WO1997033386A1 - Systeme de detection d'informations de position - Google Patents

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WO1997033386A1
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mobile terminal
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signal
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PCT/JP1997/000636
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Yoshiteru Shoji
Hiroaki Koshima
Yoshitaka Ohta
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Locus Corp.
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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    • H04W8/02Processing of mobility data, e.g. registration information at HLR [Home Location Register] or VLR [Visitor Location Register]; Transfer of mobility data, e.g. between HLR, VLR or external networks
    • H04W8/08Mobility data transfer
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
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    • G01S13/74Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • GPHYSICS
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    • G01S5/0054Transmission from base station to mobile station of actual mobile position, i.e. position calculation on base station
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    • G01S5/02529Radio frequency fingerprinting not involving signal parameters, i.e. only involving identifiers
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    • H04B7/24Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H04B7/26Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
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    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24Cell structures
    • H04W16/32Hierarchical cell structures

Definitions

  • the present invention relates to a position information detection system for detecting the position of a wireless mobile terminal in mobile communication.
  • mobile communication systems such as car phones, mobile phones, and personal handy phone systems (hereinafter referred to as PHS) have been put into practical use and are rapidly spreading.
  • PHS personal handy phone systems
  • the wireless zone of these mobile communication systems has a smaller area than before. Roselle and picocell are being converted.
  • a communication line network is used to set up a line for a call to a mobile terminal, thereby realizing the call. For this reason, registration and management of call areas for mobile terminals are performed.
  • Figure 7 shows the system configuration of the PHS public service.
  • Figure 8 shows the The configuration of the control physical slot for the control channel is shown.
  • Figure 9 shows the operation flow when a mobile terminal registers a call area.
  • reference numeral 71 denotes a mobile terminal, 72 a, 72 b, 72 c, ... a base station for registering a call and a call area with the mobile terminal 71, and 73a.
  • 73 b, 73 c, ... are the wireless zones of the base stations 72 a, 72 b, ..., 74 are the plurality of wireless zones 73 a, 73 b, ⁇
  • the paging area 75 composed of 'is a control line for controlling the line connection to the mobile terminal 71 in the paging area 74.
  • the base stations 72a, 72b, 72c, ... are connected to the control station 75 by telecommunications line facilities 76a, 76b, 76c.
  • the base stations 72 a, 72 b, 72 c,... ′ Use the control slot shown in FIG. 8 to establish a call connection with the mobile terminal 71.
  • a signal containing the paging area number 7 7 is transmitted periodically.
  • FIG. 8 shows a physical slot configuration for control of a control channel of a PHS public system, and the calling identification code part of the figure includes a paging area number 77.
  • the same paging area number 77 is sent from the base stations 72 a, 72 b, 72 c, ... managed by the control station 75, and a different base station identification for each base station Information is being sent.
  • a different paging area number is sent from the control station in the adjacent paging area.
  • the mobile terminal 71 detects the change in the paging area number and sends the paging area to the control station via the base station. Register.
  • the mobile terminal 71 establishes synchronization with the signal of the base station received with the maximum electric field strength in the “control channel selection” state after power-on, and the mobile station 71 is usable. In this case, select the channel and move to the "standby" state. If synchronization cannot be established with the base station or if the base station cannot be used, control channel selection is performed again.
  • the paging area number transmitted by the receiving base station and the paging area number when the mobile terminal last called and registered the area are displayed. And if the numbers are different, call the control station that manages the base station to register the area.
  • the difference between the electric field strength holding level of the standby and the received electric field intensity level is monitored, and the transition to the wireless zone and the simultaneous paging to the zone between the areas (paging error) are performed. (Registration change of rear).
  • the system shifts to the “control channel selection” state, establishes synchronization with the new base station signal received at the maximum electric field strength, and enters the “standby state”. Transition.
  • the "waiting state” the paging area number transmitted by the receiving base station and the paging area at the time when the mobile terminal previously called and registered the area are used. The number is compared with the number, and if the number is different, a new call is made to the control station that manages the base station to register an error.
  • the mobile terminal registers the call area and the control station Detects that the mobile terminal is located in its own calling area.
  • the current position of the mobile terminal registered in the control station is specified subordinately.
  • the location of the mobile terminal is determined by the paging area composed of a plurality of radio zones. This can be done only in the area unit. For this reason, the above configuration was not sufficient for applications that required accurate determination of the current location of the mobile terminal. Disclosure of the invention
  • the position information detection system of the present invention comprises:
  • a mobile terminal a plurality of base stations for communicating between the mobile terminals, and a location management station for transmitting and receiving to and from the mobile terminal via the base station, wherein the mobile terminals are transmitted from individual base stations.
  • An ID detection unit for detecting transmitted base station identification information, an electric field intensity measurement unit for measuring the electric field intensity of received radio waves of each base station, base station identification information of one or more base stations, and Electric field strength of the radio wave received by the base station
  • a transmission signal generation unit for converting one or more pairs of information comprising a plurality of information into a transmission signal to be transmitted to a base station, wherein the position management station demodulates a signal received from the mobile terminal via the base station.
  • a demodulator a database in which information of a plurality of base stations is stored, base station identification information of one or more base stations output from the signal demodulator, and an electric field strength of a radio wave received by the base station
  • a position calculating unit that determines the position of the mobile terminal by referring to the database based on one or a plurality of pairs of information.
  • the location management station is equipped with a mobile terminal calling unit that makes a call to the mobile terminal.
  • the transmission signal generation unit converts the pair of information into a DTMF signal, and the signal demodulation unit demodulates the received DTMF signal into the pair of information. I have it.
  • FIG. 1 is a layout diagram of a base station and mobile terminals according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a mobile terminal according to the embodiment
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a location management station according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. Fig. 7 is a system configuration diagram of the PHS public service
  • Fig. 8 is a configuration diagram of the physical slot of the communication control channel in the PHS public service
  • Fig. 9 is a diagram of the PHS public service. Registration of call area of mobile terminal
  • the present invention comprises: a wireless mobile terminal; a plurality of base stations communicating with the wireless mobile terminal; and a position management station transmitting and receiving to and from the wireless mobile terminal via the base station.
  • the mobile terminal has an ID detection unit that detects base station identification information transmitted from each base station, an electric field intensity measurement unit that measures the electric field intensity of the radio wave received by each base station, and one or more base stations.
  • a transmission signal generation unit that converts one or more pairs of information including the base station identification information of the station and the electric field strength of the received radio wave of the base station into a transmission signal to be transmitted to the base station.
  • a signal demodulation unit for demodulating a signal received from a wireless mobile terminal via a base station; a database storing information on a plurality of base stations; and one or more base stations output from the signal demodulation unit Base station identification information, And a position calculation unit that determines the position of the wireless mobile terminal by referring to the database based on one or more pairs of information including the electric field strength of the radio wave received by the base station.
  • the mobile terminal detects the base identification information of each base station and the received electric field strength information and transmits the information to the location management station, and the location management station moves from the base station to the strength of the base station radio wave.
  • the position management station includes a mobile terminal calling unit for making a call to the wireless mobile terminal, whereby the mobile terminal can receive the call from the location management station.
  • the base station When the base station receives a call, it detects the base station identification information and the information on the electric field strength of the received radio wave of the base station and transmits the information to the location management station, thereby preventing unnecessary power consumption of the mobile terminal and reducing the length of the mobile terminal. Battery life and miniaturization are possible.
  • the mobile terminal can provide the latest location information in response to a current location search request from the location management station.
  • the transmission signal generation unit converts the pair of information into a DTMF (dua tone mu ltip le-frequency) signal
  • the signal demodulation unit converts the received DTMF signal into the pair of information.
  • FIG. 1 shows an arrangement of base stations and mobile terminals of the position information detection system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • Figure 2 shows the configuration of a mobile terminal.
  • Fig. 3 shows the configuration of the location control station.
  • 1 is a mobile terminal, 2a, 2b, 2c,...,
  • 3 a, 3b, 3c, ... are the wireless zones of each of the base stations
  • 4 is a simultaneous call area comprising a plurality of the aforementioned wireless zones 3a, 3b, ...
  • Reference numeral 5 denotes a control station that controls the line connection to the mobile terminal 1 in the paging area 4.
  • the base stations 2a, 2b, 2c,... are connected to the control station 5 by telecommunication line facilities 6a, 6b, 6c,. 7a, 7b, 7c, ... are base stations 2a, 2b
  • reference numeral 20 denotes an antenna
  • 21 denotes a reception amplifier
  • 22 denotes a demodulation unit
  • 23 denotes an ID detection unit
  • 24 denotes an electric field strength measurement unit
  • 25 denotes a control unit
  • 26 denotes a storage unit.
  • 27 is a transmission signal generation unit
  • 28 is a modulation unit
  • 29 is a transmission amplifier.
  • 30 is a line
  • 32 is a signal demodulator
  • 33 is a position calculator
  • 34 is a database
  • 35 is a display.
  • a mobile terminal 1 is located in a general call area 4 managed by a control station 5, and registers a call area in the control station 5 by the same operation as in the conventional example.
  • the mobile terminal 1 also receives base station identification information 7a, 7b, 7c,... ′ Periodically transmitted from the base stations 2a, 2b, 2c,.
  • the radio wave of each base station received by the antenna 20 is amplified by the reception amplifier 21, converted into an intermediate frequency, and demodulated into a baseband signal by the demodulation unit 22.
  • the ID detection unit 23 is configured to determine a base based on the demodulated signal.
  • the electric field strength measuring section 24 measures the received electric field strength of the base stations 2a, 2b, 2c,... From the output of the receiving amplifier 21.
  • the control unit 25 compares the base station identification information output from the ID detection unit 23 and the received electric field intensity information output from the electric field intensity measurement unit 24 with a pair of information (information pair). ) Is stored in the storage unit 26. For the receivable base station in the paging area 4, the information pair is stored in the storage unit 26.
  • the mobile terminal 1 makes a call to the location management station, and after the communication state is established, the control unit 25 uses the control unit 25 to select a base station having a large received field strength information from among the plurality of stored information pairs.
  • the station outputs one or more information pairs to the transmission signal generator 27 in order.
  • the transmission signal generation unit 27 converts the input information into a prescribed baseband signal format and outputs it to the modulation unit 28.
  • the modulation section 28 modulates the input baseband signal into a high-frequency signal, and the modulated high-frequency signal is power-amplified by the transmission amplifier 29, and is simultaneously paging by the antenna 20 and the area 4 Transmitted to a base station located within.
  • the signal of the mobile terminal 1 received by the base station is transmitted from the control station 5 to the location management station (not shown in FIG. 1) via the line 30.
  • the operation of the location management station will be described with reference to FIG.
  • the signal of mobile terminal 1 received via line 30 is demodulated by signal demodulation section 32 and output to position calculation section 33.
  • the position calculation unit 33 determines the position of the mobile terminal 1 by referring to the database 34 based on one or a plurality of input base station identification information and an information pair of the received electric field strength. First, a case where a single base station identification information and a received electric field strength information pair are input to position calculating section 33 will be described.
  • E is the electric field strength of the base station at the receiving point (position of the mobile terminal)
  • D is the distance between the base station and one receiving point
  • ⁇ and ⁇ are coefficients.
  • the distance D, of the mobile terminal 1 located at the base station receiving electric field strength of ⁇ , from the base station can be calculated by the following equation 1, and the mobile terminal 1 is located at a radius from the base station. D, it can be determined that it is located at the distance.
  • the database 34 stores the location information of each base station (geographical information of the location where the base station is installed) and the coefficient K of each base station.
  • the position calculation unit 33 calculates the radius from the base station to the mobile terminal by referring to the coefficient K of the base station from the database 34, and further refers to the position information of the base station to determine the radius of the mobile terminal 1.
  • the point is specified near the circumference of radius D, on the map.
  • FIG. 4 is a diagram showing a procedure for obtaining the location of the mobile terminal 1.
  • the position calculation unit 33 performs the same operation as described above based on the information pair of the first base station 2a, and the mobile terminal 1 determines the position of the base station a in FIG. 1
  • the mobile terminal 1 is the base station b, the position of the c (point b, c) radius D 2 respectively from, D 3 Is determined to be located near the circumference b and circumference c of. Accordingly, the position calculation unit 33 specifies that the mobile terminal 1 is located near the point d where the circumferences a, b, and c intersect.
  • the display unit 34 displays the current location of the mobile terminal 1 on a map using display means such as a display.
  • the location management station based on the identification information of base stations 7a, 7b,... Detected by mobile terminal 1 and the information pair of the received electric field strength, the location management station The current location of the mobile terminal 1 can be specified and displayed on a map with reference to the station database 34. Further, the current location of the mobile terminal 1 can be specified with higher accuracy by using information pairs of a plurality of base stations detected by the mobile terminal 1.
  • FIG. 5 shows the configuration of the location management station in the present embodiment.
  • the arrangement of base stations and mobile terminals and the configuration of mobile terminals are the same as those in Embodiment 1 shown in FIGS. 1 and 2.
  • reference numeral 51 denotes a mobile terminal calling unit for making a call to the mobile terminal 1.
  • Other components are the same as the components shown in FIG. 3 in the first embodiment.
  • the position information detection system configured as above is described below. The operation is described below.
  • the mobile terminal makes a call to the location management station.
  • the mobile station operates to transmit the information pair of the base station, but wants to know the current location of the mobile terminal only when the location management station needs it, the mobile terminal must always detect and transmit the information pair of the base station. There is no need to do this and unnecessary power consumption can be prevented.
  • the present embodiment aims to achieve this.
  • the location management station When the location management station requests the information pair of the base station from the mobile terminal 1 to determine the current location of the mobile terminal 1, the location management station issues a call to the mobile terminal 1 by the mobile terminal calling unit 51. Make a call.
  • the mobile terminal 1 receives an outgoing call of the location management station from the base station in the calling area 4 via the line 30 and the control station 5.
  • the mobile terminal 1 performs the same operation as described in Embodiment 1 immediately after receiving a call, and transmits one or a plurality of base station identification information and an information pair of the received electric field strength to the location management station.
  • the operation differs from Embodiment 1 in that mobile terminal 1 transmits information to the location management station in response to an incoming call from the location management station, and does not make a call to the location management station.
  • the mobile terminal 1 may disconnect the call once after receiving the call from the location management station and perform the same operation as in the first embodiment again. Therefore, when there is no incoming call from the location management station, the mobile terminal 1 does not need to detect and transmit the information pair of the base station, thereby reducing power consumption.
  • the location management station operates in exactly the same way as in the first embodiment, and after receiving the information pair of the base station from mobile terminal 1, displays the current location of mobile terminal 1 on a map.
  • mobile terminal 1 detects the information pair of the base station and sends it to the location management station. Therefore, in addition to the effects described in Embodiment 1, the power consumption of mobile terminal 1 can be reduced. Also, the mobile terminal 1 can provide the latest location information in response to a current location search request from the location management station.
  • FIG. 6 shows a configuration of a transmission data generation unit of a mobile terminal according to the third embodiment.
  • reference numeral 61 denotes a transmission signal generation unit
  • 62 denotes a DTMF signal generation unit provided in a preceding stage in the transmission signal generation unit 61
  • 63 denotes a DTMF signal unit provided in a subsequent stage in the transmission signal generation unit 61.
  • It is a data slot generation unit.
  • the other components of the mobile terminal are the same as those shown in FIG. 2 in the first embodiment. Also, the arrangement of base stations and mobile terminals, and the configuration of the location management station are the same as those in the first embodiment shown in FIGS.
  • the voice processing unit of a normal mobile communication terminal includes a DTMF signal generation unit that generates a voice signal corresponding to each dial key.
  • a DTMF signal generation unit that generates a voice signal corresponding to each dial key.
  • one or a plurality of base station identification information and received field strength information described in Embodiment 1 are converted into a DTMF signal, and then converted into a predetermined baseband signal format.
  • the software of the control unit can be used without adding a separate voice modem to the ordinary mobile terminal for calls.
  • the purpose is to enable the same mobile terminal location identification function as in Embodiment 1 by changing the key.
  • the operation up to outputting one or more base station identification information and received field strength information of the control unit 25 of the mobile terminal 1 is completely the same as the operation described in the first embodiment.
  • the DTMF signal generator 62 converts the input information into a DTMF audio signal.
  • the data slot generator 63 converts the input DTMF audio signal into a format of a predetermined baseband digital data slot and outputs it to the modulator 28.
  • the subsequent operation is completely the same as the operation described in the first embodiment.
  • the position management station demodulates the DTMF signal received from the mobile terminal 1 into one or more base station identification information and information on the received electric field strength by the signal demodulation unit 32, and thereafter performs the following processing.
  • the current location of mobile terminal 1 is displayed on a map by the same operation as in mode 1.
  • the DTMF signal generation unit included in the mobile terminal for ordinary communication is shared.
  • a mobile terminal having both a voice communication function and the same position specifying function as described in the first embodiment can be realized with a circuit scale equivalent to that of a normal mobile terminal for a telephone call.
  • the mobile terminal transmits the base station identification information transmitted from the base station and the information on the electric field strength of the received radio wave of the base station to the location management station, and the location management station, based on the information,
  • the current location of the mobile terminal can be specified with high accuracy.
  • the mobile terminal transmits the base station identification information of a plurality of base stations and the information on the electric field strength of the received radio waves of the base stations to the position management station, thereby further increasing the current position of the mobile terminal. Can be identified with high accuracy.
  • the location management station calls the mobile terminal when it wants to know the current location of the mobile terminal.
  • the mobile terminal detects the base station identification information and the information on the electric field strength of the radio wave received by the base station only when an incoming call from the location management station occurs, and transmits the information to the location management station.
  • the location control station can keep track of the latest location of the mobile terminal.
  • the DTMF signal generator provided in the normal communication mobile terminal can be shared, and the normal communication With a circuit size equivalent to the mobile terminal, a mobile terminal that has both a voice communication function and a location identification function can be realized.

Description

明細書
発明の名称
位置情報検出システム 技術分野
本発明は、 移動体通信における無線移動端末の位置検出を行 う 位置情報検出システムに関する ものである。 背景技術
近年、 自動車電話や携帯電話、 パー ソナル · ハンディ ホ ン . システム (以下、 P H S と称する) のよう な移動体通信システ ムが実用化され、 急速に普及しつつある。 また無線移動端末 (以下、 移動端末と称する) の小型、 省電力化や電波の有効利 用などのために、 これら移動体通信システムの無線ゾーンは、 従来よ り さ らに小範囲なマイ ク ロセル、 ピコセル化されつつあ る。
移動体通信システムでは、 通信回線網から移動端末に対し、 通話のための回線設定を行い通話を実現する。 そのため、 移動 端末の呼出エ リ アの登録、 管理を行っている。 前記したマイ ク ロセル、 ピコセルを用いたシステムでは、 無線ゾー ンが小さい という特徴を活かし、 移動端末の呼出エ リ ア登録動作を利用 し て移動端末の位置特定に用いるこ とが提唱されている
以下、 P H Sにおける移動端末の位置特定の一例について説 明する。
図 7 は P H S公衆サ一 ビスの システム構成を示す。 図 8 は制 御チャネルの制御用物理スロ ッ トの構成を示す。 図 9 は移動端 末の呼出エ リ ァ登録時の動作フローを示す。
図 7 において 7 1 は移動端末、 7 2 a、 7 2 b、 7 2 c、 · • · は移動端末 7 1 との間で通話や呼出エ リ アの登録を行う基 地局、 7 3 a、 7 3 b、 7 3 c、 · · . は前記基地局 7 2 a、 7 2 b , · · ' の無線ゾー ン、 7 4 は前記複数の無線ゾー ン 7 3 a、 7 3 b、 · · ' で構成された一斉呼出エ リ ア、 7 5 は一 斉呼出エ リ ア 7 4 内の移動端末 7 1 への回線接続制御を行う制 御间である。
基地局 7 2 a、 7 2 b、 7 2 c、 · · · は、 制御局 7 5 と電 気通信回線設備 7 6 a、 7 6 b、 7 6 c . · · ' で接続されて いる。
基地局 7 2 a、 7 2 b、 7 2 c、 . · ' は、 移動端末 7 1 と の呼接続を行う ため、 図 8 に示す制御用スロ ッ 卜を用いて、 制 御局 7 5の一斉呼出エリ ア番号 7 7 を含む信号を周期的に送出 する。
図 8 は、 P H S公衆用システムの制御チャネルの制御用物理 スロ ッ 卜構成であ り、 図の発識別符号部に一斉呼出エ リ ア番号 7 7が含まれている。
制御局 7 5が管理する基地局 7 2 a、 7 2 b、 7 2 c、 · · ' からは同 じ一斉呼出エ リ ア番号 7 7が送出され、 また各基地 局ごとに異なる基地局識別情報が送出されている。
隣接する一斉呼出エ リ アにおける制御局からは異なる一斉呼 出エ リ ア番号が送出される。 移動端末 7 1 は、 この一斉呼出ェ リ ア番号の変化を検出 し、 基地局を介して制御局に呼出エ リ ア の登録を行う。
図 9 の動作フ ローにおいて、 移動端末 7 1 は、 電源投入後に 「制御チャネル選択」 状態で、 最大の電界強度で受信した基地 局の信号に対し同期確立し、 かつ当該基地局が使用可能な場合 はチャネル選択 O K と して 「待ち受け」 状態に移行する。 当該 基地局に同期確立できなかった場合または当該基地局が使用不 可能な場合は再び制御チャネル選択を行う。
「待ち受け」 状態では、 受信中の基地局が送出する一斉呼び 出 しエ リ ア番号と移動端末が前回に呼び出 しエ リ アの登録を行 つた時の一斉呼び出 しエ リ ア番号とを比較し、 その番号が異な る場合には基地局を管理する制御局に呼び出 しエリ アの登録を 行う。
さ らに、 「待ち受け」 状態では待ち受けの電界強度保持レべ ルと受信電界強度レベルの差を監視し、 無線ゾー ン移行および 一斉呼び出 しエ リ ア間ゾー ン間移行 (呼び出 しエ リ アの登録変 更) の判定を行う。
受信電界強度レベルが待ち受けの電界強度保持レベルを下回 れば、 「制御チャネル選択」 状態に移行し、 最大の電界強度で 受信した新たな基地局の信号に対し同期確立し 「待ち受け状態 」 に移行する。 「待ち受け状態」 では先と同様に受信中の基地 局が送出する一斉呼び出 しエ リ ア番号と移動端末が前回に呼び 出 しエ リ アの登録を行っ た時の一斉呼び出 しエリ ア番号とを比 較し、 その番号が異なる場合には基地局を管理する制御局に新 たに呼び出 しエ リ ァの登録を行う。
このよう に して移動端末は呼出エ リ アの登録を行い、 制御局 は移動端末が自局の呼出 しエ リ ア内に位置しているこ とを検知 する。
各制御局の受け持つ呼出 しエ リ アの位置情報 (地理的情報) は既知であるため
、 制御局に登録されている移動端末の現在位置が従属的に特定 される。
しか しながら上記のよう な構成では、 移動端末は一斉呼出ェ リ ア番号が変化するまで位置登録を行わないため、 移動端末の 位置特定は複数の無線ゾー ンから構成される一斉呼出エ リ ァの 領域単位でしかできない。 こ のため移動端末の現在位置を精度 良く 特定する事が必要なアプリ ケー シ ョ ンでは上記構成では不 十分であった。 発明の開示
本発明は、 上記問題点を解決し、 小ゾー ン方式の移動体通信 システムにおいて、 移動端末の位置を精度良く 特定するこ とが 可能な位置情報検出システムを提供するこ とを目的とする。
この目的を達成するために、 本発明の位置情報検出システム は、
( 1 ) 移動端末と、 移動端末との間で通信を行う複数の基地 局と、 基地局を介して移動端末と送受信を行う位置管理局から 構成され、 前記移動端末は、 個々 の基地局から送信される基地 局識別情報を検出する I D検出部と、 個 々 の基地局の受信電波 の電界強度を測定する電界強度測定部と、 1 つまたは複数の基 地局の基地局識別情報、 および当該基地局の受信電波の電界強 度からなる 1 つまたは複数対の情報を基地局への送信信号に変 換する送信信号生成部とを備え、 前記位置管理局は、 基地局を 介して移動端末から受信した信号を復調する信号復調部と、 複 数の基地局の情報が蓄積されたデータベース と、 前記信号復調 部よ り 出力される 1 つまたは複数の基地局の基地局識別情報、 および当該基地局の受信電波の電界強度からなる 1 つまたは複 数対の情報を基に、 前記データベースを参照 して移動端末の位 置を判定する位置算出部とを備えている。
( 2 ) 上記 ( 1 ) に加え、 位置管理局は移動端末への発呼を 行う移動端末呼出部を備えている。
( 3 ) 上記 ( 1 ) または ( 2 ) において、 送信信号生成部は 、 前記一対の情報を D T M F信号に変換し、 信号復調部は、 受 信した D T M F信号を前記一対の情報に復調する構成を備えて いる。 図面の簡単な説明
図 1 は本発明の実施の形態 1 における基地局と移動端末の配 置図, 図 2 は同実施の形態における移動端末の構成図, 図 3 は 同実施の形態における制御局の構成図, 図 4 は同実施の形態に おける移動端末の地点を求める手順を示す図, 図 5 は本発明の 実施の形態 2 における位置管理局の構成図, 図 6 は本発明の実 施の形態 3 における移動端末の送信データ生成部の構成図, 図 7 は P H S公衆サー ビスのシステム構成図, 図 8 は P H S公衆 サー ビスにおける通信制御チャネルの物理スロ ッ 卜の構成図, 図 9 は P H S公衆サー ビスにおける移動端末の呼出エ リ ア登録 時の動作を示す図, である。 発明を実施するための最良の形態
本発明は、 無線移動端末と、 前記無線移動端末との間で通信 を行う複数の基地局と、 前記基地局を介して前記無線移動端末 と送受信を行う位置管理局とから構成され、 前記無線移動端末 は、 個々 の基地局から送信される基地局識別情報を検出する I D検出部と、 個々 の基地局の受信電波の電界強度を測定する電 界強度測定部と、 1 つまたは複数の基地局の基地局識別情報、 および当該基地局の受信電波の電界強度からなる 1 つまたは複 数対の情報を基地局への送信信号に変換する送信信号生成部と を備え、 前記位置管理局は、 基地局を介して無線移動端末から 受信した信号を復調する信号復調部と、 複数の基地局の情報が 蓄積されたデータベース と、 前記信号復調部よ り 出力される 1 つまたは複数の基地局の基地局識別情報、 および当該基地局の 受信電波の電界強度からなる 1 つまたは複数対の情報を基に、 前記データベースを参照して無線移動端末の位置を判定する位 置算出部とを備えたもので、 この構成によ り、 移動端末は、 個 々 の基地局の基地識別情報、 および受信電界強度情報を検知し て位置管理局に送信し、 位置管理局は、 基地局の電波の強度と 基地局から移動端末までの距離の相関関係に基づき、 デー タべ —スを参照して移動端末の位置を算出するため、 移動端末の位 置を精度良 く 特定できる。 さ らに、 位置管理局は、 移動端末か ら送信される複数の基地局の電波の強度の情報を用いるこ とで 、 一層精度良 く 移動端末の位置特定を行う こ とができる。 また本発明は、 上記発明に加え、 位置管理局は、 無線移動端 末への発呼を行う ための移動端末呼出部を備えたもので、 これ によ り、 移動端末は、 位置管理局からの呼出を受けた時点で基 地局識別情報および基地局の受信電波の電界強度の情報を検知 して位置管理局に送信するため、 移動端末の不要な電力消費を 防止し、 移動端末の長電池寿命化、 小型化ができる。 加えて、 移動端末は、 位置管理局からの現在地検索要求に対して最新の 位置情報を提供できる。
また本発明は、 以上の発明において、 送信信号生成部は、 一 対の情報を D T M F ( duaト tone mu l t i p le - f requency ) 信号に 変換し、 信号復調部は、 受信した D T M F信号を前記一対の情 報に復調する構成と したもので、 これによ り、 送信信号の生成 に、 通常の音声通話用移動端末が具備している D T M F信号発 生部が兼用でき、 通常の音声通話用移動端末とほぼ同 じ回路規 摸で、 音声通話と位置検索の両機能を兼備する移動端末が実現 でき る。
以下、 本発明の実施の形態について、 図面を参照しながら説 明する。
(実施の形態 1 )
まず本発明の実施の形態 1 について説明する。 図 1 に、 本発 明の実施の形態 1 における位置情報検出システムの基地局と移 動端末の配置を示す。 図 2 に、 同じ く 移動端末の構成を示す。 図 3 に、 同 じ く 位置管理局の構成を示す。
図 1 において、 1 は移動端末、 2 a、 2 b、 2 c、 , , ' は 移動端末 1 との間で通話や呼出エ リ アの登録をする基地局、 3 a、 3 b、 3 c、 · · · は前記各基地局の無線ゾー ン、 4 は前 記複数の無線ゾー ン 3 a、 3 b、 · · で構成された一斉呼び出 しエ リ ァ、 5は一斉呼び出 しエ リ ァ 4 内の移動端末 1 への回線 接続制御を行う 制御局である。
基地局 2 a、 2 b、 2 c、 · · · は制御局 5 と電気通信回線 設備 6 a、 6 b、 6 c、 · · ' で接続されている。 7 a、 7 b 、 7 c、 · · ' は基地局 2 a、 2 b
、 2 c、 · · · が周期的に送出する基地局識別情報である。
図 2 において、 2 0 はア ンテナ、 2 1 は受信ア ンプ、 2 2は 復調部、 2 3は I D検出部、 2 4 は電界強度測定部、 2 5は制 御部、 2 6は記憶部、 2 7 は送信信号生成部、 2 8は変調部、 2 9 は送信アンプである。
図 3 において、 3 0 は回線、 3 2は信号復調部、 3 3は位置 算出部、 3 4 はデータベース、 3 5は表示部である。
以上のよう に構成された位置情報検出システムについて、 以 下その動作を説明する。
図 1 において、 移動端末 1 は、 制御局 5が管理する一斉呼び 出 しエ リ ア 4 内にあり、 前記従来例と同様の動作によ り制御局 5 に呼出エ リ アの登録を行う。 また移動端末 1 は、 基地局 2 a 、 2 b、 2 c、 · · · から周期的に送られる基地局識別情報 7 a、 7 b、 7 c、 · · ' を受信している。
移動端末 1 の動作を図 2 を用いて説明する。 ア ンテナ 2 0で 受信した各基地局の電波は、 受信ア ンプ 2 1 で増幅され、 かつ 中間周波数に変換され、 復調部 2 2 によ りベースバン ド信号に 復調される。 I D検出部 2 3は、 前記復調された信号から基地 局 2 a、 2 b、 2 c、 · · . の基地局識別情報 7 a、 7 b、 7 c、 · · · を検出する。 電界強度測定部 2 4 は、 受信ア ンプ 2 1 の出力よ り基地局 2 a、 2 b、 2 c、 · · · の受信電界強度 を測定する。 制御部 2 5 は、 個々 の基地局について、 I D検出 部 2 3 から出力される基地局識別情報と、 電界強度測定部 2 4 から出力される受信電界強度の情報を、 一対の情報 (情報対) と して記憶部 2 6 に格納する。 一斉呼び出 しエ リ ア 4 内の受信 可能な基地局について、 個々の前記情報対を記憶部 2 6 に格納 する。 次に移動端末 1 は、 位置管理局に発呼し、 通信状態が確 立した後、 制御部 2 5 によ り、 格納された複数の情報対のう ち 、 受信電界強度の情報の大きい基地局から順に 1 つまたは複数 個の情報対を送信信号生成部 2 7 に出力する。 送信信号生成部 2 7 は、 入力された情報を規定のベースバン ド信号フ ォ ーマツ トに変換し、 変調部 2 8 に出力する。 変調部 2 8 は入力された ベースバ ン ド信号を高周波信号に変調し、 変調された高周波信 号は送信ア ンプ 2 9 によ り電力増幅され、 アンテナ 2 0 により 一斉呼び出 しエ リ ア 4 内にある基地局に送信される。 基地局で 受信された移動端末 1 の信号は、 制御局 5から回線 3 0を経由 して位置管理局 (図 1 には図示せず) に伝達される。
位置管理局の動作を図 3 を用いて説明する。 回線 3 0を経由 して受信した移動端末 1 の信号は、 信号復調部 3 2で復調され 、 位置算出部 3 3へ出力される。 位置算出部 3 3 は、 入力され た 1 つまたは複数個の基地局識別情報、 および受信電界強度の 情報対を基に、 データーベース 3 4 を参照して移動端末 1 の位 置を判定する。 まず、 位置算出部 3 3へ単一の基地局識別情報、 および受信 電界強度の情報対が入力された場合について説明する。
受信点 (移動端末の位置) での基地局の電界強度と、 基地局 一受信点間距離の関係は、 例えば下記の式で近似でき るこ とが 知られている。
E = A · D - °
ただし、 E は受信点 (移動端末の位置) での基地局の電界強 度、 Dは基地局一受信点間距離、 Α、 α は係数である。
上記の式を用いれば基地局の受信電界強度が Ε ,に位置する 移動端末 1 の該 基地局からの距離 D ,は、 下記式 1 で求めるこ とができ、 移動端末 1 は基地局から半径 D ,の距離に位置する こ とが判定できる。
式 1 : D 1 = l /^ vT E t Z A K . Ε !
データベース 3 4 には各基地局の位置情報 (基地局が設置さ れている場所の地理的情報) と各基地局の係数 Kが格納されて いる。 位置算出部 3 3 はデータベース 3 4から当該基地局の係 数 Kを参照して当該基地局から移動端末までの半径 を求め、 さ らに当該基地局の位置情報を参照して移動端末 1 の地点を地 図上の 半径 D ,の円周近傍に特定する。
次に、 位置算出部 3 3へ複数の基地局識別情報、 および受信 電界強度の情報対が入力された場合について、 基地局 2 a、 2 b、 2 c の 3つの情報対が入力された場合を例に説明する。 図 4 は移動端末 1 の地点を求める手順を示す図である。
位置算出部 3 3 は、 第 1 番目の基地局 2 a の情報対を基に、 前記と同様の動作を行い、 移動端末 1 が図 4 の基地局 a の位置 1
(地点 a ) から半径 の円周 a近 傍に位置するこ とを判定す る。 同様に して第 2番目、 第 3番目の基地局 2 b、 2 c の情報 対に基づき、 移動端末 1 が基地局 b、 c の位置 (地点 b、 c ) からそれぞれ半径 D 2、 D 3の円周 b、 円周 c近傍に位置するこ とを判定する。 これによ り位置算出部 3 3 は移動端末 1 が円周 a、 b、 c の交わる地点 d近傍に位置するこ とを特定する。 表示部 3 4 は、 ディ スプレイ等の表示手段を用い、 移動端末 1 の現在地を地図上に表示する。
以上のよう に、 本実施の形態によれば、 移動端末 1 が検出し た基地局 7 a、 7 b、 · · の識別情報、 および受信電界強度の 情報対に基づき、 位置管理局が各基地局のデータベース 3 4 を 参照して移動端末 1 の現在地を特定して地図上に表示するこ と ができる。 また移動端末 1 が検出 した複数の基地局の情報対を 用いて、 移動端末 1 の現在地をさ らに精度良く特定するこ とが できる。
(実施の形態 2 )
次に本発明の実施の形態 2 について説明する。 図 5 に、 本実 施の形態における位置管理局の構成を示す。 本実施の形態では 、 基地局と移動端末の配置、 および移動端末の構成は図 1 およ び図 2 に示した実施の形態 1 と同じである。
図 5 において 5 1 は移動端末 1 に発呼を行う移動端末呼出部 である。 その他の構成要素は、 実施の形態 1 における図 3 に示 した構成要素と同 じである。
以上のよ う に構成された位置情報検出システムについて、 以 下、 その動作を説明する。
実施の形態 1 では移動端末が位置管理局に対して発呼を行い
、 基地局の情報対を送信するよう 動作するが、 位置管理局が必 要とする時点のみ移動端末の現在地を把握したい場合は、 移動 端末は常時基地局の情報対を検出、 送出する動作を行う必要は な く、 不要な電力消費を防止する こ とができる。 本実施の形態 は、 これを実現するこ とを目的と している。
位置管理局が移動端末 1 の現在地を求めるために、 移動端末 1 に対して基地局の情報対を要求する場合は、 位置管理局は移 動端末呼出部 5 1 によ り移動端末 1 に発呼を行う。 移動端末 1 は、 回線 3 0 および制御局 5 を経由 して呼出 しエリ ア 4 内の基 地局から位置管理局の発呼を着信する。 移動端末 1 は着信後即 座に実施の形態 1 で述べたと同じ動作を行い、 1 つまたは複数 の基地局識別情報、 および受信電界強度の情報対を位置管理局 に送信する。 実施の形態 1 と動作が異なる点は、 移動端末 1 が 位置管理局からの着信に応じて位置管理局への情報送信を行い 、 位置管理局への発呼を行わない点にある。 なお、 移動端末 1 は、 位置管理局から着信後、 一旦通話を切断し、 あらためて実 施の形態 1 と全く 同 じ動作を行っても良いのは言う までもない 。 従って、 移動端末 1 は位置管理局からの着呼がない時は、 基 地局の情報対を検出、 送出する動作が不要であ り、 消費電力を 削減できる。
また、 位置管理局は実施の形態 1 と全 く 同 じ動作を行い、 移 動端末 1 からの基地局の情報対を受信後、 移動端末 1 の現在地 を地図上に表示する。 以上のよう に、 本実施の形態によれば、 位置管理局から移動 端末 1 へ発呼した場合のみ、 移動端末 1 は基地局の情報対を検 出 し、 位置管理局へ送出するこ とによ り、 実施の形態 1 で述べ た効果に加えて、 移動端末 1 の消費電力を削減するこ とができ る。 また、 移動端末 1 は、 位置管理局からの現在地検索要求に 対して最新の位置情報を提供できる。
(実施の形態 3 )
次に本発明の実施の形態 3 について説明する。 図 6 に、 実施 の形態 3 による移動端末の送信データ生成部の構成を示す。 図 6 において 6 1 は送信信号生成部であ り、 6 2 は送信信号生成 部 6 1 内で前段に設け られた D T M F信号発生部、 6 3 は送信 信号生成部 6 1 内で後段に設けられたデ一タスロ ッ ト生成部で ある。 移動端末のその他の構成要素は、 実施の形態 1 における 図 2 に示した構成要素と同じである。 また、 基地局と移動端末 の配置、 および位置管理局の構成は図 1 および図 3 に示した実 施の形態 1 と同 じである。
以上のよう に構成された本実施の形態について、 以下、 その 動作を説明する。 通常の通話用移動端末の音声処理部は、 個 々 のダイヤルキーに対応した音声信号を発生する D T M F信号 発生部が具備されている。 本実施の形態では、 実施の形態 1 で 述べた、 1 つまたは複数の基地局識別情報、 および受信電界強 度の情報を、 D T M F信号に変換し、 その後所定のベースバン ド信号フ ォーマッ ト に変換するこ とで、 通常の通話用移動端末 に別途、 音声モデムを付加するこ とな く、 制御部のソ フ ト ゥェ ァの変更によ り実施の形態 1 と全 く 同 じ移動端末の位置特定機 能を可能にするこ とを目的と している。
移動端末 1 の制御部 2 5カ^ 1 つまたは複数の基地局識別情 報、 および受信電界強度の情報を出力するまでの動作は、 実施 の形態 1 で述べた動作と全 く 同じである。 D T M F信号発生部 6 2 は、 入力された情報を D T M F音声信号に変換し
、 データ ス ロ ッ ト生成部 6 3 は、 入力された D T M F音声信号 を所定のベースパ'ン ドデジタノレデ一タ ス ロ ッ 卜 のフ ォ ーマ ツ ト に変換して変調部 2 8 に出力する。 以降の動作は、 実施の形態 1 で述べた動作と全 く 同 じである。 また位置管理局は、 信号復 調部 3 2 によ り、 移動端末 1 から受信した D T M F信号を、 1 つまたは複数の基地局識別情報、 および受信電界強度の情報に 復調し、 以降は実施の形態 1 と全く 同 じ動作によ り、 移動端末 1 の現在地を地図上に表示する。
以上のよう に、 本実施の形態によれば、 移動端末 1 の送信信号 の生成に、 D T M F音声信号を適用するこ とで、 通常の通話用 移動端末が具備している D T M F信号発生部を共用するこ とが でき、 通常の通話用移動端末と同等の回路規模で、 音声通信機 能と、 実施の形態 1 で述べたと全く 同 じ位置特定機能を兼備し た移動端末を実現できる。
なお、 実施の形態 2 に対し、 本実施の形態の構成を適用 して も良いこ とは言う までもない。 産業上の利用可能性
以上述べたよう に本発明によれば、 ( 1 ) 移動端末が、 基地局から送信される基地局識別情報と当 該基地局の受信電波の電界強度の情報を位置管理局に送信し、 位置管理局は、 前記情報に基づき、 基地局のデータベースを参 照するこ とによ り、 移動端末の現在位置を精度良く 特定する こ とができる。 さ らに、 移動端末が、 複数の基地局の基地局識別 情報、 および当該基地局の受信電波の電界強度の情報を位置管 理局に送信するこ とで、 移動端末の現在位置をさ らに精度良 く 特定するこ とができる。
C 2 ) 位置管理局が、 移動端末の現在位置を把握したい時点で 移動端末に発呼し
、 移動端末は、 位置管理局からの着呼が発生した時点のみ基地 局識別情報および基地局の受信電波の電界強度の情報を検知し て位置管理局に送信するこ とにより
、 移動端末の不要な電力消費を防止し、 移動端末の長電池寿命 化、 小型化ができる。 加えて、 位置管理局は、 移動端末の最新 の現在地を把握するこ とができ る。
( 3 ) 移動端末の送信信号の生成に、 D T M F音声信号を適用 するこ とで、 通常の通話用移動端末が具備している D T M F信 号発生部を共用するこ とができ、 通常の通話用移動端末と同等 の回路規模で、 音声通信機能と、 位置特定機能を兼備した移動 端末を実現できる。

Claims

請求の範囲
無線移動端末と、
前記無線移動端末との間で通信を行う 複数の基地局と、 前記基地局を介して前記無線移動端末と送受信を行う 位置管 理局とから構成され、
前記無線移動端末は、 個々 の基地局から送信される基地局 識別情報を検出する I D検出部と、
個々 の基地局の受信電波の電界強度を測定する電界強度測 定部と、
1 つまたは複数の基地局の基地局識別情報、 および当該基 地局の受信電波の電界強度からなる 1 つまたは複数対の情報 を基地局への送信信号に変換する送信信号生成部とを備え、 前記位置管理局は、 基地局を介して無線移動端末から受信 した信号を復調する信号復調部と、
複数の基地局の情報が蓄積されたデータベースと、 前記信号復調部よ り 出力される 1 つまたは複数の基地局の基 地局識別情報、 および当該基地局の受信電波の電界強度から なる 1 つまたは複数対の情報を基に、 前記データベースを参 照して無線移動端末の位置を判定する位置算出部とを備えた こ とを特徴とする位置情報検出システム。
. 請求項 1 に加え、 位置管理局は、 無線移動端末への発呼を 行う ための移動端末呼出部を備えたこ とを特徴とする位置情 報検出シ ステム。
. 送信信号生成部は、 一対の情報を D T M F信号に変換し、 信号復調部は、 受信した D T M F信号を前記一対の情報に復 調る構成と した請求項 1 または 2 に記載の位置情報検出 シス テム。
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