(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の衛星からのスペクトラム拡散信号である第１の測位信号を用いて、位置情報を提供することが可能な位置情報提供システムであって、
複数の基準クロックを生成して送信するためのクロック生成器と、
複数の屋内送信機とを備え、
各前記屋内送信機は、
前記屋内送信機が設置される場所を特定するための位置データを格納する第１の記憶手段と、
内部クロック信号に同期して、前記位置データを有し前記第１の測位信号と同じデータフォーマットの第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成するための生成手段と、
前記スペクトラム拡散信号を送信するための送信手段と、
前記複数の基準クロック信号のうち、前記クロック生成器から第１の経路により供給される外部クロックに基づいて、前記内部クロック信号を前記生成手段に供給するための外部クロック供給手段とを備え、
前記外部クロック供給手段は、
前記外部クロック信号を受けると、前記第１の経路とは異なる第２の経路を経由して、前記内部クロック信号を前記クロック生成器へ送出するためのドライバ手段を含み、
前記クロック生成器は、送出した前記外部クロックと返ってきた前記内部クロックとが同期するように制御し、
前記位置情報提供システムは、位置情報提供装置をさらに備え、
前記位置情報提供装置は、
スペクトラム拡散信号を受信するための受信手段と、
前記第１および第２の測位信号についての拡散符号パターンを格納するための第２の記憶手段と、
前記第２の記憶手段に格納されている拡散符号パターンに基づいて、前記受信手段により受信されたスペクトラム拡散信号と対応する拡散符号パターンとを同期して相関をとることにより、前記対応する拡散符号パターンを特定するための特定手段と、
前記特定手段によって特定された拡散符号パターンを用いて復調することにより得られた信号に基づいて、前記第１および第２のいずれの測位信号が受信されたかを判断するための判断手段と、
前記判断の結果に応じて処理を切り換えることにより、前記位置情報提供装置の位置情報を導出するための位置情報導出手段と、
前記位置情報導出手段によって導出された位置情報を出力するための出力手段とを備え、
前記クロック生成器は、
（Ａ）同期させたタイミングパルスを差動レシーバへ伝送し、
（Ｂ）伝送遅延量測定部で動作させたカウンターを停止し、
（Ｃ）総合遅延量（ΔＴ）を計測し、
（Ｄ）計測した値を１クロック分の遅延量（Δｔ）に変換し、
（Ｅ）タイミング遅延回路へ入力し、
上記（Ａ）〜（Ｅ）を繰り返し実行してΔｔが最小となるような負帰還を構成する
ことを特徴とする位置情報提供システム。
【請求項２】
前記位置情報導出手段は、
単一の前記屋内送信機によって送信された前記第２の測位信号が受信された場合に、前記復調することにより得られた信号から前記位置データを取得し、
複数の前記第１の測位信号が受信された場合に、複数の各前記スペクトラム拡散信号に基づいて前記位置情報を算出する、請求項１に記載の位置情報提供システム。
【請求項３】
前記位置データは、前記屋内送信機に固有な第１のデータを含み、
前記屋内送信機の前記生成手段は、前記第１のデータが直交変調された第１の位相信号を、前記第２の測位信号として生成する、請求項２に記載の位置情報提供システム。
【請求項４】
前記位置情報提供装置は、通信回線を介して、前記第１のデータに関連付けられた位置  情報を提供する通信装置と通信可能であり、
前記受信手段が前記第２の測位信号を受信すると、前記位置情報導出手段は、前記第１の位相信号に含まれている前記第１のデータに基づいて前記通信装置と通信することにより、前記第１のデータに関連付けられた位置情報を取得する、請求項３に記載の位置情報提供システム。
【請求項５】
前記位置データは、前記屋内送信機の設置場所を表わす第２のデータを含み、
前記生成手段は、前記第２のデータが直交変調された第２の位相信号を、前記第２の測位信号として生成する、請求項３または４に記載の位置情報提供システム。
【請求項６】
複数のデジタルフィルタと、
前記複数のデジタルフィルタのいずれかを選択するための選択手段とをさらに備え、
前記生成手段は、前記選択手段によって選択されたデジタルフィルタにより規定される帯域に応じて、前記位置データを有する第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の位置情報提供システム。
【請求項７】
前記受信手段が前記第２の測位信号を受信すると、前記位置情報導出手段は、前記第２の位相信号から前記第２のデータを抽出し、
前記出力手段は、前記第２のデータに基づいて前記設置場所を表示する、請求項１から６のいずれか１項に記載の位置情報提供システム。
【請求項８】
前記第１の記憶手段は、前記スペクトラム拡散のための拡散符号データを格納しており、
前記屋内送信機は、前記拡散符号データの入力を受け付け、前記第１の記憶手段へ前記受け付けた前記拡散符号データを書き込むためのデータ入力手段をさらに備え、
前記生成手段は、前記屋内送信機の外部から入力される前記拡散符号データに基づいて、前記第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する、請求項１から６のいずれか１項に記載の位置情報提供システム。
【請求項９】
前記生成手段は、外部から供給されるファームウエアに応じてプログラム可能な論理回路である、請求項１から８のいずれか１項に記載の位置情報提供システム。
【請求項１０】
前記第２の測位信号の形式は、前記第１の測位信号の形式と共通であり、前記第１の測位信号に含まれる航法メッセージの代わりに前記位置データを含み、
前記位置情報提供装置の前記位置情報導出手段は、複数の前記第１の測位信号が受信された場合に各前記航法メッセージに基づいて前記位置情報提供装置の位置を算出する算出手段を含む、請求項１から９のいずれか１項に記載の位置情報提供システム。
【請求項１１】
前記位置データは、前記位置データのみで前記屋内送信機の位置を直接示すデータであり、
前記出力手段は、前記位置データのみから導出された前記位置情報を、計測された位置を表す画像として出力する、請求項１から１０のいずれか１項に記載の位置情報提供システム。
【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、測位システムとして全地球測位システム（ＧＰＳ（Global  Positioning  System））が知られている。ＧＰＳ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（GLOobal  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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−６７０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、汎用性に欠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になるという問題点があった。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。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、このような高精度の同期をとることが可能な送信機が高価になるという問題がある。
【００１１】
また、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、上記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もある。
【００１２】
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ことである。
【００１３】
他の目的は、測位のための信号を発信する衛星の時刻と間での時刻の同期が容易な信号に基づいて位置情報を提供する位置情報提供システムを低コストで提供することである。
【００１４】
さらに他の目的は、屋内等に設置される送信機について設置や保守を容易に行うことが可能な位置情報提供システムを提供することである。
【００１５】
他の目的は、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屋内送信機を提供することである。
【００１６】
他の目的は、測位のための信号を発信する衛星の時刻と間での時刻の同期が容易な信号に基づいて位置情報を提供する屋内送信機を低コストで提供することである。
【００１７】
他の目的は、設置や保守を容易に行うことが可能な屋内送信機を提供することである。
他の目的は、位置情報提供システムの構築を支援するための情報管理装置を提供することである。
【００１８】
さらに他の目的は、位置情報提供システムの構築を支援するための情報管理装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
一実施の形態に従うと、複数の衛星からのスペクトラム拡散信号である第１の測位信号と同じデータフォーマットの第２の測位信号を用いて、位置情報を提供することが可能な屋内送信機が提供される。この屋内送信機は、当該屋内送信機が設置される場所を特定するための位置データを格納するための第１の記憶手段と、内部クロック信号に同期して、位置データを有する第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成するための生成手段と、スペクトラム拡散信号を送信するための送信手段と、外部から第１の経路により供給される外部クロック信号に基づいて、内部クロック信号を生成手段に供給するための外部クロック供給手段とを備える。外部クロック供給手段は、外部クロック信号を受けると、第１の経路とは異なる第２の経路を経由して、内部クロック信号を送出するためのドライバ手段を含む。
【００２０】
好ましくは、屋内送信機と、複数のデジタルフィルタと、複数のデジタルフィルタのいずれかを選択するための選択手段とをさらに備える。生成手段は、選択手段によって選択されたデジタルフィルタにより規定される帯域に応じて、位置データを有する第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する。
【００２１】
好ましくは、第１の記憶手段は、スペクトラム拡散のための拡散符号データを記憶している。屋内送信機は、拡散符号データの入力を受け付け、第１の記憶手段へ受け付けた拡散符号データを書き込むためのデータ入力手段をさらに備える。生成手段は、屋内送信機の外部から入力される拡散符号データに基づいて、第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する。
【００２２】
好ましくは、生成手段は、外部から供給されるファームウエアに応じてプログラム可能な論理回路である。
【００２３】
好ましくは、生成手段は、第２の測位信号を直交変調するように構成されている。位置データは、屋内送信機に固有な第１のデータと屋内送信機の設置場所を表わす第２のデータとを含む。生成手段は、第１のデータが変調された第１の位相信号と、第２のデータが変調された第２の位相信号とを、第２の測位信号として生成するするように構成されている。
【００２４】
好ましくは、生成手段は、第２の測位信号を位相変調するように構成されている。位相変調された第２の測位信号は、第２の測位信号を符号化するコードの識別子を含む。
【００２５】
他の実施の形態に従うと、複数の衛星からのスペクトラム拡散信号である第１の測位信号を用いて、位置情報を提供することが可能な位置情報提供システムが提供される。このシステムは、複数の基準クロックを生成して送信するためのクロック生成器と、複数の屋内送信機とを備える。各屋内送信機は、屋内送信機が設置される場所を特定するための位置データを格納する第１の記憶手段と、内部クロック信号に同期して、位置データを有し第１の測位信号と同じデータフォーマットの第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成するための生成手段と、スペクトラム拡散信号を送信するための送信手段と、複数の基準クロック信号のうち、クロック生成器から第１の経路により供給される外部クロックに基づいて、内部クロック信号を生成手段に供給するための外部クロック供給手段とを備える。外部クロック供給手段は、外部クロック信号を受けると、第１の経路とは異なる第２の経路を経由して、内部クロック信号をクロック生成器へ送出するためのドライバ手段を含む。クロック生成器は、送出した外部クロックと返ってきた内部クロックとが同期するように制御する。位置情報提供システムは、位置情報提供装置をさらに備える。位置情報提供装置は、スペクトラム拡散信号を受信するための受信手段と、第１および第２の測位信号についての拡散符号パターンを格納するための第２の記憶手段と、第２の記憶手段に格納されている拡散符号パターンに基づいて、受信手段により受信されたスペクトラム拡散信号と対応する拡散符号パターンとを同期して相関をとることにより、対応する拡散符号パターンを特定するための特定手段と、特定手段によって特定された拡散符号パターンを用いて復調することにより得られた信号に基づいて、第１および第２のいずれの測位信号が受信されたかを判断するための判断手段と、判断の結果に応じて処理を切り換えることにより、位置情報提供装置の位置情報を導出するための位置情報導出手段と、位置情報導出手段によって導出された位置情報を出力するための出力手段とを備える。
【００２６】
好ましくは、位置情報導出手段は、単一の屋内送信機によって送信された第２の測位信号が受信された場合に、復調することにより得られた信号から位置データを取得する。複数の第１の測位信号が受信された場合に、複数の各スペクトラム拡散信号に基づいて位置情報を算出する。
【００２７】
好ましくは、位置データは、屋内送信機に固有な第１のデータを含む。屋内送信機の生成手段は、第１のデータが直交変調された第１の位相信号を、第２の測位信号として生成する。
【００２８】
好ましくは、位置情報提供装置は、通信回線を介して、第１のデータに関連付けられた位置情報を提供する通信装置と通信可能である。受信手段が第２の測位信号を受信すると、位置情報導出手段は、第１の位相信号に含まれている第１のデータに基づいて通信装置と通信することにより、第１のデータに関連付けられた位置情報を取得する。
【００２９】
好ましくは、位置データは、屋内送信機の設置場所を表わす第２のデータを含む。生成手段は、第２のデータが直交変調された第２の位相信号を、第２の測位信号として生成する。
【００３０】
好ましくは、位置情報提供システムは、複数のデジタルフィルタと、複数のデジタルフィルタのいずれかを選択するための選択手段とをさらに備える。生成手段は、選択手段によって選択されたデジタルフィルタにより規定される帯域に応じて、位置データを有する第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する。
【００３１】
好ましくは、受信手段が第２の測位信号を受信すると、位置情報導出手段は、第２の位相信号から第２のデータを抽出する。出力手段は、第２のデータに基づいて設置場所を表示する。
【００３２】
好ましくは、第１の記憶手段は、スペクトラム拡散のための拡散符号データを格納している。屋内送信機は、拡散符号データの入力を受け付け、第１の記憶手段へ受け付けた拡散符号データを書き込むためのデータ入力手段をさらに備える。生成手段は、屋内送信機の外部から入力される拡散符号データに基づいて、第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する。
【００３３】
好ましくは、生成手段は、外部から供給されるファームウエアに応じてプログラム可能な論理回路である。
【００３４】
好ましくは、第２の測位信号の形式は、第１の測位信号の形式と共通であり、第１の測位信号に含まれる航法メッセージの代わりに位置データを含む。位置情報提供装置の位置情報導出手段は、複数の第１の測位信号が受信された場合に各航法メッセージに基づいて位置情報提供装置の位置を算出する算出手段を含む。
【００３５】
好ましくは、位置データは、位置データのみで屋内送信機の位置を直接示すデータである。出力手段は、位置データのみから導出された位置情報を、計測された位置を表す画像として出力する。
【００３６】
他の実施の形態に従うと、送信機の設置場所の決定を支援するための情報管理装置が提供される。この情報管理装置は、当該装置に対する入力を受け付けるための入力装置と、表示装置と、送信機が設置可能な場所を３次元で表示する設計情報を格納するための記憶装置と、管理装置の動作を制御するためのプロセッサとを備える。プロセッサは、設計情報に基づいて表示される画面に、送信機が設置される場所を特定するための１つ以上の場所候補を表示し、画面に、送信機の出力範囲を表示し、かつ、送信機を識別するためのデータと、１つ以上の場所候補から選択された１つの場所候補と、設計情報とを関連付けて記憶装置に格納するように構成されている。
【００３７】
好ましくは、プロセッサは、複数の送信機の各々の出力範囲に基づいて、各々の送信機の場所候補を表示するように構成されている。
【００３８】
好ましくは、情報管理装置は、設計情報と、設計情報に関連付けられた１つの場所候補とを出力するための出力装置をさらに備える。
【００３９】
他の実施の形態に従うと、コンピュータを情報管理装置として機能させるためのプログラムが提供される。コンピュータはプロセッサとプロセッサに接続されたメモリとを含む。プログラムは、プロセッサに、送信機が設置可能な場所を３次元で表示する設計情報をメモリにロードするステップと、設計情報に基づいて画面を表示するステップと、送信機が設置される場所を特定するための１つ以上の場所候補を表示するステップと、送信機の出力範囲を表示するステップと、送信機を識別するためのデータと、１つ以上の場所候補から選択された１つの場所候補と、設計情報とを関連付けてメモリに書き込むステップとを実行させる。
【００４０】
好ましくは、プログラムは、プロセッサに、複数の送信機の各々の出力範囲に基づいて、各々の送信機の場所候補を表示するステップをさらに実行させる。
【発明の効果】
【００４１】
一実施の形態に従うと、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。他の実施の形態に従うと、測位のための信号を発信する衛星の時刻と間での時刻の同期が容易な信号に基づいて位置情報を低コストで提供することができる。さらに他の実施の形態に従うと、屋内等に設置される送信機について設置や保守を容易に行うことが可能となる。
【００４２】
他の局面に従うと、屋内送信機に割り当てられる位置情報の管理が容易になる。
この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】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の構成を表わす図である。
【図２】屋内送信機２００のハードウェア構成を表わすブロック図である。
【図３】屋内送信機２００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４】ＦＰＧＡ２４５により実現される回路のうち、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。
【図５】Ｌ１  Ｃ／Ａコードの信号と、Ｌ１Ｃコードの信号のスペクトル強度分布を示す図である。
【図６】メッセージデータ生成装置２４５ｂの構成を示す機能ブロック図である。
【図７】メッセージデータ生成装置２４５ｃの構成を示す機能ブロック図である。
【図８】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９】Ｌ１Ｃ互換信号の第１の構成を表わす図である。
【図１０】Ｌ１Ｃ互換信号の第２の構成を表わす図である。
【図１１】「外部同期モード」でのシステム構成を説明するための概念図である。
【図１２】クロック生成器２０１０からのタイミングパルスにより、屋内送信機２００−１〜２００−４のクロックの同期をとる構成を説明するための概念図である。
【図１３】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１４】ドップラー処理部４１８が行う処理を説明するための概念図である。
【図１５】位置情報提供装置１００が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。
【図１６】位置情報提供装置１００のディスプレイ４４０における画面の表示を表わす図である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態の変形例に係る位置情報提供装置１０００の構成を表わすブロック図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態に係る位置情報提供装置が使用される場面を表わす図である。
【図１９】本発明の第３の実施の形態に係る位置情報提供装置の使用態様を表わす図である。
【図２０】本発明の第３の実施の形態に係る携帯電話１２００のハードウェア構成を表わすブロック図である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態に係る情報提供サーバ１２３０のハードウェア構成を表わすブロック図である。
【図２２】情報提供サーバ１２３０が備えるハードディスク１４５０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２３】位置情報提供システムを構成する屋内送信機の設置場所の決定を支援する設定システム２３００の使用態様を表わす図である。
【図２４】設定システム２３００を実現するコンピュータシステムのＣＰＵが実行する処理を表わすフローチャートである。
【図２５】設定システム２３００が備える表示装置によって表示される画面の一例を表わす図である。
【図２６】屋内送信機を設置するために生成されたデータであって設定システム２３００が格納しているデータを概念的に表わす図である。
【図２７】ＩＭＥＳ設置検討システムデータベース２３５０が有する記憶装置におけるデータの格納の一態様を表わす図である。
【図２８】設定システム２３００によって実現される屋内送信機のシミュレーションを表わす図である。
【図２９】遠隔監視システム２３６０を含む監視システム全体の構築の一態様を表わす図である。
【図３０】３ワードからなるＬ１Ｃ／Ａ信号のフォーマットを概念的に表わす図である。
【図３１】４ワードからなるＬ１Ｃ／Ａ信号のフォーマットを概念的に表わす図である。
【図３２】ショートＩＤを含むＬ１Ｃ／Ａ信号のフォーマットを概念的に表わす図である。
【図３３】ミディアムＩＤを含むＬ１Ｃ／Ａ信号のフォーマットを概念的に表わす図である。
【図３４】ワード数に応じて構成されるフレーム構成を表わす図である。
【図３５】ショートＩＤと、位置情報とを含むフレーム３５００を概念的に表わす図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
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。
【００４５】
＜第１の実施の形態＞
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。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。位置情報提供システム１０は、地上の上空約２万ｋｍ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。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、ハードウェアの構成としては、従来の測位装置を有する端末と同様の構成を有するが、ファームウェアその他のソフトウェアを変更することにより、本発明の実施の形態に係る位置情報提供装置１００が、屋内でも測位可能な端末装置として、実現される。
【００４６】
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（たとえば、Ｇａｌｉｌｅｏ、準天頂衛星システムＱＺＳＳ（Quasi-Zenith  Satellite  System）等）にも適用可能である。
【００４７】
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  Acquisition）信号またはＬ１Ｃ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。
【００４８】
他の局面において、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が好ましい。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。なお、変調の態様はこれに限られない。
【００４９】
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。
【００５０】
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。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（以下、「衛星時刻」という。）とは、互いに独立したものでよく、必ずしも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。
【００５１】
もっとも、本発明では、後に説明するように（図１１）、屋内送信機２００−１，２００−２，２００−３の時刻と、衛星時刻との同期を比較的簡単な装置構成でとることが可能なため、システムの構成として、衛星時刻と地上時刻とを同期させる必要がある場合には、このような同期に対応することが可能である。
【００５２】
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が搭載される各ＧＰＳ衛星を識別するためのデータ（たとえば、ＰＲＮ−ＩＤ（Identification））を保持している。
【００５３】
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、測位信号の１つであるＬ１Ｃ信号には、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。
【００５４】
［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を格納している。各送信機がＬ１Ｃ／Ａ信号を送信する場合、処理回路は、ＰＲＮ−ＩＤとなり得る符号パターンによって測位信号を生成する。したがって、受信した測位信号の符号パターンが特定されれば、その測位信号を送信した送信機が識別される。
【００５５】
一方、各送信機がＬ１Ｃ信号を送信する場合、記憶装置は、ＰＲＮ−ＩＤを格納している。この場合、処理回路は、ＰＲＮ−ＩＤを含む測位信号を生成する。したがって、Ｌ１Ｃ信号として生成された測位信号が受信されると、その測位信号からＰＲＮ−ＩＤが取得される。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
［屋内送信機２００のハードウェア構成］
図２を参照して、屋内送信機２００について説明する。図２は、屋内送信機２００のハードウェア構成を示すブロック図である。なお、屋内送信機２００は、屋内送信機２００−１，２００−２，２００−３の総称である。
【００６１】
屋内送信機２００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（図示せず）と、屋内送信機２００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。
【００６２】
なお、電源は、屋内送信機２００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。
【００６３】
［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（Bluetooth）などや、ＰＨＳ（Personal  Handy-phone  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。
【００６４】
このような無線Ｉ／Ｆ２１０を備えることにより、屋内送信機２００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、屋内送信機２００が送信する位置データ（屋内送信機２００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。
【００６５】
なお、無線Ｉ／Ｆ２１０を介した屋内送信機２００へのアクセスは、ＩＤおよびパスワードによって保護されていることが好ましい。このようにすると、屋内送信機２００の管理者以外の第三者によるデータあるいはプログラムの改変を防止することができる。
【００６６】
なお、本実施例では、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。
【００６７】
また、通信は、公衆回線、ＬＡＮ（Local  Area  Network）、ＵＳＢ（Universal  Serial  Bus）シリアル配信等により実現されるが、特に限定されない。
【００６８】
［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とを含む。
【００６９】
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。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、生成したデータをビットストリームとして送出する。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
１）擬似雑音符号（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）
５）デジタルフィルタの選択パラメータ
なお、後に説明するように、ＦＰＧＡ２４５内には、たとえば、１ＭＨｚ、２ＭＨｚ、４ＭＨｚ（中心周波数：１５７５．４２ＭＨｚ）についてのバンドパスフィルタが予めプログラムされており、「デジタルフィルタの選択パラメータ」とは、このいずれのバンドパスフィルタを選択するかのパラメータである。
【００７３】
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が起動する時に、ＥＥＰＲＯＭ２４３から読み出され、ＲＡＭ２４２に転送される。
【００７４】
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であればよい。また、後述するように、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。
【００７５】
（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から出力されたビットストリームを用いて、１．５７５４２ＧＨｚの搬送波に変調して送信信号を生成し、アンテナに送出する。その信号は、アンテナより発信される。
【００７６】
すなわち、デジタル処理ブロック２４０のＤ／Ａコンバータ２４７から出力された信号は、アップコンバータ２５２でアップコンバートされ、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２５３をアンプ２５４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でアップコンバートされて、ＳＡＷ（Surface  Acoustic  Wave）フィルタにより所定の帯域の信号が取り出された後に、可変アッテネータ２５７およびＲＦスイッチ２５８により、設定された強度の信号に変換されて、アンテナから送出される。
【００７７】
なお、信号生成の態様は上述のものに限られない。たとえば、上記の例では、２段階の変調が行なわれる例が示されているが、１段階の変調が用いられてもよく、あるいは、信号変換が直接行なわれるものであってもよい。
【００７８】
なお、アップコンバータ２５２およびアップコンバータ２５５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。
【００７９】
また、可変アッテネータ２５７とＲＦスイッチ２５８のレベルの設定は、ＦＰＧＡ２４５をスルーしたプロセッサ２４１からの制御信号により制御される。信号強度の変更は、可変アッテネータ２５７によって行なわれる。可変アッテネータ２５７もＲＦスイッチ２５８も、後に説明する「ＩＱ変調振幅の個別可変機能」の一部として動作する。
【００８０】
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、屋内送信機２００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から発信される信号の構成の一例は、後述する（図８）。
【００８１】
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。
【００８２】
また、図２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。
【００８３】
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。
【００８４】
（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２４０に供給する。
【００８５】
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。この「外部同期モード」での動作については、後にさらに詳しく説明する。
【００８６】
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２２０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。
【００８７】
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。
【００８８】
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から発信される信号を拡散変調するための擬似雑音符号の符号パターンの入力を、あるいは、無線Ｉ／Ｆ２１０は、屋内送信機２００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が設置されている場所を表わすテキストデータ（位置データ）である。あるいは、屋内送信機２００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に入力可能である。
【００８９】
擬似雑音符号（ＰＲＮコード）の符号パターンは、屋内送信機２００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。
【００９０】
［ＥＥＰＲＯＭ２４３に格納されるデータのデータ構造］
図３を参照して、屋内送信機２００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。
【００９１】
図３は、屋内送信機２００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３００〜３５０を含む。
【００９２】
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あるいは設置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。あるいは、他の局面において、送信機ＩＤは、一意なＩＤとして、当該送信機が設置されている位置（地理的位置情報、住所その他の人為的に定められた位置情報など）に関連付けられてもよい。
【００９３】
当該送信機に割り当てられた擬似雑音符号のＰＲＮ-ＩＤは、領域３１０に格納されている。送信機の名称は、テキストデータとして、領域３２０に格納されている。
【００９４】
当該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３３０に格納されている。擬似雑音符号の符号パターンは、衛星用の擬似雑音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雑音符号の符号パターンとは異なる符号パターンである。
【００９５】
本位置情報提供システム用に割り当てられる擬似雑音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、同一の擬似雑音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、同一の擬似雑音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。
【００９６】
屋内送信機２００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、高度の組み合わせとして表わされる。領域３４０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、高度の組み合わせ」、「住所、建物の名称」、「緯度、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。
【００９７】
さらに、領域３５０には、フィルタ選択のためのフィルタ選択パラメータが格納される。特に限定されないが、たとえば、フィルタ選択パラメータ「０」「１」「２」にそれぞれ対応して、バンドパスフィルタの帯域幅として、それぞれ「１ＭＨｚ」「２ＭＨｚ」「４ＭＨｚ」が選択されるものとする。
【００９８】
ここで、前述のように、ＰＲＮ−ＩＤ、通信機名称、擬似雑音符号の符号パターン、位置特定データ、フィルタ選択パラメータは、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。
【００９９】
［ＦＰＧＡ２４５の構成］
以下では、図２に示したＦＰＧＡ２４５により実現される回路について説明する。
【０１００】
まず、図４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  and  Acquisition）コードのベースバンド信号、または、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対して、それぞれ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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
ここで、図４に示した構成では、基本的には、ＱＰＳＫ変調器の構成となっているものの、Ｉ相に乗せる信号とＱ相に乗せる信号とを同一の信号とすれば、結果として、ＢＰＳＫ変調と等価となることを利用して、ＢＰＳＫ変調とＱＰＳＫ変調の双方を実現できる回路構成としている。ただし、変調器２４５ａが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。
【０１０３】
図４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、後に説明するようなメッセージデータ生成装置２４５ｂまたはメッセージデータ生成装置２４５ｃからのＣ／ＡコードまたはＬ１Ｃ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および２４６８とを備える。
【０１０４】
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コードが入力されるとともに、上述したように、ＢＰＳＫ変調では、メッセージコードレジスタ２４６６および２４６８ならびにＰＲＮコードレジスタ２４６２，２４６４のそれぞれに同一のデータが格納される。一方、ＱＰＳＫ変調の場合には、メッセージコードレジスタ２４６６および２４６８ならびにＰＲＮコードレジスタ２４６２，２４６４には、それぞれ、Ｉ相用のデータとＱ相用のデータの異なるデータが格納される。
【０１０５】
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、プロセッサ２４１からのレベルコントロール信号ＬＶＣ１により制御され、乗算器２４５２から入力された信号の強度を変更するレベルコントロール回路２４５６と、プロセッサ２４１からのレベルコントロール信号ＬＶＣ２により制御され、乗算器２４５４から入力された信号の強度を変更するレベルコントロール回路２４５８と、レベルコントロール回路２４５６からの出力に対してフィルタ選択パラメータにより選択される帯域幅のバンドパスフィルタとして機能するＦＩＲフィルタ２４６０と、レベルコントロール回路２４５８からの出力に対してフィルタ選択パラメータにより選択される帯域幅の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。
【０１０６】
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回路２４７２と、クロック回路２４７２からの信号に同期して、予め設定されたサイン波およびコサイン波に対応するデータをそれぞれＩ相用変調信号とＱ相用変調信号として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から出力されたコ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からの信号を加算する加算器２４６８と、加算器２３６８からの出力をバッファリングしてＤ／Ａコンバータ２４７に出力するための出力バッファ２４７０とを備える。
【０１０７】
以上のような変調器２４５ａからＤ／Ａコンバータ２４７へ出力される信号に含まれるデータについては、以下のようになる。
【０１０８】
［現行ＧＰＳ信号とコンパチブルな信号を出力する場合］
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、Ｑ相信号、Ｉ相信号とも、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。
【０１０９】
［Ｌ１Ｃ信号とコンパチブルな信号を出力する場合：Ｌ１Ｃ互換信号］
次に、ＦＰＧＡ２４５のファームウェアにより、Ｌ１Ｃ信号とコンパチブルな信号を出力する回路構成とする場合について、以下説明する。
【０１１０】
まず、前提として、衛星からのＬ１Ｃ信号について簡単に説明する。
衛星からのＬ１Ｃ信号は、上述のとおり、ＱＰＳＫ変調されており、Ｑ相の信号には、受信機の捕捉用のパイロット信号が変調されて乗っている。Ｑ相の信号は、I相の信号よりも３ｄＢレベルが高い。一方、Ｉ相の信号には、航法メッセージ等が乗っている。
【０１１１】
なお、ここで、Ｑ相の信号に捕捉用のパイロット信号がのっているのは、以下のような理由による。
【０１１２】
すなわち、現行のＧＰＳ信号のＣ／Ａコードは、１０２３チップの信号で１ｍｓｅｃ周期であり、２０周期について、同じ信号が続くので、インテグレーションでＳ／Ｎを上げることができるのに対して、Ｌ１Ｃ信号は、１０２３０チップで１０ｍｓｅｃ周期であるため、同じ信号が１周期しかないので、インテグレーションでＳ／Ｎを上げるということができない。そのため、衛星からの信号のＱ相信号を捕捉用として用いることが必要となる。
【０１１３】
これに対して、屋内送信機２００からのＬ１Ｃ信号にコンパチブルな信号については、Ｑ相信号には、送信機ＩＤを乗せることができる。屋内送信機２００によって発信される信号の強度が、ＧＰＳ衛星から送信される信号の強度よりも強いため、捕捉用の信号が必要ないからである。これは、ＧＰＳ衛星からの信号は地上に伝播する時点では微弱になっているため捕捉用の信号が必要である一方、屋内送信機の場合は、マルチパスあるいは不安定な伝播を防ぐために信号強度を高める必要がある、という事情に基づく。一方、Ｉ相の信号には、位置特定データ、たとえば、緯度・経度・高さのデータが乗せられる。
【０１１４】
図５は、Ｌ１  Ｃ／Ａコードの信号と、Ｌ１Ｃコードの信号のスペクトル強度分布を示す図である。なお、図５においては、Ｌ１帯で、Ｃ／Ａコードとともに衛星から送信される軍事用のコードであるＰコードと、Ｌ１Ｃ信号とともに衛星から送信される主として軍事用途であるＭコードの信号についても、スペクトル強度を合わせて示している。
【０１１５】
図５に示すように、Ｃ／Ａコードについては、中心周波数１５７５．４２ＭＨｚにメインのピークとその周りにサイドローブの信号が存在する。一方、Ｌ１Ｃコードは、Ｃ／Ａコードとの干渉を抑えるために、中心周波数１５７５．４２ＭＨｚにはヌル点が存在し、その両側にメインピークが２つあり、さらにその外側にサイドローブの信号が存在する。
【０１１６】
このため、Ｃ／Ａコードについては、１ＭＨｚ帯域幅のバンドパスフィルタにより、メインピークのみを取り出すことができ、Ｌ１Ｃコードは、２ＭＨｚ帯域幅のバンドパスフィルタにより、メインピークのみを取り出すことができる。
【０１１７】
上述のとおり、屋内送信機２００から送信される信号が受信される地点での当該信号の強度は、ＧＰＳ衛星から送信された信号が地上で受信される場合の信号強度に比べて大きいので、これにより目的の周波数成分のみを送信することとなり、他の信号との干渉を抑制することが可能となる。
【０１１８】
［メッセージデータ生成装置２４５ｂ］
図６は、ＦＰＧＡ２４５のファームウェアをＬ１帯のＣ／Ａコードにコンパチブルな信号を送信するように設定した場合のメッセージデータ生成装置２４５ｂの構成を示す機能ブロック図である。
【０１１９】
以下に説明するとおり、メッセージデータ生成装置２４５ｂは、Ｌ１帯のＣ／Ａコード内の航法メッセージに相当する部分に、外部から与えられた位置特定データ等を信号フォーマットに従って、乗せる処理を行うものである。
【０１２０】
メッセージデータ生成装置２４５ｂは、プロセッサ２４１からのコマンド２４８０を受付けるコマンドインタフェース２４８２と、コマンドインタフェース２４８２から与えられるコマンドに基づいて、Ｌ１帯のＣ／Ａコード内のＴＯＷ（Time  Of  Week）の情報を読み取るＴＯＷコマンド解釈器２４８４と、ＴＯＷコマンド以外のコマンドの内容を読み取るコマンド解釈器２４８８と、ＴＯＷコマンド解釈器２４８４からの信号をもとに、ＴＯＷ情報を生成するＴＯＷ生成器２４８６と、ＴＯＷ生成器２４８６からのＴＯＷ情報とコマンド解釈器２４８８からのメッセージ情報を受けて格納するメッセージバンク２４９０とを備える。
【０１２１】
メッセージバンク２４９０は、ＴＯＷ情報を格納するための各３０ビットの容量のバンク０１および０２と、メッセージ情報を格納するための各３０ビットの容量のバンク０３〜１０とを備える。各バンク０１〜１０は、それぞれ２４ビット分の情報を格納する領域２４９０ａを有するとともに、ＣＲＣ生成器２４９２は、この２４ビット分のデータからエラー検出用のＣＲＣコード（６ビット）を生成して、各バンクの領域２４９０ａに続く領域２４９０ｂに格納する。
【０１２２】
シーケンスカウンタ２４９４は、基準クロックＩ／Ｏブロック２３０からのクロックに基づくＭＳＧクロックＭＳＧＣｌｏｃｋに同期して、順次、バンク０１〜１０に読み出し信号を与え、これに応じて、バンク０１〜１０からのデータが読み出されて、メッセージレジスタ２４９６に格納される。
【０１２３】
メッセージレジスタ２４９６のデータが、メッセージコードレジスタ２４６６および２４６８の双方に書き込まれる。以後の処理は、図４の変調器２４５ａの動作として説明したとおりである。
【０１２４】
［メッセージデータ生成装置２４５ｃ］
図７は、ＦＰＧＡ２４５のファームウェアをＬ１Ｃコードにコンパチブルな信号を送信するように設定した場合のメッセージデータ生成装置２４５ｃの構成を示す機能ブロック図である。
【０１２５】
以下に説明するとおり、メッセージデータ生成装置２４５ｃは、Ｌ１Ｃコード内の航法メッセージとパイロット信号に相当する部分に、外部から与えられた位置特定データ等や送信機ＩＤ等を信号フォーマットに従って、乗せる処理を行うものである。
【０１２６】
メッセージデータ生成装置２４５ｃは、プロセッサ２４１からのコマンド２５００を受付けるコマンドインタフェース２５０２と、コマンドインタフェース２５０２から与えられるコマンドに基づいて、メッセージとして送信するデータの内容を解釈するためのメッセージコマンド解釈器２５０４と、メッセージコマンド解釈器２５０４からのＩ相用のメッセージ情報を受けて格納するメッセージバンク２５０６と、メッセージコマンド解釈器２５０４からのＱ相用のメッセージ情報を受けて格納するメッセージバンク２５０８とを備える。
【０１２７】
メッセージバンク２５０６は、Ｉ相用の情報を格納するための各１５０ビットの容量のバンクＩ００〜Ｉ１０を含む。メッセージバンク２５０８は、Ｑ相用の情報を格納するための各４８ビットの容量のバンクＱ００〜Ｑ０２と、Ｑ相用の情報を格納するための各６３ビットの容量のバンクＱ０３〜Ｑ０５と、Ｑ相用の情報を格納するための各７５ビットの容量のバンクＱ０６〜Ｑ０８とを含む。なお、Ｑ相用の各バンクの容量は、これらの値に限定されるものではなく、たとえば、バンクＱ００〜Ｑ０８の容量をすべてＩ相用のバンクと同じ容量である１５０ビットとすることもできる。
【０１２８】
ここで、Ｑ相用のメッセージバンク２５０８には、たとえば、送信機ＩＤが格納される。一方、Ｉ相用のメッセージバンク２５０６には、上述した「位置特定データ」だけでなく、たとえば、無線Ｉ／Ｆ２１０を介して屋内送信機２００の外部から与えられる「宣伝広告用のデータ」「交通情報」「気象情報」「災害情報」も格納され得る。災害情報は、たとえば、地震予知、地震発生情報等を含む。ここで、上記の「外部」には、上記の各情報を提供する事業者、官公庁などによって運営されるサーバ装置等を含む。これらの情報は、リアルタイムで当該外部のサーバ装置から送られる場合もあれば、定期的にアップデートされるものであってもよい。あるいは、当該屋内送信機２００の運営管理者が随時データを更新するものであってもよい。たとえば、各屋内送信機２００がデパートに設置されている場合には、デパートの営業活動の１つとして、宣伝広告用のデータが当該運営管理者によって屋内送信機２００に与えられてもよい。
【０１２９】
特に限定されないが、バンクＱ００〜Ｑ０８に格納されるデータついては、ＢＣＨの誤り訂正符号が付加されており、バンクＩ００〜Ｉ１０に格納されるデータについては、誤り検出符号が付加される構成とすることができる。これにより、データ長の短い送信機ＩＤが繰り返し含まれているバンクＱ００〜Ｑ０８のデータについては、この短い周期で受信するごとに正しいデータが得られることで、早期に受信データを確定できる。これにより、Ｑ位相側ではＩ位相側よりも早期に受信データを確定して、後に説明するような位置情報の取得処理（サーバへの問い合わせ）に移ることができる。
【０１３０】
メッセージデータ生成装置２４５ｃは、さらに、コマンドインタフェース２５０２からのコマンドに応じたシーケンスで、Ｉ相信号に含ませるデータについてバンクＩ００〜Ｉ１０からデータを読み出すシーケンスマネージャ２５１０と、コマンドインタフェース２５０２からのコマンドに応じたシーケンスで、Ｑ相信号に含ませるデータについてバンクＱ００〜Ｑ０８からデータを読み出すシーケンスマネージャ２５１２とを備える。
【０１３１】
メッセージデータ生成装置２４５ｃは、さらに、基準クロックＩ／Ｏブロック２３０からのクロックに基づくＭＳＧクロックＭＳＧＣｌｏｃｋに同期して、順次、シーケンスマネージャ２５１０およびシーケンスマネージャ２５１２からデータを読み出し、それぞれ別々に、メッセージコードレジスタ２４６６および２４６８に書き込むメッセージレジスタ２５１４を備える。
【０１３２】
メッセージレジスタ２５１４のデータが、メッセージコードレジスタ２４６６および２４６８の双方に書き込まれる。以後の処理は、図４の変調器２４５ａの動作として説明したとおりである。
【０１３３】
なお、メッセージデータ生成装置２４５ｃで生成された信号が屋内送信機２００から送信される場合、受信機側（位置情報提供装置側）でも、Ｉ相用の送信機側の１５０ビットのメッセージバンクＩ００〜Ｉ１０にそれぞれ対応して、Ｉ００〜Ｉ１０で区別される記憶領域が設けられており、また、Ｑ相用のメッセージバンクＱ００〜Ｑ０８にそれぞれ対応して、Ｑ００〜Ｑ０８で区別される記憶領域が設けられているものとする。このようにすることで、新しく、バンクＩ００〜Ｉ１０またはバンクＱ００〜Ｑ０８に格納されたデータのいずれかを受信するごとに、受信機側の記憶領域の内容が更新される。このために、バンクＩ００〜Ｉ１０、Ｑ００〜Ｑ０８に格納されるデータには、いずれのバンクのデータであるかを識別可能な識別子が含まれているものとする。
【０１３４】
以上、メッセージデータ生成装置２４５ｃで生成された信号を屋内送信機２００から送信されるメッセージについて、まとめると以下のようである。なお、以下では、メッセージデータ生成装置２４５ｃで生成された信号を「Ｌ１Ｃ互換メッセージ」と呼ぶ。
【０１３５】
Ｌ１Ｃ互換メッセージは、Ｉ相信号とＱ相信号とによって構成されている。Ｉ相信号とＱ相信号には、独立の別個のメッセージがそれぞれ変調されている。詳しくは、Ｑ相信号には、たとえば、送信機ＩＤのような短い情報が変調されている。Ｑ相信号のデータ長はＩ相信号のそれよりも短いため、受信機は、Ｑ相信号を速やかに捕捉することができ、当該ＩＤをすぐに取得することができる。しかしながら、当該ＩＤは、それ自身で意味（たとえば位置情報）を有さないため、受信機は送信機ＩＤのみで位置を知ることはできない。そこで、受信機は、たとえば携帯電話網を介して位置情報を提供するサーバ装置のサイトにアクセスし、当該送信機ＩＤをサーバ装置に送信し、当該送信機ＩＤに関連付けられている位置情報を当該サーバ装置から取得することになる。
【０１３６】
一方、Ｉ相信号には、位置特定データが変調されている。さらに、ある局面において、Ｉ相信号に含まれるメッセージを可変とする構成が可能である。たとえば、Ｉ相信号には、位置情報のほかに、交通情報、気象情報、災害情報などの可変メッセージを変調することができる。これにより、屋内送信機２００と外部ネットワークとが接続された場合に、当該可変メッセージをリアルタイムに更新し、受信機の使用者に、適切な情報を提供することができる。Ｉ相信号は位置情報自身を含むため、受信機の使用者は、当該受信機をネットワークに接続することなく、自己の位置を知ることができる。したがって、たとえば、災害が発生した場合であって通信回線が輻輳しているときにも、Ｌ１Ｃ互換メッセージを受信できれば当該受信機の位置を特定可能である。この場合、当該受信機が携帯電話機として当該位置を発信できれば、信号の受信者は、その信号の発信者（すなわち被災者）の位置を特定しやすくなる。
【０１３７】
このように、Ｉ相信号とＱ相信号とは、変調される情報自体の相違点と、信号の長さのような構成上の相違点とを有する。受信機が、位置情報を取得するためには、少なくともいずれかの信号を受信できればよい。したがって、受信機の使用者は、必要に応じて、Ｉ相信号およびＱ相信号のいずれを受信するかを選択することができる。この選択は、いずれの信号を受信するかを規定する設定を使用者が受信機に入力することにより、実現される。あるいは、通信回線の輻輳により通信回線によるサーバへの接続がタイムアウトにより失敗した場合などに、受信機において、Ｉ相信号の受信モードからＱ相信号の受信モードへと自動的に切り替える構成としてもよい。
【０１３８】
なお、Ｃ／Ａ信号は、ＰＲＮ−ＩＤとメッセージ（たとえば、位置情報）とを含む。そして、メッセージをリアルタイムで更新することも可能であるため、Ｃ／Ａ信号に最新のメッセージを含めることができる。
【０１３９】
［屋内送信機２００から送信される信号のデータ構造］
まず、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。
【０１４０】
［Ｌ１  Ｃ／Ａ互換信号］
図８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８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。
【０１４１】
第１番目のサブフレーム５１０は、３０ビットのＴＯＨ５１１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。
【０１４２】
第２番目のサブフレーム５２０は、３０ビットのＴＯＨ５２１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（ephemeris、放送暦）を含む。ここで、エフェメリスとは、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。
【０１４３】
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ＴＯＨ５３１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。
【０１４４】
第４番目のサブフレーム５４０は、３０ビットのＴＯＨ５４１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。
【０１４５】
第５番目のサブフレーム５５０は、３０ビットのＴＯＨ５５１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。
【０１４６】
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、ＴＯＨ５１１〜５５１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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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、高度として表わされる。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度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。
【０１５１】
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」（たとえば地震情報）が割り当てられる。
【０１５２】
［Ｌ１Ｃ互換信号］
次に、メッセージデータ生成装置２４５ｃで生成されるメッセージを乗せたＬ１Ｃコードにコンパチブルな信号の構造について説明する。
【０１５３】
以下、Ｉ相信号のデータ構造について説明する。
［Ｉ相信号の構成１］
図９は、Ｌ１Ｃ互換信号の第１の構成を表わす図である。図９においては、６つのサブフレームが送信される。第１番目のサブフレームとして、信号８１０が送信機によって送信される。信号８１０は、３０ビットのＴＯＨ８１１と、３０ビットの時刻情報８１２と、６ビットのＰＲＮ−ＩＤ８１３と、１５ビットの送信機ＩＤ８１４と、Ｘ座標値８１５と、Ｙ座標値８１６と、Ｚ座標値８１７とを含む。信号８１０の最初の６０ビットは、ＧＰＳ衛星が発信するサブフレーム５１０〜５５０の各々の最初の６０ビットと同一である。
【０１５４】
リザーブ領域８１８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」（たとえば地震情報）が割り当てられる。
【０１５５】
第２番目のサブフレームとして、信号８２０が送信機によって送信される。信号８２０は、６ビットのサブフレームＩＤ８２１と、高度補正係数８２２と、送信機位置アドレス８２３とを含む。信号８２０のサブフレームＩＤから後方の１４４ビット（信号８２０では、高度補正係数８２２と、送信機位置アドレス８２３）に、別情報を予め定義することにより、第３番目〜第６番目のサブフレームも同様に送信される。各サブフレームに含まれる情報は、上記のものに限られない。たとえば，位置情報に関する広告、インターネットサイトのＵＲＬ（Uniform  Resource  Locators）等が、各サブフレームにおいて予め定義された領域に格納されてもよい。
【０１５６】
信号８３０〜８７０は、上記の信号８１０，８２０および信号８２０と同じ構造を有する第３〜第６番目のサブフレームの送信例を示す。すなわち、信号８３０は、第１のサブフレーム８３１と、第２のサブフレーム８３２とを含む。第１のサブフレーム８３１は、ＧＰＳ衛星から送信されるサブフレーム５１０〜５５０と同じヘッダを持つ。第２のサブフレーム８３２は、信号８２０に対応するフレームである。
【０１５７】
信号８４０は、第１のサブフレーム８３１と、第３のサブフレーム８４２とを含む。第１のサブフレーム８３１は、第１のサブフレーム８３１と同一である。第３のサブフレームは、信号８２０と同じ構造を有する。
【０１５８】
このような構成は、第６番目のサブフレーム８７２を送信するための信号８７０まで繰り返される。信号８７０は、第１のサブフレーム８３１と、第６のサブフレーム８７２とを含む。
【０１５９】
送信機が、信号８３０から信号８７０を繰り返し送信すると、第１のサブフレーム８３１は、各信号の送信毎に送信される。第１のサブフレーム８３１が送信された後に、他のいずれかのサブフレームが内挿される。すなわち、各サブフレームの送信の順序は、第１のサブフレーム８３１→第２のサブフレーム８３２→第１のサブフレーム８３１→第３のサブフレーム８４２→第１のサブフレーム→・・・→第６のサブフレーム８７２→第１のサブフレーム８３１→第２のサブフレーム８３２・・・となる。
【０１６０】
［Ｉ相信号の第２の構成］
図１０は、Ｌ１Ｃ互換信号の第２の構成を表わす図である。メッセージデータの構造は、サブフレーム５１０〜５５０とは独立に定義されてもよい。
【０１６１】
図１０は、Ｌ１Ｃ互換信号９１０の第２の構成を概念的に表わす図である。図１０を参照して、信号９１０は、ＴＯＨ９１１と、プリアンブル９１２と、ＰＲＮ−ＩＤ９１３と、送信機ＩＤ９１４と、第１の変数９１５と、Ｘ座標値９１６と、Ｙ座標値９１７と、Ｚ座標値９１８と、パリティ／ＣＲＣ９１９とを含む。信号９２０は、信号９１０と同様の構成を有する。ここで、信号９１０における第１の変数９１５に代えて、第２の変数９２５を含む。
【０１６２】
各信号は、１５０ビット長を有する。同じ構造を有する信号が６つ発信される。このような構成を有する信号を、屋内送信機から発信される信号として構成してもよい。
【０１６３】
図１０に示される各信号も、ＰＲＮ−ＩＤをそれぞれ有するため、位置情報提供装置１００は、そのＰＲＮ−ＩＤに基づいて、受信した信号の送信源を特定することができる。送信源が屋内送信機であれば、その信号には、Ｘ座標値とＹ座標値とＺ座標値とが含まれる。したがって、位置情報提供装置１００は、屋内の位置を表示することができる。
【０１６４】
［外部同期モードでのシステム構成］
以下では、上述した「外部同期モード」でのシステム構成と、その場合の屋内送信装置の動作について説明する。
【０１６５】
図１１は、このような「外部同期モード」でのシステム構成を説明するための概念図である。
【０１６６】
複数の屋内送信機２００−１〜２００−４が、たとえば、１つのビル内に設置されているものとする。以下では、説明の簡単のために屋内送信機は４個であるものとして説明するが、個数については、より多くてもかまわない。
【０１６７】
図１１に示すように、ビルの屋上などに設けられたＧＰＳアンテナから信号を受けて、ＧＰＳ受信機２００４が動作しているものとする。
【０１６８】
ＧＰＳ受信機２００４は、衛星時刻に数１０ｎｓ程度の精度で同期したクロック信号ＧＰＳ−ｃｌｏｃｋを得ることができる。このクロック信号ＧＰＳ−ｃｌｏｃｋを受けて、クロック生成器２０１０は、たとえば、有線または無線により、複数の屋内送信機２００−１〜２００−４の外部同期リンクポート２２０へそれぞれ同期用信号（タイミングパルス）を供給する。複数の屋内送信機２００−１〜２００−４からは、クロック生成器２０１０に対してリターンパルスが返される。このリターンパルスに基づいて、クロック生成器２０１０から屋内送信機２００−１〜２００−４へそれぞれ送信されるタイミングパルスの遅延量は、送信したタイミングパルスとリターンパルスとの間の遅延（位相差）が最小となるように、負帰還により調整される。屋内送信機２００−１〜２００−４の各々においては、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。
【０１６９】
ＧＰＳ受信機２００４とクロック生成器２０１０とは、数１０ｎｓ（ナノ秒）のオーダーで同期している。クロック生成器２０１０と各屋内送信機２００−１，２００−２，２００−３，２００−４とは、負帰還により同期をとることで、数１００ｐｓ（ピコ秒）で同期している。したがって、ＧＰＳ受信機２００４と各屋内送信機２００１，２００−２，２００−３，２００−４との間の同期の精度は、数１０ｎｓに制限されることになる。このような制限は、各屋内送信機２００−１，２００−２，２００−３，２００−４による時刻の提供機能に影響を及ぼす。
【０１７０】
しかしながら、クロック生成器２０１０と各屋内送信機２００−１，２００−２，２００−３，２００−４との間は、数１００ｐｓで同期しているため、レンジング（受信機に届くまでの時間）を用いた測位については、数１００ｐｓの精度で実現することができる。
【０１７１】
複数の屋内送信機２００−１〜２００−４において、各々のクロックが数１００ｐｓ（ピコ秒）のオーダーで同期できることにより、以下のようなシステムを実現可能である。
【０１７２】
１）各位置情報提供装置１００−１（すなわち受信機）に対して、精密なクロック、タイミングを提供できる。複数の屋内送信機２００−１〜２００−４の信号を受信機が受信するためには、結果として、屋内送信機２００−１〜２００−４からの信号の拡散符号に同期する必要がある。言い換えると、受信が確立されるということは、複数の屋内送信機２００−１〜２００−４と受信機との間で同期が確立したことを意味する。したがって、受信機では、同期クロックを取り出せば、時刻同期が必要なアプリケーションに対して、このように高度に同期したクロックを提供できることになる。たとえば、ネットワークの精密な時刻同期や、決済、取引、その他の時間の精度を要求するアプリケーションに対して、このような同期クロックを提供できる。
【０１７３】
２）また、複数の屋内送信機２００−１〜２００−４からの信号を用いることで、ＡＤＲ（Accumulated  Doppler  Range）差分を用いた疑似距離測定が可能となる。上記のように、複数の屋内送信機２００−１〜２００−４において、クロックが高精度に（たとえば数１００ｐｓのオーダーで）同期しているので、高精度に位置測定（屋内送信機からの距離）が可能となる。なお、上述の内容は、当業者にとって容易に理解できるため、詳細な説明は繰り返さない。
【０１７４】
図１２は、クロック生成器２０１０からのタイミングパルスにより、屋内送信機２００−１〜２００−４のクロックの同期をとる構成を説明するための概念図である。
【０１７５】
図１２では、複数の屋内送信機２００−１〜２００−４のうち、屋内送信機２００−１についての構成部分のみを抜き出して示す。クロック・パルス生成部２１００は、複数の屋内送信機２００−１〜２００−４について共通である。
【０１７６】
図１２を参照して、まず、クロック・パルス生成部２１００からタイミングパルスを発生させる。タイミングパルスは、伝送遅延量測定部２１０２およびタイミング遅延回路２１０４に入力される。伝送遅延量測定部２１０２ではカウンターを動作させ、リターンパルスが来るまでカウントする。タイミング遅延回路２１０４に入力されたパルスは０遅延のまま差動ドライバ２１０８に入力され、屋内送信機２００へ伝送される。
【０１７７】
屋内送信機２００では、このタイミングパルスによって、屋内送信機２００のクロック生成ブロックであるドライバ２３４を同期させる。ドライバ２３４は、同期させたタイミングパルスを差動レシーバ２１０６へ伝送する。伝送遅延量測定部２１０２で動作させたカウンターを停止し、総合遅延量（ΔＴ）を計測する。測定した値を１クロック分の遅延量（１Ｃｌｏｃｋ‐Δｔ）に変換し、タイミング遅延回路２１０４へ入力し、遅延回路を構成する。これを繰り返し行い、Δｔが最小になるように負帰還を構成する。
【０１７８】
これによって、クロック・パルス生成部２１００のクロックパルスにタイミング同期した信号を屋内送信機２００に伝送することが可能である。また、伝送系遅延のみならず、屋内送信機２００内部のクロック生成遅延およびジッターを含めた補正が可能である。
【０１７９】
この遅延補正技術は屋内送信機２００を同期運転する場合に、ケーブル遅延などの誤差要因を自動的に補正し、常に補正状態を監視することで、システムの信頼性を向上させることができる。
【０１８０】
なお、他の屋内送信機２００−２〜２００−４についても、それぞれ独立に遅延量の調整が行われる。
【０１８１】
［位置情報提供装置１００−１（受信機）の構成］
図１３を参照して、位置情報提供装置１００について説明する。図１３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。
【０１８２】
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に電気的に接続されているベースバンドプロセッサ４１０と、ベースバンドプロセッサ４１０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４１０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。
【０１８３】
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、擬似雑音符号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１３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。
【０１８４】
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に格納されている。たとえば、領域４２１−１〜４２１−３２は、ＧＰＳ衛星用のデータの格納のために用いられる領域であって、予備領域も含む。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。
【０１８５】
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４２１−３７〜４２１−４６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４２１−３７に格納されている。この場合、本実施の形態においては、ＰＲＮ−１７３〜ＰＲＮ−１８２まで１０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するのが好ましい。このようにすることによって、１１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。なお、各屋内送信機が使用可能な符号パターンは、例示であって、これらに限られない。各符号パターンは、たとえば、ＩＳ−ＧＰＳ−２００に示される割り当てに基づいて特定される。
【０１８６】
また、上述のとおり、Ｌ１Ｃ互換信号を受信する場合には、メモリ４２０には、バンクＩ００〜Ｉ１０、Ｑ００〜Ｑ０８にそれぞれ対応した記憶領域が設定される。
【０１８７】
ベースバンドプロセッサ４１０は、Ａ／Ｄコンバータ４０８から出力される信号の入力を受け付けるコリレータ部４１２と、コリレータ部４１２の動作を制御する制御部４１４と、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判断部４１６とを含む。
【０１８８】
なお、ユーザによる指定によって、動作モードが上述したＡＤＲ差分による位置測定を行うモードに指定されている場合は、ベースバンドプロセッサにおいては、受信クロック部４１６から供給されるクロック信号に対して、ドップラー処理部４１８が、ドップラー効果にともなうＡＤＲ差分値を算出することにより、当該ＡＤＲ差分値を制御部４１４に与える。
【０１８９】
ナビゲーションプロセッサ４３０は、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。このとき、屋内測位部４３４は、ＡＤＲ差分による測位を行う場合には、制御部４１４および判断部４１６からのＡＤＲ差分値にも基づいて、測位を行う。
【０１９０】
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。
【０１９１】
ＲＦフロント回路４０４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。
【０１９２】
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、中間周波数信号として出力する。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、ベースバンドプロセッサ４１０に入力される。
【０１９３】
ベースバンドプロセッサ４１０において、コリレータ部４１２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。たとえば、コリレータ部４１２は、制御部４１４が提供する符号位相が１ビット異なる２種類の符号パターンと、Ａ／Ｄコンバータ４０８から送出されるデジタルデータとのマッチングを行なう。コリレータ部４１２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。これにより、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。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。
【０１９４】
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送信機に割り当てられたＰＲＮ−ＩＤであるか否かを判断する。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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送信機（たとえば、屋内送信機２００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−１７３〜ＰＲＮ−１８２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−１７３〜ＰＲＮ−１８２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。
【０１９７】
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。
【０１９８】
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。
【０１９９】
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。
【０２００】
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。さらに、上述した周知のＡＤＲデータを用いることで、屋内であっても高精度な測位を実現できる。
【０２０１】
屋外測位部４３２によって算出されたデータ、あるいは、屋内測位部４３４によって読み取られたデータは、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。
【０２０２】
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。
【０２０３】
図１３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（フロントエンド部４００）により構成され、ベースバンドプロセッサ４１０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、コリレータ部４１２の処理については、ソフトウェアの代わりにハードウェアにより実現される構成とすることもできる。
【０２０４】
図１４は、ドップラー処理部４１８が行う処理を説明するための概念図である。なお、この処理は、当業者にとっての技術常識であるため、処理の概要を以下に説明する。
【０２０５】
図１４を参照して、フロントエンド部４００から入力された受信コード信号は、メモリ４２０から制御部４１４がクロックに同期して読み出したレプリカコードとコリレータ部４１２において捕捉追跡される。しかし、受信コード信号にドップラー効果が含まれている場合、相関値を得るための同期がずれる。そこで、受信クロック部４１６からの信号をドップラー数値制御発振器（以下「ドップラーＮＣＯ」と表わす。）４１８２からの信号と乗算器４１８４により乗算して変調する。ここで、ドップラーＮＣＯ４１８２の発信周波数はコリレータ部４１２からの相関強度データに応じて変化させる。これにより、受信コードとレプリカコードの相関をとる処理がタイミングがとれていれば、相関値を得ることができる。したがって、一度、得られた相関については、その相関が得られる状態を維持するようにドップラーＮＣＯ４１８２を制御する。たとえば、位置情報提供装置１００（たとえば測位機能付き携帯電話、いわゆるＧＰＳ端末等）を携帯したユーザが屋内送信機２００の位置から屋内送信機２００−２に近づいていく場合に、ドップラーＮＣＯ４１８２からの信号をドップラー積算器４１８６で積算することで、ＡＤＲデータが得られる。このＡＤＲデータを用いることで、周波数位相情報を得ることができ、レンジングを行うことが可能となる。
【０２０６】
以下、ＡＤＲの値に基づいて、レンジングを行なう処理について説明する。
図１５を参照して、位置情報提供装置１００の制御処理について説明する。図１５は、位置情報提供装置１００のベースバンドプロセッサ４１０およびナビゲーションプロセッサ４３０が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。
【０２０７】
ステップＳ６１０にて、位置情報提供装置１００は、測位信号を取得（追尾、捕捉）する。具体的には、ベースバンドプロセッサ４１０は、Ａ／Ｄコンバータ４０８から、受信された測位信号（デジタル変換処理後のデータ）の入力を受け付ける。ベースバンドプロセッサ４１０は、擬似雑音符号のレプリカとして、可能な遅延が反映された符号位相が異なる符号パターンを生成し、その符号パターンと受信された測位信号との相関の有無をそれぞれ検出する。生成される符号パターンの数は、たとえば、符号パターンのビット数の２倍である。一例として、たとえば、チップレートが１０２３ビットである場合、２分の１ビットずつの遅延、すなわち符号位相差を有する２０４６個の符号パターンが生成され得る。そして、各符号パターンを用いて、受信された信号との相関を取る処理が、実行される。ベースバンドプロセッサ４１０は、当該相関処理において、予め規定された強度以上の出力が検出された場合に、その符号パターンをロックし、当該符号パターンによって、その測位信号を発信した衛星を特定することができる。当該符号パターンのビット配列を有する擬似雑音符号は、１つしか存在しない。これにより、受信された測位信号をスペクトラム拡散符号化するために使用された擬似雑音符号が特定される。
【０２０８】
なお、後述するように、受信によって取得された信号と、受信機である位置情報提供装置１００の符号パターンとの相関を取るための処理は、並列処理としても実現可能である。
【０２０９】
ステップＳ６１２にて、ベースバンドプロセッサ４１０は、その測位信号の発信源を特定する。具体的には、判断部４１６が、その信号を生成するために変調時に使用された擬似雑音符号の符号パターンを使用する送信機に対応付けられるＰＲＮ−ＩＤに基づいて（たとえば、図１３におけるメモリ４２０）、その信号の発信源を特定する。その測位信号が屋外から発信されたものである場合には、制御はステップＳ６２０に移される。その測位信号が屋内において発信されたものである場合には、制御はステップＳ６３０に移される。受信した複数の信号が屋外および屋内のそれぞれから発信されたものを含む場合には、制御はステップＳ６４０に移される。
【０２１０】
ステップＳ６２０にて、位置情報提供装置１００は、測位信号の復調を行なうことにより、その信号に含まれるデータを取得する。具体的には、ナビゲーションプロセッサ４３０の屋外測位部４３２は、その測位信号に対して、メモリ４２０に一時的に保存されていた符号パターン（前述の「ロック」が行なわれた符号パターン、以下「ロックした符号パターン」という。）を用いて重畳することにより、その信号を構成するサブフレームから、航法メッセージを取得する。ステップＳ６２２にて、屋外測位部４３２は、取得した４つ以上の航法メッセージを用いて位置を算出するための通常の航法メッセージ処理を実行する。
【０２１１】
ステップＳ６２４にて、屋外測位部４３２は、その処理の結果に基づいて位置情報提供装置１００の位置を計算するための処理を実行する。たとえば、位置情報提供装置１００が、４つ以上の衛星から発信された各測位信号を受信している場合には、距離の算出は、各信号から復調された航法メッセージに含まれる各衛星の軌道情報、時刻情報等を用いて行なわれる。
【０２１２】
また、他の局面において、ステップＳ６１２において、位置情報提供装置１００が、衛星によって発信された測位信号（屋外信号）と屋内発信機からの信号（屋内信号）とを受信している場合には、ステップＳ６４０にて、位置情報提供装置１００は、測位信号の復調を行なうことにより、その信号に含まれるデータを取得する。具体的には、屋外測位部４３２は、ベースバンドプロセッサ４１０によって送出された測位信号に対して、当該ロックした符号パターンを重畳することにより、測位信号を構成するサブフレーム中のデータを取得する。この場合、位置情報提供装置１００は、衛星からの信号および屋内送信機からの信号を受信していることになるため、いわば「ハイブリッド」モードとして作動していることになる。したがって、各衛星からの信号については、測位のためのデータが取得され、あるいはレンジングのためのデータが取得される。屋内送信機からの信号については、上記座標値その他の位置情報を有するデータが取得される。すなわち、ステップＳ６４２にて、屋内測位部４３４は、屋内送信機２００によって発信された測位信号から、Ｘ座標値５６３、Ｙ座標値５６４、Ｚ座標値５６５を取得する処理を行ない、また、ＧＰＳ衛星によって発信された測位信号から航法メッセージを取得し、処理を行なう。その後、制御は、ステップＳ６２４に移される。この場合、ステップＳ６２４では、位置の算出に用いる信号を決定するための振り分けが、たとえば、屋内信号および屋外信号の強度に基づいて行なわれる。一例として、屋内信号の強度が屋外信号の強度よりも大きい場合には、屋内信号が選択され、当該屋内信号に含まれる座標値が、位置情報提供装置１００の位置とされる。
【０２１３】
一方、ステップＳ６１２にて、測位信号の発信源が屋内である場合、たとえば、屋内信号の強度が所定のレベル以上である場合に、続いて、ステップＳ６３０にて、判断部４１４は、その信号がＬ１Ｃ／Ａ信号およびＬ１Ｃ信号のいずれであるかを判断する。その信号がＬ１Ｃ／Ａ信号である場合、制御はステップＳ６３１に切り換わる。その信号がＬ１Ｃ信号である場合、制御はステップＳ６３２に切り換わる。
【０２１４】
ステップＳ６３１にて、判断部４１４は、その測位信号のメッセージタイプを判断する。メッセージタイプが０（図３０）又は１（図３１）である場合には、制御はステップＳ６３３に切り換わる。メッセージタイプが３（図３２）又は４（図３３）である場合には、制御はステップＳ６３６に切り換わる。
【０２１５】
ステップＳ６３２にて、判断部は、その測位信号がＩ相およびＱ相のいずれであるかを判断する。その測位信号がＩ相である場合には、制御はステップＳ６３３に切り換わる。その測位信号がＱ相である場合には、制御はステップＳ６３６に切り換わる。
【０２１６】
ステップＳ６３３において、位置情報提供装置１００は、測位信号の復調を行なうことにより、その信号に含まれるデータを取得する。具体的には、屋内測位部４３４は、ベースバンドプロセッサ４１０から送出された測位信号に対して、当該ロックした符号パターンを重畳することにより、測位信号を構成するサブフレームから、メッセージデータを取得する。このメッセージデータは、衛星から送信される測位信号に含まれる航法メッセージに代えて、屋内送信機によって発信される測位信号に含まれるものである。したがって、メッセージデータのフォーマット長は、航法メッセージのフォーマット長と同じであることが好ましい。
【０２１７】
ステップＳ６３４にて、屋内測位部４３４は、そのデータから座標値（すなわち、屋内送信機の設置場所を特定するためのデータ（たとえば、図８の信号５６０におけるＸ座標値５６３、Ｙ座標値５６４、Ｚ座標値５６５））を取得する。なお、このような座標値に加えて、設置場所あるいは設置場所の住所を表わすテキスト情報がフレームに含まれている場合には、当該テキスト情報が取得される。その後、処理はステップＳ６５０に移行する。ここで、ＡＤＲ差分によるレンジングを行うことが指定されている場合には、得られた座標値とＡＤＲの値とにより、測位が行われる。
【０２１８】
一方、ステップＳ６３０において、Ｌ１Ｃ／Ａ信号またはＬ１Ｃ信号の受信モードである場合は、続いて、ステップＳ６３６において、位置情報提供装置１００は、測位信号の復調を行なうことにより、その信号に含まれるデータ（送信機ＩＤ）を取得する。ステップＳ６３８において、位置情報提供装置１００は、この送信機ＩＤをネットワークを介して送信することで、サーバ（図示せず）から、当該送信機ＩＤに対応する位置情報を受信する。
【０２１９】
ステップＳ６５０にて、ナビゲーションプロセッサ４３０は、位置の算出結果に基づいてディスプレイ４４０に位置情報を表示させるための処理を実行する。具体的には、取得された座標を表示するための画像データあるいは屋内送信機２００の設置場所を表示するためのデータを生成し、ディスプレイ４４０に送出する。ディスプレイ４４０は、そのようなデータに基づいて表示領域に位置情報提供装置１００の位置情報を表示する。
【０２２０】
［画面の表示］
図１６を参照して、位置情報提供装置１００の位置情報の表示態様について説明する。図１６は、位置情報提供装置１００のディスプレイ４４０における画面の表示を表わす図である。位置情報提供装置１００が、屋外において、各ＧＰＳ衛星から発信された測位信号を受信すると、ディスプレイ４４０は、位置情報が当該測位信号に基づいて取得されていることを表わすアイコン７１０を表示する。その後、位置情報提供装置１００の使用者が屋内に移動した場合、位置情報提供装置１００は、各ＧＰＳ衛星から発信された測位信号を受信できなくなる。代わりに位置情報提供装置１００は、たとえば屋内送信機２００によって発信された信号を受信する。この信号は、上述のように、ＧＰＳ衛星から発信される測位信号と同じ方式によって送信されている。したがって、位置情報提供装置１００は、衛星から測位信号を受信した場合に実行する処理と同様の処理を当該信号に対して行なう。位置情報提供装置１００が、当該信号から位置情報を取得すると、当該位置情報は屋内に設置された送信機から発信された信号に基づいて取得されたことを表わすアイコン７２０をディスプレイ４４０に表示する。
【０２２１】
以上のようにして、本発明の第１の実施の形態に係る位置情報提供装置１００は、屋内あるいは地下街のように、ＧＰＳ衛星からの電波を受信できない場所においては、その場所に設置された送信機（たとえば、屋内送信機２００−１，２００−２，２００−３）から発信された電波を受信する。位置情報提供装置１００は、その電波から、当該送信機の位置を特定する情報（たとえば、座標値、住所）を取得し、ディスプレイ４４０に表示する。これにより、位置情報提供装置１００の使用者は、現在の位置を知ることができる。このようにすると、測位信号を直接受信できないような場所においても、位置情報が提供されることになる。
【０２２２】
これにより、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。
【０２２３】
また、地上時刻（屋内送信機２００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必ずしもない。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。また、逆に、仮に衛星時刻と地上時刻とを同期させることが必要なシステムに屋内送信機２００が使用されるときには、屋内送信機２００自身は簡単な回路構成で、このような同期を実現することもできる。
【０２２４】
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導出することができる。
【０２２５】
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。
【０２２６】
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。
【０２２７】
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。あるいは、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り、位置情報提供装置１００が構成され得る。
【０２２８】
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。
【０２２９】
また、特定の場所に設置される送信機に関し、ＧＰＳ衛星、ガリレオその他の測位衛星に搭載される送信機が発信する信号と同様の信号を発信できる送信機によって、位置情報提供システムが実現される。したがって、送信機をゼロから新たに再設計する必要がなくなる。
【０２３０】
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。
【０２３１】
また、屋内送信機２００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、設置場所を特定するための位置特定データを、設置後に一括して書き換えるなど設置手続きを簡略化できる。また、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、屋内送信機２００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。
【０２３２】
また、デジタル帯域制限フィルタにより、送信される信号の帯域を選択的に制限できるので、他のシステムとの干渉を抑制でき、周波数利用効率が高められる。
【０２３３】
また、Ｉ相信号とＱ相信号とで、異なる情報を提供できるので、状況に応じた柔軟な位置情報の提供が可能となる。Ｉ相信号とＱ相信号との振幅を個別に調整できるので、直交だけでなく、異なった位相の変調が可能となる。また、送信レベルを可変としているので、設置場所に応じて、たとえば、日本の電波法のような電波使用を規制する法令等の規制以下の送信電力とできるので、設置のために特別の免許が不要となる。
【０２３４】
＜第１の変形例＞
位置情報提供装置１００が備えるコリレータ部４１２の構成に代えて、複数のコリレータが用いられてもよい。この場合、測位信号をレプリカにマッチングさせるための処理が同時並行して実行されるため、位置情報の算出時間が短くなる。
【０２３５】
本変形例に係る位置情報提供装置１０００は、アンテナ１０１０と、アンテナ１０１０に電気的に接続されるバンドパスフィルタ１０２０と、バンドパスフィルタ１０２０に電気的に接続されるローノイズアンプ１０３０と、ローノイズアンプ１０３０に電気的に接続されるダウンコンバータ１０４０と、ダウンコンバータ１０４０に電気的に接続されるバンドパスフィルタ１０５０と、バンドパスフィルタ１０５０に電気的に接続されるＡ／Ｄコンバータ１０６０と、Ａ／Ｄコンバータ１０６０に電気的に接続される複数のコリレータからなる並列コリレータ１０７０と、並列コリレータ１０７０に電気的に接続されるプロセッサ１０８０と、プロセッサ１０８０に電気的に接続されるメモリ１０９０とを含む。
【０２３６】
並列コリレータ１０７０は、ｎ個のコリレータ１０７０−１〜１０７０−ｎを含む。各コリレータは、プロセッサ１０８０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。
【０２３７】
具体的には、プロセッサ１０８０は、各並列コリレータ１０７０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。各並列コリレータ１０７０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コリレータ１０７０として予め構成することにより、瞬時に、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、その位置情報を瞬時に取得することができる。
【０２３８】
つまり、並列コリレータ１０７０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。
【０２３９】
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。
【０２４０】
なお、図１７の位置情報提供装置１０００においても、特に限定されないが、測位信号受信からディスプレイ（図１７では図示せず）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１０１０、バンドパスフィルタ１０２０、低雑音アンプ（ＬＮＡ）１０３０、ダウンコンバータ１０４０、バンドパスフィルタ１０５０、Ａ／Ｄコンバータ１０６０、コリレータ１０７０は、ハードウェアにより構成され、測位のための演算処理（図１５で説明される制御処理）は、メモリ１０９０に格納されたプログラムによりプロセッサ１０８０が実行することができる。
【０２４１】
また、図１７の構成においても、プロセッサ１０８０がメモリ１０９０からレプリカコードを読み出してコリレータ１０７０に与えるタイミングについて、図１３および図１４で説明したようなドップラー効果に対する補正をドップラー処理部４１８により行うこととして、ＡＤＲデータを取得し、ＡＤＲによるレンジングを行う構成とすることが可能である。
【０２４２】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。この実施の形態に係る位置情報提供システムは、複数の屋内送信機が取り付けられている点で、第１の実施の形態と異なる。
【０２４３】
図１８は、本発明の第２の実施の形態に係る位置情報提供装置の使用態様を表わす図である。図１８を参照して、屋内送信機１１１０，１１２０，１１３０がそれぞれ同一フロアの天井に取り付けられている。各屋内送信機は、前述の屋内送信機２００と同様の処理を実行する。すなわち、各屋内送信機は、各々が取り付けられている場所を表わすデータが含まれる測位信号を発信する。
【０２４４】
この場合、屋内送信機の取り付け位置によっては隣接する各屋内送信機からそれぞれ発信された信号をいずれも受信できる領域（すなわち空間）が存在する。たとえば、領域１１４０は、屋内送信機１１１０および１１２０の各々から発信された信号を受信できる領域である。同様に、領域１１５０は、屋内送信機１１２０および１１３０によってそれぞれ発信された測位信号を受信可能な領域である。
【０２４５】
そこで、たとえば、本発明に係る位置情報提供装置１１６０が、図１８に示される位置に存在する場合、位置情報提供装置１１６０は、屋内送信機１１１０から発信された信号に含まれる、屋内送信機１１１０の取り付け位置を表わすためのデータを、位置情報提供装置１１６０の位置として取得できる。その後、位置情報提供装置１１６０の使用者が、たとえば領域１１４０に該当する位置に移動すると、位置情報提供装置１１６０は、屋内送信機１１１０に加えて屋内送信機１１２０によって発信された信号も受信できる。この場合、いずれの信号に含まれる位置特定データを位置情報提供装置１１６０の位置として決定するかは、たとえば受信された信号の強度に基づいて２つの屋内送信機の重み付けを再計算することにより、決定できる。たとえば，各屋内送信機の出力レベルが２ビットで設定される構成である場合には、当該屋内送信機は、４段階の出力レベルを有することになる。このような場合、複数の屋内送信機から発信された信号が受信された場合には、その中で最も受信強度が大きな値を有するデータを、その位置情報の表示のために用いればよい。仮に、各信号の強度が同一である場合には、それらの信号に含まれるデータの算術和を導くことにより、位置情報提供装置１１６０の位置としてもよい。
【０２４６】
以上のようにして、本実施の形態に係る位置情報提供装置１１６０によれば、測位のための複数の信号を屋内で受信した場合であっても、いずれかの信号の発信源を特定できるため、その発信源、すなわち屋内に設置された送信機の取り付け位置も特定できる。
【０２４７】
なお、ここで「屋内」とは、ビルその他の建築物の内部に限られず、ＧＰＳ衛星から発信された電波が受信できない場所であればよい。そのような場所は、たとえば、地下街、鉄道の車両等も含む。
【０２４８】
この場合は、１つの屋内送信機のカバーする領域の大きさを制限できるので、屋内送信機からの送信信号強度を大きくする必要がなく、日本の電波法のような電波使用を規制する法令等の規制以下の送信電力とするのが容易で、屋内送信機の設置のために特別の免許が不要となる。
【０２４９】
＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る位置情報提供装置は、屋内送信機に含まれるデータに基づいて位置を特定する代わりに、その送信機を識別するためのデータを、その送信機に関する情報を提供する装置に送信する場合に、位置情報を取得できる処理を携帯電話網を用いた通信とする。したがって、第１の実施の形態または第２の実施の形態の位置情報提供装置を携帯電話機を用いて実現できる。
【０２５０】
なお、衛星からの測位信号に基づいて、位置の測位をする構成については共通であるので、以下では、主として、送信機ＩＤを屋内送信機から受信した場合の動作について説明する。
【０２５１】
図１９は、本実施の形態に係る位置情報提供装置の使用態様を表わす図である。当該位置情報提供装置は、携帯電話１２００として実現される。携帯電話１２００は、屋内送信機１２１０によって発信された測位信号を受信できる。屋内送信機１２１０は、インターネット１２２０に接続されている。インターネット１２２０には、屋内送信機１２１０の情報を提供可能な情報提供サーバ１２３０が接続されている。情報提供サーバ１２３０には、複数の送信機ＩＤとこれらにそれぞれ対応する位置情報とがデータベースに登録されているものとする。インターネット１２２０には、携帯電話１２００との通信を行なう基地局１２４０も接続されている。
【０２５２】
携帯電話１２００が、屋内送信機１２１０によって発信された信号を受信すると、その信号の中から、屋内送信機１２１０を識別するための送信機ＩＤを取得する。送信機ＩＤは、たとえば、屋内送信機１２１０によって発信された信号中のメッセージに含まれている。携帯電話１２００は、その送信機ＩＤを（あるいはＰＲＮ−ＩＤとともに）情報提供サーバ１２３０に対して送信する。具体的には、携帯電話１２００は基地局１２４０との間で通信を開始し、取得した送信機ＩＤが含まれるパケットデータを、情報提供サーバ１２３０に送出する。
【０２５３】
情報提供サーバ１２３０は、その送信機ＩＤを認識すると、送信機ＩＤに関連付けられているデータベースを参照して、そのＩＤに関連する位置特定データを読み出す。情報提供サーバ１２３０が、そのデータを基地局１２４０に対して送信すると、基地局１２４０は、そのデータを発信する。携帯電話１２００は、そのデータの着信を検知すると、携帯電話１２００の使用者による閲覧操作に従って、そのデータから、送信機１２１０の位置およびその他の情報を取得することができる。
【０２５４】
ここで、図２０を参照して、携帯電話１２００の構成について説明する。図２０は、携帯電話１２００のハードウェア構成を表わすブロック図である。携帯電話１２００は、各々が電気的に接続された、アンテナ１３０８と、通信装置１３０２と、ＣＰＵ１３１０と、操作ボタン１３２０と、カメラ１３４０と、フラッシュメモリ１３４４と、ＲＡＭ１３４６と、データ用ＲＯＭ１３４８と、メモリカード駆動装置１３８０と、音声信号処理回路１３７０と、マイク１３７２と、スピーカ１３７４と、ディスプレイ１３５０と、ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）１３７６と、データ通信ＩＦ１３７８と、バイブレータ１３８４とを含む。
【０２５５】
アンテナ１３０８によって受信された信号は、通信装置１３０２によってＣＰＵ１３１０に転送される。ＣＰＵ１３１０は、その信号を音声信号処理回路１３７０に転送する。音声信号処理回路１３７０は、その信号に対して予め規定された信号処理を実行し、スピーカ１３７４に処理後の信号を送出する。スピーカ１３７４は、その信号に基づいて音声を出力する。
【０２５６】
マイク１３７２は、携帯電話１２００に対する発話を受け付けて、発話された音声に対応する信号を音声信号処理回路１３７０に対して出力する。音声信号処理回路１３７０は、その信号に基づいて通話のために予め規定された信号処理を実行し、処理後の信号をＣＰＵ１３１０に対して送出する。ＣＰＵ１３１０は、その信号を送信用のデータに変換し、通信装置１３０２に対して送出する。通信装置１３０２がアンテナ１３０８を介してその信号を発信すると、基地局１２４０は、その信号を受信する。
【０２５７】
フラッシュメモリ１３４４は、ＣＰＵ１３１０から送られるデータを格納する。逆に、ＣＰＵ１３１０は、フラッシュメモリ１３４４に格納されているデータを読み出し、そのデータを用いて予め規定された処理を実行する。
【０２５８】
ＲＡＭ１３４６は、操作ボタン１３２０に対して行なわれた操作に基づいてＣＰＵ１３１０によって生成されるデータを一時的に保持する。データ用ＲＯＭ１３４８は、携帯電話１２００に予め定められた動作を実行させるためのデータあるいはプログラムを格納している。ＣＰＵ１３１０は、データ用ＲＯＭ１３４８から当該データあるいはプログラムを読み出し、携帯電話１２００に予め定められた処理を実行させる。
【０２５９】
メモリカード駆動装置１３８０は、メモリカード１３８２の装着を受け付ける。メモリカード駆動装置１３８０は、メモリカード１３８２に格納されているデータを読み出し、ＣＰＵ１３１０に送出する。逆に、メモリカード駆動装置１３８０は、ＣＰＵ１３１０によって出力されるデータを、メモリカード１３８２において確保されたデータ格納領域にデータを書き込む。
【０２６０】
音声信号処理回路１３７０は、前述のような通話に用いられる信号に対する処理を実行する。なお、ＣＰＵ１３１０と音声信号処理回路１３７０とフラッシュメモリ１３４４とＲＡＭ１３４６とデータ用ＲＯＭ１３４８とメモリカード駆動装置１３８０とが一体として構成されていてもよい。
【０２６１】
ディスプレイ１３５０は、ＣＰＵ１３１０から出力されるデータに基づいてそのデータによって規定される画像を表示する。たとえば、フラッシュメモリ１３４４が情報提供サーバ１２３０にアクセスするためのデータ（たとえばＵＲＬ）を格納している場合、ディスプレイ１３５０は、そのＵＲＬを表示する。
【０２６２】
ＬＥＤ１３７６は、ＣＰＵ１３１０からの信号に基づいて予め定められた発光動作を実現する。たとえば、ＬＥＤ１３７６が複数の色を表示可能な場合には、ＬＥＤ１３７６は、ＣＰＵ１３１０から出力される信号に含まれるデータに基づいて、そのデータに関連付けられている色で発光する。
【０２６３】
データ通信ＩＦ１３７８は、データ通信用のケーブルの装着を受け付ける。データ通信ＩＦ１３７８は、ＣＰＵ１３１０から出力される信号を当該ケーブルに対して送出する。あるいは、データ通信ＩＦ１３７８は、当該ケーブルを介して受信されるデータをＣＰＵ１３１０に対して送出する。
【０２６４】
バイブレータ１３８４は、ＣＰＵ１３１０から出力される信号に基づいて予め定められた周波数で発振動作を実行する。携帯電話１２００の基本的な動作は、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、ここでは詳細な説明は繰り返さない。
【０２６５】
携帯電話１２００は、さらに、測位信号受信用のアンテナ１３１６と、測位信号受信フロントエンド部１３１４とを備える。
【０２６６】
ここで、測位信号受信フロントエンド部１３１４は、図１３で説明した位置情報提供装置１００の構成のうち、ハードウェアで実現されるとしたアンテナ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を含む。一方、位置情報提供装置１００の構成のうちソフトウェアで実現されるとしたベースバンドプロセッサ４１０およびナビゲーションプロセッサ４３０の処理は、フラッシュメモリ１３４４からＲＡＭ１３４６にロードされたプログラムによりＣＰＵ１３１０上の測位処理部１３１２が実行することができる。なお、ここでも、コリレータ部４１２の処理については、ソフトウェアの代わりにハードウェアにより実現される構成とすることもできる。なお、ハードウェアの構成およびソフトウェアの構成については、図１７で説明した位置情報提供装置１０００と同様の構成とすることもできる。
【０２６７】
また、図２０の構成においても、ＣＰＵ１３１０がメモリ１３４４（またはＲＡＭ１３４６、ＲＯＭ１３４８）からレプリカコードを読み出してコリレータに与えるタイミングについて、図１３および図１４で説明したようなドップラー効果に対する補正をドップラー処理部４１８により行うこととして、ＡＤＲデータを取得し、ＡＤＲによるレンジングを行う構成とすることが可能である。
【０２６８】
図２１を参照して、情報提供サーバ１２３０の具体的な構成について説明する。図２１は、情報提供サーバ１２３０のハードウェア構成を表わすブロック図である。情報提供サーバ１２３０は、たとえば、周知のコンピュータシステムによって実現される。
【０２６９】
情報提供サーバ１２３０は、主たるハードウェアとして、ＣＰＵ１４１０と、情報提供サーバ１２３０の使用者による指示の入力を受け付けるマウス１４２０，キーボード１４３０と、ＣＰＵ１４１０によるプログラムの実行により生成されたデータ、あるいはマウス１４２０もしくはキーボード１４３０を介して入力されたデータを一時的に格納するＲＡＭ１４４０と，大容量のデータを不揮発的に格納するハードディスク１４５０と，ＣＤ−ＲＯＭ（Compact  Disk-Read  Only  Memory）駆動装置１４６０と、モニタ１４８０と、通信ＩＦ１４７０とを含む。当該ハードウェアは、相互にデータバスによって接続されている。ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置１４６０には、ＣＤ−ＲＯＭ１４６２が装着される。
【０２７０】
情報提供サーバ１２３０を実現するコンピュータシステムにおける処理は、当該ハードウェアおよびＣＰＵ１４１０によって実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、ハードディスク１４５０に予め格納されている場合がある。また、ソフトウェアは、ＣＤ−ＲＯＭ１４６２その他のデータ記録媒体に格納されて、プログラム製品として流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている他の情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラム製品として提供される場合もある。このようなソフトウェアは、ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置１４６０その他のデータ読取装置によってそのデータ記録媒体から読み取られて、あるいは通信ＩＦ１４７０を介してダウンロードされた後、ハードディスク１４５０に一旦格納される。そのソフトウェアは、ＣＰＵ１４１０によってハードディスク１４５０から読み出され、ＲＡＭ１４４０に実行可能なプログラムの形式で格納される。ＣＰＵ１４１０は、そのプログラムを実行する。
【０２７１】
図２１に示される情報提供サーバ１２３０を実現するコンピュータシステムのハードウェアは、一般的なものである。したがって、本発明に係る情報提供サーバ１２３０の本質的な部分は、ＲＡＭ１４４０、ハードディスク１４５０、ＣＤ−ＲＯＭ１４６２その他のデータ記録媒体に格納されたソフトウェア、あるいはネットワークを介してダウンロード可能なソフトウェアであるとも言える。なお、上記コンピュータシステムのハードウェアの動作は周知である。したがって、詳細な説明は繰り返さない。
【０２７２】
なお、記録媒体としては、前述のＣＤ−ＲＯＭ１４６２、ハードディスク１４５０などに限られず、磁気テープ、カセットテープ、光ディスク（ＭＯ（Magnetic  Optical  Disc）／ＭＤ（Mini  Disc）／ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc））、ＩＣ（Integrated  Circuit）カード（メモリカードを含む）、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＲＯＭなどの半導体メモリ等の固定的にプログラムを担持可能な媒体でもよい。
【０２７３】
また、ここでいうプログラムとは、ＣＰＵ１４１０によって直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラムなどを含む。
【０２７４】
図２２を参照して、情報提供サーバ１２３０に保持されるデータ構造について説明する。図２２は、ハードディスク１４５０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。ハードディスク１４５０は、データを格納するための領域１５１０〜１５５０を含む。
【０２７５】
ハードディスク１４５０に格納されているデータレコードを識別するためのレコードＮｏ．は、領域１５１０に格納されている。測位信号を発信する送信機を識別するための送信機ＩＤは、領域１５２０に格納されている。その送信機が設置されている場所を表わすためのデータ（座標値）は、領域１５３０に格納されている。このデータは、たとえば各送信機が設置されるごとにハードディスク１４５０に格納されている。当該送信機が設置されている場所の具体的な名称は、領域、１５４０に格納されている。このデータは、たとえばハードディスク１４５０に格納されているデータを管理する管理者（あるいは情報提供サーバ１２３０を用いて位置情報を提供するサービスの提供者）が認識できるように用いられる。当該送信機が設置されている住所を表わすデータは、領域１５５０に格納されている。このデータも、領域１５４０に格納されているデータと同様に、管理者によって使用される。
【０２７６】
情報提供サーバ１２３０による送信機の位置情報の提供は、以下のとおりである。携帯電話１２００は、受信した信号から取得したメッセージに含まれる送信機ＩＤと、情報提供サーバ１２３０にアクセスするためのデータ（ＵＲＬ等）とを用いて、位置情報を要求するパケットデータ（以下、「リクエスト」という。）を生成する。携帯電話１２００は、そのリクエストを基地局１２４０に対して送信する。この送信は、公知の通信処理によって実現される。基地局１２４０は、そのリクエストを受信すると、情報提供サーバ１２３０に転送する。
【０２７７】
情報提供サーバ１２３０は、そのリクエストの受信を検知する。ＣＰＵ１４１０は、そのリクエストの中から送信機ＩＤを取得し、ハードディスク１４５０を検索する。具体的には、ＣＰＵ１４１０は、取得した送信機ＩＤと、領域１５２０に格納されている送信機ＩＤとが一致するか否かのマッチング処理を行なう。マッチング処理の結果、携帯電話１２００から送信されたデータに含まれる送信機ＩＤに一致する送信機ＩＤが存在する場合には、ＣＰＵ１４１０は、その送信機ＩＤに関連付けられている座標値（領域１５３０）を読み出し、位置情報を携帯電話１２００に返信するためのパケットデータを生成する。具体的には、ＣＰＵ１４１０は、座標値を有するデータに加えて携帯電話１２００のアドレスをヘッダに付加してパケットデータを生成する。ＣＰＵ１４１０は、通信ＩＦ１４７０を介して、基地局１２４０に対してそのパケットデータを送信する。
【０２７８】
基地局１２４０は、情報提供サーバ１２３０によって送信されたパケットデータを受信すると、そのデータに含まれるアドレスに基づいてパケットデータを発信する。なお、基地局１２４０は、受信したパケットデータと受信時刻とを不揮発性の記憶装置（たとえば、ハードディスク装置）に格納してもよい。これにより、携帯電話１２００の使用者による位置情報の取得の履歴が残されるため、使用者が移動した経路も把握可能になる。
【０２７９】
携帯電話１２００が、基地局１２４０からの電波が届く範囲に存在する場合、基地局１２４０によって発信されたパケットデータを受信する。携帯電話１２００の使用者が受信したデータを閲覧するために予め規定された操作（たとえば、電子メールを閲覧するための操作）を実行すると、ディスプレイ１３５０は、当該送信機の座標値を表示する。これにより、当該使用者は、大体の位置を知ることができる。このようにすると、屋内に設置される送信機の各々に対して座標値を予め登録する必要がないため、送信機の設置場所の変更をより柔軟に行なうことができる。
【０２８０】
以上のようにして、本実施の形態に係る位置情報提供システムでも、地上に設置された送信機から発信される信号は、状況によって、当該送信機を識別するためのデータ（送信機ＩＤ）を含んでいる。このデータは、当該送信機の位置情報を提供するサーバ装置において、当該位置情報に関連付けられて格納されている。位置情報提供装置として機能する携帯電話１２００は、送信機ＩＤを当該サーバ装置に送信することにより、上記位置情報を取得する。このような情報の提供方法を利用した場合、送信機の位置情報を当該送信機自身に保持させる必要がないため、送信機の設置場所を容易に変更することができる。
【０２８１】
＜位置情報提供システムの構築＞
次に、図２３から図２９を参照して、本発明の実施の形態に係る位置情報提供システムの構築を支援するための仕組みについて説明する。図２３は、位置情報提供システムを構成する屋内送信機の設置場所の決定を支援する設定システム２３００の使用態様を表わす図である。ある局面において、設定システム２３００は、建物の設計情報と、地理的情報とをリンクすることにより、ＧＩＳ（Geographic  Information  System：地理情報システム）として機能することができる。
【０２８２】
設定システム２３００は、ネットワーク２３４０に接続されている。ネットワーク２３４０には、クライアントＰＣ（Personal  Computer）２３１０，２３２０，２３３０と、ＩＭＥＳ（Indoor  Messaging  System）設置検討システムデータベース２３５０とが接続されている。ＩＭＥＳ設置検討システムデータベース２３５０には、遠隔監視システム２３６０が接続されている。遠隔監視システム２３６０は、ＶＰＮ（Virtual  Private  Network）２３７０を介してローカル監視システム２３８０に接続されている。
【０２８３】
設定システム２３００とＩＭＥＳ設置検討システムデータベース２３５０とは、それぞれ周知の構成を有するコンピュータシステムによって実現される。たとえば、当該コンピュータシステムは、図２１に示される構成を備える。他の局面において、設定システム２３００とＩＭＥＳ設置検討システムデータベース２３５０とは、同一のコンピュータシステムによって実現されてもよい。ＩＭＥＳ設置検討システムデータベース２３５０は、たとえば、フロアＣＡＤ（Computer-Aided  Design）データと、フロア属性情報と、屋内ＮＷ（Network）データと、ＩＭＥＳパラメータ情報と、配置情報とを格納している。
【０２８４】
フロアＣＡＤデータは、たとえば周知のＣＡＤシステムによって作成される。フロア属性情報は、屋内送信機が設置される特定の空間における属性を表わす。たとえば、フロア属性情報は、その空間の面積、高さ、空間を構成する壁・天井の材質、壁のレイアウトなどを含む。屋内ＮＷデータは、屋内送信機が設置される場所に配置されるデータ通信のためのネットワークの配置情報を含む。フロアＣＡＤデータのフォーマットは、たとえば、ＤＸＦ（Data  eXchange  Format）であるが、その他のフォーマットのデータが用いられてもよい。
【０２８５】
ＩＭＥＳパラメータ情報は、当該フロアに配置される各屋内送信機に固有な情報を含む。当該固有な情報は、屋内送信機のそれぞれを識別するためのデータ、各屋内送信機に割り当てられたＰＲＮコード、ＩＭＥＳとして使用するために当該屋内送信機に割り当てられた位置情報（たとえば、住所、緯度，経度，高度など）を含む。配置情報は、当該フロアにおける屋内送信機の位置を含む。たとえば、配置情報は、屋内送信機を識別するためのデータとフロアの位置情報とが関連付けられた態様で構成される。
【０２８６】
ＩＭＥＳ設置検討システムデータベース２３５０に格納されるデータは、設定システム２３００によって作成される。ある局面において、設定システム２３００は、設定システム２３００に対する入力を受け付けるための入力装置と、画像を表示する表示装置と、屋内送信機が設置可能な場所を三次元で表示する設計情報を格納するための記憶装置と、設定システム２３００の動作を制御するためのプロセッサとを備える。当該プロセッサは、設計情報に基づいて表示される画面に、屋内送信機が設置される場所を特定するための１つ以上の場所候補を表示する。プロセッサは、その画面に、屋内送信機の出力範囲も表示する。さらに、プロセッサは、屋内送信機を識別するためのデータと、当該１つ以上の場所候補から選択された１つの場所候補と、設計情報とを関連付けて記憶装置に格納するように構成されている。
【０２８７】
他の局面において、プロセッサは、複数の屋内送信機の各々の出力範囲に基づいて各々の送信機の場所候補を表示してもよい。たとえば、各出力範囲が重複する部分を有するように、各々の屋内送信機の場所候補を配置する。
【０２８８】
さらに他の局面において、設定システム２３００は、設計情報と、設計情報に関連付けられた１つの場所候補とを出力するための出力装置をさらに備えてもよい。出力装置は、たとえばＩＭＥＳ設置検討システムデータベース２３５０と通信するためのインターフェイスを含む。出力装置は、ディスプレイ装置を含む。たとえば、送信器の場所候補の表示の際には、場所候補の位置あるいは名称等に基づくソートが行なわれてもよい。また、同一のＰＲＮ−ＩＤが各屋内送信機に割り当てられないように、プロセッサは、各ＰＲＮ−ＩＤを割り当てるように構成されてもよい。この場合の割り当てのロジックは、一例として、たとえば、以下のとおりである。屋内送信機用に割り当てられているＰＲＮ−ＩＤの数は有限個であって、たとえば、Ｎ個とする。この場合、第１の送信機を中心とする円の周囲に、他の送信機を中心とする円を外接するように配置することを考える。第１の送信機に割り当てられたＰＲＮ−ＩＤ以外のＰＲＮ−ＩＤが使用可能である。そうすると、（Ｎ−１）個のＰＲＮ−ＩＤが当該他の送信機に使用可能である。そこで、設定システム２３００の使用者は、第１の屋内送信機に対して割り当てられるＰＲＮ−ＩＤを初期値として設定すると、設定システム２３００は、その初期値以外のＰＲＮ−ＩＤに基づいて、たとえば、各送信器に対して使用可能なＰＲＮ−ＩＤを順次列挙することにより、各送信機とＰＲＮ−ＩＤとの割り当てを行なう。
【０２８９】
また、より簡易的には、送信機による電波範囲を６角形と仮定すると、６角形に外接する６角形の数は、６である。そこで、合計７個のＰＲＮ−ＩＤを各送信機に割り当てることにより、同一のＰＲＮ−ＩＤが隣接する各屋内送信機に割り当てられることを防止することができる。なお、信号の届く範囲が重なる領域については、たとえば、位置情報提供装置としての携帯電話１２００が受信した信号の強度が強い信号を採用することにより、位置を特定することができる。
【０２９０】
クライアントＰＣ２３１０，２３２０，２３３０は、位置情報提供システムが構築される建築物の画面データを編集するエディタを含む。また、クライアントＰＣ２３１０，２３２０，２３３０は、当該建築物の各階の環境情報その他の属性情報の編集を行なうこともできる。属性情報は、当該階の広さ、レイアウト、壁の材質などを含む。属性情報は、建築物の設計情報から入手可能なデータであるが、クライアントＰＣ２３１０，２３２０，２３３０のユーザが当該属性情報を直接入力することもできる。
【０２９１】
遠隔監視システム２３６０は、屋内送信機が使用するパラメータを、当該屋内送信機に入力することができる。たとえば、遠隔監視システム２３６０は、当該パラメータをネットワークを介して屋内送信機に送信することができる。送信の態様は、有線および無線のいずれであってもよい。
【０２９２】
遠隔監視システム２３６０は、さらに、ネットワークを経由して、他の情報管理システムと通信することができる。たとえば、遠隔監視システム２３６０は、測位のための信号を発信または伝送する情報管理システムと通信することができる。遠隔監視システム２３６０は、当該情報管理システムから最新の情報を受けることができる。あるいは、遠隔監視システム２３６０は、診断機能を有していてもよい。たとえば、遠隔監視システム２３６０は、屋内送信機の状態あるいは当該屋内送信機を使用する位置情報提供システムの作動状態を、当該情報管理システムに対して、定期的にあるいは要求に応じて報告することもできる。
【０２９３】
［制御構造］
図２４を参照して、本実施の形態に係る設定システム２３００の制御構造について説明する。図２４は、設定システム２３００を実現するコンピュータシステムのＣＰＵが実行する処理を表わすフローチャートである。設定システムを実現するコンピュータシステムは、たとえば、図２１に示される周知の構成を有する。そこで、このような構成を援用して、設定システム２３００の制御構造を説明する。
【０２９４】
ステップＳ２４５０にて、ＣＰＵは、設定システム２３００に与えられた、ラスター形式の図面をベクトルデータ化する。ベクトルデータへの変換は、周知の技術により行なわれる。図面は、平面図、立面図、断面図、求積図などであるが、これらに限られない。
【０２９５】
ステップＳ２４２０にて、ＣＰＵは、データベース登録用のフロアＣＡＤデータを作成する。フロアＣＡＤデータは、たとえば、建物の各階ごとに、当該階のレイアウトデータを含む。当該階の高さは、別個の属性情報として与えられる。フロアＣＡＤデータを作成することにより、データ仕様が統一されるため、データベースによる一元管理が可能となる。また、属性情報も、データベースによる一元管理が可能となる。
【０２９６】
ステップＳ２４３０にて、ＣＰＵは、データベース登録用の屋内ネットワーク（ＮＷ）を作成する。屋内ネットワークは、各屋内送信機をネットワーク接続するために使用される。このネットワークを用いて、管理装置から各屋内送信機に対して、登録用データを送信し、登録済みのデータを更新することが可能になる。あるいは、当該階において構築される汎用のネットワークと、各屋内送信機とをリンクすることができる。あるいは、当該階を歩く使用者が携帯電話機その他の携帯通信端末を使用する局面において、当該携帯通信端末が有する通信機能を用いた情報通信も可能となる。
【０２９７】
ステップＳ２４４０にて、ＣＰＵは、作成したフロアＣＡＤデータと屋内ネットワークのデータとをデータベースとして登録する。
【０２９８】
ステップＳ２４５０にて、ＣＰＵは、当該データベースに対して、屋内送信機の設置場所を特定するためのデータの入力を受け付ける。たとえば、使用者は、マウスを操作して、１つまたは複数の屋内送信機の各々を設置する場所を、モニタの画面に表示された平面図（フロアＣＡＤデータ）に入力する。あるいは、ＣＰＵは、使用者によって入力された１つの配置場所に基づいて、屋内送信機の送信出力および電波範囲を考慮して、他の配置場所を候補として表示してもよい。この場合、たとえば、ＣＰＵは、最初の１つの配置場所を起点として、その場所に設置される屋内送信機の電波範囲と、他の場所に配置される屋内送信機の電波範囲とを加算した距離だけ離れた場所を、他の屋内送信機の配置場所の候補としてモニタに表示する。この場合、ＣＰＵは、複数の候補から特定の候補に絞るために、たとえば、最初の屋内送信機が配置される場所の緯度および経度と同じ緯度または経度上に、他の屋内送信機の配置場所の候補を表示してもよい。なお、位置情報提供システムが設置される建築物（商業ビル、マンション等）が同一のレイアウトを有する複数階からなる場合には、ＣＰＵは、１つの階について最初に確定されたデータを流用することもできる。
【０２９９】
ステップＳ２４６０にて、ＣＰＵは、屋内送信機から出力される電波の範囲に基づいて、屋内送信機の設置場所をシミュレーションする。たとえば、ＣＰＵは、メモリから、各屋内送信機の属性情報を読み出し、その属性情報に基づいて、当該屋内送信機がカバーし得る範囲を表示装置に表示する。属性情報は、屋内送信機から発信される電波が届く範囲、送信出力等を含む。さらに、ＣＰＵは、その範囲が互いに隣接するか否かを判断する。隣接する範囲がない場合には、ＣＰＵは、いずれかの屋内送信機の場所を予め設定された値だけ変更することにより、各屋内送信機によってカバーされる範囲が重複するように場所の候補を変更する。あるは、ＣＰＵは、使用者の入力に従って、場所の候補を変更してもよい。この場合、使用者は、画面を参照しながら、各屋内送信機の場所を決定することができる。
【０３００】
ステップＳ２４７０にて、ＣＰＵは、屋内送信機の設置場所が確定したか否かを判断する。この判断は、たとえば、設定システム２３００に対して与えられる管理者の入力に基づいて行なわれる。他の局面において、この判断は、屋内送信機が設置される場所においていずれかの屋内送信機によってカバーされない範囲が存在しなくなった場合の有無を検知することにより行なわれてもよい。ＣＰＵは、屋内送信機の設置場所が確定したと判断すると（ステップＳ２４７０にてＹＥＳ）、制御をステップＳ２４８０に切り換える。そうでない場合には（ステップＳ２４７０にてＮＯ）、ＣＰＵは、制御をステップＳ２４５０に戻す。
【０３０１】
ステップＳ２４８０にて、ＣＰＵは、屋内送信機の設置場所と、フロアＣＡＤデータとを関連付けて記憶装置に保存し、ステップＳ２４４０において登録したデータベースを更新する。
【０３０２】
ステップＳ２４９０にて、ＣＰＵは、設定システム２３００に対して与えられる命令に基づいて、更新後のデータベースの内容をＩＭＥＳ設置検討システムデータベース２３５０に出力し、さらに、遠隔監視システム２３６０にも出力する。
【０３０３】
［表示態様］
図２５を参照して、設定システム２３００における画面の表示態様について説明する。図２５は、設定システム２３００が備える表示装置によって表示される画面の一例を表わす図である。図２５（Ａ）を参照して、当該表示装置は、屋内送信機の設置場所となる特定のフロアを三次元で表示する。図２５（Ｂ）を参照して、設定システム２３００は、当該フロアＣＡＤデータに対して、屋内送信機２５１０，２５２０，２５３０を表わす各画像を表示する。これらの画像の表示は、たとえば、最初の屋内送信機を表示するために与えられた入力に基づいて、予め設定された間隔に従って行なわれる。あるいは、設定システム２３００のオペレータによる入力に基づいていずれかの画像が変更されてもよい。この場合、変更後のデータが設定システム２３００の揮発メモリに一時的に書き込まれ、その後の設置場所のシミュレーションに用いられ得る。
【０３０４】
なお、図２５（Ａ）に示される画面は、特定のフロアを特定の方向から表わしたものであるが、他の方向から表わした画面も使用可能である。また、設定システム２３００が表示するフロアは、特定のフロアに限られず、設定システム２３００に対して与えられた設計情報に基づいて作成されるデータから導かれるいずれのフロアであってもよい。
【０３０５】
［データ構成］
図２６を参照して、設定システム２３００のデータ構造について説明する。図２６は、屋内送信機を設置するために生成されたデータであって設定システム２３００が格納しているデータを概念的に表わす図である。図２６（Ａ）を参照して、記憶装置は、屋内送信機を設置するための場所として二次元で表わされたデータを格納している。図２６（Ｂ）を参照して、記憶装置は、データ２６１０に加えて、当該フロアに構築されるネットワーク配線２６２０をさらに格納している。
【０３０６】
図２６（Ｃ）を参照して、記憶装置は、当該フロアの属性情報２６３０を格納している。属性情報２６３０は、たとえば、建物の名称（ＸＸＸビル）と、所有者（ＹＹＹ株式会社）と、建物の階数／店舗の階数（８階／３階）と、部屋または店舗の名称（ＺＺＺショップ）と、当該フロアの天井の高さ（２８００ｍｍ）その他の情報を含む。
【０３０７】
［ＩＭＥＳ設置検討システムデータベース２３５０のデータ構造］
図２７を参照して、本実施の形態に係るＩＭＥＳ設置検討システムデータベース２３５０におけるデータ構造について説明する。図２７は、当該データベースが有する記憶装置におけるデータの格納の一態様を表わす図である。
【０３０８】
ＩＭＥＳ設置検討システムデータベース２３５０は、設定システム２３００によって生成されたデータを記憶装置に格納する。当該記憶装置は、登録用フロアＣＡＤデータ・屋内ＮＷデータ２７１０と、登録用フロア属性情報２７２０と、ＩＭＥＳパラメータ基本情報２７３０とを格納している。これらのデータは、相互に関連付けられている。
【０３０９】
フロアＣＡＤデータ・屋内ＮＷデータ２７１０は、図２６（Ｂ）に示されるデータと同じである。登録用フロア属性データ２７２０は、図２６（Ｃ）に示されるフロア属性情報２６３０と同じである。
【０３１０】
ＩＭＥＳパラメータ基本情報２７３０は、機種ＩＤ（製造番号）と、位置情報（緯度、経度、高さ）と、ＰＲＮと、屋内送信機の送信出力と、送信範囲などの情報を含む。機種ＩＤは、当該屋内送信機に固有な番号であってたとえば製造番号、製品番号などが用いられる。位置情報は、当該屋内送信機が設置される場所を表わす情報であって、たとえばＧＰＳシステムその他の衛星測位システムによって取得される。あるいは、当該屋内送信機が用いられる建築物の場所に対してその建築物の設計情報を加味することにより得られる。たとえば、建築物の基礎の座標値に、当該設計情報を反映することもできる。
【０３１１】
ＰＲＮは、当該屋内送信機に割り当てられるコードであって、測位衛星に割り当てられるＰＲＮとは異なるものである。送信出力は、屋内送信機の信号出力であって、当該屋内送信機の設計仕様として予め規定されている。送信範囲も同様に、屋内送信機に固有なデータとして予め規定されている。
【０３１２】
［出力範囲のシミュレーション］
図２８を参照して、屋内送信機による出力範囲のシミュレーションについて説明する。図２８は、設定システム２３００によって実現される屋内送信機のシミュレーションを表わす図である。設定システム２３００は、表示装置（たとえば、モニタ１４８０）に屋内送信機２５１０，２５２０，２５３０を表示する。さらに、設定システム２３００は、各屋内送信機の場所を中心に、ＩＭＥＳパラメータ基本情報２７３０に基づいて、各屋内送信機の出力範囲を表示する。表示装置は、その出力範囲を電波範囲２８１０，２８２０，２８３０としてそれぞれ表示する。
【０３１３】
図２８に示される例では、電波範囲２８１０，２８２０，２８３０はそれぞれ離れているため、各屋内送信機から出力される電波が受信されない領域が存在する。したがって、設定システム２３００のオペレータは、マウスその他の入力装置を操作して、屋内送信機２５１０，２５２０，２５３０の画面上における場所をそれぞれ変更することができる。あるいは、設定システム２３００のＣＰＵが、その電波範囲２８１０，２８２０，２８３０のデータを用いて重複する範囲が存在するように各屋内送信機２５１０，２５２０，２５３０の位置を変更してもよい。この場合、変更する移動量は、設定システム２３００に対して予め設定されている。
【０３１４】
本実施の形態に係る設定システム２３００は、ある局面において、セキュリティ機能を備えていてもよい。たとえば、アクセス権限が付与された特定の管理者のみが、各送信機に対するＰＲＮ−ＩＤの割り当て又は変更を行なうことができる。
【０３１５】
［遠隔監視システム］
図２９を参照して、本実施の形態に係る遠隔監視システム２３６０について説明する。図２９は、遠隔監視システム２３６０を含む監視システム全体の構築の一態様を表わす図である。遠隔監視システム２３６０は、ＶＰＮ２３７０に接続されている。ＶＰＮ２３７０には、さらに、別のネットワークシステム２９１０が接続されている。ネットワークシステム２９１０は、ローカルエリアネットワーク２９２０を介して、ローカル監視システム２３８０にさらに接続されている。
【０３１６】
遠隔監視システム２３６０は、周知の構成を有するコンピュータシステムによって実現される。遠隔監視システム２３６０は、ＩＭＥＳ設置検討システムデータベース２３５０から送られたデータ（図２３参照）を格納している。遠隔監視システム２３６０は、ローカル監視システム２３８０から送られるデータに基づいて、屋内送信機の設定、動作状態の監視、異常の検知などを行なうことができる。
【０３１７】
ネットワークシステム２９１０は、遠隔監視システム２３６０と、ローカル監視システム２３８０との通信を管理するゲートウェイ装置として機能する。ネットワークシステム２９１０は、他の局面において、ローカル監視システム２３８０を包含する構成であってもよい。
【０３１８】
ローカル監視システム２３８０は、周知の構成を有するコンピュータシステムと、前述の各実施の形態に係る屋内送信機とを含む。当該コンピュータシステムは、屋内送信機にそれ接続される。この場合、当該コンピュータシステムは直接屋内送信機に接続されてもよく、あるいは、他の局面において、マスタ装置を介して接続されてもよい。この場合、当該マスタ装置は、複数の屋内送信機の各々との通信を実現する。たとえば、マスタ装置は、ビルの各フロア毎に１台ずつ設けられ、当該フロアに設置される複数の屋内送信機のすべてを監視することができる。マスタ装置も、周知の構成を有するコンピュータシステムによって実現される。
【０３１９】
他の局面において、ローカル監視システム２３８０は、携帯電話機その他の携帯通信端末から発信された信号に基づいて、屋内送信機の内部のデータを読み出し、また、書き込みすることができる。この場合の通信方式は特に限られないが、監督官庁による規制を受けない程度の出力を使用する通信方式が好ましい。なお、携帯通信端末の通信規格は、たとえば、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association）、Bluetooth（登録商標：ブルートゥース）等であるが、その他の通信規格であってもよい。
【０３２０】
また、当該携帯通信端末は、ＩＭＥＳ設置検討システムデータベース２３５０に対して、屋内送信機に関連する情報を送信し、保存させてもよい。これにより、携帯通信端末の使用者は、屋内送信機の作動状態を確認しながら、当該屋内送信機の動作を規定するパラメータ（たとえば、送信出力）を調整することが可能となる。
【０３２１】
以上のようにして、本実施の形態に係る設定システム２３００は、１つ以上の屋内送信機の配置場所を、各階の図面データ上にプロットすることができる。これにより、複数の屋内送信機の各々の配置場所の決定を容易に行なうことができる。
【０３２２】
＜信号フォーマット＞
本実施の形態に係る屋内送信機２００あるいはＧＰＳ衛星が送信する信号のフォーマットは、上述の態様に限られない。そこで、図３０〜図３５を参照して、他のフォーマットについて説明する。
【０３２３】
［メッセージタイプ＝０］
図３０は、３ワードからなるＬ１Ｃ／Ａ信号のフォーマットを概念的に表わす図である。この信号は、第１ワード３０１０と、第２ワード３０２０と、第３ワード３０３０とを含む。各ワードの長さは３０ビットである。この信号のメッセージタイプは、たとえば、「０」である。
【０３２４】
第１ワード３０１０は、８ビットのプリアンブル３０１１と、３ビットのメッセージタイプＩＤ３０１２と、８ビットの階データ３０１３と、２ビットの緯度（ＬＳＢ）３０１４と、３ビットの経度（ＬＳＢ）３０１５と、６ビットのパリティ３０１６とを含む。メッセージタイプＩＤ３０１２のビットパターンは、たとえば、０００（＝タイプ「０」を示す）であるが、タイプに応じてその他のビットパターンも用いられ得る。この信号と、他の信号とが識別されるビットパターンであればよい。
【０３２５】
第２ワード３０２０は、３ビットのＣＮＴ３０２１と、２１ビットの緯度（ＭＳＢ）３０２２と、６ビットのパリティ３０２３とを含む。第３ワード３０３０は、３ビットのＣＮＴ３０３１と、２１ビットの緯度（ＭＳＢ）３０３２と、６ビットのパリティ３０３３とを含む。
【０３２６】
［メッセージタイプ＝１］
図３１は、４ワードからなるＬ１Ｃ／Ａ信号のフォーマットを概念的に表わす図である。この信号は、第１ワード３１１０と、第２ワード３１２０と、第３ワード３１３０と、第４ワード３１４０とを含む。各ワードの長さは３０ビットである。この信号のメッセージタイプは、たとえば、「１」である。
【０３２７】
第１ワード３１１０は、８ビットのプリアンブル３１１１と、３ビットのメッセージタイプＩＤ３１１２と、９ビットの階データ３１１３と、４ビットのリザーブ３１１４と、６ビットのパリティ３１１５とを含む。メッセージタイプＩＤ３１１２のビットパターンは、たとえば、００１（＝タイプ「１」を示す）であるが、タイプに応じてその他のビットパターンも用いられ得る。この信号と、他の信号とが識別されるビットパターンであればよい。
【０３２８】
第２ワード３１２０は、３ビットのＣＮＴ３１２１と、２１ビットの緯度（ＭＳＢ）３１２２と、６ビットのパリティ３１２３とを含む。第３ワード３１３０は、３ビットのＣＮＴ３１３１と、２１ビットの緯度（ＭＳＢ）３１３２と、６ビットのパリティ３１３３とを含む。第４ワード３１４０は、３ビットのＣＮＴ３１４１と、１２ビットの高度３１４２と、２ビットのリザーブ３１４３と、３ビットの緯度（ＬＳＢ）３１４４と、３ビットの経度（ＬＳＢ）３１４５と、６ビットのパリティ３１４６とを含む。
【０３２９】
［メッセージタイプ＝３］
図３２は、ショートＩＤを含むＬ１Ｃ／Ａ信号３２００のフォーマットを概念的に表わす図である。信号３２００のメッセージタイプは、たとえば、「３」である。
【０３３０】
信号３２００は、８ビットのプリアンブル３２２０と、３ビットのメッセージタイプＩＤ３２２０と、１２ビットのショートＩＤ（ＩＤｓ）３２３０と、１ビットのＢＤ３２４０と、６ビットのパリティ３２５０を含む。メッセージタイプＩＤ３２２０のビットパターンは、たとえば、０１１（＝タイプ「３」を示す）であるが、タイプに応じてその他のビットパターンも用いられ得る。この信号と、他の信号とが識別されるビットパターンであればよい。
【０３３１】
［メッセージタイプ＝４］
図３３は、ミディアムＩＤを含むＬ１Ｃ／Ａ信号のフォーマットを概念的に表わす図である。この信号のメッセージタイプは、たとえば、「４」である。
【０３３２】
この信号は、第１ワード３３１０と、第２ワード３３２０とを含む。第１ワード３３１０は、８ビットのプリアンブル３３１１と、３ビットのメッセージタイプＩＤ３３１２と、１２ビットのショートＩＤ（ＩＤＭ）（ＭＳＢ）３３１３と、１ビットのＢＤ３３１４と、６ビットのパリティ３３１５とを含む。メッセージタイプＩＤ３３１２のビットパターンは、たとえば、１００（＝タイプ「４」を示す）であるが、タイプに応じてその他のビットパターンも用いられ得る。この信号と、他の信号とが識別されるビットパターンであればよい。第２ワード３３２０は、３ビットのＣＮＴ３３２１と、２１ビットのミディアムＩＤ（ＩＤＭ）（ＬＳＢ）３３２２と、６ビットのパリティ３３２３とを含む。
【０３３３】
図３４を参照して、フレーム構成の一例について説明する。図３４は、ワード数に応じて構成されるフレーム構成を表わす図である。各ワードの長さは、３０ビットである。
【０３３４】
フレーム３４１０は、１ワードからなる。フレーム３４１０は、８ビットのプリアンブル３４１１と、３ビットのメッセージタイプＩＤ３４１２と、１３ビットのデータビット３４１３と、６ビットのパリティ３４１４とを含む。
【０３３５】
フレーム３４２０は、２ワードからなる。フレーム３４２０の第１ワードは、８ビットのプリアンブル３４２１と、３ビットのメッセージタイプＩＤ３４２２と、１３ビットのデータビット３４２３と、６ビットのパリティ３４２４とを含む。フレーム３４２０の第２ワードは、３ビットのＣＮＴ３４２５と、２１ビットのデータビット３４２６と、６ビットのパリティ３４２７とを含む。
【０３３６】
フレーム３４３０は、３ワードからなる。フレーム３４３０の第１ワードは、８ビットのプリアンブル３４３１と、３ビットのメッセージタイプＩＤ３４３２と、１３ビットのデータビット３４３３と、６ビットのパリティとを含む。フレーム３４３０の第２ワードは、３ビットのＣＮＴ３４３５と、２１ビットの３４３６と、６ビットのパリティ３４３７とを含む。フレーム３４３０の第３ワードは、３ビットのＣＮＴ３４３８と、２１ビットのデータビット３４３９と、６ビットのパリティ３４４０とを含む。
【０３３７】
図３５を参照して、フレーム構成の他の例について説明する。図３５は、ショートＩＤと、位置情報とを含むフレーム３５００を概念的に表わす図である。
【０３３８】
フレーム３５００の第１ワードは、プリアンブル３５１０と、メッセージタイプＩＤ３５１２と、データビット３５１２と、パリティ３５１３とを含む。第２ワードは、プリアンブル３５１４と、メッセージタイプＩＤ３５１５と、階データ３５１６と、パリティ３５１７とを含む。第３ワードは、ＣＮＴ３５１８と、緯度データ３５１９と、パリティ３５２０とを含む。第４ワードは、ＣＮＴ３５２１と、経度データ３５２２と、パリティ３５２３とを含む。位置情報は、第２〜第４ワードによって構成される。
【０３３９】
上述の信号フォーマットは例示的なものであって、本実施の形態に係る屋内送信機２００の適用は、このようなフォーマットに限定されない。
【０３４０】
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。
【産業上の利用可能性】
【０３４１】
本発明に係る位置情報提供装置は、たとえば、測位機能を有する携帯電話、携帯型測位端末、携帯型監視端末その他の測位のための信号を受信できる端末に適用可能である。また、本発明に係る送信機は、たとえば、屋内に設置される送信機その他の送信装置に適用可能である。
【符号の説明】
【０３４２】
１０  位置情報提供システム、１１０，１１１，１１２  ＧＰＳ衛星、１２０，１２１，１２２  送信機、１００−１，１００−２，１００−３，１００−４，１０００，１１６０，１１７０  位置情報提供装置、１３０  ビル、２００−１，２００−２，２００−３，１１１０，１１２０，１１３０，１２１０  屋内送信機、２１０  無線Ｉ／Ｆ，２２０  外部同期リンクポート，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，２５０  アナログブロック，１０１０，１３０８  アンテナ、１１４０，１１５０  領域、１２２０  インターネット、１３８２  メモリカード、１４６２  ＣＤ−ＲＯＭ。
【図１】
0005686956.tif 000002
【図２】
0005686956.tif 000003
【図３】
0005686956.tif 000004
【図４】
0005686956.tif 000005
【図５】
0005686956.tif 000006
【図６】
0005686956.tif 000007
【図７】
0005686956.tif 000008
【図８】
0005686956.tif 000009
【図９】
0005686956.tif 000010
【図１０】
0005686956.tif 000011
【図１１】
0005686956.tif 000012
【図１２】
0005686956.tif 000013
【図１３】
0005686956.tif 000014
【図１４】
0005686956.tif 000015
【図１５】
0005686956.tif 000016
【図１６】
0005686956.tif 000017
【図１７】
0005686956.tif 000018
【図１８】
0005686956.tif 000019
【図１９】
0005686956.tif 000020
【図２０】
0005686956.tif 000021
【図２１】
0005686956.tif 000022
【図２２】
0005686956.tif 000023
【図２３】
0005686956.tif 000024
【図２４】
0005686956.tif 000025
【図２５】
0005686956.tif 000026
【図２６】
0005686956.tif 000027
【図２７】
0005686956.tif 000028
【図２８】
0005686956.tif 000029
【図２９】
0005686956.tif 000030
【図３０】
0005686956.tif 000031
【図３１】
0005686956.tif 000032
【図３２】
0005686956.tif 000033
【図３３】
0005686956.tif 000034
【図３４】
0005686956.tif 000035
【図３５】
0005686956.tif 000036