無線通信装置および当該装置の移動速度推定方法
【課題】基地局を含むネットワークに負荷をかけることなく、極めて簡単な演算によって迅速に自端末の移動速度を推定することができる無線通信装置、およびこの無線通信装置の移動速度を推定する方法を提供する。
【解決手段】無線通信装置１０は、複数の基地局についてドップラーシフト周波数をそれぞれ検出する検出部１８と、各基地局についてのドップラーシフト周波数に基づいて、各基地局との間の相対速度をそれぞれ算出する算出部１９と、算出された各相対速度に基づいて、無線通信装置１０の移動速度を推定する移動速度推定部２０と、を備えることを特徴とする。
【解決手段】無線通信装置１０は、複数の基地局についてドップラーシフト周波数をそれぞれ検出する検出部１８と、各基地局についてのドップラーシフト周波数に基づいて、各基地局との間の相対速度をそれぞれ算出する算出部１９と、算出された各相対速度に基づいて、無線通信装置１０の移動速度を推定する移動速度推定部２０と、を備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自端末の移動速度を推定することができる携帯端末などの無線通信装置、および当該無線通信装置の移動速度を推定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基地局と携帯電話などの移動体端末との間で行う無線通信において、例えば通信中に無線チャネルを周波数の異なる他のチャネルに切り換える（ハンドオーバ）制御を行う際などに、移動体の移動速度の検出は重要な技術である。移動体端末の移動速度とハンドオーバ先の基地局の周波数とがわかれば、ハンドオーバ先の基地局からの電波のドップラーシフトした周波数を算出することができる。これにより、前もってハンドオーバの可否を判定したり、ハンドオーバ後のドップラーシフトした周波数に追従する措置を講じたりすることができる。そのため、基地局と無線通信を行う携帯端末などの移動体の移動速度を算出する方法として、従来、各種のものが提案されている。
【０００３】
基地局と無線通信を行う移動体端末の速度の検出方法としては、ドップラーシフト周波数を測定または推定等することにより間接的に算出する方法が知られている。
【０００４】
移動体端末から送出される電波は、移動体端末の周囲に散在して配置された複数の基地局で受信される。この受信電波の周波数には、移動体端末の移動に伴うドップラーシフト量が含まれる。各基地局で検出される受信電波のドップラーシフト量は、移動体端末の速度、および移動体端末の移動方向と各基地局の位置との関係に応じて変化する。移動体端末が移動する経路に沿って位置する基地局では、移動体端末との相対速度が大きくなるため、検出されるドップラーシフト量は大きくなる。移動体端末が接近している基地局では周波数が上側にシフトするアップシフト量が検出され、移動体が遠ざかっている基地局では周波数が下側にシフトするダウンシフト量が検出される。一方、移動体端末が移動する方向と直交する方向に位置する基地局では、移動体端末との相対速度が小さくなるため、検出されるドップラーシフト量は小さくなる。
【０００５】
このような原理に基づいて、各基地局で検出されたドップラーシフト量を含む検出結果と各基地局の位置とから、すなわち、各基地局で検出されたドップラーシフト量の空間的な分布状況から、移動体の位置を検出することができる。さらに、必要に応じて移動体端末の移動方向や、移動速度なども検出することができる。
【０００６】
例えば、移動体端末が発信する一定周波数の電波を、移動体端末が移動可能な領域内の複数の隔離した固定位置に設置した基地局が受信し、その受信電波の周波数を検出して、複数の各固定位置において検出される受信電波の周波数の一定の周波数からの変化量と、複数の固定位置とに基づいて移動体端末の位置を求めることにより、移動体端末の移動速度を算出する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、複数の基地局から電波を受信する移動体端末の移動速度を検出するために、端末があらかじめ位置情報を把握している少なくとも２つの基地局からの電波を受信して、各基地局からの電波を用いて各基地局との相対速度を検出し、各基地局との相対速度、および移動体端末の位置から移動速度を求める方法も開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開平０７−１１１６７５号公報
【特許文献２】特開２００４−１０４２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１または特許文献２に記載されているような方法を利用してドップラーシフト周波数を測定または推定等することにより、基地局と無線通信を行う移動体端末の速度を間接的に算出することができる。
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に記載の方法においては、基地局が各端末の測定をし、対象端末の移動速度を算出するため、ネットワークに負荷がかかる。特に、速度の検出を要求する移動体端末の数が多くなると、ネットワークにかかる負荷は著しく大きくなることが懸念される。
【００１１】
また、上記特許文献２に記載の方法では、端末が各基地局の位置情報を予め入手しておく必要があるため、各基地局の位置情報を入手する手段がない端末では、この方法により移動体端末の移動速度を検出することはできない。さらに、各基地局の位置情報を入手する手段を有する端末を使用する場合であっても、移動速度の検出に先立って測定対象となる基地局の位置情報をそれぞれ入手しておく必要があるため、処理が複雑になる恐れがある。
【００１２】
したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、基地局を含むネットワークに負荷をかけることなく、極めて簡単な演算によって迅速に自端末の移動速度を推定することができる無線通信装置、およびこの無線通信装置の移動速度を推定する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成する請求項１に係る無線通信装置の発明は、
基地局との間で無線通信を行う無線通信装置において、
複数の前記基地局についてドップラーシフト周波数をそれぞれ検出する検出部と、
前記検出された各基地局についてのドップラーシフト周波数に基づいて、前記各基地局との間の相対速度をそれぞれ算出する算出部と、
前記算出された各相対速度に基づいて、前記無線通信装置の移動速度を推定する移動速度推定部と、
を備えることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の無線通信装置において、
前記移動速度推定部は、前記算出された各相対速度の絶対値のうち最大のものを前記移動速度と推定することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の無線通信装置において、
前記移動速度推定部は、前記複数の基地局の数をｎとするとき、前記算出された各相対速度の絶対値のうち最大のものをｃｏｓ（π／２ｎ）で除した値に基づいて、前記推定した移動速度を補正することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の何れか一項に記載の無線通信装置において、
前記無線通信装置の内部クロックを調整することができる制御部をさらに備え、
前記算出部は、前記各基地局についてのドップラーシフト周波数のシフト量をそれぞれ算出し、
前記移動速度推定部は、前記算出部が算出した前記各シフト量の平均が所定の閾値を超える場合、前記制御部による内部クロックの調整後に、前記無線通信装置の移動速度を推定することを特徴とするものである。
【００１７】
また、上記目的を達成する請求項５に係る無線通信装置の移動速度推定方法の発明は、
基地局との間で無線通信を行う無線通信装置の移動速度を推定する方法であって、
複数の前記基地局についてドップラーシフト周波数をそれぞれ検出するステップと、
前記検出された各基地局についてのドップラーシフト周波数に基づいて、前記各基地局との間の相対速度をそれぞれ算出するステップと、
前記算出された各相対速度に基づいて、前記無線通信装置の移動速度を推定するステップと、
を含むことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の方法において、
前記移動速度を推定するステップは、前記算出された各相対速度の絶対値のうち最大のものを前記移動速度と推定することを含むものである。
【００１９】
請求項７に係る発明は、請求項６に記載の方法において、
前記移動速度を推定するステップは、前記複数の基地局の数をｎとするとき、前記算出された各相対速度の絶対値のうち最大のものをｃｏｓ（π／２ｎ）で除した値に基づいて、前記推定した移動速度を補正することを含むものである。
【００２０】
請求項８に係る発明は、請求項５乃至７の何れか一項に記載の方法において、
前記算出ステップは、前記各基地局についてのドップラーシフト周波数のシフト量をそれぞれ算出するサブステップを含み、
前記移動速度推定ステップは、前記算出ステップにおいて算出した前記各シフト量の平均が所定の閾値を超える場合、前記無線通信装置の内部クロックを調整した後に、無線通信装置の移動速度を推定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、複数の基地局についてそれぞれ検出したドップラーシフト周波数に基づいて、各基地局との間の相対速度をそれぞれ算出することにより、無線通信装置の移動速度を推定するため、ネットワークに負荷をかけずに、さらに基地局の位置情報を要することもなく、極めて簡単な演算によって迅速に移動速度の推定が可能になる。このため、基地局の通信エリア内で速度の検出を行う移動体端末が増えても、これにより基地局を含むネットワークの負荷が増大することはない。さらに、移動体端末において基地局の位置情報は必要ないため、移動体端末の電源をオンにして起動直後から、または基地局の通信エリア圏外から通信エリア圏内に入った直後から、速やかに移動速度を検出することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の各実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各実施の形態では、本発明の無線通信装置の一例として携帯電話を想定して説明する。しかしながら、本発明の無線通信装置は携帯電話に限定されるものではなく、例えばＰＤＡなど、無線通信を行う任意の移動体端末に適用できる。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る無線通信装置である携帯電話１０の概略構成を説明するブロック図である。
【００２４】
携帯電話１０は、制御部１１と、アンテナ部１２と、無線通信部１３と、マイク１４と、スピーカ１５と、表示部１６と、操作入力部１７とを備えている。制御部１１は、携帯電話１０全体の各機能部の動作を制御する。アンテナ部１２は、図示しない基地局との無線通信を行う際に電波を送受信する。アンテナ部１２は複数の基地局からの電波を受信することができる。無線通信部１３は、アンテナ部１２を介して、図示しない基地局と音声通話および電子メールのデータなど各種情報をインターネットや無線等を使って送受信する。マイク１４は、音声通話を行う際にユーザの音声入力を受け付ける。スピーカ１５は、受信した音声データをデコードした音声を出力する。表示部１６は、受信した映像または画像データをデコードした映像または画像を表示する他、入力された文字または数字などの各種情報を表示する。操作入力部１７は、例えばテンキーなどの各種キーまたはボタンなどにより構成され、ユーザの操作による入力を受け付ける。
【００２５】
携帯電話１０はさらに、検出部１８と、算出部１９と、移動速度推定部２０とを備えている。検出部１８は、図示しない複数の基地局から無線通信部１３が受信した電波に基づいて、複数の基地局についてドップラーシフト周波数をそれぞれ検出する。算出部１９は、検出部１８により検出された各基地局についてのドップラーシフト周波数に基づいて、各基地局との間の相対速度をそれぞれ算出する。移動速度推定部２０は、算出部１９により算出された各相対速度に基づいて、携帯電話１０の移動速度を推定する。なお、携帯電話１０の周囲に散在し、携帯電話１０と無線通信を行う複数の基地局は、既存のものと同じものを用いることができるため、詳細な説明は省略する。
【００２６】
次に、図２を参照しながら、本実施形態による携帯電話１０の移動速度の推定動作について説明する。
【００２７】
図２は、携帯電話１０の周囲に、複数の基地局である基地局１〜基地局７が設置されている様子の一例を概略的に表す図である。携帯電話１０は、図中のベクトルが示す方向に、速度ｖで移動しているものとする。基地局１〜７は静止している。なお、基地局の数は、複数の任意の数とすることができる。また、携帯電話１０の周囲にはさらに他の基地局が存在しても良いが、ここでは、携帯電話１０は、ある瞬間に、図示した基地局１〜基地局７までの基地局の通信可能エリア圏内に存在するものとし、これらの基地局１〜７と無線通信を行うことができるものとする。基地局１〜７は、全て同じ送信周波数ｆの電波を発信するものとして説明する。
【００２８】
自端末の移動速度を推定する要求を受け付けると、携帯電話１０の無線通信部１３は、基地局１〜基地局７からの電波（送信周波数ｆ）を、アンテナ部１２を介して受信する。次に、検出部１８は、無線通信部１３が受信した基地局１〜基地局７からの電波の周波数ｆ’１〜ｆ’７を検出する。各基地局１〜７が発信する電波の周波数ｆは、ある方向に速度ｖで移動している携帯電話１０により受信されると、ドップラー効果のため、携帯端末１０との相対速度に応じてドップラーシフトした周波数となる。以下、ドップラー効果によりドップラーシフトした周波数を「ドップラーシフト周波数」と記し、ドップラーシフトにより元の周波数からずれた量を「ドップラーシフト量」と記す。また、検出部１８が検出した各基地局１〜基地局７からの電波のドップラーシフト周波数を、それぞれｆ’１〜ｆ’７と記す。
【００２９】
ｎを整数とすると、携帯電話１０の検出部１８が検出する基地局ｎからの電波のドップラーシフト周波数ｆ’ｎと、携帯電話１０が基地局ｎの方向に向かう相対速度ｖｎとの間には、次の関係が成り立つことが知られている。なお、ｃは光速（すなわち電磁波の速度）とする。
【００３０】
【数１】
【００３１】
上記式により、基地局ｎから受信する電波のドップラーシフト周波数ｆ’ｎに基づいて、当該基地局ｎの方向に向かう携帯電話１０の相対速度ｖｎを求めることができる。上記式をｖｎについてまとめると、次式のようになる。この式に基づいて、携帯電話１０の算出部１９は、基地局１〜７の各方向に向かう携帯電話１０の相対速度を算出する。
【００３２】
【数２】
【００３３】
各基地局が携帯電話１０の周囲に散在していれば、携帯電話１０の位置と各基地局１〜７の位置は絶えず変化するため、基地局ｎの方向に向かう携帯電話１０の相対速度ｖｎは、それぞれ異なる値になる。上記式によれば、移動している携帯端末１０と基地局ｎが、携帯電話１０と基地局ｎとを結ぶ直線上において接近する関係にあればｖｎは正の値として算出され、携帯端末１０と基地局ｎが遠ざかる関係にあればｖｎは負の値として算出される。
【００３４】
ここで、移動速度推定動作時の携帯電話１０の位置と基地局ｎの位置とを結ぶ直線と、実際に携帯電話１０が進む方向の直線が成す角度について考える。例えば図２に示す基地局４または基地局５のように、携帯電話１０から基地局に向かう直線と、実際に携帯電話１０が移動する方向ｖとの成す角度が直角に近い場合、携帯電話が当該基地局に向かう相対速度ｖｎはゼロに近くなる。一方、例えば基地局１または２のように、携帯電話１０から基地局に向かう直線と、実際に携帯電話１０が移動する方向ｖとの成す角度が小さい場合、携帯電話が当該基地局に向かう相対速度ｖｎの値は大きくなる。そこで、移動速度推定部２０は、算出部１９が算出した相対速度ｖｎの絶対値が最大となるものを、携帯電話１０の移動する速度ｖとして推定する。
【００３５】
すなわち、例えば図２に示す例においては、各相対速度ｖ１〜ｖ７のうち、携帯電話１０が基地局２の方向に向かう相対速度ｖ２の絶対値が最大の値となり、この方向は実際に携帯電話１０が移動する速度ｖの方向と成す角度θが最小になる。
【００３６】
したがって、移動速度推定部２０は、算出部１９が算出したｖｎのうち絶対値が最大となるものを携帯電話１０の移動する速度ｖとして推定することにより、携帯電話１０の実際の移動速度ｖに近い値を推定できる。このように、本実施形態では、ネットワークに負荷をかけずに、さらに基地局の位置情報を要することもなく、極めて簡単な演算によって迅速に移動速度の推定が可能となる。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による携帯電話１０の移動速度の推定動作について説明する。第２実施形態は、上述した第１実施形態で推定した携帯電話１０の移動速度に補正を施すものである。したがって、第１実施形態の移動速度推定動作により携帯電話１０の移動速度を推定するに際しての説明は省略する。
【００３８】
上述した第１実施形態では、相対速度ｖｎのうち絶対値が最大となるものを携帯電話１０の移動する速度ｖとして推定した。しかしながら、この推定においては、携帯電話１０が、相対速度ｖｎに対応する基地局ｎに向かって移動している場合の速度を求めている。したがって、図２に示すような、携帯電話１０の移動速度ｖと、携帯電話１０から基地局２に向かう直線との成す角度をθとすると、携帯電話１０が受信する電波のドップラーシフト周波数ｆ’と携帯電話１０の移動速度ｖとの関係は以下のようになる。
【００３９】
【数３】
【００４０】
現実的には、携帯電話１０が、ある基地局ｎに向かって直線上を厳密に直進のみする、といった状況は想定し難い。そこで、第２実施形態では、このθを考慮することによって、携帯電話１０の移動速度を推定する精度を向上する。
【００４１】
θは、理論的には、基地局方向と端末移動方向が一致している場合のゼロから、基地局方向と端末移動方向が真逆の場合のπまでの値を取りうる。したがって、携帯電話１０が、基地局１〜基地局７からの電波を受信することにより検出されるドップラーシフト周波数ｆ’１〜ｆ’７は、ｆ×（１＋ｖ／ｃ×ｃｏｓ０）からｆ×（１＋ｖ／ｃ×ｃｏｓπ）までの値を取りうる。ここで、ｃｏｓ０＝１，ｃｏｓπ＝−１であることから、携帯電話１０が検出した基地局１〜基地局７からの電波のドップラーシフト周波数は、基地局の送信周波数ｆを中心として、±ｆ×ｖ／ｃの範囲でばらつく。
【００４２】
ここで、複数の基地局が携帯電話１０の周囲に一様に設置されていると仮定すると、移動方向との角度θは０からπの範囲で一様に分布することになる。また、本実施形態では、携帯電話１０の移動速度の推定に際して必要な測定値は、ドップラーシフト周波数の絶対値の大きさのみであるため、携帯電話１０から見て右方と左方の区別をつける必要はない。そのため、図３（Ａ）に示すように、例えば７つの基地局１〜７までが一様に分布していなかったとしても、図３（Ｂ）に示すように、複数の基地局を仮想的に携帯電話１０の進行方向の片側に集約させて、これを一様な分布とみなすことができる。なお、図３（Ａ）および（Ｂ）は、携帯電話１０から見た各基地局の方向のみに着目して図示したものである。したがって、各基地局は、必ずしも携帯電話１０から等距離の円周上に存在しなくてもよい。
【００４３】
図３（Ｂ）に示すように、携帯電話１０が例えば７つの基地局からの電波を受信できる場合、これらの基地局が携帯電話１０の周囲に一様の角度で分布していると仮定すると、各基地局は平均してπ／７の間隔で分布していることになる。この場合、第１実施形態で算出したｖｎのうち絶対値が最大となるドップラーシフト周波数に対応する基地局の方向は、携帯電話１０の移動方向に対して、ゼロから最大でもπ／７までの範囲の角度でずれていることが期待できる。しかしながら、角度のずれがπ／７に近い状態であれば、携帯電話１０の移動方向は、最大のドップラーシフト周波数に対応する基地局以外の基地局に近いことになる。すなわち、この場合、他に最大のドップラーシフト周波数に対応する基地局が存在することになるため、角度のずれはπ／７に近づくほど大きくはならないことが期待できる。したがって、次式に示すように、角度の平均間隔π／７の半分である角度θ=π／１４を、ずれている角度の代表値として採用することにより、第１実施形態で推定により求めた速度ｖを補正することができる。
【００４４】
【数４】
【００４５】
すなわち、移動速度推定部２０は、算出部１９が算出した相対速度ｖｎの絶対値が最大になる値を、無線通信部１３が電波を受信した基地局の数をｎとして、ｃｏｓ（π／２ｎ）で割ることにより、携帯電話１０の移動速度ｖの推定を補正することができる。このように、本実施形態では、第１実施形態で推定した携帯電話１０の移動速度ｖを極めて簡単な演算によって迅速に補正することにより、さらに精度の高い移動速度の推定が可能となる。
【００４６】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態による移動速度推定動作について説明する。本実施形態では、上述した第１および第２実施形態において、携帯電話１０自身が内包するクロックのずれを考慮した上で移動速度の推定動作を行う。
【００４７】
上記第１および第２実施形態による移動速度の推定動作は、複数の基地局の配置がある程度一様であると想定した場合に著しい効果を発揮する。この想定に基づくと、携帯電話１０が高速で移動している場合に距離が接近する基地局が存在し、この場合、携帯電話１０が検出するドップラーシフト周波数は基地局の送信周波数ｆよりも高くなる。一方、携帯電話１０と距離が遠ざかる基地局も存在し、この場合、携帯電話１０が検出するドップラーシフト周波数は基地局の送信周波数ｆよりも低くなる。また、上記第１および第２実施形態による移動速度の推定動作は、携帯電話１０が各基地局についてのドップラー周波数を測定する精度がある程度高いことを想定している。
【００４８】
したがって、一様に分布した基地局の各ドップラーシフト周波数が正確に検出できれば、正のドップラーシフト量と、負のドップラーシフト量との総量は、ほぼ同じになると想定される。つまり、携帯電話１０が周波数を測定する精度が充分高い場合には、各基地局が送信する電波の周波数ｆと、携帯電話１０が受信する各基地局についてのドップラーシフト周波数ｆ’ｎとの差（ｆ’ｎ−ｆ）を、全基地局について平均するとゼロに近くなる。
【００４９】
しかしながら、携帯電話１０のような無線通信装置においては、温度などの諸環境条件により、動作中、処理装置のクロック源の精度が変化することがある。仮に、携帯電話１０の制御部１１の内部クロック等にズレが生じている場合には、受信する電波の周波数もズレて測定されることになる。このような、無線通信装置による観測のズレは各基地局から到来する電波に対して一様に発生するため、無線通信装置の内部クロックのズレが大きいほど、基地局送信周波数ｆとドップラーシフト周波数ｆ’ｎとの差の平均はゼロからズレることになる。
【００５０】
したがって、各基地局から到来する電波のドップラーシフト周波数ｆ’ｎの測定値と基地局送信周波数ｆとの差の平均の分布がゼロから大きくズレる場合、このようなズレは、無線通信装置自身が抱える問題に起因するものである可能性がある。そこで、無線通信装置がこのズレを検出して、その検出に基づいてオフセット分を修正すれば、より正確な移動速度の推定が行えると共に、無線通信装置のクロックの異常を検出する手段ともなり得る。
【００５１】
図４は、オフセット調整を含めた移動速度推定動作を説明するフローチャートである。
【００５２】
本実施形態の移動速度推定動作が開始すると、まず、検出部１８は、携帯電話１０の周辺に存在する各基地局から受信する電波に含まれる基準信号の周波数を測定する（ステップＳ１１）。検出部１８はさらに、各基地局から受信する電波のドップラーシフト周波数を検出する（ステップＳ１２）。次に、算出部１９は、検出部１８が検出した基準信号の周波数およびドップラーシフト周波数に基づいて、各基地局から受信する電波のドップラーシフト量を算出する（ステップＳ１３）。各基地局からの電波のドップラーシフト量が算出されたら、制御部１１は、各基地局に対応する各ドップラーシフト量を平均した値が（ゼロに近い）所定の閾値以内であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。
【００５３】
ステップＳ１４においてドップラーシフト量の平均値が所定の閾値以内である場合、携帯電話１０の内部クロックは修正が必要なほどズレていないため、移動速度推定部２０は第１または第２実施形態で説明した移動速度推定動作を行う（ステップＳ１５）。このようにして、本実施形態の移動速度推定動作を終了する。一方、ステップＳ１４においてドップラーシフト量の平均値が所定の閾値を超える場合、携帯電話１０の内部クロックのオフセットを所定の方法により調整してから（ステップＳ１６）、ステップＳ１５の移動速度推定動作を行う。なお、携帯電話１０の内部クロックのオフセットを調整する際には、制御部１１は、従来既知の各種方法を用いて内部クロックを修正する。
【００５４】
このように、本実施形態では、各基地局からの電波の周波数を測定することにより、携帯電話１０の内部クロックのズレを検知してから移動速度を推定するため、一層精度の高い移動速度の推定が可能となる。
【００５５】
なお、本発明は、上述した実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変更または変形が可能である。例えば、上記各実施形態において、携帯電話１０が所定数以上の基地局からの電波を受信できる場合にのみ、上述した移動速度推定動作を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る無線通信装置である携帯電話の概略構成を説明するブロック図である。
【図２】携帯電話の周囲に複数の基地局が設置されている様子の一例を概略的に示す図である。
【図３】携帯電話から見た各基地局の方向のみに着目した各基地局の配置状態を示す図である。
【図４】オフセット調整を含めた移動速度推定動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 携帯電話
１１ 制御部
１２ アンテナ部
１３ 無線通信部
１４ マイク
１５ スピーカ
１６ 表示部
１７ 操作入力部
１８ 検出部
１９ 算出部
２０ 移動速度推定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自端末の移動速度を推定することができる携帯端末などの無線通信装置、および当該無線通信装置の移動速度を推定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基地局と携帯電話などの移動体端末との間で行う無線通信において、例えば通信中に無線チャネルを周波数の異なる他のチャネルに切り換える（ハンドオーバ）制御を行う際などに、移動体の移動速度の検出は重要な技術である。移動体端末の移動速度とハンドオーバ先の基地局の周波数とがわかれば、ハンドオーバ先の基地局からの電波のドップラーシフトした周波数を算出することができる。これにより、前もってハンドオーバの可否を判定したり、ハンドオーバ後のドップラーシフトした周波数に追従する措置を講じたりすることができる。そのため、基地局と無線通信を行う携帯端末などの移動体の移動速度を算出する方法として、従来、各種のものが提案されている。
【０００３】
基地局と無線通信を行う移動体端末の速度の検出方法としては、ドップラーシフト周波数を測定または推定等することにより間接的に算出する方法が知られている。
【０００４】
移動体端末から送出される電波は、移動体端末の周囲に散在して配置された複数の基地局で受信される。この受信電波の周波数には、移動体端末の移動に伴うドップラーシフト量が含まれる。各基地局で検出される受信電波のドップラーシフト量は、移動体端末の速度、および移動体端末の移動方向と各基地局の位置との関係に応じて変化する。移動体端末が移動する経路に沿って位置する基地局では、移動体端末との相対速度が大きくなるため、検出されるドップラーシフト量は大きくなる。移動体端末が接近している基地局では周波数が上側にシフトするアップシフト量が検出され、移動体が遠ざかっている基地局では周波数が下側にシフトするダウンシフト量が検出される。一方、移動体端末が移動する方向と直交する方向に位置する基地局では、移動体端末との相対速度が小さくなるため、検出されるドップラーシフト量は小さくなる。
【０００５】
このような原理に基づいて、各基地局で検出されたドップラーシフト量を含む検出結果と各基地局の位置とから、すなわち、各基地局で検出されたドップラーシフト量の空間的な分布状況から、移動体の位置を検出することができる。さらに、必要に応じて移動体端末の移動方向や、移動速度なども検出することができる。
【０００６】
例えば、移動体端末が発信する一定周波数の電波を、移動体端末が移動可能な領域内の複数の隔離した固定位置に設置した基地局が受信し、その受信電波の周波数を検出して、複数の各固定位置において検出される受信電波の周波数の一定の周波数からの変化量と、複数の固定位置とに基づいて移動体端末の位置を求めることにより、移動体端末の移動速度を算出する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、複数の基地局から電波を受信する移動体端末の移動速度を検出するために、端末があらかじめ位置情報を把握している少なくとも２つの基地局からの電波を受信して、各基地局からの電波を用いて各基地局との相対速度を検出し、各基地局との相対速度、および移動体端末の位置から移動速度を求める方法も開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開平０７−１１１６７５号公報
【特許文献２】特開２００４−１０４２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１または特許文献２に記載されているような方法を利用してドップラーシフト周波数を測定または推定等することにより、基地局と無線通信を行う移動体端末の速度を間接的に算出することができる。
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に記載の方法においては、基地局が各端末の測定をし、対象端末の移動速度を算出するため、ネットワークに負荷がかかる。特に、速度の検出を要求する移動体端末の数が多くなると、ネットワークにかかる負荷は著しく大きくなることが懸念される。
【００１１】
また、上記特許文献２に記載の方法では、端末が各基地局の位置情報を予め入手しておく必要があるため、各基地局の位置情報を入手する手段がない端末では、この方法により移動体端末の移動速度を検出することはできない。さらに、各基地局の位置情報を入手する手段を有する端末を使用する場合であっても、移動速度の検出に先立って測定対象となる基地局の位置情報をそれぞれ入手しておく必要があるため、処理が複雑になる恐れがある。
【００１２】
したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、基地局を含むネットワークに負荷をかけることなく、極めて簡単な演算によって迅速に自端末の移動速度を推定することができる無線通信装置、およびこの無線通信装置の移動速度を推定する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成する請求項１に係る無線通信装置の発明は、
基地局との間で無線通信を行う無線通信装置において、
複数の前記基地局についてドップラーシフト周波数をそれぞれ検出する検出部と、
前記検出された各基地局についてのドップラーシフト周波数に基づいて、前記各基地局との間の相対速度をそれぞれ算出する算出部と、
前記算出された各相対速度に基づいて、前記無線通信装置の移動速度を推定する移動速度推定部と、
を備えることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の無線通信装置において、
前記移動速度推定部は、前記算出された各相対速度の絶対値のうち最大のものを前記移動速度と推定することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の無線通信装置において、
前記移動速度推定部は、前記複数の基地局の数をｎとするとき、前記算出された各相対速度の絶対値のうち最大のものをｃｏｓ（π／２ｎ）で除した値に基づいて、前記推定した移動速度を補正することを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３の何れか一項に記載の無線通信装置において、
前記無線通信装置の内部クロックを調整することができる制御部をさらに備え、
前記算出部は、前記各基地局についてのドップラーシフト周波数のシフト量をそれぞれ算出し、
前記移動速度推定部は、前記算出部が算出した前記各シフト量の平均が所定の閾値を超える場合、前記制御部による内部クロックの調整後に、前記無線通信装置の移動速度を推定することを特徴とするものである。
【００１７】
また、上記目的を達成する請求項５に係る無線通信装置の移動速度推定方法の発明は、
基地局との間で無線通信を行う無線通信装置の移動速度を推定する方法であって、
複数の前記基地局についてドップラーシフト周波数をそれぞれ検出するステップと、
前記検出された各基地局についてのドップラーシフト周波数に基づいて、前記各基地局との間の相対速度をそれぞれ算出するステップと、
前記算出された各相対速度に基づいて、前記無線通信装置の移動速度を推定するステップと、
を含むことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の方法において、
前記移動速度を推定するステップは、前記算出された各相対速度の絶対値のうち最大のものを前記移動速度と推定することを含むものである。
【００１９】
請求項７に係る発明は、請求項６に記載の方法において、
前記移動速度を推定するステップは、前記複数の基地局の数をｎとするとき、前記算出された各相対速度の絶対値のうち最大のものをｃｏｓ（π／２ｎ）で除した値に基づいて、前記推定した移動速度を補正することを含むものである。
【００２０】
請求項８に係る発明は、請求項５乃至７の何れか一項に記載の方法において、
前記算出ステップは、前記各基地局についてのドップラーシフト周波数のシフト量をそれぞれ算出するサブステップを含み、
前記移動速度推定ステップは、前記算出ステップにおいて算出した前記各シフト量の平均が所定の閾値を超える場合、前記無線通信装置の内部クロックを調整した後に、無線通信装置の移動速度を推定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、複数の基地局についてそれぞれ検出したドップラーシフト周波数に基づいて、各基地局との間の相対速度をそれぞれ算出することにより、無線通信装置の移動速度を推定するため、ネットワークに負荷をかけずに、さらに基地局の位置情報を要することもなく、極めて簡単な演算によって迅速に移動速度の推定が可能になる。このため、基地局の通信エリア内で速度の検出を行う移動体端末が増えても、これにより基地局を含むネットワークの負荷が増大することはない。さらに、移動体端末において基地局の位置情報は必要ないため、移動体端末の電源をオンにして起動直後から、または基地局の通信エリア圏外から通信エリア圏内に入った直後から、速やかに移動速度を検出することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の各実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各実施の形態では、本発明の無線通信装置の一例として携帯電話を想定して説明する。しかしながら、本発明の無線通信装置は携帯電話に限定されるものではなく、例えばＰＤＡなど、無線通信を行う任意の移動体端末に適用できる。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る無線通信装置である携帯電話１０の概略構成を説明するブロック図である。
【００２４】
携帯電話１０は、制御部１１と、アンテナ部１２と、無線通信部１３と、マイク１４と、スピーカ１５と、表示部１６と、操作入力部１７とを備えている。制御部１１は、携帯電話１０全体の各機能部の動作を制御する。アンテナ部１２は、図示しない基地局との無線通信を行う際に電波を送受信する。アンテナ部１２は複数の基地局からの電波を受信することができる。無線通信部１３は、アンテナ部１２を介して、図示しない基地局と音声通話および電子メールのデータなど各種情報をインターネットや無線等を使って送受信する。マイク１４は、音声通話を行う際にユーザの音声入力を受け付ける。スピーカ１５は、受信した音声データをデコードした音声を出力する。表示部１６は、受信した映像または画像データをデコードした映像または画像を表示する他、入力された文字または数字などの各種情報を表示する。操作入力部１７は、例えばテンキーなどの各種キーまたはボタンなどにより構成され、ユーザの操作による入力を受け付ける。
【００２５】
携帯電話１０はさらに、検出部１８と、算出部１９と、移動速度推定部２０とを備えている。検出部１８は、図示しない複数の基地局から無線通信部１３が受信した電波に基づいて、複数の基地局についてドップラーシフト周波数をそれぞれ検出する。算出部１９は、検出部１８により検出された各基地局についてのドップラーシフト周波数に基づいて、各基地局との間の相対速度をそれぞれ算出する。移動速度推定部２０は、算出部１９により算出された各相対速度に基づいて、携帯電話１０の移動速度を推定する。なお、携帯電話１０の周囲に散在し、携帯電話１０と無線通信を行う複数の基地局は、既存のものと同じものを用いることができるため、詳細な説明は省略する。
【００２６】
次に、図２を参照しながら、本実施形態による携帯電話１０の移動速度の推定動作について説明する。
【００２７】
図２は、携帯電話１０の周囲に、複数の基地局である基地局１〜基地局７が設置されている様子の一例を概略的に表す図である。携帯電話１０は、図中のベクトルが示す方向に、速度ｖで移動しているものとする。基地局１〜７は静止している。なお、基地局の数は、複数の任意の数とすることができる。また、携帯電話１０の周囲にはさらに他の基地局が存在しても良いが、ここでは、携帯電話１０は、ある瞬間に、図示した基地局１〜基地局７までの基地局の通信可能エリア圏内に存在するものとし、これらの基地局１〜７と無線通信を行うことができるものとする。基地局１〜７は、全て同じ送信周波数ｆの電波を発信するものとして説明する。
【００２８】
自端末の移動速度を推定する要求を受け付けると、携帯電話１０の無線通信部１３は、基地局１〜基地局７からの電波（送信周波数ｆ）を、アンテナ部１２を介して受信する。次に、検出部１８は、無線通信部１３が受信した基地局１〜基地局７からの電波の周波数ｆ’１〜ｆ’７を検出する。各基地局１〜７が発信する電波の周波数ｆは、ある方向に速度ｖで移動している携帯電話１０により受信されると、ドップラー効果のため、携帯端末１０との相対速度に応じてドップラーシフトした周波数となる。以下、ドップラー効果によりドップラーシフトした周波数を「ドップラーシフト周波数」と記し、ドップラーシフトにより元の周波数からずれた量を「ドップラーシフト量」と記す。また、検出部１８が検出した各基地局１〜基地局７からの電波のドップラーシフト周波数を、それぞれｆ’１〜ｆ’７と記す。
【００２９】
ｎを整数とすると、携帯電話１０の検出部１８が検出する基地局ｎからの電波のドップラーシフト周波数ｆ’ｎと、携帯電話１０が基地局ｎの方向に向かう相対速度ｖｎとの間には、次の関係が成り立つことが知られている。なお、ｃは光速（すなわち電磁波の速度）とする。
【００３０】
【数１】
【００３１】
上記式により、基地局ｎから受信する電波のドップラーシフト周波数ｆ’ｎに基づいて、当該基地局ｎの方向に向かう携帯電話１０の相対速度ｖｎを求めることができる。上記式をｖｎについてまとめると、次式のようになる。この式に基づいて、携帯電話１０の算出部１９は、基地局１〜７の各方向に向かう携帯電話１０の相対速度を算出する。
【００３２】
【数２】
【００３３】
各基地局が携帯電話１０の周囲に散在していれば、携帯電話１０の位置と各基地局１〜７の位置は絶えず変化するため、基地局ｎの方向に向かう携帯電話１０の相対速度ｖｎは、それぞれ異なる値になる。上記式によれば、移動している携帯端末１０と基地局ｎが、携帯電話１０と基地局ｎとを結ぶ直線上において接近する関係にあればｖｎは正の値として算出され、携帯端末１０と基地局ｎが遠ざかる関係にあればｖｎは負の値として算出される。
【００３４】
ここで、移動速度推定動作時の携帯電話１０の位置と基地局ｎの位置とを結ぶ直線と、実際に携帯電話１０が進む方向の直線が成す角度について考える。例えば図２に示す基地局４または基地局５のように、携帯電話１０から基地局に向かう直線と、実際に携帯電話１０が移動する方向ｖとの成す角度が直角に近い場合、携帯電話が当該基地局に向かう相対速度ｖｎはゼロに近くなる。一方、例えば基地局１または２のように、携帯電話１０から基地局に向かう直線と、実際に携帯電話１０が移動する方向ｖとの成す角度が小さい場合、携帯電話が当該基地局に向かう相対速度ｖｎの値は大きくなる。そこで、移動速度推定部２０は、算出部１９が算出した相対速度ｖｎの絶対値が最大となるものを、携帯電話１０の移動する速度ｖとして推定する。
【００３５】
すなわち、例えば図２に示す例においては、各相対速度ｖ１〜ｖ７のうち、携帯電話１０が基地局２の方向に向かう相対速度ｖ２の絶対値が最大の値となり、この方向は実際に携帯電話１０が移動する速度ｖの方向と成す角度θが最小になる。
【００３６】
したがって、移動速度推定部２０は、算出部１９が算出したｖｎのうち絶対値が最大となるものを携帯電話１０の移動する速度ｖとして推定することにより、携帯電話１０の実際の移動速度ｖに近い値を推定できる。このように、本実施形態では、ネットワークに負荷をかけずに、さらに基地局の位置情報を要することもなく、極めて簡単な演算によって迅速に移動速度の推定が可能となる。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による携帯電話１０の移動速度の推定動作について説明する。第２実施形態は、上述した第１実施形態で推定した携帯電話１０の移動速度に補正を施すものである。したがって、第１実施形態の移動速度推定動作により携帯電話１０の移動速度を推定するに際しての説明は省略する。
【００３８】
上述した第１実施形態では、相対速度ｖｎのうち絶対値が最大となるものを携帯電話１０の移動する速度ｖとして推定した。しかしながら、この推定においては、携帯電話１０が、相対速度ｖｎに対応する基地局ｎに向かって移動している場合の速度を求めている。したがって、図２に示すような、携帯電話１０の移動速度ｖと、携帯電話１０から基地局２に向かう直線との成す角度をθとすると、携帯電話１０が受信する電波のドップラーシフト周波数ｆ’と携帯電話１０の移動速度ｖとの関係は以下のようになる。
【００３９】
【数３】
【００４０】
現実的には、携帯電話１０が、ある基地局ｎに向かって直線上を厳密に直進のみする、といった状況は想定し難い。そこで、第２実施形態では、このθを考慮することによって、携帯電話１０の移動速度を推定する精度を向上する。
【００４１】
θは、理論的には、基地局方向と端末移動方向が一致している場合のゼロから、基地局方向と端末移動方向が真逆の場合のπまでの値を取りうる。したがって、携帯電話１０が、基地局１〜基地局７からの電波を受信することにより検出されるドップラーシフト周波数ｆ’１〜ｆ’７は、ｆ×（１＋ｖ／ｃ×ｃｏｓ０）からｆ×（１＋ｖ／ｃ×ｃｏｓπ）までの値を取りうる。ここで、ｃｏｓ０＝１，ｃｏｓπ＝−１であることから、携帯電話１０が検出した基地局１〜基地局７からの電波のドップラーシフト周波数は、基地局の送信周波数ｆを中心として、±ｆ×ｖ／ｃの範囲でばらつく。
【００４２】
ここで、複数の基地局が携帯電話１０の周囲に一様に設置されていると仮定すると、移動方向との角度θは０からπの範囲で一様に分布することになる。また、本実施形態では、携帯電話１０の移動速度の推定に際して必要な測定値は、ドップラーシフト周波数の絶対値の大きさのみであるため、携帯電話１０から見て右方と左方の区別をつける必要はない。そのため、図３（Ａ）に示すように、例えば７つの基地局１〜７までが一様に分布していなかったとしても、図３（Ｂ）に示すように、複数の基地局を仮想的に携帯電話１０の進行方向の片側に集約させて、これを一様な分布とみなすことができる。なお、図３（Ａ）および（Ｂ）は、携帯電話１０から見た各基地局の方向のみに着目して図示したものである。したがって、各基地局は、必ずしも携帯電話１０から等距離の円周上に存在しなくてもよい。
【００４３】
図３（Ｂ）に示すように、携帯電話１０が例えば７つの基地局からの電波を受信できる場合、これらの基地局が携帯電話１０の周囲に一様の角度で分布していると仮定すると、各基地局は平均してπ／７の間隔で分布していることになる。この場合、第１実施形態で算出したｖｎのうち絶対値が最大となるドップラーシフト周波数に対応する基地局の方向は、携帯電話１０の移動方向に対して、ゼロから最大でもπ／７までの範囲の角度でずれていることが期待できる。しかしながら、角度のずれがπ／７に近い状態であれば、携帯電話１０の移動方向は、最大のドップラーシフト周波数に対応する基地局以外の基地局に近いことになる。すなわち、この場合、他に最大のドップラーシフト周波数に対応する基地局が存在することになるため、角度のずれはπ／７に近づくほど大きくはならないことが期待できる。したがって、次式に示すように、角度の平均間隔π／７の半分である角度θ=π／１４を、ずれている角度の代表値として採用することにより、第１実施形態で推定により求めた速度ｖを補正することができる。
【００４４】
【数４】
【００４５】
すなわち、移動速度推定部２０は、算出部１９が算出した相対速度ｖｎの絶対値が最大になる値を、無線通信部１３が電波を受信した基地局の数をｎとして、ｃｏｓ（π／２ｎ）で割ることにより、携帯電話１０の移動速度ｖの推定を補正することができる。このように、本実施形態では、第１実施形態で推定した携帯電話１０の移動速度ｖを極めて簡単な演算によって迅速に補正することにより、さらに精度の高い移動速度の推定が可能となる。
【００４６】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態による移動速度推定動作について説明する。本実施形態では、上述した第１および第２実施形態において、携帯電話１０自身が内包するクロックのずれを考慮した上で移動速度の推定動作を行う。
【００４７】
上記第１および第２実施形態による移動速度の推定動作は、複数の基地局の配置がある程度一様であると想定した場合に著しい効果を発揮する。この想定に基づくと、携帯電話１０が高速で移動している場合に距離が接近する基地局が存在し、この場合、携帯電話１０が検出するドップラーシフト周波数は基地局の送信周波数ｆよりも高くなる。一方、携帯電話１０と距離が遠ざかる基地局も存在し、この場合、携帯電話１０が検出するドップラーシフト周波数は基地局の送信周波数ｆよりも低くなる。また、上記第１および第２実施形態による移動速度の推定動作は、携帯電話１０が各基地局についてのドップラー周波数を測定する精度がある程度高いことを想定している。
【００４８】
したがって、一様に分布した基地局の各ドップラーシフト周波数が正確に検出できれば、正のドップラーシフト量と、負のドップラーシフト量との総量は、ほぼ同じになると想定される。つまり、携帯電話１０が周波数を測定する精度が充分高い場合には、各基地局が送信する電波の周波数ｆと、携帯電話１０が受信する各基地局についてのドップラーシフト周波数ｆ’ｎとの差（ｆ’ｎ−ｆ）を、全基地局について平均するとゼロに近くなる。
【００４９】
しかしながら、携帯電話１０のような無線通信装置においては、温度などの諸環境条件により、動作中、処理装置のクロック源の精度が変化することがある。仮に、携帯電話１０の制御部１１の内部クロック等にズレが生じている場合には、受信する電波の周波数もズレて測定されることになる。このような、無線通信装置による観測のズレは各基地局から到来する電波に対して一様に発生するため、無線通信装置の内部クロックのズレが大きいほど、基地局送信周波数ｆとドップラーシフト周波数ｆ’ｎとの差の平均はゼロからズレることになる。
【００５０】
したがって、各基地局から到来する電波のドップラーシフト周波数ｆ’ｎの測定値と基地局送信周波数ｆとの差の平均の分布がゼロから大きくズレる場合、このようなズレは、無線通信装置自身が抱える問題に起因するものである可能性がある。そこで、無線通信装置がこのズレを検出して、その検出に基づいてオフセット分を修正すれば、より正確な移動速度の推定が行えると共に、無線通信装置のクロックの異常を検出する手段ともなり得る。
【００５１】
図４は、オフセット調整を含めた移動速度推定動作を説明するフローチャートである。
【００５２】
本実施形態の移動速度推定動作が開始すると、まず、検出部１８は、携帯電話１０の周辺に存在する各基地局から受信する電波に含まれる基準信号の周波数を測定する（ステップＳ１１）。検出部１８はさらに、各基地局から受信する電波のドップラーシフト周波数を検出する（ステップＳ１２）。次に、算出部１９は、検出部１８が検出した基準信号の周波数およびドップラーシフト周波数に基づいて、各基地局から受信する電波のドップラーシフト量を算出する（ステップＳ１３）。各基地局からの電波のドップラーシフト量が算出されたら、制御部１１は、各基地局に対応する各ドップラーシフト量を平均した値が（ゼロに近い）所定の閾値以内であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。
【００５３】
ステップＳ１４においてドップラーシフト量の平均値が所定の閾値以内である場合、携帯電話１０の内部クロックは修正が必要なほどズレていないため、移動速度推定部２０は第１または第２実施形態で説明した移動速度推定動作を行う（ステップＳ１５）。このようにして、本実施形態の移動速度推定動作を終了する。一方、ステップＳ１４においてドップラーシフト量の平均値が所定の閾値を超える場合、携帯電話１０の内部クロックのオフセットを所定の方法により調整してから（ステップＳ１６）、ステップＳ１５の移動速度推定動作を行う。なお、携帯電話１０の内部クロックのオフセットを調整する際には、制御部１１は、従来既知の各種方法を用いて内部クロックを修正する。
【００５４】
このように、本実施形態では、各基地局からの電波の周波数を測定することにより、携帯電話１０の内部クロックのズレを検知してから移動速度を推定するため、一層精度の高い移動速度の推定が可能となる。
【００５５】
なお、本発明は、上述した実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変更または変形が可能である。例えば、上記各実施形態において、携帯電話１０が所定数以上の基地局からの電波を受信できる場合にのみ、上述した移動速度推定動作を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る無線通信装置である携帯電話の概略構成を説明するブロック図である。
【図２】携帯電話の周囲に複数の基地局が設置されている様子の一例を概略的に示す図である。
【図３】携帯電話から見た各基地局の方向のみに着目した各基地局の配置状態を示す図である。
【図４】オフセット調整を含めた移動速度推定動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１０ 携帯電話
１１ 制御部
１２ アンテナ部
１３ 無線通信部
１４ マイク
１５ スピーカ
１６ 表示部
１７ 操作入力部
１８ 検出部
１９ 算出部
２０ 移動速度推定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局との間で無線通信を行う無線通信装置において、
複数の前記基地局についてドップラーシフト周波数をそれぞれ検出する検出部と、
前記検出された各基地局についてのドップラーシフト周波数に基づいて、前記各基地局との間の相対速度をそれぞれ算出する算出部と、
前記算出された各相対速度に基づいて、前記無線通信装置の移動速度を推定する移動速度推定部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記移動速度推定部は、前記算出された各相対速度の絶対値のうち最大のものを前記移動速度と推定することを特徴とする、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記移動速度推定部は、前記複数の基地局の数をｎとするとき、前記算出された各相対速度の絶対値のうち最大のものをｃｏｓ（π／２ｎ）で除した値に基づいて、前記推定した移動速度を補正することを特徴とする、請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記無線通信装置の内部クロックを調整することができる制御部をさらに備え、
前記算出部は、前記各基地局についてのドップラーシフト周波数のシフト量をそれぞれ算出し、
前記移動速度推定部は、前記算出部が算出した前記各シフト量の平均が所定の閾値を超える場合、前記制御部による内部クロックの調整後に、前記無線通信装置の移動速度を推定することを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一項に記載の無線通信装置。
【請求項５】
基地局との間で無線通信を行う無線通信装置の移動速度を推定する方法であって、
複数の前記基地局についてドップラーシフト周波数をそれぞれ検出するステップと、
前記検出された各基地局についてのドップラーシフト周波数に基づいて、前記各基地局との間の相対速度をそれぞれ算出するステップと、
前記算出された各相対速度に基づいて、前記無線通信装置の移動速度を推定するステップと、
を含むことを特徴とする無線通信装置の移動速度推定方法。
【請求項６】
前記移動速度を推定するステップは、前記算出された各相対速度の絶対値のうち最大のものを前記移動速度と推定することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記移動速度を推定するステップは、前記複数の基地局の数をｎとするとき、前記算出された各相対速度の絶対値のうち最大のものをｃｏｓ（π／２ｎ）で除した値に基づいて、前記推定した移動速度を補正することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記算出ステップは、前記各基地局についてのドップラーシフト周波数のシフト量をそれぞれ算出するサブステップを含み、
前記移動速度推定ステップは、前記算出ステップにおいて算出した前記各シフト量の平均が所定の閾値を超える場合、前記無線通信装置の内部クロックを調整した後に、無線通信装置の移動速度を推定することを特徴とする、請求項５乃至７の何れか一項に記載の方法。
【請求項１】
基地局との間で無線通信を行う無線通信装置において、
複数の前記基地局についてドップラーシフト周波数をそれぞれ検出する検出部と、
前記検出された各基地局についてのドップラーシフト周波数に基づいて、前記各基地局との間の相対速度をそれぞれ算出する算出部と、
前記算出された各相対速度に基づいて、前記無線通信装置の移動速度を推定する移動速度推定部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記移動速度推定部は、前記算出された各相対速度の絶対値のうち最大のものを前記移動速度と推定することを特徴とする、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記移動速度推定部は、前記複数の基地局の数をｎとするとき、前記算出された各相対速度の絶対値のうち最大のものをｃｏｓ（π／２ｎ）で除した値に基づいて、前記推定した移動速度を補正することを特徴とする、請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記無線通信装置の内部クロックを調整することができる制御部をさらに備え、
前記算出部は、前記各基地局についてのドップラーシフト周波数のシフト量をそれぞれ算出し、
前記移動速度推定部は、前記算出部が算出した前記各シフト量の平均が所定の閾値を超える場合、前記制御部による内部クロックの調整後に、前記無線通信装置の移動速度を推定することを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一項に記載の無線通信装置。
【請求項５】
基地局との間で無線通信を行う無線通信装置の移動速度を推定する方法であって、
複数の前記基地局についてドップラーシフト周波数をそれぞれ検出するステップと、
前記検出された各基地局についてのドップラーシフト周波数に基づいて、前記各基地局との間の相対速度をそれぞれ算出するステップと、
前記算出された各相対速度に基づいて、前記無線通信装置の移動速度を推定するステップと、
を含むことを特徴とする無線通信装置の移動速度推定方法。
【請求項６】
前記移動速度を推定するステップは、前記算出された各相対速度の絶対値のうち最大のものを前記移動速度と推定することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記移動速度を推定するステップは、前記複数の基地局の数をｎとするとき、前記算出された各相対速度の絶対値のうち最大のものをｃｏｓ（π／２ｎ）で除した値に基づいて、前記推定した移動速度を補正することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記算出ステップは、前記各基地局についてのドップラーシフト周波数のシフト量をそれぞれ算出するサブステップを含み、
前記移動速度推定ステップは、前記算出ステップにおいて算出した前記各シフト量の平均が所定の閾値を超える場合、前記無線通信装置の内部クロックを調整した後に、無線通信装置の移動速度を推定することを特徴とする、請求項５乃至７の何れか一項に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−３８８２５（Ｐ２０１０−３８８２５Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０４３８６（Ｐ２００８−２０４３８６）
【出願日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]