TW520444B - Wireless position measurement terminal and wireless position measurement system - Google Patents

Description

520444 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（1 ) 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於藉由無線之位置的測定者，特別是關於 將細胞狀基地局當成信號源者。 【習知技術】 在利用廣頻帶之無線信號之終端.的位置測定技術中， 於特開平7 — 1 8 1 2 4 2顯示有利用CDMA (符號分 割多重接續）信號之系統。圖3係顯示其槪念。終端（χ )接收藉由GPS (全球定位系統）（5)等同步之複數 的基地局（2 ) ( 3 ) ( 4 )傳送之信號（6 ) ( 7 )( 8 )，利用廣頻帶信號製作延遲外形，推算傳輸距離，由 被推測爲基地局之距離推算終端之位置。圖4係顯示延遲 外形之例。所謂延遲外形係計算傳送符號與接收信號之相 關者，判明以相關爲高之定時接收信號之故，被利用在傳 輸時間之推算。如圖所示般地，延遲外形係就以特定之定 時爲中心之數樣品份之「窗口」而被製作。窗口如果大， 樣品數增加之故，製作延遲外形之運算量增加。此處，延 遲外形雖係被以時間顯示，延遲係由於以電波之傳輸爲原 因而產生之故，延遲時間藉由乘上光速，可以置換爲傳輸 時間。 以下主要使用圖4所示之言辭。即，對於某基地局， 將對於成爲基準之定時還早之定時之相關運算結果定義爲 「前方」，將還慢之定時之相關運算結果疋義爲「後方」 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,φκ.----- 訂------ %· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520444 A7 B7 _ 五、發明說明（2 ) 【發明欲解決之課題】 在將細胞基地局當成信號之發送源使用之情形，依據 基地局間之間隔，延遲量不同。例如，由位於遠方之基地 局來之電波比由接近之基地局還慢被接收。在特定終端之 位置上，最少需要測定與3基地局之.距離，窗口之大小需 要確保可以充分觀測複數之基地局。 圖5係顯示基地局間隔密之情形。此時，由各基地局 到來之電波之傳輸距離短，相互之差也小。因此，被製作 之延遲外形（圖5左）幾乎以相同定時被接收。因此，對 於成爲基準之定時之外形製作所必要之窗口的大小即使小 也沒有關係。 例如，基地局間隔爲1 k m之情形，在推算複數之基 地局之信號到達時間上，以相當於基地局間隔之數倍之3 〜6 k m程度之窗來觀測便很充分。例如，在以切割率（ chip rate ) 1 Μ Η z之信號推算傳輸距離之情形，光速約 爲3 0 0 0 0 0 k m /秒之故，如觀測相當於6 k m / 300000km/秒X1000000Hz=20切割 之窗口，可以捕捉位於附近之基地局之信號。 然而，如圖6般地，基地局間隔疏遠之情形，例如， 基地局間隔爲1 0 k m，由於基地局之遠近，爲了觀測複 數之基地局所必要之窗口換成傳輸距離便成爲4 0〜6 0 km,需要相當於60km之延遲距離之窗口，即200 切割之相關運算。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5- ------1--------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 520444 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ7 B7 五、發明說明（3) -因此，位於基地局間隔密度不明之場所之終端爲了測-定距複數之基地局之距離，必須使窗口變寬以便即使基地 局配置爲疏遠也可以測量距離。經常進行寬窗口之運算係 相當冗長，導致回應時間之變長化或消費電力之增加之故 ，期望設定因應環境之窗口。 · 【解決課題用之手段】 上述課題可以藉由：在無線位置測定終端中，可以因 應該終端之周圍狀況變更延遲外形之窗口之大小之無線位 置測定終端而被解決。如依據本發明，終端因應周圍之基 地局間隔設定延遲外形製作之窗口之大小之故，在基地局 爲密之場所，使窗口變小，可以高速觀測多數之基地局。 又，對於基地局爲疏遠之地域，對於少數之基地局製作長 時間之延遲外形，可以確實進行位置測定。 【發明之實施形態】 圖1係顯示本發明之1實施例之構成之構成圖。圖中 ，位置測定終端（1 )係接收由基地局A ( 2 ) 、B ( 3 )、C ( 4 )被傳送來之信號，測定該延遲外形，進行傳 輸距離之推算，由基地局之位置與獲得之傳輸距離推算結 果以推算終端位置者。由各基地局到達之信號依據傳輸距 離而延遲之故，在製作關於更遠之基地局之延遲外形上， 需要使窗口之大小變寬以探索路徑。 在第1實施例中，基地局A、B、C使用控制頻道對 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -6 - -------1—*—--------^---------^9. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520444 A7 ___B7__ 五、發明說明（4 ) 於終端（1 )傳送如下之資訊。即，該基地局以及周邊基 地局之（，a)位置、（b)傳送定時偏置量、（.C)延遲 外形製作所必要之窗口之大小。 在圖7中說明進行位置測定之終端的動作。首先，終 端之接收手段（2 0 )將接收之R F信號轉換爲基頻信號 。窗設定手段（2 2 )例如與接收電.場強度之最強的基地 局同步，接收由基地局被傳送來之控制頻道，獲得上述之 資訊（a ) 、( b ) 、（ c )。接著，窗設定手段以（c )之資訊爲基礎，決定搜尋窗。以相關運算器或匹配濾波 器構成之延遲外形製作手段（2 1 )依循該窗，逆擴散導 頻信號（P i丨Q t s i g n a 1 )，計算延遲外形。製作延遲外形之 際之基準定時係由上述之資訊（b )之傳送定時偏置量所 決定。移動體通訊之基地局顯示其在各基地局傳送信號之 情形，對於U Μ T等之基地局系統全體之標準時間被附加 之基地局個別之傳送時間偏置値。終端由接收之控制頻道 知道該基地局之傳送定時偏置，推算基地局系統全體之標 準時間。接著，於基地局系統全體之標準時間加上應觀測 之基地局之傳送定時偏置，製作應觀測基地局之基準定時 。對於此應觀測基地局之基準定時，設定由前方與後方形 成之窗，製作延遲外形。前方係意指位於比成爲基準之基 地局還近之位置之基地局之搜尋，後方意指位於比基準還 遠之基地局之搜尋。 如依據本實施例，延遲外形製作所必要之窗的大小係 由基地局所指定之故，終端可以確實知道在周邊基地局之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------1—.—--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520444 Λ7 __________ 五、發明說明（5 ) 延遲外形製作上所必要之窗的大小，不產生無謂之處理。 延遲外形之製作一終了，終端由延遲外形之峰値位置檢測 出路徑之定時，算出相對延遲時間。由此資訊與（a )之 基地局位置資訊，位置計算手段（2 3 )可以計算終端之 位置。在此第1實施例中，各基地局使用控制頻道通知基 地局之資訊。 . 在第2實施例中，在中心儲存此資訊，終端與中心無 線接續以收取上述資訊。此時，圖1中，終端1接續於最 接近之基地局A、B、C之其中之一，可以由通過網路上 之基地局控制裝置（1 0 )、節點（1 1 )被接續之伺服 器（1 2 )取得基地局之資訊。終端由中心收取之資訊藉 由與第1實施例相同之恰當的窗可以製作延遲外形。 利用圖2說明第3實施例。在頻繁進行位置測定之終 端（1 )中，如將上述基地局資訊儲存在終端之記憶體（ 1 3 ),可以減少與基地局之通訊次數之故，便利性良好 。在記憶體被初期化之狀態之情形，終端由基地局所報告 之資訊，或詢問中心，獲得周圍基地局之資訊（a )、（ b ) 、（ c )，儲存在記憶體（1 3 )。終端一產生需要 進行位置測定，窗設定裝置（2 2 )藉由以下之動作以設 定窗。 1 ·終端特定接收電場強度最強之基地局，以其爲基 準，由記憶體所具有之基地局之位置資訊也推測周圍之應 觀測基地局，應觀測基地局之特定方法之例爲：將由成爲 基準之基地局距離最近之基地局定爲應觀測之基地局之方 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） · 8 - ------：—-—--------訂-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520444 A7 B7___ 五、發明說明（6 ) 法爲·簡易而且有效。 2 .終端由成爲基準之基地局之傳送定時資訊得知該 基地局之傳送定時偏置，推算基地局系統之全體之標準時 3 .接著，於基地局系統全體之標準時間加上應·觀測 基地局之傳送定時偏置，製作應觀測基地局之基準定時。 4 .窗之大小係由基地局間之距離決定。例如基地局 間之距離設爲平均4 k m。成爲基準之基地局與終端間之 距離雖然不淸楚，但是成爲基準之基地局爲最強之信號之 故，認爲不會分開在基地局間之距離以上即可。因此，前 方設定相當於4 k m份之傳輸延遲之窗。不同基地局與終 端之距離差爲傳輸距離差不會分開在基地局間之距離以上 之故，將於其加上裕度之基地局間隔當成後方之窗而設定 之。此處裕度爲例如數樣品即足夠。 藉由以上之順序，終端即使不由基地局取得資訊，可 以獨自地以適當之大小製作作成延遲外形之窗。在位置測 定之時，不需要由基地局或中心取得基地局或窗之資訊之 故，具有處置變快之優點。 在上述實施例中，雖然以終端藉由計算以決定窗之大 小之例來說明本發明，但是在最近進行之位置測定之情形 與成爲基準之基地局沒有改變之情形，以與前次相同之設 定即可。因此，不需要重新由基地局或中心取得基地局或 窗之資訊。因此，將基地局位置資訊或窗資訊儲存在記憶 體（1 3 )，使用過去之設定之情形也被包含在本發明。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------.—.—--------^---------^9. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -9 - 520444 A7 B7 五、發明說明（7) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -說明第4實施例。在上述第3實施例中，由信號強度 最強之成爲基準之基地局與其它之基地局之距離·以決定窗 。由各基地局到達之信號之電場強度在個別之基地局與側 地位置之距離有相關之故，使用此資訊，可以大約計算其 之測定位置。例如，在表示各基地局之位置之位置向.量乘 上比例於電場強度之權重以取得平均.之含權重之重心大約 表示該終端位置。因此，將其當成基準位置，與各基地局 之距離之推算精度提升，可以使延遲外形製作所必要之窗 的大小變小。 說明第5實施例。於位置測定中，如檢測出位於最前 方之路徑，由於可以認爲其係直接波之路徑之故，位置測 定成爲可能。因此，位於最前方之路徑之檢測如完了，便 不需要其以後之延遲外形之計算。因此，由前方進行終端 延遲外形之製作，在最初之路徑可以確認下，終了關於該 基地局之延遲外形之製作。藉由此，可以削減延遲外形製 作之處理量。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在以上之實施例中，係舉以基地局或中心指定延遲外 形之製作窗之大小之方法，或終端自己計算之方法之例進 行說明。課題之本質爲：在基地局密度高之情形，延遲外 形之窗即使小也很足夠，反之，在密度低之情形，必須使 延遲外形之窗相當大。在上述實施例以外，例如預先3種 類決定窗之大小，例如，鄕下用、都市部用、過密地域用 ，終端將現在終端之所在場所到底屬於其中之哪一個當成 資訊接受之方法也是本發明之範疇。本質爲延遲外形之製 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 520444 Α7 Β7 五、發明說明（8) 作範·圍只要是依據地域而改變，便是本發明之範疇。 【發明之效果】 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如依據本發明，可以削減於無線位置測定中，必要之 延遲外形製作之處理量，能夠削減回應時間或消費電力。 【圖面之簡單說明】 圖1係顯示由本發明形成之第1 、2實施例之構成圖 〇 圖2係顯示由本發明形成之第3實施例之構成圖。 圖3係顯不習知技術之無線位置測定之系統構成圖。 圖4係延遲外形之例。 圖5係顯示習知技術之課題圖。基地局密度爲密之情 形之延遲外形例。 圖6係顯示習知技術之課題圖。基地局密度爲疏遠之 情形之延遲外形例。 圖7係顯示由本發明形成之終端裝置之構成圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 【標號之說明】 1 :無線位置測定終端， 2、3、4 :無線基地局， 5 : G P S衛星， 6、7、8 :由基地局來之信號， 1 0 : M S C， -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 520444 A7 B7 五、發明說明（9 ) 1 1 :節點， ， 段 器 ."， ，\fh 服體段段，段收 伺憶手手段手接 訊記收作手算道 資之接製定計頻 置端號形設置制 位終信外窗位控 ·«·· · «··0 ····* 2 3 0 1 2 3 4 IX IX ΟΌ 00 CXI 〇〇 〇〇 ------，---I-----------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12-

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520444 A8 B8 C8 D8 7、申請專利範圍 • 1 . 一種無線位置測定終端，其特徵爲： 具有·：接收信號之延遲外形製作電路，以及設定該延 遲外形製作電路之延遲外形製作窗之窗設定電路，該窗設 定電路係因應周圍狀況變更窗。 2 ·如申請專利範圍第1項記載之無線位置測定終端 ，其中上述窗設定電路係由無線基地局接收上述窗之資訊 〇 3 .如申請專利範圍第1項記載之無線位置測定終端 ，其中進而具有：記憶基地局之位置資訊之記億電路，上 述窗設定電路係以該位置資訊爲基礎決定上述窗。 4 .如申請專利範圍第3項記載之無線位置測定終端 ，其中該終端係由可以獲得最強之接收電力之基地局之接 收定時計算延遲外形之製作窗。 5 .如申請專利範圍第1項記載之無線位置測定終端 ，其中該終端由接收定時早之側製作延遲外形，具有一定 以上之強度之接收電力之信號一被接收，完了該基地局之 外形製作，藉由接收信號變更延遲外形之窗。 6.—種基地局，其特徵爲： 利用控制頻道，對於無線位置測定終端傳送延遲外形 製作所必要之窗的大小。 7 ·如申請專利範圍第6項記載之基地局，其中利用 上述控制頻道，對於無線位置測定終端，傳送本身以及周 邊基地局之位置、傳送定時偏置量。 8 · —種無線位置測定系統，其特徵爲具備： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---I--%---U,--------*--訂丨丨 II 丨丨丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -13- 520444 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 -具有接收信號之延遲外形製作電路之無線位置測定終 端，以及將決定上述延遲外形製作電路之窗用之資訊通知 上述無線位置測定終端之基地局。 9 · 一種無線位置測定終端，其特徵爲： 在第1地域之無線位置測定時間比在基地局之存在密 度低於該第1地域之第2地域之無線位置測定時間還短。 1〇.如申請專利範圍第9項記載之無線位置測定終 端，其中由在上述第1地域之基地局來之接收信號之延遲 外形製作窗比上述第2地域者還小。 11.一種基地局，其特徵爲： 與本身所屬之第1地域之基地局存在密度還低之第2 地域之基地局相比，對於無線位置測定終端，通知之延遲 外形製作窗之大小爲比較小。 — IIIIIS*I1»K*I — · I I I I I Γ «ΙΙΙΙΙΙΙ1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -14-