(57)【要約】【課題】  移動局装置がＧＰＳ信号受信部を備える必要がなく、通信網を介して受信したＧＰＳアシストデータから得られるレファレンスポジション情報を用いて移動局装置が簡易的に測位を行う無線システムの測位方法を提供する。【解決手段】  移動局装置１が、複数のセルを検出した場合に、当該検出したセルの情報を含めてＧＰＳアシストデータ要求を基地局装置２に送信し、ＧＰＳアシストデータ要求に対応するＧＰＳアシストデータを基地局装置２から受信すると、検出した複数のセルに対応したＧＰＳアシストデータから各々のレファレンスポジションと誤差半径を取得して各々のレファレンス領域を演算し、当該レファレンス領域の交点の重心を移動局装置の簡易位置とする測位方法である。【選択図】        図２
2013195356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルを管理する基地局装置と、前記基地局装置に無線接続する移動局装置とを有する無線システムの測位方法であって、
前記移動局装置は、複数のセルを検出した場合に、当該検出したセルの情報を含めてＧＰＳアシストデータ要求を前記基地局装置に送信し、前記ＧＰＳアシストデータ要求に対応するＧＰＳアシストデータを前記基地局装置から受信すると、前記検出した複数のセルに対応したＧＰＳアシストデータから各々のレファレンスポジションと誤差半径を取得して各々のレファレンス領域を演算し、当該レファレンス領域の交点の重心を前記移動局装置の簡易位置とすることを特徴とする測位方法。
【請求項２】
ＧＰＳアシストデータ要求を受信した基地局装置又は当該基地局装置に接続するサーバが、複数検出したセルに対応するＧＰＳアシストデータを送信することを特徴とする請求項１記載の測位方法。
【請求項３】
移動局装置は、ＧＰＳアシストデータ要求を検出した複数のセルの基地局装置に送信し、
前記各基地局装置が対応するＧＰＳアシストデータを前記移動局装置に送信することを特徴とする請求項１記載の測位方法。
【請求項４】
移動局装置は、検出した複数のセルの基地局装置に対して特定信号を送信し、前記特定信号に対する返信信号を受信し、前記特定信号の送信から前記返信信号の受信までの応答期間に基づいて前記各基地局装置との距離を演算し、当該距離を誤差半径の代わりに用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の測位方法。
【請求項５】
移動局装置における測位方法であって、
前記移動局装置は、複数のセルを検出した場合に、当該検出したセルの情報を含めてＧＰＳアシストデータ要求を基地局装置に送信し、前記ＧＰＳアシストデータ要求に対応するＧＰＳアシストデータを前記基地局装置から受信すると、前記検出した複数のセルに対応したＧＰＳアシストデータから各々のレファレンスポジションと誤差半径を取得して各々のレファレンス領域を演算し、当該レファレンス領域の交点の重心を前記移動局装置の簡易位置とすることを特徴とする測位方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線システムの測位方法に係り、特に、レファレンスポジション情報を含むアシストデータを利用して移動局装置の測位を簡易的に行う無線システムの測位方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来、ＧＰＳ（Global Positioning System）を利用した測位は、様々な測位に適用されている。特に、近年、携帯電話機等の無線システムにおける移動局装置の測位に広く応用されている。
【０００３】
このような移動局装置での測位演算を高速化するために、ＧＰＳ衛星から提供される衛星軌道情報やレファレンスポジション情報等を含むＧＰＳアシストデータを利用する方法が用いられている。例えば、レファレンスポジション情報は、「北緯43度04分07秒、東経141度21分03秒、誤差半径100m」というような情報である。
【０００４】
従来の移動局装置は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ信号受信部を備え、ＧＰＳアシストデータとＧＰＳ信号を利用して移動局装置自身が測位演算を行い、高精度に現在位置を算出していた。
【０００５】
［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開２００１−２８９９３３号公報「移動体通信システムにおける測位システム及び位置算出方法」（株式会社日立国際電気）［特許文献１］、特開２０１０−２１９７５５号公報「無線通信端末」（株式会社日立国際電気）［特許文献２］がある。
【０００６】
特許文献１には、移動局装置の３点による位置算出手段が、３つの基地局装置からの位置情報から移動局装置と各基地局装置との距離の差を計算し、位置情報と距離の差から移動局装置の位置を測定して前回の位置情報として記憶部に記憶し、２点による位置算出手段が、２つの基地局装置からの位置情報から移動局装置と各基地局装置との距離の差を計算し、位置情報と距離の差と記憶部に記憶された移動局装置の前回の位置情報から移動局装置の現在位置を算出することが示されている。
【０００７】
特許文献２には、受信したＧＰＳ信号を用いて無線通信端末の位置情報を取得し、基地局から基地局設置状況を含む地図情報を受信して取得し、取得した地図情報と無線通信端末の位置情報に基づき、基地局探索処理を実行して、接続する基地局を決定することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２８９９３３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１９７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の移動局装置における測位方法では、移動局装置自体にＧＰＳ信号受信部を備えて、測位演算を行うものであるから、装置がコスト高となってしまうという問題点があった。
【００１０】
また、使用方法によっては、高精度に現在位置を算出する必要がない場合もあり、従来の測位方法よりも簡易な方法又は安価な方法で、おおよその位置が分かればよいという要求に応えていないものである。
【００１１】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、移動局装置がＧＰＳ信号受信部を備える必要がなく、通信網を介して受信したＧＰＳアシストデータから得られるレファレンスポジション情報を用いて移動局装置が簡易的に測位を行う無線システムの測位方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、セルを管理する基地局装置と、基地局装置に無線接続する移動局装置とを有する無線システムの測位方法であって、移動局装置が、複数のセルを検出した場合に、当該検出したセルの情報を含めてＧＰＳアシストデータ要求を基地局装置に送信し、ＧＰＳアシストデータ要求に対応するＧＰＳアシストデータを基地局装置から受信すると、検出した複数のセルに対応したＧＰＳアシストデータから各々のレファレンスポジションと誤差半径を取得して各々のレファレンス領域を演算し、当該レファレンス領域の交点の重心を移動局装置の簡易位置とすることを特徴とする。
【００１３】
本発明は、上記無線システムの測位方法において、ＧＰＳアシストデータ要求を受信した基地局装置又は当該基地局装置に接続するサーバが、複数検出したセルに対応するＧＰＳアシストデータを送信することを特徴とする。
【００１４】
本発明は、上記無線システムの測位方法において、移動局装置が、ＧＰＳアシストデータ要求を検出した複数のセルの基地局装置に送信し、各基地局装置が対応するＧＰＳアシストデータを移動局装置に送信することを特徴とする。
【００１５】
本発明は、上記無線システムの測位方法において、移動局装置が、検出した複数のセルの基地局装置に対して特定信号を送信し、特定信号に対する返信信号を受信し、特定信号の送信から返信信号の受信までの応答期間に基づいて各基地局装置との距離を演算し、当該距離を誤差半径の代わりに用いることを特徴とする。
【００１６】
本発明は、移動局装置における測位方法において、移動局装置が、複数のセルを検出した場合に、当該検出したセルの情報を含めてＧＰＳアシストデータ要求を基地局装置に送信し、ＧＰＳアシストデータ要求に対応するＧＰＳアシストデータを基地局装置から受信すると、検出した複数のセルに対応したＧＰＳアシストデータから各々のレファレンスポジションと誤差半径を取得して各々のレファレンス領域を演算し、当該レファレンス領域の交点の重心を移動局装置の簡易位置とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、移動局装置が、複数のセルを検出した場合に、当該検出したセルの情報を含めてＧＰＳアシストデータ要求を基地局装置に送信し、ＧＰＳアシストデータ要求に対応するＧＰＳアシストデータを基地局装置から受信すると、検出した複数のセルに対応したＧＰＳアシストデータから各々のレファレンスポジションと誤差半径を取得して各々のレファレンス領域を演算し、当該レファレンス領域の交点の重心を移動局装置の簡易位置とする無線システムの測位方法としているので、移動局装置がＧＰＳ信号受信部を備える必要がなく、基地局装置から受信したＧＰＳアシストデータから得られるレファレンスポジションと誤差半径を用いて移動局装置の位置を簡易的に測位できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線システムの概略図である。
【図２】移動局装置の構成ブロック図である。
【図３】レファレンス領域円の定義を示す図である。
【図４】簡易測位による算出位置決定例（１）を示す図である。
【図５】簡易測位による算出位置決定例（２）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る無線システムの測位方法は、移動局装置が検出したセルについて、通信網を介して受信したアシストデータの内、レファレンスポジション情報に含まれるレファレンスポジションと誤差半径からレファレンス領域を求め、当該レファレンス領域を基に移動局装置の簡易測位を行い、その位置を算出するようにしているので、移動局装置がＧＰＳ信号受信部を備える必要がなく、移動局装置の位置を容易に算出できるものである。
【００２０】
［本無線システム：図１］
本発明の実施の形態に係る無線システム（本無線システム）について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る無線システムの概略図である。
本無線システムは、図１に示すように、移動局装置１ａ，１ｂ（単に符号を「１」とすることがある）と、基地局装置２ａ，２ｂ（単に符号を「２」とすることがある）と、測位サーバ３と、ネットワーク４とを基本的に有している。
【００２１】
［本無線システムの各部］
本無線システムの各部について具体的に説明する。
移動局装置１は、基地局装置２と無線接続する端末装置であり、通話やデータ通信を行う。
また、移動局装置１は、測位サーバ３又は基地局装置２からアシストデータ受信してレファレンスポジション情報を取得し、その情報内のレファレンスポジションと誤差半径によってレファレンス領域を形成し、そのレファレンス領域を基に移動局装置２の位置を簡易的に算出する。
移動局装置の具体的構成については後述する。
【００２２】
基地局装置２は、通信エリアのセルを形成するものであり、測位サーバ３からネットワーク４を介して送信されたＧＰＳアシストデータを移動局装置１に送信する。
また、基地局装置２は、ＧＰＳ信号受信部を備え、測位サーバ３の代わりにＧＰＳ衛星から得られたＧＰＳアシストデータを移動局装置１に送信するようにしてもよい。
【００２３】
測位サーバ３は、移動局装置１からの測位要求に基づいて当該移動局装置１が検出したセルの基地局装置２に関するＧＰＳアシストデータを、ネットワーク４を介して基地局装置２に送信する。
従って、測位サーバ３は、予め基地局装置２に関するＧＰＳアシストデータを記憶しており、移動局装置１が検出したセルの情報を測位要求で入力し、検出したセルのＧＰＳアシストデータを抽出してネットワーク４に送信する。
ネットワーク４は、基地局装置２と測位サーバ３、若しくはその他の処理装置を接続する通信網である。
【００２４】
［移動局装置：図２］
次に、本無線システムの移動局装置について図２を参照しながら説明する。図２は、移動局装置の構成ブロック図である。
移動局装置は、図２に示すように、無線部１０１と、周辺局探索部１０２と、ベースバンド送受信部１０４と、アシストデータ処理部１０５と、レファレンスポジション取得部１０６と、簡易測位部１０７と、主制御部１０８とを備えている。
【００２５】
［移動局装置の各部］
無線部１０１は、無線システムの基地局装置２と移動局装置１との間で通信される無線周波数帯域の信号からベースバンド帯域の信号に帯域変換し、またベースバンド信号から無線周波数帯域の信号に帯域変換するものである。
【００２６】
周辺局探索部１０２は、移動局装置１が位置する地点から検出できるセルを探索する。
ベースバンド送受信部１０４は、ベースバンド帯域に変換された信号のベースバンド復調処理やデータ復号化処理を行い、また、無線部１０１を経由してネットワーク４に対してデータを送信するためのデータ符号化処理やベースバンド変調処理を行う。
【００２７】
アシストデータ処理部１０５は、ベースバンド送受信部１０４で復調したデータからＧＰＳアシストデータを取得し、ネットワーク側（測位サーバ３）にＧＰＳアシストデータを要求するためのメッセージ（ＧＰＳアシストデータ要求メッセージ）を生成し、ベースバンド送受信部１０４の送信機能に出力する。
レファレンスポジション取得部１０６は、アシストデータ処理部１０５からのＧＰＳアシストデータからレファレンスポジション情報を取得する。
【００２８】
簡易測位部１０７は、移動局装置が位置する地点から算出することができる複数のセルのレファレンスポジション情報を用いて現在位置を簡易的に算出する。
主制御部１０８は、各部を制御し、移動局装置としての呼処理、測位処理等を実行する。
測位処理の具体的内容は、後述する。
【００２９】
［測位方法］
［待ち受け状態］
まず、移動局装置１は、基地局装置２のセルのエリア内に在圏する無線システムにおいて、位置登録を行った後に待ち受け状態になる。この位置登録においても移動局装置１は、セルの検出を行って、最適なセルを選択している。
【００３０】
［ＧＰＳアシストデータ取得］
待ち受け中に移動局装置１で測位サーバ３に対して位置測位実施の要求（ＧＰＳアシストデータ要求）がある場合、若しくは、ネットワーク側（測位サーバ３）から移動局装置１に対して位置情報の要求がある場合に、移動局装置１はネットワークとの間で通信リンクを張り、測位サーバ３と通信を行って、測位サーバ３から測位に必要なＧＰＳアシストデータを取得する。
尚、基地局装置２がＧＰＳ信号受信部を備え、当該受信部で取得したＧＰＳアシストデータをセル内の移動局装置１に定期的に配信するようにしてもよい。
また、測位サーバ３が、検出されたセルの各々の基地局装置２にＧＰＳアシストデータを送信し、各基地局装置２から移動局装置１に各々のＧＰＳアシストデータを送信するようにしてもよい。
【００３１】
［周辺セルの探索］
また、移動局装置１は、待ち受け中、あるいは通信中の移動に伴い、在圏セルを変更しつつ、最適なセルと接続する（通信品質が最もよい基地局装置に接続する）よう動作する。
例えば、ＣＤＭＡ（Code Divisional Multiple Access）システムの場合、在圏セルの移動の過程で、複数のセルと同時に接続する、いわゆるダイバーシチハンドオーバー状態を経由しながら移動局装置１が移動する。
つまり、移動局装置１の周辺局探索部１０２では、ダイバーシチハンドオーバー候補セルを検出するため、またはより品質の良いセルに移行するために、在圏セルの周辺セルを探索している。
【００３２】
［周辺セルの具体的検出方法］
本無線システムにおける移動局装置１の周辺セルの検出方法について説明する。ここで、ＣＤＭＡシステムを例に説明するが、ＣＤＭＡ以外の無線システムについても本実施の形態は適用可能である。
移動局装置１は待ち受け中に、無線部１０１がベースバンド信号をディジタル変換し、変換されたベースバンド信号を用いて周辺局探索部１０２で周辺セルの探索を行う。
【００３３】
周辺セルの探索の結果、移動局装置１の現在位置にて検出できたセルを主制御部１０８に通知する。
主制御部１０８は、移動局装置１の現在位置から検出されたセルの情報を記憶しておき、定期的に周辺セル探索を実施し、検出セルに更新があれば、更新されたセルの情報を記憶する。
【００３４】
［移動局装置の具体的測位方法］
本無線システムにおける移動局装置１の具体的な測位方法について説明する。
移動局装置１において測位要求がある場合には、測位に必要なＧＰＳアシストデータを取得するために、主制御部１０８は、記憶している検出セルとの間で通信リンクを張り、その後、主制御部１０８の指示により、アシストデータ処理部１０５がＧＰＳアシストデータ要求のためのメッセージデータ（ＧＰＳアシストデータ要求メッセージ）を作成する。
このＧＰＳアシストデータ要求メッセージには、主制御部１０８に記憶する検出セルの情報を含むものとする。
【００３５】
ＧＰＳアシストデータ要求メッセージは、ベースバンド送受信部１０４で、ネットワークに対してメッセージデータを送信するためのデータ符号化処理やベースバンド変調処理を行う。
ベースバンド変調処理されたメッセージデータは、無線部１０１で無線変調されてネットワーク側（測位サーバ３）に送信される。
【００３６】
ネットワーク側の測位サーバ３では、ＧＰＳアシストデータ要求メッセージを受けて、移動局装置１で検出されたセルに対応するＧＰＳアシストデータを、基地局装置２を経由して送信する。
つまり、測位サーバ３は、予め複数のセルに対応するＧＰＳアシストデータを記憶部に記憶しており、検出セルに対応するＧＰＳアシストデータを抽出してネットワーク４に送信している。
【００３７】
ＧＰＳアシストデータを受信した移動局装置１は、無線部１０１が周波数変換及び直交検波を行って、同相成分と直交成分の信号になり、ディジタル信号に変換して、ベースバンド送受信部１０４に出力される。
ベースバンド送受信部１０４は、ディジタル変換されたベースバンド信号を用いてＧＰＳアシストデータ信号の逆拡散、同期検波、復号化等のベースバンド受信処理を行う。
【００３８】
アシストデータ処理部１０５は、ベースバンド受信処理されたアシストデータ信号から各種アシストデータに分離する。
レファレンスポジション取得部１０６は、分離されたアシストデータの内、レファレンスポジション情報に相当する部分を取得し、レファレンスポジションと誤差半径の情報を抽出し、簡易測位部１０７に出力する。
【００３９】
また、主制御部１０８は、記憶する検出セルの全てについて上記同様のアシストデータを取得し、レファレンスポジションと誤差半径の情報を取得し、簡易測位部１０７に出力する。
【００４０】
［位置算出方法：図３〜５］
次に、本無線システムにおける移動局装置の位置算出方法について図３〜５を参照しながら説明する。図３は、レファレンス領域円の定義を示す図であり、図４は、簡易測位による算出位置決定例（１）を示す図であり、図５は、簡易測位による算出位置決定例（２）を示す図である。
尚、移動局装置１の位置算出の演算は、簡易測位部１０７で行われるものである。
【００４１】
［レファレンス領域円：図３］
図３に示すように、レファレンス領域円とは、取得したレファレンスポジションを中心として、半径が誤差半径となる円のことで、移動局装置１はその円の範囲内にいると考えられる。
図３では、Ｒｐａ（Ｘａ，Ｙａ）は、セルＡからのアシストデータから得られるレファレンスポジションであり、Ｒａは、セルＡからのアシストデータから得られる誤差半径である。
【００４２】
［３つの検出セルからの位置：図４］
そして、複数セルが検出されている場合の位置算出方法について図４を用いて説明する。
図４に示すように、移動局装置１からセルＡ、セルＢ、セルＣの３つのセルが検出されたとすると、それぞれのセルからのアシストデータからレファレンスポジションと誤差半径で表されるレファレンス領域円が形成される。
それぞれのレファレンス領域円について、当該円の円周の交点がＣｒ１，Ｃｒ２，Ｃｒ３で表される場合、これらの点を頂点とする領域（アンドレファレンス領域）内に移動局装置１が存在すると考えられる。
【００４３】
そこで、具体的な位置を決定するために、交点の重心を算出し、それを移動局装置１の概略位置とする。
仮に、交点Ｃｒ１（Ｘ１，Ｙ１）、Ｃｒ２（Ｘ２，Ｙ２）、Ｃｒ３（Ｘ３，Ｙ３）としたとき、その重心ＥＰ（Ｘｅ，Ｙｅ）は以下の式で表される。
ＥＰ（Ｘｅ，Ｙｅ）＝［（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３）／３，（Ｙ１＋Ｙ２＋Ｙ３）／３］
この重心ＥＰ（Ｘｅ，Ｙｅ）を移動局装置１の簡易測位による算出位置とする。
【００４４】
［４つの検出セルからの位置：図５］
次に、図５に示すように、４つのセルが検出される場合、４つのセルからのレファレンス領域で４つ全てが重なっている領域が存在しない場合がある。
このような場合には、例えば、４つの内の３つのセルのアンドレファレンス領域を考える。
【００４５】
図４の場合は、Ｃｒ１，Ｃｒ２，Ｃｒ３を頂点とするセルＡ，Ｂ，Ｄで形成されるアンドレファレンス領域と、Ｃｒ４，Ｃｒ５，Ｃｒ６を頂点とするセルＡ，Ｂ，Ｃで形成されるアンドレファレンス領域の２つが存在する。
２つのアンドレファレンス領域の頂点について重心を求めることで、移動局装置１の簡易測位による位置算出するものである。
【００４６】
仮に、２つのアンドレファレンス領域の頂点をＣｒ１（Ｘ１，Ｙ１）、Ｃｒ２（Ｘ２，Ｙ２）、Ｃｒ３（Ｘ３，Ｙ３）、Ｃｒ４（Ｘ４，Ｙ４）、Ｃｒ５（Ｘ５，Ｙ５）、Ｃｒ６（Ｘ６，Ｙ６）としたとき、その重心ＥＰ（Ｘｅ，Ｙｅ）は以下の式で表される。
ＥＰ（Ｘｅ，Ｙｅ）＝［（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３＋Ｘ４＋Ｘ５＋Ｘ６）／６，
（Ｙ１＋Ｙ２＋Ｙ３＋Ｙ４＋Ｙ５＋Ｙ６）／６］
この重心ＥＰ（Ｘｅ，Ｙｅ）を移動局装置１の簡易測位による算出位置とする。
【００４７】
［応用例］
移動局装置１の位置算出の精度を向上させるために、移動局装置１が検出されたセルの基地局に対して特定信号を送信し、当該特定信号の返信信号が戻って来るまでの時間（応答期間）で、基地局装置２と移動局装置１との間の距離を算出し、当該距離を誤差半径の代わりに使用する。
【００４８】
また、移動局装置１から基地局装置２に対する特定信号の減衰量を基地局２で測定し、当該減衰量に基づいて基地局装置２と移動局装置１との間の距離を算出し、当該距離を誤差半径の代わりに使用してもよい。この場合も、移動局装置１の位置算出の精度を向上できる効果がある。
【００４９】
［実施の形態の効果］
本無線システムによれば、移動局装置１がＧＰＳ信号受信部を具備することなく、通信網を介して受信したアシストデータ内のレファレンスポジションと誤差半径に基づくレファレンス領域から簡易的に移動局装置１の位置を算出するようにしているので、移動局装置１の構成を簡略にでき、位置算出も容易な演算で実現できる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、移動局装置がＧＰＳ信号受信部を備える必要がなく、通信網を介して受信したＧＰＳアシストデータから得られるレファレンスポジション情報を用いて移動局装置が簡易的に測位を行う無線システムの測位方法に好適である。
【符号の説明】
【００５１】
１...移動局装置、  ２...基地局装置、  ３...測位サーバ、  ４...ネットワーク、  １０１...無線部、  １０２...周辺局探索部、  １０４...ベースバンド送受信部、  １０５...アシストデータ処理部、  １０６...レファレンスポジション取得部、  １０７...簡易測位部、  １０８...主制御部
【図１】
2013195356.tif 000003
【図２】
2013195356.tif 000004
【図３】
2013195356.tif 000005
【図４】
2013195356.tif 000006
【図５】
2013195356.tif 000007