JPH11252632A - 移動体通信システム及び移動無線端末位置検出方法 - Google Patents
移動体通信システム及び移動無線端末位置検出方法Info
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- JPH11252632A JPH11252632A JP10073187A JP7318798A JPH11252632A JP H11252632 A JPH11252632 A JP H11252632A JP 10073187 A JP10073187 A JP 10073187A JP 7318798 A JP7318798 A JP 7318798A JP H11252632 A JPH11252632 A JP H11252632A
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- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基地局間非同期方式の移動体通信システ
ムにおいて移動無線端末装置の位置を容易に検出できる
ようにすること。 【解決手段】 任意の基地局101において、他の基地
局102〜104から受信したタイミング信号113〜
115と自基地局101から送信しているタイミング信
号112との時間差を求め、移動無線端末装置105に
おいて、複数の基地局101〜104から受信したタイ
ミング信号112〜115間の到達時間差を求め、位置
算出局111において、前記した時間差及び到達時間差
と予め定められた複数の基地局101〜104の位置情
報とから移動無線端末装置105の位置情報を算出する
ことにより、基地局間非同期方式の移動体通信システム
において移動無線端末装置105の位置が容易に検出さ
れる。
ムにおいて移動無線端末装置の位置を容易に検出できる
ようにすること。 【解決手段】 任意の基地局101において、他の基地
局102〜104から受信したタイミング信号113〜
115と自基地局101から送信しているタイミング信
号112との時間差を求め、移動無線端末装置105に
おいて、複数の基地局101〜104から受信したタイ
ミング信号112〜115間の到達時間差を求め、位置
算出局111において、前記した時間差及び到達時間差
と予め定められた複数の基地局101〜104の位置情
報とから移動無線端末装置105の位置情報を算出する
ことにより、基地局間非同期方式の移動体通信システム
において移動無線端末装置105の位置が容易に検出さ
れる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は基地局を介して無線
通信を行う移動無線端末装置の位置を検出する移動体通
信システム及び移動無線端末位置検出方法に関し、特に
110番、119番通報、自動車が事故を起こした場合
に自動的に事故情報と位置を通報するメーデー(緊急通
報)システム、痴呆老人に移動無線端末装置を持たせて
居場所を発見する徘徊老人追跡システム等に用いて好適
な移動体通信システム及び移動無線端末位置検出方法に
関する。
通信を行う移動無線端末装置の位置を検出する移動体通
信システム及び移動無線端末位置検出方法に関し、特に
110番、119番通報、自動車が事故を起こした場合
に自動的に事故情報と位置を通報するメーデー(緊急通
報)システム、痴呆老人に移動無線端末装置を持たせて
居場所を発見する徘徊老人追跡システム等に用いて好適
な移動体通信システム及び移動無線端末位置検出方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、移動体通信サービスの利用者の増
大に伴い、携帯電話機、PHS端末機等の移動無線端末
装置の位置を検出することが求められるようになってき
ている。
大に伴い、携帯電話機、PHS端末機等の移動無線端末
装置の位置を検出することが求められるようになってき
ている。
【0003】例えば、110番、119番通報時に、通
報者が、突発的な事故や火災で気が動転しており、自分
の正確な場所を電話で説明できない状況にあったとす
る。このような場合、従来、一般家庭から固定電話機を
使用したり、高速道路上の非常電話機等を使用して通報
された場合は、電話局、管制局等の制御局側において、
発信されてきた電話機の番号を検知し、発信者電話番号
を相手側に通知することで、予め登録してある、電話番
号と設置場所のデータを用いて、通報者の位置を容易に
知ることが出来ていた。
報者が、突発的な事故や火災で気が動転しており、自分
の正確な場所を電話で説明できない状況にあったとす
る。このような場合、従来、一般家庭から固定電話機を
使用したり、高速道路上の非常電話機等を使用して通報
された場合は、電話局、管制局等の制御局側において、
発信されてきた電話機の番号を検知し、発信者電話番号
を相手側に通知することで、予め登録してある、電話番
号と設置場所のデータを用いて、通報者の位置を容易に
知ることが出来ていた。
【0004】しかし、移動無線端末装置からの電話で
は、通報者の電話番号がわかっても、前記したようには
位置を知ることはできないため、近年、移動無線端末装
置の位置検出方法がいくつか提案・実用化されている。
は、通報者の電話番号がわかっても、前記したようには
位置を知ることはできないため、近年、移動無線端末装
置の位置検出方法がいくつか提案・実用化されている。
【0005】その中の1つとして、移動無線端末装置に
GPS(Global Positioning System)受信機を組み込
み、GPSによって算出した自端末装置の位置データを
制御局側に通知する方法がある。この方法は、移動無線
端末装置の小型化、低消費電力化、低コスト化が難しい
欠点がある。
GPS(Global Positioning System)受信機を組み込
み、GPSによって算出した自端末装置の位置データを
制御局側に通知する方法がある。この方法は、移動無線
端末装置の小型化、低消費電力化、低コスト化が難しい
欠点がある。
【0006】このため、最近、移動無線端末装置の位置
検出方法に関して、GPS受信機等は使用せず、複数の
基地局と移動無線端末装置とで位置を検出するMTPS
(Mobile Telephone Positioning Systems)技術が提
案されつつある。
検出方法に関して、GPS受信機等は使用せず、複数の
基地局と移動無線端末装置とで位置を検出するMTPS
(Mobile Telephone Positioning Systems)技術が提
案されつつある。
【0007】例えばアイ・ティー・エス96年国際会議
(ITS'96 World Congress)における( The Accurat
e Location of Mobile Telephones , Chris Dra
ne,Professor, Univ of Tech, Australia) に記述
されている様に、電波の受信強度を測定することで求め
る方法、電波発信源の方向を測定することで求める方
法、電波の到達時間を測定することで求める方法等が提
案されている。
(ITS'96 World Congress)における( The Accurat
e Location of Mobile Telephones , Chris Dra
ne,Professor, Univ of Tech, Australia) に記述
されている様に、電波の受信強度を測定することで求め
る方法、電波発信源の方向を測定することで求める方
法、電波の到達時間を測定することで求める方法等が提
案されている。
【0008】それらの様々な方法の中で、精度が高くか
つ既存の移動体通信システムで実現するのが比較的容易
な方法として、複数の基地局と移動無線端末装置間での
受信信号の到達時間差により位置を検出する方法があ
る。
つ既存の移動体通信システムで実現するのが比較的容易
な方法として、複数の基地局と移動無線端末装置間での
受信信号の到達時間差により位置を検出する方法があ
る。
【0009】この一つの方法として、特開平7−181
242公報では、複数の基地局との間でCDMA(Code
Division Multiple Access)方式で通信を行う移動
無線端末装置の位置を測定するのに、移動無線端末装置
が各基地局から受信した信号の到達時間差と、基準クロ
ックに対して予め各基地局毎に決められた送信時間の時
間差とを用いて算出している。
242公報では、複数の基地局との間でCDMA(Code
Division Multiple Access)方式で通信を行う移動
無線端末装置の位置を測定するのに、移動無線端末装置
が各基地局から受信した信号の到達時間差と、基準クロ
ックに対して予め各基地局毎に決められた送信時間の時
間差とを用いて算出している。
【0010】但し、CDMAとは、伝送情報に拡散コー
ドを掛け合わせてフレーム単位で伝送し、受信側で同一
の拡散コードを受信信号に掛け合わせることによって元
の伝送情報を取り出す方式である。
ドを掛け合わせてフレーム単位で伝送し、受信側で同一
の拡散コードを受信信号に掛け合わせることによって元
の伝送情報を取り出す方式である。
【0011】また特開平7−255079公報において
も同様の方法をとるが、この方法は、基地局間が同一の
マスタクロックに従って同期した信号を送信する方式の
ため、基地局間の送信タイミングのずれを考慮する必要
がないようになっている。
も同様の方法をとるが、この方法は、基地局間が同一の
マスタクロックに従って同期した信号を送信する方式の
ため、基地局間の送信タイミングのずれを考慮する必要
がないようになっている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の特
開平7−181242公報及び特開平7−255079
公報の方法においては、各基地局が、基地局間で同一の
クロック即ち共通の基準タイミングを持つことを前提と
した方式であり、その上で特開平7−255079公報
では、前述の基準タイミングに同期して各基地局から信
号を送信し、また特開平7−181242公報では、基
準タイミングに対して、基地局毎に予め決められた時間
オフセットして送信する方式をとる移動体通信システム
を前提としている。
開平7−181242公報及び特開平7−255079
公報の方法においては、各基地局が、基地局間で同一の
クロック即ち共通の基準タイミングを持つことを前提と
した方式であり、その上で特開平7−255079公報
では、前述の基準タイミングに同期して各基地局から信
号を送信し、また特開平7−181242公報では、基
準タイミングに対して、基地局毎に予め決められた時間
オフセットして送信する方式をとる移動体通信システム
を前提としている。
【0013】この様な方式は、基地局間同期方式と呼ば
れ、米国CDMA方式(IS95方式)等が知られてい
る。基地局間同期方式では、基地局毎に高精度な基準タ
イミングを知る必要があり、そのためGPS衛星からの
電波を利用したGPS時計を各基地局毎に持ち、その時
計からの時刻情報を基準タイミングとして利用するのが
一般的である。つまり、各基地局に高精度な時計を備え
る必要があり、基地局が高価となる。
れ、米国CDMA方式(IS95方式)等が知られてい
る。基地局間同期方式では、基地局毎に高精度な基準タ
イミングを知る必要があり、そのためGPS衛星からの
電波を利用したGPS時計を各基地局毎に持ち、その時
計からの時刻情報を基準タイミングとして利用するのが
一般的である。つまり、各基地局に高精度な時計を備え
る必要があり、基地局が高価となる。
【0014】また、特開平7−181242公報の方式
では、移動無線端末装置の位置計算を移動無線端末装置
側で行っている。この方法は位置を移動無線端末装置側
で知りたい場合には有効な方法である。
では、移動無線端末装置の位置計算を移動無線端末装置
側で行っている。この方法は位置を移動無線端末装置側
で知りたい場合には有効な方法である。
【0015】しかしながら、この場合、各基地局の位置
情報と各基地局間での送信時間差を移動無線端末装置側
に通知する必要があり、そのために基地局から送信する
無線信号の一部をそれらの情報に割り当てなければなら
ない。また、移動無線端末装置側で位置計算を行う必要
があり、移動無線端末装置において、計算のためにCP
U稼働率が上がり、またメモリも余分に必要となるた
め、消費電力や小型化に阻む要因となっていた。
情報と各基地局間での送信時間差を移動無線端末装置側
に通知する必要があり、そのために基地局から送信する
無線信号の一部をそれらの情報に割り当てなければなら
ない。また、移動無線端末装置側で位置計算を行う必要
があり、移動無線端末装置において、計算のためにCP
U稼働率が上がり、またメモリも余分に必要となるた
め、消費電力や小型化に阻む要因となっていた。
【0016】一方、基地局間で共通の基準タイミングを
持つ必要がなく、このため高精度な時計を基地局毎に持
つ必要のない方式として、特願平7−5221116公
報のような基地局間非同期方式が提案されている。この
ような方式では、各基地局は、他の基地局とは同期をと
ることなく任意のタイミングで送信を行う。
持つ必要がなく、このため高精度な時計を基地局毎に持
つ必要のない方式として、特願平7−5221116公
報のような基地局間非同期方式が提案されている。この
ような方式では、各基地局は、他の基地局とは同期をと
ることなく任意のタイミングで送信を行う。
【0017】しかし、このような基地局間非同期方式に
おいては、各基地局から送信される信号の時間差を予め
知ることはできないため、移動無線端末装置の位置を検
出することができない。
おいては、各基地局から送信される信号の時間差を予め
知ることはできないため、移動無線端末装置の位置を検
出することができない。
【0018】本発明は、基地局間非同期方式において移
動無線端末装置の位置を検出することができる移動体通
信システム及び移動無線端末位置検出方法を提供するこ
とを目的とする。
動無線端末装置の位置を検出することができる移動体通
信システム及び移動無線端末位置検出方法を提供するこ
とを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、以下の構成とした。
決するため、以下の構成とした。
【0020】請求項1記載の移動体通信システムは、他
の基地局装置から受信したタイミング信号と自基地局装
置から送信しているタイミング信号との時間差を求める
タイミング信号時間差算出手段を有する複数の基地局装
置と、この複数の基地局装置から受信したタイミング信
号間の到達時間差を求める到達時間差算出手段を有する
移動無線端末装置と、前記時間差及び到達時間差と予め
定められた前記複数の基地局装置の位置情報とから前記
移動無線端末装置の位置情報を算出する位置算出局装置
と、を具備する構成とした。
の基地局装置から受信したタイミング信号と自基地局装
置から送信しているタイミング信号との時間差を求める
タイミング信号時間差算出手段を有する複数の基地局装
置と、この複数の基地局装置から受信したタイミング信
号間の到達時間差を求める到達時間差算出手段を有する
移動無線端末装置と、前記時間差及び到達時間差と予め
定められた前記複数の基地局装置の位置情報とから前記
移動無線端末装置の位置情報を算出する位置算出局装置
と、を具備する構成とした。
【0021】この構成により、基地局間非同期方式の移
動体通信システムにおいて移動無線端末装置の位置を容
易に検出することができる。
動体通信システムにおいて移動無線端末装置の位置を容
易に検出することができる。
【0022】また、請求項2記載の移動体通信システム
は、請求項1記載の移動体通信システムにおいて、位置
算出局装置が、複数の基地局装置を制御する制御局装置
に具備される構成とした。
は、請求項1記載の移動体通信システムにおいて、位置
算出局装置が、複数の基地局装置を制御する制御局装置
に具備される構成とした。
【0023】この構成により、CDMA方式の移動体通
信システムにおいて移動無線端末装置の位置を容易に検
出することができる。
信システムにおいて移動無線端末装置の位置を容易に検
出することができる。
【0024】また、請求項3記載の移動体通信システム
は、請求項1記載の移動体通信システムにおいて、位置
算出局装置が、制御局装置が接続された固定電話網にお
ける交換局装置に具備される構成とした。
は、請求項1記載の移動体通信システムにおいて、位置
算出局装置が、制御局装置が接続された固定電話網にお
ける交換局装置に具備される構成とした。
【0025】この構成により、複数の基地局装置と位置
算出局装置とを接続する有線回線等が共通のものとな
り、装置の小型化、基地局の位置情報や移動無線端末装
置の位置情報の一括管理が可能となる。
算出局装置とを接続する有線回線等が共通のものとな
り、装置の小型化、基地局の位置情報や移動無線端末装
置の位置情報の一括管理が可能となる。
【0026】また、請求項4記載の移動体通信システム
は、請求項1乃至請求項3記載のいずれかに記載の移動
体通信システムにおいて、複数の基地局装置から送信さ
れるタイミング信号が、前記複数の基地局装置毎又は前
記複数の基地局配下のセクタ毎に異なる拡散符号でスペ
クトル拡散された信号である構成とした。
は、請求項1乃至請求項3記載のいずれかに記載の移動
体通信システムにおいて、複数の基地局装置から送信さ
れるタイミング信号が、前記複数の基地局装置毎又は前
記複数の基地局配下のセクタ毎に異なる拡散符号でスペ
クトル拡散された信号である構成とした。
【0027】この構成により、複数の基地局装置と位置
算出局装置とを接続する有線回線等が共通のものとな
り、装置の小型化、基地局の位置情報や移動無線端末装
置の位置情報の一括管理が可能となる。
算出局装置とを接続する有線回線等が共通のものとな
り、装置の小型化、基地局の位置情報や移動無線端末装
置の位置情報の一括管理が可能となる。
【0028】また、請求項5記載の移動無線端末位置検
出方法は、複数の基地局装置における任意の基地局装置
で、他の基地局装置から受信したタイミング信号と自基
地局装置から送信しているタイミング信号との時間差を
求め、移動無線端末装置で、前記複数の基地局装置から
受信したタイミング信号間の到達時間差を求め、位置算
出局装置で、前記時間差及び到達時間差と予め定められ
た前記複数の基地局装置の位置情報とから前記移動無線
端末装置の位置情報を算出するようにした。
出方法は、複数の基地局装置における任意の基地局装置
で、他の基地局装置から受信したタイミング信号と自基
地局装置から送信しているタイミング信号との時間差を
求め、移動無線端末装置で、前記複数の基地局装置から
受信したタイミング信号間の到達時間差を求め、位置算
出局装置で、前記時間差及び到達時間差と予め定められ
た前記複数の基地局装置の位置情報とから前記移動無線
端末装置の位置情報を算出するようにした。
【0029】この方法により、基地局間非同期方式の移
動体通信システムにおいて移動無線端末装置の位置を容
易に検出することができる。
動体通信システムにおいて移動無線端末装置の位置を容
易に検出することができる。
【0030】また、請求項6記載の移動無線端末位置検
出方法は、請求項5記載の移動無線端末位置検出方法に
おいて、複数の基地局装置から送信されるタイミング信
号が、前記複数の基地局装置毎又は前記複数の基地局配
下のセクタ毎に異なる拡散符号でスペクトル拡散された
信号であるようにした。
出方法は、請求項5記載の移動無線端末位置検出方法に
おいて、複数の基地局装置から送信されるタイミング信
号が、前記複数の基地局装置毎又は前記複数の基地局配
下のセクタ毎に異なる拡散符号でスペクトル拡散された
信号であるようにした。
【0031】この方法により、CDMA方式の移動体通
信システムにおいて移動無線端末装置の位置を容易に検
出することができる。
信システムにおいて移動無線端末装置の位置を容易に検
出することができる。
【0032】
【発明の実施の形態】以下、本発明の移動体通信システ
ムの実施の形態を図面を用いて具体的に説明する。
ムの実施の形態を図面を用いて具体的に説明する。
【0033】(実施の形態)図1は、本発明の実施の形
態に係る移動体通信システムのブロック図を示す。図1
に示す本実施の形態の移動体通信システムは、互いに近
隣に位置する複数の基地局101,102,103,1
04と、複数の基地局101〜104と無線通信を行う
移動無線端末装置105と、複数の基地局101〜10
4に有線回線106,107,108,109により接
続された位置算出局111とを備えて構成されている。
態に係る移動体通信システムのブロック図を示す。図1
に示す本実施の形態の移動体通信システムは、互いに近
隣に位置する複数の基地局101,102,103,1
04と、複数の基地局101〜104と無線通信を行う
移動無線端末装置105と、複数の基地局101〜10
4に有線回線106,107,108,109により接
続された位置算出局111とを備えて構成されている。
【0034】また、112,113,114,115
は、基地局101〜104から送信されるタイミング信
号、117は移動無線端末装置105から送信される送
信信号であり、ここでは、基地局101に対して送信さ
れている状態を示す。また、各基地局101〜104か
ら位置算出局111へは、後述で説明する各種情報が伝
送されるようになっている。
は、基地局101〜104から送信されるタイミング信
号、117は移動無線端末装置105から送信される送
信信号であり、ここでは、基地局101に対して送信さ
れている状態を示す。また、各基地局101〜104か
ら位置算出局111へは、後述で説明する各種情報が伝
送されるようになっている。
【0035】次に、各基地局101〜104の内部構成
を図2を参照して説明する。但し、各基地局101〜1
04は何れも同構成なので、基地局101を代表して説
明する。
を図2を参照して説明する。但し、各基地局101〜1
04は何れも同構成なので、基地局101を代表して説
明する。
【0036】基地局101は、アンテナ200と、図1
に示したタイミング信号112を送信するタイミング信
号送信手段201と、他の複数の基地局102〜104
から送信されてくるタイミング信号113〜115を受
信するタイミング信号受信手段202と、タイミング信
号受信手段202で受信されたタイミング信号113〜
115(図1参照)及び、自基地局101から送信する
タイミング信号112の時間差を算出するタイミング信
号時間差算出手段203と、このタイミング信号時間差
算出手段203で算出された時間差を決められたデータ
フォーマットに変換して有線回線205を介して位置算
出局111へ送信する送信手段204と、アンテナ20
0で受信した移動無線端末装置105からの送信信号1
17をデータに変換して有線回線205を介して位置算
出局111へ送信する信号転送手段206とを備えて構
成されている。
に示したタイミング信号112を送信するタイミング信
号送信手段201と、他の複数の基地局102〜104
から送信されてくるタイミング信号113〜115を受
信するタイミング信号受信手段202と、タイミング信
号受信手段202で受信されたタイミング信号113〜
115(図1参照)及び、自基地局101から送信する
タイミング信号112の時間差を算出するタイミング信
号時間差算出手段203と、このタイミング信号時間差
算出手段203で算出された時間差を決められたデータ
フォーマットに変換して有線回線205を介して位置算
出局111へ送信する送信手段204と、アンテナ20
0で受信した移動無線端末装置105からの送信信号1
17をデータに変換して有線回線205を介して位置算
出局111へ送信する信号転送手段206とを備えて構
成されている。
【0037】次に、移動無線端末装置105の内部構成
を図3を参照して説明する。
を図3を参照して説明する。
【0038】移動無線端末装置105は、アンテナ30
0と、各基地局101〜104から送信されているタイ
ミング信号112〜115を受信するタイミング信号受
信手段301と、このタイミング信号受信手段301で
受信された各タイミング信号112〜115間の到達時
間差を算出する到達時間差算出手段302と、この到達
時間差算出手段302で算出された到達時間差をアンテ
ナ300を介してある基地局へ送信する到達時間差送信
手段303とを備えて構成されている。
0と、各基地局101〜104から送信されているタイ
ミング信号112〜115を受信するタイミング信号受
信手段301と、このタイミング信号受信手段301で
受信された各タイミング信号112〜115間の到達時
間差を算出する到達時間差算出手段302と、この到達
時間差算出手段302で算出された到達時間差をアンテ
ナ300を介してある基地局へ送信する到達時間差送信
手段303とを備えて構成されている。
【0039】次に、位置算出局111の内部構成を図4
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【0040】位置算出局111は、有線回線205を介
して各基地局101〜104から送信されてきたタイミ
ング信号時間差及び到達時間差を受信する受信手段40
1と、3次元座標上での位置を示すX、Y、Zの座標値
からなる各基地局101〜104の位置情報402を記
憶する基地局位置情報記憶手段402と、受信手段40
1で受信したタイミング信号時間差及び到達時間差と、
各基地局101〜104の位置情報402とから、移動
無線端末装置105の位置を算出する位置情報算出手段
403とを備えて構成されている。
して各基地局101〜104から送信されてきたタイミ
ング信号時間差及び到達時間差を受信する受信手段40
1と、3次元座標上での位置を示すX、Y、Zの座標値
からなる各基地局101〜104の位置情報402を記
憶する基地局位置情報記憶手段402と、受信手段40
1で受信したタイミング信号時間差及び到達時間差と、
各基地局101〜104の位置情報402とから、移動
無線端末装置105の位置を算出する位置情報算出手段
403とを備えて構成されている。
【0041】このように構成された移動体通信システム
において、移動無線端末装置105の位置を検出する動
作を説明する。
において、移動無線端末装置105の位置を検出する動
作を説明する。
【0042】各基地局101〜104は、それぞれタイ
ミング信号112〜115をタイミング信号送信手段2
01によって送信する。但し、各タイミング信号112
〜115は近隣の他の基地局で受信できるような送信電
力で送信される。
ミング信号112〜115をタイミング信号送信手段2
01によって送信する。但し、各タイミング信号112
〜115は近隣の他の基地局で受信できるような送信電
力で送信される。
【0043】無線方式として例えばCDMA方式と使用
する場合には、タイミング信号112〜115は、各基
地局101〜104毎に予め決まっている異なる拡散符
号で拡散して送信する。
する場合には、タイミング信号112〜115は、各基
地局101〜104毎に予め決まっている異なる拡散符
号で拡散して送信する。
【0044】また、基地局101は、他の基地局102
〜104から送信されているタイミング信号をタイミン
グ信号受信手段202によって受信する。ここで、基地
局101のタイミング信号受信手段202においては、
予め決められた基地局101〜104毎に異なる拡散符
号で拡散されているため、どの基地局102〜104の
タイミング信号113〜115であるかが容易にわか
る。
〜104から送信されているタイミング信号をタイミン
グ信号受信手段202によって受信する。ここで、基地
局101のタイミング信号受信手段202においては、
予め決められた基地局101〜104毎に異なる拡散符
号で拡散されているため、どの基地局102〜104の
タイミング信号113〜115であるかが容易にわか
る。
【0045】次に、タイミング信号時間差算出手段20
3において、タイミング信号受信手段202で受信され
た基地局102〜104毎のタイミング信号113〜1
15と、タイミング信号送信手段201から送信してい
るタイミング信号112とのタイミングの時間差を算出
する。
3において、タイミング信号受信手段202で受信され
た基地局102〜104毎のタイミング信号113〜1
15と、タイミング信号送信手段201から送信してい
るタイミング信号112とのタイミングの時間差を算出
する。
【0046】ここで、各基地局101〜104の3次元
座標上の位置を、それぞれ(X1,Y1,Z1)、(X
2,Y2,Z2)(X3,Y3,Z3)(X4,Y4,
Z4)とし、また各基地局102〜104から送信され
るタイミング信号113〜115が基地局101まで到
達するのに要する伝搬時間を、それぞれtb12、tb
13、tb14とする。すると各基地局102〜104
と、基地局101との距離は伝搬時間と電波の速度、つ
まり光速Cを乗算したものに等しいので、以下の(1)
〜(3)までの式の関係が成り立つ。
座標上の位置を、それぞれ(X1,Y1,Z1)、(X
2,Y2,Z2)(X3,Y3,Z3)(X4,Y4,
Z4)とし、また各基地局102〜104から送信され
るタイミング信号113〜115が基地局101まで到
達するのに要する伝搬時間を、それぞれtb12、tb
13、tb14とする。すると各基地局102〜104
と、基地局101との距離は伝搬時間と電波の速度、つ
まり光速Cを乗算したものに等しいので、以下の(1)
〜(3)までの式の関係が成り立つ。
【0047】 (X2-X1)2+(Y2-Y1)2+(Z2-Z1)2 =(tb12×C)2 …(1) (X3-X1)2+(Y3-Y1)2+(Z3-Z1)2 =(tb13×C)2 …(2) (X4-X1)2+(Y4-Y1)2+(Z4-Z1)2 =(tb14×C)2 …(3) また、各基地局101〜104が、同じタイミング信号
112〜115を送信する時刻をt1,t2,t3,t
4とする。ここで各基地局101〜104は、同期して
動作していないためt1,t2,t3,t4は異なる時
刻となる。
112〜115を送信する時刻をt1,t2,t3,t
4とする。ここで各基地局101〜104は、同期して
動作していないためt1,t2,t3,t4は異なる時
刻となる。
【0048】そして、基地局101のタイミング信号時
間差算出手段203で算出した各基地局102〜104
とのタイミング信号時間差を、それぞれtd12,td
13、td14とすると、その値は、基地局101と他
の基地局102〜104との送信時間のずれと、他の基
地局102〜104のタイミング信号が基地局101ま
でに到達する伝搬時間が加わったものであり、次式
(4)〜(6)で示される。
間差算出手段203で算出した各基地局102〜104
とのタイミング信号時間差を、それぞれtd12,td
13、td14とすると、その値は、基地局101と他
の基地局102〜104との送信時間のずれと、他の基
地局102〜104のタイミング信号が基地局101ま
でに到達する伝搬時間が加わったものであり、次式
(4)〜(6)で示される。
【0049】 td12=(t2+tb12)-t1 = (t2-t1)+tb12 = t12+tb12 …(4) td13=(t3+tb13)-t1 = (t3-t1)+tb13 = t13+tb13 …(5) td14=(t4+tb14)-t1 = (t4-t1)+tb14 = t14+tb14 …(6) このタイミング信号の時間差td12,td13,td
14は、送信手段204により有線回線205を介して
位置算出局111へ送信される。
14は、送信手段204により有線回線205を介して
位置算出局111へ送信される。
【0050】一方、移動無線端末装置105は、アンテ
ナ300を介してタイミング信号受信手段301によ
り、近隣の複数の基地局101〜104から送信される
各タイミング信号112〜115を受信する。この受信
されたタイミング信号112〜115に基づき、到達時
間差算出手段302が、各タイミング信号112〜11
5間のタイミング時間差を算出する。
ナ300を介してタイミング信号受信手段301によ
り、近隣の複数の基地局101〜104から送信される
各タイミング信号112〜115を受信する。この受信
されたタイミング信号112〜115に基づき、到達時
間差算出手段302が、各タイミング信号112〜11
5間のタイミング時間差を算出する。
【0051】ここで、各基地局101〜104から送信
されるタイミング信号112〜115が移動無線端末装
置105まで到達するのに要する伝搬時間を、それぞれ
tp1,tp2、tp3、tp4とする。この場合、各
基地局101〜104と移動無線端末装置105との距
離は、伝搬時間と電波の速度、つまり光速Cを乗算した
ものに等しいので、移動無線端末装置105の位置を
(X、Y、Z)とすると次式(7)〜(10)の関係が
成り立つ。
されるタイミング信号112〜115が移動無線端末装
置105まで到達するのに要する伝搬時間を、それぞれ
tp1,tp2、tp3、tp4とする。この場合、各
基地局101〜104と移動無線端末装置105との距
離は、伝搬時間と電波の速度、つまり光速Cを乗算した
ものに等しいので、移動無線端末装置105の位置を
(X、Y、Z)とすると次式(7)〜(10)の関係が
成り立つ。
【0052】 (X-X1)2+(Y−Y1)2+(Z-Z1)2 =(tp1×C)2 …(7) (X-X2)2+(Y−Y2)2+(Z-Z2)2 =(tp2×C)2 …(8) (X-X3)2+(Y−Y3)2+(Z-Z3)2 =(tp3×C)2 …(9) (X-X4)2+(Y−Y4)2+(Z-Z4)2 =(tp4×C)2 …(10) ここで、移動無線端末装置105の到達時間差算出手段
302で算出される各タイミング信号113〜115の
時間差を、tp12,tp13,tp14とすると、次
式(11)〜(13)の関係が成り立つ。
302で算出される各タイミング信号113〜115の
時間差を、tp12,tp13,tp14とすると、次
式(11)〜(13)の関係が成り立つ。
【0053】 tp12=(t2+tp2)-(t1+tp1) = t12+(tp2-tp1) …(11) tp13=(t3+tp3)-(t1+tp1) = t13+(tp3-tp1) …(12) tp14=(t4+tp4)-(t1+tp1) = t14+(tp4-tp1) …(13) 移動無線端末装置105の到達時間差送信手段302
は、タイミング信号の時間差tp12,tp13,tp
14を無線信号を利用して基地局101に送信する。
は、タイミング信号の時間差tp12,tp13,tp
14を無線信号を利用して基地局101に送信する。
【0054】基地局101は、無線信号として送信され
たタイミング信号の時間差tp12,tp13,tp1
4を、信号転送手段206でデータ変換等を行い有線回
線205を介して位置算出局111へ転送する。
たタイミング信号の時間差tp12,tp13,tp1
4を、信号転送手段206でデータ変換等を行い有線回
線205を介して位置算出局111へ転送する。
【0055】位置算出局111は、有線回線205を介
して送られてきた、基地局101で算出されたタイミン
グ信号の時間差td12,td13,td14と、移動
無線端末装置105で算出されたタイミング信号の時間
差tp12,tp13,tp14とを図4に示す受信手
段401で受信する。
して送られてきた、基地局101で算出されたタイミン
グ信号の時間差td12,td13,td14と、移動
無線端末装置105で算出されたタイミング信号の時間
差tp12,tp13,tp14とを図4に示す受信手
段401で受信する。
【0056】次に、位置情報算出手段403は、基地局
位置情報記憶手段402に記憶されている各基地局10
1〜104の位置情報、即ち前述の(X1,Y1,Z
1)、(X2,Y2,Z2)、(X3,Y3,Z3)、
(X4,Y4,Z4)の値と、受信手段401で受信さ
れたtd12,td13,td14及びtp12,tp
13,tp14を使用して上記式(1)〜(13)まで
を連立させて解くことにより、移動無線端末装置105
の位置であるX、Y、Zの値を求める。
位置情報記憶手段402に記憶されている各基地局10
1〜104の位置情報、即ち前述の(X1,Y1,Z
1)、(X2,Y2,Z2)、(X3,Y3,Z3)、
(X4,Y4,Z4)の値と、受信手段401で受信さ
れたtd12,td13,td14及びtp12,tp
13,tp14を使用して上記式(1)〜(13)まで
を連立させて解くことにより、移動無線端末装置105
の位置であるX、Y、Zの値を求める。
【0057】ここで、全式は、式(1)から式(13)
までの13個であり、全未知数は、X,Y,Zと、tb
12,tb13,tb14と、t12,t13,t14
と、tp1,tp2,tp3,tp4との13個である
ので、これらの未知数は全て求めることが出来る。
までの13個であり、全未知数は、X,Y,Zと、tb
12,tb13,tb14と、t12,t13,t14
と、tp1,tp2,tp3,tp4との13個である
ので、これらの未知数は全て求めることが出来る。
【0058】この例ではタイミング信号を受信する基地
局数を4としているが、5以上の基地局を利用できる場
合は、前記方程式を最小自乗法等を使用して解くことに
より誤差をより小さくすることができる。
局数を4としているが、5以上の基地局を利用できる場
合は、前記方程式を最小自乗法等を使用して解くことに
より誤差をより小さくすることができる。
【0059】また、起伏がなく標高が予めわかっている
地域ではZ座標の値を既知として、3つの基地局を利用
して位置を算出することができる。
地域ではZ座標の値を既知として、3つの基地局を利用
して位置を算出することができる。
【0060】このように、実施の形態によれば、基地局
101〜104間で共通のクロックを持たず基準タイミ
ングが存在しない基地局間非同期方式の移動体通信シス
テムにおいても、基地局101〜104間でタイミング
信号112〜115の時間差を算出し、移動無線端末装
置105で算出した複数の基地局101〜104からの
各タイミング信号112〜115の時間差と併せて使用
することにより移動無線端末装置105の位置を容易に
算出することが可能となる。
101〜104間で共通のクロックを持たず基準タイミ
ングが存在しない基地局間非同期方式の移動体通信シス
テムにおいても、基地局101〜104間でタイミング
信号112〜115の時間差を算出し、移動無線端末装
置105で算出した複数の基地局101〜104からの
各タイミング信号112〜115の時間差と併せて使用
することにより移動無線端末装置105の位置を容易に
算出することが可能となる。
【0061】また、位置算出を移動無線端末装置105
では行わず位置算出局111で行うために移動無線端末
装置105における処理が簡単となる利点を有する。
では行わず位置算出局111で行うために移動無線端末
装置105における処理が簡単となる利点を有する。
【0062】また、上記実施の形態では、位置算出局1
11を独立に設けているが、実際の移動体通信システム
においては、複数の基地局101〜104の制御を司る
基地局制御局や、固定電話網との関門となる交換制御局
に同等の機能を搭載させてもよい。その場合、有線回線
等が共通のものとなり、装置の小型化、基地局の位置情
報や移動無線端末装置の位置情報の一括管理が可能とな
る利点を有する。
11を独立に設けているが、実際の移動体通信システム
においては、複数の基地局101〜104の制御を司る
基地局制御局や、固定電話網との関門となる交換制御局
に同等の機能を搭載させてもよい。その場合、有線回線
等が共通のものとなり、装置の小型化、基地局の位置情
報や移動無線端末装置の位置情報の一括管理が可能とな
る利点を有する。
【0063】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、基地局間非同期方式の移動体通信システムに
おいて移動無線端末装置の位置を容易に検出することが
できる。
によれば、基地局間非同期方式の移動体通信システムに
おいて移動無線端末装置の位置を容易に検出することが
できる。
【図1】本発明の実施の形態1に係る移動体通信システ
ムのブロック図
ムのブロック図
【図2】上記実施の形態の移動体通信システムにおける
基地局のブロック図
基地局のブロック図
【図3】上記実施の形態の移動体通信システムにおける
移動無線端末装置のブロック図
移動無線端末装置のブロック図
【図4】上記実施の形態の移動体通信システムにおける
基地局のブロック図
基地局のブロック図
101〜104 基地局 105 移動無線端末装置
111 位置算出局 112〜115 タイミング信号 203 タイミング信号時間差算出手段 302 到達時間差算出手段 402 基地局位置情報記憶手段 403 位置情報算出手段
111 位置算出局 112〜115 タイミング信号 203 タイミング信号時間差算出手段 302 到達時間差算出手段 402 基地局位置情報記憶手段 403 位置情報算出手段
Claims (6)
- 【請求項1】 他の基地局装置から受信したタイミング
信号と自基地局装置から送信しているタイミング信号と
の時間差を求めるタイミング信号時間差算出手段を有す
る複数の基地局装置と、この複数の基地局装置から受信
したタイミング信号間の到達時間差を求める到達時間差
算出手段を有する移動無線端末装置と、前記時間差及び
到達時間差と予め定められた前記複数の基地局装置の位
置情報とから前記移動無線端末装置の位置情報を算出す
る位置算出局装置と、を具備することを特徴とする移動
体通信システム。 - 【請求項2】 位置算出局装置は、複数の基地局装置を
制御する制御局装置に具備されることを特徴とする請求
項1記載の移動体通信システム。 - 【請求項3】 位置算出局装置は、制御局装置が接続さ
れた固定電話網における交換局装置に具備されることを
特徴とする請求項1記載の移動体通信システム。 - 【請求項4】 複数の基地局装置から送信されるタイミ
ング信号が、前記複数の基地局装置毎又は前記複数の基
地局配下のセクタ毎に異なる拡散符号でスペクトル拡散
された信号であることを特徴とする請求項1乃至請求項
3記載のいずれかに記載の移動体通信システム。 - 【請求項5】 複数の基地局装置における任意の基地局
装置で、他の基地局装置から受信したタイミング信号と
自基地局装置から送信しているタイミング信号との時間
差を求め、移動無線端末装置で、前記複数の基地局装置
から受信したタイミング信号間の到達時間差を求め、位
置算出局装置で、前記時間差及び到達時間差と予め定め
られた前記複数の基地局装置の位置情報とから前記移動
無線端末装置の位置情報を算出することを特徴とする移
動体通信システムにおける移動無線端末位置検出方法。 - 【請求項6】 複数の基地局装置から送信されるタイミ
ング信号が、前記複数の基地局装置毎又は前記複数の基
地局配下のセクタ毎に異なる拡散符号でスペクトル拡散
された信号であることを特徴とする請求項5記載の移動
無線端末位置検出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10073187A JPH11252632A (ja) | 1998-03-05 | 1998-03-05 | 移動体通信システム及び移動無線端末位置検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10073187A JPH11252632A (ja) | 1998-03-05 | 1998-03-05 | 移動体通信システム及び移動無線端末位置検出方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11252632A true JPH11252632A (ja) | 1999-09-17 |
Family
ID=13510898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10073187A Pending JPH11252632A (ja) | 1998-03-05 | 1998-03-05 | 移動体通信システム及び移動無線端末位置検出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11252632A (ja) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001033248A1 (fr) * | 1999-11-02 | 2001-05-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Systeme de communication mobile |
WO2001035115A1 (fr) * | 1999-11-05 | 2001-05-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Station mobile et technique d'estimation de position |
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JP2007510908A (ja) * | 2003-11-07 | 2007-04-26 | ウェアネット・コープ | 別々のネットワークに分割されたノードにより時間同期されたネットワーク性能を達成する位置検出システムおよび方法 |
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CN110161545A (zh) * | 2018-02-12 | 2019-08-23 | 清华大学 | 定位***及其定位信号生成方法 |
-
1998
- 1998-03-05 JP JP10073187A patent/JPH11252632A/ja active Pending
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007510908A (ja) * | 2003-11-07 | 2007-04-26 | ウェアネット・コープ | 別々のネットワークに分割されたノードにより時間同期されたネットワーク性能を達成する位置検出システムおよび方法 |
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CN110161545A (zh) * | 2018-02-12 | 2019-08-23 | 清华大学 | 定位***及其定位信号生成方法 |
CN110161545B (zh) * | 2018-02-12 | 2022-04-15 | 清华大学 | 定位***及其定位信号生成方法 |
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