JP2009042236A - Wireless system, its server, and its base station - Google Patents

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JP2009042236A JP2008234198A JP2008234198A JP2009042236A JP 2009042236 A JP2009042236 A JP 2009042236A JP 2008234198 A JP2008234198 A JP 2008234198A JP 2008234198 A JP2008234198 A JP 2008234198A JP 2009042236 A JP2009042236 A JP 2009042236A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect a position with high precision without adding a GPS receiver at the terminal in a wireless LAN system. <P>SOLUTION: Respective base stations 110, 111, 112 detect the deviation among their own clocks by mutual radio communications. The respective base stations 110, 111, 112 measure the time of reception of a signal from a terminal 100. The location of the terminal 100 is detected by using the deviation among their own clocks of the respective stations and the time of reception. Accordingly, an additional GPS receiver or the like to the terminal is unnecessary for position detection. Since the measurement of the reception time of radio packets from the terminal and the acquirement of synchronization between the base stations are provided by a common function, the highly accurate position detection is provided at low cost with a small size. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、無線による位置の測定に関するもので、特に無線LANシステムにおける位置測
定に関する。
The present invention relates to wireless position measurement, and more particularly to position measurement in a wireless LAN system.

IEEE802.11規格に代表される無線LANは、インターネットとの互換性や、広帯域無線媒体
(準マイクロ波、準ミリ波、赤外線など)を用いた高速データ転送の実現により、オフィ
スはもちろんのこと、ホットスポットとよばれる公共スペースにまで浸透するに至ってい
る。このような無線LANにおいて、端末の位置情報に基づいた「道案内」「近隣案内」な
どの様々な位置情報サービスが、例えば、特開2001−264090公報に開示されている。端末
の位置を検出する方式として、例えば、特開2000−156882公報において、GPSや基地局のC
S-ID(セルステーションアイディー)による方式が公開されている。前者では、約十mの
高い精度で端末の位置検出を実現できるものの、該端末がGPS受信機を備えていなければ
ならない。後者では、GPS受信機は不要であるが、端末において受信電力が最大となる最
寄り基地局のCS-IDを元に該端末の位置を得るため、基地局の配置間隔程度の精度しか得
ることが出来ない。その結果、上記「道案内」など精度を要するサービスにおいては不便
を生じてしまう。
Wireless LANs represented by the IEEE 802.11 standard are compatible with the Internet and realized high-speed data transfer using broadband wireless media (quasi-microwave, quasi-millimeter wave, infrared, etc.), not to mention offices, It has penetrated into public spaces called hot spots. In such a wireless LAN, various location information services such as “way guidance” and “neighbor guidance” based on location information of a terminal are disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-264090. As a method for detecting the position of the terminal, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-156882, GPS or base station C
A method based on S-ID (Cell Station ID) has been released. In the former, although the position of the terminal can be detected with a high accuracy of about 10 m, the terminal must be equipped with a GPS receiver. In the latter case, a GPS receiver is not required, but since the position of the terminal is obtained based on the CS-ID of the nearest base station that has the maximum reception power in the terminal, it is possible to obtain only the accuracy of the base station arrangement interval. I can't. As a result, inconvenience occurs in services that require accuracy, such as the above-mentioned “way guidance”.

特開2001−264090号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-264090

特開2000−156882号公報JP 2000-156882 A

そこで、無線LANシステムにおいて、端末にGPS受信機を追加せずに、該位置を高い精度で
検出することが課題である。
Therefore, in the wireless LAN system, it is a problem to detect the position with high accuracy without adding a GPS receiver to the terminal.

本発明では、各基地局が相互の無線通信により相互の時計のずれを検出し、各基地局が端
末からの信号の受信時間を測定し、上記各基地局の相互の時計のずれと、上記受信時間と
、各基地局の位置とから上記端末の位置を検出する。
より具体的には、第1の時計を有しその座標が既知である第1の基地局と、第2の時計を
有しその座標が既知である第2の基地局と、端末とを含む無線システムであって、第1及
び第2の基地局は端末から送信される第1の信号の受信時刻を各自の時計に基づいて測定
し、第2の基地局は第1の基地局から送信される第2の信号の受信時刻を第2の時計に基
づいて測定し、第1及び第2の基地局の座標、および、第2の信号の第1の時計による発
信時刻と、第2の信号の第2の時計による受信時刻とから、第1の時計と第2の時計の時
間のずれを検出し、第1の信号の第1の時計による受信時間、第1の信号の第2の時計に
よる受信時間、および、時間のずれに基づいて、端末の位置を測定する無線システムであ
る。
In the present invention, each base station detects a mutual clock deviation by mutual wireless communication, each base station measures a reception time of a signal from the terminal, The position of the terminal is detected from the reception time and the position of each base station.
More specifically, a first base station having a first clock and having known coordinates, a second base station having a second clock and having known coordinates, and a terminal are included. In the wireless system, the first and second base stations measure the reception time of the first signal transmitted from the terminal based on their own clocks, and the second base station transmits from the first base station The second signal reception time is measured based on the second clock, the coordinates of the first and second base stations, the transmission time of the second signal by the first clock, and the second clock The time difference between the first clock and the second clock is detected from the reception time of the signal by the second clock, the reception time of the first signal by the first clock, the second time of the first signal This is a wireless system that measures the position of a terminal based on a reception time by a clock and a time lag.

他の例においては、さらに第3の時計を有しその座標が既知である第3の基地局をさら
に含み、第3の基地局は端末から送信される第1の信号の受信時刻を第3の時計に基づい
て測定し、第1及び第3の基地局の座標、および、第2の信号の第1の時計による発信時
刻と、第2の信号の第3の時計による受信時刻とから、第1の時計と第3の時計の時間の
ずれを検出し、第1の信号の第1の時計による受信時間、第1の信号の上記第2の時計に
よる受信時間、上記第1の信号の上記第3の時計による受信時間、および、各時計間の時
間のずれに基づいて、端末の位置を測定する。
In another example, it further includes a third base station having a third clock and having known coordinates, and the third base station sets the reception time of the first signal transmitted from the terminal to the third time. From the coordinates of the first and third base stations, the transmission time of the second signal by the first clock, and the reception time of the second signal by the third clock, The time difference between the first clock and the third clock is detected, the reception time of the first signal by the first clock, the reception time of the first signal by the second clock, the first signal The position of the terminal is measured based on the reception time by the third clock and the time lag between the clocks.

また、好ましくは、位置測定に先立ち、同一の通信チャネルを用いるように制御する。   Preferably, control is performed so that the same communication channel is used prior to position measurement.

本発明の他の形態は、複数の基地局と、複数の通信チャネルと、端末とを含む無線シス
テムであって、複数の基地局のうち、少なくとも、第1の時計を有しその座標が既知であ
る第1の基地局と、第2の時計を有しその座標が既知である第2の基地局と、第3の時計
を有しその座標が既知である第3の基地局に対して、共通の通信チャネルを設定し、第1
及、第2および第3の基地局は端末から送信される第1の信号の受信時刻を各自の時計に
基づいて測定する第1の測定部を有し、第2の基地局および第3の基地局は第1の基地局
から送信される第2の信号の受信時刻を各自の時計に基づいて測定する第2の測定部を有
し、第1、第2、および第3の基地局の座標、第2の信号の第1の時計による発信時刻、
第2の信号の第2の時計による受信時刻、第2の信号の第3の時計による受信時刻、第1
の信号の第1の時計による受信時刻、第1の信号の第2の時計による受信時刻、および、
第1の信号の第3の時計による受信時刻を用いて、端末の位置を測定する無線システムで
ある。
Another aspect of the present invention is a wireless system including a plurality of base stations, a plurality of communication channels, and a terminal, and has at least a first clock among the plurality of base stations and its coordinates are known. A first base station having a second clock and having a known coordinate, and a third base station having a third clock and having a known coordinate. Set up a common communication channel, first
In addition, the second and third base stations have a first measuring unit that measures the reception time of the first signal transmitted from the terminal based on their own clocks, and the second base station and the third base station The base station has a second measurement unit for measuring the reception time of the second signal transmitted from the first base station based on its own clock, and the first, second, and third base stations Coordinates, time of transmission of the second signal by the first clock,
The reception time of the second signal by the second clock, the reception time of the second signal by the third clock, the first
The reception time of the first signal by the first clock, the reception time of the first signal by the second clock, and
A wireless system that measures the position of a terminal using a reception time of a first signal by a third clock.

このとき、共通の通信チャネルを設定した以外の基地局で、同一の通信チャネルを使用
している基地局に対して、送信電力制御を行ってもよい。
At this time, transmission power control may be performed on base stations using the same communication channel at base stations other than those set with a common communication channel.

さらに別の形態では、複数の基地局と、複数の通信チャネルと、端末とを含み、上記複
数の基地局のうち、複数の基地局のうち、第1の時計を有しその座標が既知である第1の
基地局と、第2の時計を有しその座標が既知である第2の基地局と、第3の時計を有しそ
の座標が既知である第3の基地局は、端末から送信される第1の信号の受信時刻を各自の
時計に基づいて測定し、第2の基地局および第3の基地局は第1の基地局から送信される
第2の信号の受信時刻を各自の時計に基づいて測定する無線システムに用いるサーバーで
あって、サーバーは、第1〜第3の基地局に対して、共通の通信チャネルを設定し、サー
バーは、第1、第2、および第3の基地局の座標、第2の信号の第1の時計による発信時
刻、第2の信号の第2の時計による受信時刻、第2の信号の第3の時計による受信時刻、
第1の信号の第1の時計による受信時刻、第1の信号の第2の時計による受信時刻、およ
び、第1の信号の第3の時計による受信時刻を用いて、端末の位置を測定する。
In yet another embodiment, the apparatus includes a plurality of base stations, a plurality of communication channels, and a terminal. Among the plurality of base stations, the base station has a first clock and the coordinates thereof are known. A first base station, a second base station having a second clock and having known coordinates, and a third base station having a third clock and having known coordinates are The reception time of the first signal to be transmitted is measured based on its own clock, and the second base station and the third base station each determine the reception time of the second signal transmitted from the first base station. A server for use in a wireless system for measuring based on the clock of the server, wherein the server sets a common communication channel for the first to third base stations, and the server includes the first, second and second 3 base station coordinates, second signal transmission time by the first clock, second signal second clock Reception time, the reception time of the third clock of the second signal that,
The position of the terminal is measured using the reception time of the first signal by the first clock, the reception time of the first signal by the second clock, and the reception time of the first signal by the third clock. .

以上では、発信時刻を測定する例を示したが、信号の発信時刻を測定しない構成として
も実現可能である。その例としては、その座標が既知である第1の基地局と、第2の時計
を有しその座標が既知である第2の基地局と、第3の時計を有しその座標が既知である第
3の基地局と、端末とを含む無線システムであって、第2及び第3の基地局は端末から送
信される第1の信号の受信時刻を各自の時計に基づいて測定し、第2及び第3の基地局は
第1の基地局から送信される第2の信号の受信時刻を各自の時計に基づいて測定し、第1
及び第2並びに第3の基地局の座標、および、第2の信号の第2の時計による受信時刻と
、第2の信号の第3の時計による受信時刻とから、第2の時計と第3の時計の時間のずれ
を検出し、第1の信号の第2の時計による受信時間、第1の信号の第3の時計による受信
時間、および、時間のずれに基づいて、端末の位置を測定する。
In the above, an example in which the transmission time is measured has been described. However, a configuration in which the transmission time of the signal is not measured is also possible. For example, a first base station whose coordinates are known, a second base station which has a second clock and whose coordinates are known, and a third clock whose coordinates are known. A wireless system including a certain third base station and a terminal, wherein the second and third base stations measure the reception time of the first signal transmitted from the terminal based on their own clocks, and The second and third base stations measure the reception time of the second signal transmitted from the first base station based on their own clocks,
And the second clock and the third base station from the coordinates of the second and third base stations, the reception time of the second signal by the second clock, and the reception time of the second signal by the third clock. The time difference of the first clock is detected, and the position of the terminal is measured based on the reception time of the first signal by the second clock, the reception time of the first signal by the third clock, and the time difference To do.

さらに、第4の時計を有しその座標が既知である第4の基地局をさらに含み、第4の基
地局は端末から送信される第1の信号の受信時刻を第4の時計に基づいて測定し、第1及
び第2並びに第4の基地局の座標、および、第2の信号の第2の時計による受信時刻と、
第2の信号の第4の時計による受信時刻とから、第2の時計と第4の時計の時間のずれを
検出し、第1の信号の第2の時計による受信時間、第1の信号の上記第3の時計による受
信時間、第1の信号の第4の時計による受信時間、および、各時計間の時間のずれに基づ
いて、端末の位置を測定することにしてもよい。
さらに、少なくとも第1〜第4の基地局に対して、位置測定に先立ち、同一の通信チャネ
ルを用いるように制御してもよい。
Furthermore, it further includes a fourth base station having a fourth clock whose coordinates are known, and the fourth base station determines the reception time of the first signal transmitted from the terminal based on the fourth clock. Measuring, the coordinates of the first and second and fourth base stations, and the reception time of the second signal by the second clock;
The time difference between the second clock and the fourth clock is detected from the reception time of the second signal by the fourth clock, and the reception time of the first signal by the second clock is detected. The terminal position may be measured based on the reception time of the third clock, the reception time of the first signal by the fourth clock, and the time lag between the clocks.
Further, at least the first to fourth base stations may be controlled to use the same communication channel prior to position measurement.

また、本発明の他の態様は、各基地局の相互の無線通信における受信時刻と、各基地局
における端末からの信号の受信時刻と、各基地局の位置とから端末の位置を検出すること
を特徴とするサーバーである。あるいは、各基地局の相互の無線通信における受信信号な
らび該信号の取り込み時刻と、各基地局における端末からの受信信号ならび該信号の取り
込み時刻と、各基地局の位置とから端末の位置を検出することを特徴とするサーバーであ
る。
さらに、これらのサーバーは、各基地局の受信処理における遅延量を蓄積し、端末位置の
検出に前記遅延量を用いることにしてもよい。
さらに、端末から位置検出の要求を仲介した基地局の位置に基づいて、該端末の位置検出
に使用する基地局および該無線チャネルを決定するサーバーとしても良い。また、このと
き、端末の位置検出に使用する基地局とその無線チャネルとに基づいて、位置検出に使用
しない基地局に対し、無線チャネルにおける送信電力を制御することにしてもよい。
Another aspect of the present invention is to detect the position of a terminal from the reception time of each base station in wireless communication with each other, the reception time of a signal from the terminal at each base station, and the position of each base station. It is a server characterized by. Alternatively, the position of the terminal is detected from the received signal in the wireless communication between each base station and the time when the signal is captured, the received signal from the terminal at each base station, the time when the signal is captured, and the position of each base station. It is a server characterized by doing.
Further, these servers may accumulate the delay amount in the reception processing of each base station, and use the delay amount for detecting the terminal position.
Furthermore, a base station used for position detection of the terminal and a server for determining the radio channel may be used based on the position of the base station that mediates the position detection request from the terminal. At this time, the transmission power in the radio channel may be controlled for the base station not used for position detection based on the base station used for position detection of the terminal and its radio channel.

本発明の基地局の形態は、一例として、通信部、蓄積部、クロック、処理部、LAN I/F
部とから構成され、蓄積部に蓄積されたベースバンド信号(I/Q)と、該蓄積操作に関す
る時刻とから、無線パケットの受信時間とを導出することを特徴とする。このとき、蓄積
部に蓄積された受信ベースバンド信号(I/Q)と予め定めた複素系列との相互相関と、該
蓄積操作に関する時刻とから、無線パケットの受信時刻を導出することにしてもよい。
The form of the base station of the present invention includes, as an example, a communication unit, a storage unit, a clock, a processing unit, a LAN I / F
The wireless packet reception time is derived from the baseband signal (I / Q) accumulated in the accumulation unit and the time related to the accumulation operation. At this time, the reception time of the radio packet may be derived from the cross-correlation between the reception baseband signal (I / Q) stored in the storage unit and a predetermined complex sequence and the time related to the storage operation. Good.

本発明の他の態様は、無線LANシステムにおいて各基地局が相互の無線通信により相互
の時計のずれを検出することにより、基地局間の同期を取ることを特徴とする基地局間同
期方法である。このとき、無線LANシステムにおいて各基地局が相互の無線通信を複数回
繰り返すことにより相互の時計の単位時間当たりのずれ率を検出することにより、基地局
間の同期を取ることにしてもよい。
Another aspect of the present invention is an inter-base station synchronization method characterized in that in a wireless LAN system, base stations synchronize with each other by detecting a difference in clock between each other by mutual wireless communication. is there. At this time, in the wireless LAN system, the base stations may synchronize with each other by detecting the deviation rate per unit time of the respective clocks by repeating the mutual wireless communication a plurality of times.

本発明の他の態様は、複数の基地局と、複数の通信チャネルと、端末とを含む無線シス
テムであって、複数の基地局のうち、少なくとも、その座標が既知である第1の基地局と
、第2の時計を有しその座標が既知である第2の基地局と、第3の時計を有しその座標が
既知である第3の基地局と、第4の時計を有しその座標が既知である第4の基地局に対し
て、共通の通信チャネルを設定し、第2、第3、および第4の基地局は端末から送信され
る第1の信号の受信時刻を各自の時計に基づいて測定する第1の測定部を有し、第2、第
3、および第4の基地局は第1の基地局から送信される第2の信号の受信時刻を各自の時
計に基づいて測定する第2の測定部を有し、第1、第2、第3、および第4の基地局の座
標、第2の信号の第2の時計による受信時刻、第2の信号の第3の時計による受信時刻、
第2の信号の第4の時計による受信時刻、第1の信号の第2の時計による受信時刻、第1
の信号の第3の時計による受信時刻、および、第1の信号の第4の時計による受信時刻を
用いて、端末の位置を測定する無線システムである。このとき、共通の通信チャネルを設
定した以外の基地局で、同一の通信チャネルを使用している基地局に対して、送信電力制
御を行うことにしてもよい。
Another aspect of the present invention is a wireless system including a plurality of base stations, a plurality of communication channels, and a terminal, and at least a first base station whose coordinates are known among the plurality of base stations. A second base station having a second clock and known coordinates, a third base station having a third clock and known coordinates, and a fourth clock having a fourth clock A common communication channel is set for the fourth base station whose coordinates are known, and each of the second, third, and fourth base stations determines the reception time of the first signal transmitted from the terminal. The first, second, and fourth base stations have a first measurement unit that measures the time based on the clock, and the second, third, and fourth base stations use the time of the second signal transmitted from the first base station based on their own clocks. A second measuring unit that measures the coordinates of the first, second, third, and fourth base stations, the second clock of the second signal Reception time, the reception time of the third clock of the second signal that,
The reception time of the second signal by the fourth clock, the reception time of the first signal by the second clock, the first
This is a wireless system that measures the position of the terminal using the reception time of the third signal by the third clock and the reception time of the first signal by the fourth clock. At this time, transmission power control may be performed on base stations using the same communication channel at base stations other than those set with a common communication channel.

また、本発明の他の態様は、複数の基地局と、複数の通信チャネルと、端末とを含み、
複数の基地局のうち、その座標が既知である第1の基地局と、第2の時計を有しその座標
が既知である第2の基地局と、第3の時計を有しその座標が既知である第3の基地局と、
第4の時計を有しその座標が既知である第4の基地局は、端末から送信される第1の信号
の受信時刻を各自の時計に基づいて測定し、第2の基地局および第3の基地局ならびに第
4の基地局は第1の基地局から送信される第2の信号の受信時刻を各自の時計に基づいて
測定する無線システムに用いるサーバーであって、このサーバーは、第1〜第4の基地局
に対して、共通の通信チャネルを設定し、サーバーは、第1、第2、第3、および第4の
基地局の座標、第2の信号の第2の時計による受信時刻、第2の信号の第3の時計による
受信時刻、第2の信号の第4の時計による受信時刻、第1の信号の第2の時計による受信
時刻、第1の信号の第3の時計による受信時刻、および、第1の信号の第4の時計による
受信時刻を用いて、端末の位置を測定するサーバーである。
Another aspect of the present invention includes a plurality of base stations, a plurality of communication channels, and a terminal,
Among the plurality of base stations, the first base station whose coordinates are known, the second base station having the second clock and the coordinates thereof are known, and the third clock having the coordinates thereof A third base station that is known;
The fourth base station having the fourth clock and having known coordinates measures the reception time of the first signal transmitted from the terminal based on its own clock, and the second base station and the third base station The base station and the fourth base station are servers used in a wireless system for measuring the reception time of the second signal transmitted from the first base station based on their own clocks. To set a common communication channel for the fourth base station, the server receives the coordinates of the first, second, third and fourth base stations, the second signal by the second clock Time, reception time of the second signal by the third clock, reception time of the second signal by the fourth clock, reception time of the first signal by the second clock, third clock of the first signal Using the reception time of the first signal and the reception time of the first clock by the fourth clock. It is a server for measuring.

無線LANシステムにおいて、端末にGPS受信機を追加せずに、端末の位置を高い精度で検出
することができる。
In a wireless LAN system, the position of the terminal can be detected with high accuracy without adding a GPS receiver to the terminal.

図1を用いて本発明による無線LANシステムの実施例を説明する。同図において、100は端
末を、110、111、112は基地局を、120はサーバーを、130はローカルエリアネットワーク
(LAN)を示す。端末100は、基地局に対し第一の無線パケットを送信する機能を有する。
基地局110、111、112はそれぞれ内部にクロックを有し、端末100が送信した第一の無線パ
ケットの受信時間を測定する機能を有する。
各基地局のクロックで測定した該受信時間をそれぞれRp1_b0、Rp1_b1、Rp1_b2とする。端
末100から送信された信号が各基地局で受信された時刻から、端末と各基地局との距離が
求まり、その距離に基づいて、端末の座標を知ることができる。しかし、測定した受信時
間Rp1_b0、Rp1_b1、Rp1_b2は、各基地局固有のクロックに基づいて測定されており、各基
地局のクロックの同期は保証されていないため、各基地局のクロックのずれを検出して、
校正を行う必要がある。
基地局110は、基地局111、112に対し第二の無線パケットを送信する機能と、該パケット
の送信時間を測定する機能を有する。基地局110のクロックで測定した該送信時間をTp2_b0とする。基地局110は、端末100からの第一の無線パケットの受信時間Rp1_b0と、自局か
らの第二の無線パケット送信時間Tp2_b0とをサーバー120に伝達する。基地局111、112は
、基地局110が送信した第二の無線パケットの受信時間を測定する機能を有する。各基地
局のクロックで測定した該受信時間をそれぞれRp2_b1、Rp2_b2とする。また、基地局111
、112は、それぞれ、端末100からの第一の無線パケットの受信時間Rp1_b1、Rp1_b2と、基
地局110からの第二の無線パケット受信時間Rp2_b1、Rp2_b2とをサーバー120に伝達する。
サーバー120は、基地局110、111、112それぞれの位置(X0, Y0)、(X1, Y1)、(X2, Y2)を予め蓄積し、該各位置と、各基地局から取得した各時間Rp1_b0、Rp1_b1、Rp1_b2、Tp2_b0、Rp2_b1、Rp2_b2とから端末100の位置(Xm, Ym)を算出する。
基地局110と基地局111、112の距離は予め知られているため、距離を光速で割れば基地局
間のパケットの伝搬時間が求まる。よって、基地局110からの送信時間(基地局110のクロ
ックに基づく)に伝搬時間を加算すれば、基地局111、112での受信時間(基地局110のク
ロックに基づく)が求まる。この受信時間と、基地局111、112が自己のクロックで測定し
た受信時間とのずれを検出することにより、基地局相互のクロックのずれを校正すること
ができる。
次にサーバーにおける、端末100の位置の算出方法について述べる。基地局110、111、112
はそれぞれクロックを持っている。端末の位置(Xm, Ym)は数1に示す連立方程式(i=1,
2)を解くことによって得られる。ただし、cは光速であり、Eb0_bi(i=1,2)はそれぞれ
基地局110に対する基地局111、112のクロックの誤差である。
An embodiment of a wireless LAN system according to the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, 100 is a terminal, 110, 111, 112 are base stations, 120 is a server, and 130 is a local area network (LAN). Terminal 100 has a function of transmitting a first wireless packet to the base station.
Each of the base stations 110, 111, and 112 has a clock therein, and has a function of measuring the reception time of the first radio packet transmitted by the terminal 100.
The reception times measured with the clocks of the base stations are R p1_b0 , R p1_b1, and R p1_b2 , respectively. The distance between the terminal and each base station is obtained from the time when the signal transmitted from the terminal 100 is received at each base station, and the coordinates of the terminal can be known based on the distance. However, the measured reception times R p1_b0 , R p1_b1, R p1_b2 are measured based on the clocks specific to each base station, and the synchronization of the clocks of each base station is not guaranteed. Detect the deviation,
Calibration is required.
The base station 110 has a function of transmitting a second wireless packet to the base stations 111 and 112 and a function of measuring the transmission time of the packet. The transmission time measured with the clock of the base station 110 is defined as T p2_b0 . The base station 110 transmits to the server 120 the reception time R p1_b0 of the first radio packet from the terminal 100 and the second radio packet transmission time T p2_b0 from the own station. The base stations 111 and 112 have a function of measuring the reception time of the second radio packet transmitted by the base station 110. The reception times measured with the clocks of the base stations are R p2_b1 and R p2_b2 , respectively. In addition, base station 111
, 112, respectively, reception time R P1_b1 the first wireless packet from the terminal 100, and R P1_b2, the second wireless packet reception time R P2_b1 from the base station 110 transmits the R P2_b2 the server 120.
The server 120 accumulates the positions (X 0 , Y 0 ), (X 1 , Y 1 ), (X 2 , Y 2 ) of the base stations 110, 111, 112 in advance, The position (X m , Y m ) of the terminal 100 is calculated from each time R p1_b0 , R p1_b1, R p1_b2 , T p2_b0 , R p2_b1, R p2_b2 obtained from the above.
Since the distance between the base station 110 and the base stations 111 and 112 is known in advance, the packet propagation time between the base stations can be obtained by dividing the distance by the speed of light. Therefore, if the propagation time is added to the transmission time from the base station 110 (based on the clock of the base station 110), the reception time at the base stations 111 and 112 (based on the clock of the base station 110) can be obtained. By detecting the difference between this reception time and the reception time measured by the base stations 111 and 112 using its own clock, the clock difference between the base stations can be calibrated.
Next, a method for calculating the position of the terminal 100 in the server will be described. Base station 110, 111, 112
Each have a clock. The position of the terminal (X m , Y m ) is the simultaneous equation (i = 1,
Obtained by solving 2). Here, c is the speed of light, and E b0 — bi (i = 1, 2) is the clock error of the base stations 111 and 112 with respect to the base station 110, respectively.

Figure 2009042236
Figure 2009042236

ここで、基地局110に対する基地局111、112のクロックの誤差Eb0_bi(i=1,2)が大きけ
れば端末の位置は正しく算出されない。時間にして1マイクロ秒の誤差は、距離で300mの
誤差を引き起こす。しかし、これらの誤差は第二の無線パケットの送受信時間の測定結果
から、数2(i=1,2)により求めることができる。数2(i=1,2)において、右辺(Rp2_bi - Tp2_b0)は、基地局110における第二の無線パケット送信時間に対する基地局11i(i=1
, 2)における第二の無線パケット受信時間の差を示している。また、右辺第三項は基地
局110と基地局11i(i=1, 2)との間の伝搬時間を示している。
Here, if the clock error E b0_bi (i = 1, 2) of the base stations 111 and 112 with respect to the base station 110 is large, the position of the terminal cannot be calculated correctly. An error of 1 microsecond in time causes an error of 300 m in distance. However, these errors can be obtained by Equation 2 (i = 1, 2) from the measurement result of the transmission / reception time of the second wireless packet. In Equation 2 (i = 1, 2), the right side (R p2_bi -T p2_b0 ) is the base station 11i (i = 1 for the second radio packet transmission time in the base station 110)
, 2) shows the difference in the second radio packet reception time. The third term on the right side shows the propagation time between the base station 110 and the base station 11i (i = 1, 2).

Figure 2009042236
Figure 2009042236

以上から、数1、2を解くことにより、端末100の位置(Xm, Ym)を得ることができる。 From the above, the position (X m , Y m ) of the terminal 100 can be obtained by solving Equations 1 and 2.

図2を用いて本発明による無線LANシステムの第二の実施例を説明する。図1の実施例で
は、ある時点に於ける各基地局のクロック相互のずれを検出し、校正することができる。
しかし、各基地局のクロックのクロック周期自体が、装置の特性や温度などの条件により
異なっている場合、時間と共に基地局間のずれ量は変化する。これを校正するためには、
単位時間あたりのクロックずれ変化量を検出し、校正することが望ましい。
図2において、100は端末を、210、211、212は基地局を、220はサーバーを、130はローカ
ルエリアネットワーク(LAN)を示す。端末100は、基地局に対し第一の無線パケットを送
信する機能を有する。基地局210、211、212はそれぞれ内部にクロックを有し、端末100が
送信した第一の無線パケットの受信時間を測定する機能を有する。各基地局のクロックで
測定した該受信時間をそれぞれRp1_b0、Rp1_b1、Rp1_b2とする。
基地局210は、基地局211、212に対し第二の無線パケットを送信する機能と、該パケット
の送信時間を測定する機能を有する。基地局210のクロックで測定した第二の無線パケッ
トの送信時間をTp2_b0とする。さらに、基地局210は、基地局211、212に対し第三の無線
パケットを送信する機能と、該パケットの送信時間を測定する機能を有する。基地局210
のクロックで測定した第三の無線パケットの送信時間をTp3_b0とする。基地局210は、端
末100からの第一の無線パケットの受信時間Rp1_b0と、自局からの第二の無線パケット送
信時間Tp2_b0と、自局からの第三の無線パケット送信時間Tp3_b0とをサーバー220に伝達
する。基地局210は、第二の無線パケットを第一の無線パケットより先に送信してもよい
。また、基地局210は、第二および第三の無線パケットをそれぞれ第一の無線パケットよ
り先に送信してもよい。
A second embodiment of the wireless LAN system according to the present invention will be described with reference to FIG. In the embodiment of FIG. 1, it is possible to detect and calibrate a shift between clocks of each base station at a certain time.
However, when the clock period of each base station clock itself varies depending on conditions such as the characteristics of the apparatus and temperature, the amount of deviation between base stations changes with time. To calibrate this,
It is desirable to detect and calibrate the amount of change in clock deviation per unit time.
In FIG. 2, 100 indicates a terminal, 210, 211 and 212 indicate base stations, 220 indicates a server, and 130 indicates a local area network (LAN). Terminal 100 has a function of transmitting a first wireless packet to the base station. Each of the base stations 210, 211, and 212 has a clock therein, and has a function of measuring the reception time of the first radio packet transmitted by the terminal 100. The reception times measured with the clocks of the base stations are R p1_b0 , R p1_b1, and R p1_b2 , respectively.
The base station 210 has a function of transmitting a second radio packet to the base stations 211 and 212 and a function of measuring the transmission time of the packet. The transmission time of the second wireless packet measured with the clock of the base station 210 is assumed to be Tp2_b0 . Further, the base station 210 has a function of transmitting a third wireless packet to the base stations 211 and 212 and a function of measuring the transmission time of the packet. Base station 210
Let T p3_b0 be the transmission time of the third wireless packet measured with the clock of. The base station 210 receives the first radio packet reception time R p1_b0 from the terminal 100, the second radio packet transmission time T p2_b0 from the own station, and the third radio packet transmission time T p3_b0 from the own station. Is transmitted to the server 220. The base station 210 may transmit the second wireless packet before the first wireless packet. Further, the base station 210 may transmit the second and third radio packets before the first radio packet, respectively.

基地局211、212は、基地局210が送信した第二の無線パケットの受信時間を測定する機
能を有する。各基地局のクロックで測定した第二の無線パケットの受信時間をそれぞれRp2_b1、Rp2_b2とする。さらに、基地局211、212は、基地局210が送信した第三の無線パケ
ットの受信時間を測定する機能を有する。各基地局のクロックで測定した第三の無線パケ
ットの受信時間をそれぞれRp3_b1、Rp3_b2とする。また、基地局211、212は、それぞれ、
端末100からの第一の無線パケットの受信時間Rp1_b1、Rp1_b2と、基地局210からの第二の
無線パケット受信時間Rp2_b1、Rp2_b2と、基地局210からの第三の無線パケット受信時間R
p3_b1、Rp3_b2とをサーバー220に伝達する。
サーバー220は、基地局210、211、212それぞれの位置(X0, Y0)、(X1, Y1)、(X2, Y2)を予め蓄積し、該各位置と、各基地局から取得した各時間Rp1_b0、Rp1_b1、Rp1_b2、Tp2_b0、Rp2_b1、Rp2_b2、Tp3_b0、Rp3_b1、Rp3_b2とから端末100の位置(Xm, Ym)を算出
する。
次にサーバーにおける、端末100の位置の算出方法について述べる。
基地局210、211、212はそれぞれクロックを持っている。端末の位置(Xm, Ym)は数1に示
す連立方程式(i=1,2)を解くことによって得られる。ただし、ここでは、Eb0_bi(i=1
,2)はそれぞれ基地局210に対する基地局211、212のクロックの誤差である。基地局210
、211、212の持つクロック速度のばらつきが大きければ、基地局210に対する基地局211、
212のクロックの誤差Eb0_bi(i=1,2)は時間とともに変化してしまう。実際、無線LAN規
格であるIEEE802.11ではクロック精度を±25ppm以内に許容しているため、基地局間で1秒
当たり最大50マイクロ秒ずつ誤差が増加してしまうこともありうる。時間にして50マイク
ロ秒の誤差は、距離で15000mの誤差を引き起こす。しかし、このような誤差は第二および
第三の無線パケットの送受信時間の測定結果から、数3(i=1,2)により求めることがで
きる。数3(i=1,2)において、右辺中括弧内 (Tp3_b0-Tp2_b0)/(Rp3_bi-Rp2_bi) は
、基地局21i(i=1,2)のクロックに対する基地局210のクロック速度の比の値を示してい
る。同中括弧内の(Rp2_bi-Rp1_bi)は、基地局21i(i=1,2)の第一のパケット受信時間
に対する第二のパケット受信時間の差を示している。前記(Rp2_bi-Rp1_bi)に(Tp3_b0-
Tp2_b0)/(Rp3_bi-Rp2_bi)を乗じることにより、基地局21i(i=1,2)の第一のパケッ
ト受信時間に対する第二のパケット受信時間の差を、基地局210のクロック速度で補正し
た値を得る。従って、右辺中括弧内は、基地局21i(i=1, 2)における第二の無線パケッ
ト受信時間を基地局210のクロック速度で補正した値となっている。数3は、数2の拡張で
あり、基地局間のクロック速度に差がなければ(Tp3_b0-Tp2_b0)/(Rp3_bi-Rp2_bi)は1
となり、数2と一致する。
The base stations 211 and 212 have a function of measuring the reception time of the second wireless packet transmitted by the base station 210. The reception times of the second radio packet measured with the clock of each base station are R p2_b1 and R p2_b2 , respectively. Further, the base stations 211 and 212 have a function of measuring the reception time of the third wireless packet transmitted by the base station 210. R p3_b1 and R p3_b2 are the reception times of the third radio packet measured with the clock of each base station. In addition, the base stations 211 and 212 are respectively
First radio packet reception times R p1_b1 and R p1_b2 from the terminal 100, second radio packet reception times R p2_b1 and R p2_b2 from the base station 210, and third radio packet reception times from the base station 210 R
p3_b1 and Rp3_b2 are transmitted to the server 220.
The server 220 stores the positions (X 0 , Y 0 ), (X 1 , Y 1 ), (X 2 , Y 2 ) of the base stations 210, 211, 212 in advance, and stores each position and each base station The position (X m , Y m ) of the terminal 100 is calculated from each time R p1_b0 , R p1_b1, R p1_b2 , T p2_b0 , R p2_b1, R p2_b2 , T p3_b0 , R p3_b1, R p3_b2 obtained from.
Next, a method for calculating the position of the terminal 100 in the server will be described.
Each of the base stations 210, 211, and 212 has a clock. The position of the terminal (X m , Y m ) is obtained by solving the simultaneous equations (i = 1, 2) shown in Equation 1. However, here E b0_bi (i = 1
, 2) are the clock errors of the base stations 211 and 212 with respect to the base station 210, respectively. Base station 210
, 211, 212, if the variation in clock speed is large, base station 211 to base station 210,
The clock error E b0_bi (i = 1, 2) of 212 changes with time. Actually, IEEE802.11, which is a wireless LAN standard, allows the clock accuracy to be within ± 25 ppm, so that errors may increase by up to 50 microseconds per second between base stations. An error of 50 microseconds in time causes an error of 15000m in distance. However, such an error can be obtained from Equation 3 (i = 1, 2) from the measurement results of the transmission and reception times of the second and third wireless packets. In Equation 3 (i = 1, 2), (T p3_b0 -T p2_b0 ) / (R p3_bi -R p2_bi ) in the right side brace is the clock of the base station 210 with respect to the clock of the base station 21 i (i = 1, 2) The ratio value of speed is shown. (R p2_bi -R p1_bi ) in the curly brackets indicates the difference between the second packet reception time and the first packet reception time of the base station 21i (i = 1, 2). (R p2_bi -R p1_bi ) to (T p3_b0-
Multiplying T p2_b0 ) / (R p3_bi -R p2_bi ), the difference between the second packet reception time and the first packet reception time of the base station 21i (i = 1, 2) is calculated as the clock speed of the base station 210. To obtain the value corrected by. Accordingly, the value in the curly brackets on the right side is a value obtained by correcting the second radio packet reception time at the base station 21i (i = 1, 2) with the clock speed of the base station 210. Equation 3 is an extension of Equation 2, and if there is no difference in clock speed between base stations, (T p3_b0 -T p2_b0 ) / (R p3_bi -R p2_bi ) is 1.
And agrees with the number 2.

Figure 2009042236
Figure 2009042236

以上から、数1、3を解くことにより、端末100の位置(Xm, Ym)を得ることができる。 From the above, the position (X m , Y m ) of the terminal 100 can be obtained by solving Equations 1 and 3.

図9を用いて本発明による無線LANシステムの第三の実施例を説明する。図1および図2
の実施例では基地局間のクロックずれを知るために、少なくとも一つの基地局はパケット
の送信時間を測定する機能を有していた。本実施例ではこの機能を省略した構成を示す。
図9において、100は端末を、910、911、912、913は基地局を、920はサーバーを、130はロ
ーカルエリアネットワーク(LAN)を示す。端末100は、基地局に対し第一の無線パケット
を送信する機能を有する。基地局911、912、913はそれぞれ内部にクロックを有し、端末1
00が送信した第一の無線パケットの受信時間を測定する機能を有する。各基地局のクロッ
クで測定した該受信時間をそれぞれRp1(i)_b1、Rp1(i)_b2、Rp1(i)_b3とする。
基地局910は、基地局911、912、913に対し第二の無線パケットを送信する機能を有する。
基地局910は、基地局911、912、913に対し、さらに第三の無線パケットを送信する機能を
有していてもよい。基地局910は、第二の無線パケットを第一の無線パケットより先に送
信してもよい。また、基地局910は、第二および第三の無線パケットをそれぞれ第一の無
線パケットより先に送信してもよい。
A third embodiment of the wireless LAN system according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 and 2
In this embodiment, at least one base station has a function of measuring a packet transmission time in order to know a clock shift between base stations. In this embodiment, a configuration in which this function is omitted is shown.
In FIG. 9, 100 is a terminal, 910, 911, 912, and 913 are base stations, 920 is a server, and 130 is a local area network (LAN). Terminal 100 has a function of transmitting a first wireless packet to the base station. Each of the base stations 911, 912, 913 has a clock inside, and the terminal 1
00 has a function of measuring the reception time of the first wireless packet transmitted. The reception times measured with the clocks of the base stations are R p1 (i) _b1 , R p1 (i) _b2, and R p1 (i) _b3 , respectively.
The base station 910 has a function of transmitting a second wireless packet to the base stations 911, 912, and 913.
The base station 910 may further have a function of transmitting a third wireless packet to the base stations 911, 912, and 913. The base station 910 may transmit the second wireless packet before the first wireless packet. Further, the base station 910 may transmit the second and third radio packets before the first radio packet.

基地局911、912、913は、基地局910が送信した第二の無線パケットの受信時間を測定す
る機能を有する。各基地局のクロックで測定した第二の無線パケットの受信時間をそれぞ
れRp2(j)_b1、Rp2(j)_b2、Rp2(j)_b3 (j=2)とする。さらに、基地局911、912、913は、基
地局910が送信した第三の無線パケットの受信時間を測定する機能を有していてもよい。
各基地局のクロックで測定した第三の無線パケットの受信時間をそれぞれRp2(j)_b1、Rp2(j)_b2、Rp2(j)_b3 (j=3)とする。
また、基地局911、912、913は、それぞれ、端末100からの第一の無線パケットの受信時間
Rp1(i)_b1、Rp1(i)_b2、Rp1(i)_b3と、基地局910からの第二の無線パケット受信時間Rp2(j)_b1、Rp2(j)_b2、Rp2(j)_b3 (j=2)と、さらに必要に応じて基地局910からの第三の無線
パケット受信時間Rp2(j)_b1、Rp2(j)_b2、Rp2(j)_b3 (j=3)とをサーバー920に伝達する。
サーバー920は、基地局910、911、912、913それぞれの位置(X0, Y0)、(X1, Y1)、(X
2, Y2)、(X3, Y3)を予め蓄積し、該各位置と、各基地局から取得した各時間Rp1(i)_b1、Rp1(i)_b2、Rp1(i)_b3、Rp2(j)_b1、Rp2(j)_b2、Rp2(j)_b3から端末100の位置(Xm, Ym)を算出する。
次にサーバーにおける、端末100の位置の算出方法について述べる。
基地局911、912、913はそれぞれクロックを持っている。端末の位置(Xm, Ym)は数4に示
す連立方程式(k=2,3)を解くことによって得られる。ただし、ここでは、Eb1_bk(k=2
,3)はそれぞれ基地局911に対する基地局912、913のクロックの誤差である。これらの誤
差は第二の無線パケットの受信時間の測定結果から、数5(k=2,3, j=2)により求めるこ
とができる。
The base stations 911, 912, and 913 have a function of measuring the reception time of the second wireless packet transmitted by the base station 910. The reception times of the second radio packet measured with the clock of each base station are R p2 (j) _b1, R p2 (j) _b2, and R p2 (j) _b3 (j = 2), respectively. Further, the base stations 911, 912, and 913 may have a function of measuring the reception time of the third wireless packet transmitted by the base station 910.
The reception times of the third wireless packets measured with the clocks of the respective base stations are R p2 (j) _b1, R p2 (j) _b2, and R p2 (j) _b3 (j = 3), respectively.
In addition, each of the base stations 911, 912, and 913 receives the first radio packet from the terminal 100.
R p1 (i) _b1 , R p1 (i) _b2, R p1 (i) _b3, and second radio packet reception time R p2 (j) _b1, R p2 (j) _b2, R p2 from the base station 910 (j) _b3 (j = 2) and, if necessary, the third radio packet reception time R p2 (j) _b1, R p2 (j) _b2, R p2 (j) _b3 (j = 3) to server 920.
The server 920 includes the positions (X 0 , Y 0 ), (X 1 , Y 1 ), (X
2 , Y 2 ), (X 3 , Y 3 ) are stored in advance, and each position and each time R p1 (i) _b1 , R p1 (i) _b2, R p1 (i) acquired from each base station _b3, R p2 (j) _b1 , R p2 (j) _b2, calculated from R p2 (j) _b3 position of the terminal 100 (X m, Y m) of.
Next, a method for calculating the position of the terminal 100 in the server will be described.
Base stations 911, 912, and 913 each have a clock. The position of the terminal (X m , Y m ) can be obtained by solving the simultaneous equations (k = 2, 3) shown in Equation 4. However, here E b1_bk (k = 2
, 3) are the clock errors of the base stations 912 and 913 with respect to the base station 911, respectively. These errors can be obtained from the measurement result of the reception time of the second wireless packet by Equation 5 (k = 2, 3, j = 2).

Figure 2009042236
Figure 2009042236

Figure 2009042236
Figure 2009042236

基地局911、912、913の持つクロック速度のばらつきが大きく、基地局911に対する基地局
912、913のクロックの誤差Eb1_bk(k=2,3)は時間とともに変化してしまう場合には、さ
らに第三の無線パケットの受信時間の測定結果を用いて、数6(k=2,3, j=2, h=3)によ
り当該誤差求めてもよい。
Base station 911, 912, 913 has a large variation in clock speed, base station for base station 911
When the error E b1_bk (k = 2, 3) of the clocks 912 and 913 changes with time, the measurement result of the reception time of the third radio packet is further used to calculate the equation 6 (k = 2, 3, j = 2, h = 3).

Figure 2009042236
Figure 2009042236

数6(k=2,3, j=2, h=3)において、右辺中括弧内 (Rp2(h)_b1-Rp2(j)_b1)/(Rp2(h)_bk-Rp2(j)_bk) は、基地局91k(k=2,3)のクロックに対する基地局911のクロック速度の
比の値を示している。数6は数5の拡張であり、クロックの誤差Eb1_bk(k=2,3)は時間と
ともに変化しない場合、すなわち、クロック速度の比が1のときには数6は数5と一致する
。なお、クロックの誤差Eb1_bk(k=2,3)の導出は、第二、第三の無線パケットの受信時
間の測定結果を用いることに限定されるわけではなく、第二、第三、...第g(g≧4)の無線
パケットの受信時間の測定結果を用いてもよい。その場合には数6(k=2,3, j=e, h=f, e
≠f, e≧2, f≧3)より複数得られるクロックの誤差を元に、例えば、その平均値を取る
などしてEb1_bk(k=2,3)を決定すればよい。
以上から、数4、5または数4、6を解くことにより、端末100の位置(Xm, Ym)を得ること
ができる。
In Equation 6 (k = 2, 3, j = 2, h = 3), the right brace (R p2 (h) _b1 -R p2 (j) _b1 ) / (R p2 (h) _bk -R p2 ( j) _bk ) indicates the value of the ratio of the clock speed of the base station 911 to the clock of the base station 91k (k = 2, 3). Expression 6 is an extension of Expression 5, and when the clock error E b1 — bk (k = 2, 3) does not change with time, that is, when the clock speed ratio is 1, Expression 6 matches Expression 5. Note that the derivation of the clock error E b1_bk (k = 2, 3) is not limited to using the measurement results of the reception times of the second and third radio packets, but the second, third ,. .. Measurement result of the reception time of the g-th (g ≧ 4) radio packet may be used. In that case, the number 6 (k = 2, 3, j = e, h = f, e
E b1 — bk (k = 2, 3) may be determined based on, for example, an average value based on a plurality of clock errors obtained from ≠ f, e ≧ 2, f ≧ 3).
From the above, the position (X m , Y m ) of the terminal 100 can be obtained by solving the equations 4, 5 or 4, 6.

本実施例では説明を簡便にするため3つの基地局による端末の二次元位置の算出例を示
したが、N個(N≧4)の基地局を用いて端末の二次元位置を算出することも本発明の範疇
にある。この場合、数1乃至数3において(i=1, 2, ..., N-1)として式を立てればよい。
あるいは、数4乃至数6において(k=1, 2, ..., N)として式を立てればよい。数1または
数4の連立方程式の解は、例えば最小二乗法により求めればよい。あるいは、特願2001-03
0859「位置計算方法及び位置算出装置」に示された解法を適用すれば、一層正確に位置を
算出することも可能である。さらに、端末の三次元位置を算出することも本発明の範疇に
ある。この場合、N個(N≧4)の基地局に対し、数1乃至数3にz座標分を追加し、(i=1, 2
, ..., N-1)として式を立てればよい。あるいは、数4乃至数6にz座標分を追加し、(k=1
, 2, ..., N)として式を立てればよい。
In this embodiment, the calculation example of the two-dimensional position of the terminal by three base stations is shown for the sake of simplicity of explanation, but the two-dimensional position of the terminal is calculated using N (N ≧ 4) base stations. Are also within the scope of the present invention. In this case, the equations may be established as (i = 1, 2,..., N−1) in the equations 1 to 3.
Alternatively, the equations may be established as (k = 1, 2,..., N) in Equations 4 to 6. What is necessary is just to obtain | require the solution of the simultaneous equations of several 1 or several 4 by the least squares method, for example. Or, Japanese Patent Application 2001-03
By applying the solution shown in 0859 “Position calculation method and position calculation device”, it is possible to calculate the position more accurately. Furthermore, calculating the three-dimensional position of the terminal is also within the scope of the present invention. In this case, z coordinates are added to Equations 1 to 3 for N (N ≧ 4) base stations (i = 1, 2
, ..., N-1). Alternatively, add the z-coordinate to Equations 4 to 6, and (k = 1
, 2, ..., N).

図3を用いて端末の位置を検出する際のシステムのフローの実施例について説明する。
端末は、接続可能な基地局310を介して、サーバーに自機の位置検出を要求する。通常は
該端末の最寄りの基地局となる。サーバーは、位置検出に用いる無線チャネルの変更が必
要ならば、端末にその変更を指示し、該端末はこれに応じる。続いて、サーバーは、位置
検出に用いる無線チャネルの監視を、上記要求を転送した基地局310と、その周辺の基地
局311乃至312とに対し、指示する。
サーバーは各基地局の位置を予め蓄積しているので、一つの基地局の周辺にある基地局の
特定は容易である。上記監視を指示された各基地局は、それぞれ、サーバーに応答を返す
。その後、サーバーは、上記要求を転送した基地局310を介して、端末に対し、上記無線
チャネル上に第一の無線パケットを送信することを要求する。端末は、該無線チャネル上
に第一の無線パケットを送信する。上記監視を指示された各基地局は、それぞれ、上記パ
ケットの受信時間を測定する。基地局310は、上記第一の無線パケットを受信後、一定以
上の時間おいて、周辺の基地局311乃至312に対し、上記無線チャネル上に第二の無線パケ
ットを送信する。
基地局310はその送信時間を測定する。周辺の基地局311乃至312は、それぞれ、上記第二
の無線パケットの受信時間を測定する。ここで、基地局間のクロック速度の差が大きい場
合には、さらに、基地局310が、上記第二の無線パケットの送信後、一定以上の時間おい
て、周辺の基地局311乃至312に対し、上記無線チャネル上に第三の無線パケットを送信し
てもよい。この場合、基地局310はその送信時間を測定し、周辺の基地局311乃至312は、
それぞれ、上記第三の無線パケットの受信時間を測定する。各基地局は各無線パケットの
受信時間あるいは送信時間を測定した結果をサーバーに伝達する。サーバーは、既に述べ
た算出方法により端末の位置を算出し、位置検出結果として端末に伝える。
なお、上記第一、第二、第三の無線パケットにはそれぞれ異なるコードを予め定めて載せ
ておくと、各基地局は、受信時間測定の際、パケットを容易に区別できる。
An embodiment of the system flow when detecting the position of the terminal will be described with reference to FIG.
The terminal requests the server to detect its own position via the connectable base station 310. Usually, it is the base station nearest to the terminal. If it is necessary to change the wireless channel used for position detection, the server instructs the terminal to change the wireless channel, and the terminal responds accordingly. Subsequently, the server instructs the base station 310 that has transferred the request and the base stations 311 to 312 in the vicinity thereof to monitor the wireless channel used for position detection.
Since the server stores the position of each base station in advance, it is easy to identify base stations in the vicinity of one base station. Each base station instructed to perform the monitoring returns a response to the server. Thereafter, the server requests the terminal to transmit the first wireless packet on the wireless channel via the base station 310 that has transferred the request. The terminal transmits a first wireless packet on the wireless channel. Each base station instructed to monitor monitors the reception time of the packet. After receiving the first radio packet, the base station 310 transmits the second radio packet on the radio channel to the neighboring base stations 311 to 312 after a certain time.
Base station 310 measures its transmission time. The neighboring base stations 311 to 312 each measure the reception time of the second wireless packet. Here, when the difference in clock speed between the base stations is large, the base station 310 further transmits the second radio packet to the neighboring base stations 311 to 312 after a certain period of time. A third wireless packet may be transmitted on the wireless channel. In this case, the base station 310 measures its transmission time, and the surrounding base stations 311 to 312
Each of them measures the reception time of the third wireless packet. Each base station transmits the result of measuring the reception time or transmission time of each wireless packet to the server. The server calculates the position of the terminal by the calculation method already described, and notifies the terminal of the position detection result.
If different codes are previously set and placed on the first, second, and third wireless packets, each base station can easily distinguish the packets when measuring the reception time.

図8を用いて端末の位置を検出する際のシステムのフローの別の実施例について説明す
る。端末は、接続可能な、通常は該端末の最寄りの、基地局310を介して、サーバーに自
機の位置検出を要求する。サーバーは、位置検出に用いる無線チャネルの監視を、上記要
求を転送した基地局310と、その周辺の基地局311乃至312とに対し、指示する。サーバー
は各基地局の位置を予め蓄積しているので、一つの基地局の周辺にある基地局の特定は容
易である。上記監視を指示された各基地局は、それぞれ、サーバーに応答を返す。その後
、サーバーは、上記要求を転送した基地局310を介して、端末に対し、上記無線チャネル
上に第一の無線パケットを送信することを要求する。その際、基地局310は、上記無線チ
ャネル上に無線パケットを送信することになる。これを第二の無線パケットとし、基地局
310はその送信時間を測定する。周辺の基地局311乃至312は、それぞれ、上記第二の無線
パケットの受信時間を測定する。続いて、端末は、該無線チャネル上に第一の無線パケッ
トを送信する。上記監視を指示された各基地局は、それぞれ、上記パケットの受信時間を
測定する。基地局間のクロック速度の差が大きい場合には、さらに、基地局310が、上記
第一の無線パケットの受信後、一定以上の時間おいて、周辺の基地局311乃至312に対し、
上記無線チャネル上に第三の無線パケットを送信してもよい。この場合、基地局310はそ
の送信時間を測定し、周辺の基地局311乃至312は、それぞれ、上記第三の無線パケットの
受信時間を測定する。各基地局は各無線パケットの受信時間あるいは送信時間を測定した
結果をサーバーに伝達する。サーバーは、既に述べた算出方法により端末の位置を算出し
、位置検出結果として端末に伝える。
Another embodiment of the system flow when detecting the position of the terminal will be described with reference to FIG. The terminal requests the server to detect its own position via the base station 310 that is connectable, usually closest to the terminal. The server instructs the base station 310 that transferred the request and the surrounding base stations 311 to 312 to monitor the wireless channel used for position detection. Since the server stores the position of each base station in advance, it is easy to identify base stations in the vicinity of one base station. Each base station instructed to perform the monitoring returns a response to the server. Thereafter, the server requests the terminal to transmit the first wireless packet on the wireless channel via the base station 310 that has transferred the request. At that time, the base station 310 transmits a radio packet on the radio channel. This is the second radio packet and the base station
310 measures the transmission time. The neighboring base stations 311 to 312 each measure the reception time of the second wireless packet. Subsequently, the terminal transmits a first wireless packet on the wireless channel. Each base station instructed to monitor monitors the reception time of the packet. When the difference in clock speed between the base stations is large, the base station 310 further, after receiving the first radio packet, with respect to the surrounding base stations 311 to 312 at a certain time or more,
A third wireless packet may be transmitted on the wireless channel. In this case, the base station 310 measures the transmission time, and the neighboring base stations 311 to 312 each measure the reception time of the third radio packet. Each base station transmits the result of measuring the reception time or transmission time of each wireless packet to the server. The server calculates the position of the terminal by the calculation method already described, and notifies the terminal of the position detection result.

図11を用いて、図9に示した無線LANシステムの端末の位置を検出する際の、システムの
フローの実施例について説明する。サーバーは位置検出に用いる無線チャネルの監視を基
地局911、912、913に対し指示する。上記監視を指示された各基地局は、それぞれ、サー
バーに応答を返す。その後、サーバーは、基地局910を介して、端末に対し、上記無線チ
ャネル上に第一の無線パケットを送信することを要求する。その際、基地局910は、上記
無線チャネル上に無線パケットを送信することになる。これを第二の無線パケットとする
。基地局911、912、913は、それぞれ、上記第二の無線パケットの受信時間を測定する。
続いて、端末は、該無線チャネル上に第一の無線パケットを送信する。上記監視を指示さ
れた各基地局は、それぞれ、上記パケットの受信時間を測定する。基地局間のクロック速
度の差が大きい場合には、さらに、サーバーは、基地局910を介して、端末に対し、上記
無線チャネル上に再び第一の無線パケットを送信することを要求してもよい。つまり、図
11中、破線枠内のフローを繰り返してもよい。その際、基地局910は、上記無線チャネル
上に再び無線パケットを送信することになる。これを第三の無線パケットとする。基地局
911、912、913は、それぞれ、上記第三の無線パケットの受信時間を測定する。測定後、
各基地局は結果をサーバーに伝達する。サーバーは、既に述べた算出方法により端末の位
置を算出する。
An example of the system flow when detecting the position of the terminal of the wireless LAN system shown in FIG. 9 will be described with reference to FIG. The server instructs the base stations 911, 912, and 913 to monitor the wireless channel used for position detection. Each base station instructed to perform the monitoring returns a response to the server. Thereafter, the server requests the terminal to transmit the first wireless packet on the wireless channel via the base station 910. At that time, the base station 910 transmits a radio packet on the radio channel. This is the second wireless packet. Each of the base stations 911, 912, and 913 measures the reception time of the second wireless packet.
Subsequently, the terminal transmits a first wireless packet on the wireless channel. Each base station instructed to monitor monitors the reception time of the packet. If the difference in clock speed between the base stations is large, the server may request the terminal to transmit the first wireless packet again on the wireless channel via the base station 910. Good. That is, the figure
11, the flow in the broken line frame may be repeated. At that time, the base station 910 transmits a wireless packet again on the wireless channel. This is the third wireless packet. base station
911, 912, and 913 each measure the reception time of the third wireless packet. After measurement,
Each base station communicates the result to the server. The server calculates the position of the terminal by the calculation method already described.

なお、図3、8に示したフローの如く、最初に端末が基地局910を介してサーバーに自機
の位置検出を要求するフローを、最後にサーバーが位置検出結果を端末に伝えるフローを
追加してもよい。
As shown in the flow shown in FIGS. 3 and 8, the terminal first adds a flow for requesting the server to detect its own position via the base station 910, and finally the flow for the server to transmit the position detection result to the terminal. May be.

次に本発明による無線LANシステムおける無線チャネルの制御方法の実施例を図5乃至図
6を用いて説明する。無線LANシステムは通常複数の無線チャネルを使用している。上に
説明したように時計校正用のパケットをマルチキャストするために、位置測定に係わる基
地局の無線チャネルを共通化する必要がある。
Next, an embodiment of a wireless channel control method in the wireless LAN system according to the present invention will be described with reference to FIGS. Wireless LAN systems usually use multiple wireless channels. As described above, in order to multicast the clock calibration packet, it is necessary to share the radio channel of the base station related to position measurement.

図5は本発明による無線チャネルの制御方法を説明するための図である。
図6は本発明による無線チャネルの制御方法のフローを示す図である。
図5において5000はサーバーを、5900は端末を示す。また、501*〜521*(*は1,2,3
,4のいずれか)は基地局を示す。図5の例では基地局には4種類の無線チャネルが割り
当てられており、基地局を示す各番号の下一桁により区別するものとする。例えば、基地
局5111には無線チャネルの1番が割り当てられており、基地局5164には無線チャネルの4番
が割り当てられている。
今、端末5900が基地局5111を介してサーバー5000に、位置検出を要求したものとする。サ
ーバー5000は、基地局5111の位置を元に該基地局に隣接する例えば4つの基地局5063、510
2、5122、5164を選び、これら基地局に基地局5111を加えた合計5つの基地局を端末5900の
位置検出に用いる基地局として選ぶ(図6 STEP 601)。
次にサーバーは、位置検出に用いる無線チャネルを決定する(図6 STEP 602)。
無線チャネルの決定方法としては、例えば、位置検出を要求した端末の使用している無線
チャネル(図5の例では1番)をそのまま位置検出用の無線チャネルに選んでもよい。あ
るいは、上記選ばれた基地局のうち最も多く割り当てられている無線チャネル(図5の例
では2番)を選ぶこととしてもよい。
サーバー5000は、位置検出用に上記決定した無線チャネルを使用するよう基地局5063、51
02、5122、5164、5111と、必要あれば、端末5900とに指示する(図6 STEP 603)。なお、
位置検出の際の干渉信号を抑えるために、位置検出に用いる基地局5063、5102、5122、51
64、5111の近隣の基地局に対し、位置検出用に決定した無線チャネルの使用を停止するよ
うに指示してもよい。あるいは、該無線チャネルにおける送信電力を低減するように制御
してもよい(図6 STEP 604)。例えば、図5において、無線チャネルの2番を選択した場
合、基地局5022および5202が無線チャネルの2番を割り当てられているため、サーバーは
、これらの基地局に対し当該チャネルの使用の停止を指示する。
サーバー5000は端末5900に位置検出を行い、その結果を通知する(図6 STEP 605)。その
後、基地局5063、5102、5122、5164、5111とに無線チャネルを元に戻すよう指示する。ま
た、基地局5022および5202に対して無線チャネルにおける送信電力制御の指示を解除する
(図6 STEP 606)。
図4を用いて本システムにおいて適用される基地局の構成を説明する。同図において、基
地局400は、通信部410と、蓄積部420と、クロック430と、LAN I/F部440と、制御部450と
から構成される。
通信部410は、RF部411と、DAC412と、ADC413と、BB部414と、MAC部415と、I/F部416とか
ら構成される。RF部411は、DAC412から入力したベースバンド信号を高周波信号に変換し
てアンテナより送信する。また、RF部411はアンテナより受けた高周波信号をベースバン
ド信号に変換してADC413に出力する。DAC412は、ディジタルベースバンド信号(I/Q)を
アナログベースバンド信号(I/Q)に変換する。
ADC413は、アナログベースバンド信号(I/Q)をディジタルベースバンド信号(I/Q)に変
換する。BB部414は、MAC部415からMPDU(MAC Protocol Data Units)を受け取り、ベース
バンド信号を生成して、DAC412へ出力する。また、BB部414は、ADC413から入力したベー
スバンド信号を復調してMPDU(MAC Protocol Data Units)を取得し、MAC部415へ出力す
る。MAC部415は、MAC(Media Access Control)プロトコルに従って、他局との通信を制
御する。I/F部416は、通信部410の外部と送受信データの仲介を行うほか、外部から当該
通信部の制御を受け付ける。
蓄積部420は、メモリ421と、カウンタ422と、I/F部423とから構成される。メモリ421はI/
F部423からの指示により、クロック430に同期して、通信部410から送信ベースバンド信号
(I/Q)を取り込む。また、メモリ421はI/F部423からの指示により、クロック430に同期
して、通信部410から受信ベースバンド信号(I/Q)を取り込む。カウンタ422は、クロッ
ク430に同期して時刻(カウンタ値)を刻む。また、I/F部423からの指示により、メモリ4
21における送受信ベースバンド信号(I/Q)それぞれの取り込み開始のカウンタ値もしく
は終了のカウンタ値を記録する。I/F部423は、蓄積部420の外部からメモリおよびカウン
タ値の読み出しに応じるほか、外部から当該蓄積部の制御を受け付ける。
クロック430は、通信部410と蓄積部420が同期するように共通のクロックを供給する。
LAN I/F440はローカルエリアネットワークに対するインターフェース部である。
制御部450は、通信部410と、LAN I/F440とを制御し、端末とLANとの間の通信を仲介する
。また、制御部450は、LAN I/F440を制御し、サーバーとの間で通信を行う。さらに、制
御部450は、通信部410と、蓄積部420とを制御し、無線パケットの送信時間あるいは受信
時間を算出する。
図10を用いて、図9に示した無線LANシステムの第三の実施例において適用される基地局の
構成の実施例について説明する。ただし、図4に示した基地局の構成と比較して特徴的な
箇所は蓄積部1020であるので、ここではその差分について述べる。
蓄積部1020は、メモリ1021と、カウンタ1022と、I/F部1023とから構成される。
メモリ1021はI/F部1023からの指示により、クロック430に同期して、通信部410から受信
ベースバンド信号(I/Q)を取り込む。カウンタ1022は、クロック430に同期して時刻(カ
ウンタ値)を刻む。また、I/F部1023からの指示により、メモリ1021における受信ベース
バンド信号(I/Q)の取り込み開始のカウンタ値もしくは終了のカウンタ値を記録する。I
/F部1023は、蓄積部1020の外部からメモリおよびカウンタ値の読み出しに応じるほか、外
部から当該蓄積部の制御を受け付ける。
このように本実施例の基地局の構成は図4に示した基地局の構成と比較してパケットの送
信時間を測定する機能を省略した形態となっている。無線パケットの受信時間は、例えば
、メモリ421あるいはメモリ1021に蓄積された受信ベースバンド信号と既知の信号系列(
例えば、受信パケットのプリアンブルに含まれる同期ワード)との相互相関をとることで
得られる当該相関値のピーク位置と、カウンタ422あるいはカウンタ1022に記録された受
信ベースバンド信号の取り込み処理に関する時間(例えば、取り込み開始時間)とから導
出することが可能である。
その際、アンテナ端入力からADC出力までの処理遅延を含むため、この遅延量を予め測定
し、該測定量により補正すれば、一層正確な受信時間を得ることが可能である。なお、基
地局において無線パケットの受信時間を導出することが必須ではなく、メモリ上に取り込
んだ受信ベースバンド信号と該取り込み処理に関する時間とをサーバーに伝達し、サーバ
ーにおいて該基地局における無線パケットの受信時間を導出してもよい。
無線パケットの送信時間は、例えば、メモリ421に蓄積された送信ベースバンド信号のレ
ベル変化の位置と、カウンタ422に記録された送信ベースバンド信号の取り込み処理に関
する時間(例えば、取り込み開始時間)とから容易に導出することが可能である。あるい
は、受信時間の場合と同様に、メモリ421に蓄積された送信ベースバンド信号と既知の信
号系列(例えば、送信パケットのプリアンブルに含まれる同期ワード)との相互相関をと
ることで得られる当該相関値のピーク位置と、カウンタ422に記録された送信ベースバン
ド信号の取り込み処理に関する時間とから導出することが可能である。いずれの場合、DA
C入力からアンテナ端出力までの処理遅延が含まれていないため、この遅延量を予め測定
し、該測定量により補正すれば、一層正確な送信時間を得ることが可能である。なお、基
地局において無線パケットの送信時間を導出することが必須ではなく、メモリ上に取り込
んだ送信ベースバンド信号と該取り込み処理に関する時間とをサーバーに伝達し、サーバ
ーにおいて該基地局における無線パケットの送信時間を導出してもよい。
上記無線パケットの受信時間または送信時間の正確な導出に、例えば、特開2002−1
4152で開示されている「スペクトル拡散信号を用いた測距及び位置測定方法、その方
法を行う装置」を適用できる。
基地局400において、通信部410およびクロック430を含む431には、無線LANカードを適用
できる。また、制御部450およびLAN I/F440を含む454には、図3あるいは図8もしくは図11
に示した基地局フローのプログラムを内蔵したPCを適用できる。
本システムにおいて適用されるサーバーには、例えば、図3あるいは図8もしくは図11、お
よび、図6に示したサーバーフローのプログラムを内蔵したPCを適用できる。また、本シ
ステムにおいて適用される端末には、例えば、図3あるいは図8もしくは図11に示した端末
フローのプログラムを内蔵したノートPCやPDAを適用できる。
図7にサーバーが蓄積する各基地局に関する情報のデータフォーマットの一例を示す。同
図において基地局情報1,2,...,nのそれぞれは一つの基地局に関する情報の単位で
ある。どの基地局に関する情報であるかは、それぞれの基地局情報内に記載の識別番号に
よって特定される。各基地局情報はこの識別番号に加え、所在位置、無線チャネル番号、
送信遅延量、受信遅延量を含む。所在位置は、識別番号によって特定される基地局の位置
を座標値によって示すものである。
無線チャネル番号は上記識別番号によって特定される基地局に割り当てられた無線チャネ
ルの番号を示す。送信遅延量および受信遅延量はそれぞれ上記識別番号によって特定され
る基地局が有する送信時および受信時の処理遅延量を示す。これらの遅延量は基地局の送
信時間および受信時間を一層正確に測定するために使用されるものである。
本発明の応用例として、無線LANシステムにおける基地局間の同期方法があげられる。
例えば、図1に示した無線LANシステムの実施例において、サーバー120が、数2より求めた
クロック誤差Eb0_bi(i=1, 2)をそれぞれ基地局111、112に対して伝達し、基地局111、1
12が上記クロック誤差分をそれぞれ補正すれば、基地局111、112は基地局110と同期する
ことができる。
また、例えば、図2に示した無線LANシステムの実施例において、サーバー220が数3より求
めたクロック誤差Eb0_bi(i=1, 2)と数3における基地局211、212のクロックに対する基
地局210のクロック速度の比の値(Tp3_b0-Tp2_b0)/(Rp3_bi-Rp2_bi)(i=1,2) とを
それぞれ基地局211、212に対して伝達し、基地局211、212それぞれが第一の無線パケット
を受信した時刻Rp1_bi(i=1,2)に遡ってクロック誤差Eb0_bi(i=1, 2)を補正し、それ
以降、クロック速度の比の値(Tp3_b0-Tp2_b0)/(Rp3_bi-Rp2_bi)(i=1,2)によって
、それぞれのクロックを補正すれば、基地局211、212は基地局210と同期することができ
る。
さらに、例えば、図9に示した無線LANシステムの実施例において、サーバー920が数6より
求めたクロック誤差Eb1_bk(k=2, 3)と数6における基地局912、913のクロックに対する
基地局911のクロック速度の比の値(Rp2(h)_b1-Rp2(j)_b1)/(Rp2(h)_bk-Rp2(j)_bk)(
k=2,3, j=2, h=3)とをそれぞれ基地局912、913に対して伝達し、基地局912、913それぞ
れが第一の無線パケットを受信した時刻Rp1(i)_bk(k=2,3)に遡ってクロック誤差Eb1_bk(k=2, 3)を補正し、それ以降、クロック速度の比の値(Rp2(h)_b1-Rp2(j)_b1)/(Rp2(h)_bk-Rp2(j)_bk)(k=2,3, j=2, h=3)によって、それぞれのクロックを補正すれば、
基地局912、913は基地局911と同期することができる。
本発明の実施例において、測距に用いる信号は無線LAN信号であり、GPS信号よりも広帯域
である。例えば無線LAN規格の一つであるIEEE 802.11bにおける帯域幅は22MHzであり、GP
Sの帯域幅2MHzと比較すると広帯域である。広帯域であることにより信号の時間分解能が
高くなるためGPSに比べて高い精度で位置検出が可能となる。
本発明の実施例によれば、位置検出の際、端末は本来備えている無線パケットの送信機能
のみを利用するので、位置検出のためのGPS受信機などの追加が不要であり、端末のコス
トやサイズの低減に役立つ。
本発明の実施例で採っているTDOA(Time Difference Of Arrival)に基づく位置検出方
法では、端末からの無線パケットの受信時間を測定する機能と、基地局間で同期を取る機
能とを要求される。しかし、本発明では、いずれも基地局における無線パケットの受信時
間あるいは送信時間を測定する機能により実現するので、機能の共通化によりコストやサ
イズの低減に役立つ。さらに、本発明に第三の実施例に示した方法によれば基地局におけ
る無線パケットの送信時間を測定する機能を省略できるためコスト低減に一層役立つ。ま
た、基地局を実際に同期させるわけではなく、単にクロックの誤差を検出するだけなので
、基地局の動作を止める必要はない。
基地局のクロックの精度にばらつきが存在し、時間とともにクロックの誤差が変化する場
合でも、本発明の第二の実施例に示した方法により、クロック誤差による測位精度の劣化
を抑えることができる。
基地局内の送信処理の遅延および受信処理の遅延を予め測定しておくことにより、無線パ
ケットの送信時間および受信時間のそれぞれが一層正確に測定される。
位置検出に用いる基地局の近隣の基地局に対し、位置検出用に選択した無線チャネルにお
ける送信電力を低減するよう制御すれば、干渉低減により、無線パケットの受信時間の測
定精度が向上するため位置検出精度が向する。
さらに、本発明の実施例によれば、基地局同士を位置検出精度と同等の時間精度で同期す
ることができる。
FIG. 5 is a diagram for explaining a radio channel control method according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a flow of a radio channel control method according to the present invention.
In FIG. 5, 5000 indicates a server and 5900 indicates a terminal. Also, 501 * ~ 521 * (* is 1, 2, 3
, 4) indicates a base station. In the example of FIG. 5, four types of radio channels are allocated to the base station, and are distinguished by the last digit of each number indicating the base station. For example, the base station 5111 is assigned radio channel No. 1, and the base station 5164 is assigned radio channel No. 4.
Assume that the terminal 5900 requests the server 5000 for position detection via the base station 5111. The server 5000 includes, for example, four base stations 5063, 510 adjacent to the base station 5111 based on the position of the base station 5111.
2, 5122, 5164 are selected, and a total of five base stations obtained by adding the base station 5111 to these base stations are selected as base stations used for position detection of the terminal 5900 (FIG. 6, STEP 601).
Next, the server determines a wireless channel used for position detection (FIG. 6 STEP 602).
As a method for determining the radio channel, for example, the radio channel used by the terminal that requested the position detection (number 1 in the example of FIG. 5) may be selected as the radio channel for position detection as it is. Alternatively, the most frequently assigned radio channel (number 2 in the example of FIG. 5) may be selected from the selected base stations.
Server 5000 uses base stations 5063, 51 to use the determined radio channel for position detection.
02, 5122, 5164, 5111 and if necessary, the terminal 5900 is instructed (FIG. 6, STEP 603). In addition,
Base stations 5063, 5102, 5122, 51 used for position detection in order to suppress interference signals at the time of position detection
64 and 5111 neighboring base stations may be instructed to stop using the radio channel determined for position detection. Alternatively, control may be performed to reduce transmission power in the radio channel (FIG. 6, STEP 604). For example, in FIG. 5, when the radio channel No. 2 is selected, the base stations 5022 and 5202 are assigned the radio channel No. 2, so the server stops using the channel for these base stations. Instruct.
The server 5000 detects the position of the terminal 5900 and notifies the result (FIG. 6 STEP 605). Thereafter, the base station 5063, 5102, 5122, 5164, 5111 is instructed to restore the radio channel. Also, the base station 5022 and 5202 cancel the transmission power control instruction in the wireless channel (FIG. 6, STEP 606).
The configuration of the base station applied in this system will be described with reference to FIG. In the figure, a base station 400 includes a communication unit 410, a storage unit 420, a clock 430, a LAN I / F unit 440, and a control unit 450.
Communication unit 410 includes RF unit 411, DAC 412, ADC 413, BB unit 414, MAC unit 415, and I / F unit 416. The RF unit 411 converts the baseband signal input from the DAC 412 into a high frequency signal and transmits it from the antenna. The RF unit 411 converts the high frequency signal received from the antenna into a baseband signal and outputs the baseband signal to the ADC 413. The DAC 412 converts the digital baseband signal (I / Q) into an analog baseband signal (I / Q).
The ADC 413 converts the analog baseband signal (I / Q) into a digital baseband signal (I / Q). The BB unit 414 receives MPDU (MAC Protocol Data Units) from the MAC unit 415, generates a baseband signal, and outputs it to the DAC 412. Also, the BB unit 414 demodulates the baseband signal input from the ADC 413 to acquire MPDU (MAC Protocol Data Units), and outputs the MPDU to the MAC unit 415. The MAC unit 415 controls communication with other stations according to a MAC (Media Access Control) protocol. The I / F unit 416 mediates transmission / reception data with the outside of the communication unit 410 and accepts control of the communication unit from the outside.
The storage unit 420 includes a memory 421, a counter 422, and an I / F unit 423. Memory 421 is I /
In response to an instruction from the F unit 423, a transmission baseband signal (I / Q) is captured from the communication unit 410 in synchronization with the clock 430. Further, the memory 421 captures a reception baseband signal (I / Q) from the communication unit 410 in synchronization with the clock 430 in accordance with an instruction from the I / F unit 423. The counter 422 keeps time (counter value) in synchronization with the clock 430. In addition, the memory 4
21. Record the counter value at the start or end of each transmission / reception baseband signal (I / Q) at 21. The I / F unit 423 responds to reading of the memory and the counter value from the outside of the storage unit 420, and receives control of the storage unit from the outside.
The clock 430 supplies a common clock so that the communication unit 410 and the storage unit 420 are synchronized.
The LAN I / F 440 is an interface unit for a local area network.
The control unit 450 controls the communication unit 410 and the LAN I / F 440 and mediates communication between the terminal and the LAN. In addition, the control unit 450 controls the LAN I / F 440 and performs communication with the server. Furthermore, the control unit 450 controls the communication unit 410 and the storage unit 420 to calculate the transmission time or reception time of the wireless packet.
With reference to FIG. 10, an embodiment of a base station configuration applied in the third embodiment of the wireless LAN system shown in FIG. 9 will be described. However, since the characteristic part of the base station shown in FIG. 4 is the storage unit 1020, the difference will be described here.
The accumulation unit 1020 includes a memory 1021, a counter 1022, and an I / F unit 1023.
The memory 1021 takes in the reception baseband signal (I / Q) from the communication unit 410 in synchronization with the clock 430 according to an instruction from the I / F unit 1023. The counter 1022 keeps time (counter value) in synchronization with the clock 430. Further, in response to an instruction from the I / F unit 1023, the counter value at the start or end of capturing of the received baseband signal (I / Q) in the memory 1021 is recorded. I
The / F unit 1023 responds to reading of the memory and the counter value from the outside of the storage unit 1020 and receives control of the storage unit from the outside.
As described above, the configuration of the base station of the present embodiment has a form in which the function of measuring the packet transmission time is omitted as compared with the configuration of the base station shown in FIG. The reception time of the wireless packet is, for example, a reception baseband signal stored in the memory 421 or the memory 1021 and a known signal sequence (
For example, the peak position of the correlation value obtained by cross-correlation with the synchronization word included in the preamble of the received packet, and the time related to the reception processing of the received baseband signal recorded in the counter 422 or the counter 1022 (for example, , And the capture start time).
At this time, since the processing delay from the antenna end input to the ADC output is included, it is possible to obtain a more accurate reception time if this delay amount is measured in advance and corrected by the measured amount. Note that it is not essential to derive the reception time of the wireless packet at the base station. The reception baseband signal captured in the memory and the time related to the capturing process are transmitted to the server, and the server transmits the wireless packet reception time at the base station. The reception time may be derived.
The transmission time of the wireless packet is, for example, from the position of the level change of the transmission baseband signal stored in the memory 421 and the time (for example, the acquisition start time) related to the transmission baseband signal capture processing recorded in the counter 422 It can be easily derived. Alternatively, as in the case of the reception time, the correlation obtained by taking the cross-correlation between the transmission baseband signal stored in the memory 421 and a known signal sequence (for example, the synchronization word included in the preamble of the transmission packet) It is possible to derive from the peak position of the value and the time related to the acquisition process of the transmission baseband signal recorded in the counter 422. In either case, DA
Since the processing delay from the C input to the antenna end output is not included, it is possible to obtain a more accurate transmission time by measuring this delay amount in advance and correcting it by the measured amount. Note that it is not essential to derive the transmission time of the wireless packet in the base station, and the transmission baseband signal captured in the memory and the time related to the capturing process are transmitted to the server, and the server transmits the wireless packet transmission time in the base station. The transmission time may be derived.
For accurate derivation of the reception time or transmission time of the wireless packet, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-1
The “ranging and position measuring method using a spread spectrum signal and an apparatus for performing the method” disclosed in Japanese Patent No. 4152 can be applied.
In the base station 400, a wireless LAN card can be applied to 431 including the communication unit 410 and the clock 430. In addition, the control unit 450 and the LAN 440 including the LAN I / F 440 include those shown in FIG.
A PC with a built-in base station flow program can be applied.
As a server applied in this system, for example, a PC incorporating the server flow program shown in FIG. 3, FIG. 8, or FIG. 11, and FIG. 6 can be applied. Further, for example, a notebook PC or PDA incorporating the terminal flow program shown in FIG. 3, FIG. 8, or FIG.
FIG. 7 shows an example of a data format of information regarding each base station stored in the server. In the figure, base station information 1, 2,. . . , N is a unit of information about one base station. Which base station information is specified is specified by an identification number described in each base station information. In addition to this identification number, each base station information includes location, radio channel number,
Includes transmission delay and reception delay. The location position indicates the position of the base station specified by the identification number by a coordinate value.
The radio channel number indicates the number of the radio channel assigned to the base station specified by the identification number. The transmission delay amount and the reception delay amount indicate processing delay amounts at the time of transmission and reception of the base station specified by the identification number, respectively. These delay amounts are used to more accurately measure the transmission time and reception time of the base station.
As an application example of the present invention, there is a synchronization method between base stations in a wireless LAN system.
For example, in the embodiment of the wireless LAN system shown in FIG. 1, the server 120 transmits the clock error E b0_bi (i = 1, 2) obtained from Equation 2 to the base stations 111 and 112, respectively. 111, 1
If 12 corrects the clock error, the base stations 111 and 112 can synchronize with the base station 110.
In addition, for example, in the embodiment of the wireless LAN system shown in FIG. 2, the clock error E b0_bi (i = 1, 2) obtained by the server 220 from Equation 3 and the base station for the clocks of the base stations 211 and 212 in Equation 3 The value of the clock speed ratio of 210 (T p3_b0 -T p2_b0 ) / (R p3_bi -R p2_bi ) (i = 1, 2) is transmitted to the base stations 211 and 212, respectively. The clock error E b0_bi (i = 1, 2) is corrected retroactively to the time R p1_bi (i = 1, 2) when the first radio packet is received, and thereafter, the clock speed ratio value (T p3_b0 − The base stations 211 and 212 can be synchronized with the base station 210 by correcting the respective clocks by T p2 — b0 ) / (R p3 — bi −R p2 — bi ) (i = 1, 2).
Further, for example, in the embodiment of the wireless LAN system shown in FIG. 9, the base station for the clock error E b1_bk (k = 2, 3) obtained by the server 920 from Equation 6 and the clocks of the base stations 912 and 913 in Equation 6. 911 clock speed ratio (R p2 (h) _b1 -R p2 (j) _b1 ) / (R p2 (h) _bk -R p2 (j) _bk ) (
k = 2, 3, j = 2, h = 3) to the base stations 912 and 913, respectively, and the time R p1 (i) _bk at which each of the base stations 912 and 913 receives the first radio packet. The clock error E b1_bk (k = 2, 3) is corrected retroactively to (k = 2, 3), and then the clock speed ratio value (R p2 (h) _b1 -R p2 (j) _b1 ) / If each clock is corrected by (R p2 (h) _bk -R p2 (j) _bk ) (k = 2, 3, j = 2, h = 3),
Base stations 912 and 913 can be synchronized with base station 911.
In the embodiment of the present invention, the signal used for ranging is a wireless LAN signal, which has a wider band than the GPS signal. For example, the bandwidth in IEEE 802.11b, one of the wireless LAN standards, is 22 MHz, and GP
Compared to the S bandwidth of 2 MHz, the bandwidth is wider. Since the time resolution of the signal is increased due to the broadband, the position can be detected with higher accuracy than GPS.
According to the embodiment of the present invention, since the terminal uses only a wireless packet transmission function that is originally provided for position detection, it is not necessary to add a GPS receiver or the like for position detection. And helps reduce size.
In the position detection method based on TDOA (Time Difference Of Arrival) adopted in the embodiment of the present invention, a function for measuring the reception time of a radio packet from a terminal and a function for synchronizing between base stations are required. . However, since the present invention is realized by the function of measuring the reception time or transmission time of the radio packet in the base station, it is useful for cost and size reduction by making the functions common. Furthermore, according to the method shown in the third embodiment of the present invention, the function of measuring the transmission time of the radio packet in the base station can be omitted, which is further useful for cost reduction. Further, since the base station is not actually synchronized, only the clock error is detected, and it is not necessary to stop the operation of the base station.
Even when there is a variation in the accuracy of the clock of the base station and the error of the clock changes with time, the method shown in the second embodiment of the present invention can suppress the deterioration of the positioning accuracy due to the clock error.
By measuring the transmission processing delay and the reception processing delay in the base station in advance, each of the transmission time and the reception time of the wireless packet is measured more accurately.
If the base station in the vicinity of the base station used for position detection is controlled so as to reduce the transmission power in the radio channel selected for position detection, the measurement accuracy of radio packet reception time is improved due to interference reduction. Detection accuracy is better.
Furthermore, according to the embodiment of the present invention, it is possible to synchronize base stations with time accuracy equivalent to position detection accuracy.

本発明による無線LANシステムの実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the Example of the wireless LAN system by this invention. 本発明による無線LANシステムの第二の実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the 2nd Example of the wireless LAN system by this invention. 本発明による位置検出のシステムフローの実施例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the Example of the system flow of the position detection by this invention. 本発明おける基地局の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the base station in this invention. 本発明による無線チャネルの制御方法を説明するための平面図である。FIG. 5 is a plan view for explaining a radio channel control method according to the present invention. 本発明による無線チャネルの制御方法のフローを示すフロー図である。It is a flowchart which shows the flow of the control method of the radio channel by this invention. 本発明においてサーバーが蓄積する基地局情報のデータフォーマットの実施例を示すフォーマット図である。It is a format figure which shows the Example of the data format of the base station information which a server accumulate | stores in this invention. 本発明による位置検出のシステムフローの別の実施例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows another Example of the system flow of the position detection by this invention. 本発明による無線LANシステムの第三の実施例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the 3rd Example of the wireless LAN system by this invention. 本発明おける基地局の別の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows another structural example of the base station in this invention. 本発明による位置検出のシステムフローの別の実施例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows another Example of the system flow of the position detection by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100,5900:端末、110,111,112,210,211,212,310,311,312,400,5022,5063,5
102,5111,5122,5164,5202:基地局、120,220,5000:サーバー、130:LAN、410:通
信部、420, 1020:蓄積部、クロック:430、LAN I/F部:440、制御部450、411:RF部、41
2:DAC、413:ADC、414:BB部、415:MAC部、416:I/F部、421, 1021:メモリ、422, 102
2:カウンタ、423, 1023:I/F部。
100, 5900: terminal, 110, 111, 112, 210, 211, 212, 310, 311, 312, 400, 5022, 5063, 5
102, 5111, 5122, 5164, 5202: Base station, 120, 220, 5000: Server, 130: LAN, 410: Communication unit, 420, 1020: Storage unit, Clock: 430, LAN I / F unit: 440, Control Part 450, 411: RF part, 41
2: DAC, 413: ADC, 414: BB section, 415: MAC section, 416: I / F section, 421, 1021: Memory, 422, 102
2: Counter, 423, 1023: I / F section.

Claims (3)

第1の時計を有しその座標が既知である第1の基地局と、
第2の時計を有しその座標が既知である第2の基地局と、
端末と
を含む無線システムであって、
上記第1及び第2の基地局は上記端末から送信される第1の信号の受信時刻を各自の時計に基づいて測定し、
上記第2の基地局は上記第1の基地局から送信される第2、第3の信号の受信時刻を上記第2の時計に基づいて測定し、
上記第1及び第2の基地局の座標、および、
上記第2、第3の信号の第1の時計による発信時刻と、
上記第2、第3の信号の第2の時計による受信時刻とから、
上記第1の時計と第2の時計の時間変化の関係を推定し、
上記第1の信号の第1の時計による受信時間、上記第1の信号の上記第2の時計による受信時間、および、上記時計の時間変化の関係に基づいて、
上記端末の位置を測定する無線システム。
A first base station having a first clock and whose coordinates are known;
A second base station having a second clock and whose coordinates are known;
A wireless system including a terminal,
The first and second base stations measure the reception time of the first signal transmitted from the terminal based on their own clocks,
The second base station measures the reception times of the second and third signals transmitted from the first base station based on the second clock,
The coordinates of the first and second base stations, and
The time of transmission of the second and third signals by the first clock;
From the reception time of the second and third signals by the second clock,
Estimating a time change relationship between the first timepiece and the second timepiece;
Based on the reception time of the first signal by the first timepiece, the reception time of the first signal by the second timepiece, and the time variation of the timepiece,
A wireless system for measuring the position of the terminal.
第3の時計を有しその座標が既知である第3の基地局をさらに含み、
上記第3の基地局は上記端末から送信される第1の信号の受信時刻を上記第3の時計に基づいて測定し、
上記第1及び第3の基地局の座標、および、上記第2、第3の信号の第1の時計による発信時刻と、上記第2、第3の信号の第3の時計による受信時刻とから、上記第1の時計と第3の時計の時間変化の関係を推定し、
上記第1の信号の第1の時計による受信時間、上記第1の信号の上記第2の時計による受信時間、上記第1の信号の上記第3の時計による受信時間、および、上記各時計間の時間変化の関係に基づいて、上記端末の位置を測定する請求項1記載の無線システム。
A third base station having a third clock and whose coordinates are known;
The third base station measures the reception time of the first signal transmitted from the terminal based on the third clock,
From the coordinates of the first and third base stations, the transmission time of the second and third signals by the first clock, and the reception time of the second and third signals by the third clock , Estimating the time change relationship between the first clock and the third clock,
The reception time of the first signal by the first clock, the reception time of the first signal by the second clock, the reception time of the first signal by the third clock, and the interval between the clocks The wireless system according to claim 1, wherein the position of the terminal is measured based on a relationship of time changes.
少なくとも上記第1〜第3の基地局に対して、位置測定に先立ち、同一の通信チャネルを用いるように制御する請求項2記載の無線システム。   The radio system according to claim 2, wherein at least the first to third base stations are controlled to use the same communication channel prior to position measurement.
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