基地局の選択方法および無線通信端末
【課題】端末位置の推定位置精度を改善すること。
【解決手段】無線通信端末２は、複数の基地局３から、複数の基地局３それぞれの位置情報を含む電波を受信する無線通信部１１と、無線通信部１１が複数の基地局３から受信した基地局３毎の受信電波の受信強度を取得する受信強度取得部１２と、無線通信部１１が電波を受信した複数の基地局３から、受信強度取得部１２により取得された受信電波の強度が最も強い１つの基地局３を、基準基地局として選択する基準基地局選択部３４Ａと、無線通信部１１が電波を受信した複数の基地局３から、基準基地局の近傍にある基地局３を、近傍基地局として選択する近傍基地局選択部３４Ｂとを有し、受信電波の強度が最も強い基準基地局と、基準基地局の近傍にある近傍基地局とを、無線通信端末２の位置を推定するための複数の基地局３として選択する。
【解決手段】無線通信端末２は、複数の基地局３から、複数の基地局３それぞれの位置情報を含む電波を受信する無線通信部１１と、無線通信部１１が複数の基地局３から受信した基地局３毎の受信電波の受信強度を取得する受信強度取得部１２と、無線通信部１１が電波を受信した複数の基地局３から、受信強度取得部１２により取得された受信電波の強度が最も強い１つの基地局３を、基準基地局として選択する基準基地局選択部３４Ａと、無線通信部１１が電波を受信した複数の基地局３から、基準基地局の近傍にある基地局３を、近傍基地局として選択する近傍基地局選択部３４Ｂとを有し、受信電波の強度が最も強い基準基地局と、基準基地局の近傍にある近傍基地局とを、無線通信端末２の位置を推定するための複数の基地局３として選択する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信端末の位置を推定するための基地局の選択方法および無線通信端末
に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、基地局識別情報と対応付けされたＧＰＳ（Global Positioning System）位置情報のデータベースを容易に作成可能な位置情報収集端末を開示する。
特許文献１のように、基地局識別情報とＧＰＳ位置情報とを対応付けることにより、基地局の位置情報を得ることができる。
そして、特許文献１では、収集した基地局の位置情報から、位置情報収集端末の位置情報を得ることが可能である。
【０００３】
また、ＰＨＳ（Personal Handy Phone）端末を用いた無線通信システムでは、基地局がＰＨＳ端末へ基地局の位置情報を送信する。
この場合にも、受信した基地局の位置情報から、ＰＨＳ端末の位置情報を得ることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−０６１１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＰＨＳ端末などの無線通信端末の正確な位置情報を得ようとした場合、無線通信システムは、三角法などにより無線通信端末の位置を演算する必要がある。
この三角法などの演算では、基地局の位置情報の他に、複数の基地局から無線通信端末までの距離を示す情報が必要である。
【０００６】
無線通信端末において、基地局と無線通信端末との距離を示す情報として利用可能な情報としては、たとえばＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）値がある。
ＲＳＳＩ値は、無線通信端末が受信した各基地局からの受信電波の受信強度を示す値である。
電波は、伝搬距離に応じて減衰するので、ＲＳＳＩ値は、基地局から無線通信端末までの伝搬距離を示す情報として利用できる。
【０００７】
しかしながら、基地局から無線通信端末までの電波の伝搬環境は、理想的な伝搬環境に限らない。たとえば、基地局が送信した電波は建物などで遮蔽され、建物で回折した電波が無線通信端末により受信される場合もある。
この場合、受信電波の受信強度の値は、無線通信端末が基地局から直接に見通しの電波を受信した場合に比べて小さい。また、受信電波の受信強度の値は、基地局から無線通信端末までの直線的な伝搬距離を示す値ではなくなる。
その結果、この受信強度を用いて演算した無線通信端末の位置は、無線通信端末の実際の位置とずれる。推定した端末位置の誤差は、大きくなる。
【０００８】
本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであり、端末位置の推定位置精度を改善できる基地局の選択方法および無線通信端末を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点の基地局の選択方法は、無線通信端末の位置を推定するための基地局の選択方法であって、前記無線通信端末において、前記複数の基地局から、前記複数の基地局それぞれの位置情報を含む電波を受信するステップと、前記複数の基地局から受信する基地局毎の受信電波について、前記無線通信端末での受信強度を取得する受信強度取得ステップと、前記電波を受信した複数の基地局の位置情報と受信電波の強度とを、受信基地局テーブルに登録するステップと、前記受信基地局テーブルに含まれる複数の基地局の情報を、受信電波の強度の大きい順番にソートする第１ソートステップと、前記第１ソートステップにより処理された後の前記受信基地局テーブルの先頭の基地局を基準基地局として選択する基準基地局選択ステップと、前記第１ソートステップにより処理された後の前記受信基地局テーブルにおいて、前記受信基地局テーブルの先頭の基地局と各基地局との相互距離を判定する相互距離判定ステップと、前記相互距離判定ステップにより判定された相互距離の順番の値を、前記受信基地局テーブルの複数の基地局それぞれについて追加するステップと、前記受信基地局テーブルに含まれる複数の基地局の情報を、相互距離の順番の値が小さい順番にソートする第２ソートステップと、前記第２ソートステップにより処理された後の前記受信基地局テーブルにおいて、２番目から所定の順番までの基地局を近傍基地局として選択する近傍基地局選択ステップとを有し、前記受信電波の強度が最も強い前記基準基地局と、前記基準基地局の近傍にある前記近傍基地局とを、前記無線通信端末の位置を推定するための複数の基地局として選択する。
【００１０】
好適には、前記受信ステップは、前記複数の基地局それぞれの位置情報として郵便番号を受信してもよい。
【００１１】
本発明の第２の観点の無線通信端末は、前記複数の基地局から、前記複数の基地局それぞれの位置情報を含む電波を受信する無線通信部と、前記無線通信部が前記複数の基地局から受信した基地局毎の受信電波の受信強度を取得する受信強度取得部と、前記無線通信部が電波を受信した前記複数の基地局から、前記受信強度取得部により取得された前記受信電波の強度が最も強い１つの基地局を、基準基地局として選択する基準基地局選択部と、前記無線通信部が電波を受信した前記複数の基地局から、前記基準基地局の近傍にある基地局を、近傍基地局として選択する近傍基地局選択部とを有し、前記受信電波の強度が最も強い前記基準基地局と、前記基準基地局の近傍にある前記近傍基地局とを、前記無線通信端末の位置を推定するための複数の基地局として選択する。
【００１２】
好適には、前記近傍基地局選択部は、前記基準基地局の近傍にある２台の基地局を近傍基地局として選択し、当該無線通信端末は、前記基準基地局の前記位置情報および前記受信強度と、前記２台の近傍基地局の前記位置情報および前記受信強度とに基づいて、当該無線通信端末の位置を推定する位置推定部を有してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、無線通信端末の位置を推定するための基地局として、受信電波の強度が最も強い基準基地局と、基準基地局の近傍にある近傍基地局とを選択できる。
よって、本発明では、複数の基地局に基づいて得られる端末位置の誤差を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る位置推定システムの構成図である。
【図２】図２は、図１のＰＨＳ端末による基地局のオープンサーチの説明図である。
【図３】図３は、図１のＰＨＳ端末のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、図１の位置推定システムの機能ブロック図である。
【図５】図５は、生成時の受信ＣＳテーブルのデータ構造の説明図である。
【図６】図６は、１回目のソート処理後の受信ＣＳテーブルのデータ構造の説明図である。
【図７】図７は、相互距離付加後の受信ＣＳテーブルのデータ構造の説明図である。
【図８】図８は、２回目のソート処理後の受信ＣＳテーブルのデータ構造の説明図である。
【図９】図９は、ＰＨＳ端末の位置推定処理の一例を示す説明図である。
【図１０】図１０は、図１のＰＨＳ端末の処理のフローチャートである。
【図１１】図１１は、比較例に係るＰＨＳ端末の位置推定処理の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信端末の位置推定システム１のシステム構成図である。図１では、無線通信端末として、ＰＨＳ端末２が図示されている。
位置推定システム１は、ＰＨＳ端末２と、複数の基地局３とを有する。
図１には、ＰＨＳ端末２と通信可能な複数の基地局３として、第１基地局ＣＳ１、第２基地局ＣＳ２、第３基地局ＣＳ３および第４基地局ＣＳ４が図示されている。
この位置推定システム１において、ＰＨＳ端末２は、複数の基地局３からそれぞれの設置地点を示す設置地点情報を受信し、受信した複数の基地局３の設置地点情報からＰＨＳ端末２の現在位置を推定し、推定した位置の周辺地図を表示する。
【００１７】
第１基地局ＣＳ１、第２基地局ＣＳ２、第３基地局ＣＳ３および第４基地局ＣＳ４は、それぞれの設置地点を示す設置地点情報と、基地局３毎に固有のＣＳ−ＩＤ（Cell Station IDentification number）とを有する。
たとえば、図１中の第１基地局ＣＳ１は、設置地点情報として、第１基地局ＣＳ１が設置された地点の緯度値「Ｎ１」、経度値「Ｅ１」、および郵便番号「１１１−１１１１」を有する。
第２基地局ＣＳ２は、設置地点情報として、第２基地局ＣＳ２が設置された地点の緯度値「Ｎ２」、経度値「Ｅ２」、および郵便番号「１１１−２２２２」を有する。
第３基地局ＣＳ３は、設置地点情報として、第３基地局ＣＳ３が設置された地点の緯度値「Ｎ３」、経度値「Ｅ３」、および郵便番号「１１１−３３３３」を有する。
第４基地局ＣＳ４は、設置地点情報として、第４基地局ＣＳ４が設置された地点の緯度値「Ｎ４」、経度値「Ｅ４」、および郵便番号「１１１−４４４４」を有する。
なお、緯度値および経度値は、ＧＰＳなどで使用される世界測地系の緯度経度値であっても、日本工業規格で規定される緯度経度値であってもよい。また、緯度値および経度値は、位置推定システム１において独自に設定した値でもよい。
また、日本の郵便番号は、７桁である。日本の７桁の郵便番号では、町単位、ビル単位で異なる番号が割り当てられている。
【００１８】
図１において、ＰＨＳ端末２は、建物６内に位置する。
第１基地局ＣＳ１、第２基地局ＣＳ２、第３基地局ＣＳ３および第４基地局ＣＳ４は、建物６の外に設置されている。
そのため、第１基地局ＣＳ１、第２基地局ＣＳ２および第３基地局ＣＳ３は、建物６の窓７を通じてＰＨＳ端末２と見通し電波で通信する。
これに対して、第４基地局ＣＳ４は、建物６の壁８により電波遮蔽されているため、図１中の点線で示した見通しの電波ではなく、図１中に実線で示した回折電波によりＰＨＳ端末２と通信する。回折電波の受信強度は、見通し電波の受信強度より減衰する。
【００１９】
基地局３とＰＨＳ端末２とは、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ（時間分割多重アクセス／時間分割複信）方式により通信データを送受する。
複数の基地局３は、自律分散制御によりＰＨＳ端末２と送受する通信データを制御する。
ＴＤＤ方式で通信データを送受する基地局３とＰＨＳ端末２とは、４個の下りスロットと４個の上りスロットで構成されるフレーム単位で双方向通信する。
上りスロットは、ＰＨＳ端末２から基地局３へ通信データを送信するスロットである。
下りスロットは、基地局３からＰＨＳ端末２へ通信データを送信するスロットである。
下りスロットの通信データには、たとえば基地局３の設置地点情報、ＣＳ−ＩＤなどの情報が含まれる。
そして、ＰＨＳ端末は、この１番目の下りスロットＴ１（制御チャネル）を受信することで、通信可能な基地局３の設置地点情報とＣＳ−ＩＤとを取得する。
【００２０】
なお、図１に示すように複数の基地局３のゾーン（マイクロセル：電波到達範囲の一部）が重なっている場合、複数の基地局３は、所定数の複数のフレームで構成されるスーパーフレーム毎に、自律分散制御により空きフレームを検出し、この空きフレームの下りスロットＴ１により自局の設置地点情報およびＣＳ−ＩＤを送信する。
これにより、複数の基地局３は、複数のフレームによる複数の下りスロットＴ１を時分割に使用する。
また、複数の基地局３は、それらの複数のゾーンが互いに重なっていたとしても、互いの通信データを衝突させることなく、それぞれの電波到達範囲内に存在する複数のＰＨＳ端末２に対して自局の設置地点情報およびＣＳ−ＩＤを送信できる。
【００２１】
また、ＰＨＳ端末２は、基地局３と通信するために、オープンサーチを実行する。
オープンサーチでは、ＰＨＳ端末２は、所定のオープンサーチ期間において、基地局３の検出処理を実行する。そして、ＰＨＳ端末２は、オープンサーチ期間内に、各基地局３が送信した下りスロットの通信データを受信する。
図２は、図１のＰＨＳ端末２による基地局３のオープンサーチの説明図である。図２において、横軸は時間である。
図２では、ＰＨＳ端末２は、第１基地局ＣＳ１、第２基地局ＣＳ２、第３基地局ＣＳ３および第４基地局ＣＳ４から、下りスロットの通信データを受信する。
なお、ＰＨＳ端末２は、これ以外の基地局からの下りスロットの通信データを受信してもよい。たとえば１フレームが５ｍｓであり、オープンサーチ期間が１．２ｓである場合、ＰＨＳ端末２は、最大で２４０台の基地局３から下りスロットの通信データを受信可能である。
【００２２】
図３は、図１のＰＨＳ端末２のハードウェア構成を示すブロック図である。
ＰＨＳ端末２は、無線通信部（ＲＦ）１１、受信強度取得部（ＲＳＳＩ）１２、操作部（ＫＥＹ）１３、表示部（ＤＩＳＰ）１４、音声モデム部（ＭＯＤＥＭ）１５、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１６、メモリ（ＭＥＭ）１７、およびこれらを接続するシステムバス１８を有する。
【００２３】
無線通信部１１は、基地局３との通信チャネルを確立し、基地局３から割り当てられたスロットを用いて基地局３と通信データを送受する。
そして、無線通信部１１は、ＣＰＵ１６からの入力信号に含まれる通信データを基地局３へ無線送信し、基地局３から受信した通信データを含む信号をＣＰＵ１６へ出力する。
【００２４】
受信強度取得部１２は、無線通信部１１から受信電波に応じた波形の信号が入力される。
受信強度取得部１２は、受信電波のＲＳＳＩ値を生成する。
また、受信強度取得部１２は、無線通信部１１が通信データを送信しているときの無線通信部１１の受信電波のＲＳＳＩ値を生成することにより、自らが送信する電波を含む受信電波のＲＳＳＩ値も生成できる。
そして、受信強度取得部１２は、無線通信部１１がそれぞれの基地局３から受信した電波のＲＳＳＩ値を含む信号をＣＰＵ１６へ出力する。
【００２５】
操作部１３は、図示外の複数の操作キーを有する。
操作キーには、たとえばファンクションキー、電源キー、通話キー、数字キー、文字キー、発信キーなどがある。操作キーは、ＰＨＳ端末２の表面に配置される。
そして、操作部１３は、ユーザにより操作された操作キーに対応する信号をＣＰＵ１６へ出力する。
【００２６】
表示部１４は、図示外のＬＣＤ（Liquid Crystal Display Device）や有機ＥＬ（Electro-Luminescence）デバイスなどを有する。
ＬＣＤまたは、有機ＥＬデバイスは、ＲＧＢの色成分毎に複数の画素（Pixel）がマトリックス配置された構造を有し、ＰＨＳ端末２の表面に配置される。
そして、表示部１４は、ＣＰＵ１６から入力された信号に含まれる表示データを表示する。これにより、表示部１４は、たとえばＰＨＳ端末２の現在位置を示す地図を表示する。
【００２７】
音声モデム部１５は、スピーカ１９およびマイクロフォン２０に接続される。
音声モデム部１５は、マイクロフォン２０に入力された音声をサンプリングし、音声データを含む信号をＣＰＵ１６へ出力する。
また、音声モデム部１５は、ＣＰＵ１６からの入力信号に含まれる音声データによりスピーカ１９を駆動する。これにより、スピーカ１９から音声データに対応する音声が出力される。
【００２８】
メモリ１７は、ＣＰＵ１６が読み込んで実行可能なプログラム、ＣＰＵ１６により読み書きされるデータなどを有する。
メモリ１７に記憶されるデータには、たとえば後述する図４に示すように、受信ＣＳテーブル２１、ＭＡＰデータ２２がある。
【００２９】
受信ＣＳテーブル２１は、後述する図５から図８に示すように、ＰＨＳ端末２が通信可能な複数の基地局３に関する情報が、基地局３毎に登録される。
【００３０】
ＭＡＰデータ２２は、たとえばＰＨＳ端末２の表示部１４に表示可能な表示地図データと、表示地図データに対応づけられた緯度経度データとを含む。
【００３１】
メモリ１７に記憶されたプログラムは、たとえばＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたものをインストールしたものであっても、インターネットなどの伝送媒体を介してダウンロードしたものをインストールしたものであってもよい。
【００３２】
ＣＰＵ１６は、メモリ１７に記憶されるプログラムを読み込んで実行するコンピュータであり、ＰＨＳ端末２の処理部として機能する。
【００３３】
図４に、ＣＰＵ１６がプログラムを実行した場合にＰＨＳ端末２に実現される機能ブロックを示す。
図４は、図１の位置推定システム１の機能ブロック図である。
図４に示すように、ＣＰＵ１６がメモリ１７に記憶されるプログラムを読み込んで実行することにより、ＰＨＳ端末２には、基地局情報取得部（ＧＥＴ＿ＣＳ）３１と、ソート部（ＳＯＲＴＥＲ）３２と、相互距離判定部（ＧＥＮ＿Ｄ）３３と、基地局選択部（ＳＥＬ＿ＣＳ）３４と、位置推定部（ＧＥＮ＿ＰＯＳ）３５と、地図表示制御部（MAP_DISP_CTRL）３６とが実現される。
【００３４】
基地局情報取得部３１は、無線通信部１１および受信強度取得部１２から受信した基地局３に関する情報を取得し、これらの取得情報を受信ＣＳテーブル２１に登録する。
無線通信部１１は、各基地局３から設置地点情報（緯度値、経度値、郵便番号）とＣＳ−ＩＤとを受信する。
受信強度取得部１２は、各基地局３から受信した電波の強度を示すＲＳＳＩ値を生成する。
よって、基地局情報取得部３１は、図５に示すように、受信ＣＳテーブル２１に、受信した基地局３の設置地点情報（緯度値、経度値、郵便番号）と、ＣＳ−ＩＤと、ＲＳＳＩ値とを登録する。
【００３５】
図５から図８に、受信ＣＳテーブル２１のデータ構造を示す。各図において、各行は、基地局３毎のレコードに対応する。
レコードとは、テーブルを構成する単位の一つであり、１件分のデータをいう。
受信ＣＳテーブル２１のデータ構造は、処理段階に応じて図５の状態から図８の状態へ変化する。
図５または図６の受信ＣＳテーブル２１は、基地局毎のレコードに、基地局情報取得部３１により登録された設置地点情報、ＣＳ−ＩＤおよびＲＳＳＩ値を有する。
そして、図５において、複数の基地局のレコードは、受信した順番に並んでいる。
また、図６において、複数の基地局毎のレコードは、ＲＳＳＩ値の大きい順に並んでいる。
図７または図８の受信ＣＳテーブル２１では、図５または、図６の受信ＣＳテーブル２１と比べて、基地局の相互距離の順番の値が追加されている。この相互距離の順番の値は、相互距離判定部３３により登録される。
そして、図７において、複数の基地局のレコードは、図６と同様にＲＳＳＩ値の大きい順に並んでいる。
また、図８において、複数の基地局のレコードは、相互距離の順番の値が小さい順に並んでいる。
【００３６】
ソート部３２は、受信ＣＳテーブル２１の複数のレコードをソートする。
ソート部３２は、受信ＣＳテーブル２１の複数のレコードを、たとえばＲＳＳＩ値の降順にソートする。このソート処理により、図６の受信ＣＳテーブル２１は、図７の状態になる。
また、ソート部３２は、受信ＣＳテーブル２１の複数のレコードを、たとえば基地局３の相互距離の昇順にソートする。このソート処理により、図７の受信ＣＳテーブル２１は、図８の状態になる。
【００３７】
相互距離判定部３３は、受信ＣＳテーブル２１に登録された複数の基地局３の設置地点情報に基づいて、受信ＣＳテーブル２１に登録された複数の基地局３の相互距離を判定する。
相互距離判定部３３は、受信ＣＳテーブル２１に含まれる複数の基地局３の緯度経度値を用いて、受信ＣＳテーブル２１の各レコードに登録された基地局３と、受信ＣＳテーブル２１のたとえば先頭レコードに登録された基地局３との相互距離を演算する。
また、相互距離判定部３３は、複数の基地局３のレコードに対して、相互距離の判定順を登録する。相互距離の判定順の値は、たとえば、判定した相互距離の短いものから順番となる自然数の値であればよい。
このデータ追加処理により、図６の受信ＣＳテーブル２１は、図７の状態へ変化する。
【００３８】
なお、図６の受信ＣＳテーブル２１では、第１基地局ＣＳ１のレコードが先頭レコードである。そのため、相互距離判定部３３は、第１基地局ＣＳ１に対する各基地局３の相互距離を演算する。
また、相互距離判定部３３は、図７の受信ＣＳテーブル２１に示すように、相互距離の値として、第１基地局ＣＳ１のレコードに「０」、第２基地局ＣＳ２のレコードに「２」、第３基地局ＣＳ３のレコードに「３」、第４基地局ＣＳ４のレコードに「１」を登録する。
【００３９】
基地局選択部３４は、基準基地局選択部３４Ａと、近傍基地局選択部３４Ｂとを有する。
基地局選択部３４は、受信ＣＳテーブル２１に登録された複数の基地局３から、三角法の演算に必要となる３台の基地局３を選択する。
具体的には、基地局選択部３４の基準基地局選択部３４Ａは、受信ＣＳテーブル２１において受信強度が最も強い１台の基地局３を選択する。
また、近傍基地局選択部３４Ｂは、基準基地局選択部３４Ａにより選択された基地局３の近くに設置された２台の基地局３を選択する。
これにより、基地局選択部３４は、受信ＣＳテーブル２１の３個のレコードに登録された基地局３を選択する。
そして、基地局選択部３４は、受信ＣＳテーブル２１から、選択した３台の基地局３の設置地点情報、ＣＳ−ＩＤおよびＲＳＳＩ値を取得し、位置推定部３５へ供給する。
【００４０】
位置推定部３５は、３台の基地局３の情報が供給されると、供給された情報を用いて三角法により一意の地点を示す位置情報を生成する。
また、位置推定部３５は、ＰＨＳ端末２の推定した位置の情報を地図表示制御部３６へ供給する。
【００４１】
図９は、ＰＨＳ端末２の現在位置の推定処理の一例を示す説明図である。
図９には、図１に対応するように、ＰＨＳ端末２、建物６、第１基地局ＣＳ１、第２基地局ＣＳ２、第３基地局ＣＳ３、第４基地局ＣＳ４が描画されている。
図９に示すように、位置推定部３５は、選択された第１基地局ＣＳ１、第２基地局ＣＳ２および第４基地局ＣＳ４を、それぞれの緯度値および経度値に基づいて仮想空間にマッピングする。
次に、位置推定部３５は、それぞれの基地局３のマッピング地点を中心として、それぞれの基地局３の電波のＲＳＳＩ値の大きさに略反比例する半径の３個の球面Ｒ（ＣＳ１）、Ｒ（ＣＳ２）、Ｒ（ＣＳ４）を仮想描画する。
次に、位置推定部３５は、３個の球面が交わる位置ＰＳ（Ｉ）の緯度値および経度値を取得する。
この３個の球面が交わる位置ＰＳ（Ｉ）の緯度値および経度値が、ＰＨＳ端末２の現在位置ＰＳ（Ｒ）を示す情報となる。
なお、位置推定部３５は、メモリ１７の記憶領域を用いて、上述した一連の処理を演算処理により実行する。
【００４２】
図１または図９のように、第１基地局ＣＳ１、第２基地局ＣＳ２および第４基地局ＣＳ４は、それぞれの見通し電波がＰＨＳ端末２により受信されている。
そのため、ＰＨＳ端末２は、それぞれの基地局３から、ＰＨＳ端末２と基地局３との距離に応じて減衰した電波を受信している。
そして、各基地局３からの受信電波のＲＳＳＩ値は、ＰＨＳ端末２と基地局３との距離に応じて小さくなった値になる。
よって、第１基地局ＣＳ１の球面Ｒ（ＣＳ１）の半径、第２基地局ＣＳ２の球面Ｒ（ＣＳ２）の半径、および第４基地局ＣＳ４の球面Ｒ（ＣＳ４）の半径は、それぞれの距離に基づく減衰量に反比例した値となる。
また、これらの球面の交点であるＰＨＳ端末２の推定位置ＰＳ（Ｉ）は、図９に示すように、ＰＨＳ端末２の現実の位置ＰＳ（Ｒ）と一致する。
【００４３】
地図表示制御部３６は、ＰＨＳ端末２の推定位置ＰＳ（Ｉ）の情報に基づいて、ＭＡＰデータ２２から現在位置を含む地域の表示地図データを読み込む。
また、地図表示制御部３６は、読み込んだ表示地図データに基づく地図を表示部１４に表示させる。
また、地図表示制御部３６は、たとえば、操作部１３に対して地図の表示範囲をスクロールする操作がなされると、それに応じた地域の表示地図データを読み込み、読み込んだ地図を表示部１４に表示させる。
【００４４】
次に、図１に示す位置推定システム１の動作を説明する。
図１０は、図１のＰＨＳ端末２による現在位置の推定処理および周辺地図の表示処理のフローチャートである。
【００４５】
図１０において、ＰＨＳ端末２は、周辺の基地局３を検出するオープンサーチを実行する（ステップＳ１）。
オープンサーチでは、ＰＨＳ端末２の無線通信部１１は、スーパーフレームの期間、複数の基地局３が時分割で送信する下りスロットＴ１の通信データを受信する。
そして、無線通信部１１は、各基地局３から下りスロットＴ１の通信データを受信すると、受信した基地局３の設置地点情報およびＣＳ−ＩＤを基地局情報取得部３１へ出力する。
また、受信強度取得部１２は、各下りスロットＴ１の期間でのＲＳＳＩ値を取得する。
受信強度取得部１２は、取得したＲＳＳＩ値を基地局情報取得部３１へ出力する。
【００４６】
受信した基地局３の情報とＲＳＳＩ値とが入力されると、基地局情報取得部３１は、入力された情報をメモリ１７に登録する。
これにより、メモリ１７には、オープンサーチにより検出した複数の基地局３の取得情報とＲＳＳＩ値とが蓄積される。メモリ１７には、たとえば図５に示す受信ＣＳテーブル２１が記憶される（ステップＳ２）。
この時点の受信ＣＳテーブル２１では、複数の基地局３のレコード（情報）は、検出した順番に並んでいる。
【００４７】
オープンサーチが終了すると、ソート部３２は、受信ＣＳテーブル２１中の複数の基地局３のレコードを、ＲＳＳＩ値の大きい順番に並べ替える（ステップＳ３）。
これにより、受信ＣＳテーブル２１のデータ構造は、図６の状態に変化する。
また、ソート部３２は、並べ替え後の先頭レコードの基地局３を最大強度基地局（基準基地局）３として選択する（ステップＳ４）。
【００４８】
受信ＣＳテーブル２１の複数のレコードがＲＳＳＩ値の降順に並べ替えられると、相互距離判定部３３は、最大強度基地局３に対する各基地局３の相互距離を判定する（ステップＳ５）。
相互距離判定部３３は、受信ＣＳテーブル２１の先頭レコードに含まれる緯度値および経度値と、各レコードに含まれる緯度値および経度値とから２つの基地局３の相互距離を演算する。
また、相互距離判定部３３は、複数の基地局についての相互距離に基づいて、受信ＣＳテーブル２１の各レコードに、相互距離の順番を示すデータを追加する。
これにより、たとえば図７に示す受信ＣＳテーブル２１が生成される。図７の受信ＣＳテーブル２１では、最大強度基地局３との相互距離が小さい基地局３には、相互距離が大きい基地局３より小さい値の自然数が割り当てられている。
【００４９】
受信ＣＳテーブル２１に相互距離データが追加されると、ソート部３２は、二回目のソート処理を実行する。
この二回目のソート処理では、ソート部３２は、受信ＣＳテーブル２１中の複数の基地局３のレコードを、相互距離の値が小さい順番に並べ替える（ステップＳ６）。
これにより、受信ＣＳテーブル２１は、たとえば図８に示すデータ構造に変化する。
図８では、受信強度の降順では、４番目である第４基地局ＣＳ４が、最大強度基地局３である第１基地局ＣＳ１の最も近くに位置するために、二番目のレコードとされている。
また、受信強度の降順では、３番目である第３基地局ＣＳ３が、最大強度基地局３である第１基地局ＣＳ１から最も遠く位置するために、四番目のレコードとされている。
【００５０】
受信ＣＳテーブル２１の複数の基地局のレコードが相互距離の昇順に並べ替えられると、基地局選択部３４は、受信ＣＳテーブル２１に登録された複数の基地局３から、三角法の演算に必要となる３台の基地局３を選択する（ステップＳ７）。
具体的には、基地局選択部３４は、受信ＣＳテーブル２１の先頭から３つのレコードに登録された基地局３を選択する。これにより、基準基地局選択部３４Ａは、受信ＣＳテーブル２１の先頭のレコードに登録された基地局３を選択し、近傍基地局選択部３４Ｂは、受信ＣＳテーブル２１の２番目および３番目のレコードに登録された２台の基地局３を選択する。
そして、基地局選択部３４は、受信ＣＳテーブル２１から、選択した３台の基地局３の緯度値、経度値およびＲＳＳＩ値を取得し、位置推定部３５へ供給する。
【００５１】
選択された３台の基地局３の緯度値、経度値およびＲＳＳＩ値が供給されると、位置推定部３５は、これらの情報を用いて三角法により一意の地点を示す位置情報を生成する（ステップＳ８）。
また、位置推定部３５は、生成した位置情報を地図表示制御部３６へ供給する。
【００５２】
推定された現在の位置情報が供給されると、地図表示制御部３６は、供給された位置情報を用いて、その位置を含む周辺地図の表示地図データをＭＡＰデータ２２から取得する（ステップＳ９）。
また、地図表示制御部３６は、取得した表示地図データに基づく地図を表示部１４に表示させる（ステップＳ１０）。
これにより、表示部１４には、推定されたＰＨＳ端末２の現在位置を含む周辺地図が表示される。
【００５３】
図１１は、比較例に係るＰＨＳ端末２の現在位置の推定処理の一例を示す説明図である。
図１１には、図９と同様に、図１中のＰＨＳ端末２、建物６、第１基地局ＣＳ１、第２基地局ＣＳ２、第３基地局ＣＳ３、第４基地局ＣＳ４が描画されている。
【００５４】
図１１の比較例では、基地局選択部３４は、図６の受信ＣＳテーブル２１の先頭の３つのレコードの基地局３の情報を選択する。
図６の受信ＣＳテーブル２１では、複数の基地局３のレコードは、ＲＳＳＩ値の大きい順番に並んでいる。
そのため、基地局選択部３４は、第１基地局ＣＳ１、第２基地局ＣＳ２および第３基地局ＣＳ３を選択する。
選択された３台の基地局３には、第３基地局ＣＳ３が含まれている。
【００５５】
そして、第３基地局ＣＳ３のＲＳＳＩ値は、第３基地局ＣＳ３とＰＨＳ端末２との間が建物６で遮蔽されているため、見通し電波がＰＨＳ端末２により受信される場合に比べて、受信電波の強度が減衰している。
そのため、第３基地局ＣＳ３のＲＳＳＩ値は、第３基地局ＣＳ３とＰＨＳ端末２との実際の距離よりも遠方にＰＨＳ端末２が位置することを示す値になる。
また、位置推定部３５が仮想空間にマッピングする第３基地局ＣＳ３を中心とする球面Ｒ（ＣＳ３）の半径も大きくなる。
その結果、図１１に示すように、位置推定部３５により推定されるＰＨＳ端末２の現在位置ＰＳ（Ｉ）は、現実のＰＨＳ端末２の現在位置ＰＳ（Ｒ）から離れた位置となる。
推定されるＰＨＳ端末２の現在位置ＰＳ（Ｉ）は、実際の位置ＰＳ（Ｒ）から大きくずれた誤った位置になる。
【００５６】
これに対して、本実施の形態に係る位置推定システム１では、基地局選択部３４は、図８の受信ＣＳテーブル２１に基づいて、ＲＳＳＩ値が最大となる最大強度基地局３と、その最大強度基地局３の近くの２つの基地局３とを選択する。
最大強度基地局３は、ＲＳＳＩ値が最も大きい基地局３であるため、建物６などの電波遮蔽物による影響を受けていない基地局３である可能性が極めて高い。
また、最大強度基地局３の近くに設置された基地局３は、図１に示すようにＰＨＳ端末２から見て最大強度基地局３と同じ方向に位置する。
そのため、最大強度基地局３の近くに設置された基地局３の電波の伝搬環境は、最大強度基地局３の電波の伝搬環境と略同じであると考えることができ、建物６などの電波遮蔽物による影響を受けていない基地局３である可能性が高い。
【００５７】
そして、本実施の形態に係る位置推定システム１では、電波遮蔽物による影響を受けた第３基地局ＣＳ３の換わりに、電波遮蔽物による影響を受けていない第４基地局ＣＳ４を選択し、ＰＨＳ端末２の推定位置ＰＳ（Ｉ）は、図９に示すように現実の位置ＰＳ（Ｒ）と一致する。
【００５８】
ところで、ＰＨＳ端末２を用いた無線通信システムでは、複数の基地局３のゾーンが数百メートル単位でマイクロセル化され、互いに密に重なり合っている。
そのため、ＰＨＳ端末２は、一般的に、位置推定に必要とされる３個より多い４個以上の基地局３から通信データを受信できる。
【００５９】
また、ＰＨＳ端末２を用いた無線通信システムでは、基地局３とＰＨＳ端末２との通信にマイクロセルに適した小電力電波を使用する。
そのため、数キロメートル単位で複数の基地局３が設置されて大電力電波を使用する携帯電話機を用いた無線通信システムと比べて、建物６などの電波遮蔽物の影響による電波の減衰の影響が大きい。
つまり、携帯電話機を用いた無線通信システムでは、携帯電話機が受信する電波は、すべて、何らかの電波遮蔽物の影響を必ず受けていると一般的に考えられるが、ＰＨＳ端末２を用いた無線通信システムでは、ＰＨＳ端末２が受信する電波は、電波遮蔽物の影響を受けている電波と、影響を受けていない電波とが混在する場合が多い。
【００６０】
そして、本実施の形態に係る位置推定システム１は、これらのＰＨＳ端末２を用いた無線通信システムに特有の通信環境において、端末位置の推定位置精度（確度）を向上することができる。
【００６１】
たとえば、本実施の形態に係る位置推定システム１は、受信電波の強度が最も強い前記基準基地局と、基準基地局の近傍にある近傍基地局とを選択する。
よって、無線通信部１１が、電波障害物を隔ててＰＨＳ端末２へ自局の位置情報を含む無線電波を送信する基地局３であって、ＰＨＳ端末２における受信電波の受信強度の大きさの順番において選択され得る順番に含まれる基地局３と、電波障害物を隔てないでＰＨＳ端末２へ自局の位置情報を含む無線電波を送信する選択数と同数の基地局３とから無線電波を受信した場合、位置推定システム１は、電波障害物を隔てて無線電波を送信する基地局３を含まない複数の基地局３を選択できる。
また、位置推定システム１は、選択した電波障害物を隔てないで無線電波を送信する複数の基地局３から、ＰＨＳ端末２の位置を精度よく推定できる。
【００６２】
以上の実施形態は、本発明の好適な実施形態であるが、本発明は、これに限定されることなく、種々の変形または変更が可能である。
【００６３】
たとえば、上記実施の形態では、ＰＨＳ端末２に、基地局情報取得部３１、ソート部３２、相互距離判定部３３、基地局選択部３４、位置推定部３５、および地図表示制御部３６が実現されている。
また、ＰＨＳ端末２のメモリ１７は、受信ＣＳテーブル２１およびＭＡＰデータ２２を記憶する。
【００６４】
これらの機能およびデータの一部は、複数の基地局３と通信網を介して接続され、ＰＨＳ端末２と通信可能なサーバ装置において実現されていてもよい。
この場合、ＰＨＳ端末２の無線通信部１１は、サーバ装置で処理するデータを基地局３へ送信し、基地局３は、受信した通信データを通信網を介してサーバ装置へ送信する。
また、サーバ装置は、処理後のデータを通信網を介して基地局３へ送信し、基地局３は、サーバ装置から受信した通信データをＰＨＳ端末２の無線通信部１１へ送信する。
【００６５】
たとえばＭＡＰデータ２２が日本全国などのデータである場合、そのデータ量が膨大であるため、ＭＡＰデータ２２はサーバ装置に設けるとよい。
この場合、ＰＨＳ端末２は、選択した３つの基地局３の情報をサーバ装置へ送信する。
また、サーバ装置は、受信した３つの基地局３の情報からＰＨＳ端末２の位置を推定し、ＭＡＰデータ２２から表示する周辺地域の地図データを取得し、ＰＨＳ端末２へ送信する。
【００６６】
なお、ＰＨＳ端末２からサーバ装置へ送信する基地局３の情報は、基地局３の緯度経度値の換わりに、基地局３のＣＳ−ＩＤであってもよい。
この場合、サーバ装置は、複数の基地局３のＣＳ−ＩＤに緯度経度値を対応付けたテーブルを備え、このテーブルで受信したＣＳ−ＩＤを検索すればよい。
【００６７】
ただし、上記実施の形態では、受信から表示までのすべての機能をＰＨＳ端末２に設けている。
そのため、上記実施の形態では、通信データが発生しない。
その結果、上記実施の形態では、基地局３やサーバ装置の負担、ネットワークトラフィックの軽減、システム負荷の軽減を図ることができる。
【００６８】
上記実施の形態では、位置推定部３５は、選択された３つの基地局３の緯度値、経度値およびＲＳＳＩ値に基づいて三角法により、ＰＨＳ端末２の現在位置を推定している。
この他にもたとえば、位置推定部３５は、選択された複数の基地局３の郵便番号に基づいてＰＨＳ端末２の現在位置を推定してもよい。
また、選択する基地局３は、２個以下でも、または４個以上でもよい。
【００６９】
郵便番号に基づいてＰＨＳ端末２の現在位置を推定する場合、位置推定部３５は、以下のように現在位置を推定すればよい。
たとえば、選択された複数の基地局３の郵便番号がすべて一致する場合、位置推定部３５は、その郵便番号の地区内の１つの地点位置を推定する。
また、地図表示制御部３６は、その地区全体を表示する周辺地図をＰＨＳ端末２の表示部１４に表示すればよい。
【００７０】
また、選択された複数の基地局３の郵便番号のすべてが固有の建物６に割り当てられた番号である場合、位置推定部３５は、三角法などによりその複数の建物６の位置からＰＨＳ端末２の現在位置を推定する。
また、地図表示制御部３６は、推定した地点の周辺地図をＰＨＳ端末２の表示部１４に表示すればよい。
【００７１】
上記実施の形態では、位置推定システム１は、ＰＨＳ端末２の自位置を推定している。
この他にもたとえば、位置推定システム１は、ＰＨＳ端末２以外の携帯電話機、通信機能を有するＰＤＡ（Personal Data Assistant）、通信機能を有する携帯ゲーム機器、通信機能を有するパーソナルコンピュータの自位置を推定してもよい。
【００７２】
上記実施の形態では、複数の基地局３は、スーパーフレーム毎に空いている下りスロットＴ１を時分割多重で用いて、基地局３の情報をＰＨＳ端末２へ送信している。
この他にもたとえば、複数の基地局３は、周波数分割多重方式などによりそれぞれの基地局３の情報を多重化して送信してもよい。
この場合、ＰＨＳ端末２では、無線通信部１１が受信した電波の信号をバンドパスフィルタでフィルタリングし、受信強度取得部１２がフィルタリング後の信号に基づいて各基地局３の受信電波のＲＳＳＩ値を生成すればよい。
これにより、受信強度取得部１２は、基地局３毎の受信電波のＲＳＳＩ値を得ることができる。
【００７３】
上記実施の形態では、ＰＨＳ端末２は、受信強度取得部１２をハードウェアとして備え、基地局情報取得部３１、ソート部３２、相互距離判定部３３、基地局選択部３４、位置推定部３５、および地図表示制御部３６がソフトウェアとして実現されている。
この他にもたとえば、これらの全ての機能がハードウェアにより実現されていても、これらの全ての機能がソフトウェアにより実現されていてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１…位置推定システム、２…ＰＨＳ端末（無線通信端末）、３…基地局（ＣＳ）、６…建物（電波障害物）、１１…無線通信部、１２…受信強度取得部、１６…ＣＰＵ（制御部）、２１…受信ＣＳテーブル（受信基地局テーブル）、３１…基地局情報取得部、３２…ソート部、３３…相互距離判定部、３４…基地局選択部、３４Ａ…基準基地局選択部、３４Ｂ…近傍基地局選択部、３５…位置推定部、３６…地図表示制御部、ＲＳＳＩ値…受信強度、ＣＳ１…第１基地局（最大強度基地局、基準基地局）、ＣＳ２…第２基地局（近傍基地局）、ＣＳ３…第３基地局（電波遮蔽物により隔てられた基地局）、ＣＳ４…第４基地局（近傍基地局）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信端末の位置を推定するための基地局の選択方法および無線通信端末
に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、基地局識別情報と対応付けされたＧＰＳ（Global Positioning System）位置情報のデータベースを容易に作成可能な位置情報収集端末を開示する。
特許文献１のように、基地局識別情報とＧＰＳ位置情報とを対応付けることにより、基地局の位置情報を得ることができる。
そして、特許文献１では、収集した基地局の位置情報から、位置情報収集端末の位置情報を得ることが可能である。
【０００３】
また、ＰＨＳ（Personal Handy Phone）端末を用いた無線通信システムでは、基地局がＰＨＳ端末へ基地局の位置情報を送信する。
この場合にも、受信した基地局の位置情報から、ＰＨＳ端末の位置情報を得ることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−０６１１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＰＨＳ端末などの無線通信端末の正確な位置情報を得ようとした場合、無線通信システムは、三角法などにより無線通信端末の位置を演算する必要がある。
この三角法などの演算では、基地局の位置情報の他に、複数の基地局から無線通信端末までの距離を示す情報が必要である。
【０００６】
無線通信端末において、基地局と無線通信端末との距離を示す情報として利用可能な情報としては、たとえばＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）値がある。
ＲＳＳＩ値は、無線通信端末が受信した各基地局からの受信電波の受信強度を示す値である。
電波は、伝搬距離に応じて減衰するので、ＲＳＳＩ値は、基地局から無線通信端末までの伝搬距離を示す情報として利用できる。
【０００７】
しかしながら、基地局から無線通信端末までの電波の伝搬環境は、理想的な伝搬環境に限らない。たとえば、基地局が送信した電波は建物などで遮蔽され、建物で回折した電波が無線通信端末により受信される場合もある。
この場合、受信電波の受信強度の値は、無線通信端末が基地局から直接に見通しの電波を受信した場合に比べて小さい。また、受信電波の受信強度の値は、基地局から無線通信端末までの直線的な伝搬距離を示す値ではなくなる。
その結果、この受信強度を用いて演算した無線通信端末の位置は、無線通信端末の実際の位置とずれる。推定した端末位置の誤差は、大きくなる。
【０００８】
本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであり、端末位置の推定位置精度を改善できる基地局の選択方法および無線通信端末を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点の基地局の選択方法は、無線通信端末の位置を推定するための基地局の選択方法であって、前記無線通信端末において、前記複数の基地局から、前記複数の基地局それぞれの位置情報を含む電波を受信するステップと、前記複数の基地局から受信する基地局毎の受信電波について、前記無線通信端末での受信強度を取得する受信強度取得ステップと、前記電波を受信した複数の基地局の位置情報と受信電波の強度とを、受信基地局テーブルに登録するステップと、前記受信基地局テーブルに含まれる複数の基地局の情報を、受信電波の強度の大きい順番にソートする第１ソートステップと、前記第１ソートステップにより処理された後の前記受信基地局テーブルの先頭の基地局を基準基地局として選択する基準基地局選択ステップと、前記第１ソートステップにより処理された後の前記受信基地局テーブルにおいて、前記受信基地局テーブルの先頭の基地局と各基地局との相互距離を判定する相互距離判定ステップと、前記相互距離判定ステップにより判定された相互距離の順番の値を、前記受信基地局テーブルの複数の基地局それぞれについて追加するステップと、前記受信基地局テーブルに含まれる複数の基地局の情報を、相互距離の順番の値が小さい順番にソートする第２ソートステップと、前記第２ソートステップにより処理された後の前記受信基地局テーブルにおいて、２番目から所定の順番までの基地局を近傍基地局として選択する近傍基地局選択ステップとを有し、前記受信電波の強度が最も強い前記基準基地局と、前記基準基地局の近傍にある前記近傍基地局とを、前記無線通信端末の位置を推定するための複数の基地局として選択する。
【００１０】
好適には、前記受信ステップは、前記複数の基地局それぞれの位置情報として郵便番号を受信してもよい。
【００１１】
本発明の第２の観点の無線通信端末は、前記複数の基地局から、前記複数の基地局それぞれの位置情報を含む電波を受信する無線通信部と、前記無線通信部が前記複数の基地局から受信した基地局毎の受信電波の受信強度を取得する受信強度取得部と、前記無線通信部が電波を受信した前記複数の基地局から、前記受信強度取得部により取得された前記受信電波の強度が最も強い１つの基地局を、基準基地局として選択する基準基地局選択部と、前記無線通信部が電波を受信した前記複数の基地局から、前記基準基地局の近傍にある基地局を、近傍基地局として選択する近傍基地局選択部とを有し、前記受信電波の強度が最も強い前記基準基地局と、前記基準基地局の近傍にある前記近傍基地局とを、前記無線通信端末の位置を推定するための複数の基地局として選択する。
【００１２】
好適には、前記近傍基地局選択部は、前記基準基地局の近傍にある２台の基地局を近傍基地局として選択し、当該無線通信端末は、前記基準基地局の前記位置情報および前記受信強度と、前記２台の近傍基地局の前記位置情報および前記受信強度とに基づいて、当該無線通信端末の位置を推定する位置推定部を有してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、無線通信端末の位置を推定するための基地局として、受信電波の強度が最も強い基準基地局と、基準基地局の近傍にある近傍基地局とを選択できる。
よって、本発明では、複数の基地局に基づいて得られる端末位置の誤差を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る位置推定システムの構成図である。
【図２】図２は、図１のＰＨＳ端末による基地局のオープンサーチの説明図である。
【図３】図３は、図１のＰＨＳ端末のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、図１の位置推定システムの機能ブロック図である。
【図５】図５は、生成時の受信ＣＳテーブルのデータ構造の説明図である。
【図６】図６は、１回目のソート処理後の受信ＣＳテーブルのデータ構造の説明図である。
【図７】図７は、相互距離付加後の受信ＣＳテーブルのデータ構造の説明図である。
【図８】図８は、２回目のソート処理後の受信ＣＳテーブルのデータ構造の説明図である。
【図９】図９は、ＰＨＳ端末の位置推定処理の一例を示す説明図である。
【図１０】図１０は、図１のＰＨＳ端末の処理のフローチャートである。
【図１１】図１１は、比較例に係るＰＨＳ端末の位置推定処理の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信端末の位置推定システム１のシステム構成図である。図１では、無線通信端末として、ＰＨＳ端末２が図示されている。
位置推定システム１は、ＰＨＳ端末２と、複数の基地局３とを有する。
図１には、ＰＨＳ端末２と通信可能な複数の基地局３として、第１基地局ＣＳ１、第２基地局ＣＳ２、第３基地局ＣＳ３および第４基地局ＣＳ４が図示されている。
この位置推定システム１において、ＰＨＳ端末２は、複数の基地局３からそれぞれの設置地点を示す設置地点情報を受信し、受信した複数の基地局３の設置地点情報からＰＨＳ端末２の現在位置を推定し、推定した位置の周辺地図を表示する。
【００１７】
第１基地局ＣＳ１、第２基地局ＣＳ２、第３基地局ＣＳ３および第４基地局ＣＳ４は、それぞれの設置地点を示す設置地点情報と、基地局３毎に固有のＣＳ−ＩＤ（Cell Station IDentification number）とを有する。
たとえば、図１中の第１基地局ＣＳ１は、設置地点情報として、第１基地局ＣＳ１が設置された地点の緯度値「Ｎ１」、経度値「Ｅ１」、および郵便番号「１１１−１１１１」を有する。
第２基地局ＣＳ２は、設置地点情報として、第２基地局ＣＳ２が設置された地点の緯度値「Ｎ２」、経度値「Ｅ２」、および郵便番号「１１１−２２２２」を有する。
第３基地局ＣＳ３は、設置地点情報として、第３基地局ＣＳ３が設置された地点の緯度値「Ｎ３」、経度値「Ｅ３」、および郵便番号「１１１−３３３３」を有する。
第４基地局ＣＳ４は、設置地点情報として、第４基地局ＣＳ４が設置された地点の緯度値「Ｎ４」、経度値「Ｅ４」、および郵便番号「１１１−４４４４」を有する。
なお、緯度値および経度値は、ＧＰＳなどで使用される世界測地系の緯度経度値であっても、日本工業規格で規定される緯度経度値であってもよい。また、緯度値および経度値は、位置推定システム１において独自に設定した値でもよい。
また、日本の郵便番号は、７桁である。日本の７桁の郵便番号では、町単位、ビル単位で異なる番号が割り当てられている。
【００１８】
図１において、ＰＨＳ端末２は、建物６内に位置する。
第１基地局ＣＳ１、第２基地局ＣＳ２、第３基地局ＣＳ３および第４基地局ＣＳ４は、建物６の外に設置されている。
そのため、第１基地局ＣＳ１、第２基地局ＣＳ２および第３基地局ＣＳ３は、建物６の窓７を通じてＰＨＳ端末２と見通し電波で通信する。
これに対して、第４基地局ＣＳ４は、建物６の壁８により電波遮蔽されているため、図１中の点線で示した見通しの電波ではなく、図１中に実線で示した回折電波によりＰＨＳ端末２と通信する。回折電波の受信強度は、見通し電波の受信強度より減衰する。
【００１９】
基地局３とＰＨＳ端末２とは、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ（時間分割多重アクセス／時間分割複信）方式により通信データを送受する。
複数の基地局３は、自律分散制御によりＰＨＳ端末２と送受する通信データを制御する。
ＴＤＤ方式で通信データを送受する基地局３とＰＨＳ端末２とは、４個の下りスロットと４個の上りスロットで構成されるフレーム単位で双方向通信する。
上りスロットは、ＰＨＳ端末２から基地局３へ通信データを送信するスロットである。
下りスロットは、基地局３からＰＨＳ端末２へ通信データを送信するスロットである。
下りスロットの通信データには、たとえば基地局３の設置地点情報、ＣＳ−ＩＤなどの情報が含まれる。
そして、ＰＨＳ端末は、この１番目の下りスロットＴ１（制御チャネル）を受信することで、通信可能な基地局３の設置地点情報とＣＳ−ＩＤとを取得する。
【００２０】
なお、図１に示すように複数の基地局３のゾーン（マイクロセル：電波到達範囲の一部）が重なっている場合、複数の基地局３は、所定数の複数のフレームで構成されるスーパーフレーム毎に、自律分散制御により空きフレームを検出し、この空きフレームの下りスロットＴ１により自局の設置地点情報およびＣＳ−ＩＤを送信する。
これにより、複数の基地局３は、複数のフレームによる複数の下りスロットＴ１を時分割に使用する。
また、複数の基地局３は、それらの複数のゾーンが互いに重なっていたとしても、互いの通信データを衝突させることなく、それぞれの電波到達範囲内に存在する複数のＰＨＳ端末２に対して自局の設置地点情報およびＣＳ−ＩＤを送信できる。
【００２１】
また、ＰＨＳ端末２は、基地局３と通信するために、オープンサーチを実行する。
オープンサーチでは、ＰＨＳ端末２は、所定のオープンサーチ期間において、基地局３の検出処理を実行する。そして、ＰＨＳ端末２は、オープンサーチ期間内に、各基地局３が送信した下りスロットの通信データを受信する。
図２は、図１のＰＨＳ端末２による基地局３のオープンサーチの説明図である。図２において、横軸は時間である。
図２では、ＰＨＳ端末２は、第１基地局ＣＳ１、第２基地局ＣＳ２、第３基地局ＣＳ３および第４基地局ＣＳ４から、下りスロットの通信データを受信する。
なお、ＰＨＳ端末２は、これ以外の基地局からの下りスロットの通信データを受信してもよい。たとえば１フレームが５ｍｓであり、オープンサーチ期間が１．２ｓである場合、ＰＨＳ端末２は、最大で２４０台の基地局３から下りスロットの通信データを受信可能である。
【００２２】
図３は、図１のＰＨＳ端末２のハードウェア構成を示すブロック図である。
ＰＨＳ端末２は、無線通信部（ＲＦ）１１、受信強度取得部（ＲＳＳＩ）１２、操作部（ＫＥＹ）１３、表示部（ＤＩＳＰ）１４、音声モデム部（ＭＯＤＥＭ）１５、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１６、メモリ（ＭＥＭ）１７、およびこれらを接続するシステムバス１８を有する。
【００２３】
無線通信部１１は、基地局３との通信チャネルを確立し、基地局３から割り当てられたスロットを用いて基地局３と通信データを送受する。
そして、無線通信部１１は、ＣＰＵ１６からの入力信号に含まれる通信データを基地局３へ無線送信し、基地局３から受信した通信データを含む信号をＣＰＵ１６へ出力する。
【００２４】
受信強度取得部１２は、無線通信部１１から受信電波に応じた波形の信号が入力される。
受信強度取得部１２は、受信電波のＲＳＳＩ値を生成する。
また、受信強度取得部１２は、無線通信部１１が通信データを送信しているときの無線通信部１１の受信電波のＲＳＳＩ値を生成することにより、自らが送信する電波を含む受信電波のＲＳＳＩ値も生成できる。
そして、受信強度取得部１２は、無線通信部１１がそれぞれの基地局３から受信した電波のＲＳＳＩ値を含む信号をＣＰＵ１６へ出力する。
【００２５】
操作部１３は、図示外の複数の操作キーを有する。
操作キーには、たとえばファンクションキー、電源キー、通話キー、数字キー、文字キー、発信キーなどがある。操作キーは、ＰＨＳ端末２の表面に配置される。
そして、操作部１３は、ユーザにより操作された操作キーに対応する信号をＣＰＵ１６へ出力する。
【００２６】
表示部１４は、図示外のＬＣＤ（Liquid Crystal Display Device）や有機ＥＬ（Electro-Luminescence）デバイスなどを有する。
ＬＣＤまたは、有機ＥＬデバイスは、ＲＧＢの色成分毎に複数の画素（Pixel）がマトリックス配置された構造を有し、ＰＨＳ端末２の表面に配置される。
そして、表示部１４は、ＣＰＵ１６から入力された信号に含まれる表示データを表示する。これにより、表示部１４は、たとえばＰＨＳ端末２の現在位置を示す地図を表示する。
【００２７】
音声モデム部１５は、スピーカ１９およびマイクロフォン２０に接続される。
音声モデム部１５は、マイクロフォン２０に入力された音声をサンプリングし、音声データを含む信号をＣＰＵ１６へ出力する。
また、音声モデム部１５は、ＣＰＵ１６からの入力信号に含まれる音声データによりスピーカ１９を駆動する。これにより、スピーカ１９から音声データに対応する音声が出力される。
【００２８】
メモリ１７は、ＣＰＵ１６が読み込んで実行可能なプログラム、ＣＰＵ１６により読み書きされるデータなどを有する。
メモリ１７に記憶されるデータには、たとえば後述する図４に示すように、受信ＣＳテーブル２１、ＭＡＰデータ２２がある。
【００２９】
受信ＣＳテーブル２１は、後述する図５から図８に示すように、ＰＨＳ端末２が通信可能な複数の基地局３に関する情報が、基地局３毎に登録される。
【００３０】
ＭＡＰデータ２２は、たとえばＰＨＳ端末２の表示部１４に表示可能な表示地図データと、表示地図データに対応づけられた緯度経度データとを含む。
【００３１】
メモリ１７に記憶されたプログラムは、たとえばＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたものをインストールしたものであっても、インターネットなどの伝送媒体を介してダウンロードしたものをインストールしたものであってもよい。
【００３２】
ＣＰＵ１６は、メモリ１７に記憶されるプログラムを読み込んで実行するコンピュータであり、ＰＨＳ端末２の処理部として機能する。
【００３３】
図４に、ＣＰＵ１６がプログラムを実行した場合にＰＨＳ端末２に実現される機能ブロックを示す。
図４は、図１の位置推定システム１の機能ブロック図である。
図４に示すように、ＣＰＵ１６がメモリ１７に記憶されるプログラムを読み込んで実行することにより、ＰＨＳ端末２には、基地局情報取得部（ＧＥＴ＿ＣＳ）３１と、ソート部（ＳＯＲＴＥＲ）３２と、相互距離判定部（ＧＥＮ＿Ｄ）３３と、基地局選択部（ＳＥＬ＿ＣＳ）３４と、位置推定部（ＧＥＮ＿ＰＯＳ）３５と、地図表示制御部（MAP_DISP_CTRL）３６とが実現される。
【００３４】
基地局情報取得部３１は、無線通信部１１および受信強度取得部１２から受信した基地局３に関する情報を取得し、これらの取得情報を受信ＣＳテーブル２１に登録する。
無線通信部１１は、各基地局３から設置地点情報（緯度値、経度値、郵便番号）とＣＳ−ＩＤとを受信する。
受信強度取得部１２は、各基地局３から受信した電波の強度を示すＲＳＳＩ値を生成する。
よって、基地局情報取得部３１は、図５に示すように、受信ＣＳテーブル２１に、受信した基地局３の設置地点情報（緯度値、経度値、郵便番号）と、ＣＳ−ＩＤと、ＲＳＳＩ値とを登録する。
【００３５】
図５から図８に、受信ＣＳテーブル２１のデータ構造を示す。各図において、各行は、基地局３毎のレコードに対応する。
レコードとは、テーブルを構成する単位の一つであり、１件分のデータをいう。
受信ＣＳテーブル２１のデータ構造は、処理段階に応じて図５の状態から図８の状態へ変化する。
図５または図６の受信ＣＳテーブル２１は、基地局毎のレコードに、基地局情報取得部３１により登録された設置地点情報、ＣＳ−ＩＤおよびＲＳＳＩ値を有する。
そして、図５において、複数の基地局のレコードは、受信した順番に並んでいる。
また、図６において、複数の基地局毎のレコードは、ＲＳＳＩ値の大きい順に並んでいる。
図７または図８の受信ＣＳテーブル２１では、図５または、図６の受信ＣＳテーブル２１と比べて、基地局の相互距離の順番の値が追加されている。この相互距離の順番の値は、相互距離判定部３３により登録される。
そして、図７において、複数の基地局のレコードは、図６と同様にＲＳＳＩ値の大きい順に並んでいる。
また、図８において、複数の基地局のレコードは、相互距離の順番の値が小さい順に並んでいる。
【００３６】
ソート部３２は、受信ＣＳテーブル２１の複数のレコードをソートする。
ソート部３２は、受信ＣＳテーブル２１の複数のレコードを、たとえばＲＳＳＩ値の降順にソートする。このソート処理により、図６の受信ＣＳテーブル２１は、図７の状態になる。
また、ソート部３２は、受信ＣＳテーブル２１の複数のレコードを、たとえば基地局３の相互距離の昇順にソートする。このソート処理により、図７の受信ＣＳテーブル２１は、図８の状態になる。
【００３７】
相互距離判定部３３は、受信ＣＳテーブル２１に登録された複数の基地局３の設置地点情報に基づいて、受信ＣＳテーブル２１に登録された複数の基地局３の相互距離を判定する。
相互距離判定部３３は、受信ＣＳテーブル２１に含まれる複数の基地局３の緯度経度値を用いて、受信ＣＳテーブル２１の各レコードに登録された基地局３と、受信ＣＳテーブル２１のたとえば先頭レコードに登録された基地局３との相互距離を演算する。
また、相互距離判定部３３は、複数の基地局３のレコードに対して、相互距離の判定順を登録する。相互距離の判定順の値は、たとえば、判定した相互距離の短いものから順番となる自然数の値であればよい。
このデータ追加処理により、図６の受信ＣＳテーブル２１は、図７の状態へ変化する。
【００３８】
なお、図６の受信ＣＳテーブル２１では、第１基地局ＣＳ１のレコードが先頭レコードである。そのため、相互距離判定部３３は、第１基地局ＣＳ１に対する各基地局３の相互距離を演算する。
また、相互距離判定部３３は、図７の受信ＣＳテーブル２１に示すように、相互距離の値として、第１基地局ＣＳ１のレコードに「０」、第２基地局ＣＳ２のレコードに「２」、第３基地局ＣＳ３のレコードに「３」、第４基地局ＣＳ４のレコードに「１」を登録する。
【００３９】
基地局選択部３４は、基準基地局選択部３４Ａと、近傍基地局選択部３４Ｂとを有する。
基地局選択部３４は、受信ＣＳテーブル２１に登録された複数の基地局３から、三角法の演算に必要となる３台の基地局３を選択する。
具体的には、基地局選択部３４の基準基地局選択部３４Ａは、受信ＣＳテーブル２１において受信強度が最も強い１台の基地局３を選択する。
また、近傍基地局選択部３４Ｂは、基準基地局選択部３４Ａにより選択された基地局３の近くに設置された２台の基地局３を選択する。
これにより、基地局選択部３４は、受信ＣＳテーブル２１の３個のレコードに登録された基地局３を選択する。
そして、基地局選択部３４は、受信ＣＳテーブル２１から、選択した３台の基地局３の設置地点情報、ＣＳ−ＩＤおよびＲＳＳＩ値を取得し、位置推定部３５へ供給する。
【００４０】
位置推定部３５は、３台の基地局３の情報が供給されると、供給された情報を用いて三角法により一意の地点を示す位置情報を生成する。
また、位置推定部３５は、ＰＨＳ端末２の推定した位置の情報を地図表示制御部３６へ供給する。
【００４１】
図９は、ＰＨＳ端末２の現在位置の推定処理の一例を示す説明図である。
図９には、図１に対応するように、ＰＨＳ端末２、建物６、第１基地局ＣＳ１、第２基地局ＣＳ２、第３基地局ＣＳ３、第４基地局ＣＳ４が描画されている。
図９に示すように、位置推定部３５は、選択された第１基地局ＣＳ１、第２基地局ＣＳ２および第４基地局ＣＳ４を、それぞれの緯度値および経度値に基づいて仮想空間にマッピングする。
次に、位置推定部３５は、それぞれの基地局３のマッピング地点を中心として、それぞれの基地局３の電波のＲＳＳＩ値の大きさに略反比例する半径の３個の球面Ｒ（ＣＳ１）、Ｒ（ＣＳ２）、Ｒ（ＣＳ４）を仮想描画する。
次に、位置推定部３５は、３個の球面が交わる位置ＰＳ（Ｉ）の緯度値および経度値を取得する。
この３個の球面が交わる位置ＰＳ（Ｉ）の緯度値および経度値が、ＰＨＳ端末２の現在位置ＰＳ（Ｒ）を示す情報となる。
なお、位置推定部３５は、メモリ１７の記憶領域を用いて、上述した一連の処理を演算処理により実行する。
【００４２】
図１または図９のように、第１基地局ＣＳ１、第２基地局ＣＳ２および第４基地局ＣＳ４は、それぞれの見通し電波がＰＨＳ端末２により受信されている。
そのため、ＰＨＳ端末２は、それぞれの基地局３から、ＰＨＳ端末２と基地局３との距離に応じて減衰した電波を受信している。
そして、各基地局３からの受信電波のＲＳＳＩ値は、ＰＨＳ端末２と基地局３との距離に応じて小さくなった値になる。
よって、第１基地局ＣＳ１の球面Ｒ（ＣＳ１）の半径、第２基地局ＣＳ２の球面Ｒ（ＣＳ２）の半径、および第４基地局ＣＳ４の球面Ｒ（ＣＳ４）の半径は、それぞれの距離に基づく減衰量に反比例した値となる。
また、これらの球面の交点であるＰＨＳ端末２の推定位置ＰＳ（Ｉ）は、図９に示すように、ＰＨＳ端末２の現実の位置ＰＳ（Ｒ）と一致する。
【００４３】
地図表示制御部３６は、ＰＨＳ端末２の推定位置ＰＳ（Ｉ）の情報に基づいて、ＭＡＰデータ２２から現在位置を含む地域の表示地図データを読み込む。
また、地図表示制御部３６は、読み込んだ表示地図データに基づく地図を表示部１４に表示させる。
また、地図表示制御部３６は、たとえば、操作部１３に対して地図の表示範囲をスクロールする操作がなされると、それに応じた地域の表示地図データを読み込み、読み込んだ地図を表示部１４に表示させる。
【００４４】
次に、図１に示す位置推定システム１の動作を説明する。
図１０は、図１のＰＨＳ端末２による現在位置の推定処理および周辺地図の表示処理のフローチャートである。
【００４５】
図１０において、ＰＨＳ端末２は、周辺の基地局３を検出するオープンサーチを実行する（ステップＳ１）。
オープンサーチでは、ＰＨＳ端末２の無線通信部１１は、スーパーフレームの期間、複数の基地局３が時分割で送信する下りスロットＴ１の通信データを受信する。
そして、無線通信部１１は、各基地局３から下りスロットＴ１の通信データを受信すると、受信した基地局３の設置地点情報およびＣＳ−ＩＤを基地局情報取得部３１へ出力する。
また、受信強度取得部１２は、各下りスロットＴ１の期間でのＲＳＳＩ値を取得する。
受信強度取得部１２は、取得したＲＳＳＩ値を基地局情報取得部３１へ出力する。
【００４６】
受信した基地局３の情報とＲＳＳＩ値とが入力されると、基地局情報取得部３１は、入力された情報をメモリ１７に登録する。
これにより、メモリ１７には、オープンサーチにより検出した複数の基地局３の取得情報とＲＳＳＩ値とが蓄積される。メモリ１７には、たとえば図５に示す受信ＣＳテーブル２１が記憶される（ステップＳ２）。
この時点の受信ＣＳテーブル２１では、複数の基地局３のレコード（情報）は、検出した順番に並んでいる。
【００４７】
オープンサーチが終了すると、ソート部３２は、受信ＣＳテーブル２１中の複数の基地局３のレコードを、ＲＳＳＩ値の大きい順番に並べ替える（ステップＳ３）。
これにより、受信ＣＳテーブル２１のデータ構造は、図６の状態に変化する。
また、ソート部３２は、並べ替え後の先頭レコードの基地局３を最大強度基地局（基準基地局）３として選択する（ステップＳ４）。
【００４８】
受信ＣＳテーブル２１の複数のレコードがＲＳＳＩ値の降順に並べ替えられると、相互距離判定部３３は、最大強度基地局３に対する各基地局３の相互距離を判定する（ステップＳ５）。
相互距離判定部３３は、受信ＣＳテーブル２１の先頭レコードに含まれる緯度値および経度値と、各レコードに含まれる緯度値および経度値とから２つの基地局３の相互距離を演算する。
また、相互距離判定部３３は、複数の基地局についての相互距離に基づいて、受信ＣＳテーブル２１の各レコードに、相互距離の順番を示すデータを追加する。
これにより、たとえば図７に示す受信ＣＳテーブル２１が生成される。図７の受信ＣＳテーブル２１では、最大強度基地局３との相互距離が小さい基地局３には、相互距離が大きい基地局３より小さい値の自然数が割り当てられている。
【００４９】
受信ＣＳテーブル２１に相互距離データが追加されると、ソート部３２は、二回目のソート処理を実行する。
この二回目のソート処理では、ソート部３２は、受信ＣＳテーブル２１中の複数の基地局３のレコードを、相互距離の値が小さい順番に並べ替える（ステップＳ６）。
これにより、受信ＣＳテーブル２１は、たとえば図８に示すデータ構造に変化する。
図８では、受信強度の降順では、４番目である第４基地局ＣＳ４が、最大強度基地局３である第１基地局ＣＳ１の最も近くに位置するために、二番目のレコードとされている。
また、受信強度の降順では、３番目である第３基地局ＣＳ３が、最大強度基地局３である第１基地局ＣＳ１から最も遠く位置するために、四番目のレコードとされている。
【００５０】
受信ＣＳテーブル２１の複数の基地局のレコードが相互距離の昇順に並べ替えられると、基地局選択部３４は、受信ＣＳテーブル２１に登録された複数の基地局３から、三角法の演算に必要となる３台の基地局３を選択する（ステップＳ７）。
具体的には、基地局選択部３４は、受信ＣＳテーブル２１の先頭から３つのレコードに登録された基地局３を選択する。これにより、基準基地局選択部３４Ａは、受信ＣＳテーブル２１の先頭のレコードに登録された基地局３を選択し、近傍基地局選択部３４Ｂは、受信ＣＳテーブル２１の２番目および３番目のレコードに登録された２台の基地局３を選択する。
そして、基地局選択部３４は、受信ＣＳテーブル２１から、選択した３台の基地局３の緯度値、経度値およびＲＳＳＩ値を取得し、位置推定部３５へ供給する。
【００５１】
選択された３台の基地局３の緯度値、経度値およびＲＳＳＩ値が供給されると、位置推定部３５は、これらの情報を用いて三角法により一意の地点を示す位置情報を生成する（ステップＳ８）。
また、位置推定部３５は、生成した位置情報を地図表示制御部３６へ供給する。
【００５２】
推定された現在の位置情報が供給されると、地図表示制御部３６は、供給された位置情報を用いて、その位置を含む周辺地図の表示地図データをＭＡＰデータ２２から取得する（ステップＳ９）。
また、地図表示制御部３６は、取得した表示地図データに基づく地図を表示部１４に表示させる（ステップＳ１０）。
これにより、表示部１４には、推定されたＰＨＳ端末２の現在位置を含む周辺地図が表示される。
【００５３】
図１１は、比較例に係るＰＨＳ端末２の現在位置の推定処理の一例を示す説明図である。
図１１には、図９と同様に、図１中のＰＨＳ端末２、建物６、第１基地局ＣＳ１、第２基地局ＣＳ２、第３基地局ＣＳ３、第４基地局ＣＳ４が描画されている。
【００５４】
図１１の比較例では、基地局選択部３４は、図６の受信ＣＳテーブル２１の先頭の３つのレコードの基地局３の情報を選択する。
図６の受信ＣＳテーブル２１では、複数の基地局３のレコードは、ＲＳＳＩ値の大きい順番に並んでいる。
そのため、基地局選択部３４は、第１基地局ＣＳ１、第２基地局ＣＳ２および第３基地局ＣＳ３を選択する。
選択された３台の基地局３には、第３基地局ＣＳ３が含まれている。
【００５５】
そして、第３基地局ＣＳ３のＲＳＳＩ値は、第３基地局ＣＳ３とＰＨＳ端末２との間が建物６で遮蔽されているため、見通し電波がＰＨＳ端末２により受信される場合に比べて、受信電波の強度が減衰している。
そのため、第３基地局ＣＳ３のＲＳＳＩ値は、第３基地局ＣＳ３とＰＨＳ端末２との実際の距離よりも遠方にＰＨＳ端末２が位置することを示す値になる。
また、位置推定部３５が仮想空間にマッピングする第３基地局ＣＳ３を中心とする球面Ｒ（ＣＳ３）の半径も大きくなる。
その結果、図１１に示すように、位置推定部３５により推定されるＰＨＳ端末２の現在位置ＰＳ（Ｉ）は、現実のＰＨＳ端末２の現在位置ＰＳ（Ｒ）から離れた位置となる。
推定されるＰＨＳ端末２の現在位置ＰＳ（Ｉ）は、実際の位置ＰＳ（Ｒ）から大きくずれた誤った位置になる。
【００５６】
これに対して、本実施の形態に係る位置推定システム１では、基地局選択部３４は、図８の受信ＣＳテーブル２１に基づいて、ＲＳＳＩ値が最大となる最大強度基地局３と、その最大強度基地局３の近くの２つの基地局３とを選択する。
最大強度基地局３は、ＲＳＳＩ値が最も大きい基地局３であるため、建物６などの電波遮蔽物による影響を受けていない基地局３である可能性が極めて高い。
また、最大強度基地局３の近くに設置された基地局３は、図１に示すようにＰＨＳ端末２から見て最大強度基地局３と同じ方向に位置する。
そのため、最大強度基地局３の近くに設置された基地局３の電波の伝搬環境は、最大強度基地局３の電波の伝搬環境と略同じであると考えることができ、建物６などの電波遮蔽物による影響を受けていない基地局３である可能性が高い。
【００５７】
そして、本実施の形態に係る位置推定システム１では、電波遮蔽物による影響を受けた第３基地局ＣＳ３の換わりに、電波遮蔽物による影響を受けていない第４基地局ＣＳ４を選択し、ＰＨＳ端末２の推定位置ＰＳ（Ｉ）は、図９に示すように現実の位置ＰＳ（Ｒ）と一致する。
【００５８】
ところで、ＰＨＳ端末２を用いた無線通信システムでは、複数の基地局３のゾーンが数百メートル単位でマイクロセル化され、互いに密に重なり合っている。
そのため、ＰＨＳ端末２は、一般的に、位置推定に必要とされる３個より多い４個以上の基地局３から通信データを受信できる。
【００５９】
また、ＰＨＳ端末２を用いた無線通信システムでは、基地局３とＰＨＳ端末２との通信にマイクロセルに適した小電力電波を使用する。
そのため、数キロメートル単位で複数の基地局３が設置されて大電力電波を使用する携帯電話機を用いた無線通信システムと比べて、建物６などの電波遮蔽物の影響による電波の減衰の影響が大きい。
つまり、携帯電話機を用いた無線通信システムでは、携帯電話機が受信する電波は、すべて、何らかの電波遮蔽物の影響を必ず受けていると一般的に考えられるが、ＰＨＳ端末２を用いた無線通信システムでは、ＰＨＳ端末２が受信する電波は、電波遮蔽物の影響を受けている電波と、影響を受けていない電波とが混在する場合が多い。
【００６０】
そして、本実施の形態に係る位置推定システム１は、これらのＰＨＳ端末２を用いた無線通信システムに特有の通信環境において、端末位置の推定位置精度（確度）を向上することができる。
【００６１】
たとえば、本実施の形態に係る位置推定システム１は、受信電波の強度が最も強い前記基準基地局と、基準基地局の近傍にある近傍基地局とを選択する。
よって、無線通信部１１が、電波障害物を隔ててＰＨＳ端末２へ自局の位置情報を含む無線電波を送信する基地局３であって、ＰＨＳ端末２における受信電波の受信強度の大きさの順番において選択され得る順番に含まれる基地局３と、電波障害物を隔てないでＰＨＳ端末２へ自局の位置情報を含む無線電波を送信する選択数と同数の基地局３とから無線電波を受信した場合、位置推定システム１は、電波障害物を隔てて無線電波を送信する基地局３を含まない複数の基地局３を選択できる。
また、位置推定システム１は、選択した電波障害物を隔てないで無線電波を送信する複数の基地局３から、ＰＨＳ端末２の位置を精度よく推定できる。
【００６２】
以上の実施形態は、本発明の好適な実施形態であるが、本発明は、これに限定されることなく、種々の変形または変更が可能である。
【００６３】
たとえば、上記実施の形態では、ＰＨＳ端末２に、基地局情報取得部３１、ソート部３２、相互距離判定部３３、基地局選択部３４、位置推定部３５、および地図表示制御部３６が実現されている。
また、ＰＨＳ端末２のメモリ１７は、受信ＣＳテーブル２１およびＭＡＰデータ２２を記憶する。
【００６４】
これらの機能およびデータの一部は、複数の基地局３と通信網を介して接続され、ＰＨＳ端末２と通信可能なサーバ装置において実現されていてもよい。
この場合、ＰＨＳ端末２の無線通信部１１は、サーバ装置で処理するデータを基地局３へ送信し、基地局３は、受信した通信データを通信網を介してサーバ装置へ送信する。
また、サーバ装置は、処理後のデータを通信網を介して基地局３へ送信し、基地局３は、サーバ装置から受信した通信データをＰＨＳ端末２の無線通信部１１へ送信する。
【００６５】
たとえばＭＡＰデータ２２が日本全国などのデータである場合、そのデータ量が膨大であるため、ＭＡＰデータ２２はサーバ装置に設けるとよい。
この場合、ＰＨＳ端末２は、選択した３つの基地局３の情報をサーバ装置へ送信する。
また、サーバ装置は、受信した３つの基地局３の情報からＰＨＳ端末２の位置を推定し、ＭＡＰデータ２２から表示する周辺地域の地図データを取得し、ＰＨＳ端末２へ送信する。
【００６６】
なお、ＰＨＳ端末２からサーバ装置へ送信する基地局３の情報は、基地局３の緯度経度値の換わりに、基地局３のＣＳ−ＩＤであってもよい。
この場合、サーバ装置は、複数の基地局３のＣＳ−ＩＤに緯度経度値を対応付けたテーブルを備え、このテーブルで受信したＣＳ−ＩＤを検索すればよい。
【００６７】
ただし、上記実施の形態では、受信から表示までのすべての機能をＰＨＳ端末２に設けている。
そのため、上記実施の形態では、通信データが発生しない。
その結果、上記実施の形態では、基地局３やサーバ装置の負担、ネットワークトラフィックの軽減、システム負荷の軽減を図ることができる。
【００６８】
上記実施の形態では、位置推定部３５は、選択された３つの基地局３の緯度値、経度値およびＲＳＳＩ値に基づいて三角法により、ＰＨＳ端末２の現在位置を推定している。
この他にもたとえば、位置推定部３５は、選択された複数の基地局３の郵便番号に基づいてＰＨＳ端末２の現在位置を推定してもよい。
また、選択する基地局３は、２個以下でも、または４個以上でもよい。
【００６９】
郵便番号に基づいてＰＨＳ端末２の現在位置を推定する場合、位置推定部３５は、以下のように現在位置を推定すればよい。
たとえば、選択された複数の基地局３の郵便番号がすべて一致する場合、位置推定部３５は、その郵便番号の地区内の１つの地点位置を推定する。
また、地図表示制御部３６は、その地区全体を表示する周辺地図をＰＨＳ端末２の表示部１４に表示すればよい。
【００７０】
また、選択された複数の基地局３の郵便番号のすべてが固有の建物６に割り当てられた番号である場合、位置推定部３５は、三角法などによりその複数の建物６の位置からＰＨＳ端末２の現在位置を推定する。
また、地図表示制御部３６は、推定した地点の周辺地図をＰＨＳ端末２の表示部１４に表示すればよい。
【００７１】
上記実施の形態では、位置推定システム１は、ＰＨＳ端末２の自位置を推定している。
この他にもたとえば、位置推定システム１は、ＰＨＳ端末２以外の携帯電話機、通信機能を有するＰＤＡ（Personal Data Assistant）、通信機能を有する携帯ゲーム機器、通信機能を有するパーソナルコンピュータの自位置を推定してもよい。
【００７２】
上記実施の形態では、複数の基地局３は、スーパーフレーム毎に空いている下りスロットＴ１を時分割多重で用いて、基地局３の情報をＰＨＳ端末２へ送信している。
この他にもたとえば、複数の基地局３は、周波数分割多重方式などによりそれぞれの基地局３の情報を多重化して送信してもよい。
この場合、ＰＨＳ端末２では、無線通信部１１が受信した電波の信号をバンドパスフィルタでフィルタリングし、受信強度取得部１２がフィルタリング後の信号に基づいて各基地局３の受信電波のＲＳＳＩ値を生成すればよい。
これにより、受信強度取得部１２は、基地局３毎の受信電波のＲＳＳＩ値を得ることができる。
【００７３】
上記実施の形態では、ＰＨＳ端末２は、受信強度取得部１２をハードウェアとして備え、基地局情報取得部３１、ソート部３２、相互距離判定部３３、基地局選択部３４、位置推定部３５、および地図表示制御部３６がソフトウェアとして実現されている。
この他にもたとえば、これらの全ての機能がハードウェアにより実現されていても、これらの全ての機能がソフトウェアにより実現されていてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１…位置推定システム、２…ＰＨＳ端末（無線通信端末）、３…基地局（ＣＳ）、６…建物（電波障害物）、１１…無線通信部、１２…受信強度取得部、１６…ＣＰＵ（制御部）、２１…受信ＣＳテーブル（受信基地局テーブル）、３１…基地局情報取得部、３２…ソート部、３３…相互距離判定部、３４…基地局選択部、３４Ａ…基準基地局選択部、３４Ｂ…近傍基地局選択部、３５…位置推定部、３６…地図表示制御部、ＲＳＳＩ値…受信強度、ＣＳ１…第１基地局（最大強度基地局、基準基地局）、ＣＳ２…第２基地局（近傍基地局）、ＣＳ３…第３基地局（電波遮蔽物により隔てられた基地局）、ＣＳ４…第４基地局（近傍基地局）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信端末の位置を推定するための基地局の選択方法であって、
前記無線通信端末において、前記複数の基地局から、前記複数の基地局それぞれの位置情報を含む電波を受信するステップと、
前記複数の基地局から受信する基地局毎の受信電波について、前記無線通信端末での受信強度を取得する受信強度取得ステップと、
前記電波を受信した複数の基地局の位置情報と受信電波の強度とを、受信基地局テーブルに登録するステップと、
前記受信基地局テーブルに含まれる複数の基地局の情報を、受信電波の強度の大きい順番にソートする第１ソートステップと
前記第１ソートステップにより処理された後の前記受信基地局テーブルの先頭の基地局を基準基地局として選択する基準基地局選択ステップと、
前記第１ソートステップにより処理された後の前記受信基地局テーブルにおいて、前記受信基地局テーブルの先頭の基地局と各基地局との相互距離を判定する相互距離判定ステップと、
前記相互距離判定ステップにより判定された相互距離の順番の値を、前記受信基地局テーブルの複数の基地局それぞれについて追加するステップと、
前記受信基地局テーブルに含まれる複数の基地局の情報を、相互距離の順番の値が小さい順番にソートする第２ソートステップと
前記第２ソートステップにより処理された後の前記受信基地局テーブルにおいて、２番目から所定の順番までの基地局を近傍基地局として選択する近傍基地局選択ステップと
を有し、
前記受信電波の強度が最も強い前記基準基地局と、前記基準基地局の近傍にある前記近傍基地局とを、前記無線通信端末の位置を推定するための複数の基地局として選択する基地局の選択方法。
【請求項２】
前記受信ステップは、
前記複数の基地局それぞれの位置情報として郵便番号を受信する
請求項１記載の基地局の選択方法。
【請求項３】
前記複数の基地局から、前記複数の基地局それぞれの位置情報を含む電波を受信する無線通信部と、
前記無線通信部が前記複数の基地局から受信した基地局毎の受信電波の受信強度を取得する受信強度取得部と、
前記無線通信部が電波を受信した前記複数の基地局から、前記受信強度取得部により取得された前記受信電波の強度が最も強い１つの基地局を、基準基地局として選択する基準基地局選択部と、
前記無線通信部が電波を受信した前記複数の基地局から、前記基準基地局の近傍にある基地局を、近傍基地局として選択する近傍基地局選択部と
を有し、
前記受信電波の強度が最も強い前記基準基地局と、前記基準基地局の近傍にある前記近傍基地局とを、前記無線通信端末の位置を推定するための複数の基地局として選択する無線通信端末。
【請求項４】
前記近傍基地局選択部は、
前記基準基地局の近傍にある２台の基地局を近傍基地局として選択し、
当該無線通信端末は、
前記基準基地局の前記位置情報および前記受信強度と、前記２台の近傍基地局の前記位置情報および前記受信強度とに基づいて、当該無線通信端末の位置を推定する位置推定部を有する
請求項３記載の無線通信端末。
【請求項１】
無線通信端末の位置を推定するための基地局の選択方法であって、
前記無線通信端末において、前記複数の基地局から、前記複数の基地局それぞれの位置情報を含む電波を受信するステップと、
前記複数の基地局から受信する基地局毎の受信電波について、前記無線通信端末での受信強度を取得する受信強度取得ステップと、
前記電波を受信した複数の基地局の位置情報と受信電波の強度とを、受信基地局テーブルに登録するステップと、
前記受信基地局テーブルに含まれる複数の基地局の情報を、受信電波の強度の大きい順番にソートする第１ソートステップと
前記第１ソートステップにより処理された後の前記受信基地局テーブルの先頭の基地局を基準基地局として選択する基準基地局選択ステップと、
前記第１ソートステップにより処理された後の前記受信基地局テーブルにおいて、前記受信基地局テーブルの先頭の基地局と各基地局との相互距離を判定する相互距離判定ステップと、
前記相互距離判定ステップにより判定された相互距離の順番の値を、前記受信基地局テーブルの複数の基地局それぞれについて追加するステップと、
前記受信基地局テーブルに含まれる複数の基地局の情報を、相互距離の順番の値が小さい順番にソートする第２ソートステップと
前記第２ソートステップにより処理された後の前記受信基地局テーブルにおいて、２番目から所定の順番までの基地局を近傍基地局として選択する近傍基地局選択ステップと
を有し、
前記受信電波の強度が最も強い前記基準基地局と、前記基準基地局の近傍にある前記近傍基地局とを、前記無線通信端末の位置を推定するための複数の基地局として選択する基地局の選択方法。
【請求項２】
前記受信ステップは、
前記複数の基地局それぞれの位置情報として郵便番号を受信する
請求項１記載の基地局の選択方法。
【請求項３】
前記複数の基地局から、前記複数の基地局それぞれの位置情報を含む電波を受信する無線通信部と、
前記無線通信部が前記複数の基地局から受信した基地局毎の受信電波の受信強度を取得する受信強度取得部と、
前記無線通信部が電波を受信した前記複数の基地局から、前記受信強度取得部により取得された前記受信電波の強度が最も強い１つの基地局を、基準基地局として選択する基準基地局選択部と、
前記無線通信部が電波を受信した前記複数の基地局から、前記基準基地局の近傍にある基地局を、近傍基地局として選択する近傍基地局選択部と
を有し、
前記受信電波の強度が最も強い前記基準基地局と、前記基準基地局の近傍にある前記近傍基地局とを、前記無線通信端末の位置を推定するための複数の基地局として選択する無線通信端末。
【請求項４】
前記近傍基地局選択部は、
前記基準基地局の近傍にある２台の基地局を近傍基地局として選択し、
当該無線通信端末は、
前記基準基地局の前記位置情報および前記受信強度と、前記２台の近傍基地局の前記位置情報および前記受信強度とに基づいて、当該無線通信端末の位置を推定する位置推定部を有する
請求項３記載の無線通信端末。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２３２９３５（Ｐ２０１０−２３２９３５Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７７８３１（Ｐ２００９−７７８３１）
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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