JP2009085802A - Mobile station positioning system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の基地局から選択された2局の基地局が同時に送信する電波を移動局が受信し、その受信結果である受信強度の大きさに基づいて移動局の位置の推定を行なう移動局測位システムに関するものであり、特に、前記複数の基地局から選択された2局の基地局が送信する電波の位相を互いに変化させることにより、送信された電波が互いに弱め合う位置を変化させるとともに、移動局がその互いに弱め合った電波を検出することによりその位置を検出する技術に関するものである。 According to the present invention, a mobile station receives radio waves transmitted simultaneously by two base stations selected from a plurality of base stations, and estimates the position of the mobile station based on the reception intensity as a result of the reception. The present invention relates to a mobile station positioning system, and in particular, by changing the phases of radio waves transmitted by two base stations selected from the plurality of base stations, the positions at which the transmitted radio waves weaken each other are changed. In addition, the present invention relates to a technique in which a mobile station detects its position by detecting radio waves weakened with each other.
移動局および複数の基地局の間で電波の送受信を行い、その受信結果に基づいて移動局の位置の推定を行なう技術が提案されている。例えば特許文献1に記載の技術がそれである。かかる技術においては、前記受信結果として、例えば移動局および基地局間の電波の伝搬時間や、あるいは受信した電波の受信電力などの受信強度が用いられる。 A technique has been proposed in which radio waves are transmitted and received between a mobile station and a plurality of base stations, and the position of the mobile station is estimated based on the reception result. For example, this is the technique described in Patent Document 1. In such a technique, for example, a reception intensity such as a propagation time of a radio wave between a mobile station and a base station or a received power of a received radio wave is used as the reception result.
このうち、前記受信結果として電波の伝搬時間が用いられる場合には、電波の受信時刻および送信時刻を検出する必要がある。このうち受信時刻の検出は、受信波の同期検出などによって行なう必要があり、特に精度よく受信時刻を検出するためには、例えば前記移動局および基地局間の電波に拡散符号を含め、受信側において受信波に含まれる拡散符号とそのレプリカ符号との相関値を算出し、そのピーク値を検出するなどの方法より受信時刻を検出する必要がある。 Among these, when the radio wave propagation time is used as the reception result, it is necessary to detect the radio wave reception time and transmission time. Among these, the detection of the reception time must be performed by detecting the synchronization of the reception wave. In order to detect the reception time with particularly high accuracy, for example, a radio wave between the mobile station and the base station includes a spread code, It is necessary to detect the reception time by a method such as calculating the correlation value between the spread code included in the received wave and its replica code and detecting its peak value.
このように受信波の同期検出を行なう場合においては、送信される電波を拡散符号を用いて符号化する必要があり、また、受信された電波に対し同期検出を行なう必要があるため、送信側、受信側ともその機器構成が複雑になるという問題があった。 In this way, when detecting the synchronization of the received wave, it is necessary to encode the radio wave to be transmitted using a spreading code, and since it is necessary to detect the synchronization of the received radio wave, the transmission side However, there is a problem that the device configuration becomes complicated on the receiving side.
一方、前記受信結果として受信波の受信電力などの受信強度を用いる場合には、送信側の機器は所定の電力で電波を送信できればよく、また、受信側は受信波の受信電力を測定する機能を有すればよいことから、送信側、受信側とも比較的簡素な機器構成とすることができるが、受信側における受信電力が低い場合には、受信電力の測定誤差の測定結果に対する相対的な重みが増し、特に前記受信電力に基づいてその受信電力に対応する送信側と受信側との距離を算出(測距)する場合においては、測距の結果を悪化させるという問題がある。 On the other hand, when the reception intensity such as the reception power of the reception wave is used as the reception result, it is sufficient that the transmission side device can transmit the radio wave with a predetermined power, and the reception side has a function of measuring the reception power of the reception wave. However, if the reception power on the reception side is low, the transmission side and the reception side can have a relatively simple device configuration. There is a problem that the weighting increases, and in particular, when the distance between the transmitting side and the receiving side corresponding to the received power is calculated (ranging) based on the received power, the result of distance measurement is deteriorated.
このように、前記受信波の受信時刻や受信波の受信電力に基づいて移動局と基地局との間の距離を算出し、移動局の測位を行なう方法をとる場合には、移動局および基地局の構成を簡易化することと、測位の精度を保つことを両立するのは困難であるという問題があった。 As described above, when the mobile station and the base station are positioned by calculating the distance between the mobile station and the base station based on the reception time of the received wave and the received power of the received wave, the mobile station and the base There is a problem that it is difficult to achieve both the simplification of the station configuration and the maintenance of positioning accuracy.
ところで、複数の送信源から周波数が等しい電波を位相をずらして送信すると、それらの送信源からの電波が伝搬する空間には前記電波どうしが干渉して干渉波が発生する。この干渉波の強度が最大となる領域や最小となる領域は複数の電波の位相差に応じてその位置が変化する。逆に言えば、前記複数の電波の位相差を変化させることにより、送信源からの電波が伝搬する空間を前記干渉波の強度が最大あるいは最小となる領域により走査することが可能である。 By the way, when radio waves having the same frequency are transmitted from a plurality of transmission sources with their phases shifted, the radio waves interfere with each other in a space in which the radio waves from these transmission sources propagate to generate interference waves. The position of the region where the intensity of the interference wave is maximum or the region where the intensity is minimum varies depending on the phase difference between the plurality of radio waves. In other words, by changing the phase difference between the plurality of radio waves, it is possible to scan the space in which the radio wave from the transmission source propagates in a region where the intensity of the interference wave is maximum or minimum.
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、構成の簡素な移動局および基地局によって構成され、かつ精度よく移動局の測位を行なうことのできる移動局測位システムを提供することにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and the object of the present invention is mobile station positioning which is configured by a mobile station and a base station with a simple configuration and can accurately perform positioning of the mobile station. To provide a system.
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)送信波制御パラメータに応じた搬送波を送信する送信部を有する3局以上の基地局と、(b)該基地局によって送信された電波を受信する受信部と、該受信部により受信した電波の受信強度を測定する受信強度測定部と、前記受信強度測定部により測定される受信強度の最小値とその最小受信強度を測定した最小受信強度測定時刻とを記録する最小受信強度記録部と、を有する移動局と、(c)前記3局以上の基地局のうちの2局の基地局からなる基地局組を選択し、選択された基地局組を構成する一方の基地局である基準基地局の送信波制御パラメータを固定するとともに、他方の基地局である可変基地局の送信波制御パラメータを時刻の経過に伴って所定の変化をさせる干渉パラメータ設定部と、(d)該干渉パラメータ設定部により設定された送信波制御パラメータに応じた搬送波を前記基準基地局および前記可変基地局に送信させることにより、前記基準基地局および前記可変基地局により送信された電波が互いに弱め合う位置であるヌルポイントを表す点の連なりであるヌルポイント線の位置を前記最小受信強度記録部において記録された最小受信強度測定時刻における前記送信波制御パラメータの内容に基づいて算出するヌルポイント線位置算出部と、(e)2以上の前記基地局組に対して前記ヌルポイント線算出部によりそれぞれ得られる2以上のヌルポイント線の交点を算出し、該交点に基づいて前記移動局の位置を算出する測位部と、を有する移動局測位システムである。 The gist of the invention according to claim 1 for solving such a problem is that (a) three or more base stations having a transmission unit for transmitting a carrier wave according to a transmission wave control parameter, and (b) the A receiving unit that receives radio waves transmitted by a base station, a reception intensity measuring unit that measures the received intensity of radio waves received by the receiving unit, and a minimum value of the reception strength measured by the reception intensity measuring unit and its minimum A base station set comprising a mobile station having a minimum reception strength recording unit that records a minimum reception strength measurement time at which the reception strength is measured, and (c) two base stations of the three or more base stations To fix the transmission wave control parameter of the reference base station, which is one of the base stations constituting the selected base station set, and to change the transmission wave control parameter of the variable base station, which is the other base station, over time. Along with An interference parameter setting unit for changing, and (d) transmitting the carrier wave according to the transmission wave control parameter set by the interference parameter setting unit to the reference base station and the variable base station, The transmission wave at the minimum reception intensity measurement time recorded in the minimum reception intensity recording unit is a position of a null point line that is a series of points representing null points, which are positions where the radio waves transmitted by the variable base station weaken each other. A null point line position calculation unit that calculates based on the content of the control parameter, and (e) calculates an intersection of two or more null point lines respectively obtained by the null point line calculation unit for two or more base station sets And a positioning unit that calculates the position of the mobile station based on the intersection.
また、請求項2にかかる発明の要旨とするところは、前記送信波制御パラメータは搬送波の位相を変化させるものであり、前記干渉パラメータ設定部は、前記基準基地局が送信する電波の位相に対する前記可変基地局が送信する電波の位相の位相差を変化させるように送信波制御パラメータを変化させることを特徴とする。 In addition, the gist of the invention according to claim 2 is that the transmission wave control parameter changes a phase of a carrier wave, and the interference parameter setting unit is configured to control the phase of the radio wave transmitted by the reference base station. The transmission wave control parameter is changed so as to change the phase difference of the radio wave transmitted by the variable base station.
また、請求項3にかかる発明の要旨とするところは、前記基準基地局および可変基地局のそれぞれが送信する電波の位相差を周期的に変化させる位相差周期変化手段を有し、前記最小受信強度記録部は、前記受信強度測定部により測定される受信強度と前記所定の周期とに基づいて受信強度の最小値を決定することを特徴とする。 Further, the gist of the invention according to claim 3 is that there is a phase difference period changing means for periodically changing a phase difference between radio waves transmitted by each of the reference base station and the variable base station, and the minimum reception The intensity recording unit determines a minimum value of the reception intensity based on the reception intensity measured by the reception intensity measurement unit and the predetermined period.
また、請求項4にかかる発明の要旨とするところは、1本の前記ヌルポイント線が前記基準基地局および可変基地局との間に形成されるように、前記基準基地局と前記可変基地局との距離と該基準基地局およ該可変基地局が送信する搬送波の波長との一方が、他方に関連して設定されていることを特徴とする。 The gist of the invention according to claim 4 is that the reference base station and the variable base station are formed such that one null point line is formed between the reference base station and the variable base station. And one of the wavelength of the carrier wave transmitted by the reference base station and the variable base station is set in relation to the other.
また、請求項5にかかる発明の要旨とするところは、前記測位部によって前記移動局の位置として複数の候補が算出される場合に、該複数算出された移動局の位置の候補のうちから前記移動局の位置である可能性が高いものを移動局の位置として選択する移動局位置候補選択部を有することを特徴とする。 Further, the gist of the invention according to claim 5 is that, when a plurality of candidates are calculated as the position of the mobile station by the positioning unit, the position of the mobile station calculated from the plurality of candidates for the position of the mobile station is calculated. It has a mobile station position candidate selection part which selects as a mobile station position what has a high possibility of being a mobile station position.
また、請求項6にかかる発明の要旨とするところは、前記移動局位置候補選択部は、前記基地局のそれぞれが単独で送信する電波をそれぞれ受信した前記移動局の受信強度測定部において前記受信した電波のそれぞれについて測定された受信強度に基づいて移動局の位置を推定し、前記測位部によって算出された移動局の位置の複数の候補のうち該推定された移動局の位置に最も近いものを移動局の位置として選択することを特徴とする。
The gist of the invention according to
また、請求項7にかかる発明の要旨とするところは、前記ヌルポイントの生成のために前記基地局のそれぞれが送信する電波の周波数は、前記移動局位置候補選択部における移動局の位置の推定の際に前記基地局のそれぞれから送信される電波の周波数よりも低いものとされることを特徴とする. Further, the gist of the invention according to claim 7 is that the frequency of the radio wave transmitted by each of the base stations to generate the null point is an estimate of the position of the mobile station in the mobile station position candidate selection unit. In this case, the frequency is lower than the frequency of the radio wave transmitted from each of the base stations.
また、請求項8にかかる発明の要旨とするところは、前記移動局位置候補選択部は、移動局が存在することが許容される領域に関する情報に基づいて、前記複数算出された移動局の位置の候補から移動局の位置である可能性が高いものを選択することを特徴とする。 Further, the gist of the invention according to claim 8 is that the mobile station position candidate selection unit is configured to calculate the plurality of mobile station positions calculated based on information related to an area where the mobile station is allowed to exist. A candidate having a high possibility of being a position of a mobile station is selected from the candidates.
また、請求項9にかかる発明の要旨とするところは、前記基準基地局および可変基地局のそれぞれが送信する電波の送信電力を変化させる送信電力可変手段を有することを特徴とする。 The gist of the invention according to claim 9 is characterized by comprising transmission power variable means for changing the transmission power of the radio wave transmitted by each of the reference base station and the variable base station.
請求項1にかかる移動局測位システムによれば、前記干渉パラメータ設定部により、前記3局以上の基地局から、2局の基地局からなる基地局組を選択し、選択された基地局組を構成する一方の基地局である基準基地局の送信波制御パラメータを固定するとともに、他方の基地局である可変基地局の送信波制御パラメータが時刻の経過に伴って所定の変化をさせられ、前記ヌルポイント線位置算出部により、前記干渉パラメータ設定部において設定されたパラメータに応じた搬送波を前記基準基地局および前記可変基地局が送信することにより、前記基準基地局および前記可変基地局により送信された電波が互いに弱め合う位置であるヌルポイントを表す点の連なりであるヌルポイント線の位置が、前記最小受信強度記録部において記録された最小受信強度測定時刻における前記送信波制御パラメータの内容に基づいて算出させられ、前記測位部により、2以上の前記基地局組に対して前記ヌルポイント線算出部によりそれぞれ得られる2以上のヌルポイント線の交点が算出され、該交点に基づいて前記移動局の位置が算出されるので、基地局および移動局の構成を簡素化しつつ精度のよい移動局の位置の算出を行なうことができる。 According to the mobile station positioning system according to claim 1, the interference parameter setting unit selects a base station set including two base stations from the three or more base stations, and selects the selected base station set. The transmission wave control parameter of the reference base station that is one of the base stations to be configured is fixed, and the transmission wave control parameter of the variable base station that is the other base station is allowed to change with the passage of time, The null base line position calculation unit transmits the carrier wave corresponding to the parameter set in the interference parameter setting unit by the reference base station and the variable base station, thereby transmitting the carrier wave by the reference base station and the variable base station. The position of the null point line, which is a series of points representing null points, which are positions where the radio waves weaken each other, is recorded in the minimum reception intensity recording unit. Two or more null points that are calculated based on the content of the transmission wave control parameter at the minimum reception intensity measurement time and that are obtained by the null point line calculation unit for the two or more base station sets by the positioning unit, respectively. Since the intersection of the lines is calculated and the position of the mobile station is calculated based on the intersection, it is possible to calculate the position of the mobile station with high accuracy while simplifying the configuration of the base station and the mobile station.
また、請求項2にかかる移動局測位システムによれば、前記送信波制御パラメータは搬送波の位相を変化させるものであり、前記干渉パラメータ設定部は、前記基準基地局が送信する電波の位相に対する前記可変基地局が送信する電波の位相の位相差を変化させるように送信波制御パラメータを変化させるので、好適に前記ヌルポイント線を生成させることができる。 Further, according to the mobile station positioning system according to claim 2, the transmission wave control parameter changes a phase of a carrier wave, and the interference parameter setting unit is configured to control the phase of the radio wave transmitted by the reference base station. Since the transmission wave control parameter is changed so as to change the phase difference of the radio wave transmitted by the variable base station, the null point line can be suitably generated.
また、請求項3にかかる移動局測位システムによれば、前記位相差周期変化手段により、前記基準基地局および可変基地局のそれぞれが送信する電波の位相差が所定の周期により周期的に変化させられ、前記最小受信強度記録部は、前記受信強度測定部により測定される受信強度と前記所定の周期とに基づいて受信強度の最小値を決定するので、マルチパス、すなわち地面や床による反射波との干渉によって生ずる受信強度の最小値を除外し、前記基準基地局および可変基地局のそれぞれが送信する電波の干渉による電波の受信強度の最小値を測定することができる。 According to the mobile station positioning system of claim 3, the phase difference period changing means periodically changes the phase difference of the radio wave transmitted by each of the reference base station and the variable base station according to a predetermined period. The minimum received intensity recording unit determines the minimum value of the received intensity based on the received intensity measured by the received intensity measuring unit and the predetermined period. It is possible to measure the minimum value of the reception intensity of the radio wave due to the interference of the radio wave transmitted by each of the reference base station and the variable base station.
また、請求項4にかかる移動局測位システムによれば、1本の前記ヌルポイント線が前記基準基地局および可変基地局との間に形成されるように、前記基準基地局と前記可変基地局との距離と該基準基地局およ該可変基地局が送信する搬送波の波長との一方が、他方に関連して設定されているので、前記基準基地局と可変基地局との間に生成されるヌルポイント線を1本とすることができ、前記測位部による測位を容易におこなうことができる。 According to the mobile station positioning system according to claim 4, the reference base station and the variable base station so that one null point line is formed between the reference base station and the variable base station. And one of the wavelength of the carrier wave transmitted by the reference base station and the variable base station is set in relation to the other, and is generated between the reference base station and the variable base station. One null point line can be provided, and positioning by the positioning unit can be easily performed.
また、請求項5にかかる移動局測位システムによれば、前記測位部によって前記移動局の位置として複数の候補が算出される場合に、前記複数算出された移動局の位置の候補のうちから前記移動局の位置である可能性が高いものを移動局の位置として選択する移動局位置候補選択部を有するので、前記測位部において移動局の位置の候補として複数の候補が算出される場合であっても、算出された候補の中から移動局の位置を選択することにより移動局の位置を推定することができる。 Further, according to the mobile station positioning system according to claim 5, when a plurality of candidates are calculated as the position of the mobile station by the positioning unit, the mobile station position is calculated from the plurality of calculated mobile station position candidates. Since the mobile station position candidate selection unit that selects a mobile station position that is highly likely to be a mobile station position is included, a plurality of candidates are calculated as mobile station position candidates in the positioning unit. However, the position of the mobile station can be estimated by selecting the position of the mobile station from the calculated candidates.
また、請求項6にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局位置候補選択部は、前記基地局のそれぞれが単独で送信する電波をそれぞれ受信した前記移動局の受信強度測定部において前記受信した電波のそれぞれについて測定された受信強度に基づいて移動局の位置を推定し、前記測位部によって算出された移動局の位置の複数の候補のうち該推定された移動局の位置に最も近いものを移動局の位置として選択するので、前記測位部において移動局の位置の候補として複数の候補が算出される場合であっても、前記受信強度測定部において前記受信した電波のそれぞれについて測定された受信強度に基づいて算出された候補の中から移動局の位置を選択することにより移動局の位置を推定することができる。
Further, according to the mobile station positioning system according to
また、請求項7にかかる移動局測位システムによれば、前記ヌルポイントの生成のために前記基地局のそれぞれが送信する電波の周波数は、前記移動局位置候補選択部における移動局の位置の推定の際に前記基地局のそれぞれから送信される電波の周波数よりも低いものとされるので、ヌルポイント線を必要最小限の本数として良好に形成しつつ、かつ前記ヌルポイント生成のための電波と、前記移動局の測位のための電波とが相互に影響を受けることがない。 Further, according to the mobile station positioning system according to claim 7, the frequency of the radio wave transmitted by each of the base stations for generating the null point is an estimate of the position of the mobile station in the mobile station position candidate selection unit. At that time, the frequency of the radio wave transmitted from each of the base stations is lower than the frequency of the radio wave for generating the null point while forming the null point line well as the minimum necessary number. The radio waves for positioning of the mobile station are not affected by each other.
また、請求項8にかかる移動局測位システムによれば、前記移動局位置候補選択部は、移動局が存在することが許容される領域に関する情報に基づいて、前記複数算出された移動局の位置の候補から移動局の位置である可能性が高いものを選択するので、前記測位部において移動局の位置の候補として複数の候補が算出される場合であっても、移動局が存在することが許容される領域に関する情報に基づいて、移動局10の位置の候補として算出された候補の中から移動局の位置を選択することにより移動局の位置を選択することができる。
According to the mobile station positioning system of claim 8, the mobile station position candidate selection unit is configured to calculate the plurality of mobile station positions calculated based on information related to an area where the mobile station is allowed to exist. Since the mobile station position is highly likely to be the position of the mobile station, the mobile station may exist even when a plurality of candidates are calculated as the mobile station position candidates in the positioning unit. The position of the mobile station can be selected by selecting the position of the mobile station from the candidates calculated as the position candidates of the
また、請求項9にかかる移動局測位システムによれば、前記送信電力可変手段により、前記基準基地局および可変基地局のそれぞれが送信する電波の送信電力が変化させられるので、前記移動局の位置における前記基準基地局からの電波の強度と前記可変基地局からの電波の強度のそれぞれが等しくなるように前記基準基地局および可変基地局のそれぞれが送信する電波の送信電力が変化させられることにより、前記移動局の位置において前記基準基地局からの電波と前記可変基地局からの電波の干渉による電波の受信強度の低下を大きくすることができる。 According to the mobile station positioning system according to claim 9, since the transmission power of the radio wave transmitted by each of the reference base station and the variable base station is changed by the transmission power variable means, the position of the mobile station By changing the transmission power of the radio wave transmitted by each of the reference base station and the variable base station so that the radio wave intensity from the reference base station and the radio wave intensity from the variable base station are equal. In the position of the mobile station, it is possible to increase a decrease in radio wave reception intensity due to radio wave interference from the reference base station and radio wave from the variable base station.
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。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の移動局測位システム8の構成の一例を示した図である。図1に示すように、移動局測位システム8は、移動可能な移動局10、既知の位置に固定され、前記移動局10と無線による通信を行なう機能を有する第1基地局12A、第2基地局12B、および第3基地局12Cの3つの基地局12(以下、第1基地局12A乃至第3基地局12Cを区別しない場合、基地局12という。)、および例えば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る測位サーバ14を含んで構成される。なお、また、各基地局12はそれぞれ、例えば通信ケーブル20によって測位サーバ14と接続されることにより通信可能とされている。
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the mobile station positioning system 8 of the present invention. As shown in FIG. 1, a mobile station positioning system 8 includes a movable
なお、移動局10が移動可能な領域(図1であれば平面)には例えば図1に示すような座標系が設定され、移動局10、基地局12の位置はこの座標系における座標によって表現することができる。
For example, a coordinate system as shown in FIG. 1 is set in an area where the
図2は移動局10の機能の要部を説明するための機能ブロック図である。移動局10は、電波を送受信するためのアンテナ30、無線部32、受信強度測定部34、最小受信強度記録部36、制御部38、時計40、記憶部42などを含んで構成される。この移動局10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マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPU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うことにより、移動局10の前記受信強度測定部34、最小受信強度記録部36、制御部38などの制御作動における処理を実行するようになっている。
FIG. 2 is a functional block diagram for explaining the main part of the function of the
このうち、無線部32はアンテナ30を介して電波の送受信を行なうものであって、移動局10における受信部はこの無線部32に含まれる。無線部32は、アンテナ30を用いて受信した電波のうち、所定の周波数成分のみを取り出すとともに、増幅を行い、さらに、必要な復調処理を行なうことにより受信波に含まれる情報を取り出す。また、無線部32は後述する制御部38によりその作動が切り換えられ、アンテナ30を用いて電波を送信することもできる。この場合、例えば後述する最小受信強度記録部36によって記録された最小受信強度や最小受信強度測定時刻などについての情報を含む信号波により所定の周波数の搬送波を変調し、アンプなどを用いて出力の増幅を行い、アンテナ30を用いて送信する。
Among these, the
受信強度測定部34は、無線部32によって受信された受信波の強さである受信強度を測定し、例えば後述する時計40などを参照することによって得られる測定時刻とともに記憶部42などに記録する。この受信強度としては、受信電力などが好適に用いられる。
The reception
最小受信強度記録部36は、前記受信強度測定部34により前記受信強度が測定された後に、前記受信強度の極小値を抽出し、抽出された極小値と前記所定の周期とに基づいて受信強度の最小値を決定し、受信強度が最小となった際の時刻を最小受信強度測定時刻として記録する。
The minimum received
具体的にはたとえば、最小受信強度記録部36は、後述する干渉パラメータ設定部74が可変基地局12varの送信波制御パラメータの所定の変化を反復して実行する場合に、例えば、前記受信強度測定部34により測定される受信波の受信強度が極小となった場合の極小値と、受信強度がその極小値となった際の時刻を極小受信強度測定時刻として記録する。そして、前記位相差周期変化部77が前記干渉パラメータ設定部74を反復実行する周期と等しい周期により発生している極小値および極小受信強度測定時刻のいずれかを、基準基地局12fixの送信する電波と可変基地局12varの送信する電波との干渉波の最小受信強度および最小受信強度測定時刻として記録する。なお、記録する最小受信強度および最小受信強度測定時刻としては、前記位相差周期変化部77が前記干渉パラメータ設定部74を反復実行する周期と等しい周期により発生している極小値および極小受信強度測定時刻であればいずれであってもよい。
Specifically, for example, when the interference parameter setting unit 74 (to be described later) repeatedly executes a predetermined change in the transmission wave control parameter of the variable base station 12var, the minimum reception
このようにすれば、例えば、マルチパス、すなわち地面や床による反射波が不規則に発生し、このマルチパスによる反射波との干渉により受信強度が極小値となった場合において、このマルチパスによる反射波との干渉による受信強度の極小値は受信強度の最小値から除外することができる。すなわち、このマルチパスによる反射波との干渉による受信強度の極小値が、基準基地局12fixの送信する電波と可変基地局12varの送信する電波との干渉波の受信強度の最小値よりも小さい場合において、前記マルチパスによる反射波との干渉により生ずる受信強度の極小を、前記基準基地局12fixの送信する電波と可変基地局12varの送信する電波との干渉波の受信強度の極小として誤って検出することが防止される。 In this way, for example, when a multipath, that is, a reflected wave due to the ground or floor is irregularly generated and the reception intensity becomes a minimum value due to interference with the reflected wave due to the multipath, the multipath The minimum value of the reception intensity due to the interference with the reflected wave can be excluded from the minimum value of the reception intensity. That is, when the minimum value of the reception intensity due to the interference with the reflected wave by the multipath is smaller than the minimum value of the reception intensity of the interference wave between the radio wave transmitted by the reference base station 12fix and the radio wave transmitted by the variable base station 12var. , The minimum of the reception intensity caused by the interference with the reflected wave by the multipath is erroneously detected as the minimum of the reception intensity of the interference wave between the radio wave transmitted by the reference base station 12fix and the radio wave transmitted by the variable base station 12var. Is prevented.
記憶部42はいわゆるメモリなどの記憶装置であり、前記受信強度測定部34により測定された受信波の受信強度とその受信強度を測定した際の時刻や、前記最小受信強度記録部36によって記録された前記受信強度の最小値やその測定時刻である最小受信強度測定時刻などが関連付けられて読み出し可能に記憶される。
The
制御部38は、移動局10の作動を制御する。具体的には例えば、予め定められた手順に従って、前記無線部32における電波の送信機能と受信機能とを切り換える。また、後述するように、測位サーバ14からの指令(作動に関するコマンド)を無線を介して受信した場合には、かかる指令に応じた作動を移動局10に行なうように移動局10を制御する。
The
時計40は必要に応じて時刻情報を提供するものである。例えば前述のように、受信強度測定部34において受信強度が測定される際にはその測定時刻を特定するためにこの時計40の時刻が参照される。なお、時計40は予め、後述する基地局12の時計60と同期させられており、移動局10の時計40における時刻と基地局12の時計60の時刻とは同じものとされている。
The
図3は基地局12の機能の要部を説明するための機能ブロック図である。基地局12は、電波を送受信するためのアンテナ50、無線部52、移相部54、発振部56、同期部58、時計60、制御部62、通信インタフェース部64などを含んで構成される。基地局12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マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPU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うことにより、基地局12の前記制御部62、同期部58などにおける処理を実行するようになっている。
FIG. 3 is a functional block diagram for explaining a main part of the functions of the
このうち、無線部52は、前述の移動局10の無線部32と同様に、電波を送信および受信する機能を有するものであって、後述する発振部56や移相部54などによって生成される出力波を所定の出力に増幅してアンテナ50を介して送信する。すなわち各基地局12における送信部はこの無線部52に含まれる。また、移動局10の作動に関する指令を後述する測位サーバ14から受け取った場合には、この移動局10の作動に関する指令を、無線により移動局10に送信する。これは、測位サーバ14が無線部、すなわち無線により移動局10と通信を行なう機能を有していないため、測位サーバ14とは通信ケーブル20で通信可能に接続され、また移動局10とは無線により通信を行なおうとされている基地局12が測位サーバ14から移動局10への指令を中継するためである。
Among these, the
また、後述する制御部62によってその送信機能と受信機能とが切り換えられることによって受信機能が有効とされた場合には、無線部52は、アンテナ50を用いて電波を受信し、復調するなどにより電波に含まれる情報を取り出す。具体的には、例えば移動局10によって送信された電波を受信することにより、移動局10から送信される電波に含まれる情報、例えば前記最小受信強度記録部36によって記録された受信強度の最小値や最小受信強度測定時刻に関する情報を得る。
In addition, when the reception function is enabled by switching between the transmission function and the reception function by the
移相部54は、前記無線部52によって送信される電波、すなわち搬送波の位相を、後述する測位サーバ14の干渉パラメータ設定部74によって設定される送信波制御パラメータに基づいて制御する。具体的には、前記無線部52によって送信される電波の位相を、前記送信波制御パラメータの値に基づいて定められる進み量あるいは遅れ量だけ、進ませる、あるいは遅らせる。
The
発振部56は、前記無線部52によって送信される電波、すなわち搬送波を生成する。このとき、発振部56が生成する搬送波の周波数は、例えば、前記制御部62において設定される。具体的には、他の基地局12とともに同時に電波を送信することにより電波の干渉を発生させる場合には、自局と他の移動局12との距離を考慮して、例えば干渉により電波の受信強度が最小となる点を表すヌルポイントの連なりであるヌルポイント線が、自局と前記他の基地局12との間に1本だけ形成されるような周波数条件を選定して設定される。この時各基地局12の発振部56は周知のPLL(Phase Locked Loop)制御などにより互いに位相同期しているように制御される。また、自局が単独で電波を送信する場合には、前記他の基地局12とともに送信する電波の周波数よりも低い周波数に設定される。
The oscillating
時計60は、移動局10の時計40と同様に、必要に応じて時刻情報を提供するものである。例えば前記移相部54における搬送波の位相の変化が、時間の経過に伴って行なわれる場合には、この時計60の時刻が参照される。なお、時計60は予め、後述する同期部58により他の基地局12の時計60や移動局10の時計40と同期させられる。
The
同期部58は、基地局12の時計60と他の基地局12の時計60、および移動局10の時計40のそれぞれの時刻を同期させる。この同期部58は、時計合わせ処理の対象である前記他の基地局12や移動局10と協調して作動する。例えば、自局から他の基地局12に対し電波を送信し、前記他の基地局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に基づいて前記自局から他の基地局12への電波の伝搬時間を算出するとともに、同様に、他の基地局12から自局に対し電波を送信し、他の基地局から自局への電波の伝搬時間を算出し、これらを比較することによって自局の時計60と他の基地局12の時計60との時刻のずれを算出し、算出された時刻のずれに基づいて自局の時計60あるいは他の基地局12の時計60の時刻を補正することによって、自局の時計60の時刻と、他の基地局12が有する時計60の時刻とを同期させる。より具体的には、自局の時計60の時刻が、他の基地局12の時計60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との間の電波の伝搬時間の真値をt0(秒)とすると、自局から他の基地局12への電波の伝搬時間はt1=t0−tdとして算出され、他の基地局12から自局への電波の伝搬時間はt2=t0+tdとして算出される。したがって、これらより自局の時計60と他の基地局12の時計60との時刻のずれtdは、td=(t2−t1)/2として算出される。このように算出された時刻のずれtdだけ自局の時計50を遅らせるか、あるいは他の基地局12の時計50を進めることにより、自局の時計50の時刻と他の基地局12の時計50の時刻とは同期される。また、移動局10に対しても同様の作動を行なうことにより、基地局12の時計60の時刻と移動局10の時計40の時刻とは同期される。
The
制御部62は、基地局12の作動を制御する。具体的には例えば、予め定められた手順に従って、前記無線部52における電波の送信機能と受信機能とを切り換える。また、移相部54における位相を進めあるいは遅らせる量を制御し、あるいは発振部56において発生される搬送波の周波数を制御する。また、後述するように、測位サーバ14からの指令に応じ基地局12を制御する。
The
通信インタフェース部64は、通信ケーブル20を介して接続された測位サーバ14との間で必要となる情報を送受信する。例えば、基地局12は、移動局の最小受信強度記録部36において記録された最小受信強度および最小受信強度測定時刻に関する情報を、移動局10と基地局12との間の無線通信を介して移動局10から受信するとともに、測位サーバ14に対して送信する。また、測位サーバ14から送信された、基地局12の作動を指令するコマンド等についての情報を通信インタフェース部64を介して受信する。
The
図4は、測位サーバ14の機能の要部を説明するための機能ブロック図である。測位サーバ14は、通信インタフェース部70、基地局12の移相部54などの作動を決定する送信波制御パラメータを設定する干渉パラメータ設定部74、移動局の位置の算出を行なう測位部78、前記測位部によって複数の移動局の位置の候補が算出された場合にその中から最も実際の移動局の位置と思われるものを選択する移動局位置候補選択部84、必要に応じて情報を読み出し可能に記憶する記憶部90などを備える。特に、前記干渉パラメータ設定部74、測位部78、移動局位置候補選択部84などは、測位サーバ14の有するCPUの有する演算機能を用いて提供される演算部72に対応する。
FIG. 4 is a functional block diagram for explaining the main part of the function of the
このうち、通信インタフェース部70は、通信ケーブル20を介して接続された各基地局12との間で必要となる情報を送受信する。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についての情報を通信インタフェース部70を介して送信する。また、測位サーバ14は、基地局12が移動局10から受信した、移動局10における最小受信強度および最小受信強度測定時刻に関する情報などを通信インタフェース部70を介して受信する。
Among these, the
干渉パラメータ設定部74は、基地局選択部76を含んで構成される。この基地局選択部76は、3つ以上の基地局12のうち、いずれか2つの基地局12を、後述するパラメータ設定部74による送信波制御パラメータの設定対象として選択する。また、干渉パラメータ設定部74は、前記基地局選択部76によって選択された2つの基地局12(以下「基地局組」という。)がそれぞれ送信する電波(搬送波)の性質を決定する送信波制御パラメータを設定する。このとき、干渉パラメータ設定部74は、前記基地局組を構成する一方の基地局12を基準基地局12fixとし、その送信波制御パラメータを固定するとともに、他方の基地局12を可変基地局12varとし、その送信波制御パラメータを時刻の経過に伴って所定の変化をさせる。本実施例においては、干渉パラメータ設定部74が設定する送信波制御パラメータは、具体的には、前記基地局組のそれぞれの基地局12の移相部54において搬送波の位相を進めるもしくは遅らせる際の進め量もしくは遅れ量であり、前記基準基地局12fixからは固定された進め量もしくは遅れ量によって位相が変化させられた搬送波が送信される一方、前記可変基地局12varからは、時刻の経過に伴って変化する進め量もしくは遅れ量によって位相が変化させられた搬送波が送信される。すなわち、基準基地局12fixから発生される搬送波と可変基地局12varから発生される搬送波の位相差は時間と共に変化する。
The interference
好適には、前記干渉パラメータ設定部74は、前記基準基地局12fixから送信される搬送波の位相と前記可変基地局12varから送信される搬送波の位相との位相差が所定の間隔ごとに所定の増分によりステップ状に変化するように、前記送信波制御パラメータを設定する。ここで、前記所定の間隔は、例えば、移動局10の受信強度測定部34が1回の受信強度の測定を行なうのに十分な時間であり、また、前記所定の増分は、測位の精度と、測位に要する時間とに基づいて決定される量である。すなわち、より詳細な測位を実行する場合には、前記所定の増分をより小さくする一方、測位に要する時間を短縮するためには前記所定の増分をより大きくするように決定される。
Preferably, the interference
図5は、前記干渉パラメータ設定部74によって送信波制御パラメータが設定された場合の、前記基準基地局12fixと可変基地局12varの周囲において生ずる電波の干渉と、その時間変化を説明する図である。前記基準基地局12fixおよび可変基地局12varのそれぞれからコヒーレントな搬送波が送信される場合、両搬送波は干渉を生じる。この干渉により、前記両搬送波を同時に受信した場合にその受信強度が最小(略0)となる位置が存在する。この位置をヌルポイントと呼ぶ。図5において実線で表された曲線102a乃至102fは、ある時刻、すなわち前記基準基地局12fixの送信する搬送波と可変基地局12varの送信する搬送波の位相差がある値である場合において、前記ヌルポイントを表す点を連ねて得られる曲線であるヌルポイント線を表している。ここで、前記ヌルポイントとは、前記基準基地局12fixから送信される搬送波と前記可変基地局12varから送信される搬送波とが弱め合う点、すなわち、前記基準基地局12fixから送信される搬送波の位相と前記可変基地局12varから送信される搬送波の位相がπだけずれて到着する点である。従って、前記基準基地局12fixおよび前記可変基地局12varが送信する搬送波の波長をλとすると、前記ヌルポイント線は、前記基準基地局12fixからの距離と前記可変基地局12varとの距離との差が(2n+1)×λ/2である点の連なりである曲線である。具体的には例えば、図5において、ヌルポイント線102aは前記基準基地局12fixからの距離と前記可変基地局12varとの距離との差が5×λ/2である点の連なりであり、ヌルポイント線102bは前記基準基地局12fixからの距離と前記可変基地局12varとの距離との差が3×λ/2である点の連なりであり、ヌルポイント線102cは前記基準基地局12fixからの距離と前記可変基地局12varとの距離との差がλ/2である点の連なりであり、ヌルポイント線102dは前記基準基地局12fixからの距離と前記可変基地局12varとの距離との差が−λ/2である点の連なりであり、ヌルポイント線102eは前記基準基地局12fixからの距離と前記可変基地局12varとの距離との差が−3×λ/2である点の連なりであり、ヌルポイント線102dは前記基準基地局12fixからの距離と前記可変基地局12varとの距離との差が−5×λ/2である点の連なりである。このヌルポイント線は、例えば基準基地局12fixからの電波と可変基地局12varからの電波とが同位相である場合には、双曲線状の曲線となる。
FIG. 5 is a diagram for explaining the radio wave interference generated around the reference base station 12fix and the variable base station 12var and the time change thereof when the transmission wave control parameter is set by the interference
なお、ヌルポイント線102a乃至102fの基準基地局12fixおよび可変基地局12var間における本数(図5においては6本)は、基準基地局12fixおよび可変基地局12var間の距離と基準基地局12fixおよび可変基地局12varが送信する搬送波の波長の両者に関連して定まる。逆に、前記基準基地局12fixおよび可変基地局12varのそれぞれが送信する搬送波の波長および前記基準基地局12fixおよび可変基地局12var間の距離の両者を関連して設定することにより、基準基地局12fixおよび可変基地局12var間に生ずるヌルポイント線102の本数を設定することができる。例えば、前記基準基地局12fixおよび可変基地局12varのそれぞれが送信する搬送波の波長が前記基準基地局12fixおよび可変基地局12var間の距離より長くなるように、前記基準基地局12fixおよび可変基地局12varの発振部52によって生成される搬送波の周波数を決定することにより、基準基地局12fixおよび可変基地局12var間に生ずるヌルポイント線102の本数を1本とすることができる。
Note that the number of
ここで、基準基地局12fixおよび可変基地局12varが送信する搬送波の周波数が同一であり、かつ固定値である場合には、前記ヌルポイント線102a乃至102f(以下、これらを区別しない場合には「ヌルポイント線102」という。)の位置は、前記基準基地局12fixおよび可変基地局12varのそれぞれが送信する搬送波の位相差に応じてその位置が変化する。一方、前述のように、前記干渉パラメータ設定部74は、基準基地局12fixが送信する搬送波の位相の進め量もしくは遅れ量を固定する一方、可変基地局12varが送信する搬送波の位相の進め量もしくは遅れ量を時刻とともに変化させるので、前記基準基地局12fixおよび可変基地局12varのそれぞれが送信する搬送波の位相差も時刻と共に変化し、従って、前記ヌルポイント線102の位置も時刻とともに変化する。
Here, when the frequencies of the carrier waves transmitted by the reference base station 12fix and the variable base station 12var are the same and are fixed values, the
図5の破線および一点鎖線は、前記基準基地局12fixおよび可変基地局12varのそれぞれが送信する搬送波の位相差の変化に伴って変化する前記ヌルポイント線102の位置の変化を説明する図である。図5においては、当初実線102a乃至102fで表されていたヌルポイント線は、前記干渉パラメータ設定部74によって前記可変基地局12varが送信する搬送波の位相の進め量もしくは遅れ量が時刻とともに変化するのに伴って、具体的には、可変基地局12varが送信する搬送波の位相の進み量を大きくするに従って、破線で表されたヌルポイント線104a乃至104f、続いて一点鎖線で表されたヌルポイント線106a乃至106fのように、その位置がそれぞれ変化する。
The broken line and the alternate long and short dash line in FIG. 5 are diagrams for explaining the change in the position of the null point line 102 that changes with the change in the phase difference of the carrier wave transmitted by each of the reference base station 12fix and the variable base station 12var. . In FIG. 5, the null point lines originally represented by
図4に戻って、干渉パラメータ設定部74は、図4に示すように位相差周期変化部77を有する。この位相差周期変化部77は、前記干渉パラメータ設定部74が実行する前記可変基地局12varの送信波パラメータを時刻の経過に伴った所定の変化を所定の周期で反復実行する。具体的には、前記干渉パラメータ設定部74が、前記基準基地局12fixから送信される搬送波の位相と前記可変基地局12varから送信される搬送波の位相との位相差が所定の間隔ごとに所定の増分によりステップ状に変化するように前記送信波制御パラメータを設定する場合には、この所定の変化を前記所定の周期により反復実行する。前記所定の周期は、例えば、前記干渉パラメータ設定部74が可変基地局12varの送信波制御パラメータの所定の変化を行なうのに要する時間である。また、この位相差周期変化部77は、前記干渉パラメータ設定部74による可変基地局12varの送信波制御パラメータの前記所定の変化を2回以上の所定の回数(例えばN回)実行する。この所定の回数は、例えばマルチパスによる干渉が多発する場合には多くすることにより、移動局10において基準基地局12fixおよび可変基地局12varのそれぞれからの電波による干渉波を正確に識別できるようにすることができる。
Returning to FIG. 4, the interference
より具体的には、前記干渉パラメータ設定部74は、前記可変基地局12varの送信波制御パラメータを変化させることにより、前記基準基地局12fixが送信する電波の位相と前記可変基地局12varが送信する電波の位相との位相差を−πからπまで変化させる場合において、位相差周期変化部77は、前記位相差がπとなった後、−πとなるように前記可変基地局12varの送信波制御パラメータを設定する。そして、前記干渉パラメータ設定部74は前記位相差が−πからπまで変化するように再度前記送信波制御パラメータを変化させる。
More specifically, the interference
ヌルポイント線位置算出部80は、特定された時刻における前記干渉パラメータ設定部74によって設定された送信波制御パラメータに基づいて、例えば図1に示す座標系におけるヌルポイント線の位置を算出する。具体的には、前述のように前記基準基地局12fixおよび前記可変基地局12varが送信する搬送波の波長をλとすると、前記ヌルポイント線として、前記基準基地局12fixからの距離と前記可変基地局12varとの距離との差が(2n+1)×λである点の連なりである曲線の位置を算出する。このとき、前記基準基地局12fixおよび前記可変基地局12varが送信する搬送波の位相は、それぞれ前記干渉パラメータ設定部74によって制御される前記送信波制御パラメータに基づいて決定され、特に可変基地局12varが送信する搬送波の位相は時刻とともに変化させられるが、前記特定された時刻における値が用いられる。
The null point line
ここで、前記特定された時刻とは、好適には、前記移動局10が前記基準基地局12fixおよび前記可変基地局12varの両方からの電波を同時に受信する場合において、移動局10の最小受信強度記録部36により受信強度としての受信電力が最小となった際の最小受信強度測定時刻が用いられる。このようにすれば、前記ヌルポイント線位置算出部80によって位置が算出されるヌルポイント線は、前記移動局10を通るものであるので、前記移動局10の位置を含む曲線の位置を特定できる。
Here, the specified time is preferably the minimum reception intensity of the
図6および図7は、前記ヌルポイント線位置算出80によるヌルポイント線の位置の算出を説明する図である。図6に示すように、前述のように、前記基準基地局12fixおよび可変基地局12varのそれぞれが送信する搬送波の波長が前記基準基地局12fixおよび可変基地局12var間の距離より長くなるように、前記基準基地局12fixおよび可変基地局12varの発振部52によって生成される搬送波の周波数が決定されており、基準基地局12fixおよび可変基地局12var間に生ずるヌルポイント線102の本数は1本となっている。また、前記基地局選択部76により、基地局組として第1基地局12Aおよび第2基地局12Bが選択されている。
6 and 7 are diagrams illustrating the calculation of the position of the null point line by the null point
干渉パラメータ設定部74は、前記第1基地局12Aを基準基地局12fixとし、その移相部54における搬送波の位相の進み量/遅れ量を一定に保つ一方、前記第2基地局12Bを可変基地局12varとし、その位相部54における搬送波の位相の進み量/遅れ量を時刻とともに変化させる。その結果、前記基準基地局12fixにより送信される搬送波の位相と前記可変基地局12varにより送信される搬送波の位相との位相差は時刻と共に変化し、前記基準基地局12fixにより送信される搬送波と前記可変基地局12varにより送信される搬送波との干渉によって生ずる前記ヌルポイント線の位置も時刻と共に変化する。図7は、干渉パラメータ設定部74による前記位相差の変化に伴う前記ヌルポイント線の位置の変化の一例を説明する図である。図7に示すように、時刻t11において曲線111に示す位置にあった1本のヌルポイント線は、前記可変基地局12varである第2基地局12Bの位相部54における搬送波の位相の進み量/遅れ量の変化にともなって、時刻t12においては曲線112の位置に、時刻t13においては曲線113の位置に、時刻t14においては曲線114の位置に、時刻t15においては曲線115の位置に、時刻t16においては曲線116の位置に、それぞれ移動する。なお、前記位相差同期変化部77により前述の曲線111乃至曲線116に示すようなヌルポイント線の位置の変化が所定の周期により繰り返されるが、本図の説明においては、繰り返しについての説明は省略している。
The interference
一方、移動局10は前記基準基地局12fixにより送信される搬送波と前記可変基地局12varにより送信される搬送波の合成波を受信しており、受信強度測定部34によりその合成はの受信電力を受信強度として測定している。そして、最小受信強度記録部36によりその受信強度が最小となった最小受信強度測定時刻として時刻t=t13を記録する。
On the other hand, the
そこで、ヌルポイント線位置算出部80は、移動局10が最小の受信強度を記録した最小受信強度測定時刻である時刻t=t13の際において、前記干渉パラメータ設定部74が設定していた送信波制御パラメータを前記干渉パラメータ設定部74から読み出し、その送信波制御パラメータに対応する前記基準基地局12fixである第1基地局12Aの移相部54における搬送波の位相の進み量/遅れ量と、前記可変基地局12varである第2基地局12Bの位相部54における搬送波の位相の進み量/遅れ量とを用いて、ヌルポイント線の位置を算出する。図6および図7においては、前記基準基地局12fixと前記可変基地局12varとの間に一本のヌルポイント線が生ずることから、前記ヌルポイント線の位置は、前記基準基地局12fixからの距離D1と前記可変基地局12varからの距離D2との差が例えばλ/2である点Qの連なりとして、例えば図1に示す座標におけるxとyの関係を表す式として算出される。そして、算出されたヌルポイント線は、移動局10を通る曲線となっている。
Therefore, the null point line
図4に戻って、測位部78は、移動局10の位置を算出するものであって、ヌルポイント線交点算出部82を含んで構成される。このヌルポイント線交点算出部82は、前述の干渉パラメータ設定部74およびヌルポイント線位置算出部80が複数の基地局組に対して実行されることによって得られる複数のヌルポイント線の交点を算出する。すなわち、前述のように、ヌルポイント線の位置は例えば座標上のxとyの式として得られることから、複数のヌルポイント線の交点は、複数のヌルポイント線に対応する式を同時に満たす方程式を解くことにより解を得ることで算出される。そして、測位部78はヌルポイント線交点算出部82によって算出された前記ヌルポイント線の交点を移動局10の位置とする。なお、例えば移動局10の時計40と基地局12の時計60との誤差などや、受信強度の測定誤差などによって、例えば3本以上のヌルポイント線の交点が存在しない場合には前記ヌルポイント線交点算出部82により交点が算出されない場合が考えられるが、この場合、例えば最小2乗法などにより近似解を算出することによって解を得ることができる。
Returning to FIG. 4, the
図8は、前記測位部78による移動局10の位置の測定を説明する図である。図8において、曲線113は基地局組として第1基地局12Aおよび第2基地局12Bを選択した場合に、移動局10において受信電力の最小値を記録した最小受信強度測定時刻の際のヌルポイント線であり、曲線120および曲線122は、それぞれ基地局組として第1基地局12Aおよび第3基地局12Cを選択した場合、基地局組として第2基地局12Bおよび第3基地局12Cを選択した場合の、移動局10において受信電力の最小値を記録した最小受信強度測定時刻の際のヌルポイント線である。前記ヌルポイント線交点算出部82は、これらのヌルポイント線113、120、122の交点Cの位置を算出する。そして、測位部78はこの交点Cの位置を移動局10の位置であるとする。
FIG. 8 is a diagram for explaining the measurement of the position of the
測距部92は、各基地局12と移動局10との間の距離を、各基地局12のそれぞれが単独で送信した電波を受信した移動局10における受信強度に基づいて算出する。具体的には例えば、測距部92は、各基地局12のいずれかに対し、その無線部52により所定の出力により電波を送信させると共に、移動局10に対し、その受信強度測定部34により基地局12から送信された電波の受信強度、例えば受信電力Vrを測定させる。このとき、前記電波を送信する基地局12以外の基地局は電波の送信を行なわないので、移動局10においては、いずれか1の移動局が前記所定の出力により送信した電波の受信強度が測定される。この受信強度の測定を全ての基地局12について実行することにより、各基地局12のそれぞれが前記所定の出力により電波を送信した際の前記移動局10における受信強度がそれぞれ測定される。
The
一方、測距部92は、所定の出力によって送信された電波の受信電力と電波の伝搬距離との関係を予め実験的に、あるいはシミュレーションにより有している。そして、測定された各基地局12が送信した電波の移動局10における受信電力をそれぞれ前記関係に適用することによって、各基地局12と移動局10との距離を算出する。図9は前記所定の出力によって送信された電波の受信電力と電波の伝搬距離との関係の一例であって、デシベル単位で表された受信電力Vr(dBm)と移動局と基地局との距離L(m)との関係が示されている。この関係は、例えば、次式(1)によって得られる。
Vr=−20log(4×π×D×f/c)+GTA+GRA+PT …(1)
ここで、fは移動局10と簡易基地局13の間で送受信される電波の周波数(Hz)、cは電波の速度(m/s)、GTAは移動局10のアンテナ62の送信アンテナゲイン(dBi)、GRAは簡易基地局13のアンテナ90の受信アンテナゲイン(dBi)、PTは移動局10の無線部60における送信パワー(dBm)である。
On the other hand, the
Vr = −20 log (4 × π × D × f / c) + G TA + G RA + P T (1)
Here, f is the frequency (Hz) of radio waves transmitted and received between the
なお、好適には、前記干渉パラメータ設定部74によって送信波制御パラメータが設定され、複数の基地局12から同時に電波を送信する際の電波の周波数は、この測距部92による受信電力の測定の際に基地局12から送信される電波の周波数よりも低いものとされる。これは、次のような理由によるものである。前記測位部78における移動局10の位置の算出の際には、前記基地局組を構成する2つの基地局の間に生ずるヌルポイント線の数が少ないほうが、算出される移動局10の位置の候補が少なくなる。そのため、前記干渉パラメータ設定部74によって送信波制御パラメータが設定され、基地局組として選択された2つの基地局12から同時に電波を送信する際の電波の周波数は、前記2つの基地局の間に生ずるヌルポイント線の本数を少なくするように設定される。具体的には、前記基準基地局12fixおよび可変基地局12var間の周囲に電波の干渉を生じさせ、例えば前述の図6のように一本のヌルポイント線を生じさせるためには、例えば前記基準基地局12fixおよび可変基地局12varの間隔が30mである場合には、前記基準基地局12fixおよび可変基地局12varが送信する電波が10MHz以下の周波数となるように前記干渉パラメータ設定部74は前記送信は制御パラメータを設定する。
Preferably, a transmission wave control parameter is set by the interference
一方、前記測距部92により各基地局12のそれぞれから電波が送信される際には、その周波数は通常400MHz乃至5GHzの周波数帯が用いられる。このように、前記干渉パラメータ設定部74によって送信波制御パラメータが設定され、複数の基地局12が同時に電波を送信する際と、測距部92による受信電力の測定の際に基地局12が送信する際には、それぞれ異なった周波数帯の電波が用いられ、前記干渉パラメータ設定部74によって送信波制御パラメータが設定され、複数の基地局12から同時に電波を送信する際の電波の周波数は、この測距部92による受信電力の測定の際に基地局12から送信される電波の周波数よりも低いものとされる。
On the other hand, when radio waves are transmitted from each of the
このようにすれば、前記干渉パラメータ設定部74によって送信波制御パラメータが設定され、複数の基地局12から同時に送信される電波と、測距部92による受信電力の測定の際に基地局12から送信される電波とが互いに影響を受けることが無いので、前記干渉パラメータ設定部74によって送信波制御パラメータが設定され、複数の基地局12による電波の送信の後に、電波環境が静になるまで待つことなく、続いて測距部92による受信電力の測定の際に基地局12による電波の送信が行なわれることが可能である。
In this way, the transmission wave control parameter is set by the interference
なお、このように基地局12が2つの異なった周波数帯の電波を送信する場合には、基地局12はこの2つの異なった周波数帯の電波の送信に適したアンテナ50および無線部52を有してもよい。例えば、アンテナ50としては、前記2つの異なった周波数帯の両方の電波を送信することができるアンテナが用いられても良いし、各周波数帯の電波の送信に適した2つのアンテナがそれぞれ用いられてもよい。同様に、移動局10が2つの異なった周波数帯の電波を受信する場合には、移動局10はこの2つの異なった周波数帯の電波の受信に適したアンテナ30および無線部32を有してもよい。
When the
移動局位置候補選択部84は、前記測位部78によって移動局10の位置の算出が行なわれた場合に、複数の候補が算出された場合に、前記測位部78が測位を行なったのとは異なる方法に基づいて、前記複数の候補から移動局10の位置を選択する。移動局位置候補選択部84は例えば、位置推定部86および領域比較部88を有する。
When the position of the
このうち、位置推定部86は、前記測距部92において算出された各基地局12と移動局10との距離に基づいて、移動局10の位置を推定する。図10は、位置推定部86による移動局10の位置の推定を説明する図である。前記測距部92によって、第1基地局12Aと移動局10との距離がL1、第2基地局12Bと移動局10との距離がL2、第3基地局12Cと移動局10との距離がL3と算出された場合、位置推定部86は、移動局10の位置を、第1基地局12Aを中心とする半径L1の円と、第2基地局12Bを中心とする半径L2の円と、第3基地局12Cを中心とする半径L3の円の交点であると推定する。すなわち、第1基地局12Aの位置を表す座標が(x1,y1)、第2基地局12Bの座標が(x2,y2)、第3基地局12Cの座標が(x3,y3)である場合において、移動局10の位置を表す座標を(xp,yp)とすると、位置推定部86は、
(x1−xp)2+(y1−yp)2=L1 2
(x2−xp)2+(y2−yp)2=L2 2
(x3−xp)2+(y3−yp)2=L3 2 …(2)
の3式を同時に満たす解(xp,yp)を算出し、これを移動局10の位置であると推定する。
Among these, the position estimation unit 86 estimates the position of the
(X 1 −x p ) 2 + (y 1 −y p ) 2 = L 1 2
(X 2 −x p ) 2 + (y 2 −y p ) 2 = L 2 2
(X 3 −x p ) 2 + (y 3 −y p ) 2 = L 3 2 (2)
The solution (x p , y p ) that simultaneously satisfies the following three equations is calculated, and this is estimated to be the position of the
移動局位置候補選択部84は、位置推定部86によって推定された移動局10の位置(xp,yp)と、前記測位部78によって算出された移動局10の位置の複数の候補のそれぞれとの距離を算出し、その距離が最も短いものを移動局10の位置であるとして選択する。
The mobile station position
図11は、移動局位置候補選択部84が位置推定部86とともに移動局の位置の複数の候補から移動局10の位置を選択する場合を説明する図である。本図11において、前記ヌルポイント線位置算出部80により、第1基地局12Aおよび第2基地局12Bが基地局組として選択された際に生じたヌルポイント線110として複数の曲線110a、110b、…の位置が算出され、第1基地局12Aおよび第3基地局12Cが基地局組として選択された際に生じたヌルポイント線120として複数の曲線120a、120b、…の位置が算出され、また、第2基地局12Bおよび第3基地局12Cが基地局組として選択された際に生じたヌルポイント線122として複数の曲線122a、122b、…の位置が算出されている。なお、図11においては、前記ヌルポイント線のうち、110a、110b、120a、122a、122bのみが記載されている。
FIG. 11 is a diagram for explaining a case where the mobile station position
このとき、ヌルポイント線交点算出部82は、前記ヌルポイント線110、120、および122の交点として、C1およびC2を算出する。そして、測位部78は、前記C1およびC2を移動局10の位置の候補とする。かかる場合において、前記位置推定部86は前記測距部92により算出される各基地局12と移動局10との距離に基づいて、移動局10の位置を推定する。この位置推定部86により推定された移動局10の推定位置がPであるとする。移動局位置候補選択部84は、前記測位部78により算出された移動局10の位置の候補であるC1およびC2のそれぞれと、前記位置推定部86による移動局10の推定位置Pとの距離をそれぞれ算出する。そして、算出された前記候補C1と推定位置Pとの距離d1および候補C2と推定位置Pとの距離d2との距離を比較し、距離が小さくなる候補(図11の例であればd1>d2であるので、候補C2)を移動局10の位置であるとする。
At this time, the null point line
図4に戻って、領域比較部88は、前記測位部78により算出された移動局10の位置の候補と、移動局10が存在し得る領域である存在可能領域126の位置とを比較し、前記移動局10の位置の候補のそれぞれが、前記存在可能領域126の内部に位置するか、外部に位置するかを判断する。この存在可能領域とは、例えば移動局10が壁で仕切られた室内の床面内を移動する場合など、移動可能な領域が制限されている場合に、移動局10が存在し得る領域であり、例えば、図1において定義された座標における領域として予め定義されている。
Returning to FIG. 4, the
移動局位置候補選択部84は、領域比較部88によって前記存在可能領域126の外部に位置すると判断された移動局10の位置の候補を、移動局10の位置の候補から除外する。すなわち、前記存在可能領域126の内部に位置すると判断された移動局10の位置の候補を、移動局10の位置であるとして選択する。
The mobile station position
図12は、移動局位置候補選択部84が領域比較部88とともに移動局の位置の複数の候補から移動局10の位置を選択する場合を説明する図である。図12においては、図11の場合と同様に、前記ヌルポイント線110、120、および122の交点であるC1およびC2が測位部78により移動局10の位置の候補とされている。
FIG. 12 is a diagram for explaining the case where the mobile station position
図12においては、移動局10は壁130で囲まれた存在可能領域126の内部を移動可能とされており、移動可能領域126の位置に関する情報は予め得られている。かかる場合において、領域比較部88は、前記移動可能領域126の位置と、移動局10の位置の候補であるC1およびC2とを比較し、前記候補C1およびC2がそれぞれ移動可能領域126の内部に位置するか外部に位置するかを判断する。すなわち、図12においては、候補C1は移動可能領域126の外部に位置すると判断し、候補C2は移動可能領域126の内部に位置すると判断する。
In FIG. 12, the
移動局位置候補選択部84は、領域比較部88により移動可能領域126の外部に位置する判断された候補C1を移動局10の位置の候補から除外することにより、候補C2を移動局10の位置であるとして選択する。
The mobile station position
また、記憶部90は、いわゆるメモリなどの記憶手段であり、必要に応じて情報を読み出し可能に記憶する。例えば、前記干渉パラメータ設定部74において設定された送信波制御パラメータの内容や、前記ヌルポイント線位置算出部80によって算出されたヌルポイント線の位置、前記ヌルポイント線交点算出部82において算出されたヌルポイント線の交点の位置、測位部78によって算出された移動局10の位置あるいは位置の候補などについての情報や、通信ケーブル20を介して基地局12より得られた情報、例えば移動局10における最小受信強度測定時刻などについての情報が記憶される。
The
図13および図14は、本発明の移動局測位システム8の制御作動の概要を説明するフローチャートである。なお、本フローチャートは紙面の都合上図13および図14に分割されて表示されている。まず、基地局選択部76に対応するステップ(以下「ステップ」を省略する。)SA1においては、移動局測位システム8に存在する3つ以上の基地局12から前記基地局組として2つの基地局が選択される。
13 and 14 are flowcharts for explaining the outline of the control operation of the mobile station positioning system 8 of the present invention. This flowchart is divided and displayed in FIGS. 13 and 14 for the sake of space. First, in a step corresponding to the base station selection unit 76 (hereinafter, “step” is omitted) SA1, two base stations are set as the base station set from three or
続くSA2およびSA3は、干渉パラメータ設定部74に対応する。すなわち、前記SA1において基地局組として選択された2つの基地局12のうち、いずれか一方を基準基地局12fix、他方を可変基地局12varとするとともに、これら基準基地局12fixおよび可変基地局12varのそれぞれが送信する搬送波の位相の進み量/遅れ量を決定する送信波制御パラメータを設定する。このとき、基準基地局12fixにおける搬送波の位相の進み量/遅れ量は、送信の間は一定の間とされる一方、可変基地局12varにおける搬送はの位相の進み量/遅れ量は時刻とともに変化するように、前記送信波制御パラメータが設定される。そして、基準基地局12fixおよび可変基地局12varとされた基地局12に対して搬送波の送信の開始が、また、移動局10に対しては電波の受信強度の測定の開始が指示される。
Subsequent SA 2 and SA 3 correspond to the interference
SA3においては、SA2において測位サーバ14から移動局10になされた電波の受信強度の測定の開始の指示が、基準基地局12fixによって中継される。すなわち、測位サーバ14は移動局10に対する指示をいったん基準基地局12fixに通信ケーブル20を介して送信し、これを受信した基準基地局12fixはその内容を無線部52を介して無線により移動局10に送信する。これは、本実施例においては測位サーバ14は無線により移動局10と通信を行なう機能を有していないことから、測位サーバ14と移動局10との通信は、測位サーバ14と通信ケーブル20により通信可能により接続され、かつ移動局10との間で無線部52により通信可能とされているいずれか1つの基地局12を介して行なわれる必要があるためである。なお、本ステップにおける測位サーバ14と移動局10との通信の中継は、基準基地局12fixに限られず、他の基地局12によってもよい。
In SA3, the reference base station 12fix relays an instruction to start the measurement of the radio wave reception intensity given from the
SA4乃至SA6は、基準基地局12fixの無線部52、位相部54、発振部56などに対応する。SA4においては、SA2で設定された送信波制御パラメータに応じて、基準基地局12fixから搬送波の送信が開始される。この搬送波は、位相部54によって進み量/遅れ量だけ位相が変化された搬送波であり、この進み量/遅れ量は固定された値である。
SA4 to SA6 correspond to the
また、SA5においては、SA4において開始された基準基地局12fixからの搬送波の送信が所定時間Tだけ行なわれたかが判断される。そして、所定時間Tだけ行なわれた場合には本ステップの判断が肯定され、続くSA6が実行される。一方、所定時間Tだけ行なわれていない場合には、本ステップの判断が否定され、引き続き搬送波の送信が行なわれる。なお、この所定時間Tは、後述するSA7乃至SA11においてSA2で設定された送信波制御パラメータに基づいて位相を変化させて搬送波を送信するのに十分な時間である。 In SA5, it is determined whether the transmission of the carrier wave from the reference base station 12fix started in SA4 is performed for a predetermined time T. Then, when the predetermined time T has been performed, the determination at this step is affirmed, and the subsequent SA6 is executed. On the other hand, if the predetermined time T has not been performed, the determination at this step is denied and the carrier wave is continuously transmitted. The predetermined time T is a time sufficient to change the phase based on the transmission wave control parameter set in SA2 in SA7 to SA11 described later and transmit the carrier wave.
SA6は、SA5の判断が肯定される場合、すなわち基準基地局12fixからの搬送波の送信が所定時間Tだけ行なわれた場合に実行されるステップであり、基準基地局12fixからの搬送波の送信が停止させられる。 SA6 is a step executed when the determination of SA5 is affirmed, that is, when the transmission of the carrier wave from the reference base station 12fix is performed for a predetermined time T, and the transmission of the carrier wave from the reference base station 12fix is stopped. Be made.
SA7乃至SA11はSA2において可変基地局12varとされた基地局の作動に関するステップであり、可変基地局12varの無線部52、移相部54、発振部56などに対応するステップである。まず、SA7においては、SA2で設定された送信波制御パラメータに応じて、可変基地局12varから搬送波の送信が開始される。この搬送波は、位相部54によって進み量/遅れ量だけ位相が変化された搬送波であり、この進み量/遅れ量は時刻とともに変化する値である。ここで、SA7においては、前記進み量/遅れ量の初期値に基づいて位相が変化された搬送波が送信される。
SA7 to SA11 are steps related to the operation of the base station that is set as the variable base station 12var in SA2, and are steps corresponding to the
SA8においては、各進み量/遅れ量に基づいて位相が変化された搬送波が所定時間Ticだけ送信されたかが判断される。この所定時間Ticは後述するSA12乃至13において電波の受信強度の1回の測定が行なわれるのに十分な時間として予め設定される。そして、各進み量/遅れ量に基づいて位相が変化された搬送波の送信を開始してから所定時間Ticだけ経過した場合には、本ステップの判断が肯定され、続くSA9が実行される。一方、各進み量/遅れ量に基づいて位相が変化された搬送波の送信を開始してから所定時間Ticだけ経過していない場合には、本ステップの判断が否定され、引き続きその進み量/遅れ量に基づいて位相が変化された搬送波の送信が行なわれる。 In SA8, it is determined whether the carrier wave whose phase has been changed based on each advance amount / delay amount is transmitted for a predetermined time Tic. The predetermined time Tic is set in advance as a time sufficient to perform one measurement of the radio wave reception intensity in SA12 to SA13 described later. Then, when the predetermined time Tic has elapsed since the transmission of the carrier wave whose phase has been changed based on each advance amount / delay amount has been started, the determination of this step is affirmed and the subsequent SA9 is executed. On the other hand, if the predetermined time Tic has not elapsed since the start of transmission of the carrier wave whose phase has been changed based on each advance amount / delay amount, the determination of this step is denied, and the advance amount / delay continues. A carrier wave whose phase is changed based on the quantity is transmitted.
SA9においては、SA2で設定された送信波制御パラメータに基づいて、前記進み量/遅れ量が変更され、変更された進み量/遅れ量に基づいて位相が変化された搬送波の送信が行なわれる。 In SA9, the advance amount / delay amount is changed based on the transmission wave control parameter set in SA2, and the carrier wave whose phase is changed based on the changed advance amount / delay amount is transmitted.
SA10においては、SA7において可変基地局12varからの搬送波の送信が開始されてからの累積送信時間が所定時間Tを超えたか否かが判断される。ここで、この所定時間Tは、SA8乃至SA10が反復して実行される場合に、基準基地局12fixによって送信される搬送波の位相と可変基地局12varによって送信される搬送波の位相との位相差が2πだけ変化するのに十分な時間であり、例えば前記SA9において進み量/遅れ量がαだけ変化させられる場合には、前記SA8において用いられる各進み量/遅れ量での搬送波の送信時間Ticを用いて、T=2π/α×Ticのように表される。そして、累積送信時間が所定時間Tを超えた場合には本ステップの判断が肯定され、続くSA11が実行される。一方累積送信時間が所定時間Tを超えていない場合には、引き続きSA8以降が反復して実行される。 In SA10, it is determined whether or not the accumulated transmission time from the start of transmission of the carrier wave from the variable base station 12var in SA7 exceeds a predetermined time T. Here, the predetermined time T is a phase difference between the phase of the carrier transmitted by the reference base station 12fix and the phase of the carrier transmitted by the variable base station 12var when SA8 to SA10 are repeatedly executed. For example, when the advance amount / delay amount is changed by α in SA9, the carrier wave transmission time Tic at each advance amount / delay amount used in SA8 is set. It is expressed as T = 2π / α × Tic. When the accumulated transmission time exceeds the predetermined time T, the determination at this step is affirmed and the subsequent SA11 is executed. On the other hand, if the accumulated transmission time does not exceed the predetermined time T, SA8 and subsequent steps are repeatedly executed.
SA11は、SA10の判断が肯定される場合、すなわち可変基地局12varからの搬送波の累積送信時間が所定時間Tだけ行なわれた場合に実行されるステップであり、可変基地局12varからの搬送波の送信が停止させられる。 SA11 is a step executed when the determination of SA10 is affirmative, that is, when the accumulated transmission time of the carrier wave from the variable base station 12var is performed for a predetermined time T, and the transmission of the carrier wave from the variable base station 12var. Is stopped.
SA12乃至SA17は移動局10の作動に関するステップである。このうちSA12乃至SA15は、無線部32および受信強度測定部34に対応する。SA12においては、前記基準基地局12fixおよび可変基地局12varのそれぞれから送信された搬送波の合成波が移動局10において受信される。そして、受信した合成波の受信電力と受信時刻が記憶される。
SA12 to SA17 are steps related to the operation of the
SA14においては、SA12において最初に受信を開始してから所定時間である前記Tだけ経過したか否かが判断される。SA12において最初に受信を開始してから所定時間Tだけ経過した場合には本ステップの判断が肯定され、SA15が実行される。一方SA12において最初に受信を開始してから所定時間Tだけ経過していない場合には、本ステップの判断が否定され、引き続き前記合成波の受信および受信強度と受信時刻の記憶が繰り返し行なわれる。 In SA14, it is determined whether or not a predetermined time T has elapsed since the start of reception in SA12. If the predetermined time T has elapsed since the start of reception in SA12, the determination in this step is affirmed and SA15 is executed. On the other hand, if the predetermined time T has not elapsed since the start of reception in SA12, the determination in this step is denied, and the reception of the composite wave and the storage of the reception intensity and the reception time are repeatedly performed.
SA15は、SA14の判断が肯定される場合、すなわちSA12において最初に受信を開始してから所定時間Tだけ経過した場合に実行されるステップであり、移動局10における合成波の受信および受信強度と受信時刻の記録が停止させられる。
SA15 is a step executed when the determination of SA14 is affirmative, that is, when a predetermined time T has elapsed since the start of reception at SA12, and the received and received intensity of the combined wave at the
最小受信強度記録部36に対応するSA16においては、SA8が繰り返し実行されることにより記憶された受信波の受信強度のうち、その受信強度が極小となった際の値とその受信時刻とが極小値および極小受信強度測定時刻として抽出される。
In SA16 corresponding to the minimum reception
なお、SA4乃至SA16は、ステップの説明の為に付した番号であり、この順で各ステップが実行されるものではない。すなわち、SA3による測位サーバ14からの指示を受け、基準基地局12fix、可変基地局12var、および移動局10のそれぞれにおいてSA4、SA7、SA12が開始され、開始から所定時間Tだけ経過するまでの間、SA5、SA10、SA14の判断が何れも否定され、SA4、SA7乃至SA9、SA12乃至SA13のステップが反復して実行される。そして、開始から所定時間Tだけ経過するまでの間、SA5、SA10、SA14の判断が何れも肯定され、前記反復が終了する。すなわち、基準基地局12fix、可変基地局12var、および移動局10のそれぞれにおいてSA4乃至SA6、SA7乃至SA11、SA12乃至SA15はそれぞれ並行して実行されている。
SA4 to SA16 are numbers given for explanation of the steps, and the steps are not executed in this order. That is, in response to an instruction from the
位相差周期変化部77に対応するSA17乃至SA19においては、前記SA5乃至SA16の作動が所定の回数、例えばN回だけ反復して実行される。
In SA17 to SA19 corresponding to the phase difference
最小受信強度記録部36に対応するSA20においては、前記SA12乃至SA19が繰り返して実行されることによりSA16において記憶された各受信時刻における受信波(合成波)の受信強度の極小値うち、前記SA17乃至SA19により基準基地局12fix、可変基地局12var、および移動局10の作動であるSA5乃至SA16が繰り返される周期と略等しい周期により検出されるのもののいずれかが最小値として選択され、その受信強度の最小値および最小値を受信した際の時刻である最小受信強度測定時刻が記録される。この略等しいとは、移動局10や各基地局12における処理時間などを考慮して等しいと判断される意味である。さらにSA21においては、記録された受信強度の最小値や最小受信強度測定時刻に関する情報が測位サーバ14に送信される。この送信はいったん基準基地局12fixに無線により送信され、SA22において基準基地局12fixから通信ケーブル20を介して測位サーバに送信される。
In SA20 corresponding to the minimum reception
SA23において、移動局10において記録された受信強度の最小値および最小受信強度測定時刻に関する情報を受信した測位サーバ14は、続く、ヌルポイント線算出部80に対応するSA24において、ヌルポイント線の位置を算出する。この算出は、SA23において受信した最小受信強度測定時刻の際に、前記干渉パラメータ設定部74によって設定されていた送信波制御パラメータの内容を参照して行なわれる。
In SA23, the
続くSA25においては、前記ヌルポイント線の位置の算出が、移動局測位システム8に含まれる全ての基地局12から選択されうる全ての基地局組ついて実行されたか否かが判断される。全ての基地局組についてヌルポイント線の算出が実行された場合には本ステップの判断が肯定され、続くSA26以降が実行される。一方、ヌルポイント線の算出が行なわれていない基地局組が存在する場合には、本ステップの判断が否定され、SA1乃至SA24が繰り返し実行される。
In subsequent SA 25, it is determined whether or not the calculation of the position of the null point line has been executed for all base station groups that can be selected from all
ヌルポイント線交点算出部82に対応するSA26においては、前記SA24において算出された複数のヌルポイント線の交点が算出される。続くSA27およびSA28は測位部78に対応する。このうち、SA27においては、SA26において算出されたヌルポイント線の交点の数が1個であるか否かが判断される。そして、ヌルポイント線の交点の数が1個である場合には、本ステップの判断が肯定され、続くSA28において、前記ヌルポイント線の交点が移動局10位置であるとされて本フローチャートは終了する。一方、SA26において算出されたヌルポイント線の交点の数が2個以上である場合には、SA27の判断が否定され、SA26において算出された複数のヌルポイント線の交点は移動局10の位置の候補であるとされる。そして、SA29において、これらの移動局10の位置の候補から移動局10の位置であるとされるものを選択するための移動局位置候補選択ルーチンが実行される。
In SA26 corresponding to the null point line
図15は、この移動局位置候補選択ルーチン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。このうち、SB1乃至SB9は位置推定部86に対応するステップである。まず、SB1においては、いずれかの基地局12と移動局10との距離を算出するかが決定される。そして、距離算出の対象とされた基地局12に対しては電波を送信する指令が、また、その他の基地局12に対しては電波を送信しない指令が、さらに、移動局10に対しては基地局12からの電波の受信を行なうべく待機する指令が行なわれる。
FIG. 15 is a flowchart for explaining the outline of the control operation in this mobile station position candidate selection routine. Among these, SB 1 to SB 9 are steps corresponding to the position estimation unit 86. First, in SB1, it is determined whether to calculate the distance between any of the
SB2においては、SB1における測位サーバ14から移動局10への指令が、基地局12を介して移動局10へ送信される。すなわち、図13のSA3と同様、いずれかの基地局12によって測位サーバ14から移動局10への指令が中継される。そして、SB3においては、SB2において受信された指令に応じて、移動局10は基地局12からの電波の受信するための待機を行なう。なお、前述のように、前述の図13のステップSA4乃至SA6およびSA7乃至SA11において送信される電波は、その周波数が、本ステップSB4において送信される電波の周波数よりも低い電波が用いられる。
In SB 2, a command from the
基地局12の無線部52に対応するSB4においては、基地局12から移動局10に対し所定の出力により電波の送信が行なわれる。そして、移動局10の無線部32および受信強度測定部34に対応するSB5においては、SB4において送信された電波が受信され、その受信強度としての受信電力が測定される。そして測定された受信電力の値についての情報は移動局10から基地局12へ無線により送信される。
In SB 4 corresponding to the
SB5において測定された移動局10における受信電力についての情報は、SB6において基地局12を介して測位サーバ14に送信される。これを受信した測位サーバ14は、受信した移動局10における受信電力の値から、前記図9あるいは式(1)に示す関係に基づいて、SB4で電波を送信した基地局12とその電波を受信した移動局10との距離が算出される。
Information about the received power at the
SB8においては、移動局測位システム8に含まれる全ての基地局12のそれぞれと移動局10との距離の算出が行なわれたか、すなわちSA1乃至SA7が全ての基地局12について実行されたかが判断される。全ての基地局12についてSB1乃至SB7が実行された場合には本ステップの判断は肯定され、続くSB9以降が実行される。SB1乃至SB7が実行されていない基地局12が存在する場合、すなわち基地局12と移動局10との距離が算出されていない基地局12が存在する場合には、本ステップの判断が否定され、移動局10との距離が算出されていない基地局12に対して、SB1乃至SB7が実行される。
In SB8, it is determined whether the distance between each of the
SB9においては、SB1乃至SB7を全ての基地局12について実行することにより得られた各基地局12と移動局10との距離と、各基地局12の位置に関する情報とに基づいて、前記図10あるいは式(2)に示す関係により移動局10の位置の推定が実行される。
In SB9, based on the distance between each
移動局位置候補選択部84に対応するSB10においては、図14のSA27において移動局10の位置の複数の候補のいずれかが、実際の移動局10の位置として選択され、本フローチャートは終了する。具体的には、図14のSA27において移動局10の位置の候補とされた複数のヌルポイント線の複数の交点のそれぞれと、SB9において推定された移動局10の推定位置との距離が算出され、その距離が最も小さくなった前記移動局10の位置の候補が実際の移動局10の位置として選択される。
In the
なお、前述の実施例において、位相差周期変化部77が存在しなくても一定の効果を得ることができる。すなわち、前記基準基地局12fixおよび可変基地局12varがそれぞれ送信する電波の位相差を所定の範囲で1回変化させ、移動局10において、前記基準基地局12fixおよび可変基地局12varがそれぞれ送信する電波の合成波の受信強度が最小となった最小値およびその受信時刻である最小受信強度測定時刻を検出する。そして、検出された最小受信強度測定時刻における前記基準基地局12fixおよび可変基地局12varのそれぞれから送信される電波の位相差に基づいて、前記ヌルポイント線の位置を算出することができる。この場合、図13および図14で示されたフローチャートにおいて、ステップSA17乃至SA20は実行される必要がない。またSA16においては、前述の作動に代えて、SA8が繰り返し実行されることにより記憶された受信強度の測定値のうち、最小となったものが最小受信強度として、また、その受信時刻が最小受信強度測定時刻として選択される。
In the above-described embodiment, a certain effect can be obtained even if the phase difference
前述の実施例によれば、前記干渉パラメータ設定部74により、前記3局以上の基地局12から、2局の基地局12からなる基地局組を選択し、選択された基地局組を構成する一方の基地局である基準基地局12fixの送信波制御パラメータを固定するとともに、他方の基地局である可変基地局12varの送信波制御パラメータが時刻の経過に伴って所定の変化をさせられ、前記ヌルポイント線位置算出部80により、前記干渉パラメータ設定部74においてより設定されたパラメータに応じた搬送波を前記基準基地局12fixおよび前記可変基地局12varが送信することにより、前記基準基地局12fixおよび前記可変基地局12varにより送信された電波が互いに弱め合う位置であるヌルポイントを表す点の連なりであるヌルポイント線の位置が、前記最小受信強度記録部36において記録された最小受信強度測定時刻における前記送信波制御パラメータの内容に基づいて算出させられ、前記測位部78(ヌルポイント線交点算出部82)により、2以上の前記基地局組に対して前記ヌルポイント線算出部80によりそれぞれ得られる2以上のヌルポイント線の交点Cが算出され、該交点Cに基づいて前記移動局10の位置が算出されるので、基地局12および移動局10の構成を簡素化しつつ精度のよい移動局10の位置の算出を行なうことができる。
According to the above-described embodiment, the interference
また、前述の実施例によれば、前記送信波制御パラメータは搬送波の位相を変化させるものであり、前記干渉パラメータ設定部74は、前記基準基地局12fixが送信する電波の位相に対する前記可変基地局12varが送信する電波の位相の位相差を変化させるように送信波制御パラメータを変化させるので、好適に前記ヌルポイント線を生成させることができる。
Further, according to the above-described embodiment, the transmission wave control parameter changes the phase of the carrier wave, and the interference
また、前述の実施例によれば、前記位相差周期変化手段77により、前記基準基地局12fixおよび可変基地局12varのそれぞれが送信する電波の位相差が所定の周期により周期的に変化させられ、前記最小受信強度記録部36は、前記受信強度測定部34により測定される受信強度と前記所定の周期とに基づいて受信強度の最小値を決定するので、マルチパス、すなわち地面や床による反射波との干渉によって生ずる受信強度の最小値を除外し、前記基準基地局および可変基地局のそれぞれが送信する電波の干渉による電波の受信強度の最小値を測定することができる。
Further, according to the above-described embodiment, the phase difference
また、前述の実施例によれば、1本の前記ヌルポイント線が前記基準基地局12fixおよび可変基地局12varとの間に形成されるように、前記基準基地局12fixと前記可変基地局12varとの距離と該基準基地局12fixおよ該可変基地局12varが送信する搬送波の波長との一方が、他方に関連して設定されているので、前記基準基地局12fixと可変基地局12varとの間に生成されるヌルポイント線を1本とすることができ、前記測位部78による測位を容易におこなうことができる。
Further, according to the above-described embodiment, the reference base station 12fix and the variable base station 12var are formed so that one null point line is formed between the reference base station 12fix and the variable base station 12var. , And one of the wavelength of the carrier wave transmitted by the reference base station 12fix and the variable base station 12var is set in relation to the other, so that the distance between the reference base station 12fix and the variable base station 12var is One null point line can be generated at a time, and positioning by the
また、前述の実施例によれば、前記測位部78によって前記移動局10の位置として複数の候補が算出される場合に、前記複数算出された移動局10の位置の候補のうちから前記移動局10の位置である可能性が高いものを移動局10の位置として選択する移動局位置候補選択部84を有するので、前記測位部78において移動局10の位置の候補として複数の候補が算出される場合であっても、算出された候補の中から移動局10の位置を選択することにより移動局10の位置を推定することができる。
According to the above-described embodiment, when a plurality of candidates are calculated as the position of the
また、前述の実施例によれば、前記移動局位置候補選択部84は、前記基地局12のそれぞれが単独で送信する電波をそれぞれ受信した前記移動局10の受信強度測定部34において前記受信した電波のそれぞれについて測定された受信強度に基づいて移動局10の位置を推定し、前記測位部78によって算出された移動局10の位置の複数の候補のうち該推定された移動局10の位置に最も近いものを移動局10の位置として選択するので、前記測位部78において移動局10の位置の候補として複数の候補が算出される場合であっても、前記受信強度測定部34において前記受信した電波のそれぞれについて測定された受信強度に基づいて算出された候補の中から移動局10の位置を選択することにより移動局10の位置を推定することができる。
In addition, according to the above-described embodiment, the mobile station position
また、前述の実施例によれば、前記ヌルポイントの生成のために前記基地局12のそれぞれが送信する電波の周波数は、前記移動局位置候補選択部84における移動局10の位置の推定の際に前記基地局12のそれぞれから送信される電波の周波数よりも低いものとされるので、ヌルポイント線を必要最小限の本数として良好に形成しつつ、かつ前記ヌルポイント生成のための電波と、前記移動局の測位のための電波とが相互に影響を受けることがない。
Further, according to the above-described embodiment, the frequency of the radio wave transmitted by each of the
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。 Subsequently, another embodiment of the present invention will be described. In the following description, portions common to the embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図16は、図14のフローチャートにおけるステップSA29において実行される移動局位置候補選択ルーチンの別の例を説明するフローチャートであって、移動局位置候補選択部84および領域比較部88に対応するものである。まず、ステップ(以下「ステップ」を省略する。)SC1においては、予め記憶されていた存在可能領域126の位置に関する情報が読み出される。
FIG. 16 is a flowchart for explaining another example of the mobile station position candidate selection routine executed in step SA29 in the flowchart of FIG. 14 and corresponds to the mobile station position
続いて、SC2においては、SC1において読み出された存在可能領域126の位置と、図14のSA27において移動局10の位置の候補とされた複数のヌルポイント線の複数の交点のそれぞれとが比較される。そして、移動局10の位置の候補のうち、存在可能領域126の外にあるものが移動局10の位置の候補でないものとされる。
Subsequently, in SC2, the position of the
SC3においては、SC2において存在可能領域126の外にある移動局10の位置の候補が除外された結果、移動局10の位置の候補が1つとなったかが判断される。そして、移動局10の位置の候補が1つとなった場合には、本ステップの判断が肯定され、続くSC4が実行される。SC4においては、SC2の実行によって1つとされた移動局10の位置の候補が、移動局10の位置であるとして選択されて、本フローチャートは終了する。
In SC3, it is determined whether or not the position candidate of the
一方、SC2の実行によっても、移動局10の位置の候補が1つとならなかった場合には、SC5において、本方法によってはそれ以上移動局10の位置の候補を絞り込むことができないとして、他の方法が実行される。
On the other hand, if the position of the
前述の実施例によれば、移動局位置候補選択部84は、移動局10が存在することが許容される領域である存在可能領域126の位置に関する情報に基づいて、前記複数算出された移動局10の位置の候補から移動局10の位置である可能性が高いものを選択するので、前記測位部78において移動局10の位置の候補として複数の候補が算出される場合であっても、存在可能領域126の位置に関する情報に基づいて、移動局10の位置の候補の中から移動局10の位置を選択することにより移動局10の位置を選択することができる。
According to the above-described embodiment, the mobile station position
なお、前述の図12および図16の実施例は、共通の装置に対して同時に適用されることが可能である。具体的には、図16のステップSC15において実行される他の方法として、図15のフローチャートに示す方法を実行することが可能である。このようにすれば、前記測位部78(SA27)により移動局10の位置の候補が複数算出される場合に、より簡易かつ高速に移動局10の位置を選択し得る図16のフローチャート、すなわち領域比較部88をまず実行し、図16のフローチャートによって移動局10の位置の候補から移動局10の位置を選択することができなかった場合にのみ、図15のフローチャート、すなわち測距部92および位置推定部86を実行することにより、図16のフローチャート、すなわち領域比較部88によって移動局10の位置の選択が可能な場合には、簡易かつ高速に移動局10の位置の選択が行なえる一方、図16のフローチャート、すなわち領域比較部88によって移動局10の位置の選択ができない場合には、図15のフローチャート、すなわち測距部92および位置推定部86により移動局10の位置の選択が行なわれることができる。
The above-described embodiments shown in FIGS. 12 and 16 can be applied to a common apparatus at the same time. Specifically, as another method executed in step SC15 in FIG. 16, the method shown in the flowchart in FIG. 15 can be executed. In this way, when a plurality of position candidates for the
前述の実施例において説明したように、移動局10の受信強度測定部34および最小受信強度記録部36においては、基準基地局12fixからの電波および可変基地局12varからの電波の移動局10における合成波が受信され、その受信強度が最小となることに基づいて干渉波が発生していることが検出される。ここで、干渉波を測定しする際においては、より干渉波の強度が小さいほど、移動局10における受信波の強度の極小、あるいは最小の検出が容易となる。ところで、位相がπだけ異なる2つの電波が干渉し合う場合においては、2つの電波の強度が近似するほど干渉波の強度は小さいものとなる。すなわち、移動局10の位置に基準基地局12fixからの電波および可変基地局12varからの電波がそれぞれ到達する際に、その電波の強度が同程度となって到達すれば、より電波の強度の小さい干渉波を生じさせることができる。
As described in the above embodiment, the reception
本実施例においては、測位サーバ14はその演算部72において送信電力可変部89を有する。この送信電力可変部89は、例えば測位部78や位置候補選択部84による移動局10の測位結果や位置推定結果に基づいて、基準基地局12fixおよび可変基地局12varが送信する電波の送信電力を変化させる。具体的には、例えば前記測位部78によって測位された移動局10の位置、あるいは位置候補選択部84の位置推定部86によって推定された移動局10の位置などに基づいて、移動局10と基準基地局12fixとの距離および移動局10と可変基地局12varとの距離のそれぞれを算出し、算出された距離の二乗の値に比例した出力となるように基準基地局12fixおよび可変基地局12varが送信する電波の送信電力を変化させる。これは、電波は伝搬距離の二乗に比例して減衰するという性質を考慮するものである。
In the present embodiment, the
このようにすれば、移動局10と基準基地局12fixとの距離および移動局10と可変基地局12varとの距離のそれぞれに応じて生ずる電波の減衰に基づいて、基準基地局12fixおよび可変基地局12varが送信する電波の送信電力を変化させるので、移動局10と基準基地局12fixとの距離と、移動局10と可変基地局12varとの距離とが大きく異なる場合においても、移動局10との距離が比較的離れた基準基地局12fixもしくは可変基地局12varのいずれか一方からの電波が他方からの電波に比べて大きく減衰して移動局10に到達することがなく、基準基地局12fixからの電波と可変基地局12varからの電波によって生ずる干渉波の強度を小さくすることができる。
According to this configuration, the reference base station 12fix and the variable base station are based on the attenuation of the radio wave generated according to the distance between the
図17は、本実施例における移動局測位システムの制御作動の一例を説明するフローチャートである。まず、ステップ(以下「ステップ」を省略する。)SD1においては、例えば基準基地局12fixおよび可変基地局12varともに同一の予め定められた出力により、移動局10の測位が行なわれる。この移動局10の測位は、例えば前述の実施例1あるいは実施例2に示す方法である、図14乃至図16のフローチャートが実行されることにより行なわれる。
FIG. 17 is a flowchart for explaining an example of the control operation of the mobile station positioning system in the present embodiment. First, in step (hereinafter, “step” is omitted) SD1, for example, positioning of the
続いて、送信電力可変部89に対応するSD2においては、SD1において算出された移動局10の位置と、予め既知である基準基地局12fixおよび可変基地局12varの位置とに基づいて、移動局10と基準基地局12fixとの距離および移動局10と可変基地局12varとの距離がそれぞれ算出される。そして、算出された移動局10と基準基地局12fixとの距離および移動局10と可変基地局12varとの距離のそれぞれに基づいて、基準基地局12fixおよび可変基地局12varの送信する電波の出力が変更される。この変更は、例えば、基準基地局12fixが送信する電波の出力と可変基地局12varが送信する電波の出力の比が、移動局10と基準基地局12fixとの距離の二乗の値と移動局10と可変基地局12varとの距離の二乗の値の比となるように変更される。
Subsequently, in SD2 corresponding to the transmission
SD3においては、前記SD2において変更された基準基地局12fixおよび可変基地局12varの出力により、移動局10の測位が再度行なわれる。この移動局10の測位は、SD1と同様に、例えば前述の実施例1あるいは実施例2に示す方法である、図14乃至図16のフローチャートが実行されることにより行なわれる。
In SD3, the positioning of the
本実施例によれば、前記送信電力可変手段89(SD2)により、前記基準基地局12fixおよび可変基地局12varのそれぞれが送信する電波の送信電力が変化させられるので、前記移動局10の位置における前記基準基地局12fixからの電波の強度と前記可変基地局12varからの電波の強度のそれぞれが等しくなるように前記基準基地局12fixおよび可変基地局12varのそれぞれが送信する電波の送信電力が変化させられることにより、前記移動局10の位置において前記基準基地局12fixからの電波と前記可変基地局12varからの電波の干渉による電波の受信強度の低下を大きくすることができる。
According to the present embodiment, the transmission power varying means 89 (SD2) changes the transmission power of the radio wave transmitted by each of the reference base station 12fix and the variable base station 12var. The transmission power of the radio wave transmitted by each of the reference base station 12fix and the variable base station 12var is changed so that the radio wave intensity from the reference base station 12fix is equal to the radio wave intensity from the variable base station 12var. As a result, at the position of the
また、前記送信電力可変手段89(SD2)により変更された前記基準基地局12fixおよび可変基地局12varのそれぞれの電波の送信電力により、移動局10の位置の算出が行なわれるので(SD3)、移動局10の位置において前記基準基地局12fixが送信する電波および可変基地局12varが送信する電波によって生ずる干渉波はその強度が小さいものとされる。そのため、例えばマルチパスによる干渉波が前記基準基地局12fixが送信する電波および可変基地局12varが送信する電波によって生ずる干渉波として誤って検出されることなどが防止され、移動局10の送信電力受信強度測定部34および最小受信強度記録部36によって、より精密に干渉波の検出を行なうことができる。
Further, since the position of the
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。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this invention is applied also in another aspect.
例えば、前述の実施例においては、移動局10は平面を移動するものとして説明がされたが、3次元空間を移動する場合においても、基地局12の数を1つ増やし、3つの基地局12とすることにより同様に適用可能である。
For example, in the above-described embodiment, the
また、前述の実施例においては、測位サーバ14が設けられ、演算部72、記憶部90はは測位サーバ14に設けられたが、このような態様に限られない。例えば、いずれかの基地局12がCPU、RAM、ROMなどを有することにより、前記演算部72、記憶部90をその基地局12において実現することができれば、測位サーバ14は設けられなくてもよい。すなわち、測位サーバ14は必須の構成ではない。
Moreover, in the above-mentioned Example, although the
なお、前述の実施例においては、電波の受信強度を表す指標として受信電力が用いられたが、これに限られない。例えば受信した電波の強度を数値化した指標であるRSSI(receive signal strength indicator)などを用いてもよい。 In the above-described embodiment, the received power is used as an index indicating the radio wave reception intensity, but the present invention is not limited to this. For example, an RSSI (Receive Signal Strength Indicator) that is an index obtained by quantifying the intensity of the received radio wave may be used.
また、前述の実施例においては、前記干渉パラメータ設定部74によって送信波制御パラメータが設定され、複数の基地局12から同時に電波を送信する際と、測距部92による受信電力の測定の際に基地局12から送信される際には、それぞれ異なった周波数帯の電波が用いられたが、これに限られず、同一の周波数帯の電波を用いた場合でも一定の効果が得られる。
In the above-described embodiment, the transmission wave control parameter is set by the interference
また、前述の実施例においては、基準基地局12fixおよび可変基地局12varのそれぞれが送信する搬送波の波長および基準基地局12fixおよび可変基地局12var間の距離の両者を関連して設定することにより、基準基地局12fixおよび可変基地局12var間に生ずるヌルポイント線102の本数を設定することができ、特に、基準基地局12fixおよび可変基地局12varのそれぞれが送信する搬送波の波長が基準基地局12fixおよび可変基地局12var間の距離より長くなるように、基準基地局12fixおよび可変基地局12varの発振部52によって生成される搬送波の周波数を決定することにより、基準基地局12fixおよび可変基地局12var間に生ずるヌルポイント線102の本数を1本とされたが、これに限られない。すなわち、複数のヌルポイント線が生じることにより移動局10の位置の候補が複数算出される場合であっても、移動局位置候補選択部84により算出された複数の移動局10の位置の候補から移動局10の実際の位置を選択することができる。
In the above-described embodiment, by setting both the wavelength of the carrier wave transmitted by each of the reference base station 12fix and the variable base station 12var and the distance between the reference base station 12fix and the variable base station 12var, The number of null point lines 102 generated between the reference base station 12fix and the variable base station 12var can be set. In particular, the wavelength of the carrier wave transmitted by each of the reference base station 12fix and the variable base station 12var is the reference base station 12fix and the variable base station 12var. By determining the frequency of the carrier wave generated by the
前述の実施例3においては、送信電力可変手段89は、例えば、基準基地局12fixが送信する電波の出力と可変基地局12varが送信する電波の出力の比を、移動局10と基準基地局12fixとの距離の二乗の値と移動局10と可変基地局12varとの距離の二乗の値の比となるように変更したが、これに限られない。すなわち、移動局10の位置において基準基地局12fixが送信する電波と可変基地局12varが送信する電波とによって生ずる干渉波の強度が小さくなるように変更されれば、前述の実施例の方法に限られない。
In the third embodiment described above, the transmission power varying means 89, for example, sets the ratio of the output of the radio wave transmitted by the reference base station 12fix and the output of the radio wave transmitted by the variable base station 12var to the
また、前述の実施例においては、位置推定部86は測距部92によって測定される各基地局12と移動局10との距離のそれぞれに基づいて移動局10の位置を推定したが、これに限られず、例えば、本発明の移動局測位システム8による移動局10の測位が繰り返し行なわれる場合においては、過去の所定回数における測位結果、すなわち移動局10の移動履歴に基づいて現在の移動局10の位置を推定してもよい。
In the above-described embodiment, the position estimation unit 86 estimates the position of the
12:基地局
10:移動局
12fix:基準基地局
12var:可変基地局
32:無線部(受信部)
34:受信強度測定部
36:最小受信強度記録部
52:無線部(送信部)
74:干渉パラメータ設定部
78:測位部
80:ヌルポイント線位置算出部
84:移動局位置候補選択部
126:存在可能領域
12: base station 10: mobile station 12fix: reference base station 12var: variable base station 32: wireless unit (receiving unit)
34: Reception strength measurement unit 36: Minimum reception strength recording unit 52: Radio unit (transmission unit)
74: Interference parameter setting unit 78: Positioning unit 80: Null point line position calculating unit 84: Mobile station position candidate selecting unit 126: Possible area
Claims (9)
該基地局によって送信された電波を受信する受信部と、該受信部により受信した電波の受信強度を測定する受信強度測定部と、前記受信強度測定部により測定される受信強度の最小値とその最小の受信強度を測定した最小受信強度測定時刻とを記録する最小受信強度記録部と、を有する移動局と、
前記3局以上の基地局のうちの2局の基地局からなる基地局組を選択し、該選択された基地局組を構成する一方の基地局である基準基地局の送信波制御パラメータを固定するとともに、他方の基地局である可変基地局の送信波制御パラメータを時刻の経過に伴って所定の変化をさせる干渉パラメータ設定部と、
該干渉パラメータ設定部により設定された送信波制御パラメータに応じた搬送波を前記基準基地局および前記可変基地局が送信することにより、前記基準基地局および前記可変基地局により送信された電波が互いに弱め合う位置であるヌルポイントを表す点の連なりであるヌルポイント線の位置を、前記最小受信強度記録部において記録された最小受信強度測定時刻における前記送信波制御パラメータの内容に基づいて算出するヌルポイント線位置算出部と、
2以上の前記基地局組に対して前記ヌルポイント線位置算出部によりそれぞれ得られる2以上のヌルポイント線の交点を算出し、該交点に基づいて前記移動局の位置を算出する測位部と、
を有することを特徴とする移動局測位システム。 Three or more base stations having a transmission unit for transmitting a carrier wave according to a transmission wave control parameter;
A receiving unit for receiving the radio wave transmitted by the base station, a receiving intensity measuring unit for measuring the receiving intensity of the radio wave received by the receiving unit, a minimum value of the receiving intensity measured by the receiving intensity measuring unit, and A mobile station having a minimum reception strength recording unit that records a minimum reception strength measurement time at which the minimum reception strength is measured, and
A base station group consisting of two base stations among the three or more base stations is selected, and a transmission wave control parameter of a reference base station which is one base station constituting the selected base station group is fixed. And an interference parameter setting unit that changes the transmission wave control parameter of the variable base station, which is the other base station, as the time passes,
When the reference base station and the variable base station transmit a carrier wave corresponding to the transmission wave control parameter set by the interference parameter setting unit, the radio waves transmitted by the reference base station and the variable base station weaken each other. A null point that calculates the position of a null point line that is a series of points representing null points that are matching positions based on the content of the transmission wave control parameter at the minimum reception intensity measurement time recorded in the minimum reception intensity recording unit A line position calculation unit;
A positioning unit that calculates an intersection of two or more null point lines respectively obtained by the null point line position calculating unit for two or more base station sets, and calculates a position of the mobile station based on the intersection;
A mobile station positioning system characterized by comprising:
を特徴とする請求項1に記載の移動局測位システム。 The transmission wave control parameter changes a phase of a carrier wave, and the interference parameter setting unit changes a phase difference of a phase of a radio wave transmitted by the variable base station with respect to a phase of a radio wave transmitted by the reference base station. The mobile station positioning system according to claim 1, wherein the transmission wave control parameter is changed as follows.
前記最小受信強度記録部は、前記受信強度測定部により測定される受信強度と前記所定の周期とに基づいて受信強度の最小値を決定すること
を特徴とする請求項2に記載の移動局測位システム。 Phase difference period changing means for changing the phase difference of radio waves transmitted by each of the reference base station and the variable base station based on a predetermined period,
The mobile station positioning according to claim 2, wherein the minimum reception strength recording unit determines a minimum value of the reception strength based on the reception strength measured by the reception strength measurement unit and the predetermined period. system.
を特徴とする請求項1乃至3のいずれか1に記載の移動局測位システム。 The distance between the reference base station and the variable base station, the reference base station and the variable base station are such that one null point line is formed between the reference base station and the variable base station. The mobile station positioning system according to any one of claims 1 to 3, wherein one of a wavelength of a carrier wave to be transmitted is set in relation to the other.
を特徴とする請求項1乃至4のいずか1に記載の移動局測位システム。 When a plurality of candidates are calculated as the position of the mobile station by the positioning unit, a mobile station position that is highly likely to be the position of the mobile station is selected from the plurality of calculated mobile station position candidates. The mobile station positioning system according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a mobile station position candidate selection unit that selects as a position.
を特徴とする請求項5に記載の移動局測位システム。 The mobile station position candidate selection unit is configured to receive a mobile station based on a reception intensity measured for each of the received radio waves in a reception intensity measurement unit of the mobile station that has received each radio wave transmitted by each of the base stations. The position of the mobile station is estimated, and a position closest to the estimated position of the mobile station among a plurality of candidates of the position of the mobile station calculated by the positioning unit is selected as the position of the mobile station. 5. The mobile station positioning system according to 5.
を特徴とする請求項6に記載の移動局測位システム。 The frequency of the radio wave transmitted by each of the base stations for generating the null point is the frequency of the radio wave transmitted from each of the base stations when estimating the position of the mobile station in the mobile station position candidate selection unit. The mobile station positioning system according to claim 6, wherein the mobile station positioning system is lower.
を特徴とする請求項5に記載の移動局測位システム。 The mobile station position candidate selection unit has a high possibility of being a mobile station position from the plurality of calculated mobile station position candidates based on information on an area where a mobile station is allowed to exist. The mobile station positioning system according to claim 5, wherein the mobile station positioning system is selected.
を特徴とする請求項1乃至8のいずれか1に記載の移動局測位システム。 The mobile station positioning system according to any one of claims 1 to 8, further comprising transmission power variable means for changing transmission power of a radio wave transmitted by each of the reference base station and the variable base station.
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JP (1) | JP2009085802A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010113379A1 (en) | 2009-03-31 | 2010-10-07 | 日本電気株式会社 | Radio wave state measurement system, radio wave state measurement method, and storage medium in which radio wave state measurement program is stored |
JP2018044854A (en) * | 2016-09-14 | 2018-03-22 | 株式会社デンソーウェーブ | Radio wave transmission source position estimation system |
-
2007
- 2007-09-29 JP JP2007256980A patent/JP2009085802A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2010113379A1 (en) | 2009-03-31 | 2010-10-07 | 日本電気株式会社 | Radio wave state measurement system, radio wave state measurement method, and storage medium in which radio wave state measurement program is stored |
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