JP2010135938A - Base station selection method, moving station localization system, moving station, and base station - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基地局選択方法、移動局測位システム、移動局および基地局に関するものである。 The present invention relates to a base station selection method, a mobile station positioning system, a mobile station, and a base station.
移動局から送信される電波を、その移動局と無線通信が可能な基地局により受信し、その受信強度に基づいて移動局の位置を算出する移動局測位システムが提案されている。例えば特許文献1に記載の技術がそれである。
A mobile station positioning system has been proposed in which radio waves transmitted from a mobile station are received by a base station capable of wireless communication with the mobile station, and the position of the mobile station is calculated based on the received intensity. For example, this is the technique described in
かかる技術においては、受信した電波の受信強度に基づいて電波を送信する移動局とその電波を受信する複数の基地局との距離をそれぞれ算出し、算出される距離のそれぞれに基づいて移動局の位置を算出する。 In such a technique, the distance between the mobile station that transmits the radio wave and a plurality of base stations that receive the radio wave is calculated based on the received intensity of the received radio wave, and the mobile station is based on each of the calculated distances. Calculate the position.
ここで、受信した電波の受信強度と、前記移動局および基地局の距離との関係は、予め実験により、あるいはシミュレーションにより得られた関係が用いることとされると、前記関係と異なる条件では、前記受信強度に基づいて算出される前記距離は必ずしも正確なものとはならない。具体的には例えば、前記移動局および基地局による無線通信が屋内で行なわれる場合には、前記受信強度は壁面や床面などによる反射波(マルチパス)による干渉の影響などを受ける。そのため、マルチパスの影響が生じない環境において得られた前記関係をマルチパスの影響の生ずる環境において実際に得られる受信強度に適用して得られる距離は、実際の距離とは異なり、誤差を含むものとなる。そのため、移動局の位置を精度よく算出することが困難となる。なお、複数の基地局のそれぞれから送信される電波を移動局が受信する場合においても同様である。 Here, if the relationship between the received intensity of the received radio wave and the distance between the mobile station and the base station is a relationship obtained in advance by experiment or simulation, under different conditions from the relationship, The distance calculated based on the reception strength is not necessarily accurate. Specifically, for example, when wireless communication by the mobile station and the base station is performed indoors, the reception intensity is affected by interference due to a reflected wave (multipath) from a wall surface or a floor surface. Therefore, the distance obtained by applying the relationship obtained in an environment where multipath influence does not occur to the reception intensity actually obtained in the environment where multipath influence occurs differs from the actual distance and includes an error. It will be a thing. For this reason, it is difficult to accurately calculate the position of the mobile station. The same applies when the mobile station receives radio waves transmitted from each of the plurality of base stations.
かかる困難に対し、特許文献1においては、電波の発信源である移動局からの距離と電波の強度の減衰との関係についての統計データに基づいた距離減衰データを有し、距離減衰データおよび受信強度から、移動局の位置を測定することにより、電波の伝搬状態が時間とともに変化する環境においても移動局の位置を測定することのできる移動局測位システムが開示されている。
To deal with this difficulty,
しかしながら、前記特許文献1においても、前記距離減衰データは統計データに基づくものであるので、移動局から送信される電波に減衰が生ずる場合に、前記移動局と電波を受信した基地局との距離が、受信した電波の受信強度に基づいて精度よく算出されない場合がある。
However, also in
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、移動局と複数の基地局とのいずれか一方から送信される電波を他方が受信し、該移動局との電波の送受信が良好に行なわれる基地局を選択するための基地局選択方法、前記受信結果に基づいて該移動局の位置を算出する移動局測位システム、移動局、および基地局を提供することにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and the object of the present invention is to receive radio waves transmitted from one of a mobile station and a plurality of base stations, and to communicate with the mobile station. To provide a base station selection method for selecting a base station that performs good radio wave transmission / reception, a mobile station positioning system that calculates the position of the mobile station based on the reception result, a mobile station, and a base station is there.
かかる目的を達成するために、本発明者等が種々の実験や検討を重ねたところ、前記移動局と複数の基地局とのいずれか一方が送信する電波の位相が変化させることによって、前記移動局と複数の基地局との他方における電波の受信強度の変動と、前記他方におけるマルチパスの影響の大きさとに一定の関係があることを見いだした。 In order to achieve this object, the present inventors have conducted various experiments and studies, and as a result, the mobile station and the base station change the phase of the radio wave transmitted by the mobile station, thereby moving the mobile station. It has been found that there is a certain relationship between fluctuations in radio wave reception intensity at the other of the station and the plurality of base stations and the magnitude of the multipath effect at the other.
本発明は、かかる知見に基づいて為されたもので、請求項1にかかる発明は、(a)移動局と複数の基地局とのいずれか一方から送信される電波を他方が受信し、該移動局との電波の送受信が良好に行なわれる基地局を選択するための基地局選択方法であって、(b)前記一方が送信する所定のパターンにより位相が変化させられる電波を前記他方が受信し、該所定のパターンで変化する位相に対応した瞬時受信強度の最大値と最小値とを前記基地局ごとに検出する受信強度検出工程と、(c)該受信強度検出工程によって前記複数の基地局ごとに検出される前記受信強度の最大値と最小値とに基づいて、前記移動局との電波の送受信が良好に行なわれる基地局を選択するための選択工程と、を有し、(d)前記所定のパターンは位相が変化する前後の位相の差である位相変化量の最大値が2πラジアンであり、位相変化量の値が0度から最大値の間で略均等の間隔で複数個存在するような位相変化となるパターンであること、を特徴とする。
The present invention has been made based on such knowledge, and the invention according to
また、請求項3にかかる発明は、(a)移動可能な移動局と、既知の位置に設置された複数の基地局とのいずれか一方から送信される電波を他方が受信し、受信結果に基づいて該移動局の位置を算出する移動局測位システムであって、(b)前記一方は、位相を所定のパターンにより変化させた送信波を生成する位相変化部と、(c)該位相変化部により生成される送信波を所定の出力により送信する送信部とを有し、(d)前記他方は、前記一方から送信される電波を受信する受信部と、(e)該受信部により受信された電波の瞬時受信強度を検出する受信強度検出部とを有し、(f)該受信強度検出部により、前記基地局ごとに検出される瞬時受信強度の最大値と最小値とに基づいて、前記移動局との電波の送受信が良好に行なわれる基地局を選択する選択部と、(g)該選択部によって選択された前記基地局から送信、もしくは該基地局により受信される電波の受信結果に基づいて前記移動局の位置を算出する測位部と、を有し、(h)前記所定のパターンは位相が変化する前後の位相の差である位相変化量の最大値が2πラジアンであり、位相変化量の値が0度から最大値の間で略均等の間隔で複数個存在するような位相変化となるパターンであること、を特徴とする。
In the invention according to
また、請求項6にかかる発明は、(a)位相を所定のパターンにより変化させて送信波を生成する位相変化部と、(b)該位相変化部により生成される送信波を所定の出力により送信する送信部とを有し、(c)前記移動局測位システムを構成する移動局である。 According to a sixth aspect of the present invention, (a) a phase changing unit that generates a transmission wave by changing a phase according to a predetermined pattern, and (b) a transmission wave generated by the phase changing unit by a predetermined output. And (c) a mobile station constituting the mobile station positioning system.
また、請求項7にかかる発明は、(a)電波を受信する受信部と、(b)該受信部により受信された電波の瞬時受信強度を検出する受信強度検出部とを有し、(c)前記移動局測位システムを構成する基地局である。
The invention according to
請求項1の基地局選択方法によれば、前記受信強度検出工程により、前記移動局と複数の基地局とのいずれか一方により送信される所定のパターンにより位相が変化させられる電波が前記他方により受信され、該所定のパターンで変化する位相に対応した瞬時受信強度が前記基地局ごとに検出され、前記選択工程により、前記受信強度検出工程によって前記複数の基地局ごとに検出される前記瞬時受信強度の最大値と最小値とに基づいて、前記移動局との電波の送受信が良好に行なわれる基地局が選択される。このとき、前記所定のパターンは位相が変化する前後の位相の差である位相変化量の最大値が2πラジアンであり、位相変化量の値が0度から最大値の間で略均等の間隔で複数個存在するような位相変化となるパターンであるので、前記所定のパターンにより位相が変化させられる電波の受信強度の最大値と最小値とに基づいて、マルチパスによる干渉等の影響が小さく、移動局との電波の送受信が良好に行なわれる基地局を選択することができる。
According to the base station selection method of
好適には、前記選択工程は、前記瞬時受信強度の最大値と最小値との差の大きさが小さいほど前記移動局との無線通信が良好に行なわれる基地局であるとして、該基地局を選択すること、を特徴とする。このようにすれば、送信される電波の位相を変化させた場合であっても、瞬時受信強度の値における変動が小さいことに基づいて、マルチパスによる干渉等の影響が小さい基地局を、移動局との無線通信が良好に行なわれる基地局として選択することができる。 Preferably, in the selection step, the base station is assumed to be a base station that performs better wireless communication with the mobile station as the difference between the maximum value and the minimum value of the instantaneous reception strength is smaller. It is characterized by selecting. In this way, even when the phase of the transmitted radio wave is changed, the base station that is less affected by multipath interference or the like is moved based on the small fluctuation in the instantaneous reception intensity value. It can be selected as a base station that performs good radio communication with a station.
また、請求項3にかかる移動局測位システムによれば、移動可能な移動局と、既知の位置に設置された複数の基地局とのいずれか一方の有する前記位相変化部により、位相を所定のパターンにより変化させた送信波が生成され、前記送信部により、生成された送信波が所定の出力により送信され、前記他方の有する受信部により、前記一方から送信される電波が受信され、前記受信強度検出部により、受信された電波の瞬時受信強度が検出され、さらに、前記選択部により、前記基地局ごとに前記受信強度検出部によって検出される瞬時受信強度の最大値と最小値とに基づいて、前記移動局との電波の送受信が良好に行なわれる基地局が選択され、前記測位部により、該選択部によって選択された前記基地局から送信、もしくは受信される電波の受信結果に基づいて前記移動局の位置が算出される。このとき、前記所定のパターンは位相が変化する前後の位相の差である位相変化量の最大値が2πラジアンであり、位相変化量の値が0度から最大値の間で略均等の間隔で複数個存在するような位相変化となるパターンであるであるので、前記所定のパターンにより位相が変化させられる電波の瞬時受信強度の最大値と最小値とに基づいて、マルチパスによる干渉等の影響が小さく、移動局との電波の送受信が良好に行なわれる基地局を選択することができるとともに、前記移動局との電波の送受信が良好に行なわれるとして選択された基地局における前記受信結果を用いて前記移動局の位置の算出が行なわれるので、精度のよい前記移動局の位置の算出を行なうことができる。
Further, according to the mobile station positioning system according to
好適には、前記選択部は、前記瞬時受信強度の最大値と最小値との差の大きさが小さいほど前記移動局との無線通信が良好に行なわれる基地局であるとして、該基地局を選択すること、を特徴とする。このようにすれば、前記受信強度の値が、送信される電波の位相を変化させた場合であっても、受信強度の値における変動が小さいことに基づいて、マルチパスによる干渉等の影響が小さい基地局を、移動局との無線通信が良好に行なわれる基地局として選択することができる。 Preferably, the selection unit determines that the base station is a base station that performs better wireless communication with the mobile station as the difference between the maximum value and the minimum value of the instantaneous reception strength is smaller. It is characterized by selecting. In this way, even if the received intensity value changes the phase of the transmitted radio wave, the influence of multipath interference and the like is affected on the basis of small fluctuations in the received intensity value. A small base station can be selected as a base station in which radio communication with a mobile station is favorably performed.
また好適には、前記測位部は、前記選択部によって選択される基地局から送信、もしくは該基地局により受信される電波について、前記受信強度検出部により検出される前記瞬時受信強度の最大値と最小値との平均を、前記前記基地局に関する受信結果として前記移動局の位置を算出すること、を特徴とする。このようにすれば、前記受信結果として、マルチパスによる干渉等の影響を低減した値が用いられるので、前記測位部による移動局の位置の算出を精度よく行なうことができる。 Preferably, the positioning unit has a maximum value of the instantaneous reception intensity detected by the reception intensity detection unit for radio waves transmitted from the base station selected by the selection unit or received by the base station. The position of the mobile station is calculated as an average of the minimum value and a reception result related to the base station. In this way, since the value obtained by reducing the influence of interference due to multipath, etc. is used as the reception result, the position of the mobile station can be accurately calculated by the positioning unit.
また、請求項6にかかる移動局によれば、前記位相変化部により、位相を所定のパターンにより変化させた送信波が生成され、前記送信部により、生成された送信波が所定の出力により送信されるので、前述の移動局測位システムにおいて好適に用いられることができる。
According to the mobile station of
また、請求項7にかかる基地局によれば、前記受信部により電波が受信され、前記受信強度検出部により、前記受信部によって受信された電波の瞬時受信強度が検出されるので、前述の移動局測位システムにおいて好適に用いられることができる。
According to the base station of
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施例である移動局測位システム8の構成の概要を説明する図である。図1において移動局測位システム8は、例えば図と平行な平面内を移動可能とされた移動局10と、その位置が既知とされた複数の基地局である、第1基地局12A、第2基地局12B、第3基地局12C、第4基地局12D、(以下、基地局のそれぞれを区別しない場合、「基地局12」という。)、およびこれら基地局12と例えば通信ケーブル18で接続されるなどにより情報通信可能とされたサーバ14を含んで構成されている。移動局測位システム8においては、移動局10の測位を行なうのに必要な最小の数を上回る数の基地局12が含まれている。なお、移動局測位システム8においては例えば図1に示すような座標が定義されることにより、移動局10、基地局12の位置などを表わすことができるようにされている。以下の説明においては、移動局10の座標を(x,y)、第1基地局12Aの座標を(xa,ya)、第2基地局12Bの座標を(xb,yb)、第3基地局12Cの座標を(xc,yc)、第4基地局12Dの座標を(xd,yd)、のように表わす。
FIG. 1 is a diagram for explaining an outline of the configuration of a mobile
図1に示すように、移動局測位システム8を構成する移動局10および基地局12は、電波を反射する壁20によって囲まれた空間に設けられている。そのため、例えば移動局10から送信された電波を基地局12が受信する場合、電波を送信した移動局10から壁20などによって反射されることなく直接到達する直接波と、壁20などによって反射して基地局12に到達する反射波との両方を受信する。
As shown in FIG. 1, the
移動局10と基地局12とは相互に無線通信が可能とされている。また複数の基地局12のそれぞれも同様に相互に無線通信が可能とされている。例えば、移動局10および基地局12のそれぞれが送信する電波に含まれる識別符号(ID)や固有の拡散符号などにより、その電波を受信した場合に移動局10またはいずれの基地局12によって送信された電波であるかが識別可能とされている。また、共通する符号化および復号化の手順を有することにより、移動局10と基地局12との間、および複数の基地局12の相互間において情報の受け渡しが可能とされている。
The
図2は、移動局10の有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。図2に示すように、移動局10は電波を送受信するためのアンテナ22を有し、また、電波の送受信のための機能を有する無線部23、前記無線部23を制御するための制御部26とを機能的に含む。無線部23は、送信される電波の位相を変化させる位相変化部28と位相変化部28からの出力を増幅する増幅部27とを含んでなる送信部25、受信部24、及び無線部23における電波の送信と受信とを切り替える送受切替え部29とから構成される。
FIG. 2 is a functional block diagram for explaining a main part of the functions of the
ここで、移動局10から送信される電波を受信する基地局12においては、移動局10から等しい距離にある基地局12は移動局10からの方向に関わらず等しい受信強度によりその電波を受信することが好ましく、従ってアンテナ22は指向性のないアンテナが好適に用いられる。
Here, in the
無線部23は、移動局10における電波の送受信を行なうものであり、後述する制御部26により送信状態と受信状態とが切り換えられる。すなわち、無線部23はその内部に電波を送信するための送信部25と電波を受信するための受信部24、およびアンテナ22と、前記送信部25あるいは受信部24のいずれかとを切り換えて接続する送受切換部29を機能的に有する。
The radio unit 23 performs transmission / reception of radio waves in the
送信部25は、制御部26によって指示される制御内容、すなわち信号波の内容、搬送波の周波数、送信出力などにより、前記アンテナ22により電波を送信する。送信部25は、後述する搬送波生成部32、変調部36、38などを有する位相変化部28、送信アンプ等を有する増幅部27などを含んで構成される。搬送波生成部32は、例えば発振器などの搬送波生成回路である。また変調部36、38は例えば、乗算器などの変調器である。位相変化部28は、所定のパターンに従って位相を変化させつつ送信波を生成する。また、増幅部27は位相変化部28によって生成された電波を所定の送信出力に増幅する。このとき、送受切換部29によりアンテナ22と送信部25とが伝送可能となるように切換が行なわれ、増幅部27によって増幅された電波はアンテナ22から送信される。なお、位相変化部28の構成については後述する。
The
受信部24は、アンテナ22によって受信された電波を増幅し、所定の復調処理などを行なうことにより信号波を取り出す。このとき送受切換部29によりアンテナ22と受信部24とが伝送可能となるように切換が行なわれ、アンテナ22によって受信された電波は受信部24に伝送される。このように受信部24は、受信アンプ、復調器などを含んで構成される。
The receiving
送受切換部29は、前述のように、アンテナ22と受信部24とが伝送可能な状態と、アンテナ22と送信部25とが伝送可能な状態とを切り換えるものであって、例えば後述する制御部26によってその作動が制御される。
As described above, the transmission / reception switching unit 29 switches between a state in which the
位相変化部28は、無線部23が送信する測位のための電波の位相を変化させる。図3は位相変化部28の構成の一例を説明する図である。位相変化部28は、送信信号発生部30、発振部32、移相部34、乗算部36および38、加算部40を含んで構成される。送信信号発生部30は、制御部26からの測位のための電波の送信の指令を受け、測位のための電波の位相を決定するIQ信号を発生する。また、加算部40は、いわゆる加算器であって、複数の入力の和を出力する。このIQ信号は、I信号とQ信号とからなり、それぞれ後述する加算部40の出力におけるI成分およびQ成分の大きさを制御する。すなわち、本実施例においては、位相変化部28はIQ変調方式の変調を行なう。
The
発振部32は、所定の周波数の搬送波(キャリア)を生成し、I相成分についての乗算部であるI相乗算部36および移相部34に供給する。移相部34は、前記発振部32によって生成される搬送波の位相を90度(π/4)だけずらす(例えば進ませる)。I相乗算部36は、送信信号発生部30において発生されるI信号と発振部32によって生成される搬送波とを乗算する。またQ相成分についての乗算部であるQ相乗算部38は、送信信号発生部30において発生されるQ信号と前記移相部34によって位相がずらされた前記搬送波とを乗算する。さらに加算部40は、前記I相乗算部36の出力と、前記Q相乗算部38の出力とを足し合わせて出力する。この出力が送信信号とされ、増幅部27により増幅が行なわれた後、無線により送信される。
The
図4は、送信信号発生部30によって発生されるIQ信号と、加算部40の出力、すなわち位相変化部28の出力との関係を説明する図である。例えば送信信号発生部30によって発生されるI信号が1、Q信号が0である場合には、位相変化部28の出力は図4の(1)のようになり、送信信号発生部30によって発生されるI信号が0、Q信号が1である場合には、位相変化部28の出力は図4の(2)のようになる。また、送信信号発生部30によって発生されるI信号、Q信号の正規化された大きさが共に1/√2である場合には、位相変化部28の出力は図4の(3)のようになる。このように、送信信号発生部30によって発生されるI信号およびQ信号を変化させることにより、位相変化部28の出力の位相を変化させることができる。例えば、位相角φiを、
φi=π/M*((i+1)*i)/2) (i=0,1,2,…)
のように選べば、位相変化量Δφi=φi−φi−1をπ/Mずつ変化させることが可能である。ここで自然数Mをステップ数とよぶ。また、位相変化部28の出力の位相は、図4においてI相を表わす軸と、出力を表わすベクトルのなす角φとして表わされる。
FIG. 4 is a diagram for explaining the relationship between the IQ signal generated by the
φi = π / M * ((i + 1) * i) / 2) (i = 0, 1, 2,...)
In this way, the phase change amount Δφi = φi−φi−1 can be changed by π / M. Here, the natural number M is called the step number. Further, the phase of the output of the
図5は、前記ステップ数MをM=4とした場合において位相変化部28の出力における位相と、その位相を出力する際の送信信号発生部30によって発生されるI信号およびQ信号を説明する図である。図5に示すように、I信号およびQ信号をそれぞれ−1、−1/√2、0、1/√2、1のいずれかに変化させることにより、位相変化部28の出力における位相の変化である位相変化量Δφiを0から2πラジアンの間でπ/4ずつ増加するよう変化させることができる。すなわち、0から2πラジアンの間で位相変化量をπ/4の均等な間隔で8個配置(0と2πは同じなので1つに数えると)することができる。また、図6は、このときの位相変化部28の出力の一例、すなわち、一定時間Tごとに位相変化量Δφiがπ/4ずつ増加して変化する位相変化部28の出力の時間変化を示したものである。
FIG. 5 illustrates the phase at the output of the
図2に戻って、制御部26は、移動局10の作動を制御するものであって、具体的には無線部23により受信された情報を処理したり、前記無線部23の作動、より具体的には送信出力や送信周波数などの制御や、無線により送信される信号波の生成などを行なう。制御部26は例えば既知のマイコンなどによって実装される。前記無線部23および制御部26などが送信器としての機能を有する。
Returning to FIG. 2, the
図7は、基地局12の有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。図7に示すように、基地局12は電波を送受信するためのアンテナ42を有している。また基地局12は、前記アンテナ42を介して電波の送受信を行なう無線部44、制御部46、信号検波部50、受信強度検出部52、時計54、通信インタフェース56などを含んで構成されている。基地局12は例えば、CPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、これらの機能を行なうようにされている。
FIG. 7 is a functional block diagram for explaining a main part of the functions of the
アンテナ42は、前述の移動局10のアンテナ22と同様に、電波の送受信に用いられるものであって、好適には指向性のないアンテナが用いられる。無線部44は、前述の移動局10の無線部23と同様に、基地局12における電波の送受信を行なうものであり、後述する制御部46により送信状態と受信状態とが切り換えられる。電波の送信時には、無線部44は制御部46によって指示される制御内容、すなわち信号波の内容、搬送波の周波数、送信出力などにより、無線部44のそれぞれに対応するアンテナ42により電波を送信する。このように、無線部44は、搬送波生成回路、変調器、送信アンプ等を含んで構成されている。また無線部44は、電波の受信時にはアンテナ42によって受信された電波を増幅し、所定の復調処理などを行なうことにより信号波を取り出す。すなわち、無線部44は、受信アンプ、復調器などをも含んで構成される。この無線部44が受信部に対応する。
Similar to the
制御部46は、基地局12の作動を制御するものであって、具体的には無線部44により取り出された信号を処理したり、後述するサーバ14から得られる情報を処理したり、指令に従って基地局12の作動を変更したりする。前記無線部44の作動、より具体的には送信出力や送信周波数などの制御や、無線により送信される信号波の生成などを行なう。制御部46は例えば既知のマイコンなどによって実装される。
The
信号検波部50は、ダイオード、オペアンプ、抵抗やコンデンサから構成される回路であって、無線部44によって受信される電波から、自局あての信号を取り出すための処理が行なわれる。
The
受信強度検出部52は、移動局10から送信される測位のための電波を無線部44が受信した際の受信結果の1つである受信した電波の受信強度を検出する。この受信強度は、瞬時値として検出される瞬時受信強度であって、位相の変化に対応して、すなわち変化する位相のそれぞれの状態について検出される。この受信強度は、後述するサーバ14の測位部66が移動局10の位置の算出などに用いられる。本実施例においては、この受信強度は例えば受信した電波の強度を数値化した指標であるRSSI(receive signal strength indicator)が用いられる。
The reception
時計54は、受信時刻検出部48や制御部46などに時刻情報を供給する。制御部46においては、受信時刻検出部52において逐次検出が行なわれる受信強度の値と時計54から供給される時刻情報とに基づいて、受信強度の時間変化の様子を記録し、後述する通信インタフェース56を介してサーバ14に送信する。
The
ところで、前述のように本実施例においては、移動局10から送信される測位のための電波は、位相変化部28によってその位相が変化されて送信される。一方、本実施例においては、前述のように移動局10から送信される電波は、直接基地局12に到達する直接波および、壁や床面などによって反射した後に間接的に基地局に到達する反射波となって、それぞれ基地局12において受信される。反射波の伝搬距離は直接波に比べて長くなるので、反射波は直接波よりも遅れて基地局12に受信される。したがって、測位のための電波における位相の変化は前記直接波および反射波の両方に表わされるが、前記反射波における位相の変化は、直接波における位相の変化よりも遅れて基地局12において検出される。
Incidentally, as described above, in the present embodiment, the positioning radio wave transmitted from the
図8は、基地局12において受信される測位のための電波の受信強度の時間変化を、直接波成分と反射波成分とに分離して表した概念図である。図8に示すように、移動局10から送信される測位のための電波における位相の変化は、直接波においてはそれぞれ時刻Tc1、Tc2、Tc3において検出される。一方反射波においては前記位相の変化は、それぞれ時刻Tc1’、Tc2’、Tc3’において検出される。そして、Tc1およびTc1’、Tc2およびTc2’、Tc3およびTc3’はそれぞれ時間tdiffずつ離れている。この時間tdiffが、直接波と間接波との伝搬距離の違いに基づく、両者の伝搬時間の差である。
FIG. 8 is a conceptual diagram showing the time change of the reception intensity of the radio wave for positioning received at the
図9は、移動局10から送信される測位のための電波における位相を所定のパターンに沿って変化させた場合において、前記所定のパターン、基地局12における直接波および反射波の位相の変化、および前記直接波の位相と反射波の位相との位相差を同一の時間軸により表現した図である。図9の上段に示すように、移動局10においては、位相変化部28のステップ数MがM=4とされ、位相変化量Δφiをπ/4単位で増加させることができるようにされている。そして、移動局10から送信される測位のための電波は、当初0とされていた位相が、前記位相変化部28により時刻Ts1から所定の時間間隔tsごとに、位相変化量Δφiであるπ/4、3π/4、6π/4、10π/4、15π/4、21π/4、28π/4、36π/4、…のように変化させられる。すなわち、本実施例における前記所定のパターンとは、送信する測位のための電波の位相を所定の時間tsごとに、π/4、2π/4、3π/4、4π/4、5π/4、6π/4、7π/4、8π/4ずつそれぞれ進めさせるものである。なお、この時間間隔tsの値は、後述する直接波と反射波との伝搬時間の差をtdiffよりも大きい値となるように設定される。
FIG. 9 shows the predetermined pattern, the change in the phase of the direct wave and the reflected wave in the
一方、移動局10から送信される測位のための電波は、移動局10と前記測位のための電波を受信する基地局12との直線距離(直接波の伝搬距離)と電波の速度とによって算出される直接波の伝搬時間ttranの経過後に、基地局12に直接波として到達し、受信される。例えば図9において、時刻Ts1に送信された電波は、時間ttranの経過後である時刻Tc1において基地局12に受信される。また、直接波と反射波との経路の距離差と電波の速度とによって算出される、直接波と反射波との伝搬時間の差をtdiffとすると、直接波が基地局12に受信された後、時間tdiff経過後に、反射波が基地局12に受信される。例えば図9において、時刻Tc1に直接波として基地局12に受信された電波に対応する反射波は、時刻Tc1からさらに時間tdiffの経過後である時刻Tc1’において基地局12に受信される。すなわち、Tc1’−Tc1=tdiffであり、Tc1’−Ts1=tdiff+ttranである。移動局10から送信される測位のための電波における位相の変化も、移動局10における位相の変化から時間ttranの経過後に基地局12において直接波の位相の変化として検出され、さらに時間tdiffの経過後、すなわち移動局10における位相の変化から時間ttran+tdiffの経過後に基地局12において反射波の位相の変化として検出される。
On the other hand, the positioning radio wave transmitted from the
図9の下段は、基地局12において受信される直接波の位相の変化と反射波の位相の変化、および直接波の位相と反射波の位相との位相差の変化を表わしたものである。なお、図9の下段においては、移動局10から送信される測位のための電波の位相の変化前、すなわち時刻Tc1より前に移動局10が直接波として受信する電波の位相を基準(=0)として便宜的に表わされているが、図9の上段における移動局10が送信する測位のための電波の位相とは異なるものであってもよい。
The lower part of FIG. 9 represents the change in the phase of the direct wave and the change in the phase of the reflected wave received by the
ここで、直接波の位相と反射波の位相との位相差に着目する。まず、移動局10から送信される測位のための電波の位相が変化させられる前、すなわち時刻Tc1より前において、基地局12に受信される直接波の位相を0とする。また、このとき、反射波の位相は、直接波の伝搬距離と反射波の伝搬距離との差と電波の波長によって決定される値であるψとすると、両者の位相差はψである。
Here, attention is focused on the phase difference between the phase of the direct wave and the phase of the reflected wave. First, the phase of the direct wave received by the
時刻Tc1を経過すると、直接波の位相は移動局10において時刻Ts1でπ/4だけ進められたものとなるので、それまでよりπ/4だけ進んだもの、すなわちπ/4となる。一方、反射波は、移動局10において時刻Ts1より前、すなわち位相が進められる前に送信された電波が到達するので、反射波の位相は引き続きψとなる。従って、反射波の位相と直接波の位相との差によって定義される両者の位相差はψ−π/4となる。
When the time Tc1 elapses, the phase of the direct wave is advanced by π / 4 at the time Ts1 at the
時刻Tc1’、すなわち時刻Tcから時間tdiffの経過後を経過すると、直接波の位相は引き続きπ/4である一方、反射波の位相も、移動局において時刻Ts1でπ/4だけ進められたものとなるので、それまでよりπ/4だけ進んだもの、すなわちψ+π/4となる。従って、両者の位相差はψとなる。 When the time Tc1 ′, that is, after the elapse of the time t diff from the time Tc, the phase of the direct wave continues to be π / 4, while the phase of the reflected wave is also advanced by π / 4 at the time Ts1 in the mobile station. Therefore, it is advanced by π / 4, that is, ψ + π / 4. Therefore, the phase difference between them is ψ.
時刻Tc2を経過すると、直接波の位相は移動局10において時刻Ts2でさらに2π/4だけ進められたものとなるので、位相を進める前、すなわち時刻Ts1より前より3π/4だけ進んだもの、すなわち3π/4となる。一方、反射波は、移動局10において時刻Ts2より前、すなわち位相がさらに2π/4だけ進められる前に送信された電波が到達するので、反射波の位相は引き続きψ+π/4となる。従って、両者の位相差はψ−2π/4となる。
When the time Tc2 elapses, the phase of the direct wave is further advanced by 2π / 4 at the time Ts2 at the
このように、図9の時間区間Tci<t≦Tc(i+1) (i=1,2,…)のうち、時間区間Tci<t≦Tci’(=Tci+tdiff)においては、基地局12において受信される直接波は、移動局10において時刻Tsiにおいて行なわれた位相の変化後のものである一方、反射波は、移動局10において時刻Tsiにおいて行なわれた位相の変化前のものである。そして、両者の位相差は、ψ−iπ/4となる。
As described above, in the time section Tci <t ≦ Tc (i + 1) (i = 1, 2,...) In FIG. 9, reception is performed by the
また、時間区間Tci’<t≦Tc(i+1)においては、基地局12において受信される直接波、反射波はともに、移動局10において時刻Tsiにおいて行なわれた位相の変化後のものである。そして、両者の位相差はψとなる。
In the time interval Tci ′ <t ≦ Tc (i + 1), both the direct wave and the reflected wave received at the
このように、移動局10が送信する測位のための電波の位相を、前記所定のパターンに従って変化させるごとに、直接波の位相と反射波の位相との位相差がπ/4ずつ増加するように変化する。しがたって、測位のための電波の位相の変化を8回行なうことで、前記位相差を2πだけ変化させることができる。
Thus, each time the phase of the radio wave for positioning transmitted by the
複数の電波が干渉する場合、それぞれの電波の位相によって、干渉の結果が大きく異なる。すなわち、両者が同相であれば受信強度を強め合い、逆相であれば弱め合う。本実施例においても、基地局12において受信される直接波と反射波とは干渉する。一方、直接波の位相と反射波の位相との位相差は、前述の図9で説明したように、測位のための電波の位相の変化に伴って変化する。基地局12の受信強度検出部52で検出される電波の受信強度は、実際には直接波と反射波とが合わさって受信された際の受信強度であるので、直接波と反射波との位相差の変化に伴って変化する干渉は、この受信強度としても現れる。
When a plurality of radio waves interfere with each other, the result of the interference varies greatly depending on the phase of each radio wave. That is, if the two are in phase, the received intensity is strengthened, and if the two are in reverse, they are weakened. Also in the present embodiment, the direct wave and the reflected wave received at the
図9の時間区間Tci<t≦Tci’において、直接波の位相と反射波の位相との位相差は位相変化量Δφiに対応している。従って、位相変化量Δφiを0から2πの間でπ/4のような均等間隔で複数(この場合は8個)個設定しておくことにより、反射波の位相ψの値にかかわらず、直接波の位相と反射波の位相との位相差がほぼ0となる時間区間及びほぼπとなる時間区間が必ず存在する。例えば、ψがπ/2であれば時間区間Tc2<t≦Tc2’において、直接波の位相と反射波の位相との位相差がほぼ0となり、受信強度を強め合い、受信強度が最大となり、時間区間Tc6<t≦Tc6’において、直接波の位相と反射波の位相との位相差がほぼπとなり、受信強度を弱め合い、受信強度が最小となる。 In the time interval Tci <t ≦ Tci ′ in FIG. 9, the phase difference between the phase of the direct wave and the phase of the reflected wave corresponds to the phase change amount Δφi. Therefore, by setting a plurality of (eight in this case) phase change amounts Δφi between 0 and 2π at equal intervals such as π / 4, the phase change amount Δφi is directly set regardless of the value of the phase ψ of the reflected wave. There is always a time interval in which the phase difference between the wave phase and the reflected wave phase is approximately zero and a time interval in which the phase difference is approximately π. For example, if ψ is π / 2, in the time interval Tc2 <t ≦ Tc2 ′, the phase difference between the phase of the direct wave and the phase of the reflected wave is almost 0, the reception strength is strengthened, and the reception strength is maximized, In the time interval Tc6 <t ≦ Tc6 ′, the phase difference between the phase of the direct wave and the phase of the reflected wave is approximately π, the reception strength is weakened, and the reception strength is minimized.
図10は、移動局10から送信される測位のための電波の位相が図9で示したように変化する場合における、基地局12の受信強度検出部52において検出される受信強度の例を説明する図である。図10の横軸は時刻tを表わし、図9の時刻と対応している。図10に示すように、直接波の位相と反射波の位相との位相差がψである場合には受信強度はP0である一方、時間区間Tci<t≦Tci’(=Tci+tdiff)(i=1,2,…8)の各区間においては、直接波の位相と反射波の位相との位相差ψ−iπ/4に応じた受信強度となっている。すなわち、所定のパターンである図5のように変化する位相に対応した受信強度となっている。なお、以下の説明において、時間区間Tci<t≦Tci’(=Tci+tdiff)(i=1,2,…8)を時間区間(i)(i=1,2,…8)とも表記する。後で述べる図11のように、直接波の位相と反射波の位相との位相差ψ−iπ/4に応じた受信強度が得られる時間区間Tci<t≦Tci’(=Tci+tdiff)(i=1,2,…8)での受信強度が必要なので、受信強度検出部52はこの時間区間の値、すなわち所定パターンで変化する位相の位相変化点直後に対応する受信強度である時間区間Tci<t≦Tci’(=Tci+tdiff)(i=1,2,…,8)の受信強度のみを検出結果として出力しても良い。
FIG. 10 illustrates an example of the reception intensity detected by the
図10に示したように、移動局10から送信される測位のための電波の位相が変化させられると、これに伴って各基地局12の受信強度検出部52により検出される受信した電波の受信強度も変化する。この受信強度の変化は、直接波と反射波との伝搬距離の差などに基づいて、各基地局ごとに異なる。図11は、第1基地局12A乃至第4基地局12Dのそれぞれにおいて、受信強度検出部52により検出される受信強度の変化を表わした表である。図11において受信区間(i)(i=1,2,…8)は図10のそれに対応するものである。なお、受信区間(i)の長さは、直接波の伝搬時間と反射波の伝搬時間との差で定義されるところ、反射波の伝搬経路や伝搬距離は各基地局12ごとに異なり、また移動局10と基地局12との距離、すなわち直接波の伝搬距離も各基地局12ごとに異なるので、受信区間(i)の長さは各基地局12ごとに異なるものとなる。図10における各受信強度は、受信区間(i)に対応する直接波の位相と反射波の位相との位相差がψ−iπ/4である時間区間を受信時間区間として受信された電波の受信強度を意味するものであって、各基地局12についての受信区間(i)の長さに関わらない。なお、受信区間(i)における受信強度とは、例えば、受信区間(i)において受信強度検出部52により受信強度の値の検出が複数回行なわれ、その複数回における受信強度の値の平均が用いられる。すなわち、これによれば複数回の平均であっても、所定のパターンで変化する位相に対応した受信強度が得られる。
As shown in FIG. 10, when the phase of the radio wave for positioning transmitted from the
図7に戻って、通信インタフェース56は、基地局12からサーバ14や他の基地局12に対して通信ケーブル18を介して情報の送受信を行なう。例えば各基地局12からサーバ14へは受信時刻検出部48によって検出される測位のための電波の受信時刻についての情報や、受信強度検出部52において検出される電波の受信強度の時間変化についての情報などが通信インタフェース56を介して送信される。またサーバ14から基地局12へは基地局12や移動局10の作動に関する指令などが送信され、通信インタフェース56を介して受信される。
Returning to FIG. 7, the
図12はサーバ14の有する機能の要部を説明する機能ブロック図である。図12に示すように、サーバ14は選択部64、測位部66、通信インタフェース62などを機能的に有して構成される。このサーバ14は例えば、CPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、必要な演算などを実行するようになっている。
FIG. 12 is a functional block diagram for explaining a main part of the functions of the
通信インタフェース62は、前述の基地局12の通信インタフェース56と同様に通信ケーブル18を介して情報の送受信を行なうものであって、具体的にはサーバ14から基地局12に対して情報の送受信を行なう。例えば基地局12に対しその作動を制御するための指令を送信したり、基地局12の受信時刻検出部48によって検出される測位のための電波の受信時刻や、受信強度検出部52によって検出される受信した電波の受信強度などについての情報を基地局12から受信したりする。
The
選択部64は、各基地局12において受信される測位のための電波について、受信強度検出部52によって検出される受信強度の最大値と最小値とに基づいて、移動局10との電波の送受信が良好に行なわれるとされる順に基地局12を順位付けする。また、選択部64は各基地局12に対しなされた順位付けに基づいて、後述する測位部66において移動局10の位置の算出に用いられる基地局12を選択する。
The
選択部64は、次のようにして前記基地局12の順位付けを行なう。まず、選択部64は各基地局12のそれぞれについて、各基地局12の受信強度検出部52によって検出された受信強度の時間変化における最大値および最小値を抽出し、両者の差である受信強度差を算出する。ここで、前記受信強度の時間変化は、前述の図9あるいは図10に示したように、直接波の位相と反射波の位相との位相差が少なくとも2πだけ変化する時間において検出される。
The
選択部64は、算出された各基地局12についての前記受信強度差が小さい順に、移動局10との電波の送受信が良好に行なわれるとして各基地局12の順位付けを行なう。これは、基地局12における受信強度の変動が大きいほど反射波、すなわちマルチパスの影響が大きいことを表わしているためである。
The
また、選択部64は、測位部66において移動局10の位置の算出に必要とされる数の基地局12を、前記順位付けにより移動局10との電波の送受信が良好に行なわれるとされた順に、移動局測位システム8に含まれる基地局12から選択する。測位部66において移動局10の位置の算出に必要とされる基地局12の数は、移動局10の移動する範囲などによって、予め移動局測位システム8に定義される。
In addition, the
選択部64による基地局12の順位付けについて、図11を用いて具体的に説明する。選択部64は、各基地局12における受信強度が図11のに示すように得られると、各基地局12の受信強度の最大値および最小値を抽出し、その受信強度差を算出する。図11の例においては、第1基地局12Aの受信強度の最大値は20、最小値は0であり、受信強度差は20である。同様に第2基地局12Bの受信強度の最大値は15、最小値は5、受信強度差は10であり、第3基地局12Cの受信強度の最大値は25、最小値は−5、受信強度差は30であり、第4基地局12Dの受信強度の最大値は13、最小値は7、受信強度差は6である。この結果、受信強度差の最も小さい第4基地局12Dを移動局10との電波の送受信が最も良好に行なわれる基地局であり、続いて、第2基地局12B、第1基地局12A、第3基地局12Cの順に移動局10との電波の送受信が良好に行なわれると順位付けする。さらに、移動局10が平面上を移動するとして、測位部66において移動局10の位置の算出に必要な基地局が3局であるとされる場合には、前記順位付けにおいて移動局10との電波の送受信が良好に行なわれるとされた順に3局の基地局12を選択する。すなわち、第4基地局12D、第2基地局12B、第1基地局12Aの3局の基地局12が、測位部66において移動局10の位置の算出に用いられる基地局として選択される。
The ranking of the
このように、本発明の移動局測位システム8は移動局10から送信される電波を受信した複数の基地局12から、電波の送受信が良好に行なわれる基地局12を選択する基地局選択システム9を実質的に含んで構成される。この基地局選択システム9における基地局12の選択は本発明の基地局選択方法に基づいて行なわれる。受信強度検出部52の作動が受信強度検出工程に対応し、選択部64の作動が選択工程に対応する。
As described above, the mobile
図12に戻って、測位部66は、選択部64によって選択された基地局12を用いて、移動局10の位置の算出を行なう。具体的には測位部66は、選択部64によって選択された基地局12において、その受信強度検出部52において検出される測位のための電波の受信強度に基づいて、移動局10の位置を算出する。すなわち、測位のための電波の受信強度が、受信結果に対応する。
Returning to FIG. 12, the
測位部66は、各基地局12において測定された測位のための電波の受信強度の時間変化に基づいて、測位のための電波の受信強度を算出する受信強度算出部68を含む。受信強度算出部68は、例えば前述の図10のように各基地局12において得られる、測位のための電波の受信強度の時間変化における最大値と最小値の平均を、その基地局12における測位のための電波の受信強度として算出する。このようにすれば、反射波(マルチパス)の影響を考慮したより精度のよい受信強度の値を算出することができる。
The
図13は、受信強度算出部68による受信強度の算出作動を説明する図である。受信強度算出部68は前述のように、基地局12において測定された測位のための電波の受信強度の最大値Pmaxと最小値Pminとの平均PAV(=(Pmax+Pmin)/2)を算出し、測位のための受信強度の値とする。この値は図13のいて破線で表わされる。一方、本実施例と異なり、移動局10から送信される測位のための電波の位相を変化させない場合には、基地局12における移動局10から送信される測位のための電波の受信強度は、例えば図13におけるPDEFの一定値となる。この受信強度PDEFの値は、直接波と反射波との両方を受信した際の受信強度であって、マルチパスの影響を含んだ値となる。このように受信強度算出部68によって測位のための電波の受信強度を算出することにより、反射波(マルチパス)の影響を考慮したより精度のよい受信強度の値を算出することができる。具体的には、図11を例とすると、第1基地局12Aにおける測位のための電波の受信強度は、その最大値Pmax=20と最小値Pmin=0との平均値PAV=10と算出される。同様に、第2基地局12Bにおける測位のための電波の受信強度は、最大値Pmax=15と最小値Pmin=5との平均値PAV=10、第3基地局12Cにおける測位のための電波の受信強度は、最大値Pmax=25と最小値Pmin=−5との平均値PAV=15、第4基地局12Dにおける測位のための電波の受信強度は、最大値Pmax=13と最小値Pmin=7との平均値PAV=10とそれぞれ算出される。
FIG. 13 is a diagram for explaining the reception intensity calculation operation by the
測位部66は続いて、選択部64により選択された基地局12のそれぞれについて、前記受信強度算出部68により算出される測位のための電波の受信強度の値に基づいて、移動局10の位置を算出する。所定の出力により送信された電波を受信した際の受信強度と、電波の伝搬距離D、すなわち移動局10と基地局12との距離とは、図14に示すように1対1の関係にある。したがって、この図14に示す関係を予めサーバ14の図示しない記憶装置などに記憶しておき、この関係に基づいて各基地局12についての電波の受信強度をそれぞれの基地局12と移動局10との距離に変換することができる。このようにして、測位部66は各基地局12のそれぞれと移動局10との距離を算出する。
Subsequently, the
測位部66は続いて、選択部64により選択された基地局12のそれぞれと移動局10との距離と、予め既知とされ、図示しないサーバ14の記憶装置などに記憶されている各基地局12の位置についての情報とに基づいて、移動局10の位置を算出する。測位部66が、選択部64により選択された基地局の例である第1基地局12A、第2基地局12B、第3基地局12Cを用いて移動局10の位置を算出する過程について、図15を用いて説明する。
The
図15は、測位部66による移動局10の位置の算出の原理を説明する図である。移動局10の位置を表わす座標を(x、y)、選択部64により選択された基地局である、第1基地局12Aの位置を表わす座標が(xa,ya)、第2基地局12Bの位置を表わす座標が(xb,yb)、第3基地局12Cの位置を表わす座標が(xc,yc)であるとすると、これらの関係は次式(1)により得られる。なお、図15における基地局12の配置は説明を簡単にするため図1のものと異なっている。
(xa - x)2 + (ya - y)2= r12
(xb - x)2 + (yb - y)2= r22 ・・・(1)
(xc - x)2 + (yc - y)2= r32
ここで、r1、r2およびr3(m)はそれぞれ、第1基地局12A、第2基地局12B、および、第3基地局12Cのそれぞれから移動局10までの距離であって、前述のように受信強度算出部68によって算出される、各基地局12における測位のための電波の受信強度と例えば図14に示す関係とから得られる値である。そして、測位部66は前記(1)式を解くことにより、移動局10の位置(x,y)を算出する。このように、基地局12の位置およびその基地局12と移動局10との距離に基づいて移動局10の位置を算出する場合、前記(1)式として3本以上の式があれば、移動局10の位置を解として算出することができる。すなわち、移動局10から送信される測位のための電波を少なくとも3局以上の基地局12によって受信できればよい。従って、本実施例においては、選択部64は3局の基地局を選択する。
FIG. 15 is a diagram for explaining the principle of calculation of the position of the
(xa-x) 2 + (ya-y) 2 = r1 2
(xb-x) 2 + (yb-y) 2 = r2 2 (1)
(xc-x) 2 + (yc-y) 2 = r3 2
Here, r1, r2, and r3 (m) are distances from the
図16乃至図18は、本発明の移動局測位システム8における制御作動の一例を説明するフローチャートであって、それぞれ、サーバ14、基地局12、移動局10の作動を説明するフローチャートである。これら図16乃至図18のフローチャートは後述するように相互に連携して実行させられる。
16 to 18 are flowcharts for explaining an example of the control operation in the mobile
まず、サーバ14の制御作動を説明する図16について説明する。図16のステップ(以下「ステップ」を省略する。)SA1においては、サーバ14から各基地局12に対し、移動局10の位置の算出(測位)の実行を指示するための測位指示信号が送信される。この測位指示信号は、(1)複数の基地局12のいずれか1つ(以下「代表基地局」という。)に対し、移動局10に測位のための電波を送信させるための指令を代表基地局12の無線部44から移動局10に送信させる指令と、(2)複数の基地局12のそれぞれに対し、移動局10から送信される測位のための電波を受信し、受信強度検出部52において前記測位のための電波の受信強度を検出させる指令とを含む。このうち、前記(1)の指令は、サーバ14は無線通信のための電波の送受信などについての機能を有していないために、サーバ14から移動局10への指令はいずれかの基地局12の有する無線部44を介して行なわれることによるものであって、前記いずれか1つの基地局12である代表基地局は、例えば、任意に選択される基地局12とされる。本ステップの指令を受信した基地局12においては、後述する図17のフローチャートのステップSB2の判断が肯定される。
First, FIG. 16 for explaining the control operation of the
SA2においては、SA1で送信された指令を受信した各基地局12において検出される測位のための電波の受信強度についての情報の受信が開始される。すなわち後述するように各基地局12においては、測位のための電波の受信強度の検出を行ない、検出された受信結果はサーバ14に送信されることとされており、この各基地局12から送信される受信強度についての情報が受信が開始される。この受信強度についての情報には、基地局12を識別するための情報や、時刻についての情報とその時刻における受信強度についての情報などが含まれる。
In SA2, reception of information about the reception intensity of radio waves for positioning detected in each
SA3においては、SA2で開始した受信において、いずれかの基地局12から受信強度についての情報が受信されたか否かが判断される。いずれかの基地局12における受信強度についての情報が受信された場合には、本ステップの判断が肯定され、SC4が実行される。一方、いずれの基地局12における受信強度についての情報も受信されなかった場合には、本ステップの判断が否定され、引き続き受信が行なわれる。
In SA3, it is determined whether or not information on the reception intensity is received from any of the
SA4においては、SA3で受信されたいずれかの基地局12における受信強度についての情報が記録される。この記録は、各基地局12における受信強度の時間変化として、例えば図11に示すように行なわれる。
In SA4, information on the reception intensity at any of the
SA5においては、移動局測位システム8に含まれる全ての基地局12について受信強度についての情報が受信されたか否かが判断される。全ての基地局12について受信強度についての情報が受信された場合には本ステップの判断が肯定され、SA6以降が実行される。一方受信強度についての情報が受信されていない基地局12がある場合には本ステップの判断が否定され、再びSA3以降が実行され、基地局12から送信される受信強度についての情報の受信が行なわれる。
In SA5, it is determined whether or not the information about the reception intensity has been received for all the
SA5の判断が肯定された場合に実行されるSA6においては、各基地局12において検出される測位のための電波の受信強度についての情報の受信が終了させられる。
In SA6, which is executed when the determination of SA5 is affirmed, reception of information on the reception intensity of radio waves for positioning detected in each
選択部64に対応するSA7においては、SA4で記録された各基地局12における測位のための電波の受信強度に基づいて、後述するSA9において移動局10の位置の算出に用いられる基地局12の選択が行なわれる。具体的には、本ステップにおいては、SA4で記録された各基地局12における測位のための電波の受信強度の時間変化における最大値と最小値との差が算出され、その差が小さい順に移動局10との電波の送受信が良好に行なわれるとして順位付けが行なわれる。そして、その順位付けに基づいて、移動局10との電波の送受信が良好に行なわれる順に、SA9において移動局10の位置の算出に用いられる数の基地局12が選択される。
In SA7 corresponding to the
受信強度算出部68に対応するSA8においては、SA4で記録された各基地局12における測位のための電波の受信強度の時間変化に基づいて、各基地局における測位のための電波の受信強度の値が算出される。具体的には、本ステップにおいては、SA4で記録された各基地局12における測位のための電波の受信強度の時間変化における最大値Pmaxと最小値Pminとの平均PAVが算出され、算出された平均PAVの値がその基地局12における測位のための電波の受信強度の値とされる。
In SA8 corresponding to the reception
測位部66に対応するSA9においては、SA7で移動局10の位置の算出に用いるとして選択された基地局についてSA8で算出された測位のための電波の受信強度の値、予め既知とされている各基地局12の位置についての情報、および予め記憶されている各基地局と、例えば図14に示すような、移動局10から所定の出力により送信された電波を受信した際の基地局12における受信強度と、電波の伝搬距離、すなわち移動局10と基地局12との距離についての関係、などに基づいて、移動局10の位置の算出が行なわれる。具体的には、SA8で算出された測位のための電波の受信強度PAVの値と、前記受信強度と電波の伝搬距離とについての関係とから、各基地局12のそれぞれと移動局10との距離ri(i=1,2,3,…)が算出される。そして算出された距離riと、予め既知とされている各基地局12の位置(xn,yn)(n=a,b,c,…)とが前記(1)式に示す関係式により表わされ、これを解くことにより移動局10の位置(x,y)が算出される。
In SA9 corresponding to the
図17は基地局12における制御作動を説明するフローチャートであって、移動局測位システム8に含まれる各基地局12ごとに実行される。まずステップ(以下「ステップ」を省略する。)SB1においては、図16のSA1においてサーバ14から送信される、測位の実行を指示する信号である測位指示信号の受信が開始される。
FIG. 17 is a flowchart for explaining the control operation in the
SB2においては、サーバ14からの測位指示信号が受信されたか否かが判断される。サーバ14からの測位指示信号が受信された場合には本ステップの判断が肯定され、SB3以降が実行される。サーバ14からの測位指示信号が受信されていない場合には本ステップの判断が否定され、引き続きSB2が実行され、サーバ14からの測位指示信号の受信が行なわれる。
In SB2, it is determined whether or not a positioning instruction signal from the
SB3は、SB2の判断が肯定された場合に実行されるステップであって、図16のSA1においてサーバ14から送信され、SB2で受信された測位指示信号に、移動局10に測位のための電波を送信させるための指令を無線部44から移動局10に送信させる指令が含まれていた場合に実行される。このSB3においては、移動局10に対し、測位のための電波を送信させるための指令が無線部44から送信される。すなわち、本ステップSB3が実行される基地局12は前記代表基地局に対応する。
SB3 is a step executed when the determination of SB2 is affirmed, and is a radio wave for positioning to the
SB4においては、移動局10から送信される測位のための電波の受信が開始される。すなわち後述する図18のフローチャートで説明するように、移動局10からはSB3により代表基地局から送信される指令に基づいて測位のための電波が送信されるためである。具体的には例えば、制御部46により無線部44の作動状態が制御され、無線部44が電波を受信する受信部として機能させられる。
In SB4, reception of radio waves for positioning transmitted from the
SB5においては、移動局10から送信される測位のための電波が受信されたか否かが判断される。移動局10から送信される測位のための電波が受信された場合には本ステップの判断が肯定され、SB6以降が実行される。移動局10から送信される測位のための電波が受信されていない場合には本ステップの判断は否定され、再度SB5が実行され、移動局10から送信される測位のための電波の受信が実行される。
In SB5, it is determined whether a radio wave for positioning transmitted from the
受信強度検出部52に対応するSB6においては、SB5で受信された測位のための電波の受信強度が検出される。例えば予め定められた所定のサンプリングタイムごとに受信強度の検出が繰り返し行なわれる。
In SB6 corresponding to the reception
SB7においては、SB6で検出される測位のための受信強度を含む、受信強度についての情報がサーバに送信される。このとき、受信強度についての情報には例えば、SB6で検出された受信強度に加え、その検出時刻についての情報が含まれるようにしてもよい。 In SB7, information about the reception strength including the reception strength for positioning detected in SB6 is transmitted to the server. At this time, the information on the reception strength may include, for example, information on the detection time in addition to the reception strength detected in SB6.
SB8においては、測位のための電波の受信を開始してから、すなわちSB5の判断が肯定されてからの経過時間である受信時間の値が、予め定められた時間である2*M*tsを上回ったか否かが判断される。この時間の長さ2*M*tsの値は、後述するように、移動局10において直接波の位相と反射波の位相との位相差が2πだけ異なるまで変化させるのに要する時間、すなわち後述する図18のフローチャートにおいてSC4からSC12までが実行されるのに要する時間である。
In SB8, the value of the reception time, which is the elapsed time since the reception of the radio wave for positioning is started, that is, the determination of SB5 is affirmed, is 2 * M * ts, which is a predetermined time. It is determined whether or not the number has been exceeded. As will be described later, the value of the length of
SB9においては移動局10から送信される測位のための電波の受信が終了させられる。
In SB9, reception of radio waves for positioning transmitted from the
図18は、移動局10における制御作動の概要を説明するフローチャートである。まずステップ(以下「ステップ」を省略する。)SC1においては、図17のSB3において代表基地局から送信される測位指示信号の受信が行なわれる。
FIG. 18 is a flowchart for explaining the outline of the control operation in the
SC2およびSC3は位相変化部28の送信信号発生部30に対応する。まず、SC1において測位指示信号が受信された場合に実行されるSC2においては、位相の変化回数を表わす変数iと、I値およびQ値を決定するための変数θ0がそれぞれ初期化され、その値が0とされる。
SC2 and SC3 correspond to the transmission
SC3においては、I信号およびQ信号の値が、それぞれSC2で設定されたθ0の値に基づいて、I=cosθ0、Q=sinθ0のように算出される。 In SC3, the value of the I and Q signals, based on the value of theta 0 set in SC2, respectively, are calculated as I = cosθ 0, Q = sinθ 0.
位相変化部28、および制御部26により送信状態とされた無線部23、すなわち送信部25に対応するSC4においては、I信号およびQ信号の値がSC3で算出された値に設定される。すなわち、設定されたI信号およびQ信号に基づいて変調が行なわれることにより、位相角をθ0とする測位のための電波の生成され、所定の出力により無線により送信される。また、電波の送信時間を表わす変数tの値が初期化され、その値が0とされる。
In the
SC5においては、電波の送信時間を表わす変数tの値が、予め定められた時間間隔tsを上回るか否かが判断される。変数tの値が、時間間隔tsを上回る場合には本ステップの判断が肯定され、SC6が実行される。変数tの値が、予め定められた時間間隔tsを上回っていない場合には、送信中の位相の測位のための電波が引き続き送信され、再度SC5の判断が行なわれる。 In SC5, it is determined whether or not the value of the variable t representing the radio wave transmission time exceeds a predetermined time interval ts. If the value of the variable t exceeds the time interval ts, the determination at this step is affirmed and SC6 is executed. When the value of the variable t does not exceed the predetermined time interval ts, the radio wave for positioning the phase being transmitted is continuously transmitted, and the determination of SC5 is performed again.
SC6においては、位相の変化の回数を表わす変数iの値が1だけ増加させられる。 In SC6, the value of the variable i representing the number of phase changes is increased by one.
位相変化部28の送信信号発生部30に対応するSC7においては、予め定められたパターンに従って測位のための電波の位相の変化量Δθが算出される。具体的には位相の変化量Δθは、予め定められたステップ数Mと、位相の変化回数を表わす変数iとを用いて、Δθ=π*i/Mのように算出される。
In SC7 corresponding to the transmission
SC8においては、SC7で算出される位相の変化量Δθの値が2πを上回っているか否かが判断される。この位相の変化量Δθは、測位のための電波が基地局12で受信される際に、直接波が位相の変化後のものである一方、反射波は位相の変化前のものである場合の直接波の位相と反射波の位相との位相差と、直接波および反射波がともに位相の変化前もしくは変化後のものである場合の直接波の位相と反射波の位相との位相差との差に対応するものである。しがたって、位相の変化量Δθの値が2πを上回ると、前記ステップ数Mの条件下において直接波の位相と反射波の位相との位相差のすべての態様について発生させたことになる。そこで位相の変化量Δθの値が2πを上回った場合には本ステップの判断が肯定され、前記所定のパターンに従って位相を変化させる測位のための電波の送信が完了したとして、SC12が実行される。また、位相の変化量Δθの値が2πを上回っていない場合には、SC9が実行される。
In SC8, it is determined whether or not the phase change amount Δθ calculated in SC7 exceeds 2π. This phase change amount Δθ is obtained when the direct wave is the one after the phase change when the positioning radio wave is received by the
SC9乃至SC10は、位相変化部28の送信信号発生部30に対応する。まず、SC9においては、SC7で算出された位相の変化量Δθに基づいて、測位のための電波の変化後の位相角の値θiが算出される。具体的には、変化後の位相角の値θiは、変化前の位相角の値θi−1とSC7で算出された位相の変化量Δθを用いて、θi=θi−1+Δθのように算出される。
SC9 to SC10 correspond to the transmission
SC10においては、SC9で算出された位相角θiを実現するためのI信号およびQ信号の値が、I=cosθi、Q=sinθiのように算出される。 In SC10, the value of the I and Q signals for realizing the phase angle theta i calculated in SC9 is, I = cos [theta] i, is calculated as Q = sin [theta i.
位相変化部28、および制御部26により送信状態とされた無線部23、すなわち送信部25に対応するSC11においては、I信号およびQ信号の値がSC10算出された値に設定される。すなわち、設定されたI信号およびQ信号に基づいて変調が行なわれることにより、位相角をθiとする測位のための電波の生成され、所定の出力により無線により送信される。また、電波の送信時間を表わす変数tの値がリセットされ、その値が0とされた後、再度送信時間の計測が行なわれる。
In the
SC8の判断が肯定された場合に実行されるSC12においては、前記所定のパターンに従って位相を変化させる測位のための電波の送信が完了したとして、測位のための電波の送信が終了させられる。 In SC12 executed when the determination in SC8 is affirmed, transmission of radio waves for positioning is terminated assuming that transmission of radio waves for positioning that changes the phase according to the predetermined pattern is completed.
前述の実施例によれば、受信強度検出部52により、移動局10と複数の基地局12とのいずれか一方により送信される所定のパターンにより位相が変化させられる電波が他方により受信され、受信強度の最大値Pmaxと最小値Pminとが基地局12ごとに検出され、選択部64により、受信強度検出部52によって複数の基地局12ごとに検出される受信強度の最大値Pmaxと最小値Pminとに基づいて、移動局10との電波の送受信が良好に行なわれる基地局12が選択されるので、所定のパターンにより位相が変化させられる電波の受信強度の最大値Pmaxと最小値Pminとに基づいて、マルチパスによる干渉等の影響が小さく、移動局10との電波の送受信が良好に行なわれる基地局12を選択することができる。
According to the above-described embodiment, the reception
また前述の実施例によれば、選択部64は、受信強度の最大値Pmaxと最小値Pminとの差の大きさが小さいほど移動局10との無線通信が良好に行なわれる基地局12であるとして、基地局12を選択するので、送信される電波の位相を変化させた場合であっても、受信強度の値における変動が小さいことに基づいて、マルチパスによる干渉等の影響が小さい基地局12を、移動局10との無線通信が良好に行なわれる基地局12として選択することができる。
Further, according to the above-described embodiment, the
また前述の実施例によれば、移動局測位システム8において、移動可能な移動局10の有する位相変化部28により、位相を所定のパターンにより変化させた送信波が生成され、送信部25により、生成された送信波が所定の出力により送信され、既知の位置に設置された複数の基地局12の有する受信部としての無線部44により、移動局10から送信される電波が受信され、受信強度検出部52により、受信された電波の受信強度が検出され、さらに、サーバ14の選択部64により、基地局12ごとに受信強度検出部52によって検出される受信強度の最大値Pmaxと最小値Pminとに基づいて、移動局10との電波の送受信が良好に行なわれる基地局12が選択され、測位部66により、選択部64によって選択された基地局12により受信される電波の受信結果である受信強度(RSSI)に基づいて移動局10の位置が算出されるので、所定のパターンにより位相が変化させられる電波の受信強度の最大値Pmaxと最小値Pminとに基づいて、マルチパスによる干渉等の影響が小さく、移動局10との電波の送受信が良好に行なわれる基地局12を選択することができるとともに、移動局10との電波の送受信が良好に行なわれるとして選択された基地局12における受信強度を用いて移動局10の位置の算出が行なわれるので、精度のよい移動局10の位置の算出を行なうことができる。
Further, according to the above-described embodiment, in the mobile
また前述の実施例によれば、選択部64は、受信強度の最大値Pmaxと最小値Pminとの差の大きさが小さいほど移動局10との無線通信が良好に行なわれる基地局12であるとして、基地局12を選択するので、送信される電波の位相を変化させた場合であっても、受信強度の値の変動が小さいことに基づいて、マルチパスによる干渉等の影響が小さい基地局12を、移動局10との無線通信が良好に行なわれる基地局12として選択することができる。
Further, according to the above-described embodiment, the
また前述の実施例によれば、測位部66は、受信強度算出部68を有し、受信強度算出部68は、選択部64によって選択される基地局12により受信される電波について、受信強度検出部52により検出される受信強度の最大値Pmaxと最小値Pminとの平均PAVを、基地局12に関する受信結果として算出する。また、測位部66は受信強度算出部68によって算出される受信強度を用いて移動局10の位置を算出するので、受信結果として、マルチパスによる干渉等の影響を低減した値が用いられるので、測位部66による移動局10の位置の算出を精度よく行なうことができる。
Further, according to the above-described embodiment, the
また前述の実施例によれば、移動局10は位相変化部28および送信部25としての無線部23を有し、位相変化部28は、位相を所定のパターンにより変化させた送信波を生成し、送信部25は生成された送信波を所定の出力により送信するので、移動局測位システム8において好適に用いられることができる。
Further, according to the above-described embodiment, the
また前述の実施例によれば、基地局12は受信部としての無線部44および受信強度検出部52を有し、無線部44は電波を受信し、受信強度検出部52は無線部44によって受信された電波の受信強度を検出するので、移動局測位システム8において好適に用いられることができる。
Further, according to the above-described embodiment, the
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this invention is applied also in another aspect.
例えば、前述の実施例においては移動局10は平面上を移動するものとされたが、かかる態様に限られず、空間(3次元)を移動するものであってもよい。この場合、移動局10の位置を表わす座標(x,y,z)を未知数として前記(1)式に対応する式が導出されればよい。
For example, in the above-described embodiment, the
また、前述の実施例においては、測位部66は選択部64で選択された各基地局12における測位のための電波の受信強度に基づいて、それら各基地局12のそれぞれと移動局10との距離ri(i=1,2,…)を算出し、この距離と予め既知とされた各基地局12の位置についての情報とから移動局10の位置を算出した。ここで、各基地局12と移動局10との距離riは、測位のための電波の受信強度に基づいて算出することに限られない。具体的には例えば、測位のための電波の移動局10における送信時刻および各基地局12における受信時刻から算出される測位のための電波の伝搬時間に、予め既知である電波の速度を乗ずるなどして算出してもよい(TOA(time of arrival)方式)。また、複数の基地局12における電波の受信時刻差に基づいて移動局10の位置の算出を行なうこともできる(TDOA(time difference of arrival)方式)。これらの場合、好適には移動局10が送信する測位のための電波にはPN(Pseudo Noise;疑似雑音)符号などの拡散符号が含められる。PN符号は、相関に鋭いピークを生ずるので、受信側である基地局12において公知のマッチドフィルタ等を用いて、受信された電波から取り出されたPN符号と、予め記憶されている前記PN符号と同一の符号であるレプリカ符号との相関値を逐次算出し、その相関値がピークを生じたことに基づいて同期検出を行なうことができる。すなわち、相関値がピークを生じた時刻を、例えば基地局12の時計54を参照して同期時刻として検出し、移動局10から送信される電波の受信時刻とすることにより、精度のよい受信時刻の検出が可能となる。
Further, in the above-described embodiment, the
前述の実施例においては、選択部64、測位部66、受信強度算出部68などはサーバ14の有する機能であるとされたが、これに限られない。例えばこれらをいずれかの基地局12の有する機能とすることも可能である。このようにすれば、サーバ14を設ける必要がない。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施例において、受信強度検出部52が検出する各受信区間(i)(i=1,2,…)における受信強度の値は、その受信区間において複数回行なわれる検出の平均値とされたが、これに限られず、1回の検出により得られた値であってもよい。
In the above-described embodiment, the value of the reception intensity in each reception section (i) (i = 1, 2,...) Detected by the reception
前述の実施例においては、測位のための電波は移動局10から送信され、各基地局12により受信されるものであったが、このような態様に限られない。すなわち、移動局10が受信強度検出部52を有し、各基地局12が位相変化部28を有するとともに、移動局10の無線部23を受信部、各基地局12の無線部44を送信部として機能させることにより、各基地局12のそれぞれから送信される測位のための電波を移動局10の無線部23によりそれぞれ受信し、受信した電波に対し受信強度の検出を行なうことも可能である。
In the above-described embodiment, the radio wave for positioning is transmitted from the
また、前述の実施例においては、選択部64は、測位部66において移動局10の位置の算出に必要な基地局12の全てを、移動局10との無線通信が良好に行なわれる順の順位付けに基づいて選択するものとされたが、このような態様に限られない。例えば、測位部66による移動局10の位置の算出の際に、必ず用いられる基地局12が予め設定されている場合などにおいては、測位部66において移動局10の位置の算出に用いられる基地局12のうち、その必ず用いられる基地局12以外の基地局を選択するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施例においては、移動局測位システム8は受信強度算出部68を含んで構成され、測位部66は受信強度算出部68によって算出される受信強度に基づいて移動局10の位置の算出を行なうものとされたが、このような態様に限られない。例えば移動局10から送信される測位のための電波について、例えば位相の変化前など、予め定められた時刻に検出される受信強度の値に基づいて移動局10の位置の算出を行なうこともできる。このように、移動局測位システム8は受信強度算出部68を含まない場合であっても一定の効果が得られる。
In the above-described embodiment, the mobile
また前述の実施例においては、移動局測位システム8が壁20で囲まれるように配置され、反射波が発生するとされたが、これは反射波の影響がある場合の一例であり、壁による反射波が発生する状況に限定されない。例えば床面等でも起りうる。
In the above-described embodiment, the mobile
また、前述の実施例においてはステップ数MがM=4のように設定され、移動局10から送信される測位のための電波の位相の変化についての所定のパターンは、当初0とされていた位相が、所定の時間間隔tsごとに、π/4、3π/4、6π/4、10π/4、15π/4、21π/4、28π/4、36π/4、…のようにπ*i/Mずつ増加させられるものであったが、このような態様にかぎられない。具体的には例えば、ステップ数Mの値は4に限られないし、また当初の位相角の値は0に限定されるものではない。すなわち、直接波の位相と反射波の位相との位相差が、位相の変化に合わせて変化するものであればよい。
Further, in the above-described embodiment, the number of steps M is set as M = 4, and the predetermined pattern regarding the change in the phase of the radio wave for positioning transmitted from the
また、前述の実施例においては、基地局12の制御部46は、位相角の測位のための電波を受信し、その受信強度を検出する毎に、その受信強度についての情報をサーバ14に送信するようにしたが(SB6乃至SB8を反復実行)、このような態様に限られない。例えば、基地局12の制御部46は全ての種類の位相角の測位のための電波を受信し、それらの受信強度を検出し終えた後に、一括してそれらの受信強度についての情報をサーバ14に送信してもよい。あるいは、受信強度検出部52において検出される受信強度の値についての情報をサーバ14に逐次送信し、サーバ14において受信強度の時間変化についての情報を生成させてもよい。
In the above-described embodiment, the
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。 In addition, although not illustrated one by one, the present invention is implemented with various modifications within a range not departing from the gist thereof.
10:移動局
12:基地局
8:移動局測位システム
28:位相変化部
25:送信部
44:基地局の無線部(受信部)
52:受信強度検出部
64:選択部
66:測位部
10: Mobile station 12: Base station 8: Mobile station positioning system 28: Phase changing unit 25: Transmitting unit 44: Radio unit (receiving unit) of base station
52: Reception strength detection unit 64: Selection unit 66: Positioning unit
Claims (7)
前記一方が送信する所定のパターンにより位相が変化させられる電波を前記他方が受信し、該所定のパターンで変化する位相に対応した瞬時受信強度を前記基地局ごとに検出する受信強度検出工程と、
該受信強度検出工程によって前記複数の基地局ごとに検出される前記瞬時受信強度の最大値と最小値とに基づいて、前記移動局との電波の送受信が良好に行なわれる基地局を選択するための選択工程と、を有し、
前記所定のパターンは位相が変化する前後の位相の差である位相変化量の最大値が2πラジアンであり、位相変化量の値が0度から最大値の間で略均等の間隔で複数個存在するような位相変化となるパターンであること、
を特徴とする基地局選択方法。 A base station selection method for selecting a base station in which radio waves transmitted from either one of a mobile station and a plurality of base stations are received by the other and radio waves are successfully transmitted / received to / from the mobile station. ,
A reception intensity detection step of detecting, for each base station, an instantaneous reception intensity corresponding to a phase that is changed in phase by the predetermined pattern, wherein the other receives a radio wave whose phase is changed by a predetermined pattern transmitted by the one;
In order to select a base station that can satisfactorily transmit and receive radio waves with the mobile station based on the maximum and minimum values of the instantaneous reception strength detected for each of the plurality of base stations by the reception strength detection step. And a selection process of
The predetermined pattern has a maximum phase change amount of 2π radians, which is a phase difference before and after the phase change, and a plurality of phase change values exist at substantially equal intervals between 0 degree and the maximum value. A pattern that results in a phase change,
A base station selection method characterized by the above.
を特徴とする請求項1に記載の基地局選択方法。 The selecting step selects the base station as a base station that performs better wireless communication with the mobile station as the magnitude of the difference between the maximum value and the minimum value of the instantaneous reception strength is smaller;
The base station selection method according to claim 1.
前記一方は、位相を所定のパターンにより変化させた送信波を生成する位相変化部と、
該位相変化部により生成される送信波を所定の出力により送信する送信部とを有し、
前記他方は、前記一方から送信される電波を受信する受信部と、
該受信部により受信された電波の瞬時受信強度を検出する受信強度検出部とを有し、
該受信強度検出部により、前記基地局ごとに検出される瞬時受信強度の最大値と最小値とに基づいて、前記移動局との電波の送受信が良好に行なわれる基地局を選択する選択部と、
該選択部によって選択された前記基地局から送信、もしくは該基地局により受信される電波の受信結果に基づいて前記移動局の位置を算出する測位部と、を有し、
前記所定のパターンは位相が変化する前後の位相の差である位相変化量の最大値が2πラジアンであり、位相変化量の値が0度から最大値の間で略均等の間隔で複数個存在するような位相変化となるパターンであること、
を特徴とする移動局測位システム。 Mobile station positioning in which the other receives a radio wave transmitted from one of a movable mobile station and a plurality of base stations installed at a known position, and calculates the position of the mobile station based on the reception result A system,
The one side generates a transmission wave whose phase is changed according to a predetermined pattern; and
A transmission unit that transmits the transmission wave generated by the phase change unit with a predetermined output;
The other is a receiving unit that receives radio waves transmitted from the one;
A reception intensity detection unit that detects an instantaneous reception intensity of the radio wave received by the reception unit;
A selection unit that selects a base station that performs good radio wave transmission and reception with the mobile station based on the maximum and minimum values of instantaneous reception strength detected for each base station by the reception strength detection unit; ,
A positioning unit that calculates the position of the mobile station based on a reception result of radio waves transmitted from the base station selected by the selection unit or received by the base station;
The predetermined pattern has a maximum phase change amount of 2π radians, which is a phase difference before and after the phase change, and a plurality of phase change values exist at substantially equal intervals between 0 degree and the maximum value. A pattern that results in a phase change,
A mobile station positioning system.
を特徴とする請求項3に記載の無線局選択システム。 The selection unit selects the base station as a base station that performs better wireless communication with the mobile station as the magnitude of the difference between the maximum value and the minimum value of the instantaneous reception strength is smaller;
The radio station selection system according to claim 3.
を特徴とする請求項3に記載の移動局測位システム。 The positioning unit is an average of the maximum value and the minimum value of the instantaneous reception intensity detected by the reception intensity detection unit for radio waves transmitted from the base station selected by the selection unit or received by the base station. The mobile station positioning system according to claim 3, wherein the position of the mobile station is calculated as a reception result related to the base station.
該位相変化部により生成される送信波を所定の出力により送信する送信部とを有し、
請求項3乃至5のいずれか1に記載の移動局測位システムを構成する移動局。 A phase change unit that generates a transmission wave by changing the phase according to a predetermined pattern;
A transmission unit that transmits the transmission wave generated by the phase change unit with a predetermined output;
A mobile station constituting the mobile station positioning system according to any one of claims 3 to 5.
該受信部により受信された電波の瞬時受信強度を検出する受信強度検出部とを有し、
請求項3乃至5のいずれか1に記載の移動局測位システムを構成する基地局。 A receiver for receiving radio waves;
A reception intensity detection unit that detects an instantaneous reception intensity of the radio wave received by the reception unit;
The base station which comprises the mobile station positioning system of any one of Claim 3 thru | or 5.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|---|
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JP2013003084A (en) * | 2011-06-21 | 2013-01-07 | Mitsubishi Electric Corp | Positioning device and positioning method |
JP2017156195A (en) * | 2016-03-01 | 2017-09-07 | Necプラットフォームズ株式会社 | Wireless communication system, wireless communication device, position detection method, and program |
-
2008
- 2008-12-02 JP JP2008307924A patent/JP2010135938A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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