JPH0496530A - 位置検出装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電波を利用した移動体（自動車、人間等）の位
置検出に関する。

［従来の技術］ 近年の電子、通信技術の飛躍的な進歩に伴い、通信機の
小形化、高機能化が進み、移動体（自動車、航空機、船
舶、人間等）についての通信システムが普及しつつある
。そして、これらの移動体通信システムにおいては、通
信達成のために、移動体の位置を検出することが必要で
ある。

例えば、自動車電話システムでは、自動車電話の使用可
能なエリア（ザービスエリア）を半径３〜４ｋｍ程度の
ゾーン（セル）に分割し、このセル毎に無線基地局を配
置してセル内の自動車に対する電話通信を管理している
。

すなわち、無線基地局は、自己のセル内の自動車との間
で通信を行う。そして、自動車が自己のセル内から隣接
する別のセルへ移動した場合には、その自動車との通信
を行う無線基地局を切り換えなければならない。このた
め、自動車電話システムにおいては、基地局において自
動車（移動体）の位置を検出する必要がある。

そのため、複数の基地局で移動体から送信された電波の
強さを調べ最も強い受信レベルが得られた基地局の周辺
に移動体がいるということで位置を検出している。

また、ＡＶＭ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　　Ｖｅｈｉｃｌｅ
　　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）システムでは、基地局が予
め定められた固有のデータで変調された変調波をそれぞ
れ送信する。そして、これを移動体において受信し、デ
ータの内容を検出する。

そこで、移動体において検出したデータはどの基地局か
らの電波であるかを認識することができ、その基地局の
周辺にいるとすることで移動体の位置を検出している。

ここで、従来の位置検出装置について、第４図に基づい
て説明する。

位置検出装置は、送信機１０及び受信機１２からなって
いるが、基地局１つに対し移動体が複数存在するのが通
常である。

送信機１０は、予め定められた固定データを発生する固
定データ発生器１４、発生されたデータに基づき変調さ
れた信号波を出力する変調器１６及びこの信号波を送信
する送信アンテナ１８からなっている。

また、受信機１２は、送信されてきた電波を受信する受
信アンテナ２０、受信波を検波する検波器２２、検波出
力から送信されたデータを復調するデータ復調器２４、
受信波の信号レベルを検出する受信レベル検出器２６及
び復調データまたは復調データと受信波の信号レベルと
を用いて位置を判定する位置判定器２８を有している。

この装置を用いて位置検出を行う場合、移動体に送信機
を設置し、固定の基地局に受信機を設置する場合（ケー
ス１）と、移動体に受信機を設置し、固定の基地局に送
信機を設置する場合（ケース２）の２つの場合がある。

このケース１が、上述の自動車電話システムなどにあた
り、ケース２がＡＶＭシステムなどにあたる。

そして、ケース１である自動車電話システムにおいては
、自動屯（移動体）毎に予め定められた固有のデータを
固定データ発生器１４に記憶しており、電話通信の際に
は、固定データ発生部１４から固有データが発生される
。そして、変調器１６はこの固有データによって搬送波
を変調し、変調された変調波を送信アンテナ１８より送
信する。

そこで、基地局側の受信機１２においては、受信アンテ
ナ２０によって受信した受信波について、検波器２２に
よって検波すると共に、データ復調器２４によって、送
信機１０における固有データを復調する。そして、復調
された固有データが位置判定器２８において認識され、
この固有データから送信機１０（移動体）が特定される
。

一方、受信レベル検出器２６は受信波の受信レベルを検
出する。そして、これを位置判定器２８に送るため、位
置判定器２８は特定の移動体からの受信波の受信レベル
を認識することができる。

そして、これらのデータに基づき、該移動体がどの基地
局のセル内にいるかを判定する。

ここで、この判定を行うために、自動車電話システムに
おいては、複数の基地局間における連絡をとるための通
信手段を設けており、他の基地局における同一の移動体
に対する受信レベルと自己の受信レベルを比較すること
ができる。そして、受信レベルの最も高い基地局の周辺
に移動体がいるとすることで位置を決定している。これ
は、受信レベルが移動体と基地局との距離にほぼ反比例
することによっている。

また、ケース２であるＡＶＭにおいても、自動車（移動
体）の位置検出を実施する範囲に複数の基地局を設けて
いる。そして、この基地局の送信機１０より固有のデー
タで変調された変調波を送信する。そして、これを移動
体における受信機１２において受信し、データを検出し
、この検出されたデータから受信している電波がとの基
地局からのものであるかを認識する。そして、その基地
局周辺にいるとして移動体の位置を決定している。

［発明が解決しようとする課題］ 上述のように、従来のシステムによって、移動体の位置
を検出することができる。ところが、市街地等大きなビ
ルなどが複数林立する環境下においては、建物等におい
て送信された電波が反射、散乱され、基地局と移動体と
の間に複数の電波の伝搬経路（マルチパス）が生ずる。

そして、このようなマルチパスに起因してフェージング
が発生して、受信レベルは大きく変動し、必ずしも移動
体から基地局までの距離に反比例した受信波レベルを得
ることができなくなる。そこで、基地局において、自己
のセルから他の基地局のセルに移動体が移動したと誤っ
た判定をし、管轄する基地局を変更してしまうという場
合があった。

また、ケース２において、セルの周辺部に移動体が位置
した場合には、ここにおいては複数の基地局からの送信
波による干渉が起る。このため、移動体において、送信
機１０から送られてくるデータを正しく復調できなくな
ってしまう場合がある。すなわち、電波の強さの比が３
０ｄＢ以下になると、干渉によるデータの誤りが発生ず
る確率が高くなる。そこで、基地局同士の電波の強さを
考慮して、干渉波となる他の基地局からの電波の強度が
弱くなるように、基地局を離して設置することが必要と
なる。しかし、このように基地局の間隔を広くすれば、
それだけ位置検出の精度が低下する問題点があった。

このように従来の移動体通信システムにおいては、移動
体の位置検出が十分高精度で行うことができなかった。

しかし、システムによっては、高精度な位置検出が必要
となる場合もあり、位置検出精度の向上が望まれていた
。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、高精度の
位置検出を行うことができる位置検出装置を提供するこ
とを目的とする。

着眼点 」一連のフェージングや干渉による位置検出の粘度低下
を防止する方法として、自己相関か大きく、他との相関
が低い性質を持つ符号列による弁別を考えた。すなわち
、送信側でこの符号列を用いて電波に位置検出の情報を
乗せる。そして、受信側では受信された信号と既に登録
しである符号列で変調された信号との相関を求めること
により、フェージングや干渉が生じても位置検出を正確
に行うことができるのではないかと考えた。

［課題を解決するための手段］ 請求項（１）記載の位置検出装置は、自己相関の強い固
有の符号列を発生ずる固定初号発生器と、この固定符号
発生器により発生された符号列に基づき変調された信号
波を出力する変調器とを含む送信機と、 受信波を参照信号波を用いて検波する検波器と、この検
波出力の信号レベルを検出する１ノベル検出器と、この
レベル検出器の検出結果に基づき位置判定を行う位置判
定器と、複数の符号列を予め記憶しており指令に応じた
符号列を発生ずる可変符号発生器と、このｄｆ変符号発
生器により発生された符号列に基づき変調された参照信
号波を前記検波器に供給する変調器とを含む受信機と、
を有することを特徴とする 請求項（２）記載の位置検出方法は、 送信機毎に固有の符号列を割当て、送信機は、それぞれ
自己の符号列によって変調した信号を送信し、受信機は
、送信相手となる複数の送信機の使用する符号列を予め
記憶しておき、送信相手の符号列を用いて変調した参照
信号波により受信波を復調すると共に、前記符号列に自
己相関の強いものを採用することを特徴とする。

［作用］ 送信機は、自己相関の強い符号列を用いて変調された電
波を送信する。そして、この電波を受信した受信機は、
受信波と受信機側において指定された参照信号波を用い
て検波する。その場合、受信機側において使用する参照
信号波を生成するのに用いた符号列と、送信機側で用い
られた符号列とが同じで、かつ同期した場合に相関出力
が得られる。この相関出力は、受信波のレベルに比例し
たものとなる。そこで、特定の送信機から送信された電
波のみを確実に取り出すことができ、他の送信機からの
電波の干渉を排除することができる。

従って、上述のケース２の場合における干渉の悪影響を
排除することができ、基地局間隔を狭くして位置検出精
度を高めることができる。

また、相関出力は、同期が取れた場合に得られるため、
伝搬経路が異なり、受信機に到達する時間が異なる多く
の到来波を分離受信することができる。つまり、受信機
のクロック周波数を送信機のそれと少し異なる周波数と
することにより、同期時間を除々にずらすことができ、
受信機に到来する多くの電波（多重波）が重なり合い干
渉しているフェージング状況下において、電波をそれぞ
れ分離して相関出力を得ることができる。

従って、フェージングが生じていてもその影響を受ける
ことなく、多重波それぞれのレベルに比例した相関出力
を得ることができる。この相関出力は、基地局までの距
離に反比例したものとなるため、フェージングによる位
置検出精度の低下を防止することができる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明の位置検出装置によれば、
自己相関の強い符号列で変調した送信波を用い、受信機
側でこれに対する相関を検出する方式を用いて、位置検
出を行っているため、）エージング及び他の送信機から
の干渉波の影響を受けず、高精度な位置検出を行うこと
ができる。

［実施例コ ］　２ 以下、本発明の一実施例について、図面に基づいて説明
する。

第１図は送信機の構成図であり、周波数ｆ。の搬送波を
出力する発振器３０、搬送波を所定の信号に応じて位相
変調する位相変調器３２、位相変調器３２からの出力信
号を送信する送信アンテナ３４及び位相変調器３２にお
ける変調を規定するための符号列を発生する固定符号発
生器３６からなっている。そして、固定符号発生器３６
は、送信機毎に予め登録された所定の符号列を記憶する
ＲＯＭ３５ａ及びＲＯＭ３５ａからの読出しスピドを決
定するためのクロック発生器３６ｂからなっている。そ
こで、発振器３０から出力される搬送波は、固定符号発
生器３６から出力される符号列に応じて位相変調され、
位相変調された電波が送信アンテナ３４より送信される
。

なお、位相変調器３２は、例えばダイオードをリング型
に構成した平衡変調器である。そして、固定符号発生器
３６のＲＯＭ３６ａに記憶されている符号列は、自己相
関の強いものであり、例えばｍ系列ＰＮ符号列（Ｍａｘ
ｉｍｕｍ　　ｌｅｎｇｔｈ：最長系列、Ｐｓｅｕｄｏ　
　Ｎｏ１ｓｅ＋疑似雑音）符号列などが用いられる。

また、位相変調とは、信号の位相を例えばｒＯＪ、ｒＮ
に対応して１８０度ずつずらすものである。

次に、第２図に受信機の構成を示す。受信機は、受信ア
ンテナ４０、受信波と所定の参照信号波を乗算する乗積
検波器４２、低域のみを通過させるローパスフィルタ４
４、受信レベルのピーク値をホールドするピークレベル
検出器４６、ピークレベル検出器４６からのレベル検出
値に応じて位置判定を行うＣＰＵ４８、ＣＰＵ４Ｆ３か
らの符号選択信号に応じて所定の符号を発生する可変符
号発生器５０、所定の搬送波を出力する発振器５２、発
振器からの搬送波に可変符号発生器５０からの信号を乗
せて位相変調する位相変調器５４からなっている。そし
て、可変符号発生器５０は、複数のＲＯＭＩ〜ＲＯＭ　
ｎ　、クロック発生器５６からなっている。

そして、ＲＯＭＩ〜ＲＯＭ　ｎには、通信相手となる複
数の送信機におけるＲＯＭ３６　ａに記憶されている符
号列がそれぞれ記憶されている。

そして、位置検出を行う場合には、ＣＰＵ４８が符号選
択信号を可変符号発生器５０に供給する。

これによって、ＲＯＭ１〜ＲＯＭ　ｎのいずれか１つが
選択され、そのＲＯＭＩ〜ＲＯＭ　ｎに記憶されている
符号列が出力される。

この符号列は位相変調器５４に供給され、位相変調され
た参照信号波が乗積検波器４２に供給される。乗積検波
器４２においては、受信アンテナ４０において受信した
受信波と位相変調器５４から供給される参照信号波を用
いて検波が行われる。

上述のように、送信機から送信される電波には、自己相
関の強い特定の符号列を用いた変調がなされている。そ
して、ＲＯＭＩ〜ＲＯＭ　ｎの選択により、同一の符号
列によって変調した参照波を乗積検波器４２に供給する
ことができる。そこで、この乗積検波器４２からは送信
機及び受信機の両ね号列の相関出力が得られる。

ここで、送信機、受信機におけるね号は自己相関の強い
ものとなっているため、？〕号が異なった場合には乗積
検波器４２の出力は大きなものが得られない。そこで、
ＣＰＵ４８が選択したＲＯＭに記憶されている符号に対
応する送信機のみからの信号のレベルを確実に検出する
ことができ、他の送信機からの電波の干渉を排除するこ
とができる。

なお、ＣＰＵ４８は通信相手となっている受信機を通信
開始時において認識しているため、通信相手の固定符号
列と同一の符号列が記憶されているＲＯＭを選択するこ
とができる。

更に、クロック発生器５６からのクロックの周波数は、
送信機のクロック３６ｂのそれとは異なっている。そこ
で、ＲＯＭＩ〜ＲＯＭ　ｎから読み出される符号列の出
力タイミングと送信機側の符号列のそれとは徐々にずれ
ることになる。そして、乗積検波器４２は、送信機側と
受信機側との符号列の同期がとれたときのみに相関出力
をする。そこで、多重波それぞれの伝搬経路に応じた到
管時開蓋に基づいて相関出力のピークかでる時間が異な
ることとなる。

そこで、多重波それぞれに対して別々にピークを検出す
ることができる。そして、高周波成分を取り除いたロー
パスフィルタ４４の出力信号は第３図に示すようなもの
となる。この例では、３つのピークが検出されており３
つの経路を通ってきた電波がそれぞれ重なり合って受信
されていることが理解される。そして、ピークレベル検
出器４６においては複数のピークのうちの一番大きなも
のを採用するため、フェージング発生下においてもその
中で最も受信強度の強い１つの伝搬経路を経た信号のみ
を取り出すことができ、フェージングによる受信レベル
の変動の影響を受けることなく信号レベルの検出を行う
ことかできる。

なお、本実施例の構成は、上述の自動車電話システム等
（ケース１）及びＡＶＭ等（ケース２）、いずれの場合
にも好適に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る送信機の構成ブロック
図、 第２図は同実施例における受信機の構成ブロック図、 第３図はスライディング相関によるローパスフィルタ後
の相関出力の特性図、 第４図は従来例装置の構成ブロック図である。 位相変調器 送信アンテナ 固定符号発生器 受信アンテナ 乗積検波器 ピークレベル検出器 ＣＰＵ　（位置判定器） 可変符号発生器 位相変調器 出願人　株式会社　豊田中央研究所 代理人　弁理士　吉　１）研　二 （外２名）　［Ｄ−８２］

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電波を送信する送信機と、これを受信して位置を
   判定する受信機とを備えた位置検出装置において、 前記送信機は、 自己相関の強い固有の符号列を発生する固定符号発生器
   と、 この固定符号発生器により発生された符号列に基づき変
   調された信号波を出力する変調器と、を含み、 前記受信機は、 受信波を参照信号波を用いて検波する検波器と、この検
   波出力の信号レベルを検出するレベル検出器と、このレ
   ベル検出器の検出結果に基づき位置判定を行う位置判定
   器と、複数の符号列を予め記憶しており指令の応じた符
   号列を発生する可変符号発生器と、この可変符号発生器
   により発生された符号列に基づき変調された参照信号波
   を前記検波器に供給する変調器と、を含み、 送信機における符号列と受信機における符号列の相関出
   力を利用して位置検出を行うことを特徴とする位置検出
   装置。
2. （２）送信機毎に固有の符号列を割当て、送信機は、そ
   れぞれ自己の符号列によって変調した信号を送信し、 受信機は、送信相手となる複数の送信機の使用する符号
   列を予め記憶しておき、送信相手の符号列を用いて変調
   した参照信号波により受信波を復調すると共に、 前記符号列に自己相関の強いものを採用することを特徴
   とする位置検出方法。