(57)【要約】【課題】遠方の基地局の送信タイミングオフセットを測定する際、同じタイミングで同じ符号を送信する基地局があるために、遅延プロファイル上に複数のピークが検出される。それらを分離できないために近傍の基地局しか測定できなかった。【解決手段】予め測定しておいた基地局と測定装置間の距離を元に、該当する基地局と遅延プロファイル上のピークを結びつけることにより、各基地局からの信号を分離し、遠方の基地局のオフセット測定を可能とした。遠方の基地局を含めて１度に多数の基地局の送信タイミングオフセットが測定でき、測定に要する時間とコストを低減できる。【選択図】　図１
2004112244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信タイミング測定器において、信号の系列に対応して定められる基準タイミングを有する基地局が上記基準タイミングから一定のオフセットだけ遅延した送信タイミングで送信する信号を受信し、該受信した信号の受信タイミングに基づいて上記送信タイミングを測定する送信タイミング測定方法であって、
該送信タイミング測定器の位置と複数の基地局の位置とを記憶し、
上記複数の基地局から送信される信号を受信し、
上記送信タイミング測定器の位置と上記複数の基地局の位置とを用いて上記送信タイミング測定器と上記複数の基地局のうちの各基地局と間の距離を求め、
上記受信した複数の信号のそれぞれの受信タイミングを測定し、
上記送信タイミング測定器と上記各基地局と間の距離と、上記測定した受信タイミングとに基づいて、上記受信した信号とそれぞれの発信源である基地局との関連付けを行うことを特徴とする送信タイミング測定方法。
【請求項２】
請求項１記載の送信タイミング測定方法であって、
信号の系列と該系列に対応して定められている基準タイミングを記憶し、
上記送信タイミング測定器と上記各基地局と間の距離と、上記測定した受信タイミングと、上記受信した信号の系列に対応する基準タイミングとに基づいて上記オフセットを求めることを特徴とする送信タイミング測定方法。
【請求項３】
請求項１記載の送信タイミング測定方法であって、
上記送信タイミング測定装置はＧＰＳまたは特定の基地局に同期し、
予め記憶された信号の系列に基づいて相関器を設定して、上記受信した信号について信号の系列ごとに該受信信号と特定信号との相関を表す遅延プロファイルを作成し、
上記遅延プロファイル上の複数のピークからそれぞれの信号の受信タイミングを求めることを特徴とする送信タイミング測定方法。
【請求項４】
請求項１記載の送信タイミング測定方法であって、指向性アンテナを用いて特定方向からの信号を受信することを特徴とする送信タイミング測定方法。
【請求項５】
請求項４記載の送信タイミング測定方法であって、上記指向性アンテナはアレイアンテナによって構成されることを特徴とする送信タイミング測定方法。
【請求項６】
請求項２記載の送信タイミング測定方法であって、複数の測定点において送信タイミングの測定を行い、少なくとも１つの基地局に関する異なる測定点での測定結果の誤差が最小となるように各測定点における測定結果を補正することを特徴とする送信タイミング測定方法。
【請求項７】
請求項１記載の送信タイミング測定方法において、複数のアンテナを用い、アンテナを切り替えて自動的にダイバーシチ受信することを特徴とする送信タイミング測定方法。
【請求項８】
信号の系列に対応して定められる基準タイミングから一定のオフセットだけ遅延した送信タイミングで信号を送信する基地局の上記送信タイミングを測定する送信タイミング測定装置であって、
複数の上記基地局からの信号を受信するアンテナと、
上記受信した信号をベースバンド信号に変換するＲＦ部と、
上記変換された信号の特定区間について特定信号との相関演算を行い、遅延プロファイルを作成する相関器と、
上記遅延プロファイルを蓄積するメモリー装置と、
上記メモリー装置から読み出した上記遅延プロファイルに基づいて上記複数の基地局からの信号の受信タイミングを検出し、該受信タイミングを用いて各基地局の送信タイミングを求めるＣＰＵとを有し、
上記ＣＰＵは、予め記憶された該送信タイミング測定装置と上記各基地局との位置を用いて該送信タイミング測定装置と各基地局との間の距離を求め、
上記送信タイミング測定装置と各基地局との間の距離と、上記検出した各基地局からの信号の受信タイミングとに基づいて上記受信した信号とそれぞれの発信源である基地局との関連付けを行うことを特徴とする送信タイミング測定装置。
【請求項９】
請求項８記載の送信タイミング測定装置であって、上記アンテナは指向性アンテナであり、特定方向ごとに信号の受信を行うことを特徴とする送信タイミング測定装置。
【請求項１０】
請求項９記載の送信タイミング測定装置であって、上記指向性アンテナはアレイアンテナで構成されることを特徴とする送信タイミング測定装置。
【請求項１１】
請求項８記載の送信タイミング測定装置であって、
該送信タイミング測定器と上記各基地局との間の距離と、上記受信タイミングと、予め記憶された上記各基地局からの信号の系列に対応する基準タイミングとに基づいて上記オフセットを求めることを特徴とする送信タイミング測定装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の送信タイミング測定装置であって、ＧＰＳまたは特定の基地局に同期することを特徴とする送信タイミング測定装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の送信タイミング測定装置であって、複数の測定地点で、特定の基地局に同期して送信タイミングの測定を行い、上記各測定地点で測定された各基地局のオフセットを記憶し、上記ＣＰＵは、上記複数の測定地点に共通して測定された基地局の上記オフセットの誤差に基づいて上記測定の結果を補正することを特徴とする送信タイミング測定装置。
【請求項１４】
信号の系列に対応して定められる基準タイミングを有する基地局が上記基準タイミングから一定のオフセットだけ遅延した送信タイミングで送信する信号を受信し、該受信した信号の受信タイミングに基づいて上記送信タイミングを測定する送信タイミング測定器におけるＣＰＵに、
複数の基地局から受信された信号について作成された、該受信信号と特定信号との相関を表す遅延プロファイルをメモリー装置から読み出す手順と、
上記遅延プロファイルに基づいて上記複数の基地局からの信号について複数の受信タイミングを検出する手順と、
メモリー装置から読み出された該送信タイミング測定器の位置と上記複数の基地局の位置とから該送信タイミング測定器と上記各基地局との間の距離を求める手順と、
上記各基地局との間の距離を用いて、上記検出された複数の受信タイミングと各基地局との関連付けを行う手順とを実行させるプログラムを記憶したメモリー装置。
【請求項１５】
請求項１４記載のメモリー装置であって、上記プログラムは、さらに、上記ＣＰＵに、
上記基地局から送信される信号の系列と該系列に対応する基準タイミングとをメモリー装置から読み出す手順と、
上記各基地局との間の距離と、上記各基地局からの信号の受信タイミングと、上記各基地局から受信した信号の系列に対応する基準タイミングとに基づいて上記各基地局におけるオフセットを求める手順とを実行させることを特徴とするメモリー装置。
【請求項１６】
信号の系列に対応して定められる基準タイミングを有する基地局が上記基準タイミングから一定のオフセットだけ遅延した送信タイミングで送信する信号を受信し、該受信した信号の受信タイミングに基づいて上記送信タイミングを求める送信タイミング測定器におけるＣＰＵに、
複数の基地局から受信された信号について作成された、該受信信号と特定信号との相関を表す遅延プロファイルに基づいて上記複数の基地局からの信号について複数の受信タイミングを検出する手順と、
該送信タイミング測定器の位置と上記複数の基地局の位置とから該送信タイミング測定器と上記各基地局との間の距離を求める手順と、
上記各基地局との間の距離を用いて、上記検出された複数の受信タイミングと各基地局との関連杖Ｋを行う手順とを実行させるプログラムを記憶したメモリー装置を内蔵する集積回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セルラ基地局が送信する信号の送信タイミングを測定する方法に関し、特にＣＤＭＡ方式に関する測定方法を開示する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０〜図１３を使って従来技術を説明する。以下では、ＩＳ−９５で標準化されているＣＤＭＡセルラを例に挙げて説明している。ここで開示する技術は、無線で端末の位置を測定するシステムに関係する。まず、図１０を使って、位置測定が行われる手順について説明する。図１０は基地局が３局ある場合を例に挙げて説明している。
【０００３】
図１０で各基地局３が送信した信号は、位置測定装置２に受信され、ここで受信タイミングが測定される。端末の時計は正確ではないため、いずれかの適当な基地局からの信号の受信タイミングを基準とした相対受信タイミングを求め、この相対受信タイミングと各基地局の位置情報を使って三辺測量の原理で端末の位置を計算する。ここで用いられる計算はＧＰＳにおいて行われる計算と同じである。端末２の位置を正確に計算するためには、各基地局の送信する信号が、正確なタイミングで送信されている必要がある。ＩＳ−９５で標準化されているＣＤＭＡ方式では、各基地局がＧＰＳに同期して信号を送信しているため、各基地局が送信している信号の送信タイミングの揺らぎは小さい。しかしながら、各基地局はＧＰＳ信号を取込む際のケーブル遅延や、送信信号をアンテナから送信する際のケーブル遅延によって、それぞれが独自の送信タイミングをもってアンテナから信号を送信している。したがって、各基地局からの信号の受信タイミングをそのまま利用して端末位置を計算すると、送信遅延（オフセット）を原因とした誤差が測定結果に加わり、測位結果の誤差が大きくなってしまう。これを防止するために別途用意された送信タイミング測定装置１を使って、この送信タイミングを測定する。
【０００４】
送信タイミングは以下の３ステップの実行により得られる。
【０００５】
＜ステップ１＞
送信タイミング測定装置１では、先程と同様に、特定基地局の信号の受信タイミングを基準に相対受信タイミングを求める。
【０００６】
＜ステップ２＞
送信タイミング測定装置は、地図あるいはＧＰＳ等を用いて自身の位置を特定する。
【０００７】
＜ステップ３＞
測定位置と測定対象である基地局アンテナ間の距離を計算し、光速で割り算して伝搬時間を算出する。相対受信タイミングから伝搬時間を引き、相対送信タイミングを算出する。
【０００８】
以上では、いずれかの基地局を基準とした相対値を求めているが、ＧＰＳを用いて絶対送信タイミングを求める方法もある。この場合には、例えばＧＰＳの１ＰＰＳ信号を基準として測定を開始して、受信信号の絶対受信タイミングを求め、これから伝搬時間を引くことで絶対送信タイミングを算出する。
【０００９】
図１１は送信タイミング測定装置１の構成を示す構成図である。図１１において、アンテナ４が受信した信号は、ＲＦ部５においてダウンコンバートされてベースバンド信号に変換される。制御信号受信機６はこの信号を復調し、基地局を特定するためのＩＤやＰＮコードの位相情報を取り出す。上記のＩＤやＰＮコードの位相情報をインデックスとして、予めメモリー８に格納された基地局リストを検索し、該当局周辺の基地局が持つＰＮコードの位相を知ることができる。ＣＰＵ９は相関器７のパラメータを調整して、ＰＮコードの位相を上記の検索結果の値を中心とする一定の窓についてスイープさせながら動作させ、遅延プロファイルを作成する。ここで得られた遅延プロファイルは、一旦メモリー８に格納され、ＣＰＵ９によって実行される解析プログラムによって、該当基地局の受信タイミングを判定する。遅延プロファイルは、特定信号（ＰＮコード）と受信信号に相関が発生するタイミングにおいて、その出力である電力値にピークが現れることから、ピークの検出によって受信タイミングを測定することができる。この性質を使って各基地局から送信された信号の受信タイミングを測定する。
【００１０】
相対受信タイミングを測定するには、相関器７は同時に複数の遅延プロファイルを作成する必要がある。あるいは、ＧＰＳ受信機が作成する１ＰＰＳ信号をトリガーとして相関器７を動作させれば、絶対測定も可能となる。
【００１１】
図１３の構成図に示される構成でも、相対受信タイミングや絶対受信タイミングは測定できる。本構成の場合には、受信信号は、一旦メモリー１０に格納されて、格納されたスナップショットに対して相関器７を動作させる方法である。本方法では、相関器で複数の遅延プロファイルを同時に作成する必要がなく、相関器の回路規模が低減できる。ただし、スナップショット格納用のメモリーが必要なため、全体としての回路規模は図１１の構成よりも一般に大きくなる。本構成でＧＰＳを基準とした絶対測定を行う場合には、例えば、メモリー１０へのデータ蓄積をＧＰＳ受信機の１ＰＰＳ信号の立ち上がりを基準に開始することで実現可能である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
図１２を用いて、上記一括測定方法の課題について説明する。先程説明した図では、同時に測定する基地局数は３であった。当然のことながら、同時に測定可能な基地局数が増加するほどオフセット測定に必要な時間やコストを削減することができる。図１２で示されるように、多数の基地局の送信タイミングを送信タイミング測定装置１で測定する場合を考える。
【００１３】
ＩＳ−９５で規定されるＣＤＭＡ方式では、同一周波数を複数の基地局が同時に利用している。また、同一のＰＮコードの位相を変えることで、それぞれの基地局を識別している。ＰＮコードの位相は５１２通りあり、これを各基地局あるいはセクタの識別に利用している。このようにＰＮコードの位相は限られた資源であることから、何千何万局ある基地局内で再利用されている。図１２で、これの例を説明している。図中のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの記号は、それぞれのＰＮコードの位相を分類したもので、同じ記号の基地局は、同じＰＮコードの位相で信号を送信している。例えば３−１〜３−４のＡの記号が付けられた基地局は、ＰＮコードの位相がＡ（具体的には０〜５１１の数字に対応）である基地局である。これらはすべて同時に同じ信号を送信しているため、これらに同期した遅延プロファイルを作成すると、図１２の下図で示されるように１つの遅延プロファイル上にそれぞれの基地局からの信号に対応する複数のピークが発生してしまう。
【００１４】
したがって、複数の基地局を同時に測定する場合には、以下に挙げる課題が発生する。基地局を識別するためのＰＮコードの位相が再利用されているために、同じＰＮコードの位相で信号を送信している基地局が複数あり、それを区別・分離して送信タイミングを測定する方法がなかった。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、ＧＰＳあるいは特定基地局に同期して、複数基地局からの信号の受信タイミングを測定する方法において、予め記憶された信号の系列およびタイミングに相関器を調整して、任意の遅延プロファイルを作成するステップ１と、ステップ１の遅延プロファイル上に現れる複数基地局からの信号を測定位置と基地局位置との距離を用いて分離するステップ２を具備することを特徴とする第１の無線送信タイミング測定方法によって解決される。
【００１６】
また上記課題は、ＧＰＳあるいは特定基地局に同期して、複数基地局からの信号の受信タイミングを測定する方法において、指向性アンテナを使って特定方向の信号を受信し、予め記憶された信号の系列およびタイミングに相関器を調整して、任意の遅延プロファイルを作成するステップ３と、ステップ３の遅延プロファイル上に現れる複数基地局からの信号をアンテナの向きと測定位置と基地局位置との距離を用いて同一信号を送信する基地局を分離するステップ４からなることを特徴とする第２の無線送信タイミング測定方法によって解決される。
【００１７】
また上記課題は、第２の無線送信タイミング測定方法において、上記指向性アンテナはアレイアンテナによって構成されることを特徴とする第３の無線送信タイミング測定方法によって解決される。
【００１８】
また上記課題は、第１の無線送信タイミング測定方法において、複数の測定点で送信タイミングを測定し、少なくとも１つ以上の基地局に関する異なる測定点での測定結果の二乗誤差が最小となるように各測定の基準時間を調整することを特徴とする第４の無線送信タイミング測定方法。
【００１９】
また上記課題は、第１の送信タイミング測定方法において、複数のアンテナを具備し、アンテナを切り替えながら自動的にダイバーシチ受信することを特徴とする第５の送信タイミング測定方法によって解決される。
【００２０】
また上記課題は、受信した無線信号を特定区間について特定信号との相関演算を行い、遅延プロファイルを作成する相関器と、その結果を蓄積するメモリー手段と、その蓄積された遅延プロファイルを第１の送信タイミング測定方法で解析するＣＰＵからなることを特徴とする第１の送信タイミング測定装置によって解決される。
【００２１】
また上記課題は、受信した無線信号を特定区間について特定信号との相関演算を行い、遅延プロファイルを作成する相関器と、その結果を蓄積するメモリー手段と、その蓄積された遅延プロファイルを第２の送信タイミング測定方法で解析するＣＰＵからなることを特徴とする第２の送信タイミング測定装置によって解決される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明からなる第１の実施例を、図１、図２を使って説明する。図１は本発明からなる第１の実施例のフローチャートである。図２は、複数の同一信号を送信する基地局を捕らえた遅延プロファイルである。
【００２３】
課題で説明したように、選択できるＰＮコードの位相は限られている。このため、多数の基地局を同時に測定しようとすると同一の遅延プロファイル上に多数の基地局が観測されることとなる。従来はそれぞれを分離できないために、同時に多数の基地局に関するオフセットの測定ができなかった。図２は、実際の測定結果であり、少なくとも４つの基地局の信号が同一の遅延プロファイル上に重なっている。ここで送信タイミングは、遅延量がゼロであるタイミングを示している。各ピークがこの送信タイミングよりも遅延しているのは、各局と測定点が離れているため、電波の伝搬時間の分だけ遅延したからである。ＩＳ−９５の場合には、各基地局はＧＰＳで同期しており、ほぼ正確な時間で信号を送信している。ただアンテナまでのケーブル長が各局によってまちまちであること、内部処理遅延のバラツキのため、送信タイミングに３００ｎ秒程度のバラツキ（伝搬距離に換算すると１００ｍ前後）が発生している。図２の下図にその関係を示している。絶対基準タイミングはシステム時間に一致する基準時間である。これに上記の処理遅延やケーブル遅延に伴う遅延が加わり、相対基準時間となる。実際に各基地局が送信を行うのは、これに更にＰＮコードの位相を加えたタイミングである。端末に信号が受信されるときには、上記で説明した通り、更に伝搬遅延が加わったタイミングに受信される。本送信タイミング測定装置の目的は、この処理遅延＋ケーブル遅延による３００ｎ秒程度のバラツキを測定することである。
【００２４】
第１の実施例では、同一信号を送信している基地局を、測定装置と各基地局間の距離によって分離する。測定する基地局の位置情報及びＰＮコードの位相情報は予め調査しておき、測定装置のメモリーに格納されている。また、測定装置が置かれた位置も例えばＧＰＳを使って正確に調査されていて、測定装置内にメモリーに格納されている。
【００２５】
まず最寄りの基地局を基準として、図２に示す相対基準タイミングを算出する。但し、ここで述べる方法では、端末が正確な時計を持たないために、処理遅延＋ケーブル遅延の絶対的な値を知ることはできない。本方法でわかるのは各基地局が有する相対的な処理遅延＋ケーブル遅延の値である。
【００２６】
相対基準タイミングを求めるには、最寄りの基地局に同期する必要がある。まず端末の相関器に基地局が送信しているＰＮコード（スクランブルコード）をセットする。この時ＰＮコードの位相は予め決められた原点に合わせておく。相関演算の符号長は２５６から１０２４程度でよい。相関器に与えるＰＮコードの位相を変えながら相関結果をスイープしていくと、所望の基地局の信号に同期したところで相関出力に大きな値が現れる。ＰＮコードを全位相についてスイープして最も高いピークが観測できたＰＮコードの位相が、最も受信信号電力の大きい、すなわち最寄り基地局のＰＮコードの位相である。ＰＮコードの位相が判明することで、該当基地局への同期が確立する。
【００２７】
次にＳｙｎｃチャネルと呼ばれる制御信号の復調を行う。Ｓｙｎｃチャネルの中には、システムで決められた、ＰＮコードの位相に対応する送信タイミングオフセットを示す情報が含まれる。測定装置の位置と最寄りの基地局の位置は既知であるため、その距離を光速で割り算することで伝搬に要する時間が判明する。したがって、上記ピークのタイミングから伝搬に要する時間と送信タイミングオフセットの時間を引くことで相対基準タイミングが求められる。
【００２８】
この相対基準タイミングとシステム時間とのずれは、上記測定系に測定誤差がないとすると、最寄り基地局の処理遅延＋ケーブル遅延のバラツキである３００ｎ秒程度となる。
【００２９】
相対基準タイミングが決まると、他のＰＮコード位相で送信している基地局のおおよその受信タイミングも予測することができる。なぜなら、他の基地局はバラツキが３００ｎ秒程度でシステム時間に同期しており、それぞれの基地局が持つ送信タイミングオフセットは既知であるし、それぞれの基地局と端末間の距離は既知であるから伝搬遅延も推定することができる。したがって、相対基準タイミングに該当基地局までの伝搬遅延時間と送信タイミングオフセットを加えると、該当基地局から送信された信号の受信タイミングとなる。
【００３０】
関連する全ての基地局の受信タイミング予測が完了すると、遅延プロファイル上のピークと基地局との関連付けを行う。図２のように複数存在するピークについて、それぞれのピークがどの基地局からの信号であるか判定する必要がある。先に延べたように予想される受信タイミングと遅延プロファイル上のピークのタイミングとの差は、各基地局のバラツキが３００ｎ秒程度であるならば、相対基準タイミングのバラツキ３００ｎ秒を考慮して６００ｎ秒程度の小さいバラツキしかない。他方、基地局間隔は数ｋｍ以上離れており、また、隣接する基地局は異なる送信タイミングオフセットで送信していることから、同じ送信タイミングオフセットの繰り返しは十数ｋｍ以上となる。このため、同一送信タイミングオフセットである基地局の信号間隔は、時間にして３０μ秒程度と十分に大きくなる。このことを利用し、遅延プロファイル上のピークと、ある基地局からの信号の予測される受信タイミングとが例えば１μ秒程度の予め決められた閾値以下の差しかなく、一意に対応付けられるときに、ピークとその基地局を関連付けるものとする。各ピークと基地局とが関連付けられれば、相対基準タイミングからピークまでの遅延時間から測定装置と基地局間の距離に相当する伝搬遅延時間と基地局毎に決まっている送信タイミングオフセットの時間を引いた値が、該当基地局に対する送信タイミングのずれ（相対オフセット）となる。このずれが測定結果である。
【００３１】
ところで、マルチパスの影響がある場合には、遅延プロファイルの該当するタイミング付近に複数のピークが出現することがある。この測定は、見通しが取れるビルの屋上等で測定を実施することが望ましく、マルチパスが発生しにくい環境を選ぶべきであるが、どうしてもマルチパスが出現する場合には、最も遅延時間が小さいピークを選択する等の別対策が必要である。この対策を実施するためには、遅延プロファイルの一部を切り出してパス位相を評価する必要がある。遅延プロファイルの切り出しは、上記の予想される受信タイミングを中心に行う。切り出された遅延プロファイルに対してパス検出を行えばよい。パスの検出方法には、本発明は依存しない。
【００３２】
本実施例によって、複数の基地局が同一の信号を送信しているために同一の遅延プロファイル上に複数のピークが発生し、分離できなかった課題が解決され、多数の基地局の同時測定が可能となる。
【００３３】
第１の実施例を実現する装置構成は、図１１に記載されている従来の構成と同じでよい。異なるのは、上記アルゴリズムを実施するためのプログラムがメモリー８に格納されていて、メモリー８に蓄積された遅延プロファイルに対して上記の処理を行うことである。
【００３４】
また、絶対測定を行う場合には、ＧＰＳからの１ＰＰＳパルスを装置内に入力し、これをトリガーとして相関器７を動作させれば、絶対オフセットを測定することができる。この場合には基準タイミングはＧＰＳに同期して正確に求まるから、上記で説明した方法ではなく、１ＰＰＳパルスの例えば立ち上り時間を絶対基準タイミングとして各基地局の送信タイミングのずれを測定することができる。本実施例の場合には、ＧＰＳが生成する基準タイミングとシステム時間（絶対基準タイミング）とに一定の大きなオフセットが発生してしまい、遅延プロファイル上のピークの時間と予測される受信タイミングとの差が１μ秒以上の大きな値となることが考えられる。この場合、絶対基準タイミングとシステム時間のずれは固定値であり、予めこのずれを測定して補正しておくことが望ましい。例えばずれが５μ秒の遅れであったとすると、全ての基地局について、予想される受信タイミングが５μ秒だけ早く観測される。したがって、予測される受信タイミングを５μ秒遅らせる補正を行う必要がある。
【００３５】
図３および図４を用いて本発明からなる第２の実施例について説明する。図３は本発明からなる第２の実施例の概念を説明する図であり、図４は、本実施例からなる第２の実施例のフローチャートである。
【００３６】
図３では、中央に送信タイミング測定装置１を置き、周囲に置かれた基地局のオフセットを測定しようとしている。ここで２０はアンテナの指向性を示している。すなわち、本実施例の送信タイミング測定装置１は指向性アンテナを持っていて、その向きを変えながら測定を行う。指向性アンテナの方位選択性から、特定方向の基地局の信号だけを強調して受信することができる。
【００３７】
本実施例は、第１の実施例では測定できないケースも測定することができる。例えば、ＡなるＰＮコード位相で送信している複数の基地局が、測定装置から見てほぼ同一距離であった場合、第１の実施例では、それらの信号を分離することができない。しかしながら、本実施例では、指向性アンテナの向きによって受信可能な方向が限定されているため、どの基地局の信号を受信しているかを分離することができる。よって課題は解決できる。本発明に使用する指向性アンテナの半値角はできるだけ狭いものの方が、空間選択性が高くなるため実施効果は高い。また、サイドローブレベルが低い指向性のアンテナを用いる方が、基地局の分離能力が高くなることは自明である。
【００３８】
図４を用いて本実施例の流れを再度説明しておく。まず指向性アンテナを測定したい基地局がある方向に向ける。次に相関器のパラメータを調整して遅延プロファイルを作成する（ステップ１０３）。つぎに遅延プロファイル上のピークを、今アンテナが向いている方位にある基地局に限定して、測定位置と基地局間の距離から第１の実施例と同じ手順を用いて分離する。分離ができたら、基準タイミングから分離したピークまでの遅延時間から測定装置と基地局間の距離に相当する伝搬遅延時間を引いて該当基地局に対する相対オフセットを求める。
【００３９】
図５を用いて、本発明からなる第３の実施例を説明する。図５は、アレイアンテナを持った送信タイミング測定器の構成を示す図である。
【００４０】
上記第２の実施例では、指向性アンテナを用いて方位を限定することで、基地局の分離がより容易になることを説明した。この指向性アンテナを実現するための方法としてアレイアンテナを用いることができる。アレイアンテナであれば、信号処理によって簡易にアンテナ指向性を変更できる。したがって送信タイミング測定装置の操作者のオペレーションが簡易になり、測定の手間が削減できるだけでなく、誤操作等の心配もなくなる。
【００４１】
アレイアンテナを具現化する方法の１例として図５の構成を開示する。４つのアンテナ４それぞれにＲＦ部５と相関器７が並列に装備されている。それぞれは独立に受信信号を処理し、遅延プロファイルを作成する。作成された遅延プロファイルはメモリー８に蓄積される。ＣＰＵ９はそれぞれに得られた遅延プロファイルを合成する合成重みを変更することでさまざまな方向に限定した指向性を得ることができる。
【００４２】
アレイアンテナを利用するもう１つの利点は、ＮＵＬＬ操作が容易にできることである。例えば、ほぼ同一距離にある２つの基地局乙と丙があったとすると、乙を測定するときには、丙の方向に対してアンテナ指向性上にＮＵＬＬが発生するように上記のアレイアンテナの合成重みを調整することが容易にできる。これによって丙の影響を最小限に抑えて乙の測定が実施可能となる。よって課題は解決される。
【００４３】
図６を用いて本発明からなる第４の実施例について説明する。図６は、３セクタからなる基地局を測定する場合の概念を示す図である。本発明では遠方にある基地局を含めて多数の基地局の送信タイミングオフセットを同時に測定する。しかし、通常セルラ基地局は、図６にあるように１つの基地局が複数のセクタに分かれるセクタ構成をとっている。各セクタは特定の方向にしか電波を送信しないように指向性アンテナを使って信号を送信している。このため、遠方測定を行うと、図６のケースではセクタ＃３だけが観測されて、他のセクタ＃１、＃２を観測することができないことがある。全てのセクタを観測しようとすると測定器１を様々な場所に置かなければならなくなり、測定に要する時間やコストを下げることができなくなってしまう。
【００４４】
本実施例では、セクタ＃１およびセクタ＃２のオフセット値をセクタ＃３と同じ値とする。先に延べたように、送信タイミングのバラツキの主な原因は、アンテナケーブル内の遅延である。これは同じところに設置された装置とアンテナを結ぶものであれば、ほぼ同じ長さのケーブルでアンテナに接続されている。このため、送信タイミングオフセットを同じ値にしても問題はない。よって本実施例により課題は解決される。
【００４５】
図７及び図８を用いて、本発明からなる第５の実施例について説明する。図７は２箇所において基地局オフセットを測定した場合を示している。それぞれの送信タイミング測定装置は、絶対オフセットではなく、相対オフセットを測定結果として出力する構成であるとする。相対送信タイミング測定はＧＰＳ信号が不要となる分、測定が簡素化でき、装置コストも低くすることができる。しかし、以下の課題がある。図７のように複数の測定を行った場合、それぞれが基準とする基地局は、最寄りの基地局となるため、必然的に異なる基地局が基準となってしまう。このため、送信タイミング測定装置１−１の結果と送信タイミング測定装置１−２の結果の基準時間が異なってしまう。図８でこの現象を説明している。図８には２つのグラフが示されているが、上図が本実施例を適用しない場合で、下図が本実施例を適用する場合を示している。グラフの横軸は基地局に相当する。また縦軸は基準基地局に対する測定された相対オフセットを示している。上図で、測定１と測定２では、基準としている基地局が異なるために、相対オフセットが、中央の同じ基地局に対しても同じ値とならない。これが課題である。
【００４６】
本実施例では、測定１と測定２に共通した基地局に注目し基準時間を合わせる。具体的にはこの共通の基地局を対象として基準時間をずらして、その誤差の最小二乗値が最小となる値を選ぶ。この操作により下図のように共通して観測された基地局の相対オフセットを合わせることができる。この操作は２つの測定間の調整に留まらない。例えば３箇所の測定結果であれば、それぞれに共通する基地局のオフセットの二乗誤差が最小となるように基準時間を調整することで、全体の基準時間を合わせることができる。
【００４７】
よってＧＰＳを使わない相対オフセットによる測定が可能となり、測定時間やコストを削減することができる。
【００４８】
図９を用いて本発明からなる第６の実施例を説明する。図９は金属板等に固定されたアンテナ間隔を離して設置されたダイバーシチ用のアンテナである。多数の基地局の送信タイミングを同時かつ精度よく求めるためにはダイバーシチ測定が不可欠である。１つの方法としては測定時間を空けて複数回の測定を行う時間ダイバーシチがあるが、送信タイミング測定装置は、見通しのよいビルの屋上等に設置して測定するものであるから、環境の変化は時間的にゆっくりとしている。このため、測定時間短縮のためには、空間ダイバーシチが効果的である。しかし空間ダイバーシチはアンテナの位置をずらす必要があることから作業者の作業が伴い、測定時間の増大や誤操作の原因となる。これを自動化するための構成が図９である。複数のアンテナ４をスイッチャ１１で切り替えて測定装置１で送信タイミングオフセットを測定する。スイッチャ１１は、測定装置１内のＣＰＵによってコントロールされている。１つのアンテナでの測定が終わる度にアンテナを切り替えて測定を続ける。これによって作業者は、１度きりの操作で、自動的にアンテナを切り替えながらオフセットの測定が実施可能である。よって課題は解決される。
【００４９】
【発明の効果】
遠方の基地局を含めて１度に多数の基地局の送信タイミングオフセットが測定でき、測定に要する時間とコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例のフローチャート。
【図２】本発明の第１の実施例を説明する遅延プロファイル。
【図３】本発明の第２の実施例を説明する概念図。
【図４】本発明の第２の実施例のフローチャート。
【図５】本発明の第３の実施例の構成図。
【図６】本発明の第４の実施例を説明する概念図。
【図７】本発明の第５の実施例を説明する概念図。
【図８】本発明の第５の実施例を説明する測定結果の時間調整前と調整後。
【図９】本発明の第６の実施例の構成図。
【図１０】本発明の背景を説明する図。
【図１１】従来例および本発明の送信タイミング測定器の構成を示す図。
【図１２】従来例の課題を説明する図。
【図１３】従来例および本発明の送信タイミング測定器の構成を示す図。
【符号の説明】
１．．．送信タイミング測定装置、２．．．位置測定端末、３．．．基地局、４．．．アンテナ、５．．．ＲＦ部、６．．．制御信号受信機、７．．．相関器、８．．．メモリー、９．．．ＣＰＵ、１０．．．スナップショット用メモリー、１１．．．スイッチャ、２０．．．アンテナ指向性。
【図１】
2004112244.tif 000003
【図２】
2004112244.tif 000004
【図３】
2004112244.tif 000005
【図４】
2004112244.tif 000006
【図５】
2004112244.tif 000007
【図６】
2004112244.tif 000008
【図７】
2004112244.tif 000009
【図８】
2004112244.tif 000010
【図９】
2004112244.tif 000011
【図１０】
2004112244.tif 000012
【図１１】
2004112244.tif 000013
【図１２】
2004112244.tif 000014
【図１３】
2004112244.tif 000015