(57)【要約】【課題】移動局の位置を正確に算出することのできる移動局位置推定方法および移動局測位システムを提供する。【解決手段】基準基地局選択部１０４（ＳＡ９）により、移動局１０と複数の基地局１２のそれぞれとの間における無線通信の信頼性を表す複数種類の指標と移動局１０の位置の履歴情報との少なくとも１つに基づいて、各基地局１２の電波の受信時刻の時間差の算出の基準となる基準基地局が選択され、受信時間差算出部１０６（ＳＡ１０）により、基準基地局で受信した電波の受信時刻と他の基地局のそれぞれが受信した電波の受信時刻とに基づいて前記時間差が算出され、測位部５６（ＳＡ１１、１２）により、前記時間差と基地局の位置とに基づいて移動局１０の位置が推定されるので、測位誤差の少ない移動局１０の測位が可能となるとともに、シャドウィングやマルチパスが測位精度に与える影響を抑えることができる。【選択図】図８
2009068924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局から発信された電波を複数の基地局が受信し、該複数の基地局がそれぞれ受信した電波の受信時刻の時間差と該複数の基地局の位置とに基づいて該移動局の位置を推定する移動局位置推定方法であって、
前記移動局と前記複数の基地局のそれぞれとの間における所定符号の通信に基づいて評価される無線通信の信頼性を表す複数種類の指標および前記移動局の位置の履歴情報うち、の少なくとも１つに基づいて、前記相対受信時刻の算出において、前記複数の基地局のうち基準となる基準基地局を選択する基準基地局選択工程と、
前記基準基地局選択工程において選択された基準基地局で受信した電波の受信時刻と前記複数の基地局のうち該基準基地局を除く基地局のそれぞれが受信した電波の受信時刻とに基づいて前記時間差を算出する受信時間差算出工程と、
前記受信時間差と前記複数の基地局の位置とに基づいて前記移動局の位置を推定する測位工程と
を、含むことを特徴とする移動局位置推定方法。
【請求項２】
前記移動局により発信される電波に含まれるデータには、誤り検出符号が付加され、
前記複数の基地局のそれぞれについて、前記移動局から受信した電波における誤りの発生度合いである誤り率をそれぞれ算出する誤り率算出工程を有し、
前記基準基地局選択工程は、前記移動局と前記複数の基地局のそれぞれとの間における所定符号の通信に基づいて評価される無線通信の信頼性を表す指標としての前記誤り率に基づき、該誤り率が最も低い基地局を基準基地局に設定すること
を特徴とする請求項１に記載の移動局位置推定方法。
【請求項３】
前記移動局は拡散符号を送信するものであって、前記複数の基地局は前記移動局が送信する拡散符号のレプリカ符号と、受信された電波に含まれる信号との間の相関値の最大値を演算する相関演算工程を有し、
前記基準基地局選択工程は、前記移動局と前記複数の基地局のそれぞれとの間における所定符号の通信に基づいて評価される無線通信の信頼性を表す指標として、前記相関値の最大値に基づき、該相関値の最大値が最も大きい基地局を基準基地局に設定すること
を特徴とする請求項１に記載の移動局位置推定方法。
【請求項４】
前記基地局における電波の受信時刻は、前記相関演算工程において相関値の最大値が演算された際のタイミング情報に基づいて算出されるものであり、
該受信時刻の算出は、前記相関演算工程による相関値の最大値の演算のための手順を利用して行なわれること
を特徴とする請求項３に記載の移動局位置推定方法。
【請求項５】
前記複数の基地局のそれぞれを基準基地局と仮定して前記移動局の位置の推定をそれぞれ行なう仮測位工程と、
前記移動局の位置の履歴情報に基づいて現在の前記移動局の位置を予測する移動局位置予測工程と、を有し、
前記基準基地局選択工程は、前記移動局位置予測工程によって予測された移動局の位置と、前記仮測位工程によって前記複数の基地局のそれぞれを基準基地局として推定された移動局の位置のそれぞれとの距離を算出するとともに、該距離が最小となるように移動局の位置を推定した際に仮定された基準基地局のうち１つを真の基準基地局に設定すること
を特徴とする請求項１に記載の移動局位置推定方法。
【請求項６】
前記移動局の位置の履歴情報は、移動局の過去の位置、移動局の移動速度、移動局の加速度の少なくとも１つであること
を特徴とする請求項５に記載の移動局位置推定方法。
【請求項７】
移動局から発信された電波を複数の基地局が受信し、該複数の基地局がそれぞれ受信した電波の受信時刻の時間差と該複数の基地局の位置とに基づいて該移動局の位置を推定する移動局測位システムであって、
前記移動局と前記複数の基地局のそれぞれとの間における所定符号の通信に基づいて評価される無線通信の信頼性を表す複数種類の指標及び前記移動局の位置の履歴情報のうち、少なくとも１つに基づいて、前記相対受信時刻の算出において、前記複数の基地局のうち基準となる基準基地局を選択する基準基地局選択手段と、
前記基準基地局選択手段において選択された基準基地局で受信した電波の受信時刻と前記複数の基地局のうち該基準基地局を除く基地局のそれぞれが受信した電波の受信時刻とに基づいて前記時間差を算出する受信時間差算出手段と、
前記時間差と前記複数の基地局の位置とに基づいて前記移動局の位置を推定する測位手段と
を、含むことを特徴とする移動局測位システム。
【請求項８】
前記移動局により発信する電波に含まれるデータには、誤り検出符号が付加され、
前記複数の基地局のそれぞれは、前記移動局から受信した電波における誤りの発生度合いである誤り率をそれぞれ算出する誤り率算出手段を有し、
前記基準基地局選択手段は、前記移動局と前記複数の基地局のそれぞれとの間における所定符号の通信に基づいて評価される無線通信の信頼性を表す指標としての前記誤り率に基づき、該誤り率が最も低い基地局を基準基地局に設定すること
を特徴とする請求項７に記載の移動局測位システム。
【請求項９】
前記移動局測位システムは、前記基準基地局選択手段と、前記受信時間差算出手段と、前記測位手段とを有する測位サーバを含んで構成され、
前記複数の基地局はそれぞれ、誤り率算出手段によって算出された誤り率と、前記移動局から発信された電波の受信時刻とを前記測位サーバに送信すること
を特徴とする請求項８に記載の移動局測位システム。
【請求項１０】
前記移動局は拡散符号を送信するものであって、複数の基地局のそれぞれは、前記移動局が送信する拡散符号のレプリカ符号と、受信された電波に含まれる信号との間の相関値の最大値を演算する相関演算手段を有し、
前記基準基地局選択手段は、前記移動局と前記複数の基地局のそれぞれとの間における所定符号の通信に基づいて評価される無線通信の信頼性を表す指標として、前記相関値の最大値に基づき、該相関値の最大値が最も大きい基地局を基準基地局に設定すること
を特徴とする請求項７に記載の移動局測位システム。
【請求項１１】
前記基地局における電波の受信時刻は、前記相関演算手段において相関値の最大値が演算された際のタイミング情報に基づいて算出されるものであり、
前記受信時刻の算出は、前記相関演算手段による相関値の最大値の演算のための手順を利用して行なわれること
を特徴とする請求項１０に記載の移動局測位システム。
【請求項１２】
前記移動局測位システムは、前記基準基地局選択手段と、前記受信時間差算出手段と、前記測位手段とを有する測位サーバを含んで構成され、
前記複数の基地局はそれぞれ、相関演算手段によって演算された相関値の最大値と、前記移動局から発信された電波の受信時刻とを前記測位サーバに送信すること
を特徴とする請求項１０または１１に記載の移動局測位システム。
【請求項１３】
前記複数の基地局のそれぞれを基準基地局と仮定して前記移動局の位置の推定をそれぞれ行なう仮測位手段と、
前記移動局の位置の履歴情報に基づいて現在の前記移動局の位置を予測する移動局位置予測手段と、を有し、
前記基準基地局選択手段は、前記移動局位置予測手段によって予測された移動局の位置と、前記仮測位手段によって前記複数の基地局のそれぞれを基準基地局と仮定して推定された移動局の位置のそれぞれとの距離を算出するとともに、該距離が最小となるように移動局の位置を推定した際に仮定された基準基地局のうち１つを真の基準基地局に設定すること
を特徴とする請求項７に記載の移動局測位システム。
【請求項１４】
前記移動局の位置の履歴情報は、移動局の過去の位置、移動局の移動速度、移動局の加速度の少なくとも１つであること
を特徴とする請求項１３に記載の移動局測位システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局が発信する電波を複数の基地局が受信し、その受信結果である受信時刻の時間差に基づいて移動局の位置の推定を行なう位置推定方法ならびに測位システムに関するものであり、特に、前記相対受信時刻を算出する際に基準となる基地局を決定する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動局が発信する電波を複数の基地局で受信し、これらの複数の基地局のそれぞれにおける電波の受信時刻に基づいて、移動局の位置の検出を行なう位置推定方法および測位システムが提案されている。例えば特許文献１に記載の技術がそれである。
【０００３】
かかる位置推定方法あるいは測位システムにおいては、移動局と基地局との距離を算出する必要があり、この方法としては、移動局における電波の発信時刻と基地局における電波の受信時刻に基づいて算出した電波の伝搬時間に基づいて算出するＴＯＡ（Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ａｒｒｉｖａｌ）方式がある。しかしながら、ＴＯＡ方式においては、前記移動局とその電波を受信する基地局は全て、それらの有する時計が正確に同期されている必要があり、その実装が現実的には困難である。そのため、このＴＯＡ方式に代えて、各基地局の受信時刻の相対受信時刻差を用いるＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｆ  Ａｒｒｉｖａｌ）方式がしばしば用いられる。このＴＤＯＡ方式によれば、各基地局の時計が同期されていれば前記移動局には時計が不要であるという利点がある。
【０００４】
ところで、前記ＴＤＯＡ方式によれば、複数の基地局のそれぞれの受信時刻の相対受信時刻差を算出するが、このとき、前記複数の基地局のうち、いずれの基地局を基準基地局として選択し、その受信時刻を基準として相対受信時刻差を算出するかが問題となる。すなわち、ＴＤＯＡ方式によれば、基準として選択した基地局の誤差が全ての相対受信時刻差に影響し、移動局の測位結果（誤差）が大きく影響を受けるため、基準基地局としてできるだけ受信時刻測定結果の信頼性が高い基地局が選択されることが望ましい。
【０００５】
そして、特許文献１の従来の技術に記述されているように、従来技術として、かかる場合において、受信電力が最も大きい基地局を基準基地局として選定する方法が提案されている。これは、受信電力が大きいほど基地局に近く、信頼性が高いとの考えに基づくものである。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３５４１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、例えば、移動局から発信された電波が、直接波として基地局に到達しない一方、２つの異なる経路による反射波として基地局に到達する場合において、これら２つの反射波がほぼ同位相で基地局に到達すると受信電力はこれら２つの反射波の重ね合わせとなり、これら２つの反射波を受信した基地局における受信電力が直接波を受信した基地局における受信電力を上回ることが発生し得る。例えば移動局に対して直接波を受信する基地局は遠方に位置し、直接波は到来せず反射波を受信する基地局が近傍に位置する場合がそうである。かかる場合においても受信電力が最も大きい基地局を基準基地局として選定すると、直接波ではなく反射波の受信時刻が測定されることで、受信時刻誤差が大きく信頼性に劣る基地局が基準基地局とされるため、測位結果精度が悪くなるおそれがある。
【０００８】
そして、特許文献１においては、基準基地局の選択方法として、複数の基地局のそれぞれと、移動局との全ての相対受信時刻が０または正となる基地局などを基準基地局とする技術が開示されているが、依然として基準基地局を合理的に選択する方法が望まれている。
【０００９】
本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、ＴＤＯＡ方式による移動局の位置の推定において、基地局における電波の受信時刻の相対受信時刻の算出の基準となる基準基地局を測位誤差が小さくなるように設定し、前記移動局の位置の推定を行なう移動局位置推定方法および移動局測位システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決するための請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）移動局から発信された電波を複数の基地局が受信し、該複数の基地局がそれぞれ受信した電波の受信時刻の各基地局間の相対値である相対受信時刻と該複数の基地局の位置とに基づいて該移動局の位置を推定する移動局位置推定方法であって、（ｂ）前記移動局と前記複数の基地局のそれぞれとの間における所定符号の通信に基づいて評価される無線通信の信頼性を表す複数種類の指標および前記移動局の位置の履歴情報のうち、少なくとも１つに基づいて、前記相対受信時刻の算出において、前記複数の基地局のうち基準となる基準基地局を選択する基準基地局選択工程と、（ｃ）前記基準基地局選択工程において選択された基準基地局で受信した電波の受信時刻と前記複数の基地局のうち該基準基地局を除く基地局のそれぞれが受信した電波の受信時刻とに基づいて前記時間差を算出する受信時間差算出工程と、（ｄ）前記時間差と前記複数の基地局の位置とに基づいて前記移動局の位置を推定する測位工程とを、含むことにある。
【００１１】
また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）前記移動局により発信される電波に含まれるデータには、誤り検出符号が付加され、（ｂ）前記複数の基地局のそれぞれについて、前記移動局から受信した電波における誤りの発生度合いである誤り率をそれぞれ算出する誤り率算出工程を有し、（ｃ）前記基準基地局選択工程は、前記移動局と前記複数の基地局のそれぞれとの間における所定符号の通信に基づいて評価される無線通信の信頼性を表す指標としての前記誤り率に基づき、該誤り率が最も低い基地局を基準基地局に設定することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）前記移動局は拡散符号を送信するものであって、（ｂ）前記複数の基地局は前記移動局が送信する拡散符号のレプリカ符号と、受信された電波に含まれる信号との間の相関値の最大値を演算する相関演算工程を有し、（ｃ）前記基準基地局選択工程は、前記移動局と前記複数の基地局のそれぞれとの間における所定符号の通信に基づいて評価される無線通信の信頼性を表す指標として、前記相関値の最大値に基づき、該相関値の最大値が最も大きい基地局を基準基地局に設定することを特徴とする。
【００１３】
好適には、（ａ）前記基地局における電波の受信時刻は、前記相関演算工程において相関値の最大値が演算された際のタイミング情報に基づいて算出されるものであり、（ｂ）該受信時刻の算出は、前記相関演算工程による相関値の最大値の演算のための手順を利用して行なわれることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）前記複数の基地局のそれぞれを基準基地局と仮定して前記移動局の位置の推定をそれぞれ行なう仮測位工程と、（ｂ）前記移動局の位置の履歴情報に基づいて現在の前記移動局の位置を予測する移動局位置予測工程と、を有し、（ｃ）前記基準基地局選択工程は、前記移動局位置予測工程によって予測された移動局の位置と、前記仮測位工程によって前記複数の基地局のそれぞれを基準基地局と仮定して推定された移動局の位置のそれぞれとの距離を算出するとともに、該距離が最小となるように移動局の位置を推定した際に仮定された基準基地局のうちの１つを真の基準基地局に設定することを特徴とする。
【００１５】
好適には、前記移動局の位置の履歴情報は、移動局の過去の位置、移動局の移動速度、移動局の加速度の少なくとも１つであることを特徴とする。
【００１６】
請求項７にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）移動局から発信された電波を複数の基地局が受信し、該複数の基地局がそれぞれ受信した電波の受信時刻の時間差と該複数の基地局の位置とに基づいて該移動局の位置を推定する移動局測位システムであって、（ｂ）前記移動局と前記複数の基地局のそれぞれとの間における所定符号の通信に基づいて評価される無線通信の信頼性を表す複数種類の指標及び前記移動局の位置の履歴情報のうち、少なくとも１つに基づいて、前記相対受信時刻の算出において、前記複数の基地局のうち基準となる基準基地局を選択する基準基地局選択手段と、（ｃ）前記基準基地局選択手段において選択された基準基地局で受信した電波の受信時刻と前記複数の基地局のうち該基準基地局を除く基地局のそれぞれが受信した電波の受信時刻とに基づいて前記時間差を算出する受信時間差算出手段と、（ｄ）前記相対受信時刻と前記複数の基地局の位置とに基づいて前記移動局の位置を推定する測位手段とを含むことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）前記移動局により発信する電波に含まれるデータには、誤り検出符号が付加され、（ｂ）前記複数の基地局のそれぞれは、前記移動局から受信した電波における誤りの発生度合いである誤り率をそれぞれ算出する誤り率算出手段を有し、（ｃ）前記基準基地局選択手段は、前記移動局と前記複数の基地局のそれぞれとの間における所定符号の通信に基づいて評価される無線通信の信頼性を表す指標としての前記誤り率に基づき、該誤り率が最も低い基地局を基準基地局に設定することを特徴とする。
【００１８】
また、好適には、（ａ）前記移動局測位システムは、前記基準基地局選択手段と、前記受信時間差算出手段と、前記測位手段とを有する測位サーバを含んで構成され、（ｂ）前記複数の基地局はそれぞれ、誤り率算出手段によって算出された誤り率と、前記移動局から発信された電波の受信時刻とを前記測位サーバに送信することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１０にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）前記移動局は拡散符号を送信するものであって、（ｂ）前記複数の基地局のそれぞれは、前記移動局が送信する拡散符号のレプリカ符号と、受信された電波に含まれる信号との間の相関値の最大値を演算する相関演算手段を有し、（ｃ）前記基準基地局選択手段は、前記移動局と前記複数の基地局のそれぞれとの間における所定符号の通信に基づいて評価される無線通信の信頼性を表す指標として、前記相関値の最大値に基づき、該相関値の最大値が最も大きい基地局を基準基地局に設定することを特徴とする。
【００２０】
好適には、（ａ）前記基地局における電波の受信時刻は、前記相関演算手段において相関値の最大値が演算された際の前記レプリカ符号のタイミング情報に基づいて演算されるものであり、（ｂ）前記受信時刻の算出は、前記相関演算手段による相関値の最大値の演算のための手順を利用して行なわれることを特徴とする。
【００２１】
また、好適には、（ａ）前記移動局測位システムは、前記基準基地局選択手段と、前記受信時間差算出手段と、前記測位手段とを有する測位をサーバを含んで構成され、（ｂ）前記複数の基地局はそれぞれ、相関演算手段によって演算された相関値の最大値と、前記移動局から発信された電波の受信時刻とを前記測位サーバに送信することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１３にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）前記複数の基地局のそれぞれを基準基地局と仮定して前記移動局の位置の推定をそれぞれ行なう仮測位手段と、（ｂ）前記移動局の位置の履歴情報に基づいて現在の前記移動局の位置を予測する移動局位置予測手段と、を有し、（ｃ）前記基準基地局選択手段は、前記移動局位置予測手段によって予測された移動局の位置と、前記仮測位手段によって前記複数の基地局のそれぞれを基準基地局と仮定して推定された移動局の位置のそれぞれとの距離を算出するとともに、該距離が最小となるように移動局の位置を推定した際に仮定された基準基地局のうち１つを真の基準基地局に設定することを特徴とする。
【００２３】
好適には、前記移動局の位置の履歴情報は、移動局の過去の位置、移動局の移動速度、移動局の加速度の少なくとも１つであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１にかかる移動局位置推定方法あるいは請求項７にかかる移動局測位システムによれば、基準基地局選択工程あるいは基準基地局選択手段により、前記移動局と前記複数の基地局のそれぞれとの間における所定符号の通信に基づいて評価される無線通信の信頼性を表す複数種類の指標と、前記移動局の位置の履歴情報とのうち少なくとも１つに基づいて、前記時間差の算出において前記複数の基地局のうち基準となる基地局である基準基地局が選択され、受信時間差算出工程あるいは受信時間差算出手段により、前記基準基地局選択手段あるいは基準基地局選択工程において選択された基準基地局で受信した電波の受信時刻と前記複数の基地局のうち該基準基地局を除く基地局のそれぞれが受信した電波の受信時刻とに基づいて前記時間差が算出され、測位工程あるいは測位手段により、前記時間差と前記複数の基地局の位置とに基づいて前記移動局の位置が推定されるので、無線通信の信頼性や移動局の位置の履歴情報に基づいて基準基地局が選択され、受信時刻測定結果の信頼性が高い基地局が基準基地局として選択されるため、直接波が到来せず反射波の受信時刻を測定した基地局が存在した場合でも、そのような基地局が基準基地局として選択することなく、測位誤差の少ない移動局の測位が可能となる。すなわち、シャドウイングやマルチパスによる電波の伝搬に変動が生じた場合であっても、それが測位精度に与える影響を抑えることができる。
【００２５】
また、請求項２にかかる移動局位置推定方法あるいは請求項８にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局により発信される電波に含まれるデータには、誤り検出符号が付加され、誤り率算出工程あるいは誤り率算出手段により、前記複数の基地局のそれぞれが前記移動局から受信した電波における誤りの発生度合いである誤り率が基地局ごとに算出され、前記基準基地局選択工程あるいは基準基地局選択手段により、前記移動局と前記複数の基地局のそれぞれとの間における所定符号の通信に基づいて評価される無線通信の信頼性を表す指標としての前記誤り率に基づき、該誤り率が最も低い基地局を基準基地局に設定されるので、所定符号の通信である前記誤り検出符号を付加した通信において、基地局による電波の受信の際の誤りの発生度合いである誤り率を容易に算出することができ、誤り率に基づく基準基地局の選択を正確に行なうことができるとともに、本来基準基地局となるべきでない基地局が反射波の影響によって誤って基準基地局に選択されることがなくなる。
【００２６】
また、請求項９にかかる移動局測位システムは、前記基準基地局選択手段と、前記受信時間差算出手段と、前記測位手段とを有する測位サーバを含んで構成され、前記複数の基地局はそれぞれ、誤り率算出手段によって算出された誤り率と、前記移動局から発信された電波の受信時刻とを前記測位サーバに送信するので、測位サーバは各基地局との間で必要なデータをやりとりしながら必要な計算処理を集約して行なうことができる。また、各基地局は測位サーバに必要な計算を実行させることができ、小型化や省電力化が実現できる。
【００２７】
また、請求項３にかかる移動局位置推定方法あるいは請求項１０にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局は拡散符号を送信するものであって、前記複数の基地局のそれぞれが有する前記相関演算工程あるいは相関演算手段により、前記移動局が送信する拡散符号のレプリカ符号と、受信された電波に含まれる信号との間の相関値の最大値が演算され、前記基準基地局選択工程あるいは基準基地局選択手段により、所定符号の通信である拡散符号を用いた通信における、前記移動局と前記複数の基地局のそれぞれとの間における所定符号の通信に基づいて評価される無線通信の信頼性を表す指標としての前記相関値の最大値に基づき、該相関値の最大値が最も大きい基地局が基準基地局に設定されるので、本来基準基地局となるべきでない基地局が反射波の影響によって誤って基準基地局に選択されることがなくなる。
【００２８】
また、請求項４にかかる移動局位置推定方法あるいは請求項１１にかかる移動局測位システムによれば、前記基地局における電波の受信時刻は、前記相関演算工程あるいは相関演算手段において相関値の最大値が演算された際のタイミング情報に基づいて演算されるものであり、前記受信時刻の算出は、前記相関演算工程あるいは相関演算手段による相関値の最大値の演算のための手順を利用して行なわれるので、受信時刻の算出のための計算と相関値の最大値のための演算とにおいて共通する計算については、その結果を利用することができ、構成をより簡易なものとし、計算に要する時間を短縮することができる。
【００２９】
また、請求項１２にかかる移動局測位システムは、前記基準基地局選択手段と、前記受信時間差算出手段と、前記測位手段とを有する測位サーバを含んで構成され、前記複数の基地局はそれぞれ、相関演算手段によって演算された相関値の最大値と、前記移動局から発信された電波の受信時刻とを前記測位サーバに送信するので、測位サーバは各基地局との間で必要なデータをやりとりしながら必要な計算処理を集約して行なうことができる。また、各基地局は測位サーバに必要な計算を実行させることができ、小型化や省電力化が実現できる。
【００３０】
また、請求項５にかかる移動局位置推定方法あるいは請求項１３にかかる移動局測位システムによれば、仮測位工程あるいは仮測位手段により、前記複数の基地局のそれぞれを基準基地局と仮定して前記移動局の位置の推定がそれぞれ行なわれ、移動局位置予測工程あるいは移動局位置予測手段により、前記移動局の位置の履歴情報に基づいて現在の前記移動局の位置が予測され、基準基地局選択工程あるいは基準基地局選択手段により、前記移動局位置予測工程あるいは移動局位置予測手段によって予測された移動局の位置と、前記仮測位工程あるいは仮測位手段によって前記複数の基地局のそれぞれを基準基地局と仮定して推定された移動局の位置のそれぞれとの距離を算出するとともに、該距離が最小となるように移動局の位置を推定した際に仮定された基準基地局のうち１つが真の基準基地局に設定されるので、現在の移動局の位置を検出するのに最も誤差が小さくなるように基準基地局が選択される。
【００３１】
また、請求項６にかかる移動局位置推定方法あるいは請求項１４にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局の位置の履歴情報は、移動局の過去の位置、移動局の移動速度、移動局の加速度の少なくとも１つであるので、移動局位置予測工程あるいは移動局位置予測手段による現在の移動局の位置の予測を容易に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【実施例１】
【００３３】
図１は、本発明の測位システム８の構成の一例を示した図である。図１には、平面上の任意の形状に設けられる移動可能領域５として一辺３０（ｍ）の正方形からなる移動可能領域５が設けられている。また、前記移動可能領域５には、後述する移動局１０と無線による通信を行なう機能を有する基地局１２として４つの基地局である第１基地局１２Ａ、第２基地局１２Ｂ、第３基地局１２Ｃ、第４基地局１２Ｄがそれぞれ設けられる。基地局としては後述するように、平面上における移動局１０の位置を到来時間差を利用して算出を行なうためには少なくとも３個の基地局が必要である。従って、前記移動可能領域５の何れの地点においても、少なくとも移動局が３個の基地局と通信可能となるように基地局を配置する必要がある。また、基地局の数が多いほど移動局の位置の算出は正確に行なうことができる。本図１においては、正方形の移動可能領域５の四隅にそれぞれ第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄが１つずつ配置されており、この要件を満たす。また、移動局１０は前記移動可能領域５内を移動可能とされている。本図１においては一例として２つの移動局１０Ａ、１０Ｂが配置されている。なお、移動局の個数は特に限定されない。また、基地局１２と例えば有線ケーブル５２により接続されることにより通信可能とされた測位サーバ１４が設けられ、前記移動局１０によって発信され前記基地局１２によって受信された電波に基づいて、前記移動可能領域５内における基地局１０の位置を算出する。なお、本明細書において、特に個々の移動局１０Ａ、１０Ｂを区別しない場合には移動局１０と表記し、個々の基地局１２Ａ乃至１２Ｄを区別しない場合には基地局１２と表記する。
【００３４】
このとき、移動可能領域５は、便宜上図２に示す様にｘ軸およびｙ軸が定義され、移動可能領域５上の点はこの軸に基づいて座標が規定される。すなわち、第１基地局１２Ａは座標（０，０）上に、第２基地局１２Ｂは座標（０，３０）上に、第３基地局１２Ｃは座標（３０，３０）上に、第４基地局１２Ｄは座標（３０，０）上にそれぞれ配置されている。
【００３５】
図３は移動局１０の構成の概要を示す機能ブロック図である。無線部２８は、制御部３２によって送受が切り替えられ、送信時には、後述する制御部３２によって生成される信号を無線通信を行なうための形式に変換し、受信時には、アンテナ部２０によって受信された受信波から制御部３２によって処理されるための信号に変換するものであって、例えばＩＣなどによって実装される。この無線部２８は具体的には、制御部３２からの指令により所定の周波数の搬送波を発生させるＰＬＬ（ｐｈａｓｅ  ｌｏｃｋ  ｌｏｏｐ）回路、ＶＣＯ（ｖｏｌｔａｇｅ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）回路及びデジタル変調復調部３０などからなり、このデジタル変調復調部３０は、送信時には制御部３２によって生成される信号をデジタル変調し、受信時には受信された受信信号の復調を行なって、生成されたデジタルデータを制御部３２に出力する。これにより移動局１０と基地局１２との間の無線通信がデジタル通信によってなされる。
【００３６】
制御部３２は、ゲートアレイやマイコンなどによって実装され、送信時には送信信号を生成し、受信時には無線部２８で変換された受信信号より、伝送された情報を取り出す。また、各ブロックの作動の制御を行う。基地局で受信時刻を正確に測定するための送信符号としては、自己相関関数に高いピークを持つ、すなわち位相差がゼロである場合において自己相関が大きな値となる一方、位相差がゼロでない場合には自己相関が十分に小さく、かつ、符号間における相関が全ての位相差において十分小さい、すなわち相互相関が小さいことという条件を満たす符号列が用いられる。具体的には例えば、Ｍ系列符号や、ＧＰＳにおいても使用されているＧｏｌｄ系列符号が用いられる。これらの符号は疑似雑音符号（ｐｓｅｕｄｏ−ｎｏｉｓｅ  ｃｏｄｅ；ＰＮ符号）とも呼ばれる。このような符号を利用すれば、ある特定の移動局と基地局との通信がある特定の拡散符号を用いて行なわれている場合に、同じ時刻および同じ周波数において他の移動局と基地局との通信が別の拡散符号を用いて行なわれる場合であっても、相互の通信が影響を受けることがない。
【００３７】
また、誤り検出符号付加部７０は、移動局１０が送信機として機能する場合に、前記ベースバンド信号生成復元部３６によって生成されるベースバンド信号に対し、例えばＢＣＨ符号（Ｂｏｓｅ−Ｃｈａｕｄｈｕｒｉ−Ｈｏｃｈｑｕｅｎｇｈｅｍ  ｃｏｄｅ）、リード・ソロモン符号（Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ  ｃｏｄｅ）、パリティ検査ビット（ｐａｒｉｔｙ  ｃｈｅｃｋ  ｂｉｔ）、ＣＲＣ（ｃｙｃｌｉｃ  ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  ｃｈｅｃｋ）符号などの誤り検出符号を算出し付加する。
【００３８】
また、電源部４０は、上述した送信アンプ２６、無線部２８、制御部３２、などに対し、必要な電力を供給する。
【００３９】
図４は、基地局１２の構成の概要を示す機能ブロック図である。基地局１２はアンテナ部２１、無線部２９、デジタル変調復調部３１、受信時刻測定部４２、制御部３３、有線通信部５０、誤り率算出部７２、時計３９、および電源部４１などを有する。このうち、アンテナ部２１、無線部２９、デジタル変調復調部３１、および電源部４１については、前述の移動局１０におけるアンテナ部２０、デジタル変調復調部３０、電源部４０の有する機能とそれぞれ同様の機能を有するものであるので、説明を省略する。
【００４０】
時計３９は、例えば後述する受信時刻測定部４２における受信時刻測定時などに参照される時刻情報を供給する。なお、各基地局１２の有する時計３９は、例えば次に述べる方法により予めそれらの時刻が同期されている。
【００４１】
図７は４つの基地局１２の有する時計３９を同期させるための手順の一例を示したタイムチャートである。この図において、縦線で表された第１基地局１２Ａ乃至第４基地局１２Ｄと測位サーバ１４との間を横方向に結ぶ矢印によって各基地局および測位サーバ間の通信の様子が示されている。なお矢印の向きは通信の方向を示しており、矢印の先が向いている機器が受信側である。また、波線で表された矢印は無線による通信を表している。また、図中下向きに時間軸がとられており、下へ行くほど時間の経過を表している。
【００４２】
まず時刻ｔ１１において、測位サーバ１４から任意の１の基地局１２（本図においては第１基地局１２Ａ）に対し、無線通信における空きチャンネルの探索命令がされる。これを受け、第１基地局１２Ａはチャンネルスキャンを実行し、発見した空きチャンネルについての情報を時刻ｔ１２において測位サーバ１４に対し送信する。続いて時刻ｔ１３において測位サーバ１４から任意の１の基地局１２（本図においては第１基地局１２Ａ）に対し、時刻情報を無線により送信する命令がされる。更に時刻ｔ１４乃至時刻ｔ１６において、測位サーバ１４から前記任意の１の基地局以外の基地局（本図においては第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄ）のそれぞれに対し、順次時刻情報を無線により受信する命令がされる。続いて時刻ｔ１７において、第１基地局１２Ａから時刻情報、すなわち第１基地局１２Ａの時計４１の時刻ｔについての情報が無線により送信され、第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄによってこれが無線により受信される。更に時刻ｔ１８乃至時刻ｔ２０において、第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれが受信した時刻情報、すなわち第１基地局１２Ａによって発信された発信時の第１基地局の時刻と第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれが受信した時刻とからなる情報が有線通信部５０により測位サーバに順次送信される。
【００４３】
ここで、各基地局１２の位置は既知であることから、前記第１基地局１２Ａから発信された電波が第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれへ到達するのに要する伝搬時間は予め算出される。従って、第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄのそれぞれについて、受信した時刻と第１基地局１２Ａが発信した時刻との時間から前記それぞれの基地局についての伝搬時間を引いたものが第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄの時計３９と第１基地局１２Ａの時計３９との時間ずれとなる。このようにして算出された時間ずれがなくなるように時刻ｔ２１乃至時刻ｔ２３において第２基地局１２Ｂ乃至第４基地局１２Ｄの時計３９が補正されることにより、各基地局１２の時計は同期される。
【００４４】
図４に戻って、誤り率算出部７２は、無線部２９により復元された受信信号の内容と、受信信号に付加されていた誤り検出符号とを照合し、通信が正しく行なわれたかを確認し、移動局１０と基地局１２との通信における通信の誤りの発生率である誤り率（ＢＥＲ；Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ）を算出する。
【００４５】
受信時刻測定部４２は、移動局１０によって発信された電波を各基地局１２が受信した時刻を各基地局１２の有する時計４１に基づいて測定する。この受信時刻測定部４２は例えばマッチドフィルタを含んで構成され、具体的には例えばレプリカ符号発生部４４、遅延回路４６および相関計算部４８などによって構成される。レプリカ符号発生部４４においては、移動局１０から送信されたＰＮ符号と同一の符号であるレプリカ符号が発生させられる。そして、周知のシフトレジスタにより構成される遅延回路４６においては、移動局１０によって発信され基地局１２によって受信された電波における信号波が入力され、予め定められた複数の所定の間隔ごとに遅延させられる。そして、相関計算部４８は、遅延回路４６によって遅延させられた受信波とレプリカ符号との相関値を順次算出する。そして、算出された相関値が最大となった際のタイミング情報、すなわち時刻を移動局１０からの電波の受信時刻とする。
【００４６】
制御部３３は、誤り率算出部７２で算出された誤り率、及び受信時刻測定部４２で測定された受信時刻を入力として受け取り、これらの情報を、有線通信部５０を通して後述する測位サーバ１４に送信する。また、制御部３３は各ブロックの作動の制御を行う。有線通信部５０と測位サーバ１４はＬＡＮケーブルなどの有線ケーブル５２によって接続されている。
【００４７】
図１に戻って、測位サーバ１４は例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂コンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行なうことにより、移動局１０の位置の算出すなわち測位を実行する。
【００４８】
図５は、測位サーバ１４の制御作動を説明する機能ブロック図である。測位サーバ１４は、有線通信部５３、基準基地局選択部１０４、受信時間差算出部１０６、仮測位部１１０、移動局位置予測部１１２、測位部５６、測位結果出力部６０などから構成される。
【００４９】
このうち、有線通信部５３は、前述の基地局１２の有線通信部５０により有線ケーブル５２を介して送信された情報を受信するとともに、基地局１２へ送信する情報を有線ケーブル５２を介して送信する、いわゆる通信インターフェースである。具体的には、前記基地局１２から送信された、前記基地局１２の誤り率算出部７２で算出された誤り率や受信時刻測定部４２で測定された受信時刻などについての情報が受信されるとともに、基地局１２の制御作動に関する指令や、基地局１２の無線部２９を介して無線により移動局１０に送信する移動局１０の制御作動に関する指令等が送信される。
【００５０】
基準基地局選択部１０４は、後述する受信時間差算出部１０６において各基地局１２における電波の受信時刻の時間差を算出する際において基準となる基準基地局を選択する。具体的には例えば、各基地局１２における前記誤り率算出部７２において算出された誤り率が最も低い基地局１２が基準基地局として選択される。すなわち、誤り率が低い基地局１２は、移動局１０との通信が良好に行なわれたことを意味しており、例えば移動局１０と基地局１２の間に障害物があることによるマルチパスやシャドウィングの影響を受けていないと推定されるためである。例えば、前記各基地局１２のうち、第１基地局１２Ａにおける誤り率が最も低い場合には、基準基地局選択部１０４は第１基地局１２Ａを基準基地局として選択する。
【００５１】
受信時間差算出部１０６は、前記基準基地局選択部１０４によって選択された基準基地局において移動局１０から発信された電波を受信した受信時刻を基準として、各基地局１２における同じ電波の受信時刻の相対的なずれである受信時間差を各基地局１２ごとに算出する。例えば、前記基準基地局選択部１０４により第１基地局１２Ａが基準基地局として選択された場合には、その他の基地局である第２基地局１２Ｂ、第３基地局１２Ｃ、第４基地局１２Ｄのそれぞれの受信時刻ｔ２，ｔ３，ｔ４と基準基地局である第１基地局１２Ａの受信時刻ｔ１との受信時間差ｔ２−ｔ１，ｔ３−ｔ１，ｔ４−ｔ１がそれぞれ算出される。
【００５２】
測位部５６においては、例えば複数の基地局１２によって算出された基地局と移動局の距離に基づいて、移動可能領域５中の移動局１０の位置を算出する。具体的には、例えば移動可能領域５が前記図１に示す様な平面である場合において、第１基地局１２Ａの座標を（ｘ1，ｙ1）、第２基地局１２Ｂの座標を（ｘ2，ｙ2）、第３基地局１２Ｃの座標を（ｘ3，ｙ3）、第４基地局１２Ｄの座標を（ｘ４，ｙ４）とし、また、第１基地局１２Ａと移動局１０との疑似距離をｒ1、第２基地局１２Ｂと移動局１０との疑似距離をｒ2、第３基地局１２Ｃと移動局１０との疑似距離をｒ3、第４基地局１２Ｄと移動局１０との疑似距離をｒ４とし、移動局の座標を（ｘ，ｙ）、移動局１０と基地局１２とがそれぞれ有する時計４１の時刻のずれに基づく誤差ｓとすると、図６に示す様に、
（ｘ−ｘ１）2＋（ｙ−ｙ１）2＝（ｒ１＋ｓ）2，
（ｘ−ｘ２）2＋（ｙ−ｙ２）2＝（ｒ２＋ｓ）2，      （１）
（ｘ−ｘ３）2＋（ｙ−ｙ３）2＝（ｒ３＋ｓ）2，
（ｘ−ｘ４）2＋（ｙ−ｙ４）2＝（ｒ４＋ｓ）2
で表される関係がある。ここで、疑似距離ｒは、移動局１０から各基地局１２までの電波の伝搬時間を算出し、これに電波の速度ｃ（＝２．９９７×１０８（ｍ／ｓ））を乗ずることによって得られるもので、電波の伝搬時間を算出する際に電波の発信時刻の基準となる移動局１０の時計と受信時刻の基準となる基地局１２の時計３９との時刻のずれが考慮されていないため、疑似距離と呼ばれる。仮に移動局１０による電波の発信時刻が、移動局１０の時計においてｔ０において行なわれ、また、第１基地局１２Ａにおける前記電波の受信時刻が第１基地局１２Ａの時計３９においてｔ１において、第２基地局１２Ｂにおける前記電波の受信時刻が第２基地局１２Ｂの時計３９においてｔ２において、第３基地局１２Ｃにおける前記電波の受信時刻が第３基地局１２Ｃの時計３９４１においてｔ３において、第４基地局１２Ｄにおける前記電波の受信時刻が第４基地局１２Ｄの時計３９においてｔ４においてそれぞれ行なわれたとする。また、移動局１０の時計と各基地局１２の時計３９との時刻のずれがΔｔであったとする。このとき、前記式（１）は、
（ｘ−ｘ１）2＋（ｙ−ｙ１）2＝｛ｃ（ｔ１−ｔ０＋Δｔ）｝2，
（ｘ−ｘ２）2＋（ｙ−ｙ２）2＝｛ｃ（ｔ２−ｔ０＋Δｔ）｝2，      （２）
（ｘ−ｘ３）2＋（ｙ−ｙ３）2＝｛ｃ（ｔ３−ｔ０＋Δｔ）｝2，
（ｘ−ｘ４）2＋（ｙ−ｙ４）2＝｛ｃ（ｔ４−ｔ０＋Δｔ）｝2
となる。
【００５３】
ここで、（２）の各式の平方根をとって、さらに、前記基準基地局以外の基地局に対応する式と、前記基準基地局に対応する式との両辺の差を表す式をそれぞれ算出する。すなわち、前記基準基地局以外の基地局である第２基地局１２Ｂ、第３基地局１２Ｃ、第４基地局１２Ｄにそれぞれ対応する第２式、第３式、第４式と、前記基準基地局である第１基地局１２Ａに対応する第１式との両辺の差をとると、
【数１】
2009068924.tif 000003
となる。ここで、式（３）においては移動局１０における電波の発信時刻ｔ０および移動局１０の時計と各基地局１２の時計３９との時刻のずれΔｔが含まれておらず、これらを考慮しなくてよい。すなわち、図３に示すように移動局１０は時計を有していなくてもよい。一方、各式の右辺における（ｔ２−ｔ１）、（ｔ３−ｔ１）および（ｔ４−ｔ１）は前記受信時間差算出部１０６において算出されていることから、本式（３）を解くことにより、移動局１０の位置を算出することができる。なお、基地局１２の数が４つ以上ある場合には、式（３）のように２つの変数ｘ，ｙに対し３本以上の式が存在することとなるが、例えば最小二乗法などにより反復計算することにより近似解を算出することにより、移動局１０の位置を得ることができる。また、基地局１２の数が３つである場合には、式（３）は２本の式によることになるため、そのまま解くことにより移動局１０の位置が得られる。ただし、より正確に移動局１０の位置を算出するためには、式（３）としてより多くの式を解くことが望ましい。すなわち、より多くの基地局１２を用いることが望ましい。
【００５４】
なお、測位部５６は前述のような手順により移動局の測位を行なうが、式（２）を式（３）に変形する際に、式（２）の各式の平方根をとって、さらに、前記基準基地局以外の基地局に対応する式と、前記基準基地局に対応する式との両辺の差を表す式をそれぞれ算出した。このようにすれば、式（３）の全ての式の右辺においては、基準基地局である第１移動局１２Ａの電波の受信時刻ｔ１が含まれることとなるが、第１移動局１２Ａは基準基地局選択部１０４において基準基地局として選択される際に、移動局との通信状態が最も良好な基地局であるとされているため、式（３）を解くことにより移動局１０の位置を算出する際に、その誤差を最も小さくすることができるのである。
【００５５】
逆に、基準基地局１２Ａ以外の基地局は移動局１０との通信状態が基準基地局に比べて悪く、検出された受信時刻が、例えばマルチパスやシャドウィングなどの影響による反射波の受信時刻であって、直接波の受信時刻ではないなどの可能性があり、正確でない可能性がある。そのため、式（２）を式（３）に変形する際に、式（２）の各式の平方根をとって、さらに、基準基地局以外の任意の基地局１２について、その任意の基地局以外の基地局に対応する式と、前記任意の基地局に対応する式との両辺の差を表す式をそれぞれ算出して得られる式（３）を得ようとすると、前記任意の基地局が移動局との通信が良好でない基地局であった場合には、前記任意の基地局の電波の受信時刻であって、正確でない値が式（３）の全ての式に存在することとなる。そのため、式（３）を解いて得られる移動局１０の位置に大きな誤差が含まれるおそれがある。
【００５６】
また、測位結果出力部６０は測位結果すなわち算出された移動局１０の位置情報を例えば図示しないモニタ装置に出力したり、あるいは他のプログラムに伝達したりする。
【００５７】
なお、仮測位部１１０および移動局位置予測部１１２については、後述する実施例３において用いるものであって、本実施例では用いないものであるので、説明は後述する。
【００５８】
図８は、本発明の移動局位置推定方法あるいは移動局測位システムによる移動局１０の位置の推定における制御作動の概要を説明するフローチャートである。移動局１０、基地局１２、測位サーバ１４のそれぞれにおいて行なわれる作動が時系列的に表されている。
【００５９】
まず、ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＡ１においては、測位サーバ１４から基地局１２に対し受信時刻の測定を行なうための指令を行なうよう指令が行なわれる。具体的には、測位サーバ１４は、基地局１２の任意のいずれか１つに対し、移動局１０に対し電波を発信させる指令を無線により行なうよう指令するとともに、全ての基地局１２に対し、移動局１０から発信される電波を受信するように有線ケーブル５２を介して指令を行なう。
【００６０】
ＳＡ２においては、ＳＡ１において測位サーバ１４によって行なわれた指示を受け、各基地局１２のそれぞれにおいて、移動局１０に対し電波を発信させる指令を無線により行なうよう指令されたか否かが判断される。そして、本判断が肯定される場合、すなわち、基地局１２のうちＳＡ１において測位サーバ１４から、移動局１０に対し電波を発信させる指令を無線により行なうよう指令された基地局においては、続くＳＡ３が実行され、その後、移動局１０から発信される電波を受信するための待機が行なわれる。一方、本判断が否定される場合には、そのまま、移動局１０から発信される電波を受信するための待機が行なわれる。
【００６１】
ＳＡ３においては、基地局１２から移動局１０に対し、移動局１０の測位のための電波を発信するように無線により指示が行なわれる。これを受け、移動局１０の制御部３２および無線部２８などに対応するＳＡ４においては、移動局１０から各基地局１２に対し、電波の発信が行なわれる。このとき、発信される電波は制御部３２によって生成されたＰＮ符号に、誤り検出符号付加部７０によって誤り検出符号が付加された信号が発信される。
【００６２】
基地局１２の無線部２９、制御部３３、受信時刻測定部４２、誤り率算出部７２などに対応するＳＡ５においては、ＳＡ４において移動局１０において発信された電波が基地局１２において受信されるとともに、その受信時刻が測定され、受信の際の通信の誤りの発生率である誤り率が算出される。具体的には、基地局１２において受信された電波は、無線部２９で復調され、受信時刻測定部４２において受信波から取りだされた信号とレプリカ符号との相関値のピークを検出することにより受信時刻が測定される。また、誤り率算出部７２において、受信波に含まれる信号の内容と誤り検出符号とから通信における誤り率が算出される。
【００６３】
ＳＡ６においては、測位サーバ１４から各基地局１２に対し、得られた受信時刻と誤り率とを測位サーバに送信するよう有線ケーブル５２を介して指令がされる。一方、各基地局１２においては、ＳＡ７において、測位サーバ１４からのＳＡ６の指令がなされるまで本ステップの判断が否定され本ステップがくり返し行なわれ、測位サーバ１４からのＳＡ６の指令の待機が行なわれる。
【００６４】
ＳＡ８はＳＡ７の判断が肯定された場合、すなわち測位サーバ１４からのＳＡ６の指令がなされた場合に実行されるステップで、ＳＡ５において各基地局１２で得られた受信時刻および誤り率が有線ケーブル５２を介し測位サーバ１４に送信される。
【００６５】
基準基地局選択部１０４に対応するＳＡ９においては、送信された各基地局１２ごとの誤り率を比較し、最も誤り率が低い基地局を基準基地局として選択する。
【００６６】
受信時間差算出部１０６に対応するＳＡ１０においては、ＳＡ９において選択された基準基地局以外の基地局のそれぞれにおける受信時刻と前記基準基地局における受信時刻との差である受信時間差がそれぞれ算出される。
【００６７】
続くＳＡ１１およびＳＡ１２は測位部５６に対応する。まず、ＳＡ１１においては、測位のための方程式の導出が行なわれる。具体的には、前記式（２）で表される式に対し、（２）の各式の平方根をとって、さらに、ＳＡ９において選択された基準基地局以外の基地局に対応する式と、前記基準基地局に対応する式との両辺の差を表す式（３）をそれぞれ算出する。
【００６８】
また、ＳＡ１２においては、ＳＡ１１で導出された方程式の解が、例えば最小２乗法などにより算出され、移動局１０の位置が算出される。
【００６９】
前述の実施例によれば、基準基地局選択工程あるいは基準基地局選択手段に対応する基準基地局選択部１０４により、前記移動局１０と前記複数の基地局１２のそれぞれとの間における所定符号の通信に基づいて評価される無線通信の信頼性を表す複数種類の指標と、前記移動局の位置の履歴情報との少なくとも１つである誤り率（ＢＥＲ）に基づいて、前記時間差の算出において基準となる基地局である基準基地局が選択され、受信時間差算出工程あるいは受信時間差算出手段に対応する受信時間差算出部１０６により、前記基準基地局選択部１０４において選択された基準基地局で受信した電波の受信時刻と前記複数の基地局のうち該基準基地局を除く基地局のそれぞれが受信した電波の受信時刻とに基づいて前記時間差が算出され、測位工程あるいは測位手段に対応する測位部５６により、前記時間差と前記複数の基地局１２の位置とに基づいて前記移動局１０の位置が算出されるので、無線通信の信頼性や移動局の位置の履歴情報に基づいて基準基地局が選択され、受信時刻測定結果の信頼性が高い基地局が基準基地局として選択されるため、直接波が到来せず反射波の受信時刻を測定した基地局が存在した場合でも、そのような基地局が基準基地局として選択することなく、測位誤差の少ない移動局の測位が可能となる。すなわち、シャドウィングやマルチパスによる電波の伝搬に変動が生じた場合であっても、それが測位精度に与える影響を抑えることができる。
【００７０】
また、前述の実施例によれば、前記移動局により発信される電波に含まれるデータには、誤り検出符号付加部７０により誤り検出符号が付加され、誤り率算出工程あるいは誤り率算出手段に対応する誤り率算出部７２により、前記複数の基地局１２のそれぞれが前記移動局１０から受信した電波における誤りの発生度合いである誤り率（ＢＥＲ）が各基地局１２ごとに算出され、前記基準基地局選択部１０４により、前記移動局１０と前記複数の基地局１２のそれぞれとの間における所定符号の通信である誤り検出符号を用いた通信において、前記所定符号の通信に基づいて評価される無線通信の信頼性を表す指標としての前記誤り率に基づき、該誤り率が最も低い基地局１２を基準基地局に設定されるので、基地局による電波の受信の際の誤りの発生度合いを容易に算出することができ、通信の信頼性に基づく基準基地局の選択を正確に行なうことができるため、単に電波強度のみによって基準基地局を選択するのと異なり、例えば直接波が到来しないのに反射波の重ね合わせにより電波の受信強度が大きくなった基地局などの本来基準基地局となるべきでない基地局が誤って基準基地局に選択され、誤差の大きい受信時刻を基準にした相対受信時刻差を元に測位を行って、誤差の大きい測位結果を算出することがなくなる。
【００７１】
また、前述の実施例によれば、前記移動局測位システム８は、前記基準基地局選択部１０４と、前記受信時間差算出部１０６と、前記測位部５６とを有する測位サーバ１４を含んで構成され、前記複数の基地局１２はそれぞれ、誤り率算出部７２によって算出された誤り率と、前記受信時刻測定部４２によって測定された前記移動局から発信された電波の受信時刻とを前記測位サーバ１４に送信するので、測位サーバ１４は各基地局１２との間で必要なデータをやりとりしながら必要な計算処理を集約して行なうことができる。また、各基地局１２は測位サーバ１４に必要な計算を実行させることができ、小型化や省電力化が実現できる。
【００７２】
続いて、本発明の別の実施例について説明する。以下の説明において、実施例相互に共通する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【実施例２】
【００７３】
本実施例２においても、移動局１０、基地局１２、測位サーバ１４はそれぞれ図３、図４、図５に示すように前述の実施例１と同様の構成をとる。なお、実施例１と同様、測位サーバ１４における仮測位部１１０および移動局位置予測部１１２は本実施例においても用いられない。また、実施例１において用いられた移動局１０における誤り検出符号付加部７０および基地局１２における誤り率算出部７２は本実施例２においては用いられない。
【００７４】
本実施例２と前述の実施例１とは、基地局１２における相関計算部４８および、測位サーバ１４における基準基地局選択部１０４の作動が異なる。まず、基地局１２の相関計算部４８は、前述の実施例１においては、受信波から取りだされ、遅延回路４６により所定の間隔ごとに遅延させられた信号とレプリカ符号との相関値を順次算出し、算出された相関値が最大となった際のタイミング情報を検出した。すなわち、相関値がピークとなったか否かのみを判断できればよく、具体的な相関値の値については検出し、記憶する必要がなかった。一方、本実施例においては、相関計算部４８は、受信波から取りだされ、遅延回路４６により所定の間隔ごとに遅延させられた信号とレプリカ符号との相関値を順次算出し、算出された相関値が最大となった際のタイミング情報を検出し、その時刻を移動局１０からの電波の受信時刻とするとともに、その際の相関値を記憶する。
【００７５】
また、測位サーバ１４の基準基地局選択部１０４は、前述の実施例１においては、各基地局１２における誤り率が最も低い基地局を基準基地局として選択したが、本実施例２においては、各基地局１２における前記相関計算部４８において計算された相関値が最も高い基地局を基準基地局として選択する。図９は、このときの相関計算部４８により計算される相関値と、基準基地局選択部１０４により前記相関値に基づいて基準基地局が選択される際の状況を説明する図である。
【００７６】
図９に示すように、移動局１０からＰＮ符号として「１００１１１０」という７ビットの信号を含む電波が各基地局１２に対して送信される。ここで、移動局１０と第１基地局１２Ａとの間には電波を遮る障害物はなく良好な通信が可能である一方、移動局１０と第２基地局１２Ｂとの間には直接波の到達の障害となる障害物が存在している。そのため、第１基地局１２Ａが受信した受信波から取りだされた信号は移動局１０から送信されたものと同じ「１００１１１０」である一方、第２基地局１２Ｂが受信した受信波から取りだされた信号は、「１０１０１１０」であって、２ビット分だけエラーが生じているものとなっている。かかる場合において、相関計算部４８は、移動局１０の送信波に含まれる拡散符号と同一のレプリカ符号である「１００１１１０」と受信波に含まれる信号との相関値を算出する。２つの符号ａ，ｂの相関値Ｒは次のように定義される。
【数２】
2009068924.tif 000004
ここで、Ｎは２つの符号ａ，ｂの符号長である。また、ιは遅延回路４６による遅延量であって、本実施例においては遅延を行なわずに相関値を算出するのでι＝０である。前記数２の右辺第２項においては、２つの符号ａ、ｂの各ビットごとの排他的論理和を算出し、算出された排他的論理和の合計に２を乗ずるものである。すなわち、前記２つの符号ａ、ｂの各ビットの内容が一致するほど、前記数２の右辺第２項の値は小さくなり、前記ａ、ｂの各ビットの内容が完全に一致するとその値は０となる。これに伴って、相関値Ｒの値は前記２つの符号ａ、ｂの各ビットの内容が一致するほど大きくなり、前記ａ、ｂの各ビットの内容が完全に一致するとその値はａ、ｂの符号長の値Ｎで最大となる。
【００７７】
まず、第１基地局１２Ａにおける相関値Ｒ１は、受信波から取りだされた符号とレプリカ符号とが全てのビットにおいて一致するため、
【数３】
2009068924.tif 000005
となり、符号長の値である最大値７となる。また、第２基地局１２Ｂにおける相関値Ｒ２は、受信波から取りだされた符号とレプリカ符号とが２ビット分エラーを生じているため、
【数４】
2009068924.tif 000006
となる。なお、前記数３および数４における右辺第２項は、前記数２と同様に、２つの符号の各ビットごとの排他的論理和を算出し、算出された排他的論理和の合計に２を乗ずるものを表している。
【００７８】
このように、通信に誤りが生じるほど発生する相関値が小さくなるので、より大きな相関値が得られる基地局ほど移動局１０との通信の信頼性が高いといえる。そこで、、基準基地局選択部１０４は各基地局１２の相関計算部４８において算出された相関値が最も大きい基地局を基準基地局として選択する。
【００７９】
図１０は本実施例２における本発明の移動局位置推定方法あるいは移動局測位システムによる移動局１０の位置の推定における制御作動の概要を説明するフローチャートである。
【００８０】
まず、ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＢ１乃至ＳＢ４は、実施例１の図８のフローチャートにおけるＳＡ１乃至ＳＡ４に対応するものである。すなわち、ＳＢ１においては、測位サーバ１４から各基地局１２の任意の１つに対し、移動局１０に対し電波を発信させる指令を無線により行なうよう指令するとともに、全ての基地局１２に対し、移動局１０から発信される電波を受信するように有線ケーブル５２を介して指令を行なう。
【００８１】
ＳＢ２においては、ＳＢ１において測位サーバ１４によって行なわれた指示を受け、各基地局１２のそれぞれにおいて、移動局１０に対し電波を発信させる指令を無線により行なうよう指令されたか否かが判断される。そして、本判断が肯定される場合、すなわち、基地局１２のうちＳＢ１において測位サーバ１４から、移動局１０に対し電波を発信させる指令を無線により行なうよう指令された基地局においては、続くＳＢ３が実行され、その後、移動局１０から発信される電波を受信するための待機が行なわれる。一方、本判断が否定される場合には、そのまま、移動局１０から発信される電波を受信するための待機が行なわれる。
【００８２】
ＳＢ３においては、基地局１２から移動局１０に対し、移動局１０の測位のための電波を発信するように無線により指示が行なわれる。これを受け、移動局１０の制御部３２および無線部２８などに対応するＳＢ４においては、移動局１０から各基地局１２に対し、電波の発信が行なわれる。このとき、発信される電波は制御部３２によって生成されたＰＮ符号が発信される。
【００８３】
基地局１２の無線部２９、制御部３３、受信時刻測定部４２などに対応するＳＢ５においては、ＳＢ４において移動局１０において発信された電波が基地局１２において受信されるとともに、その受信時刻が測定され、更に受信時刻測定時の相関値が算出される。具体的には、基地局１２において受信された電波は、無線部２９で復調され、受信時刻測定部４２において受信波から取りだされた信号とレプリカ符号との相関値のピークを検出することにより受信時刻が測定される。また、受信時刻測定部４２の相関計算部４８において計算される前記相関値のピーク値が記憶される。
【００８４】
図８のＳＡ６に対応するＳＢ６においては、測位サーバ１４から各基地局１２に対し、得られた受信時刻と相関値とを測位サーバに送信するよう有線ケーブル５２を介して指令がされる。一方、各基地局１２においては、図８のＳＡ７に対応するＳＢ７において、測位サーバ１４からのＳＢ６の指令がなされるまで本ステップの判断が否定され本ステップがくり返し行なわれ、測位サーバ１４からのＳＢ６の指令の待機が行なわれる。
【００８５】
図８のＳＡ８に対応するＳＢ８は、ＳＢ７の判断が肯定された場合、すなわち測位サーバ１４からのＳＢ６の指令がなされた場合に実行されるステップで、ＳＢ５において各基地局１２で得られた受信時刻および相関値が有線ケーブル５２を介し測位サーバ１４に送信される。
【００８６】
基準基地局選択部１０４に対応するＳＢ９においては、図８のＳＡ９に対応するものであって、送信された各基地局１２ごとの相関値を比較し、相関値が最も大きい基地局を基準基地局として選択する。
【００８７】
受信時間差算出部１０６に対応するＳＢ１０においては、ＳＢ９において選択された基準基地局以外の基地局のそれぞれにおける受信時刻と前記基準基地局における受信時刻との差である受信時間差をそれぞれ算出する。
【００８８】
続くＳＢ１１およびＳＢ１２は図８のＳＡ１１およびＳＡ１２に対応するものであって、測位部５６に対応する。まず、ＳＢ１１においては、測位のための方程式の導出が行なわれる。具体的には、前記式（２）で表される式に対し、（２）の各式の平方根をとって、さらに、ＳＢ９において選択された基準基地局以外の基地局に対応する式と、前記基準基地局に対応する式との両辺の差を表す式（３）をそれぞれ算出する。
【００８９】
また、ＳＢ１２においては、ＳＢ１１で導出された方程式の解が、例えば最小２乗法などにより算出され、移動局１０の位置が算出される。
【００９０】
前述の実施例２によれば、前記移動局１０は拡散符号を送信するものであって、前記複数の基地局１２のそれぞれが有する前記相関演算工程あるいは相関演算手段に対応する相関計算部４８により、前記移動局１０が送信する拡散符号のレプリカ符号と、受信された電波に含まれる信号との間の相関値の最大値が演算され、前記基準基地局選択部１０４により、前記移動局１０と前記複数の基地局１２のそれぞれとの間における所定符号の通信である拡散符号を用いた通信において、前記所定符号の通信に基づいて評価される無線通信の信頼性を表す指標としての前記相関値の最大値に基づき、該相関値の最大値が最も大きい基地局１２が基準基地局に設定されるので、本来基準基地局となるべきでない基地局が反射波の影響によって誤って基準基地局に選択されることがなくなる。
【００９１】
また、前述の実施例２によれば、前記基地局における電波の受信時刻は、前記相関計算部４８において相関値の最大値が演算された際のタイミング情報に基づいて演算されるものであり、前記受信時刻の算出は、前記相関計算部４８による相関値の最大値の演算のための手順を利用して行なわれるので、受信時刻の算出のための計算と相関値の最大値のための演算とにおいて共通する計算については、その結果を利用することができ、構成をより簡易なものとし、計算に要する時間を短縮することができる。
【００９２】
また、前述の実施例２によれば、移動局測位システム８は、前記基準基地局選択手段としての基準基地局選択部１０４と、前記受信時間差算出手段としての受信時間差算出部１０６と、前記測位手段としての測位部５６とを有する測位サーバ１４を含んで構成され、前記複数の基地局１２はそれぞれ、相関演算手段としての相関計算部４８によって演算された相関値の最大値と、前記移動局１０から発信された電波の受信時刻とを前記測位サーバ１４に送信するので、測位サーバ１４は各基地局１２との間で必要なデータをやりとりしながら必要な計算処理を集約して行なうことができる。また、各基地局は測位サーバに必要な計算を実行させることができ、小型化や省電力化が実現できる。
【実施例３】
【００９３】
本実施例３においても、移動局１０、基地局１２、測位サーバ１４はそれぞれ図３、図４、図５に示すように前述の実施例１や実施例２と同様の構成をとる。なお、実施例１において用いられた移動局１０における誤り検出信号付加部７０および基地局１２における誤り率算出部７２は前述の実施例２と同様、本実施例３においては用いられない。
【００９４】
前述の実施例１および実施例２と本実施例３とは、測位サーバ１４の仮測位部１１０および移動局位置予測部１１２を用いる点において異なり、また、基準基地局選択部１０４の作動が異なる。
【００９５】
まず、測位サーバ１４の仮測位部１１０は、移動局１０からの電波を受信した基地局１２のそれぞれについて、これらのそれぞれが基準基地局であると仮定して移動局１０の位置の算出を行なう。例えば、移動局測位システム８が図２のように設けられ、第１移動局１２Ａ乃至第４移動局１２Ｄのそれぞれが移動局１０からの電波を受信した場合、第１移動局１２Ａ乃至第４移動局１２Ｄのそれぞれを基準基地局と仮定して、移動局１０の位置の推定を行なう。この位置の推定は、前記受信時間差算出部１０６および測位部５６によって行なわれる測位のための手順を用いることにより行なうことができる。なお、第１移動局１２Ａを基準局と仮定した場合の移動局１０の推定位置をＰ１、第２移動局１２Ｂを基準局と仮定した場合の移動局１０の推定位置をＰ２、第３移動局１２Ｃを基準局と仮定した場合の移動局１０の推定位置をＰ３、第４移動局１２Ｄを基準局と仮定した場合の移動局１０の推定位置をＰ４とする。
【００９６】
また、移動局位置予測部１１２は、測位部５６で算出された測位結果が記憶され、それに基づいた移動局１０の位置の履歴情報、すなわち過去の移動局１０の位置、移動速度、加速度の少なくとも１つに基づいて移動局１０の現在の位置を予測する。例えば、本実施例の移動局測位システム８による移動局１０の測位が単位時間間隔でくり返し行なわれる場合において、移動局位置予測部１１２は少なくとも今回の測位の直前に行なわれた４回の測位結果を記憶する。この過去の測位結果を、現在から近い順に、１回前の測位結果をｑｔ−１，２回前の測位結果をｑｔ−２，３回前の測位結果をｑｔ−３，４回前の測位結果をｑｔ−４とする。また、それぞれの時点における移動速度を、１回前の測位時における移動速度をｖｔ−１，２回前の測位時における移動速度をｖｔ−２，３回前の測位時における移動速度をｖｔ−３，４回前の測位時における移動速度をｖｔ−４とし、さらに、１回前の測位時における移動加速度をａｔ−１，２回前の測位時における移動加速度をａｔ−２とする。また、移動局位置予測部１１２が予測する現在の移動局１０の位置をｑｔ、その移動速度をｖｔ、移動加速度をａｔとする。このとき、前述のように、移動局１０の測位が単位時間間隔でくり返し行なわれるので、加速度ａｔ，ａｔ−１，ａｔ−２はそれぞれ移動速度を用いて、ａｔ＝ｖｔ−ｖｔ−１，ａｔ−１＝ｖｔ−１−ｖｔ−２，ａｔ−２＝ｖｔ−２−ｖｔ−３のように表される。また同様に移動速度ｖｔ，ｖｔ−１，ｖｔ−２，ｖｔ−３はそれぞれ移動局の位置を用いて、ｖｔ＝ｑｔ−ｑｔ−１，ｖｔ−１＝ｑｔ−１−ｑｔ−２，ｖｔ−２＝ｑｔ−２−ｑｔ−３，ｖｔ−３＝ｑｔ−３−ｑｔ−４のように表される。
【００９７】
ここで、現在の移動局１０の移動加速度ａｔが１回前の移動加速度ａｔ−１と２回前の移動加速度ａｔ−２との平均であるとすれば、次式（７）の関係を満たすこととなる。
ａｔ＝（ａｔ−１＋ａｔ−２）／２      （７）
これを、前述の加速度と移動速度との関係、および移動速度と位置との関係を用いて変形すると、次式（８）の関係が得られる。
ｑｔ＝（５ｑｔ−１−３ｑｔ−２−ｑｔ−３＋ｑｔ−４）／２      （８）
この関係式（８）より、移動局位置予測部１１２は過去４回の移動局１０の位置に基づいて、現在の移動局１０の位置を予測する。
【００９８】
測位サーバ１４の基準基地局選択部１０４は、前記仮測位部１１０によって各基地局１２を基準基地局として移動局１０の測位を行なった位置のそれぞれと、前記移動局位置予測部１１２によって予測された現在の移動局１０の位置との距離をそれぞれ算出する。そして、その距離が最も短くなる場合の前記仮測位部１１０において仮定されていた基準基地局を、基準基地局として選択する。図１１はこのときの状況を説明する図である。図１１において、前記仮測位部１１０によって、第１移動局１２Ａを基準局と仮定した場合の移動局１０の位置がＰ１、第２移動局１２Ｂを基準局と仮定した場合の移動局１０の位置がＰ２、第３移動局１２Ｃを基準局と仮定した場合の移動局１０の位置がＰ３、第４移動局１２Ｄを基準局と仮定した場合の移動局１０の位置がＰ４とそれぞれ推定されている。また、移動局位置予測部１１２によって、過去４回の測位結果であるｑｔ−１，ｑｔ−２，ｑｔ−３，ｑｔ−４に基づいて現在の移動局１０の位置がｑｔと予測されている。
【００９９】
このとき、基準基地局選択部１０４は、前記Ｐ１乃至Ｐ４のそれぞれとｑｔとの距離ｄ１乃至ｄ４をそれぞれ算出する。そして、算出された距離ｄ１乃至ｄ４のうち、最も距離が短い、すなわち、仮測位部１１０による現在の移動局１０の位置の測位結果と移動局位置予測部１１２による現在の移動局１０の位置の予測結果とが近似している場合に、仮測位部１１０において基準基地局であると仮定されていた第４基地局１２Ｄを、基準基地局として選択する。
【０１００】
図１２は本実施例３における本発明の移動局位置推定方法あるいは移動局測位システムによる移動局１０の位置の推定における制御作動の概要を説明するフローチャートである。
【０１０１】
まず、ステップ（以下「ステップ」を省略する。）ＳＣ１乃至ＳＣ４は、実施例１の図８のフローチャートにおけるＳＡ１乃至ＳＡ４に対応するものである。すなわち、ＳＣ１においては、測位サーバ１４から各基地局１２の任意の１つに対し、移動局１０に対し電波を発信させる指令を無線により行なうよう指令するとともに、全ての基地局１２に対し、移動局１０から発信される電波を受信するように有線ケーブル５２を介して指令を行なう。
【０１０２】
ＳＣ２においては、ＳＣ１において測位サーバ１４によって行なわれた指示を受け、各基地局１２のそれぞれにおいて、移動局１０に対し電波を発信させる指令を無線により行なうよう指令されたか否かが判断される。そして、本判断が肯定される場合、すなわち、基地局１２のうちＳＣ１において測位サーバ１４から、移動局１０に対し電波を発信させる指令を無線により行なうよう指令された基地局においては、続くＳＣ３が実行され、その後、移動局１０から発信される電波を受信するための待機が行なわれる。一方、本判断が否定される場合には、そのまま、移動局１０から発信される電波を受信するための待機が行なわれる。
【０１０３】
ＳＣ３においては、基地局１２から移動局１０に対し、移動局１０の測位のための電波を発信するように無線により指示が行なわれる。これを受け、移動局１０の制御部３２および無線部２８などに対応するＳＣ４においては、移動局１０から各基地局１２に対し、電波の発信が行なわれる。このとき、発信される電波は制御部３２によって生成されたＰＮ符号が発信される。
【０１０４】
基地局１２の無線部２９、制御部３３、受信時刻測定部４２などに対応するＳＣ５においては、ＳＣ４において移動局１０において発信された電波が基地局１２において受信されるとともに、その受信時刻が測定される。具体的には、基地局１２において受信された電波は、無線部２９で復調され、受信時刻測定部４２において受信波から取りだされた信号とレプリカ符号との相関値のピークを検出することにより受信時刻が測定される。
【０１０５】
図８のＳＡ６に対応するＳＣ６においては、測位サーバ１４から各基地局１２に対し、得られた受信時刻を測位サーバに送信するよう有線ケーブル５２を介して指令がされる。一方、各基地局１２においては、図８のＳＡ７に対応するＳＣ７において、測位サーバ１４からのＳＣ６の指令がなされるまで本ステップの判断が否定され本ステップがくり返し行なわれ、測位サーバ１４からのＳＣ６の指令の待機が行なわれる。
【０１０６】
図８のＳＡ８に対応するＳＣ８は、ＳＣ７の判断が肯定された場合、すなわち測位サーバ１４からのＳＣ６の指令がなされた場合に実行されるステップで、ＳＣ５において各基地局１２で得られた受信時刻が有線ケーブル５２を介し測位サーバ１４に送信される。
【０１０７】
仮測位部１１０に対応するＳＣ９においては、移動局１２のそれぞれを基準基地局と仮定した場合について、移動局１０の位置Ｐｎ（ｎ＝１，２，…）の算出がそれぞれ行なわれる。このとき、移動局１０の位置の算出は、図８のＳＡ１０乃至ＳＡ１２に示す方法と同様の方法によって行なうことができる。すなわち、基準基地局と仮定された基地局における移動局１０からの電波の受信時刻と他の基地局における移動局１０からの電波の受信時刻との受信時間差が算出され、これに対応した移動局１０の位置の算出のための方程式が導出され、導出された方程式が解かれることによって移動局１０の位置が算出される。
【０１０８】
移動局位置予測部１１２に対応するＳＣ１０においては、過去の移動局１０の位置の履歴情報、例えば直前に行なわれた４回の測位結果に基づいて、現在の移動局１０の位置ｑｔが推定される。
【０１０９】
基準基地局選択部１０４に対応するＳＣ１１においては、ＳＣ９において算出された移動局の位置Ｐｎのそれぞれと、ＳＣ１０において推定された移動局１０の位置ｑｔとの距離ｄがそれぞれ算出され、算出された距離ｄｎ（ｎ＝１，２，…）が最も短くなる移動局１０の位置Ｐｎを算出した際に基準基地局として仮定されていた移動局が基準基地局として選択されるとともに、その算出された距離ｄｎが最も短くなる移動局１０の位置Ｐｎが現在の移動局１０の位置であるとされる。
【０１１０】
前述の実施例３によれば、仮測位工程あるいは仮測位手段に対応する仮測位部１１０により、前記複数の基地局１２のそれぞれを基準基地局と仮定して前記移動局１０の位置Ｐの推定がそれぞれ行なわれ、移動局位置予測工程あるいは移動局位置予測手段に対応する移動局位置予測部１１２により、前記移動局１０の位置の履歴情報に基づいて現在の前記移動局１０の位置ｑが予測され、基準基地局選択部１０４により、前記移動局位置予測部１１２によって予測された移動局１０の位置ｑと、前記仮測位部１１０によって前記複数の基地局１０のそれぞれを基準基地局と仮定して推定された移動局１０の位置Ｐのそれぞれとの距離ｄを算出するとともに、距離ｄが最小となるように移動局１０の位置を推定した際に仮定された基準基地局が真の基準基地局に設定されるので、現在の移動局１０の位置を検出するのに最も誤差が小さくなるように基準基地局が選択される。
【０１１１】
また、前述の実施例３によれば、前記移動局１０の位置の履歴情報は、移動局の過去の位置ｑ、移動局の移動速度ｖ、移動局の加速度ａの少なくとも１つであるので、移動局位置予測部１１２による現在の移動局１０の位置ｑの予測を容易に行なうことができる。
【０１１２】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【０１１３】
例えば、前述の実施例においては、移動可能領域５は二次元平面として定義されたが、これに限られず、三次元空間であってもよい。ただし、移動可能領域５が３次元空間として定義される場合には、移動局１０の位置の算出のためには最低４つの基地局１２が必要とされる。
【０１１４】
また、前述の実施例においては、遅延回路４６は受信波から取りだされた信号を所定間隔ごとに遅延したが、これに代えてレプリカ符号を所定間隔ごとに遅延するようにしてもよい。
【０１１５】
また、前述の実施例においては、受信時刻測定部４２は、相関計算部４８が最大値（ピーク値）を検出した場合のタイミング情報としての時刻を電波の受信時刻としたが、これに限られず、例えば、相関計算部４８が最大値（ピーク値）を検出した場合の遅延回路４６における遅延量に基づいて電波の受信時刻を算出してもよい。
【０１１６】
また、前述の実施例においては、移動局１０の制御部３２にて拡散符号を生成し、発信するものとしたが、制御部３２でベースバンド信号を生成し、生成されたベースバンド信号に対してスペクトラム拡散処理を行って発信してもよい。
【０１１７】
また、前述の実施例１においては、通信の信頼性を判断する指標として、基地局１２における電波受信時の誤り率（ＢＥＲ）を用いる構成としたが、これに限られない。例えば、基地局１２から移動局１０に送信コマンドを無線により送信した際に（図８のＳＡ３）、移動局１０においてこのコマンドを受信時の誤り率（ＢＥＲ）を測定し、この測定された誤り率についての情報をスペクトラム拡散して基地局１２に送信し、基地局で測定した受信時刻と合わせて測位サーバ１４に送信することで、移動局１０における電波受信時の誤り率を通信の信頼性を判断する指標してもよい。すなわち、各基地局１２のそれぞれと移動局１０とが行なう通信の信頼性を判断する指標として、基地局１２が受信側となった場合に基地局１２において測定された誤り率を用いてもよいし、移動局１０が受信側となった場合に移動局１０において測定された誤り率を用いてもよい。また、各基地局１２のそれぞれと移動局１０との通信であって、誤り率が測定可能な通信であれば、いずれの通信においても誤り率を測定することが可能である。
【０１１８】
また、前述の実施例においては、基地局１２での受信時刻を正確に測定するための手段として受信時刻測定部４２が設けられ、相関計算部４８によって計算される拡散符号とレプリカ符号との相関値に基づく同期検出を用いて受信時刻の測定が行なわれたが、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  ＷｉｄｅＢａｎｄ）通信等、他の手段を用いてもよいことは明らかである。
【０１１９】
また、前述の実施例３においては、移動局位置予測部１１２は、移動局１０の現在の加速度ａｔは、前回の測位時における移動局１０の加速度ａｔ−１と前々回の測位時における移動局１０の加速度ａｔ−２との平均であるとの前提において現在の移動局１０の位置の予測を行なったが、これに限られない。例えば、前回の測位時における移動局１０の測位結果ｑｔ−１と前回の測位時における移動局１０の速度ｖｔ−１とに基づいて、現在の移動局１０の位置ｑｔを
ｑｔ＝ｑｔ−１＋ｖｔ−１×Δｔ
のように算出されると仮定して予測を行なってもよい。その他、移動局１０の過去の位置ｑ、過去の移動速度ｖ、過去の加速度ａに基づいて予測することのできる複数の方法によって行うことが可能である。
【０１２０】
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の移動局位置推定方法が好適に適用される移動局測位システムの概要を表す図である。
【図２】本発明の移動局測位システムの概要を表す図であって、移動可能領域に設定される座標系を説明する図である。
【図３】移動局の機能の概要を表す機能ブロック図である。
【図４】基地局の機能の概要を表す機能ブロック図である。
【図５】測位サーバの機能の概要を表す機能ブロック図である。
【図６】測位部による測位の概要を説明するための図である。
【図７】各基地局の有する時計の時刻を同期させるための手順を説明するタイムチャートである。
【図８】本発明の移動局測位システムの制御作動の概要を説明するフローチャートであって、実施例１に対応するものである。
【図９】基地局における電波の受信状況と相関値の関係を説明する図である。
【図１０】本発明の移動局測位システムの別の制御作動の概要を説明するフローチャートであって、実施例２に対応するものである。
【図１１】仮測位部により算出された移動局の位置と、移動局位置予測部により予測された移動局の位置との関係を表す図である。
【図１２】本発明の移動局測位システムの別の制御作動の概要を説明するフローチャートであって、実施例３に対応するものである。
【符号の説明】
【０１２２】
５：移動可能領域
８：測位システム
１０：移動局
１２：基地局
４２：受信時刻測定部
４８：相関計算部
５６：測位部
７２：誤り率算出部
１０４：基準基地局選択部
１０６：受信時間差算出部
１１０：仮測位部
１１２：移動局位置予測部
【図１】
2009068924.tif 000007
【図２】
2009068924.tif 000008
【図３】
2009068924.tif 000009
【図４】
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【図５】
2009068924.tif 000011
【図６】
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【図７】
2009068924.tif 000013
【図８】
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【図９】
2009068924.tif 000015
【図１０】
2009068924.tif 000016
【図１１】
2009068924.tif 000017
【図１２】
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