(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの移動局と、少なくとも１つの無線基地局とを備えた移動通信システムに含まれ、前記移動局と前記無線基地局との間の通信を制御する無線制御局であって、
前記無線制御局は、
前記無線基地局から前記移動局に下り信号を送信し前記移動局から上り信号を受信するまでの時間である基地局送受信時間差を前記無線基地局にて測定した値である基地局ＲＴＴ（Round Trip Time）を測定して報告することを、基地局ＲＴＴの報告回数および基地局ＲＴＴの報告周期とともに前記無線基地局に指示し、前記移動局が前記無線基地局から下り信号を受信し前記無線基地局へ上り信号を送信するまでの移動局送受信時間差を前記移動局にて測定した値である移動局ＲＴＴを測定して報告することを、移動局ＲＴＴの報告回数および前記基地局ＲＴＴの報告周期と同じ移動局ＲＴＴの報告周期とともに前記移動局に指示し、
前記移動局は、
前記無線制御局から移動局ＲＴＴ測定結果報告の指示を受けると、前記指示された移動局ＲＴＴの報告回数だけ、前記指示された移動局ＲＴＴの報告周期おきに移動局ＲＴＴを測定し、測定した移動局ＲＴＴを前記無線制御局に報告し、
前記無線基地局は、
前記無線制御局から基地局ＲＴＴ測定結果報告の指示を受けると、前記指示された基地局ＲＴＴの報告回数だけ、前記指示された基地局ＲＴＴの報告周期おきに基地局ＲＴＴを測定し、測定した基地局ＲＴＴを前記無線制御局に報告し、
前記無線制御局は、
起動されて前記基地局ＲＴＴの報告周期が経過すると満了して再び起動される報告タイマと、前記報告タイマが満了する度にタイマ起動回数を１ずつカウントアップする手段とを備え、
前記無線基地局から報告された基地局ＲＴＴ測定結果に対して、報告時における前記タイマ起動回数を、基地局ＲＴＴ順序番号として付して格納し、
前記移動局から報告された移動局ＲＴＴ測定結果に対して、報告された順に、１ずつカウントアップする移動局ＲＴＴ順序番号を付して格納し、
対応する順序番号が付された前記基地局ＲＴＴ測定結果と前記移動局ＲＴＴ測定結果との差分を求め、
前記差分を用いることにより前記無線基地局と前記移動局の間の電波伝播時間を算出し、前記算出した電波伝播時間から前記無線基地局と前記移動局との間の距離を算出する
ことを特徴とする、移動通信システムの無線制御局。
【請求項２】
少なくとも１つの移動局と、少なくとも１つの無線基地局と、前記移動局と前記無線基地局との間の通信を制御する無線制御局とを備えた移動通信システムであって、
前記無線制御局は、
前記無線基地局から前記移動局に下り信号を送信し前記移動局から上り信号を受信するまでの時間である基地局送受信時間差を前記無線基地局にて測定した値である基地局ＲＴＴ（Round Trip Time）を測定して報告することを、基地局ＲＴＴの報告回数および基地局ＲＴＴの報告周期とともに前記無線基地局に指示し、前記移動局が前記無線基地局から下り信号を受信し前記無線基地局へ上り信号を送信するまでの移動局送受信時間差を前記移動局にて測定した値である移動局ＲＴＴを測定して報告することを、移動局ＲＴＴの報告回数および前記基地局ＲＴＴの報告周期と同じ移動局ＲＴＴの報告周期とともに前記移動局に指示し、
前記移動局は、
前記無線制御局から移動局ＲＴＴ測定結果報告の指示を受けると、前記指示された移動局ＲＴＴの報告回数だけ、前記指示された移動局ＲＴＴの報告周期おきに移動局ＲＴＴを測定し、測定した移動局ＲＴＴを前記無線制御局に報告し、
前記無線基地局は、
前記無線制御局から基地局ＲＴＴ測定結果報告の指示を受けると、前記指示された基地局ＲＴＴの報告回数だけ、前記指示された基地局ＲＴＴの報告周期おきに基地局ＲＴＴを測定し、測定した基地局ＲＴＴを前記無線制御局に報告し、
前記無線制御局は、
起動されて前記基地局ＲＴＴの報告周期が経過すると満了して再び起動される報告タイマと、前記報告タイマが満了する度にタイマ起動回数を１ずつカウントアップする手段とを備え、
前記無線基地局から報告された基地局ＲＴＴ測定結果に対して、報告時における前記タイマ起動回数を、基地局ＲＴＴ順序番号として付して格納し、
前記移動局から報告された移動局ＲＴＴ測定結果に対して、報告された順に、１ずつカウントアップする移動局ＲＴＴ順序番号を付して格納し、
対応する順序番号が付された前記基地局ＲＴＴ測定結果と前記移動局ＲＴＴ測定結果との差分を求め、
前記差分を用いることにより前記無線基地局と前記移動局の間の電波伝播時間を算出し、前記算出した電波伝播時間から前記無線基地局と前記移動局との間の距離を算出する
ことを特徴とする、移動通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信システムおよび無線制御局に関し、より詳細には、移動通信システムにおける、移動通信装置の位置測位を行う無線制御局及び移動通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、移動無線通信システムは、加入者が所有する移動通信装置と、移動通信装置が接続を確立する複数の無線基地局と、無線基地局の移動通信を制御する無線制御局とを有する。各無線基地局は所定の領域内の移動通信端末と接続を確立し得、この所定の領域はセルと呼ばれる。
【０００３】
加入者が移動通信装置を持って移動し、一つのセルから別のセルへと移動する場合、該移動通信装置は一つの無線基地局から別の無線基地局へと接続先を移す必要がある。このような接続の変換（ハンドオーバー）は、無線制御局によって自動的に行われる。従って無線制御局は、移動通信装置のシステム内における位置を把握している必要がある。
【０００４】
移動通信装置の位置を測定する方法として、移動通信端末（移動局）及び基地局と無線制御局の間で電波を伝播させるのにかかる時間を基に基地局からの距離を算定し、これによって移動通信端末を測位する方法が知られている。図１、２に模式的に示す、往復遅延時間(ＲＴＴ: Round Trip Time)を用いた測位方法である。より具体的には、無線基地局から移動局に下り信号を送信し移動局から上り信号を受信するまでの時間差を基地局で測定した基地局送受信時間差（基地局ＲＴＴ）と、移動局が基地局から下り信号を受信し基地局へ上り信号を送信するまでの時間差を移動局で測定した移動局受送信時間差（移動局ＲＴＴ）との差を算定して測位を行う。
【０００５】
特許文献１は、ＲＴＴを利用した移動通信端末の位置測定方法について開示している。
【０００６】
図１では、無線制御局５０１が移動通信端末（移動局）５０２と無線基地局５０３との間でそれぞれ信号を送受信してＲＴＴを測定している。無線制御局５０１は、移動局５０２のＲＴＴ（移動局ＲＴＴ）及び無線基地局５０３のＲＴＴ（基地局ＲＴＴ）測定指示を、ＲＴＴの報告回数及びＲＴＴの報告周期と共に送信し、報告されたそれぞれのＲＴＴ測定結果から電波伝播時間を算出する。より具体的には、電波伝播時間を算出するためには、基地局ＲＴＴの測定結果と移動局ＲＴＴの測定結果との差分を求める必要があるが、その際、複数ある基地局ＲＴＴ測定結果と移動局ＲＴＴ測定結果とを、どのように対応付けて上記差分を求めるかという問題が発生する。
【０００７】
この解決策として一般的には、図２及び図３のように各無線基地局の基地局ＲＴＴの測定結果に受信の順番で１から番号を付与し、移動局ＲＴＴについても同様に、各移動局からの移動局ＲＴＴ測定結果に受信の順番に１から番号を付与する。そして、図３の基地局Ａの基地局ＲＴＴ及び移動局Ａの移動局ＲＴＴのうち、付与された番号が一致するＲＴＴ測定結果同士が組み合わさるように、無線基地局及び移動局ＲＴＴ測定結果の１番目から５番目を組み合わせ、それぞれＲＴＴ測定結果報告の差分を求め電波伝播時間を算出することが考えられる。
【０００８】
例えば図３のＲＴＴ測定結果の１回目を例にとると、無線基地局Ａの基地局ＲＴＴ測定結果と、移動局の移動局ＲＴＴ測定結果との差分を求めることにより、電波伝搬時間を算出することになる。しかし、図２のＲＴＴ測定中に移動局５０２が移動しハンドオーバにより新規の無線基地局Ｂ（図２）配下の無線リンクが追加され、無線制御局５０１が新規無線基地局Ｂの基地局ＲＴＴの測定を指示した場合、無線基地局Ｂの基地局ＲＴＴ測定結果と移動局の移動局ＲＴＴ測定結果との差分を求める必要が生じる。
【０００９】
【特許文献１】特開2006-71389号公報（要約書、段落［００１２］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ハンドオーバにより移動局５０２が新規の基地局と無線リンクを確立した場合、新規無線基地局の基地局ＲＴＴ測定結果報告にも、受信順に番号が付与される。つまり、無線基地局Ｂの基地局ＲＴＴ測定結果の１回目は、無線基地局Ａの基地局ＲＴＴ測定及び移動局の移動局ＲＴＴ測定の３回目の結果報告と同じ周期に報告されるが、基地局ＲＴＴを測定する基地局Ｂとしてはこれが第１回目のＲＴＴ測定であるので、第１回目の基地局ＲＴＴ測定結果として認識する。一方、移動局５０２は、基地局Ｂとの信号受送信時間差のＲＴＴを１回目に測定する際、すでに基地局Ａとの信号受送信時間差のＲＴＴを２回測定していることから、基地局Ｂとの１回目のＲＴＴ測定結果が基地局Ａとの３回目のＲＴＴ測定結果に相当することを認識している。
【００１１】
この結果、図３における新規無線基地局Ｂが測定した基地局ＲＴＴの１回目と２回目の測定結果は、使用されることがない。基地局Ｂの基地局ＲＴＴの１回目の測定が報告された時には、基地局Ａや移動局の１回目の測定はすでに済んでしまっているためである。また一般に、移動局ＲＴＴ測定のｘ回目以降に新規に無線基地局が追加された場合、ｘ回目以前の該新規無線基地局の基地局ＲＴＴ測定結果は使用不可能である。
【００１２】
またもう１つの問題として、図３における差分の計算において、移動局の移動局ＲＴＴ測定結果の３回目と、無線基地局Ｂの基地局ＲＴＴ測定結果の３回目の差分を求めて電波伝播時間を算出する場合、３回目の基地局ＲＴＴ測定を行った時刻と、３回目の移動局ＲＴＴ測定を行った時刻とが、時間的に２ＲＴＴ測定報告周期分離れている。そのため、無線基地局Ｂの３回目の基地局ＲＴＴ測定を行った時刻における無線環境が、３回目の移動局ＲＴＴ測定を行った時刻から変化している可能性がある。したがって、そこから求められるＲＴＴ測定結果の差分を用いた場合、精度の高い電波伝播時間の算出を行うことができず位置推定の精度が劣化する可能性がある。
【００１３】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、精度の高く電波伝搬時間を算出する無線制御局およびそれを備えた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】
【００１４】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、少なくとも１つの移動局と、少なくとも１つの無線基地局とを備えた移動通信システムに含まれ、前記移動局と前記無線基地局との間の通信を制御する無線制御局であって、無線制御局は、無線基地局から移動局に下り信号を送信し移動局から上り信号を受信するまでの時間である基地局送受信時間差を無線基地局にて測定した値である基地局ＲＴＴ（Round Trip Time）を測定して報告することを、基地局ＲＴＴの報告回数および基地局ＲＴＴの報告周期とともに無線基地局に指示し、移動局が無線基地局から下り信号を受信し無線基地局へ上り信号を送信するまでの移動局送受信時間差を移動局にて測定した値である移動局ＲＴＴを測定して報告することを、移動局ＲＴＴの報告回数および基地局ＲＴＴの報告周期と同じ移動局ＲＴＴの報告周期とともに移動局に指示し、移動局は、無線制御局から移動局ＲＴＴ測定結果報告の指示を受けると、指示された移動局ＲＴＴの報告回数だけ、指示された移動局ＲＴＴの報告周期おきに移動局ＲＴＴを測定し、測定した移動局ＲＴＴを無線制御局に報告し、無線基地局は、無線制御局から基地局ＲＴＴ測定結果報告の指示を受けると、指示された基地局ＲＴＴの報告回数だけ、指示された基地局ＲＴＴの報告周期おきに基地局ＲＴＴを測定し、測定した基地局ＲＴＴを無線制御局に報告し、無線制御局は、起動されて基地局ＲＴＴの報告周期が経過すると満了して再び起動される報告タイマと、報告タイマが満了する度にタイマ起動回数を１ずつカウントアップする手段とを備え、無線基地局から報告された基地局ＲＴＴ測定結果に対して、報告時におけるタイマ起動回数を、基地局ＲＴＴ順序番号として付して格納し、移動局から報告された移動局ＲＴＴ測定結果に対して、報告された順に、１ずつカウントアップする移動局ＲＴＴ順序番号を付して格納し、対応する順序番号が付された基地局ＲＴＴ測定結果と移動局ＲＴＴ測定結果との差分を求め、差分を用いることにより無線基地局と移動局の間の電波伝播時間を算出し、算出した電波伝播時間から無線基地局と移動局との間の距離を算出することを特徴とする。
【００１５】
これにより、差分計算の際に組み合わせられるＲＴＴ測定結果の測定時間を近しくすることができ、より正確な測位計算結果が得られる。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、少なくとも１つの移動局と、少なくとも１つの無線基地局と、前記移動局と前記無線基地局との間の通信を制御する無線制御局とを備えた移動通信システムであって、無線制御局は、無線基地局から移動局に下り信号を送信し移動局から上り信号を受信するまでの時間である基地局送受信時間差を無線基地局にて測定した値である基地局ＲＴＴ（Round Trip Time）を測定して報告することを、基地局ＲＴＴの報告回数および基地局ＲＴＴの報告周期とともに無線基地局に指示し、移動局が無線基地局から下り信号を受信し無線基地局へ上り信号を送信するまでの移動局送受信時間差を移動局にて測定した値である移動局ＲＴＴを測定して報告することを、移動局ＲＴＴの報告回数および基地局ＲＴＴの報告周期と同じ移動局ＲＴＴの報告周期とともに移動局に指示し、移動局は、無線制御局から移動局ＲＴＴ測定結果報告の指示を受けると、指示された移動局ＲＴＴの報告回数だけ、指示された移動局ＲＴＴの報告周期おきに移動局ＲＴＴを測定し、測定した移動局ＲＴＴを無線制御局に報告し、無線基地局は、無線制御局から基地局ＲＴＴ測定結果報告の指示を受けると、指示された基地局ＲＴＴの報告回数だけ、指示された基地局ＲＴＴの報告周期おきに基地局ＲＴＴを測定し、測定した基地局ＲＴＴを無線制御局に報告し、無線制御局は、起動されて基地局ＲＴＴの報告周期が経過すると満了して再び起動される報告タイマと、報告タイマが満了する度にタイマ起動回数を１ずつカウントアップする手段とを備え、無線基地局から報告された基地局ＲＴＴ測定結果に対して、報告時におけるタイマ起動回数を、基地局ＲＴＴ順序番号として付して格納し、移動局から報告された移動局ＲＴＴ測定結果に対して、報告された順に、１ずつカウントアップする移動局ＲＴＴ順序番号を付して格納し、対応する順序番号が付された基地局ＲＴＴ測定結果と移動局ＲＴＴ測定結果との差分を求め、差分を用いることにより無線基地局と移動局の間の電波伝播時間を算出し、算出した電波伝播時間から無線基地局と移動局との間の距離を算出することを特徴とする。
【００２１】
これにより、差分計算の際に組み合わせられるＲＴＴ測定結果の測定時間を近しくすることができ、より正確な測位計算結果が得られる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明によれば、移動局のより正確な位置推定、位置測位が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２８】
図４に示すように本発明に係る無線制御システム上の無線制御局５０１は、図６のフローチャートに従ってＲＴＴ測定結果を取得する。無線制御局５０１はまず、ステップ１１０のＲＴＴ測定開始指示直前に、予備周期として第１周期のタイマ半周期分を設定する（ステップ１００）。そして無線制御局５０１は、移動局５０２及び無線基地局５０３ＡにＲＴＴ測定結果を報告する周期を第１周期、ＲＴＴ測定結果報告回数を5回としてＲＴＴ測定開始を指示する（ステップ１１０）。
【００２９】
そして、予備周期である半周期のタイマが満了した後（ステップ１２０）、無線制御局５０１はさらに、以降のステップ１３０から１５０において、第１周期のタイマをＲＴＴ測定結果報告設定回数である５回設定し、基地局、移動局それぞれからＲＴＴ測定結果を受信する。ＲＴＴ測定結果報告を５回受けとると、無線制御装置５０１は処理を終了する（ステップ１６０）。
【００３０】
図６のフローチャートに従って第１周期のタイマ稼働中に受信した無線基地局からの基地局ＲＴＴ測定結果は、図７のフローチャートに従って無線制御局５０１に記憶される。また、図６のフローチャートに従って第１周期のタイマ稼働中に受信した移動局からの基地局ＲＴＴ測定結果は、図８のフローチャートに従って無線制御局５０１に記憶される。
【００３１】
図７は、図６のステップ１３０と１４０との間に、無線制御局５０１が無線基地局から基地局ＲＴＴ測定結果を受信したときの処理を示す。ステップ２００で、無線制御局５０１は第１周期で５回の報告をするよう指示を送る。その後無線制御局５０１は、第１周期が始まった後に無線基地局から基地局ＲＴＴ測定結果を受信する（ステップ２１０）。無線制御局５０１は、第１周期タイマが稼働中であるか（ステップ２２０）、測定回数Ｎが設定された測定回数を超えていないか（ステップ２３０）を確認し、共にＹｅｓであれば、ステップ２４０において基地局ＲＴＴを基地局ＲＴＴ記憶部に記憶する。
【００３２】
ステップ２４０において基地局ＲＴＴを記憶する際、無線制御局５０１は、第１周期タイマ起動回数Ｎ回目の基地局Ａ乃至Ｂの基地局ＲＴＴとして、基地局ＲＴＴを起動回数と対応付けて格納する。従って、図４において、第１周期タイマ起動回数Ｎが３のときに初めて受信される無線基地局Ｂの基地局ＲＴＴは、「起動回数Ｎ＝３」の情報と対応付けて格納される。
【００３３】
ちなみに、基地局ＲＴＴ記憶部に、以前の測位処理の際に格納されたデータが残っている場合は、新しいデータで上書き格納する。
【００３４】
一方、移動局ＲＴＴに関しては、図８のフローチャートに示す通り、移動局５０３の送受信先の無線基地局毎に、移動局ＲＴＴが受信した回数と対応付けて、無線制御局の移動局ＲＴＴ記憶部に格納する。つまり、ハンドオーバにより新規に接続を確立した基地局（図４の基地局Ｂ）の移動ＲＴＴの場合は、基地局Ａとの送受信における移動局ＲＴＴとは区別され、かつ同じ受信番号を付与されて（図５の基地局Ａとの送受信による移動局ＲＴＴ３回目と基地局Ｂとの送受信による移動局ＲＴＴ３回目とが同時に付与される）、同時に無線制御局へと報告される。
【００３５】
ちなみに、移動局ＲＴＴ記憶部に、以前の測位処理の際に格納されたデータが残っている場合は、新しいデータで上書き格納する。
【００３６】
図４を参照しつつ無線制御局５０１、無線基地局５０２、移動局５０３それぞれの上記ステップについて述べる。無線制御局５０１は、無線基地局及び移動局にＲＴＴ測定開始を指示（ステップ２００、ステップ３００）する時刻の直前に、無線基地局及び移動局に指示したＲＴＴ報告の周期（第１周期）よりも短い予備周期のタイマを設定（ステップ１００）する。予備周期のタイマが満了（ステップ１２０）後、無線制御局５０１は無線基地局及び移動局に指示したＲＴＴ報告周期時間である第１周期のタイマを起動し（ステップ１３０）、第１周期タイマ起動の回数に対して１番から順番に番号を付与し、タイマ起動Ｎ回目の周期内において受信した無線基地局の基地局ＲＴＴ測定結果報告（ステップ２１０）を図7のフローチャートに従って番号に対応づけて記憶する。また移動局の移動局ＲＴＴ測定結果報告（ステップ３１０）については、報告回数に応じて１番から順に番号を付け、報告回数Ｍが設定された測定回数を超えない限り、図８のフローチャートに従って記憶する。
【００３７】
基地局ＲＴＴと移動局ＲＴＴとをそれぞれの設定回数分取得すると、無線制御局５０１は、格納されたＲＴＴ測定結果を組み合わせて差分を算出する。より具体的には、基地局及び移動局のＲＴＴ測定結果には、図５のようにタイマの起動回数もしくは報告受信順の番号が対応されているので、それぞれの番号に対応する基地局、移動局ＲＴＴ測定結果の差分を算出することにより、電波伝播遅延時間を導出することができる。
【００３８】
ここで、無線基地局Ｂの最初の基地局ＲＴＴ測定結果も、受信時のタイマの起動回数である「Ｎ＝３」に対応付けられているため、移動局測位のための差分計算に有効に利用され得る。またこの際、ハンドオーバ後の新規接続の無線基地局Ｂの基地局ＲＴＴが、無線制御局５０１で管理している第１周期タイマの周期と対応付けられて格納されているため、同じ回数に対応する基地局、移動局ＲＴＴ測定結果の測定に差が少なく、これにより移動局の位置推定の精度を高めることができる。
【００３９】
すなわち本発明では、移動局５０１の位置を測位するために無線制御局にて受信する無線基地局からの基地局ＲＴＴ測定結果報告と、移動局からの移動局ＲＴＴ測定結果報告との差分を求める際に、可能な限り無線基地局と移動局にてＲＴＴ測定を実施した時刻を近づけるようにすることにより、電波伝播時間をより正確に求めることができる。これにより、移動局の測位精度を向上することができる。
【００４０】
本願発明は、ＩＭＴ２０００移動無線体通信システム等における位置測位において有効に用いられるが、他の移動無線体通信システムにおいても利用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本願発明を具備した無線制御装置を用いることにより、より正確な電波伝播遅延時間の導出が可能になるため、移動局のより正確な位置推定、位置測位が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】基地局ＲＴＴ及び移動局ＲＴＴを説明する模式図である。
【図２】ＲＴＴ測定結果の報告プロセスを示す状態図である。
【図３】従来技術にかかる無線制御局に格納された基地局ＲＴＴ，移動局ＲＴＴの概念図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかるＲＴＴ測定結果の報告プロセスを示す状態図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる無線制御局に格納された基地局ＲＴＴ，移動局ＲＴＴの概念図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかる、無線制御局におけるタイマの制御フローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態にかかる、無線制御局における基地局ＲＴＴ測定結果受信の制御フローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態にかかる、無線制御局における移動局ＲＴＴ測定結果受信の制御フローチャートである。
【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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【図８】
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