(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と、
前記基地局と無線通信を行う移動端末とを備え、
前記基地局は分離した複数の通信エリアを有し、
前記移動端末は、前記通信エリアごとに異なるチャネルまたは拡散コードを用いることによって、いずれの前記通信エリアでの通信であるかを前記基地局に識別可能にして、前記基地局と通信し、
前記基地局は、所定の時間のみ前記通信エリアの識別を行なうことを特徴とする、無線通信システム。
【請求項２】
基地局と、
複数の送受信機と、
前記送受信機を介して前記基地局と無線通信を行う移動端末とを備え、
前記複数の送受信機は、互いに分離した前記移動端末との通信エリアが各々設定され、
前記移動端末は、前記通信エリアごとに異なるチャネルまたは拡散コードを用いることによって、いずれの前記通信エリアでの通信であるかを前記基地局に識別可能にして、前記基地局と通信し、
前記基地局は、所定の時間のみ前記通信エリアの識別を行なうことを特徴とする、無線通信システム。
【請求項３】
移動端末と無線通信を行う基地局であって、
分離した複数の通信エリアを有し、所定の時間のみ、通信エリアごとに異なるチャネルまたは拡散コードを用いることによって、いずれの通信エリアでの通信であるかを識別することを特徴とする、基地局。
【請求項４】
前記基地局は、前記移動端末が所定の超小型基地局に接続されている場合に、前記超小型基地局を介して前記移動端末に全情報を送信し、それ以外の場合は一部情報のみを前記移動端末に送信することを特徴とする、請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記移動端末が所定の超小型基地局に接続されている場合に、前記超小型基地局を介して前記移動端末に全情報を送信し、それ以外の場合は一部情報のみを前記移動端末に送信することを特徴とする、請求項３に記載の基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動端末の位置管理を行う無線通信システム及び基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、移動端末の位置管理を行うことが可能な移動体通信システムについて記載されている。特許文献１に記載の移動体通信システムでは、各エリアに基地局が設けられ、移動端末がどの基地局のエリア内に存在するかによって、移動端末の位置を認識している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−９５０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の移動体通信システムでは、移動端末がどの基地局のエリアに存在するのかは分かっても、当該基地局エリアの中のどこに位置するのかというさらに細かい位置情報の把握は不可能である。例えば、各家庭内でどの部屋に移動端末が存在しているのかを特定することは出来ない。
【０００５】
そこで、本発明は上述の問題点に鑑み、基地局の通信エリア内のどこに移動端末が位置しているのかを把握することを可能にした、無線通信システム及び基地局の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の無線通信システムは、基地局と、基地局と無線通信を行う移動端末とを備え、基地局は分離した複数の通信エリアを有し、移動端末は、通信エリアごとに異なるチャネルまたは拡散コードを用いることによって、いずれの通信エリアでの通信であるかを基地局に識別可能にして、基地局と通信し、基地局は、所定の時間のみ通信エリアの識別を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の無線通信システムは、基地局と、基地局と無線通信を行う移動端末とを備え、基地局は分離した複数の通信エリアを有し、移動端末は、通信エリアごとに異なるチャネルまたは拡散コードを用いることによって、いずれの通信エリアでの通信であるかを基地局に識別可能にして、基地局と通信し、基地局は、所定の時間のみ通信エリアの識別を行なうことを特徴とする。これにより、基地局の通信エリア内のどこに移動端末が位置しているのかを把握することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１の無線通信システムの構成図である。
【図２】実施の形態２の無線通信システムの構成図である。
【図３】ＴＤＭＡ方式によるタイムスロットの構成を示す図である。
【図４】実施の形態１の無線通信システムの動作を説明する図である。
【図５】実施の形態１の基地局装置の構成図である。
【図６】実施の形態１の基地局装置の構成図である。
【図７】実施の形態３の無線通信システムの動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施の形態１）
＜構成＞
図１に沿って、本実施の形態の無線通信システムを説明する。本実施の形態の無線通信システムは、個人宅に設置される無線基地局である基地局１と、個人宅内で基地局１と無線通信を行う移動端末２と、各部屋に設置されて基地局１と移動端末２の中継を行う送受信機３〜５と、を備える。
【００１０】
送受信機３〜５は夫々異なった無線チャネルで基地局１と無線通信を行い、移動端末２との送受信範囲は互いに重ならないように設置される。例えば、図１の左図は設置例を示しており、リビングに設置された送受信機３の送受信範囲３ａと、寝室に設置された送受信機４の送受信範囲４ａと、トイレに設置された送受信機５の送受信範囲５ａは互いに重ならない。
【００１１】
＜動作＞
基地局１は、移動端末２又は送受信機３〜５に対して、部屋毎に異なる周波数を用いるように、下りデータを利用して要求する。なお、移動端末２に対してこのような要求を行う場合には、送受信機３〜５は無線通信システムの必須の構成要素ではなく、移動端末２は直接基地局１と無線通信を行ってもよい。
【００１２】
部屋毎に要求を分ける方法としては、基地局１からの下り送信にビーム制御を行っても良いし、各部屋に特定の要求のみ増幅するような増幅器を設置しても良い。例えば、寝室には、寝室用の周波数のみ増幅する中継器（リピータ）を設置すればよい。
【００１３】
一方、移動端末２又は送受信機３〜５は、基地局１からの下り信号において特定の周波数が強ければ、ある決まった周波数で上り信号を送信するように対応付けを行っておく。
【００１４】
移動端末２が寝室において通信を行う場合、移動端末２は寝室を通信エリアとする送受信機４にデータを送信し、送受信機４は寝室に対応する周波数で基地局１にデータを送信する。あるいは、送受信機３〜５を備えない構成の無線通信システムの場合は、移動端末２は寝室に対応する周波数で直接基地局１にデータを送信する。
【００１５】
基地局１では、寝室の周波数に対応した既知シンボル等を用いて相関値を求め、ある一定の大きさを持った場合に、寝室で通信がなされたと判定する（図４）。こうして、基地局１は移動端末２が寝室にあることを把握出来る。
【００１６】
このように、本実施の形態の無線通信システムは、基地局１と、基地局１と無線通信を行う移動端末２とを備え、基地局１は分離した複数の通信エリアを有し、移動端末２はいずれの通信エリアでの通信であるかを基地局１に識別可能にして、基地局１と通信する。家の各部屋に対応して通信エリアを分割すれば、遠隔の上位装置から移動端末２がどの部屋に位置しているかを把握することができる。
【００１７】
あるいは、本実施の形態の無線通信システムは、基地局１と、複数の送受信装置３〜５と、送受信装置３〜５を介して基地局１と無線通信を行う移動端末２とを備え、複数の送受信装置３〜５は、互いに分離した移動端末２との通信エリアが各々設定され、移動端末２は、いずれの通信エリアでの通信であるかを基地局１に識別可能にして、基地局１と通信する。送受信装置３〜５によって家の中で通信エリアを分割することにより、遠隔の上位装置から移動端末２が家の中のどこに位置しているかを把握することが出来る。
【００１８】
なお、上記では送受信機３〜５はチャネルの別によって区別されることとしたが、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の通信であれば異なる特定の拡散コードを用いることによって区別しても良いし、ＴＤＭＡ方式であれば、各部屋に異なる特定のタイムスロットを割り当てても良い（図３）。このように、通信エリア毎に異なる無線資源を用いることによって、どの通信エリアに移動端末２が位置するかを把握できる。
【００１９】
また、送受信機３〜５はそれぞれ割り当てられたチャネル、拡散コード、あるいはタイムスロットによって常時無線通信を行うのではなく、上位装置からの指示を受けた特定の時間にのみ上記の動作を行うこととしても良い。それ以外の時間では、送受信機３〜５は全チャネルを使用して無線通信を行うことにより、チャネルの利用効率が向上する。また同様の考え方が送受信機３〜５を用いない場合の基地局１の動作にも当てはまる。
【００２０】
実施の形態１における基地局の内部構成を図５、６に示す。図５は、一つの送受信機１１で、寝室、リビング、バス/トイレ、それぞれの送受信機の役割をまとめて行った場合の基地局装置１ａを示している。図では周波数別対応送受信機１１を基地局装置１ａに含めて示しているが、周波数別対応送受信機１１は基地局装置１ａの外部構成とみなしても良い。ＬＮＡなどを搭載した周波数別対応送受信機１１は、アンテナ１０を介して移動端末２から信号を受信するが、複数の周波数で信号を受信することが可能である。
【００２１】
基地局装置１ａは、周波数別対応送受信機１１が受信した受信信号の既知シンボルを用いて相関値を計算する既知シンボル相関計算部１２と、相関値を閾値と比較して移動端末２の所在を判定する閾値比較所在判定部１３と、を備えている。
【００２２】
移動端末２は、基地局装置１ａから指示される周波数で基地局装置１に対して既知シンボルを含む信号を送信する動作を行う。基地局装置１は、移動端末２に対する下り信号の中に、寝室方向に対しては、移動端末２→基地局装置１ａへの上り信号では周波数ｆ１を使用するように、リビング方向に対しては、周波数ｆ２を使用するように、バス/トイレ方向に対しては、周波数ｆ３を使用するように情報を含めている。
【００２３】
移動端末２からの上り信号は、アンテナ１０において受信され、周波数別対応送受信機１１において、ｆ１〜ｆ３それぞれの周波数での受信データを受信する。既知シンボル相関計算部１２において、移動端末２、基地局装置１ａの双方が知っている既知シンボルを用いて相関値を計算し、閾値比較所在判定部１３において、それぞれの周波数における相関値を、閾値と比較し、さらに、閾値を超えた結果をもとに、移動局所在場所を判定し、場所情報とする。
【００２４】
例えば、ｆ１，ｆ２が共に閾値を超えたが、ｆ１の相関値の方がｆ２の相関値より２倍大きい場合、移動端末２は寝室のリビングに近いところに所在していると判定する。ｆ１〜ｆ３のどれも閾値を超えなかった場合、移動端末２は電源をＯＦＦにしているか家屋内に所在していないかの判定を行う。所在精度をさらに向上させるため、相関計算を用いた遅延プロファイルの情報を用いることもできる。具体的には、Ｗ−ＣＤＭＡ方式であれば、ＰＲＡＣＨ  Ｐｒｅａｍｂｌｅの相関値を元に求められたＰｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｄｅｌａｙ（３ＧＰＰ ＴＳ２５．４３５）を用いて所在精度をさらに高めることができる。チップ単位のデータを補間し、サンプリング精度を高め、チップオーバサンプリングの状態で遅延プロファイルを求め、相関値の最大(ピーク)位置をアンテナ端からの距離に換算し、その情報を所在判定に用いる。
【００２５】
このような構成をとることによって、送受信機が一つにまとめられた状態で設置されている場合に、場所情報を特定できる基地局装置１ａを実現することができる。
【００２６】
図６は、図１に示したように寝室、リビング、バス／トイレのそれぞれに送受信機３〜５が分離している場合の、移動端末２の場所を特定する基地局装置１ｂの内部構成を示したものである。寝室をエリア範囲とするように調整された送受信機４（ＬＮＡなどを搭載）は、アンテナ１５を介して寝室に所在する移動端末２からの信号を受信する。リビングをエリア範囲とするように調整された送受信機３（ＬＮＡなどを搭載）は、アンテナ１６介してリビングに所在する移動端末２からの信号を受信する。バス／トイレをエリア範囲とするように調整された送受信機５（ＬＮＡなどを搭載）は、アンテナ１７を介して寝室に所在する移動端末２からの信号を受信する。
【００２７】
基地局装置１ｂは、各送受信機３〜５の受信信号を受けて、既知シンボルから相関値を計算する既知シンボル相関計算部１８〜２０と、各相関値の大きさを比較し最大値を判定する最大値判定部２１と、最大相関値を閾値と比較し移動端末２の所在を判定する閾値比較所在判定部２２と、を備えている。
【００２８】
例えば、移動端末２がリビングの寝室に近いところに所在していたとすると、移動端末２の信号はアンテナ１５，１６において受信される。アンテナ１５で受信された信号は、寝室エリア対応送受信機４が受信（アンプなどで増幅）される。既知シンボル相関計算部１８において、既知シンボル部分の相関値が計算される。アンテナ１６において受信した信号は、リビングエリア対応送受信機３において受信され（アンプなどで増幅）され、既知シンボル相関計算部１９において、既知シンボル部分の相関値が計算される。移動端末２はバス／トイレからは遠いため、既知シンボル相関計算部２０で算出される相関値は０に近い値となる。これらの相関値は最大値判定部２１において大きさの順が判定され、最大値がリビングからの信号の相関値、次に大きい値が寝室からの信号の相関値となる。それら相関値３つが、大きさの順の情報と共に閾値比較所在判定部２２に渡される。閾値比較所在判定部２２では、相関値の最大、次に大きかった相関値、最小の相関値をそれぞれ閾値と比較する。リビングからの相関値と寝室からの相関値が閾値を越え、バス／トイレからの相関値は閾値を超えなかったとすると、移動端末２はリビングの中で寝室に近くバス／トイレから遠い場所に所在しているという判定がなされる。判定結果は数値化された場所情報として、さらに上位の装置に対して通知される。いずれの相関値も閾値を超えなかった場合は、移動端末２は電源をOFFにしているか、家屋内に所在していないかのいずれかの判定がなされる。所在精度をさらに向上させるため、相関計算を用いた遅延プロファイルの情報を用いることもできる。具体的には、Ｗ−ＣＤＭＡ方式であれば、ＰＲＡＣＨ Ｐｒｅａｍｂｌｅの相関値を元に求められたＰｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｄｅｌａｙ（３ＧＰＰ ＴＳ２５．４３５）を用いて、所在精度をさらに高めることができる。チップ単位のデータを補間し、サンプリング精度を高め、チップオーバサンプリングの状態で遅延プロファイルを求め、相関値の最大（ピーク）位置をアンテナ端からの距離に換算し、その情報を所在判定に用いる。
【００２９】
このような構成をとることによって、送受信機が各部屋に分離された状態で設置されている場合に、場所情報を特定できる基地局、基地局上位装置を実現することができる。
【００３０】
＜効果＞
本実施の形態の無線通信システムによれば、すでに述べたとおり以下の効果を奏する。すなわち、本実施の形態の無線通信システムは、基地局１と、基地局１と無線通信を行う移動端末２とを備え、基地局１は分離した複数の通信エリアを有し、移動端末２はいずれの通信エリアでの通信であるかを基地局１に識別可能にして、基地局１と通信する。家の各部屋に対応して通信エリアを分割すれば、遠隔の上位装置から移動端末２がどの部屋に位置しているかを把握することができる。
【００３１】
あるいは、本実施の形態の無線通信システムは、基地局１と、複数の送受信装置３〜５と、送受信装置３〜５を介して基地局１と無線通信を行う移動端末２とを備え、複数の送受信装置３〜５は、互いに分離した移動端末２との通信エリアが各々設定され、移動端末２は、いずれの通信エリアでの通信であるかを基地局１に識別可能にして、基地局１と通信する。送受信装置３〜５によって家の中で通信エリアを分割することにより、遠隔の上位装置から移動端末２が家の中のどこに位置しているかを把握することが出来る。
【００３２】
そして、基地局１は通信エリア毎に異なる無線資源を用いることによって、いずれの通信エリアでの通信であるかを識別する。このような構成によって、遠隔の上位装置から移動端末２が家の中のどこに位置しているかを把握することが出来る。
【００３３】
また、上記無線資源は、通信エリアごとに異なるチャネル、拡散コードまたはタイムスロットである。ＦＤＭＡ，ＣＤＭＡ，ＴＤＭＡ方式による無線通信システムにおいて、移動端末２が家の中のどこに位置しているかを把握することが出来る。
【００３４】
さらに、基地局１は所定の時間のみ通信エリアの識別を行なう。これにより、利用効率が向上する。
【００３５】
本実施の形態の基地局１によれば、以下の効果を奏する。すなわち、本実施の形態の基地局１は、移動端末２と無線通信を行う基地局であり、分離した複数の通信エリアを有し、通信エリアごとに異なる無線資源を用いることによって、いずれの通信エリアでの通信であるかを識別する。このような構成によって、移動端末２が家の中のどこに位置しているかを把握することが出来る。
【００３６】
（実施の形態２）
図２に沿って、実施の形態２の無線通信システムについて説明する。実施の形態２の無線通信システムは、個人宅に設置される無線基地局である基地局１と、個人宅内で基地局１と無線通信を行う移動端末２と、を備える。実施の形態１では、異なるチャネル、拡散コード、又はタイムスロットを用いることによって通信エリアを複数に分割していたが、実施の形態２の無線通信システムでは、基地局１の送信電力を増減することによって通信エリアを調整し、移動端末２の位置を特定する。
【００３７】
基地局１は、送信電力Ａの場合に、家の１００％の範囲（図中７）で移動端末２と送受信可能となり、送信電力Ｂの場合に、家の５０％の範囲（図中８）で移動端末２と送受信可能になり、送信電力Ｃの場合に、家の２５％の範囲（図中９）で移動端末２と送受信可能になるように電力設計が行われ、このように送信電力を変化させて通信エリア面積を調整する。上位装置は、基地局１の送信電力Ａ，Ｂ，Ｃのいずれの場合に移動端末２と無線通信が可能になるかを調べることによって、移動端末２が家のどこに存在するかを把握することが出来る。
【００３８】
なお、基地局１は上位装置から指示があった場合にのみ、上記送信電力を増減して通信エリア面積を調整するものとしても良い。それ以外の時間は常に送信電力Ａで家全体を通信エリアとすることにより、利用効率を向上する。
【００３９】
＜効果＞
実施の形態２の無線通信システムによれば、以下の効果を奏する。すなわち、実施の形態２の無線通信システムは、基地局１と、基地局１と無線通信を行う移動端末２とを備え、基地局１は送信電力を変化させて通信エリア面積を調整し、移動端末２が検出される際の基地局１の送信電力から移動端末２の位置を把握する。これにより、移動端末２が家のどこに位置しているかを遠隔の上位装置から把握することが出来る。
【００４０】
また、基地局１は所定の時間のみ通信エリア面積の調整を行うこととする。それ以外の時間は常に家全体を通信エリアとすることにより、利用効率を向上する。
【００４１】
実施の形態２の基地局によれば、以下の効果を奏する。すなわち、実施の形態２の基地局１は、移動端末２と無線通信を行う基地局であって、送信電力を変化させて通信エリア面積を調整し、移動端末２が検出される際の基地局１の送信電力から移動端末２の位置を把握することを特徴とする。これにより、移動端末２が家のどこに位置しているかを遠隔の上位装置から把握することが出来る。
【００４２】
（実施の形態３）
本実施の形態の無線通信システムは、実施の形態１又は２に示した構成に加えて、移動端末２が、超小型基地局と接続されている場合にのみ大容量パケットデータを受信できるものとする。
【００４３】
基地局装置１あるいはその上位装置は、超小型基地局と通信できる識別された移動端末２が、登録した超小型基地局と接続されていない場合は、動画などの数Ｍｂｙｔｅを超える大容量データを受信せずに、ショートカットのようなラベル情報といった一部情報のみを移動端末２に送信する。
【００４４】
移動端末２が登録した超小型基地局と接続したことを確認した場合、基地局装置１は、移動局から要求があった場合、あるいは自動的に、超小型基地局を経由して移動端末２に対し大容量データの全情報を送信する。
【００４５】
図７に上記動作のフローチャートを示した。基地局装置／基地局上位装置はエイリアシング機能を実施（ステップＳ１）した後、移動端末２から大容量データのダウンロード要求がなされているか否かを判断する（ステップＳ２）。大容量データのダウンロード要求がある場合は、移動端末２が超小型基地局と通信しているか否かを判断する（ステップＳ３）。超小型基地局と通信していなければ、基地局／基地局上位装置は移動端末２にデータの一部情報のみを送信して（ステップＳ４）、終了する。移動端末２が超小型基地局と通信していれば、基地局／基地局上位装置は移動端末２にデータの全てを送信して（ステップＳ５）、終了する。
【００４６】
ステップＳ２で移動端末２から大容量データのダウンロード要求がない場合は、ダウンロードすべきファイルがあり（データの一部情報（エイリアス）のみがある）（ステップＳ６でｙｅｓ）、移動端末２が超小型基地局と通信している場合に（ステップＳ７でｙｅｓ）、基地局／基地局上位装置は移動端末２に大容量データの全情報を超小型基地局を経由して送信する（ステップＳ８）。送信タイミングは、移動端末２から要求があった場合に送信しても良いし、自動的に送信しても良い。
【００４７】
すなわち、基地局１は、移動端末２が所定の超小型基地局に接続されている場合に、超小型基地局を介して移動端末２に全情報を送信し、それ以外の場合は一部情報のみを移動端末２に送信することを特徴とする。これにより、移動端末２を所有するユーザは、パケットデータの大部分を超小型基地局を経由して受信することになり、超小型基地局を経由した場合に料金が定額であるといったような状況においては、パケット使用料金を安価に抑えることができるようになるという効果がある。
【００４８】
Ｗ−ＣＤＭＡの場合、基地局／基地局上位装置は、ＲＡＣＨのようなランダムアクセスチャネルの受信や超小型基地局を識別するＩＰ番号などにより、超小型基地局が登録された移動端末２と通信していることを確認することができる。
【００４９】
なお、超小型基地局に登録された移動端末２とは、その超小型基地局と通信することができる移動端末２の事で、ＵＳＩＭカードのような識別媒体を移動端末、基地局装置１の双方に用いることで登録することができる。
【００５０】
＜効果＞
本実施の形態の無線通信システムによれば、以下の効果を奏する。すなわち、本実施の形態の無線通信システムにおいて、基地局１は、移動端末２が所定の超小型基地局に接続されている場合に、超小型基地局を介して移動端末２に全情報を送信し、それ以外の場合は一部情報のみを移動端末２に送信することを特徴とする。これにより、移動端末２を所有するユーザは、パケットデータの大部分を超小型基地局を経由して受信することになり、超小型基地局を経由した場合に料金が定額であるといったような状況においては、パケット使用料金を安価に抑えることができるようになるという効果がある。
【００５１】
また、本実施の形態の基地局によれば、以下の効果を奏する。すなわち、本実施の形態の基地局は、移動端末２が所定の超小型基地局に接続されている場合に、超小型基地局を介して移動端末２に全情報を送信し、それ以外の場合は一部情報のみを移動端末２に送信することを特徴とする。これにより、移動端末２を所有するユーザは、パケットデータの大部分を超小型基地局を経由して受信することになり、超小型基地局を経由した場合に料金が定額であるといったような状況においては、パケット使用料金を安価に抑えることができるようになるという効果がある。
【符号の説明】
【００５２】
１，１ａ，１ｂ  基地局、２  移動端末、３〜５  送受信機、１０，１５〜１７  アンテナ、１１  周波数別対応送受信機、１２，１８〜２０  既知シンボル相関計算部、２１  最大値判定部、１３，２２  閾値比較所在判定部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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