(57)【要約】【課題】移動局装置と基地局装置との通信において障害物や反射等の有る場合に、移動局装置と基地局装置との間の距離を精度よく推定する。【解決手段】適応変調により通信を行う移動局装置１０１と基地局装置とを含む移動通信システムは、移動局装置１０１と基地局装置との通信に適用されている変調方式と、該変調方式より受信感度が一段階高い変調方式と、に基づいて、移動局装置１０１と基地局装置との間の距離を推定する基準距離推定部１１０と、移動局装置１０１および基地局装置の一方から他方に送信される通信信号の伝搬時間を推定する伝搬時間推定部１１１と、を含み、基準距離推定部１１０は、基準距離推定部１１０により推定される距離と、通信信号の伝搬時間に基づいて算出される移動局装置１０１と基地局装置との間の距離と、の距離差が所定値以上である場合に、該距離差にさらに基づいて、移動局装置１０１と基地局装置との間の距離を再推定する。【選択図】図１
2010056669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
適応変調により通信を行う移動局装置と基地局装置とを含む移動通信システムであって、
前記移動局装置と前記基地局装置との通信に適用されている変調方式と、該変調方式より受信感度が一段階高い変調方式と、に基づいて、前記移動局装置と前記基地局装置との間の距離を推定する距離推定手段と、
前記移動局装置および前記基地局装置の一方から他方に送信される通信信号の伝搬時間を推定する伝搬時間推定手段と、
を含み、
前記距離推定手段は、前記距離推定手段により推定される距離と、前記通信信号の伝搬時間に基づいて算出される前記移動局装置と前記基地局装置との間の距離と、の距離差が所定値以上である場合に、該距離差にさらに基づいて、前記移動局装置と前記基地局装置との間の距離を再推定する、
ことを特徴とする移動通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載の移動通信システムにおいて、
前記距離推定手段により推定される距離は、前記移動局装置と前記基地局装置との通信に適用されている変調方式に応じた受信感度から算出される上限距離より小さく、かつ該変調方式より受信感度が一段階高い変調方式に応じた受信感度から算出される下限距離より大きい、
ことを特徴とする移動通信システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の移動通信システムにおいて、
前記伝搬時間推定手段は、前記移動局装置および前記基地局装置の一方から他方に送信される通信信号の所定位置に含まれる既知信号に基づいて、該通信信号の伝搬時間を推定する、
ことを特徴とする移動通信システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の移動通信システムにおいて、
前記距離推定手段は、
変調方式に応じた受信感度の増大または伝搬路に係る係数の増大に伴って距離が減少する距離算出アルゴリズムを用いて、前記移動局装置と前記基地局装置との間の距離を推定し、
前記距離差が所定値以上である場合に、前記距離差に応じた値だけ前記係数を増大させ、前記移動局装置と前記基地局装置との間の距離を再推定する、
ことを特徴とする移動通信システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の移動通信システムにおいて、
前記基地局装置の位置情報と、前記移動局装置により受信される制御信号を送信する、前記基地局装置とは異なる少なくとも２つの近接基地局装置の位置情報と、前記距離推定手段により推定される距離と、前記移動局装置と前記少なくとも２つの近接基地局装置との間の距離と、に基づいて、前記移動局装置の位置を推定する位置推定手段、
をさらに含むことを特徴とする移動通信システム。
【請求項６】
請求項５に記載の移動通信システムにおいて、
前記少なくとも２つの近接基地局装置により送信され、前記移動局装置により受信される前記制御信号に基づいて、前記移動局装置と前記少なくとも２つの近接基地局装置との間の距離をそれぞれ推定する補助距離推定手段、
をさらに含むことを特徴とする移動通信システム。
【請求項７】
適応変調により基地局装置と通信を行う移動局装置であって、
前記基地局装置との通信に適用されている変調方式と、該変調方式より受信感度が一段階高い変調方式と、に基づいて、当該移動局装置と前記基地局装置との間の距離を推定する距離推定手段と、
前記基地局装置から送信される通信信号の伝搬時間を推定する伝搬時間推定手段と、を含み、
前記距離推定手段は、前記距離推定手段により推定される距離と、前記通信信号の伝搬時間に基づいて算出される当該移動局装置と前記基地局装置との間の距離と、の距離差が所定値以上である場合に、該距離差にさらに基づいて、当該移動局装置と前記基地局装置との間の距離を再推定する、
ことを特徴とする移動局装置。
【請求項８】
適応変調により移動局装置と通信を行う基地局装置であって、
前記移動局装置との通信に適用されている変調方式と、該変調方式より受信感度が一段階高い変調方式と、に基づいて、当該基地局装置と前記移動局装置との間の距離を推定する距離推定手段と、
前記移動局装置および当該基地局装置の一方から他方に送信される通信信号の伝搬時間を推定する伝搬時間推定手段と、
を含み、
前記距離推定手段は、前記距離推定手段により推定される距離と、前記通信信号の伝搬時間に基づいて算出される当該基地局装置と前記移動局装置との間の距離と、の距離差が所定値以上である場合に、該距離差にさらに基づいて、当該基地局装置と前記移動局装置との間の距離を再推定する、
ことを特徴とする基地局装置。
【請求項９】
適応変調により通信を行う移動局装置と基地局装置とを含む移動通信システムにおける距離推定方法であって、
前記移動局装置と前記基地局装置との通信に適用されている変調方式と、該変調方式より受信感度が一段階高い変調方式と、に基づいて、前記移動局装置と前記基地局装置との間の距離を推定する距離推定ステップと、
前記移動局装置および前記基地局装置の一方から他方に送信される通信信号の伝搬時間を推定するステップと、
前記距離推定ステップにおいて推定される距離と、前記通信信号の伝搬時間に基づいて算出される前記移動局装置と前記基地局装置との間の距離と、の距離差が所定値以上である場合に、該距離差にさらに基づいて、前記移動局装置と前記基地局装置との間の距離を再推定するステップと、
を含むことを特徴とする距離推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話端末やＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙ−Ｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）端末等の移動局装置および基地局装置を含む移動通信システム、および移動局装置と基地局装置との距離推定に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動局装置および基地局装置を含む移動通信システムでは、移動局装置または基地局装置において受信された信号の電波強度等から、移動局装置と基地局装置との間の距離を推定することが可能である。
【０００３】
下記特許文献１には、移動する機器にＰＨＳ端末を装着し、該ＰＨＳ端末で計測された周辺の基地局装置からの信号の電波強度を計測して、計測結果から該ＰＨＳ端末と基地局装置との距離を推定する手法が記載されている。そして、これらの距離から該ＰＨＳ端末の位置を計測し、該位置が予め設定された拠点から予め設定された範囲内にある時は該拠点にあると判定する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−４３３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記技術で開示されている位置探索方法は、移動局装置と基地局装置との間に障害物が存在する場合や反射が発生する場合について考慮していない。よって、このような場合には移動局装置と基地局装置との間の距離の推定精度が低下する。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、移動局装置および基地局装置を含む移動通信システムであって、移動局装置と基地局装置との通信において障害物や反射等の有る場合に、移動局装置と基地局装置との間の距離を精度よく推定できる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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る移動通信システムは、適応変調により通信を行う移動局装置と基地局装置とを含む移動通信システムであって、前記移動局装置と前記基地局装置との通信に適用されている変調方式と、該変調方式より受信感度が一段階高い変調方式と、に基づいて、前記移動局装置と前記基地局装置との間の距離を推定する距離推定手段と、前記移動局装置および前記基地局装置の一方から他方に送信される通信信号の伝搬時間を推定する伝搬時間推定手段と、を含み、前記距離推定手段は、前記距離推定手段により推定される距離と、前記通信信号の伝搬時間に基づいて算出される前記移動局装置と前記基地局装置との間の距離と、の距離差が所定値以上である場合に、該距離差にさらに基づいて、前記移動局装置と前記基地局装置との間の距離を再推定する。
【０００７】
また、本発明の一態様では、前記距離推定手段により推定される距離は、前記移動局装置と前記基地局装置との通信に適用されている変調方式に応じた受信感度から算出される上限距離より小さく、かつ該変調方式より受信感度が一段階高い変調方式に応じた受信感度から算出される下限距離より大きい。
【０００８】
また、本発明の一態様では、前記伝搬時間推定手段は、前記移動局装置および前記基地局装置の一方から他方に送信される通信信号の所定位置に含まれる既知信号に基づいて、該通信信号の伝搬時間を推定する。
【０００９】
さらに、本発明の一態様では、前記距離推定手段は、変調方式に応じた受信感度の増大または伝搬路に係る係数の増大に伴って距離が減少する距離算出アルゴリズムを用いて、前記移動局装置と前記基地局装置との間の距離を推定し、前記距離差が所定値以上である場合に、前記距離差に応じた値だけ前記係数を増大させ、前記移動局装置と前記基地局装置との間の距離を再推定する。
【００１０】
また、本発明の一態様は、前記基地局装置の位置情報と、前記移動局装置により受信される制御信号を送信する、前記基地局装置とは異なる少なくとも２つの近接基地局装置の位置情報と、前記距離推定手段により推定される距離と、前記移動局装置と前記少なくとも２つの近接基地局装置との間の距離と、に基づいて、前記移動局装置の位置を推定する位置推定手段、をさらに含む。
【００１１】
また、本発明の一態様は、前記少なくとも２つの近接基地局装置により送信され、前記移動局装置により受信される前記制御信号に基づいて、前記移動局装置と前記少なくとも２つの近接基地局装置との間の距離をそれぞれ推定する補助距離推定手段、をさらに含む。
【００１２】
さらに、本発明に係る移動局装置は、適応変調により基地局装置と通信を行う移動局装置であって、前記基地局装置との通信に適用されている変調方式と、該変調方式より受信感度が一段階高い変調方式と、に基づいて、当該移動局装置と前記基地局装置との間の距離を推定する距離推定手段と、前記基地局装置から送信される通信信号の伝搬時間を推定する伝搬時間推定手段と、を含み、前記距離推定手段は、前記距離推定手段により推定される距離と、前記通信信号の伝搬時間に基づいて算出される当該移動局装置と前記基地局装置との間の距離と、の距離差が所定値以上である場合に、該距離差にさらに基づいて、当該移動局装置と前記基地局装置との間の距離を再推定する。
【００１３】
また、本発明に係る基地局装置は、適応変調により移動局装置と通信を行う基地局装置であって、前記移動局装置との通信に適用されている変調方式と、該変調方式より受信感度が一段階高い変調方式と、に基づいて、当該基地局装置と前記移動局装置との間の距離を推定する距離推定手段と、前記移動局装置および当該基地局装置の一方から他方に送信される通信信号の伝搬時間を推定する伝搬時間推定手段と、を含み、前記距離推定手段は、前記距離推定手段により推定される距離と、前記通信信号の伝搬時間に基づいて算出される当該基地局装置と前記移動局装置との間の距離と、の距離差が所定値以上である場合に、該距離差にさらに基づいて、当該基地局装置と前記移動局装置との間の距離を再推定する。
【００１４】
また、本発明に係る距離推定方法は、適応変調により通信を行う移動局装置と基地局装置とを含む移動通信システムにおける距離推定方法であって、前記移動局装置と前記基地局装置との通信に適用されている変調方式と、該変調方式より受信感度が一段階高い変調方式と、に基づいて、前記移動局装置と前記基地局装置との間の距離を推定する距離推定ステップと、前記移動局装置および前記基地局装置の一方から他方に送信される通信信号の伝搬時間を推定するステップと、前記距離推定ステップにおいて推定される距離と、前記通信信号の伝搬時間に基づいて算出される前記移動局装置と前記基地局装置との間の距離と、の距離差が所定値以上である場合に、該距離差にさらに基づいて、前記移動局装置と前記基地局装置との間の距離を再推定するステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る移動通信システムにおいて、移動局装置と基地局装置との通信において障害物や反射等の有る場合に、上述した距離差に基づいて移動局装置と基地局装置との間の距離を再推定することにより、移動局装置と基地局装置との間の距離を精度よく推定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。
【００１７】
移動局装置および基地局装置を含む移動通信システムにおいて、移動局装置と基地局装置との間で行われる通信は、伝搬路上の障害物の影響を受けやすい。図１３は、移動局装置１３０１と基地局装置１３０２との間の信号伝搬を示す模式図である。図１３（ａ）のように伝搬路上に障害物がない場合には、伝搬路は直線になり、その長さはアンテナの高さ等を用いて高精度に求められる。このように障害物がない状態を見通し（ＬＯＳ、Ｌｉｎｅ  Ｏｆ  Ｓｉｇｈｔ）という。これに対し、図１３（ｂ）に示すように、移動局装置１３０１と基地局装置１３０２の間に建物等の障害物が存在すると、電波は反射、もしくは遮られてしまう。このような状態を見通外（ＮＬＯＳ、Ｎｏｎ  Ｌｉｎｅ  Ｏｆ  Ｓｉｇｈｔ）という。この場合、伝搬路は直線ではなくなり、その長さは実際の移動局装置１３０１と基地局装置１３０２との間の距離よりも長くなる。その結果、電波強度や伝搬時間を基に推定される、移動局装置１３０１と基地局装置１３０２との間の距離の精度は低下する。
【００１８】
（第一の実施の形態）
第一の実施の形態に係る移動通信システムにおける移動局装置は、障害物や反射等が存在する場合には補正を行うことにより精度のよい距離推定を実行すると共に、こうして得られた距離の応用として、移動局装置の位置推定を行う。
【００１９】
以下、上記処理を実現するために移動局装置が備える構成を説明する。なお、本実施の形態では、１つの基地局装置と適応変調による通信を行い、該基地局装置とは異なる２つの近接基地局装置から制御信号を受信する移動局装置の例を示す。
【００２０】
図２は、第一の実施の形態に係る移動局装置１０１が行う通信を模式的に示す図である。移動局装置１０１は、基地局装置２０１と適応変調による通信を行う。また、少なくとも２つの近接基地局装置が、移動局装置１０１により受信される制御信号を送信する。本実施の形態においては、基地局装置２０２および２０３が近接基地局装置である場合を説明する。例えば、基地局装置２０１は、移動局装置１０１が基地局装置をサーチしたときの受信レベルが最も強かったものであり、基地局装置２０２および基地局装置２０３は、２番目および３番目に受信レベルが強かったものである。
【００２１】
移動局装置１０１は、基地局装置２０１からの受信信号におけるＳＮ比を検出し、このＳＮ比に基づいて変調方式を決定する。この変調方式の決定は一定の周期で繰り返し行われ、移動局装置１０１の移動などでＳＮ比が変化すると、変調方式が変更される。
【００２２】
なお、ＳＮ比が高いほど、受信感度の高い変調方式を実行可能であり、移動局装置１０１は、実行可能な変調方式のうち受信感度が最も高いものを選択する。
【００２３】
図１は、本実施の形態に係る移動局装置１０１の構成を示す図である。移動局装置１０１は、通信部１０２、制御部１０３、記憶部１０４、アンテナ１０５を有する。
【００２４】
通信部１０２は、半導体回路からなり、移動局装置１０１における通信処理を行う。詳細には、通信部１０２は、アンテナ１０５が受信した、基地局装置２０１，２０２，２０３からの信号から受信データを生成し、制御部１０３へ出力する下り処理、および制御部１０３から出力された送信データから信号を生成しアンテナ１０５へ出力する上り処理を行う。図１は、主に下り処理に関する構成を示している。通信部１０２は、ＲＦ部１０６、復調部１０７および復号部１０８を有する。
【００２５】
ＲＦ部１０６は、アンテナ１０５から出力された信号に対してダウンコンバートや増幅処理を行う。復調部１０７は、ＲＦ部１０６から出力された信号に対しＡＤ変換や復調処理を実行する。復号部１０８は、復調部１０７から出力された信号に対して復号処理を行い、受信データを生成する。
【００２６】
制御部１０３は、ＣＰＵ、メモリなどからなり、移動局装置１０１全体の動作を制御する。制御部１０３は、変調方式決定部１０９、基準距離推定部１１０、伝搬時間推定部１１１、基準距離補正部１１２、補助距離推定部１１３、位置推定部１１４を有する。各部の動作は後述する。
【００２７】
記憶部１０４は、移動局装置１０１で扱われるデータを記憶し、メモリ、ハードディスクなどからなる。
【００２８】
アンテナ１０５は、通信部１０２から出力される信号を電波として送信し、また、周囲の基地局装置２０１，２０２，２０３から送信される信号を受信して、通信部１０２に出力する。
【００２９】
次に、制御部１０３内の各部の動作を説明する。
【００３０】
変調方式決定部１０９は、基地局装置２０１との通信で使用する変調方式を決定する。
【００３１】
例えば、変調方式決定部１０９は、復調部１０７の出力から、基地局装置２０１からの受信信号のＳＮ比を検出し、該ＳＮ比に基づいて、基地局装置２０１との通信で使用する変調方式を決定する。
【００３２】
移動局装置１０１との通信に用いる変調方式を基地局装置２０１が決定する場合には、変調方式決定部１０９は、基地局装置２０１によって決定された変調方式に従う。
【００３３】
基準距離推定部１１０は、変調方式決定部１０９により決定される変調方式から、移動局装置１０１と基地局装置２０１との間の距離（基準距離）を推定する。
【００３４】
基準距離推定部１１０は、まず、変調方式決定部１０９によって決定された変調方式から、移動局装置１０１と基地局装置２０１との間の距離（上限距離）Ｄｕを算出する。推定には、下記式（１）に示す奥村―秦カーブ（ＰＣＳ拡張秦モデル）の公式及び下記式（２）による距離算出アルゴリズムを用いる。
【００３５】
Ｌｐ＝４６．３＋３３．９ｌｏｇｆ−１３．８２ｈｂ−ａ（ｈｍ）＋（４４．９−６．５５ｌｏｇｈｂ）ｌｏｇｄ＋ＣＭ  …  （１）
【００３６】
Ｌｐ＝等価等放射電力−変調方式に応じた受信感度＋受信アンテナ利得  …  （２）
【００３７】
なお、上記式（１）のＬｐは伝播損失［ｄＢ］、ｆは周波数［ＭＨｚ］、ｈｂは基地局装置アンテナ高［ｍ］、ｈｍは移動局アンテナ高［ｍ］、ｄは距離［ｋｍ］、ａ（ｈｍ）は移動局装置アンテナ高に対する補正項、ＣＭは伝搬路に係る係数である。また、移動局装置１０１が検出した基地局装置の組み合わせ毎に対応して係数ＣＭが定まる対応表が予め記憶されており、係数ＣＭはこの対応表から求まる。この距離算出アルゴリズムでは、変調方式に応じた受信感度の増大または伝搬路に係る係数ＣＭの増大に伴って距離ｄは減少する。
【００３８】
まず、基準距離推定部１１０は、変調方式決定部１０９により決定された変調方式に基づく受信感度を式（２）に代入し、伝搬損失Ｌｐを算出する。受信感度は下記に示すような、変調方式に関連づけられた値であり、下記の変調方式と受信感度とを対応付けたものが、例えば記憶部１０４に記憶されている。
【００３９】
変調方式        受信感度（ｄＢｕＶ）
ＢＰＳＫ        １２．５
ＱＰＳＫ        １６．０
８ＰＳＫ        ２０．０
１６ＱＡＭ      ２２．０
３２ＱＡＭ      ２６．０
６４ＱＡＭ      ２８．０
【００４０】
そして、基準距離推定部１１０は、伝搬損失Ｌｐを上記式（１）に代入して、移動局装置１０１と基地局装置２０１との間の距離を算出し、この距離を上限距離Ｄｕとする。
【００４１】
次に、基準距離推定部１１０は、変調方式決定部１０９によって決定された変調方式より受信感度が一段階高い変調方式に基づいて、移動局装置１０１と基地局装置２０１との間の距離（下限距離）Ｄｌを算出する。算出方法は、上限距離と同様である。
【００４２】
受信感度と通信可能距離には相関がある。図３は、変調方式と通信可能距離との相関を示す表である。図３に示すように、受信感度が高い変調方式ほど移動局装置と基地局装置との通信可能距離は短くなる。上で述べたように変調方式決定部１０９は、実行可能な変調方式のうち、受信感度が最も高いものを選んでいるため、もう一段階受信感度が高い変調方式では移動局装置１０１は通信ができない。すなわち、移動局装置１０１は、もう一段階受信感度が高い変調方式における通信可能距離内にはいないと考えられる。
【００４３】
よって、移動局装置１０１と基地局装置２０１との間の距離（基準距離）は、上限距離Ｄｕより短く、下限距離Ｄｌより長いと推定される。本実施の形態においては、上限距離Ｄｕと下限距離Ｄｌの平均を基準距離Ｄｒとする。
【００４４】
伝搬時間推定部１１１は、移動局装置および基地局装置の一方から他方に送信される通信信号の伝搬時間を推定する。ここでは、伝搬時間推定部１１１は基地局装置２０１から移動局装置１０１へ通信信号が送信される時の伝搬時間を推定する。
【００４５】
基地局装置２０１から移動局装置１０１へ送信される通信信号は、既知信号（ユニークワード）を含む。この既知信号は、通信信号の所定位置に含まれる。図４は、通信信号のスロットの構成の一例を示す図である。この例では、長さ２２４ビットのスロット４０１は、長さ４ビットの過渡応答用ランプタイム（Ｒ）、長さ２ビットのスタートシンボル（ＳＳ）、長さ６ビットのプリァンブル（ＰＲ）、長さ１６ビットの既知信号（ＵＷ）、長さ１８０ビットの情報データ（Ｉ）、長さ１６ビットのＣＲＣを有する。すなわち、既知信号は、スロットの１３ビット目から２８ビット目に位置している。
【００４６】
移動局装置１０１は基地局装置２０１と同期をとっており、この既知信号が基地局装置２０１から送信される時刻を認識している。
【００４７】
まず、伝搬時間推定部１１１は、既知信号と、基地局装置２０１から送信され移動局装置１０１が受信した受信信号との相関値が極大になるタイミングを検出することにより、既知信号の受信時刻を検出する。
【００４８】
伝搬時間推定部１１１は、既知信号の受信時刻を検出すると、既に認識している既知信号の送信時刻と、検出された既知信号の受信時刻との差分を求め、この差分を伝搬時間とする。
【００４９】
基準距離補正部１１２は、伝搬時間推定部１１１で推定された伝搬時間から、下に示す式（３）を用いて、移動局装置１０１と基地局装置２０１との間の距離Ｄｔを推定する。
【００５０】
Ｄｔ＝（伝搬時間）×３×１０８  …  （３）
【００５１】
そして、基準距離補正部１１２は、距離Ｄｔと基準距離推定部１１０において推定された基準距離Ｄｒとを比較する。これらの値の差分（距離差）が所定値以上である場合、基準距離補正部１１２は、基準距離推定部１１０における基準距離の推定で用いられる式（１）の係数ＣＭを、距離差に応じた値ΔＣＭだけ増大させる。
【００５２】
この所定値の決め方としては、例えば、図３に示すように、ある変調方式に対応した距離とその変調方式より受信感度が一段階高い変調方式に対応した距離との差分のうち、最も受信感度が高いものの差分（図３の例では、移動局装置１０１の場合下り信号に対応した３２ＱＡＭと６４ＱＡＭとの差分）を所定値としてもよい。
【００５３】
ここで、距離差と増大値ΔＣＭは所定の関係を有している。図５は、距離差とＣＭの増大値ΔＣＭの関係の一例を示す図である。この関係は予め定められており、例えば記憶部１０４に記憶されている。
【００５４】
基準距離推定部１１０は、増大されたＣＭを用いて、上限距離Ｄｕ、下限距離Ｄｌ、および基準距離Ｄｒを再推定する。
【００５５】
ここで、距離差が発生する要因としては移動局装置１０１と基地局装置２０１との通信における障害物や反射等が考えられ、この値が所定値以上であることは、移動局装置１０１と基地局装置２０１との間がＮＬＯＳであることを意味する。距離差に基づいて係数ＣＭを増大させて基準距離Ｄｒを再推定することにより、基準距離推定部１１０は障害物や反射等が存在する場合にも、精度のよい基準距離Ｄｒを推定する。
【００５６】
次に、この基準距離Ｄｒを利用して、移動局装置１０１の位置推定を行う構成を説明する。
【００５７】
位置推定においては、基準距離推定部１１０によって推定される基準距離Ｄｒに加えて、移動局装置１０１と基地局装置２０２および２０３との距離（補助距離）を利用する。補助距離の推定には、基地局装置２０２および２０３からの受信信号の受信レベルを利用する。
【００５８】
空間を伝搬する信号は通信距離が延びるにつれ減衰していく性質があり、この性質を利用して受信側における受信レベルから通信距離を推定できる。
【００５９】
補助距離推定部１１３は、移動局装置１０１と基地局装置２０２および２０３との間の距離（補助距離）を推定する。
【００６０】
補助距離推定部１１３は、ＲＦ部１０６から出力される、基地局装置２０２および２０３からの受信信号から、それぞれの受信レベルを検出し、これらの受信レベルから、移動局装置１０１と基地局装置２０２および２０３との間の距離をそれぞれ推定する。以降、移動局装置１０１と基地局装置２０２との間の距離をＤ２、移動局装置１０１と基地局装置２０３と間の距離をＤ３とする。
【００６１】
なお、ここでは受信レベルから距離が推定されるとしたが、移動局装置１０１と基地局装置２０２との間の距離および移動局装置１０１と基地局装置２０３との間の距離は、一定値でもよい。例えば、一定値には変調方式から式（１）および（２）を用いて推定される通信可能距離が設定される。さらに、移動局装置１０１と基地局装置２０２との間の距離および移動局装置１０１と基地局装置２０３との間の距離の推定において、上述した基準距離の場合と同様の補正を行ってもよい。
【００６２】
位置推定部１１４は、基準距離Ｄｒ、補助距離Ｄ２、Ｄ３、および基地局装置２０１，２０２，２０３の位置に関する位置情報から、移動局装置１０１の位置を推定する。位置推定部１１４によって実行される、位置推定処理を図６を用いて説明する。
【００６３】
図６は、位置推定部１１４で実行される位置推定処理を示す図である。まず、位置推定部１１４は、基地局装置２０１，２０２，２０３の位置情報から、それぞれの基地局装置の位置を決定する。次に、位置推定部１１４は、基地局装置２０１を中心とし、基準距離Ｄｒを半径とする円Ｃ１を描く。また、位置推定部１１４は、基地局装置２０２を中心とし、補助距離Ｄ２を半径とする円Ｃ２、および基地局装置２０３を中心とし、補助距離Ｄ３を半径とする円Ｃ３を描く。
【００６４】
このようにして描かれた円において、位置推定部１１４は、円Ｃ１、円Ｃ２および円Ｃ３の内部領域が全て重畳する領域Ｆｐの中心Ｐに移動局装置１０１が存在すると推定し、位置推定処理は終了する。
【００６５】
次に、移動局装置１０１で実行される処理フローを図７、図８を用いて説明する。
【００６６】
図７は、移動局装置１０１で実行される補正処理を示すフローチャートである。
【００６７】
まず、変調方式決定部１０９により決定される変調方式を基に、基準距離推定部１１０が、移動局装置１０１と基地局装置２０１との間の距離（基準距離）Ｄｒを推定する（Ｓ７０１）。
【００６８】
次に、伝搬時間推定部１１１が、基地局装置２０１から移動局装置１０１への信号の送信における伝搬時間を推定する（Ｓ７０２）。
【００６９】
続いて、基準距離補正部１１２が、Ｓ７０２で推定された伝搬時間から、移動局装置１０１と基地局装置２０１との間の距離Ｄｔを推定する（Ｓ７０３）。
【００７０】
基準距離補正部１１２は、ＤｒとＤｔを比較し（Ｓ７０４）、これらの差（距離差）が所定値以上である場合には基準距離推定部１１０で用いられる係数ＣＭを増大させる（Ｓ７０５）。
【００７１】
そして、基準距離推定部１１０は、増大された係数ＣＭを用いて基準距離Ｄｒ’を推定し（Ｓ７０６）、得られたＤｒ’を移動局装置１０１と基地局装置２０１との間の基準距離Ｄｒとして（Ｓ７０７）、補正処理は終了する。
【００７２】
Ｓ７０４において、距離差が所定値未満だった場合には、基準距離補正部１１２は、基準距離Ｄｒをそのまま移動局装置１０１と基地局装置２０１との間の基準距離Ｄｒとして（Ｓ７０８）、補正処理は終了する。
【００７３】
次に、移動局装置１０１で実行される位置推定処理を説明する。図８は、移動局装置１０１で実行される位置推定処理を示すフローチャートである。ここでは、図７に示した補正処理以降の処理を示す。
【００７４】
まず、位置推定部１１４は、基地局装置２０１を中心とし基準距離推定部１１０で推定された基準距離Ｄｒを半径とするＣ１を描く（Ｓ８０１）。
【００７５】
次に、補助距離推定部１１３は、基地局装置２０２および２０３からの受信信号の受信レベルから、移動局装置１０１と基地局装置２０２および２０３との間の距離Ｄ２、およびＤ３を推定する（Ｓ８０２）。
【００７６】
次に、位置推定部１１４は、基地局装置２０２を中心とし、補助距離Ｄ２を半径とする円Ｃ２、および基地局装置２０３を中心とし、補助距離Ｄ３を半径とする円Ｃ３を描く（Ｓ８０３）。
【００７７】
最後に、位置推定部１１４は、円Ｃ１と円Ｃ２および円Ｃ３の内部領域が全て重畳する領域の中心を移動局装置１０１の存在位置とし（Ｓ８０４）、位置推定処理は終了する。
【００７８】
以上の構成により、移動局装置１０１は、基地局装置２０１との通信において障害物や反射等の有る場合に、移動局装置１０１と基地局装置２０１との間の距離を精度よく推定する。
【００７９】
また、移動局装置１０１は、基地局装置２０１との通信において障害物や反射等の有る場合に、移動局装置１０１の位置推定を精度よく行う。
【００８０】
（第二の実施の形態）
第二の実施の形態に係る移動通信システムにおける基地局装置は、障害物や反射が存在する場合には補正を行うことにより、精度のよい距離推定を実行すると共に、こうして得られた距離の応用として、移動局装置の位置推定を行う。
【００８１】
図１０は、第二の実施の形態に係る基地局装置９０１が行う通信を模式的に示す図である。移動局装置１００１は、基地局装置９０１と適応変調による通信を行う。また、少なくとも２つの近接基地局装置が、移動局装置１００１により受信される制御信号を送信する。本実施の形態においては、基地局装置１００２および１００３が近接基地局装置である場合を説明する。例えば、基地局装置９０１は、移動局装置１００１が基地局装置をサーチしたときの受信レベルが最も強かったものであり、基地局装置１００２および基地局装置１００３は、２番目および３番目に受信レベルが強かったものである。
【００８２】
以下、上記処理を実現するために基地局装置が備える構成を説明する。
【００８３】
図９は、本実施の形態に係る基地局装置９０１の構成を示す図である。基地局装置９０１は、通信部９０２、制御部９０３、記憶部９０４、アンテナ９０５を有する。
【００８４】
通信部９０２は、半導体回路からなり、基地局装置９０１における通信処理を行う。アンテナ９０５が受信した、移動局装置１００１からの信号から受信データを生成し、制御部９０３へ出力する上り処理、および制御部９０３から出力された送信データから信号を生成しアンテナ９０５へ出力する下り処理を行う。図９は、主に上り処理に関する構成を示している。通信部９０２は、ＲＦ部９０６、復調部９０７および復号部９０８を有する。
【００８５】
ＲＦ部９０６は、アンテナ９０５から出力された信号に対してダウンコンバートや増幅処理を行う。復調部９０７は、ＲＦ部９０６から出力された信号に対しＡＤ変換や復調処理を実行する。復号部９０８は、復調部９０７から出力された信号に対して復号処理を行い、受信データを生成する。
【００８６】
制御部９０３は、ＣＰＵ、メモリなどからなり、基地局装置９０１全体の動作を制御する。制御部９０３は、変調方式決定部９０９、基準距離推定部９１０、伝搬時間推定部９１１、基準距離補正部９１２、位置推定部９１４を有する。各部の動作は後述する。
【００８７】
記憶部９０４は、基地局装置９０１で扱われるデータを記憶し、メモリ、ハードディスクなどからなる。また、記憶部９０４は、周辺に存在する基地局装置のＩＤとその位置を表す位置情報とを対応付けた情報を記憶している。
【００８８】
アンテナ９０５は、通信部９０２から出力される信号を電波として送信し、また、移動局装置１００１から送信される信号を受信して、通信部９０２に出力する。
【００８９】
次に、制御部９０３内の各部の動作を説明する。
【００９０】
変調方式決定部９０９は、移動局装置１００１との通信で使用する変調方式を決定する。
【００９１】
例えば、変調方式決定部９０９は、復調部９０７の出力から、移動局装置１００１からの受信信号のＳＮ比を検出し、該ＳＮ比に基づいて、移動局装置１００１との通信で使用する変調方式を決定する。
【００９２】
基地局装置９０１との通信に用いる変調方式を移動局装置１００１が決定する場合には、変調方式決定部９０９は、移動局装置１００１によって決定された変調方式に従う。
【００９３】
基準距離推定部９１０は、変調方式決定部９０９により決定される変調方式から、移動局装置１００１と基地局装置９０１との間の距離（基準距離）Ｄｒ２を推定する。基準距離推定部９１０は、基準距離Ｄｒ２の推定を、第一の実施の形態において基準距離推定部１１０が行う基準距離Ｄｒの推定と同様の方法で行う。
【００９４】
伝搬時間推定部９１１は、移動局装置１００１および基地局装置９０１の一方から他方に送信される通信信号の伝搬時間を推定する。ここでは、伝搬時間推定部９１１は、通信信号が基地局装置９０１と移動局装置１００１との間を往復するのに要した時間を推定する。
【００９５】
伝搬時間推定部９１１は、第一の実施の形態で示した既知信号が基地局装置９０１から移動局装置１００１へ送信された時刻と、移動局装置１００１を介して該既知信号を受信した時刻との差分を伝搬時間として求める。伝搬時間推定部９１１は、送信された時刻を基地局装置９０１で行われる送信処理を参照することで認識し、受信した時刻を第一の実施の形態と同様に既知信号と受信信号との相関に基づいて認識する。
【００９６】
基準距離補正部９１２は、伝搬時間推定部９１１で推定された伝搬時間から移動局装置１００１と基地局装置９０１との間の距離を推定する。ここで、伝搬時間推定部９１１で推定された伝搬時間は既知信号が基地局装置９０１と移動局装置１００１との間を往復するのに要した時間であるため、基準距離補正部９１２は、式（３）で得られる距離を１／２にしたものを、伝搬時間から推定される移動局装置１００１と基地局装置９０１との間の距離Ｄｔ２とする。
【００９７】
そして、基準距離補正部９１２は、距離Ｄｔ２と基準距離推定部９１０において推定された基準距離Ｄｒ２とを比較する。これらの値の差分（距離差）が所定値以上である場合、基準距離補正部９１２は、第一の実施の形態と同様の方法で、係数ＣＭを増大させる。
【００９８】
係数ＣＭが増大された場合、基準距離推定部９１０は、増大されたＣＭを用いて、基準距離Ｄｒ２を再推定する。
【００９９】
ここで、距離差が発生する要因としては移動局装置１００１と基地局装置９０１との通信における障害物や反射等が考えられ、この値が所定値以上であることは、移動局装置１００１と基地局装置９０１との間がＮＬＯＳであることを意味する。距離差に基づいて係数ＣＭを増大させて基準距離Ｄｒ２を再推定することにより、基準距離推定部９１０は障害物や反射等が存在する場合にも、精度のよい基準距離Ｄｒ２を推定する。
【０１００】
次に、この基準距離Ｄｒ２を利用して、移動局装置１００１の位置推定を行う構成を説明する。
【０１０１】
位置推定部９１４は、基準距離Ｄｒ２、基地局装置９０１の位置に関する位置情報、基地局装置１００２，１００３の基地局装置ＩＤ、および移動局装置１００１と基地局装置１００２，１００３との通信で用いられている変調方式から、移動局装置１００１の位置を推定する。
【０１０２】
図１１は、基地局装置９０１で実行される位置推定処理を示すフローチャートである。ここでは、基準距離Ｄｒ２の推定以降の処理を示す。
【０１０３】
図１２は、基地局装置９０１で実行される位置推定処理を示す図である。
【０１０４】
移動局装置１００１は、基地局装置１００２，１００３から制御信号を受信している。基地局装置１００２から送信される制御信号には、基地局装置１００２の基地局装置ＩＤが含まれており、基地局装置１００３から送信される制御信号には基地局装置１００３の基地局装置ＩＤが含まれる。移動局装置１００１は、基地局装置１００２，１００３から受信した基地局装置１００２，１００３の基地局装置ＩＤを、基地局装置９０１に送信している。
【０１０５】
まず、位置推定部９１４は、移動局装置１００１から受信した基地局装置１００２，１００３の基地局装置ＩＤを基に、基地局装置１００２，１００３の位置情報を記憶部９０４から読み出し、位置を特定する（Ｓ１１０１）。
【０１０６】
次に、位置推定部９１４は、制御信号の通信に用いられている変調方式から、式（１）および式（２）を用いて、基地局装置１００２，１００３の通信可能距離Ｄ４を推定する（Ｓ１１０２）。
【０１０７】
続いて、位置推定部９１４は、図１２に示すように、基地局装置１００２を中心とし、通信可能距離Ｄ４を半径とする円Ｃ２および基地局装置１００３を中心とし、通信可能距離Ｄ４を半径とする円Ｃ３を描く（Ｓ１１０３）。
【０１０８】
次に、位置推定部９１４は、図１２に示すように、基地局装置９０１を中心とし、基準距離Ｄｒ２を半径とする円Ｃ１を描く（Ｓ１１０４）。
【０１０９】
最後に、位置推定部９１４は、円Ｃ１と円Ｃ２および円Ｃ３の内部領域が全て重畳する領域Ｆｐ２の中心Ｐ２に移動局装置１００１が存在すると推定して（Ｓ１１０５）、位置推定処理は終了する。
【０１１０】
以上の構成により、基地局装置９０１は、移動局装置１００１との通信において障害物や反射等の有る場合に、移動局装置１００１と基地局装置９０１との間の距離を精度よく推定する。
【０１１１】
また、基地局装置９０１は、移動局装置１００１との通信において障害物や反射等の有る場合に、移動局装置１００１の位置推定を精度よく行う。
【０１１２】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１１３】
例えば、基準距離推定部１１０および９１０によって実行される距離の算出において式（１）（２）を用いる例を示したが、本発明はこの方法に限定されず、変調方式に基づき、かつ伝搬路に係る係数を含む式であればどのような数式を用いてもよく、さらに、変調方式に基づき、伝搬路の状況に応じて補正可能な手法ならどのような手法でもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】第一の実施の形態に係る移動局装置の構成を示す図である。
【図２】第一の実施の形態に係る移動局装置が行う通信を模式的に示す図である。
【図３】変調方式と通信可能距離との相関を示す表である。
【図４】通信信号のスロットの構成の一例を示す図である。
【図５】距離差とＣＭの増大値ΔＣＭの関係の一例を示す図である。
【図６】位置推定部で実行される位置推定処理を示す図である。
【図７】移動局装置で実行される補正処理を示すフローチャートである。
【図８】移動局装置で実行される位置推定処理を示すフローチャートである。
【図９】第二の実施の形態に係る基地局装置の構成を示す図である。
【図１０】第二の実施の形態に係る基地局装置が行う通信を模式的に示す図である。
【図１１】基地局装置で実行される位置推定処理を示すフローチャートである。
【図１２】基地局装置で実行される位置推定処理を示す図である。
【図１３】移動局装置と基地局装置との間の信号伝搬を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１０１  移動局装置、１０２  通信部、１０３  制御部、１０４  記憶部、１０５  アンテナ、１０６  ＲＦ部、１０７  復調部、１０８  復号部、１０９  変調方式決定部、１１０  基準距離推定部、１１１  伝搬時間推定部、１１２  基準距離補正部、１１３  補助距離推定部、１１４  位置推定部、２０１  基地局装置、２０２  基地局装置、２０３  基地局装置、４０１  スロット、９０１  基地局装置、９０２  通信部、９０３  制御部、９０４  記憶部、９０５  アンテナ、９０６  ＲＦ部、９０７  復調部、９０８  復号部、９０９  変調方式決定部、９１０  基準距離推定部、９１１  伝搬時間推定部、９１２  基準距離補正部、９１４  位置推定部、１００１  移動局装置、１００２  基地局装置、１００３  基地局装置、１３０１  移動局装置、１３０２  基地局装置。
【図１】
2010056669.tif 000003
【図２】
2010056669.tif 000004
【図３】
2010056669.tif 000005
【図４】
2010056669.tif 000006
【図５】
2010056669.tif 000007
【図６】
2010056669.tif 000008
【図７】
2010056669.tif 000009
【図８】
2010056669.tif 000010
【図９】
2010056669.tif 000011
【図１０】
2010056669.tif 000012
【図１１】
2010056669.tif 000013
【図１２】
2010056669.tif 000014
【図１３】
2010056669.tif 000015