KR20130111926A - 내비게이션 신호 송신 장치, 내비게이션 신호 송신 방법 및 위치 정보 제공 장치 - Google Patents

Abstract

옥내에서 멀태패스 페이딩이 큰 환경에서도 정밀도를 저하시키는 일 없이 위치 정보를 제공하는 위치 정보 제공 시스템이 제공된다. 위치 정보 제공 장치(100)는, 옥내 송신기(200)로부터 송신되는, 다른 PRN 코드로 스펙트럼 확산 부호화되어, 송신 안테나(TX-ANT1 및 TX-ANT2)로부터 각각 송신되는 측위 신호를, 수신 안테나(RX-ANT)에 의해 수신한다. 위치 정보 제공 장치(100)는, 송신 신호의 PRN 코드를 각각 독립적으로 비동기로 서치한다. 처음에 1번째의 PRN 코드를 포착할 수가 있었던 경우, 그 동기 루프를 이용하여 타 채널로 다른 PRN 코드의 포착을 시도한다. 2개의 채널로 동기 포착을 할 수가 있었던 경우는, 한쪽의 채널의 신호를 선택하여, 측위의 처리가 실시된다.

Description

내비게이션 신호 송신 장치, 내비게이션 신호 송신 방법 및 위치 정보 제공 장치{NAVIGATION SIGNAL TRANSMITTER, NAVIGATION SIGNAL TRANSMISSION METHOD, AND POSITION INFORMATION PROVISION DEVICE}

본 발명은 위치 정보를 제공하는 기술에 관한 것으로, 내비게이션 신호를 송신하는 내비게이션 신호 송신 장치, 내비게이션 신호 송신 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 보다 특정적으로는, 측위 신호를 발신하는 위성으로부터 발신된 신호가 도달하지 않는 환경하에서도 위치 정보를 제공하는 기술에 관한 것이다.

종래의 측위 시스템으로서 GPS(Global Positioning System)가 알려져 있다. GPS에 이용되는 신호(이하, 「GPS 신호」)를 발신하기 위한 위성(이하, GPS 위성)은, 지상에서 약 2만㎞의 고도에서 비행하고 있다. 이용자는, GPS 위성으로부터 발신된 신호를 수신하고, 복조함에 의해, GPS 위성과 이용자와의 사이의 거리를 계측할 수 있다. 따라서 지상과 GPS 위성과의 사이에 장애가 없는 경우에는, GPS 위성으로부터 발신된 신호를 이용한 측위(測位)가 가능하다. 그러나, 예를 들면, 도시부에서 GPS를 이용하는 경우, 늘어서는 건물이 장해가 되어, 이용자의 위치 정보 제공 장치가, GPS 위성으로부터 발신된 신호를 수신할 수가 없는 일이 많다. 또한, 건물에 의한 신호의 회절 또는 반사에 의해, 신호를 이용한 거리의 측정에 오차가 생기고, 결과로서, 측위의 정밀도가 악화되는 일이 많았다.

또한, 벽이나 지붕을 관통한 미약한 GPS 신호를 실내에 있어서 수신하는 기술도 있지만, 수신 상황은 불안정하고, 측위의 정밀도도 저하된다.

이상, 측위에 관해 GPS를 예로 들어서 설명하였지만, 상술한 현상은 위성을 이용한 측위 시스템에 관해 일반적으로 말할 수 있는 것이다. 또한, 위성 측위 시스템은, GPS로 한정되지 않고, 예를 들면, 러시아 공화국에서의 GLONASS(GLObal NAvigation Satellite System), 유럽에서의 Galileo 등의 시스템을 포함하는 것으로 한다.

여기서, 위치 정보의 제공에 관한 기술은, 예를 들면, 일본국 특개2006-67086호 공보(특허 문헌 1)에 개시되어 있다.

그러나, 일본국 특개2006-67086호 공보에 개시된 기술에 의하면, 리더 또는 라이터는, 위치 정보를 제공하는 시스템에 고유한 것이고, 범용성에 부족하다는 문제점이 있다. 또한, 간섭을 피하기 위해, 송신 출력을 억제할 필요가 있고, 위치 정보를 수신 가능한 범위가 한정되고, 연속한 위치 정보의 취득을 할 수가 없는 외에, 넓은 범위를 커버하기 위해서는 극히 다수의 송신기가 필요하게 된다는 문제점이 있다.

또한, 위치 정보의 취득 또는 통지에 관해, 예를 들면, 고정 전화라면 설치 장소가 미리 알려져 있기 때문에, 고정 전화로부터 발신된 전화에 의해, 그 발신 장소를 특정할 수 있다. 그러나, 휴대 전화의 보급에 수반하고, 이동체 통신이 일반적으로 되어 있기 때문에, 고정 전화와 같이 발신자의 위치 정보를 통지할 수가 없는 경우가 증가하고 있다. 한편, 긴급시의 통보에 관해, 휴대 전화로부터의 통보에 위치 정보를 포함하는 것에 관한 법(法) 정비도 진행되고 있다.

종래의 측위 기능을 갖는 휴대 전화의 경우, 위성으로부터의 신호를 수신할 수 있는 장소에서는 위치 정보가 취득되기 때문에, 휴대 전화의 위치를 통지하는 것이 가능하다. 그러나, 옥내나 지하 상가와 같이 전파를 수신할 수가 없는 장소에서는, 종래의 측위 기술에 의해서는, 위치 정보를 취득할 수가 없다는 문제점이 있다.

그래서, 예를 들면, GPS 신호에 유사한 신호를 발신할 수 있는 복수의 송신기를 실내에 배치하고, GPS와 마찬가지의 3변 측량에 의한 원리에 의거하여 위치를 구한다는 기술도 생각된다(예를 들면, 일본국 특개2000-180527호 공보(특허 문헌 2)를 참조). 그러나, 이 경우, 각 송신기의 시각이 동기하고 있을 것이 필요해지고, 송신기가 고가가 된다는 문제가 있다.

또한, 특허 문헌 2에 개시된 발명에서는, 전파의 차폐물·반사물의 배치가, 측위를 위한 수신 단말이 이동하는 방향에 관해, 일정한 배치로 되어 있는 것을 이용하여, 멀티패스 등의 영향을 경감하려고 하는 기술이다.

또한, 일본국 특개2007-278756호 공보(특허 문헌 3)에는, 옥내에서, 송신 전력을 제어하고, 또한, 옥내에서는, 상기한 바와 같은 3변 측량이 아니라, 단지, 위치 정보를 GPS 신호와 호환의 포맷으로 송신함으로써, 옥내에서의 측위에 있어서의 시스템 구성을 간이화하면서, 또한, 측위의 정밀도를 향상시키기 위한 기술이 개시되어 있다.

특허 문헌 1 : 일본국 특개2006-67086호 공보 특허 문헌 2 : 일본국 특개2000-180527호 공보 특허 문헌 3 : 일본국 특개2007-278756호 공보

그런데, 일반적으로는, 측위를 위한 수신 단말은, 옥내 등에서 임의의 방향으로 이동하는 것이고, 실내에서의 반사 등에 의해 전파의 전반(傳搬)이 복잡하게 되기 때문에, 특허 문헌 2에 기재와 같은 고가인 송신기를 설치하였다고 하여도, 수10m 정도의 오차가 용이하게 발생한다는 문제가 있다.

또한, 특허 문헌 3에 기재된 기술에서는, 옥내 송신기의 구성을 대폭적으로 간략화하면서, 측위 정밀도를 유지할 수 있는 것이지만, 멀티패스의 영향이 큰 환경에서는, 신호 수신의 안정성이 열화될 우려가 있다라는 문제가 있다.

즉, 멀티패스 환경하에서는, 신호의 포착까지의 속도가 열화되거나, 일단, 포착한 신호에 대해서도, 널 포인트의 영향 때문에, 로크 상태를 유지하는 것이 곤란한 등의 문제가 있다.

본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은, 측위를 위한 신호를 발신하는 위성으로부터의 전파를 수신할 수가 없는 장소로서, 멀태패스 페이딩이 큰 환경에서도, 신호 수신의 안정성을 향상시켜서 위치 정보를 제공하는 위치 정보 제공 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 국면에 따르면, 위성으로부터의 스펙트럼 확산된 위성 측위 신호를 수신하여 측위를 행하는 것이 가능한 수신기에 내비게이션 신호를 송신하는, 지상에 설치되는 내비게이션 신호 송신 장치가 제공된다. 내비게이션 신호 송신 장치는, 제1의 송신 안테나 및 제2의 송신 안테나와, 내비게이션 신호에 포함되는 위치 정보의 메시지 신호를 생성하는 메시지 생성부와, 내비게이션 신호 송신 장치에 미리 할당된, 위성 측위 신호와 동일 계열의 확산 코드에 의거하여, 메시지 신호를 스펙트럼 확산 처리를 포함하는 변조 처리에 의해 변조하여, 제1의 내비게이션 신호 및 제2의 내비게이션 신호를 생성하는 변조부를 구비한다. 변조부는, 수신기의 각 수신 시각에서, 제1의 내비게이션 신호 및 제2의 내비게이션 신호 중 어느 한쪽을 복조 대상으로 하도록 변조 처리를 실행한다. 내비게이션 신호 장치는, 제1의 내비게이션 신호 및 제2의 내비게이션 신호를, 각각 제1 및 제2의 송신 안테나로부터 송신하는 송신부를 또한 구비한다.

바람직하게는, 변조부는, 동일 계열의 확산 코드 중의 제1의 코드를 생성하기 위한 제1의 코드 생성부와, 메시지 신호에 대해 제1의 코드로 스펙트럼 확산 처리를 행하여, 제1의 내비게이션 신호를 생성하기 위한 제1의 확산 처리부와, 동일 계열의 확산 코드 중의 제1의 코드와는 다른 제2의 코드를 생성하기 위한 제2의 코드 생성부와, 메시지 신호에 대해 제2의 코드로 스펙트럼 확산 처리를 행하여, 제2의 내비게이션 신호를 생성하기 위한 제2의 확산 처리부를 포함한다.

변조부는, 동일 계열의 확산 코드 중의 특정한 코드를 생성하기 위한 확산 코드 생성부와, 메시지 신호에 대해 특정한 코드로 스펙트럼 확산 처리를 행하여, 제1의 내비게이션 신호를 생성하기 위한 제1의 확산 처리부와, 메시지 신호를 소정 시간만큼 지연시키는 지연부와, 지연부로부터의 출력에 대해 특정한 코드로 스펙트럼 확산 처리를 행하여, 제2의 내비게이션 신호를 생성하기 위한 제2의 확산 처리부를 포함한다.

바람직하게는, 변조부는, 동일 계열의 확산 코드 중의 특정한 코드를 생성하기 위한 확산 코드 생성부와, 메시지 신호에 대해 특정한 코드로 스펙트럼 확산 처리를 행하기 위한 확산 처리부를 포함한다. 송신부는, 확산 처리부의 출력을, 제1의 내비게이션 신호 및 제2의 내비게이션 신호로서, 제1의 송신 안테나 및 제2의 송신 안테나의 어느 한쪽으로부터, 순차적으로, 배타적으로 송신시킨다.

바람직하게는, 위치 정보는, 적어도 위도, 경도, 높이를 나타내는 데이터를 포함한다.

본 발명의 다른 국면에 따르면, 위성으로부터의 스펙트럼 확산된 위성 측위 신호를 수신하여 측위를 행하는 것이 가능한 수신기에 내비게이션 신호를 송신하는, 지상에 설치되는 송신기의 내비게이션 신호 송신 방법이 제공된다. 이 내비게이션 신호 송신 방법은, 내비게이션 신호에 포함되는 위치 정보의 메시지 신호를 생성하는 스텝과, 송신기에 미리 할당된, 위성 측위 신호와 동일 계열의 확산 코드에 의거하여, 메시지 신호를 스펙트럼 확산 처리를 포함하는 변조 처리에 의해 변조하여, 제1의 내비게이션 신호 및 제2의 내비게이션 신호를 생성하는 스텝을 구비한다. 변조 처리는, 수신기의 각 수신 시각에서, 제1의 내비게이션 신호 및 제2의 내비게이션 신호 중 어느 한쪽을 복조 대상으로 하는 처리이다. 이 방법은, 제1의 내비게이션 신호 및 제2의 내비게이션 신호를, 각각 제1의 송신 안테나 및 제2의 송신 안테나로부터 송신하는 스텝을 또한 구비한다.

바람직하게는, 제1의 내비게이션 신호 및 제2의 내비게이션 신호를 생성하는 스텝은, 동일 계열의 확산 코드 중의 제1의 코드를 생성하는 스텝과, 메시지 신호에 대해 제1의 코드로 스펙트럼 확산 처리를 행하여, 제1의 내비게이션 신호를 생성하는 스텝과, 동일 계열의 확산 코드 중의 제1의 코드와는 다른 제2의 코드를 생성하는 스텝과, 메시지 신호에 대해 제2의 코드로 스펙트럼 확산 처리를 행하여, 제2의 내비게이션 신호를 생성하는 스텝을 포함한다.

바람직하게는, 제1의 내비게이션 신호 및 제2의 내비게이션 신호를 생성하는 스텝은, 동일 계열의 확산 코드 중의 특정한 코드를 생성하는 스텝과, 메시지 신호에 대해 특정한 코드로 스펙트럼 확산 처리를 행하여, 제1의 내비게이션 신호를 생성하는 스텝과, 메시지 신호를 소정 시간만큼 지연시키는 스텝과, 지연된 메시지 신호에 대해 특정한 코드로 스펙트럼 확산 처리를 행하여, 제2의 내비게이션 신호를 생성하는 스텝을 포함한다.

바람직하게는, 제1의 내비게이션 신호 및 제2의 내비게이션 신호를 생성하는 스텝은, 동일 계열의 확산 코드 중의 특정한 코드를 생성하는 스텝과, 의사난수(疑似亂數)의 계열을 발생하는 스텝과, 메시지 신호에 대해 특정한 코드로 스펙트럼 확산 처리를 행하여, 제1의 내비게이션 신호를 생성하는 스텝과, 메시지 신호에 대해 특정한 코드로 스펙트럼 확산 처리를 행하여, 제2의 내비게이션 신호를 생성하는 스텝을 포함한다. 송신하는 스텝은, 제1의 내비게이션 신호 및 제2의 내비게이션 신호를, 의사난수에 의거하여, 제1의 송신 안테나 및 제2의 송신 안테나의 어느 한쪽으로부터, 순차적으로, 배타적으로 송신시키는 스텝을 포함한다.

바람직하게는, 위치 정보는, 적어도 위도, 경도, 높이를 나타내는 데이터를 포함한다.

본 발명의 다른 국면에 따르면, 위성으로부터의 스펙트럼 확산된 위성 측위 신호를 수신하여 측위를 행하는 것이 가능하고, 또한, 지상에 설치되는 내비게이션 신호 송신 장치로부터의 스펙트럼 확산 신호로서 다이버서티 송신되는 복수의 측위 신호를 이용하여, 위치 정보를 제공하는 위치 정보 제공 장치가 제공된다. 이 위치 정보 제공 장치는, 스펙트럼 확산 신호를 수신하는 수신부와, 측위 신호에 관한 위성 측위 신호와 동일 계열의 복수의 확산 코드의 패턴을 격납하는 기억부와, 병렬로 마련되고, 또한 복수의 확산 코드의 패턴에 관해 공통으로 병행하여 상관(相關) 처리를 행하여, 다이버서티 송신되는 복수의 측위 신호를 식별하여 복조하기 위한 복조부와, 복수의 측위 신호를 식별하여 복조할 수가 있었던 경우, 식별된 복수의 측위 신호 중의 어느 하나에 의해 위치 정보를 산출하는 판단부를 구비한다.

바람직하게는, 복조부는, 동일 계열의 확산 코드 중의 제1의 코드로의 상관 처리를 실행하기 위한 제1의 코릴레이터부와, 동일 계열의 확산 코드 중의 제1의 코드와는 다른 제2의 코드로의 상관 처리를 실행하기 위한 제2의 코릴레이터부와, 제1 및 제2의 코릴레이터부중, 먼저 동기 루프를 확립한 쪽의 동기 타이밍으로 다른쪽의 동기 처리를 행하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

바람직하게는, 복조부는, 수신한 스펙트럼 확산 신호를 지정된 시간만큼 지연시키는 지연부와, 동일 계열의 확산 코드 중의 제1의 코드로의 상관 처리를 실행하기 위한 제1의 코릴레이터부와, 동일 계열의 확산 코드 중의 제2의 코드로의 상관 처리를 실행하기 위한 제2의 코릴레이터부와, 제1 및 제2의 코릴레이터부중, 먼저 동기 루프를 확립한 쪽의 확산 코드로, 지연부에 의해 소정의 시간만큼 지연된 신호에 관해, 다른쪽의 상관 처리를 행하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

바람직하게는, 위치 정보는, 적어도 위도, 경도, 높이를 나타내는 데이터를 포함한다.

본 발명에 의하면, 측위를 위한 신호를 발신하는 위성으로부터의 전파를 수신할 수가 없는 장소로서, 멀태패스 페이딩의 영향이 큰 장소에서도 정밀도를 저하시키는 일 없이 위치 정보를 제공할 수 있다.

도 1은 위치 정보 제공 시스템(10)의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 실시의 형태 1의 옥내 송신기(200)로부터의 측위 신호를 수신하는 위치 정보 제공 장치(100)의 수신 상태를 설명하기 위한 개념도.
도 3은 실시의 형태 1의 위치 정보 제공 장치(100)의 구성의 개략과 동작을 설명하기 위한 개념도.
도 4는 실시의 형태 1의 옥내 송신기(200-1)의 하드웨어 구성을 도시하는 블록도.
도 5는 옥내 송신기(200-1)가 구비하는 EEPROM(243)에서의 데이터의 격납의 한 양태를 개념적으로 도시하는 도면.
도 6은 변조기(245a)의 구성을 설명하기 위한 기능 블록도.
도 7은 GPS 위성에 탑재되는 송신기에 의해 발신되는 신호(500)의 구성을 도시하는 도면.
도 8은 위치 정보 제공 장치(100)의 하드웨어 구성을 도시하는 블록도.
도 9는 제어부(414), 판단부(416) 및 옥내 측위부(434)가 실행하는 처리를 설명하기 위한 도면.
도 10A는 도 9에서 설명한 「위치 특정 데이터의 통합」의 처리를 설명하기 위한 개념도.
도 10B는 도 9에서 설명한 「위치 특정 데이터의 통합」의 처리를 설명하기 위한 개념도.
도 11은 실시의 형태 2의 옥내 송신기(200)로부터 송신되는 측위 신호에 관해 설명하기 위한 개념도.
도 12는 실시의 형태 2의 위치 정보 제공 장치(100')의 구성의 개략과 동작을 설명하기 위한 개념도.
도 13은 실시의 형태 2의 옥내 송신기(200-1')의 하드웨어 구성을 도시하는 블록도.
도 14는 변조기(245a')의 구성을 설명하기 위한 기능 블록도.
도 15는 제어부(414), 판단부(416) 및 옥내 측위부(434)가 실행하는 처리를 설명하기 위한 도면.
도 16은 실시의 형태 3의 옥내 송신기(200")로부터의 측위 신호를 수신하는 위치 정보 제공 장치(100")의 수신 상태를 설명하기 위한 개념도.
도 17은 실시의 형태 3의 옥내 송신기(200-1")의 하드웨어 구성을 도시하는 블록도.
도 18은 변조기(245a")의 구성을 설명하기 위한 기능 블록도.
도 19는 실시의 형태 3의 위치 정보 제공 장치(100)에서, 적산기(412.1 내지 412.n)에 적산되는 신호 레벨의 경시적인 변화를 설명하기 위한 도면.
도 20은 도 19에 도시한 예에서, 적산기(412.1 내지 412.n)의 5회의 인테그레이션으로 얻어진 신호 전력의 예를 도시하는 도면.
도 21은 배타적이면서 간헐적으로 송신 신호의 출력을 교체하는 주기와, 그 경우의 이점과 결점을 정리한 도면.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시의 형태에 관해 설명한다. 이하의 설명에서는, 동일한 부품에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 그들의 명칭 및 기능도 같다. 따라서 그들에 관한 상세한 설명은 반복하지 않는다.

<실시의 형태 1>

도 1은, 위치 정보 제공 시스템(10)의 구성을 도시하는 도면이다. 도 1을 참조하여, 본 발명의 제1의 실시의 형태에 관한 위치 정보 제공 시스템(10)에 관해 설명한다. 위치 정보 제공 시스템(10)은, 지상의 상공 약2만 미터의 고도를 비행하고, 측위를 위한 신호(이하, 「측위 신호」로 나타낸다)를 발신하는 GPS(Global Positioning System) 위성(110, 111, 112, 113)과, 위치 정보를 제공하는 장치로서 기능하는 위치 정보 제공 장치(100-1 내지 100-4)를 구비한다. 즉, 위치 정보 제공 장치는, 측위 신호를 수신하여 유저에 대해 위치 정보를 제공하는 내비게이션 신호 수신 장치로서 동작한다. 위치 정보 제공 장치(100-1 내지 100-4)를 총칭할 때는, 위치 정보 제공 장치(100)로 나타낸다. 위치 정보 제공 장치(100)는, 예를 들면, 휴대 전화, 카 내비게이션 시스템 그 밖의 이동체 측위 장치와 같이, 종래의 측위 장치를 갖는 단말이다. 즉, 위치 정보 제공 장치(100)는, 측위 신호를 수신하고, 수신한 측위 신호에 포함되는 정보에 의거하여, 위치 정보 제공 장치(100)의 현재의 위치를 산출한다.

여기서, 측위 신호는, 이른바 스펙트럼 확산된 신호이고, 예를 들면, 이른바 GPS 신호이다. 그러나, 그 신호는 GPS 신호로 한정되지 않는다. 또한, 이하에서는 설명을 간단하게 하기 위해, 측위의 시스템을 GPS를 한 예로서 설명하지만, 본 발명은, 다른 위성 측위 시스템(Galileo, GLONASS 등)에도 적용 가능하다.

측위 신호의 중심 주파수는, 예를 들면, 1575.42MHz이다. 측위 신호의 확산 주파수는, 예를 들면 1.023MHz이다. 이 경우, 측위 신호의 주파수는, 기존의 GPS의 L1대(帶)에서의 C/A(Coarse and Access) 신호의 주파수와 동일하게 된다. 따라서 기존의 측위 신호 수신 회로(예를 들면 GPS 신호 수신 회로)의 프런트 엔드를 유용(流用)할 수 있기 때문에, 위치 정보 제공 장치(100)는, 새로운 하드웨어의 회로를 추가하는 일 없이, 프런트 엔드로부터의 신호 처리를 행하는 소프트웨어를 변경할 뿐으로, 측위 신호를 수신할 수 있다.

측위 신호는, 1.023MHz의 구형파에 의해 변조되어 있어도 좋다. 이 경우, 예를 들면, L1대에서 새로운 송신이 계획되는 측위 신호의 데이터 채널과 동일하면, 이용자는, 새로운 GPS의 신호를 수신, 처리 가능한 수신기를 이용하여 당해 측위 신호를 수신할 수 있다. 또한, 구형파의 주파수는, 1.023MHz로 한정되지 않는다. 다른 주파수로 변조하는 경우는, 변조를 위한 주파수는, 기존의 C/A 신호, 및/또는, 다른 신호와의 간섭을 회피하기 위한 스펙트럼 분리와의 트레이드 오프에 의해 정해질 수 있다.

GPS 위성(110)에는, 측위 신호를 발신하는 송신기(120)가 탑재되어 있다. GPS 위성(111, 112, 113)에도, 마찬가지의 송신기(121, 122, 123)가 각각 탑재되어 있다.

위치 정보 제공 장치(100-1)와 같은 기능을 갖는 위치 정보 제공 장치(100-2, 100-3, 100-4)는, 이하에 설명하는 바와 같이, 빌딩(130) 그 밖의 전파가 도달하기 어려운 장소에서도 사용 가능하다. 즉, 빌딩(130)은, 빌딩(130)의 1층의 천장에는, 옥내 송신기(200-1)가 부착되어 있다. 즉, 옥내 송신기는, 위치 정보를 포함하는 측위 신호를 수신측에 송신하기 위한 내비게이션 신호 송신 장치로서 동작한다. 위치 정보 제공 장치(100-4)는, 옥내 송신기(200-1)로부터 발신된 측위 신호를 수신한다. 마찬가지로, 빌딩(130)의 2층 및 3층의 각 플로어의 천장에도, 각각 옥내 송신기(200-2, 200-3)가 부착되어 있다. 여기서, 각 옥내 송신기(200-1, 200-2, 200-3)의 시각(時刻)(이하, 「지상 시각」이라고 한다)과, GPS 위성(110, 111, 112, 113)의 시각(「위성 시각」이라고 한다)은, 서로 독립한 것이라도 좋고, 동기하고 있을 필요는 없다. 단, 각 위성 시각은, 각각 동기하고 있을 필요가 있다. 따라서각 위성 시각은, 각 위성에 탑재되는 원자 시계에 의해 제어되고 있다. 또한, 필요에 응하여, 각 옥내 송신기(200-1, 200-2, 200-3)의 시각인 지상 시각도, 서로 동기하고 있는 것이 바람직하다.

GPS 위성의 각 송신기로부터 측위 신호로서 발신되는 스펙트럼 확산 신호는, 의사잡음부호(疑似雜音符號)(PRN(Pseudo Random Noise) 코드)에 의해 항법(航法) 메시지를 변조함에 의해 생성된다. 항법 메시지는, 시각 데이터, 궤도 정보, 얼머낵, 전리층 보정 데이터 등을 포함한다. 각 송신기(120 내지 123)는, 또한, 각각, 당해 송신기(120 내지 123) 자신, 또는 송신기(120 내지 123)가 탑재되는 GPS 위성을 식별하기 위한 데이터(PRN-ID(Identification))를 유지하고 있다.

위치 정보 제공 장치(100)는, 각 의사잡음부호를 발생하기 위한 데이터 및 코드 발생기를 갖고 있다. 위치 정보 제공 장치(100)는, 측위 신호를 수신하면, 각 위성의 송신기 또는 각 옥내 송신기마다 할당된 의사잡음부호의 부호 패턴을 사용하여, 후술하는 복조 처리를 실행하고, 수신된 신호가 어느 위성 또는 어느 옥내 송신기로부터 발신된 것인지를 특정할 수 있다. 또한, 새로운 GPS 신호에서는, 데이터의 중에 PRN-ID가 포함되어 있고, 수신 레벨이 낮은 경우에 생기기 쉬운 잘못된 부호 패턴으로의 신호의 포착·추적을 막을 수 있다.

(GPS 위성에 탑재되는 송신기)

GPS 위성에 탑재되는 송신기의 구성에 관해서는, 주지이기 때문에, 이하에서는, GPS 위성에 탑재되는 송신기의 구성의 개략에 관해 설명한다. 송신기(120, 121, 122, 123)는, 각각, 원자 시계와, 데이터를 격납한 기억 장치와, 발진 회로와, 측위 신호를 생성하기 위한 처리 회로와, 처리 회로에 의해 생성된 신호를 스펙트럼 확산 부호화하기 위한 부호화 회로와, 송신 안테나 등을 갖는다. 기억 장치는, 이페메리스, 각 위성의 얼머낵, 전리층 보정 데이터 등을 갖는 항법 메시지와, PRN-ID를 격납하고 있다.

처리 회로는, 원자 시계로부터의 시각 정보와, 기억 장치에 격납되어 있는 각 데이터를 이용하여 송신용의 메시지를 생성한다.

여기서, 각 송신기(120 내지 123)마다, 스펙트럼 확산 부호화하기 위한 의사잡음부호의 부호 패턴이 미리 규정되어 있다. 각 부호 패턴은, 송신기마다(즉 GPS 위성마다) 다르다. 부호화 회로는, 그러한 의사잡음부호를 사용하여, 상기 메시지를 스펙트럼 확산한다. 송신기(120 내지 123)의 각각은, 부호화된 신호를 고주파수로 변환하고, 송신 안테나를 통하여, 우주 공간에 발신한다.

위에서 설명한 바와 같이, 송신기(120 내지 123)는, 다른 송신기와의 사이에서 유해한 간섭을 미치지 않는 스펙트럼 확산 신호를 발신한다. 여기서, 「유해한 간섭을 일으키지 않는」이란, 간섭이 생기지 않는 정도로 제한된 출력 레벨에 의해 담보될 수 있다. 또는, 스펙트럼을 분리하는 양태에 의해서도 실현할 수 있다. 이 신호는, 예를 들면 L1대라고 칭하여지는 반송파에 의해 송신되고 있다. 각 송신기(120, 121, 122, 123)는, 예를 들면, 동일한 주파수를 갖는 측위 신호를 확산 스펙트럼 통신 방식에 따라 발신한다. 따라서 각 위성으로부터 송신되는 측위 신호가, 동일한 위치 정보 제공 장치(100-1)에 수신되는 경우에도, 각각의 측위 신호는, 서로 혼신을 받는 일 없이 수신되게 된다.

또한, 지상의 옥내 송신기로부터의 측위 신호에 대해서도, 위성으로부터 송신된 신호와 마찬가지로, 복수의 옥내 송신기로부터의 신호는, 서로 혼신을 받는 일 없이 수신될 수 있다.

[옥내 송신기(200)의 구성]

도 2는, 본 실시의 형태 1의 옥내 송신기(200)(옥내 송신기(200-1 내지 200-3)를 총칭할 때에는, 옥내 송신기(200)라고 총칭한다)로부터의 측위 신호를 수신하는 위치 정보 제공 장치(100)(위치 정보 제공 장치(100-1 내지 100-4)를 총칭할 때에는, 위치 정보 제공 장치(100)라고 한다)의 수신 상태를 설명하기 위한 개념도이다.

옥내 송신기(200)는, 건물 등의 천장면·측면 등의 고정된 장소에 설치된다. 한편, 위치 정보 제공 장치(100)는, 유저 단말로서 항상 옥내를 이동한다고 상정된다.

통상, 통신 시스템에서는 특히 옥내 벽면 구조물 등에 전파가 반사하고, 페이딩 현상에 의해 통신이 안정되지 않는다. 그래서, 옥내 송신기(200)는, 이하에 설명하는 바와 같은 구성으로 함으로써, 하나의 효과로서 멀티패스에 의한 시스템의 불안정성을 경감한다.

옥내 송신기(200)는, 2개의 송신 안테나(TX-ANT1, TX-ANT2)를 구비하여, 이른바 공간 다이버서티 방식중에서도 송신 다이버서티를 이용하여 있다. 송신 안테나(TX-ANT1, TX-ANT2)는, 물리적으로 떨어진 지점에 배치된다. 2개의 안테나 사이의 거리는, 수10㎝로부터 1m 정도가 바람직하다.

이하에 설명하는 바와 같이, 송신 안테나(TX-ANT1, TX-ANT2)로부터 송신되는 신호는, 같은 내용의 데이터를 전송하는 것이지만, 위치 정보 제공 장치(100)에서, 식별 가능한 구성으로 되어 있다. 옥내 송신기(200)에서는, 이른바 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access) 방식을 채용하고 있다. 따라서 각각의 안테나로부터 송신되는 신호 주파수가 동일하다.

단, 예를 들면, 실시의 형태 1의 옥내 송신기(200)에서는, 송신 안테나(TX-ANT1, TX-ANT2)로부터 송신되는 신호에 관해 다른 부호를 사용함에 의해, 위치 정보 제공 장치(100)에서의 한쪽의 안테나로부터의 신호를 선택하는 것이 가능하다.

또한, 옥내 송신기(200)에서는, 일반적으로는, 송신 다이버서티로 한하지 않고 다이버서티 시스템에, 수신 다이버서티법도 이용하는 것이 가능하다. 단, 실시의 형태 1의 옥내 송신기(200)는, 수신 다이버서티에 관해서는, 채용하고 있지 않다. 그것은, 수신 다이버서티 시스템은 수신 단말측에 복수의 안테나를 실장할 필요가 있어서, 송신 다이버서티의 쪽이, 비용·운용면·휴대성에 있어서, 보다 유리하기 때문이다.

또한, 송신 다이버서티에서의 안테나의 갯수는, 2개로 한정되는 것은 아니고, 보다 일반적으로는, 2개 이상의 복수개(예, 3개, 4개 … 등)라도 좋다.

실시의 형태 1의 옥내 송신기(200)가 채용하는 송신 다이버서티법은, 송신측에 복수의 안테나를 실장하고, 수신측에는 단지 하나의 안테나만 실장된다. 옥내 송신기(200)는, 복수의 송신 신호를 구별하기 위해, 스펙트럼 확산을 위한 확산 코드인 의사 랜덤 잡음(PRN : Pseudo Random Noise) 부호(이하, 「PRN 코드」라고 부른다)의 상호 상관성을 이용하여 고도의 신호 선택성을 실현한다.

도 3은, 실시의 형태 1의 위치 정보 제공 장치(100)의 구성의 개략과 동작을 설명하기 위한 개념도이다.

도 3을 참조하면, 위치 정보 제공 장치(100)는, 옥내 송신기(200)로부터 송신되는, 다른 부호(여기서는, 부호 PRN180과 부호 PRN181로 스펙트럼 확산 부호화되어, 송신 안테나(TX-ANT1 및 TX-ANT2)로부터 각각 송신되는 측위 신호를, 수신 안테나(RX-ANT)에 의해 수신하다. 또한, 옥내 송신기(200)로부터의 확산 부호에 몇 번째의 확산 부호를 할당하는지에 관해서는, 특히, 도 3의 예로 한정되는 것은 아니고, 시스템을 설계할 때에, 위성으로부터의 측위 신호와 옥내 송신기(200)로부터의 측위 신호를 판별할 수 있도록, 다른 부호가 할당되는 구성이면 좋다.

수신 안테나(RX-ANT)에 의해 수신된 측위 신호는, 프런트 엔드(102)에 의해, 베이스밴드 신호로 까지 변환된다. 여기서 프런트 엔드(102)에는, 고주파 수신 신호를 추출하는 필터나 고주파 신호를 증폭하기 위한 증폭 회로나 다운 컨버터, A/D 변환기 등이 포함된다.

프런트 엔드(102)로부터의 신호는, 상관기(110.1 내지 110.n)에 의해, 확산 코드의 레플리커 신호와의 사이의 상관이 검출된다. 확산 코드로서 사용되는 PRN 코드에 관해서는, 수신하는 측인 위치 정보 제공 장치(100)에 미리 기억되어 있기 때문에, 위치 정보 제공 장치(100)는, 옥내 송신기(200)로부터 송신될 가능성이 있는 복수의 PRN 코드에 관해 병렬로 상관 처리를 행하다. 또한, 도 3에 도시한 구성에서는, 부호 PRN180에 관한 상관기(110.1)와 부호 PRN181에 관한 상관기(110.2)만을 대표적으로 기재하고 있다. 실제로는, 예를 들면, 옥외로부터 옥내로 위치 정보 제공 장치(100)가 이동한 경우에, 심레스하게 측위를 실시할 수 있도록, 상관기(110.1 내지 110.n)는, 옥내 송신기(200)에 미리 할당되어 있는 확산 코드에 관해서뿐만 아니라, GPS 위성에 할당되어 있는 확산 코드에 대해서도, 병렬로 상관 처리를 행하는 것이 가능한 개수만큼 마련되어 있다. 바람직하게는, 옥내 송신기(200)에 미리 할당될 수 있는 확산 코드의 총수와, 지구 상공을 주회하고 있는 GPS 위성에 미리 할당될 수 있는 확산 코드의 총수와의 총합에 상당하는 개수만큼, 상관기(110.1 내지 110.n)가 마련되고, 그들이 병행하여 상관 처리를 행하는 것이 바람직하다.

또한, 예를 들면, 하나의 상관기(110.1)에는, 대응하는 확산 부호(PRN 코드) PRN180에 관해, 시간 지연으로서 표본화될 수 있는 개수(m칩의 신호라면, 1/2칩마다의 2m칩분)만큼, 코릴레이터가 마련되고, 각 시간 지연에 관해, 병행하여 상관 처리가 실행된다.

즉, 위치 정보 제공 장치(100)는, 송신 신호의 PRN 코드를 각각 독립적으로 비동기로 서치한다. 처음에 1번째의 PRN 코드를 포착할 수가 있었던 경우, 그 동기 루프를 이용하여 다른 상관기(코릴레이터)에 다른 PRN 코드의 포착을 시도한다. 만약, 동기한 다이버서티 신호가 존재한다면 매우 고속으로 포착할 수 있다.

또한, 상관기(110.1 내지 110.n)에 대응하여 비트 디코더(414.1 내지 414.n)가 마련된다.

만약, PRN 코드가 포착된 경우는, 상관기(110.1 내지 110.n)로부터의 신호는, 계속해서, 상관기(110.1 내지 110.n)에 각각 대응하여 마련되어 있는 비트 디코더(414.1 내지 414.n)에 의해, 디코드된다. 포착된 측위 신호에 의거하여, 판단부(416)가, 위치 정보 제공 장치(100)가 현재, 옥내에 있는지 옥외에 있는지에 관한 판단을 행한다. 또한, 판단부(416)는, 수신한 신호가 다이버서티 방식에 의해 송신된 것인지의 여부에 관해서도 판단을 행한다. 그 후, 측위를 위해 실행되는 처리의 상세에 관해서는, 후술한다.

따라서 위치 정보 제공 장치(100)는, 극히 단시간에, i) 수신한 측위 신호가 어느 확산 부호에 대응한 것인지의 판단과, ⅱ) 수신한 신호가 GPS 위성으로부터의 측위 신호인지, 또는, 옥내 송신기(200)로부터의 측위 신호인지에 관한 판단을 실행할 수 있다.

추적 제어부(414.m)는, 비트 디코더(414.1 내지 414.n)로부터의 신호에 의거하여, 동기 루프를 확립하고, 유지하기 위한 제어를 행한다.

여기서는, 옥내 송신기(200)로부터의 측위 신호는, 부호 PRN180과 부호 PRN181으로 확산 처리되어 있다고 하고 있기 때문에, 단시간에, 이들의 부호에 대응하고 있는 상관기(110.1)와 상관기(110.2)로부터의 측위 신호가 동기 포착되고, 동기가 확립된다. 처음의 데이터 패킷이 완전히 수신되고, 패리티 체크로 O.K.로 판정된 경우, O.K. 판정의 데이터 패킷을 또 하나의 채널(다른 코릴레이터에 대응)의 패킷 데이터와 비교한다. 이 데이터가 동일한 경우, 다이버서티 채널에 각각의 PRN 번호를 할당한다.

그 결과, 위치 정보 제공 장치(100)는, 동기가 확립된 2개의 채널으로부터의 신호 중, 한쪽을 선택함으로써 측위를 실시한다.

[옥내 송신기(200-1)의 하드웨어 구성]

도 4는, 실시의 형태 1의 옥내 송신기(200-1)의 하드웨어 구성을 도시하는 블록도이다. 이하, 도 4를 참조하여, 옥내 송신기(200-1)에 관해 설명한다.

옥내 송신기(200-1)는, 무선 인터페이스(이하, 「무선 I/F」라고 칭한다)(210)와, 디지털 처리 블록(240)과, 디지털 처리 블록(240)에 전기적으로 접속되어, 각 회로부분의 동작을 위한 기준 클록을 공급하기 위한 기준 클록 입출력 블록(이하, 「기준 클록 I/O 블록」라고 칭한다)(230)과, 디지털 처리 블록(240)에 전기적으로 접속되어 있는 아날로그 처리 블록(250)과, 아날로그 처리 블록(250)에 전기적으로 접속되어, 측위를 위한 신호를 송출하는 송신 안테나(TX-ANT1 및 TX-ANT2)(도시 생략)와, 옥내 송신기(200-1)의 각 부분에의 전원 전위의 공급을 행하기 위한 전원(도시 생략)을 구비한다.

또한, 전원은, 옥내 송신기(200-1)에 내장되어도 좋고, 외부로부터의 전력의 공급을 접수하는 양태라도 좋다.

(무선 통신 인터페이스)

무선 I/F(210)는, 무선 통신의 인터페이스이고, 근거리 무선 통신, 예를 들면, 블루투스(Bruetooth) 등이나, PHS(Personal Handyphone System)나 휴대 전화망과 같은 무선 통신에 의해, 외부로부터의 커맨드를 수신하거나, 외부와의 사이에서 설정 파라미터나 프로그램(팜웨어 등)의 데이터를 수신하거나, 또는, 필요에 응하여 외부에 데이터를 송신하기 위한 것이다.

이와 같은 무선 I/F(210)를 구비함에 의해, 옥내 송신기(200-1)에 관해서는, 옥내의 천장 등에 설치한 후라도, 설정 파라미터, 예를 들면, 옥내 송신기(200-1)가 송신한 위치 데이터(옥내 송신기(200-1)가 설치되어 있는 장소를 나타내는 데이터)를 변경하거나, 또는, 팜웨어의 변경에 의해, 다른 통신 방식으로의 대응을 가능하게 하거나 할 수 있다.

또한, 본 실시의 형태에서는, 무선으로의 인터페이스를 상정하고 있지만, 설치 장소에의 배선의 부설이나 설치의 수고 등을 고려하여도, 유선 인터페이스로 할 수 있는 경우에는, 유선으로 하는 것도 가능하다.

(디지털 처리 블록)

디지털 처리 블록(240)은, 무선 I/F(210)로부터의 커맨드에 응하여, 또는, 프로그램에 따라, 옥내 송신기(200-1)의 동작을 제어하는 프로세서(241)와, 프로세서(241)에 탑재되고, 프로세서(241)가 실행하는 프로그램을 기억하는 RAM(Random Access Memory)(242)과, 무선 I/F(210)로부터의 데이터중, 설정 파라미터 등을 기억하기 위한 EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read-Only Memory)(243)과, 프로세서(241)의 제어하에, 옥내 송신기(200-1)가 송출하는 베이스밴드 신호를 생성하는 필드 프로그래머블 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array : 이하, 「FPGA」라고 칭한다)(245)와, 무선 I/F(210)로부터의 데이터중, FPGA(245)의 팜웨어를 기억하기 위한 EEPROM(244)과, FPGA(245)로부터 출력되는 베이스밴드 신호를 아날로그 신호로 변경하여 아날로그 처리 블록(250)에 주는 디지털/아날로그 컨버터(이하, 「D/A 컨버터」라고 칭한다)(247.1 및 247.2)를 포함한다.

즉, 디지털 처리 블록(240)은, 측위를 위한 신호로서 옥내 송신기(200-1)에 의해 송신되는 신호의 원천이 되는 데이터를 생성한다. 이 원천이 되는 데이터에 관해서는, 상술한 바와 같이, 송신 안테나(TX-ANT1 및 TX-ANT2)에 관해, 다른 확산 부호에 의해 확산 처리가 이루어지고 있다. 디지털 처리 블록(240)은, 아날로그 처리 블록(250)에 대해, 생성한 데이터를 2개의 비트 스트림으로서 송출한다.

특히 한정되지 않지만, 예를 들면, EEPROM(244)에 격납되어 있는 팜웨어 프로그램은, FPGA(245)에 전원이 투입되면, FPGA(245)에 로드된다. 이 팜웨어 프로그램 정보(비트 스트림 데이터)는, FPGA(245) 내의 SRAM(Static Random Access Memory)(246)으로 구성되어 있는 콘피규레이션 메모리에 로드된다. 로드된 비트 스트림 데이터의 개개의 비트 데이터가 FPGA(245) 상에서 실현하는 회로의 정보원(情報元)이 되고, FPGA(245)에 장비되어 있는 리소스를 커스터마이즈하여 팜웨어 프로그램으로 특정되는 회로를 실현한다. FPGA(245)에서는, 이와 같이 하드웨어에 의존하지 않고, 콘피규레이션 데이터를 외부에 갖음으로써, 높은 범용성과 유연성을 실현할 수 있게 된다.

또한, 프로세서(241)는, 무선 I/F(210)로부터 수취하는 외부 커맨드에 응하여, EEPROM(243)에 격납되는 데이터에 의거하여, FPGA(245)의 SRAM(246)(레지스터)에, 당해 옥내 송신기(200-1)에 설정된 파라미터로서, 이하의 것을 격납시킨다.

1) 의사 확산 부호(PRN 코드)

2) 송신기 ID

3) 송신기 좌표

4) 메시지(이것은, FPGA(245) 내에서 위성으로부터의 항법 메시지와 동일한 포맷으로 정형(整形)된다)

또한, 프로세서(241)의 동작을 위한 프로그램도, EEPROM(243)에 미리 격납되어 있고, 당해 프로그램은, 옥내 송신기(200-1)가 기동할 때에, EEPROM(243)으로부터 판독되고, RAM(242)에 전송된다.

또한, 프로그램 또는 데이터를 격납하기 위한 기억 장치는, EEPROM(243 또는 244)으로 한정되지 않는다. 적어도, 데이터를 불휘발적으로 보존할 수 있는 기억 장치, 또는 전원 오프에서도 기억 데이터를 유지할 수 있는 배터리 백업 RAM(Random Access Memory) 등이면 좋다. 또한, 외부로부터의 데이터가 입력되는 경우에는, 데이터를 기록할 수 있는 기억 장치라면 좋다. EEPROM(243)에 격납되는 데이터의 데이터 구조에 관해서는 후술한다.

(아날로그 처리 블록)

아날로그 처리 블록(250)은, 디지털 처리 블록(240)으로부터 출력된 2개의 비트 스트림을 이용하여, 1.57542GHz의 반송파를 변조하여 송신 신호를 생성하고, 2개의 송신 안테나(TX-ANT1 및 TX-ANT2)에 각각 송출한다. 그 신호는, 송신 안테나(TX-ANT1 및 TX-ANT2)로부터 다이버서티 신호로서 발신된다.

즉, 디지털 처리 블록(240)의 D/A 컨버터(247)로부터 출력된 2개의 신호는, 업 컨버터(252.1 및 252.2)에서 업 컨버트되고, 밴드 패스 필터(BPF)(253.1 및 253.2)를, 앰프(254.1 및 254.2)를 통과하여 소정의 주파수대역의 신호만이 증폭된 후, 재차, 업 컨버터(255.1 및 255.2)에서 업 컨버트되어, SAW(Surface Acoustic Wave) 필터(256.1 및 256.2)에 의해 소정의 대역의 신호가 취출된 후에, 송신 안테나(TX-ANT1 및 TX-ANT2)로부터 송출된다.

또한, 업 컨버터(252.1, 252.2) 및 업 컨버터(255.1, 255.2)에서 사용되는 클록은, 기준 클록 I/O 블록(230)으로부터 FPGA(245)에 공급되는 클록이, 다시, 체배기(251)에서, 체배된 것이 사용된다.

이와 같이 하여, 위성으로부터의 측위를 위한 신호와 같은 구성을 갖는 신호가, 다이버서티 방식으로, 옥내 송신기(200-1)로부터 발신된다. 이 경우, 신호의 내용은, 위성으로부터 발신된 측위 신호에 포함되는 내용과는, 완전히 동일하지는 않다. 옥내 송신기(200-1)로부터 발신되는 신호의 구성의 한 예는, 후술한다.

이상의 설명에서는, 디지털 처리 블록(240)에서의 디지털 신호 처리를 실현하기 위한 연산 처리 장치로서 FPGA(245)가 이용되었지만, 소프트웨어에 의해 무선 장치의 변조 기능을 변경 가능한 장치라면, 그 밖의 연산 처리 장치가 사용되어도 좋다.

또한, 도 4에서는, 클록 신호(Clk)가 디지털 처리 블록(240)으로부터 아날로그 처리 블록(250)에 공급되고 있지만, 기준 클록 I/O 블록(230)으로부터 아날로그 처리 블록(250)에 직접 공급되어도 좋다.

또한, 설명을 명확히 하기 위해, 본 실시의 형태에서는, 디지털 처리 블록(240)과 아날로그 처리 블록(250)이 별개로 나타나 있지만, 물리적으로는, 하나의 칩에 혼재되어도 좋다.

(기준 클록 I/O 블록)

기준 클록 I/O 블록(230)은, 디지털 처리 블록(240)의 동작을 규정하는 클록 신호, 또는 반송파를 생성하기 위한 클록 신호를, 디지털 처리 블록(240)에 공급한다.

기준 클록 I/O 블록(230)은, 「외부 동기 모드」에서는, 외부 동기 링크 포트(220)에 외부의 클록 생성기로부터 주어지는 동기용 신호에 의거하여, 드라이버(234)가 클록 신호를 디지털 처리 블록(240) 등에 공급한다.

한편, 기준 클록 I/O 블록(230)은, 「외부 클록 모드」에서는, 외부 클록 포트(221)에 주어지는 외부 클록 신호를 멀티플렉서(232)에서 선택하고, PLL(Phase Locked Loop) 회로(233)로부터 출력되는 클록 신호와 외부 클록과의 동기를 취하여, 동기가 취하여진 클록 신호를 디지털 처리 블록(240) 등에 공급한다.

한편, 기준 클록 I/O 블록(230)은, 「내부 클록 모드」에서는, 내부 클록 생성기(231)가 생성하는 내부 클록 신호를 멀티플렉서(232)에서 선택하고, PLL(Phase Locked Loop) 회로(233)로부터 출력된 클록 신호와 내부 클록과의 동기를 취하여, 동기가 취하여진 클록 신호를 디지털 처리 블록(240) 등에 공급한다.

또한, 무선 I/F(210)로부터, 프로세서(241)에 의해 출력되는 신호에 의해, 송신기의 내부 상태(예를 들면, 「PLL 제어」 신호)를 감시할 수 있다. 또는, 무선 I/F(210)는, 옥내 송신기(200-1)로부터 발신돼어야 할 다른 데이터의 입력도 접수할 수 있다. 당해 다른 데이터는, 예를 들면, 옥내 송신기(200-1)가 설치되어 있는 장소를 나타내는 데이터(위치 데이터)이고, 예를 들면, 텍스트 데이터이다. 또는, 옥내 송신기(200-1)가 백화점 그 밖의 상업 시설에 설치되어 있는 경우에는, 선전 광고용의 데이터가, 당해 다른 데이터로서 옥내 송신기(200-1)에 입력 가능하다.

의사 확산 부호(PRN 코드)의 부호 패턴은, 옥내 송신기(200-1)에 입력되면, EEPROM(243)에서의 미리 규정된 영역에 기록된다. 그 후는, 그 기록된 PRN-ID가, 측위를 위한 신호에 포함된다. 그 밖의 데이터도, EEPROM(243)에서, 그 데이터의 종류에 응하여 미리 확보된 영역에 기록된다.

또한, 이상의 설명에서는, 2개의 송신 안테나로부터 송신되는 2개의 신호에 관해서는, 송신측에서 동기하고 있는 것으로 하여 설명하였다. 이와 같이, 송신되는 신호의 주파수 및 코드 피리어드, 다중된 데이터의 타이밍은 완전히 동기되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 수신기측으로 신호를 포착할 때의 동기 추적이 용이해지기 때문이다. 어느 한쪽의 신호 동기가 확립할 수 있다면, 그 타이밍 및 주파수로 또한쪽의 신호를 고속으로 포착할 수 있다. 멀티패스에 의한 신호단으로부터 동기 복귀할 때도, 이들의 동기는 우위로 기능한다. 단, 이 2개의 신호의 타이밍이 동기하는 것은, 반드시 필수는 아니고, 가령 어긋남이 존재한다고 하여도, 수신측에서, 2개의 채널로 동기를 취하는 것은 가능하다.

(EEPROM(243)에 격납되는 데이터의 데이터 구조)

도 5를 참조하여, 옥내 송신기(200-1)의 EEPROM(243)에 격납되는 데이터의 데이터 구조에 관해 설명한다.

도 5는, 옥내 송신기(200-1)가 구비하는 EEPROM(243)에서의 데이터의 격납의 한 양태를 개념적으로 도시하는 도면이다. EEPROM(243)은, 데이터를 격납하기 위한 영역(310 내지 340)을 포함한다.

영역(300)에는, 송신기를 식별하기 위한 번호로서, 송신기 ID가 격납되어 있다. 송신기 ID는, 예를 들면 당해 송신기의 제조시에 메모리에 불휘발적으로 기록된 숫자 및/또는 영문자 그 밖의 조합이다.

당해 송신기에 할당된 의사 확산 부호의 PRN-ID는, 영역(310)에 격납되어 있다. 송신기의 명칭은, 예를 들면, 텍스트 데이터로서, 영역(320)에 격납되어 있다.

당해 송신기에 할당된 2개의 의사 확산 부호의 부호 패턴은, 영역(330)에 격납되어 있다. 의사 확산 부호의 부호 패턴은, 위성용의 의사 확산 부호와 동일한 계열에 속하는 부호 패턴중에서, 본 발명의 실시의 형태에 관한 위치 정보 제공 시스템용으로 미리 할당된 유한개의 복수의 부호 패턴중에서 선택된 것이다. 당해 부호 패턴은, 위성마다 할당되는 의사 확산 부호의 부호 패턴과는 다른 부호 패턴이다.

본 위치 정보 제공 시스템용으로 할당되는 의사 확산 부호의 부호 패턴은, 유한개이지만, 옥내 송신기의 수는, 각 송신기의 설치 장소의 넓이, 또는 설치 장소의 구성(빌딩의 층수 등)에 응하여 다르고, 부호 패턴의 수보다도 많은 복수의 옥내 송신기가 사용되는 경우도 있다. 따라서 동일한 의사 확산 부호의 부호 패턴을 갖는 복수의 송신기가 존재할 수 있다. 이 경우는, 동일한 부호 패턴을 갖는 송신기의 설치 장소를, 신호의 출력을 고려하고 결정하면 좋다. 그와 같이 함에 의해, 동일한 의사 확산 부호의 부호 패턴을 사용하는 복수의 측위 신호가 동일한 위치 정보 제공 장치에 의해 동(同)시기에 수신되는 것은, 방지할 수 있다.

옥내 송신기(200-1)가 설치되어 있는 장소를 특정하기 위한 위치 데이터는, 영역(340)에 격납되어 있다. 위치 데이터는, 예를 들면, 위도, 경도, 높이의 조합으로서 표현된다. 영역(320)에서, 당해 위치 데이터에 더하여, 또는 위치 데이터에 대신하여, 주소, 건물의 명칭 등이 격납되어도 좋다. 본 발명에서는, 「위도, 경도, 높이의 조합」, 「주소, 건물의 명칭」, 「높이, 경도, 고도의 조합과 주소, 건물의 명칭」과 같이, 그 데이터만으로 옥내 송신기(200-1)의 설치 장소를 특정 가능한 데이터를 총칭하여 「위치 특정 데이터」라고 부른다.

여기서, 전술한 바와 같이, PRN-ID, 통신기 명칭, 의사 확산 부호의 부호 패턴, 위치 특정 데이터는, 무선 인터페이스(210)을 통하여 입력되는 다른 데이터로 변경 가능하다.

(FPGA(245)의 구성)

이하에서는, 도 4에 도시한 FPGA(245)에 의해 실현되는 회로에 관해 설명한다.

도 6은, FPGA(245)에 의해 실현되는 회로중, 현행 GPS 신호의 반송파의 L1대(1575.42MHz)에 실려지는 측위용의 신호인 C/A(coarse/access) 코드의 베이스밴드 신호에 대해, 그 신호 포맷에 따른 변조를 행하기 위한 변조기(245a)의 구성을 설명하기 위한 기능 블록도이다.

또한, FPGA(245)는, 새로운 측위 위성 시스템(예를 들면, 일본의 준천정 위성 시스템)의 L1대에서 사용되는 측위용의 신호인 L1C 코드의 베이스밴드 신호에 따른 변조를 행할 때에는, 직교 변조되는 2개의 상(相)(I상과 Q상)의 신호 변조에 대응한 구성을 갖도록 프로그램된다. 따라서 도 6에서는, 측위용의 코드가 하나의 계통인 경우에 관해 예시적으로 나타내고 있지만, 상술한 「새로운 측위 위성 시스템」에서는, 2개의 계통을 직교 변조한다. 본 발명은, 이와 같은 복수 계통의 경우에도 적용할 수 있는 것이다.

여기서, 예를 들면, C/A 코드에 대해서는, BPSK(Binary Phase Shift Keying) 변조가 행하여지고, L1C 코드에 대해서는, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 변조가 행하여지는 것으로 한다. 또한, 이하의 설명으로 분명하게 되는 바와 같이, 디지털값을 아날로그 신호로 변환하는 변조 방식으로서는, BPSK 변조나 QPSK 변조로 한정되지 않고, FPGA(245)로 실현할 수 있는 다른 방식이라도 좋다.

여기서, 이하의 설명에서는, C/A 코드의 베이스밴드 신호를 생성하는 구성을 예시적으로 설명하는 것으로 하고, 도 6에 도시한 구성에서는, 기본적으로는, BPSK 변조기의 구성으로 되어 있다. 단, 변조기(245a)가 가변적으로 실현한 변조 방식에 따라, 각 방식에서 독립된 회로를 프로그램하여도 좋다.

도 6을 참조하면, 변조기(245a)는, EEPROM(243) 내에 격납되어 있는 PRN 코드를 받아서 격납하는 PRN 코드 레지스터(2462 및 2464)와, EEPROM(243) 내에 격납되어 있는 위치 데이터에 의거하여, 메시지 데이터 생성 장치(도시 생략)로부터의 C/A 코드의 신호 포맷에 따른 메시지 데이터를 받아서 격납하는 메시지 코드 레지스터(2466 및 2468)를 구비한다.

여기서, PRN 코드 레지스터(2462 및 2464)에는, 외부로부터 EEPROM(243) 내에 설정된 PRN 코드가 입력되고, 메시지 코드 레지스터(2466 및 2468)에는, 각각, 다른 확산 코드(PRN 코드)의 데이터가 격납된다.

변조기(245a)는, 또한, PRN 코드 레지스터(2462)로부터 판독되는 시계열 데이터와 메시지 코드 레지스터(2466)로부터 판독되는 시계열 데이터를 승산하는 승산기(2452)와, PRN 코드 레지스터(2464)로부터 판독되는 시계열 데이터와 메시지 코드 레지스터(2468)로부터 판독되는 시계열 데이터를 승산하는 승산기(2454)와, 승산기(2452)로부터의 출력에 대해 밴드 패스 필터로서 기능하는 FIR 필터(2460)와, 승산기(2454)로부터의 출력에 대해 밴드 패스 필터로서 기능하는 FIR 필터(2461)를 구비한다.

변조기(245a)는, 또한, 기준 클록 I/O 블록(230)으로부터의 클록 신호에 의거하여, 신호 포맷에 따른 변조 기준 클록을 생성하는 클록 매니저 회로(2472)와, 클록 매니저 회로(2472)로부터의 신호에 동기하여, 미리 설정된 사인파에 대응하는 데이터를 출력하는 룩 업 테이블(2474)과, 룩 업 테이블(2474)로부터 출력된 사인파에 상당하는 신호와 FIR 필터(2460)로부터의 신호를 승산하는 승산기(2463)와, 룩 업 테이블(2474)로부터 출력된 사인파에 상당하는 신호와 FIR 필터(2461)로부터의 신호를 승산하는 승산기(2465)와, 승산기(2463 및 2465)로부터의 신호를 버퍼링하여 D/A 컨버터(247.1 및 247.2)에 각각 출력하기 위한 출력 버퍼(2470.1 및 2470.2)를 구비한다.

여기서, 예를 들면, 이상과 같은 변조기(245a)를, FPGA(245)의 팜웨어에 의해, 현행의 GPS 신호와 컴패터블한 신호(L1 C/A 코드와 컴패터블한 신호 : L1 C/A 호환 신호)를 출력하는 회로 구성으로 한 경우에는, 변조기(245a)는, 송신기의 「위도·경도·높이」의 정보를 메시지로서 변조함으로써, BPSK 변조된 신호를 생성한다. 여기서, 「컴패터블한 신호」란, 공통의 신호 포맷을 갖기 때문에 수신기로서는 프런트 엔드부를 공통으로 하여 수신 가능한 신호를 의미한다. 또한, 「높이의 정보」란, 옥내 송신기(200)가 설치되는 장소의 높이의 정보이고, 예를 들면, 표고에 관한 데이터이라도 좋고, 또는, 건물의 층수나, 지하의 층수를 나타내는 데이터라도 좋다. 또는, 「높이의 정보」란, 건물의 층수를 식별하기 위한 데이터(Floor-ID)라도 좋다.

(옥내 송신기(200-1)로부터 송신된 신호의 데이터 구조)

이하에서는, 예로서, 메시지 데이터 생성 장치(245b)에서 생성되는 메시지를 실은 L1대의 C/A 코드에 컴패터블한 신호의 구조에 관해 설명한다.

(L1 C/A 호환 신호)

도 7을 참조하면, 송신기로부터 송신되는 측위 신호에 관해 설명한다. 도 7은, GPS 위성에 탑재되는 송신기에 의해 발신되는 신호(500)의 구성을 도시하는 도면이다. 신호(500)는, 300비트의 5개의 서브프레임, 즉, 서브프레임(510 내지 550)으로 구성된다. 서브프레임(510 내지 550)은, 당해 송신기에 의해, 반복 송신된다. 서브프레임(510 내지 550)은, 예를 들면, 각각 300비트이고, 50bps(bit per second)의 비트 비율로 송신된다. 따라서 이 경우, 각 서브프레임은, 6초에 송신된다.

제1번째의 서브프레임(510)은, 30비트의 트랜스포트 오버헤드(511)와, 30비트의 시각 정보(512)와, 240비트의 메시지 데이터(513)를 포함한다. 시각 정보(512)는, 상세하게는, 서브프레임(510)이 생성될 때에 취득된 시각 정보와, 서브프레임 ID를 포함한다. 여기서, 서브프레임 ID란, 다른 서브프레임으로부터 제1번째의 서브프레임(510)을 구별하기 위한 식별 번호이다. 메시지 데이터(513)는, GPS 주번호(週番號), 클록 정보, 당해 GPS 위성의 헬스 정보, 궤도 정밀도 정보 등을 포함한다.

제2번째의 서브프레임(520)은, 30비트의 트랜스포트 오버헤드(521)와, 30비트의 시각 정보(522)와, 240비트의 메시지 데이터(523)를 포함한다. 시각 정보(522)는, 제1번째의 서브프레임(510)에서의 시각 정보(512)와 같은 구성을 갖는다. 메시지 데이터(523)는, 이페메리스를 포함한다. 여기서, 이페메리스(ephemeris, 방송력(放送曆))는, 측위 신호를 발신하는 위성의 궤도 정보를 말한다. 이페메리스는, 당해 위성의 항해를 관리한 관제국에 의해 순서대로 갱신되는, 고정밀한 정보이다.

제3번째의 서브프레임(530)은, 제2번째의 서브프레임(520)과 같은 구성을 갖는다. 즉, 제3번째의 서브프레임(530)은, 30비트의 트랜스포트 오버헤드(531)와, 30비트의 시각 정보(532)와, 240비트의 메시지 데이터(533)를 포함한다. 시각 정보(532)는, 제1번째의 서브프레임(510)에서의 시각 정보(512)와 같은 구성을 갖는다. 메시지 데이터(533)는, 이페메리스를 포함한다.

제4번째의 서브프레임(540)은, 30비트의 트랜스포트 오버헤드(541)와, 30비트의 시각 정보(542)와, 240비트의 메시지 데이터(543)를 포함한다. 메시지 데이터(543)는, 다른 메시지 데이터(513, 523, 533)와 달리, 얼머낵 정보, 위성 헬스 정보의 서머리, 전리층 지연 정보, UTC(Coordinated Universal Time) 파라미터 등을 포함한다.

제5번째의 서브프레임(550)은, 30비트의 트랜스포트 오버헤드(551)와, 30비트의 시각 정보(552)와, 240비트의 메시지 데이터(553)를 포함한다. 메시지 데이터(553)는, 얼머낵 정보와, 위성 헬스 정보의 서머리를 포함한다. 메시지 데이터(543, 553)는, 각각 25페이지로 구성되어 있고, 페이지마다, 상기한 다른 정보가 정의되어 있다. 여기서, 얼머낵 정보란, 위성의 개략 궤도를 나타내는 정보이고, 당해 위성뿐만 아니라, 모든 GPS 위성에 관한 정보를 포함한다. 서브프레임(510 내지 550)의 송신이 25회 반복되면, 1페이지째로 죄돌아와, 같은 정보가 발신된다.

서브프레임(510 내지 550)은, 송신기(120, 121, 122)로부터 각각 송신된다. 서브프레임(510 내지 550)이 위치 정보 제공 장치(100)에 의해 수신되면, 위치 정보 제공 장치(100)의 위치는, 트랜스포트 오버헤드( 511 내지 551)에 포함되는 각 보수·관리 정보와, 시각 정보(512) 내지 552와, 메시지 데이터(513 내지 553)에 의거하여, 계산된다.

신호(560)는, 서브프레임(510 내지 550)에 포함되는 각 메시지 데이터(513 내지 553)와 같은 데이터 길이를 갖는다. 신호(560)는, 이페메리스(메시지 데이터(523, 533))로서 표현된 궤도 정보에 대신하여, 신호(560)의 발신원의 위치를 나타내는 데이터를 갖는 점에서, 서브프레임(510 내지 550)과 다르다.

즉, 신호(560)는, 6비트의 PRN-ID(561)와, 15비트의 송신기 ID(562)와, X좌표치(563)와, Y좌표치(564)와, Z좌표치(565)와, 고도 보정 계수(Zhf)(566)와, 어드레스(567)와, 리저브 영역(568)을 포함한다. 신호(560)는, 서브프레임(510 내지 550)에 포함되는 메시지 데이터(513 내지 553)에 대신하여, 옥내 송신기(200-1, 200-2, 200-3)로부터 송신된다.

PRN-ID(561)는, 신호(560)의 발신원인 송신기(예를 들면, 옥내 송신기(200-1, 200-2, 200-3))에 대해 미리 할당된 1군(群)의 의사잡음부호의 부호 패턴의 식별 번호이다. PRN-ID(561)는, 각 GPS 위성에 탑재되는 각각의 송신기에 대해 할당된 1군의 의사잡음부호의 부호 패턴의 식별 번호와는 다르지만, 동일한 계열의 부호열로부터 생성되는 부호 패턴에 대해 할당된 번호이다. 위치 정보 제공 장치가, 수신하는 신호(560)로부터, 옥내 송신기용으로 할당된 의사잡음부호의 부호 패턴의 어느 한쪽을 취득함으로써, 그 신호가, 위성으로부터 송신된 서브프레임(510 내지 550)인지, 또는, 옥내 송신기로부터 송신된 신호(560)인지가 특정된다.

X좌표치(563), Y좌표치(564) 및 Z좌표치(565)는, 옥내 송신기(200-1)가 부착되어 있는 위치를 나타내는 데이터이다. X좌표치(563), Y좌표치(564) 및 Z좌표치(565)는, 예를 들면 위도, 경도, 높이로서 표현된다. 고도 보정 계수(566)는, Z좌표치(565)에 의해 특정된 고도를 보정하기 위해 이용된다. 또한, 고도 보정 계수(566)은, 필수의 데이터항목은 아니다. 따라서 Z좌표치(565)에 의해 특정되는 높이 이상의 정밀도가 요구되지 않는 경우에는, 그 계수는 이용되지 않아도 좋다. 이 경우, 고도 보정 계수(566)을 위해 할당되는 영역에는, 예를 들면 「NULL」을 나타내는 데이터가 격납된다.

리저브 영역(568)에는, 예를 들면, 「주소, 건물의 명칭」 「선전 광고용의 데이터」 「교통 정보」 「기상 정보」 「재해 정보」가 할당되지만, 그 밖의 데이터가 할당되어도 좋다.

또한, 상술한 바와 같이, 옥내 송신기(200)로부터 송신된 신호는, 새로운 측위 위성으로부터의 측위 신호에 대응한 「L1C 호환 신호」로 하는 것도 가능하다.

[위치 정보 제공 장치(100-1)(수신기)의 구성]

도 8을 참조하여, 위치 정보 제공 장치(100)에 관해 설명한다. 도 8은, 위치 정보 제공 장치(100)의 하드웨어 구성을 도시하는 블록도이다.

위치 정보 제공 장치(100)는, 안테나(402)와, 안테나(402)에 전기적으로 접속되어 있는 RF(Radio Frequency) 프런트 회로(404)와, RF 프런트 회로(404)에 전기적으로 접속되어 있는 다운 컨버터(406)와, 다운 컨버터(406)에 전기적으로 접속되어 있는 A/D(Analog to Digital) 컨버터(408)와, A/D 컨버터(408)로부터의 신호를 받아서, 상관 처리를 행하는 베이스밴드 프로세서(412)와, 베이스밴드 프로세서(412)에 전기적으로 접속되어 있는 메모리(420)와, 베이스밴드 프로세서(412)에 전기적으로 접속되어 있는 내비게이션 프로세서(430)와, 내비게이션 프로세서(430)에 전기적으로 접속되어 있는 디스플레이(440)를 구비한다.

베이스밴드 프로세서(412)는, A/D 컨버터(408)에 전기적으로 접속되어 있는 코릴레이터(410.1 내지 410.n)와, 코릴레이터(410.1 내지 410.n)의 상관 처리의 타이밍의 기준이 되는 클록을 각각 공급하기 위한 수치 제어 발신기(NCO : Numerically Controlled Oscillators)(411.1 내지 411.n)와, 코릴레이터(410.1 내지 410.n)로부터의 신호를 각각 받아서, 소정 기간에 관해 적산 처리를 행하는 적산기(412.1 내지 412.n)를 포함한다.

베이스밴드 프로세서(412)는, 또한, 메모리(420)에 격납된 소프트웨어에 의거하여, 적산기(412.1 내지 412.n)로부터의 신호를 디코드함과 함께, 코릴레이터(410.1 내지 410.n), NCO(411.1 내지 411.n) 및 적산기(412.1 내지 412.n)의 동작을 제어하는 제어부(414)를 포함한다.

여기서, 일반적으로는, 베이스밴드 프로세서(412)는, 수신 신호의 도플러 효과의 영향을 고려하여 상관 처리를 행하고, PRN 코드 및 그 지연 성분에 관한 서치뿐만 아니라, 제어부(414)의 제어에 따라, NCO(411.1 내지 411.n)의 주파수를 제어하여, 주파수에 관한 서치도 행한다.

또한, 도 8에 도시한 예에서는, 코릴레이터(410.1 내지 410.n)와, 적산기(412.1 내지 412.n)는, 베이스밴드 프로세서(412)와는 독립한 하드웨어로 하는 구성으로 하여도 좋다. 또는, 코릴레이터(410.1 내지 410.n)와, 적산기(412.1 내지 412.n)의 기능은, 소프트웨어로서 실현하는 것도 가능하다.

메모리(420)는, 측위 신호의 각 발신원을 식별하기 위한 데이터이다, PRN 코드의 부호 패턴을 격납하는 복수의 영역을 포함한다. 한 예로서, 있는 국면에서, 48개의 부호 패턴이 사용되는 경우에는, 메모리(420)는, 도 8에 도시되는 바와 같이, 영역(421-1 내지 421-48)을 포함한다. 또한, 다른 국국면에서, 그 이상의 부호 패턴이 사용되는 경우에는, 더욱 많은 영역이 메모리(420)에 확보된다. 역으로, 메모리(420)에 확보된 영역의 수보다도 적은 부호 패턴이 사용되는 경우도 있을 수 있다.

한 예로서 48개의 부호 패턴이 사용되는 경우에 있어서, 예를 들면, 24개의 위성이 위성 측위 시스템에 이용되는 경우, 각 위성을 식별한 24개의 식별 데이터와, 12개의 예비의 데이터가, 영역(421-1 내지 421-36)에 격납된다. 이 때, 예를 들면, 영역(421-1)에는, 제1의 위성에 관한 의사잡음부호의 부호 패턴이 격납되어 있다. 여기서부터, 부호 패턴을 판독하여, 수신 신호와의 상호 상관 처리를 행함에 의해, 신호의 추적이나, 신호에 포함되는 항법 메시지의 해독을 행할 수 있다. 또한, 여기서는, 부호 패턴을 격납하여 판독하는 방법을 예시적으로 나타냈지만, 부호 패턴 생성기에 의해 부호 패턴을 생성한 방법도 가능하다. 부호 패턴 생성기는, 예를 들면, 2개의 피드백 시프트 레지스터를 조합시킴에 의해 실현된다. 또한, 부호 패턴 생성기의 구성 및 동작은, 당업자에 있어서 용이하게 이해할 수 있는 것이다. 따라서 그들의 상세한 설명은, 반복하지 않는다.

마찬가지로, 측위 신호를 발신하는 옥내 송신기에 할당된 의사잡음부호의 부호 패턴은, 영역(421-37 내지 421-48)에 격납된다. 예를 들면, 제1의 옥내 송신기에 관해 할당된 의사잡음부호의 부호 패턴은, 영역(421-37) 및 영역(421-38)에 격납되어 있다. 또한, 메모리(420)중에는, 하나의 옥내 송신기에 관해, 어느 확산 코드(PRN 코드)가 조(組)가 되어 할당되는지가, 미리 기억되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 할당이 미리 기억되어 있는 경우는, 2개의 채널에 관한 동기 포착이, 보다 단축되게 된다.

이 경우, 본 실시의 형태에서는, 12개의 부호 패턴을 갖는 옥내 송신기가 사용 가능해유지만, 동일한 위치 정보 제공 장치가 수신 가능한 범위에 동일한 부호 패턴을 사용하는 옥내 송신기가 없도록, 각 옥내 송신기를 각각 배치하여도 좋다. 이와 같이 함에 의해, 6대 이상의 옥내 송신기를, 예를 들면 빌딩(130)의 동일한 플로어에 설치하는 것도 가능해진다.

내비게이션 프로세서(430)는, 제어부(414)로부터 출력되는 데이터에 의거하여 측위 신호의 발신원을 판단함과 함께, 수신된 측위 신호가 다이버서티 송신된 것인지를 판단하여 제어부(414)의 동작을 제어하는 판단부(416)와, 메모리(420)에 격납된 소프트웨어에 의거하여, 판단부(416)로부터 출력되는 신호에 의거하여 옥외에서의 위치 정보 제공 장치(100)의 위치를 측정하기 위한 옥외 측위부(432)와, 판단부(416)로부터 출력되는 데이터에 의거하여 옥내에서의 위치 정보 제공 장치(100)의 위치를 나타내는 정보를 도출하기 위한 옥내 측위부(434)를 포함한다.

안테나(402)는, GPS 위성(110, 111, 112)으로부터 각각 발신된 측위 신호 및 옥내 송신기(200-1)로부터 발신된 측위 신호를 각각 수신할 수 있다. 또한, 위치 정보 제공 장치(100)가 휴대 전화로서 실현되는 경우에는, 안테나(402)는, 전술한 신호에 더하여, 무선 전화를 위한 신호 또는 데이터 통신을 위한 신호를 송수신할 수도 있다.

RF 프런트 회로(404)의 필터 및 LNA(Low Noise Amplifier) 회로는, 안테나(402)에 의해 수신된 신호를 받아서, 노이즈의 제거 또는 미리 규정된 대역폭의 신호만을 출력하는 필터 처리 등을 행한다. RF 프런트 회로(404)로부터 출력되는 신호는, 다운 컨버터(406)에 입력된다.

다운 컨버터(406)는, RF 프런트 회로(404)로부터 출력되는 신호를 증폭하고, 중간 주파수로서 출력한다. 이 신호는, A/D 컨버터(408)에 입력된다. A/D 컨버터(408)는, 입력된 중간 주파수 신호를 디지털 변환 처리하여, 디지털 데이터로 변환한다. 디지털 데이터는, 코릴레이터(410.1 내지 410.n)에 입력된다.

코릴레이터(410.1 내지 410.n)는, 제어부(414)가 메모리(420)로부터 판독 부호 패턴과, 수신 신호와의 상관 처리를 행한다.

코릴레이터(410.1 내지 410.n)의 각 코릴레이터는, 제어부(414)로부터 출력되는 제어 신호에 의거하여, 수신된 측위 신호와 측위 신호를 복조하기 위해 생성된 코드 패턴과의 매칭을 동시에 실행한다.

구체적으로는, 제어부(414)는, 각 코릴레이터(410.1 내지 410.n)의 각각에 대해, 의사잡음부호에서 생길 수 있는 지연을 반영시킨(부호 위상을 어긋낸) 부호 패턴(레플리커 패턴)을 생성하는 지령을 준다. 이 지령은, 예를 들면, 현행 GPS에서는, 위성의 수×2×1023(이용된 의사잡음부호의 부호 패턴의 길이)이 된다. 각 코릴레이터(410.1 내지 410.n)는, 각각에 주어진 지령에 의거하여, 각 위성에 관해 규정된 의사잡음부호의 부호 패턴을 사용하여 부호 위상이 다른 부호 패턴을 생성한다. 그러면, 생성된 모든 부호 패턴중에는, 수신된 측위 신호의 변조에 사용된 의사잡음부호의 부호 패턴에 일치하는 것이 하나 존재한다. 그래서, 각 부호 패턴을 사용한 매칭 처리를 행하기 위해 필요한 수의 코릴레이터를 병렬의 코릴레이터(410.1 내지 410.n)로서 미리 구성함에 의해, 극히 단시간에, 의사잡음부호의 부호 패턴을 특정할 수 있다. 이 처리는, 위치 정보 제공 장치(100)가 옥내 송신기로부터의 신호를 수신하는 경우에도 마찬가지로 적용할 수 있다. 따라서 위치 정보 제공 장치(100)의 이용자가 옥내에 있는 경우에도, 그 위치 정보를, 극히 단시간에 취득할 수 있다.

즉, 병렬의 코릴레이터(410.1 내지 410.n)는, 최대로, 각 위성에 관해 규정된 의사잡음부호의 부호 패턴과 각 옥내 송신기에 관해 규정된 의사잡음부호의 부호 패턴과 전부에 관해, 병렬하여, 매칭을 취하는 것이 가능하다. 또한, 코릴레이터의 개수와, 위성 및 옥내 송신기에 할당되는 의사잡음부호의 부호 패턴의 개수와의 관계에 의해, 각 위성과 각 옥내 송신기에 대해 규정된 의사잡음부호의 부호 패턴의 전부에 관해, 일괄하여, 매칭을 취하지 않는 경우에도, 복수의 코릴레이터에 의한 병렬 처리에 의해, 대폭적으로, 위치 정보의 취득에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.

여기서, 위성 및 옥내 송신기는, 동일한 통신 방식인 스펙트럼 확산 방식으로 신호를 송신하고 있고, 위성 및 옥내 송신기에 할당되는 의사잡음부호의 부호 패턴이 동일 계열의 것을 사용할 수 있기 때문에, 병렬의 코릴레이터에 관해서는, 위성으로부터의 신호 및 옥내 송신기로부터의 송신의 쌍방에 관해 공용할 수 있고, 수신 처리는, 양자에 관해 특단으로 구별하는 일 없이, 병행하여 행할 수 있다.

병렬의 코릴레이터(410.1 내지 410.n)는, 각 코드 패턴을 사용하여, 위치 정보 제공 장치(100)가 수신한 측위 신호를 추적하고, 당해 측위 신호의 비트 배열에 일치하는 배열을 갖는 코드 패턴을 특정하기 위한 처리를 행한다. 이에 의해, 판단부(416)는, 의사잡음부호의 부호 패턴이 특정되기 때문에, 위치 정보 제공 장치(100)는, 수신된 측위 신호가 어느 위성으로부터 송신된 것인지, 또는, 옥내 송신기로부터 송신되었는지를 판별할 수 있다. 또한, 판단부(416)는, 수신된 측위 신호가 옥내 송신기로부터 송신된 것인 경우, 그 측위 신호가 다이버서티 송신된 것인지의 여부에 관해서도 판단한다. 또한, 위치 정보 제공 장치(100)는, 특정된 부호 패턴을 사용하여, 복조과 메시지의 해독을 할 수 있다.

구체적으로는, 판단부(416)는, 상술한 바와 같은 판단을 행하고, 그 판단의 결과에 응한 데이터를 내비게이션 프로세서(430)에 송출한다. 판단부(416)는, 수신된 측위 신호에 포함되는 PRN-ID가 GPS 위성에 탑재되는 송신기 이외의 옥내 송신기(200-1) 등에 할당된 PRN-ID인지의 여부를 판단한다.

여기서, 한 예로서, 24개의 GPS 위성이 측위 시스템에 사용되는 경우에 관해 설명한다. 이 경우, 예비의 코드를 포함하면, 예를 들면, 36개의 의사잡음부호가 사용된다. 이 때, PRN-01 내지 PRN-24가, 각 GPS 위성을 식별하는 번호(PRN-ID)로서 사용되고, PRN-25 내지 PRN-36이, 예비의 위성을 식별하는 번호로서 사용된다. 예비의 위성이란, 당초 쏴 올려진 위성 이외에 다시 쏴 올려지는 위성이다. 즉, 이와 같은 위성은, GPS 위성 또는 GPS 위성에 탑재되는 송신기 등의 고장에 대비하여 쏴 올려진다.

또한, 가령, 12개의 의사잡음부호의 부호 패턴이, GPS 위성에 탑재되는 송신기 이외의 옥내 송신기(200-1) 등에 할당된다. 이 때, 위성에 할당된 PRN-ID와는 다른 번호, 예를 들면 PRN-37부터 PRN-48이, 각 송신기마다 할당된다. 따라서 이 예에서는, 48개의 PRN-ID가 존재하는 것이 된다. 여기서, PRN-ID 내지 PRN-48은, 예를 들면 각 옥내 송신기의 배치에 응하여 당해 옥내 송신기에 할당된다. 따라서 가령, 각 옥내 송신기로부터 발신되는 신호가 간섭하지 않는 정도의 송신 출력이 사용되는 경우에는, 동일한 PRN-ID가 다른 옥내 송신기에 사용되어도 좋다. 이와 같은 배치에 의해, 지상용의 송신기를 위해 할당된 PRN-ID의 수보다도 많은 수의 송신기가, 사용 가능해진다.

그래서, 판단부(416)는, 메모리(420)에 격납되어 있는 의사잡음부호의 부호 패턴(422)을 참조하여, 수신된 측위 신호로부터 취득된 부호 패턴이, 옥내 송신기에 할당되어 있는 부호 패턴에 일치하는지의 여부를 판단한다. 이들의 부호 패턴이 일치하는 경우에는, 판단부(416)는, 그 측위 신호가 옥내 송신기로부터 발신된 것이라고 판단한다. 그렇지 않은 경우에는, 판단부(416)는, 그 신호가 GPS 위성으로부터 발신된 것이라고 판단하고, 그 취득된 부호 패턴이, 어느 위성에 할당된 부호 패턴인지를, 메모리(420)에 격납되어 있는 부호 패턴을 참조하여 결정한다. 또한, 판단의 양태로서, 부호 패턴이 사용되는 예가 나타나 있지만, 그 밖의 데이터의 비교에 의해, 상기한 판단이 행하여져도 좋다. 예를 들면, PRN-ID를 사용한 비교가, 그 판단에 사용되어도 좋다.

그리고, 수신된 신호가 각 GPS 위성으로부터 발신된 것인 경우에는, 판단부(416)는, 특정된 신호로부터 취득되는 데이터를 옥외 측위부(432)에 송출한다. 신호로부터 취득되는 데이터에는, 항법 메시지가 포함된다. 한편, 수신된 신호가 옥내 송신기(200-1) 등으로부터 발신된 것인 경우에는, 판단부(416)는, 그 신호로부터 취득된 데이터를 옥내 측위부(434)에 송출한다. 이 데이터는, 즉 옥내 송신기(200-1)의 위치를 특정하기 위한 데이터로서 미리 설정된 좌표치이다. 또는, 다른 국국면에서, 당해 송신기를 식별하는 번호가 사용되어도 좋다.

내비게이션 프로세서(430)에서, 옥외 측위부(432)는, 판단부(416)로부터 송출된 데이터에 의거하여 위치 정보 제공 장치(100)의 위치를 산출하기 위한 처리를 실행한다. 구체적으로는, 옥외 측위부(432)는, 3개 이상의 GPS 위성(바람직하게는, 4개 이상)으로부터 발신된 신호에 포함되는 데이터를 이용하여, 각 신호의 전파(傳播) 시간을 계산하고, 그 계산 결과에 의거하여 위치 정보 제공 장치(100)의 위치를 산출한다. 이 처리는, 공지의 위성 측위의 수법을 이용하여 실행된다. 이 처리는, 당업자에서는 용이하게 이해할 수 있는 것이다. 따라서 그 설명의 상세는 반복하지 않는다.

한편, 내비게이션 프로세서(430)에서, 옥내 측위부(434)는, 판단부(416)로부터 출력된 데이터에 의거하여 위치 정보 제공 장치(100)가 옥내에 존재하는 경우에 있어서의 측위 처리를 실행한다. 후술하는 바와 같이, 옥내 송신기(200-1)는, 장소를 특정하기 위한 데이터(위치 특정 데이터)가 포함되는 측위 신호를 발신한다. 그래서, 위치 정보 제공 장치(100)가 그와 같은 신호를 수신한 경우에는, 그 신호에 포함되는 데이터를 취출하고, 그 데이터를 이용하여 위치 정보 제공 장치(100)의 위치로 할 수 있다. 옥내 측위부(434)는, 이 처리를 행한다. 옥외 측위부(432) 또는 옥내 측위부(434)에 의해 산출된 데이터는, 디스플레이(440)에서의 표시를 위해 이용된다. 구체적으로는, 이들의 데이터는, 화면을 표시하기 위한 데이터에 편입되고, 계측된 위치를 나타내는 화상 또는 옥내 송신기(200-1)가 설치되어 있는 장소를 표시하기 위한 화상이 생성되고, 디스플레이(440)에 의해 표시된다.

또한, 위치 정보 제공 장치(100)는, 제어부(414)의 제어하에, 외부와의 사이, 예를 들면, 위치 정보 제공 서버와의 사이(도시 생략)에서, 데이터를 수수(授受)하기 위한 통신부(450)을 구비한다.

도 8에 도시한 구성에 있어서, 특히 한정되지 않지만, 측위 신호 수신부터 디스플레이에 표시되는 정보의 생성까지의 신호 처리에 있어서, 안테나(402), RF 프런트 회로(404), 다운 컨버터(406), A/D 컨버터(408)는, 하드웨어에 의해 구성되고, 베이스밴드 프로세서(412) 및 내비게이션 프로세서(430)의 처리는, 메모리(420)에 격납된 프로그램에 의해 실행할 수 있다. 또한, 코릴레이터(410.1 내지 410.n)와 적산기(412.1 내지 412.n)의 처리에 관해서는, 하드웨어 대신에 소프트웨어에 의해 실현되는 구성으로 할 수도 있다.

(옥내 측위의 처리 플로)

도 9는, 제어부(414), 판단부(416) 및 옥내 측위부(434)가 실행하는 처리를 설명하기 위한 도면이다.

판단부(416)가, 동기 포착된 측위 신호의 확산 코드가 미리 옥내 송신기(200)에 할당될 수 있는 코드 중의 어느 하나라고 판단한 경우는, 옥내 측위부(434)가, 도 9에 도시한 처리중 측위 연산의 처리를 행한다.

또한, 판단부(416)가, 동기 포착된 측위 신호의 확산 코드가 미리 GPS 위성에 할당될 수 있는 코드 중의 어느 하나라고 판단한 경우는, 옥외 측위부(432)가, 통상의 GPS 측위와 같은 처리에 의해, 위치 정보 제공 장치(100)의 현재 위치의 측위를 행한다. 이 통상의 GPS 신호의 처리를 행하는 분기에 관해서는, 도 9에는 도시하고 있지 않다.

도 9를 참조하면, 수신 처리가 시작되면(스텝 S100), 제어부(414)의 제어에 따라, 코릴레이터(410.1 내지 410.n)가, 가능한 확산 코드(PRN 코드)에 관해 상관 처리를 행함으로써, 제어부(414)는, 병렬적으로 포착 및 동기 처리를 행한다. 예를 들면, 본 실시의 형태에서는, 옥내 송신기(200)가, 송신 안테나(TX-ANT1 및 TX-ANT2)로부터 송신하는 신호에 대응하는, 2개의 채널(CH1 및 CH2)에 관해, 병행적으로, 또한 비동기로, 서치 및 포착 처리가 행하여진다(스텝 S102, S104). 여기서, 「채널」이란, 하나의 송신 안테나와 위치 정보 제공 장치(100)와의 사이에서의 통신로인 것을 가리키고, 이것에 코릴레이터가 대응하는 것으로 한다. 또한, 「비동기」란, 하나의 확산 코드에 관한 추적 포착 처리에서의 수신 타이밍에 관한 정보와 다른 확산 코드에 관한 추적 포착 처리에서의 수신 타이밍에 관한 정보를 특히 연동시키는 일 없이, 수신 처리를 행하는 것을 말한다.

이와 같은 서치 및 포착 처리는, 제어부(414)의 제어에 의해, 각 채널중, 어느 하나에 관해 포착이 완료되어 동기 루프가 확립될 때까지 속행된다(스텝 S106, S108).

채널(CH1 또는 CH2)중, 어느 한쪽에 관해, 빨리 동기 루프가 확립하여 있고, 또한, 판단부(416)가, 이 한쪽의 채널이 옥내 송신기(200)로부터의 측위 신호라고 판단하고 있는 경우에는, 제어부(414)는, 다른쪽의 채널(CH2)에 관해서는, 이 동기 타이밍에 맞추어서, 서치와 포착 처리를 행한다(스텝 S110). 즉, 한쪽의 채널로 동기 루프를 확립하는데도 사용되어 있는 확산 코드의 수신 타이밍의 정보를 사용하여, 다른쪽의 채널의 확산 코드도 이것에 상당하는 수신 타이밍만큼 시간 지연이 생기고 있는 것으로 하여 추적·포착 처리를 행한다.

또한, 위치 정보 제공 장치(100)에서, 어느 확산 코드가 하나의 옥내 송신기에 관해 조(組)로 되어 있는지를 미리 기억하고 있는 경우는, 한쪽의 채널에 관해 동기 포착할 수 있다면, 다른쪽의 채널에 관해서는, 어느 PRN 코드가 대응하고 있는지를 알게 된다. 이에 의해, 다른쪽의 채널에 대해서도, 한층, 조기에 동기 포착이 가능해진다.

계속해서, 판단부(416)는, 동기가 확립한 채널이 옥내 송신기(200)로부터의 측위 신호라고 판단하고 있는 경우에는, 2개의 채널에 관해 동기가, 예를 들면, 소정 시간 이내에 확립하여 있는지의 여부를 판단한다(스텝 S112).

판단부(416)가, 2개의 채널에 관해 동기가 확립하여 있다고 판단한 경우는, 처리는 다음 스텝 SS114 및 S116으로 이행한다.

판단부(416)가, 2개의 채널에 관해 동기가 확립하여 있지 않다고 판단한 경우는, 제어부(414)는, 또한, 다른 채널에 관해서는, 이미 동기가 확립한 채널과는 독립적으로, 즉, 동기가 확립하여 있는 채널의 수신 타이밍의 정보에 의존하는 일 없이, 다른 확산 코드에 관한 추적과 포착을 위한 처리를 행한다(스텝 S118). 이와 같이 하여 다른쪽의 채널에 관해 동기가 확립한 경우, 또는, 소정 시간 내에 다른쪽의 채널에 관해 동기가 확립하지 않은 경우는, 처리는 다음 스텝 SS114 및 S116으로 이행한다.

다음에, 제어부(414)는, 동기 포착된 채널에 관해, 1패킷분의 신호를 각각의 채널에 관해 독립적으로 디코드한다(스텝 S114, S116). 제어부(414)는, 디코드된 신호에 관해 패리티 체크를 행하고(스텝 S122, S124), 2개의 채널에 관해 동기 루프가 확립하여 있는 경우는, 쌍방의 채널에 관해 패리티 체크가 O.K.가 될 때까지, 1패킷분의 신호의 수신과 디코드 처리를 계속한다.

2개의 채널에 관해 동기 루프가 확립하여 있는 경우에, 쌍방의 채널에 관해 패리티 체크가 O.K.가 되면, 판단부(416)는, 2개의 채널로 수신된 패킷 내의 데이터의 내용을 비교한다(스텝 S126).

쌍방의 채널에 관해 패킷 내의 데이터의 내용이 동일하면, 판단부(416)는, 이것이 옥내 송신기(200)로부터 다이버서티 송신된 것을 다른 채널로 수신한 것이라고 판단하고, 옥내 측위부(434)에 통지한다. 한편, 패킷 내의 데이터의 내용이 일치하지 않는 때는, 2개의 다른 옥내 송신기로부터의 측위 신호를 수신한 것으로 하고, 옥내 측위부(434)에 통지한다.

옥내 측위부(434)는, 다이버서티 송신된 신호를 수신한 때에는, 2개의 채널중의 어느 하나를 선택하여, 선택한 채널로 수신한 측위 신호에 의거하여, 그 메시지 내의 위치 특정 데이터에 의해 위치 정보를 취득하여(스텝 S128), 측위 결과를 출력한다(스텝 S132). 이 때, 「채널의 선택」에서는, 예를 들면, 2개의 채널중, 강도가 강한 쪽의 채널을 선택한다. 또한, 특히, 한정되지 않지만, 예를 들면, 옥내 송신기(200)로부터의 측위 신호의 강도를 송신기에 응하여 다른 레벨로 설정한 경우는, 옥내 송신기(200)로부터 송신되는 신호에는, 송신기측으로 설정한 전파 강도의 랭크(예를 들면, 4단계의 어느 하나의 랭크)를 나타내는 정보(강도 정보)를 포함시키는 구성으로 할 수도 있다. 이 때는, 수신하는 전파 강도를 이 강도 정보에 의거하여 정규화하고, 정규화된 신호에 관해, 보다 강하다고 판단된 채널의 쪽의 신호를 선택하는 구성으로 할 수도 있다.

또는, 「채널의 선택」은, 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 수신한 신호의 오류율이 낮은 쪽의 채널을 선택함에 의해 행하여지는 것으로 하여도 좋다.

한편, 옥내 측위부(434)는, 독립한 각각의 옥내 송신기로부터 송신된 신호를 수신한 때에는, 2개의 채널의 위치 특정 데이터를 통합하여(스텝 S130), 측위 결과를 출력한다(스텝 S132).

여기서, 위치 특정 데이터의 통합은, 특히 한정되지 않지만, 2개의 옥내 송신기의 위치 데이터에 관해, 그 중간 지점의 위치를 산출함에 의해 행하여도 좋다.

또한, 데이터의 비교는, 반드시 1패킷분이 디코드된 신호에 의거할 필요는 없고, 보다 작은 데이터의 단위로 비교를 행하여도 좋다. 예를 들면, 패킷 선두로부터 특정한 비트수 이후의 특정 범위의 비트에 관해 비교를 행하여도 좋다.

도 10A 및 도 10B는, 도 9에서 설명한 「위치 특정 데이터의 통합」의 처리를 설명하기 위한 개념도이다.

우선, 도 10A에 도시하는 바와 같이, 위치 정보 제공 장치(수신기)(100)가 2개의 옥내 송신기(200.1, 200.2)로부터, 쌍방 함께 소정의 레벨 이상의 강도로 측위 신호를 수신하는 상태인 것으로 한다.

이 때, 도 10B는, 도 8에 도시한 구성에서, 코릴레이터(410.1 내지 410.n)와, 판단부(416) 및 옥내 측위부(434)의 행하는 처리를 도시한다.

우선, 병렬로 동작하는 코릴레이터(410.1 내지 410.n)에서, 2개의 옥내 송신기(200.1과 200.2)로부터의 다이버서티 신호를 수신하고 있다고 판단하면, 스텝 S128에서의 처리라고 마찬가지로 하여, 각각의 옥내 송신기로부터의 측위 신호에 관해, 강도가 강한 쪽의 신호를 선택한다. 이 때에도, 신호 강도는 정규화한 다음에 선택하여도 좋다.

다음에, 옥내 측위부(434)는, 2개의 옥내 송신기(200.1과 200.2)로부터의 측위 신호에 의해, 각각 위치를 특정한다. 그리고 나서, 2개의 옥내 송신기(200.1과 200.2)의 위치를, 강도비로 안분한 위치에, 위치 정보 제공 장치(100)가 존재하는 것이라고 판단한다. 즉, 2개의 위치에 관해, 신호 강도가 보다 강한 측의 위치에, 이 안분점이 보다 가까이 존재하는 것이 되도록, 예를 들면, 역비례에 의해 안분한 위치에 위치 정보 제공 장치(100)가 존재하는 것이라고 판단한다. 이 때에도, 신호 강도는, 정규화한 것을 사용하여도 좋다.

이상과 같은 처리에 의해, 옥내에서의 신호의 안정한 수신이 확보된다. 또한, 옥내에서도, 수m 정도의 안정된 정밀도에 의해 위치 정보의 제공이 가능해진다.

또한, 지상 시각(옥내 송신기(200-1) 등의 송신기의 시각)과 위성 시각은, 서로 독립하여도 좋고, 동기하고 있을 필요는 없다. 따라서 옥내 송신기를 제조하기 위한 비용의 증가를 억제할 수 있다. 또한, 위치 정보 제공 시스템이 운용된 후에도, 옥내 송신기의 시각을 동기시킬 필요가 없기 때문에, 그 운용도 용이해진다.

각 옥내 송신기로부터 발신되는 각각의 신호에는, 당해 송신기가 설치되어 있는 장소를 특정하기 위한 정보 그 자체가 포함되어 있기 때문에, 복수의 위성으로부터 발신된 각 신호에 의거하여 위치 정보를 산출할 필요가 없고, 따라서 단일한 송신기로부터 발신된 신호에 의거하여 위치 정보를 단시간에 도출할 수 있다.

또한, 단일한 옥내 송신기로부터 발신된 신호를 수신함에 의해, 그 신호의 수신 장소의 위치가 특정될 수 있기 때문에, GPS 그 밖의 종래의 측위 시스템보다도, 위치를 제공하기 위한 시스템을 용이하게 실현할 수 있다.

이 경우, 위치 정보 제공 장치(100)는, 옥내 송신기(200)에 의해 발신된 신호를 수신하기 위한 전용의 하드웨어를 필요로 하지 않고, 종래의 측위 시스템을 실현하는 하드웨어를 이용하여, 신호 처리에 관해서는 소프트웨어를 변경함으로써 실현 가능하다. 따라서 본 실시의 형태에 관한 기술을 적용하기 위한 하드웨어를 제로로부터 설계할 필요가 없기 때문에, 위치 정보 제공 장치(100)의 비용의 증가가 억제되고, 보급되기 쉽게 된다. 또한, 예를 들면 회로 규모의 증대화 또는 복잡화가 방지된 위치 정보 제공 장치가 제공된다.

구체적으로는, 위치 정보 제공 장치(100)의 메모리(420)는, 옥내 송신기 및/또는 위성에 관해 미리 규정된 PRN-ID를 유지하고 있다. 위치 정보 제공 장치(100)는, 수신하 전파가 위성으로부터 발신된 것인지, 옥내 송신기로부터 발신된 것인지를 그 PRN-ID에 의거하여 판단하기 위한 처리를 프로그램에 의거하여 동작한다. 이 프로그램은, 베이스밴드 프로세서와 같은 연산 처리 장치에 의해 실현된다. 다만, 판단을 위한 회로 소자를, 당해 프로그램에 의해 실현되는 기능을 포함하는 회로 소자로 변경함에 의해서도, 위치 정보 제공 장치(100)를 구성될 수 있다.

또한, 위치 정보 제공 장치(100)가 휴대 전화로서 실현된 경우에는, 그 취득한 정보를 플래시 메모리와 같은 불휘발성의 메모리(420)에 유지하여 두어도 좋다. 그리고, 휴대 전화의 발신이 행하여진 때에, 메모리(420)에 유지된 데이터를 발신처에 송신하도록 하여도 좋다. 이와 같이 하면, 발신원의 위치 정보, 즉 휴대 전화로서의 위치 정보 제공 장치(100)가 옥내 송신기로부터 취득한 위치 정보가, 통화를 중계한 기지국에 송신된다. 기지국은, 그 위치 정보를 수신 일시와 함께 통화 기록으로서 보존한다. 또한, 발신처가 긴급 연락처(예를 들면, 일본에서 110번)인 경우에는, 발신원의 위치 정보가 그대로 통지되어도 좋다. 이에 의해, 종래의 고정 전화에서의 긴급 연락시에 있어서의 발신원의 통지와 마찬가지로, 이동체로부터의 발신원의 통지가 실현된다.

본 실시의 형태에 관한 위치 정보 제공 시스템은, 측위를 위한 신호로서 스펙트럼 확산 신호를 이용한다. 이 신호의 송신에 의하면, 주파수당의 전력을 내릴 수 있기 때문에, 예를 들면, 종래의 RF 태그에 비하여, 전파의 관리가 용이해진다고 생각된다. 그 결과, 위치 정보 제공 시스템의 구축이 용이해진다.

또한, 옥내 송신기(200-1)는, 설치 후에 있어서, 무선 I/F(210)에 의해, 설정 파라미터를 변경할 수 있다. 이 때문에, 메시지로서 송신한 정보중, 「선전 광고용의 데이터」 「교통 정보」 「기상 정보」 「재해 정보」 등을 리얼타임으로 재기록하여, 수신기에 제공할 수 있기 때문에, 다양한 서비스를 실현할 수 있다. 그뿐만 아니라, 옥내 송신기(200-1)는, 신호 처리를 행하기 위한 FPGA(245)의 팜웨어 자체를 재기록하는 것이 가능하다. 이 때문에, 동일한 하드웨어를 다양한 측위 시스템의 통신 방식(변조 방식 등)에서 사용하는 것이 가능하다.

<실시의 형태 2>

도 11은, 본 실시의 형태 2의 옥내 송신기(200')로부터 송신되는 측위 신호에 관해 설명하기 위한 개념도이다.

실시의 형태 2의 옥내 송신기(200')는, 2개의 송신 안테나(TX-ANT1과 TX-ANT2)에 관해 동일한 PRN 코드를 이용하여, 그 코드의 자기 상관 특성을 이용하여, 신호를 선택하는 방식이다.

즉, 2개의 송신 안테나(TX-ANT1과 TX-ANT2)로부터의, 각각의 신호의 주파수 및 송신 타이밍의 동기성을 유지하고, 한쪽의 송신 채널의 코드 피리어드를 2칩 이상 지연시킨다. 이 지연량은 시스템으로서 미리 규정하여 두고, 고정할 필요가 있다. 이 제약은 송신 시스템측·수신 시스템측에서 공통일 필요가 있다.

이하에서는, 이 지연량으로서는, 최저 지연량인 2칩(예를 들면, 2㎲)으로 설정되어 있는 것으로 하여 설명한다.

통상, 동일 코드의 송신이 행하여지면, 수신측에서는 멀태패스 페이딩과 같은 현상으로서 나타난다. 그러나, 수신 단말상에서, 2개의 신호가 1칩 이상 지연되어 있면, 상관기에는 독립한 2개의 상관 피크가 나타난다. 통상, 멀티패스의 경우는 수㎱ 오더의 지연량이여서, 이 상관 피크를 분리하는 것이 곤란하다. 실시의 형태 2의 옥내 송신기(200')는, 이 지연량을 2칩 이상으로 하여, 이 상관 피크를 분리 가능하게 한다.

도 12는, 실시의 형태 2의 위치 정보 제공 장치(100')의 구성의 개략과 동작을 설명하기 위한 개념도이다.

도 3에 도시한 실시의 형태 1의 위치 정보 제공 장치(100)의 구성과 다른 점은, 주로 이하와 같다.

우선, 실시의 형태 2의 위치 정보 제공 장치(100')에서는, 추적 제어부(414.m)가, 상관기(110.1)에 비하여 상관기(110.2)에서 상관 처리를 위해 생성되는 확산 부호의 레플리커 신호를, 소정의 지연량만큼, 지연시키는 제어를 행하는 점이다. 추적 제어부(414.m)는, 그 밖의 확산 부호에 대응하는 상관기의 페어(조)에 관해서도 마찬가지의 지연의 처리를 행한다.

또한, 실시의 형태 2의 위치 정보 제공 장치(100')에서는, 최초에 확산 코드를 포착할 때에는, 상관기(110.1 내지 110.n)가, 각각 다른 확산 코드에 관한 포착 처리를 행하고, 하나의 확산 코드를 포착하여 동기 루프가 확립하면, 2개의 상관기마다 조(組)가 되어, 이 조(組)에 관해서는, 동일한 PRN 코드의 추적·포착을 위해 사용되는 구성으로 되어 있는 점이다. 예를 들면, 상관기(110.1과 110.2)란, 동일한 부호 PRN180에 관한 추적 및 포착을 위해 사용된다.

단, 조(組)가 되는 2개의 상관기중의 한쪽(상관기(110.1))은, 다른쪽(상관기(110.2))에 대해, 상술한 바와 같이 시스템에서 미리 규정된 지연량, 예를 들면, 2칩만큼 지연된 신호에 관해 추적·동기를 행하도록, 추적 제어부(414.m)가, 지연량을 설정한다.

이 경우, 한쪽의 채널의 동기 루프가 확립하면, 다른쪽의 채널에 대해, PRN 코드와, 신호를 로크하기 위한 동기 루프의 주파수(확산 부호가 동기한 레플리커 신호를 작성하는 등을 위해 사용되는 국부 발신기, 예를 들면, PLL 발신기의 주파수)의 정보가 인도된다. 이에 의해, 2개의 채널의 고속 동기를 할 수 있다.

그 밖의 점에서는, 실시의 형태 2의 위치 정보 제공 장치(100')의 구성은, 실시의 형태 1의 위치 정보 제공 장치(100)의 구성과 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 반복하지 않는다.

실시의 형태 2의 옥내 송신기(200')의 하드웨어 구성은, FPGA(245) 내의 구성을 제외하고는, 도 4에 도시한 실시의 형태 1의 옥내 송신기(200-1)의 하드웨어 구성과 마찬가지이다.

도 13은, 이와 같은 실시의 형태 2에서, FPGA(245)에 의해 실현되는 회로중, 현행 GPS 신호의 C/A 코드의 베이스밴드 신호에 대해, 그 신호 포맷에 따른 변조를 행하기 위한 변조기(245a')의 제1의 구성례를 설명하기 위한 기능 블록도이다.

도 6에 도시한 실시의 형태 1의 변조기(245a)의 구성과 다른 점은, 첫번째로는, PRN 코드 레지스터(2462 및 2464)는, EEPROM(243) 내에 격납되어 있는 동일한 PRN 코드를 받아서 격납하는 점이다. 또한, 도 6에 도시한 실시의 형태 1의 변조기(245a)의 구성과 다른 점은, 두번째로는, 상술한 바와 같은 지연량만큼 출력 버퍼(2470.2)에 출력된 신호를 지연시키기 위한 지연기(2467)가 마련되는 구성으로 되어 있는 점이다.

그 이외의 구성에 관해서는, 실시의 형태 1의 변조기(245a)의 구성과 마찬가지이기 때문에, 설명은 반복하지 않는다.

도 14는, 실시의 형태 2에서, FPGA(245)에 의해 실현되는 회로중, 현행 GPS 신호의 C/A 코드의 베이스밴드 신호에 대해, 그 신호 포맷에 따른 변조를 행하기 위한 변조기(245a')의 제2의 구성을 설명하기 위한 기능 블록도이다.

도 14를 참조하면, 도 13에 도시한 제1의 구성례와 다른 점은, PRN 코드 레지스터(2464)와 승산기(2454)를 생략하고, 승산기(2452)의 출력이, 지연기(2467)에 입력되는 구성으로 되어 있는 점이다.

그 밖의 구성은, 도 13과 마찬가지이기 때문에, 설명은 생략한다.

또한, 실시의 형태 2의 위치 정보 제공 장치(100')의 구성은, 기본적으로, 도 8에서 설명한 실시의 형태 1의 위치 정보 제공 장치(100)의 구성과 마찬가지이고, 단지, 도 12에서 설명한 바와 같이, 추적 제어에서, 코릴레이터(410.1 내지 410.n)에서의 레플리커 신호의 발생 타이밍의 제어가 다르다.

(옥내 측위의 처리 플로)

도 15는, 제어부(414), 판단부(416) 및 옥내 측위부(434)가 실행하는 처리를 설명하기 위한 도면이고, 실시의 형태 1의 도 9에 대응하는 도면이다.

도 15를 참조하면, 수신 처리가 시작되면(스텝 S200), 제어부(414)의 제어에 따라, 코릴레이터(410.1 내지 410.n)가, 가능한 확산 코드(PRN 코드)에 관해 상관 처리를 행함으로써, 제어부(414)는, 병렬적으로 포착 및 동기 처리를 행한다. 예를 들면, 본 실시의 형태에서는, 옥내 송신기(200)가, 송신 안테나(TX-ANT1 및 TX-ANT2)로부터 송신하는 신호에 대응하는, 2개의 채널(CH1 및 CH2)에 관해, 병행적으로, 또한 비동기로, 서치 및 포착 처리가 행하여진다(스텝 S202, S204).

이와 같은 서치 및 포착 처리는, 제어부(414)의 제어에 의해, 각 채널중, 어느 하나에 관해 포착이 완료되어 동기 루프가 확립될 때까지 속행된다(스텝 S206, S208).

채널(CH1 또는 CH2)중, 어느 한쪽에 관해, 빨리 동기 루프가 확립하여 있고, 또한, 판단부(416)가, 이 한쪽의 채널이 옥내 송신기(200)로부터의 측위 신호라고 판단하고 있는 경우에는, 제어부(414)는, 다른쪽의 채널(CH2)에 관해서는, 이 동기가 확립한 PRN 코드와 동일한 PRN 코드에 관해, 가변 지연기(409.1 내지 409.n)중의 대응하는 지연기의 지연 시간을 소정의 타이밍만큼 지연되도록 설정하고, 서치와 포착 처리를 행한다(스텝 S210). 즉, 한쪽의 채널로 동기 루프를 확립하는데 사용되고 있는 확산 코드의 수신 타이밍의 정보와 PRN 코드의 정보를 사용하여, 다른쪽의 채널의 확산 코드에 관해서는, 이제부터 다시 소정의 타이밍만큼 수신 타이밍만큼 시간 지연이 생기고 있는 것으로 하여 추적·포착 처리를 행한다.

한쪽 채널의 동기 루프가 확립하면, 다른쪽의 채널에 대해, PRN 코드와, 신호를 로크하기 위한 동기 루프의 주파수(확산 부호가 동기한 레플리커 신호를 작성하는 등을 위해 사용되는 국부 발신기, 예를 들면, PLL 발신기의 주파수)의 정보도 인도된다. 이에 의해, 2개의 채널의 고속 동기를 할 수 있다. 또한, 위치 정보 제공 장치(100)에서, 이 소정의 지연량을 미리 기억하고 있기 때문에, 한쪽의 채널에 관해 동기 포착할 수 있으, 다른쪽의 채널에 관해서는, 조기에 동기 포착이 가능해진다.

계속해서, 판단부(416)는, 동기가 확립한 채널이 옥내 송신기(200)로부터의 측위 신호라고 판단하고 있는 경우에는, 2개의 채널에 관해 동기가, 예를 들면, 소정 시간 이내에 확립하여 있는지의 여부를 판단한다(스텝 S212).

그 후의 스텝 S214 내지 S232의 처리에 관해서는, 실시의 형태 1의 처리 스텝 S114 내지 S132와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 반복하지 않는다.

이상과 같은 처리에 의해, 옥내에서의 신호의 안정한 수신이 확보된다. 또한, 옥내에서도, 수m 정도의안정된 정밀도에 의해 위치 정보의 제공이 가능해진다.

또한, 그 밖에, 실시의 형태 1과 같은 효과가 이루어지게 된다.

<실시의 형태 3>

도 16은, 실시의 형태 3의 옥내 송신기(200")로부터의 측위 신호를 수신하는 위치 정보 제공 장치(100")의 수신 상태를 설명하기 위한 개념도이다.

옥내 송신기(200")에서, 송신 안테나(TX-ANT1 및 TXANT2)는 물리적으로 떨어진 지점에 배치된다. 그 거리는 수10㎝로부터 1m가 바람직하다. 또한, 본 실시의 형태에서도, 송신 안테나의 갯수는, 2개로 한정되는 것이 아니라, 보다 일반적으로는, 복수개가 마련되어 있으면 좋다.

실시의 형태 3의 옥내 송신기(200")에서는, 송신되는 측위 신호의 주파수, 반송파의 코히어런트성, PRN 코드, 코드 타이밍 등에서 동일한 신호를 2개의 안테나로부터 송신한다. 단, 2개의 안테나로부터 송신되는 신호는, 배타적이면서 간헐적으로 송신된다.

한편, 수신 시스템은 이 시스템의 특성을 향수하기 위해서는, 예를 들면, 도 8에 지명한 실시의 형태 1의 위치 정보 제공 장치(100)와 동일한 하드웨어 구성을 갖고 있으면 된다. 단, 제어부(414) 및 판단부(416)에서의 처리는, 후술하는 바와 같은 처리를 행하게 된다.

실시의 형태 3의 옥내 송신기(200")에서는, 옥내 벽면 구조물 등에 전파가 반사하고, 페이딩 현상에 의해 통신이 안정되지 않는다는 문제점을, 주로, 이와 같은 송신기측의 구성의 변경에 의해 해결하는 것이 가능하다.

도 17은, 실시의 형태 3의 옥내 송신기(200-1")의 하드웨어 구성을 도시하는 블록도이다.

실시의 형태 3의 옥내 송신기(200-1")의 구성이, 실시의 형태 2의 옥내 송신기(200')에 비하여 주로 다른 점은, 이하와 같다.

우선, 실시의 형태 3의 옥내 송신기(200-1")에서는, FPGA(245)로부터, 하나의 PRN 코드에 의해 확산 처리된 비트 스트림이 출력될 뿐만 아니라, 상술한 바와 같은 「배타적이면서 간헐적」인 송신을 제어하기 위한 신호(Sigsw)와 신호(/Sigsw)가 출력되는 구성으로 되어 있는 점이다. 또한, 여기서, 신호(Sigsw)와 신호(/Sigsw)는, 서로 상보(相補)의 신호이다.

또한, 실시의 형태 3의 옥내 송신기(200-1")에서는, SAW(256.1)로부터 출력된 신호는, 신호(Sigsw)와 신호(/Sigsw)에 의해 각각 제어되는 스위치 회로(258.1 및 258.2)에 의해, 배타적이면서 간헐적으로, 송신 안테나(TX-ANT1 및 TX-ANT2)로부터, 각각 송신된다.

그 이외의 구성에 관해서는, 실시의 형태 2의 옥내 송신기(200')의 구성과 마찬가지이기 때문에, 설명은 반복하지 않는다.

도 18은, 도 17에 도시한 FPGA(245)에 의해 실현되는 회로중, 현행 GPS 신호의 C/A 코드의 베이스밴드 신호에 대해, 그 신호 포맷에 따른 변조를 행하기 위한 변조기(245a")의 구성을 설명하기 위한 기능 블록도이다.

실시의 형태 3의 변조기(245a")의 구성이, 도 14에 도시한 실시의 형태 2의 변조기(245a')의 구성과 다른 것은, EEPROM(243)로부터 확산 처리에 사용하는 것과는 다른 의사잡음부호(PN 코드라고 부른다)의 초기치를 판독하고 격납하여, 순차적으로, 시계열로 PN 코드의 비트 신호를 신호(Sigsw)로서 출력하는 PN 코드 레지스터(2476)와, PN 코드 레지스터(2476)의 출력을 수취하고, 반전하여 출력하는 인버터(2478)를 구비하고 있는 점이다.

PN 코드는, 확산 처리에 사용된 PRN 코드의 2칩 단위의 비트 클록으로 동작하고, 이에 의해 송신 안테나에의 출력이 스위치된다. 이와 같은 구성에 의해, 송신 안테나(TX-ANT1 및 TX-ANT2)로부터 동시에 측위 신호가 송신되는 일은 없고, 또한, 어떤 시간에서도 어느 하나의 안테나에 의해 신호가 송신되게 된다.

안테나로부터의 송신을 제어하는 신호(/Sigsw)와 신호(Sigsw)는, 같은 타임 레이쇼로 반전하는 교번 신호라면 좋다. 단, 보다 바람직하게는, 안테나로부터의 송신을 제어하는 신호(/Sigsw)와 신호(Sigsw)는, 위에서 설명한 바와 같이 PN 코드에 의해 생성되고, 이 PN 코드는, 랜덤한 코드임과 함께, 생성된 비트 1, 0을, 각각 -1, 1에 대응시킨다고 하면, 코드의 값의 적산치의 평균은 0이 되는 것이다. 단, 스위치 회로(258.1 및 258.2)를 제어하는 신호는, 확산 처리에 사용되는 PRN 코드와의 상호 상관성이 약한 것이 바람직하다. PN 코드의 이와 같은 특성에 의해, 송신 안테나(TX-ANT1)로부터 측위 신호가 송신된 송신 빈도와 송신 안테나(TX-ANT2)로부터 측위 신호가 송신된 빈도는 동등하게 된다.

변조기(245a")도, FPGA(245)의 팜웨어에 의해, 현행의 GPS 신호와 컴패터블한 신호(L1 C/A 코드와 컴패터블한 신호 : L1 C/A 호환 신호)를 출력한다. 즉, 변조기(245a)는, 송신기의 「위도·경도·높이」의 정보를 메시지로서 변조함으로써, BPSK 변조된 신호를 생성한다.

또한, 스위치 회로(258.1 및 258.2)는, 신호(Sigsw)와 신호(/Sigsw)가, 예를 들면, "H"레벨인 때에, SAW(256.1)로부터의 신호를 대응하는 송신 안테나(TX-ANT1 또는 TX-ANT2)에 출력하고, "L"레벨인 때에는, 차단한다.

도 19는, 실시의 형태 3에서, 위치 정보 제공 장치(100)에서, 적산기(412.1 내지 412.n)에 적산되는 신호 레벨의 경시적인 변화를 설명하기 위한 도면이다.

위치 정보 제공 장치(100)는, 멀태패스 페이딩의 영향을 받아, 송신 안테나(TX-ANT1 및 TX-ANT2)로부터의 신호를 불안정하게 수신한다. 도면중, 진한 라인은, 송신 안테나(TX-ANT1)로부터의 신호를 의미한다. 엷은 라인은, 송신 안테나(TX-ANT2)로부터의 신호를 의미한다. 또한, 라인의 폭은, 수신 신호 강도를 의미한다. 공백 부분(누락 부분)은, 페이딩 등에 의해 수신 불능이였던 것을 의미한다.

도 19의 예에서는, 위치 정보 제공 장치(100)가 이동하고, 수신 환경이 대폭적으로 변화하고 있고, 적산기(412.1 내지 412.n)의, 몇 개의 인테그레이션(적산)의 기회에서는 수신 불능의 경우도 상정하고 있다.

도 20은, 도 19에 도시한 예에서, 적산기(412.1 내지 412.n)의 5회의 인테그레이션으로 얻어진 신호 전력의 예를 도시하는 도면이다.

또한, 도 21은, 배타적이면서 간헐적으로 송신 신호의 출력을 교체하는 주기와, 그 경우의 이점과 결점을 정리한 도면이다.

2개의 송신 안테나로부터 송신되어 오는 측위 신호는 동일한 신호이기 때문에, 인테그레이션은, 송신 안테나(TX-ANT1 및 TX-ANT2)의 신호에 구별 없이 행할 수 있다.

이와 같은 구성에서는, 송신되는 C/A 코드에 대해 전력의 치우침이 발생하지 않는다. 도 18에 도시하는 바와 같이, 메시지 코드 레지스터(2466)로부터 승산기(2452)를 경유하여 생성되는 C/A 코드는, 2개의 안테나로부터 송신될 때의 상관성을 고려할 필요가 있다. 여기서, 메시지 코드 레지스터(2466)로부터의 신호는, C/A 코드에 대해 매우 저속이고, 상관성의 영향도 매우 낮다.

한편, PN 코드는, 어디까지나, 2개의 안테나로부터의 송신 전력을 제어하고 있는데 지나지 않는다. 일반적으로, 위치 정보 제공 장치(100)에서 수신되는 신호 전력은, 복수의 반사 패스의 반복 주기의 복합(위상 합성된) 결과이다. 이동하면 이 패스의 수나 전력도 변화한다. 따라서, 위치 정보 제공 장치(100)의 수신 단(端)에서 나타나는 전력은, 주기성과 랜덤성을 포함하는 매우 복잡한 것이 된다. 이와 같은 랜덤성 및 주기성에 대해서도 상관이 약해지도록, 의사잡음부호에 의해, 스위치 회로(258.1 및 258.2)를 제어하고 있다.

여기서, 적산기(412.1 내지 412.n)의, 인테그레이션의 처리는, 일반적인 GPS 수신기에서 이미 행하여지고 있는 것이다. 따라서, 실시의 형태 3의 시스템에서는, 기본적으에서 수신 시스템측에 개수(改修)가 필요 없다는 메리트가 있다.

금회 개시된 실시의 형태는 모든 점에서 예시이고 제한적인 것이 아니라고 생각하여야 할 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구의 범위에 의해 나타나고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

10 : 위치 정보 제공 시스템
110, 111, 112 : GPS 위성
120, 121, 122 : 송신기
100, 100-1, 100-2, 100-3, 100-4 : 위치 정보 제공 장치
130 : 빌딩
200, 200-1, 200-2, 200-3, 1110 : 옥내 송신기
210 : 무선 I/F
220 : 외부 링크 동기 포트
221 : 외부 클록 포트
230 : 기준 클록 I/O 블록
240 : 디지털 처리 블록
241 : 프로세서
242 : RAM
243, 244 : EEPROM
245 : FPGA
250 : 아날로그 처리 블록
TX-ANT1, TX-ANT2 : 송신 안테나
RX-ANT : 수신 안테나

Claims (14)

1. 위성으로부터의 스펙트럼 확산된 위성 측위 신호를 수신하여 측위를 행하는 것이 가능한 수신기에 내비게이션 신호를 송신하는, 지상에 설치되는 내비게이션 신호 송신 장치로서,
   제1의 송신 안테나 및 제2의 송신 안테나와,
   상기 내비게이션 신호에 포함되는 위치 정보의 메시지 신호를 생성하는 메시지 생성부와,
   상기 내비게이션 신호 송신 장치에 미리 할당된, 상기 위성 측위 신호와 동일 계열의 확산 코드에 의거하여, 상기 메시지 신호를 스펙트럼 확산 처리를 포함하는 변조 처리에 의해 변조하여, 제1의 내비게이션 신호 및 제2의 내비게이션 신호를 생성하는 변조부를 구비하고,
   상기 변조부는, 상기 수신기의 각 수신 시각에서, 상기 제1의 내비게이션 신호 및 상기 제2의 내비게이션 신호 중 어느 한쪽을 복조 대상으로 하도록 상기 변조 처리를 실행하고,
   상기 내비게이션 신호 송신 장치는,
   상기 제1의 내비게이션 신호 및 상기 제2의 내비게이션 신호를, 각각 상기 제1 및 제2의 송신 안테나로부터 송신하는 송신부를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 내비게이션 신호 송신 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 변조부는,
   상기 동일 계열의 확산 코드 중의 제1의 코드를 생성하기 위한 제1의 코드 생성부와,
   상기 메시지 신호에 대해 상기 제1의 코드로 스펙트럼 확산 처리를 행하여, 상기 제1의 내비게이션 신호를 생성하기 위한 제1의 확산 처리부와,
   상기 동일 계열의 확산 코드 중의 상기 제1의 코드와는 다른 제2의 코드를 생성하기 위한 제2의 코드 생성부와,
   상기 메시지 신호에 대해 상기 제2의 코드로 스펙트럼 확산 처리를 행하여, 상기 제2의 내비게이션 신호를 생성하기 위한 제2의 확산 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 내비게이션 신호 송신 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 변조부는,
   상기 동일 계열의 확산 코드 중의 특정한 코드를 생성하기 위한 확산 코드 생성부와,
   상기 메시지 신호에 대해 상기 특정한 코드로 스펙트럼 확산 처리를 행하여, 상기 제1의 내비게이션 신호를 생성하기 위한 제1의 확산 처리부와,
   상기 메시지 신호를 소정 시간만큼 지연시키는 지연부와,
   상기 지연부로부터의 출력에 대해 상기 특정한 코드로 스펙트럼 확산 처리를 행하여, 상기 제2의 내비게이션 신호를 생성하기 위한 제2의 확산 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 내비게이션 신호 송신 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 변조부는,
   상기 동일 계열의 확산 코드 중의 특정한 코드를 생성하기 위한 확산 코드 생성부와,
   상기 메시지 신호에 대해 상기 특정한 코드로 스펙트럼 확산 처리를 행하기 위한 확산 처리부를 포함하고,
   상기 송신부는, 상기 확산 처리부의 출력을, 상기 제1의 내비게이션 신호 및 상기 제2의 내비게이션 신호로서, 상기 제1의 송신 안테나 및 상기 제2의 송신 안테나의 어느 한쪽으로부터, 순차적으로, 배타적으로 송신시키는 것을 특징으로 하는 내비게이션 신호 송신 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 위치 정보는, 적어도 위도, 경도, 높이를 나타내는 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 내비게이션 신호 송신 장치.
6. 위성으로부터의 스펙트럼 확산된 위성 측위 신호를 수신하여 측위를 행하는 것이 가능한 수신기에 내비게이션 신호를 송신하는, 지상에 설치되는 송신기의 내비게이션 신호 송신 방법으로서,
   상기 내비게이션 신호에 포함되는 위치 정보의 메시지 신호를 생성하는 스텝과,
   상기 송신기에 미리 할당된, 상기 위성 측위 신호와 동일 계열의 확산 코드에 의거하여, 상기 메시지 신호를 스펙트럼 확산 처리를 포함하는 변조 처리에 의해 변조하여, 제1의 내비게이션 신호 및 제2의 내비게이션 신호를 생성하는 스텝을 구비하고,
   상기 변조 처리는, 상기 수신기의 각 수신 시각에서, 상기 제1의 내비게이션 신호 및 제2의 내비게이션 신호 중 어느 한쪽을 복조 대상으로 하는 처리이고,
   상기 내비게이션 신호 송신 방법은, 또한,
   상기 제1의 내비게이션 신호 및 상기 제2의 내비게이션 신호를, 각각 제1의 송신 안테나 및 제2의 송신 안테나로부터 송신하는 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 내비게이션 신호 송신 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1의 내비게이션 신호 및 상기 제2의 내비게이션 신호를 생성하는 스텝은,
   상기 동일 계열의 확산 코드 중의 제1의 코드를 생성하는 스텝과,
   상기 메시지 신호에 대해 상기 제1의 코드로 스펙트럼 확산 처리를 행하여, 상기 제1의 내비게이션 신호를 생성하는 스텝과,
   상기 동일 계열의 확산 코드 중의 상기 제1의 코드와는 다른 제2의 코드를 생성하는 스텝과,
   상기 메시지 신호에 대해 상기 제2의 코드로 스펙트럼 확산 처리를 행하여, 상기 제2의 내비게이션 신호를 생성하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 내비게이션 신호 송신 방법.
8. 제6항에 있어서,
   상기 제1의 내비게이션 신호 및 상기 제2의 내비게이션 신호를 생성하는 스텝은,
   상기 동일 계열의 확산 코드 중의 특정한 코드를 생성하는 스텝과,
   상기 메시지 신호에 대해 상기 특정한 코드로 스펙트럼 확산 처리를 행하여, 상기 제1의 내비게이션 신호를 생성하는 스텝과,
   상기 메시지 신호를 소정 시간만큼 지연시키는 스텝과,
   상기 지연된 메시지 신호에 대해 상기 특정한 코드로 스펙트럼 확산 처리를 행하여, 상기 제2의 내비게이션 신호를 생성하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 내비게이션 신호 송신 방법.
9. 제6항에 있어서,
   상기 제1의 내비게이션 신호 및 상기 제2의 내비게이션 신호를 생성하는 스텝은,
   상기 동일 계열의 확산 코드 중의 특정한 코드를 생성하는 스텝과,
   의사난수의 계열을 발생하는 스텝과,
   상기 메시지 신호에 대해 상기 특정한 코드로 스펙트럼 확산 처리를 행하여, 상기 제1의 내비게이션 신호를 생성하는 스텝과,
   상기 메시지 신호에 대해 상기 특정한 코드로 스펙트럼 확산 처리를 행하여, 상기 제2의 내비게이션 신호를 생성하는 스텝을 포함하고,
   상기 송신하는 스텝은, 상기 제1의 내비게이션 신호 및 제2의 내비게이션 신호를, 상기 의사난수에 의거하여, 상기 제1의 송신 안테나 및 제2의 송신 안테나의 어느 한쪽으로부터, 순차적으로, 배타적으로 송신시키는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 내비게이션 신호 송신 방법.
10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치 정보는, 적어도 위도, 경도, 높이를 나타내는 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 내비게이션 신호 송신 방법.
11. 위성으로부터의 스펙트럼 확산된 위성 측위 신호를 수신하여 측위를 행하는 것이 가능하고, 또한, 지상에 설치되는 내비게이션 신호 송신 장치로부터의 스펙트럼 확산 신호로서 다이버서티 송신되는 복수의 측위 신호를 이용하여, 위치 정보를 제공하는 위치 정보 제공 장치로서,
    상기 스펙트럼 확산 신호를 수신하는 수신부와,
    상기 측위 신호에 관한 상기 위성 측위 신호와 동일 계열의 복수의 확산 코드의 패턴을 격납하는 기억부와,
    병렬로 마련되고, 또한 상기 복수의 확산 코드의 패턴에 관해 공통으로 병행하여 상관 처리를 행하여, 다이버서티 송신된 상기 복수의 측위 신호를 식별하여 복조하기 위한 복조부와,
    복수의 상기 측위 신호를 식별하여 복조할 수가 있었던 경우, 식별된 상기 복수의 측위 신호 중의 어느 하나에 의해 상기 위치 정보를 산출하는 판단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 위치 정보 제공 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 복조부는,
    동일 계열의 확산 코드 중의 제1의 코드로의 상관 처리를 실행하기 위한 제1의 코릴레이터부와,
    상기 동일 계열의 확산 코드 중의 상기 제1의 코드와는 다른 제2의 코드로의 상관 처리를 실행하기 위한 제2의 코릴레이터부와,
    상기 제1 및 제2의 코릴레이터부중, 먼저 동기 루프를 확립한 쪽의 동기 타이밍으로 다른쪽의 동기 처리를 행하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 정보 제공 장치.
13. 제11항에 있어서,
    상기 복조부는,
    수신한 상기 스펙트럼 확산 신호를 지정된 시간만큼 지연시키는 지연부와,
    동일 계열의 확산 코드 중의 제1의 코드로의 상관 처리를 실행하기 위한 제1의 코릴레이터부와,
    상기 동일 계열의 확산 코드 중의 제2의 코드로의 상관 처리를 실행하기 위한 제2의 코릴레이터부와,
    상기 제1 및 제2의 코릴레이터부중, 먼저 동기 루프를 확립한 쪽의 확산 코드로, 상기 지연부에 의해 소정의 시간만큼 지연된 신호에 관해, 다른쪽의 상관 처리를 행하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 정보 제공 장치.
14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치 정보는, 적어도 위도, 경도, 높이를 나타내는 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 정보 제공 장치.

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