(57)【要約】【課題】フェージングなどの影響により電界強度が変動する場合においてもその影響を低減した電界強度情報を取得する電界強度情報検出方法および該電界強度情報検出方法を用いた移動局測位システムを提供する。【解決手段】品質評価部５０（ＳＡ８）により、１回の受信に係る電波に含まれる複数の品質評価情報のそれぞれに基づいて受信した電波の品質を評価する品質評価値として相関値がそれぞれ算出され、電界強度情報算出部５２（ＳＡ７）により、受信した電波の電界強度情報が前記複数の品質評価情報のそれぞれに対応する時間区間ごとに算出され、電界強度情報選択部５４（ＳＡ９）により、品質評価部５０によって算出される相関値が予め定められたしきい値を下回ることにより所定の品質を満たすとされる場合に、相関値を算出した品質評価情報に対応する時間区間における区間電界強度情報が電界強度情報として選択される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を受信する際における電界強度情報を検出する電界強度情報検出方法であって、
１回の受信に係る電波に含まれる複数の品質評価情報のそれぞれに基づいて受信した電波の品質を評価する品質評価値をそれぞれ算出する評価工程と、
該受信した電波の電界強度情報を前記複数の品質評価情報のそれぞれに対応する時間区間ごとに算出する区間電界強度情報算出工程と、
前記評価工程により算出される前記品質評価値が予め定められたしきい値との比較判断により所定の品質を満たすとされる場合に、該品質評価値を算出した品質評価情報に対応する時間区間における区間電界強度情報を前記電界強度情報として検出する検出工程と、
を有することを特徴とする電界強度情報検出方法。
【請求項２】
前記品質評価情報は、疑似雑音符号（ＰＮ符号）を含むこと、
を特徴とする請求項１に記載の電界強度情報検出方法。
【請求項３】
前記品質評価情報は、受信する電波においてペイロードと直交するように変調され送受信されること、
を特徴とする請求項２に記載の電界強度情報検出方法。
【請求項４】
前記品質評価情報は、誤り検出符号であること、
を特徴とする請求項１に記載の電界強度情報検出方法。
【請求項５】
前記複数の品質評価情報に対応して算出される前記複数の品質評価値基づいて所定の品質を満たさないとされた品質評価値の数が予め定められた所定数よりも多い場合には、前記電界強度情報の検出を中止する検出中止工程を有すること、
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の電界強度情報検出方法。
【請求項６】
電波を受信する受信部と、
該受信部における電波の受信時における電界強度情報を検出する電界強度情報検出部を有する受信機であって、
前記電界強度情報検出部は、請求項１乃至請求項５のいずれか１に記載の電界強度情報検出方法を実行することにより前記電界強度情報を検出すること、
を特徴とする受信機。
【請求項７】
電波を送信する送信部を有する送信機であって、
該送信部は、請求項１乃至請求項５のいずれか１に記載の電界強度情報検出方法を実行することによって前記電界強度情報の検出が可能な電波を送信すること、
を特徴とする送信機。
【請求項８】
既知の位置に位置させられた複数の基地局と、移動可能な移動局との間で電波の送受信を行ない、該送受信における受信結果に基づいて前記移動局の位置を算出する移動局測位システムであって、
該複数の基地局あるいは該移動局の少なくとも一方が請求項７に記載の送信機であり、他方が請求項６に記載の受信機であり、
前記複数の基地局のそれぞれと前記移動局との間で行なわれた電波の送受信について前記受信機の有する電界強度情報検出部において検出された電界強度情報に基づいて、前記複数の基地局のそれぞれと前記移動局との距離をそれぞれ算出するとともに、該算出された前記複数の基地局のそれぞれと前記移動局との距離に基づいて、前記移動局の位置を算出する測位部を有すること
を特徴とする移動局測位システム。
【請求項９】
前記複数の品質評価情報に対応して算出される前記複数の品質評価値に基づいて所定の品質を満たさないとされた品質評価値の数が予め定められた所定数よりも多い場合には、前記複数の基地局と前記移動局との間で行なわれる電波の送受信を、通信条件を変更して再度実行させる通信条件変更部を有すること、
を特徴とする請求項８に記載の移動局測位システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波を受信する際における電界強度情報を検出する電界強度情報検出方法、および該電界強度情報検出方法により電界強度情報を検出可能な受信機、該受信機において電界強度情報の検出対象とされる電波を送信する送信機、および、これら受信機および送信機のいずれか一方を複数の基地局、他方を移動局として移動局の位置を算出することのできる移動局測位システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
送信機から送信された電波を受信し、受信した電波の電界強度情報に基づいて、受信機と送信機との距離を求める方法が提案されている。このとき、例えば既知の位置にある複数の送信機のそれぞれと受信機との距離をそれぞれ算出することにより、受信機の位置を算出することができる。
【０００３】
かかる方法においては、例えば予め得られている電界強度情報に対する電波の送信機と受信機との距離の関係に、検出される電界強度情報を適用することにより送信機と受信機との距離が得られる。したがって、より正確な距離を得たり、あるいは受信機の位置の算出をより正確に行なうには、電界強度情報をより正確に検出することが望ましい。
【０００４】
電界強度情報をより正確に検出するための方法として、複数回取得した電界強度情報の平均値を用いる方法が特許文献１に開示されている。かかる方法によれば、複数回取得した電界強度情報の平均値を用いるので、電界強度情報のばらつきの影響を低減することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２９８９４６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、電波の受信時間内における電界強度は、フェージングなどの影響により大きく変動することがある。図１７は、発明者により測定されたもので、ある所定距離にある電波の送信源から所定の送信電力により送信された電波を受信した際の受信電圧（電界強度）の時間変化を表わした図である。図１７に示すように、例えば時刻１９０（μｓｅｃ）近辺や、３８０乃至５２０（μｓｅｃ）近辺のように受信電力の著しいばらつきがある。そのため、１回の測定によって受信電力を得ようとすると、そのサンプリングが前記ばらつきが生じた時刻において行なわれれば、大きな誤差を含む。また、誤差の影響を小さくするために電波を受信した時間区間において複数回取得した電界強度情報の平均値を用いる場合であっても、本来取得すべき値と大きく乖離した値となる場合がありうる。また、前記特許文献１の方法によれば、複数回の電界強度の測定を必要とする。
【０００７】
本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、電波の受信区間内においてフェージングなどの影響により電界強度が変動する場合においてもその影響を低減した電界強度情報を取得する電界強度情報検出方法、および該電界強度情報検出方法により電界強度情報を検出可能な受信機、該受信機において電界強度情報の検出対象とされる電波を送信する送信機、および、これら受信機および送信機のいずれか一方を複数の基地局、他方を移動局として移動局の位置を算出することのできる移動局測位システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するための請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）電波を受信する際における電界強度情報を検出する電界強度情報検出方法であって、（ｂ）１回の受信に係る電波に含まれる複数の品質評価情報のそれぞれに基づいて受信した電波の品質を評価する品質評価値をそれぞれ算出する評価工程と、（ｃ）該受信した電波の電界強度情報を前記複数の品質評価情報のそれぞれに対応する時間区間ごとに算出する区間電界強度情報算出工程と、（ｄ）前記評価工程により算出される前記品質評価値が予め定められたしきい値との比較判断により所定の品質を満たすとされる場合に、該品質評価値を算出した品質評価情報に対応する時間区間における区間電界強度情報を前記電界強度情報として検出する検出工程と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項６にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）電波を受信する受信部と、（ｂ）該受信部における電波の受信時における電界強度情報を検出する電界強度情報検出部を有する受信機であって、（ｃ）前記電界強度情報検出部は、請求項１乃至請求項５のいずれか１に記載の電界強度情報検出方法により前記電界強度情報を検出すること、を特徴とする受信機である。
【００１０】
また、請求項７にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）電波を送信する送信部を有する送信機であって、（ｂ）該送信部は、請求項１乃至請求項５のいずれか１に記載の電界強度情報検出方法によって前記電界強度情報の検出が可能な電波を送信すること、を特徴とする送信機である。
【００１１】
また、請求項８にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）既知の位置に位置させられた複数の基地局と、移動可能な移動局との間で電波の送受信を行ない、該送受信における受信結果に基づいて前記移動局の位置を算出する移動局測位システムであって、（ｂ）該複数の基地局あるいは該移動局の少なくとも一方が請求項７に記載の送信機であり、他方が請求項６に記載の受信機であり、（ｃ）前記複数の基地局のそれぞれと前記移動局との間で行なわれた電波の送受信について前記受信機の有する電界強度情報検出部において検出された電界強度情報に基づいて、前記複数の基地局のそれぞれと前記移動局との距離をそれぞれ算出するとともに、該算出された前記複数の基地局のそれぞれと前記移動局との距離に基づいて、前記移動局の位置を算出する測位部を有することを特徴とする移動局測位システムである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１にかかる電界強度情報検出方法によれば、前記評価工程により、１回の受信に係る電波に含まれる複数の品質評価情報のそれぞれに基づいて受信した電波の品質を評価する品質評価値がそれぞれ算出され、前記区間電界強度情報算出工程により、受信した電波の電界強度情報が前記複数の品質評価情報のそれぞれに対応する時間区間ごとに算出され、前記検出工程により、前記評価工程によって算出される前記品質評価値が予め定められたしきい値との比較判断により所定の品質を満たすとされる場合に、該品質評価値を算出した品質評価情報に対応する時間区間における区間電界強度情報が前記電界強度情報として検出されるので、１回の受信に係る電波のうち、前記品質評価値により通信状態が比較的良好であるとされる時間区間における区間電界強度情報が前記電界強度情報として検出され、電波の受信区間において電界強度が変動する場合においてもその影響を低減した電界強度情報を取得することができる。
【００１３】
好適には、前記品質評価情報は、疑似雑音符号（ＰＮ符号）を含んで構成される。このようにすれば、前記評価工程は、受信した電波に含まれる品質評価情報である疑似雑音符号の相関値を前記品質評価値として算出することにより、電波の品質を評価することができる。
【００１４】
また、好適には、前記品質評価情報は、受信する電波においてペイロードと直交するように変調され送受信される。このようにすれば、送信しようとするＩＤやセンサ情報などのユーザデータをエンコードした情報である前記ペイロードと前記品質評価情報とを直交させて送信するので、受信側ではこれらの区別が明確に付けらることができるので、これらを同時に混合して送信することができる。
【００１５】
好適には、前記品質評価情報は、誤り検出符号である。このようにすれば、前記評価工程は、受信した電波に含まれる品質評価情報である誤り検出符号に基づいて受信した電波に含まれる信号の誤り率を前記品質評価値として算出することにより、電波の品質を評価することができる。
【００１６】
また、好適には、前記電界強度情報検出方法は、前記複数の品質評価情報に対応して算出される前記複数の品質評価値に基づいて所定の品質を満たさないとされる品質評価値の数が予め定められた所定数よりも多い場合には、前記検出工程による前記電界強度情報の検出を中止する検出中止工程を有する。このようにすれば、前記複数の品質評価値に基づいて所定の品質を満たさないとされる品質評価値の数が予め定められた所定数よりも多い場合には、受信した電波の電界強度情報を精度よく算出することができないとして前記電界強度情報の検出を中止することができる。
【００１７】
請求項６にかかる受信機によれば、前記受信部における電波の受信時における電界強度情報を検出する電界強度情報検出部を有し、その電界強度情報検出部は、前述の請求項１乃至５のいずれかに記載の電界強度情報検出方法を実行することにより前記電界強度情報を検出するので、前記電界強度情報を精度よく検出することができる。
【００１８】
また、請求項７にかかる送信機によれば、前述の請求項１乃至請求項５のいずれか１に記載の電界強度情報検出方法によって前記電界強度情報の検出が可能な電波を送信する送信部を有するので、前述の電界強度情報検出方法を実行することにより前記送信部により送信された電波の電界強度情報が検出されることができる。
【００１９】
また、請求項８にかかる移動局測位システムによれば、（ａ）既知の位置に位置させられた複数の基地局と、移動可能な移動局との間で電波の送受信を行ない、該送受信における受信結果に基づいて前記移動局の位置を算出する移動局測位システムであって、（ｂ）該複数の基地局あるいは該移動局の一方が請求項７に記載の送信機であり、（ｃ）他方が請求項６に記載の受信機であり、（ｄ）前記複数の基地局のそれぞれと前記移動局との間で行なわれた電波の送受信について前記受信機の有する電界強度情報検出部において検出された電界強度情報に基づいて、前記複数の基地局のそれぞれと前記移動局との距離をそれぞれ算出するとともに、該算出された前記複数の基地局のそれぞれと前記移動局との距離に基づいて、前記移動局の位置を算出する測位部を有する。このようにすれば、前記複数の基地局あるは前記移動局の一方である送信機から、他方である受信機に対し前記受信機の電界強度情報検出部において電界強度情報を精度よく検出するために適した電波が送信されるとともに、受信機の電界強度情報検出部において電界強度情報を精度よく検出され、検出された電界強度情報に基づいて前記送信機と受信機との距離が算出されるので、前記移動局の位置を精度よく算出することができる。
【００２０】
好適には、前記移動局測位システムは、前記複数の品質評価情報に対応して算出される前記複数の品質評価値に基づいて所定の品質を満たさないとされる品質評価値の数が予め定められた所定数よりも多い場合には、前記複数の基地局と前記移動局との間で行なわれる電波の送受信を、通信条件を変更して再度実行させる通信条件変更部を有する。このようにすれば、前記複数の品質評価値に基づいて所定の品質を満たさないとされる品質評価値の数が予め定められた所定数よりも多い場合には、受信した電波の電界強度情報を精度よく算出することができないとして、前記通信条件変更部により前記複数の基地局と前記移動局との電波の送受信における通信条件を変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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】
【００２２】
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４基地局１２Ｄの４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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
また、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。
【００２６】
移動局１０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マイクロコンピュータを含んで構成されている。ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。後述する制御部２６や送信データ生成部２８、データ生成部３２、品質評価情報生成部３０などの作動は前記マイクロコンピュータを用いて行なわれることができる。
【００２７】
また、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。
【００２８】
品質評価情報生成部３０は、送受信された電波が受信側において良好に受信されたか否かの程度を評価するための品質評価情報を生成する。この品質評価情報生成部３０により生成された品質評価情報は、後述する送信データ生成部２８によって移動局１０から無線により送信される送信データに含められ、前記無線部２４により送信される。具体的にはこの品質評価情報は例えば所定の疑似雑音符号（ＰＮ符号）である。このＰＮ符号は拡散符号の一種を用いており、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。この品質評価情報生成部３０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符号を品質評価情報として生成する。
【００２９】
データ生成部３２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３２によって生成されるユーザデータは後述する送信データ生成部２８によって前記品質評価情報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。
【００３０】
送信データ生成部２８は、前記品質評価情報生成部３０によって生成される品質評価情報と、前記データ生成部３２によって生成されるユーザデータとを含む送信データを生成する。送信データ生成部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。送信データ生成部２８は、具体的には例えば、前記データ生成部３２によって生成されるユーザデータに、所定時間ごとに前記品質評価情報生成部３０によって生成される品質評価情報を組み込むことにより送信データの生成を行なう。
【００３１】
図５は、この送信データ生成部２８による送信データの生成機能の要部を説明する機能ブロック図である。送信データ生成部２８は切換スイッチ２９を有し、この切換スイッチ２９を前記所定時間ごとに切り換えることにより、前記データ生成部３２によって生成されるユーザデータに、前記所定時間ごとに前記品質評価情報生成部３０によって生成される品質評価情報を組み込む。
【００３２】
また、送信データ生成部２８はデータ変調部３３および品質評価情報変調部３１を有し、それぞれ予め設定された変調のための符号により前記データ生成部３２によって生成されるユーザデータ、および前記品質評価情報生成部３０によって生成される品質評価情報のそれぞれを符号化する。ここで、好適にはデータ変調部３３および品質評価情報変調部３１においてそれぞれ用いられる前記変調のための符号は、相互に直交する直交符号が用いられる。すなわち、ペイロードであるユーザデータと品質評価情報は直交するようにそれぞれデータ変調部３３、品質評価情報変調部３１により変調されている。
【００３３】
この直交符号としては、具体的には例えば長さが２のＷａｌｓｈ  ｍａｔｒｉｘであるＷ（０，２）＝１，１、Ｗ（１，２）＝１，−１のいずれか一方がデータ変調部３３において用いられ、他方が品質評価情報変調部３１において用いられる。図５の例においては、データ変調部３３においてはＷ（０，２）＝１，１が用いられ、品質評価情報変調部３１においてはＷ（１，２）＝１，−１が用いられる。例えば１，−１，１というユーザデータはデータ変調部３３においてＷ（０，２）＝１，１により変調され、１，１，−１，−１，１，１というビット列に拡散され、１，−１，−１という品質評価情報は品質評価情報変調部３１においてＷ（１，２）＝１，−１により変調され、１，−１，−１，１，−１，１というビット列に拡散される。このように、データ変調部３３および品質評価情報変調部３１はそれぞれ、例えば乗算器によって構成される。
【００３４】
切換スイッチ２９は例えば予め定められた時間パターンに応じてデータ変調部３３により変調されたユーザデータと品質評価情報変調部３１により変調される品質評価情報とを切り換えることにより、いずれか一方を無線部２４に渡すことができるようにされている。具体的には例えば、無線部２４による電波の送信時に一定間隔ごとに前記品質評価情報変調部３１により変調される品質評価情報を送信するように前記時間パターンを設定することができる。このようにして移動局１０から送信される電波は、後述する電界強度情報検出部４５による作動、すなわち本発明の電界強度情報検出方法による電界強度情報の検出が可能な電波となる。
【００３５】
図６は移動局１０の無線部２４から１回の送信において送信される情報の一例を説明する図である。図６においては左から右に行くに従って時間の経過を表わしている。図６に示す例においては、移動局１０からの送信開始に伴って、まずユーザデータおよび品質評価情報の送信よりもその所定待機時間ｔｗだけ先立って、データ開始を示すデータ開始情報が送信される。そして、データ変調部３３により変調されたユーザデータに時間間隔ｔｉごとに品質評価情報変調部３１により変調される品質評価情報が時間ｔｅの間だけ組み込まれて送信される。このように、送信データ生成部２８により、１回の送信において複数の品質評価情報が含められている。
【００３６】
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３８は前述の移動局１０の無線部２４と同様に、制御部４０によって行なわれる制御の内容に応じて、アンテナ３６を用いて電波の送受信を行なう。例えば無線部３８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３８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３６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。
【００３７】
また、アンテナ３６は、前述の無線部３８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３８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３６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。
【００３８】
基地局１２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マイクロコンピュータを含んで構成されている。ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。後述する制御部４０やデータ分離部４２、電界強度情報検出部４５、検出中止部５６、通信条件変更部５８などの作動は前記マイクロコンピュータを用いて行なわれることができる。
【００３９】
制御部４０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３８において受信された電波について、後述する電界強度情報検出部４５により検出される電界強度情報やデータ取得部４４によって取得される電波に含まれるユーザデータなどの情報を通信インタフェース６０により通信ケーブル１８でサーバ１４に送信させる。
【００４０】
データ分離部４２は、移動局１０から送信された電波に含まれる信号波を復号し、ユーザデータと品質評価情報とに分離する。データ分離部４２による復号は前述のように移動局１０における送信データ生成部２８における変調に対応した方法によって行なわれる。具体的には本実施例においては、移動局１０の送信データ生成部２８は例えば図５に示すような構成をとり、データ変調部３３と品質評価情報変調部３１はそれぞれ直交符号を用いユーザデータと品質評価情報と変調し、切換スイッチ２９がそれら変調されたユーザデータと変調された品質評価情報とを切り換えて送信する。従ってデータ分離部４２は、無線部３８により受信された電波に含まれる信号波に対し、前記データ変調部３３および品質評価情報変調部３１のそれぞれで用いられた直交符号Ｗ（０，２）＝１，１およびＷ（１，２）＝１，−１を乗ずることにより復号（逆拡散）を行ない、ユーザデータと品質評価情報とを得る。
【００４１】
前述のように、データ変調部３３および品質評価情報変調部３１においてそれぞれ用いられる前記変調のための符号は、相互に直交する直交符号が用いられるので、前記ユーザデータと品質評価情報とが同様のビット列であるような場合においてもデータ分離部４２における復号により確実に復調して受信した電波に含まれる情報が前記ユーザデータであるか品質評価情報であるかを識別することができる。
【００４２】
データ取得部４４は、前記データ分離部４２によって受信波を復号することによって得られるユーザデータを取得し、制御部４０や通信インタフェース６０などに送る。例えばユーザデータが基地局１２の作動を制御するためのコマンドであった場合には制御部４０に、あるいは移動局１０からサーバ１４に送信されるべき情報である場合には通信インタフェース６０などにその情報を送る。
【００４３】
品質評価情報取得部４６は、前記データ分離部４２によって受信波を復号することによって得られる品質評価情報を取得し、図示しないメモリなどの記憶手段に記憶させる。
【００４４】
品質評価情報記憶部４８は、移動局１０の品質評価情報生成部３０が生成するのと同一の品質評価情報であるレプリカ符号を記憶する。
【００４５】
品質評価部５０は、品質評価情報取得部４６によって取得された受信波から得られた品質評価情報と、品質評価情報記憶部４８に記憶されたレプリカ符号とを比較することにより、受信した受信波の品質を評価する。具体的には例えば、本実施例においては品質評価情報は、その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符号が用いられるので、品質評価部５０は品質評価情報であるＰＮ符号とそのレプリカ符号との同期を検出するために例えばマッチドフィルタが用いられる。
【００４６】
図７は品質評価部５０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、品質評価情報取得部４６によって取得される品質評価情報（ＰＮ符号）ｂと品質評価情報記憶部４８に記憶されるレプリカ符号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】
2010087892.tif 000003
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６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。このようにすれば、相関値Ｒａｂ（ι）のピークが生じた際のιの値と受信速度などに基づいて、相関値Ｒａｂ（ι）のピークが生じた際の時刻を信号波の同期時刻として算出することができる。この相関値が品質評価値に対応し、品質評価部５０の作動が評価工程に対応する。
【００４７】
図８乃至図１０を用いて、前記マッチドフィルタの作動を説明する。図８は、品質評価情報を１０ビットの符号であるとした場合を例として説明する図であって、品質評価情報記憶部４８に記憶されるレプリカ符号と、品質評価情報取得部４６によって取得される受信波から取り出される品質評価情報とを表わした図である。受信波から取り出される品質評価情報は、受信時間の経過に伴って時間ｔごとにビットがシフトされており、図８においては、時刻ｔ＝６ｔ、ｔ＝１０ｔ、ｔ＝１３ｔにおける品質評価情報がそれぞれ表わされている。
【００４８】
前述のようにマッチドフィルタはビットごとの排他的論理和を算出する。２つの入力に対する排他的論理和（ＸＯＲ）である出力を図９に示す。このように、２つの入力、すなわち品質評価情報記憶部４８に記憶されるレプリカ符号と、品質評価情報取得部４６によって取得される受信波から取り出される品質評価情報との各ビットの値が一致すると排他的論理和である出力は０となり、一致しない場合には１となる。前記相関値はこの出力のビットごとの合計であるので、品質評価情報記憶部４８に記憶されるレプリカ符号と、品質評価情報取得部４６によって取得される受信波から取り出される品質評価情報とで一致するビットの数が多いほどその値が小さくなるので、両者が同期すると各ビットが完全に一致し、相関値の値は０となる。
【００４９】
図１０は、時刻ｔが１ｔから１３ｔまで変化する場合の図８に示す品質評価情報記憶部４８に記憶されるレプリカ符号と、品質評価情報取得部４６によって取得される受信波から取り出される品質評価情報とに対する相関値を示した図である。図８に示すように時刻ｔ＝１０ｔにおいては、品質評価情報記憶部４８に記憶されるレプリカ符号と、品質評価情報取得部４６によって取得される受信波から取り出される品質評価情報とが一致、すなわち同期しているので、相関値が０となってピークを生じていることがわかる。
【００５０】
ところで、移動局１０と基地局１２との間で品質評価情報を送受信にビットエラーが発生すると、品質評価情報記憶部４８に記憶されるレプリカ符号と、品質評価情報取得部４６によって取得される受信波から取り出される品質評価情報とが同期した場合であっても各ビットについて内容が完全に一致せず、一部のビットの内容はビットエラーによって一致しなくなる。前述のように相関値は品質評価情報記憶部４８に記憶されるレプリカ符号と、品質評価情報取得部４６によって取得される受信波から取り出される品質評価情報との各ビットの排他的論理和のビット毎の合計であるので、ビットエラーが発生した場合には、品質評価情報記憶部４８に記憶されるレプリカ符号と、品質評価情報取得部４６によって取得される受信波から取り出される品質評価情報とが同期した場合の相関値、すなわち相関値のピーク値が０とはならない。そして、前記相関値のピーク値の値は、ビットエラーの発生が多いほど大きい値、すなわち０から乖離した値となる。そこで、この相関値のピーク値の値により、移動局１０と基地局１２との通信が良好に行なわれたか否かを判断することができる。
【００５１】
品質評価部５０はまた、算出された品質評価値、すなわち相関値のピーク値の大きさと予め記憶されたしきい値とを比較し、相関値のピーク値の大きさが予め記憶されたしきい値を下回った場合に、所定の品質が満たされると判断する。前記しきい値は、例えば、設定するしきい値と、そのしきい値によって達成される移動局測位システム８の測位精度との関係を予め実験的にあるいはシミュレーションにより算出しておき、移動局測位システム８に要求される測位精度と前記関係とに基づいて決定される。
【００５２】
電界強度情報算出部５２は、無線部３８により電波を受信した際の電界強度情報を算出する。この電界強度情報には例えば、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）が用いられる。また、図６に示したように、移動局１０から送信される電波にはユーザデータと品質評価情報とが交互に含まれるが、電界強度情報算出部５２は、品質評価情報を受信した時間区間における電界強度情報を各品質評価情報に対応する時間区間ごとに算出する。具体的には例えば、電界強度情報算出部５２は、例えば所定のサンプリングタイムごとに電界強度情報を算出し、品質評価情報を受信した時間区間のみの電界強度情報を各時間区間ごとに抽出する。また、各時間区間において複数回の電界強度情報の算出が行なわれる場合には、例えばそれらの値を平均することによりその時間区間の電界強度情報とする。この電界強度情報算出部５２の作動が区間電界強度情報算出工程に対応する。
【００５３】
電界強度情報選択部５４は、電界強度情報算出部５２によって算出される各品質評価情報を受信した時間区間ごとの電界強度情報のうち、前記品質評価部５０において、各時間区間において受信された品質評価情報についての相関値のピーク値の大きさが予め記憶されたしきい値を下回ったことにより所定の品質が満たされると判断された時間区間の電界強度情報を選択し、それらの平均を算出することにより、受信した電波全体についての電界強度情報とする。
【００５４】
なお、上述の品質評価情報取得部４６、品質評価情報記憶部４８、品質評価部５０、電界強度情報算出部５２、電界強度情報選択部５４を総称して電界強度情報検出部４５とすると、この電界強度情報検出部４５による作動が電界強度情報検出方法に対応する。
【００５５】
検出中止部５６は、移動局１２の品質評価情報取得部４６により取得される複数の品質評価情報のそれぞれに対応して、前記品質評価部５０において、各時間区間において受信された品質評価情報についての相関値のピーク値の大きさが予め記憶されたしきい値を上回った、あるいは該しきい値と等しいことにより所定の品質が満たされないと判断された相関値の数をカウントし、その数が予め定められた所定数を上回る場合に、前記電界強度情報検出部４５による電界強度情報の検出を中止する。
【００５６】
ここで、前記予め記憶されたしきい値は、例えば前記電界強度情報選択部５４によって電界強度情報を平均により算出するのに十分な数として予め設定される数である。検出中止部５６により電界強度情報の検出が中止させられた場合、前記電界強度情報検出部４５は例えば、電波の送受信環境が悪く電界強度情報を算出することができないとして、エラーを出力する。
【００５７】
通信条件変更部５８は、移動局１２の品質評価情報取得部４６により取得される複数の品質評価情報のそれぞれに対応して、前記品質評価部５０において、各時間区間において受信された品質評価情報についての相関値のピーク値の大きさが予め記憶されたしきい値を上回った、あるいは該しきい値と等しいことにより所定の品質が満たされないと判断された相関値の数をカウントし、その数が予め定められた所定数を上回る場合に、移動局１０および基地局１２に対し、無線通信のための条件の変更を指示する。具体的には例えば、送受信に用いられる搬送波の周波数（チャンネル）の変更や、移動局１０による送信出力の変更などを指示する。そして、変更された条件により移動局１０および基地局１２により再度前記品質評価情報を含む送信データの送受信が行なわれ、基地局１２の電界強度情報検出部４５により電界強度情報の検出が行なわれる。
【００５８】
ここで、前記予め記憶されたしきい値は、例えば前記電界強度情報選択部５４によって電界強度情報を平均により算出するのに十分な数として予め設定される数として、例えば前記検出中止部５６における所定数と同じ数であってもよい。
【００５９】
通信インタフェース６０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、前記電界強度情報検出部４５により測定された受信波の電界強度情報に関する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。
【００６０】
図４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６２、測位部６４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６２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から前記受信波の受信強度に関する情報などを受信する。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。これは、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３８を介して行なうためである。
【００６１】
測位部６４は、各基地局１２の電界強度情報検出部４５において検出された移動局１０からの電波の電界強度、すなわち受信強度に基づいて移動局１０の位置の算出を行なう。図１１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の一指標である受信電力Ｖｒ（ｄＢｍ）に対する移動局１０と受信地点との距離Ｄ（ｍ）との関係を表わす図である。測位部６４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１１に示すような関係を予め記憶しておく。そして、測位部６４は、各基地局１２にから通信ケーブル１８を介して送信される各基地局１２における移動局１０からの電波の電界強度の値に対する移動局１０と各基地局１２との距離を前記関係に基づいて算出する。そして、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。
【００６２】
図１２は測位部６４による移動局１０の位置の算出を説明する図である。図１２において、移動局の座標を（ｘ、ｙ）とし、第１基地局１２Ａの位置を表す座標が（ｘＢ１，ｙＢ１）、第２基地局１２Ｂの座標が（ｘＢ２，ｙＢ２）、第３基地局１２Ｃの座標が（ｘＢ３，ｙＢ３）、第４基地局１２Ｄの座標が（ｘＢ４，ｙＢ４）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。
(xB1−x)2＋(yB1−y)2=r12
(xB2−x)2＋(yB2−y)2=r22
(xB3−x)2＋(yB3−y)2=r32
(xB4−x)2＋(yB4−y)2=r42…(２)
ここで、ｒ１乃至ｒ４（例えばｍ）はそれぞれ、第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄにおける電波の電界強度（受信強度）に前記図１１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４基地局１２Ｄ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の数としてはすくなくとも４つあればよい。なお、図１２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。
【００６３】
図１３は、本実施例における移動局測位システム８の制御作動の概要を説明するフローチャートである。
【００６４】
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３８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、電界強度情報検出部４５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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
移動局１０のデータ生成部３２、品質評価情報生成部３０、送信データ生成部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に含まれる送信データが生成される。具体的にはデータ生成部３２において生成されるユーザデータと、品質評価情報生成部３０において生成される、例えばＰＮ符号を含む品質評価情報とがそれぞれ直交する符号により拡散されるとともに、前記ユーザデータに対し、一定時間間隔ごとに所定時間の品質評価情報が含まれるようにして送信データが生成される。
【００６９】
移動局１０の無線部２４などに対応するＳＡ６においては、移動局１０から測位のための電波の送信が行なわれる。この測位のための電波には、ＳＡ５において検出された送信データが含められる。
【００７０】
各基地局１２の無線部３４、電界強度情報算出部５２などに対応するＳＡ７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、その受信波の電界強度情報が算出される。具体的には例えば受信波の電界強度情報とは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。
【００７１】
ＳＡ８は、データ分離部４２、データ取得部４４、品質評価情報取得部４６および品質評価部５０などに対応する。ＳＡ８においては、受信した移動局１０からの電波（受信波）に対し所定の復調処理などが行なわれ、受信波に含められていた信号波、すなわち送信データが取り出される。この所定の復調処理は例えば移動局１０の無線部２４における送信の際の変調に対応するものであり、例えばＰＳＫやＤＱＰＳＫ等のデジタル変調などである。そして、取り出された信号波である送信データに対し、所定の復号処理が行なわれることにより送信データに含められているユーザデータと品質評価情報とがそれぞれ受信データとして取り出される。具体的には例えば、前述のＳＡ５においてユーザデータと品質評価情報とがそれぞれ直交符号により符号化されている場合において、ＳＡ８において取り出された信号波に対してユーザデータの符号化に用いられた符号と品質評価情報の符号化に用いられた符号とをそれぞれ乗ずることにより、ユーザデータと品質評価情報とをそれぞれ区別して取り出される。
【００７２】
また、ＳＡ８においては、ＳＡ６で移動局から送信され基地局１２で受信される電波から品質評価情報が取得され、その品質評価情報に対する品質評価値として相関値が算出され、受信波の品質が評価される。具体的には、予め各基地局１２に記憶されている品質評価情報のレプリカ符号と取得された品質評価情報との相関値が算出され、その相関値がピークとなった時点の相関値の値が品質評価値とされる。
【００７３】
なお、ＳＡ８で取り出されるユーザデータは、基地局１２に取り込まれて必要な処理が行なわれる。例えば取得されるユーザデータが基地局１２の作動に関する指令である場合にはその指令が実行される。また、取得されるユーザデータが移動局１０からサーバ１４へ伝達される情報である場合にはサーバ１４へ通信ケーブル１８を介して送信される。
【００７４】
電界強度情報選択部５４に対応するＳＡ９においては、ＳＡ８において算出される品質評価値とＳＡ７において算出される電界強度情報とに基づいて、具体的には例えば図１４に示す電界強度選択ルーチンが実行されることにより、その基地局１２における移動局１０からの電波の受信強度が算出される。図１４はこの電界強度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。ＳＢ１においては、ＳＡ７において所定のサンプリングタイムごとに算出される受信波の電界強度情報のうち、ＳＡ８において算出される品質評価値が所定のしきい値と比較される。前記品質評価値が前記所定のしきい値を上回る場合には、その品質評価情報の受信時における電波の品質が所定の品質を満たすとして、本ステップの判断が肯定され、ＳＢ２が実行される。また、前記品質評価値が前記所定のしきい値を下回る、もしくは両者が等しい場合には、ＳＢ２が実行されることなく、本ルーチンが終了させられる。ＳＢ２においては、ＳＢ１の判断に係る品質評価情報の受信時間に対応する時間の電界強度情報が選択され、その受信波の電界強度情報として算出され、図示しないメモリ等に対応する記憶部に保存される。なお、一回の受信に含まれる複数の品質評価情報についてその品質評価情報の受信時における電波の品質が所定の品質を満たすとされる場合には、例えば、それぞれの品質評価情報の受信時間に対応する時間の電界強度情報が選択され、それらの平均が受信波の電界強度情報とされればよい。
【００７５】
図１３に戻って、ＳＡ１０においては、ＳＡ７乃至ＳＡ９の処理が行なわれ、受信波の電界強度情報が算出が完了したか否かが判断される。受信波の電界強度情報が算出が完了し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。受信波の電界強度情報が算出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。
【００７６】
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ＳＡ７乃至ＳＡ９の実行が試みられる。
【００７７】
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。また、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からの電波の電界強度に代えて、例えば移動局１０からの電波を受信しなかった旨の情報が記憶される。
【００７８】
ＳＡ１４においては、各基地局１２においてＳＡ９で選択された移動局１０からの電波の電界強度についての情報およびＳＡ９で分離され取得されたユーザデータのうちサーバ１４に送信する情報がサーバ１４に送信される。なお、ＳＡ１３で移動局１０からの電波の電界強度に代えて、例えば移動局１０からの電波を受信しなかった旨の情報が記憶された場合には、その基地局１２においては移動局１０からの電波を受信しなかった旨が送信される。
【００７９】
ＳＡ１５においては、各基地局１２における移動局１０からの電波の受信強度についての情報や移動局１０の向きについての情報が、サーバ１４において受信されるともに、予め定められた所定数以上の数の基地局１２から送信された情報がサーバ１４に受信されたか否かが判断される。この所定数は、ＳＡ１８において移動局１０の位置の算出を行なうために必要となる数であって、例えば移動局１０の移動が３次元空間である場合には４つであり、２次元平面である場合や、３次元空間であっても移動局１０の高さについての情報を図示しない高さ検出手段などにより得ることが可能な場合には３つである。前記所定数以上の数の基地局１２から受信強度についての情報が受信された場合には、本ステップの判断は肯定され、ＳＡ１８が実行される。一方、前記所定数以上の数の基地局１２から受信時刻についての情報が受信されない場合には、本ステップの判断が否定され、続くＳＡ１６が実行される。
【００８０】
ＳＡ１６においては、ＳＡ１の指令を行なってからの経過時間が予め設定されたタイムアウト時間を超えたか否かが判断される。このタイムアウト時間は前記ＳＡ１１のそれとは異なるものとして設計されている。前記ＳＡ１からの経過時間が前記タイムアウト時間を超えた場合には本ステップの判断が肯定され、ＳＡ１７が実行される。また、経過時間が前記タイムアウト時間を超えていない場合には本ステップの判断は否定され、ＳＡ１５以降が繰り返し実行され、基地局１２からの受信時刻についての情報の受信が行なわれる。
【００８１】
ＳＡ１６の判断が肯定された場合に実行されるＳＡ１７においては、移動局１０の位置の算出を行なうために必要な数の基地局１２から、移動局１０からの電波の電界強度を受信することができなかったとして、エラー処理が行なわれる。具体的には例えば後述するＳＡ１８により算出される移動局１０の位置の出力に代えて、移動局１０の位置の算出に失敗した旨の情報が出力される。
【００８２】
サーバ１４の測位部６４に対応するＳＡ１８においては、ＳＡ１５で受信された各基地局１２における移動局１０からの電波の電界強度についての情報、および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に基づいて、移動局１０の位置が算出される。具体的には、予めサーバ１４に記憶されている移動局１０からの電波を受信した際の電界強度とその電界強度となる移動局１０からの距離についての関係と、各基地局１２における移動局１０からの電波の電界強度についての情報とに基づいて各基地局１２と移動局１０との距離を算出する。そして算出された各基地局１２と移動局１０との距離と、各基地局１２の位置についての情報に基づいて移動局１０の位置を前記（２）式に示すような関係式により表わし、これを解くことにより移動局１０の位置を算出する。
【００８３】
前述の実施例によれば、電界強度情報検出部４５においては、品質評価部５０（ＳＡ８）により、１回の受信に係る電波に含まれる複数の品質評価情報のそれぞれに基づいて受信した電波の品質を評価する品質評価値として相関値がそれぞれ算出され、電界強度情報算出部５２（ＳＡ７）により、受信した電波の電界強度情報が前記複数の品質評価情報のそれぞれに対応する時間区間ごとに算出され、電界強度情報選択部５４（ＳＡ９）により、品質評価部５０によって算出される相関値が予め定められたしきい値を下回ることにより所定の品質を満たすとされる場合に、その相関値を算出した品質評価情報に対応する時間区間における区間電界強度情報が電界強度情報として選択されるので、１回の受信に係る電波のうち、前記相関値が予め定められたしきい値を下回る、すなわち通信状態が比較的良好であるとされる時間区間における区間電界強度情報が前記電界強度情報として検出され、電波の受信区間において電界強度が変動する場合においてもその影響を低減した電界強度情報を取得することができる。また、移動局１０と基地局１２とによる１回の電波の送受信により移動局１０と各基地局１２との距離を算出し測位を行なうことから、移動局１０による電波の送信回数を低減し、消費電力を低減することができる。
【００８４】
また、前述の実施例においては、前記品質評価情報生成部３０（ＳＡ５）が生成する品質評価情報は、疑似雑音符号（ＰＮ符号）を含んで構成されるので、品質評価部５０（ＳＡ８）は、受信した電波に含まれる品質評価情報である疑似雑音符号の相関値を前記品質評価値として算出することにより、電波の品質を評価することができる。
【００８５】
また前述の実施例においては、前記送信データ生成部２８（ＳＡ５）は、品質評価情報を、受信する電波においてペイロードと直交するように変調するので、データ生成部３２で生成される送信しようとするＩＤやセンサ情報などのユーザデータをエンコードした情報である前記ペイロードと前記品質評価情報とを直交させて送信するので、これらの区別が明確に付けられることができ、これらを同時に混合して送信することができる。
【００８６】
また前述の実施例においては、電界強度情報検出部４５は、複数の品質評価情報に対応して算出される前記複数の品質評価値に基づいて所定の品質を満たさないとされる品質評価値の数が予め定められた所定数よりも多い場合には、電界強度情報選択部５４による前記電界強度情報の検出を中止する検出中止部５６を有するので、前記複数の品質評価値に基づいて所定の品質を満たさないとされる品質評価値の数が予め定められた所定数よりも多い場合には、受信した電波の電界強度情報を精度よく算出することができないとして電界強度情報の検出を中止することができる。
【００８７】
また、前述の実施例においては、基地局１２は、無線部３８における電波の受信時における電界強度情報を検出する電界強度情報検出部４５を有するので、前記電界強度情報を精度よく検出することができる。
【００８８】
また、前述の実施例においては、移動局１０は、基地局１２の電界強度情報検出部４５によって前記電界強度情報の検出が可能な電波を送信するための送信データ生成部２８、無線部２４を含んで構成されるので、移動局１０から送信された電波を受信した基地局１２に電界強度情報を精度よく検出させることができる。
【００８９】
また、前述の実施例においては、移動局測位システム８は基地局１２の電界強度情報検出部４５によって前記電界強度情報の検出が可能な電波を送信するための送信データ生成部２８、無線部２４を含んで構成される移動局１０と、既知の位置に位置させられ、無線部３８における電波の受信時における電界強度情報を検出する電界強度情報検出部４５を有する複数の基地局１２とを含んで構成され、基地局１２の有する電界強度情報検出部４５において検出される前記移動局１０から送信される電波を複数の基地局１２において受信した際の受信波の電界強度情報に基づいて、前記複数の基地局１２のそれぞれと前記移動局１０との距離をそれぞれ算出するとともに、算出された複数の基地局１２のそれぞれと移動局１０との距離に基づいて、移動局１０の位置を算出する測位部６４（ＳＡ１８）を有するので、移動局１０から、基地局１２に対し電界強度情報検出部４５において電界強度情報を精度よく検出するために適した電波が送信されるとともに、基地局１２の電界強度情報検出部４５において電界強度情報を精度よく検出され、検出された電界強度情報に基づいて移動局１０と各基地局１２との距離が算出されるので、前記移動局１０の位置を精度よく算出することができる。
【００９０】
前述の実施例においては、移動局測位システム８は、前記複数の品質評価情報に対応して算出される前記複数の品質評価値に基づいて所定の品質を満たさないとされる品質評価値の数が予め定められた所定数よりも多い場合には、前記複数の基地局１２と前記移動局１０との間で行なわれる電波の送受信を、通信条件、すなわち搬送波の周波数や移動局１０による送信出力などを変更して再度実行させる通信条件変更部５８を有するので、前記複数の品質評価値に基づいて所定の品質を満たさないとされる品質評価値の数が予め定められた所定数よりも多い場合には、受信した電波の電界強度情報を精度よく算出することができないとして、前記複数の基地局１２と前記移動局１０との電波の送受信における通信条件を変更することができる。
【００９１】
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】
【００９２】
本実施例においては、移動局１０の有する機能の要部は図１５に、また、基地局１２の有する機能の要部は図１６によって説明される。なお、サーバ１４は前述の実施例における図４に説明したものが本実施例においても用いられる。図２に示した前述の実施例における移動局１０と図１５に示した本実施例の移動局１０とを比較すると、品質評価情報生成部３０の機能が異なっている。また、図３に示した前述の実施例における基地局１２と図１６に示した本実施例の基地局１２とを比較すると、品質評価部５０の機能が異なっている。また、品質評価情報記憶部４８が必要とされない。具体的には、移動局１０の品質評価情報生成部３０が生成する品質評価情報が誤り検出符号である点において前述の実施例と異なる。また、品質評価情報として誤り検出符号が用いられることに伴って、送信データ生成部２８、基地局１２の品質評価部５０などの作動についても前述の実施例のものと異なる。
【００９３】
品質評価情報生成部３０は、送受信された電波が受信側において良好に受信されたか否かの程度を評価するための品質評価情報を生成する。この品質評価情報生成部３０により生成された品質評価情報は、後述する送信データ生成部２８によって移動局１０から無線により送信される送信データに含められ、前記無線部２４により送信される。具体的にはこの品質評価情報は例えばデータの誤りを検出するための誤り検出符号である。具体的には例えば誤り検出のためのパリティ検査ビットや、誤り訂正のためのＢＣＨ符号、ＲＳ符号やＣＲＣ符号などが好適に用いられる。この品質評価情報生成部３０は例えば、データ生成部３２によって生成されるユーザデータの所定数のビットごとに、その所定数のビットから誤り検出符号を品質評価情報として生成する。
【００９４】
送信データ生成部２８は、前記品質評価情報生成部３０によって生成される品質評価情報と、前記データ生成部３２によって生成されるユーザデータとを含む送信データを生成する。具体的には、送信データ生成部２８は、前記所定数のビットからなるユーザデータと、そのユーザデータから算出される品質評価情報としての誤り検出符号とが交互に現れる送信データを生成する。
【００９５】
また、送信データ生成部２８はデータ変調部３３および品質評価情報変調部３１を有し、それぞれ予め設定された変調のための符号により前記データ生成部３２によって生成されるユーザデータ、および前記品質評価情報生成部３０によって生成される品質評価情報のそれぞれを符号化する。ここで、好適にはデータ変調部３３および品質評価情報変調部３１においてそれぞれ用いられる前記変調のための符号は、相互に直交する直交符号が用いられる。すなわち、ペイロードであるユーザデータと品質評価情報は直交するようにそれぞれデータ変調部３３、品質評価情報変調部３１により変調されている。
【００９６】
品質評価部５０は、前記データ取得部４４において取得されたユーザデータに基づいて、前記移動局１０の品質評価情報生成部３０が生成したのと同様に誤り検出符号を算出するとともに、品質評価情報取得部４６によって取得された受信波から得られた品質評価情報との比較を行なうことにより、受信した受信波の品質を評価する。
【００９７】
具体的には例えば、前記データ取得部４４において取得されたユーザデータと移動局１０のデータ生成部３２が生成したユーザデータとが一致している場合には、品質評価部５０において算出される誤り検出符号と移動局１０の品質評価情報生成部３０が生成する誤り検出符号とが一致する。一方、例えば移動局１０と基地局１２との間の無線通信においてビットエラーが生じた場合などは、前記データ取得部４４において取得されたユーザデータと移動局１０のデータ生成部３２が生成したユーザデータとが一致せず、品質評価部５０において算出される誤り検出符号と移動局１０の品質評価情報生成部３０が生成する誤り検出符号とが異なる。品質評価部５０においては、データ取得部４４において取得されたユーザデータから算出される誤り検出符号の算出回数に対する、算出された誤り検出符号と品質評価情報取得部４６によって取得される誤り検出符号とが異なった回数の比を誤り率として算出する。
【００９８】
品質評価部５０はまた、算出された誤り率と予め記憶されたしきい値とを比較し、誤り率の大きさが予め記憶されたしきい値を下回った場合に、所定の品質が満たされると判断する。前記しきい値は、例えば、設定するしきい値と、そのしきい値によって達成される移動局測位システム８の測位精度との関係を予め実験的にあるいはシミュレーションにより算出しておき、移動局測位システム８に要求される測位精度と前記関係とに基づいて決定される。
【００９９】
本実施例の移動局測位システム８によれば、前記品質評価情報は、誤り検出符号である。このようにすれば、品質評価部５０は、受信した電波に含まれる品質評価情報である誤り検出符号に基づいて受信した電波に含まれる信号の誤り率を前記品質評価値として算出することにより、電波の品質を評価することができる。
【０１００】
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。
【０１０１】
例えば、前述の実施例においては、移動局１０の送信データ生成部２８は、図５に示したように切換スイッチ２９を有し、該切換スイッチ２９によりデータ変調部３３により変調されたユーザデータと品質評価情報変調部３１により変調される品質評価情報とを切り換えるようにされたが、このような構成に限られない。すなわち、送信データ生成部２８は切換スイッチ２９に代えて加算機を有していてもよい。この場合、データ変調部３３により変調されたデータと品質評価情報変調部３１により変調される品質評価情報とを排他的に送出するか、あるいは多値の変調データとして送信すればよい。このようにすれば、多値データのとき、前述の効果に加えてユーザデータと品質測定データの送信とを同時に行なうことができる。
【０１０２】
また、前述の実施例１において送信データ生成部２８は、所定の時間ごとに切換スイッチ２９を用いて、該切換スイッチ２９によりデータ変調部３３により変調されたユーザデータと品質評価情報変調部３１により変調される品質評価情報とを切り換えるようにしたが、このような構成に限られない。すなわち、例えばユーザデータを２５５ビット送信するごとに品質評価情報を６３ビット送信するなどのように送信するデータ量ごとに切り換えてもよい。
【０１０３】
また、移動局１０が送信する電波は各局に固有のヘッダを送信するなどにより、送信する電波は相互に識別可能なものとされてもよい。このようにすれば複数の移動局１０が存在する場合であっても移動局１０から送信される電波を受信する基地局１２において、受信した電波がいずれの移動局１０から送信されたものであるかを識別できるので、複数の移動局１０が存在する環境下において位置の対象とする移動局の位置を算出することができる。
【０１０４】
なお、前述の実施例においては基地局１２は検出中止部５６、通信条件変更部５８を有し、前記複数の品質評価情報に対応して算出される前記複数の品質評価値に基づいて所定の品質を満たさないとされる品質評価値の数が予め定められた所定数よりも多い場合には、電界強度情報の算出の中止や、あるいは移動局１０と基地局１２との無線通信の条件を変更するものとされたが、かかる検出中止部５６、通信条件変更部５８を有さなくても一定の効果を得ることができる。
【０１０５】
また、前述の実施例においては、移動局測位システム８は移動局１０が送信機、すなわち本発明の電界強度検出方法による電界強度の検出対象とされる電波を送信するものとされ、また、複数の基地局１２が受信機、すなわち本発明の電界強度情報検出方法により前記電界強度情報を検出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、複数の基地局１２が送信機とされ、移動局１０が受信機とされることにより、複数の基地局１２からそれぞれ送信される電波を移動局１０で受信し、それらの受信強度を検出し、その検出された受信強度と複数の基地局１２の位置とに基づいて移動局１０の位置を算出することもできる。
【０１０６】
また、前述の実施例においては、移動局１０および基地局１２はそれぞれマイクロコンピュータを含んで構成され、移動局１０の制御部２６や送信データ生成部２８、データ生成部３２、品質評価情報生成部３０など、あるいは基地局の制御部４０やデータ分離部４２、電界強度情報検出部４５、検出中止部５６、通信条件変更部５８などの作動が前記マイクロコンピュータを用いて行なわれるとされたが、特定の機能を有するハードウェアを実装することによりマイクロコンピュータを用いずに実行することができる。具体的には例えば、マッチドフィルタの機能を有するハードウェアを実装することにより、電界強度情報検出部４５の品質評価部５０の機能をマイクロコンピュータを用いずに実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本実施例の移動局測位システムの構成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機能ブロック図である。
【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機能ブロック図である。
【図４】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機能ブロック図である。
【図５】図２の移動局における送信データ生成部の機能の詳細を説明する図である。
【図６】図２の移動局における送信データ生成部によって生成される送信データの一例を説明する図である。
【図７】図３の基地局における品質評価部を構成するマッチドフィルタの一例を説明する図である。
【図８】図７のマッチドフィルタの作動を説明する図である。
【図９】図７のマッチドフィルタの作動を説明する図である。
【図１０】図７のマッチドフィルタの作動を説明する図である。
【図１１】基地局において受信した電波の電界強度とその基地局と移動局との距離の関係を示した図である。
【図１２】図４のサーバにおける測位部による測位の原理を説明する図である。
【図１３】本実施例の移動局測位システムの制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【図１４】図１３における電界強度選択ルーチンの制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【図１５】本発明の別の実施例における移動局の有する機能の要部を説明する図であって、図２に対応する図である。
【図１６】本発明の別の実施例における基地局の有する機能の要部を説明する図であって、図３に対応する図である。
【図１７】一定の出力により送信された電波を受信した受信機における受信波の電界強度の時間変化におけるゆらぎの一例を説明する図である。
【符号の説明】
【０１０８】
８：測位システム
１０：移動局
１２：基地局
２４：無線部（送信部）
３８：無線部（受信部）
４５：電界強度情報検出部
５０：品質評価部（評価工程）
５２：電界強度情報算出部（区間電界強度情報算出工程）
５４：電界強度情報選択部（検出工程）
５６：検出中止部（検出中止工程）
５８：通信条件変更部
６４：測位部
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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