(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象の基地局からＧＰＳシステムタイムに同期して送信された信号を受信し、
前記基地局からの信号を受信した時点と前記ＧＰＳシステムタイムとの時間差を求めるとともに、前記基地局からの信号の伝搬時間を前記時間差から差し引いて、前記基地局における遅延時間を算出することを特徴とする遅延時間計測方法。
【請求項２】
ＧＰＳシステムタイムに同期した信号を送信する送信手段から送信された信号を、その信号の伝搬時間が実質的に零である状態にて受信し、計測対象の基地局からＧＰＳシステムタイムに同期して送信された信号を受信し、
前記送信手段からの信号を受信した時点と前記基地局からの信号を受信した時点との時間差を求めるとともに、前記基地局からの信号の伝搬時間を前記時間差から差し引いて、前記基地局における遅延時間を算出することを特徴とする遅延時間計測方法。
【請求項３】
計測対象の基地局からＧＰＳシステムタイムに同期して送信された信号を受信し、
前記基地局からの信号を受信した時点とＧＰＳ受信機によるＧＰＳシステムタイムとの時間差を求めるとともに、前記基地局からの信号の伝搬時間を前記時間差から差し引いて、前記基地局における遅延時間を算出することを特徴とする遅延時間計測方法。
【請求項４】
計測対象の基地局に隣接して配置されＧＰＳシステムタイムに同期した信号を送信する送信手段から送信された信号を受信し、
前記基地局からＧＰＳシステムタイムに同期して送信された信号を受信し、
前記送信手段からの信号を受信した時点と前記基地局からの信号を受信した時点との時間差を、前記基地局における遅延時間とすることを特徴とする遅延時間計測方法。
【請求項５】
計測対象の基地局からＧＰＳシステムタイムに同期して送信された信号を受信する手段と、
前記基地局からの信号を受信した時点と前記ＧＰＳシステムタイムとの時間差を求めるとともに、前記基地局からの信号の伝搬時間を前記時間差から差し引いて、前記基地局における遅延時間を算出する手段とを備えることを特徴とする遅延時間計測装置。
【請求項６】
ＧＰＳシステムタイムに同期した信号を送信する送信手段と、
この送信手段から送信された信号を、伝搬時間が実質的に零である状態にて受信する測定装置とを備え、
前記測定装置は、
前記送信手段から送信された信号および計測対象の基地局からＧＰＳシステムタイムに同期して送信された信号を受信する手段と、
前記送信手段からの信号を受信した時点と前記基地局からの信号を受信した時点との時間差を求めるとともに、前記基地局からの信号の伝搬時間を前記時間差から差し引いて、前記基地局における遅延時間を算出する手段とを備えることを特徴とする遅延時間計測装置。
【請求項７】
計測対象の基地局からＧＰＳシステムタイムに同期して送信された信号を受信する手段と、
ＧＰＳ受信機と、
前記基地局から送信された信号の受信時点と前記ＧＰＳ受信機によるＧＰＳシステムタイムとの時間差を求めるとともに、前記基地局からの信号の伝搬時間を前記時間差から差し引いて、前記基地局における遅延時間を算出する手段を備えることを特徴とする遅延時間計測装置。
【請求項８】
計測対象の基地局に隣接して配置され、ＧＰＳシステムタイムに同期した信号を送信する送信手段と、
前記送信手段から送信された信号および前記基地局からＧＰＳシステムタイムに同期して送信された信号を受信する手段と、
前記送信手段からの信号を受信した時点と前記基地局からの信号を受信した時点との時間差を、前記基地局における遅延時間とする手段とを備えることを特徴とする遅延時間計測装置。
【請求項９】
基地局からＧＰＳシステムタイムに同期して送信された信号を受信する移動端末から送信された前記基地局からの信号を受信し、その信号に基づいて前記移動端末の位置を算出し、その算出結果を前記移動端末に返信する位置算出サーバに、前記遅延時間のデータを、前記位置算出サーバが前記移動端末の位置を算出する場合に用いる基地局からの信号を補正するために、登録する手段を備えることを特徴とする請求項５ないし８のいずれか１つに記載の遅延時間計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳシステムタイムに同期して信号を移動端末に送信する基地局における遅延時間を計測する遅延時間計測方法および遅延時間計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動端末（例えば、携帯電話等の携帯端末）において、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号および周辺基地局からＧＰＳシステムタイムに同期して送信された信号を受信し、受信したＧＰＳ信号と基地局からの信号をネットワークを介して位置算出サーバに送信し、この位置算出サーバにて移動端末の位置を算出し、その算出結果を移動端末に返信することで、移動端末が現在位置を把握できるようにしたシステムが提案されている（図９参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
基地局において、ＧＰＳシステムタイムに同期して信号を生成し、それを送信する場合、基地局の内部回路素子等による遅延、アンテナまでのケーブル（同軸ケーブル）における配線遅延などによって、ＧＰＳシステムタイムに対し所定時間遅延して信号が送信される。このような遅延時間が生じると、基地局からの信号に基づいて基地局から移動端末までの擬似距離を求める場合に誤差が生じ、移動端末の位置を正確に算出することができなくなる。
【０００４】
本発明は上記問題に鑑みたもので、基地局で生じる遅延時間を計測することを目的とする。
【０００５】
また、基地局からの信号に基づいて移動端末の位置を正確に算出できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、特許請求の範囲の各請求項に記載された技術的手段を採用する。
【０００７】
そして、請求項１に記載の発明によれば、計測対象の基地局からＧＰＳシステムタイムに同期して送信された信号を受信し、前記基地局からの信号を受信した時点と前記ＧＰＳシステムタイムとの時間差を求める。この時間差は、基地局における遅延時間と基地局からの信号の伝搬時間の和に相当するので、上記した時間差から基地局からの信号の伝搬時間を差し引くことによって、基地局における遅延時間を算出することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、ＧＰＳシステムタイムに同期した信号を送信する送信手段から送信された信号を、その信号の伝搬時間が実質的に零である状態にて受信し、また計測対象の基地局からＧＰＳシステムタイムに同期して送信された信号を受信する。そして、前記送信手段からの信号を受信した時点と前記基地局からの信号を受信した時点との時間差を求める。ここで、送信手段からの信号を伝搬時間が実質的に零である状態にて受信しているので、上記した時間差は、ＧＰＳシステムタイムとの時間差を表している。従って、この発明によっても、請求項１に記載の発明と同様、上記した時間差から基地局における遅延時間を算出することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明によれば、計測対象の基地局からＧＰＳシステムタイムに同期して送信された信号を受信する。そして、この発明では、ＧＰＳ受信機によるＧＰＳシステムタイムを用いて、前記基地局からの信号を受信した時点とＧＰＳ受信機によるＧＰＳシステムタイムとの時間差を求める。従って、この発明によっても、請求項１に記載の発明と同様、上記した時間差から基地局における遅延時間を算出することができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明によれば、計測対象の基地局に隣接して配置されＧＰＳシステムタイムに同期した信号を送信する送信手段から送信された信号を受信し、前記基地局からＧＰＳシステムタイムに同期して送信された信号を受信する。送信手段から送信される信号はＧＰＳシステムタイムに同期したものとなっているので、前記送信手段からの信号を受信した時点と前記基地局からの信号を受信した時点との時間差により、前記基地局における遅延時間を求めることができる。
【００１１】
請求項５ないし請求項８に記載の発明では、請求項１ないし４に記載の遅延時間計測方法を用いて、遅延時間を計測する装置を提供することができる。そして、それらの装置において、請求項９に記載の発明のように、遅延時間のデータを位置算出サーバに登録すれば、移動端末の位置を算出する場合に用いる基地局からの信号を補正することができ、移動端末の位置を正確に算出することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１を用いて、基地局における遅延時間を計測する方法について説明する。なお、この実施形態および後述する種々の実施形態において、基地局は、移動端末とＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式を用いて通信を行うＣＤＭＡ基地局であり、それぞれの基地局は、ＧＰＳ受信機で受信したＧＰＳ信号により、ＧＰＳシステムタイムに同期して信号を送信するようになっている。また、基地局のうち、遅延時間の計測対象となる基地局を計測測定基地局として説明する。
【００１３】
この実施形態では、計測対象基地局の遅延時間を算出するために、擬似基地局１００と移動機２００が用いられる。
【００１４】
擬似基地局１００は、ＧＰＳ受信機シミュレータ１０１と基地局シミュレータ１０２とアンテナ１０３とを備える。基地局シミュレータ１０２は、ＧＰＳ受信機シミュレータ１０１からのＧＰＳシステムタイムに同期した信号を送信する送信機（送信手段）で構成されており、アンテナから信号を送出するタイミングがＧＰＳシステムタイムと完全に同期したものとなるように調整されている。すなわち、アンテナ１０３から信号を送出するタイミングがＧＰＳシステムタイムに一致するように、基地局シミュレータ１０２から信号を出力するタイミングが調整されている。なお、ＧＰＳ受信機シミュレータ１０１としては、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信機を用いる他、ＧＰＳシステムタイムを生成する装置、例えば高精度の時計などを用いることができる。
【００１５】
移動機２００は、計測対象基地局および擬似基地局１００から送信された信号を受信する受信機２０２を備え、擬似基地局１００から送信された信号の受信タイミングと計測対象基地局から送信された信号の受信タイミングにより、両者間の時間差を求める。なお、擬似基地局１００から送信される信号がＧＰＳシステムタイムと完全に同期していれば、上記のようにして求められた時間差は、ＧＰＳシステムタイムとの時間差を表していることになる。また、擬似基地局１００のアンテナ１０３とこの移動機２００のアンテナ２０１が近接位置にあって、擬似基地局１００から移動機２００への信号の伝搬時間がほぼ零（実質的に零）であるとすると、上記した時間差から、計測対象基地局と移動機２００の間の信号の伝搬時間を差し引くことによって、計測対象基地局における遅延時間を算出することができる。この遅延時間の算出は、遅延時間算出部２０３で行われる。
【００１６】
なお、上記した計測対象基地局と移動機２００の間の信号の伝搬時間は、計測対象基地局と移動機２００間の距離から求めることができる。計測対象基地局と移動機２００の間の距離は、ユーザがキー操作部２０４に入力操作を行うことによって遅延時間算出部２０３に入力することができる。また、移動機２００がＧＰＳ受信機を備えて自身の位置（緯度、経度、高度）を検出することができれば、計測対象基地局の位置（緯度、経度、高度）を入手することによって、計測対象基地局と移動機２００間の距離を計算により求めるようにしてもよい。基地局の位置は、各基地局の位置情報を保有しているサーバから入手したり、基地局から直接入手することができる。
【００１７】
移動機２００は、遅延時間算出部２０３で算出した遅延時間のデータを遅延時間出力部２０５から出力し、ネットワークを介して、図９に示す位置算出サーバに登録する。そして、このような計測を各基地局に対して実施することにより、位置算出サーバには、基地局毎に、基地局とその基地局における遅延時間のデータとが対応付けられて記憶される。
【００１８】
位置算出サーバは、移動端末からＧＰＳ信号と基地局からの信号に基づいて測位演算を行うときに、基地局からの信号に対し、その基地局について登録されている遅延時間のデータにより補正を行う。すなわち、位置算出サーバは、位置算出サーバに登録されている遅延時間のデータを補正値として、基地局からの信号を補正する。このような補正を行うことにより、基地局からの信号を測位演算に用いた場合でも、移動端末の位置を正確に算出することができる。
【００１９】
次に、上記した計測対象基地局における遅延時間を計測する場合の手順について、図２に示すフローチャートおよび図３に示すタイミングチャートを参照して説明する。
【００２０】
まず、擬似基地局１００において、基地局シミュレータ１０２をＧＰＳシステムタイムに同期させる（ステップ１０１）。具体的には、基地局シミュレータ１０２を調整して、ＧＰＳ受信機シミュレータ１０１と基地局シミュレータ１０２を正確に時間同期させ、アンテナ１０３から信号を送出するタイミングをＧＰＳシステムタイムに一致させる。次に、基地局シミュレータ１０２のネイバーリスト（Ｎｅｉｇｈｂｏｒ  Ｌｉｓｔ）の中に、計測対象基地局のＰＮ番号を入力する（ステップ１０２）。ＣＤＭＡ方式を用いた通信においては、ネイバーリストにあるＰＮ番号の基地局をサーチの対象とすることができる。次に、擬似基地局１００と移動機２００を近接配置して擬似基地局１００から移動機２００への信号の伝搬時間がほぼ零になるようにする（ステップ１０３）。
【００２１】
この後、移動機２００に、擬似基地局１００から送信された電波を受信させる（ステップ１０４）。この場合、移動機２００が、擬似基地局１００から送信された電波を受信するタイミングは、ＧＰＳシステムタイムにほぼ完全に同期したものとなる（図３中の基地局シミュレータ送信波参照）。
【００２２】
次に、移動機２００に、基地局シミュレータ１０２のネイバーリスト中の計測対象基地局のＰＮ番号を用いて計測対象基地局をサーチさせ、計測対象基地局から送信された電波を受信させる（ステップ１０５）。この場合、計測対象基地局から送信された電波を受信するタイミングは、図３に示すように、ＧＰＳシステムタイムから時間差Ｔ０だけ遅れる。
【００２３】
移動機２００は、ユーザによって入力された、あるいは計測対象基地局の位置と移動機２００の位置とに基づいて計算された、計測対象基地局と移動機２００間の距離から、計測対象基地局と移動機２００の間の信号の伝搬時間ＴＡを求める（ステップ１０６）。上記した時間差Ｔ０は、図３に示すように、計測対象基地局における遅延時間Ｔと伝搬時間ＴＡの和に相当するので、時間差Ｔ０から伝搬時間ＴＡを差し引くことによって、計測対象基地局における遅延時間Ｔを算出する（ステップ１０７）。移動機２００は、算出された遅延時間Ｔを計測対象基地局の遅延時間として位置算出サーバに登録する（ステップ１０８）。
【００２４】
なお、上記した実施形態では、移動機２００により遅延時間Ｔを算出するための測定装置を構成するものを示したが、図４に示すように、移動機２００とパソコン３００にて測定装置を構成し、移動機２００から、基地局および擬似基地局１００からの受信タイミング信号を出力し、それをパソコン３００に入力して、パソコン３００で遅延時間Ｔを算出するようにしてもよい。このため、パソコン３００は、移動機２００からの受信タイミング信号を入力する受信タイミング信号入力部３０１と、キー操作部３０２と、遅延時間Ｔを算出する遅延時間算出部３０２と、遅延時間Ｔを位置算出サーバに登録するための出力を行う遅延時間出力部３０４とを備える。
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図５を用いて説明する。この第２実施形態では、第１実施形態のような擬似基地局１００を用いずに、計測対象基地局における遅延時間Ｔを算出する。
【００２５】
このため、移動機２００は、ＧＰＳ受信機２０６を備える。遅延時間算出部２０３は、受信機２０２によって計測対象基地局からの電波の受信したときに、その受信タイミングから、ＧＰＳ受信機２０６によるＧＰＳシステムタイムとの時間差Ｔ０を求める。この後の作動は、第１実施形態と同様である。図６に、この実施形態におけるタイミングチャートを示す。
【００２６】
なお、この実施形態では、図５に示すように、複数の基地局（基地局Ａ、基地局Ｂ、…）を計測の対象として同時にそれぞれの遅延時間Ｔを求めることができる。
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図７を用いて説明する。この第３実施形態では、ＧＰＳ信号を受信して高精度にＧＰＳ信号に同期した信号（例えば、パイロット信号）を送信する計測専用の送信機（送信手段）４００を、計測対象基地局に隣接して配置する。移動機２００においては、受信機２０２にて、送信機４００からの信号と計測対象基地局からの信号を受信する。
【００２７】
この場合、図８のタイミングチャートに示すように、送信機４００からのパイロット信号は、ＧＰＳシステムタイムに高精度に同期して送信されるため、移動機２００には、伝搬時間ＴＡだけ遅れて受信される。また、計測対象基地局からの信号は、計測対象基地局における遅延時間と伝搬時間ＴＡだけ遅れて受信される。従って、遅延時間算出部２０３において、両信号の受信タイミングの時間差Ｔ０を求めることにより、計測対象基地局における遅延時間Ｔを算出することができる。この後の作動は、第１実施形態と同様である。
【００２８】
なお、送信機４００からのパイロット信号と、計測対象基地局からの信号に含まれるパイロット信号とを区別できるようにするため、送信機４００からのパイロット信号としては、通常使われないＰＮ番号（例えば、０番）を用いるようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基地局での遅延計測装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す装置を用いて、計測対象基地局における遅延時間を計測する場合の手順を示すフローチャートである。
【図３】図１に示す装置の作動説明に供するタイミングチャートである。
【図４】図１に示す装置の変形例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る基地局での遅延計測装置の構成を示す図である。
【図６】図５に示す装置の作動説明に供するタイミングチャートである。
【図７】本発明の第３実施形態に係る基地局での遅延計測装置の構成を示す図である。
【図８】図７に示す装置の作動説明に供するタイミングチャートである。
【図９】位置算出サーバにて移動端末の位置を算出し、その算出結果を移動端末に返信することで、移動端末が現在位置を把握できるようにしたシステムの概要を示す図である。
【符号の説明】
１００…擬似基地局、１０１…ＧＰＳ受信機シミュレータ、
１０２…基地局シミュレータ、１０３…アンテナ、２００…移動機、
２０１…アンテナ、２０２…受信機、２０３…遅延時間算出部、
２０４…キー操作部、２０５…遅延時間出力部。
【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】
0003565188.tif 000008
【図８】
0003565188.tif 000009
【図９】
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