(57)【要約】【課題】通信相手側となる全通信装置からＧＰＳ位置情報を得無くとも、移動端末の位置を特定することができる通信制御方法及び通信装置を提供する。【解決手段】複数の相手側通信装置との間の距離を算出する距離算出ステップと、算出を複数のタイミングで実行し、当該実行によって得られた複数の距離情報に基づいて、各相手側通信装置との間における相対速度を算出するステップと、算出した各相手側通信装置との間における相対速度と、各相手側通信装置の距離情報とに基づいて、各相手側通信装置の位置関係を示す仮想のマップを生成するステップと、生成した仮想のマップに基づいて所定の動作を実行するステップと、を含む。【選択図】図１
2008241600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信装置における通信制御方法において、
複数の相手側通信装置との間の距離を算出する距離算出ステップと、
前記算出を複数のタイミングで実行し、当該実行によって得られた複数の距離情報に基づいて、各相手側通信装置との間における相対速度を算出するステップと、
算出した前記各相手側通信装置との間における相対速度と、前記各相手側通信装置の距離情報とに基づいて、前記各相手側通信装置の位置関係を示す仮想のマップを生成するステップと、
生成した仮想のマップに基づいて所定の動作を実行するステップと、
を含むことを特徴とする通信制御方法。
【請求項２】
前記複数の相手側通信装置のうち、一の相手側通信装置から、当該一の相手側通信装置の位置情報を取得するステップと、
取得された前記一の相手側通信装置の位置情報を用いて、前記生成した仮想のマップから、前記複数の相手側通信装置の位置情報を取得するステップと、を更に含み、
前記所定の動作を実行するステップでは、前記取得した複数の相手側通信装置の位置情報に基づいて所定の動作を実行する、ことを特徴とする請求項１に記載の通信制御方法。
【請求項３】
前記仮想のマップは、
算出した各相手側通信装置との間における相対速度と、各相手側通信装置の距離情報とに基づいて生成され、当該通信装置を中心とした各相手側通信装置の位置関係を示すことを特徴とする請求項１または２に記載の通信制御方法。
【請求項４】
前記仮想のマップは、
当該通信装置が、各基地局の移動速度情報から最も移動速度の大きいものを選択して基準移動速度とし、基準移動速度に対する他基地局の移動速度の比をベクトル換算するステップと、
各基地局毎に算出したベクトルとその基地局の距離情報から、当該通信装置を中心座標とする各基地局の位置情報に変換するステップと、
を経て形成されることを特徴とする請求項３に記載の通信制御方法。
【請求項５】
前記仮想のマップは、
他基地局の時刻の移動速度情報と最大移動速度との比から移動方向角度を算出するステップと、
移動方向角度と距離情報から、Ｘ軸・Ｙ軸で区切られる４象限中における各基地局の仮想座標を算出するステップと、
４象限中のそれぞれの象限を、当該通信装置に対する基地局の移動方向と、最大移動速度を持つ基準基地局に対する各基地局の移動方向により分類するステップと、
４象限の分類と移動方向角度と距離情報から、各基地局を仮想エリアマップ上に配置するステップと、
を経て形成されることを特徴とする請求項３または４に記載の通信制御方法。
【請求項６】
通信装置において、
複数の相手側通信装置との間の距離を算出する距離算出手段と、
前記算出を複数のタイミングで実行し、当該実行によって得られた複数の距離情報に基づいて、各相手側通信装置との間における相対速度を算出する速度算出手段と、
算出した前記各相手側通信装置との間における相対速度と、前記各相手側通信装置の距離情報とに基づいて、当該通信装置を中心とした、前記各相手側通信装置の位置関係を示す仮想のマップを生成する仮想マップ生成手段と、
を含むことを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信移動端末が自局の位置を得るための通信制御方法及び通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信移動端末が自局の位置を得るための手段として、人口衛星を利用した全地球測位システム（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＧＰＳ）による測位システムが知られている。このような、ＧＰＳによる測位システムにより自局の位置を得るための方法として、移動端末にはＧＰＳを搭載せず、基地局のＧＰＳ位置情報と端末・基地局間の推定距離から端末位置を算出する、「位置算出方法」（特許文献１参照）がある。
【特許文献１】特開２００１−２９８７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のＧＰＳによる測位システムにおいては、３つの基地局が必要であり、且つそれらの基地局のＧＰＳ位置情報を取得する必要がある。移動端末が３つの基地局のＧＰＳ移動情報を得るためには、３つの基地局と通信することによってこの情報を得るか、或いは報知チャネルにＧＰＳ位置情報を送信することができるプロトコルに限られる。
【０００４】
３つの基地局とそれぞれ通信しＧＰＳ位置情報を得る場合、利用者にとっては、無益な通信が発生することによって無線リソースを消費してしまうことになってしまう。また、報知チャネルにＧＰＳ位置情報を送信することができるプロトコルによる場合、報知チャネルでＧＰＳ位置情報を送信することのできないプロトコルでは、移動端末の位置を特定することができない。
この発明の目的は、通信相手側となる全通信装置からＧＰＳ位置情報を得無くとも、移動端末の位置を特定することができる通信制御方法及び通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、この発明に係る通信制御方法は、通信装置における通信制御方法において、複数の相手側通信装置との間の距離を算出する距離算出ステップと、前記算出を複数のタイミングで実行し、当該実行によって得られた複数の距離情報に基づいて、各相手側通信装置との間における相対速度を算出するステップと、算出した前記各相手側通信装置との間における相対速度と、前記各相手側通信装置の距離情報とに基づいて、前記各相手側通信装置の位置関係を示す仮想のマップを生成するステップと、生成した仮想のマップに基づいて所定の動作を実行するステップと、を含むことを特徴としている。
【０００６】
また、この発明において、前記複数の相手側通信装置のうち、一の相手側通信装置から、当該一の相手側通信装置の位置情報を取得するステップと、取得された前記一の相手側通信装置の位置情報を用いて、前記生成した仮想のマップから、前記複数の相手側通信装置の位置情報を取得するステップと、を更に含み、前記所定の動作を実行するステップでは、前記取得した複数の相手側通信装置の位置情報に基づいて所定の動作を実行する、ことが好ましい。
また、この発明において、前記仮想のマップは、算出した各相手側通信装置との間における相対速度と、各相手側通信装置の距離情報とに基づいて生成され、当該通信装置を中心とした各相手側通信装置の位置関係を示すことが好ましい。
【０００７】
また、この発明において、前記仮想のマップは、当該通信装置が、各基地局の移動速度情報から最も移動速度の大きいものを選択して基準移動速度とし、基準移動速度に対する他基地局の移動速度の比をベクトル換算するステップと、各基地局毎に算出したベクトルとその基地局の距離情報から、当該通信装置を中心座標とする各基地局の位置情報に変換するステップと、を経て形成されることが好ましい。
また、この発明において、前記仮想のマップは、他基地局の時刻の移動速度情報と最大移動速度との比から移動方向角度を算出するステップと、移動方向角度と距離情報から、Ｘ軸・Ｙ軸で区切られる４象限中における各基地局の仮想座標を算出するステップと、４象限中のそれぞれの象限を、当該通信装置に対する基地局の移動方向と、最大移動速度を持つ基準基地局に対する各基地局の移動方向により分類するステップと、４象限の分類と移動方向角度と距離情報から、各基地局を仮想エリアマップ上に配置するステップと、を経て形成されることが好ましい。
【０００８】
また、この発明に係る通信装置は、通信装置において、複数の相手側通信装置との間の距離を算出する距離算出手段と、前記算出を複数のタイミングで実行し、当該実行によって得られた複数の距離情報に基づいて、各相手側通信装置との間における相対速度を算出する速度算出手段と、算出した前記各相手側通信装置との間における相対速度と、前記各相手側通信装置の距離情報とに基づいて、当該通信装置を中心とした、前記各相手側通信装置の位置関係を示す仮想のマップを生成する仮想マップ生成手段と、を含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、通信相手側となる全通信装置から位置情報を取得しなくても、移動端末の位置を特定することができる。よって、ハンドオーバ等の所定の処理を適切に実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係る通信装置の構成を示す機能ブロック図である。図１に示すように、例えば、携帯通信端末等の移動端末（通信装置）１０は、アンテナ１１ａを備えた受信器１１、受信タイミング算出部１２、距離算出部（距離算出手段）１３、移動速度算出部（速度算出手段）１４、ベクトル算出部１５、仮想座標算出部１６、象限判定部１７、仮想エリアマップ生成部（仮想マップ生成手段）１８、絶対座標変換部１９、距離履歴情報記憶部２０、速度履歴情報記憶部２１、及び制御部２２を有している。これら各部１１〜２２は、バス２３を介して接続されている。
【００１１】
受信器１１は、アンテナ１１ａを介して入力した外部信号を受信し、受信タイミング算出部１２は、入力信号の受信タイミングを算出し、距離算出部１３は、入力信号に基づき、複数の相手側通信装置との間の距離を算出する。移動速度算出部１４は、距離算出部１３による算出を複数のタイミングで実行し、当該実行によって得られた複数の距離情報に基づいて、各相手側通信装置との間における相対速度を算出する。ベクトル算出部１５は、ベクトル値を算出し、仮想座標算出部１６は、仮想座標を算出し、象限判定部１７は、４象限中の何れの象限かを判定する。
【００１２】
仮想エリアマップ生成部１８は、算出した各相手側通信装置との間における相対速度と、各相手側通信装置の距離情報とに基づいて、当該通信装置（移動端末１０）を中心とした、各相手側通信装置の位置関係を示す仮想のマップを生成する。絶対座標変換部１９は、受信器１１から入力した基地局ＧＰＳ情報ａに基づき、各相手側通信装置の位置関係を絶対座標に変換する。
距離履歴情報記憶部２０は、距離算出部１３から入力した距離算出情報ｂに基づき、距離情報履歴を記憶し、記憶されている距離情報履歴ｃを仮想座標算出部１６へ出力する。速度履歴情報記憶部２１は、移動速度算出部１４から入力した移動速度算出情報ｄに基づき、移動速度情報履歴を記憶し、記憶されている移動速度情報履歴ｅをベクトル算出部１５へ出力する。制御部２２は、移動端末１０内の動作を総合的に制御する。
【００１３】
移動端末１０は、一定時間毎に各基地局の報知チャネルを受信し、移動端末１０内の基準タイミング（Ｔｉｍｉｎｇ）と受信タイミングとのずれ量から、報知チャネルの到達遅延時間を求め、更に、それを移動端末１０と該基地局との距離情報に変換する。算出した各基地局との距離情報は、時間毎の距離情報履歴として移動端末１０内部の記憶装置である距離履歴情報記憶部２０に保存する。
距離履歴情報記憶部２０に記憶されている距離情報履歴と報知チャネルの受信間隔時間から、移動端末１０を基準点とした各基地局の相対移動速度を求める。算出した各基地局毎の相対移動速度は、時間毎の移動速度履歴として移動端末１０内部の記憶装置である速度履歴情報記憶部２１に保存する。
【００１４】
つまり、通信装置（移動端末１０）は、複数の相手側通信装置との間の距離を算出する距離算出部１３と、算出を複数のタイミングで実行し、当該実行によって得られた複数の距離情報に基づいて、各相手側通信装置との間における相対速度を算出する移動速度算出部１４と、算出した各相手側通信装置との間における相対速度と、各相手側通信装置の距離情報とに基づいて、当該通信装置を中心とした、各相手側通信装置の位置関係を示す仮想のマップを生成する仮想エリアマップ生成部１８と、を有している。
【００１５】
時刻Ａの移動速度履歴から最大移動速度を選択し、それを移動端末１０を中心座標とする仮想エリアマップのＸ座標に配置する。実空間上では、移動端末１０が移動し各基地局は固定であるから、各基地局の移動速度比は、移動端末１０の移動方向と各基地局位置のベクトル比となる。よって、他基地局の時刻Ａの移動速度情報と最大移動速度との比から、式（１）により変換し、移動方向角度θｎを算出する。
θｎ＝ｃｏｓ−１（｜基地局ｎの移動速度／最大移動速度｜）…（１）
【００１６】
求めたベクトルと距離情報から、式（２）にて、各基地局の仮想座標を求める。なお、仮想座標は、Ｘ軸・Ｙ軸で区切られる４象限中の第１象限上で求めた座標となる。
（Ｘｎ，Ｙｎ）＝（Ｌｎ＊ｃｏｓθｎ，Ｌｎ＊ｓｉｎθｎ）…（２）
ここで、Ｌは、基地局毎の距離情報である。
式（２）で求めた座標は、第１象限に配置したものである。これを、それぞれの象限は移動端末１０に対する基地局の移動方向と、最大移動速度を持つ基準基地局に対する各基地局の移動方向により、図２に示すように分類する。
【００１７】
図２は、Ｘ軸・Ｙ軸で区切られる４象限における各基地局の移動方向による分類を示す説明図である。図２に示すように、第１象限は、移動端末１０に対して遠ざかる基準基地局と同位相、第２象限は、移動端末１０に対して遠ざかる基準基地局と逆位相、第３象限は、移動端末１０に対して近づく基準基地局と同位相、第４象限は、移動端末１０に対して近づく基準基地局と逆位相となる。
【００１８】
図２の４象限の分類と式（１）にて算出したベクトルと距離情報から、各基地局を仮想エリアマップ上に配置する。仮想エリアマップ上に配置した何れかの基地局から、その基地局のＧＰＳ座標情報を取得する。そのＧＰＳ座標から仮想エリアマップ上の他の基地局の座標を求める。これにより、全基地局のＧＰＳ座標を取得する必要がないので、無用な通信を省略することができる。仮想エリアマップ上に３つ以上の基地局がある場合、三角測量により移動端末１０の絶対座標を求める。
図３は、移動端末の絶対座標を求める際の算出原理を説明する原理説明図（その１）であり、図４は、移動端末の絶対座標を求める際の算出原理を説明する原理説明図（その２）である。
【００１９】
図３に示すように、移動端末１０の移動軌跡Ｒ上の時刻Ｔ１において、移動端末１０に対し、基地局１との距離はＬ１Ｔ１、基地局２との距離はＬ２Ｔ１、基地局３との距離はＬ３Ｔ１、基地局４との距離はＬ４Ｔ１となる。同様に、時刻Ｔ２において、移動端末１０に対し、基地局１との距離はＬ１Ｔ２、基地局２との距離はＬ２Ｔ２、基地局３との距離はＬ３Ｔ２、基地局４との距離はＬ４Ｔ２となり、時刻Ｔ３において、移動端末１０に対し、基地局１との距離はＬ１Ｔ３、基地局２との距離はＬ２Ｔ３、基地局３との距離はＬ３Ｔ３、基地局４との距離はＬ４Ｔ３となる。
【００２０】
従って、速度Ｖａは、式（３）となる。
Ｖａ＝（ＬａＴｎ＋１−ＬａＴｎ）／ΔＴ…（３）
ここで、ａは基地局番号であり、ｎは時刻である。
図４に示すように、各基地局の位置座標については、基地局１の位置座標（ｘ１，ｙ１）は、（ｘ１，ｙ１）＝（Ｌ１，０）となり、基地局２の位置座標（ｘ２，ｙ２）は、（ｘ２，ｙ２）＝（Ｌ２＊ｃｏｓθ２，Ｌ２＊ｓｉｎθ２）となり、基地局３の位置座標（ｘ３，ｙ３）は、（ｘ３，ｙ３）＝（Ｌ３＊ｃｏｓθ３，Ｌ３＊ｓｉｎθ３）となる。
ここで、θｎ＝ｃｏｓ−１（｜Ｖａ／Ｖ｜）、ａは基地局番号、Ｖａは基地局ａの相対速度、Ｖは最大相対速度である。
【００２１】
従って、通信装置における通信制御方法は、距離算出部１３により、複数の相手側通信装置との間の距離を算出するステップと、移動速度算出部１４により、この算出を複数のタイミングで実行し、当該実行によって得られた複数の距離情報に基づいて、各相手側通信装置との間における相対速度を算出するステップと、ベクトル算出部１５、仮想座標算出部１６、象限判定部１７、仮想エリアマップ生成部１８により、算出した各相手側通信装置との間における相対速度と、各相手側通信装置の距離情報とに基づいて、各相手側通信装置の位置関係を示す仮想のマップを生成するステップと、制御部２２により、生成した仮想のマップに基づいて所定の動作（ハンドオーバ等）を実行するステップと、を有している。
【００２２】
また、この通信制御方法において、複数の相手側通信装置のうち、一の相手側通信装置から、当該一の相手側通信装置の位置情報を取得する（例えば、ＧＰＳにより取得する）ステップと、取得された一の相手側通信装置の位置情報を用いて生成した仮想のマップから、複数の相手側通信装置の位置情報を取得するステップとを含み、所定の動作を実行するステップでは、取得した複数の相手側通信装置の位置情報に基づいて所定の動作を実行する。
【００２３】
このように、複数の無線通信基地局からの報知チャネルを受信し距離を測定する。この距離測定を定時間毎に実施し、各無線通信基地局の相対移動速度を求め、相対移動速度と距離情報を基に、無線通信端末（移動端末１０）を中心座標とする仮想エリアマップ内に、各無線通信基地局を配置することができる。配置した無線通信基地局の座標は、定時間毎の報知チャネル受信により更新し、何れかの無線通信基地局から、その基地局の絶対座標情報を得ることで、仮想エリアマップ内に配置した全無線通信基地局の絶対座標を求めることができる。更に、仮想エリアマップ内の任意の３つの無線通信基地局を選択し、三角測量方法により自無線通信端末の絶対座標を求めることができる。
【００２４】
これにより、移動端末１０はその周辺にある基地局からの報知チャネルを受信し、その受信タイミングのずれ量から各基地局との距離を算出する。移動端末１０は、定期的に基地局からの報知チャネルを受信することで、時間毎の距離の変動を算出することができる。時間毎の距離の変動は、移動端末１０を基準位置とした各基地局の移動速度情報となり、移動端末１０は、各基地局の移動速度情報から最も移動速度の大きいものを選択して基準移動速度とし、基準移動速度に対する他基地局の移動速度の比をベクトル換算する。各基地局毎に算出したベクトルとその基地局の距離情報から、移動端末１０を中心座標とする各基地局の位置情報に変換し、仮想エリアマップを形成する。
【００２５】
即ち、ＧＰＳアンテナやその他自局位置情報の取得手段を持たない無線端末において、無線端末を中心とする座標系に周辺基地局を配置する仮想エリアマップの生成と、何れか１つの基地局のＧＰＳ位置情報の取得により絶対座標へ変換する。
従って、従来の端末位置の算出方法においては、各基地局のＧＰＳ位置情報を報知チャネルで受信することで移動端末の座標を算出していたが、上述した、この発明に係る方法により生成する仮想エリアマップは、各基地局のＧＰＳ位置情報を必要とすること無く、各基地局の報知チャネルを受信した際の受信タイミングのずれ量から算出する各基地局との距離のみに基づいて、自移動端末を中心とした周囲基地局の位置関係を推定することができる。
【００２６】
更に、アプリケーションレイヤを使用して、何れか１つの基地局からそのＧＰＳ位置情報を得ることで、仮想エリアマップ上の座標を絶対座標に変換することも可能となる。そして、仮想エリアマップ内の何れかの３つの基地局を選択し、三角測量方法により、自移動端末の絶対座標を求めることができる。
なお、本発明は、上述した実施の形態により説明したが、この実施の形態に限定されるものではない。従って、本発明の趣旨を逸脱することなく変更態様として実施するものも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の一実施の形態に係る通信装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】Ｘ軸・Ｙ軸で区切られる４象限における各基地局の移動方向による分類を示す説明図である。
【図３】移動端末の絶対座標を求める際の算出原理を説明する原理説明図（その１）である。
【図４】移動端末の絶対座標を求める際の算出原理を説明する原理説明図（その２）である。
【符号の説明】
【００２８】
１０  移動端末
１１ａ  アンテナ
１１  受信器
１２  受信タイミング算出部
１３  距離算出部
１４  移動速度算出部
１５  ベクトル算出部
１６  仮想座標算出部
１７  象限判定部
１８  仮想エリアマップ生成部
１９  絶対座標変換部
２０  距離履歴情報記憶部
２１  速度履歴情報記憶部
２２  制御部
２３  バス
【図１】
2008241600.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008241600.tif 000005
【図４】
2008241600.tif 000006