。図3は、それぞれ異なる通信エリア(A0,A1,A2)に対応する三つのアンテナ(18−0,18−1,18−2)で受信された受信信号の波形が、送受信装置12内の各要素によってどのように変化するかを示す模式図である。図3(a)は、遅延要素(28−0,28−1,28−2)に入力される前の受信信号の波形(R0,R1,R2)、図3(b)は、遅延要素(28−0,28−1,28−2)から出力された後の受信信号の波形(Rl0,Rl1,Rl2)、図3(c)はリピータ親機24において図3(b)の三つの波形が合成された合成信号の波形(Rt)、また図3(d)は、相関器32によって取得された相関値の波形(Cz)である。なお、図3の(a)〜(d)は、基準タイミング(すなわち横軸の左端)を全て同じにして描かれているが、これら基準タイミングの実時刻は各図(各過程)において異なるものであることに注意されたい。また、図3(c)は、図3(b)に示した波形に基づく部分のみ示しており、実際の波形とは異なるものであることにも注意されたい。
【0013】
図3(a)および(b)に示すように、複数のアンテナ(18−0,18−1,18−2)のそれぞれで受信された受信信号に対する遅延量(τ012)は、それぞれ異なる値に設定される。図3の例では、受信信号R0に対する遅延量τ0、受信信号R1に対する遅延量τ1、および受信信号R2に対する遅延量τ2は、τ0<τ1<τ2となるように設定されている。ここで、上述したように、遅延量をケーブルの長さで調整する場合には、受信信号R0を通すケーブルの長さをL0、受信信号R1を通すケーブルの長さをL1、受信信号R2を通すケーブルの長さをL2とするとき、L0<L1<L2とすればよい。そして、それぞれ遅延された受信信号(Rl0,Rl1,Rl2)は、リピータ親機24で一つの信号(合成信号Rt)に合成され(図3(c))、この合成信号Rtから相関器32において相関値Czが取得される(図3(d))。
【0014】
ここで注目すべきは、図3(d)に示すように、各アンテナ(18−0,18−1,18−2)で受信された受信信号に対応する相関値が、互いに重なり合うことなく、異なる時間帯(T0,T1,T2)に出現していることである。遅延量(τ012)を適切に設定することで、このような相関値の分離が可能となることは、当業者であれば容易に理解できよう。具体例で説明すると、通信エリアAiの最大半径を30[m(メートル)]、信号伝搬速度を3×108[m/s]とすると、通信エリアAi内における移動端末14の最大遅延時間差Tlmaxは、Tlmax=30/(3×108)×2=200[ns](往復遅延)となる。また、BTS20におけるパス分離の分解能は1チップ時間長(例えば260[ns]、これをTchipとする)程度と考えられる。そこで、各遅延量(τ012)を、TlmaxとTchipとの和より大きいステップ、例えば500[ns](=0.5[μs])のステップで段階的に設定すれば(すなわち、図3の例ではτ0=0.5[μs],τ1=1[μs],τ2=1.5[μs]と設定する)、各アンテナ18−iに対応する相関値を時間軸上で分離することが可能となる。その場合、各時間帯(T0,T1,T2)の基準タイミングからの時間は、時間帯T0:0.5〜1[μs]、時間帯T1:1〜1.5[μs]、時間帯T2:1.5〜2[μs]となる。
【0015】
時間的に分離された相関値Czのピークから移動端末14の属する通信エリアAiを特定するのは容易である。すなわち、位置検出部36は、所定時間範囲内、すなわち処理対象たる受信信号の基準タイミングから所定の時間内(図3(d)の例では基準タイミングから時間帯T2の終了時点まで)で、相関値Czが最大となるピークタイミングtpを検出し、さらにそのタイミングtpがどの時間帯に含まれるかを検出する。図3(d)の場合、相関値Czが最大となるピークタイミングは、時間帯T1内にある。そして、位置検出部36は、記憶部38に格納される時間帯と通信エリアAiとの対応関係を示す情報を参照し、相関値Czが最大となるピークタイミングの含まれる時間帯に対応する通信エリアAiを取得する。図3の場合、記憶部38には、時間帯T0と通信エリアA0(の識別コード)、時間帯T1と通信エリアA1、時間帯T2と通信エリアA2が、それぞれ対応づけて格納されており、位置検出部36は、移動端末14の属する通信エリアAiとして、時間帯T1に対応する通信エリアA1を取得する。すなわち、本実施形態による通信エリアAiの特定は、既知信号との相関値が最も高くなる受信信号を受けたアンテナ18−iに対応する通信エリアAi内に移動端末14が存在するという考えに基づいている。
【0016】
さらに、位置検出部36は、各相関値Czのピークタイミングの基準タイミング(ここでは送受信信号の伝搬遅延=0である場合に相関値Czがピークとなるタイミング)からの遅延時間δti(i=0,1,・・・,n-1)を取得することによって、より精度良く移動端末14の位置を取得することができる。すなわち、遅延時間δtiは移動端末14とアンテナ18−iとの距離に比例するから、信号伝搬速度をv(≒3×108[m/s])とすると、各アンテナ18−iから移動端末14までの距離li(i=0,1,・・・,n-1)は、δtiが往復の伝搬遅延として観測されることを考慮し、li = 0.5 × v × δtiとして取得することができる。そこで、例えば、複数の相関値Czの大きい方から二つについて対応する各アンテナ18−iの所在位置を中心とする半径liの円を取得し、それら二つの円の交点となる位置座標を移動端末14の所在位置と見なすことができる。また、例えば、三つ以上のアンテナ18−i(この場合も相関値Czの大きい方から所定数選択するのが好適である)についてそれぞれ上記円を取得し、円の交点となる複数の位置座標に基づいて(例えばそれら複数の位置座標に対する距離の和が最小となる位置として)移動端末14の所在位置を取得してもよい。なお、これらの場合、記憶部38にはさらに各アンテナ18−iの位置座標(例えば緯度および経度)を示す情報を格納しておき、位置検出部36はその情報に基づいて移動端末14の位置座標を取得すればよい。
【0017】
こうして取得された移動端末14の存在する通信エリアAiあるいは位置座標を示す情報(例えば通信エリアの識別コードまたは緯度・経度)は、例えば所定の上り信号の適切な位置に含められ、BTS20から移動端末14の位置を把握する上位の端末位置管理サーバ(図示せず)に送信される。端末位置管理サーバに蓄積された各移動端末14のより詳細な位置情報は、種々のサービスあるいは制御において有効に利用される。
【0018】
ところで、従来の一般的な移動通信システムでは、通常、移動端末14が複数の基地局エリアからなる位置登録エリアの境界を通過しない限り、位置情報の更新は実行されなかった。これに対し、本実施形態にかかる移動通信システム10では、BTS20から移動端末14に向けて位置検出を行うための制御信号を送信し、移動端末14にその制御信号の応答として位置検出用信号を発信させるため、所望のタイミングで必要に応じて上述した位置検出を実行することができる。その具体例を図4を参照して説明すると、BTS20は、上位装置40(例えば上述した端末位置管理サーバ)から位置情報要求を受け取ると(ステップS10)、移動端末14に対し、位置検出用信号の送信を要求する制御信号(下り信号)を送信する(ステップS11)。すると移動端末14は、その応答として位置検出用信号(上り信号)を送信する(ステップS12)。ここで、位置検出用信号は、例えば、移動端末14の識別IDを含む所定の信号とすればよい。そして、BTS20は、上述した手法により移動端末14の属する通信エリアAiを検出し(ステップS13)、その検出結果を含む位置通知情報を上位装置40に送信する(ステップS14)。このようなポーリング方式を採用することで、本実施形態にかかる移動通信システム10は、所望のタイミングで移動端末14の位置を取得することができる。
【0019】
ところで、特許文献2には、基地局装置に接続された複数のアンテナにそれぞれ遅延量の異なる遅延要素を付加したシステムが開示されている。しかしながら、特許文献2のシステムで用いられる遅延要素は、移動端末の位置検出を目的として用いられているものではなく、全く別の目的を達成するため、すなわち人為的な周波数選択制フェージング環境を構築し、パスダイバーシチ機能を促進させることによって、短周期フェージングを軽減するために用いられるものである。この特許文献2には、本願発明の目的とするところの「移動端末の位置検出」については一切示唆されておらず、また、位置検出に不可欠な装置構成あるいは手順の開示等も一切無い。すなわち、特許文献2の記載は、本願発明に特徴的な技術的思想の動機付けとはなり得ないものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態にかかる移動通信システムおよび送受信装置の概略構成図である。
【図2】 本発明の実施形態にかかる基地局装置の要部についての概略構成図である。
【図3】 本発明の実施形態にかかる送受信装置内での受信信号の時間波形の変化の一例を示す図である。
【図4】 本発明の実施形態にかかる移動通信システムにおける移動端末の位置検出に関するシーケンス図である。
【符号の説明】
10 移動通信システム、12 送受信装置、14 移動端末、16 通信回線網、18−i(i=0,1,2,・・・,n-1) アンテナ、20 基地局装置(BTS)、22 中継機構、24 リピータ親機、26−i(i=0,1,2,・・・,n-1) リピータ子機、28−i(i=0,1,2,・・・,n-1) 遅延要素、30 受信処理部、32相関器、34 サーチャ、36 位置検出部、38 記憶部。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a receiver for a mobile communication system that performs predetermined processing including demodulation processing on received signals received by a plurality of antennas having different communication areas, and more particularly to a technique for detecting the position of a mobile communication terminal. .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the following techniques are already known as techniques for detecting the position of a mobile communication terminal.
[1] Position detection by GPS (Global Positioning System): By providing a GPS receiver in the mobile communication terminal, the position of the mobile communication terminal can be detected based on signals received from a plurality of GPS satellites (for example, (See Patent Document 1).
[2] Location detection based on base station ID: The base station ID included in the communication signal can detect the location where the mobile communication terminal exists in units of base stations.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-305210 A [Patent Document 2]
JP-A-5-268128 [0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above [1] has a problem that position detection cannot be performed in an area where a signal from a GPS satellite cannot be received, such as in a building or an underground mall. As for [2] above, the radius of the communication area of one base station may be set as wide as, for example, about 1 to 10 kilometers. In such a case, the desired position detection accuracy cannot be ensured. There is.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A receiving apparatus according to the present invention is a receiving apparatus that performs predetermined processing including demodulation processing on reception signals received by a plurality of antennas having different communication areas, and each receiving signal received by each antenna has a different delay amount. A delay element that is delayed by the delay element, a synthesis processing unit that synthesizes a plurality of reception signals delayed by the delay element, a correlation value acquisition unit that acquires a correlation value between the synthesized signal and the known signal, and the acquired correlation A terminal position detection unit that identifies a communication area where a signal transmission terminal exists based on a peak timing of the value, and the delay amount of the delay element is different for each antenna in a time zone in which the peak of the correlation value appears The terminal position detection unit identifies a communication area where a signal transmission terminal exists from the time zone in which the peak appears.
[0006]
In this way, the position of the mobile communication terminal can be detected in units of antenna communication areas, and the position detection accuracy can be improved as compared with a conventional system that performs position detection in units of base stations. Further, the position of the mobile communication terminal can be detected even in a building or an underground mall where GPS signals do not reach.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a mobile communication system 10 including a transmission / reception device 12 according to the present embodiment. FIG. 2 is a signal processing mechanism of a reception unit in a base station device (BTS) 20 included in the transmission / reception device 12. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a change in a signal waveform inside the transmission / reception device 12, and FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a sequence relating to position detection of the mobile terminal 14.
[0008]
In the mobile communication system 10 of FIG. 1, the transmission / reception device 12 has jurisdiction over a plurality of communication areas Ai (i = 0, 1,..., N−1; n is an integer of 2 or more). Each mobile terminal 14 in the communication area Ai can exchange signals with another terminal (not shown) as a communication partner via the transmission / reception device 12 and the communication line network 16. . The communication area Ai is defined as a range in which the mobile terminal 14 can transmit and receive a wireless communication signal (uplink signal / downlink signal) with a predetermined power between each antenna 18-i. Further, the mobile communication system 10 can be configured as a mobile phone communication system of, for example, a CDMA (Code Division Multiple Access) system.
[0009]
The transmission / reception apparatus 12 according to the present embodiment broadly includes a base station apparatus (BTS) 20 and a relay mechanism 22. The relay mechanism 22 is interposed between the BTS 20 and the antenna 18-i, and repeater slave unit 26-i (i = 0, 1,... Corresponding to one repeater master unit 24 and each antenna 18-i. , N-1), and a plurality of delay elements 28-i (i = 0, 1,..., N-1). The repeater base unit 24 has a function of combining / distributing signals. When receiving, the repeater master 24 combines signals (received signals) from the respective antennas 18-i (that is, generates a combined signal), while transmitting signals. The signal from the BTS 20 is distributed to each antenna 18-i. That is, the repeater base unit 24 corresponds to a synthesis processing unit according to the present invention. The repeater master unit 24 and the repeater slave unit 26-i can be provided with an optical / electrical signal conversion function. In this case, communication between the repeater master unit 24 and the repeater slave unit 26-i is performed using an optical signal. Done.
[0010]
The delay element 28-i delays the received signal received by each of the plurality of antennas 18-i by different delay amounts. The setting of the delay amount by each delay element 28-i will be described later. When optical communication is performed between the repeater master unit 24 and the repeater slave unit 26-i, the delay element 28-i is, for example, the optical cable itself between the repeater master unit 24 and the repeater slave unit 26-i. Can be configured. That is, a desired delay amount and delay difference can be given by adjusting the length of each cable between the repeater master unit 24 and the repeater slave unit 26-i. However, this is merely an example, and it may be delayed at the stage of the electric signal, or a predetermined element or circuit may be used as the delay element 28-i. Means for delaying at the stage of the electrical signal include a coaxial cable (for example, a leaky coaxial cable), a SAW delay element, and the like.
[0011]
As shown in FIG. 2, the reception processing unit (RX) 30 performs amplification, filtering, frequency conversion processing, and the like, and generates I of complex baseband signals orthogonal to each other from the synthesized signal generated by the repeater master unit 24. Extract signal and Q signal. The correlator 32 acquires a complex correlation value based on the I signal, the Q signal, and the known signal. The searcher 34 acquires the timing (or phase) at which the complex correlation value peaks. Note that FIG. 2 shows only the components related to position detection, and the BTS 20 actually includes other components. The reception processing unit 30, the correlator 32, and the searcher 34 themselves do not require significant changes to the known device configuration, and are also used for normal signal processing (that is, signal processing for various services). .
[0012]
Now, from the timing when the complex correlation value acquired by the searcher 34 becomes a peak, the position detection unit 36 identifies the communication area Ai where the mobile terminal 14 exists. Here, the principle will be described with reference to FIG. 3 shows waveforms of received signals received by three antennas (18-0, 18-1, 18-2) corresponding to different communication areas (A0, A1, A2). It is a schematic diagram which shows how it changes with elements. 3A shows the waveforms (R 0 , R 1 , R 2 ) of the received signals before being input to the delay elements (28-0, 28-1, 28-2), and FIG. The waveforms (Rl 0 , Rl 1 , Rl 2 ) of the received signals after being output from the delay elements (28-0, 28-1, 28-2), FIG. 3 (c) are shown in FIG. FIG. 3D shows a waveform (Cz) of the correlation value acquired by the correlator 32. FIG. Note that (a) to (d) in FIG. 3 are drawn with the same reference timing (that is, the left end of the horizontal axis), but the actual times of these reference timings are different in each figure (each process). Please note that. Note that FIG. 3C shows only a portion based on the waveform shown in FIG. 3B and is different from the actual waveform.
[0013]
As shown in FIGS. 3A and 3B, delay amounts (τ 0 , τ 1 , τ 2 ) with respect to received signals received by the plurality of antennas (18-0, 18-1, 18-2), respectively. ) Are set to different values. In the example of FIG. 3, the delay amount tau 0 for the received signal R 0, so that the delay amounts tau 2 for delay tau 1, and the received signal R 2 for a received signal R 1 becomes τ 012 Is set. Here, as described above, when adjusting the delay amount by the length of the cable, the received signal the length of the cable through the R 0 L 0, the received signal R 1 L 1 the length of the cable through the, when the length of cable through which the received signal R 2 a and L 2, may be set to L 0 <L 1 <L 2 . The delayed received signals (Rl 0 , Rl 1 , Rl 2 ) are combined into one signal (combined signal Rt) by the repeater master unit 24 (FIG. 3 (c)) and correlated from the combined signal Rt. The correlation value Cz is acquired in the device 32 (FIG. 3 (d)).
[0014]
It should be noted here that the correlation values corresponding to the received signals received by the antennas (18-0, 18-1, 18-2) do not overlap each other as shown in FIG. Appearing in different time zones (T 0 , T 1 , T 2 ). Those skilled in the art can easily understand that such correlation values can be separated by appropriately setting the delay amounts (τ 0 , τ 1 , τ 2 ). Specifically, when the maximum radius of the communication area Ai is 30 [m (meter)] and the signal propagation speed is 3 × 10 8 [m / s], the maximum delay time difference Tlmax of the mobile terminal 14 in the communication area Ai. Tlmax = 30 / (3 × 10 8 ) × 2 = 200 [ns] (round trip delay). Further, the resolution of path separation in the BTS 20 is considered to be about one chip time length (for example, 260 [ns], which is Tchip). Therefore, if each delay amount (τ 0 , τ 1 , τ 2 ) is set stepwise in steps larger than the sum of Tlmax and Tchip, for example, 500 [ns] (= 0.5 [μs]) (ie, In the example of FIG. 3, τ 0 = 0.5 [μs], τ 1 = 1 [μs], and τ 2 = 1.5 [μs] are set), and the correlation values corresponding to the antennas 18-i are separated on the time axis. It becomes possible to do. In that case, the time from the reference timing of each time zone (T 0 , T 1 , T 2 ) is as follows: time zone T 0 : 0.5 to 1 [μs], time zone T 1 : 1 to 1.5 [μs], time zone T 2 : 1.5 to 2 [μs].
[0015]
It is easy to specify the communication area Ai to which the mobile terminal 14 belongs from the peak of the correlation value Cz separated in time. That is, the position detection unit 36 is within a predetermined time range, that is, within a predetermined time from the reference timing of the received signal to be processed (in the example of FIG. 3D, from the reference timing to the end of the time zone T 2 ). A peak timing tp at which the correlation value Cz is maximized is detected, and further, a time zone in which the timing tp is included is detected. 3 For (d), the peak timing of the correlation value Cz is maximized is in the time zone T 1. Then, the position detection unit 36 refers to information indicating the correspondence relationship between the time zone stored in the storage unit 38 and the communication area Ai, and performs communication corresponding to the time zone including the peak timing at which the correlation value Cz is maximum. Area Ai is acquired. In the case of FIG. 3, the time zone T 0 and the communication area A 0 (identification code), the time zone T 1 and the communication area A 1, and the time zone T 2 and the communication area A 2 are stored in the storage unit 38 in association with each other. and it has a position detector 36, as a communication area Ai Field of the mobile terminal 14 obtains the communication area A1 corresponding to the time zone T 1. That is, the identification of the communication area Ai according to the present embodiment is based on the idea that the mobile terminal 14 exists in the communication area Ai corresponding to the antenna 18-i that has received the received signal having the highest correlation value with the known signal. ing.
[0016]
Furthermore, the position detection unit 36 determines the delay time δt i (i = i ) from the reference timing of the peak timing of each correlation value Cz (here, the timing at which the correlation value Cz peaks when the transmission / reception signal propagation delay = 0). By acquiring (0, 1,..., N-1), the position of the mobile terminal 14 can be acquired with higher accuracy. That is, since the delay time δt i is proportional to the distance between the mobile terminal 14 and the antenna 18-i, if the signal propagation speed is v (≈3 × 10 8 [m / s]), the mobile terminal 14 moves from each antenna 18-i. The distance l i (i = 0,1,..., N−1) to the terminal 14 is set as l i = 0.5 × v × δt i considering that δt i is observed as a round-trip propagation delay. Can be acquired. Therefore, for example, a circle having a radius l i centering on the location of each corresponding antenna 18-i is acquired from the larger one of the plurality of correlation values Cz, and position coordinates that are the intersections of the two circles are obtained. It can be regarded as the location of the mobile terminal 14. In addition, for example, the circle is acquired for each of three or more antennas 18-i (in this case, it is preferable to select a predetermined number from the one having a larger correlation value Cz), and a plurality of position coordinates serving as intersections of the circles are obtained. The location of the mobile terminal 14 may be acquired based on (for example, the position where the sum of the distances to the plurality of position coordinates is minimized). In these cases, information indicating the position coordinates (for example, latitude and longitude) of each antenna 18-i is further stored in the storage unit 38, and the position detection unit 36 determines the position of the mobile terminal 14 based on the information. What is necessary is just to acquire a coordinate.
[0017]
Information (eg, communication area identification code or latitude / longitude) indicating the communication area Ai or the position coordinates where the mobile terminal 14 exists thus obtained is included in an appropriate position of a predetermined uplink signal, for example, from the BTS 20 to the mobile terminal. 14 is transmitted to a higher-level terminal location management server (not shown) that knows the location of 14. More detailed location information of each mobile terminal 14 stored in the terminal location management server is effectively used in various services or controls.
[0018]
By the way, in the conventional general mobile communication system, the location information is not normally updated unless the mobile terminal 14 passes the boundary of the location registration area composed of a plurality of base station areas. On the other hand, in the mobile communication system 10 according to the present embodiment, a control signal for performing position detection is transmitted from the BTS 20 to the mobile terminal 14, and a position detection signal is transmitted to the mobile terminal 14 as a response to the control signal. In order to transmit, the above-described position detection can be performed as necessary at a desired timing. A specific example will be described with reference to FIG. 4. When the BTS 20 receives a location information request from the host device 40 (for example, the above-described terminal location management server) (step S 10), the BTS 20 sends a location detection signal to the mobile terminal 14. A control signal (downstream signal) requesting the transmission of is transmitted (step S11). Then, the mobile terminal 14 transmits a position detection signal (uplink signal) as a response (step S12). Here, the position detection signal may be a predetermined signal including the identification ID of the mobile terminal 14, for example. And BTS20 detects the communication area Ai to which the mobile terminal 14 belongs by the method mentioned above (step S13), and transmits the positional notification information containing the detection result to the high-order apparatus 40 (step S14). By adopting such a polling method, the mobile communication system 10 according to the present embodiment can acquire the position of the mobile terminal 14 at a desired timing.
[0019]
By the way, Patent Document 2 discloses a system in which delay elements having different delay amounts are added to a plurality of antennas connected to a base station apparatus. However, the delay element used in the system of Patent Document 2 is not used for the purpose of detecting the position of the mobile terminal, but to achieve a completely different purpose, that is, to construct an artificial frequency selective fading environment. However, it is used to reduce short-period fading by promoting the path diversity function. This Patent Document 2 does not suggest any “position detection of a mobile terminal” as an object of the present invention, nor does it disclose any device configuration or procedure essential for position detection. That is, the description in Patent Document 2 cannot be a motivation for the technical idea characteristic of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a mobile communication system and a transmission / reception device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a main part of the base station apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a change in a time waveform of a reception signal in the transmission / reception apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sequence diagram regarding position detection of a mobile terminal in the mobile communication system according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Mobile communication system, 12 Transmission / reception apparatus, 14 Mobile terminal, 16 Communication line network, 18-i (i = 0, 1, 2, ..., n-1) Antenna, 20 Base station apparatus (BTS), 22 Relay Mechanism, 24 repeater master unit, 26-i (i = 0, 1, 2,..., N-1) Repeater slave unit, 28-i (i = 0, 1, 2,..., N-1) ) Delay element, 30 reception processing unit, 32 correlator, 34 searcher, 36 position detection unit, 38 storage unit.

Claims (3)

通信エリアの異なる複数のアンテナで受信された受信信号に復調処理を含む所定の処理を施す受信装置であって、
各アンテナで受信された受信信号をそれぞれ異なる遅延量で遅延させる遅延要素と、
前記遅延要素によって遅延された複数の受信信号を合成する合成処理部と、
前記合成信号と既知信号との相関値を取得する相関値取得部と、
取得された前記相関値のピークタイミングに基づいて信号送信端末の存在する通信エリアを特定する端末位置検出部と、
を備え、
前記遅延要素の遅延量は前記相関値のピークの出現する時間帯がアンテナ毎にそれぞれ異なるように設定されており、
前記端末位置検出部は前記ピークの出現した時間帯から信号送信端末の存在する通信エリアを特定することを特徴とする受信装置。
A receiving device that performs predetermined processing including demodulation processing on reception signals received by a plurality of antennas having different communication areas,
A delay element that delays a received signal received by each antenna by a different delay amount;
A synthesis processing unit that synthesizes a plurality of received signals delayed by the delay element;
A correlation value acquisition unit for acquiring a correlation value between the synthesized signal and the known signal;
A terminal position detection unit that identifies a communication area where a signal transmission terminal exists based on the peak timing of the acquired correlation value;
With
The delay amount of the delay element is set so that the time zone in which the peak of the correlation value appears is different for each antenna,
The receiving apparatus according to claim 1, wherein the terminal position detecting unit specifies a communication area where a signal transmitting terminal exists from a time zone in which the peak appears.
請求項1に記載の受信装置用の信号処理機構であって、
前記合成信号と既知信号との相関値を取得する前記相関値取得部と、
取得された前記相関値のピークタイミングに基づいて信号送信端末の存在する通信エリアを特定する前記端末位置検出部と、
を備えることを特徴とする信号処理機構。
A signal processing mechanism for a receiving device according to claim 1,
The correlation value acquisition unit for acquiring a correlation value between the synthesized signal and the known signal;
The terminal position detection unit for identifying a communication area where a signal transmission terminal exists based on the peak timing of the acquired correlation value;
A signal processing mechanism comprising:
請求項1に記載の受信装置用の中継機構であって、
各アンテナで受信された受信信号をそれぞれ異なる遅延量で遅延させる前記遅延要素と、
前記遅延要素によって遅延された複数の受信信号を合成する前記合成処理部と、
を備える中継機構。
A relay mechanism for a receiving device according to claim 1,
The delay element for delaying the received signal received by each antenna by a different delay amount;
The synthesis processing unit for synthesizing a plurality of received signals delayed by the delay element;
A relay mechanism comprising:
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