(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定間隔で特定信号を発信する少なくとも３つの基地局のそれぞれの位置情報及びそれぞれからの上記特定信号の発信タイミング（又は基準時間に対する位相ずれ情報）及び着信時間の情報を用いて自己の位置を測定する端末に対し、上記少なくとも３つの基地局のうちの少なくとも１つの基地局の上記特定信号の発信タイミングが変更された際に該発信タイミング（又は基準時間に対する位相ずれ情報）の変更量若しくは変更後の発信タイミングを通知する位置測定サービス提供方法。
【請求項２】
請求項１において、上記端末から上記少なくとも３つの基地局のうちの少なくとも１つの基地局への要求に応答して、上記変更量若しくは変更後の発信タイミングを通知する位置測定サービス提供方法。
【請求項３】
請求項２において、上記要求とともに上記端末が特定の端末であることを示す情報を受け取り、該特定の端末であることを確認した後に上記変更量若しくは変更後の発信タイミングを通知する位置測定サービス提供方法。
【請求項４】
請求項２又は３において、上記要求に応答して該端末に関する課金情報を更新する位置測定サービス提供方法。
【請求項５】
請求項１において、上記端末に暗号解読鍵を持たせ、上記少なくとも３つの基地局のそれぞれは自己の上記変更量若しくは変更後の発信タイミングを暗号化して同報チャネル又は制御チャネルを介して報知する位置測定サービス提供方法。
【請求項６】
請求項１乃至４の何れかにおいて、定期的に上記少なくとも３つの基地局のうちの少なくとも１つの基地局の上記特定信号の発信タイミングを変更する位置測定サービス提供方法。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかにおいて、上記少なくとも３つの基地局のそれぞれは自己の位置情報及び周囲の基地局の位置情報を同報チャネル又は制御チャネルを介して報知するか、上記要求に応答して上記端末に通知する位置測定サービス提供方法。
【請求項８】
請求項３において、上記端末の所持者と上記少なくとも３つの基地局の運営者との間の契約内容に応じて通知する上記変更量若しくは変更後の発信タイミングの精度を異なるものとする位置測定サービス提供方法。
【請求項９】
請求項２において、上記端末からの上記要求が上記特定信号の発信タイミングを変更している間にされた場合には、上記端末に対して測定不可能である旨の通知をする位置測定サービス提供方法。
【請求項１０】
請求項１において、特定の端末に暗号解読鍵を持たせ、各基地局の上記変更量若しくは変更後の発信タイミングを暗号化して上記基地局の同報チャネル又は制御チャネルを介して報知する位置測定サービス提供方法。
【請求項１１】
サーバから指示に基づいて、基地局において、定期的若しくは時間的にランダムに基地局からの一定間隔の特定信号の電波の発信タイミングを変更し、該サーバにおいて、端末における上記特定信号の受信タイミングのデータを基に該端末の位置を計算し、該端末に計算結果を通知する位置測定サービス提供方法。
【請求項１２】
請求項１１において、該サーバにおいて、上記端末の識別情報を確認するとともに位置計算を行う位置測定サービス提供方法。
【請求項１３】
請求項１２において、該サーバにおいて、上記端末の所持者と上記基地局の運営者との間の契約内容に応じて通知する位置計算結果の精度を異なるものとする制御を行う位置測定サービス提供方法。
【請求項１４】
請求項１２または１３において、該サーバにおいて、上記端末の識別信号を確認した際に該端末に関する課金情報を更新する位置測定サービス提供方法。
【請求項１５】
少なくとも３つの基地局と、１つの端末とを有し、
上記少なくとも３つの基地局のうちの少なくとも１つの基地局は一定周期で発信する特定信号の発信タイミングを変更し、
上記端末は上記変更量又は変更後の発信タイミングの情報と上記少なくとも３つの基地局の位置情報と上記少なくとも３つの基地局からの特定信号の受信タイミングの情報とを用いて自己の位置を測定する位置測定システム。
【請求項１６】
少なくとも３つの基地局と、１つの端末とを有し、
上記少なくとも３つの基地局のうちの少なくとも１つの基地局は一定周期で発信する特定信号の発信タイミングを変更し、
上記少なくとも３つの基地局のそれぞれは自己及び自己の周囲の基地局の特定信号の発信タイミングの暗号情報を同報チャネル又は制御チャネルを介して報知し、上記端末は暗号解読鍵を用いて自己の属する領域の基地局から報知される自己の周囲の基地局の特定信号の発信タイミングの暗号情報を解読し、該解読情報と上記少なくとも３つの基地局の位置情報と上記少なくとも３つの基地局からの特定信号の受信タイミングの情報とを用いて自己の位置を測定する位置測定システム。
【請求項１７】
請求項１５又は１６において、上記少なくとも３つの基地局の発信タイミングの情報を蓄積するサーバをさらに有する位置測定システム。
【請求項１８】
請求項１７において、上記サーバは上記少なくとも３つの基地局の発信タイミングの変更を指示する位置測定システム。
【請求項１９】
少なくとも３つの基地局と、１つの端末とを有し、
上記少なくとも３つの基地局のうちの少なくとも１つの基地局は一定周期で発信する特定信号の発信タイミングを変更し、
上記端末は上記少なくとも３つの基地局からの特定信号の受信タイミングの情報を自己の属する領域の基地局に通知し、
上記端末が属する領域の基地局若しくは該基地局に接続されるサーバは上記端末の位置を計算し、上記端末が属する領域の基地局から上記端末へ計算結果を通知する位置測定システム。
【請求項２０】
請求項１９において、上記サーバは上記少なくとも３つの基地局の発信タイミングの情報を蓄積する位置測定システム。
【請求項２１】
請求項２０において、上記サーバは上記少なくとも３つの基地局の発信タイミングの変更を指示する位置測定システム。
【請求項２２】
請求項１５記載の位置測定システムにおける基地局であって、
一定周期で発信する特定信号を生成する特定信号生成部と、
該特定信号の発信タイミングを変更するタイミング変更部と、
変更された発信タイミングの情報を生成する発信タイミング情報生成部と、
上記特定信号及び上記発信タイミング情報を送信する送信部とを有する基地局。
【請求項２３】
請求項２２において、端末からの識別信号を受信する受信部と、
上記識別信号が予め登録されたものと同一か判断する判断部とをさらに有し、
上記送信部は該判断部の結果に応じて上記発信タイミング情報を送信する基地局。
【請求項２４】
一定周期で発信する特定信号を生成する特定信号生成部と、
該特定信号の発信タイミングを変更するタイミング変更部と、
変更された発信タイミングの情報を暗号化する発信タイミング情報暗号化部と、
上記特定信号及び暗号化された上記発信タイミング情報を送信する送信部とを有する基地局。
【請求項２５】
一定周期で発信する特定信号を生成する特定信号生成部と、
サーバからの指示により上記特定信号の発信タイミングを変更するタイミング変更部と、端末における少なくとも３つの基地局からの特定信号の受信タイミングの情報を上記サーバに伝達する伝達部と、
上記サーバからの上記端末の位置計算結果を上記端末に送信する送信部とを有する基地局。
【請求項２６】
請求項１７または２０に記載の位置測定システムにおけるサーバであって、
少なくとも３つの基地局に接続され、該少なくとも３つの基地局それぞれの一定周期で発信する特定信号の発信タイミングの情報を蓄積するサーバ。
【請求項２７】
請求項２３において、上記少なくとも３つの基地局の発信タイミングの発信タイミング変更情報生成部と、発信タイミング変更指示を上記少なくとも３つの基地局に送信する送信部とを有するサーバ。
【請求項２８】
請求項２６又は２７において、上記少なくとも３つの基地局の少なくとも１つを介して受信した端末における特定信号の受信タイミングの情報と上記すくなくとも３つの基地局のそれぞれの特定信号発信タイミング及び位置情報とを用いて上記端末の位置を計算する計算部とを有するサーバ。
【請求項２９】
基地局の周期的に発信する特定信号の発信タイミングの情報の精度を複数設け、端末保持者と基地局運営者との間の契約により定めた精度と該端末との関連を記憶装置に記憶し、
上記端末からの要求に応じて上記契約に定めた精度の上記発信タイミングの情報を上記端末に通知することによって、上記端末において、該契約内容に応じた精度で該端末の位置測定を行うことを特徴とする位置測定サービス提供方法であって、
上記発信タイミングを定期的又は時間的にランダムに変更することを特徴とする位置測定サービス提供方法。
【請求項３０】
端末に暗号解読鍵を入力し、基地局の周期的に発信する特定信号の発信タイミングを定期的又は時間的にランダムに変更するとともに該発信タイミングの情報を暗号化して報知することによって、上記暗号解読鍵を入力された端末において、上記発信タイミングの情報を入手し該端末の位置測定を行うことを特徴とする位置測定サービス提供方法。
【請求項３１】
請求項３０において、上記発信タイミングの情報の精度を複数設けてそれぞれを暗号化して報知し、端末保持者と基地局運営者との間の契約により定めた精度に関する暗号解読鍵を上記端末に入力することによって、上記暗号解読鍵を入力された端末において、該契約内容に応じた精度の発信タイミングの情報を入手し、該端末の位置測定を行うことを特徴とする位置測定サービス提供方法。
【請求項３２】
基地局の周期的に発信する特定信号の発信タイミングの情報を定期的又は時間的にランダムに変更し、端末保持者と基地局運営者との間の契約により定めた精度と該端末との関連を記憶装置に記憶し、上記特定信号の発信タイミングの情報と上記端末における上記特定信号の受信タイミングの情報を基に上記契約に定めた精度で上記端末の位置を計算し、該計算の結果を上記端末に通知する位置情報提供方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信システムを用いた位置測定サービス提供方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平7-181242は、CDMA方式の携帯電話システムを用いた測位システムを開示している。
【０００３】
図２５は、上記測位システムを、３つの基地局による平面上の測位システムとした場合である。９１は携帯端末を、９２１、９２２、９２３はそれぞれ基地局を示す。また、（ｘ，ｙ）は携帯端末９１の位置（座標）を、（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）は、それぞれ、基地局９２１、９２２、９２３の位置（座標）を示す。基地局９２１、９２２、９２３は基準時間Ｔ０を共有している。また、基地局９２１、９２２、９２３には、それぞれ、予め定められた時間ずれ量ＴＯ１、ＴＯ２、ＴＯ３が与えられている。基地局９２１、９２２、９２３のそれぞれは、パイロットチャネルにより、同じＰＮ（疑似雑音）符号を同じ速度で繰り返し送信している。しかし、基地局９２１、９２２、９２３それぞれが送信するＰＮ符号の先頭の値を送信する時刻（換言すれば、ＰＮ符号の送信開始時刻）は、基準時間Ｔ０に対して、時間ずれ量ＴＯ１、ＴＯ２、ＴＯ３の分、それぞれ遅れている。なお、各基地局はそれぞれの上記時間ずれ量をシンクチャネルにより各々送信しているので、携帯端末９１は上記時間ずれ量ＴＯ１、ＴＯ２、ＴＯ３を得ることが可能である。また、各基地局は近隣基地局の時間ずれ量をページングチャネルにより送信しているので、携帯端末９１は上記時間ずれ量ＴＯ１、ＴＯ２、ＴＯ３を得ることが可能である。ＴＰ１、ＴＰ２、ＴＰ３はそれぞれ基地局９２１、９２２、９２３から携帯端末９１への信号伝搬時間を示す。Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３のそれぞれは、携帯端末９１で計った時刻を示すものであって、基地局９２１、９２２、９２３がそれぞれ送信したＰＮ符号の先頭の値が携帯端末１に到着した時刻を示すものとする。
【０００４】
携帯端末９１の位置（座標）（ｘ，ｙ）は次の連立方程式（１）を解くことによって得ることができる。ただし、連立方程式（１）において、ｃを光速とし、（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）を既知と仮定している。ｘ、ｙ、ＴＰ１、ＴＰ２、ＴＰ３の５つが未知数である。
【０００５】
【数１】
0003951566.tif 000002
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
数１を用いれば携帯電話システムの加入者でなくとも、位置測定が可能である。
【０００７】
そこで、加入者のみに精度の高い位置測定サービスを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、一定間隔で特定信号を発信する少なくとも３つの基地局のそれぞれの位置情報及びそれぞれからの上記特定信号の発信タイミング（又は基準時間に対する位相ずれ情報）及び着信時間の情報を用いて自己の位置を測定する端末に対し、上記少なくとも３つの基地局のうちの少なくとも１つの基地局の上記特定信号の発信タイミングが変更された際に該発信タイミング（又は基準時間に対する位相ずれ情報）の変更量若しくは変更後の発信タイミングを通知する位置測定サービスを提供する。
【０００９】
発信タイミングを１マイクロ秒変更すると、測定位置は３００ｍ正確な位置からずれる。基地局運営者は加入者に、この変更量又は変更後の発信タイミングを通知する。その結果、加入者のみが正確な位置を測定できる。
【００１０】
基地局運営者と加入者との間で暗号による通信が行える場合には、基地局が変更量又は変更後の発信タイミングを暗号化して報知し、暗号解読鍵を持つ加入者のみが発信タイミング情報を得ることができる。
【００１１】
また、加入者が特定信号の受信タイミングを基地局運営者に連絡する場合には、変更量又は変更後の発信タイミングを加入者に知らせることなく、基地局運営者が加入者の位置を計算して位置情報を加入者に通知できる。
【００１２】
さらに、変更量又は変更後の発信タイミングの精度を複数用意すれば、基地局運営者は加入者との間の契約により定まる精度の位置情報を加入者に提供できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明によるCDMA方式の携帯電話システムを用いた測位システムの概要について図１を用いて説明する。図１において、１は携帯端末、２１、２２、２３は基地局、３はサーバを示す。
【００１４】
基地局２１、２２、２３のそれぞれは、一定間隔で特定信号を発信する。上記一定間隔で発信する特定信号は例えば、パイロットチャネルＰＮ（疑似雑音）符号である。
【００１５】
基地局２１、２２、２３それぞれが上記ＰＮ符号を発信する時刻を、基地局２１、２２、２３が共有する基準時間Ｔ０に対して基地局２１、２２、２３に予め定めた位相ずれ分だけ遅延させる。各基地局に上記予め定めた位相ずれそれぞれを例えば、基地局２１、２２、２３に予め定められたそれぞれの時間ずれ量ＴＯ１、ＴＯ２、ＴＯ３と、基地局２１、２２、２３それぞれに新たに定義する微少時間ずれ量Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３とを足した分とする。基地局２１、２２、２３のＰＮ符号の発信タイミングは、それぞれ、（Ｔ０＋ＴＯ１＋Ｔｄ１）、（Ｔ０＋ＴＯ２＋Ｔｄ２）、（Ｔ０＋ＴＯ３＋Ｔｄ３）となる。
【００１６】
微少時間ずれ量Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３の与え方については後述するものとする。サーバ３は、各基地局と接続し、各基地局の微少時間ずれ量Ｔｄｉ （ｉ ＝１，２，３）を蓄積する。
【００１７】
続いて、サーバ３の構成について図２を用いて説明する。同図において、３０は制御部を、３１は各基地局の微少時間ずれ量Ｔｄｉ （ｉ ＝１，２，３）を記憶するためテーブルＡを、３２は当該測位システムのサービス契約者のＩＤとその課金に関する情報を記憶するためテーブルＢを示す。制御部３０は、定期的に各基地局に接続してテーブルＡ ３１記載の各基地局の微少時間ずれ量Ｔｄｉ （ｉ ＝１，２，３）を更新する。また、制御部３０は、基地局を介してアクセスしてくる携帯端末のＩＤ（識別情報）を、テーブルＢ ３２を参照して、確認し、必要に応じてテーブルＢ ３２記載の上記ＩＤの課金に関する情報を更新する。さらに、制御部３０は、テーブルＡ ３１より微少時間ずれ量Ｔｄｉ （ｉ ＝１，２，３）を読み出して、その値を、基地局を介して携帯端末に通知する。
【００１８】
本発明であるCDMA方式の携帯電話システムを用いた測位システムによるサービスを管理するための方法について、図１および図２を用いて説明する。図１において、携帯端末１は基地局２１、２２、２３それぞれのパイロットチャネルを監視し、ＰＮ符号の着信時間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を測定する。携帯端末１は各基地局の時間ずれ量ＴＯ１、ＴＯ２、ＴＯ３を、各々のシンクチャネルもしくはページングチャネルにより得る。携帯端末１が、各基地局の位置（座標）（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）を得る方法として、各基地局がページングチャネルにより自局位置を携帯端末に通知する方法や、携帯端末が備える記憶装置に基地局の位置情報を予め記憶しておく方法があげられる。これらの詳細については、特開平7-181242を参照にされたい。そして、いずれかの方法によって、携帯端末１が、各基地局の位置（座標）（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）を得る。携帯端末１は、各基地局の微少時間ずれ量Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３を得るために、いずれかの基地局（図１の例では、基地局２１）を介して、サーバ３にアクセスする。この際、携帯端末１は測位システムから特定される様に予め定められたＩＤを付加する。サーバ３は、定期的に基地局２１、２２、２３に接続し、各基地局の微少時間ずれ量Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３を、図２に示すところの、同装置内のテーブルＡ ３１に記憶・更新している。携帯端末１よりアクセスのあった、サーバ３は、受信したＩＤに基づき、同装置内のテーブルＢ ３２を検索し、上記ＩＤに対応する測位サービス契約者の有無を確認し必要に応じてその課金情報を更新する。そして、図２に示すところの、同装置内のテーブルＡ ３１より各基地局の微少時間ずれ量Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３を引き出して、基地局（図１の例では、基地局２１）を介して、携帯端末１へ通知する。
【００１９】
携帯端末１は、次の連立方程式（２）より、自己の位置（ｘ、ｙ）を求める。
【００２０】
【数２】
0003951566.tif 000003
【００２１】
一方、携帯端末からサーバ３へのアクセスを行わなければ、各基地局の微少時間ずれ量Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３を知ることができない。上記各基地局の微少時間ずれ量Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３が適当であれば、上記連立方程式（２）から正しく携帯端末位置を求めることはできない。このような微少時間ずれ量Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３の値の範囲は後述するものとする。測位サービスを受ける場合には、携帯端末からサーバ３へのアクセスし、各基地局の微少時間ずれ量Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３を知ることが必要となる。携帯端末がサーバ３から各基地局の微少時間ずれ量Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３を得るためには、サーバにおける携帯端末のＩＤの確認が前提となる。よって、上記測位システムの管理者は、測位サービス享受者に対して公平に代価を請求できる様になる。
上記実施例において、上記微少時間ずれ量を携帯端末へ通知する際、測位サービス契約の内容に応じて、上記微少時間ずれ量を必要な測位精度分に丸めてから、携帯端末１へ通知してもよい。この場合、サーバ３において、テーブルＡ ３１から引き出した各基地局の微少時間ずれ量に対して、制御部３１が、テーブルＢ ３２記載の課金に関する情報に基づいて、必要な測位精度分に上記微少時間ずれ量に丸めて誤差を加えるものとする。例えば、６０ｍの測位精度が必要ならば、微少時間ずれ量を０．２μｓｅｃ［＝６０ｍ÷（３×１０8ｍ／ｓｅｃ）］刻みとなるよう丸めればよい。これにより、測位サービス契約者の要求する測位精度に応じた料金設定が可能となる。
【００２２】
上記実施例において、上記測位サービス契約者への課金方法は様々である。例えば、携帯端末からサーバへアクセスがある度に課金情報を更新してもよい。この場合、テーブルＢ ３２が記憶する課金情報がきめ細かな代金の請求に活用できる。また、月額一定サービスなどの契約内容に対しては測位サービス契約者の課金情報の更新を省いてもよい。いずれにせよ本発明の実施例が課金方法の詳細を限定するものでない。
【００２３】
上記実施例において、本発明による測位システムに含まれる基地局は、一定間隔で発信する特定信号（上記例ではパイロットＰＮ符号）の発信タイミングに変更を加える（上記例では微少時間ずれ量を与える）ことを特徴としている。しかし、本発明による測位システムに含まれるすべての基地局に対して、ＰＮ符号の送信に微少時間ずれ量を与えることを要求するわけではない。携帯端末の測位に関わる３つの基地局のうち、少なくとも一つの基地局がＰＮ符号の送信に微少時間ずれ量を与えれば、正しく携帯端末位置を求めることを難しくできる。従って、携帯端末の測位に関わる３つの基地局のうち高々２つの基地局に対しては、ＰＮ符号の送信に微少時間ずれ量を与える手段を省略してもよい。あるいは、携帯端末の測位に関わる３つの基地局のうち１つ乃至２つの基地局が交代でＰＮ符号の送信に微少時間ずれ量を与えるようにしてもよい。
【００２４】
上記実施例において、本発明による測位システムに含まれる携帯端末は基地局を介してサーバより微少時間ずれ量を取得しているが、基地局を介すことは必須ではない。例えば、携帯端末をパーソナルコンピュータと繋いでインターネットを介してサーバより微少時間ずれ量をダウンロードすることも容易に考え得る。あるいは微少時間ずれ量を記憶した記憶媒体を用いて携帯端末へインストールすることも容易に考え得る。
【００２５】
上記実施例において、説明の便宜上、本発明による測位システムが３つの基地局を含んでいるものとしている。しかし、本発明による測位システムが３つの基地局を含むことに限定するものではない。本発明による測位システムがより多くの基地局を含み、複数得られる携帯端末位置の算出結果を平均化し、一つの上記携帯端末位置を得ることは容易に考え得る。また、本発明による測位システムがより多くの基地局を含み、複数得られる携帯端末位置の算出結果に最小二乗法を適用して、一つの上記携帯端末位置を得ることも容易に考え得る。
【００２６】
上記実施例において、本発明による測位システムの含む各基地局および携帯端末の位置（座標）を二つの成分で表現している。しかし、本発明による測位システムの含む各基地局および携帯端末の位置（座標）を二つの成分で表現することに限定するものではない。本発明による測位システムが４つ以上の基地局を含むものとし、各基地局および携帯端末の位置（座標）に高さ方向の成分を加えた三次元の測位システムへと、本発明による測位システムを拡張することは容易に考え得る。
【００２７】
本発明による携帯端末の実施の一例を図３を用いて説明する。携帯端末１は、少なくとも３つの基地局の一定周期で発信する特定信号（上記実施例ではパイロットチャネルＰＮ符号）の発信タイミングの情報（上記実施例では微少時間ずれ量）を上記少なくとも３つの基地局いずれかから受信する受信回路１１と、上記少なくとも３つの基地局からの特定信号の受信タイミングを測定する受信タイミング測定回路１２と、該少なくとも３つの基地局の位置情報（座標）を記憶する記憶回路１３と、上記発信タイミングの情報、上記少なくとも３つの基地局の位置情報及び上記少なくとも３つの基地局からの特定信号の受信タイミングの情報の情報とを用いて自己の位置を計算する計算回路１４とを有する。
【００２８】
各基地局の微少時間ずれ量Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３値の範囲について、本発明による測位システムをTIA/EIA/IS-95に準拠する携帯電話システムに適用する場合を例に上げて述べる。TIA/EIA/IS-95に準拠する携帯電話システムではパイロットチャネルPN符号の送信時刻遅延が、CDMAシステムタイムの±３μｓｅｃの範囲内であることが推奨され、±１０μｓｅｃの範囲内であることが義務づけられている。そこで、各基地局の微少時間ずれ量Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３値の範囲を、±１０μｓｅｃの範囲内とする。１μｓｅｃ当たり時間誤差が距離にして３００ｍの誤差を与えることになるため、最大３０００ｍ程度まで誤差が生じる。なお、各基地局の微少時間ずれ量Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３値の範囲を、±３μｓｅｃの範囲内としても、最大９００ｍ程度まで誤差が生じる。従って、各基地局の微少時間ずれ量を知らなければ、１０ｍオーダーの精度を期待する観測者にとっては、信頼できる測位結果を求め難い。このように携帯電話としてのシステムに悪影響を及ぼすことない微少時間ずれ量の範囲でも、測位システムインフラを不当に使用されることを十分防ぐことが出来る。
【００２９】
次に、各基地局の微少時間ずれ量Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３を与える方法について述べる。その第一の与え方は、各基地局の送信機からアンテナへの給電線の長さの違いを用いて微少時間ずれ量を与える方法である。給電線の長さに応じて送信遅延を得られるので、上記送信遅延を微少時間ずれ量として用いればよい。各基地局の給電線を用いた微少時間ずれ量を予め測定しておき、サーバ３のテーブルＡ ３１にを記録しておく。なお、上記微少時間ずれ量を各基地局毎に保持し、サーバ３が定期的に各基地局に接続して、同装置内のテーブルＡ ３１の記載内容を記録・更新してもよい。なお、各基地局の微少時間ずれ量Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３の値の範囲については上述に従う。
【００３０】
各基地局の微少時間ずれ量の第二の与え方は、各基地局の送信クロックを制御して微少時間ずれ量を与える方法である。これを図４を用いて説明する。同図は、基地局の送信クロックを制御して微少時間ずれ量を与える手段の概略を示したものである。図中、ベースバンド信号処理部２０１はクロック２０３を参照して、パイロットチャネルＰＮ符号をはじめとするCDMA下りチャネルベースバンド信号を発生する。同図中202は送信クロック制御部を示し、移相器2021と位相制御部2022を含んでいる。送信クロック制御部202はCDMAシステムタイムを参照して、位相制御部2022より指定分だけ移相したクロック２０３を発生する。また、位相制御部２０２２は上記移相量を微少時間ずれ量として保持する。基地局は、サーバ３の定期的な接続に応じて、位相制御部２０２２に保持している微少時間ずれ量をサーバ３に通知する。なお、上記位相制御部2022の指定する移相量、すなわち微少時間ずれ量をサーバ３から制御してもよい。基地局の微少時間ずれ量の値の範囲については上述に従う。
【００３１】
各基地局の微少時間ずれ量の第三の与え方は、第二の与え方の発展であって、各基地局の送信クロックを制御して微少時間ずれ量を時変的に与える方法である。これを図５を用いて説明する。同図は、基地局の送信クロックを制御して微少時間ずれ量を時変的に与える手段の概略を示したものである。基地局の送信クロックを制御して微少時間ずれ量を与える手段である図４と比較して特徴的な箇所はスケジューラ２０２３である。スケジューラ２０２３は、微少時間ずれ量の制御予定を有し、外部から時間を参照するかもしくは時計を内蔵しこれを参照するなどによって、時間に応じて制御すべき微少時間ずれ量を位相制御部２０２２に指示する。位相制御部２０２２はスケジューラ２０２３の指示する微少時間ずれ量を保持し、当該値に基づいて移相器２０２１を制御し、微少時間ずれ量を有するクロック２０３を発生させる。基地局は、サーバ３の定期的な接続に応じて、位相制御部２０２２にその時点で保持している微少時間ずれ量をサーバ３に通知する。あるいは、スケジューラ２０２３から指示される制御すべき微少時間ずれ量の内容が変更される毎に、上記変更のあった微少時間ずれ量をサーバ３に通知してもよい。なお、上記スケジューラ２０２３をサーバ３に移し、位相制御部2022の指定する移相量、すなわち微少時間ずれ量をサーバ３から制御してもよい。上記スケジューラ２０２３に含まれる微少時間ずれ量の制御予定において、微少時間ずれ量を、容易に推定されぬよう、時間的にランダムとなるよう設定することが望ましい。基地局の微少時間ずれ量の値の範囲については上述に従う。
【００３２】
上記微少時間ずれ量の時間当たりの変化（変更レート）の範囲について次に例示する。例えば、本発明である測位システムをTIA/EIA/IS-95に準拠する携帯電話システムに適用する場合、200msec当たり101.725nsec以下とする。これは、TIA/EIA/IS-95に準拠する携帯電話システムでは基地局の送信時間のタイミングを訂正するための変更レートが、200msec当たり1/8PNチップ（101.725nsec）を越えないことが義務づけられていることに基づく。上記値を超えた場合、携帯電話としてのシステムに悪影響を及ぼす恐れがある。
【００３３】
上記スケジューラ２０２３について微少時間ずれ量の制御予定の設定方法を示す。第一の方法は、一日に一度、深夜の数十秒間に、微少時間ずれ量に変更を加える方法である。上記方法に基づいた設定例を図６に示す。同図は、本発明による測位システムをTIA/EIA/IS-95に準拠する携帯電話システムに適用する場合について、時刻に対する制御すべき微少時間ずれ量を例示している。微少時間ずれ量の変更は深夜午前２時からの数十秒間に行う。例えば、４月１９日には微少時間ずれ量を＋８／１６ＰＮチップ時間と、４月２０日には微少時間ずれ量を＋２／１６ＰＮチップ時間と、４月２１には−１８／１６ＰＮチップ時間と変更している。なお微少時間ずれ量の変更レートを１秒当たり１／１６ＰＮ時間としている。このように一日に一度制御すべき微少時間ずれ量に変更を加えることにより、微少時間ずれ量の知識のない者に対して、その推定が一層難解となる。ゆえに、測位システムインフラを不当に使用されることを防ぐのに役立つ。上記第一の設定方法において、サーバ３がテーブルＡ３１の内容を更新するためには、各基地局とサーバとの間の接続を一日に一度とすればよい。なお、基地局にて微少時間ずれ量を変更中に携帯端末よりサーバへアクセスがあった場合、該サーバより該携帯端末に対して、「現在、微少時間ずれ量を変更中につき、しばらくしてから、再アクセスされたい。」などと通知してもよい。サーバが各基地局の微少時間ずれ量の変更時刻を把握するために、変更時刻を予め定めておいてもよい。あるいは、微少時間ずれ量の変更を開始する際に基地局からサーバへその旨を通知してもよい。さらに、微少時間ずれ量の変更を終了後、上記終了の旨とともに変更した微少時間ずれ量を基地局からサーバへ通知してもよい。
【００３４】
上記スケジューラ２０２３について微少時間ずれ量の制御予定の設定の第二の方法は、常時、数分間に数ｍの誤差を与えるよう微少時間ずれ量に変更を加える方法である。上記方法に基づいた設定例を図７に示す。同図は、本発明による測位システムをTIA/EIA/IS-95に準拠する携帯電話システムに適用する場合について、時刻に対する制御すべき微少時間ずれ量を例示している。例えば、図中、横軸左端の０：００から右側へ最初の０：００の２４時間に微少時間ずれ量は±０から＋１４４／１２８ＰＮチップ時間と変更している。なお微少時間ずれ量の変更レートを１０分間当たり１／１２８ＰＮチップ時間（距離誤差に換算すると１．９ｍ）としている。このように、常時、数分間に数ｍの誤差を与えるよう微少時間ずれ量に変更を加えることにより、微少時間ずれ量の知識のない者に対し、その推定が一層難解となる。ゆえに、測位システムインフラを不当に使用されることを防ぐのに役立つ。上記第二の設定方法において、サーバ３がテーブルＡ３１の内容を最新のものに更新するための基地局との接続の頻度が数分間に一度と増加する。しかし、第一の方法に比べて微少時間ずれ量を緩やかに変更するので、サーバが、携帯端末に対して、タイミング悪く更新前の微少時間ずれ量を通知することになっても、上記携帯端末位置の測位誤差を第一の方法に比べ、数ｍ程度と低く抑えるのに役立つ。
【００３５】
本発明において、各基地局の微少時間ずれ量をサーバから制御する場合のサーバの実施例を図８を用いて説明する。サーバ３ｃは、少なくとも３つの基地局と接続し、該少なくとも３つの基地局それぞれの一定周期で発信する特定信号（上記実施例ではパイロットチャネルＰＮ符号）の発信タイミングの情報（上記実施例では微少時間ずれ量）を蓄積するためのテーブルＡ ３１ｃと、当該測位システムのサービス契約者のＩＤとその課金に関する情報を記憶するためテーブルＢ３２ｃと、制御部３０ｃとを備える。制御部３０ｃは、上記少なくとも３つの基地局の発信タイミングの発信タイミング変更情報生成部（上記実施例ではスケジューラ）３０１ｃと、発信タイミング変更指示を上記少なくとも３つの基地局に送信する送信部３０２ｃとを含む。
【００３６】
上記実施例のサービスフローを図９に示す。まず、測位サービスの運営者と利用者との間で契約を結び、運営者は利用者にＩＤを発行する。サーバは基地局が一定周期で発信する特定信号の発信タイミングの情報を保持する。基地局で上記発信タイミングを変更した場合、サーバに発信タイミングの情報を通知する。サーバは上記保持内容を更新する。利用者が携帯端末の位置を得る場合、上記ＩＤを付加して上記特定信号の発信タイミングの情報をサーバに要求する。サーバでは、ＩＤ確認後、利用者の課金に関する情報を更新し、契約内容に応じた精度を有する上記発信タイミングの情報を利用者に提供する。利用者は携帯端末で基地局の特定信号の着信時間を測定し、サーバより取得した発信タイミング情報を用いて自己位置を計算する。
【００３７】
上記実施例の別のサービスフローを図１０に示す。まず、測位サービスの運営者と利用者との間で契約を結び、運営者は利用者にＩＤを発行する。サーバは基地局に対して基地局が一定周期で発信する特定信号の発信タイミングの変更を指示する。上記指示をサーバより受けた基地局は、上記指示された分上記発信タイミングを変更する。サーバは発信タイミングの情報を保持しており、保持内容を上記指示したとおりに更新する。利用者が携帯端末の位置を得る場合、上記ＩＤを付加して上記特定信号の発信タイミングの情報をサーバに要求する。サーバでは、ＩＤ確認後、利用者の課金に関する情報を更新し、契約内容に応じた精度を有する上記発信タイミングの情報を利用者に提供する。利用者は携帯端末にて基地局の特定信号の着信時間を測定し、サーバより取得した発信タイミング情報を用いて自己位置を計算する。
【００３８】
本発明の第二の実施例を述べる。通常、CDMA方式の携帯電話システムを用いた測位システムにおいて基地局は多数存在する。さらに、各基地局は一つ乃至複数のセクタから構成され、上記セクタ毎にパイロットチャネルＰＮ符号を発信している。一つの基地局に含まれる各セクタが発信するパイロットチャネルＰＮ符号の時間ずれ量はそれぞれ異なっている。携帯端末位置の測位に際し、システム内の基地局のセクタの微少時間ずれ量がすべて必要ではない。携帯端末において着信時間を測定できたＰＮ符号の発信元セクタの微少時間ずれ量が上記携帯端末位置の測位に有効なのである。そこで、携帯端末は、セクタを特定して微少時間ずれ量をサーバに要求するものとする。また、サーバにおいて各セクタに予め定めたＩＤと対応づけて各々のセクタの微少時間ずれ量を記憶するものとする。携帯端末においてＰＮ符号発信元のセクタを特定しそのＩＤを得ることは容易である。例えば、TIA/EIA/IS-95に準拠する携帯電話システムでは、ページングチャネルにより、発信元セクタの時間ずれ量（ＴＯｉ ）と、上記セクタを含む基地局のＩＤ（ＢＳ＿ＩＤ）とが発信されている。携帯端末はこれら二つの情報によりセクタを特定しそのＩＤを得ることができる。図１１を用いてこの本発明の別の実施例を説明しよう。ただし、説明の便宜性を考慮し、基地局ＸのＩＤ（ＢＳ＿ＩＤ）をＸとする。また、基地局Ｘの含むあるセクタの時間ずれ量がＴＯｉ であるとき、上記セクタを特定するために「基地局ＸのセクタＴＯｉ 」などと呼ぶものとする。基地局２１’、２２’、２３’、２４’、２５’、２６’はそれぞれ３つのセクタより構成されるものとする。携帯端末１’において、基地局２１’のセクタＴＯ１と、基地局２２’のセクタＴＯ２と、基地局２３’のセクタＴＯ３とから、パイロットチャネルＰＮ符号を受信したものとする。携帯端末１’は自己位置を測位するために、自己のＩＤと、受信したパイロットチャネルＰＮ符号の発信元となるセクタを特定するためのＩＤ、例えば、（２１’，ＴＯ１）、（２２’，ＴＯ２）、（２３’，ＴＯ３）を、サーバ３’に送る。サーバ３’は、上記携帯端末１’のＩＤを確認後、要求のあったセクタの微少時間ずれ量を引き出して、セクタのＩＤと対応づけて微少時間ずれ量（２１’，ＴＯ１，Ｔｄ１）、（２２’，ＴＯ２，Ｔｄ２）、（２３’，ＴＯ３，Ｔｄ３）を携帯端末１’に通知する。携帯端末１’は、上記微少時間ずれ量を得て測位結果を算出する。このように、携帯端末は、セクタを特定して必要となる微少時間ずれ量をサーバに要求してもよい。
【００３９】
本発明の第三の実施例として、測位結果の算出をサーバで行う場合について図１２を用いて説明する。携帯端末１’’は、自己のＩＤと、受信したパイロットチャネルＰＮ符号の発信元セクタのＩＤと、上記受信したパイロットチャネルＰＮ符号の着信時間とを所要分、サーバ３’’に送信する。サーバ３’’では、各セクタのＩＤと対応づけて各々のセクタの微少時間ずれ量を記憶しているものとする。さらにサーバ３’’では、各基地局の位置（座標）（ｘｉ ，ｙｉ ）を記憶するものとする。サーバ３’’は、携帯端末１’’のＩＤを確認した後、セクタのＩＤを元にそれぞれの微少時間ずれ量｛Ｔｄｉ ｝とその位置（座標）（ｘｉ ，ｙｉ ）とを参照して、上記連立方程式（２）を解き、携帯端末１’’位置の測位結果を算出する。そして、必要に応じて、携帯端末１’’に測位結果（ｘ，ｙ）を通知する。このように、測位結果の算出をサーバで行ってもよい。
【００４０】
本発明の第三の実施例において、以下、簡単のためセクタと基地局を特に区別しないで説明に使うものとする。
【００４１】
サーバで携帯端末の位置を算出する場合のサーバの構成例を図１３に示す。同図において、サーバ３ｄは、少なくとも３つの基地局と接続し、該少なくとも３つの基地局それぞれの一定周期で発信する特定信号（上記実施例ではパイロットチャネルＰＮ符号）の発信タイミングの情報（上記実施例では微少時間ずれ量）を蓄積するためのテーブルＡ ３１ｄと、当該測位システムのサービス契約者のＩＤとその課金に関する情報を記憶するためテーブルＢ ３２ｄと、上記少なくとも３つの基地局それぞれの位置情報（座標）を記憶するためテーブルＣ ３３ｄと、制御部３０ｄとを備える。制御部３０ｄは、上記少なくとも３つの基地局の少なくとも１つを介して受信した端末における特定信号の受信タイミングの情報と上記すくなくとも３つの基地局のそれぞれの特定信号発信タイミング及び位置情報とを用いて上記端末の位置を計算する計算部３０３ｄとを含む。
【００４２】
各基地局の特定信号発信タイミングの変更指示と携帯端末位置の算出とをサーバで行う場合のサーバ構成例を図１４に示す。同図において、サーバ３ｅは、少なくとも３つの基地局と接続し、該少なくとも３つの基地局それぞれの一定周期で発信する特定信号（上記実施例ではパイロットチャネルＰＮ符号）の発信タイミングの情報（上記実施例では微少時間ずれ量）を蓄積するためのテーブルＡ ３１ｅと、当該測位システムのサービス契約者のＩＤとその課金に関する情報を記憶するためテーブルＢ ３２ｅと、上記少なくとも３つの基地局それぞれの位置情報（座標）を記憶するためテーブルＣ ３３ｅと、制御部３０ｅとを備える。制御部３０ｅは、上記少なくとも３つの基地局の発信タイミングの発信タイミング変更情報生成部３０１ｅと、発信タイミング変更指示を上記少なくとも３つの基地局に送信する送信部３０２ｅと、上記少なくとも３つの基地局の少なくとも１つを介して受信した端末における特定信号の受信タイミングの情報と上記すくなくとも３つの基地局のそれぞれの特定信号発信タイミング及び位置情報とを用いて上記端末の位置を計算する計算部３０３ｅとを含む。
【００４３】
各基地局の特定信号発信タイミングの変更指示と携帯端末位置の算出とをサーバで行い、該算出結果を上記基地局のいずれかを介して上記携帯端末に通知する場合の基地局の構成例を図１５に示す。基地局２０ｅは、一定周期で発信する特定信号（例えばパイロットチャネルＰＮ符号）を生成する特定信号生成部２０１ｅと、サーバからの指示により上記特定信号の発信タイミングを変更するタイミング変更部２０２ｅと、携帯端末における少なくとも３つの基地局からの特定信号の受信タイミングの情報を上記サーバに伝達する伝達部２０５ｅと、上記特定信号および上記サーバからの上記端末の位置計算結果を上記端末に送信する送信部２０４ｅとを有する。
【００４４】
各基地局の特定信号発信タイミングの変更指示と携帯端末位置の算出とをサーバで行い、該算出結果を上記基地局のいずれかを介して上記携帯端末に通知する場合のサービスフローを図１６に示す。まず、測位サービスの運営者と利用者との間で契約を結び、運営者は利用者にＩＤを発行する。サーバは基地局に対して基地局が一定周期で発信する特定信号の発信タイミングの変更を指示する。上記指示をサーバより受けた基地局は、上記指示された分上記発信タイミングを変更する。サーバは各基地局の位置情報（座標）と発信タイミングの情報とを保持しており、保持内容を上記指示したとおりに更新する。利用者が携帯端末の位置を得る場合、携帯端末にて少なくとも３つの基地局からの特定信号の着信時間を測定し、該受信タイミングの情報に上記ＩＤを付加し、上記少なくとも３つの基地局の少なくとも１つを介してサーバに通知する。サーバでは、ＩＤ確認後、必要に応じて利用者の課金に関する情報を更新し、上記受信した携帯端末における特定信号の受信タイミングの情報と上記すくなくとも３つの基地局のそれぞれの特定信号発信タイミング及び位置情報とを用いて上記携帯端末の位置を計算する。その際、利用者の契約内容に応じた精度を有する分計算する。そして、サーバは上記携帯端末の位置情報を該端末に通知する。
【００４５】
本発明の第四の実施例を示す。本実施例は上記第二の実施例の発展型である。上記第二の実施例と比較して特徴的な箇所は主に二つある。一つは複数のサーバを有することである。もう一つは携帯端末とサーバとの間で交わされる情報である。これらについて図１７を用いて説明する。同図において４Ａ、４Ｂはそれぞれ地理的に分割されたゾーンを示す。基地局２１’、２２’ 、２５’それぞれを３つのセクタより構成し、ゾーン４Ａに設置するものとする。また、基地局２３’、２４’、２６’それぞれを３つのセクタより構成し、ゾーン４Ｂに設置するものとする。サーバ３Ａはゾーン４Ａにあるすべての基地局の各セクタの微少時間ずれ量と位置（座標）を各セクタに予め定めたＩＤと対応づけて記憶するものとする。加えて、サーバ３Ａは他ゾーンにあってゾーン４Ａの近隣に位置する基地局の各セクタの微少時間ずれ量と位置（座標）を各セクタに予め定めたＩＤと対応づけて記憶するものとする。図１７に示した例では、サーバ３Ａはゾーン４Ｂにある基地局２３’、２４’ の各セクタの微少時間ずれ量と位置（座標）を各セクタに予め定めたＩＤと対応づけて記憶するものとする。同様に、サーバ３Ｂはゾーン４Ｂにあるすべての基地局の各セクタの微少時間ずれ量と位置（座標）を各セクタに予め定めたＩＤと対応づけて記憶するものとする。加えて、サーバ３Ｂは他ゾーンにあってゾーン４Ｂの近隣に位置する基地局の各セクタの微少時間ずれ量と位置（座標）を各セクタに予め定めたＩＤと対応づけて記憶するものとする。図１７に示した例では、サーバ３Ｂはゾーン４Ａにある基地局２１’、２２’ の各セクタの微少時間ずれ量と位置（座標）を各セクタに予め定めたＩＤと対応づけて記憶するものとする。いま携帯端末１’’’は、ゾーン４Ａにあって、その最寄り基地局２１’からシンクチャネルおよびページングチャネルを受信して、基地局２１’のＢＳ＿ＩＤ（２１’）を得たとする。携帯端末１’’’は自己のＩＤと上記取得したＢＳ＿ＩＤ（２１’）とを基地局２１’を介して、サーバ３Ａに送信する。サーバ３Ａは、携帯端末のＩＤを確認し、携帯端末１’’’から送信されたＢＳ＿ＩＤ（２１’）に基づいて、基地局２１’の各セクタの時間ずれ量と微少時間ずれ量と位置（座標）と、基地局２１’の周辺基地局（図１７では基地局２２’、２３’、２４’、２５’）の各セクタの時間ずれ量と微少時間ずれ量と位置（座標）とを、基地局２１’を介して、携帯端末１’’’へ送信する。携帯端末１’’’は、上記受信した各セクタの時間ずれ量を参考に、各セクタからのパイロットＰＮ符号の着信時間を計測する。そして、上記計測した各着信時間と、上記受信した各セクタの微少時間ずれ量と位置（座標）とから自己位置を算出する。図１７に示した例において、携帯端末１’’’は、ゾーンＡに含まれる基地局２１’のセクタＴＯ１と、基地局２２’のセクタＴＯ２と、ゾーンＢに含まれる基地局２３’のセクタＴＯ３とからのパイロットＰＮ符号を測位に用いている。このように、各基地局をゾーンで区分して、それぞれのゾーン毎にサーバを設置してもよい。各サーバは、自ゾーン内の基地局の各セクタの微少時間ずれ量に加え、自ゾーンの外の近隣する基地局の各セクタの微少時間ずれ量を保持することによって、ゾーンの境界付近にある携帯端末が測位に必要とする情報を提供できる。また、上記のように、携帯端末の通知した最寄り基地局のＢＳ＿ＩＤを元に、サーバが、上記最寄り基地局および周辺基地局の各セクタの時間ずれ量と微少時間ずれ量と位置（座標）とを携帯端末に通知するようにしてもよい。本実施例の変形例として、ゾーン一つに基地局一つだけを含めてもよく、その際、当該ゾーンのサーバを上記基地局に内蔵してもよい。
【００４６】
本発明の第五の実施例を図１８、図１９、図２０、図２１を用いて説明する。図１８はシステムの構成を示すもので、基地局２１ｆ、２２ｆ、２３ｆと、携帯端末１ｆと、サーバ３ｆとを含む。
【００４７】
基地局２１ｆ、２２ｆ、２３ｆを代表的に表現した基地局２０ｆは、図２０に示すように、一定周期で発信する特定信号（例えばパイロットチャネルＰＮ符号）を生成する特定信号生成部２０１ｆと、サーバからの指示により上記特定信号の発信タイミングを変更するタイミング変更部２０２ｆと、サーバ３ｆから通知される各基地局の発信タイミングの情報（例えば、微少時間ずれ量｛Ｔｄ１，Ｔｄ２，Ｔｄ３｝）を暗号化して暗号化発信タイミング情報Ｅ（｛Ｔｄ１，Ｔｄ２，Ｔｄ３｝）を算出する発信タイミング情報暗号化部２０６ｆと、上記発信タイミングによるパイロットチャネルＰＮ符号の発信およびページングチャネルで上記暗号化発信タイミング情報Ｅ（｛Ｔｄ１，Ｔｄ２，Ｔｄ３｝）の同報とを行う送信部２０４ｆとを含む。
【００４８】
サーバ３ｆは、図２１に示すように、基地局２１ｆ、２２ｆ、２３ｆそれぞれの微少時間ずれ量Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３を変更するための発信タイミング変更情報生成部３０１ｆと、上記変更される各微少時間ずれ量Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３を蓄積するためのテーブルＡ ３１ｆと、上記各微少時間ずれ量Ｔｄ１、Ｔｄ２、Ｔｄ３の変更指示を基地局２１ｆ、２２ｆ、２３ｆへ伝達するための送信部３０２ｆとを含む。
【００４９】
携帯端末１ｆは、図１９に示すように、各基地局から上記暗号化発信タイミング情報Ｅ（｛Ｔｄ１，Ｔｄ２，Ｔｄ３｝）を載せたページングチャネル信号とを受信するための受信回路１１ｆと、上記各基地局からのパイロットチャネルＰＮ符号の受信タイミングＴ１、Ｔ２、Ｔ３を測定するための受信タイミング測定回路１２ｆと、各基地局の位置情報（座標）｛（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）｝を蓄積した記憶回路１３ｆと、上記ページングチャネル上の暗号化発信タイミング情報Ｅ（｛Ｔｄ１，Ｔｄ２，Ｔｄ３｝）より各基地局の発信タイミング情報、例えば微少時間ずれ量｛Ｔｄ１，Ｔｄ２，Ｔｄ３｝を解読するための暗号解読部１５ｆと、上記測定した各基地局からのパイロットチャネルＰＮ符号の受信タイミングと上記記憶回路からの各基地局の位置情報（座標）と上記解読した各基地局の微少時間ずれ量とに基づいて該端末の位置を算出する計算回路１４ｆとを含む。
【００５０】
上記暗号解読部１５ｆにて、暗号化発信タイミング情報Ｅ（｛Ｔｄ１，Ｔｄ２，Ｔｄ３｝）から発信タイミング情報、例えば微少時間ずれ量｛Ｔｄ１，Ｔｄ２，Ｔｄ３｝を解読するための鍵を、測位サービス契約時に、当該携帯端末にインストールするものとする。なお、上記微少時間ずれ量の精度を複数設けて暗号化し、契約内容に応じた暗号解読鍵を携帯端末にインストールしてもよい。
【００５１】
上記実施例のサービスフローを図２２に示す。まず、測位サービスの運営者と利用者との間で契約を結び、運営者は利用者の携帯端末に契約内容に応じた暗号解読鍵をインストールする。サーバは基地局に対して基地局が一定周期で発信する特定信号の発信タイミングの変更を指示する。サーバは発信タイミングの情報を保持しており、保持内容を上記指示したとおりに更新する。上記指示をサーバより受けた基地局は、上記指示された分上記発信タイミングを変更する。また、基地局は上記変更された発信タイミングの情報を暗号化し、定期的に同報チャネルで、該暗号化された発信タイミング情報を発信する。利用者が携帯端末の位置を得る場合、上記同報チャネルで発信されている暗号化された発信タイミング情報を上記インストールされた暗号解読鍵を用いて解読する。解読の結果得られる発信タイミングの情報の精度を契約内容に応じて変えてもよい。利用者は携帯端末にて基地局の特定信号の着信時間を測定し、上記解読した発信タイミング情報を用いて自己位置を計算する。
【００５２】
本発明の第六の実施例を図２３のフローを用いて説明する。まず、測位サービスの運営者と利用者との間で契約を結び、運営者は利用者にＩＤを発行し、登録しておく。運営者の有する少なくとも３つの基地局の少なくともひとつは、一定周期で発信する特定信号の発信タイミングを定期的にもしくはランダムに変更する。また、基地局は、変更された発信タイミングの情報を生成する。利用者が携帯端末の位置を得る場合、上記ＩＤを付加して上記特定信号の発信タイミングの情報の要求を該端末を用いて基地局に送信する。基地局では該要求を受け、該要求に付加されたＩＤが登録されたものと同一か判断した後、上記生成した発信タイミングの情報を上記携帯端末に発信する。利用者は携帯端末にて基地局の特定信号の着信時間を測定し、上記取得した発信タイミング情報を用いて自己位置を計算する。
【００５３】
本実施例における基地局の構成例を図２４に示す。同図において、基地局２０ｇは、一定周期で発信する特定信号を生成する特定信号生成部２０１ｇと、該特定信号の発信タイミングを変更するタイミング変更部２０２ｇと、変更された発信タイミングの情報を生成する発信タイミング情報生成部２０７ｇと、携帯端末からの識別信号を受信する受信部２０８ｇと、上記識別信号が予め登録されたものと同一か判断する判断部２０９ｇと、上記特定信号及び該判断部の結果に応じて上記発信タイミング情報を送信する送信部２０４ｇとを有する。
【００５４】
全実施例を通じた携帯端末への位置表示方法としては、緯度経度情報の数値を表示したり、自動車のナビゲーション端末のように地図を背景として位置を黒点で表示する。誤差は、黒点ではなく丸印として丸の大きさで示す。徘徊老人や子供など、自分が位置を測定するのではなく、他人が携帯端末の位置を測定する場合には、その携帯端末へ電話や電子メール等によりアクセスして位置測定を実行させ、その位置を連絡させる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によるCDMA方式の携帯電話システムを用いた測位システムでは、各基地局のパイロットチャネルＰＮ符号の送信タイミングに微少時間ずれを与え、上記測位システムの測位ービス契約者の所有する携帯端末にＩＤを与え、上記微少時間ずれ量と上記ＩＤとを各基地局と繋がったサーバによって管理している。ゆえに、上記微少時間ずれ量の知識を持たない観測者が、各基地局からのパイロットＰＮ符号の受信時刻に基づいた測位を行っても誤差を含んだ結果を得るだけで、当該システムを測位用インフラとして不当に使われてしまうのを防ぐことができる。携帯端末への上記微少時間ずれ量の通知には、携帯端末から上記サーバへのアクセスによって上記ＩＤの確認を前提とするので、測位サービス享受者に対して公平に代価を請求できる様になる。
【００５６】
上記の微少時間ずれ量を携帯端末へ通知する際、測位サービス契約の内容に応じて、上記微少時間ずれ量を必要な測位精度分に丸めてから、携帯端末へ通知すれば、測位サービス契約者の要求する測位精度に応じた、料金設定が可能となる。
【００５７】
携帯端末からサーバへアクセスがある度に課金情報を更新すれば、テーブルＢ３２が記憶する課金情報がきめ細かな代金の請求に活用できる。
【００５８】
上記各基地局のパイロットチャネルＰＮ符号の送信タイミングに与える微少時間ずれ量を、電話システムとして悪影響を及ばさぬ範囲で、時間的にランダムに変化させれば、不当な観測者による上記微少時間ずれ量の推測を一層困難にする効果がある。上記変化を一日に一度深夜などの数十秒間に実施する第一の設定方法では、サーバで記憶している各基地局の微少時間ずれ量を更新するために必要なサーバと各基地局との間の接続を一日に一度で済ますことができる。上記変化を、常時、数分間に数ｍの誤差を与えるように与える第二の設定方法では、上記第一の設定方法に比べて微少時間ずれ量を緩やかに変更するので、サーバが、携帯端末に対して、タイミング悪く更新前の微少時間ずれ量を開示することになっても、上記携帯端末位置の測位誤差を上記第一の設定方法に比べ、数ｍ程度と低く抑えるのに役立つ。
【００５９】
なお、携帯端末は、基地局のセクタを特定して必要な微少時間ずれ量のみサーバに要求すれば、サーバから、携帯端末へのデータ通信量を低減でき効果的である。
【００６０】
さらに、携帯端末位置の測位をサーバにて行えば、各基地局の位置（座標）や各基地局の微少時間ずれ量といった測位に関わるインフラ情報をサーバで一元的に管理することが可能となる。
【００６１】
サーバの処理能力が広域をカバーするのに十分ではない状況においては、複数のサーバを用いる構成が効果的である。
【００６２】
携帯端末が、最寄り基地局の周辺基地局の時間ずれ量、微少時間ずれ量、位置（座標）をサーバから取得する構成は、携帯端末における処理を低減するのに効果的である。
【００６３】
基地局より微少時間ずれ量を暗号化して同報し、上記暗号を解読するための鍵を契約のある携帯端末に対してのみ公開すれば、当該システムを用いて測位することを契約外の観測者に対し難しくできるほか、携帯端末からサーバへアクセスを省略できるので通信コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるCDMA方式のセルラ電話システムを用いた測位システムの一例を示す図である。
【図２】本発明による測位システムにおいて、サーバの構成例を示す図である。
【図３】本発明による携帯端末の実施の一例を示す図である。
【図４】本発明による測位システムにおいて、基地局の送信クロックを制御して微少時間ずれ量を与える手段の一例を示す図である。
【図５】本発明による測位システムにおいて、基地局の送信クロックを制御して微少時間ずれ量を時変的に与える手段の一例を示す図である。
【図６】本発明による測位システムにおいて、微少時間ずれ量の制御予定の設定の一例を示す図である。
【図７】本発明による測位システムにおいて、微少時間ずれ量の制御予定の設定の別の例を示す図である。
【図８】本発明において、サーバの構成例を示す図である。
【図９】本発明による測位システムにおけるサービスフローの一例を示す図である。
【図１０】本発明による測位システムにおけるサービスフローの別の例を示す図である。
【図１１】本発明によるCDMA方式のセルラ電話システムを用いた測位システムの第二の実施例を示す図である。
【図１２】本発明によるCDMA方式のセルラ電話システムを用いた測位システムの第三の実施例を示す図である。
【図１３】本発明による第三の実施例におけるサーバの構成例を示す図である。
【図１４】本発明による第三の実施例におけるサーバの別の構成例を示す図である。
【図１５】本発明による第三の実施例における基地局の構成例を示す図である。
【図１６】本発明による第三の実施例におけるサービスフローの一例を示す図である。
【図１７】本発明によるCDMA方式のセルラ電話システムを用いた測位システムの第四の実施例を示す図である。
【図１８】本発明によるCDMA方式のセルラ電話システムを用いた測位システムの第五の実施例を示す図である。
【図１９】本発明による第五の実施例における携帯端末の構成例を示す図である。
【図２０】本発明による第五の実施例における基地局の構成例を示す図である。
【図２１】本発明による第五の実施例におけるサーバの構成例を示す図である。
【図２２】本発明による第五の実施例におけるサービスフローの一例を示す図である。
【図２３】本発明による第六の実施例におけるサービスフローの一例を示す図である。
【図２４】本発明による第六の実施例における基地局の構成例を示す図である。
【図２５】従来のCDMA方式のセルラ電話システムを用いた測位システムを示す図である。
【符号の説明】
１、１’、１’’、１’’’、１ｆ：携帯端末、１１、１１ｆ：受信回路、１２、１２ｆ：受信タイミング測定回路、１３、１３ｆ：記憶回路、１４、１４ｆ：計算回路、１５ｆ：暗号解読部、２１、２２、２３、２１’、２２’、２３’、２４’、２５’、２６’、２０ｅ、２０ｆ、２１ｆ、２２ｆ、２３ｆ、２０ｇ：基地局、２０１：ベースバンド信号処理部、２０１ｅ、２０１ｆ、２０１ｇ：特定信号生成部、２０２、２０２’：送信クロック制御部、２０２ｅ、２０２ｆ、２０２ｇ：タイミング変更部、２０２１：移相部、２０２２：位相制御部、２０２３：スケジューラ、２０３：クロック、２０４ｅ、２０４ｆ、２０４ｇ：送信部、２０５ｅ：伝達部、２０６ｆ：発信タイミング情報暗号化部、２０７ｇ：発信タイミング情報生成部、２０８ｇ：受信部、２０９ｇ：判断部、３、３’、３’’、３Ａ、３Ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ：サーバ、３０、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ：制御部、３０１ｃ、３０１ｅ、３０１ｆ：発信タイミング変更情報生成部、３０２ｃ、３０２ｅ、３０２ｆ：送信部、３０３ｄ、３０３ｅ：計算部、３１、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆ：テーブルＡ、３２、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ：テーブルＢ、３３ｄ、３３ｅ：テーブルＣ、４Ａ、４Ｂ：ゾーン、９１：携帯端末、９２１、９２２、９２３、９２４：基地局。
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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