(57)【要約】【課題】無線を用いた位置検出システムにおいて、送受信時刻の測定誤差による基地局間同期誤差を補正し、測位精度を上げることが本発明の課題である。【解決手段】予め基地局間の信号の送受信時刻の測定誤差を評価、記録する。基地局３，４間の送受信時刻ｔ１、ｔ２と基地局間距離で決まる信号伝搬時間Ｔとから信号送受信の処理遅延等による時刻の誤差を評価、記録する。もしくは基地局３，４に共通のクロックを与えた状態で基地局間の送信信号の測定時刻誤差を評価、記録する。測位時に基地局間の時刻のずれの測定結果に対して前記記録した誤差値を用いて補正を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局がそれぞれ異なる時刻を有し、各基地局間で送信される第１の無線信号の送信時刻または受信時刻を計測して基地局間相互の時刻のずれを検出し、前記各基地局と移動局との間で送信される第２の無線信号の受信時刻及び前記各基地局相互の時刻のずれを用いて前記移動局の位置を検出する無線システムであって、
前記第１の無線信号の該送信時刻と該受信時刻の差分と各基地局間距離とを用いて基地局間相互の時刻のずれの誤差を算出し、前記誤差を記録し、該誤差を用いて前記検出された基地局間相互の時刻のずれを補正して前記移動局の位置を検出することを特徴とする無線システム。
【請求項２】
請求項１記載の無線システムであって、前記各基地局が前記移動局から送信された第１の無線信号の受信時刻を測定し、前記移動局からの到来信号の受信時刻と前記各基地局相互の時刻のずれと前記各基地局の位置とを用いて移動局の位置を検出することを特徴とする無線システム。
【請求項３】
請求項１記載の無線システムであって、前記移動局が前記各基地局から送信された第２の無線信号の受信時刻を測定し、前記各基地局からの到来信号の受信時刻と前記各基地局相互の時刻のずれと前記各基地局の位置とを用いて位置を検出することを特徴とする無線システム。
【請求項４】
請求項１ないし３記載の無線システムであって、該基地局間相互の時刻のずれの誤差の算出は、各基地局に共通クロックを供給し、前記各基地局が該共通クロックに基づいて送信する前記第１の無線信号を用いて行われることを特徴とする無線システム。
【請求項５】
請求項１ないし３記載の無線システムであって、該基地局間相互の時刻のずれの誤差の算出は、前記基地局間で送信される２以上の前記第１の無線信号を用いて行われることを特徴とする無線システム。
【請求項６】
複数の基地局がそれぞれ異なる時刻を有するシステムにおいて、基地局間で送信される信号の、送信基地局で測定された送信時刻と受信基地局で測定された受信時刻との差分と、各基地局間距離とを用いて基地局間相互の時刻のずれの誤差を算出し、各基地局相互の時刻のずれの誤差を記録することを特徴とするサーバー。
【請求項７】
請求項６記載のサーバーであって、上記算出した各基地局相互の時刻のずれの誤差を、上記送信基地局及び上記受信基地局と対応付けて記録することを特徴とするサーバー。
【請求項８】
複数の基地局がそれぞれ異なる時刻を有するシステムにおいて、基地局間で送信される信号の、送信基地局で測定された送信時刻と受信基地局で測定された受信時刻との差分と、各基地局間距離とを用いて基地局間相互の時刻のずれの誤差を算出し、各基地局相互の時刻のずれの誤差を記録することを特徴とする移動局。
【請求項９】
請求項８記載の移動局であって、上記算出した各基地局相互の時刻のずれの誤差を、上記送信基地局及び上記受信基地局と対応付けて記録することを特徴とする移動局。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線通信システムにおける位置検出技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の基地局と移動局間の距離差を測定し、その測定結果と基地局位置とを用いて移動局位置を求めるシステムが開示されている。複数の基地局と移動局間の距離差を求めるために伝搬遅延時間差を測るので、基地局間の時間合わせが必要になる。例えば、特許文献１には複数の基地局からの信号から予め各基地局毎に決められた送信時間の差分を減算して信号の伝搬遅延時間差を得るシステムが開示されている。この例では基地局が同期しており、基地局毎に決められたタイミングで信号を送信するものである。
【０００３】
また、特許文献２には、複数基地局（ＢＴＳ）からの信号を移動局と既知位置の固定局との両局で同時に受信、比較し、両局で受信される各信号間の遅延を決定するシステムが開示されている。この例では基地局間が非同期であり、既知位置に設置された固定局での各基地局からの信号受信時間を用いて、各基地局から移動局への送信信号の時間差を補正するものである。
【０００４】
また、同出願人が先に出願した特願２００２−２６０７７２では次に説明する基地局間の同期補正が開示されている。この例は各基地局が無線信号の送信時刻または受信時刻を計測して基地局間相互の時計のずれを検出し、該ずれを用いて各基地局の時刻を補正する、または、位置計算の際に時計のずれを考慮に入れ、計算上、基地局間が同期しているのと等価の状態を作るものである。図１において、基地局３，４間の同期補正をする場合の従来例を説明する。基地局３から送信信号５を基地局４に送る。基地局３は信号５の送信時刻ｔ１を計測、記録し、基地局４は信号５の受信時刻ｔ２を計測、記録する。基地局ｉ、ｊはそれぞれ７，６によって、それぞれ時刻ｔ１、ｔ２と基地局ｉ、ｊの識別子とをサーバー１へ伝送する。基地局ｉ，ｊ間の距離Ｌもしくは基地局ｉ、ｊのアンテナ位置の座標が予め測定され、サーバー１に登録されているものとする。サーバー１は、基地局ｉに対する基地局ｊの時刻のずれＯを数１により求める。さらに時刻のずれＯを基地局ｉと基地局ｊ間の同期補正に用いる。但し、Ｔは基地局間の信号伝搬時間、ｃは信号伝搬の速さである。
【０００５】
【数１】
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【特許文献１】特開平７−１８１２４２号公報
【特許文献２】特表平１１−５１３４８２号公報
【発明が解決しようとする課題】
計測時間誤差や計測から送受信までの回路配線、処理遅延等により送信信号５の計測・記録時刻ｔ１、ｔ２と実際の送受信時刻とに差が生じる。図２に、図１の系内の信号送受信図を示す。時刻ｔ１に、δｔ、時刻ｔ２にδｒの誤差が生じるとする。数１で表される時刻のずれＯは数２の通り誤差（δｒ−δｔ）を持つこととなる。ここで誤差（δｒ−δｔ  ）は信号を送受信する基地局の組合せに依らず一定であるとする。一般に誤差が信号を送受信する基地局の組合せに依る場合には、誤差を（δｒｉ−δｔｊ  ）と記述する。ここでδｒｉとは信号を受信する基地局ｉで記録された信号受信時刻と真の受信時刻との差であり、δｔｊとは信号を送信する基地局ｊで記録された信号送信時刻と真の送信時刻との差であるとする。
【０００６】
【数２】
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基地局（位置測定専用の信号送受信機器も含む）間で信号送受信時間を計測・記録し、該基地局間の時刻のずれを補正するシステムにおいて、計測時刻と実際の送受信時刻の差分を較正し、同期精度を上げることが本発明の課題である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
機器間で信号送受信時間を計測し、該機器間の時刻のずれを補正するシステムにおいて、計測時刻と実際の送受信時刻との差分を補正する。予め基地局間の通信の送受信時刻を測定する。サーバーもしくは移動局において該送受信時刻と基地局間距離で決まる信号伝搬時間とから信号送受信の処理遅延等による時刻のずれの誤差の算出を行い記録する。基地局間の時刻のずれの測定結果に対して前記記録した誤差値を用いて補正を行う。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図３に本発明のシステム構成図の一例を示す。それぞれの基地局は有線（１５、１６、１７）でＬＡＮ２に接続されている。Ｔｉ  （ｉ＝２，  ３，  ２３）は信号伝搬時間である。Ｔｉは既知である基地局間距離Ｌｉ  （ｉ＝２，  ３，  ２３）と信号伝搬の速さｃから既知である。基地局間距離Ｌｉは、例えばサーバーが保持する基地局アンテナ座標から既知である。
【０００９】
図８に基地局の構成図の一例を示す。基地局９５は９、１０、１１のいずれであっても良い。ＬＡＮ  Ｉ／Ｆ部８７はＬＡＮ２に対するインタフェースである。  時間測定部９２でメモリー８８に記録された受信情報と既知の情報との相関を相関器８９で計算する。既知の信号とは例えば、無線パケット先頭のプリアンブルや同期ワードであって良い。ＣＰＵ８６が相関器８９の出力が最大となる時刻をメモリ８４に記録する。ＣＰＵ８６は相関器８９出力を補間した結果が最大となる時刻をメモリ８４に記録しても良い。基地局間相互の送受信タイミングをそろえる為に外部から各基地局に共通のクロックを供給しても良い。このため基地局９５は外部クロックの入力端子９１を備えても良い。
ＲＦ部８０はＤＡＣ８２からのベースバンド信号を無線周波数にアップコンバートしてアンテナに出力する。またＲＦ部８０はアンテナの受信信号をベースバンドにダウンコンバートしてＡＤＣ８１に出力する。ＡＤＣ８１はアナログ信号を入力してデジタル信号に変換して出力する。ＤＡＣ８２はデジタル信号を入力してアナログ信号に変換し出力する。ベースバンド部８３はＡＤＣ８１からの入力信号に復調やデスクランブルやＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ  ｃｏｄｅ）等の各種復号化の信号処理を行う。ＣＰＵ８６は復号された情報をメモリ８４に書き込む。またＣＰＵ８６は送信する信号をメモリから読み出し、ベースバンド部８３に入力する。ベースバンド部８３は無線送信する情報の符号化、変調を行いＤＡＣ８２に出力する。
【００１０】
基地局相互の時刻のずれの誤差が送受信する基地局の組に依らず一定として該時刻のずれの誤差を測定および記録し、該誤差を用いて基地局間相互の時刻のずれを補正する例を説明する。各基地局が移動局からの到来信号の受信時刻を測定し測位に用いる場合で、基地局間で双方向に送信される信号を用いて基地局相互の時刻のずれの誤差を測定する場合の例を示す。本実施例によると、後述の、誤差が送受信する基地局の組合せに依存する場合と比較して、より簡単に誤差補正ができる。また処理は複雑になるが、後述の他の例に示す通り、誤差が送受信する基地局の組合せに依存する場合でも誤差補正が可能である。
【００１１】
以下に複数基地局間の信号送受信時間の測定から該送受信時間の誤差（δｒ−δｔ  ）を求める原理を説明する。基地局１から信号を送信し送受信時間を記録する場合の、基地局間の信号の送受信図を図４に示す。時刻ｔ１に基地局１が信号を送信し、時刻ｔ２に基地局２が信号を受信する。また時刻ｔ３に基地局３が信号を受信する。ｔ１、ｔ２、ｔ３は記録された時間である。記録された送信時間と実際の送信時間との間の差をδｔとする。また、記録された受信時間と実際の受信時間との間の差をδｒとする。このとき、基地局１を基準とした基地局ｉ  （ｉ＝２，  ３）の時刻のずれをＯｉとすると数３、数４の関係がある。
【００１２】
【数３】
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【数４】
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基地局３から信号を送信し送受信時間を記録する場合の、基地局間の信号の送受信図を図５に示す。時刻ｔ４に基地局３が信号を送信し、時刻ｔ５に基地局２が信号を受信する。また時刻ｔ６に基地局１が信号を受信する。ｔ１、ｔ２、ｔ３は記録された時間である。記録された送信時間と実際の送信時間との間の差をδｔとし、記録された受信時間と実際の受信時間との間の差をδｒとする。このとき、基地局１を基準とした基地局ｉ  （ｉ＝２，  ３）の時刻のずれをＯｉとすると数５、数６の関係がある。
【００１３】
【数５】
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【数６】
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以下に、前記関係式を変形して時間の誤差（δｒ−δｔ  ）を計算する例を示す。まず数３から数４を辺々減じて数７が得られる。
【００１４】
【数７】
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さらに数５、数７より送信時間と受信時間の誤差の差分が数８で表される。右辺は測定により求まる量である。ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５は基地局で送受信時間を計測して得られる。Ｔ２、Ｔ３，、Ｔ  ２３はそれぞれ基地局１と基地局２、基地局１と基地局３、基地局２と基地局３のアンテナ間距離を測定、もしくは基地局座標から計算し、信号伝搬の早さで割って求められる。
【００１５】
【数８】
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以下に基地局相互の時刻のずれの誤差が送受信する基地局の組に依って異なる場合に該時刻のずれの誤差を測定および記録し、該誤差を用いて基地局間相互の時刻のずれを補正する実施例を説明する。本実施例によれば、時刻のずれの誤差が基地局に依存しないとする前述の方法に比べ、より精度良く誤差測定及び位置測定を行うことができる。
【００１６】
基地局１から信号を送信し送受信時間を記録する場合の、基地局間の信号の送受信図を図１０に示す。時刻ｔ１に基地局１が信号を送信し、時刻ｔ２に基地局２が信号を受信する。また時刻ｔ３に基地局３が信号を受信する。ｔ１、ｔ２、ｔ３は記録された時間である。基地局１において記録された送信時間と実際の送信時間との間の差をδｔ１とする。また、基地局ｉで記録された受信時間と実際の受信時間との間の差をδｒｉとする。このとき、基地局１を基準とした基地局ｉ  （ｉ＝２，  ３）の時刻のずれをＯｉとすると数９、数１０の関係がある。
【００１７】
【数９】
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【数１０】
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基地局３から信号を送信し送受信時間を記録する場合の、基地局間の信号の送受信図を図１１に示す。時刻ｔ４に基地局３が信号を送信し、時刻ｔ５に基地局２が信号２３を受信する。また時刻ｔ６に基地局１が信号２４を受信する。ｔ４、ｔ５、ｔ６は記録された時間である。基地局３において記録された送信時間と実際の送信時間との間の差をδｔ３とする。また、基地局ｉで記録された受信時間と実際の受信時間との間の差をδｒｉとする。このとき、基地局１を基準とした基地局ｉ  （ｉ＝２，  ３）の時刻のずれをＯｉとすると数１１、数１２の関係がある。
【００１８】
【数１１】
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【数１２】
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基地局２から信号を送信し送受信時間を記録する場合の、基地局間の信号の送受信図を図１２に示す。時刻ｔ７に基地局２が信号を送信し、時刻ｔ８に基地局３が信号１０１を受信する。また時刻ｔ９に基地局１が信号１０２を受信する。
ｔ７、ｔ８、ｔ９は記録された時間である。基地局２において記録された送信時間と実際の送信時間との間の差をδｔ２とする。また、基地局ｉで記録された受信時間と実際の受信時間との間の差をδｒｉとする。このとき、基地局１を基準とした基地局ｉ  （ｉ＝２，  ３）の時刻のずれをＯｉとすると数１３、数１４の関係がある。
【００１９】
【数１３】
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【数１４】
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図９の構成により基地局を共通のクロックで動作させて測定した場合、基地局１を基準とした基地局ｉ  （ｉ＝２，  ３）の時刻のずれＯｉはゼロである。数９、数１０、数１１、数１２、数１３、数１４よりそれぞれ以下の関係が求まる。ここで、誤差値Δｊｉとは、送信基地局ｉ、受信基地局ｊの組合せについて測定された誤差（δｒｊ−δｔｉ  ）である。
【００２０】
【数１５】
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【数１６】
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【数１７】
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【数１８】
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【数１９】
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【数２０】
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サーバーは数１５、数１６、数１７、数１８、数１９、数２０を計算し、記録する。サーバーは、時間のずれ測定時に数１５、数１６、数１７、数１８、数１９、数２０の値をそれぞれ数９、数１０、数１１、数１２、数１３、数１４に代入し、Δｊｉを補正する。
【００２１】
サーバーは送信基地局ｉ、受信基地局ｊの組合せに対して誤差値Δｊｉを記録する。記録フォーマット例を図１４に示す。１２１は送信基地局を特定する識別子である。１２２は通信チャンネルを特定する識別子である。１２３は送信基地局のアンテナ座標である。１２４は基地局間の時刻のずれである。例えば、前記基地局１を基準とする基地局ｉ  （ｉ＝２，  ３）の時刻のずれＯｉを格納する。一般に１２４は特定の基地局を基準とする必要は無く、基地局間の相対的な時刻のずれの情報であれば良い。１２５は送受信処理遅延等に依る時間時刻のずれの誤差である。
送信基地局と受信基地局の組合せに対して決まる値である。例えば、送信基地局識別子ｉで特定される基地局および受信基地局識別子ｊで特定される基地局に対してΔｊｉを格納する。
【００２２】
サーバーが送受信時間および基地局座標から誤差（δｒ−δｔ  ）を計算し記録する。図６に、誤差（δｒ−δｔ  ）を計測・記録し位置計算で補正に用いる場合の信号の送受信の例を示す。サーバーが時刻誤差測定要求４６、４７、４８を基地局１，２，３に送る。各基地局は他局からの信号の受信待機をする。基地局１は時刻ｔ１に信号２１，２２を送信し、それぞれ基地局２，３が、それぞれ時刻ｔ２、ｔ３に受信する。基地局１、２，３はそれぞれ時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３を計測、記録する。ここで計測、記録された時刻は図４に示すように誤差を含む。基地局３は時刻ｔ４に信号２３，２４を送信し、それぞれ基地局２，１が、それぞれ時刻ｔ５、ｔ６に受信する。基地局３、２，１はそれぞれ時刻ｔ４、ｔ５、ｔ６を計測、記録する。計測、記録された時刻は図５に示すように誤差を含む。信号２１、２２、２３、２４は、例えばサーバーからの制御信号によって基地局が送信しても良く、また例えば各基地局が時刻誤差測定要求受信時刻から一定時間経過したことによって送信しても良い。基地局１，２、３は、記録した時刻をそれぞれ信号２５、２６、２７によってサーバーに伝送する。
【００２３】
図１３に信号２５、２６、２７のフォーマット例を示す。１１０は時間測定を行った基地局の識別子である。１１１は、信号２５、２６、２７に含まれる測定回数を表す。１１２は送受を表すフラグである。１１３は測定した送信時刻もしくは受信時刻である。信号２５、２６、２７は送受フラグと測定時刻の組を測定順に１１５で指定される測定回数分格納する。例えば、信号２５は、１１０に基地局１の識別子を格納する。１１１に測定回数２を格納する。１１２に送信フラグを格納し、１１３に送信時刻ｔ１を格納する。１１４に受信フラグを格納し、１１５に受信時刻ｔ６を格納する。サーバーは測定回数毎に送受フラグ１１２と基地局識別子１１１を解析することにより、送信基地局および受信基地局を特定する。
【００２４】
サーバーは数８によって誤差（δｒ−δｔ  ）を計算し記録する。サーバーはチャンネル監視要求４１，４２，４３を、それぞれ基地局１，２，３に送信する。
サーバーは移動局１８に送信要求４４を送信する。移動局１８は測位のため信号２８、２９、３０を送信する。基地局１，２，３は、それぞれ信号２８、２９、３０を受信し、それぞれ受信時刻ｔ８、ｔ９、ｔ１０を記録する。基地局１は時刻のずれを測定するため、時刻ｔ１１に信号３１，３２を送信する。基地局２、基地局３はそれぞれ時刻ｔ１２に信号３１を、ｔ１３に信号３２を受信し時刻を記録する。時刻ｔ１１、ｔ１２、ｔ１３は図２及び数２で表したのと同様に誤差（δｒ−δｔ  ）を含む。基地局１，２、３は、記録した時刻をそれぞれ信号３４、３５、３６によってサーバーに伝送する。サーバは信号２１，２２，２３，２４の送受信時刻を用いて時刻のずれを求めても良い。
【００２５】
数３、数４に、前記記録された誤差（δｒ−δｔ  ）を代入し、それぞれ時刻のずれＯ２、Ｏ３を求めることが出来る。時刻のずれが時間の経過によらず一定の場合、本方法により信号３１、３２を送受信すること無く時刻のずれを求めることが出来る。
【００２６】
一方、時刻のずれが時間の経過と供に変化する場合には、時刻のずれを測定した時点での基地局間の時刻のずれの関係が測位の時点では最早成り立たなくなる。そこで測位に用いる信号２８，２９，３０の送信時刻に近い時刻に、時刻のずれを測定することが望ましい。この場合には信号２８，２９，３０の直後に送信される信号３１，３２を用いて時刻のずれを求める。サーバーは次のように誤差（δｒ−δｔ  ）の補正を行う。信号３１，３２の送受信時間、ｔ１１、ｔ１２、ｔ１３と、基地局１と基地局ｉ  （ｉ＝２，  ３）間の伝搬時間Ｔｉと、基地局１を基準とする基地局ｉ  （ｉ＝２，  ３）の時刻のずれＯｉとの間には数２１、数２２の関係がある。
【００２７】
【数２１】
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【数２２】
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サーバーは数２１、数２２の（δｒ−δｔ  ）に数８より求めて記録した値を代入しＯｉの補正を行う。さらにサーバーは補正したＯｉを記録し、位置計算に用いる。サーバーは補正した時刻のずれＯｉを用いて次のように位置計算を行う。
【００２８】
基地局ｉ  （  ｉ  ＝１，２，３  ）  のアンテナ位置座標を（ｘｉ，  ｙｉ）、移動局位置を（  ｘｍ，ｙｍ  ）とする。基地局のアンテナ位置座標は既知でサーバーが保持しているものとする。基地局間距離と、基地局が記録した信号受信時刻と、基地局間の時間のずれとの間に以下の関係がある。
【００２９】
【数２３】
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【数２４】
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サーバーは、数２３、数２４を（ｘｍ，  ｙｍ  ）について解き、移動局の位置座標を計算する。サーバーは信号３７で位置計算結果を移動局１８に送信する。
【００３０】
図７にサーバーが保持する情報のフォーマットの例を示す。７１は基地局を特定する識別子である。７２は通信チャンネルを特定する識別子である。７３はアンテナ座標である。７４は基地局間の時刻のずれである。例えば、前記基地局１を基準とする基地局ｉ  （ｉ＝２，  ３）の時刻のずれＯｉを格納する。一般に７４は特定の基地局を基準とする必要は無く、基地局間の相対的な時刻のずれの情報であれば良い。７５は送受信処理遅延等に依る時間時刻のずれの誤差である。例えば、７５には前記（δｒ−δｔ  ）を格納する。
【００３１】
基地局間で相互に送信される信号を用いて各基地局相互の時刻のずれの誤差を測定し、移動局で受信した各基地局からの信号の受信時刻を測位に用いる実施例を以下に示す。
【００３２】
図１５に、誤差（δｒ−δｔ  ）を計測・記録し位置計算で補正に用いる場合の信号の送受信の他の例を示す。本例は各基地局からの送信信号を移動局１８が受信し、移動局の受信時間を測位に用いる例である。システムの構成は図３に示すものと同様である。サーバーが時刻誤差測定要求４６、４７、４８を基地局１，２，３に送る。各基地局は他局からの信号の受信待機をする。基地局１は時刻ｔ１に信号２１，２２を送信し、それぞれ基地局２，３が、それぞれ時刻ｔ２、ｔ３に受信する。基地局１、２，３はそれぞれ時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３を計測、記録する。ここで計測、記録された時刻は図４に示すように誤差を含む。基地局３は時刻ｔ４に信号２３，２４を送信し、それぞれ基地局２，１が、それぞれ時刻ｔ５、ｔ６に受信する。基地局３、２，１はそれぞれ時刻ｔ４、ｔ５、ｔ６を計測、記録する。計測、記録された時刻は図５に示すように誤差を含む。信号２１、２２、２３、２４は、例えばサーバーからの制御信号によって基地局が送信しても良く、また例えば各基地局が時刻誤差測定要求受信時刻から一定時間経過したことによって送信しても良い。基地局１，２、３は、記録した時刻をそれぞれ信号２５、２６、２７によってサーバーに伝送する。
【００３３】
サーバーは数８によって誤差（δｒ−δｔ  ）を計算し記録する。サーバーは、測位に用いる信号の送信要求１５０，１５１，１５２、およびチャンネル監視要求１５３を、それぞれ基地局１，２，３、移動局１８に送信する。基地局１，２，３は、それぞれ信号１３０、１３１、１３２を送信し、それぞれ送信時刻ｔ１６、ｔ１８、ｔ２０を測定する。移動局１８は測位のため信号１３０、１３１、１３２を受信し、それぞれ受信時刻ｔ１７、ｔ１９、ｔ２１を測定する。基地局１，２，３と移動局１８は測定した送受信時刻をそれぞれ信号１５４、１５５、１５６、１５７でサーバーに伝送する。サーバは信号２１，２２，２３，２４の送受信時刻を用いて時刻のずれを求めても良い。数３、数４に、前記記録された誤差（δｒ−δｔ  ）を代入し、それぞれ時刻のずれＯ２、Ｏ３を求めることが出来る。時刻のずれが時間の経過によらず一定の場合、本方法により信号３１、３２を送受信すること無く時刻のずれを求めることが出来る。
【００３４】
一方、時刻のずれが時間の経過と供に変化する場合には、時刻のずれを測定した時点での基地局間の時刻のずれの関係が測位の時点では最早成り立たなくなる。そこで測位に用いる信号１３０，１３１，１３２の送信時刻に近い時刻に、時刻のずれを測定することが望ましい。この場合には信号１３０，１３１，１３２の後に送信される信号３１，３２を用いて時刻のずれを求める。時刻のずれを測定した時刻と測位の時刻を近くすることによって、時刻のずれをより正しく求めることが出来る。
【００３５】
基地局１は時刻のずれを測定するため、時刻ｔ１１に信号３１，３２を送信する。基地局２、基地局３はそれぞれ時刻ｔ１２に信号３１を、ｔ１３に信号３２を受信し時刻を記録する。時刻ｔ１１、ｔ１２、ｔ１３は図２及び数２で表したのと同様に誤差（δｒ−δｔ  ）を含む。基地局１，２、３は、記録した時刻をそれぞれ信号３８、３９、４０によってサーバーに伝送する。
【００３６】
サーバーは誤差（δｒ−δｔ  ）の補正を行う。ｔ１１、ｔ１２、ｔ１３と、基地局１と基地局ｉ  （ｉ＝２，  ３）間の伝搬時間Ｔｉと、基地局１を基準とする基地局ｉ  （ｉ＝２，  ３）の時刻のずれＯｉとの間には数２１、数２２の関係がある。
【００３７】
サーバーは数２１、数２２の（δｒ−δｔ  ）に数８より求めて記録した値を代入しＯｉの補正を行う。さらにサーバーは補正したＯｉを記録し、位置計算に用いる。サーバーは補正した時刻のずれＯｉを用いて次のように位置計算を行う。
【００３８】
基地局ｉ  （  ｉ  ＝１，２，３  ）  のアンテナ位置座標を（ｘｉ，  ｙｉ）、移動局位置を（  ｘｍ，ｙｍ  ）とする。基地局のアンテナ位置座標は既知でサーバーが保持しているものとする。基地局間距離と、基地局が記録した信号受信時刻と、基地局間の時間のずれとの間に以下の関係がある。
【００３９】
【数２５】
2004221704.tif 000027
【数２６】
2004221704.tif 000028
サーバーは、数２５、数２６を（ｘｍ，  ｙｍ  ）について解き、移動局の位置座標を計算する。サーバーは信号５０で位置計算結果を移動局１８に送信する。
【００４０】
上記例は、サーバーが計測時間を集めて基地局間の時間のずれを補正するが、移動局が計測時間を集めて時間のずれの補正を行っても良い。この場合、移動局１８が図１４のフォーマットの情報を保持する。またこの場合、図１５において、フローは例えば以下の通り変更される。信号２５、２６、２７はサーバーではなく、移動局１８に送信される。移動局１８で前記例と同様に時刻のずれを計算し記録する。測位のための測定時刻を含む信号３４，３５，３６は移動局１８に送信される、信号３７は不要である。基地局間の時刻のずれ算出のための測定時刻を含む信号３８、３９、４０が移動局１８に送信される。移動局１８が誤差補正および位置計算を行う。サーバーからの位置計算結果の通知のための信号５０は不要である。また、フェ−ジング等無線環境による時間測定の精度劣化の影響を防ぐ為に、基地局間時刻のずれの誤差の測定を有線で行っても良い。例えば（δｒ−δｔ  ）およびΔｊｉの測定は、図３、図９の構成において基地局アンテナを信号線に換えて基地局間を結線し、有線で行っても良い。このとき前記例のＴｉ（ｉ＝２，  ３，  ２３）は、それぞれ基地局１と基地局２間、基地局１と基地局３間、基地局２と基地局３間の信号線の信号伝搬時間とすれば、前記例と同様に誤差測定が可能である。
【００４１】
各基地局相互の時刻のずれの誤差を測定および記録し、記録された該誤差を用いて前記検出された基地局間相互の時刻のずれを補正する他の例を説明する。各基地局が移動局からの到来信号の受信時刻を測定し測位に用いる場合で、各基地局に共通のクロックを供給し基地局間で一方向に送信される信号を用いて各基地局相互の時刻のずれの誤差を測定する場合の例を以下に示す。
【００４２】
基地局１，２，３が外部から共通のクロック９９を、外部クロックの入力端子９１から入力する場合のシステム構成を図９に示す。信号線９６、９７、９８の長さを揃え、９９から各基地局までの信号伝搬時間を一定とする。
【００４３】
基地局１，２，３で共通のクロックのため、数３、数４、数５、数６、数２１、数２２においてＯｉがゼロとなる。数３より、誤差（δｒ−δｔ  ）は数２７で表される。送信時刻ｔ１と、受信時刻ｔ２と、基地局１，２間距離より求めた信号伝播時間Ｔ２との測定により誤差（δｒ−δｔ  ）が求められる。図３の構成で基地局間が非同期で運用するシステムでも、実際に運用するシステム構築前に図９の構成として基地局間時刻のずれの誤差測定および記録を行っても良い。時刻のずれの誤差は基地局位置に依存しない為、図９と図３とで基地局位置が異なっていても良い。また、図９は３基地局からなるシステムの例であるが、一般に２基地局以上なら良い。例えば基地局ｉと基地局ｊの２局に共通のクロックを供給し誤差（δｒ−δｔ  ）の測定を行っても良い。数２７は基地局１と基地局２との２基地局のみを共通のクロックとしても成り立つ。この場合も、前記と同様にサーバーへ情報を伝達し、サーバーで数２７より（δｒ−δｔ  ）を計算し図７のフォーマットで記録できる。図３の構成において運用時の誤差（δｒ−δｔ  ）の補正方法は前記例と同様である。
【００４４】
【数２７】
2004221704.tif 000029
【発明の効果】
本発明のシステムは、各基地局が無線信号の送信時刻および受信時刻を計測して基地局間相互の時刻のずれを検出し、前記各基地局相互の時刻のずれを用いて移動局の位置を検出する。さらに本発明のシステムは各基地局が信号の送信時刻および受信時刻を計測して基地局間相互の時刻のずれの誤差を測定および記録する。本発明のサーバーもしくは移動局は、該送受信時刻と基地局間距離で決まる信号伝搬時間とから信号送受信の処理遅延等による時刻のずれの誤差の算出を行い記録する。記録された該誤差を用いて前記検出された基地局間相互の時刻のずれを補正する。本発明のシステムは基地局間の時刻のずれの測定結果に対して前記記録した誤差値を用いて補正を行うので、基地局間の時刻のずれを精度良く測定出来る。
【００４５】
本発明のシステムは、各基地局相互の時刻のずれを用いて移動局の位置を検出する、また、計測時刻と実際の送受信時刻との差分を補正するので、基地局間の同期精度を上げることが出来る。結果として位置検出の精度を上げることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】同期補正系構成の一例の図。
【図２】系内の信号送受信の一例の図。
【図３】本発明によるシステム構成の一例の図。
【図４】本発明による基地局間信号送受信の一例の図。
【図５】本発明による基地局間信号送受信の一例の図。
【図６】本発明による測位フローの一例の図。
【図７】本発明によるデータフォーマットの一例の図。
【図８】基地局構成の一例の図。
【図９】本発明によるシステム構成の一例の図。
【図１０】本発明による基地局間信号送受信の一例の図。
【図１１】本発明による基地局間信号送受信の一例の図。
【図１２】本発明による基地局間信号送受信の一例の図。
【図１３】本発明による信号フォーマットの一例の図。
【図１４】本発明によるデータフォーマットの一例の図。
【図１５】本発明による測位フローの一例の図。
【符号の説明】
１：サーバ、２：ＬＡＮ、３、４、９、１０、１１：基地局、５：送信信号、６：受信時刻情報、７：送信時刻情報、１８：移動局、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、３４、３５、３６：信号、３７：位置計算結果、４１、４２、４３：チャンネル監視要求、４４：送信要求、４６、４７、４８：時刻誤差測定要求
７１：基地局識別子、７２：チャンネル識別子、７３、アンテナ座標、７４：時刻のずれ、７５：時刻のずれの誤差
８０：ＲＦ部、８１：ＡＤＣ、８２：ＤＡＣ、８３：ベースバンド部、８４、８８：メモリ、８６：ＣＰＵ、８７：ＬＡＮ  Ｉ／Ｆ部、８９：相関器、９０、９９：クロック、９１：外部クロックの入力端子、９２：時間測定部
１１０：基地局識別子、１１１：測定回数、１１２：送受フラグ、１１３：送受時刻、
１２１：送信基地局識別子、１２２：チャンネル識別子、１２３：送信基地局アンテナ座標、１２４：時刻のずれ、１２５：時刻のずれの誤差
１５０、１５１、１５２：測位信号送信要求、１５３：チャンネル監視要求、１５４、１５５、１５６、１５７：送受信時刻信号。
【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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