測位装置、通信システム及び測位方法
【課題】測位時点での電波環境の影響による伝播誤りに起因した測位誤差を適正に補正し、測位結果の信頼性を向上させる。
【解決手段】測位サーバ１０は、移動局が位置するエリアを推定する測位部１４と、複数のエリアの各々について移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合に伝播誤り補正にて正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を記憶した伝播誤り補正情報記憶部１６と、複数回の測位結果に対応する上記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を読み出し、読み出した正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率に基づいて測位結果それぞれに関する信頼度を算出し、上記測位結果それぞれに関する信頼度に基づいて測位結果を補正する測位結果補正部１２と、補正後の測位結果を出力する測位結果出力部１３と、を備える。
【解決手段】測位サーバ１０は、移動局が位置するエリアを推定する測位部１４と、複数のエリアの各々について移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合に伝播誤り補正にて正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を記憶した伝播誤り補正情報記憶部１６と、複数回の測位結果に対応する上記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を読み出し、読み出した正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率に基づいて測位結果それぞれに関する信頼度を算出し、上記測位結果それぞれに関する信頼度に基づいて測位結果を補正する測位結果補正部１２と、補正後の測位結果を出力する測位結果出力部１３と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局の測位を行う測位装置、通信システム及び測位方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、無線通信環境において、移動局の位置を測定する（測位を行う）方式として、セクタ測位方式が知られている（特許文献１に「セルセクタ測位」として言及されている）。このセクタ測位方式では、例えば、セル内の複数のセクタのうち、測位時点で移動局からの受信信号の受信レベルが最大となるセクタが特定され、当該セクタの中心位置が移動局の位置と推定される。
【０００３】
また、セクタ内の位置を特定する方式として、いわゆるPRACH-PD測位方式が知られている。このPRACH-PD測位方式には、屋外を想定した方式と屋内を想定した方式が存在する。このうち屋外を想定した方式では、図７に示すように、移動局７１へ向けて送信されたPRACH信号が移動局７１から折り返して基地局７０に到達するまでの伝播時間が測定され、該伝播時間に基づいてセクタ内の移動局７１の位置が特定される。また、屋内を想定した方式では、図８に示すように基地局７０の配下の１つのセクタに、当該基地局７０に接続され屋内に設置された移動通信用多分岐光伝送装置（Multi-drop Optical Feeder（以下「ＭＯＦ」と称する））８０を割り当て、該ＭＯＦ８０に接続されたアンテナ群８１、８２から送信される無線信号により当該１つのセクタを形成する構成とされている。ここで、ＭＯＦ８０とアンテナ群８１の間に挿入する遅延線８３と、ＭＯＦ８０とアンテナ群８２の間に挿入する遅延線８４とで、長さの異なるものを用いることにより、アンテナ群８１、８２の間に伝播遅延（Propagation Delay、以下「ＰＤ」ともいう）を設ける。かかる構成において、基地局７０から送信されたPRACH信号が移動局で折り返して基地局７０に到達するまでの伝播時間が測定され、該伝播時間に基づいて伝播遅延が特定され、移動局がどのアンテナ群の近くに位置するか（即ち、セクタ内の移動局の位置）が特定される。
【特許文献１】特開２００７−３２２２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、測位時点での電波環境の影響によって測位誤差が生じることがある。ここでは、屋内を想定したPRACH-PD測位方式を例にとって説明する。例えば、図９には、あるビルの屋内に設定された複数のエリア（セクタＩＤ及び伝播遅延の組合せにより区分けされたエリア）を示す。図９で、Ｓｘ−ｙとは、セクタＩＤがｘで、伝播遅延の種別がｙとされたエリアを意味する。
【０００５】
図９のビル内で、対象の移動局がエリアＳ６−１に位置していた場合、当該ビルの屋内の構造（例えば吹き抜けや階段等の存在）に起因して、当該移動局の位置として、エリアＳ６−１の上の階のエリアＳ４−２と誤って判定されることや、エリアＳ６−１に隣接するエリアＳ５−１又はＳ１−２と誤って判定されることがある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、測位時点での電波環境の影響による伝播誤りに起因した測位誤差を適正に補正し、測位結果の信頼性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る測位装置は、セルを予め複数のセクタに区分けし且つ各セクタを異なる伝播遅延が予め設けられた複数のエリアに区分けすることで前記セクタと前記伝播遅延との組合せに対応付けて設定された複数のエリアのうち、移動局がどのエリアに位置するか、を推定することで、前記移動局の位置の測位を行う測位装置であって、前記複数のエリアの各々について、前記移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合に伝播誤り補正にて正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を記憶した伝播誤り補正情報記憶部と、前記移動局の位置の複数回の測位結果に対応する前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を、前記伝播誤り補正情報記憶部から読み出し、読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率に基づいて、前記測位結果を補正する補正部と、補正後の測位結果を出力する測位結果出力部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る測位装置は、以下のように記載することもできる。即ち、本発明に係る測位装置は、測位対象の移動局の情報を含んだ測位要求を受け付け、セルを予め複数のセクタに区分けし且つ各セクタを異なる伝播遅延が予め設けられた複数のエリアに区分けすることで前記セクタと前記伝播遅延との組合せに対応付けて設定された複数のエリアのうち、前記移動局がどのエリアに位置するか、を推定することで、前記移動局の位置の測位を行う測位部と、前記測位部による測位結果としての前記移動局が位置するエリアと、測位時刻とを記憶する測位結果記憶部と、前記複数のエリアの各々について、前記移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合に伝播誤り補正にて正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を記憶した伝播誤り補正情報記憶部と、複数回の測位結果と測位時刻とを前記測位結果記憶部から読み出し、読み出された複数回の測位結果に対応する前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を前記伝播誤り補正情報記憶部から読み出し、読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率に基づいて前記測位結果それぞれに関する信頼度を算出し、算出された前記測位結果それぞれに関する信頼度に基づいて前記測位結果を補正する測位結果補正部と、補正後の測位結果を出力する測位結果出力部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
以上のような本発明に係る測位装置によれば、複数のエリアの各々について、移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合に伝播誤り補正にて「正解とされるエリア」および「当該正解とされる確率」を記憶しておき、移動局の位置の複数回の測位結果に対応する「正解とされるエリア」および「当該正解とされる確率」を読み出し、これら「正解とされるエリア」および「当該正解とされる確率」に基づいて測位結果を補正するため、測位時点での電波環境の影響による伝播誤りに起因した測位誤差を適正に補正し、測位結果の信頼性を向上させることができる。
【００１０】
なお、測位結果補正部は、前記複数回の測位結果に含まれるエリア各々について、前記読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率から、該エリアが前記正解とされるエリアに一致するときの前記正解とされる確率を前記複数回の測位各々について特定し、特定された複数の前記正解とされる確率の積を求め、求めた積を該エリアの信頼度とすることが望ましい。
【００１１】
また、測位結果補正部は、前記信頼度が最大となるエリア、又は、前記信頼度を前記求められた各エリアの信頼度の総和で割ることで得られる相対比率が所定のしきい値以上となるエリア、を正しい測位結果として前記測位結果を補正することが望ましい。
【００１２】
ところで、本発明は、前述したように「測位装置に係る発明」として捉えることができるとともに、後述の「通信システムに係る発明」および「測位方法に係る発明」として捉えることもでき、同様の効果を奏する。
【００１３】
本発明に係る通信システムは、ＧＰＳ測位を行う少なくとも１つの移動局と、セルを形成する少なくとも１つの基地局と、セクタ測位を行う基地局制御装置と、前記移動局の位置の測位を行う測位装置とを含んで構成された通信システムであって、前記測位装置は、測位対象の移動局の情報を含んだ測位要求を受け付け、セルを予め複数のセクタに区分けし且つ各セクタを異なる伝播遅延が予め設けられた複数のエリアに区分けすることで前記セクタと前記伝播遅延との組合せに対応付けて設定された複数のエリアのうち、前記移動局がどのエリアに位置するかを、当該移動局によるＧＰＳ測位の結果又は前記基地局制御装置によるセクタ測位の結果に基づいて、推定することで、前記移動局の位置の測位を行う測位部と、前記測位部による測位結果としての前記移動局が位置するエリアと、測位時刻とを記憶する測位結果記憶部と、前記複数のエリアの各々について、前記移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合に伝播誤り補正にて正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を記憶した伝播誤り補正情報記憶部と、複数回の測位結果と測位時刻とを前記測位結果記憶部から読み出し、読み出された複数回の測位結果に対応する前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を前記伝播誤り補正情報記憶部から読み出し、読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率に基づいて前記測位結果それぞれに関する信頼度を算出し、算出された前記測位結果それぞれに関する信頼度に基づいて前記測位結果を補正する測位結果補正部と、補正後の測位結果を出力する測位結果出力部と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る測位方法は、セルを予め複数のセクタに区分けし且つ各セクタを異なる伝播遅延が予め設けられた複数のエリアに区分けすることで前記セクタと前記伝播遅延との組合せに対応付けて設定された複数のエリアのうち、移動局がどのエリアに位置するか、を推定することで、前記移動局の位置の測位を行う測位装置、により実行される測位方法であって、前記測位装置により予め記憶された、前記複数のエリアの各々についての、前記移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合の正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率から、前記移動局の位置の複数回の測位結果に対応する前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を読み出すステップと、読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率に基づいて、前記測位結果を補正するステップと、補正後の測位結果を出力するステップと、を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る測位方法は、以下のように記載することもできる。即ち、本発明に係る測位方法は、測位装置により実行される測位方法であって、測位対象の移動局の情報を含んだ測位要求を受け付けるステップと、セルを予め複数のセクタに区分けし且つ各セクタを異なる伝播遅延が予め設けられた複数のエリアに区分けすることで前記セクタと前記伝播遅延との組合せに対応付けて設定された複数のエリアのうち、前記移動局がどのエリアに位置するか、を推定することで、前記移動局の位置の測位を行うステップと、測位結果としての前記移動局が位置するエリアと、測位時刻とを前記測位装置の測位結果記憶部に記憶するステップと、前記測位装置により予め記憶された、前記複数のエリアの各々についての、前記移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合の正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率から、前記測位結果記憶部に記憶された複数回の測位結果に対応する前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を読み出すステップと、読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率に基づいて前記測位結果それぞれに関する信頼度を算出するステップと、算出された前記測位結果それぞれに関する信頼度に基づいて前記測位結果を補正するステップと、補正後の測位結果を出力するステップと、を備えることを特徴とする。
【００１６】
なお、信頼度を算出するステップでは、測位装置は、前記複数回の測位結果に含まれるエリア各々について、前記読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率から、該エリアが前記正解とされるエリアに一致するときの前記正解とされる確率を前記複数回の測位各々について特定し、特定された複数の前記正解とされる確率の積を求め、求めた積を該エリアの信頼度とすることが望ましい。
【００１７】
また、測位結果を補正するステップでは、測位装置は、前記信頼度が最大となるエリア、又は、前記信頼度を前記求められた各エリアの信頼度の総和で割ることで得られる相対比率が所定のしきい値以上となるエリア、を正しい測位結果として前記測位結果を補正することが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、測位時点での電波環境の影響による伝播誤りに起因した測位誤差を適正に補正し、測位結果の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明にかかる実施形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
［通信システムの構成］
まず、本実施形態にかかる通信システムの構成について説明する。図１に示すように、本実施形態にかかる通信システム１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）に基づく測位（以下「ＧＰＳ測位」という）を行う少なくとも１つの移動局４０と、セルを形成する少なくとも１つの基地局３０と、セクタ測位を行う基地局制御装置（Radio Network Controller、以下「ＲＮＣ」と称する）２０と、測位サーバ１０とを含んで構成されている。ここでは、移動局４０として、子供が携帯している移動局Ｂと、当該子供の親が携帯している移動局Ａとが存在する。なお、測位サーバ１０は、本発明に係る測位装置に相当する。
【００２１】
各移動局４０は、基地局３０を介した無線通信手順によって、測位対象の移動局の情報を含んだ測位要求を測位サーバ１０へ送信するとともに測位サーバ１０からの応答（測位結果）を受信する測位要求部４１と、受信された測位結果を表示する表示部４２と、ＧＰＳを利用して自己の移動局の測位を行うＧＰＳ測位部４３とを備える。
【００２２】
ＲＮＣ２０は、セクタ測位を行うセクタ測位部２１を備える。本実施形態における測位処理については、後述する。
【００２３】
測位サーバ１０は、ＲＮＣ２０との通信（各種情報の送受信）を行う通信制御部１１と、測位対象の移動局の位置の測位を行う測位部１４と、測位部１４による測位結果を記憶するための測位結果記憶部１５と、予め定められたエリア名と位置座標との対応表を記憶したエリア属性記憶部１８と、後述する伝播誤り補正情報記憶部１６と、後述する伝播誤り補正情報に基づいて測位結果を補正する測位結果補正部１２と、補正後の測位結果を出力する測位結果出力部１３と、測位部１４に対し測位要求を直接行うための測位要求部１７とを備える。このうち、測位部１４は、測位対象の移動局の情報を含んだ測位要求を受け付け、後述する手順で測位対象の移動局の測位を行う。
【００２４】
測位サーバ１０は、ハードウェアの観点からみると、例えば図２に示すように、オペレーティングシステムやアプリケーションプログラムなどを実行するＣＰＵ１０Ａと、ＲＯＭ及びＲＡＭで構成される主記憶部１０Ｂと、不揮発性メモリなどで構成される補助記憶部１０Ｃと、データ通信を行う通信制御部１０Ｄと、情報の表示や情報の印刷出力などを行う出力部１０Ｅと、文字・数字入力及び実行指示を行うためのキーで構成される操作部１０Ｆとを含んで構成される。なお、図１にて説明した各機能は、図２に示すＣＰＵ１０Ａ及び主記憶部１０Ｂの上に所定のソフトウェアを読み込ませて該ソフトウェアを実行するとともに、ＣＰＵ１０Ａの制御の下で通信制御部１０Ｄを動作させ、主記憶部１０Ｂや補助記憶部１０Ｃにおけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。また、ＲＮＣ２０、基地局３０および移動局４０も、図２に示すような基本的なハードウェア構成を有している。
【００２５】
図３には、エリア属性記憶部１８に記憶されたエリア名と位置座標との対応表を示す。この図３に示すように、位置座標は、緯度、経度および高度を含む。本実施形態では、エリアとして、図９に示すように、あるビルの屋内に設定された複数のエリア（セクタＩＤ及び伝播遅延の組合せにより区分けされたエリア）を想定している。図９で、Ｓｘ−ｙとは、セクタＩＤがｘで、伝播遅延の種別がｙとされたエリアを意味する。
【００２６】
図４には、測位結果記憶部１５に記憶される測位結果の例を示す。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、測位結果記憶部１５には、測位対象の移動局の識別情報（ユーザＩＤ）と、測位結果（具体的には、緯度、経度、高度）と、測位時刻とが記憶されるとともに、さらに、測位結果に対応するエリアが存在する場合は該当のエリア名が測位部１４によって記憶され、補正後の測位結果として補正エリア名が測位結果補正部１２によって記憶される。ここで、測位結果に対応するエリアが存在しない場合は図４（ｂ）に示すようにエリア名の欄はブランクとなり、その場合、補正エリア名の欄には、矢印Ｘで示すようにエリア名でなく測位結果（緯度、経度、高度）そのもの（図４（ｂ）では便宜上「測位結果のエリア」と表記）が記憶されることがある。なお、移動局の識別情報（ユーザＩＤ）としては、移動局の電話番号を採用してもよいし、独自に設定したＩＤを採用してもよい。
【００２７】
図５には、伝播誤り補正情報記憶部１６に記憶された伝播誤り補正情報の一例を示す。図５に示すように、伝播誤り補正情報記憶部１６には、複数のエリアの各々について、移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合に伝播誤り補正にて正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率が記憶されている。なお、ここで「エリア」には、予め区分されたエリア（例えばＳ４−２）と、位置座標そのもの（例えば（N35.66983, E139.74372, 1））の両方を含む。また、正解とされる確率は、手動で設定しても良いし、事前に対象環境で測位を実施した結果に基づいて設定しても良い。このうち後者については、複数の測位結果に対して正しいエリアとその発生の割合から、当該正解とされる確率を算出すればよい。
【００２８】
ここでは、例えば、測位結果としてエリアＳ４−２が得られた場合に伝播誤り補正にて該エリアＳ４−２が正解とされる確率「９０％」が記憶されており、エリアＳ６−１が正解とされる確率「１０％」が記憶されている。また、測位結果として位置座標（N35.66983, E139.74372, *）が得られた場合（即ち、高度の値を問わず、緯度が北緯35.66983度、経度が東経139.74372度の位置座標が得られた場合）に伝播誤り補正にて該位置座標が正解とされる確率「５０％」が記憶されており、エリアＳ１−１が正解とされる確率「５０％」が記憶されている。
【００２９】
さらに、測位結果のエリア欄の「(N35.66983, E139.74372, 1)〜(N35.66985, E139.74376, 1)」とは、高度が「１」で、緯度が北緯35.66983度〜35.66985度の範囲内、且つ、経度が東経139.74360度〜139.74372度の範囲内である二次元領域を意味する。ここで、測位結果として当該二次元領域内の位置座標が得られた場合に伝播誤り補正にて該測位結果の位置座標そのものが正解とされる確率「５０％」が記憶されており、エリアＳ１−１が正解とされる確率「５０％」が記憶されている。
【００３０】
［本実施形態の処理フロー］
以下、図６のフロー図に沿って、本実施形態の通信システムにおいて実行される処理フローを説明する。ここでは、図１において、子供が携帯している移動局Ｂを対象とした測位を、親が携帯している移動局Ａから測位サーバ１０に対し要求する場面を想定している。
【００３１】
まず、移動局Ａが、測位サーバ１０に対し測位要求を行う（図６のステップＳ１）。具体的には、移動局Ａの測位要求部４１が、移動局Ａのユーザにより入力された測位対象の移動局ＢのＩＤ、連続測位条件を含んだ測位要求を測位サーバ１０あてに送信する。なお、上記の連続測位条件には、測位回数（有限の回数（例えば５回）又は無限の指定）および測位時間間隔（例えば１分間隔、５分間隔など）が含まれる。
【００３２】
次に、測位サーバ１０では、測位部１４は、通信制御部１１経由で、移動局Ａからの測位要求を受け付けると（ステップＳ２）、ＲＮＣ２０および測位対象の移動局Ｂと連携して以下のような測位を実行する（ステップＳ３）。
【００３３】
まず、測位部１４は測位要求をＲＮＣ２０へ送信する。ＲＮＣ２０では、セクタ測位部２１が、測位要求に含まれた「測位対象の移動局ＢのＩＤ」より測位対象を特定し、測位要求に含まれた「連続測位条件」より測位回数および測位時間間隔を認識し、そして、移動局Ｂを測位対象として、上記測位回数および測位時間間隔でのセクタ測位を行う。具体的には、セクタ測位部２１は、移動局Ｂが接続しているセクタと伝播遅延値とを測定し、当該セクタと伝播遅延値に基づいて、移動局Ｂのセクタ測位結果（緯度、経度、高度）を取得する。さらに、セクタ測位部２１は、移動局Ｂに対し、上記連続測位条件を含んだＧＰＳ測位の測位要求と、上記取得した移動局Ｂのセクタ測位結果（緯度、経度、高度）とを送信する。測位要求を受けた移動局Ｂでは、当該時点でＧＰＳ測位が実行可能であれば、ＧＰＳ測位部４３がＧＰＳ測位を実行し、そのＧＰＳ測位結果（緯度、経度、高度）をセクタ測位部２１へ返信する。一方、当該時点でＧＰＳ測位が実行可能でなければ、ＧＰＳ測位部４３は、上記セクタ測位結果（緯度、経度、高度）をセクタ測位部２１へ返信する。そして、セクタ測位部２１は、受信した測位結果（即ち、ＧＰＳ測位が実行可能な場合はＧＰＳ測位結果、ＧＰＳ測位が実行可能でない場合はセクタ測位結果）を測位部１４へ送信する。これにより、測位部１４は、移動局Ｂの測位結果（緯度、経度、高度）を得る。
【００３４】
なお、測位時間間隔については、測位要求にて指定されたとおりの測位時間間隔で測位を実施しても良いが、測位結果取得に時間がかかる場合は、（前回の測位結果の取得以降であり、且つ、前回の測位要求から測位時間間隔を経過した後である）という条件を満たす場合に測位を実施するようにしても良い。また、測位回数を「無限」と設定した場合には、移動局Ａの測位要求部４１から手動で測位停止要求を送信することで測位を終了する。
【００３５】
測位後、測位部１４は、測位対象の移動局のＩＤ（移動局ＢのユーザＩＤ、ここでは「U001」）に対応付けて、測位結果（緯度、経度、高度）および測位時刻を測位結果記憶部１５に記憶する（ステップＳ４）。このとき、測位部１４は、エリア属性記憶部１８を参照し、測位結果の位置座標に対応するエリアを検索し、該当のエリアが存在する場合はそのエリア名も測位結果記憶部１５に記憶する。
【００３６】
次に、測位結果補正部１２が、測位結果記憶部１５を参照して過去の複数回の測位結果を読み出し、読み出された複数回の測位結果に対応する「正解とされるエリア」および「当該正解とされる確率」を伝播誤り補正情報記憶部１６から読み出す（ステップＳ５）。このとき、過去の測位結果の読み出しにつき、過去何秒分取得するかについては予め設定しておく。
【００３７】
ここで例えば、図４（ａ）に示す過去４回の測位結果Ｓ６−１、Ｓ４−２、Ｓ６−１、Ｓ４−２が読み出されたとすると、測位結果Ｓ６−１に対応する（正解とされるエリアＳ６−１、正解とされる確率９０％）および（正解とされるエリアＳ２−１、正解とされる確率１０％）が読み出され、測位結果Ｓ４−２に対応する（正解とされるエリアＳ４−２、正解とされる確率９０％）および（正解とされるエリアＳ６−１、正解とされる確率１０％）が読み出される。
【００３８】
そして、測位結果補正部１２は、測位結果Ｓ６−１、Ｓ４−２それぞれについて、該測位結果が正解とされる確率（即ち、該測位結果が「正解とされるエリア」に一致するときの「正解とされる確率」）を複数回の測位各々について特定し、特定された複数の「正解とされる確率」の積を求め、求めた積を該測位結果の信頼度として算出する（ステップＳ６）。例えば、測位結果Ｓ６−１、Ｓ４−２、Ｓ６−１、Ｓ４−２が読み出された場合、測位結果Ｓ６−１については、複数回の測位各々での「正解とされる確率」が、0.9、0.1、0.9、0.1と特定されるため、信頼度として0.9×0.1×0.9×0.1＝0.0081が算出される。一方、測位結果Ｓ４−２については、複数回の測位各々での「正解とされる確率」が、0、0.9、0、0.9と特定されるため、信頼度として0×0.9×0×0.9＝0が算出される。
【００３９】
さらに、測位結果補正部１２は、算出された信頼度が最大となるエリアとしてＳ６−１を特定し、このエリアＳ６−１を正しい測位結果として測位結果を補正する（ステップＳ７）。ここでは、測位結果Ｓ６−１、Ｓ４−２、Ｓ６−１、Ｓ４−２のうち、Ｓ４−２がＳ６−１に補正されることとなる。そして、測位結果補正部１２は、補正後の測位結果を測位結果記憶部１５に記憶する。これにより、図４（ａ）に示すように、「補正エリア名」の欄に補正後の測位結果Ｓ６−１、Ｓ６−１、Ｓ６−１、Ｓ６−１が記憶される。
【００４０】
なお、算出された信頼度から、正しい測位結果を得る手法としては、信頼度が最大となるエリアを求める以外に、信頼度の相対比率（即ち、信頼度を各エリアの信頼度の総和で割ることで得られる相対比率）が所定のしきい値以上となるエリア（１つ又は複数）を正しい測位結果としてもよい。
【００４１】
以上のような補正後は、測位結果出力部１３が、補正後の測位結果を出力する（ステップＳ８）。具体的には、測位結果出力部１３は、補正後の測位結果を移動局Ａ（測位要求を行った移動局）へ送信するとともに、該測位結果出力部１３を構成する表示装置に表示出力する。移動局Ａでは、測位要求部４１が補正後の測位結果を受信すると、受信された測位結果を表示部４２に表示出力する（ステップＳ９）。表示出力の形態は、画面上に文字で表示してもよいし、画面に表示した地図上で補正エリアをプロットする形で表示してもよい。文字で表示する場合、測位結果が１つのエリアのときは、例えば「測位対象はエリアＳ６−１付近にいます」と表示され、測位結果が複数のエリアのときは、例えば「測位対象はエリアＳ６−１とＳ１−２の境界付近にいます」と表示される。これにより、移動局Ａを携帯している親は、子供が携帯している移動局Ｂの位置（即ち、子供のいる位置）を認識することができる。
【００４２】
以上の実施形態によれば、測位時点での電波環境の影響による伝播誤りに起因した測位誤差を適正に補正し、測位結果の信頼性を向上させることができる。
【００４３】
なお、上記実施形態では、測位対象の移動局Ｂ以外の移動局Ａ又は測位サーバ１０から測位要求を行う態様を示したが、測位対象の移動局自身から測位要求を行っても良い。また、測位サーバ１０が備える機能の全てを移動局内に搭載してもよい。このとき、当該移動局は、自己を対象とした測位および測位結果の補正を自律的に行うことができる。この場合、当該移動局は、本発明に係る測位装置に相当する。また、測位サーバ１０が備える機能のうち、一部の機能を移動局内に搭載することで、該移動局は測位サーバ１０と連携して、自己の移動局を対象とした測位および測位結果の補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】発明の実施形態にかかる通信システムの構成図である。
【図２】測位サーバのハードウェア構成図である。
【図３】エリア属性記憶部に記憶された情報を示す図である。
【図４】測位結果記憶部に記憶される測位結果の例を示す図である。
【図５】伝播誤り補正情報記憶部に記憶された伝播誤り補正情報の例を示す図である。
【図６】通信システムにおいて実行される処理フローを示す図である。
【図７】PRACH-PD測位方式を説明するための図である。
【図８】PRACH-PD測位方式の屋内への適用例を示す図である。
【図９】あるビルの屋内に設定されたエリアを示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…通信システム、１０…測位サーバ、１０Ａ…ＣＰＵ、１０Ｂ…主記憶部、１０Ｃ…補助記憶部、１０Ｄ…通信制御部、１０Ｅ…出力部、１０Ｆ…操作部、１１…通信制御部、１２…測位結果補正部、１３…測位結果出力部、１４…測位部、１５…測位結果記憶部、１６…伝播誤り補正情報記憶部、１７…測位要求部、１８…エリア属性記憶部、２０…ＲＮＣ、２１…セクタ測位部、３０…基地局、４０…移動局、４１…測位要求部、４２…表示部、４３…ＧＰＳ測位部、７０…基地局、７１…移動局、８０…ＭＯＦ、８１、８２…アンテナ群、８３、８４…遅延線。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局の測位を行う測位装置、通信システム及び測位方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、無線通信環境において、移動局の位置を測定する（測位を行う）方式として、セクタ測位方式が知られている（特許文献１に「セルセクタ測位」として言及されている）。このセクタ測位方式では、例えば、セル内の複数のセクタのうち、測位時点で移動局からの受信信号の受信レベルが最大となるセクタが特定され、当該セクタの中心位置が移動局の位置と推定される。
【０００３】
また、セクタ内の位置を特定する方式として、いわゆるPRACH-PD測位方式が知られている。このPRACH-PD測位方式には、屋外を想定した方式と屋内を想定した方式が存在する。このうち屋外を想定した方式では、図７に示すように、移動局７１へ向けて送信されたPRACH信号が移動局７１から折り返して基地局７０に到達するまでの伝播時間が測定され、該伝播時間に基づいてセクタ内の移動局７１の位置が特定される。また、屋内を想定した方式では、図８に示すように基地局７０の配下の１つのセクタに、当該基地局７０に接続され屋内に設置された移動通信用多分岐光伝送装置（Multi-drop Optical Feeder（以下「ＭＯＦ」と称する））８０を割り当て、該ＭＯＦ８０に接続されたアンテナ群８１、８２から送信される無線信号により当該１つのセクタを形成する構成とされている。ここで、ＭＯＦ８０とアンテナ群８１の間に挿入する遅延線８３と、ＭＯＦ８０とアンテナ群８２の間に挿入する遅延線８４とで、長さの異なるものを用いることにより、アンテナ群８１、８２の間に伝播遅延（Propagation Delay、以下「ＰＤ」ともいう）を設ける。かかる構成において、基地局７０から送信されたPRACH信号が移動局で折り返して基地局７０に到達するまでの伝播時間が測定され、該伝播時間に基づいて伝播遅延が特定され、移動局がどのアンテナ群の近くに位置するか（即ち、セクタ内の移動局の位置）が特定される。
【特許文献１】特開２００７−３２２２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、測位時点での電波環境の影響によって測位誤差が生じることがある。ここでは、屋内を想定したPRACH-PD測位方式を例にとって説明する。例えば、図９には、あるビルの屋内に設定された複数のエリア（セクタＩＤ及び伝播遅延の組合せにより区分けされたエリア）を示す。図９で、Ｓｘ−ｙとは、セクタＩＤがｘで、伝播遅延の種別がｙとされたエリアを意味する。
【０００５】
図９のビル内で、対象の移動局がエリアＳ６−１に位置していた場合、当該ビルの屋内の構造（例えば吹き抜けや階段等の存在）に起因して、当該移動局の位置として、エリアＳ６−１の上の階のエリアＳ４−２と誤って判定されることや、エリアＳ６−１に隣接するエリアＳ５−１又はＳ１−２と誤って判定されることがある。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、測位時点での電波環境の影響による伝播誤りに起因した測位誤差を適正に補正し、測位結果の信頼性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る測位装置は、セルを予め複数のセクタに区分けし且つ各セクタを異なる伝播遅延が予め設けられた複数のエリアに区分けすることで前記セクタと前記伝播遅延との組合せに対応付けて設定された複数のエリアのうち、移動局がどのエリアに位置するか、を推定することで、前記移動局の位置の測位を行う測位装置であって、前記複数のエリアの各々について、前記移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合に伝播誤り補正にて正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を記憶した伝播誤り補正情報記憶部と、前記移動局の位置の複数回の測位結果に対応する前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を、前記伝播誤り補正情報記憶部から読み出し、読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率に基づいて、前記測位結果を補正する補正部と、補正後の測位結果を出力する測位結果出力部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る測位装置は、以下のように記載することもできる。即ち、本発明に係る測位装置は、測位対象の移動局の情報を含んだ測位要求を受け付け、セルを予め複数のセクタに区分けし且つ各セクタを異なる伝播遅延が予め設けられた複数のエリアに区分けすることで前記セクタと前記伝播遅延との組合せに対応付けて設定された複数のエリアのうち、前記移動局がどのエリアに位置するか、を推定することで、前記移動局の位置の測位を行う測位部と、前記測位部による測位結果としての前記移動局が位置するエリアと、測位時刻とを記憶する測位結果記憶部と、前記複数のエリアの各々について、前記移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合に伝播誤り補正にて正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を記憶した伝播誤り補正情報記憶部と、複数回の測位結果と測位時刻とを前記測位結果記憶部から読み出し、読み出された複数回の測位結果に対応する前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を前記伝播誤り補正情報記憶部から読み出し、読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率に基づいて前記測位結果それぞれに関する信頼度を算出し、算出された前記測位結果それぞれに関する信頼度に基づいて前記測位結果を補正する測位結果補正部と、補正後の測位結果を出力する測位結果出力部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
以上のような本発明に係る測位装置によれば、複数のエリアの各々について、移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合に伝播誤り補正にて「正解とされるエリア」および「当該正解とされる確率」を記憶しておき、移動局の位置の複数回の測位結果に対応する「正解とされるエリア」および「当該正解とされる確率」を読み出し、これら「正解とされるエリア」および「当該正解とされる確率」に基づいて測位結果を補正するため、測位時点での電波環境の影響による伝播誤りに起因した測位誤差を適正に補正し、測位結果の信頼性を向上させることができる。
【００１０】
なお、測位結果補正部は、前記複数回の測位結果に含まれるエリア各々について、前記読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率から、該エリアが前記正解とされるエリアに一致するときの前記正解とされる確率を前記複数回の測位各々について特定し、特定された複数の前記正解とされる確率の積を求め、求めた積を該エリアの信頼度とすることが望ましい。
【００１１】
また、測位結果補正部は、前記信頼度が最大となるエリア、又は、前記信頼度を前記求められた各エリアの信頼度の総和で割ることで得られる相対比率が所定のしきい値以上となるエリア、を正しい測位結果として前記測位結果を補正することが望ましい。
【００１２】
ところで、本発明は、前述したように「測位装置に係る発明」として捉えることができるとともに、後述の「通信システムに係る発明」および「測位方法に係る発明」として捉えることもでき、同様の効果を奏する。
【００１３】
本発明に係る通信システムは、ＧＰＳ測位を行う少なくとも１つの移動局と、セルを形成する少なくとも１つの基地局と、セクタ測位を行う基地局制御装置と、前記移動局の位置の測位を行う測位装置とを含んで構成された通信システムであって、前記測位装置は、測位対象の移動局の情報を含んだ測位要求を受け付け、セルを予め複数のセクタに区分けし且つ各セクタを異なる伝播遅延が予め設けられた複数のエリアに区分けすることで前記セクタと前記伝播遅延との組合せに対応付けて設定された複数のエリアのうち、前記移動局がどのエリアに位置するかを、当該移動局によるＧＰＳ測位の結果又は前記基地局制御装置によるセクタ測位の結果に基づいて、推定することで、前記移動局の位置の測位を行う測位部と、前記測位部による測位結果としての前記移動局が位置するエリアと、測位時刻とを記憶する測位結果記憶部と、前記複数のエリアの各々について、前記移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合に伝播誤り補正にて正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を記憶した伝播誤り補正情報記憶部と、複数回の測位結果と測位時刻とを前記測位結果記憶部から読み出し、読み出された複数回の測位結果に対応する前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を前記伝播誤り補正情報記憶部から読み出し、読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率に基づいて前記測位結果それぞれに関する信頼度を算出し、算出された前記測位結果それぞれに関する信頼度に基づいて前記測位結果を補正する測位結果補正部と、補正後の測位結果を出力する測位結果出力部と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る測位方法は、セルを予め複数のセクタに区分けし且つ各セクタを異なる伝播遅延が予め設けられた複数のエリアに区分けすることで前記セクタと前記伝播遅延との組合せに対応付けて設定された複数のエリアのうち、移動局がどのエリアに位置するか、を推定することで、前記移動局の位置の測位を行う測位装置、により実行される測位方法であって、前記測位装置により予め記憶された、前記複数のエリアの各々についての、前記移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合の正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率から、前記移動局の位置の複数回の測位結果に対応する前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を読み出すステップと、読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率に基づいて、前記測位結果を補正するステップと、補正後の測位結果を出力するステップと、を備えることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る測位方法は、以下のように記載することもできる。即ち、本発明に係る測位方法は、測位装置により実行される測位方法であって、測位対象の移動局の情報を含んだ測位要求を受け付けるステップと、セルを予め複数のセクタに区分けし且つ各セクタを異なる伝播遅延が予め設けられた複数のエリアに区分けすることで前記セクタと前記伝播遅延との組合せに対応付けて設定された複数のエリアのうち、前記移動局がどのエリアに位置するか、を推定することで、前記移動局の位置の測位を行うステップと、測位結果としての前記移動局が位置するエリアと、測位時刻とを前記測位装置の測位結果記憶部に記憶するステップと、前記測位装置により予め記憶された、前記複数のエリアの各々についての、前記移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合の正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率から、前記測位結果記憶部に記憶された複数回の測位結果に対応する前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を読み出すステップと、読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率に基づいて前記測位結果それぞれに関する信頼度を算出するステップと、算出された前記測位結果それぞれに関する信頼度に基づいて前記測位結果を補正するステップと、補正後の測位結果を出力するステップと、を備えることを特徴とする。
【００１６】
なお、信頼度を算出するステップでは、測位装置は、前記複数回の測位結果に含まれるエリア各々について、前記読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率から、該エリアが前記正解とされるエリアに一致するときの前記正解とされる確率を前記複数回の測位各々について特定し、特定された複数の前記正解とされる確率の積を求め、求めた積を該エリアの信頼度とすることが望ましい。
【００１７】
また、測位結果を補正するステップでは、測位装置は、前記信頼度が最大となるエリア、又は、前記信頼度を前記求められた各エリアの信頼度の総和で割ることで得られる相対比率が所定のしきい値以上となるエリア、を正しい測位結果として前記測位結果を補正することが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、測位時点での電波環境の影響による伝播誤りに起因した測位誤差を適正に補正し、測位結果の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明にかかる実施形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
［通信システムの構成］
まず、本実施形態にかかる通信システムの構成について説明する。図１に示すように、本実施形態にかかる通信システム１は、ＧＰＳ（Global Positioning System）に基づく測位（以下「ＧＰＳ測位」という）を行う少なくとも１つの移動局４０と、セルを形成する少なくとも１つの基地局３０と、セクタ測位を行う基地局制御装置（Radio Network Controller、以下「ＲＮＣ」と称する）２０と、測位サーバ１０とを含んで構成されている。ここでは、移動局４０として、子供が携帯している移動局Ｂと、当該子供の親が携帯している移動局Ａとが存在する。なお、測位サーバ１０は、本発明に係る測位装置に相当する。
【００２１】
各移動局４０は、基地局３０を介した無線通信手順によって、測位対象の移動局の情報を含んだ測位要求を測位サーバ１０へ送信するとともに測位サーバ１０からの応答（測位結果）を受信する測位要求部４１と、受信された測位結果を表示する表示部４２と、ＧＰＳを利用して自己の移動局の測位を行うＧＰＳ測位部４３とを備える。
【００２２】
ＲＮＣ２０は、セクタ測位を行うセクタ測位部２１を備える。本実施形態における測位処理については、後述する。
【００２３】
測位サーバ１０は、ＲＮＣ２０との通信（各種情報の送受信）を行う通信制御部１１と、測位対象の移動局の位置の測位を行う測位部１４と、測位部１４による測位結果を記憶するための測位結果記憶部１５と、予め定められたエリア名と位置座標との対応表を記憶したエリア属性記憶部１８と、後述する伝播誤り補正情報記憶部１６と、後述する伝播誤り補正情報に基づいて測位結果を補正する測位結果補正部１２と、補正後の測位結果を出力する測位結果出力部１３と、測位部１４に対し測位要求を直接行うための測位要求部１７とを備える。このうち、測位部１４は、測位対象の移動局の情報を含んだ測位要求を受け付け、後述する手順で測位対象の移動局の測位を行う。
【００２４】
測位サーバ１０は、ハードウェアの観点からみると、例えば図２に示すように、オペレーティングシステムやアプリケーションプログラムなどを実行するＣＰＵ１０Ａと、ＲＯＭ及びＲＡＭで構成される主記憶部１０Ｂと、不揮発性メモリなどで構成される補助記憶部１０Ｃと、データ通信を行う通信制御部１０Ｄと、情報の表示や情報の印刷出力などを行う出力部１０Ｅと、文字・数字入力及び実行指示を行うためのキーで構成される操作部１０Ｆとを含んで構成される。なお、図１にて説明した各機能は、図２に示すＣＰＵ１０Ａ及び主記憶部１０Ｂの上に所定のソフトウェアを読み込ませて該ソフトウェアを実行するとともに、ＣＰＵ１０Ａの制御の下で通信制御部１０Ｄを動作させ、主記憶部１０Ｂや補助記憶部１０Ｃにおけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。また、ＲＮＣ２０、基地局３０および移動局４０も、図２に示すような基本的なハードウェア構成を有している。
【００２５】
図３には、エリア属性記憶部１８に記憶されたエリア名と位置座標との対応表を示す。この図３に示すように、位置座標は、緯度、経度および高度を含む。本実施形態では、エリアとして、図９に示すように、あるビルの屋内に設定された複数のエリア（セクタＩＤ及び伝播遅延の組合せにより区分けされたエリア）を想定している。図９で、Ｓｘ−ｙとは、セクタＩＤがｘで、伝播遅延の種別がｙとされたエリアを意味する。
【００２６】
図４には、測位結果記憶部１５に記憶される測位結果の例を示す。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、測位結果記憶部１５には、測位対象の移動局の識別情報（ユーザＩＤ）と、測位結果（具体的には、緯度、経度、高度）と、測位時刻とが記憶されるとともに、さらに、測位結果に対応するエリアが存在する場合は該当のエリア名が測位部１４によって記憶され、補正後の測位結果として補正エリア名が測位結果補正部１２によって記憶される。ここで、測位結果に対応するエリアが存在しない場合は図４（ｂ）に示すようにエリア名の欄はブランクとなり、その場合、補正エリア名の欄には、矢印Ｘで示すようにエリア名でなく測位結果（緯度、経度、高度）そのもの（図４（ｂ）では便宜上「測位結果のエリア」と表記）が記憶されることがある。なお、移動局の識別情報（ユーザＩＤ）としては、移動局の電話番号を採用してもよいし、独自に設定したＩＤを採用してもよい。
【００２７】
図５には、伝播誤り補正情報記憶部１６に記憶された伝播誤り補正情報の一例を示す。図５に示すように、伝播誤り補正情報記憶部１６には、複数のエリアの各々について、移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合に伝播誤り補正にて正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率が記憶されている。なお、ここで「エリア」には、予め区分されたエリア（例えばＳ４−２）と、位置座標そのもの（例えば（N35.66983, E139.74372, 1））の両方を含む。また、正解とされる確率は、手動で設定しても良いし、事前に対象環境で測位を実施した結果に基づいて設定しても良い。このうち後者については、複数の測位結果に対して正しいエリアとその発生の割合から、当該正解とされる確率を算出すればよい。
【００２８】
ここでは、例えば、測位結果としてエリアＳ４−２が得られた場合に伝播誤り補正にて該エリアＳ４−２が正解とされる確率「９０％」が記憶されており、エリアＳ６−１が正解とされる確率「１０％」が記憶されている。また、測位結果として位置座標（N35.66983, E139.74372, *）が得られた場合（即ち、高度の値を問わず、緯度が北緯35.66983度、経度が東経139.74372度の位置座標が得られた場合）に伝播誤り補正にて該位置座標が正解とされる確率「５０％」が記憶されており、エリアＳ１−１が正解とされる確率「５０％」が記憶されている。
【００２９】
さらに、測位結果のエリア欄の「(N35.66983, E139.74372, 1)〜(N35.66985, E139.74376, 1)」とは、高度が「１」で、緯度が北緯35.66983度〜35.66985度の範囲内、且つ、経度が東経139.74360度〜139.74372度の範囲内である二次元領域を意味する。ここで、測位結果として当該二次元領域内の位置座標が得られた場合に伝播誤り補正にて該測位結果の位置座標そのものが正解とされる確率「５０％」が記憶されており、エリアＳ１−１が正解とされる確率「５０％」が記憶されている。
【００３０】
［本実施形態の処理フロー］
以下、図６のフロー図に沿って、本実施形態の通信システムにおいて実行される処理フローを説明する。ここでは、図１において、子供が携帯している移動局Ｂを対象とした測位を、親が携帯している移動局Ａから測位サーバ１０に対し要求する場面を想定している。
【００３１】
まず、移動局Ａが、測位サーバ１０に対し測位要求を行う（図６のステップＳ１）。具体的には、移動局Ａの測位要求部４１が、移動局Ａのユーザにより入力された測位対象の移動局ＢのＩＤ、連続測位条件を含んだ測位要求を測位サーバ１０あてに送信する。なお、上記の連続測位条件には、測位回数（有限の回数（例えば５回）又は無限の指定）および測位時間間隔（例えば１分間隔、５分間隔など）が含まれる。
【００３２】
次に、測位サーバ１０では、測位部１４は、通信制御部１１経由で、移動局Ａからの測位要求を受け付けると（ステップＳ２）、ＲＮＣ２０および測位対象の移動局Ｂと連携して以下のような測位を実行する（ステップＳ３）。
【００３３】
まず、測位部１４は測位要求をＲＮＣ２０へ送信する。ＲＮＣ２０では、セクタ測位部２１が、測位要求に含まれた「測位対象の移動局ＢのＩＤ」より測位対象を特定し、測位要求に含まれた「連続測位条件」より測位回数および測位時間間隔を認識し、そして、移動局Ｂを測位対象として、上記測位回数および測位時間間隔でのセクタ測位を行う。具体的には、セクタ測位部２１は、移動局Ｂが接続しているセクタと伝播遅延値とを測定し、当該セクタと伝播遅延値に基づいて、移動局Ｂのセクタ測位結果（緯度、経度、高度）を取得する。さらに、セクタ測位部２１は、移動局Ｂに対し、上記連続測位条件を含んだＧＰＳ測位の測位要求と、上記取得した移動局Ｂのセクタ測位結果（緯度、経度、高度）とを送信する。測位要求を受けた移動局Ｂでは、当該時点でＧＰＳ測位が実行可能であれば、ＧＰＳ測位部４３がＧＰＳ測位を実行し、そのＧＰＳ測位結果（緯度、経度、高度）をセクタ測位部２１へ返信する。一方、当該時点でＧＰＳ測位が実行可能でなければ、ＧＰＳ測位部４３は、上記セクタ測位結果（緯度、経度、高度）をセクタ測位部２１へ返信する。そして、セクタ測位部２１は、受信した測位結果（即ち、ＧＰＳ測位が実行可能な場合はＧＰＳ測位結果、ＧＰＳ測位が実行可能でない場合はセクタ測位結果）を測位部１４へ送信する。これにより、測位部１４は、移動局Ｂの測位結果（緯度、経度、高度）を得る。
【００３４】
なお、測位時間間隔については、測位要求にて指定されたとおりの測位時間間隔で測位を実施しても良いが、測位結果取得に時間がかかる場合は、（前回の測位結果の取得以降であり、且つ、前回の測位要求から測位時間間隔を経過した後である）という条件を満たす場合に測位を実施するようにしても良い。また、測位回数を「無限」と設定した場合には、移動局Ａの測位要求部４１から手動で測位停止要求を送信することで測位を終了する。
【００３５】
測位後、測位部１４は、測位対象の移動局のＩＤ（移動局ＢのユーザＩＤ、ここでは「U001」）に対応付けて、測位結果（緯度、経度、高度）および測位時刻を測位結果記憶部１５に記憶する（ステップＳ４）。このとき、測位部１４は、エリア属性記憶部１８を参照し、測位結果の位置座標に対応するエリアを検索し、該当のエリアが存在する場合はそのエリア名も測位結果記憶部１５に記憶する。
【００３６】
次に、測位結果補正部１２が、測位結果記憶部１５を参照して過去の複数回の測位結果を読み出し、読み出された複数回の測位結果に対応する「正解とされるエリア」および「当該正解とされる確率」を伝播誤り補正情報記憶部１６から読み出す（ステップＳ５）。このとき、過去の測位結果の読み出しにつき、過去何秒分取得するかについては予め設定しておく。
【００３７】
ここで例えば、図４（ａ）に示す過去４回の測位結果Ｓ６−１、Ｓ４−２、Ｓ６−１、Ｓ４−２が読み出されたとすると、測位結果Ｓ６−１に対応する（正解とされるエリアＳ６−１、正解とされる確率９０％）および（正解とされるエリアＳ２−１、正解とされる確率１０％）が読み出され、測位結果Ｓ４−２に対応する（正解とされるエリアＳ４−２、正解とされる確率９０％）および（正解とされるエリアＳ６−１、正解とされる確率１０％）が読み出される。
【００３８】
そして、測位結果補正部１２は、測位結果Ｓ６−１、Ｓ４−２それぞれについて、該測位結果が正解とされる確率（即ち、該測位結果が「正解とされるエリア」に一致するときの「正解とされる確率」）を複数回の測位各々について特定し、特定された複数の「正解とされる確率」の積を求め、求めた積を該測位結果の信頼度として算出する（ステップＳ６）。例えば、測位結果Ｓ６−１、Ｓ４−２、Ｓ６−１、Ｓ４−２が読み出された場合、測位結果Ｓ６−１については、複数回の測位各々での「正解とされる確率」が、0.9、0.1、0.9、0.1と特定されるため、信頼度として0.9×0.1×0.9×0.1＝0.0081が算出される。一方、測位結果Ｓ４−２については、複数回の測位各々での「正解とされる確率」が、0、0.9、0、0.9と特定されるため、信頼度として0×0.9×0×0.9＝0が算出される。
【００３９】
さらに、測位結果補正部１２は、算出された信頼度が最大となるエリアとしてＳ６−１を特定し、このエリアＳ６−１を正しい測位結果として測位結果を補正する（ステップＳ７）。ここでは、測位結果Ｓ６−１、Ｓ４−２、Ｓ６−１、Ｓ４−２のうち、Ｓ４−２がＳ６−１に補正されることとなる。そして、測位結果補正部１２は、補正後の測位結果を測位結果記憶部１５に記憶する。これにより、図４（ａ）に示すように、「補正エリア名」の欄に補正後の測位結果Ｓ６−１、Ｓ６−１、Ｓ６−１、Ｓ６−１が記憶される。
【００４０】
なお、算出された信頼度から、正しい測位結果を得る手法としては、信頼度が最大となるエリアを求める以外に、信頼度の相対比率（即ち、信頼度を各エリアの信頼度の総和で割ることで得られる相対比率）が所定のしきい値以上となるエリア（１つ又は複数）を正しい測位結果としてもよい。
【００４１】
以上のような補正後は、測位結果出力部１３が、補正後の測位結果を出力する（ステップＳ８）。具体的には、測位結果出力部１３は、補正後の測位結果を移動局Ａ（測位要求を行った移動局）へ送信するとともに、該測位結果出力部１３を構成する表示装置に表示出力する。移動局Ａでは、測位要求部４１が補正後の測位結果を受信すると、受信された測位結果を表示部４２に表示出力する（ステップＳ９）。表示出力の形態は、画面上に文字で表示してもよいし、画面に表示した地図上で補正エリアをプロットする形で表示してもよい。文字で表示する場合、測位結果が１つのエリアのときは、例えば「測位対象はエリアＳ６−１付近にいます」と表示され、測位結果が複数のエリアのときは、例えば「測位対象はエリアＳ６−１とＳ１−２の境界付近にいます」と表示される。これにより、移動局Ａを携帯している親は、子供が携帯している移動局Ｂの位置（即ち、子供のいる位置）を認識することができる。
【００４２】
以上の実施形態によれば、測位時点での電波環境の影響による伝播誤りに起因した測位誤差を適正に補正し、測位結果の信頼性を向上させることができる。
【００４３】
なお、上記実施形態では、測位対象の移動局Ｂ以外の移動局Ａ又は測位サーバ１０から測位要求を行う態様を示したが、測位対象の移動局自身から測位要求を行っても良い。また、測位サーバ１０が備える機能の全てを移動局内に搭載してもよい。このとき、当該移動局は、自己を対象とした測位および測位結果の補正を自律的に行うことができる。この場合、当該移動局は、本発明に係る測位装置に相当する。また、測位サーバ１０が備える機能のうち、一部の機能を移動局内に搭載することで、該移動局は測位サーバ１０と連携して、自己の移動局を対象とした測位および測位結果の補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】発明の実施形態にかかる通信システムの構成図である。
【図２】測位サーバのハードウェア構成図である。
【図３】エリア属性記憶部に記憶された情報を示す図である。
【図４】測位結果記憶部に記憶される測位結果の例を示す図である。
【図５】伝播誤り補正情報記憶部に記憶された伝播誤り補正情報の例を示す図である。
【図６】通信システムにおいて実行される処理フローを示す図である。
【図７】PRACH-PD測位方式を説明するための図である。
【図８】PRACH-PD測位方式の屋内への適用例を示す図である。
【図９】あるビルの屋内に設定されたエリアを示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…通信システム、１０…測位サーバ、１０Ａ…ＣＰＵ、１０Ｂ…主記憶部、１０Ｃ…補助記憶部、１０Ｄ…通信制御部、１０Ｅ…出力部、１０Ｆ…操作部、１１…通信制御部、１２…測位結果補正部、１３…測位結果出力部、１４…測位部、１５…測位結果記憶部、１６…伝播誤り補正情報記憶部、１７…測位要求部、１８…エリア属性記憶部、２０…ＲＮＣ、２１…セクタ測位部、３０…基地局、４０…移動局、４１…測位要求部、４２…表示部、４３…ＧＰＳ測位部、７０…基地局、７１…移動局、８０…ＭＯＦ、８１、８２…アンテナ群、８３、８４…遅延線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルを予め複数のセクタに区分けし且つ各セクタを異なる伝播遅延が予め設けられた複数のエリアに区分けすることで前記セクタと前記伝播遅延との組合せに対応付けて設定された複数のエリアのうち、移動局がどのエリアに位置するか、を推定することで、前記移動局の位置の測位を行う測位装置であって、
前記複数のエリアの各々について、前記移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合に伝播誤り補正にて正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を記憶した伝播誤り補正情報記憶部と、
前記移動局の位置の複数回の測位結果に対応する前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を、前記伝播誤り補正情報記憶部から読み出し、読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率に基づいて、前記測位結果を補正する補正部と、
補正後の測位結果を出力する測位結果出力部と、
を備える測位装置。
【請求項２】
測位対象の移動局の情報を含んだ測位要求を受け付け、セルを予め複数のセクタに区分けし且つ各セクタを異なる伝播遅延が予め設けられた複数のエリアに区分けすることで前記セクタと前記伝播遅延との組合せに対応付けて設定された複数のエリアのうち、前記移動局がどのエリアに位置するか、を推定することで、前記移動局の位置の測位を行う測位部と、
前記測位部による測位結果としての前記移動局が位置するエリアと、測位時刻とを記憶する測位結果記憶部と、
前記複数のエリアの各々について、前記移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合に伝播誤り補正にて正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を記憶した伝播誤り補正情報記憶部と、
複数回の測位結果と測位時刻とを前記測位結果記憶部から読み出し、読み出された複数回の測位結果に対応する前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を前記伝播誤り補正情報記憶部から読み出し、読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率に基づいて前記測位結果それぞれに関する信頼度を算出し、算出された前記測位結果それぞれに関する信頼度に基づいて前記測位結果を補正する測位結果補正部と、
補正後の測位結果を出力する測位結果出力部と、
を備える測位装置。
【請求項３】
前記測位結果補正部は、前記複数回の測位結果に含まれるエリア各々について、前記読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率から、該エリアが前記正解とされるエリアに一致するときの前記正解とされる確率を前記複数回の測位各々について特定し、特定された複数の前記正解とされる確率の積を求め、求めた積を該エリアの信頼度とすることを特徴とする請求項２記載の測位装置。
【請求項４】
前記測位結果補正部は、前記信頼度が最大となるエリア、又は、前記信頼度を前記求められた各エリアの信頼度の総和で割ることで得られる相対比率が所定のしきい値以上となるエリア、を正しい測位結果として前記測位結果を補正することを特徴とする請求項３記載の測位装置。
【請求項５】
ＧＰＳ測位を行う少なくとも１つの移動局と、セルを形成する少なくとも１つの基地局と、セクタ測位を行う基地局制御装置と、前記移動局の位置の測位を行う測位装置とを含んで構成された通信システムであって、
前記測位装置は、
測位対象の移動局の情報を含んだ測位要求を受け付け、セルを予め複数のセクタに区分けし且つ各セクタを異なる伝播遅延が予め設けられた複数のエリアに区分けすることで前記セクタと前記伝播遅延との組合せに対応付けて設定された複数のエリアのうち、前記移動局がどのエリアに位置するかを、当該移動局によるＧＰＳ測位の結果又は前記基地局制御装置によるセクタ測位の結果に基づいて、推定することで、前記移動局の位置の測位を行う測位部と、
前記測位部による測位結果としての前記移動局が位置するエリアと、測位時刻とを記憶する測位結果記憶部と、
前記複数のエリアの各々について、前記移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合に伝播誤り補正にて正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を記憶した伝播誤り補正情報記憶部と、
複数回の測位結果と測位時刻とを前記測位結果記憶部から読み出し、読み出された複数回の測位結果に対応する前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を前記伝播誤り補正情報記憶部から読み出し、読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率に基づいて前記測位結果それぞれに関する信頼度を算出し、算出された前記測位結果それぞれに関する信頼度に基づいて前記測位結果を補正する測位結果補正部と、
補正後の測位結果を出力する測位結果出力部と、
を備える
ことを特徴とする通信システム。
【請求項６】
セルを予め複数のセクタに区分けし且つ各セクタを異なる伝播遅延が予め設けられた複数のエリアに区分けすることで前記セクタと前記伝播遅延との組合せに対応付けて設定された複数のエリアのうち、移動局がどのエリアに位置するか、を推定することで、前記移動局の位置の測位を行う測位装置、により実行される測位方法であって、
前記測位装置により予め記憶された、前記複数のエリアの各々についての、前記移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合の正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率から、前記移動局の位置の複数回の測位結果に対応する前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を読み出すステップと、
読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率に基づいて、前記測位結果を補正するステップと、
補正後の測位結果を出力するステップと、
を備える測位方法。
【請求項７】
測位装置により実行される測位方法であって、
測位対象の移動局の情報を含んだ測位要求を受け付けるステップと、
セルを予め複数のセクタに区分けし且つ各セクタを異なる伝播遅延が予め設けられた複数のエリアに区分けすることで前記セクタと前記伝播遅延との組合せに対応付けて設定された複数のエリアのうち、前記移動局がどのエリアに位置するか、を推定することで、前記移動局の位置の測位を行うステップと、
測位結果としての前記移動局が位置するエリアと、測位時刻とを前記測位装置の測位結果記憶部に記憶するステップと、
前記測位装置により予め記憶された、前記複数のエリアの各々についての、前記移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合の正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率から、前記測位結果記憶部に記憶された複数回の測位結果に対応する前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を読み出すステップと、
読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率に基づいて前記測位結果それぞれに関する信頼度を算出するステップと、
算出された前記測位結果それぞれに関する信頼度に基づいて前記測位結果を補正するステップと、
補正後の測位結果を出力するステップと、
を備える測位方法。
【請求項８】
前記信頼度を算出するステップにて、前記測位装置は、前記複数回の測位結果に含まれるエリア各々について、前記読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率から、該エリアが前記正解とされるエリアに一致するときの前記正解とされる確率を前記複数回の測位各々について特定し、特定された複数の前記正解とされる確率の積を求め、求めた積を該エリアの信頼度とすることを特徴とする請求項７記載の測位方法。
【請求項９】
前記測位結果を補正するステップにて、前記測位装置は、前記信頼度が最大となるエリア、又は、前記信頼度を前記求められた各エリアの信頼度の総和で割ることで得られる相対比率が所定のしきい値以上となるエリア、を正しい測位結果として前記測位結果を補正することを特徴とする請求項８記載の測位方法。
【請求項１】
セルを予め複数のセクタに区分けし且つ各セクタを異なる伝播遅延が予め設けられた複数のエリアに区分けすることで前記セクタと前記伝播遅延との組合せに対応付けて設定された複数のエリアのうち、移動局がどのエリアに位置するか、を推定することで、前記移動局の位置の測位を行う測位装置であって、
前記複数のエリアの各々について、前記移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合に伝播誤り補正にて正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を記憶した伝播誤り補正情報記憶部と、
前記移動局の位置の複数回の測位結果に対応する前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を、前記伝播誤り補正情報記憶部から読み出し、読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率に基づいて、前記測位結果を補正する補正部と、
補正後の測位結果を出力する測位結果出力部と、
を備える測位装置。
【請求項２】
測位対象の移動局の情報を含んだ測位要求を受け付け、セルを予め複数のセクタに区分けし且つ各セクタを異なる伝播遅延が予め設けられた複数のエリアに区分けすることで前記セクタと前記伝播遅延との組合せに対応付けて設定された複数のエリアのうち、前記移動局がどのエリアに位置するか、を推定することで、前記移動局の位置の測位を行う測位部と、
前記測位部による測位結果としての前記移動局が位置するエリアと、測位時刻とを記憶する測位結果記憶部と、
前記複数のエリアの各々について、前記移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合に伝播誤り補正にて正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を記憶した伝播誤り補正情報記憶部と、
複数回の測位結果と測位時刻とを前記測位結果記憶部から読み出し、読み出された複数回の測位結果に対応する前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を前記伝播誤り補正情報記憶部から読み出し、読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率に基づいて前記測位結果それぞれに関する信頼度を算出し、算出された前記測位結果それぞれに関する信頼度に基づいて前記測位結果を補正する測位結果補正部と、
補正後の測位結果を出力する測位結果出力部と、
を備える測位装置。
【請求項３】
前記測位結果補正部は、前記複数回の測位結果に含まれるエリア各々について、前記読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率から、該エリアが前記正解とされるエリアに一致するときの前記正解とされる確率を前記複数回の測位各々について特定し、特定された複数の前記正解とされる確率の積を求め、求めた積を該エリアの信頼度とすることを特徴とする請求項２記載の測位装置。
【請求項４】
前記測位結果補正部は、前記信頼度が最大となるエリア、又は、前記信頼度を前記求められた各エリアの信頼度の総和で割ることで得られる相対比率が所定のしきい値以上となるエリア、を正しい測位結果として前記測位結果を補正することを特徴とする請求項３記載の測位装置。
【請求項５】
ＧＰＳ測位を行う少なくとも１つの移動局と、セルを形成する少なくとも１つの基地局と、セクタ測位を行う基地局制御装置と、前記移動局の位置の測位を行う測位装置とを含んで構成された通信システムであって、
前記測位装置は、
測位対象の移動局の情報を含んだ測位要求を受け付け、セルを予め複数のセクタに区分けし且つ各セクタを異なる伝播遅延が予め設けられた複数のエリアに区分けすることで前記セクタと前記伝播遅延との組合せに対応付けて設定された複数のエリアのうち、前記移動局がどのエリアに位置するかを、当該移動局によるＧＰＳ測位の結果又は前記基地局制御装置によるセクタ測位の結果に基づいて、推定することで、前記移動局の位置の測位を行う測位部と、
前記測位部による測位結果としての前記移動局が位置するエリアと、測位時刻とを記憶する測位結果記憶部と、
前記複数のエリアの各々について、前記移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合に伝播誤り補正にて正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を記憶した伝播誤り補正情報記憶部と、
複数回の測位結果と測位時刻とを前記測位結果記憶部から読み出し、読み出された複数回の測位結果に対応する前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を前記伝播誤り補正情報記憶部から読み出し、読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率に基づいて前記測位結果それぞれに関する信頼度を算出し、算出された前記測位結果それぞれに関する信頼度に基づいて前記測位結果を補正する測位結果補正部と、
補正後の測位結果を出力する測位結果出力部と、
を備える
ことを特徴とする通信システム。
【請求項６】
セルを予め複数のセクタに区分けし且つ各セクタを異なる伝播遅延が予め設けられた複数のエリアに区分けすることで前記セクタと前記伝播遅延との組合せに対応付けて設定された複数のエリアのうち、移動局がどのエリアに位置するか、を推定することで、前記移動局の位置の測位を行う測位装置、により実行される測位方法であって、
前記測位装置により予め記憶された、前記複数のエリアの各々についての、前記移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合の正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率から、前記移動局の位置の複数回の測位結果に対応する前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を読み出すステップと、
読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率に基づいて、前記測位結果を補正するステップと、
補正後の測位結果を出力するステップと、
を備える測位方法。
【請求項７】
測位装置により実行される測位方法であって、
測位対象の移動局の情報を含んだ測位要求を受け付けるステップと、
セルを予め複数のセクタに区分けし且つ各セクタを異なる伝播遅延が予め設けられた複数のエリアに区分けすることで前記セクタと前記伝播遅延との組合せに対応付けて設定された複数のエリアのうち、前記移動局がどのエリアに位置するか、を推定することで、前記移動局の位置の測位を行うステップと、
測位結果としての前記移動局が位置するエリアと、測位時刻とを前記測位装置の測位結果記憶部に記憶するステップと、
前記測位装置により予め記憶された、前記複数のエリアの各々についての、前記移動局の位置が当該エリアであるとの測位結果が得られた場合の正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率から、前記測位結果記憶部に記憶された複数回の測位結果に対応する前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率を読み出すステップと、
読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率に基づいて前記測位結果それぞれに関する信頼度を算出するステップと、
算出された前記測位結果それぞれに関する信頼度に基づいて前記測位結果を補正するステップと、
補正後の測位結果を出力するステップと、
を備える測位方法。
【請求項８】
前記信頼度を算出するステップにて、前記測位装置は、前記複数回の測位結果に含まれるエリア各々について、前記読み出した前記正解とされるエリアおよび当該正解とされる確率から、該エリアが前記正解とされるエリアに一致するときの前記正解とされる確率を前記複数回の測位各々について特定し、特定された複数の前記正解とされる確率の積を求め、求めた積を該エリアの信頼度とすることを特徴とする請求項７記載の測位方法。
【請求項９】
前記測位結果を補正するステップにて、前記測位装置は、前記信頼度が最大となるエリア、又は、前記信頼度を前記求められた各エリアの信頼度の総和で割ることで得られる相対比率が所定のしきい値以上となるエリア、を正しい測位結果として前記測位結果を補正することを特徴とする請求項８記載の測位方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２１８８１８（Ｐ２００９−２１８８１８Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６０００３（Ｐ２００８−６０００３）
【出願日】平成２０年３月１０日（２００８．３．１０）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１０日（２００８．３．１０）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
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