JP3998023B2 - スペクトル拡散信号を用いた測距及び位置測定方法、その方法を行う装置 - Google Patents
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Description
スペクトル拡散信号の送信局は送信タイミング400にスペクトル拡散信号を送信する。受信局は前記スペクトル拡散信号を受信し、受信タイミング401を得る。
受信タイミング401と送信タイミング400の時間差402がスペクトル拡散信号の伝搬時間となる。前記時間差402に光速を乗算することにより、送信局と受信局との距離を求めることができる。前記原理により、スペクトル拡散信号を用いて測距を行う場合、受信局において受信タイミング401を測定することが必要となる。
第一閾値算出部105の構成の第一例を図5に示す。図5で最大値サーチ部300は、信号線110を介して入力される遅延プロファイルの中での最大相関値310(受信タイミング203の時点のもの)を出力する。乗算器320は前記最大相関値310と係数C0の乗算を行い、結果を第一閾値330として、第一閾値タイミング検出部103へ出力する。係数C0の値は0.1程度とした。その理由は、遅延プロファイルを作成する際、信号受信部101内の帯域制限フィルタの特性により、最大相関値310の0.1程度の大きさのサイドローブが発生するが、このサイドローブを誤認しないためである。
その理由は以下の通りである。雑音をホワイトノイズと考えると瞬時振幅は正規分布に従って変動する。この場合、雑音電力をσの2乗とした場合、瞬時振幅が3σを越える確率は3/1000程度となる。この程度であれば測定が誤る確率としては十分小さい。振幅の3σは電力ではσの2乗の9倍なので、従ってC1は9以上であればよいからである。
そして、それぞれの遅延プロファイルの立ち上がりタイミングを検出し、対応する信号送信局の送信タイミングとの間の時間差を用いて、それらの互いの相対時間差を基に自己の位置を測定する。
21…到来波1の受信タイミング
22…到来波2の受信タイミング
100…アンテナ
101…信号受信部
102…遅延プロファイル生成部
103…第一閾値タイミング検出部
105…第一閾値算出部
106…基準タイミング算出部
107…第二閾値算出部
108…受信タイミング算出部
110…遅延プロファイル
111…極大タイミング
112…基準タイミング
113…伝搬遅延時間最小到来波の受信タイミング
114…測距/位置測定部
115…遅延プロファイル保持部
116…受信信号
200…マッチトフィルタ
201…PN符号発生器
202…遅延プロファイル
206…第一閾値
207…第二閾値
208…基準タイミング
210…受信タイミング
212…受信タイミング軸
213…相関値軸
300…最大値サーチ部
301…雑音電力推定部
310…相関値最大値
311…雑音電力推定値
320…乗算器
330…第一閾値
331…第二閾値
400…送信タイミング
401…受信タイミング
402…送信タイミングと受信タイミングの時間差
500、501、502、503、504、505…受信タイミング測定アルゴリズムのステップ。
Claims (11)
- 複数の基地局と端末装置との間で送受信される信号の受信タイミングを用いて該端末装置の位置を測定する端末位置測定方法であって、
受信された受信信号と予め定められた符号との相関値を計算して遅延プロファイルを生成する第1のステップと、
上記遅延プロファイルの相関値が雑音レベルから立ち上がるタイミングに基づいて受信タイミングを決定する第2のステップと、
上記複数の基地局について決定される上記受信タイミングを用いて上記端末装置の位置を計算する第3のステップとを有し、
上記立ち上がりタイミングの判定のための所定の閾値を設定し、
測定される最大相関値に基づいて上記所定の閾値よりも大きな値を到来波判定閾値として設定し、
上記遅延プロファイルの値が上記到来波判定閾値と等しくなる到来波判定タイミングを判定し、
上記到来波判定タイミングよりも前で、かつ上記遅延プロファイルの値が上記所定の閾値と等しくなるタイミングを上記立ち上がりタイミングとする
ことを特徴とする端末位置測定方法。 - 請求項1記載の端末位置測定方法であって、
上記受信タイミングは、上記立ち上がりタイミングから所定の時間後のタイミングであることを特徴とする端末位置測定方法。 - 上記到来波判定閾値は、測定される最大相関値に所定の係数を乗算したものであることを特徴とする請求項1記載の端末位置測定方法。
- 複数の基地局からそれぞれ送信される複数の信号の受信タイミングを用いて端末装置の位置測定を行う端末測位システムにおける端末装置であって、
上記複数の基地局から複数の信号を受信する信号受信部と、
上記受信信号と所定の符号との相関値を計算して遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成部と、
上記遅延プロファイルを用いて該受信信号の受信タイミングを決定する受信タイミング決定部とを有し、
上記受信タイミング決定部は、上記遅延プロファイルの相関値が雑音レベルから立ち上がるタイミングに基づいて上記受信タイミングを決定し、
上記立ち上がりタイミングは、上記遅延プロファイルの値が上記所定の閾値と等しくなり、且つ、測定される最大相関値に基づいて上記所定の閾値よりも大きな値として設定された到来波判定閾値と等しくなるタイミングである到来波判定タイミングよりも前となるタイミングであることを特徴とする端末装置。 - 請求項4記載の端末装置であって、
上記受信タイミングは、上記立ち上がりタイミングから所定の時間後のタイミングであることを特徴とする端末装置。 - 請求項4記載の端末装置であって、上記複数の基地局からの受信信号について決定された上記受信タイミングを用いて該端末装置の位置を計算する位置測定部を有することを特徴とする端末装置。
- 上記到来波判定閾値は、測定される最大相関値に所定の係数を乗算したものであることを特徴とする請求項4記載の端末装置。
- 複数の基地局と端末装置との間で送受信される複数の無線信号の受信タイミングを用いて該端末装置の位置を測定する端末測位システムにおける測定装置であって、
受信された信号と所定の符号との相関値を計算して遅延プロファイルを作成する遅延プロファイル作成部と、
上記遅延プロファイルを用いて該受信信号の受信タイミングを決定する受信タイミング決定部とを有し、
上記受信タイミング決定部は、上記遅延プロファイルの相関値が雑音レベルから立ち上がるタイミングに基づいて上記受信タイミングを決定し、
上記立ち上がりタイミングは、上記遅延プロファイルの値が上記所定の閾値と等しくなり、且つ、測定される最大相関値に基づいて上記所定の閾値よりも大きな値として設定された到来波判定閾値と等しくなるタイミングである到来波判定タイミングよりも前となるタイミングであることを特徴とする測定装置。 - 請求項8記載の測定装置であって、
上記受信タイミングは、上記立ち上がりタイミングから所定の時間後のタイミングであることを特徴とする測定装置。 - 請求項8記載の測定装置であって、上記複数の無線信号について決定された上記受信タイミングを用いて該端末装置の位置を計算する位置測定部を有することを特徴とする測定装置。
- 上記到来波判定閾値は、測定される最大相関値に所定の係数を乗算したものであることを特徴とする請求項8記載の測定装置。
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