(57)【要約】【課題】移動局との通信において妨害波やマルチパスによる干渉の少ない基地局を測位基地局として選択する測位基地局選択方法、および選択された前記測位基地局を用いて移動局の位置を算出する移動局測位方法を提供する。【解決手段】相関演算部４０により、移動局１０から送信されるＰＮ符号を含む測位のための電波を基地局１２のそれぞれが受信した際の受信された電波に含まれるＰＮ符号とレプリカ符号との相関値が算出され、相関微分値算出部４４により、算出された該相関値の時間微分が前記複数の基地局のそれぞれについて算出される。特性値算出部４６により、相関値の時間微分の値に基づいて相関値の時間微分の特性を表わす特性値が複数の基地局１２のそれぞれについて算出され、基地局選択部５６により、特性値算出部４６によって算出される特性値が大きい順に複数の基地局１２から移動局１０の位置の算出に用いられる測位基地局が選択される。【選択図】図５
2010139447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局と複数の測位基地局のいずれか一方から送信される電波を他方が受信し、受信結果に基づいて該移動局の位置を算出する際に、該複数の測位基地局として必要な基地局数を上回る複数の基地局から前記複数の測位基地局を選択するための測位基地局選択方法であって、
該移動局と該複数の基地局のいずれか一方から送信される拡散符号を含む電波を他方が受信した際の、該受信された電波に含まれる拡散符号とレプリカ符号との相関値を逐次算出し、算出された該相関値の時間微分を、前記複数の基地局のそれぞれについて算出する相関値変化算出工程と、
該相関値変化算出工程により算出される該相関値の時間微分に基づいて該相関値の時間微分の特性を表わす特性値を前記複数の基地局のそれぞれについて算出する特性値算出工程と、
該特性値算出工程によって算出される該特性値が大きい順に、前記複数の基地局から前記複数の測位基地局を選択する測位基地局選択工程と、
を有することを特徴とする測位基地局選択方法。
【請求項２】
前記特性値算出工程は、前記相関値の時間微分の正負が反転した時刻を含む所定の時間間隔における前記相関値の時間微分の最大値と最小値の差を特性値として算出すること、
を特徴とする請求項１に記載の測位基地局選択方法。
【請求項３】
前記特性値算出工程は、前記相関値の時間微分の正負が反転した時刻を含む所定の時間間隔における前記相関値の時間微分の最大値もしくは最小値の大きさを特性値として算出すること、
を特徴とする請求項１に記載の測位基地局選択方法。
【請求項４】
前記特性値算出工程は、所定の反転回数検出時間において前記相関値の時間微分の正負が反転した反転回数を検出するものであって、
前記測位基地局選択工程は、該特性値算出工程によって算出される前記複数の基地局のそれぞれの特性値のうち、複数の特性値が所定の範囲に含まれる場合には、該所定の範囲にある複数の特性値に対応する複数の基地局については、該複数の基地局のうち前記特性値算出工程によって検出される前記回数の少ない順に前記複数の測位基地局を選択すること、
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１に記載の測位基地局選択方法。
【請求項５】
前記移動局と前記複数の基地局のいずれか一方から送信される電波を他方が受信し、前記移動局と前記複数の基地局のそれぞれとの無線通信における通信品質指標に基づいて前記移動局との通信が良好に行なわれると判断される前記基地局を選択する基地局予備選択工程を有し、
前記測位基地局選択工程は、該基地局予備選択工程によって選択された基地局から、前記特性値算出工程によって算出される該特性値が大きい順に前記複数の測位基地局を選択すること、
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の測位基地局選択方法。
【請求項６】
前記相関値変化算出工程による前記相関値および前記相関値の時間微分の算出と、前記基地局予備選択工程による前記通信品質指標の算出とは、前記移動局と前記複数の基地局のいずれか一方から送信される同一の電波に対して行なわれること、
を特徴とする請求項５に記載の測位基地局選択方法。
【請求項７】
移動局と複数の測位基地局のいずれか一方から送信される電波を他方が受信し、受信結果に基づいて該移動局の位置を算出する移動局測位方法であって、
請求項１乃至６のいずれか１に記載の測位基地局選択方法により、該測位基地局として必要な基地局数を上回る複数の基地局から前記複数の測位基地局を選択するための測位基地局選択工程と、
該測位基地局選択工程によって選択された前記複数の測位基地局のそれぞれにおける前記受信結果と、該複数の測位基地局のそれぞれの位置についての情報に基づいて前記移動局の位置を算出する測位工程と、
を有することを特徴とする移動局測位方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局と複数の測位基地局のいずれか一方から送信される電波を他方が受信し、受信結果に基づいて該移動局の位置を算出する移動局測位方法、および、前記測位基地局を選択するための測位基地局選択方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動局と複数の測位基地局のいずれか一方から送信される電波を他方が受信し、受信結果に基づいて該移動局の位置を算出する移動局測位システムが知られている。例えば特許文献１に記載された位置推定システムがそれである。
【０００３】
このような測位システムにおいては、移動局と複数の基地局との間における無線通信の結果が用いられるが、移動局の位置の算出（測位）に必要となる数を上回る基地局が存在する場合においては、移動局と何れの基地局との無線通信の結果を用いるかを選択することができる。かかる場合には、選択した通信結果、すなわち移動局といずれの基地局との通信結果を用いるかによって、測位の精度が左右される。具体的には、移動局と基地局との間における無線通信が反射波や妨害電波などの影響を受けることにより信頼性の乏しいものであると、その受信結果を用いた測位の結果は精度が悪化するおそれがあった。
【０００４】
特許文献１には、かかる課題を解決するための方法として、各基地局において測定された通信結果を位置算出に利用するかどうかを、無線の受信信号の信頼性を表わす指標である、スペクトル拡散通信方式における復調時に算出される相関値を基に各基地局ごとに判定する受信電力利用可否判定部を備える技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−７１８１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、マルチパスや妨害波による干渉の影響によって移動局と基地局との無線通信にビットエラーが発生することがある。かかるビットエラーが発生する場合などにおいては、前記相関値の値が理論値と異なって算出されるので、前記相関値の大きさにしきい値を設定し、前記相関値が該しきい値を上回ったか否かに基づいて、基地局のそれぞれを位置算出に利用するかどうかの判断を行なうと、判断に誤りが生ずる場合がある。
【０００７】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、移動局との通信において妨害波やマルチパスによる干渉の少ない基地局を測位基地局として選択する測位基地局選択方法、および選択された前記測位基地局を用いて移動局の位置を算出する移動局測位方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するための請求項１にかかる発明は、（ａ）移動局と複数の測位基地局のいずれか一方から送信される電波を他方が受信し、受信結果に基づいて該移動局の位置を算出する際に、該複数の測位基地局として必要な基地局数を上回る複数の基地局から前記複数の測位基地局を選択するための測位基地局選択方法であって、（ｂ）該移動局と該複数の基地局のいずれか一方から送信される拡散符号を含む電波を他方が受信した際の、該受信された電波に含まれる拡散符号とレプリカ符号との相関値を逐次算出し、算出された該相関値の時間微分を、前記複数の基地局のそれぞれについて算出する相関値変化算出工程と、（ｃ）該相関値変化算出工程により算出される該相関値の時間微分に基づいて該相関値の時間微分の特性を表わす特性値を前記複数の基地局のそれぞれについて算出する特性値算出工程と、（ｄ）該特性値算出工程によって算出される該特性値が大きい順に、前記複数の基地局から前記複数の測位基地局を選択する測位基地局選択工程と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項７にかかる発明は、（ａ）移動局と複数の測位基地局のいずれか一方から送信される電波を他方が受信し、受信結果に基づいて該移動局の位置を算出する移動局測位方法であって、（ｂ）請求項１乃至５のいずれか１に記載の測位基地局選択方法により、該測位基地局として必要な基地局数を上回る複数の基地局から前記複数の測位基地局を選択するための測位基地局選択工程と、（ｃ）該測位基地局選択工程によって選択された前記複数の測位基地局のそれぞれにおける前記受信結果と、該複数の測位基地局のそれぞれの位置についての情報に基づいて前記移動局の位置を算出する測位工程と、を有することを特徴とする移動局測位方法である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の移動局測位方法によれば、前記相関値変化算出工程により、該移動局と該複数の基地局のいずれか一方から送信される拡散符号を含む電波を他方が受信した際の、該受信された電波に含まれる拡散符号とレプリカ符号との相関値が算出され、算出された該相関値の時間微分が、前記複数の基地局のそれぞれについて算出される。また、前記特性値算出工程により、前記該相関値変化算出工程により算出される該相関値の時間微分に基づいて該相関値の時間微分の特性を表わす特性値が前記複数の基地局のそれぞれについて算出され、前記測位基地局選択工程により、該特性値算出工程によって算出される該特性値が大きい順に、前記複数の基地局から前記複数の測位基地局が選択されるので、妨害波やマルチパスによる干渉の影響が少なく、移動局との無線通信の精度が高い基地局を測位基地局として選択することができる。
【００１１】
好適には、前記特性値算出工程は、前記相関値の時間微分の正負が反転した時刻を含む所定の時間間隔における前記相関値の時間微分の最大値と最小値の差を前記特性値として算出することを特徴とする。このようにすれば、前記特性値算出工程は、前記相関値の時間微分の正負が反転した時刻を含む所定の時間間隔における前記相関値の時間微分の最大値と最小値の差を前記特性値として算出するので、前記相関値の時間微分の変化の大きさが大きい基地局、すなわち、相関値が急峻なピークを生ずるように変化する基地局から測位基地局として選択され、妨害波やマルチパスによる干渉の影響が少なく、移動局との無線通信の精度が高い基地局を測位基地局として選択することができる。
【００１２】
また好適には、前記特性値算出工程は、前記相関値の時間微分の正負が反転した時刻を含む所定の時間間隔における前記相関値の時間微分の最大値もしくは最小値の大きさを特性値として算出することを特徴とする。このようにすれば、前記特性値算出工程は、前記相関値の時間微分の正負が反転した時刻を含む所定の時間間隔における最大値もしくは最小値の大きさを前記特性値として算出するので、前記相関値の時間微分の正負が反転した時刻を含む所定の時間間隔における最大値もしくは最小値の大きさが大きいほど、すなわち、相関値の時間変化が大きく、急峻なピークを生ずるように変化する基地局から測位基地局として選択され、妨害波やマルチパスによる干渉の影響が少なく、移動局との無線通信の精度が高い基地局を測位基地局として選択することができる。
【００１３】
また好適には、（ａ）前記特性値算出工程は、所定の反転回数検出時間において前記相関値の時間微分の正負が反転した反転回数を検出するものであって、（ｂ）前記測位基地局選択工程は、該特性値算出工程によって算出される前記複数の基地局のそれぞれの特性値のうち、複数の特性値が所定の範囲に含まれる場合には、該所定の範囲にある複数の特性値に対応する複数の基地局については、該複数の基地局のうち前記特性値算出工程によって検出される前記回数の少ない順に前記複数の測位基地局を選択すること、を特徴とする。このようにすれば、マルチパスの影響によって前記特性値の値が大きくなった場合であっても、マルチパスによって生ずる前記相関値の時間微分の前記反転回数検出時間における正負の反転回数が前記特性値算出工程によって検出され、該特性値算出工程によって算出される前記複数の基地局のそれぞれの特性値のうち、複数の特性値が所定の範囲に含まれる場合には、前記測位基地局選択工程により、該所定の範囲にある複数の特性値に対応する複数の基地局については、該複数の基地局のうち前記特性値算出工程によって検出される前記回数の少ない順に前記複数の測位基地局を選択されるので、該特性値算出工程によって算出される前記複数の基地局のそれぞれの特性値が前記所定の範囲に含まれる複数の基地局については、前記特性値の大きさによらず、マルチパスの影響の小さい基地局が選択される。すなわち、妨害波やマルチパスによる干渉の影響が少なく、移動局との無線通信の精度が高い基地局を測位基地局として選択することができる。
【００１４】
また好適には、前記測位基地局選択方法は、（ａ）前記移動局と前記複数の基地局のいずれか一方から送信される電波を他方が受信し、前記移動局と前記複数の基地局のそれぞれとの無線通信における通信品質指標に基づいて前記移動局との通信が良好に行なわれると判断される前記基地局を選択する基地局予備選択工程を有し、（ｂ）前記測位基地局選択工程は、該基地局予備選択工程によって選択された基地局から、該特性値算出工程によって算出される該特性値が大きい順に前記複数の測位基地局を選択すること、を特徴とする。このようにすれば、前記基地局予備選択工程により、各基地局について前記移動局との通信が良好に行なわれるかが前記通信品質指標に基づいて判断され、前記測位基地局選択工程により、前記基地局予備選択工程によって選択された基地局、すなわち前記移動局との通信が良好に行なわれるとされた基地局から、前記特性値算出工程によって算出される特性値が大きい順に前記複数の基地局から前記複数の測位基地局が選択されるので、妨害波やマルチパスによる干渉の影響が少なく、移動局との無線通信の精度が高い基地局を測位基地局として選択することができるという効果に加え、前記基地局予備選択工程によって選択されない基地局については、前記相関値変化算出工程による前記相関値の時間微分や特性値算出工程による前記特性値などの算出を行なう必要がないため、演算量を低減することができ、演算にかかる時間や演算装置による消費電力の低減を図ることができる。
【００１５】
さらに好適には、前記相関値変化算出工程による前記相関値および前記相関値の時間微分の算出と、前記基地局予備選択工程による前記通信品質指標の算出とは、前記移動局と前記複数の基地局のいずれか一方から送信される同一の電波に対して行なわれることを特徴とする。このようにすれば、移動局との無線通信の精度が高い基地局を測位基地局として選択することができるという効果に加え、前記相関値変化算出工程による前記相関値および前記相関値の時間微分の算出と、前記基地局予備選択工程による前記通信品質指標の算出とが、同一の電波に対して行なわれるので、前記移動局または前記複数の基地局のいずれか一方による電波の送信を１回のものとすることができ、測位に要する時間を低減することができる。
【００１６】
また、請求項７にかかる移動局測位方法によれば、前記測位基地局選択工程は、前述の測位基地局選択方法により、前記測位基地局として必要な基地局数を上回る複数の基地局から前記複数の測位基地局を選択するものであり、前記測位工程により、前記測位基地局選択工程によって選択された前記複数の測位基地局のそれぞれにおける前記受信結果と、該複数の測位基地局のそれぞれの位置についての情報に基づいて前記移動局の位置が算出されるので、妨害波やマルチパスによる干渉を受ける基地局である前記特定の基地局を含まない基地局が測位に用いる基地局である測位基地局として選択され、それら測位基地局を用いて移動局の測位を行なうことができる。すなわち、測位結果における妨害波やマルチパスによる干渉の影響を低減することができ、精度のよい受信結果に基づいて精度のよい移動局の測位が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の移動局測位システム８の構成の一例を示した図である。図１に示すように、移動局測位システム８は、移動可能な移動局１０、既知の位置に配置され、前記移動局１０と無線による通信を行なう機能を有する第１基地局１２Ａ乃至第７基地局１２Ｇの７つの基地局１２（以下、第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄを区別しない場合、基地局１２という。）、およびサーバ１４を含んで構成される。サーバ１４は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂コンピュータを含んで構成される。なお、移動局１０の数は１個以上であればとくに限定されない。また、基地局１２はそれぞれ、ＬＡＮケーブル等の通信ケーブル１８によってサーバ１４と接続され、相互に通信可能とされている。
【００１９】
なお、移動局１０が移動可能な領域（図１の例であれば平面）には例えば図１に示すような座標系が設定され、移動局１０、基地局１２の位置はこの座標系における座標によって表現することができる。
【００２０】
図２は、移動局１０の有する機能の要部を説明するための機能ブロック図である。このうち、無線部２４は、後述する制御部２６によって行なわれる制御の内容に応じて、アンテナ２２を用いて電波の送受信を行なう。例えば無線部２４は、後述する基地局１２から送信される移動局１０の作動を制御する指令を含む電波を受信したり、あるいは測位のための電波の送信指令を受けた場合には、所定の電波出力、あるいは所定の電波特性により電波を送信する。すなわち、無線部２４は所定の周波数の搬送波を発生する発振器、電波により送信する信号に基づいて前記搬送波を変調する変調器、前記変調された搬送波を所定の出力に増幅する送信アンプなどによって実現される送信機能と、アンテナ２２によって受信された受信波を増幅する受信アンプ、受信波から所定の周波数成分のみを取り出すフィルタ、デジタル復調や検波器などによる復調を行なう復調器などによって実現される受信機能を含む。
【００２１】
アンテナ２２は、前述の無線部２４が電波を送受信する際に用いられるものであって、無線部２４が送受信する電波の周波数に適したものが用いられる。アンテナ２２には例えば電波の伝搬方向に無指向性であるアンテナが好適に用いられる。
【００２２】
制御部２６は、移動局１０の作動を制御するものであって、移動局１０の電波の送受信の切換や、送受信される電波の変復調、あるいは送信される電波に含まれる信号の生成などの処理を実行するようになっている。具体的には、無線部２４が受信した電波を解析し、移動局１０の作動に関する指令を取り出し、その指令に応じて無線部２４から電波を送信させるなどの作動を行なう。
【００２３】
データ生成部３０は、移動局１０が無線により送信しようとする情報であるユーザデータを生成する。具体的には例えば、移動局１０における電波の送信時刻などの、移動局１０の作動や状態についての情報や、基地局１２に対するコマンドなどについてのデータが必要に応じて生成される。データ生成部３０によって生成されるユーザデータは後述するＰＮ符号付加部２８によって付加されるＰＮ符号とともに送信データとされ前記無線部２４により送信される。
【００２４】
ＰＮ符号付加部２８は、データ生成部３０によって生成されるデータに、所定の疑似雑音符号（ＰＮ符号）を付加し、送信データを生成する。このＰＮ符号は拡散符号の一種であり、広い周波数帯域の成分を含むと共に、相互相関が低く、また、自己相関は同期時のみ著しいピークを生ずる一方で、非同期時には低い値となる性質を有する。ＰＮ符号付加部２８は例えば、予め記憶されている複数のＰＮ符号から後述する基地局１２から指示されるなどして選択される特定のＰＮ符号を付加する。ＰＮ符号付加部２８によって生成された送信データは前記無線部２４により所定の搬送波により送信される。ＰＮ符号付加部２８は、具体的には例えば、測位のための電波を送信する際など、必要に応じて前記データ生成部３０によって生成されるデータに代えて前記ＰＮ符号を無線部２４に送信させる。
【００２５】
図３は、基地局１２の有する機能の要部を説明するための機能ブロック図である。このうち、無線部３４は前述の移動局１０の無線部２４と同様に、制御部３６によって行なわれる制御の内容に応じて、アンテナ３２を用いて電波の送受信を行なう。例えば無線部３４は、移動局１０に対し、測位のための電波の送信を行なわせる場合など移動局１０の作動を制御する指令を含む電波を受信したり、あるいは移動局１０から送信される測位のための電波を受信したりする。すなわち、無線部３４は所定の周波数の搬送波を発生する発振器、電波により送信する信号に基づいて前記搬送波を変調する変調器、前記変調された搬送波を所定の出力に増幅する送信アンプなどによって実現される送信機能と、アンテナ３２によって受信された受信波を増幅する受信アンプ、受信波から所定の周波数成分のみを取り出すフィルタ、デジタル復調や検波器などによる復調を行なう復調器などによって実現される受信機能を含む。
【００２６】
また、アンテナ３２は、前述の無線部３４が電波を送受信する際に用いられるものであって、無線部３４が送受信する電波の周波数に適したものが用いられる。アンテナ３２には例えば電波の伝搬方向に無指向性であるアンテナが好適に用いられる。
【００２７】
制御部３６は基地局１２の作動を制御するものであって、基地局１２の電波の送受信の切換や、送受信される電波の変復調、あるいは送信される電波に含まれる信号の生成などの処理を実行するようになっている。具体的には、後述するサーバ１４から送信される情報に基づいて、基地局１２の作動を制御する。また、無線部３４において受信された電波について、後述する受信強度検出部３８により検出される電波の受信強度についての情報や相関演算部４０、相関微分値算出部４４、特性値算出部４６などによって算出される値についての情報などを通信インタフェース４８により通信ケーブル１８を介してサーバ１４に送信させる。
【００２８】
受信強度検出部３８は、無線部３４により受信した電波の受信強度を算出する。この受信強度は例えば、受信した電波の強度を予め定義された複数の段階で表わす指標であるＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）である。本実施例においては例えば、受信強度検出部３８は、移動局１０から送信される測位のための電波の受信強度を、その測位のための電波を受信した時間において所定のサンプリングタイムごとに検出される受信強度の平均などとして算出する。
【００２９】
相関演算部４０は、無線部３４により受信された電波から、所定の復号処理により取り出されたＰＮ符号（以下、「受信されたＰＮ符号」という。）の相関値を算出する。この受信されたＰＮ符号の相関値は次のように算出される。移動局１０のＰＮ符号付加部２８が付加するＰＮ符号と同一の符号であるレプリカ符号を基地局１２の有する図示しない記憶装置などに予め記憶しておき、受信されたＰＮ符号とレプリカ符号とを例えばマッチドフィルタに入力することによって得られる。
【００３０】
図４は相関演算部４０に含まれるマッチドフィルタの構成の例を示した図である。マッチドフィルタは、前記受信されたＰＮ符号ｂとレプリカ符号ａのビットごとの排他的論理和の値を算出し、それらの排他的論理和の値を加算器Σにより合計し、更に相関演算器において
【数１】
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のようにレプリカ符号ａとＰＮ符号ｂとの相関値Ｒａｂ（ι）を算出する。なお、ａｉおよびｂｉ（ｉ＝１，…，Ｎ）は、それぞれレプリカ符号ａおよびＰＮ符号ｂのｉ番目のビットの内容であり、ＮはＰＮ符号のビット長である。また、図４に示すように受信信号ｂは１ビット遅延素子により相関値Ｒａｂを算出する毎に１ビットずつシフトされるようにされており、前記（１）式におけるιはこのシフト量の総和を示している。
【００３１】
相関演算部４０による相関値の算出は、例えば移動局１０と基地局１２との間の無線通信における通信速度などに基づいて定められる所定のサンプリングタイムごとに逐次行なわれる。
【００３２】
図５の上段は、所定のサンプリングタイムｔｓごとに相関演算部４０により算出される相関値の時間変化を表わした図である。本実施例においては、前記レプリカ符号を１２ビットとした場合の例である。相関値が前述の（１）式のように定義されることから、受信されたＰＮ符号とレプリカ符号とが同期（一致）したｔ１５において、相関値は０となる一方、受信されたＰＮ符号とレプリカ符号とが同期しないｔ１５以外の時刻においては、相関値は０よりも大きい値となる。したがって、受信されたＰＮ符号とレプリカ符号とが同期した場合の相関値のピークは、図５に示すように下向きのピークとなる。
【００３３】
ところで、移動局１０と基地局１２との間の無線通信が反射波や妨害波の影響を受ける場合には、受信されたＰＮ符号にビットエラー（通信誤り）が生ずる場合がある。このビットエラーが生ずる場合、前記相関値のピークに着目すると、相関値のピークはビットエラーの生じていない場合の値である０に比べて大きいものとなる。すなわち、例えば図５に示すような相関値の時間変化においてピークの形状（鋭さ）がより鈍いものとなる。このように、相関演算部４０によって算出される受信されたＰＮ符号の相関値の時間変化における相関値のピークの鋭さに基づいて、移動局１０と基地局１２との間の通信にビットエラーが生ずるか否か、すなわち無線通信が良好に行なわれるかを判断することができる。
【００３４】
相関微分値算出部４４は、相関演算部４０によって算出される受信されたＰＮ符号の相関値の時間微分（微分値）を算出する。本実施例においては、相関微分値算出部４４は、相関値の時間微分を単位時間あたりの相関値の変化量として算出する。前述のように相関演算部４０による相関値の算出は所定のサンプリングタイムごとに行なわれるが、相関微分値算出部４４は、サンプリングタイムあたりの相関演算部４０において算出される相関値の変化量から、単位時間あたりの相関値の変化量を相関値の時間微分として算出する。相関演算部４０および相関微分値算出部４４における制御作動が相関値変化算出工程に対応する。
【００３５】
特性値算出部４６は、前記相関微分値算出部４４により算出される相関値の時間微分に基づいて、相関値にピークが生じた際の相関値の時間微分の特性を表わす特性値を算出する。本実施例においては、特性値算出部４６が算出する特性値は、前記相関値の時間微分の値が負の値から正の値に反転した時刻を含む所定の時間間隔における前記相関値の時間微分の最大値と最小値の差である。なお、本実施例においては、相関演算部４０が算出する相関値が前述の（１）式のように定義され、図５の上段に示すように相関値の時間変化において相関値のピークは下に凸な形状、すなわち、ピーク時以外における相関値に比べてピーク時の相関値が小さい値となる。そのため、相関値にピークが生じた場合には、相関値のピークの前後において相関値の時間微分は負の値から正の値に変化する。そこで特性値算出部４６は、時間微分の正負が反転した場合のうち、相関値にピークが生じた場合に対応する負の値から正の値に変化した場合のみが特性値の算出の対象となる。逆に言えば、相関値の時間微分が正の値から負の値に変化した場合は、本実施例の相関値の定義によれば、相関値のピークが発生したことに対応するものではないため、特性値の算出の対象とされる必要がない。
【００３６】
相関値の時間変化におけるピークの鋭さは、相関値がピークとなった時刻の前後のそれぞれにおける相関値の時間変化の傾き、すなわち相関値の時間微分によって評価することができる。すなわち、その傾きの大きさが大きいほど急激な変化をすることから、相関値がピークとなった前後のそれぞれにおける相関値の時間変化の傾きの大きさの変化、言い換えれば相関値のピークの前における相関値の時間変化の傾きと相関値のピークの後における相関値の時間変化の傾きとの差が大きいものであれば、相関値の時間変化の傾きがピークの前後において大きな負の値から大きな正の値に変化したこととなり、相関値のピークが急峻なものであると判断することができる。特性値算出部４６が算出する特性値は、前記相関値の時間微分の値の正負が反転した時刻を含む所定の時間間隔における前記相関値の時間微分の最大値と最小値の差であるので、前記所定の時間間隔が、相関値のピークが生ずることに伴って相関値が変動する時間に対応するものとされることにより、算出される特性値に基づいて相関値のピークの鋭さを評価することができる。
【００３７】
また、特性値算出部４６は、前記所定の時間間隔を、相関値の時間微分の値が負の値から正の値に反転したことを検出した時刻からサンプリングタイム分だけ過去にさかのぼる時間として、その所定の時間間隔における前記相関値の時間微分の最大値と最小値との差を算出する。このようにすれば、前記所定の時間間隔は、相関値のピークが生ずることに伴って相関値が変動する時間に対応するものとなる。また、前記特性値は、相関値の時間微分の値の正負が反転した時刻において算出された相関値の時間微分の値と、相関値の時間微分の値の正負が反転した時刻よりもサンプリングタイム分だけ前、すなわち相関値の時間微分の値の正負が反転した時刻より１回だけ前に算出された相関値の時間微分の値との差とされるので、特性値算出部４６は、複数の相関値の時間微分から最大値および最小値を抽出する必要がない。
【００３８】
ところで、例えば図５の上段に示したように、基地局１２の相関演算部４０によて算出される相関値は、受信されたＰＮ符号とレプリカ符号とが同期しない場合であっても時刻によって変動する。相関値の値の変動に伴って相関値が極小となる場合がある。特性値算出部４６は、相関値の時間微分の値が負の値から正の値に反転した場合において特性値の算出を行なうことから、かかる相関値が極小となった場合であっても、相関値の算出が行なわれる。そのため、移動局１０から送信される測位のための電波を基地局１２が受信した場合に、１回の受信において複数回の特性値の算出が行なわれた場合には、それら複数算出された特性値のなかから相関値のピークに対応する特性値を選択する必要がある。
【００３９】
そこで、特性値算出部４６は、算出された特性値が複数ある場合には、最も大きい特性値を相関値のピークに対応する特性値であるとして選択する。以上の特性値算出部４６における制御作動が特性値算出工程に対応する。
【００４０】
具体的な例を用いて、特性値算出部４６による特性値の算出を説明する。図５の下段は、相関微分値算出部４４によって算出される相関値の時間微分の時間変化と、特性値算出部４６による特性値の算出を説明する図である。図５の上段に示すように、相関演算部４０により、サンプリングタイムｔｓにより受信されたＰＮ符号とレプリカ符号との相関値が逐次算出されている。一方、図５の下段には、相関微分値算出部４４によって前記サンプリングタイムｔｓごとに算出される相関値の時間微分の値が、図５の上段と共通する時間軸により表わされている。
【００４１】
図５に示す時間区間において、相関値のピーク、すなわち相関値の極大は、時刻ｔ６、ｔ１２、ｔ１５、ｔ１８のそれぞれにおいて４回生じている（図５上段参照）。これに対応して、相関値の時間微分の値は、それぞれ時刻ｔ７、ｔ１３、ｔ１６、ｔ１９において、負の値から正の値に反転している（図５下段参照）。特性値算出部４６は、これら相関値の時間微分の値が負の値から正の値に反転した時刻からサンプリングタイムｔｓだけ前までの時間区間における、相関値の時間微分の値の最大値と最小値との差を算出する。具体的には図５に示すように、時刻ｔ６（＝ｔ７−ｔｓ）から時刻ｔ７までの時間区間における時間微分の値の最大値と最小値の差ｓ１、時刻ｔ１２（＝ｔ１３−ｔｓ）から時刻ｔ１３までの時間区間における時間微分の値の最大値と最小値の差ｓ２、時刻ｔ１５（＝ｔ１６−ｔｓ）から時刻ｔ１６までの時間区間における時間微分の値の最大値と最小値の差ｓ３、時刻ｔ１８（＝ｔ１９−ｔｓ）から時刻ｔ１９までの時間区間における時間微分の値の最大値と最小値の差ｓ４をそれぞれ特性値として算出する。なお、図５においては、前記所定の時間間隔に対応する、相関値の時間微分の値が負の値から正の値に反転した時刻からサンプリングタイムｔｓだけ前までの時間区間が一点鎖線で示されている。
【００４２】
このように特性値として４つの値ｓ１乃至ｓ４がそれぞれ算出されるので、特性値算出部４６は、これらｓ１乃至ｓ４のうちから、相関値のピークに対応する特性値を選択する。具体的には前述したように、複数算出された相関値ｓ１乃至ｓ４のうち最も値が大きいもの、すなわちｓ３が特性値であるとして選択する。このようにして、図５の上段に示されたｔ１５における相関値のピークに対応する特性値はｓ３であると算出する。
【００４３】
図３に戻って、時計４２は、制御部３６などに時刻情報を供給する。制御部３６においては、例えば、受信強度検出部３８において逐次検出される受信強度の値と時計４２から供給される時刻情報とに基づいて、受信強度の時間変化の様子を記録し、後述する通信インタフェース４８を介してサーバ１４に送信する。
【００４４】
通信インタフェース４８は、例えばＬＡＮケーブルなどの通信ケーブル１８を介して他の基地局１２あるいはサーバ１４と情報交換可能に接続される。本実施例においては、前述の図１で説明したように、各基地局のそれぞれはサーバ１４と通信可能に接続されている。具体的には、前記受信強度検出部３８により検出された受信した測位のための電波の受信強度についての情報などを通信ケーブル１８を介してサーバ１４に送信する。また、サーバ１４から送信された基地局１２の作動に関する指令などを受信する。
【００４５】
図６は、サーバ１４の有する機能の要部を説明するための機能ブロック図である。サーバ１４はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂コンピュータなどにより構成され、通信インタフェース５２、基地局予備選択部５４、基地局選択部５６、測位部５８等を機能的に含んで構成される。このうち、通信インタフェース５２は、通信ケーブル１８を介して基地局１２のそれぞれと情報交換可能に接続する。具体的には例えば、基地局１２から測位のための電波を受信した際の相関値や相関値の時間微分、特性値などについての情報を受信する。また、基地局１２の作動に関する指令や、移動局１０の作動に関する指令などを基地局１２に対し送信する。移動局１０は通信インタフェースを有さない一方、サーバ１４は無線部を有しないため、サーバ１４から移動局１０への指令はいずれかの基地局１２の無線部３４を介して行なう。
【００４６】
基地局予備選択部５４は、移動局１０が送信した電波を各基地局１２において受信した際の、移動局１０と各基地局１２のそれぞれとの間の無線通信における通信品質を評価する通信品質指標に基づいて、移動局１０との無線通信が良好に行なわれると判断される基地局１２を選択する。この基地局予備選択部５４において選択された基地局１２が、後述する基地局選択部５６において行なわれる測位に用いられる基地局の選択の対象となる。具体的には、本実施例においては、移動局１０から送信される測位のための電波について、各基地局の受信強度検出部３８により検出される受信強度を前記通信品質指標とする。すなわち、受信強度検出部３８は通信品質指標検出部として機能する。所定の電力により移動局１０から送信された電波を複数の基地局１２で受信した場合において、より大きい受信強度で受信した基地局１２ほど電波の伝搬距離が短い、すなわち移動局１０との距離がより短いので、移動局１０との通信がより良好に行なわれるためである。基地局予備選択部５４は、各基地局１２において算出される測位のための電波の受信強度の値が予め定められたしきい値を上回る基地局１２を選択する。前記しきい値は、例えば、後述する測位部５８における移動局１０の位置の算出の際の誤差が許容範囲内となるように、予め実験的に、あるいはシミュレーションにより得られる値に設定される。この基地局予備選択部５４における制御作動が基地局予備選択工程に対応する。
【００４７】
基地局選択部５６は、前述の基地局予備選択部５４によって選択された基地局１２のうちから、それら各基地局１２の特性値算出部４６によって算出された特性値の大きさに基づいて、後述する測位部５８において移動局１０の位置の算出に用いる基地局１２を選択する。具体的には、基地局選択部５６は、基地局予備選択部５４によって選択された基地局１２の特性値算出部４６によってそれぞれ算出された特性値の大きさが大きい順に、後述する測位部５８において移動局１０の位置の算出に必要とされる数の基地局１２を選択する。この基地局選択部５６における制御作動が測位基地局選択工程に対応する。このように、本実施例における移動局測位システム８のうち、測位部５８を除く構成が測位基地局選択システム９に該当する。すなわち、本実施例の移動局測位システム８は測位基地局選択システム９を包含して構成される。
【００４８】
図１の場合を例として説明する。図１に示すように移動局測位システム８に７局の基地局である第１基地局１２Ａ乃至第７基地局１２Ｇが含まれる場合において、まず各基地局１２の受信強度検出部３８によって測位のための電波の受信強度が検出される。そして、基地局予備選択部５４により、検出された測位のための電波の受信強度が予め定められた所定値を上回る基地局１２として、例えば第１基地局１２Ａ乃至第５基地局１２Ｅが選択される。続いて、基地局予備選択部５４によって選択された基地局である第１基地局１２Ａ乃至第５基地局１２Ｅの特性値算出部４６において算出された特性値の大きい順に、測位部５８において移動局１０の位置の算出に用いられる基地局１２が選択される。例えば移動局１０が平面上を移動する場合においては、測位部５８において移動局１０の位置の算出に用いられる基地局１２の数は通常３局であるので、特性値算出部４６において算出された特性値の大きい順に、例えば第１基地局１２Ａ、第２基地局１２Ｂ、第３基地局１２Ｃのように３局の基地局が選択される。
【００４９】
測位部５８は、基地局選択部５６によって選択された基地局１２を用いて、移動局１０の位置の算出を行なう。具体的には測位部５８は、移動局１０から送信される測位のための電波を、基地局選択部５６によって選択された基地局１２のそれぞれにおいて受信した際の受信結果に基づいて、移動局１０の位置を算出する。具体的には、本実施例においては、測位部５８は次のように移動局１０の位置の算出を行なう。まず、移動局１０から送信される測位のための電波について、各基地局１２の受信強度検出部３８により検出される受信強度を前記受信結果とする。すなわち、受信強度検出部３８は受信結果検出部として機能する。
【００５０】
測位部５８は続いて、各基地局１２の受信強度検出部３８により検出される受信強度に基づいて、各基地局１２と移動局１０との距離を算出する。図７は、移動局１０から所定の出力により送信された電波について、その電波を受信した際の受信強度（例えばＲＳＳＩ）に対する移動局１０と基地局１２との距離Ｄ（ｍ）との関係を表わす図である。測位部５８は、実験的に、あるいはシミュレーションによって得られる図７に示すような関係を予め記憶しておく。そして、測位部５８は、移動局１０と各基地局１２との距離を、各基地局１２における測位のための電波の電界強度と前記関係とに基づいて算出する。この測位部５８における制御作動が測位工程に対応する。
【００５１】
そして測位部５８は、算出される移動局１０と各基地局１２との距離と、予め既知とされる各基地局１２の位置についての情報とに基づいて移動局１０の位置を算出する。図８は測位部５８による移動局１０の位置の算出を説明する図である。図８において、移動局１０の座標を（ｘ、ｙ）とし、第１基地局１２Ａの位置を表す座標が（ｘａ，ｙａ）、第２基地局１２Ｂの座標が（ｘｂ，ｙｂ）、第３基地局１２Ｃの座標が（ｘｃ，ｙｃ）であるとき、移動局の位置は以下の（２）式により表される。ここで、これらの基地局１２や移動局１０あるいは移動局１１の座標は、例えば図１に示す様に定義された座標系により表わされる。
(xａ−x)2＋(yａ−y)2=r12
(xｂ−x)2＋(yｂ−y)2=r22    …(２)
(xｃ−x)2＋(yｃ−y)2=r32
ここで、ｒ１乃至ｒ３（例えばｍ）はそれぞれ、第１基地局１２Ａ乃至第３基地局１２Ｃにおける電波の受信強度に前記図７に示したような関係を適用することによって得られる前記第１基地局１２Ａ乃至第３基地局１２Ｃのそれぞれと移動局１０との距離である。この（２）式を解くことにより未知数ｘ、ｙが得られる。このように、移動局１０が平面を移動する場合には未知数の数はｘ，ｙの２個であるので、基地局１２の数としてはすくなくとも３つあればよい。同様に移動局が空間移動する場合には未知数の数はｘ，ｙ，ｚの３個であるので、基地局１２の数としては少なくとも４つあればよい。基地局選択部５６は、このように測位部５８において移動局１０の位置を算出するのに必要な数の基地局を選択するようにされている。なお、図８においては、移動局１２の位置は説明のため図１のそれとは異なるものとされている。
【００５２】
図９は本実施例における移動局測位システム８における移動局１０、基地局１２、サーバ１４のそれぞれにおける制御作動の一例を説明するフローチャートである。まず、ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＡ１においてはサーバ１４から各基地局１２のそれぞれに対し、移動局１０の測位を実行するための指令が行なわれる。この指令は、（１）複数の基地局１２のいずれか１つ（以下「代表基地局」という。）に対し、移動局１０に測位のための電波を送信させるための指令を基地局１２の無線部３４から移動局１０に送信させる指令と、（２）複数の基地局１２のそれぞれに対し、移動局１０から送信される測位のための電波を受信し、受信強度検出部３８において受信強度を測定し、検出した受信強度をサーバ１４に送信させる指令とを含む。このうち、前記（１）の指令は、サーバ１４は無線通信のための電波の送受信などについての機能を有していないために、サーバ１４から移動局１０への指令はいずれかの基地局１２の有する基地局無線部３２を介して行なわれることによるものであって、前記代表基地局は、例えば、任意に選択される基地局１２とされる。
【００５３】
ＳＡ２においては、各基地局１２において、サーバ１４からのＳＡ１の指令が受信されたか否かが待機される。サーバ１４からのＳＡ１の指令が受信される場合には、本ステップの判断が肯定され、続くＳＡ３が実行される。一方サーバ１４からのＳＡ１の指令が受信されない場合には、本ステップの判断が否定され、繰り返しＳＡ１が実行されて、サーバ１４からのＳＡ１の指令が受信されるまで待機が行なわれる。
【００５４】
ＳＡ３は、ＳＡ２の判断が肯定された場合に実行されるステップであって、ＳＡ２で受信されたサーバ１４からの指令が実行される。具体的には、前記（１）の指令を受信した代表基地局においては、移動局１０に測位のための電波を送信させるための指令が無線により移動局１０に対して送信される。また、代表基地局でない基地局１２、すなわち前記（２）の指令のみを受信した基地局１２においては、移動局１０から送信される測位のための電波の受信が開始される。
【００５５】
ＳＡ４においては、移動局１０において、測位のための電波の送信を行なうための指令（ＳＡ３）が受信されたか否かが待機される。移動局１０において測位のための電波の送信を行なうための指令が受信された場合には本ステップの判断が肯定され、続くＳＡ５が実行される。一方、測位のための電波の送信を行なうための指令が受信されない場合には本ステップの判断が否定され、繰り返しＳＡ４が実行されて、測位のための電波の送信を行なうための指令が受信されるまで待機が行なわれる。
【００５６】
移動局１０のデータ生成部３０、ＰＮ符号付加部２８などに対応するＳＡ５においては、移動局１０から送信される電波が生成され、送信される。具体的にはデータ生成部３０において生成されるユーザデータに、ＰＮ符号付加部２８において生成される各移動局１０に固有の予め設定されたＰＮ符号が含められるようにして送信データが生成される。そして、所定の出力により送信データを含む電波が送信される。
【００５７】
各基地局１２の無線部３４、受信強度検出部３８などに対応するＳＡ６においては、移動局１０から送信される測位のための電波が受信され、その受信波の受信強度が算出される。具体的には例えば受信波の受信強度はＲＳＳＩや受信電力などにより所定のサンプリングタイムごとに算出される。
【００５８】
相関演算部４０に対応するＳＡ７においては、各基地局１２においてＳＡ６で受信された測位のための電波に含まれるＰＮ符号の相関値が逐次算出される。この相関値は例えば、測位のための電波に含まれるＰＮ符号と、移動局１０のＰＮ符号付加部２８が付加するのと同一のＰＮ符号として予め記憶されているレプリカ符号とを例えば図４に示すようなマッチドフィルタに入力することによって前記（１）式のように得られる値である。本ステップにおける相関値の算出は、例えば、ＳＡ６において受信された測位のための電波の受信時間に対して、予め定められたサンプリングタイムｔｓにより行なわれる。
【００５９】
相関微分値算出部４４に対応するＳＡ８においては、各基地局１２においてＳＡ７で算出された相関値の時間微分が逐次算出される。本ステップにおいては、相関値の時間微分は、相関値の時間変化における傾きに対応するもので、例えば、直近２回の相関値の算出における単位時間あたりの変化量などとして算出される。
【００６０】
特性値算出部４６に対応するＳＡ９においては、ＳＡ８で算出される相関値の時間微分の値に基づいて、その特性を表わす特性値が算出される。具体的には例えば、相関値が前記（１）式の様に定義される本実施例においては、特性値が負の値から正の値に反転した場合に、その反転を検出した時刻からサンプリングタイム分だけ過去にさかのぼる時間における、相関値の時間微分の最大値と最小値との差が特性値として算出される。また、ＳＡ６で受信された測位のための電波を受信した時間区間において複数の特性値が算出された場合には、算出された値が最も大きい特性値が、相関値のピークに対応する特性値と判断される。
【００６１】
ＳＡ１０においては、測位のための電波の受信が完了し、その測位のための電波についての相関値、相関値の時間微分、特性値の算出が算出が完了したか否かが判断される。例えば予め定められた測位のための電波の送信時間が、電波の受信開始（ＳＡ６）から経過したか否かや、あるいは、測位のための電波に送信終了信号を含めるようにしておき、各基地局１２にこの送信終了信号が受信されたときに本判断が肯定されるようにすればよい。測位のため電波の受信が完了された場合には本ステップの判断が肯定され、ＳＡ１４が実行される。測位のための電波の受信が完了していない場合には本ステップの判断は否定され、ＳＡ１１が実行される。
【００６２】
ＳＡ１１においては、予め設定されたタイムアウト時間が経過したか否かが判断される。このタイムアウト時間は例えばＳＡ３において代表基地局が移動局１０に対し電波の送信を指令してからの経過時間に対して設定されるしきい値とされる。前記タイムアウト時間が経過した場合には、ＳＡ６で送信された移動局１０からの測位のための電波を受信できなかった、あるいは移動局１０が測位のための電波の送信に失敗したなど何らかのエラーが発生したとして、本ステップの判断が肯定され、ＳＡ１２が実行される。また、前記タイムアウト時間が経過していない場合には、再度ＳＡ６乃至ＳＡ９の実行が試みられる。
【００６３】
ＳＡ１１の判断が肯定された場合に実行されるＳＡ１２においては、ＳＡ１１の判断が肯定された基地局１２については、移動局１０からの電波を受信することができなかったとして、エラーが発生したとされる。そして、ＳＡ１３においては、エラーが発生した基地局１２については、移動局１０からの測位のための電波の再度の送信を要求する旨の情報が記憶される。
【００６４】
ＳＡ１４においては、各基地局１２においてＳＡ６で検出された測位のための電波の受信強度、ＳＡ７で算出された相関値、ＳＡ８で算出された相関値の時間微分、ＳＡ９で算出された特性値についての情報ががサーバ１４に送信される。なお、ＳＡ１１の判断が肯定され、ＳＡ１３で移動局１０からの測位のための電波の再度の送信を要求する旨の情報が記憶された場合には、その基地局１２についてはその旨が送信される。
【００６５】
ＳＡ１５においては、サーバ１４における演算処理が行なわれる。図１０はこのＳＡ１５において行なわれる演算処理の一例を説明するフローチャートである。まずステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＢ１においては、各基地局１２からＳＡ１４において送信された情報において、予め定められた数の基地局１２から送信された情報に、測位のための電波の再度の送信を要求する旨の情報が含まれていたか否かが判断される。前記予め定められた数とは、例えば、後述するＳＢ４において移動局１０の位置の算出を行なうのに必要とされる基地局１２の数とされる。予め定められた数の基地局１２から送信された情報に、測位のための電波の再度の送信を要求する旨の情報が含まれていた場合には、移動局１０の位置の算出を行なうのに十分な数の基地局１２によって測位のための電波が受信されなかったとして、本ステップが肯定され、本フローチャートが終了させられる。一方、予め定められた数を下回る数の基地局１２から送信された情報に測位のための電波の再度の送信を要求する旨の情報が含まれていた場合には、移動局１０の位置の算出を行なうのに十分な数の基地局１２によって測位のための電波が受信されたとして、本ステップが否定され、ＳＢ２以降が実行される。
【００６６】
基地局予備選択部５４に対応するＳＢ２においては、各基地局１２においてＳＡ６で検出された測位のための受信強度の値に基づいて、基地局１２の選択が行なわれる。具体的には、前記受信強度の値が予め定められたしきい値を上回る基地局１２が、移動局１０との通信が一定の品質により行なわれるものとして選択され、続くＳＢ３において行なわれる基地局１２の選択の対象とされる。
【００６７】
基地局選択部５６に対応するＳＢ３においては、ＳＢ２で選択された基地局１２のうちから、続くＳＢ４における移動局１０の位置の算出に用いられる基地局１２が選択される。本ステップにおける基地局１２の選択は、各基地局１２のＳＢ９において算出された相関値のピークに対応する特性値の大きさに基づいて行なわれる。具体的には、ＳＢ２で選択された基地局１２のうち、前記特性値の大きい順に、ＳＢ４における移動局１０の位置の算出に必要となる基地局１２の数だけ測位に用いる基地局として選択される。
【００６８】
測位部５８に対応するＳＢ４においては、ＳＢ３で選択された移動局１０の位置の算出に用いる基地局１２における、移動局１０から送信された測位のための受信結果などに基づいて、移動局１０の位置の算出が行なわれる。本実施例においては、受信結果としてＳＡ６において各基地局１２で検出される測位のための受信強度が用いられる。この受信強度を、例えば前述の図７に示すような電波の受信強度と電波の伝搬距離との関係に基づいて、電波の伝搬距離に変換することにより、ＳＢ３で検出された基地局１２のそれぞれと移動局１０との距離が算出される。算出された各基地局１２と、予め既知とされている各基地局１２の位置についての情報とに基づいて前記（２）式で表わされる関係式が導出され、これを解くことにより移動局１０の位置が算出される。
【００６９】
前述の実施例によれば、相関演算部４０により、移動局１０から送信されるＰＮ符号を含む測位のための電波を複数の基地局１２のそれぞれが受信した際の、受信された電波に含まれるＰＮ符号とレプリカ符号との相関値が算出され、相関微分値算出部４４により、算出された該相関値の時間微分が、前記複数の基地局のそれぞれについて算出される。また、特性値算出部４６により、相関値の時間微分の値に基づいて相関値の時間微分の特性を表わす特性値が複数の基地局１２のそれぞれについて算出され、基地局選択部５６により、特性値算出部４６によって算出される特性値が大きい順に、複数の基地局１２から移動局１０の位置の算出に用いられる測位基地局が選択されるので、妨害波やマルチパスによる干渉の影響が少なく、移動局１０との無線通信の精度が高い基地局を測位基地局として選択することができる。
【００７０】
また、前述の実施例においては、特性値算出部４６は、相関値の時間微分の正負が反転した時刻を含む所定の時間間隔における前記相関値の時間微分の最大値と最小値の差を特性値として算出するので、特性値算出部４６は、相関値の時間微分の正負が反転した時刻を含む所定の時間間隔、例えば相関値の算出におけるサンプリングタイムにおける相関値の時間微分の最大値と最小値の差を特性値として算出するので、相関値の時間微分の変化の大きさが大きい基地局１２、すなわち、相関値が急峻なピークを生ずるように変化する基地局１２から順に測位基地局として選択され、妨害波やマルチパスによる干渉の影響が少なく、移動局１０との無線通信の精度が高い基地局１２を測位基地局として選択することができる。
【００７１】
また、前述の実施例によれば、移動局１０から送信される電波を複数の基地局１２が受信し、移動局１０と複数の基地局１２のそれぞれとの無線通信における通信品質指標として電波の受信強度を算出し、算出された通信品質指標に基づいて移動局１０との通信が良好に行なわれると判断される基地局１２を選択する基地局予備選択部５４を有する。また基地局選択部５６は、基地局予備選択部５４によって選択された基地局１２から、特性値算出部４６によって算出される特性値が大きい順に複数の測位基地局を選択するので、妨害波やマルチパスによる干渉の影響が少なく、移動局１０との無線通信の精度が高い基地局を測位基地局として選択することができるという効果に加え、基地局予備選択部５４によって選択されない基地局１２については、相関値微分値算出部４４による相関値の時間微分の算出や特性値算出部４６による特性値の算出などを行なう必要がないため、演算量を低減することができ、演算にかかる時間や演算装置による消費電力の低減を図ることができる。
【００７２】
また、前述の実施例によれば、相関演算部４０による相関値の算出、および相関微分値算出部４４による相関値の時間微分の算出と、基地局予備選択部５４において用いられる通信品質指標である電波の受信強度の算出とは、移動局１０から送信される同一の電波、すなわち測位のための電波に対して行なわれるので、移動局１０との無線通信の精度が高い基地局１２を測位基地局として選択することができるという効果に加え、相関演算部４０による相関値の算出、および相関微分値算出部４４による相関値の時間微分の算出と、基地局予備選択部５４において用いられる通信品質指標である電波の受信強度の算出とが、同一の電波に対して行なわれるので、移動局１０による電波の送信を１回のものとすることができ、測位に要する時間を低減することができる。
【００７３】
また、前述の実施例によれば、移動局測位システム８は測位基地局選択システム９を含んで構成されるので、測位基地局選択システム９により選択される測位基地局を用いて移動局１０の位置の算出を行なうことができる。すなわち、測位部５８により、測位基地局選択システム９によって選択された複数の測位基地局のそれぞれにおける測位のための電波の受信結果である受信強度と、複数の測位基地局のそれぞれの位置についての情報に基づいて移動局１０の位置が算出されるので、妨害波やマルチパスによる干渉を受ける基地局１２である特定の基地局を含まない基地局１２が測位に用いる基地局１２である測位基地局として選択され、それら測位基地局を用いて移動局１０の測位を行なうことができる。すなわち、測位結果における妨害波やマルチパスによる干渉の影響を低減することができ、精度のよい受信結果に基づいて精度のよい移動局１０の測位が可能となる。
【００７４】
続いて、本発明の別の実施例について説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【００７５】
本実施例は、特性値算出部４６が算出する特性値の別の例に関するものである。図１１は、本発明の別の実施例における特性値算出部４６による特性値の算出を説明する図である。前述の実施例１においては、特性値算出部４６は、前記相関値の時間微分の値が負の値から正の値に反転した時刻を含む所定の時間間隔における前記相関値の時間微分の最大値と最小値の差として特性値を算出した。一方、本実施例においては、特性値算出部４６は、前記相関値の時間微分の値が負の値から正の値に反転した時刻を含む所定の時間間隔における前記相関値の時間微分の最大値もしくは最小値の大きさを特性値として算出する。なお、前述の実施例１と同様に、相関値が前記（１）式のように定義される場合、相関値にピークが生じた場合に対応する負の値から正の値に変化した場合のみを特性値の検出の対象とすればよい。
【００７６】
前述のように、相関値の時間変化におけるピークの鋭さは、相関値がピークとなった時刻の前後のそれぞれにおける相関値の時間変化の傾き、すなわち相関値の時間微分によって評価することができる。ここで、受信したＰＮ符号とレプリカ符号とが同期することによって発生する相関値のピークは急峻なものであるので、相関値がピークが発生する際、すなわちピークの直前、もしくはピークが終了する際、すなわちピークが発生した直後の少なくとも一方における相関値の時間変化の傾きの大きさの変化が大きいものであれば、相関値のピークが急峻なものであると判断することができる。本実施例において特性値算出部４６が算出する特性値は、前記相関値の時間微分の値の正負が反転した時刻を含む所定の時間間隔における前記相関値の時間微分の最大値もしくは最小値の大きさであるので、前記所定の時間間隔が、相関値のピークが生ずることに伴って相関値が変動する時間に対応するものとされることにより、算出される特性値に基づいて相関値のピークの鋭さを評価することができる。
【００７７】
また、特性値算出部４６は前述の実施例と同様に、前記所定の時間間隔を、相関値の時間微分の値が負の値から正の値に反転したことを検出した時刻からサンプリングタイム分だけ過去にさかのぼる時間として、その所定の時間間隔における前記相関値の時間微分の最大値と最小値との差を算出する。
【００７８】
また、特性値算出部４６は、前述の実施例と同様に、算出された特性値が複数ある場合には、最も大きい特性値を相関値のピークに対応する特性値であるとして選択する。
【００７９】
図１１を用いて、特性値算出部４６による特性値の算出を具体的に説明する。図１１の上段は図５の上段に示したものと同じ、所定のサンプリングタイムｔｓごとに相関演算部４０により算出される相関値の時間変化である。一方、図１１の下段は、相関微分値算出部４４によって算出される相関値の時間微分の時間変化と、特性値算出部４６による特性値の算出を説明する図であり、相関微分値算出部４４によって前記サンプリングタイムｔｓごとに算出される相関値の時間微分の値が、図５の上段と共通する時間軸により表わされている。図１１の例においては、特性値算出部４６は、相関値の時間微分の値が負の値から正の値に反転した時刻からサンプリングタイムｔｓだけさかのぼる時間間隔における相関値の時間微分の最小値の大きさを特性値として算出する
【００８０】
図１１に示す時間区間において、相関値のピーク、すなわち相関値の極大は、時刻ｔ６、ｔ１２、ｔ１５、ｔ１８のそれぞれにおいて４回生じている（図１１上段参照）。これに対応して、相関値の時間微分の値は、それぞれ時刻ｔ７、ｔ１３、ｔ１６、ｔ１９において、負の値から正の値に反転している（図１１下段参照）。特性値算出部４６は、これら相関値の時間微分の値が負の値から正の値に反転した時刻からサンプリングタイムｔｓだけ前までの時間区間における、相関値の時間微分の値の最大値と最小値との差を算出する。具体的には図１１に示すように、時刻ｔ６（＝ｔ７−ｔｓ）から時刻ｔ７までの時間区間における時間微分の値の最小値ｓ１の大きさ（絶対値）｜ｓ１｜、時刻ｔ１２（＝ｔ１３−ｔｓ）から時刻ｔ１３までの時間区間における時間微分の値の最小値ｓ２の大きさ｜ｓ２｜、時刻ｔ１５（＝ｔ１６−ｔｓ）から時刻ｔ１６までの時間区間における時間微分の値の最小値ｓ３の大きさ｜ｓ３｜、時刻ｔ１８（＝ｔ１９−ｔｓ）から時刻ｔ１９までの時間区間における時間微分の値の最小値ｓ４の大きさ｜ｓ４｜をそれぞれ特性値として算出する。なお、図１１においても図５と同様に、前記所定の時間間隔に対応する、相関値の時間微分の値が負の値から正の値に反転した時刻からサンプリングタイムｔｓだけ前までの時間区間が一点鎖線で示されている。
【００８１】
このように特性値として４つの値｜ｓ１｜乃至｜ｓ４｜がそれぞれ算出されるので、特性値算出部４６は、これらｓ１乃至ｓ４のうちから、相関値のピークに対応する特性値を選択する。具体的には前述したように、複数算出された相関値｜ｓ１｜乃至｜ｓ４｜のうち最も値が大きいもの、すなわちｓ３が特性値であるとして選択する。このようにして、図１１の上段に示されたｔ１５における相関値のピークに対応する特性値はｓ３であると算出する。
【００８２】
なお、図１１の例においては、特性値算出部４６は、相関値の時間微分の値が負の値から正の値に反転した時刻からサンプリングタイムｔｓだけさかのぼる時間間隔における相関値の時間微分の最小値の大きさを特性値として算出したが、前記時間間隔における相関値の時間微分の最大値の大きさを特性値として算出してもよいし、前記時間間隔における相関値の時間微分の最大値の大きさと最小値の大きさとを算出し、それらの大きい方を特性値として相関値を算出する毎に特性値として選択してもよい。
【００８３】
前述の実施例によれば、特性値算出部４６は、相関値の時間微分の正負が反転した時刻を含む所定の時間間隔（例えばサンプリングタイムに相当する時間）における相関値の時間微分の最大値もしくは最小値の大きさを特性値として算出するので、相関値の時間微分の正負が反転した時刻を含む所定の時間間隔における最大値もしくは最小値の大きさが大きいほど、すなわち、相関値が急峻なピークを生ずるように変化する基地局から測位基地局として選択され、妨害波やマルチパスによる干渉の影響が少なく、移動局１０との無線通信の精度が高い基地局１２を測位基地局として選択することができる。
【実施例３】
【００８４】
本実施例は、基地局選択部５６の別の実施態様に関するものである。前述の実施例においては、基地局選択部５６は、各基地局１２の特性値算出部４６において算出される特性値の値が大きい順に基地局の選択を行なった。しかしながら、マルチパスの影響が著しいものである場合には、各基地局１２において算出される相関値の値がマルチパスの影響がない場合と比べて異なったものとなることがある。すなわち、マルチパスの影響下において算出される特性値は、マルチパスの影響がない場合に比べて大きいものとなったり、あるいは小さいものとなったりする。このようにマルチパスの影響を受けた場合の特性値に基づいて基地局選択部５６によって選択された基地局１２を用いて、測位部５８により移動局１０の測位を行なった場合には、その測位の精度が正確なものとならない可能性がある。
【００８５】
本実施例においては、特性値算出部４６（図３参照。また、図９のフローチャートにおけるＳＡ９に対応。）は、特性値の算出を行なうのに加え、その特性値の算出の元となったＰＮ符号の受信を行なった時間区間の少なくとも一部を含む反転回数検出時間において、相関微分値算出部４４において算出される相関値の微分値の正負が反転した反転回数を検出する。この反転回数検出区間は、例えば、基地局１２においてＰＮ符号を受信を開始した時刻から受信を終了した時刻までの全てを含むようにされてもよいし、あるいは、ＰＮ符号を受信を開始した時刻から予め定められる所定時間とされてもよい。
【００８６】
また、特性値算出部４６が検出する反転回数は、特性値算出部４６において算出される特性値の定義に対応して定義される。すなわち、相関値の時間微分の値が負の値から正の値に変化した場合のみが特性値の検出の対象となる場合には、前記反転回数は、相関値の時間微分の値が負の値から正の値に変化した回数とされる。
【００８７】
また本実施例においては、基地局選択部５６（図６参照。また、図１０のフローチャートにおけるＳＢ３に対応。）は、まず、基地局選択部５６は、基地局予備選択部５４によって選択された基地局１２の特性値算出部４６によってそれぞれ算出された特性値の大きさが大きい順に、後述する測位部５８において移動局１０の位置の算出に必要とされる数の基地局１２を選択する。その一方で、特性値の大きさが予め定められた所定の範囲に含まれる場合には、その所定の範囲に特性値が含まれる複数の基地局１２について、前記特性値算出部４６によって検出される反転回数を比較する。そして、前記所定の範囲に特性値が含まれる複数の基地局１２については、特性値の大きさに関わらず、前記反転回数の少ない順に基地局１２の選択を行なう。なお、本実施例においては、特性値の定義は実施例１と同じもの、すなわち、前記相関値の時間微分の値が負の値から正の値に反転した時刻を含む所定の時間間隔における前記相関値の時間微分の最大値と最小値の差であるとされるが、実施例２のように定義されてもよい。
【００８８】
具体的に、図１に示すように７局の基地局である第１基地局１２Ａ乃至第７基地局１２Ｇが含まれる移動局測位システム８から３局の基地局１２を選択する場合を例として説明する。まず各基地局１２の受信強度検出部３８によって測位のための電波の受信強度が検出される。そして、基地局予備選択部５４により、検出された測位のための電波の受信強度が予め定められた所定値を上回る基地局１２として、例えば第１基地局１２Ａ乃至第５基地局１２Ｅが選択される。続いて、基地局予備選択部５４によって選択された基地局である第１基地局１２Ａ乃至第５基地局１２Ｅの特性値算出部４６においてそれぞれ算出された特性値の大きさが比較される。これら第１基地局１２Ａ乃至第５基地局１２Ｅにおける特性値の大きさが大きい順に、例えば、第１基地局１２Ａの特性値ｓａ、第２基地局１２Ｂの特性値ｓｂ、第３基地局１２Ｃの特性値ｓｃ、第４基地局１２Ｄの特性値ｓｄ、第５基地局１２Ｅの特性値ｓｅであって、第１基地局１２Ａの特性値ｓａと第２基地局１２Ｂの特性値ｓｂとは前記所定の範囲に含まれない一方、第３基地局１２Ｃの特性値ｓｃ、第４基地局１２Ｄの特性値ｓｄ、および第５基地局１２Ｅの特性値ｓｅは前記所定の範囲に含まれる場合を考える。ここで、特性値ｓｉ、特性値ｓｊ、および特性値ｓｋ（ｉ，ｊ，ｋは、各基地局１２ごとの特性値を識別する符号。前述の例では、ｉ，ｊ，ｋ＝ａ乃至ｅのいずれか。）が前記所定の範囲に含まれるとは、特性値ｓｉ、特性値ｓｊ、および特性値ｓｋのうち最大の値と最小の値とが予め定められた所定の範囲に含まれることをいう。すなわち、Δｓを所定の範囲の大きさとすると、ｓｂ−ｓａ≧Δｓであることをいう。前記所定の範囲は、本実施例においては例えばΔｓ＝２のように予め任意に定められる。このΔｓは、例えば、マルチパスの影響が大きいと予想される場合にはΔｓの値を大きくしたり、あるいは、移動局１０から送信されるＰＮ符号の符号長に基づいて決定される、相関演算部４０において算出される相関値の最大値と最小値との差が大きい場合にはΔｓの値を大きくするなどのようにして定められる。
【００８９】
かかる場合において、基地局選択部５６は、前記基地局予備選択部５４によって選択された第１基地局１２Ａ乃至第５基地局１２Ｅのうち、まず、特性値ｓａが最も大きく、かつその特性値ｓａと二番目に大きい特性値である第２基地局１２Ｂの特性値ｓｂとが前記所定の範囲に含まれないとして、第１基地局１２Ａを選択する。続いて、特性値ｓｂが二番目に大きく、かつその特性値ｓｂと三番目に大きい特性値である第３基地局１２Ｃの特性値ｓｃとが前記所定の範囲に含まれないとして、第２基地局１２Ｂを選択する。
【００９０】
続いて基地局選択部５６は、三番目に大きい特性値である第３基地局１２Ｃの特性値ｓｃに着目する。基地局選択部５６はここで、特性値ｓｃ、四番目に大きい特性値である第４基地局１２Ｄの特性値ｓｄ、および五番目に大きい特性値である第５基地局１２Ｅの特性値ｓｅとは前記所定の範囲に含まれると判断する。そこで基地局選択部５６は、これら所定の範囲に特性値が含まれる第３基地局１２Ｃ、第４基地局１２Ｄ、および第５基地局１２Ｅのそれぞれについて、特性値検出部４６において検出された反転回数を比較する。そして、基地局選択部５６は、比較した反転回数が少ない順に基地局１２を選択する。この例においては、基地局選択部５６は、第３基地局１２Ｃ、第４基地局１２Ｄ、および第５基地局１２Ｅのうち、反転回数が最も少ない１局の基地局を選択する。
【００９１】
図１２は、マルチパスの影響を受ける基地局１２において相関演算部４０によって所定のサンプリングタイムｔｓごとに算出される相関値の時間変化（上段）と、相関微分値算出部４４によって算出される相関値の時間微分の時間変化と、特性値算出部４６による特性値（下段）を説明する図であって、前述の実施例の図５に対応する図である。
【００９２】
図１２に示すように、マルチパスの影響を受けると、相関値の時間変化が頻繁に発生する。そのため、相関値の微分値の反転も多くなる。図１２の例においては、時刻ｔ６、ｔ８、ｔ１０、ｔ１３、ｔ１６、ｔ１９、ｔ２１、ｔ２６のそれぞれにおいて相関値の時間微分の値が負の値から正の値に反転している。前述のように、特性値算出部４６は、相関値の微分値が負の値から正の値に反転した時刻を含む所定の時間間隔ｔｓにおける相関値の時間微分の最大値と最小値の差のうち、最大の値を特性値として算出するので、図１２の例においては、ｓ２２（＝９）が特性値として算出される。
【００９３】
図１３は、同じく相関演算部４０によって所定のサンプリングタイムｔｓごとに算出される相関値の時間変化（上段）と、相関微分値算出部４４によって算出される相関値の時間微分の時間変化と、特性値算出部４６による特性値（下段）を説明する図であって、前述の実施例の図５に対応する図である。図１３の例においては、図５と比べて受信時刻全般に渡って算出される相関値の値が低いものとなっている。なお、本実施例においては、移動局１０が送信するＰＮ符号、および各基地局１２の相関演算部４０が記憶するレプリカ符号は１２ビットである簡易な相関モデルが例として用いられている。本実施例においては、受信した電波に含まれるＰＮ符号とレプリカ符号とが同期しない非同期時であっても、受信波に含まれる雑音（ノイズ）とレプリカ符号との一部のビットが一致することにより、相関演算部４０において算出される相関値の値が、非同期時における相関値の理論上の最大値である１２よりも、前記一致したビット数ぶんだけ小さい値となる。そして、前記ノイズが多いほど、非同期時に前記一致したビット数が増える。すなわち、図１３のように相関値を受信する基地局１２は、図５のように受信する基地局１２よりも移動局１０からの電波にノイズを多く含んで受信することを表わしている。具体的には例えば、図１３のように相関値を受信する基地局１２は、図５のように受信する基地局１２よりも電波の送信元である移動局１０からの距離が離れた基地局１２である。
【００９４】
図１３の例においては、時刻ｔ７、ｔ１３、ｔ１６、ｔ１９のそれぞれにおいて相関値の時間微分の値が負の値から正の値に反転している。前述のように、特性値算出部４６は、相関値の微分値が負の値から正の値に反転した時刻を含む所定の時間間隔ｔｓにおける相関値の時間微分の最大値と最小値の差のうち、最大の値を特性値として算出するので、図１３の例においては、ｓ３１（＝８）が特性値として算出される。前述のように、図１３の例においては算出される相関値の値が図５の例において算出される相関値と比べて受信時間全体に渡って低い値となるので、その時間微分に基づいて算出される特性値の値も低くなりうる。
【００９５】
ところで、図１２の例に戻って、移動局１０と基地局１２との通信においてビットエラーなどが生ずることにより、相関値の値が変動することがあり得る。例えば、移動局１０と基地局１２との通信においてビットエラーが生じ、基地局１２において受信されるＰＮ符号に通信誤り（エラー）が発生する場合がある。かかる場合において、時刻ｔ１５における相関値が前記ビットエラーなどにより１だけ大きく算出されると、特性値ｓ２２の値は２だけ小さくなる。そして、その結果、特性値２１の大きさのほうが特性値ｓ２２の大きさよりも大きくなる場合には、図１２に対応する基地局１２の特性値はｓ２１であるとされる。
【００９６】
このとき、図１２に対応する基地局の特性値ｓ２１が、図１３に対応する基地局の特性値ｓ３１を上回るので、基地局選択部５６によって特性値が大きいことのみによって基地局１２の選択が行なわれると、図１２に対応する基地局が図１３に対応する基地局よりも先に選択される。特に、基地局選択部５６により、図１２に対応する基地局が選択される一方で、図１３に対応する基地局が選択されないことがありうる。しかしながら、図１２および図１３に示すように、相関値の時間変化は図１３に対応する基地局のほうが、図１２に対応する基地局よりもその特徴を捉えたものとして検出されている。また、特性値を検出した時刻について検討すると、図１３においては特性値を検出した時刻は時刻ｔ１６であり、相関値のピークが発生した時刻、すなわち受信したＰＮ符号とレプリカ符号とが同期された同期時刻（受信時刻）と同じである。一方、図１２においては、特性値を検出した時刻は時刻ｔ１０であり、相関値のピークが発生した時刻ｔ１６、すなわち受信したＰＮ符号とレプリカ符号とが同期された同期時刻（受信時刻）とは異なる時刻の値である。このことは、図１２の特性値は相関値のピークに基いて算出された値ではないことを示している。
【００９７】
ここで、図１２および図１３に示した相関値の微分値の時間変化において、相関値の微分値の値における正負の反転回数、特に本実施例においては、相関値の微分値の値が負の値から正の値に反転した回数に着目する。図１２の例においては、前述のように、時刻ｔ６、ｔ８、ｔ１０、ｔ１３、ｔ１６、ｔ１９、ｔ２１、ｔ２６のそれぞれにおいて相関値の時間微分の値が負の値から正の値に反転しており、反転回数は８回である。一方図１３の例においては、時刻ｔ７、ｔ１３、ｔ１６、ｔ１９のそれぞれにおいて相関値の時間微分の値が負の値から正の値に反転しており、反転回数は４回である。マルチパスの影響が多いと、図１２に示すように相関値の変動が頻度の点においても大きくなるので、相関値の微分値の符号が反転する頻度も高くなる。従って、反転回数の高い基地局１２はマルチパスの影響を受けている基地局１２であると判断することができる。
【００９８】
そこで、基地局選択部５６は、複数の特性値の大きさが予め定められた所定の範囲に含まれる場合には、その所定の範囲に特性値が含まれる複数の基地局１２について、前記特性値算出部４６によって検出される反転回数を比較する。そして、前記所定の範囲に特性値が含まれる複数の基地局１２については、特性値の大きさに関わらず、前記反転回数の少ない順に基地局１２の選択を行なう。前述の図１２および図１３の例においては、前記図１２においてマルチパスの影響がある場合における特性値ｓ２１と、図１３における特性値ｓ３１とが前記所定の範囲に含まれる場合には、図１２と図１３のそれぞれについての、所定の反転回数検出時間における相関値の時間微分の反転回数を比較する。例えば図１２および図１３において時刻ｔ１からｔ３０までの時間区間が前記反転回数検出時間とされる場合には、図１２における反転回数は８回、図１３における反転回数が４回であるので、基地局選択部５６は、反転回数の少ない基地局１２である、図１３に対応する基地局１２を、図１２に対応する基地局１２よりも先に選択する。
【００９９】
本実施例における測位基地局選択システム９もしくは移動局測位システム８における制御作動の一例は、前述の実施例と同様に図９および図１０に示すフローチャートによって説明される。このうち、図９のステップＳＡ９においては、前述の実施例における作動、すなわち相関値の微分値に基づく特性値の算出作動に加え、例えば制御のための電波の受信を行なった時間区間（ＳＡ６）においてＳＡ８で算出される相関値の微分値の正負が反転した反転回数が検出される。
【０１００】
また、基地局選択部５６に対応する図１０のステップＳＢ３においては、前述の実施例において説明した制御作動、すなわち、ＳＡ９で算出された特性値が大きい順に基地局を選択する作動に代えて、図１４に示す基地局選択ルーチンが実行される。図１４は、この基地局選択ルーチンにおける制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【０１０１】
まずＳＣ１においては、基地局１２を区別するための変数ｉが初期化され、その値が１とされる。
【０１０２】
続いてＳＣ２においては、各基地局１２においてＳＡ９で算出された特性値が比較され、ｉ番目に大きい特性値を上限とする所定の範囲に他の特性値が存在するか否かが判断される。ｉ番目に大きい特性値を上限とする所定の範囲に他の特性値が存在する場合には、本ステップの判断が肯定され、ＳＣ３が実行される。一方、ｉ番目に大きい特性値を上限とする所定の範囲に他の特性値が存在しない場合には、本ステップの判断は否定され、ＳＣ１１が実行される。
【０１０３】
ＳＣ３においては、ＳＣ２においてｉ番目に大きい特性値を上限とする所定の範囲に特性値が存在するとされた基地局１２が抽出される。なお、本ステップにおいて抽出される基地局１２の数をｎ局とする。
【０１０４】
ＳＣ４においては、ＳＣ３において抽出された各基地局１２において、ＳＡ９において算出される反転回数が比較される。また、ＳＣ５においては、ＳＣ３において抽出された基地局１２を識別するための変数ｊが初期化され、その値が１とされる。
【０１０５】
ＳＣ６においては、ＳＡ９において算出され、ＳＣ４で比較された反転回数がｊ番目に少ない基地局１２が選択される。また、ＳＣ７においては、変数ｊが１だけ増加させられる。
【０１０６】
ＳＣ８においては、選択すべき数の基地局１２が全て選択されたか否かが判断される。この判断は例えば変数ｉが予め設定された選択すべき基地局１２の数以上となったことに基づいて行なわれる。この選択すべき基地局１２の数は、例えばＳＢ４において移動局１０の測位を行なうのに必要な基地局１２の数であって、移動局１０が平面上を移動する場合には、選択すべき基地局１２の数は３である。選択すべき数の基地局１２が全て選択された場合には、本ステップの判断が肯定され、本ルーチンが終了させられる。一方、選択すべき数の基地局１２が全て選択されていない場合には、本ステップの判断が否定され、ＳＣ９が実行される。
【０１０７】
ＳＣ９においては、ＳＣ３で抽出されたｎ局の基地局１２が全て選択されたか否かが判断される。前記ｎ局の基地局１２が全て選択された場合には、選択された前記ｎ局の基地局１２に対応する特性値よりも小さい特性値に対応する基地局１２について、基地局の選択が行なわれるべく、ＳＣ１０が実行される。一方、前記ｎ局の基地局１２の全てが選択されていない場合には、前記ｎ局の基地局１２のうち、他の基地局１２について基地局の選択が行なわれるべく、ＳＣ６以降が再度実行される。
【０１０８】
ＳＣ９の判断が否定される場合に実行されるＳＣ１０においては、変数ｉの値にｎが加えられる。そして、ＳＣ２以降が再度実行される。
【０１０９】
一方、ＳＣ２の判断が否定される場合、すなわち、ｉ番目に大きい特性値を上限とする所定の範囲に他の特性値が存在しない場合に実行されるＳＣ１１においては、特性値が大きい順に基地局１２の選択が行なわれる。具体的にはｉ番目に大きい特性値に対応する基地局１２が選択される。続くＳＣ１２においては、変数ｉの値に１が加えられる。
【０１１０】
ＳＣ１３においては、選択すべき数の基地局１２が全て選択されたか否かが判断される。この判断は例えば、ＳＣ８と同様に、変数ｉが予め設定された選択すべき基地局１２の数以上となったことに基づいて行なわれる。選択すべき数の基地局１２が全て選択された場合には、本ステップの判断が肯定され、本ルーチンが終了させられる。一方、選択すべき数の基地局１２が全て選択されていない場合には、本ステップの判断が否定され、さらに基地局の選択を行なうためにＳＣ２以降が実行される。
【０１１１】
前述の実施例によれば、マルチパスの影響によって特性値の値が大きくなった場合であっても、マルチパスによって生ずる相関値の時間微分の反転回数検出時間における正負の反転回数が特性値算出部４６によって検出され、特性値算出部４６によって算出される前記複数の基地局１２のそれぞれの特性値のうち、複数の特性値が所定の範囲に含まれる場合には、基地局選択部５６により、所定の範囲にある複数の特性値に対応する複数の基地局１２については、その複数の基地局１２のうち特性値算出部４６によって検出される前記反転回数の少ない順に複数の測位基地局が選択されるので、特性値算出部４６によって算出される前記複数の基地局１２のそれぞれの特性値が前記所定の範囲に含まれる複数の基地局については、前記特性値の大きさによらず、マルチパスの影響の小さい基地局１２が選択される。すなわち、妨害波やマルチパスによる干渉の影響が少なく、移動局との無線通信の精度が高い基地局を測位基地局として選択することができる。
【０１１２】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【０１１３】
例えば、前述の実施例においては移動局１０は平面上を移動するものとされたが、かかる態様に限られず、空間（３次元）を移動するものであってもよい。この場合、移動局１０の位置を表わす座標（ｘ，ｙ，ｚ）を未知数として前記（１）式に対応する式が導出されればよい。
【０１１４】
また、前述の実施例においては、測位部５８は各基地局１２における測位のための電波の受信強度を受信結果として移動局１０の位置の算出を行なったが、これに限られない。具体的には、例えば各基地局１２における測位のための電波の受信時刻を受信結果として移動局１０の位置の算出を行なうこともできる。この場合、各基地局１２は、測位のための電波の受信時刻、具体的には例えば、測位のための電波に含まれるＰＮ符号の相関値がピークを生じた時刻を測位のための電波の同期時刻（受信時刻）として検出する。また、測位部５８は、移動局１０における前記測位のための電波の送信時刻および検出される各基地局１２における前記測位のための電波の受信時刻から算出される測位のための電波の伝搬時間を算出し、この伝搬時間に電波の速度を乗ずるなどして移動局１０と各基地局１２との距離を算出する。このようにして算出される移動局１０と各基地局１２との距離などに基づいて前記（２）式に対応する式を導出し、移動局１０の位置の算出を行なうことが可能である。この場合、基地局１２は受信時刻を検出する受信結果検出部を含んで構成される。あるいは、特性値が算出された際の相関値のピークが生じた時刻を受信時刻とすることもできる。特に前述の実施例３によれば、基地局選択部５６は、マルチパスの影響により、受信されたＰＮ符号とレプリカ符号とが同期していない場合に検出された特性値が、他の基地局において受信されたＰＮ符号とレプリカ符号とが同期した場合に検出された特性値よりも大きい場合であっても、各基地局１２における相関値の微分値の反転回数に基づいてマルチパスの影響の少ない基地局を測位基地局として検出する。したがって、受信時刻の検出においてもマルチパスの影響を低減することができる。
【０１１５】
また、前述の実施例においては、基地局予備選択部５４が各基地局１２のそれぞれと移動局１０との通信が良好であるかを判断する通信品質指標は、移動局１０が送信した電波を基地局１２のそれぞれが受信した際に受信強度検出部３８によって検出される受信強度とされたが、これに限られない。例えば、測位のための電波に誤り検出符号が含められる場合には、該誤り検出符号に基づいて算出される受信した電波における誤り率（ＢＥＲ；ｂｉｔ  ｅｒｒｏｒ  ｒａｔｅ）とされてもよいし、あるいは測位のための電波に含まれるＰＮ符号の相関値のピークの大きさがレプリカ符号と同期した際のピーク値であってもよい。この場合、基地局１２はこれら誤り率、あるいは相関値のピークの大きさを検出する通信品質指標検出部を含んで構成される。すなわち、電波の送受信に際し、その通信状態により一定の変化をする指標であれば、これらに限られない。
【０１１６】
また、前述の実施例においては、前記通信品質指標は、移動局１０が送信する測位のための電波を各基地局１２のそれぞれが受信した際の受信強度とされた、すなわち、移動局１０が送信する同一の電波を対象として通信品質指標の算出と相関値、相関値の時間微分および特性値の算出とが行なわれたが、このような態様に限られない。すなわち、移動局１０は、通信品質指標の算出のための電波と、測位のための電波とをそれぞれ別個に送信してもよい。
【０１１７】
前述の実施例においては、基地局予備選択部５４、基地局選択部５６、測位部５８などはサーバ１４の有する機能であるとされたが、これに限られない。例えばこれらをいずれかの基地局１２の有する機能とすることも可能である。このようにすれば、サーバ１４を設ける必要がない。逆に前述の実施例においては、相関微分値算出部４４、特性値算出部４６は基地局１２の有する機能とされたが、これに限られず、サーバ１４の有する機能とされてもよい。すなわち相関演算部４０により算出される各基地局１２における相関値の時間変化についての情報がサーバ１４に送信され、サーバ１４において相関値の時間微分や特性値の値が算出されてもよい。
【０１１８】
前述の実施例においては、測位のための電波は移動局１０から送信され、各基地局１２により受信されるものであったが、このような態様に限られない。すなわち、移動局１０が受信強度検出部３８、相関値演算部４０、相関微分値算出部４４、特性値算出部４６などを有し、各基地局１２の無線部３４からそれぞれ送信される測位のための電波を移動局１０の無線部２４によりそれぞれ受信し、受信した電波に対し受信強度の検出と、相関値、相関値の時間微分、特性値の算出を行なうことも可能である。
【０１１９】
また、前述の実施例においては、移動局測位システム８もしくは測位基地局選択システム９は基地局予備選択部５４を含んで構成され、基地局選択部５６は基地局予備選択部５４によって選択された基地局のうちから移動局１０の位置の算出に用いる基地局１２を選択するものとされたが、このような態様に限られない。すなわち、移動局測位システム８もしくは測位基地局選択システム９は基地局予備選択部５４を含まない構成とすることも可能であり、この場合、基地局選択部５６は移動局１０からの電波を受信した全ての基地局１２の特性値の大きさなどに基づいて移動局１０の位置の算出に用いる基地局１２を選択することにより、一定の効果が得られる。
【０１２０】
また、前述の実施例において、移動局測位システム８の有する基地局１２の数は前述の実施例のものに限定されない。すなわち、測位部５８において移動局１０の位置の算出に用いられる数を上回る数の基地局が移動局測位システム８に含まれる場合には、本発明の測位基地局選択方法、あるいは移動局測位方法による効果が得られる。
【０１２１】
また、前述の実施例においては、特性値算出部４６は、前記所定の時間間隔を、相関値の時間微分の値が負の値から正の値に反転したことを検出した時刻からサンプリングタイム分だけ過去にさかのぼる時間として、その所定の時間間隔における前記相関値の時間微分の最大値と最小値との差を算出したが、これに限られない。すなわち、前記時間間隔の長さをより長くしても、同様の効果が得られる。
【０１２２】
また、前述の実施例においては、相関値が前記（１）式のように定義されたため、特性値算出部４６は、相関値の時間微分の値が負の値から正の値に反転したことを検出した時刻を始点とする所定の時間間隔における前記相関値の時間微分の最大値と最小値との差を算出した。しかしながら、相関値が前記（１）式とは異なる定義がなされ、例えば相関値のピークが上に凸な形状、すなわちピーク時以外における相関値に比べてピーク時の相関値が大きい値となる場合には、特性値算出部４６は、相関値の時間微分の値が正の値から負の値に反転したことを検出した時刻を始点とする所定の時間間隔における前記相関値の時間微分の最大値と最小値との差を算出する。このように、特性値算出部４６は相関値の定義によって特性値の定義を変更しうる。
【０１２３】
また、前述の実施例においては、特性値算出部４６は、１回の測位のための電波を受信した際に複数の特性値を算出した場合には、その値が最も大きい特性値を相関値のピークに対応する特性値であるとしたが、これに限られない。例えば、相関演算部４０により算出される相関値の値が所定のしきい値を超えたことなどに基づいて、相関値のピークが発生したと推定し、その発生時刻を記録する。そして、複数算出された特性値のうち、その発生時刻における特性値を相関値のピークに対応する特性値であるとしてもよい。
【０１２４】
また、前述の実施例においては、図９のフローチャートに示すように、各基地局１２において相関演算部４０による相関値の算出（ＳＡ７）、相関微分値算出部４４による相関値の時間微分の算出（ＳＡ８）、および特性値算出部４６による特性値の算出（ＳＡ９）が行なわれた後に、サーバ１４による演算が行なわれる（ＳＡ１５）ものとされたが、このような態様に限られない。例えば、各基地局１２において測位のための電波が受信されると、受信強度の検出（ＳＡ６）が行なわれるとともに、測位のための電波が復号されるなどにより取り出されるＰＮ符号は図示しない記憶装置などに一旦記憶される。そして、検出された各基地局１２における受信強度に基づいて、サーバ１４の基地局予備選択部５４による基地局の選択が行なわれ、その後に各基地局１２において前記記憶装置に記憶されたＰＮ符号について相関演算部４０による相関値の算出、相関微分値算出部４４による相関値の時間微分の算出、および特性値算出部４６による特性値の算出が行なわれてもよい。このようにすれば、相関演算部４０による相関値の算出、相関微分値算出部４４による相関値の時間微分の算出、および特性値算出部４６による特性値の算出は、基地局予備選択部５４によって選択された基地局１２においてのみ行なわれればよいので、演算量を低減することができる。
【０１２５】
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の一実施例である移動局測位システムの概要を説明する図である。
【図２】図１の移動局測位システムを構成する移動局の有する機能の要部を説明する図である。
【図３】図１の移動局測位システムを構成する基地局の有する機能の要部を説明する図である。
【図４】図３の相関演算部の有するマッチドフィルタの構成を説明する図である。
【図５】図３の相関演算部によって算出される相関値と、相関微分値算出部によって算出される相関値の時間微分、および特性値算出部によって算出される特性値を説明する図である。
【図６】図１の移動局測位システムを構成するサーバの有する機能の要部を説明する図である。
【図７】移動局から所定の出力により送信された電波を受信した基地局における受信強度と、移動局と基地局との距離の関係の一例を表わした図である。
【図８】図６の測位部における移動局の位置の算出を説明する図である。
【図９】本発明の移動局測位システムにおける制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の移動局測位システムにおけるサーバの演算処理を説明するフローチャートであって、図９のフローチャートにおいて実行されるものである。
【図１１】本発明の別の実施例における、特性値算出部によって算出される特性値を説明する図であって、図５に対応する図である。
【図１２】マルチパスの影響を受ける基地局において特性値算出部によって算出される特性値の例を説明する図であって、図５に対応する図である。
【図１３】例えば電波の送信源と離れた基地局において特性値算出部によって算出される特性値の例を説明する図であって、図５に対応する図である。
【図１４】本発明の別の実施例における基地局選択部の制御作動を説明する図であって、図１０のフローチャートの一部として実行されるフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２７】
８：移動局測位システム
９：測位基地局選択システム
１０：移動局
１２：基地局
４０：相関演算部（相関値変化算出工程）
４４：相関微分値算出部（相関値変化算出工程）
４６：特性値算出部（特性値算出工程）
５４：基地局予備選択部（基地局予備選択工程）
５６：基地局選択部（測位基地局選択工程）
５８：測位部（測位工程）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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