基地局装置及び無線通信システム
【課題】端末の位置検出を実現する際に必要な基地局数を低減する。
【解決手段】無線信号を用いて端末の位置を検出する基地局装置において、無線信号の送信及び受信に共通に用いられるアンテナと、送信される無線信号と受信される無線信号とを分離するための分離器と、受信した無線信号から受信信号を生成する無線受信部と、受信信号の信号処理及び送信信号を生成する信号処理部と、送信信号から無線信号を生成する無線送信部と、基地局装置の動作を制御する制御部と、端末の位置検出のための信号処理を行う位置検出信号処理部と、受信される無線信号の通信速度を制御する通信速度制御部と、を備え、通信速度制御部は、端末から送信される無線信号のうち、端末の位置検出に用いられる信号の通信速度を低下させることによって、無線送信部による端末への送信信号到達距離より無線受信部による端末からの信号受信可能距離を長くすることを特徴とする。
【解決手段】無線信号を用いて端末の位置を検出する基地局装置において、無線信号の送信及び受信に共通に用いられるアンテナと、送信される無線信号と受信される無線信号とを分離するための分離器と、受信した無線信号から受信信号を生成する無線受信部と、受信信号の信号処理及び送信信号を生成する信号処理部と、送信信号から無線信号を生成する無線送信部と、基地局装置の動作を制御する制御部と、端末の位置検出のための信号処理を行う位置検出信号処理部と、受信される無線信号の通信速度を制御する通信速度制御部と、を備え、通信速度制御部は、端末から送信される無線信号のうち、端末の位置検出に用いられる信号の通信速度を低下させることによって、無線送信部による端末への送信信号到達距離より無線受信部による端末からの信号受信可能距離を長くすることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線信号を用いて移動端末の位置を検出する無線通信システム及びその基地局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
セルラ電話システムにおいて、基地局から移動端末に送信される信号の受信時間差（各基地局から移動端末までの信号の伝搬時間差Ｔ1−Ｔ2及びＴ3−Ｔ2）を計算し、伝搬時間差に光速を乗算することによって、移動端末から各基地局までの信号の伝搬距離の差
Ｄ1−Ｄ2＝ｃ（Ｔ1−Ｔ2）
及び
Ｄ3−Ｄ2＝ｃ（Ｔ3−Ｔ2）
を算出し、移動端末の位置を検出する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、無線ＬＡＮシステムにおいて、端末から送信される信号を基地局で受信した時間差（各基地局の受信時間の差Ｔi−Ｔ1）を計算し、受信時間差に光速を乗算することによって、端末から各基地局までの信号の伝搬距離の差
｛｜Ｐ−Ｐi｜−｜Ｐ−Ｐ1｜｝＝ｃ（Ｔi−Ｔ1），i＝2,...,n
を算出し、端末の位置を検出する方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
図９は、このような従来の無線通信システムの基地局の配置を示す図である。
【０００５】
基地局１〜３は、それぞれエリア１１〜１３の中に存在する端末との間では上り（端末が信号を送信し、基地局が当該信号を受信する）方向の通信、及び、下り（基地局が信号を送信し、端末が当該信号を受信する）方向の通信をすることができる。一般に、無線通信システムでは、できるだけ少ない基地局で端末２０との通信を実現できるように基地局が配置される。すなわち、エリア１１〜１３の重なりが最小となるように基地局が配置される。
【０００６】
図１０は、図９に示す無線通信システムにおいて使用される基地局の構成を示すブロック図である。なお、非特許文献１に示されるように、端末から送信される信号を基地局で受信した時間差に基づいて端末の位置を検出する場合の基地局について示してある。
【０００７】
アンテナ１００で受信された信号は、サーキュレータ１０１を介して無線受信部１０２に入力され、無線受信部１０２でベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部１０３でベースバンド信号の復調、復号化及び誤り訂正処理が行われる。そして、位置検出信号処理部１０６で、受信信号のキャプチャ、遅延プロファイル生成、パス検出等の位置検出に必要な信号処理が行われる。
【０００８】
図１１は、図９に示す無線通信システムにおいて用いられる通信速度設定処理のフローチャートである。
【０００９】
一般に無線通信システムでは、通信開始時や通信途中において、上り方向及び下り方向通信の通信速度を設定する。端末と基地局間の無線区間の信号品質、トラフィック量、通信内容（例えば、音声、静止画像、動画像、データ等）に対して必要とされる通信速度等を用いて無線区間での通信速度を決定する（ステップ３１０）。具体的には、例えば、信号品質が悪い場合や、トラフィック量が多い場合や、要求される通信速度が低い場合には、通信速度を低速に設定する。これとは逆に、信号品質が良い場合や、トラフィック量が少ない場合や、必要とされる通信速度が高い場合には、通信速度を高速に設定する。
【００１０】
この通信速度設定処理は、基地局及び端末において行われる。なお、上り方向通信と下り方向通信とで異なる通信速度を設定してもよいし、上り方向通信と下り方向通信とで同じ通信速度を設定してもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平７−１８１２４２号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】荻野敦、外５名，「無線ＬＡＮ統合アクセスシステム（１） 位置検出システムの検討」，２００３年総合大会講演論文集，電子情報通信学会，Ｂ−５−２０３，ｐ．６６２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
以上説明した従来の無線通信システムでは、上り方向通信可能エリア（信号受信可能エリア）と下り方向通信可能エリア（送信信号到達エリア）とは等しくなるように設計されている。例えば、図９に示す位置に端末２０が存在する場合、端末２０は、基地局１の上り方向通信可能エリア内に存在するが、基地局２、３の上り方向通信可能エリア内には存在しない。よって、基地局２及び基地局３は、端末２０が送信する上りの信号を受信することができない（又は、基地局２及び３では劣悪な品質でしか受信できない）。その結果、基地局１でしか、端末２０が送信する上りの信号を受信することができない。
【００１４】
前述した、端末から送信される信号を基地局で受信した時間差に基づいて端末の位置を検出する位置検出方法（非特許文献１参照）では、端末が送信した上りの信号を、最低３つの基地局で受信する必要がある。従って、このような上りの信号を用いる位置検出方法によって端末２０の位置を検出するためには、例えば図１２に示すように、端末２０が存在する位置を上り方向通信可能エリアに含む基地局４及び基地局５を追加して設置する必要がある。
【００１５】
具体的には、端末が存在する可能性のある任意の位置は、通信のみのを行う場合は１つの基地局の上り／下り方向通信可能エリアに含まれればよいが、位置検出を行う場合は３つの基地局の上り方向通信可能エリアに含まれれなければならない。よって、端末の位置検出を実現するために、無線通信システム全体で必要となる基地局数は、基地局と端末との間の通信のみを行う場合と比較して３倍程度に増加する。
【００１６】
このため、端末の位置を検出する無線通信システムでは、その設備に要する費用が上昇し、端末の位置検出結果を提供する位置情報サービスのコスト（サービスの利用料金）が上昇する問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前述した課題を解決するために、本発明の基地局は、送信信号到達距離より信号受信可能距離を長くして、下り方向通信可能エリアより上り方向通信可能エリアを広くする手段を備える。具体的には、端末及び／又は基地局は、端末の位置検出に使用する上り方向の信号の伝送速度を低い速度に制御する手段を備える。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、送信信号到達距離より信号受信可能距離を長くして、下り方向通信可能エリアより上り方向通信可能エリアを広くしたので、通信に必要な基地局数と比べて基地局数を増加させることなく、端末の位置を検出することができる。これによって、無線通信システムの設備に要する費用を低減し、位置情報サービスのコストを低下することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態の基地局の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の端末の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の基地局の上り方向と下り方向の通信可能エリアの説明図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の無線通信システムの各基地局の通信可能エリアの説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の基地局の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の基地局の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態の通信速度設定処理のフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態の基地局を用いて端末の位置を検出する無線通信システムの構成図である。
【図９】従来の無線通信システムの基地局の配置の説明図である。
【図１０】従来の無線通信システムの基地局の構成を示すブロック図である。
【図１１】従来の無線通信システムの通信速度設定処理のフローチャートである。
【図１２】従来の無線通信システムの基地局の配置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施の形態の基地局の構成を示すブロック図である。
【００２２】
アンテナ１００は無線送信部１０５に接続され、無線信号を送信する。送信側で使用されるアンテナ１００より利得の高いアンテナ２００は無線受信部１０２に接続され、無線信号を受信する。すなわち、受信側で使用される高利得アンテナ２００は、送信側で使用されるアンテナ１００より利得が高いアンテナであり、例えば、多段コリニアアンテナやアダプティブアレイアンテナを用いることができる。なお、アンテナ１００と高利得アンテナ２００とは一体にまた別体に設ける。
【００２３】
なお、アダプティブアレイアンテナを用いた場合には、送信時は利得が高く、受信時は利得が低くなるように、アンテナの利得を変更する制御をすることによって、アンテナ１００と高利得アンテナ２００とを実現することができる。
【００２４】
無線受信部１０２は高周波及び中間周波数における増幅、検波等の処理を行い、無線信号をベースバンド信号に変換する。ベースバンド信号処理部１０３は、無線受信部１０２で生成されたベースバンド信号の復調、復号化及び誤り訂正処理を行う。
【００２５】
また、ベースバンド信号処理部１０３は、符号化や変調処理を行ってベースバンド送信信号を生成する。無線送信部１０５は、ベースバンド信号処理部１０３で生成されたベースバンド送信信号に中間周波数及び高周波における増幅等の処理を行い、送信信号を生成する。無線送信部１０５で生成された送信信号は、サーキュレータ１０１を介してアンテナ１００から送信される。
【００２６】
制御部１０４は、基地局の各部の制御、端末との無線通信のためのプロトコル制御及び、外部ネットワークとの通信のプロトコル制御等を行う。なお、前述した通信速度設定処理（図１１）は、制御部１０４において実行される。
【００２７】
位置検出信号処理部１０６は、ベースバンド信号処理部１０３で得られる結果を用いて、受信信号のキャプチャ、遅延プロファイル生成、パス検出等の位置検出に必要な信号処理をする。
【００２８】
図２は、本発明の第１の実施の形態の端末の構成を示すブロック図である。
【００２９】
アンテナ３００は、サーキュレータ３０１を介して無線受信部３０２及び無線送信部３０５に接続されており、サーキュレータ３０１によって送信信号と受信信号が分離される。
【００３０】
無線受信部３０２は高周波及び中間周波数における増幅、検波等の処理を行い、無線信号をベースバンド信号に変換する。ベースバンド信号処理部３０３は、無線受信部３０２で生成されたベースバンド信号の復調、復号化及び誤り訂正処理を行う。
【００３１】
また、ベースバンド信号処理部３０３は、符号化や変調処理を行ってベースバンド送信信号を生成する。無線送信部３０５は、ベースバンド信号処理部３０３で生成されたベースバンド送信信号に中間周波数及び高周波における増幅等の処理を行い、送信信号を生成する。無線送信部３０５で生成された送信信号は、サーキュレータ３０１を介してアンテナ３００から送信される。
【００３２】
制御部３０４は、端末の各部の制御及び基地局との無線通信のためのプロトコル制御等を行う。なお、前述した通信速度設定処理（図１１）は、制御部３０４において実行される。
【００３３】
図３は、図１に示す基地局の上り方向と下り方向の通信可能エリアを示す。
【００３４】
基地局１の上り方向通信可能エリア３１は、下り方向通信可能エリア１１より広くなっている。これは、基地局１は受信側のアンテナに高利得アンテナ２００を用いているため、より遠くの端末が送信した上り方向の信号を受信することができるからである。すなわち、基地局１は、下り方向通信可能エリア（送信信号到達エリア）外の遠方に位置する端末を、上り方向通信可能エリア（信号受信可能エリア）内に含めることができる。
【００３５】
図４は、本発明の第１の実施の形態の無線通信システムの各基地局の通信可能エリアを示す。なお、図４に示す例では、基地局は図９に示した従来例と同じ位置に配置されている。
【００３６】
前述したように、本発明の実施の形態の基地局は、上り方向通信可能エリアが、下り方向通信可能エリア１１より広くなっている。端末２０は、基地局１の下り方向通信可能エリアに含まれるので、端末２０は、基地局１が送信した下り方向の信号を受信することができる。一方、端末２０は、基地局１〜基地局３の全ての上り方向通信可能エリア３１〜３３に含まれるので、基地局１〜基地局３のいずれもが、端末２０が送信した上り方向の信号を受信することができる。
【００３７】
従って、端末から送信された信号を受信して端末の位置を検出する位置検出方法において、基地局の数を増加せずに端末２０の位置を検出することができる。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００３９】
図５は、本発明の第２の実施の形態の基地局の構成を示すブロック図である。なお、前述した第１の実施の形態の基地局（図１）と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
高利得アンテナ２００は、サーキュレータ１０１を介して無線受信部１０２及び無線送信部１０５に接続されており、サーキュレータ１０１によって送信信号と受信信号が分離される。なお、分離器としてサーキュレータではなく、バンドパスフィルタの組み合わせによるデュープレクサや、送受信タイミングに対応してアンテナの接続を切り替えるスイッチを用いてもよい。
【００４１】
減衰器２１０は無線送信部１０５から出力される送信信号を減衰し、高利得アンテナ２００からの送信出力が所定の値となるように制御する。ここで所定の値は、例えば、電波法等の法令で定められた送信電力や電界強度値、第１の実施の形態の基地局（図１参照）のアンテナ１００から送信される信号電力や電界強度値を用いる。
【００４２】
なお、高利得アンテナ２００にアダプティブアレイアンテナを用いた場合には、減衰器２１０を設けることなく、送信時と受信時とでアンテナの利得を変更することによって、送信出力が所定の値となるように調整しつつ、受信感度を向上させることができる。
【００４３】
以上説明したように、第２の実施の形態の基地局も、前述した第１の実施の形態の基地局（図１）と同様に、上り方向通信可能エリア（信号受信可能エリア）は下り方向通信可能エリア（送信信号到達エリア）より広くなり、下り方向通信可能エリアの外に位置する端末からの信号を受信することができる（図３参照）。よって、前述した第１の実施の形態の基地局（図１）と同様に、基地局の数を増加せずに端末２０の位置を検出することができる（図４参照）。
【００４４】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００４５】
図６は、本発明の第３の実施の形態の基地局の構成を示すブロック図である。なお、前述した第１の実施の形態の基地局（図１）と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４６】
高利得アンテナ２００は、サーキュレータ１０１を介して無線受信部１０２及び無線送信部１０５に接続されており、サーキュレータ１０１によって送信信号と受信信号が分離される。
【００４７】
制御部１０４に設けられた送信電力調整部２１１は、アンテナ２００からの送信出力が所定の値となるように、ベースバンド信号処理部１０３の出力レベルを設定する。ここで所定の出力としては、前述した第２の実施の形態と同様に、法令で定められた又は第１の実施の形態の基地局と同じ信号電力や電界強度値を用いればよい。
【００４８】
以上説明したように、第３の実施の形態の基地局も、前述した第１の実施の形態の基地局（図１）と同様に、上り方向通信可能エリア（信号受信可能エリア）は下り方向通信可能エリア（送信信号到達エリア）より広くなり、下り方向通信可能エリアの外に位置する端末からの信号を受信することができる（図３参照）。よって、前述した第１及び第２の実施の形態の基地局（図１、図５）と同様に、基地局の数を増加せずに端末２０の位置を検出することができる（図４参照）。
【００４９】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態では、基地局の構成は従来の基地局（図１０）と同じであるが、制御部１０４で実行される通信速度設定処理が異なる。
【００５０】
図７は、本発明の第４の実施の形態の通信速度設定処理のフローチャートである。
【００５１】
まず、通信速度設定の対象となる上り方向の信号が位置検出に使用される信号であるか否かを判定する（ステップ３１１）。ステップ３１１における判定の結果、当該上り信号が位置検出に使用されないと判定すると、端末と基地局間の無線区間の信号品質、トラフィック量、通信内容（例えば、音声、静止画像、動画像、データ等）に対して必要とされる通信速度等を用いて無線区間での通信速度を決定する（ステップ３１０）。具体的には、例えば、信号品質が悪い場合や、トラフィック量が多い場合や、要求される通信速度が低い場合には、通信速度を低速に設定する。これとは逆に、信号品質が良い場合や、トラフィック量が少ない場合や、必要とされる通信速度が高い場合には、通信速度を高速に設定する。
【００５２】
一方、ステップ３１１における判定の結果、当該上り信号が位置検出に使用されると判定されたすると、上り方向の通信速度を当該無線通信システムで利用可能な最も遅い通信速度（すなわち、基地局における最も遅い通信速度）である位置検出用通信速度を設定する（ステップ３１２）。具体的には、変調方式や、符号化パラメータ（符号化方式）や、誤り訂正方式を変更して通信速度を変更する。
【００５３】
以上説明した通信速度設定フローで決定された通信速度に応じて、基地局の制御部１０４は基地局の各部を設定し、端末の制御部３０４は端末の各部を設定する。
【００５４】
この上り方向の信号が位置検出に使用される信号であるか否かは、基地局で判定して端末へ通知して、端末から送信される信号の速度を変えてもよいし、端末で判定して送信される信号の速度を変えてもよい。
【００５５】
一般に、上り方向の信号の送信電力が同一である場合、通信速度が遅いほど情報１ビットあたりのエネルギーが増加し、より遠くに位置する端末が送信した上り方向の信号を基地局で受信することが可能となる。従って、前述した第４の実施の形態の通信速度設定方法によって、上り方向通信可能エリア（信号受信可能エリア）は下り方向通信可能エリア（送信信号到達エリア）より広くなり、下り方向通信可能エリアの外に位置する端末からの信号を受信することができる（図３参照）。よって、前述した第１、第２及び第３の実施の形態の基地局（図１、図５、図６）と同様に、基地局の数を増加せずに端末２０の位置を検出することができる（図４参照）。
【００５６】
次に、本発明の第１から第４の実施の形態の基地局（図１、図５、図６、図７）を用いた場合の、上り及び下り方向通信可能エリアと基地局間の距離との関係の具体例について説明する。
【００５７】
背景技術において述べたように、無線通信システムではできるだけ少ない基地局で対象エリア内の端末２０との通信を実現するために、例えば、図９に示すように、通信可能エリアの重なりが最小となるように、各基地局は配置される。よって、通信可能エリアを円形と仮定すると、通信に使用される下り方向信号の通信可能エリアの半径（送信信号到達距離）は、基地局間距離の半分程度となる。
【００５８】
一方、端末の位置検出に使用される上り方向の信号の通信可能エリアの半径（信号受信可能距離）は、基地局間と同程度の距離が必要となる。このことは、基地局１の近くに存在する端末２０によって送信された上り方向の信号を、基地局２及び３が受信する必要があるためである（図４参照）。
【００５９】
よって、第１から第４の実施の形態の基地局（図１、図５、図６、図７）を用いて、上り方向通信可能距離が下り方向通信可能距離の約２倍となるようにする。
【００６０】
なお、第１から第４の実施の形態の基地局（図１、図５、図６、図７）を上り方向通信可能距離が下り方向通信可能距離の２倍未満となるように用いて、さらに、端末の位置を検出するための基地局を追加してもよい。
【００６１】
また、端末の位置検出に利用可能な基地局数を増加させることによって、位置検出の精度を向上させる場合、本発明の基地局は、第１から第４の実施の形態の基地局（図１、図５、図６、図７）を用いて、上り方向通信可能距離が下り方向通信可能距離の２倍より大きくなるようにして、４以上の基地局で、端末からの信号を受信してもよいもよい。
【００６２】
図８は、本発明の第１から第４の実施の形態の基地局を用いて端末の位置を検出する無線通信システムの構成図である。
【００６３】
複数の基地局（図８では、例として３つの基地局１、２、３を示す）は、公衆網や移動通信網から構成されるネットワーク６を介して、サーバ７と接続されている。端末２０はこれらの基地局を介して、サーバ６と情報と信号のやり取りをする。基地局１から基地局３は、サーバ７からの指示によって、端末の位置検出のために、アンテナの利得を変更したり、端末に通信速度を変更するように指示をする。
【００６４】
そして、各基地局１〜３で得た、端末から送信された信号の到達時間差の情報をサーバ７で収集して、サーバ７において端末の位置を算出する。
【００６５】
図８のシステムに本発明の実施の形態の基地局を用いることによって、通信に必要な基地局数と比較して、基地局の数を増加せずに、通信可能エリア全体で端末２０の位置を検出することができる
あるいは、例えば一部のエリアでは端末の位置検出が不要な場合や、一部のエリアでは、例えばＧＰＳ等の異なる方法を用いて端末の位置を検出する場合、端末の位置検出が不要なエリアには従来の構成の基地局を、端末の位置検出が必要なエリアには本発明の基地局を用いることもできる。
【００６６】
以上説明したように、端末が送信した上りの信号を基地局が受信して端末の位置を検出する位置検出方法においては、端末が送信した上りの信号は３つの基地局で受信される必要がある。一方、無線通信システムで通信を行うためには、端末が送信した上り方向の信号は１つの基地局で受信すればよい。よって、従来の構成の基地局や通信速度設定方法を用いた場合、端末の位置を検出するためには、通信に必要な基地局数と比べて３倍程度の数の基地局が必要となる。しかし、本発明を用いることによって、通信に必要な基地局数と同等の基地局数によって端末の位置を検出することが可能となる。従って、従来と比較して、端末の位置を検出するために必要な基地局数を１／３程度に低減することができる。
【００６７】
特許請求の範囲に記載した以外の本発明の観点の代表的なものとして、次のものがあげられる。
（１）無線信号を用いて端末の位置を検出する基地局装置において、前記無線信号の送信および受信に共通に用いられるアンテナと、送信される無線信号と受信される無線信号とを分離するための分離器と、前記受信した無線信号から受信信号を生成する無線受信部と、前記受信信号の信号処理及び送信信号の生成を行う信号処理部と、前記送信信号から無線信号を生成する無線送信部と、基地局装置の動作を制御する制御部と、端末の位置検出のための信号処理を行う位置検出信号処理部と、前記アンテナから送信される無線信号の強度を前記アンテナから受信される無線信号の強度より小さくする送信出力低減手段と、を備え、前記送信出力低減手段が前記アンテナから送信される無線信号の強度を、前記無線送信部による端末への送信信号到達距離と前記無線受信部による端末からの信号受信可能距離が等しくなる強度より小さくすることによって、前記無線送信部による端末への送信信号到達距離より前記無線受信部による端末からの信号受信可能距離を長くすることを特徴とする基地局装置。
（２）前記送信出力低減手段は、送信される無線信号を減衰させる減衰器を備えることを特徴とする（１）に記載の基地局装置。
（３）前記送信出力低減手段は、前記制御部の内部に設けられ、かつ、前記信号処理部から前記無線送信部へ出力される前記送信信号の出力レベルを低減させる送信電力調整部を備えることを特徴とする（１）に記載の基地局装置。
（４）端末が送信する無線信号を、基地局が受信することによって、前記端末の位置を検出する無線通信システムにおいて、前記基地局の少なくとも一台は、前記無線信号の送信および受信に共通に用いられるアンテナと、送信される無線信号と受信される無線信号とを分離するための分離器と、前記受信した無線信号から受信信号を生成する無線受信部と、前記受信信号の信号処理及び送信信号の生成を行う信号処理部と、前記送信信号から無線信号を生成する無線送信部と、基地局の動作を制御する制御部と、端末の位置検出のための信号処理を行う位置検出信号処理部と、前記アンテナから送信される無線信号の強度を前記アンテナから受信される無線信号の強度より小さくする送信出力低減手段と、を備え、前記送信出力低減手段が前記アンテナから送信される無線信号の強度を、前記無線送信部による端末への送信信号到達距離と前記無線受信部による端末からの信号受信可能距離が等しくなる強度より小さくすることによって、前記無線送信部による端末への送信信号到達距離より前記無線受信部による端末からの信号受信可能距離を長くすることを特徴とする無線通信システム。
（５）前記端末の位置検出を制御するサーバをさらに備え、前記送信出力低減手段は、送信される無線信号を減衰させる減衰器を備え、前記基地局は、前記サーバからの指示に基づいて、送信される無線信号を前記減衰器により減衰させることを特徴とする（４）に記載の無線通信システム。
（６）前記端末の位置検出を制御するサーバをさらに備え、
前記送信出力低減手段は、前記制御部の内部に設けられ、かつ、前記信号処理部から前記無線送信部へ出力される前記送信信号の出力レベルを低減させる送信電力調整部を備え、前記基地局は、前記サーバからの指示に基づいて、前記信号処理部から前記無線送信部へ出力される前記送信信号の出力レベルを前記送信電力調整部により低減させることを特徴とする（４）に記載の無線通信システム。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、端末が送信した上りの無線信号を用いて移動端末の位置を検出する無線通信システムに適用することができ、特に、無線ＬＡＮシステムや、携帯電話システム（特にＣＤＭＡ方式）に適用するのに適している。
【符号の説明】
【００６９】
１、２、３、４、５ 基地局
６ ネットワーク
７ サーバ
１１、１２、１３、１４、１５ 下り通信可能エリア
２０ 端末
３１、３２、３３ 上り方向通信可能エリア
１００、３００ アンテナ
１０１ サーキュレータ
１０２、３０２ 無線受信部
１０３、３０３ ベースバンド信号処理部
１０４、３０４ 制御部
１０５、３０５ 無線送信部
１０６ 位置検出信号処理部
２００ 高利得アンテナ
２１０ 減衰器
２１１ 送信電力調整部
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線信号を用いて移動端末の位置を検出する無線通信システム及びその基地局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
セルラ電話システムにおいて、基地局から移動端末に送信される信号の受信時間差（各基地局から移動端末までの信号の伝搬時間差Ｔ1−Ｔ2及びＴ3−Ｔ2）を計算し、伝搬時間差に光速を乗算することによって、移動端末から各基地局までの信号の伝搬距離の差
Ｄ1−Ｄ2＝ｃ（Ｔ1−Ｔ2）
及び
Ｄ3−Ｄ2＝ｃ（Ｔ3−Ｔ2）
を算出し、移動端末の位置を検出する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、無線ＬＡＮシステムにおいて、端末から送信される信号を基地局で受信した時間差（各基地局の受信時間の差Ｔi−Ｔ1）を計算し、受信時間差に光速を乗算することによって、端末から各基地局までの信号の伝搬距離の差
｛｜Ｐ−Ｐi｜−｜Ｐ−Ｐ1｜｝＝ｃ（Ｔi−Ｔ1），i＝2,...,n
を算出し、端末の位置を検出する方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
図９は、このような従来の無線通信システムの基地局の配置を示す図である。
【０００５】
基地局１〜３は、それぞれエリア１１〜１３の中に存在する端末との間では上り（端末が信号を送信し、基地局が当該信号を受信する）方向の通信、及び、下り（基地局が信号を送信し、端末が当該信号を受信する）方向の通信をすることができる。一般に、無線通信システムでは、できるだけ少ない基地局で端末２０との通信を実現できるように基地局が配置される。すなわち、エリア１１〜１３の重なりが最小となるように基地局が配置される。
【０００６】
図１０は、図９に示す無線通信システムにおいて使用される基地局の構成を示すブロック図である。なお、非特許文献１に示されるように、端末から送信される信号を基地局で受信した時間差に基づいて端末の位置を検出する場合の基地局について示してある。
【０００７】
アンテナ１００で受信された信号は、サーキュレータ１０１を介して無線受信部１０２に入力され、無線受信部１０２でベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号処理部１０３でベースバンド信号の復調、復号化及び誤り訂正処理が行われる。そして、位置検出信号処理部１０６で、受信信号のキャプチャ、遅延プロファイル生成、パス検出等の位置検出に必要な信号処理が行われる。
【０００８】
図１１は、図９に示す無線通信システムにおいて用いられる通信速度設定処理のフローチャートである。
【０００９】
一般に無線通信システムでは、通信開始時や通信途中において、上り方向及び下り方向通信の通信速度を設定する。端末と基地局間の無線区間の信号品質、トラフィック量、通信内容（例えば、音声、静止画像、動画像、データ等）に対して必要とされる通信速度等を用いて無線区間での通信速度を決定する（ステップ３１０）。具体的には、例えば、信号品質が悪い場合や、トラフィック量が多い場合や、要求される通信速度が低い場合には、通信速度を低速に設定する。これとは逆に、信号品質が良い場合や、トラフィック量が少ない場合や、必要とされる通信速度が高い場合には、通信速度を高速に設定する。
【００１０】
この通信速度設定処理は、基地局及び端末において行われる。なお、上り方向通信と下り方向通信とで異なる通信速度を設定してもよいし、上り方向通信と下り方向通信とで同じ通信速度を設定してもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平７−１８１２４２号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】荻野敦、外５名，「無線ＬＡＮ統合アクセスシステム（１） 位置検出システムの検討」，２００３年総合大会講演論文集，電子情報通信学会，Ｂ−５−２０３，ｐ．６６２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
以上説明した従来の無線通信システムでは、上り方向通信可能エリア（信号受信可能エリア）と下り方向通信可能エリア（送信信号到達エリア）とは等しくなるように設計されている。例えば、図９に示す位置に端末２０が存在する場合、端末２０は、基地局１の上り方向通信可能エリア内に存在するが、基地局２、３の上り方向通信可能エリア内には存在しない。よって、基地局２及び基地局３は、端末２０が送信する上りの信号を受信することができない（又は、基地局２及び３では劣悪な品質でしか受信できない）。その結果、基地局１でしか、端末２０が送信する上りの信号を受信することができない。
【００１４】
前述した、端末から送信される信号を基地局で受信した時間差に基づいて端末の位置を検出する位置検出方法（非特許文献１参照）では、端末が送信した上りの信号を、最低３つの基地局で受信する必要がある。従って、このような上りの信号を用いる位置検出方法によって端末２０の位置を検出するためには、例えば図１２に示すように、端末２０が存在する位置を上り方向通信可能エリアに含む基地局４及び基地局５を追加して設置する必要がある。
【００１５】
具体的には、端末が存在する可能性のある任意の位置は、通信のみのを行う場合は１つの基地局の上り／下り方向通信可能エリアに含まれればよいが、位置検出を行う場合は３つの基地局の上り方向通信可能エリアに含まれれなければならない。よって、端末の位置検出を実現するために、無線通信システム全体で必要となる基地局数は、基地局と端末との間の通信のみを行う場合と比較して３倍程度に増加する。
【００１６】
このため、端末の位置を検出する無線通信システムでは、その設備に要する費用が上昇し、端末の位置検出結果を提供する位置情報サービスのコスト（サービスの利用料金）が上昇する問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前述した課題を解決するために、本発明の基地局は、送信信号到達距離より信号受信可能距離を長くして、下り方向通信可能エリアより上り方向通信可能エリアを広くする手段を備える。具体的には、端末及び／又は基地局は、端末の位置検出に使用する上り方向の信号の伝送速度を低い速度に制御する手段を備える。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、送信信号到達距離より信号受信可能距離を長くして、下り方向通信可能エリアより上り方向通信可能エリアを広くしたので、通信に必要な基地局数と比べて基地局数を増加させることなく、端末の位置を検出することができる。これによって、無線通信システムの設備に要する費用を低減し、位置情報サービスのコストを低下することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態の基地局の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の端末の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の基地局の上り方向と下り方向の通信可能エリアの説明図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の無線通信システムの各基地局の通信可能エリアの説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の基地局の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態の基地局の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態の通信速度設定処理のフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態の基地局を用いて端末の位置を検出する無線通信システムの構成図である。
【図９】従来の無線通信システムの基地局の配置の説明図である。
【図１０】従来の無線通信システムの基地局の構成を示すブロック図である。
【図１１】従来の無線通信システムの通信速度設定処理のフローチャートである。
【図１２】従来の無線通信システムの基地局の配置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１の実施の形態の基地局の構成を示すブロック図である。
【００２２】
アンテナ１００は無線送信部１０５に接続され、無線信号を送信する。送信側で使用されるアンテナ１００より利得の高いアンテナ２００は無線受信部１０２に接続され、無線信号を受信する。すなわち、受信側で使用される高利得アンテナ２００は、送信側で使用されるアンテナ１００より利得が高いアンテナであり、例えば、多段コリニアアンテナやアダプティブアレイアンテナを用いることができる。なお、アンテナ１００と高利得アンテナ２００とは一体にまた別体に設ける。
【００２３】
なお、アダプティブアレイアンテナを用いた場合には、送信時は利得が高く、受信時は利得が低くなるように、アンテナの利得を変更する制御をすることによって、アンテナ１００と高利得アンテナ２００とを実現することができる。
【００２４】
無線受信部１０２は高周波及び中間周波数における増幅、検波等の処理を行い、無線信号をベースバンド信号に変換する。ベースバンド信号処理部１０３は、無線受信部１０２で生成されたベースバンド信号の復調、復号化及び誤り訂正処理を行う。
【００２５】
また、ベースバンド信号処理部１０３は、符号化や変調処理を行ってベースバンド送信信号を生成する。無線送信部１０５は、ベースバンド信号処理部１０３で生成されたベースバンド送信信号に中間周波数及び高周波における増幅等の処理を行い、送信信号を生成する。無線送信部１０５で生成された送信信号は、サーキュレータ１０１を介してアンテナ１００から送信される。
【００２６】
制御部１０４は、基地局の各部の制御、端末との無線通信のためのプロトコル制御及び、外部ネットワークとの通信のプロトコル制御等を行う。なお、前述した通信速度設定処理（図１１）は、制御部１０４において実行される。
【００２７】
位置検出信号処理部１０６は、ベースバンド信号処理部１０３で得られる結果を用いて、受信信号のキャプチャ、遅延プロファイル生成、パス検出等の位置検出に必要な信号処理をする。
【００２８】
図２は、本発明の第１の実施の形態の端末の構成を示すブロック図である。
【００２９】
アンテナ３００は、サーキュレータ３０１を介して無線受信部３０２及び無線送信部３０５に接続されており、サーキュレータ３０１によって送信信号と受信信号が分離される。
【００３０】
無線受信部３０２は高周波及び中間周波数における増幅、検波等の処理を行い、無線信号をベースバンド信号に変換する。ベースバンド信号処理部３０３は、無線受信部３０２で生成されたベースバンド信号の復調、復号化及び誤り訂正処理を行う。
【００３１】
また、ベースバンド信号処理部３０３は、符号化や変調処理を行ってベースバンド送信信号を生成する。無線送信部３０５は、ベースバンド信号処理部３０３で生成されたベースバンド送信信号に中間周波数及び高周波における増幅等の処理を行い、送信信号を生成する。無線送信部３０５で生成された送信信号は、サーキュレータ３０１を介してアンテナ３００から送信される。
【００３２】
制御部３０４は、端末の各部の制御及び基地局との無線通信のためのプロトコル制御等を行う。なお、前述した通信速度設定処理（図１１）は、制御部３０４において実行される。
【００３３】
図３は、図１に示す基地局の上り方向と下り方向の通信可能エリアを示す。
【００３４】
基地局１の上り方向通信可能エリア３１は、下り方向通信可能エリア１１より広くなっている。これは、基地局１は受信側のアンテナに高利得アンテナ２００を用いているため、より遠くの端末が送信した上り方向の信号を受信することができるからである。すなわち、基地局１は、下り方向通信可能エリア（送信信号到達エリア）外の遠方に位置する端末を、上り方向通信可能エリア（信号受信可能エリア）内に含めることができる。
【００３５】
図４は、本発明の第１の実施の形態の無線通信システムの各基地局の通信可能エリアを示す。なお、図４に示す例では、基地局は図９に示した従来例と同じ位置に配置されている。
【００３６】
前述したように、本発明の実施の形態の基地局は、上り方向通信可能エリアが、下り方向通信可能エリア１１より広くなっている。端末２０は、基地局１の下り方向通信可能エリアに含まれるので、端末２０は、基地局１が送信した下り方向の信号を受信することができる。一方、端末２０は、基地局１〜基地局３の全ての上り方向通信可能エリア３１〜３３に含まれるので、基地局１〜基地局３のいずれもが、端末２０が送信した上り方向の信号を受信することができる。
【００３７】
従って、端末から送信された信号を受信して端末の位置を検出する位置検出方法において、基地局の数を増加せずに端末２０の位置を検出することができる。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００３９】
図５は、本発明の第２の実施の形態の基地局の構成を示すブロック図である。なお、前述した第１の実施の形態の基地局（図１）と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
高利得アンテナ２００は、サーキュレータ１０１を介して無線受信部１０２及び無線送信部１０５に接続されており、サーキュレータ１０１によって送信信号と受信信号が分離される。なお、分離器としてサーキュレータではなく、バンドパスフィルタの組み合わせによるデュープレクサや、送受信タイミングに対応してアンテナの接続を切り替えるスイッチを用いてもよい。
【００４１】
減衰器２１０は無線送信部１０５から出力される送信信号を減衰し、高利得アンテナ２００からの送信出力が所定の値となるように制御する。ここで所定の値は、例えば、電波法等の法令で定められた送信電力や電界強度値、第１の実施の形態の基地局（図１参照）のアンテナ１００から送信される信号電力や電界強度値を用いる。
【００４２】
なお、高利得アンテナ２００にアダプティブアレイアンテナを用いた場合には、減衰器２１０を設けることなく、送信時と受信時とでアンテナの利得を変更することによって、送信出力が所定の値となるように調整しつつ、受信感度を向上させることができる。
【００４３】
以上説明したように、第２の実施の形態の基地局も、前述した第１の実施の形態の基地局（図１）と同様に、上り方向通信可能エリア（信号受信可能エリア）は下り方向通信可能エリア（送信信号到達エリア）より広くなり、下り方向通信可能エリアの外に位置する端末からの信号を受信することができる（図３参照）。よって、前述した第１の実施の形態の基地局（図１）と同様に、基地局の数を増加せずに端末２０の位置を検出することができる（図４参照）。
【００４４】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００４５】
図６は、本発明の第３の実施の形態の基地局の構成を示すブロック図である。なお、前述した第１の実施の形態の基地局（図１）と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４６】
高利得アンテナ２００は、サーキュレータ１０１を介して無線受信部１０２及び無線送信部１０５に接続されており、サーキュレータ１０１によって送信信号と受信信号が分離される。
【００４７】
制御部１０４に設けられた送信電力調整部２１１は、アンテナ２００からの送信出力が所定の値となるように、ベースバンド信号処理部１０３の出力レベルを設定する。ここで所定の出力としては、前述した第２の実施の形態と同様に、法令で定められた又は第１の実施の形態の基地局と同じ信号電力や電界強度値を用いればよい。
【００４８】
以上説明したように、第３の実施の形態の基地局も、前述した第１の実施の形態の基地局（図１）と同様に、上り方向通信可能エリア（信号受信可能エリア）は下り方向通信可能エリア（送信信号到達エリア）より広くなり、下り方向通信可能エリアの外に位置する端末からの信号を受信することができる（図３参照）。よって、前述した第１及び第２の実施の形態の基地局（図１、図５）と同様に、基地局の数を増加せずに端末２０の位置を検出することができる（図４参照）。
【００４９】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態では、基地局の構成は従来の基地局（図１０）と同じであるが、制御部１０４で実行される通信速度設定処理が異なる。
【００５０】
図７は、本発明の第４の実施の形態の通信速度設定処理のフローチャートである。
【００５１】
まず、通信速度設定の対象となる上り方向の信号が位置検出に使用される信号であるか否かを判定する（ステップ３１１）。ステップ３１１における判定の結果、当該上り信号が位置検出に使用されないと判定すると、端末と基地局間の無線区間の信号品質、トラフィック量、通信内容（例えば、音声、静止画像、動画像、データ等）に対して必要とされる通信速度等を用いて無線区間での通信速度を決定する（ステップ３１０）。具体的には、例えば、信号品質が悪い場合や、トラフィック量が多い場合や、要求される通信速度が低い場合には、通信速度を低速に設定する。これとは逆に、信号品質が良い場合や、トラフィック量が少ない場合や、必要とされる通信速度が高い場合には、通信速度を高速に設定する。
【００５２】
一方、ステップ３１１における判定の結果、当該上り信号が位置検出に使用されると判定されたすると、上り方向の通信速度を当該無線通信システムで利用可能な最も遅い通信速度（すなわち、基地局における最も遅い通信速度）である位置検出用通信速度を設定する（ステップ３１２）。具体的には、変調方式や、符号化パラメータ（符号化方式）や、誤り訂正方式を変更して通信速度を変更する。
【００５３】
以上説明した通信速度設定フローで決定された通信速度に応じて、基地局の制御部１０４は基地局の各部を設定し、端末の制御部３０４は端末の各部を設定する。
【００５４】
この上り方向の信号が位置検出に使用される信号であるか否かは、基地局で判定して端末へ通知して、端末から送信される信号の速度を変えてもよいし、端末で判定して送信される信号の速度を変えてもよい。
【００５５】
一般に、上り方向の信号の送信電力が同一である場合、通信速度が遅いほど情報１ビットあたりのエネルギーが増加し、より遠くに位置する端末が送信した上り方向の信号を基地局で受信することが可能となる。従って、前述した第４の実施の形態の通信速度設定方法によって、上り方向通信可能エリア（信号受信可能エリア）は下り方向通信可能エリア（送信信号到達エリア）より広くなり、下り方向通信可能エリアの外に位置する端末からの信号を受信することができる（図３参照）。よって、前述した第１、第２及び第３の実施の形態の基地局（図１、図５、図６）と同様に、基地局の数を増加せずに端末２０の位置を検出することができる（図４参照）。
【００５６】
次に、本発明の第１から第４の実施の形態の基地局（図１、図５、図６、図７）を用いた場合の、上り及び下り方向通信可能エリアと基地局間の距離との関係の具体例について説明する。
【００５７】
背景技術において述べたように、無線通信システムではできるだけ少ない基地局で対象エリア内の端末２０との通信を実現するために、例えば、図９に示すように、通信可能エリアの重なりが最小となるように、各基地局は配置される。よって、通信可能エリアを円形と仮定すると、通信に使用される下り方向信号の通信可能エリアの半径（送信信号到達距離）は、基地局間距離の半分程度となる。
【００５８】
一方、端末の位置検出に使用される上り方向の信号の通信可能エリアの半径（信号受信可能距離）は、基地局間と同程度の距離が必要となる。このことは、基地局１の近くに存在する端末２０によって送信された上り方向の信号を、基地局２及び３が受信する必要があるためである（図４参照）。
【００５９】
よって、第１から第４の実施の形態の基地局（図１、図５、図６、図７）を用いて、上り方向通信可能距離が下り方向通信可能距離の約２倍となるようにする。
【００６０】
なお、第１から第４の実施の形態の基地局（図１、図５、図６、図７）を上り方向通信可能距離が下り方向通信可能距離の２倍未満となるように用いて、さらに、端末の位置を検出するための基地局を追加してもよい。
【００６１】
また、端末の位置検出に利用可能な基地局数を増加させることによって、位置検出の精度を向上させる場合、本発明の基地局は、第１から第４の実施の形態の基地局（図１、図５、図６、図７）を用いて、上り方向通信可能距離が下り方向通信可能距離の２倍より大きくなるようにして、４以上の基地局で、端末からの信号を受信してもよいもよい。
【００６２】
図８は、本発明の第１から第４の実施の形態の基地局を用いて端末の位置を検出する無線通信システムの構成図である。
【００６３】
複数の基地局（図８では、例として３つの基地局１、２、３を示す）は、公衆網や移動通信網から構成されるネットワーク６を介して、サーバ７と接続されている。端末２０はこれらの基地局を介して、サーバ６と情報と信号のやり取りをする。基地局１から基地局３は、サーバ７からの指示によって、端末の位置検出のために、アンテナの利得を変更したり、端末に通信速度を変更するように指示をする。
【００６４】
そして、各基地局１〜３で得た、端末から送信された信号の到達時間差の情報をサーバ７で収集して、サーバ７において端末の位置を算出する。
【００６５】
図８のシステムに本発明の実施の形態の基地局を用いることによって、通信に必要な基地局数と比較して、基地局の数を増加せずに、通信可能エリア全体で端末２０の位置を検出することができる
あるいは、例えば一部のエリアでは端末の位置検出が不要な場合や、一部のエリアでは、例えばＧＰＳ等の異なる方法を用いて端末の位置を検出する場合、端末の位置検出が不要なエリアには従来の構成の基地局を、端末の位置検出が必要なエリアには本発明の基地局を用いることもできる。
【００６６】
以上説明したように、端末が送信した上りの信号を基地局が受信して端末の位置を検出する位置検出方法においては、端末が送信した上りの信号は３つの基地局で受信される必要がある。一方、無線通信システムで通信を行うためには、端末が送信した上り方向の信号は１つの基地局で受信すればよい。よって、従来の構成の基地局や通信速度設定方法を用いた場合、端末の位置を検出するためには、通信に必要な基地局数と比べて３倍程度の数の基地局が必要となる。しかし、本発明を用いることによって、通信に必要な基地局数と同等の基地局数によって端末の位置を検出することが可能となる。従って、従来と比較して、端末の位置を検出するために必要な基地局数を１／３程度に低減することができる。
【００６７】
特許請求の範囲に記載した以外の本発明の観点の代表的なものとして、次のものがあげられる。
（１）無線信号を用いて端末の位置を検出する基地局装置において、前記無線信号の送信および受信に共通に用いられるアンテナと、送信される無線信号と受信される無線信号とを分離するための分離器と、前記受信した無線信号から受信信号を生成する無線受信部と、前記受信信号の信号処理及び送信信号の生成を行う信号処理部と、前記送信信号から無線信号を生成する無線送信部と、基地局装置の動作を制御する制御部と、端末の位置検出のための信号処理を行う位置検出信号処理部と、前記アンテナから送信される無線信号の強度を前記アンテナから受信される無線信号の強度より小さくする送信出力低減手段と、を備え、前記送信出力低減手段が前記アンテナから送信される無線信号の強度を、前記無線送信部による端末への送信信号到達距離と前記無線受信部による端末からの信号受信可能距離が等しくなる強度より小さくすることによって、前記無線送信部による端末への送信信号到達距離より前記無線受信部による端末からの信号受信可能距離を長くすることを特徴とする基地局装置。
（２）前記送信出力低減手段は、送信される無線信号を減衰させる減衰器を備えることを特徴とする（１）に記載の基地局装置。
（３）前記送信出力低減手段は、前記制御部の内部に設けられ、かつ、前記信号処理部から前記無線送信部へ出力される前記送信信号の出力レベルを低減させる送信電力調整部を備えることを特徴とする（１）に記載の基地局装置。
（４）端末が送信する無線信号を、基地局が受信することによって、前記端末の位置を検出する無線通信システムにおいて、前記基地局の少なくとも一台は、前記無線信号の送信および受信に共通に用いられるアンテナと、送信される無線信号と受信される無線信号とを分離するための分離器と、前記受信した無線信号から受信信号を生成する無線受信部と、前記受信信号の信号処理及び送信信号の生成を行う信号処理部と、前記送信信号から無線信号を生成する無線送信部と、基地局の動作を制御する制御部と、端末の位置検出のための信号処理を行う位置検出信号処理部と、前記アンテナから送信される無線信号の強度を前記アンテナから受信される無線信号の強度より小さくする送信出力低減手段と、を備え、前記送信出力低減手段が前記アンテナから送信される無線信号の強度を、前記無線送信部による端末への送信信号到達距離と前記無線受信部による端末からの信号受信可能距離が等しくなる強度より小さくすることによって、前記無線送信部による端末への送信信号到達距離より前記無線受信部による端末からの信号受信可能距離を長くすることを特徴とする無線通信システム。
（５）前記端末の位置検出を制御するサーバをさらに備え、前記送信出力低減手段は、送信される無線信号を減衰させる減衰器を備え、前記基地局は、前記サーバからの指示に基づいて、送信される無線信号を前記減衰器により減衰させることを特徴とする（４）に記載の無線通信システム。
（６）前記端末の位置検出を制御するサーバをさらに備え、
前記送信出力低減手段は、前記制御部の内部に設けられ、かつ、前記信号処理部から前記無線送信部へ出力される前記送信信号の出力レベルを低減させる送信電力調整部を備え、前記基地局は、前記サーバからの指示に基づいて、前記信号処理部から前記無線送信部へ出力される前記送信信号の出力レベルを前記送信電力調整部により低減させることを特徴とする（４）に記載の無線通信システム。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、端末が送信した上りの無線信号を用いて移動端末の位置を検出する無線通信システムに適用することができ、特に、無線ＬＡＮシステムや、携帯電話システム（特にＣＤＭＡ方式）に適用するのに適している。
【符号の説明】
【００６９】
１、２、３、４、５ 基地局
６ ネットワーク
７ サーバ
１１、１２、１３、１４、１５ 下り通信可能エリア
２０ 端末
３１、３２、３３ 上り方向通信可能エリア
１００、３００ アンテナ
１０１ サーキュレータ
１０２、３０２ 無線受信部
１０３、３０３ ベースバンド信号処理部
１０４、３０４ 制御部
１０５、３０５ 無線送信部
１０６ 位置検出信号処理部
２００ 高利得アンテナ
２１０ 減衰器
２１１ 送信電力調整部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号を用いて端末の位置を検出する基地局装置において、
前記無線信号の送信および受信に共通に用いられるアンテナと、
送信される無線信号と受信される無線信号とを分離するための分離器と、
前記受信した無線信号から受信信号を生成する無線受信部と、
前記受信信号の信号処理及び送信信号の生成を行う信号処理部と、
前記送信信号から無線信号を生成する無線送信部と、
基地局装置の動作を制御する制御部と、
端末の位置検出のための信号処理を行う位置検出信号処理部と、
前記アンテナから送信される無線信号の強度を前記アンテナから受信される無線信号の強度より小さくする送信出力低減手段と、
受信される無線信号の通信速度を制御する通信速度制御部と、を備え、
前記通信速度制御部は、前記端末から送信される無線信号のうち、端末の位置検出に用いられる信号の通信速度を低下させることによって、前記無線送信部による端末への送信信号到達距離より前記無線受信部による端末からの信号受信可能距離を長くすることを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
前記通信速度制御部は、前記端末の位置検出に用いられる信号の通信速度を、該基地局における最低の速度に制御することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
【請求項３】
端末が送信する無線信号を、基地局が受信することによって、前記端末の位置を検出する無線通信システムにおいて、
前記基地局の少なくとも一台は、
前記無線信号の送信および受信に共通に用いられるアンテナと、
送信される無線信号と受信される無線信号とを分離するための分離器と、
前記受信した無線信号から受信信号を生成する無線受信部と、
前記受信信号の信号処理及び送信信号の生成を行う信号処理部と、
前記送信信号から無線信号を生成する無線送信部と、
基地局の動作を制御する制御部と、
端末の位置検出のための信号処理を行う位置検出信号処理部と、
前記アンテナから送信される無線信号の強度を前記アンテナから受信される無線信号の強度より小さくする送信出力低減手段と、
受信される無線信号の通信速度を制御する通信速度制御部と、を備え、
前記通信速度制御部は、前記端末から送信される無線信号のうち、端末の位置検出に用いられる信号の通信速度を低下させることによって、前記無線送信部による端末への送信信号到達距離より前記無線受信部による端末からの信号受信可能距離を長くすることを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
前記通信速度制御部は、前記端末の位置検出に用いられる信号の通信速度を、該基地局における最低の速度に制御することを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
端末の位置検出を制御するサーバを備え、
前記通信速度制御部は、前記サーバからの指示に基づいて、端末の位置検出に使用される上り方向の信号の通信速度を、該基地局における最低の速度に制御することを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項１】
無線信号を用いて端末の位置を検出する基地局装置において、
前記無線信号の送信および受信に共通に用いられるアンテナと、
送信される無線信号と受信される無線信号とを分離するための分離器と、
前記受信した無線信号から受信信号を生成する無線受信部と、
前記受信信号の信号処理及び送信信号の生成を行う信号処理部と、
前記送信信号から無線信号を生成する無線送信部と、
基地局装置の動作を制御する制御部と、
端末の位置検出のための信号処理を行う位置検出信号処理部と、
前記アンテナから送信される無線信号の強度を前記アンテナから受信される無線信号の強度より小さくする送信出力低減手段と、
受信される無線信号の通信速度を制御する通信速度制御部と、を備え、
前記通信速度制御部は、前記端末から送信される無線信号のうち、端末の位置検出に用いられる信号の通信速度を低下させることによって、前記無線送信部による端末への送信信号到達距離より前記無線受信部による端末からの信号受信可能距離を長くすることを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
前記通信速度制御部は、前記端末の位置検出に用いられる信号の通信速度を、該基地局における最低の速度に制御することを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
【請求項３】
端末が送信する無線信号を、基地局が受信することによって、前記端末の位置を検出する無線通信システムにおいて、
前記基地局の少なくとも一台は、
前記無線信号の送信および受信に共通に用いられるアンテナと、
送信される無線信号と受信される無線信号とを分離するための分離器と、
前記受信した無線信号から受信信号を生成する無線受信部と、
前記受信信号の信号処理及び送信信号の生成を行う信号処理部と、
前記送信信号から無線信号を生成する無線送信部と、
基地局の動作を制御する制御部と、
端末の位置検出のための信号処理を行う位置検出信号処理部と、
前記アンテナから送信される無線信号の強度を前記アンテナから受信される無線信号の強度より小さくする送信出力低減手段と、
受信される無線信号の通信速度を制御する通信速度制御部と、を備え、
前記通信速度制御部は、前記端末から送信される無線信号のうち、端末の位置検出に用いられる信号の通信速度を低下させることによって、前記無線送信部による端末への送信信号到達距離より前記無線受信部による端末からの信号受信可能距離を長くすることを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
前記通信速度制御部は、前記端末の位置検出に用いられる信号の通信速度を、該基地局における最低の速度に制御することを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【請求項５】
端末の位置検出を制御するサーバを備え、
前記通信速度制御部は、前記サーバからの指示に基づいて、端末の位置検出に使用される上り方向の信号の通信速度を、該基地局における最低の速度に制御することを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
【図１】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１０】
【図１１】
【図３】
【図４】
【図８】
【図９】
【図１２】
【図２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図１０】
【図１１】
【図３】
【図４】
【図８】
【図９】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−１０５９７５（Ｐ２００９−１０５９７５Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７１４３（Ｐ２００９−２７１４３）
【出願日】平成２１年２月９日（２００９．２．９）
【分割の表示】特願２００３−２７５９２７（Ｐ２００３−２７５９２７）の分割
【原出願日】平成１５年７月１７日（２００３．７．１７）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月９日（２００９．２．９）
【分割の表示】特願２００３−２７５９２７（Ｐ２００３−２７５９２７）の分割
【原出願日】平成１５年７月１７日（２００３．７．１７）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]