WO2016021206A1 - 端末装置および通信システム - Google Patents

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WO2016021206A1
WO2016021206A1 PCT/JP2015/003986 JP2015003986W WO2016021206A1 WO 2016021206 A1 WO2016021206 A1 WO 2016021206A1 JP 2015003986 W JP2015003986 W JP 2015003986W WO 2016021206 A1 WO2016021206 A1 WO 2016021206A1
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signal
terminal device
unit
antenna
search
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PCT/JP2015/003986
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哲也 芦塚
孝一 飯田
Original Assignee
哲也 芦塚
加藤　学
孝一 飯田
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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
    • G01S1/68—Marker, boundary, call-sign, or like beacons transmitting signals not carrying directional information
    • G—PHYSICS
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    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
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    • G01S13/74—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/76—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
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    • H04B1/03—Constructional details, e.g. casings, housings
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    • H—ELECTRICITY
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M3/00—Automatic or semi-automatic exchanges
    • H04M3/42—Systems providing special services or facilities to subscribers

Definitions

  • the present invention relates to a terminal device capable of performing wireless communication with a base station and wirelessly communicating with another portable terminal device (search device), and a communication system including the terminal device.
  • Patent Document 1 a person to be watched, such as a child or an elderly person, so that the concerned person (a person to watch, for example, a parent or a caregiver) is given a sense of security. be able to. Further, the current position information of the terminal device is a clue when related persons search for a person carrying the terminal device.
  • GPS Global Positioning System
  • base station information As a positioning method of a terminal device, one using a GPS (Global Positioning System) function or one using base station information of a communication system is known.
  • the GPS function measures the position (latitude, longitude) of its own device based on GPS signals received from GPS satellites.
  • the base station information is information indicating the position of a cell (base station cover area) where each terminal device exists.
  • the positioning accuracy of the positioning method using the GPS function is usually a radius of several tens of meters, and becomes worse when the person carrying the terminal device is in a multipath environment such as a high-rise building street.
  • GPS uses radio waves from the sky, positioning is impossible in the absence of satellite radio waves such as shadows of ground facilities such as building shadows, indoors, underground malls, tunnels, and underpasses.
  • the positioning accuracy of the positioning method using the base station information is a radius of several tens to several hundreds of meters, which is worse than when the GPS function is used.
  • the present invention has been made in view of the above points, and after specifying a search range, increases the possibility of finding a person carrying a terminal device, and the time until a person carrying a terminal device is found. It is providing the terminal device and communication system which can shorten.
  • a terminal device of the present invention is a terminal device that performs wireless communication with a base station that can be connected in multiple ways and a search device that can estimate the distance and direction of a communication partner, and an antenna that transmits and receives radio waves First transmission means for transmitting a signal at the first frequency to the base station via the antenna, and the distance and the second frequency different from the first frequency to the search device via the antenna.
  • Second transmitting means for transmitting a signal used for direction estimation, first receiving means for receiving a signal from the base station via the antenna, and second receiving a signal from the search apparatus via the antenna
  • the antenna and the second receiving unit are connected in a certain period of time in a standby state with the receiving unit, and in other periods, signals are transmitted / received by communication with the base station.
  • Flip and employs a configuration comprising a control means for controlling so as to connect the antenna and the first transmitting means or the first receiving means.
  • a communication system includes a base station capable of multiple access, a search device capable of estimating the distance and direction of a communication partner, and a terminal device that performs wireless communication with the base station and the search device.
  • the search device includes: a transmission unit that transmits a signal to the terminal device; a reception unit that receives a signal from the terminal device; and a signal received by the reception unit.
  • Second transmission means for transmitting a signal used for estimation of the distance and direction at a second frequency different from the first frequency; and second reception means for receiving a signal from the search device via the antenna; In the standby state, the antenna and the second receiving means are connected in a predetermined period of a predetermined interval, and in the other period, the antenna and the second receiver are connected in response to signal transmission / reception by communication with the base station. And a control means for controlling to connect one transmission means or the first reception means.
  • a search device can be used to search within the search range. Therefore, it is possible to increase the possibility of discovering a person who carries the terminal device, and to shorten the time until discovery.
  • summary of the communication system which concerns on one embodiment of this invention. 1 is an external view of a search device according to an embodiment of the present invention.
  • the block diagram which shows the structure of the search device which concerns on one embodiment of this invention.
  • the block diagram which shows the structure of the terminal device which concerns on one embodiment of this invention.
  • the sequence diagram which shows the mode of communication with the search device and terminal device which concern on one embodiment of this invention Diagram showing the relationship between distance and received signal strength
  • the figure which shows the directivity formed by the search device which concerns on one embodiment of this invention The figure which shows the information table stored in the memory part of the search device which concerns on one embodiment of this invention.
  • the flowchart which shows the flow of operation
  • the flowchart which shows the flow of operation
  • the figure which shows the outline
  • the block diagram which shows the structure of the relay apparatus which concerns on the variation of one embodiment of this invention.
  • the sequence diagram which shows the mode of communication with the search device which concerns on the variation of one embodiment of this invention, a relay apparatus, and a terminal device
  • FIG. 1 is a diagram showing an outline of a communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the communication system according to the present embodiment includes search device 1, terminal device 2, and base station 3.
  • This communication system is a combination of an existing wireless communication network system such as LTE, wireless LAN, etc., composed of the terminal device 2 and the base station 3, with a communication system composed of the search device 1 and the terminal device 2.
  • the search device 1 performs wireless communication with the terminal device 2 and uses the signal received from the terminal device 2 to estimate the distance between the own device and the terminal device 2 and the direction of the terminal device 2 viewed from the own device. Display information about distance and direction.
  • the terminal device 2 is, for example, a smartphone, and performs wireless communication with the base station 3 of the cell to which the terminal device 2 belongs using radio waves of the first frequency f 1 and wireless communication with the search device 1 using radio waves of the second frequency f 2. Do. Further, the terminal device 2 has a GPS function and measures the position (latitude and longitude) of its own device based on the GPS signal received from the GPS satellite 4.
  • the base station 3 performs wireless communication with the terminal device 2 and transmits the current location of the terminal device 2 received from the terminal device 2 to a predetermined destination device (not shown) via an upper station (not shown).
  • Information hereinafter referred to as “terminal location information” or base station information indicating the location of the own cell is transmitted.
  • the base station 3 is already used in a wireless communication network such as LTE and wireless LAN, and performs multiple connection with a plurality of terminal devices existing in its own cell.
  • FIG. 2 is an external view of the search device 1 according to the present embodiment.
  • 2A is a front view
  • FIG. 2B is a right side view
  • FIG. 2C is a rear view
  • FIG. 2D is a cross-sectional view along AA.
  • the search device 1 has a size (for example, width W: 64 mm, height H: 107 mm, thickness T: 13 mm) and weight (for example, 70 g) that can be carried by a user (general person).
  • a size for example, width W: 64 mm, height H: 107 mm, thickness T: 13 mm
  • weight for example, 70 g
  • the casing 11 of the search device 1 has a substantially rectangular shape and is formed of a non-conductive member.
  • the front surface 11a of the housing 11 has a flat plate shape.
  • a display unit 12 and an operation unit 13 are provided on the front surface 11 a of the housing 11.
  • the display unit 12 is provided on the front surface 11a of the housing 11, and has a screen configured by, for example, an LCD (Liquid Crystal Display) or the like.
  • LCD Liquid Crystal Display
  • the operation unit 13 is provided in the vicinity of the bottom surface 11b side (lower end side) on the front surface 11a of the housing 11, and has a plurality of buttons.
  • the operation unit 13 converts the button operation content based on the user's will into an electric signal and transmits it to a CPU (Central Processing Unit) 131 (see FIG. 3).
  • CPU Central Processing Unit
  • the side surfaces 11c and 11d of the housing 11 are thinner on the flat surface 11e side (upper end side) than on the bottom surface 11b (lower end side) with the central portion as a boundary.
  • a power switch 14 is provided on the right side surface 11c.
  • a substrate 15 is housed inside the housing 11.
  • the antenna 101 is patterned on the plane 11e side (upper end side) from the center of the substrate 15.
  • Various circuits are placed on the substrate 15.
  • the antenna 101 includes a first antenna element 111 serving as a radiator at the center and a second antenna element 112 and a third antenna element 113 each serving as a director or a reflector on both sides thereof.
  • the first antenna element 111 transmits and receives radio waves (radio signals) to and from the terminal device 2.
  • the length of the first antenna element 111 is 1/4 ( ⁇ / 4) of the wavelength ⁇ .
  • the length ( ⁇ / 4) of the first antenna element 111 is about 81.5 mm.
  • the lengths of the second antenna element 112 and the third antenna element 113 are the same and are slightly shorter than the first antenna element 111.
  • Each antenna element 111, 112, 113 is formed in a folded pattern so as to be accommodated in a space having a length H1 (for example, 40 mm), and is patterned on both surfaces of the substrate 15 and connected in a through hole.
  • H1 for example, 40 mm
  • a recess 16 is provided at the center of the rear surface 11 f of the housing 11.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of search device 1 according to the present embodiment.
  • the search device 1 includes a housing 11 (not shown in FIG. 3), a display unit 12, an operation unit 13, a power switch 14 (not shown in FIG. 3), and a substrate 15 (not shown in FIG. 3). ), The antenna 101, the wireless unit 102, the control unit 103, the ringing unit 104, and the battery 105. The wireless unit 102 and the control unit 103 are placed on the substrate 15.
  • the wireless unit 102 processes wireless signals.
  • the wireless unit 102 includes a transmission unit 121, a reception unit 122, a wireless control unit 123, a first clock 124, a first switch 125, a second switch 126, and a third switch 127.
  • the transmission unit 121 performs wireless transmission processing such as modulation, amplification, filtering, and up-conversion on the baseband digital signal output from the CPU 131, and transmits the wireless signal from the first antenna element 111.
  • the frequency of the radio wave (call signal or the like) transmitted from the transmission unit 121 is desirably 710 MHz or more and 960 MHz or less.
  • the receiving unit 122 performs wireless reception processing such as amplification, down-conversion, filtering, and demodulation on the wireless signal received by the first antenna element 111 and outputs a baseband digital signal to the CPU 131.
  • the reception unit 122 measures the received signal strength (RSSI: Received Signal Strength) indicator of the radio wave received by the first antenna element 111 and outputs the measured value (analog value) to the wireless control unit 123.
  • RSSI Received Signal Strength
  • the wireless control unit 123 controls each unit in the wireless unit 102 using the clock signal of the first clock 124. In addition, the wireless control unit 123 converts the measurement value of the received signal strength output from the receiving unit 122 into a digital value and outputs the digital value to the CPU 131. Details of the control performed by the wireless control unit 123 for the switches 125, 126, and 127 will be described later.
  • the first clock 124 is a high-speed and high-accuracy clock, and generates a reference clock signal having a predetermined frequency (for example, 36 MHz) for use inside the wireless unit 102.
  • the first switch 125 connects either the transmission unit 121 or the reception unit 122 and the first antenna element 111 in accordance with an instruction from the wireless control unit 123.
  • the second switch 126 connects / disconnects between the substrate 15 and the second antenna element 112 in accordance with an instruction from the wireless control unit 123.
  • the third switch 127 connects / disconnects between the substrate 15 and the third antenna element 113 in accordance with an instruction from the wireless control unit 123.
  • the control unit 103 performs baseband signal processing.
  • the control unit 103 includes a CPU 131, a memory unit 132, a second clock 133, a third clock 134, and a logical operation unit 135.
  • the CPU 131 is a central processing unit of the control unit 103, and executes various programs using the memory unit 132 as a work memory. In particular, the CPU 131 generates a signal to be transmitted to the terminal device 2, and when the radio wave is received from the terminal device 2, the CPU 131 displays the acquired predetermined information on the display unit 12 and outputs a notification sound from the ringing unit 104.
  • the memory unit 132 includes a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), and stores various programs executed by the CPU 131 and various data.
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the second clock 133 is a low-speed clock, and generates a reference clock signal having a predetermined frequency (for example, 32 kHz) to be used inside the control unit 103 in a standby state (see FIG. 5).
  • the third clock 134 is a high-speed and high-accuracy clock, and generates a reference clock signal having a predetermined frequency (for example, 40 MHz) for use inside the control unit 103 in a search state (see FIG. 5).
  • the logical operation unit 135 cooperates with the CPU 131 to determine the difference between the transmission timing of the transmission frame and the reference clock of the third clock 134, the difference between the reception timing of the reception frame and the reference clock of the third clock 134, and the terminal Based on the difference between the transmission timing of the transmission frame and the reference clock of the third clock 234 (see FIG. 4) in the device 2, and the difference between the reception timing of the reception frame and the reference clock of the third clock 234, The propagation delay time of the transmission line between is calculated.
  • the ringing unit 104 outputs a notification sound from the speaker at a predetermined timing when receiving an instruction from the user.
  • the battery 105 is housed in the housing 11, and supplies power to each part of the search device 1 when a user turns on the power via the power switch 14.
  • the CPU 131 includes a signal generation unit 131a, a signal acquisition unit 131b, a distance estimation unit 131c, and a direction estimation unit 131d as functions according to the present invention.
  • the signal generation unit 131a generates a digital signal sequence (transmission frame) including various information based on a user instruction (electrical signal input from the operation unit 13) and outputs the digital signal sequence (transmission frame) to the transmission unit 121.
  • the signal generation unit 131a includes the identification information of the single terminal device 2 and the identification information of the own device instructed by the user in the digital signal.
  • the signal acquisition unit 131b acquires the identification information of the terminal device 2 from the digital signal sequence (reception frame) of the received response signal and outputs it to the display unit 12.
  • the distance estimation unit 131c estimates the distance to the terminal device 2 based on the received signal strength of the radio wave measured by the reception unit 122 or the propagation delay time calculated by the logic operation unit 135, and displays the estimated value. To the unit 12. Details of the distance estimation in the present embodiment will be described later.
  • the direction estimation unit 131d is based on the received signal strength when the second switch 126 is ON and the third switch 127 is OFF, and the received signal strength when the second switch 126 is OFF and the third switch 127 is ON.
  • the direction of the terminal device 2 is estimated, and the estimated value is output to the display unit 12. Details of direction estimation in the present embodiment will be described later.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of terminal apparatus 2 according to the present embodiment.
  • the terminal device 2 mainly includes a GPS antenna 201a, a wireless communication antenna 201b, a wireless unit 202, a control unit 203, a display unit 204, an operation unit 205, a microphone 206, a speaker 207, and a battery 208. Configured.
  • the GPS antenna 201a receives radio waves (radio signals) having a predetermined frequency (1.5 GHz band) from the GPS satellite 4.
  • the wireless communication antenna 201 b transmits and receives radio waves (wireless signals) to and from the base station 3 or the search device 1.
  • the wireless unit 202 performs wireless processing on the transmission signal or the reception signal.
  • the control unit 203 performs baseband signal processing.
  • the wireless unit 202 and the control unit 203 are placed on a substrate (not shown).
  • the display unit 204 has a screen configured by, for example, an LCD (Liquid Crystal Display) or the like, and displays various information output from the CPU 231.
  • the operation unit 205 is, for example, an operation push button, a touch panel, or the like.
  • the microphone 206 collects the user's voice, converts it into a voice signal, and outputs it to the CPU 231.
  • the speaker 207 converts the sound signal output from the CPU 231 into sound and generates a sound.
  • the battery 208 supplies power to each unit of the terminal device 2.
  • the wireless unit 202 includes a wireless control unit 211, a first clock 212, a GPS reception unit 213, a first transmission unit 214, a first reception unit 215, a first switch 216, a second transmission unit 217, The second receiver 218, the second switch 219, and the third switch 220 are included.
  • the wireless control unit 211 controls each unit in the wireless unit 202 using the clock signal of the first clock 212. The details of the control performed by the wireless control unit 211 for each of the switches 216, 219, and 220 will be described later.
  • the first clock 212 is a high-speed and high-precision clock, and generates a reference clock signal having a predetermined frequency (for example, 36 MHz) for use inside the wireless unit 202.
  • the GPS reception unit 213 performs radio reception processing such as amplification, down-conversion, filtering, demodulation, and the like on the radio wave (GPS signal) transmitted from the GPS satellite 4 and received by the GPS antenna 201a, and a baseband digital signal Is output to the CPU 231.
  • radio reception processing such as amplification, down-conversion, filtering, demodulation, and the like on the radio wave (GPS signal) transmitted from the GPS satellite 4 and received by the GPS antenna 201a, and a baseband digital signal Is output to the CPU 231.
  • the first transmission unit 214 performs wireless transmission processing such as modulation, amplification, filtering, and up-conversion on the baseband digital signal output from the CPU 231, and performs the first transmission from the wireless communication antenna 201 b to the base station 3.
  • a radio wave having a transmission frequency f t1 is transmitted.
  • the first transmission frequency f t1 is preferably not less than 710 MHz and not more than 960 MHz.
  • First receiver 215 is transmitted from the base station 3, with respect to radio waves of the first reception frequency f r1 received by the wireless communication antenna 201b, performs amplification, down-conversion, filtering, the radio reception processing such as demodulation, A baseband digital signal is output to the CPU 231.
  • the first reception frequency f r1 is preferably less than 710 MHz 960 MHz. In the case of the TDD scheme, the first reception frequency f r1 may be the same as the first transmission frequency f t1 .
  • the first switch 216 connects either the first transmission unit 214 or the first reception unit 215 and the third switch 220 in accordance with an instruction from the wireless control unit 211.
  • the second transmission unit 217 performs wireless transmission processing such as modulation, amplification, filtering, and up-conversion on the baseband digital signal output from the CPU 231, and performs second transmission from the wireless communication antenna 201 b toward the search device 1.
  • a radio signal having a transmission frequency f t2 is transmitted.
  • the second transmission frequency f t2 is preferably 710 MHz or more and 960 MHz or less, and is preferably different from the first transmission frequency f t1 and the first reception frequency f r1 . Since the search apparatus 1 and the terminal apparatus 2 perform wireless communication using a frequency of 710 MHz or more and 960 MHz or less, the receivable distance of radio waves from the search apparatus 1 in the terminal apparatus 2 is increased.
  • the terminal device 2 can search for the terminal device 2 by receiving a response signal from the terminal device 2 wherever the terminal device 2 is in the search range (radius of several hundreds of meters).
  • Second receiver 218 is transmitted from the searching device 1, with respect to radio waves of the second reception frequency f r2 received by the wireless communication antenna 201b, performs amplification, down-conversion, filtering, the radio reception processing such as demodulation, A baseband digital signal is output to the CPU 231.
  • the second reception frequency fr2 is preferably 710 MHz or more and 960 MHz or less. In the case of the TDD scheme, the second reception frequency f r2 may be the same as the second transmission frequency f t2 .
  • the second switch 219 connects either the second transmission unit 217 or the second reception unit 218 and the third switch 220 in accordance with an instruction from the wireless control unit 211.
  • the third switch 220 connects either the first switch 216 or the second switch 219 and the wireless communication antenna 201b in accordance with an instruction from the wireless control unit 211.
  • the control unit 203 includes a CPU 231, a memory unit 232, a second clock 233, and a third clock 234.
  • the CPU 231 is a central processing unit of the control unit 203, and executes various programs using the memory unit 232 as a work memory.
  • the memory unit 232 has a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), and stores various programs executed by the CPU 231 and various data.
  • the terminal unit information is stored in the memory unit 232.
  • the memory unit 232 stores in advance a mail address and a telephone number of a specific destination (for example, a user's parent, a security company, etc.).
  • the second clock 233 is a low-speed clock, and generates a reference clock signal having a predetermined frequency (for example, 32 kHz) to be used inside the control unit 203 in a standby state (see FIG. 5).
  • the third clock 234 is a high-speed and high-accuracy clock, and generates a reference clock signal having a predetermined frequency (for example, 40 MHz) to be used inside the control unit 203 in a searched state (see FIG. 5) or the like.
  • the CPU 231 includes a GPS signal processing unit 241, a BS signal processing unit 242, and a search signal processing unit 243.
  • the GPS signal processing unit 241 measures the current position (latitude, longitude) of the own device (terminal device 2) based on the GPS signal, and stores the terminal position information in the memory unit 232.
  • the BS signal processing unit 242 performs an encoding process on the audio data collected by the microphone 206, adds a control signal to generate a baseband transmission signal, and outputs the baseband transmission signal to the first transmission unit 214. Further, the BS signal processing unit 242 generates data to be transmitted to the base station 3 based on the electrical signal input from the operation unit 205, adds a control signal to the data, and generates a baseband transmission signal. It is generated and output to the first transmitter 214.
  • the BS signal processing unit 242 generates image data to be displayed on the screen of the display unit 204 based on the electric signal input from the operation unit 205 and outputs the image data to the display unit 204.
  • the BS signal processing unit 242 extracts a control signal and data from a predetermined slot in the frame with respect to the baseband received signal. Then, the BS signal processing unit 242 performs a decoding process on the speech encoded data among the extracted data and outputs the decoded data to the speaker 207. Also, the BS signal processing unit 242 outputs image data among the extracted data to the display unit 204.
  • the BS signal processing unit 242 performs first transmission of a signal including terminal location information and information indicating a specific destination stored in the memory unit 232 periodically or at a timing when receiving an instruction from the base station 3.
  • a signal including terminal location information is transmitted from the first transmission unit 214 to the base station 3 via the wireless communication antenna 201b. Thereafter, the terminal location information is transmitted to a specific destination device via the host station. If the terminal location information cannot be acquired, a signal including information indicating that, identification information of the own device, and information indicating a specific destination is transmitted from the first transmission unit 214 to the base station 3 via the wireless communication antenna 201b. Sent. In this case, base station information indicating the position of the base station 3 is transmitted to a specific destination device.
  • the search signal processing unit 243 includes a signal generation unit 231a and a signal acquisition unit 231b.
  • the signal generation unit 231a When the signal generation unit 231a receives information requesting transmission of its own identification information from the signal acquisition unit 231b, the signal generation unit 231a includes a digital signal sequence (transmission frame) including the identification information of the own device and the identification information of the search device 1 of the communication partner. ) And output to the second transmitter 217.
  • a digital signal sequence transmission frame
  • the signal acquisition unit 231b acquires information from the digital signal sequence (reception frame) of the calling signal output from the second reception unit 218, and when the information requests transmission of identification information of the own device , To that effect is output to the signal generator 231a.
  • the radio control unit 211 controls the first switch 216 to connect the first receiving unit 215 and the third switch 220 until the cell search is completed after the power is turned on,
  • the third switch 220 is controlled to connect the wireless communication antenna 201b.
  • the radio control unit 211 controls the third switch 220 to connect the first switch 216 and the radio communication antenna 201b, and In accordance with transmission / reception, the first switch 216 is controlled to connect either the first transmission unit 214 or the first reception unit 215 and the third switch 220.
  • the radio control unit 211 switches either the first transmission unit 214 or the first reception unit 215 and the third switch according to transmission / reception with the base station 3.
  • the first switch 216 is controlled so as to connect to 220.
  • the wireless control unit 211 controls the second switch 219 to connect the second reception unit 218 and the third switch 220.
  • the wireless control unit 211 controls the third switch 220 so as to connect the first switch 216 and the wireless communication antenna 201b by default.
  • the radio control unit 211 performs the second switch in a first period (for example, 3 ms, see FIG.
  • the standby state is a state in which data reception addressed to the terminal device 2 and a data transmission operation by a user of the terminal device 2 are awaited. In the standby state, data communication is not performed between the terminal device 2 and the base station 3, and only control signals are exchanged.
  • the wireless control unit 211 While communicating with the base station 3 (calling state, data communication state), the wireless control unit 211 controls the third switch 220 so as to connect the first switch 216 and the wireless communication antenna 201b, and the wireless signal The first switch 216 is controlled so as to connect either the first transmission unit 214 or the first reception unit 215 and the third switch 220 in accordance with transmission / reception of.
  • the wireless control unit 211 While communicating with the search device 1 (searched state, see FIG. 5), the wireless control unit 211 controls the third switch 220 so as to connect the second switch 219 and the wireless communication antenna 201b, and wirelessly. In accordance with signal transmission / reception, the second switch 219 is controlled to connect either the second transmission unit 217 or the second reception unit 218 and the third switch 220.
  • the wireless control unit 211 does not need to control the second switch 219 in particular.
  • the wireless control unit 211 does not need to control the first switch 216 in particular.
  • the search device 1 is in a standby state after the power is turned on until there is an instruction from the user (button operation of the operation unit 13). In the standby state, power is not supplied to each unit of the search device 1 in order to reduce power consumption (sleep state). However, power is supplied from the battery 105 to the operation unit 13 and the second clock 133.
  • the second clock 133 always counts by operating a low-speed clock circuit.
  • the terminal device 2 After the power is turned on, the terminal device 2 performs a cell search, establishes a link with the base station 3, and enters a standby state.
  • the third switch 220 In the standby state, by default, the third switch 220 is controlled to connect the first switch 216 and the wireless communication antenna 201b, and power is not supplied to the search signal processing unit 243 (sleep state).
  • the second clock 233 always counts by operating a low-speed clock circuit.
  • the terminal device 2 supplies power to the search signal processing unit 243 (starting state) at every first interval (for example, 3 s) until the count value of the second clock 233 expires.
  • the second switch 219 is controlled to connect the second receiver 218 and the third switch 220
  • the third switch 220 is controlled to connect the second switch 219 and the wireless communication antenna 201b.
  • the second reception unit 218 and the search signal processing unit 243 of the terminal device 2 perform reception processing in the first period 321 (for example, 3 ms).
  • the first clock 212 performs a count operation by operating the clock circuit.
  • the search signal processing unit 243 returns to the sleep state when the information requesting the transmission of the identification information of the own device cannot be acquired during the first period 321.
  • the third switch 220 is controlled to connect the first switch 216 and the wireless communication antenna 201b.
  • the searching device 1 supplies power to each unit and starts searching for the terminal device 2 (search state).
  • the first clock 124 and the third clock 134 perform a counting operation by operating a high-speed clock circuit.
  • the search device 1 that has entered the search state first performs reception processing in the second period 311 (for example, 5 ms) in order to confirm that other search devices 1 are not transmitting radio waves. Then, when the search device 1 does not receive the radio wave from the other search device 1 during the second period 311, the search device 1 in the third period 312 (for example, 3.5 s) longer than the first interval.
  • the call signal including the identification information, the identification information of the terminal device 2 to be searched, and the timing information instructing the transmission timing of the response signal to the terminal device 2 is repeatedly transmitted.
  • the terminal device 2 When receiving the call signal during any of the first periods 321-3, the terminal device 2 identifies itself in the fourth period 322-1 (for example, 2 ms) specified by the timing information included in the call signal. Information, identification information and distance information (difference between transmission timing of transmission frame and reference clock of third clock 234, difference between reception timing of reception frame and reference clock of third clock 234) A response signal including the above (in the following description, the response signal that is transmitted first after receiving the call signal is referred to as “call response signal”) is transmitted (searched state). At this time, the third clock 234 performs a count operation by operating a high-speed clock circuit. In the searched state, the third switch 220 is controlled to connect the second switch 219 and the wireless communication antenna 201b. Further, the second switch 219 is controlled to connect either the second transmission unit 217 or the second reception unit 218 and the third switch 220 in accordance with transmission / reception of a radio signal.
  • the third clock 234 performs a count operation by operating a high-speed clock circuit
  • the search device 1 performs reception processing in the fifth period 313 (for example, 3 ms). Then, as soon as the search device 1 receives the call response signal, in the sixth period 314-1 (for example, 2 ms), the search device 1 sends a response confirmation signal including the identification information of the own device and the identification information of the terminal device 2 to be searched. Send (search state). Note that the radio frequency of the response confirmation signal is different from that of the call signal. Therefore, even if the terminal device 2 receives the response confirmation signal and the calling signal from the other search device 1 at the same time, no interference occurs.
  • the terminal device 2 performs reception processing in the seventh period 323-1 (for example, 3 ms) immediately after the fourth period 322-1. Then, when receiving the response confirmation signal, the terminal device 2 transmits the response signal again in the fourth period 322-2 after the second interval (for example, 100 ms) shorter than the first interval has elapsed.
  • the communication system repeats transmission / reception of response signals and transmission / reception of response confirmation signals until a disconnection instruction is received from the user.
  • the search device 1 estimates the distance and direction of the terminal device 2 using the response signal, and displays the identification information of the terminal device 2 and information on the distance and direction of the terminal device 2 on the display unit 104. Is displayed on the screen.
  • the search device 1 When a disconnection instruction is issued by the user, the search device 1 transmits its own identification information, identification information of the terminal device 2 to be searched, and transmission disconnection to the terminal device 2 in the next sixth period 314-7. A disconnect signal including information to be transmitted is transmitted.
  • the terminal device 2 When the terminal device 2 receives the disconnection signal in the corresponding seventh period 323-7, the terminal device 2 receives the identification information of the own device, the identification information of the communication partner searching device 1 and the disconnection signal in the next fourth period 322-8. A disconnection response signal including information indicating that it has been sent is transmitted.
  • search device 1 transmits a disconnection confirmation signal including its own identification information, identification information of search target terminal device 2 and information indicating that a disconnection response signal has been received, Return to standby.
  • the terminal device 2 receives the disconnection confirmation signal in the next seventh period 323-8, the terminal device 2 returns to the standby state.
  • a method for estimating the distance to the terminal device 2 by the search device 1 according to the present embodiment will be described.
  • a distance estimation method in the field of wireless communication a first distance estimation method based on received signal strength and a second distance estimation method based on propagation delay time are known.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between distance and received signal strength.
  • the horizontal axis represents distance (m)
  • the vertical axis represents received signal strength (dBm).
  • the first distance estimation method is a method of estimating a distance using a correlation between this distance and the received signal strength.
  • the search device 1 can estimate the distance with high accuracy by using the first distance estimation method.
  • the radio wave fluctuation becomes moderate. Therefore, when the first distance estimation method is used, the distance cannot be estimated with high accuracy.
  • the second distance estimation method is a method for estimating the distance by multiplying the calculated propagation delay time by the speed of the radio wave.
  • the estimation accuracy of the second distance estimation method is substantially constant regardless of the distance. Further, when the distance to the terminal device 2 is long, higher estimation accuracy is not required than when the distance is short.
  • the distance estimation unit 131c of the search device 1 receives signals when the measured received signal strength is greater than a predetermined threshold (for example, ⁇ 50 dBm) (short-range mode).
  • the distance to the terminal device 2 is estimated using the first distance estimation method based on the signal strength. If the distance to the terminal device 2 is equal to or less than a predetermined threshold (wide area mode), the terminal device 2 is used using the second distance estimation method based on the propagation delay time. Estimate the distance to.
  • hysteresis control is used to switch the estimation method, the first threshold for switching from the first distance estimation method to the second distance estimation method, and the second distance estimation method to the first distance estimation method.
  • a second threshold value (> first threshold value) for switching may be set.
  • switching from the first distance estimation method to the second distance estimation method is performed based on the magnitude relationship between the received signal strength and the third threshold value, and the second distance estimation method to the first distance estimation method.
  • Switching to may be performed based on the magnitude relationship between the propagation delay time and the fourth threshold value.
  • the wireless control unit 123 controls the first switch 125 to connect the first antenna element 111 and the receiving unit 122.
  • the wireless control unit 123 turns on the second switch 126 to connect the substrate 15 and the second antenna element 112 in the first partial period during the reception period of the radio wave (response signal), and the third switch 127 is turned OFF, and the space between the substrate 15 and the third antenna element 113 is cut.
  • the connected second antenna element 112 and substrate 15 are longer than the first antenna element 111 (radiator) as a whole, and thus act as a reflector. Moreover, since the 3rd antenna element 113 becomes shorter than the 1st antenna element 111 (radiator), it acts as a waveguide.
  • the first reception directivity 801 of FIG. 7 is formed in the first partial period.
  • the search device 1 can strongly receive radio waves from diagonally forward right.
  • the wireless control unit 123 turns off the second switch 126 and disconnects the substrate 15 from the second antenna element 112 in the second partial period during the reception period of the radio wave (response signal), and the third switch 127 is turned on to connect between the substrate 15 and the third antenna element 113.
  • the connected third antenna element 113 and substrate 15 are longer than the first antenna element 111 (radiator) as a whole, and thus act as a reflector. Moreover, since the 2nd antenna element 112 becomes shorter than the 1st antenna element 111 (radiator), it acts as a waveguide.
  • the second reception directivity 802 of FIG. 7 is formed in the second partial period.
  • the search device 1 can strongly receive radio waves from the diagonally left front.
  • the received signal strength in the first partial period is higher than the received signal strength in the second partial period.
  • the received signal strength in the first partial period is lower than the received signal strength in the second partial period.
  • the direction of the terminal device 2 can be estimated based on the magnitude and magnitude relationship of the difference in received signal strength between the first partial period and the second partial period.
  • the memory unit 132 stores an information table indicating the estimated direction based on the magnitude of the difference in received signal strength and its sign (magnitude relationship).
  • the direction estimation unit 131d estimates the direction of the terminal device 2 from the received signal strengths measured in the first partial period and the second partial period, with reference to the information table in FIG. 8, and displays the estimation result To the unit 12.
  • the direction estimation unit 131d may average the received signal strength measured a plurality of times and estimate the direction of the terminal device 2 using the average value. Thereby, the influence of the fluctuation
  • FIG. 9 (A) is a screen when starting the search for the terminal device 2 that has already been registered.
  • the identification number (identification information) 1001 of the terminal device 2 to be searched is displayed together with the registration number.
  • the search device 1 starts searching for the terminal device 2 whose identification number is displayed on the screen.
  • the identification number of the terminal device 2 may be the same as the telephone number of the terminal device 2.
  • FIG. 9B is a screen when starting a search for an unregistered terminal device 2.
  • a portion 1002 in which the input of the identification number (identification information) of the terminal device 2 to be searched is completed is displayed.
  • the search device 1 starts searching for the terminal device 2 whose identification number is displayed on the screen.
  • FIG. 9C is a screen when a response signal is received from the terminal device 2.
  • the screen includes identification information 1003-1 of the terminal device 2, information 1003-2, information about the distance to the terminal device 2, information 1003-3 about the direction of the terminal device 2, information 1003-4 indicating received signal strength, and the like. Display above.
  • the update of the information 1003-3 related to the direction of the terminal device 2 is limited to one step at a time. For example, when the previous direction estimation result is 75 ° left and the next direction estimation result is 30 ° right, the screen approaches from the left 75 ° to 30 ° right by one step (15 °). Information indicating the left 60 ° is displayed. Thereafter, when the direction estimation result is continuously 30 ° to the right, information indicating 45 ° left, 30 ° left 15 ° left, 0 °, 15 ° right, and 30 ° right is sequentially displayed on the screen. Is done. Thereby, the influence of the temporary and rapid fluctuation
  • the search device 1 enters a sleep state when the power is turned on (ST1101), and waits for an instruction from the user in this state (ST1102).
  • the search device 1 When there is a search start instruction from the user (ST1102: YES), the search device 1 transmits a call signal to the terminal device 2 to be searched (ST1103, ST1104). Then, search device 1 performs reception processing at the timing instructed to terminal device 2 in the call signal (ST1105).
  • search device 1 repeats steps ST1104 to ST1106 (ST1107: NO, ST1108). If the paging response signal is not received even if the paging signal is transmitted M times (ST1107: YES), search device 1 displays a message indicating that there is no response on the screen of display unit 104 (ST1109). Then, the flow proceeds to ST1120.
  • search device 1 If the call response signal can be received in ST1105 (ST1106: YES), search device 1 immediately transmits a response confirmation signal to terminal device 2 (ST1110). Further, search device 1 measures the received signal strength of the response signal (ST1111), estimates the distance to terminal device 2 (ST1112), and estimates the direction of terminal device 2 (ST1113). Then, search device 1 displays the identification information of terminal device 2 and information related to the distance and direction of terminal device 2 on the screen of display unit 104 (ST1114).
  • the search device 1 After that, if there is no instruction to end the search from the user (ST1115: NO) and the timer does not end after counting a predetermined time (ST1116: NO), the search device 1 performs the receiving process again at a predetermined interval ( ST1117).
  • search device 1 repeats steps ST1115 to ST1117. On the other hand, if a response signal can be received in ST1117 (ST1118: YES), the flow returns to ST1110, and search device 1 repeats steps ST1110 to ST1117 (search state).
  • the terminal device 2 defaults to the sleep state (ST1201), periodically (at the first interval), is activated, and performs reception processing (ST1202).
  • terminal device 2 If the call signal cannot be received in ST1202 (ST1203: NO), terminal device 2 returns to the sleep state of ST1201.
  • terminal apparatus 2 transmits a response signal to search apparatus 1 at a designated timing (ST1204), and immediately performs reception processing (ST1205).
  • terminal device 2 If a response confirmation signal can be received in ST1205 (ST1206: YES), terminal device 2 transmits a response signal again to search device 1 after a predetermined time (second interval) has passed (ST1204). Thereafter, when a response confirmation signal can be received (ST1206: YES), steps ST1204 and ST1205 are repeated (searched state).
  • the terminal apparatus 2 When the response confirmation signal is not received in ST1205 (ST1206: NO) and the disconnection signal is received (ST1207: YES), the terminal apparatus 2 performs the disconnection processing of the disconnection response signal transmission and the disconnection confirmation signal reception (ST1208). Then, the flow proceeds to ST1209.
  • the search device 1 is used to Since it is possible to search within the search range, it is possible to increase the possibility of finding a person carrying the terminal device 2 and to shorten the time until a person carrying the terminal device 2 is found.
  • the present invention is not limited to this, and GPS reception, And you may perform radio
  • FIG. 1 the case where the GPS antenna 201a and the wireless communication antenna 201b are provided separately in the terminal device 2 has been described.
  • the present invention is not limited to this, and GPS reception, And you may perform radio
  • FIG. 1 the case where the GPS antenna 201a and the wireless communication antenna 201b are provided separately in the terminal device 2 has been described.
  • the present invention is not limited to this, and GPS reception, And you may perform radio
  • the present invention is not limited to this, and FDD (Frequency Division Duplex) may be used.
  • FDD Frequency Division Duplex
  • the first reception frequency f r1 is the same as the first transmission frequency f t1
  • a duplexer is used instead of the first switch 216.
  • the second reception frequency f r2 is the same as the second transmission frequency f t2
  • a duplexer is used instead of the second switch 219.
  • a duplexer may be used instead of the third switch 220.
  • a strap (not shown) or an acceleration sensor (not shown) is provided in the terminal device 2 of the present embodiment, and when the strap is pulled or when the acceleration sensor detects an acceleration of a predetermined level or more.
  • the BS signal processing unit 242 may output a signal including terminal location information (or identification information of the own device) stored in the memory unit 232 and information indicating a specific destination to the first transmission unit 214.
  • the BS signal processing unit 242 may sound an alarm buzzer (not shown).
  • the terminal device 2 is a smartphone with a GPS function
  • the terminal device 2 has a GPS function (GPS antenna 201a and GPS signal processing).
  • Part 241 may not be provided, and may be used for other wireless communication networks such as a wireless LAN terminal.
  • the terminal device 2 of the present invention does not need to have a call function or a character or image data communication function in communication with the base station 3, and at least the position of a cell in which the own device exists is predetermined. It only needs to have a function for notifying the destination.
  • the display unit 204, the microphone 206, and the speaker 207 are not necessary, and the BS signal processing unit 242 performs only a process of outputting a signal including identification information of the own device and information indicating a specific destination to the first transmission unit 214. Do. With this configuration, the terminal device 2 can be reduced in size and power consumption.
  • the BS signal processing unit 242 When the operation unit 205 has only one push button, and the button is pressed, the BS signal processing unit 242 sends a signal including identification information of the own device and information indicating a specific destination to the first transmission unit 214. May be output. Further, when the button is pressed, the BS signal processing unit 242 may sound an alarm buzzer.
  • the terminal device 2 communicates with a specific low-power radio base station (hereinafter referred to as “relay device”) 5, and the relay device 5 communicates with the base station 3.
  • the present invention can also be applied to a communication system that performs communication.
  • the terminal device 2 does not perform the base station 3 and the wireless communication, instead, performs radio communication with the relay device 5 of the cell apparatus itself belongs in the second radio frequency f 2.
  • the terminal apparatus 2 for performing wireless communication with radio waves both the second frequency f 2 of the search device 1 and the relay device 5, the first transmission portion 214, the first receiving unit 215, first switch 216 and the The three switch 220 is not necessary.
  • the terminal device 2 detects the acceleration more than a predetermined value periodically or in an emergency (when a strap is pulled or a button is pressed). In this case, a signal (hereinafter referred to as “identification signal”) on which the identification information of the own device is superimposed is transmitted from the wireless communication antenna 201b to the relay device 5.
  • the terminal device 2 includes a periodic notification flag in the identification signal when periodically transmitting the identification signal, and includes an emergency notification flag in the identification signal when transmitting the identification signal in an emergency. Also good.
  • the relay device 5 has a GPS function, and measures the position (latitude, longitude) of its own device based on the GPS signal received from the GPS satellite 4.
  • the relay device 5 includes a terminal device 2 that exists in the own cell performs radio communication with a second radio frequency f 2, the wireless radio wave of the base station 3 and the first frequency f 1 of the cell apparatus itself belongs Communicate. Note that the cell radius of the relay device 5 is smaller than that of the base station 3.
  • the relay device 5 receives the identification signal from the terminal device 2, the relay device 5 receives a signal including the identification information of the terminal device 2, relay station information indicating the position of the own cell, and time information indicating the current time (hereinafter referred to as "relay signal"). Is transmitted to the base station 3.
  • the base station 3 When the base station 3 receives a relay signal from the relay device 5 existing in its own cell, the base station 3 transmits information included in the relay signal to a predetermined destination device via an upper station (not shown).
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of the relay device 5.
  • the relay device 5 includes a GPS antenna 501, a GPS reception unit 502, a GPS signal processing unit 503, a reception antenna 504, a reception unit 505, a memory unit 506, a timer 507, a control unit 508, and a transmission unit 509. And a transmission antenna 510 and a power supply unit 511.
  • the GPS reception unit 502 performs radio reception processing such as amplification, down-conversion, filtering, demodulation, and the like on the radio wave (GPS signal) transmitted from the GPS satellite 4 and received by the GPS antenna 501, and a baseband digital signal Is output to the GPS signal processing unit 503.
  • radio reception processing such as amplification, down-conversion, filtering, demodulation, and the like on the radio wave (GPS signal) transmitted from the GPS satellite 4 and received by the GPS antenna 501, and a baseband digital signal Is output to the GPS signal processing unit 503.
  • the GPS signal processing unit 503 measures the position (latitude, longitude) of the own device (relay device 5) based on the GPS signal, and stores the relay station information indicating the position of the own device in the memory unit 506.
  • the reception unit 505 performs radio reception processing such as amplification, down-conversion, filtering, and demodulation on the radio wave (identification signal) of the second reception frequency f 2 transmitted from the terminal device 2 and received by the reception antenna 504.
  • the baseband digital signal is output to the control unit 508.
  • the control unit 508 includes identification information of the terminal device 2 extracted from the signal output from the reception unit 505, relay station information stored in the memory unit 506, and time information indicating the current time measured by the timer 507.
  • the generated baseband digital signal (relay signal) is generated and output to the control unit 509.
  • the transmission unit 509 performs radio transmission processing such as modulation, amplification, filtering, and up-conversion on the signal output from the control unit 508, and transmits the first transmission frequency f t1 from the transmission antenna 510 to the base station 3.
  • the radio wave (relay signal) is transmitted.
  • the power supply unit 511 supplies power supplied from the outside to each unit of the relay device 5.
  • the terminal device 2 performs reception processing in the first period 321 (for example, 3 ms) every first interval (for example, 3 s) after the power is turned on.
  • the terminal device 2 transmits an identification signal in the eighth period 324 (for example, 3 ms) every third interval (for example, 600 s).
  • the relay device 5 performs reception processing regularly after the power is turned on. When receiving the identification signal from the terminal device 2, the relay device 5 transmits the relay signal to the base station 3.
  • the terminal device 2 receives the calling signal in the individual search mode transmitted from the search device 1 to the terminal device 2, the terminal device 2 stops the transmission process of the identification signal. Then, the terminal device 2 executes communication in the individual search mode with the search device 1 (communication sequence shown in FIG. 5).
  • the terminal device 2 can identify a narrower range as a search range by communicating with the relay device 5 having a cell radius smaller than that of the existing base station 3, so that a person carrying the terminal device 2 is found. It is possible to further increase the possibility and further reduce the time until the person who carries the terminal device 2 is discovered.
  • the terminal device 2 does not need to receive a GPS signal, does not always need to transmit a periodic signal such as a beacon, and transmits a response signal only when receiving a call signal from the search device 1. Since it suffices to transmit a signal to the relay device 5 only several times during a period (for example, 600 s), power consumption is reduced. Therefore, since the terminal device 2 can operate continuously for a long period of time (for example, two to three months or more), the person carrying the terminal device 2 has moved very far from home or the like. Even if it is a case, possibility of discovering the person who carries the terminal device 2 can be improved.
  • the present invention is suitable for use in a communication system including a terminal device having a function of automatically transmitting the current position information of its own device to a predetermined destination.

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Abstract

　捜索範囲を特定した後に、端末装置を携帯する者を発見する可能性を高め、端末装置を携帯する者を発見するまでの時間を短縮すること。ＧＰＳ信号処理部（２４１）は、ＧＰＳ信号に基づいて端末装置（２）の現在の位置を測定し、端末位置情報をメモリ部（２３２）に記憶させる。ＢＳ信号処理部（２４２）は、メモリ部（２３２）に記憶された端末位置情報および特定の宛先を示す情報を含む信号を第１送信部（２１４）を介して基地局に送信する。探索信号処理部（２４３）は、探索装置（１）から自機の識別情報の送信を要求する情報を入力した場合、自機の識別情報および通信相手の探索装置（１）の識別情報を含む信号を第２送信部（２１７）を介して探索装置に送信する。

Description

端末装置および通信システム
　本発明は、基地局と無線通信を行い、かつ、携帯可能な他の端末装置（探索装置）と無線通信可能な端末装置、および、当該端末装置を含む通信システムに関するものである。
　近年、普及が進んで多くの人が所有しているスマートフォンやフューチャーフォン等の端末装置の中には、自機の現在の位置情報を所定の宛先に自動的に送信する機能を持つものがある（特許文献１）。この機能により、当該端末装置を携帯する者（見守られる人、例えば子供や老人）のおおよその位置を把握することができるので、関係者（見守る人、例えば親や介護者）に安心感を与えることができる。また、端末装置の現在の位置情報は、関係者等が端末装置を携帯する者を捜索する際の手掛かりとなる。
　端末装置の測位方式として、ＧＰＳ（Global Positioning System）機能を用いるものや、通信システムの基地局情報を用いるものが知られている。ＧＰＳ機能は、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて自機の位置（緯度、経度）を測定するものである。基地局情報は、各端末装置が存在するセル（基地局カバーエリア）の位置を示す情報である。
特開平１０－５６５２２号公報
　しかしながら、ＧＰＳ機能を用いた測位方式の測位精度は、通常、半径数十ｍであり、端末装置を携帯する者が高層ビル街等のマルチパス環境にいる場合にはさらに悪くなる。また、ＧＰＳは、上空からの電波を利用するものであるため、ビル影等の地上施設の影や屋内、地下街、トンネル、高架下などの衛星電波が届かないところでは測位不能となる。
　また、基地局情報を用いた測位方式の測位精度は、半径数十ｍから数百ｍであり、ＧＰＳ機能を用いた場合よりもさらに悪い。
　したがって、従来技術では、端末装置を携帯する者を捜索する際、端末装置が存在する可能性がある範囲（捜索範囲）を大まかにしか特定することができない。また、捜索範囲を特定した後に、当該範囲内において効率的かつ迅速に捜索を行うための有効な方式が、これまで提案されていない。
　本発明は、上記の点に鑑みて為されたものであり、捜索範囲を特定した後に、端末装置を携帯する者を発見する可能性を高め、端末装置を携帯する者を発見するまでの時間を短縮することができる端末装置および通信システムを提供することである。
　本発明の端末装置は、多元接続することが可能な基地局、および、通信相手の距離および方向を推定することが可能な探索装置と無線通信を行う端末装置であって、電波を送受信するアンテナと、前記アンテナを介して、前記基地局に第１周波数で信号を送信する第１送信手段と、前記アンテナを介して、前記探索装置に前記第１周波数と異なる第２周波数で、前記距離および方向の推定に用いられる信号を送信する第２送信手段と、前記アンテナを介して前記基地局から信号を受信する第１受信手段と、前記アンテナを介して前記探索装置から信号を受信する第２受信手段と、待ち受け状態において、所定間隔の一定期間では、前記アンテナと前記第２受信手段とを接続し、他の期間では、前記基地局との通信による信号の送信／受信に応じて、前記アンテナと前記第１送信手段あるいは前記第１受信手段とを接続するように制御する制御手段と、を具備する構成を採る。
　本発明の通信システムは、多元接続することが可能な基地局と、通信相手の距離および方向を推定することが可能な探索装置と、前記基地局および前記探索装置と無線通信を行う端末装置と、から構成される通信システムであって、前記探索装置は、前記端末装置に対して信号を送信する送信手段と、前記端末装置から信号を受信する受信手段と、前記受信手段に受信された信号を用いて自機と前記端末装置との距離および自機からみた前記端末装置の方向を推定する制御手段と、を具備し、前記端末装置は、電波を送受信するアンテナと、前記アンテナを介して、前記基地局に第１周波数で信号を送信する第１送信手段と、前記アンテナを介して、前記基地局から信号を受信する第１受信手段と、前記アンテナを介して、前記探索装置に前記第１周波数と異なる第２周波数で、前記距離および方向の推定に用いられる信号を送信する第２送信手段と、前記アンテナを介して、前記探索装置から信号を受信する第２受信手段と、待ち受け状態において、所定間隔の一定期間では、前記アンテナと前記第２受信手段とを接続し、他の期間では、前記基地局との通信による信号の送信／受信に応じて、前記アンテナと前記第１送信手段あるいは前記第１受信手段とを接続するように制御する制御手段と、を具備する、構成を採る。
　本発明によれば、ＧＰＳ機能あるいは基地局情報を用いた測位方式により、端末装置が存在する可能性がある捜索範囲を特定した後、探索装置を用いて、当該捜索範囲内を捜索することができるので、端末装置を携帯する者を発見する可能性を高め、発見されるまでの時間を短縮することができる。
本発明の一実施の形態に係る通信システムの概要を示す図 本発明の一実施の形態に係る探索装置の外観図 本発明の一実施の形態に係る探索装置の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態に係る端末装置の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態に係る探索装置と端末装置との通信の様子を示すシーケンス図 距離と受信信号強度との関係を示す図 本発明の一実施の形態に係る探索装置によって形成される指向性を示す図 本発明の一実施の形態に係る探索装置のメモリ部内に格納される情報テーブルを示す図 本発明の一実施の形態に係る探索装置の表示画面を示す図 本発明の一実施の形態に係る探索装置の動作の流れを示すフロー図 本発明の一実施の形態に係る端末装置の動作の流れを示すフロー図 本発明の一実施の形態のバリエーションに係る通信システムの概要を示す図 本発明の一実施の形態のバリエーションに係る中継装置の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態のバリエーションに係る探索装置、中継装置と端末装置との通信の様子を示すシーケンス図
　（実施の形態）
　以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態では、通信方式として、ＴＤＤ（Time Division Duplex）を用いる場合を例に説明する。
　［通信システムの概要］
　図１は、本発明の一実施の形態に係る通信システムの概要を示す図である。本実施の形態に係る通信システムは、探索装置１、端末装置２および基地局３を有する。なお、本通信システムは、端末装置２と基地局３とによる、ＬＴＥ、無線ＬＡＮ等の既存の無線通信ネットワークのシステムに、探索装置１と端末装置２とによる通信システムを組み合わせたものである。
　探索装置１は、端末装置２と無線通信を行い、端末装置２から受信した信号を用いて、自機と端末装置２との距離及び自機からみた端末装置２の方向を推定し、推定した距離および方向に関する情報を表示する。
　端末装置２は、例えば、スマートフォンで有り、自機が所属するセルの基地局３と第１周波数ｆ１の電波で無線通信を行い、探索装置１と第２周波数ｆ２の電波で無線通信を行う。また、端末装置２は、ＧＰＳ機能を有し、ＧＰＳ衛星４から受信したＧＰＳ信号に基づいて自機の位置（緯度、経度）を測定する。
　基地局３は、端末装置２と無線通信を行い、上位局（図示せず）を介して、所定の宛先の装置（図示せず）に、端末装置２から受信した端末装置２の現在の位置情報（以下、「端末位置情報」という）、あるいは、自セルの位置を示す基地局情報を送信する。なお、基地局３は、ＬＴＥ、無線ＬＡＮ等の無線通信ネットワークにおいて既に使用されているものであって、自セル内に存在する複数の端末装置と多元接続する。
　［探索装置１の構造］
　次に、図２を用いて探索装置１の構造について説明する。図２は、本実施の形態に係る探索装置１の外観図である。図２（Ａ）は正面図、図２（Ｂ）は右側面図、図２（Ｃ）は背面図、図２（Ｄ）はＡ－Ａ断面図である。
　探索装置１は、ユーザ（一般人）が携帯可能な大きさ（例えば、幅Ｗ：６４ｍｍ、高さＨ：１０７ｍｍ、厚みＴ：１３ｍｍ）、および、重さ（例えば、７０ｇ）である。
　探索装置１の筐体１１は、略方形状を為し、非導電性の部材により形成されている。筐体１１の正面１１ａは平板形状を為している。筐体１１の正面１１ａには、表示部１２および操作部１３が設けられている。
　表示部１２は、筐体１１の正面１１ａ上に設けられ、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成される画面を有する。
　操作部１３は、筐体１１の正面１１ａ上の底面１１ｂ側（下端側）近傍に設けられ、複数のボタンを有する。操作部１３は、ユーザの意志に基づくボタン操作内容を電気信号に変換してＣＰＵ（Central Processing Unit）１３１（図３参照）に伝達する。
　筐体１１の側面１１ｃ、１１ｄは、中央部を境にして、平面１１ｅ側（上端側）の方が底面１１ｂ（下端側）よりも薄くなっている。右側面１１ｃには、電源スイッチ１４が設けられている。
　筐体１１の内部には、基板１５が収められている。基板１５の中央より平面１１ｅ側（上端側）には、アンテナ１０１がパターンニングされる。また、基板１５には、種々の回路（図３参照）が載置される。
　アンテナ１０１は、中央に放射器となる第１アンテナ素子１１１と、その両側にそれぞれが導波器または反射器となる第２アンテナ素子１１２および第３アンテナ素子１１３と、から構成される。第１アンテナ素子１１１は、端末装置２との間で電波（無線信号）を送受信する。
　第１アンテナ素子１１１の長さは、波長λの１／４（λ／４）である。例えば、探索装置１が９２０ＭＨｚを使用して無線通信を行う場合、第１アンテナ素子１１１の長さ（λ／４）は、約８１．５ｍｍとなる。第２アンテナ素子１１２および第３アンテナ素子１１３の長さは、同一であり、第１アンテナ素子１１１よりも少し短い。
　各アンテナ素子１１１、１１２、１１３は、長さＨ１（例えば４０ｍｍ）のスペースに収められるために、折り返しパターンで構成され、それぞれ、基板１５の両面にパターンニングされてスルーホール中で接続される。
　筐体１１の背面１１ｆの中央部には、凹部１６が設けられている。ユーザは、第１指（親指）で操作部１３のボタンを押すことができるように探索装置１を手に持つ場合、凹部１６に第２指（人差し指）を収めることにより、探索装置１を安定して持つことができる。
　［探索装置１の回路構成（ブロック図）］
　次に、図３を用いて探索装置１の回路構成について説明する。図３は、本実施の形態に係る探索装置１の構成を示すブロック図である。探索装置１は、筐体１１（図３では図示せず）と、表示部１２と、操作部１３と、電源スイッチ１４（図３では図示せず）と、基板１５（図３では図示せず）と、アンテナ１０１と、無線部１０２と、制御部１０３と、鳴動部１０４と、電池１０５と、から主に構成される。無線部１０２および制御部１０３は、基板１５に載置される。
　無線部１０２は、無線信号の処理を行う。無線部１０２は、送信部１２１と、受信部１２２と、無線制御部１２３と、第１クロック１２４と、第１スイッチ１２５と、第２スイッチ１２６と、第３スイッチ１２７と、を有する。
　送信部１２１は、ＣＰＵ１３１から出力されたベースバンドのデジタル信号に対して、変調、増幅、フィルタリング、アップコンバート等の無線送信処理を行い、第１アンテナ素子１１１から無線信号を送信する。送信部１２１から送信される電波（呼出信号等）の周波数は、７１０ＭＨｚ以上９６０ＭＨｚ以下であることが望ましい。
　受信部１２２は、第１アンテナ素子１１１に受信された無線信号に対して、増幅、ダウンコンバート、フィルタリング、復調等の無線受信処理を行い、ベースバンドのデジタル信号をＣＰＵ１３１に出力する。また、受信部１２２は、第１アンテナ素子１１１に受信された電波の受信信号強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）を測定し、測定値（アナログ値）を無線制御部１２３に出力する。
　無線制御部１２３は、第１クロック１２４のクロック信号を使用して無線部１０２内の各部の制御を行う。また、無線制御部１２３は、受信部１２２から出力された受信信号強度の測定値をデジタル値に変換して、ＣＰＵ１３１に出力する。なお、無線制御部１２３が行う、各スイッチ１２５、１２６、１２７に対する制御の詳細については後述する。
　第１クロック１２４は、高速・高精度のクロックであり、無線部１０２内部で使用するための、所定周波数（例えば３６ＭＨｚ）の基準クロック信号を生成する。
　第１スイッチ１２５は、無線制御部１２３の指示に従って、送信部１２１あるいは受信部１２２のいずれかと第１アンテナ素子１１１とを接続する。第２スイッチ１２６は、無線制御部１２３の指示に従って、基板１５と第２アンテナ素子１１２との間を接続／切断する。第３スイッチ１２７は、無線制御部１２３の指示に従って、基板１５と第３アンテナ素子１１３との間を接続／切断する。
　制御部１０３は、ベースバンド信号の処理を行う。制御部１０３は、ＣＰＵ１３１と、メモリ部１３２と、第２クロック１３３と、第３クロック１３４と、論理演算部１３５と、を有する。
　ＣＰＵ１３１は、制御部１０３の中央処理装置であり、メモリ部１３２をワークメモリとして、各種プログラムを実行する。特に、ＣＰＵ１３１は、端末装置２に対して送信する信号を生成し、端末装置２から電波を受信した際に、取得した所定の情報を表示部１２に表示させ、鳴動部１０４から報知音を出力させる。
　メモリ部１３２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を有し、ＣＰＵ１３１が実行する各種プログラム、および、各種データを記憶する。
　第２クロック１３３は、低速クロックであり、待機状態（図５参照）等において制御部１０３内部で使用するための、所定周波数（例えば３２ｋＨｚ）の基準クロック信号を生成する。第３クロック１３４は、高速・高精度のクロックであり、探索状態（図５参照）等において制御部１０３内部で使用するための、所定周波数（例えば４０ＭＨｚ）の基準クロック信号を生成する。
　論理演算部１３５は、ＣＰＵ１３１と協働して、送信フレームの送信タイミングと第３クロック１３４の基準クロックとの差、受信フレームの受信タイミングと第３クロック１３４の基準クロックとの差、および、端末装置２における、送信フレームの送信タイミングと第３クロック２３４（図４参照）の基準クロックとの差、受信フレームの受信タイミングと第３クロック２３４の基準クロックとの差に基づいて、端末装置２との間の伝送路の伝播遅延時間を計算する。
　鳴動部１０４は、ユーザからの指示を受けた場合等、所定のタイミングでスピーカから報知音を出力する。
　電池１０５は、筐体１１内に収められ、電源スイッチ１４を介してユーザから電源ＯＮを指示されると、探索装置１の各部に電源を供給する。
　［ＣＰＵ１３１の機能］
　次に、図３を用いて探索装置１のＣＰＵ１３１の機能について説明する。ＣＰＵ１３１は、本発明に係る機能として、信号生成部１３１ａと、信号取得部１３１ｂと、距離推定部１３１ｃと、方向推定部１３１ｄと、を有する。
　信号生成部１３１ａは、ユーザの指示（操作部１３から入力された電気信号）に基づいて、各種の情報を含むデジタル信号列（送信フレーム）を生成して送信部１２１に出力する。信号生成部１３１ａは、ユーザから指示された単一の端末装置２の識別情報および自機の識別情報をデジタル信号に含める。
　信号取得部１３１ｂは、受信された応答信号のデジタル信号列（受信フレーム）から、端末装置２の識別情報を取得し、表示部１２に出力する。
　距離推定部１３１ｃは、受信部１２２で測定された電波の受信信号強度、あるいは、論理演算部１３５で計算された伝播遅延時間に基づいて、端末装置２までの距離を推定し、推定値を表示部１２に出力する。なお、本実施の形態における距離推定の詳細については後述する。
　方向推定部１３１ｄは、第２スイッチ１２６がＯＮかつ第３スイッチ１２７がＯＦＦのときの受信信号強度、および、第２スイッチ１２６がＯＦＦかつ第３スイッチ１２７がＯＮのときの受信信号強度に基づいて、端末装置２の方向を推定し、推定値を表示部１２に出力する。なお、本実施の形態における方向推定の詳細については後述する。
　［端末装置２の回路構成（ブロック図）］
　次に、図４を用いて端末装置２の回路構成について説明する。図４は、本実施の形態に係る端末装置２の構成を示すブロック図である。端末装置２は、ＧＰＳアンテナ２０１ａと、無線通信アンテナ２０１ｂと、無線部２０２と、制御部２０３と、表示部２０４と、操作部２０５と、マイクロフォン２０６と、スピーカ２０７と、バッテリ２０８と、から主に構成される。
　ＧＰＳアンテナ２０１ａは、ＧＰＳ衛星４から所定周波数（１．５ＧＨｚ帯）の電波（無線信号）を受信する。無線通信アンテナ２０１ｂは、基地局３あるいは探索装置１との間で電波（無線信号）を送受信する。
　無線部２０２は、送信信号あるいは受信信号に対して無線処理を行う。制御部２０３は、ベースバンド信号の処理を行う。なお、無線部２０２および制御部２０３は、基板（図示せず）に載置される。
　表示部２０４は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成される画面を有し、ＣＰＵ２３１から出力された各種情報を表示する。操作部２０５は、例えば操作用の押しボタンやタッチパネル等であり、ユーザの意志に基づく操作内容を電気信号に変換してＣＰＵ２３１に出力する。
　マイクロフォン２０６は、ユーザの音声を集音し、音声信号に変換してＣＰＵ２３１に出力する。スピーカ２０７は、ＣＰＵ２３１から出力された音声信号を音声に変換して発音する。バッテリ２０８は、端末装置２の各部に電源を供給する。
　［無線部２０２の内部構成］
　無線部２０２は、無線制御部２１１と、第１クロック２１２と、ＧＰＳ受信部２１３と、第１送信部２１４と、第１受信部２１５と、第１スイッチ２１６と、第２送信部２１７と、第２受信部２１８と、第２スイッチ２１９と、第３スイッチ２２０と、を有する。
　無線制御部２１１は、第１クロック２１２のクロック信号を使用して無線部２０２内の各部の制御を行う。なお、無線制御部２１１が行う、各スイッチ２１６、２１９、２２０に対する制御の詳細については後述する。
　第１クロック２１２は、高速・高精度のクロックであり、無線部２０２内部で使用するための、所定周波数（例えば３６ＭＨｚ）の基準クロック信号を生成する。
　ＧＰＳ受信部２１３は、ＧＰＳ衛星４から送信され、ＧＰＳアンテナ２０１ａに受信された電波（ＧＰＳ信号）に対して、増幅、ダウンコンバート、フィルタリング、復調等の無線受信処理を行い、ベースバンドのデジタル信号をＣＰＵ２３１に出力する。
　第１送信部２１４は、ＣＰＵ２３１から出力されたベースバンドのデジタル信号に対して、変調、増幅、フィルタリング、アップコンバート等の無線送信処理を行い、無線通信アンテナ２０１ｂから基地局３に向けて、第１送信周波数ｆｔ１の電波を送信する。なお、第１送信周波数ｆｔ１は、７１０ＭＨｚ以上９６０ＭＨｚ以下であることが望ましい。
　第１受信部２１５は、基地局３から送信され、無線通信アンテナ２０１ｂに受信された第１受信周波数ｆｒ１の電波に対して、増幅、ダウンコンバート、フィルタリング、復調等の無線受信処理を行い、ベースバンドのデジタル信号をＣＰＵ２３１に出力する。なお、第１受信周波数ｆｒ１は、７１０ＭＨｚ以上９６０ＭＨｚ以下であることが望ましい。また、ＴＤＤ方式の場合、第１受信周波数ｆｒ１は、第１送信周波数ｆｔ１と同一であっても良い。
　第１スイッチ２１６は、無線制御部２１１の指示に従って、第１送信部２１４あるいは第１受信部２１５のいずれかと第３スイッチ２２０とを接続する。
　第２送信部２１７は、ＣＰＵ２３１から出力されたベースバンドのデジタル信号に対して、変調、増幅、フィルタリング、アップコンバート等の無線送信処理を行い、無線通信アンテナ２０１ｂから探索装置１に向けて第２送信周波数ｆｔ２の無線信号を送信する。なお、第２送信周波数ｆｔ２は、７１０ＭＨｚ以上９６０ＭＨｚ以下であって、第１送信周波数ｆｔ１、第１受信周波数ｆｒ１と異なることが望ましい。探索装置１と端末装置２とが、７１０ＭＨｚ以上９６０ＭＨｚ以下の周波数を用いて無線通信を行うことにより、端末装置２における探索装置１からの電波の受信可能距離が長くなるため、探索装置１は、端末装置２が、捜索範囲（半径数百ｍ）のどこにあっても、端末装置２からの応答信号を受信し、端末装置２を探索することができる。
　第２受信部２１８は、探索装置１から送信され、無線通信アンテナ２０１ｂに受信された第２受信周波数ｆｒ２の電波に対して、増幅、ダウンコンバート、フィルタリング、復調等の無線受信処理を行い、ベースバンドのデジタル信号をＣＰＵ２３１に出力する。なお、第２受信周波数ｆｒ２は、７１０ＭＨｚ以上９６０ＭＨｚ以下であることが望ましい。また、ＴＤＤ方式の場合、第２受信周波数ｆｒ２は、第２送信周波数ｆｔ２と同一であっても良い。
　第２スイッチ２１９は、無線制御部２１１の指示に従って、第２送信部２１７あるいは第２受信部２１８のいずれかと第３スイッチ２２０とを接続する。
　第３スイッチ２２０は、無線制御部２１１の指示に従って、第１スイッチ２１６あるいは第２スイッチ２１９のいずれかと無線通信アンテナ２０１ｂとを接続する。
　［制御部２０３の内部構成］
　制御部２０３は、ＣＰＵ２３１と、メモリ部２３２と、第２クロック２３３と、第３クロック２３４と、を有する。
　ＣＰＵ２３１は、制御部２０３の中央処理装置であり、メモリ部２３２をワークメモリとして、各種プログラムを実行する。
　メモリ部２３２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を有し、ＣＰＵ２３１が実行する各種プログラム、および、各種データを記憶する。特に、本発明において、メモリ部２３２には、端末装置情報が記憶される。また、メモリ部２３２には、予め、特定の宛先（例えば、ユーザの親、警備会社等）のメールアドレスと電話番号が記憶されている。
　第２クロック２３３は、低速クロックであり、待機状態（図５参照）等において制御部２０３内部で使用するための、所定周波数（例えば３２ｋＨｚ）の基準クロック信号を生成する。第３クロック２３４は、高速・高精度のクロックであり、被探索状態（図５参照）等において制御部２０３内部で使用するための、所定周波数（例えば４０ＭＨｚ）の基準クロック信号を生成する。
　［ＣＰＵ２３１の内部構成］
　ＣＰＵ２３１は、ＧＰＳ信号処理部２４１と、ＢＳ信号処理部２４２と、探索信号処理部２４３と、を有する。
　［ＧＰＳ信号処理部２４１の機能］
　ＧＰＳ信号処理部２４１は、ＧＰＳ信号に基づいて自機（端末装置２）の現在の位置（緯度、経度）を測定し、端末位置情報をメモリ部２３２に記憶させる。
　［ＢＳ信号処理部２４２の機能］
　ＢＳ信号処理部２４２は、マイクロフォン２０６に集音された音声データに対して符号化処理を行い、制御信号を付加してベースバンドの送信信号を生成し、第１送信部２１４に出力する。また、ＢＳ信号処理部２４２は、操作部２０５から入力された電気信号に基づいて、基地局３に送信するデータを生成し、当該データに対して制御信号を付加してベースバンドの送信信号を生成し、第１送信部２１４に出力する。
　また、ＢＳ信号処理部２４２は、操作部２０５から入力された電気信号に基づいて、表示部２０４の画面に表示させる画像データを生成し、表示部２０４に出力する。
　また、ＢＳ信号処理部２４２は、ベースバンドの受信信号に対して、フレーム中の所定のスロットから制御信号およびデータを取り出す。そして、ＢＳ信号処理部２４２は、取り出したデータの内、音声符号化データに対して復号処理を行い、スピーカ２０７に出力する。また、ＢＳ信号処理部２４２は、取り出したデータの内、画像データを表示部２０４に出力する。
　また、ＢＳ信号処理部２４２は、定期的に、あるいは、基地局３から指示を受けたタイミングで、メモリ部２３２に記憶された端末位置情報および特定の宛先を示す情報を含む信号を第１送信部２１４に出力する。端末位置情報を含む信号は、第１送信部２１４から無線通信アンテナ２０１ｂを介して基地局３に送信される。その後、端末位置情報は、上位局を介して、特定の宛先の装置に送信される。なお、端末位置情報を取得できない場合、その旨を示す情報、自機の識別情報および特定の宛先を示す情報を含む信号が、第１送信部２１４から無線通信アンテナ２０１ｂを介して基地局３に送信される。この場合、基地局３の位置を示す基地局情報が、特定の宛先の装置に送信される。
　［探索信号処理部２４３の機能］
　探索信号処理部２４３は、信号生成部２３１ａと、信号取得部２３１ｂと、を有する。
　信号生成部２３１ａは、信号取得部２３１ｂから自機の識別情報の送信を要求する情報を入力した場合、自機の識別情報および通信相手の探索装置１の識別情報を含むデジタル信号列（送信フレーム）を生成して、第２送信部２１７に出力する。
　信号取得部２３１ｂは、第２受信部２１８から出力された呼出信号のデジタル信号列（受信フレーム）から情報を取得し、当該情報が自機の識別情報の送信を要求するものである場合には、その旨を信号生成部２３１ａに出力する。
　［無線制御部２１１のスイッチ制御］
　次に、無線制御部２１１による各スイッチ２１６、２１９、２２０の制御について説明する。
　無線制御部２１１は、電源が投入されてからセルサーチが完了するまでの間、第１受信部２１５と第３スイッチ２２０とを接続するように第１スイッチ２１６を制御し、第１スイッチ２１６と無線通信アンテナ２０１ｂとを接続するように第３スイッチ２２０を制御する。
　セルサーチが完了した後、基地局３とのリンクが確立するまで、無線制御部２１１は、第１スイッチ２１６と無線通信アンテナ２０１ｂとを接続するように第３スイッチ２２０を制御し、無線信号の送信／受信に応じて、第１送信部２１４あるいは第１受信部２１５のいずれかと第３スイッチ２２０とを接続するように第１スイッチ２１６を制御する。
　基地局３とのリンクが確立した後の待ち受け状態において、無線制御部２１１は、基地局３との送信／受信に応じて、第１送信部２１４あるいは第１受信部２１５のいずれかと第３スイッチ２２０とを接続するように第１スイッチ２１６を制御する。また、待ち受け状態において、無線制御部２１１は、第２受信部２１８と第３スイッチ２２０とを接続するように第２スイッチ２１９を制御する。また、待ち受け状態において、無線制御部２１１は、デフォルトでは、第１スイッチ２１６と無線通信アンテナ２０１ｂとを接続するように第３スイッチ２２０を制御する。ただし、無線制御部２１１は、所定の第１間隔（例えば３ｓ、図５参照）毎に、探索信号処理部２４３が起動状態となる第１期間（例えば３ｍｓ、図５参照）において、第２スイッチ２１９と無線通信アンテナ２０１ｂとを接続するように第３スイッチ２２０を制御する。なお、待ち受け状態とは、端末装置２宛のデータ受信、及び、端末装置２の使用者によるデータ送信操作を待ち受ける状態である。待ち受け状態では、端末装置２と基地局３との間で、データ通信が行われておらず、制御信号のみがやり取りされる。
　基地局３と通信を行っている間（通話状態、データ通信状態）、無線制御部２１１は、第１スイッチ２１６と無線通信アンテナ２０１ｂとを接続するように第３スイッチ２２０を制御し、無線信号の送信／受信に応じて、第１送信部２１４あるいは第１受信部２１５のいずれかと第３スイッチ２２０とを接続するように第１スイッチ２１６を制御する。
　探索装置１と通信を行っている間（被探索状態、図５参照）、無線制御部２１１は、第２スイッチ２１９と無線通信アンテナ２０１ｂとを接続するように第３スイッチ２２０を制御し、無線信号の送信／受信に応じて、第２送信部２１７あるいは第２受信部２１８のいずれかと第３スイッチ２２０とを接続するように第２スイッチ２１９を制御する。
　なお、第３スイッチ２２０が第１スイッチ２１６と無線通信アンテナ２０１ｂとを接続している間、無線制御部２１１は、特に第２スイッチ２１９の制御を行う必要が無い。同様に、第３スイッチ２２０が第２スイッチ２１９と無線通信アンテナ２０１ｂとを接続している間、無線制御部２１１は、特に第１スイッチ２１６の制御を行う必要が無い。
　［探索装置１と端末装置２との通信シーケンス］
　次に、本実施の形態に係る探索装置１と端末装置２との通信の様子について、図５のシーケンス図を用いて説明する。
　探索装置１は、電源がＯＮされた後、ユーザからの指示（操作部１３のボタン操作）があるまでは待機状態になる。待機状態では、消費電力を下げるために、探索装置１の各部には電力が供給されない（スリープ状態）。ただし、操作部１３および第２クロック１３３には電池１０５から電力が供給される。第２クロック１３３は、常時、低速のクロック回路を動作させてカウント動作を行う。
　端末装置２は、電源がＯＮされた後、セルサーチを行い、基地局３とのリンクを確立し、待ち受け状態になる。待ち受け状態において、デフォルトでは、第３スイッチ２２０が、第１スイッチ２１６と無線通信アンテナ２０１ｂとを接続するように制御され、探索信号処理部２４３には電力が供給されない（スリープ状態）。ただし、第２クロック２３３は、常時、低速のクロック回路を動作させてカウント動作を行う。
　第２クロック２３３のカウント値が満了するまでの第１間隔（例えば３ｓ）毎に、端末装置２は、探索信号処理部２４３に電力を供給する（起動状態）。起動状態では、第２スイッチ２１９が第２受信部２１８と第３スイッチ２２０とを接続するように制御され、第３スイッチ２２０が第２スイッチ２１９と無線通信アンテナ２０１ｂとを接続するように制御される。そして、端末装置２の第２受信部２１８および探索信号処理部２４３は、第１期間３２１（例えば３ｍｓ）において受信処理を行う。この時、第１クロック２１２は、クロック回路を動作させてカウント動作を行う。
　そして、探索信号処理部２４３は、第１期間３２１の間に、自機の識別情報の送信を要求する情報を取得できなかった場合にはスリープ状態に戻る。このとき、第３スイッチ２２０が、第１スイッチ２１６と無線通信アンテナ２０１ｂとを接続するように制御される。
　待機状態において、ユーザから探索対象の端末装置２の識別情報を指示されると、探索装置１は、各部に電力を供給し、端末装置２の探索を開始する（サーチ状態）。この時、第１クロック１２４、第３クロック１３４は、高速のクロック回路を動作させてカウント動作を行う。
　サーチ状態に入った探索装置１は、まず、他の探索装置１が電波を送信していないことを確認するために、第２期間３１１（例えば５ｍｓ）において受信処理を行う。そして、探索装置１は、第２期間３１１の間に他の探索装置１からの電波を受信しなかった場合、上記第１間隔よりも長い第３期間３１２（例えば３．５ｓ）において、自機の識別情報、探索対象の端末装置２の識別情報および当該端末装置２に対して応答信号の送信タイミングを指示するタイミング情報を含む呼出信号を繰り返し送信する。
　端末装置２は、いずれかの第１期間３２１－３の間に呼出信号を受信すると、呼出信号に含まれるタイミング情報によって指定された第４期間３２２－１（例えば２ｍｓ）において、自機の識別情報、通信相手の探索装置１の識別情報および距離情報（送信フレームの送信タイミングと第３クロック２３４の基準クロックとの差、受信フレームの受信タイミングと第３クロック２３４の基準クロックとの差）を含む応答信号（なお、以下の説明において、呼出信号を受信してから最初に送信する応答信号を「呼出応答信号」という）を送信する（被探索状態）。この時、第３クロック２３４は、高速のクロック回路を動作させてカウント動作を行う。なお、被探索状態では、第３スイッチ２２０が第２スイッチ２１９と無線通信アンテナ２０１ｂとを接続するように制御される。また、第２スイッチ２１９が、無線信号の送信／受信に応じて、第２送信部２１７あるいは第２受信部２１８のいずれかと第３スイッチ２２０とを接続するように制御される。
　探索装置１は、第５期間３１３（例えば３ｍｓ）において受信処理を行う。そして、探索装置１は、呼出応答信号を受信すると、すぐに、第６期間３１４－１（例えば２ｍｓ）において、自機の識別情報および探索対象の端末装置２の識別情報を含む応答確認信号を送信する（探索状態）。なお、応答確認信号の無線周波数は、呼出信号のものと異なる。したがって、端末装置２は、応答確認信号と他の探索装置１からの呼出信号とを同時に受信しても混信を起こすことがない。
　端末装置２は、第４期間３２２－１の直後の第７期間３２３－１（例えば３ｍｓ）において受信処理を行う。そして、端末装置２は、応答確認信号を受信すると、第１間隔よりも短い第２間隔（例えば１００ｍｓ）が経過した後の第４期間３２２－２において、再び応答信号を送信する。
　以降、ユーザから切断指示があるまで、通信システムは、応答信号の送信／受信、応答確認信号の送信／受信を繰り返す。探索装置１は、応答信号を受信する毎に、当該応答信号を用いて端末装置２の距離と方向を推定し、端末装置２の識別情報および端末装置２の距離および方向に関する情報を表示部１０４の画面上に表示させる。
　ユーザから切断指示があると、探索装置１は、次の第６期間３１４－７において、自機の識別情報、探索対象の端末装置２の識別情報および当該端末装置２に対して送信切断を伝達する情報を含む切断信号を送信する。
　端末装置２は、対応する第７期間３２３－７において切断信号を受信すると、次の第４期間３２２－８において、自機の識別情報、通信相手の探索装置１の識別情報および切断信号を受信した旨を示す情報を含む切断応答信号を送信する。
　探索装置１は、次の第６期間３１４－８において、自機の識別情報、探索対象の端末装置２の識別情報および切断応答信号を受信した旨を示す情報を含む切断確認信号を送信し、待機状態に戻る。また、端末装置２は、次の第７期間３２３－８において切断確認信号を受信すると待ち受け状態に戻る。
　［距離推定］
　次に、本実施の形態に係る探索装置１による端末装置２までの距離の推定方法について説明する。無線通信の分野における距離の推定方法として、受信信号強度に基づく第１距離推定方法と、伝播遅延時間に基づく第２距離推定方法とが知られている。
　図６は、距離と受信信号強度との関係を示す図である。図６において、横軸は距離（ｍ）、縦軸は受信信号強度（ｄＢｍ）である。図６に示すように距離と受信信号強度との間には相関があり、距離が長くなるほど受信信号強度は低くなる。第１距離推定方法は、この距離と受信信号強度との間には相関を用いて距離を推定する方法である。
　ここで、図６に示すように、距離が長くなるほど、単位距離に対する受信信号強度の変動量が小さくなる。したがって、探索装置１は、端末装置２までの距離が短い場合には、第１距離推定方法を用いることにより、精度良く距離を推定することができる。一方、端末装置２までの距離が長い場合には、電波変動が緩やかになるため、第１距離推定方法を用いると、精度良く距離を推定することができない。
　第２距離推定方法は、計算された伝播遅延時間に電波の速さを乗算することにより距離を推定する方法である。第２距離推定方法の推定精度は、距離によらず略一定である。また、端末装置２までの距離が長い場合は、その距離が短い場合に比べて推定精度の高さを要求されない。
　上記の点に鑑み、本実施の形態に係る探索装置１の距離推定部１３１ｃは、測定された受信信号強度が、所定の閾値（例えば－５０ｄＢｍ）よりも大きい場合（近距離モード）には受信信号強度に基づく第１距離推定方法を用いて端末装置２までの距離を推定し、所定の閾値以下の場合（広域モード）には伝播遅延時間に基づく第２距離推定方法を用いて端末装置２までの距離を推定する。
　なお、本実施の形態では、推定方法の切り替えにヒステリシス制御を用い、第１距離推定方法から第２距離推定方法に切り替えるための第１閾値と、第２距離推定方法から第１距離推定方法に切り替えるための第２閾値（＞第１閾値）とを、それぞれ設定してもよい。これにより、推定方法の切り替えが頻繁になって推定距離が短時間で大きく上下してしまうことを防ぐことができる。
　また、本実施の形態では、第１距離推定方法から第２距離推定方法への切り替えを受信信号強度と第３閾値との大小関係に基づいて行い、第２距離推定方法から第１距離推定方法への切り替えを伝播遅延時間と第４閾値との大小関係に基づいて行ってもよい。
　［スイッチ制御および方向推定］
　次に、無線制御部１２３による各スイッチ１２５、１２６、１２７の制御および端末装置２の方向の推定方法について説明する。
　無線制御部１２３は、電波（応答信号）を受信する際、第１スイッチ１２５を制御して第１アンテナ素子１１１と受信部１２２と接続させる。
　また、無線制御部１２３は、電波（応答信号）の受信期間中の第１部分期間において、第２スイッチ１２６をＯＮにして基板１５と第２アンテナ素子１１２との間を接続し、第３スイッチ１２７をＯＦＦにして基板１５と第３アンテナ素子１１３との間を切断する。
　この制御により、接続した第２アンテナ素子１１２および基板１５は、全体として第１アンテナ素子１１１（放射器）より長くなるので、反射器として作用する。また、第３アンテナ素子１１３は、第１アンテナ素子１１１（放射器）より短くなるので、導波器として作用する。
　この結果、第１部分期間では、図７の第１受信指向性８０１が形成される。この時、ユーザが、探索装置１を、平面１１ｅ側（上端側）を前方にして略水平に持つと、探索装置１は、右斜め前方からの電波を強く受信することができる。
　また、無線制御部１２３は、電波（応答信号）の受信期間中の第２部分期間において、第２スイッチ１２６をＯＦＦにして基板１５と第２アンテナ素子１１２との間を切断し、第３スイッチ１２７をＯＮにして基板１５と第３アンテナ素子１１３との間を接続する。
　この制御により、接続した第３アンテナ素子１１３および基板１５は、全体として第１アンテナ素子１１１（放射器）より長くなるので、反射器として作用する。また、第２アンテナ素子１１２は、第１アンテナ素子１１１（放射器）より短くなるので、導波器として作用する。
　この結果、第２部分期間では、図７の第２受信指向性８０２が形成される。この時、ユーザが、探索装置１を、平面１１ｅ側（上端側）を前方にして略水平に持つと、探索装置１は、左斜め前方からの電波を強く受信することができる。
　そして、探索対象の端末装置２がユーザの右側に存在する場合、第１部分期間における受信信号強度が、第２部分期間における受信信号強度よりも高くなる。逆に、探索対象の端末装置２がユーザの左側に存在する場合、第１部分期間における受信信号強度が、第２部分期間における受信信号強度よりも低くなる。
　したがって、本実施の形態によれば、第１部分期間と第２部分期間とにおける受信信号強度の差の大きさおよび大小関係によって端末装置２の方向を推定することができる。
　本実施の形態では、メモリ部１３２が、図８に示すように、受信信号強度の差の大きさとその符号（大小関係）に基づく推定方向を示す情報テーブルを格納する。方向推定部１３１ｄは、第１部分期間内および第２部分期間内においてそれぞれ測定された受信信号強度から、図８の情報テーブルを参照して、端末装置２の方向を推定し、推定結果を表示部１２に出力する。
　なお、方向推定部１３１ｄは、複数回測定された受信信号強度を平均化し、平均値を用いて端末装置２の方向を推定しても良い。これにより、伝搬路の変動の影響を吸収することができる。
　［表示画面］
　次に、図９を用いて、本実施の形態に係る探索装置の画面に表示する情報について説明する。
　図９（Ａ）は、既に登録している端末装置２の探索を開始する際の画面である。この画面には、登録番号と共に探索対象の端末装置２の識別番号（識別情報）１００１が表示される。ユーザがこの表示状態で探索実行を指示すると、探索装置１は、画面に識別番号が表示されている端末装置２の探索を開始する。なお、端末装置２の識別番号は、端末装置２の電話番号と同一にしても良い。
　図９（Ｂ）は、未登録の端末装置２の探索を開始する際の画面である。この画面には、探索対象の端末装置２の識別番号（識別情報）の入力が完了した部分１００２が表示される。ユーザが識別番号の入力を完了した後にこの表示状態で探索実行を指示すると、探索装置１は、画面に識別番号が表示されている端末装置２について探索を開始する。
　図９（Ｃ）は、端末装置２から応答信号を受信した際の画面である。この画面には、端末装置２の識別情報１００３－１、端末装置２までの距離に関する情報１００３－２、端末装置２の方向に関する情報１００３－３、受信信号強度を示す情報１００３－４等が画面上に表示させる。
　なお、本実施の形態では、端末装置２の方向に関する情報１００３－３の更新を１ステップずつに制限する。例えば、前回の方向推定の結果が左７５°であり、次の方向推定の結果が右３０°であった場合、画面には、左７５°から１ステップ（１５°）右３０°に近づいた左６０°を示す情報が表示される。その後、方向推定の結果が継続して右３０°であった場合、画面には、左４５°、左３０°左１５°、０°、右１５°、右３０°をそれぞれ示す情報が順次表示される。これにより、電波遮断等による推定方向の一時的かつ急激な変動の影響を吸収することができる。また、図７の指向性は、ユーザの探索装置１の持ち方等により変動するものであり、受信信号強度から推定した方向と実際の端末装置２の方向は必ずしも一致しないが、本実施の形態の方向推定は、大まかに端末装置２の方向を推定することができ、十分有効なものである。
　［フローの説明］
　次に、図１０を用いて、本実施の形態に係る探索装置１の動作の流れを説明する。
　探索装置１は、電源がＯＮされた段階ではスリープ状態となり（ＳＴ１１０１）、この状態で、ユーザからの指示を待つ（ＳＴ１１０２）。
　ユーザから探索開始の指示があった場合（ＳＴ１１０２：ＹＥＳ）、探索装置１は、探索対象の端末装置２に対して呼出信号を送信する（ＳＴ１１０３、ＳＴ１１０４）。そして、探索装置１は、呼出信号において端末装置２に指示したタイミングで受信処理を行う（ＳＴ１１０５）。
　ＳＴ１１０５において呼出応答信号を受信できなかった場合には（ＳＴ１１０６：ＮＯ）、探索装置１は、ＳＴ１１０４からＳＴ１１０６のステップを繰り返す（ＳＴ１１０７：ＮＯ、ＳＴ１１０８）。そして、呼出信号をＭ回送信しても呼出応答信号を受信できなかった場合（ＳＴ１１０７：ＹＥＳ）、探索装置１は、応答がない旨のメッセージを表示部１０４の画面に表示する（ＳＴ１１０９）。そして、フローは、ＳＴ１１２０に進む。
　ＳＴ１１０５において呼出応答信号を受信できた場合（ＳＴ１１０６：ＹＥＳ）、探索装置１は、端末装置２に対して直ぐに応答確認信号を送信する（ＳＴ１１１０）。また、探索装置１は、応答信号の受信信号強度を測定し（ＳＴ１１１１）、端末装置２までの距離を推定し（ＳＴ１１１２）、端末装置２の方向を推定する（ＳＴ１１１３）。そして、探索装置１は、端末装置２の識別情報、および、端末装置２の距離および方向に関する情報を表示部１０４の画面に表示する（ＳＴ１１１４）。
　その後、ユーザから探索終了の指示がなく（ＳＴ１１１５：ＮＯ）、タイマが所定の時間を計時して終了しなければ（ＳＴ１１１６：ＮＯ）、探索装置１は、所定の間隔で再び受信処理を行う（ＳＴ１１１７）。
　ＳＴ１１１７において応答信号を受信できなかった場合には（ＳＴ１１１８：ＮＯ）、探索装置１は、ＳＴ１１１５からＳＴ１１１７のステップを繰り返す。一方、ＳＴ１１１７において応答信号を受信できた場合には（ＳＴ１１１８：ＹＥＳ）、フローはＳＴ１１１０に戻り、探索装置１は、ＳＴ１１１０からＳＴ１１１７のステップを繰り返す（探索状態）。
　この探索状態において、ユーザから探索終了の指示があった場合（ＳＴ１１１５：ＹＥＳ）、あるいは、タイマが所定の時間を計時して終了した場合（ＳＴ１１１６：ＹＥＳ）、探索装置１は、切断信号送信、切断応答信号受信および切断確認信号送信の切断処理を行う（ＳＴ１１１９）。そして、フローは、ＳＴ１１２０に進む。
　次に、図１１を用いて、本実施の形態に係る端末装置２の、探索装置１との通信の動作の流れを説明する。
　端末装置２は、待ち受け状態では、デフォルトでスリープ状態となり（ＳＴ１２０１）、定期的に（第１間隔で）起動状態となり、受信処理を行う（ＳＴ１２０２）。
　ＳＴ１２０２において呼出信号を受信できなかった場合には（ＳＴ１２０３：ＮＯ）、端末装置２は、ＳＴ１２０１のスリープ状態に戻る。
　ＳＴ１２０２において呼出信号を受信できた場合（ＳＴ１２０３：ＹＥＳ）、端末装置２は、探索装置１に対して、指定されたタイミングで応答信号を送信し（ＳＴ１２０４）、直ぐに受信処理を行う（ＳＴ１２０５）。
　ＳＴ１２０５において応答確認信号を受信できた場合（ＳＴ１２０６：ＹＥＳ）、端末装置２は、所定時間（第２間隔）経過後、探索装置１に対して再び応答信号を送信する（ＳＴ１２０４）。以降、応答確認信号を受信できた場合（ＳＴ１２０６：ＹＥＳ）、ＳＴ１２０４およびＳＴ１２０５のステップを繰り返す（被探索状態）。
　ＳＴ１２０５において応答確認信号を受信せず（ＳＴ１２０６：ＮＯ）、切断信号を受信した場合（ＳＴ１２０７：ＹＥＳ）、端末装置２は、切断応答信号送信および切断確認信号受信の切断処理を行う（ＳＴ１２０８）。そして、フローは、ＳＴ１２０９に進む。
　ＳＴ１２０５において応答確認信号、切断信号のいずれも受信しなかった場合（ＳＴ１２０６：ＮＯ、ＳＴ１２０７：ＮＯ）、フローは、ＳＴ１２０９に進む。
　ＳＴ１２０９において、電源がＯＦＦされなければ（ＳＴ１２０９：ＮＯ）、フローはＳＴ１２０１に戻る。一方、ＳＴ１２０９において、電源がＯＦＦされれば（ＳＴ１２０９：ＹＥＳ）、フローは終了する。
　［効果］
　以上説明したように、本発明によれば、ＧＰＳ機能あるいは基地局情報を用いた測位方式により、端末装置２が存在する可能性がある捜索範囲を特定した後、探索装置１を用いて、当該捜索範囲内を捜索することができるので、端末装置２を携帯する者を発見する可能性を高め、端末装置２を携帯する者を発見するまでの時間を短縮することができる。
　なお、本実施の形態では、端末装置２においてＧＰＳアンテナ２０１ａと無線通信アンテナ２０１ｂとを別個に設ける場合について説明したが、本発明はこれに限られず、１本のデュアルバンドアンテナにより、ＧＰＳ受信、および、探索装置１、基地局３との無線通信を行っても良い。
　また、本実施の形態では、通信方式として、ＴＤＤを用いる場合について説明したが、本発明はこれに限られず、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）を用いても良い。ＦＤＤを用いる場合には、第１受信周波数ｆｒ１は、第１送信周波数ｆｔ１と同一となり、第１スイッチ２１６の代わりにデュプレクサが用いられる。同様に、ＦＤＤを用いる場合には、第２受信周波数ｆｒ２は、第２送信周波数ｆｔ２と同一となり、第２スイッチ２１９の代わりにデュプレクサが用いられる。また、本発明は、第３スイッチ２２０の代わりにデュプレクサを用いても良い。
　また、本実施の形態の端末装置２にストラップ（図示せず）、あるいは、加速度センサ（図示せず）を設け、当該ストラップが引かれると、あるいは、当該加速度センサが所定以上の加速度を検知すると、ＢＳ信号処理部２４２が、メモリ部２３２に記憶された端末位置情報（あるいは自機の識別情報）および特定の宛先を示す情報を含む信号を第１送信部２１４に出力するようにしても良い。また、当該ストラップが引かれると、あるいは、当該加速度センサが所定以上の加速度を検知すると、ＢＳ信号処理部２４２が、警報ブザー（図示せず）を鳴動させるようにしても良い。
　また、本実施の形態では、端末装置２がＧＰＳ機能付きのスマートフォンである場合を例に説明したが、本発明はこれに限られず、端末装置２は、ＧＰＳ機能（ＧＰＳアンテナ２０１ａおよびＧＰＳ信号処理部２４１）を有していなくても良く、また、無線ＬＡＮ端末等、他の無線通信ネットワークに使用されるものであっても良い。
　また、本発明の端末装置２は、基地局３との通信において、通話機能や、文字、画像のデータの通信機能を有する必要は無く、最低限、自機が存在するセルの位置を所定の宛先に通知するための機能を有していれば良い。この場合、表示部２０４、マイクロフォン２０６およびスピーカ２０７は不要となり、ＢＳ信号処理部２４２は、自機の識別情報および特定の宛先を示す情報を含む信号を第１送信部２１４に出力する処理のみを行う。この構成により、端末装置２の小型化、低消費電力化を実現することができる。また、操作部２０５が１つの押ボタンのみを有し、当該ボタンが押されると、ＢＳ信号処理部２４２が、自機の識別情報および特定の宛先を示す情報を含む信号を第１送信部２１４に出力するようにしても良い。また、当該ボタンが押されると、ＢＳ信号処理部２４２が、警報ブザーを鳴動させるようにしても良い。
　［バリエーション］
　また、本実施の形態は、図１２に示すように、端末装置２が、特定小電力無線の基地局（以下、「中継装置」という）５と通信を行い、中継装置５が基地局３と通信を行う通信システムにも適用することができる。
　図１２に示す通信システムでは、端末装置２は、基地局３と無線通信を行わず、代わりに、自機が所属するセルの中継装置５と第２周波数ｆ２の電波で無線通信を行う。この場合、端末装置２は、探索装置１および中継装置５の双方と第２周波数ｆ２の電波で無線通信を行うため、第１送信部２１４、第１受信部２１５、第１スイッチ２１６および第３スイッチ２２０は不要となる。
　端末装置２（ＢＳ信号処理部２４２および第２送信部２１７）は、定期的に、あるいは、緊急時（ストラップが引かれた場合、ボタンが押された場合、加速度センサが所定以上の加速度を検知した場合等）に、自機の識別情報を重畳させた信号（以下、「識別信号」という）を無線通信アンテナ２０１ｂから中継装置５へ送信する。なお、端末装置２は、識別信号を定期的に送信する際には、識別信号に定期通知フラグを含ませ、識別信号を緊急時に送信する際には、識別信号に緊急通知フラグを含ませても良い。
　中継装置５は、ＧＰＳ機能を有し、ＧＰＳ衛星４から受信したＧＰＳ信号に基づいて自機の位置（緯度、経度）を測定する。また、中継装置５は、自セル内に存在する端末装置２と第２周波数ｆ２の電波で無線通信を行い、自機が所属するセルの基地局３と第１周波数ｆ１の電波で無線通信を行う。なお、中継装置５のセル半径は、基地局３のものより小さい。中継装置５は、端末装置２から識別信号を受信すると、端末装置２の識別情報、自セルの位置を示す中継局情報、および、現在の時刻を示す時刻情報を含む信号（以下、「中継信号」という）を基地局３に送信する。
　基地局３は、自セル内に存在する中継装置５から中継信号受信すると、中継信号に含まれる情報を、上位局（図示せず）を介して、所定の宛先の装置に送信する。
　［中継装置５の構成（ブロック図）］
　図１３は、中継装置５の構成を示すブロック図である。中継装置５は、ＧＰＳアンテナ５０１と、ＧＰＳ受信部５０２と、ＧＰＳ信号処理部５０３と、受信アンテナ５０４と、受信部５０５と、メモリ部５０６と、タイマ５０７と、制御部５０８と、送信部５０９と、送信アンテナ５１０と、電源部５１１と、から主に構成される。
　ＧＰＳ受信部５０２は、ＧＰＳ衛星４から送信され、ＧＰＳアンテナ５０１に受信された電波（ＧＰＳ信号）に対して、増幅、ダウンコンバート、フィルタリング、復調等の無線受信処理を行い、ベースバンドのデジタル信号をＧＰＳ信号処理部５０３に出力する。
　ＧＰＳ信号処理部５０３は、ＧＰＳ信号に基づいて自機（中継装置５）の位置（緯度、経度）を測定し、自機の位置を示す中継局情報をメモリ部５０６に記憶させる。
　受信部５０５は、端末装置２から送信され、受信アンテナ５０４に受信された第２受信周波数ｆ２の電波（識別信号）に対して、増幅、ダウンコンバート、フィルタリング、復調等の無線受信処理を行い、ベースバンドのデジタル信号を制御部５０８に出力する。
　制御部５０８は、受信部５０５から出力された信号から抽出した端末装置２の識別情報、メモリ部５０６に記憶された中継局情報、および、タイマ５０７により計時された現在の時刻を示す時刻情報を含むベースバンドのデジタル信号（中継信号）を生成し、制御部５０９に出力する。
　送信部５０９は、制御部５０８から出力された信号に対して、変調、増幅、フィルタリング、アップコンバート等の無線送信処理を行い、送信アンテナ５１０から基地局３に向けて、第１送信周波数ｆｔ１の電波（中継信号）を送信する。
　電源部５１１は、外部から供給された電源を中継装置５の各部に供給する。
　［探索装置１、中継装置５と端末装置２との通信シーケンス］
　次に、本実施の形態のバリエーションに係る探索装置１、中継装置５と端末装置２との通信の様子について、図１４のシーケンス図を用いて説明する。
　端末装置２は、電源がＯＮされた後、第１間隔（例えば３ｓ）毎に、第１期間３２１（例えば３ｍｓ）において受信処理を行う。また、端末装置２は、第３間隔（例えば６００ｓ）毎に、第８期間３２４（例えば３ｍｓ）において識別信号を送信する。なお、第８期間３２４は、第１間隔でｎ回（ｎは複数、図１４ではｎ＝２）繰り返し設定されても良い。なお、端末装置２は、緊急時には、第１間隔毎に、第８期間３２４において識別信号を送信する。
　中継装置５は、電源がＯＮされた後、定常的に受信処理を行う。そして、中継装置５は、端末装置２から識別信号を受信すると、中継信号を基地局３に送信する。
　その後、端末装置２は、探索装置１が端末装置２に対して送信した個別探索モードの呼出信号を受信すると、識別信号の送信処理を停止する。そして、端末装置２は、探索装置１との間で個別探索モードの通信（図５に示した通信シーケンス）を実行する。
　［バリエーションの効果］
　端末装置２が、既存の基地局３よりもセル半径が小さい中継装置５と通信を行うことにより、捜索範囲としてより狭い範囲を特定することができるので、端末装置２を携帯する者を発見する可能性をさらに高め、端末装置２を携帯する者を発見するまでの時間をさらに短縮することができる。
　また、端末装置２は、ＧＰＳ信号を受信する必要が無く、ビーコン等、定期的な信号を常に送信する必要が無く、探索装置１からの呼出信号を受信した時のみ応答信号を送信し、長期間（例えば６００ｓ）に数回だけ中継装置５に信号を送信すれば良いので、電力消費が少なくなる。したがって、端末装置２は、長期間（例えば２～３ヶ月以上）に渡って連続して動作することができるので、端末装置２を携帯する者が自宅等から非常に遠くに移動してしまった場合であっても、端末装置２を携帯する者を発見する可能性を高めることができる。
　２０１４年８月８日出願の特願２０１４－１６２７５６の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
　本発明は、自機の現在の位置情報を所定の宛先に自動的に送信する機能を持つ端末装置を含む通信システムに用いるのに好適である。
　１　探索装置
　２　端末装置
　３　基地局
　４　ＧＰＳ衛星
　５　中継装置
　１２　表示部
　１３　操作部
　１４　電源スイッチ
　１５　基板
　１０１　アンテナ
　１０２、２０２　無線部
　１０３、２０３、５０８　制御部
　１０４　鳴動部
　１０５　電池
　１１１　第１アンテナ素子
　１１２　第２アンテナ素子
　１１３　第３アンテナ素子
　１２１、５０９　送信部
　１２２、５０５　受信部
　１２３、２１１　無線制御部
　１２４、２１２　第１クロック
　１２５、２１６　第１スイッチ
　１２６、２１９　第２スイッチ
　１２７、２２０　第３スイッチ
　１３１、２３１　ＣＰＵ
　１３１ａ、２３１ａ　信号生成部
　１３１ｂ、２３１ｂ　信号取得部
　１３１ｃ　距離推定部
　１３１ｄ　方向推定部
　１３２、２３２、５０６　メモリ部
　１３３、２３３　第２クロック
　１３４、２３４　第３クロック
　１３５　論理演算部
　２０１ａ、５０１　ＧＰＳアンテナ
　２０１ｂ　無線通信アンテナ
　２０４　表示部
　２０５　操作部
　２０６　マイクロフォン
　２０７　スピーカ
　２０８　バッテリ
　２１３、５０２　ＧＰＳ受信部
　２１４　第１送信部
　２１５　第１受信部
　２１７　第２送信部
　２１８　第２受信部
　２４１、５０３　ＧＰＳ信号処理部
　２４２　ＢＳ信号処理部
　２４３　探索信号処理部
　５０４　受信アンテナ
　５０７　タイマ
　５１０　送信アンテナ
　５１１　電源部

Claims (3)

  1. 　多元接続することが可能な基地局、および、通信相手の距離および方向を推定することが可能な探索装置と無線通信を行う端末装置であって、
    　電波を送受信するアンテナと、
    　前記アンテナを介して、前記基地局に第１周波数で信号を送信する第１送信手段と、
    　前記アンテナを介して、前記探索装置に前記第１周波数と異なる第２周波数で、前記距離および方向の推定に用いられる信号を送信する第２送信手段と、
    　前記アンテナを介して前記基地局から信号を受信する第１受信手段と、
    　前記アンテナを介して前記探索装置から信号を受信する第２受信手段と、
    　待ち受け状態において、所定間隔の一定期間では、前記アンテナと前記第２受信手段とを接続し、他の期間では、前記基地局との通信による信号の送信／受信に応じて、前記アンテナと前記第１送信手段あるいは前記第１受信手段とを接続するように制御する制御手段と、
    　を具備する端末装置。
  2. 　前記第２周波数は、７１０ＭＨｚ以上９６０ＭＨｚ以下の周波数である、請求項１記載の端末装置。
  3. 　多元接続することが可能な基地局と、通信相手の距離および方向を推定することが可能な探索装置と、前記基地局および前記探索装置と無線通信を行う端末装置と、から構成される通信システムであって、
    　前記探索装置は、
    　前記端末装置に対して信号を送信する送信手段と、
    　前記端末装置から信号を受信する受信手段と、
    　前記受信手段に受信された信号を用いて自機と前記端末装置との距離および自機からみた前記端末装置の方向を推定する制御手段と、
    　を具備し、
    　前記端末装置は、
    　電波を送受信するアンテナと、
    　前記アンテナを介して、前記基地局に第１周波数で信号を送信する第１送信手段と、
    　前記アンテナを介して、前記基地局から信号を受信する第１受信手段と、
    　前記アンテナを介して、前記探索装置に前記第１周波数と異なる第２周波数で、前記距離および方向の推定に用いられる信号を送信する第２送信手段と、
    　前記アンテナを介して、前記探索装置から信号を受信する第２受信手段と、
    　待ち受け状態において、所定間隔の一定期間では、前記アンテナと前記第２受信手段とを接続し、他の期間では、前記基地局との通信による信号の送信／受信に応じて、前記アンテナと前記第１送信手段あるいは前記第１受信手段とを接続するように制御する制御手段と、
    　を具備する、
    　通信システム。
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