KR0144770B1 - 이동국 위치 포착 장치 - Google Patents

이동국 위치 포착 장치

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KR0144770B1 KR1019950001277A KR19950001277A KR0144770B1 KR 0144770 B1 KR0144770 B1 KR 0144770B1 KR 1019950001277 A KR1019950001277 A KR 1019950001277A KR 19950001277 A KR19950001277 A KR 19950001277A KR 0144770 B1 KR0144770 B1 KR 0144770B1
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겐스케 사와다
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Abstract

본 발명은 지상에 고정된 복수의 기지국과, 육상·해상 또는 공중을 이동하는 이동국으로 구성되는 이동되는 통신 시스템에 있어서의 이동국의 공간 위치를 특정하는 이동국 위치 포착 장치에 관한 것으로, 적절한 전환 타이밍에 의한 핸드 오프 제어를 가능하게 하는 동시에, 처리 시간이 짧은 다이버시티수신 제어를 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 구성에 따르면 이동국(2)의 수신 수단(3)이 각 기지국(1a∼1n)으로부터의 송신 신호를 수신하여 그 중의 소정의 동기 신호 및 식별 신호를 추출 수단(4)에 의하여 추출한다. 추출 수단(4)이 각 소정의 동기 신호를 추출하는 각 타이밍을 시간차 검출 수단(5)이 감시하고 있고 소정 타이밍에 대한 각 타이밍의 시간차를 검출한다. 한편 기지국 좌표 검출 수단(6)이 각식별 신호에 따라서 각 기지국(1a∼1n)의 위치 좌표치를 검출한다. 이와같이 얻은 각 시간차와 각 위치 좌표치에 따라서 이동국 좌표 산출 수단(7)이 이동국(2)의 위치 좌표를 산출한다.

Description

이동국 위치 포착 장치
제1도는 본 발명의 원리 설명도.
제2도는 본 발명의 이동국 위치 포착 장치가 설치된 이동체 통신 시스템 전체의 구성도.
제3도는 이동국의 내부구성도.
제4도는 확산 복조기의 내부구성도.
제5도는 위치 포착 처리부의 작동을 도시한 플로우 차트.
제6도는 기지국측의 위치 포착 장치의 기능 구성도.
제7도는 이동국 좌표산출부의 작동을 도시한 플로우 차트.
제8도는 DS/SS 신호의 구성도.
제9도는 DS/SS신호의 스펙트럼도.
제10도는 전파의 전파 경로도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1a,1n: 기지국 2: 이동국
3: 수신 수단 4: 추출 수단
5: 시간차 검출 수단 6: 기지국 좌표 검출 수단
7: 이동국 좌표 사출 수단
본 발명은 지상에 고정된 복수의 기지국과, 육상·수상 또는 공중을 이동하는 이동국으로 구성되는 이동체 통신 시스템에 있어서의 이동국의 공간 위치를 특정하는 이동국 위치 포착 장치에 관한 것이다. 특히 동일한 클록에 각각 동기된 소정의 동기 신호와 자국을 특정하기 위한 식별 신호를 각 송신 신호에 포함하는 복수의 기지국과, 이들 기지국으로부터의 각 송신 신호를 동시에 수신할 수 있는 이동국으로 구성되는 이동체 통신 시스템에 있어서의 이동국 위치 포착 장치에 관한 것이다.
최근 자동차 무선 전화, 휴대 전화 등의 이동체 통신 시스템의 발전에 따라 이러한 시스템의 통신품질의 향상이 요청되고, 또 새로운 부가가치의 제공이 요구되고 있다.
종래 이동국이 통신중의 기지국을 다른 기지국으로 전환하는 핸드 오프제어나 이동국에 설치된 복수의 안테나 중에서 최적 수신상태의 안테나를 선택하는 등에 의해 수신을 하는 다이버시티 수신 제어에는 기지국으로부터의 송신 전파를 이동국에서 수신했을 때에 수신 레벨이 제어 파라미터로서 사용되어 왔다. 예를 들어 통신중의 제1기지국으로부터의 전파의 이동국에서의 수신 레벨이 소정치 이하가 되면 이동국은 수신 레벨이 소정치를 초과하고 있는 다른 제2의 기지국과 통신하도록 하고, 고정망 측의 통화 상대 단말도 제1기지국으로부터 제2기지국으로 접속 전환을 하도록 구성하고 있다. 또 이동국에 설치된 복수의 안테나로 동일한 기지국으로부터 전파를 수신하여 그들 중에서 수신 레벨이 가장 큰 안테나를 상시 선택하고 그 안테나를 사용하여 통신을 하도록 하고 있다.
그러나 제10도의 도시와 같이 기지국(101)에서 송신된 전파는 경로(103)를 통해 이동국(102)에 직접 도달할 뿐만아니라 장해물(104)에서 회절되어 경로(105)를 통해서도 도달하는 것이다. 장해물(106)에서 반사되어 경로(107)를 경유하여 도달하는 것도 있다. 이러한 환경에서는 이동국(102)의 이동에 따라서 수신 레벨이 심하게 변동한다.
이로인해 이러한 변동이 신한 수신레벨에 따라서 핸드 오프 제어를 하면 통신 상대의 기지국의 오선택이 발생하여 통신 품질의 열화를 초래하는 문제점이 있었다. 또 변동이 심한 수신 레벨에 따라서 다이버시티 수신제어를 적절히 하기 위해서는 제어 알고리즘이 복합화되고 그 결과 처리 시간이 길어지는 문제점이 있다.
본 발명은 이와같은 사정을 고려하여 연구된 것으로 적절한 전환 타이밍에 의한 핸드오프제어를 가능하게 하는 이동국 위치포착장치를 제공하는 것을 제1목적으로 한다.
또 본 발명은 처리 시간이 짧은 다이버시티 수신 제어를 가능케 하는 이동국 위치 포착 장치를 제공하는 것을 제2의 목적으로 한다.
본 발명에서는 상기 목적을 달성하기 위하여 제1도와 같이 동일한 클록에 각각 동기된 소정의 동기신호와 자국을 특정하기 위한 식별 신호를 각 송신 신호에 포함하는 복수의 기지국(1a∼1n)과 이들 기지국(1a∼1n)으로부터의 각 송신 신호를 동시에 수신할 수 있는 이동국(2)으로 구성되는 이동체 통신시스템에 있어서의 이동국 위치 포착 장치가 제공된다.
이 이동국 위치 포착 장치는 각 기지국(1a∼1n)으로부터의 송신 신호를 수신하는 이동국(2)의 수신 수단(3)과, 각 송신 신호중에 포함되는 소정의 동기 신호 및 식별 신호를 추출하는 추출 수단(4)과, 추출 수단(4)이 각 소정의 동기 신호를 추출한 각 타이밍의 소정 타이밍에 대한 시간차를 검출하는 시간차 검출 수단(5)과 추출 수단(4)에서 추출된 각 기지국(1a∼1n)으로부터의 식별 신호에 따라서 각 기지국(1a∼1n)의 위치 좌표치를 검출하는 기지국 좌표 검출 수단(6)과, 시간차 검출 수단(5)이 검출된 각 시간차 및 기지국 좌표 검출 수단(6)이 검출한 각 위치 좌표치에 따라서 이동국(2)의 위치 좌표를 산출하는 이동국 좌표 산출 수단(7)으로 구성된다.
이상의 구성에 있어서 제1도의 도시와 같이 이동국(2)의 수신 수단(3)이 각 기지국(1a∼1n)으로부터의 송신 신호를 수신하여 그들의 각 송신 신호중에 포함되는 소정의 동기 신호 및 식별 신호를 추출 수단(4)에 의하여 추출 수단(4)에 의하여 추출된다. 그때 시간차 검출 수단(5)이 추출 수단(4)에서 각 소정의 동기 신호를 추출하고 있는 각 타이밍을 감시하고 있어 소정 타이밍에 대한 각 타이밍의 시간차를 검출한다. 한편 기지국 좌표 검출 수단(6)이 추출 수단(4)에서 추출된 각 기지국(1a∼1n)으로부터의 식별 신호에 따라서 각 기지국(1a∼1n)의 위치 좌표치를 검출한다.
이와 같이 얻은 시간차 검출 수단(5)이 검출한 각 시간차와 기지국 좌표 검출 수단(6)이 검출한 각 위치 좌표치에 따라서 이동국 좌표 산출 수단(7)은 이동국(2)의 위치 좌표를 산출한다.
이와 같이 이동국(2)의 위치 좌표가 구해지므로 이것에 따라서 이동국(2)과 통신을 하는데 가장 적합한 기지국이 간단히 결정되고 수신 레벨에만 의존하지 않는 핸드 오프 제어가 가능하다.
또, 이동국(2)의 위치 좌표의 시간적 변화에 따라서 이동국(2)의 이동속도가 구해지고, 한편 이동국(2)의 이동 속도와 페이딩에 의한 수신 레벨의 시간적인 변동 피치를 구할 수 있다. 이렇게 구한 변동 피치로 평균화 시간을 결정하고, 이 평균화 시간으로 수신 레벨의 평균화를 실시하여 수신레벨을 구한다. 이 구해진 수신 레벨은 페이딩에 의하여 시간적으로 변동하는 일은 없으므로 처리 시간이 짧은 다이버시티 수신 제어가 가능하다.
이하, 본 발명의 일실시예를 도면에 따라서 설명한다.
제2도는 본 발명의 이동국 위치 포착 장치가 설치되는 이동체 통신시스템 전체의 구성도이다. 즉, 지상에 고정된 적어도 4개의 기지국(11∼14)과 육상·수상 또는 공중을 이동하는 동시에 기지국(11∼14)으로부터의 각 송신 신호를 동시에 수신할 수 있는 이동국(15)으로 구성된다. 이 이동체 통신 시스템에서는 송신 데이타를 확산 부호(PN 부호)를 사용하여 2차 변조하여 얻은 DS/SS (Direct Sequead/Spectrum) 신호를 사용한다.
기지국(11∼14)의 각 클록은 마스터 클록에 완전히 동기하고 있고, 기지국(11∼14)으로부터 각각 송신되는 각 DS/SS 신호는 그들의 클록에 동기한 소정의 동기 신호(확산 부호)를 포함하고 있다. 또 확산 부호는 각 기지국마다 상호 상이한 코드로 구성되는, 예를 들어 수백 비트로 구성되는 부호이고, 이 수백 비트분이 송신 데이타 1비트에 대응해서 변조에 제공된다. 확산 부호는 각 기지국마다 서로 상이한 코드로 구성되므로 확산 부호를 각각의 기지국을 식별하기 위한 식별부호로서 이용할 수 있다.
제3도는 이동국(15)의 내부 구성도이다. 도면중 안테나(21)에서 수신된 기지국으로부터의 송신 신호는 안테나공용기(Duplexer)(22), 수신 신호증폭부(23) 및 위상 검파기(24)를 통해 확산 복조 회로(25)로 입력된다. 위상검파기(24)는 입력된 DS/SS 신호를 반송파(fc)를 사용하여 베이스밴드의 DS/SS신호로 복조한다. 확산 복조 회로(25)는 예를 들어 4개의 개별적인 확산복조기(25a∼26d)로 구성된다. 확산 복조기(25a∼25d)는 위상 검파기(24)로부터 출력되는 주변 4 개 기지국으로부터의 확산 변조 신호에 대하여 내장하는 각 PN 부호 발생기에서 발생되는 확산 부호에 따라서 확산 부호 복조를 각각 행하여 스위치(26)에 출력한다. 또 확산 복조기(25a∼25d)는 확산 부호복조된 신호 중에서 소정의 동기 신호를 검출하여 위 포착 처리부(27)에 각각 보내는 동시에 그 소정의 동기 신호가 검출된 확산 복조 회로에 공급되고 있던 확산 부호를 위치 포착 처리부(27)에 보내도록 한다. 확산 복조기(25a∼25d)의 상세한 내부 구성을 다음에 설명한다.
제4도는 확산 복조기(25a∼25d)의 상세한 내부 구성도이다. 각 확산 복조기는 동일한 구성을 이루고 있다. 즉 베이스밴드의 DS/SS 신호를 비선형 탄성 표면파 소자인 컨벌버(convolver)(36)에 의하여 신호 처리하여 파크 신호를 취출하여 A/D 변환기(37)에서 디지탈 신호로 변환하여 위치 포착처리부(27)로 보낸다. 또 A/D변환기(37)의 출력으로부터 확산 부호 발생용의 동기 신호를 얻어 PN 부호 발생기(38)로 보낸다. PN부호 발생기(38)에서는 대응되는 기지국의 확산 부호를 송신된 동기 신호에 따라서 발생기켜서 배타적 논리 회로(39)로 보낸다. 한편 배타적 논리합 회로(39)에는 베이스밴드의 DS/SS신호가 보내지고 있고, 배타적 논리합 회로(39)는 이 DS/SS 신호와 확산 부호의 배타적 논리합을 취하여 스위치(26)에 출력한다.
또, 상기 컨벌버(36) 및 PN 부호 발생기(38)를 프로세서로 구성하고, 상기 컨벌버(36) 및 PN 부호 발생기(38)의 기능을 소프트웨어에 의하여 실현하도록 해도 좋다.
제3도에서 위치 포착 처리부(27)는 카운터, 기억부, 입출력부 등을 포함하는 프로세서로 구성되고 소정의 동기 신호가 검출되는 각 타이밍에 따라 소정 타이밍에 대한 그들의 각 타이밍의 시간차를 구하고, 확산 부호와 함께 정보 변조 회로(28)로 보낸다. 이 위치 포착 처리부(27)에 대한 상세한 설명은 제5도를 참조하여 후술한다.
스위치(26)는 회전 제어 회로(29)로부터의 전환 제어에 의하여 작동하여 확산 복조기(25a∼25d)로부터의 4개의 출력중 1개만을 정보 복조 회로(30)로 보낸다. 정보 복조 회로(30)는 다중 신호의 분리를 실시하고, 분리된 각 데이타중 자이동국의 유저로 보내는 유저 정보에 대해서는 외부로 출력하고, 4개 기지국 중 어느 것을 수신하는지를 지령하는 회선 제어 데이타에 대해서는 회선 제어 회로(29)로 보내고, 후기하는 기지국에서 보내온 자이동국의 위치 좌표 데이타에 대해서는 표시 장치(31) 및 미분 회로(32)로 보낸다. 미분 회로(32)의 출력은 다이버시티 회로(33) 및 표시 장치(31)로 보내진다. 표시 장치(31), 미분 회로(32) 및 다이버시티 회로(33)에 대해서는 후술한다.
자이동국의 유저로부터의 유저 정보는 정보 변조 회로(28)에 입력되고, 정보 변조 회로(28)는 이 유저 정보를 위치 포착 처리부(27)로부터 보내온 시간차 데이타 및 확산 부호와 함께 다중화하여 확산 변조 회로(34)로 보낸다. 확산 변조 회로(34)는 자이동국의 확산 부호에 따라서 확산 부호 변조를 실시하고 이 변조 신호는 송신 신호 증폭부(35) 및 안테나 공용기(22)를 개재하여 안테나(21)로부터 출력된다.
위치 포착 처리부(27)에서 출력된 시간차 데이타 및 확산 부호는 기지국에 보내지고 기지국에서 후술하는 바와 같이 이동국의 위치 좌표가 산출된다. 이 산출된 이동국의 위치 좌표 데이타가 다시 이동국(15)으로 되돌아가서 표시장치(31) 및 미분 회로(32)로 보내진다. 미분 회로(32)는 위치 좌표 데이타의 시간적 변화로부터 이동국의 이동 속도를 구하여 다이버시티회로(33)및 표시 장치(31)에 출력한다. 표시 장치(31)는 지도를 표시하고, 그 지도 상에 위치 좌표 데이타에 따른 자이동국 위치를 표시하고, 또 이동 속도를 표시하도록 한다. 한편 다이버시티 회로(33)는 보내온 자이동국의 이동 속도에 따라서 기지국으로부터의 수신파의 수신 레벨의 변동 피치를 구하고, 이렇게 구한 변동 피치로 평균화 시간을 결정하여 이 평균화 시간으로 수신 레벨의 평균화를 실행한다. 이와 같이 구한 수신 레벨에 따라서 다이버시티 회로(33)는 다이버시티 수신 제어를 한다. 이 평균화된 수신 레벨은 페이딩에 의하여 시간적으로 변동하는 일은 없으므로 처리 시간이 짧은 다이버시티 수신 제어가 가능해진다.
제5도는 위치 포착 처리부(27)의 작동을 표시하는 플로우 차트이다. 이하 단계적으로 설명한다.
[S1] 우선, 4개의 기지국(11∼14)중의 이동국(15)에 첫번째로 가까운 기지국(A)으로부터 송신된 소정의 동기 신호(tO)를 확산 복조 회로(25)로부터 받는다.
[S2] 이 최초의 소정 동기 신호(tO)의 수신에 의해 타이머를 0 에서 시작한다. 타이머는 확산 부호의 각 비트를 카운트하는 카운터로 구성된다.
[S3]또 이 소정의 동기 신호(tO)를 받았을때의 타이머값(TO)을 기억부에 기억한다. 당연히 타이머값(TO)은 0 이다. 즉 단계(S1)에서 기지국(A)으로부터 송신의 동기 신호(tO)를 취한 타이밍이 상기의 소정 타이밍에 해당한다.
[S4] 이 소정의 동기 신호(tO)에 대응하는 기지국(A)의 기지국 정보, 즉 기지국을 식별할 수 있는 기지국(A)의 확산 부호를 확산 복조 회로(25)로부터 받아서 정보 변조 회로(28)에 출력한다.
[S5] 단계(S3)에서 기억부에 기억한 타이머값(TO)을 정보 년조 회로(28)에 출력한다.
[S6] 4개의 기지국(11∼14)중의 이동국(15)에 두번째로 가까운 기지국(B)으로부터 보내진 소정의 동기 신호(tO)를 확산 복조 회로(25)로부터 받는다.
[S7] 단계(S6)에서 소정의 동기 신호(tO)를 받았을때의 타이머값(T1)을 기억부에 기록한다. 이 타이머값(T1)은 단계(S1)에서 기지국(A)으로부터의 소정의 동기 신호(tO)를 받은 타이밍과 단계(S6)에서 기지국(B)으로부터의 소정의 동기 신호(tO)를 받은 타이밍 차의 시간이 된다.
[S8] 단계(S6)에서 받은 소정의 동기 신호(tO)에 대응하는 기지국(B)의 기지국 정보, 즉 기지국(B)의 확산 부호를 확산 복조 회로(25)로부터 받아서 정보 변조 회로(28)에 출력한다.
[S9] 단계(S7)에서 기억부에 기억한 타이머값(T1)을 정보 변조 회로(28)에 출력한다.
[S10] 4개의 기지국(11∼14) 중의 이동국(15)에 세번째로 가까운 기지국(C)으로부터 보내온 소정의 동기 신호(tO)를 확산 복조 회로(25)로부터 받는다.
[S11] 단계(S10)에서 소정의 동기 신호(tO)를 받았을 때의 타이머값(T2)을 기억부에 기억한다. 이 타이머값(T2)은 단계(S1)에서 기지국(A)으로부터의 소정의 동기 신호(tO)를 받은 타이밍과, 단계(S10)에서 기지국(C)으로부터의 소정의 동기 신호(tO)를 받은 타이밍 차의 시간이 된다.
[S12] 단계(S10)에서 받은 소정의 동기 신호(tO)에 대응하는 기지국(C)의 기지국 정보, 즉 기지국(C)의 확산 부호를 확산 복조 회로(25)로부터 받아서 정보 변조 회로(28)에 출력한다.
[S13] 단계(S11)에서 기억부에 기록한 타이머값(T2)을 정보 변조 회로(28)에 출력한다.
[S14] 4개의 기지국(11∼14) 중의 이동국(15)에 네번째로 가까운 기지국(D)으로부터 보내온 소정의 동기 신호(tO)를 확산 복조 회로(25)로부터 받는다.
[S15] 단계(S14)에서 소정의 동기 신호(tO)를 받았을때의 타이머값(T3)을 기억부에 기록한다. 이 타이머값(T3)은 단계(S1)에서 기지국(A)으로부터의 소정의 동기 신호(tO)를 받은 타이밍과, 단계(S14)에서 기지국(D)으로부터의 소정의 동기 신호(tO)를 받은 타이밍 차의 시간이 된다.
[S16] 단계(S14)에서 받은 소정의 동기 신호(tO)에 대응하는 기지국(D)의 기지국 정보, 즉 기지국(D)의 확산 부호를 확산 복조 회로(25)로부터 받아서 정보 변조 회로(28)에 출력한다.
[S17] 단계(S15)에서 기억부에 기록한 타이머값(T3)을 정보 변조 회로(28)에 출력한다.
이상과 같이 이동국에서 보내온 각 시간타 데이타나 각 기지국 정보를 기지국측에서 처리하는 위치 포착 장치를 다음에 설명한다.
제6도는 기지국 측의 위치 포착 장치의 기능적인 구성도이다. 이 기지국측의 위치 포착 장치는 프로세서로 구성되고, 4개의 기지국(11∼14) 중 적어도 1개가 이와 같은 구성을 구비하고 있다. 제6도는 프로세서의 처리 실행에 의하여 실현하는 기능을 도시하고 있다.
즉, 이동국으로부터 보내온 변조 신호는 기지국에서 복조되어 그 복조된 신호 중에서 이동국의 위치 포착 처리부(27)로부터 보내온 각 시간차 데이타(T0,T1,T2,T3) 및 각 확산 부호로 구성되는 기지국 정보(A,B,C,D)가 취출된다.
각 기지국 정보(A,B,C,D)는 기지국 정보(A,B,C,D)의 수신부(41a,41b,41c,41d)에 각각 송신되고, 또 각 시간차 데이타(T0,T1,T2,T3)는 타이머값 수신부(42a,42b,42c,42d)에 각각 송신된다. 기지국 정보의 수신부(41a,41b,41c,41d)는 각 기지국 정보(A,B,C,D)를 각각 받아서 기지국 좌표 출력부(45)에 보낸다.
타이머값 수신부(42a,42b,42c,42d)는 각 시간차 데이타(T0,T1,T2,T3)를 각각 수취하여 타이머 기록부(43a,43b,43c,43d)에 보내서 각각 기억한다. 거리(1A,1B,1C,1D)의 산출부(44a,44b,44c,44d)에서는 타이머값 기록부(43a,43b,43c,43d)에 기억된 시간차 데이타(T0,T1,T2,T3)를 각각 독출하여 시간차 데이타(T0,T1,T2,T3)에 광속도를 승산하여 거리(1A,1B,1C,1D)를 각각 산출하여 이동국 좌표 산출부(47)에 출력한다.
기지국 좌표 출력부(45)에는 시스템에 관한 모든 기지국에 대한 확산 부호와 이들의 기지국의 위치 좌표치와 대응표가 기억되어 있다. 기지국 좌표 출력부(45)는 이 대응표로부터 확산 부호로 표시되는 각 기지국 정보(A,B,C,D)에 대응하는 각 기지국의 위치 좌표치(xA,yA,zA), (xB,yB,zB), (xC,yC,zC), (xD,yD,zD)를 독출하여 이동국 좌표 산출부(47)에 출력한다.
제7도는 이동국 좌표 산출부(47)의 작동을 표시하는 플로우차트이고, 이동국 좌표 산출부(47)는 이동국의 위치 좌표치 등을 산출하는 것이다. 도면의 단계에 따라서 설명한다.
[S31] 각 기지국의 위치 좌표치(xA,yA,zA), (xB,yB,zB), (xC,yC,zC), (xD,yD,zD), 및 거리(1A,1B,1C,1D)를 받는다.
[S32] 이들의 값을 사용하여 하기식 (1),(2),(3),(4)에 따라서 이들의 식을 동시에 만족하는 이동국의 위치 좌표(X,Y,Z)및 오프셋 거리 △ 를 산출한다.
[S33] 산출된 이동국의 위치좌표(X,Y,Z)를 이동국 속도 산출부(48) 및 좌표치 출력부(50)로 출력한다.
제6도에서 이동국 속도 산출부(48)는 이동국의 위치 좌표(x,y,z)의 시간적 변화로부터 이동국의 이동 방향을 포함한 이동 속도를 산출하고, 속도 출력부(49)에 출력한다.
좌표치 출력부(50)는 이동국의 위치 좌표치를 출력하고, 속도 출력부(49)는 이동국의 이동 속도를 출력한다. 이동국의 위치 좌표치는 기지국에서 변조된 후, 대응 이동국으로 송신된다. 또 기지국에는 이동국의 위치 좌표 및 이동 속도의 데이타를 각 기지국의 회선 제어를 실시하는 제어국으로 송신한다. 제어국에서는 송신된 데이타를 핸드 오프 제어 무선 채널 할당 제어등의 무선 회선 제어에 이용한다. 예를 들어 제어국은 각 기지국의 배치 위치를 당연히 알고 고 있으므로 그 배치도상에서 이동국의 위치나 이동 방향, 이동 속도를 아는 것에 의해 기지국의 전환을 적절한 타이밍으로 실시할 수가 있다. 특히 이동국의 수신 레벨이 변동되기 쉬운 환경에 있어서도 수신 레벨만에 의존하지 않는 핸드 오프 제어가 가능하므로 적절한 타이밍에 의한 기지국 전환이 실현된다.
다음에 본 발명의 이동국 위치 포착 장치로 검출이 가능한 이동국의 위치 좌표의 정밀도를 설명한다.
제8도는 DS/SS 신호의 구성도이다. 즉, 부호장 N 비트의 확산 부호를 사용하여 송신 데이타 1 비트분을 변조했을때 얻어지는 DS/SS 신호의 구성을 도시하고 있다. 칩폭(TC)은 확산 부호 1 비트분의 폭이고 데이타 폭(Td)은 송신 데이타 1 비트분의 폭, 즉 송신 데이타의 비트 레이트의 역수이다.
여기에서 DS/SS 신호에 의한 이동국의 위치 좌표의 측정 정밀도는 칩폭 Tc(sec)에 의존한다. 즉 제3도의 위치 포착 처리부(27) 내의 타이머(카운티)는 상기와 같이 확산 부호를 구성하는 비트수를 카운트함으로써 타이머 값을 얻고 있으므로 이 비트폭인 칩폭(Tc)이 측정 정밀도를 결정하게 된다.
칩폭(Tc)은 데이타폭(Td) 및 확산 부호의 부호장 N 비트를 사용하여 하기식(5)으로 표시한다.
한편, 제9도는 DS/SS 신호의 스펙트럼을 도시한 도면이다. 즉 대역폭(1/Td)의 데이타 신호의 스펙트럼(SP1)에 대하여 이 데이타 신호가 확산 변조된 DS/SS 신호의 스펙트럼(SP2)은 도시하는 것과 같이 확산되고 그 대역폭 Bw(Hz)는 하기식(6)으로 표시된다.
이상과 같은 식(5) 또는 식(6)에 따라서 칩폭(Tc)을 산출할 수가 있다.
이 칩폭(Tc)에 하기식(7)과 같이 광속도(C)를 승산함으로써 DS/SS 신호의 칩공간장 Lc(m)를 구할 수 있다.
칩공간장(Lc)은 예를 들어 Bw = 140 MHz, Td = 1 Mpbs 일때 약 2.1 m가 된다. 이 정도의 정밀도가 있으면 충분히 실용적으로 된다. 또 이 칩공간장(Lc)은 2 점간의 거리를 측정하는 정밀도이므로 3 이상의 기지국을 사용함으로써 더욱 측정 정밀도의 향상을 기대할 수 있다.
또, 상기 실시예 대신 기지국(11∼14)이 시각 정보를 각각 송출하도록 하고, 이동국(15)이 이들의 시각 정보를 얻어서 대략적인 거리 측정을 하고 다시 상기 실시예의 방법에 의하여 칩수의 측정을 실시하여 측정 정밀도를 향상시키도록 해도 좋다.
이상의 설명과 같이 본 발명에서는 이동국이 복수의 기지국으로부터의 각 송신 신호를 수신하고 그들의 각 송신 신호중에 포함된 소정의 동기 신호 및 식별 신호에 따라 이동국의 위치 좌표를 구하도록 한다. 이에 따라 이동국과 통신을 하는데 최적인 기지국이 간단히 결정되고 수신 레벨에 의존하지 않는 핸드 오프 제어가 가능하다.
또, 이동국의 위치 좌표의 시간적 변화에 따라서 이동국의 이동 속도가 구해지고, 이것에 따라서 페이딩에 의하여 시간적으로 변동하는 일이 없는 수신 레벨을 얻을 수 있으므로 처리 시간이 짧은 다이버시티 수신 제어가 가능해 진다.
또, 이동국의 위치나 이동 속도를 이동국의 유저에 표시함으로써 유저에게 새로운 부가가치를 부여할 수 가 있다.

Claims (9)

  1. 동일한 클럭에 각각 동기된 소정의 동기 신호와 자국을 특정하기 위한 식별 신호를 각 송신 신호에 포함하는 복수의 기지국(1a∼1n)과, 이들 기지국(1a∼1n)으로부터의 각 송신 신호를 동시에 수신할 수 있는 이동국(2)으로 구성되는 이동체 통신 시스템의 이동국 위치 포착 장치에 있어서, 상기 각 기지국(1a∼1n)으로부터의 송신 신호를 수신하는 상기 이동국(2)의 수신 수단(3)과, 상기 각 송신 신호중에 포함되는 소정의 동기 신호 및 식별 신호를 추출하는 추출 수단(4)과, 상기 추출 수단(4)이 상기 각 소정의 동기 신호를 추출한 각 타이밍의 소정 타이밍에 대한 시간차를 검출하는 시간차 검출 수단(5)과, 상기 추출 수단(4)으로 추출된 상기 각 기지국(1a∼1n)으로부터이 식별신호에 따라서 상기 각 기지국(1a∼1n)으로부터의 식별 신로에 따라서 상기 각 기지국(1a∼1n)의 위치 좌표지를 검출하는 기지국 좌표 검출 수단(6)과, 상기 시간차 검출 수단(5)이 검출한 각 시간차 및 상기 기지국 좌표 검출 수단(6)이 검출한 각 위치 좌표치에 따라서 상기 이동국(2)의 위치 좌표를 산출하는 이동국 좌표 산출 수단(7)을 구비하는 것을 특징으로 하는 이동국 위치 포착 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 송신 신호는 DS/SS (Direct Sequence/Spread Spectrum)신호이고, 상기 식별 신호는 확산 부호 신호인 것을 특징으로 하는 이동국 위치 포착 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 각 기지국(1a∼1n)의 식별 신호와 상기 각 기지국(1a∼1n)의 위치 좌표의 대응표를 기억하는 대응표 기억 수단을 추가로 구비하고, 상기 기지국 좌표 검출 수단(6)은 상기 대응표 기억 수단에 기억된 대응표를 기초하여 상기 추출 수단(4)으로 추출된 각 식별 신호에 대응되는 상기 각 기지국(1a∼1n)의 위치 좌표치를 독출하는 것을 특징으로 하는 이동국 위치 포착 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이동국 좌표 산출 수단(7)에서 산출된 위치 좌표에 따라서 무선 회선 제어를 실시하는 회선 제어 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 이동국 위치 포착 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 이동국 좌표 산출 수단(7)에서 산출된 위치 좌표에 따라서 상기 이동국(2)의 위치 표시를 하는 이동국 위치 표시 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 이동국 위치 포착 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 이동국 좌표 산출 수단(7)에서 산출된 위치 좌표의 시간적 변화에 따라서 상기 이동국(2)의 이동 속도를 검출하는 이동 속도 검출 수단과, 상기 이동 속도 검출 수단으로 검출된 이동 속도에 따라서 상기 이동국(2)의 다이버시티 수신의 제어를 실행하는 수신 제어 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 이동국 위치 포착 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 이동국 좌표 산출 수단(7)으로 산출된 위치 좌표의 시간과 변화에 따라서 상기 이동국(2)의 이동 속도를 검출하는 이동 속도 검출 수단과, 상기 이동 속도 검출 수단으로 검출된 이동 속도에 따라서 상기 이동국(2)의 이동 속도 표시를 실행하는 이동 속도 표시 수단을 추가로 구비하는 것릉 특징으로 하는 이동국 위치 포착 장치.
  8. 동일한 클록에 각각 동기되는 소정의 신호와 자국을 특정하기 위한 식별 신호를 각 송신 신호에 포함하는 복수의 기지국과, 이들 기지국으로부터의 각 송신 신호를 동시에 수신할 수 있는 이동국으로 구성되는 이동체 통신 시스템의 이동국 위치 포착 장치에 있어서, 상기 이동국에 설치되어, 상기 각 기지국으로부터의 각 송신 신호를 수신하는 수신 수단과, 상기 이동국에 설치되어 상기 각 송신 신호중에 포함되는 소정의 동기 신호 및 식별 신호를 추출하는 추출 수단과, 상기 이동국에 설치되어 상기 추출 수단이 상기 각 소정의 동기 신호를 추출한 각 타이밍의 소정 타이밍에 대한 시간차를 검출하는 시간차 검출 수단과, 상기 이동국에 설치되며 상기 추출 수단으로 추출된 각 식별 신호 및 상기 시간차 검출 수단으로 검출된 각 시간차를 상기 기지국의 어느 하나에 송신하는 송신 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 이동국 위치 포착 장치.
  9. 동일한 클록에 각각 동기되는 소정의 동기 신호와 자국을 특정하기 위한 식별 신호를 각 송신 신호에 포함하는 복수의 기지국과, 이들 기지국으로부터 각 송신 신호를 동시에 수신할 수 있는 이동국으로 구성되는 이동체 통신 시스템의 이동국 위치 포착 장치에 있어서, 상기 이동국에 설치되어 상기 각 기지로 부터의 각 송신 신호를 수신하는 수신 수단과, 상기 이동국에 설치되어 상기 각 송신 신호중에 포함되는 소정의 동기 신호 및 식별 신호를 추출하는 추출 수단과, 상기 이동국에 설치되어 상기 수출 수단이 상기 각 소정의 동기 신호를 추출한 각 타이밍의 소정 타이밍에 대한 시간차를 검출하는 시간차 검출 수단과, 상기 이동국에 설치되어, 상기 추출 수단으로 추출된 각 식별 신호 및 상기 시간차 검출 수단으로 검출된 각 시간차를 상기 기지국중 적어도 하나의 기지국에 송신하는 송신 수단과, 상기 적어도 하나의 기지국에 설치되어 상기 송신 수단에서 송신된 각 식별 신호에 따라서 상기 각 기지국의 위치 좌표를 검출하는 기지국 좌표 검출 수단과, 상기 적어도 하나의 기지국에 설치되어 상기 송신 수단에서 송신되는 각 시간차 및 상기 기지국 좌표 검출 수단이 검출한 각 위치 좌표치에 따라서 상기 이동국의 위치 좌표를 산출하는 이동국 좌표 산출 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 이동국 위치 포착 장치.
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