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JP2009077078A - Position detection system - Google Patents

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JP2009077078A
JP2009077078A JP2007243006A JP2007243006A JP2009077078A JP 2009077078 A JP2009077078 A JP 2009077078A JP 2007243006 A JP2007243006 A JP 2007243006A JP 2007243006 A JP2007243006 A JP 2007243006A JP 2009077078 A JP2009077078 A JP 2009077078A
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JP
Japan
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transmission
mobile station
radio wave
distance
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Pending
Application number
JP2007243006A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Ohashi
勉 大橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP2007243006A priority Critical patent/JP2009077078A/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

【課題】電波の送信電力の小さい移動局を有する位置検出システムを提供する。
【解決手段】移動局10は複数の指向性アンテナ21、22を用いて1回の測位のために複数回の電波の発信を行い、3個以上の複数の基地局12においては、移動局10からの電波の受信時刻が測定される。測位サーバ14においては、基地局12のそれぞれによって測定される電波の受信時刻のうち、移動局10による複数回の電波の発信のうち、予め定められた基準発信以外の発信による電波の受信時刻を、前記移動局10による電波の発信間隔に基づいて基準発信による電波受信時刻に換算し、基準発信による電波の受信時刻により移動局10の位置の検出を行なうので、移動局10は1回の電波の発信により全ての基地局12に電波を受信する必要がなく、移動局10の電波の送信電力を低減することができる。
【選択図】図5
A position detection system having a mobile station with low radio wave transmission power is provided.
A mobile station transmits a plurality of radio waves for a single positioning by using a plurality of directional antennas, and in three or more base stations, a mobile station is provided. The reception time of radio waves from is measured. In the positioning server 14, out of the reception times of the radio waves measured by each of the base stations 12, the reception time of the radio waves by transmissions other than a predetermined reference transmission among the multiple transmissions of radio waves by the mobile station 10 is set. The mobile station 10 converts the radio wave reception time by reference transmission based on the radio wave transmission interval by the mobile station 10 and detects the position of the mobile station 10 by the reception time of the radio wave by reference transmission. Therefore, it is not necessary for all base stations 12 to receive radio waves, and the radio wave transmission power of the mobile station 10 can be reduced.
[Selection] Figure 5

Description

本発明は、移動局が発信する電波を基地局が受信し、その受信結果に基づいて移動局の位置の検出を行なう位置検出システムに関するものであり、特に、移動局が1回の測位のために相互に通信範囲の異なる複数回の電波の発信を行なうことにより移動局の送信電力を低減する技術に関するものである。   The present invention relates to a position detection system in which a base station receives radio waves transmitted from a mobile station and detects the position of the mobile station based on the reception result, and in particular, the mobile station performs positioning once. In particular, the present invention relates to a technique for reducing transmission power of a mobile station by transmitting a plurality of radio waves having different communication ranges.

移動局が発信する電波を複数の基地局で受信し、これらの複数の基地局のそれぞれにおける電波の受信時刻の差である受信時間差に基づいて、移動局の位置の検出を行なう位置検出システムが提案されている。例えば特許文献1に記載の技術がそれである。   A position detection system that receives radio waves transmitted by a mobile station at a plurality of base stations and detects the position of the mobile station based on a reception time difference that is a difference in reception times of radio waves at each of the plurality of base stations. Proposed. For example, this is the technique described in Patent Document 1.

かかる位置検出システムにおいては、移動局が例えば2次元平面上を移動する場合においては、移動局から発信された電波は、移動局の位置の検出のためには少なくとも3個の基地局によって受信され、それらの基地局間の受信時間差が算出される必要がある。同様に、移動局が3次元空間を移動する場合においては、少なくとも4個の基地局によって移動局から発信された電波が受信される必要がある。   In such a position detection system, when a mobile station moves on a two-dimensional plane, for example, radio waves transmitted from the mobile station are received by at least three base stations for detecting the position of the mobile station. The reception time difference between these base stations needs to be calculated. Similarly, when a mobile station moves in a three-dimensional space, it is necessary to receive radio waves transmitted from the mobile station by at least four base stations.

特開2004−242122号公報JP 2004-242122 A

すなわち、例えば移動局が平面を移動する場合においては、移動局から発信される電波の到達範囲内(通信範囲内)に少なくとも3個の基地局が存在せず、少なくとも3個の基地局によって移動局から発信される電波が受信されない場合には移動局の位置の検出ができない。かかる場合において移動局の位置の検出を行なうためには、移動局から発信される電波が常に少なくとも3個の基地局で受信することができるように基地局の設置間隔を狭め、多くの基地局を設置するか、あるいは、移動局は少なくとも3個の基地局に電波が到達するように出力を増大して電波の発信を行なう必要がある。   That is, for example, when a mobile station moves on a plane, at least three base stations do not exist within the reach (communication range) of radio waves transmitted from the mobile station, and are moved by at least three base stations. If the radio wave transmitted from the station is not received, the position of the mobile station cannot be detected. In such a case, in order to detect the position of the mobile station, the base station installation interval is reduced so that radio waves transmitted from the mobile station can always be received by at least three base stations. Or the mobile station needs to increase the output so that the radio wave reaches at least three base stations and transmit the radio wave.

しかしながら、多くの基地局を設置することは、位置検出システムの構築においてコストアップの観点から望ましくない。一方、移動局の電波出力の増大は、装置の大型化や消費電力の増大につながるため、移動局の小型化や構造の簡易化などを図る場合において両立が困難であるという問題があった。   However, installing many base stations is not desirable from the viewpoint of cost increase in the construction of a position detection system. On the other hand, an increase in radio wave output of the mobile station leads to an increase in the size of the device and an increase in power consumption. Therefore, there is a problem that it is difficult to achieve both compatibility in the case of downsizing the mobile station and simplifying the structure.

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、移動局が1回の測位のために相互に通信範囲の異なる複数回の電波の発信を行なうことにより移動局の電波の発信に伴う消費電力を低減することのできる移動局の位置検出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 to move by transmitting a plurality of radio waves having different communication ranges from each other for a single positioning. An object of the present invention is to provide a mobile station position detection system capable of reducing power consumption associated with transmission of radio waves from a station.

なお、前記特許文献1においては、2つのアンテナを有し、これらの2つのアンテナを切り換えて電波を発信する移動局を含む移動局の位置検出システムが提案されているが、これは、測定位置をずらしながら測定をくり返すことにより精度を向上させるものであって、本願発明とはその構成、目的を全く異にするものである。すなわち、特許文献1に記載の2つのアンテナからそれぞれ発信される電波は、必要とされる全ての基地局に受信されるように発信されている。   In Patent Document 1, a position detection system for a mobile station that includes two antennas and includes a mobile station that transmits radio waves by switching these two antennas has been proposed. The accuracy is improved by repeating the measurement while shifting, and the configuration and purpose of the invention are completely different from those of the present invention. That is, the radio waves transmitted from the two antennas described in Patent Document 1 are transmitted so as to be received by all necessary base stations.

かかる課題を解決するための請求項1にかかる発明は、(a)電波を発信する発信手段を有し、移動可能な移動局と、該移動局によって発信された電波を受信する受信手段と、該受信した電波に基づいて前記移動局との距離に関連する情報である距離関連情報を測定する距離関連情報測定手段とを有し、既知の位置に固定され、互いに同期した時計を有する複数の基地局と、該複数の基地局のそれぞれによって測定された距離関連情報に基づいて前記移動局の位置を算出する測位サーバと、を有する位置検出システムにおいて、(b)前記発信手段は、1回の測位のために相互に通信範囲の異なる複数回の電波の発信を行なうものであり、(c)前記複数の基地局は、3個以上の基地局からなり、(d)前記距離関連情報は、前記各基地局の受信手段において受信された前記移動局からの電波の受信時刻であり、(e)前記測位サーバは、前記複数の基地局のそれぞれによって測定される距離関連情報のうち、前記移動局による1回の測位のための複数回の電波の発信のうち、予め定められた1回の発信である基準発信以外の発信によって発信された電波に対応する距離関連情報を、複数回の受信を行った基地局による複数回の電波の受信における受信間隔に基づいて、基準発信に対応する距離関連情報に換算する距離関連情報換算手段と、(f)前記複数の基地局のそれぞれによって測定される距離関連情報のうち、前記基準発信によって発信された電波に対応する距離関連情報と、前記距離関連情報換算手段によって換算された距離関連情報とから、前記基準発信において前記移動局から発信された電波の前記複数の基地局のそれぞれにおける到達時間差を算出し、該到達時間差に基づいて前記移動局の位置の算出を行なう測位手段とを有すること、にある。   The invention according to claim 1 for solving such a problem includes (a) a transmitting means for transmitting radio waves, a movable mobile station, and a receiving means for receiving radio waves transmitted by the mobile station; Distance-related information measuring means for measuring distance-related information that is information related to the distance to the mobile station based on the received radio wave, and a plurality of clocks fixed at known positions and synchronized with each other In a position detection system comprising a base station and a positioning server that calculates the position of the mobile station based on distance-related information measured by each of the plurality of base stations, (b) the transmitting means (C) The plurality of base stations are composed of three or more base stations, and (d) the distance-related information is: Of each base station (E) the positioning server receives one time by the mobile station among the distance related information measured by each of the plurality of base stations. A base station that received multiple times of distance-related information corresponding to radio waves transmitted by a transmission other than a standard transmission, which is a predetermined single transmission out of a plurality of transmissions for positioning. Distance-related information conversion means for converting into distance-related information corresponding to a reference transmission based on reception intervals in receiving a plurality of radio waves by (f), and (f) distance-related information measured by each of the plurality of base stations Among them, from the distance related information corresponding to the radio wave transmitted by the reference transmission and the distance related information converted by the distance related information conversion means, in the reference transmission Calculating an arrival time difference in each of the plurality of base station of the original electric wave from the moving station, to have a positioning means for calculating the position of the mobile station based on 該到 us time difference, in.

このようにすれば、移動局においては、前記発信手段は1回の測位のために相互に通信範囲の異なる複数回の電波の発信を行い、3個以上の複数の基地局においては、距離関連情報測定手段により前記距離関連情報として前記移動局からの電波の受信時刻が測定され、測位サーバにおいては、距離関連情報換算手段は、前記複数の基地局のそれぞれによって測定される距離関連情報のうち、前記移動局による1回の測位のための複数回の電波の発信のうち、予め定められた1回の発信である基準発信以外の発信によって発信された電波に対応する距離関連情報を、複数回の受信を行った基地局による複数回の電波の受信における受信間隔に基づいて基準発信に対応する距離関連情報に換算し、測位手段は、前記複数の基地局のそれぞれによって測定される距離関連情報のうち、前記基準発信によって発信された電波に対応する距離関連情報と、前記距離関連情報換算手段によって換算された距離関連情報とから、前記基準発信において前記移動局から発信された電波の前記複数の基地局のそれぞれにおける到達時間差を算出し、該到達時間差に基づいて前記移動局の位置の算出を行うので、移動局による1回の電波の発信を全ての基地局が受信する必要がなく、移動局の電波の送信電力を低減することができる。   In this way, in the mobile station, the transmitting means transmits a plurality of times of radio waves having different communication ranges for one positioning, and in three or more base stations, the distance-related The information measurement means measures the reception time of the radio wave from the mobile station as the distance related information. In the positioning server, the distance related information conversion means includes the distance related information measured by each of the plurality of base stations. A plurality of distance related information corresponding to radio waves transmitted by a transmission other than a reference transmission that is a predetermined one out of a plurality of transmissions of radio waves for one positioning by the mobile station, The base station that has received the radio signal is converted into distance-related information corresponding to the reference transmission based on the reception interval in the reception of the radio wave multiple times, and the positioning means is provided by each of the base stations. Out of the distance-related information to be measured, the distance-related information corresponding to the radio wave transmitted by the reference transmission and the distance-related information converted by the distance-related information conversion means are transmitted from the mobile station in the reference transmission. Since the arrival time difference of each of the plurality of base stations of the received radio wave is calculated and the position of the mobile station is calculated based on the arrival time difference, all the base stations transmit the radio wave once by the mobile station. There is no need to receive, and the transmission power of the radio wave of the mobile station can be reduced.

好適には、前記移動局の発信手段は、前記複数回の電波の発信におけるそれぞれの通信範囲が他の発信における通信範囲の少なくともいずれか1つの通信範囲とその一部が重なるように前記複数回の電波の発信を行なう。このようにすれば、前記基地局のいずれかが、前記複数回の電波の発信におけるそれぞれの通信範囲が重なった領域に位置することにより、複数回の電波の発信によって発信された複数の電波を受信することができる。   Preferably, the transmitting means of the mobile station is configured to perform the plurality of times such that each communication range in the plurality of times of radio wave transmission overlaps at least one communication range of communication ranges in other transmissions. Transmitting radio waves. In this way, since any one of the base stations is located in a region where the respective communication ranges in the multiple times of radio wave transmission overlap, a plurality of radio waves transmitted by multiple times of radio wave transmission can be transmitted. Can be received.

また好適には、前記移動局は指向性が相互に異なる複数の指向性アンテナを有し、前記発信手段は、前記移動局の有する複数の指向性アンテナを切り換えて前記複数回の電波の発信を行なう。このようにすれば、移動局において、前記発信手段は前記複数の指向性アンテナを切り換えて前記複数回の電波の発信を行なうので、一つの基地局は前記複数回の電波を受信し、移動局の位置の検出に必要となるその他の基地局はこれらの複数回の発信される電波のいずれかを受信すればよく、前記移動局は移動局の位置の検出に必要となる全ての基地局が受信できる強度で電波を出力する必要がなくなり、移動局の電波の送信電力を低減することができる。   Preferably, the mobile station has a plurality of directional antennas having different directivities, and the transmitting means switches the plurality of directional antennas of the mobile station to transmit the plurality of radio waves. Do. In this way, in the mobile station, the transmitting means switches the plurality of directional antennas to transmit the plurality of radio waves, so that one base station receives the plurality of radio waves, and the mobile station The other base stations necessary for detecting the position of the mobile station only need to receive one of these radio waves transmitted multiple times, and the mobile station has all the base stations required for detecting the position of the mobile station. It is no longer necessary to output radio waves with a receivable intensity, and the transmission power of radio waves from the mobile station can be reduced.

また好適には、前記移動局は、指向性を変更可能な指向性アンテナを有し、前記発信手段は1回の測位のために該指向性アンテナの指向性を相互に異なる状態として複数回の電波の発信を行なう。このようにすれば、移動局において、前記発信手段は前記指向性を変更可能な指向性アンテナの指向性を相互に異なる状態に切り換えて前記複数回の電波の発信を行なうので、一つの基地局は前記複数回の電波を受信し、移動局の位置の検出に必要となるその他の基地局はこれらの複数回の発信される電波のいずれかを受信すればよく、前記移動局は移動局の位置の検出に必要となる全ての基地局が受信できる強度で電波を出力する必要がなくなり、移動局の電波の送信電力を低減することができる。   Also preferably, the mobile station has a directional antenna whose directivity can be changed, and the transmitting means performs a plurality of times with the directivity of the directional antenna being different from each other for one positioning. Transmits radio waves. In this way, in the mobile station, the transmitting means switches the directivities of the directional antennas whose directivities can be changed to different states and transmits the radio waves a plurality of times. Receives the multiple times of radio waves, and other base stations required for detecting the position of the mobile station need only receive one of these multiple times of radio waves, and the mobile station It is no longer necessary to output radio waves at an intensity that can be received by all base stations necessary for position detection, and the transmission power of radio waves from mobile stations can be reduced.

また好適には、前記距離関連情報換算手段は、前記複数の基地局のうち、前記複数回の電波の発信における2以上の発信による電波を受信した基地局において、第1の発信による電波に対応する距離関連情報である受信時刻と第2の発信による電波に対応する距離関連情報である受信時刻との受信時刻差に基づいて距離関連情報の換算を行なう。このようにすれば、前記第1の発信による電波と第2の発信による電波とのいずれをも受信した基地局における、該第1の電波の受信時刻と第2の電波の受信時刻との受信時刻差に基づいて距離関連情報の換算を行なうことができる。   Preferably, the distance-related information conversion means corresponds to the radio wave generated by the first transmission in the base station that has received radio waves generated by two or more transmissions of the plurality of radio wave transmissions among the plurality of base stations. Distance-related information is converted based on the reception time difference between the reception time, which is distance-related information, and the reception time, which is distance-related information corresponding to the radio wave transmitted by the second transmission. In this way, the reception of the reception time of the first radio wave and the reception time of the second radio wave at the base station that has received both the radio wave by the first transmission and the radio wave by the second transmission. The distance related information can be converted based on the time difference.

また好適には、前記発信手段は、所定の発信間隔で前記複数回の電波の発信を行ない、前記距離関連情報換算手段は、該所定の発信間隔である発信時間差に基づいて前記受信時間差を算出し、該算出された受信時間差に基づいて距離関連情報の換算を行なう。このようにすれば、前記発信手段における電波の発信間隔は所定の値であることから、この所定の発信間隔に基づいて前記受信時間差を算出することにより、前記距離関連情報換算手段は容易に距離関連情報の換算を行なうことができる。   Preferably, the transmission means transmits the radio wave a plurality of times at a predetermined transmission interval, and the distance related information conversion means calculates the reception time difference based on the transmission time difference which is the predetermined transmission interval. Then, the distance related information is converted based on the calculated reception time difference. In this way, since the transmission interval of the radio wave in the transmission unit is a predetermined value, the distance related information conversion unit can easily calculate the distance by calculating the reception time difference based on the predetermined transmission interval. Related information can be converted.

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、本発明の移動局位置推定システムの構成の一例を示した図である。図1には、平面上の任意の形状に設けられる移動局10が移動可能な領域として一辺30(m)の正方形からなる移動可能領域50が設けられている。また、前記移動可能領域50には、後述する移動局10と無線による通信を行う機能を有する基地局12として、第1基地局12A、第2基地局12B、第3基地局12C、第4基地局12Dの4つの基地局がそれぞれ設けられる。なお、基地局の数が多いほど移動局の位置の算出は正確に行うことができる。本図1においては、正方形の移動可能領域50の4隅にそれぞれ基地局12A乃至12Dが1つづつ配置されており、この要件を満たす。また、前記移動可能領域50内には移動局10が配置され、その移動可能領域50内を移動可能とされている。なお、本実施例においては、移動局10の数は1個とされているが、移動局の個数は特に限定されない。また、基地局12と例えば有線ケーブル52により接続されることにより通信可能とされた測位サーバ14が設けられ、前記移動局10によって発信され前記基地局12によって受信された電波に基づいて、前記移動可能領域内における移動局10の位置を算出する。なお、本明細書において、特に個々の基地局12A乃至12Dを区別しない場合には基地局12と表記する。   FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the mobile station position estimation system of the present invention. In FIG. 1, a movable area 50 formed of a square having a side 30 (m) is provided as an area in which a mobile station 10 provided in an arbitrary shape on a plane can move. Further, in the movable area 50, as a base station 12 having a function of performing wireless communication with the mobile station 10 described later, a first base station 12A, a second base station 12B, a third base station 12C, a fourth base station Four base stations of station 12D are provided respectively. Note that the position of the mobile station can be calculated more accurately as the number of base stations increases. In FIG. 1, one base station 12A to 12D is arranged at each of the four corners of a square movable area 50, which satisfies this requirement. Further, the mobile station 10 is arranged in the movable area 50 and is movable in the movable area 50. In the present embodiment, the number of mobile stations 10 is one, but the number of mobile stations is not particularly limited. In addition, a positioning server 14 is provided that is communicable with the base station 12 by, for example, a wired cable 52, and the mobile station 10 transmits the mobile station 10 based on radio waves transmitted by the mobile station 10 and received by the base station 12. The position of the mobile station 10 in the possible area is calculated. In the present specification, the individual base stations 12A to 12D are referred to as base stations 12 unless otherwise distinguished.

図2は移動局10の構成の概要を示す機能ブロック図である。移動局10は、電波の送受信を行なう第1アンテナ21および第2アンテナ22の2つの指向性アンテナを有している。また、アンテナ切換部24は、移動局10が電波の送受信を行なう際に用いるアンテナを、前記第1アンテナ21とするか、前記第2アンテナ22とするかを切り換える。第1アンテナ21および第2アンテナ22は例えば、平面パッチアンテナなどの指向性を有するアンテナであって、それらの指向性が相互に異なり、かつ、第1アンテナ21により発信された電波を受信可能な領域の一部と第2アンテナ22により発信された電波を受信可能な領域の一部とが重なるように、移動局10に取り付けられている。   FIG. 2 is a functional block diagram showing an outline of the configuration of the mobile station 10. The mobile station 10 has two directional antennas, a first antenna 21 and a second antenna 22 that transmit and receive radio waves. The antenna switching unit 24 switches whether the antenna used when the mobile station 10 transmits and receives radio waves is the first antenna 21 or the second antenna 22. The first antenna 21 and the second antenna 22 are antennas having directivities such as, for example, planar patch antennas, the directivities thereof are different from each other, and radio waves transmitted from the first antenna 21 can be received. The mobile station 10 is attached so that a part of the area and a part of the area where the radio wave transmitted by the second antenna 22 can be received overlap.

図5は、前記第1アンテナ21および第2アンテナ22のそれぞれの指向性の一例を示した図である。第1アンテナ21と第2アンテナ22とは、それらの指向性がそれぞれ異なるように設置されるので、第1アンテナ21により発信された電波を受信可能な領域である第1アンテナ通信可能領域71と、第2アンテナ22により発信された電波を受信可能な領域である第2アンテナ通信可能領域72は図5に示すようになる。そして、前記第1アンテナ通信可能領域71と第2アンテナ通信可能領域72とはその一部どうしが重なり合うようにされている。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of directivity of each of the first antenna 21 and the second antenna 22. Since the first antenna 21 and the second antenna 22 are installed such that their directivities are different from each other, the first antenna communicable area 71 which is an area where radio waves transmitted from the first antenna 21 can be received, The second antenna communicable area 72, which is an area where radio waves transmitted from the second antenna 22 can be received, is as shown in FIG. The first antenna communicable area 71 and the second antenna communicable area 72 are partially overlapped with each other.

無線通信部26は、移動局10の無線通信を行なうものであって、移動局10が電波を発信する際において、発信手段に対応するものである。具体的には、後述する信号処理部28によって生成された信号を通信に適した形式に変調するとともに、所定の周波数の搬送波と合成した合成波をアンプにより増幅し、バラン(balun)などにより不平衡線路を平衡線路に変換する。このようにして生成された電波が前記アンテナ切換部24によって切り換えられた第1アンテナ21および/または第2アンテナ22により発信される。   The wireless communication unit 26 performs wireless communication with the mobile station 10 and corresponds to a transmission means when the mobile station 10 transmits radio waves. Specifically, the signal generated by the signal processing unit 28, which will be described later, is modulated into a format suitable for communication, and a synthesized wave synthesized with a carrier wave of a predetermined frequency is amplified by an amplifier, and is not corrected by a balun or the like. Convert a balanced line to a balanced line. The radio wave generated in this way is transmitted by the first antenna 21 and / or the second antenna 22 switched by the antenna switching unit 24.

信号処理部28は、移動局10が電波を発信する際において、例えば電波の発信時刻などの伝送したい情報を、例えばM系列符号やGPSにおいても使用されているGold系列符号(疑似雑音符号(pseudo−noise code;PN信号)の性質を持つ符号の一種である。)などの拡散符号を用いて、スペクトラム拡散などの拡散処理を行ない、発信する信号を生成する。このようなスペクトラム拡散を利用すれば、ある特定の移動局と基地局との通信がある特定の拡散符号を用いて行われている場合に、同じ時刻および同じ周波数において他の移動局と基地局との通信が別の拡散符号を用いて行われる場合であれば相互の通信が影響を受けることがない。   When the mobile station 10 transmits a radio wave, the signal processing unit 28 transmits information to be transmitted such as a radio wave transmission time, for example, an M-sequence code or a Gold sequence code (pseudo noise code (pseudo noise code) used also in GPS. -Noise code (PN signal) is a kind of code having the property of PN signal), and spreading processing such as spread spectrum is performed using a spreading code such as) to generate a signal to be transmitted. Using such spread spectrum, when communication between a specific mobile station and a base station is performed using a specific spread code, other mobile stations and base stations at the same time and at the same frequency If communication with is performed using another spreading code, mutual communication is not affected.

制御部30は前記アンテナ切換部24、無線通信部26、信号処理部28などの作動を制御する。例えば、移動局10の位置を測定するために基地局12に対し電波を発信する指令を受けた場合に、まず第1発信として信号処理部28によって生成された信号を、前記第1アンテナ21によって発信し、続いてアンテナ切換部24により使用するアンテナを第1アンテナ21から第2アンテナ22に切り換え、更に信号処理部28によって生成された信号を第2発信として第2アンテナ22によって発信する。   The control unit 30 controls operations of the antenna switching unit 24, the wireless communication unit 26, the signal processing unit 28, and the like. For example, when receiving a command for transmitting a radio wave to the base station 12 in order to measure the position of the mobile station 10, first, a signal generated by the signal processing unit 28 as a first transmission is transmitted by the first antenna 21. Then, the antenna switching unit 24 switches the antenna to be used from the first antenna 21 to the second antenna 22, and the signal generated by the signal processing unit 28 is transmitted by the second antenna 22 as a second transmission.

また、制御部30は、移動局10が電波を発信(送信)する場合と電波を受信する場合とに応じて、前記アンテナ切換部24、無線通信部26、信号処理部28などの作動を切り換えて制御する。すなわち、移動局10が電波を受信する際には、無線通信部26および信号処理部28は前述の作動に代えて、次のような作動を行なう。例えば、前記アンテナ切換部24によって切り換えて用いられる第1アンテナ21および/または第2アンテナ22によって受信された電波に対し、無線通信部26は通信方式に対応したデジタル復調などの復調処理を行う。そして、無線通信部26により復調された信号に対し、信号処理部28は発信の際に行なわれた拡散処理に対応する逆拡散処理を行い、受信した電波に含まれていた情報を取りだす。このように、移動局10の作動を無線により制御することができる。   Further, the control unit 30 switches the operation of the antenna switching unit 24, the wireless communication unit 26, the signal processing unit 28, and the like depending on whether the mobile station 10 transmits (transmits) radio waves or receives radio waves. Control. That is, when the mobile station 10 receives radio waves, the radio communication unit 26 and the signal processing unit 28 perform the following operation instead of the above-described operation. For example, the radio communication unit 26 performs demodulation processing such as digital demodulation corresponding to the communication method on the radio waves received by the first antenna 21 and / or the second antenna 22 that are switched by the antenna switching unit 24. Then, the signal processing unit 28 performs despreading processing corresponding to the diffusion processing performed at the time of transmission on the signal demodulated by the wireless communication unit 26, and extracts information contained in the received radio wave. In this way, the operation of the mobile station 10 can be controlled wirelessly.

また、時計31は、移動局10において電波の発信時刻を決定する際に参照されるほか、例えば所定間隔ごとに作動を行なう場合などに用いられる。また、基地局12が有する時計31はその時刻が基地局12のそれぞれが有する時計44の時刻と一致するように必要に応じて時計合わせがされる。詳細な説明は省略するが、例えば、次のような方法によりなされる。移動局10を既知である位置に設置して時刻合わせの基準となる基地局12からの時刻情報を受信して到来距離に対応する電波の伝搬時間だけ加算補正した時刻を設定する。例えば既知の位置とされた移動可能領域50の中心(図1参照)に移動局10を移動させると共に、いずれかの基地局12からその時刻情報を送信(発信時の時刻を情報の内容として含む電波を送信)する。移動局10は前記いずれかの基地局12の時刻情報を受信すると、その受信時刻が、前記いずれかの基地局12の時刻情報に、移動局10と前記いずれかの基地局12との距離である30×√2/2(m)を電波の速度c(2.997×108(m/s))を除して得られる移動局10と前記いずれかの基地局12との電波の伝搬時間を加えた時刻となるように移動局10の時計31の時刻を設定する。 Further, the clock 31 is used when the mobile station 10 determines the transmission time of the radio wave, and is used when the mobile station 10 is operated at predetermined intervals, for example. The clock 31 of the base station 12 is clocked as necessary so that the time of the clock 31 matches the time of the clock 44 of each of the base stations 12. Although detailed description is omitted, for example, the following method is used. The mobile station 10 is installed at a known position, receives time information from the base station 12 serving as a reference for time adjustment, and sets a time corrected by addition of radio wave propagation time corresponding to the arrival distance. For example, the mobile station 10 is moved to the center (see FIG. 1) of the movable area 50 that is set to a known position, and the time information is transmitted from any of the base stations 12 (the time at the time of transmission is included as the content of the information) Send radio waves). When the mobile station 10 receives the time information of any one of the base stations 12, the reception time is determined by the distance between the mobile station 10 and any one of the base stations 12. Propagation of radio waves between the mobile station 10 obtained by dividing a certain 30 × √2 / 2 (m) by the radio wave velocity c (2.997 × 10 8 (m / s)) and any one of the base stations 12 The time of the clock 31 of the mobile station 10 is set so that the time is added.

図3は、基地局12の構成の概要を示す機能ブロック図である。基地局12の移動局10に対する違いは、電波の送受信を行なうアンテナとして一本のアンテナ32しか有しておらず、それに伴ってアンテナ切換部24を有さない点と、有線ケーブル52を介して後述する測位サーバ14との通信を行なうためのサーバ通信部40、および拡散された電波を逆拡散処理により同期を検出して受信時刻を測定する受信時刻測定部42を有する点である。一方、基地局12における無線通信部34、信号処理部36、制御部38は、それぞれ移動局10における無線通信部26、信号処理部28、制御部30とそれぞれ同様の機能を有している。   FIG. 3 is a functional block diagram showing an outline of the configuration of the base station 12. The difference between the base station 12 and the mobile station 10 is that only one antenna 32 is provided as an antenna for transmitting and receiving radio waves, and accordingly, the antenna switching unit 24 is not provided, and a wired cable 52 is used. A server communication unit 40 for performing communication with the positioning server 14 to be described later, and a reception time measuring unit 42 for detecting the synchronization of the spread radio wave by despreading processing and measuring the reception time. On the other hand, the radio communication unit 34, the signal processing unit 36, and the control unit 38 in the base station 12 have the same functions as the radio communication unit 26, the signal processing unit 28, and the control unit 30 in the mobile station 10, respectively.

すなわち、無線通信部34は、基地局12の無線通信を行なうものであって、基地局12が電波を受信する際において、受信手段に対応するものである。具体的には、アンテナ32によって受信された電波に対し、無線通信部34は通信方式に対応したデジタル復調などの復調処理を行う。   That is, the wireless communication unit 34 performs wireless communication with the base station 12 and corresponds to a receiving unit when the base station 12 receives radio waves. Specifically, the radio communication unit 34 performs a demodulation process such as digital demodulation corresponding to the communication method on the radio wave received by the antenna 32.

また、信号処理部36は、無線通信部34により復調された信号に対し、発信の際に行なわれた拡散処理に対応する逆拡散処理を行い、受信した電波に含まれていた情報を取りだすとともに受信された拡散符号列の同期を検出する。このとき、前記逆拡散処理においては、送信波を生成した際に用いた拡散符号と同じ拡散符号(レプリカ符号)が用いられる。   Further, the signal processing unit 36 performs despreading processing corresponding to the diffusion processing performed at the time of transmission on the signal demodulated by the wireless communication unit 34 and extracts information contained in the received radio wave. The synchronization of the received spread code string is detected. At this time, in the despreading process, the same spreading code (replica code) as the spreading code used when the transmission wave is generated is used.

制御部38は前記無線通信部34、信号処理部36、サーバ通信部40などの作動を制御する。また、制御部38は複数の基地局12のそれぞれが有する時計44の時刻が同期されるように、その時刻を補正するなどの作動を行う。具体的にはいずれかの基地局が基準となり時刻情報を送信すると他の各基地局が該時刻情報を受信し、受信された時刻を既知である基地局間距離から求められる伝播時間分だけ自身の時計を補正する。また別の方法として各基地局は受信した時刻情報を測位サーバ12に送信して測位サーバ12上で各基地局12の時計44の時刻ずれを補正するようにしてもよい。   The control unit 38 controls operations of the wireless communication unit 34, the signal processing unit 36, the server communication unit 40, and the like. In addition, the control unit 38 performs operations such as correcting the time so that the time of the clock 44 included in each of the plurality of base stations 12 is synchronized. Specifically, when one of the base stations transmits the time information based on the reference, each other base station receives the time information, and the received time is itself for the propagation time determined from the known inter-base station distance. Correct the clock. As another method, each base station may transmit the received time information to the positioning server 12 to correct the time lag of the clock 44 of each base station 12 on the positioning server 12.

受信時刻測定部42は、基地局12が受信した電波の受信時刻を距離関連情報として測定するものであって、距離関連情報測定手段に対応する。具体的には例えば、前記無線通信部34によって復調処理のされた受信波と、その受信波を移動局10が発信する際に行なった拡散処理に用いた拡散符号と同一の符号であるレプリカ符号との相関値を、それらのいずれか一方を微小時間ごとにずらして算出し、算出された相関値がピークとなった時刻を基地局12による電波の受信時刻とする。なお、このような処理を同期検出という。   The reception time measuring unit 42 measures the reception time of the radio wave received by the base station 12 as distance related information, and corresponds to distance related information measuring means. Specifically, for example, the received wave demodulated by the wireless communication unit 34 and the replica code that is the same code as the spreading code used for the spreading process performed when the mobile station 10 transmits the received wave Is calculated by shifting one of them every minute time, and the time when the calculated correlation value reaches a peak is defined as the time of reception of radio waves by the base station 12. Such processing is called synchronization detection.

サーバ通信部40は、有線ケーブル52を介して接続された後述する測位サーバ14との通信を必要に応じて行なうものであり、例えば、測位サーバ14に対し測定した受信時刻を送信したり、あるいは移動局10に対し無線で行なう制御作動の指令を測位サーバ14から受信する。   The server communication unit 40 performs communication with a positioning server 14 (described later) connected via the wired cable 52 as necessary. For example, the server communication unit 40 transmits a reception time measured to the positioning server 14, or A command for control operation performed wirelessly to the mobile station 10 is received from the positioning server 14.

また、時計44は、基地局12において電波の送信時刻や受信時刻を決定する際に参照されるほか、例えば所定間隔ごとに作動を行なう場合などに用いられる。また、基地局12のそれぞれが有する時計44は予めその時刻が一致するように時計合わせがされている。   The clock 44 is used when the base station 12 determines a radio wave transmission time and reception time, and is used, for example, when it operates at predetermined intervals. Further, the clocks 44 included in each of the base stations 12 are set in advance so that the times coincide with each other.

なお、移動局10の制御部30が移動局における電波の送信する状態と受信する状態を切り換えたのと同様に、基地局12の制御部38は、基地局12が電波を送信する状態と電波を受信する状態とを切り換えることができ、これらの状態に応じて、前記無線通信部34、信号処理部36などの作動を切り換えて制御する。   Note that the control unit 38 of the base station 12 controls the state in which the base station 12 transmits radio waves and the radio wave in the same manner that the control unit 30 of the mobile station 10 switches between transmitting and receiving radio waves in the mobile station. , And the operation of the wireless communication unit 34, the signal processing unit 36, and the like are switched and controlled in accordance with these states.

すなわち、基地局12が電波を送信する際には、無線通信部34および信号処理部36は前述の作動に代えて、次のような作動を行なう。例えば、信号処理部36は、基地局12が電波を送信する際において、例えば移動局10に対する制御作動の指令などの伝送したい情報を、例えばM系列符号やGPSにおいても使用されているGold系列符号などの拡散符号を用いて、スペクトラム拡散などの拡散処理を行ない、送信する信号を生成する。   That is, when the base station 12 transmits radio waves, the radio communication unit 34 and the signal processing unit 36 perform the following operation instead of the above-described operation. For example, when the base station 12 transmits radio waves, the signal processing unit 36 transmits information to be transmitted such as a control operation command to the mobile station 10, for example, an M-sequence code or a Gold sequence code used also in GPS. The signal to be transmitted is generated by performing spread processing such as spread spectrum using a spread code such as.

また、無線通信部34は、信号処理部36によって生成された信号を通信に適した形式に変調するとともに、所定の周波数の搬送波と合成した合成波をアンプにより増幅し、アンテナ32の形式に応じてバランなどにより不平衡線路を平衡線路に変換する。このようにして生成された電波がアンテナ32により送信される。このように、基地局12は電波を受信することに加え、送信することも可能である。一方、前述のように移動局10は電波を送信することに加え受信することも可能であることから、基地局12は移動局10に対し無線によりその作動を制御することが可能である。   Further, the radio communication unit 34 modulates the signal generated by the signal processing unit 36 into a format suitable for communication, amplifies a synthesized wave synthesized with a carrier wave of a predetermined frequency by an amplifier, and according to the format of the antenna 32 Convert the unbalanced line to a balanced line using a balun. The radio wave generated in this way is transmitted by the antenna 32. In this way, the base station 12 can transmit in addition to receiving radio waves. On the other hand, since the mobile station 10 can receive radio waves in addition to transmitting radio waves as described above, the base station 12 can control the operation of the mobile station 10 by radio.

なお、図2および図3に示した移動局10および基地局12においては、図示しない電源部などが含まれている。電源部は、移動局10、基地局12のそれぞれに必要な電力を供給するものである。   Note that the mobile station 10 and the base station 12 shown in FIGS. 2 and 3 include a power supply unit (not shown). The power supply unit supplies necessary power to each of the mobile station 10 and the base station 12.

図4は測位サーバ14の構成の概要を示す機能ブロック図である。測位サーバ14は、ケーブル52を介して各基地局12と接続されており、基地局通信部54、測位部56、制御部60、出力部62などを有する。このうち、基地局通信部54は、有線ケーブル52を介して接続された前記基地局12のサーバ通信部40との間で必要な通信を行なう。   FIG. 4 is a functional block diagram showing an outline of the configuration of the positioning server 14. The positioning server 14 is connected to each base station 12 via a cable 52, and includes a base station communication unit 54, a positioning unit 56, a control unit 60, an output unit 62, and the like. Among these, the base station communication unit 54 performs necessary communication with the server communication unit 40 of the base station 12 connected via the wired cable 52.

移動局10の位置の推定を行なう測位手段に対応する測位部56は、時刻換算部58を有する。距離関連情報換算手段に対応する時刻換算部58は、基地局12のそれぞれにおける受信時刻測定部42が測定した距離関連情報としての電波の受信時刻のうち、前記移動局10による1回の測位のために複数回の電波の発信のうち、予め定められた1回の発信である基準発信以外の発信によって発信された電波に対応する受信時刻を、前記基地局12による複数回の電波の発信における受信間隔に基づいて、前記基準発信に対応する受信時刻に換算する。   The positioning unit 56 corresponding to the positioning unit that estimates the position of the mobile station 10 includes a time conversion unit 58. The time conversion unit 58 corresponding to the distance related information conversion means is used for one positioning by the mobile station 10 among the reception times of radio waves as distance related information measured by the reception time measurement unit 42 in each of the base stations 12. Therefore, the reception time corresponding to the radio wave transmitted by the transmission other than the reference transmission which is a predetermined single transmission out of the multiple radio wave transmissions is determined by the base station 12 in the multiple radio wave transmissions. Based on the reception interval, it is converted into a reception time corresponding to the reference transmission.

具体的には、例えば移動局10の位置および移動局10の第1アンテナ21および第2アンテナ22の指向性が図5に示すようであって、移動局10が第1アンテナ21を用いて第1発信を行い、続いて第2アンテナ22を用いて第2発信を行なった場合について説明する。このとき、第1基地局12A乃至第4基地局12Dのそれぞれにおいては、受信時刻測定部42により前記第1発信および第2発信の電波の受信時刻が測定され、サーバ通信部40および有線ケーブル52を介して測位サーバ14に送信されている。具体的には、第1基地局12Aからは第1発信による電波の受信時刻t1Aが、第2基地局12Bからは第1発信による電波の受信時刻t1Bおよび第2発信による電波の受信時刻t2Bとが、第3基地局12Cからは第2発信による電波の受信時刻t2Cがそれぞれ測位サーバ14に送信される一方、移動局10からの第1発信および第2発信による電波のいずれも受信しなかった第4基地局12Dからは受信時刻は送信されない。   Specifically, for example, the position of the mobile station 10 and the directivity of the first antenna 21 and the second antenna 22 of the mobile station 10 are as shown in FIG. 5, and the mobile station 10 uses the first antenna 21 to A case will be described in which one transmission is performed and then a second transmission is performed using the second antenna 22. At this time, in each of the first base station 12A to the fourth base station 12D, the reception time measuring unit 42 measures the reception times of the first and second transmission radio waves, and the server communication unit 40 and the wired cable 52 Is transmitted to the positioning server 14. Specifically, the reception time t1A of the first transmission radio wave from the first base station 12A, the reception time t1B of the first transmission radio wave and the reception time t2B of the second transmission radio wave from the second base station 12B, However, while the radio wave reception time t2C from the second transmission is transmitted to the positioning server 14 from the third base station 12C, neither the first radio wave from the mobile station 10 nor the radio wave from the second transmission was received. The reception time is not transmitted from the fourth base station 12D.

まず、時刻換算部58は、前記第1発信と第2発信のうち、いずれかの発信を基準発信として設定する。そして、前記第1発信および第2発信による電波の両方を受信した基地局における、この第1発信および第2発信による電波のそれぞれの受信時刻の差である受信時間差を算出する。このとき、移動局10における第1アンテナ21と第2アンテナ22との設置間隔が、誤差に及ぼす影響が電波の波長などからみて低い場合には、この設置間隔を0とみなし、第1発信および第2発信による電波のそれぞれの受信時刻の差を、移動局10による同一位置にあるアンテナにより発信された電波の受信時刻差とみなすことができる。そして、算出された第1発信と第2発信の受信時間差に基づいて、前記基準発信でない発信による電波の受信時刻を基準発信による電波の受信時刻に換算する。このようにして、基地局における前記基準発信でない発信による電波の受信時刻を基準発信による電波の受信時刻とする。   First, the time conversion unit 58 sets one of the first transmission and the second transmission as a reference transmission. Then, a reception time difference, which is a difference between reception times of the radio waves by the first transmission and the second transmission, in the base station that has received both the radio waves by the first transmission and the second transmission is calculated. At this time, when the installation interval between the first antenna 21 and the second antenna 22 in the mobile station 10 has a low influence on the error in view of the wavelength of the radio wave, the installation interval is regarded as 0, the first transmission and The difference between the reception times of the radio waves generated by the second transmission can be regarded as the reception time difference of the radio waves transmitted by the antennas at the same position by the mobile station 10. Then, based on the calculated reception time difference between the first transmission and the second transmission, the reception time of the radio wave by the non-reference transmission is converted into the reception time of the radio wave by the reference transmission. In this manner, the reception time of the radio wave due to the reference transmission is set as the reception time of the radio wave based on the reference transmission.

具体的には例えば、時刻換算部58はまず、前記第1発信を基準発信と設定する。そして、基準発信である第1発信と他の発信である第2発信による電波の両方を受信した基地局である第2基地局12Bにおける第1発信による受信時刻t1Bと第2発信による電波の受信時刻t2Bとの差(t2B−t1B)を受信間隔として算出する。続いて、基準発信でない第2発信による電波の受信時刻である、第3基地局12Cによる受信時刻t2Cを前記発信時刻差に基づいて基準発信である第1発信による電波の受信時刻に換算する。これは、第1発信を指向性を有さないアンテナにより全方位に向けて行なっていた場合に第3基地局12Cが第1発信による電波を受信する時刻を推定することに対応する。実際には例えば、第3基地局12Cにおける第2発信による電波の受信時刻t2Cから前記受信時間差を減じた(t2C−(t2B−t1B))が、換算された第3基地局12Cにおける基準発信である第1発信による電波の受信時刻とされる。   Specifically, for example, the time conversion unit 58 first sets the first transmission as a reference transmission. And reception time t1B by the 1st transmission in the 2nd base station 12B which is the base station which received both the 1st transmission which is the standard transmission, and the 2nd transmission which is the other transmission, and reception of the electric wave by the 2nd transmission The difference (t2B-t1B) from time t2B is calculated as the reception interval. Subsequently, the reception time t2C by the third base station 12C, which is the reception time of the radio wave by the second transmission that is not the reference transmission, is converted into the reception time of the radio wave by the first transmission that is the reference transmission based on the transmission time difference. This corresponds to the estimation of the time at which the third base station 12C receives a radio wave from the first transmission when the first transmission is performed in all directions by an antenna having no directivity. Actually, for example, the reception time difference is subtracted from the reception time t2C of the radio wave by the second transmission at the third base station 12C (t2C- (t2B-t1B)), but the converted reference transmission at the third base station 12C It is set as the reception time of the radio wave by a certain first transmission.

図6は、時刻換算部58による、基準発信以外の発信による電波の受信時刻を基準発信による電波の受信時刻に換算する様子を概念的に表した図である。図6(a)は実際の電波の受信時刻を表したものであって、縦軸は電波の伝搬距離、横軸は時刻をそれぞれ示している。時刻T1に移動局10で行なわれた第1発信による電波は、時刻t1Aにおいて第1基地局12Aに、また時刻t1Bにおいて第2基地局12Bにそれぞれ受信され、また時刻T2に行なわれた第2発信による電波は、時刻t2Bにおいて第2基地局12Bに、また時刻t2Cにおいて第3基地局12Cにそれぞれ受信される。なお、電波の速度は速度c(2.997×108(m/s))で一定であることから、電波の発信からの経過時刻と伝搬距離の関係はこの速度cに対応する傾きの直線で表される。すなわち、図6(a)においては、第1発信による電波の伝搬を表す直線73と、第2発信による電波の伝搬を表す直線74の2本の平行な直線が表されており、直線73上には第1基地局12Aによる受信を表す点1Aおよび第2基地局12Bによる受信を表す点1Bが、また、直線74上には第2基地局12Bによる受信を表す点2Bおよび第3基地局12Cによる受信を表す点2Cがそれぞれ表されている。 FIG. 6 is a diagram conceptually showing how the time conversion unit 58 converts the reception time of radio waves other than the reference transmission to the reception time of radio waves based on the reference transmission. FIG. 6A shows the actual radio wave reception time, where the vertical axis indicates the propagation distance of the radio wave and the horizontal axis indicates the time. The radio waves generated by the first transmission performed at the mobile station 10 at the time T1 are received by the first base station 12A at the time t1A, the second base station 12B at the time t1B, and the second radio wave performed at the time T2. The transmitted radio wave is received by the second base station 12B at time t2B and by the third base station 12C at time t2C. Since the speed of the radio wave is constant at a speed c (2.997 × 10 8 (m / s)), the relationship between the elapsed time from the transmission of the radio wave and the propagation distance is a straight line with an inclination corresponding to the speed c. It is represented by In other words, in FIG. 6A, two parallel straight lines, that is, a straight line 73 representing the propagation of radio waves by the first transmission and a straight line 74 representing the propagation of radio waves by the second transmission are shown. , Point 1A representing reception by the first base station 12A and point 1B representing reception by the second base station 12B, and point 2B and third base station representing reception by the second base station 12B on the straight line 74 Each point 2C representing reception by 12C is shown.

一方、図6(b)は、時刻換算部58による基準発信以外の発信である第2発信による電波の各基地局12における受信時刻を基準発信である第1発信の受信時刻に換算する様子を説明する図である。すなわち、時刻換算部58は、前記第1発信を基準発信と設定すると、基準発信でない第2発信による電波の伝搬を表す直線74を左横方向に平行移動することにより、基準発信である第1発信による電波の伝搬を表す直線73に重ね合わせる。このとき平行移動する横方向の量が前記受信時間差に相当する時間である。前述のように、移動局10における第1アンテナ21と第2アンテナ22との設置間隔が誤差に及ぼす影響が電波の波長などからみて低い場合には、前記直線73と直線74とを重ね合わせた場合に、第1発信による電波の第2基地局12Bによる受信を表す点1Bと、第2発信による電波の第2基地局12Bによる受信を表す点2B’とは略重なる。そして、前記直線74が平行移動され直線73と重ね合わされた場合の第2発信による電波の第3基地局12Cによる受信を表す点2C’が、基準発信である第1発信による電波を第3基地局12Cが受信していた場合を表す点となり、この点2C’に対応する時刻t2C_shiftが、時刻換算部58による換算で得られる、基準発信である第1発信による電波を第3基地局12Cが受信した時刻の換算値となる。   On the other hand, FIG. 6B shows a state in which the reception time at each base station 12 of the radio wave by the second transmission that is a transmission other than the reference transmission by the time conversion unit 58 is converted into the reception time of the first transmission that is the reference transmission. It is a figure explaining. That is, when the time conversion unit 58 sets the first transmission as the reference transmission, the time conversion unit 58 translates the straight line 74 representing the propagation of the radio wave by the second transmission that is not the reference transmission in the left lateral direction, thereby generating the first reference transmission. It is superimposed on a straight line 73 representing the propagation of radio waves by transmission. At this time, the amount of translation in the horizontal direction is the time corresponding to the reception time difference. As described above, when the influence of the installation interval between the first antenna 21 and the second antenna 22 in the mobile station 10 on the error is low in terms of the wavelength of the radio wave, the straight line 73 and the straight line 74 are overlapped. In this case, the point 1B representing reception of the radio wave by the first transmission by the second base station 12B and the point 2B ′ representing reception of the radio wave by the second transmission by the second base station 12B substantially overlap. A point 2C ′ representing reception by the third base station 12C of the radio wave by the second transmission when the straight line 74 is translated and overlapped with the straight line 73 indicates that the radio wave by the first transmission as the reference transmission is transmitted to the third base. This is a point representing the case where the station 12C was receiving, and the time t2C_shift corresponding to the point 2C ′ is obtained by conversion by the time conversion unit 58. The third base station 12C It becomes the converted value of the received time.

測位手段に対応する測位部56は、基地局12のそれぞれによって測定された受信時刻のうち、前記基準発信によって発信された電波の受信時刻と、前記時刻換算部58によって基準発信による電波の受信時刻に換算された受信時刻とに基づいて移動局10から発信された電波の各基地局12における到達時間差を算出し、該到達時間差に基づいて前記移動局10の位置の算出を行なう。   The positioning unit 56 corresponding to the positioning means includes the reception time of the radio wave transmitted by the reference transmission among the reception times measured by each of the base stations 12, and the reception time of the radio wave by the reference transmission by the time conversion unit 58. The arrival time difference at each base station 12 of the radio wave transmitted from the mobile station 10 is calculated based on the reception time converted into, and the position of the mobile station 10 is calculated based on the arrival time difference.

具体的には、例えば移動可能領域50が前記図1に示す様な平面であり、図1に示すような座標系によって前記移動可能領域50上の位置が特定される場合において、移動局10の位置座標を(x,y)、第1基地局12Aの位置座標を(x1,y1)、第2基地局12Bの位置座標を(x2,y2)、第3基地局12Cの位置座標を(x3,y3)、また、第1基地局12Aと移動局10との距離をr1、第2基地局12Bと移動局10との距離をr2、第3基地局12Cと移動局10との距離をr3、とし、移動局の座標を(x,y)、移動局10と基地局12とがそれぞれ有する時計31、44の時刻のずれに起因する距離の誤差sとすると、図7に示す様に、
(x−x12+(y−y12=(r1+s)2
(x−x22+(y−y22=(r2+s)2, (1)
(x−x32+(y−y32=(r3+s)2
で表される関係がある。このとき、例えば移動局10が発信した電波に電波の発信時刻情報が拡散符号として含まれており、これを受信した各基地局12の信号処理部36が、受信した電波を逆拡散処理するなどして信号を読み出すなどにより、移動局10による基準発信である第1発信の発信時刻T1を得ることができるようにされている。従って、前記第1基地局12Aと移動局10との距離r1、第2基地局12Bと移動局10との距離r2、第2基地局12Cと移動局10との距離r3はそれぞれ、第1基地局12Aにおける第1発信の電波の受信時刻t1A、第2基地局12Bにおける第1発信の電波の受信時刻t1B、および第3基地局12Cにおける第1発信の電波の受信時刻に換算された時刻t2C_shiftのそれぞれと、電波の速度cを用いて、r1=c×(t1A−T1)、r2=c×(t1B−T1)、r3=c×(t2C_shift−T1)のように算出される。なお、前述のように第1基地局12A、第2基地局12B、第3基地局12Cのそれぞれが有する時計44は同期されており、誤差sは各基地局に共通である。
Specifically, for example, when the movable area 50 is a plane as shown in FIG. 1 and the position on the movable area 50 is specified by the coordinate system as shown in FIG. The position coordinates are (x, y), the position coordinates of the first base station 12A are (x 1 , y 1 ), the position coordinates of the second base station 12B are (x 2 , y 2 ), and the position of the third base station 12C. The coordinates are (x 3 , y 3 ), the distance between the first base station 12A and the mobile station 10 is r 1 , the distance between the second base station 12B and the mobile station 10 is r 2 , and the third base station 12C is The distance from the mobile station 10 is r 3 , the coordinates of the mobile station are (x, y), and the distance error s caused by the time difference between the clocks 31 and 44 of the mobile station 10 and the base station 12 respectively. Then, as shown in FIG.
(X−x 1 ) 2 + (y−y 1 ) 2 = (r 1 + s) 2 ,
(X−x 2 ) 2 + (y−y 2 ) 2 = (r 2 + s) 2 , (1)
(X−x 3 ) 2 + (y−y 3 ) 2 = (r 3 + s) 2
There is a relationship represented by At this time, for example, the radio wave transmission time information is included in the radio wave transmitted by the mobile station 10 as a spreading code, and the signal processing unit 36 of each base station 12 that has received the information despreads the received radio wave. Thus, the first transmission transmission time T1, which is the reference transmission by the mobile station 10, can be obtained by reading the signal. Therefore, the distance r 1 between the mobile station 10 and the first base station 12A, the distance r 2 between the mobile station 10 and the second base station 12B, the distance r 3 between the mobile station 10 and the second base station 12C, respectively, It is converted into the reception time t1A of the first outgoing radio wave at the first base station 12A, the reception time t1B of the first outgoing radio wave at the second base station 12B, and the reception time of the first outgoing radio wave at the third base station 12C. Using the time t2C_shift and the radio wave velocity c, r 1 = c × (t1A−T1), r 2 = c × (t1B−T1), r 3 = c × (t2C_shift−T1) Calculated. As described above, the clocks 44 included in each of the first base station 12A, the second base station 12B, and the third base station 12C are synchronized, and the error s is common to each base station.

このとき変数はx,yおよびsの3つであり、方程式の数は少なくとも(1)に示す3つであるから、これらの3つの式を例えばニュートンラフソン法などにより解くことにより、x、yの値を算出すること、すなわち移動局10の位置座標(x,y)を算出することが可能である。   At this time, there are three variables x, y, and s, and the number of equations is at least three as shown in (1). Therefore, by solving these three equations by, for example, the Newton-Raphson method, x, y That is, the position coordinates (x, y) of the mobile station 10 can be calculated.

また、出力部62は、測位部56によって算出された移動局10の位置についての情報などを所定の方法、例えば図示しない出力装置として設けられたディスプレイ装置に図1のような地図情報とともに表示するなどの手段によって出力する。   The output unit 62 displays information on the position of the mobile station 10 calculated by the positioning unit 56 in a predetermined method, for example, a display device provided as an output device (not shown) together with the map information as shown in FIG. It outputs by means such as.

図8は、本発明の位置検出システムの制御作動の概要を表すフローチャートである。まず、移動局10のアンテナ切換部24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、移動局が電波の発信に用いるアンテナとして第1アンテナ21が設定される。続いて移動局10の信号処理部28および無線通信部26に対応するSA2においては、例えば電波の発信時刻を含んだ信号が、所定の拡散符号により拡散処理され、更に通信に適したデジタル変調が行なわれるとともに所定の出力に増幅され、SA1で設定された第1アンテナ21により発信される。この発信が前記第1発信に対応する。   FIG. 8 is a flowchart showing an outline of the control operation of the position detection system of the present invention. First, in a step (hereinafter, “step” is omitted) SA1 corresponding to the antenna switching unit 24 of the mobile station 10, the first antenna 21 is set as an antenna used by the mobile station for transmitting radio waves. Subsequently, in SA2 corresponding to the signal processing unit 28 and the radio communication unit 26 of the mobile station 10, for example, a signal including the transmission time of the radio wave is spread by a predetermined spreading code, and further digital modulation suitable for communication is performed. And is amplified to a predetermined output and transmitted by the first antenna 21 set at SA1. This transmission corresponds to the first transmission.

各基地局12の無線通信部34、信号処理部36、および受信時刻測定部42に対応するSA3においては、SA2において移動局10から発信された電波が各基地局12において受信される。そして、受信された電波に対し所定の復調処理および逆拡散処理がされるとともに、前記同期検出処理により電波の受信時刻が算出される。また、受信波を逆拡散処理することによって得られる受信波に含まれていた情報や電波の受信時刻は、有線ケーブル52を介して測位サーバ14に送信される。   In SA3 corresponding to the radio communication unit 34, the signal processing unit 36, and the reception time measurement unit 42 of each base station 12, radio waves transmitted from the mobile station 10 in SA2 are received by each base station 12. The received radio wave is subjected to predetermined demodulation processing and despreading processing, and the radio wave reception time is calculated by the synchronization detection processing. In addition, information contained in the received wave obtained by despreading the received wave and the reception time of the radio wave are transmitted to the positioning server 14 via the wired cable 52.

SA4においては、SA2において第1発信として移動局10から発信された電波の受信時刻の算出が2以上の基地局12において行なわれたか否かが判断される。2以上の基地局において受信時刻の算出が行なわれた場合には、本ステップの判断が肯定され、続くSA5が実行される。一方、いずれかの基地局12において電波の受信に失敗した場合など、2以上の基地局12において受信時刻の算出を行なうことができなかった場合には、SA2以降のステップが再度実行される。   In SA4, it is determined whether or not the calculation of the reception time of the radio wave transmitted from the mobile station 10 as the first transmission in SA2 has been performed in two or more base stations 12. When the reception time is calculated in two or more base stations, the determination in this step is affirmed and the subsequent SA5 is executed. On the other hand, when the reception time cannot be calculated in two or more base stations 12, such as when any one of the base stations 12 fails to receive radio waves, the steps after SA2 are executed again.

移動局10のアンテナ切換部24に対応するSA5においては、移動局が電波の発信に用いるアンテナとして、SA1で設定したアンテナとは異なるアンテナである第2アンテナ22が設定される。   In SA5 corresponding to the antenna switching unit 24 of the mobile station 10, the second antenna 22 which is an antenna different from the antenna set in SA1 is set as an antenna used by the mobile station for transmitting radio waves.

続いて移動局10の信号処理部28および無線通信部26に対応するSA6においては、SA2と同様に例えば電波の発信時刻情報を含んだ情報が、所定の拡散符号により拡散処理され、更に通信に適したデジタル変調が行なわれるとともに所定の出力に増幅され、SA5で設定された第2アンテナ22により発信される。この発信が前記第2発信に対応する。   Subsequently, in SA6 corresponding to the signal processing unit 28 and the radio communication unit 26 of the mobile station 10, information including, for example, radio wave transmission time information is spread by a predetermined spreading code as in SA2, and further communicated. Appropriate digital modulation is performed, the signal is amplified to a predetermined output, and transmitted by the second antenna 22 set in SA5. This transmission corresponds to the second transmission.

各基地局12の無線通信部34、信号処理部36、および受信時刻測定部42に対応するSA7においては、SA3と同様に、SA6において移動局10から発信された電波が各基地局12において受信される。そして、受信された電波が所定の復調処理および逆拡散処理がされるとともに、前記同期検出処理により電波の受信時刻が算出される。また、受信波を逆拡散処理することによって得られる受信波に含まれていた情報や電波の受信時刻は、有線ケーブル52を介して測位サーバ14に送信される。   In SA7 corresponding to the radio communication unit 34, the signal processing unit 36, and the reception time measurement unit 42 of each base station 12, the radio wave transmitted from the mobile station 10 in SA6 is received in each base station 12, similarly to SA3. Is done. The received radio wave is subjected to predetermined demodulation processing and despreading processing, and radio wave reception time is calculated by the synchronization detection processing. In addition, information contained in the received wave obtained by despreading the received wave and the reception time of the radio wave are transmitted to the positioning server 14 via the wired cable 52.

SA8においては、SA6において移動局10から発信された電波の受信時刻の算出が、第1発信を受信した基地局12を1つ以上含む2以上の基地局12において行なわれたか否かが判断される。第1発信を受信した基地局12を1つ以上含む2以上の基地局12において受信時刻の算出が行なわれた場合には、本ステップの判断が肯定され、続くSA9が実行される。一方、いずれかの基地局12において電波の受信に失敗した場合など、第1発信を受信した基地局12を1つ以上含む2以上の基地局12において受信時刻の算出を行なうことができなかった場合には、SA6以降のステップが再度実行される。   In SA8, it is determined whether or not the calculation of the reception time of the radio wave transmitted from the mobile station 10 in SA6 was performed in two or more base stations 12 including one or more base stations 12 that received the first transmission. The When the reception time is calculated in two or more base stations 12 including one or more base stations 12 that have received the first transmission, the determination in this step is affirmed, and the subsequent SA9 is executed. On the other hand, when one of the base stations 12 failed to receive the radio wave, the reception time could not be calculated in two or more base stations 12 including one or more base stations 12 that received the first transmission. In this case, the steps after SA6 are executed again.

時刻換算部58に対応するSA9においては、SA2における電波の発信である第1発信と、SA6における電波の発信である第2発信とのいずれかを基準発信と設定するとともに、基準発信以外の電波の各基地局における受信時刻が、基準発信の電波の受信時刻に換算される。例えば基準発信として第1発信を設定した場合には、第2発信による電波を受信した各基地局の受信時刻が、第1発信を受信した場合の受信時刻に換算される。   In SA9 corresponding to the time conversion unit 58, one of the first transmission that is the transmission of the radio wave in SA2 and the second transmission that is the transmission of the radio wave in SA6 is set as the reference transmission, and the radio waves other than the reference transmission The reception time at each base station is converted into the reception time of the reference transmission radio wave. For example, when the first transmission is set as the reference transmission, the reception time of each base station that has received the radio wave by the second transmission is converted to the reception time when the first transmission is received.

測位部56に対応するSA10においては、SA3において得られた基準発信である第1発信による電波の各基地局における受信時刻と、SA7において得られた基準発信でない第2発信による電波の各基地局における受信時刻がSA9において換算されることによって得られた基準発信による電波の受信時刻と、に基づいて、移動局10の位置の算出が行なわれる。   In SA10 corresponding to positioning section 56, the reception time at each base station of the first transmission radio wave obtained at SA3, and the base station of the second transmission radio wave obtained at SA7 which is the reference transmission obtained at SA7. The position of the mobile station 10 is calculated based on the reception time of the radio wave by the reference transmission obtained by converting the reception time at SA9.

前述の実施例によれば、移動局10においては、発信手段に対応する無線通信部26およびこれを制御する制御部30は、前記移動局10の有する複数の指向性アンテナである第1アンテナ21および第2アンテナ22を用いて1回の測位のために複数回の電波の発信を行い、3個以上の複数の基地局12においては、距離関連情報測定手段に対応する受信時刻測定部42により前記距離関連情報として移動局10からの電波の受信時刻が測定され、測位サーバ14においては、距離関連情報換算手段に対応する時刻換算部58は、前記複数の基地局12のそれぞれによって測定される受信時刻のうち、前記移動局10による1回の測位のための複数回の電波の発信のうち、予め定められた1回の発信である基準発信以外の発信によって発信された電波の受信時刻を、複数回の受信を行った基地局による複数回の電波の受信における受信間隔に基づいて基準発信による電波の受信時刻に換算し、測位手段に対応する測位部56は、前記複数の基地局12のそれぞれによって測定される受信時刻のうち、前記基準発信によって発信された電波の受信時刻と、前記時刻換算部58によって換算された基準発信による電波の受信時刻とから、前記基準発信において前記移動局10から発信された電波の前記複数の基地局12のそれぞれにおける到達時間差を算出し、該到達時間差に基づいて前記移動局10の位置の算出を行うので、基準発信以外による電波のみを受信した基地局12における電波の受信時刻であっても、時刻換算部58による換算換算後の距離関連情報である受信時刻は、前記基準発信における電波の受信時刻に換算されることができ、移動局10による1回の電波の発信を全ての基地局12が受信する必要がなく、逆に言えば移動局10は全ての基地局12が受信できる程度の高出力で電波を発信する必要がなく、移動局10の電波の送信電力を低減することができる。また、移動局のアンテナは無指向性ではなく、指向性を持たせて利得を高く設定できるので、送信電力を小さくできる。   According to the above-described embodiment, in the mobile station 10, the wireless communication unit 26 corresponding to the transmission unit and the control unit 30 that controls the wireless communication unit 26 are the first antennas 21 that are a plurality of directional antennas of the mobile station 10. The second antenna 22 is used to transmit radio waves a plurality of times for one positioning, and in the plurality of base stations 12 of three or more, the reception time measuring unit 42 corresponding to the distance related information measuring means The reception time of the radio wave from the mobile station 10 is measured as the distance related information, and in the positioning server 14, the time conversion unit 58 corresponding to the distance related information conversion means is measured by each of the plurality of base stations 12. Out of a reception time, a transmission other than a reference transmission which is a predetermined one out of a plurality of transmissions of radio waves for one positioning by the mobile station 10 The received radio wave reception time is converted into a reference radio wave reception time based on a reception interval in a plurality of radio wave receptions by a base station that has received multiple times, and a positioning unit 56 corresponding to the positioning means Of the reception times measured by each of the plurality of base stations 12, from the reception time of the radio wave transmitted by the reference transmission and the reception time of the radio wave by the reference transmission converted by the time conversion unit 58, In the reference transmission, the arrival time difference of each of the plurality of base stations 12 of the radio wave transmitted from the mobile station 10 is calculated, and the position of the mobile station 10 is calculated based on the arrival time difference. Even if it is the reception time of the radio wave at the base station 12 that has received only the radio wave by, the reception time that is the distance related information after the conversion conversion by the time conversion unit 58 is It can be converted into the reception time of the radio wave in the reference transmission, and it is not necessary for all the base stations 12 to receive a single radio wave transmission by the mobile station 10. There is no need to transmit radio waves at such a high output that the station 12 can receive, and the transmission power of radio waves from the mobile station 10 can be reduced. In addition, the antenna of the mobile station is not omnidirectional, but can have high directivity and high gain, so that transmission power can be reduced.

また、前述の実施例によれば、前記移動局10の有する複数の指向性アンテナである第1アンテナ21および第2アンテナ22はそれぞれ、その通信範囲が他の指向性アンテナの少なくともいずれか1つの通信範囲と重なるように設置されるので、基地局12のいずれかが、前記第1アンテナ21および第2アンテナ22の通信範囲が重なった領域に位置することにより、第1アンテナ21および第2アンテナ22によってそれぞれ発信された複数の電波を受信することができる。   Further, according to the above-described embodiment, each of the first antenna 21 and the second antenna 22 that are the plurality of directional antennas of the mobile station 10 has a communication range of at least one of the other directional antennas. Since the base station 12 is installed so as to overlap the communication range, the first antenna 21 and the second antenna can be obtained when any one of the base stations 12 is located in an area where the communication ranges of the first antenna 21 and the second antenna 22 overlap. A plurality of radio waves respectively transmitted by the terminal 22 can be received.

また、前述の実施例によれば、前記発信手段に対応する移動局10の無線通信部26およびこれを制御する制御部30は、移動局10の有する第1アンテナ21および第2アンテナ22を切り換えて複数回の電波の発信を行なうので、移動局10において、移動局10の位置の検出に必要となる基地局12はこれらの複数回の発信される電波のいずれかを受信すればよく、前記移動局10は移動局10の位置の検出に必要となる全ての基地局12が受信できる強度で電波を出力する必要がなくなり、移動局10の電波の送信電力を低減することができる。   Further, according to the above-described embodiment, the radio communication unit 26 of the mobile station 10 corresponding to the transmission unit and the control unit 30 that controls the radio communication unit 10 switch the first antenna 21 and the second antenna 22 of the mobile station 10. In the mobile station 10, the base station 12 required for detecting the position of the mobile station only needs to receive one of these multiple times of radio waves. The mobile station 10 does not need to output radio waves at an intensity that can be received by all the base stations 12 necessary for detecting the position of the mobile station 10, and can reduce the transmission power of the radio waves of the mobile station 10.

また、前述の実施例によれば、前記距離関連情報換算手段に対応する時刻換算部58は、前記複数の基地局12のうち、前記第1アンテナ21または第2アンテナ22のいずれか一方のアンテナから発信された第1の電波と他方のアンテナから発信された第2の電波とのいずれをも受信した基地局12において、前記第1の電波の受信時刻と前記第2の電波の受信時刻との受信時刻差に基づいて距離関連情報の換算を行なうことができる。   In addition, according to the above-described embodiment, the time conversion unit 58 corresponding to the distance related information conversion unit is one of the first antenna 21 and the second antenna 22 among the plurality of base stations 12. In the base station 12 that has received both the first radio wave transmitted from the second radio wave and the second radio wave transmitted from the other antenna, the reception time of the first radio wave and the reception time of the second radio wave The distance-related information can be converted based on the difference in the reception times.

また、前述の実施例によれば、前記発信手段に対応する移動局10の無線通信部26およびこれを制御する制御部30は、所定の発信間隔で前記複数回の電波の発信を行ない、前記距離関連情報換算手段に対応する時刻換算部58は、この所定の発信間隔である発信時間差に基づいて前記受信時間差を算出し、この算出された受信時間差に基づいて各基地局における電波の受信時刻の換算を行なうので、前記電波の発信間隔は所定の値であることから、この所定の発信間隔に基づいて容易に受信時刻の換算を行なうことができる。   In addition, according to the above-described embodiment, the radio communication unit 26 of the mobile station 10 corresponding to the transmission unit and the control unit 30 that controls the mobile unit 10 transmit the radio waves at a predetermined transmission interval, The time conversion unit 58 corresponding to the distance related information conversion means calculates the reception time difference based on the transmission time difference which is the predetermined transmission interval, and based on the calculated reception time difference, the reception time of the radio wave at each base station Since the radio wave transmission interval is a predetermined value, the reception time can be easily converted based on the predetermined transmission interval.

続いて、本発明の他の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明に用いる図面に関して、前述の実施例と共通する部分に関しては同一の符号を付してその説明を省略する。   Next, another preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings used for the following description, the same reference numerals are given to the portions common to the above-described embodiment, and the description thereof is omitted.

図9は、本発明の別の実施例における移動局10の機能の概要を説明する機能ブロック図であって、前述の実施例1における図2に対応する図である。この図9に示すように、前記移動局10は、無線通信部26、信号処理部28、制御部30、時計31、指向性制御部122、複数の(図9においては3つの)送受信アンテナ素子120a、120b、120c(以下、特に区別しない場合には単に送受信アンテナ素子120と称する)と、前記アンテナ素子120のそれぞれに対応する複数の(図9においては3つの)送受信分離部124a、124b、124c(以下、特に区別しない場合には単に送受信分離部124と称する)を備えて構成されている。   FIG. 9 is a functional block diagram for explaining an outline of functions of the mobile station 10 in another embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 2 in the first embodiment. As shown in FIG. 9, the mobile station 10 includes a radio communication unit 26, a signal processing unit 28, a control unit 30, a clock 31, a directivity control unit 122, and a plurality of (three in FIG. 9) transmission / reception antenna elements. 120a, 120b, 120c (hereinafter, simply referred to as transmission / reception antenna elements 120 unless otherwise distinguished), and a plurality of (three in FIG. 9) transmission / reception separating sections 124a, 124b corresponding to each of the antenna elements 120, 124c (hereinafter simply referred to as a transmission / reception separating unit 124 unless otherwise specified).

無線通信部26は、移動局10が電波を送信する場合には、送信信号の主搬送波を発生させるとともに、発生させられた主搬送波を後述する信号処理部28により生成される送信信号(送信データ)に基づいて変調して送信信号を生成する。また、無線通信部26は、移動局が電波を受信する場合には、所定の周波数の局所信号を発生させるとともに、後述する指向性制御部122から供給される前記複数の送受信アンテナ素子120によりそれぞれ受信される受信信号のそれぞれにその局所信号を掛け合わせることでダウンコンバートし、これらを合成し受信信号とする。なお、後述する制御部30により前記指向性制御部122を介してそれぞれ位相及び振幅が制御された受信信号がこの無線通信部26により合成されることで、前記複数の送受信アンテナ素子120から成る受信アンテナの受信指向性が定まる。   When the mobile station 10 transmits radio waves, the radio communication unit 26 generates a main carrier wave of a transmission signal, and transmits the generated main carrier wave to a transmission signal (transmission data) generated by a signal processing unit 28 described later. ) To generate a transmission signal. In addition, when the mobile station receives radio waves, the wireless communication unit 26 generates a local signal having a predetermined frequency, and uses the plurality of transmission / reception antenna elements 120 supplied from the directivity control unit 122 described later. Each received signal is downconverted by multiplying each received signal by the local signal, and these are combined to obtain a received signal. A reception signal whose phase and amplitude are controlled by the control unit 30 described later via the directivity control unit 122 is combined by the wireless communication unit 26 to receive a signal including the plurality of transmission / reception antenna elements 120. The reception directivity of the antenna is determined.

また、送受信アンテナ素子120は、前記無線通信部26によって変調された送信信号を送信すると共に、移動局10に向けて送信される信号を受信する。   The transmission / reception antenna element 120 transmits a transmission signal modulated by the wireless communication unit 26 and receives a signal transmitted toward the mobile station 10.

指向性制御部122は、前記複数の送受信アンテナ素子120から送信される送信信号の送信指向性を制御すると共に、それら複数の送受信アンテナ素子120により受信される受信信号の受信指向性を制御する。   The directivity control unit 122 controls transmission directivity of transmission signals transmitted from the plurality of transmission / reception antenna elements 120 and controls reception directivity of reception signals received by the plurality of transmission / reception antenna elements 120.

送受信分離部124は、前記複数の送受信アンテナ素子120のそれぞれに対応するもので、前記指向性制御部122から供給される送信信号を各送受信アンテナ素子120に供給すると共に、それら送受信アンテナ素子120により受信された受信信号をその指向性制御部122に供給する。この送受信分離部としては、サーキュレータもしくは方向性結合器等が好適に用いられる。   The transmission / reception separating unit 124 corresponds to each of the plurality of transmission / reception antenna elements 120, and supplies the transmission signal supplied from the directivity control unit 122 to each transmission / reception antenna element 120. The received signal is supplied to the directivity control unit 122. As the transmission / reception separating unit, a circulator or a directional coupler is preferably used.

信号処理部28は、前述の実施例1と同様に、無線通信部26を介して送受信アンテナ素子120から送信する送信信号を生成する。このとき、信号の生成は前記拡散符号を用いた拡散処理などによって行なわれる。   The signal processing unit 28 generates a transmission signal to be transmitted from the transmission / reception antenna element 120 via the wireless communication unit 26 as in the first embodiment. At this time, the signal is generated by a spreading process using the spreading code.

また、前記指向性制御部122は、前記無線通信部26から供給される送信信号それぞれの位相を制御する複数(図9では3つ)の送信信号位相制御部132a、132b、132c(以下、特に区別しない場合には単に送信信号位相制御部132と称する)と、それぞれの振幅を制御する複数(図9では3つ)の送信信号振幅制御部134a、134b、134c(以下、特に区別しない場合には単に送信信号振幅制御部134と称する)とを、備えており、それら送信信号位相制御部132及び送信信号振幅制御部134を介して前記複数の送受信アンテナ素子120から送信される送信信号それぞれの位相及び振幅を制御することでその送信信号の送信指向性を制御する。また、前記複数の送受信分離部124から供給される受信信号それぞれの位相を制御する複数(図9では3つ)の受信信号位相制御部136a、136b、136c(以下、特に区別しない場合には単に受信信号位相制御部136と称する)と、それぞれの振幅を制御する複数(図9では3つ)の受信信号振幅制御部138a、138b、138c(以下、特に区別しない場合には単に受信信号振幅制御部138と称する)とを、備えており、それら受信信号位相制御部136及び受信信号振幅制御部138を介して前記複数の送受信アンテナ素子120により受信された受信信号それぞれの位相及び振幅を制御することでその受信信号の受信指向性を制御する。   In addition, the directivity control unit 122 controls a plurality of (three in FIG. 9) transmission signal phase control units 132a, 132b, and 132c (hereinafter, in particular, control the phase of each transmission signal supplied from the wireless communication unit 26. When there is no distinction, it is simply referred to as a transmission signal phase control unit 132) and a plurality of (three in FIG. 9) transmission signal amplitude control units 134a, 134b, and 134c (hereinafter, when there is no particular distinction). Is simply referred to as a transmission signal amplitude control unit 134), and each of the transmission signals transmitted from the plurality of transmission / reception antenna elements 120 via the transmission signal phase control unit 132 and the transmission signal amplitude control unit 134 is provided. The transmission directivity of the transmission signal is controlled by controlling the phase and amplitude. Also, a plurality (three in FIG. 9) of received signal phase control units 136a, 136b, and 136c that control the phase of each of the received signals supplied from the plurality of transmission / reception separating units 124 (hereinafter, unless otherwise distinguished, simply Reception signal phase control unit 136) and a plurality of (three in FIG. 9) reception signal amplitude control units 138a, 138b, and 138c (hereinafter simply referred to as reception signal amplitude control unless otherwise distinguished). And control the phase and amplitude of each of the received signals received by the plurality of transmission / reception antenna elements 120 via the received signal phase control unit 136 and the received signal amplitude control unit 138. Thus, the reception directivity of the received signal is controlled.

制御部30は、移動局10が電波を発信する場合に、前記複数の送受信アンテナ素子120から送信される送信信号それぞれの位相(及び必要に応じて振幅)を制御し、その送信信号の送信指向性を制御して前記通信範囲を変更する。具体的には例えば、移動局10の位置を測定するために基地局12に対し電波を発信する指令を受けた場合に、まず、移動局10の通信範囲が、例えば図5の第1アンテナ通信可能領域71となるように送信指向性を制御して前記送信信号を送信し、続いて、移動局10の通信範囲が前記第1アンテナ通信可能領域71とその一部が重なり合う領域である第2アンテナ通信可能領域72に切り換えるように送信指向性を制御して送信信号を送信する。すなわち、前記制御部30は、前記指向性制御部122を介して各送信信号の位相を制御することにより前記複数の送受信アンテナ素子120によって構成される送信アンテナを送信用フェイズドアレイアンテナ(Phased Array Antenna)として制御する。或いは、前記指向性制御部122を介して各送信信号の位相及び振幅を受信信号の品質が向上するように制御することにより前記複数の送受信アンテナ素子120によって構成される送信アンテナを送信用アダプティブアレイアンテナ(Adaptive Array Antenna)として制御する。すなわち、前記複数の送受信アンテナ素子120によって構成されるアンテナは指向性を変更可能な指向性アンテナである。   When the mobile station 10 transmits radio waves, the control unit 30 controls the phase (and amplitude as necessary) of each of the transmission signals transmitted from the plurality of transmission / reception antenna elements 120, and the transmission direction of the transmission signals. The communication range is changed by controlling the characteristics. Specifically, for example, when receiving a command to transmit radio waves to the base station 12 in order to measure the position of the mobile station 10, first, the communication range of the mobile station 10 is, for example, the first antenna communication of FIG. The transmission signal is transmitted so that the transmission directivity is controlled so as to be in the possible area 71, and then the communication range of the mobile station 10 is the second area where the first antenna communication possible area 71 and a part thereof overlap. A transmission signal is transmitted by controlling the transmission directivity so as to switch to the antenna communicable region 72. That is, the control unit 30 controls a phase of each transmission signal through the directivity control unit 122 to change a transmission antenna configured by the plurality of transmission / reception antenna elements 120 to a phased array antenna for transmission (Phased Array Antenna). ) To control. Alternatively, a transmission antenna configured by the plurality of transmission / reception antenna elements 120 is controlled by controlling the phase and amplitude of each transmission signal through the directivity control unit 122 so that the quality of the reception signal is improved. Control as an antenna (Adaptive Array Antenna). That is, the antenna constituted by the plurality of transmission / reception antenna elements 120 is a directional antenna whose directivity can be changed.

このように、本実施例においては、第1発信および第2発信は、いずれも前記送受信アンテナ素子120によって構成されるアンテナから順次発信されるものであって、発信時における前記アンテナの指向性は相互に異なるものである。   Thus, in the present embodiment, both the first transmission and the second transmission are sequentially transmitted from the antenna constituted by the transmission / reception antenna element 120, and the directivity of the antenna at the time of transmission is They are different from each other.

また、制御部30は、移動局10が電波を受信する場合には、前記複数の送受信アンテナ素子120により受信される受信信号それぞれの位相(及び必要に応じて振幅)を制御することによりその受信信号の受信指向性を制御する。すなわち、前記指向性制御部122を介して各受信信号の位相を制御することにより前記複数の送受信アンテナ素子120によって構成される受信アンテナを受信用フェイズドアレイアンテナとして制御する。或いは、前記指向性制御部122を介して各受信信号の位相及び振幅を受信信号の品質が向上するように制御することにより前記複数の送受信アンテナ素子120によって構成される受信アンテナを受信用アダプティブアレイアンテナとして制御する。例えば制御部30は、前記無線通信部26における前記受信信号の合成量が可及的に大きくなるように前記受信信号の受信指向性を定める。   In addition, when the mobile station 10 receives radio waves, the control unit 30 controls reception of each of the reception signals received by the plurality of transmission / reception antenna elements 120 by controlling the phase (and amplitude if necessary). Controls reception directivity of signals. That is, by controlling the phase of each reception signal via the directivity control unit 122, the reception antenna constituted by the plurality of transmission / reception antenna elements 120 is controlled as a reception phased array antenna. Alternatively, a receiving antenna configured by the plurality of transmitting / receiving antenna elements 120 is controlled by controlling the phase and amplitude of each received signal through the directivity control unit 122 so as to improve the quality of the received signal. Control as an antenna. For example, the control unit 30 determines the reception directivity of the reception signal so that the combined amount of the reception signal in the wireless communication unit 26 is as large as possible.

なお、移動局10は、CPU、ROM、及びRAM等を含んで構成される。すなわち、移動局10はRAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う所謂マイクロコンピュータを含み、制御部30による指向性制御部122などの作動の制御や、無線通信部26による変復調制御、信号処理部28による送信信号の生成制御等の制御を行なう。   The mobile station 10 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like. That is, the mobile station 10 includes a so-called microcomputer that performs signal processing in accordance with a program stored in advance in the ROM using the temporary storage function of the RAM, and controls the operation of the directivity control unit 122 and the like by the control unit 30 and wireless Control such as modulation / demodulation control by the communication unit 26 and transmission signal generation control by the signal processing unit 28 are performed.

また、本実施例2において、基地局12および測位サーバ14については、実施例1と同様の構成を有するもの、例えば図3および図4の機能ブロック図に示すものが同様に用いられるので、説明を省略する。   In the second embodiment, the base station 12 and the positioning server 14 having the same configuration as that of the first embodiment, for example, those shown in the functional block diagrams of FIGS. 3 and 4 are used in the same manner. Is omitted.

図10は、本発明の位置検出システムの別の実施例における制御作動の概要を表すフローチャートである。まず、移動局10の指向性制御部122などに対応するステップ(以下「ステップ」を省略する。)SB1においては、移動局10が電波の発信に用いる際のアンテナの指向性を制御することにより、移動局10の通信範囲が例えば図5の第1アンテナ通信可能領域71のように決定される。続いて移動局10の信号処理部28および無線通信部26に対応するSB2においては、例えば電波の発信時刻を含んだ信号が、所定の拡散符号により拡散処理され、更に通信に適したデジタル変調が行なわれるとともに所定の出力に増幅され、SB1で設定された通信範囲に対して発信される。この発信が前記第1発信に対応する。   FIG. 10 is a flowchart showing an outline of the control operation in another embodiment of the position detection system of the present invention. First, in steps corresponding to the directivity control unit 122 of the mobile station 10 (hereinafter, “step” is omitted) SB1, the directivity of the antenna when the mobile station 10 is used for transmitting radio waves is controlled. The communication range of the mobile station 10 is determined, for example, as in the first antenna communication possible area 71 of FIG. Subsequently, in the SB2 corresponding to the signal processing unit 28 and the radio communication unit 26 of the mobile station 10, for example, a signal including the transmission time of the radio wave is spread by a predetermined spreading code, and further digital modulation suitable for communication is performed. And is amplified to a predetermined output and transmitted to the communication range set in SB1. This transmission corresponds to the first transmission.

各基地局12の無線通信部34、信号処理部36、および受信時刻測定部42に対応するSB3においては、SB2において移動局10から発信された電波が各基地局12において受信される。そして、受信された電波が所定の復調処理および逆拡散処理がされるとともに、前記同期検出処理により電波の受信時刻が算出される。また、受信波を逆拡散処理することによって得られる受信波に含まれていた情報や電波の受信時刻は、有線ケーブル52を介して測位サーバ14に送信される。   In SB3 corresponding to the radio communication unit 34, the signal processing unit 36, and the reception time measuring unit 42 of each base station 12, radio waves transmitted from the mobile station 10 in SB2 are received by each base station 12. The received radio wave is subjected to predetermined demodulation processing and despreading processing, and radio wave reception time is calculated by the synchronization detection processing. In addition, information contained in the received wave obtained by despreading the received wave and the reception time of the radio wave are transmitted to the positioning server 14 via the wired cable 52.

SB4においては、SB2において第1発信として移動局10から発信された電波の受信時刻の算出が2以上の基地局12において行なわれたか否かが判断される。2以上の基地局において受信時刻の算出が行なわれた場合には、本ステップの判断が肯定され、続くSB5が実行される。一方、いずれかの基地局12において電波の受信に失敗した場合など、2以上の基地局12において受信時刻の算出を行なうことができなかった場合には、SB2以降のステップが再度実行される。   In SB4, it is determined whether the calculation of the reception time of the radio wave transmitted from the mobile station 10 as the first transmission in SB2 has been performed in two or more base stations 12. When the reception time is calculated in two or more base stations, the determination in this step is affirmed and the subsequent SB5 is executed. On the other hand, when the reception time cannot be calculated in two or more base stations 12, such as when any one of the base stations 12 fails to receive radio waves, the steps after SB2 are executed again.

移動局10の指向性制御部122に対応するSB5においては、移動局10の通信範囲が変更される。すなわち、SB1において設定された移動局10の通信範囲とその一部が重なる新たな通信範囲として、例えば図5の第2アンテナ通信可能領域72が設定され、かかる新たな通信範囲を実現するためのアンテナの指向性が制御される。   In SB5 corresponding to the directivity control unit 122 of the mobile station 10, the communication range of the mobile station 10 is changed. That is, for example, the second antenna communicable region 72 of FIG. 5 is set as a new communication range that partially overlaps the communication range of the mobile station 10 set in SB1, and this new communication range is realized. The directivity of the antenna is controlled.

続いて移動局10の信号処理部28および無線通信部26に対応するSB6においては、SB2と同様に例えば電波の発信時刻情報を含んだ情報が、所定の拡散符号により拡散処理され、更に通信に適したデジタル変調が行なわれるとともに所定の出力に増幅され、SB5で設定された通信範囲に対し発信される。この発信が前記第2発信に対応する。   Subsequently, in the SB 6 corresponding to the signal processing unit 28 and the radio communication unit 26 of the mobile station 10, for example, information including radio wave transmission time information is spread by a predetermined spreading code and further communicated as in SB 2. Appropriate digital modulation is performed, amplified to a predetermined output, and transmitted to the communication range set in SB5. This transmission corresponds to the second transmission.

各基地局12の無線通信部34、信号処理部36、および受信時刻測定部42に対応するSB7においては、SB3と同様に、SB6において移動局10から発信された電波が各基地局12において受信される。そして、受信された電波が所定の復調処理および逆拡散処理がされるとともに、前記同期検出処理により電波の受信時刻が算出される。また、受信波を逆拡散処理することによって得られる受信波に含まれていた情報や電波の受信時刻は、有線ケーブル52を介して測位サーバ14に送信される。   In the SB 7 corresponding to the radio communication unit 34, the signal processing unit 36, and the reception time measuring unit 42 of each base station 12, the radio wave transmitted from the mobile station 10 in SB 6 is received in each base station 12, similarly to SB 3. Is done. The received radio wave is subjected to predetermined demodulation processing and despreading processing, and radio wave reception time is calculated by the synchronization detection processing. In addition, information contained in the received wave obtained by despreading the received wave and the reception time of the radio wave are transmitted to the positioning server 14 via the wired cable 52.

SB8においては、SB6において移動局10から発信された電波の受信時刻の算出が、第1発信を受信した基地局12を1つ以上含む2以上の基地局12において行なわれたか否かが判断される。第1発信を受信した基地局12を1つ以上含む2以上の基地局12において受信時刻の算出が行なわれた場合には、本ステップの判断が肯定され、続くSB9が実行される。一方、いずれかの基地局12において電波の受信に失敗した場合など、第1発信を受信した基地局12を1つ以上含む2以上の基地局12において受信時刻の算出を行なうことができなかった場合には、SB6以降のステップが再度実行される。   In SB8, it is determined whether or not the calculation of the reception time of the radio wave transmitted from the mobile station 10 in SB6 has been performed in two or more base stations 12 including one or more base stations 12 that have received the first transmission. The When the reception time is calculated in two or more base stations 12 including one or more base stations 12 that have received the first transmission, the determination in this step is affirmed and the following SB9 is executed. On the other hand, when one of the base stations 12 failed to receive the radio wave, the reception time could not be calculated in two or more base stations 12 including one or more base stations 12 that received the first transmission. In this case, the steps after SB6 are executed again.

時刻換算部58に対応するSB9においては、SB2における電波の発信である第1発信と、SB6における電波の発信である第2発信とのいずれかを基準発信と設定するとともに、基準発信以外の電波の各基地局における受信時刻が、基準発信の電波の受信時刻に換算される。例えば基準発信として第1発信を設定した場合には、第2発信による電波を受信した各基地局の受信時刻が、第1発信を受信した場合の受信時刻に換算される。   In SB9 corresponding to the time conversion unit 58, either the first transmission that is the transmission of the radio wave in SB2 or the second transmission that is the transmission of the radio wave in SB6 is set as the reference transmission, and the radio waves other than the reference transmission The reception time at each base station is converted into the reception time of the reference transmission radio wave. For example, when the first transmission is set as the reference transmission, the reception time of each base station that has received the radio wave by the second transmission is converted to the reception time when the first transmission is received.

測位部56に対応するSB10においては、SB3において得られた基準発信である第1発信による電波の各基地局における受信時刻と、SB7において得られた基準発信でない第2発信による電波の各基地局における受信時刻がSB9において換算されることによって得られた基準発信による電波の受信時刻と、に基づいて、移動局10の位置の算出が行なわれる。   In the SB 10 corresponding to the positioning unit 56, the reception time at each base station of the radio wave by the first transmission which is the reference transmission obtained at SB3, and the base station of the radio wave by the second transmission which is not the reference transmission obtained at SB7 The position of the mobile station 10 is calculated on the basis of the reception time of the radio wave by reference transmission obtained by converting the reception time at SB9.

前述の実施例によれば、前記移動局10において、前記発信手段は前記指向性を変更可能な指向性アンテナの指向性を相互に異なる状態に切り換えて複数回の電波の発信を行なうので、一つの基地局12は前記第1発信および第2発信の複数回の電波を受信し、移動局10の位置の検出に必要なその他の基地局12はこれらの複数回の発信される電波のいずれかを受信すればよく、前記移動局10は移動局10の位置の検出に必要となる全ての基地局12が受信できる強度で電波を出力する必要がなくなり、移動局の電波の送信電力を低減することができる。   According to the above-described embodiment, in the mobile station 10, the transmitting means transmits the radio wave a plurality of times by switching the directivities of the directional antennas whose directivities can be changed to different states. One base station 12 receives the plurality of times of the first transmission and the second transmission, and the other base station 12 required for detecting the position of the mobile station 10 is one of these multiple transmissions. The mobile station 10 does not need to output radio waves at an intensity that can be received by all the base stations 12 necessary for detecting the position of the mobile station 10, and reduces the transmission power of radio waves from the mobile station. be able to.

また、前述の実施例によれば、前記移動局10の有する指向性を変更可能な指向性アンテナによって複数回発信される際のそれぞれの通信範囲は、他の少なくともいずれか1つの発信の際の通信範囲と重なるように前記指向性アンテナの指向性が制御されるので、基地局12のいずれかが、前記複数回の発信のそれぞれの通信範囲が重なった領域に位置することにより、前記複数回の発信において発信された複数の電波を受信することができる。   In addition, according to the above-described embodiment, each communication range when being transmitted a plurality of times by the directional antenna capable of changing the directivity of the mobile station 10 is the same as that of at least one of other transmissions. Since the directivity of the directional antenna is controlled so as to overlap the communication range, any one of the base stations 12 is positioned in the region where the communication ranges of the plurality of transmissions overlap each other. It is possible to receive a plurality of radio waves transmitted in the transmission.

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、時刻換算部58により基準発信以外による電波の受信時刻を基準発信による電波の発信に対応する受信時刻に換算し、測位手段56は換算後の受信時刻の各基地局12における時間差に基づいて移動局10の位置を算出した(TDOA方式)が、これに限られず、例えば、予め移動局10および全ての基地局12のそれぞれが有する時計31、44を合わせておくことを前提に、測位手段56は、換算後の各基地局12における基準発信による電波の受信時刻に基づいて移動局10の位置を算出(TOA方式)してもよい。   For example, in the above-described embodiment, the time conversion unit 58 converts the reception time of the radio wave other than the reference transmission into the reception time corresponding to the transmission of the radio wave by the reference transmission, and the positioning means 56 converts each base of the reception time after conversion. The position of the mobile station 10 is calculated based on the time difference in the station 12 (TDOA method), but is not limited to this. For example, the clocks 31 and 44 of each of the mobile station 10 and all the base stations 12 are set in advance. On the premise of this, the positioning means 56 may calculate the position of the mobile station 10 (TOA method) based on the radio wave reception time by the reference transmission in each base station 12 after conversion.

また、前述の実施例1においては、時刻換算部58は、移動局10における第1アンテナ21と第2アンテナ22との設置間隔が電波の波長などを考慮した結果誤差に及ぼす影響が低いとして零であるとみなしたが、これに限られず、第1アンテナ21により発信される電波および第2アンテナ22により発信される電波の両方を受信する基地局12が存在する場合において、第1アンテナ21と前記基地局12との電波の伝搬距離と、第2アンテナ22と前記基地局12との電波の伝搬距離とを第1アンテナ21と第2アンテナ22との設置間隔を考慮して異なるものとしてもよい。   In the first embodiment described above, the time conversion unit 58 assumes that the installation interval between the first antenna 21 and the second antenna 22 in the mobile station 10 has a low effect on the error as a result of considering the wavelength of the radio wave and the like. However, the present invention is not limited to this, and when there is a base station 12 that receives both the radio wave transmitted by the first antenna 21 and the radio wave transmitted by the second antenna 22, The radio wave propagation distance between the base station 12 and the radio wave propagation distance between the second antenna 22 and the base station 12 may be different in consideration of the installation interval between the first antenna 21 and the second antenna 22. Good.

また、前述の実施例においては、時刻換算部58は、基準発信である第1発信と他の発信である第2発信による電波の両方を受信した基地局である第2基地局12Bにおける第1発信による受信時刻t1Bと第2発信による電波の受信時刻t2Bとの差(t2B−t1B)を受信時間差として算出し、これに基づいて基準発信以外の発信に対応する受信時刻を換算したが、これに限られない。例えば、移動局10が第1発信と第2発信とを行なう発信間隔が予め既知の所定値である場合には、この既知の所定値を予め時刻換算部58が得ておくことにより、この既知の所定値に基づいて第2発信による電波の受信時刻を換算してもよい。すなわち、前述の実施例においては、時刻換算部58は、図7における基準発信でない第2発信に対応する直線74を、第2基地局12Bの受信時間差(t2B−t1B)だけ左に平行移動したが、移動局10による発信時間差(T2−T1)の値を予め時刻換算部58が有していれば、前記第2基地局12Bの受信時間差(t2B−t1B)に代えてこの発信時間差だけ左に平行移動しても同様の効果が得られる。また、このようにすれば、基準発信と基準発信以外の発信の両方を受信した基地局12が存在しない場合であっても、時刻換算部58は基準発信以外の発信に対応する受信時刻を基準発信に対応する受信時刻に換算することができる。   Further, in the above-described embodiment, the time conversion unit 58 is the first in the second base station 12B that is the base station that has received both the first transmission that is the reference transmission and the second transmission that is the other transmission. The difference (t2B-t1B) between the reception time t1B by the transmission and the reception time t2B of the radio wave by the second transmission is calculated as the reception time difference, and based on this, the reception time corresponding to the transmission other than the reference transmission is converted. Not limited to. For example, when the transmission interval at which the mobile station 10 performs the first transmission and the second transmission is a predetermined value that is known in advance, the time conversion unit 58 obtains the known predetermined value in advance to obtain this known value. The reception time of the radio wave by the second transmission may be converted based on the predetermined value. That is, in the above-described embodiment, the time conversion unit 58 has translated the straight line 74 corresponding to the second transmission which is not the reference transmission in FIG. 7 to the left by the reception time difference (t2B−t1B) of the second base station 12B. However, if the time conversion unit 58 has in advance the value of the transmission time difference (T2−T1) by the mobile station 10, this transmission time difference is left instead of the reception time difference (t2B−t1B) of the second base station 12B. The same effect can be obtained even if the movement is parallel. In this way, even when there is no base station 12 that has received both the reference transmission and the transmission other than the reference transmission, the time conversion unit 58 uses the reception time corresponding to the transmission other than the reference transmission as a reference. It can be converted into a reception time corresponding to the transmission.

なお、このように第1発信と第2発信とを所定間隔で切り換える場合には、好適には第1発信および第2発信のそれぞれにおいて発信される電波には、それが第1発信によるものであるか第2発信によるものであるかを識別するための符号が付加されてもよい。このようにすれば、基地局12は受信した電波が第1発信によるものであるか第2発信によるものであるかを容易に識別することができる。   When the first transmission and the second transmission are switched at a predetermined interval in this way, preferably, the radio waves transmitted in each of the first transmission and the second transmission are based on the first transmission. The code | symbol for identifying whether it is based on a 2nd transmission may be added. In this way, the base station 12 can easily identify whether the received radio wave is due to the first transmission or the second transmission.

また、好適には、前述のように時刻換算部58が移動局10の発信時間差を用いる場合においては、移動局10の有する時計31の時刻と基地局12がそれぞれ有する時計44の時刻との同期を例えば所定の間隔や所定の動作ごとに行ったり、あるいは、移動局10の有する時計31と基地局12がそれぞれ有する時計との時刻ずれやクロック速度比などを予め測定しておき、移動局10の有する時計31の時刻をこれらの情報に基づいて補正してもよい。このようにすれば、移動局10が精度の高い時計を有していない場合においても、正確な発信時間差を得ることができる。   In addition, preferably, when the time conversion unit 58 uses the transmission time difference of the mobile station 10 as described above, the time of the clock 31 of the mobile station 10 and the time of the clock 44 of the base station 12 are synchronized. For example, the time difference between the clock 31 of the mobile station 10 and the clock of the base station 12 and the clock speed ratio are measured in advance, and the mobile station 10 You may correct | amend the time of the timepiece 31 which this has based on such information. In this way, an accurate transmission time difference can be obtained even when the mobile station 10 does not have a highly accurate timepiece.

また、前述の実施例1においては、移動局10が2つの指向性アンテナである第1アンテナ21および第2アンテナ22を有する場合について説明したが、移動局10が3つ以上の指向性アンテナを有する場合であっても同様に適用可能である。具体的には、例えば図8のフローチャートにおいて、ステップSA5乃至SA8を(アンテナの本数−1)分だけ繰り返すことによって実行される。   In the first embodiment, the case where the mobile station 10 includes the first antenna 21 and the second antenna 22 that are two directional antennas has been described. However, the mobile station 10 includes three or more directional antennas. Even if it has, it is applicable similarly. Specifically, for example, in the flowchart of FIG. 8, steps SA5 to SA8 are repeated by (number of antennas-1).

また、前述の実施例1においては、第1アンテナ21および第2アンテナ22はそれぞれ指向性を有する平面パッチアンテナであるとされたが、これに限られず、基地局の機器構成などに合わせ、例えば複数のアレイアンテナを指向性を異なるように設置したものであってもよいし、複数のダイポールアンテナを角度を持たせて設置したものであってもよい。   In the first embodiment, the first antenna 21 and the second antenna 22 are each a planar patch antenna having directivity. However, the first antenna 21 and the second antenna 22 are not limited to this. A plurality of array antennas may be installed with different directivities, or a plurality of dipole antennas may be installed with an angle.

また、前述の実施例においては、移動局10が1つの場合について説明したが、移動局10が複数存在する場合であっても、例えば移動局10ごとに異なる拡散符号を用いることなどにより同様に適用可能である。   Further, in the above-described embodiment, the case where there is one mobile station 10 has been described. However, even when there are a plurality of mobile stations 10, for example, by using different spreading codes for each mobile station 10, for example, Applicable.

また、前述の実施例2においては、アンテナ素子120の数は3つとされたがこれに限られない。また、アンテナ素子120として例えばダイポールアンテナなどのアンテナが用いられてもよい。この場合、移動局10による電波の発信時にはこれらのアンテナ素子120を用いた指向性を有するアレイアンテナを用いて電波を発信する一方、電波の受信時には、いずれかのアンテナ素子120である1本のアンテナを用いて電波の受信を行なうこともできる。   In the second embodiment described above, the number of antenna elements 120 is three, but is not limited thereto. Further, for example, an antenna such as a dipole antenna may be used as the antenna element 120. In this case, when the mobile station 10 transmits a radio wave, the antenna element 120 is used to transmit a radio wave using a directional array antenna, while when receiving a radio wave, one of the antenna elements 120 is used. Radio waves can also be received using an antenna.

本発明の位置推定システムの概要を表す図である。It is a figure showing the outline | summary of the position estimation system of this invention. 移動局の機能の概要を表す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing the outline | summary of the function of a mobile station. 基地局の機能の概要を表す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing the outline | summary of the function of a base station. 測位サーバの機能の概要を表す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing the outline | summary of the function of a positioning server. 移動局の有する第1アンテナおよび第2アンテナのそれぞれの通信可能範囲を説明する図である。It is a figure explaining each communicable range of the 1st antenna and 2nd antenna which a mobile station has. 距離関連情報換算手段(時刻換算部)による受信時刻の換算の手順を説明する図である。It is a figure explaining the procedure of conversion of the reception time by a distance related information conversion means (time conversion part). 測位手段(測位部)による移動局の位置の推定を説明する図である。It is a figure explaining the estimation of the position of the mobile station by a positioning means (positioning part). 本発明の位置推定システムの制御作動の概要を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the outline | summary of the control action of the position estimation system of this invention. 本発明の別の実施例における位置推定システムにおける移動局の機能の概要を表す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing the outline | summary of the function of the mobile station in the position estimation system in another Example of this invention. 本発明の別の実施例における位置推定システムの制御作動の概要を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the outline | summary of the control action of the position estimation system in another Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10:移動局
12:基地局
14:測位サーバ
21:第1アンテナ(指向性アンテナ)
22:第2アンテナ(指向性アンテナ)
24:アンテナ切換部
26:無線通信部(発信手段)
31:時計
34:無線通信部(受信手段)
42:受信時刻測定部(距離関連情報測定手段)
44:時計
50:移動可能領域
56:測位部(測位手段)
58:時刻換算部(距離関連情報換算手段)
71:第1アンテナ通信可能領域
72:第2アンテナ通信可能領域
10: Mobile station 12: Base station 14: Positioning server 21: First antenna (directional antenna)
22: Second antenna (directional antenna)
24: Antenna switching unit 26: Wireless communication unit (transmitting means)
31: Clock 34: Wireless communication unit (reception means)
42: Reception time measuring unit (distance related information measuring means)
44: Clock 50: Moveable area 56: Positioning unit (positioning means)
58: Time conversion unit (distance related information conversion means)
71: First antenna communicable area 72: Second antenna communicable area

Claims (6)

電波を発信する発信手段を有し、移動可能な移動局と、
該移動局によって発信された電波を受信する受信手段と、該受信した電波に基づいて前記移動局との距離に関連する情報である距離関連情報を測定する距離関連情報測定手段とを有し、既知の位置に固定され、互いに同期した時計を有する複数の基地局と、
該複数の基地局のそれぞれによって測定された距離関連情報に基づいて前記移動局の位置を算出する測位サーバと、を有する位置検出システムにおいて、
前記発信手段は、1回の測位のために相互に通信範囲の異なる複数回の電波の発信を行なうものであり、
前記複数の基地局は、3個以上の基地局からなり、
前記距離関連情報は、前記各基地局の受信手段において受信された前記移動局からの電波の受信時刻であり、
前記測位サーバは、
前記複数の基地局のそれぞれによって測定される距離関連情報のうち、前記移動局による1回の測位のための複数回の電波の発信のうち予め定められた1回の発信である基準発信以外の発信によって発信された電波に対応する距離関連情報を、複数回の受信を行った基地局による複数回の電波の受信における受信間隔に基づいて、前記基準発信に対応する距離関連情報に換算する距離関連情報換算手段と、
前記複数の基地局のそれぞれによって測定される距離関連情報のうち、前記基準発信によって発信された電波に対応する距離関連情報と、前記距離関連情報換算手段によって換算された距離関連情報とから、前記基準発信において前記移動局から発信された電波の前記複数の基地局のそれぞれにおける到達時間差を算出し、該到達時間差に基づいて前記移動局の位置の算出を行なう測位手段とを有すること
を特徴とする位置検出システム。
A mobile station having a transmission means for transmitting radio waves, and a movable mobile station;
Receiving means for receiving radio waves transmitted by the mobile station, and distance-related information measuring means for measuring distance-related information that is information related to the distance from the mobile station based on the received radio waves, A plurality of base stations having clocks fixed in known positions and synchronized with each other;
A positioning server that calculates a position of the mobile station based on distance-related information measured by each of the plurality of base stations,
The transmitting means transmits a plurality of times of radio waves having mutually different communication ranges for one positioning,
The plurality of base stations includes three or more base stations,
The distance related information is a reception time of radio waves from the mobile station received by the receiving means of each base station,
The positioning server
Of the distance-related information measured by each of the plurality of base stations, other than the reference transmission which is a predetermined one out of a plurality of transmissions of radio waves for one positioning by the mobile station Distance that converts distance-related information corresponding to radio waves transmitted by transmission into distance-related information corresponding to the reference transmission based on reception intervals in reception of multiple times of radio waves by a base station that has received multiple times Related information conversion means,
Among the distance related information measured by each of the plurality of base stations, the distance related information corresponding to the radio wave transmitted by the reference transmission, and the distance related information converted by the distance related information conversion means, Positioning means for calculating a difference in arrival time of each of the plurality of base stations of a radio wave transmitted from the mobile station in a reference transmission, and calculating a position of the mobile station based on the difference in arrival time. Position detection system.
前記発信手段は、前記複数回の電波の発信におけるそれぞれの通信範囲が他の発信における通信範囲の少なくともいずれか1つの通信範囲とその一部が重なるように複数回の電波の発信を行なうこと
を特徴とする請求項1に記載の位置検出システム。
The transmission means performs transmission of radio waves a plurality of times such that each communication range in the plurality of radio wave transmissions overlaps at least one communication range of communication ranges in other transmissions. The position detection system according to claim 1.
前記移動局は、指向性が相互に異なる複数の指向性アンテナを有し、
前記発信手段は、該移動局の有する複数の指向性アンテナを切り換えて前記複数回の電波の発信を行なうこと
を特徴とする請求項1または2に記載の位置検出システム。
The mobile station has a plurality of directional antennas having different directivities,
The position detection system according to claim 1, wherein the transmitting unit transmits the radio wave a plurality of times by switching a plurality of directional antennas of the mobile station.
前記移動局は、指向性を変更可能な指向性アンテナを有し、
前記発信手段は1回の測位のために該指向性アンテナの指向性を相互に異なる状態として複数回の電波の発信を行なうこと
を特徴とする請求項1または2に記載の位置検出システム。
The mobile station has a directional antenna capable of changing directivity,
The position detection system according to claim 1, wherein the transmitting unit transmits the radio wave a plurality of times with different directivities of the directional antennas for one positioning.
前記距離関連情報換算手段は、前記複数の基地局のうち、前記複数回の電波の発信における2以上の発信による電波を受信した基地局において、第1の発信による電波に対応する距離関連情報である受信時刻と第2の発信による電波に対応する距離関連情報である受信時刻との受信時刻差に基づいて距離関連情報の換算を行なうこと
を特徴とする請求項1乃至4のいずれか1に記載の位置検出システム。
The distance-related information conversion means is distance-related information corresponding to the radio wave generated by the first transmission in the base station that has received the radio waves generated by two or more transmissions of the plurality of radio wave transmissions among the plurality of base stations. The distance-related information is converted based on a reception time difference between a certain reception time and a reception time that is distance-related information corresponding to the radio wave transmitted by the second transmission. The described position detection system.
前記発信手段は、所定の発信間隔で前記複数回の電波の発信を行ない、
前記距離関連情報換算手段は、該所定の発信間隔である発信時間差に基づいて前記受信時間差を算出し、該算出された受信時間差に基づいて距離関連情報の換算を行なうこと
を特徴とする請求項1乃至4のいずれか1に記載の位置検出システム。
The transmitting means performs the transmission of the radio wave at a predetermined transmission interval,
The distance-related information conversion unit calculates the reception time difference based on a transmission time difference that is the predetermined transmission interval, and converts the distance-related information based on the calculated reception time difference. The position detection system according to any one of 1 to 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2010110378A1 (en) 2009-03-26 2010-09-30 武田薬品工業株式会社 Pyrazole compound
CN112567258A (en) * 2018-08-10 2021-03-26 株式会社电装 Portable device position estimation system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010110378A1 (en) 2009-03-26 2010-09-30 武田薬品工業株式会社 Pyrazole compound
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