(57)【要約】【課題】ジッタによる影響を低減し、精度のよい測位を行う。【解決手段】測位システム８は、電波信号を送受信する移動局１０と、電波信号を送受信する基地局１２Ａ〜Ｄと、予め算出された、受信信号の時間分散と受信信号強度との相関を格納保持した記憶部４５とを有する。移動局１０は、測距用電波信号に先立ち調整用電波信号を送信し、基地局１２Ａ〜Ｄは、調整用電波信号の受信信号強度に応じて、上記相関に基づき、移動局１０からの測距用電波信号の出力制御指示信号を送信し、移動局１０は、出力制御指示信号に対応した出力値で測距用電波信号を送信する。【選択図】図１０
2009244241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波信号を送信する第１送信部と電波信号を受信する第１受信部とを備えた移動局と、
電波信号を送信する第２送信部と受信アンテナを介し電波信号を受信する第２受信部とを備えた複数の基地局と、
前記複数の基地局の前記第２受信部で受信した前記電波信号に基づき、前記移動局から前記複数の基地局のそれぞれまでの測距処理を行う測距処理手段と
を有する測位システムであって、
予め算出された、受信信号の時間分散と受信信号強度との相関を格納保持した相関記憶手段を有し、
前記移動局は、
測距用の前記電波信号に先立ち、調整用の前記電波信号を送信するように、前記第１送信部を制御する第１制御手段を備え、
前記基地局は、
前記移動局より送信され前記第２受信部で受信された前記調整用の電波信号の受信信号強度に応じて、前記記憶手段に記憶された前記相関に基づき、前記移動局からの前記測距用の電波信号の出力を制御するための出力制御指示信号を送信するように、前記第２送信部を制御する第２制御手段を備え、
前記移動局の前記第１制御手段は、
前記基地局より送信され前記第１受信部で受信された前記出力制御指示信号に対応した出力値で前記測距用の電波信号を送信するように、前記第１送信部を制御する
ことを特徴とする測位システム。
【請求項２】
電波信号を送信する第１送信部と電波信号を受信する第１受信部とを備えた移動局と、
電波信号を送信する第２送信部と受信アンテナを介し電波信号を受信する第２受信部とを備えた複数の基地局と、
前記複数の基地局の前記第２受信部で受信した前記電波信号に基づき、前記移動局から前記複数の基地局のそれぞれまでの測距処理を行う測距処理手段と
を有する測位システムであって、
予め算出された、受信信号の時間分散と受信信号強度との相関を格納保持した相関記憶手段を有し、
前記移動局は、
測距用の前記電波信号に先立ち調整用の前記電波信号を送信するように、前記第１送信部を制御する第１制御手段を備え、
前記複数の基地局のそれぞれは、
前記移動局より送信され前記第２受信部で受信された前記調整用の電波信号の受信信号強度に応じて、前記記憶手段に記憶された前記相関に基づき、前記第２受信部の受信感度を制御する第３制御手段を備え、
前記移動局の前記第１制御手段は、
前記複数の基地局の前記第３制御手段による前記第２受信部の受信感度制御が行われた後に前記測距用の電波信号を送信するように、前記第１送信部を制御する
ことを特徴とする測位システム。
【請求項３】
電波信号を送信する第１送信部と電波信号を受信する第１受信部とを備えた移動局と、
電波信号を送信する第２送信部と受信アンテナを介し電波信号を受信する第２受信部とを備えた複数の基地局と、
前記複数の基地局の前記第２受信部で受信した前記電波信号に基づき、前記移動局から前記複数の基地局のそれぞれまでの測距処理を行う測距処理手段と
を有する測位システムであって、
予め算出された、受信信号の時間分散と受信信号強度との相関を格納保持した相関記憶手段を有し、
前記移動局は、
測距用の前記電波信号に先立ち、調整用の前記電波信号を送信するように、前記第１送信部を制御する第１制御手段を備え、
前記複数の基地局のそれぞれは、
前記移動局より送信され前記第２受信部で受信された前記調整用の電波信号の受信信号強度に応じて、前記記憶手段に記憶された前記相関に基づき、前記移動局からの前記測距用の電波信号の出力を制御するための出力制御指示信号を送信するように、前記第２送信部を制御する第２制御手段と、
前記移動局より送信され前記第２受信部で受信された前記調整用の電波信号の受信信号強度に応じて、前記記憶手段に記憶された前記相関に基づき、前記第２受信部の受信感度を制御する第３制御手段とを備え、
前記移動局の前記第１制御手段は、
前記複数の基地局の前記第３制御手段による前記第２受信部の受信感度制御が行われた後、前記基地局より送信され前記第１受信部で受信された前記出力制御指示信号に対応した出力値で前記測距用の電波信号を送信するように、前記第１送信部を制御する
ことを特徴とする測位システム。
【請求項４】
前記基地局の前記第２制御手段は、
前記相関に基づき、前記第２受信部での受信信号強度を所定値とするか若しくは前記所定値に近づけるための前記出力制御指示信号を送信するように、前記第２送信部を制御する
ことを特徴とする請求項１又は請求項３記載の測位システム。
【請求項５】
前記基地局の前記第２制御手段は、
前記相関に基づき、前記第２受信部での受信信号強度を、受信信号の時間分散が最小となる前記所定値とするか若しくは当該所定値に近づけるための前記出力制御指示信号を送信するように、前記第２送信部を制御する
ことを特徴とする請求項４記載の測位システム。
【請求項６】
前記移動局の前記第１制御手段は、
前記調整用の電波信号を最大出力で送信するように、前記第１送信部を制御する
ことを特徴とする請求項４又は請求項５記載の測位システム。
【請求項７】
前記基地局の前記第２制御手段は、
前記第２受信部で受信された前記調整用の電波信号の受信信号強度が、前記記憶手段に記憶された前記相関における前記受信信号の時間分散が最小となる最適受信信号強度よりも大きかった場合には、前記移動局の前記第１送信部からの前記測距用の電波信号の送信出力値を減少させるための前記出力制御指示信号を送信するように、前記第２送信部を制御する
ことを特徴とする請求項６記載の測位システム。
【請求項８】
前記基地局の前記第２制御手段は、
前記第２受信部で受信された前記調整用の電波信号の受信信号強度が、前記記憶手段に記憶された前記相関における前記受信信号の時間分散が最小となる最適受信信号強度よりも小さかった場合には、前記移動局の前記第１送信部から同一出力値の前記測距用の電波信号を出力させるための前記出力制御指示信号を送信するように、前記第２送信部を制御するとともに、
前記測距用の電波信号の受信時に、当該測距用電波信号に対し所定の重み付けを行うよう、前記第２受信部を制御する
ことを特徴とする請求項６記載の測位システム。
【請求項９】
前記移動局の前記第１送信部は、
出力電力を制御できる可変増幅手段とを備えており、
前記第１制御手段は、
前記基地局の前記第２送信部からの前記出力制御指示信号に基づき、前記可変増幅手段の増幅率を制御する
ことを特徴とする請求項４乃至請求項８のいずれか１項記載の測位システム。
【請求項１０】
前記移動局の前記第１送信部は、
ＩＣと、前記ＩＣの出力側に接続され増幅器又は減衰器を備えた第１伝達路と、前記ＩＣの出力側に接続され増幅器又は減衰器を備えない第２伝達路と、前記ＩＣと前記第１伝達路又は前記第２伝達路とを選択的に接続する切替手段とを備えており、
前記第１制御手段は、
前記基地局の前記第２送信部からの前記出力制御指示信号に基づき、前記切替手段を切替制御する
ことを特徴とする請求項４乃至請求項８のいずれか１項記載の測位システム。
【請求項１１】
前記基地局の前記第３制御手段は、
前記第２受信部で受信された前記調整用の電波信号の受信信号強度に応じ、前記受信アンテナのアンテナ感度を変化させるアンテナ感度制御手段
であることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の測位システム。
【請求項１２】
前記基地局の前記第２受信部は、
前記受信アンテナを介して受信した前記測距用の電波信号を減衰させる可変減衰手段を備え、
前記第３制御手段は、
前記第２受信部で受信された前記調整用の電波信号の受信信号強度に応じ、前記可変減衰手段の減衰率を変化させる減衰制御手段
であることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の測位システム。
【請求項１３】
前記基地局は、
前記第２受信部で受信した前記測距用の電波信号の受信時刻に基づき到来時間を検出する到来時間検出部を備えている
ことを特徴とする請求項４乃至請求項１２のいずれか１項記載の測位システム。
【請求項１４】
前記測距処理手段は、
前記基地局と信号送受可能に接続された測位サーバに設けられ、各基地局毎の前記到来時間検出部で検出された前記測距用の電波信号の到来時間に基づき前記測距処理を行う
ことを特徴とする請求項１３記載の測位システム。
【請求項１５】
前記測距処理手段は、
前記基地局に設けられ、前記到来時間検出部で検出された前記測距用の電波信号の到来時間データに基づき前記測距処理を行い、その測距処理結果を、前記基地局と信号送受可能に接続された測位サーバに出力する
ことを特徴とする請求項１３記載の測位システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動局と基地局との間で行われる無線通信の結果に基づき、それらの間の距離の算出可能な測位システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動局と基地局との間の無線通信において、移動局からの送信出力を基地局から制御する従来技術として、例えば特許文献１に記載のものがある。
【０００３】
この従来技術によるＣＤＭＡ方式の無線通信システムでは、基地局が、移動局（移動機）に対し、移動局の送信電力を制御するための制御信号（パイロット信号）送信し、移動局は、当該制御信号に基づき、基地局への送信電力を制御するようになっている。
【０００４】
一方、移動局と基地局との間の無線通信の結果に基づいて、移動局の位置の算出（測位）を行う測位システムが既に提唱されている。その手法としては、例えば、ＴＯＡ（Ｔｉｍｅ  ｏｆ  Ａｒｒｉｖａｌ）方式や、ＴＤＯＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｆ  Ａｒｒｉｖａｌ）方式等がある。ＴＯＡ方式は、ある移動局における電波の送信時刻と複数の基地局における電波の受信時刻とに基づいて算出した、電波の伝搬時間に基づいて移動局と複数の基地局との間の距離をそれぞれ算出し移動局の測位を行う方式である。ＴＤＯＡ方式は、複数の基地局それぞれの受信時刻の相対受信時刻を用いて、移動局と複数の基地局との間の距離をそれぞれ算出し、移動局の測位を行う方式である。
【０００５】
このような測位システムでは、例えば、特許文献２記載のように、移動局（被測定体）からの送信信号を、異なる位置に配置された複数の基地局（受信局）で受信する。そして、各基地局での受信信号の到達時間差を検出することにより、移動局までの距離を算出するようになっている（ＴＤＯＡ方式）。
【特許文献１】特開平７-２２１７００号公報
【特許文献２】特開２００４−２３３０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、無線通信における電波信号の送受信においては、信号波形の揺らぎによる信号の時間軸方向の揺れが避けられない。上記測位システムにおいても、移動局からの信号を複数の基地局で受信する際、時間分散（いわゆるジッタ）がそれぞれ生じる場合がある。一般に、電波は光速ｃ（＝約３．０×１０８ｍ／ｓ）の速度で進むことが知られているが、仮に、このジッタによって、受信信号の信号波形が本来の信号波形とずれると、移動局と各基地局との検出距離においてそれぞれ大きな誤差が生じる。
【０００７】
上記特許文献２においては、このようなジッタによる受信信号の検出精度の低下を配慮してしない。このため、測距精度を向上させることが困難である。
【０００８】
また、上記特許文献１では、基地局が１つの移動局に対し出力制御を行うものに過ぎず、上記測位システムのように複数の基地局と１つの移動局との間の無線通信の制御にそのまま適用できるものではない。
【０００９】
本発明の目的は、移動局から複数の基地局との通信に基づき測位を行う際のジッタによる影響を低減し、測距精度を向上できる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】
上記目的を達成するために、第１の発明は、電波信号を送信する第１送信部と電波信号を受信する第１受信部とを備えた移動局と、電波信号を送信する第２送信部と受信アンテナを介し電波信号を受信する第２受信部とを備えた複数の基地局と、前記複数の基地局の前記第２受信部で受信した前記電波信号に基づき、前記移動局から前記複数の基地局のそれぞれまでの測距処理を行う測距処理手段とを有する測位システムであって、予め算出された、受信信号の時間分散と受信信号強度との相関を格納保持した相関記憶手段を有し、前記移動局は、測距用の前記電波信号に先立ち、調整用の前記電波信号を送信するように、前記第１送信部を制御する第１制御手段を備え、前記基地局は、前記移動局より送信され前記第２受信部で受信された前記調整用の電波信号の受信信号強度に応じて、前記記憶手段に記憶された前記相関に基づき、前記移動局からの前記測距用の電波信号の出力を制御するための出力制御指示信号を送信するように、前記第２送信部を制御する第２制御手段を備え、前記移動局の前記第１制御手段は、前記基地局より送信され前記第１受信部で受信された前記出力制御指示信号に対応した出力値で前記測距用の電波信号を送信するように、前記第１送信部を制御することを特徴とする。
【００１１】
移動局から測距用電波信号が送信されると、その信号が複数の基地局にて受信される。そして、それら複数の基地局でそれぞれ受信された信号に基づき、測距処理手段が、移動局から基地局までの距離を算出する測距処理を行う。
【００１２】
ここで、無線通信における電波信号の送受信においては信号の時間軸方向の揺れが不可避であり、このため上記の基地局での測距用電波信号の受信時に、時間分散（いわゆるジッタ）が生じる。このジッタは、受信信号強度の相関として表すことができる。すなわち、受信信号強度が増加するとともにジッタは減少していき、ある受信信号強度でジッタは極小値となり、これを超えると受信信号強度の増加と共にジッタが増加する挙動となる。
【００１３】
本願第１発明においては、予め上記のジッタと受信信号強度との相関を相関記憶手段に格納保持しておく。そして、移動局では、第１制御手段の制御に基づき、測距に先立ってまず調整用の電波信号を送信する。複数の基地局は、この調整用電波信号を第２受信部で受信すると、第２制御手段の制御に基づき、後に移動局から送信される測距用電波信号の出力を制御するための出力制御指示信号をそれぞれ第２送信部から移動局へと送信する。移動局では、この出力制御指示信号を第１受信部より受信すると、その指示に対応した出力値で測距用の電波信号を第１送信部から複数の基地局それぞれへ個別に送信する。
【００１４】
以上のように、複数の基地局それぞれにおける調整用の電波信号の受信強度に応じて移動局からの測距用の電波信号の出力値の調整を個別に行うことで、上記のような挙動に基づく、基地局受信時のジッタ低減を図ることが可能となる。この結果、上記ジッタによる測距への悪影響を低減し、測距精度を向上することができる。
【００１５】
上記目的を達成するために、第２発明は、電波信号を送信する第１送信部と電波信号を受信する第１受信部とを備えた移動局と、電波信号を送信する第２送信部と受信アンテナを介し電波信号を受信する第２受信部とを備えた複数の基地局と、前記複数の基地局の前記第２受信部で受信した前記電波信号に基づき、前記移動局から前記複数の基地局のそれぞれまでの測距処理を行う測距処理手段とを有する測位システムであって、予め算出された、受信信号の時間分散と受信信号強度との相関を格納保持した相関記憶手段を有し、前記移動局は、測距用の前記電波信号に先立ち調整用の前記電波信号を送信するように、前記第１送信部を制御する第１制御手段を備え、前記複数の基地局のそれぞれは、前記移動局より送信され前記第２受信部で受信された前記調整用の電波信号の受信信号強度に応じて、前記記憶手段に記憶された前記相関に基づき、前記第２受信部の受信感度を制御する第３制御手段を備え、前記移動局の前記第１制御手段は、前記複数の基地局の前記第３制御手段による前記第２受信部の受信感度制御が行われた後に前記測距用の電波信号を送信するように、前記第１送信部を制御することを特徴とする。
【００１６】
移動局から測距用電波信号が送信されると、その信号が複数の基地局にて受信される。そして、それら複数の基地局で受信された信号に基づき、測距処理手段が、移動局から基地局までの距離を算出する測距処理を行う。
【００１７】
ここで、無線通信における電波信号の送受信においては信号の時間軸方向の揺れが不可避であり、このため上記の基地局での測距用電波信号の受信時に、時間分散（いわゆるジッタ）が生じる。このジッタは、受信信号強度の相関として表すことができる。すなわち、受信信号強度が増加するとともにジッタは減少していき、ある受信信号強度でジッタは極小値となり、これを超えると受信信号強度の増加と共にジッタが増加する挙動となる。
【００１８】
本願第２発明においては、予め上記のジッタと受信信号強度との相関を相関記憶手段に格納保持しておく。そして、移動局では、第１制御手段の制御に基づき、測距に先立ってまず調整用の電波信号を送信する。複数の基地局では、この調整用電波信号を第２受信部で受信すると、それぞれの第３制御手段が、後に移動局から送信される測距用電波信号を受信するために（上記相関のジッタ挙動に基づき）第２受信部の受信感度を個別に調整する。そして移動局は、上記複数の基地局それぞれでの受信感度制御が全て終わった後に、測距用の電波信号を第１送信部から複数の基地局へ送信する。
【００１９】
以上のように、複数の基地局それぞれにおける調整用の電波信号の受信強度に応じて各基地局で個別に第２受信部の受信感度の調整を行うことで、移動局からの測距用電波信号を、ジッタの少ない最適な感度で受信するように設定可能となる。この結果、上記ジッタによる測距への悪影響を低減し、測距精度を向上することができる。
【００２０】
上記目的を達成するために、第３発明は、電波信号を送信する第１送信部と電波信号を受信する第１受信部とを備えた移動局と、電波信号を送信する第２送信部と受信アンテナを介し電波信号を受信する第２受信部とを備えた複数の基地局と、前記複数の基地局の前記第２受信部で受信した前記電波信号に基づき、前記移動局から前記複数の基地局のそれぞれまでの測距処理を行う測距処理手段とを有する測位システムであって、予め算出された、受信信号の時間分散と受信信号強度との相関を格納保持した相関記憶手段を有し、前記移動局は、測距用の前記電波信号に先立ち、調整用の前記電波信号を送信するように、前記第１送信部を制御する第１制御手段を備え、前記複数の基地局のそれぞれは、前記移動局より送信され前記第２受信部で受信された前記調整用の電波信号の受信信号強度に応じて、前記記憶手段に記憶された前記相関に基づき、前記移動局からの前記測距用の電波信号の出力を制御するための出力制御指示信号を送信するように、前記第２送信部を制御する第２制御手段と、前記移動局より送信され前記第２受信部で受信された前記調整用の電波信号の受信信号強度に応じて、前記記憶手段に記憶された前記相関に基づき、前記第２受信部の受信感度を制御する第３制御手段とを備え、前記移動局の前記第１制御手段は、前記複数の基地局の前記第３制御手段による前記第２受信部の受信感度制御が行われた後、前記基地局より送信され前記第１受信部で受信された前記出力制御指示信号に対応した出力値で前記測距用の電波信号を送信するように、前記第１送信部を制御することを特徴とする。
【００２１】
本願第３発明においては、上記第１発明と同様の、基地局における調整用の電波信号の受信強度に応じた移動局からの測距用の電波信号の出力値の調整と、上記第２発明と同様の、複数の基地局それぞれにおける調整用の電波信号の受信強度に応じた第２受信部の受信感度の調整とを併せて行う。これにより、さらに確実にジッタによる測距への悪影響を低減し、測距精度をさらに向上することができる。
【００２２】
第４発明は、上記第１又は第３発明において、前記基地局の前記第２制御手段は、前記相関に基づき、前記第２受信部での受信信号強度を所定値とするか若しくは前記所定値に近づけるための前記出力制御指示信号を送信するように、前記第２送信部を制御することを特徴とする。
【００２３】
基地局における調整用の電波信号の受信強度に応じて、移動局の第１送信部の送信出力を制御し、基地局の第２受信部での測距用電波信号の受信信号強度を所定値に（又は所定値に近づくように）調整する。この結果、移動局からの測距用電波信号を、ジッタの少ない受信強度で基地局で受信できるので、ジッタによる測距への悪影響を低減して測距精度を向上することができる。
【００２４】
第５発明は、上記第４発明において、前記基地局の前記第２制御手段は、前記相関に基づき、前記第２受信部での受信信号強度を、受信信号の時間分散が最小となる前記所定値とするか若しくは当該所定値に近づけるための前記出力制御指示信号を送信するように、前記第２送信部を制御することを特徴とする。
【００２５】
これにより、移動局からの測距用電波信号を、ジッタが最小となる最適強度で基地局で受信できる。この結果、ジッタによる測距への悪影響を最小限にして測距精度を確実に向上することができる。
【００２６】
第６発明は、上記第４又は第５発明において、前記移動局の前記第１制御手段は、前記調整用の電波信号を最大出力で送信するように、前記第１送信部を制御することを特徴とする。
【００２７】
移動局は調整用の電波信号を最大出力で送信し、基地局ではその受信強度に応じて出力制御指示信号を出力し、移動局からの測距用電波信号をジッタの少ない強度で受信するように設定する。これにより、ジッタによる測距への悪影響を低減し、測距精度を向上することができる。また、移動局が最大出力で調整用電波信号を送信することにより、基地局側での受信強度を（同一条件で受信可能な限りの）最大強度とすることができる。この結果、上記相関におけるジッタ挙動に対応し、移動局の送信出力制御において、送信出力を増大させるべきか減少させるべきか、またそれらの増減量はいずれか等の見極めを容易にし、制御性を向上することができる。
【００２８】
第７発明は、上記第６発明において、前記基地局の前記第２制御手段は、前記第２受信部で受信された前記調整用の電波信号の受信信号強度が、前記記憶手段に記憶された前記相関における前記受信信号の時間分散が最小となる最適受信信号強度よりも大きかった場合には、前記移動局の前記第１送信部からの前記測距用の電波信号の送信出力値を減少させるための前記出力制御指示信号を送信するように、前記第２送信部を制御することを特徴とする。
【００２９】
基地局の第２受信部における調整用の電波信号の受信強度が、ジッタが最小となる最適受信信号強度より大きかった場合には、受信強度を当該最適受信信号強度とする（あるいは近づける）ように、移動局の第１送信部の送信出力を減少制御する。これにより、移動局からの測距用電波信号を、よりジッタの少ない強度で基地局で受信することができる。
【００３０】
第８発明は、上記第６発明において、前記基地局の前記第２制御手段は、前記第２受信部で受信された前記調整用の電波信号の受信信号強度が、前記記憶手段に記憶された前記相関における前記受信信号の時間分散が最小となる最適受信信号強度よりも小さかった場合には、前記移動局の前記第１送信部から同一出力値の前記測距用の電波信号を出力させるための前記出力制御指示信号を送信するように、前記第２送信部を制御するとともに、前記測距用の電波信号の受信時に、当該測距用電波信号に対し所定の重み付けを行うよう、前記第２受信部を制御することを特徴とする。
【００３１】
基地局の第２受信部における調整用の電波信号の受信強度が、ジッタが最小となる最適受信信号強度より小さかった場合には、受信強度を当該最適受信信号強度とする（あるいは近づける）ためには、移動局の第１送信部の送信出力を増大させなければならない。しかしながら、移動局が調整用の電波信号を最大出力で送信している場合には、さらに送信出力を増大させるのは不可能である。したがって、測距用の電波信号を再び同一強度にて送信させるとともに、この信号ではジッタ低減が十分図られていないことから、対応する重み付けを行うようにする。これにより、複数の基地局においてそれぞれ測距用電波信号を受信している場合等においては、当該ジッタ低減不十分の電波信号の重み付けを他のものより軽くする（例えば４つの基地局で受信する場合にはジッタが十分に低減された残りの３つの基地局のデータを使って測位する）等の方策をとることで、ジッタの存在による測位精度への影響を最小限にとどめることが可能となる。
【００３２】
第９発明は、上記第４乃至第８発明のいずれかにおいて、前記移動局の前記第１送信部は、出力電力を制御できる可変増幅手段とを備えており、前記第１制御手段は、前記基地局の前記第２送信部からの前記出力制御指示信号に基づき、前記可変増幅手段の増幅率を制御することを特徴とする。
【００３３】
基地局における調整用の電波信号の受信強度に応じて、移動局の第１送信部からの出力増幅率を制御して出力値を変化させることで、基地局での測距用電波信号の受信信号強度をジッタが少なくなるような値に制御することができる。また、ＩＣ出力後の増幅器を制御することにより、ＩＣを制御する必要がなくＩＣ自体は一定出力値で足りるので、ＩＣの構成や制御を簡素化することができる。
【００３４】
第１０発明は、上記第４乃至第８発明のいずれかにおいて、前記移動局の前記第１送信部は、ＩＣと、前記ＩＣの出力側に接続され増幅器又は減衰器を備えた第１伝達路と、前記ＩＣの出力側に接続され増幅器又は減衰器を備えない第２伝達路と、前記ＩＣと前記第１伝達路又は前記第２伝達路とを選択的に接続する切替手段とを備えており、前記第１制御手段は、前記基地局の前記第２送信部からの前記出力制御指示信号に基づき、前記切替手段を切替制御することを特徴とする。
【００３５】
移動局の第１送信部に、増幅器や減衰器のある第１伝達路と、それらのない第２伝達路とを設けておき、基地局における調整用の電波信号の受信強度に応じて、それら２つの伝達路を切替可能に構成する。これにより、基地局における調整用の電波信号の受信強度に応じて、第１伝達路と第２伝達路とを切り替え（さらには適宜増幅率・減衰量を制御し）最終的な第１送信部からの出力値を変化させることで、基地局での測距用電波信号の受信信号強度をジッタが少なくなるような値に制御することができる。
【００３６】
第１１発明は、上記第２又は第３発明において、前記基地局の前記第３制御手段は、前記第２受信部で受信された前記調整用の電波信号の受信信号強度に応じ、前記受信アンテナのアンテナ感度を変化させるアンテナ感度制御手段であることを特徴とする。
【００３７】
基地局における調整用の電波信号の受信強度に応じて、アンテナ感度制御手段が、受信アンテナのアンテナ感度を制御する。これにより、結果として第２受信部での測距用電波信号の受信信号強度を所定値に（又は所定値に近づくように）調整することができる。この結果、移動局からの測距用電波信号を、ジッタの少ない受信強度で基地局で受信できるので、ジッタによる測距への悪影響を低減して測距精度を向上することができる。
【００３８】
第１２発明は、上記第２又は第３発明において、前記基地局の前記第２受信部は、前記受信アンテナを介して受信した前記測距用の電波信号を減衰させる可変減衰手段を備え、前記第３制御手段は、前記第２受信部で受信された前記調整用の電波信号の受信信号強度に応じ、前記可変減衰手段の減衰率を変化させる減衰制御手段であることを特徴とする。
【００３９】
基地局における調整用の電波信号の受信強度に応じて、減衰制御手段が、第２受信部に設けた可変減衰手段の減衰率を制御する。これにより、結果として第２受信部での測距用電波信号の受信信号強度を所定値に（又は所定値に近づくように）調整することができる。この結果、移動局からの測距用電波信号を、ジッタの少ない受信強度で基地局で受信できるので、ジッタによる測距への悪影響を低減して測距精度を向上することができる。
【００４０】
第１３発明は、上記第４乃至第１２発明のいずれかにおいて、前記基地局は、前記第２受信部で受信した前記測距用の電波信号の受信時刻に基づき到来時間を検出する到来時間検出部を備えていることを特徴とする。
【００４１】
移動局に備えられた送信部から測距用電波信号を送信すると、その信号が受信アンテナを介し基地局の第２受信部で受信され、このときの測距用電波信号の受信時刻に基づき、電波信号の到来時間が到来時間検出部で検出される。この方式は、移動局と基地局との時計合わせを行ない、移動局の送信時刻と基地局の上記受信時刻の差を測定して移動局から基地局までの伝搬時間を算出し、これに基づき測距処理手段で測距処理を行うこと（いわゆるＴＯＡ方式）が可能となる。また、別の測位方法として、移動局と基地局との時計合わせを行わず、例えば２次元測位においては移動局から同一の測距用電波信号で最低３つの基地局への信号到達時間差から移動局と基地局間の距離を求める方法（いわゆるＴＤＯＡ方式）がある。ただし、この方式では複数の基地局間同士で時計あわせを行う必要がある。
【００４２】
第１４発明は、上記第１３発明において、前記測距処理手段は、前記基地局と信号送受可能に接続された測位サーバに設けられ、前記各基地局毎の前記到来時間検出部で検出された前記測距用の電波信号の到来時間に基づき前記測距処理を行うことを特徴とする。
【００４３】
移動局からの測距用電波信号に基づき各基地局の到来時間検出部で検出された到来時間データは、測位サーバへ出力される。測位サーバに設けた測距処理手段がその入力された到来時間データに基づき測距処理を行ない、移動局から各基地局までの距離を算出して、さらにそれら複数の距離データに基づいて移動局の位置を算出する。
【００４４】
第１５発明は、上記第１３発明において、前記測距処理手段は、前記基地局に設けられ、前記到来時間検出部で検出された前記測距用の電波信号の到来時間データに基づき前記測距処理を行い、その測距処理結果を、前記基地局と信号送受可能に接続された測位サーバに出力することを特徴とする。
【００４５】
移動局からの測距用電波信号に基づき基地局の到来時間検出部で到来時間が検出される。そして、その検出された到来時間に基づき、基地局に設けられた測距処理手段が測距処理を行って移動局から基地局までの距離を算出し、算出した距離データを測位サーバへ出力することができる。測位サーバでは、それら距離データに基づいて移動局の位置を算出することができる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、ジッタによる測距への影響を低減し、測距精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００４８】
（Ａ）測位システムの基本構成
図１は、本実施形態の測位システム８の構成の一例を表す説明図である。
【００４９】
図１において、平面上の任意の形状（この例では一辺３０（ｍ）の正方形状）を備えた移動可能領域５０が設けられる。この移動可能領域５０には、３つの移動局１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと、４つの基地局１２（第１基地局１２Ａ、第２基地局１２Ｂ、第３基地局１２Ｃ、第４基地局１２Ｄ）と、測位サーバ１４とが設けられている。
【００５０】
移動局１０Ａ〜１０Ｃは、移動可能領域５０内を移動可能に配置されている。第１基地局１２Ａ、第２基地局１２Ｂ、第３基地局１２Ｃ、及び第４基地局１２Ｄは、正方形の移動可能領域５０の既知の位置に（この例では４つの基地局を４隅それぞれに１つずつ）固定的に配置されている。
【００５１】
測位サーバ１４は、例えば有線ケーブル５２により各基地局１２Ａ〜１２Ｄと接続され、互いに情報通信可能となっている。そして、測位サーバ１４は、移動局１０によって送信された電波（＝測距用電波信号；詳細は後述）が上記基地局１２Ａ〜１２Ｄによって受信されるときの受信時刻情報に基づき、移動可能領域５０内における移動局１０の位置を算出する（＝測位）。
【００５２】
図２は、上記位置算出のために、移動可能領域５０において便宜上設定される座標系を表す説明図である。
【００５３】
図２において、ｘ軸及びｙ軸を備えた座標系が定義されており、移動可能領域５０上の位置はこれらｘｙ座標系において規定される。この例では、（理解の容易のため）ｘ座標ｙ座標の値は、原点（０，０）からの距離［ｍ］に対応させてある。すなわち、第１基地局１２Ａは座標（０，０）に配置され、第２基地局１２Ｂは座標（０，３０）に配置され、第３基地局１２Ｃは座標（３０，３０）に配置され、第４基地局１２Ｄは座標（３０，０）に配置されている。
【００５４】
図３は、移動局１０の機能的構成の概略を表す機能ブロック図である。
【００５５】
図３において、移動局１０は、電波を送受信するために用いるアンテナ部２０と、平衡不平衡変換器２２と、送受信切換部２４と、送信アンプ部２６と、無線部２８と、制御部３２と、電源部４０と、増幅率一定の低雑音増幅器２７と、コントローラ４０１と、時計４１と、時計同期部５５と、ゲインコントローラ５１（可変増幅手段）と、検波回路５３とを有する。
【００５６】
平衡不平衡変換器２２は、例えばバラン（Ｂａｌｕｎ）で構成される。この平衡不平衡変換器２２は、送受信切換部２４の不平衡線路をアンテナ部２０に適合するように平衡線路に変換する。
【００５７】
送受信切換部２４は、移動局１０の送信状態と受信状態とを切り換える。すなわち、送受信切換部２４が移動局１０を送信状態に切り換えると、移動局１０は送信機として機能し、送受信切換部２４が移動局１０を受信状態に切り換えると、移動局１０は受信機として機能する。
【００５８】
コントローラ４０１は、周知のマイコン及びその周辺回路からなる制御回路であり、送受信切換部２４を制御して移動局１０の動作を制御する。
【００５９】
無線部２８は、移動局１０が送信機として機能する場合には、制御部３２によって生成される信号を無線通信を行うための形式に変換する。移動局１０が受信機として機能する場合には、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。この無線部２８は、この例では、ＰＬＬ回路（ｐｈａｓｅ  ｌｏｃｋｅｄ  ｌｏｏｐ）回路２９、ＶＣＯ（ｖｏｌｔａｇｅ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）回路３１、及びデジタル変調復調部３０などを備えたＩＣ等によって実装される。
【００６０】
ＰＬＬ回路２９は、コントローラ４０１からの指令により所定の周波数の搬送波を発生させるものである。デジタル変調復調部３０は、制御部３２によって生成される信号をデジタル変調する。またデジタル変調復調部３０は、受信された受信信号の復調を行い、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実行される。
【００６１】
送信アンプ部２６は、移動局１０が送信機として機能する場合に、上記無線部２８によって生成された信号波を増幅する。検波回路５３は、その送信アンプ部２６で増幅された信号波の出力を検波し、検波結果をゲインコントローラ５１へフィードバックする。ゲインコントローラ５１は、その入力された検波結果に基づき、制御部３２からの制御信号に応じて送信電力の大きさを制御する。
【００６２】
制御部３２は、スペクトラム拡散部３４と、逆拡散処理部３４１と、ベースバンド信号生成復元部３６と、拡散符号発生部３８とを有する。この制御部３２は、例えば、これら各機能部を制御し拡散符号を発生する機能を有するゲートアレイやマイコンなどによって実装される。
【００６３】
ベースバンド信号生成復元部３６は、移動局１０が送信機として機能する場合には、伝送したい情報を符号化しベースバンド信号を生成する。またベースバンド信号生成復元部３６は、移動局１０が受信機として機能する場合には、逆拡散処理部３４１によって復号されたベースバンド信号から、伝送された情報を取りだす。
【００６４】
拡散符号発生部３８は、スペクトラム拡散部３４によってスペクトラム拡散を行うための拡散符号を発生させる。この発生させる拡散符号の第１条件は、自己相関関数に高いピークを持つ符号であることである。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いような符号が用いられる。発生させる拡散符号の第２条件は、相互相関が小さい符号であることである。すなわち、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符号列が用いられる。これら２つの条件を満たす符号としては、例えば、Ｍ系列符号や、ＧＰＳにおいても使用されているＧｏｌｄ系列符号等を用いることができる。このＧｏｌｄ系列符号は疑似雑音符号（ｐｓｅｕｄｏ−ｎｏｉｓｅ  ｃｏｄｅ；ＰＮ信号）とも呼ばれる。
【００６５】
スペクトラム拡散部３４は、移動局１０が送信機として機能する場合に、ベースバンド信号生成復元部３６が生成したベースバンド信号を、拡散符号発生部３８が発生した拡散符号を用いてスペクトラム拡散を行い、送信のための信号を生成する。具体的には、例えば、上記ベースバンド信号と上記拡散符号との排他的論理和を用いる直接拡散（ｄｉｒｅｃｔ  ｓｐｒｅａｄ）方式が用いられる。
【００６６】
逆拡散処理部３４１は、移動局１０が受信機として機能する場合に、上記デジタル変調復調部３０によって復調された受信波に対し、上記拡散符号を用いてスペクトラム逆拡散を行い、ベースバンド信号を取りだす。この受信の場合も、上記送信の場合と同じ拡散符号が用いられる。
【００６７】
このようなスペクトラム拡散を利用し本来よりも広い帯域に拡散して送受信することで、正確な受信タイミングの検出が可能になり、時計と合わせて受信時刻の判定を行うことができるのである。
【００６８】
電源部４０は、上述した送信アンプ２６、無線部２８、制御部３２、時計４１等の各機能部に対し、必要な電力を供給する。
【００６９】
時計４１は、例えばリファレンスクロック等により構成される。この時計４１は、制御部３２ほかの各機能部の動作時や、電波の送信・受信時において参照可能な時刻情報を供給する。上記測距用電波信号の送信時にもこの時計４１が参照されることで、電波の送信時刻が決定される。
【００７０】
時計同期部５５は、自局の時計４１の時計の時刻といずれか１つの基地局１２の時計４１（後述）の時刻とを同期させる時計合わせ処理を行なうものである。この時計同期部５５は、時計合わせ処理の対象であるいずれか１つの基地局１２の時計同期部４９（後述）と協調して作動する（詳細は後述）。
【００７１】
なお、上記アンテナ部２０、平衡不平衡切換器２２、送受信切換部２４、送信アンプ２６、ゲインコントローラ５１、検波回路５３、無線部２８、制御部３２等の、電波の送信及び受信のための機能部が各請求項記載の第１送信部及び第１受信部に相当する。
【００７２】
図４は、基地局１２Ａ〜１２Ｄの機能的構成の概略を表す機能ブロック図である。図３と同等の部分については同一の符号を付し、適宜説明を省略又は簡略化する。
【００７３】
図４において、基地局１２Ａ〜１２Ｄは、移動局１０に備えられたものと共通の機能である、アンテナ部２０（受信アンテナ）、平衡不平衡変換器２２、送受信切換部２４、送信アンプ２６、無線部２８、低雑音増幅器２７、制御部３２、時計４１、電源部４０等を有する。すなわち、基地局１２Ａ〜１２Ｄも、上述の移動局１０と同様、送信機（第２送信部）及び受信機（第２受信部）としての両方の機能を有する。
【００７４】
また基地局１２Ａ〜１２Ｄは、上記以外に、到来時間検出部４２と、測位サーバ１４との通信を行うための有線通信部４３と、記憶部（メモリ）４５と、時計同期部４９とを有する。
【００７５】
時計同期部４９は、自局の時計４１の時刻と、他の基地局１２が有する時計４１の時刻とを同期させる処理である時計合わせ処理を行なう。この時計同期部４９は、時計合わせ処理の対象である他の基地局１２の時計同期部４９と協調して作動するものである。
【００７６】
すなわち例えば、自局から他の基地局１２に対し電波を送信し、他の基地局１２における電波の受信時刻と自局における電波の送信時刻と基地局間の距離（本実施例では３０ｍ）に基づいて自局から他の基地局１２への電波の到来時間（伝搬時間）を算出する。これとともに、同様に他の基地局１２から自局に対し電波を送信し、他の基地局１２から自局への電波の到来時間（伝搬時間）を算出する。そして、これら２つの到来時間を比較することによって自局の時計４１と他の基地局１２の時計４１との時刻のずれを算出する。この結果、算出された時刻のずれに基づいて自局の時計４１あるいは他の基地局１２の時計４１の時刻を補正することによって、自局の時計４１の時刻と、他の基地局１２が有する時計４１の時刻とを同期させる。
【００７７】
より具体的には、図５を参照して説明する。自局の時計４１の時刻が、他の基地局１２の時計４１の時刻よりもｔｄ（秒）だけ進んでいる場合において、自局と他の基地局１２との間の電波の到来時間はｔｌ＝３０／Ｃ（秒）であるので自局が自身の時計でｔ１に送信した電波は他の基地局において他の基地局の時計でｔ１−ｔｄ＋３０／Ｃに受信される。同様に他の基地局１２がｔ２に送信した電波は自局ではｔ２＋ｔｄ＋ｔｌにおいて受信される。前者では他の基地局は時刻ｔ１＋ｔｌに受信されるべきであるので自身の時計をｔｄだけ進めて時計を合わせることができる。後者においても同様に時計合わせを行うことができる。このように自局の時計４１の時刻と他の基地局１２の時計４１の時刻とは同期されるのである。
【００７８】
なお、移動局１０の時計４１は、時計同期部５５が図示しないＧＰＳシステムを用いることにより、時計同期部４９を介し全ての基地局１２の時計４１と同期される（詳細な説明は省略）。
【００７９】
到来時間検出部４２は、移動局１０から上記電波（測距用電波信号）が送信された時刻とその電波が基地局１２Ａ〜１２Ｄで受信された時刻との時刻差を検出する。この到来時間検出部４２は例えばマッチドフィルタを含んで構成され、この例では、レプリカ符号発生部４４と、遅延回路４６と、相関計算部５０と、ＲＳＳＩ部４７とを備えている。
【００８０】
レプリカ符号発生部４４は、レプリカ符号を発生する。このレプリカ符号は、移動局１０の拡散符号発生部３８により発生されスペクトラム拡散部３４で用いられた拡散符号と同一の符号である。
【００８１】
遅延回路４６は、例えば周知のシフトレジスタにより構成される。この遅延回路４６は、移動局１０から送信され基地局１２Ａ〜１２Ｄで受信された電波に含まれる信号波を入力し、その信号波を予め定められた所定の時間間隔ごとにサンプリングして遅延させる。
【００８２】
相関計算部５０は、遅延回路４６によって遅延された受信波とレプリカ符号との相関値を算出する。そして、算出された相関値が最大となった際の時刻を、移動局１０からの電波（測距用電波信号）の到来時刻（＝受信時刻）とする。このとき、移動局１０での電波の送信時刻は、例えば制御部３２のベースバンド信号生成復元部３６によりベースバンド信号を復元することにより得ることができる。なお、例えば移動局１０と各基地局１２Ａ〜１２Ｄとで、予め所定の時隔で移動局１０から送信する旨の事前設定をしておき、これに基づき基地局１２Ａ〜１２Ｄ側で移動局１０からの送信時刻を決定する等、他の手法でもよい。相関計算部５０は、上記受信時刻と上記送信時刻とにより、上記時刻差を算出する。前述のようにして基地局１２Ａ〜１２Ｄの時計４１と移動局１０の時計４１とは同期されているので、正確な時刻差を算出することができる。
【００８３】
なお、ＲＳＳＩ部４７については、後述する。
【００８４】
有線通信部４３は、例えばＬＡＮケーブルなどの有線ケーブル５２によって測位サーバ１４と接続されている。これにより、基地局１２は、有線通信部４３を介し、到来時間検出部４２によって測定された上記測距用電波信号の時刻差情報や、基地局１２各部の動作に関する情報などを、測位サーバ１４と送受信可能となっている。
【００８５】
図６は、測位サーバ１４の機能的構成を表す機能ブロック図である。
【００８６】
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いわゆるコンピュータにより構成されている。これにより、測位サーバ１４は、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い、移動局１０の位置の算出（＝測位）を実行する。この測位サーバ１４は、機能的構成として、インターフェース部８２と、測位部８４と、記憶部８６とを備えている。
【００８７】
インターフェース部８２は、通信ケーブル５２を介し接続された基地局１２との間で必要となる情報を入出力する。例えば測位サーバ１４は、基地局１２の作動を指令するコマンド等を上記インターフェース部８２を介し出力し、基地局１２の到来時間検出部４２で検出された上記時刻差情報をインターフェース部８２を介し入力する。
【００８８】
記憶部８６は、いわゆるメモリなどの記憶手段であり、測位部８４等を実行する際に必要となる情報や、インターフェース部８２を介して基地局１２などから得られた情報を読み出し可能に記憶する。例えば、基地局１２の位置に関する情報や、基地局１２から取得した時刻差情報等が記憶される。
【００８９】
測位部８４は、各基地局１２で取得した前述の時刻差情報に基づき、移動可能領域５０中の移動局１０と各基地局１２との距離を算出（＝測距）する。
【００９０】
なお、図６においては、本実施形態の測位に関する制御作動に直接関係のない機能についてはその記載が省略されている。例えばサーバ１４には、図示しない電源が設けられ、各機能部に対して必要となる電力が供給されている。
【００９１】
図７は、上記測位部８４による測距原理の手法を説明するための説明図である。この例では第１基地局１２Ａ、第２基地局１２Ｂ、第３基地局１２Ｃの３つを用いる場合を例にとって説明する。
【００９２】
まず、移動可能領域５０が前述の図１に示すような平面である場合を考え、座標（ｘ1，ｙ1）に位置する第１基地局１２Ａと座標（ｘ，ｙ）に位置する移動局１０との距離をｒ１、座標（ｘ2，ｙ2）に位置する第２基地局１２Ｂと移動局１０との距離をｒ２、座標（ｘ3，ｙ3）に位置する第３基地局１２Ｃと移動局１０との距離をｒ３とする。また、第１〜第３基地局１２Ａ〜１２Ｃの時計がそれぞれ有する時刻のずれに基づく誤差ｓとする。なお、第１基地局１２Ａ、第２基地局１２Ｂ、第３基地局１２Ｃのそれぞれが有する上記時計４１は、前述のように同期されているため、上記誤差ｓは各基地局１２に共通となっている。この条件においては、下記の式（１）で表される関係が成り立つ。
（ｘ−ｘ1）2＋（ｙ−ｙ1）2＝（ｒ1＋ｓ）2
（ｘ−ｘ2）2＋（ｙ−ｙ2）2＝（ｒ2＋ｓ）2
（ｘ−ｘ3）2＋（ｙ−ｙ3）2＝（ｒ3＋ｓ）2      …（１）
【００９３】
上記３つの式を例えばニュートンラプソン法などにより解くことにより、ｘ，ｙ，ｓの値を算出し、移動局１０の位置のｘ座標、ｙ座標を特定することができる。
【００９４】
なお、各基地局１２Ａ〜１２Ｃの測距部４２が測定した各基地局１２Ａ〜１２Ｃと移動局１０との距離ｒ1，ｒ2，ｒ3はそれぞれ、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が考慮されていない、いわゆる疑似距離と呼ばれるものである。そこで、これらに代えて、距離ｒ1，ｒ2，ｒ3として、上記時計のずれに基づく誤差ｓが補正された正確な距離を用いるようにしてもよい。
【００９５】
なお、基地局１２が４つ以上存在する場合には、より精度のよい移動局１０の位置の算出が可能である。
【００９６】
（Ｂ）ジッタの影響、及びジッタ回避の手法原理
ところで、一般に、無線通信における電波信号の送受信においては、信号波形の揺らぎによる信号の時間軸方向の揺れが避けられない。上記測位システム８においても、移動局１０からの信号（上記測距用電波信号等）を基地局１２Ａ〜１２Ｄで受信する際、時間分散（いわゆるジッタ）が生じる場合がある。
【００９７】
図８は、このようなジッタの挙動を説明するための説明図である。この例では、横軸に時間をとったパルス波形の例を示している。図８において、破線で表す本来の波形が、上記ジッタの影響により、（ジッタを含む）実線で示す波形となった場合を表している。電波は光速ｃ（＝約３．０×１０８ｍ／ｓ）の速度で進むため、仮に上記２つの波形（本来の波形とジッタを含む波形）のずれ△ｔが１μ（１０−６）秒だけずれていても測距において約３００ｍの誤差が生じる。
【００９８】
ここで、上記の時間分散（ジッタ）の発生原因としては種々の原因が考えられ、それらが複合的に作用している。例えば比較的強度が大きい信号の場合、信号の増幅時において、入力信号の増幅以外にひずみ成分やノイズの増幅が行われたことが考えられる。また比較的強度が小さい信号の場合、信号対ノイズ比（ＳＮ比）が小さく信号波形にノイズ成分が重畳しやすいため、必要な信号にノイズが混入してジッタが大きくなる傾向となる。
【００９９】
図９は、発明者が実験により測定した上記のような信号強度とジッタとの相関関係を表す図である。横軸に受信信号強度（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を（対数軸で）とっており、図示左側ほど受信信号強度が大きく、図示右側ほど受信信号強度が弱くなっている。縦軸にはジッタの大きさをとっている。図９において、図示左端の受信信号強度が大きくジッタの値も大きい状態から、受信信号強度が小さくになるにつれて、ジッタの値も右下がりに減少する。そのジッタの減少度合いは受信信号強度が小さくなるほど徐々に小さくなり（右下がりが緩やかになり）、ある信号強度Ｓｏで下げ止まってジッタは極小値Ｚｍｉｎとなる。この状態の後は、受信信号強度が小さくになるにつれて、ジッタの値は右上がりに増大する。そして、このジッタの増加度合いは受信信号強度が大きくなるほど徐々に大きくなる（右上がりが急になる）。
【０１００】
（Ｃ）本発明に関わる要部構成
本実施形態においては、上記のような受信信号強度の大きさによって変化するジッタの特性に基づき、ジッタが小さな値となるような信号強度において、通信を行うものである。
【０１０１】
具体的には、移動局１０が、まず、ある所定の出力の調整用電波信号の送信を行い、各基地局１２Ａ〜１２Ｄで受信したその調整用電波信号の受信信号強度を測定し、ジッタが最小となる受信電力Ｓｏとの差から受信電力がＳｏとなる送信出力値を算出する。その後、各基地局１２Ａ〜１２Ｄごとに、ジッタが小さな値となる受信信号強度Ｓｏに対応する出力値を移動局１０に対して指定して測距用電波信号を送信させる。
【０１０２】
本実施形態では、これに対応して、上記図４で前述したように基地局１２にＲＳＳＩ部（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）４７が設けられ、また図３で前述したように移動局１０にゲインコントローラ５１及び検波回路５３が設けられている。
【０１０３】
図４に示す基地局１２のＲＳＳＩ部４７は、アンテナ２０を介して無線部２８によって受信された受信波の受信強度を測定する。例えば具体的には、ＲＳＳＩ部４７は、電力計等を用いて受信波を受信した際の受信電力（Ｗ）を測定し、この測定された受信電力を１ｍＷを基準とするデシベル単位に変換し、受信電力Ｖｒ（ｄＢｍ）を得る。
【０１０４】
このとき、各基地局１２Ａ〜１２Ｄの記憶部４５では、上記図９で示したようなジッタと受信信号強度との相関を格納保持している（＝相関記憶手段）。そして、各基地局１２Ａ〜１２Ｄの制御部３２は、記憶部４５の上記相関を参照しつつ、ジッタが最小となるように（あるいは最小値に近づくように、若しくはジッタを十分に低減できる所定値に近づくかその所定値となるように）、移動局１０からの上記測距用電波信号の出力制御を指示する電波信号（出力制御指示信号）を送信する。移動局１０の制御部３２は、その受信した出力制御指示信号で指示される指示値となるように、ゲインコントローラ５１を介して測距用電波信号の出力を増減制御する。図１０はこのような出力制御の手法原理を表す説明図であり、図９に対応する図である。
【０１０５】
図１０において、調整用電波信号が受信されたときの例として３つの例が示されており、それぞれの受信信号強度がＳ１，Ｓ２，Ｓ３の（図中「×」で表される）互いに異なる３つの測定点となっている。そして、図示のように、ジッタが最も小さくなるのは前述したように受信信号強度Ｓｏの（図中「◎」で表される）測定点である。受信信号強度Ｓ１，Ｓ２は上記Ｓｏよりも大きく、受信信号強度Ｓ３は上記Ｓｏよりも小さい。したがって、基地局１２Ａ〜１２Ｄの制御部３２は、受信信号強度Ｓ１，Ｓ２の調整用電波信号を受信したときには移動局１０に対し送信出力をＳ１−Ｓ０，Ｓ２−Ｓ０に相当する分だけ小さくし（受信信号強度Ｓ３の調整用電波信号を受信したときには移動局１０に対しＳ０−Ｓ３に相当する分だけ送信出力を大きくし）、後の測距用電波信号の受信信号強度がＳｏとなるような出力制御信号（図１０中のＳｏに向かう矢印参照）を移動局１０に対し出力する。これに応じて受信信号強度がＳｏとなるような出力値の測距用電波信号（各基地局１２Ａ〜１２Ｄごとにその出力値は異なる）が移動局１０より出力されると、これを受信して上記到来時間検出部４２でその信号についての時刻差情報を前述のようにして算出する。算出された時刻差情報は、（適宜記憶部４５へ記憶するとともに）有線通信部４３及び有線ケーブル５２を介しサーバ１４へと出力される。
【０１０６】
次に、上記の動作を実行するための制御内容を、図１１〜図１４により説明する。
【０１０７】
図１１は、４つの基地局１２Ａ〜１２Ｄが移動局１０からの調整用電波信号や測距用電波信号を受信し、対応する時刻差情報を測位サーバ１４へ出力する際の通信の流れを表すタイムチャートである。縦線で表された第１〜第４基地局１２Ａ〜１２Ｄ、移動局１０、測位サーバ１４との間を横方向に結ぶ矢印が、各基地局１２Ａ〜１２Ｄ、移動局１０、測位サーバ１４の間の通信の挙動を示す。矢印の向きは通信方向を示しており、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、下へ行くほど長い時間が経過したことを表す。
【０１０８】
図１１において、まず時刻ｔ１１で、測位サーバ１４の上記測位部８４が、第１基地局１２Ａに対し、上記測距用電波信号を移動局１０から無線送信させるための情報送信命令をインターフェース部８２を介し出力する。これに対応し、時刻ｔ１２で、第１基地局１２Ａの制御部３２が、無線部２８を介し、移動局１０に対し、上記調整用電波信号を無線を介し送信させる情報送信要求信号を送信する。
【０１０９】
そして、時刻ｔ１３において、測位サーバ１４の上記測位部８４が、第１基地局１２Ａに対し、時刻情報を無線を介し受信させるための情報受信命令をインターフェース部８２を介し出力する。その後、時刻ｔ１４で、移動局１０の制御部３２が、無線部２８を介し、調整用電波信号を無線により送信する。その後、第１基地局１２Ａがその送信された調整用電波信号を受信する。
【０１１０】
第１基地局１２Ａは、上記受信した調整用電波信号の受信信号強度をＲＳＳＩ部４７で測定し、制御部３２が、時刻ｔ１５で、測定した信号強度値に対応した（ジッタを最小とするための）出力制御指示信号を無線部２８を介して移動局１０へ送信する。これに対応して、時刻ｔ１６で、移動局１０の制御部３２が、上記出力制御指示信号の指示に対応した送信出力で、無線部２８を介し、測距用電波信号を無線により送信する。その後、第１基地局１２Ａがその送信された測距用電波信号を受信して、到来時刻検出部４２で送信時刻と受信時刻とから時刻差情報を算出する。
【０１１１】
そして、時刻ｔ１７で、第１基地局１２Ａの制御部３２が、上記時刻差情報を、測位サーバ１４へ有線通信部４３を介し出力する。
【０１１２】
その後、第２基地局１２Ｂと測位サーバ１４及び移動局１０との間で、上記時刻ｔ１１〜ｔ１７と同様の手順を時刻ｔ２１〜ｔ２７において実行する。
【０１１３】
すなわち、時刻ｔ２１で測位サーバ１４から第２基地局１２Ｂに対し情報送信命令が出力され、時刻ｔ２２で第２基地局１２Ｂから移動局１０に対し情報送信要求が送信される。そして時刻ｔ２３で測位サーバ１４から第２基地局１２Ｂに対し情報受信命令が出力され、時刻ｔ２４で移動局１０から調整用電波信号が送信されて第２基地局１２Ｂで受信される。その後時刻ｔ２５で受信信号強度値に対応した出力制御指示信号が第２基地局１２Ｂから移動局１０へ送信され、時刻ｔ２６で、移動局１０からの測距用電波信号が送信されて第２基地局１２Ｂで受信され、時刻差情報が算出される。そして、時刻ｔ２７で、第２基地局１２Ｂから時刻差情報が測位サーバ１４へ出力される。
【０１１４】
その後、時刻ｔ３１〜ｔ３７において、上記と同様にして、測位サーバ１４から第３基地局１２Ｃへの情報送信命令の出力、第３基地局１２Ｃから移動局１０への情報送信要求の送信、測位サーバ１４から第３基地局１２Ｃへの情報受信命令の出力、移動局１０から第３基地局１２Ｃへの調整用電波信号の送信、第３基地局１２Ｃから移動局１０への出力制御指示信号の送信、移動局１０から第３基地局１２Ｃへの測距用電波信号の送信、第３基地局１２Ｃから測位サーバ１４への時刻差情報の出力が実行される。
【０１１５】
さらに、時刻ｔ４１〜ｔ４７において、上記と同様にして、測位サーバ１４から第４基地局１２Ｄへの情報送信命令の出力、第４基地局１２Ｄから移動局１０への情報送信要求の送信、測位サーバ１４から第４基地局１２Ｄへの情報受信命令の出力、移動局１０から第４基地局１２Ｄへの調整用電波信号の送信、第４基地局１２Ｄから移動局１０への出力制御指示信号の送信、移動局１０から第４基地局１２Ｄへの測距用電波信号の送信、第４基地局１２Ｄから測位サーバ１４への時刻差情報の出力が実行される。
【０１１６】
図１２は、上記基地局１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄのそれぞれの制御部３２が実行する制御手順の要部を表すフローチャートである。
【０１１７】
まず、ステップＳ１１０において、無線部２８を介し、移動局１０に対する情報送信要求信号を無線により送信する（図１１の時刻ｔ１２，ｔ２２，ｔ３２，ｔ４２参照）。
【０１１８】
そして、ステップＳ１２０に移り、到来時間検出部４２に制御信号を出力し、上記送信要求信号に対応した移動局１０からの調整用電波信号が、アンテナ部２０を介し無線部２８で受信されたかどうか（図１１の時刻ｔ１４，ｔ２４，ｔ３４，ｔ４４参照）を判定する。このときの判定は、前述したように、相関計算部５０が算出した、遅延回路４６で遅延された受信波とレプリカ符号発生部４４のレプリカ符号との相関値に基づいて行う。調整用電波信号が受信されるまでステップＳ１２０の判定が満たされずループ待機し、調整用電波信号が受信されたら判定が満たされて、ステップＳ１３０に移る。
【０１１９】
ステップＳ１３０では、到来時間検出部４２に制御信号を出力し、ＲＳＳＩ部４７において、上記ステップＳ１２０で受信した調整用電波信号の信号強度を測定する。そして、測定された信号強度を記憶部４５に記憶させる。
【０１２０】
その後、Ｓ１４０に移り、上記信号強度に対応した出力制御指示信号の送信を行う。すなわち、記憶部４５に記憶された（図９に一例を示した）信号強度とジッタとの相関を参照しつつ、記憶部４５に記憶された受信信号強度に基づき、受信信号強度をジッタが最も少なくなる値（図１０の信号強度Ｓｏ）とするための出力制御指示信号（送信出力増大指示又は送信出力減少指示）を生成する。そして、その生成した出力制御指示信号を、無線部２８を介し、移動局１０に対して無線により送信する（図１１の時刻ｔ１５，ｔ２５，ｔ３５，ｔ４５参照）。なおこのステップＳ１４０が、各請求項記載の第２制御手段を構成する。
【０１２１】
そして、ステップＳ１５０に移り、到来時間検出部４２に制御信号を出力し、上記出力制御指示信号に基づく出力値である移動局１０からの測距用電波信号が、アンテナ部２０を介し無線部２８で受信されたかどうか（図１１の時刻ｔ１６，ｔ２６，ｔ３６，ｔ４６参照）を判定する。このときの判定も、上記と同様、相関計算部５０が算出した、遅延回路４６で遅延された受信波とレプリカ符号発生部４４のレプリカ符号との相関値に基づいて行う。測距用電波信号が受信されるまでステップＳ１５０の判定が満たされずループ待機し、調整用電波信号が受信されたら判定が満たされて、ステップＳ１６０に移る。
【０１２２】
ステップＳ１６０では、上記測距用電波信号受信時の時計４１による時刻（受信時刻）と、測距用電波信号に含まれる前述の送信時刻とから、それら２つの時刻差情報（受信時刻−送信時刻）を算出する。そして、算出された時刻差情報を記憶部４５に記憶させる。その後、ステップＳ１７０に移る。
【０１２３】
ステップＳ１７０では、上記ステップＳ１６０で記憶した時刻差情報を記憶部４５から読み出して測位サーバ１４へ出力し（上記図１１の時刻ｔ１７，ｔ２７，ｔ３７，ｔ４７参照）、このフローを終了する。
【０１２４】
図１３は、上記移動局１０の制御部３２が実行する制御手順の要部を表すフローチャートである。
【０１２５】
まず、ステップＳ１０において、アンテナ部２０を介し、いずれかの基地局１２からの情報送信要求信号を無線部２８で受信したかどうかを判定する（図１１の時刻ｔ１２，ｔ２２，ｔ３２，ｔ４２参照）。情報送信要求信号を受信するまでステップＳ１０の判定が満たされずループ待機し、情報送信要求信号を受信したら判定が満たされて、ステップＳ２０に移る。
【０１２６】
ステップＳ２０では、移動局１０内に設けた図示しない公知の加速度センサ等により、自局が停止状態にあるか（移動状態にあるか）どうかを判定する。移動状態であれば判定が満たされず、（基地局１２へ無線による信号を送信することなく）このフローを終了する。停止状態であればステップＳ２０の判定が満たされ、次のステップＳ３０へ移る。
【０１２７】
ステップＳ３０では、上記ステップＳ２０での判定を受けて停止状態である旨の識別子（フラグ）を含んだ調整用電波信号を、予め固定的に設定した適宜の出力値（例えば通信規格最大の出力値。後述する移動局の性能上の最大出力値よりも小さい）で、無線部２８を介しアンテナ部２０から対応する基地局１２へ送信する（上記図１１の時刻ｔ１４，ｔ２４，ｔ３４，ｔ４４参照）。
【０１２８】
そして、ステップＳ４０に移り、アンテナ部２０を介し、上記ステップＳ３０で調整用信号を送信した基地局１２からの出力制御指示信号を無線部２８で受信したかどうかを判定する（図１１の時刻ｔ１５，ｔ２５，ｔ３５，ｔ４５参照）。出力制御指示信号を受信するまでステップＳ４０の判定が満たされずループ待機し、出力制御指示信号を受信したら判定が満たされて、ステップＳ５０に移る。
【０１２９】
ステップＳ５０では、ゲインコントローラ５１に制御信号を出力して上記ステップＳ４０で受信した出力制御指示信号に対応した出力値（言い換えれば受信信号強度Ｓｏとなる出力値）となるように増幅制御を行い、当該出力値の測距用電波信号を無線部２８を介しアンテナ部２０から対応する基地局１２へ送信する（上記図１１の時刻ｔ１６，ｔ２６，ｔ３６，ｔ４６参照）。なお上記ステップＳ３０とステップＳ５０とが、各請求項記載の第１制御手段を構成する。このステップＳ５０が終わったら、このフローを終了する。
【０１３０】
図１４は、上記測位サーバ１４の測位部８４が実行する制御手順の要部を表すフローチャートである。
【０１３１】
まず、ステップＳ２１０において、上述したようにして移動局１０から各基地局１２Ａ〜１２Ｄへ順次測距用電波信号を送信させ、対応する時刻差情報を順次取得する時刻差情報取得処理を行う。具体的には、図１１を用いて前述したように、基地局１２に移動局１０からの電波信号の送信を促す情報送信命令を出力する（時刻ｔ１１，ｔ２１，ｔ３１，ｔ４１参照）。その後、基地局１２Ｄに対して上記移動局１０からの電波信号の受信待機状態を促す情報受信命令を出力し（時刻ｔ１３，ｔ２３，ｔ３３，ｔ４３参照）、受信後の基地局１２からの時刻差情報を入力する（時刻ｔ１７，ｔ２７，ｔ３７，ｔ４７参照）。この一連の手順を各基地局１２ごとに順次行う。
【０１３２】
そして、ステップＳ２２０において、上記ステップＳ２１０で取得した全基地局１２Ａ〜１２Ｄからの時刻差情報に対し、式（１）や図７を用いて説明した手法を適用し、各基地局１２Ａ〜１２Ｄから移動局１０までの距離を算出する（＝測距処理手段）。全基地局１２Ａ〜１２Ｄの位置は既知であり、例えば図２に示した座標系における各基地局１２Ａ〜１２Ｄのｘ座標ｙ座標を適用することで、移動局１０の当該座標系における位置、すなわち座標（ｘ，ｙ）を算出することができる（＝測位処理手段）。
【０１３３】
以上説明したように、本実施形態においては、予めジッタと受信信号強度との相関（図９参照）を各基地局１２Ａ〜１２Ｄの記憶部４５に格納保持しておく。移動局１０は測距に先立ってまず調整用電波信号を基地局１２へ送信する。基地局１２の制御部３２は、その調整用電波信号を受信すると、その受信信号強度をＲＳＳＩ部４７で検出する。そして、制御部３２は、記憶部４５に記憶された上記相関を参照し、ジッタが最も小さくなるような受信信号強度（図１０のＳｏ）となるような送信信号出力値を実現するための出力制御指示信号を、無線部２８を介し移動局１０へと送信する。移動局１０はこれに応じた出力値（＝ジッタが低減される出力値）となるようにゲインコントローラ５１で制御された測距用電波信号を出力し、この測距用電波信号が基地局１２で受信される。そして、このときの送信時刻及び受信時刻より算出された時刻差情報が、基地局１２から測位サーバ１４へ出力される。これにより、測位サーバ１４では、各基地局１２Ａ〜１２Ｄそれぞれにおいてジッタの影響が小さく精度が高かった時刻差情報を元に、測距、測位処理を行うことができる。この結果、測位精度を向上することができる。
【０１３４】
また、本実施形態では特に、制御部３２が、記憶部４５の相関を参照し、ジッタが最小となる受信信号強度（図１０のＳｏ）となるような送信信号出力値を実現するための出力制御指示信号を、無線部２８を介し移動局１０へと送信する。そして、移動局１０はこれに応じた出力値（＝ジッタが最小となる出力値）となるようにゲインコントローラ５１で制御された測距用電波信号を出力する。これにより、ジッタによる測距への影響を最小限にして測距、及び測位精度を確実に向上することができる。
【０１３５】
なお、上記実施形態では、移動局１０において、ＩＣからなる無線部２８からの出力値（＝一定値）を、無線部２８外に設けたゲインコントローラ５１により可変増幅制御するようにしたが、これに限られない。すなわち、無線部２８を構成するＩＣを制御部３２で直接制御（言い換えればＩＣ内部の可変増幅手段を制御）して、その無線部２８からの出力値自体を可変制御するようにしてもよい。この場合、上記実施形態と同様の効果を得るのに加え、ＩＣ外に増幅器や減衰器等が不要となる。逆に本実施形態では、ゲインコントローラ５１を用いることでＩＣを制御する必要はなくなり、ＩＣからの出力値は一定であることからＩＣの構成や制御を簡素化できる効果がある。
【０１３６】
なお、上記実施形態において、特に、調整用電波信号の送信を最大出力値（移動局１０の性能上の最大出力値。上記通信規格最大出力値よりも大きい）で行うようにしてもよい。この場合、基地局１２側での受信信号強度を（同一条件で受信可能な限りの）最大強度とすることができる。ここで、図９を用いて前述したように、ジッタと受信信号強度との相関は、横軸の受信信号強度を対数軸で表した場合、受信信号強度の減少にしたがって、ジッタ減少→極小値→ジッタ増加という、下に凸の滑らかな曲線（いわゆるバスタブ型曲線）として表される。上記のように調整用電波信号の受信信号強度を最大とすることにより、上記のようなジッタ挙動に対応し、移動局１０の送信出力制御において、送信出力を増大させるべきか減少させるべきか、またそれらの増減量はいずれか等の見極めを容易にし、制御性を向上することができる。
【０１３７】
但しこの場合は、測距用電波信号の送信時に、それまで（調整用電波信号の送信時）よりも出力値を下げることはできても、上げることはできない。すなわち、調整用電波信号の受信信号強度の値が図９におけるＳｏよりも左側（強度が大きい側）領域Ｓｈであった場合には、測距時における測距用電波信号の出力値を下げて受信信号強度の値をＳｏに近づけることはできるが、調整用電波信号の受信信号強度の値が図９におけるＳｏよりも右側（強度が小さい側）領域Ｓｌであった場合にはそのような制御はできなくなる。このような場合には、測距用電波信号を調整用電波信号と再び同一強度にて送信させるとともに、当該測距用電波信号（受信信号強度をＳｏに近づけられなかった信号）ではジッタ低減が十分図られていないことから、このことに対応した所定の重み付けを行うようにすればよい。すなわち、基地局１２Ａ〜１２Ｄにおいてそれぞれ測距用電波信号を受信したとき、当該ジッタ低減不十分の電波信号の重み付けを他のものより軽くする等の方策をとる（例えばこの１つの基地局１２での測距用電波信号は測距には用いず、残りの３つの基地局１２で受信したジッタの小さい測距用電波信号のみを使って測位する）。これにより、ジッタの存在による測位精度への影響を最小限にとどめることができる。
【０１３８】
なお、本発明は上記実施形態に限られず、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。
【０１３９】
（１）移動局１０での伝送路切替により出力値を可変制御する場合
すなわち、上記実施形態での増幅率可変制御に代えて、移動局１０での伝送路を切り替えることで増幅率を変化させる場合である。
【０１４０】
図１５は、本変形例における移動局１０の機能的構成の概略を表す機能ブロック図であり、上記図３に対応する図である。図３と同等の部分には同一の符号を付している。図１５において、本変形例では、図３のゲインコントローラ５１及び検波回路５３を省略し、伝送路を切り替えるための切替スイッチ５９（切替手段）を設けている。切替スイッチ５９は、制御部３２の切替制御信号により、図示下側の可変減衰器（アッテネータ）５７及び送信アンプ部２６を含む増幅・減衰伝送路（第１伝送路）と、図示上側の増幅機能を備えない通常伝送路（第２伝送路）とを切り替えられるようになっている。
【０１４１】
本変形例においても、調整用電波信号を受信した各基地局１２Ａ〜１２Ｄの制御部３２は、記憶部４５の上記相関を参照しつつ、ジッタが最小となるように（あるいは最小値に近づくように、若しくはジッタを十分に低減できる所定値に近づくかその所定値となるように）、移動局１０からの上記測距用電波信号の出力制御を指示する電波信号（出力制御指示信号）を送信する。そして、移動局１０の制御部３２は、出力制御指示信号を受信すると、上記切替スイッチ５９を上記増幅・減衰伝送路側へ切り替えるとともに、その受信した出力制御指示信号で指示される指示値となるように、可変減衰器５７及び送信アンプ部２６を介して測距用電波信号の出力を増減制御する。
【０１４２】
なお、上記のように可変減衰器５７の減衰量調整による送信出力値減少制御と送信アンプ部２６の増幅率調整による送信出力値増大制御との両方を利用せず、いずれか一方のみを利用するようにしてもよい。例えば、ジッタを低減するための上記出力制御指示信号が送信出力値の減少を指示している場合に切替スイッチ５９を増幅・減衰伝送路側に切り替えて可変減衰器５７の機能を利用する一方、出力制御指示信号が送信出力値の増大を指示している場合には切替スイッチ５９を通常伝送路側に切り替えて、前述したように無線部２８を構成するＩＣを制御部３２で直接制御（言い換えればＩＣ内部の可変増幅手段を制御）して、その無線部２８からの出力値自体を増大制御するようにしてもよい。逆に、上記出力制御指示信号が送信出力値の増大を指示している場合に切替スイッチ５９を増幅・減衰伝送路側に切り替えて送信アンプ部２６の機能を利用する一方、出力制御指示信号が送信出力値の減少を指示している場合に切替スイッチ５９を通常伝送路側に切り替えて、前述したように無線部２８を構成するＩＣを制御部３２で直接制御（言い換えればＩＣ内部の可変増幅手段を制御）して、その無線部２８からの出力値自体を減少制御するようにしてもよい。
【０１４３】
本変形例によっても、上記実施形態と同様の効果を得る。
【０１４４】
（２）サーバで相関を記憶している場合等
すなわち、上記実施形態において、測位サーバ１４側にジッタと受信信号強度との相関を記憶させておく場合である（＝相関記憶手段としての機能）。この場合、各基地局１２Ａ〜１２Ｄは、出力制御指示信号の生成及び送信を行うにあたり、上記ジッタと受信信号強度との相関を測位サーバ１４から取得し、その取得した相関に基づき信号生成を行うようにすればよい（信号生成機能は基地局１２に残し、相関の記憶機能のみを測位サーバ１４へ移す）。この場合、上記相関のデータが適宜最新のものに更新されうる場合に、測位サーバ１４に格納された相関データのみを一括して更新するだけで足りるという効果がある。
【０１４５】
あるいは、各基地局１２Ａ〜１２Ｄが、ＲＳＳＩ部４７で検出した各測距用電波信号の受信信号強度情報のみを測位サーバ１４へ出力するようにしてもよい。この場合、測位サーバ１４が、自ら記憶保持した（あるいは基地局１２Ａ〜１２Ｄから取り込んでもよい）上記ジッタと受信信号強度との相関に基づき（各基地局１２ごとに）最適な出力制御指示の指示値（どれだけ出力値を増減させるか）の指示情報を各基地局１２へ返す。各基地局１２では、その指示に応じて、制御部３２が出力制御指示信号を生成し、移動局１０へ送信する。そして、その出力制御指示信号に対応した出力値の測距用電波信号が基地局１２で受信されてその時刻差情報が基地局１２から測位サーバ１４へ出力され、測位サーバ１４で測距、測位処理が行われる。
【０１４６】
上記の場合も、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４７】
（３）距離データ化を各基地局で行う場合
以上においては、基地局１２Ａ〜１２Ｄから取得した時刻差情報に基づき、測位サーバ１４が上記式（１）を適用して各基地局１２Ａ〜１２Ｄから移動局１０までの距離を算出する測距処理（距離データ化）を行ったが、これに限られない。すなわち、基地局１２Ａ〜１２Ｄそれぞれが、時刻差情報に基づき前述の式（１）を適用し、距離データ化を行うようにしてもよい（測距処理手段としての機能）。この場合、測位サーバ１４は、前述と同様、各基地局１２Ａ〜１２Ｄで算出した各基地局１２Ａ〜１２Ｄから移動局１０までの距離に対し、各基地局１２Ａ〜１２Ｄのｘ座標ｙ座標を適用して、移動局１０の座標（ｘ，ｙ）を算出する（測位処理手段としての機能）。
【０１４８】
なお、この場合も、既に上述した各例と同様、ジッタと受信信号強度との相関を基地局１２Ａ〜１２Ｄの記憶部４５に格納保持しておいてもよいし、測位サーバ１４側で格納保持しておくようにしてもよい。また出力制御指示信号での出力増減指示についても、測位サーバ１４で行うようにしてもよい。
【０１４９】
本変形例によっても、前述と同様の効果を得ることができる。
【０１５０】
（４）基地局側で受信信号強度の可変制御を行う場合
以上においては、ジッタを低減するための基地局１２側での適正な受信信号強度を実現するために、基地局１２からの制御指示信号により移動局１０からの測距用電波信号の送信出力値を（調整用電波信号と比べて）変化させた。しかしこれに限られない。すなわち、移動局１０からの送信出力値は変化させず、測距用電波信号を受信時における基地局１２Ａ〜１２Ｄにおける受信感度を（調整用電波信号の受信時と比べて）変化させることにより、送信出力値を変化させる場合と同等の効果を得られるようにしてもよい（なお移動局１０からの送信出力も併せて可変としてもよい）。
【０１５１】
図１６は、そのような変形例における基地局１２Ａ〜１２Ｄの機能的構成の概略を表す機能ブロック図であり、上記実施形態の図４に相当する図である。図４と同等の部分については同一の符号を付し、適宜説明を省略又は簡略化する。
【０１５２】
図１６において、送受信切換部２４と無線部２８との間に、可変減衰手段としての可変減衰器（アッテネータ）２５と、増幅率一定の低雑音増幅器２７とが新たに設けられている。
【０１５３】
可変減衰器２５の減衰率は、制御部３２によって可変に制御される。各基地局１２Ａ〜１２Ｄは、調整用電波信号を移動局１０から受信した後、記憶部４５の上記相関を参照しつつ、ジッタが最小となるように（あるいは最小値に近づくように、若しくはジッタを十分に低減できる所定値に近づくかその所定値となるように）、可変減衰器２５の減衰量制御を指示する信号を出力する。これにより、前述の図１０を用いて説明したような、調整用電波信号での受信信号強度Ｓ１→測距用電波信号での受信信号強度Ｓｏ、調整用電波信号での受信信号強度Ｓ２→測距用電波信号での受信信号強度Ｓｏ、調整用電波信号での受信信号強度Ｓ３→測距用電波信号での受信信号強度Ｓｏといった受信信号強度の増減制御を行うことができる。
【０１５４】
図１７は、本変形例における４つの基地局１２Ａ〜１２Ｄが調整用電波信号や測距用電波信号を受信し時刻差情報を出力する際の通信の流れを表すタイムチャートであり、上記図１１に相当する図である。図１１と同等の部分には同一の符号を付している。図１７に示すタイムチャートでは、図１１における時刻ｔ１５，ｔ２５，ｔ３５，ｔ４５における出力制御指示信号の送受信手順が省略されている。その他は図１１と同様である。
【０１５５】
図１８は、本変形例における基地局１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄのそれぞれの制御部３２が実行する制御手順の要部を表すフローチャートであり、上記図１２に相当する図である。図１２と同等の手順には同一の符号を付している。
【０１５６】
図１８に示すフローでは、図１２のステップＳ１４０に変えて、新たなステップＳ１４５を設けている。すなわち、ステップＳ１３０で、ＲＳＳＩ部４７において調整用電波信号の信号強度を測定し記憶部４５に記憶させた後は、ステップＳ１４５に移る。
【０１５７】
ステップＳ１４５では、記憶部４５の上記相関を参照しつつ、ステップＳ１４５で記憶部４５に記憶した調整用電波信号の信号強度に基づき、可変減衰器２５の減衰率制御（減衰量を増減設定する）を指示する信号を出力する（減衰制御手段、第３制御手段）。
【０１５８】
その後、ステップＳ１５０以降は図１２と同様であるので、説明を省略する。
【０１５９】
図１９は、本変形例において移動局１０の制御部３２が実行する制御手順の要部を表すフローチャートであり、上記図１３に相当する図である。図１３と同等の手順には同一の符号を付している。図１９に示すフローでは、図１３に示されたステップＳ４０が省略されている。その他の点は図１３と同様である。
【０１６０】
本変形例によっても、上記実施形態と同様の効果を得る。すなわち、所定の送信出力値により調整用電波信号が移動局１０より送信され基地局１２で受信した後、測距用電波信号が調整用電波信号と略同一出力で移動局１０から送信される。このとき、基地局１２側の受信感度が（調整用電波信号の受信時とは）異なるよう制御されることで、測距用電波信号の受信信号強度は調整用電波信号の受信信号強度とは異なる値（ジッタが低減されるような値）に制御される。各基地局１２Ａ〜１２Ｄは、そのようにジッタが小さくなるように制御された測距用電波信号に係わる時刻差情報を測位サーバ１４へ出力する。これにより、測位サーバ１４では、各基地局１２Ａ〜１２Ｄそれぞれにおいてジッタの影響が最も小さく精度が高くなった時刻差情報を元に、測距処理を行うことができる。この結果、測距精度を向上することができる。
【０１６１】
なお、上記においては、基地局１２Ａ〜１２Ｄに設けた可変減衰器２５の減衰量を増減制御することにより受信強度を変更したが、これに限られない。すなわち、測距用電波信号の受信時において、受信アンテナとしてのアンテナ部２０のアンテナ感度を（調整用電波信号の受信時とは）変化させるようにしてもよい（＝アンテナ感度制御手段、第３制御手段）。この場合も、同様の効果を得ることができる。
【０１６２】
また、上記のような基地局１２側の（減衰量制御やアンテナ感度の制御による）受信信号強度の可変制御と、上記実施形態及び（１）〜（３）の変形例で実行した移動局１０における送信出力値の可変制御との、両方を併せて実行するようにしてもよい。
【０１６３】
（５）ＴＤＯＡ方式で測距を行う場合
上記実施形態及び（１）〜（４）の変形例においては、送信時刻と受信時刻とから算出した時刻差情報を用いるＴＯＡ方式を例にとって説明した。しかしながら、上記（５）の変形例のように基地局１２側で受信信号強度を変更する場合には、これに限られず、同一の測距用電波信号に対する各基地局１２Ａ〜１２Ｄの受信時刻の比較により測距処理を行ういわゆるＴＤＯＡ方式を適用することもできる。
【０１６４】
図２０は、ＴＤＯＡ方式を行う本変形例における上記測位部８４による測距原理の手法を説明するための説明図であり、上記図７に対応する図である。図７と同様、第１基地局１２Ａ、第２基地局１２Ｂ、第３基地局１２Ｃの３つを用いる場合を例にとって説明する。
【０１６５】
図２０において、前述の図７と同様、座標（ｘ1，ｙ1）に位置する第１基地局１２Ａと座標（ｘ，ｙ）に位置する移動局１０との距離をｒ１、座標（ｘ2，ｙ2）に位置する第２基地局１２Ｂと移動局１０との距離をｒ２、座標（ｘ3，ｙ3）に位置する第３基地局１２Ｃと移動局１０との距離をｒ３とし、第１〜第３基地局１２Ａ〜１２Ｃの時計がそれぞれ有する時刻のずれに基づく誤差ｓとする。そして、第１基地局１２Ａ、第２基地局１２Ｂ、第３基地局１２Ｃそれぞれにおいて、移動局１０から時刻Ｔ０で送信された測距用電波信号を受信した受信時刻をＴ１，Ｔ２，Ｔ３とする。
【０１６６】
以上のような条件においては、図２０において、
ｒ１＋ｓ＝√｛（ｘ−ｘ１）２＋（ｙ−ｙ１）２｝  ・・（１Ａ）
ｒ２＋ｓ＝√｛（ｘ−ｘ２）２＋（ｙ−ｙ２）２｝  ・・（１Ｂ）
ｒ３＋ｓ＝√｛（ｘ−ｘ３）２＋（ｙ−ｙ３）２｝  ・・（１Ｃ）
が成り立つ。
【０１６７】
すると、式（１Ａ）から式（１Ｂ）を減じることで、
｜ｒ１-ｒ２｜＝ｃ×｜Ｔ１-Ｔ２｜      …（１Ｄ）
また、式（１Ａ）から式（１Ｃ）を減じることで、
｜ｒ１-ｒ３｜＝ｃ×｜Ｔ１-Ｔ３｜      …（１Ｅ）
で表される関係が成り立つ。なお、ｃは電波速度（光速＝２．９９７×１０8［ｍ／ｓ］）である。
【０１６８】
このとき、（受信時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は測定値として既知であり）変数はｒ１，ｒ２，ｒ３の３つのみであるから、上記（１Ｄ）（１Ｅ）の２つの式を例えばニュートンラプソン法などにより解くことにより、移動局１０の位置のｘ座標、ｙ座標を特定することができる。なお、基地局１２が４つ以上存在する場合は、算出における誤差を最小化する最小二乗法等を用いることで、より精度のよい移動局１０の位置の算出が可能である。
【０１６９】
図２１は、本変形例における４つの基地局１２Ａ〜１２Ｄが移動局１０から調整用電波信号や測距用電波信号を受信し、対応する受信時刻情報を測位サーバ１４へ出力する際の通信の流れを表すタイムチャートであり、上記図１１に対応する図である。上記図１１と同様、縦線で表された第１〜第４基地局１２Ａ〜１２Ｄと測位サーバ１４と移動局１０との間を横方向に結ぶ矢印が、各基地局１２、測位サーバ１４、及び移動局１０の間の通信の挙動を示す。
【０１７０】
図２１において、まず時刻ｔ８１で、測位サーバ１４が、任意の１つの基地局１２（この例では第１基地局１２Ａ）に対し、上記測距用電波信号を移動局１０から無線送信させるための情報送信命令をインターフェース部８２を介し出力する。これに対応し、時刻ｔ８２で、第１基地局１２Ａの制御部３２が、無線部２８を介し、移動局１０に対し、上記調整用電波信号を無線を介し送信させる情報送信要求信号を送信する。
【０１７１】
そして、時刻ｔ８３，ｔ８４，ｔ８５，ｔ８６において、測位サーバ１４の上記測位部８４が、全ての基地局（第１〜第４基地局１２Ａ〜１２Ｄ）のそれぞれに対し、時刻情報を無線を介し受信させるための情報受信命令をインターフェース部８２を介し出力する。
【０１７２】
その後、時刻ｔ８７で、移動局１０の制御部３２が、無線部２８を介し、調整用電波信号を無線を介し送信する。その後、第１〜第４基地局１２Ａ〜１２Ｄがその送信された調整用電波信号を受信する。これに対応して第１〜第４基地局１２Ａ〜１２Ｄは、上記受信した調整用電波信号の受信信号強度をＲＳＳＩ部４７で測定し、制御部３２がその測定した信号強度値に対応した（ジッタを最小とするための）減衰量制御指示信号を可変減衰器２５に出力する。
【０１７３】
その後、時刻ｔ８８で、移動局１０の制御部３２が、無線部２８を介し、測距用電波信号を無線を介し送信する。その後、第１〜第４基地局１２Ａ〜１２Ｄがその送信された測距用電波信号を受信する。なお、この際、各基地局１２Ａ〜１２Ｄから所望の（可変減衰器２５でジッタを最小とする際に好適な）測距用電波信号の出力要求値を移動局１０側に送信するようにしてもよい。この場合、移動局１０では、それら基地局１２Ａ〜１２Ｄから出力要求値のうち最大の出力で上記測距用電波信号を送信し、それより小さい出力を要求した他の基地局ではその分可変減衰器２５によって受信感度を小さくするようにすれば足りる。
【０１７４】
そして、時刻ｔ８９，ｔ９０，ｔ９１，ｔ９２で、第１〜第４基地局１２Ａ〜１２Ｄの制御部３２が、上記受信した測距用電波信号に係わる受信時刻情報を、測位サーバ１４へ有線通信部４３を介しそれぞれ出力する。
【０１７５】
以上のように、本変形例においては、測位サーバ１４に対して、測距用電波信号の各基地局１２Ａ〜１２Ｄでの受信時刻情報が測位サーバ１４へ出力される（このとき、前述と同様にして、各基地局１２Ａ〜１２Ｄにおいて測距用電波信号の受信信号強度がジッタが低減されるような値に増減制御されており、それに係わる受信時刻情報を測位サーバ１４へ出力する）。そして、測位サーバ１４は、全基地局１２Ａ〜１２Ｄからの受信時刻情報に対し、上記の式（２Ａ）（２Ｂ）（２Ｃ）や図２０を用いて説明した手法を適用し、各基地局１２Ａ〜１２Ｄから移動局１０までの距離を算出する（＝測距処理手段）。全基地局１２Ａ〜１２Ｄの位置は既知であり、例えば図２に示した座標系における各基地局１２Ａ〜１２Ｄのｘ座標ｙ座標を適用することで、移動局１０の当該座標系における位置、すなわち座標（ｘ，ｙ）を算出することができる（＝測位処理手段）。なお、前述と同様、上記距離算出を基地局１２Ａ〜１２Ｄ側で実行するようにしてもよい。
【０１７６】
本変形例によっても、上記実施形態や各変形例と同様の効果を得る。
【０１７７】
（６）その他
上記においては、被測位局として移動可能な移動局が設けられる場合を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、上記基地局１２のように固定的に配置されるものに対し無線通信を介して測位を行う場合であっても、本発明を適用することができる。この場合も、上記同様、ジッタの影響を低減して測距精度を向上することができる。
【０１７８】
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。
【０１７９】
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】
【０１８０】
【図１】本発明の一実施形態の測位システムの構成の一例を表す説明図である。
【図２】位置算出のために、移動可能領域において便宜上設定される座標系を表す説明図である。
【図３】移動局の機能的構成の概略を表す機能ブロック図である。
【図４】基地局の機能的構成の概略を表す機能ブロック図である。
【図５】基地局どうしの時刻ずれを説明するための説明図である。
【図６】測位サーバの機能的構成を表す機能ブロック図である。
【図７】測距部による測距原理の手法を説明するための説明図である。
【図８】ジッタの挙動を説明するための説明図である。
【図９】信号強度とジッタとの相関関係を表す図である。
【図１０】出力制御の手法原理を表す説明図である。
【図１１】基地局が移動局からの調整用電波信号や測距用電波信号を受信し、対応する時刻差情報を測位サーバへ出力する際の通信の流れを表すタイムチャートである。
【図１２】基地局のそれぞれの制御部が実行する制御手順の要部を表すフローチャートである。
【図１３】移動局の制御部が実行する制御手順の要部を表すフローチャートである。
【図１４】測位サーバの測距部が実行する制御手順の要部を表すフローチャートである。
【図１５】移動局での伝送路切替により出力値を可変制御する変形例における移動局の機能的構成の概略を表す機能ブロック図である。
【図１６】基地局側で受信信号強度の可変制御を行う変形例における基地局の機能的構成の概略を表す機能ブロック図である。
【図１７】基地局が移動局から調整用電波信号や測距用電波信号を受信し時刻差情報を出力する際の通信の流れを表すタイムチャートである。
【図１８】基地局のそれぞれの制御部が実行する制御手順の要部を表すフローチャートである。
【図１９】移動局の制御部が実行する制御手順の要部を表すフローチャートである。
【図２０】ＴＤＯＡ方式を行う変形例における測距部による測距原理の手法を説明するための説明図である。
【図２１】基地局が移動局から調整用電波信号や測距用電波信号を受信し、対応する受信時刻情報を測位サーバへ出力する際の通信の流れを表すタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１８１】
８                測位システム
１０              移動局
１２Ａ〜Ｄ        基地局
１４              測位サーバ
２５              可変減衰器（可変減衰手段、第３制御手段）
４２              到来時間検出部
４５              記憶部（相関記憶手段）
【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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