(57)【要約】【課題】携帯端末に新たな機能を追加するなく、最低１基の基地局と通信する携帯端末の位置を監視することが出来る基地局及び携帯端末監視システムを提供することを目的とする。【解決手段】携帯端末と信号を送受信する２本以上のアンテナ素子によって構成されるアレイアンテナを備える携帯端末通信部を有する基地局であって、この基地局は、外部と通信する外部通信部と、位相差の範囲の基準を示す基準位相差範囲を記憶する記憶部と、各アンテナ素子の受信信号からアンテナ素子間の受信信号の位相差を抽出し、当該位相差が基準位相差範囲の範囲外である場合には、前記携帯端末が基準位相差範囲の位相差を生じるエリア外に変位したことを前記外部通信部を介して外部へ報知する制御部とを具備するという手段を採用する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯端末と信号を送受信する２本以上のアンテナ素子によって構成されるアレイアンテナを備える携帯端末通信部を有する基地局であって、
外部と通信する外部通信部と、
位相差の範囲の基準を示す基準位相差範囲を記憶する記憶部と、
各アンテナ素子の受信信号からアンテナ素子間の受信信号の位相差を抽出し、当該位相差が基準位相差範囲の範囲外である場合には、前記携帯端末が基準位相差範囲の位相差を生じるエリア外に変位したことを前記外部通信部を介して外部へ報知する制御部とを具備する
ことを特徴とする基地局。                            
【請求項２】
請求項１記載の基地局と、
前記基地局から携帯端末が前記基準位相差範囲の位相差を生じるエリア外に変位したことを報知されると前記携帯端末に警告を送信する監視装置とを具備する
ことを特徴とする携帯端末監視システム。
【請求項３】
前記監視装置は、前記警告と共に使用者認証指示を前記携帯端末に送信し、前記使用者認証に対する応答結果から前記携帯端末が使用者認証されていないと判断した場合には、前記携帯端末が通信をできないようにすること特徴とする請求項２記載の携帯端末監視システム。
【請求項４】
前記監視装置は、各基地局に前記携帯端末の端末ＩＤ情報を送信すると共に前記端末ＩＤ情報に基づいて前記携帯端末との通信を切断させることによって前記携帯端末が通信できないようにすることを特徴とする請求項３記載の携帯端末監視システム。
【請求項５】
前記監視装置は、前記携帯端末に通信不可指示を送信し、前記携帯端末が前記通信不可指示に基づいて各基地局との通信を切断することによって前記携帯端末が通信できないようにすることを特徴とする請求項３記載の携帯端末監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局及び当該基地局を含む携帯端末監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、下校中の児童が単独になる地点及び時刻を予測して保護者や学校関係者に事前に知らせ、その地点・時刻に児童を向かえに行くことを促す防犯システムが開示されている。
この防犯システムは、ＧＰＳ衛星から位置情報を取得すると共に近距離に存在する携帯電話機からＭＡＣ（Media Access Control）アドレスを取得し、位置情報及びＭＡＣアドレスを監視サーバに送信する携帯電話機と、予め記憶する各携帯電話機のＭＡＣアドレスに対応した移動経路情報、位置情報及びＭＡＣアドレスに基づいて前記携帯電話機がその他の携帯電話機から離れ単独となる地点及び時刻を予測する監視サーバを具備する。そして、児童が前記携帯電話機を所持し、監視サーバは児童が所持する携帯電話機が単独となる地点及び時刻を予測し、その予測結果を保護者等に事前に知らせることによって、保護者等に児童を向かえに行くことを促す。
【特許文献１】特開２００７−１９３７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来技術では、ＧＰＳによって携帯端末の位置を検出しているが、ＧＰＳ衛星からの信号をＧＰＳユニット等で受信し、位置検出に必要な機能を実現する為には、新たに専用のハードウェア等を位置検出対象である携帯端末に追加する必要がある。また、衛星からの電波が届きにくい屋内やビル陰などでは、ＧＰＳ衛星からの信号を正常に受信できないため、主に全天が見渡せる屋外での使用に限られる。さらに、位置検出する為の周知の技術として基地局から出力される信号の電波強度及び三角法に基づいて位置を検出する技術がある。この三角法を用いた技術では、携帯端末が複数の基地局から信号を受信できる状況でなければ位置を検出することができない為、都市中心部から離れた郊外の基地局がまばらな地域において、携帯端末が１基の基地局としか信号を送受信できない場合には、携帯端末の位置を検出することできない。
【０００４】
本発明は、上述した事情を鑑みたものであり、携帯端末に新たな機能を追加するなく、最低１基の基地局と通信する携帯端末の位置を監視することが出来る基地局及び携帯端末監視システム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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明では、基地局に係る第１の解決手段として、携帯端末と信号を送受信する２本以上のアンテナ素子によって構成されるアレイアンテナを備える携帯端末通信部を有する基地局であって、外部と通信する外部通信部と、位相差の範囲の基準を示す基準位相差範囲を記憶する記憶部と、各アンテナ素子の受信信号からアンテナ素子間の受信信号の位相差を抽出し、当該位相差が基準位相差範囲の範囲外である場合には、前記携帯端末が基準位相差範囲の位相差を生じるエリア外に変位したことを前記外部通信部を介して外部へ報知する制御部とを具備するという手段を採用する。
【０００６】
また、本発明では、携帯端末監視システムに係る第１の解決手段として、上記第１の解決手段の基地局と、前記基地局から携帯端末が前記基準位相差範囲の位相差を生じるエリア外に変位したことを報知されると前記携帯端末に警告を送信する監視装置とを具備するという手段を採用する。
【０００７】
本発明では、携帯端末監視システムに係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記監視装置は、前記警告と共に使用者認証指示を前記携帯端末に送信し、前記使用者認証に対する応答結果から前記携帯端末が使用者認証されていないと判断した場合には、前記携帯端末が通信をできないようにするという手段を採用する。
【０００８】
本発明では、基地局に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記監視装置は、各基地局に前記携帯端末の端末ＩＤ情報を送信すると共に前記端末ＩＤ情報に基づいて前記携帯端末との通信を切断させることによって前記携帯端末が通信できないようにするという手段を採用する。
【０００９】
本発明では、前記監視装置は、前記携帯端末に通信不可指示を送信し、前記携帯端末が前記通信不可指示に基づいて各基地局との通信を切断することによって前記携帯端末が通信できないようにするという手段を採用する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基地局において、制御部は、各アンテナ素子が受信する信号から位相差を抽出し、この位相差が基準位相差範囲の範囲外である場合には、外部通信部を介して外部に携帯端末基準位相差範囲情報が示す位相差を生じるエリア外へ変位したことを報知する為、携帯端末に新たな機能を追加することなくその位置の監視が可能となる。
また、基地局が備えるアレイアアンテナを構成する２本以上のアンテナ素子の受信信号から生成されたベースバンド信号の位相差に基づいて携帯端末の変位を判断することが出来る為、最低１基の基地局があれば、本基地局と通信する携帯端末の位置を監視することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態は、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）端末と通信する基地局、及び当該基地局を含む携帯端末監視システムに関する。
図１は本実施形態に係る携帯端末監視システムのシステム構成図であり、図２は本実施形態に係る基地局Ａの機能ブロック図である。  
携帯端末監視システムは、基地局Ａ、監視装置Ｂ及び通信ネットワークから構成される。基地局Ａは、ＰＨＳ端末Ｃと信号を送受信する基地局であり、ＰＨＳ端末Ｃから受信する信号のアンテナ素子間の位相差を示す抽出位相差情報が基準位相範囲情報の範囲外である場合に、監視装置ＢにＰＨＳ端末Ｃが基準位相差範囲情報の位相差を生じるエリア外に変位したことを通信ネットワークを介して報知する。監視装置Ｂは、基地局Ａから基準位相差範囲の位相差を生じるエリア外に変位したことを報知されると通信ネットネットワークを介して音声通信によってＰＨＳ端末Ｃへ警告を送信する。
【００１２】
次に、図２を参照して上記基地局Ａの構成について説明する。基地局Ａは、アレイアンテナ１、送受信切替部２、無線送信部３、無線受信部４、記憶部５、監視装置通信部６、制御部７及び交換局通信Ｉ／Ｆ部８から構成されている。上記無線受信部４は、ＲＦ／ＢＢ変換部４ａによって構成される。また、制御部７は、内部機能構成要素として位相差抽出部７ａ及び位相差比較部７ｂを備える。なお、アレイアンテナ１、送受信切替部２、無線送信部３及び無線受信部４が本発明における携帯端末通信部を構成する。また、監視装置通信部６が本発明における外部通信部である。
【００１３】
アレイアンテナ１は、４本のアンテナ素子１‐１〜１‐４によって構成される。このアンテナ素子１‐１〜１‐４は、ＰＨＳ端末Ｃと信号を送受信する。
送受信切替部２は、制御部７の指示に基づいて時分割でアンテナ素子１‐１〜１‐４による信号の送信と受信を切り替える。
無線送信部３は、制御部７の制御の下、通信ネットワークを介して図示しない外部の交換局から交換局通信Ｉ／Ｆ部８を介して入力される送信信号にデジタル変調及びＲＦ変換等の処理を施し、この送信信号を送受信切替部２を介してアンテナ素子１‐１〜１‐４に送信させる。
【００１４】
ＲＦ／ＢＢ変換部４ａは、制御部７の指示に基づいて送受信切替部２を介してアンテナ素子１‐１〜１‐４から入力されたＲＦ帯の受信信号をベースバンド受信信号に変換し、このベースバンド受信信号を交換局通信Ｉ／Ｆ部８及び位相差抽出部７ａに出力する。
【００１５】
記憶部５は、不揮発記憶媒体であり、制御部７の指示に基づいて抽出位相差情報テーブル及び基準位相差範囲情報テーブルを記憶する。図３は、抽出位相差情報テーブル及び基準位相差範囲情報テーブルを示す模式図である。図３の（ａ）に示すように抽出位相差情報テーブルは、アンテナ素子１‐１が受信した受信信号に基づくベースバンド受信信号と、アンテナ素子１‐２〜１‐４が受信した受信信号に基づくバースバンド受信信号から抽出された位相差を示す抽出位相差情報が登録されたデータテーブルである。なお、この抽出位相差情報テーブルには、アンテナ素子１‐２〜１‐４毎の最新の抽出位相差情報（単位；μＳｅｃ）が１０００個登録されている。また、図３の（ｂ）に示すように基準位相差範囲情報テーブルは、基準位相差範囲を示す基準位相差範囲情報が登録されたデータテーブルである。なお、基準位相差範囲情報は、基準位相範囲情報テーブルに予め登録されている。
監視装置通信部（外部通信部）６は、制御部７の制御に基づいて、通信ネットワークを介して監視装置Ｂと信号を送受信する。
【００１６】
制御部７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）から構成される内部メモリ並びに送受信切替部２、無線送信部３、無線受信部４、記憶部５及び監視装置通信部６と信号の入出力をそれぞれ行うインタフェース回路等から構成されており、上記ＲＯＭに記憶された制御プログラムに基づいて基地局Ａの全体動作を制御する。そして、この制御部７が備える位相差抽出部７ａは、ＲＦ／ＢＢ変換部４ａから入力されたアンテナ素子１‐１の受信信号に基づくベースバンド受信信号とアンテナ素子１‐２〜１‐４の受信信号に基づく各ベースバンド受信信号の位相差を抽出し、この位相差を示す抽出位相差情報を上記抽出位相差情報テーブルに登録する。位相差比較部７ｂは、抽出位相差情報を基準位相差範囲情報と比較し、抽出位相情報位相差情報が基準位相範囲情報の範囲外である場合に、ＰＨＳ端末Ｃが基準基準位相差範囲情報の位相差を生じるエリア外に変位したことを監視装置通信部６を介して監視装置Ｂへ報知する。
交換局通信Ｉ／Ｆ部８は、交換局との間で通信を行うためのインタフェースであり、通信ネットワークを介して交換局と接続されている。この交換局通信Ｉ／Ｆ部８は、ＲＦ／ＢＢ変換部４ａから入力されたベースバンド受信信号に周波数変換処理等を施すことにより交換局出力用の受信信号へ変換し、交換局へ出力する。また、交換局通信Ｉ／Ｆ部８は交換局から入力される送信信号に周波数変換処理等を施し、無線送信部３へ出力する。
【００１７】
次に、上記構成の基地局Ａ及び監視装置Ｂの動作について、図４に示すシーケンス図を参照して詳しく説明する。
基地局Ａの各アンテナ素子１‐１〜１‐４は、ＰＨＳ端末Ｃから信号を受信し（ステップＳ１）、その受信信号を送受信切替部２を介してＲＦ／ＢＢ変換部４ａに出力する。ＲＦ／ＢＢ変換部４ａは、各アンテナ素子１‐１〜１‐４から入力されたＲＦ帯の受信信号をベースバンド受信信号に変換し（ステップＳ２）、この変換したベースバンド受信信号を復調部４ｂ及び位相差抽出部７ａに出力する。
【００１８】
位相差抽出部７ａは、ＲＦ／ＢＢ変換部４ａから入力される各アンテナ素子１‐１〜１‐４の受信信号に基づくベースバンド受信信号に含まれる端末ＩＤ情報の位置を検出し、この各ベースバンド受信信号に含まれる端末ＩＤ情報の位置を基準にアンテナ素子１‐１の受信信号に基づくベースバンド信号とその他のアンテナ素子１‐２〜１‐４の受信信号に基づくベースバンド信号の位相差を抽出する（ステップＳ３）。なお、位相差抽出部７ａは、上記ステップＳ３の処理を所定の時間間隔で実行していく。そして、位相差抽出部７ａは、上記ステップＳ３において抽出したアンテナ素子１‐２〜１‐４毎のベースバンド信号の位相差を示す抽出位相差情報を位相差情報テーブルへ記憶部５に登録させる（ステップＳ４）。
【００１９】
図５は、アンテナ素子１-１〜１-４の平面図である。図５を参照して、ステップＳ３において抽出された位相差の発生要因について説明する。図５に示すように、アンテナ素子１-１〜１-４は、所定の間隔をあけて異なる位置に配置されている為にＰＨＳ端末Ｃからの信号の到達時刻に差が生じ、その信号の到達時刻の差によって各アンテナ素子１-１〜１-４が受信する受信信号に位相差が生じる。
【００２０】
位相差比較部７ｂは、アンテナ素子１‐２〜１‐４毎に最新の１００個の抽出位相差情報の平均値を算出し、その抽出位相差情報の平均値と基準位相差範囲情報を比較し、抽出位相差情報の平均値が基準位相差範囲情報の範囲外であるか否か判定する（ステップＳ５）。位相差比較部７ｂは、ステップＳ５において『ＮＯ』と判定する場合には、すなわち抽出位相差情報の平均値と基準位相差範囲情報の範囲内である場合には、ステップＳ１に移行し、ステップＳ５において『ＹＥＳ』と判定する場合には、すなわち抽出位相差情報の平均値が基準位相差範囲情報の範囲外である場合には、抽出位相差情報の平均値が基準位相差範囲情報の範囲外であることが５回連続して発生しているか否か判定する（ステップＳ６）。
【００２１】
位相差比較部７ｂは、ステップＳ６において『ＮＯ』と判定した場合には、すなわち範囲外であることが５回連続して発生していないと判定した場合には、ステップＳ１に移行し、ステップＳ６において『ＹＥＳ』と判定する場合には、すなわち範囲外であることが５回連続して発生したと判定した場合には、基準位相差範囲情報の位相差を生じるエリア外にＰＨＳ端末Ｃが変位したと判断し（ステップＳ７）、監視装置ＢへＰＨＳ端末Ｃが基準位相差範囲情報の位相差を生じるエリア外に変位したことを監視装置通信部６を介して報知する（ステップＳ８）。
【００２２】
監視装置Ｂは、ＰＨＳ端末Ｃが基準位相差範囲情報の位相差を生じるエリア外に変位したことを報知されると、音声通信によってＰＨＳ端末Ｃへ警告と共に使用者認証指示を送信する（ステップＳ９）。上記使用者認証指示とは、ＰＨＳ端末Ｃの現在の所有者に、正しい使用者であることを認証させる為の指示である。そして、監視装置Ｂは、ＰＨＳ端末Ｃからの前記使用者認証に対する応答結果から前記携帯端末が使用者認証されているか否か判定する。（ステップＳ１０）。
監視装置Ｂは、ステップＳ１０において『ＮＯ』と判定した場合には、すなわちＰＨＳ端末Ｃにおいて使用者認証されていないと判定した場合には、基地局Ａ及び図示しないその他の基地局にＰＨＳ端末Ｃの端末ＩＤ情報を送信すると共にこの端末ＩＤ情報に基づいてＰＨＳ端末Ｃとの通信を切断するように要求する（ステップＳ１１）。
基地局Ａの制御部は、監視装置通信部６を介してＰＨＳ端末Ｃの端末ＩＤ情報及びこの端末ＩＤ情報に基づいてＰＨＳ端末Ｃとの通信切断の要求を受信すると、無線送信部３及び無線受信部４にこの端末ＩＤ情報を所有するＰＨＳ端末Ｃとの通信を切断させる（ステップＳ１２）、
監視装置Ｂは、ステップＳ１０において『ＹＥＳ』と判定した場合には、すなわちＰＨＳ端末Ｃにおいて使用者認証されたと判定した場合には、処理を終了する。
【００２３】
以上説明したように、基地局Ａでは、位相差抽出部７ａがアンテナ素子１‐１の受信信号に基づくベースバンド信号とアンテナ素子１‐２〜１‐４の受信信号に基づくベースバンド信号の位相差を抽出すると共にその位相差を示す抽出位相差情報を抽出位相差情報テーブルへ登録し、位相差比較部７ｂが最新１００個の抽出位相差情報の平均値と予め記憶されている基準位相差範囲情報を比較し、抽出位相差情報の平均値が基準位相差範囲情報の範囲外である場合に、基準位相差範囲情報に示される位相差を生じるエリア外にＰＨＳ端末Ｃが変位したと判断することによって、ＰＨＳ端末ＣにＧＰＳ等の新たな機能を追加することなくその位置を監視することが可能となる。また、基地局Ａは、アンテナ素子１−１の受信信号に基づくベースバンド信号とアンテナ素子１−２〜１−４の受信信号に基づくベースバンド信号の位相差を抽出し、この位相差を示す抽出位相差情報に基づいてＰＨＳ端末Ｃの変位を判断することが出来る為、１基の基地局Ａと通信するのＰＨＳ端末Ｃの位置を監視することが出来る。
【００２４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）上記実施形態では、抽出位相差情報の平均値と基準位相差情報の差が許容範囲を超えることが５回連続して発生した場合に、監視装置ＢにＰＨＳ端末Ｃへ警告を送信するように要求したが本発明はこれに限定されない。
例えば、上記のように５回ではなく１０回またはその他の回数連続した場合に、監視装置ＢにＰＨＳ端末Ｃへ警告を送信するように要求してもよい。
（２）上記実施形態では、監視装置ＢからＰＨＳ端末Ｃに対して警告及び使用者認証指示を送信するために、音声通信を使用したが、本発明はこれに限定されない。
例えば、監視装置Ｂは、音声通信の代わりにメール等によるパケット通信によってＰＨＳ端末Ｃへ警告及び使用者認証指示を送信するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る携帯端末監視システムのシステム構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る基地局Ａの機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る基地局Ａの抽出位相差情報テーブル及び基準位相差範囲情報を示す模式図。
【図４】本発明の一実施形態に係る基地局Ａ及び監視装置Ｂの動作を示すシーケンス図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る基地局Ａのアンテナ素子１-１〜１-４の平面図である。
【符号の説明】
【００２６】
Ａ…基地局、Ｂ…監視装置、Ｃ…ＰＨＳ端末、１…アレイアンテナ、１‐１〜１‐４…アンテナ素子、２…送受信切替部、３…無線送信部、４…無線受信部、４ａ…ＲＦ／ＢＢ変換部、５…記憶部、６…監視装置通信部（外部通信部）、７…制御部、７ａ…位相差抽出部、７ｂ…位相差比較部、８…交換局通信Ｉ／Ｆ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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