(57)【要約】【課題】本発明の目的は移動端末の位置座標を正確に決定する無線測位装置、無線測位方法および無線測位のためのプログラムを提供することである。【解決手段】本発明では、少なくも３つの基地局から測位信号パルスを送信して、移動端末の位置座標を決定する無線測位装置であって、前記基地局は、１つの主基地局と複数の従基地局を含み、前記主基地局は、同期信号パルスを前記従基地局に送信する手段を備え、前記従基地局は、前記主基地局から送信された同期信号パルスと前記従基地局のクロックとのクロックのずれ時間を決定する手段と、前記主基地局の同期信号パルスの受信時刻から、前記クロックのずれ時間を含む時間差をつけた時刻に、測位信号パルスを前記移動端末に送信する手段と、前記時間差のデータを前記移動端末に送信する手段とを備えたことを特徴とする無線測位装置を用いる。【選択図】    図１６
2007218857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくも３つの基地局から測位信号パルスを送信して、移動端末の位置座標を決定する無線測位装置であって、
前記基地局は、１つの主基地局と複数の従基地局を含み、
前記主基地局は、同期信号パルスを前記従基地局に送信する手段を備え、
前記従基地局は、前記主基地局から送信された同期信号パルスと前記従基地局のクロックとのクロックのずれ時間を決定する手段と、
前記主基地局の同期信号パルスの受信時刻から、前記クロックのずれ時間を含む時間差をつけた時刻に、測位信号パルスを前記移動端末に送信する手段と、
前記時間差のデータを前記移動端末に送信する手段と、
を備えたことを特徴とする無線測位装置。
【請求項２】
請求項１記載の基地局は、所定の擬似ランダムディジタル信号を、任意のディジタル信号によりパルス位置変調する手段と、
前記パルス位置変調された擬似ランダムディジタル信号のチップ幅の特定位置でインパルス化した超広帯域無線信号を生成する手段と、
前記インパルス化した超広帯域無線信号により、同期信号パルスと測位信号パルスを送信する手段とを備えたことを特徴とする基地局。
【請求項３】
請求項１記載の移動端末は、前記従基地局から受信した時間差のデータを用いて、測位信号パルスを受信した時刻を、所定の周期で補正する手段を備えたことを特徴とする移動端末。
【請求項４】
少なくも３つの基地局から測位信号パルスを送信して、移動端末の位置座標を決定する無線測位方法であって、
前記基地局は、１つの主基地局と複数の従基地局を含み、
前記主基地局が、前記従基地局に同期信号パルスを送信するステップと、
前記移動端末に測位信号パルスを前記同期信号パルスの送信終了後の所定の時刻に送信するステップと、
前記従基地局が、前記主基地局から送信された同期信号パルスと、前記従基地局のクロックとのクロックのずれ時間を決定するステップと、前記移動端末に対し、前記主基地局の同期信号パルス受信時刻から時間差をつけた時刻に、測位信号パルスを送信するステップと、前記時間差のデータを送信するステップと、
前記移動端末が、少なくも３つの前記測位信号パルスの受信時刻を、前記従基地局から受信した前記時間差のデータを用いて、所定の周期で補正するステップと、
前記主基地局と前記従基地局から前記移動端末までの、各々の前記測位信号パルスの伝播遅延時間の差を決定するステップと、前記各々の伝播遅延時間の差と、前記主基地局と前記従基地局の位置座標を用いて、前記移動端末の位置座標を決定するステップと、
を含む無線測位方法。
【請求項５】
１つの主基地局から複数の従基地局に同期信号パルスを送信して、前記従基地局が、移動端末に送信する測位信号パルスの送信時刻を決定する、無線測位のためのプログラムであって、
前記従基地局が備えたコンピュータを、
前記主基地局における前記同期信号パルスの送信終了時刻から、前記測位信号パルスの送信開始時刻までの時間Ｔａと、前記主基地局から前記従基地局までの前記測位信号パルスの伝播遅延時間Ｔｐｉと、前記主基地局のクロックに対する前記従基地局のクロックのずれ時間Ｔ０ｉと、前記主基地局におけるクロック周期Ｔｋとを入力する手段、
加減算、除算の整数部分の計算、および乗算により、
Ｔｉ＝{（Ｔａ−Ｔｐｉ＋Ｔ０ｉ）ｄｉｖＴｋ}×Ｔｋ
の演算を行う手段、および
前記演算結果Ｔｉを、前記従基地局が、前記主基地局の前記同期信号パルスを受信した時刻から、前記測位信号パルスを送信する時刻までの時間差として出力する手段、
として機能させるための無線測位のためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線測位装置、無線測位方法および無線測位のためのプログラムに関し、特に移動端末の位置検出に用いて好適な無線測位装置、無線測位方法および無線測位のためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動端末の位置を検出する測位方式として、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：全地球測位システム）のように、複数の基地局（衛星）から送信した電波が移動端末までに到達する時間差（以下ＴＤＯＡ：Ｔｉｍｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｆ  Ａｒｒｉｖａｌ)を用いる方式がある。
【０００３】
図１に、ＴＤＯＡの原理図を示す。図１において、１０１は基地局Ａ、１０２は基地局Ｂ、１０３は基地局Ｃ、１０４は基地局Ｄ、１０５は移動端末Ｍ、１０６は双曲線、１０７は双曲線をそれぞれ示す。移動端末Ｍ１０５から基地局Ａ１０１、基地局Ｂ１０２、基地局Ｃ１０３までのそれぞれの距離をｒａ、ｒｂ、ｒｃとする。距離差（ｒａ−ｒｂ）が求まると、基地局Ａ１０１と基地局Ｂ１０２を焦点とした双曲線１０６が描ける。同様に、距離差（ｒａ−ｒｃ）が求まると、基地局Ａ１０１と基地局Ｃ１０３を焦点とした双曲線１０７が描ける。前記２つの双曲線１０６、１０７の交点が移動端末Ｍ１０５となる。前記の距離ｒａ、ｒｂ、ｒｃは、移動端末Ｍ１０５から同時に送信された電波が、基地局Ａ１０１、基地局Ｂ１０２、基地局Ｃ１０３で受信された時刻を用いて、各距離を伝播した電波の遅延時間が求まる。移動端末Ｍ１０５から基地局Ａ１０１までと、移動端末Ｍ１０５から基地局Ｂ１０２までの遅延時間の差により、距離差（ｒａ−ｒｂ）が求まり、移動端末Ｍ１０５から基地局Ａ１０１までと、移動端末Ｍ１０５ら基地局Ｃ１０３までの遅延時間の差により、距離差（ｒａ−ｒｃ）が求まる。
【０００４】
前記のＴＤＯＡ方式により移動端末Ｍ１０５の位置検出を行うには、複数の基地局から
電波を発信するタイミングが一致または固定であれば、移動端末側で到達時間差を求めることができる。そのためには、各基地局が時間同期している必要がある。
【０００５】
ＧＰＳでは、各衛星に原子時計を搭載しているため時間のずれは小さいが、各衛星の原子時計が同期していないため、少しずつずれる。そこで、図２に示す方法が採られる。
【０００６】
図２において、２０１は衛星Ａ、２０２は衛星Ｂ、２０３は衛星Ｃ、２０４は地上制御局、２０５は地上移動端末をそれぞれ示し、＜１＞はＧＰＳ信号受信、＜２＞は衛星時計補正値計算、＜３＞は補正値衛星送信、＜４＞は補正値データ送信のステップをそれぞれ示す。
【０００７】
地上制御局２０５はステップ＜１＞によりＧＰＳ信号を受信して、ステップ＜２＞により各衛星の時計の補正計算を行い、各衛星の時計のずれを監視し、ステップ＜３＞により各衛星に補正値を送り、ステップ＜４＞により各衛星から時間補正情報を航法メッセージに乗せて、移動端末２０５に送信する同期方法が用いられる。
【０００８】
また、従来技術として、移動端末(携帯電話)の測位を行う目的で、各基地局内や、基地局間のケーブル遅延を補正するための疑似基地局を設け、ＧＰＳ信号を用いて同期用クロックを生成し、該クロックにより各基地局の時間を同期させている（特許文献１参照）。
【０００９】
また、各基地局を有線あるいは無線で接続して各基地局のクロックを同期させる方法がある（特許文献２参照）。しかし、有線で接続するのは、ケーブル敷設の手間がかかり、コスト高になる。
【００１０】
また、無線でクロックを同期させるためには、無線信号からクロックを抽出して、自局のクロックを同期させる必要があり、回路が複雑となる。また、常時、無線により同期信号を送るため、同期信号専用の無線チャンネルが必要となっていた。
【特許文献１】特開２００３−２８９４３号公報
【特許文献２】特開２００２−３１６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記のＧＰＳに相当する電波測位システムを地上で構築する場合、前記ＧＰＳと同じ時間同期方式を使用すると、制御局と各基地局とで、本来不要な専用通信路が必要であり、制御局が全ての基地局の時計のずれを管理するため、制御局の動作が複雑になり、基地局が多いと制御局の制御が、各移動端末の測位周期に間に合わなくなる。
【００１２】
また、ＧＰＳ信号を用いて同期用クロックを生成し、各基地局を同期させる方法は、ＧＰＳ信号からの同期用クロック精度は数１０ｎｓｅｃ程度であり、１ｍ以下の精度が必要な場合は、１ｎｓｅｃ程度の時間精度が必要となり、ＧＰＳ信号からのクロックでは前記１ｍ以下の精度は実現出来ない。
【００１３】
また、時間精度を上げるために、ＧＰＳに相当する安定な同期信号を生成し、各基地局に送信し同様なシステムを構成しようとしても、同期用の信号伝送と測位用の信号伝送に異なる電波が必要となり、システムが複雑でコスト高となる。
【００１４】
従って、本発明の目的の１つは移動端末の位置を正確に検出する無線測位装置、無線測位方法および無線測位のためのプログラムを提供することである。
【００１５】
尚、上記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成により導かれる結果であって、従来の技術によっては得られない効果を奏することも、本発明の他の目的の１つとして位置付けることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
（１）本発明では、
少なくも３つの基地局から測位信号パルスを送信して、移動端末の位置座標を決定する無線測位装置であって、前記基地局は、１つの主基地局と複数の従基地局を含み、前記主基地局は、同期信号パルスを前記従基地局に送信する手段を備え、
前記従基地局は、前記主基地局から送信された同期信号パルスと前記従基地局のクロックとのクロックのずれ時間を決定する手段と、前記主基地局の同期信号パルスの受信時刻から、前記クロックのずれ時間を含む時間差をつけた時刻に、測位信号パルスを前記移動端末に送信する手段と、前記時間差のデータを前記移動端末に送信する手段と、を備えたことを特徴とする無線測位装置を用いる。
【００１７】
好ましくは、請求項１記載の基地局は、前記移動端末への測位信号パルスの送信を、所定の周期で繰り返す手段を備えたことを特徴とする基地局を用いる。
【００１８】
好ましくは、請求項１記載の従基地局は、同期信号パルスの受信時刻の決定を、前記従基地局が備えた基準クロックを基準として、前記基準クロックで動作する粗タイマーと、前記基準クロックよりも細かい刻みで動作する精密タイマーを用いて行うことを特徴とする基地局を用いる。
好ましくは、請求項１記載の基地局は、移動端末に送信する測位信号パルスを、前記主基地局と従基地局からの測位信号パルスが前記移動端末において時間的に重ならない時間差をつけた所定の時刻に送信する手段と、前記時間的に重ならない時間差のデータを前記移動端末に送信する手段と、を備えたことを特徴とする基地局を用いる。
【００１９】
好ましくは、請求項１記載の基地局は、前記時間的に重ならない時間差で行なう測位信号パルスの送信と、前記時間差のデータの送信を、所定の周期で繰りかえす手段を備えたことを特徴とする基地局を用いる。
【００２０】
好ましくは、請求項１記載の従基地局は、前記主基地局より受信した同期信号パルスの受信時刻の決定を、前記従基地局が備えた基準クロックを基準として、前記基準クロックで動作する粗タイマーと、前記基準クロックよりも細かい刻みで動作する精密タイマーを用いて行うことを特徴とする基地局を用いる。
【００２１】
好ましくは、請求項１記載の従基地局は、前記時間的に重ならない時間差をつけて測位信号パルスを送信する時刻の決定を、前記従基地局が備えた基準クロックを基準として、前記基準クロックで動作する粗タイマーと、前記基準クロックよりも細かい刻みで動作する精密タイマーを用いて行なうことを特徴とする基地局を用いる。
【００２２】
好ましくは、請求項１記載の主基地局は、前記同期信号パルスの機能を備えた測位信号パルスを送信する手段を備えたことを特徴とする基地局を用いる。
【００２３】
好ましくは、請求項１記載の主基地局は、同期信号パルスの機能を備えた測位信号パルスの前記移動端末への送信を、所定の周期で繰り返す手段を備えたことを特徴とする基地局を用いる。
【００２４】
好ましくは、請求項１記載の基地局は、所定の擬似ランダムディジタル信号が、任意のディジタル信号によりパルス位置変調される手段と、前記パルス位置変調された擬似ランダムディジタル信号のチップ幅の特定位置でインパルス化した超広帯域無線信号を生成する手段と、前記インパルス化した超広帯域無線信号により、前記同期の機能を備えた測位信号パルスを送信する手段と、を備えたことを特徴とする基地局を用いる。
【００２５】
好ましくは、請求項１記載の従基地局は、前記主基地局から受信した、前記同期の機能を備えた測位信号パルスの受信時刻の決定を、前記従基地局が備えた基準クロックを基準として、前記基準クロックで動作する粗タイマーと、前記基準クロックよりも細かい刻みで動作する精密タイマーを用いて行うことを特徴とする基地局を用いる。
【００２６】
（２）また、請求項１記載の基地局は、インパルス化された超広帯域無線信号を送信することを特徴とする基地局を用いる。
【００２７】
好ましくは、請求項１記載の基地局は、所定の擬似ランダムディジタル信号が、任意のディジタル信号によりパルス位置変調され、該パルス位置変調された擬似ランダムディジタル信号のチップ幅の特定位置でインパルス化された信号を送信することを特徴とする基地局を用いる。
【００２８】
好ましくは、請求項１記載の基地局は、生成する擬似ランダムディジタル信号として、リードソロモン符号によりパルス位置変調された信号を用いることを特徴とする基地局を用いる。
【００２９】
好ましくは、請求項１記載の基地局は、送信するインパルス化された信号を所定の帯域通過濾波器で帯域制限する手段を備えたことを特徴とする基地局を用いる。
【００３０】
好ましくは、請求項１記載の従基地局は、同期信号パルスの受信時刻の決定を、前記従基地局が受信し検出した信号と、前記従基地局が備えた前記主基地局と同じ擬似ランダムディジタル信号との相関による時間比較により行う手段を備えたことを特徴とする基地局を用いる。
（３）また、請求項１記載の移動端末は、前記測位信号パルスを受信した時刻を、前記主基地局と前記従基地局から送信された、クロックのずれ時間を含む所定の時間差のデータを用いて、所定の周期で補正する手段と、前記測位信号パルスを受信した時刻と、前記移動端末に保存した前記主基地局と前記従基地局の位置座標とを用いて、前記移動端末の位置座標を決定する手段と、を備えたことを特徴とする移動端末を用いる。
好ましくは、請求項１記載の移動端末は、前記移動端末で決定された前記移動端末の位置座標を、識別された特定の他の移動端末のユーザに、前記基地局の少なくも１つを介して伝える手段と、識別された特定の固定端末のユーザに、前記基地局に接続されたネットワークを介して伝える手段と、を備えたことを特徴とする移動端末を用いる。
【００３１】
好ましくは、請求項１記載の移動端末は、前記主基地局と前記従基地局からの測位信号パルスの受信時刻の決定を、該移動端末が受信し検出した信号と、該移動端末に備えた前記主基地局と前記従基地局に固有の擬似ランダムディジタル信号との相関による時間比較により行う手段を備えたことを特徴とする移動端末を用いる。
【００３２】
好ましくは、請求項１記載の移動端末は、前記時間的に重ならない時間差のデータを用いて、前記移動端末で決定された前記移動端末の位置座標を、識別された特定の他の移動端末のユーザに、前記基地局の少なくも１つを介して伝える手段と、識別された特定の固定端末のユーザに、前記基地局に接続されたネットワークを介して伝える手段と、を備えたことを特徴とする移動端末を用いる。
【００３３】
好ましくは、請求項１記載の移動端末は、前記基地局から受信した前記移動端末において時間的に重ならない時間差のデータを用いて、前記基地局から測位信号パルスを受信した時刻を、所定の周期で補正する手段を備えたことを特徴とする移動端末を用いる。
【００３４】
好ましくは、請求項１記載の移動端末は、前記基地局から前記時間差で送信された測位信号パルスの受信時刻の決定を、前記移動端末が受信し検出した信号と、前記移動端末に備えた前記各基地局に共通の擬似ランダムディジタル信号との相関による時間比較により行う手段と、前記測位信号パルスの受信時刻を、前記前記基地局から受信した時間差のデータで補正する手段とを備えたことを特徴とする移動端末を用いる。
【００３５】
好ましくは、請求項１記載の移動端末は、前記同期信号パルスの機能を備えた測位信号パルスの受信時刻を用いて決定された前記移動端末の位置座標を、識別された特定の他の移動端末のユーザに、前記基地局の少なくも１つを介して伝える手段と、識別された特定の固定端末のユーザに、前記基地局に接続されたネットワークを介して伝える手段と、を備えたことを特徴とする移動端末を用いる
好ましくは、請求項１記載の移動端末は、前記同期信号パルスの機能を備えた前記測位信号パルスを受信した時刻を、前記基地局から受信した時間差のデータを用いて、所定の周期で補正する手段を備えたことを特徴とする移動端末を用いる。
【００３６】
好ましくは、請求項１記載の移動端末は、前記基地局から受信した同期信号パルスの機能を備えた測位信号パルスの受信時刻の決定を、該移動端末が受信し検出した信号と、該移動端末に備えた前記基地局に共通の擬似ランダムディジタル信号との相関による時間比較により行うことを特徴とする移動端末を用いる。
（４）本発明では、少なくも３つの基地局から測位信号パルスを送信して、移動端末の位置座標を決定する無線測位方法であって、前記基地局は、１つの主基地局と複数の従基地局を含み、前記主基地局が、前記従基地局に同期信号パルスを送信するステップと、前記移動端末に測位信号パルスを前記同期信号パルスの送信終了後の所定の時刻に送信するステップと、前記従基地局が、前記主基地局から送信された同期信号パルスと、前記従基地局のクロックとのクロックのずれ時間を決定するステップと、前記移動端末に対し、前記主基地局の同期信号パルス受信時刻から時間差をつけた時刻に、測位信号パルスを送信するステップと、前記時間差のデータを送信するステップと、前記移動端末が、少なくも３つの前記測位信号パルスの受信時刻を、前記従基地局から受信した前記時間差のデータを用いて、所定の周期で補正するステップと、前記主基地局と前記従基地局から前記移動端末までの、各々の前記測位信号パルスの伝播遅延時間の差を決定するステップと、前記各々の伝播遅延時間の差と、前記主基地局と前記従基地局の位置座標を用いて、前記移動端末の位置座標を決定するステップと、を含む無線測位方法を用いる。
（５）本発明では、１つの主基地局から複数の従基地局に同期信号パルスを送信して、前記従基地局が、移動端末に送信する測位信号パルスの送信時刻を決定する、無線測位のためのプログラムであって、前記従基地局が備えたコンピュータを、前記主基地局における前記同期信号パルスの送信終了時刻から、前記測位信号パルスの送信開始時刻までの時間Ｔａと、前記主基地局から前記従基地局までの前記測位信号パルスの伝播遅延時間Ｔｐｉと、前記主基地局のクロックに対する前記従基地局のクロックのずれ時間Ｔ０ｉと、前記主基地局におけるクロック周期Ｔｋとを入力する手段、加減算、除算の整数部分の計算、および乗算により、Ｔｉ＝{（Ｔａ−Ｔｐｉ＋Ｔ０ｉ）ｄｉｖＴｋ}×Ｔｋの演算を行う手段、および前記演算結果Ｔｉを、前記従基地局が、前記主基地局の前記同期信号パルスを受信した時刻から、前記測位信号パルスを送信する時刻までの時間差として出力する手段、として機能させるための無線測位のためのプログラムを用いる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、複数基地局の時間合せが正確に行えることにより、移動端末の位置座標の決定が正確に出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００３９】
この実施例においては、基準局を兼ねた１つの基地局から他の少なくも２つの基地局に対し、同期用信号を同報し、該他の少なくも２つの基地局は受信した同期信号の時刻から、それぞれ自局のタイマーのずれを測定し、ずれの補正値をデータ信号に乗せて移動端末に送信し、移動端末は、各基地局から送信された測位信号の受信時刻を前記補正値により補正し、該移動端末の位置を検出する。
・「実施例１の無線測位システムの通信ルート構成」
本実施例における無線測位システムの原理的な通信ルート構成を図３に示し、実際的な通信ルート構成を図４に示す。
【００４０】
図３において、３０１は基準局、３０２は基地局Ｂ、３０３は基地局Ｃ、３０４は基地局Ｄ、３０５は移動端末Ｍをそれぞれ示し、＜１＞は同期信号送信、＜２＞は同期信号受信、＜３＞は自己時計補正値計算、＜４＞は補正値データ送信のステップをそれぞれ示す。
【００４１】
図４において、図３と同じものは同一の番号を付してあり、４０１は基地局Ａをそれぞれ示し、＜１＞は基地局Ａ受信、＜２＞は自己時計補正値計算、＜３＞は補正値データ送信のステップをそれぞれ示す。
【００４２】
図３に示すように本実施例では、時間の基準局３０１を定め、ステップ＜１＞により基準局３０１からの同期用電波を他の基地局に送信する。各基地局では、前もって基準局３０１と各基地局間の遅延を求めておき、各基地局はステップ＜２＞による基準局３０１からの同期用電波の受信時刻を用いて、ステップ＜３＞により自局の時計のずれが分かる。ステップ＜４＞により、各基地局から移動端末３０５に送信する測位電波に、前記の自局の補正値データを乗せる。移動端末３０５では、補正データを受信して各基地局からの測位電波の時計のずれを補正することで、正確な到達時間差を求めることが出来る。
【００４３】
図４では、基地局Ａ４０１が基準局３０１を兼ね、さらに、ステップ＜１＞により、基地局Ａ４０１からの測位用信号と同期用信号とを同じ電波に乗せて送信すると、基準局３０１と基地局４０１とを別にしなくて済むため局の数を減らすことができる。また、同期用信号と測位信号を異なる電波で送る必要がなくなり回路が簡単になる。ステップ＜２＞により、同期用信号を受信した各基地局が自局の時計を計算し、ステップ＜３＞により各基地局から移動端末３０５に送信する測位電波に、前記の自局の補正値データを乗せる。
【００４４】
本実施例においては、電波として、インパルス電波(ＵＷＢ−ＩＲ：Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒａｄｉｏ)を使用するので、電波の到達時刻を高精度に求めることが出来、測位精度が向上する。３０ｃｍ程度の精度で測位するためには、１ｎｓｅｃ程度の時間精度が必要であり、到達時刻をクロックカウンターで求めようとすると１ＧＨｚ以上の高速動作が必要となり、安価な回路では実現できない。
【００４５】
本実施例では、通常のＣＭＯＳ回路で簡単に実現できるように、クロックカウンターは１００ＭＨｚ（周期１０ｎｓｅｃ）程度で動作させ(以下粗タイマーと称す)、１０ｎｓｅｃ以下の刻みについては、回路の遅延を利用したタイマー(以下精密タイマーと称す)で測定する。粗タイマーの値に同期することは容易なため、各基地局は、受信した同期用信号から取り出した信号を、まず粗タイマーの値に同期させ、次に補正値として精密タイマーの値を用いることにより、受信時刻の補正データ精度を上げることができる。
・「実施例１の無線測位システムの装置構成と動作」
本実施例における基地局Ａのブロック図を図５に、基地局Ｂのブロック図を図６に、送信データフォーマットを図７にそれぞれ示す。
【００４６】
図５において、５０１はＭＰＵ（マイクロプロセッサーユニット）、５０２は送信データ、５０３はＰＰＭ（パルス位置変調）データ変調部、５０４はＰＮ系列発生部、５０５は基準クロック、５０６はインパルス生成部、５０７は送信ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）、５０８はＰＡ（電力増幅器）、５０９は送信アンテナをそれぞれ示す。
【００４７】
図６において、６０１はＭＰＵ（マイクロプロセッサーユニット）、６０２は送信データ、６０３はＰＰＭ（パルス位置変調）データ変調部、６０４はＰＮ系列発生部、６０５は周期タイマー、６０６はインパルス生成部、６０７は送信ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）、６０８はＰＡ（電力増幅器）、６０９は送信アンテナ、６１０は基準クロック、６１１は受信アンテナ、６１２は受信ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）、６１３はＬＮＡ（低雑音増幅器）、６１４はパルス検出部、６１５は精密タイマー、６１６は相関器、６１７はラッチ、６１８はＰＮ系列発生部をそれぞれ示す。
【００４８】
図７において、Ｄ７０１はプリアンブル部（無変調）、Ｄ７０２はデータ部（ＰＰＭ変調）、７１１は１チップ分の位置ホッピング、７１２は１チップ分の位置ホッピングをそれぞれ示す。
【００４９】
・「実施例１の基地局Ａの動作」
基地局Ａ５０１における送信動作を、図５と図７により説明する。
【００５０】
送信データ５０２の最初の部分はプリアンブルＤ７０１の区間であり、ＭＰＵ５０１から送られる送信データ５０２は、１パルス１μｓｅｃのパルスであるが、プリアンブルＤ７０１では７パルス７μｓｅｃの区間はすべて０である。
【００５１】
図５において、ＰＰＭデータ変調部５０３は、ＰＮ系列発生部５０４から入力したパルスチップの時間位置を、ＭＰＵ５０１から送られた送信データ５０２が０の時は変えず、１の時は１チップ分変化する（ホッピングする）パルス位置変調を行う。
【００５２】
ＰＮ系列発生部５０４は、ＰＮ系列の一種である８値のＲＳ（リードソロモン）系列の符号列を生成し、１チップ１００ｎｓｅｃのパルスを、１μｓｅｃの周期毎に、前記生成した符号に対応した時間に配置したパルス波形を発生する。例えば５７６３４２１の符号に対応し、１００ｎｓｅｃのパルスは、最初の５に対しては最初の１μs区間の５００ｎｓｅｃの位置に、次の７に対しては次の１μｓｅｃ区間の７００ｎｓｅｃの位置、以下６、３、・・に対応した位置に配置された波形である。
【００５３】
また、図５に示す、ＭＰＵ５０１から送られる送信データ５０２は、１μｓｅｃのパルスの組み合わせ符号であり、図７の送信データの始めのプリアンブル部Ｄ７０１と、これに続くデータ部Ｄ７０２で構成される。
【００５４】
図７のプリアンブル部Ｄ７０１では、送信データ５０２は、１周期７μｓｅｃ内のパルスがすべて０である。この時、ＰＰＭデータ変調部５０３では、変調入力がすべて０であるから、ＰＮ系列発生部５０４からのパタン波形のパルス位置がそのままとなって出力し、図７のプリアンブル部Ｄ７０１に示されたパルス信号波形となる。
【００５５】
プリアンブル部Ｄ７０１の後にデータ部Ｄ７０２が続く。
【００５６】
データ部Ｄ７０２では、送信データは所定の周期内に任意の符号を有している。例えば送信データが０１１０・・・の場合、ＰＰＭデータ変調部５０３では、ＰＮ系列発生部５０４からのパタン波形５７６３４２１・・・（通常プリアンブル部の７符合より多くなる）により、チップのパルス位置が０１１０・・・に対応して、符号１で１チップ分ホッピングし（図７の７１１、７１２に示す）、５８７３・・・と変調され、５００ｎｓｅｃ、８００ｎｓｅｃ、７００ｎｓｅｃ、３００ｎｓｅｃ  ・・・の位置にホッピングされ、図７のデータ部Ｄ７０２に示されたパルス信号波形となる。
【００５７】
図５においてＰＰＭ変調されたパルス信号は、インパルス生成部５０６に送られ、ステップリカバリダイオードにより、パルスの立ち上がり部で非常に細いインパルスが生成される。生成されたままのインパルスは、非常に広い周波数帯域のスペクトラムを有しているが、ＢＰＦ５０７（帯域通過濾波器で、例えば、３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨzの通過帯域）を通すことで、許容帯域外（例えば、３．１ＧＨｚ以下および１０．６ＧＨｚ以上）のスペクトラム成分を除去することが出来る。ＢＰＦ通過後、ＰＡ５０８（電力増幅器）で増幅し、送信アンテナ５０９から電波が放射される。
【００５８】
・「実施例１の基地局Ｂの動作」
基地局Ｂ３０２の送信動作は、前記基地局Ａと同じである。
【００５９】
基地局Ｂ３０２の受信動作を図６と図７により説明する。
【００６０】
基地局Ｂ３０２のアンテナ６１１から受信されたインパルス電波は、ＢＰＦ６１２で不要な周波数成分を除去後、ＬＮＡ６１３で低雑音増幅され、パルス検出部６１４でパルス信号波形が検出される。パルス検出部６１４は、高周波ダイオードによる包絡線検波回路とコンパレータ等で実現される。検出されたパルスは、ＰＮ系列発生部６１８で発生したＲＳ系列の符号列と、デジタルマッチドフィルタによる相関器６１６で比較される。相関器６１６によりプリアンブル部Ｄ７０１が検出されたならば、同期が確立されたとして、次に続くデータ部Ｄ７０２の最初のパルスの受信時刻を保持し、データ部Ｄ７０２の受信ＰＰＭ信号が復調される。
【００６１】
基地局Ｂ３０２における受信時刻の決定を、図８、図９を用いて説明する。
【００６２】
図８において、８００は入力信号、８１１は第１の遅延回路、８１２は第２の遅延回路、８１３は第３の遅延回路、８１４は第４の遅延回路、８１９は第９の遅延回路、８２０はＤＦＦ（Ｄｅｌａｙ  Ｆｌｉｐ  Ｆｌｏｐ）、８３０は遅延０の出力、８３１は遅延１の出力、８３２は遅延２の出力、８３３は遅延３の出力、８３４は遅延４の出力、８３９は遅延９の出力をそれぞれ表す。
【００６３】
図９において、９０１、９０２、９０３はエンコード値を粗タイマーでラッチする時刻、Ｄ９０１はＤＦＦ入力波形、Ｄ９０２はＤＦＦ出力をそれぞれ示す。
【００６４】
図８において、入力信号８００は、図６のパルス検出部で検出された受信インパルス波形を立ち上がり時間でラッチした波形である。遅延回路８１１は入力信号８００を１ｎｓｅｃ遅延させ、該遅延信号をＤＦＦ８２０と、次の遅延回路８１２に出力する。遅延回路８１２は、遅延回路８１１から入力した信号をさらに１ｎｓｅｃ遅延させ、該遅延信号をＤＦＦ８２０と、次の遅延回路８１３に出力する。以下遅延回路８１４・・・遅延回路８１９は前記と同様にそれぞれ１ｎｓｅｃ遅延させ、ＤＦＦ８２０に出力する。
【００６５】
図９において、Ｄ９０１は遅延が０である信号と前記９個の遅延回路から出力した計１０個のデータを示す。ＤＦＦ８２０は１００ＭＨｚのクロックで動作する１０個のＤＦＦより構成されており、該１０個の入力データは１００ＭＨｚのクロックにより、時刻９０１、時刻９０２、時刻９０３・・・において、入力信号が０か１かを判断しラッチされる。時刻９０１、時刻９０２、時刻９０３・・の間隔は１０ｎｓｅｃであり、粗タイマーと称することとする。
【００６６】
図８に示す入力信号８００は、粗タイマーの周期１０ｎｓｅｃに対し、５．５ｎｓｅｃの端数を持った信号の場合を示す。ＤＦＦ８２０への入力データは１０個の遅延回路により１ｎｓｅｃのステップで遅延したデータ（以下エンコード値と称する）であるから、図９のＤ９０１に示す波形となる。例えば入力信号８００の遅延が前記５．４ｎｓｅｃの場合を図９のＤ９０２に示し、遅延回路１から遅延回路４に対応したＤＦＦ８２０の出力は１となり、遅延回路５に対応したＤＦＦ８２０の出力以降が０１となり、１ｎｓｅｃ単位の時刻は５ｎｓｅｃと決定する。即ち、入力信号の遅延時刻は、ＤＦＦ８２０の出力が１から０に変化した最初の遅延回路の番号により精密時刻を決定する。本方法により、図８に示す回路は１０ｎｓｅｃの粗タイマーから、１ｎｓｅｃ単位の精密な時刻を決定することができるので精密タイマーと称することとする。
【００６７】
・「実施例１における基地局Ｂの受信時刻の補正方法」
基地局Ｂにおけるタイミング補正方法を図１０により説明する。
【００６８】
簡単のため、単一パルスとして説明する。
【００６９】
図１０において、１０００は同期信号パルスＰａｓ、１００１は測位信号パルスＰａｒ、１００２は同期信号パルスＰｂｓ、１００３は測位信号パルスＰｂｒ、Ｄ１０１は同期信号区間、Ｄ１０２は測位信号区間、Ｄ１０３は同期信号区間をそれぞれ示す。
【００７０】
基地局Ａ４０１が同期信号Ｐａｓ１０００を送信すると、基地局Ｂ３０２は基地局Ａ４０１と基地局Ｂ３０２間の遅延分ずれＴｐｂ後に同期信号Ｐｂｓ１００２を受信する。遅延時間Ｔｐｂは事前に測定して分かっているものとする。基地局Ａ４０１基地局Ｂ３０２ともに、粗クロック(ここでは繰り返し周波数＝１００ＭＨｚ、周期Ｔｋ＝１０ｎｓｅｃとする)で動作しているが、基地局Ａ４０１と基地局Ｂ３０２は同期していないため、クロックがＴ０ｂ時間ずれている。基地局Ａ４０１からの同期信号を、基地局Ｂ３０２で受信した時刻を、基地局Ｂ３０２のタイマーでカウントした時、粗クロックに対してＴｆｂずれて測定されたならば、
【００７１】
【数１】
2007218857.tif 000003
【００７２】
ただし、ｍｏｄは剰余計算
・  式により、基地局Ａに対する基地局Ｂのタイマのずれが分かる。
【００７３】
例えば、Ｔｐｂ＝１０４ｎｓｅｃ、Ｔｆｂ＝３ｎｓｅｃ の時、Ｔ０ｂ＝（１０４−３）  ｍｏｄ  １０＝１ となり、基地局Ａ４０１と基地局Ｂ３０２の精密タイマのずれＴ０ｂは１ｎｓｅｃということが分かる。
【００７４】
基地局Ａ４０１では、同期信号パルスＰａｓ１０００送信後、Ｔａ時間後に測位信号Ｐａｒ１００１を送信する。基地局Ｂ３０２では、同期信号パルスＰｂｓ１００２受信後の、次のクロックからＴｂ時間後に測位信号パルスＰｂｒ１００３を送信する。Ｔｂは（２）式で求まる。
【００７５】
【数２】
2007218857.tif 000004
【００７６】
但し、ｄｉｖは割り算の整数部分
例えば、Ｔａ＝１０００ｎｓｅｃ、Ｔｐｂ＝１０４ｎｓｅｃ、Ｔ０ｂ＝１ｎｓｅｃの時、Ｔｂ＝{(１０００−１０４＋１ １) ｄｉｖ１０}×１０＝８９０となる。Ｐａｒ１００１とＰｂｒ１００３は、クロックがずれているため、同時に出すことはできず、Ｐｂｒ１００３はＰａｒ１００１に対してＴ０ｂだけ時刻がずれて送信される。このクロックのずれＴ０ｂを基地局Ｂ３０２からの測位信号Ｄ１０３にデータとして乗せて、移動端末Ｍ３０５に送信する。
【００７７】
上記は、各局から単一パルスが送信されものとして説明したが、実際には各局からは複数の信号パルス列が送信されるので、以下に説明する。
・「実施例１の各局における信号の送信と受信のタイミング」
図１１に各局における信号の送信と受信のタイミングを示す。
【００７８】
図１１において、１１０１は同期信号送信、１１０２は同期基準パルス送信時刻ｔｓａ、１１０３は測位信号Ａ送信、１１０４は基準パルスＡ送信時刻ｔｔａ、１１０５は基地局Ａデータ送信、１１０６は同期信号受信、１１０７は同期基準パルス受信時刻ｔｓｂ、１１０８は測位信号Ｂ送信、１１０９は基準パルスＢ送信時刻ｔｔｂ、１１１０は基地局Ｂデータ送信、１１１１は同期信号受信、１１１２は測位信号Ａ受信、１１１３は測位信号Ｂ受信、１１１４は基準パルスＡ受信時刻ｔｒａ、１１１５は基準パルスＢ受信時刻ｔｒｂ、１１１６は基地局Ａデータ受信、１１１７は基地局Ｂデータ受信をそれぞれ示す。
【００７９】
基地局Ａ４０１から、同期信号パルス列１１０１が送信されるが、プリアンブル後の最初のパルスの位置tsa１１０２が時間基準になる。基地局Ｂ３０２では、Ｔｐｂ時間後の時刻tsb１１０７に基準パルスが受信される。基地局Ａ４０１では、基準パルス送信後Ｔａに測位信号Ａ１１０３のパルス列が送信される。
【００８０】
基地局Ｂ３０２では、基準パルスを時刻ｔｓｂ１１０７で受信した後の、クロック同期Ｔｂ後に、測位信号Ｂパルス列１１０８が送信される。測位信号Ａパルス１１０３と測位信号Ｂパルス１１０８は、Ｔ０ｂずれており、基地局Ａ４０１の測位信号Ａ送信１１０３のプリアンブル後の基準パルスの時刻ｔｔａ１１０４と、基地局Ｂ３０２の測位信号Ｂ送信１１０８のプリアンブル後の基準パルスの時刻ｔｔｂ１４０９も、Ｔ０ｂずれている。
【００８１】
測位信号Ａパルス列１１０３の基準パルスは、送信時刻ｔｔａ１１０４からＴｍａ後の時刻ｔｒａ１１１４に移動端末Ｍ３０５に到着し、測位信号Ｂパルス列１１０８の基準パルスは、送信時刻ｔｔｂ１１０９からＴｍｂ後の時刻ｔｒｂ１１１５に移動端末Ｍ３０５に到着する。移動端末Ｍ３０５では、ｔｒａ１１１４とｔｒｂ１１１５の時刻を測定して、到着時間差を求める。
【００８２】
基地局Ａ３０５と基地局Ｂ３０２から送信する測位信号の時間は重なるため、異なる擬似ランダム符号系列（以下ＰＮ系列）を使用することで、同期信号パルス列を区別する。
【００８３】
図６における基地局Ｂ３０２の受信部の相関器６１６で、同期信号受信１１０６内のプリアンブルが検出され、基準パルスが検出されたならば、その時の精密タイマーの値ｔｓｂ１１０７がラッチされ、ＭＰＵ６０１に取り込まれる。ＭＰＵ６０１はその時点から、（２）式によりＴｂの演算を行い、Ｔｂ後を周期タイマ−６０５で測定し、その時刻に、測位信号パルス列１１０８の送信が開始される。
【００８４】
また、基地局Ａ４０１と基地局Ｂ３０２のクロックのずれＴ０ｂは、ＭＰＵ６０１内において、（１）式により計算され、補正値送信データとして移動端末Ｍ３０５に送られる。
【００８５】
尚、基地局Ｂ３０２で受信する基準パルスの時刻位置ｔｓｂ１１０７は、ＰＮ系列によって最初のパルス位置がホッピングされてずれているため、該ホッピング値は到着時刻に対して補正する。
【００８６】
「実施例１の移動端末における到着時間差と位置座標の決定方法」
図４における移動端末Ｍ３０５では、各基地局からの測位信号電波の到着時刻差を求めるが、例えば、基地局Ａ４０１と基地局Ｂ３０２とでは、同時に測位信号が出ておらず、Ｔ０ｂだけずれているため、移動端末Ｍ３０５で求まった到着時間差に対して、Ｔ０ｂを差し引いて補正する。
【００８７】
移動端末Ｍ３０５の動作を図１２を用いて説明する。
【００８８】
図１２において、１２０１はＭＰＵ（マイクロプロセッサーユニット）、１２０２ａは受信ブロックＡ、１２０２ｂは受信ブロックＢ、１２０２ｃは受信ブロックＣ、１２０３はラッチ、１２０４はラッチ、１２０５はＰＮ系列発生部、１２０６は受信データ、１２０７はＰＰＭデータ復調部、１２０８は相関器、１２０９は基準クロック、１２１０は粗タイマー、１２１１は精密タイマー、１２１２はパルス検出部、１２１３はＬＮＡ（低雑音増幅器）、１２１４は受信ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）、１２１５は受信アンテナをそれぞれ示す。
【００８９】
移動端末Ｍ３０５は、基地局の数だけ受信ブロックを有し、同時に複数の基地局からパルス信号が来ても受信できるようになっている。
【００９０】
パルス信号が受信されると、パルスのエッジが粗タイマー１２１０および精密タイマー１２１１により測定されるとともに、各受信ブロックの相関器１２０８に入力される。基地局ごとに異なるＰＮ系列が割り振られているため、各ＰＮ系列に従って、相関器１２０８で相関演算が行われる。
【００９１】
受信ブロックＡ１２０２ａでは、基地局Ａ４０１からのパルス信号検出する。基地局Ａ４０１からの同期信号パルス列のプリアンブルが検出されたならば、プリアンブル後の最初の基準パルスで精密タイマーの値と粗タイマーの値がラッチされ、ＭＰＵ１２０１に入力される。また、基地局Ａ４０１から送信されたデータは、ＰＰＭデータ復調部１２０７でＰＰＭ復調されて、ＭＰＵ１２０１に入力される。粗タイマー１２１０と精密タイマ−１２１１の動作は、図８、図９を用いて説明した基地局Ｂ３０２の場合と同様である。
【００９２】
ＭＰＵ１２０１では、入力した各基地局からのパルスの到着時刻を用いて、到着時刻差を求めることにより測位計算を行う。各基地局の位置座標は、各基地局から送信データに乗せられ移動端末Ｍ３０５に通知される。
【００９３】
ＭＰＵ１２０１内では、受信ブロックＡ１２０２ａの粗タイマー１２１０と精密タイマー１２１１から通知された値から、基地局Ａの測位信号パルスの到着時刻ｔｒａ１１１４を求める。また、受信ブロックＢからの、粗タイマーの値と精密タイマーの値から到着時刻ｔｒｂ１１１５を求め、さらに、到着時刻ｔｒｂ１１１５は、送信時刻がＴ０ｂずれているため、（３）式による補正を行う。
【００９４】
【数３】
2007218857.tif 000005
【００９５】
（３）式により補正された値ｔｒｂ０が正確な到着時刻を示す。
基地局Ｃ３０４については、基地局Ａ４０１に対し、前記Ｔ０ｂと同様にして求めた送信時刻のずれＴ０ｃを用いて、補正した到着時刻ｔｒｃ０が求められ、（４）式となる。
【００９６】
【数４】
2007218857.tif 000006
【００９７】
図１３を用いて、移動端末Ｍ３０５の位置を決定する方法を説明する。
【００９８】
図１３において、図４と同じものは同一の番号を付してある。基地局Ａ４０１、基地局Ｂ３０２、基地局Ｃ３０３および移動端末Ｍ３０５の位置座標を、それぞれ（ｘａ、ｙａ）、（ｘｂ、ｙｂ）、（ｘｃ、ｙｃ）、（ｘｍ、ｙｍ）とし、移動端末Ｍ３０５から、基地局Ａ３０１、基地局Ｂ３０２、基地局Ｃ３０３までの距離をそれぞれ、ｒａ、ｒｂ、ｒｃとする。
【００９９】
各座標と距離の関係は、
【０１００】
【数５】
2007218857.tif 000007
【０１０１】
【数６】
2007218857.tif 000008
【０１０２】
【数７】
2007218857.tif 000009
【０１０３】
また、移動端末Ｍ３０５から、基地局Ａ３０１までと基地局Ｂ３０２までの距離差ｄａｂ=ｒａ−ｒｂは、光速をｃとすれば、ｄａｂ＝ｃ（ｔｒａ−ｔｒｂ０）であるから、ｒｂは（８）式となる。
【０１０４】
【数８】
2007218857.tif 000010
【０１０５】
同様に、移動端末Ｍ３０５から、基地局Ａ３０１までと基地局Ｃ３０３までの距離差ｄａｃ＝ｒａ−ｒｃは、ｄａｃ＝ｃ（ｔｒａ−ｔｒｃ０）であるから、ｒｃは（９）式となる。
【０１０６】
【数９】
2007218857.tif 000011
【０１０７】
（８）、（９）式によるｒｂ、ｒｃを、（６）、（７）式に代入すれば、
（５）、（６）、（７）式から、未知数ｘm、ｙm、ｒａを含む連立方程式を表すマトリクスの式（１０）が得られる。
【０１０８】
【数１０】
2007218857.tif 000012
【０１０９】
ただし、Ａは２行２列のマトリクスで、各要素は、
ａ１１＝２（ｘｂ−ｘａ）    ａ１２＝２（ｙｂ−ｙａ）
ａ２１＝２（ｘｃ−ｘａ）    ａ２２＝２（ｙｃ−ｙａ）
Ｂは２行１列のマトリクスで、各要素は、
ｂ１＝２ｃ（ｔｒａ−ｔｒｂ０）
ｂ２＝２ｃ（ｔｒａ−ｔｒｃ０）
Ｃは２行１列のマトリクスで、各要素は、
ｃ１＝−ｘａ２＋ｘｂ２−ｙａ２＋ｙｂ２−ｃ２（ｔｒａ−ｔｒｂ０）２
ｃ２＝−ｘａ２＋ｘｃ２−ｙａ２＋ｙｃ２−ｃ２（ｔｒａ−ｔｒｃ０）２
（１０）式より、ｄｅｔＡ≠0の条件でｘm、ｙmを求めると、Ａの逆マトリクスＡ−１を用いて（１１）式となる。
【０１１０】
【数１１】
2007218857.tif 000013
【０１１１】
（１１）式によるｘｍ、ｙｍをそれぞれ、（５）式に代入すると、
未知数ｘｍ、ｙｍを含まない、未知数ｒａに関する２次式となり、ｒａは、各基地局の座標と、各基地局で測定された移動局Ｍ３０５からの信号到着時間差により表現された解として求まる。得られた解ｒａを、（１１）式に代入すれば、求める移動局Ｍの座標値ｘｍとｙｍがそれぞれ求められ、移動局Ｍ３０５の位置が決定される。
【０１１２】
尚、図１１において、各基地局の測位信号の後には、測位のためのデータが送信され、移動端末Ｍ３０５で受信される。基地局Ａ３０１から送信される基地局Ａデータ送信１１０５は、基地局Ａ４０１の座標（ｘａ，ｙａ）を含む。また、基地局Ｂ３０２から送信される基地局Ｂデータ送信１１１０は、基地局Ｂ３０２の座標（ｘｂ，ｙｂ）と、タイマーのずれＴ０ｂを含む。同様に基地局Ｃ３０３から送信される基地局Ｃデータ送信（図示せず）は、基地局Ｃ３０３の座標（ｘｃ，ｙｃ）と、タイマーのずれＴ０ｃを含む。
【０１１３】
また、ＴＤＯＡによる２次元測位では、基地局は最低３局あれば良いが、電波遮蔽等で基地局からの電波が移動端末で受信できない場合があるため、４基地局以上の冗長構成を取ることが現実的である。図４には、４つの基地局の場合を示す。この場合基地局Ｄ３０４のタイミングのずれＴ０ｄは、前記と同様にして求まり、移動端末Ｍ３０５における、基地局Ｄ３０４からの補正された到達時刻ｔｒｄ０も同様にして求まる。従って、例えば基地局Ｃ３０３からの信号が遮断された場合は、基地局Ｄ３０４からの信号により、（９）式においてｔｒｃ０の代わりにｔｒｄ０を用い、ｒｃの代わりにｒｄを用い、基地局Ｃ３０３の座標（ｘｃ，ｙｃ）の変わりに、基地局Ｄ３０４の座標（ｘｄ，ｙｄ）を用い、前記と同様にして移動端末Ｍ３０５の位置座標（ｘｍ，ｙｍ）が決定できる。
【０１１４】
また、実施例１では、前記移動端末３０５は1台としたが、複数の移動端末とすることも出来る。この場合、各基地局が各移動端末に対し測位信号を各移動端末ごとに個別に、あるいは、同報的に信号電波を送信し、前記各移動端末は受信した時刻と、前記各基地局から送信された、前記各基地局のクロックのずれ時間を含む時間差データと、各基地局の位置座標を用いて、前記複数移動端末の位置座標を決定することが出来る。
【実施例２】
【０１１５】
実施例２においては、基準局を兼ねた１つの基地局から他の少なくも２つの基地局に対し、同期用信号を同報し、該他の少なくも２つの基地局は受信した同期信号の時刻から、それぞれ自局のタイマーのずれを測定し、さらに、各基地局は測位信号パルスが、移動端末で時間的に重ならないように、測位信号パルスの送信時刻に差つけて送信する。測位信号の送信時刻の差は、各基地局からのデータ信号に乗せて移動端末に送信し、移動端末は、各基地局から送信された測位信号の受信時刻を、前記送信時刻の差により補正し、該移動端末の位置を検出する。
・「実施例２の無線測位システムの通信ルート構成」
本実施例における無線測位システムの通信ルート構成は、実施例１と同じで図４に示す。
・「実施例２の各局における信号の送信と受信のタイミング」
図１４に、実施例２による各局からの信号の送信と受信のタイミングを示す。
【０１１６】
図１４において、１４０１は同期信号送信、１４０２は同期基準パルス送信時刻ｔｓａ、１４０３は測位信号Ａ送信、１４０４は基準パルスＡ送信時刻ｔｔａ、１４０５は基地局Ａデータ送信、１４０６は同期信号受信、１４０７は同期基準パルス受信時刻ｔｓｂ、１４０８は測位信号Ｂ送信、１４０９は基準パルスＢ送信時刻ｔｔｂ、１４１０は同期信号受信、１４１１は測位信号Ａ受信、１４１２は基準パルスＡ受信時刻ｔｒａ、１４１３は測位信号Ｂ受信、１４１４は基準パルスＢ受信時刻ｔｒｂ、１４１５は基地局Ａデータ受信をそれぞれ示す。
【０１１７】
基地局Ａ４０１から、同期信号パルス列１４０１が送信されるが、プリアンブル後の最初のパルスの位置tsa１４０２が時間基準になる。基地局Ｂ３０２では、Ｔｐ時間後の時刻tsb１４０７に基準パルスが受信される。基地局Ａ４０１では、基準パルス送信後Ｔａに測位信号Ａ１４０３のパルス列が送信される。
【０１１８】
基地局Ｂ３０２では、基準パルスを時刻ｔｓｂ１４０７で受信した後の、測位信号Ａ１４０３の送信開始時刻から（１２）式に示すＴｗｂの時間待って、測位信号Ａ１４０３の送信が終了した時刻以降の、基準パルス１４０７受信終了からＴｂ後に、測位信号Ｂパルス列１１０８が送信される。
【０１１９】
【数１２】
2007218857.tif 000014
【０１２０】
ただし、Ｔａｓは基地局Ａにおける測位信号Ａ１６０１の送信期間、Ｔａｍｍａｘは基地局Ａ４０１から移動端末Ｍ３０５が移動する範囲の最大伝播遅延時間を示す。
【０１２１】
Ｔｂは（１３）式で計算される。
【０１２２】
【数１３】
2007218857.tif 000015
【０１２３】
測位信号Ａパルス１４０３と測位信号Ｂパルス１４０８は、送信開始時刻がＴｗｂずれており、基地局Ａ４０１の測位信号Ａ送信１１０３のプリアンブル後の基準パルスの時刻ｔｔａ１４０４と、基地局Ｂ３０２の測位信号Ｂ送信１４０８のプリアンブル後の基準パルスの時刻ｔｔｂ１４０９も、Ｔｗｂずれている。
【０１２４】
測位信号Ａパルス列１４０３の基準パルスは、送信時刻ｔｔａ１４０４からＴｍａ後の時刻ｔｒａ１４１２に移動端末Ｍ３０５に到着し、測位信号Ｂパルス列１４０８の基準パルスは、送信時刻ｔｔｂ１４０９からＴｍｂ後の時刻ｔｒｂ１４１４に移動端末Ｍ３０５に到着する。移動端末Ｍ３０５では、ｔｒａ１４１２とｔｒｂ１４１４の時刻を測定して、到着時間差を求める。
【０１２５】
実施例２においては、基地局Ａ３０５と基地局Ｂ３０２から送信する測位信号の時間は重ならないため、同じＰＮ系列を使用することができる。
【０１２６】
実施例２における、基地局Ａ４０１と基地局Ｂの構成は、実施例１と同じく図５、および図６に示される
図６における基地局Ｂ３０２の受信部の相関器６１６で、図１４の同期信号受信１４０６内のプリアンブルが検出され、基準パルスが検出されたならば、その時の精密タイマーの値ｔｓｂ１４０７がラッチされ、ＭＰＵ６０１に取り込まれる。ＭＰＵ６０１はその時点から、（１３）式によりＴｂの演算を行い、Ｔｂ後を周期タイマ−６０５で測定し、その時刻に、測位信号パルス列１４０８の送信が開始される。
【０１２７】
また、基地局Ａ４０１と基地局Ｂ３０２のクロックのずれＴ０ｂは、ＭＰＵ６０１内において、実施例１と同じく、（１）式により計算され、補正値送信データとして（１３）式のＴ０ｂに反映され、（１２）式の条件を満たすＴｗｂの設定に用いられ、設定されたＴｗｂの情報データは移動端末Ｍ３０５に送られる。
【０１２８】
尚、基地局Ｂ３０２で受信する基準パルスの時刻位置ｔｓｂ１４０７は、ＰＮ系列によって最初のパルス位置がホッピングされてずれているため、該ホッピング値は到着時刻に対して補正する。
【０１２９】
また、図１４において、各基地局の測位信号の後には、測位のためのデータが送信され、移動端末Ｍ３０５で受信される。基地局Ａ３０１から送信される基地局Ａデータ送信１４０５は、基地局Ａ４０１の座標（ｘａ，ｙａ）を含む。また、基地局Ｂ３０２から送信される基地局Ｂデータ送信（図示せず）は、基地局Ｂ３０２の座標（ｘｂ，ｙｂ）と、送信時刻の差Ｔｗｂを含む。同様に基地局Ｃ３０３から送信される基地局Ｃデータ送信（図示せず）は、基地局Ｃ３０３の座標（ｘｃ，ｙｃ）と、送信時刻の差Ｔｗｃを含む。
【０１３０】
基地局Ｃ３０３における、測位信号の送信開始時刻と、基地局Ａ４０１の測位信号送信開始時刻の差Ｔｗｃは、前記Ｔｗｂと同様の目的により、（１４）式で設定する。
【０１３１】
【数１４】
2007218857.tif 000016
【０１３２】
ただし、Ｔbsは基地局Ｂにおける測位信号Ｂの送信期間、Ｔbｍｍaxは基地局Ｂ３０２から移動端末Ｍ３０５が移動する範囲の最大伝播遅延時間、Ｔｗｂは基地局Ｂ３０２における測位信号Ｂ１４０８を送信開始する時刻と、測位信号Ａ送信１４０３を送信開始する時刻との時間差を示す。
【０１３３】
また、基地局Ｃ３０３が、（１４）式によるＴｗｃの条件を満たし、前記測位信号Ｃを送信開始する時刻は、基準パルス受信時刻からの差Ｔｃ（１５）式により計算される。
【数１５】
2007218857.tif 000017
【０１３４】
「実施例２の移動端末における到着時間差と位置座標の決定方法」
図４における移動端末Ｍ３０５では、各基地局からの測位信号電波の到着時刻差を求めるが、例えば、基地局Ａ４０１と基地局Ｂ３０２とでは、同時に測位信号が出ておらず、Ｔｗｂだけずれているため、移動端末Ｍ３０５で求まった到着時間差に対して、Ｔｗｂを差し引いて補正する。
【０１３５】
移動端末Ｍ３０５の動作を図１５を用いて説明する。
【０１３６】
図１５において、１５０１はＭＰＵ（マイクロプロセッサーユニット）、１５０２はラッチ、１５０３はラッチ、１５０４はＰＮ系列発生部、１５０５は受信データ、１５０６はＰＰＭデータ復調部、１５０７は相関器、１５０８は基準クロック、１５０９は粗タイマー、１５１０は精密タイマー、１５１１はパルス検出部、１５１２はＬＮＡ（低雑音増幅器）、１５１３は受信ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）、１５１４は受信アンテナをそれぞれ示す。
【０１３７】
実施例２における移動端末Ｍ３０５は、各基地局からの信号は時分割で送信されるので、１系統の受信機能で複数基地局からのパルス信号を受信できる。
【０１３８】
パルス信号が受信されると、パルスのエッジが粗タイマー１５０９および精密タイマー１５１０により測定されるとともに、相関器１５０７に入力される。各基地局共通のＰＮ系列が用いられるため、１つのＰＮ系列発生部１５０４を用いて、相関器１５０７で相関演算が行われる。
【０１３９】
相関器１５０７において、基地局Ａ４０１からの同期信号パルス列のプリアンブルが検出されたならば、プリアンブル後の最初の基準パルスで精密タイマーの値と粗タイマーの値がラッチされ、ＭＰＵ１５０１に入力される。また、基地局Ａ４０１から送信されたデータは、ＰＰＭデータ復調部１５０６でＰＰＭ復調されて、ＭＰＵ１５０１に入力される。粗タイマー１５０９と精密タイマ−１５１０の動作は、図８、図９を用いて説明した実施例１の基地局Ｂ３０２の場合と同様である。
【０１４０】
ＭＰＵ１５０１１内では、粗タイマー１５０９と精密タイマー１５１０から通知された値から、基地局Ａ４０１からの測位信号パルスの到着時刻ｔｒａ１４１２、基地局Ｂ３０２からの測位信号パルスの到着時刻ｔｒｂ１４１４を求める。
【０１４１】
さらに、ｔｒｂ１４１４に対しては、基地局Ｂ３０２からの測位信号パルスの送信時刻がＴｗｂずれているため、（１６）式による補正を行う。
【０１４２】
【数１６】
2007218857.tif 000018
【０１４３】
（１６）式により補正された値ｔｒｂ０が正確な到着時刻を示す。
基地局Ｃ３０４については、基地局Ａ４０１に対し、前記Ｔｗｂと同様にして求めた送信時刻のずれＴｗｃを用いて、補正した到着時刻ｔｒｃ０が求められ、（１７）式となる。
【０１４４】
【数１７】
2007218857.tif 000019
【０１４５】
移動端末Ｍ３０５内のＭＰＵ１５０１では、前記各基地局からの測位信号パルスの到着時刻を用いて、各基地局から移動端末Ｍ３０５までの到着時刻差を求める。
【０１４６】
各基地局の位置座標は、各基地局から送信データに乗せられ移動端末Ｍ３０５に通知されたデータを使用する。
【０１４７】
各基地局から移動端末Ｍ３０５までの測位信号パルスの到着時間差と、各基地局の位置座標が求まると、実施例１と同様にて、（５）〜（１１）により、移動端末Ｍ３０５の位置座標（ｘｍ，ｙｍ）が決定できる。
【０１４８】
また、ＴＤＯＡによる２次元測位では、基地局は最低３局あれば良いが、電波遮蔽等で基地局からの電波が移動端末で受信できない場合があるため、４基地局以上の冗長構成を取ることが現実的である。図４には、４つの基地局の場合を示す。この場合基地局Ｄ３０４のタイミングのずれＴ０ｄは、前記と同様にして求まり、移動端末Ｍ３０５における、基地局Ｄ３０４からの補正された到達時刻ｔｒｄ０も同様にして求まる。従って、例えば基地局Ｃ３０３からの信号が遮断された場合は、基地局Ｄ３０４からの信号により、（９）式においてｔｒｃ０の代わりにｔｒｄ０を用い、ｒｃの代わりにｒｄを用い、基地局Ｃ３０３の座標（ｘｃ，ｙｃ）の変わりに、基地局Ｄ３０４の座標（ｘｄ，ｙｄ）を用い、前記と同様にして移動端末Ｍ３０５の位置座標（ｘｍ，ｙｍ）が決定できる。
【０１４９】
また、実施例２では、前記移動端末３０５は1台としたが、複数の移動端末とすることも出来る。この場合、各基地局が各移動端末に対し測位信号を各移動端末ごとに個別に、あるいは、同報的に測位信号パルスを送信し、前記各移動端末は前記測位信号パルスを受信した時刻と、前記各基地局から送信された、前記各基地局のクロックのずれ時間を含む時間差データと、各基地局の位置座標を用いて、前記複数移動端末の位置座標を決定することが出来る。
【実施例３】
【０１５０】
実施例３においては、基準局を兼ねた１つの基地局から、他の基地局および移動端末に送信する測位信号パルスを、同期用信号としても用い、該他の少なくも２つの基地局は受信した同期信号の時刻から、それぞれ自局のタイマーのずれを測定し、さらに、各基地局は測位信号パルスが、移動端末で時間的に重ならないように、測位信号パルスの送信時刻に差つけて送信する。測位信号の送信時刻の差は、各基地局からのデータ信号に乗せて移動端末に送信し、移動端末は、各基地局から送信された測位信号の受信時刻を、前記送信時刻の差により補正し、該移動端末の位置を検出する。
・「実施例３の無線測位システムの通信ルート構成」
本実施例における無線測位システムの通信ルート構成は、実施例１と同じで図４に示す。
・「実施例３の各局における信号の送信と受信のタイミング」
図１６に、実施例３による各局からの信号の送信と受信のタイミングを示す。
【０１５１】
図１６において、１６０１は測位信号Ａ送信、１６０２は基準パルスＡ送信時刻ｔｔａ、１６０３は基地局Ａデータ送信、１６０４は測位信号Ａ受信、１６０５は基準パルスＡ受信時刻ｔｓｂ、１６０６は測位信号Ｂ送信、１６０７は基準パルスＢ送信時刻ｔｔｂ、１６０８は測位信号Ａ受信、１６０９は基準パルスＡ受信時刻ｔｓｃ、１６１０は測位信号Ｃ送信、１６１１は基準パルスＢ送信時刻ｔｔｂ、１６１２は測位信号Ａ受信、１６１３は基準パルスＡ受信時刻ｔｒａ、１６１４は測位信号Ｂ受信、１６１５は基準パルスＢ受信時刻ｔｒｂ、１６１６は測位信号Ｃ受信、１６１７は基準パルスＣ受信時刻ｔｒｃ、１６１８は基地局Ａデータ受信をそれぞれ示す。
【０１５２】
基地局Ｂ３０２から送信される測位信号Ｂ送信１６０６は、実施例２の場合と同じく、基地局Ａ４０１の測位信号Ａ送信１６０１とは、移動端末Ｍ３０５において重ならない様に、（１２）式により前もって決められた固定値Ｔｗｂの時間差をつけて送信される。
【０１５３】
前記測位信号Ｂ送信１６０６の送信開始時刻は、時刻ｔｓｂ１６０５の次のクロックから（１８）式によるＴｂの時間差待った時刻に設定される。
【０１５４】
【数１８】
2007218857.tif 000020
【０１５５】
ただし、Ｔｗｂは前記（１２）式による時間差、ｔｓｂは基地局Ａ４０１からの測位信号Ａの基準パルス受信時刻１６０５、Ｔｐｂは基地局Ａ４０１から基地局Ｂ３０２までの伝播遅延時間、Ｔ０ｂは基地局Ｂ３０２と基地局Ａ４０１の時刻ずれ、Ｔｋはクロック周期をそれぞれ示す。
【０１５６】
同様にして、基地局Ｃ３０３の測位信号Ｃ送信１６１１の送信開始時刻は、時刻ｔｓｃ１６０９の次のクロックから（１９）式によるＴｃの時間差待った時刻に設定される。
【０１５７】
【数１９】
2007218857.tif 000021
【０１５８】
ただし、Ｔｗｃは（２０）式による時間差、Ｔｐcは基地局Ａ４０１から基地局Ｃ３０３までの伝播遅延時間、Ｔ０ｃは基地局Ｃ３０３と基地局Ａ４０１の時刻ずれ、Ｔｋはクロック周期をそれぞれ示す。
【０１５９】
【数２０】
2007218857.tif 000022
【０１６０】
ただし、Ｔｂｓは基地局Ｂ３０２における測位信号Ｂ１６０６の送信期間、Ｔｗｂは（１２）式で設定した基地局Ｂ３０２の測位信号Ｂ１６０６の遅延時間、をそれぞれ示す。
【０１６１】
第３の実施例では、同期専用の信号を必要としないので、基地局Ａ４０１の構成が簡単になる。
【０１６２】
・「実施例３の移動端末における到着時間差と位置座標の決定方法」
移動端末Ｍ３０５の構成は、実施例２の場合と同じく図１５に示される。
【０１６３】
実施例３では、実施例２における移動端末Ｍ３０５と同様にして、移動端末Ｍ３０５内のＭＰＵ１５０１が、前記各基地局からの測位信号パルスの到着時刻の補正を、（１６）、（１７）式を用いて行い、各基地局から移動端末Ｍ３０５までの到着時刻差を求める。
【０１６４】
各基地局の位置座標は、各基地局から送信データに乗せられ移動端末Ｍ３０５に通知されたデータを使用する。
【０１６５】
各基地局から移動端末Ｍ３０５までの測位信号パルスの到着時間差と、各基地局の位置座標が求まると、実施例１と同様にて、（５）〜（１１）により、移動端末Ｍ３０５の位置座標（ｘｍ，ｙｍ）が決定できる。
【０１６６】
また、ＴＤＯＡによる２次元測位では、基地局は最低３局あれば良いが、電波遮蔽等で基地局からの電波が移動端末で受信できない場合があるため、４基地局以上の冗長構成を取ることが現実的である。図４には、４つの基地局の場合を示す。この場合基地局Ｄ３０４のタイミングのずれＴ０ｄは、前記と同様にして求まり、移動端末Ｍ３０５における、基地局Ｄ３０４からの補正された到達時刻ｔｒｄ０も同様にして求まる。従って、例えば基地局Ｃ３０３からの信号が遮断された場合は、基地局Ｄ３０４からの信号により、（９）式においてｔｒｃ０の代わりにｔｒｄ０を用い、ｒｃの代わりにｒｄを用い、基地局Ｃ３０３の座標（ｘｃ，ｙｃ）の変わりに、基地局Ｄ３０４の座標（ｘｄ，ｙｄ）を用い、前記と同様にして移動端末Ｍ３０５の位置座標（ｘｍ，ｙｍ）が決定できる。
【０１６７】
また、実施例３では、前記移動端末３０５は1台としたが、複数の移動端末とすることも出来る。この場合、各基地局が各移動端末に対し測位信号を各移動端末ごとに個別に、あるいは、同報的に信号電波を送信し、前記各移動端末は受信した時刻と、前記各基地局から送信された、前記各基地局のクロックのずれ時間を含む時間差データと、各基地局の位置座標を用いて、前記複数移動端末の位置座標を決定することが出来る。
（付記１）
少なくも３つの基地局から測位信号パルスを送信して、移動端末の位置座標を決定する無線測位装置であって、
前記基地局は、１つの主基地局と複数の従基地局を含み、
前記主基地局は、同期信号パルスを前記従基地局に送信する手段を備え、
前記従基地局は、前記主基地局から送信された同期信号パルスと前記従基地局のクロックとのクロックのずれ時間を決定する手段と、
前記主基地局の同期信号パルスの受信時刻から、前記クロックのずれ時間を含む時間差をつけた時刻に、測位信号パルスを前記移動端末に送信する手段と、
前記時間差のデータを前記移動端末に送信する手段と、
を備えたことを特徴とする無線測位装置。
（付記２）
付記１記載の基地局は、前記移動端末への測位信号パルスの送信を、所定の周期で繰り返す手段を備えたことを特徴とする基地局。
（付記３）
付記１記載の基地局は、インパルス化された超広帯域無線信号を送信することを特徴とする基地局。
（付記４）
付記１記載の基地局は、所定の擬似ランダムディジタル信号が、任意のディジタル信号によりパルス位置変調され、該パルス位置変調された擬似ランダムディジタル信号のチップ幅の特定位置でインパルス化された信号を送信することを特徴とする基地局。
（付記５）
付記１記載の基地局は、生成する擬似ランダムディジタル信号として、リードソロモン符号によりパルス位置変調された信号を用いることを特徴とする基地局。
（付記６）
付記１記載の基地局は、送信するインパルス化された信号を所定の帯域通過濾波器で帯域制限する手段を備えたことを特徴とする基地局。
（付記７）
付記１記載の従基地局は、同期信号パルスの受信時刻の決定を、前記従基地局が受信し検出した信号と、前記従基地局が備えた前記主基地局と同じ擬似ランダムディジタル信号との相関による時間比較により行う手段を備えたことを特徴とする基地局。
（付記８）
付記１記載の従基地局は、同期信号パルスの受信時刻の決定を、前記従基地局が備えた基準クロックを基準として、前記基準クロックで動作する粗タイマーと、前記基準クロックよりも細かい刻みで動作する精密タイマーを用いて行うことを特徴とする基地局。
（付記９）
付記１記載の基地局は、移動端末に送信する測位信号パルスを、前記主基地局と従基地局からの測位信号パルスが前記移動端末において時間的に重ならない時間差をつけた所定の時刻に送信する手段と、
前記時間的に重ならない時間差のデータを前記移動端末に送信する手段と、
を備えたことを特徴とする基地局。
（付記１０）
付記１記載の基地局は、前記時間的に重ならない時間差で行なう測位信号パルスの送信と、前記時間差のデータの送信を、所定の周期で繰りかえす手段を備えたことを特徴とする基地局。
（付記１１）
付記１記載の従基地局は、前記主基地局より受信した同期信号パルスの受信時刻の決定を、前記従基地局が備えた基準クロックを基準として、前記基準クロックで動作する粗タイマーと、前記基準クロックよりも細かい刻みで動作する精密タイマーを用いて行うことを特徴とする基地局。
（付記１２）
付記１記載の従基地局は、前記時間的に重ならない時間差をつけて測位信号パルスを送信する時刻の決定を、前記従基地局が備えた基準クロックを基準として、前記基準クロックで動作する粗タイマーと、前記基準クロックよりも細かい刻みで動作する精密タイマーを用いて行なうことを特徴とする基地局。
（付記１３）
付記１記載の主基地局は、前記同期信号パルスの機能を備えた測位信号パルスを送信する手段を備えたことを特徴とする基地局。
（付記１４）
前記主基地局は、同期信号パルスの機能を備えた測位信号パルスの前記移動端末への送信を、所定の周期で繰り返す手段を備えたことを特徴とする基地局。
（付記１５）
付記１記載の基地局は、所定の擬似ランダムディジタル信号が、任意のディジタル信号によりパルス位置変調される手段と、
前記パルス位置変調された擬似ランダムディジタル信号のチップ幅の特定位置でインパルス化した超広帯域無線信号を生成する手段と、
前記インパルス化した超広帯域無線信号により、前記同期の機能を備えた測位信号パルスを送信する手段と、
を備えたことを特徴とする基地局。
（付記１６）
付記１記載の従基地局は、前記主基地局から受信した、前記同期の機能を備えた測位信号パルスの受信時刻の決定を、前記従基地局が備えた基準クロックを基準として、前記基準クロックで動作する粗タイマーと、前記基準クロックよりも細かい刻みで動作する精密タイマーを用いて行うことを特徴とする基地局。
（付記１７）
付記１記載の移動端末は、前記測位信号パルスを受信した時刻を、前記主基地局と前記従基地局から送信された、クロックのずれ時間を含む所定の時間差のデータを用いて、所定の周期で補正する手段と、前記測位信号パルスを受信した時刻と、前記移動端末に保存した前記主基地局と前記従基地局の位置座標とを用いて、前記移動端末の位置座標を決定する手段と、
を備えたことを特徴とする移動端末。
（付記１８）
付記１記載の移動端末は、
前記移動端末で決定された前記移動端末の位置座標を、識別された特定の他の移動端末のユーザに、前記基地局の少なくも１つを介して伝える手段と、
識別された特定の固定端末のユーザに、前記基地局に接続されたネットワークを介して伝える手段と、
を備えたことを特徴とする移動端末。
（付記１９）
付記１記載の移動端末は、前記主基地局と前記従基地局からの測位信号パルスの受信時刻の決定を、該移動端末が受信し検出した信号と、該移動端末に備えた前記主基地局と前記従基地局に固有の擬似ランダムディジタル信号との相関による時間比較により行う手段を備えたことを特徴とする移動端末。
（付記２０）
付記１記載の移動端末は、前記時間的に重ならない時間差のデータを用いて、前記移動端末で決定された前記移動端末の位置座標を、識別された特定の他の移動端末のユーザに、前記基地局の少なくも１つを介して伝える手段と、
識別された特定の固定端末のユーザに、前記基地局に接続されたネットワークを介して伝える手段と、
を備えたことを特徴とする移動端末。
（付記２１）
付記１記載の移動端末は、前記基地局から受信した前記移動端末において時間的に重ならない時間差のデータを用いて、前記基地局から測位信号パルスを受信した時刻を、所定の周期で補正する手段を備えたことを特徴とする移動端末。
（付記２２）
付記１記載の移動端末は、前記基地局から前記時間差で送信された測位信号パルスの受信時刻の決定を、前記移動端末が受信し検出した信号と、前記移動端末に備えた前記各基地局に共通の擬似ランダムディジタル信号との相関による時間比較により行う手段と、
前記測位信号パルスの受信時刻を、前記前記基地局から受信した時間差のデータで補正する手段とを備えたことを特徴とする移動端末。
（付記２３）
付記１記載の移動端末は、前記同期信号パルスの機能を備えた測位信号パルスの受信時刻を用いて決定された前記移動端末の位置座標を、識別された特定の他の移動端末のユーザに、前記基地局の少なくも１つを介して伝える手段と、
識別された特定の固定端末のユーザに、前記基地局に接続されたネットワークを介して伝える手段と、
を備えたことを特徴とする移動端末。
（付記２４）
付記１記載の移動端末は、前記同期信号パルスの機能を備えた前記測位信号パルスを受信した時刻を、前記基地局から受信した時間差のデータを用いて、所定の周期で補正する手段を備えたことを特徴とする移動端末。
（付記２５）
付記１記載の移動端末は、前記基地局から受信した同期信号パルスの機能を備えた測位信号パルスの受信時刻の決定を、該移動端末が受信し検出した信号と、該移動端末に備えた前記基地局に共通の擬似ランダムディジタル信号との相関による時間比較により行うことを特徴とする移動端末。
（付記２６）
少なくも３つの基地局から測位信号パルスを送信して、移動端末の位置座標を決定する無線測位方法であって、
前記基地局は、１つの主基地局と複数の従基地局を含み、
前記主基地局が、前記従基地局に同期信号パルスを送信するステップと、
前記移動端末に測位信号パルスを前記同期信号パルスの送信終了後の所定の時刻に送信するステップと、
前記従基地局が、前記主基地局から送信された同期信号パルスと、前記従基地局のクロックとのクロックのずれ時間を決定するステップと、前記移動端末に対し、前記主基地局の同期信号パルス受信時刻から時間差をつけた時刻に、測位信号パルスを送信するステップと、前記時間差のデータを送信するステップと、
前記移動端末が、少なくも３つの前記測位信号パルスの受信時刻を、前記従基地局から受信した前記時間差のデータを用いて、所定の周期で補正するステップと、
前記主基地局と前記従基地局から前記移動端末までの、各々の前記測位信号パルスの伝播遅延時間の差を決定するステップと、前記各々の伝播遅延時間の差と、前記主基地局と前記従基地局の位置座標を用いて、前記移動端末の位置座標を決定するステップと、
を含む無線測位方法。
（付記２７)
１つの主基地局から複数の従基地局に同期信号パルスを送信して、前記従基地局が、移動端末に送信する測位信号パルスの送信時刻を決定する、無線測位のためのプログラムであって、
前記従基地局が備えたコンピュータを、
前記主基地局における前記同期信号パルスの送信終了時刻から、前記測位信号パルスの送信開始時刻までの時間Ｔａと、前記主基地局から前記従基地局までの前記測位信号パルスの伝播遅延時間Ｔｐｉと、前記主基地局のクロックに対する前記従基地局のクロックのずれ時間Ｔ０ｉと、前記主基地局におけるクロック周期Ｔｋとを入力する手段、
加減算、除算の整数部分の計算、および乗算により、
Ｔｉ＝{（Ｔａ−Ｔｐｉ＋Ｔ０ｉ）ｄｉｖＴｋ}×Ｔｋ
の演算を行う手段、および
前記演算結果Ｔｉを、前記従基地局が、前記主基地局の前記同期信号パルスを受信した時刻から、前記測位信号パルスを送信する時刻までの時間差として出力する手段、
として機能させるための無線測位のためのプログラム。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
【図１】ＧＰＳ型ＴＤＯＡの原理図を示す図である。
【図２】ＧＰＳ型ＴＤＯＡの通信ルート構成を示す図である。
【図３】本発明による通信ルートの原理的構成を示す図である。
【図４】本発明による通信ルート構成を示す図である。
【図５】基地局Ａブロック図を示す図である。
【図６】基地局Ｂブロック図を示す図である。
【図７】送信データフォーマットを示す図である。
【図８】タップ付遅延回路による精密タイマーを示す図である。
【図９】受信時刻測定のタイミングチャートを示す図である。
【図１０】基地局のタイミング補正を示す図である。
【図１１】各局の信号パルス列のタイミングを示す図である。
【図１２】実施例１の移動端末ブロック図を示す図である。
【図１３】測位計算方法を示す図である。
【図１４】実施例２の信号パルス列のタイミングを示す図である。
【図１５】実施例２の移動端末ブロック図を示す図である。
【図１６】実施例３の信号パルス列のタイミングを示す図である。
【符号の説明】
【０１６９】
１０１  基地局Ａ
１０２  基地局Ｂ
１０３  基地局Ｃ
１０４  基地局Ｄ
１０５  移動端末Ｍ
１０６  双曲線
１０７  双曲線
２０１  衛星Ａ
２０２  衛星Ｂ
２０３  衛星Ｃ
２０４  地上制御局
２０５  地上移動端末Ｍ
３０１  基準局
３０２  基地局Ｂ
３０３  基地局Ｃ
３０４  基地局Ｄ
３０５  移動端末Ｍ
４０１  基地局Ａ
５０１  ＭＰＵ（マイクロプロセッサーユニット）
５０２  送信データ
５０３  ＰＰＭ（パルス位置変調）データ変調部
５０４  ＰＮ系列発生部
５０５  基準クロック
５０６  インパルス生成部
５０７  送信ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）
５０８  ＰＡ（電力増幅器）
５０９  送信アンテナ
６０１  ＭＰＵ（マイクロプロセッサーユニット）
６０２  送信データ
６０３  ＰＰＭ（パルス位置変調）データ変調部
６０４  ＰＮ系列発生部
６０５  周期タイマー
６０６  インパルス生成部
６０７  送信ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）
６０８  ＰＡ（電力増幅器）
６０９  送信アンテナ
６１０  基準クロック
６１１  受信アンテナ
６１２  受信ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）
６１３  ＬＮＡ（低雑音増幅器）
６１４  パルス検出部
６１５  精密タイマー
６１６  相関器
６１７  ラッチ
６１８  ＰＮ系列発生部
７１１  １チップ分の位置ホッピング
７１２  １チップ分の位置ホッピング
８００  入力信号
８１１  第１の遅延回路
８１２  第２の遅延回路
８１３  第３の遅延回路
８１４  第４の遅延回路
８１９  第９の遅延回路
８２０  ＤＦＦ（Ｄｅｌａｙ  Ｆｌｉｐ  Ｆｌｏｐ）
８３０  遅延０の出力
８３１  遅延１の出力
８３２  遅延２の出力
８３３  遅延３の出力
８３４  遅延４の出力
８３９  遅延９の出力
９０１  エンコード値を粗タイマーでラッチする時刻
９０２  エンコード値を粗タイマーでラッチする時刻
９０３  エンコード値を粗タイマーでラッチする時刻
１０００  同期信号パルスＰａｓ
１００１  測位信号パルスＰａｒ
１００２  同期信号パルスＰｂｓ
１００３  測位信号パルスＰｂｒ、
１１０１  同期信号送信
１１０２  同期基準パルス送信時刻ｔｓａ
１１０３  測位信号Ａ送信
１１０４  基準パルスＡ送信時刻ｔｔａ
１１０５  基地局Ａデータ送信
１１０６  同期信号受信
１１０７  同期基準パルス受信時刻ｔｓｂ
１１０８  測位信号Ｂ送信
１１０９  基準パルスＢ送信時刻ｔｔｂ
１１１０  基地局Ｂデータ送信
１１１１  同期信号受信
１１１２  測位信号Ａ受信
１１１３  測位信号Ｂ受信
１１１４  基準パルスＡ受信時刻ｔｒａ
１１１５  基準パルスＢ受信時刻ｔｒｂ
１１１６  基地局Ａデータ受信
１１１７  基地局Ｂデータ受信
１２０１  ＭＰＵ（マイクロプロセッサーユニット）
１２０２ａ  受信ブロックＡ
１２０２ｂ  受信ブロックＢ
１２０２ｃ  受信ブロックＣ
１２０３  ラッチ
１２０４  ラッチ
１２０５  ＰＮ系列発生部
１２０６  受信データ
１２０７  ＰＰＭデータ復調部
１２０８  相関器
１２０９  基準クロック
１２１０  粗タイマー
１２１１  精密タイマー
１２１２  パルス検出部
１２１３  ＬＮＡ（低雑音増幅器）
１２１４  受信ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）
１２１５  受信アンテナ
１４０１  同期信号送信
１４０２  同期基準パルス送信時刻ｔｓａ
１４０３  測位信号Ａ送信
１４０４  基準パルスＡ送信時刻ｔｔａ
１４０５  基地局Ａデータ送信
１４０６  同期信号受信
１４０７  同期基準パルス受信時刻ｔｓｂ
１４０８  測位信号Ｂ送信
１４０９  基準パルスＢ送信時刻ｔｔｂ
１４１０  同期信号受信
１４１１  測位信号Ａ受信
１４１２  基準パルスＡ受信時刻ｔｒａ
１４１３  測位信号Ｂ受信
１４１４  基準パルスＢ受信時刻ｔｒｂ
１４１５  基地局Ａデータ受信
１５０１  ＭＰＵ（マイクロプロセッサーユニット）
１５０２  ラッチ
１５０３  ラッチ
１５０４  ＰＮ系列発生部
１５０５  受信データ
１５０６  ＰＰＭデータ復調部
１５０７  相関器
１５０８  基準クロック
１５０９  粗タイマー
１５１０  精密タイマー
１５１１  パルス検出部
１５１２  ＬＮＡ（低雑音増幅器）
１５１３  受信ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）
１５１４  受信アンテナ
１６０１  測位信号Ａ送信
１６０２  基準パルスＡ送信時刻ｔｔａ
１６０３  基地局Ａデータ送信
１６０４  測位信号Ａ受信
１６０５  基準パルスＡ受信時刻ｔｓｂ
１６０６  測位信号Ｂ送信
１６０７  基準パルスＢ送信時刻ｔｔｂ
１６０８  測位信号Ａ受信
１６０９  基準パルスＡ受信時刻ｔｓｃ
１６１０  測位信号Ｃ送信
１６１１  基準パルスＢ送信時刻ｔｔｂ
１６１２  測位信号Ａ受信
１６１３  基準パルスＡ受信時刻ｔｒａ
１６１４  測位信号Ｂ受信
１６１５  基準パルスＢ受信時刻ｔｒｂ
１６１６  測位信号Ｃ受信
１６１７  基準パルスＣ受信時刻ｔｒｃ
１６１８  基地局Ａデータ受信
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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