JP2006080681A - System and method for position detection - Google Patents

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博人 須田
Shinzo Okubo
信三 大久保
Sukeyuki Furusawa
祐之 古沢
Nobuo Nakajima
信生 中嶋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position detection system and a position detection method for detecting the position of a mobile station by using radio waves of CDMA. <P>SOLUTION: In the position detection system for detecting the position of a mobile station in a mobile communication system for communicating with a plurality of base stations by a CDMA system, the plurality of base stations comprise an interoffice synchronization means for transmitting radio waves at different frequencies for synchronizing base stations; a means for measuring the amount of a delay for measuring the amount of a propagation delay from radio waves received by the mobile station; and a position detection means for detecting the position of the mobile station based on the amount of the propagation delay. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、符号分割多元接続方式を用いた位置検出システムおよび位置検出方法に関する。   The present invention relates to a position detection system and a position detection method using a code division multiple access method.

移動通信では、非常時用あるいは新サービス提供の手段として、位置情報の必要性が高まっている。位置情報は、ＧＰＳ(Global Positioning System)を用いたり、ＣＤＭＡ(Code Division Multiple Access)の遅延プロファイルを用いたりして得ることができる。   In mobile communications, the need for location information is increasing as a means of emergency or providing new services. The position information can be obtained by using GPS (Global Positioning System) or by using a CDMA (Code Division Multiple Access) delay profile.

例えば、パイロット信号の移動局への到着時間を示すパイロットチャネル信号情報を受信し、このパイロットチャネル信号情報および複数の基地局の位置を示す基地局情報に基づいて、一組の位置誤差コスト関数を最小化することによって、移動局の位置を推定する測位システムがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−１８０１８６号公報 For example, pilot channel signal information indicating the arrival time of a pilot signal at a mobile station is received, and a set of position error cost functions is obtained based on the pilot channel signal information and base station information indicating the positions of a plurality of base stations. There is a positioning system that estimates the position of a mobile station by minimizing (see, for example, Patent Document 1).
JP 2000-180186 A

しかしながら、上述した背景技術には以下の問題がある。   However, the background art described above has the following problems.

ＧＰＳによる位置検出は、屋内では使用できない問題がある。   Position detection by GPS has a problem that cannot be used indoors.

また、ＣＤＭＡの遅延プロファイルを用いた位置検出は、屋内でも使用可能であるが、もともと位置検出が目的ではないために位置検出の精度が悪い上、遠近問題から位置を検出できるエリアが限られる問題がある。この遠近問題に関して、ある基地局が電波を出しているときは他の基地局は電波を出さないようにし、時分割で電波の送信を制御する方法もあるが、現行のシステムを改造せねばならず、周波数利用効率も損なわれる問題がある。また、この方法は、局間が非同期であるシステムには適用できない問題がある。   In addition, position detection using a CDMA delay profile can be used indoors. However, since position detection is not originally intended, position detection accuracy is poor, and the area where the position can be detected is limited due to perspective problems. There is. Regarding this perspective problem, there is a way to control the transmission of radio waves in a time-sharing manner, while one base station emits radio waves and other base stations do not emit radio waves, but if the current system must be modified In addition, there is a problem that the frequency utilization efficiency is impaired. In addition, this method has a problem that cannot be applied to a system in which the stations are asynchronous.

また、マルチパスの影響で、特に都市内において、１００ｍ〜２００ｍの誤差が生じる場合があり、用途によっては利用できない問題がある。   In addition, due to the influence of multipath, an error of 100 m to 200 m may occur particularly in a city, and there is a problem that it cannot be used depending on the application.

そこで、本発明の目的は、ＣＤＭＡの電波を用いて、あまり基地局を改造することなく、検出精度を改善し、移動局の位置検出を行うことができる位置検出システムおよび位置検出方法を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a position detection system and a position detection method that can improve the detection accuracy and detect the position of a mobile station using a CDMA radio wave without much modification of the base station. For the purpose.

上記課題を解決するため、本発明の位置検出システムは、複数の基地局との間でＣＤＭＡ方式により通信を行う移動通信システムにおける移動局の位置を検出する位置検出システムであって、複数の基地局は、互いに異なる周波数で電波を送信し、基地局間の同期をとる局間同期手段と、移動局が受信した電波から、伝搬遅延量を測定する遅延量測定手段と、伝搬遅延量に基づいて、移動局の位置を検出する位置検出手段とを備える。   In order to solve the above problems, a position detection system of the present invention is a position detection system that detects the position of a mobile station in a mobile communication system that performs communication with a plurality of base stations by a CDMA method. The station transmits radio waves at mutually different frequencies and synchronizes between base stations, a delay amount measuring means for measuring a propagation delay amount from radio waves received by the mobile station, and a propagation delay amount And position detecting means for detecting the position of the mobile station.

このように構成することにより、移動局は複数の基地局からの信号を受信でき、受信した信号から位置を検出することができる。   With this configuration, the mobile station can receive signals from a plurality of base stations, and can detect a position from the received signals.

また、本発明の他の位置検出システムは、複数の基地局との間でＣＤＭＡ方式により通信を行う移動通信システムにおける移動局の位置を検出する位置検出システムであって、複数の基地局は、互いに異なる周波数で電波を送信し、電波の伝搬遅延量から、基地局間の電波の送信タイミング差を計算する送信タイミング差計算手段と、移動局が受信した電波の伝搬遅延量を測定する遅延量測定手段と、送信タイミング差および伝搬遅延量に基づいて、移動局の位置を検出する位置検出手段とを備える。   Another position detection system of the present invention is a position detection system that detects the position of a mobile station in a mobile communication system that performs communication with a plurality of base stations by a CDMA method. Transmission timing difference calculation means for calculating radio wave transmission timing difference between base stations based on radio wave propagation delay amount, and delay amount for measuring radio wave propagation delay amount received by mobile station Measurement means and position detection means for detecting the position of the mobile station based on the transmission timing difference and the propagation delay amount are provided.

このように構成することにより、基地局が非同期の場合においても、基地局間の電波の送信タイミング差を計算することができ、送信タイミング差および伝搬遅延量に基づいて、移動局の位置を検出することができる。   By configuring in this way, even when the base station is asynchronous, the radio wave transmission timing difference between the base stations can be calculated, and the position of the mobile station is detected based on the transmission timing difference and the propagation delay amount. can do.

また、本発明の他の位置検出システムは、複数の基地局との間でＣＤＭＡ方式により通信を行う移動通信システムにおける移動局の位置を検出する位置検出システムであって、複数の基地局は、互いに異なる周波数で電波を送信し、各基地局と移動局との間を往復する電波の伝搬遅延量を測定する遅延量測定手段と、伝搬遅延量から各基地局と移動局との絶対距離を求め、移動局の位置を検出する位置検出手段とを備える。   Another position detection system of the present invention is a position detection system that detects the position of a mobile station in a mobile communication system that performs communication with a plurality of base stations by a CDMA method. A delay measurement means for transmitting radio waves at different frequencies and measuring the propagation delay of radio waves traveling back and forth between each base station and the mobile station, and the absolute distance between each base station and the mobile station from the propagation delay And a position detecting means for detecting the position of the mobile station.

このように構成することにより、基地局が非同期の場合においても、各基地局と移動局との間を往復する電波の伝搬遅延量を測定することができ、移動局の位置を検出することができる。   By configuring in this way, even when the base station is asynchronous, it is possible to measure the propagation delay amount of radio waves traveling back and forth between each base station and the mobile station, and to detect the position of the mobile station. it can.

また、本発明の他の位置検出システムは、複数の基地局との間でＣＤＭＡ方式により通信を行う移動通信システムにおける移動局の位置を検出する位置検出システムであって、基地局は、セルを複数のセクタに角度分割し、セクタ毎に異なる拡散コードを用いて通信を行い、移動局が受信した電波から、拡散コード毎の受信レベルを測定する受信レベル測定手段と、拡散コード毎の受信レベルに基づいて、移動局の方位を検出する方位検出手段と、方位に基づき、移動局の位置を検出する位置検出手段とを備える。   Another position detection system of the present invention is a position detection system that detects the position of a mobile station in a mobile communication system that performs communication with a plurality of base stations by a CDMA method. Receive level measurement means for measuring the reception level for each spreading code from radio waves received by the mobile station by performing angular division into a plurality of sectors and performing communication using different spreading codes for each sector, and the receiving level for each spreading code And a position detecting means for detecting the position of the mobile station based on the direction.

このように構成することにより、移動局が受信した電波から、拡散コード毎の受信レベルを測定でき、移動機の基地局に対する方位を求めることができる。   With this configuration, the reception level for each spreading code can be measured from the radio wave received by the mobile station, and the direction of the mobile station relative to the base station can be obtained.

また、本発明の位置検出方法は、複数の基地局との間でＣＤＭＡ方式により通信を行う移動通信システムにおける移動局の位置を検出する位置検出方法であって、同期した複数の基地局が、互いに異なる周波数で電波を送信するステップと、移動局が、電波を受信するステップと、移動局が受信した電波から、伝搬遅延量を測定するステップと、伝搬遅延量に基づいて、移動局の位置を検出するステップとを有する。   Further, the position detection method of the present invention is a position detection method for detecting the position of a mobile station in a mobile communication system that performs communication with a plurality of base stations by a CDMA method. A step of transmitting radio waves at different frequencies, a step of receiving a radio wave by the mobile station, a step of measuring a propagation delay amount from the radio wave received by the mobile station, and a position of the mobile station based on the propagation delay amount. Detecting.

このようにすることにより、移動局は複数の基地局から受信した電波から位置を検出することができる。   In this way, the mobile station can detect the position from the radio waves received from a plurality of base stations.

また、本発明の他の位置検出方法は、複数の基地局との間でＣＤＭＡ方式により通信を行う移動通信システムにおける移動局の位置を検出する位置検出方法であって、複数の基地局が、互いに異なる周波数で電波を送信するステップと、電波の伝搬遅延量から、基地局間の電波の送信タイミング差を計算するステップと、移動局が電波を受信するステップと、移動局が受信した電波の伝搬遅延量を測定するステップと、送信タイミング差および伝搬遅延量に基づいて、移動局の位置を検出するステップとを有する。   In addition, another position detection method of the present invention is a position detection method for detecting the position of a mobile station in a mobile communication system that performs communication with a plurality of base stations by a CDMA method. A step of transmitting radio waves at different frequencies, a step of calculating a radio wave transmission timing difference between base stations from a radio wave propagation delay amount, a step of receiving radio waves by a mobile station, and a step of Measuring a propagation delay amount, and detecting a position of the mobile station based on the transmission timing difference and the propagation delay amount.

このようにすることにより、基地局が非同期の場合においても、基地局間の電波の送信タイミング差および伝搬遅延量に基づいて、移動局の位置を検出することができる。   In this way, even when the base station is asynchronous, the position of the mobile station can be detected based on the radio wave transmission timing difference and the propagation delay amount between the base stations.

また、本発明の位置検出方法は、複数の基地局との間でＣＤＭＡ方式により通信を行う移動通信システムにおける移動局の位置を検出する位置検出方法であって、複数の基地局が、互いに異なる周波数で電波を送信するステップと、各基地局と移動局との間を往復する電波の伝搬遅延量を測定するステップと、伝搬遅延量から各基地局と移動局との絶対距離を求め、移動局の位置を検出するステップとを有する。   The position detection method of the present invention is a position detection method for detecting the position of a mobile station in a mobile communication system that performs communication with a plurality of base stations by a CDMA method, and the plurality of base stations are different from each other. A step of transmitting a radio wave at a frequency, a step of measuring a propagation delay of a radio wave traveling back and forth between each base station and the mobile station, and obtaining an absolute distance between each base station and the mobile station from the propagation delay Detecting the position of the station.

このようにすることにより、基地局が非同期の場合においても、各基地局と移動局との間を往復する電波の伝搬遅延量から、移動局の位置を検出することができる。   In this way, even when the base station is asynchronous, the position of the mobile station can be detected from the propagation delay amount of the radio wave that reciprocates between each base station and the mobile station.

また、本発明の他の位置検出方法は、複数の基地局との間でＣＤＭＡ方式により通信を行う移動通信システムにおける移動局の位置を検出する位置検出システムであって、基地局が、セルを角度分割したセクタ毎に異なる拡散コードを用いて電波を送信するステップと、移動局が電波を受信するステップと、移動局が受信した電波から、拡散コード毎の受信レベルを測定するステップと、拡散コード毎の受信レベルに基づいて、移動局の方位を検出するステップと、方位に基づき、移動局の位置を検出するステップとを有する。   Another position detection method of the present invention is a position detection system that detects the position of a mobile station in a mobile communication system that performs communication with a plurality of base stations by a CDMA method. A step of transmitting a radio wave using a different spreading code for each sector divided into angles, a step of receiving a radio wave by a mobile station, a step of measuring a reception level for each spreading code from the radio wave received by the mobile station, and spreading The method includes a step of detecting the azimuth of the mobile station based on the reception level for each code, and a step of detecting the position of the mobile station based on the azimuth.

このようにすることにより、移動局が受信した電波から、拡散コード毎の受信レベルを測定し、移動機の基地局に対する方位を求めることができる。   In this way, the reception level for each spreading code can be measured from the radio wave received by the mobile station, and the direction of the mobile station relative to the base station can be obtained.

本発明の実施例によれば、ＣＤＭＡの電波を用いて移動局の位置検出を行うことができる位置検出システムおよび位置検出方法を実現できる。   According to the embodiment of the present invention, it is possible to realize a position detection system and a position detection method capable of detecting the position of a mobile station using CDMA radio waves.

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In all the drawings for explaining the embodiments, the same reference numerals are used for those having the same function, and repeated explanation is omitted.

本発明の第１の実施例にかかる移動通信システムについて、図１を参照して説明する。   A mobile communication system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本実施例にかかる移動通信システムは、移動局１００と、複数の基地局とを備える。各基地局は異なる周波数で電波を送信する。例えば、各基地局は異なる電気通信事業者に属し、第１の電気通信事業者に属する第１の基地局１１０と、第２の電気通信事業者に属する第２の基地局１２０と、第３の電気通信事業者に属する第３の基地局１３０とを備える。   The mobile communication system according to the present embodiment includes a mobile station 100 and a plurality of base stations. Each base station transmits radio waves at different frequencies. For example, each base station belongs to a different telecommunications carrier, a first base station 110 belonging to a first telecommunications carrier, a second base station 120 belonging to a second telecommunications carrier, And a third base station 130 belonging to the telecommunications carrier.

移動局１００は、アンテナを介して、各基地局から異なる周波数で送信される電波を受信する受信機１０１と、受信機１０１と接続され、各基地局から到来した電波の相対的な遅延を測定する遅延時間測定部１０２と、遅延時間測定部１０２と接続され、測定された相対遅延から移動局１００の位置を検出する位置検出部１０３と、位置検出部１０３と接続され、各基地局の位置を記憶する基地局位置データベース１０４とを備える。   The mobile station 100 receives a radio wave transmitted at a different frequency from each base station via an antenna, and is connected to the receiver 101 and measures a relative delay of the radio wave arriving from each base station. A delay time measuring unit 102 connected to the delay time measuring unit 102, a position detecting unit 103 for detecting the position of the mobile station 100 from the measured relative delay, and a position detecting unit 103 connected to the position of each base station. Is stored in the base station location database 104.

第１の基地局１１０は、アンテナを備え、周波数Ｆ１の電波を送信する送信機１１１と、送信機１１１と接続され、各基地局間で時間同期を行う局間同期装置１１２とを備える。例えば、局間同期装置１１２としてＧＰＳを備えるようにしてもよい。なお、図１において、各基地局内の上り信号の受信系は、その記載を省略する。第２の基地局１２０および第３の基地局１３０については、第１の基地局１１０と同様の構成であり、第２の基地局１２０が周波数Ｆ２の電波を送信し、第３の基地局１３０が周波数Ｆ３の電波を送信する。 The first base station 110 includes an antenna includes a transmitter 111 that transmits signals of frequency F 1, is connected to the transmitter 111, and an inter-station synchronization system 112 for performing time synchronization between the base stations. For example, a GPS may be provided as the inter-station synchronization device 112. In FIG. 1, the description of the uplink signal reception system in each base station is omitted. The second base station 120 and the third base station 130 has the same structure as the first base station 110, the second base station 120 transmits a radio wave of frequency F 2, a third base station 130 transmits a radio wave of frequency F 3.

ＣＤＭＡでは、基地局間で同一周波数を用い、お互いに異なった拡散符号で拡散され、電波が送信される。このため、移動局が自基地局に近づく程、自基地局から送信された電波の受信レベルが相対的に高まって、干渉により他の基地局から送信された信号を受信できなくなる。   In CDMA, radio waves are transmitted using the same frequency between base stations, spread with different spreading codes. For this reason, the closer the mobile station is to the own base station, the higher the reception level of the radio wave transmitted from the own base station becomes, and it becomes impossible to receive signals transmitted from other base stations due to interference.

確かな品質で受信できるのはほとんどの場所で自基地局からの電波のみであり、基地局間の境界領域でのみ複数の基地局からの電波を受信することができる。したがって、複数の基地局からの距離を伝搬遅延で求めて、３点測量の原理で位置を特定することは困難である。   It is possible to receive radio waves from a plurality of base stations only in the boundary area between the base stations only at radio waves from the own base station in most places. Therefore, it is difficult to determine the position based on the principle of three-point surveying by obtaining the distances from a plurality of base stations by propagation delay.

その対策として、上述したように各移動局からの電波を時分割で送信するようにして、お互いの干渉を避ける方法があるが、現行のシステムを改造しなければならず、周波数利用効率も損なわれてしまう。   As a countermeasure, there is a method of avoiding mutual interference by transmitting radio waves from each mobile station as described above. However, the current system must be modified and the frequency utilization efficiency is also impaired. It will be.

以上の問題を解決する手段として、本実施例では、複数の電気通信事業者に属する各基地局から送信される電波を用いる。異なる電気通信事業者は異なる周波数で電波を通信しているため、移動局１００は、送信された電波をお互いに干渉なく同時に受信することができる。例えば、３電気通信事業者がＣＤＭＡ方式の移動通信システムを同一エリアで運用し、第１の基地局１１０、第２の基地局１２０および第３の基地局１３０は、周波数がＦ１、Ｆ２およびＦ３の電波を送信する場合、移動局１００は、受信周波数を切替えることにより、第１の基地局１１０、第２の基地局１２０および第３の基地局１３０から送信される電波を受信できる。各基地局は、局間同期装置１１２、１２２および１３２、例えばＧＰＳにより同期している。このため、移動局１００は、受信した各基地局から送信された電波から、各基地局までの距離を求め、この距離から３角法により移動局１００の位置を検出することができる。 As means for solving the above problems, in this embodiment, radio waves transmitted from each base station belonging to a plurality of telecommunication carriers are used. Since different telecommunication carriers communicate radio waves at different frequencies, the mobile station 100 can simultaneously receive the transmitted radio waves without interference with each other. For example, three telecommunications carriers operate a CDMA mobile communication system in the same area, and the first base station 110, the second base station 120, and the third base station 130 have frequencies of F 1 and F 2. When transmitting the radio waves of F 3 and F 3 , the mobile station 100 can receive radio waves transmitted from the first base station 110, the second base station 120, and the third base station 130 by switching the reception frequency. . Each base station is synchronized by inter-station synchronizers 112, 122 and 132, such as GPS. For this reason, the mobile station 100 can obtain the distance to each base station from the received radio wave transmitted from each base station, and can detect the position of the mobile station 100 from this distance by the triangle method.

例えば、移動局１００は、３基の基地局から送信された電波の相対遅延を測定し、この相対遅延をもとに、各基地局からの距離を算出し、自移動局１００の位置を検出する。例えば、移動局１００は、各基地局を中心に算出した距離を半径とし円を描き、これら３つの円の交点を自移動局１００の位置とする。３つの円が交わらない場合には、３つの円の重なった領域の中心を自移動局１００の位置としてもよい。   For example, the mobile station 100 measures the relative delay of radio waves transmitted from three base stations, calculates the distance from each base station based on the relative delay, and detects the position of the mobile station 100 To do. For example, the mobile station 100 draws a circle with the distance calculated from each base station as the radius, and sets the intersection of these three circles as the position of the mobile station 100. When the three circles do not intersect, the center of the area where the three circles overlap may be set as the position of the mobile station 100.

同一電気通信事業者内では、送信波と受信波とが同一の周波数となるため、送受間干渉により、他の同一電気通信事業者に属する基地局からの送信波を受信することができない。しかし、本実施例では、異なる電気通信事業者に属する基地局から送信される電波を利用するため、異なる周波数の電波を利用でき、他の基地局の送信波を受信することができる。   Within the same telecommunications carrier, the transmitted wave and the received wave have the same frequency, and therefore, transmission waves from base stations belonging to other same telecommunications carrier cannot be received due to interference between transmission and reception. However, in this embodiment, since radio waves transmitted from base stations belonging to different telecommunications carriers are used, radio waves of different frequencies can be used and transmission waves of other base stations can be received.

実際に、基地局の制御信号を移動局が受信して、遅延プロファイルを求めた結果について、図２を参照して説明する。   The result of the mobile station actually receiving the control signal of the base station and obtaining the delay profile will be described with reference to FIG.

図２（ａ）に示すように、基地局から送信された制御信号を移動局で受信し、その受信信号の基準点に対する遅延プロファイルを、遅延プロファイル測定装置を用いて求めた。その結果、図２（ｂ）に示すように、基準点と移動局それぞれの位置に設置されたアンテナ出力を示す２つのパルスが観測された。２つのパルスの時間差から、基準点と移動局との相対距離を求めることができる。本実施例においては、３基の基地局から送信された電波の相対遅延から、各基地局からの相対距離を算出することができる。   As shown in FIG. 2 (a), the control signal transmitted from the base station was received by the mobile station, and the delay profile with respect to the reference point of the received signal was obtained using a delay profile measuring device. As a result, as shown in FIG. 2B, two pulses indicating the antenna output installed at the respective positions of the reference point and the mobile station were observed. From the time difference between the two pulses, the relative distance between the reference point and the mobile station can be obtained. In the present embodiment, the relative distance from each base station can be calculated from the relative delay of the radio waves transmitted from the three base stations.

本実施例においては、各基地局がＧＰＳにより同期を取る場合について説明したが、他の基地局から送信される電波を受信し、同期信号を検出することにより局間同期を確立するようにしてもよい。例えば、ある基地局をマスター局、他の基地局をスレーブ局に設定し、スレーブ局はマスター局が送信する電波からクロックを検出して、自スレーブ局のクロックを決め、チップ単位で同期を計るようにしてもよい。   In the present embodiment, the case where each base station is synchronized by GPS has been described, but radio waves transmitted from other base stations are received, and synchronization between stations is established by detecting a synchronization signal. Also good. For example, one base station is set as a master station, and another base station is set as a slave station. The slave station detects a clock from radio waves transmitted by the master station, determines the clock of the slave station, and measures synchronization in units of chips. You may do it.

この場合においても、同一電気通信事業者内では、同一周波数の電波が送信されるため、スレーブ局においてマスター局の電波を検出することは、不可能であるが、異なる複数の電気通信事業者の基地局から送信される電波を利用することにより、スレーブ局はマスター局のクロックを検出することができる。このようにすることにより、ＧＰＳが使えない場合においても、移動局の位置を求めることができる。   Even in this case, since radio waves of the same frequency are transmitted within the same telecommunications carrier, it is impossible for the slave station to detect the radio waves of the master station, By using the radio wave transmitted from the base station, the slave station can detect the clock of the master station. By doing so, the position of the mobile station can be obtained even when GPS cannot be used.

次に、本発明の第２の実施例について、図３を参照して説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本実施例にかかる移動通信システムは、各基地局が局間同期を実施しない場合に、移動局１００の位置を検出する。   The mobile communication system according to the present embodiment detects the position of the mobile station 100 when each base station does not perform inter-station synchronization.

本実施例にかかる移動通信システムは、上述した実施例と同様に、移動局１００と、複数の基地局とを備える。各基地局は異なる周波数で電波を送信する。例えば、各基地局は異なる電気通信事業者に属し、第１の電気通信事業者に属する第１の基地局１１０と、第２の電気通信事業者に属する第２の基地局１２０と、第３の電気通信事業者に属する第３の基地局１３０とを備える。   The mobile communication system according to the present embodiment includes the mobile station 100 and a plurality of base stations, as in the above-described embodiments. Each base station transmits radio waves at different frequencies. For example, each base station belongs to a different telecommunications carrier, a first base station 110 belonging to a first telecommunications carrier, a second base station 120 belonging to a second telecommunications carrier, And a third base station 130 belonging to the telecommunications carrier.

移動局１００は、図１を参照して説明した移動局に受信機１０１および位置検出部１０３と接続され、基地局間の送信タイミング差の情報を抽出する基地局間送信タイミング差情報抽出部１０５を備える。   The mobile station 100 is connected to the mobile station described with reference to FIG. 1 with the receiver 101 and the position detection unit 103, and extracts the transmission timing difference information between base stations, and extracts the transmission timing difference information between the base stations 105. Is provided.

第１の基地局１１０は、アンテナを備え、周波数Ｆ１で電波を送信する送信機１１１と、アンテナを備え、異なる周波数、例えば周波数Ｆ１、Ｆ２およびＦ３の電波を受信する受信機１１３と、受信機１１３と接続され、受信機１１３が受信した電波の遅延時間を測定する遅延時間測定部１１４と、各基地局の位置を記憶する基地局位置データベース１１６と、遅延時間測定部１１４、送信機１１１および基地局位置データベース１１６と接続され、基地局間の送信タイミング差、すなわち各基地局、例えば第１の基地局１１０、第２の基地局１２０および第３の基地局１３０から送信される電波のクロックずれを計算する基地局間送信タイミング差計算部１１５とを備える。 The first base station 110 includes an antenna, a transmitter 111 that transmits signals at the frequency F 1, an antenna, a different frequency, for example, the frequency F 1, F 2 and a receiver for receiving radio waves F 3 113 A delay time measurement unit 114 that is connected to the receiver 113 and that measures the delay time of the radio wave received by the receiver 113, a base station location database 116 that stores the location of each base station, a delay time measurement unit 114, It is connected to the transmitter 111 and the base station location database 116, and is transmitted from each base station, for example, the first base station 110, the second base station 120, and the third base station 130. And an inter-base station transmission timing difference calculation unit 115 that calculates a clock deviation of radio waves.

第２の基地局１２０は、アンテナを備え、周波数Ｆ２で電波を送信する送信機１２１を備える。第３の基地局１３０は、アンテナを備え、周波数Ｆ３で電波を送信する送信機１３１を備える。 The second base station 120 comprises a transmitter 121 provided with antennas, and transmits the radio wave at the frequency F 2. Third base station 130 comprises a transmitter 131 provided with antennas, and transmits the radio wave at the frequency F 3.

第１の基地局１１０の受信機１１３は、第１の基地局１１０、第２の基地局１２０および第３の基地局１３０から送信された周波数Ｆ１、Ｆ２およびＦ３の電波を受信する。遅延時間測定部１１４は、受信機１１３により受信された周波数Ｆ１、Ｆ２およびＦ３の電波の遅延時間を測定し、基地局間送信タイミング差計算部１１５に入力する。 The receiver 113 of the first base station 110 receives radio waves of frequencies F 1 , F 2, and F 3 transmitted from the first base station 110, the second base station 120, and the third base station 130. . The delay time measurement unit 114 measures the delay times of the radio waves of the frequencies F 1 , F 2 and F 3 received by the receiver 113 and inputs the delay times to the inter-base station transmission timing difference calculation unit 115.

基地局間送信タイミング差計算部１１５は、入力された遅延時間と基地局位置データベース１１６に記憶された各基地局の位置とから、各基地局から送信される電波の送信タイミングの差を計算し、その結果を送信機１１１に入力する。送信機１１１は、入力された基地局間送信タイミング差を移動局１００に送信する。   The inter-base station transmission timing difference calculation unit 115 calculates the difference in transmission timing of radio waves transmitted from each base station from the input delay time and the position of each base station stored in the base station position database 116. The result is input to the transmitter 111. The transmitter 111 transmits the input inter-base station transmission timing difference to the mobile station 100.

移動局１００では、受信機１０１により基地局間送信タイミング差が受信されると、基地局間送信タイミング差情報抽出部１０５は、基地局間送信タイミング差の情報を抽出し、位置検出部１０３に入力する。   In the mobile station 100, when the inter-base station transmission timing difference is received by the receiver 101, the inter-base station transmission timing difference information extraction unit 105 extracts information on the inter-base station transmission timing difference and sends it to the position detection unit 103. input.

一方、第１の基地局１１０、第２の基地局１２０および第３の基地局１３０により送信された電波は、受信機１０１においても受信され、遅延時間測定部１０２において、各基地局から到来した電波の相対的な遅延が測定され、その結果は位置検出部１０３に入力される。位置検出部１０３は、基地局間送信タイミング差、相対遅延および基地局位置データベースに記憶された各基地局の位置の情報に基づいて、各基地局と移動局との距離を求め、この距離から、例えば３角法により移動局１００の位置を検出する。   On the other hand, the radio waves transmitted by the first base station 110, the second base station 120, and the third base station 130 are also received by the receiver 101, and arrived from each base station by the delay time measurement unit 102. The relative delay of the radio wave is measured, and the result is input to the position detection unit 103. The position detection unit 103 obtains the distance between each base station and the mobile station based on the transmission timing difference between base stations, the relative delay, and the position information of each base station stored in the base station position database. For example, the position of the mobile station 100 is detected by the triangle method.

本実施例では、第１の基地局１１０に、送信機１１１、受信機１１３、遅延時間測定部１１４、基地局間送信タイミング差計算部１１５および基地局位置データベース１１６を備える場合について説明したが、第２の基地局１２０に備えるようにしてもよいし、第３の基地局１３０に備えるようにしてもよい。   In the present embodiment, the case where the first base station 110 includes the transmitter 111, the receiver 113, the delay time measurement unit 114, the inter-base station transmission timing difference calculation unit 115, and the base station position database 116 has been described. The second base station 120 may be provided, or the third base station 130 may be provided.

また、基地局に備えることができない場合には、送信機１１１、受信機１１３、遅延時間測定部１１４、基地局間送信タイミング差計算部１１５および基地局位置データベース１１６を備える装置を、モニタ局として新たに備えるようにしてもよい。   When the base station cannot be provided, an apparatus including the transmitter 111, the receiver 113, the delay time measurement unit 114, the inter-base station transmission timing difference calculation unit 115, and the base station position database 116 is used as a monitor station. You may make it prepare newly.

次に、本発明の第３の実施例にかかる移動通信システムについて、図４を参照して説明する。   Next, a mobile communication system according to a third embodiment of the present invention is described with reference to FIG.

本実施例にかかる移動通信システムは、各基地局と移動局１００との間を往復する電波の時間遅延を測定し、各基地局と移動局１００との絶対距離を求めることにより、移動局の位置を検出する。   The mobile communication system according to the present embodiment measures the time delay of radio waves traveling back and forth between each base station and the mobile station 100, and obtains the absolute distance between each base station and the mobile station 100. Detect position.

本実施例にかかる移動通信システムは、上述した実施例と同様に、移動局１００と、複数の基地局とを備える。各基地局は異なる周波数で電波を送信する。例えば、各基地局は異なる電気通信事業者に属し、第１の電気通信事業者に属する第１の基地局１１０と、第２の電気通信事業者に属する第２の基地局１２０と、第３の電気通信事業者に属する第３の基地局１３０とを備える。   The mobile communication system according to the present embodiment includes the mobile station 100 and a plurality of base stations, as in the above-described embodiments. Each base station transmits radio waves at different frequencies. For example, each base station belongs to a different telecommunications carrier, a first base station 110 belonging to a first telecommunications carrier, a second base station 120 belonging to a second telecommunications carrier, And a third base station 130 belonging to the telecommunications carrier.

移動局１００は、アンテナと、アンテナと接続された送受分波器１０７と、送受分波器１０７と接続された送信機１０６および受信機１０１と、送信機１０６および受信機１０１と接続された遅延時間測定部１０２と、遅延時間測定部１０２と接続された位置検出部１０３と、位置検出部１０３と接続された基地局位置データベース１０４とを備える。   The mobile station 100 includes an antenna, a transmitter / receiver demultiplexer 107 connected to the antenna, a transmitter 106 and a receiver 101 connected to the transmitter / receiver demultiplexer 107, and a delay connected to the transmitter 106 and the receiver 101. It includes a time measurement unit 102, a position detection unit 103 connected to the delay time measurement unit 102, and a base station position database 104 connected to the position detection unit 103.

第１の基地局１１０は、周波数Ｆ１で電波を送信する送信機１１１と、送信機１１１と接続され、アンテナを備え、送受信号を合成する送受分波器１１７と、送受分波器１１７および送信機１１１と接続され、周波数Ｆ´１の電波を受信する受信機１１３とを備える。第２の基地局１２０および第３の基地局１３０は、第１の基地局１１０と同様の構成であり、第２の基地局１２０が周波数Ｆ２、Ｆ´２の電波を送受信し、第３の基地局１３０が周波数Ｆ３、Ｆ´３の電波を送受信する。 The first base station 110 includes a transmitter 111 that transmits signals at the frequency F 1, is connected to the transmitter 111, an antenna, a duplexer 117 for synthesizing the reception No., duplexer 117 and It is connected to the transmitter 111, and a receiver 113 for receiving radio waves of the frequency F'1. The second base station 120 and the third base station 130 has the same configuration as the first base station 110, the second base station 120 are frequency F 2, and transmits and receives radio waves of F'2, 3 base station 130 frequency F 3, and transmits and receives radio waves F'3.

移動局１００の送信機１０６は、電波を第１の基地局１１０に送信するとともに、送信した旨の情報を遅延時間測定部１０２に入力する。移動局１００が送信した電波は、第１の基地局１１０の受信機１１３に受信される。送信機１１１は、入力された信号の応答信号を移動局１００に送信する。移動局１００の受信機１０１は、第１の基地局１１０から送信された電波を受信すると、その受信信号を遅延時間測定部１０２に入力する。遅延時間測定部１０２は、移動局１００と第１の基地局１１０との間を往復する電波の伝搬遅延時間の測定を行い、その結果を位置検出部１０３に入力する。   The transmitter 106 of the mobile station 100 transmits radio waves to the first base station 110 and inputs information indicating that the transmission has been made to the delay time measurement unit 102. The radio wave transmitted by the mobile station 100 is received by the receiver 113 of the first base station 110. The transmitter 111 transmits a response signal of the input signal to the mobile station 100. When receiving the radio wave transmitted from the first base station 110, the receiver 101 of the mobile station 100 inputs the received signal to the delay time measuring unit 102. The delay time measuring unit 102 measures the propagation delay time of the radio wave traveling back and forth between the mobile station 100 and the first base station 110 and inputs the result to the position detecting unit 103.

移動局１００は、第２の基地局１２０および第３の基地局１３０に対しても、第１の基地局１１０と同様に伝搬遅延時間の測定を行う。   The mobile station 100 measures the propagation delay time for the second base station 120 and the third base station 130 as well as the first base station 110.

位置検出部１０３は、伝搬遅延時間から、自移動局１００と各基地局との間の距離を求め、この距離から、例えば３角法により移動局１００の位置を検出する。   The position detection unit 103 obtains the distance between the mobile station 100 and each base station from the propagation delay time, and detects the position of the mobile station 100 from this distance by, for example, the triangle method.

このようにすることにより、基地局間の同期を確立することなく、各基地局から送信される異なる周波数の電波を利用して移動局１００の位置を検出することができる。   By doing in this way, the position of the mobile station 100 can be detected using radio waves of different frequencies transmitted from each base station without establishing synchronization between the base stations.

本実施例においては、位置検出を行う機能、すなわち、伝搬遅延測定を行う遅延時間測定部１０２および位置検出部１０３を移動局１００に備える場合について説明したが、各基地局に備えるようにしてもよい。この場合、各基地局において、伝搬遅延測定が行われ、その結果に基づいて基地局と移動局１００との距離が求められ、その結果が移動局１００に送信される。移動局１００は、各基地局と移動局１００との距離に基づいて位置検出を行う。このようにすることにより、移動局１００を小型化することができる。   In this embodiment, the function of performing position detection, that is, the case where the mobile station 100 includes the delay time measuring unit 102 and the position detecting unit 103 that perform propagation delay measurement has been described. Good. In this case, propagation delay measurement is performed in each base station, the distance between the base station and the mobile station 100 is obtained based on the result, and the result is transmitted to the mobile station 100. The mobile station 100 performs position detection based on the distance between each base station and the mobile station 100. By doing in this way, the mobile station 100 can be reduced in size.

また、上述した実施例においては、３基の基地局と移動局１００との間の伝搬遅延時間から、各基地局と移動局１００との距離を求め、求めた距離に基づいて、移動局１００の位置を求める場合について説明したが、２基の基地局と移動局１００との間の伝搬遅延時間から、移動局１００の位置を求めるようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the distance between each base station and the mobile station 100 is obtained from the propagation delay time between the three base stations and the mobile station 100, and the mobile station 100 is based on the obtained distance. However, the position of the mobile station 100 may be obtained from the propagation delay time between the two base stations and the mobile station 100.

この場合、移動局１００の位置として２ヶ所の候補が得られた場合、この測定以前に求められた移動局の位置情報に近いほうを現在の移動局の位置とし、それ以外の位置情報を棄却する。このようにすることにより、２基の基地局からの情報だけでも、移動局の位置の推定ができるため、推定可能な場所率や平均推定精度を向上させることができる。   In this case, when two candidates are obtained as the position of the mobile station 100, the position closer to the position information of the mobile station obtained before this measurement is set as the current position of the mobile station, and other position information is rejected. To do. By doing in this way, since the position of a mobile station can be estimated only by the information from two base stations, the estimable location rate and average estimation accuracy can be improved.

次に、本発明の第４の実施例にかかる移動通信システムについて説明する。   Next, a mobile communication system according to a fourth embodiment of the present invention is described.

本実施例にかかる移動通信システムは、第１から第３の実施例において説明した移動通信システムの機能を組み合わせたものである。   The mobile communication system according to the present embodiment is a combination of the functions of the mobile communication systems described in the first to third embodiments.

本実施例にかかる移動局の動作について、図５を参照して説明する。   The operation of the mobile station according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

ここでは、既に、例えば３基の基地局を用いて移動局の位置の推定がされ、所定時間経過後に、新たに移動局の位置を推定する場合について説明する。   Here, a case will be described in which the position of a mobile station is already estimated using, for example, three base stations, and the position of the mobile station is newly estimated after a predetermined time has elapsed.

移動局は、３基の基地局からの距離測定が可能であるか否かの判断を行う（ステップＳ５０２）、３基の基地局からの距離測定が可能である場合（ステップＳ５０２：ＹＥＳ）、３点測量の原理で移動局の位置推定を行う（ステップＳ５０４）。   The mobile station determines whether distance measurement from three base stations is possible (step S502). When distance measurement from three base stations is possible (step S502: YES), The position of the mobile station is estimated based on the principle of three-point surveying (step S504).

一方、３基の基地局からの距離測定が可能でない場合（ステップＳ５０２：ＮＯ）、２基の基地局からの距離測定が可能であるか否かの判断を行う（ステップＳ５０６）。２基の基地局からの距離測定が可能である場合（ステップＳ５０６：ＹＥＳ）、２基の基地局において、各基地局の位置を中心、基地局と移動局との距離を半径として円を形成したときの交点を求め（ステップＳ５０８）、前回の推定位置に近い交点を移動局の推定位置とする（ステップＳ５１０）。   On the other hand, if distance measurement from three base stations is not possible (step S502: NO), it is determined whether distance measurement from two base stations is possible (step S506). When distance measurement from two base stations is possible (step S506: YES), in the two base stations, a circle is formed with the position of each base station as the center and the distance between the base station and the mobile station as the radius Then, an intersection point is obtained (step S508), and an intersection point close to the previous estimated position is set as the estimated position of the mobile station (step S510).

一方、２基の基地局からの距離測定が可能ではない場合（ステップＳ５０６：ＮＯ）、終了する。   On the other hand, when distance measurement from two base stations is not possible (step S506: NO), the process ends.

次の測定でも、２基の基地局からの距離しか求められない場合には同様の動作を繰り返す。３基の基地局からの距離が求められる場合に、初期の推定方法、すなわち３点測量の原理での位置推定方法を行う。１基の基地局からの測定のみ可能である場合、または全く距離測定ができなかったときは、位置推定を省略して、初期の段階、すなわちステップＳ５０２に戻る。   In the next measurement, when only the distance from two base stations can be obtained, the same operation is repeated. When distances from three base stations are obtained, an initial estimation method, that is, a position estimation method based on the principle of three-point surveying is performed. When only measurement from one base station is possible, or when distance measurement cannot be performed at all, position estimation is omitted and the process returns to the initial stage, that is, step S502.

次に、本発明の第５実施例にかかる移動通信システムについて、図６を参照して説明する。   Next, a mobile communication system according to a fifth embodiment of the present invention is described with reference to FIG.

本実施例にかかる移動通信システムは、１基の基地局にアクセスすることにより、移動局１００の方位の検出を行い、検出した方位を用いて位置検出を行う。   The mobile communication system according to the present embodiment detects the azimuth of the mobile station 100 by accessing one base station, and performs position detection using the detected azimuth.

山間地や電波の届きにくい場所では、３基の基地局にアクセスすることが困難な場合がある。その対策として方位検出を提案する。一般に基地局アンテナはセクタ構成を採用しており、方向によって異なる拡散コードで送信する。したがって、拡散コード間の受信レベルを比較することにより、移動局の方位を検出することができる。方位が分かれば、１基あるいは２基の基地局で移動局の位置を特定することができる。   In mountainous areas and places where radio waves are difficult to reach, it may be difficult to access the three base stations. We propose azimuth detection as a countermeasure. In general, a base station antenna employs a sector configuration and transmits with a spreading code that varies depending on the direction. Therefore, the azimuth of the mobile station can be detected by comparing the reception levels between the spreading codes. If the azimuth is known, the position of the mobile station can be specified by one or two base stations.

本実施例にかかる移動通信システムは、上述した実施例と同様に、移動局１００と、複数の基地局とを備える。各基地局は異なる周波数で電波を送信する。例えば、各基地局は異なる電気通信事業者に属し、第１の電気通信事業者に属する第１の基地局１１０と、第２の電気通信事業者に属する第２の基地局１２０と、第３の電気通信事業者に属する第３の基地局１３０とを備える。   The mobile communication system according to the present embodiment includes the mobile station 100 and a plurality of base stations, as in the above-described embodiments. Each base station transmits radio waves at different frequencies. For example, each base station belongs to a different telecommunications carrier, a first base station 110 belonging to a first telecommunications carrier, a second base station 120 belonging to a second telecommunications carrier, And a third base station 130 belonging to the telecommunications carrier.

移動局１００は、アンテナと、アンテナと接続された受信機１０１と、受信機１０１と接続された各コードの受信レベル検出器１０８と、各コードの受信レベル検出器１０８と接続された位置検出部１０３と、位置検出部１０３と接続された基地局位置データベース１０４とを備える。   The mobile station 100 includes an antenna, a receiver 101 connected to the antenna, a reception level detector 108 for each code connected to the receiver 101, and a position detection unit connected to the reception level detector 108 for each code. 103 and a base station position database 104 connected to the position detection unit 103.

各基地局は、複数の指向性アンテナと、各指向性アンテナと接続された複数の送信機とを備える。例えば、６セクタの場合には、６本の指向性アンテナと、各指向性アンテナと接続された６基の送信機とを備える。本実施例においては、移動局１００は、各基地局の６本のアンテナから送信される電波のうち３本のアンテナから送信される電波を受信できる場合について説明する。したがって、図６には、３本の指向性アンテナと、各指向性アンテナと接続された３基の送信機を示す。   Each base station includes a plurality of directional antennas and a plurality of transmitters connected to each directional antenna. For example, in the case of 6 sectors, 6 directional antennas and 6 transmitters connected to each directional antenna are provided. In the present embodiment, a case will be described in which the mobile station 100 can receive radio waves transmitted from three antennas among radio waves transmitted from six antennas of each base station. Accordingly, FIG. 6 shows three directional antennas and three transmitters connected to each directional antenna.

第１の基地局１１０は、拡散コード１１（以下、コードと略記）で拡散し、周波数Ｆ１で送信する送信機１１１１と、コード２１で拡散し、周波数Ｆ１で送信する送信機１１１２と、コード３１で拡散し、周波数Ｆ１で送信する送信機１１１３とを備える。 The first base station 110, the spreading code 1 1 (hereinafter, code hereinafter) spread with a transmitter 111 1 to be transmitted at the frequency F 1, and spreading code 2 1, transmitter transmitting at frequencies F 1 111 2 and a transmitter 111 3 that spreads at code 3 1 and transmits at frequency F 1 .

第２の基地局１２０は、コード１２で拡散し、周波数Ｆ２で送信する送信機１２１１と、コード２２で拡散し、周波数Ｆ２で送信する送信機１２１２と、コード３２で拡散し、周波数Ｆ２で送信する送信機１２１３とを備える。 The second base station 120 is spread with code 1 2, a transmitter 121 1 to be transmitted at a frequency F 2, and spreading code 2 2, a transmitter 121 2 to send a frequency F 2, code 3 2 spread, and a transmitter 121 3 that transmits at the frequency F 2.

第３の基地局１３０は、コード１３で拡散し、周波数Ｆ３で送信する送信機１３１１と、コード２３で拡散し、周波数Ｆ３で送信する送信機１３１２と、コード３３で拡散し、周波数Ｆ３で送信する送信機１３１３とを備える。 Third base station 130 is spread with code 1 3, a transmitter 131 1 to be transmitted at a frequency F 3, and spreading code 2 3, a transmitter 131 2 to send a frequency F 3, code 3 3 A transmitter 131 3 that spreads and transmits at frequency F 3 .

例として、移動局１００と第１の基地局１１０とがアクセスすることにより位置検出を行う場合について、図７を参照して説明する。   As an example, a case where position detection is performed by accessing the mobile station 100 and the first base station 110 will be described with reference to FIG.

図７は、基地局あるいは、送信アンテナの送信特性を上から見た図である。セルは６セクタに分割され、セクタ毎に備えられたアンテナからは異なるコードで拡散された電波が送信される。例えば、図７（ａ）に示すように、セクタ１からはコード１１で拡散された電波、セクタ２からはコード２１で拡散された電波、セクタ３からはコード３１で拡散された電波が送信される。 FIG. 7 is a diagram of the transmission characteristics of the base station or the transmission antenna as seen from above. The cell is divided into 6 sectors, and radio waves spread with different codes are transmitted from antennas provided for each sector. For example, as shown in FIG. 7 (a), radio waves from the sector 1 wave spread by the code 1 1, radio waves from the sector 2, which is spread by the code 2 1, from the sector 3, which is spread by the code 3 1 Is sent.

移動局１００の受信機１０１は、第1の基地局１１０から送信された電波を受信し、受信信号を各コードの受信レベル検出器１０８に入力する。各コードの受信レベル検出器１０８は、電波の受信レベルをコード毎に検出する。例えば、図７（ａ）に示すように、移動局１００は、セクタ２の領域内に在圏し、セクタ２に対応する送信機からの電波とともに、セクタ１に対応する送信機からの電波およびセクタ3に対応する送信機からの電波を受信する。   The receiver 101 of the mobile station 100 receives the radio wave transmitted from the first base station 110 and inputs the received signal to the reception level detector 108 for each code. The reception level detector 108 for each code detects the reception level of radio waves for each code. For example, as shown in FIG. 7A, the mobile station 100 is located in the area of the sector 2, and includes radio waves from the transmitter corresponding to the sector 1 and radio waves from the transmitter corresponding to the sector 2. Receive radio waves from the transmitter corresponding to sector 3.

各送信機から送信される電波の受信レベルは、図７（ｂ）に示すように、セクタ２に対応する送信機からの電波が最も高く、続いて、セクタ１に対応する送信機からの電波の受信レベル、セクタ３に対応する送信機からの電波の受信レベルとなる。これら３基の送信機から送信された電波の受信レベルから移動局１００の第１の基地局１１０に対する方位を求めることができる。   As shown in FIG. 7B, the reception level of the radio wave transmitted from each transmitter is highest in the radio wave from the transmitter corresponding to the sector 2, and then the radio wave from the transmitter corresponding to the sector 1. , And the reception level of radio waves from the transmitter corresponding to sector 3. The azimuth of the mobile station 100 relative to the first base station 110 can be obtained from the reception levels of the radio waves transmitted from these three transmitters.

同様に、第２の基地局１２０にアクセスすることにより第２の基地局１２０に対する移動局１００の方位を求める。   Similarly, the orientation of the mobile station 100 with respect to the second base station 120 is obtained by accessing the second base station 120.

位置検出部１０３は、基地局位置データベース１０４に記憶されている各基地局の位置情報と、各基地局に対する移動局１００の方位の情報から移動局１００の位置を求める。例えば、各基地局から求められた方向に引いた線の交点を移動局１００の位置と推定する。   The position detection unit 103 obtains the position of the mobile station 100 from the position information of each base station stored in the base station position database 104 and information on the orientation of the mobile station 100 with respect to each base station. For example, the intersection of lines drawn in the direction obtained from each base station is estimated as the position of the mobile station 100.

このようにすることにより、基地局間を同期させることなく、２基の基地局で移動局の位置を検出することができる。   In this way, the position of the mobile station can be detected by the two base stations without synchronizing the base stations.

実際に、６セクタから送信される電波の受信レベルを測定した結果について、図８を参照して説明する。   The result of actually measuring the reception level of radio waves transmitted from 6 sectors will be described with reference to FIG.

図８（ａ）に示すように、基地局から各セクタ方向に、コード番号、１２６４、１２８０、１２９６、１３１２、１３２８および１３４４で拡散された電波を送信し、１〜６の計測ポイントで受信レベルの測定を行った。   As shown in FIG. 8 (a), a radio wave spread with code numbers 1264, 1280, 1296, 1312, 1328 and 1344 is transmitted from the base station in each sector direction, and received levels at 1 to 6 measurement points. Was measured.

各計測ポイントでは、各コードに対する受信レベルを求めた。結果を図８（ｂ）に示す。   At each measurement point, the reception level for each code was determined. The result is shown in FIG.

計測ポイント１では、コードが１３４４の受信レベルが高く、他のコードの受信レベルは低くほぼ同様の値である。計測ポイント２では、コードが１３２８の受信レベルが高く、他のコードの受信レベルは低くほぼ同様の値である。計測ポイント３では、コードが１３１２の受信レベルが高く、これに続いて、１２９６、１３２８が高い。計測ポイント４では、コードが１２９６の受信レベルが高く、他のコードの受信レベルは低くほぼ同様の値である。計測ポイント５では、コードが１２８０の受信レベルが高く、他のコードの受信レベルは低くほぼ同様の値である。計測ポイント６では、コードが１２６４の受信レベルが高く、これに続いて、１２８０が高い。   At the measurement point 1, the reception level of the code 1344 is high, and the reception levels of the other codes are low and are substantially the same value. At the measurement point 2, the reception level of the code 1328 is high, and the reception levels of the other codes are low and are almost the same value. At the measurement point 3, the reception level of the code 1312 is high, and subsequently, 1296 and 1328 are high. At the measurement point 4, the reception level of the code 1296 is high, and the reception levels of the other codes are low and are almost the same value. At the measurement point 5, the reception level of the code 1280 is high, and the reception levels of the other codes are low and are almost the same value. At measurement point 6, the reception level of the code 1264 is high, followed by 1280.

このように、各コードの相対受信レベルを求めることにより、移動局の基地局に対する方向を求めることができる。   Thus, by determining the relative reception level of each code, the direction of the mobile station relative to the base station can be determined.

本実施例においては、３セクタに対応する送信機から送信された電波から移動局の方位を求める場合について説明したが、１セクタの受信レベルから方位を求めるようにしてもよい。この場合、±３０度の精度で移動局の方位を検出できる。   In the present embodiment, the case has been described in which the azimuth of the mobile station is obtained from the radio wave transmitted from the transmitter corresponding to three sectors. However, the azimuth may be obtained from the reception level of one sector. In this case, the orientation of the mobile station can be detected with an accuracy of ± 30 degrees.

次に、本発明の第６の実施例にかかる移動通信システムについて、図9を参照して説明する。   Next, a mobile communication system according to a sixth embodiment of the present invention is described with reference to FIG.

本実施例にかかる移動通信システムは、各基地局からの伝搬遅延および移動局の方位情報から移動局の位置を求める。   The mobile communication system according to the present embodiment obtains the position of the mobile station from the propagation delay from each base station and the direction information of the mobile station.

本実施例にかかる移動局１００は、図４を参照して説明した移動局に、受信機１０１および位置検出部１０３に接続された各コードの受信レベル検出器１０８を備える。   The mobile station 100 according to the present embodiment includes the reception level detector 108 for each code connected to the receiver 101 and the position detector 103 in the mobile station described with reference to FIG.

第１の基地局１１０は、コード１１で拡散し、周波数Ｆ１で送信する送信機１１１１と、送信機１１１１と接続された受信機１１３１と、送信機１１１１および受信機１１３１と接続された送受分波器１１７１と、コード２１で拡散し、周波数Ｆ１で送信する送信機１１１２と、送信機１１１２と接続された受信機１１３２と、送信機１１１２および受信機１１３２と接続された送受分波器１１７２と、コード３１で拡散し、周波数Ｆ１で送信する送信機１１１３と、送信機１１１３と接続された受信機１１３３と、送信機１１１３および受信機１１３３と接続された送受分波器１１７３とを備える。第２の基地局１２０および第３の基地局１３０は、第１の基地局と同様の構成である。 The first base station 110 is spread with code 1 1, the transmitter 111 1 to be transmitted at the frequency F 1, the transmitter 111 1 and receiver 113 1 connected to the transmitter 111 1 and receiver 113 1 It has been a duplexer 117 1 connected to the diffuse code 2 1, a transmitter 111 2 to send a frequency F 1, the receiver 113 2 connected to the transmitter 111 2, the transmitter 111 2 and a duplexer 117 2 connected to the receiver 113 2, and spreading code 3 1, a transmitter 111 3 that transmits at the frequency F 1, the transmitter 111 3 receiver 113 3 connected to the transmission and a separating device 117 3 connected to the machine 111 3 and the receiver 113 3. The second base station 120 and the third base station 130 have the same configuration as the first base station.

移動局１００と第1の基地局１１０とがアクセスすることにより位置検出を行う場合について説明する。移動局１００の受信機１０１は、第1の基地局１１０から送信された電波を受信し、受信信号を各コードの受信レベル検出器１０８に入力する。各コードの受信レベル検出器１０８は、電波の受信レベルをコード毎に検出し、検出した受信レベルに基づいて、移動局１００の第１の基地局１１０に対する方位を求める。   A case in which position detection is performed by accessing the mobile station 100 and the first base station 110 will be described. The receiver 101 of the mobile station 100 receives the radio wave transmitted from the first base station 110 and inputs the received signal to the reception level detector 108 for each code. The reception level detector 108 for each code detects the reception level of radio waves for each code, and obtains the direction of the mobile station 100 relative to the first base station 110 based on the detected reception level.

また、遅延時間測定部１０２において、第１の基地局１１０と移動局１００との間を往復する電波の時間遅延を測定し、第１の基地局１１０と移動局１００との絶対距離を求める。位置検出部１０３は、求められた方位と距離から移動局１００の位置を求める。   In addition, the delay time measurement unit 102 measures the time delay of the radio wave that travels back and forth between the first base station 110 and the mobile station 100, and obtains the absolute distance between the first base station 110 and the mobile station 100. The position detection unit 103 obtains the position of the mobile station 100 from the obtained azimuth and distance.

上述したように、各基地局からの遅延情報、または方位情報のみで位置を求めることができるが、これら全ての情報を用いることにより、より正確な値を得ることができる。   As described above, the position can be obtained only from the delay information from each base station or the direction information, but more accurate values can be obtained by using all the information.

本実施例では、各基地局からの遅延情報および方位情報を用いて、移動局の位置を検出する場合について説明したが、この場合、信頼度を高めるために、各情報の信頼性に比例した重みをつけるようにしてもよい。   In the present embodiment, the case where the position of the mobile station is detected using the delay information and the direction information from each base station has been described. In this case, in order to increase the reliability, it is proportional to the reliability of each information. You may make it attach a weight.

例えば、移動局１００の位置を推定する場合に用いる推定式として、式（１）および式（２）を用いる。
東経の推定値Ｘ＝Ｘ１×Ｗ１＋Ｘ２×Ｗ２ （１）
北緯の推定値Ｙ＝Ｙ１×Ｗ１＋Ｙ２×Ｗ２ （２）
ここで、Ｘ１は遅延から推定した位置の東経値、Ｙ１は遅延から推定した位置の北緯値、Ｘ２は方位から推定した位置の東経値、Ｙ２は方位から推定した位置の北緯値である。また、Ｗ１は遅延による推定の重み、Ｗ２は方位による推定の重みであり、Ｗ１＋Ｗ２＝１である。
このように、全ての情報を用い、各情報の信頼性に比例した重みをつけることにより正確な値を得ることができる。 For example, Equations (1) and (2) are used as estimation equations used when estimating the position of the mobile station 100.
Estimated value of east longitude X = X 1 × W 1 + X 2 × W 2 (1)
Estimated value of north latitude Y = Y 1 × W 1 + Y 2 × W 2 (2)
Here, X 1 is the east longitude value of the position estimated from the delay, Y 1 is the north latitude value of the position estimated from the delay, X 2 is the east longitude value of the position estimated from the bearing, and Y 2 is the north latitude value of the position estimated from the bearing. It is. W 1 is a weight of estimation based on delay, W 2 is a weight of estimation based on direction, and W 1 + W 2 = 1.
In this way, an accurate value can be obtained by using all information and assigning a weight proportional to the reliability of each information.

次に、本発明の第７の実施例にかかる移動通信システムについて、図１０を参照して説明する。   Next, a mobile communication system according to a seventh embodiment of the present invention is described with reference to FIG.

都市内の伝搬特性はマルチパスの影響で極めて複雑であり、測定誤差は避け得ない。しかし伝搬環境はほぼ不変なので測定結果は常に再現する。そこで、当該エリアであらかじめ測定された各基地局からの伝搬遅延情報を多次元データベースとして伝搬遅延等情報データベース１０９に記憶し、位置検出時の測定データとデータベースとの相関の強さをもとに位置を最尤推定する。   The propagation characteristics in the city are extremely complicated due to the influence of multipath, and measurement errors are inevitable. However, since the propagation environment is almost unchanged, the measurement results are always reproduced. Therefore, the propagation delay information from each base station measured in advance in the area is stored in the propagation delay information database 109 as a multidimensional database, and based on the strength of the correlation between the measurement data at the time of position detection and the database. Maximum likelihood estimation of the position.

本実施例にかかる移動通信システムは、上述した実施例と同様に、移動局１００と、複数の基地局とを備える。各基地局は異なる周波数で電波を送信する。例えば、各基地局は異なる電気通信事業者に属し、第１の電気通信事業者に属する第１の基地局１１０と、第２の電気通信事業者に属する第２の基地局１２０と、第３の電気通信事業者に属する第３の基地局１３０とを備える。   The mobile communication system according to the present embodiment includes the mobile station 100 and a plurality of base stations, as in the above-described embodiments. Each base station transmits radio waves at different frequencies. For example, each base station belongs to a different telecommunications carrier, a first base station 110 belonging to a first telecommunications carrier, a second base station 120 belonging to a second telecommunications carrier, And a third base station 130 belonging to the telecommunications carrier.

移動局１００は、各基地局から異なる周波数、例えば、周波数Ｆ１、Ｆ２およびＦ３で送信される電波を、アンテナを介して受信する受信機１０１と、受信機１０１と接続され、各基地局から到来した電波の相対的な遅延を測定する遅延時間測定部１０２と、遅延時間測定部１０２と接続され、測定された相対遅延から移動局１００の位置を検出する位置検出部１０３と、位置検出部１０３と接続され、伝搬遅延情報を記録する伝搬遅延等情報データベース１０９とを備える。 The mobile station 100 is connected to a receiver 101 that receives radio waves transmitted from the base stations at different frequencies, for example, frequencies F 1 , F 2, and F 3 via an antenna, and the receiver 101. A delay time measuring unit 102 for measuring a relative delay of radio waves coming from the station, a position detecting unit 103 connected to the delay time measuring unit 102 and detecting the position of the mobile station 100 from the measured relative delay, A propagation delay information database 109 is connected to the detection unit 103 and records propagation delay information.

第１の基地局１１０は、周波数Ｆ１で電波を送信する送信機１１１を備える。
第２の基地局１２０および第３の基地局１３０は、第１の基地局１１０と同様の構成であり、第２の基地局１２０および第３の基地局１３０は周波数Ｆ２およびＦ３で電波を送信する。 The first base station 110 includes a transmitter 111 that transmits signals at a frequency F 1.
The second base station 120 and the third base station 130 has the same configuration as the first base station 110, the second base station 120 and the third base station 130 is a radio wave at a frequency F 2 and F 3 Send.

位置検出時の測定データとデータベースとの相関の強さはユークリッド距離によって評価する。この場合、データベースにある基地局からの遅延値と測定によって求めた遅延値の差を「距離」とみなし、各基地局からの「距離」の２乗の和の平方根がユークリッド距離となる。   The strength of the correlation between the measurement data at the time of position detection and the database is evaluated by the Euclidean distance. In this case, the difference between the delay value from the base station in the database and the delay value obtained by measurement is regarded as “distance”, and the square root of the sum of the squares of “distance” from each base station is the Euclidean distance.

例えば、移動局１００は、図１１に示すような各基地局からの遅延量データベースを備え、この遅延量データベースからユークリッド距離を算出する。例えば、東経が１０列目、北緯が５行目のユークリッド距離は、式（３）のように表される。
ユークリッド距離＝√((DA-2)2+(DB-3.4)2+(DC-1)2) （３）
ここで、ＤＡは基地局Ａからの遅延量、ＤＢは基地局Ｂからの遅延量、ＤＣは基地局Ｃからの遅延量である。 For example, the mobile station 100 includes a delay amount database from each base station as shown in FIG. 11, and calculates the Euclidean distance from the delay amount database. For example, the Euclidean distance in the 10th column in the east longitude and the 5th row in the north latitude is expressed as in Expression (3).
Euclidean distance = √ ((DA-2) 2 + (DB-3.4) 2 + (DC-1) 2 ) (3)
Here, DA is a delay amount from the base station A, DB is a delay amount from the base station B, and DC is a delay amount from the base station C.

式（３）を用いて、ユークリッド距離を算出し、ユークリッド距離データを求める。求めたユークリッド距離データからユークリッド距離が最小となる位置に対応する緯度および経度が推定位置となる。   The Euclidean distance is calculated using Equation (3) to obtain Euclidean distance data. From the obtained Euclidean distance data, the latitude and longitude corresponding to the position where the Euclidean distance is the minimum are the estimated positions.

測定植がデータベース値と一致していれば「距離」は０となるため、ユークリッド距離も０となり、データベースで対応する地点が求める地点となる。通常は測定誤差等により「距離」が０となることは稀であり、ユークリッド距離が最も小さい地点を推定地点とする。   If the measured plant matches the database value, the “distance” is 0, so the Euclidean distance is also 0, and the corresponding point in the database is the point to be obtained. Normally, the “distance” rarely becomes 0 due to a measurement error or the like, and the point having the smallest Euclidean distance is set as the estimated point.

最尤推定では、全く異なった場所でもユークリッド距離が最小となる場合が確率的に存在する。測定誤差の出かたによっては、異なった地点を選んでしまう可能性もある。そこで、過去の推定位置と比較し、時間的に移動不可能である位置が推定された場合は、棄却して直近の過去の位置を適用する。   In the maximum likelihood estimation, there is a probability that the Euclidean distance is minimized even in completely different places. Depending on how the measurement error appears, you may choose a different point. Therefore, when a position that cannot be moved in time is estimated as compared with the estimated position in the past, it is rejected and the latest past position is applied.

また、遅延量を求める場合に、図１２（ａ）に示すように、過去の移動量を外挿してピークを選択するようにしてもよい。また、図１２（ｂ）に示すように他の２基の基地局から求めた位置情報を用いて最適なピークを選択するようにしてもよい。   Further, when obtaining the delay amount, as shown in FIG. 12A, the peak may be selected by extrapolating the past movement amount. Further, as shown in FIG. 12B, an optimum peak may be selected using position information obtained from the other two base stations.

また、伝搬遅延推定では、マルチパスによって誤差が生じる。そこで、求めた遅延プロファイルから、マルチパスの少ない場合は推定値の尤度が高いとし、マルチパスが多く観測された場合は推定値の尤度が低いと判定して、上述した推定式における重み付けを調整するようにしてもよい。   In propagation delay estimation, an error occurs due to multipath. Therefore, from the obtained delay profile, it is determined that the likelihood of the estimated value is high when there are few multipaths, and the likelihood of the estimated value is low when many multipaths are observed. May be adjusted.

また、正しい伝搬遅延値を得るには、遅延プロファイルから先行波を検出することが重要である。その際に、過去の位置と移動速度・方向ならびに他の基地局からの遅延時間の変化を参考にして予想される遅延時間を推定し、その位置の近傍のピークを推定遅延時間とするようにしてもよい。   In order to obtain a correct propagation delay value, it is important to detect a preceding wave from the delay profile. At that time, the expected delay time is estimated with reference to the past position, moving speed and direction, and changes in delay time from other base stations, and the peak in the vicinity of the position is used as the estimated delay time. May be.

また、位置を判断するためにデータベースを予め準備しておくことが必要である。全てのエリアのデータを移動局に蓄えておくことは不可能である。そこで移動局の存在率の高いエリアは、移動局がデータを記憶しておき、データのないエリアでは基地局から必要に応じてデータをダウンロードする。地物の変化によりデータを更改する必要がある場合も同様である。   Further, it is necessary to prepare a database in advance in order to determine the position. It is impossible to store all area data in the mobile station. Therefore, the mobile station stores data in areas where the presence rate of the mobile station is high, and downloads data from the base station as needed in areas where there is no data. The same applies when data needs to be updated due to changes in features.

また、データベースへのデータの蓄積および更新を行うためには、測定車を用意して常時測定する方法が最も一般的であるが経済的でない。その代わりに、一般のＧＰＳを搭載した携帯電話を利用して、通常使用時にＧＰＳによる位置、伝搬遅延、方位、受信レベル等のデータを基地局に報知させ、ネットワークでそれらの情報の蓄積ならびにアップデートを行うようにしてもよい。   Further, in order to store and update data in the database, a method of preparing a measurement vehicle and constantly measuring it is the most general, but is not economical. Instead, a mobile phone equipped with a general GPS is used to inform the base station of GPS location, propagation delay, azimuth, reception level, and other data during normal use, and the information is stored and updated on the network. May be performed.

次に、本発明の第８の実施例にかかる移動通信システムについて、図１３を参照して説明する。   Next, a mobile communication system according to an eighth embodiment of the present invention is described with reference to FIG.

本実施例にかかる移動通信システムは、最尤推定のデータとして、到来方向をも加えたものである。   In the mobile communication system according to the present embodiment, the arrival direction is also added as the data for maximum likelihood estimation.

本実施例にかかる移動通信システムは、図９を参照して説明した基地局と、図９を参照して説明した移動局において、基地局位置データベースの代わりに伝搬遅延等情報データベース１０９を備える。   The mobile communication system according to the present embodiment includes a propagation delay information database 109 instead of the base station position database in the base station described with reference to FIG. 9 and the mobile station described with reference to FIG.

伝搬遅延等情報データベースは、遅延量および到来方向に関するデータベースである。   The propagation delay information database is a database related to the delay amount and the arrival direction.

このように構成することにより、多くの情報を用いて位置推定を行うことができるため、位置推定精度を高めることができる。ただし、推定方位は推定誤差が大きいので、確からしさに比例した重み付けをする。例えば、移動局１００の位置を推定する場合に用いる推定式として、式（１）および式（２）を用いる。   With this configuration, position estimation can be performed using a large amount of information, so that position estimation accuracy can be improved. However, since the estimation direction has a large estimation error, weighting is performed in proportion to the probability. For example, Equations (1) and (2) are used as estimation equations used when estimating the position of the mobile station 100.

次に、本発明の第９の実施例にかかる移動通信システムについて、図１４を参照して説明する。   Next, a mobile communication system according to a ninth embodiment of the present invention is described with reference to FIG.

本実施例にかかる移動通信システムは、最尤推定のデータとして、受信電力をも加えたものである。   The mobile communication system according to the present embodiment is one in which received power is also added as maximum likelihood estimation data.

本実施例にかかる移動通信システムは、図１０を参照して説明した基地局と、図１０を参照して説明した移動局に、受信機１０１および位置検出部１０３と接続された受信電力検出部１４０を備える。   The mobile communication system according to the present embodiment includes a base station described with reference to FIG. 10 and a received power detector connected to the mobile station described with reference to FIG. 140.

受信電力検出部１４０は、各基地局からの電波の受信レベルを測定し、伝搬損失を求める。   The reception power detection unit 140 measures the reception level of radio waves from each base station and determines the propagation loss.

伝搬遅延等情報データベース１０９は、遅延量および伝搬損失に関するデータベースである。   The propagation delay etc. information database 109 is a database related to delay amount and propagation loss.

このように構成することにより、多くの情報を用いて位置推定を行うことができるため、位置推定精度を高めることができる。ただし、受信レベルは推定誤差が大きいので、確からしさに比例した重み付けをする。例えば、移動局１００の位置を推定する場合に用いる推定式として、式（４）および式（５）を用いる。
東経の推定値Ｘ＝Ｘ１×Ｗ１＋Ｘ２×Ｗ２＋Ｘ３×Ｗ３ （４）
北緯の推定値Ｙ＝Ｙ１×Ｗ１＋Ｙ２×Ｗ２＋Ｙ３×Ｗ３ （５）
ここで、Ｘ１は遅延から推定した位置の東経値、Ｙ１は遅延から推定した位置の北緯値、Ｘ２は方位から推定した位置の東経値、Ｙ２は方位から推定した位置の北緯値、Ｘ３は伝搬損失から推定した位置の東経値、Ｙ３は伝搬損失から推定した位置の北緯値である。また、Ｗ１は遅延による推定の重み、Ｗ２は方位による推定の重み、Ｗ３は伝搬損失による推定の重みであり、Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＝１である。 With this configuration, position estimation can be performed using a large amount of information, so that position estimation accuracy can be improved. However, since the reception level has a large estimation error, weighting is performed in proportion to the probability. For example, Equations (4) and (5) are used as estimation equations used when estimating the position of the mobile station 100.
Estimated value of east longitude X = X 1 × W 1 + X 2 × W 2 + X 3 × W 3 (4)
Estimated value of north latitude Y = Y 1 × W 1 + Y 2 × W 2 + Y 3 × W 3 (5)
Here, X 1 is the east longitude value of the position estimated from the delay, Y 1 is the north latitude value of the position estimated from the delay, X 2 is the east longitude value of the position estimated from the bearing, and Y 2 is the north latitude value of the position estimated from the bearing. , X 3 is the east longitude value of the position estimated from the propagation loss, and Y 3 is the north latitude value of the position estimated from the propagation loss. W 1 is a weight of estimation due to delay, W 2 is a weight of estimation due to bearing, W 3 is a weight of estimation due to propagation loss, and W 1 + W 2 + W 3 = 1.

次に、本発明の第１０の実施例にかかる移動通信システムについて説明する。   Next, a mobile communication system according to a tenth embodiment of the present invention is described.

本実施例にかかる移動通信システムは、第１から第９の実施例において説明した移動通信システムの機能を組み合わせたものである。   The mobile communication system according to the present embodiment is a combination of the functions of the mobile communication systems described in the first to ninth embodiments.

本実施例にかかる移動局の動作について、図１５を参照して説明する。   The operation of the mobile station according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

ここでは、既に、例えば３基の基地局を用いて移動局の位置の推定がされ、所定時間経過後に、新たに移動局の位置を推定する場合について説明する。   Here, a case will be described in which the position of a mobile station is already estimated using, for example, three base stations, and the position of the mobile station is newly estimated after a predetermined time has elapsed.

移動局は、当該エリアのデータベースが存在するか否かを判断する（ステップＳ１５０２）。当該エリアのデータベースが存在する場合（ステップＳ１５０２：ＹＥＳ）、最尤推定により移動局の位置を求める（ステップ１５０４）。   The mobile station determines whether there is a database for the area (step S1502). When the database of the area exists (step S1502: YES), the position of the mobile station is obtained by maximum likelihood estimation (step 1504).

一方、当該エリアのデータベースが存在しない場合（ステップＳ１５０２：ＮＯ）、移動局は、３基の基地局からの距離測定が可能であるか否かの判断を行う（ステップＳ１５０６）、３基の基地局からの距離測定が可能である場合（ステップＳ１５０６：ＹＥＳ）、３点測量の原理で移動局の位置推定を行う（ステップＳ１５０８）。   On the other hand, if the database of the area does not exist (step S1502: NO), the mobile station determines whether distance measurement from the three base stations is possible (step S1506), and the three bases. When the distance from the station can be measured (step S1506: YES), the position of the mobile station is estimated based on the principle of three-point surveying (step S1508).

一方、３基の基地局からの距離測定が可能でない場合（ステップＳ１５０６：ＮＯ）、２基の基地局からの距離測定が可能であるか否かの判断を行う（ステップＳ１５１０）。２基の基地局からの距離測定が可能である場合（ステップＳ１５１０：ＹＥＳ）、２基の基地局において、各基地局の位置を中心に基地局と移動局との距離を半径として円を形成したときの交点を求め（ステップＳ１５１２）、前回の推定位置に近い交点を移動局の推定位置とする（ステップＳ１５１４）。   On the other hand, if distance measurement from three base stations is not possible (step S1506: NO), it is determined whether distance measurement from two base stations is possible (step S1510). When distance measurement from two base stations is possible (step S1510: YES), in the two base stations, a circle is formed with the distance between the base station and the mobile station as the radius around the position of each base station Then, an intersection point is obtained (step S1512), and an intersection point close to the previous estimated position is set as the estimated position of the mobile station (step S1514).

一方、２基の基地局からの距離測定が可能ではない場合（ステップＳ１５１０：ＮＯ）、１基の基地局からの距離と、この基地局に対する移動局の方位から移動局の位置を推定する（ステップＳ１５１６）。   On the other hand, when distance measurement from two base stations is not possible (step S1510: NO), the position of the mobile station is estimated from the distance from one base station and the orientation of the mobile station with respect to this base station ( Step S1516).

次に、本発明の第１１の実施例にかかる移動通信システムについて説明する。   Next, a mobile communication system according to an eleventh embodiment of the present invention is described.

本実施例にかかる移動通信システムは、マルチパスにより伝搬遅延推定誤差が生じる対策として、基地局に受信専用のアダプティブアレーアンテナを設置する。アダプティブアレーアンテナは放射ビームの向きを電子的に制御することができる。放射ビームを当該移動局に向けることにより、マルチパスが減って、より正確な推定距離を得る。   In the mobile communication system according to the present embodiment, an adaptive array antenna dedicated to reception is installed in a base station as a countermeasure for causing a propagation delay estimation error due to multipath. An adaptive array antenna can electronically control the direction of the radiation beam. By directing the radiation beam to the mobile station, multipath is reduced and a more accurate estimated distance is obtained.

ただし、放射ビームを移動局に向けるには、移動局の位置を予め求める必要がある。そこで当該移動局の位置は直ぐ前の測定で推定された位置と仮定して、その仮定された位置の方向に受信専用アレーアンテナの放射ビームを向けるようにする。   However, in order to direct the radiation beam to the mobile station, it is necessary to obtain the position of the mobile station in advance. Therefore, the position of the mobile station is assumed to be the position estimated in the immediately preceding measurement, and the radiation beam of the receive-only array antenna is directed in the direction of the assumed position.

このようにすることにより、位置推定精度を向上させることができる。   By doing so, the position estimation accuracy can be improved.

以上説明したように、本実施例によれば、携帯電話の電波を用いて高精度に移動局の位置を求めることができる。その結果、ＧＰＳを適用できない屋内を含めたヒューマンナビゲーションが初めて可能になると共に、よりマイクロセル化した移動通信システムにおいて重要となる、移動局の位置情報の精度を改善させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the position of the mobile station can be obtained with high accuracy using the radio waves of the mobile phone. As a result, human navigation including indoors where GPS cannot be applied becomes possible for the first time, and the accuracy of the location information of the mobile station, which is important in a mobile communication system with a more microcell, can be improved.

本発明にかかる位置検出システムおよび位置検出方法は、符号分割多元接続方式を用いた移動通信システムに適用できる。   The position detection system and position detection method according to the present invention can be applied to a mobile communication system using a code division multiple access scheme.

本発明の一実施例にかかる移動通信システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the mobile communication system concerning one Example of this invention. 遅延プロファイルの測定結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the measurement result of a delay profile. 本発明の一実施例にかかる移動通信システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the mobile communication system concerning one Example of this invention. 本発明の一実施例にかかる移動通信システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the mobile communication system concerning one Example of this invention. 本発明の一実施例にかかる移動通信システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the mobile communication system concerning one Example of this invention. 本発明の一実施例にかかる移動通信システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the mobile communication system concerning one Example of this invention. 移動局におけるセクタ毎の受信レベルを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the reception level for every sector in a mobile station. 移動局におけるセクタ毎の受信レベルの測定結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the measurement result of the reception level for every sector in a mobile station. 本発明の一実施例にかかる移動通信システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the mobile communication system concerning one Example of this invention. 本発明の一実施例にかかる移動通信システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the mobile communication system concerning one Example of this invention. 本発明の一実施例にかかる移動局における最尤推定におけるデータベースを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the database in the maximum likelihood estimation in the mobile station concerning one Example of this invention. 過去の情報から遅延プロファイル中の最適なピークを選ぶ方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the method of selecting the optimal peak in a delay profile from the past information. 本発明の一実施例にかかる移動通信システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the mobile communication system concerning one Example of this invention. 本発明の一実施例にかかる移動通信システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the mobile communication system concerning one Example of this invention. 本発明の一実施例にかかる移動通信システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the mobile communication system concerning one Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１００ 移動局
１１０、１２０、１３０ 基地局 100 Mobile station 110, 120, 130 Base station

Claims (10)

複数の基地局との間でＣＤＭＡ方式により通信を行う移動通信システムにおける移動局の位置を検出する位置検出システムであって：
前記複数の基地局は、互いに異なる周波数で電波を送信し、
基地局間の同期をとる局間同期手段；
前記移動局が受信した電波から、伝搬遅延量を測定する遅延量測定手段；
前記伝搬遅延量に基づいて、前記移動局の位置を検出する位置検出手段；
を備えることを特徴とする位置検出システム。 A position detection system for detecting a position of a mobile station in a mobile communication system that communicates with a plurality of base stations by a CDMA method:
The plurality of base stations transmit radio waves at mutually different frequencies,
Inter-station synchronization means for synchronizing between base stations;
A delay amount measuring means for measuring a propagation delay amount from radio waves received by the mobile station;
Position detecting means for detecting the position of the mobile station based on the propagation delay amount;
A position detection system comprising: 複数の基地局との間でＣＤＭＡ方式により通信を行う移動通信システムにおける移動局の位置を検出する位置検出システムであって：
前記複数の基地局は、互いに異なる周波数で電波を送信し、
前記電波の伝搬遅延量から、基地局間の前記電波の送信タイミング差を計算する送信タイミング差計算手段；
前記移動局が受信した前記電波の伝搬遅延量を測定する遅延量測定手段；
前記送信タイミング差および前記伝搬遅延量に基づいて、前記移動局の位置を検出する位置検出手段；
を備えることを特徴とする位置検出システム。 A position detection system for detecting a position of a mobile station in a mobile communication system that communicates with a plurality of base stations by a CDMA method:
The plurality of base stations transmit radio waves at mutually different frequencies,
A transmission timing difference calculating means for calculating a transmission timing difference of the radio wave between base stations from the propagation delay amount of the radio wave;
A delay amount measuring means for measuring a propagation delay amount of the radio wave received by the mobile station;
Position detecting means for detecting the position of the mobile station based on the transmission timing difference and the propagation delay amount;
A position detection system comprising: 複数の基地局との間でＣＤＭＡ方式により通信を行う移動通信システムにおける移動局の位置を検出する位置検出システムであって：
前記複数の基地局は、互いに異なる周波数で電波を送信し、
各基地局と移動局との間を往復する電波の伝搬遅延量を測定する遅延量測定手段；
前記伝搬遅延量から前記各基地局と前記移動局との絶対距離を求め、前記移動局の位置を検出する位置検出手段；
を備えることを特徴とする位置検出システム。 A position detection system for detecting a position of a mobile station in a mobile communication system that communicates with a plurality of base stations by a CDMA method:
The plurality of base stations transmit radio waves at mutually different frequencies,
A delay amount measuring means for measuring a propagation delay amount of radio waves traveling back and forth between each base station and the mobile station;
Position detecting means for obtaining an absolute distance between each base station and the mobile station from the propagation delay amount and detecting the position of the mobile station;
A position detection system comprising: 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の位置検出システムにおいて：
移動局の位置に対応する各基地局からの伝搬遅延量情報を記録する伝搬遅延量情報記憶手段；
を備え、
前記位置検出手段は、測定した伝搬遅延量と前記伝搬遅延量情報とのユークリッド距離を求め、前記ユークリッド距離から最尤推定により移動局の距離を検出することを特徴とする位置検出システム。 In the position detection system according to any one of claims 1 to 3,
Propagation delay amount information storage means for recording propagation delay amount information from each base station corresponding to the position of the mobile station;
With
The position detecting unit obtains a Euclidean distance between the measured propagation delay amount and the propagation delay amount information, and detects the distance of a mobile station by maximum likelihood estimation from the Euclidean distance. 複数の基地局との間でＣＤＭＡ方式により通信を行う移動通信システムにおける移動局の位置を検出する位置検出システムであって：
基地局は、セルを複数のセクタに角度分割し、セクタ毎に異なる拡散コードを用いて通信を行い、
移動局が受信した電波から、拡散コード毎の受信レベルを測定する受信レベル測定手段；
前記拡散コード毎の受信レベルに基づいて、前記移動局の方位を検出する方位検出手段；
前記方位に基づき、前記移動局の位置を検出する位置検出手段；
を備えることを特徴とする位置検出システム。 A position detection system for detecting a position of a mobile station in a mobile communication system that communicates with a plurality of base stations by a CDMA method:
The base station angularly divides the cell into a plurality of sectors, performs communication using a different spreading code for each sector,
Reception level measuring means for measuring the reception level of each spreading code from radio waves received by the mobile station;
Azimuth detecting means for detecting the azimuth of the mobile station based on the reception level for each spreading code;
Position detecting means for detecting the position of the mobile station based on the azimuth;
A position detection system comprising: 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の位置検出システムにおいて：
前記移動局の位置に対応する各基地局からの方位情報を記録する方位情報記録手段；
を備え、
前記位置検出手段は、前記方位情報に基づいて、移動局の位置を検出することを特徴とする位置検出システム。 In the position detection system according to any one of claims 1 to 5,
Direction information recording means for recording direction information from each base station corresponding to the position of the mobile station;
With
The position detection unit detects a position of a mobile station based on the azimuth information. 複数の基地局との間でＣＤＭＡ方式により通信を行う移動通信システムにおける移動局の位置を検出する位置検出方法であって：
同期した複数の基地局が、互いに異なる周波数で電波を送信するステップ；
前記移動局が、前記電波を受信するステップ；
前記移動局が受信した電波から、伝搬遅延量を測定するステップ；
前記伝搬遅延量に基づいて、前記移動局の位置を検出するステップ；
を有することを特徴とする位置検出方法。 A position detection method for detecting a position of a mobile station in a mobile communication system that performs communication with a plurality of base stations by a CDMA method:
A plurality of synchronized base stations transmitting radio waves at different frequencies;
The mobile station receiving the radio wave;
Measuring a propagation delay amount from radio waves received by the mobile station;
Detecting the position of the mobile station based on the propagation delay amount;
A position detection method comprising: 複数の基地局との間でＣＤＭＡ方式により通信を行う移動通信システムにおける移動局の位置を検出する位置検出方法であって：
複数の基地局が、互いに異なる周波数で電波を送信するステップ；
前記電波の伝搬遅延量から、基地局間の前記電波の送信タイミング差を計算するステップ；
前記移動局が前記電波を受信するステップ；
前記移動局が受信した前記電波の伝搬遅延量を測定するステップ；
前記送信タイミング差および前記伝搬遅延量に基づいて、前記移動局の位置を検出するステップ；
を有することを特徴とする位置検出方法。 A position detection method for detecting a position of a mobile station in a mobile communication system that performs communication with a plurality of base stations by a CDMA method:
A plurality of base stations transmitting radio waves at different frequencies;
Calculating a transmission timing difference of the radio wave between base stations from the propagation delay amount of the radio wave;
Receiving the radio wave by the mobile station;
Measuring a propagation delay amount of the radio wave received by the mobile station;
Detecting the position of the mobile station based on the transmission timing difference and the propagation delay amount;
A position detection method comprising: 複数の基地局との間でＣＤＭＡ方式により通信を行う移動通信システムにおける移動局の位置を検出する位置検出方法であって：
複数の基地局が、互いに異なる周波数で電波を送信するステップ；
各基地局と移動局との間を往復する電波の伝搬遅延量を測定するステップ；
前記伝搬遅延量から前記各基地局と前記移動局との絶対距離を求め、前記移動局の位置を検出するステップ；
を有することを特徴とする位置検出方法。 A position detection method for detecting a position of a mobile station in a mobile communication system that performs communication with a plurality of base stations by a CDMA method:
A plurality of base stations transmitting radio waves at different frequencies;
Measuring the propagation delay of radio waves traveling back and forth between each base station and the mobile station;
Obtaining an absolute distance between each base station and the mobile station from the propagation delay amount, and detecting a position of the mobile station;
A position detection method comprising: 複数の基地局との間でＣＤＭＡ方式により通信を行う移動通信システムにおける移動局の位置を検出する位置検出システムであって：
基地局が、セルを角度分割したセクタ毎に異なる拡散コードを用いて電波を送信するステップ；
移動局が前記電波を受信するステップ；
移動局が受信した電波から、拡散コード毎の受信レベルを測定するステップ；
前記拡散コード毎の受信レベルに基づいて、前記移動局の方位を検出するステップ；
前記方位に基づき、前記移動局の位置を検出するステップ；
を有することを特徴とする位置検出方法。 A position detection system for detecting a position of a mobile station in a mobile communication system that communicates with a plurality of base stations by a CDMA method:
The base station transmitting radio waves using a different spreading code for each sector obtained by angle-dividing the cell;
A mobile station receiving the radio wave;
Measuring the reception level for each spreading code from the radio waves received by the mobile station;
Detecting the azimuth of the mobile station based on the reception level for each spreading code;
Detecting the position of the mobile station based on the orientation;
A position detection method comprising:
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