位置情報提供システムおよび屋内送信機
【課題】位置情報取得までに要する時間を短縮することが可能な位置情報提供システムを提供する。
【解決手段】屋内送信機２００―１は、複数の衛星からのスペクトラム拡散信号である第１の測位信号とコンパチブルな第２の測位信号を用いて、位置情報を提供する。屋内送信機２００―１は、自身が設置される場所を特定するための位置データを格納するＥＥＰＲＯＭ２４３と、位置データを含む第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成するＦＰＧＡ２４５と、スペクトラム拡散信号を送信する送信部２５１〜２５８とを備える。第２の測位信号は、第１の測位信号よりも短い周期で同一内容を繰り返すように生成される。
【解決手段】屋内送信機２００―１は、複数の衛星からのスペクトラム拡散信号である第１の測位信号とコンパチブルな第２の測位信号を用いて、位置情報を提供する。屋内送信機２００―１は、自身が設置される場所を特定するための位置データを格納するＥＥＰＲＯＭ２４３と、位置データを含む第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成するＦＰＧＡ２４５と、スペクトラム拡散信号を送信する送信部２５１〜２５８とを備える。第２の測位信号は、第１の測位信号よりも短い周期で同一内容を繰り返すように生成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は位置情報を提供する技術に関する。本発明は、より特定的には、測位信号を発信する衛星から発信された信号が届かない環境下においても位置情報を提供する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の測位システムとしてＧＰＳ（Global Positioning System）が知られている。ＧＰＳに用いられる信号（以下、「ＧＰＳ信号」）を発信するための衛星（以下、ＧＰＳ衛星）は、地上から約２万ｋｍの高度で飛行している。利用者は、ＧＰＳ衛星から発信された信号を受信し、復調することにより、ＧＰＳ衛星と利用者との間の距離を計測することができる。したがって、地上とＧＰＳ衛星との間に障害がない場合には、ＧＰＳ衛星から発信された信号を用いた測位が可能である。しかし、たとえば、都市部においてＧＰＳを利用する場合、林立する建物が障害となって、利用者の位置情報提供装置が、ＧＰＳ衛星から発信された信号を受信できないことが多い。また、建物による信号の回折あるいは反射により、信号を用いた距離の測定に誤差が生じ、結果として、測位の精度が悪化することが多かった。
【０００３】
また、壁や屋根を貫通した微弱なＧＰＳ信号を室内において受信する技術もあるが、受信状況は不安定であり、測位の精度も低下する。
【０００４】
以上、測位についてＧＰＳを例にとって説明したが、上述した現象は衛星を用いた測位システムについて一般的に言えることである。なお、衛星測位システムは、ＧＰＳに限られず、たとえば、ロシア共和国におけるＧＬＯＮＡＳＳ（GLOobal NAvigation Satellite
System）、欧州におけるＧａｌｉｌｅｏ等のシステムを含むものとする。
【０００５】
ここで、位置情報の提供に関する技術は、たとえば、特開２００６−６７０８６号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００６】
しかしながら、特開２００６−６７０８６号公報に開示された技術によれば、リーダあるいはライタは、位置情報を提供するシステムに固有のものであり、汎用性にかけるという問題点がある。また、干渉を避けるため、送信出力を抑える必要があり、位置情報を受信可能な範囲が限定され、連続した位置情報の取得ができないほか、広い範囲をカバーするためには極めて多数の送信機が必要となるという問題点があった。
【０００７】
また、従来の測位機能を有する携帯電話の場合、衛星からの信号を受信できる場所では位置情報が取得されるため、携帯電話の位置を通知することが可能である。しかしながら、屋内、地下街のように電波が受信できない場所においては、従来の測位技術によっては、位置情報を取得できないという問題点があった。
【０００８】
そこで、たとえば、ＧＰＳ信号に類似する信号を発信できる複数の送信機を室内に配置し、ＧＰＳと同様の３辺測量による原理に基づき位置を求めるという技術も考えられる。しかしながら、この場合、各送信機の時刻が同期していることが必要になり、送信機が高価になるという問題がある。
【０００９】
また、室内での反射等により電波の伝搬が複雑になることから、上記のような高価な送信機を設置したとしても、数１０ｍ程度の誤差が容易に発生するという問題もある。
【００１０】
そこで、特開２００７−２７８７５６号公報（特許文献２）には、従来のＧＰＳ衛星からの信号フォーマットと同一のフォーマットで、屋内送信機の設置された位置情報（緯度・経度・高度など）そのものを送信して、ＧＰＳ受信機のハードウェアは、ＧＰＳ衛星による測位のための構成をそのまま使用して、屋外および屋内において、シームレスに位置情報を取得することが可能な位置情報提供システムが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−６７０８６号公報
【特許文献２】特開２００７−２７８７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
一方で、位置情報を屋外および屋内を問わず、的確に取得することの要請は、さらに強まっている。
【００１２】
すなわち、位置情報の取得あるいは通知に関し、たとえば、固定電話であれば設置場所が予め知られているため、固定電話から発信された電話によって、その発信場所を特定することができる。しかしながら、携帯電話の普及に伴い、移動体通信が一般的になっているため、固定電話のようにして発信者の位置情報を通知することができない場合が増えている。一方、緊急時の通報に関し、携帯電話からの通報に位置情報を含めることについての法整備も進められている。
【００１３】
しかし、屋内送信機を用いて、位置情報提供装置、たとえば、測位機能を有する携帯電話機に、位置情報を提供する場合に、どのような信号形式の信号を送信することが、信号の誤同期や誤捕捉を抑制可能であるかについては、必ずしも明確でない。
【００１４】
また、屋内では、衛星からの信号に比べて、十分な強度の信号を放送できるため、衛星からの信号に対して捕捉および同期を取ることについては、より短時間で実行できることが期待されるものの、そのために、いかなる信号形式が適切であるかについても必ずしも明らかとはいえないという問題がある。
【００１５】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、測位のための信号を発信する衛星からの電波が受信できない場所においても精度を低下させることなく位置情報を供給する位置情報提供システムを提供することである。
【００１６】
本発明の他の目的は、測位のための信号を発信する送信機のコストが抑制される位置情報提供システムを提供することである。
【００１７】
本発明の他の目的は、位置情報取得までに要する時間を短縮することが可能な位置情報提供システムを提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、測位のための信号を発信する衛星からの電波が受信できない場所においても精度を低下させることなく位置情報を提供する信号を送信できる屋内送信機を提供することである。
【００１９】
本発明の他の目的は、測位のための信号を発信する送信機のコストが抑制される屋内送信機を提供することである。
【００２０】
本発明の他の目的は、位置情報取得までに要する時間を短縮することが可能な屋内送信機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この発明の１つの局面に従うと、複数の衛星からのスペクトラム拡散信号である第１の測位信号を用いて、位置情報を提供することが可能な位置情報提供システムであって、屋内送信機を備え、屋内送信機は、屋内送信機が設置される場所を特定するための位置データを格納する記憶手段と、位置データを含む第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する生成手段と、スペクトラム拡散信号を送信する送信手段とを含み、位置情報提供システムは、位置情報提供装置をさらに備え、位置情報提供装置は、スペクトラム拡散信号を受信する受信手段と、第１および第２の測位信号についての符号パターンに基づいて、受信手段により受信されたスペクトラム拡散信号に対応する符号パターンを特定する特定手段と、特定手段によって特定された符号パターンを用いて復調することにより得られた信号に基づいて、第１および第２のいずれの測位信号が受信されたかを判断する判断手段と、判断の結果に応じて処理を切り換えることにより、位置情報提供装置の位置情報を導出する位置情報導出手段と、位置情報導出手段によって導出された位置情報を出力する出力手段とを備え、第２の測位信号は、第１の測位信号よりも短い周期で同一内容のメッセージを繰り返す。
【００２２】
好ましくは、第２の測位信号は、ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、複数のワードを各々が含む複数のフレームから構成され、各フレームが含むワード数は可変に設定され、フレームを構成するワードは、当該フレームを構成するワード数を示す識別情報を有するワードを含む。
【００２３】
好ましくは、第２の測位信号は、ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、複数のワードを各々が含む複数のフレームから構成され、各フレームの先頭ワードは、受信時にフレーム同期をとるためのプリアンブル部分を含み、各フレームの少なくとも先頭ワード以外のワードは、ワードデータの生成ごとに更新されるカウントデータを含む。
【００２４】
好ましくは、ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、第１の測位信号は、第１の複数個のワードを各々が含む複数の第１のフレームから構成され、各第１のフレームは、受信時にフレーム同期をとるための第１のプリアンブル部分を含み、第２の測位信号は、第２の複数個のワードを各々が含む複数の第２のフレームから構成され、各第２のフレームは、受信時にフレーム同期をとるための第１のプリアンブルとは異なるパターンを有する第２のプリアンブル部分を含む。
【００２５】
好ましくは、位置情報導出手段は、単一の屋内送信機によって送信された第２の測位信号が受信された場合に、復調することにより得られた信号から位置データを取得し、第２の測位信号が受信されない場合であって、複数の第１の測位信号が受信されたときに、複数の各スペクトラム拡散信号に基づいて位置情報を算出する。
【００２６】
好ましくは、位置情報提供装置は、通信回線を介して、識別データに関連付けられた位置関連情報を提供する通信装置と通信可能であり、受信手段が第２の測位信号を受信すると、位置情報導出手段は、識別データに基づいて通信装置と通信することにより、識別データに関連付けられた位置関連情報を取得する。
【００２７】
この発明の他の局面に従うと、複数の衛星からのスペクトラム拡散信号である第１の測位信号とコンパチブルな第２の測位信号を用いて、位置情報を提供することが可能な屋内送信機であって、屋内送信機が設置される場所を特定するための位置データを格納する記憶手段と、位置データを含む第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する生成手段と、スペクトラム拡散信号を送信する送信手段とを備え、生成手段は、第２の測位信号を、第１の測位信号よりも短い周期で同一内容のメッセージを繰り返すように生成する。
【００２８】
好ましくは、第２の測位信号は、ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、複数のワードを各々が含む複数のフレームから構成され、各フレームが含むワード数は可変に設定され、フレームを構成するワードは、当該フレームを構成するワード数を示す識別情報を有するワードを含む。
【００２９】
好ましくは、第２の測位信号は、ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、複数のワードを各々が含む複数のフレームから構成され、各フレームの先頭ワードは、受信時にフレーム同期をとるためのプリアンブル部分を含み、各フレームの少なくとも先頭ワード以外のワードは、ワードデータの生成ごとに更新されるカウントデータを含む。
【００３０】
好ましくは、ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、第１の測位信号は、第１の複数個のワードを各々が含む複数の第１のフレームから構成され、各第１のフレームは、受信時にフレーム同期をとるための第１のプリアンブル部分を含み、第２の測位信号は、第２の複数個のワードを各々が含む複数の第２のフレームから構成され、各第２のフレームは、受信時にフレーム同期をとるための第１のプリアンブルとは異なるパターンを有する第２のプリアンブル部分を含む。
【００３１】
好ましくは、生成手段は、位置関連情報と関連づけられた識別データ含む第２の測位信号を生成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００３３】
＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る位置情報提供システム１０について説明する。図１は、位置情報提供システム１０の構成を表わす図である。位置情報提供システム１０は、地上の上空約２万メートルの高度を飛行し、測位のための信号（以下、「測位信号」と表わす。）を発信するＧＰＳ（Global Positioning Satellite）衛星１１０，１１１，１１２，１１３と、位置情報を提供する装置として機能する位置情報提供装置１００−１〜１００−５とを備える。位置情報提供装置１００−１〜１００−５を総称するときは、位置情報提供装置１００と表わす。位置情報提供装置１００は、たとえば、携帯電話、携帯可能なカーナビゲーションシステムその他の移動体測位装置のように、従来の測位装置を有する端末である。
【００３４】
ここで、測位信号は、スペクトラム拡散された信号であり、たとえば、いわゆるＧＰＳ信号である。しかしながら、その信号はＧＰＳ信号に限られない。なお、以下では説明を簡単にするために、測位のシステムをＧＰＳを一例として説明するが、本発明は、他の衛星測位システム（Ｇａｌｉｌｅｏ、準天頂衛星（ＱＺＳＳ：Quasi-Zenith Satellites）等）にも適用可能である。
【００３５】
測位信号の中心周波数は、たとえば、１５７５．４２ＭＨｚである。測位信号の拡散周波数は、たとえば１．０２３ＭＨｚである。この場合、測位信号の周波数は、既存のＧＰＳのＬ１帯におけるＣ／Ａ（Coarse and Acquisition）信号の周波数と同一となる。したがって、既存の測位信号受信回路（たとえばＧＰＳ信号受信回路）のフロントエンドが流用できるため、位置情報提供装置１００は、新たなハードウェアの回路を追加することなく、フロントエンドからの信号処理を行うソフトウェアを変更するのみで、測位信号を受信することができる。
【００３６】
測位信号は、１．０２３ＭＨｚの矩形波によって変調されていてもよい。この場合、たとえば、Ｌ１帯において新たな送信が計画される測位信号のデータチャネルと同一であれば、利用者は、新しいＧＰＳの信号を受信、処理可能な受信機を用いて当該測位信号を受信できる。なお、矩形波の周波数は、１．０２３ＭＨｚが好ましい。変調のための周波数は、既存のＣ／Ａ信号、および／または、他の信号との干渉を回避するためのスペクトラム分離とのトレードオフによって定められ得る。
【００３７】
ＧＰＳ衛星１１０には、測位信号を発信する送信機１２０が搭載されている。ＧＰＳ衛星１１１，１１２，１１３にも、同様の送信機１２１，１２２，１２３がそれぞれ搭載されている。
【００３８】
位置情報提供装置１００−１と同様の機能を有する位置情報提供装置１００−２，１００−３，１００−４は、以下に説明するように、ビル１３０や地下街その他の電波が届きにくい場所でも使用可能である。
【００３９】
すなわち、ビル１３０は、ビル１３０の１階の天井には、屋内送信機２００−１が取り付けられている。位置情報提供装置１００−４は、屋内送信機２００−１から発信される測位信号を受信する。同様に、ビル１３０の２階および３階の各フロアの天井にも、それぞれ屋内送信機２００−２，２００−３が取り付けられている。後に説明するように、屋内送信機２００−１〜２００―３からは、それぞれ、屋内送信機の設置場所を特定する情報が直接送信される。
【００４０】
また、地下街においては、天井に、屋内送信機２００−４〜２００―６が取り付けられている。地下街で動作する位置情報提供装置１００−５は、屋内送信機２００−４〜２００−６から発信される測位信号を受信する。ここでも、後に説明するように、屋内送信機２００−４〜２００―６からは、それぞれ、屋内送信機の設置場所を特定する情報が直接送信される。
【００４１】
なお、たとえば、後に説明するように、地下街には、ローカルサーバ２０４が設置され、屋内送信機２００−４〜２００―６からは、屋内送信機の位置そのものではなく、屋内送信機の設置位置に関連する情報を特定するための識別情報が送信される構成としてもよい。位置情報提供装置１００−５は、基地局２０２とネットワーク（たとえば、携帯電話網）を介して、当該識別情報に相当する位置関連情報をローカルサーバ２０４に照会するとの構成とすることもできる。ビル１３０においても、同様にローカルサーバに位置関連情報を照会する構成とすることができる。
【００４２】
なお、地下街のように同一のフロア内で複数の屋内送信機が設置される場合は、各送信機の出力強度を調整して、１つの屋内送信機のカバーする領域の大きさを制限できるので、屋内送信機からの送信信号強度を大きくする必要がなく、日本の電波法のような電波使用を規制する法令等の規制以下の送信電力とするのが容易で、設置のために特別の免許が不要となる。
【００４３】
ここで、各屋内送信機２００−１，２００−２，２００−３または２００−４、２００−５，２００−６の時刻（以下、「地上時刻」という。）と、ＧＰＳ衛星１１０，１１１，１１２，１１３の時刻（「衛星時刻」という。）とは、互いに独立したものでよく、同期している必要はない。ただし、各衛星時刻は、それぞれ同期している必要がある。したがって、各衛星時刻は、各衛星に搭載された原子時計により制御されている。また、必要に応じて、各屋内送信機２００−１，２００−２，２００−３または２００−４、２００−５，２００−６の時刻である地上時刻も、相互に同期していることが好ましい。
【００４４】
ＧＰＳ衛星の各送信機から測位信号として発信されるスペクトラム拡散信号は、擬似雑音符号（ＰＲＮ（Pseudo Random Noise）コード）によって航法メッセージを変調することにより生成される。航法メッセージは、時刻データ、軌道情報、アルマナック、電離層補正データ等を含む。各送信機１２０〜１２３は、さらに、それぞれ、当該送信機１２０〜１２３自身、あるいは送信機１２０〜１２３が搭載されるＧＰＳ衛星を識別するためのデータ（ＰＲＮ−ＩＤ（Identification））を保持している。
【００４５】
位置情報提供装置１００は、各擬似雑音符号を発生するためのデータおよびコード発生器を有している。位置情報提供装置１００は、測位信号を受信すると、各衛星の送信機または各屋内送信機ごとに割り当てられた擬似雑音符号の符号パターンを用いて、後述する復調処理を実行し、受信された信号がどの衛星またはどの屋内送信機から発信されたものであるかを特定することができる。また、測位信号の１つであるＬ１Ｃ信号では、データの中にＰＲＮ−ＩＤが含まれており、受信レベルが低い場合に生じやすい誤った符号パターンでの信号の捕捉・追尾を防ぐことができる。一方で、現行ＧＰＳのＬ１ Ｃ／Ａ信号には、このようなＰＲＮ−ＩＤは含まれていない。
【００４６】
（ＧＰＳ衛星に搭載される送信機）
ＧＰＳ衛星に搭載される送信機の構成については、周知であるので、以下では、ＧＰＳ衛星に搭載される送信機の構成の概略について説明する。送信機１２０，１２１，１２２，１２３は、それぞれ、原子時計と、データを格納する記憶装置と、発振回路と、測位信号を生成するための処理回路と、処理回路によって生成された信号をスペクトラム拡散符号化するための符号化回路と、送信アンテナ等を有する。記憶装置は、エフェメリス、各衛星のアルマナック、電離層補正データ等を有する航法メッセージと、ＰＲＮ−ＩＤとを格納している。
【００４７】
処理回路は、原子時計からの時刻情報と、記憶装置に格納されている各データとを用いて送信用のメッセージを生成する。
【００４８】
ここで、各送信機１２０〜１２３毎に、スペクトラム拡散符号化するための擬似雑音符号の符号パターンが予め規定されている。各符号パターンは、送信機ごと（すなわちＧＰＳ衛星ごと）に異なる。符号化回路は、そのような擬似雑音符号を用いて、上記メッセージをスペクトラム拡散する。送信機１２０〜１２３の各々は、符号化された信号を高周波数に変換して、送信アンテナを介して、宇宙空間に発信する。
【００４９】
上述のように、送信機１２０〜１２３は、他の送信機との間で有害な干渉を及ぼさないスペクトラム拡散信号を発信する。ここで、「有害な干渉をおこさない」ことは、干渉が生じない程度に制限された出力レベルによって担保され得る。あるいは、スペクトラムを分離する態様によっても実現できる。この信号は、たとえばＬ１帯と称される搬送波によって送信されている。各送信機１２０，１２１，１２２，１２３は、たとえば、同一の周波数を有する測位信号を拡散スペクトル通信方式にしたがって発信する。したがって、各衛星から送信された測位信号が、同一の位置情報提供装置１００−１に受信される場合にも、各々の測位信号は、互いに混信を受けることなく受信されることになる。
【００５０】
ここで、４つの衛星からの測位信号を同時に受信することで、位置情報提供装置１００−１は、緯度・経度・高度といった自身の３次元の位置情報を得ることができる。
【００５１】
なお、地上の屋内送信機からの測位信号についても、衛星から送信された信号と同様に、複数の屋内送信機からの信号は、互いに混信を受けることなく受信されることができる。
【００５２】
（屋内送信機２００−１のハードウェア構成）
図２を参照して、屋内送信機２００−１について説明する。図２は、屋内送信機２００−１のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００５３】
屋内送信機２００−１は、無線インタフェース（以下、「無線Ｉ／Ｆ」と称す）２１０と、デジタル処理ブロック２４０と、デジタル処理ブロック２１０に電気的に接続されて、各回路部分の動作のための基準クロックを供給するための基準クロック入出力ブロック（以下、「基準クロックＩ／Ｏブロック」と称す）２３０と、デジタル処理ブロック２１０に電気的に接続されているアナログ処理ブロック２５０と、アナログ処理ブロック２５０に電気的に接続されて、測位のための信号を送出するアンテナ（図示せず）と、屋内送信機２００−１の各部への電源電位の供給を行うための電源（図示せず）とを備える。
【００５４】
なお、電源は、屋内送信機２００−１に内蔵されてもよいし、外部からの電力の供給を受け付ける態様であってもよい。
【００５５】
（無線通信インタフェース）
無線Ｉ／Ｆ２１０は、無線通信のインタフェースであり、近距離無線通信、たとえば、ブルートゥース（Bluetooth）などや、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）や携帯電話網のような無線通信により、外部からのコマンドを受信したり、外部との間で設定パラメータやプログラム（ファームウェア等）のデータを受信したり、あるいは、必要に応じて外部にデータを送信するためのものである。
【００５６】
このような無線Ｉ／Ｆ２１０を備えることにより、屋内送信装置２００−１については、屋内の天井等に設置した後であっても、設定パラメータ、たとえば、屋内送信装置２００−１が送信する位置データ（屋内送信機２００−１が設置されている場所を表わすデータ）を変更したり、あるいは、ファームウェアの変更により、異なる通信方式への対応を可能としたりすることができる。
【００５７】
なお、本実施例では、無線でのインタフェースを想定しているが、設置場所への配線の敷設や設置の手間等を考慮しても、有線インタフェースとすることができる場合には、有線とすることも可能である。
【００５８】
（デジタル処理ブロック）
デジタル処理ブロック２４０は、無線Ｉ／Ｆ２１０からのコマンドに応じて、あるいは、プログラムに従って、屋内送信機２００−１の動作を制御するプロセッサ２４１と、プロセッサ２４１に搭載され、プロセッサ２４１の実行するプログラムを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）２４２と、無線Ｉ／Ｆ２１０からのデータのうち、設定パラメータ等を記憶するためのＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）２４３と、プロセッサ２４１の制御のもとに、屋内送信機２００−１の送出するベースバンド信号を生成するフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：以下、「ＦＰＧＡ」と称す）２４５と、無線Ｉ／Ｆ２１０からの
データのうち、ＦＰＧＡ２４５のファームウェアを記憶するためのＥＥＰＲＯＭ２４４と、ＦＰＧＡ２４５から出力されるベースバンド信号をアナログ信号に変更してアナログブロック２５０に与えるデジタル／アナログコンバータ（以下、「Ｄ／Ａコンバータ」と称す）２４７とを含む。
【００５９】
すなわち、デジタル処理ブロック２４０は、測位のための信号として屋内送信機２００−１によって送信される信号の源泉となるデータを生成する。デジタル処理ブロック２４０は、アナログ処理ブロック２５０に対して、生成したデータをビットストリームとして送出する。
【００６０】
特に限定されないが、たとえば、ＥＥＰＲＯＭ２４４に格納されているファームウェアプログラムは、ＦＰＧＡ２４５に電源が投入されると、ＦＰＧＡ２４５にロードされる。このファームウェアプログラム情報（ビットストリームデータ）は、ＦＰＧＡ２４５内のＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）２４６で構成されているコンフィグレーションメモリにロードされる。ロードされたビットストリームデータの個々のビットデータがＦＰＧＡ２４５上で実現する回路の情報元となり、ＦＰＧＡ２４５に装備されているリソースをカスタマイズしてファームウェアプログラムで特定される回路を実現する。ＦＰＧＡ２４５では、このようにハードウェアに依存せず、コンフィグレーションデータを外部に持つことで、高い汎用性とフレキシビリティを実現できることになる。
【００６１】
また、プロセッサ２４１は、無線Ｉ／Ｆ２１０から受け取る外部コマンドに応じて、ＥＥＰＲＯＭ２４３に格納されるデータに基づいて、ＦＰＧＡ２４５のＳＲＡＭ２４６（レジスタ）に、当該屋内送信機２００−１に設定されるパラメータとして、以下のものを格納させる。
【００６２】
１）擬似拡散符号（ＰＲＮコード）
２）送信機ＩＤ
３）位置特定データ
４）放送通知データ（３〜４は、ＦＰＧＡ２４５内で、後に説明するように、受信機のハードウェアから見て、衛星からの航法メッセージとコンパチブルなフォーマットに整形される）
「位置特定データ」「放送通知データ」については後述する。
【００６３】
ＦＰＧＡ２４５は、ＥＥＰＲＯＭ２４３に格納されたＰＲＮコードに基づき、後述するフォーマットの信号に対してスペクトラム拡散処理が実行される。なお、ＰＲＮコードについては、ＥＥＰＲＯＭ２４３にその値そのものが格納されて読み出される場合の他、シフトレジスタで構成されるＰＲＮ生成器により、実時間で生成されてもよい。
【００６４】
なお、プロセッサ２４１の動作のためのプログラムも、ＥＥＰＲＯＭ２４３に予め格納されており、当該プログラムは、屋内送信機２００−１が起動する時に、ＥＥＰＲＯＭ２４３から読み出され、ＲＡＭ２４２に転送される。
【００６５】
また、プログラムあるいはデータを格納するための記憶装置は、ＥＥＰＲＯＭ２４３または２４４に限られない。少なくとも、データを不揮発的に保存できる記憶装置であればよい。また、後述するように、外部からのデータが入力される場合には、データを書き込むことができる記憶装置であればよい。ＥＥＰＲＯＭ２４３に格納されるデータのデータ構造については後述する。
【００６６】
（アナログ処理ブロック）
アナログ処理ブロック２５０は、デジタル処理ブロック２４０から出力されたビットストリームを用いて、１．５７５４２ＧＨｚの搬送波を変調して送信信号を生成し、アンテナに送出する。その信号は、アンテナより発信される。
【００６７】
すなわち、デジタル処理ブロック２４０のＤ／Ａコンバータ２４７から出力された信号は、アップコンバータ２５２でアップコンバートされ、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２５３をアンプ２５４を通過して所定の周波数帯域の信号のみが増幅された後、再度、アップコンバータ２５５でアップコンバートされて、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタにより所定の帯域の信号が取り出された後に、可変アッテネータ２５７およびＲＦスイッチ２５８により、設定された強度の信号に変換されて、アンテナから送出される。
【００６８】
なお、アップコンバータ２５２およびアップコンバータ２５５で使用されるクロックは、基準クロックＩ／Ｏブロック２３０からＦＰＧＡ２４５に供給されるクロックが、さらに、てい倍器２５１において、てい倍されたものが使用される。
【００６９】
また、可変アッテネータ２５７とＲＦスイッチ２５８のレベルの設定は、ＦＰＧＡ２４５をスルーしたプロセッサ２４１からの制御信号により制御される。ＲＦスイッチ２５８は、いわゆるＰＭ（Pulse Modulation）変調により、信号強度を実効的に変更する。
【００７０】
このようにして、受信機の測位信号受信フロントエンドにとって、衛星からの測位のための信号とコンパチブルな構成を有する信号が、屋内送信機２００−１から発信される。この場合、信号の内容は、衛星から発信された測位信号に含まれる内容とは、全く同一ではない。屋内送信機２００−１から発信される信号の構成の一例は、後述する（図５）。
【００７１】
以上の説明においては、デジタル処理ブロック２４０におけるデジタル信号処理を実現するための演算処理装置としてＦＰＧＡ２４５が用いられたが、ソフトウェアにより無線装置の機能を変更可能な装置であれば、その他の演算処理装置が使用されてもよい。
【００７２】
また、図２においては、クロック信号（Ｃｌｋ）がデジタル処理ブロック２４０からアナログ処理ブロック２５０に供給されているが、基準クロックＩ／Ｏブロック２３０からアナログ処理ブロック２５０に直接に供給されてもよい。
【００７３】
さらに、説明を明確にするために、本実施の形態においては、デジタル処理ブロック２４０とアナログ処理ブロック２５０とが別個に示されているが、物理的には、１つのチップに混載されてもよい。
【００７４】
（基準クロックＩ／Ｏブロック）
基準クロックＩ／Ｏブロック２３０は、デジタル処理ブロック２４０の動作を規定する
クロック信号、あるいは搬送波を生成するためのクロック信号を、デジタル処理ブロック２４０に供給する。
【００７５】
基準クロックＩ／Ｏブロック２３０は、「外部同期モード」では、外部同期リンクポート２２０へ外部のクロック生成器から与えられる同期用信号に基づいて、ドライバ２３４がクロック信号をデジタル処理ブロック２４０等に供給する。
【００７６】
一方、基準クロックＩ／Ｏブロック２３０は、「外部クロックモード」では、外部クロックポート２２１へ与えられる外部クロック信号をマルチプレクサ２３２で選択し、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路２３３から出力されるクロック信号と外部クロックとの同期をとって、同期の取られたクロック信号をデジタル処理ブロック２４０等に供給する。
【００７７】
一方、基準クロックＩ／Ｏブロック２３０は、「内部クロックモード」では、内部クロック生成器２３１が生成する内部クロック信号をマルチプレクサ２３２で選択し、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路２３３から出力されるクロック信号と内部クロックとの同期をとって、同期の取られたクロック信号をデジタル処理ブロック２４０等に供給する。
【００７８】
なお、無線Ｉ／Ｆ２１０から、プロセッサ２４１により出力される信号により、送信機の内部状態（たとえば、「ＰＬＬ制御」信号）を監視することができる。あるいは、デジタル入出力インタフェース２６０は、屋内送信機２００−１から発信される信号を拡散変調するための擬似雑音符号の符号パターンの入力を、あるいは、無線Ｉ／Ｆ２１０は、屋内送信機２００−１から発信されるべき他のデータの入力も受け付けることができる。当該他のデータは、たとえば、屋内送信機２００−１が設置されている場所を表わすテキストデータ（位置データ）である。あるいは、屋内送信機２００−１がデパートその他の商業施設に設置されている場合には、「宣伝広告用情報」、「交通情報」、「気象情報」、「災害情報」が、当該他のデータとして屋内送信機２００−１に入力可能である。
【００７９】
擬似拡散符号（ＰＲＮコード）の符号パターンが、屋内送信機２００−１に入力されると、ＥＥＰＲＯＭ２４３において予め規定された領域に書き込まれる。なお、必要に応じてＰＲＮ−ＩＤや送信機名称も、ＥＥＰＲＯＭ２４３に書き込まれて、その後は、その書き込まれたＰＲＮ−ＩＤや送信機名称が、測位のための信号に含められてもよい。その他のデータも、ＥＥＰＲＯＭ２４３において、そのデータの種類に応じて予め確保された領域に書き込まれる。
【００８０】
（ＥＥＰＲＯＭ２４３に格納されるデータのデータ構造）
図３を参照して、屋内送信機２００−１のＥＥＰＲＯＭ２４３に格納されるデータのデータ構造について説明する。
【００８１】
図３は、屋内送信機２００−１が備えるＥＥＰＲＯＭ２４３におけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。ＥＥＰＲＯＭ２４０は、データを格納するための領域３１０〜３５０を含む。
【００８２】
領域３００には、送信機を識別するための番号として、送信機ＩＤが格納されている。送信機ＩＤは、たとえば当該送信機の製造時にメモリに不揮発的に書き込まれる数字および／または英文字その他の組み合わせである。
【００８３】
上述のとおり、必要に応じて、当該送信機に割り当てられた擬似拡散符号のＰＲＮ-ＩＤは、領域３１０に格納され、送信機の名称は、テキストデータとして、領域３２０に格納されている。
【００８４】
当該送信機に割り当てられた擬似拡散符号の符号パターンは、領域３３０に格納されている。擬似拡散符号の符号パターンは、衛星用の擬似拡散符号と同一の系列に属する符号パターンのうちから、本発明の実施の形態に係る位置情報提供システム用に予め割り当てられた有限個の複数の符号パターンのうちから選択されたものであり、衛星ごとに割り当てられる擬似拡散符号の符号パターンとは異なる符号パターンである。
【００８５】
本位置情報提供システム用に割り当てられる擬似拡散符号の符号パターンは、有限個であるが、屋内送信機の数は、各送信機の設置場所の広さ、あるいは設置場所の構成（ビルの階数等）に応じて異なり、符号パターンの数よりも多い複数の屋内送信機が使用される場合もある。したがって、同一の擬似拡散符号の符号パターンを有する複数の送信機が存在し得る。この場合は、同一の符号パターンを有する送信機の設置場所を、信号の出力を考慮して決定すればよい。そうすることにより、同一の擬似拡散符号の符号パターンを用いる複数の測位信号が同一の位置情報提供装置によって同時期に受信されることは、防止し得る。
【００８６】
屋内送信機２００−１が設置されている場所を特定するための位置データは、領域３４０に格納されている。位置データは、たとえば、緯度、経度、高度の組み合わせとして表わされる。領域３２０において、当該位置データに加えて、もしくは位置データに代えて、住所、建物の名称などが格納されてもよい。本発明では、「緯度、経度、高度の組み合わせ」、「緯度、経度、建物における階数の組み合わせ」、「緯度、経度、建物における階数、高度の組み合わせ」「住所、建物の名称」、「緯度、経度、高度の組み合わせと住所、建物の名称」のように、そのデータのみで送信機２００−１の設置場所を特定可能なデータを総称して「位置特定データ」と呼ぶ。また、上述したような、「宣伝広告用情報」、「交通情報」、「気象情報」、「災害情報」等のように、位置特定データ以外の情報であって屋内送信機から放送される情報を表すデータを「放送通知データ」と呼ぶ。
【００８７】
位置特定データは、領域３４０に、放送通知データは領域３５０に格納される。
ここで、前述のように、ＰＲＮ−ＩＤ、通信機名称、擬似拡散符号の符号パターン、位置特定データ、放送通知データは、無線インタフェース２１０を介して入力される他のデータに変更可能である。特に、放送通知データは、必要に応じて随時変更または更新される。たとえば、屋内送信機２００−１がデパートに設置されている場合には、デパートの営業活動の１つとして、宣伝広告用のデータが当該運営管理者によって屋内送信機２００−１に与えられてもよい。
【００８８】
（屋内送信機２００−１から送信される信号のデータ構造）
まず、衛星からの航法メッセージを乗せた測位信号、たとえば、Ｌ１帯のＣ／Ａコードにコンパチブルな信号の構造について説明する。
【００８９】
（Ｌ１ Ｃ／Ａ互換信号）
図４を参照して、衛星の送信機から送信される測位信号について説明する。
【００９０】
図４は、ＧＰＳ衛星に搭載される送信機によって発信されるＬ１帯のＣ／Ａコードの信号５００の構成を表わす図である。信号５００は、３００ビットの５つのサブフレーム、すなわち、サブフレーム５１０〜５５０から構成される。サブフレーム５１０〜５５０は、当該送信機によって、繰り返し送信される。サブフレーム５１０〜５５０は、たとえば、それぞれ３００ビットであり、５０ｂｐｓ（bit per second）のビット率で送信される。したがって、この場合、各サブフレームは、６秒で送信される。なお、４番目と５番目のサブフレーム５４０および５５０は、順次内容が交代して、２５回でもとにもどる。交代する内容はページと呼ばれ、２５ページからなる。
【００９１】
第１番目のサブフレーム５１０は、３０ビットのトランスポートオーバーヘッド５１１と、３０ビットの時刻情報５１２と、２４０ビットのメッセージデータ５１３とを含む。時刻情報５１２は、詳細には、サブフレーム５１０が生成される際に取得された時刻情報と、サブフレームＩＤとを含む。ここで、サブフレームＩＤとは、他のサブフレームから第１のサブフレーム５１０を区別するための識別番号である。メッセージデータ５１３は、ＧＰＳ週番号、クロック情報、当該ＧＰＳ衛星のヘルス情報、軌道精度情報等を含む。
【００９２】
第２番目のサブフレーム５２０は、３０ビットのトランスポートオーバーヘッド５２１と、３０ビットの時刻情報５２２と、２４０ビットのメッセージデータ５２３とを含む。時刻情報５２２は、第１番目のサブフレーム５１０における時刻情報５１２と同様の構成を有する。メッセージデータ５２３は、エフェメリスを含む。ここで、エフェメリス（ephemeris、放送暦）とは、測位信号を発信する衛星の軌道情報をいう。エフェメリスは、
当該衛星の航行を管理する管制局によって逐次更新される、高精度な情報である。
【００９３】
第３番目のサブフレーム５３０は、第２番目のサブフレーム５２０と同様の構成を有する。すなわち、第３番目のサブフレーム５３０は、３０ビットのトランスポートオーバーヘッド５３１と、３０ビットの時刻情報５３２と、２４０ビットのメッセージデータ５３３とを含む。時刻情報５３２は、第１番目のサブフレーム５１０における時刻情報５１２と同様の構成を有する。メッセージデータ５３３は、エフェメリスを含む。
【００９４】
第４番目のサブフレーム５４０は、３０ビットのトランスポートオーバーヘッド５４１と、３０ビットの時刻情報５４２と、２４０ビットのメッセージデータ５４３とを含む。メッセージデータ５４３は、他のメッセージデータ５１３，５２３，５３３と異なり、アルマナック情報、衛星ヘルス情報のサマリ、電離層遅延情報、ＵＴＣ（Coordinated Universal Time ）パラメータ等を含む。
【００９５】
第５番目のサブフレーム５５０は、３０ビットのトランスポートオーバーヘッド５５１と、３０ビットの時刻情報５５２と、２４０ビットのメッセージデータ５５３とを含む。メッセージデータ５５３は、アルマナック情報と、衛星ヘルス情報のサマリとを含む。メッセージデータ５４３，５５３は、各々２５ページからの構成されており、ページ毎に、上記の異なる情報が定義されている。ここで、アルマナック情報とは、衛星の概略軌道を表わす情報であり、当該衛星だけでなく、全てのＧＰＳ衛星についての情報を含む。上述したように、サブフレーム５１０〜５５０の送信が２５回繰り返されると、１ページ目に戻って、同じ情報が発信される。
【００９６】
サブフレーム５１０〜５５０は、送信機１２０，１２１，１２２からそれぞれ送信される。サブフレーム５１０〜５５０が位置情報提供装置１００によって受信されると、位置情報提供装置１００の位置は、トランスポートオーバーヘッド５１１〜５５１に含まれる各保守・管理情報と、時刻情報５１２〜５５２と、メッセージデータ５１３〜５５３とに基づいて、計算される。
【００９７】
ここで、各サブフレーム５１０〜５５０は、１０ワードからなる。各ワードは３０ビットである。この各ワードは、所用のデータと、誤り検出用のパリティビットとからなり、サブフレーム先頭ワードはプリアンブルを含む。サブフレームの冒頭の２ワードには、同期情報とテレメータ情報とが含まれる。これらの中に、ＨＯＷ（Hand Over Word）とＺカウントとが入っている。Ｚカウントは、時刻符号（何時何分何秒）に相当するデータであり、ＨＯＷは、Ｐコードへの乗り移りのためのデータである。
【００９８】
（地上補完信号の構成）
以下では、屋内送信機２００−１から送信される信号（地上補完信号）について説明する。
【００９９】
本発明にかかる位置情報提供システムは、屋内送信機を、屋内等のようにＧＰＳやＱＺＳＳなど衛星からの測位信号が届かない場所に設置し、ユーザはＧＰＳ、ＱＺＳＳと共通の受信端末を使って屋内外でシームレスに位置情報を取得することができるシステムである。
【０１００】
本方式は、既存の携帯電話等に既に搭載されているＧＰＳ受信チップ（測位信号受信フロントエンド）をそのまま流用し、ソフトウェア改修で屋外および屋内の測位を実現できる。
【０１０１】
ここで、上述したとおり、ＧＰＳの測位信号に重畳される航法メッセージは、５０ｂｐｓという非常にゆっくりした伝送レートで、１サブフレーム３００ビット、５サブフレーム×２５ページの固定フォーマットでメッセージを換り返し送信している。
【０１０２】
ＧＰＳ信号との共通化を図ることを目的として受借装置ハードウェアを共通化をすることは上記のような利点があるものの、ＧＰＳ信号の固定フォーマットをそのままを使用すると、ユーザがメッセージを読み取って位置情報を取得するまでの時間がかかりすぎるという問題点がある。また、衛星からの固定フォーマットの測位信号とコンパチブルな信号を用いることとすると、送信可能なメッセージの容量が限られるために、商業利用において、本システムを広告媒体などとして利用する場合に、情報量の制約が課せられることとなる。
【０１０３】
さらに、以下に説明するように本発明では、屋内送信機２００−１はＧＰＳ衛星と異なり、送信機そのものの位置情報をユーザに対してメッセージとして送信するため、送信機はひたすら同じビット列を繰り返し放送することとなる。この場合、プリアンブルとパリティビットを使ったフレーム同期手法では、偶然、プリアンブルおよびパリティビットの位置関係（パターン配列）が同じビット列が、フレーム中の他の位置に出現した場合、フレームの誤同期が生じ、正しい位置情報がユーザ側で復調されない可態性がある。
【０１０４】
緊急通報時の位置情報通知には、高い確度が要求されるが、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）によるコード分割多重化方式においては、所望の信号に対する十分な信号ノイズ比が得られない条件下においては、いわゆる「遠近問題」と呼ばれる問題により、誤ったＰＲＮコードで信号を捕捉、追尾してしまうケースがある。屋内送信機からの信号と、衛星からの信号はＰＲＮコードによって識別されるが、誤って地上信号用のＰＲＮコードで衛星からの測位信号を、あるいは逆に衛星のＰＲＮコードで屋内送信機からの信号を捕捉した場合には、誤捕捉を速やかに検知し、正しいＰＲＮコードでの再捕捉を行わなければならないが、この処理のために位置情報取得までの時間が大幅に増加する可能性がある。
【０１０５】
本発明では、ＧＰＳ信号との共通化を可能な限り維持しつつ、一方でメッセージ取得時間の短縮化、ユーザの使用目的に応じた柔軟性の確保、緊急通報時の位置情報通知に要求される高い信頼性の確保を実現するために、以下のような地上信号用の測位信号構成を用いる。
【０１０６】
ｉ）測位衛星からの測位信号（たとえば、ＧＰＳ Ｃ／Ａ信号）との共通化
受信機ハードウェア及び信号処理ソフトウェアの共通化のために、信号仕様及びメッセージ仕様は共通化することが望ましい。信号の高周波特性（ＲＦ特性）は、使用するＰＲＮコード系列を含めて、測位衛星からの測位信号（たとえば、ＧＰＳ Ｃ／Ａ信号）と共通の信号を使用する。また、メッセージ構造については、１ワード３０ビット、フレーム先頭にプリアンブル８ビット、各ワードの後方に６ビットの符号誤り検出のためのパリティビットが設けられる。パリティ符号の算出アルゴリズムは、たとえば、ＧＰＳ Ｃ／Ａ信号と同一のアルゴリズムを用いる。
【０１０７】
したがって、より一般には、「ワード」とは、誤り検出の実行されるデータの送信単位のことをいう。「フレーム」とは、同期をとるためのプリアンブル信号を冒頭に含むデータの送信単位である。フレームは、複数のワード、たとえば、１０ワードから構成される。ここで、１ワードごとに「誤り検出」が行われるとしたが、実行されるのは、「誤り検出訂正」でも、あるいは「誤り訂正」でもよい。
【０１０８】
ｉｉ）ＴＴＲＭ（Time To Read Message）短縮
測位衛星からの測位信号（たとえば、ＧＰＳ Ｃ／Ａ信号）の航法メッセージの固定フォーマットを変更し、フレーム長可変のより短いメッセージフォーマットを採用する。
【０１０９】
ｉｉｉ）利用目的に応じた自在性
測位衛星からの測位信号（たとえば、ＧＰＳ Ｃ／Ａ信号）の航法メッセージの固定フォーマットを変更し、フレームの先頭ワードは、所定ビット長、たとえば、３ビット長のメッセージタイプＩＤを有し、利用目的、用途に応じて・送信機設置者が送信するメッセージの内容と送信順、頻度を設定できる構成とする。以下に例示として説明されるメッセージ仕様では、３ビットで設定可能なメッセージタイプＩＤのうち４タイプを定義し、残りはリザーブとして将来の新たな利用用途に使用可能とする。
【０１１０】
ｉｖ）屋内位置情報の高信頼性確保（誤同期の防止）
各ワード中に、所定ビット長のカウンタビット、たとえば、３ビットのカウンタビットを付与し、送信されるワードごとに値をインクリメントする。このカウント値は、たとえば、１１１までカウントアップしたら０００からカウントアップを繰り返す。このカウントアップにより、プリアンブルとワード尾部のパリティの関係が、所定の場所以外で偶然に一致して繰り返し出現するケースを排除し、確実にフレームの先頭を検出し、フレーム同期を確立して、誤った位置情報が出力されることを防止する。
【０１１１】
ｖ）屋内位置情報の高信頼性確保（誤捕捉の防止）
ＧＰＳの近代化信号（Ｌ２Ｃ以降）では、メッセージ中にＰＲＮ―ＩＤが送信されており、受信機は、捕捉したＰＲＮコードとメッセージ中のＰＲＮ―ＩＤが合敦しない場合は、直ちに誤捕捉であることが認識できる。しかし、たとえば、Ｃ／Ａ信号の航法メッセージには、ＰＲＮ―ＩＤが含まれていない。このため、本発明では、誤捕捉を速やかに認識するために、屋内送信機用のメッセージのプリアンブルをＧＰＳ及びＱＺＳＳ信号のプリアンブルと異なる値（ビットパターン）に設定する。
【０１１２】
（地上補完信号の信号仕様）
以下では、屋内送信機２００−１から送信される信号（地上補完信号）の構造についてさらに説明する。
【０１１３】
地上補完信号は、衛星からの測位信号（たとえば、ＧＰＳ及びＱＺＳＳのＬ１帯Ｃ／Ａコード）に対応したＲＦ特性を持つ。航法メッセージの構造は３０ビットのワード単位である点は、衛星からの測位信号と同一であるが、一方で早いＴＴＲＭ時間を提供するために短い区切りのフレーム構造を持つ。
【０１１４】
以下、ＲＦ特性と、メッセージ特性に分けて、その仕様を規定する。
（１）ＲＦ特性
（１−１）信号構造
公称中心周波数は、たとえば、１５７５．４２ＭＨｚであり、ＰＲＮ拡散周波数は、たとえば、１．０２３ＭＨｚであり、ＰＲＮ拡散変調方式は、たとえば、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）である。
【０１１５】
（１−２）チャンネル数およびＰＲＮコード
地上補完信号は、単一の搬送波を持ち、衛星からの測位信号（たとえばＣ／Ａ信号）のＰＲＮコードと同一のコード系列である。
【０１１６】
（１−３）航法メッセージ
衛星からの測位信号（たとえばＣ／Ａ信号）のワード構造、ビットレート、変調方式と同一である。
【０１１７】
（２）メッセージ特性
（２−１）ワード構造
１ワードは、衛星からの測位信号のワード長と同一のワード長、たとえば、３０ビットで構成される。１ワードが３０ビットの場合、１ワードには、たとえば、２１ビットのデータビットと、３ビットのワードカウンタ、６ビットのパリティが含まれる。
【０１１８】
（２−２）ワードカウンタ
各ワードには、ワードカウンタがある。屋内送信機２００−１のＦＰＧＡ２４５は、このワードカウンタの値を、ワードの送信毎に、所定数ずつ、たとえば、１ずつインクリメントする。
【０１１９】
このワードカウンタにより、ワードやフレームの区切り識別を支援する。区切り識別の支援のために、この３ビットの値はプリアンブルの上位３ビットと同じ値をとらずに、スキップする。
【０１２０】
（２−３）パリティ符号
３０ビットのワードの後方に付与されている所定ビット長、たとえば、６ビットの誤り検出符号（たとえば、パリティ符号）は、衛星からの測位信号と同一の符号、たとえば、（３２，２６）ハミング符号である。このパリティ符号により、ワードの区切り識別を支援する。
【０１２１】
（２−４）パリティアルゴリズムおよびパリティチェックアルゴリズム
誤り検出符号の生成アルゴリズムおよび誤り検出アルゴリズムも、衛星からの測位信号の符号に対するのと同一のアルゴリズムを用いる。
【０１２２】
（２−５）フレーム構造
図５は、地上補完信号のフレーム構造を示す図である。
【０１２３】
１フレームが１ワードの整数倍で構成され、以下の形式を持つ。なお、このような構成のフレームが順次繰り返して送信される。
【０１２４】
すなわち、第１のワードに、所定ビット長、たとえば、８ビットのプリアンブルがあり、それに所定ビット長、たとえば、３ビットのメッセージタイプＩＤ（ＭＩＤ）が続く。残りのビットは、上述したワードごとの３ビットのワードカウンタと、ワードごとの６ビットのパリティを除いて全てデータビットである。
【０１２５】
図５においては、１フレームがそれぞれ、１ワード、２ワード、３ワードで構成される場合を図示している。
【０１２６】
つまり、屋内送信機２００から送信される地上補完信号は、衛星からの測位信号と、ワード構成までは共通であるが、フレームがいくつのワードから構成されるかについては異なっており、衛星からの測位信号の１フレームに含まれるワード数よりも、少ないワード数によりフレームが構成される。
【０１２７】
（２−６）プリアンブル
各フレームの第１ワード先頭に付与されている８ビットのプリアンブルは、所定のビットパターンを有する。
【０１２８】
このプリアンブルにより、フレームの区切り識別を支援する。このプリアンブルのパターンは、衛星からの測位信号のプリアンブルのビットパターンとは異なり、ＧＰＳやＱＺＳＳの衛星測位信号との識別が可能なようになっている。
【０１２９】
（２−７）メッセージタイプＩＤ（ＭＩＤ）
各フレームの第１ワードのプリアンブルに続いて付与されている上述した３ビットのメッセージタイプＩＤ（ＭＩＤ）は、そのワードが含まれるフレームのフレーム長およびその内容を示している。
【０１３０】
図６は、ＭＩＤの値と、フレーム長および内容との対比を示している。
以下、図６の内容についてさらに説明する。
【０１３１】
（２−７−１）メッセージの内容
（２−７−１−１）メッセージタイプＩＤ”000” ：位置情報１
メッセージタイプＩＤが、”000”の時、そのフレーム長は３ワードであり、その内容は位置情報である。
【０１３２】
図７は、メッセージタイプＩＤが、”000”の時のフレーム構成を示す図である。また、図８は、フレーム内のデータの内容、ビット長、ＬＳＢ（Least Significant Bit）の対応する数値、表現する範囲の例をそれぞれ示す図である。
【０１３３】
図７および図８を参照して、その内容を説明すると以下のとおりである。
ｉ）階数
第１ワードのビット１２〜１８は、その送信機が設置されている建物の階数を意味しており、その単位は階である。
【０１３４】
ビット長は７ビットであり、符号無しであって、ＬＳＢは１階を表す。―２６階のオフセットを設定して、―２６階〜＋１００階を表現する。
【０１３５】
ｉｉ）緯度
第２ワードのビット１〜２１をＭＳＢ（Most Significant Bit）側としてビットが並べられており、第１ワードのビット１９を付加した合計２２ビットは、その送信機の緯度を意味しており、その単位は「度」である。
【０１３６】
これは符号付きであって、ＬＳＢは１８０／１０22［度］〜０．００００４３［度］であり、―９０度〜＋９０度を表現するものとする。南北方向で約４．８ｍに相当する。
【０１３７】
ｉｉｉ）経度
第３ワードのビット１〜２１をＭＳＢ側とし、第１ワードのビット２０〜２１を付加した合計２３ビットは、その送信機の経度を意味しており、その単位は「度」である。
【０１３８】
これは符号付きであって、ＬＳＢは３６０／１０23［度］〜０．００００４３［度］であり、―１８０度〜＋１８０度を表現するものとする。赤道上において、東西方向で約４．８ｍに相当する。
【０１３９】
（２−７−１−２）メッセージタイプＩＤ”001” ：位置情報２
メッセージタイプＩＤが、”001”の時、そのフレーム長は４ワードであり、その内容は位置情報である。
【０１４０】
図９は、メッセージタイプＩＤが、”001”の時のフレーム構成を示す図である。また、図１０は、フレーム内のデータの内容、ビット長、ＬＳＢの対応する数値、表現する範囲の例をそれぞれ示す図である。
【０１４１】
図９および図１０を参照して、その内容を説明すると以下のとおりである。
ｉ）階数
第１ワードのビット１２〜２０は、その送信機が設置されている建物の階数を意味しており、その単位は「階」である。
【０１４２】
ビット長は９ビットであり、符号無しであって、ＬＳＢは１階である。―２６階のオフセットを設定して、―２６階〜＋１００階を表現するものとする。
【０１４３】
ｉｉ）緯度
第２ワードのビット１〜２１をＭＳＢとし、第４ワードのビット１７〜１８を付加した合計２３ビットは、その送信機の緯度を意味しており、その単位は「度」である。
【０１４４】
この値は、符号付きであって、ＬＳＢは１８０／１０23［度］〜０．００００２１［度］であり、―９０度〜＋９０度を表現するものとする。これは、南北方向で約２．４ｍに相当する。
【０１４５】
ｉｉｉ）経度
第３ワードのビット１〜２１をＭＳＢとし、第４ワードのビット１９〜２１を付加した合計２４ビットは、その送信機の経度を意味しており、その単位は「度」である。
【０１４６】
これは符号付きであって、ＬＳＢは３６０／１０24［度］〜０．００００２１［度］であり、―１８０度〜＋１８０度を表現するものとする。赤道上において、東西方向で約２．４ｍに相当する。
【０１４７】
ｉｖ）高度
第４ワードのビット１〜１２ビットは、その送信機の高度を意味しており、その単位は「ｍ（メートル）」である。
【０１４８】
これは符号無しであって、ＬＳＢは１ｍである。―９５ｍのオフセットを設定して、―９５ｍ〜＋４０００ｍを表現するものとする。
【０１４９】
（２−７−１−３）メッセージタイプＩＤ”011”： ショートＩＤ
メッセージタイプＩＤが、”011”の時、そのフレーム長は１ワードであり、その内容はショートＩＤ（ＩＤs）である。
【０１５０】
図１１は、メッセージタイプＩＤが、”011”の時のフレーム構成を示す図である。
ショートＩＤに対応するフレームでは、１０ビットのショートＩＤメッセージが送信される。
【０１５１】
ここで、ショートＩＤメッセージは、メッセージタイプＩＤ”000”（タイプ０）や”001”（タイプ１）のようにそのメッセージの内容により、位置情報を直接取得できるものではない。ショートＩＤメッセージは、タイプ０やタイプ１より狭いエリアにおいて、自在な位置情報サービスを展開できるように、サービスプロバイダが独自にＩＤを定義できるものである。
【０１５２】
ショートＩＤメッセージは、デパート、駅ビル、地下街等の商業施設の単位でサービスプロバイダが運営するローカルサーバ２０４において、提供される位置関連情報との関連づけに使用され、ローカルサーバ内での情報配信のキーや、経路誘導ガイダンスなどに使用される。
【０１５３】
（２−７−１−４）メッセージタイプＩＤ”100” ：ミディアムＩＤ
メッセージタイプＩＤが、”100”の時、そのフレーム長は２ワードであり、その内容はミディアムＩＤ（ＩＤM）である。
【０１５４】
図１２は、メッセージタイプＩＤが、”100”の時のフレーム構成を示す図である。
ミディアムＩＤに対応するフレームでは、１０ビットのミディアムＩＤメッセージと、２１ビットのミディアムＩＤメッセージが送信される。
【０１５５】
ミディアムＩＤメッセージは、デパート、駅ビル、地下街等の商業施設の単位で割り当てられ、これらの単位ごとにサービスプロバイダが運営するローカルサーバにアクセスするために使用される。
【０１５６】
すなわち、たとえば、インターネットにおけるドメインネームサーバに相当するサーバが、ミディアムＩＤとローカルサーバのＵＲＬ（Uniform Resource Locator）をデータベースとして管理し、ユーザはミディアムＩＤを用いてローカルサーバにアクセスすることが可能である。
【０１５７】
したがって、位置情報提供装置（たとえば、携帯電話機）１００−５は、ショートＩＤメッセージおよびミディアムＩＤメッセージを受信すると、通信網を介して、当該メッセージに対応する位置関連情報を、ローカルサーバ２０４に照会することにより取得する。
【０１５８】
ここで、「位置関連情報」としては、たとえば、上述したような屋内送信機の位置を特定するための情報（たとえば、階数、緯度、経度の他、高度など）の他に、「宣伝広告用情報」、「交通情報」、「気象情報」、「災害情報」の少なくとも１つのそのものでもよい。
【０１５９】
［位置情報提供装置１００（受信機）の構成］
図１３を参照して、位置情報提供装置１００について説明する。図１３は、位置情報提供装置１００のハードウェア構成を表わすブロック図である。
【０１６０】
位置情報提供装置１００は、アンテナ４０２と、アンテナ４０２に電気的に接続されているＲＦ（Radio Frequency）フロント回路４０４と、ＲＦフロント回路４０４に電気的
に接続されているダウンコンバータ４０６と、ダウンコンバータ４０６に電気的に接続されているＡ／Ｄ（Analog to Digital）コンバータ４０８と、Ａ／Ｄコンバータ４０８に
電気的に接続されているベースバンドプロセッサ４１０と、ベースバンドプロセッサ４１
０に電気的に接続されているメモリ４２０と、ベースバンドプロセッサ４１０に電気的に接続されているナビゲーションプロセッサ４３０と、ナビゲーションプロセッサ４３０に電気的に接続されているディスプレイ４４０とを備える。
【０１６１】
メモリ４２０は、測位信号の各発信源を識別するためのデータである、擬似雑音符号の符号パターンを格納する複数の領域を含む。一例として、ある局面において、４８個の符号パターンが用いられる場合には、メモリ４２０は、図１３に示されるように、領域４２１−１〜４２１−４８を含む。また、他の局面において、それ以上の符号パターンが使用される場合には、さらに多くの領域がメモリ４２０に確保される。逆に、メモリ４２０に確保された領域の数よりも少ない符号パターンが使用される場合もあり得る。
【０１６２】
一例として４８個の符号パターンが用いられる場合において、たとえば、２４個の衛星が衛星測位システムに用いられる場合、各衛星を識別する２４個の識別データ（ＰＲＮコード）と、１２個の予備のデータとが、領域４２１−１〜４２１−３６に格納されている。このとき、たとえば、領域４２１−１には、第１の衛星についての擬似雑音符号の符号パターンが格納されている。ここから、符号パターンを読み出して、受信信号との相互相関処理を行なうことにより、信号の追跡や、信号に含まれる航法メッセージの解読を行なうことができる。また、メモリ４２０は、衛星からの測位信号のプリアンブルパターンと屋内送信機２００からのプリアンブルパターンとを格納している。なお、ここでは、符号パターンを格納して読み出す方法を例示的に示したが、符号パターン生成器により符号パターンを生成する方法も可能である。符号パターン生成器は、たとえば、２つのフィードバックシフトレジスタを組み合わせることにより実現される。なお、符号パターン生成器の構成および動作は、当業者にとって容易に理解できるものである。したがって、ここでは、それらの詳細な説明は、繰り返さない。
【０１６３】
同様に、測位信号を発信する屋内送信機に割り当てられた擬似雑音符号の符号パターンは、領域４２１−３７〜４２１−４８に格納される。たとえば、第１の屋内送信機についての割り当てられた擬似雑音符号の符号パターンは、領域４３２−３７に格納されている。この場合、本実施の形態においては、１２個の符号パターン有する屋内送信機が使用可能となるが、同一の位置情報提供装置が受信可能な範囲に同一の符号パターンを使用する屋内送信機がないように、各屋内送信機をそれぞれ配置するのが好ましい。このようにすることによって、１２台以上の屋内送信機を、たとえばビル１３０の同一のフロアに設置することも可能になる。
【０１６４】
ベースバンドプロセッサ４１０は、Ａ／Ｄコンバータ４０８から出力される信号の入力を受け付けるコリレータ部４１２と、コリレータ部４１２の動作を制御する制御部４１４と、制御部４１４から出力されるデータに基づいて測位信号の発信源を判断する判断部４１６とを含む。ナビゲーションプロセッサ４３０は、判断部４１６から出力される信号に基づいて屋外における位置情報提供装置１００の位置を測定するための屋外測位部４３２と、判断部４１６から出力されるデータに基づいて屋内における位置情報提供装置１００の位置を表わす情報を導出するための屋内測位部４３４とを含む。
【０１６５】
アンテナ４０２は、ＧＰＳ衛星１１０，１１１，１１２からそれぞれ発信された測位信号および屋内送信機２００−１から発信された測位信号をそれぞれ受信することができる。また、位置情報提供装置１００が携帯電話として実現される場合には、アンテナ４０２は、前述の信号に加えて、無線電話のための信号あるいはデータ通信のための信号を送受信することもできる。
【０１６６】
ＲＦフロント回路４０４は、アンテナ４０２によって受信された信号を受けて、ノイズの除去あるいは予め規定された帯域幅の信号のみを出力するフィルタ処理などを行なう。ＲＦフロント回路４０４から出力される信号は、ダウンコンバータ４０６に入力される。
【０１６７】
ダウンコンバータ４０６は、ＲＦフロント回路４０４から出力される信号を増幅し、中間周波数として出力する。この信号は、Ａ／Ｄコンバータ４０８に入力される。Ａ／Ｄコンバータ４０８は、入力された中間周波数信号をデジタル変換処理し、デジタルデータに変換する。デジタルデータは、ベースバンドプロセッサ４１０に入力される。
【０１６８】
ベースバンドプロセッサ４１０において、コリレータ部４１２は、制御部４１４がメモリ４２０から読み出した符号パターンと、受信信号との相関処理を行なう。たとえば、コリレータ部４１２は、制御部４１４が提供する符号位相が１ビット相互に異なる２種類（あるいは複数種類）の符号パターンと、Ａ／Ｄコンバータ４０８から送出されるデジタルデータとのマッチングを行なう。コリレータ部４１２は、各コードパターンを用いて、位置情報提供装置１００が受信した測位信号を追跡し、当該測位信号のビット配列に一致する配列を有するコードパターンを特定する。これにより、擬似雑音符号の符号パターンが特定されるため、位置情報提供装置１００は、受信された測位信号がどの衛星から送信されたものか、あるいは、屋内送信機から送信されたかを判別できる。また、位置情報提供装置１００は、特定された符号パターンを用いて、復調とメッセージの解読とをすることができる。
【０１６９】
具体的には、判断部４１６は、上述のような判断を行ない、その判断の結果に応じたデータをナビゲーションプロセッサ４３０に送出する。判断部４１６は、受信された測位信号に含まれるプリアンブルがＧＰＳ衛星に搭載される送信機以外の送信機に割り当てられたプリアンブルであるか否かを判断する。
【０１７０】
ここで、一例として、２４個のＧＰＳ衛星が測位システムに使用される場合について説明する。この場合、予備のコードを含めると、たとえば、３６個の擬似雑音符号が使用される。なお、この時、測位信号にＰＲＮ―ＩＤが含まれている場合には、ＰＲＮ−０１〜ＰＲＮ−２４を、各ＧＰＳ衛星を識別する番号（ＰＲＮ−ＩＤ）として使用し、ＰＲＮ−２５〜ＰＲＮ−３６を、予備の衛星を識別する番号として使用してもよい。予備の衛星とは、当初打ち上げられた衛星以外に改めて打ち上げられる衛星である。すなわち、このような衛星は、ＧＰＳ衛星あるいはＧＰＳ衛星に搭載された送信機等の故障に備えて打ち上げられる。
【０１７１】
さらに、仮に、１２個の擬似雑音符号の符号パターンがＧＰＳ衛星に搭載される送信機以外の送信機（たとえば、屋内送信機２００−１等）に割り当てられる。この時、衛星に割り当てられたＰＲＮ−ＩＤとは異なる番号、たとえばＰＲＮ−３７からＰＲＮ−４８が、各送信機ごとに割り当てられる。したがって、この例では、４８個のＰＲＮ−ＩＤが存在することになる。ここで、ＰＲＮ−３７〜ＰＲＮ−４８は、たとえば各屋内送信機の配置に応じて当該屋内送信機に割り当てられる。したがって、仮に、各屋内送信機から発信される信号が干渉しない程度の送信出力が使用される場合には、同一のＰＲＮ−ＩＤが異なる屋内送信機に用いられてもよい。このような配置により、地上用の送信機のために割り当てられたＰＲＮ−ＩＤの数よりも多くの数の送信機が、使用可能となる。そして、屋内送信機からの信号にＰＲＮ―ＩＤを含め、ＰＲＮ−３７〜ＰＲＮ−４８を、屋内送信機２００を識別する番号として使用してもよい。
【０１７２】
そこで、判断部４１６は、メモリ４２０に格納されている擬似雑音符号の符号パターン４２２を参照して、受信された測位信号から取得された符号パターンが、屋内送信機に割り当てられている符号パターンに一致するか否かを判断する。これらの符号パターンが一致する場合には、判断部４１６は、その測位信号が屋内送信機から発信されたものであると判断する。そうでない場合には、判断部４１６は、その信号がＧＰＳ衛星から発信されたものと判断し、その取得された符号パターンが、どの衛星に割り当てられた符号パターンであるかを、メモリ４２０に格納されている符号パターンを参照して決定する。なお、判断の態様として、符号パターンが使用される例が示されているが、その他のデータの比較によって、上記の判断が行なわれてもよい。たとえば、ＰＲＮ−ＩＤを用いた比較が、その判断に使用されてもよい。
【０１７３】
そして、受信された信号が各ＧＰＳ衛星から発信されたものである場合には、判断部４１６は、特定された信号から取得されるデータを屋外測位部４３２に送出する。信号から取得されるデータには、航法メッセージが含まれる。一方、受信された信号が屋内送信機２００−１などから発信されたものである場合には、判断部４１６は、その信号から取得されるデータを屋内測位部４３４に送出する。このデータは、すなわち屋内送信機２００−１の位置を特定するためのデータとして予め設定された座標値である。あるいは、別の局面において、当該送信機を識別する番号が用いられてもよい。
【０１７４】
ナビゲーションプロセッサ４３０において、屋外測位部４３２は、判断部４１６から送出されたデータに基づいて位置情報提供装置１００の位置を算出するための処理を実行する。具体的には、屋外測位部４３２は、３つ以上のＧＰＳ衛星（好ましくは、４つ以上）から発信された信号に含まれるデータを用いて、各信号の伝播時間を計算し、その計算結果に基づいて位置情報提供装置１００の位置を算出する。この処理は、公知の衛星測位の手法を用いて実行される。この処理は、当業者にとっては容易に理解できるものである。したがって、ここではその説明の詳細は繰り返さない。
【０１７５】
一方、ナビゲーションプロセッサ４３０において、屋内測位部４３４は、判断部４１６から出力されたデータに基づいて位置情報提供装置１００が屋内に存在する場合における測位処理を実行する。後述するように、屋内送信機２００−１は、場所を特定するためのデータ（位置特定データ）が含まれる測位信号を発信する。そこで、位置情報提供装置１００がそのような信号を受信した場合には、その信号に含まれるデータを取り出し、そのデータを用いて位置情報提供装置１００の位置とすることができる。屋内測位部４３４は、この処理を行なう。屋外測位部４３２によって算出されたデータあるいは屋内測位部４３４によって読み出されたデータは、ディスプレイ４４０における表示のために用いられる。具体的には、これらのデータは、画面を表示するためのデータに組み込まれ、計測された位置を表わす画像又は読み取られた位置（たとえば、屋内送信機２００−１が設置されている場所）を表示するための画像が生成され、ディスプレイ４４０によって表示される。
【０１７６】
また、位置情報提供装置１００は、制御部４１４の制御の下に、外部との間、たとえば、位置情報提供サーバとして機能するローカルサーバ２０４との間で、データを授受するための通信部４５０を備える。
【０１７７】
図１３に示した構成において、特に限定されないが、測位信号受信からディスプレイに表示される情報の生成までの信号処理において、アンテナ４０２、ＲＦフロント回路４０４、ダウンコンバータ４０６、Ａ／Ｄコンバータ４０８は、ハードウェアにより構成され、ベースバンドプロセッサ４１０およびナビゲーションプロセッサ４３０の処理は、メモリ４２０に格納されたプログラムにより実行することができる。なお、コリレータ部４１２の処理については、ソフトウェアの代わりにハードウェアにより実現される構成とすることもできる。
【０１７８】
図１４を参照して、位置情報提供装置１００の制御処理について説明する。図１４は、位置情報提供装置１００のベースバンドプロセッサ４１０およびナビゲーションプロセッサ４３０が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。
【０１７９】
ステップＳ６１０にて、位置情報提供装置１００は、測位信号を取得（追尾、捕捉）する。具体的には、ベースバンドプロセッサ４１０は、Ａ／Ｄコンバータ４０８から、受信
された測位信号（デジタル変換処理後のデータ）の入力を受け付ける。ベースバンドプロセッサ４１０は、擬似雑音符号のレプリカとして、可能な遅延が反映された符号位相が異なる符号パターンを生成し、その符号パターンと受信された測位信号との相関の有無をそれぞれ検出する。生成される符号パターンの数は、たとえば、符号パターンのビット数の２倍である。一例として、たとえば、チップレートが１０２３ビットである場合、２分の１ビットずつの遅延、すなわち符号位相差を有する２０４６個の符号パターンが生成され得る。そして、各符号パターンを用いて、受信された信号との相関を取る処理が、実行される。ベースバンドプロセッサ４１０は、当該相関処理において、予め規定された強度以上の出力が検出された場合に、その符号パターンをロックし、当該符号パターンによって、その測位信号を発信した衛星を特定することができる。当該符号パターンのビット配列を有する擬似雑音符号は、１つしか存在しない。これにより、受信された測位信号をスペクトラム拡散符号化するために使用された擬似雑音符号が特定される。
【０１８０】
なお、後述するように、受信によって取得された信号と、位置情報提供装置１００の内部で生成されたレプリカの符号パターンとの相関を取るための処理は、並列処理としても実現可能である。
【０１８１】
ステップＳ６１２にて、ベースバンドプロセッサ４１０は、その測位信号の発信源を特定する。具体的には、判断部４１６が、その信号を生成するために変調時に使用された擬似雑音符号の符号パターンを使用する送信機に対応付けられるＰＲＮ−ＩＤに基づいて（たとえば、図１３におけるメモリ４２０中に格納されるデータに基づいて）、その信号の発信源を特定する。その測位信号が屋外から発信されたものである場合には、制御はステップＳ６２０に移される。その測位信号が屋内において発信されたものである場合には、制御はステップＳ６３０に移される。受信した複数の信号が屋外および屋内のそれぞれから発信されたものを含む場合には、制御はステップＳ６４０に移される。
【０１８２】
ステップＳ６２０にて、位置情報提供装置１００は、測位信号の復調を行なうことにより、その信号に含まれるデータを取得する。具体的には、ナビゲーションプロセッサ４３０の屋外測位部４３２は、その測位信号に対して、メモリ４２０に一時的に保存されていた符号パターン（前述の「ロック」が行なわれた符号パターン、以下「ロックした符号パターン」）を用いて重畳することにより、その信号を構成するサブフレームから、航法メッセージを取得する。ステップＳ６２２にて、屋外測位部４３２は、取得した４つ以上の航法メッセージを用いて位置を算出するための通常の航法メッセージ処理を実行する。
【０１８３】
ステップＳ６２４にて、屋外測位部４３２は、その処理の結果に基づいて位置情報提供装置１００の位置を計算するための処理を実行する。たとえば、位置情報提供装置１００が、４つ以上の衛星から発信された各測位信号を受信している場合には、距離の算出は、各信号から復調された航法メッセージに含まれる各衛星の軌道情報、時刻情報等を用いて行なわれる。
【０１８４】
また、他の局面において、ステップＳ６１２において、位置情報提供装置１００が、衛星によって発信された測位信号（屋外信号）と屋内発信機からの信号（屋内信号）とを受信している場合には、ステップＳ６４０にて、位置情報提供装置１００は、測位信号の復調を行なうことにより、その信号に含まれるデータを取得する。具体的には、屋外測位部４３２は、ベースバンドプロセッサ４１０によって送出された測位信号に対して、当該ロックした符号パターンを重畳することにより、測位信号を構成するサブフレーム中のデータを取得する。この場合、位置情報提供装置１００は、衛星からの信号および屋内送信機からの信号を受信していることになるため、いわば「ハイブリッド」モードとして作動していることになる。したがって、各衛星からの信号については、時刻データを有する航法メッセージが取得され、屋内送信機からの信号については、上記座標値その他の位置情報を有するデータが取得される。すなわち、ステップＳ６４２にて、屋内測位部４３４は、屋内送信機２００−１によって発信された測位信号から、たとえば、階数、緯度、経度、高度を取得する処理を行ない、また、ＧＰＳ衛星によって発信された測位信号から航法メッセージを取得し、処理を行なう。その後、制御は、ステップＳ６２４に移される。この場合、ステップＳ６２４では、位置の算出に用いる信号を決定するための振り分けが、たとえば、屋内信号および屋外信号の強度に基づいて行なわれる。一例として、屋内信号の強度が屋外信号の強度よりも大きい場合には、屋内信号が選択され、当該屋内信号に含まれる座標値が、位置情報提供装置１００の位置とされる。
【０１８５】
一方、ステップＳ６１２にて、測位信号の発信源が屋内である場合、たとえば、屋内信号の強度が所定のレベル以上である場合に、続いて、ステップＳ６３０にて、位置情報提供装置１００は、測位信号の復調を行なうことにより、その信号に含まれるデータを取得する。具体的には、屋内測位部４３４は、ベースバンドプロセッサ４１０から送出された測位信号に対して、当該ロックした符号パターンを重畳することにより、測位信号を構成するサブフレームから、メッセージデータを取得する。このメッセージデータは、衛星から送信される測位信号に含まれる航法メッセージに代えて、屋内送信機によって発信される測位信号に含まれるものである。
【０１８６】
ステップＳ６３２にて、屋内測位部４３４は、そのデータから座標値（すなわち、屋内送信機の設置場所を特定するためのデータ（たとえば、階数、緯度、経度、高度）を取得する。その後、処理はステップＳ６５０に移行する。
【０１８７】
なお、ステップＳ６３０において、ショートＩＤメッセージまたはミディアムＩＤメッセージを受信している場合は、ステップＳ６３０において、位置情報提供装置１００は、測位信号の復調を行なうことにより、その信号に含まれるデータを取得し、ステップＳ６３２において、位置情報提供装置１００は、このショートＩＤメッセージをミディアムＩＤメッセージに基づいてネットワークを介して送信することで、ローカルサーバ２０４から、当該ショートＩＤに対応する情報を受信する。
【０１８８】
ステップＳ６５０にて、ナビゲーションプロセッサ４３０は、位置の算出結果に基づいてディスプレイ４４０に位置情報を表示させるための処理を実行する。具体的には、取得された座標を表示するための画像データあるいは屋内送信機２００−１の設置場所を表示するためのデータを生成し、ディスプレイ４４０に送出する。ディスプレイ４４０は、そのようなデータに基づいて表示領域に位置情報提供装置１００の位置情報を表示する。
【０１８９】
図１５を参照して、位置情報提供装置１００の位置情報の表示態様について説明する。図１５は、位置情報提供装置１００のディスプレイ４４０における画面の表示を表わす図である。位置情報提供装置１００が、屋外において、各ＧＰＳ衛星から発信された測位信号を受信すると、ディスプレイ４４０は、位置情報が当該測位信号に基づいて取得されていることを表わすアイコン７１０を表示する。その後、位置情報提供装置１００の使用者が屋内に移動した場合、位置情報提供装置１００は、各ＧＰＳ衛星から発信された測位信号を受信できなくなる。代わりに位置情報提供装置１００は、たとえば屋内送信機２００−１によって発信された信号を受信する。この信号は、上述のように、ＧＰＳ衛星から発信される測位信号と同じ方式によって送信されている。したがって、位置情報提供装置１００は、衛星から測位信号を受信した場合に実行する処理と同様の処理を当該信号に対して行なう。位置情報提供装置１００が、当該信号から位置情報を取得すると、当該位置情報は屋内に設置された送信機から発信された信号に基づいて取得されたことを表わすアイコン７２０をディスプレイ４４０に表示する。
【０１９０】
以上のようにして、本発明の位置情報提供装置１００は、屋内あるいは地下街のように、ＧＰＳ衛星からの電波を受信できない場所においては、その場所に設置された送信機（たとえば、屋内送信機２００−１〜２００−３または２００−４〜２００−６）から発信された電波を受信する。位置情報提供装置１００は、その電波から、当該送信機の位置を特定する情報（たとえば、座標値、住所）を取得し、ディスプレイ４４０に表示する。これにより、位置情報提供装置１００の使用者は、現在の位置を知ることができる。このようにすると、測位信号を直接受信できないような場所においても、位置情報が提供されることになる。
【０１９１】
これにより、屋内における信号の安定な受信が確保される。また、屋内においても、数ｍ程度の安定した精度によって位置情報の提供が可能になる。
【０１９２】
また、地上時刻（屋内送信機２００−１等の送信機の時刻）と衛星時刻とは、互いに独立でよく、同期している必要はない。したがって、屋内送信機を製造するためのコストの増加を抑制することができる。また、位置情報提供システムが運用された後も、屋内送信機の時刻を同期させる必要がないため運用も容易になる。
【０１９３】
各屋内送信機から発信される各々の信号には、当該送信機が設置されている場所を特定するための情報そのものが含まれているため、複数の衛星から発信された各信号に基づいて位置情報を算出する必要がなく、したがって、単一の送信機から発信された信号に基づいて位置情報を導出することができる。
【０１９４】
また、単一の屋内送信機から発信された信号を受信することにより、その信号の受信場所の位置が特定できるため、ＧＰＳその他の従来の測位システムよりも、位置を提供するためのシステムを容易に実現することができる。
【０１９５】
この場合、位置情報提供装置１００は、屋内送信機２００−１によって発信される信号を受信するための専用のハードウェアを必要とせず、従来の測位システムを実現するハードウェアを用いて、信号処理についてはソフトウェアを変更することで実現可能である。したがって、本実施の形態に係る技術を適用するためのハードウェアをゼロから設計する必要がないため、位置情報提供装置１００のコストの増加が抑制され、普及し易くなる。また、たとえば回路規模の増大化あるいは複雑化が防止される位置情報提供装置が提供される。
【０１９６】
具体的には、位置情報提供装置１００のメモリ４２０は、屋内送信機および／または衛星について予め規定されたＰＲＮ−ＩＤと符号パターンとを対応づけて保持している。位置情報提供装置１００は、受信した電波が衛星から発信されたものであるか、屋内送信機から発信されたものであるかをそのＰＲＮ−ＩＤに基づいて判断するための処理をプログラムに基づいて動作する。このプログラムは、ベースバンドプロセッサのような演算処理装置によって実現される。あるいは、判断のための回路素子を、当該プログラムによって実現される機能を含む回路素子に変更することにより、位置情報提供装置１００が構成され得る。
【０１９７】
さらに、位置情報提供装置１００が携帯電話として実現される場合には、その取得した情報をフラッシュメモリのような不揮発性のメモリ４２０に保持しておいてもよい。そして、携帯電話の発信が行なわれた際に、メモリ４２０に保持されたデータを発信先に送信するようにしてもよい。このようにすると、発信元の位置情報、すなわち携帯電話としての位置情報提供装置１００が屋内送信機から取得した位置情報が、通話を中継する基地局に送信される。基地局は、その位置情報を受信日時とともに通話記録として保存する。また、発信先が緊急連絡先（たとえば、日本における１１０番）である場合には、発信元の位置情報がそのまま通知されてもよい。これにより、従来の固定電話からの緊急連絡時における発信元の通知と同様に、移動体からの発信元の通知が実現される。
【０１９８】
また、特定の場所に設置される送信機に関し、測位衛星に搭載される送信機が発信する信号と同様の信号を発信できる送信機によって、位置情報提供システムが実現される。したがって、送信機をゼロから新たに再設計する必要がなくなる。
【０１９９】
本実施の形態に係る位置情報提供システムは、測位のための信号としてスペクトラム拡散信号を用いる。この信号の送信によれば、周波数あたりの電力を下げることができるため、たとえば、従来のＲＦタグに比べて、電波の管理が容易になると考えられる。その結果、位置情報提供システムの構築が容易になる。
【０２００】
また、屋内送信装置２００−１は、設置後において、無線Ｉ／Ｆ２１０により、設定パラメータを変更できる。このため、設置場所を特定するための位置特定データを、設置後に一括して書き換えるなど設置手続きを簡略化できる。また、メッセージとして送信する情報のうち、「宣伝広告用のデータ」、「交通情報」、「気象情報」、「災害情報」（たとえば地震情報）などをリアルタイムに書き換えて、受信機に提供できるので、さまざまなサービスを実現できる。それのみならず、屋内送信装置２００−１は、信号処理を行うためのＦＰＧＡ２４５のファームウェア自体を書き換えることが可能である。このため、同一のハードウェアをさまざまな測位システムの通信方式（変調方式等）において使用することが可能である。また、ショートＩＤメッセージおよびミディアムＩＤメッセージを使用することで、さらに、多様な位置に関連する情報をローカルサーバ２０４から取得することが可能となる。
【０２０１】
＜受信機の変形例１＞
位置情報提供装置１００が備えるコリレータ部４１２の構成に代えて、複数のコリレータが用いられてもよい。この場合、測位信号をレプリカにマッチングさせるための処理が同時並行して実行されるため、位置情報の算出時間が短くなる。
【０２０２】
図１６は、このような位置情報提供装置１００の変形例の構成を説明するための図である。
【０２０３】
本変形例に係る位置情報提供装置１０００は、アンテナ１０１０と、アンテナ１０１０に電気的に接続されるバンドパスフィルタ１０２０と、バンドパスフィルタ１０２０に電気的に接続されるローノイズアンプ１０３０と、ローノイズアンプ１０３０に電気的に接続されるダウンコンバータ１０４０と、ダウンコンバータ１０４０に電気的に接続されるバンドパスフィルタ１０５０と、バンドパスフィルタ１０５０に電気的に接続されるＡ／Ｄコンバータ１０６０と、Ａ／Ｄコンバータ１０６０に電気的に接続される複数のコリレータからなる並列コリレータ１０７０と、並列コリレータ１０７０に電気的に接続されるプロセッサ１０８０と、プロセッサ１０８０に電気的に接続されるメモリ１０９０とを含む。
【０２０４】
並列コリレータ１０７０は、ｎ個のコリレータ１０７０−１〜１０７０−ｎを含む。各コリレータは、プロセッサ１０８０から出力される制御信号に基づいて、受信された測位信号と測位信号を復調するために生成されたコードパターンとのマッチングを同時に実行する。
【０２０５】
具体的には、プロセッサ１０８０は、各並列コリレータ１０７０の各々に対して、擬似雑音符号において生じ得る遅延を反映させた（符号位相をずらした）符号パターンを生成する指令を与える。この指令は、たとえば、現行ＧＰＳでは、衛星の数×２×１０２３（用いられる擬似雑音符号の符号パターンの長さ）となる。各並列コリレータ１０７０は、各々に与えられた指令に基づいて、各衛星について規定された擬似雑音符号の符号パターンを用いて符号位相の異なる符号パターンを生成する。そうすると、生成された全ての符号パターンの中には、受信された測位信号の変調に使用された擬似雑音符号の符号パターンに一致するものが１つ存在する。そこで、各符号パターンを用いたマッチング処理を行なうために必要な数のコリレータを並列コリレータ１０７０として予め構成することにより、瞬時に、擬似雑音符号の符号パターンを特定することができる。この処理は、位置情報提供装置１００が屋内送信機からの信号を受信する場合にも同様に適用できる。したがって、位置情報提供装置１００の使用者が屋内にいる場合でも、その位置情報を短時間に取得することができる。
【０２０６】
つまり、並列コリレータ１０７０は、最大で、各衛星について規定された擬似雑音符号の符号パターンと各屋内送信機について規定された擬似雑音符号の符号パターンとのすべてについて、並列して、マッチングをとることが可能である。また、コリレータの個数と、衛星および屋内送信機に割り当てられる擬似雑音符号の符号パターンの個数との関係により、各衛星と各屋内送信機とについて規定された擬似雑音符号の符号パターンのすべてについて、一括してマッチングを採らない場合でも、複数のコリレータによる並列処理により、大幅に、位置情報の取得に要する時間を短縮できる。
【０２０７】
ここで、衛星および屋内送信機は、同一の通信方式であるスペクトラム拡散方式で信号を送信しており、衛星および屋内送信機に割り当てられる擬似雑音符号の符号パターンが同一系列のものを使用できるので、並列コリレータについては、衛星からの信号および屋内送信機からの送信の双方について共用することができ、受信処理は、両者について特段に区別することなく、並行して行うことができる。
【０２０８】
なお、図１６の位置情報提供装置１０００においても、特に限定されないが、測位信号受信からディスプレイ（図１６では図示せず）に表示される情報の生成までの信号処理において、アンテナ１０１０、バンドパスフィルタ１０２０、低雑音アンプ（ＬＮＡ）１０３０、ダウンコンバータ１０４０、バンドパスフィルタ１０５０、Ａ／Ｄコンバータ１０６０、コリレータ１０７０は、ハードウェアにより構成され、測位のための演算処理（図１２で説明される制御処理）は、メモリ１０９０に格納されたプログラムによりプロセッサ１０８０が実行することができる。
【０２０９】
＜受信機の変形例２＞
以下、本発明の受信機の変形例２について説明する。
【０２１０】
ここでは、携帯電話機を位置情報提供装置１００として、使用する場合について説明する。
【０２１１】
変形例２に係る位置情報提供装置は、従来の携帯電話機において、ソフトウェアの変更を行うことで、本願発明の位置情報提供装置とするものである。ここで、変形例２に係る位置情報提供装置は、屋内送信機に含まれるデータに基づいて位置を特定する代わりに、ショートＩＤメッセージをミディアムＩＤメッセージに基づいて、その送信機に関する情報を提供する装置であるローカルサーバ２０４に送信する場合に、位置情報を取得できる処理を携帯電話網を用いた通信とする。そして、本実施の形態によると、ショートＩＤメッセージおよびミディアムＩＤメッセージによっても位置を特定することができる。一般には、携帯電話機が発信する信号によって、携帯電話機の位置は、その信号を受信した基地局のエリアとして特定されるが、本実施の形態によって、その位置を特定することができる。これにより、たとえば、基地局の設置数が少ない地方などでも、当該ショートＩＤメッセージおよびミディアムＩＤメッセージによって、携帯電話機の位置を精度良く特定することが可能となる。
【０２１２】
なお、衛星からの測位信号に基づいて、位置の測位をする構成については共通であるので、以下では、主として、ショートＩＤメッセージおよびミディアムＩＤメッセージを屋内送信機から受信した場合の動作について説明する。
【０２１３】
図１７は、本実施の形態に係る位置情報提供装置の使用態様を表わす図である。当該位置情報提供装置は、携帯電話１２００として実現される。携帯電話１２００は、屋内送信機１２１０によって発信された測位信号を受信できる。屋内送信機１２１０は、インターネット１２２０に接続されている。インターネット１２２０には、屋内送信機１２１０の情報を提供可能な情報提供サーバ１２３０（図１のローカルサーバ２０４に相当）が接続されている。情報提供サーバ１２３０には、ショートＩＤメッセージとこれにそれぞれ対応する位置関連情報とがデータベースに登録されているものとする。インターネット１２２０には、携帯電話１２００との通信を行なう基地局１２４０も接続されている。
【０２１４】
携帯電話１２００が、屋内送信機１２１０によって発信された信号を受信すると、その信号の中から、ショートＩＤメッセージおよびミディアムＩＤメッセージを取得する。携帯電話１２００は、そのショートＩＤメッセージをミディアムＩＤメッセージに基づいて情報提供サーバ１２３０に対して送信する。
【０２１５】
情報提供サーバ１２３０は、そのショートＩＤメッセージを認識すると、当該ショートＩＤメッセージに関連付けられているデータベースを参照して、そのＩＤに関連する位置関連情報を読み出す。情報提供サーバ１２３０が、そのデータを基地局１２４０に対して送信すると、基地局１２４０は、そのデータを発信する。携帯電話１２００は、そのデータの着信を検知すると、携帯電話１２００の使用者による閲覧操作に従って、そのデータから、送信機１２５０の位置や当該位置と関連する情報を取得することができる。
【０２１６】
ここで、図１８を参照して、携帯電話１２００の構成について説明する。図１８は、携帯電話１２００のハードウェア構成を表わすブロック図である。携帯電話１２００は、各々が電気的に接続された、アンテナ１３０８と、通信装置１３０２と、ＣＰＵ１３１０と、操作ボタン１３２０と、カメラ１３４０と、フラッシュメモリ１３４４と、ＲＡＭ１３４６と、データ用ＲＯＭ１３４８と、メモリカード駆動装置１３８０と、音声信号処理回路１３７０と、マイク１３７２と、スピーカ１３７４と、ディスプレイ１３５０と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１３７６と、データ通信ＩＦ１３７８と、バイブレータ１３８４とを含む。
【０２１７】
アンテナ１３０８によって受信された信号は、通信装置１３０２によってＣＰＵ１３１０に転送される。ＣＰＵ１３１０は、その信号を音声信号処理回路１３７０に転送する。音声信号処理回路１３７０は、その信号に対して予め規定された信号処理を実行し、スピーカ１３７４に処理後の信号を送出する。スピーカ１３７４は、その信号に基づいて音声を出力する。
【０２１８】
マイク１３７２は、携帯電話１２００に対する発話を受け付けて、発話された音声に対応する信号を音声信号処理回路１３７０に対して出力する。音声信号処理回路１３７０は、その信号に基づいて通話のために予め規定された信号処理を実行し、処理後の信号をＣＰＵ１３１０に対して送出する。ＣＰＵ１３１０は、その信号を送信用のデータに変換し、通信装置１３０２に対して送出する。通信装置１３０２がアンテナ１３０８を介してその信号を発信すると、基地局１２４０は、その信号を受信する。
【０２１９】
フラッシュメモリ１３４４は、ＣＰＵ１３１０から送られるデータを格納する。逆に、ＣＰＵ１３１０は、フラッシュメモリ１３４４に格納されているデータを読み出し、そのデータを用いて予め規定された処理を実行する。
【０２２０】
ＲＡＭ１３４６は、操作ボタン１３２０に対して行なわれた操作に基づいてＣＰＵ１３
１０によって生成されるデータを一時的に保持する。データ用ＲＯＭ１３４８は、携帯電話１２００に予め定められた動作を実行させるためのデータあるいはプログラムを格納している。ＣＰＵ１３１０は、データ用ＲＯＭ１３４８から当該データあるいはプログラムを読み出し、携帯電話１２００に予め定められた処理を実行させる。
【０２２１】
メモリカード駆動装置１３８０は、メモリカード１３８２の装着を受け付ける。メモリカード駆動装置１３８０は、メモリカード１３８２に格納されているデータを読み出し、ＣＰＵ７１０に送出する。逆に、メモリカード駆動装置１３８０は、ＣＰＵ１３１０によって出力されるデータを、メモリカード１３８２において確保されたデータ格納領域にデータを書き込む。
【０２２２】
音声信号処理回路１３７０は、前述のような通話に用いられる信号に対する処理を実行する。なお、ＣＰＵ１３１０と音声信号処理回路１３７０とが一体として構成されていてもよい。
【０２２３】
ディスプレイ１３５０は、ＣＰＵ１３１０から出力されるデータに基づいてそのデータによって規定される画像を表示する。たとえば、フラッシュメモリ１３４４が情報提供サーバ１２３０にアクセスするためのデータ（たとえばＵＲＬ）を格納している場合、ディスプレイ１３５０は、そのＵＲＬを表示する。
【０２２４】
ＬＥＤ１３７６は、ＣＰＵ１３１０からの信号に基づいて予め定められた発光動作を実現する。たとえば、ＬＥＤ１３７６が複数の色を表示可能な場合には、ＬＥＤ１３７６は、ＣＰＵ１３１０から出力される信号に含まれるデータに基づいて、そのデータに関連付けられている色で発光する。
【０２２５】
データ通信ＩＦ１３７８は、データ通信用のケーブルの装着を受け付ける。データ通信ＩＦ１３７８は、ＣＰＵ１３１０から出力される信号を当該ケーブルに対して送出する。あるいは、データ通信ＩＦ１３７８は、当該ケーブルを介して受信されるデータをＣＰＵ１３１０に対して送出する。
【０２２６】
バイブレータ１３８４は、ＣＰＵ１３１０から出力される信号に基づいて予め定められた周波数で発信動作を実行する。携帯電話１２００の基本的な動作は、当業者にとって容易に理解できるものである。したがって、ここでは詳細な説明は繰り返さない。
【０２２７】
携帯電話１２００は、さらに、測位信号受信用のアンテナ１３１６と、測位信号受信フロントエンド部１３１４とを備える。
【０２２８】
ここで、測位信号受信フロントエンド部１３１４は、図１３で説明した位置情報提供装置１００の構成のうち、ハードウェアで実現されるとしたアンテナ４０２、ＲＦフロント回路４０４、ダウンコンバータ４０６、Ａ／Ｄコンバータ４０８を含む。一方、位置情報提供装置１００の構成のうちソフトウェアで実現されるとしたベースバンドプロセッサ４１０およびナビゲーションプロセッサ４３０の処理は、フラッシュメモリ１３４４からＲＡＭ１３４６にロードされたプログラムによりＣＰＵ１３１０上の測位処理部１３１２が実行することができる。なお、ここでも、コリレータ部４１２の処理については、ソフトウェアの代わりにハードウェアにより実現される構成とすることもできる。なお、ハードウェアの構成およびソフトウェアの構成については、図１６で説明した位置情報提供装置１０００と同様の構成とすることもできる。
【０２２９】
図１９を参照して、情報提供サーバ１２３０の具体的な構成について説明する。図１９は、情報提供サーバ１２３０のハードウェア構成を表わすブロック図である。情報提供サ
ーバ１２３０は、たとえば、周知のコンピュータシステムによって実現される。
【０２３０】
情報提供サーバ１２３０は、主たるハードウェアとして、ＣＰＵ１４１０と、情報提供サーバ１２３０の使用者による指示の入力を受け付けるマウス１４２０，キーボード１４３０と、ＣＰＵ１４１０によるプログラムの実行により生成されたデータ、あるいはマウス１４２０もしくはキーボード１４３０を介して入力されたデータを一時的に格納するＲＡＭ１４４０と，大容量のデータを不揮発的に格納するハードディスク１４５０と，ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）駆動装置１４６０と、モニタ１４８０と、
通信ＩＦ１４７０とを含む。当該ハードウェアは、相互にデータバスによって接続されている。ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置１４６０には、ＣＤ−ＲＯＭ１４６２が装着される。
【０２３１】
情報提供サーバ１２３０を実現するコンピュータシステムにおける処理は、当該ハードウェアおよびＣＰＵ１４１０によって実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、ハードディスク１４５０に予め格納されている場合がある。また、ソフトウェアは、ＣＤ−ＲＯＭ１４６０にその他のデータ記録媒体に格納されて、プログラム製品として流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている他の情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラム製品として提供される場合もある。このようなソフトウェアは、ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置１４６０その他のデータ読取装置によってそのデータ記録媒体から読み取られて、あるいは通信ＩＦ１４７０を介してダウンロードされた後、ハードディスク１４５０に一旦格納される。そのソフトウェアは、ＣＰＵ１４１０によってハードディスク１４５０から読み出され、ＲＡＭ１４４０に実行可能なプログラムの形式で格納される。ＣＰＵ１４１０は、そのプログラムを実行する。
【０２３２】
図１９に示される情報提供サーバ１２３０を実現するコンピュータシステムのハードウェアは、一般的なものである。したがって、本発明に係る情報提供サーバ１２３０の本質的な部分は、ＲＡＭ１４４０、ハードディスク１４５０、ＣＤ−ＲＯＭ１４６２その他のデータ記録媒体に格納されたソフトウェア、あるいはネットワークを介してダウンロード可能なソフトウェアであるとも言える。なお、上記コンピュータシステムのハードウェアの動作は周知である。したがって、詳細な説明は繰り返さない。
【０２３３】
なお、記録媒体としては、前述のＣＤ−ＲＯＭ１４６２、ハードディスク１４５０などに限られず、磁気テープ、カセットテープ、光ディスク（ＭＯ（Magnetic Optical disc）／ＭＤ（Mini Disc）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disc））、ＩＣ（Integrated Circuit）カード（メモリカードを含む）、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲ
ＯＭ、フラッシュＲＯＭなどの半導体メモリ等の固定的にプログラムを担持可能な媒体でもよい。
【０２３４】
また、ここでいうプログラムとは、ＣＰＵ１４１０によって直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラムなどを含む。
【０２３５】
ハードディスク１４５０には、上述のとおり、ショートＩＤメッセージとこれにそれぞれ対応する位置関連情報とがデータベースに登録されている。
【０２３６】
以上のようにして、本実施の形態に係る位置情報提供システムでも、地上または地下に設置された送信機から発信される信号は、状況によって、ショートＩＤメッセージおよびミディアムＩＤメッセージのデータを含んでいる。このデータは、当該送信機の位置情報を提供するサーバ装置において、位置関連情報に関連付けられて格納されている。位置情報提供装置として機能する携帯電話１２００は、ショートＩＤメッセージを当該サーバ装置に送信することにより、屋内送信機の位置情報または屋内送信機の位置に関連する情報を取得する。このような情報の提供方法を利用した場合、送信機の位置情報を当該送信機自身に保持させる必要がないため、送信機の設置場所を容易に変更することができる。
［地上補完信号の信号仕様の変形例］
なお、地上補完信号の信号仕様として、図５〜図１２を参照して説明したが、以下に説明するような他の地上補完信号の信号仕様を採用することも可能である。
【０２３７】
以下、図５〜図１２で説明した地上補完信号の信号仕様と異なる点を中心に、「地上補完信号の信号仕様の変形例」について説明する。
【０２３８】
ｉ）屋内位置情報の高信頼性確保（誤同期の防止）および屋内位置情報の高信頼性確保（誤捕捉の防止）のための構成
変形例では、フレーム先頭ワードを除く各ワード中に、所定ビット長のカウンタビット、たとえば、３ビットのカウンタビットを付与し、送信されるワードごとに値をインクリメントする。このカウント値は、たとえば、１１１までカウントアップしたら０００からカウントアップを繰り返す。
【０２３９】
また、フレーム先頭ワードについては、これに含まれる屋内送信機用のメッセージのプリアンブルを、ＧＰＳ及びＱＺＳＳ信号のプリアンブルと異なる値に設定する。
【０２４０】
異なるプリアンブルにより、誤捕捉を速やかに認識することができるとともに、カウントアップにより、プリアンブルとワード尾部のパリティの関係が、所定の場所以外で偶然に一致して繰り返し出現するケースを排除し、確実にフレームの先頭を検出し、フレーム同期を確立して、誤った位置情報が出力されることを防止する。
【０２４１】
ｉｉ）屋内外識別支援フラグ（受信機の省電力化）
マルチコリレータにより、屋内外の信号を常時サーチ、捕捉追尾することは携帯電話などの省電力が要求される機器にとって負担が大きい。屋内では、屋内送信機のみをサーチし、屋外では衛星信号と少なくとも１チャンネルの屋内信号のコードサーチを行なうようにすることが望ましい。メッセージ中に１ビットの屋内外識別支援フラグを含み、屋外との境界セル及び屋外に屋内送信機が設置される場合に１ビットを立てることとし、受信機は本ビットが１のときは屋外の衛星を捕捉するためのコードサーチを開始し、０のときは屋外の衛星を捕捉するためのコードサーチを終了する。
【０２４２】
屋内外識別支援フラグについて、より詳しく説明すると以下のとおりである。
携帯電話に搭載されている一般的なＧＰＳ受信機は、たとえば８チャンネルを有し、同時に８衛星を捕捉・追尾することができる。また、通常これらの受信機では複数のコリレータによって衛星捕捉のための周波数及びコードサーチの時間を短縮している。
【０２４３】
屋内外を移動する際の位置情報取得時間を短縮するためには位置情報提供装置は常時、複数コリレータで同時に衛星からの第１の測位信号と屋内送信機からの第２の測位信号とをサーチしなければならない。
【０２４４】
この通常時においては、例えば受信機の複数コリレータのうちの所定の割合、たとえば、２割（上記のチャンネル数の例では、たとえば、２チャンネルに相当）が屋内送信機に割り当てられているＰＲＮコードのサーチを行い、残りの割合、つまり８割のコリレータ（上記の例では、たとえば、６チャンネルに相当）が衛星に割り当てられたＰＲＮコードを用いてサーチを行う。
【０２４５】
ここで、このような割合で常時サーチするのは、第２の測位信号を捕捉できた場合は、そのメッセージから得た位置情報から直ちに位置情報を出力することができるので、屋内に入って速やかに位置情報を得るためには、２割程度のコリレータで屋内送信機のコードサーチを常時行うことが望ましい、との事情による。もしも、屋内送信機コードを常時サーチしていない場合、屋内に移動してＧＰＳが受信できなくなった場合、順次衛星捕捉のためのサーチを実施した結果、ＧＰＳが受信できないと判断してから、屋内送信機用コードのサーチを開始することになるが、屋内送信機からの位置情報の取得に移行する前に、衛星からの測位信号を屋内で受信、測位してしまうため、完全に衛星からの測位信号が受信できなくなるまで、マルチパスや反射波の影響によって大きな誤差を持つ位置情報が出力されることになってしまう。
【０２４６】
さらに、屋内から屋外に移動する場合に速やかに衛星捕捉を行うためには、屋内においても、屋内送信機に割り当てられたＰＲＮコードだけでなく、衛星からのＰＲＮコードによる衛星信号サーチを行わなければならないが、この場合は屋内送信機割当コードをサーチするコリレータ数の比率を大きくする方が望ましい。例えば２割が屋外の衛星割当コードで８割が屋内送信機コードのサーチに振り向けられるのが望ましい。
【０２４７】
しかし、携帯電話などバッテリによって駆動される位置情報提供装置では、常時全てのコリレータによるサーチ、信号捕捉、追尾を行うことは非効率的である。完全にユーザが屋内にいることがわかっていれば、サーチを行うコリレータの数を絞り、消費電力を節約することが可能になる。例えば、２割程度のコリレータのみを動作させて、すなわち、上記のチャンネル数の例では２チャンネル程度の屋内送信機をサーチ、捕捉、追尾を行えば、ユーザはストレスなく短時間に屋内において位置情報を取得でき、かつバッテリの消費を抑えることができる。
【０２４８】
そこで、屋内送信機から送信される信号に「屋内外識別支援フラグ」（ＢＤビット）を含ませ、このＢＤビットはユーザが屋内と屋外を行き来する際にその境界にあたる１〜２個の屋内送信機では１を、それ以外の屋内送信機（完全に屋内に位置する）では０が送信されるように構成する。
【０２４９】
受信機はこのＢＤビットが１であった場合には、屋外用の測位信号のサーチを開始し、０の場合には、オフすることで、効率的にバッテリ消費の低減と屋内外を移動した場合の位置情報取得時間短縮を両立させることができる。
【０２５０】
（地上補完信号の信号仕様）
以下では、屋内送信機２００−１から送信される信号（地上補完信号）の変形例の構造についてさらに説明する。
【０２５１】
変形例の地上補完信号は、衛星からの測位信号（たとえば、ＧＰＳ及びＱＺＳＳのＬ１帯Ｃ／Ａコード）に対応したＲＦ特性を持つ。航法メッセージの構造は３０ビットのワード単位である点は、衛星からの測位信号と同一であるが、一方で早いＴＴＲＭ時間を提供するために短い区切りのフレーム構造を持つ。この点は、図５〜図１２で説明した地上補完信号の信号仕様と同様である。
【０２５２】
したがって、（１）ＲＦ特性は同様であるので、説明は省略し、メッセージ特性について、以下説明する。
【０２５３】
（３）メッセージ特性
（３−１）ワード構造
１ワードは、衛星からの測位信号のワード長と同一のワード長、たとえば、３０ビットで構成される。１ワードが３０ビットの場合、１ワードには、たとえば、２１ビットのデータビットと、３ビットのワードカウンタ、６ビットのパリティが含まれる。
【０２５４】
（３−２）ワードカウンタ
フレーム先頭ワードを除く各ワードには、ワードカウンタがある。屋内送信機２００−１のＦＰＧＡ２４５は、このワードカウンタの値を、ワードの送信毎に、所定数ずつ、たとえば、１ずつインクリメントする。
【０２５５】
このワードカウンタにより、ワードやフレームの区切り識別を支援する。区切り識別の支援のために、この３ビットの値はプリアンブルの上位３ビットと同じ値をとらずに、スキップする。
【０２５６】
（３−３）パリティ符号、（２−４）パリティアルゴリズムおよびパリティチェックアルゴリズムについても、図５〜図１２で説明した地上補完信号の信号仕様と同様である。
【０２５７】
（３−４）フレーム構造
図２０は、変形例の地上補完信号のフレーム構造を示す図である。
【０２５８】
１フレームが１ワードの整数倍で構成され、以下の形式を持つ。なお、このような構成のフレームが順次繰り返して送信される。
【０２５９】
すなわち、第１のワードに、所定ビット長、たとえば、８ビットのプリアンブルがあり、それに所定ビット長、たとえば、３ビットのメッセージタイプＩＤ（ＭＩＤ）が続く。残りのビットは、上述したフレーム先頭ワードを除くワードごとの３ビットのワードカウンタと、ワードごとの６ビットのパリティを除いて全てデータビットである。
【０２６０】
図２０においては、１フレームがそれぞれ、１ワード、２ワード、３ワードで構成される場合を図示している。
【０２６１】
つまり、変形例の地上補完信号でも、屋内送信機２００から送信される地上補完信号は、衛星からの測位信号と、ワード構成までは共通であるが、フレームがいくつのワードから構成されるかについては異なっており、衛星からの測位信号の１フレームに含まれるワード数よりも、少ないワード数によりフレームが構成される。
【０２６２】
（３−５）プリアンブル
各フレームの第１ワード先頭に付与されている８ビットのプリアンブルは、所定のビットパターンを有する。
【０２６３】
このプリアンブルにより、フレームの区切り識別を支援する。このプリアンブルのパターンは、衛星からの測位信号のプリアンブルのビットパターンとは異なり、ＧＰＳやＱＺＳＳの衛星測位信号との識別が可能なようになっている。
【０２６４】
（３−６）メッセージタイプＩＤ（ＭＩＤ）
各フレームの第１ワードのプリアンブルに続いて付与されている上述した３ビットのメッセージタイプＩＤ（ＭＩＤ）は、そのワードが含まれるフレームのフレーム長およびその内容を示している。
【０２６５】
ＭＩＤの値と、フレーム長および内容との対比は、変形例の地上補完信号でも図６に示したものと同様である。
【０２６６】
（３−６−１）メッセージの内容
（３−６−１−１）メッセージタイプＩＤ”000” ：位置情報１
メッセージタイプＩＤが、”000”の時、そのフレーム長は３ワードであり、その内容は位置情報である。
【０２６７】
図２１は、メッセージタイプＩＤが、”000”の時の変形例の地上補完信号のフレーム構成を示す図である。また、図２２は、フレーム内のデータの内容、ビット長、ＬＳＢ（Least Significant Bit）の対応する数値、表現する範囲の例をそれぞれ示す図である。
【０２６８】
図２１および図２２を参照して、その内容を説明すると以下のとおりである。
ｉ）階数
第１ワードのビット１２〜１９は、その送信機が設置されている建物の階数を意味しており、その単位は階である。
【０２６９】
ビット長は８ビットであり、符号無しであって、ＬＳＢは１階である。―５０階のオフセットを設定して、―５０階〜＋２０４階を表現するものとする。
【０２７０】
ｉｉ）緯度
第２ワードのビット１〜２１をＭＳＢ（Most Significant Bit）側としてビットが並べられており、第１ワードのビット２０，２１を付加した合計２３ビットは、その送信機の緯度を意味しており、その単位は「度」である。
【０２７１】
これは符号付きであって、ＬＳＢは１８０／１０23［度］〜０．００００２１［度］であり、―９０度〜＋９０度を表現するものとする。南北方向で約２．４ｍに相当する。
【０２７２】
ｉｉｉ）経度
第３ワードのビット１〜２１をＭＳＢ側とし、第１ワードのビット２２〜２４を付加した合計２４ビットは、その送信機の経度を意味しており、その単位は「度」である。
【０２７３】
これは符号付きであって、ＬＳＢは３６０／１０24［度］〜０．００００２１［度］であり、―１８０度〜＋１８０度を表現するものとする。赤道上において、東西方向で約２．４ｍに相当する。
【０２７４】
（３−６−１−２）メッセージタイプＩＤ”001” ：位置情報２
メッセージタイプＩＤが、”001”の時、そのフレーム長は４ワードであり、その内容は位置情報である。
【０２７５】
図２３は、メッセージタイプＩＤが、”001”の時のフレーム構成を示す図である。また、図２４は、フレーム内のデータの内容、ビット長、ＬＳＢの対応する数値、表現する範囲の例をそれぞれ示す図である。
【０２７６】
図２３および図２４を参照して、その内容を説明すると以下のとおりである。
ｉ）階数
第１ワードのビット１２〜２０は、その送信機が設置されている建物の階数を意味しており、その単位は「階」である。
【０２７７】
ビット長は９ビットであり、符号無しであって、ＬＳＢは０．５階である。―５０階のオフセットを設定して、―５０階〜＋２０５階を表現するものとする。
【０２７８】
ｉｉ）緯度
第２ワードのビット４〜２４をＭＳＢとし、第４ワードのビット１８〜２０を付加した合計２４ビットは、その送信機の緯度を意味しており、その単位は「度」である。
【０２７９】
この値は、符号付きであって、ＬＳＢは１８０／１０24［度］〜０．００００１１［度］であり、―９０度〜＋９０度を表現するものとする。これは、南北方向で約１．２ｍに相当する。
【０２８０】
ｉｉｉ）経度
第３ワードのビット４〜２４をＭＳＢとし、第４ワードのビット２１〜２４を付加した合計２５ビットは、その送信機の経度を意味しており、その単位は「度」である。
【０２８１】
これは符号付きであって、これは符号付きであって、ＬＳＢは３６０／１０25［度］〜０．００００１１［度］であり、―１８０度〜＋１８０度を表現するものとする。赤道上において、東西方向で約１．２ｍに相当する。
【０２８２】
ｉｖ）高度
第４ワードのビット１〜１２ビットは、その送信機の高度を意味しており、その単位は「ｍ（メートル）」である。
【０２８３】
これは符号無しであって、ＬＳＢは１ｍである。―９５ｍのオフセットを設定して、―９５ｍ〜＋４０００ｍを表現するものとする。
【０２８４】
（３−６−１−３）メッセージタイプＩＤ”011”： ショートＩＤ
メッセージタイプＩＤが、”011”の時、そのフレーム長は１ワードであり、その内容はショートＩＤ（ＩＤs）である。
【０２８５】
図２５は、メッセージタイプＩＤが、”011”の時のフレーム構成を示す図である。
ショートＩＤに対応するフレームでは、１２ビットのショートＩＤメッセージが送信される。さらに、このフレームには、上述した「屋内外識別支援フラグ」（ＢＤビット）が含まれる。
【０２８６】
ここで、ショートＩＤメッセージの内容や用途は、図１１で説明した地上補完信号と同様である。
【０２８７】
（３−６−１−４）メッセージタイプＩＤ”100” ：ミディアムＩＤ
メッセージタイプＩＤが、”100”の時、そのフレーム長は２ワードであり、その内容はミディアムＩＤ（ＩＤM）である。
【０２８８】
図２６は、メッセージタイプＩＤが、”100”の時のフレーム構成を示す図である。
ミディアムＩＤに対応するフレームでは、１２ビットのミディアムＩＤメッセージと、２１ビットのミディアムＩＤメッセージが送信される。さらに、このフレームにも、上述した「屋内外識別支援フラグ」（ＢＤビット）が含まれる。
【０２８９】
ミディアムＩＤメッセージの内容や用途は、図１２で説明した地上補完信号と同様である。
【０２９０】
したがって、位置情報提供装置（たとえば、携帯電話機）１００−５は、ショートＩＤメッセージおよびミディアムＩＤメッセージを受信すると、通信網を介して、当該メッセージに対応する位置関連情報を、ローカルサーバ２０４に照会することにより取得する。
【０２９１】
以上説明したように本発明の実施の形態に従うと、その実施の態様に応じて、以下のような効果ｉ）〜ｖ）のうちの少なくとも１つの効果が奏される。
【０２９２】
ｉ）ＧＰＳ Ｃ／Ａ信号との共通化
屋内信号と屋外の衛星からの信号を受信するチャンネルのハードウェア構成を同一にできるため、屋外、屋内用に専用のチャンネルを設ける必要がなく、受信環境に応じて、屋内外信号をサーチ、捕捉追尾するチャンネルを動的に切り替えることがより容易になる。受信機リソースを効率的に使用することができるため、消費電力の制約が大きい携帯機器、たとえば携帯電話にとって有利である。
【０２９３】
ｉｉ）ＴＴＲＭ（Time To Read Message）短縮
ユーザが位置情報取得ボタンを押してから、位置情報が取得されるまでの時間を短縮することができる。
【０２９４】
ｉｉｉ）利用目的に応じた自在性
通常の衛星からの測位信号（たとえば、ＧＰＳ Ｃ／Ａ信号）の航法メッセージの固定フォーマットを変更し、フレームの先頭ワードは所定ビットの識別情報（メッセージタイプＩＤ）を有し、利用目的、用途に応じて、送信機設置者が送信するメッセージの内容と送信順、頻度を設定できる。
【０２９５】
ｉｖ）屋内位置情報の高信頼性確保（誤同期の防止）
誤ったフレーム同期による誤った位置情報出力の可能性を本発明の方式によってフレーム同期を行うことによって排除することができる。緊急通報時の位置情報通知には、確実な位置情報取得が要求されるが、本方式採用により、屋内測位方式の信僻性を改善することができる。
【０２９６】
ｖ）屋内位置情報の高信頼性確保（誤捕捉の防止）
通常の衛星からの測位信号（たとえば、ＧＰＳ Ｃ／Ａ信号）を受信した際に受信機内で行われる本発明の処理により、フレーム同期処理の最初のビット抽出とプリアンブルサーチで、誤捕捉を認識することができる。
【０２９７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０２９８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る位置情報提供システム１０の構成を表わす図である。
【図２】屋内送信機２００−１のハードウェア構成を表わすブロック図である。
【図３】屋内送信機２００−１が備えるＥＥＰＲＯＭ２４３におけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。
【図４】ＧＰＳ衛星に搭載される送信機によって発信されるＬ１帯のＣ／Ａコードの信号５００の構成を表わす図である。
【図５】地上補完信号のフレーム構造を示す図である。
【図６】ＭＩＤの値と、フレーム長および内容との対比を示している。
【図７】メッセージタイプＩＤが、”000”の時のフレーム構成を示す図である。
【図８】フレーム内のデータの内容、ビット長、ＬＳＢ（Least Significant Bit）の対応する数値、表現する範囲の例をそれぞれ示す図である。
【図９】メッセージタイプＩＤが、”001”の時のフレーム構成を示す図である。
【図１０】フレーム内のデータの内容、ビット長、ＬＳＢの対応する数値、表現する範囲の例をそれぞれ示す図である。
【図１１】メッセージタイプＩＤが、”011”の時のフレーム構成を示す図である。
【図１２】メッセージタイプＩＤが、”100”の時のフレーム構成を示す図である。
【図１３】位置情報提供装置１００のハードウェア構成を表わすブロック図である。
【図１４】位置情報提供装置１００が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。
【図１５】位置情報提供装置１００のディスプレイ４４０における画面の表示を表わす図である。
【図１６】本発明の変形例１に係る位置情報提供装置１０００の構成を表わすブロック図である。
【図１７】本発明の変形例２に係る位置情報提供装置が使用される態様を表わす図である。
【図１８】本発明の変形例２に係る携帯電話１２００のハードウェア構成を表わすブロック図である。
【図１９】本発明の第３の実施の形態に係る情報提供サーバ１２３０のハードウェア構成を表わすブロック図である。
【図２０】変形例の地上補完信号のフレーム構造を示す図である。
【図２１】メッセージタイプＩＤが、”000”の時の変形例の地上補完信号のフレーム構成を示す図である。
【図２２】フレーム内のデータの内容、ビット長、ＬＳＢ（Least Significant Bit）の対応する数値、表現する範囲の例をそれぞれ示す図である。
【図２３】メッセージタイプＩＤが、”001”の時のフレーム構成を示す図である。
【図２４】フレーム内のデータの内容、ビット長、ＬＳＢの対応する数値、表現する範囲の例をそれぞれ示す図である。
【図２５】メッセージタイプＩＤが、”011”の時のフレーム構成を示す図である。
【図２６】メッセージタイプＩＤが、”100”の時のフレーム構成を示す図である。
【符号の説明】
【０２９９】
１０ 位置情報提供システム、１１０，１１１，１１２ ＧＰＳ衛星、１２０，１２１，１２２ 送信機、１００−１，１００−２，１００−３，１００−４，１０００，１１６０，１１７０ 位置情報提供装置、１３０ ビル、２００−１，２００−２，２００−３，１１１０，１１２０，１１３０，１２１０ 屋内送信機、２１０ 無線Ｉ／Ｆ，２２０ 外部同期リンクポート，２２１ 外部クロックポート，２３０ 基準クロックＩ／Ｏブロック，２４０ デジタル処理ブロック，２５０ アナログブロック，１０１０，１３０８ アンテナ、１１４０，１１５０ 領域、１２２０ インターネット、１３８２ メモリカード、１４６２ ＣＤ−ＲＯＭ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は位置情報を提供する技術に関する。本発明は、より特定的には、測位信号を発信する衛星から発信された信号が届かない環境下においても位置情報を提供する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の測位システムとしてＧＰＳ（Global Positioning System）が知られている。ＧＰＳに用いられる信号（以下、「ＧＰＳ信号」）を発信するための衛星（以下、ＧＰＳ衛星）は、地上から約２万ｋｍの高度で飛行している。利用者は、ＧＰＳ衛星から発信された信号を受信し、復調することにより、ＧＰＳ衛星と利用者との間の距離を計測することができる。したがって、地上とＧＰＳ衛星との間に障害がない場合には、ＧＰＳ衛星から発信された信号を用いた測位が可能である。しかし、たとえば、都市部においてＧＰＳを利用する場合、林立する建物が障害となって、利用者の位置情報提供装置が、ＧＰＳ衛星から発信された信号を受信できないことが多い。また、建物による信号の回折あるいは反射により、信号を用いた距離の測定に誤差が生じ、結果として、測位の精度が悪化することが多かった。
【０００３】
また、壁や屋根を貫通した微弱なＧＰＳ信号を室内において受信する技術もあるが、受信状況は不安定であり、測位の精度も低下する。
【０００４】
以上、測位についてＧＰＳを例にとって説明したが、上述した現象は衛星を用いた測位システムについて一般的に言えることである。なお、衛星測位システムは、ＧＰＳに限られず、たとえば、ロシア共和国におけるＧＬＯＮＡＳＳ（GLOobal NAvigation Satellite
System）、欧州におけるＧａｌｉｌｅｏ等のシステムを含むものとする。
【０００５】
ここで、位置情報の提供に関する技術は、たとえば、特開２００６−６７０８６号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００６】
しかしながら、特開２００６−６７０８６号公報に開示された技術によれば、リーダあるいはライタは、位置情報を提供するシステムに固有のものであり、汎用性にかけるという問題点がある。また、干渉を避けるため、送信出力を抑える必要があり、位置情報を受信可能な範囲が限定され、連続した位置情報の取得ができないほか、広い範囲をカバーするためには極めて多数の送信機が必要となるという問題点があった。
【０００７】
また、従来の測位機能を有する携帯電話の場合、衛星からの信号を受信できる場所では位置情報が取得されるため、携帯電話の位置を通知することが可能である。しかしながら、屋内、地下街のように電波が受信できない場所においては、従来の測位技術によっては、位置情報を取得できないという問題点があった。
【０００８】
そこで、たとえば、ＧＰＳ信号に類似する信号を発信できる複数の送信機を室内に配置し、ＧＰＳと同様の３辺測量による原理に基づき位置を求めるという技術も考えられる。しかしながら、この場合、各送信機の時刻が同期していることが必要になり、送信機が高価になるという問題がある。
【０００９】
また、室内での反射等により電波の伝搬が複雑になることから、上記のような高価な送信機を設置したとしても、数１０ｍ程度の誤差が容易に発生するという問題もある。
【００１０】
そこで、特開２００７−２７８７５６号公報（特許文献２）には、従来のＧＰＳ衛星からの信号フォーマットと同一のフォーマットで、屋内送信機の設置された位置情報（緯度・経度・高度など）そのものを送信して、ＧＰＳ受信機のハードウェアは、ＧＰＳ衛星による測位のための構成をそのまま使用して、屋外および屋内において、シームレスに位置情報を取得することが可能な位置情報提供システムが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−６７０８６号公報
【特許文献２】特開２００７−２７８７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
一方で、位置情報を屋外および屋内を問わず、的確に取得することの要請は、さらに強まっている。
【００１２】
すなわち、位置情報の取得あるいは通知に関し、たとえば、固定電話であれば設置場所が予め知られているため、固定電話から発信された電話によって、その発信場所を特定することができる。しかしながら、携帯電話の普及に伴い、移動体通信が一般的になっているため、固定電話のようにして発信者の位置情報を通知することができない場合が増えている。一方、緊急時の通報に関し、携帯電話からの通報に位置情報を含めることについての法整備も進められている。
【００１３】
しかし、屋内送信機を用いて、位置情報提供装置、たとえば、測位機能を有する携帯電話機に、位置情報を提供する場合に、どのような信号形式の信号を送信することが、信号の誤同期や誤捕捉を抑制可能であるかについては、必ずしも明確でない。
【００１４】
また、屋内では、衛星からの信号に比べて、十分な強度の信号を放送できるため、衛星からの信号に対して捕捉および同期を取ることについては、より短時間で実行できることが期待されるものの、そのために、いかなる信号形式が適切であるかについても必ずしも明らかとはいえないという問題がある。
【００１５】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、測位のための信号を発信する衛星からの電波が受信できない場所においても精度を低下させることなく位置情報を供給する位置情報提供システムを提供することである。
【００１６】
本発明の他の目的は、測位のための信号を発信する送信機のコストが抑制される位置情報提供システムを提供することである。
【００１７】
本発明の他の目的は、位置情報取得までに要する時間を短縮することが可能な位置情報提供システムを提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、測位のための信号を発信する衛星からの電波が受信できない場所においても精度を低下させることなく位置情報を提供する信号を送信できる屋内送信機を提供することである。
【００１９】
本発明の他の目的は、測位のための信号を発信する送信機のコストが抑制される屋内送信機を提供することである。
【００２０】
本発明の他の目的は、位置情報取得までに要する時間を短縮することが可能な屋内送信機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この発明の１つの局面に従うと、複数の衛星からのスペクトラム拡散信号である第１の測位信号を用いて、位置情報を提供することが可能な位置情報提供システムであって、屋内送信機を備え、屋内送信機は、屋内送信機が設置される場所を特定するための位置データを格納する記憶手段と、位置データを含む第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する生成手段と、スペクトラム拡散信号を送信する送信手段とを含み、位置情報提供システムは、位置情報提供装置をさらに備え、位置情報提供装置は、スペクトラム拡散信号を受信する受信手段と、第１および第２の測位信号についての符号パターンに基づいて、受信手段により受信されたスペクトラム拡散信号に対応する符号パターンを特定する特定手段と、特定手段によって特定された符号パターンを用いて復調することにより得られた信号に基づいて、第１および第２のいずれの測位信号が受信されたかを判断する判断手段と、判断の結果に応じて処理を切り換えることにより、位置情報提供装置の位置情報を導出する位置情報導出手段と、位置情報導出手段によって導出された位置情報を出力する出力手段とを備え、第２の測位信号は、第１の測位信号よりも短い周期で同一内容のメッセージを繰り返す。
【００２２】
好ましくは、第２の測位信号は、ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、複数のワードを各々が含む複数のフレームから構成され、各フレームが含むワード数は可変に設定され、フレームを構成するワードは、当該フレームを構成するワード数を示す識別情報を有するワードを含む。
【００２３】
好ましくは、第２の測位信号は、ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、複数のワードを各々が含む複数のフレームから構成され、各フレームの先頭ワードは、受信時にフレーム同期をとるためのプリアンブル部分を含み、各フレームの少なくとも先頭ワード以外のワードは、ワードデータの生成ごとに更新されるカウントデータを含む。
【００２４】
好ましくは、ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、第１の測位信号は、第１の複数個のワードを各々が含む複数の第１のフレームから構成され、各第１のフレームは、受信時にフレーム同期をとるための第１のプリアンブル部分を含み、第２の測位信号は、第２の複数個のワードを各々が含む複数の第２のフレームから構成され、各第２のフレームは、受信時にフレーム同期をとるための第１のプリアンブルとは異なるパターンを有する第２のプリアンブル部分を含む。
【００２５】
好ましくは、位置情報導出手段は、単一の屋内送信機によって送信された第２の測位信号が受信された場合に、復調することにより得られた信号から位置データを取得し、第２の測位信号が受信されない場合であって、複数の第１の測位信号が受信されたときに、複数の各スペクトラム拡散信号に基づいて位置情報を算出する。
【００２６】
好ましくは、位置情報提供装置は、通信回線を介して、識別データに関連付けられた位置関連情報を提供する通信装置と通信可能であり、受信手段が第２の測位信号を受信すると、位置情報導出手段は、識別データに基づいて通信装置と通信することにより、識別データに関連付けられた位置関連情報を取得する。
【００２７】
この発明の他の局面に従うと、複数の衛星からのスペクトラム拡散信号である第１の測位信号とコンパチブルな第２の測位信号を用いて、位置情報を提供することが可能な屋内送信機であって、屋内送信機が設置される場所を特定するための位置データを格納する記憶手段と、位置データを含む第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する生成手段と、スペクトラム拡散信号を送信する送信手段とを備え、生成手段は、第２の測位信号を、第１の測位信号よりも短い周期で同一内容のメッセージを繰り返すように生成する。
【００２８】
好ましくは、第２の測位信号は、ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、複数のワードを各々が含む複数のフレームから構成され、各フレームが含むワード数は可変に設定され、フレームを構成するワードは、当該フレームを構成するワード数を示す識別情報を有するワードを含む。
【００２９】
好ましくは、第２の測位信号は、ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、複数のワードを各々が含む複数のフレームから構成され、各フレームの先頭ワードは、受信時にフレーム同期をとるためのプリアンブル部分を含み、各フレームの少なくとも先頭ワード以外のワードは、ワードデータの生成ごとに更新されるカウントデータを含む。
【００３０】
好ましくは、ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、第１の測位信号は、第１の複数個のワードを各々が含む複数の第１のフレームから構成され、各第１のフレームは、受信時にフレーム同期をとるための第１のプリアンブル部分を含み、第２の測位信号は、第２の複数個のワードを各々が含む複数の第２のフレームから構成され、各第２のフレームは、受信時にフレーム同期をとるための第１のプリアンブルとは異なるパターンを有する第２のプリアンブル部分を含む。
【００３１】
好ましくは、生成手段は、位置関連情報と関連づけられた識別データ含む第２の測位信号を生成する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００３３】
＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る位置情報提供システム１０について説明する。図１は、位置情報提供システム１０の構成を表わす図である。位置情報提供システム１０は、地上の上空約２万メートルの高度を飛行し、測位のための信号（以下、「測位信号」と表わす。）を発信するＧＰＳ（Global Positioning Satellite）衛星１１０，１１１，１１２，１１３と、位置情報を提供する装置として機能する位置情報提供装置１００−１〜１００−５とを備える。位置情報提供装置１００−１〜１００−５を総称するときは、位置情報提供装置１００と表わす。位置情報提供装置１００は、たとえば、携帯電話、携帯可能なカーナビゲーションシステムその他の移動体測位装置のように、従来の測位装置を有する端末である。
【００３４】
ここで、測位信号は、スペクトラム拡散された信号であり、たとえば、いわゆるＧＰＳ信号である。しかしながら、その信号はＧＰＳ信号に限られない。なお、以下では説明を簡単にするために、測位のシステムをＧＰＳを一例として説明するが、本発明は、他の衛星測位システム（Ｇａｌｉｌｅｏ、準天頂衛星（ＱＺＳＳ：Quasi-Zenith Satellites）等）にも適用可能である。
【００３５】
測位信号の中心周波数は、たとえば、１５７５．４２ＭＨｚである。測位信号の拡散周波数は、たとえば１．０２３ＭＨｚである。この場合、測位信号の周波数は、既存のＧＰＳのＬ１帯におけるＣ／Ａ（Coarse and Acquisition）信号の周波数と同一となる。したがって、既存の測位信号受信回路（たとえばＧＰＳ信号受信回路）のフロントエンドが流用できるため、位置情報提供装置１００は、新たなハードウェアの回路を追加することなく、フロントエンドからの信号処理を行うソフトウェアを変更するのみで、測位信号を受信することができる。
【００３６】
測位信号は、１．０２３ＭＨｚの矩形波によって変調されていてもよい。この場合、たとえば、Ｌ１帯において新たな送信が計画される測位信号のデータチャネルと同一であれば、利用者は、新しいＧＰＳの信号を受信、処理可能な受信機を用いて当該測位信号を受信できる。なお、矩形波の周波数は、１．０２３ＭＨｚが好ましい。変調のための周波数は、既存のＣ／Ａ信号、および／または、他の信号との干渉を回避するためのスペクトラム分離とのトレードオフによって定められ得る。
【００３７】
ＧＰＳ衛星１１０には、測位信号を発信する送信機１２０が搭載されている。ＧＰＳ衛星１１１，１１２，１１３にも、同様の送信機１２１，１２２，１２３がそれぞれ搭載されている。
【００３８】
位置情報提供装置１００−１と同様の機能を有する位置情報提供装置１００−２，１００−３，１００−４は、以下に説明するように、ビル１３０や地下街その他の電波が届きにくい場所でも使用可能である。
【００３９】
すなわち、ビル１３０は、ビル１３０の１階の天井には、屋内送信機２００−１が取り付けられている。位置情報提供装置１００−４は、屋内送信機２００−１から発信される測位信号を受信する。同様に、ビル１３０の２階および３階の各フロアの天井にも、それぞれ屋内送信機２００−２，２００−３が取り付けられている。後に説明するように、屋内送信機２００−１〜２００―３からは、それぞれ、屋内送信機の設置場所を特定する情報が直接送信される。
【００４０】
また、地下街においては、天井に、屋内送信機２００−４〜２００―６が取り付けられている。地下街で動作する位置情報提供装置１００−５は、屋内送信機２００−４〜２００−６から発信される測位信号を受信する。ここでも、後に説明するように、屋内送信機２００−４〜２００―６からは、それぞれ、屋内送信機の設置場所を特定する情報が直接送信される。
【００４１】
なお、たとえば、後に説明するように、地下街には、ローカルサーバ２０４が設置され、屋内送信機２００−４〜２００―６からは、屋内送信機の位置そのものではなく、屋内送信機の設置位置に関連する情報を特定するための識別情報が送信される構成としてもよい。位置情報提供装置１００−５は、基地局２０２とネットワーク（たとえば、携帯電話網）を介して、当該識別情報に相当する位置関連情報をローカルサーバ２０４に照会するとの構成とすることもできる。ビル１３０においても、同様にローカルサーバに位置関連情報を照会する構成とすることができる。
【００４２】
なお、地下街のように同一のフロア内で複数の屋内送信機が設置される場合は、各送信機の出力強度を調整して、１つの屋内送信機のカバーする領域の大きさを制限できるので、屋内送信機からの送信信号強度を大きくする必要がなく、日本の電波法のような電波使用を規制する法令等の規制以下の送信電力とするのが容易で、設置のために特別の免許が不要となる。
【００４３】
ここで、各屋内送信機２００−１，２００−２，２００−３または２００−４、２００−５，２００−６の時刻（以下、「地上時刻」という。）と、ＧＰＳ衛星１１０，１１１，１１２，１１３の時刻（「衛星時刻」という。）とは、互いに独立したものでよく、同期している必要はない。ただし、各衛星時刻は、それぞれ同期している必要がある。したがって、各衛星時刻は、各衛星に搭載された原子時計により制御されている。また、必要に応じて、各屋内送信機２００−１，２００−２，２００−３または２００−４、２００−５，２００−６の時刻である地上時刻も、相互に同期していることが好ましい。
【００４４】
ＧＰＳ衛星の各送信機から測位信号として発信されるスペクトラム拡散信号は、擬似雑音符号（ＰＲＮ（Pseudo Random Noise）コード）によって航法メッセージを変調することにより生成される。航法メッセージは、時刻データ、軌道情報、アルマナック、電離層補正データ等を含む。各送信機１２０〜１２３は、さらに、それぞれ、当該送信機１２０〜１２３自身、あるいは送信機１２０〜１２３が搭載されるＧＰＳ衛星を識別するためのデータ（ＰＲＮ−ＩＤ（Identification））を保持している。
【００４５】
位置情報提供装置１００は、各擬似雑音符号を発生するためのデータおよびコード発生器を有している。位置情報提供装置１００は、測位信号を受信すると、各衛星の送信機または各屋内送信機ごとに割り当てられた擬似雑音符号の符号パターンを用いて、後述する復調処理を実行し、受信された信号がどの衛星またはどの屋内送信機から発信されたものであるかを特定することができる。また、測位信号の１つであるＬ１Ｃ信号では、データの中にＰＲＮ−ＩＤが含まれており、受信レベルが低い場合に生じやすい誤った符号パターンでの信号の捕捉・追尾を防ぐことができる。一方で、現行ＧＰＳのＬ１ Ｃ／Ａ信号には、このようなＰＲＮ−ＩＤは含まれていない。
【００４６】
（ＧＰＳ衛星に搭載される送信機）
ＧＰＳ衛星に搭載される送信機の構成については、周知であるので、以下では、ＧＰＳ衛星に搭載される送信機の構成の概略について説明する。送信機１２０，１２１，１２２，１２３は、それぞれ、原子時計と、データを格納する記憶装置と、発振回路と、測位信号を生成するための処理回路と、処理回路によって生成された信号をスペクトラム拡散符号化するための符号化回路と、送信アンテナ等を有する。記憶装置は、エフェメリス、各衛星のアルマナック、電離層補正データ等を有する航法メッセージと、ＰＲＮ−ＩＤとを格納している。
【００４７】
処理回路は、原子時計からの時刻情報と、記憶装置に格納されている各データとを用いて送信用のメッセージを生成する。
【００４８】
ここで、各送信機１２０〜１２３毎に、スペクトラム拡散符号化するための擬似雑音符号の符号パターンが予め規定されている。各符号パターンは、送信機ごと（すなわちＧＰＳ衛星ごと）に異なる。符号化回路は、そのような擬似雑音符号を用いて、上記メッセージをスペクトラム拡散する。送信機１２０〜１２３の各々は、符号化された信号を高周波数に変換して、送信アンテナを介して、宇宙空間に発信する。
【００４９】
上述のように、送信機１２０〜１２３は、他の送信機との間で有害な干渉を及ぼさないスペクトラム拡散信号を発信する。ここで、「有害な干渉をおこさない」ことは、干渉が生じない程度に制限された出力レベルによって担保され得る。あるいは、スペクトラムを分離する態様によっても実現できる。この信号は、たとえばＬ１帯と称される搬送波によって送信されている。各送信機１２０，１２１，１２２，１２３は、たとえば、同一の周波数を有する測位信号を拡散スペクトル通信方式にしたがって発信する。したがって、各衛星から送信された測位信号が、同一の位置情報提供装置１００−１に受信される場合にも、各々の測位信号は、互いに混信を受けることなく受信されることになる。
【００５０】
ここで、４つの衛星からの測位信号を同時に受信することで、位置情報提供装置１００−１は、緯度・経度・高度といった自身の３次元の位置情報を得ることができる。
【００５１】
なお、地上の屋内送信機からの測位信号についても、衛星から送信された信号と同様に、複数の屋内送信機からの信号は、互いに混信を受けることなく受信されることができる。
【００５２】
（屋内送信機２００−１のハードウェア構成）
図２を参照して、屋内送信機２００−１について説明する。図２は、屋内送信機２００−１のハードウェア構成を示すブロック図である。
【００５３】
屋内送信機２００−１は、無線インタフェース（以下、「無線Ｉ／Ｆ」と称す）２１０と、デジタル処理ブロック２４０と、デジタル処理ブロック２１０に電気的に接続されて、各回路部分の動作のための基準クロックを供給するための基準クロック入出力ブロック（以下、「基準クロックＩ／Ｏブロック」と称す）２３０と、デジタル処理ブロック２１０に電気的に接続されているアナログ処理ブロック２５０と、アナログ処理ブロック２５０に電気的に接続されて、測位のための信号を送出するアンテナ（図示せず）と、屋内送信機２００−１の各部への電源電位の供給を行うための電源（図示せず）とを備える。
【００５４】
なお、電源は、屋内送信機２００−１に内蔵されてもよいし、外部からの電力の供給を受け付ける態様であってもよい。
【００５５】
（無線通信インタフェース）
無線Ｉ／Ｆ２１０は、無線通信のインタフェースであり、近距離無線通信、たとえば、ブルートゥース（Bluetooth）などや、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）や携帯電話網のような無線通信により、外部からのコマンドを受信したり、外部との間で設定パラメータやプログラム（ファームウェア等）のデータを受信したり、あるいは、必要に応じて外部にデータを送信するためのものである。
【００５６】
このような無線Ｉ／Ｆ２１０を備えることにより、屋内送信装置２００−１については、屋内の天井等に設置した後であっても、設定パラメータ、たとえば、屋内送信装置２００−１が送信する位置データ（屋内送信機２００−１が設置されている場所を表わすデータ）を変更したり、あるいは、ファームウェアの変更により、異なる通信方式への対応を可能としたりすることができる。
【００５７】
なお、本実施例では、無線でのインタフェースを想定しているが、設置場所への配線の敷設や設置の手間等を考慮しても、有線インタフェースとすることができる場合には、有線とすることも可能である。
【００５８】
（デジタル処理ブロック）
デジタル処理ブロック２４０は、無線Ｉ／Ｆ２１０からのコマンドに応じて、あるいは、プログラムに従って、屋内送信機２００−１の動作を制御するプロセッサ２４１と、プロセッサ２４１に搭載され、プロセッサ２４１の実行するプログラムを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）２４２と、無線Ｉ／Ｆ２１０からのデータのうち、設定パラメータ等を記憶するためのＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）２４３と、プロセッサ２４１の制御のもとに、屋内送信機２００−１の送出するベースバンド信号を生成するフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：以下、「ＦＰＧＡ」と称す）２４５と、無線Ｉ／Ｆ２１０からの
データのうち、ＦＰＧＡ２４５のファームウェアを記憶するためのＥＥＰＲＯＭ２４４と、ＦＰＧＡ２４５から出力されるベースバンド信号をアナログ信号に変更してアナログブロック２５０に与えるデジタル／アナログコンバータ（以下、「Ｄ／Ａコンバータ」と称す）２４７とを含む。
【００５９】
すなわち、デジタル処理ブロック２４０は、測位のための信号として屋内送信機２００−１によって送信される信号の源泉となるデータを生成する。デジタル処理ブロック２４０は、アナログ処理ブロック２５０に対して、生成したデータをビットストリームとして送出する。
【００６０】
特に限定されないが、たとえば、ＥＥＰＲＯＭ２４４に格納されているファームウェアプログラムは、ＦＰＧＡ２４５に電源が投入されると、ＦＰＧＡ２４５にロードされる。このファームウェアプログラム情報（ビットストリームデータ）は、ＦＰＧＡ２４５内のＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）２４６で構成されているコンフィグレーションメモリにロードされる。ロードされたビットストリームデータの個々のビットデータがＦＰＧＡ２４５上で実現する回路の情報元となり、ＦＰＧＡ２４５に装備されているリソースをカスタマイズしてファームウェアプログラムで特定される回路を実現する。ＦＰＧＡ２４５では、このようにハードウェアに依存せず、コンフィグレーションデータを外部に持つことで、高い汎用性とフレキシビリティを実現できることになる。
【００６１】
また、プロセッサ２４１は、無線Ｉ／Ｆ２１０から受け取る外部コマンドに応じて、ＥＥＰＲＯＭ２４３に格納されるデータに基づいて、ＦＰＧＡ２４５のＳＲＡＭ２４６（レジスタ）に、当該屋内送信機２００−１に設定されるパラメータとして、以下のものを格納させる。
【００６２】
１）擬似拡散符号（ＰＲＮコード）
２）送信機ＩＤ
３）位置特定データ
４）放送通知データ（３〜４は、ＦＰＧＡ２４５内で、後に説明するように、受信機のハードウェアから見て、衛星からの航法メッセージとコンパチブルなフォーマットに整形される）
「位置特定データ」「放送通知データ」については後述する。
【００６３】
ＦＰＧＡ２４５は、ＥＥＰＲＯＭ２４３に格納されたＰＲＮコードに基づき、後述するフォーマットの信号に対してスペクトラム拡散処理が実行される。なお、ＰＲＮコードについては、ＥＥＰＲＯＭ２４３にその値そのものが格納されて読み出される場合の他、シフトレジスタで構成されるＰＲＮ生成器により、実時間で生成されてもよい。
【００６４】
なお、プロセッサ２４１の動作のためのプログラムも、ＥＥＰＲＯＭ２４３に予め格納されており、当該プログラムは、屋内送信機２００−１が起動する時に、ＥＥＰＲＯＭ２４３から読み出され、ＲＡＭ２４２に転送される。
【００６５】
また、プログラムあるいはデータを格納するための記憶装置は、ＥＥＰＲＯＭ２４３または２４４に限られない。少なくとも、データを不揮発的に保存できる記憶装置であればよい。また、後述するように、外部からのデータが入力される場合には、データを書き込むことができる記憶装置であればよい。ＥＥＰＲＯＭ２４３に格納されるデータのデータ構造については後述する。
【００６６】
（アナログ処理ブロック）
アナログ処理ブロック２５０は、デジタル処理ブロック２４０から出力されたビットストリームを用いて、１．５７５４２ＧＨｚの搬送波を変調して送信信号を生成し、アンテナに送出する。その信号は、アンテナより発信される。
【００６７】
すなわち、デジタル処理ブロック２４０のＤ／Ａコンバータ２４７から出力された信号は、アップコンバータ２５２でアップコンバートされ、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２５３をアンプ２５４を通過して所定の周波数帯域の信号のみが増幅された後、再度、アップコンバータ２５５でアップコンバートされて、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタにより所定の帯域の信号が取り出された後に、可変アッテネータ２５７およびＲＦスイッチ２５８により、設定された強度の信号に変換されて、アンテナから送出される。
【００６８】
なお、アップコンバータ２５２およびアップコンバータ２５５で使用されるクロックは、基準クロックＩ／Ｏブロック２３０からＦＰＧＡ２４５に供給されるクロックが、さらに、てい倍器２５１において、てい倍されたものが使用される。
【００６９】
また、可変アッテネータ２５７とＲＦスイッチ２５８のレベルの設定は、ＦＰＧＡ２４５をスルーしたプロセッサ２４１からの制御信号により制御される。ＲＦスイッチ２５８は、いわゆるＰＭ（Pulse Modulation）変調により、信号強度を実効的に変更する。
【００７０】
このようにして、受信機の測位信号受信フロントエンドにとって、衛星からの測位のための信号とコンパチブルな構成を有する信号が、屋内送信機２００−１から発信される。この場合、信号の内容は、衛星から発信された測位信号に含まれる内容とは、全く同一ではない。屋内送信機２００−１から発信される信号の構成の一例は、後述する（図５）。
【００７１】
以上の説明においては、デジタル処理ブロック２４０におけるデジタル信号処理を実現するための演算処理装置としてＦＰＧＡ２４５が用いられたが、ソフトウェアにより無線装置の機能を変更可能な装置であれば、その他の演算処理装置が使用されてもよい。
【００７２】
また、図２においては、クロック信号（Ｃｌｋ）がデジタル処理ブロック２４０からアナログ処理ブロック２５０に供給されているが、基準クロックＩ／Ｏブロック２３０からアナログ処理ブロック２５０に直接に供給されてもよい。
【００７３】
さらに、説明を明確にするために、本実施の形態においては、デジタル処理ブロック２４０とアナログ処理ブロック２５０とが別個に示されているが、物理的には、１つのチップに混載されてもよい。
【００７４】
（基準クロックＩ／Ｏブロック）
基準クロックＩ／Ｏブロック２３０は、デジタル処理ブロック２４０の動作を規定する
クロック信号、あるいは搬送波を生成するためのクロック信号を、デジタル処理ブロック２４０に供給する。
【００７５】
基準クロックＩ／Ｏブロック２３０は、「外部同期モード」では、外部同期リンクポート２２０へ外部のクロック生成器から与えられる同期用信号に基づいて、ドライバ２３４がクロック信号をデジタル処理ブロック２４０等に供給する。
【００７６】
一方、基準クロックＩ／Ｏブロック２３０は、「外部クロックモード」では、外部クロックポート２２１へ与えられる外部クロック信号をマルチプレクサ２３２で選択し、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路２３３から出力されるクロック信号と外部クロックとの同期をとって、同期の取られたクロック信号をデジタル処理ブロック２４０等に供給する。
【００７７】
一方、基準クロックＩ／Ｏブロック２３０は、「内部クロックモード」では、内部クロック生成器２３１が生成する内部クロック信号をマルチプレクサ２３２で選択し、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路２３３から出力されるクロック信号と内部クロックとの同期をとって、同期の取られたクロック信号をデジタル処理ブロック２４０等に供給する。
【００７８】
なお、無線Ｉ／Ｆ２１０から、プロセッサ２４１により出力される信号により、送信機の内部状態（たとえば、「ＰＬＬ制御」信号）を監視することができる。あるいは、デジタル入出力インタフェース２６０は、屋内送信機２００−１から発信される信号を拡散変調するための擬似雑音符号の符号パターンの入力を、あるいは、無線Ｉ／Ｆ２１０は、屋内送信機２００−１から発信されるべき他のデータの入力も受け付けることができる。当該他のデータは、たとえば、屋内送信機２００−１が設置されている場所を表わすテキストデータ（位置データ）である。あるいは、屋内送信機２００−１がデパートその他の商業施設に設置されている場合には、「宣伝広告用情報」、「交通情報」、「気象情報」、「災害情報」が、当該他のデータとして屋内送信機２００−１に入力可能である。
【００７９】
擬似拡散符号（ＰＲＮコード）の符号パターンが、屋内送信機２００−１に入力されると、ＥＥＰＲＯＭ２４３において予め規定された領域に書き込まれる。なお、必要に応じてＰＲＮ−ＩＤや送信機名称も、ＥＥＰＲＯＭ２４３に書き込まれて、その後は、その書き込まれたＰＲＮ−ＩＤや送信機名称が、測位のための信号に含められてもよい。その他のデータも、ＥＥＰＲＯＭ２４３において、そのデータの種類に応じて予め確保された領域に書き込まれる。
【００８０】
（ＥＥＰＲＯＭ２４３に格納されるデータのデータ構造）
図３を参照して、屋内送信機２００−１のＥＥＰＲＯＭ２４３に格納されるデータのデータ構造について説明する。
【００８１】
図３は、屋内送信機２００−１が備えるＥＥＰＲＯＭ２４３におけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。ＥＥＰＲＯＭ２４０は、データを格納するための領域３１０〜３５０を含む。
【００８２】
領域３００には、送信機を識別するための番号として、送信機ＩＤが格納されている。送信機ＩＤは、たとえば当該送信機の製造時にメモリに不揮発的に書き込まれる数字および／または英文字その他の組み合わせである。
【００８３】
上述のとおり、必要に応じて、当該送信機に割り当てられた擬似拡散符号のＰＲＮ-ＩＤは、領域３１０に格納され、送信機の名称は、テキストデータとして、領域３２０に格納されている。
【００８４】
当該送信機に割り当てられた擬似拡散符号の符号パターンは、領域３３０に格納されている。擬似拡散符号の符号パターンは、衛星用の擬似拡散符号と同一の系列に属する符号パターンのうちから、本発明の実施の形態に係る位置情報提供システム用に予め割り当てられた有限個の複数の符号パターンのうちから選択されたものであり、衛星ごとに割り当てられる擬似拡散符号の符号パターンとは異なる符号パターンである。
【００８５】
本位置情報提供システム用に割り当てられる擬似拡散符号の符号パターンは、有限個であるが、屋内送信機の数は、各送信機の設置場所の広さ、あるいは設置場所の構成（ビルの階数等）に応じて異なり、符号パターンの数よりも多い複数の屋内送信機が使用される場合もある。したがって、同一の擬似拡散符号の符号パターンを有する複数の送信機が存在し得る。この場合は、同一の符号パターンを有する送信機の設置場所を、信号の出力を考慮して決定すればよい。そうすることにより、同一の擬似拡散符号の符号パターンを用いる複数の測位信号が同一の位置情報提供装置によって同時期に受信されることは、防止し得る。
【００８６】
屋内送信機２００−１が設置されている場所を特定するための位置データは、領域３４０に格納されている。位置データは、たとえば、緯度、経度、高度の組み合わせとして表わされる。領域３２０において、当該位置データに加えて、もしくは位置データに代えて、住所、建物の名称などが格納されてもよい。本発明では、「緯度、経度、高度の組み合わせ」、「緯度、経度、建物における階数の組み合わせ」、「緯度、経度、建物における階数、高度の組み合わせ」「住所、建物の名称」、「緯度、経度、高度の組み合わせと住所、建物の名称」のように、そのデータのみで送信機２００−１の設置場所を特定可能なデータを総称して「位置特定データ」と呼ぶ。また、上述したような、「宣伝広告用情報」、「交通情報」、「気象情報」、「災害情報」等のように、位置特定データ以外の情報であって屋内送信機から放送される情報を表すデータを「放送通知データ」と呼ぶ。
【００８７】
位置特定データは、領域３４０に、放送通知データは領域３５０に格納される。
ここで、前述のように、ＰＲＮ−ＩＤ、通信機名称、擬似拡散符号の符号パターン、位置特定データ、放送通知データは、無線インタフェース２１０を介して入力される他のデータに変更可能である。特に、放送通知データは、必要に応じて随時変更または更新される。たとえば、屋内送信機２００−１がデパートに設置されている場合には、デパートの営業活動の１つとして、宣伝広告用のデータが当該運営管理者によって屋内送信機２００−１に与えられてもよい。
【００８８】
（屋内送信機２００−１から送信される信号のデータ構造）
まず、衛星からの航法メッセージを乗せた測位信号、たとえば、Ｌ１帯のＣ／Ａコードにコンパチブルな信号の構造について説明する。
【００８９】
（Ｌ１ Ｃ／Ａ互換信号）
図４を参照して、衛星の送信機から送信される測位信号について説明する。
【００９０】
図４は、ＧＰＳ衛星に搭載される送信機によって発信されるＬ１帯のＣ／Ａコードの信号５００の構成を表わす図である。信号５００は、３００ビットの５つのサブフレーム、すなわち、サブフレーム５１０〜５５０から構成される。サブフレーム５１０〜５５０は、当該送信機によって、繰り返し送信される。サブフレーム５１０〜５５０は、たとえば、それぞれ３００ビットであり、５０ｂｐｓ（bit per second）のビット率で送信される。したがって、この場合、各サブフレームは、６秒で送信される。なお、４番目と５番目のサブフレーム５４０および５５０は、順次内容が交代して、２５回でもとにもどる。交代する内容はページと呼ばれ、２５ページからなる。
【００９１】
第１番目のサブフレーム５１０は、３０ビットのトランスポートオーバーヘッド５１１と、３０ビットの時刻情報５１２と、２４０ビットのメッセージデータ５１３とを含む。時刻情報５１２は、詳細には、サブフレーム５１０が生成される際に取得された時刻情報と、サブフレームＩＤとを含む。ここで、サブフレームＩＤとは、他のサブフレームから第１のサブフレーム５１０を区別するための識別番号である。メッセージデータ５１３は、ＧＰＳ週番号、クロック情報、当該ＧＰＳ衛星のヘルス情報、軌道精度情報等を含む。
【００９２】
第２番目のサブフレーム５２０は、３０ビットのトランスポートオーバーヘッド５２１と、３０ビットの時刻情報５２２と、２４０ビットのメッセージデータ５２３とを含む。時刻情報５２２は、第１番目のサブフレーム５１０における時刻情報５１２と同様の構成を有する。メッセージデータ５２３は、エフェメリスを含む。ここで、エフェメリス（ephemeris、放送暦）とは、測位信号を発信する衛星の軌道情報をいう。エフェメリスは、
当該衛星の航行を管理する管制局によって逐次更新される、高精度な情報である。
【００９３】
第３番目のサブフレーム５３０は、第２番目のサブフレーム５２０と同様の構成を有する。すなわち、第３番目のサブフレーム５３０は、３０ビットのトランスポートオーバーヘッド５３１と、３０ビットの時刻情報５３２と、２４０ビットのメッセージデータ５３３とを含む。時刻情報５３２は、第１番目のサブフレーム５１０における時刻情報５１２と同様の構成を有する。メッセージデータ５３３は、エフェメリスを含む。
【００９４】
第４番目のサブフレーム５４０は、３０ビットのトランスポートオーバーヘッド５４１と、３０ビットの時刻情報５４２と、２４０ビットのメッセージデータ５４３とを含む。メッセージデータ５４３は、他のメッセージデータ５１３，５２３，５３３と異なり、アルマナック情報、衛星ヘルス情報のサマリ、電離層遅延情報、ＵＴＣ（Coordinated Universal Time ）パラメータ等を含む。
【００９５】
第５番目のサブフレーム５５０は、３０ビットのトランスポートオーバーヘッド５５１と、３０ビットの時刻情報５５２と、２４０ビットのメッセージデータ５５３とを含む。メッセージデータ５５３は、アルマナック情報と、衛星ヘルス情報のサマリとを含む。メッセージデータ５４３，５５３は、各々２５ページからの構成されており、ページ毎に、上記の異なる情報が定義されている。ここで、アルマナック情報とは、衛星の概略軌道を表わす情報であり、当該衛星だけでなく、全てのＧＰＳ衛星についての情報を含む。上述したように、サブフレーム５１０〜５５０の送信が２５回繰り返されると、１ページ目に戻って、同じ情報が発信される。
【００９６】
サブフレーム５１０〜５５０は、送信機１２０，１２１，１２２からそれぞれ送信される。サブフレーム５１０〜５５０が位置情報提供装置１００によって受信されると、位置情報提供装置１００の位置は、トランスポートオーバーヘッド５１１〜５５１に含まれる各保守・管理情報と、時刻情報５１２〜５５２と、メッセージデータ５１３〜５５３とに基づいて、計算される。
【００９７】
ここで、各サブフレーム５１０〜５５０は、１０ワードからなる。各ワードは３０ビットである。この各ワードは、所用のデータと、誤り検出用のパリティビットとからなり、サブフレーム先頭ワードはプリアンブルを含む。サブフレームの冒頭の２ワードには、同期情報とテレメータ情報とが含まれる。これらの中に、ＨＯＷ（Hand Over Word）とＺカウントとが入っている。Ｚカウントは、時刻符号（何時何分何秒）に相当するデータであり、ＨＯＷは、Ｐコードへの乗り移りのためのデータである。
【００９８】
（地上補完信号の構成）
以下では、屋内送信機２００−１から送信される信号（地上補完信号）について説明する。
【００９９】
本発明にかかる位置情報提供システムは、屋内送信機を、屋内等のようにＧＰＳやＱＺＳＳなど衛星からの測位信号が届かない場所に設置し、ユーザはＧＰＳ、ＱＺＳＳと共通の受信端末を使って屋内外でシームレスに位置情報を取得することができるシステムである。
【０１００】
本方式は、既存の携帯電話等に既に搭載されているＧＰＳ受信チップ（測位信号受信フロントエンド）をそのまま流用し、ソフトウェア改修で屋外および屋内の測位を実現できる。
【０１０１】
ここで、上述したとおり、ＧＰＳの測位信号に重畳される航法メッセージは、５０ｂｐｓという非常にゆっくりした伝送レートで、１サブフレーム３００ビット、５サブフレーム×２５ページの固定フォーマットでメッセージを換り返し送信している。
【０１０２】
ＧＰＳ信号との共通化を図ることを目的として受借装置ハードウェアを共通化をすることは上記のような利点があるものの、ＧＰＳ信号の固定フォーマットをそのままを使用すると、ユーザがメッセージを読み取って位置情報を取得するまでの時間がかかりすぎるという問題点がある。また、衛星からの固定フォーマットの測位信号とコンパチブルな信号を用いることとすると、送信可能なメッセージの容量が限られるために、商業利用において、本システムを広告媒体などとして利用する場合に、情報量の制約が課せられることとなる。
【０１０３】
さらに、以下に説明するように本発明では、屋内送信機２００−１はＧＰＳ衛星と異なり、送信機そのものの位置情報をユーザに対してメッセージとして送信するため、送信機はひたすら同じビット列を繰り返し放送することとなる。この場合、プリアンブルとパリティビットを使ったフレーム同期手法では、偶然、プリアンブルおよびパリティビットの位置関係（パターン配列）が同じビット列が、フレーム中の他の位置に出現した場合、フレームの誤同期が生じ、正しい位置情報がユーザ側で復調されない可態性がある。
【０１０４】
緊急通報時の位置情報通知には、高い確度が要求されるが、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）によるコード分割多重化方式においては、所望の信号に対する十分な信号ノイズ比が得られない条件下においては、いわゆる「遠近問題」と呼ばれる問題により、誤ったＰＲＮコードで信号を捕捉、追尾してしまうケースがある。屋内送信機からの信号と、衛星からの信号はＰＲＮコードによって識別されるが、誤って地上信号用のＰＲＮコードで衛星からの測位信号を、あるいは逆に衛星のＰＲＮコードで屋内送信機からの信号を捕捉した場合には、誤捕捉を速やかに検知し、正しいＰＲＮコードでの再捕捉を行わなければならないが、この処理のために位置情報取得までの時間が大幅に増加する可能性がある。
【０１０５】
本発明では、ＧＰＳ信号との共通化を可能な限り維持しつつ、一方でメッセージ取得時間の短縮化、ユーザの使用目的に応じた柔軟性の確保、緊急通報時の位置情報通知に要求される高い信頼性の確保を実現するために、以下のような地上信号用の測位信号構成を用いる。
【０１０６】
ｉ）測位衛星からの測位信号（たとえば、ＧＰＳ Ｃ／Ａ信号）との共通化
受信機ハードウェア及び信号処理ソフトウェアの共通化のために、信号仕様及びメッセージ仕様は共通化することが望ましい。信号の高周波特性（ＲＦ特性）は、使用するＰＲＮコード系列を含めて、測位衛星からの測位信号（たとえば、ＧＰＳ Ｃ／Ａ信号）と共通の信号を使用する。また、メッセージ構造については、１ワード３０ビット、フレーム先頭にプリアンブル８ビット、各ワードの後方に６ビットの符号誤り検出のためのパリティビットが設けられる。パリティ符号の算出アルゴリズムは、たとえば、ＧＰＳ Ｃ／Ａ信号と同一のアルゴリズムを用いる。
【０１０７】
したがって、より一般には、「ワード」とは、誤り検出の実行されるデータの送信単位のことをいう。「フレーム」とは、同期をとるためのプリアンブル信号を冒頭に含むデータの送信単位である。フレームは、複数のワード、たとえば、１０ワードから構成される。ここで、１ワードごとに「誤り検出」が行われるとしたが、実行されるのは、「誤り検出訂正」でも、あるいは「誤り訂正」でもよい。
【０１０８】
ｉｉ）ＴＴＲＭ（Time To Read Message）短縮
測位衛星からの測位信号（たとえば、ＧＰＳ Ｃ／Ａ信号）の航法メッセージの固定フォーマットを変更し、フレーム長可変のより短いメッセージフォーマットを採用する。
【０１０９】
ｉｉｉ）利用目的に応じた自在性
測位衛星からの測位信号（たとえば、ＧＰＳ Ｃ／Ａ信号）の航法メッセージの固定フォーマットを変更し、フレームの先頭ワードは、所定ビット長、たとえば、３ビット長のメッセージタイプＩＤを有し、利用目的、用途に応じて・送信機設置者が送信するメッセージの内容と送信順、頻度を設定できる構成とする。以下に例示として説明されるメッセージ仕様では、３ビットで設定可能なメッセージタイプＩＤのうち４タイプを定義し、残りはリザーブとして将来の新たな利用用途に使用可能とする。
【０１１０】
ｉｖ）屋内位置情報の高信頼性確保（誤同期の防止）
各ワード中に、所定ビット長のカウンタビット、たとえば、３ビットのカウンタビットを付与し、送信されるワードごとに値をインクリメントする。このカウント値は、たとえば、１１１までカウントアップしたら０００からカウントアップを繰り返す。このカウントアップにより、プリアンブルとワード尾部のパリティの関係が、所定の場所以外で偶然に一致して繰り返し出現するケースを排除し、確実にフレームの先頭を検出し、フレーム同期を確立して、誤った位置情報が出力されることを防止する。
【０１１１】
ｖ）屋内位置情報の高信頼性確保（誤捕捉の防止）
ＧＰＳの近代化信号（Ｌ２Ｃ以降）では、メッセージ中にＰＲＮ―ＩＤが送信されており、受信機は、捕捉したＰＲＮコードとメッセージ中のＰＲＮ―ＩＤが合敦しない場合は、直ちに誤捕捉であることが認識できる。しかし、たとえば、Ｃ／Ａ信号の航法メッセージには、ＰＲＮ―ＩＤが含まれていない。このため、本発明では、誤捕捉を速やかに認識するために、屋内送信機用のメッセージのプリアンブルをＧＰＳ及びＱＺＳＳ信号のプリアンブルと異なる値（ビットパターン）に設定する。
【０１１２】
（地上補完信号の信号仕様）
以下では、屋内送信機２００−１から送信される信号（地上補完信号）の構造についてさらに説明する。
【０１１３】
地上補完信号は、衛星からの測位信号（たとえば、ＧＰＳ及びＱＺＳＳのＬ１帯Ｃ／Ａコード）に対応したＲＦ特性を持つ。航法メッセージの構造は３０ビットのワード単位である点は、衛星からの測位信号と同一であるが、一方で早いＴＴＲＭ時間を提供するために短い区切りのフレーム構造を持つ。
【０１１４】
以下、ＲＦ特性と、メッセージ特性に分けて、その仕様を規定する。
（１）ＲＦ特性
（１−１）信号構造
公称中心周波数は、たとえば、１５７５．４２ＭＨｚであり、ＰＲＮ拡散周波数は、たとえば、１．０２３ＭＨｚであり、ＰＲＮ拡散変調方式は、たとえば、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）である。
【０１１５】
（１−２）チャンネル数およびＰＲＮコード
地上補完信号は、単一の搬送波を持ち、衛星からの測位信号（たとえばＣ／Ａ信号）のＰＲＮコードと同一のコード系列である。
【０１１６】
（１−３）航法メッセージ
衛星からの測位信号（たとえばＣ／Ａ信号）のワード構造、ビットレート、変調方式と同一である。
【０１１７】
（２）メッセージ特性
（２−１）ワード構造
１ワードは、衛星からの測位信号のワード長と同一のワード長、たとえば、３０ビットで構成される。１ワードが３０ビットの場合、１ワードには、たとえば、２１ビットのデータビットと、３ビットのワードカウンタ、６ビットのパリティが含まれる。
【０１１８】
（２−２）ワードカウンタ
各ワードには、ワードカウンタがある。屋内送信機２００−１のＦＰＧＡ２４５は、このワードカウンタの値を、ワードの送信毎に、所定数ずつ、たとえば、１ずつインクリメントする。
【０１１９】
このワードカウンタにより、ワードやフレームの区切り識別を支援する。区切り識別の支援のために、この３ビットの値はプリアンブルの上位３ビットと同じ値をとらずに、スキップする。
【０１２０】
（２−３）パリティ符号
３０ビットのワードの後方に付与されている所定ビット長、たとえば、６ビットの誤り検出符号（たとえば、パリティ符号）は、衛星からの測位信号と同一の符号、たとえば、（３２，２６）ハミング符号である。このパリティ符号により、ワードの区切り識別を支援する。
【０１２１】
（２−４）パリティアルゴリズムおよびパリティチェックアルゴリズム
誤り検出符号の生成アルゴリズムおよび誤り検出アルゴリズムも、衛星からの測位信号の符号に対するのと同一のアルゴリズムを用いる。
【０１２２】
（２−５）フレーム構造
図５は、地上補完信号のフレーム構造を示す図である。
【０１２３】
１フレームが１ワードの整数倍で構成され、以下の形式を持つ。なお、このような構成のフレームが順次繰り返して送信される。
【０１２４】
すなわち、第１のワードに、所定ビット長、たとえば、８ビットのプリアンブルがあり、それに所定ビット長、たとえば、３ビットのメッセージタイプＩＤ（ＭＩＤ）が続く。残りのビットは、上述したワードごとの３ビットのワードカウンタと、ワードごとの６ビットのパリティを除いて全てデータビットである。
【０１２５】
図５においては、１フレームがそれぞれ、１ワード、２ワード、３ワードで構成される場合を図示している。
【０１２６】
つまり、屋内送信機２００から送信される地上補完信号は、衛星からの測位信号と、ワード構成までは共通であるが、フレームがいくつのワードから構成されるかについては異なっており、衛星からの測位信号の１フレームに含まれるワード数よりも、少ないワード数によりフレームが構成される。
【０１２７】
（２−６）プリアンブル
各フレームの第１ワード先頭に付与されている８ビットのプリアンブルは、所定のビットパターンを有する。
【０１２８】
このプリアンブルにより、フレームの区切り識別を支援する。このプリアンブルのパターンは、衛星からの測位信号のプリアンブルのビットパターンとは異なり、ＧＰＳやＱＺＳＳの衛星測位信号との識別が可能なようになっている。
【０１２９】
（２−７）メッセージタイプＩＤ（ＭＩＤ）
各フレームの第１ワードのプリアンブルに続いて付与されている上述した３ビットのメッセージタイプＩＤ（ＭＩＤ）は、そのワードが含まれるフレームのフレーム長およびその内容を示している。
【０１３０】
図６は、ＭＩＤの値と、フレーム長および内容との対比を示している。
以下、図６の内容についてさらに説明する。
【０１３１】
（２−７−１）メッセージの内容
（２−７−１−１）メッセージタイプＩＤ”000” ：位置情報１
メッセージタイプＩＤが、”000”の時、そのフレーム長は３ワードであり、その内容は位置情報である。
【０１３２】
図７は、メッセージタイプＩＤが、”000”の時のフレーム構成を示す図である。また、図８は、フレーム内のデータの内容、ビット長、ＬＳＢ（Least Significant Bit）の対応する数値、表現する範囲の例をそれぞれ示す図である。
【０１３３】
図７および図８を参照して、その内容を説明すると以下のとおりである。
ｉ）階数
第１ワードのビット１２〜１８は、その送信機が設置されている建物の階数を意味しており、その単位は階である。
【０１３４】
ビット長は７ビットであり、符号無しであって、ＬＳＢは１階を表す。―２６階のオフセットを設定して、―２６階〜＋１００階を表現する。
【０１３５】
ｉｉ）緯度
第２ワードのビット１〜２１をＭＳＢ（Most Significant Bit）側としてビットが並べられており、第１ワードのビット１９を付加した合計２２ビットは、その送信機の緯度を意味しており、その単位は「度」である。
【０１３６】
これは符号付きであって、ＬＳＢは１８０／１０22［度］〜０．００００４３［度］であり、―９０度〜＋９０度を表現するものとする。南北方向で約４．８ｍに相当する。
【０１３７】
ｉｉｉ）経度
第３ワードのビット１〜２１をＭＳＢ側とし、第１ワードのビット２０〜２１を付加した合計２３ビットは、その送信機の経度を意味しており、その単位は「度」である。
【０１３８】
これは符号付きであって、ＬＳＢは３６０／１０23［度］〜０．００００４３［度］であり、―１８０度〜＋１８０度を表現するものとする。赤道上において、東西方向で約４．８ｍに相当する。
【０１３９】
（２−７−１−２）メッセージタイプＩＤ”001” ：位置情報２
メッセージタイプＩＤが、”001”の時、そのフレーム長は４ワードであり、その内容は位置情報である。
【０１４０】
図９は、メッセージタイプＩＤが、”001”の時のフレーム構成を示す図である。また、図１０は、フレーム内のデータの内容、ビット長、ＬＳＢの対応する数値、表現する範囲の例をそれぞれ示す図である。
【０１４１】
図９および図１０を参照して、その内容を説明すると以下のとおりである。
ｉ）階数
第１ワードのビット１２〜２０は、その送信機が設置されている建物の階数を意味しており、その単位は「階」である。
【０１４２】
ビット長は９ビットであり、符号無しであって、ＬＳＢは１階である。―２６階のオフセットを設定して、―２６階〜＋１００階を表現するものとする。
【０１４３】
ｉｉ）緯度
第２ワードのビット１〜２１をＭＳＢとし、第４ワードのビット１７〜１８を付加した合計２３ビットは、その送信機の緯度を意味しており、その単位は「度」である。
【０１４４】
この値は、符号付きであって、ＬＳＢは１８０／１０23［度］〜０．００００２１［度］であり、―９０度〜＋９０度を表現するものとする。これは、南北方向で約２．４ｍに相当する。
【０１４５】
ｉｉｉ）経度
第３ワードのビット１〜２１をＭＳＢとし、第４ワードのビット１９〜２１を付加した合計２４ビットは、その送信機の経度を意味しており、その単位は「度」である。
【０１４６】
これは符号付きであって、ＬＳＢは３６０／１０24［度］〜０．００００２１［度］であり、―１８０度〜＋１８０度を表現するものとする。赤道上において、東西方向で約２．４ｍに相当する。
【０１４７】
ｉｖ）高度
第４ワードのビット１〜１２ビットは、その送信機の高度を意味しており、その単位は「ｍ（メートル）」である。
【０１４８】
これは符号無しであって、ＬＳＢは１ｍである。―９５ｍのオフセットを設定して、―９５ｍ〜＋４０００ｍを表現するものとする。
【０１４９】
（２−７−１−３）メッセージタイプＩＤ”011”： ショートＩＤ
メッセージタイプＩＤが、”011”の時、そのフレーム長は１ワードであり、その内容はショートＩＤ（ＩＤs）である。
【０１５０】
図１１は、メッセージタイプＩＤが、”011”の時のフレーム構成を示す図である。
ショートＩＤに対応するフレームでは、１０ビットのショートＩＤメッセージが送信される。
【０１５１】
ここで、ショートＩＤメッセージは、メッセージタイプＩＤ”000”（タイプ０）や”001”（タイプ１）のようにそのメッセージの内容により、位置情報を直接取得できるものではない。ショートＩＤメッセージは、タイプ０やタイプ１より狭いエリアにおいて、自在な位置情報サービスを展開できるように、サービスプロバイダが独自にＩＤを定義できるものである。
【０１５２】
ショートＩＤメッセージは、デパート、駅ビル、地下街等の商業施設の単位でサービスプロバイダが運営するローカルサーバ２０４において、提供される位置関連情報との関連づけに使用され、ローカルサーバ内での情報配信のキーや、経路誘導ガイダンスなどに使用される。
【０１５３】
（２−７−１−４）メッセージタイプＩＤ”100” ：ミディアムＩＤ
メッセージタイプＩＤが、”100”の時、そのフレーム長は２ワードであり、その内容はミディアムＩＤ（ＩＤM）である。
【０１５４】
図１２は、メッセージタイプＩＤが、”100”の時のフレーム構成を示す図である。
ミディアムＩＤに対応するフレームでは、１０ビットのミディアムＩＤメッセージと、２１ビットのミディアムＩＤメッセージが送信される。
【０１５５】
ミディアムＩＤメッセージは、デパート、駅ビル、地下街等の商業施設の単位で割り当てられ、これらの単位ごとにサービスプロバイダが運営するローカルサーバにアクセスするために使用される。
【０１５６】
すなわち、たとえば、インターネットにおけるドメインネームサーバに相当するサーバが、ミディアムＩＤとローカルサーバのＵＲＬ（Uniform Resource Locator）をデータベースとして管理し、ユーザはミディアムＩＤを用いてローカルサーバにアクセスすることが可能である。
【０１５７】
したがって、位置情報提供装置（たとえば、携帯電話機）１００−５は、ショートＩＤメッセージおよびミディアムＩＤメッセージを受信すると、通信網を介して、当該メッセージに対応する位置関連情報を、ローカルサーバ２０４に照会することにより取得する。
【０１５８】
ここで、「位置関連情報」としては、たとえば、上述したような屋内送信機の位置を特定するための情報（たとえば、階数、緯度、経度の他、高度など）の他に、「宣伝広告用情報」、「交通情報」、「気象情報」、「災害情報」の少なくとも１つのそのものでもよい。
【０１５９】
［位置情報提供装置１００（受信機）の構成］
図１３を参照して、位置情報提供装置１００について説明する。図１３は、位置情報提供装置１００のハードウェア構成を表わすブロック図である。
【０１６０】
位置情報提供装置１００は、アンテナ４０２と、アンテナ４０２に電気的に接続されているＲＦ（Radio Frequency）フロント回路４０４と、ＲＦフロント回路４０４に電気的
に接続されているダウンコンバータ４０６と、ダウンコンバータ４０６に電気的に接続されているＡ／Ｄ（Analog to Digital）コンバータ４０８と、Ａ／Ｄコンバータ４０８に
電気的に接続されているベースバンドプロセッサ４１０と、ベースバンドプロセッサ４１
０に電気的に接続されているメモリ４２０と、ベースバンドプロセッサ４１０に電気的に接続されているナビゲーションプロセッサ４３０と、ナビゲーションプロセッサ４３０に電気的に接続されているディスプレイ４４０とを備える。
【０１６１】
メモリ４２０は、測位信号の各発信源を識別するためのデータである、擬似雑音符号の符号パターンを格納する複数の領域を含む。一例として、ある局面において、４８個の符号パターンが用いられる場合には、メモリ４２０は、図１３に示されるように、領域４２１−１〜４２１−４８を含む。また、他の局面において、それ以上の符号パターンが使用される場合には、さらに多くの領域がメモリ４２０に確保される。逆に、メモリ４２０に確保された領域の数よりも少ない符号パターンが使用される場合もあり得る。
【０１６２】
一例として４８個の符号パターンが用いられる場合において、たとえば、２４個の衛星が衛星測位システムに用いられる場合、各衛星を識別する２４個の識別データ（ＰＲＮコード）と、１２個の予備のデータとが、領域４２１−１〜４２１−３６に格納されている。このとき、たとえば、領域４２１−１には、第１の衛星についての擬似雑音符号の符号パターンが格納されている。ここから、符号パターンを読み出して、受信信号との相互相関処理を行なうことにより、信号の追跡や、信号に含まれる航法メッセージの解読を行なうことができる。また、メモリ４２０は、衛星からの測位信号のプリアンブルパターンと屋内送信機２００からのプリアンブルパターンとを格納している。なお、ここでは、符号パターンを格納して読み出す方法を例示的に示したが、符号パターン生成器により符号パターンを生成する方法も可能である。符号パターン生成器は、たとえば、２つのフィードバックシフトレジスタを組み合わせることにより実現される。なお、符号パターン生成器の構成および動作は、当業者にとって容易に理解できるものである。したがって、ここでは、それらの詳細な説明は、繰り返さない。
【０１６３】
同様に、測位信号を発信する屋内送信機に割り当てられた擬似雑音符号の符号パターンは、領域４２１−３７〜４２１−４８に格納される。たとえば、第１の屋内送信機についての割り当てられた擬似雑音符号の符号パターンは、領域４３２−３７に格納されている。この場合、本実施の形態においては、１２個の符号パターン有する屋内送信機が使用可能となるが、同一の位置情報提供装置が受信可能な範囲に同一の符号パターンを使用する屋内送信機がないように、各屋内送信機をそれぞれ配置するのが好ましい。このようにすることによって、１２台以上の屋内送信機を、たとえばビル１３０の同一のフロアに設置することも可能になる。
【０１６４】
ベースバンドプロセッサ４１０は、Ａ／Ｄコンバータ４０８から出力される信号の入力を受け付けるコリレータ部４１２と、コリレータ部４１２の動作を制御する制御部４１４と、制御部４１４から出力されるデータに基づいて測位信号の発信源を判断する判断部４１６とを含む。ナビゲーションプロセッサ４３０は、判断部４１６から出力される信号に基づいて屋外における位置情報提供装置１００の位置を測定するための屋外測位部４３２と、判断部４１６から出力されるデータに基づいて屋内における位置情報提供装置１００の位置を表わす情報を導出するための屋内測位部４３４とを含む。
【０１６５】
アンテナ４０２は、ＧＰＳ衛星１１０，１１１，１１２からそれぞれ発信された測位信号および屋内送信機２００−１から発信された測位信号をそれぞれ受信することができる。また、位置情報提供装置１００が携帯電話として実現される場合には、アンテナ４０２は、前述の信号に加えて、無線電話のための信号あるいはデータ通信のための信号を送受信することもできる。
【０１６６】
ＲＦフロント回路４０４は、アンテナ４０２によって受信された信号を受けて、ノイズの除去あるいは予め規定された帯域幅の信号のみを出力するフィルタ処理などを行なう。ＲＦフロント回路４０４から出力される信号は、ダウンコンバータ４０６に入力される。
【０１６７】
ダウンコンバータ４０６は、ＲＦフロント回路４０４から出力される信号を増幅し、中間周波数として出力する。この信号は、Ａ／Ｄコンバータ４０８に入力される。Ａ／Ｄコンバータ４０８は、入力された中間周波数信号をデジタル変換処理し、デジタルデータに変換する。デジタルデータは、ベースバンドプロセッサ４１０に入力される。
【０１６８】
ベースバンドプロセッサ４１０において、コリレータ部４１２は、制御部４１４がメモリ４２０から読み出した符号パターンと、受信信号との相関処理を行なう。たとえば、コリレータ部４１２は、制御部４１４が提供する符号位相が１ビット相互に異なる２種類（あるいは複数種類）の符号パターンと、Ａ／Ｄコンバータ４０８から送出されるデジタルデータとのマッチングを行なう。コリレータ部４１２は、各コードパターンを用いて、位置情報提供装置１００が受信した測位信号を追跡し、当該測位信号のビット配列に一致する配列を有するコードパターンを特定する。これにより、擬似雑音符号の符号パターンが特定されるため、位置情報提供装置１００は、受信された測位信号がどの衛星から送信されたものか、あるいは、屋内送信機から送信されたかを判別できる。また、位置情報提供装置１００は、特定された符号パターンを用いて、復調とメッセージの解読とをすることができる。
【０１６９】
具体的には、判断部４１６は、上述のような判断を行ない、その判断の結果に応じたデータをナビゲーションプロセッサ４３０に送出する。判断部４１６は、受信された測位信号に含まれるプリアンブルがＧＰＳ衛星に搭載される送信機以外の送信機に割り当てられたプリアンブルであるか否かを判断する。
【０１７０】
ここで、一例として、２４個のＧＰＳ衛星が測位システムに使用される場合について説明する。この場合、予備のコードを含めると、たとえば、３６個の擬似雑音符号が使用される。なお、この時、測位信号にＰＲＮ―ＩＤが含まれている場合には、ＰＲＮ−０１〜ＰＲＮ−２４を、各ＧＰＳ衛星を識別する番号（ＰＲＮ−ＩＤ）として使用し、ＰＲＮ−２５〜ＰＲＮ−３６を、予備の衛星を識別する番号として使用してもよい。予備の衛星とは、当初打ち上げられた衛星以外に改めて打ち上げられる衛星である。すなわち、このような衛星は、ＧＰＳ衛星あるいはＧＰＳ衛星に搭載された送信機等の故障に備えて打ち上げられる。
【０１７１】
さらに、仮に、１２個の擬似雑音符号の符号パターンがＧＰＳ衛星に搭載される送信機以外の送信機（たとえば、屋内送信機２００−１等）に割り当てられる。この時、衛星に割り当てられたＰＲＮ−ＩＤとは異なる番号、たとえばＰＲＮ−３７からＰＲＮ−４８が、各送信機ごとに割り当てられる。したがって、この例では、４８個のＰＲＮ−ＩＤが存在することになる。ここで、ＰＲＮ−３７〜ＰＲＮ−４８は、たとえば各屋内送信機の配置に応じて当該屋内送信機に割り当てられる。したがって、仮に、各屋内送信機から発信される信号が干渉しない程度の送信出力が使用される場合には、同一のＰＲＮ−ＩＤが異なる屋内送信機に用いられてもよい。このような配置により、地上用の送信機のために割り当てられたＰＲＮ−ＩＤの数よりも多くの数の送信機が、使用可能となる。そして、屋内送信機からの信号にＰＲＮ―ＩＤを含め、ＰＲＮ−３７〜ＰＲＮ−４８を、屋内送信機２００を識別する番号として使用してもよい。
【０１７２】
そこで、判断部４１６は、メモリ４２０に格納されている擬似雑音符号の符号パターン４２２を参照して、受信された測位信号から取得された符号パターンが、屋内送信機に割り当てられている符号パターンに一致するか否かを判断する。これらの符号パターンが一致する場合には、判断部４１６は、その測位信号が屋内送信機から発信されたものであると判断する。そうでない場合には、判断部４１６は、その信号がＧＰＳ衛星から発信されたものと判断し、その取得された符号パターンが、どの衛星に割り当てられた符号パターンであるかを、メモリ４２０に格納されている符号パターンを参照して決定する。なお、判断の態様として、符号パターンが使用される例が示されているが、その他のデータの比較によって、上記の判断が行なわれてもよい。たとえば、ＰＲＮ−ＩＤを用いた比較が、その判断に使用されてもよい。
【０１７３】
そして、受信された信号が各ＧＰＳ衛星から発信されたものである場合には、判断部４１６は、特定された信号から取得されるデータを屋外測位部４３２に送出する。信号から取得されるデータには、航法メッセージが含まれる。一方、受信された信号が屋内送信機２００−１などから発信されたものである場合には、判断部４１６は、その信号から取得されるデータを屋内測位部４３４に送出する。このデータは、すなわち屋内送信機２００−１の位置を特定するためのデータとして予め設定された座標値である。あるいは、別の局面において、当該送信機を識別する番号が用いられてもよい。
【０１７４】
ナビゲーションプロセッサ４３０において、屋外測位部４３２は、判断部４１６から送出されたデータに基づいて位置情報提供装置１００の位置を算出するための処理を実行する。具体的には、屋外測位部４３２は、３つ以上のＧＰＳ衛星（好ましくは、４つ以上）から発信された信号に含まれるデータを用いて、各信号の伝播時間を計算し、その計算結果に基づいて位置情報提供装置１００の位置を算出する。この処理は、公知の衛星測位の手法を用いて実行される。この処理は、当業者にとっては容易に理解できるものである。したがって、ここではその説明の詳細は繰り返さない。
【０１７５】
一方、ナビゲーションプロセッサ４３０において、屋内測位部４３４は、判断部４１６から出力されたデータに基づいて位置情報提供装置１００が屋内に存在する場合における測位処理を実行する。後述するように、屋内送信機２００−１は、場所を特定するためのデータ（位置特定データ）が含まれる測位信号を発信する。そこで、位置情報提供装置１００がそのような信号を受信した場合には、その信号に含まれるデータを取り出し、そのデータを用いて位置情報提供装置１００の位置とすることができる。屋内測位部４３４は、この処理を行なう。屋外測位部４３２によって算出されたデータあるいは屋内測位部４３４によって読み出されたデータは、ディスプレイ４４０における表示のために用いられる。具体的には、これらのデータは、画面を表示するためのデータに組み込まれ、計測された位置を表わす画像又は読み取られた位置（たとえば、屋内送信機２００−１が設置されている場所）を表示するための画像が生成され、ディスプレイ４４０によって表示される。
【０１７６】
また、位置情報提供装置１００は、制御部４１４の制御の下に、外部との間、たとえば、位置情報提供サーバとして機能するローカルサーバ２０４との間で、データを授受するための通信部４５０を備える。
【０１７７】
図１３に示した構成において、特に限定されないが、測位信号受信からディスプレイに表示される情報の生成までの信号処理において、アンテナ４０２、ＲＦフロント回路４０４、ダウンコンバータ４０６、Ａ／Ｄコンバータ４０８は、ハードウェアにより構成され、ベースバンドプロセッサ４１０およびナビゲーションプロセッサ４３０の処理は、メモリ４２０に格納されたプログラムにより実行することができる。なお、コリレータ部４１２の処理については、ソフトウェアの代わりにハードウェアにより実現される構成とすることもできる。
【０１７８】
図１４を参照して、位置情報提供装置１００の制御処理について説明する。図１４は、位置情報提供装置１００のベースバンドプロセッサ４１０およびナビゲーションプロセッサ４３０が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。
【０１７９】
ステップＳ６１０にて、位置情報提供装置１００は、測位信号を取得（追尾、捕捉）する。具体的には、ベースバンドプロセッサ４１０は、Ａ／Ｄコンバータ４０８から、受信
された測位信号（デジタル変換処理後のデータ）の入力を受け付ける。ベースバンドプロセッサ４１０は、擬似雑音符号のレプリカとして、可能な遅延が反映された符号位相が異なる符号パターンを生成し、その符号パターンと受信された測位信号との相関の有無をそれぞれ検出する。生成される符号パターンの数は、たとえば、符号パターンのビット数の２倍である。一例として、たとえば、チップレートが１０２３ビットである場合、２分の１ビットずつの遅延、すなわち符号位相差を有する２０４６個の符号パターンが生成され得る。そして、各符号パターンを用いて、受信された信号との相関を取る処理が、実行される。ベースバンドプロセッサ４１０は、当該相関処理において、予め規定された強度以上の出力が検出された場合に、その符号パターンをロックし、当該符号パターンによって、その測位信号を発信した衛星を特定することができる。当該符号パターンのビット配列を有する擬似雑音符号は、１つしか存在しない。これにより、受信された測位信号をスペクトラム拡散符号化するために使用された擬似雑音符号が特定される。
【０１８０】
なお、後述するように、受信によって取得された信号と、位置情報提供装置１００の内部で生成されたレプリカの符号パターンとの相関を取るための処理は、並列処理としても実現可能である。
【０１８１】
ステップＳ６１２にて、ベースバンドプロセッサ４１０は、その測位信号の発信源を特定する。具体的には、判断部４１６が、その信号を生成するために変調時に使用された擬似雑音符号の符号パターンを使用する送信機に対応付けられるＰＲＮ−ＩＤに基づいて（たとえば、図１３におけるメモリ４２０中に格納されるデータに基づいて）、その信号の発信源を特定する。その測位信号が屋外から発信されたものである場合には、制御はステップＳ６２０に移される。その測位信号が屋内において発信されたものである場合には、制御はステップＳ６３０に移される。受信した複数の信号が屋外および屋内のそれぞれから発信されたものを含む場合には、制御はステップＳ６４０に移される。
【０１８２】
ステップＳ６２０にて、位置情報提供装置１００は、測位信号の復調を行なうことにより、その信号に含まれるデータを取得する。具体的には、ナビゲーションプロセッサ４３０の屋外測位部４３２は、その測位信号に対して、メモリ４２０に一時的に保存されていた符号パターン（前述の「ロック」が行なわれた符号パターン、以下「ロックした符号パターン」）を用いて重畳することにより、その信号を構成するサブフレームから、航法メッセージを取得する。ステップＳ６２２にて、屋外測位部４３２は、取得した４つ以上の航法メッセージを用いて位置を算出するための通常の航法メッセージ処理を実行する。
【０１８３】
ステップＳ６２４にて、屋外測位部４３２は、その処理の結果に基づいて位置情報提供装置１００の位置を計算するための処理を実行する。たとえば、位置情報提供装置１００が、４つ以上の衛星から発信された各測位信号を受信している場合には、距離の算出は、各信号から復調された航法メッセージに含まれる各衛星の軌道情報、時刻情報等を用いて行なわれる。
【０１８４】
また、他の局面において、ステップＳ６１２において、位置情報提供装置１００が、衛星によって発信された測位信号（屋外信号）と屋内発信機からの信号（屋内信号）とを受信している場合には、ステップＳ６４０にて、位置情報提供装置１００は、測位信号の復調を行なうことにより、その信号に含まれるデータを取得する。具体的には、屋外測位部４３２は、ベースバンドプロセッサ４１０によって送出された測位信号に対して、当該ロックした符号パターンを重畳することにより、測位信号を構成するサブフレーム中のデータを取得する。この場合、位置情報提供装置１００は、衛星からの信号および屋内送信機からの信号を受信していることになるため、いわば「ハイブリッド」モードとして作動していることになる。したがって、各衛星からの信号については、時刻データを有する航法メッセージが取得され、屋内送信機からの信号については、上記座標値その他の位置情報を有するデータが取得される。すなわち、ステップＳ６４２にて、屋内測位部４３４は、屋内送信機２００−１によって発信された測位信号から、たとえば、階数、緯度、経度、高度を取得する処理を行ない、また、ＧＰＳ衛星によって発信された測位信号から航法メッセージを取得し、処理を行なう。その後、制御は、ステップＳ６２４に移される。この場合、ステップＳ６２４では、位置の算出に用いる信号を決定するための振り分けが、たとえば、屋内信号および屋外信号の強度に基づいて行なわれる。一例として、屋内信号の強度が屋外信号の強度よりも大きい場合には、屋内信号が選択され、当該屋内信号に含まれる座標値が、位置情報提供装置１００の位置とされる。
【０１８５】
一方、ステップＳ６１２にて、測位信号の発信源が屋内である場合、たとえば、屋内信号の強度が所定のレベル以上である場合に、続いて、ステップＳ６３０にて、位置情報提供装置１００は、測位信号の復調を行なうことにより、その信号に含まれるデータを取得する。具体的には、屋内測位部４３４は、ベースバンドプロセッサ４１０から送出された測位信号に対して、当該ロックした符号パターンを重畳することにより、測位信号を構成するサブフレームから、メッセージデータを取得する。このメッセージデータは、衛星から送信される測位信号に含まれる航法メッセージに代えて、屋内送信機によって発信される測位信号に含まれるものである。
【０１８６】
ステップＳ６３２にて、屋内測位部４３４は、そのデータから座標値（すなわち、屋内送信機の設置場所を特定するためのデータ（たとえば、階数、緯度、経度、高度）を取得する。その後、処理はステップＳ６５０に移行する。
【０１８７】
なお、ステップＳ６３０において、ショートＩＤメッセージまたはミディアムＩＤメッセージを受信している場合は、ステップＳ６３０において、位置情報提供装置１００は、測位信号の復調を行なうことにより、その信号に含まれるデータを取得し、ステップＳ６３２において、位置情報提供装置１００は、このショートＩＤメッセージをミディアムＩＤメッセージに基づいてネットワークを介して送信することで、ローカルサーバ２０４から、当該ショートＩＤに対応する情報を受信する。
【０１８８】
ステップＳ６５０にて、ナビゲーションプロセッサ４３０は、位置の算出結果に基づいてディスプレイ４４０に位置情報を表示させるための処理を実行する。具体的には、取得された座標を表示するための画像データあるいは屋内送信機２００−１の設置場所を表示するためのデータを生成し、ディスプレイ４４０に送出する。ディスプレイ４４０は、そのようなデータに基づいて表示領域に位置情報提供装置１００の位置情報を表示する。
【０１８９】
図１５を参照して、位置情報提供装置１００の位置情報の表示態様について説明する。図１５は、位置情報提供装置１００のディスプレイ４４０における画面の表示を表わす図である。位置情報提供装置１００が、屋外において、各ＧＰＳ衛星から発信された測位信号を受信すると、ディスプレイ４４０は、位置情報が当該測位信号に基づいて取得されていることを表わすアイコン７１０を表示する。その後、位置情報提供装置１００の使用者が屋内に移動した場合、位置情報提供装置１００は、各ＧＰＳ衛星から発信された測位信号を受信できなくなる。代わりに位置情報提供装置１００は、たとえば屋内送信機２００−１によって発信された信号を受信する。この信号は、上述のように、ＧＰＳ衛星から発信される測位信号と同じ方式によって送信されている。したがって、位置情報提供装置１００は、衛星から測位信号を受信した場合に実行する処理と同様の処理を当該信号に対して行なう。位置情報提供装置１００が、当該信号から位置情報を取得すると、当該位置情報は屋内に設置された送信機から発信された信号に基づいて取得されたことを表わすアイコン７２０をディスプレイ４４０に表示する。
【０１９０】
以上のようにして、本発明の位置情報提供装置１００は、屋内あるいは地下街のように、ＧＰＳ衛星からの電波を受信できない場所においては、その場所に設置された送信機（たとえば、屋内送信機２００−１〜２００−３または２００−４〜２００−６）から発信された電波を受信する。位置情報提供装置１００は、その電波から、当該送信機の位置を特定する情報（たとえば、座標値、住所）を取得し、ディスプレイ４４０に表示する。これにより、位置情報提供装置１００の使用者は、現在の位置を知ることができる。このようにすると、測位信号を直接受信できないような場所においても、位置情報が提供されることになる。
【０１９１】
これにより、屋内における信号の安定な受信が確保される。また、屋内においても、数ｍ程度の安定した精度によって位置情報の提供が可能になる。
【０１９２】
また、地上時刻（屋内送信機２００−１等の送信機の時刻）と衛星時刻とは、互いに独立でよく、同期している必要はない。したがって、屋内送信機を製造するためのコストの増加を抑制することができる。また、位置情報提供システムが運用された後も、屋内送信機の時刻を同期させる必要がないため運用も容易になる。
【０１９３】
各屋内送信機から発信される各々の信号には、当該送信機が設置されている場所を特定するための情報そのものが含まれているため、複数の衛星から発信された各信号に基づいて位置情報を算出する必要がなく、したがって、単一の送信機から発信された信号に基づいて位置情報を導出することができる。
【０１９４】
また、単一の屋内送信機から発信された信号を受信することにより、その信号の受信場所の位置が特定できるため、ＧＰＳその他の従来の測位システムよりも、位置を提供するためのシステムを容易に実現することができる。
【０１９５】
この場合、位置情報提供装置１００は、屋内送信機２００−１によって発信される信号を受信するための専用のハードウェアを必要とせず、従来の測位システムを実現するハードウェアを用いて、信号処理についてはソフトウェアを変更することで実現可能である。したがって、本実施の形態に係る技術を適用するためのハードウェアをゼロから設計する必要がないため、位置情報提供装置１００のコストの増加が抑制され、普及し易くなる。また、たとえば回路規模の増大化あるいは複雑化が防止される位置情報提供装置が提供される。
【０１９６】
具体的には、位置情報提供装置１００のメモリ４２０は、屋内送信機および／または衛星について予め規定されたＰＲＮ−ＩＤと符号パターンとを対応づけて保持している。位置情報提供装置１００は、受信した電波が衛星から発信されたものであるか、屋内送信機から発信されたものであるかをそのＰＲＮ−ＩＤに基づいて判断するための処理をプログラムに基づいて動作する。このプログラムは、ベースバンドプロセッサのような演算処理装置によって実現される。あるいは、判断のための回路素子を、当該プログラムによって実現される機能を含む回路素子に変更することにより、位置情報提供装置１００が構成され得る。
【０１９７】
さらに、位置情報提供装置１００が携帯電話として実現される場合には、その取得した情報をフラッシュメモリのような不揮発性のメモリ４２０に保持しておいてもよい。そして、携帯電話の発信が行なわれた際に、メモリ４２０に保持されたデータを発信先に送信するようにしてもよい。このようにすると、発信元の位置情報、すなわち携帯電話としての位置情報提供装置１００が屋内送信機から取得した位置情報が、通話を中継する基地局に送信される。基地局は、その位置情報を受信日時とともに通話記録として保存する。また、発信先が緊急連絡先（たとえば、日本における１１０番）である場合には、発信元の位置情報がそのまま通知されてもよい。これにより、従来の固定電話からの緊急連絡時における発信元の通知と同様に、移動体からの発信元の通知が実現される。
【０１９８】
また、特定の場所に設置される送信機に関し、測位衛星に搭載される送信機が発信する信号と同様の信号を発信できる送信機によって、位置情報提供システムが実現される。したがって、送信機をゼロから新たに再設計する必要がなくなる。
【０１９９】
本実施の形態に係る位置情報提供システムは、測位のための信号としてスペクトラム拡散信号を用いる。この信号の送信によれば、周波数あたりの電力を下げることができるため、たとえば、従来のＲＦタグに比べて、電波の管理が容易になると考えられる。その結果、位置情報提供システムの構築が容易になる。
【０２００】
また、屋内送信装置２００−１は、設置後において、無線Ｉ／Ｆ２１０により、設定パラメータを変更できる。このため、設置場所を特定するための位置特定データを、設置後に一括して書き換えるなど設置手続きを簡略化できる。また、メッセージとして送信する情報のうち、「宣伝広告用のデータ」、「交通情報」、「気象情報」、「災害情報」（たとえば地震情報）などをリアルタイムに書き換えて、受信機に提供できるので、さまざまなサービスを実現できる。それのみならず、屋内送信装置２００−１は、信号処理を行うためのＦＰＧＡ２４５のファームウェア自体を書き換えることが可能である。このため、同一のハードウェアをさまざまな測位システムの通信方式（変調方式等）において使用することが可能である。また、ショートＩＤメッセージおよびミディアムＩＤメッセージを使用することで、さらに、多様な位置に関連する情報をローカルサーバ２０４から取得することが可能となる。
【０２０１】
＜受信機の変形例１＞
位置情報提供装置１００が備えるコリレータ部４１２の構成に代えて、複数のコリレータが用いられてもよい。この場合、測位信号をレプリカにマッチングさせるための処理が同時並行して実行されるため、位置情報の算出時間が短くなる。
【０２０２】
図１６は、このような位置情報提供装置１００の変形例の構成を説明するための図である。
【０２０３】
本変形例に係る位置情報提供装置１０００は、アンテナ１０１０と、アンテナ１０１０に電気的に接続されるバンドパスフィルタ１０２０と、バンドパスフィルタ１０２０に電気的に接続されるローノイズアンプ１０３０と、ローノイズアンプ１０３０に電気的に接続されるダウンコンバータ１０４０と、ダウンコンバータ１０４０に電気的に接続されるバンドパスフィルタ１０５０と、バンドパスフィルタ１０５０に電気的に接続されるＡ／Ｄコンバータ１０６０と、Ａ／Ｄコンバータ１０６０に電気的に接続される複数のコリレータからなる並列コリレータ１０７０と、並列コリレータ１０７０に電気的に接続されるプロセッサ１０８０と、プロセッサ１０８０に電気的に接続されるメモリ１０９０とを含む。
【０２０４】
並列コリレータ１０７０は、ｎ個のコリレータ１０７０−１〜１０７０−ｎを含む。各コリレータは、プロセッサ１０８０から出力される制御信号に基づいて、受信された測位信号と測位信号を復調するために生成されたコードパターンとのマッチングを同時に実行する。
【０２０５】
具体的には、プロセッサ１０８０は、各並列コリレータ１０７０の各々に対して、擬似雑音符号において生じ得る遅延を反映させた（符号位相をずらした）符号パターンを生成する指令を与える。この指令は、たとえば、現行ＧＰＳでは、衛星の数×２×１０２３（用いられる擬似雑音符号の符号パターンの長さ）となる。各並列コリレータ１０７０は、各々に与えられた指令に基づいて、各衛星について規定された擬似雑音符号の符号パターンを用いて符号位相の異なる符号パターンを生成する。そうすると、生成された全ての符号パターンの中には、受信された測位信号の変調に使用された擬似雑音符号の符号パターンに一致するものが１つ存在する。そこで、各符号パターンを用いたマッチング処理を行なうために必要な数のコリレータを並列コリレータ１０７０として予め構成することにより、瞬時に、擬似雑音符号の符号パターンを特定することができる。この処理は、位置情報提供装置１００が屋内送信機からの信号を受信する場合にも同様に適用できる。したがって、位置情報提供装置１００の使用者が屋内にいる場合でも、その位置情報を短時間に取得することができる。
【０２０６】
つまり、並列コリレータ１０７０は、最大で、各衛星について規定された擬似雑音符号の符号パターンと各屋内送信機について規定された擬似雑音符号の符号パターンとのすべてについて、並列して、マッチングをとることが可能である。また、コリレータの個数と、衛星および屋内送信機に割り当てられる擬似雑音符号の符号パターンの個数との関係により、各衛星と各屋内送信機とについて規定された擬似雑音符号の符号パターンのすべてについて、一括してマッチングを採らない場合でも、複数のコリレータによる並列処理により、大幅に、位置情報の取得に要する時間を短縮できる。
【０２０７】
ここで、衛星および屋内送信機は、同一の通信方式であるスペクトラム拡散方式で信号を送信しており、衛星および屋内送信機に割り当てられる擬似雑音符号の符号パターンが同一系列のものを使用できるので、並列コリレータについては、衛星からの信号および屋内送信機からの送信の双方について共用することができ、受信処理は、両者について特段に区別することなく、並行して行うことができる。
【０２０８】
なお、図１６の位置情報提供装置１０００においても、特に限定されないが、測位信号受信からディスプレイ（図１６では図示せず）に表示される情報の生成までの信号処理において、アンテナ１０１０、バンドパスフィルタ１０２０、低雑音アンプ（ＬＮＡ）１０３０、ダウンコンバータ１０４０、バンドパスフィルタ１０５０、Ａ／Ｄコンバータ１０６０、コリレータ１０７０は、ハードウェアにより構成され、測位のための演算処理（図１２で説明される制御処理）は、メモリ１０９０に格納されたプログラムによりプロセッサ１０８０が実行することができる。
【０２０９】
＜受信機の変形例２＞
以下、本発明の受信機の変形例２について説明する。
【０２１０】
ここでは、携帯電話機を位置情報提供装置１００として、使用する場合について説明する。
【０２１１】
変形例２に係る位置情報提供装置は、従来の携帯電話機において、ソフトウェアの変更を行うことで、本願発明の位置情報提供装置とするものである。ここで、変形例２に係る位置情報提供装置は、屋内送信機に含まれるデータに基づいて位置を特定する代わりに、ショートＩＤメッセージをミディアムＩＤメッセージに基づいて、その送信機に関する情報を提供する装置であるローカルサーバ２０４に送信する場合に、位置情報を取得できる処理を携帯電話網を用いた通信とする。そして、本実施の形態によると、ショートＩＤメッセージおよびミディアムＩＤメッセージによっても位置を特定することができる。一般には、携帯電話機が発信する信号によって、携帯電話機の位置は、その信号を受信した基地局のエリアとして特定されるが、本実施の形態によって、その位置を特定することができる。これにより、たとえば、基地局の設置数が少ない地方などでも、当該ショートＩＤメッセージおよびミディアムＩＤメッセージによって、携帯電話機の位置を精度良く特定することが可能となる。
【０２１２】
なお、衛星からの測位信号に基づいて、位置の測位をする構成については共通であるので、以下では、主として、ショートＩＤメッセージおよびミディアムＩＤメッセージを屋内送信機から受信した場合の動作について説明する。
【０２１３】
図１７は、本実施の形態に係る位置情報提供装置の使用態様を表わす図である。当該位置情報提供装置は、携帯電話１２００として実現される。携帯電話１２００は、屋内送信機１２１０によって発信された測位信号を受信できる。屋内送信機１２１０は、インターネット１２２０に接続されている。インターネット１２２０には、屋内送信機１２１０の情報を提供可能な情報提供サーバ１２３０（図１のローカルサーバ２０４に相当）が接続されている。情報提供サーバ１２３０には、ショートＩＤメッセージとこれにそれぞれ対応する位置関連情報とがデータベースに登録されているものとする。インターネット１２２０には、携帯電話１２００との通信を行なう基地局１２４０も接続されている。
【０２１４】
携帯電話１２００が、屋内送信機１２１０によって発信された信号を受信すると、その信号の中から、ショートＩＤメッセージおよびミディアムＩＤメッセージを取得する。携帯電話１２００は、そのショートＩＤメッセージをミディアムＩＤメッセージに基づいて情報提供サーバ１２３０に対して送信する。
【０２１５】
情報提供サーバ１２３０は、そのショートＩＤメッセージを認識すると、当該ショートＩＤメッセージに関連付けられているデータベースを参照して、そのＩＤに関連する位置関連情報を読み出す。情報提供サーバ１２３０が、そのデータを基地局１２４０に対して送信すると、基地局１２４０は、そのデータを発信する。携帯電話１２００は、そのデータの着信を検知すると、携帯電話１２００の使用者による閲覧操作に従って、そのデータから、送信機１２５０の位置や当該位置と関連する情報を取得することができる。
【０２１６】
ここで、図１８を参照して、携帯電話１２００の構成について説明する。図１８は、携帯電話１２００のハードウェア構成を表わすブロック図である。携帯電話１２００は、各々が電気的に接続された、アンテナ１３０８と、通信装置１３０２と、ＣＰＵ１３１０と、操作ボタン１３２０と、カメラ１３４０と、フラッシュメモリ１３４４と、ＲＡＭ１３４６と、データ用ＲＯＭ１３４８と、メモリカード駆動装置１３８０と、音声信号処理回路１３７０と、マイク１３７２と、スピーカ１３７４と、ディスプレイ１３５０と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１３７６と、データ通信ＩＦ１３７８と、バイブレータ１３８４とを含む。
【０２１７】
アンテナ１３０８によって受信された信号は、通信装置１３０２によってＣＰＵ１３１０に転送される。ＣＰＵ１３１０は、その信号を音声信号処理回路１３７０に転送する。音声信号処理回路１３７０は、その信号に対して予め規定された信号処理を実行し、スピーカ１３７４に処理後の信号を送出する。スピーカ１３７４は、その信号に基づいて音声を出力する。
【０２１８】
マイク１３７２は、携帯電話１２００に対する発話を受け付けて、発話された音声に対応する信号を音声信号処理回路１３７０に対して出力する。音声信号処理回路１３７０は、その信号に基づいて通話のために予め規定された信号処理を実行し、処理後の信号をＣＰＵ１３１０に対して送出する。ＣＰＵ１３１０は、その信号を送信用のデータに変換し、通信装置１３０２に対して送出する。通信装置１３０２がアンテナ１３０８を介してその信号を発信すると、基地局１２４０は、その信号を受信する。
【０２１９】
フラッシュメモリ１３４４は、ＣＰＵ１３１０から送られるデータを格納する。逆に、ＣＰＵ１３１０は、フラッシュメモリ１３４４に格納されているデータを読み出し、そのデータを用いて予め規定された処理を実行する。
【０２２０】
ＲＡＭ１３４６は、操作ボタン１３２０に対して行なわれた操作に基づいてＣＰＵ１３
１０によって生成されるデータを一時的に保持する。データ用ＲＯＭ１３４８は、携帯電話１２００に予め定められた動作を実行させるためのデータあるいはプログラムを格納している。ＣＰＵ１３１０は、データ用ＲＯＭ１３４８から当該データあるいはプログラムを読み出し、携帯電話１２００に予め定められた処理を実行させる。
【０２２１】
メモリカード駆動装置１３８０は、メモリカード１３８２の装着を受け付ける。メモリカード駆動装置１３８０は、メモリカード１３８２に格納されているデータを読み出し、ＣＰＵ７１０に送出する。逆に、メモリカード駆動装置１３８０は、ＣＰＵ１３１０によって出力されるデータを、メモリカード１３８２において確保されたデータ格納領域にデータを書き込む。
【０２２２】
音声信号処理回路１３７０は、前述のような通話に用いられる信号に対する処理を実行する。なお、ＣＰＵ１３１０と音声信号処理回路１３７０とが一体として構成されていてもよい。
【０２２３】
ディスプレイ１３５０は、ＣＰＵ１３１０から出力されるデータに基づいてそのデータによって規定される画像を表示する。たとえば、フラッシュメモリ１３４４が情報提供サーバ１２３０にアクセスするためのデータ（たとえばＵＲＬ）を格納している場合、ディスプレイ１３５０は、そのＵＲＬを表示する。
【０２２４】
ＬＥＤ１３７６は、ＣＰＵ１３１０からの信号に基づいて予め定められた発光動作を実現する。たとえば、ＬＥＤ１３７６が複数の色を表示可能な場合には、ＬＥＤ１３７６は、ＣＰＵ１３１０から出力される信号に含まれるデータに基づいて、そのデータに関連付けられている色で発光する。
【０２２５】
データ通信ＩＦ１３７８は、データ通信用のケーブルの装着を受け付ける。データ通信ＩＦ１３７８は、ＣＰＵ１３１０から出力される信号を当該ケーブルに対して送出する。あるいは、データ通信ＩＦ１３７８は、当該ケーブルを介して受信されるデータをＣＰＵ１３１０に対して送出する。
【０２２６】
バイブレータ１３８４は、ＣＰＵ１３１０から出力される信号に基づいて予め定められた周波数で発信動作を実行する。携帯電話１２００の基本的な動作は、当業者にとって容易に理解できるものである。したがって、ここでは詳細な説明は繰り返さない。
【０２２７】
携帯電話１２００は、さらに、測位信号受信用のアンテナ１３１６と、測位信号受信フロントエンド部１３１４とを備える。
【０２２８】
ここで、測位信号受信フロントエンド部１３１４は、図１３で説明した位置情報提供装置１００の構成のうち、ハードウェアで実現されるとしたアンテナ４０２、ＲＦフロント回路４０４、ダウンコンバータ４０６、Ａ／Ｄコンバータ４０８を含む。一方、位置情報提供装置１００の構成のうちソフトウェアで実現されるとしたベースバンドプロセッサ４１０およびナビゲーションプロセッサ４３０の処理は、フラッシュメモリ１３４４からＲＡＭ１３４６にロードされたプログラムによりＣＰＵ１３１０上の測位処理部１３１２が実行することができる。なお、ここでも、コリレータ部４１２の処理については、ソフトウェアの代わりにハードウェアにより実現される構成とすることもできる。なお、ハードウェアの構成およびソフトウェアの構成については、図１６で説明した位置情報提供装置１０００と同様の構成とすることもできる。
【０２２９】
図１９を参照して、情報提供サーバ１２３０の具体的な構成について説明する。図１９は、情報提供サーバ１２３０のハードウェア構成を表わすブロック図である。情報提供サ
ーバ１２３０は、たとえば、周知のコンピュータシステムによって実現される。
【０２３０】
情報提供サーバ１２３０は、主たるハードウェアとして、ＣＰＵ１４１０と、情報提供サーバ１２３０の使用者による指示の入力を受け付けるマウス１４２０，キーボード１４３０と、ＣＰＵ１４１０によるプログラムの実行により生成されたデータ、あるいはマウス１４２０もしくはキーボード１４３０を介して入力されたデータを一時的に格納するＲＡＭ１４４０と，大容量のデータを不揮発的に格納するハードディスク１４５０と，ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）駆動装置１４６０と、モニタ１４８０と、
通信ＩＦ１４７０とを含む。当該ハードウェアは、相互にデータバスによって接続されている。ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置１４６０には、ＣＤ−ＲＯＭ１４６２が装着される。
【０２３１】
情報提供サーバ１２３０を実現するコンピュータシステムにおける処理は、当該ハードウェアおよびＣＰＵ１４１０によって実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、ハードディスク１４５０に予め格納されている場合がある。また、ソフトウェアは、ＣＤ−ＲＯＭ１４６０にその他のデータ記録媒体に格納されて、プログラム製品として流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている他の情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラム製品として提供される場合もある。このようなソフトウェアは、ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置１４６０その他のデータ読取装置によってそのデータ記録媒体から読み取られて、あるいは通信ＩＦ１４７０を介してダウンロードされた後、ハードディスク１４５０に一旦格納される。そのソフトウェアは、ＣＰＵ１４１０によってハードディスク１４５０から読み出され、ＲＡＭ１４４０に実行可能なプログラムの形式で格納される。ＣＰＵ１４１０は、そのプログラムを実行する。
【０２３２】
図１９に示される情報提供サーバ１２３０を実現するコンピュータシステムのハードウェアは、一般的なものである。したがって、本発明に係る情報提供サーバ１２３０の本質的な部分は、ＲＡＭ１４４０、ハードディスク１４５０、ＣＤ−ＲＯＭ１４６２その他のデータ記録媒体に格納されたソフトウェア、あるいはネットワークを介してダウンロード可能なソフトウェアであるとも言える。なお、上記コンピュータシステムのハードウェアの動作は周知である。したがって、詳細な説明は繰り返さない。
【０２３３】
なお、記録媒体としては、前述のＣＤ−ＲＯＭ１４６２、ハードディスク１４５０などに限られず、磁気テープ、カセットテープ、光ディスク（ＭＯ（Magnetic Optical disc）／ＭＤ（Mini Disc）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disc））、ＩＣ（Integrated Circuit）カード（メモリカードを含む）、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲ
ＯＭ、フラッシュＲＯＭなどの半導体メモリ等の固定的にプログラムを担持可能な媒体でもよい。
【０２３４】
また、ここでいうプログラムとは、ＣＰＵ１４１０によって直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラムなどを含む。
【０２３５】
ハードディスク１４５０には、上述のとおり、ショートＩＤメッセージとこれにそれぞれ対応する位置関連情報とがデータベースに登録されている。
【０２３６】
以上のようにして、本実施の形態に係る位置情報提供システムでも、地上または地下に設置された送信機から発信される信号は、状況によって、ショートＩＤメッセージおよびミディアムＩＤメッセージのデータを含んでいる。このデータは、当該送信機の位置情報を提供するサーバ装置において、位置関連情報に関連付けられて格納されている。位置情報提供装置として機能する携帯電話１２００は、ショートＩＤメッセージを当該サーバ装置に送信することにより、屋内送信機の位置情報または屋内送信機の位置に関連する情報を取得する。このような情報の提供方法を利用した場合、送信機の位置情報を当該送信機自身に保持させる必要がないため、送信機の設置場所を容易に変更することができる。
［地上補完信号の信号仕様の変形例］
なお、地上補完信号の信号仕様として、図５〜図１２を参照して説明したが、以下に説明するような他の地上補完信号の信号仕様を採用することも可能である。
【０２３７】
以下、図５〜図１２で説明した地上補完信号の信号仕様と異なる点を中心に、「地上補完信号の信号仕様の変形例」について説明する。
【０２３８】
ｉ）屋内位置情報の高信頼性確保（誤同期の防止）および屋内位置情報の高信頼性確保（誤捕捉の防止）のための構成
変形例では、フレーム先頭ワードを除く各ワード中に、所定ビット長のカウンタビット、たとえば、３ビットのカウンタビットを付与し、送信されるワードごとに値をインクリメントする。このカウント値は、たとえば、１１１までカウントアップしたら０００からカウントアップを繰り返す。
【０２３９】
また、フレーム先頭ワードについては、これに含まれる屋内送信機用のメッセージのプリアンブルを、ＧＰＳ及びＱＺＳＳ信号のプリアンブルと異なる値に設定する。
【０２４０】
異なるプリアンブルにより、誤捕捉を速やかに認識することができるとともに、カウントアップにより、プリアンブルとワード尾部のパリティの関係が、所定の場所以外で偶然に一致して繰り返し出現するケースを排除し、確実にフレームの先頭を検出し、フレーム同期を確立して、誤った位置情報が出力されることを防止する。
【０２４１】
ｉｉ）屋内外識別支援フラグ（受信機の省電力化）
マルチコリレータにより、屋内外の信号を常時サーチ、捕捉追尾することは携帯電話などの省電力が要求される機器にとって負担が大きい。屋内では、屋内送信機のみをサーチし、屋外では衛星信号と少なくとも１チャンネルの屋内信号のコードサーチを行なうようにすることが望ましい。メッセージ中に１ビットの屋内外識別支援フラグを含み、屋外との境界セル及び屋外に屋内送信機が設置される場合に１ビットを立てることとし、受信機は本ビットが１のときは屋外の衛星を捕捉するためのコードサーチを開始し、０のときは屋外の衛星を捕捉するためのコードサーチを終了する。
【０２４２】
屋内外識別支援フラグについて、より詳しく説明すると以下のとおりである。
携帯電話に搭載されている一般的なＧＰＳ受信機は、たとえば８チャンネルを有し、同時に８衛星を捕捉・追尾することができる。また、通常これらの受信機では複数のコリレータによって衛星捕捉のための周波数及びコードサーチの時間を短縮している。
【０２４３】
屋内外を移動する際の位置情報取得時間を短縮するためには位置情報提供装置は常時、複数コリレータで同時に衛星からの第１の測位信号と屋内送信機からの第２の測位信号とをサーチしなければならない。
【０２４４】
この通常時においては、例えば受信機の複数コリレータのうちの所定の割合、たとえば、２割（上記のチャンネル数の例では、たとえば、２チャンネルに相当）が屋内送信機に割り当てられているＰＲＮコードのサーチを行い、残りの割合、つまり８割のコリレータ（上記の例では、たとえば、６チャンネルに相当）が衛星に割り当てられたＰＲＮコードを用いてサーチを行う。
【０２４５】
ここで、このような割合で常時サーチするのは、第２の測位信号を捕捉できた場合は、そのメッセージから得た位置情報から直ちに位置情報を出力することができるので、屋内に入って速やかに位置情報を得るためには、２割程度のコリレータで屋内送信機のコードサーチを常時行うことが望ましい、との事情による。もしも、屋内送信機コードを常時サーチしていない場合、屋内に移動してＧＰＳが受信できなくなった場合、順次衛星捕捉のためのサーチを実施した結果、ＧＰＳが受信できないと判断してから、屋内送信機用コードのサーチを開始することになるが、屋内送信機からの位置情報の取得に移行する前に、衛星からの測位信号を屋内で受信、測位してしまうため、完全に衛星からの測位信号が受信できなくなるまで、マルチパスや反射波の影響によって大きな誤差を持つ位置情報が出力されることになってしまう。
【０２４６】
さらに、屋内から屋外に移動する場合に速やかに衛星捕捉を行うためには、屋内においても、屋内送信機に割り当てられたＰＲＮコードだけでなく、衛星からのＰＲＮコードによる衛星信号サーチを行わなければならないが、この場合は屋内送信機割当コードをサーチするコリレータ数の比率を大きくする方が望ましい。例えば２割が屋外の衛星割当コードで８割が屋内送信機コードのサーチに振り向けられるのが望ましい。
【０２４７】
しかし、携帯電話などバッテリによって駆動される位置情報提供装置では、常時全てのコリレータによるサーチ、信号捕捉、追尾を行うことは非効率的である。完全にユーザが屋内にいることがわかっていれば、サーチを行うコリレータの数を絞り、消費電力を節約することが可能になる。例えば、２割程度のコリレータのみを動作させて、すなわち、上記のチャンネル数の例では２チャンネル程度の屋内送信機をサーチ、捕捉、追尾を行えば、ユーザはストレスなく短時間に屋内において位置情報を取得でき、かつバッテリの消費を抑えることができる。
【０２４８】
そこで、屋内送信機から送信される信号に「屋内外識別支援フラグ」（ＢＤビット）を含ませ、このＢＤビットはユーザが屋内と屋外を行き来する際にその境界にあたる１〜２個の屋内送信機では１を、それ以外の屋内送信機（完全に屋内に位置する）では０が送信されるように構成する。
【０２４９】
受信機はこのＢＤビットが１であった場合には、屋外用の測位信号のサーチを開始し、０の場合には、オフすることで、効率的にバッテリ消費の低減と屋内外を移動した場合の位置情報取得時間短縮を両立させることができる。
【０２５０】
（地上補完信号の信号仕様）
以下では、屋内送信機２００−１から送信される信号（地上補完信号）の変形例の構造についてさらに説明する。
【０２５１】
変形例の地上補完信号は、衛星からの測位信号（たとえば、ＧＰＳ及びＱＺＳＳのＬ１帯Ｃ／Ａコード）に対応したＲＦ特性を持つ。航法メッセージの構造は３０ビットのワード単位である点は、衛星からの測位信号と同一であるが、一方で早いＴＴＲＭ時間を提供するために短い区切りのフレーム構造を持つ。この点は、図５〜図１２で説明した地上補完信号の信号仕様と同様である。
【０２５２】
したがって、（１）ＲＦ特性は同様であるので、説明は省略し、メッセージ特性について、以下説明する。
【０２５３】
（３）メッセージ特性
（３−１）ワード構造
１ワードは、衛星からの測位信号のワード長と同一のワード長、たとえば、３０ビットで構成される。１ワードが３０ビットの場合、１ワードには、たとえば、２１ビットのデータビットと、３ビットのワードカウンタ、６ビットのパリティが含まれる。
【０２５４】
（３−２）ワードカウンタ
フレーム先頭ワードを除く各ワードには、ワードカウンタがある。屋内送信機２００−１のＦＰＧＡ２４５は、このワードカウンタの値を、ワードの送信毎に、所定数ずつ、たとえば、１ずつインクリメントする。
【０２５５】
このワードカウンタにより、ワードやフレームの区切り識別を支援する。区切り識別の支援のために、この３ビットの値はプリアンブルの上位３ビットと同じ値をとらずに、スキップする。
【０２５６】
（３−３）パリティ符号、（２−４）パリティアルゴリズムおよびパリティチェックアルゴリズムについても、図５〜図１２で説明した地上補完信号の信号仕様と同様である。
【０２５７】
（３−４）フレーム構造
図２０は、変形例の地上補完信号のフレーム構造を示す図である。
【０２５８】
１フレームが１ワードの整数倍で構成され、以下の形式を持つ。なお、このような構成のフレームが順次繰り返して送信される。
【０２５９】
すなわち、第１のワードに、所定ビット長、たとえば、８ビットのプリアンブルがあり、それに所定ビット長、たとえば、３ビットのメッセージタイプＩＤ（ＭＩＤ）が続く。残りのビットは、上述したフレーム先頭ワードを除くワードごとの３ビットのワードカウンタと、ワードごとの６ビットのパリティを除いて全てデータビットである。
【０２６０】
図２０においては、１フレームがそれぞれ、１ワード、２ワード、３ワードで構成される場合を図示している。
【０２６１】
つまり、変形例の地上補完信号でも、屋内送信機２００から送信される地上補完信号は、衛星からの測位信号と、ワード構成までは共通であるが、フレームがいくつのワードから構成されるかについては異なっており、衛星からの測位信号の１フレームに含まれるワード数よりも、少ないワード数によりフレームが構成される。
【０２６２】
（３−５）プリアンブル
各フレームの第１ワード先頭に付与されている８ビットのプリアンブルは、所定のビットパターンを有する。
【０２６３】
このプリアンブルにより、フレームの区切り識別を支援する。このプリアンブルのパターンは、衛星からの測位信号のプリアンブルのビットパターンとは異なり、ＧＰＳやＱＺＳＳの衛星測位信号との識別が可能なようになっている。
【０２６４】
（３−６）メッセージタイプＩＤ（ＭＩＤ）
各フレームの第１ワードのプリアンブルに続いて付与されている上述した３ビットのメッセージタイプＩＤ（ＭＩＤ）は、そのワードが含まれるフレームのフレーム長およびその内容を示している。
【０２６５】
ＭＩＤの値と、フレーム長および内容との対比は、変形例の地上補完信号でも図６に示したものと同様である。
【０２６６】
（３−６−１）メッセージの内容
（３−６−１−１）メッセージタイプＩＤ”000” ：位置情報１
メッセージタイプＩＤが、”000”の時、そのフレーム長は３ワードであり、その内容は位置情報である。
【０２６７】
図２１は、メッセージタイプＩＤが、”000”の時の変形例の地上補完信号のフレーム構成を示す図である。また、図２２は、フレーム内のデータの内容、ビット長、ＬＳＢ（Least Significant Bit）の対応する数値、表現する範囲の例をそれぞれ示す図である。
【０２６８】
図２１および図２２を参照して、その内容を説明すると以下のとおりである。
ｉ）階数
第１ワードのビット１２〜１９は、その送信機が設置されている建物の階数を意味しており、その単位は階である。
【０２６９】
ビット長は８ビットであり、符号無しであって、ＬＳＢは１階である。―５０階のオフセットを設定して、―５０階〜＋２０４階を表現するものとする。
【０２７０】
ｉｉ）緯度
第２ワードのビット１〜２１をＭＳＢ（Most Significant Bit）側としてビットが並べられており、第１ワードのビット２０，２１を付加した合計２３ビットは、その送信機の緯度を意味しており、その単位は「度」である。
【０２７１】
これは符号付きであって、ＬＳＢは１８０／１０23［度］〜０．００００２１［度］であり、―９０度〜＋９０度を表現するものとする。南北方向で約２．４ｍに相当する。
【０２７２】
ｉｉｉ）経度
第３ワードのビット１〜２１をＭＳＢ側とし、第１ワードのビット２２〜２４を付加した合計２４ビットは、その送信機の経度を意味しており、その単位は「度」である。
【０２７３】
これは符号付きであって、ＬＳＢは３６０／１０24［度］〜０．００００２１［度］であり、―１８０度〜＋１８０度を表現するものとする。赤道上において、東西方向で約２．４ｍに相当する。
【０２７４】
（３−６−１−２）メッセージタイプＩＤ”001” ：位置情報２
メッセージタイプＩＤが、”001”の時、そのフレーム長は４ワードであり、その内容は位置情報である。
【０２７５】
図２３は、メッセージタイプＩＤが、”001”の時のフレーム構成を示す図である。また、図２４は、フレーム内のデータの内容、ビット長、ＬＳＢの対応する数値、表現する範囲の例をそれぞれ示す図である。
【０２７６】
図２３および図２４を参照して、その内容を説明すると以下のとおりである。
ｉ）階数
第１ワードのビット１２〜２０は、その送信機が設置されている建物の階数を意味しており、その単位は「階」である。
【０２７７】
ビット長は９ビットであり、符号無しであって、ＬＳＢは０．５階である。―５０階のオフセットを設定して、―５０階〜＋２０５階を表現するものとする。
【０２７８】
ｉｉ）緯度
第２ワードのビット４〜２４をＭＳＢとし、第４ワードのビット１８〜２０を付加した合計２４ビットは、その送信機の緯度を意味しており、その単位は「度」である。
【０２７９】
この値は、符号付きであって、ＬＳＢは１８０／１０24［度］〜０．００００１１［度］であり、―９０度〜＋９０度を表現するものとする。これは、南北方向で約１．２ｍに相当する。
【０２８０】
ｉｉｉ）経度
第３ワードのビット４〜２４をＭＳＢとし、第４ワードのビット２１〜２４を付加した合計２５ビットは、その送信機の経度を意味しており、その単位は「度」である。
【０２８１】
これは符号付きであって、これは符号付きであって、ＬＳＢは３６０／１０25［度］〜０．００００１１［度］であり、―１８０度〜＋１８０度を表現するものとする。赤道上において、東西方向で約１．２ｍに相当する。
【０２８２】
ｉｖ）高度
第４ワードのビット１〜１２ビットは、その送信機の高度を意味しており、その単位は「ｍ（メートル）」である。
【０２８３】
これは符号無しであって、ＬＳＢは１ｍである。―９５ｍのオフセットを設定して、―９５ｍ〜＋４０００ｍを表現するものとする。
【０２８４】
（３−６−１−３）メッセージタイプＩＤ”011”： ショートＩＤ
メッセージタイプＩＤが、”011”の時、そのフレーム長は１ワードであり、その内容はショートＩＤ（ＩＤs）である。
【０２８５】
図２５は、メッセージタイプＩＤが、”011”の時のフレーム構成を示す図である。
ショートＩＤに対応するフレームでは、１２ビットのショートＩＤメッセージが送信される。さらに、このフレームには、上述した「屋内外識別支援フラグ」（ＢＤビット）が含まれる。
【０２８６】
ここで、ショートＩＤメッセージの内容や用途は、図１１で説明した地上補完信号と同様である。
【０２８７】
（３−６−１−４）メッセージタイプＩＤ”100” ：ミディアムＩＤ
メッセージタイプＩＤが、”100”の時、そのフレーム長は２ワードであり、その内容はミディアムＩＤ（ＩＤM）である。
【０２８８】
図２６は、メッセージタイプＩＤが、”100”の時のフレーム構成を示す図である。
ミディアムＩＤに対応するフレームでは、１２ビットのミディアムＩＤメッセージと、２１ビットのミディアムＩＤメッセージが送信される。さらに、このフレームにも、上述した「屋内外識別支援フラグ」（ＢＤビット）が含まれる。
【０２８９】
ミディアムＩＤメッセージの内容や用途は、図１２で説明した地上補完信号と同様である。
【０２９０】
したがって、位置情報提供装置（たとえば、携帯電話機）１００−５は、ショートＩＤメッセージおよびミディアムＩＤメッセージを受信すると、通信網を介して、当該メッセージに対応する位置関連情報を、ローカルサーバ２０４に照会することにより取得する。
【０２９１】
以上説明したように本発明の実施の形態に従うと、その実施の態様に応じて、以下のような効果ｉ）〜ｖ）のうちの少なくとも１つの効果が奏される。
【０２９２】
ｉ）ＧＰＳ Ｃ／Ａ信号との共通化
屋内信号と屋外の衛星からの信号を受信するチャンネルのハードウェア構成を同一にできるため、屋外、屋内用に専用のチャンネルを設ける必要がなく、受信環境に応じて、屋内外信号をサーチ、捕捉追尾するチャンネルを動的に切り替えることがより容易になる。受信機リソースを効率的に使用することができるため、消費電力の制約が大きい携帯機器、たとえば携帯電話にとって有利である。
【０２９３】
ｉｉ）ＴＴＲＭ（Time To Read Message）短縮
ユーザが位置情報取得ボタンを押してから、位置情報が取得されるまでの時間を短縮することができる。
【０２９４】
ｉｉｉ）利用目的に応じた自在性
通常の衛星からの測位信号（たとえば、ＧＰＳ Ｃ／Ａ信号）の航法メッセージの固定フォーマットを変更し、フレームの先頭ワードは所定ビットの識別情報（メッセージタイプＩＤ）を有し、利用目的、用途に応じて、送信機設置者が送信するメッセージの内容と送信順、頻度を設定できる。
【０２９５】
ｉｖ）屋内位置情報の高信頼性確保（誤同期の防止）
誤ったフレーム同期による誤った位置情報出力の可能性を本発明の方式によってフレーム同期を行うことによって排除することができる。緊急通報時の位置情報通知には、確実な位置情報取得が要求されるが、本方式採用により、屋内測位方式の信僻性を改善することができる。
【０２９６】
ｖ）屋内位置情報の高信頼性確保（誤捕捉の防止）
通常の衛星からの測位信号（たとえば、ＧＰＳ Ｃ／Ａ信号）を受信した際に受信機内で行われる本発明の処理により、フレーム同期処理の最初のビット抽出とプリアンブルサーチで、誤捕捉を認識することができる。
【０２９７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０２９８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る位置情報提供システム１０の構成を表わす図である。
【図２】屋内送信機２００−１のハードウェア構成を表わすブロック図である。
【図３】屋内送信機２００−１が備えるＥＥＰＲＯＭ２４３におけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。
【図４】ＧＰＳ衛星に搭載される送信機によって発信されるＬ１帯のＣ／Ａコードの信号５００の構成を表わす図である。
【図５】地上補完信号のフレーム構造を示す図である。
【図６】ＭＩＤの値と、フレーム長および内容との対比を示している。
【図７】メッセージタイプＩＤが、”000”の時のフレーム構成を示す図である。
【図８】フレーム内のデータの内容、ビット長、ＬＳＢ（Least Significant Bit）の対応する数値、表現する範囲の例をそれぞれ示す図である。
【図９】メッセージタイプＩＤが、”001”の時のフレーム構成を示す図である。
【図１０】フレーム内のデータの内容、ビット長、ＬＳＢの対応する数値、表現する範囲の例をそれぞれ示す図である。
【図１１】メッセージタイプＩＤが、”011”の時のフレーム構成を示す図である。
【図１２】メッセージタイプＩＤが、”100”の時のフレーム構成を示す図である。
【図１３】位置情報提供装置１００のハードウェア構成を表わすブロック図である。
【図１４】位置情報提供装置１００が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。
【図１５】位置情報提供装置１００のディスプレイ４４０における画面の表示を表わす図である。
【図１６】本発明の変形例１に係る位置情報提供装置１０００の構成を表わすブロック図である。
【図１７】本発明の変形例２に係る位置情報提供装置が使用される態様を表わす図である。
【図１８】本発明の変形例２に係る携帯電話１２００のハードウェア構成を表わすブロック図である。
【図１９】本発明の第３の実施の形態に係る情報提供サーバ１２３０のハードウェア構成を表わすブロック図である。
【図２０】変形例の地上補完信号のフレーム構造を示す図である。
【図２１】メッセージタイプＩＤが、”000”の時の変形例の地上補完信号のフレーム構成を示す図である。
【図２２】フレーム内のデータの内容、ビット長、ＬＳＢ（Least Significant Bit）の対応する数値、表現する範囲の例をそれぞれ示す図である。
【図２３】メッセージタイプＩＤが、”001”の時のフレーム構成を示す図である。
【図２４】フレーム内のデータの内容、ビット長、ＬＳＢの対応する数値、表現する範囲の例をそれぞれ示す図である。
【図２５】メッセージタイプＩＤが、”011”の時のフレーム構成を示す図である。
【図２６】メッセージタイプＩＤが、”100”の時のフレーム構成を示す図である。
【符号の説明】
【０２９９】
１０ 位置情報提供システム、１１０，１１１，１１２ ＧＰＳ衛星、１２０，１２１，１２２ 送信機、１００−１，１００−２，１００−３，１００−４，１０００，１１６０，１１７０ 位置情報提供装置、１３０ ビル、２００−１，２００−２，２００−３，１１１０，１１２０，１１３０，１２１０ 屋内送信機、２１０ 無線Ｉ／Ｆ，２２０ 外部同期リンクポート，２２１ 外部クロックポート，２３０ 基準クロックＩ／Ｏブロック，２４０ デジタル処理ブロック，２５０ アナログブロック，１０１０，１３０８ アンテナ、１１４０，１１５０ 領域、１２２０ インターネット、１３８２ メモリカード、１４６２ ＣＤ−ＲＯＭ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の衛星からのスペクトラム拡散信号である第１の測位信号を用いて、位置情報を提供することが可能な位置情報提供システムであって、
屋内送信機を備え、
前記屋内送信機は、
前記屋内送信機が設置される場所を特定するための位置データを格納する記憶手段と、
前記位置データを含む第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する生成手段と、
前記スペクトラム拡散信号を送信する送信手段とを含み、
前記位置情報提供システムは、位置情報提供装置をさらに備え、
前記位置情報提供装置は、
スペクトラム拡散信号を受信する受信手段と、
前記第１および第２の測位信号についての符号パターンに基づいて、前記受信手段により受信されたスペクトラム拡散信号に対応する符号パターンを特定する特定手段と、
前記特定手段によって特定された符号パターンを用いて復調することにより得られた信号に基づいて、前記第１および第２のいずれの測位信号が受信されたかを判断する判断手段と、
前記判断の結果に応じて処理を切り換えることにより、前記位置情報提供装置の位置情報を導出する位置情報導出手段と、
前記位置情報導出手段によって導出された位置情報を出力する出力手段とを備え、
前記第２の測位信号は、前記第１の測位信号よりも短い周期で同一内容のメッセージを繰り返す、位置情報提供システム。
【請求項２】
前記第２の測位信号は、ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、複数のワードを各々が含む複数のフレームから構成され、各フレームが含むワード数は可変に設定され、
前記フレームを構成するワードは、当該フレームを構成する前記ワード数を示す識別情報を有するワードを含む、請求項１記載の位置情報提供システム。
【請求項３】
前記第２の測位信号は、ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、複数のワードを各々が含む複数のフレームから構成され、
各前記フレームの先頭ワードは、受信時にフレーム同期をとるためのプリアンブル部分を含み、
各前記フレームの少なくとも前記先頭ワード以外のワードは、ワードデータの生成ごとに更新されるカウントデータを含む、請求項１または２記載の位置情報提供システム。
【請求項４】
ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、
前記第１の測位信号は、第１の複数個のワードを各々が含む複数の第１のフレームから構成され、各前記第１のフレームは、受信時にフレーム同期をとるための第１のプリアンブル部分を含み、
前記第２の測位信号は、第２の複数個の前記ワードを各々が含む複数の第２のフレームから構成され、
各前記第２のフレームは、受信時にフレーム同期をとるための前記第１のプリアンブルとは異なるパターンを有する第２のプリアンブル部分を含む、請求項１〜３いずれか１項に記載の位置情報提供システム。
【請求項５】
前記位置情報導出手段は、
単一の前記屋内送信機によって送信された前記第２の測位信号が受信された場合に、前記復調することにより得られた信号から前記位置データを取得し、
前記第２の測位信号が受信されない場合であって、複数の前記第１の測位信号が受信されたときに、複数の各前記スペクトラム拡散信号に基づいて前記位置情報を算出する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の位置情報提供システム。
【請求項６】
前記位置情報提供装置は、通信回線を介して、識別データに関連付けられた位置関連情報を提供する通信装置と通信可能であり、
前記受信手段が前記第２の測位信号を受信すると、前記位置情報導出手段は、前記識別データに基づいて前記通信装置と通信することにより、前記識別データに関連付けられた位置関連情報を取得する、請求項２に記載の位置情報提供システム。
【請求項７】
複数の衛星からのスペクトラム拡散信号である第１の測位信号とコンパチブルな第２の測位信号を用いて、位置情報を提供することが可能な屋内送信機であって、
前記屋内送信機が設置される場所を特定するための位置データを格納する記憶手段と、
前記位置データを含む第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する生成手段と、
前記スペクトラム拡散信号を送信する送信手段とを備え、
前記生成手段は、前記第２の測位信号を、前記第１の測位信号よりも短い周期で同一内容のメッセージを繰り返すように生成する、屋内送信機。
【請求項８】
前記第２の測位信号は、ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、複数のワードを各々が含む複数のフレームから構成され、各フレームが含むワード数は可変に設定され、
前記フレームを構成するワードは、当該フレームを構成する前記ワード数を示す識別情報を有するワードを含む、請求項７記載の屋内送信機。
【請求項９】
前記第２の測位信号は、ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、複数のワードを各々が含む複数のフレームから構成され、
各前記フレームの先頭ワードは、受信時にフレーム同期をとるためのプリアンブル部分を含み、
各前記フレームの少なくとも前記先頭ワード以外のワードは、ワードデータの生成ごとに更新されるカウントデータを含む、請求項７または８記載の屋内送信機。
【請求項１０】
ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、
前記第１の測位信号は、第１の複数個のワードを各々が含む複数の第１のフレームから構成され、各前記第１のフレームは、受信時にフレーム同期をとるための第１のプリアンブル部分を含み、
前記第２の測位信号は、第２の複数個の前記ワードを各々が含む複数の第２のフレームから構成され、
各前記第２のフレームは、受信時にフレーム同期をとるための前記第１のプリアンブルとは異なるパターンを有する第２のプリアンブル部分を含む、請求項７〜９のいずれか１項に記載の屋内送信機。
【請求項１１】
前記生成手段は、位置関連情報と関連づけられた識別データを含む第２の測位信号を生成する、請求項７に記載の屋内送信機。
【請求項１】
複数の衛星からのスペクトラム拡散信号である第１の測位信号を用いて、位置情報を提供することが可能な位置情報提供システムであって、
屋内送信機を備え、
前記屋内送信機は、
前記屋内送信機が設置される場所を特定するための位置データを格納する記憶手段と、
前記位置データを含む第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する生成手段と、
前記スペクトラム拡散信号を送信する送信手段とを含み、
前記位置情報提供システムは、位置情報提供装置をさらに備え、
前記位置情報提供装置は、
スペクトラム拡散信号を受信する受信手段と、
前記第１および第２の測位信号についての符号パターンに基づいて、前記受信手段により受信されたスペクトラム拡散信号に対応する符号パターンを特定する特定手段と、
前記特定手段によって特定された符号パターンを用いて復調することにより得られた信号に基づいて、前記第１および第２のいずれの測位信号が受信されたかを判断する判断手段と、
前記判断の結果に応じて処理を切り換えることにより、前記位置情報提供装置の位置情報を導出する位置情報導出手段と、
前記位置情報導出手段によって導出された位置情報を出力する出力手段とを備え、
前記第２の測位信号は、前記第１の測位信号よりも短い周期で同一内容のメッセージを繰り返す、位置情報提供システム。
【請求項２】
前記第２の測位信号は、ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、複数のワードを各々が含む複数のフレームから構成され、各フレームが含むワード数は可変に設定され、
前記フレームを構成するワードは、当該フレームを構成する前記ワード数を示す識別情報を有するワードを含む、請求項１記載の位置情報提供システム。
【請求項３】
前記第２の測位信号は、ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、複数のワードを各々が含む複数のフレームから構成され、
各前記フレームの先頭ワードは、受信時にフレーム同期をとるためのプリアンブル部分を含み、
各前記フレームの少なくとも前記先頭ワード以外のワードは、ワードデータの生成ごとに更新されるカウントデータを含む、請求項１または２記載の位置情報提供システム。
【請求項４】
ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、
前記第１の測位信号は、第１の複数個のワードを各々が含む複数の第１のフレームから構成され、各前記第１のフレームは、受信時にフレーム同期をとるための第１のプリアンブル部分を含み、
前記第２の測位信号は、第２の複数個の前記ワードを各々が含む複数の第２のフレームから構成され、
各前記第２のフレームは、受信時にフレーム同期をとるための前記第１のプリアンブルとは異なるパターンを有する第２のプリアンブル部分を含む、請求項１〜３いずれか１項に記載の位置情報提供システム。
【請求項５】
前記位置情報導出手段は、
単一の前記屋内送信機によって送信された前記第２の測位信号が受信された場合に、前記復調することにより得られた信号から前記位置データを取得し、
前記第２の測位信号が受信されない場合であって、複数の前記第１の測位信号が受信されたときに、複数の各前記スペクトラム拡散信号に基づいて前記位置情報を算出する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の位置情報提供システム。
【請求項６】
前記位置情報提供装置は、通信回線を介して、識別データに関連付けられた位置関連情報を提供する通信装置と通信可能であり、
前記受信手段が前記第２の測位信号を受信すると、前記位置情報導出手段は、前記識別データに基づいて前記通信装置と通信することにより、前記識別データに関連付けられた位置関連情報を取得する、請求項２に記載の位置情報提供システム。
【請求項７】
複数の衛星からのスペクトラム拡散信号である第１の測位信号とコンパチブルな第２の測位信号を用いて、位置情報を提供することが可能な屋内送信機であって、
前記屋内送信機が設置される場所を特定するための位置データを格納する記憶手段と、
前記位置データを含む第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する生成手段と、
前記スペクトラム拡散信号を送信する送信手段とを備え、
前記生成手段は、前記第２の測位信号を、前記第１の測位信号よりも短い周期で同一内容のメッセージを繰り返すように生成する、屋内送信機。
【請求項８】
前記第２の測位信号は、ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、複数のワードを各々が含む複数のフレームから構成され、各フレームが含むワード数は可変に設定され、
前記フレームを構成するワードは、当該フレームを構成する前記ワード数を示す識別情報を有するワードを含む、請求項７記載の屋内送信機。
【請求項９】
前記第２の測位信号は、ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、複数のワードを各々が含む複数のフレームから構成され、
各前記フレームの先頭ワードは、受信時にフレーム同期をとるためのプリアンブル部分を含み、
各前記フレームの少なくとも前記先頭ワード以外のワードは、ワードデータの生成ごとに更新されるカウントデータを含む、請求項７または８記載の屋内送信機。
【請求項１０】
ワードを誤り検出の実行されるデータの送信単位とするとき、
前記第１の測位信号は、第１の複数個のワードを各々が含む複数の第１のフレームから構成され、各前記第１のフレームは、受信時にフレーム同期をとるための第１のプリアンブル部分を含み、
前記第２の測位信号は、第２の複数個の前記ワードを各々が含む複数の第２のフレームから構成され、
各前記第２のフレームは、受信時にフレーム同期をとるための前記第１のプリアンブルとは異なるパターンを有する第２のプリアンブル部分を含む、請求項７〜９のいずれか１項に記載の屋内送信機。
【請求項１１】
前記生成手段は、位置関連情報と関連づけられた識別データを含む第２の測位信号を生成する、請求項７に記載の屋内送信機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２００９−１３３７３１（Ｐ２００９−１３３７３１Ａ）
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１０３５０（Ｐ２００７−３１０３５０）
【出願日】平成１９年１１月３０日（２００７．１１．３０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（５０３１０７４８４）測位衛星技術株式会社 (15)
【出願人】（５０３３６１４００）独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 (453)
【出願人】（５０７３９５６９２）ライトハウステクノロジー・アンド・コンサルティング株式会社 (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月３０日（２００７．１１．３０）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ
【出願人】（５０３１０７４８４）測位衛星技術株式会社 (15)
【出願人】（５０３３６１４００）独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 (453)
【出願人】（５０７３９５６９２）ライトハウステクノロジー・アンド・コンサルティング株式会社 (6)
【Ｆターム（参考）】
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