JP7110790B2 - 無線端末の位置特定装置、中継器、電波中継システム、位置特定方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、無線端末の位置特定装置、中継器、電波中継システム、位置特定方法及びプログラムに関する。

特許文献１に、携帯機の位置を正確に検出することができるという無線通信システムが開示されている。具体的には、同文献には、携帯機４から送信電波が複数の中継局３で受信できるように、各中継局３を配置する構成が開示されている。そして、中継局３は、受信レベル検出部３４で受信レベルを検出し、受信レベル送出部３５を介して検出した受信レベルデータ３５ａと中継局識別データ３５ｂとを、基地局２側に設置した携帯機位置検出装置５へ供給する。これにより、携帯機位置検出装置５は、中継局３の設置位置とその設置位置における受信レベルとに基づいて携帯機４の位置を求めることが可能となっている。

また、特許文献２には、既存の携帯電話の無線通信技術を利用して遭難者の位置情報を取得し遭難者の救助活動に利用することができるという遭難者救助支援装置が開示されている。具体的には、ヘリコプタ２００に遭難者救助支援装置を搭載し、遭難者３００－１が居るであろう遭難被疑区域を捜索する。そして、遭難者救助支援装置が、遭難者３００－１が所持する携帯電話１００－１から発信される電波を受信することで遭難者３００－１の位置を特定する。

特開平１０－２５７５４６号公報 特開２０１１－４３９５５号公報

以下の分析は、本発明によって与えられたものである。特許文献１、２に、携帯機や携帯電話の位置を特定できる構成が開示されているが、いずれも大掛かりな設備が必要となるという問題点がある。例えば、特許文献１の発明では、携帯機から送信された電波を２以上の中継局で受信できるように中継局を配置する必要がある。同様に、特許文献２の発明は、ヘリコプタ等の移動体が必要となる。

本発明は、大掛かりな設備を必要とせずに、無線端末の位置を特定できるようにした無線端末の位置特定装置、中継器、電波中継システム、位置特定方法及びプログラムを提供することを目的とする。

第１の視点によれば、基地局を起点として複数接続され前記基地局と無線端末間の信号を中継する中継器群の中から選択した中継器に対し、無線端末側への信号の送出を指示する制御信号を送信する制御信号送信部と、前記中継器群の中から選択した中継器からの、前記無線端末からの信号の受信の有無を判定する判定部と、を備える無線端末の位置特定装置が提供される。

第２の視点によれば、基地局を起点として複数接続され前記基地局と無線端末間の信号を中継する中継器であって、外部からの指示に従い、前記無線端末側に送出する信号をオンオフ可能である中継器が提供される。

第３の視点によれば、基地局を起点として複数接続され前記基地局と無線端末間の信号を中継する中継器群を含み、前記中継器群の中から選択した中継器に、前記無線端末側への信号を送信させることで、無線端末がいずれの中継器のサービスエリアに在圏するか否かを特定可能な電波中継システムが提供される。

第４の視点によれば、基地局を起点として複数接続され前記基地局と無線端末間の信号を中継する中継器群を用いた無線端末の位置特定方法であって、前記中継器の中から選択した中継器に、無線端末側への信号を送信させ、前記中継器の中から選択した中継器から、前記無線端末からの信号の受信の有無を判定する無線端末の位置特定方法が提供される。本方法は、上記した制御信号送信部と判定部とを備える無線端末の位置特定装置という、特定の機械に結びつけられている。

第５の視点によれば、上記した無線端末の位置特定装置の機能を実現するためのコンピュータプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な（非トランジトリーな）記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。

本発明によれば、大掛かりな設備を必要とせずに、無線端末の位置を特定できる構成の豊富化に貢献することが可能となる。

本発明の一実施形態の構成を示す図である。 本発明の一実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態の電波中継システムの構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の中継器（マスタ中継器）の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の中継器の制御部の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の中継器（スレーブ中継器）の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の中継器をカスケード接続した構成を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態の動作を説明するための流れ図である。 本発明の第１の実施形態の中継器（マスタ中継器）が送信する制御信号の一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態の電波中継システムの構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態の中継器（マスタ中継器）の構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態の中継器内の増幅部の構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態の中継器（スレーブ中継器）の構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態の電波中継システムの走査パターンを示す図である。 本発明の第３の実施形態の電波中継システムの別の走査パターンを示す図である。

はじめに本発明の一実施形態の概要について図面を参照して説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。また、以降の説明で参照する図面等のブロック間の接続線は、双方向及び単方向の双方を含む。一方向矢印については、主たる信号（データ）の流れを模式的に示すものであり、双方向性を排除するものではない。また、図中の各ブロックの入出力の接続点には、ポート乃至インタフェースがあるが図示省略する。

本発明は、その一実施形態において、図１に示すように、基地局１０を起点として複数接続され前記基地局と無線端末間の信号を中継する中継器２０－１～２０－ｎ（ただし、ｎ≧１）と、無線端末の位置特定装置３０とを含む構成にて実現できる。

中継器２０－１～２０－ｎは、それぞれ前記基地局の信号のうち、前記無線端末側に送出すべき信号をオンオフ可能となっている。なお、中継器２０－１～２０－ｎは図１に示すような直列に接続する形態に限られない。例えば、基地局１０を起点としていくつかの中継器２０－１～２０－ｎが並列に接続されていてもよいし、あるいは、両者を組み合わせてツリー状に中継器２０－１～２０－ｎが接続されている形態であってもよい。

位置特定装置３０は、制御信号送信部３１と判定部３２とを備える。制御信号送信部３１は、中継器２０－１～２０－ｎの中から選択した中継器に対し、無線端末側への信号の送出を指示する制御信号を送信する。

判定部３２は、前記中継器２０－１～２０－ｎの中から選択した中継器からの、前記無線端末からの信号の受信の有無を判定する。

例えば、位置特定装置３０は、中継器２０－１から順番に所定の順序で、前記無線端末側に送出する信号を送出させる制御信号を送出する。例えば、図２に示すように、無線端末４０が中継器２０－３のサービスエリアに位置している場合、中継器２０－３が基地局１０からの信号を中継した段階で、無線端末４０からの信号が受信される。位置特定装置３０は、中継器２０－３のサービスエリアに無線端末４０が位置していることを特定する。これにより、無線端末４０のみならずその所有者やその搭載機体等が中継器２０－３のサービスエリアに位置していることを把握することができる。

［第１の実施形態］
続いて、災害時の要救助者の捜索への適用を想定した本発明の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図３は、本発明の第１の実施形態の電波中継システムの構成を示す図である。図３を参照すると、基地局１０を起点として、第１中継器２１及び第２中継器２２－１～２２－ｎをカスケード接続させた構成が示されている。

基地局１０は、無線通信事業者の基地局である。もちろん、無線通信事業者の基地局に代えて、非常用の基地局を設置してもよい。

第１中継器２１は、基地局１０からの電波を受信可能な位置に配置され、第２中継器２２－１～２２－ｎ側に基地局からの信号を中継する。また、第１中継器２１は、第２中継器２２－１から受信した信号を基地局１０側に中継する。

第２中継器２２－１～２２－ｎ（以下、第２中継器を特に区別しない場合、「中継器２２」と記す。）は、第１中継器２１を介して、基地局１０と接続されている。

第１中継器２１及び第２中継器２２は、指定されたタイミングで、無線端末側に送出する信号を送出する機能を有している。また、第２中継器２２は、無線端末側から信号を受信すると、カスケード接続された第２中継器を介して、第１中継器２１に当該信号を中継する。第１中継器２１は、この信号の受信タイミングに基づいて、無線端末の位置を特定する位置特定装置として機能する。

続いて、上記機能を実現する第１中継器２１及び第２中継器２２の構成について説明する。図４は、本発明の第１の実施形態の第１中継器（マスタ中継器）の構成を示す図である。

図４を参照すると、第１中継器２１は、アンテナ２１３と、コネクタ２１８、２２０とを備えている。

アンテナ２１３は、基地局１０との通信用の電波を受信するためのアンテナである。なお、アンテナ２１３に代えて基地局１０と、第１中継器２１とが光ケーブルなどの有線で接続されていてもよい。

コネクタ２１８は、第２中継器２２－１から、基地局１０側への信号（以下、上り信号）を受信する端点である。また、コネクタ２１８は、第２中継器２２－１以降への中継器に、携帯電話等の無線端末に向けた信号（以下、下り信号）を送るための端点としても機能する。コネクタ２２０は、第１中継器２１のサービスエリア内の携帯電話等の無線端末に向けた下り電波を出力するアンテナと接続され、また、同サービスエリア内の無線端末からの上り信号を受信する。

さらに、第１中継器２１は、デュプレクサ（ＤＵＰ）２１４、２１６と、増幅部２１５、２２１と、分配合成器２１７と、高周波スイッチ２１９とを備える。

アンテナ２１３にコネクタ等を介して接続されたデュプレクサ（ＤＵＰ）２１４は、送受信信号を分離した後、基地局１０からの信号を増幅部２１５に入力する。

増幅部２１５は下り信号を増幅した後、デュプレクサ（ＤＵＰ）２１６を介して分配合成器２１７へ出力する。

分配合成器２１７は、後段の第２中継器２２と、携帯電話等の無線端末に向けた信号とを出力するアンテナ用に接続されるポートを有する。このうちの携帯電話等の無線端末に向けた信号は、高周波スイッチ（ＳＷ）２１９を介して、コネクタ２２０に出力される。

また、携帯電話等の無線端末から基地局へ向かう信号は、コネクタ２１８、２２０に入力される。コネクタ２１８、２２０にて入力された信号は分配合成器２１７で合成された後、デュプレクサ（ＤＵＰ）２１６に入力される。

デュプレクサ（ＤＵＰ）２１６は、デュプレクサ（ＤＵＰ）２１４と同様、送受信信号を分離したのち、上り信号を増幅部２２１に入力する。

増幅部２２１は、入力信号を増幅後、デュプレクサ（ＤＵＰ）２１４に入力する。

デュプレクサ（ＤＵＰ）２１４に入力された信号は、アンテナ２１３を介して、基地局１０へ向かって送信される。

高周波スイッチ（ＳＷ）２１９は、制御部２２４からオンオフ制御される。この高周波スイッチ（ＳＷ）２１９がオン状態となったとき、携帯電話等の無線端末に向けた信号がコネクタ２２０から送信される。

さらに、第１中継器２１は、検波器２２２、２２３と、制御部２２４と、制御信号重畳部（ＣＳＳＵ；Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｕｐｅｒｉｍｐｏａｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２２５、２２６と、初期設定部２２７と、表示器２２８とを備える。

検波器２２２は、下り信号のレベルを検知する。検波器２２３は、上り信号のレベルを検知する。検波器２２２、２２３はそれぞれ制御部２２４に接続されている。

制御信号重畳部（ＣＳＳＵ）２２５、２２６は、アンテナ２１３とコネクタ２１８間を流れる信号に、カスケード接続される他の中継器２２に高周波スイッチ（ＳＷ）２１９をオンオフさせる制御用信号を重畳させるユニットである。制御信号重畳部（ＣＳＳＵ）２２５、２２６は、それぞれ制御部２２４に接続されている。

制御信号重畳部２２６は、カスケード接続される第２中継器２２のうち、何番目の中継器２２に、携帯電話等の無線端末に向けた信号を送信されるかを指示する信号を出力できればよく、その方式としては種々のものが考えられる。本実施形態では、Ｂｉａｓ－Ｔと呼ばれる方式を用いるものとして説明する。Ｂｉａｓ－Ｔを用いた場合、第２中継器２２の内部側へは高周波のみを通し、制御部側にはＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）信号を通過させることができる。そして、制御部２２４は、一定周期でＤＣ電圧レベルを出力、出力停止を繰り返す信号を重畳して、制御信号として分配合成器２１７に向けて送出することができる。従って、制御部２２４及び制御信号重畳部２２６が制御信号送信部３１に相当する。

なお、この場合、分配合成器２１７のコネクタ２１８側ポートはＤＣ電圧が通過可能なものとし、制御信号重畳部（ＣＳＳＵ）２２６からのＤＣ電圧レベルをコネクタ２１８へ出力する。

また、制御信号重畳部（ＣＳＳＵ）２２５は、同様にＢｉａｓ－Ｔとして、第２中継器２２の内部側へは高周波のみを通し、制御信号側にはＤＣ信号を通過させる。制御信号重畳部（ＣＳＳＵ）２２５は、制御部２２４へ制御信号として一定周期のＤＣ電圧レベルのＨｉｇｈ、Ｌｏｗによって構成された信号を出力する。

初期設定部２２７は、第２中継器２２のＩＤなどの初期値を設定するためのＤＩＰスイッチ等により構成される。具体的には、初期設定部２２７は、図３のカスケード接続された第１、第２中継器の何番目の中継器であるかの設定を受け付け、制御部２２４へ通知する。なお、ＤＩＰは、デュアル・インライン・パッケージの略である。また、初期設定部２２７として、ＤＩＰスイッチに代えて、ネットワークを介して接続された管理端末等から第１、第２中継器２１、２２内の設定値（ＩＤ等）を更新し、保持できる構成を採用してもよい。

表示器２２８は、中継器の動作状態や、携帯電話等の無線端末の位置の特定結果を表示するための表示器である。表示器２２８としては液晶表示装置や、第１、第２中継器２１、２２の位置を示すＬＥＤなどのランプを用いてもよい。

制御部２２４は、第１中継器２１の各部を制御し、上記した判定部３２相当の判定処理を行う。図５は、本実施形態の第１中継器２１の制御部２２４の構成を示す図である。図５を参照すると、制御部２２４は、ＣＰＵ２２４１と、メモリ２２４２と、ＣＬＫ、タイマ部２２４３とを備えている。

ＣＰＵ２２４１は、第１中継器２１の状態監視、制御を行うための演算を行う。メモリ２２４２は、ＣＰＵ２２４１にて実行させるプログラムやパラメータ等を記憶する。ＣＬＫ、タイマ部２２４３は、制御信号として用いるＤＣ電圧レベルのＨｉｇｈ、Ｌｏｗのタイミングを決定するために用いられる。

図６は、本発明の第１の実施形態の第２中継器（スレーブ中継器）の構成を示す図である。第２中継器は、基本的には第１中継器（マスタ中継器）と同様の構成であるが、アンテナの代わりに前段の中継器と信号を送受信するコネクタ２２９を有している点で相違している。また、図５の例では、表示器２２８が省略されているが、第２中継器２２は、表示器２２８を備えていてもよい。その他の構成は、第１中継器２１と同様であるので説明を省略する。

以上のような第１中継器２１、第２中継器２２をカスケード接続することで、図７に示す構成が得られる。なお、図７においては、第２中継器２２が２台である例を示しているが、第２中継器２２は３台以上あってもよい。

図７において、符号１０４、１０５、１０６は、携帯端末向けのアンテナであり、それぞれ、中継器２１、２２のコネクタ２２０に接続される。さらに、それぞれの中継器２１、２２のコネクタ２１８は、後段の中継器へ接続される。

そして、第１中継器２１から制御信号を送信することで、中継器２１、２２－１、２２－２を選択して、アンテナ１０４、１０５、１０６のいずれかから基地局１０からの電波を放射することが可能となる。なお、符号１０７、１０８、１０９は、それぞれのアンテナから放射される電波により構成されるサービスエリアを示している。この中に携帯電話等の無線端末４０が存在すれば、その上り信号を検出して位置を特定することができる。図７の例では無線端末４０は、サービスエリア１０７に存在するので、第１中継器２１から、無線端末４０向けの電波を放射したタイミングで、無線端末４０が発した上り信号を検出することができる。

以上、本実施形態の構成を述べたが、基地局１０、無線端末４０の構成は、当業者にとってよく知られており、また本発明とは直接関係しないので、その詳細説明は省略する。

続いて、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。図８は、本発明の第１の実施形態の第１、第２中継器２１、２２の共通動作を説明するための流れ図である。図８を参照すると、まず、第１、第２中継器２１、２２は、電源ＯＮした後に、中継器のプログラムを起動し、初期設定部２２７から、初期設定値を読み取る（ステップＳ００１）。

次に、第１、第２中継器２１、２２は、読み取った初期設定値より、自身が第１中継器（マスタ中継器）２１であるか、第２中継器（スレーブ中継器）２２であるかを判定する。ここで、自身が第２中継器（スレーブ中継器）２２であると判定した場合、中継器２２は、自身が何番目の第２中継器（スレーブ中継器）であるかを判定する（ステップＳ００２）。

ステップＳ００２にて、自身が第１中継器（マスタ中継器）２１であると判定した場合、第１中継器２１の制御部２２４は、制御信号重畳部２２６に対し、ＤＣ電圧の送出、停止からなるＨ、Ｌレベルで構成された信号を一定周期で出力をする。以下、この信号を「同期ＣＬＫ信号」と呼ぶ。同期ＣＬＫ信号の周期は、第１、第２中継器２１、２２から送出する下りの電波に対して、携帯電話等の無線端末４０が上り電波を送出するために必要な時間を考慮して決定される。また、同期ＣＬＫ信号の継続期間は、第２中継器２２の台数に基づいて決定される。

なお、上記同期ＣＬＫ信号の１中継器あたりのＯＮ時間（Ｈレベル期間）は、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）の通信方式では、３ＧＰＰで規定される手順に従い必要な時間が決定される。具体的には、第１、第２中継器２１、２２が下り電波を放射すると、携帯電話等の無線端末４０は、その中に含まれる報知情報を受信する。前記報知情報を受信した無線端末４０は、基地局１０に対し、Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｒｅｐｏｒｔを送信する。前記ＯＮ時間（Ｈレベル期間）は、この無線端末４０からの上り電波を検波器２２３で検出できる時間を考慮して設定される。なお、３ＧＰＰは、３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔの略である。

例えば、図７に示すように、カスケード接続された中継器は全部で３台である場合、第１中継器２１は、図９に示すようなスタートビットＳの後、同期ＣＬＫ信号を３回送ることになる。なお、図９の信号の“Ｓ”の短周期のＨｉｇｈ，Ｌｏｗ変化で、各中継器は、同期を取ることができる。そして、１台あたりのＯＮ／ＯＦＦ時間は予め決定できるので、以降、信号の立ち上がり、立ち下りエッジ等を利用して（２）、（３）の位置を判断することができる。

再度、図８を参照して説明を継続する。第１中継器２１は、上記同期ＣＬＫ信号の１番目の中継器タイミング（図９の（１））で、高周波スイッチ（ＳＷ）２１９をＯＮし、図７のアンテナ１０４から電波を放射する（ステップＳ００４）。

さらに第１中継器２１は、検波器２２３で、自身、及び、後段のカスケード接続される第２中継器２２からの上り信号を検出する。具体的には、第１中継器２１は、図９の（１）、（２）、（３）いずれのタイミングで、検波器２２３で上りの電波が検出されたか否かを判断する（ステップＳ００５）。そして、第１中継器２１は、自身を含めどの中継器をＯＮした際に無線端末４０からの電波が検知されたかを判定し、その結果を、表示器２２８に出力する。

以降、第１中継器２１は、必要数の同期ＣＬＫ信号の送信が完了するまで、ステップＳ００２に戻り、上記Ｓ００３－Ｓ００７の動作を繰り返す（ステップＳ００７のＮＯ）。

一方、ステップＳ００２にて、自身が第２中継器（スレーブ中継器）２２であると判定した場合、第２中継器２２の制御部２２４は、制御信号重畳部２２５から同期ＣＬＫ信号を受信することになる。

さらに、ステップＳ００２で自身が１番目の第２中継器２２－１と判定した場合、第２中継器２２－１は、図９の（２）のタイミングで、高周波スイッチ２１９をＯＮにする（ステップＳ００６）。この結果、第２中継器２２－１は、図７のアンテナ１０５から下り電波を放射する。

同様に、ステップＳ００２で自身が２番目の第２中継器２２－２と判定した場合、第２中継器２２－２は、図９の（３）のタイミングで、高周波スイッチ２１９をＯＮにする（ステップＳ００６）。この結果、第２中継器２２－２は、図７のアンテナ１０６から下り電波を放射する。

なお、上記図８のフローチャートでは省略しているが、第２中継器２２は、制御信号重畳部２２５の同期ＣＬＫ信号を、後段の中継器用に、制御信号重畳部２２６から出力する。これにより最終段の第２中継器まで同期ＣＬＫ信号が到達することになる。

また、上記スレーブとして動作する第２中継器２２－１、２２－２は、上り信号に関して、常時基地局１０に向け増幅した信号を送出するもことが好ましい。

以上のように、必要数の同期ＣＬＫ信号の送信、受信が完了すると、無線端末４０の検索は終了する（ステップＳ００７のＹＥＳ）。

以上説明したように、本実施形態によれば、図７の中継器２１、２２－１、２２－２の順番で、高周波スイッチ２１９をＯＮにする制御が行われる。そして、第１中継器（マスタ中継器）２１の検波器２２３で、図９の（１）、（２）、（３）いずれのタイミングで上りの電波が検出されるかを判断することにより、無線端末４０の在圏エリアを特定することができる。これにより、無線端末４０を携帯する要救助者の特定につなげることができる。

続いて、上記した第１、第２中継器２１、２２において無線端末向けの電波の到達範囲を変更できるようにした第２の実施形態について説明する。図１０は、本発明の第２の実施形態の電波中継システムの構成を示す図である。第２の実施形態は、第１、第２中継器２１ａ、２２ａ－１、２２ａ－２の機能に変更を加えたものであり、以下、その相違点を中心に説明する。

図１１は、本発明の第２の実施形態の中継器（マスタ中継器）の構成を示す図である。図４に示した第１の実施形態の中継器（マスタ中継器）との相違点は、制御部２２４ａ及び増幅部２１５ａに増幅利得の変更機能が追加されている点である。

図１２は、第１中継器２１ａ内の増幅部２１５ａの構成を示す図である。図１２を参照すると、電波を増幅するＡＭＰ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）２１５１と、制御部２２４ａからの信号に基づいて、増幅利得を適宜調整するためのＡＴＴ（アッテネータ）２１５２とを備えた構成が示されている。

従って、本実施形態の制御部２２４ａのＣＰＵ２２４１は、図１２の増幅部内部のＡＴＴ２１５２の設定を変更することにより利得の制御が可能となっている。即ち、本実施形態では、制御部２２４ａが、前記中継器群の中から選択した中継器に、無線端末４０側に信号を送信する際の送信電力の変更を指示可能となっている。

図１３は、本発明の第２の実施形態の中継器（スレーブ中継器）の構成を示す図である。図６に示した第１の実施形態の中継器（スレーブ中継器）との相違点は、制御部２２４ａ及び増幅部２１５ａに増幅利得の変更機能が追加されている点である。これらの機能は第１中継器２１ａと同様であるので説明を省略する。

以上のような第２の実施形態の第１中継器２１ａ及び第２中継器２２ａによれば、ＡＴＴ２１５２の制御により増幅部２１５ａの増幅ゲインを調整し、サービスエリアを狭めることができる。例えば、図８のステップＳ００１の初期設定で、増幅ゲインを最大としておき、１回目の無線端末４０の探索を行った後、無線端末４０が見つかったサービスエリアを増幅ゲインを小さくしていくことで、無線端末４０の位置の特定をし易くすることが可能となる。

さらに、本実施形態では、検波器２２２のレベルにより、第１、第２中継器２１ａ、２２ａの下り信号の受信レベルは既知となる。このため、コネクタ２２０に出力する信号の増幅ゲインは、アンテナ１０４～１０６から放射する電波で必要なエリアを構築するために必要な値に適宜設定すればよいことは言うまでもない。即ち、本実施形態によれば、第１中継器２１ａ及び第２中継器２２ａの設置間隔に応じて適切な広さのサービスエリアを形成することが可能となる。

［第３の実施形態］
また、上記した第１、第２の実施形態では、第１、第２の中継器を１つずつＯＮ制御していくものとして説明したが、一度に複数台の第１、第２の中継器をＯＮ制御する方法も採用可能である（第３の実施形態）。例えば、図１４に示すように、第１回目の探索（スキャン）を実施した後、段階的に、ＯＮ制御する中継器を絞り込んで行き、無線端末４０の位置を特定する方法も採用可能である。このような方法を採ることで、多数の中継器が配置された構成での探索時間の短縮を図ることができる。

同様に、図１５に示すように、中継器を２つのグループに分ける方法も採用可能である。例えば、第１のグループに属する中継器による第１回目の探索（スキャン）を実施した後、無線端末４０が見つからなかった場合に、第２のグループに属する中継器による第２回目の探索（スキャン）を実施する。そして、第２のグループに属する中継器による第２回目の探索（スキャン）で、無線端末４０が見つかった場合、探索範囲を絞り込んでいくことができる。このような方法によっても探索時間の短縮を図ることができる。

なお、本実施形態の場合、第１、第２中継器２１、２２間の連携をとるために、図９のような単純なＯＮ/ＯＦＦとは異なる制御信号を用いることになる。例えば、無線端末４０との通信に使用する周波数とは異なる低周波の周波数を重畳しシリアル通信等で第１、第２中継器２１、２２間で制御信号の伝達を行えばよい。また、例えば、ＬＰＷＡ（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ）と呼ばれている各種のマルチホップ型の通信モジュールを搭載して、中継器間の制御情報を授受する構成も採用可能である。

以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、各図面に示したネットワーク構成、各要素の構成、メッセージの表現形態は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。また、以下の説明において、「Ａ及び／又はＢ」は、Ａ及びＢの少なくともいずれかという意味で用いる。また、図中の各ブロックの入出力の接続点には、ポート乃至インタフェースがあるが図示省略する。

例えば、上記第１、第２の実施形態では、第１、第２中継器２１、２２は、初期設定部２２７から読み取った初期設定値より、自身が第１中継器（マスタ中継器）２１であるか否かを判定するものとして説明したが、この方法以外も採用可能である。例えば、第１、第２中継器２１、２２の制御信号重畳部２２５にて、ＤＣ信号の有無を判断して、同期ＣＬＫ信号がないと判断した際には、マスタ中継器と判断することもできる。従って、初期設定部２２７は省略することも可能である。

また、第２中継器２２の動作に必要な電源を、制御信号重畳部２２５、２２６のＤＣ電圧に重畳させ、そこから電源供給を行う構成も採用可能である。これにより、第１中継器２１にのみ電源を接続し、第２中継器２２－１以降の電源は、コネクタ２１８に接続されるＲＦケーブル経由により電波と共に後段の中継器に伝える構成を採ることで、電源回りのケーブルの引き回しの簡素化を図ることができる。

また、上記した実施形態では、第１、第２中継器２１、２２間の接続はケーブルによる有線接続を行うものとして説明したが、コネクタ２１８から、後段の中継器への接続を無線化してもよい。例えば、後段の中継器向けの電波の他、制御信号伝送のための電波を出力、重畳する無線通信ユニットを図４のコネクタ２１８の前に挿入する構成を採ることができる。そして、コネクタ２１８に後段の中継器向けのアンテナを接続して後段の中継器と接続する構成とする。このような無線で後段の中継器と接続する中継器の場合、中継器内にバッテリーを内蔵することも好ましい。これにより、ケーブルレスを実現し、被災地や非電化地域（無電化地域）での簡易な設置が可能となる。なお、上記中継器間の無線通信では、無線端末４０との通信に使用する周波数、または変調方式が異なるものを使用することになる。

また、上記した実施形態では、表示器２２８は、中継器の動作状態や、携帯電話等の無線端末の位置の特定結果を表示するものとして説明したが、表示器に代えて、パーソナルコンピュータ等の外部機器を接続する構成も採用可能である。そして、これらの外部機器の表示装置に、地図を表示し、その上に、中継器の通信可能エリア、無線端末４０からの電波が検知されたエリア等をグラフィカルに表示してもよい。

また、上記した第１～第３の実施形態では、第１中継器２１がマスタ中継器としてスレーブ中継器を制御するものとして説明したが、図１、図２に示すように、制御信号送信部３１と判定部３２を備えた位置特定装置３０を別途設けた構成も採用可能である。

また、上記した第１～第３の実施形態に示した第１、第２中継器２１、２２の制御部２２４の機能は、これらの中継器に搭載されたプロセッサに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することができる。

最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
［第１の形態］
（上記第１の視点による無線端末の位置特定装置参照）
［第２の形態］
上記した中継器群は、前記無線端末側に信号を送信する際の送信電力を変更する増幅部を備え、前記制御信号送信部は、前記中継器群の中から選択した中継器に、前記無線端末側に信号を送信する際の送信電力の変更を指示可能であることが好ましい。
［第３の形態］
上記した位置特定装置の制御信号送信部は、
前記中継器群のうち複数の中継器に、前記無線端末側への信号の送出を指示する機能を備えることが好ましい。これにより、前記無線端末からの信号の受信の有無により、前記無線端末側への信号の送出を指示する中継器を絞り込んでいくことができる。
［第４の形態］
上記した位置特定装置は、上記第１中継器と同様、中継器としての機能を備えている構成を採ることもできる。
［第５の形態］
（上記第２の視点による中継器参照）
［第６の形態］
上記した中継器は、前記他の中継器から供給された電源により動作可能であり、前記指示は、前記他の中継器から供給される電源線を介して送信される構成を採ることもできる。
［第７の形態］
上記した中継器は、前記無線端末側に信号を送信する際の送信電力を変更可能であり、
前記外部からの指示に応じて、前記無線端末側に信号を送信する際の送信電力を変更する構成を採ることができる。
［第８の形態］
（上記第３の視点による電波中継システム参照）
［第９の形態］
（上記第４の視点による無線端末の位置特定方法参照）
［第１０の形態］
（上記第５の視点によるコンピュータプログラム参照）
なお、上記第８～第１０の形態は、第１の形態と同様に、第２～第４の形態に展開することが可能である。

なお、上記の特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし選択（部分的削除を含む）が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。

１０ 基地局
２０、２０－１～２０－ｎ、２１、２１ａ、２２、２２ａ、２２－１～２２－ｎ 中継器
３０ 位置特定装置
３１ 制御信号送信部
３２ 判定部
４０ 無線端末
１０４、１０５、１０６、２１３ アンテナ
１０７、１０８、１０９ サービスエリア
２１４、２１６ デュプレクサ（ＤＵＰ）
２１５、２１５ａ、２２１ 増幅部
２１７ 分配合成器
２１８、２２０、２２９ コネクタ
２１９ 高周波スイッチ
２２２、２２３ 検波器
２２４、２２４ａ 制御部
２２５、２２６ 制御信号重畳部（ＣＳＳＵ）
２２７ 初期設定部
２２８ 表示器
２１５１ ＡＭＰ
２１５２ ＡＴＴ
２２４１ ＣＰＵ
２２４２ メモリ
２２４３ ＣＬＫ、タイマ部

Claims (10)

1. 基地局を起点として複数接続され前記基地局と無線端末間の信号を中継する中継器群の中から選択した中継器に対し、無線端末側への信号の送出を指示する制御信号を送信する制御信号送信部と、
   前記中継器群の中から選択した中継器からの、前記無線端末からの信号の受信の有無を判定する判定部と、
   を備える無線端末の位置特定装置。
2. 前記中継器群は、前記無線端末側に信号を送信する際の送信電力を変更する増幅部を備え、
   前記制御信号送信部は、前記中継器群の中から選択した中継器に、前記無線端末側に信号を送信する際の送信電力の変更を指示可能である請求項１の無線端末の位置特定装置。
3. 前記制御信号送信部は、
   前記中継器群のうち複数の中継器を選択して、前記無線端末側への信号の送出を指示可能である請求項１又は２の無線端末の位置特定装置。
4. 前記中継器としての機能を備えている請求項１から３いずれか一の無線端末の位置特定装置。
5. 基地局を起点として複数接続され前記基地局と無線端末間の信号を中継する中継器であって、
   外部からの指示に従い、前記無線端末側に送出する信号をオンオフ可能であるとともに、前記無線端末側に信号を送信する際の送信電力を変更可能であり、前記外部からの指示に応じて、前記無線端末側に信号を送信する際の送信電力を変更する中継器。
6. 前記他の中継器から供給された電源により動作可能であり、
   前記指示は、前記他の中継器から供給される電源線を介して送信される請求項５の中継器。
7. 前記無線端末から送出した前記信号に応じた応答信号を受信した場合、前記外部に報告信号を送信する、請求項５又は６の中継器。
8. 基地局を起点として複数接続され前記基地局と無線端末間の信号を中継する中継器群を含み、
   前記中継器群の中から選択した中継器に、前記無線端末側への信号を送信させることで、無線端末がいずれの中継器のサービスエリアに在圏するか否かを特定可能な電波中継システム。
9. 基地局を起点として複数接続され前記基地局と無線端末間の信号を中継する中継器群を用いた無線端末の位置特定方法であって、
   前記中継器の中から選択した中継器に、無線端末側への信号を送信させ、
   前記中継器の中から選択した中継器から、前記無線端末からの信号の受信の有無を判定する、
   無線端末の位置特定方法。
10. 基地局を起点として複数接続され前記基地局と無線端末間の信号を中継する中継器群と接続されたコンピュータに、
    前記中継器群の中から選択した中継器に、無線端末側への信号を送出させる処理と、
    前記中継器群の中から選択した中継器からの、前記無線端末からの信号の受信の有無を判定する処理と、
    を実行させるプログラム。

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