JP3547412B2 - 無線端末装置及び測位システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は無線信号を使用して現在位置を測定する無線端末装置に関し、特に、複数の基地局が同一のＰＮオフセット値を持つ場合等、どの基地局からの信号かの判別が困難な場合でも正確に現在位置を測定する無線端末装置及び無線測位システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動通信システムにおいて、基地局から送信される信号を利用して端末機の位置を検出する技術が提案されている。例えば、特開平７−１８１２４２号公報には、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）システムにおいて、各基地局の位置と、各基地局から端末機へ送信される信号の伝搬遅延時間差とを用いて、端末機の位置を測定する技術が提案されている。
【０００３】
例えば、図１１に示す無線システムにおいて、移動端末８００は、３つのセルラ電話基地局８０１、８０２及び８０３からの信号を受信する。移動端末８００は各基地局８０１、８０２、８０３からの信号の伝搬時間差（基地局８０１からの伝搬時間−基地局８０２からの伝搬時間）及び（基地局８０１からの伝搬時間−基地局８０３からの伝搬時間）を算出する。移動端末８００は各基地局８０１〜８０３からの伝搬時間差を用いて、移動端末８００の現在位置を算出する。
【０００４】
ここで、米国のＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システムであり、ＴＩＡ（Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）が制定した標準であるＥＩＡ／ＴＩＡ−９５に準拠したシステムの場合について考える。ＥＩＡ／ＴＩＡ−９５システムでは、全ての基地局は約２６．７ミリ秒周期の同一の拡散符号（ＰＮ符号）を使用する。また、各基地局は基地局を識別するために各基地局に対して予め割り当てられた送信時間差としてパイロットＰＮオフセット（ＰＮオフセット値）を持ち、各基地局は基準タイミングからＰＮオフセット値だけずらして信号を送信している。
【０００５】
移動端末は、受信信号とＰＮ符号との相関値を計算して受信プロファイルを得ている。例えば、マッチトフィルタを用いて受信信号とＰＮ符号との相関値を計算すると、マッチトフィルタの出力には図１２に示すような受信プロファイル波形が得られる。
【０００６】
図１２において９０１、９０２、９０３は、それぞれ基地局８０１、８０２、８０３からの受信信号に対応する相関値である。このとき各基地局は異なるＰＮオフセット値を持っているので、各基地局からの受信信号に対応する相関値は時間的に離れた状態で得ることができる。従って、受信プロファイルにおいて、各基地局からの受信信号を区別することが可能であり、各基地局からの信号の受信タイミングを区別することができるので、各基地局からの信号の伝搬時間を用いた位置測定が可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、都市部など基地局が密集した地区においては、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局が近接して存在する場合がある。例えば、基地局８０１と基地局８０２に対して同一のＰＮオフセット値が割当てられている場合に、基地局８０１、８０２、８０３に対応するマッチトフィルタ出力として図１３に示すような受信プロファイル波形が得られる。すなわち、基地局８０１と８０２とが同一のＰＮオフセット値を持つため、両基地局からの受信信号に対応する相関値は９１０のようにほぼ同一の時間に重なった状態で受信プロファイル波形（マッチトフィルタの出力）に現れる。
【０００８】
このように、受信プロファイルにおいて、ほぼ同一の時間に重なって出現する受信信号を、各基地局毎に区別して、受信タイミングを判定することは困難である。よって、この相関値９１０がいずれの基地局からの信号かを誤って判定する可能性が高い。この誤判定は各基地局からの信号の伝搬時間測定に大きな誤差を与え、位置測定の精度劣化の原因となる。位置測定の精度が劣化すると、利用者は適切な位置情報サービスを受けることができなくなり、位置情報サービスの利便性が低下する。
【０００９】
本発明は、基地局からの信号の区別が困難な場合でも、正確に現在位置を測定する無線端末装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る無線端末装置は、複数の無線局からの信号を受信する受信手段と、前記受信手段で受信した信号の受信タイミングを解析する受信タイミング解析手段と、位置算出に使用する無線局を選択する無線局選択手段と、前記選択された無線局からの信号の受信タイミングを使用して受信点の位置を算出する位置算出手段とを備え、前記無線局選択手段は、２以上の前記無線局からの信号の受信タイミングを区別できない場合（例えば、複数の無線局が同一のＰＮオフセット値を持つために、２以上の無線局からの信号に基づく受信プロファイルが重なる場合）に、少なくともいずれかの無線局からの信号を使用しないように、位置算出に使用する無線局を選択することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る無線端末装置は、複数の無線局からの信号を受信する受信手段と、前記受信手段で受信した信号の受信プロファイルを作成する受信プロファイル作成手段と、前記受信プロファイルを使用して受信点の位置を算出するための情報を送信する情報送信手段とを備え、前記情報送信手段は、前記無線局からの信号のうち、２以上の無線局からの信号に基づく受信プロファイルを区別できない場合（例えば、複数の無線局が同一のＰＮオフセット値を持つ場合）には、少なくともいずれか一方の無線局からの信号を排除するために使用される情報を送信することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る測位システムは、無線端末装置に対して信号を送信する複数の無線局と、前記複数の無線局からの信号を受信する受信手段と、前記受信手段で受信した信号の受信プロファイルを解析する受信プロファイル作成手段とを有する無線端末装置とを備え、前記受信プロファイルを使用して受信点の位置を算出する位置算出手段を、前記無線端末装置と一体に又は別個に設け、前記位置算出手段は、２以上の前記無線局からの信号が受信プロファイルにおいて区別できない場合（例えば、複数の無線局が同一のＰＮオフセット値を持つ場合）に、少なくともいずれかの無線局からの信号を排除して位置算出をすることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る位置算出装置は、位置算出に使用する無線局を選択する無線局選択手段と、無線端末装置が受信した複数の無線局からの信号の受信タイミングを使用して受信点の位置を算出する位置算出手段とを備え、前記無線局選択手段は、２以上の前記無線局からの信号の受信タイミングを区別できない場合（例えば、複数の無線局が同一のＰＮオフセット値を持つために、２以上の無線局からの信号に基づく受信プロファイルが重なる場合）に、少なくともいずれかの無線局からの信号を使用しないように、位置算出に使用する無線局を選択することを特徴とする。
【００１４】
【発明の作用および効果】
本発明の無線端末では、２以上の前記無線局からの信号の受信タイミングを区別できない場合に、少なくともいずれかの無線局からの信号を使用しないように、位置算出に使用する無線局を選択する無線局選択手段を備えるので、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局が近接して配置されている地域においても、移動端末の現在位置を精度よく算出することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態の移動端末が位置測定を行う無線システム（移動通信システム）の構成を示す図である。
【００１７】
携帯電話機に代表される移動端末１００の周辺には、移動端末１００と交信する無線局としてのセルラ電話基地局１０１〜１０５が設けられている。基地局１０１、１０３、１０４には、各々異なるＰＮオフセット値ＰＮ１、ＰＮ３、ＰＮ４が割当てられ、基地局１０２と１０５には同一のＰＮオフセット値ＰＮ２が割当てられている。
【００１８】
本発明の実施の形態において、移動端末１００は、基地局１０１〜１０５から送信された信号を受信する。移動端末１００は、少なくとも三つの基地局から到来する信号の伝搬時間差から伝搬距離差を測定し、三つの基地局の位置を既知として前方交会法によって、無線端末の位置を測定する。
【００１９】
図２は、本発明の第１の実施の形態の移動端末の位置算出動作を示すフローチャートである。
【００２０】
まず、移動端末１００は、位置計算に使用する候補基地局を選出する（ステップ７００）。例えば、移動端末１００に予め記憶されている基地局リストから周辺にあると推定される基地局１０１〜１０５を選出する。
【００２１】
そして、移動端末１００は、基地局１０１〜１０５が送信した受信信号とＰＮ符号との相関値を計算して受信プロファイル作成する（ステップ７０１）。例えば、マッチトフィルタを用いて受信信号とＰＮ符号との相関値を計算すると、マッチトフィルタ出力として受信プロファイル波形が得られる。この受信プロファイル波形から、相関値が極大となる最も早いタイミングを受信タイミングとして抽出して、各基地局からの信号の受信タイミングを測定する（ステップ７０２）。
【００２２】
そして、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局に関して、どの基地局からの信号であるのかを誤って判定して位置測定精度が劣化しないように、位置計算に使用する基地局を選択する（ステップ７０３）。この選択方法の詳細は図３を用いて後述する。
【００２３】
そして、ステップ７０３で、位置計算に使用するものとして選択された基地局からの信号を用いて、移動端末１００の位置を計算する（ステップ７０４）。
【００２４】
図３は、図２において前述した位置算出動作における、ステップ７０３における基地局選択動作の詳細を示すフローチャートである。
【００２５】
ステップ７０２で各基地局からの信号の受信タイミングを測定した移動端末１００は、ステップ７００で選出した位置計算に使用する候補基地局のうち、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局が存在するか否かを判定する（ステップ２０１）。同一のＰＮオフセット値を持つ基地局が存在しない場合（ステップ２０１にて”Ｎｏ”）、基地局から送信された信号は、受信プロファイル上、重なって受信されることはないことから、ステップ７００で選出された候補基地局全てを位置計算に使用する旨が決定される（ステップ２０３）。
【００２６】
一方、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局が存在する場合（ステップ２０１にて”Ｙｅｓ”）、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局からの信号は、受信プロファイル上重なって受信され、これらを区別することが困難であることから、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局は全て位置計算に使用しない旨が決定される（ステップ２０２）。
【００２７】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態では、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局は位置計算に一切使用されない。すなわち、図１に示す無線システムにおいて、基地局１０２と基地局１０５との両方が位置計算から除外される。よって、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局が近接して配置されている地域においても、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局からの信号が区別されずに位置計算に用いられて移動端末の位置精度の劣化を防止できる。
【００２８】
また、このような地域においても利用者に正確な位置情報サービスを提供することが可能となり、位置情報サービスのサービスエリアが拡大し、位置情報サービスの利便性を向上させることができる。
【００２９】
図４は、本発明の第２の実施の形態の移動端末の位置算出動作のうち基地局選択の動作の詳細を示すフローチャートである。
【００３０】
図４に示す第２の実施の形態では、図２、図３において前述した第１の実施の形態と、ステップ７０３（図２）における基地局選択動作が異なり、他の処理は図２に示した動作と同じである。
【００３１】
ステップ７０２で各基地局からの信号の受信タイミングを測定した移動端末１００は、まず、移動端末１００の仮位置を計算する（ステップ３００）。例えば、移動端末１００が無線システムに対する位置登録信号を送信した基地局の位置を移動端末１００の仮位置とする。また、ステップ７００（図２）で選出された候補基地局のうち、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局を除いた、他の基地局を用いて位置を計算した結果を仮位置として用いてもよい。
【００３２】
そして、ステップ７００（図２）で選出された候補基地局のうち、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局を選出する。図１に示す無線システムにおいては、同一のＰＮオフセット値ＰＮ２を持つ基地局１０２と基地局１０５とが選出される（ステップ３０１）。
【００３３】
そして、ステップ３０１で選出された同一のＰＮオフセット値を持つ基地局１０２、１０５と移動端末の仮位置との距離を、各基地局それぞれについて計算する（ステップ３０２）。すなわち、移動端末１００の仮位置と基地局１０２との距離１２２及び、移動端末１００の仮位置と基地局１０５との距離１２５を計算する。
【００３４】
そして、ステップ３０２で算出された各基地局との距離の差を計算する（ステップ３０３）。すなわち、距離１２２と距離１２５との差が計算される。
【００３５】
そして、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局と移動端末の仮位置との距離の差と予め定めた所定の値（閾値）とを比較する（ステップ３０４）。そして、その比較結果に基づいて、比較対象となった同一のＰＮオフセット値を持つ基地局を位置計算に加えるか否かを決定する。
【００３６】
すなわち、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局１０２、１０５と移動端末１００の仮位置との距離である距離１２２と距離１２５との差を予め定めた所定の閾値とを比較する（ステップ３０４）。そして、距離１２２と距離１２５との差が所定の閾値以上の場合、基地局１０２までの距離と、基地局１０５までの距離とが近くなく、両基地局からの信号の伝搬遅延時間が異なることから、両基地局からの信号を区別することができるので、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局のうち、移動端末１００の仮位置に最も近い基地局を選択して、この基地局を位置計算に加える旨が決定される（ステップ３０６）。
【００３７】
具体的には、異なるＰＮオフセット値を持つ基地局１０１、１０３及び１０４に加えて、同一のＰＮオフセット値ＰＮ２を持つ基地局１０２及び１０５のうち移動端末の仮位置に最も近い基地局１０５を位置計算に使用する旨が決定される。そして、受信プロファイルにおいて重なって出現した信号の受信タイミングは、仮位置に最も近い基地局のものとして、この受信タイミングが位置計算に用いられる。
【００３８】
一方、距離１２２と距離１２５との差が所定の閾値に満たない場合、基地局１０２までの距離と基地局１０５までの距離とが近く、伝搬遅延時間がほぼ等しいことから、両基地局からの信号を区別することが困難なので、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局は位置計算から排除される旨が決定される（ステップ３０５）。具体的には、同一のＰＮオフセット値ＰＮ２を持つ基地局１０２及び１０５は、ともに位置計算で使用されず、異なるＰＮオフセット値を持つ基地局１０１、１０３及び１０４のみを位置計算に使用する旨が決定される。
【００３９】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態では、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局のうち、移動端末に近いと推定される基地局を選択して位置計算に使用する。すなわち、図１に示す無線システムにおいては、基地局１０２より近くに存在する基地局１０５からの信号が位置計算に使用され、遠くに存在する基地局１０２からの信号が位置計算から除外される。よって、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局が近接して配置されている地域においても、移動端末の位置を高い精度で計算することができ、このような地域においても利用者に正確な位置情報サービスを提供することが可能となり、位置情報サービスのサービスエリアが拡大し、位置情報サービスの利便性を向上させることができる。
【００４０】
また、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局への距離の差が小さい場合には、いずれの基地局からの信号かを区別することが困難なので、同一のＰＮオフセット値をもつ基地局を全て除外して移動端末の位置を計算することから、より正確に移動端末の位置を求めることができる。
【００４１】
図５は、本発明の第３の実施の形態の移動端末の位置算出動作のうち基地局選択の動作の詳細を示すフローチャートである。
【００４２】
図５に示す第３の実施の形態では、図２、図３において前述した第１の実施の形態と、ステップ７０３（図２）における基地局選択動作が異なり、他の処理は図２に示した動作と同じである。
【００４３】
ステップ７０２で各基地局からの信号の受信タイミングを測定した移動端末１００は、まず、移動端末１００の仮位置を計算する（ステップ４００）。例えば、この仮位置の計算は、ステップ３００（図４）において前述したように、移動端末１００が無線システムに対する位置登録信号を送信した基地局の位置を移動端末１００の仮位置としたり、ステップ７００（図２）で選出された候補基地局のうち、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局を除いた、他の基地局を用いて位置計算の結果を仮位置とする。
【００４４】
そして、ステップ７００（図２）で選出された候補基地局のうち、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局を選出する。図１に示す無線システムにおいては、同一のＰＮオフセット値ＰＮ２を持つ基地局１０２と基地局１０５とが選出される（ステップ４０１）。
【００４５】
そして、ステップ４０１で選出された各基地局からの信号が移動端末で受信されるタイミングの推定値を計算する（ステップ４０２）。受信タイミングの推定値は、ステップ４００で計算された移動端末１００の仮位置と各基地局１０２、１０５との距離から計算する。すなわち、各基地局からの距離を電波の伝搬速度（光速）で割って伝搬時間を計算して、受信タイミングの推定値を計算する。
【００４６】
そして、ステップ７０２（図２）で測定された、受信プロファイルにおいて時間的に重なって出現した同一のＰＮオフセット値を持つ基地局からの受信信号の受信タイミング測定値と、ステップ４０２で計算された、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局についての受信タイミング推定値との差を、受信タイミングの誤差として計算する（ステップ４０３）。
【００４７】
そして、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局の各々について計算された、受信タイミング推定値と受信タイミング測定値との誤差について、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局間で、その誤差の差を計算する（ステップ４０４）。すなわち、基地局１０２についての受信タイミングの誤差と基地局１０５についての受信タイミングの誤差との差を計算する。
【００４８】
そして、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局の各々について計算された、受信タイミングの誤差の差と予め定めた所定の値（閾値）とを比較する（ステップ４０５）。そして、その比較結果に基づいて、比較対象となった同一のＰＮオフセット値を持つ基地局を位置計算に加えるか否かを決定する。
【００４９】
すなわち、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局１０２についての受信タイミングの誤差と、基地局１０５についての受信タイミングの誤差との差を予め定めた所定の閾値とを比較する（ステップ４０５）。そして、基地局１０２についての受信タイミングの誤差と、基地局１０５についての受信タイミングの誤差との差が所定の閾値以上の場合、基地局１０２までの距離と基地局１０５までの距離とが近くなく、両基地局からの信号の伝搬遅延時間が異なることから、両基地局からの信号を区別することができるので、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局のうち、受信タイミングの誤差が最小の基地局を選択して、この基地局を位置計算に加える旨が決定される（ステップ４０６）。ここで、受信タイミングの誤差が最小値を与える基地局を選択して位置計算に使用するのは、この重なって受信された信号は、最も早く到達する受信タイミングの誤差の最小値を与えた基地局からの信号である可能性が高いからである。
【００５０】
具体的には、異なるＰＮオフセット値を持つ基地局１０１、１０３及び１０４に加えて、同一のＰＮオフセット値ＰＮ２を持つ基地局１０２及び１０５のうち受信タイミング推定値と受信タイミング測定値との誤差が最小の基地局１０５を位置計算に使用する旨が決定される。そして、受信プロファイルにおいて重なって出現した信号の受信タイミングは、受信タイミングの誤差が最小の基地局のものとして、この受信タイミングが位置計算に用いられる。
【００５１】
一方、基地局１０２についての受信タイミングの誤差と、基地局１０５についての受信タイミングの誤差との差が所定の閾値に満たない場合、両基地局からの信号を区別することが困難なので、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局は位置計算から排除される旨が決定される（ステップ４０７）。具体的には、同一のＰＮオフセット値ＰＮ２を持つ基地局１０２及び１０５は、ともに位置計算で使用されず、異なるＰＮオフセット値を持たない基地局１０１、１０３及び１０４のみを位置計算に使用する旨が決定される。
【００５２】
図６は、図１に示す無線システムにおいて、第３の実施の形態（図５）を適用した場合の受信タイミングの関係を示す図である。本図には、ステップ７０２（図１）で計算される受信タイミング測定値と、ステップ４０２（図５）で計算される受信タイミング推定値とを示す。
【００５３】
図１に示す無線システムでは、基地局１０２と基地局１０５とには同一のＰＮオフセット値が割り当てられている。この基地局１０２と基地局１０５とからの信号は同一のＰＮオフセット値を持つことから、マッチトフィルタを用いた受信プロファイル解析によって、時間的に重なったタイミングで受信タイミング測定値４１０が得られる（ステップ７０２）。
【００５４】
また、移動端末１００の仮位置と基地局１０２の位置から、両者の距離を求め、この距離を光速で割ることによって求めた伝搬遅延時間から、基地局１０２の受信タイミングの推定値を求める。同様に、基地局１０２と同一のＰＮオフセット値を持つ基地局１０５についても受信タイミングの推定値を求める（ステップ４０２）。この受信タイミング推定値は、図６においてそれぞれ４１１、４１２で表される。
【００５５】
そして、ステップ７０２で測定された各受信タイミング測定値と、ステップ４０２で計算された各受信タイミング推定値との差を、受信タイミングの誤差として、それぞれ計算する（ステップ４０３）。この受信タイミングの誤差は、図６において４１４、４１３で示される。
【００５６】
そして、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局１０２、１０５について、受信タイミングの誤差の差、すなわち図６の例では誤差４１３と４１４の差が計算される（ステップ４０４）。
【００５７】
そして、ステップ４０４で計算された誤差の差（誤差４１４−誤差４１３）と予め設定された閾値とを比較して、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局のうち、受信タイミングの誤差が最小となる基地局を位置計算に加えるか否かが決定される。
【００５８】
以上説明したように、本発明の第３の実施の形態では、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局のうち、受信タイミングの誤差が小さく、実際の受信タイミング測定値に近いと推定される基地局を選択して位置計算に使用する。すなわち、図１に示す無線システムにおいては、受信タイミングの誤差が最小となる基地局１０５からの信号が位置計算に使用され、受信タイミングの誤差が大きい基地局１０２からの信号が位置計算から除外される。よって、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局が近接して配置されている地域においても、移動端末の位置を高い精度で計算することができ、このような地域においても利用者に正確な位置情報サービスを提供することが可能となり、位置情報サービスのサービスエリアが拡大し、位置情報サービスの利便性を向上させることができる。
【００５９】
また、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局の受信タイミングの誤差の差が小さい場合には、いずれの基地局からの信号かを区別することが困難なので、同一のＰＮオフセット値をもつ基地局を除外して移動端末の位置を計算することから、より正確に移動端末の位置を求めることができる。
【００６０】
図７は、本発明の第４の実施の形態の移動端末の位置算出動作を示すフローチャートである。
【００６１】
図７に示す第４の実施の形態では、図２、図３において前述した第１の実施の形態と、位置計算に用いる基地局の選択方法（ステップ７１０〜７１４）が異なり、他の処理（ステップ７００〜７０２）は図２に示した動作と同じである。
【００６２】
まず、移動端末１００は、位置計算に使用する候補基地局を選出する（ステップ７００）。例えば、移動端末１００に予め記憶されている基地局リストから、周辺にあると推定される基地局１０１〜１０５を選出する。
【００６３】
そして、移動端末１００は、基地局１０１〜１０５からの受信信号とＰＮ符号との相関値を計算して受信プロファイル作成する（ステップ７０１）。例えば、マッチトフィルタを用いて受信信号とＰＮ符号との相関値を計算すると、マッチトフィルタ出力として受信プロファイル波形が得られる。この受信プロファイル波形から、相関値が極大となる最も早いタイミングを受信タイミングとして抽出し、各基地局からの信号の受信タイミングを測定する（ステップ７０２）。
【００６４】
そして、ステップ７００で選出した位置計算に使用する候補基地局から、その基地局の一部を用いて基地局組合せＣｊ（ｊ＝１．．．Ｍ）を決定する（ステップ７１０）。この基地局組合せは、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局を１局含むように、すなわち、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局が一つの基地局組み合わせの中には複数含まれないように決定する。具体的には、図１に示す無線システムにおいて、第一の基地局組合せは基地局１０１、１０２、１０３及び１０４で構成され、第二の基地局組合せは基地局１０１、１０３、１０４及び１０５から構成される。このようにステップ７１０では、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局１０２と１０５の一方のみが同一の基地局組合せに含まれ、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局１０２と１０５の両方が同一の基地局組合せに含まれないように基地局組合せを決定する。
【００６５】
そして、ステップ７１０で決定した、各基地局組合せＣｊ（ｊ＝１．．．Ｍ）を用いてそれぞれ受信点の位置を計算し、各基地局組合せに対応する位置計算結果（Ｘｊ，Ｙｊ）を算出する（ステップ７１１）。
【００６６】
そして、ステップ７１１で算出された各位置計算結果（Ｘｊ，Ｙｊ）に対して、誤差関数値Ｆ（ｊ）を用いて位置測定誤差を計算する。この測位誤差は、例えば、次式を用いて計算することができる。
【００６７】
【数１】
【００６８】
ここで、数式１において、｛｝内の右辺第一項は、地図上の座標から計算される移動端末と基地局０との間の距離であり、｛｝内の右辺第二項は、移動端末と基地局ｉとの間の距離を表す。よって、｛｝内は、基準となる基地局０との距離と、ｉ番目の基地局ｉとの距離との差を表す。また、右辺第三項は受信タイミング測定結果から得られる移動端末と基準基地局０との間の距離と、移動端末と基地局ｉとの間の距離との差を表す。受信タイミングが正しく測定されることによって、この二つの距離差の差は０に近づくため、Ｆ（ｊ）の値が小さいほどより正確な移動端末位置が求められていると判定することができる。
【００６９】
そして、ステップ７１２において計算された各基地局組合せＣｊに対応する誤差関数値Ｆ（ｊ）の、値が最小となるｊＭＩＮを選択し（ステップ７１３）、ｊＭＩＮに対応する位置計算結果（ＸｊＭＩＮ，ＹｊＭＩＮ）を選択し、当該位置計算結果を移動端末の位置と決定する。上記より明らかであるが、上記数式中の「Ｎ」は、Ｎ＝（Ｃｊに属する基地局の数）−１である。
【００７０】
この第４の実施の形態を図１に示す無線システムに適用して具体的に説明する。基地局１０１、１０２、１０３及び１０４の基地局組合せと、基地局１０１、１０３、１０４及び１０５の基地局組合せのそれぞれを用いて、端末位置を計算し（ステップ７１１）、誤差関数値Ｆ（ｊ）を用いて、測位誤差を算出する（ステップ７１２）。そして、算出された誤差関数値が小さい方の基地局組合せを用いて計算された端末位置を位置計算結果とする（ステップ７１３、７１４）。
【００７１】
以上説明したように、本発明の第４の実施の形態では、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局を一局含む基地局の組を複数作成して、移動端末の位置精度を計算して、その位置精度が最も小さくなる基地局の組を選択して、すなわち、最小の位置精度を与える同一のＰＮオフセット値を持つ基地局を選択して、移動端末の位置を計算するので、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局が近接して配置されている地域においても、移動端末の位置を高い精度で計算することができる。
【００７２】
図８は、本発明の実施の形態の移動端末が位置算出を行う移動通信システムのうち位置算出に関係する構成を示す図である。
【００７３】
移動端末２は、複数の基地局から通信相手に適する基地局１を選択して、選択した基地局１と無線回線５を介して通信を行う。また、移動端末２はハンドオーバ等のために、現在無線回線５を設定している基地局１以外の基地局からの信号を受信する。そして、この複数の基地局から受信した信号によって、移動端末２の位置を測定する。
【００７４】
基地局１は公衆網３に接続され、公衆網３に接続された他の通信装置（図示省略）と移動端末２との通信を仲介する。また、基地局１は、公衆網３に接続された位置情報サーバ４と通信をして、位置計算に必要な情報の送受信をする。
【００７５】
図９は、移動端末２の構成を示すブロック図である。
【００７６】
アンテナ１０で受信された基地局１からの信号は、信号受信部１１に送られる。信号受信部１１は、無線部（受信部、送信部）、ベースバンド処理部等で構成されており、無線部においては高周波信号及び中間周波信号の増幅、周波数変換の受信処理が、ベースバンド処理部においてはベースバンド信号の復調処理が行われる。
【００７７】
信号受信部１１で処理された信号は、受信プロファイル作成部１２へ入力される。受信プロファイル作成部１２は、例えば、マッチトフィルタを用いて構成されており、受信信号とＰＮ符号との相関値を受信タイミング毎に計算し、各受信タイミングにおける相関値に応じた値を示す受信プロファイルを作成する。
【００７８】
受信プロファイル作成部１２で作成された受信プロファイルは受信プロファイル保持部１３に記憶、保持される。ＣＰＵ１４は記憶装置１５（例えば、メモリ）に記憶されたソフトウェアに従って、受信プロファイル保持部１３に保持されている受信プロファイルを用いて位置計算に必要な処理をする。
【００７９】
移動端末２の構成として、受信プロファイル作成部１２及び受信プロファイル保持部１３を一つの半導体装置（ＬＳＩ）として、ＣＰＵ１４と接続するように構成することができる。また、受信プロファイル作成部１２、受信プロファイル保持部１３及びＣＰＵ１４で一つのＬＳＩを構成して、記憶装置１５と接続してもよい。更に、受信プロファイル作成部１２、受信プロファイル保持部１３、ＣＰＵ１４及び記憶装置１５で一つのＬＳＩを構成してもよい。
【００８０】
図１０は、位置情報サーバ４の構成の一例を示す。ＣＰＵ２０は、記憶装置２１に記憶されたソフトウェアに従い、公衆網３との間でのデータ通信やデータ処理を実行する。具体的には、位置情報サーバ４には、基地局に関する情報（例えば、基地局の位置、基地局のＰＮオフセット等）を記憶しておき、移動端末２からの要求に基づいて移動端末２に送信する。また、移動端末２が受信した基地局からの信号に基づく受信プロファイルを用いて、移動端末２の位置を算出する。
【００８１】
次に、移動端末２において、図２に示す位置算出処理をどのように実現するかについて説明する。
【００８２】
まず、移動端末２のＣＰＵ１４は、位置計算に使用する候補基地局を選出する（ステップ７００）。そして、信号受信部１１は候補基地局からの信号を受信して、受信プロファイル作成部１２は受信信号とＰＮ符号との相関値を計算して受信プロファイルを作成して（ステップ７０１）、受信プロファイル保持部１３に記憶保持する。
【００８３】
その後、ＣＰＵ１４は、受信プロファイル保持部１３に記憶された受信プロファイルから、候補基地局からの信号の受信タイミングを抽出して、基地局からの信号の受信タイミングを測定する（ステップ７０２）。そして、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局からの信号を位置計算に使用するかを決定し、位置計算に使用する基地局を選択して（ステップ７０３）、移動端末２の位置を算出する（ステップ７０４）。
【００８４】
このように算出された移動端末２の位置は、ＣＰＵ１４（移動端末２）で利用してもよいし、基地局１、公衆網３を介して、位置情報サーバ４に通知された後に利用するように構成してもよい。
【００８５】
次に、図２に示す位置算出処理を、移動端末２と位置情報サーバ４で分担して実行する例について説明する。
【００８６】
まず、移動端末２のＣＰＵ１４は、位置計算に使用する候補基地局を選出する（ステップ７００）。そして、信号受信部１１は候補基地局からの信号を受信して、受信プロファイル作成部１２は受信信号とＰＮ符号との相関値を計算して受信プロファイルを作成して（ステップ７０１）、受信プロファイル保持部１３に記憶保持する。
【００８７】
その後、ＣＰＵ１４は、受信プロファイル保持部１３に記憶された受信プロファイルから、候補基地局からの信号の受信タイミングを抽出して、基地局からの信号の受信タイミングを測定する（ステップ７０２）。そして、ＣＰＵ１４はステップ７０２で得られた各基地局からの信号の受信タイミングを、基地局１及び通信網３を介して位置情報サーバ４に通知する。
【００８８】
位置情報サーバのＣＰＵ２０は、上記各基地局からの信号の受信タイミングを用いて、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局からの信号を位置計算に使用するかを決定し、位置計算に使用する基地局を選択して（ステップ７０３）、移動端末２の位置を計算する（ステップ７０４）。このステップ７０４で算出された移動端末２の位置は、ＣＰＵ２０（位置情報サーバ４）において利用してもよいし、公衆網３及び基地局１を介して、移動端末２に通知された後に利用されてもよい。
【００８９】
このように、位置計算処理の全てのステップを移動端末２で行うのではなく、位置計算処理の一部を基地局１に接続された位置情報サーバ４で行うようにしたので、複雑な処理は演算処理能力の大きい位置情報サーバ４で行うことから、移動端末２に処理負担をかけることなく、移動端末２の位置を高速で算出することができる。
【００９０】
次に、移動端末２において、図７に示す位置算出動作をどのように実現するかについて説明する。
【００９１】
まず、移動端末２のＣＰＵ１４は、位置計算に使用する候補基地局を選出する（ステップ７００）。そして、信号受信部１１は候補基地局からの信号を受信して、受信プロファイル作成部１２は受信信号とＰＮ符号との相関値を計算して受信プロファイルを作成して（ステップ７０１）、受信プロファイル保持部１３に記憶保持する。
【００９２】
その後、ＣＰＵ１４は、受信プロファイル保持部１３に記憶された受信プロファイルから、候補基地局からの信号の受信タイミングを抽出して、基地局からの信号の受信タイミングを測定する（ステップ７０２）。そして、ＣＰＵ１４は基地局の組合せの決定から端末位置の計算までの処理（ステップ７１０〜７１４）を実行する。ステップ７１４で算出された移動端末２の位置は、ＣＰＵ１４（移動端末２）において利用してもよいし、基地局１、公衆網３を介して、位置情報サーバ４に通知された後で利用するように構成してもよい。
【００９３】
次に、図７に示す位置算出処理を、移動端末２と位置情報サーバ４で分担して実行する例について説明する。
【００９４】
まず、移動端末２のＣＰＵ１４は、位置計算に使用する候補基地局を選出する（ステップ７００）。そして、信号受信部１１は候補基地局からの信号を受信して、受信プロファイル作成部１２は受信信号とＰＮ符号との相関値を計算して受信プロファイルを作成して（ステップ７０１）、受信プロファイル保持部１３に記憶保持する。
【００９５】
その後、ＣＰＵ１４は、受信プロファイル保持部１３に記憶された受信プロファイルから、候補基地局からの信号の受信タイミングを抽出して、基地局からの信号の受信タイミングを測定する（ステップ７０２）。そして、ＣＰＵ１４はステップ７０２で得られた各基地局からの信号の受信タイミングを、基地局１及び通信網３を介して位置情報サーバ４に通知する。
【００９６】
位置情報サーバのＣＰＵ２０は、上記各基地局からの信号の受信タイミングを用いて、基地局の組合せの決定から端末位置の計算までの処理（ステップ７１０〜７１４）を実行する。ステップ７１４で算出された移動端末２の位置は、ＣＰＵ１４（移動端末２）において利用してもよいし、基地局１、公衆網３を介して、位置情報サーバ４に通知された後で利用するように構成してもよい。
【００９７】
このように、位置計算処理の全てのステップを移動端末２で行うのではなく、位置計算処理の一部を基地局１に接続された位置情報サーバ４で行うようにしたので、複雑な処理は演算処理能力の大きい位置情報サーバ４で行うことから、移動端末２に処理負担をかけることなく、移動端末２の位置を高速で算出することができる。
【００９８】
特許請求の範囲に記載した以外の本発明の観点の代表的なものとして、次のものがあげられる。
【００９９】
無線端末装置に対して信号を送信する複数の無線局と、
前記複数の無線局からの信号を受信する受信手段と、前記受信手段で受信した信号の受信プロファイルを解析する受信プロファイル作成手段とを有する無線端末装置とを備え、
前記受信プロファイルを使用して受信点の位置を算出する位置算出手段を、前記無線端末装置と一体に又は別個に設け、
前記位置算出手段は、２以上の前記無線局からの信号が受信プロファイルにおいて区別できない場合（例えば、前記無線局が同一のＰＮオフセット値を持つために、２以上の前記無線局からの信号が受信プロファイルにおいて区別できない場合）に、少なくともいずれかの無線局からの信号を排除して位置算出をする測位システムであって、
前記位置算出手段は、前記受信タイミングを区別できない無線局のうち位置算出に使用する無線局を、前記仮位置と前記無線局との距離が最小の無線局以外の無線局からの信号を位置算出に使用しないで位置算出をする測位システム。
【０１００】
無線端末装置に対して信号を送信する複数の無線局と、
前記複数の無線局からの信号を受信する受信手段と、前記受信手段で受信した信号の受信プロファイルを解析する受信プロファイル作成手段とを有する無線端末装置とを備え、
前記受信プロファイルを使用して受信点の位置を算出する位置算出手段を、前記無線端末装置と一体に又は別個に設け、
前記位置算出手段は、２以上の前記無線局からの信号が受信プロファイルにおいて区別できない場合（例えば、前記無線局が同一のＰＮオフセット値を持つために、２以上の前記無線局からの信号が受信プロファイルにおいて区別できない場合）に、少なくともいずれかの無線局からの信号を排除して位置算出をする測位システムであって、
さらに、前記無線局からの信号の受信タイミングの誤差を推定する受信タイミング誤差推定手段を設け、
前記位置算出手段は、前記受信タイミングを区別できない無線局のうち位置算出に使用する無線局を、前記信号の受信タイミングの誤差（例えば、受信タイミングの誤差として、前記受信タイミング誤差推定手段は、前記無線局からの信号の伝搬時間と、前記無線局の位置と受信点の仮位置とから求めた伝搬時間との差）が最小の無線局以外の無線局からの信号を位置算出に使用しないで位置算出をする無線測位システム。
【０１０１】
位置算出に使用する無線局を選択する無線局選択手段と、
無線端末装置が受信した複数の無線局からの信号の受信タイミングを使用して受信点の位置を算出する位置算出手段とを備え、
前記無線局選択手段は、２以上の前記無線局からの信号の受信タイミングを区別できない場合（例えば、前記無線局が同一のＰＮオフセット値を持つために、前記２以上の無線局からの信号に基づく受信プロファイルが重なって、無線局からの信号の受信タイミングが区別できない場合）に、少なくともいずれかの無線局からの信号を使用しないように、位置算出に使用する無線局を選択する位置算出装置であって、
前記無線局選択手段は、前記受信タイミングを区別できない無線局のうち位置算出に使用する無線局を、前記仮位置と前記無線局との距離が最小の無線局以外の無線局からの信号を位置算出に使用しないように選択する位置算出装置。
【０１０２】
位置算出に使用する無線局を選択する無線局選択手段と、
無線端末装置が受信した複数の無線局からの信号の受信タイミングを使用して受信点の位置を算出する位置算出手段とを備え、
前記無線局選択手段は、２以上の前記無線局からの信号の受信タイミングを区別できない場合（例えば、前記無線局が同一のＰＮオフセット値を持つために、前記２以上の無線局からの信号に基づく受信プロファイルが重なって、無線局からの信号の受信タイミングが区別できない場合）に、少なくともいずれかの無線局からの信号を使用しないように、位置算出に使用する無線局を選択する位置算出装置であって、
前記無線局選択手段は、前記受信タイミングを区別できない無線局のうち位置算出に使用する無線局を、前記信号の受信タイミングの誤差（例えば、受信タイミングの誤差として、前記受信タイミング誤差推定手段は、前記無線局からの信号の伝搬時間と、前記無線局の位置と受信点の仮位置とから求めた伝搬時間との差）が最小の無線局以外の無線局からの信号を位置算出に使用しないように選択する位置算出装置。
【０１０３】
複数の無線局からの信号を受信する受信して、前記受信信号の受信タイミングを使用して受信点の位置を算出する位置算出方法を無線端末装置に実行させるプログラムであって、
前記無線端末装置を、
前記受信信号の受信タイミングを解析する手段と、
位置算出のために使用する無線局を選択する手段と、
前記選択された無線局からの信号の受信タイミングを使用して受信点の位置を算出する手段と、
２以上の前記無線局からの信号の受信タイミングを区別できない場合（例えば、前記無線局が同一のＰＮオフセット値を持つために、前記２以上の無線局からの信号に基づく受信プロファイルが重なって、無線局からの信号の受信タイミングが区別できない場合）に、少なくともいずれかの無線局からの信号を使用しないように、位置算出に使用する無線局を選択する手段として機能させるプログラム。
【０１０４】
複数の無線局からの信号を受信する受信部を備え、前記受信信号を使用して受信点の位置を算出する無線端末装置に用いられる半導体装置であって、
前記受信部で受信した信号の受信タイミングを解析する受信タイミング解析手段と、
位置算出のために使用する無線局を選択する無線局選択手段と、
前記選択された無線局からの信号の受信タイミングを使用して受信点の位置を算出する位置算出手段とを備え、
前記無線局選択手段は、２以上の前記無線局からの信号の受信タイミングを区別できない場合（例えば、前記無線局が同一のＰＮオフセット値を持つために、前記２以上の無線局からの信号に基づく受信プロファイルが重なって、無線局からの信号の受信タイミングが区別できない場合）に、少なくともいずれかの無線局からの信号を使用しないように、位置算出に使用する無線局を選択することを特徴とする半導体装置。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の無線システムの構成図である。
【図２】第１の実施の形態の移動端末の位置算出動作を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施の形態の位置算出動作における、基地局選択の動作の詳細を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施の形態の位置算出動作における、基地局選択の動作の詳細を示すフローチャートである。
【図５】第３の実施の形態の位置算出動作における、基地局選択の動作の詳細を示すフローチャートである。
【図６】第３の実施の形態における受信タイミングの関係を示すタイミング図である。
【図７】第４の実施の形態の移動端末の位置算出動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態の移動通信システムの構成図である。
【図９】本発明の実施の形態の移動端末のブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態の位置情報サーバのブロック図である。
【図１１】従来の無線システムの構成図である。
【図１２】従来の無線システムにおける受信プロファイルを示す図である。
【図１３】従来の無線システムにおける別の受信プロファイルを示す図である。
【符号の説明】
１ 基地局
２ 移動端末
３ 公衆網
４ 位置情報サーバ
１００ 移動端末
１０１、１０２、１０３ セルラ電話基地局
１２２、１２５ 移動端末とセルラ電話基地局間の距離
８００ 移動端末
８０１、８０２、８０３ セルラ電話基地局
８１１、８１２、８１３ 移動端末とセルラ電話基地局間の距離
【発明が属する技術分野】
本発明は無線信号を使用して現在位置を測定する無線端末装置に関し、特に、複数の基地局が同一のＰＮオフセット値を持つ場合等、どの基地局からの信号かの判別が困難な場合でも正確に現在位置を測定する無線端末装置及び無線測位システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動通信システムにおいて、基地局から送信される信号を利用して端末機の位置を検出する技術が提案されている。例えば、特開平７−１８１２４２号公報には、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）システムにおいて、各基地局の位置と、各基地局から端末機へ送信される信号の伝搬遅延時間差とを用いて、端末機の位置を測定する技術が提案されている。
【０００３】
例えば、図１１に示す無線システムにおいて、移動端末８００は、３つのセルラ電話基地局８０１、８０２及び８０３からの信号を受信する。移動端末８００は各基地局８０１、８０２、８０３からの信号の伝搬時間差（基地局８０１からの伝搬時間−基地局８０２からの伝搬時間）及び（基地局８０１からの伝搬時間−基地局８０３からの伝搬時間）を算出する。移動端末８００は各基地局８０１〜８０３からの伝搬時間差を用いて、移動端末８００の現在位置を算出する。
【０００４】
ここで、米国のＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システムであり、ＴＩＡ（Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）が制定した標準であるＥＩＡ／ＴＩＡ−９５に準拠したシステムの場合について考える。ＥＩＡ／ＴＩＡ−９５システムでは、全ての基地局は約２６．７ミリ秒周期の同一の拡散符号（ＰＮ符号）を使用する。また、各基地局は基地局を識別するために各基地局に対して予め割り当てられた送信時間差としてパイロットＰＮオフセット（ＰＮオフセット値）を持ち、各基地局は基準タイミングからＰＮオフセット値だけずらして信号を送信している。
【０００５】
移動端末は、受信信号とＰＮ符号との相関値を計算して受信プロファイルを得ている。例えば、マッチトフィルタを用いて受信信号とＰＮ符号との相関値を計算すると、マッチトフィルタの出力には図１２に示すような受信プロファイル波形が得られる。
【０００６】
図１２において９０１、９０２、９０３は、それぞれ基地局８０１、８０２、８０３からの受信信号に対応する相関値である。このとき各基地局は異なるＰＮオフセット値を持っているので、各基地局からの受信信号に対応する相関値は時間的に離れた状態で得ることができる。従って、受信プロファイルにおいて、各基地局からの受信信号を区別することが可能であり、各基地局からの信号の受信タイミングを区別することができるので、各基地局からの信号の伝搬時間を用いた位置測定が可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、都市部など基地局が密集した地区においては、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局が近接して存在する場合がある。例えば、基地局８０１と基地局８０２に対して同一のＰＮオフセット値が割当てられている場合に、基地局８０１、８０２、８０３に対応するマッチトフィルタ出力として図１３に示すような受信プロファイル波形が得られる。すなわち、基地局８０１と８０２とが同一のＰＮオフセット値を持つため、両基地局からの受信信号に対応する相関値は９１０のようにほぼ同一の時間に重なった状態で受信プロファイル波形（マッチトフィルタの出力）に現れる。
【０００８】
このように、受信プロファイルにおいて、ほぼ同一の時間に重なって出現する受信信号を、各基地局毎に区別して、受信タイミングを判定することは困難である。よって、この相関値９１０がいずれの基地局からの信号かを誤って判定する可能性が高い。この誤判定は各基地局からの信号の伝搬時間測定に大きな誤差を与え、位置測定の精度劣化の原因となる。位置測定の精度が劣化すると、利用者は適切な位置情報サービスを受けることができなくなり、位置情報サービスの利便性が低下する。
【０００９】
本発明は、基地局からの信号の区別が困難な場合でも、正確に現在位置を測定する無線端末装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る無線端末装置は、複数の無線局からの信号を受信する受信手段と、前記受信手段で受信した信号の受信タイミングを解析する受信タイミング解析手段と、位置算出に使用する無線局を選択する無線局選択手段と、前記選択された無線局からの信号の受信タイミングを使用して受信点の位置を算出する位置算出手段とを備え、前記無線局選択手段は、２以上の前記無線局からの信号の受信タイミングを区別できない場合（例えば、複数の無線局が同一のＰＮオフセット値を持つために、２以上の無線局からの信号に基づく受信プロファイルが重なる場合）に、少なくともいずれかの無線局からの信号を使用しないように、位置算出に使用する無線局を選択することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る無線端末装置は、複数の無線局からの信号を受信する受信手段と、前記受信手段で受信した信号の受信プロファイルを作成する受信プロファイル作成手段と、前記受信プロファイルを使用して受信点の位置を算出するための情報を送信する情報送信手段とを備え、前記情報送信手段は、前記無線局からの信号のうち、２以上の無線局からの信号に基づく受信プロファイルを区別できない場合（例えば、複数の無線局が同一のＰＮオフセット値を持つ場合）には、少なくともいずれか一方の無線局からの信号を排除するために使用される情報を送信することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る測位システムは、無線端末装置に対して信号を送信する複数の無線局と、前記複数の無線局からの信号を受信する受信手段と、前記受信手段で受信した信号の受信プロファイルを解析する受信プロファイル作成手段とを有する無線端末装置とを備え、前記受信プロファイルを使用して受信点の位置を算出する位置算出手段を、前記無線端末装置と一体に又は別個に設け、前記位置算出手段は、２以上の前記無線局からの信号が受信プロファイルにおいて区別できない場合（例えば、複数の無線局が同一のＰＮオフセット値を持つ場合）に、少なくともいずれかの無線局からの信号を排除して位置算出をすることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る位置算出装置は、位置算出に使用する無線局を選択する無線局選択手段と、無線端末装置が受信した複数の無線局からの信号の受信タイミングを使用して受信点の位置を算出する位置算出手段とを備え、前記無線局選択手段は、２以上の前記無線局からの信号の受信タイミングを区別できない場合（例えば、複数の無線局が同一のＰＮオフセット値を持つために、２以上の無線局からの信号に基づく受信プロファイルが重なる場合）に、少なくともいずれかの無線局からの信号を使用しないように、位置算出に使用する無線局を選択することを特徴とする。
【００１４】
【発明の作用および効果】
本発明の無線端末では、２以上の前記無線局からの信号の受信タイミングを区別できない場合に、少なくともいずれかの無線局からの信号を使用しないように、位置算出に使用する無線局を選択する無線局選択手段を備えるので、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局が近接して配置されている地域においても、移動端末の現在位置を精度よく算出することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態の移動端末が位置測定を行う無線システム（移動通信システム）の構成を示す図である。
【００１７】
携帯電話機に代表される移動端末１００の周辺には、移動端末１００と交信する無線局としてのセルラ電話基地局１０１〜１０５が設けられている。基地局１０１、１０３、１０４には、各々異なるＰＮオフセット値ＰＮ１、ＰＮ３、ＰＮ４が割当てられ、基地局１０２と１０５には同一のＰＮオフセット値ＰＮ２が割当てられている。
【００１８】
本発明の実施の形態において、移動端末１００は、基地局１０１〜１０５から送信された信号を受信する。移動端末１００は、少なくとも三つの基地局から到来する信号の伝搬時間差から伝搬距離差を測定し、三つの基地局の位置を既知として前方交会法によって、無線端末の位置を測定する。
【００１９】
図２は、本発明の第１の実施の形態の移動端末の位置算出動作を示すフローチャートである。
【００２０】
まず、移動端末１００は、位置計算に使用する候補基地局を選出する（ステップ７００）。例えば、移動端末１００に予め記憶されている基地局リストから周辺にあると推定される基地局１０１〜１０５を選出する。
【００２１】
そして、移動端末１００は、基地局１０１〜１０５が送信した受信信号とＰＮ符号との相関値を計算して受信プロファイル作成する（ステップ７０１）。例えば、マッチトフィルタを用いて受信信号とＰＮ符号との相関値を計算すると、マッチトフィルタ出力として受信プロファイル波形が得られる。この受信プロファイル波形から、相関値が極大となる最も早いタイミングを受信タイミングとして抽出して、各基地局からの信号の受信タイミングを測定する（ステップ７０２）。
【００２２】
そして、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局に関して、どの基地局からの信号であるのかを誤って判定して位置測定精度が劣化しないように、位置計算に使用する基地局を選択する（ステップ７０３）。この選択方法の詳細は図３を用いて後述する。
【００２３】
そして、ステップ７０３で、位置計算に使用するものとして選択された基地局からの信号を用いて、移動端末１００の位置を計算する（ステップ７０４）。
【００２４】
図３は、図２において前述した位置算出動作における、ステップ７０３における基地局選択動作の詳細を示すフローチャートである。
【００２５】
ステップ７０２で各基地局からの信号の受信タイミングを測定した移動端末１００は、ステップ７００で選出した位置計算に使用する候補基地局のうち、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局が存在するか否かを判定する（ステップ２０１）。同一のＰＮオフセット値を持つ基地局が存在しない場合（ステップ２０１にて”Ｎｏ”）、基地局から送信された信号は、受信プロファイル上、重なって受信されることはないことから、ステップ７００で選出された候補基地局全てを位置計算に使用する旨が決定される（ステップ２０３）。
【００２６】
一方、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局が存在する場合（ステップ２０１にて”Ｙｅｓ”）、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局からの信号は、受信プロファイル上重なって受信され、これらを区別することが困難であることから、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局は全て位置計算に使用しない旨が決定される（ステップ２０２）。
【００２７】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態では、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局は位置計算に一切使用されない。すなわち、図１に示す無線システムにおいて、基地局１０２と基地局１０５との両方が位置計算から除外される。よって、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局が近接して配置されている地域においても、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局からの信号が区別されずに位置計算に用いられて移動端末の位置精度の劣化を防止できる。
【００２８】
また、このような地域においても利用者に正確な位置情報サービスを提供することが可能となり、位置情報サービスのサービスエリアが拡大し、位置情報サービスの利便性を向上させることができる。
【００２９】
図４は、本発明の第２の実施の形態の移動端末の位置算出動作のうち基地局選択の動作の詳細を示すフローチャートである。
【００３０】
図４に示す第２の実施の形態では、図２、図３において前述した第１の実施の形態と、ステップ７０３（図２）における基地局選択動作が異なり、他の処理は図２に示した動作と同じである。
【００３１】
ステップ７０２で各基地局からの信号の受信タイミングを測定した移動端末１００は、まず、移動端末１００の仮位置を計算する（ステップ３００）。例えば、移動端末１００が無線システムに対する位置登録信号を送信した基地局の位置を移動端末１００の仮位置とする。また、ステップ７００（図２）で選出された候補基地局のうち、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局を除いた、他の基地局を用いて位置を計算した結果を仮位置として用いてもよい。
【００３２】
そして、ステップ７００（図２）で選出された候補基地局のうち、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局を選出する。図１に示す無線システムにおいては、同一のＰＮオフセット値ＰＮ２を持つ基地局１０２と基地局１０５とが選出される（ステップ３０１）。
【００３３】
そして、ステップ３０１で選出された同一のＰＮオフセット値を持つ基地局１０２、１０５と移動端末の仮位置との距離を、各基地局それぞれについて計算する（ステップ３０２）。すなわち、移動端末１００の仮位置と基地局１０２との距離１２２及び、移動端末１００の仮位置と基地局１０５との距離１２５を計算する。
【００３４】
そして、ステップ３０２で算出された各基地局との距離の差を計算する（ステップ３０３）。すなわち、距離１２２と距離１２５との差が計算される。
【００３５】
そして、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局と移動端末の仮位置との距離の差と予め定めた所定の値（閾値）とを比較する（ステップ３０４）。そして、その比較結果に基づいて、比較対象となった同一のＰＮオフセット値を持つ基地局を位置計算に加えるか否かを決定する。
【００３６】
すなわち、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局１０２、１０５と移動端末１００の仮位置との距離である距離１２２と距離１２５との差を予め定めた所定の閾値とを比較する（ステップ３０４）。そして、距離１２２と距離１２５との差が所定の閾値以上の場合、基地局１０２までの距離と、基地局１０５までの距離とが近くなく、両基地局からの信号の伝搬遅延時間が異なることから、両基地局からの信号を区別することができるので、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局のうち、移動端末１００の仮位置に最も近い基地局を選択して、この基地局を位置計算に加える旨が決定される（ステップ３０６）。
【００３７】
具体的には、異なるＰＮオフセット値を持つ基地局１０１、１０３及び１０４に加えて、同一のＰＮオフセット値ＰＮ２を持つ基地局１０２及び１０５のうち移動端末の仮位置に最も近い基地局１０５を位置計算に使用する旨が決定される。そして、受信プロファイルにおいて重なって出現した信号の受信タイミングは、仮位置に最も近い基地局のものとして、この受信タイミングが位置計算に用いられる。
【００３８】
一方、距離１２２と距離１２５との差が所定の閾値に満たない場合、基地局１０２までの距離と基地局１０５までの距離とが近く、伝搬遅延時間がほぼ等しいことから、両基地局からの信号を区別することが困難なので、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局は位置計算から排除される旨が決定される（ステップ３０５）。具体的には、同一のＰＮオフセット値ＰＮ２を持つ基地局１０２及び１０５は、ともに位置計算で使用されず、異なるＰＮオフセット値を持つ基地局１０１、１０３及び１０４のみを位置計算に使用する旨が決定される。
【００３９】
以上説明したように、本発明の第２の実施の形態では、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局のうち、移動端末に近いと推定される基地局を選択して位置計算に使用する。すなわち、図１に示す無線システムにおいては、基地局１０２より近くに存在する基地局１０５からの信号が位置計算に使用され、遠くに存在する基地局１０２からの信号が位置計算から除外される。よって、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局が近接して配置されている地域においても、移動端末の位置を高い精度で計算することができ、このような地域においても利用者に正確な位置情報サービスを提供することが可能となり、位置情報サービスのサービスエリアが拡大し、位置情報サービスの利便性を向上させることができる。
【００４０】
また、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局への距離の差が小さい場合には、いずれの基地局からの信号かを区別することが困難なので、同一のＰＮオフセット値をもつ基地局を全て除外して移動端末の位置を計算することから、より正確に移動端末の位置を求めることができる。
【００４１】
図５は、本発明の第３の実施の形態の移動端末の位置算出動作のうち基地局選択の動作の詳細を示すフローチャートである。
【００４２】
図５に示す第３の実施の形態では、図２、図３において前述した第１の実施の形態と、ステップ７０３（図２）における基地局選択動作が異なり、他の処理は図２に示した動作と同じである。
【００４３】
ステップ７０２で各基地局からの信号の受信タイミングを測定した移動端末１００は、まず、移動端末１００の仮位置を計算する（ステップ４００）。例えば、この仮位置の計算は、ステップ３００（図４）において前述したように、移動端末１００が無線システムに対する位置登録信号を送信した基地局の位置を移動端末１００の仮位置としたり、ステップ７００（図２）で選出された候補基地局のうち、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局を除いた、他の基地局を用いて位置計算の結果を仮位置とする。
【００４４】
そして、ステップ７００（図２）で選出された候補基地局のうち、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局を選出する。図１に示す無線システムにおいては、同一のＰＮオフセット値ＰＮ２を持つ基地局１０２と基地局１０５とが選出される（ステップ４０１）。
【００４５】
そして、ステップ４０１で選出された各基地局からの信号が移動端末で受信されるタイミングの推定値を計算する（ステップ４０２）。受信タイミングの推定値は、ステップ４００で計算された移動端末１００の仮位置と各基地局１０２、１０５との距離から計算する。すなわち、各基地局からの距離を電波の伝搬速度（光速）で割って伝搬時間を計算して、受信タイミングの推定値を計算する。
【００４６】
そして、ステップ７０２（図２）で測定された、受信プロファイルにおいて時間的に重なって出現した同一のＰＮオフセット値を持つ基地局からの受信信号の受信タイミング測定値と、ステップ４０２で計算された、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局についての受信タイミング推定値との差を、受信タイミングの誤差として計算する（ステップ４０３）。
【００４７】
そして、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局の各々について計算された、受信タイミング推定値と受信タイミング測定値との誤差について、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局間で、その誤差の差を計算する（ステップ４０４）。すなわち、基地局１０２についての受信タイミングの誤差と基地局１０５についての受信タイミングの誤差との差を計算する。
【００４８】
そして、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局の各々について計算された、受信タイミングの誤差の差と予め定めた所定の値（閾値）とを比較する（ステップ４０５）。そして、その比較結果に基づいて、比較対象となった同一のＰＮオフセット値を持つ基地局を位置計算に加えるか否かを決定する。
【００４９】
すなわち、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局１０２についての受信タイミングの誤差と、基地局１０５についての受信タイミングの誤差との差を予め定めた所定の閾値とを比較する（ステップ４０５）。そして、基地局１０２についての受信タイミングの誤差と、基地局１０５についての受信タイミングの誤差との差が所定の閾値以上の場合、基地局１０２までの距離と基地局１０５までの距離とが近くなく、両基地局からの信号の伝搬遅延時間が異なることから、両基地局からの信号を区別することができるので、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局のうち、受信タイミングの誤差が最小の基地局を選択して、この基地局を位置計算に加える旨が決定される（ステップ４０６）。ここで、受信タイミングの誤差が最小値を与える基地局を選択して位置計算に使用するのは、この重なって受信された信号は、最も早く到達する受信タイミングの誤差の最小値を与えた基地局からの信号である可能性が高いからである。
【００５０】
具体的には、異なるＰＮオフセット値を持つ基地局１０１、１０３及び１０４に加えて、同一のＰＮオフセット値ＰＮ２を持つ基地局１０２及び１０５のうち受信タイミング推定値と受信タイミング測定値との誤差が最小の基地局１０５を位置計算に使用する旨が決定される。そして、受信プロファイルにおいて重なって出現した信号の受信タイミングは、受信タイミングの誤差が最小の基地局のものとして、この受信タイミングが位置計算に用いられる。
【００５１】
一方、基地局１０２についての受信タイミングの誤差と、基地局１０５についての受信タイミングの誤差との差が所定の閾値に満たない場合、両基地局からの信号を区別することが困難なので、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局は位置計算から排除される旨が決定される（ステップ４０７）。具体的には、同一のＰＮオフセット値ＰＮ２を持つ基地局１０２及び１０５は、ともに位置計算で使用されず、異なるＰＮオフセット値を持たない基地局１０１、１０３及び１０４のみを位置計算に使用する旨が決定される。
【００５２】
図６は、図１に示す無線システムにおいて、第３の実施の形態（図５）を適用した場合の受信タイミングの関係を示す図である。本図には、ステップ７０２（図１）で計算される受信タイミング測定値と、ステップ４０２（図５）で計算される受信タイミング推定値とを示す。
【００５３】
図１に示す無線システムでは、基地局１０２と基地局１０５とには同一のＰＮオフセット値が割り当てられている。この基地局１０２と基地局１０５とからの信号は同一のＰＮオフセット値を持つことから、マッチトフィルタを用いた受信プロファイル解析によって、時間的に重なったタイミングで受信タイミング測定値４１０が得られる（ステップ７０２）。
【００５４】
また、移動端末１００の仮位置と基地局１０２の位置から、両者の距離を求め、この距離を光速で割ることによって求めた伝搬遅延時間から、基地局１０２の受信タイミングの推定値を求める。同様に、基地局１０２と同一のＰＮオフセット値を持つ基地局１０５についても受信タイミングの推定値を求める（ステップ４０２）。この受信タイミング推定値は、図６においてそれぞれ４１１、４１２で表される。
【００５５】
そして、ステップ７０２で測定された各受信タイミング測定値と、ステップ４０２で計算された各受信タイミング推定値との差を、受信タイミングの誤差として、それぞれ計算する（ステップ４０３）。この受信タイミングの誤差は、図６において４１４、４１３で示される。
【００５６】
そして、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局１０２、１０５について、受信タイミングの誤差の差、すなわち図６の例では誤差４１３と４１４の差が計算される（ステップ４０４）。
【００５７】
そして、ステップ４０４で計算された誤差の差（誤差４１４−誤差４１３）と予め設定された閾値とを比較して、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局のうち、受信タイミングの誤差が最小となる基地局を位置計算に加えるか否かが決定される。
【００５８】
以上説明したように、本発明の第３の実施の形態では、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局のうち、受信タイミングの誤差が小さく、実際の受信タイミング測定値に近いと推定される基地局を選択して位置計算に使用する。すなわち、図１に示す無線システムにおいては、受信タイミングの誤差が最小となる基地局１０５からの信号が位置計算に使用され、受信タイミングの誤差が大きい基地局１０２からの信号が位置計算から除外される。よって、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局が近接して配置されている地域においても、移動端末の位置を高い精度で計算することができ、このような地域においても利用者に正確な位置情報サービスを提供することが可能となり、位置情報サービスのサービスエリアが拡大し、位置情報サービスの利便性を向上させることができる。
【００５９】
また、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局の受信タイミングの誤差の差が小さい場合には、いずれの基地局からの信号かを区別することが困難なので、同一のＰＮオフセット値をもつ基地局を除外して移動端末の位置を計算することから、より正確に移動端末の位置を求めることができる。
【００６０】
図７は、本発明の第４の実施の形態の移動端末の位置算出動作を示すフローチャートである。
【００６１】
図７に示す第４の実施の形態では、図２、図３において前述した第１の実施の形態と、位置計算に用いる基地局の選択方法（ステップ７１０〜７１４）が異なり、他の処理（ステップ７００〜７０２）は図２に示した動作と同じである。
【００６２】
まず、移動端末１００は、位置計算に使用する候補基地局を選出する（ステップ７００）。例えば、移動端末１００に予め記憶されている基地局リストから、周辺にあると推定される基地局１０１〜１０５を選出する。
【００６３】
そして、移動端末１００は、基地局１０１〜１０５からの受信信号とＰＮ符号との相関値を計算して受信プロファイル作成する（ステップ７０１）。例えば、マッチトフィルタを用いて受信信号とＰＮ符号との相関値を計算すると、マッチトフィルタ出力として受信プロファイル波形が得られる。この受信プロファイル波形から、相関値が極大となる最も早いタイミングを受信タイミングとして抽出し、各基地局からの信号の受信タイミングを測定する（ステップ７０２）。
【００６４】
そして、ステップ７００で選出した位置計算に使用する候補基地局から、その基地局の一部を用いて基地局組合せＣｊ（ｊ＝１．．．Ｍ）を決定する（ステップ７１０）。この基地局組合せは、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局を１局含むように、すなわち、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局が一つの基地局組み合わせの中には複数含まれないように決定する。具体的には、図１に示す無線システムにおいて、第一の基地局組合せは基地局１０１、１０２、１０３及び１０４で構成され、第二の基地局組合せは基地局１０１、１０３、１０４及び１０５から構成される。このようにステップ７１０では、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局１０２と１０５の一方のみが同一の基地局組合せに含まれ、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局１０２と１０５の両方が同一の基地局組合せに含まれないように基地局組合せを決定する。
【００６５】
そして、ステップ７１０で決定した、各基地局組合せＣｊ（ｊ＝１．．．Ｍ）を用いてそれぞれ受信点の位置を計算し、各基地局組合せに対応する位置計算結果（Ｘｊ，Ｙｊ）を算出する（ステップ７１１）。
【００６６】
そして、ステップ７１１で算出された各位置計算結果（Ｘｊ，Ｙｊ）に対して、誤差関数値Ｆ（ｊ）を用いて位置測定誤差を計算する。この測位誤差は、例えば、次式を用いて計算することができる。
【００６７】
【数１】
ここで、数式１において、｛｝内の右辺第一項は、地図上の座標から計算される移動端末と基地局０との間の距離であり、｛｝内の右辺第二項は、移動端末と基地局ｉとの間の距離を表す。よって、｛｝内は、基準となる基地局０との距離と、ｉ番目の基地局ｉとの距離との差を表す。また、右辺第三項は受信タイミング測定結果から得られる移動端末と基準基地局０との間の距離と、移動端末と基地局ｉとの間の距離との差を表す。受信タイミングが正しく測定されることによって、この二つの距離差の差は０に近づくため、Ｆ（ｊ）の値が小さいほどより正確な移動端末位置が求められていると判定することができる。
【００６９】
そして、ステップ７１２において計算された各基地局組合せＣｊに対応する誤差関数値Ｆ（ｊ）の、値が最小となるｊＭＩＮを選択し（ステップ７１３）、ｊＭＩＮに対応する位置計算結果（ＸｊＭＩＮ，ＹｊＭＩＮ）を選択し、当該位置計算結果を移動端末の位置と決定する。上記より明らかであるが、上記数式中の「Ｎ」は、Ｎ＝（Ｃｊに属する基地局の数）−１である。
【００７０】
この第４の実施の形態を図１に示す無線システムに適用して具体的に説明する。基地局１０１、１０２、１０３及び１０４の基地局組合せと、基地局１０１、１０３、１０４及び１０５の基地局組合せのそれぞれを用いて、端末位置を計算し（ステップ７１１）、誤差関数値Ｆ（ｊ）を用いて、測位誤差を算出する（ステップ７１２）。そして、算出された誤差関数値が小さい方の基地局組合せを用いて計算された端末位置を位置計算結果とする（ステップ７１３、７１４）。
【００７１】
以上説明したように、本発明の第４の実施の形態では、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局を一局含む基地局の組を複数作成して、移動端末の位置精度を計算して、その位置精度が最も小さくなる基地局の組を選択して、すなわち、最小の位置精度を与える同一のＰＮオフセット値を持つ基地局を選択して、移動端末の位置を計算するので、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局が近接して配置されている地域においても、移動端末の位置を高い精度で計算することができる。
【００７２】
図８は、本発明の実施の形態の移動端末が位置算出を行う移動通信システムのうち位置算出に関係する構成を示す図である。
【００７３】
移動端末２は、複数の基地局から通信相手に適する基地局１を選択して、選択した基地局１と無線回線５を介して通信を行う。また、移動端末２はハンドオーバ等のために、現在無線回線５を設定している基地局１以外の基地局からの信号を受信する。そして、この複数の基地局から受信した信号によって、移動端末２の位置を測定する。
【００７４】
基地局１は公衆網３に接続され、公衆網３に接続された他の通信装置（図示省略）と移動端末２との通信を仲介する。また、基地局１は、公衆網３に接続された位置情報サーバ４と通信をして、位置計算に必要な情報の送受信をする。
【００７５】
図９は、移動端末２の構成を示すブロック図である。
【００７６】
アンテナ１０で受信された基地局１からの信号は、信号受信部１１に送られる。信号受信部１１は、無線部（受信部、送信部）、ベースバンド処理部等で構成されており、無線部においては高周波信号及び中間周波信号の増幅、周波数変換の受信処理が、ベースバンド処理部においてはベースバンド信号の復調処理が行われる。
【００７７】
信号受信部１１で処理された信号は、受信プロファイル作成部１２へ入力される。受信プロファイル作成部１２は、例えば、マッチトフィルタを用いて構成されており、受信信号とＰＮ符号との相関値を受信タイミング毎に計算し、各受信タイミングにおける相関値に応じた値を示す受信プロファイルを作成する。
【００７８】
受信プロファイル作成部１２で作成された受信プロファイルは受信プロファイル保持部１３に記憶、保持される。ＣＰＵ１４は記憶装置１５（例えば、メモリ）に記憶されたソフトウェアに従って、受信プロファイル保持部１３に保持されている受信プロファイルを用いて位置計算に必要な処理をする。
【００７９】
移動端末２の構成として、受信プロファイル作成部１２及び受信プロファイル保持部１３を一つの半導体装置（ＬＳＩ）として、ＣＰＵ１４と接続するように構成することができる。また、受信プロファイル作成部１２、受信プロファイル保持部１３及びＣＰＵ１４で一つのＬＳＩを構成して、記憶装置１５と接続してもよい。更に、受信プロファイル作成部１２、受信プロファイル保持部１３、ＣＰＵ１４及び記憶装置１５で一つのＬＳＩを構成してもよい。
【００８０】
図１０は、位置情報サーバ４の構成の一例を示す。ＣＰＵ２０は、記憶装置２１に記憶されたソフトウェアに従い、公衆網３との間でのデータ通信やデータ処理を実行する。具体的には、位置情報サーバ４には、基地局に関する情報（例えば、基地局の位置、基地局のＰＮオフセット等）を記憶しておき、移動端末２からの要求に基づいて移動端末２に送信する。また、移動端末２が受信した基地局からの信号に基づく受信プロファイルを用いて、移動端末２の位置を算出する。
【００８１】
次に、移動端末２において、図２に示す位置算出処理をどのように実現するかについて説明する。
【００８２】
まず、移動端末２のＣＰＵ１４は、位置計算に使用する候補基地局を選出する（ステップ７００）。そして、信号受信部１１は候補基地局からの信号を受信して、受信プロファイル作成部１２は受信信号とＰＮ符号との相関値を計算して受信プロファイルを作成して（ステップ７０１）、受信プロファイル保持部１３に記憶保持する。
【００８３】
その後、ＣＰＵ１４は、受信プロファイル保持部１３に記憶された受信プロファイルから、候補基地局からの信号の受信タイミングを抽出して、基地局からの信号の受信タイミングを測定する（ステップ７０２）。そして、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局からの信号を位置計算に使用するかを決定し、位置計算に使用する基地局を選択して（ステップ７０３）、移動端末２の位置を算出する（ステップ７０４）。
【００８４】
このように算出された移動端末２の位置は、ＣＰＵ１４（移動端末２）で利用してもよいし、基地局１、公衆網３を介して、位置情報サーバ４に通知された後に利用するように構成してもよい。
【００８５】
次に、図２に示す位置算出処理を、移動端末２と位置情報サーバ４で分担して実行する例について説明する。
【００８６】
まず、移動端末２のＣＰＵ１４は、位置計算に使用する候補基地局を選出する（ステップ７００）。そして、信号受信部１１は候補基地局からの信号を受信して、受信プロファイル作成部１２は受信信号とＰＮ符号との相関値を計算して受信プロファイルを作成して（ステップ７０１）、受信プロファイル保持部１３に記憶保持する。
【００８７】
その後、ＣＰＵ１４は、受信プロファイル保持部１３に記憶された受信プロファイルから、候補基地局からの信号の受信タイミングを抽出して、基地局からの信号の受信タイミングを測定する（ステップ７０２）。そして、ＣＰＵ１４はステップ７０２で得られた各基地局からの信号の受信タイミングを、基地局１及び通信網３を介して位置情報サーバ４に通知する。
【００８８】
位置情報サーバのＣＰＵ２０は、上記各基地局からの信号の受信タイミングを用いて、同一のＰＮオフセット値を持つ基地局からの信号を位置計算に使用するかを決定し、位置計算に使用する基地局を選択して（ステップ７０３）、移動端末２の位置を計算する（ステップ７０４）。このステップ７０４で算出された移動端末２の位置は、ＣＰＵ２０（位置情報サーバ４）において利用してもよいし、公衆網３及び基地局１を介して、移動端末２に通知された後に利用されてもよい。
【００８９】
このように、位置計算処理の全てのステップを移動端末２で行うのではなく、位置計算処理の一部を基地局１に接続された位置情報サーバ４で行うようにしたので、複雑な処理は演算処理能力の大きい位置情報サーバ４で行うことから、移動端末２に処理負担をかけることなく、移動端末２の位置を高速で算出することができる。
【００９０】
次に、移動端末２において、図７に示す位置算出動作をどのように実現するかについて説明する。
【００９１】
まず、移動端末２のＣＰＵ１４は、位置計算に使用する候補基地局を選出する（ステップ７００）。そして、信号受信部１１は候補基地局からの信号を受信して、受信プロファイル作成部１２は受信信号とＰＮ符号との相関値を計算して受信プロファイルを作成して（ステップ７０１）、受信プロファイル保持部１３に記憶保持する。
【００９２】
その後、ＣＰＵ１４は、受信プロファイル保持部１３に記憶された受信プロファイルから、候補基地局からの信号の受信タイミングを抽出して、基地局からの信号の受信タイミングを測定する（ステップ７０２）。そして、ＣＰＵ１４は基地局の組合せの決定から端末位置の計算までの処理（ステップ７１０〜７１４）を実行する。ステップ７１４で算出された移動端末２の位置は、ＣＰＵ１４（移動端末２）において利用してもよいし、基地局１、公衆網３を介して、位置情報サーバ４に通知された後で利用するように構成してもよい。
【００９３】
次に、図７に示す位置算出処理を、移動端末２と位置情報サーバ４で分担して実行する例について説明する。
【００９４】
まず、移動端末２のＣＰＵ１４は、位置計算に使用する候補基地局を選出する（ステップ７００）。そして、信号受信部１１は候補基地局からの信号を受信して、受信プロファイル作成部１２は受信信号とＰＮ符号との相関値を計算して受信プロファイルを作成して（ステップ７０１）、受信プロファイル保持部１３に記憶保持する。
【００９５】
その後、ＣＰＵ１４は、受信プロファイル保持部１３に記憶された受信プロファイルから、候補基地局からの信号の受信タイミングを抽出して、基地局からの信号の受信タイミングを測定する（ステップ７０２）。そして、ＣＰＵ１４はステップ７０２で得られた各基地局からの信号の受信タイミングを、基地局１及び通信網３を介して位置情報サーバ４に通知する。
【００９６】
位置情報サーバのＣＰＵ２０は、上記各基地局からの信号の受信タイミングを用いて、基地局の組合せの決定から端末位置の計算までの処理（ステップ７１０〜７１４）を実行する。ステップ７１４で算出された移動端末２の位置は、ＣＰＵ１４（移動端末２）において利用してもよいし、基地局１、公衆網３を介して、位置情報サーバ４に通知された後で利用するように構成してもよい。
【００９７】
このように、位置計算処理の全てのステップを移動端末２で行うのではなく、位置計算処理の一部を基地局１に接続された位置情報サーバ４で行うようにしたので、複雑な処理は演算処理能力の大きい位置情報サーバ４で行うことから、移動端末２に処理負担をかけることなく、移動端末２の位置を高速で算出することができる。
【００９８】
特許請求の範囲に記載した以外の本発明の観点の代表的なものとして、次のものがあげられる。
【００９９】
無線端末装置に対して信号を送信する複数の無線局と、
前記複数の無線局からの信号を受信する受信手段と、前記受信手段で受信した信号の受信プロファイルを解析する受信プロファイル作成手段とを有する無線端末装置とを備え、
前記受信プロファイルを使用して受信点の位置を算出する位置算出手段を、前記無線端末装置と一体に又は別個に設け、
前記位置算出手段は、２以上の前記無線局からの信号が受信プロファイルにおいて区別できない場合（例えば、前記無線局が同一のＰＮオフセット値を持つために、２以上の前記無線局からの信号が受信プロファイルにおいて区別できない場合）に、少なくともいずれかの無線局からの信号を排除して位置算出をする測位システムであって、
前記位置算出手段は、前記受信タイミングを区別できない無線局のうち位置算出に使用する無線局を、前記仮位置と前記無線局との距離が最小の無線局以外の無線局からの信号を位置算出に使用しないで位置算出をする測位システム。
【０１００】
無線端末装置に対して信号を送信する複数の無線局と、
前記複数の無線局からの信号を受信する受信手段と、前記受信手段で受信した信号の受信プロファイルを解析する受信プロファイル作成手段とを有する無線端末装置とを備え、
前記受信プロファイルを使用して受信点の位置を算出する位置算出手段を、前記無線端末装置と一体に又は別個に設け、
前記位置算出手段は、２以上の前記無線局からの信号が受信プロファイルにおいて区別できない場合（例えば、前記無線局が同一のＰＮオフセット値を持つために、２以上の前記無線局からの信号が受信プロファイルにおいて区別できない場合）に、少なくともいずれかの無線局からの信号を排除して位置算出をする測位システムであって、
さらに、前記無線局からの信号の受信タイミングの誤差を推定する受信タイミング誤差推定手段を設け、
前記位置算出手段は、前記受信タイミングを区別できない無線局のうち位置算出に使用する無線局を、前記信号の受信タイミングの誤差（例えば、受信タイミングの誤差として、前記受信タイミング誤差推定手段は、前記無線局からの信号の伝搬時間と、前記無線局の位置と受信点の仮位置とから求めた伝搬時間との差）が最小の無線局以外の無線局からの信号を位置算出に使用しないで位置算出をする無線測位システム。
【０１０１】
位置算出に使用する無線局を選択する無線局選択手段と、
無線端末装置が受信した複数の無線局からの信号の受信タイミングを使用して受信点の位置を算出する位置算出手段とを備え、
前記無線局選択手段は、２以上の前記無線局からの信号の受信タイミングを区別できない場合（例えば、前記無線局が同一のＰＮオフセット値を持つために、前記２以上の無線局からの信号に基づく受信プロファイルが重なって、無線局からの信号の受信タイミングが区別できない場合）に、少なくともいずれかの無線局からの信号を使用しないように、位置算出に使用する無線局を選択する位置算出装置であって、
前記無線局選択手段は、前記受信タイミングを区別できない無線局のうち位置算出に使用する無線局を、前記仮位置と前記無線局との距離が最小の無線局以外の無線局からの信号を位置算出に使用しないように選択する位置算出装置。
【０１０２】
位置算出に使用する無線局を選択する無線局選択手段と、
無線端末装置が受信した複数の無線局からの信号の受信タイミングを使用して受信点の位置を算出する位置算出手段とを備え、
前記無線局選択手段は、２以上の前記無線局からの信号の受信タイミングを区別できない場合（例えば、前記無線局が同一のＰＮオフセット値を持つために、前記２以上の無線局からの信号に基づく受信プロファイルが重なって、無線局からの信号の受信タイミングが区別できない場合）に、少なくともいずれかの無線局からの信号を使用しないように、位置算出に使用する無線局を選択する位置算出装置であって、
前記無線局選択手段は、前記受信タイミングを区別できない無線局のうち位置算出に使用する無線局を、前記信号の受信タイミングの誤差（例えば、受信タイミングの誤差として、前記受信タイミング誤差推定手段は、前記無線局からの信号の伝搬時間と、前記無線局の位置と受信点の仮位置とから求めた伝搬時間との差）が最小の無線局以外の無線局からの信号を位置算出に使用しないように選択する位置算出装置。
【０１０３】
複数の無線局からの信号を受信する受信して、前記受信信号の受信タイミングを使用して受信点の位置を算出する位置算出方法を無線端末装置に実行させるプログラムであって、
前記無線端末装置を、
前記受信信号の受信タイミングを解析する手段と、
位置算出のために使用する無線局を選択する手段と、
前記選択された無線局からの信号の受信タイミングを使用して受信点の位置を算出する手段と、
２以上の前記無線局からの信号の受信タイミングを区別できない場合（例えば、前記無線局が同一のＰＮオフセット値を持つために、前記２以上の無線局からの信号に基づく受信プロファイルが重なって、無線局からの信号の受信タイミングが区別できない場合）に、少なくともいずれかの無線局からの信号を使用しないように、位置算出に使用する無線局を選択する手段として機能させるプログラム。
【０１０４】
複数の無線局からの信号を受信する受信部を備え、前記受信信号を使用して受信点の位置を算出する無線端末装置に用いられる半導体装置であって、
前記受信部で受信した信号の受信タイミングを解析する受信タイミング解析手段と、
位置算出のために使用する無線局を選択する無線局選択手段と、
前記選択された無線局からの信号の受信タイミングを使用して受信点の位置を算出する位置算出手段とを備え、
前記無線局選択手段は、２以上の前記無線局からの信号の受信タイミングを区別できない場合（例えば、前記無線局が同一のＰＮオフセット値を持つために、前記２以上の無線局からの信号に基づく受信プロファイルが重なって、無線局からの信号の受信タイミングが区別できない場合）に、少なくともいずれかの無線局からの信号を使用しないように、位置算出に使用する無線局を選択することを特徴とする半導体装置。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の無線システムの構成図である。
【図２】第１の実施の形態の移動端末の位置算出動作を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施の形態の位置算出動作における、基地局選択の動作の詳細を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施の形態の位置算出動作における、基地局選択の動作の詳細を示すフローチャートである。
【図５】第３の実施の形態の位置算出動作における、基地局選択の動作の詳細を示すフローチャートである。
【図６】第３の実施の形態における受信タイミングの関係を示すタイミング図である。
【図７】第４の実施の形態の移動端末の位置算出動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態の移動通信システムの構成図である。
【図９】本発明の実施の形態の移動端末のブロック図である。
【図１０】本発明の実施の形態の位置情報サーバのブロック図である。
【図１１】従来の無線システムの構成図である。
【図１２】従来の無線システムにおける受信プロファイルを示す図である。
【図１３】従来の無線システムにおける別の受信プロファイルを示す図である。
【符号の説明】
１ 基地局
２ 移動端末
３ 公衆網
４ 位置情報サーバ
１００ 移動端末
１０１、１０２、１０３ セルラ電話基地局
１２２、１２５ 移動端末とセルラ電話基地局間の距離
８００ 移動端末
８０１、８０２、８０３ セルラ電話基地局
８１１、８１２、８１３ 移動端末とセルラ電話基地局間の距離
Claims (20)
- 複数の無線局からの信号を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信した信号の受信タイミングを解析する受信タイミング解析手段と、
位置算出に使用する無線局を選択する無線局選択手段と、
前記選択された無線局からの信号の受信タイミングを使用して受信点の位置を算出する位置算出手段とを備え、
前記無線局選択手段は、２以上の前記無線局からの信号の受信タイミングを区別できない場合に、少なくともいずれかの無線局からの信号を使用しないように、位置算出に使用する無線局を選択することを特徴とする無線端末装置。 - 前記無線局選択手段は、前記無線局のうち複数の無線局が同一のＰＮオフセット値を持つために、前記２以上の無線局からの信号に基づく受信プロファイルが重なって、前記無線局からの信号の受信タイミングが区別できない場合に、少なくともいずれかの無線局からの信号を位置算出に使用しないように、位置算出に使用する無線局を選択することを特徴とする請求項１に記載の無線端末装置。
- 前記無線局選択手段は、前記受信タイミングを区別できない無線局からの信号を全く使用しないように、位置算出に使用する無線局を選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線端末装置。
- 前記受信点の仮位置を計算する仮位置計算手段を備え、
前記無線局選択手段は、前記受信タイミングを区別できない無線局のうち位置算出に使用する無線局を、前記仮位置と前記無線局との距離が最小の無線局以外の無線局からの信号を位置算出に使用しないように選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線端末装置。 - 前記無線局からの信号の受信タイミングの誤差を推定する受信タイミング誤差推定手段を備え、
前記無線局選択手段は、前記受信タイミングを区別できない無線局のうち位置算出に使用する無線局を、前記信号の受信タイミングの誤差が最小の無線局以外の無線局からの信号を位置算出に使用しないように選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線端末装置。 - 前記受信点の仮位置を計算する仮位置計算手段を備え、
前記受信タイミング誤差推定手段は、前記無線局からの信号の伝搬時間と、前記無線局の位置と受信点の仮位置とから求めた伝搬時間との差を受信タイミングの誤差として求めることを特徴とする請求項５に記載の無線端末装置。 - 同一のＰＮオフセットを持つ複数の無線局を含む複数の無線局からの信号を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信した信号の受信タイミングを解析する受信タイミング解析手段と、
複数の無線局からの信号の受信タイミングを使用して前記受信点の位置を算出する位置算出手段とを備え、
前記位置算出手段は、
それぞれが異なるＰＮオフセット値を持つ複数の無線局から構成される第１の無線局の組に属する無線局からの信号を使用して受信点の位置を算出し、その算出結果を用いて算出した第１の無線局の組に属する無線局と受信点との距離に関する情報と、受信タイミング解析結果を用いて算出される第１の無線局の組に属する無線局と受信点との間の距離に関する情報とから、前記受信点の位置の誤差を求め、
それぞれが異なるＰＮオフセット値を持つ複数の無線局から構成される第２の無線局の組に属する無線局からの信号を使用して受信点の位置を算出し、その算出結果を用いて算出した第２の無線局の組に属する無線局と受信点との距離に関する情報と、受信タイミング解析結果を用いて算出される第２の無線局の組に属する無線局と受信点との間の距離に関する情報とから、前記受信点の位置の誤差を求め、
前記誤差が小さい方の無線局の組を使用して求めた受信点の位置の算出結果を受信点の位置とすることを特徴とする無線端末装置。 - 複数の無線局からの信号を使用して受信点の位置を算出する無線端末装置であって、
前記無線局からの信号を受信する受信機と、
前記受信機が受信した信号の受信タイミングを解析する受信タイミング解析回路と、
２以上の前記無線局からの信号の受信タイミングを区別できない場合に、少なくともいずれかの無線局からの信号を使用しないように、位置算出に使用する無線局を選択し、前記選択された無線局からの信号の受信タイミングを使用して受信点の位置を算出するように機能する制御装置とを備える無線端末装置。 - 複数の無線局からの信号を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信した信号の受信プロファイルを作成する受信プロファイル作成手段と、
前記受信プロファイルを使用して受信点の位置を算出するための情報を送信する情報送信手段とを備え、
前記情報送信手段は、前記無線局からの信号のうち、２以上の無線局からの信号に基づく受信プロファイルを区別できない場合には、少なくともいずれかの無線局からの信号を排除するために使用される情報を送信することを特徴とする無線端末装置。 - 前記情報送信手段は、前記無線局のうち複数の無線局が同一のＰＮオフセット値を持つために、前記２以上の無線局からの信号が受信プロファイルにおいて区別できない場合に、少なくともいずれかの無線局からの信号を位置算出から排除するために使用される情報を送信することを特徴とする請求項９に記載の無線端末装置。
- 前記情報送信手段は、前記受信プロファイルにおいて区別できない無線局からの信号を全く使用しないように、位置算出に使用する無線局を選択するために使用される情報を送信することを特徴とする請求項９又は１０に記載の無線端末装置。
- 複数の無線局からの信号を受信して、受信点の位置を算出させる無線端末装置であって、
前記無線局からの信号を受信する受信機と、
前記受信機が受信した信号の受信プロファイルを作成する受信プロファイル作成部と、
２以上の前記無線局からの信号が前記受信プロファイルにおいて区別できない場合に、少なくともいずれかの無線局からの信号を位置算出から排除するように、位置算出に使用する無線局を選択するために使用される情報を生成するように機能する制御装置とを備える無線端末装置。 - 無線端末装置に対して信号を送信する複数の無線局と、
前記複数の無線局からの信号を受信する受信手段と、前記受信手段で受信した信号の受信プロファイルを解析する受信プロファイル作成手段とを有する無線端末装置とを備え、
前記受信プロファイルを使用して受信点の位置を算出する位置算出手段を、前記無線端末装置と一体に又は別個に設け、
前記位置算出手段は、２以上の前記無線局からの信号が受信プロファイルにおいて区別できない場合に、少なくともいずれかの無線局からの信号を排除して位置算出をすることを特徴とする測位システム。 - 前記位置算出手段は、前記無線局のうち複数の無線局が同一のＰＮオフセット値を持つために、２以上の前記無線局からの信号が受信プロファイルにおいて区別できない場合に、少なくともいずれかの無線局からの信号を排除して位置算出をすることを特徴とする請求項１３に記載の測位システム。
- 前記位置算出手段は、前記受信プロファイルにおいて区別できない無線局からの信号を全く使用しないで位置算出をすることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の測位システム。
- 同一のＰＮオフセットを持つ複数の無線局を含む複数の無線局からの信号を受信する受信手段と、
前記受信手段で受信した信号の受信タイミングを解析する受信タイミング解析手段と、
複数の無線局からの信号の受信タイミングを使用して前記受信点の位置を算出する位置算出手段とを備え、
前記位置算出手段は、
それぞれが異なるＰＮオフセット値を持つ複数の無線局から構成される第１の無線局の組に属する無線局からの信号を使用して受信点の位置を算出し、その算出結果を用いて算出した第１の無線局の組に属する無線局と受信点との距離に関する情報と、受信タイミング解析結果を用いて算出される第１の無線局の組に属する無線局と受信点との間の距離に関する情報とから、前記受信点の位置の誤差を求め、
それぞれが異なるＰＮオフセット値を持つ複数の無線局から構成される第２の無線局の組に属する無線局からの信号を使用して受信点の位置を算出し、その算出結果を用いて算出した第２の無線局の組に属する無線局と受信点との距離に関する情報と、受信タイミング解析結果を用いて算出される第２の無線局の組に属する無線局と受信点との間の距離に関する情報とから、前記受信点の位置の誤差を求め、
前記誤差が小さい方の無線局の組を使用して求めた受信点の位置の算出結果を受信点の位置とすることを特徴とする測位システム。 - 位置算出に使用する無線局を選択する無線局選択手段と、
無線端末装置が受信した複数の無線局のうち前記無線局選択手段によって選択された無線局からの信号の受信タイミングを使用して受信点の位置を算出する位置算出手段とを備え、
前記無線局選択手段は、２以上の前記無線局からの信号の受信タイミングを区別できない場合に、少なくともいずれかの無線局からの信号を使用しないように、位置算出に使用する無線局を選択することを特徴とする位置算出装置。 - 前記無線局選択手段は、前記無線局のうち複数の無線局が同一のＰＮオフセット値を持つために、前記２以上の無線局からの信号に基づく受信プロファイルが重なって、無線局からの信号の受信タイミングが区別できない場合に、位置算出に使用する無線局を、少なくともいずれかの無線局からの信号を位置算出に使用しないように選択することを特徴とする請求項１７に記載の位置算出装置。
- 前記無線局選択手段は、前記受信タイミングを区別できない無線局からの信号を全く使用しないように、位置算出に使用する無線局を選択することを特徴とする請求項１７又は１８に記載の位置算出装置。
- 同一のＰＮオフセットを持つ複数の無線局を含む複数の無線局からの受信した信号の受信タイミング使用して受信点の位置を算出し、
それぞれが異なるＰＮオフセット値を持つ複数の無線局から構成される第１の無線局の組に属する無線局からの信号を使用して受信点の位置を算出し、その算出結果を用いて算出した第１の無線局の組に属する無線局と受信点との距離に関する情報と、受信タイミング解析結果を用いて算出される第１の無線局の組に属する無線局と受信点との間の距離に関する情報とから、前記受信点の位置の誤差を求め、
それぞれが異なるＰＮオフセット値を持つ複数の無線局から構成される第２の無線局の組に属する無線局からの信号を使用して受信点の位置を算出し、その算出結果を用いて算出した第２の無線局の組に属する無線局と受信点との距離に関する情報と、受信タイミング解析結果を用いて算出される第２の無線局の組に属する無線局と受信点との間の距離に関する情報とから、前記受信点の位置の誤差を求め、
前記誤差が小さい方の無線局の組を使用して求めた受信点の位置の算出結果を受信点の位置とする位置算出手段を備えたことを特徴とする位置算出装置。
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