移動局および位置導出方法
【課題】 電界強度の強弱に拘わらず、迅速かつ高精度に移動局の位置を推定することを目的とする。
【解決手段】
本発明の複数の基地局１２０と無線通信が可能な移動局は、複数の基地局と無線通信を行う無線通信部２２２と、複数の基地局の絶対位置情報を取得する位置情報取得部２５０と、複数の基地局に電波を送受信した際の伝搬遅延時間を計測する遅延計算部２５２と、伝搬遅延時間に基づいて複数の基地局それぞれとの距離を計算する距離計算部２５４と、複数の基地局それぞれに関する絶対位置情報および距離に基づいて、当該移動局の絶対位置を特定する位置特定部２５８と、を備えることを特徴としている。
【解決手段】
本発明の複数の基地局１２０と無線通信が可能な移動局は、複数の基地局と無線通信を行う無線通信部２２２と、複数の基地局の絶対位置情報を取得する位置情報取得部２５０と、複数の基地局に電波を送受信した際の伝搬遅延時間を計測する遅延計算部２５２と、伝搬遅延時間に基づいて複数の基地局それぞれとの距離を計算する距離計算部２５４と、複数の基地局それぞれに関する絶対位置情報および距離に基づいて、当該移動局の絶対位置を特定する位置特定部２５８と、を備えることを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の基地局と無線通信が可能な移動局にかかり、さらに詳細には、基地局と送受信される電波の伝搬遅延を用いて移動局の絶対位置を導出する移動局および位置導出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やＰＨＳ(Personal Handy phone System)等に代表される移動局が普及し、場所や時間を問わず通話や情報入手が可能となった。このような移動局は、所定間隔をおいて配される基地局と無線通信を行うことで通信網との接続を行う。そして、基地局は、通信相手の通信可能範囲にある基地局と通信を行い移動局同士の音声通信を確立する。
【０００３】
一方、上述した移動局では、自局の絶対位置を通じて、現在居るところの地図上の位置を表示したり、近くの食事処を検索したりするサービスが供給されている。かかるサービスを受けるためには自局の絶対位置を特定することが条件となるが、上述したような固定的に配される基地局と異なり、移動局は自局の絶対位置を独立して把握する術を有していない。
【０００４】
例えば、移動局の位置を特定する手段として、ＧＰＳ(Global Positioning System)を利用する方法が考えられる。かかるＧＰＳでは、少なくとも３つの衛星からの電波を捕捉し、各衛星との距離を計算して自己の絶対位置を把握することができる。このとき、３つの衛星を捕捉できれば自局の平面上の位置を、４つの衛星を捕捉できればさらに高度を取得することができる。しかし、ＧＰＳは比較的高価なシステムであり、計算に時間を要する。また、衛星の電波を受信困難な状況では利用できないといった課題もある。
【０００５】
また、各基地局から受信する電波の電界強度とその基地局の位置とを合わせ、三点交差法（三点測位法）用いて絶対位置を計算する技術が知られている（例えば、特許文献１）。さらに、各基地局から受信する電波の電界強度とその基地局の識別符号とを位置管理局に送信し、位置管理局に自局の現在位置を計算させる技術も公開されている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開平２−０４４９２９号公報
【特許文献２】特開平９−２４７７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した移動局の絶対位置推定技術は、基地局との距離に応じて受信された電波の電界強度が変化する（減衰する）特性を利用しており、電界強度と距離との関係式を参照して基地局と移動局との距離を導き出している。
【０００７】
しかし、建物が密集している環境下においては、マルチパスフェージングやシャドウウイングによって電界強度が増幅または減衰し、本来の電界強度から大きくずれてしまうことがある。従って、電界強度から一意に導出される基地局との距離も、実際の距離から長短いずれにも変動してしまい、移動局の位置特定精度が極端に低下してしまう。
【０００８】
また、基地局の設置密度が低い地域や、建物が密集している地域では、受信電波の強度が相対的に低く、電界強度の変動に対する距離の変化量も大きくなり、距離推定精度を高めることができないといった問題も生じていた。
【０００９】
本発明は、このような従来の位置特定技術の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、電界強度の強弱に拘わらず、迅速かつ高精度に移動局の位置を推定することが可能な、移動局および位置導出方法を提供することである。
【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、本発明のある観点によれば、複数の基地局と無線通信が可能な移動局であって、複数の基地局と無線通信を行う無線通信部と、複数の基地局の絶対位置情報を取得する位置情報取得部と、複数の基地局に電波を送受信した際の伝搬遅延時間を計測する遅延計算部と、伝搬遅延時間に基づいて複数の基地局それぞれとの距離を計算する距離計算部と、複数の基地局それぞれに関する絶対位置情報および距離に基づいて、当該移動局の絶対位置を特定する位置特定部と、を備えることを特徴とする、移動局が提供される。
【００１１】
本発明では、少なくとも３つの基地局の絶対位置と、その基地局からの距離とを用いて、三点交差法（三点測位法）により移動局の絶対位置を把握する。また、基地局からの距離は電波の伝搬遅延を用いて計算される。かかる距離を導出する際、従来の電界強度が、マルチパスフェージングや外乱の影響を受け易いのに対して、伝搬遅延は電波が往復路を経由する時間を計測しているため影響を受け難い。
【００１２】
また、電波の回り込みによって伝搬遅延がさらに大きくなることはあっても、早くなることがないため、その本来の伝搬遅延時間を容易に推定することが可能となる。従って、電界強度の強弱に拘わらず、迅速かつ高精度に移動局の位置を推定することができる。
【００１３】
複数の基地局との距離の信頼性を判断する信頼性判断部をさらに備え、位置特定部は、信頼性判断部の判断結果に応じて、基地局それぞれに関する絶対位置情報および距離の参照に重み付けを行ってもよい。
【００１４】
上記信頼性判断部は、計算された複数の基地局との距離に信頼性に基づく優先順位を決め、信頼性の高い距離を優先的に参照させる。従って、位置特定部が、その信頼性に基づく重み付けを通じて各基地局との距離を参照するため、移動局の絶対位置は、信頼性の低い距離の影響が小さく、信頼性の高い距離の影響が大きくなる。かかる構成により、信頼性の高い距離を用いた三点交差法が実施可能となり、より高精度に移動局の絶対位置を特定することができる。
【００１５】
信頼性判断部は、基地局との距離に応じて信頼性を判断し、距離計算部が計算した距離が長いほど信頼性が高いとしてもよい。
【００１６】
本発明では電界強度の代わりに伝搬遅延を用いているが、伝搬遅延であっても電波の回り込みによる変動は生じてしまう。しかし、基地局との距離に対する伝搬遅延の変動量の比率は距離が長いほど小さくなるという特性を有している。従って、推定距離が遠いものを優先的に利用することで、より高精度に移動局の絶対位置を特定することが可能となる。
【００１７】
信頼性判断部は、距離計算部が複数回計算した距離の分散に応じて信頼性を判断し、分散が小さいほど信頼性が高いとしてもよい。
【００１８】
建物が密集している地域では、複数の建物を通じてマルチパスフェージングが生じ、伝搬経路の分散が大きくなる。従って、分散が大きい場合は、移動局と基地局との伝搬経路が多いと見なして優先順位を下げ、分散が小さい場合は、直接伝搬している電波が多い、即ち本来の伝搬遅延が計測されているとみなして優先順位を上げる。こうして、より高精度に移動局の絶対位置を特定することが可能となる。
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明の他の観点によれば、複数の基地局と無線通信が可能な移動局の絶対位置を導出する位置導出方法であって、複数の基地局の絶対位置情報を取得する位置情報取得ステップと、複数の基地局に電波を送受信した際の伝搬遅延時間を計測する遅延計算ステップと、伝搬遅延時間に基づいて複数の基地局それぞれとの距離を計算する距離計算ステップと、複数の基地局それぞれに関する絶対位置情報および距離に基づいて、当該移動局の絶対位置を特定する位置特定ステップと、を含むことを特徴とする、位置導出方法が提供される。
【００２０】
上述した移動局における技術的思想に対応する構成要素やその説明は、当該位置導出方法にも適用可能である。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明の移動局では、電界強度の強弱に拘わらず、迅速かつ高精度に移動局の位置を推定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２３】
移動局では、自局の近くにある複数の基地局のうち、無線通信を実行するのに最適な基地局を選択するため、基地局が発する制御信号の電界強度を計測して、電界強度が最大となる基地局を通信先として選択している。かかる電界強度の計測機構を利用すると、基地局との距離を推測することができる。しかし、電界強度を用いる距離推定では、その環境によって測定精度が大幅に低下する。このような精度の低い位置情報を用いると、サービス事業者が提供するサービスを十分に受けることができない。
【００２４】
本実施形態では、電界強度の代わりに伝搬遅延を用いて、移動局の絶対位置を推定する。以下の実施形態では、理解を容易にするため、まず、無線通信システム全体の構成を説明し、その後で移動局の構成を詳述する。また、本実施形態の移動局として、上述した携帯電話やＰＨＳの他に、ノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の様々な電子機器を適用可能であるが、ここではＰＨＳ端末を例に挙げて説明する。
【００２５】
（無線通信システム１００）
図１は、無線通信システム１００を説明するためのシステムブロック図である。かかる無線通信システム１００は、ユーザが所有するＰＨＳ端末１１０と、基地局１２０と、インターネット等のＩＰ通信網１３０と、接続選択サーバ１４０とを含んで構成される。
【００２６】
上記無線通信システム１００においては、ユーザが自己のＰＨＳ端末１１０から他のＰＨＳ端末１５０への通話回線接続を試みた場合、ユーザのＰＨＳ端末１１０の操作に応じて、無線通信可能領域にある基地局１２０との無線通信が確立され、基地局１２０は、図１中（１）に示すように、ＩＰ通信網１３０を介して接続選択サーバ１４０に他のＰＨＳ端末１５０との通信接続を要求する。
【００２７】
そして、接続選択サーバ１４０は、図１中（２）に示すように、他のＰＨＳ端末１５０の無線通信可能領域にある基地局１２０を選定して、通信相手の有する他のＰＨＳ端末１５０との音声通話を設定する。
【００２８】
そして、音声通話に必要な基地局１２０の設定が完了すると、接続選択サーバ１４０は、その音声通話処理を基地局間に渡し、図１中（３）に示すように、ユーザ側および通信相手側の基地局１２０同士が主体となって音声信号の送受を直接行う。このとき、接続選択サーバ１４０は、各ＰＨＳ端末１１０、１５０の通信環境の変化、例えば、ＰＨＳ端末１１０の移動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。
【００２９】
（ＰＨＳ端末１１０）
以下、無線通信システム１００におけるＰＨＳ端末１１０の構成を説明する。
【００３０】
図２は、ＰＨＳ端末１１０のハードウェア構成を示した機能ブロック図であり、図３は、ＰＨＳ端末１１０の外観を示した斜視図である。ＰＨＳ端末１１０は、端末制御部２１０と、端末メモリ２１２と、表示部２１４と、操作部２１６と、音声入力部２１８と、音声出力部２２０と、無線通信部２２２とを含んで構成される。
【００３１】
上記端末制御部２１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路によりＰＨＳ端末１１０全体を管理および制御する。端末制御部２１０は、端末メモリ２１２のプログラムを用いて、ＰＨＳ端末１１０を利用した通話機能やメール配信機能も当然にして遂行する。また、後述する、位置情報取得部２５０、遅延計算部２５２、距離計算部２５４、信頼性判断部２５６、位置特定部２５８としても機能する。
【００３２】
上記端末メモリ２１２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成され、端末制御部２１０で処理されるプログラムや音声データ等を記憶する。
【００３３】
上記表示部２１４は、液晶ディスプレイ、ＥＬ(Electro Luminescence)、ＰＤＰ(Plasma Display Panel)等で構成され、端末メモリ２１２に記憶された、またはＩＰ通信網１３０を介してアプリケーション中継サーバ（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。
【００３４】
上記操作部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。
【００３５】
上記音声入力部２１８は、マイク等の音声認識装置で構成され、通話時に入力されたユーザの音声をＰＨＳ端末１１０内で処理可能な電気信号に変換する。
【００３６】
上記音声出力部２２０は、スピーカで構成され、ＰＨＳ端末１１０で受信した通話相手の音声信号を音声に変えて出力する。また、着信音や、操作部２１６の操作音、アラーム音等も出力できる。
【００３７】
上記無線通信部２２２は、携帯電話網における基地局１２０と無線通信を行う。かかる無線通信としては、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ＰＨＳ端末１１０のチャネルに割り当てて通信を行う時分割多重方式等がある。
【００３８】
次に、図２および図３で説明したハードウェアを用いて遂行される機能および動作について詳述する。
【００３９】
上記位置情報取得部２５０は、無線通信部２２２を介して、複数の基地局１２０に絶対位置の取得要求を行い、各基地局１２０に予め記憶された絶対位置情報を取得、端末メモリ２１２に格納する。
【００４０】
上記遅延計算部２５２は、無線通信部２２２を介して、複数の基地局１２０それぞれに伝搬遅延測定のための信号を送信し、その信号に対する複数の基地局１２０からの返信を受信して、その往復路による伝搬遅延時間（０〜２０μｓｅｃ程度）を計測する。かかる伝搬遅延測定は、上述した位置情報取得部２５０による絶対位置情報の取得信号を用いて同時に行われてもよいし、独立した信号で行われてもよい。
【００４１】
上記距離計算部２５４は、遅延計算部２５２で計測された伝搬遅延時間に基づいて複数の基地局１２０それぞれとの距離を計算する。基本的に伝搬遅延時間と距離とは比例関係にあり、伝搬遅延時間に所定計数（例えば３００ｍ／μｓｅｃ）を乗ずることで各基地局１２０との距離が求まる。しかし、建物が密集している領域では、伝搬遅延時間もマルチパスフェージング等によって一意には定まらない場合もある。かかる場合には、遅延計算部２５２による伝搬遅延時間の計測を複数回実行し、距離計算部２５４は、その複数の伝搬遅延時間を統計的に処理し、確実性の高い伝搬遅延時間を抽出して距離を求めてもよい。
【００４２】
かかる距離を導出する際、従来の電界強度が、アナログ量を検出するのでマルチパスフェージングや外乱の影響を受け易いのに対して、伝搬遅延は電波の時間を計測しているため影響を受け難い。従って、電界強度に比べて高精度に距離を導出することができる。
【００４３】
また、電波の回り込みによって伝搬遅延がさらに大きくなることはあっても、早くなることがないため、その本来の伝搬遅延時間を容易に推定することが可能となる。従って、電界強度の強弱に拘わらず、迅速かつ高精度にＰＨＳ端末１１０の位置を推定することができる。
【００４４】
上記信頼性判断部２５６は、複数の基地局１２０との距離の信頼性を判断する。本実施形態では、距離計測対象となる基地局１２０の数が多ければ多いほど、位置特定精度が高くなる。しかし、マルチパスフェージング等により伝搬遅延時間の変動量が多くなった基地局１２０に関しては、その距離も信頼性に欠ける。従って、信頼性判断部２５６は、距離計算部２５４が計算した複数の距離に信頼性に基づく優先順位を決め、後述する位置特定部２５８に信頼性の高い距離を優先的に参照させる。
【００４５】
上記位置特定部２５８は、複数の基地局１２０それぞれに関する絶対位置情報および距離に基づいて、ＰＨＳ端末１１０自体の絶対位置を特定する。
【００４６】
図４は、位置特定部２５８によるＰＨＳ端末１１０の位置特定を説明するための説明図である。本実施形態では、少なくとも３つの基地局１２０の絶対位置と、その基地局１２０からの距離とを用いて、三点交差法によりＰＨＳ端末の絶対位置を把握する。例えば、図４において、距離計算部２５４が計算した基地局１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃとの距離がそれぞれａ、ｂ、ｃと推定された場合、位置情報取得部２５０が取得した各基地局１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃそれぞれの絶対位置から距離を半径とする円を描いたときのその交点が、ＰＨＳ端末１１０の現在の絶対位置となる。
【００４７】
また、位置特定部２５８は、信頼性判断部２５６の判断結果に応じて、基地局１２０それぞれに関する絶対位置情報および距離の参照に重み付けを行う。
【００４８】
上述したように信頼性判断部２５６は、計算された複数の基地局１２０との距離に信頼性に基づく優先順位を定める。ここで、位置特定部２５８が、その信頼性に基づく重み付けを通じて各基地局１２０との距離を参照、具体的に、信頼性の高い距離に関しては、１００％の重み付けで三点交差法に反映し、信頼性の低い距離は、５０％以下の重み付けで反映、もしくは全く反映しないとすると、ＰＨＳ端末１１０の絶対位置は、信頼性の低い距離の影響が小さく、信頼性の高い距離の影響が大きくなる。かかる構成により、信頼性の高い距離を用いた三点交差法が実施可能となり、より高精度にＰＨＳ端末１１０の絶対位置を特定することができる。
【００４９】
ここで、信頼性判断部２５６は、基地局との距離に応じて信頼性を判断することができる。この場合、距離計算部２５４が計算した距離が長いほど信頼性が高いこととなる。
【００５０】
図５は、距離の違いによる信頼性の違いを説明するための説明図である。図５（ａ）は、ＰＨＳ端末１１０と基地局１２０との距離が短い場合、図５（ｂ）は、距離が長い場合を示している。
【００５１】
本実施形態では電界強度の代わりに伝搬遅延を用いているが、伝搬遅延であっても電波の回り込みによる変動は生じてしまう。しかし、図５（ａ）に示すように、基地局１２０との距離が短い場合には、距離（真の伝搬遅延時間ｔ１）に対する変動量（ｔ２―ｔ１）の比率は大きいが、基地局１２０との距離が長い場合には、図５（ｂ）のように、距離（真の伝搬遅延時間ｔ３）に対す伝搬遅延時間の変動量（ｔ４―ｔ３）の比率は小さくなる。従って、基地局１２０との距離が長ければ長いほど距離に対する変動比率が小さくなる。従って、推定距離が遠いものを優先的に利用することで、より高精度にＰＨＳ端末１１０の絶対位置を特定することが可能となる。
【００５２】
信頼性判断部２５６は、距離計算部２５４が複数回計算した距離の分散に応じて信頼性を判断し、分散が小さいほど信頼性が高いとする。ここで、分散は、距離の散らばりぐあいを表し、平均値と各値との差を２乗して算術平均したもので数値化してもよい。
【００５３】
図６は、分散の違いによる信頼性の違いを説明するための説明図である。図６（ａ）は、ＰＨＳ端末１１０と基地局１２０との距離の分散が大きい場合、図６（ｂ）は、距離の分散が小さい場合を示している。
【００５４】
建物が密集している地域では、複数の建物を通じてマルチパスフェージングが生じ、伝搬経路の分散が大きくなる。従って、図６（ａ）に示すように、分散が大きい場合は、ＰＨＳ端末１１０と基地局１２０との伝搬経路が多いと見なして優先順位を下げ、図６（ｂ）に示すように、分散が小さい場合は、直接伝搬している電波が多い、即ち本来の伝搬遅延が計測されているとみなして優先順位を上げる。こうして、より高精度にＰＨＳ端末１１０の絶対位置を特定することが可能となる。
【００５５】
（位置導出方法）
次に、上述した移動局としてのＰＨＳ端末１１０を用いて、ＰＨＳ端末１１０自体の現在の絶対位置を導出する位置導出方法について説明する。
【００５６】
図７は、位置導出方法の処理の流れを示したフローチャートである。まず、ＰＨＳ端末１１０は、周辺にある基地局１２０を検索し、各基地局１２０識別符号および電界強度リストを作成する（Ｓ３００）。そして、電界強度リスト中で電界強度が最も強い基地局１２０に対し、制御チャネル上で距離測定用の専用メッセージを送信する（Ｓ３０２）。
【００５７】
基地局１２０は、ＰＨＳ端末１１０からの専用メッセージを受信すると、自局の絶対位置情報（例えば、経度および緯度）を付加してＰＨＳ端末１１０に返信する（Ｓ３０４）。ＰＨＳ端末１１０は、かかる基地局１２０からの絶対位置情報を取得して（Ｓ３０６：位置情報取得ステップ）、端末メモリ２１２に記憶する（Ｓ３０８）。
【００５８】
ＰＨＳ端末１１０は、絶対位置情報の取得と並行して、返信された電波の伝搬遅延時間を計測し（Ｓ３１０：遅延計算ステップ）、電波の伝搬速度と伝搬遅延時間に基づいて基地局１２０との距離を計算する（Ｓ３１２：距離計算ステップ）。そして、ＰＨＳ端末１１０は、基地局１２０の絶対位置および基地局１２０との距離の組合せに関して、自局の絶対位置を推定するのに十分な数（所定数）を取得したかどうか判断し（Ｓ３１４）、不足していれば、次に電界強度が強い基地局１２０に対象を移し（Ｓ３１６）、専用メッセージの送信から繰り返す。
【００５９】
十分な数の絶対位置情報および距離を取得すると、ＰＨＳ端末１１０は、各基地局１２０から取得した絶対位置情報および距離の信頼性を、その距離または分散に基づいて判断し、重み付けを行う（Ｓ３１８）。そして、各基地局１２０から取得した絶対位置情報および距離に基づき、三点交差法に従って自局の絶対位置を特定する（Ｓ３２０：位置特定ステップ）。
【００６０】
ここでは、各基地局１２０の距離を導出した後に、その距離や分散に基づいて信頼性を判断しているが、かかる場合に限られず、当該位置導出方法開始時の電界強度を用いて、信頼性が高いであろう遠距離にある基地局１２０を予め絞っておき、絞られた基地局１２０の絶対位置情報および距離のみを三点交差法に用いてもよい。
【００６１】
かかる位置導出方法においても、電界強度の強弱に拘わらず、迅速かつ高精度にＰＨＳ端末１１０の位置を推定することが可能となる。
【００６２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態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。
【００６３】
上述した実施形態では、三点交差法による位置特定計算を自局のＰＨＳ端末１１０内で実行しているが、かかる場合に限られず、複数の基地局１２０の絶対位置情報および距離を一旦接続選択サーバ１４０等に送信して、接続選択サーバ１４０等において位置特定計算が為されるとしてもよい。
【００６４】
また、本実施形態においては、ＰＨＳ端末１１０と基地局１２０との往復路による伝搬遅延時間を測定しているが、ＰＨＳ端末１１０や基地局１２０が絶対時間を把握している場合、往路または復路のみによって伝搬遅延時間を取得することも可能である。
【００６５】
なお、本明細書の位置導出方法における各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含むとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、複数の基地局と無線通信が可能な移動局にかかり、さらに詳細には、基地局と送受信される電波の伝搬遅延を用いて移動局の絶対位置を導出する移動局および位置導出方法に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】無線通信システムを説明するためのシステムブロック図である。
【図２】ＰＨＳ端末のハードウェア構成を示した機能ブロック図である。
【図３】ＰＨＳ端末の外観を示した斜視図である。
【図４】位置特定部によるＰＨＳ端末の位置特定を説明するための説明図である。
【図５】距離の違いによる信頼性の違いを説明するための説明図である。
【図６】分散の違いによる信頼性の違いを説明するための説明図である。
【図７】位置導出方法の処理の流れを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
１１０ …ＰＨＳ端末
１２０ …基地局
２５０ …位置情報取得部
２５２ …遅延計算部
２５４ …距離計算部
２５６ …信頼性判断部
２５８ …位置特定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の基地局と無線通信が可能な移動局にかかり、さらに詳細には、基地局と送受信される電波の伝搬遅延を用いて移動局の絶対位置を導出する移動局および位置導出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やＰＨＳ(Personal Handy phone System)等に代表される移動局が普及し、場所や時間を問わず通話や情報入手が可能となった。このような移動局は、所定間隔をおいて配される基地局と無線通信を行うことで通信網との接続を行う。そして、基地局は、通信相手の通信可能範囲にある基地局と通信を行い移動局同士の音声通信を確立する。
【０００３】
一方、上述した移動局では、自局の絶対位置を通じて、現在居るところの地図上の位置を表示したり、近くの食事処を検索したりするサービスが供給されている。かかるサービスを受けるためには自局の絶対位置を特定することが条件となるが、上述したような固定的に配される基地局と異なり、移動局は自局の絶対位置を独立して把握する術を有していない。
【０００４】
例えば、移動局の位置を特定する手段として、ＧＰＳ(Global Positioning System)を利用する方法が考えられる。かかるＧＰＳでは、少なくとも３つの衛星からの電波を捕捉し、各衛星との距離を計算して自己の絶対位置を把握することができる。このとき、３つの衛星を捕捉できれば自局の平面上の位置を、４つの衛星を捕捉できればさらに高度を取得することができる。しかし、ＧＰＳは比較的高価なシステムであり、計算に時間を要する。また、衛星の電波を受信困難な状況では利用できないといった課題もある。
【０００５】
また、各基地局から受信する電波の電界強度とその基地局の位置とを合わせ、三点交差法（三点測位法）用いて絶対位置を計算する技術が知られている（例えば、特許文献１）。さらに、各基地局から受信する電波の電界強度とその基地局の識別符号とを位置管理局に送信し、位置管理局に自局の現在位置を計算させる技術も公開されている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開平２−０４４９２９号公報
【特許文献２】特開平９−２４７７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した移動局の絶対位置推定技術は、基地局との距離に応じて受信された電波の電界強度が変化する（減衰する）特性を利用しており、電界強度と距離との関係式を参照して基地局と移動局との距離を導き出している。
【０００７】
しかし、建物が密集している環境下においては、マルチパスフェージングやシャドウウイングによって電界強度が増幅または減衰し、本来の電界強度から大きくずれてしまうことがある。従って、電界強度から一意に導出される基地局との距離も、実際の距離から長短いずれにも変動してしまい、移動局の位置特定精度が極端に低下してしまう。
【０００８】
また、基地局の設置密度が低い地域や、建物が密集している地域では、受信電波の強度が相対的に低く、電界強度の変動に対する距離の変化量も大きくなり、距離推定精度を高めることができないといった問題も生じていた。
【０００９】
本発明は、このような従来の位置特定技術の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、電界強度の強弱に拘わらず、迅速かつ高精度に移動局の位置を推定することが可能な、移動局および位置導出方法を提供することである。
【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、本発明のある観点によれば、複数の基地局と無線通信が可能な移動局であって、複数の基地局と無線通信を行う無線通信部と、複数の基地局の絶対位置情報を取得する位置情報取得部と、複数の基地局に電波を送受信した際の伝搬遅延時間を計測する遅延計算部と、伝搬遅延時間に基づいて複数の基地局それぞれとの距離を計算する距離計算部と、複数の基地局それぞれに関する絶対位置情報および距離に基づいて、当該移動局の絶対位置を特定する位置特定部と、を備えることを特徴とする、移動局が提供される。
【００１１】
本発明では、少なくとも３つの基地局の絶対位置と、その基地局からの距離とを用いて、三点交差法（三点測位法）により移動局の絶対位置を把握する。また、基地局からの距離は電波の伝搬遅延を用いて計算される。かかる距離を導出する際、従来の電界強度が、マルチパスフェージングや外乱の影響を受け易いのに対して、伝搬遅延は電波が往復路を経由する時間を計測しているため影響を受け難い。
【００１２】
また、電波の回り込みによって伝搬遅延がさらに大きくなることはあっても、早くなることがないため、その本来の伝搬遅延時間を容易に推定することが可能となる。従って、電界強度の強弱に拘わらず、迅速かつ高精度に移動局の位置を推定することができる。
【００１３】
複数の基地局との距離の信頼性を判断する信頼性判断部をさらに備え、位置特定部は、信頼性判断部の判断結果に応じて、基地局それぞれに関する絶対位置情報および距離の参照に重み付けを行ってもよい。
【００１４】
上記信頼性判断部は、計算された複数の基地局との距離に信頼性に基づく優先順位を決め、信頼性の高い距離を優先的に参照させる。従って、位置特定部が、その信頼性に基づく重み付けを通じて各基地局との距離を参照するため、移動局の絶対位置は、信頼性の低い距離の影響が小さく、信頼性の高い距離の影響が大きくなる。かかる構成により、信頼性の高い距離を用いた三点交差法が実施可能となり、より高精度に移動局の絶対位置を特定することができる。
【００１５】
信頼性判断部は、基地局との距離に応じて信頼性を判断し、距離計算部が計算した距離が長いほど信頼性が高いとしてもよい。
【００１６】
本発明では電界強度の代わりに伝搬遅延を用いているが、伝搬遅延であっても電波の回り込みによる変動は生じてしまう。しかし、基地局との距離に対する伝搬遅延の変動量の比率は距離が長いほど小さくなるという特性を有している。従って、推定距離が遠いものを優先的に利用することで、より高精度に移動局の絶対位置を特定することが可能となる。
【００１７】
信頼性判断部は、距離計算部が複数回計算した距離の分散に応じて信頼性を判断し、分散が小さいほど信頼性が高いとしてもよい。
【００１８】
建物が密集している地域では、複数の建物を通じてマルチパスフェージングが生じ、伝搬経路の分散が大きくなる。従って、分散が大きい場合は、移動局と基地局との伝搬経路が多いと見なして優先順位を下げ、分散が小さい場合は、直接伝搬している電波が多い、即ち本来の伝搬遅延が計測されているとみなして優先順位を上げる。こうして、より高精度に移動局の絶対位置を特定することが可能となる。
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明の他の観点によれば、複数の基地局と無線通信が可能な移動局の絶対位置を導出する位置導出方法であって、複数の基地局の絶対位置情報を取得する位置情報取得ステップと、複数の基地局に電波を送受信した際の伝搬遅延時間を計測する遅延計算ステップと、伝搬遅延時間に基づいて複数の基地局それぞれとの距離を計算する距離計算ステップと、複数の基地局それぞれに関する絶対位置情報および距離に基づいて、当該移動局の絶対位置を特定する位置特定ステップと、を含むことを特徴とする、位置導出方法が提供される。
【００２０】
上述した移動局における技術的思想に対応する構成要素やその説明は、当該位置導出方法にも適用可能である。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明の移動局では、電界強度の強弱に拘わらず、迅速かつ高精度に移動局の位置を推定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２３】
移動局では、自局の近くにある複数の基地局のうち、無線通信を実行するのに最適な基地局を選択するため、基地局が発する制御信号の電界強度を計測して、電界強度が最大となる基地局を通信先として選択している。かかる電界強度の計測機構を利用すると、基地局との距離を推測することができる。しかし、電界強度を用いる距離推定では、その環境によって測定精度が大幅に低下する。このような精度の低い位置情報を用いると、サービス事業者が提供するサービスを十分に受けることができない。
【００２４】
本実施形態では、電界強度の代わりに伝搬遅延を用いて、移動局の絶対位置を推定する。以下の実施形態では、理解を容易にするため、まず、無線通信システム全体の構成を説明し、その後で移動局の構成を詳述する。また、本実施形態の移動局として、上述した携帯電話やＰＨＳの他に、ノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の様々な電子機器を適用可能であるが、ここではＰＨＳ端末を例に挙げて説明する。
【００２５】
（無線通信システム１００）
図１は、無線通信システム１００を説明するためのシステムブロック図である。かかる無線通信システム１００は、ユーザが所有するＰＨＳ端末１１０と、基地局１２０と、インターネット等のＩＰ通信網１３０と、接続選択サーバ１４０とを含んで構成される。
【００２６】
上記無線通信システム１００においては、ユーザが自己のＰＨＳ端末１１０から他のＰＨＳ端末１５０への通話回線接続を試みた場合、ユーザのＰＨＳ端末１１０の操作に応じて、無線通信可能領域にある基地局１２０との無線通信が確立され、基地局１２０は、図１中（１）に示すように、ＩＰ通信網１３０を介して接続選択サーバ１４０に他のＰＨＳ端末１５０との通信接続を要求する。
【００２７】
そして、接続選択サーバ１４０は、図１中（２）に示すように、他のＰＨＳ端末１５０の無線通信可能領域にある基地局１２０を選定して、通信相手の有する他のＰＨＳ端末１５０との音声通話を設定する。
【００２８】
そして、音声通話に必要な基地局１２０の設定が完了すると、接続選択サーバ１４０は、その音声通話処理を基地局間に渡し、図１中（３）に示すように、ユーザ側および通信相手側の基地局１２０同士が主体となって音声信号の送受を直接行う。このとき、接続選択サーバ１４０は、各ＰＨＳ端末１１０、１５０の通信環境の変化、例えば、ＰＨＳ端末１１０の移動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。
【００２９】
（ＰＨＳ端末１１０）
以下、無線通信システム１００におけるＰＨＳ端末１１０の構成を説明する。
【００３０】
図２は、ＰＨＳ端末１１０のハードウェア構成を示した機能ブロック図であり、図３は、ＰＨＳ端末１１０の外観を示した斜視図である。ＰＨＳ端末１１０は、端末制御部２１０と、端末メモリ２１２と、表示部２１４と、操作部２１６と、音声入力部２１８と、音声出力部２２０と、無線通信部２２２とを含んで構成される。
【００３１】
上記端末制御部２１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路によりＰＨＳ端末１１０全体を管理および制御する。端末制御部２１０は、端末メモリ２１２のプログラムを用いて、ＰＨＳ端末１１０を利用した通話機能やメール配信機能も当然にして遂行する。また、後述する、位置情報取得部２５０、遅延計算部２５２、距離計算部２５４、信頼性判断部２５６、位置特定部２５８としても機能する。
【００３２】
上記端末メモリ２１２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成され、端末制御部２１０で処理されるプログラムや音声データ等を記憶する。
【００３３】
上記表示部２１４は、液晶ディスプレイ、ＥＬ(Electro Luminescence)、ＰＤＰ(Plasma Display Panel)等で構成され、端末メモリ２１２に記憶された、またはＩＰ通信網１３０を介してアプリケーション中継サーバ（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。
【００３４】
上記操作部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。
【００３５】
上記音声入力部２１８は、マイク等の音声認識装置で構成され、通話時に入力されたユーザの音声をＰＨＳ端末１１０内で処理可能な電気信号に変換する。
【００３６】
上記音声出力部２２０は、スピーカで構成され、ＰＨＳ端末１１０で受信した通話相手の音声信号を音声に変えて出力する。また、着信音や、操作部２１６の操作音、アラーム音等も出力できる。
【００３７】
上記無線通信部２２２は、携帯電話網における基地局１２０と無線通信を行う。かかる無線通信としては、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ＰＨＳ端末１１０のチャネルに割り当てて通信を行う時分割多重方式等がある。
【００３８】
次に、図２および図３で説明したハードウェアを用いて遂行される機能および動作について詳述する。
【００３９】
上記位置情報取得部２５０は、無線通信部２２２を介して、複数の基地局１２０に絶対位置の取得要求を行い、各基地局１２０に予め記憶された絶対位置情報を取得、端末メモリ２１２に格納する。
【００４０】
上記遅延計算部２５２は、無線通信部２２２を介して、複数の基地局１２０それぞれに伝搬遅延測定のための信号を送信し、その信号に対する複数の基地局１２０からの返信を受信して、その往復路による伝搬遅延時間（０〜２０μｓｅｃ程度）を計測する。かかる伝搬遅延測定は、上述した位置情報取得部２５０による絶対位置情報の取得信号を用いて同時に行われてもよいし、独立した信号で行われてもよい。
【００４１】
上記距離計算部２５４は、遅延計算部２５２で計測された伝搬遅延時間に基づいて複数の基地局１２０それぞれとの距離を計算する。基本的に伝搬遅延時間と距離とは比例関係にあり、伝搬遅延時間に所定計数（例えば３００ｍ／μｓｅｃ）を乗ずることで各基地局１２０との距離が求まる。しかし、建物が密集している領域では、伝搬遅延時間もマルチパスフェージング等によって一意には定まらない場合もある。かかる場合には、遅延計算部２５２による伝搬遅延時間の計測を複数回実行し、距離計算部２５４は、その複数の伝搬遅延時間を統計的に処理し、確実性の高い伝搬遅延時間を抽出して距離を求めてもよい。
【００４２】
かかる距離を導出する際、従来の電界強度が、アナログ量を検出するのでマルチパスフェージングや外乱の影響を受け易いのに対して、伝搬遅延は電波の時間を計測しているため影響を受け難い。従って、電界強度に比べて高精度に距離を導出することができる。
【００４３】
また、電波の回り込みによって伝搬遅延がさらに大きくなることはあっても、早くなることがないため、その本来の伝搬遅延時間を容易に推定することが可能となる。従って、電界強度の強弱に拘わらず、迅速かつ高精度にＰＨＳ端末１１０の位置を推定することができる。
【００４４】
上記信頼性判断部２５６は、複数の基地局１２０との距離の信頼性を判断する。本実施形態では、距離計測対象となる基地局１２０の数が多ければ多いほど、位置特定精度が高くなる。しかし、マルチパスフェージング等により伝搬遅延時間の変動量が多くなった基地局１２０に関しては、その距離も信頼性に欠ける。従って、信頼性判断部２５６は、距離計算部２５４が計算した複数の距離に信頼性に基づく優先順位を決め、後述する位置特定部２５８に信頼性の高い距離を優先的に参照させる。
【００４５】
上記位置特定部２５８は、複数の基地局１２０それぞれに関する絶対位置情報および距離に基づいて、ＰＨＳ端末１１０自体の絶対位置を特定する。
【００４６】
図４は、位置特定部２５８によるＰＨＳ端末１１０の位置特定を説明するための説明図である。本実施形態では、少なくとも３つの基地局１２０の絶対位置と、その基地局１２０からの距離とを用いて、三点交差法によりＰＨＳ端末の絶対位置を把握する。例えば、図４において、距離計算部２５４が計算した基地局１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃとの距離がそれぞれａ、ｂ、ｃと推定された場合、位置情報取得部２５０が取得した各基地局１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃそれぞれの絶対位置から距離を半径とする円を描いたときのその交点が、ＰＨＳ端末１１０の現在の絶対位置となる。
【００４７】
また、位置特定部２５８は、信頼性判断部２５６の判断結果に応じて、基地局１２０それぞれに関する絶対位置情報および距離の参照に重み付けを行う。
【００４８】
上述したように信頼性判断部２５６は、計算された複数の基地局１２０との距離に信頼性に基づく優先順位を定める。ここで、位置特定部２５８が、その信頼性に基づく重み付けを通じて各基地局１２０との距離を参照、具体的に、信頼性の高い距離に関しては、１００％の重み付けで三点交差法に反映し、信頼性の低い距離は、５０％以下の重み付けで反映、もしくは全く反映しないとすると、ＰＨＳ端末１１０の絶対位置は、信頼性の低い距離の影響が小さく、信頼性の高い距離の影響が大きくなる。かかる構成により、信頼性の高い距離を用いた三点交差法が実施可能となり、より高精度にＰＨＳ端末１１０の絶対位置を特定することができる。
【００４９】
ここで、信頼性判断部２５６は、基地局との距離に応じて信頼性を判断することができる。この場合、距離計算部２５４が計算した距離が長いほど信頼性が高いこととなる。
【００５０】
図５は、距離の違いによる信頼性の違いを説明するための説明図である。図５（ａ）は、ＰＨＳ端末１１０と基地局１２０との距離が短い場合、図５（ｂ）は、距離が長い場合を示している。
【００５１】
本実施形態では電界強度の代わりに伝搬遅延を用いているが、伝搬遅延であっても電波の回り込みによる変動は生じてしまう。しかし、図５（ａ）に示すように、基地局１２０との距離が短い場合には、距離（真の伝搬遅延時間ｔ１）に対する変動量（ｔ２―ｔ１）の比率は大きいが、基地局１２０との距離が長い場合には、図５（ｂ）のように、距離（真の伝搬遅延時間ｔ３）に対す伝搬遅延時間の変動量（ｔ４―ｔ３）の比率は小さくなる。従って、基地局１２０との距離が長ければ長いほど距離に対する変動比率が小さくなる。従って、推定距離が遠いものを優先的に利用することで、より高精度にＰＨＳ端末１１０の絶対位置を特定することが可能となる。
【００５２】
信頼性判断部２５６は、距離計算部２５４が複数回計算した距離の分散に応じて信頼性を判断し、分散が小さいほど信頼性が高いとする。ここで、分散は、距離の散らばりぐあいを表し、平均値と各値との差を２乗して算術平均したもので数値化してもよい。
【００５３】
図６は、分散の違いによる信頼性の違いを説明するための説明図である。図６（ａ）は、ＰＨＳ端末１１０と基地局１２０との距離の分散が大きい場合、図６（ｂ）は、距離の分散が小さい場合を示している。
【００５４】
建物が密集している地域では、複数の建物を通じてマルチパスフェージングが生じ、伝搬経路の分散が大きくなる。従って、図６（ａ）に示すように、分散が大きい場合は、ＰＨＳ端末１１０と基地局１２０との伝搬経路が多いと見なして優先順位を下げ、図６（ｂ）に示すように、分散が小さい場合は、直接伝搬している電波が多い、即ち本来の伝搬遅延が計測されているとみなして優先順位を上げる。こうして、より高精度にＰＨＳ端末１１０の絶対位置を特定することが可能となる。
【００５５】
（位置導出方法）
次に、上述した移動局としてのＰＨＳ端末１１０を用いて、ＰＨＳ端末１１０自体の現在の絶対位置を導出する位置導出方法について説明する。
【００５６】
図７は、位置導出方法の処理の流れを示したフローチャートである。まず、ＰＨＳ端末１１０は、周辺にある基地局１２０を検索し、各基地局１２０識別符号および電界強度リストを作成する（Ｓ３００）。そして、電界強度リスト中で電界強度が最も強い基地局１２０に対し、制御チャネル上で距離測定用の専用メッセージを送信する（Ｓ３０２）。
【００５７】
基地局１２０は、ＰＨＳ端末１１０からの専用メッセージを受信すると、自局の絶対位置情報（例えば、経度および緯度）を付加してＰＨＳ端末１１０に返信する（Ｓ３０４）。ＰＨＳ端末１１０は、かかる基地局１２０からの絶対位置情報を取得して（Ｓ３０６：位置情報取得ステップ）、端末メモリ２１２に記憶する（Ｓ３０８）。
【００５８】
ＰＨＳ端末１１０は、絶対位置情報の取得と並行して、返信された電波の伝搬遅延時間を計測し（Ｓ３１０：遅延計算ステップ）、電波の伝搬速度と伝搬遅延時間に基づいて基地局１２０との距離を計算する（Ｓ３１２：距離計算ステップ）。そして、ＰＨＳ端末１１０は、基地局１２０の絶対位置および基地局１２０との距離の組合せに関して、自局の絶対位置を推定するのに十分な数（所定数）を取得したかどうか判断し（Ｓ３１４）、不足していれば、次に電界強度が強い基地局１２０に対象を移し（Ｓ３１６）、専用メッセージの送信から繰り返す。
【００５９】
十分な数の絶対位置情報および距離を取得すると、ＰＨＳ端末１１０は、各基地局１２０から取得した絶対位置情報および距離の信頼性を、その距離または分散に基づいて判断し、重み付けを行う（Ｓ３１８）。そして、各基地局１２０から取得した絶対位置情報および距離に基づき、三点交差法に従って自局の絶対位置を特定する（Ｓ３２０：位置特定ステップ）。
【００６０】
ここでは、各基地局１２０の距離を導出した後に、その距離や分散に基づいて信頼性を判断しているが、かかる場合に限られず、当該位置導出方法開始時の電界強度を用いて、信頼性が高いであろう遠距離にある基地局１２０を予め絞っておき、絞られた基地局１２０の絶対位置情報および距離のみを三点交差法に用いてもよい。
【００６１】
かかる位置導出方法においても、電界強度の強弱に拘わらず、迅速かつ高精度にＰＨＳ端末１１０の位置を推定することが可能となる。
【００６２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態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。
【００６３】
上述した実施形態では、三点交差法による位置特定計算を自局のＰＨＳ端末１１０内で実行しているが、かかる場合に限られず、複数の基地局１２０の絶対位置情報および距離を一旦接続選択サーバ１４０等に送信して、接続選択サーバ１４０等において位置特定計算が為されるとしてもよい。
【００６４】
また、本実施形態においては、ＰＨＳ端末１１０と基地局１２０との往復路による伝搬遅延時間を測定しているが、ＰＨＳ端末１１０や基地局１２０が絶対時間を把握している場合、往路または復路のみによって伝搬遅延時間を取得することも可能である。
【００６５】
なお、本明細書の位置導出方法における各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含むとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、複数の基地局と無線通信が可能な移動局にかかり、さらに詳細には、基地局と送受信される電波の伝搬遅延を用いて移動局の絶対位置を導出する移動局および位置導出方法に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】無線通信システムを説明するためのシステムブロック図である。
【図２】ＰＨＳ端末のハードウェア構成を示した機能ブロック図である。
【図３】ＰＨＳ端末の外観を示した斜視図である。
【図４】位置特定部によるＰＨＳ端末の位置特定を説明するための説明図である。
【図５】距離の違いによる信頼性の違いを説明するための説明図である。
【図６】分散の違いによる信頼性の違いを説明するための説明図である。
【図７】位置導出方法の処理の流れを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
１１０ …ＰＨＳ端末
１２０ …基地局
２５０ …位置情報取得部
２５２ …遅延計算部
２５４ …距離計算部
２５６ …信頼性判断部
２５８ …位置特定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局と無線通信が可能な移動局であって、
前記複数の基地局と無線通信を行う無線通信部と、
前記複数の基地局の絶対位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記複数の基地局に電波を送受信した際の伝搬遅延時間を計測する遅延計算部と、
前記伝搬遅延時間に基づいて前記複数の基地局それぞれとの距離を計算する距離計算部と、
前記複数の基地局それぞれに関する絶対位置情報および距離に基づいて、当該移動局の絶対位置を特定する位置特定部と、
を備えることを特徴とする、移動局。
【請求項２】
前記複数の基地局との距離の信頼性を判断する信頼性判断部をさらに備え、
前記位置特定部は、前記信頼性判断部の判断結果に応じて、前記基地局それぞれに関する絶対位置情報および距離の参照に重み付けを行うことを特徴とする、請求項１に記載の移動局。
【請求項３】
前記信頼性判断部は、前記基地局との距離に応じて信頼性を判断し、前記距離計算部が計算した距離が長いほど信頼性が高いことを特徴とする、請求項２に記載の移動局。
【請求項４】
前記信頼性判断部は、前記距離計算部が複数回計算した距離の分散に応じて信頼性を判断し、該分散が小さいほど信頼性が高いことを特徴とする、請求項２に記載の移動局。
【請求項５】
複数の基地局と無線通信が可能な移動局の絶対位置を導出する位置導出方法であって、
前記複数の基地局の絶対位置情報を取得する位置情報取得ステップと、
前記複数の基地局に電波を送受信した際の伝搬遅延時間を計測する遅延計算ステップと、
前記伝搬遅延時間に基づいて前記複数の基地局それぞれとの距離を計算する距離計算ステップと、
前記複数の基地局それぞれに関する絶対位置情報および距離に基づいて、当該移動局の絶対位置を特定する位置特定ステップと、
を含むことを特徴とする、位置導出方法。
【請求項１】
複数の基地局と無線通信が可能な移動局であって、
前記複数の基地局と無線通信を行う無線通信部と、
前記複数の基地局の絶対位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記複数の基地局に電波を送受信した際の伝搬遅延時間を計測する遅延計算部と、
前記伝搬遅延時間に基づいて前記複数の基地局それぞれとの距離を計算する距離計算部と、
前記複数の基地局それぞれに関する絶対位置情報および距離に基づいて、当該移動局の絶対位置を特定する位置特定部と、
を備えることを特徴とする、移動局。
【請求項２】
前記複数の基地局との距離の信頼性を判断する信頼性判断部をさらに備え、
前記位置特定部は、前記信頼性判断部の判断結果に応じて、前記基地局それぞれに関する絶対位置情報および距離の参照に重み付けを行うことを特徴とする、請求項１に記載の移動局。
【請求項３】
前記信頼性判断部は、前記基地局との距離に応じて信頼性を判断し、前記距離計算部が計算した距離が長いほど信頼性が高いことを特徴とする、請求項２に記載の移動局。
【請求項４】
前記信頼性判断部は、前記距離計算部が複数回計算した距離の分散に応じて信頼性を判断し、該分散が小さいほど信頼性が高いことを特徴とする、請求項２に記載の移動局。
【請求項５】
複数の基地局と無線通信が可能な移動局の絶対位置を導出する位置導出方法であって、
前記複数の基地局の絶対位置情報を取得する位置情報取得ステップと、
前記複数の基地局に電波を送受信した際の伝搬遅延時間を計測する遅延計算ステップと、
前記伝搬遅延時間に基づいて前記複数の基地局それぞれとの距離を計算する距離計算ステップと、
前記複数の基地局それぞれに関する絶対位置情報および距離に基づいて、当該移動局の絶対位置を特定する位置特定ステップと、
を含むことを特徴とする、位置導出方法。
【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２００９−７４９７４（Ｐ２００９−７４９７４Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４５０８５（Ｐ２００７−２４５０８５）
【出願日】平成１９年９月２１日（２００７．９．２１）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２１日（２００７．９．２１）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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