JP5536827B2 - 基地局測位装置、基地局測位方法及び基地局測位プログラム - Google Patents
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Description
しかしながら、MT110が、必ずしも直線a上の位置に存在するとは限らない。例えば、図15に示すように、MT110が、直線a上の位置に存在しない場合もある。この場合には、MT110が直線a上の位置に存在している場合のように、MT110の位置を精度良く推定することができないことがあった。つまり、折り返し測位方式により推定されたMT110の位置は、サービング基地局101からそのセルAの重心位置gとサービング基地局101の位置との2点を通る直線aの方向(図中に矢印cで示す方向)に対して、円弧bの左右方向(図中に矢印dで示す方向)に誤差が生じる場合があった。
本発明のある態様による基地局測位装置は、無線通信ネットワークシステムを構成する基地局と移動端末機との間で送受信される信号の折り返し時間を取得する折り返し時間取得部と、前記移動端末機から前記基地局に対して送信された、その移動端末機が前記信号を受信した際の電波強度を取得する電波強度取得部と、前記折り返し時間取得部により取得された前記折り返し時間に基づいて、前記基地局の位置から前記移動端末機の位置までの距離を推定する距離推定部と、前記基地局の位置を中心とし、半径が前記距離推定部により推定された前記距離である円弧を特定すると共に、前記基地局の位置とその基地局セルの重心位置とを結ぶ直線を特定し、前記円弧と前記直線との交点の位置を前記移動端末機の位置として推定する位置推定部と、前記無線通信ネットワークシステムのサービスエリア内について同一電波強度になっているエリアに区分けした場合の当該エリア単位の電波強度を取得する品質データ取得部と、前記品質データ取得部により取得された前記サービスエリア内について同一電波強度になっているエリアに区分けした場合の当該エリア単位の電波強度と、前記電波強度取得部により取得された前記移動端末機が前記信号を受信した際の電波強度との差分を算出し、その差分が所定の閾値内であったエリアを補正候補エリアとして特定する補正候補エリア特定部と、前記補正候補エリア特定部により特定された前記補正候補エリアが前記円弧上の位置に存在する場合に、前記位置推定部により推定された前記移動端末機の位置を、前記補正候補エリア内の前記円弧上の位置に補正する位置補正部と、を備えることを特徴とする。
前記補正候補エリア特定部は、前記品質データ取得部により取得された前記電波強度の数が所定の閾値以上である場合に前記差分が所定の閾値内であったエリアを補正候補エリアとして特定する特定処理を行い、前記品質データ取得部により取得された前記電波強度の数が所定の閾値未満である場合に前記特定処理を行わないようにしてもよい。
位置推定部が、基地局の位置を中心とし、半径が距離推定部により推定された距離である円弧と、基地局の位置とその基地局セルの重心位置とを結ぶ直線との交点を特定し、その特定された交点の位置を移動端末機の位置として推定する。
これにより、基地局からそのセルの重心位置方向に対して左右方向に生じる位置情報の誤差を抑えることができる。このため、セル内における移動端末機の位置に関係なく、移動端末機の位置を精度良く推定することが可能となる。
上記の基地局測位装置によれば、補正候補エリア特定部により特定された補正候補エリアが、円弧上の位置に1つだけではなく、複数存在する場合がある。このような場合には、推定された移動端末機の位置から距離が最も近い補正候補エリア内の円弧上の位置に補正することが可能となる。
このようにすれば、補正候補エリア特定部により特定された補正候補エリアが複数存在する場合に、適切な位置に補正することが可能となる。
このようにすれば、補正候補エリア特定部により特定された補正候補エリアが複数存在する場合に、適切な位置に補正することが可能となる。
上記の基地局測位プログラムによれば、無線通信ネットワークシステムを構成する装置において、上記の基地局測位プログラムを実行すると、上記で説明した基地局測位装置や基地局測位方法と同じ作用を得ることが可能となる。
これにより、基地局からそのセルの重心位置方向に対して左右方向に生じる位置情報の誤差を抑えることができる。このため、セル内における移動端末機の位置に関係なく、移動端末機の位置を精度良く推定することができる。
(無線通信ネットワークシステム10のシステム構成)
最初に、図1を参照して、本実施形態に係る基地局測位機能部60を用いて構成される無線通信ネットワークシステム10の全体のシステム構成を説明する。
図1は、本実施形態に係る基地局測位機能部60を用いて構成される無線通信ネットワークシステム10のシステム構成を示すシステム構成図である。図1に示す無線通信ネットワークシステム10は、本例では、LTE(Long Term Evolution)網20を構成する各装置と、主に測位演算処理を行う各装置と、ユーザが所持している移動端末機であるMT(Mobile Terminal)50とを備えて構成される。このMT50が、測位対象である。なお、本発明はLTE網ではなく3G(3rd Generation)網についても適用できるが、本例ではLTE網に適用した場合について説明する。
eNodeB21は、LTE網20におけるネットワーク基地局であり、MT50と無線によって接続される。例えば、セルAはeNodeB21のセルの一つである。
S−GW23は、ユーザデータを伝送する在圏パケットゲートウェイ装置である。このS−GW23は、LTE網20や図示しない3G網等を収容してユーザデータの伝送を行うと共に、LTE網20や3G網等へユーザデータを伝送する際の切り替えポイントになる。
GMLC(EBSCP)42は、測位対象であるMT50の位置情報(緯度経度情報)を他の装置に提供する際のゲートウェイ装置である。
なお、本例では、作図の都合上、SLP41とGMLC42とが別々の装置によって実現されるように表現しているが、これらを同一の装置によって実現してもよい。図中の他の構成要素についても、複数の構成要素を別々の装置ではなく、同一の装置によって実現してもよい。
E−SMLC44は、測位演算処理を行うサーバ装置、つまり測位演算サーバ装置である。なお、本発明を3G網に適用した場合には、RNC(Radio Network Controller)が、このE−SMLC44において行う処理を行う。
そして、上記のE−SMLC44には、本発明の基地局測位装置が、例えば基地局測位機能部60として設けられる。この基地局測位機能部60は、基地局測位において折り返し測位により測位演算処理を行う。基地局測位機能部60は、測位演算処理の過程で、まず、MT50の位置を推定する位置推定処理を行う。さらに、基地局測位機能部60は、その位置推定処理により推定されたMT50の位置を補正する位置補正処理を行う。また、上記の基地局測位機能部60の各機能は、例えば、基地局測位プログラムとして、E−SMLC44等の装置の制御用プログラムに組み込まれる。そして、上記の装置が基地局測位プログラムを実行することによって、測位演算処理及び位置補正処理を行うことができる。
続いて、図2を参照して、本実施形態に係る無線通信ネットワークシステム10を構成するE−SMLC44に設けられた基地局測位機能部60の機能構成を説明する。
図2は、E−SMLC44に設けられた基地局測位機能部60の機能構成を示すブロック図である。図2に示すE−SMLC44は、基地局測位の一つである折り返し測位を行うと共に、その測位演算結果を補正する基地局測位機能部60が有する各機能部を備えて構成される。なお、基地局測位機能部60が有する各機能部以外のE−SMLC44が有する一般的な機能部については、図示せずに説明を省略する。
折り返し時間取得部61は、無線通信ネットワークシステム10を構成するeNodeB21とMT50との間で、信号を送受信することにより測定されたその信号の折り返し時間を取得する。この折り返し時間とは、基地局測位方式による測位演算処理に得られた品質データの一つである。eNodeB21とMT50との間で送受信された電波の上り時間と下り時間とに基づいて、折り返し時間を算出することができる。
補正候補エリア特定部66は、品質データ取得部65により取得されたサービスエリア内について同一電波強度になっているエリアに区分けした場合の当該エリア単位のRSRPと、電波強度取得部62により受信されたMT50が信号を受信した際のRSRPとの差分を算出する。そして、補正候補エリア特定部66は、無線通信ネットワークシステム10のサービスエリア内について同一電波強度になっているエリアに区分けした場合の当該エリアのうち、2つのRSRPの差分が所定の閾値内であったエリアを補正候補エリアとして特定する。
位置補正部67は、補正候補エリア特定部66により特定された補正候補エリアが円弧上の位置に存在する場合に、位置推定部64により推定されたMT50の位置を、補正候補エリア内の円弧上の位置に補正する。
続いて、図3〜図5を参照して、折り返し測位方式における移動端末機の位置を推定する手順の概要を説明する。
図3〜図7は、折り返し測位方式における移動端末機の位置を推定する手順を示す模式図である。
背景技術においても説明したが、図3に示すように、まず、基地局測位機能部60を有するE−SMLC44は、在圏している基地局であるサービング基地局のeNodeB21のセルのRSRPと、図示しないeNodeB21と、そのeNodeB21と隣接する基地局である隣接基地局のセルのRSRPとの差分を算出する。そして、E−SMLC44は、算出された2つのRSRPの差分が閾値内である隣接基地局のセルが1つも存在しない場合に、図14を参照して説明したように、eNodeB21のセルAにおける折り返し時間に基づいて、MT50の位置51を推定する。ここで、品質データ取得部65は、無線通信ネットワークシステム10のサービスエリア内について同一電波強度になっているエリアに区分けした場合の当該エリア単位のRSRPを取得する。次に、補正候補エリア特定部66は、品質データ取得部65により取得されたサービスエリア内について同一電波強度になっているエリアに区分けした場合の当該エリア単位のRSRPと、電波強度取得部62により受信されたMT50が信号を受信した際のRSRPとの差分を算出する。そして、補正候補エリア特定部66は、無線通信ネットワークシステム10のサービスエリア内について同一電波強度になっているエリアに区分けした場合の当該エリアのうち、その2つのRSRPの差分が所定の閾値内であったエリアを補正候補エリアとして特定する。
また、図5に示すように、エリア82に加えて、RSRPがエリア82のRSRPと同じであるエリア84があったとする。従って、補正候補エリア特定部64は、エリア82と同様に、エリア84を補正候補エリアとして特定する。このように、補正候補エリア特定部66により特定された補正候補エリアが、円弧b上の位置に1つだけではなく、複数存在する場合がある。
さらに、別の例として、図7のように、位置推定部64により推定されたMT50の位置を、複数の補正候補エリア82、85を合わせたエリアの重心g’とeNodeB21の位置とを結んだ直線(一点鎖線)eと、円弧Aとの交点の位置56に、補正することができる。
続いて、図8及び図9を参照して、無線通信ネットワークシステム10で用いられる基地局測位機能部60により行われる折り返し測位方式による測位演算処理の全体の流れを説明する。
図8及び図9は、基地局測位機能部60を用いた無線通信ネットワークシステム10を構成する各装置により行われる折り返し測位方式による測位演算処理の全体の流れを示すシーケンス図である。
ここで、E−SMLC44は、MME22に対して、MT50におけるRSRPや、MT50とeNodeB21との間の折り返し時間等を含む品質データを測定するための測定処理要求を送信する(ステップS203)。さらに、MME22は、eNodeB21に対して、測定処理要求を送信する(ステップS204)。eNodeB21は、測定処理要求を受信すると、MT50との間で、RSRPや電波の折り返し時間等を含む品質データを測定する(ステップS205)。
これで、無線通信ネットワークシステム10で用いられる基地局測位機能部60により行われる折り返し測位演算処理の全ての処理が終了する。
続いて、図10を参照して、無線通信ネットワークシステム10で用いられる基地局測位機能部60により行われる位置推定処理の流れを説明する。
図10は、無線通信ネットワークシステム10で用いられる基地局測位機能部60により行われる位置推定処理の流れを示すフローチャートである。
図10に示すように、まず、折り返し時間取得部61は、無線通信ネットワークシステム10を構成するeNodeB21とMT50との間で送受信される信号の折り返し時間を品質データとして取得する(ステップS301)。また、電波強度取得部62は、MT50からeNodeB21に対して送信された、そのMT50が信号を受信した際のRSRPを品質データとして取得する(ステップS302)。
続いて、図11を参照して、無線通信ネットワークシステム10で用いられる基地局測位機能部60により行われる位置補正処理の流れを説明する。
図11は、無線通信ネットワークシステム10で用いられる基地局測位機能部60により行われる位置補正処理の流れを示すフローチャートである。
図11に示すように、まず、位置推定部64により推定されたMT50の位置を補正する前に、品質データ取得部65は、無線通信ネットワークシステム10のサービスエリア内について同一電波強度になっているエリアに区分けした場合の当該エリア単位のRSRP等を含む品質データを取得する(ステップS401)。なお、品質データ取得部65は、上記のエリアをさらに細分化したポイント(点)単位で、eNodeB21のエリアに対応するRSRPを一度に複数取得することができる。
補正候補エリア特定部66は、品質データ取得部65により取得されたサービスエリア内について同一電波強度になっているエリアに区分けした場合の当該エリア単位のRSRPと、電波強度取得部62により受信されたMT50が信号を受信した際のRSRPとの差分を算出する。そして、補正候補エリア特定部66は、無線通信ネットワークシステム10のサービスエリア内について同一電波強度になっているエリアに区分けした場合の当該エリアのうち、2つのRSRPの差分が所定の閾値内であったエリアを補正候補エリアとして特定する。ここで用いる閾値は、補正候補エリアとして特定するための閾値であって、上記のステップS402の判定処理における閾値とは別の閾値である。
上記で説明したように、無線通信ネットワークシステム10で用いられる基地局測位機能部60においては、移動端末機の位置を推定した上で、さらに、その推定された移動端末機の位置を補正する。
補正候補エリア特定部66は、品質データ取得部65により取得されたサービスエリア内について同一電波強度になっているエリアに区分けした場合の当該エリア単位のRSRPと、電波強度取得部62により受信されたMT50が信号を受信した際のRSRPとの差分を算出する。そして、補正候補エリア特定部66は、無線通信ネットワークシステム10のサービスエリア内について同一電波強度になっているエリアに区分けした場合の当該エリアのうち、2つのRSRPの差分が所定の閾値内であったエリアを補正候補エリアとして特定する。そして、位置補正部67は、補正候補エリア特定部66により特定された補正候補エリアが円弧上の位置に存在する場合に、位置推定部64により推定されたMT50の位置を、補正候補エリア内の円弧上の位置に補正する。
ところで、折り返し時間が十分に短い場合には、円弧に沿った左右方向の誤差も少ないことが推測できる。このため、例えば、折り返し時間が所定の閾値よりも短い場合には上記の手法を用いず、折り返し時間が所定の閾値を超える場合に上記の手法を用いるようにしてもよい。
すなわち、図12のように、折り返し時間が、閾値tTHよりも短い時間t1である場合、eNodeB21の近傍に位置しており、円弧b1に沿った左右方向の誤差が小さい。したがって、この場合には、上記のRSRPを用いた位置補正は不要となる。
一方、折り返し時間が、閾値tTH以上の時間t2である場合、円弧b2に沿った左右方向の誤差が大きい。したがって、この場合には、上記のように、RSRPを用いたマッピングを行って位置補正を行うことが効果的である。
なお、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらす全ての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、全ての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
20……LTE網
21……eNodeB
22……MME
23……S−GW
24……P−GW
41……SLP
42……GMLC(EBSCP)
43……IPSCP
44……E−SMLC
45……E−SMLC
45……品質データ管理サーバ装置
60……基地局測位機能部
61……折り返し時間取得部
62……電波強度取得部
63……距離推定部
64……位置推定部
65……品質データ取得部
66……補正候補エリア特定部
67……位置補正部
Claims (8)
- 無線通信ネットワークシステムを構成する基地局と移動端末機との間で送受信される信号の折り返し時間を取得する折り返し時間取得部と、
前記移動端末機から前記基地局に対して送信された、その移動端末機が前記信号を受信した際の電波強度を取得する電波強度取得部と、
前記折り返し時間取得部により取得された前記折り返し時間に基づいて、前記基地局の位置から前記移動端末機の位置までの距離を推定する距離推定部と、
前記基地局の位置を中心とし、半径が前記距離推定部により推定された前記距離である円弧を特定すると共に、前記基地局の位置とその基地局セルの重心位置とを結ぶ直線を特定し、前記円弧と前記直線との交点の位置を前記移動端末機の位置として推定する位置推定部と、
前記無線通信ネットワークシステムのサービスエリア内について同一電波強度になっているエリアに区分けした場合の当該エリア単位の電波強度を取得する品質データ取得部と、
前記品質データ取得部により取得された前記サービスエリア内について同一電波強度になっているエリアに区分けした場合の当該エリア単位の電波強度と、前記電波強度取得部により取得された前記移動端末機が前記信号を受信した際の電波強度との差分を算出し、その差分が所定の閾値内であったエリアを補正候補エリアとして特定する補正候補エリア特定部と、
前記補正候補エリア特定部により特定された前記補正候補エリアが前記円弧上の位置に存在する場合に、前記位置推定部により推定された前記移動端末機の位置を、前記補正候補エリア内の前記円弧上の位置に補正する位置補正部と、
を備えることを特徴とする基地局測位装置。 - 前記補正候補エリア特定部は、
前記品質データ取得部により取得された前記電波強度の数が所定の閾値以上である場合に前記差分が所定の閾値内であったエリアを補正候補エリアとして特定する特定処理を行い、前記品質データ取得部により取得された前記電波強度の数が所定の閾値未満である場合に前記特定処理を行わないことを特徴とする請求項1に記載の基地局測位装置。 - 前記位置補正部は、
前記補正候補エリア特定部により特定された前記補正候補エリアが前記円弧上の位置に複数存在する場合に、
前記位置推定部により推定された前記移動端末機の位置を、その移動端末機の位置から距離が最も近い前記補正候補エリア内の前記円弧上の位置に補正することを特徴とする請求項1または2に記載の基地局測位装置。 - 前記位置補正部は、
前記補正候補エリア特定部により特定された前記補正候補エリアが前記円弧上の位置に複数存在する場合に、
前記位置推定部により推定された前記移動端末機の位置を、
複数の補正候補エリアのそれぞれの端と端とを結んだ円弧上の中心の位置に補正することを特徴とする請求項1または2に記載の基地局測位装置。 - 前記位置補正部は、
前記補正候補エリア特定部により特定された前記補正候補エリアが前記円弧上の位置に複数存在する場合に、
前記位置推定部により推定された前記移動端末機の位置を、
複数の補正候補エリアを合わせたエリアの重心と基地局の位置とを結んだ直線と、円弧との交点の位置に補正することを特徴とする請求項1または2に記載の基地局測位装置。 - 前記品質データ取得部により取得される前記サービスエリア内について同一電波強度になっているエリアに区分けした場合の当該エリア単位の電波強度は、GPS(Global Positioning System)測位方式による測位演算処理を行った際に得られたものであることを特徴とする請求項1または2に記載の基地局測位装置。
- 折り返し時間取得部が、無線通信ネットワークシステムを構成する基地局と移動端末機との間で送受信される信号の折り返し時間を取得する折り返し時間取得ステップ、
電波強度取得部が、前記移動端末機から前記基地局に対して送信された、その移動端末機が前記信号を受信した際の電波強度を取得する電波強度取得ステップ、
距離推定部が、前記折り返し時間取得ステップにより取得された前記折り返し時間に基づいて、前記基地局の位置から前記移動端末機の位置までの距離を推定する距離推定ステップ、
位置推定部が、前記基地局の位置を中心とし、半径が前記距離推定ステップにより推定された前記距離である円弧を特定すると共に、前記基地局の位置とその基地局セルの重心位置とを結ぶ直線を特定し、前記円弧と前記直線との交点の位置を前記移動端末機の位置として推定する位置推定ステップ、
品質データ取得部が、前記無線通信ネットワークシステムのサービスエリア内について同一電波強度になっているエリアに区分けした場合の当該エリア単位の電波強度を取得する品質データ取得ステップ、
補正候補エリア特定部が、前記品質データ取得ステップにより取得された前記サービスエリア内について同一電波強度になっているエリアに区分けした場合の当該エリア単位の電波強度と、前記電波強度取得ステップにより取得された前記移動端末機が前記信号を受信した際の電波強度との差分を算出し、その差分が所定の閾値内であったエリアを補正候補エリアとして特定する補正候補エリア特定ステップ、
位置補正部が、前記補正候補エリア特定ステップにより特定された前記補正候補エリアが前記円弧上の位置に存在する場合に、前記位置推定ステップにより推定された前記移動端末機の位置を、前記補正候補エリア内の前記円弧上の位置に補正する位置補正ステップを有することを特徴とする基地局測位方法。 - コンピュータを、無線通信ネットワークシステムを構成する基地局と移動端末機との間で送受信される信号の折り返し時間を取得する折り返し時間取得部、
前記移動端末機から前記基地局に対して送信された、その移動端末機が前記信号を受信した際の電波強度を取得する電波強度取得部、
前記折り返し時間取得部により取得された前記折り返し時間に基づいて、前記基地局の位置から前記移動端末機の位置までの距離を推定する距離推定部、
前記基地局の位置を中心とし、半径が前記距離推定部により推定された前記距離である円弧を特定すると共に、前記基地局の位置とその基地局セルの重心位置とを結ぶ直線を特定し、前記円弧と前記直線との交点の位置を前記移動端末機の位置として推定する位置推定部、
前記無線通信ネットワークシステムのサービスエリア内について同一電波強度になっているエリアに区分けした場合の当該エリア単位の電波強度を取得する品質データ取得部、
前記品質データ取得部により取得された前記サービスエリア内について同一電波強度になっているエリアに区分けした場合の当該エリア単位の電波強度と、前記電波強度取得部により取得された前記移動端末機が前記信号を受信した際の電波強度との差分を算出し、その差分が所定の閾値内であったエリアを補正候補エリアとして特定する補正候補エリア特定部、
前記補正候補エリア特定部により特定された前記補正候補エリアが前記円弧上の位置に存在する場合に、前記位置推定部により推定された前記移動端末機の位置を、前記補正候補エリア内の前記円弧上の位置に補正する位置補正部として機能させるための基地局測位プログラム。
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