(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各基地局から互いに異なるタイミングオフセットを有するパイロット信号が送信され、移動局で各基地局からのパイロット信号を受信して同期を確立し、各基地局からの到来波の到達時間を計測し、上記各基地局からの到来波の到達時間に基づいて、上記移動局の位置を測位するようにした測位システムにおいて、
上記パイロット信号のタイミングオフセットが所定の範囲内にあるか否かを判断する手段と、
上記パイロット信号のタイミングオフセットが上記所定の範囲内にないと判断された基地局からの到来波は除いて、上記各基地局からの到来波の到達時間に基づいて、上記移動局の位置を求める手段と
を備えるようにした測位システム。
【請求項２】
各基地局から互いに異なるタイミングオフセットを有するパイロット信号が送信され、移動局で各基地局からのパイロット信号を受信して同期を確立し、各基地局からの到来波の到達時間を計測し、上記各基地局からの到来波の到達時間に基づいて、上記移動局の位置を測位するようにした測位システムにおいて、
上記基地局が他の基地局からケーブルを介して送られてきた信号を送信する基地局である場合には、高周波変調する前のディジタル信号上の加工を加える手段と、
上記各基地局から送られてくる信号に上記ディジタル信号上の加工が加えられているか否かを判断する手段と、
上記各基地局から送られてくる信号に上記ディジタル信号上の加工が加えられていると判断された場合には、上記ディジタル信号上の加工が加えられている基地局からの到来波は除いて、上記各基地局からの到来波の到達時間に基づいて、上記移動局の位置を求める手段と
を備えるようにした測位システム。
【請求項３】
各基地局から互いに異なるタイミングオフセットを有するパイロット信号が送信され、移動局で各基地局からのパイロット信号を受信して同期を確立し、各基地局からの到来波の到達時間を計測し、上記各基地局からの到来波の到達時間に基づいて、上記移動局の位置を測位するようにした測位システムにおいて、
上記基地局が他の基地局からケーブルを介して送られてきた信号を送信する基地局である場合には、他の基地局からケーブルを介して送られてきた信号を送信する基地局があることを示すメッセージを送信する手段と、
上記他の基地局からケーブルを介して送られてきた信号を送信する基地局があることを示すメッセージを受信した場合には、上記メッセージで示された上記他の基地局からケーブルを介して送られてきた信号を送信する基地局からの到来波は除いて、上記各基地局からの到来波の到達時間に基づいて、上記移動局の位置を求める手段と
を備えるようにした測位システム。
【請求項４】
各基地局から互いに異なるタイミングオフセットを有するパイロット信号が送信され、移動局で各基地局からのパイロット信号を受信して同期を確立し、各基地局からの到来波の到達時間を計測し、上記各基地局からの到来波の到達時間に基づいて、上記移動局の位置を測位するようにした測位システムにおいて、
上記基地局が他の基地局からケーブルを介して送られてきた信号を送信する基地局である場合には、上記伝播路を経過することにより発生する遅延時間情報をメッセージとして送る手段と、
上記伝播路を経過することにより発生する遅延時間情報を受信したら、上記伝播路を経過することにより発生する遅延時間情報を使って測位補正をする手段と
を備えるようにした測位システム。
【請求項５】
各基地局から互いに異なるタイミングオフセットを有するパイロット信号が送信され、移動局で各基地局からのパイロット信号を受信して同期を確立し、各基地局からの到来波の到達時間を計測し、上記各基地局からの到来波の到達時間に基づいて、上記移動局の位置を測位するようにした測位システムにおいて、
上記基地局が他の基地局からケーブルを介して送られてきた信号を送信する基地局である場合には、決められたチャンネルで送信を行い、
上記各基地局から送られてくる信号に上記決められたチャンネルで送信されているものがあるか否かを判断する手段と、
上記各基地局から送られてくる信号に上記決められたチャンネルで送信されているものがある場合には、上記決められたチャンネルで送信を行っている基地局からの到来波は除いて、上記各基地局からの到来波の到達時間に基づいて、上記移動局の位置を求める手段と
を備えるようにした測位システム。
【請求項６】
上記移動局側で上記移動局の位置を測位するようにした請求項１、２、３、４又は５に記載の測位システム。
【請求項７】
上記基地局側で上記移動局の位置を測位するようにした請求項１、２、３、４又は５に記載の測位システム。
【請求項８】
上記ネットワークに接続されたサーバ側で上記移動局の位置を測位するようにした請求項１、２、３、４又は５に記載の測位システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access ）方式の携帯電話システムを利用した測位システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ方式の携帯電話システム（ＩＳ−９５，ＣＤＭＡ２０００）では、システム全体が同期しており、基地局と移動局との間では、スペクトラム拡散で通信が行われている。このため、基地局と移動局との間の到来波の到達時間を正確に計測することができる。基地局と移動局との間の到来波の到達時間を計測できれば、基地局は固定局であり、その位置は分かっているので、移動局の位置を測位することが可能である。
【０００３】
つまり、基地局からは、常に、同期をとるためにパイロット信号が送信されている。移動局は、各基地局から送信されているパイロット信号を定期的に受信している。移動局では、受信されたパイロット信号に同期が合わされ、メッセージの受信が行われる。各基地局からは、移動局に向けて、時刻情報を含むメッセージが送られる。移動局では、各基地局からのメッセージが受信される。このメッセージにより、各基地局から移動局までの到来波の到来時間が算出できる。各基地局の位置は分かっているので、各基地局から移動局までの到来波の到来時間が分かれば、各基地局からの到来波の到来時間を使って、移動局の位置を求めることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ＣＤＭＡ方式の携帯電話システムでは、各基地局からの到来波の到来時間を計測して、移動局の位置を測位することができる。
【０００５】
ところが、ＣＤＭＡ方式の携帯電話システムでは、簡易基地局を設けて、擬似的に回線容量を増加させることができる。簡易基地局は、基地局からケーブルを介して送られてきた信号をそのまま送信している。このため、移動局の位置を測位するのに簡易基地局からの信号が含まれていると、大きな測定誤差が生じる。
【０００６】
つまり、簡易基地局では、基地局からの信号がそのまま伝送されるため、簡易基地局から送信されるメッセージは基地局から送られるメッセージと同じになる。このため、簡易基地局からの到来波は、その簡易基地局に繋がれている基地局の位置からの到来波として処理されてしまう。また、簡易基地局では、基地局からケーブルを介して送られてきた信号を送信しているため、基地局からケーブルを介して信号を伝送して、信号を再送信するまでの伝播時間が生じ、この伝播時間が計測誤差となる。
【０００７】
したがって、この発明の目的は、システムに簡易基地局が含められているような場合でも、測位誤差が生じないようにした測位システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、各基地局から互いに異なるタイミングオフセットを有するパイロット信号が送信され、移動局で各基地局からのパイロット信号を受信して同期を確立し、各基地局からの到来波の到達時間を計測し、各基地局からの到来波の到達時間に基づいて、移動局の位置を測位するようにした測位システムにおいて、
パイロット信号のタイミングオフセットが所定の範囲内にあるか否かを判断する手段と、
パイロット信号のタイミングオフセットが所定の範囲内にないと判断された基地局からの到来波は除いて、各基地局からの到来波の到達時間に基づいて、移動局の位置を求める手段と
を備えるようにした測位システムである。
【０００９】
請求項２の発明は、各基地局から互いに異なるタイミングオフセットを有するパイロット信号が送信され、移動局で各基地局からのパイロット信号を受信して同期を確立し、各基地局からの到来波の到達時間を計測し、各基地局からの到来波の到達時間に基づいて、移動局の位置を測位するようにした測位システムにおいて、
基地局が他の基地局からケーブルを介して送られてきた信号を送信する基地局である場合には、高周波変調する前のディジタル信号上の加工を加える手段と、
各基地局から送られてくる信号にディジタル信号上の加工が加えられているか否かを判断する手段と、
各基地局から送られてくる信号にディジタル信号上の加工が加えられていると判断された場合には、ディジタル信号上の加工が加えられている基地局からの到来波は除いて、各基地局からの到来波の到達時間に基づいて、移動局の位置を求める手段と
を備えるようにした測位システムである。
【００１０】
請求項３の発明は、各基地局から互いに異なるタイミングオフセットを有するパイロット信号が送信され、移動局で各基地局からのパイロット信号を受信して同期を確立し、各基地局からの到来波の到達時間を計測し、各基地局からの到来波の到達時間に基づいて、移動局の位置を測位するようにした測位システムにおいて、
基地局が他の基地局からケーブルを介して送られてきた信号を送信する基地局である場合には、他の基地局からケーブルを介して送られてきた信号を送信する基地局があることを示すメッセージを送信する手段と、
他の基地局からケーブルを介して送られてきた信号を送信する基地局があることを示すメッセージを受信した場合には、メッセージで示された他の基地局からケーブルを介して送られてきた信号を送信する基地局からの到来波は除いて、各基地局からの到来波の到達時間に基づいて、移動局の位置を求める手段と
を備えるようにした測位システムである。
【００１２】
請求項４の発明は、各基地局から互いに異なるタイミングオフセットを有するパイロット信号が送信され、移動局で各基地局からのパイロット信号を受信して同期を確立し、各基地局からの到来波の到達時間を計測し、各基地局からの到来波の到達時間に基づいて、移動局の位置を測位するようにした測位システムにおいて、
基地局が他の基地局からケーブルを介して送られてきた信号を送信する基地局である場合には、伝播路を経過することにより発生する遅延時間情報をメッセージとして送る手段と、
伝播路を経過することにより発生する遅延時間情報を受信したら、伝播路を経過することにより発生する遅延時間情報を使って測位補正をする手段と
を備えるようにした測位システムである。
【００１３】
請求項５の発明は、各基地局から互いに異なるタイミングオフセットを有するパイロット信号が送信され、移動局で各基地局からのパイロット信号を受信して同期を確立し、各基地局からの到来波の到達時間を計測し、各基地局からの到来波の到達時間に基づいて、移動局の位置を測位するようにした測位システムにおいて、
基地局が他の基地局からケーブルを介して送られてきた信号を送信する基地局である場合には、決められたチャンネルで送信を行い、
各基地局から送られてくる信号に決められたチャンネルで送信されているものがあるか否かを判断する手段と、
各基地局から送られてくる信号に決められたチャンネルで送信されているものがある場合には、決められたチャンネルで送信を行っている基地局からの到来波は除いて、各基地局からの到来波の到達時間に基づいて、移動局の位置を求める手段と
を備えるようにした測位システムである。
【００１４】
請求項１の発明によれば、一定間隔毎のタイミングオフセットのパイロット信号をサーチすることで、簡易基地局からの信号は除き、基地局からの信号のみを使って、移動局の位置を測位することができる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、ディジタル拡散後のパイロット信号のビットに情報を挿入することで、簡易基地局からの信号であるか否かを識別でき、簡易基地局からの信号は除き、基地局からの信号のみを使って、移動局の位置を測位することができる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、簡易基地局があることを示すメッセージを送信することで、簡易基地局からの信号であるか否かを識別でき、簡易基地局からの信号は除き、基地局からの信号のみを使って、移動局の位置を測位することができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、遅延時間をメッセージで送信することで、簡易基地局からの信号である場合には、求められた位置を補正して、正しい移動局の位置を測位することができる。
【００１９】
請求項５の発明によれば、簡易基地局で使う通信チャンネルを別にすることで、簡易基地局からの信号であるか否かを識別でき、簡易基地局からの信号は除き、基地局からの信号のみを使って、移動局の位置を測位することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。この発明は、ＣＤＭＡ方式の携帯電話システムを使って移動局の位置を測位するような測位システムに用いられる。
【００２１】
図１は、ＣＤＭＡ方式の携帯電話システムにおける基地局の送信側の構成を示すものである。図１において、オーディオ信号は、ボコーダ１で圧縮符号化される。オーディオ信号の符号化には、例えば、ＱＣＥＬＰ（Qualcomm Codeboook Excited Linear Prediction）が用いられる。ボコーダ１の出力が畳み込み符号化回路２に供給される。また、各種のディジタルデータが入力端子３から畳み込み符号化回路２に供給される。
【００２２】
畳み込み符号化回路２で、送信データの畳み込み符号化が行われる。ＣＤＭＡ方式のデータフォーマットでは、図２に示すように、１９２ビット（２０ｍｓ）が１フレームとして処理される。畳み込み符号化回路２には、１フレーム毎にデータが取り込まれ、例えは、拘束長９の畳み込み符号化が行われる。
【００２３】
図２Ａ〜図２Ｅに示すように、ＣＤＭＡ方式のデータフォーマットでは、音声データばかりでなく、音声データ以外のデータを送ることができる。図２Ａは音声データのみを送る場合のフォーマットを示し、図２Ｂは音声と通信プロトコル制御データを送るときのフォーマットを示し、図２Ｃは音声と音声以外のデータを送るときのフォーマットを示し、図２Ｄは通信プロトコル制御データのみを送るときのフォーマットを示し、図２Ｅは音声以外のデータのみを送るときのフォーマットを示す。
【００２４】
図２Ａ〜図２Ｅにおいて、ＭＭ（mixed mode）ビットが「０」のときには音声データのみであり、「１」のときには、音声以外のデータや通信プロトコル制御データを含んでいる。ＢＦ（burst format）ビットが「０」のときにはdim andburst であり、「１」のときにはblank and burst である。ＴＴ（traffic type）ビットが「０」のとき通信プロトコル制御データである。ＴＭ（traffic mode）ビットが「００」のときには８０ビット分が音声データに割り当られ、８７ビット分が通信プロトコル制御データや音声以外のデータに割り当てられる。ＳＯＭ（start of message）ビットが「０」のときには制御信号は後に続けらず、「１」のときには、後に制御信号が続けられる。Ｆ（frame quality indicator ）ビットはＣＲＣ（cyclic redundancy check ）ビットである。Ｔ（tail）ビットはフレームの終了を意味する。
【００２５】
図１において、畳み込み符号化回路２の出力がインターリーブ回路４に供給される。インターリーブ回路４は、１９２ビットからなる２０ｍｓのフレーム毎に、インターリーブ処理を行うものである。インターリーブのメモリは、（１６行×２４列）であり、列方向に書き込んで、行方向に読み出すことで、インターリーブが行われる。
【００２６】
インターリーブ回路４の出力がウォルシュ変調回路５に供給される。ウォルシュコードは直交符号の１つであり、ＣＤＭＡ方式の携帯電話システムでは、このウォルシュコードにより、基地局から移動局へのフォワードリンクのチャンルが設定される。なお、移動局から基地局へのリバースリンクでは、ユーザ固有のＰＮ（Pseudorandom Noise）コードで拡散している。
【００２７】
フォワードリンクのチャンルには、パイロットチャンネル、シンクチャンネル、ページングチャンネル、トラフィックチャンネルの４種類がある。これらのチャンネルを設定するために、「０」から「６３」までのウォルシュコードが用いられる。パイロットチャンネルにはウォルシュコード「０」が使われ、シンクチャンネルにはウォルシュコード「３２」が使われ、ページングチャンネルとしてはウォルシュコード「１」〜「７」が使われる。残りは、トラフィックチャンネルのために使われる。
【００２８】
ウォルシュ変調回路５の出力が拡散回路６に供給される。拡散回路６には、ＰＮコード発生回路７から、ＰＮ符号が供給される。ＰＮ符号発生回路７からは、４２ビットのロングコードＰＮ符号が発生される。拡散回路６で、送信信号がロングコードＰＮ符号により拡散され、スクランブルが施される。
【００２９】
乗算回路６の出力は、Ｉ相とＱ相とに分けられて、拡散回路８Ａ及び８Ｂに供給される。拡散回路８Ａ及び８Ｂには、ＰＮ符号発生回路９Ａ及び９Ｂから、１５ビットのパイロットＰＮ符号が供給される。
【００３０】
拡散回路８Ａ及び８Ｂにより、送信データがＰＮ符号発生回路９Ａ及び９ＢからのＰＮ符号が拡散される。ＰＮ符号発生回路９Ａ及び９Ｂから発生されるパイロットＰＮ符号は互いに異なっている。そして、パイロットＰＮ符号は、各基地局で共通のものが用いられ、各基地局毎にタイミングオフセットが異なっている。この各基地局毎に固有のタイミングオフセットにより、各基地局が識別される。
【００３１】
拡散回路８Ａ及び８Ｂの出力がＦＩＲフィルタ１０Ａ及び１０Ｂを夫々介して、信号合成回路１１に供給される。信号合成回路１１で、Ｉ相の信号とＱ相の信号とが合成される。
【００３２】
信号合成回路１１の出力が高周波回路１２に供給される。高周波回路１２で、送信信号が所望の搬送波周波数にアップコンバートされ、電力増幅されて、アンテナ１５から送信される。
【００３３】
このように、ＣＤＭＡ方式の携帯電話システムでは、基地局から移動局へのフォワードリンクでは、パイロットチャンネルと、シンクチャンネルと、ページングチャンネルと、トラフィックチャンネルの４種類のチャンネルが用いられ、フォワードリンクでは、チャンネルは、ウォルシュコードにより設定される。
【００３４】
図３Ａは、パイロットチャンネルを送信するときの流れを示すものである。パイロットチャンネルでは、データはウォルシュコード「０」で符号化され（ブロックＢ１）、変調されて（ブロックＢ２）、出力される。
【００３５】
パイロットチャンネルは、ウォルシュコード「０」であるから、ＰＮパイロット符号がそのまま出力される。このパイロットＰＮ符号がパイロット信号として送信される。
【００３６】
移動局側では、このパイロットチャンネルで送られてくるパイロット信号を受信し、これにより移動局側で同期の獲得、維持、クロックの再生が行なわれる。そして、パイロット信号として用いられるパイロットＰＮ符号は、全ての基地局で同一とされており、各基地局毎に、パイロット信号の発生タイミングのオフセットが異なっている。このパイロット信号のタイミングオフセットを検出することにより、基地局が識別される。
【００３７】
図３Ｂは、シンクチャンネルを送信するときの流れを示すものである。シンクチャンネルではウォルシュコード「３２」が使われる。シンクチャンネルでは、時刻情報やロングコードＰＮ符号に関する情報等のメッセージが畳み込み符号化され（ブロックＢ１１）、シンボルが繰り返され（ブロックＢ１２）、ブロックインターリーブがなされ（ブロックＢ１３）、ウォルシュコード「３２」で符号化され（ブロックＢ５４）、変調されて（ブロックＢ５５）、出力される。
【００３８】
移動局側では、このシンクチャンネルが受信され、このシングチャンネルを使って、時刻情報やロングコードＰＮ符号の情報を得て、時刻やロングコードが合わせられる。
【００３９】
図３Ｃはページングチャンネルを送信するときの流れを示すものである。ページングチャンネルとしてはウォルシュコード「１」〜「７」が使われる。ページングチャンネルでは、ハンドオフに必要な情報、着信時の端末の呼び出し情報の他、トラフィックチャンネルの割り当て情報のメッセージが畳み込み符号化され（ブロックＢ２１）、シンボルが繰り返され（ブロックＢ２２）、ブロックインターリーブがなされる（ブロックＢ２３）。そして、発生されたロングコードＰＮ符号（ブロックＢ２４）が間引かれ（ブロックＢ２５）、このＰＮ符号により、スクランブルがかけられる（ブロックＢ２６）。そして、ウォルシュコード「ｐ」で符号化され（ブロックＢ２７）、変調されて（ブロックＢ２８）、出力される。
【００４０】
移動局では、このページングチャンネルを受信して、ハンドオフに必要な情報、着信時の端末の呼び出し情報の他、トラフィックチャンネルの割り当て情報とが取得される。
【００４１】
図３Ｅはトラフィックチャンネルを送信するときの流れを示すものである。トラフィックチャンネルでは、図２に示したフォーマットに従って、１フレームのデータにＦビットが付加され（ブロックＢ３１）、フレームの最後にＴビットが付加される（ブロックＢ３２）。そして、このデータが畳み込み符号化され（ブロックＢ３３）、シンボルが繰り返され（ブロックＢ３４）、ブロックインターリーブがなされる（ブロックＢ３５）。そして、発生されたロングコードＰＮ符号（ブロックＢ３６）が間引かれて（ブロックＢ３７、Ｂ３８）、このＰＮ符号により、スクランブルがかけられる（ブロックＢ３９）。そして、ロングコードでスクランブルされたデータと、パワーコントロールビットとがマルチプレクサで多重化され（ブロックＢ４０）、ウォルシュコード「ｎ」で符号化され（ブロックＢ４１）、変調されて（ブロックＢ４２）、出力される。
【００４２】
トラフィックチャンネルは、基地局から移動局への通話用のチャンネルであり、このトラフィックチャンネルで送られてきた音声か再生される。
【００４３】
このように、基地局から移動局へのフォワードリンクでは、ウォルシュコードを用いて、チャンネルが設定される。
【００４４】
図４は、このような基地局からの信号を受信する移動局側の受信回路の構成を示すものである。
【００４５】
図４において、アンテナ２１からの受信信号は、高周波復調回路２２に供給される。高周波復調回路２２で、受信信号がＩＦ信号にダウンコンバートされ、直交検波され、Ｉ相の受信信号とＱ相の受信信号とが復調される。
【００４６】
高周波復調回路２２の出力がフィンガ回路２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃに供給されると共に、サーチャ回路２４に供給される。
【００４７】
サーチャ回路２４で、基地局からのパイロットチャンネルで送られてくるパイロット信号が検出され、このパイロット信号との同期がとられる。そして、信号検索回路２４からの出力がマイクロプロセッサ３１に送られる。
【００４８】
パイロット信号のタイミングオフセットは、各基地局毎に異なっており、このタイミングオフセット情報から、各基地局が識別できる。そして、マイクロプロセッサ３１は、サーチャ回路２４からの情報から、最適なパスのものを選択する。このタイミングオフセット情報に基づいて、フィンガ回路２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃの同期が設定される。
【００４９】
フィンガ回路２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃでは、ＰＮ符号で拡散された信号の逆拡散や、ウォルシュ変換された信号の逆変換等の復調処理が行われる。また、各フィンガ回路２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃは、それぞれ１つのパイロット信号をトラッキングしており、そのパイロット信号との同期が維持される。
【００５０】
フィンガ回路２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃの出力が合成回路２５に供給される。合成回路２５で、各フィンガ回路２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃの出力の位相が合わされ、各フィンガ回路２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃの出力シンボルが合成される。また、合成回路２５の出力に基づいて、送信電力制御がなされる。
【００５１】
合成回路２５の出力がデインターリーブ回路２６に供給される。デインターリーブ回路２６の出力がビタビ復号回路２７に供給される。ビタビ復号回路２７で、軟判定と最尤復号により、エラー訂正処理が行われる。
【００５２】
ビタビ復号回路２７の出力がボコーダ２８に供給される。ボコーダ２８で音声信号の伸長処理が行われる。また、ビタビ復号回路２７から、メッセージ等のディジタルデータが出力される。このディジタルデータがマイクロプロセッサ３１に供給される。
【００５３】
移動局では、電源を立ち上げると、先ず、初期化状態となる。初期化状態では、どのシステムでどの周波数を使用するかが決定される。
【００５４】
それから、パイロットチャンネルに設定され、各基地局から送られてくるパイロット信号が受信される。
【００５５】
前述したように、パイロット信号として送られてくるパイロットＰＮ符号は、各基地局で共通であり、各基地局毎に固有のタイミングオフセットを持っている。このタイミングオフセットにより、基地局が識別される。また、通常、各基地局のタイミングオフセットは、隣接する基地局では、一定の間隔を持って設定される。このため、１つの基地局からのパイロット信号が受信できれば、次に受信てきる基地局のパイロット信号のタイミングオフセットは、予想することができる。
【００５６】
パイロット信号が受信されたら、このパイロット信号を使って、ＰＮ符号の同期がとられる。それから、シンクチャンルが受信される。このシンクチャンネルを受信することにより、基地局と移動局との間で、時刻情報、ロングコードＰＮ符号のタイミングが獲得される。
【００５７】
システムのタイミングの設定が終了したら、アイドル状態に設定される。アイドル状態では、間欠的にページングチャンネルがモニタされる。アイドル状態では、メッセージの受信処理が行なわれる。また、メッセージの送信は、システムアクセス状態に移行して行なわれる。発信や着信の処理は、このようなメッセージのやり取りによるニゴシエーションにより行なわれる。
【００５８】
このようなメッセージのやり取りによるニゴシエーションが終了して、通話が行なわれる際には、トラフィックチャンネル制御状態に移行される。トラフィックチャンネル制御状態では、移動局と基地局との間で、トラフィックチャンネルを使って、通信が行なわれる。
【００５９】
このようなＣＤＭＡ方式の携帯電話システムでは、簡易基地局を設けて、擬似的に回線容量を増加させることができる。簡易基地局は、基地局とケーブルを介して接続されており、基地局からケーブルにより伝送されてきた信号を、タイミングオフセットを変更して送信している。
【００６０】
簡易基地局は、基地局からの信号を送信しているのであるが、簡易基地局と基地局とでは異なるタイミングオフセットが付けられているため、簡易基地局からの信号と基地局からの信号とは分離することが可能である。
【００６１】
このように、簡易基地局を設けることにより、擬似的に基地局が増加されたような電波環境になる。これにより、回線容量を擬似的に増やすことがてきる。
【００６２】
このようなＣＤＭＡ方式の携帯電話システムでは、システム全体が同期しており、基地局と移動局との間では、スペクトラム拡散で通信が行われている。このため、基地局と移動局との間の到来波の到達時間を正確に計測することができる。基地局と移動局との間の到来波の到達時間を計測できれば、基地局は固定局であり、その位置は分かっているので、移動局の位置を測位することが可能である。
【００６３】
つまり、図５において、１０１は移動局、１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃは、基地局である。基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃからは、常に、同期をとるためにパイロット信号が送信されている。各基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃから送信されるパイロット信号は、各局毎に決められたタイミングオフセットを有している。移動局１０１は、これらの基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、…から送信されているパイロット信号を定期的に受信している。
【００６４】
次に、移動局１０１では、受信されたパイロット信号に同期が合わされ、メッセージの受信が行われる。各基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃからは、移動局１０１に向けて、時刻情報を含むメッセージが送られる。
【００６５】
移動局１０１では、各基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃからの時刻情報を含むメッセージが受信される。このメッセージにより、各基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃから移動局１０１までの到来波１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃの到来時間を算出することができる。
【００６６】
この場合、基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃの送信時刻又は送信と受信のトータルの時間が分かれば、絶対時間が分かり、それ以外の場合、基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃが全て同期していることを前提に、到来波１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃの時間差が分かる。
【００６７】
このように、各基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃからの到来波１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃの到来時間が分かれば、各到来波１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃの到来時間を使って、移動局１０４の位置を求めることができる。
【００６８】
つまり、基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃは固定局であるため、その位置は分かっている。そして、位置の分かっている基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２を中心として、図５に示すように、到来波時間情報を基に円を描くと、それらの円のクロスポイントが移動局１０１の位置となる。
【００６９】
なお、到来波１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃは伝播遅延であり、必ずしも直線的に到来するとは限らないため、クロスポイントが必ずしも一致するとは限らない。実際の到来波と直接波との誤差分だけ、円半径の誤差となって表れる。
【００７０】
移動局１０１の位置は、到来波１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃの移動局までの到来時間と、基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ側の位置が分かれば、計算により求めることができるので、この移動局１０１の位置は、移動局側１０１側で求めることも、基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ側で求めることも可能である。また、これらの情報をネットワークを使ってサーバに送り、サーバで求めるコト可能である。
【００７１】
基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ側で移動局１０１の位置を求める場合には、移動局１０１で各基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃからの到来波１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃの到来時間が計測され、この到来時間情報が基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ側に送られる。基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ側で、この到来時間情報と、各基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃの位置情報に基づいて、移動局１０１の位置が求められる。
【００７２】
また、移動局１０１の位置をサーバで求める場合には、各基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃの位置情報と、各基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃからの到来波１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃの到来時間情報がネットワークを介してサーバ（図示せず）に送られ、これらの情報から、サーバで、移動局１０１の位置が求められる。
【００７３】
移動局１０１の位置を移動局１０１側で求める場合には、各基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃの位置情報は、メッセージとして移動局１０１に送られる。移動局１０１で、各基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃからの到来波１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃの到来時間が計測される。各基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃの位置情報と、各基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃからの到来波１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃの到来時間情報とから、移動局１０１側で、移動局１０１の位置が求められる。
【００７４】
ところで、前述したように、ＣＤＭＡ方式の携帯電話システムでは、簡易基地局を設けて、擬似的に回線容量を増加させることができる。ところが、簡易基地局は、基地局からケーブルを介して送られてきた信号をそのまま送信しているため、簡易基地局から送信されるメッセージは基地局から送られるメッセージと同じになる。また、簡易基地局では、基地局からケーブルを介して送られてきた信号を送信しているため、基地局からケーブルを介して信号を伝送して、信号を再送信するまでの伝播時間が生じる。このため、ＣＤＭＡ方式の携帯電話システムで、基地局からの到来波の到達時間を計測して移動局の位置を測位する場合、到来波の中に簡易基地局からの信号が含まれていると、測位計測誤差が生じてしまう。
【００７５】
つまり、図６において、簡易基地局１０２Ｄは、ケーブル１０６を介して、基地局１０２Ｃに繋がれている。簡易基地局１０２Ｄから送信されるメッセージは、基地局１０２Ｃから送られるメッセージと同じになる。簡易基地局１０２Ｄは、基地局１０２Ｃと異なるタイミングオフセットのパイロット信号が送信される。
【００７６】
図６では、移動局１０１の位置を測位する際には、移動局１０１で、基地局１０２Ａ、基地局１０２Ｂ、簡易基地局１０２Ｄからのパイロット信号が受信され、同期が獲得される。そして、基地局１０２Ａ、基地局１０２Ｂ、簡易基地局１０２Ｄからのメッセージが受信され、基地局１０２Ａ、基地局１０２Ｂ、簡易基地局１０２Ｄからの到来波１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｄの到来時間が計測される。この基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、簡易基地局１０２Ｄからの到来波１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｄの到来時間から、移動局１０１の位置が求められる。
【００７７】
ところが、この場合、簡易基地局１０２Ｄは基地局１０２Ｃと同一のメッセージを送信している。このため、簡易基地局１０２Ｄからの到来波１０３Ｄの到来時間は、基地局１０２Ｃからの到来波１０３ＣＤの到来時間であるとして処理されてしまう。
【００７８】
また、簡易基地局１０２Ｄから信号が出力されるまでの間には、基地局１０２Ｃからケーブル１０６を介して簡易基地局１０２Ｄに送られてきた信号を受信し、更に、簡易基地局１０２Ｄからこの信号を再送信するまでの伝播時間を含む。このため、簡易基地局１０２Ｄから送信される時刻情報は、簡易基地局１０２Ｄから実際に信号が送信される時刻情報より、基地局１０２Ｃから簡易基地局１０２Ｄにケーブルで信号を伝送し、簡易基地局１０２Ｄで信号を再送信するまでの伝播時間だけ遅れる。
【００７９】
したがって、簡易基地局１０２Ｄが測位に使われると、図６に示すように、基地局１０２Ａ、１０２Ｂを中心として、到来波１０３Ａ及び１０３Ｂの到来時間情報を基に描かれた円と、基地局１０２Ｃを中心とし、簡易基地局１０２Ｄからの到来波１０３Ｄの到来時間（到来波１０３ＣＤの到来時間として処理される）に、伝播遅延時間ｅを加算した時間を基に描かれた円とのクロスポイントが移動局１０１の位置として求められることになり、図６に示すように、クロスポインが一致しなくなり、測位精度は大きく低下する。
【００８０】
この発明は、このように、システムに簡易基地局が含められているような場合でも、測位誤差が生じないようにしている。
【００８１】
そこで、この発明の第１の実施の形態では、移動局１０１で、各基地局１０２Ａ〜１０２Ｃや簡易基地局１０２Ｄからのパイロット信号を受信する際に、パイロット信号のタイミングオフセットが所定の遅延時間内にあるか否かを判断し、パイロット信号のタイミングオフセットが所定の遅延時間内になければ、この信号は簡易基地局からの信号であるとして、測位の計測に使用しないようにしている。
【００８２】
つまり、図７に示すように、通常、各基地局のタイミングオフセットは、隣接する基地局では、一定の間隔Ｔa の位相を持って設定されている。このため、基地局であれは、そのタイミングオフセットは、間隔Ｔa 毎の遅延時間ｔx の範囲内にある。図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃに示すように、各基地局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２ＣのタイミングオフセットＯＦＳＴ１、ＯＦＳＴ２、ＯＦＳＴ３は、一定の間隔Ｔa 毎の遅延時間ｔx の範囲内にある。
【００８３】
これに対して、簡易基地局のタイミングオフセットは、一定の間隔Ｔa から外れており、間隔Ｔa 毎の遅延時間ｔx の範囲内にはない。図７Ｄに示すように、簡易基地局１０２ＤのタイミングオフセットＯＦＳＴ４は、一定の間隔Ｔa 毎の遅延時間ｔx の範囲から外れている。
【００８４】
このことから、各基地局からの到来波の到達時間を計測して移動局の位置を測位する場合には、一定の間隔Ｔa 毎の遅延時間ｔx の範囲内でパイロット信号をサーチするようにすれば、基地局からのパイロット信号のみをサーチして、測位することができる。
【００８５】
図８は、このようにして、移動局の測位を行う場合き処理を示すフローチャートである。
【００８６】
図８において、一定の間隔Ｔa 毎に位相をずらして（ステップＳ１）、遅延時間ｔx の間、基地局からのパイロット信号のサーチが行われる（ステップＳ２）。そして、パイロット信号がサーチできたか否かが判断され（ステップＳ３）、パイロット信号がサーチできたら、メッセージが受信され（ステップＳ４）、このメッセージを使って、移動局の位置の算出が行われる（ステップＳ５）。
【００８７】
ステップＳ３で、遅延時間ｔx の間で基地局からのパイロット信号のサーチができなかったら、ステップＳ１に戻り、一定の間隔Ｔa 毎に位相をずらし、ステップＳ２で、遅延時間ｔx の間、基地局からのパイロット信号のサーチが行われ、パイロット信号がサーチできたら、ステップＳ４でメッセージが受信され、このメッセージを使って、移動局の位置の算出が行われ、パイロット信号がサーチできなければ、ステップＳ１に戻っる。
【００８８】
以上のような処理により、一定の間隔Ｔa 毎に位相をずらしながら、遅延時間ｔx の間、基地局からのパイロット信号のサーチが行われる。そして、一定の間隔Ｔa 毎に、遅延時間ｔx の間でサーチできたパイロット信号は、基地局からのパイロット信号であるとして、このパイロット信号に同期を合わせてメッセージが受信され、このメッセージに基づいて、移動局の位置が算出される。これにより、簡易基地局からの情報が使われないようになり、正確な測位を行うことができるようになる。
【００８９】
上述の第１の実施の形態では、基地局や簡易基地局の構成は従来と同様であり、ハードウェアやフォーマットを変更することなく、基地局からの情報か簡易基地局からの情報かを判断することができる。
【００９０】
第２の実施の形態では、基地局から電波を送信するときに、高周波変調する前のディジタル信号上で、簡易基地局からの信号であることを示す情報を付加するものである。
【００９１】
つまり、図６に示したように、簡易基地局１０２Ｄを設置する場合、基地局１０２Ｃからケーブル１０６等により信号が伝送される。この信号の伝送は、高周波で伝送を行うと、伝送ロスが大きい。また、ディジタルデータの処理は、基地局１０２Ｃと共通のモジュールで行うとハードウェアの負担が少ない。このため、ベースバンド処理後のディジタルデータを伝送する場合が多い。このため、ディジタルの拡散の処理が済まされているため、簡易基地局からの信号であることを示す情報をデータとして信号に載せることは困難である。
【００９２】
そこで、ディジタル拡散後に、図９に示すように、拡散後の信号に対して、ビット（チップ）の挿入又はビットの反転等の識別信号を挿入することによって、基地局や簡易基地局側の大幅な変更をせずに、簡易基地局からの信号であるか否かを識別することがてきる。
【００９３】
図９Ａに示すように、基地局１０２Ｃからは、拡散後のパイロット信号のデータｂ0 、ｂ1 、ｂ2 、…が簡易基地局１０２Ｄに送られる。簡易基地局１０２Ｄでは、図９Ｂに示すように、基地局１０２Ｃから送られたきてた拡散後のパイロット信号のデータのうちの所定のビットｂ2 を反転して、再送信する。
【００９４】
移動局１０１側では、パイロット信号を受信する際に、所定のビットｂ2 が反転されているか否かが判断される。そして、所定のビットが反転されていたら、簡易基地局からの信号であると判断し、簡易基地局からの信号は除いて、移動局の位置が測位される。勿論、反転させるビットはどのビットでも良い。また、ビットを反転するのではなく、挿入するようにしても良い。また、パイロット信号のビットの反転は、常に行うのではなく、複数回のパイロット信号の送信のうち、数回に１回、パイロット信号のビットの反転させるようにしても良い。
【００９５】
第３の実施の形態では、簡易基地局であることを示すメッセージを挿入するようにしている。
【００９６】
通常、図６において、簡易基地局１０２Ｄでは、基地局１０２Ｃからのメッセージがそのまま送られており、簡易基地局１０２Ｄ側では、独自にメッセージを送ることができない。勿論、簡易基地局側１０２Ｄで独自にメッセージを送るようにしても良いが、それには、ハードウェアの変更が必要である。
【００９７】
そこで、基地局１０２Ｃから、その基地局１０２Ｃに簡易基地局１０２Ｄが接続されていることを示すメッセージが送られる。また、このとき、接続されている簡易基地局１０２Ｄのパイロット信号のタイミングオフセットの情報ついてのメッセージが送られる。なお、このようなメッセージは、簡易基地局１０２Ｄが接続されている基地局１０２Ｃばかりでなく、隣接する他の基地局１０２Ａ、１０２Ｂから送るようにしても良い。
【００９８】
移動局１０１では、基地局１０２Ｃから簡易基地局１０２Ｄが繋がれていることを示すメッセージを受け取ると、その簡易基地局のタイミングオフセットのパイロット信号はサーチしないようにする。これにより、簡易基地局１０２Ｄからの情報が測位に使われないようになり、正確な測位を行うことができるようになる。
【００９９】
第４の実施の形態では、簡易基地局１０２Ｄが繋がれている場合には、基地局１０２Ｂから簡易基地局１０２Ｄを経て信号が送信されていることを示す伝播路の経路情報がメッセージ等により移動局１０１に送られる。簡易基地局１０２Ｄからの伝播時間から移動局１０１の位置を求める際には、この固定局から簡易基地局を経て送信されていることを示す伝播路の経路情報が参照され、この伝播路の経路情報により、伝播時間の補正が行われる。これにより、測位誤差が大きくなるのを防ぐことができる。
【０１００】
第５の実施の形態では、簡易基地局１０２Ｄが繋がれている場合には、基地局１０２Ｂから簡易基地局１０２Ｄを経て信号が送信される間に生じる伝播時間情報がメッセージ等により移動局１０１に送られる。簡易基地局１０２Ｄからの伝播時間から移動局１０１の位置を求める際には、この基地局１０２Ｂから簡易基地局１０２Ｄを経て信号が送信される間に生じる伝播時間情報が参照され、この伝播路時間情報により、伝播時間の補正が行われる。これにより、測位誤差が大きくなるのを防ぐことができる。
【０１０１】
第６の実施の形態では、簡易基地局では異なるチャンネルが用いられる。つまり、ＣＤＭＡ方式の携帯電話システムの場合、通信路のチャンネルは，ウォルシュコードによりチャンネル分けられている。しかし、そのチャンネルは、通常、全て使われているわけではない。
【０１０２】
そこで、簡易基地局で使うチャンネルでを決めておく。そして、測位に用いる基地局の中に、簡易基地局で使うチャンネルとして決められていたチャンネルで送信されているものがあるか否かが判断される。簡易基地局で使うチャンネルとして決められていたチャンネルで送信されている場合には、到来時間情報は測位に利用されない。
【０１０３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、一定間隔毎のタイミングオフセットのパイロット信号をサーチすることで、簡易基地局からの信号は除き、基地局からの信号のみを使って、移動局の位置を測位することができる。
【０１０４】
また、請求項２の発明によれば、ディジタル拡散後のパイロット信号のビットに情報を挿入することで、簡易基地局からの信号であるか否かを識別でき、簡易基地局からの信号は除き、基地局からの信号のみを使って、移動局の位置を測位することができる。
【０１０５】
また、請求項３の発明によれば、簡易基地局があることを示すメッセージを送信することで、簡易基地局からの信号であるか否かを識別でき、簡易基地局からの信号は除き、基地局からの信号のみを使って、移動局の位置を測位することができる。
【０１０６】
また、請求項４の発明によれば、経路情報をメッセージで送信することで、簡易基地局からの信号である場合には、求められた位置を補正して、正しい移動局の位置を測位することができる。
【０１０７】
また、請求項５の発明によれば、遅延時間をメッセージで送信することで、簡易基地局からの信号である場合には、求められた位置を補正して、正しい移動局の位置を測位することができる。
【０１０８】
また、請求項６の発明によれば、簡易基地局で使う通信チャンネルを別にすることで、簡易基地局からの信号であるか否かを識別でき、簡易基地局からの信号は除き、基地局からの信号のみを使って、移動局の位置を測位することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明が適用できるＣＤＭＡ方式携帯電話システムの基地局の送信側の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明が適用できるＣＤＭＡ方式携帯電話システムの伝送フォーマットの説明に用いる略線図である。
【図３】この発明が適用できるＣＤＭＡ方式携帯電話システムの基地局の送信側の構成の説明に用いるブロック図である。
【図４】この発明が適用できるＣＤＭＡ方式携帯電話システムの移動局の受信側の構成を示すブロック図である。
【図５】移動局の測位の説明に用いる略線図である。
【図６】移動局の測位の説明に用いる略線図である。
【図７】基地局のタイミングオフセットの説明に用いるタイミング図である。
【図８】この発明の第１の実施の形態の説明に用いるフローチャートである。
【図９】この発明の第２の実施の形態の説明に用いる略線図である。
【符号の説明】
１０１・・・移動局，１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ・・・基地局，１０２Ｄ簡易基地局
【図１】
0004427886.tif 000002
【図２】
0004427886.tif 000003
【図３】
0004427886.tif 000004
【図４】
0004427886.tif 000005
【図５】
0004427886.tif 000006
【図６】
0004427886.tif 000007
【図７】
0004427886.tif 000008
【図８】
0004427886.tif 000009
【図９】
0004427886.tif 000010