JP2009014691A - Positioning system by spectrum diffusion - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positioning system performing synchronous time detection for precise positioning in the minimum hardware structure and power-saving. <P>SOLUTION: This positioning system comprises: while a moving station is transmitting a diffusion code in a predetermined cycle, a first detection means that detects a synchronism as a result of first detection by rough synchronization according to a signal received by a base station; and a second detection means that performs sampling of the signal received in a synchronism detection range determined based on the result of the first detection after the first detection and detects synchronism as a result of second detection by fine synchronization. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、スペクトラム拡散通信方式を用いた無線通信において、拡散符号の性質を利用した同期捕捉により精密な測位を行う測位システムに関する。特に、粗同期による第1の同期検出処理と微同期による第2の同期検出処理とを行うことにより省電力で精密な測位を行う測位システムに関する。   The present invention relates to a positioning system that performs precise positioning by synchronization acquisition using the characteristics of a spread code in wireless communication using a spread spectrum communication system. In particular, the present invention relates to a positioning system that performs power-saving and precise positioning by performing a first synchronization detection process based on coarse synchronization and a second synchronization detection process based on fine synchronization.

無線通信端末の位置を高い精度で推定する測位システムにおいて、精密な測位手段を有することは不可欠である。例えば、GPS(Global Positioning System:全世界測位システム)においてはスペクトラム拡散された信号の位相を検出することにより、電磁波の遅延時間を計測して測位を行う。近年、GPSにおいて、スペクトラム拡散により精密な測位を行う手段として、着信データ系列のデータ転送速度(チップレート)の整数の倍数にも約数にも等しくない周波数で着信データ系列のサンプリングを行い、サンプリング結果をデジタルデータ系列として記憶して、所定の符号系列と参照することにより位相を算出する方法が提案されている(特許文献1参照)。
特表2001−510566号公報
In a positioning system that estimates the position of a wireless communication terminal with high accuracy, it is essential to have precise positioning means. For example, GPS (Global Positioning System) measures the delay time of electromagnetic waves by detecting the phase of a spectrum spread signal, and performs positioning. In recent years, in GPS, as a means of performing precise positioning by spread spectrum, the incoming data sequence is sampled at a frequency not equal to an integer multiple or divisor of the data transfer rate (chip rate) of the incoming data sequence. There has been proposed a method of calculating a phase by storing a result as a digital data sequence and referring to a predetermined code sequence (see Patent Document 1).
JP-T-2001-510666

特許文献1に開示された測位システムにおいては、着信データをチップレートより僅かに高い周波数でサンプリングを行った後、サンプリング結果をシフトレジスタSR2に送るとともに、チップレートでサンプリングが行われたサンプリング結果をレプリカとしてシフトレジスタSR1に送る。そして、シフトレジスタSR2のみをシフトさせながら、シフトレジスタSR1とSR2とに対して相関関数を演算すると、サンプリング周波数の相違に基づき発生する著しい相関演算結果の上昇量により位相を算出する。   In the positioning system disclosed in Patent Document 1, after sampling incoming data at a frequency slightly higher than the chip rate, the sampling result is sent to the shift register SR2, and the sampling result sampled at the chip rate is sent. The data is sent as a replica to the shift register SR1. When the correlation function is calculated for the shift registers SR1 and SR2 while shifting only the shift register SR2, the phase is calculated based on the significant increase in the correlation calculation result that occurs based on the difference in sampling frequency.

従って、特許文献1に開示された測位システムにおいて、測位精度(位相検出精度)を向上させるためには、チップレートと着信データのサンプリングレートとの差を非常に小さく設定し、その設定状態を維持する方法が挙げられる。しかしながら、チップレートとサンプリングレートとの差を非常に小さく設定した状態を継続維持することは困難であるため、上記測位システムにおける測位精度には、技術的な限界がある。   Therefore, in the positioning system disclosed in Patent Document 1, in order to improve the positioning accuracy (phase detection accuracy), the difference between the chip rate and the incoming data sampling rate is set very small, and the setting state is maintained. The method of doing is mentioned. However, since it is difficult to continuously maintain the state where the difference between the chip rate and the sampling rate is set to be very small, the positioning accuracy in the positioning system has a technical limit.

また、スペクトラム拡散により精密な測位を行うためには、受信信号を高分解能で読み取り、同期時刻を検出する必要がある。デジタル回路でこれを実現する場合、高いサンプリングレートで受信信号をサンプリング処理し、同時にリアルタイムで同期検出をする必要がある。従って、精密な測位を行うためには、高い分解能を要求するため、ハードウェア能力をサンプリング処理に集中させなければならない。しかし、同期検出には相関演算を要し、演算時間も必要となるため、同期検出のための相関演算にハードウェア能力を集中できず、高い分解能で同期検出を継続して行うことは困難である。   In addition, in order to perform precise positioning by spread spectrum, it is necessary to read the received signal with high resolution and detect the synchronization time. When this is realized with a digital circuit, it is necessary to sample the received signal at a high sampling rate and simultaneously perform synchronous detection in real time. Therefore, in order to perform precise positioning, hardware capability must be concentrated on the sampling process because high resolution is required. However, since synchronization calculation requires correlation calculation and calculation time, hardware capability cannot be concentrated on correlation calculation for synchronization detection, and it is difficult to continue synchronization detection with high resolution. is there.

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、同期検出のために必要な受信信号の到達時刻が予め把握できる場合、同期検出を行うための時間だけ高いサンプリングレートでサンプリング処理を行い、サンプリングされた受信信号に対して時間を掛けて同期検出(相関演算)を行うことにより、精密な同期時刻検出を行うことができることに着目し、粗同期による第1の同期検出処理と、より高いサンプリングレートによる微同期による第2の同期検出処理とを行うことにより、精密な測位を行う測位システ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-described problems, and when the arrival time of a received signal necessary for synchronization detection can be grasped in advance, sampling processing is performed at a sampling rate that is higher by the time for performing synchronization detection. Focusing on the fact that precise synchronization time detection can be performed by performing synchronization detection (correlation calculation) over the sampled received signal over time, the first synchronization detection processing by coarse synchronization, An object of the present invention is to provide a positioning system that performs precise positioning by performing a second synchronization detection process based on fine synchronization at a higher sampling rate.

また、本発明は、比較的簡単な構成で、精密な同期時刻検出を行う測位システムを提供することを目的とする。さらに、本発明は、高サンプリング周波数で受信信号のサンプリング処理を行う期間が第2の同期検出範囲に限定された期間のみであることから、同期時刻検出を行うために高サンプリング周波数で常時サンプリングを行う場合と比較して、同期時刻検出を行う基地局の消費電力を小さくすることができる測位システムを提供することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide a positioning system that performs precise synchronization time detection with a relatively simple configuration. Furthermore, since the present invention only performs the sampling process of the received signal at the high sampling frequency during the period limited to the second synchronization detection range, the sampling is always performed at the high sampling frequency in order to detect the synchronization time. It is an object of the present invention to provide a positioning system that can reduce the power consumption of a base station that performs synchronization time detection as compared with the case where it is performed.

以上のような目的を達成するため、本発明に係る測位システムにおいては、移動局から所定の周期で拡散符号を送信し、基地局が受信した信号から粗同期による同期を第1検出として検出する第1検出手段と、第1検出の後に、第1検出の結果に基づき決定された同期検出範囲において受信した信号をサンプリングし、微同期による同期を第2検出として検出する第2検出手段とを含み、移動局が送信した拡散符号を基地局において同期検出し、同期時刻の検出を行い、移動局の精密な測位を行う。   In order to achieve the above object, in the positioning system according to the present invention, a spreading code is transmitted from a mobile station at a predetermined period, and synchronization by coarse synchronization is detected as a first detection from a signal received by a base station. First detection means, and second detection means for sampling the signal received in the synchronization detection range determined based on the result of the first detection after the first detection, and detecting synchronization by fine synchronization as the second detection. In addition, the base station performs synchronization detection of the spreading code transmitted by the mobile station, detects the synchronization time, and performs precise positioning of the mobile station.

具体的には、本発明に係る同期時刻検出を行う測位システムは、
移動局から送信される信号を受信する基地局と、前記基地局とネットワークにより連結された測位演算部とを含む測位システムであって、
前記移動局は、
前記移動局自身が生成した拡散符号を所定の周期により前記信号として送信する信号送信手段を有し、
前記基地局は、
前記移動局からの信号を受信し、前記信号をサンプリングするサンプリング手段と、
前記サンプリング手段によりサンプリングされた第1サンプリング結果から、拡散符号の同期を第1検出として検出する第1検出手段と、
前記第1検出手段の同期検出結果情報に基づいて第2検出のために同期検出範囲を決定する決定手段と、
前記第1検出の後に、前記移動局から受信した信号を前記同期検出範囲においてサンプリングした第2サンプリング結果から、拡散符号の同期を前記第2検出として検出する第2検出手段とを有し、
前記測位演算部は、
少なくとも3つの前記基地局による第2検出手段で得られた同期検出結果情報に基づいて測位を行なう測位演算手段を有し、
前記第2検出のためのサンプリング周波数は、前記第1検出のためのサンプリング周波数より高くすることを特徴とする。
Specifically, the positioning system for performing the synchronization time detection according to the present invention,
A positioning system including a base station that receives a signal transmitted from a mobile station, and a positioning calculation unit connected to the base station through a network,
The mobile station
Signal transmission means for transmitting the spread code generated by the mobile station itself as the signal at a predetermined period;
The base station
Sampling means for receiving a signal from the mobile station and sampling the signal;
First detection means for detecting spreading code synchronization as a first detection from the first sampling result sampled by the sampling means;
Determining means for determining a synchronization detection range for the second detection based on the synchronization detection result information of the first detection means;
Second detection means for detecting synchronization of a spread code as the second detection from a second sampling result obtained by sampling a signal received from the mobile station in the synchronization detection range after the first detection;
The positioning calculation unit
Positioning calculation means for performing positioning based on synchronization detection result information obtained by the second detection means by at least three of the base stations,
The sampling frequency for the second detection is higher than the sampling frequency for the first detection.

上述した発明によれば、第1検出手段の同期検出結果情報に基づいて第2検出のために同期検出範囲を決定する決定手段と、第1検出の後に、移動局から受信した信号を同期検出範囲においてサンプリングした第2サンプリング結果から、拡散符号の同期を第2検出として検出する第2検出手段とを有することから、移動局の精密な測位を行うために、第1検出手段の同期検出結果情報に基づいて第2検出手段による同期を行うために決定された同期検出範囲のみ、サンプリングすることが可能となる。従って、サンプリングする期間を所望の期間に限定することができる。   According to the above-described invention, the determination means for determining the synchronization detection range for the second detection based on the synchronization detection result information of the first detection means, and the synchronization detection of the signal received from the mobile station after the first detection The second detection means for detecting the synchronization of the spread code as the second detection from the second sampling result sampled in the range, so that the synchronization detection result of the first detection means can be used for precise positioning of the mobile station. Only the synchronization detection range determined for performing synchronization by the second detection means based on the information can be sampled. Therefore, the sampling period can be limited to a desired period.

この結果、第2検出のためのサンプリングのみを、高サンプリング周波数でサンプリング処理を行い、さらに、第1検出手段の同期検出結果情報に基づいて、より的確に第2検出手段の同期検出結果情報を得ることができるため、測位演算部により精密な測位を行うことができる。特に、第2検出のためのサンプリング処理において、常に、高サンプリング周波数でサンプリングを行うことを要しないため、基地局における同期時刻検出を少ない消費電力で行うことができ、省電力で測位可能な測位システムを実現できる。   As a result, only the sampling for the second detection is sampled at a high sampling frequency, and the synchronization detection result information of the second detection unit is more accurately obtained based on the synchronization detection result information of the first detection unit. Therefore, precise positioning can be performed by the positioning calculation unit. In particular, in the sampling process for the second detection, since it is not always necessary to perform sampling at a high sampling frequency, the synchronization time detection in the base station can be performed with low power consumption, and positioning capable of positioning with low power consumption. A system can be realized.

なお、第2検出手段の同期検出を行うために、第2サンプリング結果を記憶手段に記憶し、記憶手段に記憶されたサンプリング結果に対する同期を行うことにより、リアルタイムで同期検出を行うことが困難な場合であっても、同期検出を行うことができることから、より精密な測位を行うことができる。   In order to detect the synchronization of the second detection means, it is difficult to detect the synchronization in real time by storing the second sampling result in the storage means and synchronizing the sampling result stored in the storage means. Even in this case, since synchronization can be detected, more precise positioning can be performed.

本発明に係る測位システムとして、決定手段は、同期検出結果情報に基づいて得られたサンプリング開始時刻とサンプリング終了時刻との少なくとも一方に付加時間を付加して、新たなサンプリング開始時刻とサンプリング終了時刻とした同期検出範囲を決定する、ことが好ましい。   As the positioning system according to the present invention, the determining means adds a new sampling start time and a sampling end time by adding an additional time to at least one of the sampling start time and the sampling end time obtained based on the synchronization detection result information. It is preferable to determine the synchronization detection range.

上述した発明によれば、同期検出範囲においてサンプリングすることにより、移動局が送信した拡散符号を確実に含む第2サンプリング結果を確実に取得できる。従って、精密な同期時刻検出を行い、測位を行うことができる。   According to the above-described invention, by sampling in the synchronization detection range, it is possible to reliably acquire the second sampling result that reliably includes the spreading code transmitted by the mobile station. Therefore, precise synchronization time detection can be performed and positioning can be performed.

本発明に係る測位システムとして、付加時間は、時計ピッチ誤差及び第1検出手段と第2検出手段のサンプリング周波数に基づき決定される、ことが好ましい。   In the positioning system according to the present invention, it is preferable that the additional time is determined based on the clock pitch error and the sampling frequency of the first detection means and the second detection means.

上述した発明によれば、同期検出範囲をより限定して精確に決定することができることから、精密な同期時刻検出、測位を行うために、移動局から受信した信号を確実に含む第2サンプリング結果を確実に取得できるとともに、基地局における同期時刻検出をより少ない消費電力で行うことができ、省電力で測位可能な測位システムを実現できる。ここで、時計ピッチ誤差とは、移動局、基地局に備えられた時計各々の速度の違いにより生じる時計誤差といい、例えば、移動局及び基地局の1局が備える時計が単位時間経過したときに、他の局が単位時間とは異なる経過時間を示すことにより生じる時計誤差をいう。また、第1検出手段と第2検出手段のサンプリング周波数に基づき付加時間を決定することから、各サンプリング周波数の相違に基づく量子化誤差をも考慮することができる。   According to the above-described invention, since the synchronization detection range can be more accurately determined, the second sampling result reliably including the signal received from the mobile station in order to perform accurate synchronization time detection and positioning. Can be acquired reliably, and the synchronization time detection in the base station can be performed with less power consumption, and a positioning system capable of positioning with low power consumption can be realized. Here, the clock pitch error is a clock error caused by a difference in speed between the clocks provided in the mobile station and the base station. For example, when a clock provided in one station of the mobile station and the base station passes a unit time. In addition, it means a clock error caused by another station showing an elapsed time different from the unit time. Further, since the additional time is determined based on the sampling frequencies of the first detection means and the second detection means, a quantization error based on the difference between the sampling frequencies can be taken into consideration.

本発明に係る測位システムとして、直接拡散スペクトラム拡散通信方式又は超広帯域無線通信方式により、移動局と基地局との間の無線通信を行うことも好ましい。直接拡散スペクトラム拡散通信方式を用いることにより、精密な同期時刻検出を行い測位を可能とするだけでなく、高い通信品質と秘匿性とを確保することができる。   As the positioning system according to the present invention, it is also preferable to perform wireless communication between a mobile station and a base station by a direct spread spectrum spread communication system or an ultra wideband wireless communication system. By using the direct spread spectrum spread communication system, it is possible not only to perform precise synchronization time detection and positioning, but also to ensure high communication quality and confidentiality.

なお、本発明に係る測位システムとして、受信した信号中に連続して存在する複数ビットのデータエラーであるバーストエラーを防止するため、移動局は、拡散符号として異なる複数の連続したPN符号を送信し、第1検出手段及び第2検出手段は、PN符号のそれぞれに対応したマッチドフィルタを備える、ことが望ましい。   As a positioning system according to the present invention, the mobile station transmits a plurality of different consecutive PN codes as spreading codes in order to prevent a burst error which is a data error of a plurality of bits continuously present in the received signal. The first detection unit and the second detection unit preferably include a matched filter corresponding to each of the PN codes.

上述した発明によれば、決定手段と、第2検出手段とを有することから、移動局の精密な測位を行うために、第1検出手段の同期検出結果情報に基づいて第2検出手段による同期を行うために決定された同期検出範囲のみ、サンプリングすることが可能となる。従って、サンプリングする期間を所望の期間に限定することができる。   According to the above-described invention, since the determination unit and the second detection unit are included, the synchronization by the second detection unit is performed based on the synchronization detection result information of the first detection unit in order to perform precise positioning of the mobile station. Only the synchronization detection range determined for performing the sampling can be sampled. Therefore, the sampling period can be limited to a desired period.

この結果、第2検出のためのサンプリングのみを、高サンプリング周波数でサンプリング処理を行い、さらに、第1検出手段の同期検出結果情報に基づいて、より的確に第2検出手段の同期検出結果情報を得ることができるため、測位演算部により精密な測位を行うことができる。特に、第2検出のためのサンプリング処理において、常に、高サンプリング周波数でサンプリングを行うことを要しないため、基地局における同期時刻検出を少ない消費電力で行うことができ、省電力で測位可能な測位システムを実現できる。   As a result, only the sampling for the second detection is sampled at a high sampling frequency, and the synchronization detection result information of the second detection unit is more accurately obtained based on the synchronization detection result information of the first detection unit. Therefore, precise positioning can be performed by the positioning calculation unit. In particular, in the sampling process for the second detection, since it is not always necessary to perform sampling at a high sampling frequency, the synchronization time detection in the base station can be performed with low power consumption, and positioning capable of positioning with low power consumption. A system can be realized.

本発明の測位システムは、移動局と、少なくとも3つの基地局との間で同期時刻検出を行い、移動局の測位を行うものである。具体的には、移動局と基地局との間の無線通信として直接拡散スペクトラム拡散通信方式を用いて、移動局から送信される拡散符号を、基地局が受信することにより精密な同期時刻検出を行い、測位を行う。そのため、送信される拡散符号を高サンプリング周波数でサンプリングし量子化を行って同期検出を行い、より精確な同期時刻を算出する必要がある。   The positioning system of the present invention performs synchronization time detection between a mobile station and at least three base stations to perform positioning of the mobile station. Specifically, the direct spread spectrum spread communication system is used as the wireless communication between the mobile station and the base station, and the base station receives the spreading code transmitted from the mobile station, thereby enabling precise synchronization time detection. And perform positioning. Therefore, it is necessary to sample a spread code to be transmitted at a high sampling frequency, perform quantization, detect synchronization, and calculate a more accurate synchronization time.

そこで、本発明の実施形態による測位システムにおいては、一定の周期で移動局から拡散符号を送信し、粗同期による第1の同期検出処理と、第1の同期検出結果に基づく微同期による第2の同期検出処理という2段階の同期検出処理を行い、精密な同期時刻検出を行う。より具体的には、基地局30において、第1の同期検出処理の結果に基づいて第2の同期検出処理を行うための、サンプリング開始時刻とサンプリング終了時刻とから画定される同期検出範囲を決定し、第2の同期検出処理の結果に基づき同期時刻検出、測位を行う。なお、本実施形態においては、拡散符号としてPN符号(Pseudo Noise 符号)を用いる。以下に、本発明の実施形態による測位システムの構成を説明する。   Therefore, in the positioning system according to the embodiment of the present invention, the spreading code is transmitted from the mobile station at a constant cycle, and the first synchronization detection process based on the coarse synchronization and the second based on the fine synchronization based on the first synchronization detection result. A two-stage synchronization detection process called a synchronization detection process is performed, and precise synchronization time detection is performed. More specifically, the base station 30 determines a synchronization detection range defined from a sampling start time and a sampling end time for performing the second synchronization detection process based on the result of the first synchronization detection process. Then, synchronization time detection and positioning are performed based on the result of the second synchronization detection process. In the present embodiment, a PN code (Pseudo Noise code) is used as the spreading code. Below, the structure of the positioning system by embodiment of this invention is demonstrated.

<<構成>>
<測位システム10>
図1は、本発明による測位システム10の概略構成図であり、本発明による測位システムは、移動局20と、基地局30(30A、30B、30C、30D)と、測位サーバ40とから構成される。なお、移動局20の測位を行うためには、移動局20と少なくとも3つの基地局との間の同期時刻検出を行うことが必要となるが、本実施形態においては、1つの移動局と4つの基地局とを有する測位システムの構成を示した。
<< Configuration >>
<Positioning system 10>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a positioning system 10 according to the present invention. The positioning system according to the present invention includes a mobile station 20, a base station 30 (30A, 30B, 30C, 30D), and a positioning server 40. The In order to perform positioning of the mobile station 20, it is necessary to detect the synchronization time between the mobile station 20 and at least three base stations. The configuration of positioning system with two base stations is shown.

各基地局は、移動局20が信号として発信した拡散符号の同期を検出し各基地局の時計による同期時刻を測定することにより、各基地局での同期検出結果情報を得る。そして、基地局ごとに得られた同期検出結果情報を、測位サーバ40に基地局番号とともに送信する。測位サーバ40は、各基地局から受信した同期検出結果情報と、基地局の位置とに基づいて移動局20の測位を行う。   Each base station obtains synchronization detection result information in each base station by detecting the synchronization of the spreading code transmitted as a signal by the mobile station 20 and measuring the synchronization time by the clock of each base station. Then, the synchronization detection result information obtained for each base station is transmitted to the positioning server 40 together with the base station number. The positioning server 40 performs positioning of the mobile station 20 based on the synchronization detection result information received from each base station and the position of the base station.

<移動局20>
図2は、本実施形態の測位システムにおける測位対象である移動局20の概略構成図である。移動局20は、時計22と、制御器24と、拡散符号発生器26と、トランシーバー回路28とから構成される。時計22は、移動局20のクロック発生器(図示せず)により発生したクロック信号から時刻情報を生成する。制御器24は、時計22で生成した時刻情報を監視して、拡散符号を発生させるために用いられるクロック信号を、拡散符号発生時刻に拡散符号発生器26に対して送信する。拡散符号発生器26は、制御器24から受信したクロック信号に従い、拡散符号を発生させ、トランシーバー回路28に送信する。そして、トランシーバー回路28は、拡散符号発生器26から受信した拡散符号を変調する回路であり、変調された拡散符号はアンテナを介して送信される。
<Mobile station 20>
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the mobile station 20 that is a positioning target in the positioning system of the present embodiment. The mobile station 20 includes a clock 22, a controller 24, a spread code generator 26, and a transceiver circuit 28. The clock 22 generates time information from a clock signal generated by a clock generator (not shown) of the mobile station 20. The controller 24 monitors the time information generated by the clock 22 and transmits a clock signal used for generating a spreading code to the spreading code generator 26 at the spreading code generation time. The spread code generator 26 generates a spread code according to the clock signal received from the controller 24 and transmits it to the transceiver circuit 28. The transceiver circuit 28 is a circuit that modulates the spread code received from the spread code generator 26, and the modulated spread code is transmitted via an antenna.

従って、本実施形態においては、移動局20の測位を行うに際して、移動局20からベースバンド情報の送信は行わず、拡散符号のみを送信する。そして、後述するように、拡散符号の性質を利用した同期捕捉に基づき、移動局20が送信した信号が基地局30に到達する時刻の算出を行う。   Therefore, in this embodiment, when positioning the mobile station 20, the base station information is not transmitted from the mobile station 20, and only the spreading code is transmitted. Then, as will be described later, the time at which the signal transmitted from the mobile station 20 arrives at the base station 30 is calculated based on the synchronization acquisition using the properties of the spreading code.

(制御器24)
制御器24は、時計22で生成した時刻情報を監視することにより、拡散符号発生器26において拡散符号を発生させる開始時刻(拡散符号発生開始時刻)と終了時刻(拡散符号発生終了時刻)を設定し、拡散符号開始時刻から拡散符号終了時刻の間、時計22から出力されるクロック信号を拡散符号発生器26に送信する。この結果、拡散符号発生器26は、拡散符号発生開始時刻から拡散符号発生終了時刻の間、受信したクロック信号を用いてタイミングをとることにより、拡散符号を発生させる。
(Controller 24)
The controller 24 sets the start time (spread code generation start time) and end time (spread code generation end time) at which the spread code generator 26 generates a spread code by monitoring the time information generated by the clock 22. The clock signal output from the clock 22 is transmitted to the spread code generator 26 between the spread code start time and the spread code end time. As a result, the spread code generator 26 generates a spread code by taking a timing using the received clock signal from the spread code generation start time to the spread code generation end time.

(拡散符号発生器26)
本実施形態の拡散符号発生器においては、拡散符号としてPN符号(Pseudo Noise符号)を発生させる。PN符号を発生させる拡散符号発生器は、シフトレジスタと加算器(排他的論理和)とから構成できることが知られている。なお、拡散符号はPN符号に限られず、位相差ゼロにおいて自己相関値が大きく、位相差ゼロ以外のときは自己相関値が十分に小さく、かつ、符号間の相互相関値がすべての位相差において十分に小さいものであれば十分であり、例えば、図3に示す拡散符号発生器の回路により発生させられるGold符号も拡散符号として用いることもできる。
(Spreading code generator 26)
In the spreading code generator of this embodiment, a PN code (Pseudo Noise code) is generated as a spreading code. It is known that a spread code generator for generating a PN code can be composed of a shift register and an adder (exclusive OR). Note that the spreading code is not limited to the PN code, and the autocorrelation value is large when the phase difference is zero, and the autocorrelation value is sufficiently small when the phase difference is other than zero, and the cross-correlation values between the codes are all in the phase difference. A sufficiently small code is sufficient. For example, a Gold code generated by the circuit of the spread code generator shown in FIG. 3 can also be used as the spread code.

拡散符号発生器26のシフトレジスタは複数のフリップフロップから構成され、入力したクロック信号を用いてタイミングをとることにより、内部のフリップフロップの値をシフトさせ、拡散符号を発生させる。なお、拡散符号発生器の構成は、移動局20と各基地局30とにおいて同じである。さらに、初期値の設定も移動局20と各基地局30とにおいて同じである。従って、移動局20と各基地局30とにおいて、同一の拡散符号を発生させることができる。   The shift register of the spread code generator 26 is composed of a plurality of flip-flops, and takes the timing using the input clock signal to shift the value of the internal flip-flop and generate a spread code. The configuration of the spread code generator is the same in the mobile station 20 and each base station 30. Further, the setting of the initial value is the same in the mobile station 20 and each base station 30. Therefore, the mobile station 20 and each base station 30 can generate the same spreading code.

さらに、本実施形態の拡散符号発生器26において、拡散符号として発生させたPN符号の終了タイミング、すなわち、発生させた1周期分のPN符号の終了タイミングを、移動局20内の時計22の時刻情報基準で毎P秒、例えば、P=1秒になるように設定する。従って、移動局20はP秒毎に拡散符号を基地局30に送信することが可能である。図4に、具体例として、PN符号の符号周期Tを1m秒、PN符号の発生終了タイミングの間隔Pを1秒間に設定した場合の、拡散符号発生開始時刻と拡散符号発生終了時刻とを示す。 Further, in the spread code generator 26 of the present embodiment, the end timing of the PN code generated as a spread code, that is, the end timing of the generated PN code for one period is set as the time of the clock 22 in the mobile station 20. It is set so that every P seconds, for example, P = 1 second, on an information basis. Therefore, the mobile station 20 can transmit the spreading code to the base station 30 every P seconds. 4, as a specific example, the code period T S of the PN code 1m sec, in the case of setting the interval P of the generation end timing of the PN code in one second, and a spreading code generation end time spreading code generation start time Show.

(制御器24のクロック信号送信処理)
制御器24は、図4に示すPN符号を拡散符号発生器26により発生させるため、拡散符号発生開始時刻から拡散符号発生終了時刻まで、拡散符号発生器26にクロック信号を送信する。図5は、1周期分のPN符号を発生させるため、拡散符号発生開始時刻から拡散符号発生終了時刻まで、制御器24が拡散符号発生器26にクロック信号を送信する処理を説明するためのフローチャートを示す。
(Clock signal transmission processing of controller 24)
The controller 24 transmits a clock signal to the spread code generator 26 from the spread code generation start time to the spread code generation end time so that the PN code shown in FIG. 4 is generated by the spread code generator 26. FIG. 5 is a flowchart for explaining processing in which the controller 24 transmits a clock signal to the spread code generator 26 from the spread code generation start time to the spread code generation end time in order to generate a PN code for one cycle. Indicates.

まず、時計22で生成された時刻情報が、拡散符号発生開始時刻であるか否かを判断する(ステップS10)。ステップS10において、時刻情報が拡散符号発生開始時刻ではない(NO)と判別したときは、ステップS10の処理を繰り返す。従って、時刻情報が拡散符号発生開始時刻に到達することによりはじめて、後述するクロック信号の送信処理が実行される。   First, it is determined whether or not the time information generated by the clock 22 is a spread code generation start time (step S10). If it is determined in step S10 that the time information is not the spread code generation start time (NO), the process of step S10 is repeated. Therefore, a clock signal transmission process described later is executed only when the time information reaches the spread code generation start time.

ステップS10において、時刻情報が拡散符号発生開始時刻である(YES)と判別したときは、拡散符号発生器26にクロック信号の送信を開始し(ステップS12)、時刻情報が拡散符号発生終了時間であるか否かを判断する(ステップS14)。ステップS14において、時刻情報が拡散符号発生終了時刻ではない(NO)と判別したときは、ステップS12〜S14の処理を繰り返す。従って、時刻情報が拡散符号発生終了時刻に到達するまで、拡散符号発生器26にクロック信号の送信を継続することが可能となる。   If it is determined in step S10 that the time information is the spread code generation start time (YES), transmission of the clock signal to the spread code generator 26 is started (step S12), and the time information is the spread code generation end time. It is determined whether or not there is (step S14). If it is determined in step S14 that the time information is not the spread code generation end time (NO), the processes in steps S12 to S14 are repeated. Therefore, it is possible to continue transmission of the clock signal to the spread code generator 26 until the time information reaches the spread code generation end time.

ステップS14において、時刻情報が拡散符号発生終了時刻である(YES)と判別したときは、拡散符号発生器26へのクロック信号の送信を終了し(ステップS16)、シフトレジスタのリセットを実行させるリセット信号を、拡散符号発生器26に送信する(ステップS18)。以上により、拡散符号発生開始時刻から拡散符号発生終了時刻までの間、制御器24から拡散符号発生器26へクロック信号が送信されて、拡散符号発生器26において受信したクロック信号を用いてタイミングをとることにより、設定された時刻に基づく1周期分のPN符号を発生させることができる。   In step S14, when it is determined that the time information is the spread code generation end time (YES), the transmission of the clock signal to the spread code generator 26 is ended (step S16), and the reset for resetting the shift register is executed. The signal is transmitted to the spread code generator 26 (step S18). Thus, the clock signal is transmitted from the controller 24 to the spread code generator 26 from the spread code generation start time to the spread code generation end time, and the timing is determined using the clock signal received by the spread code generator 26. As a result, it is possible to generate a PN code for one period based on the set time.

(制御器24の時刻処理)
制御器24では、所定の時刻に基づく1周期分のPN符号を発生させるために、拡散符号発生開始時刻と拡散符号発生終了時刻とを設定しなければならない。図6は、制御器24において実行される拡散符号発生開始時刻と拡散符号発生終了時刻との設定処理について説明するフローチャートであり、拡散符号発生開始時刻と拡散符号発生終了時刻とは、図6に従い、以下の手順により決定される。
(Time processing of controller 24)
The controller 24 must set a spread code generation start time and a spread code generation end time in order to generate a PN code for one period based on a predetermined time. FIG. 6 is a flowchart for explaining the setting process of the spread code generation start time and the spread code generation end time executed in the controller 24. The spread code generation start time and the spread code generation end time are in accordance with FIG. It is determined by the following procedure.

まず、制御器24は、時刻情報から現在時刻TIMを取得する(ステップS20)。そして、TIM/Pの小数点以下を切り上げた数値にPを乗じた数値を、TIMと設定する(ステップS22)。ここで、Pとは、PN符号発生間隔である。次に、「TIM−TIM」と定数Tを比較する(ステップS24)。ここで、定数Tとは、拡散符号発生開始時刻及び拡散符号発生終了時刻の決定から実際に拡散符号を送信するために要する処理時間であり、システム構成に依存して予め決定される値である。ステップS24において、「TIM−TIM」が定数T以下である(NO)と判別したときは、現在時刻TIMを基にして拡散符号発生終了時刻TIMを決定すると、拡散符号発生終了時刻に拡散符号を送信できないことから、新たに現在時刻を取得する必要があるため、ステップS20に戻り現在時刻を新たに取得する。一方、ステップS24において、「TIM−TIM」が定数Tより大きい(YES)と判別したときは、現在時刻TIMを基にして拡散符号発生終了時刻TIMを決定しても拡散符号発生終了時刻に拡散符号を送信できないという問題は生じないため、ステップS26に進み、拡散符号発生開始時刻設定を行う。ステップS26において、拡散符号発生開始時刻として「TIM−T」を設定した後、拡散符号発生終了時刻として「TIM」を設定する(ステップS28)。ここで、「T」とは、拡散符号の周期を表す時間をいう。上記フローチャート(図6)に従い、PN符号の符号周期Tを1m秒、PN符号発生終了タイミングの間隔Pを1秒に設定した場合、図4に示した拡散符号発生開始時刻と拡散符号発生終了時刻とを設定することができる。 First, the controller 24 acquires the current time TIM from the time information (step S20). Then, a value obtained by multiplying the value obtained by rounding up the decimal point of TIM / P by P is set as TIM P (step S22). Here, P is a PN code generation interval. Next, “TIM P− TIM” is compared with a constant T m (step S24). Here, the constant T m is a processing time required to actually transmit the spread code from the determination of the spread code generation start time and the spread code generation end time, and is a value determined in advance depending on the system configuration. is there. When it is determined in step S24 that “TIM P− TIM” is equal to or less than the constant T m (NO), the spread code generation end time TIM P is determined based on the current time TIM, and the spread code generation end time is determined. Since the spread code cannot be transmitted, it is necessary to newly acquire the current time, so the process returns to step S20 to newly acquire the current time. On the other hand, if it is determined in step S24 that “TIM P- TIM” is greater than the constant T m (YES), the spreading code generation end is determined even if the spreading code generation end time TIM P is determined based on the current time TIM. Since the problem that the spread code cannot be transmitted at the time does not occur, the process proceeds to step S26 and the spread code generation start time is set. In step S26, after setting the "TIM P -T S" as a spreading code generation start time is set to "TIM P" as the spreading code generation end time (step S28). Here, “T S ” refers to the time representing the period of the spreading code. Accordance with the above flowchart (FIG. 6), 1 m sec code period T S of the PN code, if you set the interval P of the PN code generation end timing to 1 second, the spreading code generation start time and spreading code generation completion shown in FIG. 4 You can set the time.

<基地局30>
図7は、移動局20が送信した拡散符号の同期時刻の検出を行う基地局30の概略構成図である。基地局30は、トランシーバー回路32と、同期時刻検出部34とから構成される。トランシーバー回路32は、アンテナを介して受信した信号を復調し、復調した信号を同期時刻検出部34に送信する。同期時刻検出部34は、粗同期による第1の同期検出処理と、第1の同期検出結果に基づく微同期による第2の同期検出処理とを行い、すなわち、第1の同期検出処理の結果に基づいて第2の同期検出処理を行うための、サンプリング開始時刻とサンプリング終了時刻とにより画定される同期検出範囲を決定し、第2の同期検出処理を行い、第2の同期検出処理の結果に基づいて、移動局20が送信した拡散符号の同期時刻の検出を行う。
<Base station 30>
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the base station 30 that detects the synchronization time of the spreading code transmitted by the mobile station 20. The base station 30 includes a transceiver circuit 32 and a synchronization time detection unit 34. The transceiver circuit 32 demodulates the signal received via the antenna and transmits the demodulated signal to the synchronization time detection unit 34. The synchronization time detection unit 34 performs a first synchronization detection process based on the coarse synchronization and a second synchronization detection process based on the fine synchronization based on the first synchronization detection result, that is, the result of the first synchronization detection process. A synchronization detection range defined by the sampling start time and the sampling end time for performing the second synchronization detection process is determined based on the result, the second synchronization detection process is performed, and the result of the second synchronization detection process is determined. Based on this, the synchronization time of the spreading code transmitted by the mobile station 20 is detected.

同期時刻検出部34の構成図を図8に示す。まず、移動局20から送信された後、トランシーバー回路32において復調された信号を、所定の異なるサンプリング周波数のサンプリングクロック信号に基づきサンプリングして量子化するために、復調された信号は同期時刻検出部34の量子化器120と量子化器150とに送信される。そして、第2の同期検出処理を行うための同期検出範囲を決めるため、第1の同期検出処理を行う。そのため、量子化器120において量子化された信号は整合フィルタ122に送信される。また、第1の同期検出処理の結果に基づく第2の同期検出処理を行うために、量子化器150において量子化された信号は整合フィルタ154に送信される。   A block diagram of the synchronization time detection unit 34 is shown in FIG. First, the signal demodulated in the transceiver circuit 32 after being transmitted from the mobile station 20 is sampled and quantized based on a sampling clock signal having a predetermined different sampling frequency. 34 quantizers 120 and 150 are transmitted. Then, the first synchronization detection process is performed to determine the synchronization detection range for performing the second synchronization detection process. Therefore, the signal quantized by the quantizer 120 is transmitted to the matched filter 122. Further, the signal quantized by the quantizer 150 is transmitted to the matched filter 154 in order to perform the second synchronization detection process based on the result of the first synchronization detection process.

そして、量子化器120において量子化された信号と、拡散符号発生器110において発生させた拡散符号を量子化器112において量子化された信号との自己相関値を算出し、第1の同期検出処理をサンプル時刻演算部130において行い、第2の同期検出処理を行うための同期検出範囲を決定する。   Then, an autocorrelation value between the signal quantized by the quantizer 120 and the signal obtained by quantizing the spread code generated by the spread code generator 110 by the quantizer 112 is calculated, and the first synchronization detection is performed. The processing is performed in the sample time calculation unit 130, and a synchronization detection range for performing the second synchronization detection process is determined.

一方、サンプル時刻演算部130において決定された同期検出範囲において第2の同期検出処理を行うため、量子化器150において量子化された信号と、拡散符号発生器110において発生した拡散符号を量子化器114において量子化された信号との自己相関値を算出し、第2の同期検出処理を同期時刻演算部160において行う。以下に、同期時刻検出部34の各構成について説明する。   On the other hand, in order to perform the second synchronization detection process in the synchronization detection range determined by the sample time calculation unit 130, the signal quantized by the quantizer 150 and the spread code generated by the spread code generator 110 are quantized. The auto-correlation value with the signal quantized in the counter 114 is calculated, and the second synchronization detection process is performed in the synchronization time calculation unit 160. Below, each structure of the synchronous time detection part 34 is demonstrated.

(クロック発生器100)
クロック発生器100は、同期時刻検出部34において行われる同期時刻検出処理の基準となるクロック信号を発生する。そして、発生したクロック信号をクロック生成器102、104、106及び時計108に送信する。従って、後述するように、クロック生成器102において生成される第1の同期検出処理に用いられる第1サンプリングクロック信号と、クロック生成器104において生成される第2の同期検出処理に用いられる第2サンプリングクロック信号とが、共通のクロック信号に基づき生成されることから、第1の同期と第2の同期とにおいてクロック信号に基づく同期ずれを防止することができる。
(Clock generator 100)
The clock generator 100 generates a clock signal that serves as a reference for the synchronization time detection process performed in the synchronization time detection unit 34. Then, the generated clock signal is transmitted to the clock generators 102, 104, 106 and the clock 108. Therefore, as will be described later, the first sampling clock signal used for the first synchronization detection process generated in the clock generator 102 and the second sampling detection signal generated in the clock generator 104 are used. Since the sampling clock signal is generated based on the common clock signal, a synchronization shift based on the clock signal can be prevented between the first synchronization and the second synchronization.

(クロック生成器102)
クロック生成器102は、クロック発生器100から送信されたクロック信号に基づき、第1の同期検出処理に用いられる第1サンプリング周波数cl102の第1サンプリングクロック信号を生成する。そして、第1サンプリングクロック信号は、トランシーバー回路32において復調された信号をサンプリングし量子化するために量子化器120に送信されるとともに、拡散符号発生器110で発生した拡散符号をサンプリングし量子化するために量子化器112にも送信される。
(Clock generator 102)
The clock generator 102 based on a clock signal transmitted from the clock generator 100 generates a first sampling clock signal of the first sampling frequency cl 102 used in the first synchronization detection processing. The first sampling clock signal is transmitted to the quantizer 120 for sampling and quantizing the signal demodulated in the transceiver circuit 32, and the spreading code generated by the spreading code generator 110 is sampled and quantized. Therefore, it is also transmitted to the quantizer 112.

(クロック生成器104)
クロック生成器104は、クロック発生器100から送信されたクロック信号に基づき、第2の同期検出処理に用いられる第2サンプリング周波数cl104の第2サンプリングクロック信号を生成する。そして、第2サンプリングクロック信号は、トランシーバー回路32において復調された信号をサンプリングし量子化するために量子化器150に送信されるとともに、拡散符号発生器110で発生した拡散符号をサンプリングし量子化するために量子化器114にも送信する。なお、第2サンプリング周波数は、第1サンプリング周波数よりも高く設定される。
(Clock generator 104)
Based on the clock signal transmitted from the clock generator 100, the clock generator 104 generates a second sampling clock signal having the second sampling frequency cl 104 used for the second synchronization detection process. The second sampling clock signal is transmitted to the quantizer 150 in order to sample and quantize the signal demodulated in the transceiver circuit 32, and the spreading code generated by the spreading code generator 110 is sampled and quantized. In order to do so, it also transmits to the quantizer 114. The second sampling frequency is set higher than the first sampling frequency.

(クロック生成器106)
クロック生成器106は、クロック発生器100から送信されたクロック信号に基づき、拡散符号発生器110で発生させる拡散符号のチップレートを決定するクロック周波数cl106のクロック信号を生成し、拡散符号発生器110に送信する。ここで、クロック周波数cl106は、移動局20で発生した拡散符号のチップレートfとの関係において、cl106=fの関係式が成立するように設定される。
(Clock generator 106)
Based on the clock signal transmitted from the clock generator 100, the clock generator 106 generates a clock signal of the clock frequency cl 106 that determines the chip rate of the spreading code generated by the spreading code generator 110, and the spreading code generator 110. Here, the clock frequency cl 106 is set so that the relational expression of cl 106 = f P is established in relation to the chip rate f P of the spreading code generated in the mobile station 20.

(時計108)
時計108は、クロック発生器100から送信されたクロック信号に基づき、基地局の時刻を示す時刻情報を生成する。そして、第1の同期検出処理を行い、同期検出結果に基づいて第2の同期検出処理のための同期検出範囲を画定するサンプリング開始時刻と終了時刻とを算出するサンプル時刻演算部130と、第2の同期処理を行うために、量子化器150にサンプリング開始信号とサンプリング終了信号とを送信するサンプリング制御信号発生器140とに、時刻情報を送信する。
(Clock 108)
The clock 108 generates time information indicating the time of the base station based on the clock signal transmitted from the clock generator 100. A sampling time calculator 130 for performing a first synchronization detection process and calculating a sampling start time and an end time for defining a synchronization detection range for the second synchronization detection process based on the synchronization detection result; In order to perform the synchronization process 2, time information is transmitted to the sampling control signal generator 140 that transmits the sampling start signal and the sampling end signal to the quantizer 150.

(拡散符号発生器110)
拡散符号発生器110と上述の移動局20の拡散符号発生器26とは、構成及び初期値の設定が同じであることから、移動局20と各基地局30とにおいて、同一の拡散符号を発生することができる。
(Spreading code generator 110)
Since the spread code generator 110 and the spread code generator 26 of the mobile station 20 described above have the same configuration and initial value settings, the mobile station 20 and each base station 30 generate the same spread code. can do.

本実施形態の測位システムは、少なくともデータの交信を行う通信モードと移動局の位置を測定する測位モードとを備え、システムのモードが通信モードから測位モードに切り替えられ、測位サーバ40から送信される拡散符号発生制御信号を受信したとき、拡散符号発生器110は拡散符号を発生させる。そして、拡散符号発生器110は、発生させた拡散符号を、第1サンプリング周波数の第1サンプリングクロック信号でサンプリングし量子化を行うために量子化器112に、さらに、第2サンプリング周波数の第2サンプリングクロック信号でサンプリングし量子化を行うために量子化器114に送信する。   The positioning system of the present embodiment includes at least a communication mode for communicating data and a positioning mode for measuring the position of the mobile station. The system mode is switched from the communication mode to the positioning mode and transmitted from the positioning server 40. When the spread code generation control signal is received, the spread code generator 110 generates a spread code. The spreading code generator 110 then samples the generated spreading code with the first sampling clock signal having the first sampling frequency and performs quantization on the quantizing unit 112 to further quantize the second sampling frequency. A sampled clock signal is sampled and transmitted to the quantizer 114 for quantization.

(量子化器112)
量子化器112は、拡散符号発生器110において発生させた拡散符号を、第1サンプリングクロック信号に基づきサンプリングし、量子化を行う。第1サンプリングクロック信号は、復調された受信信号を量子化器120でサンプリングして量子化するために用いられる信号であるとともに、拡散符号をサンプリングして量子化するためにも用いられる信号である。従って、後述する整合フィルタ122を用いて、量子化器120で量子化された信号と、量子化器112で量子化された拡散符号との自己相関値を算出し、サンプル時刻演算部130により第1の同期検出を行うことができる。
(Quantizer 112)
The quantizer 112 samples the spread code generated by the spread code generator 110 based on the first sampling clock signal, and performs quantization. The first sampling clock signal is a signal used for sampling and quantizing the demodulated reception signal by the quantizer 120 and also a signal used for sampling and quantizing the spreading code. . Therefore, an autocorrelation value between the signal quantized by the quantizer 120 and the spread code quantized by the quantizer 112 is calculated using a matched filter 122 described later, and the sample time calculation unit 130 calculates the autocorrelation value. 1 synchronization detection can be performed.

(量子化器114)
量子化器114は、拡散符号発生器110において発生させた拡散符号を、第2サンプリングクロック信号に基づきサンプリングし、量子化を行う。第2サンプリングクロック信号は、復調された受信信号を量子化器150でサンプリングして量子化するために用いられる信号であるとともに、拡散符号をサンプリングして量子化するためにも用いられる信号である。従って、後述する整合フィルタ154を用いて、量子化器150で量子化された信号と、量子化器114で量子化された拡散符号との自己相関値を算出し、同期時刻演算部160により第2の同期検出を行い、同期時刻検出を行うことができる。
(Quantizer 114)
The quantizer 114 samples the spread code generated by the spread code generator 110 based on the second sampling clock signal, and performs quantization. The second sampling clock signal is a signal used for sampling and quantizing the demodulated received signal by the quantizer 150 and also a signal used for sampling and quantizing the spreading code. . Therefore, an autocorrelation value between the signal quantized by the quantizer 150 and the spread code quantized by the quantizer 114 is calculated using a matched filter 154 described later, and the synchronization time calculation unit 160 calculates the first correlation value. 2 synchronization detection can be performed, and synchronization time detection can be performed.

(量子化器120)
量子化器120は、トランシーバー回路32において復調された信号を、クロック生成器102において生成された第1サンプリングクロック信号に基づきサンプリングし量子化を行う。具体的には、受信したチップレートfの信号を、第1サンプリング周波数cl102(=n・f)Hzで、第1のサンプリングし、量子化を行う。量子化器120において量子化された信号は整合フィルタ122に入力される。
(Quantizer 120)
The quantizer 120 samples and quantizes the signal demodulated by the transceiver circuit 32 based on the first sampling clock signal generated by the clock generator 102. Specifically, the received signal of the chip rate f P is first sampled at the first sampling frequency cl 102 (= n 1 · f P ) Hz and quantized. The signal quantized by the quantizer 120 is input to the matched filter 122.

(整合フィルタ122)
整合フィルタ122は、量子化器112により量子化された拡散符号と、量子化器120から出力された信号との自己相関値を算出する整合フィルタ処理を行い、算出した自己相関値をサンプル時刻演算部130に出力する。図9に、整合フィルタ122の構成を示す。量子化器120により量子化された信号も、量子化器112により量子化された拡散符号も、デジタル情報として扱っているため、整合フィルタ122はシフトレジスタを用いて簡易に構成することができる。なお、図9中のrは、第1の同期処理におけるチップレートに対する比率であり、第1の同期検出処理における分解能を表す。
(Matched filter 122)
The matched filter 122 performs matched filter processing for calculating an autocorrelation value between the spread code quantized by the quantizer 112 and the signal output from the quantizer 120, and calculates the calculated autocorrelation value as a sample time. To the unit 130. FIG. 9 shows the configuration of the matched filter 122. Since the signal quantized by the quantizer 120 and the spread code quantized by the quantizer 112 are handled as digital information, the matched filter 122 can be easily configured using a shift register. Incidentally, r 1 in FIG. 9 is a ratio of the chip rate in the first synchronization process, representing the resolution in the first synchronization detecting process.

(サンプル時刻演算部130)
サンプル時刻演算部130は、整合フィルタ122から出力された自己相関関数の自己相関値と、時計108から出力される時刻情報とから、自己相関値がピークとなる時刻を検出し同期時刻とする。算出された同期時刻に基づきサンプリング開始時刻とサンプリング終了時刻とを算出する。そして、算出したサンプリング開始時刻とサンプリング終了時刻とを、サンプリング制御信号発生器140と同期時刻演算部160とに出力する。
(Sample time calculation unit 130)
The sample time calculation unit 130 detects the time when the autocorrelation value peaks from the autocorrelation value of the autocorrelation function output from the matched filter 122 and the time information output from the clock 108, and sets it as the synchronization time. A sampling start time and a sampling end time are calculated based on the calculated synchronization time. Then, the calculated sampling start time and sampling end time are output to the sampling control signal generator 140 and the synchronization time calculation unit 160.

(サンプリング制御信号発生器140)
サンプリング制御信号発生器140は、サンプル時刻演算部130により算出されたサンプリング開始時刻及びサンプリング終了時刻と、時計108から送信された時刻情報とから、量子化器150により量子化を開始させる開始信号と量子化を終了させる終了信号とを発生させ、量子化器150に送信する。
(Sampling control signal generator 140)
The sampling control signal generator 140 is a start signal that causes the quantizer 150 to start quantization from the sampling start time and sampling end time calculated by the sample time calculation unit 130 and the time information transmitted from the clock 108. An end signal for terminating quantization is generated and transmitted to the quantizer 150.

(量子化器150)
量子化器150は、トランシーバー回路32において復調された信号を、クロック生成器104において生成された第2サンプリング周波数の第2サンプリングクロック信号に基づきサンプリングして量子化を行う。具体的には、受信したチップレートfの信号を、第2サンプリング周波数cl104(=n・f)Hzで、第2のサンプリングし量子化を行う。受信した信号の量子化を行う同期検出範囲は、サンプリング制御信号発生器140から受信するサンプリング開始信号とサンプリング終了信号とに基づき画定される。量子化器150において量子化された信号は、メモリ又はレジスタ152に出力されて記憶される。
(Quantizer 150)
The quantizer 150 samples and quantizes the signal demodulated in the transceiver circuit 32 based on the second sampling clock signal of the second sampling frequency generated in the clock generator 104. Specifically, the received signal of the chip rate f P is second-sampled and quantized at the second sampling frequency cl 104 (= n 2 · f P ) Hz. The synchronization detection range in which the received signal is quantized is defined based on the sampling start signal and the sampling end signal received from the sampling control signal generator 140. The signal quantized by the quantizer 150 is output to and stored in the memory or register 152.

(メモリ又はレジスタ152)
メモリ又はレジスタ152は、量子化器150により量子化された信号を記憶する。これは、第2の同期検出処理を行うための相関演算をリアルタイムで高速に行うことが困難な場合でも、メモリ又はレジスタ152に量子化された信号を記憶し、記憶した信号に対してオフラインによる相関演算を行うためである。この結果、第1の同期検出処理における量子化器120により量子化された信号をメモリに記憶することなくリアルタイムでの同期検出処理が可能な第1サンプリング周波数に対して高く設定された第2サンプリング周波数では、量子化器150により量子化された信号の情報量が大量となり、リアルタイムでの第2の同期検出処理が困難な場合でも、確実に精密な同期検出処理を行うことができる。
(Memory or register 152)
The memory or register 152 stores the signal quantized by the quantizer 150. This is because the quantized signal is stored in the memory or the register 152 even when it is difficult to perform the correlation calculation for performing the second synchronization detection process in real time at high speed, and the stored signal is offline. This is for performing correlation calculation. As a result, the second sampling set high with respect to the first sampling frequency capable of real-time synchronization detection processing without storing the signal quantized by the quantizer 120 in the first synchronization detection processing in the memory. In terms of frequency, even if the amount of information of the signal quantized by the quantizer 150 becomes large and the second synchronization detection process in real time is difficult, the accurate synchronization detection process can be surely performed.

(整合フィルタ154)
整合フィルタ154は、量子化器114により量子化された拡散符号と、量子化器150により量子化されメモリ又はレジスタ152に記憶された信号との自己相関値を算出する整合フィルタ処理を行い、算出した自己相関値を同期時刻演算部160に出力する。図10に、整合フィルタ154の構成を示す。量子化器150により量子化されメモリ又はレジスタ152に記憶された信号も、量子化器114により量子化された拡散符号も、デジタル情報として扱っているため、整合フィルタ122と同様、整合フィルタ154はシフトレジスタを用いて簡易に構成することができる。なお、図10中のrは、第2の同期検出処理におけるチップレートに対する比率であり、第2の同期処理の分解能を表す。さらに、rはrに比して、十分に大きな値に設定される。
(Matched filter 154)
The matched filter 154 performs matched filter processing for calculating an autocorrelation value between the spread code quantized by the quantizer 114 and the signal quantized by the quantizer 150 and stored in the memory or the register 152. The obtained autocorrelation value is output to the synchronization time calculation unit 160. FIG. 10 shows the configuration of the matched filter 154. Since the signal quantized by the quantizer 150 and stored in the memory or register 152 and the spread code quantized by the quantizer 114 are handled as digital information, the matched filter 154 is similar to the matched filter 122 in that the matched filter 154 A simple configuration using a shift register is possible. Note that r 2 in FIG. 10 is a ratio to the chip rate in the second synchronization detection process, and represents the resolution of the second synchronization process. Further, r 2 is set to a sufficiently large value as compared with r 1 .

(同期時刻演算部160)
同期時刻演算部160は、整合フィルタ154から出力される自己相関関数の自己相関値から同期検出を行い、同期検出結果とサンプル時刻演算部130から出力されるサンプリング開始時刻とから、同期時刻を演算する。
(Synchronization time calculation unit 160)
The synchronization time calculation unit 160 performs synchronization detection from the autocorrelation value of the autocorrelation function output from the matched filter 154, and calculates the synchronization time from the synchronization detection result and the sampling start time output from the sample time calculation unit 130. To do.

<測位サーバ40>
本実施形態の測位システムにおいては、少なくとも3つの基地局で算出された同期検出時刻と、各基地局の位置とに基づき、移動局20の測位を行う測位サーバ40を備える。また、本実施形態の測位システムは、少なくとも通信モードと測位モードとを備える。そして、システムのモードが通信モードから測位モードに切り替えられ、測位サーバ40から拡散符号発生器110に拡散符号発生制御信号を送信すると、拡散符号発生制御信号を受信した拡散符号発生器110は、拡散符号を発生させる。
<Positioning server 40>
The positioning system of the present embodiment includes a positioning server 40 that performs positioning of the mobile station 20 based on the synchronization detection time calculated by at least three base stations and the position of each base station. In addition, the positioning system of the present embodiment includes at least a communication mode and a positioning mode. When the system mode is switched from the communication mode to the positioning mode and the spreading code generation control signal is transmitted from the positioning server 40 to the spreading code generator 110, the spreading code generator 110 that has received the spreading code generation control signal Generate a sign.

<<測位処理>>
本実施形態に係る測位システムにおいては、移動局20と基地局30との間の無線通信として、精密な測位を可能とし、かつ、高い通信品質と秘匿性とを確保するため、直接拡散スペクトラム拡散通信方式を用いる。そして、一定の周期で移動局から送信される拡散符号(PN符号)を受信した少なくとも3つの基地局の同期検出結果情報により、移動局20の測位を行う。そのため、基地局30では、受信したPN符号を高サンプリング周波数でサンプリングし量子化を行い、同期検出を行い、より精確な同期時刻を算出する必要がある。
<< Positioning process >>
In the positioning system according to the present embodiment, direct spread spectrum spreading is possible in order to enable precise positioning as wireless communication between the mobile station 20 and the base station 30 and to ensure high communication quality and confidentiality. Use the communication method. Then, positioning of the mobile station 20 is performed based on the synchronization detection result information of at least three base stations that have received the spread code (PN code) transmitted from the mobile station at a fixed period. Therefore, the base station 30 needs to sample the received PN code at a high sampling frequency, perform quantization, perform synchronization detection, and calculate a more accurate synchronization time.

そこで、本実施形態の測位ステムの同期時刻検出処理は、拡散符号の性質を利用し、第1の同期検出処理と第2の同期検出処理とを行い、精確な同期時刻を算出するものである。より具体的には、第1の同期検出処理において、低サンプリング周波数による同期(粗同期)を行い、第2の同期検出処理を行うための同期検出範囲を画定するサンプリング開始時刻とサンプリング終了時刻とを決定し、第2の同期検出処理のための量子化器150による量子化された信号と、サンプリング開始時刻などをメモリ又はレジスタ152に記憶する。そして、第2の同期検出処理において、メモリ又はレジスタ152に記憶されたサンプリング結果である信号に対して、同期(微同期)を行い、第2の同期検出処理に基づき、精確な同期時刻の算出を行うものである。   Therefore, the synchronization time detection process of the positioning system of the present embodiment uses the nature of the spread code, performs the first synchronization detection process and the second synchronization detection process, and calculates an accurate synchronization time. . More specifically, in the first synchronization detection process, a sampling start time and a sampling end time that define synchronization detection ranges for performing synchronization (coarse synchronization) at a low sampling frequency and performing the second synchronization detection process, And the signal quantized by the quantizer 150 for the second synchronization detection process, the sampling start time, and the like are stored in the memory or register 152. Then, in the second synchronization detection process, synchronization (fine synchronization) is performed on the signal that is the sampling result stored in the memory or register 152, and accurate synchronization time is calculated based on the second synchronization detection process. Is to do.

なお、本実施形態の測位システムにおいては、測位サーバ40により設定されるシステムのモードが通信モードとは異なる測位モードである場合に、同期時刻検出を行う。なお、測位モードである場合は、サンプリングデータ量を減らすため、移動局20からベースバンド情報の送信は行わない。   In the positioning system of the present embodiment, the synchronization time is detected when the system mode set by the positioning server 40 is a positioning mode different from the communication mode. In the positioning mode, baseband information is not transmitted from the mobile station 20 in order to reduce the amount of sampling data.

以下に、本実施形態に係る測位システムの測位処理について、図11のフローチャートを用いて説明する。   Below, the positioning process of the positioning system which concerns on this embodiment is demonstrated using the flowchart of FIG.

(拡散符号発生制御信号の送信処理)
まず、本実施形態の測位システムでは、システムのモードが測位モードのときに、基地局30の拡散符号発生器110で発生させたPN符号を用いて、移動局20が信号として発信した拡散符号の同期を検出し、各基地局の時計による同期時刻を測定する。従って、測位サーバ40は、システムのモードを測位を行う測位モードに切り替え、基地局30の拡散符号発生器110に拡散符号発生制御信号を送信する(ステップS60)。
(Spread code generation control signal transmission processing)
First, in the positioning system of this embodiment, when the system mode is the positioning mode, the spreading code transmitted from the mobile station 20 as a signal using the PN code generated by the spreading code generator 110 of the base station 30 is used. The synchronization is detected, and the synchronization time by the clock of each base station is measured. Accordingly, the positioning server 40 switches the system mode to a positioning mode for positioning, and transmits a spreading code generation control signal to the spreading code generator 110 of the base station 30 (step S60).

(拡散符号発生処理)
拡散符号発生制御信号を受信した基地局30の拡散符号発生器110は、クロック生成器106により得られたクロック信号を用いてタイミングをとることにより、複数のシフトレジスタから構成された拡散符号発生器110内部のフリップフロップの値をシフトさせ、拡散符号を発生させる(ステップS40)。ここで、クロック生成器106により得られたクロック信号の周波数cl106は、チップレートfとの関係において、cl106=f(チップレート)より得られる値である。
(Spread code generation processing)
The spread code generator 110 of the base station 30 that has received the spread code generation control signal takes a timing using the clock signal obtained by the clock generator 106 to thereby obtain a spread code generator composed of a plurality of shift registers. The value of the flip-flop inside 110 is shifted to generate a spreading code (step S40). Here, the frequency cl 106 of the clock signal obtained by the clock generator 106 is a value obtained from cl 106 = f P (chip rate) in relation to the chip rate f P.

(第1の同期検出処理用PN符号の送信処理)
測位システムのモードが測位モードの間、移動局20は拡散符号としてのPN信号を、所定の周期で送信する(ステップS30)。送信タイミングに関して、PN符号(1周期分のPN符号)の終了タイミングを、移動局20内の時計22の時刻情報が毎P秒、例えば、P=1秒になるように設定される(図4)。
(Transmission process of PN code for first synchronization detection process)
While the positioning system mode is the positioning mode, the mobile station 20 transmits a PN signal as a spreading code at a predetermined cycle (step S30). Regarding the transmission timing, the end timing of the PN code (PN code for one cycle) is set so that the time information of the clock 22 in the mobile station 20 is every P seconds, for example, P = 1 second (FIG. 4). ).

なお、1周期分のPN符号を発生させるためには、移動局20の制御器24は、拡散符号発生開始時刻から拡散符号発生終了時刻まで、制御器24が拡散符号発生器26にクロック信号を送信する(図5)。また、所定の時刻に基づく1周期分のPN符号を発生させるためには、図6のフローチャートに従い、拡散符号発生開始時刻と拡散符号発生終了時刻とが設定される。   In order to generate one period of PN code, the controller 24 of the mobile station 20 sends a clock signal to the spread code generator 26 from the spread code generation start time to the spread code generation end time. Transmit (FIG. 5). Also, in order to generate one period of PN code based on a predetermined time, a spread code generation start time and a spread code generation end time are set according to the flowchart of FIG.

(第1のサンプリング処理)
移動局20の拡散符号発生器26により発生させたPN符号は、トランシーバー回路28で変調された後、アンテナから送信される。基地局30では、受信した信号をトランシーバー回路32で復調し、同期時刻検出部34、より具体的には、第1の同期検出処理のための量子化器120と、第2の同期検出処理のための量子化器150とに送信される。
(First sampling process)
The PN code generated by the spread code generator 26 of the mobile station 20 is modulated by the transceiver circuit 28 and then transmitted from the antenna. In the base station 30, the received signal is demodulated by the transceiver circuit 32, and the synchronization time detector 34, more specifically, the quantizer 120 for the first synchronization detection process, and the second synchronization detection process. To the quantizer 150.

量子化器120においては、まず、受信した信号を、第1サンプリング周波数cl(=cl102)Hzでサンプリングし量子化を行う第1のサンプリング処理を行う(ステップS42)。そして、量子化器120により量子化された信号を整合フィルタ122に送信する。ここで、第1サンプリング周波数cl102は、移動局20で発生させた拡散符号のチップレートfとの関係において、cl102=n・fの関係式が成立するように設定される。なお、nは整数であり、第1の同期検出処理において、自己相関関数の自己相関値を計算する相関演算がリアルタイムで演算可能となるように選択し決定する。 In the quantizer 120, first, the received signal is sampled at a first sampling frequency cl 1 (= cl 102 ) Hz and subjected to a first sampling process for quantization (step S42). Then, the signal quantized by the quantizer 120 is transmitted to the matched filter 122. Here, the first sampling frequency cl 102 is set so that the relational expression of cl 102 = n 1 · f P is established in relation to the chip rate f P of the spreading code generated by the mobile station 20. Incidentally, n 1 is an integer, in the first synchronous detection processing, selecting and determining as correlation calculation to calculate an autocorrelation value of the autocorrelation function becomes possible operations in real time.

(第1の同期検出処理)
第1のサンプリング処理(ステップS42)を実行した後、量子化器120により量子化された信号をメモリなどに記憶することなくリアルタイムで、量子化器120により量子化された信号と、量子化器112により量子化されたPN符号との自己相関値を、整合フィルタ122を用いて算出し、自己相関値がピークとなる時刻をサンプル時刻演算部130により計算する第1の同期検出処理を実行する(ステップS44)。なお、第1の同期検出分解能は、上述のとおり、第1のサンプリング処理において、第1サンプリング周波数cl102(=n・f)Hzでサンプリングし量子化を行っていることから、チップ時間(=1/f)のn分の1となる。
(First synchronization detection process)
After executing the first sampling process (step S42), the signal quantized by the quantizer 120 in real time without storing the signal quantized by the quantizer 120 in a memory or the like, and the quantizer The auto-correlation value with the PN code quantized by 112 is calculated using the matched filter 122, and a first synchronization detection process is performed in which the sample time calculation unit 130 calculates the time at which the auto-correlation value peaks. (Step S44). The first synchronization detection resolution, as described above, in the first sampling processing, since doing sampling quantized by the first sampling frequency cl 102 (= n 1 · f P) Hz, chip time (= 1 / f P) becomes 1 and n 1 minute of.

(第2の同期検出処理用サンプリング時刻算出処理)
第1の同期検出処理(ステップS44)により計算された自己相関関数の自己相関値と、時計108から出力される時刻情報とから、自己相関値がピークとなる時刻を算出し、算出されたピークを形成する時刻に基づき、第2の同期検出処理のための同期検出範囲を画定するサンプリング開始時刻t2SSとサンプリング終了時刻t2Sfとを算出する(ステップS46)。なお、算出された第2の同期検出処理のための同期検出範囲を画定するサンプリング開始時刻t2SS及びサンプリング終了時刻t2Sfと、時刻情報とから、サンプリング制御信号発生器140は、量子化器150によりサンプリングし量子化を開始する開始信号と、終了させる終了信号とを量子化器150に送信する。
(Second synchronization detection processing sampling time calculation processing)
The time at which the autocorrelation value peaks is calculated from the autocorrelation value of the autocorrelation function calculated by the first synchronization detection process (step S44) and the time information output from the clock 108, and the calculated peak Sampling start time t 2SS and sampling end time t 2Sf that define the synchronization detection range for the second synchronization detection processing are calculated based on the time of forming (step S46). Note that the sampling control signal generator 140 uses the quantizer 150 to calculate the sampling start time t 2SS and the sampling end time t 2Sf that define the synchronization detection range for the second synchronization detection process and the time information. A start signal for sampling and starting quantization and an end signal for ending are transmitted to the quantizer 150.

サンプリング開始時刻t2SSとサンプリング終了時刻t2Sfとを算出する処理を、図12を用いて説明する。図12は、サンプリング開始時刻t2SSとサンプリング終了時刻t2Sfとを算出するフローチャートである。 Processing for calculating the sampling start time t 2SS and the sampling end time t 2Sf will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a flowchart for calculating the sampling start time t 2SS and the sampling end time t 2Sf .

まず、サンプル時刻演算部130は、サンプリング開始時刻t2SSとサンプリング終了時刻t2Sfとを算出するため、整合フィルタ122から出力された自己相関値においてピークを検出した時刻を、第1の同期検出処理の同期時刻t1aと設定する(ステップS70)。次に、サンプリング開始時刻t2ss(=t1a−t2ssp+P−T)を算出する(ステップS72)。ここで、t2sspは第2の同期前側予備時間、PはPN符号発生間隔、Tは符号周期を表す。さらに、サンプリング終了時刻t2sf(=t1a+t2sfp+P)を算出する(ステップS74)。ここで、t2sfpは第2の同期後側予備時間を表す。 First, in order to calculate the sampling start time t 2SS and the sampling end time t 2Sf , the sample time calculation unit 130 uses the time when the peak is detected in the autocorrelation value output from the matched filter 122 as the first synchronization detection process. to set the synchronization time t 1a (step S70). Next, the sampling start time t 2ss (= t 1a −t 2ssp + P−T s ) is calculated (step S72). Here, t 2ssp represents the second pre-synchronization spare time, P represents the PN code generation interval, and T s represents the code period. Further, the sampling end time t 2sf (= t 1a + t 2sfp + P) is calculated (step S74). Here, t 2sfp represents the second post-synchronization spare time.

なお、サンプリング開始時刻t2ssとサンプリング終了時刻t2sfとにより画定される同期検出範囲に対して、第2の同期前側予備時間t2sspと第2の同期後側予備時間t2sfpとを付加した新たな同期検出範囲と設定し、設定された同期検出範囲においてサンプリングすることにより、移動局から信号として送信される拡散符号を確実に含む第2サンプリング結果を確実に取得できる。従って、精密な同期時刻検出、測位を行うことができる。2つの予備時間は、移動局、基地局に備えられた時計各々の速度の違いにより生じる時計誤差である時計ピッチ誤差、すなわち、移動局及び基地局の1局が備える時計が単位時間経過したときに、他の局が単位時間とは異なる経過時間を示すことにより生じる時計ピッチ誤差や、第1検出手段と第2検出手段のサンプリング周波数の相違に基づく量子化誤差などを考慮して決定する。 Note that a new pre-synchronization side spare time t 2ssp and a second post-synchronization side spare time t 2sfp are added to the synchronization detection range defined by the sampling start time t 2ss and the sampling end time t 2sf. By setting the correct synchronization detection range and sampling within the set synchronization detection range, it is possible to reliably acquire the second sampling result including the spread code transmitted as a signal from the mobile station. Therefore, precise synchronization time detection and positioning can be performed. The two spare times are clock pitch errors, which are clock errors caused by differences in the speeds of the clocks provided to the mobile station and the base station, that is, when the clock provided to one of the mobile station and the base station has passed a unit time. In addition, it is determined in consideration of a clock pitch error caused by other stations indicating an elapsed time different from the unit time, a quantization error based on a difference in sampling frequency between the first detection means and the second detection means, and the like.

従って、同期検出範囲をより限定して精確に決定することができることから、精密な同期時刻検出、測位を行うために、移動局から信号として送信される拡散符号を確実に含むサンプリング結果を確実に取得できるとともに、基地局における同期時刻検出をより少ない消費電力で行うことができ、省電力で測位可能な測位システムを実現できる。   Therefore, since the synchronization detection range can be more accurately determined, in order to perform precise synchronization time detection and positioning, a sampling result that reliably includes a spreading code transmitted as a signal from the mobile station is surely obtained. In addition to being able to acquire, the synchronization time detection in the base station can be performed with less power consumption, and a positioning system capable of positioning with low power consumption can be realized.

(第2の同期検出処理用PN符号の送信処理)
移動局20は、拡散符号としてのPN信号を所定の周期で送信することから、第1の同期検出処理用PN符号を送信した後、第2の同期検出処理用PN符号を送信する(ステップS32)。本実施形態においては、PN符号(1周期分のPN符号)の終了タイミングが、移動局20内の時計22の時刻情報が毎P秒に設定されている(図4)。
(Transmission process of PN code for second synchronization detection process)
Since the mobile station 20 transmits a PN signal as a spread code at a predetermined cycle, the mobile station 20 transmits the first synchronization detection processing PN code, and then transmits the second synchronization detection processing PN code (step S32). ). In the present embodiment, the end timing of the PN code (PN code for one cycle) is set to the time information of the clock 22 in the mobile station 20 every P seconds (FIG. 4).

(第2のサンプリング処理)
移動局20から送信された信号を受信した基地局30では、受信した信号をトランシーバー回路32で復調し、第1の同期検出処理のための量子化器120と、第2の同期検出処理のための量子化器150とに送信される。
(Second sampling process)
In the base station 30 that has received the signal transmitted from the mobile station 20, the transceiver circuit 32 demodulates the received signal, and the quantizer 120 for the first synchronization detection process and the second synchronization detection process. To the first quantizer 150.

量子化器150においては、まず、第1の同期検出処理(ステップS44)の結果に基づき算出された第2の同期検出処理のための同期検出範囲、すなわち、サンプリング開始時刻t2SSとサンプリング終了時刻t2Sfとの間、受信した信号を、第2サンプリング周波数cl(=cl104)Hzでサンプリングし量子化を行う第2のサンプリング処理を行う(ステップS48)。そして、量子化器150により量子化された信号を整合フィルタ154に送信する。ここで、第2サンプリング周波数cl104は、移動局20で発生させた拡散符号のチップレートfとの関係において、cl104=n・fの関係式が成立するように設定される。なお、nはnよりも十分大きな整数である。従って、第2サンプリング周波数cl104は第1サンプリング周波数cl102よりも十分高い周波数となり、第2の同期検出処理は、第1の同期検出処理と比較して、より精確な同期検出処理を可能とするものである。 In the quantizer 150, first, the synchronization detection range for the second synchronization detection process calculated based on the result of the first synchronization detection process (step S44), that is, the sampling start time t2SS and the sampling end time. between t 2SF, the received signal, a second sampling frequency cl 2 (= cl 104) second sampling processing for sampling quantized in Hz (step S48). Then, the signal quantized by the quantizer 150 is transmitted to the matched filter 154. Here, the second sampling frequency cl 104 is set so that the relational expression of cl 104 = n 2 · f P is established in relation to the chip rate f P of the spreading code generated by the mobile station 20. Note that n 2 is an integer sufficiently larger than n 1 . Therefore, the second sampling frequency cl 104 is sufficiently higher than the first sampling frequency cl 102 , and the second synchronization detection process can perform a more accurate synchronization detection process compared to the first synchronization detection process. To do.

また、第1サンプリングクロック信号と第2サンプリングクロック信号とは、共通のクロックを用いるため、第1のサンプリング処理及び同期検出処理と、第2のサンプリング処理及び同期検出処理との間に、同期ずれは発生しない。   In addition, since the first sampling clock signal and the second sampling clock signal use a common clock, a synchronization shift occurs between the first sampling process and the synchronization detection process and the second sampling process and the synchronization detection process. Does not occur.

(量子化された受信信号の記憶処理)
量子化器150により量子化された信号は、第1の同期検出処理(ステップS44)のために量子器120により量子化された信号と比較して大量の情報量を有することから、高速な相関演算を要する同期検出処理をリアルタイムで行うことは困難である。そのため、量子化器150により量子化された信号をメモリ又はレジスタ152に記憶する(ステップS50)。
(Storage processing of quantized received signal)
Since the signal quantized by the quantizer 150 has a large amount of information compared to the signal quantized by the quantizer 120 for the first synchronization detection process (step S44), the correlation is performed at high speed. It is difficult to perform synchronization detection processing that requires computation in real time. Therefore, the signal quantized by the quantizer 150 is stored in the memory or register 152 (step S50).

(第2の同期検出処理)
量子化器150により量子化された後にメモリ又はレジスタ152に記憶された信号と、量子化器114により量子化されたPN符号との自己相関値を、整合フィルタ154を用いて算出し、自己相関値がピークとなる時刻を同期時刻演算部160により計算する第2の同期検出処理を実行する(ステップS52)。なお、第2の同期検出分解能は、上述のとおり、第2のサンプリング処理において、第2サンプリング周波数cl104(=n・f)Hzでサンプリングし量子化を行っていることから、チップ時間(=1/f)のn分の1となる。
(Second synchronization detection process)
The autocorrelation value between the signal quantized by the quantizer 150 and stored in the memory or register 152 and the PN code quantized by the quantizer 114 is calculated using the matched filter 154, and the autocorrelation is calculated. A second synchronization detection process is performed in which the time at which the value reaches a peak is calculated by the synchronization time calculation unit 160 (step S52). Since the second synchronization detection resolution is sampled and quantized at the second sampling frequency cl 104 (= n 2 · f P ) Hz in the second sampling process as described above, the chip time It becomes n 1/2 of (= 1 / f P ).

(同期時刻算出処理)
同期時刻演算部160は、整合フィルタ154から出力される自己相関関数の自己相関値と、サンプル時刻演算部130から出力されるサンプリング開始時刻t2SSとから、各基地局での同期時刻を算出する同期時刻算出処理を実行する(ステップS54)。具体的には、サンプリング開始時刻t2SSと、サンプリング開始時刻t2SSから自己相関関数の自己相関値がピーク値を示すまでの時間を検出し、第2の同期検出時刻を算出する。
(Synchronization time calculation process)
The synchronization time calculator 160 calculates the synchronization time at each base station from the autocorrelation value of the autocorrelation function output from the matched filter 154 and the sampling start time t 2SS output from the sample time calculator 130. A synchronous time calculation process is executed (step S54). Specifically, the second synchronization detection time is calculated by detecting the sampling start time t 2SS and the time from the sampling start time t 2SS until the autocorrelation value of the autocorrelation function shows a peak value.

ここで、図13を用いて、サンプリング開始時刻t2ssからサンプリング終了時刻t2sfまでの第2の同期検出処理のための同期検出範囲において、量子化器150により量子化された受信信号と、拡散符号発生器110で発生させ量子化器114により量子化されたbpnbitのPN符号(レプリカ)とから、第2の同期検出時刻を算出する方法を説明する。サンプリング開始時刻t2ssからサンプリング終了時刻t2sfまでの同期検出範囲の期間、量子化器150により量子化された受信信号は、1符号周期Tの拡散符号(PN符号)を含むことから、量子化された受信信号における自己相関関数の自己相関値の極大値を計測することができる。従って、第2の同期検出処理のサンプリング開始時刻t2ssと、第2の同期検出のためにサンプリングされた受信信号における自己相関値が極大値となるbit番号より同期時刻t2aを算出することができる。 Here, using FIG. 13, in the synchronization detection range for the second synchronization detection process from the sampling start time t 2ss to the sampling end time t 2sf , the received signal quantized by the quantizer 150 and spread A method of calculating the second synchronization detection time from the b pn bit PN code (replica) generated by the code generator 110 and quantized by the quantizer 114 will be described. Since the received signal quantized by the quantizer 150 during the period of the synchronous detection range from the sampling start time t 2 ss to the sampling end time t 2 sf includes a spreading code (PN code) with one code period T s It is possible to measure the maximum value of the autocorrelation value of the autocorrelation function in the received signal. Therefore, the synchronization time t 2a can be calculated from the sampling start time t 2ss of the second synchronization detection process and the bit number at which the autocorrelation value in the received signal sampled for the second synchronization detection becomes a maximum value. it can.

具体的には、PN符号(レプリカ)がbpnbitであり、整合フィルタ154により、サンプリング開始時刻t2ssから第2の同期検出処理のために量子化器150により量子化された受信信号をPN符号(レプリカ)に対して1bitごとシフトさせて自己相関関数の自己相関値を算出して、自己相関値が極大値となるbit数b2aを計測する。従って、同期検出時刻t2a(=t2ss+(bpn+b2a)/cl104)を算出することができる。ここで、cl104は、クロック生成器104において、クロック発生器100から送信されたクロック信号に基づき、第2の同期検出処理に用いられる第2サンプリングクロック信号の第2サンプリング周波数である。 Specifically, the PN code (replica) is b pn bit, and the received signal quantized by the quantizer 150 for the second synchronization detection processing from the sampling start time t 2ss by the matched filter 154 is PN code is shifted every 1bit relative (replica) by calculating the autocorrelation values of the autocorrelation function, it measures the bit number b 2a autocorrelation value becomes the maximum value. Therefore, the synchronization detection time t 2a (= t 2ss + ( b pn + b 2a) / cl 104) can be calculated. Here, cl 104 is the second sampling frequency of the second sampling clock signal used for the second synchronization detection processing based on the clock signal transmitted from the clock generator 100 in the clock generator 104.

(測位処理)
同期時刻算出処理(ステップS54)において算出された同期時刻は、基地局番号とともに測位サーバ40に送信される。そして、少なくとも3つの基地局に対して算出された移動局20が送信した拡散符号の同期検出時刻を基にして、移動局20の測位を行う(ステップS62)。
(Positioning process)
The synchronization time calculated in the synchronization time calculation process (step S54) is transmitted to the positioning server 40 together with the base station number. Then, positioning of the mobile station 20 is performed based on the synchronization detection time of the spreading code transmitted by the mobile station 20 calculated for at least three base stations (step S62).

具体的には、測位システムは、以下の3つの連立方程式を解くことによって、移動局20の座標(x、y)を算出するものであり、この座標(x、y)を未知数とする。
(x−x1)+(y−y1)=(d1+s) (数1)
(x−x2)+(y−y2)=(d2+s) (数2)
(x−x3)+(y−y3)=(d3+s) (数3)
ここで、基地局30Aの座標を(x1、y1)、基地局30Bの座標を(x2、y2)、基地局30Cの座標を(x3、y3)とする。基地局30Aと基地局30Bと基地局30Cとを、予め位置が解っている位置に位置づけることで、これらの座標を既知の定数とすることができる。さらに、移動局20と基地局30Aとの間の距離をd1、移動局20と基地局30Bとの間の距離をd2、移動局20と基地局30Cとの間の距離をd3と表されたこれらの距離も既知の定数とすることができる。移動局20と基地局30の時計誤差をsとする。測位システムでは、移動局20から送信された信号の基地局30における同期時刻の基地局間における差分より移動局20の位置を算出することができる。具体的には、(数1)、(数2)、(数3)より以下の数式を得る。
[(x−x1)+(y−y1)(1/2)−[(x−x2)+(y−y2)(1/2)=(d1+s)−(d2+s) (数4)
[(x−x1)+(y−y1)(1/2)−[(x−x3)+(y−y3)(1/2)=(d1+s)−(d3+s) (数5)
Specifically, the positioning system calculates the coordinates (x, y) of the mobile station 20 by solving the following three simultaneous equations, and sets the coordinates (x, y) as unknowns.
(X−x1) 2 + (y−y1) 2 = (d1 + s) 2 (Equation 1)
(X−x2) 2 + (y−y2) 2 = (d2 + s) 2 (Expression 2)
(X−x3) 2 + (y−y3) 2 = (d3 + s) 2 (Equation 3)
Here, the coordinates of the base station 30A are (x1, y1), the coordinates of the base station 30B are (x2, y2), and the coordinates of the base station 30C are (x3, y3). By positioning the base station 30A, the base station 30B, and the base station 30C at positions where the positions are known in advance, these coordinates can be set to known constants. Further, the distance between the mobile station 20 and the base station 30A is represented as d1, the distance between the mobile station 20 and the base station 30B is represented as d2, and the distance between the mobile station 20 and the base station 30C is represented as d3. These distances can also be known constants. Let s be the clock error between the mobile station 20 and the base station 30. In the positioning system, the position of the mobile station 20 can be calculated from the difference between the base stations 30 of the synchronization time of the signal transmitted from the mobile station 20 between the base stations. Specifically, the following mathematical formula is obtained from (Equation 1), (Equation 2), and (Equation 3).
[(X−x1) 2 + (y−y1) 2 ] (1/2) − [(x−x2) 2 + (y−y2) 2 ] (1/2) = (d1 + s) − (d2 + s) ( (Equation 4)
[(X−x1) 2 + (y−y1) 2 ] (1/2) − [(x−x3) 2 + (y−y3) 2 ] (1/2) = (d1 + s) − (d3 + s) ( (Equation 5)

また、基地局30A、30Bそして30Cの同期時刻をT2a30A、T2a30B、T2a30Cとし、光速をcとすると、以下の関係が成立する。
(d1+s)−(d2+s)=(T2a30A−T2a30B)×c (数6)
(d1+s)−(d3+s)=(T2a30A−T2a30C)×c (数7)
(数6)及び(数7)により、(数4)及び(数5)は以下となる。
[(x−x1)+(y−y1)(1/2)−[(x−x2)+(y−y2)(1/2)=(T2a30A−T2a30B)×c (数8)
[(x−x1)+(y−y1)(1/2)−[(x−x3)+(y−y3)(1/2)=(T2a30A−T2a30C)×c (数9)
(数8)及び(数9)により未知数x,yを算出することができる。
Further, assuming that the synchronization times of the base stations 30A, 30B and 30C are T2a30A, T2a30B and T2a30C and the speed of light is c, the following relationship is established.
(D1 + s) − (d2 + s) = (T2a30A−T2a30B) × c (Equation 6)
(D1 + s) − (d3 + s) = (T2a30A−T2a30C) × c (Equation 7)
From (Expression 6) and (Expression 7), (Expression 4) and (Expression 5) are as follows.
[(X−x1) 2 + (y−y1) 2 ] (1/2) − [(x−x2) 2 + (y−y2) 2 ] (1/2) = (T2a30A−T2a30B) × c ( (Equation 8)
[(X−x1) 2 + (y−y1) 2 ] (1/2) − [(x−x3) 2 + (y−y3) 2 ] (1/2) = (T2a30A−T2a30C) × c ( (Equation 9)
The unknowns x and y can be calculated by (Equation 8) and (Equation 9).

<測位システムによる同期時刻検出処理の流れ>
以下に、具体例として、移動局20から送信されるPN符号の符号周期Tを1m秒、PN符号発生終了タイミングの間隔Pを1秒に設定した場合における同期時刻検出処理の流れについて、図14を用いて説明する。
<Flow of synchronization time detection processing by positioning system>
Hereinafter, as a specific example, the code period T S of the PN code transmitted from the mobile station 20 1 m sec, the flow of the synchronization time detection processing in case of setting the interval P of the PN code generation end timing to 1 second, FIG. 14 will be described.

(第1の同期検出処理用PN符号の送信処理)
まず、移動局20から送信されるPN符号は、符号周期Tが1m秒、PN符号発生終了タイミングの間隔Pが1秒に設定されていることから、PN信号の発生開始時刻は移動局時刻で02分02.999秒、発生終了時刻は移動局時刻で02分03.000秒とすると、次のPN符号の発生開始時刻は02分03.999秒、PN信号の発生終了時刻は02分04.000秒となる。このように、一定の周期で、移動局20は拡散符号であるPN符号を送信する。
(Transmission process of PN code for first synchronization detection process)
First, the PN code transmitted from the mobile station 20, reference numeral period T S is 1m sec, since the interval P of the PN code generation end timing is set to 1 second, generation start time of the PN signal is the mobile station time Is 02 minutes 02.999 seconds, and the generation end time is 02 minutes 03.000 seconds as the mobile station time, the next PN code generation start time is 02 minutes 03.999 seconds, and the PN signal generation end time is 02 minutes. 04.000 seconds. In this way, the mobile station 20 transmits a PN code that is a spreading code at a constant period.

(第1の同期検出処理)
そして、基地局30で受信され、トランシーバー回路32で復調された受信信号を、例えば、10MHzの第1サンプリング周波数cl102で量子化器120によりサンプリングし量子化された信号に対して、第1の同期検出処理を行った結果、02分03.000003421秒に自己相関関数の自己相関値のピーク値を測定した場合、同期時刻t1aは02分03.000003421秒と測定できる。
(First synchronization detection process)
Then, the received signal demodulated by the base station 30 and demodulated by the transceiver circuit 32 is sampled by the quantizer 120 at a first sampling frequency cl 102 of 10 MHz, for example, and the first signal is quantized. As a result of the synchronization detection processing, when the peak value of the autocorrelation value of the autocorrelation function is measured at 02 minutes 03.000003421 seconds, the synchronization time t 1a can be measured as 02 minutes 03.000003421 seconds.

(第2の同期検出処理用サンプリング時刻算出処理)
そして、図12のフローチャートに従い、第2の同期検出処理用の同期検出範囲を画定するサンプリング開始時刻t2SSとサンプリング終了時刻t2Sfとを算出する。ここで、本実施形態においては、第二の同期前側予備時間T2SSpは0.1m秒、第二の同期後側予備時間T2Sfpは0.1m秒とする。この結果、サンプリング開始時刻t2SSは02分03.998903421秒と、サンプリング終了時刻t2Sfは02分04.000103421秒と、サンプリング期間は1.2m秒と算出することができる。
(Second synchronization detection processing sampling time calculation processing)
Then, according to the flowchart of FIG. 12, a sampling start time t 2SS and a sampling end time t 2Sf that define a synchronization detection range for the second synchronization detection process are calculated. In the present embodiment, the second synchronous front preliminary time T 2SSp is 0.1m sec, the second synchronous rear preliminary time T 2Sfp is a 0.1m sec. As a result, the sampling start time t 2SS can be calculated as 02 minutes 03.99983421 seconds, the sampling end time t 2Sf can be calculated as 02 minutes 04.0000103421 seconds, and the sampling period can be calculated as 1.2 milliseconds.

(第2の同期検出処理)
そして、1周期後に移動局20から送信された信号を基地局30が受信した後、トランシーバー回路32で復調された受信信号を、例えば、511.5MHzの第2サンプリング周波数cl104で量子化器150によりサンプリングし量子化された信号をメモリ又はレジスタ152に記憶する。従って、メモリ又はレジスタ152には、613.8*10^3bit(=(1.2*10^(−3))*511.5*10^6)のデータが記憶される。
(Second synchronization detection process)
Then, after the base station 30 receives the signal transmitted from the mobile station 20 after one period, the quantizer 150 converts the received signal demodulated by the transceiver circuit 32 with the second sampling frequency cl 104 of 511.5 MHz, for example. The signal sampled and quantized by the above is stored in a memory or register 152. Therefore, 613.8 * 10 ^ 3 bits (= (1.2 * 10 ^ (− 3)) * 511.5 * 10 ^ 6) is stored in the memory or register 152.

量子化器150により量子化されメモリ又はレジスタ152に記憶された信号と、量子化器114により量子化されたPN符号(レプリカ)との自己相関関数の自己相関値を整合フィルタ154を用いて算出し、第2の同期検出処理を行う。この結果、第2の同期検出処理の同期検出結果に基づき、同期時刻を測定することができる。   The autocorrelation value of the autocorrelation function between the signal quantized by the quantizer 150 and stored in the memory or register 152 and the PN code (replica) quantized by the quantizer 114 is calculated using the matched filter 154. Then, the second synchronization detection process is performed. As a result, the synchronization time can be measured based on the synchronization detection result of the second synchronization detection process.

ここで、PN符号の符号周期T(=1m秒)から、量子化器114において511.5MHzで量子化されたPN符号は、511.5*10^3bit(=(1.0*10^(−3))*511.5*10^6)のデータとなる。サンプリング開始時刻t2SSと、量子化されたPN符号を1bitずつシフトして、自己相関関数の自己相関値を算出し、自己相関値のピークを検出するbit数を計測した結果、562606(=51106+511.5*10^3)bitで自己相関値のピークを算出した。 Here, from the code period T S (= 1 msec) of the PN code, the PN code quantized at 511.5 MHz by the quantizer 114 is 511.5 * 10 ^ 3 bits (= (1.0 * 10 ^). (-3)) * 511.5 * 10 ^ 6). As a result of calculating the autocorrelation value of the autocorrelation function by shifting the sampling start time t2SS and the quantized PN code by 1 bit, and measuring the number of bits for detecting the peak of the autocorrelation value, 562606 (= 51106 + 511) 5 * 10 ^ 3) The peak of the autocorrelation value was calculated in bits.

(同期時刻算出処理)
562606bitは1.099914*10^(−3)秒(=562606/(511.5*10^6))に相当することから、同期時刻は02分04.000003335秒(02分03.998903421秒+1.099914*10^(−3)秒)と算出することができる。
(Synchronization time calculation process)
Since 562606 bits correspond to 1.099914 * 10 ^ (-3) seconds (= 562606 / (511.5 * 10 ^ 6)), the synchronization time is 02 minutes 04.000003335 seconds (02 minutes 03.999033421 seconds + 1). 099914 * 10 ^ (− 3) seconds).

(測位処理)
この結果、各基地局の同期時刻により基地局間の同期時刻の差が算出され、移動局の測位を行うことができる。
(Positioning process)
As a result, the synchronization time difference between the base stations is calculated from the synchronization time of each base station, and positioning of the mobile station can be performed.

<<変形例>>
上記実施形態においては、同期時刻検出部34において行われる同期検出処理の基準となるクロック信号を発生するクロック発生器100は、発生したクロック信号をクロック生成器102、104、106に送信する。従って、クロック生成器102により生成される第1の同期検出処理に用いられる第1サンプリング周波数の第1サンプリングクロック信号と、クロック生成器104により生成される第2の同期検出処理に用いられる第2サンプリング周波数の第2サンプリングクロック信号とが、共通のクロック信号に基づき生成されることから、第1の同期検出処理と第2の同期検出処理において同期ずれが発生しない。
<< Modification >>
In the above-described embodiment, the clock generator 100 that generates a clock signal that is a reference for the synchronization detection process performed in the synchronization time detection unit 34 transmits the generated clock signal to the clock generators 102, 104, and 106. Therefore, the first sampling clock signal having the first sampling frequency used for the first synchronization detection process generated by the clock generator 102 and the second synchronization detection process generated by the clock generator 104 are used. Since the second sampling clock signal having the sampling frequency is generated based on the common clock signal, no synchronization shift occurs in the first synchronization detection process and the second synchronization detection process.

しかし、それぞれ独立したクロック発生器(図示せず)により発生したクロック信号に基づき第1及び第2の同期検出処理用のサンプリングクロック信号などを生成することも可能である。上記実施形態の変形例として、図15に示す。なお、図8の構成例と同じ構成要素については、同じ符号を付している。   However, it is also possible to generate sampling clock signals for the first and second synchronization detection processes based on clock signals generated by independent clock generators (not shown). A modification of the above embodiment is shown in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same component as the structural example of FIG.

<<PN符号>>
移動局20は、拡散符号発生器26によりPN符号を発生し、トランシーバー回路28に送信する。移動局30が送信するPN符号は異なる複数の連続したPN符号からなり、基地局30は前記複数のPN符号に対応したマッチドフィルタを備える。基地局は複数の連続したPN符号を受信するために、複数存在するPN符号の一つのPN符号にビットエラーが発生した場合でも、複数存在するPN符号のいずれかはエラービットが発生していないPN符号である可能性が高い。そのため電波状況が悪い場合に、受信した信号中に連続して複数のビットエラーが発生する不具合(バーストエラー)時においても、基地局30は移動局20の信号を正しく受信することができる。図16に複数の連続したPN符号により構成された符号を示す。図16の符号は、符号長が等しい4つのPN符号、具体的には、PN符号A、PN符号B、PN符号CそしてPN符号Dにより構成されている。これら4つのPN符号は移動局20より連続して送信される。
<< PN code >>
The mobile station 20 generates a PN code by the spread code generator 26 and transmits it to the transceiver circuit 28. The PN code transmitted by the mobile station 30 includes a plurality of different continuous PN codes, and the base station 30 includes a matched filter corresponding to the plurality of PN codes. Since the base station receives a plurality of continuous PN codes, even if a bit error occurs in one PN code of a plurality of PN codes, any of the plurality of PN codes does not generate an error bit. There is a high possibility of being a PN code. Therefore, when the radio wave condition is bad, the base station 30 can correctly receive the signal of the mobile station 20 even when there is a malfunction (burst error) in which a plurality of bit errors occur continuously in the received signal. FIG. 16 shows a code composed of a plurality of continuous PN codes. The code in FIG. 16 includes four PN codes having the same code length, specifically, a PN code A, a PN code B, a PN code C, and a PN code D. These four PN codes are continuously transmitted from the mobile station 20.

以上のように、本実施形態の測位システムによれば、第1の同期検出処理を行い同期検出結果情報に基づいて第2の同期検出処理のために同期検出範囲を決定するサンプル時刻演算部130と、第1の同期検出処理の後に、移動局20から受信した信号を同期検出範囲においてサンプリングし、拡散符号(レプリカ)との同期を第2の同期検出処理として検出する同期時刻演算部160とを有することから、移動局20の精密な測位を行うために、第1の同期検出処理の同期検出結果情報に基づいて第2の同期検出処理のために決定された同期検出範囲のみ、サンプリングすることが可能となる。従って、サンプリングする期間を所望の期間に限定することができる。   As described above, according to the positioning system of the present embodiment, the sample time calculation unit 130 that performs the first synchronization detection process and determines the synchronization detection range for the second synchronization detection process based on the synchronization detection result information. And a synchronization time calculation unit 160 that samples the signal received from the mobile station 20 in the synchronization detection range after the first synchronization detection processing and detects synchronization with the spread code (replica) as the second synchronization detection processing; Therefore, in order to perform precise positioning of the mobile station 20, only the synchronization detection range determined for the second synchronization detection process based on the synchronization detection result information of the first synchronization detection process is sampled. It becomes possible. Therefore, the sampling period can be limited to a desired period.

この結果、第2検出のためのサンプリングのみを、高サンプリング周波数でサンプリング処理を行い、さらに、第1の同期検出処理の同期検出結果情報に基づいて、より的確に第2の同期検出処理を行い精確な同期検出結果情報を得ることができるため、測位サーバ40により精密な測位を行うことができる。特に、受信信号に対して、第2の同期検出処理のための同期検出範囲のみを高サンプリング周波数でサンプリングし量子化することから、常に、高サンプリング周波数でサンプリングを行うことを要しないため、基地局20における同期時刻検出を少ない消費電力で行うことができ、省電力で測位可能な測位システムを実現できる。   As a result, only the sampling for the second detection is sampled at a high sampling frequency, and the second synchronization detection process is more accurately performed based on the synchronization detection result information of the first synchronization detection process. Since accurate synchronization detection result information can be obtained, the positioning server 40 can perform precise positioning. In particular, since only the synchronization detection range for the second synchronization detection process is sampled and quantized at a high sampling frequency with respect to the received signal, it is not always necessary to perform sampling at a high sampling frequency. The synchronization time detection in the station 20 can be performed with low power consumption, and a positioning system capable of positioning with low power consumption can be realized.

更に、本発明に係る測位システムは、上述の実施形態には限られず、その他様々な実施形態が含まれる。   Furthermore, the positioning system according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various other embodiments.

本発明に係る同期時刻検出システムが用いられる測位システムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a positioning system in which a synchronous time detection system according to the present invention is used. 本発明に係る同期時刻検出システムの移動局20の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the mobile station 20 of the synchronous time detection system which concerns on this invention. 本実施形態の拡散符号発生器26の回路の一例である。It is an example of the circuit of the spreading code generator 26 of this embodiment. PN符号の符号周期Tを1m秒、PN符号発生間隔Pを1秒に設定した場合の、拡散符号発生開始時刻と拡散符号発生終了時刻とを表した具体例である。The code period T S of the PN code 1m sec, in the case of setting the PN code generation interval P per second, which is a specific example showing the spreading code generation end time spreading code generation start time. 拡散符号発生開始時刻から拡散符号発生終了時刻まで、制御器24が拡散符号発生器26にクロック信号を送信する処理を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining processing in which a controller 24 transmits a clock signal to a spread code generator 26 from a spread code generation start time to a spread code generation end time. 制御器24において実行される拡散符号発生開始時刻と拡散符号発生終了時刻との設定処理について説明するフローチャートである。7 is a flowchart for explaining a setting process of a spread code generation start time and a spread code generation end time, which is executed in the controller 24. 移動局20に対する同期時刻検出を行う基地局30の概略構成図である。2 is a schematic configuration diagram of a base station 30 that performs synchronization time detection for a mobile station 20. FIG. 同期時刻検出部34の構成図である。3 is a configuration diagram of a synchronization time detection unit 34. FIG. 整合フィルタ122の構成図である。3 is a configuration diagram of a matched filter 122. FIG. 整合フィルタ154の構成図である。4 is a configuration diagram of a matched filter 154. FIG. 本実施形態に係る測位システムの測位処理を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the positioning process of the positioning system which concerns on this embodiment. サンプル時刻演算部130におけるサンプリング開始時刻とサンプリング終了時刻とを算出するフローチャートである。7 is a flowchart for calculating a sampling start time and a sampling end time in the sample time calculation unit 130. 第2の同期検出処理における同期時刻算出方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the synchronous time calculation method in a 2nd synchronous detection process. 同期時刻検出処理の流れを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the flow of a synchronous time detection process. 変形例である同期時刻検出部34の構成図である。It is a block diagram of the synchronous time detection part 34 which is a modification. 複数の連続したPN符号により構成された符号である。It is a code composed of a plurality of continuous PN codes.

符号の説明Explanation of symbols

10 測位システム
20 移動局
22 時計
24 制御器
26 拡散符号発生器
20 トランシーバー回路
30、30A、30B、30C、30D 基地局
32 トランシーバー回路
34 同期時刻検出部
40 測位サーバ
100 クロック発生器
102、104、106 クロック生成器
108 時計
110 拡散符号発生器
112、114 量子化器
120 量子化器
122 整合フィルタ
130 サンプル時刻演算部
140 サンプリング制御信号発生器
150 量子化器
152 メモリ
154 整合フィルタ
160 同期時刻演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Positioning system 20 Mobile station 22 Clock 24 Controller 26 Spreading code generator 20 Transceiver circuit 30, 30A, 30B, 30C, 30D Base station 32 Transceiver circuit 34 Synchronization time detection part 40 Positioning server 100 Clock generator 102, 104, 106 Clock generator 108 Clock 110 Spreading code generator 112, 114 Quantizer 120 Quantizer 122 Matched filter 130 Sample time calculator 140 Sampling control signal generator 150 Quantizer 152 Memory 154 Matched filter 160 Synchronous time calculator

Claims (5)

移動局から送信される信号を受信する基地局と、前記基地局とネットワークにより連結された測位演算部とを含む測位システムであって、
前記移動局は、
前記移動局自身が生成した拡散符号を所定の周期により前記信号として送信する信号送信手段を有し、
前記基地局は、
前記移動局からの信号を受信し、前記信号をサンプリングするサンプリング手段と、
前記サンプリング手段によりサンプリングされた第1サンプリング結果から、拡散符号の同期を第1検出として検出する第1検出手段と、
前記第1検出手段の同期検出結果情報に基づいて第2検出のために同期検出範囲を決定する決定手段と、
前記第1検出の後に、前記移動局から受信した信号を前記同期検出範囲においてサンプリングした第2サンプリング結果から、拡散符号の同期を前記第2検出として検出する第2検出手段とを有し、
前記測位演算部は、
少なくとも3つの前記基地局による第2検出手段で得られた同期検出結果情報に基づいて測位を行なう測位演算手段を有し、
前記第2検出のためのサンプリング周波数は、前記第1検出のためのサンプリング周波数より高くすることを特徴とする測位システム。
A positioning system including a base station that receives a signal transmitted from a mobile station, and a positioning calculation unit connected to the base station through a network,
The mobile station
Signal transmission means for transmitting the spread code generated by the mobile station itself as the signal at a predetermined period;
The base station
Sampling means for receiving a signal from the mobile station and sampling the signal;
First detection means for detecting spreading code synchronization as a first detection from the first sampling result sampled by the sampling means;
Determining means for determining a synchronization detection range for the second detection based on the synchronization detection result information of the first detection means;
Second detection means for detecting synchronization of a spread code as the second detection from a second sampling result obtained by sampling a signal received from the mobile station in the synchronization detection range after the first detection;
The positioning calculation unit
Positioning calculation means for performing positioning based on synchronization detection result information obtained by the second detection means by at least three of the base stations,
The positioning system, wherein a sampling frequency for the second detection is higher than a sampling frequency for the first detection.
前記決定手段は、前記同期検出結果情報に基づいて得られたサンプリング開始時刻とサンプリング終了時刻との少なくとも一方に付加時間を付加して、新たなサンプリング開始時刻とサンプリング終了時刻とした同期検出範囲を決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載した測位システム。
The determination means adds a time to at least one of a sampling start time and a sampling end time obtained based on the synchronization detection result information, and sets a synchronization detection range as a new sampling start time and sampling end time. decide,
The positioning system according to claim 1.
前記付加時間は、時計ピッチ誤差及び前記第1検出手段と前記第2検出手段のサンプリング周波数に基づき決定される、
ことを特徴とした請求項2に記載した測位システム。
The additional time is determined based on a clock pitch error and a sampling frequency of the first detection means and the second detection means.
The positioning system according to claim 2, wherein:
直接拡散スペクトラム拡散通信方式又は超広帯域無線通信方式により、前記移動局と前記基地局との間の無線通信を行う、
ことを特徴とする請求項1〜3の一項に記載の測位システム。
Wireless communication between the mobile station and the base station by direct spread spectrum spread communication method or ultra-wideband wireless communication method,
The positioning system according to one of claims 1 to 3, wherein
前記移動局は、前記拡散符号として異なる複数の連続したPN符号を送信し、
前記第1検出手段及び前記第2検出手段は、前記PN符号のそれぞれに対応したマッチドフィルタを備える、
ことを特徴とする請求項1〜4の一項に記載の測位システム。
The mobile station transmits a plurality of different consecutive PN codes as the spreading code,
The first detection unit and the second detection unit each include a matched filter corresponding to each of the PN codes.
The positioning system according to claim 1, wherein:
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US7190271B2 (en) * 2003-11-07 2007-03-13 Wherenet Corp Location system and method that achieves time synchronized network performance using unsynchronized receiver clocks
JP2005333456A (en) * 2004-05-20 2005-12-02 Japan Radio Co Ltd Spread spectrum signal receiver
JP2007147350A (en) * 2005-11-25 2007-06-14 Hitachi Ltd Radio communications positioning system
JP4306693B2 (en) * 2006-05-29 2009-08-05 ソニー株式会社 Correlation detection device, correlation detection method, and reception device

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