(57)【要約】【課題】屋内でマルチパスフェーディングの大きい環境においても精度を低下させることなく位置情報を提供する位置情報提供システムを提供する。【解決手段】  位置情報提供装置１００は、屋内送信機２００から送信される、異なったＰＲＮコードでスペクトラム拡散符号化され、送信アンテナＴＸ−ＡＮＴ１およびＴＸ−ＡＮＴ２から各々送信される測位信号を、受信アンテナＲＸ−ＡＮＴにより受信する。位置情報提供装置１００は、送信信号のＰＲＮコードをそれぞれ独立で非同期でサーチする。始めに一つ目のＰＲＮコードが捕捉できた場合、その同期ループを用いて他チャネルにて他のＰＲＮコードの捕捉を試みる。２つのチャネルで同期捕捉ができた場合は、一方のチャネルの信号を選択して、測位の処理が実施される。【選択図】図３
2011237386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星からのスペクトラム拡散された衛星測位信号を受信して測位を行うことが可能な受信機にナビゲーション信号を送信する、地上に設置されるナビゲーション信号送信装置であって、
第１の送信アンテナおよび第２の送信アンテナと、
前記ナビゲーション信号に含まれる位置情報のメッセージ信号を生成するメッセージ生成手段と、
前記ナビゲーション信号送信装置に予め割り当てられた、前記衛星測位信号と同一系列の拡散コードに基づいて、前記メッセージ信号をスペクトラム拡散処理を含む変調処理により変調して、第１のナビゲーション信号および第２のナビゲーション信号を生成する変調手段とを備え、
前記変調手段は、前記受信機の各受信時刻において、前記第１のナビゲーション信号および前記第２のナビゲーション信号のうちいずれか一方を復調対象とするように前記変調処理を実行し、
前記第１のナビゲーション信号および前記第２のナビゲーション信号を、それぞれ前記第１および第２の送信アンテナから送信する送信手段をさらに備える、ナビゲーション信号送信装置。
【請求項２】
前記変調手段は、
前記同一系列の拡散コードのうちの第１のコードを生成するための第１のコード生成手段と、
前記メッセージ信号に対して前記第１のコードでスペクトラム拡散処理を行い、前記第１のナビゲーション信号を生成するための第１の拡散処理手段と、
前記同一系列の拡散コードのうちの前記第１のコードとは異なる第２のコードを生成するための第２のコード生成手段と、
前記メッセージ信号に対して前記第２のコードでスペクトラム拡散処理を行い、前記第２のナビゲーション信号を生成するための第２の拡散処理手段とを含む、請求項１記載のナビゲーション信号送信装置。
【請求項３】
前記変調手段は、
前記同一系列の拡散コードのうちの特定のコードを生成するための拡散コード生成手段と、
前記メッセージ信号に対して前記特定のコードでスペクトラム拡散処理を行い、前記第１のナビゲーション信号を生成するための第１の拡散処理手段と、
前記メッセージ信号を所定時間だけ遅延させる遅延手段と、
前記遅延手段からの出力に対して前記特定のコードでスペクトラム拡散処理を行い、前記第２のナビゲーション信号を生成するための第２の拡散処理手段とを含む、請求項１記載のナビゲーション信号送信装置。
【請求項４】
前記変調手段は、
前記同一系列の拡散コードのうちの特定のコードを生成するための拡散コード生成手段と、
前記メッセージ信号に対して前記特定のコードでスペクトラム拡散処理を行うための拡散処理手段とを備え、
前記送信手段は、前記拡散処理手段の出力を、前記第１のナビゲーション信号および前記第２のナビゲーション信号として、前記第１の送信アンテナおよび前記第２の送信アンテナのいずれか一方から、順次、排他的に送信させる、請求項１記載のナビゲーション信号送信装置。
【請求項５】
前記位置情報は、少なくとも緯度、経度、高さを表すデータを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載のナビゲーション信号送信装置。
【請求項６】
衛星からのスペクトラム拡散された衛星測位信号を受信して測位を行うことが可能な受信機にナビゲーション信号を送信する、地上に設置される送信機のナビゲーション信号送信方法であって、
前記ナビゲーション信号に含まれる位置情報のメッセージ信号を生成するステップと、
前記送信機に予め割り当てられた、前記衛星測位信号と同一系列の拡散コードに基づいて、前記メッセージ信号をスペクトラム拡散処理を含む変調処理により変調して、第１のナビゲーション信号および第２のナビゲーション信号を生成するステップとを備え、
前記変調処理は、前記受信機の各受信時刻において、前記第１のナビゲーション信号および第２のナビゲーション信号のうちいずれか一方を復調対象とする処理であり、
前記第１のナビゲーション信号および前記第２のナビゲーション信号を、それぞれ第１の送信アンテナおよび第２の送信アンテナから送信するステップとを備える、ナビゲーション信号送信方法。
【請求項７】
前記第１のナビゲーション信号および前記第２のナビゲーション信号を生成するステップは、
前記同一系列の拡散コードのうちの第１のコードを生成するステップと、
前記メッセージ信号に対して前記第１のコードでスペクトラム拡散処理を行い、前記第１のナビゲーション信号を生成するステップと、
前記同一系列の拡散コードのうちの前記第１のコードとは異なる第２のコードを生成するステップと、
前記メッセージ信号に対して前記第２のコードでスペクトラム拡散処理を行い、前記第２のナビゲーション信号を生成するステップとを含む、請求項６記載のナビゲーション信号送信方法。
【請求項８】
前記第１のナビゲーション信号および前記第２のナビゲーション信号を生成するステップは、
前記同一系列の拡散コードのうちの特定のコードを生成するステップと、
前記メッセージ信号に対して前記特定のコードでスペクトラム拡散処理を行い、前記第１のナビゲーション信号を生成するステップと、
前記メッセージ信号を所定時間だけ遅延させるステップと、
前記遅延されたメッセージ信号に対して前記特定のコードでスペクトラム拡散処理を行い、前記第２のナビゲーション信号を生成するステップとを含む、請求項６記載のナビゲーション信号送信方法。
【請求項９】
前記第１のナビゲーション信号および前記第２のナビゲーション信号を生成するステップは、
前記同一系列の拡散コードのうちの特定のコードを生成するステップと、
疑似乱数の系列を発生するステップと、
前記メッセージ信号に対して前記特定のコードでスペクトラム拡散処理を行い、前記第１のナビゲーション信号を生成するステップと、
前記メッセージ信号に対して前記特定のコードでスペクトラム拡散処理を行い、前記第２のナビゲーション信号を生成するステップとを含み、
前記送信するステップは、前記第１のナビゲーション信号および第２のナビゲーション信号を、前記疑似乱数に基づいて、前記第１の送信アンテナおよび第２の送信アンテナのいずれか一方から、順次、排他的に送信させるステップを含む、請求項６記載のナビゲーション信号送信方法。
【請求項１０】
前記位置情報は、少なくとも緯度、経度、高さを表すデータを含む、請求項６〜９のいずれか１項に記載のナビゲーション信号送信方法。
【請求項１１】
衛星からのスペクトラム拡散された衛星測位信号を受信して測位を行うことが可能であり、かつ、地上に設置されるナビゲーション信号送信装置からのスペクトラム拡散信号であってダイバーシティ送信される複数の測位信号を用いて、位置情報を提供する位置情報提供装置であって、
前記スペクトラム拡散信号を受信する受信手段と、
前記測位信号についての前記衛星測位信号と同一系列の複数の拡散コードのパターンを格納する記憶手段と、
並列に設けられ、かつ前記複数の拡散コードのパターンについて共通に並行して相関処理を行い、ダイバーシティ送信された前記複数の測位信号を識別して復調するための復調手段と、
複数の前記測位信号を識別して復調できた場合、識別された前記複数の測位信号のうちのいずれか１つにより前記位置情報を算出する判断手段とを備える、位置情報提供装置。
【請求項１２】
前記復調手段は、
同一系列の拡散コードのうちの第１のコードでの相関処理を実行するための第１のコリレータ手段と、
前記同一系列の拡散コードのうちの前記第１のコードとは異なる第２のコードでの相関処理を実行するための第２のコリレータ手段と、
前記第１および第２のコリレータ手段のうち、先に同期ループが確立した方の同期タイミングで他方の同期処理を行うように制御する制御手段とを含む、請求項１１記載の位置情報提供装置。
【請求項１３】
前記復調手段は、
受信した前記スペクトラム拡散信号を指定された時間だけ遅延させる遅延手段と、
同一系列の拡散コードのうちの第１のコードでの相関処理を実行するための第１のコリレータ手段と、
前記同一系列の拡散コードのうちの第２のコードでの相関処理を実行するための第２のコリレータ手段と、
前記第１および第２のコリレータ手段のうち、先に同期ループが確立した方の拡散コードで、前記遅延手段により所定の時間だけ遅延された信号について、他方の相関処理を行うように制御する制御手段とを含む、請求項１１記載の位置情報提供装置。
【請求項１４】
前記位置情報は、少なくとも緯度、経度、高さを表すデータを含む、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の位置情報提供装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は位置情報を提供する技術に関し、ナビゲーション信号を送信するナビゲーション信号送信装置、ナビゲーション信号送信方法に関する。本発明は、より特定的には、測位信号を発信する衛星から発信された信号が届かない環境下においても位置情報を提供する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の測位システムとしてＧＰＳ（Global Positioning System）が知られている。Ｇ
ＰＳに用いられる信号（以下、「ＧＰＳ信号」）を発信するための衛星（以下、ＧＰＳ衛星）は、地上から約２万ｋｍの高度で飛行している。利用者は、ＧＰＳ衛星から発信された信号を受信し、復調することにより、ＧＰＳ衛星と利用者との間の距離を計測することができる。したがって、地上とＧＰＳ衛星との間に障害がない場合には、ＧＰＳ衛星から発信された信号を用いた測位が可能である。しかし、たとえば、都市部においてＧＰＳを利用する場合、林立する建物が障害となって、利用者の位置情報提供装置が、ＧＰＳ衛星から発信された信号を受信できないことが多い。また、建物による信号の回折あるいは反射により、信号を用いた距離の測定に誤差が生じ、結果として、測位の精度が悪化することが多かった。
【０００３】
また、壁や屋根を貫通した微弱なＧＰＳ信号を室内において受信する技術もあるが、受信状況は不安定であり、測位の精度も低下する。
【０００４】
以上、測位についてＧＰＳを例にとって説明したが、上述した現象は衛星を用いた測位システムについて一般的に言えることである。なお、衛星測位システムは、ＧＰＳに限られず、たとえば、ロシア共和国におけるＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal NAvigation Satellite
System）、欧州におけるＧａｌｉｌｅｏ等のシステムを含むものとする。
【０００５】
ここで、位置情報の提供に関する技術は、たとえば、特開２００６−６７０８６号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００６】
しかしながら、特開２００６−６７０８６号公報に開示された技術によれば、リーダあるいはライタは、位置情報を提供するシステムに固有のものであり、汎用性にかけるという問題点がある。また、干渉を避けるため、送信出力を抑える必要があり、位置情報を受信可能な範囲が限定され、連続した位置情報の取得ができないほか、広い範囲をカバーするためには極めて多数の送信機が必要となるという問題点があった。
【０００７】
また、位置情報の取得あるいは通知に関し、たとえば、固定電話であれば設置場所が予め知られているため、固定電話から発信された電話によって、その発信場所を特定することができる。しかしながら、携帯電話の普及に伴い、移動体通信が一般的になっているため、固定電話のようにして発信者の位置情報を通知することができない場合が増えている。一方、緊急時の通報に関し、携帯電話からの通報に位置情報を含めることについての法整備も進められている。
【０００８】
従来の測位機能を有する携帯電話の場合、衛星からの信号を受信できる場所では位置情報が取得されるため、携帯電話の位置を通知することが可能である。しかしながら、屋内、地下街のように電波が受信できない場所においては、従来の測位技術によっては、位置情報を取得できないという問題点があった。
【０００９】
そこで、たとえば、ＧＰＳ信号に類似する信号を発信できる複数の送信機を室内に配置し、ＧＰＳと同様の３辺測量による原理に基づき位置を求めるという技術も考えられる（たとえば、特許文献２を参照）。しかしながら、この場合、各送信機の時刻が同期していることが必要になり、送信機が高価になるという問題がある。
【００１０】
また、特許文献２に開示された発明では、電波の遮蔽物・反射物の配置が、測位のための受信端末の移動する方向について、一定の配置となっていることを利用して、マルチパス等の影響を軽減しようとする技術である。
【００１１】
さらに、特許文献３には、屋内において、送信電力を制御し、かつ、屋内では、上記のような３辺測量ではなく、単に、位置情報をＧＰＳ信号と互換なフォーマットで送信することで、屋内での測位におけるシステム構成を簡易化しつつ、かつ、測位の精度を向上させるための技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−６７０８６号公報
【特許文献２】特開２０００−１８０５２７号公報
【特許文献３】特開２００７−２７８７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところが、一般的には、測位のための受信端末は、屋内等において任意の方向に移動するものであり、室内での反射等により電波の伝搬が複雑になることから、特許文献２に記載のような高価な送信機を設置したとしても、数１０ｍ程度の誤差が容易に発生するという問題がある。
【００１４】
また、特許文献３に記載の技術では、屋内送信機の構成を大幅に簡略化しつつ、測位精度を維持できるものの、マルチパスの影響が大きい環境では、信号受信の安定性が劣化するおそれがある、という問題があった。
【００１５】
すなわち、マルチパス環境下では、信号の捕捉までの速度が劣化したり、一度、捕捉した信号についても、ヌルポイントの影響のために、ロック状態を維持するのが困難である等の問題があった。
【００１６】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、測位のための信号を発信する衛星からの電波が受信できない場所であって、マルチパスフェーディングの大きい環境においても、信号受信の安定性を向上させて位置情報を提供する位置情報提供システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明の１つの局面に従うと、衛星からのスペクトラム拡散された衛星測位信号を受信して測位を行うことが可能な受信機にナビゲーション信号を送信する、地上に設置されるナビゲーション信号送信装置であって、第１の送信アンテナおよび第２の送信アンテナと、ナビゲーション信号に含まれる位置情報のメッセージ信号を生成するメッセージ生成手段と、ナビゲーション信号送信装置に予め割り当てられた、衛星測位信号と同一系列の拡散コードに基づいて、メッセージ信号をスペクトラム拡散処理を含む変調処理により変調して、第１のナビゲーション信号および第２のナビゲーション信号を生成する変調手段とを備え、変調手段は、受信機の各受信時刻において、第１のナビゲーション信号および第２のナビゲーション信号のうちいずれか一方を復調対象とするように変調処理を実行し、第１のナビゲーション信号および第２のナビゲーション信号を、それぞれ第１および第２の送信アンテナから送信する送信手段をさらに備える。
【００１８】
好ましくは、変調手段は、同一系列の拡散コードのうちの第１のコードを生成するための第１のコード生成手段と、メッセージ信号に対して第１のコードでスペクトラム拡散処理を行い、第１のナビゲーション信号を生成するための第１の拡散処理手段と、同一系列の拡散コードのうちの第１のコードとは異なる第２のコードを生成するための第２のコード生成手段と、メッセージ信号に対して第２のコードでスペクトラム拡散処理を行い、第２のナビゲーション信号を生成するための第２の拡散処理手段とを含む。
【００１９】
好ましくは、変調手段は、同一系列の拡散コードのうちの特定のコードを生成するための拡散コード生成手段と、メッセージ信号に対して特定のコードでスペクトラム拡散処理を行い、第１のナビゲーション信号を生成するための第１の拡散処理手段と、メッセージ信号を所定時間だけ遅延させる遅延手段と、遅延手段からの出力に対して特定のコードでスペクトラム拡散処理を行い、第２のナビゲーション信号を生成するための第２の拡散処理手段とを含む。
【００２０】
好ましくは、変調手段は、同一系列の拡散コードのうちの特定のコードを生成するための拡散コード生成手段と、メッセージ信号に対して特定のコードでスペクトラム拡散処理を行うための拡散処理手段とを備え、送信手段は、拡散処理手段の出力を、第１のナビゲーション信号および第２のナビゲーション信号として、第１の送信アンテナおよび第２の送信アンテナのいずれか一方から、順次、排他的に送信させる。
【００２１】
好ましくは、位置情報は、少なくとも緯度、経度、高さを表すデータを含む。
この発明の他の局面に従うと、衛星からのスペクトラム拡散された衛星測位信号を受信して測位を行うことが可能な受信機にナビゲーション信号を送信する、地上に設置される送信機のナビゲーション信号送信方法であって、ナビゲーション信号に含まれる位置情報のメッセージ信号を生成するステップと、送信機に予め割り当てられた、衛星測位信号と同一系列の拡散コードに基づいて、メッセージ信号をスペクトラム拡散処理を含む変調処理により変調して、第１のナビゲーション信号および第２のナビゲーション信号を生成するステップとを備え、変調処理は、受信機の各受信時刻において、第１のナビゲーション信号および第２のナビゲーション信号のうちいずれか一方を復調対象とする処理であり、第１のナビゲーション信号および第２のナビゲーション信号を、それぞれ第１の送信アンテナおよび第２の送信アンテナから送信するステップとを備える。
【００２２】
好ましくは、第１のナビゲーション信号および第２のナビゲーション信号を生成するステップは、同一系列の拡散コードのうちの第１のコードを生成するステップと、メッセージ信号に対して第１のコードでスペクトラム拡散処理を行い、第１のナビゲーション信号を生成するステップと、同一系列の拡散コードのうちの第１のコードとは異なる第２のコードを生成するステップと、メッセージ信号に対して第２のコードでスペクトラム拡散処理を行い、第２のナビゲーション信号を生成するステップとを含む。
【００２３】
好ましくは、第１のナビゲーション信号および第２のナビゲーション信号を生成するステップは、同一系列の拡散コードのうちの特定のコードを生成するステップと、メッセージ信号に対して特定のコードでスペクトラム拡散処理を行い、第１のナビゲーション信号を生成するステップと、メッセージ信号を所定時間だけ遅延させるステップと、遅延されたメッセージ信号に対して特定のコードでスペクトラム拡散処理を行い、第２のナビゲーション信号を生成するステップとを含む。
【００２４】
好ましくは、第１のナビゲーション信号および第２のナビゲーション信号を生成するステップは、同一系列の拡散コードのうちの特定のコードを生成するステップと、疑似乱数の系列を発生するステップと、メッセージ信号に対して特定のコードでスペクトラム拡散処理を行い、第１のナビゲーション信号を生成するステップと、メッセージ信号に対して特定のコードでスペクトラム拡散処理を行い、第２のナビゲーション信号を生成するステップとを含み、送信するステップは、第１のナビゲーション信号および第２のナビゲーション信号を、疑似乱数に基づいて、第１の送信アンテナおよび第２の送信アンテナのいずれか一方から、順次、排他的に送信させるステップを含む。
【００２５】
好ましくは、位置情報は、少なくとも緯度、経度、高さを表すデータを含む。
この発明のさらに他の局面に従うと、衛星からのスペクトラム拡散された衛星測位信号を受信して測位を行うことが可能であり、かつ、地上に設置されるナビゲーション信号送信装置からのスペクトラム拡散信号であってダイバーシティ送信される複数の測位信号を用いて、位置情報を提供する位置情報提供装置であって、スペクトラム拡散信号を受信する受信手段と、測位信号についての衛星測位信号と同一系列の複数の拡散コードのパターンを格納する記憶手段と、並列に設けられ、かつ複数の拡散コードのパターンについて共通に並行して相関処理を行い、ダイバーシティ送信された複数の測位信号を識別して復調するための復調手段と、複数の測位信号を識別して復調できた場合、識別された複数の測位信号のうちのいずれか１つにより位置情報を算出する判断手段とを備える。
【００２６】
好ましくは、復調手段は、同一系列の拡散コードのうちの第１のコードでの相関処理を実行するための第１のコリレータ手段と、同一系列の拡散コードのうちの第１のコードとは異なる第２のコードでの相関処理を実行するための第２のコリレータ手段と、第１および第２のコリレータ手段のうち、先に同期ループが確立した方の同期タイミングで他方の同期処理を行うように制御する制御手段とを含む。
【００２７】
好ましくは、復調手段は、受信したスペクトラム拡散信号を指定された時間だけ遅延させる遅延手段と、同一系列の拡散コードのうちの第１のコードでの相関処理を実行するための第１のコリレータ手段と、同一系列の拡散コードのうちの第２のコードでの相関処理を実行するための第２のコリレータ手段と、第１および第２のコリレータ手段のうち、先に同期ループが確立した方の拡散コードで、遅延手段により所定の時間だけ遅延された信号について、他方の相関処理を行うように制御する制御手段とを含む。
【００２８】
好ましくは、位置情報は、少なくとも緯度、経度、高さを表すデータを含む。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、測位のための信号を発信する衛星からの電波が受信できない場所であって、マルチパスフェーディングの影響が大きい場所においても精度を低下させることなく位置情報を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】位置情報提供システム１０の構成を表わす図である。
【図２】実施の形態１の屋内送信機２００からの測位信号を受信する位置情報提供装置１００の受信状態を説明するための概念図である。
【図３】実施の形態１の位置情報提供装置１００の構成の概略と動作を説明するための概念図である。
【図４】実施の形態１の屋内送信機２００−１のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図５】屋内送信機２００−１が備えるＥＥＰＲＯＭ２４３におけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。
【図６】変調器２４５ａの構成を説明するための機能ブロック図である。
【図７】ＧＰＳ衛星に搭載される送信機によって発信される信号５００の構成を表わす図である。
【図８】位置情報提供装置１００のハードウェア構成を表わすブロック図である。
【図９】制御部４１４，判断部４１６および屋内測位部４３４の実行する処理を説明するための図である。
【図１０】図９で説明した「位置特定データの統合」の処理を説明するための概念図である。
【図１１】実施の形態２の屋内送信機２００から送信される測位信号について説明するための概念図である。
【図１２】実施の形態２の位置情報提供装置１００´の構成の概略と動作を説明するための概念図である。
【図１３】実施の形態２の屋内送信機２００−１´のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１４】変調器２４５ａ´の構成を説明するための機能ブロック図である。
【図１５】制御部４１４，判断部４１６および屋内測位部４３４の実行する処理を説明するための図である。
【図１６】実施の形態３の屋内送信機２００´´からの測位信号を受信する位置情報提供装置１００´´の受信状態を説明するための概念図である。
【図１７】実施の形態３の屋内送信機２００−１´´のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図１８】変調器２４５ａ´´の構成を説明するための機能ブロック図である。
【図１９】実施の形態３の位置情報提供装置１００において、積算器４１２．１〜４１２．ｎに積算される信号レベルの経時的な変化を説明するための図である。
【図２０】図１９に示した例において、積算器４１２．１〜４１２．ｎの５回のインテグレーションで得られた信号電力の例を示す図である。
【図２１】排他的かつ間欠的に送信信号の出力を交替の周期と、その場合の利点と欠点とをまとめた図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００３２】
＜実施の形態１＞
図１は、位置情報提供システム１０の構成を表わす図である。図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る位置情報提供システム１０について説明する。位置情報提供システム１０は、地上の上空約２万メートルの高度を飛行し、測位のための信号（以下、「測位信号」と表わす。）を発信するＧＰＳ（Global Positioning System）衛星１１０，１１１，１１２，１１３と、位置情報を提供する装置として機能する位置情報提供装置１００−１〜１００−４とを備える。すなわち、位置情報提供装置は、測位信号を受信してユーザに対して位置情報を提供するナビゲーション信号受信装置として動作する。位置情報提供装置１００−１〜１００−４を総称するときは、位置情報提供装置１００と表わす。位置情報提供装置１００は、たとえば、携帯電話、カーナビゲーションシステムその他の移動体測位装置のように、従来の測位装置を有する端末である。つまり、位置情報提供装置１００は、測位信号を受信して、受信した測位信号に含まれる情報に基づいて、位置情報提供装置１００の現在の位置を算出する。
【００３３】
ここで、測位信号は、いわゆるスペクトラム拡散された信号であり、たとえば、いわゆるＧＰＳ信号である。しかしながら、その信号はＧＰＳ信号に限られない。なお、以下では説明を簡単にするために、測位のシステムをＧＰＳを一例として説明するが、本発明は、他の衛星測位システム（Ｇａｌｉｌｅｏ，ＧＬＯＮＡＳＳ等）にも適用可能である。
【００３４】
測位信号の中心周波数は、たとえば、１５７５．４２ＭＨｚである。測位信号の拡散周波数は、たとえば１．０２３ＭＨｚである。この場合、測位信号の周波数は、既存のＧＰＳのＬ１帯におけるＣ／Ａ（Coarse and Access）信号の周波数と同一となる。したがって、既存の測位信号受信回路（たとえばＧＰＳ信号受信回路）のフロントエンドが流用できるため、位置情報提供装置１００は、新たなハードウェアの回路を追加することなく、フロントエンドからの信号処理を行うソフトウェアを変更するのみで、測位信号を受信することができる。
【００３５】
測位信号は、１．０２３ＭＨｚの矩形波によって変調されていてもよい。この場合、たとえば、Ｌ１帯において新たな送信が計画される測位信号のデータチャネルと同一であれば、利用者は、新しいＧＰＳの信号を受信、処理可能な受信機を用いて当該測位信号を受信できる。なお、矩形波の周波数は、１．０２３ＭＨｚに限られない。他の周波数で変調する場合は、変調のための周波数は、既存のＣ／Ａ信号、および／または、他の信号との干渉を回避するためのスペクトラム分離とのトレードオフによって定められ得る。
【００３６】
ＧＰＳ衛星１１０には、測位信号を発信する送信機１２０が搭載されている。ＧＰＳ衛星１１１，１１２，１１３にも、同様の送信機１２１，１２２，１２３がそれぞれ搭載されている。
【００３７】
位置情報提供装置１００−１と同様の機能を有する位置情報提供装置１００−２，１００−３，１００−４は、以下に説明するように、ビル１３０その他の電波が届きにくい場所でも使用可能である。すなわち、ビル１３０は、ビル１３０の１階の天井には、屋内送信機２００−１が取り付けられている。すなわち、屋内送信機は、位置情報を含む測位信号を受信側に送信するためのナビゲーション信号送信装置として動作する。位置情報提供装置１００−４は、屋内送信機２００−１から発信される測位信号を受信する。同様に、ビル１３０の２階および３階の各フロアの天井にも、それぞれ屋内送信機２００−２，２００−３が取り付けられている。ここで、各屋内送信機２００−１，２００−２，２００−３の時刻（以下、「地上時刻」という。）と、ＧＰＳ衛星１１０，１１１，１１２，１１３の時刻（「衛星時刻」という。）とは、互いに独立したものでよく、同期している必要はない。ただし、各衛星時刻は、それぞれ同期している必要がある。したがって、各衛星時刻は、各衛星に搭載された原子時計により制御されている。また、必要に応じて、各屋内送信機２００−１，２００−２，２００−３の時刻である地上時刻も、相互に同期していることが好ましい。
【００３８】
ＧＰＳ衛星の各送信機から測位信号として発信されるスペクトラム拡散信号は、擬似雑音符号（ＰＲＮ（Pseudo Random Noise）コード）によって航法メッセージを変調することにより生成される。航法メッセージは、時刻データ、軌道情報、アルマナック、電離層補正データ等を含む。各送信機１２０〜１２３は、さらに、それぞれ、当該送信機１２０〜１２３自身、あるいは送信機１２０〜１２３が搭載されるＧＰＳ衛星を識別するためのデータ（ＰＲＮ−ＩＤ（Identification））を保持している。
【００３９】
位置情報提供装置１００は、各擬似雑音符号を発生するためのデータおよびコード発生器を有している。位置情報提供装置１００は、測位信号を受信すると、各衛星の送信機または各屋内送信機ごとに割り当てられた擬似雑音符号の符号パターンを用いて、後述する復調処理を実行し、受信された信号がどの衛星またはどの屋内送信機から発信されたものであるかを特定することができる。また、新しいＧＰＳ信号では、データの中にＰＲＮ−ＩＤが含まれており、受信レベルが低い場合に生じやすい誤った符号パターンでの信号の捕捉・追尾を防ぐことができる。
【００４０】
（ＧＰＳ衛星に搭載される送信機）
ＧＰＳ衛星に搭載される送信機の構成については、周知であるので、以下では、ＧＰＳ衛星に搭載される送信機の構成の概略について説明する。送信機１２０，１２１，１２２，１２３は、それぞれ、原子時計と、データを格納する記憶装置と、発振回路と、測位信号を生成するための処理回路と、処理回路によって生成された信号をスペクトラム拡散符号化するための符号化回路と、送信アンテナ等を有する。記憶装置は、エフェメリス、各衛星のアルマナック、電離層補正データ等を有する航法メッセージと、ＰＲＮ−ＩＤとを格納している。
【００４１】
処理回路は、原子時計からの時刻情報と、記憶装置に格納されている各データとを用いて送信用のメッセージを生成する。
【００４２】
ここで、各送信機１２０〜１２３毎に、スペクトラム拡散符号化するための擬似雑音符号の符号パターンが予め規定されている。各符号パターンは、送信機ごと（すなわちＧＰＳ衛星ごと）に異なる。符号化回路は、そのような擬似雑音符号を用いて、上記メッセージをスペクトラム拡散する。送信機１２０〜１２３の各々は、符号化された信号を高周波数に変換して、送信アンテナを介して、宇宙空間に発信する。
【００４３】
上述のように、送信機１２０〜１２３は、他の送信機との間で有害な干渉を及ぼさないスペクトラム拡散信号を発信する。ここで、「有害な干渉をおこさない」ことは、干渉が生じない程度に制限された出力レベルによって担保され得る。あるいは、スペクトラムを分離する態様によっても実現できる。この信号は、たとえばＬ１帯と称される搬送波によって送信されている。各送信機１２０，１２１，１２２，１２３は、たとえば、同一の周波数を有する測位信号を拡散スペクトル通信方式にしたがって発信する。したがって、各衛星から送信された測位信号が、同一の位置情報提供装置１００−１に受信される場合にも、各々の測位信号は、互いに混信を受けることなく受信されることになる。
【００４４】
なお、地上の屋内送信機からの測位信号についても、衛星から送信された信号と同様に、複数の屋内送信機からの信号は、互いに混信を受けることなく受信されることができる。
【００４５】
［屋内送信機２００の構成］
図２は、本実施の形態１の屋内送信機２００（屋内送信機２００−１〜２００−３を総称するときには、屋内送信機２００と総称する）からの測位信号を受信する位置情報提供装置１００（位置情報提供装置１００−１〜１００−４を総称するときには、位置情報提供装置１００と総称する）の受信状態を説明するための概念図である。
【００４６】
屋内送信機２００は、建物などの天井面・側面等の固定された場所に設置される。一方、位置情報提供装置１００は、ユーザ端末として常に屋内を移動すると想定される。
【００４７】
通常、通信システムでは特に屋内壁面構造物等に電波が反射し、フェーディング現象により通信が安定しない。そこで、屋内送信装置２００は、以下に説明するような構成とすることで、１つの効果としてマルチパスによるシステムの不安定性を軽減する。
【００４８】
屋内送信機２００は、２つの送信アンテナＴＸ−ＡＮＴ１，ＴＸ−ＡＮＴ２を備え、いわゆる空間ダイバーシティ方式の中でも送信ダイバーシティを用いている。アンテナＴＸ−ＡＮＴ１，ＴＸ−ＡＮＴ２は、物理的に離れた地点に配置される。２つのアンテナ間の距離は、数１０ｃｍから１ｍ程度が好ましい。
【００４９】
以下に説明するように、アンテナＴＸ−ＡＮＴ１，ＴＸ−ＡＮＴ２から送信される信号は、同じ内容のデータを伝送するものではあるが、受信機１００において、識別可能な構成となっている。屋内送信機２００では、いわゆる符号分割多重接続（Code Division Multiple Access）方式を採用している。したがって、それぞれのアンテナから送信される信号周波数が同一である。
【００５０】
ただし、たとえば、実施の形態１の屋内送信機２００では、アンテナＴＸ−ＡＮＴ１，ＴＸ−ＡＮＴ２から送信される信号について異なった符号を使用することにより、受信機１００において一方のアンテナからの信号を選択することが可能である。
【００５１】
なお、屋内送信機２００においては、一般的には、送信ダイバーシティに限らずダイバーシティシステムに、受信ダイバーシティ法も用いることが可能である。ただし、実施の形態１の屋内送信機２００は、受信ダイバーシティについては、採用していない。それは、受信ダイバーシティシステムは受信端末側に複数のアンテナを実装する必要があり、送信ダイバーシティの方が、コスト・運用面・携帯性において、より有利だからである。
【００５２】
なお、送信ダイバーシティにおけるアンテナの本数は、２本に限られる訳ではなく、より一般には、２本以上の複数本でよい。
【００５３】
実施の形態１の屋内送信機２００が採用する送信ダイバーシティ法は、送信側に複数のアンテナを実装し、受信側には単に１つのアンテナのみ実装される。屋内送信機２００は、複数の送信信号を区別するために、スペクトラム拡散のための拡散コードである擬似ランダム雑音（PRN : Pseudo Random Noise）符号（以下、「ＰＲＮコード」と呼ぶ）の相互相関性を利用し高度な信号選択性を実現する。
【００５４】
図３は、実施の形態１の位置情報提供装置１００の構成の概略と動作を説明するための概念図である。
【００５５】
図３を参照して、位置情報提供装置１００は、屋内送信機２００から送信される、異なった符号（ここでは、符号ＰＲＮ１８０と符号ＰＲＮ１８１）でスペクトラム拡散符号化され、送信アンテナＴＸ−ＡＮＴ１およびＴＸ−ＡＮＴ２から各々送信される測位信号を、受信アンテナＲＸ−ＡＮＴにより受信する。なお、屋内送信機２００からの拡散符号に何番目の拡散符号を割り当てるかについては、特に、図３の例に限定される訳ではなく、システムを設計する際に、衛星からの測位信号と屋内送信機２００からの測位信号を判別できるように、異なる符号が割り当てられる構成であればよい。
【００５６】
受信アンテナＲＸ−ＡＮＴにより受信された測位信号は、フロントエンド１０２により、ベースバンド信号にまで変換される。ここでフロントエンド１０２には、高周波受信信号を抽出するフィルタや高周波信号を増幅するための増幅回路やダウンコンバータ、Ａ／Ｄ変換器等が含まれる。
【００５７】
フロントエンド１０２からの信号は、相関器１１０．１〜１１０．ｎにより、拡散コードのレプリカ信号との間の相関が検出される。拡散コードとして使用されるＰＲＮコードについては、受信する側である位置情報提供装置１００に予め記憶されているので、位置情報提供装置１００は、屋内送信機２００から送信される可能性のある複数のＰＲＮコードについて並列に相関処理を行う。なお、図３に示した構成では、符号ＰＲＮ１８０についての相関器１１０．１と符号ＰＲＮ１８１についての相関器１１０．２のみを代表的に記載している。実際には、たとえば、屋外から屋内に位置情報提供装置１００が移動した場合に、シームレスに測位を実施できるように、相関器１１０．１〜１１０．ｎは、屋内送信機２００に予め割当てられている拡散コードについてだけではなく、ＧＰＳ衛星に割当てられている拡散コードについても、並列に相関処理を行うことが可能な個数だけ設けられている。望ましくは、屋内送信機２００に予め割当てられうる拡散コードの総数と、地球上空を周回しているＧＰＳ衛星に予め割りあてられうる拡散コードの総数との総和に相当する個数だけ、相関器１１０．１〜１１０．ｎが設けられ、それらが並行に相関処理を行うことが望ましい。
【００５８】
なお、たとえば、１つの相関器１１０．１には、対応する拡散符号（ＰＲＮコード）ＰＲＮ１８０について、時間遅れとして標本化されうる個数（ｍチップの信号であれば、１／２チップごとの２ｍチップ分）だけ、コリレータが設けられ、各時間遅れについて、並行して相関処理が実行される。
【００５９】
すなわち、位置情報提供装置１００は、送信信号のＰＲＮコードをそれぞれ独立で非同期でサーチする。始めに一つ目のＰＲＮコードが捕捉できた場合、その同期ループを用いて他の相関器（コリレータ）にて他のＰＲＮコードの捕捉を試みる。もし、同期したダイバーシティ信号が存在するならば非常に高速に捕捉できる。
【００６０】
また、相関器１１０．１〜１１０．ｎに対応してビットデコーダ４１４．１〜４１４．ｎが設けられる。
【００６１】
もし、ＰＲＮコードが捕捉された場合は、相関器１１０．１〜１１０．ｎからの信号は、続いて、相関器１１０．１〜１１０．ｎにそれぞれ対応して設けられているビットデコーダ４１４．１〜４１４．ｎにより、デコードされる。捕捉された測位信号に基づいて、判断部４１６が、位置情報提供装置１００が現在、屋内にあるのか屋外にあるのかについての判断を行なう。また、判断部４１６は、受信した信号がダイバーシティ方式により送信されたものであるか否かについても判断を行う。その後、測位のために実行される処理の詳細については、後述する。
【００６２】
したがって、位置情報提供装置１００は、極めて短時間で、ｉ）受信した測位信号がいずれの拡散符号に対応したものであるかの判断と、ｉｉ）受信した信号がＧＰＳ衛星からの測位信号であるのか、あるいは、屋内送信機２００からの測位信号であるのかについての判断とを実行することができる。
【００６３】
追跡制御部４１４．ｍは、ビットデコーダ４１４．１〜４１４．ｎからの信号に基づいて、同期ループを確立し、維持するための制御を行なう。
【００６４】
ここでは、屋内送信機２００からの測位信号は、符号ＰＲＮ１８０と符号ＰＲＮ１８１とで拡散処理されているとしているので、短時間で、これらの符号に対応している相関器１１０．１と相関器１１０．２からの測位信号が同期捕捉され、同期が確立される。初めのデータパケットが完全に受信され、パリティーチェックでＯ．Ｋ．と判定された場合、Ｏ．Ｋ．判定のデータパケットをもう一つのチャネル（他のコリレータに対応）のパケットデータと比較する。このデータが同一である場合、ダイバーシティチャネルにそれぞれのＰＲＮ番号を割り当てる。
【００６５】
その結果、位置情報提供装置１００は、同期が確立された２つのチャネルからの信号のうち、一方を選択することで測位を実施する。
【００６６】
［屋内送信機２００−１のハードウェア構成］
図４は、実施の形態１の屋内送信機２００−１のハードウェア構成を示すブロック図である。以下、図４を参照して、屋内送信機２００−１について説明する。
【００６７】
屋内送信機２００−１は、無線インタフェース（以下、「無線Ｉ／Ｆ」と称す）２１０と、デジタル処理ブロック２４０と、デジタル処理ブロック２４０に電気的に接続されて、各回路部分の動作のための基準クロックを供給するための基準クロック入出力ブロック（以下、「基準クロックＩ／Ｏブロック」と称す）２３０と、デジタル処理ブロック２４０に電気的に接続されているアナログ処理ブロック２５０と、アナログ処理ブロック２５０に電気的に接続されて、測位のための信号を送出するアンテナＴＸ−ＡＮＴ１およびＴＸ−ＡＮＴ２（図示せず）と、屋内送信機２００−１の各部への電源電位の供給を行うための電源（図示せず）とを備える。
【００６８】
なお、電源は、屋内送信機２００−１に内蔵されてもよいし、外部からの電力の供給を受け付ける態様であってもよい。
【００６９】
（無線通信インタフェース）
無線Ｉ／Ｆ２１０は、無線通信のインタフェースであり、近距離無線通信、たとえば、ブルートゥース（Bruetooth）などや、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）や携帯電話網のような無線通信により、外部からのコマンドを受信したり、外部との間で設定パラメータやプログラム（ファームウェア等）のデータを受信したり、あるいは、必要に応じて外部にデータを送信するためのものである。
【００７０】
このような無線Ｉ／Ｆ２１０を備えることにより、屋内送信装置２００−１については、屋内の天井等に設置した後であっても、設定パラメータ、たとえば、屋内送信装置２００−１が送信する位置データ（屋内送信機２００−１が設置されている場所を表わすデータ）を変更したり、あるいは、ファームウェアの変更により、異なる通信方式への対応を可能としたりすることができる。
【００７１】
なお、本実施の形態では、無線でのインタフェースを想定しているが、設置場所への配線の敷設や設置の手間等を考慮しても、有線インタフェースとすることができる場合には、有線とすることも可能である。
【００７２】
（デジタル処理ブロック）
デジタル処理ブロック２４０は、無線Ｉ／Ｆ２１０からのコマンドに応じて、あるいは、プログラムに従って、屋内送信機２００−１の動作を制御するプロセッサ２４１と、プロセッサ２４１に搭載され、プロセッサ２４１の実行するプログラムを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）２４２と、無線Ｉ／Ｆ２１０からのデータのうち、設定パラメータ等を記憶するためのＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）２４３と、プロセッサ２４１の制御のもとに、屋内送信機２００−１の送出するベースバンド信号を生成するフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：以下、「ＦＰＧＡ」と称す）２４５と、無線Ｉ／Ｆ２１０からのデータのうち、ＦＰＧＡ２４５のファームウェアを記憶するためのＥＥＰＲＯＭ２４４と、ＦＰＧＡ２４５から出力されるベースバンド信号をアナログ信号に変更してアナログ処理ブロック２５０に与えるデジタル／アナログコンバータ（以下、「Ｄ／Ａコンバータ」と称す）２４７．１および２４７．２とを含む。
【００７３】
すなわち、デジタル処理ブロック２４０は、測位のための信号として屋内送信機２００−１によって送信される信号の源泉となるデータを生成する。この源泉となるデータについては、上述のとおり、アンテナＴＸ−ＡＮＴ１およびＴＸ−ＡＮＴ２について、異なる拡散符号により拡散処理がなされている。デジタル処理ブロック２４０は、アナログ処理ブロック２５０に対して、生成したデータを２つのビットストリームとして送出する。
【００７４】
特に限定されないが、たとえば、ＥＥＰＲＯＭ２４４に格納されているファームウェアプログラムは、ＦＰＧＡ２４５に電源が投入されると、ＦＰＧＡ２４５にロードされる。このファームウェアプログラム情報（ビットストリームデータ）は、ＦＰＧＡ２４５内のＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）２４６で構成されているコンフィグレーションメモリにロードされる。ロードされたビットストリームデータの個々のビットデータがＦＰＧＡ２４５上で実現する回路の情報元となり、ＦＰＧＡ２４５に装備されているリソースをカスタマイズしてファームウェアプログラムで特定される回路を実現する。ＦＰＧＡ２４５では、このようにハードウェアに依存せず、コンフィグレーションデータを外部に持つことで、高い汎用性とフレキシビリティを実現できることになる。
【００７５】
また、プロセッサ２４１は、無線Ｉ／Ｆ２１０から受け取る外部コマンドに応じて、ＥＥＰＲＯＭ２４３に格納されるデータに基づいて、ＦＰＧＡ２４５のＳＲＡＭ２４６（レジスタ）に、当該屋内送信機２００−１に設定されるパラメータとして、以下のものを格納させる。
【００７６】
１）擬似拡散符号（ＰＲＮコード）
２）送信機ＩＤ
３）送信機座標
４）メッセージ（これは、ＦＰＧＡ２４５内で衛星からの航法メッセージと同一のフォーマットに整形される）
なお、プロセッサ２４１の動作のためのプログラムも、ＥＥＰＲＯＭ２４３に予め格納されており、当該プログラムは、屋内送信機２００−１が起動する時に、ＥＥＰＲＯＭ２４３から読み出され、ＲＡＭ２４２に転送される。
【００７７】
なお、プログラムあるいはデータを格納するための記憶装置は、ＥＥＰＲＯＭ２４３または２４４に限られない。少なくとも、データを不揮発的に保存できる記憶装置、または電源オフにおいても記憶データを保持できるバッテリーバックアップＲＡＭ（Random Access Memory）などであればよい。また、外部からのデータが入力される場合には、データを書き込むことができる記憶装置であればよい。ＥＥＰＲＯＭ２４３に格納されるデータのデータ構造については後述する。
【００７８】
（アナログ処理ブロック）
アナログ処理ブロック２５０は、デジタル処理ブロック２４０から出力された２つのビットストリームを用いて、１．５７５４２ＧＨｚの搬送波を変調して送信信号を生成し、２つのアンテナＴＸ−ＡＮＴ１およびＴＸ−ＡＮＴ２にそれぞれ送出する。その信号は、アンテナＴＸ−ＡＮＴ１およびＴＸ−ＡＮＴ２よりダイバーシティ信号として発信される。
【００７９】
すなわち、デジタル処理ブロック２４０のＤ／Ａコンバータ２４７から出力された２つの信号は、アップコンバータ２５２．１および２５２．２でアップコンバートされ、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２５３．１および２５３．２を、アンプ２５４．１および２５４．２を通過して所定の周波数帯域の信号のみが増幅された後、再度、アップコンバータ２５５．１および２５５．２でアップコンバートされて、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタ２５６．１および２５６．２により所定の帯域の信号が取り出された後に、アンテナＴＸ−ＡＮＴ１およびＴＸ−ＡＮＴ２から送出される。
【００８０】
なお、アップコンバータ２５２．１，２５２．２およびアップコンバータ２５５．１，２５５．２で使用されるクロックは、基準クロックＩ／Ｏブロック２３０からＦＰＧＡ２４５に供給されるクロックが、さらに、てい倍器２５１において、てい倍されたものが使用される。
【００８１】
このようにして、衛星からの測位のための信号と同様の構成を有する信号が、ダイバーシティ方式で、屋内送信機２００−１から発信される。この場合、信号の内容は、衛星から発信された測位信号に含まれる内容とは、全く同一ではない。屋内送信機２００−１から発信される信号の構成の一例は、後述する。
【００８２】
以上の説明においては、デジタル処理ブロック２４０におけるデジタル信号処理を実現するための演算処理装置としてＦＰＧＡ２４５が用いられたが、ソフトウェアにより無線装置の変調機能を変更可能な装置であれば、その他の演算処理装置が使用されてもよい。
【００８３】
また、図４においては、クロック信号（Ｃｌｋ）がデジタル処理ブロック２４０からアナログ処理ブロック２５０に供給されているが、基準クロックＩ／Ｏブロック２３０からアナログ処理ブロック２５０に直接に供給されてもよい。
【００８４】
さらに、説明を明確にするために、本実施の形態においては、デジタル処理ブロック２４０とアナログ処理ブロック２５０とが別個に示されているが、物理的には、１つのチップに混載されてもよい。
【００８５】
（基準クロックＩ／Ｏブロック）
基準クロックＩ／Ｏブロック２３０は、デジタル処理ブロック２４０の動作を規定するクロック信号、あるいは搬送波を生成するためのクロック信号を、デジタル処理ブロック２１０に供給する。
【００８６】
基準クロックＩ／Ｏブロック２３０は、「外部同期モード」では、外部同期リンクポート２２０へ外部のクロック生成器から与えられる同期用信号に基づいて、ドライバ２３４がクロック信号をデジタル処理ブロック２４０等に供給する。
【００８７】
一方、基準クロックＩ／Ｏブロック２３０は、「外部クロックモード」では、外部クロックポート２２１へ与えられる外部クロック信号をマルチプレクサ２３２で選択し、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路２３３から出力されるクロック信号と外部クロックとの同期をとって、同期の取られたクロック信号をデジタル処理ブロック２４０等に供給する。
【００８８】
一方、基準クロックＩ／Ｏブロック２３０は、「内部クロックモード」では、内部クロック生成器２３１が生成する内部クロック信号をマルチプレクサ２３２で選択し、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路２３３から出力されるクロック信号と内部クロックとの同期をとって、同期の取られたクロック信号をデジタル処理ブロック２４０等に供給する。
【００８９】
なお、無線Ｉ／Ｆ２１０から、プロセッサ２４１により出力される信号により、送信機の内部状態（たとえば、「ＰＬＬ制御」信号）を監視することができる。あるいは、無線Ｉ／Ｆ２１０は、屋内送信機２００−１から発信されるべき他のデータの入力も受け付けることができる。当該他のデータは、たとえば、屋内送信機２００−１が設置されている場所を表わすデータ（位置データ）であり、例えば、テキストデータである。あるいは、屋内送信機２００−１がデパートその他の商業施設に設置されている場合には、宣伝広告用のデータが、当該他のデータとして屋内送信機２００−１に入力可能である。
【００９０】
擬似拡散符号（ＰＲＮコード）の符号パターンは、屋内送信機２００−１に入力されると、ＥＥＰＲＯＭ２４３において予め規定された領域に書き込まれる。その後は、その書き込まれたＰＲＮ−ＩＤが、測位のための信号に含められる。その他のデータも、ＥＥＰＲＯＭ２４３において、そのデータの種類に応じて予め確保された領域に書き込まれる。
【００９１】
なお、以上の説明では、２つの送信アンテナから送信される２つの信号については、送信側で同期しているものとして説明した。このように、送信される信号の周波数およびコードピリオド、多重されるデータのタイミングは完全に同期されることが望ましい。なぜなら、受信機側で信号を捕捉する際の同期追跡が容易となるからである。どちらか一方の信号同期が確立できたら、そのタイミングおよび周波数でもう一方の信号を高速に捕捉することができる。マルチパスによる信号断から同期復帰する際も、これらの同期は優位に機能する。ただし、この２つの信号のタイミングが同期することは、必ずしも必須ではなく、仮にずれが存在するとしても、受信側で、２つのチャネルで同期を取ることは可能である。
【００９２】
（ＥＥＰＲＯＭ２４３に格納されるデータのデータ構造）
図５を参照して、屋内送信機２００−１のＥＥＰＲＯＭ２４３に格納されるデータのデータ構造について説明する。
【００９３】
図５は、屋内送信機２００−１が備えるＥＥＰＲＯＭ２４３におけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。ＥＥＰＲＯＭ２４３は、データを格納するための領域３１０〜３４０を含む。
【００９４】
領域３００には、送信機を識別するための番号として、送信機ＩＤが格納されている。送信機ＩＤは、たとえば当該送信機の製造時にメモリに不揮発的に書き込まれる数字および／または英文字その他の組み合わせである。
【００９５】
当該送信機に割り当てられた擬似拡散符号のＰＲＮ-ＩＤは、領域３１０に格納されている。送信機の名称は、例えば、テキストデータとして、領域３２０に格納されている。
【００９６】
当該送信機に割り当てられた２つの擬似拡散符号の符号パターンは、領域３３０に格納されている。擬似拡散符号の符号パターンは、衛星用の擬似拡散符号と同一の系列に属する符号パターンのうちから、本発明の実施の形態に係る位置情報提供システム用に予め割り当てられた有限個の複数の符号パターンのうちから選択されたものであり、衛星ごとに割り当てられる擬似拡散符号の符号パターンとは異なる符号パターンである。
【００９７】
本位置情報提供システム用に割り当てられる擬似拡散符号の符号パターンは、有限個であるが、屋内送信機の数は、各送信機の設置場所の広さ、あるいは設置場所の構成（ビル
の階数等）に応じて異なり、符号パターンの数よりも多い複数の屋内送信機が使用される場合もある。したがって、同一の擬似拡散符号の符号パターンを有する複数の送信機が存在し得る。この場合は、同一の符号パターンを有する送信機の設置場所を、信号の出力を考慮して決定すればよい。そうすることにより、同一の擬似拡散符号の符号パターンを用いる複数の測位信号が同一の位置情報提供装置によって同時期に受信されることは、防止し得る。
【００９８】
屋内送信機２００−１が設置されている場所を特定するための位置データは、領域３４０に格納されている。位置データは、たとえば、緯度、経度、高さの組み合わせとして表わされる。領域３２０において、当該位置データに加えて、もしくは位置データに代えて、住所、建物の名称などが格納されてもよい。本発明では、「緯度、経度、高さの組み合わせ」、「住所、建物の名称」、「高さ、経度、高度の組み合わせと住所、建物の名称」のように、そのデータのみで送信機２００−１の設置場所を特定可能なデータを総称して「位置特定データ」と呼ぶ。
【００９９】
ここで、前述のように、ＰＲＮ−ＩＤ、通信機名称、擬似拡散符号の符号パターン、位置特定データは、無線インタフェース２１０を介して入力される他のデータに変更可能である。
【０１００】
（ＦＰＧＡ２４５の構成）
以下では、図４に示したＦＰＧＡ２４５により実現される回路について説明する。
【０１０１】
図６は、ＦＰＧＡ２４５により実現される回路のうち、現行ＧＰＳ信号の搬送波のＬ１帯（１５７５．４２ＭＨｚ）に乗せられる測位用の信号であるＣ／Ａ（coarse/access）コードのベースバンド信号に対して、その信号フォーマットに従った変調を行うための変調器２４５ａの構成を説明するための機能ブロック図である。
【０１０２】
なお、ＦＰＧＡ２４５は、新しい測位衛星システム（たとえば、日本の準天頂衛星システム）のＬ１帯で使用される測位用の信号であるＬ１Ｃコードのベースバンド信号に従った変調を行なう際には、直交変調される２つの相（Ｉ相とＱ相）の信号変調に対応した構成を有するようにプログラムされる。したがって、図６では、測位用のコードが１つの系統の場合について例示的に示しているが、上述した「新しい測位衛星システム」では、２つの系統を直交変調する。本発明は、このような複数系統の場合にも適用できるものである。
【０１０３】
ここで、たとえば、Ｃ／Ａコードに対しては、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調が行われ、Ｌ１Ｃコードに対しては、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調が行われるものとする。なお、以下の説明で明らかになるように、デジタル値をアナログ信号に変換する変調方式としては、ＢＰＳＫ変調やＱＰＳＫ変調に限られず、ＦＰＧＡ２４５で実現できる他の方式でもよい。
【０１０４】
ここで、以下の説明では、Ｃ／Ａコードのベースバンド信号を生成する構成を例示的に説明することとし、図６に示した構成では、基本的には、ＢＰＳＫ変調器の構成となっている。ただし、変調器２４５ａが可変的に実現する変調方式に従って、各方式で独立な回路をプログラムしてもよい。
【０１０５】
図６を参照して、変調器２４５ａは、ＥＥＰＲＯＭ２４３内に格納されているＰＲＮコードを受けて格納するＰＲＮコードレジスタ２４６２および２４６４と、ＥＥＰＲＯＭ２４３内に格納されている位置データに基づいて、メッセージデータ生成装置（図示せず）からのＣ／Ａコードの信号フォーマットに従ったメッセージデータを受けて格納するメッセージコードレジスタ２４６６を備える。
【０１０６】
ここで、ＰＲＮコードレジスタ２４６２および２４６４には、外部からＥＥＰＲＯＭ２４３内に設定されたＰＲＮコードが入力され、メッセージコードレジスタ２４６６および２４６８には、それぞれ、異なる拡散コード（ＰＲＮコード）のデータが格納される。
【０１０７】
変調器２４５ａは、さらに、ＰＲＮコードレジスタ２４６２から読み出される時系列データとメッセージコードレジスタ２４６６から読み出される時系列データとを乗算する乗算器２４５２と、ＰＲＮコードレジスタ２４６４から読み出される時系列データとメッセージコードレジスタ２４６８から読み出される時系列データとを乗算する乗算器２４５４と、乗算器２４５２からの出力に対してバンドパスフィルタとして機能するＦＩＲフィルタ２４６０と、乗算器２４５４からの出力に対してバンドパスフィルタとして機能するＦＩＲフィルタ２４６２とを備える。
【０１０８】
変調器２４５ａは、さらに、基準クロックＩ／Ｏブロック２３０からのクロック信号に基づいて、信号フォーマットに従った変調基準クロックを生成するクロックマネージャ回路２４７２と、クロックマネージャ回路２４７２からの信号に同期して、予め設定されたサイン波に対応するデータを出力するルックアップテーブル２４７４と、ルックアップテーブル２４７４から出力されたサイン波に相当する信号とＦＩＲフィルタ２４６０からの信号とを乗算する乗算器２４６４と、ルックアップテーブル２５７４から出力されたサイン波に相当する信号とＦＩＲフィルタ２４６２からの信号とを乗算する乗算器２４６６と、乗算器２４６４および２４６６からの信号をバッファリングしてＤ／Ａコンバータ２４７．１および２４７．２にそれぞれ出力するための出力バッファ２４７０．１および２４７０．２とを備える。
【０１０９】
ここで、たとえば、以上のような変調器２４５ａを、ＦＰＧＡ２４５のファームウェアにより、現行のＧＰＳ信号とコンパチブルな信号（Ｌ１  Ｃ／Ａコードとコンパチブルな信号：Ｌ１  Ｃ／Ａ互換信号）を出力する回路構成とした場合には、変調器２４５ａは、送信機の「緯度・経度・高さ」の情報をメッセージとして変調することで、ＢＰＳＫ変調された信号を生成する。ここで、「コンパチブルな信号」とは、共通の信号フォーマットを有するために受信機としてはフロントエンド部を共通にして受信可能な信号を意味する。また、「高さの情報」とは、屋内送信機２００の設置される場所の高さの情報であり、たとえば、標高についてのデータでもよいし、あるいは、建物の階数や、地下の階数を表すデータでもよい。あるいは、「高さの情報」とは、建物の階数を識別するためのデータ（Floor-ID）でもよい。
【０１１０】
（屋内送信機２００−１から送信される信号のデータ構造）
以下では、例として、メッセージデータ生成装置２４５ｂで生成されるメッセージを乗せたＬ１帯のＣ／Ａコードにコンパチブルな信号の構造について説明する。
【０１１１】
（Ｌ１  Ｃ／Ａ互換信号）
図７を参照して、送信機から送信される測位信号について説明する。図７は、ＧＰＳ衛星に搭載される送信機によって発信される信号５００の構成を表わす図である。信号５００は、３００ビットの５つのサブフレーム、すなわち、サブフレーム５１０〜５５０から構成される。サブフレーム５１０〜５５０は、当該送信機によって、繰り返し送信される。サブフレーム５１０〜５５０は、たとえば、それぞれ３００ビットであり、５０ｂｐｓ（bit per second）のビット率で送信される。したがって、この場合、各サブフレームは、６秒で送信される。
【０１１２】
第１番目のサブフレーム５１０は、３０ビットのトランスポートオーバーヘッド５１１と、３０ビットの時刻情報５１２と、２４０ビットのメッセージデータ５１３とを含む。時刻情報５１２は、詳細には、サブフレーム５１０が生成される際に取得された時刻情報と、サブフレームＩＤとを含む。ここで、サブフレームＩＤとは、他のサブフレームから第１のサブフレーム５１０を区別するための識別番号である。メッセージデータ５１３は、ＧＰＳ週番号、クロック情報、当該ＧＰＳ衛星のヘルス情報、軌道精度情報等を含む。
【０１１３】
第２番目のサブフレーム５２０は、３０ビットのトランスポートオーバーヘッド５２１と、３０ビットの時刻情報５２２と、２４０ビットのメッセージデータ５２３とを含む。時刻情報５２２は、第１番目のサブフレーム５１０における時刻情報５１２と同様の構成を有する。メッセージデータ５２３は、エフェメリスを含む。ここで、エフェメリス（ephemeris、放送暦）とは、測位信号を発信する衛星の軌道情報をいう。エフェメリスは、
当該衛星の航行を管理する管制局によって逐次更新される、高精度な情報である。
【０１１４】
第３番目のサブフレーム５３０は、第２番目のサブフレーム５２０と同様の構成を有する。すなわち、第３番目のサブフレーム５３０は、３０ビットのトランスポートオーバーヘッド５３１と、３０ビットの時刻情報５３２と、２４０ビットのメッセージデータ５３３とを含む。時刻情報５３２は、第１番目のサブフレーム５１０における時刻情報５１２と同様の構成を有する。メッセージデータ５３３は、エフェメリスを含む。
【０１１５】
第４番目のサブフレーム５４０は、３０ビットのトランスポートオーバーヘッド５４１と、３０ビットの時刻情報５４２と、２４０ビットのメッセージデータ５４３とを含む。メッセージデータ５４３は、他のメッセージデータ５１３，５２３，５３３と異なり、アルマナック情報、衛星ヘルス情報のサマリ、電離層遅延情報、ＵＴＣ（Coordinated Universal Time ）パラメータ等を含む。
【０１１６】
第５番目のサブフレーム５５０は、３０ビットのトランスポートオーバーヘッド５５１と、３０ビットの時刻情報５５２と、２４０ビットのメッセージデータ５５３とを含む。メッセージデータ５５３は、アルマナック情報と、衛星ヘルス情報のサマリとを含む。メッセージデータ５４３，５５３は、各々２５ページからの構成されており、ページ毎に、上記の異なる情報が定義されている。ここで、アルマナック情報とは、衛星の概略軌道を表わす情報であり、当該衛星だけでなく、全てのＧＰＳ衛星についての情報を含む。サブフレーム５１０〜５５０の送信が２５回繰り返されると、１ページ目に戻って、同じ情報が発信される。
【０１１７】
サブフレーム５１０〜５５０は、送信機１２０，１２１，１２２からそれぞれ送信される。サブフレーム５１０〜５５０が位置情報提供装置１００によって受信されると、位置情報提供装置１００の位置は、トランスポートオーバーヘッド５１１〜５５１に含まれる各保守・管理情報と、時刻情報５１２〜５５２と、メッセージデータ５１３〜５５３とに基づいて、計算される。
【０１１８】
信号５６０は、サブフレーム５１０〜５５０に含まれる各メッセージデータ５１３〜５５３と同じデータ長を有する。信号５６０は、エフェメリス（メッセージデータ５２３，５３３）として表わされる軌道情報に代えて、信号５６０の発信源の位置を表わすデータ
を有する点で、サブフレーム５１０〜５５０と異なる。
【０１１９】
すなわち、信号５６０は、６ビットのＰＲＮ−ＩＤ５６１と、１５ビットの送信機ＩＤ５６２と、Ｘ座標値５６３と、Ｙ座標値５６４と、Ｚ座標値５６５と、高度補正係数（Ｚｈｆ）５６６と、アドレス５６７と、リザーブ５６８とを含む。信号５６０は、サブフレーム５１０〜５５０に含まれるメッセージデータ５１３〜５５３に代わって、屋内送信機２００−１，２００−２，２００−３から送信される。
【０１２０】
ＰＲＮ−ＩＤ５６１は、信号５６０の発信源である送信機（たとえば、屋内送信機２００−１，２００−２，２００−３）に対して予め割り当てられた一群の擬似雑音符号の符号パターンの識別番号である。ＰＲＮ−ＩＤ５６１は、各ＧＰＳ衛星に搭載されるそれぞれの送信機に対して割り当てられた一群の擬似雑音符号の符号パターンの識別番号とは異なるが、同じ系列の符号列から生成される符号パターンに対して割り当てられた番号である。位置情報提供装置が、受信した信号５６０から、屋内送信機用に割り当てられた擬似雑音符号の符号パターンのいずれかを取得することで、その信号が、衛星から送信されたサブフレーム５１０〜５５０であるのか、あるいは、屋内送信機から送信された信号５６０であるのかが特定される。
【０１２１】
Ｘ座標値５６３、Ｙ座標値５６４およびＺ座標値５６５は、屋内送信機２００−１が取り付けられている位置を表わすデータである。Ｘ座標値５６３、Ｙ座標値５６４、Ｚ座標値５６５は、たとえば緯度、経度、高さとして表わされる。高度補正係数５６６は、Ｚ座標値５６５によって特定される高度を補正するために用いられる。なお、高度補正係数５６６は、必須のデータ項目ではない。したがって、Ｚ座標値５６５によって特定される高さ以上の精度が要求されない場合には、その係数は用いられなくてもよい。この場合、高度補正係数５６６のために割り当てられる領域には、たとえば「ＮＵＬＬ」を表わすデータが格納される。
【０１２２】
リザーブ領域５６８には、「住所、建物の名称」「宣伝広告用のデータ」「交通情報」「気象情報」「災害情報」が割り当てられる。
【０１２３】
なお、上述したように、屋内送信機２００から送信される信号は、新しい測位衛星からの測位信号に対応した「Ｌ１Ｃ互換信号」とすることも可能である。
【０１２４】
［位置情報提供装置１００−１（受信機）の構成］
図８を参照して、位置情報提供装置１００について説明する。図８は、位置情報提供装置１００のハードウェア構成を表わすブロック図である。
【０１２５】
位置情報提供装置１００は、アンテナ４０２と、アンテナ４０２に電気的に接続されているＲＦ（Radio Frequency）フロント回路４０４と、ＲＦフロント回路４０４に電気的に接続されているダウンコンバータ４０６と、ダウンコンバータ４０６に電気的に接続されているＡ／Ｄ（Analog to Digital）コンバータ４０８と、Ａ／Ｄコンバータ４０８からの信号を受けて、相関処理を行うベースバンドプロセッサ４１２と、ベースバンドプロセッサ４１２に電気的に接続されているメモリ４２０と、ベースバンドプロセッサ４１２に電気的に接続されているナビゲーションプロセッサ４３０と、ナビゲーションプロセッサ４３０に電気的に接続されているディスプレイ４４０とを備える。
【０１２６】
ベースバンドプロセッサ４１２は、Ａ／Ｄコンバータ４０８に電気的に接続されているコリレータ４１０．１〜４１０．ｎと、コリレータ４１０．１〜４１０．ｎの相関処理のタイミングの基準となるクロックをそれぞれ供給するための数値制御発信器（ＮＣＯ：Numerically Controlled Oscillators）４１１．１〜４１１．ｎと、コリレータ４１０．１〜４１０．ｎからの信号をそれぞれ受けて、所定期間について積算処理を行う積算器４１２．１〜４１２．ｎとを含む。
【０１２７】
ベースバンドプロセッサ４１２は、さらに、メモリ４２０に格納されたソフトウェアに基づいて、積算器４１２．１〜４１２．ｎからの信号をデコードするとともに、コリレータ４１０．１〜４１０．ｎ、ＮＣＯ４１１．１〜４１１．ｎおよび積算器４１２．１〜４１２．ｎの動作を制御する制御部４１４を含む。
【０１２８】
ここで、一般には、ベースバンドプロセッサ４１２は、受信信号のドップラー効果の影響を考慮して相関処理を行い、ＰＲＮコードおよびその遅延成分についてのサーチだけでなく、制御部４１４の制御にしたがって、ＮＣＯ４１１．１〜４１１．ｎの周波数を制御して、周波数についてのサーチも行なう。
【０１２９】
なお、図８に示した例では、コリレータ４１０．１〜４１０．ｎと、積算器４１２．１〜４１２．ｎとは、ベースバンドプロセッサ４１２とは独立したハードウェアとする構成としてもよい。あるいは、コリレータ４１０．１〜４１０．ｎと、積算器４１２．１〜４１２．ｎとの機能は、ソフトウェアとして実現することも可能である。
【０１３０】
メモリ４２０は、測位信号の各発信源を識別するためのデータである、ＰＲＮコードの符号パターンを格納する複数の領域を含む。一例として、ある局面において、４８個の符号パターンが用いられる場合には、メモリ４２０は、図８に示されるように、領域４２１−１〜４２１−４８を含む。また、他の局面において、それ以上の符号パターンが使用される場合には、さらに多くの領域がメモリ４２０に確保される。逆に、メモリ４２０に確保された領域の数よりも少ない符号パターンが使用される場合もあり得る。
【０１３１】
一例として４８個の符号パターンが用いられる場合において、たとえば、２４個の衛星が衛星測位システムに用いられる場合、各衛星を識別する２４個の識別データと、１２個の予備のデータとが、領域４２１−１〜４２１−３６に格納される。このとき、たとえば、領域４２１−１には、第１の衛星についての擬似雑音符号の符号パターンが格納されている。ここから、符号パターンを読み出して、受信信号との相互相関処理を行なうことにより、信号の追跡や、信号に含まれる航法メッセージの解読を行なうことができる。なお、ここでは、符号パターンを格納して読み出す方法を例示的に示したが、符号パターン生成器により符号パターンを生成する方法も可能である。符号パターン生成器は、たとえば、２つのフィードバックシフトレジスタを組み合わせることにより実現される。なお、符号パターン生成器の構成および動作は、当業者にとって容易に理解できるものである。したがって、ここでは、それらの詳細な説明は、繰り返さない。
【０１３２】
同様に、測位信号を発信する屋内送信機に割り当てられた擬似雑音符号の符号パターンは、領域４２１−３７〜４２１−４８に格納される。たとえば、第１の屋内送信機についての割り当てられた擬似雑音符号の符号パターンは、領域４３２−３７および領域４３２−３８に格納されている。なお、メモリ４２０中には、１つの屋内送信機について、どの拡散コード（ＰＲＮコード）が組となって割当てられるかが、予め記憶されていることが望ましい。このような割り当てが予め記憶されている場合は、２つのチャネルについての同期捕捉が、より短縮されることになる。
【０１３３】
この場合、本実施の形態においては、１２個の符号パターン有する屋内送信機が使用可能となるが、同一の位置情報提供装置が受信可能な範囲に同一の符号パターンを使用する屋内送信機がないように、各屋内送信機をそれぞれ配置してもよい。このようにすることによって、６台以上の屋内送信機を、たとえばビル１３０の同一のフロアに設置することも可能になる。
【０１３４】
ナビゲーションプロセッサ４３０は、制御部４１４から出力されるデータに基づいて測位信号の発信源を判断するとともに、受信された測位信号がダイバーシティ送信されたものであるかを判断し制御部４１４の動作を制御する判断部４１６と、メモリ４２０に格納されたソフトウェアに基づいて、判断部４１６から出力される信号に基づいて屋外における位置情報提供装置１００の位置を測定するための屋外測位部４３２と、判断部４１６から出力されるデータに基づいて屋内における位置情報提供装置１００の位置を表わす情報を導出するための屋内測位部４３４とを含む。
【０１３５】
アンテナ４０２は、ＧＰＳ衛星１１０，１１１，１１２からそれぞれ発信された測位信号および屋内送信機２００−１から発信された測位信号をそれぞれ受信することができる。また、位置情報提供装置１００が携帯電話として実現される場合には、アンテナ４０２は、前述の信号に加えて、無線電話のための信号あるいはデータ通信のための信号を送受信することもできる。
【０１３６】
ＲＦフロント回路４０４のフィルタおよびＬＮＡ（Low Noise Amplifier）回路は、アンテナ４０２によって受信された信号を受けて、ノイズの除去あるいは予め規定された帯域幅の信号のみを出力するフィルタ処理などを行なう。ＲＦフロント回路４０４から出力される信号は、ダウンコンバータ４０６に入力される。
【０１３７】
ダウンコンバータ４０６は、ＲＦフロント回路４０４から出力される信号を増幅し、中間周波数として出力する。この信号は、Ａ／Ｄコンバータ４０８に入力される。Ａ／Ｄコンバータ４０８は、入力された中間周波数信号をデジタル変換処理し、デジタルデータに変換する。デジタルデータは、コリレータ４１０．１〜４１０．ｎに入力される。
【０１３８】
コリレータ４１０．１〜４１０．ｎは、制御部４１４がメモリ４２０から読み出した符号パターンと、受信信号との相関処理を行なう。
【０１３９】
コリレータ４１０．１〜４１０．ｎの各コリレータは、制御部４１４から出力される制御信号に基づいて、受信された測位信号と測位信号を復調するために生成されたコードパターンとのマッチングを同時に実行する。
【０１４０】
具体的には、制御部４１４は、各コリレータ４１０．１〜４１０．ｎの各々に対して、擬似雑音符号において生じ得る遅延を反映させた（符号位相をずらした）符号パターン（レプリカパターン）を生成する指令を与える。この指令は、たとえば、現行ＧＰＳでは、衛星の数×２×１０２３（用いられる擬似雑音符号の符号パターンの長さ）となる。各コリレータ４１０．１〜４１０．ｎは、各々に与えられた指令に基づいて、各衛星について規定された擬似雑音符号の符号パターンを用いて符号位相の異なる符号パターンを生成する。そうすると、生成された全ての符号パターンの中には、受信された測位信号の変調に使用された擬似雑音符号の符号パターンに一致するものが１つ存在する。そこで、各符号パターンを用いたマッチング処理を行なうために必要な数のコリレータを並列なコリレータ４１０．１〜４１０．ｎとして予め構成することにより、極く短時間で、擬似雑音符号の符号パターンを特定することができる。この処理は、位置情報提供装置１００が屋内送信機からの信号を受信する場合にも同様に適用できる。したがって、位置情報提供装置１００の使用者が屋内にいる場合でも、その位置情報を、極く短時間に取得することができる。
【０１４１】
つまり、並列なコリレータ４１０．１〜４１０．ｎは、最大で、各衛星について規定された擬似雑音符号の符号パターンと各屋内送信機について規定された擬似雑音符号の符号パターンとのすべてについて、並列して、マッチングをとることが可能である。また、コリレータの個数と、衛星および屋内送信機に割り当てられる擬似雑音符号の符号パターンの個数との関係により、各衛星と各屋内送信機とについて規定された擬似雑音符号の符号パターンのすべてについて、一括して、マッチングを採らない場合でも、複数のコリレータによる並列処理により、大幅に、位置情報の取得に要する時間を短縮できる。
【０１４２】
ここで、衛星および屋内送信機は、同一の通信方式であるスペクトラム拡散方式で信号を送信しており、衛星および屋内送信機に割り当てられる擬似雑音符号の符号パターンが同一系列のものを使用できるので、並列のコリレータについては、衛星からの信号および屋内送信機からの送信の双方について共用することができ、受信処理は、両者について特段に区別することなく、並行して行うことができる。
【０１４３】
並列なコリレータ４１０．１〜４１０．ｎは、各コードパターンを用いて、位置情報提供装置１００が受信した測位信号を追跡し、当該測位信号のビット配列に一致する配列を有するコードパターンを特定するための処理を行う。これにより、判断部４１６は、擬似雑音符号の符号パターンが特定されるため、位置情報提供装置１００は、受信された測位信号がどの衛星から送信されたものか、あるいは、屋内送信機から送信されたかを判別できる。さらに、判断部４１６は、受信された測位信号が屋内送信機から送信されたものである場合、その測位信号がダイバーシティ送信されたものか否かについても判断する。また、位置情報提供装置１００は、特定された符号パターンを用いて、復調とメッセージの解読とをすることができる。
【０１４４】
具体的には、判断部４１６は、上述のような判断を行ない、その判断の結果に応じたデータをナビゲーションプロセッサ４３０に送出する。判断部４１６は、受信された測位信号に含まれるＰＲＮ−ＩＤがＧＰＳ衛星に搭載される送信機以外の屋内送信機２００−１等に割り当てられたＰＲＮ−ＩＤであるか否かを判断する。
【０１４５】
ここで、一例として、２４個のＧＰＳ衛星が測位システムに使用される場合について説明する。この場合、予備のコードを含めると、たとえば、３６個の擬似雑音符号が使用される。この時、ＰＲＮ−０１〜ＰＲＮ−２４が、各ＧＰＳ衛星を識別する番号（ＰＲＮ−ＩＤ）として使用され、ＰＲＮ−２５〜ＰＲＮ−３６が、予備の衛星を識別する番号として使用される。予備の衛星とは、当初打ち上げられた衛星以外に改めて打ち上げられる衛星である。すなわち、このような衛星は、ＧＰＳ衛星あるいはＧＰＳ衛星に搭載された送信機等の故障に備えて打ち上げられる。
【０１４６】
さらに、仮に、１２個の擬似雑音符号の符号パターンがＧＰＳ衛星に搭載される送信機以外の屋内送信機２００−１等に割り当てられる。この時、衛星に割り当てられたＰＲＮ−ＩＤとは異なる番号、たとえばＰＲＮ−３７からＰＲＮ−４８が、各送信機ごとに割り当てられる。したがって、この例では、４８個のＰＲＮ−ＩＤが存在することになる。ここで、ＰＲＮ−ＩＤ〜ＰＲＮ−４８は、たとえば各屋内送信機の配置に応じて当該屋内送信機に割り当てられる。したがって、仮に、各屋内送信機から発信される信号が干渉しない程度の送信出力が使用される場合には、同一のＰＲＮ−ＩＤが異なる屋内送信機に用いられてもよい。このような配置により、地上用の送信機のために割り当てられたＰＲＮ−ＩＤの数よりも多くの数の送信機が、使用可能となる。
【０１４７】
そこで、判断部４１６は、メモリ４２０に格納されている擬似雑音符号の符号パターン４２２を参照して、受信された測位信号から取得された符号パターンが、屋内送信機に割り当てられている符号パターンに一致するか否かを判断する。これらの符号パターンが一致する場合には、判断部４１６は、その測位信号が屋内送信機から発信されたものであると判断する。そうでない場合には、判断部４１６は、その信号がＧＰＳ衛星から発信されたものと判断し、その取得された符号パターンが、どの衛星に割り当てられた符号パターンであるかを、メモリ４２０に格納されている符号パターンを参照して決定する。なお、判断の態様として、符号パターンが使用される例が示されているが、その他のデータの比較によって、上記の判断が行なわれてもよい。たとえば、ＰＲＮ−ＩＤを用いた比較が、その判断に使用されてもよい。
【０１４８】
そして、受信された信号が各ＧＰＳ衛星から発信されたものである場合には、判断部４１６は、特定された信号から取得されるデータを屋外測位部４３２に送出する。信号から取得されるデータには、航法メッセージが含まれる。一方、受信された信号が屋内送信機２００−１などから発信されたものである場合には、判断部４１６は、その信号から取得されるデータを屋内測位部４３４に送出する。このデータは、すなわち屋内送信機２００−１の位置を特定するためのデータとして予め設定された座標値である。あるいは、別の局面において、当該送信機を識別する番号が用いられてもよい。
【０１４９】
ナビゲーションプロセッサ４３０において、屋外測位部４３２は、判断部４１６から送出されたデータに基づいて位置情報提供装置１００の位置を算出するための処理を実行する。具体的には、屋外測位部４３２は、３つ以上のＧＰＳ衛星（好ましくは、４つ以上）から発信された信号に含まれるデータを用いて、各信号の伝播時間を計算し、その計算結果に基づいて位置情報提供装置１００の位置を算出する。この処理は、公知の衛星測位の手法を用いて実行される。この処理は、当業者にとっては容易に理解できるものである。したがって、ここではその説明の詳細は繰り返さない。
【０１５０】
一方、ナビゲーションプロセッサ４３０において、屋内測位部４３４は、判断部４１６から出力されたデータに基づいて位置情報提供装置１００が屋内に存在する場合における測位処理を実行する。後述するように、屋内送信機２００−１は、場所を特定するためのデータ（位置特定データ）が含まれる測位信号を発信する。そこで、位置情報提供装置１００がそのような信号を受信した場合には、その信号に含まれるデータを取り出し、そのデータを用いて位置情報提供装置１００の位置とすることができる。屋内測位部４３４は、この処理を行なう。屋外測位部４３２あるいは屋内測位部４３４によって算出されたデータは、ディスプレイ４４０における表示のために用いられる。具体的には、これらのデータは、画面を表示するためのデータに組み込まれ、計測された位置を表わす画像あるいは屋内送信機２００−１が設置されている場所を表示するための画像が生成され、ディスプレイ４４０によって表示される。
【０１５１】
また、位置情報提供装置１００は、制御部４１４の制御の下に、外部との間、たとえば、位置情報提供サーバ（図示せず）との間で、データを授受するための通信部４５０を備える。
【０１５２】
図８に示した構成において、特に限定されないが、測位信号受信からディスプレイに表示される情報の生成までの信号処理において、アンテナ４０２、ＲＦフロント回路４０４、ダウンコンバータ４０６、Ａ／Ｄコンバータ４０８は、ハードウェアにより構成され、ベースバンドプロセッサ４１２およびナビゲーションプロセッサ４３０の処理は、メモリ４２０に格納されたプログラムにより実行することができる。なお、コリレータ４１０．１〜４１０．ｎと積算器４１２．１〜４１２．ｎとの処理については、ハードウェアの代わりにソフトウェアにより実現される構成とすることもできる。
【０１５３】
（屋内測位の処理フロー）
図９は、制御部４１４，判断部４１６および屋内測位部４３４の実行する処理を説明するための図である。
【０１５４】
判断部４１６が、同期捕捉された測位信号の拡散コードが予め屋内送信機２００に割当てられうるコードのうちのいずれかであると判断した場合は、屋内測位部４３４が、図９に示した処理のうち測位演算の処理を行なう。
【０１５５】
なお、判断部４１６が、同期捕捉された測位信号の拡散コードが予めＧＰＳ衛星に割当てられうるコードのうちのいずれかであると判断した場合は、屋外測位部４３２が、通常のＧＰＳ測位と同じ処理により、位置情報提供装置１００の現在位置の測位を行なう。この通常のＧＰＳ信号の処理を行う分岐については、図９には図示していない。
【０１５６】
図９を参照して、受信処理が開始されると（ステップＳ１００）、制御部４１４の制御にしたがって、コリレータ４１０．１〜４１０．ｎが、可能な拡散コード（ＰＲＮコード）について相関処理を行うことで、制御部４１４は、並列的に捕捉および同期処理を行う。たとえば、本実施の形態では、屋内送信機２００が、送信アンテナＴＸ−ＡＮＴ１およびＴＸ−ＡＮＴ２から送信する信号に対応する、２つのチャネルＣＨ１およびＣＨ２について、並行的に、かつ非同期で、サーチおよび捕捉処理が行われる（ステップＳ１０２，Ｓ１０４）。ここで、「チャネル」とは、１つの送信アンテナと位置情報提供装置１００との間での通信路のことを指し、これにコリレータが対応するものとする。また、「非同期」とは、１つの拡散コードについての追跡捕捉処理における受信タイミングについての情報と他の拡散コードについての追跡捕捉処理における受信タイミングについての情報とを特に連動させることなく、受信処理をおこなうことをいう。
【０１５７】
このようなサーチおよび捕捉処理は、制御部４１４の制御により、各チャネルのうち、いずれかについて捕捉が完了して同期ループが確立されるまで続行される（ステップＳ１０６，Ｓ１０８）。
【０１５８】
チャネルＣＨ１またはＣＨ２のうち、いずれか一方について、早く同期ループが確立しており、かつ、判断部４１６が、この一方のチャネルが屋内送信機２００からの測位信号であると判断している場合には、制御部４１４は、他方のチャネルＣＨ２については、この同期タイミングに合わせて、サーチと捕捉処理を行う（ステップＳ１１０）。すなわち、一方のチャネルで同期ループを確立するのに使用されている拡散コードの受信タイミングの情報を用いて、他方のチャネルの拡散コードもこれに相当する受信タイミングだけ時間遅れが生じているものとして追跡・捕捉処理を行う。
また、位置情報提供装置１００で、どの拡散コードが１つの屋内送信機について組となっているかを予め記憶している場合は、一方のチャネルについて同期捕捉できれば、他方のチャネルについては、どのＰＲＮコードが対応しているかがわかることになる。このことにより、他方のチャネルについても、一層、早期に同期捕捉が可能となる。
【０１５９】
続いて、判断部４１６は、同期が確立したチャネルが屋内送信機２００からの測位信号であると判断している場合には、２つのチャネルについて同期が、たとえば、所定時間以内に確立しているか否かを判断する（ステップＳ１１２）。
【０１６０】
判断部４１６が、２つのチャネルについて同期が確立していると判断した場合は、処理は次のステップＳＳ１１４およびＳ１１６に移行する。
【０１６１】
判断部４１６が、２つのチャネルについて同期が確立していないと判断した場合は、制御部４１４は、さらに、他のチャネルについては、すでに同期が確立したチャネルとは独立に、つまり、同期が確立しているチャネルの受信タイミングの情報に依存することなく、他の拡散コードについての追跡と捕捉のための処理を行う（ステップＳ１１８）。このようにして他方のチャネルについて同期が確立した場合、または、所定時間内に他方のチャネルについて同期が確率しない場合は、処理は次のステップＳＳ１１４およびＳ１１６に移行する。
【０１６２】
次に、制御部４１４は、同期捕捉されたチャネルについて、１パケット分の信号をそれぞれのチャネルについて独立にデコードする（ステップＳ１１４，Ｓ１１６）。制御部４１４は、デコードされた信号についてパリティチェックを行い（ステップＳ１２２，Ｓ１２４）、２つのチャネルについて同期ループが確立している場合は、双方のチャネルについてパリティチェックがＯ．Ｋ．となるまで、１パケット分の信号の受信とデコード処理を継続する。
【０１６３】
２つのチャネルについて同期ループが確立している場合に、双方のチャネルについてパリティチェックがＯ．Ｋ．となると、判断部４１６は、２つのチャネルで受信されたパケット内のデータの内容を比較する（ステップＳ１２６）。
【０１６４】
双方のチャネルについてパケット内のデータの内容が同一であれば、判断部４１６は、これが屋内送信機２００からダイバーシティ送信されたものを別々のチャネルで受信したものと判断し、屋内測位部４３４に通知する。一方、パケット内のデータの内容が一致しないときは、２つの異なる屋内送信機からの測位信号を受信したものとして、屋内測位部４３４に通知する。
【０１６５】
屋内測位部４３４は、ダイバーシティ送信された信号を受信したときには、２つのチャネルのうちのいずれかを選択して、選択したチャネルで受信した測位信号に基づいて、そのメッセージ内の位置特定データにより位置情報を取得して（ステップＳ１２８）、測位結果を出力する（ステップＳ１３２）。このとき、「チャネルの選択」においては、たとえば、２つのチャネルのうち、強度の強い方のチャネルを選択する。さらに、特に、限定されないが、たとえば、屋内送信機２００からの測位信号の強度を送信機に応じて異なるレベルに設定した場合は、屋内送信機２００から送信される信号には、送信器側で設定した電波強度のランク（たとえば、４段階のいずれかのランク）を示す情報（強度情報）を含ませる構成とすることもできる。このときは、受信した電波強度をこの強度情報に基づいて正規化し、正規化された信号について、より強いと判断されるチャネルの方の信号を選択する構成とすることもできる。
【０１６６】
あるいは、「チャネルの選択」は、特に限定されないが、たとえば、受信した信号の誤り率の低い方のチャネルを選択することにより行なわれることとしてもよい。
【０１６７】
一方、屋内測位部４３４は、独立した別々の屋内送信機から送信された信号を受信したときには、２つのチャネルの位置特定データを統合して（ステップＳ１３０）、測位結果を出力する（ステップＳ１３２）。
【０１６８】
ここで、位置特定データの統合は、特に限定されないが、２つの屋内送信機の位置データについて、その中間地点の位置を算出することにより行なっても良い。
【０１６９】
なお、データの比較は、必ずしも１パケット分のデコードされた信号に基づく必要はなく、より小さいデータの単位で比較を行なっても良い。たとえば、パケット先頭から特定のビット数以降の特定範囲のビットについて比較を行なっても良い。
【０１７０】
図１０は、図９で説明した「位置特定データの統合」の処理を説明するための概念図である。
【０１７１】
まず、図１０（ａ）に示すように、位置情報提供装置（受信機）１００が２つの屋内送信機２００．１と２００．２とから、双方ともに所定のレベル以上の強度で測位信号を受信する状態であるものとする。
【０１７２】
このとき、図１０（ｂ）は、図８に示した構成のおいて、コリレータ４１０．１〜４１０．ｎと、判断部４１６および屋内測位部４３４との行う処理を示す。
【０１７３】
まず、並列に動作するコリレータ４１０．１〜４１０．ｎにおいて、２つの屋内送信機２００．１と２００．２からのダイバーシチ信号を受信していると判断すると、ステップＳ１２８での処理と同様にして、それぞれの屋内送信機からの測位信号について、強度の強い方の信号を選択する。このときも、信号強度は正規化した上で選択してもよい。
【０１７４】
次に、屋内測位部４３４は、２つの屋内送信機２００．１と２００．２からの測位信号により、それぞれ位置を特定する。その上で、２つの屋内送信機２００．１と２００．２の位置を、強度比で案分した位置に、位置情報提供装置１００が存在するものと判断する。すなわち、２つの位置について、信号強度がより強い側の位置に、この案分点がより近く存在することになるように、たとえば、逆比例により案分した位置に位置情報提供装置１００が存在するものと判断する。このときも、信号強度は、正規化したものを使用してもよい。
【０１７５】
以上のような処理により、屋内における信号の安定な受信が確保される。また、屋内においても、数ｍ程度の安定した精度によって位置情報の提供が可能になる。
【０１７６】
また、地上時刻（屋内送信機２００−１等の送信機の時刻）と衛星時刻とは、互いに独立でよく、同期している必要はない。したがって、屋内送信機を製造するためのコストの増加を抑制することができる。また、位置情報提供システムが運用された後も、屋内送信機の時刻を同期させる必要がないため運用も容易になる。
【０１７７】
各屋内送信機から発信される各々の信号には、当該送信機が設置されている場所を特定するための情報そのものが含まれているため、複数の衛星から発信された各信号に基づいて位置情報を算出する必要がなく、したがって、単一の送信機から発信された信号に基づいて位置情報を短時間で導出することができる。
【０１７８】
また、単一の屋内送信機から発信された信号を受信することにより、その信号の受信場所の位置が特定できるため、ＧＰＳその他の従来の測位システムよりも、位置を提供するためのシステムを容易に実現することができる。
【０１７９】
この場合、位置情報提供装置１００は、屋内送信機２００によって発信される信号を受信するための専用のハードウェアを必要とせず、従来の測位システムを実現するハードウェアを用いて、信号処理についてはソフトウェアを変更することで実現可能である。したがって、本実施の形態に係る技術を適用するためのハードウェアをゼロから設計する必要がないため、位置情報提供装置１００のコストの増加が抑制され、普及し易くなる。また、たとえば回路規模の増大化あるいは複雑化が防止される位置情報提供装置が提供される。
【０１８０】
具体的には、位置情報提供装置１００のメモリ４２０は、屋内送信機および／または衛星について予め規定されたＰＲＮ−ＩＤを保持している。位置情報提供装置１００は、受信した電波が衛星から発信されたものであるか、屋内送信機から発信されたものであるかをそのＰＲＮ−ＩＤに基づいて判断するための処理をプログラムに基づいて動作する。このプログラムは、ベースバンドプロセッサのような演算処理装置によって実現される。もっとも、判断のための回路素子を、当該プログラムによって実現される機能を含む回路素子に変更することによっても、位置情報提供装置１００が構成され得る。
【０１８１】
さらに、位置情報提供装置１００が携帯電話として実現される場合には、その取得した情報をフラッシュメモリのような不揮発性のメモリ４２０に保持しておいてもよい。そして、携帯電話の発信が行なわれた際に、メモリ４２０に保持されたデータを発信先に送信するようにしてもよい。このようにすると、発信元の位置情報、すなわち携帯電話としての位置情報提供装置１００が屋内送信機から取得した位置情報が、通話を中継する基地局に送信される。基地局は、その位置情報を受信日時とともに通話記録として保存する。また、発信先が緊急連絡先（たとえば、日本における１１０番）である場合には、発信元の位置情報がそのまま通知されてもよい。これにより、従来の固定電話からの緊急連絡時における発信元の通知と同様に、移動体からの発信元の通知が実現される。
【０１８２】
本実施の形態に係る位置情報提供システムは、測位のための信号としてスペクトラム拡散信号を用いる。この信号の送信によれば、周波数あたりの電力を下げることができるため、たとえば、従来のＲＦタグに比べて、電波の管理が容易になると考えられる。その結果、位置情報提供システムの構築が容易になる。
【０１８３】
また、屋内送信装置２００−１は、設置後において、無線Ｉ／Ｆ２１０により、設定パラメータを変更できる。このため、メッセージとして送信する情報のうち、「宣伝広告用のデータ」「交通情報」「気象情報」「災害情報」などをリアルタイムに書き換えて、受信機に提供できるので、さまざまなサービスを実現できる。それのみならず、屋内送信装置２００−１は、信号処理を行うためのＦＰＧＡ２４５のファームウェア自体を書き換えることが可能である。このため、同一のハードウェアをさまざまな測位システムの通信方式（変調方式等）において使用することが可能である。
【０１８４】
＜実施の形態２＞
図１１は、本実施の形態２の屋内送信機２００´から送信される測位信号について説明するための概念図である。
【０１８５】
実施の形態２の屋内送信機２００´は、２つの送信アンテナＴＸ−ＡＮＴ１とＴＸ−ＡＮＴ２について同一のＰＲＮコードを用いて、そのコードの自己相関特性を利用し、信号を選択する方式である。
【０１８６】
すなわち、２つの送信アンテナＴＸ−ＡＮＴ１とＴＸ−ＡＮＴ２からの、それぞれの信号の周波数および送信タイミングの同期性を維持し、一方の送信チャネルのコードピリオドを２チップ以上遅延させる。この遅延量はシステムとして予め規定しておき、固定する必要がある。この制約は送信システム側・受信システム側において共通である必要がある。
【０１８７】
以下では、この遅延量としては、最低遅延量である２チップ（たとえば、２μs）と設定されているものとして説明する。
【０１８８】
通常、同一コードの送信が行われると、受信側ではマルチパスフェーディングの様な現象として現れる。しかしながら、受信端末上において、２つの信号が１チップ以上遅延していると、相関器には独立した２つの相関ピークがあらわれる。通常、マルチパスの場合は数ｎｓオーダの遅延量であり、この相関ピークを分離することが困難である。実施の形態２の屋内送信機２００´は、この遅延量を２チップ以上とし、この相関ピークを分離可能にする。
【０１８９】
図１２は、実施の形態２の位置情報提供装置１００´の構成の概略と動作を説明するための概念図である。
【０１９０】
図３に示した実施の形態１の位置情報提供装置１００の構成と異なる点は、主として以下のとおりである。
【０１９１】
まず、実施の形態２の位置情報提供装置１００´では、追跡制御部４１４．ｍが、相関器１１０．１に比べて相関器１１０．２において相関処理のために生成される拡散符号のレプリカ信号を、所定の遅延量だけ、遅延させる制御を行う点である。追跡制御部４１４．ｍは、その他の拡散符号に対応する相関器のペア（組）についても同様の遅延の処理を行う。
【０１９２】
さらに、実施の形態２の位置情報提供装置１００´では、最初に拡散コードを補足する際には、相関器１１０．１〜１１０．ｎが、それぞれ異なる拡散コードについての捕捉処理を行い、１つの拡散コードを捕捉し同期ループが確立すると、２つの相関器ごとに組みとなって、この組については、同一のＰＲＮコードの追跡・捕捉のために使用される構成となっている点である。たとえば、相関器１１０．１と１１０．２とは、同一の拡散コードＰＲＮ１８０についての追跡および捕捉のために使用される。
【０１９３】
ただし、組となる２つの相関器のうちの一方（相関器１１０．１）は、他方（相関器１１０．２）に対して、上述したようにシステムで予め規定された遅延量、たとえば、２チップ分だけ遅延した信号について追跡・同期を行なうように、追跡制御部４１４．ｍが、遅延量を設定する。
【０１９４】
この場合、一方のチャネルの同期ループが確立すると、他方のチャネルに対して、ＰＲＮコードと、信号をロックするための同期ループの周波数（拡散符号の同期したレプリカ信号を作成するなどために使用される局部発信器、たとえば、ＰＬＬ発信器の周波数）の情報が引き渡される。これにより、２つのチャネルの高速同期ができる。
【０１９５】
その他の点では、実施の形態２の位置情報提供装置１００´の構成は、実施の形態１の位置情報提供装置１００の構成と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【０１９６】
実施の形態２の屋内送信機２００´のハードウェア構成は、ＦＰＧＡ２４５内の構成を除いては、図４に示した実施の形態１の屋内送信機２００−１のハードウェア構成と同様である。
【０１９７】
図１３は、このような実施の形態２において、ＦＰＧＡ２４５により実現される回路のうち、現行ＧＰＳ信号のＣ／Ａコードのベースバンド信号に対して、その信号フォーマットに従った変調を行うための変調器２４５ａ´の第１の構成例を説明するための機能ブロック図である。
【０１９８】
図６に示した実施の形態１の変調器２４５ａの構成と異なる点は、第１には、ＰＲＮコードレジスタ２４６２および２４６４とは、ＥＥＰＲＯＭ２４３内に格納されている同一のＰＲＮコードを受けて格納する点である。さらに、図６に示した実施の形態１の変調器２４５ａの構成と異なる点は、第２には、上述したような遅延量だけ出力バッファ２４７０．２に出力される信号を遅延させるための遅延器２４６７が設けられる構成となっている点である。
【０１９９】
それ以外の構成については、実施の形態１の変調器２４５ａの構成と同様であるので、説明は繰り返さない。
【０２００】
図１４は、実施の形態２において、ＦＰＧＡ２４５により実現される回路のうち、現行ＧＰＳ信号のＣ／Ａコードのベースバンド信号に対して、その信号フォーマットに従った変調を行うための変調器２４５ａ´の第２の構成を説明するための機能ブロック図である。
【０２０１】
図１４を参照して、図１３に示した第１の構成例と異なる点は、ＰＲＮコードレジスタ２４６４と乗算器２４５４とを省略し、乗算器２４５２の出力が、遅延器２４６７へ入力される構成となっている点である。
【０２０２】
その他の構成は、図１３と同様であるので、説明は省略する。
また、実施の形態２の位置情報提供装置１００´の構成は、基本的に、図８で説明した実施の形態１の位置情報提供装置１００の構成と同様であり、ただ、図１２において説明したとおり、追跡制御にあたり、コリレータ４１０．１〜４１０．ｎにおけるレプリカ信号の発生タイミングの制御が異なる。
【０２０３】
（屋内測位の処理フロー）
図１５は、制御部４１４，判断部４１６および屋内測位部４３４の実行する処理を説明するための図であり、実施の形態１の図９に対応する図である。
【０２０４】
図１５を参照して、受信処理が開始されると（ステップＳ２００）、制御部４１４の制御にしたがって、コリレータ４１０．１〜４１０．ｎが、可能な拡散コード（ＰＲＮコード）について相関処理を行うことで、制御部４１４は、並列的に捕捉および同期処理を行う。たとえば、本実施の形態では、屋内送信機２００が、送信アンテナＴＸ−ＡＮＴ１およびＴＸ−ＡＮＴ２から送信する信号に対応する、２つのチャネルＣＨ１およびＣＨ２について、並行的に、かつ非同期で、サーチおよび捕捉処理が行われる（ステップＳ２０２，Ｓ２０４）。
【０２０５】
このようなサーチおよび捕捉処理は、制御部４１４の制御により、各チャネルのうち、いずれかについて捕捉が完了して同期ループが確立されるまで続行される（ステップＳ２０６，Ｓ２０８）。
【０２０６】
チャネルＣＨ１またはＣＨ２のうち、いずれか一方について、早く同期ループが確立しており、かつ、判断部４１６が、この一方のチャネルが屋内送信機２００からの測位信号であると判断している場合には、制御部４１４は、他方のチャネルＣＨ２については、この同期が確立したＰＲＮコードと同一のＰＲＮコードについて、可変遅延器４０９．１〜４０９．ｎのうちの対応する遅延器の遅延時間を所定のタイミングだけ遅延するように設定して、サーチと捕捉処理を行う（ステップＳ２１０）。すなわち、一方のチャネルで同期ループを確立するのに使用されている拡散コードの受信タイミングの情報とＰＲＮコードの情報を用いて、他方のチャネルの拡散コードについては、これからさらに所定のタイミングだけ受信タイミングだけ時間遅れが生じているものとして追跡・捕捉処理を行う。
【０２０７】
一方のチャネルの同期ループが確立すると、他方のチャネルに対して、ＰＲＮコードと、信号をロックするための同期ループの周波数（拡散符号の同期したレプリカ信号を作成するなどために使用される局部発信器、たとえば、ＰＬＬ発信器の周波数）の情報も引き渡される。これにより、２つのチャネルの高速同期ができる。また、位置情報提供装置１００で、この所定の遅延量を予め記憶しているので、一方のチャネルについて同期捕捉できれば、他方のチャネルについては、早期に同期捕捉が可能となる。
【０２０８】
続いて、判断部４１６は、同期が確立したチャネルが屋内送信機２００からの測位信号であると判断している場合には、２つのチャネルについて同期が、たとえば、所定時間以内に確立しているか否かを判断する（ステップＳ２１２）。
【０２０９】
その後のステップＳ２１４〜Ｓ２３２の処理については、実施の形態１の処理ステップＳ１１４〜Ｓ１３２と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【０２１０】
以上のような処理により、屋内における信号の安定な受信が確保される。また、屋内においても、数ｍ程度の安定した精度によって位置情報の提供が可能になる。
【０２１１】
さらに、その他、実施の形態１と同様の効果が奏されることになる。
＜実施の形態３＞
図１６は、実施の形態３の屋内送信機２００´´からの測位信号を受信する位置情報提供装置１００´´の受信状態を説明するための概念図である。
【０２１２】
屋内送信機２００´´において、送信アンテナＴＸ−ＡＮＴ１およびＴＸＡＮＴ２は物理的に離れた地点に配置される。その距離は数１０ｃｍから１ｍが好ましい。なお、本実施の形態でも、送信アンテナの本数は、２本に限られるものではなく、より一般には、複数本が設けられていればよい。
【０２１３】
実施の形態３の屋内送信機２００´´では、送信される測位信号の周波数、搬送波のコヒーレント性、ＰＲＮコード、コードタイミングなどにおいて同一の信号を２つのアンテナから送信する。ただし、２つのアンテナから送信される信号は、排他的かつ間欠的に送信される。
【０２１４】
一方、受信システムはこのシステムの特性を享受するためには、たとえば、図８に指名した実施の形態１の位置情報提供装置１００と同一のハードウェア構成を有していればよい。ただし、制御部４１４および判断部４１６における処理は、後述するような処理を行うことになる。
【０２１５】
実施の形態３の屋内送信機２００´´では、屋内壁面構造物等に電波が反射し、フェーディング現象により通信が安定しないという問題点を、主として、このような送信機側の構成の変更により解決することが可能である。
【０２１６】
図１７は、実施の形態３の屋内送信機２００−１´´のハードウェア構成を示すブロック図である。
【０２１７】
実施の形態３の屋内送信機２００−１´´の構成が、実施の形態２の屋内送信機２００´と主として異なる点は以下のとおりである。
【０２１８】
まず、実施の形態３の屋内送信機２００−１´´では、ＦＰＧＡ２４５から、１つのＰＲＮコードにより拡散処理されたビットストリームが出力されるだけでなく、上述したような「排他的かつ間欠的」な送信を制御するための信号Ｓｉｇｓｗと信号／Ｓｉｇｓｗとが出力される構成となっている点である。なお、ここで、信号Ｓｉｇｓｗと信号／Ｓｉｇｓｗとは、互いに相補な信号である。
【０２１９】
さらに、実施の形態３の屋内送信機２００−１´´では、ＳＡＷ２５６．１から出力された信号は、信号Ｓｉｇｓｗと信号／Ｓｉｇｓｗによりそれぞれ制御されるスイッチ回路２５８．１および２５８．２により、排他的かつ間欠的に、送信アンテナＴＸ−ＡＮＴ１およびＴＸ−ＡＮＴ２から、それぞれ送信される。
【０２２０】
それ以外の構成については、実施の形態２の屋内送信機２００´の構成と同様であるので、説明は繰り返さない。
【０２２１】
図１８は、図１７に示したＦＰＧＡ２４５により実現される回路のうち、現行ＧＰＳ信号のＣ／Ａコードのベースバンド信号に対して、その信号フォーマットに従った変調を行うための変調器２４５ａ´´の構成を説明するための機能ブロック図である。
【０２２２】
実施の形態３の変調器２４５ａ´´の構成が、図１４に示した実施の形態２の変調器２４５ａ´の構成と異なるのは、ＥＥＰＲＯＭ２４３から拡散処理に使用するのとは異なる擬似雑音符号（ＰＮコードと呼ぶ）の初期値を読み出し格納して、順次、時系列にＰＮコードのビット信号を信号Ｓｉｇｓｗとして出力するＰＮコードレジスタ２４７６と、ＰＮコードレジスタ２４７６の出力を受け取って、反転して出力するインバータ２４７８とを備えている点である。
【０２２３】
ＰＮコードは、拡散処理に使用されるＰＲＮコードの２チップ単位のビットクロックで動作し、これにより送信アンテナへの出力がスイッチされる。このような構成により、送信アンテナＴＸ−ＡＮＴ１およびＴＸ−ＡＮＴ２から同時に測位信号が送信されることはなく、またどのような時間においてもどちらかのアンテナによって信号が送信されることになる。
【０２２４】
アンテナからの送信を制御する信号／ＳｉｇＳｗと信号Ｓｉｇｓｗとは、同じタイムレシオで反転する交番信号であればよい。ただし、より望ましくは、アンテナからの送信を制御する信号／ＳｉｇＳｗと信号Ｓｉｇｓｗは、上述のようにＰＮコードにより生成され、このＰＮコードは、ランダムなコードであるとともに、生成されるビット１，０を、それぞれ−１，１に対応させるとすると、コードの値の積算値の平均は０となるものである。ただし、スイッチ回路２５８．１および２５８．２を制御する信号は、拡散処理に使用されるＰＲＮコードとの相互相関性が弱いものが好ましい。ＰＮコードのこのような特性により、送信アンテナＴＸ−ＡＮＴ１から測位信号が送信される送信頻度と送信アンテナＴＸ−ＡＮＴ２から測位信号が送信される頻度は等しくなる。
【０２２５】
変調器２４５ａ´´も、ＦＰＧＡ２４５のファームウェアにより、現行のＧＰＳ信号とコンパチブルな信号（Ｌ１  Ｃ／Ａコードとコンパチブルな信号：Ｌ１  Ｃ／Ａ互換信号）を出力する。すなわち、変調器２４５ａは、送信機の「緯度・経度・高さ」の情報をメッセージとして変調することで、ＢＰＳＫ変調された信号を生成する。
【０２２６】
なお、スイッチ回路２５８．１および２５８．２は、信号Ｓｉｇｓｗと信号／Ｓｉｇｓｗが、たとえば、”Ｈ”レベルであるときに、ＳＡＷ２５６．１からの信号を対応するアンテナＴＸ−ＡＮＴ１またはＴＸ−ＡＮＴ２に出力し、”Ｌ”レベルであるときには、遮断する。
【０２２７】
図１９は、実施の形態３において、位置情報提供装置１００において、積算器４１２．１〜４１２．ｎに積算される信号レベルの経時的な変化を説明するための図である。
【０２２８】
位置情報提供装置１００は、マルチパスフェーディングの影響を受け、送信アンテナＴＸ−ＡＮＴ１およびＴＸ−ＡＮＴ２からの信号を不安定に受信する。図中、濃いラインは送信アンテナＴＸ−ＡＮＴ１からの信号、薄いラインは送信アンテナＴＸ−ＡＮＴ２からの信号を意味する。また、ラインの幅は受信信号強度を意味する。空白部分（欠落部分）はフェーディング等により受信不能であったことを意味する。
【０２２９】
図１９の例では、位置情報提供装置１００が移動し、受信環境が大幅に変化しており、積算器４１２．１〜４１２．ｎの、いくつかのインテグレーション（積算）の機会では受信不能の場合も想定している。
【０２３０】
図２０は、図１９に示した例において、積算器４１２．１〜４１２．ｎの５回のインテグレーションで得られた信号電力の例を示す図である。
【０２３１】
また、図２１は、排他的かつ間欠的に送信信号の出力を交替の周期と、その場合の利点と欠点とをまとめた図である。
【０２３２】
２つの送信アンテナから送信されてくる測位信号は同一の信号であるので、インテグレーションは、送信アンテナＴＸ−ＡＮＴ１およびＴＸ−ＡＮＴ２の信号に区別なく行うことができる。
【０２３３】
このような構成では、送信されるＣ／Ａコードに対して電力の片寄りが発生しない。図１８に示すように、ＭＳＧコード生成器２４６６から乗算器２４５２を経て生成されるＣ／Ａコードは、２つのアンテナから送信される際の相関性を考慮する必要がある。ここで、ＭＳＧコード生成器２４６６からの信号は、Ｃ／Ａコードに対して非常に低速であり、相関性の影響も非常に低い。
【０２３４】
一方、ＰＮコードは、あくまで、２つのアンテナからの送信電力を制御しているに過ぎない。一般に、位置情報提供装置１００で受信される信号電力は複数の反射パスの繰り返し周期の複合（位相合成された）結果である。移動すればこのパスの数や電力も変化する。よって、位置情報提供装置１００の受信端で現れる電力は周期性とランダム性を含んだ非常に複雑なものになる。このようなランダム性及び周期性に対しても相関が弱くなるように、擬似雑音符号により、スイッチ回路２５８．１および２５８．２を制御している。  
【０２３５】
ここで、積算器４１２．１〜４１２．ｎの、インテグレーションの処理は、一般のＧＰＳ受信機ですでに行われているものである。よって、実施の形態３のシステムでは、基本的に受信システム側に改修が必要ないというメリットがある。
【０２３６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０２３７】
１０  位置情報提供システム、１１０，１１１，１１２  ＧＰＳ衛星、１２０，１２１
，１２２  送信機、１００，１００−１，１００−２，１００−３，１００−４  位置情報提供装置、１３０  ビル、２００，２００−１，２００−２，２００−３，１１１０  屋内送信機、２１０  無線Ｉ／Ｆ、２２０  外部リンク同期ポート、２２１  外部クロックポート、２３０  基準クロックＩ／Ｏブロック、２４０  デジタル処理ブロック、２４１  プロセッサ、２４２  ＲＡＭ、２４３，２４４  ＥＥＰＲＯＭ、２４５  ＦＰＧＡ、２５０  アナログ処理ブロック、ＴＸ−ＡＮＴ１，ＴＸ−ＡＮＴ２  送信アンテナ、ＲＸ−ＡＮＴ  受信アンテナ。
【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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【図１８】
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【図２１】
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【図１９】
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【図２０】
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