無線通信システム、移動端末、基地局、および移動端末の位置取得方法
【課題】本発明は、ＧＰＳ衛星が補足できなかった場合に、より高い精度で現在位置を推定することが可能な無線通信システム、移動端末、基地局、および移動端末の位置取得方法を提供することを目的としている。
【解決手段】上記課題を解決するために、本発明の代表的な構成は、基地局１２０と、基地局１２０と無線通信を行う移動端末１１０と、を備える無線通信システム１００において、移動端末１１０はＧＰＳ衛星５００からの信号を捕捉して当該移動端末１１０の位置情報を取得するＧＰＳ受信部２２０を備え、基地局はＧＰＳ信号を捕捉不可能な不達エリアを導出可能なＧＰＳエリアマップ２３８を備え、かつ、移動端末１１０がＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合に移動端末１１０の要求に応じて不達エリア中のいずれか１点の位置情報を移動端末１１０に通知する位置通知部２４４を備えたことを特徴とする。
【解決手段】上記課題を解決するために、本発明の代表的な構成は、基地局１２０と、基地局１２０と無線通信を行う移動端末１１０と、を備える無線通信システム１００において、移動端末１１０はＧＰＳ衛星５００からの信号を捕捉して当該移動端末１１０の位置情報を取得するＧＰＳ受信部２２０を備え、基地局はＧＰＳ信号を捕捉不可能な不達エリアを導出可能なＧＰＳエリアマップ２３８を備え、かつ、移動端末１１０がＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合に移動端末１１０の要求に応じて不達エリア中のいずれか１点の位置情報を移動端末１１０に通知する位置通知部２４４を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動端末の位置取得方法に関し、とくにＧＰＳ信号を捕捉できないときに高い精度で推定した位置情報を得ることのできる無線通信システム、移動端末、基地局、および移動端末の位置取得方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＰＨＳや携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）やスマートフォン等の様々な移動端末が急速に発展し、著しい技術の進歩を伴って高機能化している。例えばＰＨＳや携帯電話では、本来の音声通話機能に留まらず、通信を前提とするメール送受信機能やウェブ閲覧機能、通信を必要としないスケジュール管理やゲームなどのアプリケーションが動作するようになってきている。一方、従来はもっぱらデータ端末であったＰＤＡは音声通話機能を備えるに到り、スマートフォンと呼ばれる一つのジャンルを築いている。また、音声通話は備えないがデータ通信は可能としている携帯端末も提供され始めている。もはやこれらの機器の間に明確な棲み分けはなく、製造メーカーの違いや開発コンセプトの違い、もしくは販路の違いによって分けられているに過ぎない。
【０００３】
上記のような事情の中、移動端末の現在位置に依存するサービスも提供されている。当初は接続している基地局の位置情報を用いたサービスが考えられていたため、大まかな現在位置を表示したり、当該地域の天気予報を表示する程度に過ぎなかった。しかし昨今はアンテナ技術の進歩とＬＳＩの高集積化によって、ＧＰＳ衛星からの信号を捕捉するＧＰＳ受信部を搭載するに到り、正確な現在位置の位置情報を得られるようになってきている。この位置情報を利用して、周辺の店舗検索や、ナビゲーションシステムまで実現されている。
【０００４】
しかし、主に車道を移動するカーナビゲーションシステムと異なり、主に歩行者が携行することが前提となる移動端末では、ビルや高架などの障害物の陰に隠れたり、建物や地下など信号の届かない場所に入るなど、ＧＰＳ衛星からの信号が捕捉できなくなる機会が多い。また歩行者は移動速度が遅いために、信号が捕捉できない場所から脱するまでにも時間がかかる。このような場合においてＧＰＳ信号を利用するアプリケーションは、ＧＰＳ受信部から位置情報の出力を得られないことから、その時点で動作を停止せざるを得ない。
【０００５】
一方、ＧＰＳ受信部からの位置情報を利用するアプリケーションであっても、さほど高い精度を要求しないものもある。例えば天気予報は広域で特定できれば良く、店舗検索も数十ｍ程度の誤差は支障がない。すなわち、ＧＰＳ信号が得られないからといって動作を停止するよりも、ある程度の確からしさをもって位置情報を与えることにより、十分に有用な結果を得ることができる。
【０００６】
そこで従来からも、ＧＰＳ衛星の信号が捕捉できない場合に、代用とする現在位置を推定するシステムが提案されている。特許文献１（特開２００５−８３８５９）には、アンテナの指向性を考慮したセルの中心（一般にはセクタセンタ）の位置（セル位置）や、セル位置に代えて無線基地局の位置情報（経度、緯度）を用いて概算位置を求めることができるとしている。
【０００７】
図７はＧＰＳ信号の不達エリアを説明する図である。図において基地局６００を囲む大きな円がセル６０２と呼ばれる電波到達範囲であり、例えば現在のＰＨＳでは２００〜５００ｍ、携帯電話では２Ｋｍ程度といわれている。セクタ６０４はセル６０２を円周方向に３つ程度に分割したものであり、セクタセンタ６０６はそれぞれのセクタ６０４の中央部である。これに対し不達エリア６０８は、建物や地形の影響により、不規則な大きさおよび位置に散在する。
【特許文献１】特開２００５−８３８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、推定であるとしても、位置情報の精度が高くなれば提供できるサービスも増えるため、なるべく精度が高いことが好ましい。上記特許文献１の構成にあっては、セクタセンタ６０６の中央部を端末の位置として扱っている。したがって例えばＰＨＳの場合、セクタセンタ６０６間の距離は数百ｍとなり、誤差が大きくなってしまうという問題がある。
【０００９】
そこで本発明は、ＧＰＳ衛星が補足できなかった場合に、より高い精度で現在位置を推定することが可能な無線通信システム、移動端末、基地局、および移動端末の位置取得方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の代表的な構成は、基地局と、基地局と無線通信を行う移動端末と、を備える無線通信システムにおいて、移動端末はＧＰＳ衛星からの信号を捕捉して当該移動端末の位置情報を取得するＧＰＳ受信部を備え、基地局はＧＰＳ信号を捕捉不可能な不達エリアを導出可能なＧＰＳエリアマップを備え、かつ、移動端末がＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合に移動端末の要求に応じて不達エリア中のいずれか１点の位置情報を移動端末に通知する位置通知部を備えたことを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、ＧＰＳ信号を受信できなくなった場合に、移動端末は基地局からＧＰＳ受信部の出力に代わる位置情報を取得することができ、これを代替情報としてアプリケーションを動作させることができる。このとき基地局はＧＰＳエリアマップに基づいて不達エリアの中の１点を推定位置とし、その位置情報を通知することにより、常にセクタセンタの位置情報を返す場合に比して飛躍的に位置精度を向上させることができる。
【００１２】
位置通知部は、不達エリアの中心の位置情報を移動端末に通知してもよい。不達エリアはセクタの一部分に過ぎないため、その中点を取ったとしても、セクタセンタと比べて大幅に位置精度を向上させることができる。
【００１３】
位置通知部は、移動端末から受信する信号の受信電界強度によって当該基地局から移動端末までの距離を取得し、当該基地局から取得した距離にある不達エリア中のいずれか１点の位置情報を移動端末に通知してもよい。これにより、複数の不達エリアがあった場合に、より移動端末の存在確率が高い不達エリアを特定することができる。
【００１４】
位置通知部は、取得した距離に２以上の不達エリアがある場合に、基地局を中心として取得した距離を半径とする円の弧がより長く含まれる不達エリアを選択し、不達エリア内のいずれか１点の位置情報を移動端末に通知してもよい。これにより、基地局から等距離上に複数の不達エリアがあった場合に、より移動端末の存在確率が高い不達エリアを特定することができる。
【００１５】
位置通知部は、不達エリア内に描かれた弧の中点を移動端末に通知してもよい。すなわち不達エリアの中点ではなく、不達エリア内において更に基地局からの距離を考慮することにより、さらに位置精度を向上させることができる。
【００１６】
移動端末は、捕捉したＧＰＳ信号によって取得した位置情報を基地局に送信する位置送信部を備え、基地局は、移動端末から移動端末の位置情報を受信する位置受信部を備え、移動端末の位置送信部は継続的に位置情報を基地局に送信し、基地局の位置受信部は受信した位置情報から移動端末の軌跡を取得し、移動端末がＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合に、位置通知部は、軌跡の延長線上に存在または近接する不達エリアを選択し、不達エリア内のいずれか１点の位置情報を移動端末に通知してもよい。これにより、移動端末が存在する不達エリアを確実に特定することができる。
【００１７】
移動端末は、捕捉したＧＰＳ信号によって取得した位置情報を基地局に送信する位置送信部を備え、基地局は、移動端末から移動端末の位置情報を受信する位置受信部を備え、かつ、複数の移動端末から取得した位置情報を重ね合わせることによってＧＰＳエリアマップを生成するマップ生成部を備えたことを特徴とする。これにより、事業者側でマップを準備せずとも、現状に即した正確なマップを生成することができる。なお登録された位置情報は有効期限を設けることにより、後になって発生した不達エリアも認識することが可能となる。
【００１８】
位置送信部は、音声通話の発着信時、データ通信の開始時もしくは終了時、ナビゲーションの動作時、または一定時間ごとに、位置情報を送信してもよい。ＧＰＳエリアマップを生成するための位置情報を送信するタイミングの例である。
【００１９】
マップ生成部は、移動端末から取得した位置情報につき、所定長さの半径を備えた円として重ね合わせることによりＧＰＳエリアマップを生成してもよい。すなわち、移動端末から取得する位置情報は点の情報であるが、これを所定の大きさの面の情報に変換することにより、利用しやすいマップデータとすることができる。
【００２０】
マップ生成部は、移動端末から取得した位置情報と関連づけて移動端末の受信電界強度をＧＰＳエリアマップに格納し、位置通知部は、ＧＰＳエリアマップを参照することにより、移動端末から受信する信号の受信電界強度によって基地局から移動端末までの距離を取得してもよい。これにより、受信電界強度によって取得する基地局から移動端末までの距離の精度を向上させることができる。
【００２１】
複数の基地局と接続される中継サーバを備え、広域についてのＧＰＳエリアマップを生成してもよい。これにより複数の基地局の生成したＧＰＳエリアマップの整合を図り、より正確なマップを生成することができる。
【００２２】
本発明の他の代表的な構成は、基地局と無線通信を行う移動端末において、ＧＰＳ衛星からの信号を捕捉して移動端末の位置情報を取得するＧＰＳ受信部と、捕捉したＧＰＳ信号によって取得した位置情報を基地局に送信する位置送信部と、ＧＰＳ受信部がＧＰＳ信号を捕捉不可能となったときに、基地局に対して位置情報を要求する代替位置取得部とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
上記構成によれば、基地局からＧＰＳ受信部の出力に変わる位置情報を取得することができ、また基地局に対してＧＰＳエリアマップを生成するための位置情報を提供することができる。
【００２４】
本発明の他の代表的な構成は、移動端末と無線通信を行う基地局において、ＧＰＳ信号を捕捉不可能な不達エリアを導出可能なＧＰＳエリアマップと、移動端末がＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合に移動端末の要求に応じて不達エリア中のいずれか１点の位置情報を移動端末に通知する位置通知部と、を備えたことを特徴とする。
【００２５】
上記構成によれば、ＧＰＳエリアマップに基づいて不達エリアの中の１点の位置情報を移動端末に通知することにより、精度の高い推定位置の位置情報を提供することができる。
【００２６】
本発明の他の代表的な構成は、基地局と無線通信を行う移動端末の位置取得方法において、基地局はＧＰＳ信号を捕捉不可能な不達エリアを導出可能なＧＰＳエリアマップを備え、移動端末がＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合に、移動端末から基地局に位置情報を要求し、基地局は不達エリアを選択し、基地局は不達エリア中のいずれか１点の位置情報を移動端末に通知することを特徴とする。
【００２７】
上記方法によれば、ＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合であっても、基地局は精度の高い推定位置の位置情報を移動端末に提供することができ、移動端末はこれに基づいてアプリケーションを動作させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合であっても、基地局は精度の高い推定位置の位置情報を移動端末に提供することができ、移動端末はこれに基づいてアプリケーションを動作させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明にかかる無線通信システム、移動端末、基地局、および移動端末の位置取得方法の実施形態について説明する。本実施形態において無線通信システムはＰＨＳ（Personal Handy phone System）を例に用いて説明する。なお、以下の実施例に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。
【００３０】
図１は本実施形態にかかる無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。かかる無線通信システム１００は、移動端末１１０と、基地局１２０と、インターネットや専用回線等の通信網１３０と、中継サーバ１４０とを含んで構成される。
【００３１】
上記無線通信システム１００では、移動端末１１０を利用して他の移動端末に電話しようと試みた場合、ユーザは、自己の移動端末１１０を操作して、無線通信可能領域にある基地局１２０と無線通信を確立し、通信網１３０、中継サーバ１４０、および、他の移動端末１５０の無線通信可能領域にある基地局１２０を介して、通信相手の有する他の移動端末１５０と音声通話を遂行する。
【００３２】
また本実施形態においては、ＧＰＳ衛星５００からの信号を利用する。なおＧＰＳ衛星５００は一般の利用に供されているものを用い、それ自体は本システムには含まれない。
【００３３】
以下、無線通信システム１００における移動端末１１０と、基地局１２０、中継サーバ１４０について説明する。その後で、ＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合の動作について説明する。
【００３４】
（移動端末１１０）
図２は移動端末１１０の概略的な機能を示した機能ブロック図である。かかる移動端末１１０は、端末側制御部２１０と、端末側メモリ２１２と、表示部２１４と、操作部２１６と、無線通信部２１８とを含んで構成される。さらに本実施形態において移動端末１１０には、ＧＰＳ受信部２２０、代替位置取得部２２２、位置送信部２２４が備えられている。
【００３５】
端末側制御部２１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路により移動端末１１０全体を管理および制御する。端末側制御部２１０は、端末側メモリ２１２に格納されたプログラムを用いて、移動端末１１０を利用した通話機能やメール配信機能を実行する。特に本実施形態では、ＧＰＳ受信部２２０から取得した位置情報を用いて、天気予報や店舗検索、ナビゲーションなど、現在位置に依存した情報を提供するアプリケーションを実行可能になっている。
【００３６】
端末側メモリ２１２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｅ２ＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)等で構成され、端末側制御部２１０で処理されるプログラムやアプリケーション等を記憶する。
【００３７】
表示部２１４は、カラーまたは単色のディスプレイで構成され、端末側メモリ２１２に記憶された、または通信網を介してアプリケーションサーバ（図示せず）から提供される、ＷｅｂブラウザやアプリケーションのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示することができる。
【００３８】
操作部２１６は、キーボード、十字キー、ジョイスティック等のスイッチから構成され、ユーザの操作入力を受け付ける。
【００３９】
無線通信部２１８は、無線通信システム１００における基地局１２０と無線通信を行う。かかる無線通信としては、例えば、基地局１２０内でフレームを時分割した複数のタイムスロットをそれぞれ移動端末１１０のチャネルに割り当てて通信を行うＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式（TDMA： Time Division Multiple Access：時分割多重方式，TDD：Time Division Duplex：時分割複信）、ＯＦＤＭＡ方式（Orthogonal Frequency Division Multiplex Access：直交周波数分割多元接続）等が用いられる。
【００４０】
ＧＰＳ受信部２２０は、ＧＰＳ衛星５００からの信号を受信して移動端末の経緯度を取得する。図１においてＧＰＳ衛星５００は１つしか図示していないが、一般に３〜５個のＧＰＳ衛星５００から信号を受け、現在位置の経緯度を絶対値として取得することができる。
【００４１】
代替位置取得部２２２は、ＧＰＳ受信部２２０がＧＰＳ信号を捕捉不可能となったときに、基地局１２０に対して位置情報を要求する。なお位置情報としては経緯度情報を用いることができる。代替位置取得部２２２は、例えばミドルウェア（ＧＰＳ受信部２２０のデバイスドライバ）として提供され、アプリケーションがＧＰＳ受信部２２０に問い合わせたとき、ＧＰＳ受信部２２０がＧＰＳ信号を取得できなければ、代わりに基地局に問い合わせ、位置情報を取得できたらアプリケーションに値を返す。これによりアプリケーション側はＧＰＳ衛星５００または基地局１２０から得られた位置情報を区別することなく利用することができるため、特段の変更を加える必要はない。
【００４２】
位置送信部２２４は、捕捉したＧＰＳ信号によって取得した位置情報を基地局に送信する。これにより、後述するＧＰＳエリアマップを生成するための位置情報を基地局１２０に提供することができる。送信するタイミングとしては、例えば音声通話の発着信時、データ通信の開始時もしくは終了時、ナビゲーションの動作時などとすることができる。また、一定時間ごとに、定期的に位置情報を送信してもよい。
【００４３】
上記構成の移動端末１１０によれば、基地局１２０からＧＰＳ受信部２２０の出力に代わる位置情報を取得することができ、また基地局１２０に対してＧＰＳエリアマップを生成するための位置情報を提供することができる。
【００４４】
（基地局１２０）
図３は基地局１２０の概略的な機能を示した機能ブロック図である。基地局１２０は、基地局側制御部２３０と、基地局側メモリ２３２と、無線通信部２３４と、通信網接続部２３６と、ＧＰＳエリアマップ２３８、位置受信部２４０、マップ生成部２４２、位置通知部２４４とを含んで構成される。
【００４５】
基地局側制御部２３０は、中央処理装置を含む半導体集積回路により基地局１２０全体を管理および制御する。基地局側制御部２３０は、基地局側メモリ２３２のプログラムを用いて、移動端末同士間の通話もしくは通信を支援する。
【００４６】
基地局側メモリ２３２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｅ２ＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、基地局側制御部２３０で処理されるプログラムや、移動端末同士間で送受信されるデータを記憶する。
【００４７】
無線通信部２３４は、移動端末１１０と無線通信を行う。例えば、本実施形態では、基地局１２０内でフレームを時分割した複数のタイムスロットをそれぞれチャネルに割り当てて通信を行う時分割多重方式が採用される。
【００４８】
通信網接続部２３６は、通信網１３０を通じて中継サーバ１４０と通信信号の送受信を行う。通信網としては、ＩＳＤＮ通信網でもよく、ＩＰ通信網でもよい。
【００４９】
ＧＰＳエリアマップ２３８は、ＧＰＳ信号を捕捉可能な受信エリア、または捕捉不可能な不達エリアを位置情報と関連づけて格納したテーブル（データベース）である。なおＧＰＳエリアマップ２３８は基地局側メモリ２３２に記録されていても良いが、ここでは説明の便宜のために独立した要素として説明している。ＧＰＳエリアマップ２３８は事業者が予め準備して格納しておいてもよいが、本実施形態では位置受信部２４０およびマップ生成部２４２がＧＰＳエリアマップ２３８を生成する。
【００５０】
位置受信部２４０は、移動端末１１０の位置送信部２２４から送信されたＧＰＳ信号の位置情報を受信し、マップ生成部２４２に値を渡す。マップ生成部２４２は、取得した位置情報を格納する。マップ生成部２４２は複数の移動端末１１０から取得した位置情報を重ね合わせて格納し、データを集積することによってＧＰＳエリアマップ２３８を生成する。これにより、事業者側でマップを準備せずとも、現状に即した正確なマップを生成することができる。不達エリアについては積極的なデータはないが、位置情報が登録されていない範囲（領域）がすなわち不達エリアとなる。なお登録された位置情報は有効期限を設けることにより、後になって発生した不達エリアも認識することが可能となる。
【００５１】
また位置情報を登録するに際して、所定長さの半径を備えた円として登録することでも良い。すなわち、移動端末から取得する位置情報は点の情報であるが、これを所定の大きさの面の情報に変換することにより、利用しやすいマップデータとすることができる。なお半径は大きくするほどマップの生成が早くなり、小さくするほど精度を向上させることができる。したがって半径の長さは、地形の複雑さや移動端末の数に応じて適切に選択することができる。
【００５２】
また位置情報を登録するに際して、位置情報と関連づけて移動端末１１０の受信電界強度（RSSI：Received Signal Strength Indicator）をＧＰＳエリアマップ２３８に格納してもよい。これは後述するように、移動端末１１０がＧＰＳ信号を受信できないとき、受信電界強度と照らし合わせて、基地局からの距離を認識するために利用することができる。
【００５３】
位置通知部２４４は、移動端末１１０から要求があった場合にＧＰＳエリアマップ２３８を参照し、基地局１２０は不達エリア中のいずれか１点の位置情報を移動端末に通知する。なお移動端末１１０は、上述したように、ＧＰＳ受信部２２０がＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合に、代替位置取得部２２２によって基地局に対して位置情報を要求する。
【００５４】
上記構成によれば、ＧＰＳ信号を受信できなくなった場合に、移動端末１１０は基地局１２０からＧＰＳ受信部２２０の出力に変わる位置情報を取得することができ、これを代替情報としてアプリケーションを動作させることができる。このとき基地局１２０はＧＰＳエリアマップ２３８に基づいて不達エリアの中の１点を推定位置とし、その位置情報を通知することにより、常にセクタセンタの位置情報を返す場合に比して飛躍的に位置精度を向上させることができる。
【００５５】
推定位置を決定するに際して、不達エリアが複数存在する場合が考えられるため、いずれの不達エリアを特定（選択）するかという問題がある。また不達エリアは領域であって通知する位置情報は点（ポイント）であるため、特定した不達エリアの中のどの位置の位置情報を通知するかという問題もある。
【００５６】
図６はＧＰＳ信号の不達エリアを説明する図である。基地局１２０を電波到達範囲であるセル６０２が囲んでおり、セル６０２は円周方向に３つのセクタ６０４に分割されている。不達エリア６０８は、建物や地形の影響により、不規則な大きさおよび位置に散在しているものとする。
【００５７】
まず不達エリアの中のどの位置に存在するかについては、不達エリアの中心の位置情報を移動端末１１０に通知してもよい。不達エリアはセクタの一部分に過ぎないため、その中点を取ったとしても、セクタセンタの位置情報を通知する場合と比べて大幅に位置精度を向上させることができる。
【００５８】
次に、不達エリアが複数存在する場合には、位置通知部２４４は、例えば面積の大きな不達エリアを選択することができる。面積が大きいほど存在確率が高いからである。しかしさらに、移動端末１１０から受信する信号の受信電界強度によって基地局１２０から移動端末１１０までの距離を取得し、基地局１２０からその距離にある不達エリアを選択することができる。このとき、上記のようにＧＰＳエリアマップ２３８に位置情報とあわせて受信電界強度を格納しておくことにより、より正確に基地局からの距離を決定することができる。これにより、より移動端末の存在確率が高い不達エリアを特定することができる。
【００５９】
また基地局１２０から同じ距離に複数の不達エリア６０８ａ、６０８ｂが存在する場合も考えられる。この場合において位置通知部２４４は、基地局１２０を中心として取得した距離を半径ｒ０とする円Ｃを設定し、より長い弧が含まれる不達エリア６０８ｂを選択することができる。
【００６０】
基地局からの距離を考慮する場合においては、位置通知部２４４は、不達エリア６０８ｂ内に描かれた弧の中点Ｃ１を移動端末１１０に通知してもよい。すなわち不達エリアの中点ではなく、不達エリア内において更に基地局１２０からの距離を考慮することにより、さらに位置精度を向上させることができる。
【００６１】
さらに移動端末１１０が継続的にＧＰＳ信号を基地局１２０に送信していた場合、たとえばナビゲーション機能を動作させながら移動していた場合には、基地局１２０の位置受信部２４０は移動端末１１０の軌跡を取得することができる。したがって移動端末１１０がＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合に、位置通知部２４４は軌跡の延長線上に存在または近接する不達エリアを選択することができる。軌跡は原則としていずれかの不達エリアに突入するように描かれるはずであり、移動端末１１０が存在する不達エリアを確実に特定することができる。
【００６２】
（中継サーバ１４０）
図４は中継サーバ１４０の概略的な機能を示した機能ブロック図である。中継サーバ１４０は、サーバ側制御部２６０と、サーバ側メモリ２６２と、通信網接続部２６４と、広域マップ生成部２６６とを含んで構成される。
【００６３】
サーバ側制御部２６０は、中央処理装置を含む半導体集積回路により中継サーバ１４０全体を管理および制御する。サーバ側制御部２６０は、サーバ側メモリ２６２のプログラムを用いて、移動端末同士間の通話時に必要な基地局１２０を選択し、その接続支援を行う。そして、基地局１２０を通じた通信回線を確立すると、その音声通話処理を基地局に委ね、移動端末１１０側および移動端末１５０側の基地局１２０同士により直接音声信号の送受をさせる。それから中継サーバ１４０は、各移動端末１１０、１５０の通信環境の変化に応じて適切な基地局１２０を割り当てるための待機状態に移行する。
【００６４】
サーバ側メモリ２６２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｅ２ＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、サーバ側制御部２６０で処理されるプログラムや、サーバ側制御部２６０が選択した基地局１２０の対応関係を移動端末１１０に関連付けたテーブル等に記憶する。
【００６５】
通信網接続部２６４は、通信網１３０を通じて、移動端末１１０の通信経路として選択した基地局１２０にその旨の指令を送信する。また、基地局１２０からのハンドオーバ要求を受けて、サーバ側制御部２６０に新たに適切な基地局１２０を選択させ、その基地局１２０に対してハンドオーバ先となったことを通知する。
【００６６】
広域マップ生成部２６６は、複数の基地局１２０から送信されたＧＰＳエリアマップを重畳し、広域のＧＰＳエリアマップを生成する。このとき、特に基地局１２０の通信範囲（ＰＨＳの場合はマイクロセルと呼ばれる）の重なり部分について整合性をとることにより、さらに正確なマップを生成することができる。
【００６７】
（位置取得方法）
次に、位置取得方法について説明する。図５は位置取得動作について説明するフローチャートである。状況として移動端末１１０は基地局１２０とは通信可能であるがＧＰＳ信号は取得できない状態にあり、基地局は既にＧＰＳエリアマップを備えているものとする。
【００６８】
まず移動端末１１０において使用者がＧＰＳ信号を利用するアプリケーションの動作を開始すると（Ｓ１０２）、アプリケーションはＧＰＳ受信部２２０に問い合わせを行う（Ｓ１０４）。端末側制御部２１０はＧＰＳ受信部２２０によってＧＰＳ信号の受信を開始し（Ｓ１０６）、受信できたかどうかを判断する（Ｓ１０８）。受信できた場合にはアプリケーションに位置情報を渡し、アプリケーションは所定の演算結果を表示する（Ｓ１１０）。
【００６９】
ＧＰＳ信号が受信できなかったとき（Ｓ１０８）、代替位置取得部２２２は基地局１２０に対して位置情報を要求する。すると基地局１２０では位置通知部２４４がＧＰＳエリアマップ２３８を参照し（Ｓ１２２）、不達エリアを選択して（Ｓ１２４）、さらに不達エリア中の一点を選択する（Ｓ１２６）。ここで不達エリアおよびその中の一点を選択するに際し、上記説明したように、受信電界強度を用いて基地局１２０と移動端末１１０との距離を算出することにより、存在確率が高い不達エリアおよびその中の位置を選択することができる。
【００７０】
そして特定した一点（推定位置）の位置情報を、移動端末１１０に対して送信する（Ｓ１２８）。移動端末１１０では代替位置取得部２２２が位置情報を受信し（Ｓ１１４）、取得した位置情報をアプリケーションに渡す。そしてアプリケーションはＧＰＳ受信部２２０から位置情報を受け取ったときと同様に動作し、所定の演算結果を表示する（Ｓ１１０）。
【００７１】
上記説明した如く、ＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合であっても、基地局１２０は精度の高い推定位置の位置情報を移動端末１１０に提供することができ、移動端末１１０はこれに基づいてアプリケーションを動作させることが可能となる。
【００７２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明はＧＰＳ受信部を備えた無線通信システム、移動端末、基地局、および移動端末の位置取得方法として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施形態にかかる無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】移動端末の概略的な機能を示した機能ブロック図である。
【図３】基地局の概略的な機能を示した機能ブロック図である。
【図４】中継サーバの概略的な機能を示した機能ブロック図である。
【図５】位置取得動作について説明するフローチャートである。
【図６】ＧＰＳ信号の不達エリアを説明する図である。
【図７】ＧＰＳ信号の不達エリアを説明する図である。
【符号の説明】
【００７５】
１００…無線通信システム、１１０…移動端末、１２０…基地局、１３０…通信網、１４０…中継サーバ、１５０…移動端末、２１０…端末側制御部、２１２…端末側メモリ、２１４…表示部、２１６…操作部、２１８…無線通信部、２２０…ＧＰＳ受信部、２２２…代替位置取得部、２２４…位置送信部、２３０…基地局側制御部、２３２…基地局側メモリ、２３４…無線通信部、２３６…通信網接続部、２３８…ＧＰＳエリアマップ、２４０…位置受信部、２４２…マップ生成部、２４４…位置通知部、２６０…サーバ側制御部、２６２…サーバ側メモリ、２６４…通信網接続部、２６６…広域マップ生成部、５００…ＧＰＳ衛星、６００…基地局、６０２…セル、６０４…セクタ、６０６…セクタセンタ、６０８…不達エリア
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動端末の位置取得方法に関し、とくにＧＰＳ信号を捕捉できないときに高い精度で推定した位置情報を得ることのできる無線通信システム、移動端末、基地局、および移動端末の位置取得方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＰＨＳや携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）やスマートフォン等の様々な移動端末が急速に発展し、著しい技術の進歩を伴って高機能化している。例えばＰＨＳや携帯電話では、本来の音声通話機能に留まらず、通信を前提とするメール送受信機能やウェブ閲覧機能、通信を必要としないスケジュール管理やゲームなどのアプリケーションが動作するようになってきている。一方、従来はもっぱらデータ端末であったＰＤＡは音声通話機能を備えるに到り、スマートフォンと呼ばれる一つのジャンルを築いている。また、音声通話は備えないがデータ通信は可能としている携帯端末も提供され始めている。もはやこれらの機器の間に明確な棲み分けはなく、製造メーカーの違いや開発コンセプトの違い、もしくは販路の違いによって分けられているに過ぎない。
【０００３】
上記のような事情の中、移動端末の現在位置に依存するサービスも提供されている。当初は接続している基地局の位置情報を用いたサービスが考えられていたため、大まかな現在位置を表示したり、当該地域の天気予報を表示する程度に過ぎなかった。しかし昨今はアンテナ技術の進歩とＬＳＩの高集積化によって、ＧＰＳ衛星からの信号を捕捉するＧＰＳ受信部を搭載するに到り、正確な現在位置の位置情報を得られるようになってきている。この位置情報を利用して、周辺の店舗検索や、ナビゲーションシステムまで実現されている。
【０００４】
しかし、主に車道を移動するカーナビゲーションシステムと異なり、主に歩行者が携行することが前提となる移動端末では、ビルや高架などの障害物の陰に隠れたり、建物や地下など信号の届かない場所に入るなど、ＧＰＳ衛星からの信号が捕捉できなくなる機会が多い。また歩行者は移動速度が遅いために、信号が捕捉できない場所から脱するまでにも時間がかかる。このような場合においてＧＰＳ信号を利用するアプリケーションは、ＧＰＳ受信部から位置情報の出力を得られないことから、その時点で動作を停止せざるを得ない。
【０００５】
一方、ＧＰＳ受信部からの位置情報を利用するアプリケーションであっても、さほど高い精度を要求しないものもある。例えば天気予報は広域で特定できれば良く、店舗検索も数十ｍ程度の誤差は支障がない。すなわち、ＧＰＳ信号が得られないからといって動作を停止するよりも、ある程度の確からしさをもって位置情報を与えることにより、十分に有用な結果を得ることができる。
【０００６】
そこで従来からも、ＧＰＳ衛星の信号が捕捉できない場合に、代用とする現在位置を推定するシステムが提案されている。特許文献１（特開２００５−８３８５９）には、アンテナの指向性を考慮したセルの中心（一般にはセクタセンタ）の位置（セル位置）や、セル位置に代えて無線基地局の位置情報（経度、緯度）を用いて概算位置を求めることができるとしている。
【０００７】
図７はＧＰＳ信号の不達エリアを説明する図である。図において基地局６００を囲む大きな円がセル６０２と呼ばれる電波到達範囲であり、例えば現在のＰＨＳでは２００〜５００ｍ、携帯電話では２Ｋｍ程度といわれている。セクタ６０４はセル６０２を円周方向に３つ程度に分割したものであり、セクタセンタ６０６はそれぞれのセクタ６０４の中央部である。これに対し不達エリア６０８は、建物や地形の影響により、不規則な大きさおよび位置に散在する。
【特許文献１】特開２００５−８３８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、推定であるとしても、位置情報の精度が高くなれば提供できるサービスも増えるため、なるべく精度が高いことが好ましい。上記特許文献１の構成にあっては、セクタセンタ６０６の中央部を端末の位置として扱っている。したがって例えばＰＨＳの場合、セクタセンタ６０６間の距離は数百ｍとなり、誤差が大きくなってしまうという問題がある。
【０００９】
そこで本発明は、ＧＰＳ衛星が補足できなかった場合に、より高い精度で現在位置を推定することが可能な無線通信システム、移動端末、基地局、および移動端末の位置取得方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の代表的な構成は、基地局と、基地局と無線通信を行う移動端末と、を備える無線通信システムにおいて、移動端末はＧＰＳ衛星からの信号を捕捉して当該移動端末の位置情報を取得するＧＰＳ受信部を備え、基地局はＧＰＳ信号を捕捉不可能な不達エリアを導出可能なＧＰＳエリアマップを備え、かつ、移動端末がＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合に移動端末の要求に応じて不達エリア中のいずれか１点の位置情報を移動端末に通知する位置通知部を備えたことを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、ＧＰＳ信号を受信できなくなった場合に、移動端末は基地局からＧＰＳ受信部の出力に代わる位置情報を取得することができ、これを代替情報としてアプリケーションを動作させることができる。このとき基地局はＧＰＳエリアマップに基づいて不達エリアの中の１点を推定位置とし、その位置情報を通知することにより、常にセクタセンタの位置情報を返す場合に比して飛躍的に位置精度を向上させることができる。
【００１２】
位置通知部は、不達エリアの中心の位置情報を移動端末に通知してもよい。不達エリアはセクタの一部分に過ぎないため、その中点を取ったとしても、セクタセンタと比べて大幅に位置精度を向上させることができる。
【００１３】
位置通知部は、移動端末から受信する信号の受信電界強度によって当該基地局から移動端末までの距離を取得し、当該基地局から取得した距離にある不達エリア中のいずれか１点の位置情報を移動端末に通知してもよい。これにより、複数の不達エリアがあった場合に、より移動端末の存在確率が高い不達エリアを特定することができる。
【００１４】
位置通知部は、取得した距離に２以上の不達エリアがある場合に、基地局を中心として取得した距離を半径とする円の弧がより長く含まれる不達エリアを選択し、不達エリア内のいずれか１点の位置情報を移動端末に通知してもよい。これにより、基地局から等距離上に複数の不達エリアがあった場合に、より移動端末の存在確率が高い不達エリアを特定することができる。
【００１５】
位置通知部は、不達エリア内に描かれた弧の中点を移動端末に通知してもよい。すなわち不達エリアの中点ではなく、不達エリア内において更に基地局からの距離を考慮することにより、さらに位置精度を向上させることができる。
【００１６】
移動端末は、捕捉したＧＰＳ信号によって取得した位置情報を基地局に送信する位置送信部を備え、基地局は、移動端末から移動端末の位置情報を受信する位置受信部を備え、移動端末の位置送信部は継続的に位置情報を基地局に送信し、基地局の位置受信部は受信した位置情報から移動端末の軌跡を取得し、移動端末がＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合に、位置通知部は、軌跡の延長線上に存在または近接する不達エリアを選択し、不達エリア内のいずれか１点の位置情報を移動端末に通知してもよい。これにより、移動端末が存在する不達エリアを確実に特定することができる。
【００１７】
移動端末は、捕捉したＧＰＳ信号によって取得した位置情報を基地局に送信する位置送信部を備え、基地局は、移動端末から移動端末の位置情報を受信する位置受信部を備え、かつ、複数の移動端末から取得した位置情報を重ね合わせることによってＧＰＳエリアマップを生成するマップ生成部を備えたことを特徴とする。これにより、事業者側でマップを準備せずとも、現状に即した正確なマップを生成することができる。なお登録された位置情報は有効期限を設けることにより、後になって発生した不達エリアも認識することが可能となる。
【００１８】
位置送信部は、音声通話の発着信時、データ通信の開始時もしくは終了時、ナビゲーションの動作時、または一定時間ごとに、位置情報を送信してもよい。ＧＰＳエリアマップを生成するための位置情報を送信するタイミングの例である。
【００１９】
マップ生成部は、移動端末から取得した位置情報につき、所定長さの半径を備えた円として重ね合わせることによりＧＰＳエリアマップを生成してもよい。すなわち、移動端末から取得する位置情報は点の情報であるが、これを所定の大きさの面の情報に変換することにより、利用しやすいマップデータとすることができる。
【００２０】
マップ生成部は、移動端末から取得した位置情報と関連づけて移動端末の受信電界強度をＧＰＳエリアマップに格納し、位置通知部は、ＧＰＳエリアマップを参照することにより、移動端末から受信する信号の受信電界強度によって基地局から移動端末までの距離を取得してもよい。これにより、受信電界強度によって取得する基地局から移動端末までの距離の精度を向上させることができる。
【００２１】
複数の基地局と接続される中継サーバを備え、広域についてのＧＰＳエリアマップを生成してもよい。これにより複数の基地局の生成したＧＰＳエリアマップの整合を図り、より正確なマップを生成することができる。
【００２２】
本発明の他の代表的な構成は、基地局と無線通信を行う移動端末において、ＧＰＳ衛星からの信号を捕捉して移動端末の位置情報を取得するＧＰＳ受信部と、捕捉したＧＰＳ信号によって取得した位置情報を基地局に送信する位置送信部と、ＧＰＳ受信部がＧＰＳ信号を捕捉不可能となったときに、基地局に対して位置情報を要求する代替位置取得部とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
上記構成によれば、基地局からＧＰＳ受信部の出力に変わる位置情報を取得することができ、また基地局に対してＧＰＳエリアマップを生成するための位置情報を提供することができる。
【００２４】
本発明の他の代表的な構成は、移動端末と無線通信を行う基地局において、ＧＰＳ信号を捕捉不可能な不達エリアを導出可能なＧＰＳエリアマップと、移動端末がＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合に移動端末の要求に応じて不達エリア中のいずれか１点の位置情報を移動端末に通知する位置通知部と、を備えたことを特徴とする。
【００２５】
上記構成によれば、ＧＰＳエリアマップに基づいて不達エリアの中の１点の位置情報を移動端末に通知することにより、精度の高い推定位置の位置情報を提供することができる。
【００２６】
本発明の他の代表的な構成は、基地局と無線通信を行う移動端末の位置取得方法において、基地局はＧＰＳ信号を捕捉不可能な不達エリアを導出可能なＧＰＳエリアマップを備え、移動端末がＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合に、移動端末から基地局に位置情報を要求し、基地局は不達エリアを選択し、基地局は不達エリア中のいずれか１点の位置情報を移動端末に通知することを特徴とする。
【００２７】
上記方法によれば、ＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合であっても、基地局は精度の高い推定位置の位置情報を移動端末に提供することができ、移動端末はこれに基づいてアプリケーションを動作させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合であっても、基地局は精度の高い推定位置の位置情報を移動端末に提供することができ、移動端末はこれに基づいてアプリケーションを動作させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明にかかる無線通信システム、移動端末、基地局、および移動端末の位置取得方法の実施形態について説明する。本実施形態において無線通信システムはＰＨＳ（Personal Handy phone System）を例に用いて説明する。なお、以下の実施例に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。
【００３０】
図１は本実施形態にかかる無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。かかる無線通信システム１００は、移動端末１１０と、基地局１２０と、インターネットや専用回線等の通信網１３０と、中継サーバ１４０とを含んで構成される。
【００３１】
上記無線通信システム１００では、移動端末１１０を利用して他の移動端末に電話しようと試みた場合、ユーザは、自己の移動端末１１０を操作して、無線通信可能領域にある基地局１２０と無線通信を確立し、通信網１３０、中継サーバ１４０、および、他の移動端末１５０の無線通信可能領域にある基地局１２０を介して、通信相手の有する他の移動端末１５０と音声通話を遂行する。
【００３２】
また本実施形態においては、ＧＰＳ衛星５００からの信号を利用する。なおＧＰＳ衛星５００は一般の利用に供されているものを用い、それ自体は本システムには含まれない。
【００３３】
以下、無線通信システム１００における移動端末１１０と、基地局１２０、中継サーバ１４０について説明する。その後で、ＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合の動作について説明する。
【００３４】
（移動端末１１０）
図２は移動端末１１０の概略的な機能を示した機能ブロック図である。かかる移動端末１１０は、端末側制御部２１０と、端末側メモリ２１２と、表示部２１４と、操作部２１６と、無線通信部２１８とを含んで構成される。さらに本実施形態において移動端末１１０には、ＧＰＳ受信部２２０、代替位置取得部２２２、位置送信部２２４が備えられている。
【００３５】
端末側制御部２１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路により移動端末１１０全体を管理および制御する。端末側制御部２１０は、端末側メモリ２１２に格納されたプログラムを用いて、移動端末１１０を利用した通話機能やメール配信機能を実行する。特に本実施形態では、ＧＰＳ受信部２２０から取得した位置情報を用いて、天気予報や店舗検索、ナビゲーションなど、現在位置に依存した情報を提供するアプリケーションを実行可能になっている。
【００３６】
端末側メモリ２１２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｅ２ＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)等で構成され、端末側制御部２１０で処理されるプログラムやアプリケーション等を記憶する。
【００３７】
表示部２１４は、カラーまたは単色のディスプレイで構成され、端末側メモリ２１２に記憶された、または通信網を介してアプリケーションサーバ（図示せず）から提供される、ＷｅｂブラウザやアプリケーションのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示することができる。
【００３８】
操作部２１６は、キーボード、十字キー、ジョイスティック等のスイッチから構成され、ユーザの操作入力を受け付ける。
【００３９】
無線通信部２１８は、無線通信システム１００における基地局１２０と無線通信を行う。かかる無線通信としては、例えば、基地局１２０内でフレームを時分割した複数のタイムスロットをそれぞれ移動端末１１０のチャネルに割り当てて通信を行うＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式（TDMA： Time Division Multiple Access：時分割多重方式，TDD：Time Division Duplex：時分割複信）、ＯＦＤＭＡ方式（Orthogonal Frequency Division Multiplex Access：直交周波数分割多元接続）等が用いられる。
【００４０】
ＧＰＳ受信部２２０は、ＧＰＳ衛星５００からの信号を受信して移動端末の経緯度を取得する。図１においてＧＰＳ衛星５００は１つしか図示していないが、一般に３〜５個のＧＰＳ衛星５００から信号を受け、現在位置の経緯度を絶対値として取得することができる。
【００４１】
代替位置取得部２２２は、ＧＰＳ受信部２２０がＧＰＳ信号を捕捉不可能となったときに、基地局１２０に対して位置情報を要求する。なお位置情報としては経緯度情報を用いることができる。代替位置取得部２２２は、例えばミドルウェア（ＧＰＳ受信部２２０のデバイスドライバ）として提供され、アプリケーションがＧＰＳ受信部２２０に問い合わせたとき、ＧＰＳ受信部２２０がＧＰＳ信号を取得できなければ、代わりに基地局に問い合わせ、位置情報を取得できたらアプリケーションに値を返す。これによりアプリケーション側はＧＰＳ衛星５００または基地局１２０から得られた位置情報を区別することなく利用することができるため、特段の変更を加える必要はない。
【００４２】
位置送信部２２４は、捕捉したＧＰＳ信号によって取得した位置情報を基地局に送信する。これにより、後述するＧＰＳエリアマップを生成するための位置情報を基地局１２０に提供することができる。送信するタイミングとしては、例えば音声通話の発着信時、データ通信の開始時もしくは終了時、ナビゲーションの動作時などとすることができる。また、一定時間ごとに、定期的に位置情報を送信してもよい。
【００４３】
上記構成の移動端末１１０によれば、基地局１２０からＧＰＳ受信部２２０の出力に代わる位置情報を取得することができ、また基地局１２０に対してＧＰＳエリアマップを生成するための位置情報を提供することができる。
【００４４】
（基地局１２０）
図３は基地局１２０の概略的な機能を示した機能ブロック図である。基地局１２０は、基地局側制御部２３０と、基地局側メモリ２３２と、無線通信部２３４と、通信網接続部２３６と、ＧＰＳエリアマップ２３８、位置受信部２４０、マップ生成部２４２、位置通知部２４４とを含んで構成される。
【００４５】
基地局側制御部２３０は、中央処理装置を含む半導体集積回路により基地局１２０全体を管理および制御する。基地局側制御部２３０は、基地局側メモリ２３２のプログラムを用いて、移動端末同士間の通話もしくは通信を支援する。
【００４６】
基地局側メモリ２３２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｅ２ＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、基地局側制御部２３０で処理されるプログラムや、移動端末同士間で送受信されるデータを記憶する。
【００４７】
無線通信部２３４は、移動端末１１０と無線通信を行う。例えば、本実施形態では、基地局１２０内でフレームを時分割した複数のタイムスロットをそれぞれチャネルに割り当てて通信を行う時分割多重方式が採用される。
【００４８】
通信網接続部２３６は、通信網１３０を通じて中継サーバ１４０と通信信号の送受信を行う。通信網としては、ＩＳＤＮ通信網でもよく、ＩＰ通信網でもよい。
【００４９】
ＧＰＳエリアマップ２３８は、ＧＰＳ信号を捕捉可能な受信エリア、または捕捉不可能な不達エリアを位置情報と関連づけて格納したテーブル（データベース）である。なおＧＰＳエリアマップ２３８は基地局側メモリ２３２に記録されていても良いが、ここでは説明の便宜のために独立した要素として説明している。ＧＰＳエリアマップ２３８は事業者が予め準備して格納しておいてもよいが、本実施形態では位置受信部２４０およびマップ生成部２４２がＧＰＳエリアマップ２３８を生成する。
【００５０】
位置受信部２４０は、移動端末１１０の位置送信部２２４から送信されたＧＰＳ信号の位置情報を受信し、マップ生成部２４２に値を渡す。マップ生成部２４２は、取得した位置情報を格納する。マップ生成部２４２は複数の移動端末１１０から取得した位置情報を重ね合わせて格納し、データを集積することによってＧＰＳエリアマップ２３８を生成する。これにより、事業者側でマップを準備せずとも、現状に即した正確なマップを生成することができる。不達エリアについては積極的なデータはないが、位置情報が登録されていない範囲（領域）がすなわち不達エリアとなる。なお登録された位置情報は有効期限を設けることにより、後になって発生した不達エリアも認識することが可能となる。
【００５１】
また位置情報を登録するに際して、所定長さの半径を備えた円として登録することでも良い。すなわち、移動端末から取得する位置情報は点の情報であるが、これを所定の大きさの面の情報に変換することにより、利用しやすいマップデータとすることができる。なお半径は大きくするほどマップの生成が早くなり、小さくするほど精度を向上させることができる。したがって半径の長さは、地形の複雑さや移動端末の数に応じて適切に選択することができる。
【００５２】
また位置情報を登録するに際して、位置情報と関連づけて移動端末１１０の受信電界強度（RSSI：Received Signal Strength Indicator）をＧＰＳエリアマップ２３８に格納してもよい。これは後述するように、移動端末１１０がＧＰＳ信号を受信できないとき、受信電界強度と照らし合わせて、基地局からの距離を認識するために利用することができる。
【００５３】
位置通知部２４４は、移動端末１１０から要求があった場合にＧＰＳエリアマップ２３８を参照し、基地局１２０は不達エリア中のいずれか１点の位置情報を移動端末に通知する。なお移動端末１１０は、上述したように、ＧＰＳ受信部２２０がＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合に、代替位置取得部２２２によって基地局に対して位置情報を要求する。
【００５４】
上記構成によれば、ＧＰＳ信号を受信できなくなった場合に、移動端末１１０は基地局１２０からＧＰＳ受信部２２０の出力に変わる位置情報を取得することができ、これを代替情報としてアプリケーションを動作させることができる。このとき基地局１２０はＧＰＳエリアマップ２３８に基づいて不達エリアの中の１点を推定位置とし、その位置情報を通知することにより、常にセクタセンタの位置情報を返す場合に比して飛躍的に位置精度を向上させることができる。
【００５５】
推定位置を決定するに際して、不達エリアが複数存在する場合が考えられるため、いずれの不達エリアを特定（選択）するかという問題がある。また不達エリアは領域であって通知する位置情報は点（ポイント）であるため、特定した不達エリアの中のどの位置の位置情報を通知するかという問題もある。
【００５６】
図６はＧＰＳ信号の不達エリアを説明する図である。基地局１２０を電波到達範囲であるセル６０２が囲んでおり、セル６０２は円周方向に３つのセクタ６０４に分割されている。不達エリア６０８は、建物や地形の影響により、不規則な大きさおよび位置に散在しているものとする。
【００５７】
まず不達エリアの中のどの位置に存在するかについては、不達エリアの中心の位置情報を移動端末１１０に通知してもよい。不達エリアはセクタの一部分に過ぎないため、その中点を取ったとしても、セクタセンタの位置情報を通知する場合と比べて大幅に位置精度を向上させることができる。
【００５８】
次に、不達エリアが複数存在する場合には、位置通知部２４４は、例えば面積の大きな不達エリアを選択することができる。面積が大きいほど存在確率が高いからである。しかしさらに、移動端末１１０から受信する信号の受信電界強度によって基地局１２０から移動端末１１０までの距離を取得し、基地局１２０からその距離にある不達エリアを選択することができる。このとき、上記のようにＧＰＳエリアマップ２３８に位置情報とあわせて受信電界強度を格納しておくことにより、より正確に基地局からの距離を決定することができる。これにより、より移動端末の存在確率が高い不達エリアを特定することができる。
【００５９】
また基地局１２０から同じ距離に複数の不達エリア６０８ａ、６０８ｂが存在する場合も考えられる。この場合において位置通知部２４４は、基地局１２０を中心として取得した距離を半径ｒ０とする円Ｃを設定し、より長い弧が含まれる不達エリア６０８ｂを選択することができる。
【００６０】
基地局からの距離を考慮する場合においては、位置通知部２４４は、不達エリア６０８ｂ内に描かれた弧の中点Ｃ１を移動端末１１０に通知してもよい。すなわち不達エリアの中点ではなく、不達エリア内において更に基地局１２０からの距離を考慮することにより、さらに位置精度を向上させることができる。
【００６１】
さらに移動端末１１０が継続的にＧＰＳ信号を基地局１２０に送信していた場合、たとえばナビゲーション機能を動作させながら移動していた場合には、基地局１２０の位置受信部２４０は移動端末１１０の軌跡を取得することができる。したがって移動端末１１０がＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合に、位置通知部２４４は軌跡の延長線上に存在または近接する不達エリアを選択することができる。軌跡は原則としていずれかの不達エリアに突入するように描かれるはずであり、移動端末１１０が存在する不達エリアを確実に特定することができる。
【００６２】
（中継サーバ１４０）
図４は中継サーバ１４０の概略的な機能を示した機能ブロック図である。中継サーバ１４０は、サーバ側制御部２６０と、サーバ側メモリ２６２と、通信網接続部２６４と、広域マップ生成部２６６とを含んで構成される。
【００６３】
サーバ側制御部２６０は、中央処理装置を含む半導体集積回路により中継サーバ１４０全体を管理および制御する。サーバ側制御部２６０は、サーバ側メモリ２６２のプログラムを用いて、移動端末同士間の通話時に必要な基地局１２０を選択し、その接続支援を行う。そして、基地局１２０を通じた通信回線を確立すると、その音声通話処理を基地局に委ね、移動端末１１０側および移動端末１５０側の基地局１２０同士により直接音声信号の送受をさせる。それから中継サーバ１４０は、各移動端末１１０、１５０の通信環境の変化に応じて適切な基地局１２０を割り当てるための待機状態に移行する。
【００６４】
サーバ側メモリ２６２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｅ２ＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、サーバ側制御部２６０で処理されるプログラムや、サーバ側制御部２６０が選択した基地局１２０の対応関係を移動端末１１０に関連付けたテーブル等に記憶する。
【００６５】
通信網接続部２６４は、通信網１３０を通じて、移動端末１１０の通信経路として選択した基地局１２０にその旨の指令を送信する。また、基地局１２０からのハンドオーバ要求を受けて、サーバ側制御部２６０に新たに適切な基地局１２０を選択させ、その基地局１２０に対してハンドオーバ先となったことを通知する。
【００６６】
広域マップ生成部２６６は、複数の基地局１２０から送信されたＧＰＳエリアマップを重畳し、広域のＧＰＳエリアマップを生成する。このとき、特に基地局１２０の通信範囲（ＰＨＳの場合はマイクロセルと呼ばれる）の重なり部分について整合性をとることにより、さらに正確なマップを生成することができる。
【００６７】
（位置取得方法）
次に、位置取得方法について説明する。図５は位置取得動作について説明するフローチャートである。状況として移動端末１１０は基地局１２０とは通信可能であるがＧＰＳ信号は取得できない状態にあり、基地局は既にＧＰＳエリアマップを備えているものとする。
【００６８】
まず移動端末１１０において使用者がＧＰＳ信号を利用するアプリケーションの動作を開始すると（Ｓ１０２）、アプリケーションはＧＰＳ受信部２２０に問い合わせを行う（Ｓ１０４）。端末側制御部２１０はＧＰＳ受信部２２０によってＧＰＳ信号の受信を開始し（Ｓ１０６）、受信できたかどうかを判断する（Ｓ１０８）。受信できた場合にはアプリケーションに位置情報を渡し、アプリケーションは所定の演算結果を表示する（Ｓ１１０）。
【００６９】
ＧＰＳ信号が受信できなかったとき（Ｓ１０８）、代替位置取得部２２２は基地局１２０に対して位置情報を要求する。すると基地局１２０では位置通知部２４４がＧＰＳエリアマップ２３８を参照し（Ｓ１２２）、不達エリアを選択して（Ｓ１２４）、さらに不達エリア中の一点を選択する（Ｓ１２６）。ここで不達エリアおよびその中の一点を選択するに際し、上記説明したように、受信電界強度を用いて基地局１２０と移動端末１１０との距離を算出することにより、存在確率が高い不達エリアおよびその中の位置を選択することができる。
【００７０】
そして特定した一点（推定位置）の位置情報を、移動端末１１０に対して送信する（Ｓ１２８）。移動端末１１０では代替位置取得部２２２が位置情報を受信し（Ｓ１１４）、取得した位置情報をアプリケーションに渡す。そしてアプリケーションはＧＰＳ受信部２２０から位置情報を受け取ったときと同様に動作し、所定の演算結果を表示する（Ｓ１１０）。
【００７１】
上記説明した如く、ＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合であっても、基地局１２０は精度の高い推定位置の位置情報を移動端末１１０に提供することができ、移動端末１１０はこれに基づいてアプリケーションを動作させることが可能となる。
【００７２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明はＧＰＳ受信部を備えた無線通信システム、移動端末、基地局、および移動端末の位置取得方法として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施形態にかかる無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】移動端末の概略的な機能を示した機能ブロック図である。
【図３】基地局の概略的な機能を示した機能ブロック図である。
【図４】中継サーバの概略的な機能を示した機能ブロック図である。
【図５】位置取得動作について説明するフローチャートである。
【図６】ＧＰＳ信号の不達エリアを説明する図である。
【図７】ＧＰＳ信号の不達エリアを説明する図である。
【符号の説明】
【００７５】
１００…無線通信システム、１１０…移動端末、１２０…基地局、１３０…通信網、１４０…中継サーバ、１５０…移動端末、２１０…端末側制御部、２１２…端末側メモリ、２１４…表示部、２１６…操作部、２１８…無線通信部、２２０…ＧＰＳ受信部、２２２…代替位置取得部、２２４…位置送信部、２３０…基地局側制御部、２３２…基地局側メモリ、２３４…無線通信部、２３６…通信網接続部、２３８…ＧＰＳエリアマップ、２４０…位置受信部、２４２…マップ生成部、２４４…位置通知部、２６０…サーバ側制御部、２６２…サーバ側メモリ、２６４…通信網接続部、２６６…広域マップ生成部、５００…ＧＰＳ衛星、６００…基地局、６０２…セル、６０４…セクタ、６０６…セクタセンタ、６０８…不達エリア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と、基地局と無線通信を行う移動端末と、を備える無線通信システムにおいて、
前記移動端末はＧＰＳ衛星からの信号を捕捉して当該移動端末の位置情報を取得するＧＰＳ受信部を備え、
前記基地局はＧＰＳ信号を捕捉不可能な不達エリアを導出可能なＧＰＳエリアマップを備え、かつ、前記移動端末がＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合に該移動端末の要求に応じて前記不達エリア中のいずれか１点の位置情報を前記移動端末に通知する位置通知部を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記位置通知部は、前記不達エリアの中心の位置情報を前記移動端末に通知することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記位置通知部は、前記移動端末から受信する信号の受信電界強度によって当該基地局から前記移動端末までの距離を取得し、当該基地局から前記取得した距離にある不達エリア中のいずれか１点の位置情報を前記移動端末に通知することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記位置通知部は、前記取得した距離に２以上の不達エリアがある場合に、前記基地局を中心として前記取得した距離を半径とする円の弧がより長く含まれる不達エリアを選択し、該不達エリア内のいずれか１点の位置情報を前記移動端末に通知することを特徴とする請求項３記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記位置通知部は、前記不達エリア内に描かれた弧の中点を前記移動端末に通知することを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記移動端末は、捕捉したＧＰＳ信号によって取得した位置情報を前記基地局に送信する位置送信部を備え、
前記基地局は、前記移動端末から当該移動端末の位置情報を受信する位置受信部を備え、
前記移動端末の位置送信部は継続的に位置情報を前記基地局に送信し、
前記基地局の位置受信部は受信した位置情報から移動端末の軌跡を取得し、
前記移動端末がＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合に、前記位置通知部は、前記軌跡の延長線上に存在または近接する前記不達エリアを選択し、該不達エリア内のいずれか１点の位置情報を前記移動端末に通知することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記移動端末は、捕捉したＧＰＳ信号によって取得した位置情報を前記基地局に送信する位置送信部を備え、
前記基地局は、前記移動端末から当該移動端末の位置情報を受信する位置受信部を備え、かつ、複数の移動端末から取得した位置情報を重ね合わせることによって前記ＧＰＳエリアマップを生成するマップ生成部を備えたことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記位置送信部は、音声通話の発着信時、データ通信の開始時もしくは終了時、ナビゲーションの動作時、または一定時間ごとに、位置情報を送信することを特徴とする請求項７記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記マップ生成部は、前記移動端末から取得した位置情報につき、所定長さの半径を備えた円として重ね合わせることにより前記ＧＰＳエリアマップを生成することを特徴とする請求項７記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記マップ生成部は、前記移動端末から取得した位置情報と関連づけて該移動端末の受信電界強度を前記ＧＰＳエリアマップに格納し、
前記位置通知部は、前記ＧＰＳエリアマップを参照することにより、前記移動端末から受信する信号の受信電界強度によって当該基地局から前記移動端末までの距離を取得することを特徴とする請求項３記載の無線通信システム。
【請求項１１】
複数の前記基地局と接続される中継サーバを備え、広域についての前記ＧＰＳエリアマップを生成することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項１２】
基地局と無線通信を行う移動端末において、
ＧＰＳ衛星からの信号を捕捉して当該移動端末の位置情報を取得するＧＰＳ受信部と、
捕捉したＧＰＳ信号によって取得した位置情報を基地局に送信する位置送信部と、
前記ＧＰＳ受信部がＧＰＳ信号を捕捉不可能となったときに、基地局に対して位置情報を要求する代替位置取得部とを備えたことを特徴とする移動端末。
【請求項１３】
移動端末と無線通信を行う基地局において、
ＧＰＳ信号を捕捉不可能な不達エリアを導出可能なＧＰＳエリアマップと、
移動端末がＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合に該移動端末の要求に応じて前記不達エリア中のいずれか１点の位置情報を前記移動端末に通知する位置通知部と、を備えたことを特徴とする基地局。
【請求項１４】
基地局と無線通信を行う移動端末の位置取得方法において、
前記基地局はＧＰＳ信号を捕捉不可能な不達エリアを導出可能なＧＰＳエリアマップを備え、
前記移動端末がＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合に、
前記移動端末から前記基地局に位置情報を要求し、
前記基地局は前記不達エリアを選択し、
前記基地局は前記不達エリア中のいずれか１点の位置情報を前記移動端末に通知することを特徴とする移動端末の位置取得方法。
【請求項１】
基地局と、基地局と無線通信を行う移動端末と、を備える無線通信システムにおいて、
前記移動端末はＧＰＳ衛星からの信号を捕捉して当該移動端末の位置情報を取得するＧＰＳ受信部を備え、
前記基地局はＧＰＳ信号を捕捉不可能な不達エリアを導出可能なＧＰＳエリアマップを備え、かつ、前記移動端末がＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合に該移動端末の要求に応じて前記不達エリア中のいずれか１点の位置情報を前記移動端末に通知する位置通知部を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記位置通知部は、前記不達エリアの中心の位置情報を前記移動端末に通知することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記位置通知部は、前記移動端末から受信する信号の受信電界強度によって当該基地局から前記移動端末までの距離を取得し、当該基地局から前記取得した距離にある不達エリア中のいずれか１点の位置情報を前記移動端末に通知することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記位置通知部は、前記取得した距離に２以上の不達エリアがある場合に、前記基地局を中心として前記取得した距離を半径とする円の弧がより長く含まれる不達エリアを選択し、該不達エリア内のいずれか１点の位置情報を前記移動端末に通知することを特徴とする請求項３記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記位置通知部は、前記不達エリア内に描かれた弧の中点を前記移動端末に通知することを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記移動端末は、捕捉したＧＰＳ信号によって取得した位置情報を前記基地局に送信する位置送信部を備え、
前記基地局は、前記移動端末から当該移動端末の位置情報を受信する位置受信部を備え、
前記移動端末の位置送信部は継続的に位置情報を前記基地局に送信し、
前記基地局の位置受信部は受信した位置情報から移動端末の軌跡を取得し、
前記移動端末がＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合に、前記位置通知部は、前記軌跡の延長線上に存在または近接する前記不達エリアを選択し、該不達エリア内のいずれか１点の位置情報を前記移動端末に通知することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記移動端末は、捕捉したＧＰＳ信号によって取得した位置情報を前記基地局に送信する位置送信部を備え、
前記基地局は、前記移動端末から当該移動端末の位置情報を受信する位置受信部を備え、かつ、複数の移動端末から取得した位置情報を重ね合わせることによって前記ＧＰＳエリアマップを生成するマップ生成部を備えたことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記位置送信部は、音声通話の発着信時、データ通信の開始時もしくは終了時、ナビゲーションの動作時、または一定時間ごとに、位置情報を送信することを特徴とする請求項７記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記マップ生成部は、前記移動端末から取得した位置情報につき、所定長さの半径を備えた円として重ね合わせることにより前記ＧＰＳエリアマップを生成することを特徴とする請求項７記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記マップ生成部は、前記移動端末から取得した位置情報と関連づけて該移動端末の受信電界強度を前記ＧＰＳエリアマップに格納し、
前記位置通知部は、前記ＧＰＳエリアマップを参照することにより、前記移動端末から受信する信号の受信電界強度によって当該基地局から前記移動端末までの距離を取得することを特徴とする請求項３記載の無線通信システム。
【請求項１１】
複数の前記基地局と接続される中継サーバを備え、広域についての前記ＧＰＳエリアマップを生成することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項１２】
基地局と無線通信を行う移動端末において、
ＧＰＳ衛星からの信号を捕捉して当該移動端末の位置情報を取得するＧＰＳ受信部と、
捕捉したＧＰＳ信号によって取得した位置情報を基地局に送信する位置送信部と、
前記ＧＰＳ受信部がＧＰＳ信号を捕捉不可能となったときに、基地局に対して位置情報を要求する代替位置取得部とを備えたことを特徴とする移動端末。
【請求項１３】
移動端末と無線通信を行う基地局において、
ＧＰＳ信号を捕捉不可能な不達エリアを導出可能なＧＰＳエリアマップと、
移動端末がＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合に該移動端末の要求に応じて前記不達エリア中のいずれか１点の位置情報を前記移動端末に通知する位置通知部と、を備えたことを特徴とする基地局。
【請求項１４】
基地局と無線通信を行う移動端末の位置取得方法において、
前記基地局はＧＰＳ信号を捕捉不可能な不達エリアを導出可能なＧＰＳエリアマップを備え、
前記移動端末がＧＰＳ信号を捕捉不可能となった場合に、
前記移動端末から前記基地局に位置情報を要求し、
前記基地局は前記不達エリアを選択し、
前記基地局は前記不達エリア中のいずれか１点の位置情報を前記移動端末に通知することを特徴とする移動端末の位置取得方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２９８４８４（Ｐ２００８−２９８４８４Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４２５８４（Ｐ２００７−１４２５８４）
【出願日】平成１９年５月２９日（２００７．５．２９）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２９日（２００７．５．２９）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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