(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動端末が受信する複数の基地局からのパイロット信号の受信タイミングと、上記各基地局の位置情報およびパイロット信号の送信タイミング情報に基づいて、移動端末の位置を算出する位置測定システムにおいて、
上記移動端末が、リピータ基地局の親局となる基地局から送信されたパイロット信号と上記リピータ基地局から送信された親局と同一のパイロット信号とを尤度判定によって識別するための手段を有し、リピータ基地局からのパイロット信号の受信タイミングと、該リピータ基地局の位置情報およびパイロット信号の送信タイミング情報を利用して、移動端末の位置を算出することを特徴とする位置測定システム。
【請求項２】
前記移動端末が、前記基地局のうちの１つを介して接続された特定のサーバから、前記リピータ基地局を含む該移動端末近傍の複数の基地局の位置情報とパイロット信号の送信タイミング情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の位置測定システム。
【請求項３】
それぞれ固有のタイミングでパイロット信号を送信する複数の基地局と、
上記複数の基地局にネットワークを介して接続されたサーバと、
近傍の複数の基地局からパイロット信号を選択的に受信する移動端末とからなり、
上記サーバが、移動端末で検出した複数の基地局からのパイロット信号の受信タイミングと、上記各基地局の位置情報およびパイロット信号の送信タイミング情報に基づいて、移動端末の現在位置を算出する端末位置測定システムにおいて、
上記基地局のうちの少なくとも１つがリピータ基地局を有し、
上記移動端末が、リピータ基地局を含む複数の基地局からパイロット信号の受信タイミングを上記サーバに通知するための手段を有し、
上記サーバが、リピータ基地局の親局となる基地局から送信されたパイロット信号の受信タイミングと上記リピータ基地局から送信された親局と同一のパイロット信号の受信タイミングとを尤度判定によって識別するための手段を有し、上記移動端末における上記リピータ基地局からのパイロット信号の受信タイミングと、該リピータ基地局におけるパイロット信号の送信タイミングおよび位置情報を利用して、移動端末の位置を算出することを特徴とする位置測定システム。
【請求項４】
移動端末が受信する複数の基地局からのパイロット信号の受信タイミングと、上記各基地局の位置情報およびパイロット信号の送信タイミング情報に基づいて、上記移動端末の位置を算出する端末位置の測定方法において、
リピータ基地局の親局となる基地局から送信されたパイロット信号の受信タイミングと、上記リピータ基地局から送信された親局と同一のパイロット信号の受信タイミングに関して、パイロット信号の送信元を尤度判定によって識別するためのステップと、
上記リピータ基地局を含む複数の基地局からパイロット信号の受信タイミングと、上記各基地局の位置情報およびパイロット信号の送信タイミングに基づいて、上記移動端末の位置を算出するステップとを有することを特徴とする位置測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動端末を利用した位置測定システムおよび位置測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人工衛星から発射される電波を利用したＧＰＳに代わる簡易型の位置測定システムとして、セルラ無線基地局を使った位置測定システムが知られている。特に、送受信信号をＰＮ符号系列によってスペクトル拡散するＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を採用したディジタル・セルラシステムは、送信側で使用するＰＮ符号系列と受信機側で使用するＰＮ符号系列とを位相的にも一致させる必要があるため、受信側で行うＰＮ符号系列の位相合わせを利用して、各基地局から移動局までの拡散符号の伝搬遅延時間差を測定し、移動局の位置を測定することが可能となる。
【０００３】
ＣＤＭＡ方式のディジタル・セルラシステムの各基地局は、基準時間ｔ０に対してそれぞれが異なったオフセット時間ｔｓでＰＮ符号系列を発生させることにより、同一ＰＮ符号系列によるＣＤＭＡを実現している。また、各基地局は、ＰＮ符号にウォルシュ符号を掛け合わせることにより、複数のチャネルを形成している。移動局と同期をとるためにＰＮ符号が繰り返して送信されるパイロット・チャネルでは、ウォルシュ符号はゼロとなっている。ウォルシュ符号を変えることによって、時刻情報送信用のシンク・チャネルと、発／着信時およびハンドオフ用の制御信号の送信に利用される複数のページング・チャネルと、最大６４通りのトラフィック・チャネルとが形成される。
【０００４】
上述したディジタル・セルラシステムにおける移動局の位置測定技術は、例えば、特開平７−１８１２４２号公報に記載されている。上記従来技術では、移動局が、基地局毎に予め定められているスペクトル拡散符号（ＰＮ符号系列）の差分（ＰＮオフセット）を入手し、複数の基地局からパイロット信号として送信されたスペクトル拡散符号の受信時刻から上記差分（ＰＮオフセット）に対応する時間を減算することによって、スペクトル拡散符号の伝搬遅延時間差を得るようにしている。
【０００５】
図２は、上記従来技術による測位方法の原理を概略的に示した図であり、ＭＳは移動局、ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３は基地局、（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）、（Ｘ３、Ｙ３）は、基地局ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３の位置座標、ｔ０はＰＮ符号系列の送信基準時刻、ｔｓ１、ｔｓ２、ｔｓ３は、各基地局におけるＰＮ符号のオフセット時間、ｔ１、ｔ２、ｔ３は、移動局ＭＳにおける上記各基地局からのＰＮ符号先頭の受信時刻を示している。上記従来技術では、各基地局の位置を（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の三次元の座標で示しているが、ここでは、簡単化のための二次元空間の座標となっている。
【０００６】
未知数である移動局ＭＳの位置を（ｘ、ｙ）とし、基地局ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３から移動局ＭＳまでの電波の伝搬時間をそれぞれｔｐ１、ｔｐ２、ｔｐ３、電波の速度をｃすると、次式が成り立つ。
（ｘ−Ｘ１）２＋（ｙ−Ｙ１）２＝（ｔｐ１×ｃ）２      ・・・（ａ）
（ｘ−Ｘ２）２＋（ｙ−Ｙ２）２＝（ｔｐ２×ｃ）２      ・・・（ｂ）
（ｘ−Ｘ３）２＋（ｙ−Ｙ３）２＝（ｔｐ３×ｃ）２      ・・・（ｃ）
また、各基地局の受信タイミングは、ｔ＝ｔ０＋ｔｓ＋ｔｐとなるので、基地局ＢＳ１からのＰＮ符号の受信時刻ｔ１を基準にして、他の基地局ＢＳ２、ＢＳ３からのＰＮ符号受信時刻の時間差ｄｔ２、ｄｔ３を式で表すと、次式のようになる。
0003746210.tif 000002
ここで、各基地局の位置座標（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）、（Ｘ３、Ｙ３）と、ＰＮ符号のオフセット時間ｔｓ１、ｔｓ２、ｔｓ３と、受信時刻の時間差ｄｔ２、ｄｔ３が与えられれば、未知数ｘ、ｙ、ｔｐ１、ｔｐ２、ｔｐ３の値は、上記５つの式（ａ）〜（ｅ）から求めることができる。
【０００７】
図３は、上述した原理で位置を測定する特開平７−１８１２４２号公報に記載された移動端末（移動局ＭＳ）の受信回路の１例を示す。
６２は、パイロット・チャネルで受信されるＰＮ符号の到来タイミングを決定するＰＮ符号検出回路であり、シンク・チャネル復調器６０は、上記ＰＮ符号検出回路６２が検出したＰＮ符号のタイミングに従ってシンク・チャネル復号用のＰＮ符号とウォルシュ符号を発生し、シンク・チャネルデータを復調する。
【０００８】
この回路例では、通信中の基地局の位置を示す座標情報とＰＮオフセットがシンク・チャネルで受信されることを前提としている。また、各基地局が、自局の座標情報とＰＮオフセットだけでなく、周辺に位置する他の基地局の座標情報とＰＮオフセットも上記シンク・チャネルで送信することを前提としている。ここで、ＰＮオフセットは、各基地局に固有の値となっており、基地局を識別するための情報となる。また、ＰＮオフセットの値に所定の係数を掛けることにより、時刻ｔ０を基準としたＰＮ符号のオフセット時間を算出できる。
【０００９】
通信中の基地局がもつＰＮオフセットは、シンク・チャネル復調器６０に接続されたＰＮオフセット量抽出回路（上記公報ではＰＮ時間シフト量抽出回路）６１で抽出され、基地局別受信タイミング抽出回路（上記公報では基地局別ＰＮ符号タイミング抽出回路）６３に供給される。また、上記シンク・チャネルで送信された各基地局の座標情報が、基地局座標情報抽出回路６６で抽出され、基地局座標出力回路６４でＰＮオフセットと対応づけて記憶される。
【００１０】
基地局別受信タイミング抽出回路６３は、シンク・チャネル復調器６０で復調された基地局（基準基地局）の受信タイミングと、ＰＮオフセット量抽出回路６１から受け取ったＰＮオフセットから基準のタイミングを設定し、ＰＮ符号検出器６２から与えられる各ＰＮ符号タイミングの相関値に基づいて、各基地局と基準基地局との受信時間差ｄｔ１、ｄｔ２、…を特定する。一方、シンク・チャネル復調器より得られた基地局座標は、基地局座標出力回路６４を介して、位置計算回路６５に供給される。また、基地局別受信タイミング抽出回路６３から位置計算回路６５に、各基地局のＰＮ符号オフセット時間ｔｓ１、ｔｓ２、…と受信時刻ｔ１、ｔ２、…が供給され、基地局座標出力回路６４は、上記基地局座標出力回路６４と基地局別受信タイミング抽出回路６３から供給されたデータに基づいて、移動局の現在位置を計算する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
携帯電話システムでは、そのカバーエリアを拡充するために、通常の基地局の他にリピータ基地局が設置される場合がある。リピータ基地局は、アンテナを介して親局と同様の信号を送受信し、ケーブル等によって親局と接続される。リピータ基地局は、屋内や建物密集地域など、親局となる基地局からの電波が届きにくい場所に設置され、移動端末と親局との間で送受信信号を中継する。
【００１２】
従来、リピータ基地局は、親局からの送信信号をリピータ基地局圏内に中継しており、パイロット信号も親局と同じものを送信している。このため、リピータ基地局の圏内に位置して、リピータ基地局と親局の両方からパイロット信号を受信した移動端末では、同一の識別信号（パイロット信号）を持つ基地局が複数箇所に存在しているように見える。上述した特開平７−１８１２４２号公報に記載された測位システムでは、リピータ基地局についての考慮はなされていない。
【００１３】
本発明の目的は、リピータ基地局を含む移動無線システムを利用して、移動端末の現在位置を正確に測定できる位置測定システムおよび位置測定方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、リピータ基地局と親局の両方から電波を受信した場合でも、移動端末の現在位置を正確に測定できる位置測定システムおよび位置測定方法を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、リピータ基地局の信号しか受信できない位置にいても、移動端末の現在位置を正確に測定できる位置測定システムおよび位置測定方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、リピータ基地局の親局となる基地局から送信されたパイロット信号の受信タイミングと、上記リピータ基地局から送信されたパイロット信号の受信タイミングに関して、パイロット信号の送信元を識別し、リピータ基地局を１つの基地局として取り扱って、移動端末の位置測定に利用することを特徴とする。
【００１５】
更に具体的に言うと、本発明は、移動端末が受信する複数の基地局からのパイロット信号の受信タイミングと、上記各基地局の位置情報およびパイロット信号の送信タイミング情報に基づいて、現在位置を算出する位置測定システムにおいて、上記移動端末が、リピータ基地局の親局となる基地局からのパイロット信号と上記リピータ基地局から送信されるパイロット信号とを識別するための手段を有し、リピータ基地局からのパイロット信号の受信タイミングと、該リピータ基地局の位置情報およびパイロット信号の送信タイミング情報を利用して、移動端末の位置を算出することを特徴とする。
【００１６】
本発明の１実施例では、上記移動端末が、基地局のうちの１つを介して接続された特定のサーバから、リピータ基地局を含む該移動端末近傍の複数の基地局の位置情報とパイロット信号の送信タイミング情報を取得する。また、上記識別手段が、リピータ基地局の親局となる基地局からのパイロット信号の受信時に検出された受信タイミングについて、パイロット信号の送信元が基地局かリピータ基地局かを尤度判定によって識別する。
【００１７】
本発明の他の特徴は、複数の基地局にネットワークを介して接続されたサーバが、移動端末で検出した複数の基地局からのパイロット信号の受信タイミングと、上記各基地局の位置情報およびパイロット信号の送信タイミング情報に基づいて、移動端末の現在位置を算出する端末位置測定システムにおいて、移動端末が、リピータ基地局を含む複数の基地局からパイロット信号の受信タイミングを上記サーバに通知するための手段を有し、上記サーバが、リピータ基地局の親局となる基地局から送信されたパイロット信号の受信タイミングと上記リピータ基地局から送信されたパイロット信号の受信タイミングとを識別し、上記移動端末における上記リピータ基地局からのパイロット信号の受信タイミングと、該リピータ基地局におけるパイロット信号の送信タイミングおよび位置情報を利用して、移動端末の位置を算出することにある。
【００１８】
また、本発明による位置測定方法は、リピータ基地局の親局となる基地局から送信されたパイロット信号の受信タイミングと、上記リピータ基地局から送信されたパイロット信号の受信タイミングに関して、パイロット信号の送信元を識別するためのステップと、上記リピータ基地局を含む複数の基地局からのパイロット信号の受信タイミングと、上記各基地局の位置情報およびパイロット信号の送信タイミングに基づいて、上記移動端末の位置を算出するステップとを有することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
先ず、リピータ基地局が介在した場合の問題点について説明する。
図４の（Ａ）、（Ｂ）は、リピータ基地局の圏内に位置した移動端末におけるパイロット信号の受信状態を示す。
【００２０】
（Ａ）は、ｔ０を基準タイミングとして、時刻ｔ１で基地局（親局）からのパイロット信号ＰＳＢを受信し、これより弱いリピータ基地局からのパイロット信号ＰＲＰを時刻ｔ1'で受信した場合を示す。（Ｂ）は、時刻ｔ１で受信した基地局からのパイロット信号ＰＳＢよりも、時刻ｔ1'で受信したリピータ基地局からのパイロット信号ＰＲＰの方が強かった場合を示す。上記何れの場合も、移動端末では、同じ基地局からのパイロット信号が異なる伝搬遅延時間で２回受信されたように見える。
【００２１】
図５は、基地局ＢＳ２に接続されたリピータ基地局ＲＰ２の圏内にある移動端末ＭＳが、リピータ基地局ＲＰ２からパイロット信号ＰＲＰ２と、近傍の基地局ＢＳ１、ＢＳ３からパイロット信号ＰＢＳ１、ＰＢＳ３を受信した場合の位置測定結果を示す。移動端末ＭＳが、リピータ基地局ＲＰ２からのパイロット信号ＰＲＰ２を基地局ＢＳ２から送信されたパイロット信号と誤って判断した場合、破線で示すように、パイロット信号ＰＲＰ２を基地局ＢＳ２の位置座標とＰＮ符号のオフセット時間に関係付けて距離を計算し、移動端末ＭＳの位置を計算することになる。この場合、端末の現在位置として、実際の位置Ｐ１とは異なるＰ２が算出される。
本発明は、このように基地局に付随してリピータ基地局が存在した場合、受信したパイロット信号の発信元が親局かリピータ基地局かを識別した上で、移動端末の位置計算を行うようにしたものである。
【００２２】
図６は、本発明による位置測定システムの全体構成の１例を示す。
本発明による位置測定システムは、ネットワーク３に接続された複数の無線基地局１０（１０−１〜１０−ｎ）と移動端末２０とからなり、基地局１０のうちの少なくとも１つ（この例では基地局１０−１）がリピータ基地局１１−１を有し、上記ネットワーク３に基地局情報記憶装置２を備えた基地局情報サーバ１が接続されている。
【００２３】
本発明では、移動端末２０が、基地局情報サーバ１から、基地局情報として、接続中の基地局１０−１およびその周辺に位置した基地局の位置情報とＰＮオフセットを入手する。この時、これらの基地局に付随するリピータ基地局の位置情報とＰＮオフセット情報も同時に入手し、これらの基地局情報に基づいて、パイロット信号の発生元の確認と位置計算を行う。
【００２４】
図７は、移動端末２０が基地局情報サーバ１から入手する基地局情報４０の１例を示す。
基地局情報４０は、基地局毎の複数のエントリ４０−ｉからなり、各エントリは、基地局識別子（ＩＤ）４１と、リピータの有無４２と、基地局の位置情報４３と、オフセット４４とからなる。基地局識別子４１は、基地局番号４１ａとＰＮオフセット４１ｂで表される。セルラシステムでは、距離的に離れた複数の基地局に同一のＰＮオフセットが割当てられるため、システム全体として各基地局を識別するために、基地局の識別子として基地局番号４１ａが付される。但し、移動端末の周辺に位置した少数の基地局に着目した場合、各基地局が互いに異なったＰＮオフセットをもっているため、ＰＮオフセットだけでも基地局を識別できる。
【００２５】
基地局の位置情報４３は、緯度４３ｘと経度４３ｙを含み、オフセット４４は、ＰＮオフセット４１ｂとは別に各基地局で必然的に発生する送信パイロット信号（ＰＮ符号）の遅れ時間を意味している。本発明の実施例では、上記オフセット４４の値を含めた形で、前述した式（ｄ）、（ｅ）に相当する時間差を計算する。
【００２６】
４０−１、４０−２、…は、一般基地局用のエントリ、４０−１１、４０−１２、…は、リピータ基地局用のエントリであり、基地局とこれに付随するリピータ基地局との関係は、基地局識別子４１に含まれる基地局番号とＰＮオフセットによって識別できる。図７の例では、一般基地局用のエントリにおいて付随するリピータの有無を示し、リピータ基地局用のエントリでは、リピータの有無４２の値がリピータ無しの状態となっているが、このフィールドにリピータ基地局用のエントリであることを示す特定の値を設定するようにしてもよい。
【００２７】
図１は、移動端末２０の１実施例を示すブロック図である。
移動端末２０は、アンテナ２１に接続された送受信回路２２と、上記送受信回路２２に接続されたページング・チャネル変復調器２３、トラフィック・チャネル変復調器２４および測位部２５と、上記測位部２５に接続されたメモリ２６と、上記各変復調器に接続された制御部２７と、上記制御部２７に接続された尤度判定部２８および位置計算部２９とからなる。ページング・チャネル変復調器２３とトラフィック・チャネル変復調器２４は、それぞれのチャネル数に応じた複数の変復調器からなっている。メモリ２６には、図７に示した基地局情報４０と、測位部２５で検出した各基地局からのパイロット信号の受信タイミング情報が蓄積される。
尚、移動端末２０は、電話機能を実現するための送受話器、表示画面、各種の入力ボタンを備えているが、これらの要素は本発明の位置測定には直接関係しないため、図面では省略されている。
【００２８】
測位部２５には、例えば、図３に示したように、シンク・チャネルから受信した基地局情報（基地局座標情報とＰＮオフセット）と、シンク・チャネル復調器で復調された基地局（基準基地局）の受信タイミングと、ＰＮ符号検出器で検出したＰＮ符号タイミングの相関値に基づいて、各基地局の座標、パイロット信号のＰＮオフセット、パイロット信号の受信時間を特定する従来形式の測位部を適用できる。但し、位置計算回路６５は不要であり、位置計算回路８５への出力は全てメモリ２６に送られる。また、基地局情報は、上記シンク・チャネルに代えて、例えば、ページング・チャネルや、測位用として用意された他の特別のチャネルから受信するようにしてもよい。また、後述するように、制御部２７からサーバ１に基地局情報の送信を要求し、トラフィック・チャネルから基地局情報を受信してメモリ２６、若しくはその他の領域に記憶するようにしてもよい。
【００２９】
本発明では、測位部２５で検出したパイロット信号の受信タイミングを、例えば、図８に示すように、基地局識別子（ＰＮオフセット）と対応させてメモリ２６に記憶する。図４で説明した基地局とリピータ基地局のパイロット信号の受信タイミングｔ１、ｔ1'については、例えば、エントリ５０−１で示すように、これらの基地局とリピータ基地局がもつ同一のＰＮオフセットに対応させて、ｔ１とｔ1'を１組にして記憶する。受信タイミングｔ１、ｔ1'と送信元との対応関係は、後述するように、尤度判定部２８によって判定され、受信タイミングと送信元との関係を明らかにした上で、位置計算部２９による端末位置の計算が実行される。
【００３０】
図９は、移動端末２０において、制御部２７による制御の下に実行される位置測定動作のためのフローチャートを示す。
先ず、接続中の基地局を経由して、基地局情報サーバ１に基地局情報を要求し、例えば、図７に示した周辺基地局の基地局情報を取得し、メモリに記憶する（ステップ７１）。次に、測位部２５によって、周辺の各基地局（含むリピータ基地局）からのパイロット信号の受信タイミングを検出する（ステップ７２）。パイロット信号の受信タイミング検出の詳細については、図１０で後述する。
【００３１】
既に取得済みとなっている基地局情報から、パイロット信号の受信タイミングが検出された基地局群の中にリピータ基地局、若しくはリピータが接続されている親基地局が含まれているか否かを判定し（ステップ７３）、もし、リピータ基地局がなければ、基地局情報とパイロット信号の受信タイミングに基づいて、位置計算部２９により端末位置を計算する（ステップ７５）。パイロット信号の発信元としてリピータ基地局、若しくは親基地局が含まれる場合は、図１１で後述する尤度判定処理によって、パイロット信号と送信元との対応関係を判定（ステップ７４）した後、位置計算部２９により端末位置を計算する（ステップ７５）。
【００３２】
図１０は、受信タイミング検出（ステップ７２）の詳細を示す。
受信タイミング検出は、ＰＮ符号検出器６２によってパイロット信号（ＰＮ符号の位相）を１つの基地局のパイロット信号に設定した状態で、最初の受信タイミングｔｉ１を検出する（ステップ７２１）。この時、上記パイロット信号のＰＮオフセットに基づいて図７の基地局情報４０を参照することにより、上記基地局に付随したリピータ基地局の有無を判定する（ステップ７２２）。リピータ基地局がなければ、ＰＮ符号検出器でパイロット信号（ＰＮ符号の位相）を次の基地局のパイロット信号に合わせ（ステップ７２５）、ステップ７２１に戻って、上述した動作を繰り返す。
【００３３】
上記基地局に付随してリピータ基地局が存在している場合は、ＰＮ符号検出器によって一定時間内に次のパイロット信号が検出されるのを待ち（ステップ７２３）、パイロット信号が検出された場合は、第２の受信タイミングｔｉ'として記憶する（ステップ７２４）。ステップ７２３でパイロット信号が検出しないまま一定時間が経過した場合、または、ステップ７２４で第２の受信タイミングｔｉ'を検出した場合は、パイロット信号を次の基地局のパイロット信号に合わせ（ステップ７２５）、ステップ７２１に戻って、上述した動作を繰り返す。
ステップ７２１、７２４で検出された受信タイミングは、図８に示した形式で記憶され、全ての基地局についてパイロット信号の検出動作を完了した時（ステップ７２５）、受信タイミングの検出処理を終了する。
【００３４】
次に、ステップ７４で行う尤度判定について説明する。
基地局に付随してリピータ基地局が存在し、最初の受信タイミングｔｉと第２の受信タイミングｔｉ'が検出された場合は、これらの受信タイミングが基地局からのパイロット信号の受信タイミングTbsとリピータ基地局からの送パイロット信号の受信タイミングTrptのどちらに該当するかを尤度計算により判定する。この場合、
（１）タイミングｔｉが基地局からの受信タイミングTbsで、タイミングｔｉ'がリピータ基地局からの受信タイミングTrptとなるケース：
C( ti, ti' || Tbs, Trpt )、
（２）タイミングｔｉ'がリピータ基地局からの受信タイミングTrptで、タイミングｔｉが基地局からの受信タイミングTbsとなるケース：
C( ti, ti' || Trpt, Tbs )、
の２つのケースについて、それぞれ尤度計算を行い、最適となるものを選択する。
【００３５】
例えば、位置計算に最小自乗法を用いた場合、尤度の計算は、以下のようになる。
ここでは、信号の発信元として、リピータ基地局を含めて合計Ｍ個の基地局が観測され、且つ、測定距離の誤差が正規分布に従うものと仮定する。また、基準となる基地局の測距結果をｒBASEとし、ｍ番目の基地局の測距結果をｒｍとする。ｍ番目の基地局と基準基地局と端末迄の擬似測定距離差ｒdif,mを測距結果ｒｍと基準基地局の測距結果をｒBASEとの差分を取って
【００３６】
【数１】
0003746210.tif 000003
と表わす。移動端末の推定位置を(ｘcond,ｙcond)、ｍ番目の基地局の位置を（ｘｍ,ｙｍ）、基準基地局の位置を(ｘBASE,ｙBASE)とする。各基地局間の擬似距離差も同じく基準基地局との差分を取って
【００３７】
【数２】
0003746210.tif 000004
と表わす。ここで、ｄｍは、
【００３８】
【数３】
0003746210.tif 000005
であり、ｄBASEは、
【００３９】
【数４】
0003746210.tif 000006
である。
【００４０】
基準基地局の測定結果が正しいとすると、正規分布を仮定した系の尤度は、真値との距離の２乗に比例する。このことから、コスト関数Ｆは次式で表わすことができる。
【００４１】
【数５】
0003746210.tif 000007
従って、パイロット信号の基地局からの受信タイミングをTbs、リピータ基地局からの受信タイミングをTrptとした場合、基地局とリピータ基地局の受信タイミングの組み合わせに対するコスト関数ＦTIMは、
【００４２】
【数６】
0003746210.tif 000008
で表すことができ、最も尤度の高い基地局とリピータ基地局の受信タイミングの組み合わせは、
【００４３】
【数７】
0003746210.tif 000009
を与えるＴbs、Ｔrptとなる。
【００４４】
本発明では、例えば、上述した計算方式を用いて、最も尤度の高い発信元と受信タイミングの組み合わせを求めた上で、移動端末の位置を算出する。
【００４５】
第２の受信タイミングｔｉ'が検出されなかった場合は、最初の受信タイミングｔｉが基地局からの受信タイミングTbsとリピータ基地局からの受信タイミングTrptのどちらに該当するかを尤度計算により判定する。この場合に計算するケースは、
（３）タイミングｔｉが基地局からの受信タイミングTbsであるケース：
C( ti || Tbs )、
（４）タイミングｔｉがリピータ基地局からの受信タイミングTrptであるケース： C( ti || Trpt )
の２つであり、これらの中で尤度の高いケースを適用する。
【００４６】
図１１は、尤度判定ステップ７４の詳細を示すフローチャートである。
先ず、受信タイミングが２つ検出されたか否かをチェックする（ステップ７４１）。２つの受信タイミングが検出された場合は、受信タイミングｔｉが基地局のもの、ｔｉ'がリピータ基地局のものと仮定して、コスト関数Ｆ１を算出する（ステップ７４２）。次に、受信タイミングｔｉ'が基地局のもの、ｔｉがリピータ基地局のものと仮定して、コスト関数Ｆ２を算出し（ステップ７４３）、得られた２つのコスト関数Ｆ１、Ｆ２の値を比較する（ステップ７４４）。Ｆ１＜Ｆ２の場合は、ｔｉが基地局、ｔｉ'がリピータ基地局の受信タイミングと決定し（ステップ７４５）、逆にＦ１＞Ｆ２の場合は、ｔｉ'が基地局、ｔｉがリピータ基地局の受信タイミングと決定する（ステップ７４６）。
【００４７】
受信タイミングが１つしか検出されなかった場合は、受信タイミングｔｉが基地局のものと仮定して、コスト関数Ｆ３を算出する（ステップ７５２）し、次に、受信タイミングｔｉがリピータ基地局のものと仮定して、コスト関数Ｆ４を算出し（ステップ７５３）、２つのコスト関数Ｆ３、Ｆ４の値を比較する（ステップ７５４）。Ｆ３＜Ｆ４の場合は、ｔｉが基地局の受信タイミングと決定し（ステップ７５５）、逆にＦ３＞Ｆ４の場合は、ｔｉがリピータ基地局の受信タイミングと決定する（ステップ７５６）。
【００４８】
メモリ２６に記憶されたリピータ付き基地局からのパイロット信号の受信タイミングについて、上述した尤度判定処理を繰り返し、リピータ付きの全ての基地局について尤度判定を完了した時（ステップ７６０）、尤度判定処理を終了して、位置計算ステップ７５を実行する。位置計算には、リピータ基地局と親局の両方のデータを使用することができる。
【００４９】
以上の実施例では、移動端末２０の周辺に位置した基地局の情報を基地局情報サーバ１から取得したが、測位機能が有効となる特定範囲内の基地局情報を記憶した専用のメモリを移動端末ユーザに配布し、この専用メモリを制御部２７に接続して、位置計算に必要な基地局情報を読み出すようにしてもよい。また、リピータ付きの基地局からのパイロット信号の受信タイミングを検出中に、基地局またはリピータ基地局の何れか一方のパイロット信号のみが受信された場合、例えば、パイロット信号の検出に適用される閾値を変更するなど、受信タイミングの検出方法を変えた状態で、もう一方の受信タイミングを探すようにしてもよい。
【００５０】
上述した実施例では、移動端末２０に位置計算機能を設けたが、移動端末２０の構造を簡単化するために、尤度判定部２８と位置計算部２９の機能を図６に示した基地局情報サーバ１に設けておき、各移動端末２０の制御部２７から、図８に示したタイミング情報５０を含む位置計算要求メッセージを基地局情報サーバ１に送信し、上記基地局情報サーバ１が基地局情報２を利用して端末位置を算出し、計算結果（端末位置）を要求元の移動端末に通知するようにしてもよい。端末位置の計算は、ネットワーク３に接続された上記基地局情報サーバ１とは別の位置計算専用のサーバによって実行するようにしてもよい。
【００５１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、移動端末で検出されたパイロット信号の送信元を確認した上で位置計算を行うようにしているため、基地局とリピータ基地局が同一のパイロット信号を送信した場合でも、発信元の誤認による端末位置の誤計算を防止できる。また、通常の基地局とリピータ基地局の双方からパイロット信号を受信した場合、リピータ基地局を１つの基地局として扱うことによって、測位に利用できる基地局数を増加することが可能となる。
【００５２】
本発明によれば、リピータ基地局の信号と基地局の信号を区別して端末位置を測定できるため、例えば、地下街のように、リピータ基地局からの信号しか受信できない場所においても、端末位置を知ることが可能となる。これによって、携帯電話で通話可能であるにもかかわらず、位置測定ができないといった利用者の不便を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による移動端末の１実施例を示すブロック図。
【図２】従来公知の移動端末の測位方法を説明するための図。
【図３】測位機能を備えた従来の移動端末の回路主要部の１例を示す図。
【図４】リピータ基地局の圏内に位置した移動端末におけるパイロット信号の受信状態を説明するための図。
【図５】リピータ基地局から受信したパイロット信号による位置測定の問題点を説明するための図。
【図６】本発明による位置測定システムの１実施例を示す全体構成図。
【図７】本発明で位置測定に使用される基地局情報を示す図。
【図８】本発明において検出されるパイロット信号の受信タイミングの記憶形式を示す図。
【図９】本発明による位置測定の手順を示すフローチャート。
【図１０】図９における受信タイミング検出７２の詳細を示すフローチャート。
【図１１】図９における受信タイミング尤度判定７４の詳細を示すフローチャート。
【符号の説明】
１：基地局情報サーバ、２：基地局情報データベース、３：ネットワーク、１０：基地局、１１：リピータ基地局、２０：移動端末、２１：アンテナ、２２：送受信回路、２３：ページング・チャネル変復調器、
２４：トラフィック・チャネル変復調器、２５：測位部、２６：メモリ、
２７：制御部、２８：尤度判定部、２９：位置計算部、
６０：シンク・チャネル復調器、６１：ＰＮオフセット抽出回路、
６２：ＰＮ符号検出器、６３：基地局別受信タイミング抽出回路、
６４：基地局座標出力回路、６５：位置計算回路。
【図１】
0003746210.tif 000010
【図２】
0003746210.tif 000011
【図３】
0003746210.tif 000012
【図４】
0003746210.tif 000013
【図５】
0003746210.tif 000014
【図６】
0003746210.tif 000015
【図７】
0003746210.tif 000016
【図８】
0003746210.tif 000017
【図９】
0003746210.tif 000018
【図１０】
0003746210.tif 000019
【図１１】
0003746210.tif 000020