JP7312147B2 - Base station, program and method for narrowing stay range of mobile terminal - Google Patents
Base station, program and method for narrowing stay range of mobile terminal Download PDFInfo
- Publication number
- JP7312147B2 JP7312147B2 JP2020105646A JP2020105646A JP7312147B2 JP 7312147 B2 JP7312147 B2 JP 7312147B2 JP 2020105646 A JP2020105646 A JP 2020105646A JP 2020105646 A JP2020105646 A JP 2020105646A JP 7312147 B2 JP7312147 B2 JP 7312147B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- radio wave
- wave range
- circular radio
- base station
- circular
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Traffic Control Systems (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Description
本発明は、基地局を用いて、携帯端末を発見する技術に関する。 The present invention relates to technology for discovering a mobile terminal using a base station.
災害時における人命救助を目的として、端末から位置情報を取得するためのガイドラインが公開されている(例えば非特許文献1参照)。ここでは、位置登録に基づく基地局情報と、端末で測位可能なGPS(Global Positioning System)情報とが利用されている。端末は、基地局から放射された電波を検知した際に、基地局との間で位置登録に基づく認証シーケンスを実行し、GPSによって測位した位置情報を基地局へ送信する。この技術によれば、基地局として移動基地局が用いられており、ドローンやヘリコプタ、気球、飛行船のような飛行物体に、基地局機能を搭載したものである。 A guideline for acquiring location information from a terminal has been published for the purpose of saving lives in the event of a disaster (see, for example, Non-Patent Document 1). Here, base station information based on location registration and GPS (Global Positioning System) information that enables positioning by terminals are used. When the terminal detects radio waves emitted from the base station, it executes an authentication sequence based on position registration with the base station, and transmits position information obtained by GPS positioning to the base station. According to this technology, mobile base stations are used as base stations, and base station functions are installed in flying objects such as drones, helicopters, balloons, and airships.
図1は、空中を飛行する移動基地局を表す説明図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram showing a mobile base station flying in the air.
図1によれば、移動基地局1は、GPSによって自らの位置を測位しながら自律的に移動する。このとき、移動基地局1は、携帯端末2を発見するために、電波を放射しながら飛行する。その電波範囲は、電波到達距離を半径とする円状のものとなる。
これに対し、携帯端末2は、ユーザが所持する既存のスマートフォンや携帯電話機のようなものである。携帯端末2も、GPSによって自らの位置(緯度経度)を測位することができる。
According to FIG. 1, a
On the other hand, the
従来、山岳遭難者を発見する際に、ドローンを用いて、自律航法や遠隔操縦を問わず、適切に運航計画を立案する技術がある(例えば特許文献1参照)。この技術によれば、受注データファイルを参照してドローンの出発地と目的地とを特定し、次に、ドローン用航空ネットワークデータベースを参照して出発地から目的地までの飛行ルートからなる運行計画を作成し、運行計画に基づいて飛行するドローンから順次に送信される現在位置を含む状態情報を受信しながら当該ドローンの動態を管理する。
Conventionally, there is a technique for properly planning an operation plan using a drone, regardless of autonomous navigation or remote control, when finding a person in distress in a mountain (see
前述したGPS測位の場合、測位精度は高いが、携帯端末は自ら測位した位置情報を基地局へ送信する必要がある。このとき、携帯端末と基地局との間で認証シーケンスを実行する必要があり、そのための認証設備が必要となるという制約がある。被災地などでは、必ずしも利用者が携帯端末を利用できる環境になく、また、認証設備を事前に準備できないことも想定される。
一方で、携帯端末は、GPSを常時起動し、自らの位置を測位し続けることは、電力を消費してしまう。また、被災地や僻地では、ユーザ自ら携帯端末を操作できない環境にある場合も多い。最終的に、携帯端末のバッテリが完全に切れてしまうと、そのユーザを発見する手段が全く無くなってしまう。
そのために、GPS測位によって携帯端末を発見しようとするとすることは、基地局側の認証設備の問題と、携帯端末側の消費電力の問題とがある。
In the case of the GPS positioning described above, the positioning accuracy is high, but the mobile terminal needs to transmit the position information obtained by positioning itself to the base station. At this time, it is necessary to execute an authentication sequence between the mobile terminal and the base station, and there is a constraint that an authentication facility for that purpose is required. In disaster-stricken areas, etc., it is not always possible to provide an environment in which users can use mobile terminals, and it is also assumed that authentication facilities cannot be prepared in advance.
On the other hand, the mobile terminal consumes power to constantly activate GPS and continuously measure its own position. In addition, in disaster areas and remote areas, there are many cases where users cannot operate mobile terminals by themselves. Ultimately, when the battery of a mobile device dies completely, there is no means of discovering the user.
Therefore, trying to find a mobile terminal by GPS positioning poses a problem of authentication equipment on the side of the base station and a problem of power consumption on the side of the mobile terminal.
一般的に、携帯端末は、基地局から放射される電波の受信を待機すると共に、その電波を検知した際に、基地局へ向けてアクセス信号を送信する。これを用いて、滞在位置が不明な携帯端末を発見するために、基地局自ら、指向性を持ったビーム(電波)範囲を移動させる技術がある。基地局は、広い探索領域を絞り込むべく、網羅的にビーム範囲を移動させていく。基地局が移動基地局である場合、移動基地局自ら、電波を放射し続けながら、その広い探索領域をあたかも塗りつぶすように飛行する。基地局は、携帯端末からアクセス信号の応答を受信した際に、そのビーム範囲内に携帯端末が存在するとみなせる。 In general, a mobile terminal waits to receive radio waves emitted from a base station, and upon detecting the radio waves, transmits an access signal to the base station. Using this, there is a technique in which a base station itself moves a directional beam (radio wave) range in order to find a mobile terminal whose staying position is unknown. The base station comprehensively moves the beam range in order to narrow down the wide search area. If the base station is a mobile base station, the mobile base station itself continues to radiate radio waves and flies as if to paint over the wide search area. When the base station receives an access signal response from the mobile terminal, it can be assumed that the mobile terminal exists within its beam range.
しかしながら、基地局が照射する電波範囲が広いほど、探索結果としての位置範囲も広くなってしまう。一方で、基地局が照射する電波範囲が狭いほど、探索結果としての位置範囲も狭くできるが、網羅的な探索のためにビーム範囲の移動距離が長くなる。移動基地局の場合、その移動基地局の飛行距離が長くならざるを得ない。 However, the wider the range of radio waves emitted by the base station, the wider the position range as a search result. On the other hand, the narrower the radio wave range emitted by the base station, the narrower the position range as a search result can be, but the longer the moving distance of the beam range is for exhaustive search. In the case of a mobile base station, the flying distance of the mobile base station is inevitably long.
そこで、本発明は、携帯端末から応答されるアクセス信号のみを頼りに、当該携帯端末の滞在範囲を絞り込む場合に、基地局のビーム範囲における全体的な移動距離を短くすることができる基地局、プログラム及び方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a base station capable of shortening the overall moving distance in the beam range of the base station when narrowing down the range of stay of the mobile terminal, relying only on the access signal returned from the mobile terminal. The purpose is to provide a program and method.
本発明によれば、携帯端末を発見するべく、電波を放射する基地局において、
第1の半径の第1の円状電波範囲を設定する第1の円状電波範囲設定手段と、
第1の円状電波範囲で携帯端末から信号を受信した場合、検知位置を測位する端末検知手段と、
検知位置を中心として、第1の円状電波範囲の第1の半径から、前記携帯端末の信号を受信できなくなるまで短くした第2の半径の第2の円状電波範囲を設定する第2の円状電波範囲設定手段と、
第2の半径よりも短い第3の半径の第3の円状電波範囲を設定する第3の円状電波範囲設定手段と、
第1の円状電波範囲と第2の円状電波範囲とが重畳しない円周電波範囲の中心円周に沿って、第3の円状電波範囲を放射しながら移動させて探索するビーム移動制御手段と
を有することを特徴とする。
According to the present invention, in order to discover a mobile terminal, in a base station that emits radio waves,
a first circular radio wave range setting means for setting a first circular radio wave range having a first radius;
Terminal detection means for positioning a detection position when a signal is received from a mobile terminal in the first circular radio wave range;
setting a second circular radio wave range with a second radius shortened from the first radius of the first circular radio wave range until the signal of the mobile terminal cannot be received, centering on the detection position; circular radio wave range setting means;
a third circular radio wave range setting means for setting a third circular radio wave range having a third radius shorter than the second radius;
Beam movement control for searching by moving while radiating a third circular radio wave range along the central circumference of the circular radio wave range where the first circular radio wave range and the second circular radio wave range do not overlap. and means.
本発明に基地局における他の実施形態によれば、
基地局は、電波を放射しながら空中を移動する移動基地局であり、
ビーム移動制御手段は、当該移動基地局自らの移動を制御することも好ましい。
According to another embodiment of the base station of the present invention,
A base station is a mobile base station that moves in the air while emitting radio waves.
Preferably, the beam movement control means also controls movement of the mobile base station itself.
本発明に基地局における他の実施形態によれば、
第3の円状電波範囲設定手段は、第3の円状電波範囲の直径を、第2の円状電波範囲設定手段における所定長に合わせることも好ましい。
According to another embodiment of the base station of the present invention,
It is also preferable that the third circular radio wave range setting means match the diameter of the third circular radio wave range with the predetermined length in the second circular radio wave range setting means.
本発明に基地局における他の実施形態によれば、
第2の円状電波範囲設定手段は、設定した第2の円状電波範囲で携帯端末から信号を受信した場合、第2の円状電波範囲設定手段における所定長を長くし、第2の半径を更に短くした第2の円状電波範囲を設定することも好ましい。
According to another embodiment of the base station of the present invention,
The second circular radio wave range setting means increases the predetermined length in the second circular radio wave range setting means when a signal is received from the portable terminal within the set second circular radio wave range, and sets the second radius. It is also preferable to set a second circular radio wave range in which is further shortened.
本発明に基地局における他の実施形態によれば、
第1の円状電波範囲、第2の円状電波範囲、及び、第3の円状電波範囲は、鉛直方向への移動(地上高度)、又は、当該基地局の電波出力(電波到達距離)の制御によって設定することも好ましい。
According to another embodiment of the base station of the present invention,
The first circular radio wave range, the second circular radio wave range, and the third circular radio wave range are the movement in the vertical direction (ground altitude), or the radio wave output of the base station (radio wave reachable distance). It is also preferable to set by controlling the
本発明に基地局における他の実施形態によれば、
第3の円状電波範囲が所定面積以下となる場合、携帯端末の滞在位置が第1の円状電波範囲であるとして探索を終了することも好ましい。
According to another embodiment of the base station of the present invention,
When the third circular radio wave range is less than or equal to the predetermined area, it is also preferable to end the search assuming that the staying position of the mobile terminal is within the first circular radio wave range.
本発明に基地局における他の実施形態によれば、
ビーム移動制御手段は、携帯端末が基地局から放射される電波を検知する起動時点の間のインターバル時間Iと、当該基地局から放射される円状電波範囲の直径Rとを用いて、進行方向への移動速度vを決定することも好ましい。
According to another embodiment of the base station of the present invention,
The beam movement control means uses the interval time I between the start times when the mobile terminal detects radio waves radiated from the base station and the diameter R of the circular radio wave range radiated from the base station to determine the direction of travel. It is also preferred to determine the speed of movement v to .
本発明によれば、携帯端末を発見するべく、電波を放射する基地局に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
第1の半径の第1の円状電波範囲を設定する第1の円状電波範囲設定手段と、
第1の円状電波範囲で携帯端末から信号を受信した場合、検知位置を測位する端末検知手段と、
検知位置を中心として、第1の円状電波範囲の第1の半径から、前記携帯端末の信号を受信できなくなるまで短くした第2の半径の第2の円状電波範囲を設定する第2の円状電波範囲設定手段と、
第2の半径よりも短い第3の半径の第3の円状電波範囲を設定する第3の円状電波範囲設定手段と、
第1の円状電波範囲と第2の円状電波範囲とが重畳しない円周電波範囲の中心円周に沿って、第3の円状電波範囲を放射しながら移動させて探索するビーム移動制御手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
According to the present invention, in order to discover a mobile terminal, in a program that causes a computer installed in a base station that emits radio waves to function,
a first circular radio wave range setting means for setting a first circular radio wave range having a first radius;
Terminal detection means for positioning a detection position when a signal is received from a mobile terminal in the first circular radio wave range;
setting a second circular radio wave range with a second radius shortened from the first radius of the first circular radio wave range until the signal of the mobile terminal cannot be received, centering on the detection position; circular radio wave range setting means;
a third circular radio wave range setting means for setting a third circular radio wave range having a third radius shorter than the second radius;
Beam movement control for searching by moving while radiating a third circular radio wave range along the central circumference of the circular radio wave range where the first circular radio wave range and the second circular radio wave range do not overlap. It is characterized by making a computer function as a means.
本発明によれば、携帯端末を発見するべく、電波を放射する基地局のビーム移動制御方法において、
基地局は、
第1の半径の第1の円状電波範囲を設定する第1のステップと、
第1の円状電波範囲で携帯端末から信号を受信した場合、検知位置を測位する第2のステップと、
検知位置を中心として、第1の円状電波範囲の第1の半径から、前記携帯端末の信号を受信できなくなるまで短くした第2の半径の第2の円状電波範囲を設定する第3のステップと、
第2の半径よりも短い第3の半径の第3の円状電波範囲を設定する第4のステップと、
第1の円状電波範囲と第2の円状電波範囲とが重畳しない円周電波範囲の中心円周に沿って、第3の円状電波範囲を放射しながら移動させて探索する第5のステップと
を実行することを特徴とする。
According to the present invention, in a beam movement control method for a base station that emits radio waves to discover a mobile terminal,
The base station
a first step of setting a first circular radio range of a first radius;
a second step of positioning the detected position when a signal is received from the mobile terminal in the first circular radio wave range;
setting a second circular radio wave range with a second radius shortened from the first radius of the first circular radio wave range until the signal of the mobile terminal cannot be received, centering on the detection position; a step;
a fourth step of setting a third circular radio range with a third radius that is shorter than the second radius;
A fifth circular radio wave range is radiated and moved along the central circumference of the circular radio wave range where the first circular radio wave range and the second circular radio wave range do not overlap each other. It is characterized by executing steps.
本発明の基地局、プログラム及び方法によれば、携帯端末から応答されるアクセス信号のみを頼りに、当該携帯端末の滞在範囲を絞り込む場合に、基地局のビーム範囲における全体的な移動距離を短くすることができる。 According to the base station, the program and the method of the present invention, when narrowing down the range of stay of the mobile terminal by relying only on the access signal returned from the mobile terminal, the overall moving distance in the beam range of the base station is shortened. can do.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図2は、本発明における基地局の機能構成図である。 FIG. 2 is a functional configuration diagram of a base station in the present invention.
基地局1は、携帯端末2と通信可能な基地局機能部101を有する。基地局機能部101は、広域無線通信網に基づくLTE(Long Term Evolution)基地局として説明するが、例えば3G(3rd Generation)、5G(5th Generation)又はWiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)に基づく基地局(例えばLTEにおけるeNB(evolved Node B))であってもよい。勿論、狭域無線通信網に基づく無線LANのアクセスポイントやBluetooth(登録商標)に基づくものであってもよい。
The
図2によれば、基地局1の基地局機能部101が、指向性を持つビーム範囲を移動させながら、滞在位置が不明な携帯端末2を発見しようとする実施形態を表す。携帯端末2は、基地局1から放射される電波の受信を待機すると共に、その電波を検知した際に、基地局1へ向けてアクセス信号を送信する。基地局1は、携帯端末2からのアクセス信号を受信するべく、広い探索領域を絞り込むために網羅的にビーム範囲を移動させていく。これは、特定の通信事業者に依存することなく、携帯端末の滞在範囲を絞り込むことができる。
FIG. 2 shows an embodiment in which the base
図3は、本発明における移動基地局の機能構成図である。 FIG. 3 is a functional configuration diagram of a mobile base station according to the present invention.
図3によれば、基地局1を、自律的に移動可能な移動基地局1とした実施形態を表す。移動基地局1は、滞在位置が不明な携帯端末2を発見するべく、電波を放射しながら空中を移動する。本発明の移動基地局1は、ホバリング探索方式によって空中を移動する。例えば山岳遭難者を捜索する場合、探索領域の上空をホバリングしながら、放射する電波範囲を広狭に変化させて、携帯端末を所持する遭難者の滞在範囲を絞り込んでいく。
そのために、図3の移動基地局1は、図2の基地局1と比較して、自らの移動を駆動するマルチコプタ(移動機能)102と、測位電波を受信して自らの位置を測位する測位部103とを更に搭載する。
FIG. 3 shows an embodiment in which the
Therefore, compared with the
図2及び図3によれば、基地局1は、携帯端末2からのアクセス信号を受信する端末検知部11と、自律的な移動(方向、高度、速度)を制御するビーム移動制御部12と、第1の円状電波範囲設定部13と、第2の円状電波範囲設定部14と、第3の円状電波範囲設定部15とを有する。これら機能構成部は、基地局に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現できる。また、これら機能構成部の処理の流れは、移動制御方法としても理解できる。
尚、これら機能構成部は、当該基地局1に一体的に組み込まれたものであってもよいし、無線によって通信可能な遠隔の制御装置から指示されるものであってもよい。
2 and 3, the
These functional units may be integrally incorporated in the
[第1の円状電波範囲設定部13]
第1の円状電波範囲設定部13は、第1の半径の第1の円状電波範囲を設定する。
[First circular radio wave range setting unit 13]
The first circular radio wave
図4は、第1の円状電波範囲を表す説明図である。
図4によれば、基地局1は、第1の円状電波範囲で放射しながら、空中を移動している。第1の円状電波範囲は、第1の半径R1を電波到達距離とする電波範囲である。このとき、第1の円状電波範囲内に滞在する携帯端末2は、基地局1へ信号を送信することができる。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the first circular radio wave range.
According to FIG. 4, the
[端末検知部11]
端末検知部11は、第1の円状電波範囲で携帯端末からアクセス信号を受信した場合、測位部103によって検知位置を測位する。即ち、基地局1から見て、何れの位置に携帯端末2が存在しているかは不明であるが、少なくとも第1の円状電波範囲内に携帯端末2が滞在していることは確かである。
[Terminal detection unit 11]
When the
[第2の円状電波範囲設定部14]
第2の円状電波範囲設定部14は、検知位置を中心として、第1の半径R1よりも所定長だけ短い第2の半径R2の第2の円状電波範囲を設定する。
所定長=第1の円状電波範囲の半径R1-第2の円状電波範囲の半径R2
[Second circular radio wave range setting unit 14]
The second circular radio wave
Predetermined length=radius R1 of first circular radio wave range−radius R2 of second circular radio wave range
図5は、第2の円状電波範囲を表す説明図である。
図5によれば、携帯端末2の信号を受信した第1の円状電波範囲から、携帯端末2の信号を受信できない第2の円状電波範囲となるまで、半径R(電波到達距離)を短くしていく。
基地局1は、例えば半径R2(<半径R1)の第2の円状電波範囲で放射した際に、携帯端末2から信号を受信した場合、更に所定長を長くし、第2の半径R2を更に短くしていく。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a second circular radio wave range.
According to FIG. 5, from the first circular radio wave range in which the signal of the
For example, when the
基地局1は、第1の円状電波範囲から第2の円状電波範囲を設定するために、鉛直方向へ移動(地上高度)するか、又は、当該基地局の電波出力(電波到達距離)を制御する。例えば、円状電波範囲を狭くする場合、基地局1の電波出力を小さくするか、又は、移動基地局1の場合には地上高度を低くする。これによって、地上へ向けた円状電波範囲の広さを制御する。
In order to set the second circular radio wave range from the first circular radio wave range, the
図6は、第1の円状電波範囲と第2の円状電波範囲との重畳を表す説明図である。
図6によれば、第1の円状電波範囲の中で第2の円状電波範囲が重畳しない電波範囲(リング状電波範囲)に、携帯端末2が滞在していることになる。
また、図6によれば、リング状電波範囲の幅の中心に、中心円周が引かれている。この中心円周は、後述するビーム範囲の移動経路となり、移動基地局1自体の移動経路となる。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing superposition of the first circular radio wave range and the second circular radio wave range.
According to FIG. 6, the
Also, according to FIG. 6, a central circumference is drawn at the center of the width of the ring-shaped radio wave range. This center circumference becomes a movement path of the beam range, which will be described later, and becomes a movement path of the
[第3の円状電波範囲設定部15]
第3の円状電波範囲設定部15は、第2の半径R2よりも短い第3の半径R3の第3の円状電波範囲を設定する。
第1の円状電波範囲の面積<第2の円状電波範囲の面積<第3の円状電波範囲の面積
具体的には、第3の円状電波範囲設定部15は、第3の円状電波範囲の直径D3を、第2の円状電波範囲設定部における所定長に合わせることが好ましい。
第3の円状電波範囲の直径D3
=第1の円状電波範囲の半径R1-第2の円状電波範囲の半径R2
[Third circular radio wave range setting unit 15]
The third circular radio wave
Area of first circular radio wave range<Area of second circular radio wave range<Area of third circular radio wave range It is preferable to match the diameter D3 of the circular radio wave range with the predetermined length in the second circular radio wave range setting section.
Diameter D3 of the third circular radio wave range
= Radius of first circular radio wave range R1 - Radius of second circular radio wave range R2
図7は、第3の円状電波範囲の移動を表す説明図である。
図7によれば、第2の円状電波範囲よりも狭い第3の円状電波範囲が設定されており、第3の円状電波範囲の直径D3は、リング状電波範囲の幅(所定長)となる。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing movement of the third circular radio wave range.
According to FIG. 7, a third circular radio wave range narrower than the second circular radio wave range is set, and the diameter D3 of the third circular radio wave range is the width of the ring-shaped radio wave range (predetermined length ).
[ビーム移動制御部12]
ビーム移動制御部12は、測位部103によって自らの現在位置を認識すると共に、マルチコプタ102に対する方向、高度、速度を制御する。このとき、ビーム移動制御部12は、第3の円状電波範囲で放射しながら、第1の円状電波範囲と第2の円状電波範囲とが重畳しない円周電波範囲(リング状電波範囲)の中心円周に沿って移動する。
[Beam movement control unit 12]
The beam
図8は、携帯端末を検知した第3の円状電波範囲を表す説明図である。
図8によれば、基地局1が第3の円状電波範囲で放射しながら進行している際に、任意の地点(検知地点)で、携帯端末2からのアクセス信号を受信する。その時、その検知位置(緯度経度)を中心として第3の円状電波範囲内に、当該携帯端末2が滞在していると認識する。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a third circular radio wave range in which the mobile terminal is detected.
According to FIG. 8, while the
尚、第3の円状電波範囲が所定面積以下となる場合、携帯端末2の滞在位置が第1の円状電波範囲であるとして探索を終了する。
(第3の円状電波範囲の面積 < 絞り込み要求面積α)
->第1の円状電波範囲を携帯端末2の滞在範囲として終了する。
If the third circular radio wave range is equal to or smaller than the predetermined area, the search is terminated assuming that the
(Area of the third circular radio wave range < Narrowing down required area α)
--> The
尚、図2の場合には、基地局1のアンテナのビーム制御によって、第1の円状電波範囲と第2の円状電波範囲とが重畳しない円周電波範囲(リング状電波範囲)の中心円周に沿って第3の円状電波範囲を移動させる。
これに対し、図3の場合には、移動基地局1自らの移動によって、第3の円状電波範囲を移動させる。
In the case of FIG. 2, the center of the circular radio wave range (ring-shaped radio wave range) where the first circular radio wave range and the second circular radio wave range do not overlap is controlled by the beam control of the antenna of the
On the other hand, in the case of FIG. 3, the movement of the
図9は、ビーム範囲の進行速度と検知可能範囲との関係を表す説明図である。 FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the advancing speed of the beam range and the detectable range.
図9(a)は、ビーム範囲の中心円周の進行速度が遅い場合を表す。
図9(b)は、ビーム範囲の中心円周の進行速度が早い場合を表す。
図9(a)(b)の両方とも、携帯端末2は、基地局1の電波範囲に対して側部に滞在しているとする。
尚、移動基地局1の場合、中心円周の進行について高度は一定に制御されているとする。
FIG. 9(a) shows a case where the advancing speed of the central circumference of the beam range is slow.
FIG. 9(b) shows a case where the traveling speed of the center circumference of the beam range is fast.
In both FIGS. 9A and 9B, it is assumed that the
In the case of the
携帯端末2は、基地局と通信できない圏外時の無線動作として、バッテリの消費を軽減するために、インターバル時間を空けながら、基地局から到来する電波の検知動作を起動する。そのために、携帯端末2の滞在位置によっては、インターバル時間内で、ビーム範囲が通過してしまう場合があり、当然、そのビーム範囲の電波を検知することはできない。
As a wireless operation when the
ここで、以下のような検知可能進行距離dを算出する。
検知可能進行距離d=インターバル時間I×進行速度v
検知可能進行距離dは、基地局1から放射される電波範囲について、進行側に向かう距離が当該検知可能進行距離d以上の場合、検知可能とするものである。即ち、基地局1の電波範囲について、進行側に向かう距離が当該検知可能進行距離dよりも短い場合、携帯端末2は、検知時点に基地局1の電波を受信できない場合が生じる。
Here, the detectable traveling distance d is calculated as follows.
Detectable travel distance d = interval time I x travel speed v
The detectable traveling distance d is defined to be detectable in the range of radio waves emitted from the
図9(a)によれば、ビーム範囲の進行速度が遅いために、検知可能進行距離dも比較的短くなり、側部に滞在する携帯端末も検知される。即ち、側部の携帯端末の滞在位置では、進行側に向かう距離が当該検知可能進行距離d以上となっている。
一方で、図9(b)によれば、ビーム範囲の進行速度が速いために、検知可能進行距離dも比較的長くなり、側部に滞在する携帯端末が検知されない場合が生じる。即ち、側部の携帯端末の滞在位置では、進行側に向かう距離が当該検知可能進行距離dよりも短いためである。
According to FIG. 9(a), since the traveling speed of the beam range is slow, the detectable traveling distance d becomes relatively short, and the portable terminal staying on the side can also be detected. That is, at the staying position of the mobile terminal on the side, the distance toward the traveling side is equal to or greater than the detectable traveling distance d.
On the other hand, according to FIG. 9B, since the traveling speed of the beam range is fast, the detectable traveling distance d is also relatively long, and there are cases where the portable terminal staying at the side is not detected. This is because the distance toward the advancing side is shorter than the detectable traveling distance d at the staying position of the mobile terminal on the side.
図9(a)(b)によれば、基地局1が携帯端末2を確実に検知できる「検知可能進行幅」が明示されている。
図9(a)によれば、ビーム範囲の進行速度が遅いために、検知可能進行距離dが比較的短く、且つ、検知可能進行幅cが比較的長くなる。
一方で、図9(b)によれば、ビーム範囲の進行速度が早いために、検知可能進行距離dが比較的長く、且つ、検知可能進行幅cが比較的短くなる。
According to FIGS. 9A and 9B, the “detectable travel width” with which the
According to FIG. 9A, the traveling speed of the beam range is slow, so the detectable traveling distance d is relatively short and the detectable traveling width c is relatively long.
On the other hand, according to FIG. 9B, the traveling speed of the beam range is fast, so the detectable traveling distance d is relatively long and the detectable traveling width c is relatively short.
このような関係に基づいて、本発明によれば、携帯端末2のインターバル時間を考慮して、探索時間が最小となるようなビーム範囲の移動速度を決定する。即ち、移動基地局1の場合、広い探索領域を、できる限り短い飛行時間で携帯端末を発見するべく、効率良い飛行速度を決定する。
Based on such a relationship, according to the present invention, the movement speed of the beam range is determined with consideration given to the interval time of the
図10は、本発明におけるビーム範囲の進行速度と検知可能範囲とを表す説明図である。
図10によれば、前述したビーム移動制御部12は、携帯端末2が基地局1から放射される電波を検知する起動時点の間のインターバル時間Iと、当該基地局1から放射される円状電波範囲の直径D3とを用いて、進行方向への移動速度vを決定する。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the advancing speed of the beam range and the detectable range in the present invention.
According to FIG. 10, the beam
図10(a)によれば、基地局1から放射される電波範囲の円周に、4頂点が接する正方形(最大面積)を規定できるように移動速度vが決定される。但し、基地局1は、携帯端末2の探索の際、所定方向及び所定高度で空中を進行するものとする。
I:携帯端末が基地局から放射される電波を検知する起動時点の間の
インターバル時間(s)
R:当該基地局から放射される円状電波範囲の直径(m)
v:進行方向への移動速度(m/s)
v=R/(√2・I)
基地局1が、自ら放射する電波範囲の中で、検知可能範囲を最大化(正方形)する移動速度vで移動することによって、1回の飛行によって携帯端末2を発見可能な範囲も最大化することができ、それを繰り返すことによって、全体的な飛行時間も短縮化することができる。
According to FIG. 10A, the movement speed v is determined so as to define a square (maximum area) with four vertices in contact with the circumference of the range of radio waves radiated from the
I: During the startup time when the mobile terminal detects radio waves emitted from the base station
Interval time (s)
R: Diameter (m) of the circular radio range radiated from the base station
v: moving speed in the direction of travel (m/s)
v=R/(√2・I)
By moving at a moving speed v that maximizes (square) the detectable range (square) within the range of radio waves emitted by the
図10(b)によれば、進行方向に対する両側の電波範囲について、以下のように規定する。
検知可能範囲:当該正方形の進行内側の電波範囲(検知可能進行幅cの決定)
検知不明範囲:当該正方形の進行外側の電波範囲
According to FIG. 10(b), the radio wave ranges on both sides with respect to the traveling direction are defined as follows.
Detectable range: Radio wave range inside the progress of the square (decision of detectable progress width c)
Unknown detection range: Radio wave range outside the direction of the square
また、検知可能範囲における検知可能進行幅cは、以下のように算出される。
d(=I・v):インターバル時間Iで進行可能な検知可能進行距離(m)
c:ビーム範囲の進行方向に対して垂直方向となる検知可能進行幅(m)
c=√(R2-d2)
ここで、前述した第3の円状電波範囲の直径D3を、検知可能進行幅cと一致させることも好ましい。
Further, the detectable advance width c in the detectable range is calculated as follows.
d (=I·v): Detectable travel distance (m) that can travel in interval time I
c: Detectable travel width (m) perpendicular to the travel direction of the beam range
c=√(R 2 −d 2 )
Here, it is also preferable to match the diameter D3 of the aforementioned third circular radio wave range with the detectable traveling width c.
基地局1における時間tあたりの探索面積Sは、以下のように算出される。
S=√(R2-d2)・vt=vt√(R2-I2v2)
次に、tに関して変形すると、以下のようになる。
t=S/(v√(R2-I2v2))
次に、tをvに関して微分すると、以下のようになる。
∂t/∂v=S(2I2v2-R2)/(v2(R2-I2v2)3/2)
上式について、∂t/∂v=0のとき、tは最小となり、以下のように表すことができる。
v=R/(√2・I)
この進行速度vで、ビーム範囲を進行させることによって、携帯端末2の飛行距離及び飛行時間を最小化することができる。
The search area S per time t in the
S=√(R 2 −d 2 )·vt=vt√(R 2 −I 2 v 2 )
Next, when transformed with respect to t, it becomes as follows.
t=S/(v√(R 2 −I 2 v 2 ))
Next, differentiating t with respect to v gives:
∂t/∂v=S(2I 2 v 2 −R 2 )/(v 2 (R 2 −I 2 v 2 ) 3/2 )
Regarding the above equation, when ∂t/∂v=0, t is minimized and can be expressed as follows.
v=R/(√2・I)
By advancing the beam range at this traveling speed v, the flight distance and flight time of the
以上、詳細に説明したように、本発明の基地局、プログラム及び方法によれば、携帯端末から応答されるアクセス信号のみを頼りに、当該携帯端末の滞在範囲を絞り込む場合に、基地局のビーム範囲における全体的な移動距離を短くすることができる。基地局から放射するビーム範囲を自律的に移動させることによって、人手を要することなく携帯端末を発見することができる。結果的に、基地局から放射するビーム範囲の移動距離の短縮化によって、携帯端末を発見するまでの時間の短縮化を実現する。 As described in detail above, according to the base station, program and method of the present invention, when narrowing down the range of stay of a mobile terminal based only on the access signal returned from the mobile terminal, the beam of the base station The overall travel distance in range can be shortened. By autonomously moving the beam range emitted from the base station, the mobile terminal can be found without human intervention. As a result, by shortening the moving distance of the beam range emitted from the base station, the shortening of the time until the mobile terminal is found is realized.
前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。 For the various embodiments of the present invention described above, various changes, modifications and omissions within the spirit and scope of the present invention can be easily made by those skilled in the art. The foregoing description is exemplary only and is not intended to be limiting. The invention is to be limited only as limited by the claims and the equivalents thereof.
1 基地局、移動基地局
101 基地局機能部
102 移動機能部(マルチコプタ)
103 測位部
11 端末検知部
12 ビーム移動制御部
13 第1の円状電波範囲設定部
14 第2の円状電波範囲設定部
15 第3の円状電波範囲設定部
2 携帯端末
1 base station,
103
Claims (9)
第1の半径の第1の円状電波範囲を設定する第1の円状電波範囲設定手段と、
第1の円状電波範囲で携帯端末から信号を受信した場合、検知位置を測位する端末検知手段と、
検知位置を中心として、第1の円状電波範囲の第1の半径から、前記携帯端末の信号を受信できなくなるまで短くした第2の半径の第2の円状電波範囲を設定する第2の円状電波範囲設定手段と、
第2の半径よりも短い第3の半径の第3の円状電波範囲を設定する第3の円状電波範囲設定手段と、
第1の円状電波範囲と第2の円状電波範囲とが重畳しない円周電波範囲の中心円周に沿って、第3の円状電波範囲を放射しながら移動させて探索するビーム移動制御手段と
を有することを特徴とする基地局。 At a base station that emits radio waves to discover a mobile terminal,
a first circular radio wave range setting means for setting a first circular radio wave range having a first radius;
Terminal detection means for positioning a detection position when a signal is received from a mobile terminal in the first circular radio wave range;
setting a second circular radio wave range with a second radius shortened from the first radius of the first circular radio wave range until the signal of the mobile terminal cannot be received, centering on the detection position; circular radio wave range setting means;
a third circular radio wave range setting means for setting a third circular radio wave range having a third radius shorter than the second radius;
Beam movement control for searching by moving while radiating a third circular radio wave range along the central circumference of the circular radio wave range where the first circular radio wave range and the second circular radio wave range do not overlap. a base station, comprising:
ビーム移動制御手段は、当該移動基地局自らの移動を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の基地局。 A base station is a mobile base station that moves in the air while emitting radio waves.
2. The base station according to claim 1, wherein said beam movement control means controls movement of said mobile base station itself.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の基地局。 3. The base according to claim 1, wherein the third circular radio wave range setting means matches the diameter of the third circular radio wave range with the predetermined length in the second circular radio wave range setting means. station.
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の基地局。 The second circular radio wave range setting means increases the predetermined length in the second circular radio wave range setting means when a signal is received from the portable terminal within the set second circular radio wave range, and sets the second radius. 4. The base station according to any one of claims 1 to 3, wherein a second circular radio wave range is set by further shortening .
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の基地局。 The first circular radio wave range, the second circular radio wave range, and the third circular radio wave range are the movement in the vertical direction (ground altitude), or the radio wave output of the base station (radio wave reachable distance). 5. The base station according to any one of claims 1 to 4, wherein the setting is performed by the control of .
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の基地局。 6. If the third circular radio wave range is equal to or less than a predetermined area, the search is terminated assuming that the mobile terminal stays in the first circular radio wave range. The base station described in .
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の基地局。 The beam movement control means uses the interval time I between the start times when the mobile terminal detects radio waves radiated from the base station and the diameter R of the circular radio wave range radiated from the base station to determine the direction of travel. 7. A base station according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it determines a moving speed v to .
第1の半径の第1の円状電波範囲を設定する第1の円状電波範囲設定手段と、
第1の円状電波範囲で携帯端末から信号を受信した場合、検知位置を測位する端末検知手段と、
検知位置を中心として、第1の円状電波範囲の第1の半径から、前記携帯端末の信号を受信できなくなるまで短くした第2の半径の第2の円状電波範囲を設定する第2の円状電波範囲設定手段と、
第2の半径よりも短い第3の半径の第3の円状電波範囲を設定する第3の円状電波範囲設定手段と、
第1の円状電波範囲と第2の円状電波範囲とが重畳しない円周電波範囲の中心円周に沿って、第3の円状電波範囲を放射しながら移動させて探索するビーム移動制御手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。 In order to find a mobile terminal, in a program that operates a computer installed in a base station that emits radio waves,
a first circular radio wave range setting means for setting a first circular radio wave range having a first radius;
Terminal detection means for positioning a detection position when a signal is received from a mobile terminal in the first circular radio wave range;
setting a second circular radio wave range with a second radius shortened from the first radius of the first circular radio wave range until the signal of the mobile terminal cannot be received, centering on the detection position; circular radio wave range setting means;
a third circular radio wave range setting means for setting a third circular radio wave range having a third radius shorter than the second radius;
Beam movement control for searching by moving while radiating a third circular radio wave range along the central circumference of the circular radio wave range where the first circular radio wave range and the second circular radio wave range do not overlap. A program characterized by making a computer function as a means.
基地局は、
第1の半径の第1の円状電波範囲を設定する第1のステップと、
第1の円状電波範囲で携帯端末から信号を受信した場合、検知位置を測位する第2のステップと、
検知位置を中心として、第1の円状電波範囲の第1の半径から、前記携帯端末の信号を受信できなくなるまで短くした第2の半径の第2の円状電波範囲を設定する第3のステップと、
第2の半径よりも短い第3の半径の第3の円状電波範囲を設定する第4のステップと、
第1の円状電波範囲と第2の円状電波範囲とが重畳しない円周電波範囲の中心円周に沿って、第3の円状電波範囲を放射しながら移動させて探索する第5のステップと
を実行することを特徴とするビーム移動制御方法。 In order to find a mobile terminal, in a beam movement control method for a base station that emits radio waves,
The base station
a first step of setting a first circular radio range of a first radius;
a second step of positioning the detected position when a signal is received from the mobile terminal in the first circular radio wave range;
setting a second circular radio wave range with a second radius shortened from the first radius of the first circular radio wave range until the signal of the mobile terminal cannot be received, centering on the detection position; a step;
a fourth step of setting a third circular radio range with a third radius that is shorter than the second radius;
A fifth circular radio wave range is radiated and moved along the central circumference of the circular radio wave range where the first circular radio wave range and the second circular radio wave range do not overlap each other. A beam movement control method characterized by performing the steps of:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020105646A JP7312147B2 (en) | 2020-06-18 | 2020-06-18 | Base station, program and method for narrowing stay range of mobile terminal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020105646A JP7312147B2 (en) | 2020-06-18 | 2020-06-18 | Base station, program and method for narrowing stay range of mobile terminal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021197718A JP2021197718A (en) | 2021-12-27 |
| JP7312147B2 true JP7312147B2 (en) | 2023-07-20 |
Family
ID=79196097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020105646A Active JP7312147B2 (en) | 2020-06-18 | 2020-06-18 | Base station, program and method for narrowing stay range of mobile terminal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7312147B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114967739B (en) * | 2022-05-20 | 2025-07-25 | 上海特金信息科技有限公司 | Multi-unmanned aerial vehicle resource scheduling method, system and equipment based on TDOA detection and positioning |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017187487A1 (en) | 2016-04-25 | 2017-11-02 | 富士通株式会社 | Position specifying system and position specifying method |
| JP2019027791A (en) | 2017-07-25 | 2019-02-21 | Kddi株式会社 | Method for detecting position range of mobile phone terminal, mobile base station, and program |
| JP2021158470A (en) | 2020-03-26 | 2021-10-07 | Kddi株式会社 | Mobile base stations, programs and methods for determining the speed of travel for mobile device search |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9571978B1 (en) * | 2016-03-16 | 2017-02-14 | Google Inc. | User equipment positioning utilizing motion of high altitude platform |
-
2020
- 2020-06-18 JP JP2020105646A patent/JP7312147B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017187487A1 (en) | 2016-04-25 | 2017-11-02 | 富士通株式会社 | Position specifying system and position specifying method |
| JP2019027791A (en) | 2017-07-25 | 2019-02-21 | Kddi株式会社 | Method for detecting position range of mobile phone terminal, mobile base station, and program |
| JP2021158470A (en) | 2020-03-26 | 2021-10-07 | Kddi株式会社 | Mobile base stations, programs and methods for determining the speed of travel for mobile device search |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 田中 裕也 他,2020年電子通信学会通信ソサイエティ大会 B-11-20,2020年09月01日 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2021197718A (en) | 2021-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11721221B2 (en) | Navigation systems and methods for drones | |
| EP3797342B1 (en) | Precision mapping using autonomous devices | |
| US10149276B2 (en) | Aerial robotic vehicle antenna switching | |
| US10389432B2 (en) | Maintaining network connectivity of aerial devices during unmanned flight | |
| Mukherjee et al. | Flying ad hoc networks: A comprehensive survey | |
| US10090909B2 (en) | Maintaining antenna connectivity based on communicated geographic information | |
| EP3077841B1 (en) | Systems and methods of transmitter location detection | |
| Dinh et al. | Unmanned aerial system–assisted wilderness search and rescue mission | |
| US20220247241A1 (en) | Systems And Methods For Charging A Battery In A Mobile Robot | |
| JP2011112370A (en) | Signal source search method and signal source code search system | |
| US10880716B2 (en) | Method, system, and apparatus for providing content, functionalities, and services in connection with the reception of an electromagnetic signal | |
| US20240427346A1 (en) | Unmanned aerial system path optimization based on machine learning | |
| JP2016219874A (en) | Wireless relay system | |
| JP6643962B2 (en) | Server device, drone, drone control system, program | |
| JP2022083243A (en) | System for identifying location of terminal device, radio relay device, information processing device, and method | |
| JP7312147B2 (en) | Base station, program and method for narrowing stay range of mobile terminal | |
| JP7334132B2 (en) | Mobile base station, program and method for determining progress speed for mobile terminal search | |
| JP2021118364A (en) | Communication control device, communication control method, and program | |
| JP6591631B2 (en) | Flight apparatus, flight control apparatus, and flight control method | |
| Abbas Ali et al. | Topology based energy efficient routing using integration of fuzzy based markov chain cluster‐optimized novel ant bee colony approach in FANET | |
| JP2017208722A (en) | Mobile terminal search system, unmanned moving body and mobile terminal search method | |
| Rabie et al. | A novel wireless mesh network for indoor robotic navigation | |
| JP6378744B2 (en) | Flight apparatus, flight control apparatus, and flight control method | |
| Vo et al. | Internet of Things (IoT): Wireless Communications for Unmanned Aircraft System | |
| US11592302B2 (en) | Electronic apparatus, mobile robot, and method for operating the mobile robot |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220526 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230324 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230427 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230503 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230629 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230707 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7312147 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |