(57)【要約】【課題】簡易に基地局間の距離や基地局の配置を導出することが可能な方法を提供する。【解決手段】各基地局１０は、他の基地局１０との間で信号をやり取りする時間、具体的には、距離導出信号を送信してから他の基地局１０が送信する距離導出信号に対応する応答信号を受信するまでの時間に基づいて、自局と他の基地局１０との距離を導出する。基地局配置導出装置２０は、各基地局１０によって導出された基地局間距離に基づいて、基地局の配置を導出する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局によって構成される移動通信システムにて、基地局間の距離を導出する基地局間距離導出方法において、
第１の基地局は、距離導出信号を送信し、
第２の基地局は、前記距離導出信号を受信した場合に、応答信号を送信し、
前記第１の基地局は、前記応答信号を受信した場合に、前記距離導出信号を送信してから前記応答信号を受信するまでの第１の時間に基づいて、前記第１の基地局と前記第２の基地局との距離を導出することを特徴とする基地局間距離導出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基地局間距離導出方法において、
前記第１の基地局は、該第１の基地局の識別情報又は前記距離導出信号の識別情報の少なくとも１つを含んだ距離導出信号を送信することを特徴とする基地局間距離導出方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の基地局間距離導出方法において、
前記第２の基地局は、受信した距離導出信号に含まれる距離導出信号の識別情報と、該第２の基地局の識別情報とを含んだ応答信号を送信することを特徴とする基地局間距離導出方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の基地局間距離導出方法において、
前記第２の基地局は、前記距離導出信号を受信してから第２の時間が経過した後に、該第２の時間の情報を含んだ応答信号を送信し、
前記第１の基地局は、前記第１の時間から前記第２の時間を差し引いた値の１／２に光速を乗じた値を前記第１の基地局と前記第２の基地局との距離として算出することを特徴とする基地局間距離導出方法。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れかに記載の基地局間距離導出方法において、
前記第１の基地局は、前記第１の時間の１／２に光速を乗じた値を前記第１の基地局と前記第２の基地局との距離として算出することを特徴とする基地局間距離導出方法。
【請求項６】
請求項１乃至３の何れかに記載の基地局間距離導出方法において、
前記第１の基地局は、前記距離導出信号を複数回送信し、
前記第２の基地局は、前記距離導出信号を受信する毎に、前記応答信号を送信し、
前記第１の基地局は、前記応答信号を受信した場合に、最初に距離導出信号を送信してから前記受信した応答信号に対応する距離導出信号を送信するまでの第３の時間を、前記第１の時間から差し引いた値の１／２に光速を乗じた値を、前記第１の基地局と前記第２の基地局との距離として算出することを特徴とする基地局間距離導出方法。
【請求項７】
複数の基地局と基地局配置導出装置により構成される移動通信システムにて、基地局の配置を導出する基地局配置導出方法において、
前記基地局配置導出装置は、少なくとも３つの基準となる基地局の絶対位置と、配置導出の対象となる基地局と前記基準となる基地局との距離とに基づいて、前記配置導出の対象となる基地局の配置を導出することを特徴とする基地局配置導出方法。
【請求項８】
請求項７に記載の基地局配置導出方法において、
前記基地局配置導出装置は、前記基準となる基地局の絶対位置を保持し、
配置導出の対象となる基地局は、距離導出信号を送信し、
前記基準となる基地局は、前記距離導出信号を受信した場合に、応答信号を送信し、
前記配置導出の対象となる基地局は、前記応答信号を受信した場合に、前記距離導出信号を送信してから前記応答信号を受信するまでの第１の時間に基づいて、前記配置導出の対象となる基地局と前記基準となる基地局との距離を導出し、
前記基地局配置導出装置は、前記基準となる基地局の絶対位置と、前記配置導出の対象となる基地局と前記基準となる基地局との距離とに基づいて、前記配置導出の対象となる基地局の配置を導出することを特徴とする基地局配置導出方法。
【請求項９】
移動通信システムを構成する基地局において、
他の基地局に対して、距離導出信号を送信する距離導出信号送信手段と、
前記距離導出信号の応答として、前記他の基地局から送信される応答信号を受信する応答信号受信手段と、
前記距離導出信号が送信されてから前記応答信号を受信するまでの時間を測定する第１の時間測定手段と、
前記第１の時間に基づいて、自局と前記他の基地局との距離を導出する距離導出手段と、
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項１０】
請求項９に記載の基地局において、
前記距離導出信号送信手段は、自局の識別情報又は前記距離導出信号の識別情報の少なくとも１つを含んだ距離導出信号を送信することを特徴とする基地局。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の基地局において、
他の基地局から送信される前記距離導出信号を受信する距離導出信号受信手段と、
前記距離導出信号が受信された場合に、前記応答信号を送信する応答信号送信手段と、
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項１２】
請求項１１に記載の基地局において、
前記応答信号送信手段は、受信された距離導出信号に含まれる距離導出信号の識別情報と、自局の識別情報とを含んだ応答信号を送信することを特徴とする基地局。
【請求項１３】
請求項９乃至１２の何れかに記載の基地局において、
前記距離導出手段は、前記他の基地局が距離導出信号を受信してから第２の時間が経過した後に、該第２の時間の情報を含んだ応答信号を送信する場合に、前記第１の時間から前記第２の時間を差し引いた値の１／２に光速を乗じた値を自局と前記他の基地局との距離として算出することを特徴とする基地局。
【請求項１４】
請求項９乃至１２の何れかに記載の基地局において、
前記距離導出手段は、前記第１の時間の１／２に光速を乗じた値を自局と前記他の基地局との距離として算出することを特徴とする基地局。
【請求項１５】
請求項９乃至１２の何れかに記載の基地局において、
前記距離導出手段は、前記距離導出信号送信手段が前記距離導出信号を複数回送信する場合に、最初に距離導出信号が送信されてから前記受信された応答信号に対応する距離導出信号を送信するまでの第３の時間を、前記第１の時間から差し引いた値の１／２に光速を乗じた値を、自局と前記他の基地局との距離として算出することを特徴とする基地局。
【請求項１６】
移動通信システムを構成する複数の基地局の配置を導出する基地局配置導出装置において、
少なくとも３つの基準となる基地局の絶対位置と、配置導出の対象となる基地局と前記基準となる基地局との距離とに基づいて、前記配置導出の対象となる基地局の配置を導出する基地局配置導出手段を備えることを特徴とする基地局配置導出装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の基地局配置導出装置において、
前記基準となる基地局の絶対位置を保持する絶対位置保持手段を備え、
前記基地局配置導出手段は、前記基準となる基地局の絶対位置と、配置導出の対象となる基地局が、距離導出信号を送信してから前記基準となる基地局により送信される、前記距離導出信号に対応する応答信号を受信するまでの時間に基づいて導出した前記配置導出の対象となる基地局と前記基準となる基地局との距離とに基づいて、前記配置導出の対象となる基地局の配置を導出することを特徴とする基地局配置導出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信システムを構成する基地局間の距離を導出する基地局間距離導出方法、及び、移動通信システムを構成する各基地局の配置を導出する基地局配置導出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話サービスでは、近年、移動端末（携帯電話機）の可搬性に着目したサービスとして、移動端末の位置を通知するサービスや、移動端末の位置に応じた情報を配信するサービス等の位置情報サービスが提供されている。このような位置情報サービスでは、移動端末の位置は、当該移動端末と通信を行う基地局の位置に基づいて導出される。従って、基地局間の距離や基地局の配置を把握することはきわめて重要である。
【０００３】
基地局間の距離や基地局の配置を把握する方法として、例えば、各基地局の絶対位置を測定し、その測定した各基地局の絶対位置の情報に基づいて、基地局間の距離や基地局の配置を導出する方法がある。各基地局の絶対位置は、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ　）等の位置計測システムを利用することにより測定することが可能である。基地局の絶対位置は、緯度・経度に応じた座標系や、任意の地点を基準とした平面近似座標系を適用することにより特定される。基地局間の距離は、対象となる２つの基地局の絶対位置の座標に基づいて、基地局間の直線距離を算出することにより求められる。また、基地局の配置は、各基地局の絶対位置の座標を地図上にマッピングすることにより求められる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した基地局間の距離や基地局の配置を導出する方法では、各基地局の絶対位置を測定することが前提となる。しかしながら、基地局の絶対位置は、当該基地局の設置工事の際にＧＰＳ等を利用して測定されるため、設置工事における作業工程が増加するという問題があった。特に、ＧＰＳを利用した基地局の絶対位置の測定では、ＧＰＳ衛星から送出される信号が不安定な場合もあり、かかる場合には、再測定等が必要となって作業効率が低下する。また、屋内等のＧＰＳを利用することができない環境下では、基地局の絶対位置は、既存の地図から位置を読み取るということも行われており、精度が低下するという問題がある。
【０００５】
更に、基地局の増設や撤去は、移動通信の利用状況に応じて頻繁に行われていることを考慮すれば、上述した方法で基地局の絶対位置を測定することは、利用者に適切なサービスを迅速に提供することに対する妨げとなりかねない。このため、基地局の絶対位置をＧＰＳ等により測定することなく、簡易に基地局間の距離や基地局の配置を導出する方法が要求されている。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、その目的は、簡易に基地局間の距離や基地局の配置を導出することが可能な方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は請求項１に記載されるように、複数の基地局によって構成される移動通信システムにて、基地局間の距離を導出する基地局間距離導出方法において、第１の基地局は、距離導出信号を送信し、第２の基地局は、前記距離導出信号を受信した場合に、応答信号を送信し、前記第１の基地局は、前記応答信号を受信した場合に、前記距離導出信号を送信してから前記応答信号を受信するまでの第１の時間に基づいて、前記第１の基地局と前記第２の基地局との距離を導出することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は請求項２に記載されるように、前記基地局間距離導出方法において、前記第１の基地局は、該第１の基地局の識別情報又は前記距離導出信号の識別情報の少なくとも１つを含んだ距離導出信号を送信することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は請求項３に記載されるように、前記基地局間距離導出方法において、前記第２の基地局は、受信した距離導出信号に含まれる距離導出信号の識別情報と、該第２の基地局の識別情報とを含んだ応答信号を送信することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は請求項４に記載されるように、前記基地局間距離導出方法において、前記第２の基地局は、前記距離導出信号を受信してから第２の時間が経過した後に、該第２の時間の情報を含んだ応答信号を送信し、前記第１の基地局は、前記第１の時間から前記第２の時間を差し引いた値の１／２に光速を乗じた値を前記第１の基地局と前記第２の基地局との距離として算出することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は請求項５に記載されるように、前記基地局間距離導出方法において、前記第１の基地局は、前記第１の時間の１／２に光速を乗じた値を前記第１の基地局と前記第２の基地局との距離として算出することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は請求項６に記載されるように、前記基地局間距離導出方法において、前記第１の基地局は、前記距離導出信号を複数回送信し、前記第２の基地局は、前記距離導出信号を受信する毎に、前記応答信号を送信し、前記第１の基地局は、前記応答信号を受信した場合に、最初に距離導出信号を送信してから前記受信した応答信号に対応する距離導出信号を送信するまでの第３の時間を、前記第１の時間から差し引いた値の１／２に光速を乗じた値を、前記第１の基地局と前記第２の基地局との距離として算出することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は請求項７に記載されるように、複数の基地局と基地局配置導出装置により構成される移動通信システムにて、基地局の配置を導出する基地局配置導出方法において、前記基地局配置導出装置は、少なくとも３つの基準となる基地局の絶対位置と、配置導出の対象となる基地局と前記基準となる基地局との距離とに基づいて、前記配置導出の対象となる基地局の配置を導出することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は請求項８に記載されるように、前記基地局配置導出方法において、前記基地局配置導出装置は、前記基準となる基地局の絶対位置を保持し、配置導出の対象となる基地局は、距離導出信号を送信し、前記基準となる基地局は、前記距離導出信号を受信した場合に、応答信号を送信し、前記配置導出の対象となる基地局は、前記応答信号を受信した場合に、前記距離導出信号を送信してから前記応答信号を受信するまでの第１の時間に基づいて、前記配置導出の対象となる基地局と前記基準となる基地局との距離を導出し、前記基地局配置導出装置は、前記基準となる基地局の絶対位置と、前記配置導出の対象となる基地局と前記基準となる基地局との距離とに基づいて、前記配置導出の対象となる基地局の配置を導出することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は請求項９に記載されるように、移動通信システムを構成する基地局において、他の基地局に対して、距離導出信号を送信する距離導出信号送信手段と、前記距離導出信号の応答として、前記他の基地局から送信される応答信号を受信する応答信号受信手段と、前記距離導出信号が送信されてから前記応答信号を受信するまでの時間を測定する第１の時間測定手段と、前記第１の時間に基づいて、自局と前記他の基地局との距離を導出する距離導出手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は請求項１０に記載されるように、前記基地局において、前記距離導出信号送信手段は、自局の識別情報又は前記距離導出信号の識別情報の少なくとも１つを含んだ距離導出信号を送信することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は請求項１１に記載されるように、前記基地局において、他の基地局から送信される前記距離導出信号を受信する距離導出信号受信手段と、前記距離導出信号が受信された場合に、前記応答信号を送信する応答信号送信手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は請求項１２に記載されるように、前記基地局において、前記応答信号送信手段は、受信された距離導出信号に含まれる距離導出信号の識別情報と、自局の識別情報とを含んだ応答信号を送信することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は請求項１３に記載されるように、前記基地局において、前記距離導出手段は、前記他の基地局が距離導出信号を受信してから第２の時間が経過した後に、該第２の時間の情報を含んだ応答信号を送信する場合に、前記第１の時間から前記第２の時間を差し引いた値の１／２に光速を乗じた値を自局と前記他の基地局との距離として算出することを特徴とする基地局。
【００２０】
また、本発明は請求項１４に記載されるように、前記基地局において、前記距離導出手段は、前記第１の時間の１／２に光速を乗じた値を自局と前記他の基地局との距離として算出することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は請求項１５に記載されるように、前記基地局において、前記距離導出手段は、前記距離導出信号送信手段が前記距離導出信号を複数回送信する場合に、最初に距離導出信号が送信されてから前記受信された応答信号に対応する距離導出信号を送信するまでの第３の時間を、前記第１の時間から差し引いた値の１／２に光速を乗じた値を、自局と前記他の基地局との距離として算出することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は請求項１６に記載されるように、移動通信システムを構成する複数の基地局の配置を導出する基地局配置導出装置において、少なくとも３つの基準となる基地局の絶対位置と、配置導出の対象となる基地局と前記基準となる基地局との距離とに基づいて、前記配置導出の対象となる基地局の配置を導出する基地局配置導出手段を備えることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は請求項１７に記載されるように、前記基地局配置導出装置において、前記基準となる基地局の絶対位置を保持する絶対位置保持手段を備え、前記基地局配置導出手段は、前記基準となる基地局の絶対位置と、配置導出の対象となる基地局が、距離導出信号を送信してから前記基準となる基地局により送信される、前記距離導出信号に対応する応答信号を受信するまでの時間に基づいて導出した前記配置導出の対象となる基地局と前記基準となる基地局との距離とに基づいて、前記配置導出の対象となる基地局の配置を導出することを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、基地局が他の基地局との間で信号をやり取りする時間、具体的には、距離導出信号を送信してから他の基地局が送信する距離導出信号に対応する応答信号を受信するまでの時間に基づいて、自局と他の基地局との距離を導出しており、従来のように、基地局の絶対位置をＧＰＳ等により測定することなく、簡易に基地局間の距離を導出することができる。
【００２５】
また、本発明によれば、このようにして導出された基地局間の距離に基づいて、基地局の配置を導出しており、同様に、基地局の絶対位置をＧＰＳ等により測定することなく、簡易に基地局の配置を導出することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る移動通信システムの構成例を示す図である。同図に示す移動通信システムは、複数の基地局１０−１〜１０−５（以下、これら基地局１０−１〜１０−５をまとめて適宜「基地局１０」と称する）と、基地局配置導出装置２０とにより構成される。各基地局１０と基地局配置導出装置２０とは、通信回線３０により接続されている。
【００２７】
この移動通信システムでは、基地局１０は、距離導出信号を送信してから他の基地局１０が送信する距離導出信号に対応する応答信号を受信するまでの時間に基づいて、自局と他の基地局１０との距離（基地局間距離）を導出し、基地局配置導出装置２０は、各基地局１０によって導出された基地局間距離に基づいて、基地局１０の配置を導出する。
【００２８】
基地局１０−１〜１０−５は、それぞれセル１５−１〜１５−５（以下、これらセル１５−１〜１５−５をまとめて適宜「セル１５」と称する）を構成する。各基地局１０は、このセル１５内に在圏する移動端末（図示せず）と通信を行う。
【００２９】
図２は、基地局１０の構成例を示す図である。同図に示す基地局１０は、送受信部１０２、アンテナ１０４、タイマ１０６、１０７、基地局間距離導出部１０８及びメモリ１１０を備えて構成される。以下、基地局間距離の導出における基地局１０の実施例として、第１乃至第３の実施例を説明する。
【００３０】
第１の実施例においては、送受信部１０２は、自局と他の基地局１０との距離の導出に際し、所定の信号（以下、「距離導出信号」と称する）を生成し、送信する。具体的には、送受信部１０２は、自局の識別情報（以下、適宜「送信側基地局識別情報」と称する）を含んだ距離導出信号を生成する。更に、送受信部１０２は、生成した距離導出信号を、アンテナ１０４を介して送信する。送信される距離導出信号は、例えば無線周波数帯（ＲＦ）の信号である。また、送受信部１０２は、距離導出信号の送信時にタイマ１０６に起動を指示する。タイマ１０６は、この指示に応じて、タイマ値を初期化し、起動する。
【００３１】
上述した距離導出信号を受信した基地局１０における処理は以下のようになる。即ち、送受信部１０２は、他の基地局１０から送信される距離導出信号を、アンテナ１０４を介して受信すると、この距離導出信号に対する応答としての信号（以下、「距離導出応答信号」と称する）を生成し、送信する。具体的には、送受信部１０２は、受信した距離導出信号に含まれている送信側基地局識別情報を確認し、当該送信側基地局識別情報と自局の識別情報（以下、「応答側基地局識別情報」と称する）とを含んだ距離導出応答信号を生成する。更に、送受信部１０２は、生成した距離導出応答信号を、アンテナ１０４を介して送信する。送信される距離導出応答信号は、距離導出信号と同様、例えば無線周波数帯（ＲＦ）の信号である。
【００３２】
上述した距離導出応答信号を受信した基地局１０の処理は以下のようになる。即ち、送受信部１０２は、他の基地局１０から送信される距離導出応答信号を、アンテナ１０４を介して受信する毎に、当該距離導出応答信号に含まれる送信側基地局識別情報が自局の識別情報である場合、換言すれば、受信した距離導出応答信号が、自局が送信した距離導出信号に対する応答である場合には、タイマ１０６に対し、タイマ値の出力を指示する。タイマ１０６は、この指示に応じて、タイマ値を基地局間距離導出部１０８へ出力する。上述したように、タイマ１０６は、距離導出信号の送信時に起動している。従って、タイマ１０６のタイマ値は、自局が距離導出信号を送信してから他の基地局１０によって送信される距離導出応答信号を受信するまでの経過時間となる。更に、送受信部１０２は、受信した距離導出応答信号に含まれる応答側基地局識別情報を基地局間距離導出部１０８へ出力する。
【００３３】
また、送受信部１０２は、距離導出信号を送信した後、タイマ１０６のタイマ値を監視する。そして、送受信部１０２は、タイマ１０６のタイマ値が十分に大きい所定値に達しても、自局宛の距離導出応答信号を受信することができなかった場合には、天候の悪化等により他の基地局１０が距離導出応答信号を受信することができなかったものと判断し、再度、距離導出応答信号を送信するとともに、タイマ１０６に対し、再起動を指示する。
【００３４】
基地局間距離導出部１０８は、タイマ１０６のタイマ値と応答側基地局識別情報とを入力すると、当該応答側基地局識別情報を確認することにより、距離導出応答信号の送信元である他の基地局１０を特定し、自局と当該他の基地局１０との距離（基地局間距離）を算出する。タイマ１０６のタイマ値は、送受信部１０２が距離導出信号を送信してから他の基地局１０によって送信される距離導出応答信号を受信するまでの経過時間、換言すれば、基地局１０と他の基地局１０との間の信号の往復時間である。このことを考慮すると、基地局間距離Ｌは、ｃを光速、εをタイマ値として、以下の式により算出される。
【００３５】
Ｌ＝ｃ・ε／２　　　　　（式１）
基地局間距離導出部１０８は、算出した基地局間距離を、自局の識別情報（送信側基地局識別情報）及び入力した応答側基地局識別情報とともに、基地局配置導出装置２０へ送信する。
【００３６】
なお、上述したように、送受信部１０２が複数の他の基地局１０から送信される距離導出応答信号を受信する場合には、また、タイマ１０６は、距離導出応答信号が受信される毎に、タイマ値を出力する。そして、基地局間距離導出部１０８は、タイマ値が入力される毎に、自局と距離導出応答信号の送信元である他の基地局１０との距離を算出する。
【００３７】
次にフローチャートにより第１実施例における基地局１０の動作を説明する。図３は、第１実施例における距離導出信号の送信側の基地局１０の動作を示すフローチャートである。
【００３８】
送受信部１０２は、自局の識別情報（送信側基地局識別情報）を含んだ距離導出信号を生成、送信し（ステップ１０１）、タイマ１０６は、タイマ値を初期化した後、起動する（ステップ１０２）。
【００３９】
次に、送受信部１０３は、自局宛の距離導出応答信号を受信したか否かを判断する（ステップ１０３）。具体的には、送受信部１０３は、他の基地局１０から送信される距離導出信号に含まれる送信側基地局識別情報が自局の識別情報である場合には、自局宛の距離導出応答信号を受信したと判断する。
【００４０】
自局宛の距離導出応答信号が受信された場合には、基地局間距離導出部１０８は、当該距離導出応答信号の受信時におけるタイマ１０６のタイマ値を取得するとともに（ステップ１０４）、距離導出応答信号に含まれる応答側基地局識別情報を確認することにより（ステップ１０５）、当該距離導出応答信号の送信元である他の基地局１０を特定する。更に、基地局間距離導出部１０８は、上述した式１により、自局と当該他の基地局１０との距離（基地局間距離）を算出する（ステップ１０６）。なお、送受信部１０２が複数の他の基地局１０から送信される距離導出応答信号を受信する場合には、送受信部１０２が距離導出応答信号を受信する毎に、ステップ１０４乃至ステップ１０６の動作が繰り返される。
【００４１】
一方、ステップ１０３において、自局宛の距離導出応答信号を受信していないと判断した場合、送受信部１０２は、タイマ１０６のタイマ値が十分に大きい所定値に達したか否かを判断する（ステップ１０７）。タイマ１０６のタイマ値が所定値に達した場合には、送受信部１０２による距離導出応答信号の送信（ステップ１０１）以降の動作が繰り返される。また、タイマ１０６のタイマ値が所定値に達していない場合には、送受信部１０２による自局宛の距離導出応答信号を受信したか否かの判定（ステップ１０３）以降の動作が繰り返される。
【００４２】
図４は、第１実施例における距離導出信号の受信側の基地局１０の動作を示すフローチャートである。送受信部１０２は、距離導出信号を受信したか否かを判定する（ステップ１５１）。送受信部１０２は、距離導出信号を受信した場合には、当該距離導出信号に含まれる送信側基地局識別情報を確認する（ステップ１５２）。更に、送受信部１０２は、確認した送信側基地局識別情報と自局の識別情報とを含んだ距離導出応答信号を生成、送信する（ステップ１５３）。
【００４３】
このように、第１実施例によれば、基地局１０が他の基地局１０との間で信号をやり取りする時間、具体的には、距離導出信号を送信してから他の基地局１０が送信する距離導出応答信号を受信するまでの時間に基づいて、自局と他の基地局１０との距離を導出しており、従来のように、基地局の絶対位置をＧＰＳ等により測定することなく、簡易に基地局間の距離を導出することができる。
【００４４】
次に、第２実施例について説明する。第２実施例では、距離導出信号を受信した基地局１０は、当該距離導出信号を受信してから所定時間経過した後に、距離導出応答信号を送信する。
【００４５】
具体的には、距離導出信号を受信した基地局１０の処理は以下のようになる。即ち、送受信部１０２は、距離導出信号を受信すると、タイマ１０７に起動を指示する。タイマ１０７は、この指示に応じて、タイマ値を初期化し、起動する。
【００４６】
次に、送受信部１０２は乱数を発生し、この乱数値を予め定められているオフセット値に加えた値を、距離導出信号を受信してから距離導出応答信号を送信するまでの経過時間（以下、「送信設定時間」と称する）として設定する。次に、送受信部１０２は、受信した距離導出信号に含まれている送信側基地局識別情報を確認し、当該送信側基地局識別情報、自局の識別情報（応答側基地局識別情報）、及び、送信設定時間を含んだ距離導出応答信号を生成する。更に、送受信部１０２は、タイマ１０７のタイマ値が送信設定時間に達した場合に、生成した距離導出応答信号を送信する。
【００４７】
上述した、送信側基地局識別情報、応答側基地局識別情報及び送信設定時間を含んだ距離導出応答信号を受信した基地局１０の処理は以下のようになる。即ち、送受信部１０２は、他の基地局１０から送信される、送信側基地局識別情報、応答側基地局識別情報及び送信設定時間を含んだ距離導出応答信号を受信する。次に、送受信部１０２は、第１実施例と同様、受信した距離導出応答信号に含まれる送信側基地局識別情報が自局の識別情報である場合には、タイマ１０６に対し、タイマ値の出力を指示する。タイマ１０６は、この指示に応じて、タイマ値を基地局間距離導出部１０８へ出力する。更に、送受信部１０２は、受信した距離導出応答信号に含まれる応答側基地局識別情報と送信設定時間とを基地局間距離導出部１０８へ出力する。
【００４８】
基地局間距離導出部１０８は、タイマ１０６のタイマ値、応答側基地局識別情報及び送信設定時間を入力すると、当該応答側基地局識別情報と送信設定時間とを確認することにより、距離導出応答信号の送信元である他の基地局１０と、当該他の基地局１０において、距離導出信号を受信してから距離導出応答信号を送信するまでの時間を特定し、自局と当該他の基地局１０との距離（基地局間距離）を算出する。タイマ１０６のタイマ値は送受信部１０２が距離導出信号を送信してから他の基地局１０によって送信される距離導出応答信号を受信するまでの経過時間であり、送信設定時間は他の基地局１０が距離導出信号を受信してから距離導出応答信号を送信するまでの経過時間である。従って、タイマ１０６のタイマ値から送信設定時間を差し引いた値は、送受信部１０２が距離導出信号を送信してから他の基地局１０が受信するまでの時間と、他の基地局１０が距離導出信号を受信してから送受信部１０２が受信するまでの時間との和、換言すれば、基地局１０と他の基地局１０との間の信号の往復時間である。このことを考慮すると、基地局間距離Ｌは、ｃを光速、εをタイマ値、送信設定時間をｄとして、以下の式により算出される。
【００４９】
Ｌ＝ｃ・（ε−ｄ）／２　　　　　（式２）
基地局間距離導出部１０８は、算出した基地局間距離を、自局の識別情報（送信側基地局識別情報）及び入力した応答側基地局識別情報とともに、基地局配置導出装置２０へ送信する。
【００５０】
次にフローチャートにより第２実施例における基地局１０の動作を説明する。図５は、第２実施例における距離導出信号の受信側の基地局１０の動作を示すフローチャートである。
【００５１】
送受信部１０２は、距離導出信号を受信したか否かを判定する（ステップ２０１）。距離導出信号が受信された場合には、タイマ１０７は、タイマ値を初期化した後、起動する（ステップ２０２）。
【００５２】
次に、送受信部１０２は乱数を発生し（ステップ２０３）、この乱数値と予め定められているオフセット値とを加えて、距離導出信号を受信してから距離導出応答信号を送信するまでの時間（送信設定時間）を算出する（ステップ２０４）。次に、送受信部１０２は、受信した距離導出信号に含まれている送信側基地局識別情報を確認し（ステップ２０５）、当該送信側基地局識別情報、自局の識別情報（応答側基地局識別情報）、及び、送信設定時間を含んだ距離導出応答信号を生成する（ステップ２０６）。更に、送受信部１０２は、タイマ１０７のタイマ値が送信設定時間に達したか否かを判定し（ステップ２０７）、達している場合には、ステップ２０６において生成した距離導出応答信号を送信する（ステップ２０８）。
【００５３】
図６は、第２実施例における距離導出信号の送信側の基地局１０の動作を示すフローチャートである。ステップ２５１乃至２５４における動作及びステップ２５７における動作は、第１実施例における図３のステップ１０１乃至１０４における動作及びステップ１０７における動作と同一であるため、その説明は省略する。基地局間距離導出部１０８は、距離導出応答信号の受信時におけるタイマ１０６のタイマ値を取得した後（ステップ２５４）、距離導出応答信号に含まれる応答側基地局識別情報と送信設定時間とを確認することにより（ステップ２５５）、当該距離導出応答信号の送信元である他の基地局１０と、当該他の基地局１０において、距離導出信号を受信してから距離導出応答信号を送信するまでの時間を特定する。更に、基地局間距離導出部１０８は、上述した式２により、自局と当該他の基地局１０との距離（基地局間距離）を算出する（ステップ２５６）。なお、送受信部１０２が複数の他の基地局１０から送信される距離導出応答信号を受信する場合には、送信部１０２が距離導出応答信号を受信する毎に、ステップ２５４乃至ステップ２５６の動作が繰り返される。
【００５４】
このように、第２実施例によれば、第１実施例と同様、基地局１０が他の基地局１０との間で信号をやり取りする時間に基づいて、自局と他の基地局１０との距離を導出しており、従来のように、基地局の絶対位置をＧＰＳ等により測定することなく、簡易に基地局間の距離を導出することができる。
【００５５】
また、第２実施例では、距離導出信号を受信した基地局１０は、送信設定時間を設定するとともに、距離導出信号を受信してからの経過時間が送信設定時間に達したときに距離導出応答信号を送信する。そして、距離導出応答信号を受信した基地局１０は、距離導出信号を送信してから距離導出応答信号を受信するまでの時間から送信設定時間を差し引いて基地局間距離を導出する。従って、距離導出信号を受信した基地局１０が当該距離導出信号の受信後、直ちに距離導出応答信号を送信することができなくても、その時間差を考慮して、より正確な基地局間距離を導出することができる。また、送信設定時間にランダム性を加味していることにより、複数の基地局から送信される距離導出応答信号の衝突確率を低減することが可能になる。
【００５６】
次に、第３実施例について説明する。第３実施例では、距離導出信号を送信する基地局１０は、当該距離導出信号を複数回送信する。具体的には、距離導出信号を送信する基地局１０の処理は以下のようになる。
【００５７】
即ち、送受信部１０２は、まず、タイマ１０６に起動を指示する。タイマ１０６は、この指示に応じて、タイマ値を初期化し、起動する。また、送受信部１０２は、保持している距離導出信号の送信回数の情報（以下、「送信回数情報」と称する）を初期化し、１に設定する。
【００５８】
更に、送受信部１０２は、自局の識別情報（送信側基地局識別情報）と、その時の送信回数情報とを含んだ距離導出信号を生成し、送信する。各距離導出信号は、これら送信側基地局識別情報と送信回数情報とによって特定される。また、送受信部１０２は、距離導出信号の送信時におけるタイマ１０６のタイマ値を取得し、その時の送信回数情報と対応付けて、メモリ１１０に格納する。このように、距離導出信号の送信時におけるタイマ１０６のタイマ値（以下、「送信時タイマ値」と称する）と、その時の送信回数情報とが対応付けられることにより、各距離導出信号の送信時が特定可能となる。
【００５９】
その後、送受信部１０２は、保持している送信回数情報に１を加える。上述した処理は、距離導出信号の送信回数が予め定められた上限値に達するまで行われる。
【００６０】
上述した距離導出信号を受信した基地局１０における処理は以下のようになる。即ち、送受信部１０２は、他の基地局１０から送信される距離導出信号を、アンテナ１０４を介して受信すると、当該距離導出信号に含まれている送信側基地局識別情報と送信回数情報とを確認する。更に、送受信部１０２は、これら送信側基地局識別情報及び送信回数情報と、自局の識別情報（応答側基地局識別情報）とを含んだ距離導出応答信号を生成し、送信する。これら送信側基地局識別情報及び送信回数情報により、距離導出応答信号がどの距離導出信号の応答であるのかを確認することが可能となる。
【００６１】
上述した距離導出応答信号を受信した基地局１０の処理は以下のようになる。即ち、送受信部１０２は、他の基地局１０から送信される、送信側基地局識別情報、送信回数情報及び応答側基地局識別情報を含んだ距離導出応答信号を受信する。次に、送受信部１０２は、第１実施例と同様、受信した距離導出応答信号に含まれる送信側基地局識別情報が自局の識別情報である場合には、タイマ１０６に対し、タイマ値の出力を指示する。タイマ１０６は、この指示に応じて、タイマ値を基地局間距離導出部１０８へ出力する。更に、送受信部１０２は、受信した距離導出応答信号に含まれる送信回数情報と応答側基地局識別情報とを基地局間距離導出部１０８へ出力する。
【００６２】
基地局間距離導出部１０８は、受信時タイマ値、応答側基地局識別情報及び送信回数情報を入力すると、当該応答側基地局識別情報と送信回数情報とを確認することにより、距離導出応答信号の送信元である他の基地局１０と、当該他の基地局１０が受信した距離導出信号が何回目に送信されたものであるのかを特定する。更に、基地局間距離導出部１０８は、入力した送信回数情報に対応付けられている送信時タイマ値をメモリ１１０から読み出す。この送信時タイマ値は、送受信部１０２が対応する距離導出信号を送信した時のタイマ１０６のタイマ値であり、送受信部１０２から入力されたタイマ値は送受信部１０２が距離導出応答信号を受信した時のタイマ１０６のタイマ値（以下、「受信時タイマ値」と称する）である。従って、受信時タイマ値から送信時タイマ値を差し引いた値は、送受信部１０２が距離導出信号を送信してから他の基地局１０によって送信される距離導出応答信号を受信するまでの経過時間、換言すれば、基地局１０と他の基地局１０との間の信号の往復時間である。このことを考慮すると、基地局間距離Ｌは、ｃを光速、εを受信時タイマ値、Ｐｉを送信時タイマ値として、以下の式により算出される。
【００６３】
Ｌ＝ｃ・（ε−Ｐｉ）／２　　　　　（式３）
基地局間距離導出部１０８は、算出した基地局間距離を、自局の識別情報（送信側基地局識別情報）及び入力した応答側基地局識別情報とともに、基地局配置導出装置２０へ送信する。
【００６４】
次にフローチャートにより第３実施例における基地局１０の動作を説明する。図７は、第３実施例における距離導出信号の送信時の基地局１０の動作を示すフローチャートである。
【００６５】
タイマ１０６は、タイマ値を初期化し、起動する（ステップ３０１）。次に、送受信部１０２は、保持している送信回数情報を初期化し、１に設定する（ステップ３０２）。
【００６６】
更に、送受信部１０２は、自局の識別情報（送信側基地局識別情報）と、その時の送信回数情報とを含んだ距離導出信号を生成し、送信するとともに（ステップ３０３）、距離導出信号の送信時におけるタイマ１０６のタイマ値を取得し、その時の送信回数情報と対応付けて、メモリ１１０に格納する（ステップ３０４）。
【００６７】
次に、送受信部１０２は、保持している送信回数情報に１を加え（ステップ３０６）、送信回数情報が予め定められている上限値に達したか、換言すれば、距離導出信号の送信回数が上限値に達したか否かを判定する（ステップ３０７）。送信回数情報が上限値に達した場合には、一連の処理が終了し、達していない場合には、距離導出信号の生成及び送信（ステップ３０３）以降の動作が繰り返される。
【００６８】
図８は、第３実施例における距離導出信号の受信側の基地局１０の動作を示すフローチャートである。送受信部１０２は、距離導出信号を受信したか否かを判定する（ステップ３５１）。送受信部１０２は、距離導出信号を受信した場合には、当該距離導出信号に含まれる送信側基地局識別情報と送信回数情報とを確認する（ステップ３５２）。更に、送受信部１０２は、自局の識別情報と、確認した送信側基地局識別情報及び送信回数情報とを含んだ距離導出応答信号を生成、送信する（ステップ３５３）。
【００６９】
図９は、第３実施例における距離導出応答信号の受信時の基地局１０の動作を示すフローチャートである。送受信部１０３は、図７のステップ３０３において、最初の距離導出信号を生成送信した後、自局宛の距離導出応答信号を受信したか否かを判断する（ステップ４０１）。具体的には、送受信部１０３は、他の基地局１０から送信される距離導出信号に含まれる送信側基地局識別情報が自局の識別情報である場合には、自局宛の距離導出応答信号を受信したと判断する。
【００７０】
自局宛の距離導出応答信号が受信された場合には、基地局間距離導出部１０８は、受信時タイマ値を取得する（ステップ４０２）。更に、基地局間距離導出部１０８は、距離導出応答信号に含まれる応答側基地局識別情報と送信回数情報とを確認することにより（ステップ４０３）、当該距離導出応答信号の送信元である他の基地局１０を特定するとともに、当該他の基地局１０が受信した距離導出信号が何回目に送信されたものであるのかを特定する。次に、基地局間距離導出部１０８は、確認した送信回数情報に対応付けられてメモリ１１０に格納されている送信時タイマ値を取得し（ステップ４０４）、上述した式３により、自局と当該他の基地局１０との距離（基地局間距離）を算出する（ステップ４０５）。なお、送受信部１０２が複数の他の基地局１０から送信される距離導出応答信号を受信する場合には、送信部１０２が距離導出応答信号を受信する毎に、ステップ４０２乃至ステップ４０５の動作が繰り返される。
【００７１】
一方、ステップ４０１において、自局宛の距離導出応答信号を受信していないと判断した場合、送受信部１０２は、タイマ１０６のタイマ値が十分に大きい所定値に達したか否かを判断する（ステップ４０６）。なお、この所定値に達するまでの時間は、距離導出信号の送信回数が上限値に達するまでの時間より、十分長いものとする。タイマ１０６のタイマ値が所定値に達した場合には、図７のステップ３０１におけるタイマ１０６の初期化及び起動（ステップ３０１）以降の動作が繰り返される。また、タイマ１０６のタイマ値が所定値に達していない場合には、送受信部１０２による自局宛の距離導出応答信号を受信したか否かの判定（ステップ４０１）以降の動作が繰り返される。
【００７２】
このように、第３実施例によれば、第１実施例と同様、基地局１０が他の基地局１０との間で信号をやり取りする時間に基づいて、自局と他の基地局１０との距離を導出しており、従来のように、基地局の絶対位置をＧＰＳ等により測定することなく、簡易に基地局間の距離を導出することができる。
【００７３】
また、第３実施例では、基地局１０が距離導出信号を複数回送信するため、他の基地局１０が当該距離導出信号を受信する確率が高まり、結果として、多くの基地局間距離を導出することが可能となる。なお、第２実施例と第３実施例とを併用する構成も考えられる。
【００７４】
次に、基地局間距離を用いた基地局配置の導出（第４実施例）について説明する。図１０は、基地局配置の導出の概念図である。同図において、基地局１０−１乃至１０−３は、絶対位置が既知である基地局（基準基地局）である。これら基準基地局１０−１乃至１０−３の絶対位置の座標は、後述する基地局配置導出装置２０が保持している。一方、基地局１０−４、１０−５は、絶対位置の導出の対象となる基地局（導出対象基地局）である。以下、基準基地局１０−１乃至１０−３をまとめて適宜、「基準基地局１０」と称し、導出対象基地局１０−４、１０−５をまとめて適宜、「導出対象基地局１０」と称する。
【００７５】
各導出対象基地局１０は、少なくとも３つの他の基地局と無線通信を行うことが可能である。更に、導出対象基地局１０の少なくとも何れか１つは、３つの基準基地局１０と無線通信を行うことが可能である。ここでは、導出対象基地局１０−４は、基準基地局１０−１乃至１０−３及び導出対象基地局１０−５と無線通信を行うことが可能であり、導出対象基地局１０−５は、基準基地局１０−１、１０−２及び導出対象基地局１０−４と無線通信を行うことが可能である。
【００７６】
各導出対象基地局１０は、上述した第１乃至第３実施例で示した手順により、距離導出信号を送信してから他の基地局によって送信される距離導出応答信号を受信するまでの時間に基づいて、当該他の基地局との距離を導出する。ここでは、導出対象基地局１０−４は、基準基地局１０−１との距離（Ｌ１４）、基準基地局１０−２との距離（Ｌ２４）、基準基地局１０−３との距離（Ｌ３４）、導出対象基地局１０−５との距離（Ｌ４５）を導出する。同様に、導出対象基地局１０−５は、基準基地局１０−１との距離（Ｌ１５）、基準基地局１０−２との距離（Ｌ２５）、導出対象基地局１０−４との距離（Ｌ４５）を導出する。
【００７７】
導出対象基地局１０は、導出した基地局間距離を、自局の識別情報及び距離導出の相手の基地局の識別情報とともに、基地局配置導出装置２０へ送信する。なお、距離導出の相手の基地局の識別情報は、上述した第１乃至第３実施例で示されるように、距離導出応答信号に含まれている。
【００７８】
図１１は、基地局配置導出装置２０の構成例を示す図である。同図に示す基地局配置導出装置２０は、メモリ２０２、受信部２０４、距離配置導出部２０６を備えて構成される。
【００７９】
メモリ２０２には、予め、基準基地局１０−１の絶対位置の座標（ｘ１，ｙ１）、基準基地局１０−２の絶対位置の座標（ｘ２，ｙ２）及び基準基地局１０−３の絶対位置の座標（ｘ３，ｙ３）が格納されている。
【００８０】
受信部２０４は、各導出対象基地局１０から送信される基地局間距離と当該基地局間距離に対応する２つの基地局の識別情報とを受信し、基地局配置導出部２０６へ出力する。
【００８１】
基地局配置導出部２０６は、基地局間距離と当該基地局間距離に対応する２つの基地局の識別情報を入力すると、当該２つの基地局の識別情報により、対応する基地局間距離がどの２つの基地局間の距離であるのかを認識する。次に、基地局配置導出部２０６は、基地局間距離に基づいて、各導出対象基地局１０の絶対位置の座標を導出する。
【００８２】
導出対象基地局１０の絶対位置の座標導出に際しては、当該導出対象基地局と少なくとも絶対位置が既知である３つ以上の基地局との距離が導出されている必要がある。ここでは、導出対象基地局１０−４は、絶対位置が既知である３つの基地局（基準基地局１０−１乃至１０−３）との距離が導出されており、導出対象基地局１０−５は、絶対位置が既知である２つの基地局（基準基地局１０−１、１０−２）との距離が導出されている。従って、基地局配置導出部２０６は、まず導出対象基地局１０−４の絶対位置の座標（ｘ４，ｙ４）を導出する。具体的には、基地局配置導出部２０６は、以下の式４乃至式６からなる連立方程式を解く。
【００８３】
【数１】
2004040316.tif 000003
【００８４】
【数２】
2004040316.tif 000004
【００８５】
【数３】
2004040316.tif 000005
この連立方程式の解は直接には求められない。そこで、基地局配置導出部２０６は、導出対象基地局１０−４の概略位置を（ｘｎ４，ｙｎ４）、補正値を（ｘδ４，ｙδ４）とし、式４乃至式６の右辺を補正値近傍でテーラー展開（但し、、２次以上の項を無視）することにより、線型方程式に変形し、更に逐次近似法により導出対象基地局１０−４の絶対位置の座標（ｘ４，ｙ４）を算出する。
【００８６】
このようにして、導出対象基地局１０−４の絶対位置の座標（ｘ４，ｙ４）が求められると、導出対象基地局１０−５は、絶対位置が既知である３つの基地局（基準基地局１０−１、１０−２と導出対象基地局１０−４）との距離が導出されていることになる。従って、導出対象基地局１０−５の絶対位置の座標（ｘ５，ｙ５）も導出可能となる。具体的には、基地局配置導出部２０６は、導出対象基地局１０−４の導出と同様、以下の式７乃至式９からなる連立方程式を解く。
【００８７】
【数４】
2004040316.tif 000006
【００８８】
【数５】
2004040316.tif 000007
【００８９】
【数６】
2004040316.tif 000008
このように、基地局配置導出部２０６は、絶対位置の座標が既知である３つ以上の基地局との距離が導出されている導出対象基地局１０について、随時、絶対位置の座標を導出することにより、全ての導出対象基地局１０の絶対位置の座標を導出することが可能になる。
【００９０】
ところで、上述した実施形態では、基地局配置導出装置２０は、基地局１０とは別に構成されているが、基地局１０が基地局配置導出装置２０の機能を有するようにしても良い。
【００９１】
また、上述した実施形態では、基地局間の通信は無線通信により行われたが、各基地局に光送受信機を備え、光空間伝送により行うようにしても良い。また、基地局間を光ファイバにより接続し、基地局間の通信が光ファイバを介した光通信により行われるようにしても良い。但し、光ファイバは、直線状に敷設する必要がある。
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、基地局が他の基地局との間で信号をやり取りする時間、具体的には、距離導出信号を送信してから他の基地局が送信する距離導出信号に対応する応答信号を受信するまでの時間に基づいて、自局と他の基地局との距離を導出しており、従来のように、基地局の絶対位置をＧＰＳ等により測定することなく、簡易に基地局間の距離を導出することができる。
【００９２】
また、本発明によれば、このようにして導出された基地局間の距離に基づいて、基地局の配置を導出しており、同様に、基地局の絶対位置をＧＰＳ等により測定することなく、簡易に基地局の配置を導出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】移動通信システムの構成例を示す図である。
【図２】基地局の構成例を示す図である。
【図３】第１実施例における距離導出信号の送信側の基地局の動作を示すフローチャートである。
【図４】第１実施例における距離導出信号の受信側の基地局の動作を示すフローチャートである。
【図５】第２実施例における距離導出信号の受信側の基地局の動作を示すフローチャートである。
【図６】第２実施例における距離導出信号の送信側の基地局の動作を示すフローチャートである。
【図７】第３実施例における距離導出信号の送信時の基地局の動作を示すフローチャートである。
【図８】第３実施例における距離導出信号の受信側の基地局の動作を示すフローチャートである。
【図９】第３実施例における距離導出応答信号の受信時の基地局の動作を示すフローチャートである。
【図１０】基地局配置導出の概念図である。
【図１１】基地局配置導出装置の構成例である。
【符号の説明】
１０−１〜１０−５　基地局
１５−１〜１５−５　セル
２０　基地局配置導出装置
１０２　送受信部
１０４　アンテナ
１０６、１０７　タイマ
１０８　基地局間距離導出部
１１０、２０２　メモリ
２０４　受信部
２０６　基地局配置導出部
【図１】
2004040316.tif 000009
【図２】
2004040316.tif 000010
【図３】
2004040316.tif 000011
【図４】
2004040316.tif 000012
【図５】
2004040316.tif 000013
【図６】
2004040316.tif 000014
【図７】
2004040316.tif 000015
【図８】
2004040316.tif 000016
【図９】
2004040316.tif 000017
【図１０】
2004040316.tif 000018
【図１１】
2004040316.tif 000019