JP3972755B2 - 位置測定方法、およびそれに用いる端末装置およびサーバー - Google Patents
位置測定方法、およびそれに用いる端末装置およびサーバー Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線による位置の測定に関するもので、特にセルラ基地局を信号源とするものに好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
広帯域の無線信号を使った端末の位置測定技術では、特開2001-359140にCDMA（符号分割多重接続）信号を使ったシステムが示されている。
図12にその概念を示す。端末1201は、GPS（グローバルポジショニングシステム）1205等により同期した複数の基地局1202、1203、1204が送信する信号（送信符号）1206、1207、1208を受信し、信号の受信タイミングを示す遅延プロファイルを作成する。そして、遅延プロファイルから伝搬距離を推定し、既知の基地局の位置と推定された距離とから端末位置を推定する。
【０００３】
図13に遅延プロファイルの例を示す。遅延プロファイルとは、送信符号と受信信号の相関を計算したものであり、相関の高い時間（タイミング）が信号の受信タイミングを示すことから、伝搬時間の推定に利用されている。
【０００４】
幾何学的には位置が異なる3つの基地局からの信号について伝搬距離を推定できれば、三辺測量の原理によって、端末位置を推定することが可能である。さらに、4つ以上の基地局について伝搬距離を推定できれば、例えば、最小二乗法などを用いてより高い精度で端末位置を推定することが可能である。
従って、端末の位置を特定するには、少なくとも場所の異なる三つ以上の基地局の送信符号についてこのような遅延プロファイルを作成することが好ましい。
端末位置の推定精度を向上するためには、異なる場所に存在する基地局を数多く利用できることが好ましい。しかし、一つの送信符号について遅延プロファイルを作成するためには多くのステップ数とメモリ量を必要とする。ゆえに遅延プロファイルを作成できる基地局の送信符号の数は、回路規模の見地から制限される。端末の小型化、省電力化を図れば、この制限は一層厳しいものとなる。
【０００５】
ところで、信号源として利用可能な基地局は、一般に指向性アンテナによりセクタと呼ばれる扇形のセルを複数形成している。このような基地局構成は、例えば携帯電話用の無線基地局において通常の構成である。
図14にその一例を示す。基地局1410は、指向性アンテナ1401、1402、1403によって、それぞれ、セクタ1411、1412、1413を形成している。各セクタではそれぞれ異なる信号（送信符号）が送信されているため、同一の基地局には、放射方向の異なる複数の信号源が存在することになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の課題は、端末の位置測定において遅延プロファイルを作成する際、その作成対象となる信号の信号源である基地局として、より多くの基地局を利用することにある。さらには、これを規模の小さな回路で実現することにある。この際、基地局のセクタに対する送信符号の選択が課題となる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、受信信号の遅延プロファイルの作成に基づいた無線位置測定方法において、基地局の位置と、各セクタを形成する該基地局の各アンテナの向きとに基づいて、位置測定に用いる基地局のセクタに対する送信符号を選択することを特徴とする。
具体的には、複数のアンテナから送信される信号を端末で受信し、受信信号に基づいて端末の位置を測定する位置測定方法において、アンテナの位置と向きとに基づいて、位置を測定するための信号の送信元となるアンテナを選択することを特徴とする。
位置測定の手法としては、例えば、受信信号の遅延プロファイルを作成し、遅延プロファイルに基づいて端末の位置を測定する手法がある。また、受信信号の受信電力を測定し、受信電力値に基づいて端末の位置を測定する手法がある。
【０００８】
ここで、基地局は普通向きの異なる複数のアンテナを備えているので、本発明の他の観点は、通常は一単位として取り扱われる基地局を、複数のアンテナまたはセクタの集合として取り扱うことにもある。
図１７にこの概念の一例を示す。黒い四角は位置測定端末の位置を示す。複数の円は基地局を示す。各円は三等分されており、３つのセクタに分割されている。図１７に示す比較例では、基地局から発信される信号（電波）のうち測位に利用されるのは、基準基地局およびその隣接基地局７カ所からの信号である。７つの基地局は２１のセクタから成り、各セクタの信号は２１の回路で並列に処理することができる。
【０００９】
本件出願の出願人が先に出願した特願2001-029560の例によれば、各基地局の３つのセクタの信号が処理されるが、測位にもちいられるのは１つのみである。図１７の基地局を示す円のうち白い部分に属する信号が回路で処理される。一方、本発明では、回路で処理される信号は、セクタ単位で選択される。従来と同様に２１のセクタの信号が並列に処理されるが、信号の発信源となる基地局は１３カ所であり、従来よりも多くの位置を基準にして測位が可能となる。
【００１０】
アンテナまたは基地局の選択の手順は、種々考えられるが、
（１）任意の基地局（通常は最も近い、あるいは、最も強く受信できる基地局）の位置を基準とする。
（２）基準から所定以上遠距離にある基地局については、基地局のアンテナのうち、向きが基準への向きに最も近いアンテナより放射される送信符号を選択する。
（３）基準から所定以上近距離にある基地局については、該基地局のセクタを形成する全てのアンテナより放射される送信符号を選択する。
【００１１】
本発明のその他の形態は、基地局からの信号の受信電力に基づいて位置を測定するた無線位置測定方法において、基地局からの信号の受信電力を測定する際に、送信元となる基地局の位置とそのアンテナの向きとに基づいて、測定対象とする基地局からの信号を受信するための周波数チャネルを決定することを特徴とする無線位置測定方法である。
【００１２】
図１８は本発明を用いた位置測定システムの全体構成である。左方に位置する携帯端末は、位置測定を行うためのロケーションLSIを備えている。この端末は、複数の基地局のアンテナからの電波を処理する。基地局はネットワークを介して位置検出サーバを含む位置情報センタと接続されている。位置情報センタは課金や認証を司るサーバを含んでも良い。また、さらに他のアプリケーションサービスを提供する他のASPと接続することもできる。
【００１３】
上記の携帯端末は、複数のアンテナから送信される信号の受信を行い受信信号を形成するアンテナ、上記受信信号を入力として高周波信号とベースバンド信号との変換を行うRF回路、上記RF回路により形成されたアナログ信号をディジタル信号に変換するAD変換部、上記ディジタル信号からパイロット信号を取り出すために逆拡散を行う逆拡散部、上記逆拡散部から得られるパイロット信号のタイミングを用いて複数の遅延プロファイルを生成する相関演算部、上記複数のアンテナの向きと座標に基づいて、上記遅延プロファイルを作成すべき信号を選択する制御部を有する端末とすることができる。
また、位置検出サーバは、複数のアンテナから送信される信号を端末で受信し、受信信号に基づいて上記端末の位置を測定する位置測定システムに用いるサーバにおいて、複数のアンテナの座標、指向性、および、送信符号に関するデータを記憶するテーブルを蓄積する記憶装置と、基地局情報テーブルから、所定条件を有するアンテナを抽出するＣＰＵと、ネットワークを介して、端末へ選択したアンテナに関するデータを送信する通信部とを有するものとすることができる。
アンテナまたは基地局のデータテーブルを格納する記憶装置や、データテーブルから所望の条件を充たすアンテナまたは基地局を選択する選択手段は、端末あるいはサーバーのいずれかにあればよい。図１８に示すようにネットワークで結合されている限り、これらの実体がどちらに属しても、データの転送が十分高速であれば、本願発明の効果を達成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、受信信号の遅延プロファイルの作成に基づいた無線位置測定方法において、基地局の位置と、各セクタを形成する該基地局の各アンテナの向きとに基づいて、遅延プロファイルの作成対象とする基地局のセクタに対する送信符号を選択する。以下、図を用いて本発明の具体的な例を説明する。
【００１５】
図1を用いて本発明において使用する基地局情報テーブルの実施例を説明する。同図において100が基地局情報テーブルである。このテーブルは、複数の基地局情報1乃至ｎを含んでいる。各基地局情報は一つ以上のセクタ情報を含んでいる。各セクタ情報はそれぞれ識別番号とセクタを形成するためのアンテナの位置と、アンテナの向きと、アンテナより送信されている送信符号を特定するための送信符号識別子とを含んでいる。
一般に基地局とは移動体通信のサービスを行う際に設置される電波源、主に地上局をいう。一つの基地局が複数のアンテナを持つことがあり、その場合それらのアンテナは異なる方向を向いており、各アンテナはセクタを形成している。厳密には、基地局の座標と、基地局に属する複数のアンテナの座標は全て異なる。例えば、各アンテナの位置は数センチ〜数メートル離れているのが通常である。テーブルのデータとしては、以下の実施例のように、基地局とそれに属するアンテナにそれぞれ異なる座標を与えても良い。また、基地局と各アンテナはそれと同じ座標を持つこととしてもよい。この場合、測位誤差は増えるが、テーブル規模は縮小し得るであろう。一つの基地に属するアンテナは、通常、回路の一部を共用しており、特に制御用のタイミング信号を形成する回路は共通のものとなるのが普通である。
次に図1および図2を用いて本発明による無線位置測定方法の実施例を説明する。図2において、STEP210は、基準基地局を決定するステップである。当該ステップにおいて、端末は基地局をサーチし、受信電力の最も大きな送信符号の送信元の基地局に同期する。そして、該基地局を基準基地局とする。通常、セルラシステムでは、基地局より制御情報が同報されており、該制御情報にはそのセクタの識別番号が含まれている。そのため、端末の同期獲得先となる送信元の基地局は一意に特定される。
【００１６】
STEP220は、基地局情報テーブルを基準基地局からの距離が昇順となるよう、基地局情報単位でソートするステップである。ソートする際に、基準基地局の位置は、上記識別情報で特定される基地局情報テーブルに含まれるセクタ情報に記載のアンテナ位置とする。各基地局の位置は、それぞれの基地局情報に含まれている各セクタ情報のアンテナ位置をそれぞれの基地局情報内で平均した位置としてよい。あるいは、それぞれの基地局情報に含まれているセクタ情報から任意の一つのアンテナ位置を選択してもよい。
【００１７】
STEP230は、上記テーブル内の各基地局情報について、各セクタ情報内のアンテナの向きと該アンテナから基準基地局への向きのなす角の余弦が降順となるようソートするステップである。
【００１８】
STEP241は、上記テーブルにおいて、基地局情報単位で1乃至NALL番目までの各基地局情報について、該各基地局情報に含まれる各セクタに対する送信符号を、遅延プロファイル作成の対象として全て選択するステップである。なお、その際、選択された送信符号に対するアンテナ位置を保持しておく。
【００１９】
STEP242は、上記テーブルにおいて、基地局情報単位で（NALL+1）乃至N1番目までの各基地局情報について、該各基地局情報に含まれるセクタに対する送信符号のうち、セクタ情報単位で1番目に記載の送信符号を、遅延プロファイル作成の対象として選択するステップである。なお、その際、選択された送信符号に対するアンテナ位置を保持しておく。
【００２０】
STEP250は、上記選択した各送信符号について、それぞれ遅延プロファイルを作成するステップである。
STEP260は、上記作成した各遅延プロファイルを基にそれぞれの受信タイミングを推定し、上記STEP241乃至STEP242で保持した各送信元のアンテナ位置を用いて、該端末の位置を算出する。
受信信号を処理し、遅延プロファイルを作成する回路構成は、例えば本件出願人の特許出願2001-399979に開示されている。特許出願2001-399979の図2に示されるように、複数の受信信号を、１〜Ｎの並列化された回路で処理することにより、処理を高速に行うことができる。このような場合、測位に用いると決めたアンテナ（セクタ）単位で信号を処理することにより、より多くの信号源からの距離を同時に処理することができ、精度向上と高速処理を両立させることができる。図3を用いて、本発明による無線位置測定方法の第二の実施例を説明する。同図は図2に示したフローチャートにおいて、STEP242のステップと交換される部分である。図2に示した実施例と比較して特徴的な箇所は、STEP342である。
【００２１】
STEP342は、先のステップまでにソートされた基地局情報テーブルにおいて、基地局情報単位で（NALL+1）乃至N2番目までの各基地局情報について、該各基地局情報に含まれるセクタに対する送信符号のうち、セクタ情報単位で2番目までに記載の送信符号を、遅延プロファイル作成の対象として選択するステップである。なお、その際、選択された送信符号に対するアンテナ位置を保持しておく。
【００２２】
STEP343は、上記テーブルにおいて、基地局情報単位で（N2+1）乃至N1番目までの各基地局情報について、該各基地局情報に含まれるセクタに対する送信符号のうち、セクタ情報単位で1番目に記載の送信符号を、遅延プロファイル作成の対象として選択するステップである。なお、その際、選択された送信符号に対するアンテナ位置を保持しておく。
【００２３】
本実施例で示した様に、一つの基地局情報から選択する送信符号の数を、ソート後の基地局情報テーブルにおける該基地局情報の順番に応じて、段階的に減少することも本発明の範疇にある。
【００２４】
本発明による無線位置測定方法の第三の実施例を図4および図5を用いて説明する。
図4は、本実施例において使用する基地局情報テーブルの構造を示す。図1に示した基地局情報テーブルと比較して特徴的な箇所は、各セクタにおけるアンテナから放射されている信号の送信電力の記述を、該当するそれぞれのセクタ情報が含んでいることにある。
【００２５】
図5は図2に示したフローチャートにおいて、STEP220乃至STEP230のステップと交換される部分である。図2に示した実施例と比較して特徴的な箇所は、STEP521乃至STEP523である。
STEP521は、基地局情報テーブルの各基地局情報をセクタ情報単位でソートするステップである。その際、各セクタ情報から求まる｛推定受信電力｝が降順となるように各基地局情報をセクタ情報単位でソートする。ここで、各セクタ情報から求まる｛推定受信電力｝とは、該セクタ情報で特定される送信アンテナより放射された信号（送信符号）が、端末の概略位置とした基準基地局の位置において、受信されるときの受信電力の推定値である。このような値は、送信アンテナより放射される信号電力に、伝搬損失と、放射方向によるアンテナ利得とを乗じることによって得られる。伝搬損失とアンテナ利得の算出例については例えば図１１における距離伝搬損失の欄と送信アンテナ利得の欄とをそれぞれ参照されたい。なお、基準基地局に関する基地局情報については、伝搬損失を乗じる処理を省略し、STEP210で得られている識別情報で特定されるアンテナの向きを基準の向きとして、各｛推定受信電力｝を算出すればよい。
STEP522は、基地局情報テーブルの各基地局情報の各一番目のセクタ情報から求まる｛推定受信電力｝を各基地局情報の｛代表推定受信電力｝とするステップである。
STEP523は、各基地局情報の｛代表推定受信電力｝が降順となるよう基地局情報テーブルを基地局情報単位でソートするステップである。
【００２６】
なお、上記伝搬損失は、基準基地局からの距離の二乗値もしくはそれ以上に比例する。そのため、各基地局の送信電力が同程度ならば、基地局情報テーブルは、およそ、基準基地局からの距離に近い順に、ソートされることになる。
ここでは、上記第二の実施例をTIA/EIA-95に準拠するセルラシステムへの適用例を図6乃至図8を用いて示す。
【００２７】
図6〜8は基地局情報テーブルの構成例である。同図において、三行毎に太線で囲まれた部分が一つの基地局情報であり、各行はそれぞれの基地局情報に含まれる一つのセクタ情報を示す。識別番号には、TIA/EIA-95における例えばBASE_IDを設定する。あるいは、TIA/EIA-95におけるBASE_IDに加え、SID、NID、BAND_CLASSあるいはCDMA_FREQといったそれぞれのセクタを特定するためのパラメータ値を併記して設定してもよい。アンテナ位置には、該セクタを形成するために用いられる送信アンテナの位置を設定する。位置のフォーマットは、例えば、緯度・経度でもよいし、局所的な地域に限定可能なら平面直角座標系を用いてもよい。図6の例では平面直角座標系で、西から東への向きをY軸正方向、南から北への向きをX軸正方向として、アンテナの位置を表している。アンテナ向きには、該セクタを形成するために用いられる送信アンテナの向きを設定する。向きのフォーマットは、例えば、Ｙ軸正方向を0°とし、反時計回りを正方向として設定する。送信符号識別子には、該セクタにおいて用いられている送信符号を特定するための識別子を、例えば、TIA/EIA-95におけるPILOT_PNを設定する。
【００２８】
さて、STEP210において、端末が識別番号0501で特定される基地局を基準基地局としたものと仮定する。図6に示した基地局情報テーブルに対し、STEP220からSTEP230までの処理を行った後の基地局情報テーブルを図7に示す。続いて、NALL = 3、N2 = 8、N1 = 13と仮定すると、STEP241、STEP342およびSTEP343の処理を行った場合、遅延プロファイルを作成するために選択された送信符号を、セクタ情報も含め、選択順に、図8に示す。
【００２９】
図9を用いて本発明による位置測定端末の実施例を説明する。この端末は、例えば携帯電話の端末を兼用するものとすることができる。その場合、901〜911はCDMA方式の端末が通常の通信動作を可能とする要素を示す。901は送受信を行うアンテナ、902は高周波信号とベースバンド信号との変換を行うRF部、903はディジタル信号をアナログ信号に変換するDA変換部、904はアナログ信号をディジタル信号に変換するAD変換部、905は変調信号に対してスペクトル拡散を行う拡散部、906はディジタル受信信号から制御チャネル信号および通信チャネル信号を取り出すために逆拡散を行う逆拡散部、907はディジタル受信信号からパイロットチャネル信号を取り出すために逆拡散を行う逆拡散部、908はメッセージを変調するための変調部、909はパイロット信号を参照して制御チャネルあるいは通信チャネル上のメッセージを取り出す復調部、910は受信メッセージあるいは送信するためのメッセージを蓄積するためのメモリを示す。
【００３０】
CPU 911は呼制御、受信メッセージ解析、送信メッセージ生成を行う。911の一部、および912〜913は測位処理を可能とする要素を示す。CPU 911は上述の処理に加え、図2、図3あるいは図5に示した本発明による無線位置測定方法のフローに従い、相関演算部912の制御と、メモリ913に蓄積される複数の遅延プロファイルとメモリ910に蓄積される基地局情報テーブルとに基づいて該端末の位置を計算する。相関演算部912は逆拡散部907からの送信符号のタイミングを参照しCPU 911から指示される送信符号について遅延プロファイルを生成してメモリ913に出力する相関演算部を示す。遅延プロファイルの例は、例えば図13に示したようなものである。遅延プロファイルの作成方法については、例えば前述の特開2001-359140に記載がある。
【００３１】
本発明による無線位置測定方法において、基地局情報テーブルをソートするステップと、送信符号を選択するステップとについては、端末の外部で処理してもよい。典型例としては、端末と無線回線及びネットワークを介して接続されるサーバーにおいて処理することができる。すなわち、STEP220、STEP230、STEP241、STEP242、STEP342、STEP343、STEP521乃至STEP523は、端末の外部のサーバーで処理してもよい。
【００３２】
図10にその際のサーバーの構成を示す。サーバー1000は、基地局情報テーブルを蓄積するためのメモリ1001と、基地局情報テーブルをソートするステップと、送信符号を選択するステップとを実行するためのCPU1002と、セルラネットワークを介して、端末から基準基地局の識別番号を受信し、端末へ選択した送信符号識別子をセクタ情報も含めて送信するための通信部1003とを備える。このようなサーバーはPCなどにより実現できる。
【００３３】
以上では信号の伝搬遅延時間に基づいて基地局と端末の距離を測定し、位置を検出する例について説明した。他の例として、端末が受信した信号の電界強度を元にして基地局からの距離を求め、同様に位置を測定する技術がある（例えば、特開平９−２４７７３７号参照）。本願発明はこのような技術にも適用可能である。具体的には本発明は、各基地局からの信号の受信電力に基づく位置検出方法にも適用される。例えば、各遅延プロファイルから得られる受信タイミングより、基地局からの伝搬距離をそれぞれ推定するのでなく、各遅延プロファイルから得られる受信電力より、基地局からの伝搬距離をそれぞれ推定し、これら各基地局からの伝搬距離と各基地局の位置とから端末の位置を決定する位置検出方法にも適用される。
【００３４】
上述の様な各基地局からの信号の受信電力に基づく位置検出方法において、本発明はさらに別の応用例を与える。例えば、各基地局が異なる周波数チャネルを用いるセルラシステム場合には、図16の基地局情報テーブルと図15のフローとが適用される。
図16の基地局情報テーブルにおいて、図1に示した基地局情報テーブルと比較して特徴的な箇所は、各セクタにおける周波数チャネルの記述を、該当するそれぞれのセクタ情報が含んでいることにある。
【００３５】
図15のフローにおいて、STEP1510は、基準基地局を決定するステップである。当該ステップにおいて、端末は基地局をサーチし、受信電力の最も大きな周波数チャネルの基地局を基準基地局とする。
STEP1520は、基地局情報テーブルを基準基地局からの距離が昇順となるよう、基地局情報単位でソートするステップである。
STEP1530は、上記テーブル内の各基地局情報について、各セクタ情報内のアンテナの向きと該アンテナから基準基地局への向きのなす角の余弦が降順となるようソートするステップである。
【００３６】
STEP1541は、上記テーブルにおいて、基地局情報単位で1乃至NALL番目までの各基地局情報について、該各基地局情報に含まれる各セクタに対する周波数チャネルを、受信電力測定の対象として全て選択するステップである。なお、その際、選択された周波数チャネルに対するアンテナ位置を保持しておく。
【００３７】
STEP1542は、上記テーブルにおいて、基地局情報単位で（NALL+1）乃至N1番目までの各基地局情報について、該各基地局情報に含まれるセクタに対する周波数チャネルのうち、セクタ情報単位で1番目に記載の周波数チャネルを、受信電力測定の対象として選択するステップである。なお、その際、選択された周波数チャネルに対するアンテナ位置を保持しておく。
【００３８】
STEP1550は、上記選択した各周波数チャネルについて、それぞれ受信電力を測定するステップである。
STEP1560は、上記測定した各受信電力を基にそれぞれの伝搬距離を推定し、上記STEP1541乃至STEP1542で保持した各送信元のアンテナ位置を用いて、該端末の位置を算出する。
このように基地局が異なる周波数チャネルを用いるセルラシステム場合においても、本発明によれば、位置計算に利用可能な基地局の周波数チャネルを効率的に選択することが可能である。
【００３９】
本発明の実施例による効果をシミュレーションにより示す。まず、シミュレーション諸元を図11に示す。本発明を適用すると、遅延プロファイルを作成するために図8に示された24種類の送信符号が選択され、その遅延プロファイルは送信符号の18種類について信号検出条件を満足する結果を得る。これら送信符号に対するアンテナ位置を用いてHDOP（水平精度低下率）を算出すると10.27を得る。
【００４０】
これに対し、本発明を用いずに、例えば、遅延プロファイルを作成するための24種類の送信符号を、単純に、基準基地局からの距離の小さい順に、選択した場合、9種類の送信符号が信号検出条件を満足しない結果を得る。残りの15種類の送信符号に対するアンテナ位置を用いてHDOP（水平精度低下率）を算出すると本発明を適用したHDOPに比べ劣化した値11.47を得る。
【００４１】
【発明の効果】
このように、本発明では、アンテナの向きを考慮して、遅延プロファイルを作成するための送信符号を選択するので、該送信符号の送信元が端末から離れていても、効率よく信号検出できる。さらに、これより、位置計算に用いることが可能な、場所の異なる基地局が増加するため、遅延プロアイル作成数が限定された状況においても、効果的に測位精度を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における基地局情報テーブルの実施例を示すフォーマット図である。
【図２】本発明による無線位置測定方法の実施例を示すフロー図である。
【図３】本発明による無線位置測定方法の第二の実施例における処理の一部を示すフロー図である。
【図４】本発明における基地局情報テーブルの別の実施例を示すフォーマット図である。
【図５】本発明による無線位置測定方法の第三の実施例における処理の一部を示すフロー図である。
【図６】本発明における基地局情報テーブルのTIA/EIA-95準拠のシステムへの適用例を示すテーブル図である。
【図７】STEP220、STEP230の処理を図6の基地局情報テーブルに適用した結果を示すテーブル図である。
【図８】STEP241、STEP342、STEP343の処理を図7の基地局情報テーブルに適用した結果を示すテーブル図である。
【図９】本発明による端末の実施例を示すブロック図である。
【図１０】本発明によるサーバーの実施例を示すブロック図である。
【図１１】本発明による効果を説明するために用いたシミュレーション諸元を示す表図である。
【図１２】従来の広帯域の無線信号を使った端末の位置測定技術を示す概念図である。
【図１３】遅延プロファイルの例示する波形図である。
【図１４】基地局の指向性アンテナによりセクタが形成されることを説明するための平面図である。
【図１５】本発明による無線位置測定方法の応用例を示すフロー図である。
【図１６】本発明の応用例における基地局情報テーブルの実施例を示すフォーマット図である。
【図１７】本発明の概念を示す平面図。
【図１８】本発明の位置測定システムの全体構成図。
【符号の説明】
100，400：基地局情報テーブル、901：アンテナ、902：ＲＦ部、903：ＤＡ変換部、904：ＡＤ変換部、905：拡散部、906，907：逆拡散部、908：変調部、909：復調部、910，913：メモリ、911：ＣＰＵ、912：相関演算部、1000：サーバー、1001：メモリ、1002：CPU、1003：通信部、1201：端末、1202，1203，1204：基地局、1205：GPS。
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線による位置の測定に関するもので、特にセルラ基地局を信号源とするものに好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
広帯域の無線信号を使った端末の位置測定技術では、特開2001-359140にCDMA（符号分割多重接続）信号を使ったシステムが示されている。
図12にその概念を示す。端末1201は、GPS（グローバルポジショニングシステム）1205等により同期した複数の基地局1202、1203、1204が送信する信号（送信符号）1206、1207、1208を受信し、信号の受信タイミングを示す遅延プロファイルを作成する。そして、遅延プロファイルから伝搬距離を推定し、既知の基地局の位置と推定された距離とから端末位置を推定する。
【０００３】
図13に遅延プロファイルの例を示す。遅延プロファイルとは、送信符号と受信信号の相関を計算したものであり、相関の高い時間（タイミング）が信号の受信タイミングを示すことから、伝搬時間の推定に利用されている。
【０００４】
幾何学的には位置が異なる3つの基地局からの信号について伝搬距離を推定できれば、三辺測量の原理によって、端末位置を推定することが可能である。さらに、4つ以上の基地局について伝搬距離を推定できれば、例えば、最小二乗法などを用いてより高い精度で端末位置を推定することが可能である。
従って、端末の位置を特定するには、少なくとも場所の異なる三つ以上の基地局の送信符号についてこのような遅延プロファイルを作成することが好ましい。
端末位置の推定精度を向上するためには、異なる場所に存在する基地局を数多く利用できることが好ましい。しかし、一つの送信符号について遅延プロファイルを作成するためには多くのステップ数とメモリ量を必要とする。ゆえに遅延プロファイルを作成できる基地局の送信符号の数は、回路規模の見地から制限される。端末の小型化、省電力化を図れば、この制限は一層厳しいものとなる。
【０００５】
ところで、信号源として利用可能な基地局は、一般に指向性アンテナによりセクタと呼ばれる扇形のセルを複数形成している。このような基地局構成は、例えば携帯電話用の無線基地局において通常の構成である。
図14にその一例を示す。基地局1410は、指向性アンテナ1401、1402、1403によって、それぞれ、セクタ1411、1412、1413を形成している。各セクタではそれぞれ異なる信号（送信符号）が送信されているため、同一の基地局には、放射方向の異なる複数の信号源が存在することになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の課題は、端末の位置測定において遅延プロファイルを作成する際、その作成対象となる信号の信号源である基地局として、より多くの基地局を利用することにある。さらには、これを規模の小さな回路で実現することにある。この際、基地局のセクタに対する送信符号の選択が課題となる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、受信信号の遅延プロファイルの作成に基づいた無線位置測定方法において、基地局の位置と、各セクタを形成する該基地局の各アンテナの向きとに基づいて、位置測定に用いる基地局のセクタに対する送信符号を選択することを特徴とする。
具体的には、複数のアンテナから送信される信号を端末で受信し、受信信号に基づいて端末の位置を測定する位置測定方法において、アンテナの位置と向きとに基づいて、位置を測定するための信号の送信元となるアンテナを選択することを特徴とする。
位置測定の手法としては、例えば、受信信号の遅延プロファイルを作成し、遅延プロファイルに基づいて端末の位置を測定する手法がある。また、受信信号の受信電力を測定し、受信電力値に基づいて端末の位置を測定する手法がある。
【０００８】
ここで、基地局は普通向きの異なる複数のアンテナを備えているので、本発明の他の観点は、通常は一単位として取り扱われる基地局を、複数のアンテナまたはセクタの集合として取り扱うことにもある。
図１７にこの概念の一例を示す。黒い四角は位置測定端末の位置を示す。複数の円は基地局を示す。各円は三等分されており、３つのセクタに分割されている。図１７に示す比較例では、基地局から発信される信号（電波）のうち測位に利用されるのは、基準基地局およびその隣接基地局７カ所からの信号である。７つの基地局は２１のセクタから成り、各セクタの信号は２１の回路で並列に処理することができる。
【０００９】
本件出願の出願人が先に出願した特願2001-029560の例によれば、各基地局の３つのセクタの信号が処理されるが、測位にもちいられるのは１つのみである。図１７の基地局を示す円のうち白い部分に属する信号が回路で処理される。一方、本発明では、回路で処理される信号は、セクタ単位で選択される。従来と同様に２１のセクタの信号が並列に処理されるが、信号の発信源となる基地局は１３カ所であり、従来よりも多くの位置を基準にして測位が可能となる。
【００１０】
アンテナまたは基地局の選択の手順は、種々考えられるが、
（１）任意の基地局（通常は最も近い、あるいは、最も強く受信できる基地局）の位置を基準とする。
（２）基準から所定以上遠距離にある基地局については、基地局のアンテナのうち、向きが基準への向きに最も近いアンテナより放射される送信符号を選択する。
（３）基準から所定以上近距離にある基地局については、該基地局のセクタを形成する全てのアンテナより放射される送信符号を選択する。
【００１１】
本発明のその他の形態は、基地局からの信号の受信電力に基づいて位置を測定するた無線位置測定方法において、基地局からの信号の受信電力を測定する際に、送信元となる基地局の位置とそのアンテナの向きとに基づいて、測定対象とする基地局からの信号を受信するための周波数チャネルを決定することを特徴とする無線位置測定方法である。
【００１２】
図１８は本発明を用いた位置測定システムの全体構成である。左方に位置する携帯端末は、位置測定を行うためのロケーションLSIを備えている。この端末は、複数の基地局のアンテナからの電波を処理する。基地局はネットワークを介して位置検出サーバを含む位置情報センタと接続されている。位置情報センタは課金や認証を司るサーバを含んでも良い。また、さらに他のアプリケーションサービスを提供する他のASPと接続することもできる。
【００１３】
上記の携帯端末は、複数のアンテナから送信される信号の受信を行い受信信号を形成するアンテナ、上記受信信号を入力として高周波信号とベースバンド信号との変換を行うRF回路、上記RF回路により形成されたアナログ信号をディジタル信号に変換するAD変換部、上記ディジタル信号からパイロット信号を取り出すために逆拡散を行う逆拡散部、上記逆拡散部から得られるパイロット信号のタイミングを用いて複数の遅延プロファイルを生成する相関演算部、上記複数のアンテナの向きと座標に基づいて、上記遅延プロファイルを作成すべき信号を選択する制御部を有する端末とすることができる。
また、位置検出サーバは、複数のアンテナから送信される信号を端末で受信し、受信信号に基づいて上記端末の位置を測定する位置測定システムに用いるサーバにおいて、複数のアンテナの座標、指向性、および、送信符号に関するデータを記憶するテーブルを蓄積する記憶装置と、基地局情報テーブルから、所定条件を有するアンテナを抽出するＣＰＵと、ネットワークを介して、端末へ選択したアンテナに関するデータを送信する通信部とを有するものとすることができる。
アンテナまたは基地局のデータテーブルを格納する記憶装置や、データテーブルから所望の条件を充たすアンテナまたは基地局を選択する選択手段は、端末あるいはサーバーのいずれかにあればよい。図１８に示すようにネットワークで結合されている限り、これらの実体がどちらに属しても、データの転送が十分高速であれば、本願発明の効果を達成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、受信信号の遅延プロファイルの作成に基づいた無線位置測定方法において、基地局の位置と、各セクタを形成する該基地局の各アンテナの向きとに基づいて、遅延プロファイルの作成対象とする基地局のセクタに対する送信符号を選択する。以下、図を用いて本発明の具体的な例を説明する。
【００１５】
図1を用いて本発明において使用する基地局情報テーブルの実施例を説明する。同図において100が基地局情報テーブルである。このテーブルは、複数の基地局情報1乃至ｎを含んでいる。各基地局情報は一つ以上のセクタ情報を含んでいる。各セクタ情報はそれぞれ識別番号とセクタを形成するためのアンテナの位置と、アンテナの向きと、アンテナより送信されている送信符号を特定するための送信符号識別子とを含んでいる。
一般に基地局とは移動体通信のサービスを行う際に設置される電波源、主に地上局をいう。一つの基地局が複数のアンテナを持つことがあり、その場合それらのアンテナは異なる方向を向いており、各アンテナはセクタを形成している。厳密には、基地局の座標と、基地局に属する複数のアンテナの座標は全て異なる。例えば、各アンテナの位置は数センチ〜数メートル離れているのが通常である。テーブルのデータとしては、以下の実施例のように、基地局とそれに属するアンテナにそれぞれ異なる座標を与えても良い。また、基地局と各アンテナはそれと同じ座標を持つこととしてもよい。この場合、測位誤差は増えるが、テーブル規模は縮小し得るであろう。一つの基地に属するアンテナは、通常、回路の一部を共用しており、特に制御用のタイミング信号を形成する回路は共通のものとなるのが普通である。
次に図1および図2を用いて本発明による無線位置測定方法の実施例を説明する。図2において、STEP210は、基準基地局を決定するステップである。当該ステップにおいて、端末は基地局をサーチし、受信電力の最も大きな送信符号の送信元の基地局に同期する。そして、該基地局を基準基地局とする。通常、セルラシステムでは、基地局より制御情報が同報されており、該制御情報にはそのセクタの識別番号が含まれている。そのため、端末の同期獲得先となる送信元の基地局は一意に特定される。
【００１６】
STEP220は、基地局情報テーブルを基準基地局からの距離が昇順となるよう、基地局情報単位でソートするステップである。ソートする際に、基準基地局の位置は、上記識別情報で特定される基地局情報テーブルに含まれるセクタ情報に記載のアンテナ位置とする。各基地局の位置は、それぞれの基地局情報に含まれている各セクタ情報のアンテナ位置をそれぞれの基地局情報内で平均した位置としてよい。あるいは、それぞれの基地局情報に含まれているセクタ情報から任意の一つのアンテナ位置を選択してもよい。
【００１７】
STEP230は、上記テーブル内の各基地局情報について、各セクタ情報内のアンテナの向きと該アンテナから基準基地局への向きのなす角の余弦が降順となるようソートするステップである。
【００１８】
STEP241は、上記テーブルにおいて、基地局情報単位で1乃至NALL番目までの各基地局情報について、該各基地局情報に含まれる各セクタに対する送信符号を、遅延プロファイル作成の対象として全て選択するステップである。なお、その際、選択された送信符号に対するアンテナ位置を保持しておく。
【００１９】
STEP242は、上記テーブルにおいて、基地局情報単位で（NALL+1）乃至N1番目までの各基地局情報について、該各基地局情報に含まれるセクタに対する送信符号のうち、セクタ情報単位で1番目に記載の送信符号を、遅延プロファイル作成の対象として選択するステップである。なお、その際、選択された送信符号に対するアンテナ位置を保持しておく。
【００２０】
STEP250は、上記選択した各送信符号について、それぞれ遅延プロファイルを作成するステップである。
STEP260は、上記作成した各遅延プロファイルを基にそれぞれの受信タイミングを推定し、上記STEP241乃至STEP242で保持した各送信元のアンテナ位置を用いて、該端末の位置を算出する。
受信信号を処理し、遅延プロファイルを作成する回路構成は、例えば本件出願人の特許出願2001-399979に開示されている。特許出願2001-399979の図2に示されるように、複数の受信信号を、１〜Ｎの並列化された回路で処理することにより、処理を高速に行うことができる。このような場合、測位に用いると決めたアンテナ（セクタ）単位で信号を処理することにより、より多くの信号源からの距離を同時に処理することができ、精度向上と高速処理を両立させることができる。図3を用いて、本発明による無線位置測定方法の第二の実施例を説明する。同図は図2に示したフローチャートにおいて、STEP242のステップと交換される部分である。図2に示した実施例と比較して特徴的な箇所は、STEP342である。
【００２１】
STEP342は、先のステップまでにソートされた基地局情報テーブルにおいて、基地局情報単位で（NALL+1）乃至N2番目までの各基地局情報について、該各基地局情報に含まれるセクタに対する送信符号のうち、セクタ情報単位で2番目までに記載の送信符号を、遅延プロファイル作成の対象として選択するステップである。なお、その際、選択された送信符号に対するアンテナ位置を保持しておく。
【００２２】
STEP343は、上記テーブルにおいて、基地局情報単位で（N2+1）乃至N1番目までの各基地局情報について、該各基地局情報に含まれるセクタに対する送信符号のうち、セクタ情報単位で1番目に記載の送信符号を、遅延プロファイル作成の対象として選択するステップである。なお、その際、選択された送信符号に対するアンテナ位置を保持しておく。
【００２３】
本実施例で示した様に、一つの基地局情報から選択する送信符号の数を、ソート後の基地局情報テーブルにおける該基地局情報の順番に応じて、段階的に減少することも本発明の範疇にある。
【００２４】
本発明による無線位置測定方法の第三の実施例を図4および図5を用いて説明する。
図4は、本実施例において使用する基地局情報テーブルの構造を示す。図1に示した基地局情報テーブルと比較して特徴的な箇所は、各セクタにおけるアンテナから放射されている信号の送信電力の記述を、該当するそれぞれのセクタ情報が含んでいることにある。
【００２５】
図5は図2に示したフローチャートにおいて、STEP220乃至STEP230のステップと交換される部分である。図2に示した実施例と比較して特徴的な箇所は、STEP521乃至STEP523である。
STEP521は、基地局情報テーブルの各基地局情報をセクタ情報単位でソートするステップである。その際、各セクタ情報から求まる｛推定受信電力｝が降順となるように各基地局情報をセクタ情報単位でソートする。ここで、各セクタ情報から求まる｛推定受信電力｝とは、該セクタ情報で特定される送信アンテナより放射された信号（送信符号）が、端末の概略位置とした基準基地局の位置において、受信されるときの受信電力の推定値である。このような値は、送信アンテナより放射される信号電力に、伝搬損失と、放射方向によるアンテナ利得とを乗じることによって得られる。伝搬損失とアンテナ利得の算出例については例えば図１１における距離伝搬損失の欄と送信アンテナ利得の欄とをそれぞれ参照されたい。なお、基準基地局に関する基地局情報については、伝搬損失を乗じる処理を省略し、STEP210で得られている識別情報で特定されるアンテナの向きを基準の向きとして、各｛推定受信電力｝を算出すればよい。
STEP522は、基地局情報テーブルの各基地局情報の各一番目のセクタ情報から求まる｛推定受信電力｝を各基地局情報の｛代表推定受信電力｝とするステップである。
STEP523は、各基地局情報の｛代表推定受信電力｝が降順となるよう基地局情報テーブルを基地局情報単位でソートするステップである。
【００２６】
なお、上記伝搬損失は、基準基地局からの距離の二乗値もしくはそれ以上に比例する。そのため、各基地局の送信電力が同程度ならば、基地局情報テーブルは、およそ、基準基地局からの距離に近い順に、ソートされることになる。
ここでは、上記第二の実施例をTIA/EIA-95に準拠するセルラシステムへの適用例を図6乃至図8を用いて示す。
【００２７】
図6〜8は基地局情報テーブルの構成例である。同図において、三行毎に太線で囲まれた部分が一つの基地局情報であり、各行はそれぞれの基地局情報に含まれる一つのセクタ情報を示す。識別番号には、TIA/EIA-95における例えばBASE_IDを設定する。あるいは、TIA/EIA-95におけるBASE_IDに加え、SID、NID、BAND_CLASSあるいはCDMA_FREQといったそれぞれのセクタを特定するためのパラメータ値を併記して設定してもよい。アンテナ位置には、該セクタを形成するために用いられる送信アンテナの位置を設定する。位置のフォーマットは、例えば、緯度・経度でもよいし、局所的な地域に限定可能なら平面直角座標系を用いてもよい。図6の例では平面直角座標系で、西から東への向きをY軸正方向、南から北への向きをX軸正方向として、アンテナの位置を表している。アンテナ向きには、該セクタを形成するために用いられる送信アンテナの向きを設定する。向きのフォーマットは、例えば、Ｙ軸正方向を0°とし、反時計回りを正方向として設定する。送信符号識別子には、該セクタにおいて用いられている送信符号を特定するための識別子を、例えば、TIA/EIA-95におけるPILOT_PNを設定する。
【００２８】
さて、STEP210において、端末が識別番号0501で特定される基地局を基準基地局としたものと仮定する。図6に示した基地局情報テーブルに対し、STEP220からSTEP230までの処理を行った後の基地局情報テーブルを図7に示す。続いて、NALL = 3、N2 = 8、N1 = 13と仮定すると、STEP241、STEP342およびSTEP343の処理を行った場合、遅延プロファイルを作成するために選択された送信符号を、セクタ情報も含め、選択順に、図8に示す。
【００２９】
図9を用いて本発明による位置測定端末の実施例を説明する。この端末は、例えば携帯電話の端末を兼用するものとすることができる。その場合、901〜911はCDMA方式の端末が通常の通信動作を可能とする要素を示す。901は送受信を行うアンテナ、902は高周波信号とベースバンド信号との変換を行うRF部、903はディジタル信号をアナログ信号に変換するDA変換部、904はアナログ信号をディジタル信号に変換するAD変換部、905は変調信号に対してスペクトル拡散を行う拡散部、906はディジタル受信信号から制御チャネル信号および通信チャネル信号を取り出すために逆拡散を行う逆拡散部、907はディジタル受信信号からパイロットチャネル信号を取り出すために逆拡散を行う逆拡散部、908はメッセージを変調するための変調部、909はパイロット信号を参照して制御チャネルあるいは通信チャネル上のメッセージを取り出す復調部、910は受信メッセージあるいは送信するためのメッセージを蓄積するためのメモリを示す。
【００３０】
CPU 911は呼制御、受信メッセージ解析、送信メッセージ生成を行う。911の一部、および912〜913は測位処理を可能とする要素を示す。CPU 911は上述の処理に加え、図2、図3あるいは図5に示した本発明による無線位置測定方法のフローに従い、相関演算部912の制御と、メモリ913に蓄積される複数の遅延プロファイルとメモリ910に蓄積される基地局情報テーブルとに基づいて該端末の位置を計算する。相関演算部912は逆拡散部907からの送信符号のタイミングを参照しCPU 911から指示される送信符号について遅延プロファイルを生成してメモリ913に出力する相関演算部を示す。遅延プロファイルの例は、例えば図13に示したようなものである。遅延プロファイルの作成方法については、例えば前述の特開2001-359140に記載がある。
【００３１】
本発明による無線位置測定方法において、基地局情報テーブルをソートするステップと、送信符号を選択するステップとについては、端末の外部で処理してもよい。典型例としては、端末と無線回線及びネットワークを介して接続されるサーバーにおいて処理することができる。すなわち、STEP220、STEP230、STEP241、STEP242、STEP342、STEP343、STEP521乃至STEP523は、端末の外部のサーバーで処理してもよい。
【００３２】
図10にその際のサーバーの構成を示す。サーバー1000は、基地局情報テーブルを蓄積するためのメモリ1001と、基地局情報テーブルをソートするステップと、送信符号を選択するステップとを実行するためのCPU1002と、セルラネットワークを介して、端末から基準基地局の識別番号を受信し、端末へ選択した送信符号識別子をセクタ情報も含めて送信するための通信部1003とを備える。このようなサーバーはPCなどにより実現できる。
【００３３】
以上では信号の伝搬遅延時間に基づいて基地局と端末の距離を測定し、位置を検出する例について説明した。他の例として、端末が受信した信号の電界強度を元にして基地局からの距離を求め、同様に位置を測定する技術がある（例えば、特開平９−２４７７３７号参照）。本願発明はこのような技術にも適用可能である。具体的には本発明は、各基地局からの信号の受信電力に基づく位置検出方法にも適用される。例えば、各遅延プロファイルから得られる受信タイミングより、基地局からの伝搬距離をそれぞれ推定するのでなく、各遅延プロファイルから得られる受信電力より、基地局からの伝搬距離をそれぞれ推定し、これら各基地局からの伝搬距離と各基地局の位置とから端末の位置を決定する位置検出方法にも適用される。
【００３４】
上述の様な各基地局からの信号の受信電力に基づく位置検出方法において、本発明はさらに別の応用例を与える。例えば、各基地局が異なる周波数チャネルを用いるセルラシステム場合には、図16の基地局情報テーブルと図15のフローとが適用される。
図16の基地局情報テーブルにおいて、図1に示した基地局情報テーブルと比較して特徴的な箇所は、各セクタにおける周波数チャネルの記述を、該当するそれぞれのセクタ情報が含んでいることにある。
【００３５】
図15のフローにおいて、STEP1510は、基準基地局を決定するステップである。当該ステップにおいて、端末は基地局をサーチし、受信電力の最も大きな周波数チャネルの基地局を基準基地局とする。
STEP1520は、基地局情報テーブルを基準基地局からの距離が昇順となるよう、基地局情報単位でソートするステップである。
STEP1530は、上記テーブル内の各基地局情報について、各セクタ情報内のアンテナの向きと該アンテナから基準基地局への向きのなす角の余弦が降順となるようソートするステップである。
【００３６】
STEP1541は、上記テーブルにおいて、基地局情報単位で1乃至NALL番目までの各基地局情報について、該各基地局情報に含まれる各セクタに対する周波数チャネルを、受信電力測定の対象として全て選択するステップである。なお、その際、選択された周波数チャネルに対するアンテナ位置を保持しておく。
【００３７】
STEP1542は、上記テーブルにおいて、基地局情報単位で（NALL+1）乃至N1番目までの各基地局情報について、該各基地局情報に含まれるセクタに対する周波数チャネルのうち、セクタ情報単位で1番目に記載の周波数チャネルを、受信電力測定の対象として選択するステップである。なお、その際、選択された周波数チャネルに対するアンテナ位置を保持しておく。
【００３８】
STEP1550は、上記選択した各周波数チャネルについて、それぞれ受信電力を測定するステップである。
STEP1560は、上記測定した各受信電力を基にそれぞれの伝搬距離を推定し、上記STEP1541乃至STEP1542で保持した各送信元のアンテナ位置を用いて、該端末の位置を算出する。
このように基地局が異なる周波数チャネルを用いるセルラシステム場合においても、本発明によれば、位置計算に利用可能な基地局の周波数チャネルを効率的に選択することが可能である。
【００３９】
本発明の実施例による効果をシミュレーションにより示す。まず、シミュレーション諸元を図11に示す。本発明を適用すると、遅延プロファイルを作成するために図8に示された24種類の送信符号が選択され、その遅延プロファイルは送信符号の18種類について信号検出条件を満足する結果を得る。これら送信符号に対するアンテナ位置を用いてHDOP（水平精度低下率）を算出すると10.27を得る。
【００４０】
これに対し、本発明を用いずに、例えば、遅延プロファイルを作成するための24種類の送信符号を、単純に、基準基地局からの距離の小さい順に、選択した場合、9種類の送信符号が信号検出条件を満足しない結果を得る。残りの15種類の送信符号に対するアンテナ位置を用いてHDOP（水平精度低下率）を算出すると本発明を適用したHDOPに比べ劣化した値11.47を得る。
【００４１】
【発明の効果】
このように、本発明では、アンテナの向きを考慮して、遅延プロファイルを作成するための送信符号を選択するので、該送信符号の送信元が端末から離れていても、効率よく信号検出できる。さらに、これより、位置計算に用いることが可能な、場所の異なる基地局が増加するため、遅延プロアイル作成数が限定された状況においても、効果的に測位精度を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における基地局情報テーブルの実施例を示すフォーマット図である。
【図２】本発明による無線位置測定方法の実施例を示すフロー図である。
【図３】本発明による無線位置測定方法の第二の実施例における処理の一部を示すフロー図である。
【図４】本発明における基地局情報テーブルの別の実施例を示すフォーマット図である。
【図５】本発明による無線位置測定方法の第三の実施例における処理の一部を示すフロー図である。
【図６】本発明における基地局情報テーブルのTIA/EIA-95準拠のシステムへの適用例を示すテーブル図である。
【図７】STEP220、STEP230の処理を図6の基地局情報テーブルに適用した結果を示すテーブル図である。
【図８】STEP241、STEP342、STEP343の処理を図7の基地局情報テーブルに適用した結果を示すテーブル図である。
【図９】本発明による端末の実施例を示すブロック図である。
【図１０】本発明によるサーバーの実施例を示すブロック図である。
【図１１】本発明による効果を説明するために用いたシミュレーション諸元を示す表図である。
【図１２】従来の広帯域の無線信号を使った端末の位置測定技術を示す概念図である。
【図１３】遅延プロファイルの例示する波形図である。
【図１４】基地局の指向性アンテナによりセクタが形成されることを説明するための平面図である。
【図１５】本発明による無線位置測定方法の応用例を示すフロー図である。
【図１６】本発明の応用例における基地局情報テーブルの実施例を示すフォーマット図である。
【図１７】本発明の概念を示す平面図。
【図１８】本発明の位置測定システムの全体構成図。
【符号の説明】
100，400：基地局情報テーブル、901：アンテナ、902：ＲＦ部、903：ＤＡ変換部、904：ＡＤ変換部、905：拡散部、906，907：逆拡散部、908：変調部、909：復調部、910，913：メモリ、911：ＣＰＵ、912：相関演算部、1000：サーバー、1001：メモリ、1002：CPU、1003：通信部、1201：端末、1202，1203，1204：基地局、1205：GPS。
Claims (5)
- 向きの異なる複数のアンテナでセクタを形成する複数の基地局から送信させれる信号を端末で受信し、上記受信された信号を、上記各基地局の座標およびアンテナの向きに基づいて選択し、上記選択した信号の受信信号強度または遅延プロファイルに基づいて上記端末の位置を測定する位置測定方法であって、
上記基地局のうち任意の基地局の位置を基準として、
該基準から所定以上遠距離にある基地局については、該基地局のセクタを形成する上記アンテナのうち、向きが上記基準への向きに最も近いアンテナより放射される送信符号に基づいて上記端末の位置を測定し、
該基準から所定以上近距離にある基地局については、該基地局のセクタを形成する全てのアンテナより放射される送信符号に基づいて上記端末の位置を測定することを特徴とする位置測定方法。 - 請求項１記載の位置測定方法であって、
上記任意の基地局は、上記受信した電力が最大のもの、または端末との距離が最小のものを基準とすることを特徴とする位置測定方法。 - 請求項１記載の位置測定方法であって、
上記遅延プロファイル作成の対象として各基地局の送信符号を選択する際に、
各基地局の上記基準からの距離の増加に応じて、それぞれの基地局から選択する送信符号の数を段階的に減少していくことを特徴とする位置測定方法。 - 請求項１記載の位置測定方法であって、
上記受信信号の遅延プロファイルを作成する際に、上記端末の概略位置における推定受信電力が降順となるよう、該遅延プロファイル作成の対象とする基地局を決定することを特徴とする位置測定方法。 - 複数のアンテナから送信される信号を端末で受信し、該受信信号に基づいて上記端末の位置を測定する位置測定システムに用いるサーバーであって、
上記複数のアンテナの座標、指向性、及び送信符号に関するデータを記憶する基地局情報テーブルを蓄積する記憶装置と、
該基地局情報テーブルから所定条件を有するアンテナを抽出するＣＰＵと、
ネットワークを介して上記端末へ選択したアンテナに関するデータを送信する通信部とを有し、
上記基地局情報テーブルから、アンテナの位置と向きとに基づいてアンテナを抽出することを特徴とするサーバー。
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