JP2008085430A - Radio positioning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動する移動端末から発せられた電波を複数の基地局で受信して当該移動端末の位置を求める無線測位システムに関するものである。 The present invention relates to a wireless positioning system that receives radio waves emitted from a moving mobile terminal at a plurality of base stations and obtains the position of the mobile terminal.
従来、屋内や限られた範囲でものの位置を知る無線測位システムとして、特許文献1に記載されているような、無線LAN電波を用いたシステムがある。これは移動端末から電波を発射し、その電波を周囲の受信器で受けることにより移動端末の位置を知るシステムである。この公知例の特色は、その移動端末に2つのアンテナを測位精度の半分以下の距離離して設置し、異なるマルチパス経路での受信結果からマルチパス波による測位誤差を排除しようというものである。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a wireless positioning system that knows the position indoors or within a limited range, there is a system using wireless LAN radio waves as described in Patent Document 1. This is a system that knows the position of a mobile terminal by emitting radio waves from the mobile terminal and receiving the radio waves by surrounding receivers. A feature of this publicly known example is that two antennas are installed at a distance of half or less of the positioning accuracy in the mobile terminal, and a positioning error due to a multipath wave is excluded from reception results on different multipath paths.
これに対し、UWBなど広帯域インパルスを用いた測位システムがある。この方式はインパルスのマルチパス分解能が非常に高く、ダイレクトパス波にマルチパス波が干渉することによる波形の歪みはほとんど無い。
しかし、無線LANのように搬送波成分がある測位システムではその時間軸波形における最大振幅値が小さくても時間積分により検波のエネルギーは大きくなるため、通信距離が比較的大きくとれる利点がある。その反面、反射波や回折波などの干渉により波形が歪み、測位精度を上げることが難しい。 However, in a positioning system having a carrier wave component such as a wireless LAN, even if the maximum amplitude value in the time axis waveform is small, detection energy is increased by time integration, so that there is an advantage that a communication distance can be relatively large. On the other hand, the waveform is distorted by interference of reflected waves and diffracted waves, and it is difficult to improve positioning accuracy.
一方,インパルスでの測位では、波形の存在時間が短いため時間軸波形における最大振幅値が大きくないと、検波するに十分なエネルギーとはなりにくく、通信距離を得にくいという欠点がある。その反面、測位精度はとりやすい。 On the other hand, in the positioning by impulse, since the existence time of the waveform is short, if the maximum amplitude value in the time axis waveform is not large, there is a disadvantage that it is difficult to obtain sufficient energy for detection and it is difficult to obtain a communication distance. On the other hand, positioning accuracy is easy.
屋内等での高精度測位では、送受信機間の伝搬経路が見通しか見通しでないかということが大きな問題となる。人間が移動端末を携帯している場合を考えると、人間の後方には電波がほとんど発射されないなどの問題が生じることも容易に想像できる。送受信機間の見通しの伝搬経路を確保し、かつ精度の良い測位を実現するためには、送信機に対して多くの基地局が見える位置にあるような環境を作るのが望ましい。しかし、基地局を数多く設置するのは効率が悪いという問題があった。 In high-accuracy positioning indoors or the like, a major problem is whether the propagation path between the transceivers is line-of-sight or not. Considering the case where a human carries a mobile terminal, it can be easily imagined that problems such as almost no radio waves are emitted behind the human. In order to ensure a line-of-sight propagation path between the transmitter and the receiver and to realize accurate positioning, it is desirable to create an environment in which many base stations can be seen with respect to the transmitter. However, there is a problem that it is inefficient to install many base stations.
本発明は、これらの問題を解決するため、各基地局が複数のアンテナに切り替え可能な機構をもち、移動端末から発せられた電波の各基地局での受信状況により、各基地局のアンテナを切り替え、少ない基地局で移動端末の測位を実現するようにしている。 In order to solve these problems, the present invention has a mechanism in which each base station can be switched to a plurality of antennas, and the antenna of each base station is set according to the reception status of the radio wave emitted from the mobile terminal at each base station. Switching and realizing mobile terminal positioning with a small number of base stations.
本発明は、各基地局が複数のアンテナに切り替え可能な機構をもち、移動端末から発せられた電波の各基地局での受信状況により、各基地局のアンテナを切り替えることにより、基地局の数が少ない状態で、広範囲で死角の少ない移動端末の測位を行うことが可能となると共に、少ない基地局数ながら最適なアンテナを選択することにより高精度の測位を可能にした。 The present invention has a mechanism in which each base station can switch to a plurality of antennas, and by switching the antennas of each base station according to the reception status at each base station of radio waves emitted from mobile terminals, the number of base stations In addition to being able to perform positioning of a wide range of mobile terminals with a small number of blind spots in a state where there is little, it is possible to perform highly accurate positioning by selecting an optimal antenna with a small number of base stations.
本発明は、各基地局が複数のアンテナに切り替え可能な機構をもち、移動端末から発せられた電波の各基地局での受信状況により、各基地局のアンテナを切り替え、基地局の数が少ない状態で、広範囲で死角の少ない移動端末の測位を行うことを実現すると共に、少ない基地局ながら最適な受信アンテナを選択することにより高精度の測位を実現した。 The present invention has a mechanism that allows each base station to switch to a plurality of antennas, and switches the antennas of each base station depending on the reception status of radio waves emitted from mobile terminals at each base station, thereby reducing the number of base stations. In addition, it was possible to perform positioning of a mobile terminal with a wide range and a small blind spot, and also achieved high-accuracy positioning by selecting an optimal receiving antenna with a small number of base stations.
図1は、本発明のシステム構成図を示す。
図1において、測位サーバ1は、複数の基地局21から、移動端末31より電波を受信した時刻の通知を受けて当該移動端末31の位置(以下の実施例では2次元位置、更に、3次元位置)を検出するものであって、ここでは、計算手段11、アンテナ選択手段12、アンテナ切換指示手段13などから構成されるものである。
FIG. 1 shows a system configuration diagram of the present invention.
In FIG. 1, the positioning server 1 receives a notification of the time of receiving radio waves from a mobile terminal 31 from a plurality of
計算手段11は、基地局21から通知を受けた移動端末31より電波を受信した時刻をもとに後述する(式1)により、移動端末31の位置(2次元、3次元)を計算するものである。
The calculating means 11 calculates the position (two-dimensional and three-dimensional) of the mobile terminal 31 according to (Equation 1) described later based on the time when the radio wave is received from the mobile terminal 31 notified from the
アンテナ選択手段12は、移動端末31からの電波を受信できた基地局21の情報を基に電波受信エリアを推定して当該電波受信エリア内の基地局21のアンテナを選択したり、電波受信エリア内で最も移動端末31の位置の測定精度が高くなると推定される位置のアンテナを選択したりなどするものである(図2から図4参照)。
The
アンテナ切換指示手段13は、基地局21のアンテナの切換指示を送信するものであって、基地局21からの移動端末31から電波を受信した時刻の通知された数が位置測定に必要な数に不足するときに、電波を受信していない基地局21に指示して移動端末31からの電波の受信を指示したり、位置測定に必要な数を満たすときに、電波を受信した基地局21のうちの他のアンテナに切り換え指示を送信したりなどするものである(図2参照)。
The antenna switching instruction means 13 transmits an antenna switching instruction of the
DB14は、各種情報を検索し易く格納したものであって、ここでは、全基地局21の位置情報、アンテナの数とその位置情報などを予め格納したものである。
The DB 14 stores various information in an easy-to-search manner. Here, the location information of all
基地局21は、移動端末31の位置(2次元、3次元)で測定するために測定対象空間に配置した複数の基地局であって、各基地局21は複数のアンテナを有してアンテナ切換機構22で任意に切り換えるように構成したものである。各基地局21、およびその各アンテナの位置は予め測定し、測位サーバ1のDB14に格納しておく。
The
移動端末31は、測位対象の移動端末であって、その端末から発せられた電波を複数の基地局21で当該電波の到達時刻をそれぞれ計測して測位サーバ1に集めて当該移動端末31の位置(実施例では2次元、更に3次元でもよい)を測位するものである。
The mobile terminal 31 is a positioning target mobile terminal, and the radio waves emitted from the mobile terminal 31 are measured at a plurality of
ここで、移動端末31の2次元の位置測定する場合について、具体的に説明する。
(1)図1には、移動端末位置を知るためのTDOA(Time Difference of Arrival)方式の2次元測位の基本システムを示し、基地局21が3台設置され、それらは測位サーバ1にそれぞれネットワークを介して接続されている。
Here, the case where the two-dimensional position of the mobile terminal 31 is measured will be specifically described.
(1) FIG. 1 shows a two-dimensional positioning basic system of TDOA (Time Difference of Arrival) method for knowing the position of a mobile terminal, and three
(2)移動端末31から発せられた電波は各基地局21によって受信される。例えば、移動端末31の2次元的な位置を知るためには、少なくとも移動端末31から発せられた電波は3箇所以上の基地局21に届く必要がある(3次元的位置の場合は、4箇所以上)。
(2) A radio wave emitted from the mobile terminal 31 is received by each
(3)各基地局21はなんらかの方法で時間同期(例えば精度の高いタイマがあり、更に、同期信号が所定時間毎に送信されて同期)がとられている状態とする。各基地局21の座標を(X1, Y1),( X2, Y2),( X3, Y3)とし、移動端末の位置を(Xm,Ym)、光速をVcとする。
(3) Each
(4)時刻tmに移動端末31から発せられた電波が各基地局21にそれぞれ、t1,t2,t3の時刻に届いたとすると、以下の(式1)を得る。
(4) If the radio wave emitted from the mobile terminal 31 at time tm reaches the
((X2 - Xm)2 + (Y2 - Ym)2)1/2 - ((X1 - Xm)2 + (Y1 - Ym)2)1/2
= Vc((t2-tm)-(t1-tm))
= Vc(t2-t1)
((X3 - Xm)2 + (Y3 - Ym)2)1/2 - ((Y1 - Xm)2 + (Y1 - Ym)2)1/2
= Vc((t3-tm)-(t1-tm))
= Vc(t3-t1) ・・・・・・・・(式1)
ここで、tmは未知のままでもよく、測位サーバ1で通知を受けたt1,t2,t3から(Xm,Ym)について解くことにより、移動端末の位置がわかる。
((X2-Xm) 2 + (Y2-Ym) 2 ) 1/2 -((X1-Xm) 2 + (Y1-Ym) 2 ) 1/2
= Vc ((t2-tm)-(t1-tm))
= Vc (t2-t1)
((X3-Xm) 2 + (Y3-Ym) 2 ) 1/2 -((Y1-Xm) 2 + (Y1-Ym) 2 ) 1/2
= Vc ((t3-tm)-(t1-tm))
= Vc (t3-t1) ... (Formula 1)
Here, tm may remain unknown, and the position of the mobile terminal can be found by solving for (Xm, Ym) from t1, t2, t3 received by the positioning server 1.
以上の(1)から(4)によって、図1の3つの基地局21のアンテナの位置および移動端末31から電波を受信した時刻をもとに、測位サーバ1の計算手段11が上記(式1)によって、移動端末31の位置(ここでは、2次元位置、移動端末31から電波を4つの基地局21のアンテナで受信すれば3次元位置)を測位することが可能となる。
According to the above (1) to (4), the calculation means 11 of the positioning server 1 performs the above (formula 1) based on the positions of the antennas of the three
次に、図2のフローチャートの順番に従い、図1の構成の動作を詳細に説明する。
図2は、本発明の動作説明フローチャートを示す。
Next, the operation of the configuration of FIG. 1 will be described in detail according to the order of the flowchart of FIG.
FIG. 2 shows a flowchart for explaining the operation of the present invention.
図2において、ステップ(1)は、各基地局はa側のアンテナに接続(初期値)する。これは、図1の各基地局21はa側のアンテナとb側のアンテナの2つのアンテナがあり、そのうちの初期値としてa側のアンテナに接続する。そして、移動端末31からの送信待ち、即ち、各基地局21で移動端末31からの電波の受信を待機する。
In FIG. 2, in step (1), each base station connects (initial value) to the antenna on the a side. This is because each
ステップ(2)は、3つ以上の基地局で受信可能か判別する。これは、測位サーバ1が3つ以上の基地局21から、移動端末31からの電波を受信してその当該時刻tnの通知を受けたか判別する。YESの場合には、移動端末31の位置計算可能であるので、ステップ(5)へ進む。一方、NOの場合には、移動端末31の位置計算不可であるので、ステップ(3)に進む。
Step (2) determines whether or not reception is possible at three or more base stations. This determines whether the positioning server 1 has received radio waves from the mobile terminal 31 from three or
ステップ(3)は、ステップ(2)のNOで3つ以上受信できなく、移動端末31の位置計算不可と判明したので、受信できなかった基地局21のアンテナをb側に変更する。これは、測位サーバ1は、ステップ(2)で移動端末31から電波を受信した時刻tnの通知を受けていない他の基地局21のアンテナをa側からb側に切り換えるように、通知する。
In step (3), it is found that three or more cannot be received in NO in step (2), and it is determined that the position of the mobile terminal 31 cannot be calculated. This notifies the positioning server 1 to switch the antenna of the
ステップ(4)は、3つ以上の基地局で受信できたか判別する。これは、ステップ(3)で移動端末31からの電波を受信できかった基地局21のアンテナをa側からb側に切り換えて再度、移動端末31からの電波の受信を試みて受信できた基地局21からの受信した時刻tmを受信し、ステップ(2)のときに受信でき、今回も受信できた基地局とを併せて合計3つ以上の基地局21で移動端末31からの電波を受信できたか判別する。YESの場合には、移動端末31の位置計算可能となったので、ステップ(5)に進む。NOの場合には、測位不可であると判明したので、ステップ(1)に戻る。尚、基地局21に2つのアンテナがあり、a側(初期値)、b側の2つがある場合について、説明したが、更に、3つ以上のアンテナがある場合には更にステップ(3)、(4)を残りのアンテナが無くなるまで繰り返す。
In step (4), it is determined whether or not reception is possible at three or more base stations. This is because the
ステップ(5)は、ステップ(2)あるいはステップ(4)で3つ以上の基地局21で移動端末31からの電波の到達時間tn,tmを測定できて位置計算可能と判明したので、測位成立と判定し、精度は十分か判別する。これは、受信できた3つ以上の基地局21のアンテナの位置をもとに、予め指定された十分な位置精度が計算できるか,あるいは更に、精度の高い測位が可能か判別する(後述する図3から図5参照)。YESの場合には、ステップ(5)の測位結果(3つ以上の基地局21で受信した移動端末31からの電波の受信時刻tn,tmを測位結果)とし出力し(出力された受信時刻tn,tmをもとに計算手段11が公知の後述する式で移動端末31の位置を計算する)、ここでは、ステップ(1)に戻り繰り返す。
In step (5), since it was found that the arrival times tn and tm of radio waves from the mobile terminal 31 can be measured by three or
ステップ(6)は、最良の測位精度の期待できるアンテナ位置の有無判断する。これは、ステップ(5)で3つ以上の基地局21で移動端末31からの電波の到達時間を受信できたかが、精度が十分でないと判明したので、更に、最良の測位精度の期待できるアンテナ位置があるか否かを判断、例えば図3から図5で後述するように、移動端末31から電波を受信できた基地局21のアンテナの位置をもとに受信エリアを想定し、当該受信エリア内で最良の測位精度の期待できるアンテナ位置が、現在測定したアンテナの位置以外にあるか判別する(図3から図5参照)。YES(有り)の場合には、ステップ(7)に進む。NO(無)の場合には、現状の測定結果が最良と判明したので、ステップ(5)の測位結果採用して出力し(出力された受信時刻tn,tmをもとに計算手段11が公知の後述する式で移動端末31の位置を計算する)、ステップ(1)に戻り繰り返す。
In step (6), it is determined whether or not there is an antenna position where the best positioning accuracy can be expected. This is because, in step (5), it was found that the arrival time of the radio wave from the mobile terminal 31 could be received by three or
ステップ(7)は、測位精度向上の期待できるアンテナ位置へ切り換える。これは、図1のアンテナ切換指示手段13が該当基地局21に該当アンテナ位置への切換を通知する。
Step (7) switches to an antenna position where positioning accuracy can be expected to improve. This is because the antenna switching instruction means 13 in FIG. 1 notifies the
ステップ(8)は、3つ以上の基地局で受信可能か判別する。これは、ステップ(7)でアンテナ位置の切換を基地局21に指示したので、再度、基地局21で移動端末31からの電波の受信時刻を測定し、これら時刻の通知を受けた測位サーバ1が3つ以上の基地局21で受信可能か判別する。YESの場合には、当該受信したステップ(8)の測位結果を採用して出力し(出力された受信時刻tn,tmをもとに計算手段11が公知の後述する式で移動端末31の位置を計算する)、ステップ(1)に戻り繰り返す。NOの場合には、アンテナを切り換えたが3つ以上の基地局21で電波を受信できなかったと判明したので、ステップ(9)でステップ(5)より測位精度の期待できる他のアンテナ位置有無を判断し、YES(有り)の場合には残りの他のアンテナについて繰り返すために、ステップ(7)に戻り、繰り返す。一方、NO(無)の場合には、残りの他のアンテナがないと判明したので、ステップ(5)の測位結果採用して出力し(出力された受信時刻tn,tmをもとに計算手段11が公知の後述する式で移動端末31の位置を計算する)、ステップ(1)以下を繰り返す。
In step (8), it is determined whether reception is possible at three or more base stations. Since the
以上によって、図1の構成のもとで、各基地局21のアンテナを初期値側(a側)に切り換えて移動端末31からの電波を受信した時刻を測位サーバ1に通知させ、測位サーバ1では受信できた時刻の数が3つ以上でないときは受信できなかった各基地局21のアンテナをb側に変更させで再度、移動端末31からの電波を受信させ、3つ以上の基地局21で電波を受信できたときは、ステップ(5)に進む。次に、受信できた3つ以上で測位精度が十分か判別し、十分の場合には受信した3つ以上の測位結果を出力する。
With the above configuration, the positioning server 1 is notified of the time when the antenna of each
一方、十分でない場合には、3つ以上の電波を受信した基地局21のアンテナの位置をもとに受信エリアを推定し、更に、最良の測位精度が期待できるアンテナ位置があるか判別し、有りの場合(ステップ(6)の有りの場合)には、最良の測位精度が期待できるアンテナ位置に切換指示を通知して再度、移動端末31からの電波を受信して3つ以上で測位できたときはこれを測位結果として出力し、一方、3つ以上で測定できかったときは残りの他のアンテナ位置に切り換えて繰り返し、最良の測位精度が測位できるアンテナ位置で測定した測位結果を出力することが可能となる。
On the other hand, if not enough, estimate the reception area based on the position of the antenna of the
これらにより、各基地局21の複数のアンテナのうちから最良の測位精度が期待できるアンテナ位置に切り換えて当該最良の測位結果を得ることが可能となる。
Thus, it is possible to obtain the best positioning result by switching to the antenna position where the best positioning accuracy can be expected from the plurality of antennas of each
図3は、本発明の説明図を示す。
図3の(a)は、矩形領域内の各隅にアンテナ1,2,3,4(基地局1,2,3,4)を配置した例を示す。図示の矩形領域内を移動する移動端末31から発射された電波は図示の電波到達エリアに示すように、周囲に一様に届くため測位が可能である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the present invention.
FIG. 3A shows an example in which
しかし、図3の(b)に示すように、移動端末31を例えば人の胸にとりつけた場合には、電波到達エリアが図示の範囲となり、偏りを生じ、測位ができない場合がある。 However, as shown in FIG. 3B, when the mobile terminal 31 is attached to, for example, a person's chest, the radio wave arrival area is within the range shown in the figure, and there may be a case where positioning cannot be performed.
測位を可能とするためには、図3の(c)に示すように基地局21の数を増やす必要がある。基地局21を増やすことで、移動端末31の電波到達エリアの偏りによる測位の死角範囲を狭くすることができるが、基地局21の設置個数は、機器や敷設コストを抑えるため必要最小限であることが望ましい。
In order to enable positioning, it is necessary to increase the number of
そこで、図3の(d)に示すように、各基地局21から2つのアンテナを切り替えられるような機構を持つシステムとしておく。これにより、図3の(c)の従来システムに比べ、半分の基地局数ですむこととなる。
Therefore, as shown in FIG. 3D, a system having a mechanism capable of switching two antennas from each
図4は、本発明の説明図を示す。これは、移動体31からの電波を3つの基地局21のアンテナでそれぞれその到達時間(受信した時間)をそれぞれ測定し、移動端末31の位置を(式1)で計算する様子を模式的に示す。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the present invention. This schematically shows how the arrival time (reception time) of the radio waves from the mobile body 31 is measured by the antennas of the three
図4の(a)は、電波(例えばパルス)を模式的に示す。
ここで、移動端末送信時刻tmとする((式1)で説明したように、tmは判ってもよいし、(式1)で測定t1,t2,t3から計算して求めるようにしてもよい)。
FIG. 4A schematically shows radio waves (for example, pulses).
Here, the mobile terminal transmission time tm is used (tm may be known as described in (Equation 1), or may be obtained by calculation from measurements t1, t2, and t3 in (Equation 1). ).
基地局1受信時刻t1,t2,t3は、各基地局21のアンテナで移動端末31からの電波(例えばパルス)を受信した時刻である。
The base station 1 reception times t1, t2, and t3 are times at which radio waves (for example, pulses) from the mobile terminal 31 are received by the antennas of the
図4の(b)は、既述した(式1)に、基地局1受信時刻t1,t2,t3(必要に応じて(tm))を代入して計算して解(移動端末31の2次元位置)を求めるときの各曲線を模式的に表したものである。 (B) in FIG. 4 is calculated by substituting the base station 1 reception times t1, t2, and t3 ((tm) as necessary) into (Expression 1) described above (2 of the mobile terminal 31). Each of the curves for obtaining the (dimensional position) is schematically represented.
図中で、基地局1,2,3を図示の位置に配置したとする。そして、移動端末31の位置から各基地局1,2,3までの距離を図示のように、L1,L2,L3とする。そして、各基地局1,2,3(正確には各基地局のアンテナ)でそれぞれ図4の(a)に示すt1,t2,t3の時刻に移動端末31からの電波を受信したとすると、既述した(式1)に代入し、
(A) ((t2−tm)−(t1−tm))Vc=L2−L1を満たす線(曲線)
(B) ((t3−tm)−(t1−tm))Vc=L3−L1を満たす線(曲線)
(C) ((t3−tm)−(t2−tm))Vc=L3−L2を満たす線(曲線)
を得て、これを表すと図4の(b)の図示の線(曲線)となり、これらの交点が移動端末31の位置として求めることが可能となる。
In the figure, it is assumed that
(A) ((t2-tm)-(t1-tm)) line (curve) satisfying Vc = L2-L1
(B) ((t3-tm)-(t1-tm)) Vc = L3-L1 satisfying line (curve)
(C) ((t3-tm)-(t2-tm)) A line (curve) satisfying Vc = L3-L2
When this is expressed, it becomes the illustrated line (curve) of FIG. 4B, and these intersections can be obtained as the position of the mobile terminal 31.
ここで、上記3つ以上の基地局21のアンテナで移動端末21からの電波を受信して測位が成立した場合に、移動端末31の測位結果と、基地局21のアンテナ位置の関係から、測位精度がより高く見込めるアンテナ位置の組み合わせで測位を行う。このとき位置精度向上のための各基地局とアンテナの組み合わせの選択基準として、公知の精度劣化指数(DOP:Dilution of Precision)が最も小さいものを用いればよい(例えばDOPの参考文献例:「宇宙における電波計測と電波航法」、他 2000年コロナ社)。
Here, when positioning is established by receiving radio waves from the
例えば、移動端末21の位置を求めるのに得た図示の(A),(B),(C)の曲線の交点をなす角が大きいもの、具体的には30°以上(あるいは60°以上)などの条件の測位情報を採用すればよい。または、得られた時間情報をもとに、位置計算する途中で得られる上記性能劣化指数が最も小さい測位情報結果を採用して移動端末31の測位位置の精度向上を図る。
For example, the angle forming the intersection of the curves (A), (B), and (C) shown in the figure obtained for determining the position of the
また、上記説明した測位システムは、無線LANなどを用いる移動端末、更に、インパルスを用いた測位システムなどについて適用できる。いずれも移動端末31から放射された電波を複数の基地局21の任意のアンテナで受信してその時刻を測定し、当該移動端末31の位置を特定できればよい。そのときに、ある基地局21で電波を受信できなくても、当該基地局1の複数のアンテナのうちの他のアンテナに切換えて電波を受信できるものを探したり、更に、基地局21内のいずれのアンテナで電波を受信できてもそのうちの最良の精度が期待できるアンテナに切り換えて測位することにより、測位の死角領域を最小限にし、かつ最良の測位精度で移動端末31の位置を測位することが可能となる。
The positioning system described above can be applied to a mobile terminal using a wireless LAN or the like, and a positioning system using an impulse. In any case, it is only necessary that radio waves radiated from the mobile terminal 31 are received by arbitrary antennas of the plurality of
図5は、本発明の他のシステム構成図を示す。これは、図1の応用として、アンテナを固定位置にそれぞれ設置し、それぞれの基地局21は重複しない条件のもとで、任意のアンテナを選ぶことができるようにした機構を持つ例である。
FIG. 5 shows another system configuration diagram of the present invention. As an application of FIG. 1, this is an example having a mechanism in which each antenna is installed at a fixed position, and each
・基地局1は、アンテナh,a,b
・基地局2はアンテナb,c,d
・基地局3はアンテナd,e,f
・基地局4はアンテナf,g,h
をそれぞれ選択できるような構成としている。このようにすることで、隣り合った3つのうちから1つのアンテナを選択した測位が可能となるため、移動端末31の発射した電波の到達範囲が大きく偏っている場合にも、より測位範囲の死角の少ない測位システムを実現できる。
得ることができる。
・ Base station 1 has antennas h, a, b
・
・
・ Base station 4 has antennas f, g, h
Are configured so that each can be selected. In this way, positioning can be performed by selecting one antenna from three adjacent ones. Therefore, even when the arrival range of radio waves emitted by the mobile terminal 31 is greatly deviated, the positioning range can be further increased. A positioning system with few blind spots can be realized.
Obtainable.
本発明は、各基地局が複数のアンテナに切り替え可能な機構をもち、移動端末から発せられた電波の各端末での受信状況により、各基地局のアンテナを切り替え、少ない基地局で移動端末の測位を実現する無線測位システムに関するものである。 The present invention has a mechanism that allows each base station to switch to a plurality of antennas, and switches the antenna of each base station according to the reception status of each radio wave emitted from the mobile terminal. The present invention relates to a wireless positioning system that realizes positioning.
1:測位サーバ
11:計算手段
12:アンテナ選択手段
13:アンテナ切換指示手段
21:基地局
22:アンテナ切換機構
31:移動端末
1: positioning server 11: calculation means 12: antenna selection means 13: antenna switching instruction means 21: base station 22: antenna switching mechanism 31: mobile terminal
Claims (5)
異なる位置に配置した複数のアンテナを有すると共に、当該複数のアンテナを切り換える切換機構を設けた基地局と、
前記基地局を複数設けて当該各基地局から、測位対象の移動端末からの電波を受信したときに当該受信した時刻をそれぞれ通知を受け、当該通知を受けた時刻をもとに移動端末の位置を計算する計算手段と、
前記通知を受けた時刻をもとに移動端末の位置を計算できないときあるいはできたときに、該当基地局に他のアンテナへの切換指示を送信し、移動端末からの電波の再受信を指示して当該移動端末からの電波を受信した時刻を受信して前記計算する手段に再計算させるアンテナ切換手段とを設けた測位サーバと
を備えたことを特徴とする無線測位システム。 In a wireless positioning system that receives radio waves emitted from a moving mobile terminal at a plurality of base stations and obtains the position of the mobile terminal,
A base station having a plurality of antennas arranged at different positions and provided with a switching mechanism for switching the plurality of antennas;
A plurality of the base stations are provided, and when receiving radio waves from the positioning target mobile terminal, the received time is notified, and the position of the mobile terminal is determined based on the received time. A calculation means for calculating
When the position of the mobile terminal cannot be calculated based on the time when the notification is received, or when the mobile terminal position cannot be calculated, the base station transmits an instruction to switch to another antenna to instruct the radio terminal to re-receive radio waves. And a positioning server provided with an antenna switching means for receiving the time when the radio wave is received from the mobile terminal and causing the calculating means to recalculate the time.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008202964A (en) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Mitsubishi Electric Corp | Displacement measuring device |
WO2021157462A1 (en) * | 2020-02-03 | 2021-08-12 | 凸版印刷株式会社 | Communication system, base station, measurement method, and program |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06178352A (en) * | 1992-12-10 | 1994-06-24 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | Mobile radio communication system |
JP2006013577A (en) * | 2004-06-22 | 2006-01-12 | Hitachi Ltd | Position measuring apparatus and position measuring program in radio network |
JP2006170891A (en) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Hitachi Ltd | Node position positioning system, radio base station, and position measuring method |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5508708A (en) * | 1995-05-08 | 1996-04-16 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for location finding in a CDMA system |
-
2006
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06178352A (en) * | 1992-12-10 | 1994-06-24 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | Mobile radio communication system |
JP2006013577A (en) * | 2004-06-22 | 2006-01-12 | Hitachi Ltd | Position measuring apparatus and position measuring program in radio network |
JP2006170891A (en) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Hitachi Ltd | Node position positioning system, radio base station, and position measuring method |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008202964A (en) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Mitsubishi Electric Corp | Displacement measuring device |
WO2021157462A1 (en) * | 2020-02-03 | 2021-08-12 | 凸版印刷株式会社 | Communication system, base station, measurement method, and program |
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