無線通信端末及び測位方法
【課題】無線端末装置が基地局のサービスエリア外に位置する場合であっても位置精度の向上を図ることが可能な無線通信端末及び測位方法を提供する。
【解決手段】本発明の無線通信端末は、まず通信の候補となる基地局を捕捉して自端末の概算位置Ｐ１１を求め、捕捉に成功した捕捉成功基地局（基地局ＢＳ１）が１つの場合に、先に求めた概算位置Ｐ１１を軌道情報管理装置に送信して、概算位置に応じたＧＰＳ衛星の軌道情報を取得し、この軌道情報に基づいてＧＰＳ衛星を捕捉する。ここで、ＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合に、本発明の無線通信端末は、基地局ＢＳ１のサービスエリアＲ１外に少なくとも１つの新たな概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９を設定し、設定した新たな概算位置とＧＰＳ衛星の軌道情報とを用いてＧＰＳ衛星を捕捉する。
【解決手段】本発明の無線通信端末は、まず通信の候補となる基地局を捕捉して自端末の概算位置Ｐ１１を求め、捕捉に成功した捕捉成功基地局（基地局ＢＳ１）が１つの場合に、先に求めた概算位置Ｐ１１を軌道情報管理装置に送信して、概算位置に応じたＧＰＳ衛星の軌道情報を取得し、この軌道情報に基づいてＧＰＳ衛星を捕捉する。ここで、ＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合に、本発明の無線通信端末は、基地局ＢＳ１のサービスエリアＲ１外に少なくとも１つの新たな概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９を設定し、設定した新たな概算位置とＧＰＳ衛星の軌道情報とを用いてＧＰＳ衛星を捕捉する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信端末及び測位方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）機能を備えた無線通信端末が実用化されている。かかる無線通信端末において、自端末の位置を測位する場合にＧＰＳ衛星の捕捉に長時間を要すると利便性が低下するため、要求に応じてＧＰＳ衛星の軌道情報を無線通信端末に提供する通信システムが実現されている。この通信システムは、基地局との間で通信を行うとともに上記のＧＰＳ機能を備えた無線通信端末と、ネットワークを介して基地局と接続され、無線通信端末からの要求に応じてＧＰＳ衛星の軌道情報を無線通信端末に提供する軌道情報管理サーバとから構成されている。
【０００３】
図４は、従来の通信システムの動作を示すフローチャートである。ユーザが無線通信端末の操作部を操作して測位指示を行うと、無線通信端末はＰＰＭ（Pilot Phase Measurement：基地局捕捉測定）によって自端末の概算位置を算出する（ステップＳ１００）。具体的には、無線通信端末は、通信の候補となる基地局のサーチを行い、捕捉に成功した基地局の位置情報から自端末のおおよその位置（概算位置）を算出する。
【０００４】
ここで、捕捉に成功した基地局が１つの場合には、無線通信端末はセクタセンター方式によって概算位置を算出する。セクタセンター方式とは、基地局のアンテナの指向性から無線通信端末が存在するサービスエリアの１／３領域（セクタ）を特定し、このセクタ内の中心点を無線通信端末の位置とする方式である。図５は、従来の概算位置決定方法の原理を説明するための図である。
【０００５】
図５に示す通り、サービスエリアが一部重なった基地局１０１及び基地局１０２を考える。尚、図５において、基地局１０１のサービスエリアを、符号１０１ａを付した円で示しており、基地局１０２のサービスエリアを、符号１０２ａを付した円で示してる。いま、無線通信端末が位置Ｐ１００に配置されているとすると、基地局１０１の捕捉には成功するが基地局１０２の捕捉には失敗する。このため、無線通信端末は、基地局１０２との間で通信が行えず基地局１０１との間でのみ通信が可能であるから、基地局１０１の「セクタ１」の中心点Ｐ１０１を自端末の概算位置とする。
【０００６】
次に、無線通信端末は、概算位置の算出結果及びＧＰＳ衛星の軌道情報要求を基地局（基地局１０１）に送信する（ステップＳ１０１）。基地局は、無線通信端末から受信した概算位置の算出結果及びＧＰＳ衛星の軌道情報要求を、ネットワークを介して軌道情報管理サーバに送信する（ステップＳ１０２）。次いで、軌道情報管理サーバは、概算位置の算出結果に応じたＧＰＳ衛星の軌道情報（Almanac及びEphemeris）を基地局に送信する（ステップＳ１０３）。ここで、Almanacとは全衛星の大まかな軌道情報であり、Ephemerisとは観測衛星自身の軌道情報である。
【０００７】
基地局は、これらの軌道情報を無線通信端末に送信する（ステップＳ１０４）。無線通信端末は、上記の軌道情報に基づいて、衛星捕捉情報（ＡＡ：Acquisition Assistance）を生成し（ステップＳ１０５）、この衛星捕捉情報に基づいてＧＰＳ衛星のサーチを行う（ステップＳ１０６）。ここで、無線通信端末は、ＧＰＳ衛星を１つも捕捉できずに捕捉に失敗した場合（ステップＳ１０７）には、ステップＳ１００で算出した概算位置を自端末の位置と決定する（ステップＳ１０８）。尚、従来の概算位置決定方法の他の例については、例えば以下の特許文献１を参照されたい。
【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】
ところで、無線通信端末が基地局のサービスエリア内に位置する場合には基地局との間で通信が可能であり、サービスエリア外に位置する場合には通信が不可能になるのが一般的である。例えば、図５に示す例において、基地局１０１のサービスエリア１０１ａ内であるが、基地局１０２のサービスエリア１０２ａ外となる位置Ｐ１００に無線通信端末が配置されている場合には、無線通信端末は基地局１０１との間では通信が可能であるが基地局１０２との間では通信が不可能である。
【０００９】
しかしながら、無線通信端末が基地局のサービスエリア外に位置する場合であっても、基地局から発せられる電波が届けば通信が可能になる。例えば、図５に示す例において、無線通信端末がサービスエリア１０１ａ外の位置Ｐ２００に配置されていても、基地局１０１からの電波が位置Ｐ２００まで届けば無線通信端末は基地局１０１との間で通信が可能である。このような状況は、基地局の配置密度、地形、建物等の要因によって、最も近くに位置する基地局とは通信できず、その基地局よりも遠方に位置する基地局とだけ通信するときに生じやすい。
【００１０】
かかる場合において、無線通信端末に捕捉された基地局が基地局１０１のみであるとすると、無線通信端末はセクタセンター方式により基地局１０１の「セクタ１」の中心点Ｐ１０１を自端末の概算位置とする。この結果として、実際の無線端末装置の位置（位置Ｐ２００）と概算位置（「セクタ１」の中心点Ｐ１０１）とが大きくかけ離れたものとなって衛星捕捉情報の精度が劣化し、ＧＰＳ衛星の捕捉に失敗しやすくなる。ここで、ＧＰＳ衛星を捕捉できない場合には、概算位置（「セクタ１」の中心点Ｐ１０１）を自端末の位置と決定してしまうため、位置精度が大きく悪化するという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、無線端末装置が基地局のサービスエリア外に位置する場合であっても位置精度の向上を図ることが可能な無線通信端末及び測位方法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】
上記課題を解決するために、本発明の無線通信端末は、ＧＰＳ衛星の軌道情報を管理する軌道情報管理装置（ＰＤ）から基地局（ＢＳ１〜ＢＳｎ）を介して提供される、自端末の概算位置（Ｐ１１）に応じたＧＰＳ衛星の軌道情報に基づいて、ＧＰＳ衛星を捕捉して自端末の測位を行うＧＰＳ機能付き無線通信端末（ＭＳ）において、通信の候補となる基地局を捕捉する基地局捕捉部（１０ａ）と、前記ＧＰＳ衛星の軌道情報に基づいてＧＰＳ衛星を捕捉する衛星捕捉部（１０ｂ）と、前記基地局捕捉部が捕捉に成功した捕捉成功基地局が１つであり、且つ前記衛星捕捉部がＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合に、ＧＰＳ衛星の捕捉に用いた先の概算位置とは異なる少なくとも１つの新たな概算位置（Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９）を設定し、当該概算位置と前記ＧＰＳ衛星の軌道情報とを用いたＧＰＳ衛星の捕捉を前記衛星捕捉部に行わせる制御を行う制御部（１０）とを備えることを特徴としている。
この発明によると、基地局捕捉部により通信の候補となる基地局が捕捉されるとともに衛星捕捉部によりＧＰＳ衛星の軌道情報に基づいてＧＰＳ衛星が捕捉され、基地局捕捉部が捕捉に成功した捕捉成功基地局が１つであり、且つ衛星捕捉部がＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合に、ＧＰＳ衛星の捕捉に用いた先の概算位置とは異なる少なくとも１つの新たな概算位置が設定され、この概算位置とＧＰＳ衛星の軌道情報とを用いたＧＰＳ衛星の捕捉が制御部の制御の下で衛星捕捉部によって行われる。
また、本発明の無線通信端末は、前記制御部が、前記捕捉成功基地局のサービスエリア（Ｒ１）外に、前記新たな概算位置を設定することを特徴としている。
また、本発明の無線通信端末は、基地局のサービスエリアが複数のセクタからなり、前記制御部は、自端末が属するとされる前記捕捉成功基地局のセクタを、前記捕捉成功基地局から離れる方向に所定距離だけ拡大した領域（ＲＥ）内に、前記新たな概算位置を設定することを特徴としている。
また、本発明の無線通信端末は、前記制御部が、前記捕捉成功基地局から離れる方向及び前記サービスエリアの周方向に沿って所定間隔で離間する複数の位置を前記新たな概算位置として設定し、当該複数の概算位置を順次用いてＧＰＳ衛星の捕捉を前記衛星捕捉部に順次行わせることを特徴としている。
更に、本発明の無線通信端末は、前記制御部が、前記新たな概算位置のうち、前記捕捉成功基地局に近いものから順にＧＰＳ衛星の捕捉のために用いることを特徴としている。
上記課題を解決するために、本発明の測位方法は、ＧＰＳ衛星の軌道情報を管理する軌道情報管理装置（ＰＤ）から基地局を介して提供される、無線端末装置（ＭＳ）の概算位置に応じたＧＰＳ衛星の軌道情報に基づいて、ＧＰＳ衛星を捕捉して自端末の測位を行う測位方法において、通信の候補となる基地局を捕捉して自端末の概算位置を求める基地局捕捉ステップ（Ｓ１０）と、前記概算位置を前記軌道情報管理装置に送信して、前記概算位置に応じたＧＰＳ衛星の軌道情報を取得する軌道情報取得ステップ（Ｓ１１〜Ｓ１４）と、前記軌道情報取得ステップで取得した前記軌道情報に基づいてＧＰＳ衛星を捕捉する第１衛星捕捉ステップ（Ｓ１５、Ｓ１６）と、第１衛星捕捉ステップでＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合に、捕捉成功基地局のサービスエリア（Ｒ１）外に少なくとも１つの新たな概算位置を設定する概算位置設定ステップ（Ｓ２０）と、前記概算位置設定ステップで設定した新たな概算位置と前記ＧＰＳ衛星の軌道情報とを用いてＧＰＳ衛星を捕捉する第２衛星捕捉ステップ（Ｓ２１、Ｓ２２）とを含むこと特徴としている。
また、本発明の測位方法は、基地局のサービスエリアは複数のセクタからなり、前記設定ステップは、無線端末装置が属するとされる前記捕捉成功基地局のセクタを、前記捕捉成功基地局から離れる方向に所定距離だけ拡大した領域（ＲＥ）内に、前記新たな概算位置を設定するステップであることを特徴としている。
また、本発明の測位方法は、前記設定ステップが、前記捕捉成功基地局から離れる方向及び前記サービスエリアの周方向に沿って所定間隔で離間する複数の位置を前記新たな概算位置として設定するステップであり、前記第２衛星捕捉ステップは、複数の前記新たな概算位置を順次用いてＧＰＳ衛星の捕捉を行うステップであることを特徴としている。
更に、本発明の測位方法は、前記第２衛星捕捉ステップが、複数の前記新たな概算位置のうち、前記捕捉成功基地局に近いものから順にＧＰＳ衛星の捕捉のために用いるステップであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、捕捉に成功した基地局（捕捉成功基地局）が１つであり、且つ衛星捕捉部がＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合に、ＧＰＳ衛星の捕捉に用いた先の概算位置とは異なる少なくとも１つの新たな概算位置を捕捉成功基地局のサービスエリアの外部に設定し、この概算位置とＧＰＳ衛星の軌道情報とを用いてＧＰＳ衛星の捕捉を行っているため、端末ＭＳが捕捉成功基地局のサービスエリア外に位置する場合であっても位置精度の向上を図ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による無線通信端末及び測位方法について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による無線通信端末及び測位方法が用いられる通信システムの構成概略図である。図１に示す通り、通信システム１は、無線通信端末（以下、端末という）ＭＳ、基地局ＢＳ１〜ＢＳｎ、ネットワークＮ、及び軌道情報管理サーバ（軌道情報管理装置）ＰＤを備える。
【００１５】
端末ＭＳは、例えばＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access：符号分割多重接続）方式により基地局ＢＳ１〜ＢＳｎと通信を行うＧＰＳ（Global Positioning System：：全地球測位システム）機能付きの携帯電話である。この端末ＭＳは、端末制御部１０（制御部）、無線通信部１１、操作部１２、表示部１３、音声入出力部１４、及び記憶部１５を備えている。また、端末制御部１０は、基地局捕捉部１０ａ及び衛星捕捉部１０ｂを備えている。
【００１６】
端末制御部１０は、記憶部１５に記憶されている端末制御プログラムや無線通信部１１を介して取得した受信信号、操作部１２から入力される操作信号に基づいて、本端末ＭＳの動作を統括的に制御する。また、端末制御部１０に設けられた基地局捕捉部１０ａは、無線通信部１１を制御して、周辺の基地局から送信される報知信号等の制御信号をサーチすることにより通信の候補となる基地局を捕捉する。衛星捕捉部１０ｂは、軌道情報管理サーバＰＤから送信されるＧＰＳ衛星の軌道情報（Almanac及びEphemeris）に基づいて衛星捕捉情報（ＡＡ：Acquisition Assistance）を生成し、この衛星捕捉情報に基づいて無線通信部１１を制御することによりＧＰＳ衛星を捕捉する。
【００１７】
また、端末制御部１０は、基地局捕捉部１０ａが捕捉に成功した基地局（捕捉成功基地局）が１つであり、且つ衛星捕捉部１０ｂがＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合に、ＧＰＳ衛星の捕捉に用いた先の概算位置とは異なる少なくとも１つの新たな概算位置を設定する。そして、この新たな概算位置と軌道情報管理サーバＰＤから取得したＧＰＳ衛星の軌道情報とを用いたＧＰＳ衛星の捕捉を衛星捕捉部１０ｂに行わせる制御を行う。
【００１８】
図２は、端末制御部１０が設定する新たな概算位置の一例を示す図である。尚、ここでは、端末制御部１０の基地局捕捉部１０ａが基地局ＢＳ１のみを捕捉しており、端末ＭＳは、基地局ＢＳ１のサービスエリアＲ１の外側の位置Ｐ０に位置しているとする。図２に示す通り、基地局ＢＳ１のサービスエリアＲ１は、「セクタ１」、「セクタ２」、及「びセクタ３」からなる。ここで、端末ＭＳは実際には基地局ＢＳ１のサービスエリアＲ１外に位置しているが基地局ＢＳ１を捕捉できているため、図２に示す位置Ｐ０に配置されている場合には、基地局ＢＳ１に対する方角から端末制御部１０は自端末が「セクタ１」に存在していると認識する。
【００１９】
ユーザの測位指示によって、最初にＧＰＳ衛星を捕捉する場合には、端末制御部１０は衛星捕捉部１０ｂに対して、「セクタ１」の中心点Ｐ１１を自端末の概算位置とする。これに対し、「セクタ１」の中心点Ｐ１１を概算位置としてＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合には、端末制御部１０は、基地局ＢＳ１のサービスエリアＲ１外に新たな概算位置を設定する。具体的には、図２に示す通り、自端末が存在する（属する）とされる「セクタ１」を基地局ＢＳ１から離れる方向に所定距離（例えば、数十キロメートル）だけ拡大した領域ＲＥ内に、新たな概算位置を設定する。
【００２０】
より具体的には、基地局ＢＳ１のサービスエリアＲ１から離れる方向、及びサービスエリアＲ１の周方向に沿って所定間隔（例えば、十キロメートル程度）で離間する複数の位置を新たな概算位置として設定する。図２に示す例では、サービスエリアＲ１の周方向に沿って、概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５、概算位置Ｐ３１〜Ｐ３７、及び概算位置Ｐ４１〜Ｐ４９が設定されている。また、これらは、基地局ＢＳ１のサービスエリアＲ１から離れる方向にも配列されている。
【００２１】
端末制御部１０は、領域ＲＥ内に設定した新たな概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９を順次用いてＧＰＳ衛星の捕捉を衛星捕捉部１０ｂに順次行わせる。端末制御部１０が衛星捕捉部１０ｂにＧＰＳを捕捉させる場合に、概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９をどの順序で用いるかは任意で良いが、概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９のうち、基地局ＢＳ１により近いものから順に用いるのが好ましい。これら概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９を設定してＧＰＳ衛星を捕捉することにより、装置ＭＳが基地局ＢＳ１のサービスエリア外に位置する場合であっても位置精度の向上を図ることが可能となる。
【００２２】
無線通信部１１は、端末制御部１０による制御の下で、端末制御部１０から出力される制御信号又はデータ信号の誤り訂正符号化、変調、及びＲＦ周波数帯への周波数変換を行った後に、送信信号として基地局ＢＳ１〜ＢＳｎの何れかに送信する。また、この無線通信部１１は、基地局ＢＳ１〜ＢＳｎの何れか又はＧＰＳ衛星から受信したＲＦ信号の、ＩＦ周波数帯への周波数変換、復調、誤り訂正復号化等を行い、受信信号として端末制御部１０に出力する。
【００２３】
操作部１２は、電源キー、各種ファンクションキー、テンキー等の操作キーを備えており、これら操作キーによる操作入力に基づいた操作信号を端末制御部１０に出力する。表示部１３は、例えば液晶表示装置又は有機ＥＬ表示装置を備えており、端末制御部１０から入力される表示信号に基づいて所定の画像や文字を表示する。音声入出力部１４は、マイク及びスピーカを備えており、マイクを介して外部から入力された音声をデジタル信号に変換して端末制御部１０に出力するとともに、端末制御部１０から入力される音声データをスピーカによって音声に変換して外部に出力する。記憶部１５は、上記の端末制御部１０で使用される端末制御プログラムや各種データを記憶するとともに、再送制御等に使用されるバッファとしての機能を有する。
【００２４】
基地局ＢＳ１〜ＢＳｎは、ネットワークＮに接続された携帯電話機用の基地局であり、それぞれ３つのセクタ（「セクタ１」、「セクタ２」、「セクタ３」）からなるサービスエリアを有している。そして、各セクタに存在する端末ＭＳと通信を行い、端末ＭＳとネットワークＮ（軌道情報管理サーバＰＤ）とを接続するための中継装置としての機能を有する。ネットワークＮは、携帯電話網やＩＰ（Internet Protocol）網等から構成されたネットワークである。
【００２５】
軌道情報管理サーバＰＤは、ネットワークＮに接続され、ＧＰＳ衛星の軌道情報を管理するとともに、この軌道情報を端末ＭＳに提供するサーバである。この軌道情報管理サーバＰＤは、サーバ制御部２０及び軌道情報データベース２１を備えている。サーバ制御部２０は、軌道情報管理サーバＰＤの動作を統括的に制御する。具体的には、端末ＭＳから送信される概算位置に応じたＧＰＳ衛星の軌道情報（Almanac及びEphemeris）を軌道情報データベース２１から取得して端末ＭＳに送信する。軌道情報データベース２１は、ＧＰＳ衛星の軌道情報の管理データベースであり、サーバ制御部２０の要求に応じて、端末ＭＳの概算位置に応じたＧＰＳ衛星の軌道情報をサーバ制御部２０に出力する。
【００２６】
次に、以上説明した通信システム１を用いた測位方法について説明する。図３は、本発明の一実施形態による測位方法を示すタイミングチャートである。尚、以下の説明では、端末ＭＳが、図２の位置Ｐ０に配置されている場合について考える。ユーザが端末ＭＳの操作部１２を操作して測位指示を行うと、端末ＭＳの端末制御部１０に設けられた基地局捕捉部１０ａは、ＰＰＭ（Pilot Phase Measurement：基地局捕捉測定）によって自端末の概算位置を算出する（ステップＳ１０）。
【００２７】
具体的には、基地局捕捉部１０ａは、無線通信部１１を制御して、周辺の基地局から送信される報知信号等の制御信号をサーチすることにより通信の候補となる基地局を捕捉し、捕捉に成功した基地局の位置情報から自端末のおおよその位置（概算位置）を算出する。ここで、基地局ＢＳ１のみの捕捉に成功したとすると、端末ＭＳは、基地局ＢＳ１との間でのみ通信が可能であるから、基地局ＢＳ１の「セクタ１」の中心点Ｐ１１を自端末の概算位置とする。
【００２８】
次に、端末ＭＳの端末制御部１０は、概算位置の算出結果及びＧＰＳ衛星の軌道情報要求を基地局ＢＳ１に送信する（ステップＳ１１）。基地局ＢＳ１は、端末ＭＳから受信した概算位置の算出結果及びＧＰＳ衛星の軌道情報要求を、ネットワークＮを介して軌道情報管理サーバＰＤに送信する（ステップＳ１２）。次いで、軌道情報管理サーバＰＤのサーバ制御部２０は、概算位置の算出結果に応じたＧＰＳ衛星の軌道情報（Almanac及びEphemeris）を軌道情報データベース２１から取得して基地局ＢＳ１に送信する（ステップＳ１３）。
【００２９】
基地局ＢＳ１は、軌道情報管理サーバＰＤからの軌道情報を端末ＭＳに送信する（ステップＳ１４）。端末ＭＳの端末制御部１０は、上記の軌道情報に基づいて、衛星捕捉情報（ＡＡ：Acquisition Assistance）を生成し（ステップＳ１５）、この衛星捕捉情報に基づいてＧＰＳ衛星のサーチを行う（ステップＳ１６）。ここで、ＧＰＳ衛星を１つも捕捉できずに捕捉に失敗した場合（ステップＳ１７）には、端末ＭＳの端末制御部１０は、図２に示す新たな概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９を設定し、これらを用いてＧＰＳ衛星をサーチさせる制御を行う。
【００３０】
まず、端末ＭＳの端末制御部１０は、捕捉に成功した基地局（捕捉成功基地局）の数が１つか否かを判定する（ステップＳ１８）。捕捉成功基地局の数が１つであった場合（ステップＳ１８の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、領域ＲＥ内に設定される新たな概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９の全てを用いたＧＰＳ衛星のサーチが終了した否かを判断する（ステップＳ１９）。ここでは、新たな概算位置を用いたサーチが未だ行われていないため、判断結果は「ＮＯ」になる。
【００３１】
次に、端末制御部１０は、領域ＲＥ内に新たな概算位置を設定する（ステップＳ２０）。例えば、図２に示す概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９のうちの基地局ＢＳ１に最も近い概算位置の１つである概算位置Ｐ２１を新たな概算位置に設定する。次いで、端末制御部１０は、ステップＳ１４で取得した軌道情報と、ステップＳ２０で設定した概算位置Ｐ２１とに基づいて衛星捕捉情報を生成し（ステップＳ２１）、この衛星捕捉情報に基づいて衛星捕捉部１０ｂにＧＰＳ衛星をサーチさせ（ステップＳ２２）、ＧＰＳ衛星の捕捉に成功したか否かを判断する（ステップＳ２３）。
【００３２】
ＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合（ステップＳ２３の判断結果が「ＮＯ」の場合）には、端末制御部１０は、再度領域ＲＥ内に設定される新たな概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９の全てを用いたＧＰＳ衛星のサーチが終了した否かを判断する（ステップＳ１９）。この判断結果が「ＮＯ」の場合には、端末制御部１０は、先に用いた概算位置（図２に示す概算位置Ｐ２１）とは異なる概算位置（例えば、図２に示す概算位置Ｐ２２）を新たな概算位置に設定する。
【００３３】
次いで、端末制御部１０は、ステップＳ１４で取得した軌道情報と、ステップＳ２０で設定した概算位置Ｐ２２とに基づいて、衛星捕捉情報を生成し（ステップＳ２１）、この衛星捕捉情報に基づいて衛星捕捉部１０ｂにＧＰＳ衛星をサーチさせ（ステップＳ２２）、ＧＰＳ衛星の捕捉に成功したか否かを判断する（ステップＳ２３）。ここで、仮に、ＧＰＳの捕捉に成功したとすると、ステップＳ２３の判断結果が「ＹＥＳ」になり、端末制御部１０はＧＰＳ衛星を用いた測位を行う（ステップＳ２４）。
【００３４】
これに対し、領域ＲＥ内に設定される概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９の全てを用いたＧＰＳ衛星のサーチが終了してステップＳ１９の判断結果が「ＹＥＳ」になった場合、又はステップＳ１８で複数の捕捉成功基地局があると判断された場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、端末制御部１０は従来方式で測位を行う（ステップＳ２５）。具体的には、例えば、ステップＳ１０で算出した概算位置を自端末の位置と決定する。
【００３５】
以上説明した通り、本発明の一実施形態による無線通信端末及び測位方法によれば、捕捉に成功した基地局（捕捉成功基地局）が１つであり、且つ「セクタ１」の中心点Ｐ１１を自端末の概算位置としてＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合に、ＧＰＳ衛星の捕捉に用いた先の概算位置とは異なる少なくとも１つの新たな概算位置を捕捉成功基地局のサービスエリアの外部に設定し、この概算位置とＧＰＳ衛星の軌道情報とを用いてＧＰＳ衛星の捕捉を行っている。このため、端末ＭＳが捕捉成功基地局のサービスエリア外に位置する場合であっても位置精度の向上を図ることができる。
【００３６】
以上、本発明の一実施形態による無線通信端末及び測位方法について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、領域ＲＥ内の概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９のうちの基地局ＢＳ１により近い概算位置を他に優先して順に用いてＧＰＳ衛星を捕捉する場合を例に挙げて説明したが、概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９を用いる順番については任意に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態による無線通信端末及び測位方法が用いられる通信システムの構成概略図である。
【図２】端末制御部１０が設定する新たな概算位置の一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による測位方法を示すタイミングチャートである。
【図４】従来の通信システムの動作を示すフローチャートである。
【図５】従来の概算位置決定方法の原理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０ 端末制御部
１０ａ 基地局捕捉部
１０ｂ 衛星捕捉部
ＢＳ１〜ＢＳ３ 基地局
ＭＳ 端末
Ｐ１１ 概算位置
Ｐ２１〜Ｐ２５ 概算位置
Ｐ３１〜Ｐ３７ 概算位置
Ｐ４１〜Ｐ４９ 概算位置
ＰＤ 軌道情報管理装置
Ｒ１ サービスエリア
ＲＥ 領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信端末及び測位方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＧＰＳ（Global Positioning System：全地球測位システム）機能を備えた無線通信端末が実用化されている。かかる無線通信端末において、自端末の位置を測位する場合にＧＰＳ衛星の捕捉に長時間を要すると利便性が低下するため、要求に応じてＧＰＳ衛星の軌道情報を無線通信端末に提供する通信システムが実現されている。この通信システムは、基地局との間で通信を行うとともに上記のＧＰＳ機能を備えた無線通信端末と、ネットワークを介して基地局と接続され、無線通信端末からの要求に応じてＧＰＳ衛星の軌道情報を無線通信端末に提供する軌道情報管理サーバとから構成されている。
【０００３】
図４は、従来の通信システムの動作を示すフローチャートである。ユーザが無線通信端末の操作部を操作して測位指示を行うと、無線通信端末はＰＰＭ（Pilot Phase Measurement：基地局捕捉測定）によって自端末の概算位置を算出する（ステップＳ１００）。具体的には、無線通信端末は、通信の候補となる基地局のサーチを行い、捕捉に成功した基地局の位置情報から自端末のおおよその位置（概算位置）を算出する。
【０００４】
ここで、捕捉に成功した基地局が１つの場合には、無線通信端末はセクタセンター方式によって概算位置を算出する。セクタセンター方式とは、基地局のアンテナの指向性から無線通信端末が存在するサービスエリアの１／３領域（セクタ）を特定し、このセクタ内の中心点を無線通信端末の位置とする方式である。図５は、従来の概算位置決定方法の原理を説明するための図である。
【０００５】
図５に示す通り、サービスエリアが一部重なった基地局１０１及び基地局１０２を考える。尚、図５において、基地局１０１のサービスエリアを、符号１０１ａを付した円で示しており、基地局１０２のサービスエリアを、符号１０２ａを付した円で示してる。いま、無線通信端末が位置Ｐ１００に配置されているとすると、基地局１０１の捕捉には成功するが基地局１０２の捕捉には失敗する。このため、無線通信端末は、基地局１０２との間で通信が行えず基地局１０１との間でのみ通信が可能であるから、基地局１０１の「セクタ１」の中心点Ｐ１０１を自端末の概算位置とする。
【０００６】
次に、無線通信端末は、概算位置の算出結果及びＧＰＳ衛星の軌道情報要求を基地局（基地局１０１）に送信する（ステップＳ１０１）。基地局は、無線通信端末から受信した概算位置の算出結果及びＧＰＳ衛星の軌道情報要求を、ネットワークを介して軌道情報管理サーバに送信する（ステップＳ１０２）。次いで、軌道情報管理サーバは、概算位置の算出結果に応じたＧＰＳ衛星の軌道情報（Almanac及びEphemeris）を基地局に送信する（ステップＳ１０３）。ここで、Almanacとは全衛星の大まかな軌道情報であり、Ephemerisとは観測衛星自身の軌道情報である。
【０００７】
基地局は、これらの軌道情報を無線通信端末に送信する（ステップＳ１０４）。無線通信端末は、上記の軌道情報に基づいて、衛星捕捉情報（ＡＡ：Acquisition Assistance）を生成し（ステップＳ１０５）、この衛星捕捉情報に基づいてＧＰＳ衛星のサーチを行う（ステップＳ１０６）。ここで、無線通信端末は、ＧＰＳ衛星を１つも捕捉できずに捕捉に失敗した場合（ステップＳ１０７）には、ステップＳ１００で算出した概算位置を自端末の位置と決定する（ステップＳ１０８）。尚、従来の概算位置決定方法の他の例については、例えば以下の特許文献１を参照されたい。
【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】
ところで、無線通信端末が基地局のサービスエリア内に位置する場合には基地局との間で通信が可能であり、サービスエリア外に位置する場合には通信が不可能になるのが一般的である。例えば、図５に示す例において、基地局１０１のサービスエリア１０１ａ内であるが、基地局１０２のサービスエリア１０２ａ外となる位置Ｐ１００に無線通信端末が配置されている場合には、無線通信端末は基地局１０１との間では通信が可能であるが基地局１０２との間では通信が不可能である。
【０００９】
しかしながら、無線通信端末が基地局のサービスエリア外に位置する場合であっても、基地局から発せられる電波が届けば通信が可能になる。例えば、図５に示す例において、無線通信端末がサービスエリア１０１ａ外の位置Ｐ２００に配置されていても、基地局１０１からの電波が位置Ｐ２００まで届けば無線通信端末は基地局１０１との間で通信が可能である。このような状況は、基地局の配置密度、地形、建物等の要因によって、最も近くに位置する基地局とは通信できず、その基地局よりも遠方に位置する基地局とだけ通信するときに生じやすい。
【００１０】
かかる場合において、無線通信端末に捕捉された基地局が基地局１０１のみであるとすると、無線通信端末はセクタセンター方式により基地局１０１の「セクタ１」の中心点Ｐ１０１を自端末の概算位置とする。この結果として、実際の無線端末装置の位置（位置Ｐ２００）と概算位置（「セクタ１」の中心点Ｐ１０１）とが大きくかけ離れたものとなって衛星捕捉情報の精度が劣化し、ＧＰＳ衛星の捕捉に失敗しやすくなる。ここで、ＧＰＳ衛星を捕捉できない場合には、概算位置（「セクタ１」の中心点Ｐ１０１）を自端末の位置と決定してしまうため、位置精度が大きく悪化するという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、無線端末装置が基地局のサービスエリア外に位置する場合であっても位置精度の向上を図ることが可能な無線通信端末及び測位方法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】
上記課題を解決するために、本発明の無線通信端末は、ＧＰＳ衛星の軌道情報を管理する軌道情報管理装置（ＰＤ）から基地局（ＢＳ１〜ＢＳｎ）を介して提供される、自端末の概算位置（Ｐ１１）に応じたＧＰＳ衛星の軌道情報に基づいて、ＧＰＳ衛星を捕捉して自端末の測位を行うＧＰＳ機能付き無線通信端末（ＭＳ）において、通信の候補となる基地局を捕捉する基地局捕捉部（１０ａ）と、前記ＧＰＳ衛星の軌道情報に基づいてＧＰＳ衛星を捕捉する衛星捕捉部（１０ｂ）と、前記基地局捕捉部が捕捉に成功した捕捉成功基地局が１つであり、且つ前記衛星捕捉部がＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合に、ＧＰＳ衛星の捕捉に用いた先の概算位置とは異なる少なくとも１つの新たな概算位置（Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９）を設定し、当該概算位置と前記ＧＰＳ衛星の軌道情報とを用いたＧＰＳ衛星の捕捉を前記衛星捕捉部に行わせる制御を行う制御部（１０）とを備えることを特徴としている。
この発明によると、基地局捕捉部により通信の候補となる基地局が捕捉されるとともに衛星捕捉部によりＧＰＳ衛星の軌道情報に基づいてＧＰＳ衛星が捕捉され、基地局捕捉部が捕捉に成功した捕捉成功基地局が１つであり、且つ衛星捕捉部がＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合に、ＧＰＳ衛星の捕捉に用いた先の概算位置とは異なる少なくとも１つの新たな概算位置が設定され、この概算位置とＧＰＳ衛星の軌道情報とを用いたＧＰＳ衛星の捕捉が制御部の制御の下で衛星捕捉部によって行われる。
また、本発明の無線通信端末は、前記制御部が、前記捕捉成功基地局のサービスエリア（Ｒ１）外に、前記新たな概算位置を設定することを特徴としている。
また、本発明の無線通信端末は、基地局のサービスエリアが複数のセクタからなり、前記制御部は、自端末が属するとされる前記捕捉成功基地局のセクタを、前記捕捉成功基地局から離れる方向に所定距離だけ拡大した領域（ＲＥ）内に、前記新たな概算位置を設定することを特徴としている。
また、本発明の無線通信端末は、前記制御部が、前記捕捉成功基地局から離れる方向及び前記サービスエリアの周方向に沿って所定間隔で離間する複数の位置を前記新たな概算位置として設定し、当該複数の概算位置を順次用いてＧＰＳ衛星の捕捉を前記衛星捕捉部に順次行わせることを特徴としている。
更に、本発明の無線通信端末は、前記制御部が、前記新たな概算位置のうち、前記捕捉成功基地局に近いものから順にＧＰＳ衛星の捕捉のために用いることを特徴としている。
上記課題を解決するために、本発明の測位方法は、ＧＰＳ衛星の軌道情報を管理する軌道情報管理装置（ＰＤ）から基地局を介して提供される、無線端末装置（ＭＳ）の概算位置に応じたＧＰＳ衛星の軌道情報に基づいて、ＧＰＳ衛星を捕捉して自端末の測位を行う測位方法において、通信の候補となる基地局を捕捉して自端末の概算位置を求める基地局捕捉ステップ（Ｓ１０）と、前記概算位置を前記軌道情報管理装置に送信して、前記概算位置に応じたＧＰＳ衛星の軌道情報を取得する軌道情報取得ステップ（Ｓ１１〜Ｓ１４）と、前記軌道情報取得ステップで取得した前記軌道情報に基づいてＧＰＳ衛星を捕捉する第１衛星捕捉ステップ（Ｓ１５、Ｓ１６）と、第１衛星捕捉ステップでＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合に、捕捉成功基地局のサービスエリア（Ｒ１）外に少なくとも１つの新たな概算位置を設定する概算位置設定ステップ（Ｓ２０）と、前記概算位置設定ステップで設定した新たな概算位置と前記ＧＰＳ衛星の軌道情報とを用いてＧＰＳ衛星を捕捉する第２衛星捕捉ステップ（Ｓ２１、Ｓ２２）とを含むこと特徴としている。
また、本発明の測位方法は、基地局のサービスエリアは複数のセクタからなり、前記設定ステップは、無線端末装置が属するとされる前記捕捉成功基地局のセクタを、前記捕捉成功基地局から離れる方向に所定距離だけ拡大した領域（ＲＥ）内に、前記新たな概算位置を設定するステップであることを特徴としている。
また、本発明の測位方法は、前記設定ステップが、前記捕捉成功基地局から離れる方向及び前記サービスエリアの周方向に沿って所定間隔で離間する複数の位置を前記新たな概算位置として設定するステップであり、前記第２衛星捕捉ステップは、複数の前記新たな概算位置を順次用いてＧＰＳ衛星の捕捉を行うステップであることを特徴としている。
更に、本発明の測位方法は、前記第２衛星捕捉ステップが、複数の前記新たな概算位置のうち、前記捕捉成功基地局に近いものから順にＧＰＳ衛星の捕捉のために用いるステップであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、捕捉に成功した基地局（捕捉成功基地局）が１つであり、且つ衛星捕捉部がＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合に、ＧＰＳ衛星の捕捉に用いた先の概算位置とは異なる少なくとも１つの新たな概算位置を捕捉成功基地局のサービスエリアの外部に設定し、この概算位置とＧＰＳ衛星の軌道情報とを用いてＧＰＳ衛星の捕捉を行っているため、端末ＭＳが捕捉成功基地局のサービスエリア外に位置する場合であっても位置精度の向上を図ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による無線通信端末及び測位方法について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による無線通信端末及び測位方法が用いられる通信システムの構成概略図である。図１に示す通り、通信システム１は、無線通信端末（以下、端末という）ＭＳ、基地局ＢＳ１〜ＢＳｎ、ネットワークＮ、及び軌道情報管理サーバ（軌道情報管理装置）ＰＤを備える。
【００１５】
端末ＭＳは、例えばＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access：符号分割多重接続）方式により基地局ＢＳ１〜ＢＳｎと通信を行うＧＰＳ（Global Positioning System：：全地球測位システム）機能付きの携帯電話である。この端末ＭＳは、端末制御部１０（制御部）、無線通信部１１、操作部１２、表示部１３、音声入出力部１４、及び記憶部１５を備えている。また、端末制御部１０は、基地局捕捉部１０ａ及び衛星捕捉部１０ｂを備えている。
【００１６】
端末制御部１０は、記憶部１５に記憶されている端末制御プログラムや無線通信部１１を介して取得した受信信号、操作部１２から入力される操作信号に基づいて、本端末ＭＳの動作を統括的に制御する。また、端末制御部１０に設けられた基地局捕捉部１０ａは、無線通信部１１を制御して、周辺の基地局から送信される報知信号等の制御信号をサーチすることにより通信の候補となる基地局を捕捉する。衛星捕捉部１０ｂは、軌道情報管理サーバＰＤから送信されるＧＰＳ衛星の軌道情報（Almanac及びEphemeris）に基づいて衛星捕捉情報（ＡＡ：Acquisition Assistance）を生成し、この衛星捕捉情報に基づいて無線通信部１１を制御することによりＧＰＳ衛星を捕捉する。
【００１７】
また、端末制御部１０は、基地局捕捉部１０ａが捕捉に成功した基地局（捕捉成功基地局）が１つであり、且つ衛星捕捉部１０ｂがＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合に、ＧＰＳ衛星の捕捉に用いた先の概算位置とは異なる少なくとも１つの新たな概算位置を設定する。そして、この新たな概算位置と軌道情報管理サーバＰＤから取得したＧＰＳ衛星の軌道情報とを用いたＧＰＳ衛星の捕捉を衛星捕捉部１０ｂに行わせる制御を行う。
【００１８】
図２は、端末制御部１０が設定する新たな概算位置の一例を示す図である。尚、ここでは、端末制御部１０の基地局捕捉部１０ａが基地局ＢＳ１のみを捕捉しており、端末ＭＳは、基地局ＢＳ１のサービスエリアＲ１の外側の位置Ｐ０に位置しているとする。図２に示す通り、基地局ＢＳ１のサービスエリアＲ１は、「セクタ１」、「セクタ２」、及「びセクタ３」からなる。ここで、端末ＭＳは実際には基地局ＢＳ１のサービスエリアＲ１外に位置しているが基地局ＢＳ１を捕捉できているため、図２に示す位置Ｐ０に配置されている場合には、基地局ＢＳ１に対する方角から端末制御部１０は自端末が「セクタ１」に存在していると認識する。
【００１９】
ユーザの測位指示によって、最初にＧＰＳ衛星を捕捉する場合には、端末制御部１０は衛星捕捉部１０ｂに対して、「セクタ１」の中心点Ｐ１１を自端末の概算位置とする。これに対し、「セクタ１」の中心点Ｐ１１を概算位置としてＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合には、端末制御部１０は、基地局ＢＳ１のサービスエリアＲ１外に新たな概算位置を設定する。具体的には、図２に示す通り、自端末が存在する（属する）とされる「セクタ１」を基地局ＢＳ１から離れる方向に所定距離（例えば、数十キロメートル）だけ拡大した領域ＲＥ内に、新たな概算位置を設定する。
【００２０】
より具体的には、基地局ＢＳ１のサービスエリアＲ１から離れる方向、及びサービスエリアＲ１の周方向に沿って所定間隔（例えば、十キロメートル程度）で離間する複数の位置を新たな概算位置として設定する。図２に示す例では、サービスエリアＲ１の周方向に沿って、概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５、概算位置Ｐ３１〜Ｐ３７、及び概算位置Ｐ４１〜Ｐ４９が設定されている。また、これらは、基地局ＢＳ１のサービスエリアＲ１から離れる方向にも配列されている。
【００２１】
端末制御部１０は、領域ＲＥ内に設定した新たな概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９を順次用いてＧＰＳ衛星の捕捉を衛星捕捉部１０ｂに順次行わせる。端末制御部１０が衛星捕捉部１０ｂにＧＰＳを捕捉させる場合に、概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９をどの順序で用いるかは任意で良いが、概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９のうち、基地局ＢＳ１により近いものから順に用いるのが好ましい。これら概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９を設定してＧＰＳ衛星を捕捉することにより、装置ＭＳが基地局ＢＳ１のサービスエリア外に位置する場合であっても位置精度の向上を図ることが可能となる。
【００２２】
無線通信部１１は、端末制御部１０による制御の下で、端末制御部１０から出力される制御信号又はデータ信号の誤り訂正符号化、変調、及びＲＦ周波数帯への周波数変換を行った後に、送信信号として基地局ＢＳ１〜ＢＳｎの何れかに送信する。また、この無線通信部１１は、基地局ＢＳ１〜ＢＳｎの何れか又はＧＰＳ衛星から受信したＲＦ信号の、ＩＦ周波数帯への周波数変換、復調、誤り訂正復号化等を行い、受信信号として端末制御部１０に出力する。
【００２３】
操作部１２は、電源キー、各種ファンクションキー、テンキー等の操作キーを備えており、これら操作キーによる操作入力に基づいた操作信号を端末制御部１０に出力する。表示部１３は、例えば液晶表示装置又は有機ＥＬ表示装置を備えており、端末制御部１０から入力される表示信号に基づいて所定の画像や文字を表示する。音声入出力部１４は、マイク及びスピーカを備えており、マイクを介して外部から入力された音声をデジタル信号に変換して端末制御部１０に出力するとともに、端末制御部１０から入力される音声データをスピーカによって音声に変換して外部に出力する。記憶部１５は、上記の端末制御部１０で使用される端末制御プログラムや各種データを記憶するとともに、再送制御等に使用されるバッファとしての機能を有する。
【００２４】
基地局ＢＳ１〜ＢＳｎは、ネットワークＮに接続された携帯電話機用の基地局であり、それぞれ３つのセクタ（「セクタ１」、「セクタ２」、「セクタ３」）からなるサービスエリアを有している。そして、各セクタに存在する端末ＭＳと通信を行い、端末ＭＳとネットワークＮ（軌道情報管理サーバＰＤ）とを接続するための中継装置としての機能を有する。ネットワークＮは、携帯電話網やＩＰ（Internet Protocol）網等から構成されたネットワークである。
【００２５】
軌道情報管理サーバＰＤは、ネットワークＮに接続され、ＧＰＳ衛星の軌道情報を管理するとともに、この軌道情報を端末ＭＳに提供するサーバである。この軌道情報管理サーバＰＤは、サーバ制御部２０及び軌道情報データベース２１を備えている。サーバ制御部２０は、軌道情報管理サーバＰＤの動作を統括的に制御する。具体的には、端末ＭＳから送信される概算位置に応じたＧＰＳ衛星の軌道情報（Almanac及びEphemeris）を軌道情報データベース２１から取得して端末ＭＳに送信する。軌道情報データベース２１は、ＧＰＳ衛星の軌道情報の管理データベースであり、サーバ制御部２０の要求に応じて、端末ＭＳの概算位置に応じたＧＰＳ衛星の軌道情報をサーバ制御部２０に出力する。
【００２６】
次に、以上説明した通信システム１を用いた測位方法について説明する。図３は、本発明の一実施形態による測位方法を示すタイミングチャートである。尚、以下の説明では、端末ＭＳが、図２の位置Ｐ０に配置されている場合について考える。ユーザが端末ＭＳの操作部１２を操作して測位指示を行うと、端末ＭＳの端末制御部１０に設けられた基地局捕捉部１０ａは、ＰＰＭ（Pilot Phase Measurement：基地局捕捉測定）によって自端末の概算位置を算出する（ステップＳ１０）。
【００２７】
具体的には、基地局捕捉部１０ａは、無線通信部１１を制御して、周辺の基地局から送信される報知信号等の制御信号をサーチすることにより通信の候補となる基地局を捕捉し、捕捉に成功した基地局の位置情報から自端末のおおよその位置（概算位置）を算出する。ここで、基地局ＢＳ１のみの捕捉に成功したとすると、端末ＭＳは、基地局ＢＳ１との間でのみ通信が可能であるから、基地局ＢＳ１の「セクタ１」の中心点Ｐ１１を自端末の概算位置とする。
【００２８】
次に、端末ＭＳの端末制御部１０は、概算位置の算出結果及びＧＰＳ衛星の軌道情報要求を基地局ＢＳ１に送信する（ステップＳ１１）。基地局ＢＳ１は、端末ＭＳから受信した概算位置の算出結果及びＧＰＳ衛星の軌道情報要求を、ネットワークＮを介して軌道情報管理サーバＰＤに送信する（ステップＳ１２）。次いで、軌道情報管理サーバＰＤのサーバ制御部２０は、概算位置の算出結果に応じたＧＰＳ衛星の軌道情報（Almanac及びEphemeris）を軌道情報データベース２１から取得して基地局ＢＳ１に送信する（ステップＳ１３）。
【００２９】
基地局ＢＳ１は、軌道情報管理サーバＰＤからの軌道情報を端末ＭＳに送信する（ステップＳ１４）。端末ＭＳの端末制御部１０は、上記の軌道情報に基づいて、衛星捕捉情報（ＡＡ：Acquisition Assistance）を生成し（ステップＳ１５）、この衛星捕捉情報に基づいてＧＰＳ衛星のサーチを行う（ステップＳ１６）。ここで、ＧＰＳ衛星を１つも捕捉できずに捕捉に失敗した場合（ステップＳ１７）には、端末ＭＳの端末制御部１０は、図２に示す新たな概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９を設定し、これらを用いてＧＰＳ衛星をサーチさせる制御を行う。
【００３０】
まず、端末ＭＳの端末制御部１０は、捕捉に成功した基地局（捕捉成功基地局）の数が１つか否かを判定する（ステップＳ１８）。捕捉成功基地局の数が１つであった場合（ステップＳ１８の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、領域ＲＥ内に設定される新たな概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９の全てを用いたＧＰＳ衛星のサーチが終了した否かを判断する（ステップＳ１９）。ここでは、新たな概算位置を用いたサーチが未だ行われていないため、判断結果は「ＮＯ」になる。
【００３１】
次に、端末制御部１０は、領域ＲＥ内に新たな概算位置を設定する（ステップＳ２０）。例えば、図２に示す概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９のうちの基地局ＢＳ１に最も近い概算位置の１つである概算位置Ｐ２１を新たな概算位置に設定する。次いで、端末制御部１０は、ステップＳ１４で取得した軌道情報と、ステップＳ２０で設定した概算位置Ｐ２１とに基づいて衛星捕捉情報を生成し（ステップＳ２１）、この衛星捕捉情報に基づいて衛星捕捉部１０ｂにＧＰＳ衛星をサーチさせ（ステップＳ２２）、ＧＰＳ衛星の捕捉に成功したか否かを判断する（ステップＳ２３）。
【００３２】
ＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合（ステップＳ２３の判断結果が「ＮＯ」の場合）には、端末制御部１０は、再度領域ＲＥ内に設定される新たな概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９の全てを用いたＧＰＳ衛星のサーチが終了した否かを判断する（ステップＳ１９）。この判断結果が「ＮＯ」の場合には、端末制御部１０は、先に用いた概算位置（図２に示す概算位置Ｐ２１）とは異なる概算位置（例えば、図２に示す概算位置Ｐ２２）を新たな概算位置に設定する。
【００３３】
次いで、端末制御部１０は、ステップＳ１４で取得した軌道情報と、ステップＳ２０で設定した概算位置Ｐ２２とに基づいて、衛星捕捉情報を生成し（ステップＳ２１）、この衛星捕捉情報に基づいて衛星捕捉部１０ｂにＧＰＳ衛星をサーチさせ（ステップＳ２２）、ＧＰＳ衛星の捕捉に成功したか否かを判断する（ステップＳ２３）。ここで、仮に、ＧＰＳの捕捉に成功したとすると、ステップＳ２３の判断結果が「ＹＥＳ」になり、端末制御部１０はＧＰＳ衛星を用いた測位を行う（ステップＳ２４）。
【００３４】
これに対し、領域ＲＥ内に設定される概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９の全てを用いたＧＰＳ衛星のサーチが終了してステップＳ１９の判断結果が「ＹＥＳ」になった場合、又はステップＳ１８で複数の捕捉成功基地局があると判断された場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、端末制御部１０は従来方式で測位を行う（ステップＳ２５）。具体的には、例えば、ステップＳ１０で算出した概算位置を自端末の位置と決定する。
【００３５】
以上説明した通り、本発明の一実施形態による無線通信端末及び測位方法によれば、捕捉に成功した基地局（捕捉成功基地局）が１つであり、且つ「セクタ１」の中心点Ｐ１１を自端末の概算位置としてＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合に、ＧＰＳ衛星の捕捉に用いた先の概算位置とは異なる少なくとも１つの新たな概算位置を捕捉成功基地局のサービスエリアの外部に設定し、この概算位置とＧＰＳ衛星の軌道情報とを用いてＧＰＳ衛星の捕捉を行っている。このため、端末ＭＳが捕捉成功基地局のサービスエリア外に位置する場合であっても位置精度の向上を図ることができる。
【００３６】
以上、本発明の一実施形態による無線通信端末及び測位方法について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、領域ＲＥ内の概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９のうちの基地局ＢＳ１により近い概算位置を他に優先して順に用いてＧＰＳ衛星を捕捉する場合を例に挙げて説明したが、概算位置Ｐ２１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３７，Ｐ４１〜Ｐ４９を用いる順番については任意に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態による無線通信端末及び測位方法が用いられる通信システムの構成概略図である。
【図２】端末制御部１０が設定する新たな概算位置の一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による測位方法を示すタイミングチャートである。
【図４】従来の通信システムの動作を示すフローチャートである。
【図５】従来の概算位置決定方法の原理を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０ 端末制御部
１０ａ 基地局捕捉部
１０ｂ 衛星捕捉部
ＢＳ１〜ＢＳ３ 基地局
ＭＳ 端末
Ｐ１１ 概算位置
Ｐ２１〜Ｐ２５ 概算位置
Ｐ３１〜Ｐ３７ 概算位置
Ｐ４１〜Ｐ４９ 概算位置
ＰＤ 軌道情報管理装置
Ｒ１ サービスエリア
ＲＥ 領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ衛星の軌道情報を管理する軌道情報管理装置から基地局を介して提供される、自端末の概算位置に応じたＧＰＳ衛星の軌道情報に基づいて、ＧＰＳ衛星を捕捉して自端末の測位を行うＧＰＳ機能付き無線通信端末において、
通信の候補となる基地局を捕捉する基地局捕捉部と、
前記ＧＰＳ衛星の軌道情報に基づいてＧＰＳ衛星を捕捉する衛星捕捉部と、
前記基地局捕捉部が捕捉に成功した捕捉成功基地局が１つであり、且つ前記衛星捕捉部がＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合に、ＧＰＳ衛星の捕捉に用いた先の概算位置とは異なる少なくとも１つの新たな概算位置を設定し、当該概算位置と前記ＧＰＳ衛星の軌道情報とを用いたＧＰＳ衛星の捕捉を前記衛星捕捉部に行わせる制御を行う制御部と
を備えることを特徴とする無線通信端末。
【請求項２】
前記制御部は、前記捕捉成功基地局のサービスエリア外に、前記新たな概算位置を設定することを特徴とする請求項１記載の無線通信端末。
【請求項３】
基地局のサービスエリアは複数のセクタからなり、
前記制御部は、自端末が属するとされる前記捕捉成功基地局のセクタを、前記捕捉成功基地局から離れる方向に所定距離だけ拡大した領域内に、前記新たな概算位置を設定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線通信端末。
【請求項４】
前記制御部は、前記捕捉成功基地局から離れる方向及び前記サービスエリアの周方向に沿って所定間隔で離間する複数の位置を前記新たな概算位置として設定し、当該複数の概算位置を順次用いてＧＰＳ衛星の捕捉を前記衛星捕捉部に順次行わせることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の無線通信端末。
【請求項５】
前記制御部は、前記新たな概算位置のうち、前記捕捉成功基地局に近いものから順にＧＰＳ衛星の捕捉のために用いることを特徴とする請求項４記載の無線通信端末。
【請求項６】
ＧＰＳ衛星の軌道情報を管理する軌道情報管理装置から基地局を介して提供される、無線端末装置の概算位置に応じたＧＰＳ衛星の軌道情報に基づいて、ＧＰＳ衛星を捕捉して自端末の測位を行う測位方法において、
通信の候補となる基地局を捕捉して自端末の概算位置を求める基地局捕捉ステップと、
前記概算位置を前記軌道情報管理装置に送信して、前記概算位置に応じたＧＰＳ衛星の軌道情報を取得する軌道情報取得ステップと、
前記軌道情報取得ステップで取得した前記軌道情報に基づいてＧＰＳ衛星を捕捉する第１衛星捕捉ステップと、
第１衛星捕捉ステップでＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合に、捕捉成功基地局のサービスエリア外に少なくとも１つの新たな概算位置を設定する概算位置設定ステップと、
前記概算位置設定ステップで設定した新たな概算位置と前記ＧＰＳ衛星の軌道情報とを用いてＧＰＳ衛星を捕捉する第２衛星捕捉ステップと
を含むこと特徴とする測位方法。
【請求項７】
基地局のサービスエリアは複数のセクタからなり、
前記設定ステップは、無線端末装置が属するとされる前記捕捉成功基地局のセクタを、前記捕捉成功基地局から離れる方向に所定距離だけ拡大した領域内に、前記新たな概算位置を設定するステップであることを特徴とする請求項６記載の測位方法。
【請求項８】
前記設定ステップは、前記捕捉成功基地局から離れる方向及び前記サービスエリアの周方向に沿って所定間隔で離間する複数の位置を前記新たな概算位置として設定するステップであり、
前記第２衛星捕捉ステップは、複数の前記新たな概算位置を順次用いてＧＰＳ衛星の捕捉を行うステップである
ことを特徴とする請求項７記載の測位方法。
【請求項９】
前記第２衛星捕捉ステップは、複数の前記新たな概算位置のうち、前記捕捉成功基地局に近いものから順にＧＰＳ衛星の捕捉のために用いるステップであることを特徴とする請求項８記載の測位方法。
【請求項１】
ＧＰＳ衛星の軌道情報を管理する軌道情報管理装置から基地局を介して提供される、自端末の概算位置に応じたＧＰＳ衛星の軌道情報に基づいて、ＧＰＳ衛星を捕捉して自端末の測位を行うＧＰＳ機能付き無線通信端末において、
通信の候補となる基地局を捕捉する基地局捕捉部と、
前記ＧＰＳ衛星の軌道情報に基づいてＧＰＳ衛星を捕捉する衛星捕捉部と、
前記基地局捕捉部が捕捉に成功した捕捉成功基地局が１つであり、且つ前記衛星捕捉部がＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合に、ＧＰＳ衛星の捕捉に用いた先の概算位置とは異なる少なくとも１つの新たな概算位置を設定し、当該概算位置と前記ＧＰＳ衛星の軌道情報とを用いたＧＰＳ衛星の捕捉を前記衛星捕捉部に行わせる制御を行う制御部と
を備えることを特徴とする無線通信端末。
【請求項２】
前記制御部は、前記捕捉成功基地局のサービスエリア外に、前記新たな概算位置を設定することを特徴とする請求項１記載の無線通信端末。
【請求項３】
基地局のサービスエリアは複数のセクタからなり、
前記制御部は、自端末が属するとされる前記捕捉成功基地局のセクタを、前記捕捉成功基地局から離れる方向に所定距離だけ拡大した領域内に、前記新たな概算位置を設定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線通信端末。
【請求項４】
前記制御部は、前記捕捉成功基地局から離れる方向及び前記サービスエリアの周方向に沿って所定間隔で離間する複数の位置を前記新たな概算位置として設定し、当該複数の概算位置を順次用いてＧＰＳ衛星の捕捉を前記衛星捕捉部に順次行わせることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の無線通信端末。
【請求項５】
前記制御部は、前記新たな概算位置のうち、前記捕捉成功基地局に近いものから順にＧＰＳ衛星の捕捉のために用いることを特徴とする請求項４記載の無線通信端末。
【請求項６】
ＧＰＳ衛星の軌道情報を管理する軌道情報管理装置から基地局を介して提供される、無線端末装置の概算位置に応じたＧＰＳ衛星の軌道情報に基づいて、ＧＰＳ衛星を捕捉して自端末の測位を行う測位方法において、
通信の候補となる基地局を捕捉して自端末の概算位置を求める基地局捕捉ステップと、
前記概算位置を前記軌道情報管理装置に送信して、前記概算位置に応じたＧＰＳ衛星の軌道情報を取得する軌道情報取得ステップと、
前記軌道情報取得ステップで取得した前記軌道情報に基づいてＧＰＳ衛星を捕捉する第１衛星捕捉ステップと、
第１衛星捕捉ステップでＧＰＳ衛星の捕捉に失敗した場合に、捕捉成功基地局のサービスエリア外に少なくとも１つの新たな概算位置を設定する概算位置設定ステップと、
前記概算位置設定ステップで設定した新たな概算位置と前記ＧＰＳ衛星の軌道情報とを用いてＧＰＳ衛星を捕捉する第２衛星捕捉ステップと
を含むこと特徴とする測位方法。
【請求項７】
基地局のサービスエリアは複数のセクタからなり、
前記設定ステップは、無線端末装置が属するとされる前記捕捉成功基地局のセクタを、前記捕捉成功基地局から離れる方向に所定距離だけ拡大した領域内に、前記新たな概算位置を設定するステップであることを特徴とする請求項６記載の測位方法。
【請求項８】
前記設定ステップは、前記捕捉成功基地局から離れる方向及び前記サービスエリアの周方向に沿って所定間隔で離間する複数の位置を前記新たな概算位置として設定するステップであり、
前記第２衛星捕捉ステップは、複数の前記新たな概算位置を順次用いてＧＰＳ衛星の捕捉を行うステップである
ことを特徴とする請求項７記載の測位方法。
【請求項９】
前記第２衛星捕捉ステップは、複数の前記新たな概算位置のうち、前記捕捉成功基地局に近いものから順にＧＰＳ衛星の捕捉のために用いるステップであ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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１５７６５８（Ｐ２００８−１５７６５８Ａ）
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４４０１５（Ｐ２００６−３４４０１５）
【出願日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【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７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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