JPH0744724B2

JPH0744724B2 - 移動局装置および移動通信システム

Info

Publication number: JPH0744724B2
Application number: JP1181219A
Authority: JP
Inventors: 恵岩男
Original assignee: 日本移動通信株式会社
Priority date: 1989-07-13
Filing date: 1989-07-13
Publication date: 1995-05-15
Anticipated expiration: 2010-05-15
Also published as: JPH0345030A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は基地局装置及び移動局装置並びにそれらを用い
た移動通信システムに関するものであり、特に、ナビゲ
ーションシステムとして利用できる基地局装置及び移動
局装置並びにそれらを用いた移動通信システムに関する
ものである。

（従来の技術）自動車電話システム等の移動通信システムは、自動車、
鉄道等の車両、船舶、及び航空機等の通信手段として、
広く用いられている。

ところで、近年、走行中の自動車等の位置を識別するた
めに、AVM（Automatic Vehicle Monitoring Syste
m）、GPS（Global Positioning System）等のナビゲ
ーションシステムが提案されている。

このナビゲーションシステムを実現するためには、ナビ
ゲーションシステム専用の基地局、あるいは通信衛星等
を必要とする。

（発明が解決しようとする課題）前述したように、ナビゲーションシステムを構成するた
めには、該ナビゲーションシステム専用の基地局を必要
とするので、広い地域に亘ってナビゲーションシステム
を構成しようとすると、多大な人力、設備投資を必要と
する。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもの
であり、その目的は、ナビゲーションシステム専用の基
地局を必要とせずにナビゲーションシステムを構成する
ことのできる基地局装置及び移動局装置並びにそれらを
用いた移動通信システムを提供することにある。

（課題を解決するための手段）現在サービスされている自動車電話システムでは、自動
車電話端末（すなわち移動局、以下、MSSという）と無
線基地局（以下、MBSという）との間の無線区間に、MSS
が「待受け」時に常に受信する着信制御チャネル（以
下、Ｐ−chという）と、通話に使用する通話チャネル
（以下、Ｖ−chという）とが設けられている。

これらのチャネルには、MBS側送信MSS側受信の無線回線
（以下、下り回線という）と、MSS側送信MBS側受信の無
線回線（以下、上り回線という）とがあり、この上下回
線を使用することにより、通常の電話と同様な、使い勝
手の良い通話を可能としている。

本発明は、着信制御チャネル内でそれぞれ固有のタイム
スロットで個別情報を送信する複数の基地局（基地局装
置）、及び前記個別情報を受信する移動局（移動局装
置）より成る、自動車電話システム等の移動通信システ
ムに適用され、そして、制御チャネルの下り回線で、各
基地局より位置情報等のデータを送信し、そのデータを
移動局側で受信して、該移動局の現在位置を検出するよ
うにしたものである。詳しくは、移動局側においては、
前記データの電界強度を検出して、少なくとも該電界強
度を用いて基地局との間の距離を算出し、該距離及び基
地局の位置情報より当該移動局の位置を検出するように
した点に特徴がある。

（作用）移動通信システムの基地局より送信される制御チャネル
を用いて、当該移動局の位置を検出することができるの
で、ナビゲーションシステム専用の基地局を必要とする
ことなく、ナビゲーションを実現することができる。

（実施例）以下に、本発明を自動車電話システムに適用して、詳細
に説明する。

第２図は本発明の一実施例のうち、自動車に搭載された
MSSの構成を示すブロック図である。

図において、ハンドセット31及び架台32より構成される
電話機３は、無線機10に接続されている。また、アンテ
ナ１も、前記無線機10に接続されている。

ディスプレイ８が接続された地図情報ユニット７は、前
記無線機10に接続されている。この地図情報ユニット７
は、CD−ROM等の記憶手段から地図情報を読出し、ディ
スプレイ８に転送する。同時に、後述するように、無線
機10又は電話機３で算出されたMSSの位置情報を、ディ
スプレイ８に転送する。

第３図（Ａ）は複局同時／順次方式で送られるＰ−ch下
りデータの構成を示す図である。

同図において、制御局情報及び着信情報は、各MBSより
同時に送信される共通の情報である。

個別情報（B1,B2,B3,…）は、各MBS1、２、３、…に固
有のタイムスロットで各MBSより個別に送出される情報
である。この個別情報は、制御局情報を先頭に着信情報
を挾みながら複数（ｍ）の基地局から順番に送出され
る。なお、同図（Ｂ）においては、各個別情報の前に着
信情報が配置されているが、必ずしもそうである必要は
なく、また制御局情報Ｆで挾まれる１サイクル内に送信
される着信情報の数は、個別情報の数と同一である必要
はない。

なお、自動車電話システムにおいては、制御ゾーン（東
京23区内、神奈川、…等の各ゾーン）内の各MBSより送
出されるＰ−chの周波数は、それぞれの制御ゾーン内で
は同一である。そして、MSSは、各予めメモリーしてあ
るＰ−chの周波数をスキャンし、最大の受信電圧を得ら
れるＰ−chを選択する。

さて、MSSでの、選択されたＰ−chの受信電圧（電界強
度）は、同図（Ｂ）に示されている。この図から明らか
なように、同時送信される制御局情報と着信情報とは、
それぞれほぼ同一受信電圧となり、各個別情報は、MBS
からの距離に応じた電圧となる。この図においては、個
別情報MBS3の受信電圧は個別情報MBS2のそれよりも大き
く、また個別情報MBS1の受信電圧は個別情報MBS3のそれ
よりも大きい。したがって、各MBSの出力が同一である
場合には、MSSから距離は、MBS1が最も近く、次がMBS
3、その次がMBS2となる。

この実施例では、各MBSより個別に送信される個別情報
に、各MBSの位置情報（例えば緯度情報及び経度情報、
以下、緯経度情報という）、後述する地物情報、アンテ
ナ高さ情報及び実効高周波出力（ERP）情報を付加させ
ておく。

この実施例では、いわゆる奥村カーブと呼ばれる伝搬距
離特性を用いてMBSからMSSに至るまでの距離を算出する
が、以下の説明においては、この奥村カーブを適用する
際に必要な地形や地物の情報（“市街地”、“郊外地”
又は“開放地”の別を示す情報）を、単に地物情報とい
う。

第４図はMSSの処理動作の一例を示すフローチャートで
ある。この処理は、第２図に示されたハンドセット31若
しくは架台32、又は無線機10内に配置されたマイクロコ
ンピュータ（図示せず）により実行される。

まずステップS1においては、Ｐ−chの受信により、３局
以上のMBSからの個別情報が受信され、その内容が記憶
されたか否かが判別される。この処理は、共通情報が送
出される１サイクルの間、Ｐ−chの受信が行われたか否
かを判別するものであっても良い。

３局以上のMBSからの個別情報が受信、記憶されたら、
ステップS2において、電界強度の強い上位３局の個別情
報が選択される。なお、このように電界強度の高い上位
３局の個別情報を選択する代りに、各MBSの実効高周波
出力に対する受信電界強度の比の高い上位３局の個別情
報を選択するようにしても良い。

ステップS3においては、選択された３つのMBSのうちの
一つの個別情報より、地物情報の判別が行われる。地物
情報が“市街地”である場合には、ステップS4におい
て、奥村カーブの市街地の式で、MBSから当該MSSまでの
距離を算出する。この距離の算出には、各個別情報の電
界強度、個別情報に付加された各MBSのアンテナ高さ情
報及び実効高周波出力情報、並びに該個別情報の受信周
波数が用いられる。

なお、MBSからの距離の算出には、MSSのアンテナ高さ情
報を必要とするが、この情報には、１［ｍ］、1.5
［ｍ］等の固定値を用いることができる。また、奥村カ
ーブを用いた距離の算出では、Ｐ−chの周波数による影
響はあまりないので、個別情報の受信周波数として固定
値を用いても良い。

同様に、地物情報が“郊外地”又は“開放地”である場
合には、それぞれステップS5又はS6において、奥村カー
ブの郊外地又は開放地の式で、MBSからの距離を算出す
る。

ステップS7においては、MBSからの距離の算出を、異な
る３つのMBSについて行ったか否かが判別される。異な
る３つのMBSについて距離の算出が行われていない場合
には、当該処理はステップS3に戻り、算出が行われてい
る場合には、ステップS8に移行する。

ステップS8においては、異なる３つのMBSからMSSまでの
距離情報と、該各MBSの位置情報（すなわち緯経度情
報）を用いて、当該MSSの位置情報を算出する。この位
置情報算出原理を、第５図を用いて説明する。

第５図は３つのMBS（MBS1〜３）とMSSとの位置関係を示
す概略図である。

第５図において、MBS1〜３からMSSまでの距離をそれぞ
れR1〜R3とすると、各MBSからそれぞれ半径R1〜R3で円
弧を描き、それらが交わる点がMSSの位置となる。各MBS
の緯経度情報は、各個別情報より検出されるので、これ
らより当該MSSの緯経度を算出することができる。

このMSSの緯経度算出は、当業者により容易に行うこと
ができるので、その詳細の説明は省略する。

第４図に戻り、ステップS9においては、算出されたMSS
の位置情報を、CD−ROM等を利用した地図情報上にプロ
ットする。その後、当該処理はステップS1に戻る。

なお、この第４図の処理は、Ｐ−ch受信中に行われるの
で、通話中、すなわちＶ−ch送受信中には行うことがで
きない。

第１図は本発明の一実施例の機能ブロック図である。第
１図において、第２図と同一の符号は、同一又は同等部
分をあらわしている。

第１図において、複数のMBS1〜３より出力される信号
は、アンテナ１を介して受信手段２により受信される。

電話装置3Aは、Ｖ−chの送受信により、通話を行う。

前記受信手段２によりＰ−chが受信されている場合に
は、個別情報判別手段４が機能する。

前記個別情報判別手段４は、緯経度判別手段41、地物判
別手段42、実効高周出力力判別手段43、基地局アンテナ
高判別手段44、電界強度検出手段45及び受信周波数検出
手段46より構成されている。

前記緯経度判別手段41、地物判別手段42、実効高周波出
力判別手段43及び基地局アンテナ高判別手段44は、各MB
Sより送出される個別情報に含まれる緯経度情報、地物
情報、実効高周波出力情報及び基地局アンテナ高情報を
判別する。

電界強度検出手段45は、各個別情報の受信電話強度を検
出する。

受信周波数検出手段46は、各MBSより発信されるＰ−ch
データの受信周波数を検出する。第４図のステップS4に
関して前述したように、受信周波数として各エリア内で
設定されているＰ−ch周波数の平均値等の固定値を用い
る場合には、この受信周波数検出手段46は不要である。

距離計算手段５は、検出された地物情報より奥村カーブ
の距離算出式を選択し、該算出式と、検出された実効高
周波出力情報、基地局アンテナ高情報、電界強度及び受
信周波数より、各MBSからMSSまでの距離を算出する。こ
の距離計算手段５は、第４図のステップS2に関して前述
したように、電界強度の強い上位３局について、あるい
は各MBSの実効高周波出力に対する受信電界強度の比の
高い上位３局について、各MBSからMSSまでの距離を算出
する。

自己位置計算手段６は、前記距離計算手段５により検出
された３種類の距離情報と、前記緯経度判別手段41によ
り検出された、前記３つのMBSの緯経度情報とより、当
該MSSの位置（緯経度情報）を算出する。

CD−ROM73を記憶媒体とする地図情報ユニット７は、CD
−ROMプレーヤ71及びコントローラ72により構成されて
いる。

前記CD−ROMプレーヤ71は、自己位置計算手段６により
検出された当該MSSの緯経度情報より、該緯経度情報を
含む地図情報を、CD−ROM73より読出す。読出された地
図情報は、コントローラ72を介してディスプレイ８に出
力される。

また、前記自己位置計算手段６により検出された当該MS
Sの緯経度情報も、前記コントローラ72を介してディス
プレイ８に出力される。すなわち、ディスプレイ８上に
写し出された地図上に、当該MSSの位置がプロットされ
る。この際、当然MSSの位置が道路上にない場合には、
その位置から最も近い道路上にMSSが位置するように、
位置補正される。

さて、本発明は自動車電話システムに適用されるものと
して説明したが、自動車電話システム以外の移動通信シ
ステムに適用されても良いことは当然である。

また、前述の第４図ステップS2の説明においては、個別
情報が出力された基地局の選択（３局の基地局の選択）
は、電界強度の高い順、又は実効高周波出力に対する受
信電界強度の比に高い順に行われるものとしたが、本発
明に特にこれのみに限定されることはない。すなわち、
例えば選択されるべき３つの基地局を結ぶ三角形の中に
当該移動局が配置されるように、該３つの基地局を選択
するようにしても良い。

また、MSSの位置算出には、３つのMBSからの距離及びそ
れらの位置情報を用いるものとして説明したが、例え
ば、２つのMBSからの距離及びそれらの位置情報を用い
て、当該MSSがとり得る位置を２箇所推定し、これと前
回の演算処理で算出された当該MSSの位置情報とを用い
て、当該MSSがとり得ない位置を捨て、該MSSの位置を１
箇所に特定するようにしても良い。

さらに、第１図に関する説明においては、実効高周波出
力判別手段43及び受信周波数検出手段46が設けられるも
のとしたが、各基地局について実効高周波出力、及び各
エリアについて受信周波数が同一である場合には、前記
手段43及び46は不要である。同様に、各基地局のアンテ
ナ高が等しい場合、及び各基地局の地形、地物等の条件
が同一である場合には、基地局アンテナ高判別手段44及
び地物判別手段42も不要である。

これらの場合には、個別情報への、実効高周波出力情
報、基地局アンテナ高情報及び地物情報の付加も不要で
あることは当然である。

さらにまた、前述の説明においては、基地局より送信さ
れる個別情報にその位置情報を付加しておくものとした
が、例えば移動局側に、各基地局と該基地局の位置情報
とを対応して配慮しておき、受信された個別情報より該
個別情報を送信した基地局を判別した後、該基地局の位
置を読み出すようにしても良い。

また、移動局の自己位置計算／判別は、各基地局からの
受信変調信号の位相差検出や、ロラン等の手法を用いて
行なうようにしても良い。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次の
ような効果が達成される。

すなわち、移動通信システムの基地局より送信される通
信データを用いて、移動局の位置を検出することができ
るので、ナビゲーションシステム専用の基地局を必要と
せず、ナビゲーションを行うことができる。

したがって、広い地域に亘ってナビゲーションシステム
を構成しようとした場合においても、人力、設備投資を
あまり必要としない。

また、当該移動通信システムを、該システム本来の目的
に使用していない「待受時」（自動車電話システムにお
いてはオフトーク時）に、他の目的（すなわちナビゲー
ションシステム）に用いることができるので、当該移動
通信システムの利用効率の向上を図ることができる。

この結果、当該移動通信システムの付加価値が幅に向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の機能ブロック図である。第２図は本発明の一実施例のうち、車両に搭載されたMS
Sの構成を示すブロック図である。第３図（Ａ）は複局同時／順次方式で送られるＰ−ch下
りデータの構成を示す図、同図（Ｂ）は各MBSでの送信
例とMSSでの受信電圧とを示す図である。第４図はMSSの処理動作の一例を示すフローチャートで
ある。第５図は３つのMBSとMSSとの位置関係を示す概略図であ
る。１……アンテナ、２……受信手段、３……電話機、3A…
…電話装置、４……個別情報判別手段、５……距離計算
手段、６……自己位置計算手段、７……地図情報ユニッ
ト、８……ディスプレイ、41……緯経度判別手段、42…
…地物判別手段、43……実効高周波出力判別手段、44…
…基地局アンテナ高判別手段、45……電界強度検出手
段、46……受信周波数検出手段、MBS1〜３……基地局

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基地局装置より固有のタイムスロットで位
置情報を含む個別情報が送信される着信制御チャネルを
受信する移動局装置であって、該移動局装置は、少なくとも、前記着信制御チャネルの個別情報に含まれる位置情報を
判別する位置情報判別手段と、前記個別情報の電界強度を検出する電界強度検出手段
と、少なくとも検出された個別情報の電界強度より、該個別
情報が送信された基地局装置及び当該移動局装置の間の
距離を算出する距離計算手段と、個別情報が送出された基地局装置との間の距離及び該基
地局装置の位置情報より、当該移動局装置の位置を算出
する自己位置計算手段と、当該移動局装置の位置を表示する表示手段とを具備した
ことを特徴とする移動局装置。
【請求項２】複数の基地局装置、及び特許請求の範囲第
１項記載の移動局装置を用いた移動通信システムであっ
て、前記基地局装置は、着信制御チャネルとして、各局固有
のタイムスロットで個別情報を送信することが可能であ
り、かつ、それぞれの個別情報に少なくとも該基地局の
位置情報を付加する手段を備えたことを特徴とする移動
通信システム。