JP2011002459A - Ｃｄｍａ通信システムにおける移動加入者局の位置特定方法およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】既存のＣＤＭＡシステムで利用可能なデータを用いて移動加入者局の現在位置を高精度で特定するシステムを提供する。
【解決方法】この発明はＣＤＭＡ通信システムの中で加入者局ユニットの地理的位置を特定する。少なくとも一つの基地局からその基地局に特有のチップ符号系列によるスペクトラム拡散信号を送信する。加入者局ユニットはその基地局からの信号を受信し、その基地局信号の前記チップ符号系列と同期した特有のチップ符号系列によるスペクトラム拡散信号を送信する。基地局はその加入者局ユニットからの信号を受信し、その加入者局ユニット信号のチップ符号系列を基地局送信のチップ符号系列と比較して加入者局ユニットの位置を特定する。
【選択図】図６

Description

この発明は概括的にはスペクトラム拡散符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システムに関する。より詳細に言うと、この発明はＣＤＭＡ通信システム内にある加入者局の地理的位置を算定するシステムおよび方法に関する。

加入者局の位置を特定できる無線システムは既に周知である。無線による一つの手法では衛星測位システム（ＧＰＳ）を用いる。ＧＰＳでは、２４基のNAVSTAR衛星から継続的に送信されるデータをハンドセットで受信する。各衛星はその衛星の識別情報および位置並びに情報送出時刻を表すデータを送信する。ハンドセットは各信号の受信時刻と送信時刻とを比較して各衛星までの距離を算定する。衛星までの距離の算定値と各衛星の位置とに基づいてハンドセットは三角測量により自分の位置を特定し基地局にその情報を供給できる。しかし、加入者局ユニットの中にＧＰＳを組み入れるとコスト上昇を招く。

加入者局位置特定のもう一つの手法は米国特許第5,732,354号に開示されている。時分割多元接続（ＴＤＭＡ）を無線インタフェースとして用いた移動電話ユニットを複数の基地局の稼働範囲内に位置づける。移動電話ユニットはこれら基地局の各々からの受信信号の信号強度を測定し、それら信号強度測定値を基地局にそれぞれ送信する。基地局の送信したそれら信号強度測定値を移動加入者局の電話交換センターで比較して信号処理する。その結果、移動電話ユニットと各基地局との間の距離が算出される。これらの距離の値から移動電話ユニットの位置を算出する。

スペクトラム拡散変調技術を用いた無線通信システムが普及してきた。符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システムでは、擬似ランダムチップ符号系列でデータを変調することにより、広い帯域（拡散スペクトラム）を用いてデータを伝送する。それに伴う利点は、ＣＤＭＡシステムが従来型の時分割多元接続（ＴＤＭＡ）手法や周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）手法による通信システムよりも伝送経路における信号歪および干渉を生じにくいことである。

ＥＰ ０ ８６５ ２２３ ＵＳ ５ ７３６ ９６４ ＵＳ ５ ６００ ７０６ ＷＯ ９８ １８０１８ ＷＯ ９７ ４７１４８

既存のＣＤＭＡ通信システムで既に利用可能になっているデータを用いた高精度の加入者局位置特定システムが求められている。

この発明はＣＤＭＡ通信システム内の加入者局の地理的位置を算定する。少なくとも一つの基地局からその基地局に特有のチップ符号系列でスペクトラム拡散した信号を送信する。その基地局からの信号を加入者局で受信し、その受信信号のチップ符号系列と同期した特有のチップ符号系列でスペクトラム拡散した信号を送信する。基地局はその加入者局信号を受信してその受信した加入者局信号のチップ符号系列を基地局からのチップ符号系列と比較して加入者局の位置を算定する。

既存のＣＤＭＡ通信システムによる高精度の加入者位置特定システムを提供できる。

単純化した従来技術によるＣＤＭＡ通信システムの説明図。 従来技術によるＣＤＭＡ通信システムの説明図。 従来技術によるＣＤＭＡ通信システムの中の主な構成部分のブロック図。 従来技術によるＣＤＭＡ通信システムの中の構成部分のブロック図。 基地局と加入者局ユニットとの間で授受されているグローバルパイロット信号および割当てパイロット信号の説明図。 少なくとも三つの基地局を用いたこの発明の第１の実施例のブロック図。 少なくとも三つの基地局によるこの発明の第１の実施例を用いた加入者局ユニットの位置特定の説明図。 加入者局ユニット内構成部分を示すこの発明の第２の実施例のブロック図。 二つの基地局によるこの発明の第２の実施例を用いた加入者局ユニットの位置特定の説明図。 三つ以上の基地局によるこの発明の第２の実施例を用いた加入者局ユニットの位置特定の説明図。 複数アンテナ付きの基地局によるこの発明の第３の実施例の詳細な説明図。 複数アンテナ付きの基地局による第３の実施例の説明図。 第３の実施例に用いた構成部分のブロック図。 マルチパスの説明図。 マルチパス成分の通常のインパルス応答特性図。 マルチパス補正用の第４の実施例の構成部分のブロック図。

同じ構成要素には全図を通じて同じ参照数字を付けて示した図面を参照してこの発明の好ましい実施例を説明する。

単純化したＣＤＭＡシステムを図１に示す。所定の帯域幅を有するデータ信号を擬似ランダムチップ符号系列発生器からの拡散符号と混合してディジタルスペクトラム拡散信号を生ずる。受信側で、データの送信に用いたものと同じ擬似ランダムチップ符号系列と相関をとってデータを再生する。伝送帯域幅の中で逆拡散されつつある信号にとって、同帯域幅の中の他の信号はすべて雑音となる。

受信機との同期をとるために送信機の各々に非変調パイロット信号が必要になる。このパイロット信号はそれぞれの受信機が所定の送信機と同期をとることを可能にし、その受信機におけるトラフィック信号の逆拡散を可能にする。

通常のＣＤＭＡシステムでは、基地局はグローバルパイロット信号をその交信範囲内の加入者局に送って順方向送信を同期させる。また、例えばＢ−ＣＤＭＡシステムなどのＣＤＭＡシステムでは、各加入者局が自局特有の割当てパイロット信号を送って逆方向送信を同期させる。

図２はＣＤＭＡ通信システム３０を示す。この通信システム３０は複数の基地局３６_１、３６_２、・・・、３６_ｎを含む。これら基地局３６_１、３６_２、・・・、３６_ｎの各々は固定式または移動式の複数の加入者局ユニット４０_１、４０_２、・・・、４０_ｎと交信する。加入者局ユニット４０_１、４０_２、…、４０_ｎの各々は最寄りの基地局３６_１または通信信号強度最大の基地局３６１と交信する。基地局３６_１、３６_２、・・・、３６_ｎの各々は、図３に示すとおり、通信システム３０内の他の構成部分と交信する。

通信システム３０の中心には市内交換機３２があり、複数の網インタフェースユニット（ＮＩＵ）３４_１、３４_２、・・・、３４_ｎと信号授受する。これらＮＩＵの各々は複数の無線搬送波局（ＲＣＳ）３８_１、３８_２、・・・、３８_ｎまたは基地局３６_１、３６_２、・・・、３６_ｎと信号授受する、ＲＣＳ３８_１、３８_２、・・・、３８_ｎまたは基地局３６_１、３６_２、…、３６_ｎの各々は各々の交信範囲内の複数の加入者局ユニット４０_１、４０_２、…、４０_ｎと交信する。

図４は既存のスペクトラム拡散ＣＤＭＡ通信システムの本発明関連部分のブロック図である。個々の基地局３６_１、３６_２、…、３６_ｎの各々は、グローバルパイロットチップ符号発生手段４２_１およびスペクトラム拡散処理手段４４_１を用いて、その基地局に特有のグローバルパイロット信号を発生する。グローバルパイロットチップ符号発生手段４２_１は特有の擬似ランダムチップ符号系列を発生する。この特有の擬似ランダムチップ符号系列は、Ｂ−ＣＤＭＡ無線インタフェースの場合のように帯域幅１５MHｚまで信号スペクトラムを拡散するのに用いられる。上記スペクトラム拡散処理手段はグローバルパイロットチップ符号系列で所望の中心周波数を変調する。このグローバルパイロット信号による被変調信号は基地局の送信機４６_１によりすべての加入者局４０_１に送信される。

加入者局ユニット４０_１の中の受信機４８_１は複数の基地局３６_１、３６_２、…、３６_ｎから利用可能な信号を受信する。図５に示すとおり、グローバルパイロット信号５０_１は基地局３６_１から加入者局ユニット４０_１に伝搬し、その伝搬に要する時間τ_１は、
τ_１＝ｄ_１／ｃ （式１）
で与えられる。ここでｄ_１は基地局３６_１と加入者局ユニット４０_１との間の距離、ｃは光速である。

図４を参照すると、加入者局ユニット４０_１の中のグローバルパイロットチップ符号再生手段５４_１は、複数の基地局３６_１、３６_２、…、３６_ｎからグローバルパイロットチップ符号系列を受信できる。加入者局ユニット４０_１はグローバルパイロットチップ符号系列のレプリカを発生し、その発生したレプリカを受信グローバルパイロット５０_１と同期させる。加入者局ユニット４０_１はそのユニットの多数の分析機能の達成のためにプロセッサ８２_１も併せ備える。

加入者局４０_１は割当てパイロットチップ符号発生手段５６_１およびスペクトラム拡散処理手段５８_１を用いて割当てパイロット信号５２_１を発生する。割当てパイロットチップ符号発生器５６_１は再生グローバルパイロット符号系列と同期した擬似ランダムチップ符号系列を発生する。その結果、割当てパイロットチップ符号系列は基地局３６_１、３６_２、…、３６_ｎについてτ_１だけ遅延を受ける。スペクトラム拡散プロセス手段５８_１は所望の中心周波数を割当てパイロットチップ符号系列で変調して、割当てパイロット信号５２_１による被変調信号を発生する。この割当てパイロット信号５２_１により被変調信号を交信範囲内のすべての基地局３６_１、３６_２、…、３６_ｎに送信する。

基地局３６_１は自局の受信機６２_１で上記割当てパイロット信号５２_１による被変調搬送波を受信する。受信したこのパイロット信号５２_１による被変調搬送波は図５に示すとおりグローバルパイロット信号５０_１による被変調搬送波と同じ距離ｄ_１を伝搬する。したがって、受信した割当てパイロット信号は、移動加入者局ユニット４０_１についてはτ_１だけ遅延を受け、基地局３６_１発生のグローバルパイロット信号５０_１については２τ_１だけ遅延を受ける。

基地局３６_１で受信した割当てパイロット信号５２_１のチップ符号系列は、基地局３６_１発生のグローバルパイロット信号５０_１のチップ符号系列に対して２τ_１だけ遅延を受けているので、往復伝搬遅延２τ_１は上記二つのチップ符号系列のタイミングの比較によって算定できる。上記往復伝搬遅延２τ_１を用いて基地局３６_１と加入者局ユニット４０_１との間の距離４０_１は、
ｄ_１＝ｃ・２τ_１／２ （式２）
で与えられる。チップ区間少なくとも８０ｎｓの拡散系列を用い、通信システムの追跡分解能がチップ区間の１／１６である場合は、距離ｄ_１は２メートル以下の精度で測定できる。

図６はこの発明の第１の実施例のブロック図である。加入者ユニット４０_１には追加のハードウェアは不要である。必要な変更は加入者局ユニットのプロセッサ８２_１並びに基地局３６_１、ＮＩＵ３４または市内交換機３２_１、警察分署７４_１、７４_２、…、７４_ｎおよび救急車急派所７６の中のソフトウェアの変更によって導入する。

加入者局ユニット４０_１は、緊急呼出９１１発呼があったことを表示し加入者局位置特定プロトコルの起動を指示する信号を基地局３６_１から受ける。加入者局４０_１は、この信号を受けると、自局の送信チップ符号系列を少なくとも三つの基地局のチップ符号系列と逐次同期させる。加入者局ユニットの通常の交信範囲の外側にある基地局３６_２、３６_３、…、３６_ｎに受信できるように、これらの送信は適応型送信電力制御アルゴリズムを一時的に中断させて通常よりも高い送信電力レベルで行う。

基地局３６_１、３６_２、…、３６_ｎの各々の中のプロセッサ６６_１は割当てパイロットチップ符号再生手段６４_１およびグローバルパイロットチップ符号発生器４２_１に接続する。プロセッサ６６_１はこれら二つのチップ符号系列を比較して加入者局ユニット４０_１と基地局３６_１、３６_２、…、３６_ｎそれぞれとの間の往復伝搬遅延τ_１、τ_２、…、τ_ｎおよび距離ｄ_１、ｄ_２、…、ｄ_ｎを算定する。

ＮＩＵ３４_１または市内交換機３２の内部でプロセッサ６８は基地局３６_１、３６_２、…、３６_ｎすべての内部のプロセッサ６６_１、６６_２、…、６６_ｎからの距離ｄ_１、ｄ_２、…、ｄ_ｎを受ける。プロセッサ６８は距離ｄ_１、ｄ_２、…、ｄ_ｎを用いて加入者局４０_１の位置を次のとおり算定する。

三つの基地局３６_１、３６_２、３６_３の既知の緯度および経度並びに距離ｄ_１、ｄ_２、ｄ_３を用いて、それぞれ半径８０_１、８０_２、８０_３の三つの円７８_１、７８_２、７８_３を描く。これら円７８_１、７８_２、７８_３は基地局３６_１、３６_２、３６_３をそれぞれ中心とする。これら三つの円７８_１、７８_２、７８_３の交線は加入者局ユニット４０_１の位置にある。

デカルト座標を用いると、基地局３６_１、３６_２、…、３６_ｎの各々と対応する経度および緯度はそれぞれＸ_ｎおよびＹ_ｎで表される。加入者局ユニット４０_１の位置をＸ、Ｙで表すと、距離の式により次式が成立する。

（Ｘ_１−Ｘ）^２＋（Ｙ_１−Ｙ）^２＝ｄ_１ ^２ （式３）
（Ｘ_２−Ｘ）^２＋（Ｙ_２−Ｙ）^２＝ｄ_２ ^２ （式４）
（Ｘ_３−Ｘ）^２＋（Ｙ_３−Ｙ）^２＝ｄ_３ ^２ （式５）
距離ｄ_１、ｄ_２、ｄ_３の計算に伴う微小な誤差のために、実際にはこれら式３、式４および式５は慣用の算術では解けない。それら誤差を補正するために、位置の算定に最尤推定法を周知のとおり用いる。精度を上げるために、追加の基地局３６_４、３６_５、…、３６_ｎを推定分析用の追加の距離の計算に用いることができる。

加入者局ユニットの位置を通信システム３０経由で少なくとも一つの警察分署７４_１、７４_２、…、７４_ｎおよび救急車急派所７６に送る。これら警察分署７４_１、７４_２、…、７４_ｎおよび救急車急派所７６の各々の中のプロセッサ７０_１は緊急呼９１１発呼加入者局ユニットの位置を表すデータを受け、慣用のコンピュータモニタ７２_１にそのデータを表示する。この表示は緊急呼９１１すべてと所番地とを地図上にリストしたものを含む。

代替の手法では、通信システム３０経由で未加工データを送りそれら未加工データを単一の地点で処理することによってプロセッサの数を減らす。

図８はこの発明の第２の実施例を示す。少なくとも二つの基地局３６_１、３６_２、…、３６_ｎを互いに同期させて配置し、それら基地局からグローバルパイロット信号５２_１、５２_２、…、５２_ｎを互いに同期したチップ符号系列で送る。しかし、受信したグローバルパイロット信号５２_１、５２_２、…、５２_ｎは同期してない。第１の基地局３６_１からのグローバルパイロット信号５２_１は伝搬距離ｄ_１でありτ_１だけ遅延を受ける。第２の基地局３６_２からのグローバルパイロット５２_２の伝搬距離はｄ_２でありτ_２だけ遅延を受ける。加入者局ユニット４０_１は基地局の各々からのグローバルパイロットチップ符号系列をグローバルパイロットチップ符号再生手段５４_１により再生する。加入者局４０_１の中のプロセッサ８２_１はグローバルパイロットチップ符号再生手段５４_１、５４_２、…、５４_ｎの各々に接続する。プロセッサ８２_１はパイロットチップ符号系列の各対のチップ符号系列を比較し、これら系列相互間の時間差Δｔ_１、Δｔ_２、…、Δｔ_ｎを次のとおり計算する。

加入者局ユニット４０_１の中で、基地局３６_１、３６_２、…、３６_ｎの各々の用いたチップ符号系列を蓄積する。基地局３６_１パイロット符号と同期させたあと、プロセッサ８２_１は系列同期達成の時点で蓄積する。このプロセスを他の基地局３６_２、３６_３、…、３６_ｎについても反復する。同期プロセスは逐次的に進めることができ（第１の基地局のチップ符号系列への同期、次に第２の基地局の…、以下同様）、同時並行的に進めることもできる（全基地局についての同期を同時に達成）。

τ_１、τ_２、…、τ_ｎの間の相対的時間差および各基地局のチップ符号系列を用い、各基地局パイロット信号の発信の同期を既知とすると、基地局二つについての時間差は次式で算出される。

Δｔ_１＝τ_２−τ_１ （式６）
Δｔ_２＝τ_３−τ_２ （式７）
これら時間差Δｔ_１、Δｔ_２、…、Δｔ_ｎを少なくとも一つ基地局３６_１に送信する。

少なくとも一つの基地局３６_１は時間差再生手段８４_１を用いて受信信号から時間差データを再生する。この時間差データを距離データｄ_１とともに通信システム経由でプロセッサ６８に送る。プロセッサ６８は時間差データΔｔ_１、Δｔ_２、…、Δｔ_ｎおよび距離データｄ_１、ｄ_２、…、ｄ_ｎを用いて加入者局ユニット４０_１の位置を次に述べるとおり算定する。

図９に示すとおり、二つの基地局３６_１および３６_２からの情報に基づき、プロセッサは距離ｄ_１、ｄ_２を用いて二つの円７８_１、７８_２を描く。また、時間差ｔ_１を用いると双曲線８６_１を描くことができる。

双曲線８６_１沿いの点はすべて、互いに同期した基地局３６_１、３６_２から同一の時間差ｔ_１でグローバルパイロット信号５２_１、５２_２を受ける。この時間差Δｔ_１は、式１のｔ_１にΔｔ_１を、ｄ_１にΔｄ_１をそれぞれ代入することによって距離差Δｄ_１に変換できる。この距離の式を用いると、加入者局ユニット４０_１の位置Ｘ，Ｙは次式で表される。

式３および式４を式８とともに最尤値推定法に用いると、加入者局ユニット４０_１の位置を算定できる。この加入者局ユニット位置情報を最寄りの警察分署７４_１、７４_２、…、７４_ｎおよび救急車急派所７６に送る。

精度を上げるには、追加の基地局を用いる。図１０は三つの基地局３６_１、３６_２、３６_３を用いた場合を示す。三つの距離ｄ_１、ｄ_２、ｄ_３を用いて三つの円を描く。二つの時間差ｔ１、ｔ２を用いて二つの互いに交叉する双曲線８６_１、８６_２を描く。二つの双曲線８６_１、８６_２および三つの円７８_１、７８_２、７８_３を用いた最尤値推定法によってより高い精度が得られる。

図８に示すとおり、加入者局ユニット４０_１は時間差Δｔ_１、Δｔ_２、…、Δｔ_ｎの算定のために各グローバルパイロットチップ符号系列を信号処理する必要がある。代替の手法では加入者局ユニット４０_１からこの処理を除去する。

図６を参照すると、加入者局ユニット４０_１は遅延τ_１の最寄りの基地局３６_１など一つの基地局のグローバルパイロットチップ符号系列に割当てパイロット信号を同期させる。この割当てパイロット信号５０_１をすべての基地局３６_１、３６_２、…、３６_ｎに送信する。この割当てパイロット信号５０_１はそれぞれの基地局に遅延τ_１＋τ_１、τ_１＋τ_２、τ_１＋τ_３で受信される。基地局３６_１、３６_２、…、３６_ｎの各々は遅延チップ符号系列と算出ずみ距離とをＮＩＵ３４_１または市内交換機３２の中のプロセッサ６８に送る。プロセッサ６８は受信した割当てパイロットチップ符号系列の相互比較により時間差Δｔ_１、Δｔ_２、…、Δｔ_ｎを算出する。受信した割当てパイロットチップ符号系列はすべてτ_１だけ遅延を受けているので、このτ_１の遅延は時間差Δｔ_１、Δｔ_２、…、Δｔ_ｎの算出結果では打ち消されている。したがって、上述のとおり双曲線８６_１、８６_２を用いて加入者局ユニット４０_１の位置を特定できる。

図１１、１２、１３に示したもう一つの実施例は複数のアンテナ８８_１、８８_２、…、８８_ｎ付きの基地局３６_１を用いる。それらアンテナのうち二つ８８_１、８８_２を図１１に示すとおり既知の間隔ｌだけ隔てて中心線９２沿いに配置する。これらアンテナ８８_１、８８_２は加入者局ユニット４０_１から割当てパイロット信号９０_１、９０_２を受信する。しかし、加入者局ユニット４０_１から遠い方のアンテナ８８_２は、僅かに長い距離ｄ_１’経由で近い方のアンテナ８８_１に対し僅かな遅延を伴って信号を受信する。この遅延は図１３に示した各アンテナ受信信号間の搬送波位相差φの原因となる。この搬送波位相差および各割当てパイロットチップ符号再生手段９６_１、９６_２、…、９６_ｎによる再生チップ符号系列を用いてプロセッサ６６は次のとおり加入者局ユニット４０_１の位置を算定できる。

図１２に示すとおり、加入者局ユニット４０_１はアンテナ８８_１、８８_２の中心線から距離ｄ_１、角度αの点に位置している。図１２に示した尺度から理解されるとおり、受信した二つの割当てパイロット信号９０_１、９０_２は見かけ上一致する。しかし、図１１に示すとおり、これら受信した割当てパイロット信号９０_１、９０_２は僅かに隔たっている。第１のアンテナ８８_１に戻る割当てパイロット信号９０_１は距離ｄ_１を伝搬する。第２のアンテナ８８_２に戻る割当てパイロット信号９０_２は僅かに長い距離ｄ_１’を伝搬する。図１１に示すとおり、これら二つの距離ｄ_１、ｄ_１’の差は距離ｍである。

アンテナ８８_１、８８_２と加入者局ユニット４０_１との間の距離ｄ_１、ｄ_１’は両アンテナ８８_１、８８_２の間の距離ｌよりもずっと大きいので、受信した割当てパイロット信号９０_１、９０_２はほぼ平行な経路をたどる。図１１に示すとおり、加入者局ユニット４０_１から距離ｄ_１の点９４で直角三角形を形成すると、角度αは次式で算定できる。

α＝cos^−１（ｍ／ｌ） （式９）
距離ｍは受信した二つの信号９０_１、９０_２の間の搬送波位相差φにより次式で与えられる。

ｍ＝φ・λ／２π （式１０）
すなわち、距離ｍは上記二つの信号の搬送波位相差φ（ラジアン）とその信号の波長λとの積を２πで除算した値である。波長λは割当てパイロット信号の既知の周波数ｆから次式で与えられる。

λ＝ｃ／ｆ （式１１）
プロセッサ６８はグローバルパイロット信号発生手段４２_１からのチップ符号系列を図６に示すとおり割当てパイロットチップ符号系列と比較して距離ｄ_１を算定する。プロセッサ６６_１は角度αおよび距離ｄ_１の両方を用いて単純な幾何学から加入者局ユニット４０１の位置を特定する。アンテナ８８_１、８８_２に伴う位置特定の曖昧さの消去には多様な手法が当業者に周知である。それら周知の手法の一つはセクタ化に基づくアンテナを用いる。加入者局ユニット位置情報を警察分署７４_１、７４_２、…、７４_ｎおよび救急車急派所７６に送る。システムの精度を高めるために追加のアンテナを用いることもできる。

代替の実施例では二つ以上の基地局３６_１、３６_２、…、３６_ｎを用いる。ＮＩＵ３４_１または市内交換機３２の内部に配置したプロセッサ６８は二つ以上の基地局３６_１、３６_２、…、３６_ｎから距離情報、角度情報およびそれら基地局相互間の時間差Δｔ_１、Δｔ_２、…、Δｔ_ｎを収集する。プロセッサ６８は最尤値推定法を用いて加入者ユニット４０_１の位置をより高精度で特定する。

第４の実施例はマルチパルスについて補正を行う。図１４はマルチパスを図解する。グローバルパイロット信号などの信号を基地局３６_１から送信する。その信号は基地局３６_１と加入者局ユニット４０_１との間で多数の経路９８_１、９８_２、…、９８_ｎを辿る。

図１３は受信信号のマルチパス成分のインパルス応答特性を示す。これらマルチパス成分の各々は独特の経路を辿るので経路９８_１、９８_２、…、９８_ｎの長さで定まる伝搬遅延を受けて受信機に到達する。インパルス応答特性１０６は多様な伝搬遅延を受けて受信されたマルチパス成分全部の信号強度の総和を表す。

上述の加入者局ユニット位置特定手法は、伝搬距離ｄ_１の見通し線マルチパス成分９８_１と加入者局ユニット４０_１が同期しているものとした。しかし、加入者局ユニットが見通し線成分以外のマルチパス成分９８_１、９８_２、…、９８_ｎと同期する場合は、図１５に示す遅延ＭＤ_１によって距離計算に誤差を生ずる。

図１６はマルチパスに起因する誤差の補正のためのシステムを示す。グローバルパイロット信号５０_１を基地局３６_１から加入者局ユニット４０_１に送る。加入者局ユニット４０_１は、ここに引用してこの明細書にその内容を組み入れるLompほか名義の米国特許出願第08/669,769号記載の受信機のようなマルチパス受信機１０２_１により、マルチパス伝搬成分すべてを収集する。加入者局ユニット４０_１の中のプロセッサ８２_１で受信グローバルパイロット信号５０_１のインパルス応答特性１００を分析する。

見通し線経路伝搬成分９８_１は最短距離の伝搬経路を辿るので、その成分が第１の受信成分９８_１となる。見通し線経路伝搬成分が受信されない場合は、第１の受信成分９８_１は見通し線経路伝搬成分に最も近い、すなわち推算値の中の最良の値となる。プロセッサ８２_１はこの第１の受信成分９８_１のチップ符号系列を割当てパイロットチップ符号系列の同期に用いたチップ符号系列と比較する。この比較によってマルチパスに伴う遅延ＭＤ_１を算定する。マルチパス遅延ＭＤ_１を基地局３６_１に送る。

基地局３６_１の中のプロセッサ６６_１およびマルチパス受信機１０４_１は受信した割当てパイロット信号について同じ分析を行う。その結果、割当てパイロット信号のマルチパス遅延ＭＤ_２が算定される。また、マルチパス遅延再生手段１０６_１でプロセッサ６６_１用のグロ−バルパイロット信号マルチパス遅延ＭＤ_１を再生する。プロセッサ６６_１はこの発生したグローバルパイロットチップ符号系列と再生した割当てパイロットチップ符号系列とを比較して往復伝搬遅延２τ_１を算定する。マルチパスについて補正するために、プロセッサ６６_１はグローバルパイロット信号のマルチパス遅延ＭＤ_１と割当てパイロット信号マルチパス遅延ＭＤ_２とを往復伝搬遅延算出値２τ_１から減算する。この補正ずみの往復伝搬遅延を上述のとおり加入者局ユニット位置特定手法の一つで用いる。

特定の実施例を詳細に参照してこの発明を上に述べてきたが、これら詳細な点は例示のために示したものであって限定的なものではない。ここに記載した発明の範囲を逸脱することなくこの発明の構成および動作の態様に多数の変形が可能であることは当業者に認識されよう。

３０ ＣＤＭＡ通信システム
３６ 基地局
４０ 加入者局ユニット
３２ 市内交換機
３４ 網インタフェースユニット（ＮＩＵ）
３８ 無線搬送波局（ＲＣＳ）
４２ グローバルパイロットチップ符号発生手段
４４，５８ スペクトラム拡散処理手段
４６ 基地局送信機
４８ 加入者局ユニット受信機
５０ グローバルパイロット信号
５４ グローバルパイロットチップ符号再生手段
５２ 割当てパイロット信号
５６ 割当てパイロットチップ符号発生手段
６２ 基地局受信機
８２ 加入者局ユニットプロセッサ
６６，６８，７０ 基地局プロセッサ
７４ 警察分署
７６ 救急車急派所
６４，９６ 割当てパイロットチップ符号再生手段
８８ アンテナ
９８ 伝搬経路

Claims (6)

1. セル内の加入者局（ＳＵ）の物理的位置を算定するように構成された通信システムであって、
   指定された基地局から第１の符号系列を有する第１のスペクトラム拡散信号を送信し、
   加入者局で第１の遅延を有した前記第１のスペクトラム拡散信号を受信し、
   第ｎの基地局（BS_ｎ）で第１の遅延と第ｎの遅延との和の遅延時間を有する前記第１のスペクトラム拡散信号を受信し、
   前記第ｎの基地局（BS_ｎ）で前記加入者局と前記第ｎの基地局との間の距離を計算し、
   ネットワークのプロセッサへ前記第ｎの基地局（BS_ｎ）から第２の信号を送信し、前記第２の信号が前記計算された距離を含み、前記遅延したスペクトラム拡散信号が符号系列を有し、
   前記第１の信号と前記第２の信号との間のタイミング差に基づいて、前記ネットワークのプロセッサでタイミング差パラメータΔｔを計算し、
   前記計算されたタイミング差パラメータに基づいて前記ネットワークのプロセッサで前記加入者局の位置を計算する、通信システム。
2. 前記加入者局の位置は、Ｘ１およびＹ１をデカルト座標において経度および緯度で表される前記指定された基地局の物理的位置、Ｘ２およびＹ２をデカルト座標において経度および緯度で表される前記第ｎの基地局（ＢＳ_ｎ）の物理的位置、Δｄを距離差とし、以下の式を使用して最尤推定法として計算される、請求項１記載の通信システム。
   

   
3. 各基地局の物理的位置は、経度および緯度で表され、衛星を使用して精確に決定され、各基地局に予めプログラムされている、請求項１記載の通信システム。
4. 前記第１のスペクトラム拡散信号がパイロット信号である、請求項１記載の通信システム。
5. 前記加入者局の位置は前記タイミング差パラメータに光速を乗じることによって決定される、請求項１記載の通信システム。
6. 前記第１のスペクトラム拡散信号のチップ速度が少なくとも８０ｎｓであり、前記タイミング差をチップの少なくとも１６分の１の精度で検出する請求項１記載の通信システム。

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