JP2003174662A - 移動通信端末の位置標定方法および基地局 - Google Patents
移動通信端末の位置標定方法および基地局Info
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- JP2003174662A JP2003174662A JP2001372758A JP2001372758A JP2003174662A JP 2003174662 A JP2003174662 A JP 2003174662A JP 2001372758 A JP2001372758 A JP 2001372758A JP 2001372758 A JP2001372758 A JP 2001372758A JP 2003174662 A JP2003174662 A JP 2003174662A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 移動通信端末の位置標定には位置の確定して
いる複数の基地局が必要であったが、通常の携帯電話な
どのシステムでは通信可能範囲に一つの基地局しかない
ため、その場合、ＧＰＳなどの独立航法装置などと組み
合せたシステムとなるため移動通信端末が高価となり、
ＧＰＳ衛星からの電波を受信しなければならないという
問題点があった。 【解決手段】 １つの基地局から移動通信端末に測定信
号を送信し、移動通信端末では、その測定信号に対して
即座に、または、一定の遅延時間を持って基地局に返信
する。基地局では移動通信端末からの返信信号から方位
測定を行い、また、測定信号と返信信号との時間差から
距離を測定することで移動通信端末の位置を標定する。
いる複数の基地局が必要であったが、通常の携帯電話な
どのシステムでは通信可能範囲に一つの基地局しかない
ため、その場合、ＧＰＳなどの独立航法装置などと組み
合せたシステムとなるため移動通信端末が高価となり、
ＧＰＳ衛星からの電波を受信しなければならないという
問題点があった。 【解決手段】 １つの基地局から移動通信端末に測定信
号を送信し、移動通信端末では、その測定信号に対して
即座に、または、一定の遅延時間を持って基地局に返信
する。基地局では移動通信端末からの返信信号から方位
測定を行い、また、測定信号と返信信号との時間差から
距離を測定することで移動通信端末の位置を標定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信システム
の移動通信端末の位置標定方法および基地局に関するも
のである。
の移動通信端末の位置標定方法および基地局に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】無線通信システムにおける位置標定につ
いては、特開２００１−１０３５４０号公報に開示され
たように、予めＧＰＳ（Ｇｒｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏ
ｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等で航法的位置情報（緯度、
経度、標高）のデータが得られている３つの基地局から
位置が移動する移動通信端末に向けて同時に位置標定信
号を送信し、移動通信端末で各位置標定信号の到来時間
の差を測定し、この時間差と基地局の緯度経度情報から
移動通信端末の位置情報を得るものがある。
いては、特開２００１−１０３５４０号公報に開示され
たように、予めＧＰＳ（Ｇｒｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏ
ｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等で航法的位置情報（緯度、
経度、標高）のデータが得られている３つの基地局から
位置が移動する移動通信端末に向けて同時に位置標定信
号を送信し、移動通信端末で各位置標定信号の到来時間
の差を測定し、この時間差と基地局の緯度経度情報から
移動通信端末の位置情報を得るものがある。
【０００３】その他、図１０に示されたように、既に位
置情報が確定している２つの基地局１ａおよび１ｂが移
動通信端末４からの電波到来方向をそれぞれ測定し、基
地局１ａおよび１ｂ間の距離と図中の角Ｄおよび角Ｅか
ら、三角測量の原理を用いて移動通信端末の位置を確定
する方法などがある。なお、基地局に方向探知器ではな
く、移動通信端末４からの電波の伝搬遅延時間を測定す
る機能を持たせても伝搬遅延時間から移動通信端末３と
基地局１ａおよび１ｂとの各距離を確定することで、移
動通信端末４と基地局１ａおよび１ｂで形成される三角
形の全ての辺の長さが確定し、移動通信端末３の位置を
確定する方法もある。
置情報が確定している２つの基地局１ａおよび１ｂが移
動通信端末４からの電波到来方向をそれぞれ測定し、基
地局１ａおよび１ｂ間の距離と図中の角Ｄおよび角Ｅか
ら、三角測量の原理を用いて移動通信端末の位置を確定
する方法などがある。なお、基地局に方向探知器ではな
く、移動通信端末４からの電波の伝搬遅延時間を測定す
る機能を持たせても伝搬遅延時間から移動通信端末３と
基地局１ａおよび１ｂとの各距離を確定することで、移
動通信端末４と基地局１ａおよび１ｂで形成される三角
形の全ての辺の長さが確定し、移動通信端末３の位置を
確定する方法もある。
【０００４】このように従来の方法では、基地局と移動
通信端末からなる三角形の辺または角度を計算するため
に、移動通信端末の通信可能範囲に複数の基地局が必要
であったが、例えば、携帯電話などのシステムでは通信
可能範囲に一つの基地局しかないのが普通であり、一波
の測定のみによっては、移動通信端末の位置を特定する
ことができない。その場合、移動通信端末の位置特定の
ためには、ＧＰＳ装置などの独立航法装置などと組み合
わせたシステムとなるため移動通信端末が高価となり、
ＧＰＳ衛星からの電波を受信しなければならないという
問題点があった。
通信端末からなる三角形の辺または角度を計算するため
に、移動通信端末の通信可能範囲に複数の基地局が必要
であったが、例えば、携帯電話などのシステムでは通信
可能範囲に一つの基地局しかないのが普通であり、一波
の測定のみによっては、移動通信端末の位置を特定する
ことができない。その場合、移動通信端末の位置特定の
ためには、ＧＰＳ装置などの独立航法装置などと組み合
わせたシステムとなるため移動通信端末が高価となり、
ＧＰＳ衛星からの電波を受信しなければならないという
問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な問題点を解決するためになされたものであり、移動通
信端末の位置確定に一つの基地局がこの移動通信端末の
電波を測定するのみで移動通信端末の位置を特定する方
法を提供することを目的とする。
な問題点を解決するためになされたものであり、移動通
信端末の位置確定に一つの基地局がこの移動通信端末の
電波を測定するのみで移動通信端末の位置を特定する方
法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる移動通信
端末の位置標定方法は、基地局から移動通信端末に向け
て無線送信信号を送信するステップと、前記無線送信信
号を受信した前記移動通信端末が前記基地局に応答信号
を返信するステップと、前記基地局において、前記無線
送信信号の発信時刻と前記応答信号の到達時刻との時間
差から、前記基地局と前記移動通信端末間の距離を測定
するステップと、前記応答信号の到来方向を測定するス
テップとを備えるものである。
端末の位置標定方法は、基地局から移動通信端末に向け
て無線送信信号を送信するステップと、前記無線送信信
号を受信した前記移動通信端末が前記基地局に応答信号
を返信するステップと、前記基地局において、前記無線
送信信号の発信時刻と前記応答信号の到達時刻との時間
差から、前記基地局と前記移動通信端末間の距離を測定
するステップと、前記応答信号の到来方向を測定するス
テップとを備えるものである。
【０００７】また、前記基地局は少なくとも２つの無指
向性アンテナを備え、前記各無指向性アンテナに到来す
る前記応答信号の時間差から前記応答信号の到来方向を
測定するものである。
向性アンテナを備え、前記各無指向性アンテナに到来す
る前記応答信号の時間差から前記応答信号の到来方向を
測定するものである。
【０００８】また、前記基地局は複数の指向性アンテナ
を備え、前記各指向性アンテナに到来する前記応答信号
の入感電力を比較して前記応答信号の到来方向を測定す
るものである。
を備え、前記各指向性アンテナに到来する前記応答信号
の入感電力を比較して前記応答信号の到来方向を測定す
るものである。
【０００９】また、前記送信信号は送信データであるも
のである。
のである。
【００１０】また、前記応答信号は、前記信号を受信し
てから一定の遅延時間経過後に返信するものである。
てから一定の遅延時間経過後に返信するものである。
【００１１】また、本発明に係わる基地局は、移動通信
端末に向けて無線送信信号を送信する送信機と、前記移
動通信端末から発せられた前記無線送信信号に対する応
答信号を受信する受信機と、前記送信信号の発信時刻と
前記応答信号の到達時刻との時間差から自己と前記移動
通信端末間の距離を測定する距離測定手段と、前記応答
信号の到来方向を測定する方向探知手段を備えるもので
ある。
端末に向けて無線送信信号を送信する送信機と、前記移
動通信端末から発せられた前記無線送信信号に対する応
答信号を受信する受信機と、前記送信信号の発信時刻と
前記応答信号の到達時刻との時間差から自己と前記移動
通信端末間の距離を測定する距離測定手段と、前記応答
信号の到来方向を測定する方向探知手段を備えるもので
ある。
【００１２】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、本発明の実
施の形態１について説明する。図１は本発明の実施の形
態１に係わる移動通信システムの構成を表す図である。
図において、基地局１は、移動通信端末４の距離を測定
する距離測定手段と方位を測定するための方位測定機２
ａを備え、また、距離および方位を測定するための位置
標定信号を送信する送受信装置３を備えている。基地局
１は、例えば、ＰＤＣ、ＰＨＳ、ＩＭＴ−２０００等の
携帯電話用の基地局や自動車電話用基地局であって、こ
こで、位置標定信号は専用の信号であっても良いが、実
際に通信されるユーザデータなどであってもよい。ま
た、移動通信端末４は、基地局１からの位置標定信号を
検出し、それに対して応答信号を返信するように送信機
に指示する信号検出回路を備えている。
施の形態１について説明する。図１は本発明の実施の形
態１に係わる移動通信システムの構成を表す図である。
図において、基地局１は、移動通信端末４の距離を測定
する距離測定手段と方位を測定するための方位測定機２
ａを備え、また、距離および方位を測定するための位置
標定信号を送信する送受信装置３を備えている。基地局
１は、例えば、ＰＤＣ、ＰＨＳ、ＩＭＴ−２０００等の
携帯電話用の基地局や自動車電話用基地局であって、こ
こで、位置標定信号は専用の信号であっても良いが、実
際に通信されるユーザデータなどであってもよい。ま
た、移動通信端末４は、基地局１からの位置標定信号を
検出し、それに対して応答信号を返信するように送信機
に指示する信号検出回路を備えている。
【００１３】また、図２は基地局１の装置構成例を表す
図である。図において、５は距離測定手段６を含み、基
地局１内の各装置を制御する制御部、７ａ、７ｂ、７
ｃ、７ｄ、７ｅはそれぞれアンテナである。８ａ、８
ｂ、８ｃ、８ｄはそれぞれ受信機、９ａはアンテナ７ａ
とアンテナ７ｂで受信された受信信号の位相を比較する
位相比較器、９ｂはアンテナ７ｃとアンテナ７ｄで受信
された受信信号の位相を比較する位相比較器、１０ａ、
１０ｂはそれぞれＡ／Ｄ換器、１１は位相比較器９ａ、
９ｂの出力から受信信号の到来方向を測定する方位測定
機、１２はアンテナ７ｅと接続され、データ送受信や通
話を行うための処理を行う送受信装置である。
図である。図において、５は距離測定手段６を含み、基
地局１内の各装置を制御する制御部、７ａ、７ｂ、７
ｃ、７ｄ、７ｅはそれぞれアンテナである。８ａ、８
ｂ、８ｃ、８ｄはそれぞれ受信機、９ａはアンテナ７ａ
とアンテナ７ｂで受信された受信信号の位相を比較する
位相比較器、９ｂはアンテナ７ｃとアンテナ７ｄで受信
された受信信号の位相を比較する位相比較器、１０ａ、
１０ｂはそれぞれＡ／Ｄ換器、１１は位相比較器９ａ、
９ｂの出力から受信信号の到来方向を測定する方位測定
機、１２はアンテナ７ｅと接続され、データ送受信や通
話を行うための処理を行う送受信装置である。
【００１４】また、図３は移動通信端末４の装置構成例
を表す図である。図において、７ｆはアンテナ、８ｅは
受信機、１３は受信機８ｅと送信機１４とを切替える送
受信切替器、１５は信号検出手段１６を含んだ制御部で
ある。
を表す図である。図において、７ｆはアンテナ、８ｅは
受信機、１３は受信機８ｅと送信機１４とを切替える送
受信切替器、１５は信号検出手段１６を含んだ制御部で
ある。
【００１５】次に、本発明の移動体端末の位置標定シス
テムの位置標定方法について説明する。図１のような移
動体通信システムにおいて、移動通信端末４の位置を測
定するために、まず基地局１の送受信装置１２から移動
通信端末４に向けて位置標定信号を送受信装置３から送
信する。その際、距離測定手段６では、位置標定信号の
送信タイミングを記憶しておく。
テムの位置標定方法について説明する。図１のような移
動体通信システムにおいて、移動通信端末４の位置を測
定するために、まず基地局１の送受信装置１２から移動
通信端末４に向けて位置標定信号を送受信装置３から送
信する。その際、距離測定手段６では、位置標定信号の
送信タイミングを記憶しておく。
【００１６】移動通信端末４でこの位置標定信号を受信
すると、信号検出回路１６で受信信号が位置標定信号か
否かを判定し、位置標定信号であると識別した場合は、
直ちに送信機１４に基地局１に対して応答信号を返信す
るよう指示する。移動通信端末４の送信機１４から基地
局１に向けて応答信号が返信されると、基地局１のアン
テナ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄで受信された受信信号は受
信機８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄで無線周波数から中間周波
数に変換され、受信機８ａおよび８ｂの出力は位相比較
器９ａに入力され、アンテナ７ａおよび７ｂで受信した
受信信号の位相を比較し、その位相差を出力する。
すると、信号検出回路１６で受信信号が位置標定信号か
否かを判定し、位置標定信号であると識別した場合は、
直ちに送信機１４に基地局１に対して応答信号を返信す
るよう指示する。移動通信端末４の送信機１４から基地
局１に向けて応答信号が返信されると、基地局１のアン
テナ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄで受信された受信信号は受
信機８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄで無線周波数から中間周波
数に変換され、受信機８ａおよび８ｂの出力は位相比較
器９ａに入力され、アンテナ７ａおよび７ｂで受信した
受信信号の位相を比較し、その位相差を出力する。
【００１７】ここで、本発明の実施の形態１における方
位測定方法について説明する。図４は本実施の形態１に
おける方位測定の原理を示す図である。アンテナ７ａお
よび７ｂは無指向性アンテナであって、距離ｄの間隔を
保って設置されている。今、到来電波１７がアンテナ７
ａおよび７ｂを結んだ直線から角度Ａをなす方向からア
ンテナ７ａおよび７ｂに到達したとすると、アンテナ７
ａの方が、アンテナ７ｂよりも距離ｄｓｉｎＡだけ遠い
ため、その分だけ位相のずれが生じる。電波の到来速度
ｃおよび波長λは既知であり、位相差をδとすると到来
時間差τは、τ＝λδ／２πであり、よって、ｄｓｉｎ
Ａ＝ｃ・τから角度Ａが求まり、電波の到来方向を測定
することができる。
位測定方法について説明する。図４は本実施の形態１に
おける方位測定の原理を示す図である。アンテナ７ａお
よび７ｂは無指向性アンテナであって、距離ｄの間隔を
保って設置されている。今、到来電波１７がアンテナ７
ａおよび７ｂを結んだ直線から角度Ａをなす方向からア
ンテナ７ａおよび７ｂに到達したとすると、アンテナ７
ａの方が、アンテナ７ｂよりも距離ｄｓｉｎＡだけ遠い
ため、その分だけ位相のずれが生じる。電波の到来速度
ｃおよび波長λは既知であり、位相差をδとすると到来
時間差τは、τ＝λδ／２πであり、よって、ｄｓｉｎ
Ａ＝ｃ・τから角度Ａが求まり、電波の到来方向を測定
することができる。
【００１８】なお、以上では位相差を測定することで電
波到来方向を測定する方法を示したが、当然のことなが
ら、電波の到達時間差を直接求めて電波到来方向を測定
してもよい。
波到来方向を測定する方法を示したが、当然のことなが
ら、電波の到達時間差を直接求めて電波到来方向を測定
してもよい。
【００１９】また、距離の差ｄｓｉｎＡは角度Ａおよび
−Ａで同じ値を持つため、同じ時間差でも２つの方位が
考えられ、無指向性アンテナ２つだけでは方位が不確定
である。そこで、たとえば、９０度異なる位置にもう一
組の無指向性のアンテナ７ｃおよび７ｄを設けること
で、この問題を解決できる。
−Ａで同じ値を持つため、同じ時間差でも２つの方位が
考えられ、無指向性アンテナ２つだけでは方位が不確定
である。そこで、たとえば、９０度異なる位置にもう一
組の無指向性のアンテナ７ｃおよび７ｄを設けること
で、この問題を解決できる。
【００２０】このように位相比較器９ａおよび９ｂで
は、各アンテナに到来した電波の位相が比較され、Ａ／
Ｄ変換器１０ａおよび１０ｂでデジタル信号に変換さ
れ、方位測定機１１に位相差のデジタル信号が入力され
る。方位測定機１１では、既に説明したような方法で位
相差から方位の計算を行い、その結果を出力する。
は、各アンテナに到来した電波の位相が比較され、Ａ／
Ｄ変換器１０ａおよび１０ｂでデジタル信号に変換さ
れ、方位測定機１１に位相差のデジタル信号が入力され
る。方位測定機１１では、既に説明したような方法で位
相差から方位の計算を行い、その結果を出力する。
【００２１】一方、アンテナ７ｅに到来した受信信号の
電波は、送受信装置１２に入力され、この受信信号が位
置標定信号に対する応答信号であった場合は、距離測定
手段６に応答信号の受信タイミングが記憶され、あらか
じめ測定された各装置の動作に伴う遅延時間等が除かれ
て、位置標定信号の送信タイミングとの時間差が計算さ
れる。そして、この時間差と電波の伝搬速度から両者の
距離が測定される。
電波は、送受信装置１２に入力され、この受信信号が位
置標定信号に対する応答信号であった場合は、距離測定
手段６に応答信号の受信タイミングが記憶され、あらか
じめ測定された各装置の動作に伴う遅延時間等が除かれ
て、位置標定信号の送信タイミングとの時間差が計算さ
れる。そして、この時間差と電波の伝搬速度から両者の
距離が測定される。
【００２２】上記したように位置標定信号は独立した特
定の信号であってもよいが、例えば、パケット通信を行
う移動体通信システムであれば、通話音声データの含ま
れたパケットのヘッダ部に位置標定信号であることを示
す識別符号を付加し、当該識別符号が付加されたパケッ
トの先頭ビットの送受信時刻から距離測定のための時間
差を測定してもよい。
定の信号であってもよいが、例えば、パケット通信を行
う移動体通信システムであれば、通話音声データの含ま
れたパケットのヘッダ部に位置標定信号であることを示
す識別符号を付加し、当該識別符号が付加されたパケッ
トの先頭ビットの送受信時刻から距離測定のための時間
差を測定してもよい。
【００２３】また、方位測定機２ａと送受信装置３は、
別々のアンテナによって電波を受信する例について説明
したが、方位測定機２の無指向性アンテナを送受信装置
３のアンテナとして共用する構成としてもよい。
別々のアンテナによって電波を受信する例について説明
したが、方位測定機２の無指向性アンテナを送受信装置
３のアンテナとして共用する構成としてもよい。
【００２４】また、位置標定信号を受信した移動通信端
末４は直ちに応答信号を返信する例を示したが、例え
ば、基地局および移動通信端末が一つの周波数を使用す
るような場合に、すぐに移動通信端末が応答すると基地
局の送信中に移動通信端末が送信する場合も考えられ、
基地局は移動通信端末の応答信号を受信できない。この
ような場合には、予め決められた時間応答を行わない固
定遅延を保って移動通信端末が応答信号を返信する。こ
の関係を図５に示す。１９ａは基地局１の送信信号であ
り、１９ｂは基地局１からの位置標定信号に対する応答
信号、２０は基地局１と移動通信端末４との間の距離に
基く伝搬遅延、２１は固定遅延である。図５（ａ）は時
間遅延２１がなく基地局の送信中に移動通信端末からの
応答信号１９ｂが基地局に到達した場合であり、図５
（ｂ）は一定の固定遅延２１を設けて基地局１と移動通
信端末４との信号の衝突を避けた場合の図である。この
ように一定の固定遅延２１の後、位置標定信号に対する
応答信号１９ｂを返信する場合は、距離測定のために測
定した時間差から、この一定の固定遅延２１の分を差し
引いて距離の計算を行う。
末４は直ちに応答信号を返信する例を示したが、例え
ば、基地局および移動通信端末が一つの周波数を使用す
るような場合に、すぐに移動通信端末が応答すると基地
局の送信中に移動通信端末が送信する場合も考えられ、
基地局は移動通信端末の応答信号を受信できない。この
ような場合には、予め決められた時間応答を行わない固
定遅延を保って移動通信端末が応答信号を返信する。こ
の関係を図５に示す。１９ａは基地局１の送信信号であ
り、１９ｂは基地局１からの位置標定信号に対する応答
信号、２０は基地局１と移動通信端末４との間の距離に
基く伝搬遅延、２１は固定遅延である。図５（ａ）は時
間遅延２１がなく基地局の送信中に移動通信端末からの
応答信号１９ｂが基地局に到達した場合であり、図５
（ｂ）は一定の固定遅延２１を設けて基地局１と移動通
信端末４との信号の衝突を避けた場合の図である。この
ように一定の固定遅延２１の後、位置標定信号に対する
応答信号１９ｂを返信する場合は、距離測定のために測
定した時間差から、この一定の固定遅延２１の分を差し
引いて距離の計算を行う。
【００２５】以上のように、本発明の実施の形態１で
は、移動通信端末の位置標定方法において、基地局から
移動通信端末に向けて位置標定信号を送信し、位置標定
信号の送信時からこの位置標定信号に対する移動通信端
末の応答信号が基地局に到達するまでの時間を測定する
ことで距離を算出し、また、この応答信号の到来方向を
複数の無指向性アンテナを用いて測定するため、移動通
信端末の位置を１つの基地局のみで測定することがで
き、また、移動通信端末へ付加する回路はほとんど無い
ため安価な位置標定方法を提供する。
は、移動通信端末の位置標定方法において、基地局から
移動通信端末に向けて位置標定信号を送信し、位置標定
信号の送信時からこの位置標定信号に対する移動通信端
末の応答信号が基地局に到達するまでの時間を測定する
ことで距離を算出し、また、この応答信号の到来方向を
複数の無指向性アンテナを用いて測定するため、移動通
信端末の位置を１つの基地局のみで測定することがで
き、また、移動通信端末へ付加する回路はほとんど無い
ため安価な位置標定方法を提供する。
【００２６】実施の形態２．上記の実施の形態１では電
波の到来方向を測定する方法として、無指向性アンテナ
を少なくとも４本用いる方法を示したが、本実施の形態
２では、複数の指向性アンテナの入感電力の組み合わせ
によって電波の到来方向を測定する。なお、それ以外の
送受信装置や距離測定手段などは実施の形態１と同様の
装置を用いる。
波の到来方向を測定する方法として、無指向性アンテナ
を少なくとも４本用いる方法を示したが、本実施の形態
２では、複数の指向性アンテナの入感電力の組み合わせ
によって電波の到来方向を測定する。なお、それ以外の
送受信装置や距離測定手段などは実施の形態１と同様の
装置を用いる。
【００２７】図６は本発明の実施の形態２の電波の到来
方向の測定方法の原理を示す図である。図では例えば４
つの指向性アンテナ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄを
それぞれ直角方向に配置し、そこに到来電波１７が入射
してきた場合である。アンテナ１８ｂおよび１８ｃは、
それぞれ点ＢおよびＣにおけるアンテナ感度で到来電波
を検知している。
方向の測定方法の原理を示す図である。図では例えば４
つの指向性アンテナ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄを
それぞれ直角方向に配置し、そこに到来電波１７が入射
してきた場合である。アンテナ１８ｂおよび１８ｃは、
それぞれ点ＢおよびＣにおけるアンテナ感度で到来電波
を検知している。
【００２８】図７は、横軸を角度、縦軸を入感電力に取
った指向性アンテナ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの
特性を表す図である。図ではアンテナ１８ｂの主ビーム
方向を０度とし、右回りを正方向とした場合の図であ
る。図７の点ＢおよびＣは図６では、同様に点Ｂおよび
Ｃで示した部分に当たり、電波到来方向が変わるに従っ
て各アンテナの入感電力の組み合わせが変化する。その
ためこのように各指向性アンテナ１８ａ、１８ｂ、１８
ｃ、１８ｄの入感電力を測定し、その組み合わせから電
波の到来方向を測定することができる。
った指向性アンテナ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄの
特性を表す図である。図ではアンテナ１８ｂの主ビーム
方向を０度とし、右回りを正方向とした場合の図であ
る。図７の点ＢおよびＣは図６では、同様に点Ｂおよび
Ｃで示した部分に当たり、電波到来方向が変わるに従っ
て各アンテナの入感電力の組み合わせが変化する。その
ためこのように各指向性アンテナ１８ａ、１８ｂ、１８
ｃ、１８ｄの入感電力を測定し、その組み合わせから電
波の到来方向を測定することができる。
【００２９】図８は、指向性アンテナ１８ａ、１８ｂ、
１８ｃ、１８ｄを用いた場合の方位測定機２ｂの構成を
表すブロック図である。実施の形態１の図２と同じ構成
要素には同じ符号を付す。各指向性アンテナ１８ａ、１
８ｂ、１８ｃ、１８ｄで受信された到来電波は、それぞ
れ受信機８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄで無線周波数から中間
周波数に変換され、Ａ／Ｄ変換されて方位測定機１１ｂ
に入力される。方位測定機１１ｂでは、上記したような
原理から各アンテナの入感電力の組み合わせから角度の
測定を行う。
１８ｃ、１８ｄを用いた場合の方位測定機２ｂの構成を
表すブロック図である。実施の形態１の図２と同じ構成
要素には同じ符号を付す。各指向性アンテナ１８ａ、１
８ｂ、１８ｃ、１８ｄで受信された到来電波は、それぞ
れ受信機８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄで無線周波数から中間
周波数に変換され、Ａ／Ｄ変換されて方位測定機１１ｂ
に入力される。方位測定機１１ｂでは、上記したような
原理から各アンテナの入感電力の組み合わせから角度の
測定を行う。
【００３０】なお、方位測定に精度がさほど必要とされ
ない場合は、図９に示したように入感電力が最大の指向
性アンテナの主ビーム方向を電波到来方向として用いて
もよい。図９ではアンテナ１８ｃの入感電力が最大とな
るため、アンテナ１８ｃの主ビーム方向を電波到来方向
として用いる場合についてである。
ない場合は、図９に示したように入感電力が最大の指向
性アンテナの主ビーム方向を電波到来方向として用いて
もよい。図９ではアンテナ１８ｃの入感電力が最大とな
るため、アンテナ１８ｃの主ビーム方向を電波到来方向
として用いる場合についてである。
【００３１】また、方位測定機２ｂと送受信装置３は、
別々のアンテナによって電波を受信する例について説明
したが、方位測定機２ｂの指向性アンテナを送受信装置
３のアンテナとして共用する構成としてもよい。
別々のアンテナによって電波を受信する例について説明
したが、方位測定機２ｂの指向性アンテナを送受信装置
３のアンテナとして共用する構成としてもよい。
【００３２】また、上記実施の形態１でも示したよう
に、基地局と移動通信端末とが一つの周波数を用いて通
信を行う場合に、通信の衝突を避けるために一定時間応
答を行わない固定遅延を設けて位置標定信号に対する応
答信号を返信する構成としてもよい。
に、基地局と移動通信端末とが一つの周波数を用いて通
信を行う場合に、通信の衝突を避けるために一定時間応
答を行わない固定遅延を設けて位置標定信号に対する応
答信号を返信する構成としてもよい。
【００３３】以上のように、本発明の実施の形態１で
は、移動通信端末の位置標定方法において、基地局から
移動通信端末に向けて位置標定信号を送信し、位置標定
信号の送信時からこの位置標定信号に対する移動通信端
末の応答信号が基地局に到達するまでの時間を測定する
ことで距離を算出し、また、この応答信号の到来方向を
複数の指向性アンテナを用いて測定するため、移動通信
端末の位置を１つの基地局のみで測定することができ、
また、移動通信端末へ付加する回路はほとんど無いため
安価な位置標定方法を提供する。
は、移動通信端末の位置標定方法において、基地局から
移動通信端末に向けて位置標定信号を送信し、位置標定
信号の送信時からこの位置標定信号に対する移動通信端
末の応答信号が基地局に到達するまでの時間を測定する
ことで距離を算出し、また、この応答信号の到来方向を
複数の指向性アンテナを用いて測定するため、移動通信
端末の位置を１つの基地局のみで測定することができ、
また、移動通信端末へ付加する回路はほとんど無いため
安価な位置標定方法を提供する。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、本発明に係わる移動通信
端末の位置標定方法は、基地局から移動通信端末に向け
て無線送信信号を送信するステップと、前記無線送信信
号を受信した前記移動通信端末が前記基地局に応答信号
を返信するステップと、前記基地局において、前記無線
送信信号の発信時刻と前記応答信号の到達時刻との時間
差から、前記基地局と前記移動通信端末間の距離を測定
するステップと、前記応答信号の到来方向を測定するス
テップとを備えたため、移動通信端末の位置を１つの基
地局のみで測定することができ、また、移動通信端末へ
付加する回路はほとんど無いため安価である。
端末の位置標定方法は、基地局から移動通信端末に向け
て無線送信信号を送信するステップと、前記無線送信信
号を受信した前記移動通信端末が前記基地局に応答信号
を返信するステップと、前記基地局において、前記無線
送信信号の発信時刻と前記応答信号の到達時刻との時間
差から、前記基地局と前記移動通信端末間の距離を測定
するステップと、前記応答信号の到来方向を測定するス
テップとを備えたため、移動通信端末の位置を１つの基
地局のみで測定することができ、また、移動通信端末へ
付加する回路はほとんど無いため安価である。
【図１】 本発明の実施の形態１に係わる移動通信シス
テムの構成図である。
テムの構成図である。
【図２】 本発明の実施の形態１に係わる基地局の装置
構成図である。
構成図である。
【図３】 本発明の実施の形態１に係わる移動通信端末
の装置構成図である。
の装置構成図である。
【図４】 本発明の実施の形態１に係わる方位測定の原
理を表す図である。
理を表す図である。
【図５】 一定の時間遅延を設けた場合の送受信タイミ
ングを表す図である。 （ａ）一定の時間遅延を設けず、送受信信号が衝突して
しまう場合の図である。 （ｂ）一定の時間遅延を設け、送受信信号の衝突を避け
た場合の図である。
ングを表す図である。 （ａ）一定の時間遅延を設けず、送受信信号が衝突して
しまう場合の図である。 （ｂ）一定の時間遅延を設け、送受信信号の衝突を避け
た場合の図である。
【図６】 本発明の実施の形態２に係わる方位測定の原
理を表す図である。
理を表す図である。
【図７】 本発明の実施の形態２に係わる各指向性アン
テナの特性を表す図である。
テナの特性を表す図である。
【図８】 本発明の実施の形態２に係わる基地局の装置
構成図である。
構成図である。
【図９】 本発明の実施の形態２に係わる方位測定法の
一例を表す図である。
一例を表す図である。
【図１０】 従来の位置標定方法を表す図である。
１ 基地局、 ２ 方位測定機、３ 送受信装置、
４ 移動通信端末、５ 基地局の制御部、 ６ 距
離測定手段、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ 無指向性
アンテナ、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ 受信機、 ９
ａ、９ｂ 位相比較器、１０ａ、１０ｂ Ａ／Ｄ変換
器、 １１ａ 方位測定機、１２ 送受信装置、
１３ 送受信切替器、 １４ 送信機、１５ 制御
部、 １６ 信号検出手段、 １７ 到来電波、１
８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ 指向性アンテ
ナ、１９ａ 基地局１の送信信号、 １９ｂ 移動通
信端末４の応答信号、２０ 伝搬遅延、 ２１ 固定
遅延。
４ 移動通信端末、５ 基地局の制御部、 ６ 距
離測定手段、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ 無指向性
アンテナ、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ 受信機、 ９
ａ、９ｂ 位相比較器、１０ａ、１０ｂ Ａ／Ｄ変換
器、 １１ａ 方位測定機、１２ 送受信装置、
１３ 送受信切替器、 １４ 送信機、１５ 制御
部、 １６ 信号検出手段、 １７ 到来電波、１
８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ 指向性アンテ
ナ、１９ａ 基地局１の送信信号、 １９ｂ 移動通
信端末４の応答信号、２０ 伝搬遅延、 ２１ 固定
遅延。
Claims (6)
- 【請求項１】 基地局から移動通信端末に向けて無線送
信信号を送信するステップと、 前記無線送信信号を受信した前記移動通信端末が前記基
地局に応答信号を返信するステップと、 前記基地局において、前記無線送信信号の発信時刻と前
記応答信号の到達時刻との時間差から、前記基地局と前
記移動通信端末間の距離を測定するステップと、 前記応答信号の到来方向を測定するステップとを備える
ことを特徴とする移動通信端末の位置標定方法。 - 【請求項２】 前記基地局は少なくとも２つの無指向性
アンテナを備え、前記各無指向性アンテナに到来する前
記応答信号の時間差から前記応答信号の到来方向を測定
することを特徴とする請求項１記載の移動通信端末の位
置標定方法。 - 【請求項３】 前記基地局は複数の指向性アンテナを備
え、前記各指向性アンテナに到来する前記応答信号の入
感電力を比較して前記応答信号の到来方向を測定するこ
とを備えることを特徴とする移動通信端末の位置標定方
法。 - 【請求項４】 前記送信信号は送信データであることを
特徴とする請求項１記載の移動通信端末の位置標定方
法。 - 【請求項５】 前記応答信号は、前記信号を受信してか
ら一定の遅延時間経過後に返信することを特徴とする請
求項１記載の移動通信端末の位置標定方法。 - 【請求項６】 移動通信端末に向けて無線送信信号を送
信する送信機と、 前記移動通信端末から発せられた前記無線送信信号に対
する応答信号を受信する受信機と、 前記送信信号の発信時刻と前記応答信号の到達時刻との
時間差から自己と前記移動通信端末間の距離を測定する
距離測定手段と、 前記応答信号の到来方向を測定する方向探知手段を備え
ることを特徴とする基地局。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001372758A JP2003174662A (ja) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | 移動通信端末の位置標定方法および基地局 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001372758A JP2003174662A (ja) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | 移動通信端末の位置標定方法および基地局 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003174662A true JP2003174662A (ja) | 2003-06-20 |
Family
ID=19181592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001372758A Pending JP2003174662A (ja) | 2001-12-06 | 2001-12-06 | 移動通信端末の位置標定方法および基地局 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003174662A (ja) |
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| US11835639B2 (en) | 2011-08-03 | 2023-12-05 | Qualcomm Technologies, Inc. | Partially synchronized multilateration or trilateration method and system for positional finding using RF |
-
2001
- 2001-12-06 JP JP2001372758A patent/JP2003174662A/ja active Pending
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| US11395105B2 (en) | 2014-08-01 | 2022-07-19 | Polte Corporation | Network architecture and methods for location services |
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