CN1366431A - 无线电基站发射定时偏移的测定方法和偏移测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明正确地测定在基站产生的发射定时的偏移。本发明的偏移测定方法是通过接收从无线电基站发射的信号,测定该无线电基站的发射定时的偏移的偏移测定方法,它根据在多个观察点接收的信号求得发射定时的偏移推定值,选择上述偏移推定值中的最小值,作为上述无线电基站的发射定时的偏移测定值。

Description

无线电基站发射定时偏移的测定方法和偏移测定装置 

技术领域

本发明涉及无线电基站发射定时偏移的测定方法。

背景技术

已经提出了在移动通信系统中，利用从基站发射的信号检测移动台的位置的技术。例如，在JP-A-7-181242中，已经提出了在码分多址联接(CDMA：Code Division Multiple Access)系统中，利用各基站位置和从各基站向移动台发射的信号的传播时间，得到各基站的PN代码发射时的时间差，测定移动台的位置的技术。

发明内容

当用移动通信系统测定移动台位置时，要求正确地知道各基站发射天线的位置，并且从发射天线发出电波的时间(发射定时)是正确的。但是，因为发射天线和无线电装置通过高频电缆连接，所以当通过电缆传输由无线电装置产生的信号时发生延迟。因为这条电缆的长度与基站的设置地点有关是各种各样的，所以对于每个基站来说由电缆引起的延迟时间是不同的。

又，无线电装置备有用于对高频信号波形进行整形的滤波器，当信号通过滤波器时发生延迟。由于基站制造时期等的不同滤波器部件是不同的，滤波器的延迟特性不同，所以对于每个基站来说由滤波器引起的延迟时间是不同的。

由于这些重要原因，对于基站要发射信号的定时(以下称为标称值)，实际上在从发射天线发射电波的定时中产生偏移。当根据从基站发射的信号的到达延迟时间测定移动台位置时，发射定时的偏移成为测距误差的主要原因。

例如，在根据TIA/EIA-95A标准的蜂窝式系统中，来自基站的导频信号的发射定时延迟的推定值在3μsec以内，所以发生900m左右的测距误差。这种程度的发射定时的延迟对于通话没有什么妨碍，但是当用来自基站的信号测定移动台位置时产生很大的误差。因此，当用来自基站的信号测定移动台位置时，正确地测定基站的发射定时的偏移成为一个课题。

发明内容

本发明的目的是正确地测定在基站产生的发射定时的偏移，从而测定移动台的正确位置。

本发明的无线电基站发射定时偏移的测定方法是通过接收从无线电基站发射的信号，测定该无线电基站发射定时偏移的偏移测定方法，它的特征是在多个观察点根据接收的信号求得发射定时偏移的推定值，选择上述偏移推定值中的最小值，作为上述无线电基站发射定时的偏移测定值。

又，本发明的无线电基站发射定时的偏移测定装置是通过接收从无线电基站发射的信号，测定该无线电基站发射定时偏移的偏移测定装置，它的特征是它备有具有在多个位置接收从上述无线电基站发射的信号的接收装置，参照基准时钟测定从上述无线电基站发射的信号的接收定时的接收定时测定装置，和从上述测定的接收定时算出上述无线电基站的发射定时的偏移推定值的偏移算出装置的偏移推定装置，和选择上述偏移推定值中的最小值，判定它为发射定时的偏移测定值的偏移判定装置。

如果根据本发明，则因为从在多个位置接收的信号求得发射定时的偏移推定值，选择上述偏移推定值中的最小值，作为上述无线电基站发射定时的偏移测定值，所以能够提高偏移值的测定精度。又，如果将这个偏移值的测定结果，应用于从上述基站发射的电波求移动台位置的测位系统，则能够提高该测位系统的位置测定精度。

附图说明

图1是本发明的移动通信系统的系统构成图。

图2是根据本发明测定移动台位置的概念图。

图3是表示本发明的基站构成的方框图。

图4是本发明第1实施例的偏移测定装置的方框图。

图5是说明本发明第1实施例的偏移测定原理的时间图。

图6是本发明第1实施例的偏移推定装置的方框图。

图7是表示本发明第1实施例的偏移测定装置的其它构成的方框图。

图8是本发明第2实施例的偏移测定装置的方框图。

图9是本发明第3实施例的偏移测定装置的方框图。

图10是根据本发明的偏移测定系统的构成图。

图11是根据本发明的数据库装置的方框图。

图12是本发明的偏移测定终端的方框图。

具体实施方式

下面，我们参照附图说明本发明的实施例。

图1是在本发明的移动通信系统中，将来自GPS卫星的信号作为基准信号的CDMA方式的移动通信系统的系统构成图。

在CDMA方式的移动通信系统中，如图1所示，与来自GPS卫星的时间信号同步地决定各基站的发射定时。

在图1中，GPS卫星101，102，103备有原子钟，根据这个原子钟发射所定形式的正确的时间信号。接收这个时间信号的基站131，132，133能够从来自多个卫星的时间信号的延迟量和卫星轨道信息求得基站自己的位置和时间。因此，在各基站之间在取得同步的正确定时向移动台发射所定信号。移动台120能够根据与上述基站情形相同的原理测定自己的位置。

图2是表示根据本发明测定移动台位置的概念的图。

在本发明中，移动台根据来自各基站的信号的到达时间差(TDOA：Time Difference of Arrival)测定位置。

位于点Q的移动台120接收来自基站131和基站132的电波，测定来自各基站的信号延迟时间(Tq1，Tq2)，求得两者的延迟时间差(Tq1-Tq2)。这个延迟时间差等于移动台120与基站131的距离(L1)和移动台120与基站132的距离(L2)之差(L1-L2)除以信号传播速度(光速)得到的值。

即，移动台120所在位置的点Q，处于点Q和基站131，132的距离差为恒定的(L1-L2)的双曲线71a上，这个双曲线71a是将基站131，132的位置作为焦点的双曲线。

又，移动台120也接收来自其它基站的信号，从信号到达延迟时间求得延迟时间差，算出表示点Q位置的双曲线71b，71c。因此，我们知道移动台120所在的点Q位于这样3条双曲线71a，71b，71c的交点上。

这样，本发明的特征是当根据来自多个基站的到达信号的延迟时间差测定移动台位置时，与通过从来自基站的信号的传输延迟时间求得距离，测定移动台位置的方法比较，即便包含着与在移动台测定的传输延迟时间(Tq1，Tq2)共通的时间误差，也能够消去该误差。

即，本发明的特征是在从来自基站的信号传输延迟时间求得距离的方法中，基站和移动台的距离误差与传输延迟时间的误差成比例地增大。另一方面，根据来自2个基站的到达信号的延迟时间差测定移动台位置的方法中，即便包含着与移动台测定的传输延迟时间(Tq1，Tq2)共通的时间误差(δt)，传输延迟时间的测定值成为Tq1+δt，Tq2+δt，也能够消去是两者差的传输延迟时间差δt，求得不包含误差的Tq1-Tq2。

当在上述基站的发射定时中产生偏移时，双曲线71a等的位置发生移动。例如，在基站131上产生0.33μ秒(约100m)的偏移，在基站132上产生0.17μ秒(约50m)的偏移时，双曲线71a等的位置向基站132一侧移动约50m。同样双曲线71b，71c也发生移动。当双曲线发生移动时，3条双曲线不交于一点，使测位误差增大。

当改变求这条双曲线的基站组合时，双曲线移动的方向和大小是各种各样的，成为误差增大的原因。因此，当根据来自基站的信号测定移动台位置时，正确地测定基站发射定时的偏移就变得非常重要。

图3是表示基站131等的主要构成的方框图。

各基站131等，为了避开向移动台传播电波时的障碍物，将蜂窝式天线34设置在铁塔上，建筑物屋顶上等一眼就能看到的地点。从这个无线电装置(RF装置)35向蜂窝式天线34铺设电缆，将蜂窝式天线34捕捉到的电波作为高频信号通过电缆导入无线电装置35。

又，从GPS卫星101等发射的信号被用于GPS的天线31接收，由GPS接收机32推定地点和时间。基准时钟产生装置33备有产生时钟信号的振荡器和调整时钟信号的振荡频率的频率调整电路，根据从来自GPS卫星101等的信号推定的时间信息校正振荡器的振荡频率，实现正确的时间，产生基准时钟信号。将由这个基准时钟产生装置33的振荡器产生的基准时钟信号供给基带装置36和无线电装置35。基带装置36根据基准时钟信号产生基带信号，供给无线电装置35，无线电装置35对基带信号进行频率变换等，产生从天线34发射的高频信号。

这样，在本实施例的移动通信系统中，通过用来自GPS卫星101等的时间信息，在设置在分开地点的多个基站131，132，133之间，使与无线电装置35和基带装置36的定时同步地进行工作，通过与无线电装置35产生的高频信号的频率一致，各基站131～133发射同步的信号。

图4是表示测定本发明第1实施例的基站发射定时偏移值的偏移测定装置的主要构成的方框图。

偏移测定装置43备有偏移判定装置430，偏移推定装置431，432，433。在第1实施例中，1台偏移测定装置43备有3台偏移推定装置431～433，但是偏移推定装置不限于3台，可以备有很多台。偏移推定装置431，432，433分别设置在不同的地点(观测点)，在各观测点接收来自基站41的信号。设置这个偏移推定装置431等的观测点相互之间可以离开作为测定对象的接收电波的四分之一波长以上。即，如果在离开四分之一波长以上的地点接收信号，则表示接收波延迟的延迟分布是不同的。偏移推定装置431等根据在各观测点接收的来自基站41的信号推定偏移值，并将偏移推定值输出到偏移判定装置430。

偏移判定装置430从偏移推定装置431等推定的偏移推定值求得基站41发射定时的偏移值。具体地，偏移判定装置430从偏移推定装置431，432，433输出的偏移推定值中，选择最小的偏移推定值，作为偏移测定值。

p1，p2，p3表示从基站41到各偏移推定装置431，432，433，具有一定电平以上强度的最快速的电波来到的路径。在图4中，p1，p2的来波是通过在基站41和偏移推定装置431，432的路径近旁的建筑物引起的反射等来到的延迟波。另一方面，p3的来波是没有经受通过从基站41到偏移推定装置433的传播路径周围的建筑物引起的反射等直接来到的直达波。

偏移推定装置431等配置在从基站41一眼就能看到的位置上，但是从p1，p2，p3所示的基站41来到的来波，因为一方面由于反射等引起相位反转的电波使直达波的强度减弱，一方面由于反射波之间发生干涉使电波强度增强，所以最快的来波不限于直达波。在某一点上接收的来自基站41的信号的最快的来波即便是延迟波，当在不同地点接收来自基站41的信号时，因为延迟分布变化，存在能够补足直达波的可能性。因此，在第1实施例中，为了在多个地点接收来自基站41的信号，通过设置多个偏移推定装置431等，使能够确实地补足直达波。

图5是说明本发明实施例的偏移测定原理的时间图。

在图5中，横轴表示时间，显示从基站41发射的电波延迟到达偏移推定装置431等的样子。又，3条时间轴从上向下分别显示在偏移推定装置431，432，433，接收来自基站41的信号的定时。

在图5中，To是基站41的信号的发射定时的标称值。又，dT是基站41的发射定时的偏移值，是本发明要求的值。又，T1，T2，T3是在各偏移推定装置431，432，433接收来自基站41的信号的定时。Tp1，Tp2，Tp3是在基站41和偏移推定装置431，432，433之间直达波的传播时间，是根据基站41和偏移推定装置431等的距离算出的传输延迟时间。即，这个传输延迟时间是基站41和偏移推定装置431，432，433之间的距离除以电波传播速度(光速)得到的值。

又，dT1，dT2，dT3是各偏移推定装置431，432，433求得的基站发射定时的偏移推定值。这个基站发射定时的偏移推定值是从来自基站41的信号的接收定时和基站41的发射定时的标称值之差，减去根据基站41和偏移推定装置431等的距离求得的直达波的传输时间得到的值。这个关系如公式1所示。

公式1：

基站发射定时的偏移推定值

＝接收定时-(基站发射定时的标称值+直达波的传播时间)

各偏移推定装置431，432，433测定来自基站41的信号的接收定时，用公式1求得基站41的发射定时的偏移推定值。

例如，在偏移推定装置431的基站发射定时的偏移推定值(dT1)，如公式2所示，是从来自基站41的信号的接收定时(T1)减去基站发射定时的标称值(To)和直达波的传播时间(Tp1)得到的值。

公式2：

dT1＝T1-(To+Tp1)

另一方面，在偏移推定装置433的基站发射定时的偏移推定值(dT3)，如公式3所示，是从来自基站41的信号的接收定时(T3)减去基站发射定时的标称值(To)和直达波的传输时间(Tp3)得到的值。

公式3：

dT3＝T3-(To+Tp3)

于是，当比较偏移推定装置431，432，433求得的基站41的发射定时的偏移推定值(dT1，dT2，dT3)时，dT3最小，dT1或dT2都具有比dT3大的值。由基站41发射的电波，即便存在由于传输路径周围的建筑物的反射等引起的延迟，也不比直达波早来到。因此，各偏移推定装置431等输出的偏移推定值中的最小值，由于传输路径引起的延迟很小，成为最接近基站发射定时的偏移值的值。因此，偏移判定装置430选择由偏移推定装置431等推定的发射定时的偏移推定值中的最小值，作为基站41的发射定时的偏移测定结果。

我们看到因为偏移推定装置431，432求得的基站41的发射定时的偏移推定值(dT1，dT2)具有比偏移推定装置433求得的基站41的发射定时的偏移推定值(dT3)大的值，所以dT1和dT2被推定为比实际的基站发射定时的偏移推定值大的值，偏移推定装置431，432接收的信号是经过反射，衍射等来到的延迟波。

于是，推定偏移推定装置431等求得的基站41的发射定时的偏移推定值(dT1，dT2，dT3)中最小的dT3被推定为最接近实际的基站发射定时的偏移值的值。在图5中，我们看到dT3与实际的基站发射定时偏移值一致，偏移推定装置433接收的最快的来波是直达波。

这样，偏移判定装置430通过选择发射定时的偏移推定值中的最小值(dT3)，能够正确地测定基站41的发射定时的偏移值。

又，通过一台偏移推定装置431等多次接收来自基站41的信号，多次推定发射定时的偏移推定值，也能够将这个偏移推定值的平均结果作为由这个偏移推定装置431等作出的偏移推定值。进一步，从偏移推定装置431等求得的偏移推定值的最小值求得偏移测定值，多次重复这个过程，也能够将偏移测定值的平均结果作为在该观察点的偏移测定值。一般，如果各测定是独立的，则通过N次观察值(偏移推定值，偏移测定值)的平均，能够使误差降低到一次测定中的误差的N平方根的倒数倍(请参照公式4)。

图6是表示在本发明第1实施例的偏移测定装置43中备有的偏移推定装置431等的主要构成的方框图。

在图6所示的实施例中，用于GPS的天线61与GPS接收机62连接，GPS接收机62从用于GPS的天线61接收的来自GPS卫星的信号算出该偏移推定装置的位置和时间信息(现在时刻)。蜂窝式天线64与蜂窝式接收机65连接，蜂窝式接收机65接收从基站发射的信号并发送到接收定时测定装置63。接收定时测定装置63使用经过来自GPS卫星的信号校正的正确的时间信息，测定来自基站的信号的接收定时。

来自基站的信号的接收定时的测定，例如，根据来自GPS接收机62的时间信号产生的正确的时钟信息，使接收定时测定装置63工作，用滑动相关器，从使与基站发射的导频信号的相关性变大的相位得到接收定时。即，用所定的扩展代码对基站通过导频信道发射的导频信号进行逆扩展，进一步通过功率积分得到延迟分布。通过从这个延迟分布提取具有一定电平以上强度的最早来到的信号的接收定时，测定来自基站的信号的接收定时。

偏移算出装置66使用由偏移推定装置的电缆引起的延迟量和由滤波器引起的延迟量给出的校正值，校正测定的接收定时，算出正确的接收定时。然后，从经过校正的正确的接收定时，减去基站发射定时的标称值和基站与该偏移推定装置之间的直达波的传播时间(基站与该偏移推定装置之间的距离除以电波传播速度(光速)得到的值)，作为发射定时的偏移推定值输出到偏移判定装置430。

因为在偏移推定装置中，用于GPS的天线61和GPS接收机62通过电缆连接，蜂窝式天线64和蜂窝式接收机65也通过电缆连接连接，所以在上述偏移算出装置66中的校正是以由于通过该电缆传播高频信号产生的延迟时间为基础的。又，GPS接收机62和蜂窝式接收机65备有用于对接收的高频信号波形进行整形的滤波器，信号通过滤波器时产生延迟。因此，产生对接收信号的定时加上校正的需要。

又，在偏移算出装置66中使用的基站位置，既可以与基站识别号码对应预先存储在偏移测定装置中，也可以从蜂窝式接收机65接收的该基站发射的多址信号中提取。偏移推定装置的位置既可以当固定地设置偏移测定装置时预先存储在偏移测定装置中，也可以通过用GPS接收机测定偏移测定装置的位置，取得位置信息。

又，发射定时的标称值是从预先确定的该基站向每个基站发射信号的定时，因为在同一个PN系列的PN代码中对每个基站用不同的PN代码，所以发射定时的标称值是由这个PN代码的起始定时决定的。这个发射定时的标称值既可以与基站识别号码对应预先存储在偏移测定装置中，也可以从蜂窝式接收机65接收的该基站发射的多址信号中提取PN代码的起始定时。

接收定时测定装置63，偏移算出装置66和偏移判定装置430由处理机和存储器构成，在这些存储器中，存储·保持用于实现上述功能的程序，处理机从存储器读出这个程序，并加以执行。即，接收定时测定装置63执行包含参照基准时钟测定从无线电基站发射的信号的接收定时的顺序的程序，偏移算出装置66执行包含从在多个观测点接收的信号求得发射定时的偏移推定值的顺序的程序，偏移判定装置430执行包含选择上述偏移推定值中的最小值作为上述无线电基站的发射定时的偏移测定值的顺序的程序。因此，偏移测定装置43具有作为参照基准时钟测定从无线电基站发射的信号的接收定时的接收定时测定装置(接收定时测定装置63)，从上述测定的接收定时算出上述无线电基站的发射定时的偏移推定值的偏移算出装置(偏移算出装置66)，和选择上述偏移推定值中的最小值判定为发射定时的偏移测定值的偏移判定装置(偏移判定装置430)的功能。

此外，接收定时测定装置63，偏移算出装置66和偏移判定装置430也可以由分开的处理机和分开的存储器构成，也可以由共通的处理机或共通的存储器构成。

图7是表示备有本发明第1实施例的偏移测定装置的偏移推定装置的其它构成的方框图。

图7所示的实施例的偏移推定装置，参照一个时钟作为基准时间。即，第2实施例的偏移推定装置利用，当根据来自各基站的信号的到达时间差(TDOA)测定移动台的位置时，偏移测定装置不需要各基站的绝对的发射定时偏移，如果能够得到将某个特定时钟作为基准时间的相对的发射定时偏移就足够了这样一个实际情况。

此外，因为附加与在图6中说明的偏移推定装置的构成相同标号的构成进行相同的工作，所以我们省略对各构成的详细说明。

在图7所示的实施例中，接收定时测定装置63根据高精度的基准时间测定接收定时。在接收定时测定装置63中作为基准时间参照的时钟如果具有基站所有的时钟的那种精度就行，例如，可以用铯原子钟，也可以是从成为测定对象的基站和别的基站发射的导频信号。又，来自基站的信号的接收定时的测定，与在图6中说明的实施例相同，例如，根据偏移测定装置中备有的振荡器产生的正确的时钟信号使接收定时测定装置63工作，用滑动相关器，从与基站发射的导频信号的相关性大的相位得到接收定时。

偏移算出装置66使用偏移推定装置的由电缆引起的延迟量和由滤波器引起的延迟量给出的校正值，通过校正测定的接收定时，算出正确的接收定时。然后，从经过校正的正确的接收定时，减去基站发射定时的标称值和基站与该偏移推定装置之间的直达波的传播时间(基站与该偏移推定装置之间的距离除以电波传播速度(光速)得到的值)，作为发射定时的偏移推定值输出到偏移判定装置430。

这个基站和该偏移推定装置之间的距离是从基站的位置和该偏移推定装置的位置算出的。基站的位置，既可以与基站识别号码对应预先存储在偏移测定装置中，也可以从蜂窝式接收机65接收的该基站发射的多址信号中提取。偏移推定装置的位置用预先存储在偏移测定装置中的位置信息确定。又，发射定时的标称值既可以与基站识别号码对应预先存储在偏移测定装置中，也可以从蜂窝式接收机65接收的该基站发射的多址信号中提取。

此外，图6所示的实施例的偏移推定装置将来自GPS卫星的信号用于图7所示的实施例的偏移推定装置的基准时间。

这样，在第1实施例中，因为由作为备有在多个位置接收来自基站41信号的接收装置(蜂窝式天线64和与蜂窝式天线64连接的蜂窝式接收机65)，参照成为偏移测定基准的基准时钟信号提取来自基站41的信号的接收定时的接收定时测定装置63，和从测定的接收定时算出基站41的发射定时的偏移推定值的偏移算出装置66的偏移推定装置的多个偏移推定装置431等，和作为将偏移推定装置431～433算出的发射定时的偏移推定值的最小值判定为发射定时的偏移测定值的偏移判定装置的偏移推定装置430构成偏移测定装置43，因为从用配置在多个位置上的多个偏移推定装置431等接收的来自基站41的信号求得发射定时的偏移推定值，选择偏移推定值中的最小值作为基站41发射定时的偏移测定值，所以能够提高偏移值的测定精度。又，如果将这个偏移值的测定结果应用于从来自上述基站的电波求移动台位置的测位系统，则能够提高这个测位系统的位置测定精度。

又，因为将设置了多个偏移推定装置431等的观测点(蜂窝式天线64的设置点)设置得离开作为测定对象的接收电波的四分之一波长以上，能够用各偏移推定装置431等得到不同延迟分布，所以通过确实地捕捉到直达波，能够正确地测定基站41的发射定时的偏移值。

又，因为通过一台偏移推定装置431等多次接收来自基站41的信号，多次推定发射定时的偏移推定值，将这个偏移推定值的平均结果作为由这个偏移推定装置431等作出的偏移推定值，所以能够减小与测定相伴的不定误差。

又，因为从由GPS接收机62接收的来自GPS卫星的信号产生成为偏移测定基准的时钟信号，从正确的时间信息测定基站41的发射定时的偏移值，所以能够正确地测定偏移值。

又，因为在图7所示的实施例的偏移推定装置中，从原子钟或成为测定对象的基站和其它基站发射的导频信号产生成为偏移测定基准的时钟信号，所以能够不用GPS接收机62(用于GPS的天线61)，正确地测定基站41的发射定时的偏移值。

图8是表示本发明第2实施例的偏移测定装置的主要构成的方框图。

这个第2实施例的偏移测定装置与上述第1实施例的偏移测定装置(图4，图6，图7)不同，它的特征是只备有蜂窝式天线64和蜂窝接收机85各一个。由这个第2实施例的偏移测定装置进行的基站发射定时的偏移测定通过将偏移测定装置设置在车辆等上，在多个地点进行巡回，测定来自基站的电波，取得在各观测点的基站发射定时的偏移推定值，并积累起来。在多个观察点的巡回测定结束后，在积累的偏移推定值中选择最小值，作为基站发射定时的偏移测定值。

其次，我们用图8说明第2实施例的偏移测定装置的各装置的工作。此外因为附加与第1实施例(图6)相同标号的构成进行相同的工作，所以我们省略对各个构成的详细说明。

在第2实施例中，用于GPS的天线61与GPS接收机62连接，GPS接收机62从用于GPS的天线61接收的GPS信号算出该偏移测定装置的位置和时间信息(现在时刻)。蜂窝式天线64与蜂窝式接收机85连接，蜂窝式接收机85根据处理装置86的控制接收从基站发射的信号并发送到接收定时测定装置63。接收定时测定装置63使用经过来自GPS卫星的信号校正的正确的时间信息，测定来自基站的信号的接收定时。来自这个基站的信号的接收定时的测定，例如，根据来自GPS接收机62的时间信号产生的正确的时钟信息，使接收定时测定装置63工作，用滑动相关器，从使与基站发射的导频信号的相关性变大的相位得到接收定时。

处理装置86通过使用根据由接到偏移测定装置43的天线61，64的电缆引起的延迟量和由滤波器引起的延迟量给出的校正值，校正测定的接收定时，算出正确的接收定时。然后，从经过校正的正确的接收定时，减去基站发射定时的标称值和基站与该偏移推定装置之间的直达波的传输时间(基站与该偏移推定装置之间的距离除以电波传播速度(光速)得到的值)，作为发射定时的偏移推定值暂时积累在积累装置87中。进一步，处理装置86选择积累在积累装置87中的多个偏移推定值中的最小值，作为该基站的发射定时的偏移测定值输出。

在处理装置86中使用的偏移推定装置的位置通过用GPS接收机62测定偏移测定装置的位置，取得位置信息。又，将发射定时的标称值和基站位置与基站识别号码对应预先存储在积累装置87中，但是也可以从蜂窝式接收机85接收的该基站发射的多址信号中提取。

又，通过在一个观测点多次接收来自基站41的信号，多次推定发射定时的偏移推定值，也能够将这个偏移推定值的平均结果作为偏移推定值存储在积累装置87中。通过对N次观察值(偏移推定值)进行平均，能够使误差降低到一次测定中的误差的N的平方根的倒数倍(请参照公式4)。

这样在第2实施例中，因为备有接收来自基站41的信号的接收装置(蜂窝式天线64和与蜂窝式天线64连接的蜂窝式接收机85)，参照成为偏移测定基准的基准时钟信号提取来自基站41的信号的接收定时输出偏移推定值的接收定时测定装置63，积累偏移推定值的积累装置87，和对上述偏移推定值的到积累装置87的积累进行控制的处理装置86，在处理装置86中具有选择偏移推定装置算出的发射定时的偏移推定值的最小值作为发射定时的偏移值的偏移判定装置功能那样地构成偏移测定装置，因为通过使偏移测定装置移动，在多个位置上测定来自基站41的信号的接收定时，所以能够不用多个GPS接收机62(用于GPS的天线61)，多个蜂窝式接收机85(蜂窝式天线64)，多个接收定时测定装置63，正确地测定基站41的发射定时的偏移值。

又，因为为了选择偏移推定值中的最小值将偏移推定值积累在积累装置87中，所以在来自基站的信号的接收定时的测定中不需要处理偏移推定值的最小值的选择，从而能够减轻处理装置86的处理负担。

又，因为从由GPS接收机62接收的来自GPS卫星的信号产生成为偏移测定基准的时钟信号，因为根据正确的时间信息测定基站41的发射定时的偏移值，所以能够正确地测定偏移值。

又，因为通过在一个地点多次接收来自基站41的信号，多次推定发射定时的偏移推定值，将这个偏移推定值的平均结果作为偏移推定值存储在积累装置87中，所以能够减小与测定相伴的不定误差。

图9是表示本发明第3实施例的偏移测定装置的主要构成的方框图。

这个第3实施例的偏移测定装置与上述第1实施例的偏移测定装置(图4，图6，图7)不同，它的特征是对于多个蜂窝式天线941....94n备有一个蜂窝接收机85。

在第3实施例中，用于GPS的天线61与GPS接收机62连接，GPS接收机62从用于GPS的天线61接收的GPS信号算出该偏移测定装置的位置和时间信息(现在时刻)。蜂窝式天线941....94n通过用电缆从天线切换装置98延长，分别设置在不同的位置(观测点)上，通过天线切换装置98与蜂窝式接收机85连接。

天线切换装置98根据来自处理装置96的指示选择与蜂窝式接收机85连接的蜂窝式天线941....94n。蜂窝式接收机85根据处理装置96的控制，接收从基站发射的信号并发送到接收定时测定装置63。接收定时测定装置63使用经过来自GPS卫星的信号校正的正确的时间信息，测定来自基站的信号的接收定时。来自这个基站的信号的接收定时的测定，例如，根据来自GPS接收机62的时间信号产生的正确的时钟信息，使接收定时测定装置63工作，用滑动相关器，从使与基站发射的导频信号的相关性变大的相位得到接收定时。

处理装置96使用根据由与偏移测定装置的天线61，941....94n连接的电缆引起的延迟量和由滤波器引起的延迟量给出的校正值，校正由接收定时测定装置63测定的接收定时，算出正确的接收定时。然后，从经过校正的正确的接收定时，减去基站发射定时的标称值和基站与该偏移推定装置之间的直达波的传播时间(基站与该偏移推定装置之间的距离除以电波传播速度(光速)得到的值)，作为发射定时的偏移推定值暂时积累在积累装置97中。上述校正值适用于根据由与选出的蜂窝式天线941....94n连接的电缆引起的延迟量给出的校正值。各蜂窝式天线941....94n的位置，通过预先测定将用于GPS的天线61作为基准的相对位置，根据GPS接收机62等测定的用于GPS的天线61的位置由处理装置96算出。当使蜂窝式天线941等接近用于GPS的天线61地设置时，也可以将用于GPS的天线61的位置用作蜂窝式天线941等的位置。

处理装置96选择用积累在积累装置97中的各蜂窝式天线941....94n求得的发射定时的偏移推定值中的最小值，作为基站的发射定时的偏移测定值输出。

在处理装置96中使用的偏移测定装置的位置，通过用GPS接收机62测定偏移测定装置的位置，取得位置信息。又，将发射定时的标称值和基站位置与基站识别号码对应预先存储在积累装置87中，但是也可以从蜂窝式接收机85接收的该基站发射的多址信号中提取。

其次，我们说明偏移测定装置备有的多个蜂窝式天线941....94n设置条件。离开各接收电波的四分之一波长以上那样地将蜂窝式天线941....94n设置在从成为测定对象的基站一眼就能看到的位置上。例如，为了测定800MHz波段的基站的发射定时偏移，最好使各蜂窝式天线941....94n之间的距离大约在94mm以上。

又，通过在一个观测点多次测定发射定时偏移的测定值，也能够将平均结果作为在该观测点上的偏移推定值。一般，当一次测定的误差为s时，如果各测定是独立的，则通过对N次观察值(偏移推定值，偏移测定值)进行平均，能够使误差降低到N的平方根的倒数倍。即，当对N次观察值进行平均的误差为s′时，这个误差(s′)由公式4表示。

公式4 $s^{\′}=s/\sqrt{N}$

当进行上述平均化时，设置判定从基站接收的信号是否良好的阈值，与这个阈值比较的结果，也能够不用对根据这个信号的观测值(偏移推定值)进行平均化。例如，除去信噪比(S/N)不足够大的观测值，也能够进行平均计算。具体地，在以TIA/EIA-95A为标准的基站的情形中，在平均化处理中除去S/N不到15dB的信号的偏移推定值。最好从蜂窝式接收机85取得上述S/N。

这样在第3实施例中，备有接收来自基站41的信号的接收装置(多个蜂窝式天线941....94n，切换蜂窝式天线941....94n并与蜂窝式接收机85连接的天线切换装置98，与蜂窝式天线941....94n连接的蜂窝式接收机85)，参照成为偏移测定基准的基准时钟信号提取来自基站41的信号的接收定时并输出偏移推定值的接收定时测定装置63，积累偏移推定值的积累装置97，和对上述偏移推定值的到积累装置97的积累进行控制的处理装置96，在处理装置96中具有选择偏移推定装置算出的发射定时的偏移推定值的最小值作为发射定时的偏移值的偏移判定装置功能那样地构成偏移测定装置，所以能够不用多个GPS接收机62(用于GPS的天线61)，多个蜂窝式接收机85，多个接收定时测定装置63，并且，不增加要巡回的观测点，正确地测定基站41的发射定时的偏移值。

又，因为为了选择偏移推定值中的最小值将偏移推定值积累在积累装置87中，所以在来自基站41的信号的接收定时的测定中不需要处理偏移推定值的最小值的选择，从而能够减轻处理装置96的处理负担。

又，因为从由GPS接收机62接收的来自GPS卫星的信号产生成为偏移测定基准的时钟信号，因为根据正确的时间信息测定基站41的发射定时的偏移值，所以能够正确地测定偏移值。

又，因为用各蜂窝式天线941....94n多次接收来自基站41的信号，多次推定在该天线的发射定时的偏移推定值，将这个偏移推定值的平均结果作为偏移推定值存储在积累装置97中，所以能够减小与测定相伴的不定误差。

又，因为离开作为测定对象的接收电波的四分之一波长以上那样地设置蜂窝式天线941....94n，因为能够在各蜂窝式天线941....94n上得到不同的接收分布，所以通过确实地捕捉直达波，能够正确地测定基站41的发射定时的偏移值。

图10是根据本发明的偏移测定系统的构成图。

图10所示的偏移测定系统用上述实施例(图4～图9)的偏移测定装置(偏移测定终端)和通信网络，高效率地收集·积累基站发射定时的偏移值。

因为将移动通信系统的基站配置在广阔范围内，所以当测定所有这些基站的发射定时的偏移值时，通过用多个上述偏移测定装置，可以缩短测定需要的时间。这时，可以高效率地收集各基站的发射定时的偏移测定值，进行数据库化。因此，图10所示的偏移测定系统通过通信网络将多个偏移测定终端(偏移测定装置)连接起来，将在各终端的偏移测定值积累存储在数据库装置中。

偏移测定终端111，112备有通信控制装置1111和偏移测定装置1112，成为可搬运型(或车载型)的移动台。通信控制装置1111通过通信网络使偏移测定终端111与数据库装置110连接，通过通信网络将由偏移测定装置1112测定的基站(图中未画出)的发射定时的偏移测定值发射给数据库装置110。偏移测定装置1112具有上面图4，图9中所述的构成，测定基站的发射定时的偏移测定值。

图11是表示图10所示的数据库装置110的主要构成的方框图。

数据库装置110备有用于通过通信网络接收偏移测定终端111测定的偏移测定值的通信控制装置1101，用于积累各基站的发射定时的偏移测定值的积累装置1103，和用于将上述积累的偏移值更新为上述接收的偏移测定值的处理装置1102。

其次，我们说明这个偏移测定系统的运用方法。

首先，使偏移测定终端111移动到测定地点。测定地点是一眼就能看到成为测定对象的基站，直达波能够到达的地点。在这个测定地点，使偏移测定终端111静止，测定基站的发射定时的偏移值。在测定的偏移值上附加用于识别测定的基站的识别信息(例如，基站的ID号码)，通过通信网络发射给数据库装置110。因为在来自基站的电波到达的地点，即成为测定对象的基站的区域内的地点进行上述偏移值的测定，所以偏移测定终端能够通过与该基站之间的无线电通信线路利用通信网络。

然后，在一个基站的偏移值的测定结束后，为了测定别的基站的偏移值，移动测定地点，重复进行偏移值的测定和测定值向数据库装置的发射。即便是别的偏移测定终端，也同样重复进行基站偏移值的测定和测定值向数据库装置的发射。这时，也可以使不同的偏移测定终端不测定同一个基站。

又，也可以用多个偏移测定终端测定同一个基站。当用多个偏移测定终端测定同一个基站时，也可以使数据库装置110具有偏移判定装置430的功能。即，数据库装置110选择积累在同一装置中的，从偏移测定终端111传输过来的关于同一基站的偏移推定值中的最小值，作为偏移测定值，积累在数据库装置110中。

进一步，也可以将从偏移测定终端111传输过来的偏移推定值传输给其它的偏移测定终端112，通过在偏移测定终端112中选择偏移推定值中的最小值作为偏移测定值，将这个偏移测定值传输·积累在数据库装置110中。

对于每个基站，根据基站识别信息，将从偏移测定终端111等接收的偏移值积累·存储在数据库装置110中。这样一个接一个地测定，收集基站的发射定时的偏移值，进行数据库化。

此外，也可以不是由同一人，而是由其它的人进行这个偏移值的测定，数据收集和数据库构筑。具体地，电信业者收集其它的人测定的基站偏移值，构筑数据库。

又，通信网络利用包含该基站的无线通信线路，但是也可以用与此不同的别的通信网络收集偏移值的测定数据。具体地，也能够通过其它的无线通信网络(例如，DMCA)，有线通信网络(例如，专用线路)等，传输偏移值，构筑数据库。

此外，当新接收已经积累的偏移值和同一个基站的偏移值时，也可以将积累内容更新为其中较小一方的偏移值并存储起来那样地进行构成。

图12是表示图10所示的偏移测定终端的其它构成的方框图。

图12所示的偏移测定终端的特征是，与图10所示的偏移测定终端不同，备有地图数据库1115，能够在显示装置1113上显示地图信息。此外，因为附加与在图10中说明的偏移测定终端的构成相同的标号的构成进行相同的工作，所以我们省略对各个构成的详细说明。

偏移测定终端111具有通信装置1111，偏移测定装置1112，显示装置1113，键盘1114和地图数据库1115。

通信装置1111，通过通信网络使偏移测定终端111与数据库装置110连接起来，将偏移测定值发射给数据库装置110(请参照图10)。偏移测定装置1112测定基站的发射定时的偏移值。显示装置1113显示偏移测定装置的工作状态，基站的发射定时的偏移值(偏移推定值，偏移测定值)与利用地图数据库1115的基站和偏移测定装置的位置。键盘1114向偏移测定装置发出工作指示。地图数据库1115保有测定对象的基站所在地域的地图数据，在显示装置1113上显示出地图信息。

又，偏移测定装置1112备有处理装置1116，除了偏移测定装置1112内的各装置外，还对通信装置1111，显示装置1113，键盘1114和地图数据库1115进行控制。

这样，在本实施例的偏移测定系统中，因为通过通信网络收集从偏移测定装置输出的偏移测定值，积累在数据库110中，所以能够高效率地收集·积累基站发射定时的偏移值。

又，在本实施例的偏移测定系统中，因为在显示装置1113上显示出地图数据库1115的地图数据，所以当测定基站发射定时的偏移值时，能够知道自己的位置，测定对象的基站的位置，周围建筑物的样子，这是很方便的。

作为在权利要求书中记载以外的代表本发明观点的内容可以举出如下。

无线电基站的发射定时的偏移积累装置，它的特征是它是接收从无线电基站发射的信号，测定该无线电基站的发射定时的偏移值并积累起来的偏移积累装置，它备有具有在多个位置接收从上述无线电基站发射的信号的接收装置，参照基准时钟测定从上述无线电基站发射的信号的接收定时的接收定时测定装置，和从上述测定的接收定时算出上述无线电基站的发射定时的偏移推定值的偏移算出装置的偏移推定装置，将上述偏移推定值积累起来的积累装置，和为了选择上述偏移推定值中的最小值，对上述偏移推定值到上述积累装置的积累进行控制的处理装置。

进一步，无线电基站的发射定时的偏移积累装置，它的特征是上述处理装置选择积累在上述积累装置中的偏移推定值中的最小值，作为上述无线电基站的发射定时的偏移推定值。

进一步，偏移积累装置，它的特征是上述偏移积累装置备有GPS接收机，从由上述GPS接收机接收的来自GPS卫星的信号产生上述基准时钟。

进一步，偏移积累装置，它的特征是上述偏移推定装置算出多次测定的发射定时的偏移推定值的平均值作为偏移推定值。

无线电基站的发射定时的偏移测定方法，它的特征是它是接收从无线电基站发射的信号，测定该无线电基站发射定时的偏移的偏移测定方法，输出根据在多个观测点接收的信号求得的发射定时的偏移推定值，通过通信网络收集上述输出的偏移推定值，选择上述收集的偏移推定值中的最小值，作为发射定时的偏移测定值。

无线电基站的发射定时的偏移测定系统，它的特征是它是接收从无线电基站发射的信号，测定该无线电基站发射定时的偏移的偏移测定系统，它备有具有在多个位置接收从无线电基站发射的信号的接收装置，参照基准时钟测定从上述无线电基站发射的信号的接收定时的接收定时测定装置，和从上述测定的接收定时算出上述无线电基站的发射定时的偏移推定值的偏移算出装置的偏移推定装置，输出上述偏移推定值的输出装置，和将通过通信网络收集的上述偏移推定值积累起来的数据库。

数据库构筑方法，它的特征是积累通过接收从无线电基站发射的信号求得的该无线电基站发射定时的偏移值的数据库的构筑方法，通过通信网络收集根据在多个观测点接收的信号求得发射定时的偏移推定值，为了选择上述收集的偏移推定值中的最小值，将上述偏移测定值积累在数据库中。

数据库构筑方法，它的特征是它是积累通过接收从无线电基站发射的信号求得的，该无线电基站发射定时的偏移值的数据库的构筑方法，根据在多个观测点接收的信号求得发射定时的偏移推定值，选择上述偏移推定值中的最小值，作为上述无线电基站的发射定时的偏移测定值，通过通信网络收集上述偏移测定值，将上述收集的偏移测定值积累在数据库中。

数据库装置，它的特征它是积累通过接收从无线电基站发射的信号求得的，该无线电基站发射定时的偏移值的数据库装置，通过通信网络收集由具有在多个位置接收从上述无线电基站发射的信号的接收装置，参照基准时钟测定从上述无线电基站发射的信号的接收定时的接收定时测定装置，和从上述测定的接收定时算出上述无线电基站的发射定时的偏移推定值的偏移算出装置的偏移推定装置推定的偏移推定值，并且为了选择这个偏移推定值中的最小值，将上述偏移推定值积累起来。

数据库装置，它的特征它是积累通过接收从无线电基站发射的信号求得的，该无线电基站发射定时的偏移值的数据库装置，通过通信网络收集将由根据在多个观测点接收的信号算出发射定时的偏移推定值的偏移推定装置算出的偏移推定值中的最小值判定为发射定时的偏移测定值的偏移判定装置判定的偏移测定值，并将上述收集的偏移测定值积累起来。

程序，它的特征是它是在计算机中实施通过接收从无线电基站发射的信号，测定该无线电基站的发射定时偏移的偏移测定方法的程序，在计算机中实施从在多个观测点接收的信号求得发射定时的偏移推定值的顺序，和选择上述偏移推定值中的最小值，作为上述无线电基站的发射定时的偏移测定值的顺序。

程序，它的特征是它是使计算机具有通过接收从无线电基站发射的信号，测定该无线电基站的发射定时偏移的偏移测定装置的功能的程序，它使计算机具有参照基准时钟测定从无线电基站发射的信号的接收定时的接收定时测定装置，从上述测定的接收定时算出上述无线电基站的发射定时的偏移推定值的偏移算出装置，和选择上述偏移推定值中的最小值，判定为发射定时的偏移测定值的偏移判定装置的功能。

Claims (15)

1.无线电基站的发射定时的偏移测定方法是通过接收从无线电基站发射的信号，测定该无线电基站的发射定时偏移的偏移测定方法，它

根据在多个观察点接收的信号求得发射定时的偏移推定值，

选择上述偏移推定值中的最小值，作为上述无线电基站的发射定时的偏移测定值。

2.权利要求项1记载的偏移测定方法，它是从成为来自上述无线电基站的特定信号的发射基准的定时，接收从上述无线电基站发射的上述特定信号的时刻以及上述无线电基站和接收天线之间的距离求得上述偏移推定值的偏移测定方法。

3.权利要求项1记载的偏移测定方法，它是将在上述各观测点多次测定的偏移推定值的平均值作为在该位置上的偏移推定值的偏移测定方法。

4.权利要求项1记载的偏移测定方法，它是当上述接收的信号不够好时，从偏移的测定中除去将该信号的偏移测定方法。

5.权利要求项1记载的偏移测定方法，它是从来自GPS卫星的信号产生成为上述偏移测定基准的定时的偏移测定方法。

6.权利要求项1记载的偏移测定方法，它是从与测定对象不同的无线电基站发射的信号产生成为上述偏移测定基准的定时的偏移测定方法。

7.无线电基站的发射定时的偏移测定装置，它是通过接收从无线电基站发射的信号，测定该无线电基站的发射定时偏移的偏移测定装置，它备有具有在多个位置上接收从上述无线电基站发射的信号的接收装置，参照基准时钟测定从上述无线电基站发射的信号的接收定时的接收定时测定装置，和从上述测定的接收定时算出上述无线电基站的发射定时的偏移推定值的偏移算出装置的偏移推定装置，和

选择上述偏移推定值中的最小值，判定为发射定时的偏移测定值的偏移判定装置。

8.权利要求项7记载的偏移测定装置，其中上述偏移测定装置，通过备有多个上述偏移推定装置，在多个位置上接收从上述无线电基站发射的信号。

9.权利要求项8记载的偏移测定装置，其中上述偏移推定装置算出多次测定的发射定时的偏移推定值的平均值作为在上述偏移推定装置中的偏移推定值。

10.权利要求项7记载的偏移测定装置，其中上述偏移推定装置，通过备有多个天线，在多个位置上接收从上述无线电基站发射的信号。

11.权利要求项10记载的偏移测定装置，它备有使上述多个天线离开所定距离地配置，通过切换使上述天线与上述接收装置连接的天线切换装置。

12.权利要求项10记载的偏移测定装置，其中使上述天线离开上述接收信号的波长的四分之一以上地配置。

13.权利要求项10记载的偏移测定装置，其中上述偏移推定装置算出使用上述各天线多次测定的发射定时的偏移推定值的平均值作为在该天线上的偏移推定值。

14.权利要求项7记载的偏移测定装置，其中上述偏移推定装置可以移动，通过移动到多个观测点接收从上述无线电基站发射的信号，测定从上述无线电基站发射的信号的接收定时。

15.权利要求项7记载的偏移测定装置，其中上述偏移测定装置备有GPS接收机，从上述GPS接收机接收的来自GPS卫星的信号产生上述基准时钟。

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