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JP5323423B2 - Direction estimation system, direction estimation method, and direction estimation program - Google Patents

Direction estimation system, direction estimation method, and direction estimation program Download PDF

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JP5323423B2 JP2008214096A JP2008214096A JP5323423B2 JP 5323423 B2 JP5323423 B2 JP 5323423B2 JP 2008214096 A JP2008214096 A JP 2008214096A JP 2008214096 A JP2008214096 A JP 2008214096A JP 5323423 B2 JP5323423 B2 JP 5323423B2
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely estimate a direction of a mobile communication terminal relative to an electric wave transmitting source such as a cellular base station and the like. <P>SOLUTION: The mobile communication terminal 10 has a function of estimating the direction of the terminal 10 relative to the cellular base station 20 being the electric wave transmitting source. The mobile communication terminal 10 includes: a memory section 12 for storing information representing an electric wave directivity-based relation between directions relative to the cellular base station 20 and electric wave reception states of the terminal 10 in the respective directions; a reception information acquiring section 13 for acquiring information representing the electric wave reception states of the terminal 10; and a direction estimating section 14 for estimating the direction from the information representing the electric wave reception states acquired by the reception information acquiring section 13, based on the information which is stored in the memory section 12 and represents above relation. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、電波の発信源からの移動通信端末の方向を推定する方向推定システム、方向推定方法及び方向推定プログラムに関する。   The present invention relates to a direction estimation system, a direction estimation method, and a direction estimation program for estimating the direction of a mobile communication terminal from a radio wave source.

従来から、セルラシステム(移動通信システム)においてセルラ基地局と移動通信端末(セルラ端末)との間で送受信される電波を用いて、当該端末の位置を推定する、いわゆるセルラ測位が行われている。セルラ測位では、端末の電波の受信環境によって1つのセルでしか電波が受信できない場合がある。この場合、セルラ基地局から端末までの距離及び方向を、当該端末によって受信された電波から推定して、当該端末の位置を推定する方法がある。この方法では測位精度は、セルラ基地局からの端末の方向の推定精度に左右される。   Conventionally, in a cellular system (mobile communication system), so-called cellular positioning is performed in which the position of the terminal is estimated using radio waves transmitted and received between the cellular base station and the mobile communication terminal (cellular terminal). . In cellular positioning, radio waves may be received by only one cell depending on the radio wave reception environment of the terminal. In this case, there is a method for estimating the position of the terminal by estimating the distance and direction from the cellular base station to the terminal from the radio wave received by the terminal. In this method, the positioning accuracy depends on the estimation accuracy of the direction of the terminal from the cellular base station.

RTT1局測位は、RTT(Round Trip Time)の測定によって得られたセルラ基地局と端末との間の距離、及びセクタを特定するセクタIDを利用する方法である。図19(a)に示すように、セルラ基地局と端末との間の距離を半径とした円弧とセクタIDから割り出したセクタ方向(通常はアンテナ指向方向やセクタ中心方向)との交点を端末の推定位置とする方式である。この方式では、1つのセクタで1通りの方向推定しかできないため、端末がセクタ方向から離れた場所にいる場合、方向推定精度が悪くなり測位精度も劣化する。   RTT 1 station positioning is a method that uses a distance between a cellular base station and a terminal obtained by RTT (Round Trip Time) measurement and a sector ID that identifies the sector. As shown in FIG. 19 (a), the intersection of the arc having the radius between the cellular base station and the terminal as a radius and the sector direction (usually the antenna directing direction or the sector center direction) determined from the sector ID This is an estimated position method. In this method, since only one direction estimation can be performed in one sector, when the terminal is located away from the sector direction, the direction estimation accuracy is deteriorated and the positioning accuracy is also deteriorated.

改良RTT1局測位は、従来のRTT1局測位法では端末の正確な方向を推定できない問題に対して提案された方法である。この方法では、移動通信端末における受信品質を向上させるために端末が同時に複数のセクタから電波を受信するDHO(Diversity Hand Over)を用いて方向推定精度を向上させる。この場合、同時に受信可能な最大電波数をDHOブランチ数と呼ぶ。図19(b)に示すように、隣接セクタからの電波を同時に受信した場合、2セクタの中間方向を端末の推定方向とすることで、1つのセクタにおいて3通りの方向推定が可能になり、測位精度が向上する。なお、上記の内容は非特許文献1に記載されている。
J.Borkowski, et al., “Performance of Cell ID+RTT Hybrid PositioningMethod for UMTS Radio Networks,” Proc. 5th European Wireless Conf.,p.p.487-492, Feb. 2004.
The improved RTT 1 station positioning is a method proposed for the problem that the accurate direction of the terminal cannot be estimated by the conventional RTT 1 station positioning method. In this method, in order to improve the reception quality in the mobile communication terminal, the direction estimation accuracy is improved using DHO (Diversity Hand Over) in which the terminal simultaneously receives radio waves from a plurality of sectors. In this case, the maximum number of radio waves that can be received simultaneously is called the number of DHO branches. As shown in FIG. 19 (b), when radio waves from adjacent sectors are simultaneously received, three directions can be estimated in one sector by setting the intermediate direction of the two sectors as the estimated direction of the terminal. The positioning accuracy is improved. The above contents are described in Non-Patent Document 1.
J. Borkowski, et al., “Performance of Cell ID + RTT Hybrid Positioning Method for UMTS Radio Networks,” Proc. 5th European Wireless Conf., Pp487-492, Feb. 2004.

また、複数回の測定結果を用いて、更にRTT測位の測位精度を向上させる提案もなされている。RTTの測位を複数回実施することによって、即ち、複数回セクタから電波を受信することによって、複数のセクタIDが得られる。各セクタの観測回数比を各セクタとの角度比とすることで、端末の方向推定精度を向上させることが可能になる(複数回測定RTT測位法)。例えば、図3に示すように、複数回測定RTT測位法では、RTTを複数回測定した結果、セクタ1とセクタ2の観測回数の比がnとすると、端末がセクタ1の中心方向となす角度θと端末がセクタ2の中心方向となす角度θとの比を1/nとして、端末方向を推定することが可能になる。 In addition, proposals have been made to further improve the positioning accuracy of RTT positioning using a plurality of measurement results. A plurality of sector IDs can be obtained by performing RTT positioning a plurality of times, that is, by receiving radio waves from a sector a plurality of times. By making the observation frequency ratio of each sector the angle ratio with each sector, it is possible to improve the direction estimation accuracy of the terminal (multiple measurement RTT positioning method). For example, as shown in FIG. 3, in the multi-measurement RTT positioning method, as a result of measuring the RTT multiple times, if the ratio of the number of observations of sector 1 and sector 2 is n, the angle that the terminal makes with the center direction of sector 1 The terminal direction can be estimated by setting the ratio between θ 1 and the angle θ 2 that the terminal makes with the center direction of the sector 2 to 1 / n.

上述した複数回測定RTT測位法は、RTT1局測位法等と比較すると端末方向の推定精度は向上しているものの、セクタからの電波の測定された回数の単なる比から角度の比を求めているだけであるので高い方向推定精度が得られていなかった。   Although the multi-measurement RTT positioning method described above improves the estimation accuracy of the terminal direction as compared with the RTT 1-station positioning method or the like, the angle ratio is obtained from the simple ratio of the number of times of radio waves measured from the sector. Therefore, high direction estimation accuracy was not obtained.

本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、高い精度でセルラ基地局等の電波の発信源からの移動通信端末の方向を推定することができる方向推定システム、方向推定方法及び方向推定プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and a direction estimation system, a direction estimation method, and a direction estimation program capable of estimating the direction of a mobile communication terminal from a radio wave source such as a cellular base station with high accuracy. The purpose is to provide.

上記目的を達成するために、本発明に係る方向推定システムは、電波の発信源からの移動通信端末の方向を推定する方向推定システムであって、発信源からの方向と当該方向における移動通信端末の電波の受信状態との、電波の指向性に基づく関係を示す情報を記憶した記憶部と、移動通信端末の電波の受信状態を示す情報を取得する受信情報取得手段と、受信情報取得手段によって取得された電波の受信状態を示す情報から、記憶部に記憶された上記の関係を示す情報に基づいて、方向を推定する方向推定手段と、を備え、発信源は、2つの発信方向に電波を発信しており、記憶部は、2つの発信方向に対する角度と2つの発信方向の電波の受信強度の比との関係を示す情報を、電波の指向性に基づく関係を示す情報として記憶しており、受信情報取得手段は、予め電波のフェージングの性質に基づく2つの発信方向の電波の受信回数の割合と2つの発信方向の電波の受信強度の比との関係を示す情報を記憶しておき、移動通信端末の、2つの発信方向の電波のそれぞれの受信回数を示す情報を取得して、取得した情報に係る2つの発信方向の電波の受信回数の割合から当該関係に基づき当該2つの発信方向の電波の受信強度の比を示す情報を算出し、方向推定手段は、受信情報取得手段によって取得された2つの発信方向の電波の受信強度の比を示す情報から、記憶部に記憶された関係を示す情報に基づいて方向を推定する、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a direction estimation system according to the present invention is a direction estimation system that estimates the direction of a mobile communication terminal from a radio wave source, and the direction from the source and the mobile communication terminal in that direction. A storage unit storing information indicating a relationship based on radio wave directivity with respect to a radio wave reception state, a reception information acquisition unit that acquires information indicating a radio wave reception state of a mobile communication terminal, and a reception information acquisition unit Direction estimation means for estimating a direction based on the information indicating the reception state of the acquired radio wave based on the information indicating the relationship stored in the storage unit, and the transmission source includes radio waves in two transmission directions. The storage unit stores information indicating the relationship between the angle with respect to the two transmission directions and the ratio of the reception intensity of the radio waves in the two transmission directions as information indicating the relationship based on the directivity of the radio waves. And The communication information acquisition means stores in advance information indicating the relationship between the ratio of the number of receptions of radio waves in two transmission directions based on the nature of radio wave fading and the ratio of the reception strengths of radio waves in the two transmission directions. Information indicating the number of receptions of radio waves in two transmission directions of the communication terminal is acquired, and the ratio of the two transmission directions of radio waves in the two transmission directions according to the acquired information is determined based on the relationship. The information indicating the ratio of the radio wave reception intensity is calculated, and the direction estimating means obtains the relationship stored in the storage unit from the information indicating the ratio of the radio wave reception intensity in the two transmission directions acquired by the reception information acquisition means. The direction is estimated based on the indicated information .

本発明に係る方向推定システムでは、電波の発信源と移動通信端末の電波の受信状態との電波の指向性に基づく関係に基づいて、移動通信端末の方向が推定される。これにより、本発明に係る方向推定システムによれば、高い精度で移動通信端末の方向を推定することができる。   In the direction estimation system according to the present invention, the direction of the mobile communication terminal is estimated based on the relationship based on the directivity of the radio wave between the radio wave source and the radio wave reception state of the mobile communication terminal. Thereby, according to the direction estimation system according to the present invention, the direction of the mobile communication terminal can be estimated with high accuracy.

の構成のように、複数回の電波の受信状態を示す情報から方向を推定することとすれば、より精度の高い方向の推定が可能になる。 As this configuration, if estimating the direction from the information indicating a plurality of times of reception state of radio waves, thereby enabling more accurate direction estimation.

の構成によれば、2つの発信方向の電波から方向の推定を行うので、更に精度の高い方向の推定が可能になる。 According to the configuration of this, since the estimation of the two outgoing wave direction, allowing further accurate direction estimation.

の構成によれば、2つの発信方向の電波から方向の推定を適切に行うことができる。 According to the configuration of this, it is possible to appropriately perform the direction estimation from wave two outgoing.

の構成によれば、容易に受信強度の比を示す情報を取得することができ、その結果、容易に方向の推定を行うことができる。
また、受信情報取得手段は、予めフェージングの性質が異なる複数の、2つの発信方向の電波の受信回数の割合と2つの発信方向の電波の受信強度の比との関係を示す情報を記憶しておき、当該複数の情報のうち発信源に応じた情報を、2つの発信方向の電波の受信強度の比を示す情報の算出に用いることとしてもよい。
According to the configuration of this, it is possible to acquire information indicating the ratio of easily receiving strength, as a result, it is possible to easily direction estimation.
The reception information acquisition means stores in advance information indicating a relationship between a ratio of the number of reception times of radio waves in two transmission directions and a ratio of reception strengths of radio waves in the two transmission directions having different fading characteristics. In addition, information corresponding to a transmission source among the plurality of pieces of information may be used for calculation of information indicating a ratio of radio wave reception strengths in two transmission directions.

方向推定システムは、受信情報取得手段によって取得された電波の受信状態を示す情報から、記憶部に記憶された2つの発信方向に対する角度と2つの発信方向の電波の受信強度の比との関係を示す情報に基づいて、方向推定手段によって推定される方向の精度を推定する精度推定手段を更に備えることが望ましい。この構成によれば、推定される方向の精度も得られることから、推定される方向の適切な利用に供することができる。   The direction estimation system obtains the relationship between the angle of the two transmission directions stored in the storage unit and the ratio of the reception intensity of the radio waves in the two transmission directions from the information indicating the reception state of the radio waves acquired by the reception information acquisition unit. It is desirable to further include accuracy estimation means for estimating the accuracy of the direction estimated by the direction estimation means based on the information shown. According to this configuration, since the accuracy of the estimated direction can be obtained, the estimated direction can be used appropriately.

発信源は、3つ以上の発信方向に電波を発信しており、受信情報取得手段は、移動通信端末の、3つ以上の発信方向に電波毎の受信状態を示す情報を取得して、当該受信状態に基づいて方向の推定に用いる2つの発信方向の電波を特定する、ことが望ましい。この構成によれば、移動通信端末において所定の発信源からの3つ以上の発信方向の電波を受信できる場合であっても、適切に方向の推定を行うことができる。   The transmission source transmits radio waves in three or more transmission directions, and the reception information acquisition means acquires information indicating the reception state of each radio wave in the three or more transmission directions of the mobile communication terminal, and It is desirable to identify the radio waves in the two transmission directions used for direction estimation based on the reception state. According to this configuration, even when the mobile communication terminal can receive radio waves in three or more transmission directions from a predetermined transmission source, the direction can be estimated appropriately.

ところで、本発明は、上記のように方向推定システムの発明として記述できる他に、以下のように方向推定方法及び方向推定プログラムの発明としても記述することができる。これはカテゴリ等が異なるだけで、実質的に同一の発明であり、同様の作用及び効果を奏する。   By the way, the present invention can be described as an invention of a direction estimation system as described above, and can also be described as an invention of a direction estimation method and a direction estimation program as follows. This is substantially the same invention only in different categories and the like, and has the same operations and effects.

即ち、本発明に係る方向推定方法は、電波の発信源からの移動通信端末の方向を推定する、発信源からの方向と当該方向における移動通信端末の電波の受信状態との、電波の指向性に基づく関係を示す情報を記憶した記憶部を備える方向推定システムによる方向推定方法であって、移動通信端末の電波の受信状態を示す情報を取得する受信情報取得ステップと、受信情報取得ステップにおいて取得された電波の受信状態を示す情報から、記憶部に記憶された上記の関係を示す情報に基づいて、方向を推定する方向推定ステップと、を含み、発信源は、2つの発信方向に電波を発信しており、記憶部は、2つの発信方向に対する角度と2つの発信方向の電波の受信強度の比との関係を示す情報を、電波の指向性に基づく関係を示す情報として記憶しており、受信情報取得ステップにおいて、移動通信端末の、2つの発信方向の電波のそれぞれの受信回数を示す情報を取得して、取得した情報に係る2つの発信方向の電波の受信回数の割合から、予め記憶した電波のフェージングの性質に基づく2つの発信方向の電波の受信回数の割合と2つの発信方向の電波の受信強度の比との関係に基づき当該2つの発信方向の電波の受信強度の比を示す情報を算出し、方向推定ステップにおいて、受信情報取得ステップにおいて取得された2つの発信方向の電波の受信強度の比を示す情報から、記憶部に記憶された関係を示す情報に基づいて方向を推定する、ことを特徴とする。
また、受信情報取得ステップにおいて、予め記憶したフェージングの性質が異なる複数の、2つの発信方向の電波の受信回数の割合と2つの発信方向の電波の受信強度の比との関係を示す情報のうち発信源に応じた情報を、2つの発信方向の電波の受信強度の比を示す情報の算出に用いることとしてもよい。
That is, the direction estimation method according to the present invention estimates the direction of a mobile communication terminal from a radio wave source, and the directionality of radio waves between the direction from the source and the reception state of radio waves of the mobile communication terminal in that direction. A direction estimation method by a direction estimation system including a storage unit that stores information indicating a relationship based on a reception information acquisition step of acquiring information indicating a radio wave reception state of a mobile communication terminal, and acquisition in a reception information acquisition step the information indicating the reception state of radio wave, on the basis of the information indicating the stored above relationship in the storage unit, viewed contains a direction estimation step of estimating a direction, a source is radio two outgoing The storage unit stores information indicating the relationship between the angle with respect to the two transmission directions and the ratio of the reception strength of the radio waves in the two transmission directions as information indicating the relationship based on the directivity of the radio waves. In the reception information acquisition step, the mobile communication terminal acquires information indicating the number of receptions of radio waves in two transmission directions, and the ratio of the number of receptions of radio waves in the two transmission directions according to the acquired information From the relationship between the ratio of the number of receptions of radio waves in two transmission directions based on the characteristics of radio wave fading stored in advance and the ratio of the reception strengths of the radio waves in the two transmission directions, the reception intensity of the radio waves in the two transmission directions Based on information indicating a relationship stored in the storage unit from the information indicating the ratio of the reception intensity of the radio waves in the two transmission directions acquired in the reception information acquisition step in the direction estimation step. The direction is estimated .
Further, in the reception information acquisition step, among the information indicating the relationship between the ratio of the number of receptions of radio waves in two transmission directions and the ratio of the reception intensity of the radio waves in the two transmission directions, which are different in pre-stored fading characteristics Information according to the transmission source may be used for calculation of information indicating the ratio of the reception intensity of the radio waves in the two transmission directions.

方向推定方法は、受信情報取得ステップにおいて取得された電波の受信状態を示す情報から、記憶部に記憶された2つの発信方向に対する角度と2つの発信方向の電波の受信強度の比との関係を示す情報に基づいて、方向推定ステップにおいて推定される方向の精度を推定する精度推定ステップを更に含むことが望ましい。   In the direction estimation method, from the information indicating the reception state of the radio wave acquired in the reception information acquisition step, the relationship between the angle with respect to the two transmission directions stored in the storage unit and the ratio of the reception intensity of the radio waves in the two transmission directions is obtained. It is desirable to further include an accuracy estimation step for estimating the accuracy of the direction estimated in the direction estimation step based on the information shown.

発信源は、3つ以上の発信方向に電波を発信しており、受信情報取得ステップにおいて、移動通信端末の、3つ以上の発信方向に電波毎の受信状態を示す情報を取得して、当該受信状態に基づいて方向の推定に用いる2つの発信方向の電波を特定する、ことが望ましい。   The transmission source transmits radio waves in three or more transmission directions. In the reception information acquisition step, the mobile communication terminal acquires information indicating reception status for each radio wave in three or more transmission directions, and It is desirable to identify the radio waves in the two transmission directions used for direction estimation based on the reception state.

また、本発明に係る方向推定プログラムは、コンピュータに、電波の発信源からの移動通信端末の方向を推定させる方向推定プログラムであって、発信源からの方向と当該方向における移動通信端末の電波の受信状態との、電波の指向性に基づく関係を示す情報を記憶した記憶機能と、移動通信端末の電波の受信状態を示す情報を取得する受信情報取得機能と、受信情報取得機能によって取得された電波の受信状態を示す情報から、記憶機能によって記憶された上記の関係を示す情報に基づいて、方向を推定する方向推定機能と、をコンピュータに実行させ、発信源は、2つの発信方向に電波を発信しており、記憶機能は、2つの発信方向に対する角度と2つの発信方向の電波の受信強度の比との関係を示す情報を、電波の指向性に基づく関係を示す情報として記憶しており、受信情報取得機能は、予め電波のフェージングの性質に基づく2つの発信方向の電波の受信回数の割合と2つの発信方向の電波の受信強度の比との関係を示す情報を記憶しておき、移動通信端末の、2つの発信方向の電波のそれぞれの受信回数を示す情報を取得して、取得した情報に係る2つの発信方向の電波の受信回数の割合から当該関係に基づき当該2つの発信方向の電波の受信強度の比を示す情報を算出し、方向推定機能は、受信情報取得機能によって取得された2つの発信方向の電波の受信強度の比を示す情報から、記憶機能に記憶された関係を示す情報に基づいて方向を推定する、ことを特徴とする。
また、受信情報取得機能は、予めフェージングの性質が異なる複数の、2つの発信方向の電波の受信回数の割合と2つの発信方向の電波の受信強度の比との関係を示す情報を記憶しておき、当該複数の情報のうち発信源に応じた情報を、2つの発信方向の電波の受信強度の比を示す情報の算出に用いることとしてもよい。
A direction estimation program according to the present invention is a direction estimation program that causes a computer to estimate the direction of a mobile communication terminal from a radio wave transmission source, and the direction of the mobile communication terminal in the direction and the direction from the transmission source. Acquired by a storage function that stores information indicating the relationship between the reception state and the radio wave directivity, a reception information acquisition function that acquires information indicating the reception state of the radio wave of the mobile communication terminal, and a reception information acquisition function Based on the information indicating the reception state of the radio wave, based on the information indicating the above relationship stored by the storage function, the computer executes a direction estimation function for estimating the direction , and the transmission source transmits the radio wave in two transmission directions. The memory function uses information indicating the relationship between the angle with respect to the two transmission directions and the ratio of the reception intensity of the radio waves in the two transmission directions, based on the directivity of the radio waves. The reception information acquisition function stores the relationship between the ratio of the number of receptions of radio waves in two transmission directions based on the nature of radio wave fading and the ratio of the reception strengths of radio waves in the two transmission directions in advance. Information indicating the number of receptions of radio waves in the two transmission directions of the mobile communication terminal is acquired, and the information is obtained from the ratio of the number of receptions of radio waves in the two transmission directions according to the acquired information. Based on the relationship, information indicating the ratio of the reception strength of the radio waves in the two transmission directions is calculated, and the direction estimation function is obtained from the information indicating the ratio of the radio wave reception strengths in the two transmission directions acquired by the reception information acquisition function. The direction is estimated based on information indicating the relationship stored in the storage function .
In addition, the reception information acquisition function stores in advance information indicating the relationship between the ratio of the number of receptions of radio waves in two transmission directions and the ratio of the reception intensity of radio waves in the two transmission directions, which have different fading characteristics. In addition, information corresponding to a transmission source among the plurality of pieces of information may be used for calculation of information indicating a ratio of radio wave reception strengths in two transmission directions.

本発明によれば、電波の発信源と移動通信端末の電波の受信状態との電波の指向性に基づく関係に基づいて、移動通信端末の方向が推定されるので、高い精度で移動通信端末の方向を推定することができる。   According to the present invention, since the direction of the mobile communication terminal is estimated based on the relationship between the radio wave source and the radio wave reception state of the mobile communication terminal, the direction of the mobile communication terminal is estimated with high accuracy. The direction can be estimated.

以下、図面とともに本発明に係る方向推定システム及び方向推定方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同
一符号を付し、重複する説明を省略する。
Hereinafter, preferred embodiments of a direction estimation system and a direction estimation method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図1に本実施形態に係る方向推定システムである移動通信端末(セルラ端末)10を示す。移動通信端末10は、移動体通信網に接続して移動体通信を行うことができる。移動通信端末10は、移動体通信網に含まれる複数のセルラ基地局20のいずれかと無線通信を行うことによって移動体通信を行う。移動通信端末10は、セルラ基地局20からの自端末10の方向(セルラ基地局20に対する方位角)を推定する機能を有している。方向の推定は、セルラ基地局20から発信される電波を利用して行われる。上記の方向の推定は、例えば、移動通信端末10が自端末10の位置を推定する(測位)ために行われる。   FIG. 1 shows a mobile communication terminal (cellular terminal) 10 that is a direction estimation system according to the present embodiment. The mobile communication terminal 10 can connect to a mobile communication network and perform mobile communication. The mobile communication terminal 10 performs mobile communication by performing wireless communication with any of a plurality of cellular base stations 20 included in the mobile communication network. The mobile communication terminal 10 has a function of estimating the direction of the terminal 10 from the cellular base station 20 (the azimuth angle with respect to the cellular base station 20). The direction is estimated using radio waves transmitted from the cellular base station 20. The estimation of the direction is performed, for example, for the mobile communication terminal 10 to estimate the position of the terminal 10 (positioning).

セルラ基地局20は、移動体通信網における構成要素であると共に、移動通信端末10による方向の推定を行うための電波を発信する電波の発信源である。セルラ基地局20は、予め位置が決められて設置されている。また、セルラ基地局20にはセルIDや基地局の位置情報等、セルラ基地局20を一意に特定するための情報が設定されており、移動通信端末10は当該情報に基づいてセルラ基地局20を特定することができる。また、セルラ基地局20は、セクタ化されており、電波を送信する方向毎に複数のセクタが設定されている。即ち、セルラ基地局20は、複数の互いに異なる発信方向に電波を発信している。セクタは、例えば、1つのセルラ基地局20に対して6つ設定される。この場合、1つのセクタのセルラ基地局20からの角度は60°となる。   The cellular base station 20 is a component in the mobile communication network, and is a radio wave source that transmits radio waves for estimating the direction by the mobile communication terminal 10. The cellular base station 20 is installed with a predetermined position. In addition, information for uniquely identifying the cellular base station 20 such as a cell ID and base station position information is set in the cellular base station 20, and the mobile communication terminal 10 determines the cellular base station 20 based on the information. Can be specified. Further, the cellular base station 20 is sectorized, and a plurality of sectors are set for each direction in which radio waves are transmitted. That is, the cellular base station 20 transmits radio waves in a plurality of different transmission directions. For example, six sectors are set for one cellular base station 20. In this case, the angle from the cellular base station 20 of one sector is 60 °.

移動通信端末10が通信を行うために受信するパイロット信号には、セクタID等、セクタを特定する情報が含まれており、移動通信端末10が通信する際にはセクタも特定される。方向の推定に用いられる電波としては、具体的には、セルラ基地局20から定期的に送信されているパイロット信号(報知信号)や測位用の信号等が用いられる。測位用の信号が方向の推定に用いられる場合は、セルラ基地局20は、移動通信端末10又は移動体通信網内の装置等から制御を受けて、測位用の信号を一定間隔(例えば、1秒毎)に全てのセクタから発信する。   The pilot signal received for communication by the mobile communication terminal 10 includes information specifying the sector such as the sector ID, and the sector is also specified when the mobile communication terminal 10 performs communication. Specifically, as a radio wave used for direction estimation, a pilot signal (broadcast signal) periodically transmitted from the cellular base station 20, a positioning signal, or the like is used. When the positioning signal is used for direction estimation, the cellular base station 20 receives control from the mobile communication terminal 10 or a device in the mobile communication network, and the positioning signal is transmitted at regular intervals (for example, 1 Every second).

移動通信端末10は、DHO機能を有している場合(即ち、DHOブランチ数が複数である)、同時に複数のセルラ基地局20及びセクタの電波を受信することができる。   When the mobile communication terminal 10 has a DHO function (that is, there are a plurality of DHO branches), the mobile communication terminal 10 can simultaneously receive radio waves from a plurality of cellular base stations 20 and sectors.

ここで、本発明に係る方向の推定の原理(本実施形態に係る移動通信端末10における方向の推定の概要)について説明する。図2に、セルラ基地局20からの方向と当該方向に応じた移動通信端末10におけるアンテナ利得との関係(アンテナパターン)のグラフを示す。このように、セルラ基地局20の各セクタにおいて電波を送信するために用いられるセクタアンテナとしては、セクタの中心方向が移動通信端末10におけるアンテナ利得がより高くなるような指向性を有する指向性アンテナが用いられる。上記のようなアンテナパターンは基地局設計等にも用いられる既知のパラメータである。   Here, the principle of direction estimation according to the present invention (an outline of direction estimation in the mobile communication terminal 10 according to the present embodiment) will be described. FIG. 2 shows a graph of the relationship (antenna pattern) between the direction from the cellular base station 20 and the antenna gain in the mobile communication terminal 10 corresponding to the direction. Thus, as a sector antenna used for transmitting radio waves in each sector of the cellular base station 20, a directional antenna having a directivity such that the antenna gain in the mobile communication terminal 10 is higher in the central direction of the sector. Is used. The antenna pattern as described above is a known parameter used for base station design and the like.

図3に示すように、2つの隣接したセクタの電波を受信できる位置に移動通信端末10が位置していたものとする。その場合、図4のグラフに示すように、移動通信端末10の(セクタ基地局20からの)方向と各セクタのアンテナパターンとによって、アンテナ利得が一意に決まる。つまり、アンテナパターンが分かれば、各セクタのアンテナ利得の比から、移動通信端末10の方向を推定することが可能になる。   As shown in FIG. 3, it is assumed that the mobile communication terminal 10 is located at a position where radio waves of two adjacent sectors can be received. In this case, as shown in the graph of FIG. 4, the antenna gain is uniquely determined by the direction of mobile communication terminal 10 (from sector base station 20) and the antenna pattern of each sector. That is, if the antenna pattern is known, the direction of the mobile communication terminal 10 can be estimated from the antenna gain ratio of each sector.

また、移動通信端末10の受信電力は、(セルラ基地局20からの)送信電力、伝搬路損失及びアンテナ利得で決まる。隣接する2つのセクタは同一セルにあるため、伝搬路のシャドウウイングの相関が高く、伝搬路の瞬時変動特性もほとんど同じであるため、伝搬損失はほとんど同じと考えられる。そのため、移動通信端末10が受信した各セクタの信号の平均受信電力の比とアンテナ利得の比は同じと考えられる。   The received power of the mobile communication terminal 10 is determined by the transmission power (from the cellular base station 20), the propagation path loss, and the antenna gain. Since two adjacent sectors are in the same cell, the correlation of the shadow wing of the propagation path is high, and the instantaneous fluctuation characteristics of the propagation path are almost the same, so the propagation loss is considered to be almost the same. Therefore, it is considered that the ratio of the average received power of the signal of each sector received by the mobile communication terminal 10 and the ratio of the antenna gain are the same.

つまり、Pを平均送信電力、Gをアンテナ利得、Hを平均伝搬損失、Pを平均受信電力とすると、以下の式が成り立つ。

Figure 0005323423

そして、隣接する2つのセクタにおいて、同一端末に対する送信電力が同じであると仮定すると、PT1=PT2となる。また、伝搬損出も同じと考えられるのでH=Hとなる。つまり、
Figure 0005323423

が成り立つ。なお、ここで、PT1、G、H、PR1は、それぞれ、隣接する2つのセクタの一方のセクタの平均送信電力、アンテナ利得、平均伝搬損失、平均受信電力である。また、PT2、G、H、PR2は、それぞれ、隣接する2つのセクタの他方のセクタの平均送信電力、アンテナ利得、平均伝搬損失、平均受信電力である。従って、移動通信端末10における、2つのセクタ間の平均受信電力比が求まれば、図4に示す、セルラ基地局20からの移動通信端末10の方向とセルラ基地局の隣接する2つのセクタからの電波の移動通信端末10におけるアンテナ利得との関係を利用して、移動通信端末10の方向の推定が可能になる。 In other words, the average transmission power P T, antenna gain and G, average propagation loss H, when the average received power P R, the following equation holds.
Figure 0005323423

Assuming that the transmission power for the same terminal is the same in two adjacent sectors, P T1 = P T2 . Further, since propagation loss is considered to be the same, H 1 = H 2 . That means
Figure 0005323423

Holds. Here, P T1 , G 1 , H 1 , PR 1 are the average transmission power, antenna gain, average propagation loss, and average reception power of one of the two adjacent sectors, respectively. P T2 , G 2 , H 2 , and PR 2 are the average transmission power, antenna gain, average propagation loss, and average reception power of the other two adjacent sectors, respectively. Therefore, if the average received power ratio between two sectors in the mobile communication terminal 10 is obtained, the direction of the mobile communication terminal 10 from the cellular base station 20 and the two sectors adjacent to the cellular base station shown in FIG. The direction of the mobile communication terminal 10 can be estimated using the relationship between the antenna gain of the radio communication terminal 10 and the antenna gain.

上記の平均受信電力比を求めるためには、通常、セルラ基地局20における各セクタの平均受信電力を測定する必要がある。本発明においては、容易に測定を行うために、この平均受信電力を測定せずに、複数の電波の受信状態を利用して2つのセクタ間の平均受信電力比を推定することが望ましい。DHO機能を有する端末であれば、DHO情報により得られる各セクタのセクタIDを利用してもよい。   In order to obtain the above average received power ratio, it is usually necessary to measure the average received power of each sector in the cellular base station 20. In the present invention, in order to perform measurement easily, it is desirable to estimate the average received power ratio between two sectors using the reception state of a plurality of radio waves without measuring the average received power. If the terminal has a DHO function, the sector ID of each sector obtained from the DHO information may be used.

無線信号は、伝搬路上にある障害物によって、電波が反射、散乱、回折を受け、図5のグラフに示す信号の変動イメージのように、信号電力は時間軸上で確率的に変動する(フェージング)。なお、図5のグラフは、横軸が時間軸であり、縦軸が信号電力であり、平均信号電力がそれぞれ異なる2つの信号(電波)a,bを示したものである(平均信号電力は、図5のグラフ中の直線で示されている)。2つのセクタからの信号を受信し、電力が大きい信号を受信信号として選択する場合を考える。信号がフェージングを受けた場合、それぞれの受信確率(選択確率)は、フェージングの性質とそれぞれの平均信号電力によって決まる。その性質によって、信号の受信確率が求まれば、フェージングの性質から、その平均電力比を推定することが可能になる。   Radio signals are reflected, scattered, and diffracted by obstacles on the propagation path, and signal power varies stochastically on the time axis as shown in the signal fluctuation image shown in the graph of FIG. 5 (fading). ). In the graph of FIG. 5, the horizontal axis is the time axis, the vertical axis is the signal power, and the average signal power indicates two signals (radio waves) a and b (average signal power is , Indicated by a straight line in the graph of FIG. Consider a case in which signals from two sectors are received and a signal with high power is selected as a received signal. When a signal undergoes fading, each reception probability (selection probability) is determined by the nature of fading and the respective average signal power. If the signal reception probability is obtained by the property, the average power ratio can be estimated from the fading property.

平均電力σの信号がフェージングを受けた場合に、信号振幅がvとなる確率密度関数p(v)は以下の式となる。

Figure 0005323423

ここで、dは直接波の振幅、Iは第1種0次ベッセル関数、d/2σはフェージングのライス係数Kである。そして、その包絡線の確率分布関数P(V)は以下の式となる。
Figure 0005323423

ここで、Vは信号振幅、Dは直接波の振幅、I(k=0〜∞)は第1種k次ベッセル関数、Γ(x)はガンマ関数である。 When the signal having the average power σ 2 is fading, the probability density function p (v) at which the signal amplitude is v is expressed by the following equation.
Figure 0005323423

Here, d is the amplitude of the direct wave, I 0 is the first kind 0th-order Bessel function, and d 2 / 2σ 2 is the fading Rice coefficient K. And the probability distribution function P (V) of the envelope is as follows.
Figure 0005323423

Here, V is the signal amplitude, D is the amplitude of the direct wave, I k (k = 0 to ∞) is the first kind k-order Bessel function, and Γ (x) is the gamma function.

平均電力がそれぞれσとrσである信号a,bが存在して(rは信号aの信号bに対する平均電力比である)それぞれ同じ性質のフェージングを独立に受けた場合、信号bの振幅が信号aより大きくなる確率分布関数は以下の式となる。

Figure 0005323423

ここで、P(V),P(V)は、それぞれ信号a,bの確率分布関数P(V)である。 When there are signals a and b whose average powers are σ 2 and rσ 2 (r is the average power ratio of signal a to signal b), respectively, and when fading of the same property is independently received, the amplitude of signal b The probability distribution function that becomes larger than the signal a is as follows.
Figure 0005323423

Here, P a (V) and P b (V) are probability distribution functions P (V) of the signals a and b, respectively.

上記の確率分布関数は、信号a,bの平均電力比rとライス係数の関数とみなすことが可能である。つまり、信号aが受信される確率(信号aの受信電力が信号bの受信電力よりも上回って信号aが選択される確率)は、2つの信号の平均電力比およびフェージングの性質から決められる。そして、上記関数の逆関数を求めれば、信号aの受信確率とフェージングの性質から信号の平均電力比を求めることが可能になる。   The probability distribution function can be regarded as a function of the average power ratio r of the signals a and b and the Rice coefficient. That is, the probability that the signal a is received (the probability that the signal a is selected because the received power of the signal a exceeds the received power of the signal b) is determined from the average power ratio of the two signals and the nature of fading. If the inverse function of the above function is obtained, the average power ratio of the signal can be obtained from the reception probability of the signal a and the nature of fading.

また、逆関数を求めることが困難な場合は、計算機シミュレーションを用いて平均電力比と受信確率の関係を求めてもよい。図6のグラフに、計算機シミュレーションで求められた、信号aの受信確率(a>bの確率)と、フェージングの性質(ライス係数)、及び信号a,bの平均電力比の関係を示す。信号aの受信確率から、aとbの平均受信電力比(信号aの平均受信電力の信号bの平均受信電力に対する比)を推定することが可能になる。推定された平均受信電力比から、図4のグラフに示した方向と2つのセクタのアンテナ利得との関係に基づいて、移動通信端末10の方向を推定することができる。なお、後述する説明では、受信確率が大きい信号aに係るセクタをメインセクタと呼び、受信確率が小さい信号bに係るセクタをサブセクタと呼ぶ。以上が、本発明に係る方向の推定の原理である。   When it is difficult to obtain an inverse function, the relationship between the average power ratio and the reception probability may be obtained using computer simulation. The graph of FIG. 6 shows the relationship between the reception probability of the signal a (probability of a> b), the fading property (Rice coefficient), and the average power ratio of the signals a and b, obtained by computer simulation. From the reception probability of the signal a, it is possible to estimate the average received power ratio of a and b (ratio of the average received power of the signal a to the average received power of the signal b). From the estimated average received power ratio, the direction of the mobile communication terminal 10 can be estimated based on the relationship between the direction shown in the graph of FIG. 4 and the antenna gains of the two sectors. In the following description, a sector related to the signal a having a high reception probability is called a main sector, and a sector related to the signal b having a low reception probability is called a sub-sector. The above is the principle of direction estimation according to the present invention.

引き続いて、上記の原理に基づいて自端末10の方向を推定する移動通信端末10の機能について説明する。図1に示すように、移動通信端末10は、通信部11と、記憶部12と、受信情報取得部13と、方向推定部14と、精度推定部15とを備えて構成される。なお、移動通信端末10は上記の構成以外にも、移動通信端末10が一般的に備えている構成要素も備えている(図示せず)。   Subsequently, the function of the mobile communication terminal 10 that estimates the direction of the terminal 10 based on the above principle will be described. As shown in FIG. 1, the mobile communication terminal 10 includes a communication unit 11, a storage unit 12, a reception information acquisition unit 13, a direction estimation unit 14, and an accuracy estimation unit 15. In addition to the above configuration, the mobile communication terminal 10 includes components that are generally included in the mobile communication terminal 10 (not shown).

通信部11は、移動体通信を行う手段である。移動体通信を行う機能の一つとして、通信部11は、セルラ基地局20との間で電波を送受信して無線通信を行う。通信部11は、当該機能を用いて、方向を推定するための電波の受信を行う。当該電波の受信は、例えば一定間隔等で複数回行われることが望ましい。当該電波の受信が複数回行われる場合、その間隔はフェージングの変動周期以上の間隔で実施されることが望ましい。当該電波の受信が行われる回数及び受信間隔(測定間隔)は、チューニングパラメータとして予め設定されており、通信部11に記憶されている。   The communication unit 11 is means for performing mobile communication. As one of the functions for performing mobile communication, the communication unit 11 performs radio communication by transmitting and receiving radio waves to and from the cellular base station 20. The communication unit 11 receives radio waves for estimating the direction using the function. The reception of the radio wave is preferably performed a plurality of times at regular intervals, for example. When reception of the radio wave is performed a plurality of times, it is desirable that the interval be performed at an interval equal to or longer than the fading fluctuation period. The number of times radio waves are received and the reception interval (measurement interval) are preset as tuning parameters and are stored in the communication unit 11.

移動通信端末10は、上述したようにセル及びセクタの電波を受信することができる。通信部11は、受信された複数の電波のうち、受信電力が最も高かった電波を、方向の推定のために受信された電波(観測された電波)として扱う。通信部11は、あるいは、受信された複数の電波全て(あるいは一定以上の受信電力であった電波全て)を、方向の推定のために受信された電波(観測された電波)として扱うこととしてもよい。通信部11は、受信された電波(観測された電波)の情報を、セルラ基地局20からの電波の受信状態を示す情報として受信情報取得部13に出力する。受信情報取得部13に出力する情報としては、電波が発信されたセルラ基地局20のセルID、及びセクタのセクタIDである。   The mobile communication terminal 10 can receive radio waves of cells and sectors as described above. The communication unit 11 treats a radio wave having the highest received power among a plurality of received radio waves as a received radio wave (observed radio wave) for direction estimation. Alternatively, the communication unit 11 may treat all of a plurality of received radio waves (or all radio waves that have received power above a certain level) as received radio waves (observed radio waves) for direction estimation. Good. The communication unit 11 outputs information on the received radio waves (observed radio waves) to the reception information acquisition unit 13 as information indicating a reception state of radio waves from the cellular base station 20. The information output to the reception information acquisition unit 13 includes the cell ID of the cellular base station 20 from which the radio wave is transmitted and the sector ID of the sector.

記憶部12は、セルラ基地局20からの方向と当該方向における移動通信端末10の電波の受信状態との、電波の指向性に基づく関係を示す情報を記憶した手段である。電波の指向性は、具体的には上述したアンテナパターンに相当する。上記の関係を示す情報は、上述した原理に基づいて移動通信端末10の方向を推定するために用いられる情報である。記憶部12は、上述した原理に応じた、2つの発信方向(2つのセクタ)の電波に応じた上記関係を記憶している。具体的には、まず、記憶部12は、図6のグラフに示すような、2つのセクタの電波の移動通信端末10における受信確率と、2つのセクタの電波の平均(受信)電力比との関係を示す情報を保持している。この情報は、上述した受信確率から上記の平均電力比を算出するための情報である。なお、この情報は、上述したように例えば、計算機シミュレーションによって得ることができる。また、上記の関係を示す情報は、フェージングの性質に応じたものであり、フェージングの性質を示すライス係数K毎に記憶される。   The storage unit 12 is a unit that stores information indicating a relationship based on radio wave directivity between a direction from the cellular base station 20 and a radio wave reception state of the mobile communication terminal 10 in the direction. Specifically, the directivity of radio waves corresponds to the antenna pattern described above. The information indicating the relationship is information used for estimating the direction of the mobile communication terminal 10 based on the principle described above. The storage unit 12 stores the above relationship according to radio waves in two transmission directions (two sectors) according to the principle described above. Specifically, first, the storage unit 12 stores the probability of reception of radio waves in two sectors at the mobile communication terminal 10 and the average (reception) power ratio of radio waves in the two sectors as shown in the graph of FIG. It holds information indicating the relationship. This information is information for calculating the above average power ratio from the above reception probability. This information can be obtained, for example, by computer simulation as described above. Further, the information indicating the above relationship is in accordance with the fading property and is stored for each rice coefficient K indicating the fading property.

記憶部12は、また、図7のグラフに示すような、2つの隣接するセクタの電波のアンテナの利得比と、アンテナ方向(セクタの中心方向)からの(移動通信端末10が位置する)角度との関係を示す情報を保持している。図7のグラフは、一方のセクタ(電波aに係るセクタ)の中心から隣接するセクタ(電波bに係るセクタ)方向への角度を示したものである。図7のグラフは中心角が60°のセクタに対応するグラフである。この関係は、図4のグラフに示すような、それぞれのセクタにおけるアンテナパターンから算出することができる。この情報は、上述した平均電力比から自端末10の方向を算出するための情報である。   The storage unit 12 also has an antenna gain ratio of radio waves of two adjacent sectors and an angle (where the mobile communication terminal 10 is located) from the antenna direction (sector central direction) as shown in the graph of FIG. Holds information indicating the relationship between The graph of FIG. 7 shows the angle from the center of one sector (sector related to the radio wave a) to the adjacent sector (sector related to the radio wave b). The graph of FIG. 7 is a graph corresponding to a sector having a central angle of 60 °. This relationship can be calculated from the antenna pattern in each sector as shown in the graph of FIG. This information is information for calculating the direction of the terminal 10 from the above average power ratio.

受信情報取得部13は、自端末10の電波の受信状態を示す情報を取得する受信情報取得手段である。受信情報取得部13は、上述したように、通信部11によって受信(観測)された電波に係るセルラ基地局20のセルID、及びセクタのセクタIDを、上記の受信状態を示す情報として通信部11から入力する。通信部11が複数回の電波の受信を行う場合は、受信情報取得部13は、自端末10の複数回にわたる電波の受信状態を示す情報を取得する。   The reception information acquisition unit 13 is a reception information acquisition unit that acquires information indicating the reception state of the radio wave of the terminal 10 itself. As described above, the reception information acquisition unit 13 uses the cell ID of the cellular base station 20 and the sector ID of the sector related to the radio wave received (observed) by the communication unit 11 as information indicating the reception state. 11 is input. When the communication unit 11 receives a plurality of times of radio waves, the reception information acquisition unit 13 acquires information indicating the reception state of the radio waves of the terminal 10 a plurality of times.

受信情報取得部13は、通信部11から入力された情報に基づいて、図8(a)に示すようなセクタID毎の電波の受信回数(観測回数)の情報を生成する。受信情報取得部13は、通信部11から入力された情報から、特定のセルラ基地局20の隣接する2つのセクタの電波毎の情報を選択することによって、図8(a)に示す情報を生成する。上記の特定のセルラ基地局20は、自端末10の方向の推定の基点となるセルラ基地局20である。通信部11から入力された情報に複数のセルラ基地局20からの信号に係る情報が含まれていた場合は、例えば、情報の数が最も多いセルラ基地局20の情報を選択する。   Based on the information input from the communication unit 11, the reception information acquisition unit 13 generates information on the number of receptions (number of observations) of radio waves for each sector ID as illustrated in FIG. The reception information acquisition unit 13 generates information illustrated in FIG. 8A by selecting information for each radio wave of two adjacent sectors of the specific cellular base station 20 from the information input from the communication unit 11. To do. The specific cellular base station 20 is the cellular base station 20 that is a base point for estimating the direction of the terminal 10 itself. When information related to signals from a plurality of cellular base stations 20 is included in the information input from the communication unit 11, for example, information on the cellular base station 20 having the largest number of information is selected.

また、3つ以上のセクタの信号に係る情報が含まれていた場合、受信情報取得部13は、方向の推定に用いる2つのセクタの電波を受信状態に基づいて特定する。具体的には例えば、受信情報取得部13は、観測回数が最多のセクタをメインセクタとして、その両隣のセクタから、観測回数が多い方をサブセクタとする。また、受信された電波からRTTを測定して、測定されたRTT値が最も小さいセクタをメインセクタとして、その両隣のセクタから、RTT値が小さい方をサブセクタとしてもよい。また、測定されたRTT値が最も小さいセクタをメインセクタとして、その両隣のセクタから、観測回数が多い方をサブセクタとしてもよい。観測回数が最多のセクタをメインセクタとして、その両隣のセクタから、RTT値が小さい方をサブセクタとしてもよい。なお、受信情報取得部13は予めセクタの隣接関係を示す情報を記憶しており、その情報に基づいて、方向の推定に用いる電波に係るセクタの上記の選択を行う。また、上記のようにRTTを用いたセクタの特定を行う場合は、移動通信端末10(の通信部11及び受信情報取得部13)は、RTTを測定する機能を有している。   Further, when information related to signals of three or more sectors is included, the reception information acquisition unit 13 specifies radio waves of two sectors used for direction estimation based on the reception state. Specifically, for example, the reception information acquisition unit 13 sets the sector with the largest number of observations as the main sector, and sets the sector with the larger number of observations as the sub-sector from the adjacent sectors on both sides. Alternatively, the RTT may be measured from the received radio wave, and the sector with the smallest measured RTT value may be used as the main sector, and the sector with the smallest RTT value from the adjacent sectors may be used as the sub-sector. Alternatively, the sector having the smallest measured RTT value may be set as the main sector, and the sector having the larger number of observations from the sectors adjacent to the sector may be set as the sub sector. The sector with the highest number of observations may be set as the main sector, and the sector with the smaller RTT value from the adjacent sectors may be set as the sub-sector. The reception information acquisition unit 13 stores information indicating the adjacent relationship between sectors in advance, and performs the above selection of sectors related to radio waves used for direction estimation based on the information. Moreover, when specifying the sector using RTT as mentioned above, the mobile communication terminal 10 (the communication part 11 and the received information acquisition part 13) has a function which measures RTT.

受信情報取得部13は、生成した図8(a)に示すようなセクタID毎の電波の受信回数(観測回数)の情報から、図8(b)に示すセクタID毎の電波の観測確率(受信確率)を算出する。観測確率は、セクタID毎の電波の観測回数を、セクタID毎の電波の観測回数の和で除算することによって行われる。   The reception information acquisition unit 13 generates the radio wave observation probability for each sector ID shown in FIG. 8B from the generated information on the number of times radio waves are received for each sector ID as shown in FIG. Reception probability). The observation probability is determined by dividing the number of radio wave observations for each sector ID by the sum of the number of radio wave observations for each sector ID.

受信情報取得部13は、算出した観測確率から、自端末10の2つのセクタの電波の受信強度の比を算出する。受信強度の比は、2つのセクタの電波の、上述した平均(受信)電力比である。受信情報取得部13は、記憶部12に記憶された、図6のグラフに示した2つのセクタの電波の移動通信端末10における受信確率と2つのセクタの電波の平均(受信)電力比との関係を示す情報を参照して、平均電力比を算出する。ここで、受信情報取得部13は、観測確率の大きいセクタを自端末10のメインセクタとする。即ち、受信情報取得部13は、観測確率が高い方のセクタの電波を図6のグラフにおける電波aとして(観測確率が低い方のセクタの電波を図6のグラフにおける電波bとして)、平均電力比を算出する。図8(b)の例では、セクタIDが“4”のセクタをメインセクタとして方向推定が行われる。   The reception information acquisition unit 13 calculates the ratio of the radio wave reception intensity of the two sectors of the terminal 10 from the calculated observation probability. The ratio of the reception intensity is the above-described average (reception) power ratio of the radio waves of the two sectors. The reception information acquisition unit 13 stores the reception probability of the radio waves of the two sectors stored in the storage unit 12 in the mobile communication terminal 10 shown in the graph of FIG. 6 and the average (reception) power ratio of the radio waves of the two sectors. The average power ratio is calculated with reference to the information indicating the relationship. Here, the reception information acquisition unit 13 sets a sector having a high observation probability as the main sector of the terminal 10 itself. That is, the reception information acquisition unit 13 uses the radio wave of the sector with the higher observation probability as the radio wave a in the graph of FIG. 6 (the radio wave of the sector with the lower observation probability as the radio wave b in the graph of FIG. 6), and average power Calculate the ratio. In the example of FIG. 8B, direction estimation is performed using the sector with the sector ID “4” as the main sector.

上記の平均電力比を算出の際には、受信情報取得部13は、ライス係数を設定して、ライス係数に応じた関係を用いる。設定されるライス係数は、例えば、移動体通信網に応じて予めユーザ等によって入力されていてもよい。例えば、ライス係数が0(レイリーフェージング)に設定される場合は、図8(b)の例では、セクタID“4”のセクタとセクタID“3”のセクタの信号平均電力比は、約5.5dBとなる。また、上述した平均受信電力比とアンテナ利得の比は同じとの考え方により、セクタID“4”のセクタとセクタID“3”のセクタの信号平均電力比も、5.5dBとなる。   When calculating the above average power ratio, the reception information acquisition unit 13 sets a Rice coefficient and uses a relationship according to the Rice coefficient. The set rice coefficient may be input in advance by a user or the like according to the mobile communication network, for example. For example, when the Rice coefficient is set to 0 (Rayleigh fading), in the example of FIG. 8B, the signal average power ratio between the sector with sector ID “4” and the sector with sector ID “3” is about 5 .5 dB. Further, the signal average power ratio of the sector with sector ID “4” and the sector with sector ID “3” is 5.5 dB based on the idea that the average reception power ratio and the antenna gain ratio are the same.

上記のライス係数の設定は、セルラ基地局20(セル)毎に事前にチューニングした固有の値を用いてもよい。その場合、受信情報取得部13は、セルラ基地局20に係るセルIDとライス係数との対応関係を示す情報を予め記憶している。受信情報取得部13は、通信部11に受信された信号に含まれるセルIDから、上記の対応関係を示す情報に基づいてライス係数を設定する。   For the above-described setting of the rice coefficient, a unique value tuned in advance for each cellular base station 20 (cell) may be used. In that case, the reception information acquisition unit 13 stores in advance information indicating the correspondence between the cell ID and the Rice coefficient related to the cellular base station 20. The reception information acquisition unit 13 sets a rice coefficient from the cell ID included in the signal received by the communication unit 11 based on the information indicating the correspondence relationship.

また、ライス係数の設定は、市街でA、近郊でB、郊外でCといった伝搬環境ごとに設定することとしてもよい。その場合、例えば、伝搬環境とライス係数との対応関係を示す情報を予め記憶している。また、受信情報取得部13は、セルIDと伝搬環境との対応関係を示す情報を予め記憶しており、通信部11に受信された信号に含まれるセルIDから、上記の対応関係を示す情報に基づいて伝搬環境及びライス係数を設定する。また、ライス係数は、全てのセルラ基地局20(セル)において統一した値を用いてもよい。それ以外の方法を用いてもよい。   Also, the Rice coefficient may be set for each propagation environment such as A in the city, B in the suburbs, and C in the suburbs. In that case, for example, information indicating the correspondence between the propagation environment and the Rice coefficient is stored in advance. The reception information acquisition unit 13 stores information indicating the correspondence relationship between the cell ID and the propagation environment in advance, and information indicating the above correspondence relationship from the cell ID included in the signal received by the communication unit 11. The propagation environment and the rice coefficient are set based on The Rice coefficient may be a unified value for all cellular base stations 20 (cells). Other methods may be used.

受信情報取得部13は、算出した平均電力比の情報を方向推定部14に出力する。なお、平均電力比の算出は、図6のグラフの関係を必ずしも用いる必要はなく、上述したような式を予め受信情報取得部13に記憶させておき、当該式により数学的(演繹的)に導出することとしてもよい。   The reception information acquisition unit 13 outputs the calculated average power ratio information to the direction estimation unit 14. Note that the calculation of the average power ratio does not necessarily use the relationship of the graph of FIG. 6. The above-described equation is stored in the reception information acquisition unit 13 in advance, and mathematically (a priori) by the equation. It may be derived.

また、受信情報取得部13が平均電力比の算出に用いる関係は、図6に示したような計算機シミュレーションによって求められたものでなくてもよく、例えば、図9に示したような線形近似したものを用いてもよい(その場合、記憶部12には線形近似した関係が記憶されている)。この場合、推定方向の算出が容易になるが、方向推定の精度が劣化する場合がある。ここで、線形近似に用いる関数はチューニングによって最大値(受信確率が100%になるときの平均電力比)を特定してそれに基づいて算出してもよい。この関数は、受信確率が50%のときに平均電力比が1となるような関数である。チューニング方法としては、例えば、複数の最大値を用いて算出した関数(受信確率と平均電力比との関係)を用意して、方向推定精度が最もよいものとする。   Further, the relationship used by the reception information acquisition unit 13 for calculating the average power ratio may not be obtained by the computer simulation as shown in FIG. 6, for example, linear approximation as shown in FIG. (In this case, the storage unit 12 stores a linear approximation relationship). In this case, the estimation direction can be easily calculated, but the accuracy of the direction estimation may deteriorate. Here, the function used for the linear approximation may be calculated based on the maximum value (average power ratio when the reception probability is 100%) specified by tuning. This function is such that the average power ratio is 1 when the reception probability is 50%. As a tuning method, for example, a function (relationship between reception probability and average power ratio) calculated using a plurality of maximum values is prepared, and the direction estimation accuracy is the best.

方向推定部14は、受信情報取得部13から入力された情報から、記憶部12に記憶された情報に基づいて、自端末10の方向を推定する方向推定手段である。具体的には、受信情報取得部13から入力された平均電力比の情報から、自端末10の方向を算出する。方向推定部14は、記憶部12に記憶された、図7に示した2つの隣接するセクタの電波のアンテナの利得比とアンテナ方向からの移動通信端末10が位置する角度との関係を参照して、自端末10の方向を算出する。ここで算出する自端末10の方向は、受信情報取得部13においてメインセクタとされたセクタの中心から、もう一方のセクタ方向への角度である。   The direction estimation unit 14 is a direction estimation unit that estimates the direction of the terminal 10 from the information input from the reception information acquisition unit 13 based on the information stored in the storage unit 12. Specifically, the direction of the terminal 10 is calculated from the average power ratio information input from the reception information acquisition unit 13. The direction estimation unit 14 refers to the relationship between the antenna gain ratio of the radio waves of the two adjacent sectors shown in FIG. 7 and the angle at which the mobile communication terminal 10 is located from the antenna direction, stored in the storage unit 12. Then, the direction of the own terminal 10 is calculated. The direction of the own terminal 10 calculated here is an angle from the center of the sector which is the main sector in the reception information acquisition unit 13 to the other sector direction.

図8に示す例(セクタID“4”のセクタとセクタID“3”のセクタの信号平均電力比が5.5dBの場合)では、図7に示すように利得比が5.5dBに対応する角度は約18°の方向に相当することから、方向推定部14は、自端末10がセクタID“4”のセクタの中心方向からセクタID“3”のセクタよりに18°の方向にいると算出する。方向推定部14は、算出した方向を示す情報を、推定結果の情報として出力する。この出力は、例えば、移動通信端末10が更に備える自端末10の位置を推定する手段に対して行われてもよいし、また、ユーザに参照できるように自端末10のディスプレイ等に表示することによって行われてもよい。   In the example shown in FIG. 8 (when the signal average power ratio between the sector with sector ID “4” and the sector with sector ID “3” is 5.5 dB), the gain ratio corresponds to 5.5 dB as shown in FIG. Since the angle corresponds to a direction of about 18 °, the direction estimation unit 14 determines that the terminal 10 is in the direction of 18 ° from the center direction of the sector with the sector ID “4” to the sector with the sector ID “3”. calculate. The direction estimation unit 14 outputs information indicating the calculated direction as information on the estimation result. This output may be performed, for example, on a means for estimating the position of the own terminal 10 further provided in the mobile communication terminal 10 or displayed on the display of the own terminal 10 so that it can be referred to by the user. May be performed.

なお、図7のグラフは中心角が60°のセクタに対応するグラフであるが、セクタの角度毎に異なる情報が用いられてもよい。セクタの角度がセルラ基地局20毎に異なる場合は、方向推定部14は、例えば、セルIDから角度を特定できるようにし、セクタの角度に応じた、アンテナの利得比とアンテナ方向からの移動通信端末10が位置する角度との関係を用いる。   Although the graph of FIG. 7 is a graph corresponding to a sector having a central angle of 60 °, different information may be used for each sector angle. When the sector angle differs for each cellular base station 20, the direction estimation unit 14 can specify the angle from the cell ID, for example, and the mobile communication from the antenna gain ratio and the antenna direction according to the sector angle. The relationship with the angle at which the terminal 10 is located is used.

また、方向推定部14が方向の算出に用いる関係は、図7に示したような2つのセクタのアンテナパターンから求められたものでなくてもよく、例えば、図10に示したような線形近似したものを用いてもよい(その場合、記憶部12には線形近似した関係が記憶されている)。この場合、推定方向の算出が容易になるが、方向推定の精度が劣化する場合がある。ここで、線形近似に用いる関数は、アンテナのフロント−バック比を最大値(アンテナ方向からの角度が0の場合のアンテナの利得比)として、直線の関数を用いてもよい。この関数は、アンテナの角度が2つのセクタ方向の中心方向(図10に示す場合は30°)のときにアンテナの利得比が1となるような関数である。また、線形近似に用いる関数はチューニングで最大値を割り出してもよい。チューニング方法として、例えば、複数の最大値を用いて算出した関数(アンテナ方向からの角度とアンテナの利得比との関係)を用意して、方向推定精度が最もよいものとする。   Further, the relationship used by the direction estimation unit 14 to calculate the direction may not be obtained from the antenna patterns of the two sectors as shown in FIG. 7, for example, a linear approximation as shown in FIG. (In this case, the storage unit 12 stores a linearly approximated relationship). In this case, the estimation direction can be easily calculated, but the accuracy of the direction estimation may deteriorate. Here, the function used for the linear approximation may be a linear function with the antenna front-back ratio as the maximum value (the antenna gain ratio when the angle from the antenna direction is 0). This function is such that the antenna gain ratio is 1 when the angle of the antenna is the central direction of two sector directions (30 ° in the case of FIG. 10). In addition, the function used for linear approximation may determine the maximum value by tuning. As a tuning method, for example, a function (relation between an angle from the antenna direction and the gain ratio of the antenna) calculated using a plurality of maximum values is prepared, and the direction estimation accuracy is the best.

また、上記では2つのセクタは隣接したセルとしていたが、通信部11から入力された情報に隣接したセクタに係る情報が存在しない場合、間隔が最小の2つのセクタを用いて上述した方法によって方向推定してもよい。この場合、記憶部12に記憶された、図7のグラフに示す、2つの隣接するセクタの電波のアンテナの利得比と、アンテナ方向からの(移動通信端末10が位置する)角度との関係を示す情報は、上記の2つのセクタの間隔を考慮したものが用いられる(予め、当該関係は算出して記憶部12に記憶させておく)。また、この場合、方向推定の精度が劣化する場合がある。   In the above description, the two sectors are adjacent cells. However, when there is no information related to the adjacent sector to the information input from the communication unit 11, the direction is determined by the above-described method using the two sectors having the smallest interval. It may be estimated. In this case, the relationship between the antenna gain ratio of the radio waves of two adjacent sectors and the angle from the antenna direction (where the mobile communication terminal 10 is located) shown in the graph of FIG. As the information to be shown, information considering the interval between the two sectors is used (the relationship is calculated and stored in the storage unit 12 in advance). In this case, the accuracy of direction estimation may deteriorate.

精度推定部15は、受信情報取得部13によって取得された自端末10における電波の受信状態を示す情報から、方向推定部14によって推定される自端末10の方向の精度を推定する精度推定手段である。上述した方向の推定では、電波の測定回数(観測回数)及びDHOブランチ数が方向推定の精度に影響を及ぼす。例として、(2つのセクタの電波の)測定回数を10回、DHOブランチ数を1とすると、観測確率の分解能は10%になる。上記では、観測確率が高いセクタをメインセクタとして移動通信端末10の方向推定を行うので、メインセクタにおける観測確率は50%、60%、70%、80%、90%、100%の6パターンになる。図6に示すライス係数が0の場合(レイリーフェージング)のグラフの関係を用いると、100%の場合を除いて、その観測確率から推定される信号平均電力比は図11のグラフの丸で示した箇所に示すように、約1,3,5,7,9倍の5パターンになる。また、図7に示すアンテナの利得比とアンテナ方向からの角度との関係を用いると、これらの信号平均電力比から推定される方向は、図12のグラフの丸で示した箇所に示すように、約30°,22°,17°,14°,12°の5パターンになる。   The accuracy estimation unit 15 is an accuracy estimation unit that estimates the accuracy of the direction of the terminal 10 estimated by the direction estimation unit 14 from the information indicating the reception state of the radio wave in the terminal 10 acquired by the reception information acquisition unit 13. is there. In the direction estimation described above, the number of radio wave measurements (number of observations) and the number of DHO branches affect the accuracy of direction estimation. As an example, if the number of measurements (of radio waves in two sectors) is 10 and the number of DHO branches is 1, the resolution of the observation probability is 10%. In the above, since the direction of the mobile communication terminal 10 is estimated using a sector with a high observation probability as the main sector, the observation probabilities in the main sector are 6 patterns of 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, and 100%. Become. Using the graph relationship when the Rice coefficient shown in FIG. 6 is 0 (Rayleigh fading), the signal average power ratio estimated from the observation probability is indicated by a circle in the graph of FIG. 11 except for the case of 100%. As shown in the figure, there are five patterns of about 1, 3, 5, 7, 9 times. Further, when the relationship between the antenna gain ratio and the angle from the antenna direction shown in FIG. 7 is used, the direction estimated from these signal average power ratios is as shown by the circled portion of the graph of FIG. 5 patterns of about 30 °, 22 °, 17 °, 14 ° and 12 °.

そして、観測確率が100%の場合、推定方向はセクタの中心方向となるため、0°〜観測確率が90%の場合の推定方向12°の間に移動通信端末10が位置していた場合、その分の誤差が生じる。つまり、本実施形態に係る方向推定は、図13に示すようにセクタの中心方向から±θmaxまでの角度範囲が低精度領域、±θmaxからセクタの端までの角度範囲が高精度領域となるという特徴を有する。ここで図13において、αはセクタの中心方向からセクタの端までの角度を、θmaxは、観測確率が100%の次に大きくなる(上記では90%に相当)場合の推定方向のセクタの中心方向から角度をそれぞれ示している。即ち、セクタの中心方向から±θmaxまでの角度範囲に移動通信端末10が位置していたとしても、低い精度でしか方向の推定ができないことを示している。精度推定部15は、この特徴を利用して推定方向に含まれる誤差を、推定される自端末10の方向の精度として推定する(誤差が小さければ精度は高い)。 When the observation probability is 100%, the estimated direction is the center direction of the sector. Therefore, when the mobile communication terminal 10 is located between 0 ° and the estimated direction 12 ° when the observation probability is 90%, The corresponding error occurs. That is, in the direction estimation according to the present embodiment, as shown in FIG. 13, the angle range from the sector center direction to ± θ max is a low accuracy region, and the angle range from ± θ max to the end of the sector is a high accuracy region. It has the characteristic of becoming. Here, in FIG. 13, α is an angle from the center direction of the sector to the end of the sector, and θ max is the sector direction in the estimated direction when the observation probability is next to 100% (corresponding to 90% in the above). Each angle is shown from the center direction. That is, even if the mobile communication terminal 10 is located in an angular range from the center direction of the sector to ± θ max , the direction can be estimated only with low accuracy. The accuracy estimation unit 15 uses this feature to estimate the error included in the estimated direction as the estimated accuracy of the direction of the terminal 10 (the accuracy is high if the error is small).

まず、精度推定部15は、自端末10における電波の受信状態を示す情報として、受信情報取得部13から方向を推定するための電波の受信状態を示す情報の数の情報(即ち、推定の前提あるいは条件となる情報)を取得する。この数は、DHOブランチ数が複数である場合、各回において測定した電波の受信状態を示す情報の数の和である。以下では、DHOブランチ数が1の場合について説明する。測定回数がn(n>1)であった場合、観測確率の分解能が1/nになり、精度推定部15は、測定回数から100%を除く最大観測確率Pmax=(n−1)/nを算出する。精度推定部15は、記憶部12に記憶された、図6のグラフに示した2つのセクタの電波の移動通信端末10における受信確率と2つのセクタの電波の平均(受信)電力比との関係を示す情報を参照して、Pmaxに対応する平均電力比Rmaxを算出する。続いて、精度推定部15は、記憶部12に記憶された、図7に示した2つの隣接するセクタの電波のアンテナの利得比とアンテナ方向からの移動通信端末10が位置する角度との関係を参照して、平均電力比Rmaxに対応する方向θmaxを算出する。 First, the accuracy estimation unit 15 uses information on the number of pieces of information indicating the reception state of radio waves for estimating the direction from the reception information acquisition unit 13 (that is, the premise of estimation) as information indicating the reception state of radio waves at the terminal 10 itself. Alternatively, information as a condition) is acquired. This number is the sum of the numbers of information indicating the radio wave reception state measured each time when there are a plurality of DHO branches. Hereinafter, a case where the number of DHO branches is 1 will be described. When the number of measurements is n (n> 1), the resolution of the observation probability is 1 / n, and the accuracy estimation unit 15 determines the maximum observation probability P max = (n−1) / excluding 100% from the number of measurements. n is calculated. The accuracy estimation unit 15 stores the relationship between the reception probability of the radio waves of the two sectors in the mobile communication terminal 10 and the average (reception) power ratio of the radio waves of the two sectors shown in the graph of FIG. referring to the information indicating the calculated average power ratio R max corresponding to P max. Subsequently, the accuracy estimation unit 15 stores the relationship between the antenna gain ratio of the radio waves of the two adjacent sectors shown in FIG. 7 stored in the storage unit 12 and the angle at which the mobile communication terminal 10 is located from the antenna direction. see, it calculates the direction theta max corresponding to average power ratio R max.

続いて、精度推定部15は、図13に示したようにセクタ幅を2α、セクタ方向を0°とすると、推定方向の高精度領域を、Ah1={α,θmax}及びAh2={−α,−θmax}として算出することができる。精度推定部15は、高精度領域Aに属する推定方向の誤差θEhを、方向推定部14によって推定される自端末10の方向の精度として、高精度領域を測定回数nの半分で割った値として見積もる(算出する)。つまり、

Figure 0005323423

となる。 Subsequently, as shown in FIG. 13, when the sector width is 2α and the sector direction is 0 °, the accuracy estimation unit 15 defines the high accuracy region in the estimation direction as A h1 = {α, θ max } and A h2 = It can be calculated as {−α, −θ max }. Accuracy estimator 15, an error theta Eh of the estimated direction which belongs to the high-precision area A h, as the direction of the accuracy of the terminal 10 estimated by the direction estimating section 14, by dividing the high accuracy region in half the number of measurements n Estimate (calculate) as a value. That means
Figure 0005323423

It becomes.

また、精度推定部15は、推定方向の低精度領域を、セクタ中心方向を含むA=[−θmax,θmax]として算出することができる。精度推定部15は、低精度領域Aの推定方向の誤差θElを、方向推定部14によって推定される自端末10の方向の精度として、最大誤差がθmaxで、平均誤差が最大誤差の半分でθmax/2とする。精度推定部15は、上記算出したA,A,θEh,θElをそれぞれ、自端末10の方向の精度を示す情報としてもよいし、それらを変数とした所定の関数によって精度を示す値を算出して、自端末10の方向の精度を示す情報としてもよい。 Further, the accuracy estimation unit 15 can calculate the low accuracy region in the estimation direction as A l = [− θ max , θ max ] including the sector center direction. The accuracy estimation unit 15 uses the error θ El of the estimated direction of the low accuracy area A 1 as the accuracy of the direction of the terminal 10 estimated by the direction estimation unit 14, and the maximum error is θ max and the average error is the maximum error. The half is θ max / 2. The accuracy estimation unit 15 may use the calculated A h , A l , θ Eh , and θ El as information indicating the accuracy of the direction of the terminal 10 itself, or indicate the accuracy by a predetermined function using these as variables. It is good also as information which calculates a value and shows the precision of the direction of self-terminal 10.

精度推定部15は、算出した、方向推定部14によって推定される自端末10の方向の精度を示す情報を出力する。出力は、例えば、方向推定部14による出力結果の出力と併せて行われ、ディスプレイ等に表示することによって行われてもよい。なお、精度推定部15は、方向の推定には直接関連しないので、移動通信端末10の構成要素として必ずしも備えられていなくてもよい。   The accuracy estimation unit 15 outputs information indicating the calculated accuracy of the direction of the terminal 10 estimated by the direction estimation unit 14. For example, the output is performed together with the output of the output result by the direction estimation unit 14 and may be performed by displaying the result on a display or the like. The accuracy estimation unit 15 does not have to be directly provided as a component of the mobile communication terminal 10 because it is not directly related to the direction estimation.

また、方向推定誤差の算出法のバリエーションとして、A,A,θEh,θElはそれぞれ重み付けが可能で、重みは各セル及びセクタのチューニングパラメータとしてもよい。また、重みは全セル及びセクタにおいて、統一した値としてもよい。 As a variation of the direction estimation error calculation method, A h , A l , θ Eh , θ El can be weighted, and the weight may be a tuning parameter for each cell and sector. The weight may be a unified value in all cells and sectors.

引き続いて、図14に本実施形態に係る移動通信端末10のハードウェア構成を示す。図14に示すように、移動通信端末10は、CPU(Central Processing Unit)101、RAM(Random Access Memory)102、ROM(Read Only Memory)203、操作部104、無線通信部105、ディスプレイ106及びアンテナ107等のハードウェアにより構成されている。これらの構成要素が動作することにより、上述した機能が発揮される。以上が、移動通信端末10の構成である。   Subsequently, FIG. 14 shows a hardware configuration of the mobile communication terminal 10 according to the present embodiment. As shown in FIG. 14, the mobile communication terminal 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 101, a RAM (Random Access Memory) 102, a ROM (Read Only Memory) 203, an operation unit 104, a wireless communication unit 105, a display 106, and an antenna. It is configured by hardware such as 107. The functions described above are exhibited by the operation of these components. The above is the configuration of the mobile communication terminal 10.

引き続いて、図15のフローチャートを用いて、本実施形態に係る移動通信端末10で実行される方向推定処理(方向推定方法)を説明する。この処理は、移動通信端末10に対して、例えば、ユーザによって自端末10の測位を行うために方向推定処理を開始させる操作がなされたことをトリガとして開始される。また、例えば、移動通信端末10が別の装置から方向推定要求を受信したこと等の上記以外のトリガによって開始されてもよい。   Subsequently, a direction estimation process (direction estimation method) executed by the mobile communication terminal 10 according to the present embodiment will be described using the flowchart of FIG. This process is started by using, for example, an operation to start the direction estimation process for the mobile communication terminal 10 to perform positioning of the terminal 10 by the user. Further, for example, it may be started by a trigger other than the above, such as the mobile communication terminal 10 receiving a direction estimation request from another device.

まず、移動通信端末10では、方向の推定のために通信部11によってセルラ基地局20からの電波が受信され、そのうち受信電力が最も高かった電波が方向の推定のために観測された電波とされる。当該観測は、複数回に渡って行われる。観測された電波に係る情報は、通信部11から受信情報取得部13に出力される(S01、受信情報取得ステップ)。受信情報取得部13では、通信部11から入力された情報に基づいて、各セクタの観測回数を集計して図8(a)に示すようなセクタID毎の観測回数の情報を生成する(S02、受信情報取得ステップ)。この情報は、上述したように同じセルラ基地局20の隣接した2つのセクタの情報である。続いて、受信情報取得部13では、セクタID毎の電波の観測回数の情報から、図8(b)に示すセクタID毎の電波の受信確率が算出される(S03、受信情報取得ステップ)。   First, in the mobile communication terminal 10, a radio wave is received from the cellular base station 20 by the communication unit 11 to estimate the direction, and the radio wave with the highest received power is the radio wave observed for the direction estimation. The The observation is performed multiple times. Information related to the observed radio wave is output from the communication unit 11 to the reception information acquisition unit 13 (S01, reception information acquisition step). Based on the information input from the communication unit 11, the reception information acquisition unit 13 aggregates the number of observations of each sector and generates information on the number of observations for each sector ID as shown in FIG. 8A (S02). Received information acquisition step). This information is information of two adjacent sectors of the same cellular base station 20 as described above. Subsequently, the reception information acquisition unit 13 calculates the reception probability of the radio wave for each sector ID shown in FIG. 8B from the information on the number of radio wave observations for each sector ID (S03, reception information acquisition step).

その一方で、受信情報取得部13によって、受信確率から電波の平均電力比を求めるための関係に係るライス係数が設定される(S04、受信情報取得ステップ)。続いて、受信情報取得部13によって、設定されたライス係数に応じた、記憶部12に記憶された、図6のグラフに示した2つのセクタの電波の移動通信端末10における受信確率と2つのセクタの電波の平均電力比との関係を示す情報が参照される(S05、受信情報取得ステップ)。続いて、受信情報取得部13によって、参照された上記の関係に基づいて、電波の受信確率から2つのセクタの電波の平均電力比が算出される(S06、受信情報取得ステップ)。算出された平均電力比を示す情報は、受信情報取得部13から方向推定部14に出力される。   On the other hand, the reception information acquisition unit 13 sets the Rice coefficient related to the relationship for obtaining the average power ratio of radio waves from the reception probability (S04, reception information acquisition step). Subsequently, the reception information acquisition unit 13 stores the radio wave reception probability at the mobile communication terminal 10 in the two sectors shown in the graph of FIG. 6 and the two reception probabilities stored in the storage unit 12 according to the set Rice coefficient. Information indicating the relationship with the average power ratio of the radio waves in the sector is referred to (S05, reception information acquisition step). Subsequently, the average power ratio of the radio waves of the two sectors is calculated from the reception probability of the radio waves by the reception information acquisition unit 13 based on the referenced relationship (S06, reception information acquisition step). Information indicating the calculated average power ratio is output from the reception information acquisition unit 13 to the direction estimation unit 14.

続いて、方向推定部14によって、受信情報取得部13から入力された平均電力比を示す情報から、自端末10の方向が推定される(S07、方向推定ステップ)。この推定は、記憶部12に記憶された、図7に示した2つの隣接するセクタの電波のアンテナの利得比とアンテナ方向からの移動通信端末10が位置する角度との関係が参照されて行なわれる。算出された方向の情報は、適当な出力が行われる。また、上記の方向の推定と併せて精度推定部15によって、方向推定部14によって推定された方向の精度の推定が行われてもよい(図示せず、精度推定ステップ)。以上が、本実施形態に係る移動通信端末10で実行される方向推定処理である。   Subsequently, the direction estimation unit 14 estimates the direction of the terminal 10 from the information indicating the average power ratio input from the reception information acquisition unit 13 (S07, direction estimation step). This estimation is performed with reference to the relationship between the antenna gain ratio of the radio waves of two adjacent sectors shown in FIG. 7 and the angle at which the mobile communication terminal 10 is located from the antenna direction, stored in the storage unit 12. It is. The calculated direction information is appropriately output. The accuracy of the direction estimated by the direction estimation unit 14 may be estimated by the accuracy estimation unit 15 together with the estimation of the direction (not shown, accuracy estimation step). The above is the direction estimation process executed by the mobile communication terminal 10 according to the present embodiment.

上述したように、本実施形態によれば、セルラ基地局20と移動通信端末10の電波の受信状態との電波の指向性に基づく関係(図2,4,7等に示す関係)に基づいて、移動通信端末10の方向が推定される。電波に基づく、セルラ基地局20からの自端末10の方向の推定を、背景技術の欄で述べたような電波の測定された回数の比を角度の比とするような方法等と比べて、高い精度で行うことができる。   As described above, according to the present embodiment, based on the relationship between the cellular base station 20 and the radio wave reception state of the mobile communication terminal 10 based on the directivity of the radio wave (the relationship shown in FIGS. 2, 4, 7, etc.). The direction of the mobile communication terminal 10 is estimated. Compared with the method of estimating the direction of the terminal 10 from the cellular base station 20 based on the radio wave, the ratio of the number of times the radio wave is measured as described in the background art section, and the like, It can be performed with high accuracy.

また、本実施形態のように複数回に渡る電波の観測に基づいて推定を行うことによって、より精度の高い方向の推定が可能になる。但し、図4に示したような関係を用いて、1回の電波の測定から方向の推定を行うこととしてもよい。   Further, by performing estimation based on observation of radio waves a plurality of times as in the present embodiment, it is possible to estimate the direction with higher accuracy. However, the direction may be estimated from a single radio wave measurement using the relationship shown in FIG.

また、本実施形態のセルラのように複数のセクタ(複数)の電波から、2つのセクタの電波を用いて方向推定を行うこととすれば、方向の推定を適切に行うことができる。更に、本実施形態のように観測回数に基づいて、平均電力比(受信強度の比)を示す情報を算出して、当該平均電力比から方向を推定することとすれば容易に方向を推定することができる。即ち、個々の電波の受信についての受信強度の値を方向の推定に用いる必要がなく、方向の推定を行うことができる。   Moreover, if direction estimation is performed using radio waves of two sectors from radio waves of a plurality of sectors (plurality) as in the cellular of the present embodiment, the direction can be estimated appropriately. Furthermore, if the information indicating the average power ratio (reception intensity ratio) is calculated based on the number of observations as in the present embodiment and the direction is estimated from the average power ratio, the direction is easily estimated. be able to. That is, it is not necessary to use the value of the reception intensity for reception of each radio wave for estimating the direction, and the direction can be estimated.

また、本実施形態のように推定される方向の精度も算出することとすれば、例えば高い精度が得られた場合のみに移動通信端末10の位置の推定に用いるなど、推定される方向の適切な利用に供することができる。   Further, if the accuracy of the estimated direction is calculated as in the present embodiment, the estimated direction is appropriately used, for example, when the accuracy of the mobile communication terminal 10 is estimated only when high accuracy is obtained. Can be used for various purposes.

なお、本実施形態では、移動通信システムのセルラ基地局20を利用して移動通信端末10の方向を推定していたが、必ずしも移動通信システムを利用するものでなくてもよく、何らかの電波の発信源から、当該電波を受信する移動通信端末の方向を推定するものであればよい。   In the present embodiment, the direction of the mobile communication terminal 10 is estimated using the cellular base station 20 of the mobile communication system. However, the mobile communication system may not necessarily be used, and any radio wave transmission may be performed. What is necessary is just to estimate the direction of the mobile communication terminal that receives the radio wave from the source.

上述した実施形態においては、方向推定の主体が方向推定の対象でもある移動通信端末10であったが、必ずしも方向推定の主体が移動通信端末10である必要は無い。例えば、本実施形態に係る方向推定システムは、図16に示すように測位サーバ30であってもよい。測位サーバ30は、例えば、移動体通信網に含まれる装置であり、(複数の)セルラ基地局20と接続されており、セルラ基地局20を介して移動通信端末40と通信を行うことができる。測位サーバ30は、移動通信端末40の方向を推定する装置である。方向の推定は、上述した方法と同様の方法によって行われる。上記の方向の推定は、例えば、測位サーバ30が移動通信端末40の位置を推定する(測位)ために行われる。方向の推定対象となる移動通信端末40は、上述した移動通信端末10と同様の機能を有するが、方向の推定を行うための構成(記憶部12、受信情報取得部13、方向推定部14及び精度推定部15)は有していなくてもよい。また、移動通信端末40は、測位サーバ30が方向を推定するために必要な情報を測位サーバ30に送信する。また、セルラ基地局20は、上述したセルラ基地局20の構成と同様の構成である。   In the embodiment described above, the main body of direction estimation is the mobile communication terminal 10 that is also the target of direction estimation, but the main body of direction estimation is not necessarily the mobile communication terminal 10. For example, the direction estimation system according to the present embodiment may be a positioning server 30 as shown in FIG. The positioning server 30 is, for example, a device included in a mobile communication network, and is connected to (a plurality of) cellular base stations 20 and can communicate with the mobile communication terminal 40 via the cellular base station 20. . The positioning server 30 is a device that estimates the direction of the mobile communication terminal 40. The direction is estimated by the same method as described above. The estimation of the direction is performed, for example, for the positioning server 30 to estimate the position of the mobile communication terminal 40 (positioning). The mobile communication terminal 40 that is the target of direction estimation has the same function as the mobile communication terminal 10 described above, but is configured to estimate the direction (storage unit 12, received information acquisition unit 13, direction estimation unit 14 and The accuracy estimation unit 15) may not be provided. In addition, the mobile communication terminal 40 transmits information necessary for the positioning server 30 to estimate the direction to the positioning server 30. The cellular base station 20 has the same configuration as that of the cellular base station 20 described above.

図16に示すように、測位サーバ30は、送受信部31と、記憶部32と、受信情報取得部33と、方向推定部34と、精度推定部35とを備えて構成される。   As illustrated in FIG. 16, the positioning server 30 includes a transmission / reception unit 31, a storage unit 32, a reception information acquisition unit 33, a direction estimation unit 34, and an accuracy estimation unit 35.

送受信部31は、移動通信端末40との間で情報の送受信を行う手段である。送受信部31は、移動通信端末40から受信した情報を受信情報取得部33に出力する。送受信部31が移動通信端末40から受信する情報(移動通信端末40が測位サーバ30に送信する情報)は、上述した移動通信端末10において通信部11から受信情報取得部13に出力される情報と同様の情報である。また、移動通信端末40からの上記の情報の送信は移動通信端末40側のトリガによって行われてもよいし、送受信部31が移動通信端末40に対して方向の推定を開始する信号を送信して、それに応じて移動通信端末40から上記の情報が送信されるようにしてもよい。   The transmission / reception unit 31 is means for transmitting / receiving information to / from the mobile communication terminal 40. The transmission / reception unit 31 outputs the information received from the mobile communication terminal 40 to the reception information acquisition unit 33. Information received by the transmission / reception unit 31 from the mobile communication terminal 40 (information transmitted from the mobile communication terminal 40 to the positioning server 30) is information output from the communication unit 11 to the reception information acquisition unit 13 in the mobile communication terminal 10 described above. Similar information. The transmission of the information from the mobile communication terminal 40 may be performed by a trigger on the mobile communication terminal 40 side, or the transmission / reception unit 31 transmits a signal for starting direction estimation to the mobile communication terminal 40. Accordingly, the above information may be transmitted from the mobile communication terminal 40 accordingly.

記憶部32は、上述した移動通信端末10の記憶部12と同様の構成である。受信情報取得部33は、情報の入力が送受信部31である点以外は、上述した移動通信端末10の受信情報取得部13と同様の構成である。方向推定部34及び精度推定部35は、それぞれ上述した移動通信端末10の方向推定部14及び精度推定部15と同様の構成である。また、測位サーバ30は、精度推定部15によって、推定された方向から移動通信端末40の位置を推定する手段も備えている(図示せず)。   The storage unit 32 has the same configuration as the storage unit 12 of the mobile communication terminal 10 described above. The reception information acquisition unit 33 has the same configuration as the reception information acquisition unit 13 of the mobile communication terminal 10 described above except that the input of information is the transmission / reception unit 31. The direction estimation unit 34 and the accuracy estimation unit 35 have the same configurations as the direction estimation unit 14 and the accuracy estimation unit 15 of the mobile communication terminal 10 described above, respectively. The positioning server 30 also includes means for estimating the position of the mobile communication terminal 40 from the direction estimated by the accuracy estimation unit 15 (not shown).

図17に測位サーバ30のハードウェア構成を示す。図17に示すように測位サーバ30は、CPU301、主記憶装置であるRAM302及びROM303、通信を行うための通信モジュール304、並びにハードディスク等の補助記憶装置305等のハードウェアを備えるコンピュータを含むものとして構成される。これらの構成要素がプログラム等により動作することにより、上述した測位サーバ30の機能が発揮される。   FIG. 17 shows a hardware configuration of the positioning server 30. As shown in FIG. 17, the positioning server 30 includes a computer including a CPU 301, a RAM 302 and a ROM 303 as main storage devices, a communication module 304 for performing communication, and an auxiliary storage device 305 such as a hard disk. Composed. The functions of the positioning server 30 described above are exhibited when these components are operated by a program or the like.

処理も上述した移動通信端末10における処理と同様に行われる。但し、受信情報取得部33による情報の取得は、移動通信端末40から情報が送信されて送受信部31によって受信されて、送受信部31から受信情報取得部33に当該情報が入力されることにより行われる。上述したように、方向推定の対象でもある移動通信端末40とは別の装置によって、本実施形態に係る方向推定システムが構成されていてもよい。   The processing is also performed in the same manner as the processing in the mobile communication terminal 10 described above. However, the acquisition of information by the reception information acquisition unit 33 is performed when the information is transmitted from the mobile communication terminal 40 and received by the transmission / reception unit 31 and is input from the transmission / reception unit 31 to the reception information acquisition unit 33. Is called. As described above, the direction estimation system according to the present embodiment may be configured by an apparatus different from the mobile communication terminal 40 that is also a target of direction estimation.

引き続いて、上述した一連の移動通信端末10の方向推定を行う処理を(移動通信端末10あるいは測位サーバ30に備えられる)コンピュータに実行させるための方向推定プログラムを説明する。図18に示すように、方向推定プログラム51は、コンピュータが備える記録媒体50に形成されたプログラム格納領域50a内に格納される。   Subsequently, a direction estimation program for causing a computer (provided in the mobile communication terminal 10 or the positioning server 30) to perform the above-described series of processing for estimating the direction of the mobile communication terminal 10 will be described. As shown in FIG. 18, the direction estimation program 51 is stored in a program storage area 50a formed in a recording medium 50 provided in the computer.

方向推定プログラム51は、方向推定処理を統括的に制御するメインモジュール51aと、通信モジュール51bと、記憶モジュール51cと、受信情報取得モジュール51dと、方向推定モジュール51eと、精度推定モジュール51fとを備えて構成される。通信モジュール51b、記憶モジュール51c、受信情報取得モジュール51d、方向推定モジュール51e及び精度推定モジュール51fを実行させることにより実現される機能は、上述した移動通信端末10の通信部11、記憶部12、受信情報取得部13、方向推定部14及び精度推定部15の機能とそれぞれ同様である。   The direction estimation program 51 includes a main module 51a that centrally controls the direction estimation processing, a communication module 51b, a storage module 51c, a received information acquisition module 51d, a direction estimation module 51e, and an accuracy estimation module 51f. Configured. Functions realized by executing the communication module 51b, the storage module 51c, the reception information acquisition module 51d, the direction estimation module 51e, and the accuracy estimation module 51f are the communication unit 11, the storage unit 12, and the reception of the mobile communication terminal 10 described above. The functions of the information acquisition unit 13, the direction estimation unit 14, and the accuracy estimation unit 15 are the same.

なお、方向推定プログラム51は、その一部又は全部が、通信回線等の伝送媒体を介して伝送され、他の機器により受信されて記録(インストールを含む)される構成としてもよい。   The direction estimation program 51 may be configured such that part or all of the direction estimation program 51 is transmitted via a transmission medium such as a communication line, and is received and recorded (including installation) by another device.

本発明の実施形態に係る方向推定システムである移動通信端末の機能構成を示す図である。It is a figure which shows the function structure of the mobile communication terminal which is a direction estimation system which concerns on embodiment of this invention. セルラ基地局からの方向と当該方向に応じた移動通信端末におけるアンテナ利得との関係(アンテナパターン)を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship (antenna pattern) of the direction from a cellular base station, and the antenna gain in the mobile communication terminal according to the said direction. セルラ基地局の2つのセクタとセルラ基地局からの移動通信端末の方向を示す図である。It is a figure which shows the direction of the mobile communication terminal from two sectors and a cellular base station of a cellular base station. セルラ基地局からの移動通信端末の方向と、セルラ基地局の2つのセクタからの電波の移動通信端末におけるアンテナ利得との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the direction of the mobile communication terminal from a cellular base station, and the antenna gain in the mobile communication terminal of the electromagnetic wave from two sectors of a cellular base station. 時刻に応じた、移動通信端末における受信電力の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the reception power in a mobile communication terminal according to time. 平均電力比と受信確率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between average power ratio and reception probability. 2つの隣接するセクタの電波のアンテナの利得比と、アンテナ方向(セクタの中心方向)からの移動通信端末が位置する角度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the gain ratio of the antenna of the radio wave of two adjacent sectors, and the angle at which the mobile communication terminal is located from the antenna direction (center direction of the sector). 受信情報取得部によって取得されるセクタ毎の電波の観測回数、及び観測確率を示す情報である。This is information indicating the number of observations of radio waves for each sector acquired by the reception information acquisition unit and the observation probability. 平均電力比と受信確率との線形近似した関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship which carried out the linear approximation of average power ratio and reception probability. 2つの隣接するセクタの電波のアンテナの利得比と、アンテナ方向(セクタの中心方向)からの移動通信端末が位置する角度との線形近似した関係を示すグラフである。It is a graph which shows the linear approximation relationship of the gain ratio of the antenna of the radio wave of two adjacent sectors, and the angle which a mobile communication terminal is located from an antenna direction (sector center direction). 測定回数が10回だった場合に推定値として算出されえる平均電力比を示したグラフである。It is the graph which showed the average power ratio which can be calculated as an estimated value when the frequency | count of a measurement is 10. 測定回数が10回だった場合に推定値として算出されえるアンテナ方向からの移動通信端末の角度を示したグラフである。It is the graph which showed the angle of the mobile communication terminal from the antenna direction which can be calculated as an estimated value when the frequency | count of a measurement is 10. 本実施形態における、セクタ内の方向推定の低精度範囲を示す図である。It is a figure which shows the low precision range of the direction estimation in a sector in this embodiment. 本発明の実施形態に係る移動通信端末のハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of the mobile communication terminal which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る移動通信端末で実行される処理(方向推定方法)を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process (direction estimation method) performed with the mobile communication terminal which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る方向推定システムである測位サーバの機能構成を示す図である。It is a figure which shows the function structure of the positioning server which is a direction estimation system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る測位サーバのハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of the positioning server which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る方向推定プログラムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the direction estimation program which concerns on embodiment of this invention. 従来の移動通信端末の方法の推定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the estimation of the method of the conventional mobile communication terminal.

符号の説明Explanation of symbols

10…移動通信端末、11…通信部、12…記憶部、13…受信情報取得部、14…方向推定部、15…精度推定部、101…CPU、102…RAM、103…ROM、104…操作部、105…無線通信部、106…ディスプレイ、107…アンテナ、20…セルラ基地局、30…測位サーバ、31…送受信部、32…記憶部、33…受信情報取得部、34…方向推定部、35…精度推定部、301…CPU、302…RAM、303…ROM、304…通信モジュール、305…補助記憶装置、40…移動通信端末、50…記録媒体、50a…プログラム格納領域、51…方向推定プログラム、51a…メインモジュール、51b…通信モジュール、51c…記憶モジュール、51d…受信情報取得モジュール、51e…方向推定モジュール、51f…精度推定モジュール。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Mobile communication terminal, 11 ... Communication part, 12 ... Memory | storage part, 13 ... Received information acquisition part, 14 ... Direction estimation part, 15 ... Accuracy estimation part, 101 ... CPU, 102 ... RAM, 103 ... ROM, 104 ... Operation , 105 ... wireless communication unit, 106 ... display, 107 ... antenna, 20 ... cellular base station, 30 ... positioning server, 31 ... transmission / reception unit, 32 ... storage unit, 33 ... received information acquisition unit, 34 ... direction estimation unit, 35: Accuracy estimation unit 301: CPU 302: RAM 303 ... ROM 304 Communication module 305 Auxiliary storage device 40 Mobile communication terminal 50 Recording medium 50a Program storage area 51 Direction estimation Program, 51a ... main module, 51b ... communication module, 51c ... storage module, 51d ... received information acquisition module, 51e ... direction estimation module Lumpur, 51f ... accuracy estimation module.

Claims (10)

電波の発信源からの移動通信端末の方向を推定する方向推定システムであって、
前記発信源からの方向と当該方向における前記移動通信端末の前記電波の受信状態との、前記電波の指向性に基づく関係を示す情報を記憶した記憶部と、
前記移動通信端末の前記電波の受信状態を示す情報を取得する受信情報取得手段と、
前記受信情報取得手段によって取得された前記電波の受信状態を示す情報から、前記記憶部に記憶された前記関係を示す情報に基づいて、前記方向を推定する方向推定手段と、
を備え、
前記発信源は、2つの発信方向に電波を発信しており、
前記記憶部は、前記2つの発信方向に対する角度と前記2つの発信方向の電波の受信強度の比との関係を示す情報を、前記電波の指向性に基づく関係を示す情報として記憶しており、
前記受信情報取得手段は、予め電波のフェージングの性質に基づく前記2つの発信方向の電波の受信回数の割合と前記2つの発信方向の電波の受信強度の比との関係を示す情報を記憶しておき、前記移動通信端末の、前記2つの発信方向の電波のそれぞれの受信回数を示す情報を取得して、取得した情報に係る前記2つの発信方向の電波の受信回数の割合から当該関係に基づき当該2つの発信方向の電波の受信強度の比を示す情報を算出し、
前記方向推定手段は、前記受信情報取得手段によって取得された前記2つの発信方向の電波の受信強度の比を示す情報から、前記記憶部に記憶された前記関係を示す情報に基づいて前記方向を推定する、方向推定システム。
A direction estimation system that estimates the direction of a mobile communication terminal from a radio wave source,
A storage unit storing information indicating a relationship based on the directivity of the radio wave between the direction from the transmission source and the radio wave reception state of the mobile communication terminal in the direction;
Reception information acquisition means for acquiring information indicating a reception state of the radio wave of the mobile communication terminal;
Direction estimation means for estimating the direction based on information indicating the relationship stored in the storage unit from information indicating the reception state of the radio wave acquired by the reception information acquisition means;
With
The transmission source transmits radio waves in two transmission directions,
The storage unit stores information indicating a relationship between an angle with respect to the two transmission directions and a ratio of reception intensity of radio waves in the two transmission directions as information indicating a relationship based on directivity of the radio waves,
The reception information acquisition means stores in advance information indicating the relationship between the ratio of the number of receptions of radio waves in the two transmission directions based on the nature of radio wave fading and the ratio of the reception intensity of radio waves in the two transmission directions. In addition, the mobile communication terminal acquires information indicating the number of receptions of the radio waves in the two transmission directions, based on the relationship from the ratio of the reception frequency of the radio waves in the two transmission directions according to the acquired information. Calculate information indicating the ratio of the received strength of radio waves in the two outgoing directions,
The direction estimation unit is configured to determine the direction based on information indicating the relationship stored in the storage unit from information indicating a ratio of radio wave reception strengths of the two transmission directions acquired by the reception information acquisition unit. to estimate, direction estimation system.
前記受信情報取得手段は、予めフェージングの性質が異なる複数の、前記2つの発信方向の電波の受信回数の割合と前記2つの発信方向の電波の受信強度の比との関係を示す情報を記憶しておき、当該複数の情報のうち前記発信源に応じた情報を、前記2つの発信方向の電波の受信強度の比を示す情報の算出に用いる請求項1に記載の方向推定システム。  The reception information acquisition unit stores in advance information indicating a relationship between a ratio of the number of receptions of radio waves in the two transmission directions and a ratio of reception strengths of the radio waves in the two transmission directions, which are different in fading nature. The direction estimation system according to claim 1, wherein information corresponding to the transmission source among the plurality of pieces of information is used for calculation of information indicating a ratio of radio wave reception intensity in the two transmission directions. 前記受信情報取得手段によって取得された前記電波の受信状態を示す情報から、前記記憶部に記憶された前記2つの発信方向に対する角度と前記2つの発信方向の電波の受信強度の比との関係を示す情報に基づいて、前記方向推定手段によって推定される前記方向の精度を推定する精度推定手段を更に備える請求項1又は2に記載の方向推定システム。 From the information indicating the reception state of the radio wave acquired by the reception information acquisition means, the relationship between the angle with respect to the two transmission directions stored in the storage unit and the ratio of the reception intensity of the radio waves in the two transmission directions based on the information indicating, direction estimation system according to claim 1 or 2 further comprising a precision estimating means for estimating the direction of the accuracy estimated by the direction estimation means. 前記発信源は、3つ以上の発信方向に電波を発信しており、
前記受信情報取得手段は、前記移動通信端末の、前記3つ以上の発信方向に電波毎の受信状態を示す情報を取得して、当該受信状態に基づいて前記方向の推定に用いる前記2つの発信方向の電波を特定する、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の方向推定システム。
The transmission source transmits radio waves in three or more transmission directions,
The reception information acquisition means acquires information indicating a reception state for each radio wave in the three or more transmission directions of the mobile communication terminal, and uses the two transmissions to estimate the direction based on the reception state Identify the direction of the radio waves,
The direction estimation system according to any one of claims 1 to 3 .
電波の発信源からの移動通信端末の方向を推定する、前記発信源からの方向と当該方向における前記移動通信端末の前記電波の受信状態との、前記電波の指向性に基づく関係を示す情報を記憶した記憶部を備える方向推定システムによる方向推定方法であって、
前記移動通信端末の前記電波の受信状態を示す情報を取得する受信情報取得ステップと、
前記受信情報取得ステップにおいて取得された前記電波の受信状態を示す情報から、前記記憶部に記憶された前記関係を示す情報に基づいて、前記方向を推定する方向推定ステップと、
を含み、
前記発信源は、2つの発信方向に電波を発信しており、
前記記憶部は、前記2つの発信方向に対する角度と前記2つの発信方向の電波の受信強度の比との関係を示す情報を、前記電波の指向性に基づく関係を示す情報として記憶しており、
前記受信情報取得ステップにおいて、前記移動通信端末の、前記2つの発信方向の電波のそれぞれの受信回数を示す情報を取得して、取得した情報に係る前記2つの発信方向の電波の受信回数の割合から、予め記憶した電波のフェージングの性質に基づく前記2つの発信方向の電波の受信回数の割合と前記2つの発信方向の電波の受信強度の比との関係に基づき当該2つの発信方向の電波の受信強度の比を示す情報を算出し、
前記方向推定ステップにおいて、前記受信情報取得ステップにおいて取得された前記2つの発信方向の電波の受信強度の比を示す情報から、前記記憶部に記憶された前記関係を示す情報に基づいて前記方向を推定する、方向推定方法。
Information indicating a direction based on the directivity of the radio wave between the direction from the source and the reception state of the radio wave of the mobile communication terminal in the direction is estimated from the direction of the mobile communication terminal from the radio wave source. A direction estimation method by a direction estimation system including a stored storage unit,
A reception information acquisition step of acquiring information indicating a reception state of the radio wave of the mobile communication terminal;
A direction estimating step for estimating the direction based on information indicating the relationship stored in the storage unit from information indicating the reception state of the radio wave acquired in the reception information acquiring step;
Only including,
The transmission source transmits radio waves in two transmission directions,
The storage unit stores information indicating a relationship between an angle with respect to the two transmission directions and a ratio of reception intensity of radio waves in the two transmission directions as information indicating a relationship based on directivity of the radio waves,
In the reception information acquisition step, the mobile communication terminal acquires information indicating the number of receptions of the radio waves in the two transmission directions, and the ratio of the reception frequency of the radio waves in the two transmission directions according to the acquired information From the relationship between the ratio of the number of receptions of radio waves in the two transmission directions based on the characteristics of radio wave fading stored in advance and the ratio of the reception strengths of the radio waves in the two transmission directions, Calculate information indicating the ratio of received strength,
In the direction estimation step, the direction is determined based on information indicating the relationship stored in the storage unit from information indicating a ratio of radio wave reception strengths in the two transmission directions acquired in the reception information acquisition step. to estimate, direction estimation method.
前記受信情報取得ステップにおいて、予め記憶したフェージングの性質が異なる複数の、前記2つの発信方向の電波の受信回数の割合と前記2つの発信方向の電波の受信強度の比との関係を示す情報のうち前記発信源に応じた情報を、前記2つの発信方向の電波の受信強度の比を示す情報の算出に用いる請求項5に記載の方向推定方法。  In the reception information acquisition step, a plurality of information indicating a relationship between a ratio of the number of receptions of radio waves in the two transmission directions and a ratio of reception strengths of the radio waves in the two transmission directions, which are different in pre-stored fading characteristics The direction estimation method according to claim 5, wherein information corresponding to the transmission source is used for calculation of information indicating a ratio of radio wave reception intensity in the two transmission directions. 前記受信情報取得ステップにおいて取得された前記電波の受信状態を示す情報から、前記記憶部に記憶された前記2つの発信方向に対する角度と前記2つの発信方向の電波の受信強度の比との関係を示す情報に基づいて、前記方向推定ステップにおいて推定される前記方向の精度を推定する精度推定ステップを更に含む請求項5又は6に記載の方向推定方法。 From the information indicating the reception state of the radio wave acquired in the reception information acquisition step, the relationship between the angle with respect to the two transmission directions stored in the storage unit and the ratio of the reception intensity of the radio waves in the two transmission directions is The direction estimation method according to claim 5 or 6 , further comprising an accuracy estimation step of estimating the accuracy of the direction estimated in the direction estimation step based on information to be indicated. 前記発信源は、3つ以上の発信方向に電波を発信しており、
前記受信情報取得ステップにおいて、前記移動通信端末の、前記3つ以上の発信方向に電波毎の受信状態を示す情報を取得して、当該受信状態に基づいて前記方向の推定に用いる前記2つの発信方向の電波を特定する、
ことを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項に記載の方向推定方法。
The transmission source transmits radio waves in three or more transmission directions,
In the reception information acquisition step, the mobile communication terminal acquires information indicating reception states for each radio wave in the three or more transmission directions, and uses the two transmissions for estimation of the direction based on the reception states. Identify the direction of the radio waves,
The direction estimation method according to claim 5 , wherein the direction is estimated.
コンピュータに、電波の発信源からの移動通信端末の方向を推定させる方向推定プログラムであって、
前記発信源からの方向と当該方向における前記移動通信端末の前記電波の受信状態との、前記電波の指向性に基づく関係を示す情報を記憶した記憶機能と、
前記移動通信端末の前記電波の受信状態を示す情報を取得する受信情報取得機能と、
前記受信情報取得機能によって取得された前記電波の受信状態を示す情報から、前記記憶機能によって記憶された前記関係を示す情報に基づいて、前記方向を推定する方向推定機能と、
をコンピュータに実行させ
前記発信源は、2つの発信方向に電波を発信しており、
前記記憶機能は、前記2つの発信方向に対する角度と前記2つの発信方向の電波の受信強度の比との関係を示す情報を、前記電波の指向性に基づく関係を示す情報として記憶しており、
前記受信情報取得機能は、予め電波のフェージングの性質に基づく前記2つの発信方向の電波の受信回数の割合と前記2つの発信方向の電波の受信強度の比との関係を示す情報を記憶しておき、前記移動通信端末の、前記2つの発信方向の電波のそれぞれの受信回数を示す情報を取得して、取得した情報に係る前記2つの発信方向の電波の受信回数の割合から当該関係に基づき当該2つの発信方向の電波の受信強度の比を示す情報を算出し、
前記方向推定機能は、前記受信情報取得機能によって取得された前記2つの発信方向の電波の受信強度の比を示す情報から、前記記憶機能に記憶された前記関係を示す情報に基づいて前記方向を推定する、方向推定プログラム。
A direction estimation program that causes a computer to estimate the direction of a mobile communication terminal from a radio wave source,
A storage function that stores information indicating a relationship based on the directivity of the radio wave between the direction from the transmission source and the radio wave reception state of the mobile communication terminal in the direction;
A reception information acquisition function for acquiring information indicating a reception state of the radio wave of the mobile communication terminal;
A direction estimation function for estimating the direction based on information indicating the relationship stored by the storage function from information indicating a reception state of the radio wave acquired by the reception information acquisition function;
To the computer ,
The transmission source transmits radio waves in two transmission directions,
The storage function stores information indicating a relationship between an angle with respect to the two transmission directions and a ratio of reception intensity of radio waves in the two transmission directions as information indicating a relationship based on directivity of the radio waves,
The reception information acquisition function stores in advance information indicating the relationship between the ratio of the number of receptions of radio waves in the two transmission directions based on the nature of radio wave fading and the ratio of the reception intensity of radio waves in the two transmission directions. In addition, the mobile communication terminal acquires information indicating the number of receptions of the radio waves in the two transmission directions, based on the relationship from the ratio of the reception frequency of the radio waves in the two transmission directions according to the acquired information. Calculate information indicating the ratio of the received strength of radio waves in the two outgoing directions,
The direction estimation function determines the direction based on information indicating the relationship stored in the storage function from information indicating a ratio of radio wave reception strengths of the two transmission directions acquired by the reception information acquisition function. estimated to, the direction estimation program.
前記受信情報取得機能は、予めフェージングの性質が異なる複数の、前記2つの発信方向の電波の受信回数の割合と前記2つの発信方向の電波の受信強度の比との関係を示す情報を記憶しておき、当該複数の情報のうち前記発信源に応じた情報を、前記2つの発信方向の電波の受信強度の比を示す情報の算出に用いる請求項9に記載の方向推定プログラム。  The reception information acquisition function stores in advance information indicating a relationship between a ratio of the number of receptions of radio waves in the two transmission directions and a ratio of reception strengths of the radio waves in the two transmission directions, which have different fading characteristics. The direction estimation program according to claim 9, wherein information corresponding to the transmission source among the plurality of pieces of information is used for calculation of information indicating a ratio of reception intensity of radio waves in the two transmission directions.
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