(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システム内でメッセージ長を短縮するための方法において、
経路の計算に必要な各基準点の相対座標と、各基準点の相対座標の生成に基地局の基準地理的位置が利用された基地局の基地局識別情報とを、遠隔ユニットによって受信する段階と、
前記遠隔ユニットが基地局の基準地理的位置を格納しているか否かを、前記遠隔ユニットによって判定する段階と、
前記遠隔ユニットによって、前記基地局の基準地理的位置が格納されていないと判定された時、遠隔ユニットが通信している一連の基地局の内の少なくとも一つの基地局から、その基地局の基準地理的位置を遠隔ユニットによって受信及び格納する段階と、
受信した各基準点の緯度及び経度を生成するため、受信した各基準点の相対座標に対して、基地局の基準地理的位置を加算する段階と
からなる、通信システム内でメッセージ長を短縮するための方法。
【請求項２】
前記各基準点の相対座標は秒単位で表される請求項１に記載の通信システム内でメッセージ長を短縮するための方法。
【請求項３】
トランシーバと、基準位置テーブルと、そのトランシーバ及び基準位置テーブルに結合された論理ユニットとを備えた遠隔ユニットにおいて、
前記トランシーバを介して、経路の計算に必要な各基準点の相対座標と、基地局の基準地理的位置が各基準点の相対座標の生成に利用された基地局の基地局識別情報とを、遠隔ユニットによって受信し、
前記基地局の基準地理的位置が基準位置テーブルに格納されているか否かを判定し、
前記基地局の基準地理的位置が格納されていないと判定された時、遠隔ユニットが通信している一連の基地局の内の少なくとも一つの基地局から、トランシーバを介して、その基地局の基準地理的位置を受信し、かつ、前記基準位置テーブルに格納し、
遠隔ユニットに通信可能に結合されたナビゲーション装置のために、受信した各基準点の緯度及び経度を生成するため、受信した各基準点の相対座標に対して、基地局の基準地理的位置を加算するようにした遠隔ユニット。
【請求項４】
前記各基準点の相対座標は秒単位で表される請求項３に記載の遠隔ユニット。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、一般に、通信システム内でメッセージ長を短縮することに関し、さらに詳しくは、ワイヤレス・ナビゲーションおよび情報システム内でメッセージ長を短縮することに関する。
発明の背景
典型的なナビゲーション・システムは、始点と終点が与えられると、２点間のガイダンス（point-to-point guidance）をユーザに提示する。例えば、特定のエリアに不慣れなユーザが点Ａから点Ｂに移動する必要がある。始点（点Ａ）と終点（点Ｂ）が与えられると、一般的なナビゲーション・システムは始点と終点との間の最良経路を算出し、この経路をユーザに提示する。ワイヤレス・ナビゲーション・システムは、ユーザが途中でナビゲーション・システムへのリアル・タイム・アクセスを可能にするという点で特に有用である。これにより、あらかじめ旅程を計画する必要なしに、連続的な経路計画が可能になる。
第１図は、従来のワイヤレス・ナビゲーション・システム１００を示す。ナビゲーション・システム１００は、例えば、ＮＡＭＰＳ（Narrowband Advanced Mobile Phone Service）プロトコル，ＡＭＰＳ（Advanced Mobile Phone Service）プロトコル，ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）プロトコル，ＰＤＣ（Personal Digital Cellular）プロトコル，ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）プロトコル，双方向ページング（Two-Way Paging）プロトコルまたはＵＳＤＣ（United States Digital Cellular）プロトコルなどのシステム・プロトコルであって、それらに限定されないシステム・プロトコルを利用するアナログまたはデジタル・ワイヤレス・ナビゲーション・システムでもよい。ナビゲーション・システム１００は、各サービス・カバー・エリア（service coverage area）１０７を有する基地局（ＢＴＳ：base site）１０１と、遠隔ユニット１１３と、経路計画装置（route planning equipment）１０７とを含む。図示のように、経路計画装置１０７は、マップ・データベース１０３および経路プラナ（route planner）１０５を含む。
動作時に、遠隔ユニット１１３は点Ａから点Ｂに移動したい旨を基地局１０１に（アップリンク通信信号１１６を介して）通知する。基地局１０１は、始点および終点情報を経路計画装置１０７に与え、経路計画装置１０７は、マップ・データベース１０３および経路プラナ１０５を利用して、点Ａから点Ｂの経路を算出し、この経路に関する情報を基地局１０１に与える。一般に、経路計画装置１０７は、遠隔ユニット１１３が何らかの動作（すなわち、左折または右折、あるいは直進など）を行う必要のあるところの地理的位置を定める一連の基準点１０９（中間地点（way point）または形状地点（shape point）ともいうことがある）を基地局１０１に与える。基地局１０１は、ダウンリンク通信信号１１８を介してこの一連の基準点１０９を遠隔ユニット１１３に送信する。各基準点１０９は、基準点１０９の位置を表す２２ビットの緯度数値および２２ビットの経度数値によって表される。（２２ビットは、ナビゲーション・システムに一般に要する５０’の分解能のために必要である）。
典型的な経路は数百もの基準点１０９を含むことがあるので、遠隔ユニットに送信されるメッセージの長さは不必要に長くなることがある。従って、ワイヤレス・ナビゲーション・システムにおいてメッセージ長を短縮するための方法および装置が必要となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、従来のワイヤレス・ナビゲーション・システムを示す。
第２図は、本発明の好適な実施例によるワイヤレス・ナビゲーション・システムを示す。
第３図は、本発明の好適な実施例による第２図のワイヤレス・ナビゲーション・システムの動作を示すフローチャートである。
第４図は、従来の方法を介して送信されるメッセージと、本発明の好適な実施例に従って送信されるメッセージとを示す。
第５図は、本発明の好適な実施例による第２図のトランスレータを示す。
第６図は、本発明の好適な実施例による第２図のトランスレータの動作を示すフローチャートである。
第７図は、本発明の好適な実施例による第２図の遠隔ユニットを示す。
第８図は、本発明の好適な実施例による第２図の遠隔ユニットの動作を示すフローチャートである。
第９図は、経路計画装置によって計画できる経路の一例を示す。
図面の詳細な説明
一般にいうと、ワイヤレス・ナビゲーションおよび情報システム内の緯度および経度情報は、経路計画装置から基地局に送信される。トランスレータは、各絶対座標（absolute coordinate）から一定値を減算することにより、各基準点を絶対座標から相対座標（relative coordinate）に変換する。本発明の好適な実施例では、基準地理的位置は各絶対座標から減算される。次に、基地局は、各基準点の相対座標からなるメッセージを遠隔ユニットに送信する。最後に、遠隔ユニットはこの基準地理的位置を利用して、各基準点の絶対座標を算出し、この情報を遠隔ユニットに結合されたナビゲーション装置に渡す。各基準点の相対座標のみを遠隔ユニットに放送することにより、従来の方法に比べて短い長さのメッセージで基準点を遠隔ユニットに送信できる。
本発明は、基準点の絶対座標を判定する段階と、緯度および経度を判定する段階とからなる、メッセージ長を短縮する方法をなす。次に、基準点の相対座標は、基準点の絶対座標と、緯度および経度とに基づいて判定される。最後に、基準点の相対座標は送信される。各基準点の相対座標のみを遠隔ユニットに送信することにより、従来の方法に比べて短い長さのメッセージで基準点を遠隔ユニットに送信できる。
本発明の別の実施例は、基準点の緯度および経度を判定する段階と、基地局の基準地理的位置を判定する段階とからなる、通信システム内でメッセージ長を短縮する方法をなす。次に、基地局の基準地理的位置は、基準点の緯度および経度から減算され、基準点の相対座標となる。最後に、基準点の相対座標は送信される。各基準点の相対座標のみを遠隔ユニットに送信することにより、従来の方法に比べて短い長さのメッセージで基準点を遠隔ユニットに送信できる。
本発明の別の実施例は、基準点の緯度および経度を判定するナビゲーション装置と、基地局の緯度および経度、ならびに基準点の緯度および経路と基地局の緯度および経路とに基づいて基準点の相対座標を判定する論理ユニットと、基準点の相対座標からなるメッセージを送信するトランシーバとによって構成される装置をなす。
好適な実施例について説明する前に、以下の定義は必要な背景用語を規定する。
基準点（Reference Point）：遠隔ユニットが何らかの動作（すなわち、左折，右折，直進など）を行う必要があるところの地理的位置（中間地点（way point）または形状地点（shape point）ともいうことがある）。
絶対座標（Absolute Coordinate）：絶対的な見地から地理的位置を定める緯度および経度座標。
相対座標（Relative Coordinate）：絶対座標から基準地理的位置を減算することによって得られる緯度および経度座標。
基準地理的位置（Reference Geographic Location）：相対座標を得るために利用される一定値。本発明の好適な実施例では、固定した地理的位置が基準地理的位置として用いられる。
第２図は、本発明の好適な実施例によるワイヤレス・ナビゲーション・システム２００を示す。本発明の好適な実施例では、ナビゲーション・システム２００は、本明細書に参考として含まれる米国電子工業会／米国電気通信工業会の暫定規格９５Ａ（ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５Ａ）のセルラ・システム遠隔ユニット・基地局互換性規格（Cellular System Remote Unit-Base Station Compatibility Standard）に記載される符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システム・プロトコルを採用する。（ＴＩＡ／ＥＩＡの連絡先は、2001 Pennsylvania Ave. NW Washington DC 20006である）。本発明の別の実施例では、ナビゲーション・システム２００は、例えば、ＮＡＭＰＳ（Narrowband Advanced Mobile Phone Service）プロトコル，ＡＭＰＳ（Advanced Mobile Phone Service）プロトコル，ＰＤＣ（Personal Digital Cellular）プロトコル，ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）プロトコル，ＣＤＰＤ（Cellular Digital Packet Data）プロトコル，ＵＳＤＣ（United States Digital Cellular）プロトコル，または任意の数のページング・プロトコル（ＲｅＦＬＥＸ，ＰＡＣＴ等）などのシステム・プロトコルであって、それらに限定されないシステム・プロトコルを利用するアナログまたはデジタル・ナビゲーション・システム２００でもよい。
ナビゲーション・システム２００は、各サービスサービス・カバー・エリア２０７を有する基地局と、トランスレータ２０３と、遠隔ユニット２１３と、経路計画装置２０７とを含む。図示のように、経路計画装置２０７は、マップ・データベース１０３および経路プラナ１０５を含む。本発明の好適な実施例では、マップ・データベース１０３は、740 East Arques Ave. Sunnyvale CA 94086所在のNavigation Technologies Corporation社製のNavTechデータベースである。さらに、本発明の好適な実施例では、経路計画装置２０７は、DeLorme社製のCyberRouterと同様な装置である。DeLorme社の連絡先は、Lower Main Street, PO Box 298 Freeport, ME 04032である。図示のように、遠隔ユニット２１３はアップリンク通信信号２１６を介して基地局２０１と通信し、また基地局２０１はダウンリンク通信信号２１８を介して遠隔ユニット２１３と通信する。本発明の好適な実施例では、経路計画装置２０７は基地局２０１の外部に位置し、陸線接続（landline connection）２０５を介して基地局２０１と通信するが、本発明の別の実施例では、経路計画装置２０７は基地局２０１の内部に位置してもよい。
ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５Ａのセクション７．７．２．３．２．１「システム・パラメータ・メッセージ（System Parameters Message）」に記載されるように、基地局２０１は、自局の基地識別（base identification）とともに、自局の地理的位置（０．２５秒の精度の緯度／経度情報）を周期的に放送する。本発明の好適な実施例では、基地局２０１の地理的位置は、基準地理的位置（reference geographic location）として利用されるが、本発明の別の実施例では、基準地理的位置は基地局２０１に対して外部あるいは内部の任意の固定点でもよい。遠隔ユニット２１３は、この基準地理的位置を受信し、基準位置テーブル（図示せず）に格納する。動作時に、遠隔ユニット２１３は、点Ａから点Ｂに移動したい旨を（アップリンク通信信号２１６を介して）基地局２０１に通知する。基地局２０１は、始点および終点情報を陸線２０５を介して経路計画装置２０７に与え、また経路計画装置２０７は、マップ・データベース１０３および経路プラナ１０５を利用して、点Ａから点Ｂまでの経路を算出し、この経路に関する情報を基地局２０１に与える。本発明の好適な実施例では、経路計画装置２０７は、基準点１０９の位置を定める一連の４４ビット絶対座標をトランスレータ２０３に与える。トランスレータ２０３は、各絶対座標から一定値を減算することによって各基準点１０９の相対座標を判定し、各基準点の相対座標を遠隔ユニット２１３に送信する。上記のように、本発明の好適な実施例では、各基準点の相対座標を得るために、基準地理的位置が各絶対座標から減算される。遠隔ユニット２１３は各基準点１０９の相対座標を受信し、また基地局２０１によって放送される基準地理的位置を利用して、この基準地理的位置を各相対座標に加算することにより、各基準点１０９の絶対座標を算出する。各基準点の相対座標のみを遠隔ユニット２１３に放送することにより、従来の方法に比べて短い長さのメッセージで基準点を遠隔ユニット２１３に送信できる。
第３図は、本発明の好適な実施例による第２図のワイヤレス・ナビゲーション・システム２００の動作を示すフローチャートである。論理フローはステップ３１０から開始し、ここで遠隔ユニット２１３は基地局２０１から経路計画を要求し、現在位置および目的地を基地局２０１に与える。次に、ステップ３２０において、基地局２０１は遠隔ユニット２１３の要求を受信し、位置および目的地データを経路計画装置２０７に与える。ステップ３３０において、経路計画装置２０７は、ステップ３４０において、経路に関する中間地点および形状地点（基準点）を算出し、この情報を絶対座標の形式で基地局２０１に与える。経路情報が基地局２０１に与えられると、トランスレータ２０３は各絶対座標から基準地理的位置を減算することにより、各基準点を絶対座標から相対座標に変換する（ステップ３５０）。ステップ３６０において、基地局２０１は、各基準点の相対座標からなるメッセージを遠隔ユニット２１３に送信する。本発明の好適な実施例では、基準点情報からなるメッセージは、基地局２０１を識別する１６ビットのヘッダとともに遠隔ユニット２１３に発信される。特に、メッセージは、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５Ａのセクション７．７．２．３．２．１「システム・パラメータ・メッセージ」に記載されるようにＢＡＳＥ＿ＩＤフィールドを利用して発信される。基地局識別は、遠隔ユニット２１３が２つ以上の基地局と通信中である（ソフト・ハンドオフ）場合を考慮に入れるために遠隔ユニット２１３に供給される。遠隔ユニット３１３に基地局識別を供給することにより、遠隔ユニット２１３は、基準点の絶対座標を算出する際に、どの基地局の基準地理的位置を利用すべきかを判定できる。最後に、ステップ３７０において、遠隔ユニット２１３は基準地理的位置を利用して、各基準点の絶対座標を算出し、この情報を遠隔ユニット２１３に結合されたナビゲーション・システムに渡す。
第４図は、従来の方法を介して送信されるメッセージと、本発明の好適な実施例に従って送信されるメッセージとを示す。特に、第４図は、街路名（street name）（３５ビット），デリミタ（７ビット）および３つの基準点の送信を示す。従来の送信方法（メッセージ４０１によって表される）は、街路名（この場合、“Maple”）およびデリミタを表す４２ビットと、それに続く地理情報（遠隔ユニット２１３が動作を行う必要のある緯度／経度座標）の１２０ビットとからなる１６２ビットの基準点４０１を送信する。特に、各文字およびデリミタは、７ビットで表され、各緯度／経度基準点は４０ビットで表される。明白なように、本発明の好適な実施例は、１６２ビット長のメッセージを、わずか８９ビット長のメッセージと置きかえる。これをメッセージ４０３について示し、ここで従来の１２０ビット長の絶対緯度／経度データは、５６ビット長の相対緯度／経度データに置きかえられる。
第５図は、本発明の好適な実施例による第２図のトランスレータ２０３を示す。トランスレータ２０３は、トランシーバ５０５，論理ユニット５０７および基準地理的位置格納装置５０３を含む。本発明の好適な実施例によるトランスレータ２０３の動作は、第６図に示すように行われる。ステップ６０１において、遠隔ユニット２１３は、点Ａから点Ｂに移動したい旨を（アップリンク通信信号２１６を介して）基地局２０１に通知する。次に、ステップ６０３において、論理ユニット５０７はこの要求を（トランシーバ５０５を介して）受信し、また陸線２０５を利用して、この要求を経路計画装置２０７に通知する。ステップ６０５において、経路計画装置２０７は、マップ・データベース１０３および経路プラナ１０５を利用して、点Ａから点Ｂの経路を算出し、この経路に関する情報を論理ユニット５０７に与える。本発明の好適な実施例では、経路計画装置２０７は、各基準点の絶対座標を識別する一連の４４ビット基準点１０９をトランスレータ２０３に与える。ステップ６０７において、論理ユニット５０７は、一連の基準点１０９を受信し、また基準地理的位置格納装置５０３を利用して、各基準点から基準地理的位置を減算し、各基準点の一連の相対座標を生成する。次に、ステップ６０８において、トランシーバ５０５は各基準点の相対座標をダウンリンク通信信号２１８を介して遠隔ユニット２１３に送信する。
第７図は、本発明の好適な実施例による第２図の遠隔ユニット１１３を示す。遠隔ユニット１１３は、トランシーバ７０１，論理ユニット７０３および基準位置テーブル７０７からなる。図示のように、ナビゲーション装置７０５は、遠隔ユニット１１３に適切に結合される。遠隔ユニット１１３の動作は、第８図に示すように行われる。ステップ８０４において、論理ユニット７０３は、通信中の現在アクティブな基地局を解析し、各基地局の基準地理的位置および基地識別を判定する。上記のように、この情報は、遠隔ユニット２１３に送信される各基地局のシステム・パラメータ・メッセージ（System Parameter Message）から判定される。次に、ステップ８０３において、論理ユニット７０３は基準位置テーブル７０７にアクセスし、各基地局の基準地理的位置とともに、各基地局に関する識別情報を格納する。ステップ８０５において、遠隔ユニット２１３は経路計画情報を要求し、ステップ８０７において、遠隔ユニットは、経路を計算するために必要な各基準点の相対座標からなるメッセージを受信する。上記のように、本発明の好適な実施例では、このメッセージは、各基準点の相対座標を生成する際に用いられる基準地理的位置を有する基地局を識別する１６ビット・ヘッダを収容する。
続いて、ステップ８０９において、論理ユニット７０３は基準位置テーブル７０７にアクセスして、１６ビット・ヘッダで識別された基地局が基準位置テーブル７０７にあるかどうかを判定する。このステップは、遠隔ユニット２１３が基地局とソフト・ハンドオフを行うが、この特定の基地局の基準地理的位置をまだ取得していない場合に必要となる。ステップ８０９において、１６ビット・ヘッダで識別された基地局が基準位置テーブル７０７にあると判定された場合、論理フローはステップ８１５に進む。ステップ８０９において、１６ビット・ヘッダで識別された基地局が基準位置テーブル７０７にないと判定された場合、タイマが設定され（ステップ８１１）、ステップ８１７において、論理ユニット７０３は通信中の現在アクティブな基地局を解析し、各基地局の基準地理的位置および基地識別を判定する。次に、ステップ８１８において、論理ユニット７０３は基準位置テーブル７０７にアクセスし、各基地局の基準地理的位置とともに、各基準局に関する識別情報を格納する。ステップ８１３において、論理ユニット７０３は、タイマ７０９が終了したかどうかを判定し、終了していなければ、論理フローはステップ８１７に戻る。ステップ８１３において、タイマ７０９が終了したと判定された場合、論理フローはステップ８２１に進み、ここで１６ビット・ヘッダで識別される基地局が基準位置テーブル７０７にあるかどうか再度判定され、もしなければ、論理フローはステップ８２３に進み、ここでエラー・メッセージが遠隔ユニット２１３で表示される。ステップ８２１において、１６ビット・ヘッダで識別された基地局が基準位置テーブル７０７にあると判定された場合、論理フローはステップ８１５に進む。ステップ８１５において、論理ユニット７０３は、１６ビット・ヘッダで識別された基地局に対応する基準地理的位置を取り出し、この基準地理的位置を各基準点の相対座標に加算することにより、各基準点の絶対座標を算出する。各基準点の絶対座標はナビゲーション装置に送信され（ステップ８１９）、論理フローはステップ８２５において終了する。
例
以下の例は、本発明の実施例を説明するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。第９図は、経路計画装置によって計画される経路の一例を示す。この例では、ユーザは始点９０１から終点９１５に移動することを希望する。第９図から明らかなように、始点９０１は緯度４０°００’３０”，経度８５°０２’３０”に位置し、また終点９１５は緯度４０°０３’１５”，経度８５°００’２８”に位置する。始点９０１と終点９１５との間の経路は、３つの中間地点（９０１，９０７，９０９）と、５つの形状地点（９０３，９０５，９１１，９１３，９１５）とを含む。さらに、基地局２０１は、緯度４０°００’１０”，経度８５°００’２０”の基準地理的位置を送信する。以下の表１は、第９図に示す経路の絶対座標および相対座標（秒単位）を示す。
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従来の経路計画メッセージは次のように送信される：
Kensington/+144030+306150+144150+306150+144190+306143Elm/+144205+306115Maple/+144205+306080+144210+306058+144210+306047+144195+306028。各数値は２０ビットで表され、各文字は７ビットで表され、またデリミタは７ビットで表されるので、上記のメッセージは全部で１９７ビットで送信される。送信する前に各基準点から基準地理的位置を減算することにより、本発明の好適な実施例による経路計画メッセージの送信は、次のように１３１ビット（各数値は９ビットで表される）で送信できる：
Kensington/+20+130+140+130+180+123Elm/+195+95Maple/+195+60+200+38+200+27+185+8。明白なように、各基準点の相対座標のみを遠隔ユニット２１３に放送することにより、従来の方法に比べて短い長さのメッセージで基準点を遠隔ユニット２１３に送信できる。
上記の発明，具体的な詳細および図面の説明は、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。例えば、基地局２０１から遠隔ユニット２１３に相対座標を送信する以外に、位置情報を基地局２０１に供給する際に、相対座標を遠隔ユニット２１３から基地局２０１に送信できる。本発明の意図は、発明の精神および範囲から逸脱せずに、さまざまな修正を本発明に対して行うことが可能なことであり、このような一切の修正は請求の範囲内であるものとする。
【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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【図９】
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