CN1248539C - 测定移动终端位置的装置 - Google Patents

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Abstract

即便在只能利用来自2个以下的基站的信号进行位置计算的区域中，也能够计算移动终端的位置，可以扩大位置信息服务的服务区域，提高便利性。当可以用于位置计算的基站数为3个以上时，用三角测量进行位置计算。对于可以使用的基站数为2个或1个的情形，分别设计了2基站位置计算方法和1基站位置计算方法，与可以使用的基站数相应地选择和使用这些方法中的一个。

Description

测定移动终端位置的装置
技术领域
本发明涉及用无线电信号测定现在位置的装置。
背景技术
日本平成7年公开的7-181242号专利公报揭示了用蜂窝式无线电话的信号算出移动终端的现在位置的方法。下面我们说明在同一个专利公报中的移动终端的现在位置测定方法。移动终端接收从3个的蜂窝式无线电话基站发射的信号。根据这些接收信号，移动终端算出来自各基站的信号的传播时间差。移动终端用上述传播时间差，根据三角测量原理，算出现在位置。
发明内容
在便携式电话基站附近和便携式电话基站数少的郊外和山间区域，满足在移动终端位置可以进行位置测定的接收品质的便携式电话基站的数目减少。因此，满足能够用于位置计算的接收品质的基站数目减少到2个以下，要利用来自对于位置计算必需的最低限度3个基站的信号这件事成为不可能。为此，用三角测量的已有方法计算移动终端的现在位置是不可能的。因此，在只能利用来自2个以下的基站的信号进行位置计算的区域中，不能接受利用位置信息的服务。
在为了解决上述课题的本发明的一个侧面中，进行位置计算的装置算出可以用于位置计算的基站的数目，当该基站数目在3个以上时用三角测量进行位置计算，当该基站数目为2个时用2基站位置计算方法进行位置计算，当该基站数目为1个时用1基站位置计算方法进行位置计算。进一步，与可以用于位置计算的基站数相应，对提供给移动终端持有者的信息进行控制。
我们将在后面进一步详细地说明具体的位置计算方法。也可以根据软件用处理机实施这些处理和计算，也可以用专用的硬件。本专利申请的发明的对象包含后面根据附图详细地说明的顺序及其本身以及用于它们的硬件和软件。
本发明提供了一种计算移动终端位置的装置，该装置根据无线信号计算该移动终端的位置，包括：信号接收装置，用于接收无线信号，位置计算信息产生装置，用于从信号接收装置接收的信号中生成对于位置计算所必需的位置计算信息，使用基站选择装置，用于用该位置计算信息选择可以用于位置计算的基站，基站个数算出装置，用于对由该使用基站选择装置选出的基站个数进行计数，位置计算方法控制装置，用于与上述选出的基站个数相应地作成用于控制位置计算方法的位置计算方法控制信号，位置计算装置，用于用与该位置计算方法控制信号相应的位置计算方法，根据上述位置计算信息和由上述使用基站选择装置选出的基站信息计算移动终端位置，和位置信息利用装置，用于用该移动终端位置向利用者提供信息。
本发明提供了一种计算移动终端位置的方法，它根据无线信号计算该移动终端的位置，该方法包括步骤：接收无线信号生成接收信号，用该接收信号作成对于位置计算必需的位置计算信息，用该位置计算信息选择可以用于位置计算的基站，对可以用于上述位置计算的基站个数进行计数，与上述可以使用的基站个数相应地生成用于控制位置计算方法的位置计算方法控制信号，以及用与该位置计算方法控制信号相应的位置计算方法，根据上述位置计算信息和由上述使用基站选择装置选出的基站信息，计算移动终端位置。
附图说明
图1是实施本发明的装置构成图。
图2是位置计算装置400的工作流程图。
图3是实现2基站位置计算步骤421的构成的第一例。
图4是实现2基站位置计算步骤421的构成的第二例。
图5是实现2基站位置计算步骤421的构成的第三例。
图6是实现1基站位置计算步骤431的构成的第一例。
图7是实现1基站位置计算步骤431的构成的第二例。
图8是周围商店信息服务时的位置信息利用装置500的工作。
具体实施方式
实施本发明的装置构成如图1所示。信号接收装置101进行用与由天线100接收的蜂窝式无线信号对应的高频/中频的接收处理和基带信号的解调处理，作成蜂窝式无线接收信号102。
位置计算信息产生装置103从蜂窝式无线接收信号102产生对于位置计算必需的位置计算信息104，并输出到使用基站选择装置105。这里，作为对于位置计算必需的信息，例如可以举出来自各基站的蜂窝式无线信号的接收定时和来自各基站的蜂窝式无线信号的接收信号品质等。例如能够通过用匹配滤波器作成接收信号的延迟分布求得接收定时。能够从上述延迟分布的相关值求得接收信号品质。
使用基站选择装置105根据输入的位置计算信息104，选择可以用于位置计算的基站，将选出基站的位置计算信息106输出到基站数算出装置200和位置计算装置400。作为基站数的选择方法，例如也可以用只选择接收信号的信噪比超过预定阈值的基站的方法。
基站数算出装置200对由使用基站选择装置105选出的基站数进行计数，将选出的基站数201输出到位置计算方法控制装置300。
位置计算方法控制装置300与选出的基站数201相对应地将用于控制在位置计算装置400的位置计算方法的控制信号301输出到位置计算装置400和位置信息利用装置500。这里在本实施例中，当选出的基站数201为1时将控制信号301取为1，当选出的基站数201为2时将控制信号301取为2，当选出的基站数201为3以上时将控制信号301取为3。
位置计算装置400按照控制信号301的控制选择位置计算方法，用在使用基站选择装置105选出的基站的位置计算信息106算出移动终端的现在位置，并输出位置计算结果401。我们用图2说明位置计算装置400的工作流程。位置计算装置400首先判定控制信号301是否具有“3”(步骤410)。当控制信号301为“3”时，位置计算装置400用三角测量进行位置计算(步骤411)。当控制信号301不为“3”时，位置计算装置400判定控制信号301是否具有“2”(步骤420)。当控制信号301为“2”时，位置计算装置400用2基站位置计算方法进行位置计算(步骤421)。当在步骤420判定控制信号301不为“2”时，即控制信号301为“1”时，位置计算装置400用1基站位置计算方法进行位置计算(步骤431)。位置计算装置400与控制信号301相应输出选出的位置计算方法的位置计算结果412，422和432作为位置计算结果401(步骤440)。
2基站位置计算步骤421的构成的第1例如图3所示。在本例中在使用基站选择装置105选出的基站位置计算信息106中，将第1和第2基站位置(X1，Y1)和(X2，Y2)用于位置计算。基站位置平均化装置600分别算出上述(X1，Y1)和(X2，Y2)的X成分和Y成分的平均值，作为移动终端位置(X，Y)输出。
2基站位置计算步骤421的构成的第2例如图4所示。在本例中在使用基站选择装置105选出的基站位置计算信息106中，将第1和第2基站位置(X1，Y1)和(X2，Y2)与来自第1和第2基站的接收信号的接收品质W1和W2用于位置计算。这里在本实施例中，用信噪比SNR作为接收信号的接收品质。其它也可以用例如接收信号的接收功率作为接收品质。基站位置平均化装置600分别将接收品质W1和W2作为权重对上述(X1，Y1)和(X2，Y2)的X成分和Y成分进行加权平均算出加权平均值，作为移动终端位置(X，Y)输出。
2基站位置计算步骤421的构成的第3例如图5所示。将在使用基站选择装置105选出的基站位置计算信息106输入到三角测量计算装置602和基站信息保持装置603。基站信息保持装置603保持用于过去位置计算的位置计算信息。在本例中在使用基站选择装置105选出的基站是第1基站和第2基站这样2个基站，为了进行三角测量还少1个基站。因此，基站信息保持装置603从用于过去位置计算的位置计算信息中，选出与上述第1基站和第2基站不同的第3基站的位置计算信息604，输出到三角测量计算装置602。这里作为第3基站的选出方法，最好是例如从离现在最近时刻用于位置计算的基站中，选出与第1基站和第2基站不同的基站作为第3基站。又，当存在多个这样的基站时，例如最好从其中选出接收品质最佳的基站。三角测量计算装置602用从使用基站选择装置105输入的第1基站和第2基站的位置计算信息，和从基站信息保持装置603输入的第3基站的位置计算信息，进行根据三角原理的位置计算，输出移动终端位置422。
1基站位置计算步骤431的构成的第1例如图6所示。在本例中在使用基站选择装置105选出的第1基站的位置计算信息106中，将第1基站位置(X1，Y1)用于位置计算。基站位置输出装置700输出上述(X1，Y1)原封不动地作为移动终端位置(X，Y)。
1基站位置计算步骤431的构成的第2例如图7所示。将在使用基站选择装置105选出的基站位置计算信息106输入到三角测量计算装置701和基站信息保持装置702。基站信息保持装置702保持用于过去位置计算的位置计算信息。在本实施例中在使用基站选择装置105选出的基站是只是第1基站的1个基站，为了进行三角测量还少2个基站。因此，基站信息保持装置702从用于过去位置计算的位置计算信息中，选出与上述第1基站不同的第2基站和第3基站的位置计算信息703，输出到三角测量计算装置701。这里作为第3基站的选出方法，最好是例如从离现在最近时刻用于位置计算的基站中，选出与第1基站不同的2个基站作为第2基站和第3基站。又，当存在多个这样的基站时，例如最好从其中选出接收品质最佳的2个基站。三角测量计算装置701用从使用基站选择装置105输入的第1基站的位置计算信息，和从基站信息保持装置702输入的第2基站和第3基站的位置计算信息，进行根据三角原理的位置计算，输出移动终端位置432。
位置信息利用装置500用输入的位置计算结果401和控制信号301，将用周围商店信息和路径导航等的位置信息的服务提供给移动终端持有者。
提供周围商店信息作为用位置信息的服务时的位置信息利用装置500的工作如图8所示。位置计算结果401显示出位置800作为现在位置。首先说明控制信号301为“3”的情形。这时，用于位置计算的基站数在3个以上，可以认为位置计算结果400的精度良好。这时，位置信息利用装置500将区域801内的商店810和811的信息作为周围商店信息提供给移动终端持有者。其次，说明控制信号301为“2”的情形。这时，用于位置计算的基站数为2个，可以认为位置计算结果400的精度比控制信号301为“3”的情形差。这时，位置信息利用装置500将比区域801更广大的区域802内的商店810，811和812的信息作为周围商店信息提供给移动终端持有者。最后，说明控制信号301为“1”的情形。这时，用于位置计算的基站数为1个，可以认为位置计算结果400的精度比控制信号301为“2”的情形更差。这时，位置信息利用装置500将比区域802更广大的区域803内的商店810，811，812和813的信息作为周围商店信息提供给移动终端持有者。
这样，位置信息利用装置500控制与位置测定精度相应地提供的商店信息的区域，在位置测定精度差时，也可以向移动终端持有者提供周围商店信息。
根据本发明，即便在只能利用来自2个以下的基站的信号进行位置计算的区域中，也能够计算移动终端的现在位置。因此，可以扩大位置信息服务的服务区域。进一步，通过与用于位置计算的基站数相应，控制提供给利用者的信息，例如即便在只能用1个基站进行位置计算，位置测定精度差的情形中，也能够向利用者提供有益的信息。因此能够提高位置信息服务的便利性。

Claims (12)

1.一种计算移动终端位置的装置，该装置根据无线信号计算该移动终端的位置，包括：
信号接收装置(101)，用于接收无线信号，
位置计算信息产生装置(103)，用于从信号接收装置接收的信号中生成对于位置计算所必需的位置计算信息，
使用基站选择装置(105)，用于用该位置计算信息选择可以用于位置计算的基站，
基站个数算出装置(200)，用于对由该使用基站选择装置选出的基站个数进行计数，
位置计算方法控制装置(300)，用于与上述选出的基站个数相应地作成用于控制位置计算方法的位置计算方法控制信号，
位置计算装置(400)，用于用与该位置计算方法控制信号相应的位置计算方法，根据上述位置计算信息和由上述使用基站选择装置选出的基站信息计算移动终端位置，和
位置信息利用装置(500)，用于用该移动终端位置向利用者提供信息。
2.根据权利要求1的计算移动终端位置的装置，其中
当从上述位置计算方法控制装置(300)输入的上述位置计算方法控制信号与可以用于位置计算的基站个数为3个以上相对应时，上述位置计算装置(400)用三角测量进行位置计算，
当上述位置计算方法控制信号与可以用于位置计算的基站个数为2个相对应时，上述位置计算装置(400)使用2基站用位置计算装置进行位置计算，
当上述位置计算方法控制信号与可以用于位置计算的基站个数为1个相对应时，上述位置计算装置(400)使用1基站用位置计算装置进行位置计算。
3.根据权利要求2的计算移动终端位置的装置，其中
上述2基站用位置计算装置备有：计算可以用于位置计算的2个基站的位置平均值，将该平均值作为移动终端位置输出的基站位置平均化装置(600)。
4.根据权利要求2的计算移动终端位置的装置，其中
上述2基站用位置计算装置备有：对可以用于位置计算的2个基站的位置加上各基站的权重计算加权平均值，将该加权平均值作为移动终端位置输出的基站位置加权平均化装置(601)。
5.根据权利要求4的计算移动终端位置的装置，其中
上述加权平均化装置(601)用来自各基站的接收信号的信噪比的函数作为权重。
6.根据权利要求4的计算移动终端位置的装置，其中
上述加权平均化装置(601)用来自各基站的接收信号的接收功率作为权重。
7.根据权利要求2的计算移动终端位置的装置，其中
上述2基站用位置计算装置备有：保持上述位置计算信息，选择在用于过去的位置计算的基站中的与由上述使用基站选择装置(105)选出的第1基站和第2基站不同的第3基站的位置计算信息并进行输出的基站信息保持装置(603)；用上述第1，第2和第3基站的位置计算信息，用三角测量进行位置计算的三角测量计算装置(602)。
8.根据权利要求2的计算移动终端位置的装置，其中
上述1基站用位置计算装置备有：将可以用于位置计算的1个基站的位置，作为移动终端位置输出的基站位置输出装置。
9.根据权利要求2的计算移动终端位置的装置，其中
上述1基站用位置计算装置备有：保持上述位置计算信息，选择在用于过去的位置计算的基站中的与由上述使用基站选择装置(105)选出的第1基站不同的第2基站和第3基站的位置计算信息并进行输出的基站信息保持装置(702)；用上述第1，第2和第3基站的位置计算信息，用三角测量进行位置计算的三角测量计算装置(701)。
10.根据权利要求1记载的计算移动终端位置的装置，其中
除了上述移动终端位置外，上述位置信息利用装置(500)还与由上述使用基站选择装置(105)选出的基站个数相应地，对提供给利用者的信息进行控制。
11.一种计算移动终端位置的方法，它根据无线信号计算该移动终端的位置，该方法包括步骤：
接收无线信号生成接收信号，
用该接收信号作成对于位置计算必需的位置计算信息，
用该位置计算信息选择可以用于位置计算的基站，
对可以用于上述位置计算的基站个数进行计数，与上述可以使用的基站个数相应地生成用于控制位置计算方法的位置计算方法控制信号，以及
用与该位置计算方法控制信号相应的位置计算方法，根据上述位置计算信息和由上述使用基站选择装置选出的基站信息，计算移动终端位置。
12.根据权利要求11的计算移动终端位置的方法，其中
当上述位置计算方法控制信号与可以用于位置计算的基站个数为3个以上相对应时，用三角测量进行位置计算，当上述位置计算方法控制信号与可以用于位置计算的基站个数为2个相对应时，用2基站位置计算方法进行位置计算，当上述位置计算方法控制信号与可以用于位置计算的基站个数为1个相对应时，用1基站位置计算方法进行位置计算。
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