JP3840412B2 - 無線端末装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は無線信号を使用して現在位置を測定する無線端末装置に関し、特に、高速で受信点の位置を計算するとともに、位置計算に必要な半導体素子のチップ面積を小さくすることができる無線端末装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動通信システムにおいて、基地局から送信される信号を利用して移動端末（無線端末装置）の位置を検出する技術が提案されている。例えば、特開平７−１８１２４２号公報には、符号分割多元接続（CDMA:Code Division Multiple Access）システムにおいて、各基地局の位置と、各基地局から端末機へ送信される信号の伝搬遅延時間差とを用いて、端末機の位置を測定する技術が提案されている。
【０００３】
この移動端末が３つの基地局からの信号を受信するとき、移動端末から基地局までの距離は同一にはならず、基地局から移動端末に到達する信号の強度は基地局毎に異なるものとなる。例えば、移動端末がある基地局の直近に位置する場合には、当該直近に存在する基地局からの信号が強すぎて、当該基地局からの信号による干渉のために、その他の基地局からの信号の受信品質が著しく劣化するいわゆる遠近問題が発生する。この遠近問題が発生した場合、移動端末は位置計算に必要な数の基地局からの信号を受信するすることができなくなる。すなわち、遠近問題が発生する地域において、移動端末は正確に現在位置を計算することができなくなる。この問題を解決するために、干渉キャンセルの手法を用いた方法が提案されている（特開２００１−１６６０２６号公報）。
【０００４】
この従来の移動端末の構成を図１２に示す、アンテナ１００で受信された基地局からの信号は、信号受信部１０１に送られ、受信したセルラ信号に高／中間周波数での受信処理、ベースバンド信号の復調処理及びＡＤ変換処理等の処理が行なわれ受信信号が作成される。そして、信号受信部１０１で作成された受信信号は、受信信号メモリ１０２に蓄積される。受信信号メモリ１０２に蓄積された受信信号は遅延プロファイル作成部１０３に入力される。遅延プロファイル作成部１０３は、例えば、マッチトフィルタを用いて、受信信号メモリ１０２に蓄積された受信信号から遅延プロファイルを作成する。遅延プロファイル作成部１０３で作成された遅延プロファイルは、遅延プロファイルメモリ１０４へ書き込まれ、保持される。遅延プロファイルメモリ１０４へ書き込まれた遅延プロファイルは、位置計算部１０５及び干渉キャンセル判定部１０６に入力される。
【０００５】
干渉キャンセル判定部１０６は、遅延プロファイルメモリ１０４に記憶されている遅延プロファイルを用いて、干渉キャンセルが必要か否かを判定する。受信信号レプリカ作成部１０７は、干渉を除去する必要があるタイミングに対して、遅延プロファイルを用いて受信信号レプリカの振幅値を決定する。加算器１０８は、遅延プロファイルメモリ１０４から読み出した遅延プロファイルから、受信信号レプリカ作成部１０７が算出した受信信号のレプリカを減じて、干渉が除去された受信信号を作成して、受信信号メモリ１０２に書き込む。
【０００６】
位置計算部１０５は、遅延プロファイルメモリ１０４に保持されている干渉が除去された遅延プロファイルを用いて移動端末の現在位置を計算する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した従来の移動端末では、遅延プロファイル作成部１０３において、遅延プロファイルの作成に必要となる積和演算回数が非常に大きくなる。例えば、ＣＤＭＡ方式を用いたセルラシステムであるTIA/EIA/IS-95システムの場合、約１０8個の演算回路が必要となる。さらに、受信信号メモリ１０２へのアクセス時間を考慮すると、遅延プロファイル作成部１０３における遅延プロファイルの作成には数十秒の時間が必要となってしまう。遅延プロファイルを作成するのに必要な時間が長くなると、位置測定の応答が劣化して、位置情報サービスの利便性が低下する。
【０００８】
また、従来の移動端末では、大容量の受信信号メモリを必要とする。例えば、TIA/EIA/IS-95システムの場合、１フレーム分の受信信号の同相成分及び直交成分を蓄え、干渉キャンセルが効果を持つためのビット幅に対応するメモリを備えた場合、受信信号メモリは約１０6bitの容量が必要となる。さらに、位置測定の精度を向上させ、受信信号の品質を向上させるためにはこれ以上の容量のメモリが必要となる。移動端末へ大容量メモリを搭載することは、移動端末の大きさを大きくして、移動端末の携帯性を低下させ、移動端末のコストを上昇させる原因となる。
【０００９】
本発明は位置計算速度を向上させつつ、移動端末内へのメモリ搭載量を削減できる移動端末を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る無線端末装置は、複数の無線局から送信された信号を受信して、現在位置を計算する無線端末装置であって、前記受信信号を用いて該受信信号の遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成手段と、前記遅延プロファイル作成手段で作成された遅延プロファイルを保持する遅延プロファイル保持手段と、前記遅延プロファイルから干渉成分を除去する干渉除去手段と、前記遅延プロファイル保持手段に保持された、前記干渉成分が除去された遅延プロファイルを用いて受信点の位置を計算する位置計算手段と、を備え、前記干渉除去手段は、前記遅延プロファイル保持手段に保持されている遅延プロファイルから干渉として除去する遅延プロファイルの複製を作成する遅延プロファイルレプリカ作成手段と、前記遅延プロファイルレプリカ作成手段で作成された遅延プロファイルの複製と、前記遅延プロファイル保持手段に保持されており前記遅延プロファイルの複製の作成に用いられた遅延プロファイルとを演算して、該遅延プロファイルから干渉成分を除去する演算手段と、前記遅延プロファイル作成手段で使用される符号の相関値を保持する相関値保持手段と、を備え、前記遅延プロファイルレプリカ作成手段は、前記相関値を用いて、干渉として除去する遅延プロファイルの複製を作成し、前記相関値保持手段は、前記遅延プロファイル作成手段で相関演算を行う際に使用する系列の系列長の半分以下の位相差に対する自己相関値をそれぞれ保持し、前記相関演算を行う際に使用する系列の系列長の半分以下の位相差の自己相関値を前記遅延プロファイルレプリカ作成手段が使用する場合は、前記相関値保持手段に保持されている該位相差の自己相関値を出力し、前記相関演算を行う際に使用する系列の系列長の半分より大きな位相差の自己相関値を前記遅延プロファイルレプリカ作成手段が使用する場合は、該系列長から該位相差を減じた位相差に対応する自己相関値の複素共役値を出力する。
【００１１】
また、本発明に係る無線端末装置は、複数の無線局から送信された信号を受信して、現在位置を計算する無線端末装置であって、各々対応する符号を用いて、前記複数の無線局からの信号の遅延プロファイルを並列に作成する複数の遅延プロファイル作成手段と、前記複数の遅延プロファイル作成手段で作成された遅延プロファイルを保持する複数の遅延プロファイル保持手段と、前記遅延プロファイルから干渉成分を除去する干渉除去手段と、前記複数の遅延プロファイル保持手段に保持された、前記干渉成分が除去された遅延プロファイルを用いて受信点の位置を計算する位置計算手段と、を備え、前記干渉除去手段は、前記複数の遅延プロファイル保持手段に保持されている遅延プロファイルから干渉として除去する遅延プロファイルの複製を作成する遅延プロファイルレプリカ作成手段と、前記遅延プロファイルレプリカ作成手段で作成された遅延プロファイルの複製と、前記遅延プロファイル保持手段に保持されており前記遅延プロファイルの複製の作成に用いられた遅延プロファイルとを演算して、該遅延プロファイルから干渉成分を除去する演算手段と、前記遅延プロファイル作成手段で使用される符号の相関値を保持する相関値保持手段と、を備え、前記遅延プロファイルレプリカ作成手段は、前記相関値を用いて、干渉として除去する遅延プロファイルの複製を作成し、前記相関値保持手段は、前記遅延プロファイル作成手段で相関演算を行う際に使用する系列の系列長の半分以下の位相差に対応する自己相関値をそれぞれ保持し、前記相関演算を行う際に使用する系列の系列長の半分以下の位相差の自己相関値を前記遅延プロファイルレプリカ作成手段が使用する場合は、前記相関値保持手段に保持されている該位相差の自己相関値を出力し、前記相関演算を行う際に使用する系列の系列長の半分より大きな位相差の自己相関値を前記遅延プロファイルレプリカ作成手段が使用する場合は、該系列長から該位相差を減じた位相差に対応する自己相関値の複素共役値を出力する。
【００１４】
【発明の作用および効果】
本発明の無線端末では、複数の無線局からの信号の遅延プロファイルを作成する複数の遅延プロファイル作成手段を備えたので、遅延プロファイル作成を並列に処理することが可能なることから、位置計算に要する時間を短縮することができ、位置情報サービスの利便性を向上させることができる。
【００１５】
また、拡散符号系列の相関値を保持する相関値保持手段を備えたので、当該相関値を用いて遅延プロファイルのレプリカを作成して、当該レプリカを他の基地局の遅延プロファイルから減じて、干渉キャンセルの処理をすることによって、受信信号メモリを用いない移動端末を実現することができる。これによって位置測定機能を備えた移動端末のハードウェア規模、特にメモリ量を削減することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、TIA/EIA/IS-95を用いた移動通信システムに、本発明を適用する場合の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態の移動端末が位置測定を行う無線システム（移動通信システム）の構成を示す図である。
【００１８】
携帯電話機に代表される移動端末８００の周辺には、移動端末８００と交信する無線局としてのセルラ無線基地局８０１〜８０３が設けられており、これらの基地局には各々異なるＰＮオフセット値が割当てられている。
【００１９】
本発明の実施の形態において、移動端末８００は、少なくとも三つの基地局から送信された信号を受信して、各基地局から到来する信号の伝搬時間差から伝搬距離差を測定し、三つの基地局の位置を既知として、移動端末の位置を測定する。
【００２０】
図２は、本発明の第１の実施の形態の移動端末の構成を示すブロック図である。図１２に示す従来の移動端末の構成と同一の機能を持つ構成には同一の記号が付してある。
【００２１】
アンテナ１００で受信された基地局からの信号は、信号受信部１０１に送られる。信号受信部１０１は、無線部（受信部、送信部）及びベースバンド処理部等で構成されており、無線部はアンテナ１００で受信された基地局からのセルラ信号に高周波信号及び中間周波数信号における増幅、周波数変換等の受信処理を行い、ベースバンド処理部はベースバンド信号における復調処理及びＡＤ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換処理等の処理を行い受信信号を作成する。そして、信号受信部１０１で作成された受信信号は、受信信号メモリ制御部３００を介して、受信信号メモリ１０２１〜１０２Ｎに順に書き込まれる。そして、受信信号メモリ１０２１〜１０２Ｎへ書き込まれた受信信号は、プロファイル作成メモリ制御部３０１を介して、遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎによって読み出され、遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎに入力される（図３、図４参照）。すなわち、受信信号メモリ１０２１〜１０２Ｎは複数の領域に分割されて構成されており（又は、複数のメモリで構成されており）、この複数の異なる領域（又は異なるメモリ）は同時にアクセスすることができ、同時に読み書きができるように構成されている。この受信信号メモリ１０２１〜１０２Ｎの読み書きは、受信信号メモリ制御部３００及びプロファイル作成メモリ制御部３０１によって管理され、受信信号メモリ１０２１〜１０２Ｎへのアクセスが制御されている。具体的には、受信信号メモリ制御部３００は、信号受信部１０１からの受信信号メモリ１０２１〜１０２Ｎへのデータの書き込みアクセスを制御する。また、プロファイル作成メモリ制御部３０１は、遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎによる受信信号メモリ１０２１〜１０２Ｎからのデータの読み出しアクセスを制御する。
【００２２】
遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎは、例えば、マッチトフィルタを用いて構成されており、受信信号と拡散符号系列との相関値を受信タイミング毎に演算し、各受信タイミングにおける、受信信号と拡散符号系列との相関値に応じた値を示す遅延プロファイルを作成する。
【００２３】
ここで、米国のＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システムであり、ＴＩＡ（Telecommunication Industry Association）が制定した標準であるEIA/TIA-95に準拠したシステムの場合について考える。EIA/TIA-95システムでは、全ての基地局は約２６．７ミリ秒周期の同一の拡散符号（ＰＮ符号）を使用する。また、各基地局は基地局を識別するために各基地局に対して予め割り当てられた送信時間差としてパイロットＰＮオフセット（ＰＮオフセット値）を持ち、各基地局は基準タイミングからＰＮオフセット値だけずらして信号を送信している。
【００２４】
移動端末は、受信信号とＰＮ符号との相関値を計算して遅延プロファイルを得ている。例えば、マッチトフィルタを用いて受信信号とＰＮ符号との相関値を計算すると、マッチトフィルタの出力には遅延プロファイル波形が得られる。
【００２５】
遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎで作成された遅延プロファイルは、それぞれ遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎへ書き込まれ、保持される。この遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎは、遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎに対して一対一に設けられている。遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎに保持された遅延プロファイルは、遅延プロファイルメモリ制御部３０２を介して、位置計算部１０５及び干渉キャンセル判定部１０６によって読み出されて、位置計算部１０５及び干渉キャンセル判定部１０６に入力される。
【００２６】
干渉キャンセル判定部１０６は、遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎに記憶されている遅延プロファイルを用いて、遅延プロファイルの同相成分と直交成分とを抽出して遅延プロファイル電力値を得る。そして、遅延プロファイル電力値と閾値とを比較し、干渉キャンセルが必要か否かを判定する（図６参照）。
【００２７】
受信信号レプリカ作成部１０７は、干渉キャンセル判定部１０６において干渉キャンセルを実施する旨の判定がなされたタイミングに対して、当該タイミングの遅延プロファイルの同相成分２００と直交成分２０１との値をもとに、受信信号レプリカの振幅値を決定する。そして決定された受信信号レプリカの振幅値に基づいて受信信号レプリカを作成する。すなわち、受信信号メモリ１０２に記憶された受信信号から干渉キャンセルをすべき信号強度を算出する。
【００２８】
加算器１０８は、受信信号メモリ１０２１〜１０２Ｎに格納されている受信信号を読み出して、この受信信号から、受信信号レプリカ作成部１０７が作成した受信信号レプリカを減算し、干渉が除去された受信信号を作成して、再度受信信号メモリ１０２１〜１０２Ｎに格納する。
【００２９】
以下、図２に示す移動端末を用いて、干渉キャンセルを実施する場合の手順の一例を説明する。移動端末は、第一の基地局に対する遅延プロファイルを作成し、当該プロファイルから受信信号レプリカを作成して受信信号から減算する。こうして得られた受信信号には、第一の基地局からの成分は除去されている。従ってこの受信信号を用いて第二の基地局に対する遅延プロファイルを作成すれば、第二の基地局に対する遅延プロファイルから、第一の基地局の干渉の影響を除去することができる。上記動作を繰返し行うことで、第一及び第二の基地局の干渉の影響を除いて第三の基地局の遅延プロファイルを求めることができ、第一、第二及び第三の基地局の干渉の影響を除いて第四の基地局の遅延プロファイルを求めることができる。このようにして図２に示す移動端末は干渉キャンセルを実現し、距離が近い基地局からの信号による干渉を除去して、いわゆる遠近問題を解決している。
【００３０】
位置計算部１０５は、ＣＰＵはメモリ等の演算に必要な素子で構成され、メモリに記憶されたソフトウェアに従って、遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎに保持されている遅延プロファイルを用いて位置計算に必要な処理をする。すなわち、上記の手順で干渉をキャンセルして得られた遅延プロファイルを用いて、受信点である移動端末の現在位置を計算する。位置計算部１０５の動作としては、例えば、特開平７−１８１２４２で開示された三辺測量の原理を用いた方法がある。
【００３１】
この移動端末の具体的な構成として、受信信号メモリ制御部３００、受信信号メモリ１０２１〜１０２Ｎ、プロファイル作成メモリ制御部３０１、遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎ、遅延プロファイルメモリ制御部３０２及び受信信号レプリカ作成部１０７を一つの半導体装置（ＬＳＩ）として、位置計算に使用するＣＰＵと接続するように構成することができる。また、上記の構成に干渉キャンセル判定部１０６を加えて一つのＬＳＩを構成してもよい。更に、位置計算部１０５も加えて一つのＬＳＩを構成してもよい。
【００３２】
図３は、受信信号メモリ１（１０２１）〜受信信号メモリＮ（１０２Ｎ）の構成を説明する図である。
【００３３】
前述した従来の移動端末（図１２）において必要とされた受信信号メモリ１０２のワード数（アドレス数）をＷ［ワード］とすると、第１の実施の形態の移動端末（図２）において、受信信号メモリはＮ個の領域に分割して設けられているので、受信信号メモリ１〜受信信号メモリＮのワード数はそれぞれＷ／Ｎ［ワード］となる。
【００３４】
受信信号メモリ制御部３００は、信号受信部１０１で作成された受信信号を受信信号メモリ１の先頭アドレスから書き込みを始める。受信信号メモリ制御部３００は受信信号メモリ１の最終アドレスに受信信号の書き込みを終えると、受信信号メモリ２の先頭アドレスに受信信号を書き込む。そして、受信信号メモリ２の最終アドレスに受信信号の書き込むと、受信信号メモリ３の先頭アドレスに受信信号を書き込みを行う。このような処理を繰り返すことによって、信号受信部１０１で作成された受信信号を、受信信号メモリ１から受信信号メモリＮへ、順次、書き込む。受信信号メモリ制御部３００による上記の制御により、信号受信部１０１は、それぞれＷ／Ｎ［ワード］のアドレス空間を持つ受信信号メモリ１〜受信信号メモリＮを、Ｗ［ワード］のアドレス空間を持つ一つのメモリとして扱うことができる。
【００３５】
また、受信信号メモリ制御部３００は、受信信号レプリカ作成部１０７から加算器１０８を介しての受信信号メモリ１〜受信信号メモリＮへのアクセスに関しても、上記と同様の制御を行う。この制御によって、受信信号レプリカ作成部１０７は受信信号メモリ１〜受信信号メモリＮを、Ｗ［ワード］のアドレス空間を持つ一つのメモリとして扱うことができるように、アドレスデコードを行う。
【００３６】
図４は、プロファイル作成メモリ制御部３０１によるアクセス制御の一例を説明する図である。
【００３７】
プロファイル作成メモリ制御部３０１は、Ｎ個設けられた遅延プロファイル作成部１（１０３１）〜遅延プロファイル作成部Ｎ（１０３Ｎ）による受信信号メモリ１〜受信信号メモリＮからの受信信号の読み出しアクセスを制御する。遅延プロファイル作成部１によるアクセスは、受信信号メモリ１、受信信号メモリ２……受信信号メモリＮの順に行われるように、プロファイル作成メモリ制御部３０１によって制御される。また、遅延プロファイル作成部２によるアクセスは、受信信号メモリ２、受信信号メモリ３……受信信号メモリＮ、受信信号メモリ１の順に行われるように、プロファイル作成メモリ制御部３０１によって制御される。同様に、遅延プロファイル作成部Ｎによるアクセスは、受信信号メモリＮ、受信信号メモリ１……受信信号メモリＮ−１の順に行われるように、プロファイル作成メモリ制御部３０１によって制御される。
【００３８】
このように各遅延プロファイル作成部から各受信信号メモリへのアクセス順序を制御することにより、受信信号メモリの同一の領域が複数の遅延プロファイル作成部からアクセスされることがなく、各受信信号メモリは同時に１つの遅延プロファイル作成部からのみの読み出しアクセスを受けることになる。従って、受信信号メモリ１〜受信信号メモリＮのアクセス速度を高速化する必要がなく、より安価なメモリで受信信号メモリを構成することができる。
【００３９】
図５は、遅延プロファイルメモリ１（１０４１）〜遅延プロファイルメモリＮ（１０４Ｎ）の構成を説明する図である。
【００４０】
前述した従来の移動端末（図１２）において必要とされた遅延プロファイルメモリ１０４のワード数（アドレス数）をＶ［ワード］とすると、第１の実施の形態の移動端末（図２）において、遅延プロファイルメモリはＮ個の領域に分割して設けられているので、遅延プロファイルメモリ１〜遅延プロファイルメモリＮのワード数はそれぞれＶ／Ｎ［ワード］となる。
【００４１】
遅延プロファイル作成部１（１０３１）〜遅延プロファイル作成部Ｎ（１０３Ｎ）で作成された遅延プロファイルは、それぞれ対応する遅延プロファイルメモリ１（１０４１）〜遅延プロファイルメモリＮ（１０４Ｎ）へ書き込まれる。すなわち、各遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎには、遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎで作成された遅延プロファイルデータが一つずつ書き込まれる。
【００４２】
遅延プロファイルメモリ制御部３０２は、前記の受信信号メモリ制御部３００と同様の制御を行うことによって、位置計算部１０５及び干渉キャンセル判定部１０６が、それぞれＶ／Ｎ［ワード］のアドレス空間を持つ遅延プロファイルメモリ１〜遅延プロファイルメモリＮを、Ｖ［ワード］のアドレス空間を持つ一つのメモリとして扱うことができるように、アドレスデコードを行う。
【００４３】
図６は、干渉キャンセルの要否の判定を説明する図である。
【００４４】
干渉キャンセル判定部１０６は、遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎに保持されている遅延プロファイルから同相成分２００と直交成分２０１を抽出し、(同相成分)2＋(直交成分)2を演算して、各タイミングにおける遅延プロファイル電力値２０２を得る。この同相成分２００を図６（ａ）に、直交成分２０１を図６（ｂ）に、て遅延プロファイル電力値２０２を図６（ｃ）に示す。そして、干渉キャンセル判定部１０６は遅延プロファイル電力値２０２と予め定められた閾値２０３を比較し、遅延プロファイル電力値が閾値以上となるタイミングを判定し、遅延プロファイル電力値が閾値以上となるタイミングにおいては干渉キャンセルを実施する旨の判定をして、遅延プロファイル電力値が閾値未満となるタイミングにおいては干渉キャンセルを実施しない旨を判定する。この閾値２０３は、例えば、遅延プロファイル電力値２０２の最大値に予め定められた係数を乗算して決定される。
【００４５】
このように、第１の実施の形態の移動端末では、複数の遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎを備えたので、遅延プロファイル作成を並列に処理することができる。このため、位置測定に要する時間を短縮することができ、位置情報サービスの利便性を向上させることができる。
【００４６】
図７は、本発明の第２の実施の形態の移動端末の構成を示すブロック図である。なお、本図において、従来の移動端末（図１２）、第１の実施の形態の移動端末（図２）の構成と同一の機能を持つ構成には同一の記号を付してある。
【００４７】
アンテナ１００で受信された基地局からの信号は、信号受信部１０１に送られる。信号受信部１０１は、無線部（受信部、送信部）及びベースバンド処理部等で構成されており、無線部はアンテナ１００で受信された基地局からのセルラ信号に高周波信号及び中間周波数信号における増幅、周波数変換等の受信処理を、ベースバンド処理部はベースバンド信号における復調処理及びＡＤ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換処理等の処理を行い受信信号を作成する。そして、信号受信部１０１で作成された受信信号は、受信信号メモリに蓄積されることなく、遅延プロファイル作成部１０３に直接入力される。
【００４８】
遅延プロファイル作成部１０３は、例えば、マッチトフィルタを用いて構成されており、受信信号と拡散符号系列との相関値を受信タイミング毎に演算し、各受信タイミングにおける受信信号と拡散符号系列との相関値に応じた値を示す遅延プロファイルを作成する。
【００４９】
遅延プロファイル作成部１０３で作成された遅延プロファイルは、遅延プロファイルメモリ１０４へ書き込まれ、保持される。遅延プロファイルメモリ１０４に保持された遅延プロファイルは、位置計算部１０５及び干渉キャンセル判定部１０６によって読み出されて、位置計算部１０５及び干渉キャンセル判定部１０６に入力される。
【００５０】
干渉キャンセル判定部１０６は、遅延プロファイルメモリ１０４に記憶されている遅延プロファイルを用いて、遅延プロファイル電力値を得る。そして、遅延プロファイル電力値と閾値とを比較し、干渉キャンセルが必要か否かを判定する。この干渉キャンセルの要否の判定は、第１の実施の形態の移動端末と同じ方法（図６）を用いればよい。
【００５１】
遅延プロファイルレプリカ作成部１２０は、干渉キャンセル判定部１０６によって干渉キャンセルを実施する旨が判定されたタイミングの信号が、他のタイミングで相関値演算を行った結果に対して与える干渉を推定し出力する。すなわち、干渉を除去するための遅延プロファイルのレプリカを作成する。
【００５２】
相関値メモリ１２１は、拡散率Ｋを周期とする拡散符号系列のＫ個の相関値を格納している。
【００５３】
加算器１２２は、遅延プロファイルメモリ１０４から遅延プロファイルを読み出し、この遅延プロファイルから、遅延プロファイルレプリカ作成部１２０が算出した遅延プロファイルのレプリカを減算し、干渉が除去された遅延プロファイルを作成して、再度遅延プロファイルメモリ１０４に書込む。
【００５４】
位置計算部１０５は、ＣＰＵはメモリ等の演算に必要な素子で構成され、メモリに記憶されたソフトウェアに従って、遅延プロファイルメモリ１０４に保持されている遅延プロファイルを用いて位置計算に必要な処理をする。すなわち、後述する手順で干渉がキャンセルされた遅延プロファイルを用いて、受信点である移動端末の現在位置を計算する。
【００５５】
以下、図７に示す移動端末を用いて、干渉キャンセルを実施する場合の手順の一例として、移動端末８００が基地局Ａの直近に存在し（図１参照）、基地局Ａからの信号に加え、遠方の基地局Ｂ及び基地局Ｃからの信号を利用して位置計算をする場合の動作を説明する。
【００５６】
信号受信部１０１は受信信号Ｓ(ｔ)を作成する。Ｓ(ｔ)は複素数で表されており、実部が受信信号の同相成分を、虚部成分が受信信号の直交成分を表している。Ｓ(ｔ)は数式１で表される。なお、簡単のためパイロットチャネル成分のみについて記述し、他のチャネル成分や雑音成分については省略する。
【００５７】
【数１】
【００５８】
ここで複素数ＳX(ｔ)は基地局Ｘ(Ｘ＝Ａ、Ｂ、Ｃ)からの信号を表す。
【００５９】
ＳX(ｔ)はさらに数式２で表される。
【００６０】
【数２】
【００６１】
ここで複素数Ｐ(ｔ＋ＴX)は基準タイミング（ｔ＝０）において位相ＴXを持つ拡散符号系列を表す。また実数ＲXは受信信号の振幅値、複素数ｅjθxは受信信号の位相成分を表す。
【００６２】
基地局Ａに対応したタイミングＴA及び基地局Ｂに対応したタイミングＴBで相関値演算を行った結果であるＭ(ＴA)及びＭ(ＴB)は、数式１を考慮すると、ともに複素数で、それぞれ数式３及び数式４で表される。
【００６３】
【数３】
【００６４】
【数４】
【００６５】
ここで実数Ｋは相関値演算時の累算数（拡散率）を、＊は複素共役を表す。
【００６６】
数式３及び数式４は、数式２を利用すると、それぞれ数式５及び数式６で表される。
【００６７】
【数５】
【００６８】
【数６】
【００６９】
ここで拡散符号系列Ｐ(ｔ)の実数及び虚数成分は＋１または−１のいずれかの値としている。
【００７０】
干渉キャンセル判定部１０６は、遅延プロファイルメモリ１０４に格納されている遅延プロファイルの同相成分及び直交成分を用いて(同相成分)2＋(直交成分)2を演算し、遅延プロファイル電力値を得る。そして、干渉キャンセル判定部１０６は各タイミング毎に遅延プロファイル電力値と所定の閾値とを比較し、遅延プロファイル電力値が閾値以上となるタイミングについては干渉キャンセルを実施する旨の判定をし、遅延プロファイル電力値が閾値未満となるタイミングに対しては干渉キャンセルを実施しない旨の判定をする（図６参照）。
【００７１】
次に、本実施の形態において、遅延プロファイルレプリカ作成部１２０が、基地局Ａからの信号（タイミングＴAの信号）が基地局Ｂからの信号（タイミングＴBの信号）に対して与える干渉を推定する動作を説明する。
【００７２】
タイミングＴBで相関値演算を行った結果を示す数式６において、右辺第二項が基地局Ｂからの信号、すなわち所望波に対応する相関値となり、右辺第一項が基地局Ａからの信号、すなわち干渉波に対応する相関値となる。遅延プロファイルレプリカ作成部１２０は上記数式６の右辺第一項を、数式５に示されるタイミングＴAで相関値演算を行った結果Ｍ(ＴA)を用いて推定する。
【００７３】
ここでは基地局Ａの直近に移動端末８００が存在する場合（図１参照）を考えているので、受信信号の振幅値ＲAは受信信号の振幅値ＲBより極めて大きく、受信信号の振幅値ＲAは受信信号の振幅値ＲCより極めて大きくなり、ＲA、ＲB、ＲCについて数式７の関係が成立する。
【００７４】
【数７】
【００７５】
また、数式７に加え、拡散符号系列の相関値は位相が一致しない場合は小さな値となる性質を考慮すると、数式５のＭ(ＴA)は数式８に示すように近似することができる。
【００７６】
【数８】
【００７７】
数式８を用いることで、数式６の右辺第一項は数式９で表現される。
【００７８】
【数９】
【００７９】
拡散率Ｋを拡散符号系列の周期と等しくすると、数式９の｛ ｝内は数式１０で表される。
【００８０】
【数１０】
【００８１】
ここでＬ＝ＴB−ＴAである。拡散率Ｋを拡散符号系列の周期と等しくしたので、Ｌ＝０、１、…、Ｋ−１である。よって全てのＬの値について数式１０から得れる相関値は予め計算可能となる。
【００８２】
図８は、相関値メモリ１２１への相関値の格納方法の一例を説明する図である。図８に示す格納方法では、Ｌ＝０からＬ＝Ｋ−１までの相関値（数式１０の右辺）が、Ｌをアドレスとして順に格納されている。
【００８３】
図９は、相関値メモリ１２１への相関値の別な格納方法を説明する図である。図９に示す格納方法では、図８に示す格納方法と異なり相関値の格納に必要となる相関値メモリ１２１の容量を約半分に削減することができる。
【００８４】
数式１０で拡散率Ｋを拡散符号系列の周期と等しくした場合、数式１１が成立する。
【００８５】
【数１１】
【００８６】
ここでＬ’＝１、２、…、ceiling(Ｋ／２)とする。なおceiling(ｘ)はｘ以上の最小の整数を与える関数である。
【００８７】
数式１１を用いることによって、数式１０においてＬ＝ceiling(Ｋ／２)＋１、 ceiling(Ｋ／２)＋２、…、Ｋ−１の場合の相関値は、Ｋが偶数の場合はそれぞれＬ＝ceiling(Ｋ／２)−１、ceiling(Ｋ／２)−２、…、１の相関値から求めることができ、Ｋが奇数の場合はそれぞれＬ＝ceiling(Ｋ／２)−２、ceiling(Ｋ／２)−３、…、１の相関値から求めることができる。そして、本方法を用いる場合の相関値は相関値メモリ１２１に図９に示すように格納される。本方法を用いることによって、相関値メモリの容量を図８に示す格納方法の約半分に削減することができる。
【００８８】
数式９及び数式１０に示されるように、遅延プロファイルメモリ１０４に格納されている相関値演算結果Ｍ(ＴA)、相関値メモリ１２１に格納されているタイミング差（位相差）ＴB−ＴAに対応する相関値、及び予め設定された拡散率Ｋを用いることで、遅延プロファイルレプリカ作成部１２０は基地局Ａからの信号が基地局Ｂからの信号に与える干渉（数式６の右辺第一項）を計算することができる。
【００８９】
上記処理を基地局Ｂの遅延プロファイルの各タイミングに対して上記処理をし、また基地局Ｃの遅延プロファイルに対しても同様の処理を行う。これにより、基地局Ａからの信号の干渉の影響が除去された基地局Ｂ及び基地局Ｃの遅延プロファイルを、遅延プロファイルメモリ１０４に格納することができる。
【００９０】
加算器１２２は数式６で表されるＭ(ＴB)を遅延プロファイルメモリ１０４から読み出し、遅延プロファイルレプリカ作成部１２０が算出した数式６の右辺第一項をＭ(ＴB)から減じて、Ｍ'(ＴB)を作成し、Ｍ'(ＴB)を遅延プロファイルメモリ１０４に書込む。
【００９１】
このように、第２の実施の形態の移動端末では、相関値メモリ１２１及び遅延プロファイルレプリカ作成部１２０を備えたので、相関値メモリに記憶された相関値を用いて遅延プロファイルのレプリカを作成して、当該レプリカを他の基地局の遅延プロファイルから減じることで干渉を除去する干渉キャンセル処理をするので、受信信号メモリを用いることなく移動端末を構成することができ、位置測定機能を備えた移動端末のハードウェア規模、特にメモリ量を削減することができ、移動端末を小型化することができ、価格を低減することができる。
【００９２】
図１０は、本発明の第３の実施の形態の移動端末の構成を示すブロック図である。なお、本図において、第１の実施の形態の移動端末（図２）、第２の実施の形態の移動端末（図７）の構成と同一の機能を持つ構成には同一の記号を付してある。
【００９３】
アンテナ１００で受信された基地局からの信号は、信号受信部１０１に送られる。信号受信部１０１は、無線部（受信部、送信部）及びベースバンド処理部等で構成されており、無線部はアンテナ１００で受信された基地局からのセルラ信号に高周波信号及び中間周波数信号における増幅、周波数変換等の受信処理を、ベースバンド処理部はベースバンド信号における復調処理及びＡＤ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換処理等の処理を行い受信信号を作成する。そして、信号受信部１０１で作成された受信信号は、受信信号メモリに蓄積されることなく、遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎに直接入力される。
【００９４】
遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎは、例えば、マッチトフィルタを用いて構成されており、受信信号と拡散符号系列との相関値を受信タイミング毎に演算し、各受信タイミングにおける受信信号と拡散符号系列との相関値に応じた値を示す遅延プロファイルを作成する。
【００９５】
遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎで作成された遅延プロファイルは、それぞれ遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎへ書き込まれ、保持される。この遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎは、遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎに対して一対一に設けられている。遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎへ書き込まれた遅延プロファイルは、遅延プロファイルメモリ制御部３０２を介して、位置計算部１０５及び干渉キャンセル判定部１０６によって読み出されて、位置計算部１０５及び干渉キャンセル判定部１０６に入力される。すなわち、遅延プロファイルメモリ制御部４０２は、第一の実施の形態に係る移動端末（図２）における遅延プロファイルメモリ制御部３０２と同様の制御を行い、位置計算部１０５、干渉キャンセル判定部１０６及び加算器１２２が、それぞれＶ／Ｎ［ワード］のアドレス空間を持つ遅延プロファイルメモリ１〜遅延プロファイルメモリＮを、Ｖ［ワード］のアドレス空間を持つ一つのメモリとして扱うことができるように、アドレスデコードを行う。
【００９６】
干渉キャンセル判定部１０６は、遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎに記憶されている遅延プロファイルを用いて、遅延プロファイルの同相成分と直交成分とを抽出して遅延プロファイル電力値を得る。そして、遅延プロファイル電力値と閾値とを比較し、干渉キャンセルが必要か否かを判定する。この干渉キャンセルの要否の判定は、第１の実施の形態の移動端末と同じ方法（図６）を用いればよい。
【００９７】
遅延プロファイルレプリカ作成部１２０は、干渉キャンセル判定部１０６によって干渉キャンセルを実施する旨が判定されたタイミングの信号が、他のタイミングで相関値演算を行った結果に対して与える干渉を推定し出力する。すなわち、干渉を除去するための遅延プロファイルのレプリカを作成する。
【００９８】
相関値メモリ１２１は、拡散率Ｋを周期とする拡散符号系列のＫ個の相関値を格納している。
【００９９】
加算器１２２は、遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎから遅延プロファイルを読み出し、この遅延プロファイルから、遅延プロファイルレプリカ作成部１２０が算出した遅延プロファイルのレプリカを減算し、干渉が除去された遅延プロファイルを作成して、再度遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎに書込む。
【０１００】
位置計算部１０５は、ＣＰＵはメモリ等の演算に必要な素子で構成され、メモリに記憶されたソフトウェアに従って、遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎに保持されている遅延プロファイルを用いて位置計算に必要な処理をする。すなわち、第２の実施の形態の移動端末（図７）と同じ手順で干渉の影響が除去された遅延プロファイルを演算し、この遅延プロファイルを用いて、受信点である移動端末の現在位置を計算する。
【０１０１】
このように、第３の実施の形態の移動端末では、複数の遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎを備えたので、遅延プロファイル作成を並列に処理することができ、位置測定に要する時間を短縮することができる。さらに、相関値メモリ１２１及び遅延プロファイルレプリカ作成部１２０を備えたので、相関値メモリに記憶された相関値を用いて遅延プロファイルのレプリカを作成して、当該レプリカを他の基地局の遅延プロファイルから減じることで干渉を除去する干渉キャンセル処理をするので、受信信号メモリを用いることなく移動端末を構成することができ、位置測定機能を備えた移動端末のハードウェア規模、特にメモリ量を削減することができ、位置情報サービスの利便性を向上させることができ、移動端末を小型化することができ、価格を低減することができる。
【０１０２】
より具体的には、第３の実施の形態の移動端末と従来の移動端末とを比較した場合の論理ゲート数、メモリ量、位置測定に要する時間、及び前記論理ゲートとメモリをＬＳＩで構成した時のダイサイズの概算値を図１１に示す。第３の実施の形態を適用することで、ＬＳＩダイサイズの小型化によって移動端末が小型化でき、位置測定に要する時間を短縮することができることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の無線システムの構成図である
【図２】 第１の実施の形態の移動端末の構成を示すブロック図である。
【図３】 受信信号メモリ１〜Ｎの構成図である。
【図４】 プロファイル作成メモリ制御部による制御の説明図である。
【図５】 遅延プロファイルメモリ１〜Ｎの構成図である。
【図６】 第１の実施の形態の遅延プロファイルの説明図である。
【図７】 第２の実施の形態の移動端末の構成を示すブロック図である。
【図８】 第２の実施の形態の相関値メモリの構成の説明図である。
【図９】 第２の実施の形態の相関値メモリの構成の説明図である。
【図１０】 第３の実施の形態の移動端末の構成を示すブロック図である。
【図１１】 第３の実施の形態におけるＬＳＩサイズを説明する図表である。
【図１２】 従来の移動端末の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００ アンテナ
１０１ 信号受信部
１０２ 受信信号メモリ
１０２１…１０２Ｎ 受信信号メモリ１…受信信号メモリＮ
１０３ 遅延プロファイル作成部
１０３１…１０３Ｎ 遅延プロファイル作成部１…遅延プロファイル作成部Ｎ
１０４ 遅延プロファイルメモリ
１０４１…１０４Ｎ 遅延プロファイルメモリ１…遅延プロファイルメモリＮ
１０５ 位置計算部
１０６ 干渉キャンセル判定部
１０７ 受信信号レプリカ作成部
１０８ 加算器
１２０ 遅延プロファイルレプリカ作成部
１２１ 相関値メモリ
１２２ 加算器
３００ 受信信号メモリ制御部
３０１ プロファイル作成メモリ制御部
３０２ 遅延プロファイルメモリ制御部
８００ 移動端末
【発明が属する技術分野】
本発明は無線信号を使用して現在位置を測定する無線端末装置に関し、特に、高速で受信点の位置を計算するとともに、位置計算に必要な半導体素子のチップ面積を小さくすることができる無線端末装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動通信システムにおいて、基地局から送信される信号を利用して移動端末（無線端末装置）の位置を検出する技術が提案されている。例えば、特開平７−１８１２４２号公報には、符号分割多元接続（CDMA:Code Division Multiple Access）システムにおいて、各基地局の位置と、各基地局から端末機へ送信される信号の伝搬遅延時間差とを用いて、端末機の位置を測定する技術が提案されている。
【０００３】
この移動端末が３つの基地局からの信号を受信するとき、移動端末から基地局までの距離は同一にはならず、基地局から移動端末に到達する信号の強度は基地局毎に異なるものとなる。例えば、移動端末がある基地局の直近に位置する場合には、当該直近に存在する基地局からの信号が強すぎて、当該基地局からの信号による干渉のために、その他の基地局からの信号の受信品質が著しく劣化するいわゆる遠近問題が発生する。この遠近問題が発生した場合、移動端末は位置計算に必要な数の基地局からの信号を受信するすることができなくなる。すなわち、遠近問題が発生する地域において、移動端末は正確に現在位置を計算することができなくなる。この問題を解決するために、干渉キャンセルの手法を用いた方法が提案されている（特開２００１−１６６０２６号公報）。
【０００４】
この従来の移動端末の構成を図１２に示す、アンテナ１００で受信された基地局からの信号は、信号受信部１０１に送られ、受信したセルラ信号に高／中間周波数での受信処理、ベースバンド信号の復調処理及びＡＤ変換処理等の処理が行なわれ受信信号が作成される。そして、信号受信部１０１で作成された受信信号は、受信信号メモリ１０２に蓄積される。受信信号メモリ１０２に蓄積された受信信号は遅延プロファイル作成部１０３に入力される。遅延プロファイル作成部１０３は、例えば、マッチトフィルタを用いて、受信信号メモリ１０２に蓄積された受信信号から遅延プロファイルを作成する。遅延プロファイル作成部１０３で作成された遅延プロファイルは、遅延プロファイルメモリ１０４へ書き込まれ、保持される。遅延プロファイルメモリ１０４へ書き込まれた遅延プロファイルは、位置計算部１０５及び干渉キャンセル判定部１０６に入力される。
【０００５】
干渉キャンセル判定部１０６は、遅延プロファイルメモリ１０４に記憶されている遅延プロファイルを用いて、干渉キャンセルが必要か否かを判定する。受信信号レプリカ作成部１０７は、干渉を除去する必要があるタイミングに対して、遅延プロファイルを用いて受信信号レプリカの振幅値を決定する。加算器１０８は、遅延プロファイルメモリ１０４から読み出した遅延プロファイルから、受信信号レプリカ作成部１０７が算出した受信信号のレプリカを減じて、干渉が除去された受信信号を作成して、受信信号メモリ１０２に書き込む。
【０００６】
位置計算部１０５は、遅延プロファイルメモリ１０４に保持されている干渉が除去された遅延プロファイルを用いて移動端末の現在位置を計算する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した従来の移動端末では、遅延プロファイル作成部１０３において、遅延プロファイルの作成に必要となる積和演算回数が非常に大きくなる。例えば、ＣＤＭＡ方式を用いたセルラシステムであるTIA/EIA/IS-95システムの場合、約１０8個の演算回路が必要となる。さらに、受信信号メモリ１０２へのアクセス時間を考慮すると、遅延プロファイル作成部１０３における遅延プロファイルの作成には数十秒の時間が必要となってしまう。遅延プロファイルを作成するのに必要な時間が長くなると、位置測定の応答が劣化して、位置情報サービスの利便性が低下する。
【０００８】
また、従来の移動端末では、大容量の受信信号メモリを必要とする。例えば、TIA/EIA/IS-95システムの場合、１フレーム分の受信信号の同相成分及び直交成分を蓄え、干渉キャンセルが効果を持つためのビット幅に対応するメモリを備えた場合、受信信号メモリは約１０6bitの容量が必要となる。さらに、位置測定の精度を向上させ、受信信号の品質を向上させるためにはこれ以上の容量のメモリが必要となる。移動端末へ大容量メモリを搭載することは、移動端末の大きさを大きくして、移動端末の携帯性を低下させ、移動端末のコストを上昇させる原因となる。
【０００９】
本発明は位置計算速度を向上させつつ、移動端末内へのメモリ搭載量を削減できる移動端末を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る無線端末装置は、複数の無線局から送信された信号を受信して、現在位置を計算する無線端末装置であって、前記受信信号を用いて該受信信号の遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成手段と、前記遅延プロファイル作成手段で作成された遅延プロファイルを保持する遅延プロファイル保持手段と、前記遅延プロファイルから干渉成分を除去する干渉除去手段と、前記遅延プロファイル保持手段に保持された、前記干渉成分が除去された遅延プロファイルを用いて受信点の位置を計算する位置計算手段と、を備え、前記干渉除去手段は、前記遅延プロファイル保持手段に保持されている遅延プロファイルから干渉として除去する遅延プロファイルの複製を作成する遅延プロファイルレプリカ作成手段と、前記遅延プロファイルレプリカ作成手段で作成された遅延プロファイルの複製と、前記遅延プロファイル保持手段に保持されており前記遅延プロファイルの複製の作成に用いられた遅延プロファイルとを演算して、該遅延プロファイルから干渉成分を除去する演算手段と、前記遅延プロファイル作成手段で使用される符号の相関値を保持する相関値保持手段と、を備え、前記遅延プロファイルレプリカ作成手段は、前記相関値を用いて、干渉として除去する遅延プロファイルの複製を作成し、前記相関値保持手段は、前記遅延プロファイル作成手段で相関演算を行う際に使用する系列の系列長の半分以下の位相差に対する自己相関値をそれぞれ保持し、前記相関演算を行う際に使用する系列の系列長の半分以下の位相差の自己相関値を前記遅延プロファイルレプリカ作成手段が使用する場合は、前記相関値保持手段に保持されている該位相差の自己相関値を出力し、前記相関演算を行う際に使用する系列の系列長の半分より大きな位相差の自己相関値を前記遅延プロファイルレプリカ作成手段が使用する場合は、該系列長から該位相差を減じた位相差に対応する自己相関値の複素共役値を出力する。
【００１１】
また、本発明に係る無線端末装置は、複数の無線局から送信された信号を受信して、現在位置を計算する無線端末装置であって、各々対応する符号を用いて、前記複数の無線局からの信号の遅延プロファイルを並列に作成する複数の遅延プロファイル作成手段と、前記複数の遅延プロファイル作成手段で作成された遅延プロファイルを保持する複数の遅延プロファイル保持手段と、前記遅延プロファイルから干渉成分を除去する干渉除去手段と、前記複数の遅延プロファイル保持手段に保持された、前記干渉成分が除去された遅延プロファイルを用いて受信点の位置を計算する位置計算手段と、を備え、前記干渉除去手段は、前記複数の遅延プロファイル保持手段に保持されている遅延プロファイルから干渉として除去する遅延プロファイルの複製を作成する遅延プロファイルレプリカ作成手段と、前記遅延プロファイルレプリカ作成手段で作成された遅延プロファイルの複製と、前記遅延プロファイル保持手段に保持されており前記遅延プロファイルの複製の作成に用いられた遅延プロファイルとを演算して、該遅延プロファイルから干渉成分を除去する演算手段と、前記遅延プロファイル作成手段で使用される符号の相関値を保持する相関値保持手段と、を備え、前記遅延プロファイルレプリカ作成手段は、前記相関値を用いて、干渉として除去する遅延プロファイルの複製を作成し、前記相関値保持手段は、前記遅延プロファイル作成手段で相関演算を行う際に使用する系列の系列長の半分以下の位相差に対応する自己相関値をそれぞれ保持し、前記相関演算を行う際に使用する系列の系列長の半分以下の位相差の自己相関値を前記遅延プロファイルレプリカ作成手段が使用する場合は、前記相関値保持手段に保持されている該位相差の自己相関値を出力し、前記相関演算を行う際に使用する系列の系列長の半分より大きな位相差の自己相関値を前記遅延プロファイルレプリカ作成手段が使用する場合は、該系列長から該位相差を減じた位相差に対応する自己相関値の複素共役値を出力する。
【００１４】
【発明の作用および効果】
本発明の無線端末では、複数の無線局からの信号の遅延プロファイルを作成する複数の遅延プロファイル作成手段を備えたので、遅延プロファイル作成を並列に処理することが可能なることから、位置計算に要する時間を短縮することができ、位置情報サービスの利便性を向上させることができる。
【００１５】
また、拡散符号系列の相関値を保持する相関値保持手段を備えたので、当該相関値を用いて遅延プロファイルのレプリカを作成して、当該レプリカを他の基地局の遅延プロファイルから減じて、干渉キャンセルの処理をすることによって、受信信号メモリを用いない移動端末を実現することができる。これによって位置測定機能を備えた移動端末のハードウェア規模、特にメモリ量を削減することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、TIA/EIA/IS-95を用いた移動通信システムに、本発明を適用する場合の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態の移動端末が位置測定を行う無線システム（移動通信システム）の構成を示す図である。
【００１８】
携帯電話機に代表される移動端末８００の周辺には、移動端末８００と交信する無線局としてのセルラ無線基地局８０１〜８０３が設けられており、これらの基地局には各々異なるＰＮオフセット値が割当てられている。
【００１９】
本発明の実施の形態において、移動端末８００は、少なくとも三つの基地局から送信された信号を受信して、各基地局から到来する信号の伝搬時間差から伝搬距離差を測定し、三つの基地局の位置を既知として、移動端末の位置を測定する。
【００２０】
図２は、本発明の第１の実施の形態の移動端末の構成を示すブロック図である。図１２に示す従来の移動端末の構成と同一の機能を持つ構成には同一の記号が付してある。
【００２１】
アンテナ１００で受信された基地局からの信号は、信号受信部１０１に送られる。信号受信部１０１は、無線部（受信部、送信部）及びベースバンド処理部等で構成されており、無線部はアンテナ１００で受信された基地局からのセルラ信号に高周波信号及び中間周波数信号における増幅、周波数変換等の受信処理を行い、ベースバンド処理部はベースバンド信号における復調処理及びＡＤ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換処理等の処理を行い受信信号を作成する。そして、信号受信部１０１で作成された受信信号は、受信信号メモリ制御部３００を介して、受信信号メモリ１０２１〜１０２Ｎに順に書き込まれる。そして、受信信号メモリ１０２１〜１０２Ｎへ書き込まれた受信信号は、プロファイル作成メモリ制御部３０１を介して、遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎによって読み出され、遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎに入力される（図３、図４参照）。すなわち、受信信号メモリ１０２１〜１０２Ｎは複数の領域に分割されて構成されており（又は、複数のメモリで構成されており）、この複数の異なる領域（又は異なるメモリ）は同時にアクセスすることができ、同時に読み書きができるように構成されている。この受信信号メモリ１０２１〜１０２Ｎの読み書きは、受信信号メモリ制御部３００及びプロファイル作成メモリ制御部３０１によって管理され、受信信号メモリ１０２１〜１０２Ｎへのアクセスが制御されている。具体的には、受信信号メモリ制御部３００は、信号受信部１０１からの受信信号メモリ１０２１〜１０２Ｎへのデータの書き込みアクセスを制御する。また、プロファイル作成メモリ制御部３０１は、遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎによる受信信号メモリ１０２１〜１０２Ｎからのデータの読み出しアクセスを制御する。
【００２２】
遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎは、例えば、マッチトフィルタを用いて構成されており、受信信号と拡散符号系列との相関値を受信タイミング毎に演算し、各受信タイミングにおける、受信信号と拡散符号系列との相関値に応じた値を示す遅延プロファイルを作成する。
【００２３】
ここで、米国のＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システムであり、ＴＩＡ（Telecommunication Industry Association）が制定した標準であるEIA/TIA-95に準拠したシステムの場合について考える。EIA/TIA-95システムでは、全ての基地局は約２６．７ミリ秒周期の同一の拡散符号（ＰＮ符号）を使用する。また、各基地局は基地局を識別するために各基地局に対して予め割り当てられた送信時間差としてパイロットＰＮオフセット（ＰＮオフセット値）を持ち、各基地局は基準タイミングからＰＮオフセット値だけずらして信号を送信している。
【００２４】
移動端末は、受信信号とＰＮ符号との相関値を計算して遅延プロファイルを得ている。例えば、マッチトフィルタを用いて受信信号とＰＮ符号との相関値を計算すると、マッチトフィルタの出力には遅延プロファイル波形が得られる。
【００２５】
遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎで作成された遅延プロファイルは、それぞれ遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎへ書き込まれ、保持される。この遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎは、遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎに対して一対一に設けられている。遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎに保持された遅延プロファイルは、遅延プロファイルメモリ制御部３０２を介して、位置計算部１０５及び干渉キャンセル判定部１０６によって読み出されて、位置計算部１０５及び干渉キャンセル判定部１０６に入力される。
【００２６】
干渉キャンセル判定部１０６は、遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎに記憶されている遅延プロファイルを用いて、遅延プロファイルの同相成分と直交成分とを抽出して遅延プロファイル電力値を得る。そして、遅延プロファイル電力値と閾値とを比較し、干渉キャンセルが必要か否かを判定する（図６参照）。
【００２７】
受信信号レプリカ作成部１０７は、干渉キャンセル判定部１０６において干渉キャンセルを実施する旨の判定がなされたタイミングに対して、当該タイミングの遅延プロファイルの同相成分２００と直交成分２０１との値をもとに、受信信号レプリカの振幅値を決定する。そして決定された受信信号レプリカの振幅値に基づいて受信信号レプリカを作成する。すなわち、受信信号メモリ１０２に記憶された受信信号から干渉キャンセルをすべき信号強度を算出する。
【００２８】
加算器１０８は、受信信号メモリ１０２１〜１０２Ｎに格納されている受信信号を読み出して、この受信信号から、受信信号レプリカ作成部１０７が作成した受信信号レプリカを減算し、干渉が除去された受信信号を作成して、再度受信信号メモリ１０２１〜１０２Ｎに格納する。
【００２９】
以下、図２に示す移動端末を用いて、干渉キャンセルを実施する場合の手順の一例を説明する。移動端末は、第一の基地局に対する遅延プロファイルを作成し、当該プロファイルから受信信号レプリカを作成して受信信号から減算する。こうして得られた受信信号には、第一の基地局からの成分は除去されている。従ってこの受信信号を用いて第二の基地局に対する遅延プロファイルを作成すれば、第二の基地局に対する遅延プロファイルから、第一の基地局の干渉の影響を除去することができる。上記動作を繰返し行うことで、第一及び第二の基地局の干渉の影響を除いて第三の基地局の遅延プロファイルを求めることができ、第一、第二及び第三の基地局の干渉の影響を除いて第四の基地局の遅延プロファイルを求めることができる。このようにして図２に示す移動端末は干渉キャンセルを実現し、距離が近い基地局からの信号による干渉を除去して、いわゆる遠近問題を解決している。
【００３０】
位置計算部１０５は、ＣＰＵはメモリ等の演算に必要な素子で構成され、メモリに記憶されたソフトウェアに従って、遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎに保持されている遅延プロファイルを用いて位置計算に必要な処理をする。すなわち、上記の手順で干渉をキャンセルして得られた遅延プロファイルを用いて、受信点である移動端末の現在位置を計算する。位置計算部１０５の動作としては、例えば、特開平７−１８１２４２で開示された三辺測量の原理を用いた方法がある。
【００３１】
この移動端末の具体的な構成として、受信信号メモリ制御部３００、受信信号メモリ１０２１〜１０２Ｎ、プロファイル作成メモリ制御部３０１、遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎ、遅延プロファイルメモリ制御部３０２及び受信信号レプリカ作成部１０７を一つの半導体装置（ＬＳＩ）として、位置計算に使用するＣＰＵと接続するように構成することができる。また、上記の構成に干渉キャンセル判定部１０６を加えて一つのＬＳＩを構成してもよい。更に、位置計算部１０５も加えて一つのＬＳＩを構成してもよい。
【００３２】
図３は、受信信号メモリ１（１０２１）〜受信信号メモリＮ（１０２Ｎ）の構成を説明する図である。
【００３３】
前述した従来の移動端末（図１２）において必要とされた受信信号メモリ１０２のワード数（アドレス数）をＷ［ワード］とすると、第１の実施の形態の移動端末（図２）において、受信信号メモリはＮ個の領域に分割して設けられているので、受信信号メモリ１〜受信信号メモリＮのワード数はそれぞれＷ／Ｎ［ワード］となる。
【００３４】
受信信号メモリ制御部３００は、信号受信部１０１で作成された受信信号を受信信号メモリ１の先頭アドレスから書き込みを始める。受信信号メモリ制御部３００は受信信号メモリ１の最終アドレスに受信信号の書き込みを終えると、受信信号メモリ２の先頭アドレスに受信信号を書き込む。そして、受信信号メモリ２の最終アドレスに受信信号の書き込むと、受信信号メモリ３の先頭アドレスに受信信号を書き込みを行う。このような処理を繰り返すことによって、信号受信部１０１で作成された受信信号を、受信信号メモリ１から受信信号メモリＮへ、順次、書き込む。受信信号メモリ制御部３００による上記の制御により、信号受信部１０１は、それぞれＷ／Ｎ［ワード］のアドレス空間を持つ受信信号メモリ１〜受信信号メモリＮを、Ｗ［ワード］のアドレス空間を持つ一つのメモリとして扱うことができる。
【００３５】
また、受信信号メモリ制御部３００は、受信信号レプリカ作成部１０７から加算器１０８を介しての受信信号メモリ１〜受信信号メモリＮへのアクセスに関しても、上記と同様の制御を行う。この制御によって、受信信号レプリカ作成部１０７は受信信号メモリ１〜受信信号メモリＮを、Ｗ［ワード］のアドレス空間を持つ一つのメモリとして扱うことができるように、アドレスデコードを行う。
【００３６】
図４は、プロファイル作成メモリ制御部３０１によるアクセス制御の一例を説明する図である。
【００３７】
プロファイル作成メモリ制御部３０１は、Ｎ個設けられた遅延プロファイル作成部１（１０３１）〜遅延プロファイル作成部Ｎ（１０３Ｎ）による受信信号メモリ１〜受信信号メモリＮからの受信信号の読み出しアクセスを制御する。遅延プロファイル作成部１によるアクセスは、受信信号メモリ１、受信信号メモリ２……受信信号メモリＮの順に行われるように、プロファイル作成メモリ制御部３０１によって制御される。また、遅延プロファイル作成部２によるアクセスは、受信信号メモリ２、受信信号メモリ３……受信信号メモリＮ、受信信号メモリ１の順に行われるように、プロファイル作成メモリ制御部３０１によって制御される。同様に、遅延プロファイル作成部Ｎによるアクセスは、受信信号メモリＮ、受信信号メモリ１……受信信号メモリＮ−１の順に行われるように、プロファイル作成メモリ制御部３０１によって制御される。
【００３８】
このように各遅延プロファイル作成部から各受信信号メモリへのアクセス順序を制御することにより、受信信号メモリの同一の領域が複数の遅延プロファイル作成部からアクセスされることがなく、各受信信号メモリは同時に１つの遅延プロファイル作成部からのみの読み出しアクセスを受けることになる。従って、受信信号メモリ１〜受信信号メモリＮのアクセス速度を高速化する必要がなく、より安価なメモリで受信信号メモリを構成することができる。
【００３９】
図５は、遅延プロファイルメモリ１（１０４１）〜遅延プロファイルメモリＮ（１０４Ｎ）の構成を説明する図である。
【００４０】
前述した従来の移動端末（図１２）において必要とされた遅延プロファイルメモリ１０４のワード数（アドレス数）をＶ［ワード］とすると、第１の実施の形態の移動端末（図２）において、遅延プロファイルメモリはＮ個の領域に分割して設けられているので、遅延プロファイルメモリ１〜遅延プロファイルメモリＮのワード数はそれぞれＶ／Ｎ［ワード］となる。
【００４１】
遅延プロファイル作成部１（１０３１）〜遅延プロファイル作成部Ｎ（１０３Ｎ）で作成された遅延プロファイルは、それぞれ対応する遅延プロファイルメモリ１（１０４１）〜遅延プロファイルメモリＮ（１０４Ｎ）へ書き込まれる。すなわち、各遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎには、遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎで作成された遅延プロファイルデータが一つずつ書き込まれる。
【００４２】
遅延プロファイルメモリ制御部３０２は、前記の受信信号メモリ制御部３００と同様の制御を行うことによって、位置計算部１０５及び干渉キャンセル判定部１０６が、それぞれＶ／Ｎ［ワード］のアドレス空間を持つ遅延プロファイルメモリ１〜遅延プロファイルメモリＮを、Ｖ［ワード］のアドレス空間を持つ一つのメモリとして扱うことができるように、アドレスデコードを行う。
【００４３】
図６は、干渉キャンセルの要否の判定を説明する図である。
【００４４】
干渉キャンセル判定部１０６は、遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎに保持されている遅延プロファイルから同相成分２００と直交成分２０１を抽出し、(同相成分)2＋(直交成分)2を演算して、各タイミングにおける遅延プロファイル電力値２０２を得る。この同相成分２００を図６（ａ）に、直交成分２０１を図６（ｂ）に、て遅延プロファイル電力値２０２を図６（ｃ）に示す。そして、干渉キャンセル判定部１０６は遅延プロファイル電力値２０２と予め定められた閾値２０３を比較し、遅延プロファイル電力値が閾値以上となるタイミングを判定し、遅延プロファイル電力値が閾値以上となるタイミングにおいては干渉キャンセルを実施する旨の判定をして、遅延プロファイル電力値が閾値未満となるタイミングにおいては干渉キャンセルを実施しない旨を判定する。この閾値２０３は、例えば、遅延プロファイル電力値２０２の最大値に予め定められた係数を乗算して決定される。
【００４５】
このように、第１の実施の形態の移動端末では、複数の遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎを備えたので、遅延プロファイル作成を並列に処理することができる。このため、位置測定に要する時間を短縮することができ、位置情報サービスの利便性を向上させることができる。
【００４６】
図７は、本発明の第２の実施の形態の移動端末の構成を示すブロック図である。なお、本図において、従来の移動端末（図１２）、第１の実施の形態の移動端末（図２）の構成と同一の機能を持つ構成には同一の記号を付してある。
【００４７】
アンテナ１００で受信された基地局からの信号は、信号受信部１０１に送られる。信号受信部１０１は、無線部（受信部、送信部）及びベースバンド処理部等で構成されており、無線部はアンテナ１００で受信された基地局からのセルラ信号に高周波信号及び中間周波数信号における増幅、周波数変換等の受信処理を、ベースバンド処理部はベースバンド信号における復調処理及びＡＤ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換処理等の処理を行い受信信号を作成する。そして、信号受信部１０１で作成された受信信号は、受信信号メモリに蓄積されることなく、遅延プロファイル作成部１０３に直接入力される。
【００４８】
遅延プロファイル作成部１０３は、例えば、マッチトフィルタを用いて構成されており、受信信号と拡散符号系列との相関値を受信タイミング毎に演算し、各受信タイミングにおける受信信号と拡散符号系列との相関値に応じた値を示す遅延プロファイルを作成する。
【００４９】
遅延プロファイル作成部１０３で作成された遅延プロファイルは、遅延プロファイルメモリ１０４へ書き込まれ、保持される。遅延プロファイルメモリ１０４に保持された遅延プロファイルは、位置計算部１０５及び干渉キャンセル判定部１０６によって読み出されて、位置計算部１０５及び干渉キャンセル判定部１０６に入力される。
【００５０】
干渉キャンセル判定部１０６は、遅延プロファイルメモリ１０４に記憶されている遅延プロファイルを用いて、遅延プロファイル電力値を得る。そして、遅延プロファイル電力値と閾値とを比較し、干渉キャンセルが必要か否かを判定する。この干渉キャンセルの要否の判定は、第１の実施の形態の移動端末と同じ方法（図６）を用いればよい。
【００５１】
遅延プロファイルレプリカ作成部１２０は、干渉キャンセル判定部１０６によって干渉キャンセルを実施する旨が判定されたタイミングの信号が、他のタイミングで相関値演算を行った結果に対して与える干渉を推定し出力する。すなわち、干渉を除去するための遅延プロファイルのレプリカを作成する。
【００５２】
相関値メモリ１２１は、拡散率Ｋを周期とする拡散符号系列のＫ個の相関値を格納している。
【００５３】
加算器１２２は、遅延プロファイルメモリ１０４から遅延プロファイルを読み出し、この遅延プロファイルから、遅延プロファイルレプリカ作成部１２０が算出した遅延プロファイルのレプリカを減算し、干渉が除去された遅延プロファイルを作成して、再度遅延プロファイルメモリ１０４に書込む。
【００５４】
位置計算部１０５は、ＣＰＵはメモリ等の演算に必要な素子で構成され、メモリに記憶されたソフトウェアに従って、遅延プロファイルメモリ１０４に保持されている遅延プロファイルを用いて位置計算に必要な処理をする。すなわち、後述する手順で干渉がキャンセルされた遅延プロファイルを用いて、受信点である移動端末の現在位置を計算する。
【００５５】
以下、図７に示す移動端末を用いて、干渉キャンセルを実施する場合の手順の一例として、移動端末８００が基地局Ａの直近に存在し（図１参照）、基地局Ａからの信号に加え、遠方の基地局Ｂ及び基地局Ｃからの信号を利用して位置計算をする場合の動作を説明する。
【００５６】
信号受信部１０１は受信信号Ｓ(ｔ)を作成する。Ｓ(ｔ)は複素数で表されており、実部が受信信号の同相成分を、虚部成分が受信信号の直交成分を表している。Ｓ(ｔ)は数式１で表される。なお、簡単のためパイロットチャネル成分のみについて記述し、他のチャネル成分や雑音成分については省略する。
【００５７】
【数１】
ここで複素数ＳX(ｔ)は基地局Ｘ(Ｘ＝Ａ、Ｂ、Ｃ)からの信号を表す。
【００５９】
ＳX(ｔ)はさらに数式２で表される。
【００６０】
【数２】
ここで複素数Ｐ(ｔ＋ＴX)は基準タイミング（ｔ＝０）において位相ＴXを持つ拡散符号系列を表す。また実数ＲXは受信信号の振幅値、複素数ｅjθxは受信信号の位相成分を表す。
【００６２】
基地局Ａに対応したタイミングＴA及び基地局Ｂに対応したタイミングＴBで相関値演算を行った結果であるＭ(ＴA)及びＭ(ＴB)は、数式１を考慮すると、ともに複素数で、それぞれ数式３及び数式４で表される。
【００６３】
【数３】
【数４】
ここで実数Ｋは相関値演算時の累算数（拡散率）を、＊は複素共役を表す。
【００６６】
数式３及び数式４は、数式２を利用すると、それぞれ数式５及び数式６で表される。
【００６７】
【数５】
【数６】
ここで拡散符号系列Ｐ(ｔ)の実数及び虚数成分は＋１または−１のいずれかの値としている。
【００７０】
干渉キャンセル判定部１０６は、遅延プロファイルメモリ１０４に格納されている遅延プロファイルの同相成分及び直交成分を用いて(同相成分)2＋(直交成分)2を演算し、遅延プロファイル電力値を得る。そして、干渉キャンセル判定部１０６は各タイミング毎に遅延プロファイル電力値と所定の閾値とを比較し、遅延プロファイル電力値が閾値以上となるタイミングについては干渉キャンセルを実施する旨の判定をし、遅延プロファイル電力値が閾値未満となるタイミングに対しては干渉キャンセルを実施しない旨の判定をする（図６参照）。
【００７１】
次に、本実施の形態において、遅延プロファイルレプリカ作成部１２０が、基地局Ａからの信号（タイミングＴAの信号）が基地局Ｂからの信号（タイミングＴBの信号）に対して与える干渉を推定する動作を説明する。
【００７２】
タイミングＴBで相関値演算を行った結果を示す数式６において、右辺第二項が基地局Ｂからの信号、すなわち所望波に対応する相関値となり、右辺第一項が基地局Ａからの信号、すなわち干渉波に対応する相関値となる。遅延プロファイルレプリカ作成部１２０は上記数式６の右辺第一項を、数式５に示されるタイミングＴAで相関値演算を行った結果Ｍ(ＴA)を用いて推定する。
【００７３】
ここでは基地局Ａの直近に移動端末８００が存在する場合（図１参照）を考えているので、受信信号の振幅値ＲAは受信信号の振幅値ＲBより極めて大きく、受信信号の振幅値ＲAは受信信号の振幅値ＲCより極めて大きくなり、ＲA、ＲB、ＲCについて数式７の関係が成立する。
【００７４】
【数７】
また、数式７に加え、拡散符号系列の相関値は位相が一致しない場合は小さな値となる性質を考慮すると、数式５のＭ(ＴA)は数式８に示すように近似することができる。
【００７６】
【数８】
数式８を用いることで、数式６の右辺第一項は数式９で表現される。
【００７８】
【数９】
拡散率Ｋを拡散符号系列の周期と等しくすると、数式９の｛ ｝内は数式１０で表される。
【００８０】
【数１０】
ここでＬ＝ＴB−ＴAである。拡散率Ｋを拡散符号系列の周期と等しくしたので、Ｌ＝０、１、…、Ｋ−１である。よって全てのＬの値について数式１０から得れる相関値は予め計算可能となる。
【００８２】
図８は、相関値メモリ１２１への相関値の格納方法の一例を説明する図である。図８に示す格納方法では、Ｌ＝０からＬ＝Ｋ−１までの相関値（数式１０の右辺）が、Ｌをアドレスとして順に格納されている。
【００８３】
図９は、相関値メモリ１２１への相関値の別な格納方法を説明する図である。図９に示す格納方法では、図８に示す格納方法と異なり相関値の格納に必要となる相関値メモリ１２１の容量を約半分に削減することができる。
【００８４】
数式１０で拡散率Ｋを拡散符号系列の周期と等しくした場合、数式１１が成立する。
【００８５】
【数１１】
ここでＬ’＝１、２、…、ceiling(Ｋ／２)とする。なおceiling(ｘ)はｘ以上の最小の整数を与える関数である。
【００８７】
数式１１を用いることによって、数式１０においてＬ＝ceiling(Ｋ／２)＋１、 ceiling(Ｋ／２)＋２、…、Ｋ−１の場合の相関値は、Ｋが偶数の場合はそれぞれＬ＝ceiling(Ｋ／２)−１、ceiling(Ｋ／２)−２、…、１の相関値から求めることができ、Ｋが奇数の場合はそれぞれＬ＝ceiling(Ｋ／２)−２、ceiling(Ｋ／２)−３、…、１の相関値から求めることができる。そして、本方法を用いる場合の相関値は相関値メモリ１２１に図９に示すように格納される。本方法を用いることによって、相関値メモリの容量を図８に示す格納方法の約半分に削減することができる。
【００８８】
数式９及び数式１０に示されるように、遅延プロファイルメモリ１０４に格納されている相関値演算結果Ｍ(ＴA)、相関値メモリ１２１に格納されているタイミング差（位相差）ＴB−ＴAに対応する相関値、及び予め設定された拡散率Ｋを用いることで、遅延プロファイルレプリカ作成部１２０は基地局Ａからの信号が基地局Ｂからの信号に与える干渉（数式６の右辺第一項）を計算することができる。
【００８９】
上記処理を基地局Ｂの遅延プロファイルの各タイミングに対して上記処理をし、また基地局Ｃの遅延プロファイルに対しても同様の処理を行う。これにより、基地局Ａからの信号の干渉の影響が除去された基地局Ｂ及び基地局Ｃの遅延プロファイルを、遅延プロファイルメモリ１０４に格納することができる。
【００９０】
加算器１２２は数式６で表されるＭ(ＴB)を遅延プロファイルメモリ１０４から読み出し、遅延プロファイルレプリカ作成部１２０が算出した数式６の右辺第一項をＭ(ＴB)から減じて、Ｍ'(ＴB)を作成し、Ｍ'(ＴB)を遅延プロファイルメモリ１０４に書込む。
【００９１】
このように、第２の実施の形態の移動端末では、相関値メモリ１２１及び遅延プロファイルレプリカ作成部１２０を備えたので、相関値メモリに記憶された相関値を用いて遅延プロファイルのレプリカを作成して、当該レプリカを他の基地局の遅延プロファイルから減じることで干渉を除去する干渉キャンセル処理をするので、受信信号メモリを用いることなく移動端末を構成することができ、位置測定機能を備えた移動端末のハードウェア規模、特にメモリ量を削減することができ、移動端末を小型化することができ、価格を低減することができる。
【００９２】
図１０は、本発明の第３の実施の形態の移動端末の構成を示すブロック図である。なお、本図において、第１の実施の形態の移動端末（図２）、第２の実施の形態の移動端末（図７）の構成と同一の機能を持つ構成には同一の記号を付してある。
【００９３】
アンテナ１００で受信された基地局からの信号は、信号受信部１０１に送られる。信号受信部１０１は、無線部（受信部、送信部）及びベースバンド処理部等で構成されており、無線部はアンテナ１００で受信された基地局からのセルラ信号に高周波信号及び中間周波数信号における増幅、周波数変換等の受信処理を、ベースバンド処理部はベースバンド信号における復調処理及びＡＤ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換処理等の処理を行い受信信号を作成する。そして、信号受信部１０１で作成された受信信号は、受信信号メモリに蓄積されることなく、遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎに直接入力される。
【００９４】
遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎは、例えば、マッチトフィルタを用いて構成されており、受信信号と拡散符号系列との相関値を受信タイミング毎に演算し、各受信タイミングにおける受信信号と拡散符号系列との相関値に応じた値を示す遅延プロファイルを作成する。
【００９５】
遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎで作成された遅延プロファイルは、それぞれ遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎへ書き込まれ、保持される。この遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎは、遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎに対して一対一に設けられている。遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎへ書き込まれた遅延プロファイルは、遅延プロファイルメモリ制御部３０２を介して、位置計算部１０５及び干渉キャンセル判定部１０６によって読み出されて、位置計算部１０５及び干渉キャンセル判定部１０６に入力される。すなわち、遅延プロファイルメモリ制御部４０２は、第一の実施の形態に係る移動端末（図２）における遅延プロファイルメモリ制御部３０２と同様の制御を行い、位置計算部１０５、干渉キャンセル判定部１０６及び加算器１２２が、それぞれＶ／Ｎ［ワード］のアドレス空間を持つ遅延プロファイルメモリ１〜遅延プロファイルメモリＮを、Ｖ［ワード］のアドレス空間を持つ一つのメモリとして扱うことができるように、アドレスデコードを行う。
【００９６】
干渉キャンセル判定部１０６は、遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎに記憶されている遅延プロファイルを用いて、遅延プロファイルの同相成分と直交成分とを抽出して遅延プロファイル電力値を得る。そして、遅延プロファイル電力値と閾値とを比較し、干渉キャンセルが必要か否かを判定する。この干渉キャンセルの要否の判定は、第１の実施の形態の移動端末と同じ方法（図６）を用いればよい。
【００９７】
遅延プロファイルレプリカ作成部１２０は、干渉キャンセル判定部１０６によって干渉キャンセルを実施する旨が判定されたタイミングの信号が、他のタイミングで相関値演算を行った結果に対して与える干渉を推定し出力する。すなわち、干渉を除去するための遅延プロファイルのレプリカを作成する。
【００９８】
相関値メモリ１２１は、拡散率Ｋを周期とする拡散符号系列のＫ個の相関値を格納している。
【００９９】
加算器１２２は、遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎから遅延プロファイルを読み出し、この遅延プロファイルから、遅延プロファイルレプリカ作成部１２０が算出した遅延プロファイルのレプリカを減算し、干渉が除去された遅延プロファイルを作成して、再度遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎに書込む。
【０１００】
位置計算部１０５は、ＣＰＵはメモリ等の演算に必要な素子で構成され、メモリに記憶されたソフトウェアに従って、遅延プロファイルメモリ１０４１〜１０４Ｎに保持されている遅延プロファイルを用いて位置計算に必要な処理をする。すなわち、第２の実施の形態の移動端末（図７）と同じ手順で干渉の影響が除去された遅延プロファイルを演算し、この遅延プロファイルを用いて、受信点である移動端末の現在位置を計算する。
【０１０１】
このように、第３の実施の形態の移動端末では、複数の遅延プロファイル作成部１０３１〜１０３Ｎを備えたので、遅延プロファイル作成を並列に処理することができ、位置測定に要する時間を短縮することができる。さらに、相関値メモリ１２１及び遅延プロファイルレプリカ作成部１２０を備えたので、相関値メモリに記憶された相関値を用いて遅延プロファイルのレプリカを作成して、当該レプリカを他の基地局の遅延プロファイルから減じることで干渉を除去する干渉キャンセル処理をするので、受信信号メモリを用いることなく移動端末を構成することができ、位置測定機能を備えた移動端末のハードウェア規模、特にメモリ量を削減することができ、位置情報サービスの利便性を向上させることができ、移動端末を小型化することができ、価格を低減することができる。
【０１０２】
より具体的には、第３の実施の形態の移動端末と従来の移動端末とを比較した場合の論理ゲート数、メモリ量、位置測定に要する時間、及び前記論理ゲートとメモリをＬＳＩで構成した時のダイサイズの概算値を図１１に示す。第３の実施の形態を適用することで、ＬＳＩダイサイズの小型化によって移動端末が小型化でき、位置測定に要する時間を短縮することができることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の無線システムの構成図である
【図２】 第１の実施の形態の移動端末の構成を示すブロック図である。
【図３】 受信信号メモリ１〜Ｎの構成図である。
【図４】 プロファイル作成メモリ制御部による制御の説明図である。
【図５】 遅延プロファイルメモリ１〜Ｎの構成図である。
【図６】 第１の実施の形態の遅延プロファイルの説明図である。
【図７】 第２の実施の形態の移動端末の構成を示すブロック図である。
【図８】 第２の実施の形態の相関値メモリの構成の説明図である。
【図９】 第２の実施の形態の相関値メモリの構成の説明図である。
【図１０】 第３の実施の形態の移動端末の構成を示すブロック図である。
【図１１】 第３の実施の形態におけるＬＳＩサイズを説明する図表である。
【図１２】 従来の移動端末の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００ アンテナ
１０１ 信号受信部
１０２ 受信信号メモリ
１０２１…１０２Ｎ 受信信号メモリ１…受信信号メモリＮ
１０３ 遅延プロファイル作成部
１０３１…１０３Ｎ 遅延プロファイル作成部１…遅延プロファイル作成部Ｎ
１０４ 遅延プロファイルメモリ
１０４１…１０４Ｎ 遅延プロファイルメモリ１…遅延プロファイルメモリＮ
１０５ 位置計算部
１０６ 干渉キャンセル判定部
１０７ 受信信号レプリカ作成部
１０８ 加算器
１２０ 遅延プロファイルレプリカ作成部
１２１ 相関値メモリ
１２２ 加算器
３００ 受信信号メモリ制御部
３０１ プロファイル作成メモリ制御部
３０２ 遅延プロファイルメモリ制御部
８００ 移動端末
Claims (7)
- 複数の無線局から送信された信号を受信して、現在位置を計算する無線端末装置であって、
前記受信信号を用いて該受信信号の遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成手段と、
前記遅延プロファイル作成手段で作成された遅延プロファイルを保持する遅延プロファイル保持手段と、
前記遅延プロファイルから干渉成分を除去する干渉除去手段と、
前記遅延プロファイル保持手段に保持された、前記干渉成分が除去された遅延プロファイルを用いて受信点の位置を計算する位置計算手段と、を備え、
前記干渉除去手段は、前記遅延プロファイル保持手段に保持されている遅延プロファイルから干渉として除去する遅延プロファイルの複製を作成する遅延プロファイルレプリカ作成手段と、前記遅延プロファイルレプリカ作成手段で作成された遅延プロファイルの複製と、前記遅延プロファイル保持手段に保持されており前記遅延プロファイルの複製の作成に用いられた遅延プロファイルとを演算して、該遅延プロファイルから干渉成分を除去する演算手段と、前記遅延プロファイル作成手段で使用される符号の相関値を保持する相関値保持手段と、を備え、
前記遅延プロファイルレプリカ作成手段は、前記相関値を用いて、干渉として除去する遅延プロファイルの複製を作成し、
前記相関値保持手段は、
前記遅延プロファイル作成手段で相関演算を行う際に使用する系列の系列長の半分以下の位相差に対する自己相関値をそれぞれ保持し、
前記相関演算を行う際に使用する系列の系列長の半分以下の位相差の自己相関値を前記遅延プロファイルレプリカ作成手段が使用する場合は、前記相関値保持手段に保持されている該位相差の自己相関値を出力し、
前記相関演算を行う際に使用する系列の系列長の半分より大きな位相差の自己相関値を前記遅延プロファイルレプリカ作成手段が使用する場合は、該系列長から該位相差を減じた位相差に対応する自己相関値の複素共役値を出力することを特徴とする無線端末装置。 - 前記遅延プロファイルを用いて、干渉として除去する信号を判定する干渉キャンセル判定手段を備え、
前記遅延プロファイルレプリカ作成手段は、前記干渉キャンセル判定手段において干渉として除去すると判定された遅延プロファイルの複製を作成することを特徴とする請求項１に記載の無線端末装置。 - 前記干渉キャンセル判定手段は、前記遅延プロファイル保持手段に保持されている遅延プロファイルについて遅延プロファイル電力値を算出し、該遅延プロファイル電力値と予め定められた閾値との比較結果に基づいて干渉として除去する信号を判定することを特徴とする請求項２に記載の無線端末装置。
- 複数の無線局から送信された信号を受信して、現在位置を計算する無線端末装置であって、
各々対応する符号を用いて、前記複数の無線局からの信号の遅延プロファイルを並列に作成する複数の遅延プロファイル作成手段と、
前記複数の遅延プロファイル作成手段で作成された遅延プロファイルを保持する複数の遅延プロファイル保持手段と、
前記遅延プロファイルから干渉成分を除去する干渉除去手段と、
前記複数の遅延プロファイル保持手段に保持された、前記干渉成分が除去された遅延プロファイルを用いて受信点の位置を計算する位置計算手段と、を備え、
前記干渉除去手段は、前記複数の遅延プロファイル保持手段に保持されている遅延プロファイルから干渉として除去する遅延プロファイルの複製を作成する遅延プロファイルレプリカ作成手段と、前記遅延プロファイルレプリカ作成手段で作成された遅延プロファイルの複製と、前記遅延プロファイル保持手段に保持されており前記遅延プロファイルの複製の作成に用いられた遅延プロファイルとを演算して、該遅延プロファイルから干渉成分を除去する演算手段と、前記遅延プロファイル作成手段で使用される符号の相関値を保持する相関値保持手段と、を備え、
前記遅延プロファイルレプリカ作成手段は、前記相関値を用いて、干渉として除去する遅延プロファイルの複製を作成し、
前記相関値保持手段は、
前記遅延プロファイル作成手段で相関演算を行う際に使用する系列の系列長の半分以下の位相差に対応する自己相関値をそれぞれ保持し、
前記相関演算を行う際に使用する系列の系列長の半分以下の位相差の自己相関値を前記遅延プロファイルレプリカ作成手段が使用する場合は、前記相関値保持手段に保持されている該位相差の自己相関値を出力し、
前記相関演算を行う際に使用する系列の系列長の半分より大きな位相差の自己相関値を前記遅延プロファイルレプリカ作成手段が使用する場合は、該系列長から該位相差を減じた位相差に対応する自己相関値の複素共役値を出力することを特徴とする無線端末装置。 - 前記複数の遅延プロファイル保持手段に対する情報の入出力を制御する遅延プロファイルメモリ制御手段と、を備え、
前記遅延プロファイル保持手段は、前記複数の遅延プロファイル作成手段が作成した遅延プロファイルを各々保持する複数の領域によって構成されていることを特徴とする請求項４に記載の無線端末装置。 - 前記遅延プロファイルを用いて、干渉として除去する信号を判定する干渉キャンセル判定手段を備え、
前記遅延プロファイルレプリカ作成手段は、前記干渉キャンセル判定手段において干渉として除去すると判定された遅延プロファイルの複製を作成することを特徴とする請求項４又は５に記載の無線端末装置。 - 前記干渉キャンセル判定手段は、前記遅延プロファイル保持手段に保持されている遅延プロファイルについて遅延プロファイル電力値を算出し、該遅延プロファイル電力値と予め定められた閾値との比較結果に基づいて干渉として除去する信号を判定することを特徴とする請求項６に記載の無線端末装置。
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