JPH07181242A - 測位システム - Google Patents

測位システム

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JPH07181242A
JPH07181242A JP5324512A JP32451293A JPH07181242A JP H07181242 A JPH07181242 A JP H07181242A JP 5324512 A JP5324512 A JP 5324512A JP 32451293 A JP32451293 A JP 32451293A JP H07181242 A JPH07181242 A JP H07181242A
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spread spectrum
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base stations
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システムに
おける４つの基地局１、２、３、４の座標と上記４つの
基地局１、２、３、４から移動端末５へ送信される信号
の伝搬時間とを用いて、上記４つの基地局１、２、３、
４のＰＮ符号の送信時の時間差を得、上記移動端末５の
位置を測定する。 【効果】 移動局に位置を簡易に求めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、移動局（移動端末）の
位置を測位する測位システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、移動局或いは移動端末の測位を行
う測位システムとしては、航法システムの一つであり、
人工衛星から発射する電波を利用して位置情報を得る方
法であるＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システ
ム）や、船舶のための電波による航行援助システムを利
用する航法であって、陸上の送信局からの同一周波数の
同期したパルス電波の到来時間差を測定して距離を求め
るいわゆるロラン−Ｃ等が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ＧＰＳ
やロラン−Ｃを用いて測位を行う場合には、アンテナや
別の受信機器等が必要となる。そこで、上記ＧＰＳやロ
ラン−Ｃ等よりも、さらに簡易な測位システムとして、
移動通信システムを利用して測位を行うことが好まし
い。その具体例として、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続：
Code Devision Multiple Access)方式のいわゆるディジ
タルセルラシステムを用いて測位を行う測位システムが
考えられる。
【０００４】近年、情報の帯域幅より数百〜数千倍もの
広いスペクトル帯域に被変調波を拡散させて通信を行う
スペクトル拡散通信方式、即ちいわゆるＳＳ方式が注目
されている。このスペクトル拡散通信方式により、送信
機側で搬送波（キャリヤ）がＰＮ（疑似雑音）符号系列
によって変調されて、周波数スペクトルが拡散される。
また、受信機側では、送信機と同一構造のＰＮ符号系列
発生器により発生するＰＮ系列を用いた逆拡散過程或い
は相関過程を経た後、ベースバンド復調されることによ
りデータを得る。
【０００５】上記スペクトル拡散通信方式により受信機
側で受信信号を復調するためには、受信信号のＰＮ系列
のパターンが一致していること以外に、時間的にも一致
していなければならない。即ち、発生タイミング或いは
発生位相が一致していなければならない。よって、通信
回線を成立させることができるのは、同一系列で時間的
にも位相が一致した場合のみである。このようなスペク
トル拡散通信方式の特徴を利用し、同じ周波数帯を用い
て、ＰＮ系列の違いにより多数のチャンネルを使用する
ことが可能となる。このようなスペクトル拡散通信方式
の特徴を用いてＰＮ符号によってチャンネルの識別を実
現し、多元接続を行う方式をＣＤＭＡ方式と呼ぶ。
【０００６】このＣＤＭＡ方式によるディジタル移動通
信システムは音声通話を目的に構築されようとしている
システムであり、従来のアナログセルラと比較して非常
に大きな通信容量、高品質な通話を実現することが特長
である。このＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システム
は上述のスペクトル拡散通信方式により、複数の基地局
からパイロット・チャンネルと呼ばれるチャンネルで拡
散符号（パイロットＰＮ符号）が繰り返し送られている
ため、各基地局からの拡散符号の伝搬遅延時間差を測定
すれば、基本的には移動局の測位を行うことは可能であ
る。
【０００７】しかし、このＣＤＭＡ方式ディジタル移動
通信システムを用いた測位システムには、次のような問
題点がある。
【０００８】先ず、移動端末側で測位を行う全ての測位
システムに共通することであるが、測位用の電波の放射
点の位置が判っていなければならない。ＣＤＭＡ方式デ
ィジタル移動通信システムでは、この放射点は基地局に
あたるが、その放射点の位置が移動局において予め判っ
ている必要がある。
【０００９】また、ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信シ
ステムは音声通話のためのシステムであり、この本来の
サービスに悪影響、例えば通信容量を損なうことなどが
無いように、測位システムが実現されなければならな
い。
【００１０】ここで、移動通信システムの基本的な構成
を図２０に示す。図２０に示す基地局１、基地局２、及
び基地局３を含む領域（サービスエリア）２０１、２０
２、２０３は隙間無く並べられている。例えば、領域２
０３内の基地局３から移動端末２０４へ送信する場合に
は、基地局３からの電波は公衆回線網により交換制御局
２００を介して移動端末２０４に送信される。
【００１１】これらの領域２０１、２０２、２０３の境
界付近では、回線を接続できる基地局が複数存在するこ
とになるが、他の領域への干渉を小さく抑えるために各
基地局１、２、３の送信電力は必要最小限に抑えられて
いる。よって、ある領域の中央付近で、他の領域の回線
を接続することができるほど、他の領域の基地局の送信
電力は大きくない。
【００１２】図２１はセルラに代表される陸上移動通信
の電波伝搬の概略的な構成を示している。セルラの場合
には、基地局、例えば基地局４のアンテナ高は数十メー
トルであり、それ程高くないため、郊外で見通しの良い
ところでないかぎり移動端末２０４に電波が直接届くこ
とは無い。よって、通常は、ビル、山、及び崖等による
反射波ＲＷを受信することになる。この場合には、図２
１に示すように、反射波ＲＷの伝搬距離は直接波ＤＷの
伝搬距離よりも大きくなる。これが位置計算の障害とな
る。
【００１３】図２２は電波の伝搬距離と信号強度との関
係を示す。移動端末２０４における基地局からの電波の
強度、即ち信号強度は遠い基地局ほど小さくなる。遠い
基地局は１０ｋｍ以上になることも予想され、非常に弱
い信号を検出しなければならない。
【００１４】このように、人工衛星を用いた測位システ
ムの場合、移動端末は人工衛星から直接届く直接波を受
信して所在位置を計算するが、セルラのような地上通信
の場合には、移動端末が基地局からの直接波を受信でき
ることは稀であり、多くの場合は反射波を受信する。そ
の場合に、位置計算に大きな誤差を生ずる可能性があ
り、これをいかに小さく抑えるかが重要となる。人工衛
星を用いた測位システムの場合には、移動端末における
各人工衛星からの電波強度は大きく違わないが、ＣＤＭ
Ａ方式ディジタル移動通信システムを用いた場合には、
移動端末における各基地局からの電波強度は大きく違っ
ており、これに対して配慮しなければならない。
【００１５】そこで、本発明は上述の実情に鑑み、従来
よりも簡易な方法を用いて、移動端末において測位を行
うことができる測位システムを提供するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る測位システ
ムは、複数の基地局との間でＣＤＭＡ方式により通信を
行う移動通信システムにおける移動局の位置を測定する
測位システムであって、上記複数の基地局が送信する同
系列のスペクトル拡散信号から、予め各基地局毎に決め
られた送信時間の差分を減算し、複数の基地局からのス
ペクトル拡散信号の伝搬遅延時間差を得ることにより、
上記移動局の位置を求めることにより上述した課題を解
決する。
【００１７】また、上記移動局は上記複数の基地局が送
信するスペクトル拡散信号と同じスペクトル拡散信号を
発生し、このスペクトル拡散信号と上記複数の基地局が
送信するスペクトル拡散信号との相関値を算出する相関
値算出手段と、この相関値を遅延する複数の遅延手段
と、これら複数の遅延手段からの複数の遅延信号を相互
に比較する複数の比較手段と、これら複数の比較手段に
より比較された複数の遅延信号が所定のエネルギ以上の
エネルギをもつスペクトル拡散信号を受信した時刻を測
定する測定手段とにより、上記移動局はスペクトル拡散
信号の受信タイミングを決定することを特徴とする。
【００１８】さらに、上記移動局はマルチパスによって
複数のタイミングで受信した複数の基地局からのスペク
トル拡散信号の内で最短タイミングのスペクトル拡散信
号を、所定の基地局から送信されるスペクトル拡散信号
の受信タイミングとすることを特徴とする。
【００１９】また、上記移動局から遠い基地局から送信
されるスペクトル拡散信号の拡散符号長を大きくして、
相関値を計算することを特徴とする。
【００２０】さらに、上記移動局は複数の基地局から送
信されるスペクトル拡散信号を検出した後、スペクトル
拡散符号検出のための拡散符号長を大きくして既に検出
したタイミングより早い範囲で、さらに先行するタイミ
ングのスペクトル拡散信号があるか否かを検索すること
を特徴とする。
【００２１】ここで、上記移動局は、予め複数の基地局
毎に決められたスペクトル拡散信号の送信時間の差分と
位置情報とをテーブルとして備え、複数の基地局から送
信されるスペクトル拡散信号の周期情報を送信するため
のシンク・チャンネルのメッセージを復調し、復調タイ
ミングを検出する復調手段と、上記復調手段により復調
されたデータから上記基地局のスペクトル拡散信号の送
信時間の差分を求めるシフト量抽出手段と、上記スペク
トル拡散信号の受信時刻を検出する受信信号検出手段
と、上記復調手段からの復調タイミングと上記シフト量
抽出手段からの送信時間の差分と上記受信信号検出手段
からのスペクトル拡散信号の受信時刻とにより受信信号
の基準タイミングを求めるタイミング抽出手段と、上記
タイミング抽出手段により抽出された受信信号の基準タ
イミングから複数の基地局の座標情報を求める基地局座
標出力手段と、上記タイミング抽出手段からの複数の基
地局の受信時刻及び送信時間の差分と、上記基地局座標
出力手段からの複数の基地局の座標情報とにより複数の
基地局の位置を算出する位置算出手段とから成ることを
特徴とする。
【００２２】また、上記シンク・チャンネルのメッセー
ジには、所定の基地局及びこの所定の基地局の周辺の基
地局のスペクトル拡散信号の送信時間の差分と座標情報
とが含まれ、上記復調手段により復調されたデータから
複数の基地局の送信時間の差分に対応する座標情報を抽
出する座標情報抽出手段を設けることを特徴とする。
【００２３】ここで、上記所定の基地局及びこの所定の
基地局の周辺の基地局のスペクトル拡散信号の送信時間
の差分と座標情報とを含むメッセージをチャンネルの割
り当て情報の送信に用いられるページング・チャンネル
又は測位専用チャンネルを介して送信することを特徴と
する。
【００２４】さらに、上記測位専用チャンネルのデータ
レートを小さくし、スペクトル拡散信号の拡散率を大き
くすることを特徴とする。
【００２５】尚、上記各基地局において、所定の基地局
の座標情報はそのまま送信し、周辺の基地局の座標情報
は上記所定の基地局との差を送信することを特徴とす
る。
【００２６】そのうえ、上記所定の基地局及び所定の基
地局の周辺の基地局のスペクトル拡散信号の送信時間の
差分と座標情報とを送信する際に、それぞれの基地局毎
の誤り検出符号又は誤り訂正符号を送信することを特徴
とする。
【００２７】上記移動局から基地局方向の通信チャンネ
ルの内のアクセス・チャンネルを用いて、上記移動局の
位置情報を基地局或いは測位専用の管理局に送信するこ
とを特徴とする。
【００２８】また、上記移動局が待ち受け状態の場合に
は上記アクセス・チャンネルを用い、上記移動局が通話
状態の場合には音声情報の送信に用いられるトラフィッ
ク・チャンネルを用いて上記移動局の位置情報を基地局
或いは測位専用の管理局に送信することを特徴とする。
【００２９】このとき、上記移動局から基地局方向の通
信チャンネルに測位結果送信用チャンネルを設け、この
測位結果送信用チャンネルを用いて上記移動局の位置情
報を基地局或いは測位専用の管理局に送信することを特
徴とする。
【００３０】また、上記移動局から送信されるスペクト
ル拡散信号のデータレートを小さくし、スペクトル拡散
信号の拡散率を大きくすることを特徴とする。
【００３１】さらに、上記移動局はＣＤＭＡ方式移動通
信システムにより使用される周波数チャンネル以外の周
波数チャンネルを用いて、ＣＤＭＡ方式移動通信システ
ムによる複数の基地局或いは測位専用の管理局又は既存
の通信網による複数の基地局に上記移動局の位置情報を
送信することを特徴とする。
【００３２】
【作用】本発明においては、移動局において、ＣＤＭＡ
方式ディジタル移動通信システムおける複数の基地局が
送信する同系列のスペクトル拡散信号から予め各基地局
毎に決められた送信時間の差分を減算し、複数の基地局
からのスペクトル拡散信号の伝搬遅延時間差を得ること
により、簡易に移動局の位置を求める。
【００３３】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について、図
面を参照しながら説明する。
【００３４】図１は、本発明に係る測位システムの基地
局からの送信の概略的な構成を示す。移動局の所在を特
定するには最低３つの基地局からの信号を受信しなけれ
ばならない。しかし、受信できる基地局が多ければそれ
だけ推定精度は向上する。よって、この図１では、基地
局を４つとし、移動端末５、基地局１、基地局２、基地
局３、基地局４の座標を、それぞれ（ｘ，ｙ，ｚ）、
（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ）、（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）、
（ｘ3 ，ｙ3 ，ｚ3 ）、（ｘ4 ，ｙ4 ，ｚ4 ）とする。
【００３５】ここで、図２に、各基地局の送信部の概略
的な構成を示す。本発明の測位システムが適用されるＣ
ＤＭＡ方式ディジタル移動通信システム、例えばいわゆ
るディジタルセルラシステムでは、複数の基地局間で送
受信を行い、その送受信に用いられるスペクトル拡散信
号には、送信時の基準タイミングに対する上記複数の基
地局毎に設定された時間遅延量、具体的にはいわゆるパ
イロットＰＮオフセットが含まれることが特徴となって
いる。このＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システムに
おける基地局から移動局方向（フォワード・リンク）へ
の信号には、パイロット・チャンネル、シンク・チャン
ネル、ページング・チャンネル、トラフィック・チャン
ネルの４種類のコード・チャンネルが用意されている。
パイロット・チャンネルはデータを含まずＰＮ符号が繰
り返し送られるチャンネルであり、移動端末５の同期獲
得と維持、及びクロック再生のために用いられる。シン
ク・チャンネルは基地局と移動端末５との間で時刻情報
及び長周期のＰＮ符号を合わせるために使用される。ペ
ージング・チャンネルは最大７通りであり、ハンドオフ
に必要な情報、着信時の端末呼び出し情報、発信時の基
地局からの応答情報、及びトラフィック・チャンネルの
割り当て情報の送信に用いられるチャンネルである。ト
ラフィック・チャンネルは最大６４通りであり、通話時
に使用される音声情報を送信するチャンネルである。
【００３６】ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システム
では上記４つのチャンネルデータに掛け合わせる拡散符
号を変えて多重化され、同一周波数で送られる。このシ
ステムではＰＮ符号と直交関数系のウォルシュ符号（Ｗ
ａｌｓｈ Ｃｏｄｅ）とを掛け合わせた符号が拡散符号
となり、このウォルシュ符号を変えることで各チャンネ
ルを生成している。
【００３７】先ず、ＰＮ符号発生器６により発生された
ＰＮ符号は、乗算器７、８、１０、１２に送られる。パ
イロット・チャンネルのためのウォルシュ符号（Ｗａｌ
ｓｈＣｏｄｅ ０）は常時ゼロであり、乗算器７を介し
たＰＮ符号はそのままパイロット・チャンネルとしてチ
ャンネル加算器１４に送られることになる。よって、移
動端末５において基地局から送信されるＰＮ符号を検出
するときには、パイロット・チャンネルの拡散符号のタ
イミングを検索する。また、シンク・チャンネル・デー
タは、値が３２のウォルシュ符号とＰＮ符号とが乗算器
８で乗算された値と乗算器９で乗算される。ページング
・チャンネル・データは、値が１のウォルシュ符号とＰ
Ｎ符号とが乗算器１０で乗算された値と乗算器１１で乗
算される。トラフィック・チャンネル・データは、値が
ｎのウォルシュ符号とＰＮ符号とが乗算器１２で乗算さ
れた値と乗算器１３で乗算される。上記パイロット・チ
ャンネル及びそれぞれの乗算器９、１１、１３で乗算さ
れたチャンネルはチャンネル加算器１４に送られた後、
基地局の変調器へ送出される。
【００３８】移動端末５ではＰＮ符号発生器６が生成す
る拡散符号を選択することにより、パイロット・チャン
ネル以外の希望のコード・チャンネルのデータを復調す
る。ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システムは、他の
方式の移動通信システムと異なり、隣合う領域、即ちサ
ービスエリアを含めて全ての基地局が同一の周波数を使
用する。このため、１周波数チャンネルを受信する一つ
の受信機で複数の基地局が送信するＰＮ符号を検出でき
るので、測位を行うには非常に都合が良い。また、パイ
ロットＰＮオフセットと呼ばれる基準タイミングからの
遅延時間が基地局毎に予め決められていて、各基地局は
ＰＮ符号を上記パイロットＰＮオフセット分だけ遅延し
て送信している。よって、スペクトル拡散においては、
時間差を持たせて多重された信号であれば受信側で分離
復調できるので、移動端末において複数の基地局からの
ＰＮ符号を検出することが可能である。
【００３９】次に、受信側である移動端末について説明
する。ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システムを利用
した測位システムでは、移動端末において各基地局が送
信するパイロット・チャンネルを受信し、検出する。図
３には、各基地局から送信されるパイロット・チャンネ
ルを検出する検出回路の概略的な構成を示す。
【００４０】基地局からの信号は移動端末のアンテナ１
５を介して受信機１６に入力される。受信機１６では、
受信された周波数がマッチト・フィルタ１７に最適な周
波数にダウンコンバートされ、検波されて、マッチト・
フィルタ１７に入力される。マッチト・フィルタ１７は
予め決められた符号列、即ちＰＮ符号との相関値を計算
し、その相関の程度に応じた出力が得られる。
【００４１】図４は上記マッチト・フィルタ１７の出力
の一例として、米国のＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信
システムの出力を示す。このＣＤＭＡ方式ディジタル移
動通信システムによるＰＮ符号の周期は約２６．７ｍｓ
であり、上記マッチト・フィルタ１７からの出力もその
周期で特定の基地局に対応する出力となる。異なる基地
局はＰＮ符号を予め決められた送信時間の差分、具体的
にはいわゆるパイロットＰＮオフセット分だけずらして
送信している。このパイロットＰＮオフセットとは、ス
ペクトル拡散信号の送信時の基準タイミングに対する各
基地局毎に設定された時間遅延量のことである。よっ
て、上記マッチト・フィルタ１７からの出力も、パイロ
ットＰＮオフセット分だけずれた時刻に検出される。
尚、各基地局１、２に対応する出力Ｓ１、Ｓ２が複数の
ピークを持っているのは、複数の反射波によるいわゆる
マルチパスが存在し、伝搬経路長差に応じた時間だけず
らしてＰＮ符号が検出されるためである。
【００４２】図５には、各基地局から送信されるパイロ
ット・チャンネルを検出するための回路の第２の概略的
な構成を示す。アンテナ２０を介して得られる基地局か
らの信号は受信機２１でダウンコンバート及び検波さ
れ、乗算器２２に入力される。一方、ＰＮ符号発生器２
３で発生されたＰＮ符号も上記乗算器２２に入力され、
受信信号と掛け合わされる。この掛け合わされた信号は
次に積算器２４に入力され、各時刻の掛け算結果が足し
合わされていく。上記積算器２４では制御回路２６のリ
セット信号によりリセットされてから入力信号を足し合
わせ、その出力は制御回路２６によりホールド回路２５
でホールドされ、相関結果が得られる。この相関結果は
瞬間での相関値であり、ＰＮ符号１周期分の結果を得る
ためにはＰＮ符号発生器２３の出力を時間的にシフトさ
せて、上記一連の相関値を得る操作を繰り返す。ここ
で、制御回路２６からＰＮ符号発生器２３に入力される
信号はＰＮ符号をシフトするための制御信号である。こ
の検出回路を用いることにより図３に示す構成からの出
力と同様の出力を得ることができるが、ＰＮ符号１周期
分の結果を得るのに時間がかかる。しかし、回路規模が
小さくて済むことが特徴である。
【００４３】次に、測位方法について詳細に説明する。
上記各基地局１、２、３、４から送信される信号の移動
端末５までの伝搬時間をｔｐ1 、ｔｐ2 、ｔｐ3 、ｔｐ
4 とする。上記基地局１、２、３、４は予め決められた
パイロットＰＮオフセット分だけずらしてＰＮ符号を送
信しており、その遅延時間をｔｓ1 、ｔｓ2 、ｔｓ3 、
ｔｓ4 とする。また、時間的にずらさないで送信する場
合のＰＮ符号を送信する時刻をｔ0 とし、移動局の移動
端末５が各基地局１、２、３、４のＰＮ符号を受信する
時刻をｔ1 、ｔ2 、ｔ3 、ｔ4 とする。
【００４４】よって、各基地局１、２、３、４と移動端
末５との距離は伝搬時間に電波の速度、即ち光速をかけ
たものに等しいので、次の（１）〜（４）式が得られ
る。ここでは、４つの基地局からのＰＮ符号を検出でき
たとして説明している。
【００４５】 (x-x1)×2+(y-y1)×2+(z-z1)×2=(tp1×c)×2 ・・・（１） (x-x2)×2+(y-y2)×2+(z-z2)×2=(tp2×c)×2 ・・・（２） (x-x3)×2+(y-y3)×2+(z-z3)×2=(tp3×c)×2 ・・・（３） (x-x4)×2+(y-y4)×2+(z-z4)×2=(tp4×c)×2 ・・・（４） ここで、ｃは光速である。
【００４６】上記（１）〜（４）式において、未知数は
ｘ、ｙ、ｚ、ｔｐ1 、ｔｐ2 、ｔｐ 3 、ｔｐ4 の７個で
ある。次に、各基地局がＰＮ符号の先頭を送信する時刻
はそれぞれｔ0 ＋ｔｓ1 、ｔ0 ＋ｔｓ2 、ｔ0 ＋ｔ
ｓ3 、ｔ0 ＋ｔｓ4 である。これらの時刻によるＰＮ符
号を移動端末５が受信する時刻には伝搬遅延が加わるの
で、それぞれの時刻はｔ0 ＋ｔｓ1 ＋ｔｐ1 、ｔ0 ＋ｔ
ｓ2 ＋ｔｐ2 、ｔ0 ＋ｔｓ 3 ＋ｔｐ3 、ｔ0 ＋ｔｓ4 ＋
ｔｐ4 となる。ここで、移動端末５内での処理時間は相
殺されるため、上記それぞれの時刻では削除してある。
【００４７】ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システム
では移動端末５の正確な時刻合わせは行なわれないた
め、移動端末５側では時刻ｔ0 を判別することができな
い。従って、移動端末５が測定することができるのは、
図６に示されるように各基地局のＰＮ符号が移動端末５
に到来する時間差である。例えば、基地局１を基準にし
た基地局２、基地局３、及び基地局４からのＰＮ符号の
受信時の時間差ｄｔ2 、ｄｔ3 、ｄｔ4 は次の（５）〜
（７）式に示すようになる。
【００４８】 dt2=t2-t1=t0+ts2+tp2-(t0+ts1+tp1)=ts2-ts1+tp2-tp1 ・・・（５） dt3=t3-t1=t0+ts3+tp3-(t0+ts1+tp1)=ts3-ts1+tp3-tp1 ・・・（６） dt4=t4-t1=t0+ts4+tp4-(t0+ts1+tp1)=ts4-ts1+tp4-tp1 ・・・（７）
【００４９】上記（１）〜（４）式に上記（５）〜
（７）式を加えると合計７式になり、未知数は７個であ
るので解を得ることができる。また、５つ以上の基地局
からのＰＮ符号が検出された場合には、最小自乗法等を
用いて解を求めることができ、基地局が４つの場合と比
較して測位精度の向上が期待できる。
【００５０】次に、スペクトル拡散信号の到来タイミン
グを決定するためのＰＮ符号検出回路の概略的な構成を
図７に示す。移動端末５において受信された信号はＰＮ
符号相関器３０でＰＮ符号との相関値が計算され出力さ
れる。このＰＮ符号相関器３０は、具体的には図３又は
図５に示した回路を用いる。このＰＮ符号相関器３０か
ら出力される相関値をｃとし、この相関値ｃを遅延回路
３１で遅延した信号をｂ、この遅延信号ｂを遅延回路３
２でさらに遅延した信号をａとする。また、閾値をｄと
する。比較器３３、３４を用いて、それぞれａ＜ｂ、ｃ
＜ｂの条件で最高点を検出し、比較器３５を用いてｂ＞
ｄの条件で一定レベル以上のものを検出して、ＡＮＤ回
路３６を介すことにより、時刻を記録するためのイネー
ブル信号ＥＮ1 として書き込み制御回路３７に入力され
る。一方、時計、或いはタイマ３９の値は書き込み制御
回路３７に入力される。書き込み制御回路３７は、上記
イネーブル信号である入力信号ＥＮ1 、及び後述する入
力信号ＥＮ2 、ＥＮ3 が全てハイレベルの場合に、書込
み信号ＷＲを出力し、また、時計３９からの値をメモリ
等から成る記録媒体３８へ記録する。
【００５１】上記ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信シス
テムの受信側では、ＲＡＫＥ受信機という技術を使用す
る。従来の移動通信システムでは、マルチパスが存在す
ると妨害となっていたが、ＣＤＭＡ方式ディジタル移動
通信システムで用いられるスペクトル拡散技術では、マ
ルチパスが存在しても各反射波にＰＮ符号のタイミング
を合わせて逆拡散することによりそれぞれの反射波を別
々に復調することができるため、マルチパスを復調し合
成することで誤り率を改善する特徴がある。従って、Ｃ
ＤＭＡ方式ディジタル移動通信システムでは、より強い
マルチパスを利用しようとする。即ち、マルチパスが存
在し、ＰＮ符号検出器に複数のピークが検出された場合
には、エネルギの大きい信号から選んで復調する。
【００５２】これに対して、本発明の測位システムで
は、各基地局からの複数のマルチパスのうち最も早い反
射波の受信時刻を測位に利用する。測位システムにおい
ては、基地局から移動端末までの直線距離を知ることが
重要であり、遅延の小さなパスほど直接波に近く、伝搬
時間に光速を掛けた値が基地局と移動端末の直線距離に
近くなるためである。
【００５３】図８は、上述のマルチパスのうちで最も早
い反射波を受信する受信機の概略的な回路図である。こ
こで、ＰＮ符号検出回路４０は、図７に示す回路であ
る。図９に示されるように、ＰＮ符号検出器４０からの
出力ＯＤはマルチパスによって各基地局毎に固まって出
現する。従って、このマルチパスから各反射波を検出す
る場合には、各基地局に対応した範囲を定め、その範囲
内のみを調べる。これにより不要な範囲を調べることが
ない。上記ＰＮ符号検出器４０は、図９の検出期間ＩＰ
を示す信号を入力信号ＥＮ2 として入力することによ
り、決められた範囲内の最高点のみが記録される。一
方、Ｄフリップフロップ４１からの出力はＮＯＴ回路４
２で反転され、この反転信号が入力信号ＥＮ3 として入
力される。このＤフリップフロップは検出期間ＩＰの先
頭で発生されるリセット信号ＲＥにより出力がローレベ
ルとなり、検出期間ＩＰ内で最高点が検出される。次
に、書き込み信号ＷＲが発生されるとハイレベルとな
り、それ以後の記録が禁止される。このため、検出範囲
内の先頭の最高点の受信時刻のみが記録される。図５に
示すようなＰＮ符号相関器の場合には、このＰＮ符号相
関器内で発生されるＰＮ符号のタイミングを進める方向
で動作させれば、ＰＮ符号の相関出力は図９で示される
出力とは時間的に逆方向に出力される。その場合には、
入力信号ＥＮ3 を使用する必要がない。即ち、同じ検出
範囲内で最高点が検出されれば、重ね書きするようにし
ておけば良い。
【００５４】上述のように、４つの基地局のパイロット
・チャンネルに含まれるＰＮ符号を検出するためには、
遠くて信号強度の弱いＰＮ符号も検出しなければならな
い。図５に示すＰＮ符号相関器を用いた場合には、ＰＮ
符号長を長くしても、回路規模は殆ど大きくならず、相
関をとるＰＮ符号長を変えることが容易である。但し、
相関をとるＰＮ符号長を長くすれば遠くの基地局から届
く弱いＰＮ符号まで検出することができるが、複数の基
地局分の検出期間を一通り調べるのに時間がかかり過ぎ
てしまう。そこで、まずＰＮ符号長を比較的短くしてＰ
Ｎ符号の検出を行う。これにより、基地局４つ分のＰＮ
符号の検出ができれば、移動端末の位置を計算すること
ができる。また、基地局が４つに満たない場合には、Ｐ
Ｎ符号長を長くして未検出範囲を調べることにより、あ
まり時間をかけずに遠い基地局まで検出することができ
る。さらに、後述するような方法で、各基地局のパイロ
ットＰＮオフセットと基地局の位置情報とを保持するこ
とにより、信号の強い基地局の近傍に移動端末がいると
考え、この移動端末の近傍の基地局からの各基地局の距
離をもとに、検出できそうな基地局を選択して、検出期
間を限定したり基地局毎にＰＮ符号長を変えて相関をと
ったりすることで検出時間の短縮或いは検出能力、即ち
感度を高めることも可能である。
【００５５】１つの基地局からのマルチパスのうち最も
早い反射波の受信時刻を記録したり、相関をとるＰＮ符
号長を長くすることで検出能力を高くしたりする方法に
ついて上述したが、信号強度が小さくてもできる限り早
い反射波を見つけるためには相関をとるＰＮ符号長を長
くする必要がある。しかし、ＰＮ符号長を常時長くする
と、検出に要する時間が長くなり過ぎる。そこで、時間
がかからない程度のＰＮ符号長で検出を行い、次にＰＮ
符号が検出されたタイミングの直前の短期間を符号長を
長くして再検出することで早い反射波を検出する。これ
により、早いが信号強度の弱いＰＮ符号を、検出時間を
あまりかけずに検出することができる。また、移動端末
における基地局４つ分のＰＮ符号の受信時刻が測定で
き、これにより移動端末の位置を上記（１）〜（７）式
を用いて計算したときに、通常の範囲を越えた解が得ら
れた場合、或いは基地局５つ以上のＰＮ符号の受信時刻
が得られ、最小自乗法などを用いて解を求めた結果、誤
差が大きいと判断された場合に、もっと早い反射波を見
つけるために、ＰＮ符号長を長くして再検出を行っても
良い。
【００５６】上述したように、各基地局の位置を既知と
した場合には、計算により移動端末の位置を特定するこ
とができる。しかし、ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信
システムにおいては、移動端末が基地局の位置を知る手
段を有しておらず、新たにその手段を用意しなければな
らない。よって、この基地局の位置を知る手段として、
移動端末内にパイロットＰＮオフセットから基地局の位
置を求める変換テ−ブルを予め内蔵し、位置計算に使用
する手段を用いる。
【００５７】図１０には、移動端末の受信回路の第１の
概略的な構成を示す。移動端末の電源投入後、或いはリ
セット後、図７に示すような構成のＰＮ符号検出器５２
でＰＮ符号のタイミングを調べ、その結果をシンク・チ
ャンネル復調器５０に送る。シンク・チャンネル復調器
５０は、上記入力されたタイミングにＰＮ符号を合わ
せ、シンク・チャンネル・データを復調する。シンク・
チャンネルにはその基地局の情報が送られており、パイ
ロットＰＮオフセットが含まれる。ＰＮ時間シフト量抽
出回路５１は、上記復調されたシンク・チャンネル・デ
ータからその基地局のパイロットＰＮオフセットを抽出
する。抽出されたパイロットＰＮオフセットは基地局別
ＰＮ符号タイミング抽出回路５３に供給される。一方、
ＰＮ符号検出器５２は各タイミングの相関値を基地局別
ＰＮ符号タイミング抽出回路５３に供給する。基地局別
ＰＮ符号タイミング抽出回路５３はシンク・チャンネル
復調器５０が発生しているＰＮ符号の復調タイミングと
ＰＮ時間シフト量検出回路５１から受け取るパイロット
ＰＮオフセットとから基準のタイミングを検出し、ＰＮ
符号検出器５２の検出結果から検出できた各基地局のパ
イロットＰＮオフセットｔｓ1 、ｔｓ2 、・・・を特定
して基地局座標出力回路５４に供給するとともに、各基
地局のパイロットＰＮオフセットｔｓ1 、ｔｓ2 、・・
・と受信時刻ｔ1 、ｔ2 、・・・とを位置計算回路５５
に供給する。各基地局のＰＮ符号のパイロットＰＮオフ
セットを受け取った基地局座標出力回路５４は位置計算
回路５５に各基地局の座標を供給する。位置計算回路５
５は各基地局のパイロットＰＮオフセットｔｓ1 、ｔｓ
2 、・・・、受信時刻ｔ1 、ｔ2 、・・・、及び各基地
局の座標情報（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ）、（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ
2 ）、・・・から移動端末の位置を計算し、結果を出力
する。
【００５８】次に、移動端末の受信回路の第２の概略的
な構成を図１１に示す。この第２の実施例が、上述した
第１の実施例と異なる点は、基地局の位置情報である座
標情報を基地局からシンク・チャンネルを介して受け取
って用いることである。基地局はシンク・チャンネルを
用いて自局のパイロットＰＮオフセットだけでなく、周
辺の基地局のパイロットＰＮオフセットと座標情報とを
送信する。
【００５９】ここで、図１２にＣＤＭＡ方式ディジタル
移動通信システムにおける基地局から移動局方向へのメ
ッセージのフォーマットを示す。このメッセージは、メ
ッセージ長ＭＬ、メッセージ・タイプＭＴとデータＤＴ
とから成るメッセージ・ボディＭＢ、及びエラー・チェ
ック・ビットＥＣにより構成される。このメッセージの
内のメッセージ・タイプＭＴに、新たに基地局のパイロ
ットＰＮオフセットと座標情報とを割り当てることによ
って、シンク・チャンネルを用いて上記データを移動端
末に送ることが可能になる。
【００６０】移動端末の電源投入後、或いはリセット
後、移動端末はＰＮ符号検出器６２でＰＮ符号のタイミ
ングを調べ、その結果をシンク・チャンネル復調器６０
に送る。シンク・チャンネル復調器６０はそのタイミン
グにＰＮ符号を合わせ、シンク・チャンネル・データを
復調する。シンク・チャンネルにはその基地局の情報が
送られており、その中にはパイロットＰＮオフセットが
含まれる。ＰＮ時間シフト量抽出回路６１はその復調さ
れたシンク・チャンネル・データからその基地局のパイ
ロットＰＮオフセットを抽出する。抽出されたパイロッ
トＰＮオフセットは基地局別ＰＮ符号タイミング抽出回
路６３に供給される。基地局座標情報抽出回路６６は上
記復調されたシンク・チャンネル・データから各基地局
のパイロットＰＮオフセットに対応する基地局の座標情
報を抽出し、基地局座標出力回路６４に供給する。これ
により、基地局座標出力回路６４はパイロットＰＮオフ
セットと基地局の座標情報とのテーブルを持つことがで
きる。一方、ＰＮ符号検出器６２は各タイミングの相関
値を基地局別ＰＮ符号タイミング抽出回路６３に供給す
る。基地局別ＰＮ符号タイミング抽出回路６３はシンク
・チャンネル復調器６０が発生しているＰＮ符号のタイ
ミングとＰＮ時間シフト量検出回路６１から受け取るパ
イロットＰＮオフセットとから基準のタイミングを検出
し、ＰＮ符号検出器６２の検出結果から検出された各基
地局のパイロットＰＮオフセットｔｓ1、ｔｓ2 、・・
・を特定して基地局座標出力回路６４に供給するととも
に、各基地局のパイロットＰＮオフセットｔｓ1 、ｔｓ
2 、・・・と受信時刻ｔ1 、ｔ2、・・・とを位置計算
回路６５に供給する。また、各基地局のＰＮ符号のパイ
ロットＰＮオフセットを受け取った基地局座標出力回路
６４は、位置計算回路６５に各基地局の座標情報を供給
する。位置計算回路６５は各基地局のＰＮ符号のパイロ
ットＰＮオフセットｔｓ1 、ｔｓ2 、・・・、受信時刻
ｔ1 、ｔ2 ・・・、及び各基地局の座標情報（ｘ1 ，ｙ
1 ，ｚ1 ）、（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）、・・・から移動端
末の位置を計算し、結果を出力する。
【００６１】次に、移動端末の受信回路の第３の概略的
な構成を図１３に示す。この第３の実施例が、上述した
第１の実施例と異なる点は、基地局の座標情報を基地局
から既存のページング・チャンネルを介して受け取って
用いることである。基地局はページング・チャンネルを
用いて自局のパイロットＰＮオフセットだけでなく、周
辺の基地局のパイロットＰＮオフセットと座標情報とを
送信する。移動端末の電源投入後、或いはリセット後、
ＰＮ符号検出器７２はＰＮ符号のタイミングを調べ、そ
の結果をシンク・チャンネル復調器７０に送る。シンク
・チャンネル復調器７０はそのタイミングにＰＮ符号を
合わせ、シンク・チャンネル・データを復調する。シン
ク・チャンネルにはその基地局の情報が送られており、
その中にはパイロットＰＮオフセットが含まれる。ＰＮ
時間シフト量抽出回路７１は上記復調されたシンク・チ
ャンネル・データからその基地局のパイロットＰＮオフ
セットを抽出する。抽出されたパイロットＰＮオフセッ
トは基地局別ＰＮ符号タイミング抽出回路７３に供給さ
れる。
【００６２】ページング・チャンネル復調器７７はペー
ジング・チャンネルの復調を行い、この復調されたペー
ジング・チャンネル・データは基地局座標情報抽出回路
７６に供給される。基地局座標情報抽出回路７６は各基
地局のパイロットＰＮオフセットに対応する基地局の座
標情報を抽出し、基地局座標出力回路７４に供給する。
これにより、基地局座標出力回路７４はパイロットＰＮ
オフセットと基地局の座標情報とのテーブルを持つこと
ができる。一方、ＰＮ符号検出器７２は各タイミングの
相関値を基地局別ＰＮ符号タイミング抽出回路７３に供
給する。基地局別ＰＮ符号タイミング抽出回路７３はシ
ンク・チャンネル復調器７０が発生しているＰＮ符号の
タイミングとＰＮ時間シフト量検出回路７１から受け取
るパイロットＰＮオフセットとから基準のタイミングを
検出し、ＰＮ符号検出器７２の検出結果から検出された
各基地局のパイロットＰＮオフセットｔｓ1 、ｔｓ2 、
・・・を特定して基地局座標出力回路７４に供給すると
ともに、各基地局のパイロットＰＮオフセットｔｓ1 、
ｔｓ2 、・・・と受信時刻ｔ1 、ｔ2 、・・・とを位置
計算回路７５に供給する。各基地局のパイロットＰＮオ
フセットを受け取った基地局座標出力回路７４は、位置
計算回路７５に各基地局の座標情報を供給する。位置計
算回路７５は各基地局のパイロットＰＮオフセットｔｓ
1 、ｔｓ2 、・・・、受信時刻ｔ1 、ｔ2 、・・・、及
び各基地局の座標情報（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ）、（ｘ2 ，
ｙ2 ，ｚ2 ）、・・・から移動端末の位置を計算し、結
果を出力する。
【００６３】次に、移動端末の受信回路の第４の概略的
な構成を図１４に示す。この第４の実施例が、上述した
第１の実施例と異なる点は、基地局の座標情報を基地局
から新たに設けた測位用データ・チャンネルを介して受
け取って用いることである。基地局は新たに設けた測位
用データ・チャンネルを用いて自局のパイロットＰＮオ
フセットだけでなく、周辺の基地局のパイロットＰＮオ
フセットと座標情報とを送信する。上述した第２、第３
の実施例では、ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システ
ムに使用される既存のチャンネルを利用するため、ＣＤ
ＭＡ方式ディジタル移動通信システムに悪影響を与える
可能性もある。即ち、ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信
システムの運用が開始されているところに、ＣＤＭＡ方
式ディジタル移動通信システム用チャンネルに新たなメ
ッセージを設けることは、既に販売されている端末に障
害を与えないとは言えず、既に売られている移動端末が
新たなメッセージを全く無視して影響無く動作する保証
はない。これに対して、専用のデータチャンネルを用意
することにより、ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信シス
テムに与える悪影響の可能性を軽減することができる。
【００６４】移動端末の電源投入後、或いはリセット
後、ＰＮ符号検出器８２はＰＮ符号のタイミングを調
べ、その結果をシンク・チャンネル復調器８０へ送る。
シンク・チャンネル復調器８０はそのタイミングにＰＮ
符号を合わせシンク・チャンネル・データを復調する。
シンク・チャンネルにはその基地局の情報が送られてお
り、その中にはパイロットＰＮオフセットが含まれる。
ＰＮ時間シフト量抽出回路８１はその復調されたデータ
からその基地局のパイロットＰＮオフセットを抽出す
る。抽出されたパイロットＰＮオフセットは基地局別Ｐ
Ｎ符号タイミング抽出回路８３に供給される。測位専用
チャンネル復調器８７は測位専用チャンネルの復調を行
い、測位専用チャンネル・データが基地局座標情報抽出
回路８６に供給される。基地局座標情報抽出回路８６は
パイロットＰＮオフセットに対応する基地局の座標情報
を抽出し、基地局座標出力回路８４に供給する。これに
より、基地局座標出力回路８４はパイロッＰＮシフト量
と基地局の座標とのテーブルを持つことができる。一
方、ＰＮ符号検出器８２は各タイミングの相関値を基地
局別ＰＮ符号タイミング抽出回路８３に供給する。基地
局別ＰＮ符号タイミング抽出回路８３はシンク・チャン
ネル復調器８０が発生するＰＮ符号のタイミングとＰＮ
時間シフト量検出回路８１から受け取るパイロットＰＮ
オフセットから基準のタイミングとを検出し、ＰＮ符号
検出器８２の検出結果から検出された各基地局のパイロ
ットＰＮオフセットｔｓ1 、ｔｓ2 、・・・を特定して
基地局座標出力回路８４に供給するとともに、各基地局
のパイロットＰＮオフセットｔｓ1 、ｔｓ2 、・・・と
受信時刻ｔ1 、ｔ2 、・・・とを位置計算回路８５に供
給する。各基地局のパイロットＰＮオフセットを受け取
った基地局座標出力回路８４は、位置計算回路８５に各
基地局の座標情報を供給する。位置計算回路８５は各基
地局のパイロットＰＮオフセットｔｓ1 、ｔｓ2 、・・
・、受信時刻ｔ1 、ｔ2 ・・・、及び各基地局の座標情
報（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ）、（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）、・・
・から移動端末の位置を計算し、結果を出力する。
【００６５】上記第４の実施例では、基地局が新たに設
けた測位用データ・チャンネルを用いて、自局を含めた
周辺基地局のパイロットＰＮオフセットと座標情報とを
送る場合にビットレートを低くし、スペクトル拡散を行
う際の拡散率を大きくすることによって、測位用データ
・チャンネルの送信電力を小さく抑え、ＣＤＭＡ方式デ
ィジタル移動通信システム本来のサービスへの影響、例
えばシステム容量の減少等を小さくする。測位用データ
・チャンネルで送信するデータは少なくて基地局１０〜
２０局分のパイロットＰＮシフト量及び位置情報である
こと、移動通信システムの電話端末とは異なり、初期化
が終了するまでの時間に厳しくないこと、そしてこれら
の情報は固定値であることからスペクトル拡散信号のデ
ータレートは小さくて良い。具体的には、情報量は５０
０ビット程度で、転送時間に数秒かかっても良いとする
と、スペクトル拡散信号のデータレートは１００ｂｐｓ
或いはそれ以下になる。ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通
信システムのスペクトル拡散率は１００倍から３００倍
程度であるが、測位専用チャンネルの場合に、例えば１
００００倍以上にすることによって、既存のチャンネル
の送信電力に比べて数十分の一以下、データレートによ
っては百分の一以下にできるので、本来のＣＤＭＡ方式
ディジタル移動通信システムには、ほとんど影響を与え
ないで済む。
【００６６】また、上記第４の実施例で述べたように、
各基地局のパイロットＰＮオフセットと位置情報とを新
たに設けたデータ・チャンネルを用いて送信する場合
に、自局の位置は省略せずにそのまま送り、周辺の基地
局の位置については自局の位置との差を送るようにすれ
ば、送信データ量を小さく抑えることができる。例え
ば、位置を局座標（緯度、経度、高度）を用いて１メー
トルまで表現するには６５ビットが必要である。これに
対して、例えば、周辺の基地局が緯度経度で＋１０〜−
１０分、高度差で＋１０００〜−１０００メートルとす
れば、上記必要な６５ビットを４３ビットに抑えること
ができる。
【００６７】さらに、上記第２、第３、第４の実施例に
おいて、各基地局のパイロットＰＮオフセットと位置情
報とを送信する場合には、基地局がｎ局であるとする
と、図１５に示されるように、自局データＤＴ1 及びチ
ェックビットＣＢ1 の後に、ｎ局分の基地局データとチ
ェックビットとが、基地局データＤＴ2 、チェックビッ
トＣＢ2 、・・・、基地局データＤＴn 、チェックビッ
トＣＢn の順に送信される。このように、各基地局に対
応する情報毎に誤り検出又は誤り訂正符号を付けて送信
する。このとき、移動端末が必要とするのは、ＰＮ符号
を検出することができた基地局のパイロットＰＮオフセ
ット及び位置情報であり、全ての基地局の情報を正しく
受け取る必要は無い。ここで、移動通信においては送信
データに誤りを生ずる可能性があり、ビット誤り率が一
定であって、データ長が大きくなると、誤りが生ずる確
率も大きくなる。従って、誤り検出又は誤り訂正符号を
付けるデータの単位を小さくすれば、１つのデータ単位
で誤りが生じる確率は小さくなる。これにより、移動端
末は全てのＰＮ符号を検出することができた基地局の情
報を受け取ることができれば測位を行うことができる。
【００６８】上記複数の実施例では、ＣＤＭＡ方式ディ
ジタル移動通信システムを用いて測位を行い、これによ
って移動端末側で自分自身の位置を知ることが可能にな
る方法について説明した。しかし、このままではＲＤＳ
Ｓ(Radio Determination Saterite Service)のようなサ
ービスを提供することはできない。例えば、運送会社の
センタが各トラックの位置を管理しようとする場合に
は、なんらかの手段を用いて移動端末で測位した結果を
センタに送信しなければならない。そこで、ＣＤＭＡ方
式ディジタル移動通信システムで使用されているアクセ
ス・チャンネルを用いて、測位データを転送する手段を
用意することを考える。
【００６９】図１６は、受信機側のチャンネルの概略的
な構成を示しており、アンテナ９６で受信されたスペク
トル拡散信号は、受信機９５で各チャンネル毎に分割さ
れ、復調器に送られる。上記アクセス・チャンネルは、
移動通信システムの電話端末が発信する際の発信要求を
送信したり、ページング・チャンネルを用いた基地局か
らのメッセージに対する応答メッセージを送信するため
に用いられる。このアクセス・チャンネルは１ページン
グ・チャンネルに付き数チャンネルあるので、それぞれ
アクセス・チャンネル復調器９０、アクセス・チャンネ
ル復調器９１、・・・に送られて復調される。このアク
セス・チャンネルのフォーマットは、図１７に示すよう
にメッセージ長ＭＬ、メッセージ・ボディＭＢ、及びエ
ラー・チェック・ビットＥＣから成り、上記メッセージ
・ボディＭＢは、メッセージ・タイプＭＴ、測位データ
番号ＤＤ、及び測位データＤＡにより構成される。この
メッセージ・タイプＭＴに位置情報転送用のメッセージ
を割り当てることによって測位データの転送が可能にな
る。
【００７０】図１８には、アクセス・チャンネルを用い
て測位を行う測位システムの構成を示す。移動端末５は
アクセス・チャンネルを介して測位結果を送信する。こ
の送信された信号は複数の基地局に受信される可能性が
ある。例えば、基地局１、２、３に受信された信号は制
御局１００に送られ、この制御局１００で測位データ中
に含まれる測位データ番号ＤＤにより重複データが削除
された後、各ユーザ局１０１、１０２、１０３に転送さ
れる。
【００７１】上述のようにアクセス・チャンネルを用い
る場合には、移動通信システムの電話端末と本発明の測
位用移動端末とを兼用する場合に不都合が生じる可能性
がある。そこで、移動通信システムの電話端末は、通話
中にトラフィック・チャンネルと呼ばれる通話チャンネ
ルを使用していることから、通話中はトラフィック・チ
ャンネルを用いて測位データの転送を行い、待ち受け状
態である場合にはアクセス・チャンネルを用いて測位デ
ータの転送を行う。これにより、ＣＤＭＡ方式ディジタ
ル移動通信システムの電話端末と測位システム用の移動
端末との両方に使用することができる端末を実現するこ
とができる。上記トラフィック・チャンネルのフォーマ
ットは図１７に示したアクセス・チャンネルのフォーマ
ットと同様である。また、受信機側のチャンネルの概略
的な構成は図１６に示すものと同様であり、上記トラフ
ィック・チャンネルもアクセス・チャンネルと同様に、
１ページングチャンネルに付き数チャンネルあるので、
それぞれトラフィック・チャンネル復調器９２、トラフ
ィック・チャンネル復調器９３、・・・に送られて復調
される。
【００７２】さらに、ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信
システムで既に使用されているアクセス・チャンネル或
いはトラフィック・チャンネルを用いて測位データを転
送する場合には、移動通信システムの電話端末に悪い影
響を与える可能性がある。そこで、測位データ専用チャ
ンネルを用意することが考えられる。測位専用チャンネ
ルのフォーマットはＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信シ
ステムの既存のチャンネルのフォーマットと同じにする
必要はなく、少なくとも測位データ番号があれば良い。
また、受信機側のチャンネルの構成には、図１６に示す
ように測位専用チャンネル復調器９４が設けられる。測
位専用チャンネルを使用した測位システムも、図１８に
示した測位システムと同様であり、移動端末５は測位専
用チャンネルを介して測位結果を送信する。この送信信
号は複数の基地局に受信される可能性があり、受信され
た信号は制御局１に送られて測位データ中に含まれる測
位データ番号により重複データを削除され、ユーザ局１
０１、１０２、１０３に転送される。
【００７３】また、上記測位専用チャンネルを用いる場
合には、ビットレート小さくして、スペクトル拡散信号
の拡散率を大きくし、送信電力を小さくすることによっ
て、移動通信システムの電話端末への影響を小さく抑え
ることができる。
【００７４】ここで、上述のように測位専用チャンネル
をＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システムに設けて測
位データを転送する場合に、測位専用チャンネルはＣＤ
ＭＡ方式ディジタル移動通信システムの既存のチャンネ
ルと同一周波数で測位データを転送するため、測位用移
動端末が頻繁にデータを送信しようとするときには、移
動通信システムの電話端末に悪影響が出て、通話品質の
低下及びシステム・キャパシティの低下を招くことが予
想される。そこで、ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信シ
ステムとは独立した通信網を用い、この通信網を測位デ
ータ転送チャンネルとすることでこれを回避することが
できる。メッセージ・フォーマットはＣＤＭＡ方式ディ
ジタル移動通信システムのチャンネルのフォーマットと
同様にする必要はないが、少なくとも測位データ番号は
必要である。測位データ転送チャンネルを使用した場合
の測位システムは図１９に示すようであり、移動端末５
は測位データ転送チャンネルを介して測位結果を送信す
る。この送信信号は別システムの基地局１９に受信さ
れ、各ユーザ局１０１、１０２、１０３に転送される。
【００７５】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る測位システムは、複数の基地局との間でＣＤＭ
Ａ方式により通信を行う移動通信システムにおける移動
局の位置を測定する測位システムであって、上記複数の
基地局が送信する同系列のスペクトル拡散信号から、予
め各基地局毎に決められた送信時間の差分を減算し、複
数の基地局からのスペクトル拡散信号の伝搬遅延時間差
を得ることにより、上記移動局の位置を簡易に求めるこ
とができる。
【００７６】また、上記移動局は上記複数の基地局が送
信するスペクトル拡散信号と同じスペクトル拡散信号を
発生し、このスペクトル拡散信号と上記複数の基地局が
送信するスペクトル拡散信号との相関値を算出する相関
値算出手段と、この相関値を遅延する複数の遅延手段
と、これら複数の遅延手段からの複数の遅延信号を相互
に比較する複数の比較手段と、これら複数の比較手段に
より比較された複数の遅延信号が所定のエネルギ以上の
エネルギをもつスペクトル拡散信号を受信した時刻を測
定する測定手段とにより、上記移動局はスペクトル拡散
信号の受信タイミングを決定することにより、スペクト
ル拡散信号のＰＮ符号の検出性能を向上させることがで
き、このＰＮ符号の検出時間を短縮することができる。
【００７７】さらに、上記移動局はマルチパスによって
複数のタイミングで受信した複数の基地局からのスペク
トル拡散信号の内で最短タイミングのスペクトル拡散信
号を、所定の基地局から送信されるスペクトル拡散信号
の受信タイミングとすることにより、スペクトル拡散信
号のＰＮ符号の検出性能を向上させることができ、この
ＰＮ符号の検出時間を短縮することができる。
【００７８】そのうえ、上記移動局から遠い基地局から
送信されるスペクトル拡散信号の拡散符号長を大きくし
て、相関値を計算することにより、スペクトル拡散信号
のＰＮ符号の検出性能を向上させることができ、このＰ
Ｎ符号の検出時間を短縮することができる。
【００７９】さらに、上記移動局は複数の基地局から送
信されるスペクトル拡散信号を検出した後、スペクトル
拡散符号検出のための拡散符号長を大きくして既に検出
したタイミングより早い範囲で、さらに先行するタイミ
ングのスペクトル拡散信号があるか否かを検索すること
により、スペクトル拡散信号のＰＮ符号の検出性能を向
上させることができ、このＰＮ符号の検出時間を短縮す
ることができる。
【００８０】ここで、上記移動局は、予め複数の基地局
毎に決められたスペクトル拡散信号の送信時間の差分と
位置情報とをテーブルとして備え、複数の基地局から送
信されるスペクトル拡散信号の周期情報を送信するため
のシンク・チャンネルのメッセージを復調し、復調タイ
ミングを検出する復調手段と、上記復調手段により復調
されたデータから上記基地局のスペクトル拡散信号の送
信時間の差分を求めるシフト量抽出手段と、上記スペク
トル拡散信号の受信時刻を検出する受信信号検出手段
と、上記復調手段からの復調タイミングと上記シフト量
抽出手段からの送信時間の差分と上記受信信号検出手段
からのスペクトル拡散信号の受信時刻とにより受信信号
の基準タイミングを求めるタイミング抽出手段と、上記
タイミング抽出手段により抽出された受信信号の基準タ
イミングから複数の基地局の座標情報を求める基地局座
標出力手段と、上記タイミング抽出手段からの複数の基
地局の受信時刻及び送信時間の差分と、上記基地局座標
出力手段からの複数の基地局の座標情報とにより複数の
基地局の位置を算出する位置算出手段とから成ることに
より、上記移動局の位置を算出する際に必要な基地局に
位置情報を簡易に求めることができる。
【００８１】また、上記シンク・チャンネルのメッセー
ジには、所定の基地局及びこの所定の基地局の周辺の基
地局のスペクトル拡散信号の送信時間の差分と座標情報
とが含まれ、上記復調手段により復調されたデータから
複数の基地局の送信時間の差分に対応する座標情報を抽
出する座標情報抽出手段を設けることにより、上記移動
局の位置を算出する際に必要な基地局に位置情報を簡易
に求めることができる。
【００８２】さらに、上記所定の基地局及びこの所定の
基地局の周辺の基地局のスペクトル拡散信号の送信時間
の差分と座標情報とを含むメッセージをチャンネルの割
り当て情報の送信に用いられるページング・チャンネル
又は測位専用チャンネルを介して送信することにより、
上記移動局の位置を算出する際に必要な基地局に位置情
報を簡易に求めることができる。
【００８３】そのうえ、上記測位専用チャンネルのデー
タレートを小さくし、スペクトル拡散信号の拡散率を大
きくすることにより、ＣＤＭＡ方式のディジタル移動通
信システム本来のサービスへの悪影響を抑えることがで
きる。
【００８４】ここで、上記各基地局において、所定の基
地局の座標情報はそのまま送信し、周辺の基地局の座標
情報は上記所定の基地局との差を送信することにより、
ＣＤＭＡ方式のディジタル移動通信システム本来のサー
ビスへの悪影響を抑えることができる。
【００８５】そのうえ、上記所定の基地局及び所定の基
地局の周辺の基地局のスペクトル拡散信号の送信時間の
差分と座標情報とを送信する際に、それぞれの基地局毎
の誤り検出符号又は誤り訂正符号を送信することによ
り、ＣＤＭＡ方式のディジタル移動通信システム本来の
サービスへの悪影響を抑えることができる。
【００８６】上記移動局から基地局方向の通信チャンネ
ルの内のアクセス・チャンネルを用いて、上記移動局の
位置情報を基地局或いは測位専用の管理局に送信するこ
とにより、ＣＤＭＡ方式のディジタル移動通信システム
により測位された移動端末からユーザ局へ測位結果を転
送することができる。
【００８７】また、上記移動局が待ち受け状態の場合に
は上記アクセス・チャンネルを用い、上記移動局が通話
状態の場合には音声情報の送信に用いられるトラフィッ
ク・チャンネルを用いて上記移動局の位置情報を基地局
或いは測位専用の管理局に送信することにより、ＣＤＭ
Ａ方式のディジタル移動通信システムにより測位された
移動端末からユーザ局へ測位結果を転送することができ
る。
【００８８】このとき、上記移動局から基地局方向の通
信チャンネルに測位結果送信用チャンネルを設け、この
測位結果送信用チャンネルを用いて上記移動局の位置情
報を基地局或いは測位専用の管理局に送信することによ
り、ＣＤＭＡ方式のディジタル移動通信システムにより
測位された移動端末からユーザ局へ測位結果を転送する
ことができる。
【００８９】また、上記移動局から送信されるスペクト
ル拡散信号のデータレートを小さくし、スペクトル拡散
信号の拡散率を大きくすることにより、ＣＤＭＡ方式の
ディジタル移動通信システムにより測位された移動端末
からユーザ局へ測位結果を転送することができる。
【００９０】さらに、上記移動局はＣＤＭＡ方式ディジ
タル移動通信システムにより使用される周波数チャンネ
ル以外の周波数チャンネルを用いて、ＣＤＭＡ方式ディ
ジタル移動通信システムによる複数の基地局或いは測位
専用の管理局又は既存の通信網による複数の基地局に上
記移動局の位置情報を送信することにより、測位された
移動端末からユーザ局へ測位結果を転送することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る測位システムの概念的な構成を示
す図である。
【図２】ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システムの基
地局から移動局方向のチャンネルの概略的な構成を示す
図である。
【図３】移動端末のＰＮ符号検出回路の概略的な構成を
示す図である。
【図４】図３のＰＮ符号検出回路からの出力を示す図で
ある。
【図５】第２のＰＮ符号検出回路の概略的な構成を示す
図である。
【図６】移動端末で検出される各基地局の時間を示す図
である。
【図７】移動端末のＰＮ符号検出回路の概略的な構成を
示す図である。
【図８】第２の移動端末のＰＮ符号検出回路の概略的な
構成を示す図である。
【図９】図８のＰＮ符号検出回路におけるタイミングを
示す図である。
【図１０】移動端末の概略的な構成を示す図である。
【図１１】シンク・チャンネルを用いた場合の移動端末
の概略的な構成を示す図である。
【図１２】基地局から移動局方向のメッセージ・フォー
マットを示す図である。
【図１３】ページング・チャンネルを用いた場合の移動
端末の概略的な構成を示す図である。
【図１４】測位専用チャンネルを用いた場合の移動端末
の概略的な構成を示す図である。
【図１５】各基地局のメッセージ・フォーマットを示す
図である。
【図１６】ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システムの
移動局から基地局方向のチャンネルの概略的な構成を示
す図である。
【図１７】測位データのフォーマットを示す図である。
【図１８】本発明に係る測位システムによる測位データ
を各ユーザ局に転送するシステムの概略的な構成を示す
図である。
【図１９】本発明に係る測位システムによる測位データ
を各ユーザ局に転送する第２のシステムの概略的な構成
を示す図である。
【図２０】ディジタル移動通信システムの概略的な構成
を示す図である。
【図２１】陸上移動通信における電波伝搬の概略的な構
成を示す図である。
【図２２】陸上移動通信における基地局からの距離と信
号強度との関係を示す図である。
【符号の説明】
１、２、３、４・・・・・・基地局 ５・・・・・・・・・・・・移動端末 ６、２３・・・・・・・・・ＰＮ符号発生器 １４・・・・・・・・・・・チャンネル加算器 １５、２０、９６・・・・・アンテナ １６、２１、９５・・・・・受信機 １７・・・・・・・・・・・マッチト・フィルタ １９・・・・・・・・・・・別システム基地局 ３０・・・・・・・・・・・ＰＮ符号相関器 ４０・・・・・・・・・・・ＰＮ符号検出器 ５０、６０、７０、８０・・シンク・チャンネル復調器 ５１、６１、７１、８１・・ＰＮ時間シフト量抽出回路 ５２、６２、７２、８２・・ＰＮ符号検出器 ５３、６３、７３、８３・・基地局別ＰＮ符号タイミン
グ抽出回路 ５４、６４、７４、８４・・基地局座標出力回路 ５５、６５、７５、８５・・位置計算回路 ６６、７６、８６・・・・・基地局座標情報抽出回路 ７７・・・・・・・・・・・ページング・チャンネル復
調器 ８７・・・・・・・・・・・測位専用チャンネル復調器 ９０、９１・・・・・・・・アクセス・チャンネル復調
器 ９２、９３・・・・・・・・トラフィック・チャンネル
復調器 ９４・・・・・・・・・・・測位専用チャンネル復調器
【手続補正書】
【提出日】平成６年３月４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 測位システム
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、移動局（移動端末）の
位置を測位する測位システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、移動局或いは移動端末の測位を行
う測位システムとしては、航法システムの一つであり、
人工衛星から発射する電波を利用して位置情報を得る方
法であるＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システ
ム）や、船舶のための電波による航行援助システムを利
用する航法であって、陸上の送信局からの同一周波数の
同期したパルス電波の到来時間差を測定して距離を求め
るいわゆるロラン−Ｃ等が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ＧＰＳ
やロラン−Ｃを用いて測位を行う場合には、アンテナや
別の受信機器等が必要となる。そこで、上記ＧＰＳやロ
ラン−Ｃ等よりも、さらに簡易な測位システムとして、
移動通信システムを利用して測位を行うことが好まし
い。その具体例として、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続：
Code Devision Multiple Access)方式のいわゆるディジ
タルセルラシステムを用いて測位を行う測位システムが
考えられる。
【０００４】近年、情報の帯域幅より数百〜数千倍もの
広いスペクトル帯域に被変調波を拡散させて通信を行う
スペクトル拡散通信方式、即ちいわゆるＳＳ方式が注目
されている。このスペクトル拡散通信方式により、送信
機側で搬送波（キャリヤ）がＰＮ（疑似雑音）符号系列
によって変調されて、周波数スペクトルが拡散される。
また、受信機側では、送信機と同一構造のＰＮ符号系列
発生器により発生するＰＮ系列を用いた逆拡散過程或い
は相関過程を経た後、ベースバンド復調されることによ
りデータを得る。
【０００５】上記スペクトル拡散通信方式により受信機
側で受信信号を復調するためには、受信信号のＰＮ系列
のパターンが一致していること以外に、時間的にも一致
していなければならない。即ち、発生タイミング或いは
発生位相が一致していなければならない。よって、通信
回線を成立させることができるのは、同一系列で時間的
にも位相が一致した場合のみである。このようなスペク
トル拡散通信方式の特徴を利用し、同じ周波数帯を用い
て、ＰＮ系列の違いにより多数のチャンネルを使用する
ことが可能となる。このようなスペクトル拡散通信方式
の特徴を用いてＰＮ符号によってチャンネルの識別を実
現し、多元接続を行う方式をＣＤＭＡ方式と呼ぶ。
【０００６】このＣＤＭＡ方式によるディジタル移動通
信システムは音声通話を目的に構築されようとしている
システムであり、従来のアナログセルラと比較して非常
に大きな通信容量、高品質な通話を実現することが特長
である。このＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システム
は上述のスペクトル拡散通信方式により、複数の基地局
からパイロット・チャンネルと呼ばれるチャンネルで拡
散符号（パイロットＰＮ符号）が繰り返し送られている
ため、各基地局からの拡散符号の伝搬遅延時間差を測定
すれば、基本的には移動局の測位を行うことは可能であ
る。
【０００７】しかし、このＣＤＭＡ方式ディジタル移動
通信システムを用いた測位システムには、次のような問
題点がある。
【０００８】先ず、移動端末側で測位を行う全ての測位
システムに共通することであるが、測位用の電波の放射
点の位置が判っていなければならない。ＣＤＭＡ方式デ
ィジタル移動通信システムでは、この放射点は基地局に
あたるが、その放射点の位置が移動局において予め判っ
ている必要がある。
【０００９】また、ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信シ
ステムは音声通話のためのシステムであり、この本来の
サービスに悪影響、例えば通信容量を損なうことなどが
無いように、測位システムが実現されなければならな
い。
【００１０】ここで、移動通信システムの基本的な構成
を図２０に示す。図２０に示す基地局１、基地局２、及
び基地局３を含む領域（サービスエリア）２０１、２０
２、２０３は隙間無く並べられている。例えば、領域２
０３内の基地局３から移動端末２０４へ送信する場合に
は、基地局３からの電波は公衆回線網により交換制御局
２００を介して移動端末２０４に送信される。また、家
庭用の電話から移動端末２０４へ送信する場合には、公
衆回線網、交換制御局２００、及び基地局３を介して送
られる。
【００１１】これらの領域２０１、２０２、２０３の境
界付近では、回線を接続できる基地局が複数存在するこ
とになるが、他の領域への干渉を小さく抑えるために各
基地局１、２、３の送信電力は必要最小限に抑えられて
いる。よって、ある領域の中央付近で、他の領域の回線
を接続することができるほど、他の領域の基地局の送信
電力は大きくない。
【００１２】図２１はセルラに代表される陸上移動通信
の電波伝搬の概略的な構成を示している。セルラの場合
には、基地局、例えば基地局４のアンテナ高は数十メー
トルであり、それ程高くないため、郊外で見通しの良い
ところでないかぎり移動端末２０４に電波が直接届くこ
とは無い。よって、通常は、ビル、山、及び崖等による
反射波ＲＷを受信することになる。この場合には、図２
１に示すように、反射波ＲＷの伝搬距離は直接波ＤＷの
伝搬距離よりも大きくなる。これが位置計算の障害とな
る。
【００１３】図２２は電波の伝搬距離と信号強度との関
係を示す。移動端末２０４における基地局からの電波の
強度、即ち信号強度は遠い基地局ほど小さくなる。遠い
基地局は１０ｋｍ以上になることも予想され、非常に弱
い信号を検出しなければならない。
【００１４】このように、人工衛星を用いた測位システ
ムの場合、移動端末は人工衛星から直接届く直接波を受
信して所在位置を計算するが、セルラのような地上通信
の場合には、移動端末が基地局からの直接波を受信でき
ることは稀であり、多くの場合は反射波を受信する。そ
の場合に、位置計算に大きな誤差を生ずる可能性があ
り、これをいかに小さく抑えるかが重要となる。人工衛
星を用いた測位システムの場合には、移動端末における
各人工衛星からの電波強度は大きく違わないが、ＣＤＭ
Ａ方式ディジタル移動通信システムを用いた場合には、
移動端末における各基地局からの電波強度は大きく違っ
ており、これに対して配慮しなければならない。
【００１５】そこで、本発明は上述の実情に鑑み、従来
よりも簡易な方法を用いて、移動端末において測位を行
うことができる測位システムを提供するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る測位システ
ムは、複数の基地局との間でＣＤＭＡ方式により通信を
行う移動通信システムにおける移動局の位置を測定する
測位システムであって、上記複数の基地局が送信する同
系列のスペクトル拡散信号から、予め各基地局毎に決め
られた送信時間の差分を減算し、複数の基地局からのス
ペクトル拡散信号の伝搬遅延時間差を得ることにより、
上記移動局の位置を求めることにより上述した課題を解
決する。
【００１７】また、上記移動局は上記複数の基地局が送
信するスペクトル拡散信号と同じスペクトル拡散信号を
発生し、このスペクトル拡散信号と上記複数の基地局が
送信するスペクトル拡散信号との相関値を算出する相関
値算出手段と、この相関値を遅延する複数の遅延手段
と、これら複数の遅延手段からの複数の遅延信号を相互
に比較する複数の比較手段と、これら複数の比較手段に
より比較された複数の遅延信号が所定のエネルギ以上の
エネルギをもつスペクトル拡散信号を受信した時刻を測
定する測定手段とにより、上記移動局はスペクトル拡散
信号の受信タイミングを決定することを特徴とする。
【００１８】さらに、上記移動局はマルチパスによって
複数のタイミングで受信した複数の基地局からのスペク
トル拡散信号の内で最も早いタイミングのスペクトル拡
散信号を、所定の基地局から送信されるスペクトル拡散
信号の受信タイミングとすることを特徴とする。
【００１９】また、上記移動局から遠い基地局から送信
されるスペクトル拡散信号の拡散符号長を大きくして、
相関値を計算することを特徴とする。
【００２０】さらに、上記移動局は複数の基地局から送
信されるスペクトル拡散信号を検出した後、スペクトル
拡散符号検出のための拡散符号長を大きくして既に検出
したタイミングより早い範囲で、さらに先行するタイミ
ングのスペクトル拡散信号があるか否かを検索すること
を特徴とする。
【００２１】ここで、上記移動局は、予め複数の基地局
毎に決められたスペクトル拡散信号の送信時間の差分と
位置情報とをテーブルとして備え、複数の基地局から送
信されるスペクトル拡散信号の周期情報を送信するため
のシンク・チャンネルのメッセージを復調し、復調タイ
ミングを検出する復調手段と、上記復調手段により復調
されたデータから上記基地局のスペクトル拡散信号の送
信時間の差分を求めるシフト量抽出手段と、上記スペク
トル拡散信号の受信時刻を検出する受信信号検出手段
と、上記復調手段からの復調タイミングと上記シフト量
抽出手段からの送信時間の差分と上記受信信号検出手段
からのスペクトル拡散信号の受信時刻とにより受信信号
の基準タイミングを求めるタイミング抽出手段と、上記
タイミング抽出手段により抽出された受信信号の基準タ
イミングから複数の基地局の座標情報を求める基地局座
標出力手段と、上記タイミング抽出手段からの複数の基
地局の受信時刻及び送信時間の差分と、上記基地局座標
出力手段からの複数の基地局の座標情報とにより複数の
基地局の位置を算出する位置算出手段とから成ることを
特徴とする。
【００２２】ここで、上記所定の基地局及びこの所定の
基地局の周辺の基地局のスペクトル拡散信号の送信時間
の差分と座標情報とを含むメッセージを、複数の基地局
から送信されるスペクトル拡散信号の周期情報の送信に
用いられるシンク・チャンネル、チャンネルの割り当て
情報の送信に用いられるページング・チャンネル、又は
測位専用チャンネルを介して送信することを特徴とす
る。
【００２３】また、上記測位専用チャンネルのデータレ
ートを小さくし、スペクトル拡散信号の拡散率を大きく
することを特徴とする。
【００２４】尚、上記各基地局において、所定の基地局
の座標情報はそのまま送信し、周辺の基地局の座標情報
は上記所定の基地局との差を送信することを特徴とす
る。
【００２５】そのうえ、上記所定の基地局及び所定の基
地局の周辺の基地局のスペクトル拡散信号の送信時間の
差分と座標情報とを送信する際に、それぞれの基地局毎
の誤り検出符号又は誤り訂正符号を送信することを特徴
とする。
【００２６】上記移動局から基地局方向の通信チャンネ
ルの内のアクセス・チャンネルを用いて、上記移動局の
位置情報を基地局或いは測位専用の管理局に送信するこ
とを特徴とする。
【００２７】また、上記移動局が待ち受け状態の場合に
は上記アクセス・チャンネルを用い、上記移動局が通話
状態の場合には音声情報の送信に用いられるトラフィッ
ク・チャンネルを用いて上記移動局の位置情報を基地局
或いは測位専用の管理局に送信することを特徴とする。
【００２８】このとき、上記移動局から基地局方向の通
信チャンネルに測位結果送信用チャンネルを設け、この
測位結果送信用チャンネルを用いて上記移動局の位置情
報を基地局或いは測位専用の管理局に送信することを特
徴とする。
【００２９】また、上記移動局から送信されるスペクト
ル拡散信号のデータレートを小さくし、スペクトル拡散
信号の拡散率を大きくすることを特徴とする。
【００３０】さらに、上記移動局はＣＤＭＡ方式移動通
信システムにより使用される周波数チャンネル以外の周
波数チャンネルを用いて、ＣＤＭＡ方式移動通信システ
ムによる複数の基地局或いは測位専用の管理局又は既存
の通信網による複数の基地局に上記移動局の位置情報を
送信することを特徴とする。
【００３１】
【作用】本発明においては、移動局において、ＣＤＭＡ
方式ディジタル移動通信システムおける複数の基地局が
送信する同系列のスペクトル拡散信号から予め各基地局
毎に決められた送信時間の差分を減算し、複数の基地局
からのスペクトル拡散信号の伝搬遅延時間差を得ること
により、簡易に移動局の位置を求める。
【００３２】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について、図
面を参照しながら説明する。
【００３３】図１は、本発明に係る測位システムの基地
局からの送信の概略的な構成を示す。移動局の所在を特
定するには最低３つの基地局からの信号を受信しなけれ
ばならない。しかし、受信できる基地局が多ければそれ
だけ推定精度は向上する。よって、この図１では、基地
局を４つとし、移動端末５、基地局１、基地局２、基地
局３、基地局４の座標を、それぞれ（ｘ，ｙ，ｚ）、
（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ）、（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）、
（ｘ3 ，ｙ3 ，ｚ3 ）、（ｘ4 ，ｙ4 ，ｚ4 ）とする。
【００３４】ここで、図２に、各基地局の送信部の概略
的な構成を示す。本発明の測位システムが適用されるＣ
ＤＭＡ方式ディジタル移動通信システム、例えばいわゆ
るディジタルセルラシステムでは、複数の基地局間で送
受信を行い、その送受信に用いられるスペクトル拡散信
号には、送信時の基準タイミングに対する上記複数の基
地局毎に設定された時間遅延量、具体的にはいわゆるパ
イロットＰＮオフセットが含まれることが特徴となって
いる。このＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システムに
おける基地局から移動局方向（フォワード・リンク）へ
の信号には、パイロット・チャンネル、シンク・チャン
ネル、ページング・チャンネル、トラフィック・チャン
ネルの４種類のコード・チャンネルが用意されている。
パイロット・チャンネルはデータを含まずＰＮ符号が繰
り返し送られるチャンネルであり、移動端末５の同期獲
得と維持、及びクロック再生のために用いられる。シン
ク・チャンネルは基地局と移動端末５との間で時刻情報
及び長周期のＰＮ符号を合わせるために使用される。ペ
ージング・チャンネルは最大７通りであり、ハンドオフ
に必要な情報、着信時の端末呼び出し情報、発信時の基
地局からの応答情報、及びトラフィック・チャンネルの
割り当て情報の送信に用いられるチャンネルである。ト
ラフィック・チャンネルは最大（６３−シンク・チャン
ネル数−ページング・チャンネル数）通りであり、通話
時に使用される音声情報を送信するチャンネルである。
【００３５】ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システム
では上記４つのチャンネルデータに掛け合わせる拡散符
号を変えて多重化され、同一周波数で送られる。このシ
ステムではＰＮ符号と直交関数系のウォルシュ符号（Ｗ
ａｌｓｈ Ｃｏｄｅ）とを掛け合わせた符号が拡散符号
となり、このウォルシュ符号を変えることで各チャンネ
ルを生成している。
【００３６】先ず、ＰＮ符号発生器６により発生された
ＰＮ符号は、乗算器７、８、１０、１２に送られる。パ
イロット・チャンネルのためのウォルシュ符号（Ｗａｌ
ｓｈＣｏｄｅ ０）は常時ゼロであり、乗算器７を介し
たＰＮ符号はそのままパイロット・チャンネルとしてチ
ャンネル加算器１４に送られることになる。よって、移
動端末５において基地局から送信されるＰＮ符号を検出
するときには、パイロット・チャンネルの拡散符号のタ
イミングを検索する。また、シンク・チャンネル・デー
タは、値が３２のウォルシュ符号とＰＮ符号とが乗算器
８で乗算された値と乗算器９で乗算される。ページング
・チャンネル・データは、値が１のウォルシュ符号とＰ
Ｎ符号とが乗算器１０で乗算された値と乗算器１１で乗
算される。トラフィック・チャンネル・データは、値が
ｎのウォルシュ符号とＰＮ符号とが乗算器１２で乗算さ
れた値と乗算器１３で乗算される。上記パイロット・チ
ャンネル及びそれぞれの乗算器９、１１、１３で乗算さ
れたチャンネルはチャンネル加算器１４に送られた後、
基地局の変調器へ送出される。
【００３７】移動端末５ではウォルシュ符号の番号を選
択することにより、パイロット・チャンネル以外の希望
のコード・チャンネルのデータを復調する。ＣＤＭＡ方
式ディジタル移動通信システムは、他の方式の移動通信
システムと異なり、隣合う領域、即ちサービスエリアを
含めて全ての基地局が同一の周波数を使用する。このた
め、１周波数チャンネルを受信する一つの受信機で複数
の基地局が送信するＰＮ符号を検出できるので、測位を
行うには非常に都合が良い。また、パイロットＰＮオフ
セットと呼ばれる基準タイミングからの遅延時間が基地
局毎に予め決められていて、各基地局はＰＮ符号を上記
パイロットＰＮオフセット分だけ遅延して送信してい
る。よって、スペクトル拡散においては、時間差を持た
せて多重された信号であれば受信側で分離復調できるの
で、移動端末において複数の基地局からのＰＮ符号を検
出することが可能である。
【００３８】次に、受信側である移動端末について説明
する。ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システムを利用
した測位システムでは、移動端末において各基地局が送
信するパイロット・チャンネルを受信し、検出する。図
３には、各基地局から送信されるパイロット・チャンネ
ルを検出する検出回路の概略的な構成を示す。
【００３９】基地局からの信号は移動端末のアンテナ１
５を介して受信機１６に入力される。受信機１６では、
受信された周波数がマッチト・フィルタ１７に最適な周
波数にダウンコンバートされ、検波されて、マッチト・
フィルタ１７に入力される。マッチト・フィルタ１７は
予め決められた符号列、即ちＰＮ符号との相関値を計算
し、その相関の程度に応じた出力が得られる。
【００４０】図４は上記マッチト・フィルタ１７の出力
の一例として、米国のＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信
システムの出力を示す。このＣＤＭＡ方式ディジタル移
動通信システムによるＰＮ符号の周期は約２６．７ｍｓ
であり、上記マッチト・フィルタ１７からの出力もその
周期で特定の基地局に対応する出力となる。異なる基地
局はＰＮ符号を予め決められた送信時間の差分、具体的
にはいわゆるパイロットＰＮオフセット分だけずらして
送信している。このパイロットＰＮオフセットとは、ス
ペクトル拡散信号の送信時の基準タイミングに対する各
基地局毎に設定された時間遅延量のことである。よっ
て、上記マッチト・フィルタ１７からの出力も、パイロ
ットＰＮオフセット分だけずれた時刻に検出される。
尚、各基地局１、２に対応する出力Ｓ１、Ｓ２が複数の
ピークを持っているのは、複数の反射波によるいわゆる
マルチパスが存在し、伝搬経路長差に応じた時間だけず
らしてＰＮ符号が検出されるためである。
【００４１】図５には、各基地局から送信されるパイロ
ット・チャンネルを検出するための回路の第２の概略的
な構成を示す。アンテナ２０を介して得られる基地局か
らの信号は受信機２１でダウンコンバート及び検波さ
れ、乗算器２２に入力される。一方、ＰＮ符号発生器２
３で発生されたＰＮ符号も上記乗算器２２に入力され、
受信信号と掛け合わされる。この掛け合わされた信号は
次に積算器２４に入力され、各時刻の掛け算結果が足し
合わされていく。上記積算器２４では制御回路２６のリ
セット信号によりリセットされてから入力信号を足し合
わせ、その出力は制御回路２６によりホールド回路２５
でホールドされ、相関結果が得られる。この相関結果は
瞬間での相関値であり、ＰＮ符号１周期分の結果を得る
ためにはＰＮ符号発生器２３の出力を時間的にシフトさ
せて、上記一連の相関値を得る操作を繰り返す。ここ
で、制御回路２６からＰＮ符号発生器２３に入力される
信号はＰＮ符号をシフトするための制御信号である。こ
の検出回路を用いることにより図３に示す構成からの出
力と同様の出力を得ることができるが、ＰＮ符号１周期
分の結果を得るのに時間がかかる。しかし、回路規模が
小さくて済むことが特徴である。
【００４２】次に、測位方法について詳細に説明する。
上記各基地局１、２、３、４から送信される信号の移動
端末５までの伝搬時間をｔｐ1 、ｔｐ2 、ｔｐ3 、ｔｐ
4 とする。上記基地局１、２、３、４は予め決められた
パイロットＰＮオフセット分だけずらしてＰＮ符号を送
信しており、その遅延時間をｔｓ1 、ｔｓ2 、ｔｓ3 、
ｔｓ4 とする。また、時間的にずらさないで送信する場
合のＰＮ符号を送信する時刻をｔ0 とし、移動局の移動
端末５が各基地局１、２、３、４のＰＮ符号を受信する
時刻をｔ1 、ｔ2 、ｔ3 、ｔ4 とする。
【００４３】よって、各基地局１、２、３、４と移動端
末５との距離は伝搬時間に電波の速度、即ち光速をかけ
たものに等しいので、次の（１）〜（４）式が得られ
る。ここでは、４つの基地局からのＰＮ符号を検出でき
たとして説明している。
【００４４】 (x-x1)2+(y-y1)2+(z-z1)2=(tp1×c)2 ・・・（１） (x-x2)2+(y-y2)2+(z-z2)2=(tp2×c)2 ・・・（２） (x-x3)2+(y-y3)2+(z-z3)2=(tp3×c)2 ・・・（３） (x-x4)2+(y-y4)2+(z-z4)2=(tp4×c)2 ・・・（４） ここで、ｃは光速である。
【００４５】上記（１）〜（４）式において、未知数は
ｘ、ｙ、ｚ、ｔｐ1 、ｔｐ2 、ｔｐ 3 、ｔｐ4 の７個で
ある。次に、各基地局がＰＮ符号の先頭を送信する時刻
はそれぞれｔ0 ＋ｔｓ1 、ｔ0 ＋ｔｓ2 、ｔ0 ＋ｔ
ｓ3 、ｔ0 ＋ｔｓ4 である。これらの時刻によるＰＮ符
号を移動端末５が受信する時刻には伝搬遅延が加わるの
で、それぞれの時刻はｔ0 ＋ｔｓ1 ＋ｔｐ1 、ｔ0 ＋ｔ
ｓ2 ＋ｔｐ2 、ｔ0 ＋ｔｓ 3 ＋ｔｐ3 、ｔ0 ＋ｔｓ4 ＋
ｔｐ4 となる。ここで、移動端末５内での処理時間は相
殺されるため、上記それぞれの時刻では削除してある。
【００４６】ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システム
では移動端末５の正確な時刻合わせは行なわれないた
め、移動端末５側では時刻ｔ0 を判別することができな
い。従って、移動端末５が測定することができるのは、
図６に示されるように各基地局のＰＮ符号が移動端末５
に到来する時間差である。例えば、基地局１を基準にし
た基地局２、基地局３、及び基地局４からのＰＮ符号の
受信時の時間差ｄｔ2 、ｄｔ3 、ｄｔ4 は次の（５）〜
（７）式に示すようになる。
【００４７】 dt2=t2-t1=t0+ts2+tp2-(t0+ts1+tp1)=ts2-ts1+tp2-tp1 ・・・（５） dt3=t3-t1=t0+ts3+tp3-(t0+ts1+tp1)=ts3-ts1+tp3-tp1 ・・・（６） dt4=t4-t1=t0+ts4+tp4-(t0+ts1+tp1)=ts4-ts1+tp4-tp1 ・・・（７）
【００４８】上記（１）〜（４）式に上記（５）〜
（７）式を加えると合計７式になり、未知数は７個であ
るので解を得ることができる。また、５つ以上の基地局
からのＰＮ符号が検出された場合には、最小自乗法等を
用いて解を求めることができ、基地局が４つの場合と比
較して測位精度の向上が期待できる。
【００４９】次に、スペクトル拡散信号の到来タイミン
グを決定するためのＰＮ符号検出回路の概略的な構成を
図７に示す。移動端末５において受信された信号はＰＮ
符号相関器３０でＰＮ符号との相関値が計算され出力さ
れる。このＰＮ符号相関器３０は、具体的には図３又は
図５に示した回路を用いる。このＰＮ符号相関器３０か
ら出力される相関値をｃとし、この相関値ｃを遅延回路
３１で遅延した信号をｂ、この遅延信号ｂを遅延回路３
２でさらに遅延した信号をａとする。また、閾値をｄと
する。比較器３３、３４を用いて、それぞれａ＜ｂ、ｃ
＜ｂの条件で最高点を検出し、比較器３５を用いてｂ＞
ｄの条件で一定レベル以上のものを検出して、ＡＮＤ回
路３６を介すことにより、時刻を記録するためのイネー
ブル信号ＥＮ1 として書き込み制御回路３７に入力され
る。一方、時計、或いはタイマ３９の値は書き込み制御
回路３７に入力される。書き込み制御回路３７は、上記
イネーブル信号である入力信号ＥＮ1 、及び後述する入
力信号ＥＮ2 、ＥＮ3 が全てハイレベルの場合に、書込
み信号ＷＲを出力し、また、時計３９からの値をメモリ
等から成る記録媒体３８へ記録する。
【００５０】上記ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信シス
テムの受信側では、ＲＡＫＥ受信機という技術を使用す
る。従来の移動通信システムでは、マルチパスが存在す
ると妨害となっていたが、ＣＤＭＡ方式ディジタル移動
通信システムで用いられるスペクトル拡散技術では、マ
ルチパスが存在しても各反射波にＰＮ符号のタイミング
を合わせて逆拡散することによりそれぞれの反射波を別
々に復調することができるため、マルチパスを復調し合
成することで誤り率を改善する特徴がある。従って、Ｃ
ＤＭＡ方式ディジタル移動通信システムでは、より強い
マルチパスを利用しようとする。即ち、マルチパスが存
在し、ＰＮ符号検出器に複数のピークが検出された場合
には、エネルギの大きい信号から選んで復調する。
【００５１】これに対して、本発明の測位システムで
は、各基地局からの複数のマルチパスのうち最も早い反
射波の受信時刻を測位に利用する。測位システムにおい
ては、基地局から移動端末までの直線距離を知ることが
重要であり、遅延の小さなパスほど直接波に近く、伝搬
時間に光速を掛けた値が基地局と移動端末の直線距離に
近くなるためである。
【００５２】図８は、上述のマルチパスのうちで最も早
い反射波を受信する受信機の概略的な回路図である。こ
こで、ＰＮ符号検出回路４０は、図７に示す回路であ
る。図９に示されるように、ＰＮ符号検出器４０からの
出力ＯＤはマルチパスによって各基地局毎に固まって出
現する。従って、このマルチパスから各反射波を検出す
る場合には、各基地局に対応した範囲を定め、その範囲
内のみを調べる。これにより不要な範囲を調べることが
ない。上記ＰＮ符号検出器４０は、図９の検出期間ＩＰ
を示す信号を入力信号ＥＮ2 として入力することによ
り、決められた範囲内の最高点のみが記録される。一
方、Ｄフリップフロップ４１からの出力はＮＯＴ回路４
２で反転され、この反転信号が入力信号ＥＮ3 として入
力される。このＤフリップフロップは検出期間ＩＰの先
頭で発生されるリセット信号ＲＥにより出力がローレベ
ルとなり、検出期間ＩＰ内で最高点が検出される。次
に、書き込み信号ＷＲが発生されるとハイレベルとな
り、それ以後の記録が禁止される。このため、検出範囲
内の先頭の最高点の受信時刻のみが記録される。図５に
示すようなＰＮ符号相関器の場合には、このＰＮ符号相
関器内で発生されるＰＮ符号のタイミングを進める方向
で動作させれば、ＰＮ符号の相関出力は図９で示される
出力とは時間的に逆方向に出力される。その場合には、
入力信号ＥＮ3 を使用する必要がない。即ち、同じ検出
範囲内で最高点が検出されれば、重ね書きするようにし
ておけば良い。
【００５３】上述のように、４つの基地局のパイロット
・チャンネルに含まれるＰＮ符号を検出するためには、
遠くて信号強度の弱いＰＮ符号も検出しなければならな
い。図５に示すＰＮ符号相関器を用いた場合には、ＰＮ
符号長を長くしても、回路規模は殆ど大きくならず、相
関をとるＰＮ符号長を変えることが容易である。但し、
相関をとるＰＮ符号長を長くすれば遠くの基地局から届
く弱いＰＮ符号まで検出することができるが、複数の基
地局分の検出期間を一通り調べるのに時間がかかり過ぎ
てしまう。そこで、まずＰＮ符号長を比較的短くしてＰ
Ｎ符号の検出を行う。これにより、基地局４つ分のＰＮ
符号の検出ができれば、移動端末の位置を計算すること
ができる。また、基地局が４つに満たない場合には、Ｐ
Ｎ符号長を長くして未検出範囲を調べることにより、あ
まり時間をかけずに遠い基地局まで検出することができ
る。さらに、後述するような方法で、各基地局のパイロ
ットＰＮオフセットと基地局の位置情報とを保持するこ
とにより、信号の強い基地局の近傍に移動端末がいると
考え、この移動端末の近傍の基地局からの各基地局の距
離をもとに、検出できそうな基地局を選択して、検出期
間を限定したり基地局毎にＰＮ符号長を変えて相関をと
ったりすることで検出時間の短縮或いは検出能力、即ち
感度を高めることも可能である。
【００５４】１つの基地局からのマルチパスのうち最も
早い反射波の受信時刻を記録したり、相関をとるＰＮ符
号長を長くすることで検出能力を高くしたりする方法に
ついて上述したが、信号強度が小さくてもできる限り早
い反射波を見つけるためには相関をとるＰＮ符号長を長
くする必要がある。しかし、ＰＮ符号長を常時長くする
と、検出に要する時間が長くなり過ぎる。そこで、時間
がかからない程度のＰＮ符号長で検出を行い、次にＰＮ
符号が検出されたタイミングの直前の短期間を符号長を
長くして再検出することで早い反射波を検出する。これ
により、早いが信号強度の弱いＰＮ符号を、検出時間を
あまりかけずに検出することができる。また、移動端末
における基地局４つ分のＰＮ符号の受信時刻が測定で
き、これにより移動端末の位置を上記（１）〜（７）式
を用いて計算したときに、通常の範囲を越えた解が得ら
れた場合、或いは基地局５つ以上のＰＮ符号の受信時刻
が得られ、最小自乗法などを用いて解を求めた結果、誤
差が大きいと判断された場合に、もっと早い反射波を見
つけるために、ＰＮ符号長を長くして再検出を行っても
良い。
【００５５】上述したように、各基地局の位置を既知と
した場合には、計算により移動端末の位置を特定するこ
とができる。しかし、ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信
システムにおいては、移動端末が基地局の位置を知る手
段を有しておらず、新たにその手段を用意しなければな
らない。よって、この基地局の位置を知る手段として、
移動端末内にパイロットＰＮオフセットから基地局の位
置を求める変換テ−ブルを予め内蔵し、位置計算に使用
する手段を用いる。
【００５６】図１０には、移動端末の受信回路の第１の
概略的な構成を示す。移動端末の電源投入後、或いはリ
セット後、図７に示すような構成のＰＮ符号検出器５２
でＰＮ符号のタイミングを調べ、その結果をシンク・チ
ャンネル復調器５０に送る。シンク・チャンネル復調器
５０は、上記入力されたタイミングにＰＮ符号を合わ
せ、シンク・チャンネル・データを復調する。シンク・
チャンネルにはその基地局の情報が送られており、パイ
ロットＰＮオフセットが含まれる。ＰＮ時間シフト量抽
出回路５１は、上記復調されたシンク・チャンネル・デ
ータからその基地局のパイロットＰＮオフセットを抽出
する。抽出されたパイロットＰＮオフセットは基地局別
ＰＮ符号タイミング抽出回路５３に供給される。一方、
ＰＮ符号検出器５２は各タイミングの相関値を基地局別
ＰＮ符号タイミング抽出回路５３に供給する。基地局別
ＰＮ符号タイミング抽出回路５３はシンク・チャンネル
復調器５０が発生しているＰＮ符号の復調タイミングと
ＰＮ時間シフト量検出回路５１から受け取るパイロット
ＰＮオフセットとから基準のタイミングを検出し、ＰＮ
符号検出器５２の検出結果から検出できた各基地局のパ
イロットＰＮオフセットｔｓ1 、ｔｓ2 、・・・を特定
して基地局座標出力回路５４に供給するとともに、各基
地局のパイロットＰＮオフセットｔｓ1 、ｔｓ2 、・・
・と受信時刻ｔ1 、ｔ2 、・・・とを位置計算回路５５
に供給する。各基地局のＰＮ符号のパイロットＰＮオフ
セットを受け取った基地局座標出力回路５４は位置計算
回路５５に各基地局の座標を供給する。位置計算回路５
５は各基地局のパイロットＰＮオフセットｔｓ1 、ｔｓ
2 、・・・、受信時刻ｔ1 、ｔ2 、・・・、及び各基地
局の座標情報（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ）、（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ
2 ）、・・・から移動端末の位置を計算し、結果を出力
する。
【００５７】次に、移動端末の受信回路の第２の概略的
な構成を図１１に示す。この第２の実施例が、上述した
第１の実施例と異なる点は、基地局の位置情報である座
標情報を基地局からシンク・チャンネルを介して受け取
って用いることである。基地局はシンク・チャンネルを
用いて自局のパイロットＰＮオフセットだけでなく、周
辺の基地局のパイロットＰＮオフセットと座標情報とを
送信する。
【００５８】ここで、図１２にＣＤＭＡ方式ディジタル
移動通信システムにおける基地局から移動局方向へのメ
ッセージのフォーマットを示す。このメッセージは、メ
ッセージ長ＭＬ、メッセージ・タイプＭＴとデータＤＴ
とから成るメッセージ・ボディＭＢ、及びエラー・チェ
ック・ビットＥＣにより構成される。このメッセージの
内のメッセージ・タイプＭＴに、新たに基地局のパイロ
ットＰＮオフセットと座標情報とを割り当てることによ
って、シンク・チャンネルを用いて上記データを移動端
末に送ることが可能になる。
【００５９】移動端末の電源投入後、或いはリセット
後、移動端末はＰＮ符号検出器６２でＰＮ符号のタイミ
ングを調べ、その結果をシンク・チャンネル復調器６０
に送る。シンク・チャンネル復調器６０はそのタイミン
グにＰＮ符号を合わせ、シンク・チャンネル・データを
復調する。シンク・チャンネルにはその基地局の情報が
送られており、その中にはパイロットＰＮオフセットが
含まれる。ＰＮ時間シフト量抽出回路６１はその復調さ
れたシンク・チャンネル・データからその基地局のパイ
ロットＰＮオフセットを抽出する。抽出されたパイロッ
トＰＮオフセットは基地局別ＰＮ符号タイミング抽出回
路６３に供給される。基地局座標情報抽出回路６６は上
記復調されたシンク・チャンネル・データから各基地局
のパイロットＰＮオフセットに対応する基地局の座標情
報を抽出し、基地局座標出力回路６４に供給する。これ
により、基地局座標出力回路６４はパイロットＰＮオフ
セットと基地局の座標情報とのテーブルを持つことがで
きる。一方、ＰＮ符号検出器６２は各タイミングの相関
値を基地局別ＰＮ符号タイミング抽出回路６３に供給す
る。基地局別ＰＮ符号タイミング抽出回路６３はシンク
・チャンネル復調器６０が発生しているＰＮ符号のタイ
ミングとＰＮ時間シフト量検出回路６１から受け取るパ
イロットＰＮオフセットとから基準のタイミングを検出
し、ＰＮ符号検出器６２の検出結果から検出された各基
地局のパイロットＰＮオフセットｔｓ1、ｔｓ2 、・・
・を特定して基地局座標出力回路６４に供給するととも
に、各基地局のパイロットＰＮオフセットｔｓ1 、ｔｓ
2 、・・・と受信時刻ｔ1 、ｔ2、・・・とを位置計算
回路６５に供給する。また、各基地局のＰＮ符号のパイ
ロットＰＮオフセットを受け取った基地局座標出力回路
６４は、位置計算回路６５に各基地局の座標情報を供給
する。位置計算回路６５は各基地局のＰＮ符号のパイロ
ットＰＮオフセットｔｓ1 、ｔｓ2 、・・・、受信時刻
ｔ1 、ｔ2 ・・・、及び各基地局の座標情報（ｘ1 ，ｙ
1 ，ｚ1 ）、（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）、・・・から移動端
末の位置を計算し、結果を出力する。
【００６０】次に、移動端末の受信回路の第３の概略的
な構成を図１３に示す。この第３の実施例が、上述した
第１の実施例と異なる点は、基地局の座標情報を基地局
から既存のページング・チャンネルを介して受け取って
用いることである。基地局はページング・チャンネルを
用いて自局のパイロットＰＮオフセットだけでなく、周
辺の基地局のパイロットＰＮオフセットと座標情報とを
送信する。移動端末の電源投入後、或いはリセット後、
ＰＮ符号検出器７２はＰＮ符号のタイミングを調べ、そ
の結果をシンク・チャンネル復調器７０に送る。シンク
・チャンネル復調器７０はそのタイミングにＰＮ符号を
合わせ、シンク・チャンネル・データを復調する。シン
ク・チャンネルにはその基地局の情報が送られており、
その中にはパイロットＰＮオフセットが含まれる。ＰＮ
時間シフト量抽出回路７１は上記復調されたシンク・チ
ャンネル・データからその基地局のパイロットＰＮオフ
セットを抽出する。抽出されたパイロットＰＮオフセッ
トは基地局別ＰＮ符号タイミング抽出回路７３に供給さ
れる。
【００６１】ページング・チャンネル復調器７７はペー
ジング・チャンネルの復調を行い、この復調されたペー
ジング・チャンネル・データは基地局座標情報抽出回路
７６に供給される。基地局座標情報抽出回路７６は各基
地局のパイロットＰＮオフセットに対応する基地局の座
標情報を抽出し、基地局座標出力回路７４に供給する。
これにより、基地局座標出力回路７４はパイロットＰＮ
オフセットと基地局の座標情報とのテーブルを持つこと
ができる。一方、ＰＮ符号検出器７２は各タイミングの
相関値を基地局別ＰＮ符号タイミング抽出回路７３に供
給する。基地局別ＰＮ符号タイミング抽出回路７３はシ
ンク・チャンネル復調器７０が発生しているＰＮ符号の
タイミングとＰＮ時間シフト量検出回路７１から受け取
るパイロットＰＮオフセットとから基準のタイミングを
検出し、ＰＮ符号検出器７２の検出結果から検出された
各基地局のパイロットＰＮオフセットｔｓ1 、ｔｓ2 、
・・・を特定して基地局座標出力回路７４に供給すると
ともに、各基地局のパイロットＰＮオフセットｔｓ1 、
ｔｓ2 、・・・と受信時刻ｔ1 、ｔ2 、・・・とを位置
計算回路７５に供給する。各基地局のパイロットＰＮオ
フセットを受け取った基地局座標出力回路７４は、位置
計算回路７５に各基地局の座標情報を供給する。位置計
算回路７５は各基地局のパイロットＰＮオフセットｔｓ
1 、ｔｓ2 、・・・、受信時刻ｔ1 、ｔ2 、・・・、及
び各基地局の座標情報（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ）、（ｘ2 ，
ｙ2 ，ｚ2 ）、・・・から移動端末の位置を計算し、結
果を出力する。
【００６２】次に、移動端末の受信回路の第４の概略的
な構成を図１４に示す。この第４の実施例が、上述した
第１の実施例と異なる点は、基地局の座標情報を基地局
から新たに設けた測位用データ・チャンネルを介して受
け取って用いることである。基地局は新たに設けた測位
用データ・チャンネルを用いて自局のパイロットＰＮオ
フセットだけでなく、周辺の基地局のパイロットＰＮオ
フセットと座標情報とを送信する。上述した第２、第３
の実施例では、ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システ
ムに使用される既存のチャンネルを利用するため、ＣＤ
ＭＡ方式ディジタル移動通信システムに悪影響を与える
可能性もある。即ち、ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信
システムの運用が開始されているところに、ＣＤＭＡ方
式ディジタル移動通信システム用チャンネルに新たなメ
ッセージを設けることは、既に販売されている端末に障
害を与えないとは言えず、既に売られている移動端末が
新たなメッセージを全く無視して影響無く動作する保証
はない。これに対して、専用のデータチャンネルを用意
することにより、ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信シス
テムに与える悪影響の可能性を軽減することができる。
【００６３】移動端末の電源投入後、或いはリセット
後、ＰＮ符号検出器８２はＰＮ符号のタイミングを調
べ、その結果をシンク・チャンネル復調器８０へ送る。
シンク・チャンネル復調器８０はそのタイミングにＰＮ
符号を合わせシンク・チャンネル・データを復調する。
シンク・チャンネルにはその基地局の情報が送られてお
り、その中にはパイロットＰＮオフセットが含まれる。
ＰＮ時間シフト量抽出回路８１はその復調されたデータ
からその基地局のパイロットＰＮオフセットを抽出す
る。抽出されたパイロットＰＮオフセットは基地局別Ｐ
Ｎ符号タイミング抽出回路８３に供給される。測位専用
チャンネル復調器８７は測位専用チャンネルの復調を行
い、測位専用チャンネル・データが基地局座標情報抽出
回路８６に供給される。基地局座標情報抽出回路８６は
パイロットＰＮオフセットに対応する基地局の座標情報
を抽出し、基地局座標出力回路８４に供給する。これに
より、基地局座標出力回路８４はパイロッＰＮシフト量
と基地局の座標とのテーブルを持つことができる。一
方、ＰＮ符号検出器８２は各タイミングの相関値を基地
局別ＰＮ符号タイミング抽出回路８３に供給する。基地
局別ＰＮ符号タイミング抽出回路８３はシンク・チャン
ネル復調器８０が発生するＰＮ符号のタイミングとＰＮ
時間シフト量検出回路８１から受け取るパイロットＰＮ
オフセットから基準のタイミングとを検出し、ＰＮ符号
検出器８２の検出結果から検出された各基地局のパイロ
ットＰＮオフセットｔｓ1 、ｔｓ2 、・・・を特定して
基地局座標出力回路８４に供給するとともに、各基地局
のパイロットＰＮオフセットｔｓ1 、ｔｓ2 、・・・と
受信時刻ｔ1 、ｔ2 、・・・とを位置計算回路８５に供
給する。各基地局のパイロットＰＮオフセットを受け取
った基地局座標出力回路８４は、位置計算回路８５に各
基地局の座標情報を供給する。位置計算回路８５は各基
地局のパイロットＰＮオフセットｔｓ1 、ｔｓ2 、・・
・、受信時刻ｔ1 、ｔ2 ・・・、及び各基地局の座標情
報（ｘ1 ，ｙ1 ，ｚ1 ）、（ｘ2 ，ｙ2 ，ｚ2 ）、・・
・から移動端末の位置を計算し、結果を出力する。
【００６４】上記第４の実施例では、基地局が新たに設
けた測位用データ・チャンネルを用いて、自局を含めた
周辺基地局のパイロットＰＮオフセットと座標情報とを
送る場合にビットレートを低くし、スペクトル拡散を行
う際の拡散率を大きくすることによって、測位用データ
・チャンネルの送信電力を小さく抑え、ＣＤＭＡ方式デ
ィジタル移動通信システム本来のサービスへの影響、例
えばシステム容量の減少等を小さくする。測位用データ
・チャンネルで送信するデータは少なくて基地局１０〜
２０局分のパイロットＰＮシフト量及び位置情報である
こと、移動通信システムの電話端末とは異なり、初期化
が終了するまでの時間に厳しくないこと、そしてこれら
の情報は固定値であることからスペクトル拡散信号のデ
ータレートは小さくて良い。具体的には、情報量は５０
０ビット程度で、転送時間に数秒かかっても良いとする
と、スペクトル拡散信号のデータレートは１００ｂｐｓ
或いはそれ以下になる。ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通
信システムのスペクトル拡散率は１００倍から３００倍
程度であるが、測位専用チャンネルの場合に、例えば１
００００倍以上にすることによって、既存のチャンネル
の送信電力に比べて数十分の一以下、データレートによ
っては百分の一以下にできるので、本来のＣＤＭＡ方式
ディジタル移動通信システムには、ほとんど影響を与え
ないで済む。
【００６５】また、上記第２の実施例では各基地局のパ
イロットＰＮオフセットと位置情報とをシンク・チャン
ネルを用いて送信する場合、上記第３の実施例では各基
地局のパイロットＰＮオフセットと位置情報とをページ
ング・チャンネルを用いて送信する場合、及び、上記第
４の実施例では各基地局のパイロットＰＮオフセットと
位置情報とを新たに設けたデータ・チャンネルを用いて
送信する場合に、自局の位置は省略せずにそのまま送
り、周辺の基地局の位置については自局の位置との差を
送るようにすれば、送信データ量を小さく抑えることが
できる。例えば、位置を局座標（緯度、経度、高度）を
用いて１メートルまで表現するには６５ビットが必要で
ある。これに対して、例えば、周辺の基地局が緯度経度
で＋１０〜−１０分、高度差で＋１０００〜−１０００
メートルとすれば、上記必要な６５ビットを４３ビット
に抑えることができる。
【００６６】さらに、上記第２、第３、第４の実施例に
おいて、各基地局のパイロットＰＮオフセットと位置情
報とを送信する場合には、基地局がｎ局であるとする
と、図１５に示されるように、自局データＤＴ1 及びチ
ェックビットＣＢ1 の後に、ｎ局分の基地局データとチ
ェックビットとが、基地局データＤＴ2 、チェックビッ
トＣＢ2 、・・・、基地局データＤＴn 、チェックビッ
トＣＢn の順に送信される。このように、各基地局に対
応する情報毎に誤り検出又は誤り訂正符号を付けて送信
する。このとき、移動端末が必要とするのは、ＰＮ符号
を検出することができた基地局のパイロットＰＮオフセ
ット及び位置情報であり、全ての基地局の情報を正しく
受け取る必要は無い。ここで、移動通信においては送信
データに誤りを生ずる可能性があり、ビット誤り率が一
定であって、データ長が大きくなると、誤りが生ずる確
率も大きくなる。従って、誤り検出又は誤り訂正符号を
付けるデータの単位を小さくすれば、１つのデータ単位
で誤りが生じる確率は小さくなる。これにより、移動端
末は全てのＰＮ符号を検出することができた基地局の情
報を受け取ることができれば測位を行うことができる。
【００６７】上記複数の実施例では、ＣＤＭＡ方式ディ
ジタル移動通信システムを用いて測位を行い、これによ
って移動端末側で自分自身の位置を知ることが可能にな
る方法について説明した。しかし、このままではＲＤＳ
Ｓ(Radio Determination Saterite Service)のようなサ
ービスを提供することはできない。例えば、運送会社の
センタが各トラックの位置を管理しようとする場合に
は、なんらかの手段を用いて移動端末で測位した結果を
センタに送信しなければならない。そこで、ＣＤＭＡ方
式ディジタル移動通信システムで使用されているアクセ
ス・チャンネルを用いて、測位データを転送する手段を
用意することを考える。
【００６８】図１６は、基地局の受信機のチャンネルの
概略的な構成を示しており、アンテナ９６で受信された
スペクトル拡散信号は、受信機９５で各チャンネル毎に
分割され、復調器に送られる。上記アクセス・チャンネ
ルは、移動通信システムの電話端末が発信する際の発信
要求を送信したり、ページング・チャンネルを用いた基
地局からのメッセージに対する応答メッセージを送信す
るために用いられる。このアクセス・チャンネルは１ペ
ージング・チャンネルに付き数チャンネルあるので、そ
れぞれアクセス・チャンネル復調器９０、アクセス・チ
ャンネル復調器９１、・・・に送られて復調される。こ
のアクセス・チャンネルのフォーマットは、図１７に示
すようにメッセージ長ＭＬ、メッセージ・ボディＭＢ、
及びエラー・チェック・ビットＥＣから成り、上記メッ
セージ・ボディＭＢは、メッセージ・タイプＭＴ、測位
データ番号ＤＤ、及び測位データＤＡにより構成され
る。このメッセージ・タイプＭＴに位置情報転送用のメ
ッセージを割り当てることによって測位データの転送が
可能になる。
【００６９】図１８には、アクセス・チャンネルを用い
て測位を行う測位システムの構成を示す。移動端末５は
アクセス・チャンネルを介して測位結果を送信する。こ
の送信された信号は複数の基地局に受信される可能性が
ある。例えば、基地局１、２、３に受信された信号は制
御局１００に送られ、この制御局１００で測位データ中
に含まれる測位データ番号ＤＤにより重複データが削除
された後、各ユーザ局１０１、１０２、１０３に転送さ
れる。
【００７０】上述のようにアクセス・チャンネルを用い
る場合には、移動通信システムの電話端末と本発明の測
位用移動端末とを兼用する場合に不都合が生じる可能性
がある。そこで、移動通信システムの電話端末は、通話
中にトラフィック・チャンネルと呼ばれる通話チャンネ
ルを使用していることから、通話中はトラフィック・チ
ャンネルを用いて測位データの転送を行い、待ち受け状
態である場合にはアクセス・チャンネルを用いて測位デ
ータの転送を行う。これにより、ＣＤＭＡ方式ディジタ
ル移動通信システムの電話端末と測位システム用の移動
端末との両方に使用することができる端末を実現するこ
とができる。上記トラフィック・チャンネルのフォーマ
ットは図１７に示したアクセス・チャンネルのフォーマ
ットと同様である。また、基地局の受信機のチャンネル
の概略的な構成は図１６に示すものと同様であり、上記
トラフィック・チャンネルもアクセス・チャンネルと同
様に、１ページングチャンネルに付き数チャンネルある
ので、それぞれトラフィック・チャンネル復調器９２、
トラフィック・チャンネル復調器９３、・・・に送られ
て復調される。
【００７１】さらに、ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信
システムで既に使用されているアクセス・チャンネル或
いはトラフィック・チャンネルを用いて測位データを転
送する場合には、移動通信システムの電話端末に悪い影
響を与える可能性がある。そこで、測位データ専用チャ
ンネルを用意することが考えられる。測位専用チャンネ
ルのフォーマットはＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信シ
ステムの既存のチャンネルのフォーマットと同じにする
必要はなく、少なくとも測位データ番号があれば良い。
また、受信機側のチャンネルの構成には、図１６に示す
ように測位専用チャンネル復調器９４が設けられる。測
位専用チャンネルを使用した測位システムも、図１８に
示した測位システムと同様であり、移動端末５は測位専
用チャンネルを介して測位結果を送信する。この送信信
号は複数の基地局に受信される可能性があり、受信され
た信号は制御局１に送られて測位データ中に含まれる測
位データ番号により重複データを削除され、ユーザ局１
０１、１０２、１０３に転送される。
【００７２】また、上記測位専用チャンネルを用いる場
合には、ビットレート小さくして、スペクトル拡散信号
の拡散率を大きくし、送信電力を小さくすることによっ
て、移動通信システムの電話端末への影響を小さく抑え
ることができる。
【００７３】ここで、上述のように測位専用チャンネル
をＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システムに設けて測
位データを転送する場合に、測位専用チャンネルはＣＤ
ＭＡ方式ディジタル移動通信システムの既存のチャンネ
ルと同一周波数で測位データを転送するため、測位用移
動端末が頻繁にデータを送信しようとするときには、移
動通信システムの電話端末に悪影響が出て、通話品質の
低下及びシステム・キャパシティの低下を招くことが予
想される。そこで、ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信シ
ステムとは独立した通信網を用い、この通信網を測位デ
ータ転送チャンネルとすることでこれを回避することが
できる。メッセージ・フォーマットはＣＤＭＡ方式ディ
ジタル移動通信システムのチャンネルのフォーマットと
同様にする必要はないが、少なくとも測位データ番号は
必要である。測位データ転送チャンネルを使用した場合
の測位システムは図１９に示すようであり、移動端末５
は測位データ転送チャンネルを介して測位結果を送信す
る。この送信信号は別システムの基地局１９に受信さ
れ、各ユーザ局１０１、１０２、１０３に転送される。
【００７４】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る測位システムは、複数の基地局との間でＣＤＭ
Ａ方式により通信を行う移動通信システムにおける移動
局の位置を測定する測位システムであって、上記複数の
基地局が送信する同系列のスペクトル拡散信号から、予
め各基地局毎に決められた送信時間の差分を減算し、複
数の基地局からのスペクトル拡散信号の伝搬遅延時間差
を得ることにより、上記移動局の位置を簡易に求めるこ
とができる。
【００７５】また、上記移動局は上記複数の基地局が送
信するスペクトル拡散信号と同じスペクトル拡散信号を
発生し、このスペクトル拡散信号と上記複数の基地局が
送信するスペクトル拡散信号との相関値を算出する相関
値算出手段と、この相関値を遅延する複数の遅延手段
と、これら複数の遅延手段からの複数の遅延信号を相互
に比較する複数の比較手段と、これら複数の比較手段に
より比較された複数の遅延信号が所定のエネルギ以上の
エネルギをもつスペクトル拡散信号を受信した時刻を測
定する測定手段とにより、上記移動局はスペクトル拡散
信号の受信タイミングを決定することにより、スペクト
ル拡散信号のＰＮ符号の検出性能を向上させることがで
き、このＰＮ符号の検出時間を短縮することができる。
【００７６】さらに、上記移動局はマルチパスによって
複数のタイミングで受信した複数の基地局からのスペク
トル拡散信号の内で最も早いタイミングのスペクトル拡
散信号を、所定の基地局から送信されるスペクトル拡散
信号の受信タイミングとすることにより、スペクトル拡
散信号のＰＮ符号の検出性能を向上させることができ、
このＰＮ符号の検出時間を短縮することができる。
【００７７】そのうえ、上記移動局から遠い基地局から
送信されるスペクトル拡散信号の拡散符号長を大きくし
て、相関値を計算することにより、スペクトル拡散信号
のＰＮ符号の検出性能を向上させることができ、このＰ
Ｎ符号の検出時間を短縮することができる。
【００７８】さらに、上記移動局は複数の基地局から送
信されるスペクトル拡散信号を検出した後、スペクトル
拡散符号検出のための拡散符号長を大きくして既に検出
したタイミングより早い範囲で、さらに先行するタイミ
ングのスペクトル拡散信号があるか否かを検索すること
により、スペクトル拡散信号のＰＮ符号の検出性能を向
上させることができ、このＰＮ符号の検出時間を短縮す
ることができる。
【００７９】ここで、上記移動局は、予め複数の基地局
毎に決められたスペクトル拡散信号の送信時間の差分と
位置情報とをテーブルとして備え、複数の基地局から送
信されるスペクトル拡散信号の周期情報を送信するため
のシンク・チャンネルのメッセージを復調し、復調タイ
ミングを検出する復調手段と、上記復調手段により復調
されたデータから上記基地局のスペクトル拡散信号の送
信時間の差分を求めるシフト量抽出手段と、上記スペク
トル拡散信号の受信時刻を検出する受信信号検出手段
と、上記復調手段からの復調タイミングと上記シフト量
抽出手段からの送信時間の差分と上記受信信号検出手段
からのスペクトル拡散信号の受信時刻とにより受信信号
の基準タイミングを求めるタイミング抽出手段と、上記
タイミング抽出手段により抽出された受信信号の基準タ
イミングから複数の基地局の座標情報を求める基地局座
標出力手段と、上記タイミング抽出手段からの複数の基
地局の受信時刻及び送信時間の差分と、上記基地局座標
出力手段からの複数の基地局の座標情報とにより複数の
基地局の位置を算出する位置算出手段とから成ることに
より、上記移動局の位置を算出する際に必要な基地局に
位置情報を簡易に求めることができる。
【００８０】また、上記所定の基地局及びこの所定の基
地局の周辺の基地局のスペクトル拡散信号の送信時間の
差分と座標情報とを含むメッセージを、複数の基地局か
ら送信されるスペクトル拡散信号の周期情報の送信に用
いられるシンク・チャンネル、チャンネルの割り当て情
報の送信に用いられるページング・チャンネル、又は測
位専用チャンネルを介して送信することにより、上記移
動局の位置を算出する際に必要な基地局に位置情報を簡
易に求めることができる。
【００８１】さらに、上記測位専用チャンネルのデータ
レートを小さくし、スペクトル拡散信号の拡散率を大き
くすることにより、ＣＤＭＡ方式のディジタル移動通信
システム本来のサービスへの悪影響を抑えることができ
る。
【００８２】ここで、上記各基地局において、所定の基
地局の座標情報はそのまま送信し、周辺の基地局の座標
情報は上記所定の基地局との差を送信することにより、
ＣＤＭＡ方式のディジタル移動通信システム本来のサー
ビスへの悪影響を抑えることができる。
【００８３】そのうえ、上記所定の基地局及び所定の基
地局の周辺の基地局のスペクトル拡散信号の送信時間の
差分と座標情報とを送信する際に、それぞれの基地局毎
の誤り検出符号又は誤り訂正符号を送信することによ
り、移動局が必要としない基地局分のデータに誤りがあ
っても測位を行うことができる。
【００８４】上記移動局から基地局方向の通信チャンネ
ルの内のアクセス・チャンネルを用いて、上記移動局の
位置情報を基地局或いは測位専用の管理局に送信するこ
とにより、ＣＤＭＡ方式のディジタル移動通信システム
により測位された移動端末からユーザ局へ測位結果を転
送することができる。
【００８５】また、上記移動局が待ち受け状態の場合に
は上記アクセス・チャンネルを用い、上記移動局が通話
状態の場合には音声情報の送信に用いられるトラフィッ
ク・チャンネルを用いて上記移動局の位置情報を基地局
或いは測位専用の管理局に送信することにより、ＣＤＭ
Ａ方式のディジタル移動通信システムにより測位された
移動端末からユーザ局へ測位結果を転送することができ
る。
【００８６】このとき、上記移動局から基地局方向の通
信チャンネルに測位結果送信用チャンネルを設け、この
測位結果送信用チャンネルを用いて上記移動局の位置情
報を基地局或いは測位専用の管理局に送信することによ
り、ＣＤＭＡ方式のディジタル移動通信システムにより
測位された移動端末からユーザ局へ測位結果を転送する
ことができる。
【００８７】また、上記移動局から送信されるスペクト
ル拡散信号のデータレートを小さくし、スペクトル拡散
信号の拡散率を大きくすることにより、ＣＤＭＡ方式の
ディジタル移動通信システムに与える影響を小さく抑え
て移動端末からユーザ局へ測位結果を転送することがで
きる。
【００８８】さらに、上記移動局はＣＤＭＡ方式ディジ
タル移動通信システムにより使用される周波数チャンネ
ル以外の周波数チャンネルを用いて、ＣＤＭＡ方式ディ
ジタル移動通信システムによる複数の基地局或いは測位
専用の管理局又は既存の通信網による複数の基地局に上
記移動局の位置情報を送信することにより、測位された
移動端末からユーザ局へ測位結果を転送することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る測位システムの概念的な構成を示
す図である。
【図２】ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システムの基
地局から移動局方向のチャンネルの概略的な構成を示す
図である。
【図３】移動端末のＰＮ符号検出回路の概略的な構成を
示す図である。
【図４】図３のＰＮ符号検出回路からの出力を示す図で
ある。
【図５】第２のＰＮ符号検出回路の概略的な構成を示す
図である。
【図６】移動端末で検出される各基地局の時間を示す図
である。
【図７】移動端末のＰＮ符号検出回路の概略的な構成を
示す図である。
【図８】第２の移動端末のＰＮ符号検出回路の概略的な
構成を示す図である。
【図９】図８のＰＮ符号検出回路におけるタイミングを
示す図である。
【図１０】移動端末の概略的な構成を示す図である。
【図１１】シンク・チャンネルを用いた場合の移動端末
の概略的な構成を示す図である。
【図１２】基地局から移動局方向のメッセージ・フォー
マットを示す図である。
【図１３】ページング・チャンネルを用いた場合の移動
端末の概略的な構成を示す図である。
【図１４】測位専用チャンネルを用いた場合の移動端末
の概略的な構成を示す図である。
【図１５】各基地局のメッセージ・フォーマットを示す
図である。
【図１６】ＣＤＭＡ方式ディジタル移動通信システムの
移動局から基地局方向のチャンネルの基地局の受信機の
概略的な構成を示す図である。
【図１７】測位データのフォーマットを示す図である。
【図１８】本発明に係る測位システムによる測位データ
を各ユーザ局に転送するシステムの概略的な構成を示す
図である。
【図１９】本発明に係る測位システムによる測位データ
を各ユーザ局に転送する第２のシステムの概略的な構成
を示す図である。
【図２０】ディジタル移動通信システムの概略的な構成
を示す図である。
【図２１】陸上移動通信における電波伝搬の概略的な構
成を示す図である。
【図２２】陸上移動通信における基地局からの距離と信
号強度との関係を示す図である。
【符号の説明】 １、２、３、４・・・・・・基地局 ５・・・・・・・・・・・・移動端末 ６、２３・・・・・・・・・ＰＮ符号発生器 １４・・・・・・・・・・・チャンネル加算器 １５、２０、９６・・・・・アンテナ １６、２１、９５・・・・・受信機 １７・・・・・・・・・・・マッチト・フィルタ １９・・・・・・・・・・・別システム基地局 ３０・・・・・・・・・・・ＰＮ符号相関器 ４０・・・・・・・・・・・ＰＮ符号検出器 ５０、６０、７０、８０・・シンク・チャンネル復調器 ５１、６１、７１、８１・・ＰＮ時間シフト量抽出回路 ５２、６２、７２、８２・・ＰＮ符号検出器 ５３、６３、７３、８３・・基地局別ＰＮ符号タイミン
グ抽出回路 ５４、６４、７４、８４・・基地局座標出力回路 ５５、６５、７５、８５・・位置計算回路 ６６、７６、８６・・・・・基地局座標情報抽出回路 ７７・・・・・・・・・・・ページング・チャンネル復
調器 ８７・・・・・・・・・・・測位専用チャンネル復調器 ９０、９１・・・・・・・・アクセス・チャンネル復調
器 ９２、９３・・・・・・・・トラフィック・チャンネル
復調器 ９４・・・・・・・・・・・測位専用チャンネル復調器

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の基地局との間でＣＤＭＡ方式によ
    り通信を行う移動通信システムにおける移動局の位置を
    測定する測位システムであって、 上記複数の基地局が送信する同系列のスペクトル拡散信
    号から、予め各基地局毎に決められた送信時間の差分を
    減算して、複数の基地局からのスペクトル拡散信号の伝
    搬遅延時間差を得ることにより、上記移動局の位置を求
    めることを特徴とする測位システム。
  2. 【請求項２】 上記移動局は上記複数の基地局が送信す
    るスペクトル拡散信号と同じスペクトル拡散信号を発生
    し、このスペクトル拡散信号と上記複数の基地局が送信
    するスペクトル拡散信号との相関値を算出する相関値算
    出手段と、この相関値を遅延する複数の遅延手段と、こ
    れら複数の遅延手段からの複数の遅延信号を相互に比較
    する複数の比較手段と、これら複数の比較手段により比
    較された複数の遅延信号が所定のエネルギ以上のエネル
    ギをもつスペクトル拡散信号を受信した時刻を測定する
    測定手段とにより、上記移動局はスペクトル拡散信号の
    受信タイミングを決定することを特徴とする請求項１記
    載の測位システム。
  3. 【請求項３】 上記移動局はマルチパスによって複数の
    タイミングで受信した複数の基地局からのスペクトル拡
    散信号の内で最短タイミングのスペクトル拡散信号を、
    所定の基地局から送信されるスペクトル拡散信号の受信
    タイミングとすることを特徴とする請求項２記載の測位
    システム。
  4. 【請求項４】 上記移動局から遠い基地局から送信され
    るスペクトル拡散信号の拡散符号長を大きくして、相関
    値を計算することを特徴とする請求項１又は３記載の測
    位システム。
  5. 【請求項５】 上記移動局は複数の基地局から送信され
    るスペクトル拡散信号を検出した後、スペクトル拡散符
    号検出のための拡散符号長を大きくして既に検出したタ
    イミングより早い範囲で、さらに先行するタイミングの
    スペクトル拡散信号があるか否かを検索することを特徴
    とする請求項３記載の測位システム。
  6. 【請求項６】 上記移動局は、予め複数の基地局毎に決
    められたスペクトル拡散信号の送信時間の差分と位置情
    報とをテーブルとして備え、複数の基地局から送信され
    るスペクトル拡散信号の周期情報を送信するためのシン
    ク・チャンネルのメッセージを復調し、復調タイミング
    を検出する復調手段と、上記復調手段により復調された
    データから上記基地局のスペクトル拡散信号の送信時間
    の差分を求めるシフト量抽出手段と、上記スペクトル拡
    散信号の受信時刻を検出する受信信号検出手段と、上記
    復調手段からの復調タイミングと上記シフト量抽出手段
    からの送信時間の差分と上記受信信号検出手段からのス
    ペクトル拡散信号の受信時刻とにより受信信号の基準タ
    イミングを求めるタイミング抽出手段と、上記タイミン
    グ抽出手段により抽出された受信信号の基準タイミング
    から複数の基地局の座標情報を求める基地局座標出力手
    段と、上記タイミング抽出手段からの複数の基地局の受
    信時刻及び送信時間の差分と、上記基地局座標出力手段
    からの複数の基地局の座標情報とにより複数の基地局の
    位置を算出する位置算出手段とから成ることを特徴とす
    る請求項１記載の測位システム。
  7. 【請求項７】 上記シンク・チャンネルのメッセージに
    は、所定の基地局及びこの所定の基地局の周辺の基地局
    のスペクトル拡散信号の送信時間の差分と座標情報とが
    含まれ、上記復調手段により復調されたデータから複数
    の基地局の送信時間の差分に対応する座標情報を抽出す
    る座標情報抽出手段を設けることを特徴とする請求項６
    記載の測位システム。
  8. 【請求項８】 上記所定の基地局及びこの所定の基地局
    の周辺の基地局のスペクトル拡散信号の送信時間の差分
    と座標情報とを含むメッセージをチャンネルの割り当て
    情報の送信に用いられるページング・チャンネルを介し
    て送信することを特徴とする請求項７記載の測位システ
    ム。
  9. 【請求項９】 上記所定の基地局及びこの所定の基地局
    の周辺の基地局のスペクトル拡散信号の送信時間の差分
    と座標情報とを含むメッセージを測位専用チャンネルを
    介して送信することを特徴とする請求項７記載の測位シ
    ステム。
  10. 【請求項１０】 上記測位専用チャンネルのデータレー
    トを小さくし、スペクトル拡散信号の拡散率を大きくす
    ることを特徴とする請求項９記載の測位システム。
  11. 【請求項１１】 上記各基地局において、所定の基地局
    の座標情報はそのまま送信し、周辺の基地局の座標情報
    は上記所定の基地局との差を送信することを特徴とする
    請求項７、８、又は９記載の測位システム。
  12. 【請求項１２】 上記所定の基地局及び所定の基地局の
    周辺の基地局のスペクトル拡散信号の送信時間の差分と
    座標情報とを送信する際に、それぞれの基地局毎の誤り
    検出符号又は誤り訂正符号を送信することを特徴とする
    請求項９記載の測位システム。
  13. 【請求項１３】 上記移動局から基地局方向の通信チャ
    ンネルの内のアクセス・チャンネルを用いて、上記移動
    局の位置情報を基地局或いは測位専用の管理局に送信す
    ることを特徴とする請求項１記載の測位システム。
  14. 【請求項１４】 上記移動局が待ち受け状態の場合には
    上記アクセス・チャンネルを用い、上記移動局が通話状
    態の場合には音声情報の送信に用いられるトラフィック
    ・チャンネルを用いて上記移動局の位置情報を基地局或
    いは測位専用の管理局に送信することを特徴とする請求
    項１３記載の測位システム。
  15. 【請求項１５】 上記移動局から基地局方向の通信チャ
    ンネルに測位結果送信用チャンネルを設け、この測位結
    果送信用チャンネルを用いて上記移動局の位置情報を基
    地局或いは測位専用の管理局に送信することを特徴とす
    る請求項１３記載の測位システム。
  16. 【請求項１６】 上記移動局から送信されるスペクトル
    拡散信号のデータレートを小さくし、スペクトル拡散信
    号の拡散率を大きくすることを特徴とする請求項１５記
    載の測位システム。
  17. 【請求項１７】 上記移動局は上記移動通信システムに
    より使用される周波数チャンネル以外の周波数チャンネ
    ルを用いて、上記移動通信システムによる複数の基地局
    或いは測位専用の管理局又は既存の通信網による複数の
    基地局に上記移動局の位置情報を送信することを特徴と
    する請求項１記載の測位システム。
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