無線通信システム
【課題】 ビル内や地下街等においても精度の高い端末の位置情報を確実に取得することができる無線通信システムを提供する。
【解決手段】 基地局装置１と、基地局装置に接続する中継局装置２と、中継局装置２に接続すると共に移動可能な端末装置９と無線通信を行う複数のアンテナ装置３とを備えた無線通信システムにおいて、アンテナ装置３又は中継局装置２が、受信した上り信号を復調して、上り信号に含まれる端末装置の識別番号を取得する復調部３３と、取得された端末装置９の識別番号に、当該上り信号を端末装置９から受信したアンテナ装置３の識別番号を付加して基地局装置１宛に送信する合成部３５とを備えた無線通信システムとしている。
【解決手段】 基地局装置１と、基地局装置に接続する中継局装置２と、中継局装置２に接続すると共に移動可能な端末装置９と無線通信を行う複数のアンテナ装置３とを備えた無線通信システムにおいて、アンテナ装置３又は中継局装置２が、受信した上り信号を復調して、上り信号に含まれる端末装置の識別番号を取得する復調部３３と、取得された端末装置９の識別番号に、当該上り信号を端末装置９から受信したアンテナ装置３の識別番号を付加して基地局装置１宛に送信する合成部３５とを備えた無線通信システムとしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに係り、ビル内や地下街等の不感地帯における端末装置の位置を特定することができ、利便性を向上させることができる無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
［先行技術の説明］
携帯電話システム等の無線通信基地局の不感地帯における対策として、電線や光ファイバ等の有線伝送線路で基地局装置に接続して基地局装置からの信号を中継する中継機と、中継機と有線伝送線路で接続されて不感地帯に設置され、無線端末との無線通信を行う複数の送受信装置を備えた無線通信システムがある。
【０００３】
このような無線通信システムとしては、例えば、基地局に接続する中継器に複数の送受信装置が接続するマルチドロップ型のシステムや、基地局からの信号を光信号に変換して、光ファイバを用いて中継機を介して複数の子機（送受信装置）に伝送するスター型やチェーン型の光伝送システムがある。
【０００４】
［従来の無線通信システムにおける端末の位置検出：図４］
ここで、従来の無線通信システムにおける端末の位置検出について図４を用いて説明する。図４は、従来の無線通信システムにおける端末の位置検出を示す模式説明図であり、（ａ）は基地局装置単位での位置検出を示す説明図であり、（ｂ）はＰＨＳシステムにおける位置検出を示す説明図である。
図４（ａ）に示すように、携帯端末９の位置情報は、基地局装置（ＢＴＳ）１３によって管理されているため、どの基地局装置１３のエリアにいるのか、基地局装置単位で認識することは可能である。図４（ａ）の例では、携帯端末９は、ＢＴＳ１３ａのエリア内に存在し、ＢＴＳ１３ｂのエリアには存在しないことがわかる。
しかし、通常、基地局装置がカバーするサービスエリアは広大であり、サービスエリア内での位置特定は不可能であるため、詳細な位置情報は取得できない。図４（ａ）の例では、携帯端末９は、広大なＢＴＳ１３ａのサービスエリア内のどこにいるのかまではわからない。
【０００５】
また、複数（例えば３台）の基地局装置１３から携帯端末９までの距離をそれぞれ測定して、各基地局装置１３の位置情報と測定した距離とに基づいて携帯端末９の位置を特定する方法もあった。
しかし、基地局装置１３からの電波が到達しない不感地帯においては距離の測定も不可能である。
【０００６】
また、図４（ｂ）に示すように、ＰＨＳ（Personal Handy phone System）システムでは、基地局装置（ＢＴＳ）１５のサービスエリアが携帯電話システムの基地局装置１３に比べて微小であるため、基地局装置単位で端末を認識することで高精度な位置情報の取得が可能である。図４（ｂ）の例では、携帯端末９は、ＢＴＳ１５ｂのエリアという狭い範囲内に存在することがわかる。
しかし、サービスエリアが微小であるため広範囲のサービス提供を行うには、多数の基地局装置１５が必要となり、運用面でコストやメンテナンス等の問題がある。
【０００７】
更に、最近では、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いた位置情報の取得も実用化されているものの、ＧＰＳ衛星からの信号（時報）が受信できない地下街等では機能しない。
【０００８】
［関連技術］
尚、無線通信システムに関する技術としては、特開２０１０−２１９８４７号公報「無線通信装置」（出願人：株式会社日立国際電気、特許文献１）がある。
特許文献１には、上位装置に接続するスレーブポートで受信信号の復号以上を検出すると、アンテナからの無線信号の出力及びマスタポートからの下位装置への伝送を停止させて、大電力のノイズによって当該装置及び下位装置の無線部が破壊されるのを防ぐ無線通信装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−２１９８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の無線通信システムでは、ビル内や地下街等において精度の高い端末の位置情報を確実に取得することは困難であるという問題点があった。
【００１１】
本発明は、上記実状に鑑みて為されたもので、ビル内や地下街等においても精度の高い端末の位置情報を確実に取得することができる無線通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、基地局装置と、基地局装置と有線で接続する中継局装置と、中継局装置に有線で接続すると共に移動可能な端末装置と無線通信を行う複数のアンテナ装置とを備え、複数のアンテナ装置で受信された端末装置からの上り信号を、中継局装置で合成して基地局装置に送信する無線通信システムであって、アンテナ装置又は中継局装置が、受信した上り信号を復調して、上り信号に含まれる端末装置の識別番号を取得する復調部と、取得された端末装置の識別番号に、当該上り信号を端末装置から受信したアンテナ装置の識別番号を付加して基地局装置宛に送信する合成部とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、基地局装置と、基地局装置と有線で接続する中継局装置と、中継局装置に有線で接続すると共に移動可能な端末装置と無線通信を行う複数のアンテナ装置とを備え、複数のアンテナ装置で受信された端末装置からの上り信号を、中継局装置で合成して基地局装置に送信する無線通信システムであって、アンテナ装置又は中継局装置が、受信した上り信号を復調して、上り信号に含まれる端末装置の識別番号を取得する復調部と、取得された端末装置の識別番号に、当該上り信号を端末装置から受信したアンテナ装置の識別番号を付加して基地局装置宛に送信する合成部とを備えた無線通信システムとしているので、端末装置がどのアンテナ装置のエリア内に存在するか特定することができ、ビル内や地下街でも精度の高い位置検出ができ、システム側において予め各アンテナ装置の位置の情報を記憶しておけば、情報提供サービス等に利用できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態に係る無線通信システムの一例であるマルチドロップ型システムを示す概略構成図である。
【図２】本システムのアンテナ装置３の構成及び上り信号受信時の動作を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態に係る別の無線通信システムの構成例である。
【図４】従来の無線通信システムにおける端末の位置検出を示す模式説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態に係る無線通信システムは、基地局装置と中継局装置と複数のアンテナ装置とを備え、アンテナ装置が、予め自己の識別番号を記憶しておき、携帯端末からの無線信号を受信すると、受信信号を復調して当該携帯端末の識別番号を取り出し、自己の識別番号と携帯端末の識別番号とを対応付けて上位装置である中継局装置に送信するものであり、携帯端末の位置をアンテナ装置のサービスエリア範囲内に特定することができ、精度の高い位置情報を取得することができ、利便性を向上させることができるものである。
【００１６】
また、本発明の実施の形態に係る無線通信システムは、中継局装置が、受信ポート番号と各アンテナ装置の識別番号とを対応付けて記憶しておき、アンテナ装置から受信すると、受信ポートに対応するアンテナ装置の識別番号を付して基地局装置に送信するものであり、台数の多いアンテナ装置の構成を簡易なままとして、携帯端末の位置をアンテナ装置のサービスエリア範囲内に特定することができ、精度の高い位置情報を取得することができ、利便性を向上させることができるものである。
【００１７】
［本実施の形態に係る無線通信システム：図１］
本実施の形態に係る無線通信システムの一例として、マルチドッロプ型システムについて図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る無線通信システムの一例であるマルチドロップ型システムを示す概略構成図である。
図１に示すように、マルチドロップ型システムは、基地局装置（ＢＴＳ）１と、中継局装置（ＤＩＶ／ＣＯＭＢ；分配／合成装置）２と、複数のアンテナ装置（ＡＮＴ）３ａ、３ｂ、３ｃとを備えている。
【００１８】
基地局装置１は、携帯電話システム等の無線通信システムの基地局装置であり、下位に接続されているアンテナ装置３のエリア内にいる端末装置９を位置登録して、通信を実現する。
中継局装置２は、基地局装置１から出力される下り信号を全てのアンテナ装置３に分配して送信すると共に、各アンテナ装置３からの上り信号を合成（集約）して基地局装置１に送信する。
【００１９】
アンテナ装置３は、基地局装置１からの下り信号を中継局装置２を介して受信してアンテナから放射すると共に、アンテナで受信した端末装置９からの上り無線信号を中継局装置２を介して基地局装置１に送信する。
そして、本システムの特徴として、アンテナ装置３は、端末装置９の位置情報を基地局装置１に送信するものである。アンテナ装置３の構成及び動作は後述する。
【００２０】
［アンテナ装置３の構成及び動作：図２］
次に、本システムの特徴部分であるアンテナ装置３の構成及び上り信号受信時の動作について図２を用いて説明する。図２は、本システムのアンテナ装置３の構成及び上り信号受信時の動作を示すブロック図である。
図２に示すように、アンテナ装置３は、アンテナ３１と、方向性結合器３２と、復調部３３と、アンテナＩＤ記憶部（図では「アンテナＩＤ」）３４と、合成部３５とを備えている。
方向性結合器３２は、アンテナ３１からの受信信号を分岐する。
復調部３３は、分岐された受信信号を復調して、制御情報中に含まれる端末のＩＤ（識別番号）を取得する。
【００２１】
アンテナＩＤ記憶部３４は、予め設定されているアンテナ装置３のＩＤを記憶している。
合成部３５は、復調部３３から端末ＩＤが入力されると、アンテナＩＤ記憶部３４からアンテナＩＤを読み出して、端末ＩＤと自己のアンテナＩＤとを合成して、位置情報として基地局装置１宛に送信する。具体的には、合成部３５は、端末ＩＤにアンテナＩＤを付加して、端末ＩＤとアンテナＩＤとの対応付けを行うものである。
【００２２】
また、合成部３５は、復調部３３から入力された端末ＩＤを蓄積しておき、定期的に、取得した複数の端末ＩＤと自己のＩＤとを合成し、基地局装置１宛に位置情報を送信するようにしてもよい。
アンテナ装置３の通信エリアは、図４に示した基地局装置のサービスエリアに比べてはるかに小さいため、システム側では、端末ＩＤとアンテナＩＤとがリンクした（対応付けられた）位置情報に基づいて、端末の位置を精度良く特定できるものである。
【００２３】
アンテナ装置３の動作について説明する。
基地局装置２からの下り信号受信時には、従来と同様にアンテナ３１を介して受信した信号を放射する。
本システムの特徴部分である上り信号受信時には、アンテナ装置３は、アンテナ３１を介して受信した端末装置９からの上り信号を、方向性結合器３２で分岐し、一方の信号をそのまま伝送線路を介して中継局装置２に出力する。上り信号中には、端末装置９のＩＤと、端末装置９から送信されたデータが含まれる。
【００２４】
そして、アンテナ装置３は、方向性結合器３２で分岐した他方の信号を復調部３３で復調して端末ＩＤを取得し、合成部３５で端末ＩＤとアンテナＩＤとを合成して位置情報として基地局装置１に送信する。
図２の例では、位置情報（端末ＩＤ＋アンテナＩＤ）の送信は、端末ＩＤ及びデータを送信する本来の通信経路とは別の専用の伝送線路を介して行っているが、本来の通信経路に集約して送信してもよい。但し、その場合には、本来の通信（端末ＩＤ及びデータ）を妨げないよう、タイミングや周波数を考慮する必要がある。
【００２５】
［端末ＩＤの取得タイミング］
次に、アンテナ装置３における端末装置９からのＩＤ取得動作のタイミングについて説明する。
第１は、アンテナ装置３が端末装置９からの上り信号を常時監視し、受信すると直ちに復調する方法である。
常時監視では、端末装置９の電源オン／オフやハンドオーバー等の端末装置９の動きによる変化に迅速に対応できる一方、複数の端末装置９が同一エリア内に存在している場合や、同一の端末装置９が通信を長時間継続している場合等には、位置情報の情報量が多くなってしまう。
【００２６】
第２は、ポーリングによる取得であり、アンテナ装置３が、特定周期で特定の時間だけ端末装置９からの上り信号を監視する方法である。アンテナ装置３の復調部３３は、ポーリング期間に受信した上り信号について復調を行って端末ＩＤを取り出すが、ポーリング期間でなければ復調を行わない。
この方法では、データ量は少なくて済むが、ポーリング期間に送信しない端末装置９については位置情報が取得できない。
【００２７】
第３は、基地局装置１から端末装置９に端末ＩＤの送信命令を出力する方法である。
基地局装置１は、定期的に端末装置９に対して端末ＩＤの送信を指示する送信命令を出力する。それと共に基地局装置１は、アンテナ装置３に対して端末ＩＤの取得命令を出力する。
端末装置９は、基地局装置１から端末ＩＤの送信命令を受信すると、内部に記憶されている端末ＩＤを読み出して、上り信号として送信する。
アンテナ装置３は、基地局装置１から端末ＩＤの取得命令を受信すると、復調部３３が一定時間復調動作を行って、受信した上り信号中に含まれる端末ＩＤを取得する。
【００２８】
［端末ＩＤの通知タイミング］
アンテナ装置３で取得した端末ＩＤの通知タイミングについて説明する。
アンテナ装置３では、端末ＩＤを取得すると、直ちに自己のアンテナＩＤを付して位置情報として基地局装置１宛に通知してもよいし、取得した端末ＩＤを内部に記憶しておき、定期的に、アンテナＩＤを付して基地局装置１に通知してもよい。また、端末ＩＤを蓄積しておき、基地局装置１からの要求に応じて、蓄積しておいた端末ＩＤにアンテナＩＤを付して送信するようにしてもよい。
実際の運用時には、上述した取得や通知の方法を適宜組み合わせて実施することが望ましい。
無線通信システム側では、各アンテナ装置３の設置場所（緯度経度、高さ、住所、建物名等）を記憶しており、基地局装置１で取得した位置情報に基づいて、端末装置９のＩＤに対応付けられたアンテナＩＤから位置を特定して情報提供サービス等に利用できるものである。
【００２９】
［中継局装置２による位置情報生成］
また、図１のシステムにおいて、端末装置９の位置を報知する情報をアンテナ装置３ではなく、中継局装置２で生成することも可能である。
例えば、アンテナ装置３には復調部は設けず従来と同様の構成としておき、中継局装置２に、復調部と、位置情報を生成する合成部と、記憶部とを備え、記憶部に各接続ポートに接続するアンテナ装置３のアンテナＩＤを対応付けて記憶しておく。
【００３０】
そして、中継局装置２では、アンテナ装置３から端末ＩＤとデータとを含む上り信号を受信すると、復調部で復調して端末ＩＤを取り出し、合成部が、記憶部を参照して受信ポート番号に対応するアンテナＩＤを付して、位置情報として基地局装置１宛に送信する。
これにより、基地局装置１では、端末ＩＤに対応付けられたアンテナＩＤから、端末装置９がどのアンテナ装置３のエリアに存在するかを特定することができるものである。
【００３１】
つまり、本システムでは、端末装置９からの上り信号が他の端末装置９からの上り信号と合成される前であれば、アンテナＩＤを付加する場所を問わず、端末ＩＤとアンテナＩＤが対応付けられた位置情報を生成することができ、システム側で端末装置９の位置を精度良く特定できるものである。
【００３２】
［別の無線通信システムでの適応例：図３］
次に、本実施の形態の無線通信システムを適応した別のシステムの例について図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態に係る別の無線通信システムの構成例である。
図３に示す別の無線通信システム（別のシステム）は、チェーン型の光伝送システムであり、基地局装置１からの下り信号を中継局装置（中継機）２０で光信号に変換して、複数のポートに接続する子機４やＨｕｂ５に光ファイバを介して送信すると共に、子機４のアンテナで受信した端末装置（図示せず）からの上り信号を、子機４で光信号に変換して中継機２０に伝送し、中継機２０が複数のポートからの光信号を無線信号に変換して、合成して基地局装置１に送信するものである。
尚、別のシステムにおける「子機４」は、請求項における「アンテナ装置」に相当する。
【００３３】
図３のような光伝送システムにおいても、端末装置と直接通信を行う子機４に復調部を備えて、図２のアンテナ装置３と同様の処理で端末装置のＩＤと子機４のＩＤとを合成して上位装置に送信することで端末装置の位置情報を取得することができるものである。
この場合、子機４は、アンテナを介して直接受信した端末装置からの上り信号のみを復調して、端末ＩＤにアンテナＩＤを付して位置情報として送信する処理を行い、マスタポートで受信した下位装置からの信号はそのまま上位装置に伝送する。
【００３４】
また、中継機２０やＨｕｂ５のポートに子機４が１つだけ接続されているスター型のシステムでは、チェーン型のように各子機４で位置情報を生成する構成の他に、中継機２０又はＨｕｂ５に復調部を備え、各ポートからの受信信号を合成する前に、受信信号の接続ポートに基づいて子機４を特定して、端末装置の位置情報を生成することも可能である。
これにより、チェーン型やスター型の無線通信システムにおいても、端末装置の位置を子機４のサービスエリア内に特定することができるものである。
【００３５】
［実施の形態の効果］
本発明の実施の形態に係る無線通信システムによれば、アンテナ装置３が、端末装置９からの上り信号を受信すると、復調部３３が、当該受信信号を復調して端末装置９の端末ＩＤを取得し、合成部３５が、端末ＩＤと自己のアンテナＩＤを合成して位置情報として基地局装置１宛に送信するようにしているので、端末装置９がどのアンテナ装置３のエリア内に存在するか特定することができ、ビル内や地下街でも精度の高い位置検出ができる効果がある。
【００３６】
また、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、無線信号や光信号等の有線伝送信号の種類にかかわらず、基地局装置と、基地局装置に接続する中継局装置と、中継局装置に接続する複数のアンテナ装置とを備えた無線通信システムにおいて、端末装置と無線通信を行うアンテナ装置に復調部と合成部とアンテナＩＤ記憶部とを備え、端末装置からの上り信号を受信すると、復調部で受信信号を復調して端末ＩＤを取得し、合成部が、端末ＩＤに自己のアンテナＩＤを付加して位置情報として基地局装置宛に送信するようにしているので、端末装置がどのアンテナ装置のエリア内に存在するか特定でき、ビル内や地下街でも精度の高い位置検出ができる効果がある。
【００３７】
また、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、中継局装置又はＨｕｂの接続ポートに、端末装置と無線通信を行うアンテナ装置が直接接続する無線通信システムにおいて、中継局装置又はＨｕｂが、ポート番号とそれに接続するアンテナ装置のアンテナＩＤとを対応付けて記憶しておき、上り信号を受信すると、中継局装置又はＨｕｂが受信信号を復調して端末ＩＤを取得し、端末ＩＤとポート番号に対応するアンテナＩＤとを合成して位置情報として上位局装置に送信する無線通信システムとしているので、多数設置されるアンテナ装置の構成は従来どおりの簡易な構成として、中継局装置又はＨｕｂで一括して位置情報生成の処理を行うことができ、システム全体のコストを低減し、メンテナンスを容易にすることができる。
【００３８】
そして、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、アンテナ装置３を、ビル内や地下街等に設ければ、オープンエリアの基地局装置１との通信やＧＰＳ信号の受信ができない場所であっても、位置検出が可能となるものである。
例えば、図１において、基地局装置１のサービスエリアがショッピングセンタであり、アンテナ装置３ａが屋上、アンテナ装置３ｂが駐車場、アンテナ装置３ｃが地下売場に設置されていると、従来のシステムでは「ショッピングセンタ内に存在する」という情報までしか取得できないが、本システムでは、基地局装置１が受信した位置情報から、例えば、「ショッピングセンタの駐車場に存在する」といったより詳細な情報を取得することができ、サービスに利用可能とする効果がある。
【００３９】
また、従来、３つの基地局装置からの距離を算出して、端末装置の位置を特定する方法があったが、それと同様に、端末装置において、受信電界強度等に基づいて３つのアンテナ装置からの距離を算出して、端末装置が自己の位置を特定して、位置情報を基地局装置に送信することも可能であり、精度の高い端末装置の位置検出ができ、また、基地局装置が１台あればよいので、装置コストを低減できる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、ビル内や地下街等の不感地帯における端末装置の位置を高精度で特定することができ、利便性を向上させることができる無線通信システムに適している。
【符号の説明】
【００４１】
１...基地局装置（ＢＴＳ）、 ２...中継局装置（ＤＩＶ／ＣＯＭＢ）、 ３...アンテナ装置、 ４...子機、 ５...Ｈｕｂ、 ９...端末装置、 １３...基地局装置、 １５...ＰＨＳ基地局装置、 ２０...中継機、 ３０...光ファイバ、 ３１...アンテナ、 ３２...方向性結合器、 ３３...復調部、 ３４...アンテナＩＤ記憶部、 ３５...合成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに係り、ビル内や地下街等の不感地帯における端末装置の位置を特定することができ、利便性を向上させることができる無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
［先行技術の説明］
携帯電話システム等の無線通信基地局の不感地帯における対策として、電線や光ファイバ等の有線伝送線路で基地局装置に接続して基地局装置からの信号を中継する中継機と、中継機と有線伝送線路で接続されて不感地帯に設置され、無線端末との無線通信を行う複数の送受信装置を備えた無線通信システムがある。
【０００３】
このような無線通信システムとしては、例えば、基地局に接続する中継器に複数の送受信装置が接続するマルチドロップ型のシステムや、基地局からの信号を光信号に変換して、光ファイバを用いて中継機を介して複数の子機（送受信装置）に伝送するスター型やチェーン型の光伝送システムがある。
【０００４】
［従来の無線通信システムにおける端末の位置検出：図４］
ここで、従来の無線通信システムにおける端末の位置検出について図４を用いて説明する。図４は、従来の無線通信システムにおける端末の位置検出を示す模式説明図であり、（ａ）は基地局装置単位での位置検出を示す説明図であり、（ｂ）はＰＨＳシステムにおける位置検出を示す説明図である。
図４（ａ）に示すように、携帯端末９の位置情報は、基地局装置（ＢＴＳ）１３によって管理されているため、どの基地局装置１３のエリアにいるのか、基地局装置単位で認識することは可能である。図４（ａ）の例では、携帯端末９は、ＢＴＳ１３ａのエリア内に存在し、ＢＴＳ１３ｂのエリアには存在しないことがわかる。
しかし、通常、基地局装置がカバーするサービスエリアは広大であり、サービスエリア内での位置特定は不可能であるため、詳細な位置情報は取得できない。図４（ａ）の例では、携帯端末９は、広大なＢＴＳ１３ａのサービスエリア内のどこにいるのかまではわからない。
【０００５】
また、複数（例えば３台）の基地局装置１３から携帯端末９までの距離をそれぞれ測定して、各基地局装置１３の位置情報と測定した距離とに基づいて携帯端末９の位置を特定する方法もあった。
しかし、基地局装置１３からの電波が到達しない不感地帯においては距離の測定も不可能である。
【０００６】
また、図４（ｂ）に示すように、ＰＨＳ（Personal Handy phone System）システムでは、基地局装置（ＢＴＳ）１５のサービスエリアが携帯電話システムの基地局装置１３に比べて微小であるため、基地局装置単位で端末を認識することで高精度な位置情報の取得が可能である。図４（ｂ）の例では、携帯端末９は、ＢＴＳ１５ｂのエリアという狭い範囲内に存在することがわかる。
しかし、サービスエリアが微小であるため広範囲のサービス提供を行うには、多数の基地局装置１５が必要となり、運用面でコストやメンテナンス等の問題がある。
【０００７】
更に、最近では、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いた位置情報の取得も実用化されているものの、ＧＰＳ衛星からの信号（時報）が受信できない地下街等では機能しない。
【０００８】
［関連技術］
尚、無線通信システムに関する技術としては、特開２０１０−２１９８４７号公報「無線通信装置」（出願人：株式会社日立国際電気、特許文献１）がある。
特許文献１には、上位装置に接続するスレーブポートで受信信号の復号以上を検出すると、アンテナからの無線信号の出力及びマスタポートからの下位装置への伝送を停止させて、大電力のノイズによって当該装置及び下位装置の無線部が破壊されるのを防ぐ無線通信装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−２１９８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の無線通信システムでは、ビル内や地下街等において精度の高い端末の位置情報を確実に取得することは困難であるという問題点があった。
【００１１】
本発明は、上記実状に鑑みて為されたもので、ビル内や地下街等においても精度の高い端末の位置情報を確実に取得することができる無線通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、基地局装置と、基地局装置と有線で接続する中継局装置と、中継局装置に有線で接続すると共に移動可能な端末装置と無線通信を行う複数のアンテナ装置とを備え、複数のアンテナ装置で受信された端末装置からの上り信号を、中継局装置で合成して基地局装置に送信する無線通信システムであって、アンテナ装置又は中継局装置が、受信した上り信号を復調して、上り信号に含まれる端末装置の識別番号を取得する復調部と、取得された端末装置の識別番号に、当該上り信号を端末装置から受信したアンテナ装置の識別番号を付加して基地局装置宛に送信する合成部とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、基地局装置と、基地局装置と有線で接続する中継局装置と、中継局装置に有線で接続すると共に移動可能な端末装置と無線通信を行う複数のアンテナ装置とを備え、複数のアンテナ装置で受信された端末装置からの上り信号を、中継局装置で合成して基地局装置に送信する無線通信システムであって、アンテナ装置又は中継局装置が、受信した上り信号を復調して、上り信号に含まれる端末装置の識別番号を取得する復調部と、取得された端末装置の識別番号に、当該上り信号を端末装置から受信したアンテナ装置の識別番号を付加して基地局装置宛に送信する合成部とを備えた無線通信システムとしているので、端末装置がどのアンテナ装置のエリア内に存在するか特定することができ、ビル内や地下街でも精度の高い位置検出ができ、システム側において予め各アンテナ装置の位置の情報を記憶しておけば、情報提供サービス等に利用できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施の形態に係る無線通信システムの一例であるマルチドロップ型システムを示す概略構成図である。
【図２】本システムのアンテナ装置３の構成及び上り信号受信時の動作を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態に係る別の無線通信システムの構成例である。
【図４】従来の無線通信システムにおける端末の位置検出を示す模式説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態に係る無線通信システムは、基地局装置と中継局装置と複数のアンテナ装置とを備え、アンテナ装置が、予め自己の識別番号を記憶しておき、携帯端末からの無線信号を受信すると、受信信号を復調して当該携帯端末の識別番号を取り出し、自己の識別番号と携帯端末の識別番号とを対応付けて上位装置である中継局装置に送信するものであり、携帯端末の位置をアンテナ装置のサービスエリア範囲内に特定することができ、精度の高い位置情報を取得することができ、利便性を向上させることができるものである。
【００１６】
また、本発明の実施の形態に係る無線通信システムは、中継局装置が、受信ポート番号と各アンテナ装置の識別番号とを対応付けて記憶しておき、アンテナ装置から受信すると、受信ポートに対応するアンテナ装置の識別番号を付して基地局装置に送信するものであり、台数の多いアンテナ装置の構成を簡易なままとして、携帯端末の位置をアンテナ装置のサービスエリア範囲内に特定することができ、精度の高い位置情報を取得することができ、利便性を向上させることができるものである。
【００１７】
［本実施の形態に係る無線通信システム：図１］
本実施の形態に係る無線通信システムの一例として、マルチドッロプ型システムについて図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る無線通信システムの一例であるマルチドロップ型システムを示す概略構成図である。
図１に示すように、マルチドロップ型システムは、基地局装置（ＢＴＳ）１と、中継局装置（ＤＩＶ／ＣＯＭＢ；分配／合成装置）２と、複数のアンテナ装置（ＡＮＴ）３ａ、３ｂ、３ｃとを備えている。
【００１８】
基地局装置１は、携帯電話システム等の無線通信システムの基地局装置であり、下位に接続されているアンテナ装置３のエリア内にいる端末装置９を位置登録して、通信を実現する。
中継局装置２は、基地局装置１から出力される下り信号を全てのアンテナ装置３に分配して送信すると共に、各アンテナ装置３からの上り信号を合成（集約）して基地局装置１に送信する。
【００１９】
アンテナ装置３は、基地局装置１からの下り信号を中継局装置２を介して受信してアンテナから放射すると共に、アンテナで受信した端末装置９からの上り無線信号を中継局装置２を介して基地局装置１に送信する。
そして、本システムの特徴として、アンテナ装置３は、端末装置９の位置情報を基地局装置１に送信するものである。アンテナ装置３の構成及び動作は後述する。
【００２０】
［アンテナ装置３の構成及び動作：図２］
次に、本システムの特徴部分であるアンテナ装置３の構成及び上り信号受信時の動作について図２を用いて説明する。図２は、本システムのアンテナ装置３の構成及び上り信号受信時の動作を示すブロック図である。
図２に示すように、アンテナ装置３は、アンテナ３１と、方向性結合器３２と、復調部３３と、アンテナＩＤ記憶部（図では「アンテナＩＤ」）３４と、合成部３５とを備えている。
方向性結合器３２は、アンテナ３１からの受信信号を分岐する。
復調部３３は、分岐された受信信号を復調して、制御情報中に含まれる端末のＩＤ（識別番号）を取得する。
【００２１】
アンテナＩＤ記憶部３４は、予め設定されているアンテナ装置３のＩＤを記憶している。
合成部３５は、復調部３３から端末ＩＤが入力されると、アンテナＩＤ記憶部３４からアンテナＩＤを読み出して、端末ＩＤと自己のアンテナＩＤとを合成して、位置情報として基地局装置１宛に送信する。具体的には、合成部３５は、端末ＩＤにアンテナＩＤを付加して、端末ＩＤとアンテナＩＤとの対応付けを行うものである。
【００２２】
また、合成部３５は、復調部３３から入力された端末ＩＤを蓄積しておき、定期的に、取得した複数の端末ＩＤと自己のＩＤとを合成し、基地局装置１宛に位置情報を送信するようにしてもよい。
アンテナ装置３の通信エリアは、図４に示した基地局装置のサービスエリアに比べてはるかに小さいため、システム側では、端末ＩＤとアンテナＩＤとがリンクした（対応付けられた）位置情報に基づいて、端末の位置を精度良く特定できるものである。
【００２３】
アンテナ装置３の動作について説明する。
基地局装置２からの下り信号受信時には、従来と同様にアンテナ３１を介して受信した信号を放射する。
本システムの特徴部分である上り信号受信時には、アンテナ装置３は、アンテナ３１を介して受信した端末装置９からの上り信号を、方向性結合器３２で分岐し、一方の信号をそのまま伝送線路を介して中継局装置２に出力する。上り信号中には、端末装置９のＩＤと、端末装置９から送信されたデータが含まれる。
【００２４】
そして、アンテナ装置３は、方向性結合器３２で分岐した他方の信号を復調部３３で復調して端末ＩＤを取得し、合成部３５で端末ＩＤとアンテナＩＤとを合成して位置情報として基地局装置１に送信する。
図２の例では、位置情報（端末ＩＤ＋アンテナＩＤ）の送信は、端末ＩＤ及びデータを送信する本来の通信経路とは別の専用の伝送線路を介して行っているが、本来の通信経路に集約して送信してもよい。但し、その場合には、本来の通信（端末ＩＤ及びデータ）を妨げないよう、タイミングや周波数を考慮する必要がある。
【００２５】
［端末ＩＤの取得タイミング］
次に、アンテナ装置３における端末装置９からのＩＤ取得動作のタイミングについて説明する。
第１は、アンテナ装置３が端末装置９からの上り信号を常時監視し、受信すると直ちに復調する方法である。
常時監視では、端末装置９の電源オン／オフやハンドオーバー等の端末装置９の動きによる変化に迅速に対応できる一方、複数の端末装置９が同一エリア内に存在している場合や、同一の端末装置９が通信を長時間継続している場合等には、位置情報の情報量が多くなってしまう。
【００２６】
第２は、ポーリングによる取得であり、アンテナ装置３が、特定周期で特定の時間だけ端末装置９からの上り信号を監視する方法である。アンテナ装置３の復調部３３は、ポーリング期間に受信した上り信号について復調を行って端末ＩＤを取り出すが、ポーリング期間でなければ復調を行わない。
この方法では、データ量は少なくて済むが、ポーリング期間に送信しない端末装置９については位置情報が取得できない。
【００２７】
第３は、基地局装置１から端末装置９に端末ＩＤの送信命令を出力する方法である。
基地局装置１は、定期的に端末装置９に対して端末ＩＤの送信を指示する送信命令を出力する。それと共に基地局装置１は、アンテナ装置３に対して端末ＩＤの取得命令を出力する。
端末装置９は、基地局装置１から端末ＩＤの送信命令を受信すると、内部に記憶されている端末ＩＤを読み出して、上り信号として送信する。
アンテナ装置３は、基地局装置１から端末ＩＤの取得命令を受信すると、復調部３３が一定時間復調動作を行って、受信した上り信号中に含まれる端末ＩＤを取得する。
【００２８】
［端末ＩＤの通知タイミング］
アンテナ装置３で取得した端末ＩＤの通知タイミングについて説明する。
アンテナ装置３では、端末ＩＤを取得すると、直ちに自己のアンテナＩＤを付して位置情報として基地局装置１宛に通知してもよいし、取得した端末ＩＤを内部に記憶しておき、定期的に、アンテナＩＤを付して基地局装置１に通知してもよい。また、端末ＩＤを蓄積しておき、基地局装置１からの要求に応じて、蓄積しておいた端末ＩＤにアンテナＩＤを付して送信するようにしてもよい。
実際の運用時には、上述した取得や通知の方法を適宜組み合わせて実施することが望ましい。
無線通信システム側では、各アンテナ装置３の設置場所（緯度経度、高さ、住所、建物名等）を記憶しており、基地局装置１で取得した位置情報に基づいて、端末装置９のＩＤに対応付けられたアンテナＩＤから位置を特定して情報提供サービス等に利用できるものである。
【００２９】
［中継局装置２による位置情報生成］
また、図１のシステムにおいて、端末装置９の位置を報知する情報をアンテナ装置３ではなく、中継局装置２で生成することも可能である。
例えば、アンテナ装置３には復調部は設けず従来と同様の構成としておき、中継局装置２に、復調部と、位置情報を生成する合成部と、記憶部とを備え、記憶部に各接続ポートに接続するアンテナ装置３のアンテナＩＤを対応付けて記憶しておく。
【００３０】
そして、中継局装置２では、アンテナ装置３から端末ＩＤとデータとを含む上り信号を受信すると、復調部で復調して端末ＩＤを取り出し、合成部が、記憶部を参照して受信ポート番号に対応するアンテナＩＤを付して、位置情報として基地局装置１宛に送信する。
これにより、基地局装置１では、端末ＩＤに対応付けられたアンテナＩＤから、端末装置９がどのアンテナ装置３のエリアに存在するかを特定することができるものである。
【００３１】
つまり、本システムでは、端末装置９からの上り信号が他の端末装置９からの上り信号と合成される前であれば、アンテナＩＤを付加する場所を問わず、端末ＩＤとアンテナＩＤが対応付けられた位置情報を生成することができ、システム側で端末装置９の位置を精度良く特定できるものである。
【００３２】
［別の無線通信システムでの適応例：図３］
次に、本実施の形態の無線通信システムを適応した別のシステムの例について図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態に係る別の無線通信システムの構成例である。
図３に示す別の無線通信システム（別のシステム）は、チェーン型の光伝送システムであり、基地局装置１からの下り信号を中継局装置（中継機）２０で光信号に変換して、複数のポートに接続する子機４やＨｕｂ５に光ファイバを介して送信すると共に、子機４のアンテナで受信した端末装置（図示せず）からの上り信号を、子機４で光信号に変換して中継機２０に伝送し、中継機２０が複数のポートからの光信号を無線信号に変換して、合成して基地局装置１に送信するものである。
尚、別のシステムにおける「子機４」は、請求項における「アンテナ装置」に相当する。
【００３３】
図３のような光伝送システムにおいても、端末装置と直接通信を行う子機４に復調部を備えて、図２のアンテナ装置３と同様の処理で端末装置のＩＤと子機４のＩＤとを合成して上位装置に送信することで端末装置の位置情報を取得することができるものである。
この場合、子機４は、アンテナを介して直接受信した端末装置からの上り信号のみを復調して、端末ＩＤにアンテナＩＤを付して位置情報として送信する処理を行い、マスタポートで受信した下位装置からの信号はそのまま上位装置に伝送する。
【００３４】
また、中継機２０やＨｕｂ５のポートに子機４が１つだけ接続されているスター型のシステムでは、チェーン型のように各子機４で位置情報を生成する構成の他に、中継機２０又はＨｕｂ５に復調部を備え、各ポートからの受信信号を合成する前に、受信信号の接続ポートに基づいて子機４を特定して、端末装置の位置情報を生成することも可能である。
これにより、チェーン型やスター型の無線通信システムにおいても、端末装置の位置を子機４のサービスエリア内に特定することができるものである。
【００３５】
［実施の形態の効果］
本発明の実施の形態に係る無線通信システムによれば、アンテナ装置３が、端末装置９からの上り信号を受信すると、復調部３３が、当該受信信号を復調して端末装置９の端末ＩＤを取得し、合成部３５が、端末ＩＤと自己のアンテナＩＤを合成して位置情報として基地局装置１宛に送信するようにしているので、端末装置９がどのアンテナ装置３のエリア内に存在するか特定することができ、ビル内や地下街でも精度の高い位置検出ができる効果がある。
【００３６】
また、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、無線信号や光信号等の有線伝送信号の種類にかかわらず、基地局装置と、基地局装置に接続する中継局装置と、中継局装置に接続する複数のアンテナ装置とを備えた無線通信システムにおいて、端末装置と無線通信を行うアンテナ装置に復調部と合成部とアンテナＩＤ記憶部とを備え、端末装置からの上り信号を受信すると、復調部で受信信号を復調して端末ＩＤを取得し、合成部が、端末ＩＤに自己のアンテナＩＤを付加して位置情報として基地局装置宛に送信するようにしているので、端末装置がどのアンテナ装置のエリア内に存在するか特定でき、ビル内や地下街でも精度の高い位置検出ができる効果がある。
【００３７】
また、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、中継局装置又はＨｕｂの接続ポートに、端末装置と無線通信を行うアンテナ装置が直接接続する無線通信システムにおいて、中継局装置又はＨｕｂが、ポート番号とそれに接続するアンテナ装置のアンテナＩＤとを対応付けて記憶しておき、上り信号を受信すると、中継局装置又はＨｕｂが受信信号を復調して端末ＩＤを取得し、端末ＩＤとポート番号に対応するアンテナＩＤとを合成して位置情報として上位局装置に送信する無線通信システムとしているので、多数設置されるアンテナ装置の構成は従来どおりの簡易な構成として、中継局装置又はＨｕｂで一括して位置情報生成の処理を行うことができ、システム全体のコストを低減し、メンテナンスを容易にすることができる。
【００３８】
そして、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、アンテナ装置３を、ビル内や地下街等に設ければ、オープンエリアの基地局装置１との通信やＧＰＳ信号の受信ができない場所であっても、位置検出が可能となるものである。
例えば、図１において、基地局装置１のサービスエリアがショッピングセンタであり、アンテナ装置３ａが屋上、アンテナ装置３ｂが駐車場、アンテナ装置３ｃが地下売場に設置されていると、従来のシステムでは「ショッピングセンタ内に存在する」という情報までしか取得できないが、本システムでは、基地局装置１が受信した位置情報から、例えば、「ショッピングセンタの駐車場に存在する」といったより詳細な情報を取得することができ、サービスに利用可能とする効果がある。
【００３９】
また、従来、３つの基地局装置からの距離を算出して、端末装置の位置を特定する方法があったが、それと同様に、端末装置において、受信電界強度等に基づいて３つのアンテナ装置からの距離を算出して、端末装置が自己の位置を特定して、位置情報を基地局装置に送信することも可能であり、精度の高い端末装置の位置検出ができ、また、基地局装置が１台あればよいので、装置コストを低減できる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、ビル内や地下街等の不感地帯における端末装置の位置を高精度で特定することができ、利便性を向上させることができる無線通信システムに適している。
【符号の説明】
【００４１】
１...基地局装置（ＢＴＳ）、 ２...中継局装置（ＤＩＶ／ＣＯＭＢ）、 ３...アンテナ装置、 ４...子機、 ５...Ｈｕｂ、 ９...端末装置、 １３...基地局装置、 １５...ＰＨＳ基地局装置、 ２０...中継機、 ３０...光ファイバ、 ３１...アンテナ、 ３２...方向性結合器、 ３３...復調部、 ３４...アンテナＩＤ記憶部、 ３５...合成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局装置と、前記基地局装置と有線で接続する中継局装置と、前記中継局装置に有線で接続すると共に移動可能な端末装置と無線通信を行う複数のアンテナ装置とを備え、前記複数のアンテナ装置で受信された前記端末装置からの上り信号を、前記中継局装置で合成して前記基地局装置に送信する無線通信システムであって、
前記アンテナ装置又は前記中継局装置が、受信した上り信号を復調して、前記上り信号に含まれる端末装置の識別番号を取得する復調部と、前記取得された端末装置の識別番号に、前記上り信号を前記端末装置から受信したアンテナ装置の識別番号を付加して前記基地局装置宛に送信する合成部とを備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１】
基地局装置と、前記基地局装置と有線で接続する中継局装置と、前記中継局装置に有線で接続すると共に移動可能な端末装置と無線通信を行う複数のアンテナ装置とを備え、前記複数のアンテナ装置で受信された前記端末装置からの上り信号を、前記中継局装置で合成して前記基地局装置に送信する無線通信システムであって、
前記アンテナ装置又は前記中継局装置が、受信した上り信号を復調して、前記上り信号に含まれる端末装置の識別番号を取得する復調部と、前記取得された端末装置の識別番号に、前記上り信号を前記端末装置から受信したアンテナ装置の識別番号を付加して前記基地局装置宛に送信する合成部とを備えたことを特徴とする無線通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１６０９３６（Ｐ２０１２−１６０９３６Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９６８４（Ｐ２０１１−１９６８４）
【出願日】平成２３年２月１日（２０１１．２．１）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１日（２０１１．２．１）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
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