(57)【要約】【課題】従来の基地局間の同期を無線で行う無線測位システムでは同期に用いる信号と遅延測定に用いる信号の波形が同じであるため、先に送られた信号に反射波が存在する場合、２種類の信号を区別することが困難となり測位精度が劣化してしまった。また２つの信号に対して異なる波形を割り当てた場合、受信側において２つの波形に対応したマッチドフィルタが必要となるため回路規模が大きくなってしまった。【解決手段】同期用信号と遅延測定用信号に対して、同じ波形で極性の異なる信号をそれぞれ割り当てることを特徴とする。これにより１つのマッチドフィルタによって２種類の信号を検出し、しかも極性の違いにより２つの信号を容易な手段で区別することが出来るようになる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線機能を有するノードと複数の基地局と少なくとも１つの基準局を有する無線通信システムを用いて該ノードの位置を測定する無線位置測定システムであって、
上記各基地局において測定される、上記ノードからの測位信号および、該各基地局からの距離または位置が既知である上記基準局からの基準信号の受信時刻に基づいて上記ノードの位置を算出し、
上記測位信号と上記基準信号は、同じ波形で極性が反転している２種類の信号であり、
上記基地局は、上記測位信号と上記基準信号を、同一のマッチドフィルタを用いて検出し、マッチドフィルタ出力の極性の変化により２つの信号を区別することを特徴とする無線位置測定システム。
【請求項２】
請求項１の無線位置測定システムであって、
２種類の信号を区別する際に極性の差異が認められなかった場合、マッチドフィルタ出力振幅の絶対値に対する閾値を設定し、該閾値を超えたものの中から該２種類の信号を選択することを特徴とする無線位置測定システム。
【請求項３】
請求項１乃至２の無線位置測定システムであり、
上記基準局は基地局と同様の機能を持ち、測位を行っていない場合は通常の基地局として動作し、測位時にはノードからの測位信号の受信時刻と、
自らが送信した基準信号の送信時刻を測定してサーバに通知することを特徴とする無線位置測定システム。
【請求項４】
無線機能を有するノードと複数の基地局と少なくとも１つの基準局を有し、上記各基地局において測定される上記ノードからの測位信号および、該各基地局からの距離または位置が既知である上記基準局からの基準信号の受信時刻に基づいて上記ノードの位置を算出することにより該ノードの位置を測定する無線位置測定システムにおける基地局であって、
上記測位信号と上記基準信号は、同じ波形で極性が反転している２種類の信号であって、
該２種類の信号の波形に対応したマッチドフィルタと、前記マッチドフィルタの出力を用いて上記測位信号および上記基準信号の受信タイミングを判断する受信タイミング測定部と、該判断された上記測位信号および上記基準信号の受信タイミングを出力する出力部とを持ち、
上記受信タイミング測定部は、上記マッチドフィルタ出力の極性の変化により２種類の信号を区別するすることを特徴とする基地局。
【請求項５】
請求項４の無線位置測定システムの基地局であって、
２種類の信号を区別する際に極性の差異が認められなかった場合、マッチドフィルタ出力振幅の絶対値に対する閾値を設定し、該閾値を超えたものの中から該２種類の信号を選択するという機能を持つことを特徴とする無線基地局。
【請求項６】
請求項４乃至５の基地局であり、
周囲の基地局に対して基地局間同期に用いるための信号を送信する機能を持ち、測位時にはノードからの信号の受信時刻と、自らが送信した基地局同期用の信号の送信時刻を測定してサーバに通知する機能を持つ無線基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線発信機能を持つノードの位置を測定する位置測定システム、及び該システムの無線基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型のセンサ端末（ノード）が収集した情報を無線ネットワークによりサーバに送るというセンサネットの概念はＭＥＭＳ等による回路小型化技術の発展や新たな無線通信方式の登場により、近年実用化に向けて大きく前進している。
【０００３】
これらの有線での接続を必要としない小型センサノードは設置、運用の面で柔軟性に富むが、一方で異常が発生した場所を特定するためには、センサの位置を測定する技術が必要となる。従来のノード位置測定方法として代表的なものはＧＰＳ等の衛星からの信号を用いて位置を測定する方法がある。しかしこれらの方法は衛星からの電波が受信できる屋外でしか使用できず、また専用の受信装置やアンテナが必要となるためノードが大きくなってしまうという問題がある。屋内で用いることができる位置測定方法としてはノードから発する電波の波形を記録し、信号の受信タイミングを決定、複数基地局の受信タイミング測定結果よりノード位置を算出するという方法がある（特開２００３−１８９３５３号公報（特許文献１））。この方法で高い測位精度を得るためには、同期用と遅延測定用の２種類の信号の受信時刻を正確に測定することが必要である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１８９３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術ではノードから基地局までの遅延を求めるための信号と、基地局間の同期に用いる信号の波形が同じであるため、先に送られた信号に反射波が存在する場合、２種類の信号を区別することが困難となり測位精度が劣化してしまった。また２つの信号に対して異なる波形を割り当てた場合、受信側において２つの波形に対応したマッチドフィルタ（MF）が必要となるため回路規模が大きくなってしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では測位をおこなうために必要な同期用信号と遅延測定用信号に対して、同じ波形で極性の異なる信号をそれぞれ割り当てることを特徴とする。同期用信号と遅延測定用信号を受信する基地局では、2種類の入力信号を同一のマッチドフィルタに入力し、同一の符号系列に対する相関値を計算する。2種類の入力信号は波形が同じため同一の符号系列を用いるマッチドフィルタで検出できるが、出力の極性が異なるため2つの信号出力を区別することが可能である。このマッチドフィルタ出力のそれぞれの極性で絶対値が最大となるタイミングを、同期用信号と遅延測定用信号の受信タイミングとして検出する。ここでのマッチドフィルタはアナログフィルタでもデジタルフィルタでも問題ない。デジタルフィルタの場合、フィルタ入力の前にRF部分からの信号をA/D変換して入力し、マッチドフィルタ出力をそのままメモリに記録する。アナログフィルタの場合、RF部分からの信号をそのままマッチドフィルタに入力し、その出力をA/D変換してメモリに記録する。
【発明の効果】
【０００７】
同期用信号と遅延測定用信号に対して、同じ波形で極性の異なる信号をそれぞれ割り当てることにより１つのMFによって２種類の信号を検出し、しかも極性の違いにより２つの信号を簡単に区別することが出来るようになる。
【実施例１】
【０００８】
本発明の第１の実施の形態を、図を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態の測位システムの構成図である。
ノード０１は、パルスもしくはパルス列で構成された測位信号０５を送信する機能を備える。基準局０２は、ノード０１からの信号を受信した後、基準時刻を確定するために基準信号０６を無線通信により送信する機能を備える。このとき、基準信号はノード０１から送信された測位信号のパルスもしくはパルス列の極性を反転したものとする。各基地局０３は、ノード０１が送信した測位信号０５及び基準局０２が送信した基準信号０６を受信し、該受信信号を共通のマッチドフィルタ（MF）に入力する。測位信号０５と基準信号０６は同一の波形を持ち極性が反転しているため、MFは測位信号と基準信号の双方を検出し、極性の異なる２つの出力が得られる。基地局０３は該二つの出力を記録する。基地局０３は該MF出力より該２つの信号の受信時刻を求める。サーバ０４は、各基地局０３の座標の情報を持ち、各基地局０３とネットワーク０８を介して接続される。サーバ０４は、各基地局０３からネットワーク０８を介して入手した測位信号と基準信号の信号受信時刻に関する情報である受信時刻情報０7と、各基地局と基準局との距離に関する情報より測位信号受信時刻と基準信号送信時刻の差を算出し、該時刻差の情報と各基地局０３の座標情報に基づいてノード０１の位置を算出する。基地局どうしが同期して動作することが保証されていないシステムを用いてノードの位置検出を行う場合には、何らかの方法で基地局間の動作タイミング誤差を補償することが必要となる。本実施例では、既知の位置にある（または各基地局０３からの距離が既知である）基準局０２から送信される基準信号０６の、既知の位置にある各基地局０３における受信タイミングを測定し、基地局どうしが非同期であることによる基準信号０６の受信タイミングのずれが、測位信号０５の受信タイミングにも同様の影響を与えると推論することにより、基地局間の動作タイミング誤差を保証する。
【０００９】
UWB（Ultra Wideband）パルス信号を用いた場合の測位信号０５と基準信号０６の時間波形の一例を図２に示す。測位信号に対して基準信号は同様の波形をとり、しかも信号全体の極性が反転しているものとなる。
【００１０】
本発明における位置算出の流れを図３に示す。まず測位の対象であるノード０１が、基地局０３及び基準局０２に向けて測位信号０５を送信する（Ｓ０１）。この測位信号発信のきっかけとしては例えばノード０１に付けられたタイマーに基づき一定間隔ごとに信号を発信する方法がある。また別の例として基地局０３からの測位信号発信命令を受けてノード０１が測位信号０５を発信する方法もある。あるいは、センサ情報の変動や、センサ情報を格納するバッファの残量が閾値以下になったことを測位信号の発進のトリガとしてもよい。
【００１１】
該ノード０１の信号を受信可能な複数の基地局０３は、それぞれノード０１から送られてきた測位信号０５をMFに入力し、MFからの出力波形を記録する（Ｓ０２）。入力信号に対するMFの選択、調整の例としては通信システムが使用可能な複数の通信チャネルに対して各チャネルに専用の測位信号波形を設定しておき、基地局は全てのチャネルの測位信号波形に対するMFを持ち、受信信号を全てのMFに入力し、出力が最も大きかったMFを採用するという方法がある。
測位信号０５及び基準信号０６は波形が同じであるならば単独パルスであってもパルス列であっても問題ない。ただしMFはそれぞれの信号に対応したものとなり、信号がパルス列であった場合はパルス列に対応したMFとする。
【００１２】
基準局０２では、各基地局０３と同様のMFを用いて、ノード０１から測位信号０５を受信したことを確認する。その後、基準局０２は、周囲の基地局０３に対して基準信号０６を送信する（Ｓ０３）。該基準信号０６は測位信号０５がノードから送信された時点での波形と同一の波形を持ち、信号の極性が反転したものとする。このとき、基準信号０６は、予め上述のような波形を基準局０２に記憶させておいてもよいし、あるいは、測位信号０５の波形を記録し、その受信波形の極性を反転した基準信号を作製し、基地局に対して送信するという方法を用いる方法も可能である。該基準信号０６送信時にノード０１から送信された測位信号０５の反射波と重なるのを避けるため、一定のオフセット時間を入れた後に基準局０２が基準信号０６を送信するのも本発明の範疇である。
該基準局０２の信号を受信した基地局０３は、測位信号０５の場合と同様に基準信号０６もMFに入力し、測位信号の出力波形と合わせて記録する（Ｓ０４）。
【００１３】
各基地局はMFの出力波形の記録より測位信号受信時刻T１と基準信号の受信時刻T２を求める（Ｓ０5）。測位信号と基準信号の受信時刻の検出方法としては、記録されているMF出力波形の最大値と最小値（最大値とは逆の極性）を受信した時刻を求める方法がある。測位信号と基準信号のMF出力は極性が反対となるため、測位信号受信時にMFが最大値を示せば基準信号受信時にはMFは最小値を示すこととなる。また逆に測位信号受信時にMFが最小値を示せば基準信号受信時にはMFは最大値を示す。
【００１４】
またこのとき最初に受信した信号に対する逆極性の信号が見つからなかった場合、測位信号もしくは基準信号のどちらかが伝播路の途上で信号極性が反転してしまっていると考えられる。この様に逆極性の信号が受信されなかった場合は予め設定された信号振幅の絶対値に対する閾値Aを定め、Aを超える振幅の信号のなかから測位信号と基準信号を選定し、それらの信号の受信時刻を求めるという方法がある。各信号の選定方法としては、例えば振幅が最も大きい信号を最初に選び、次に該信号の反射波だと思われる受信時刻が該信号と非常に近い信号を除いた上で２番目に振幅が大きい信号を選択し、その２つの信号について受信時刻が早いものを測位信号、遅いものを基準信号と定める方法がある。
【００１５】
各基地局０３は測位信号受信時刻T１と基準信号受信時刻T２、基地局毎の識別子、及び測位信号を送ったノードと、基準信号を送った基準局の識別子などの情報を含む受信時刻情報０７をサーバ０４に送る。ノード及び基準局の識別子情報の入手方法としては、ノード０１が測位信号０５を、あるいは基準局０２が基準信号０６を送信した後に基地局０３に対して先ほど信号を送信したことと自らの識別子の入った情報を送り、基地局０３側は測位信号０５や基準信号０６受信後一定期間内に他のノード０１や基準局０２から同様の情報がなければその識別子を採用し、複数のノード０１や基準局０２からの同様の情報が送られてきた場合はその中の１つのノード０１や基準局０２を指定して再度測位信号０５や基準信号０６を送信するように命令する方法がある。
【００１６】
各基地局０３から送られてきた受信時刻情報０7に含まれる基準信号検出時刻T２に関する情報と、既知である基準局と該基地局との間の信号伝播にかかる伝搬遅延時間T３に基づき、基準局が基準信号を送信した基準信号送信時刻T４ = T２  T３を求め、これを各基地局共通の基準時刻とする（Ｓ０６）。
【００１７】
次に基準信号送信時刻T４と測位信号検出時刻T１の差T５ = T１  T４を求める。この情報と各基地局の座標を用いて、双曲線交会法によりノード０１の座標を算出する（Ｓ０7）。なお、位置算出の計算手順に関しては特許文献１に詳しく記載されている。
【００１８】
また基準局０２がノード０１からの測位信号０５を受信してから基準信号０６を送信するまでに一定のオフセット時間を挿入することにより基地局０３において測位信号の反射波と基準信号が衝突することを回避する方法も本発明の範疇である。この場合、基地局０３は測位信号０５受信後、オフセット時間に相当する間信号の受信タイミング測定を中断することにより消費電力の低減やメモリ量の削減等の効果を得られる。
【００１９】
また受信タイミング測定の方法として、単純にMF出力の最大値及び最小値となる時刻を用いる方法以外に、測位信号や基準信号の直接波を捜索しその受信時刻を用いる方法もある。直接波の捜索方法としては、例えばMF出力に対して正極性、負極性にそれぞれ絶対値の小さい閾値Bと絶対値の大きい閾値Cの２つを設定し、受信信号の振幅がCの閾値を越えた時点で、受信信号が確実に所望信号であると判断し、直接波はそれ以前に来ていると想定して閾値Cを越えた時点より前の受信信号の振幅に対して、閾値Bより絶対値が小さくなるまで時間をさかのぼりながら調べ、閾値Bを割り込んだ時刻を基準として直接波の到来時刻を推定する方法がある。この受信タイミング測定方法の詳細については、特開2002-014152号公報に開示されている。
【００２０】
本発明でのメッセージの流れの１例を図４に示す。ノード０１は任意のタイミングにおいて、周辺の基地局(０３a 〜０３c)と基準局０２に対して測位信号０５を送信し、各基地局は該信号のMF出力波形を記録する。次に、測位信号０５を受信した基準局は基準信号０６を送信し、各基地局０３は基準局からの基準信号０６のMF出力波形を同様に記録する。各基地局はそれぞれ測位信号の受信時刻と基準信号の受信時刻を求め、該基地局を識別するための識別子等の情報を含む受信時刻情報０7をサーバ０４に送付する。
【００２１】
サーバ０４は該受信時刻情報０７に含まれる基準信号の受信時刻と、サーバが持つ各基地局から基準局までの伝播遅延時間に関する情報より基準局の信号送信時刻を推測する。
このとき基地局からサーバに送られる受信時刻情報の内容が、基準信号の受信時間と測位信号の受信時刻の差であり、サーバにおいて測位信号の受信時刻と基準信号の送信時刻の差を算出するのも本発明の範疇である。
【００２２】
本発明における基準局の構成を図５に示す。基準局０２はアンテナを含むRF部分のほかに正負の二種類の極性の信号を作成する信号生成部２１、受信判定部２２及び制御部２３からなる。基準局０２は信号を受信した場合、まず受信判定部２２において受信した信号が測位信号０５であるかを判定し、測位信号０５ならばその波形を記憶し、極性を判定する。測位信号０５の判定方法としては、予め受信が想定される信号に対応した複数のMFを設定しておき、受信信号に対して最もMF出力が大きい信号を選択する方法がある。測位信号０５の受信が確認された場合、制御部２３は上記記憶した波形と同じ波形を持ち極性が反転している基準信号０６の作成、及び信号送信タイミングを信号生成部２１に指示する。信号送信のタイミングについては、受信直後に送信する方法以外にも受信後に一定のオフセット時間を置いて送信する方法がある。信号生成部２１は基準信号０６を作成し、制御部２３の指示したタイミングで該信号を送信する。
【００２３】
また信号生成部２１が受信した波形の極性に関係なくノード０１が送信する信号と逆極性の信号を予め記憶しておき、これを固定的に基準信号として送信する方法も本発明の範疇である。この場合、測位信号が通常とは反対の極性で受信された場合には、基準信号もまた、通常とは逆の極性で送信するとよい。
【００２４】
本発明における基地局０３の構成を図６に示す。基地局０３はアンテナを含むRF部分のほかに基準信号及び測位信号の波形に対応したMF３１、測位信号や基準信号などの信号の受信タイミングを測定するための受信タイミング測定部３２、ノードなどと通常の無線通信を行う無線通信部３３、信号受信タイミングや通信で得た情報を記録するメモリ３４、及びサーバへの通信を制御するネットワーク部３５を持つ。MF３１はRF部分から送られてきた信号を入力とし、予め定められた信号系列とのスライディング相関演算処理を行い、その結果を出力とする。このときMFが相関計算に使用する信号系列としては測位用に特別に規定されたものの他に、各端末に割り当てられたIDに相当する信号系列を用いるのも本発明の１つの実現方法である。どちらの場合においても、基地局からの信号と基準局からの信号は同じMFに入力され、同じ信号系列との相関値を算出される。ここでのMF３１はアナログフィルタでもデジタルフィルタでも問題ない。デジタルフィルタの場合、フィルタ入力の前にRF部分からの信号をA/D変換して入力し、MF出力をそのままメモリ３４に記録する。アナログフィルタの場合、RF部分からの信号をそのままMF３１に入力し、その出力をA/D変換してメモリ３４に記録する。
【００２５】
基地局はRF部で受信した信号をMF３１に入力し、測位信号０５の受信を監視する。測位信号０５受信の判定方法としては、例えばMF３１出力の振幅の絶対値が一定の閾値を超えたかどうかで判断する。測位信号の受信を確認した場合、そのままMF３１出力をメモリ３４に送り、測位信号０５、基準信号０６に対するMF３１出力波形を記録する。受信タイミング測定部３２はメモリ３４上のMF出力より測位信号０５と基準信号０６の受信時刻を求め、結果をメモリ３４に記録する。ネットワーク部３５はそれらの信号受信時刻情報や受信したノード及び基準局の識別子に関する情報をサーバに送付する。このとき基準局０２が測位信号０５受信から基準信号０６送信までの間に一定間隔のオフセットを挿入する方式の場合、MF３１は出力の振幅が一定の強度を超えたら測位信号０５を受信したと判断し、オフセット間隔に応じた時間だけMF出力のメモリへの書き込みを中断することにより使用するメモリ量を削減する方法もある。
【００２６】
受信タイミング測定部の構成の１例を図7に示す。受信タイミング測定部３２は最大値検出部３２１と最小値検出部３２２、及び信号判定部３２３からなり、最大値検出部３２１と最小値検出部３２２はそれぞれメモリ３４上のMF出力の最大値、最小値とその信号を受信した時刻を求める。信号判定部３２３は最大値検出部３２１、及び最小値検出部３２２より得られた信号受信時刻を比較し、先に受信された信号を測位信号、後から受信された信号を基準信号と定め、それらの受信時刻とあわせてメモリに記録する。
【００２７】
受信タイミング測定部はこのような最大値を検出する方法を用いるものの他に、受信信号の振幅が閾値を越えた時刻を基準とし、その信号波形の立ち上がり部分を探すことで直接波の受信時刻を推定する機能を持つものも考えられる。もしくは受信信号に対する逆極性の信号の受信が確認できない場合、伝播路上での極性反転が起こったとみなしてMF出力の中から振幅の大きな信号を検出している時刻を求め、そこから測位信号と基準信号の受信時刻を求める方法もある。
【００２８】
図8は、本発明の第２の実施の形態の測位システムの構成図である。ノード０１は、パルスもしくはパルス列で構成された測位信号０５を送信する機能を備える。基準信号送信機能を持つ基地局０９は、ノード０１からの測位信号０５を受信した後、基準時刻を確定するための基準信号０６を無線通信により送信する機能を備える。このとき、基準信号はノード０１から送信された測位信号のパルスもしくはパルス列の極性を反転したものとする。基地局０３は、ノード０１が送信した測位信号０５及び基地局０９が送信した基準信号０６を受信し、該受信信号を共通のマッチドフィルタ（MF）に入力する。測位信号０５と基準信号０６は同一の波形を持ち極性が反転しているため、MFは測位信号０５と基準信号０６の双方を検出し、極性の異なる２つの出力が得られる。サーバ０４は、各基地局０３の座標の情報を持ち、各基地局０３とネットワーク０８を介して接続される。サーバ０４は、各基地局０３からネットワーク０８を介して入手した測位信号０５と基準信号０６に関する受信時刻情報０7と、サーバが予め持つ各基地局と基準局間での伝搬遅延時間に関する情報より測位信号受信時刻と基準信号送信時刻の差を算出し、該時刻差の情報と各基地局の座標情報に基づいてノード０１の位置を算出する。
【００２９】
本発明第２の実施形態における位置算出の流れを図９に示す。まず測位の対象であるノード０１が、基地局０３及０９に向けて測位信号０５を送信する（Ｓ１１）。
該ノード０１の信号を受信可能な複数の基地局０３及び０９は、それぞれノード０１から送られてきた測位信号０５をMFに入力し、MFからの出力波形を記録する（S１２）。
【００３０】
基準信号送信機能を持つ基地局０９はノード０１からの測位信号０５を受信した後、測位信号０５を受信した基地局０３に対して基準信号０６を送信する（Ｓ１３）。また該基地局０９は該基準信号送信時刻を記録する。該基準信号０６は測位信号０５がノード０１から送信された時点での波形と同一の波形であり、かつその極性を反転させたものとする。このとき、測位信号０５の波形を記録し、その受信波形の極性を反転した基準信号を作製し、基地局に対して送信するという方法を用いる方法も可能である。
【００３１】
該基地局０９の信号を受信した基地局０３は、測位信号０５の場合と同様に基準信号０６に対しても同様にMFに入力し、測位信号の出力波形と合わせて記録する（Ｓ１４）。
各基地局０３は自らのMFの出力波形の記録より測位信号受信時刻T１と基準信号の受信時刻T２の差を求める（S１５）。
【００３２】
各基地局０３は測位信号受信時刻T１と基準信号受信時刻T２、基地局毎の識別子、及び測位信号を送ったノードと、基準信号を送った基地局の識別子などの情報を含む受信時刻情報０7をサーバ０４に送る。ノード01及び基地局09の識別子情報の入手方法としては、ノード０１が測位信号０５を、あるいは基地局０９が基準信号０６を送信した後に基地局０３に対して先ほど信号を送信したことと自らの識別子の入った情報を送り、基地局０３側は測位信０５号や基準信号０６受信後一定時間内に他のノード01や基地局０９から同様の情報がなければその識別子を採用し、複数のノード０１や基地局０９からの同様の情報が送られてきた場合はその中の１つのノード０１や基地局０９を指定して再度測位信号０５や基準信号０６を送信するように命令する方法がある。
【００３３】
サーバ０４は各基地局０３から送られてきた受信時刻情報０7と、既知である各基地局（０３及び０９）の座標を元に測位信号０５を発信したノード０１の座標を算出する。
各基地局（０３及び０９）から送られてきた受信時刻情報０7に対し基準信号検出時刻T２と、既知である基準信号送信基地局09と該基地局との間の信号伝播にかかる伝搬遅延時間T３に基づき、基準信号送信基地局が基準信号を送信した基準信号送信時刻T４ = T２  T３を求める（Ｓ１６）。
【００３４】
次に基準信号送信時刻T４と測位信号検出時刻T１の差T５ = T１  T４を求める。この段階で基準信号06を送信した基地局０９に関しても、該基準信号送信時刻T４と該基地局の測位信号受信時刻T１の差を求める。これら情報と各基地局の座標を用いて、双曲線交会法によりノード０１の座標を算出する（Ｓ１７）。
【００３５】
本発明における基準信号送信機能を持つ基地局０９の構成を図１０に示す。基地局０９はアンテナを含むRF部分のほかに基準信号及び測位信号の波形に対応したMF３１、測位信号や他の基地局から送られた基準信号などの信号の受信タイミングを測定するための受信タイミング測定部３２、ノード０１などと通常の無線通信を行う無線通信部３３、信号受信タイミングや通信で得た情報を記録するメモリ３４、正負の二種類の極性の信号を作成する信号生成部９１及びサーバへの通信を制御するネットワーク部３５を持つ。
【００３６】
基地局はRF部で受信した信号をMF３１に入力し、測位信号０５の受信を監視する。測位信号受信の判定方法としては、例えばMF出力の振幅の絶対値が一定の閾値を超えたかどうかで判断する。測位信号０５の受信を確認した場合、そのMF出力をメモリ３４に記録し、信号生成部９１は基準信号０６を送信する。このとき測位信号受信から基準信号送信までの間に一定のオフセット間隔を挿入するのも本発明の範疇である。受信タイミング測定部３２はメモリ上のMF出力より測位信号０５の受信時刻を求め、基準信号０６の送信時刻とともにメモリに記録する。ネットワーク部３５は該測位信号受信時刻、基準信号送信時刻、受信したノードの識別子及び自らが基準信号を送信したと言うことを示す情報をサーバ０４に送付する。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の技術を適用することにより無線測位システムにおいて基地局に必要なマッチドフィルタの数を軽減できるため、基地局の小型化、低価格化を実現できる。またマッチドフィルタ出力に対する処理が最大値、最小値検出など簡易であるため、測位に必要な計算時間の短縮や基地局の低消費電力化が見込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明第１の実施の形態の測位システムの構成図である。
【図２】本発明第１の実施の形態の信号波形の一例である。
【図３】本発明第１の実施の形態の位置算出の流れを示すブロック図である。
【図４】本発明第１の実施の形態のメッセージフロー図である。
【図５】本発明第１の実施の形態の基準局の構成図である。
【図６】本発明第１の実施の形態の基地局の構成図である。
【図７】本発明第１の実施の形態の受信タイミング測定部の構成図である。
【図８】本発明第２の実施の形態の測位システムの構成図である。
【図９】本発明第２の実施の形態の位置算出の流れを示すブロック図である。
【図１０】本発明第２の実施の形態の基地局の構成図である。
【符号の説明】
【００３９】
01：ノード、02：基準局、03：基地局、04：サーバ、05：測位信号、06：基準信号、07：受信時刻情報、08：ネットワーク、09：基準信号送信機能を持つ基地局、
21：信号生成部、22：受信判定部、23：制御部、
３１：マッチドフィルタ、３２：受信タイミング測定部、３３：無線通信部、３４：メモリ、３５：ネットワーク部、
３２１：最大値検出部、３２２：最小値検出部、３２３：信号判定部、91：信号生成部。
【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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