無線測位システムおよび無線測位方法
【目的】本発明は、移動端末の位置を無線で測位する無線測位システムおよび無線測位方法に関し、移動端末がいずれの基準局、基地局の受信範囲に移動しても確実に自動測位することを目的とする。
【構成】電波の測位信号を送信する移動端末と、移動端末から送信された測位信号を受信したときに測位信号の受信時刻および基準局から受信した基準信号の受信時刻を、自局のタイマをもとにそれぞれ計測する位置が既知の複数の基地局と、移動端末から送信された測位信号を受信したときに自局の基準信号を送信する位置が既知の複数の基準局と、基地局からの測位信号の受信時刻と基準信号の受信時刻を受信し、移動端末の位置を算出するサーバとを備え、複数の基準局が設定された優先度で、移動端末からの測位信号を受信したときに自局の基準信号を複数の基地局に送信し、衝突を回避する。
【構成】電波の測位信号を送信する移動端末と、移動端末から送信された測位信号を受信したときに測位信号の受信時刻および基準局から受信した基準信号の受信時刻を、自局のタイマをもとにそれぞれ計測する位置が既知の複数の基地局と、移動端末から送信された測位信号を受信したときに自局の基準信号を送信する位置が既知の複数の基準局と、基地局からの測位信号の受信時刻と基準信号の受信時刻を受信し、移動端末の位置を算出するサーバとを備え、複数の基準局が設定された優先度で、移動端末からの測位信号を受信したときに自局の基準信号を複数の基地局に送信し、衝突を回避する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動端末の位置を無線で測位する無線測位システムおよび無線測位方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動端末から発信した電波が複数の基地局までに到達する時間差を利用して、ＴＤＯＡ（Time Difference of Arrival)の原理により移動端末の位置を求めている。このとき、到達時間差を求めるためには、測位に必要な時間精度と同等以上の精度で基地局間で時計(タイマ)を合わせておく必要がある。例えば、３０ｃｍで測位するためには、１ｎｓの精度で時計合わせが必要である。各基地局をひとつのクロックで動作させるようにすれば良いが、遅延の保証された同軸ケーブルで各基地局を接続するのは設置が煩雑となり、好ましくない。
【０００３】
そこで、特許文献１には、基地局以外に位置が既知の基準局を設置し、移動端末から発信した電波が基地局に到達する時刻と基準局から発信した電波が基地局に到達する時刻の差を用いることで、基地局間の時間同期を不要にする技術がある。
【０００４】
また、特許文献２には、移動端末から電波を送信後、基準局は移動端末からの電波を受信して基準信号を送信することで、時間同期を不要にする技術がある。即ち、図１３の（ａ）に示すように、移動端末から測位信号○１を送信し、基地局１〜３は測位信号○１を受信する。次に、基準局は測位信号○１を受信後、基準信号○２を送信する。基地局１〜３は基準信号○２を受信し、測位信号○１と基準信号○２との到達時間差から移動局の位置を求めることができる。
【特許文献１】特開平０８−１４６１１０号公報
【特許文献２】2006 年電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ大会AS-4-5「1cc 超小型ノードを用いた22cm 高精度測位システムの開発（２）：UWB 測位システムの実証実験」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、これらの従来技術では、図１３の（ｂ）に示すように、広い範囲で測位を行おうとした場合には、移動端末１の位置では基準局１は測位信号を受信できるが、移動端末２の位置では基準局１は測位信号を受信できないため、基準信号を送信することができないという問題がある。
【０００６】
そのため、更に、例えば、基準局２を追加することが考えられるが、移動端末３の位置では、基準局１と基準局２の両方に測位信号が届くため、両方から基準信号を送信すると信号が重なり正しく基準信号を受信できなくなってしまうなどの問題が発生した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、これらの問題を解決するため、移動端末の位置を無線で測位する無線測位システムにおいて、電波の測位信号を送信する移動端末と、移動端末から送信された測位信号を受信したときに当該測位信号の受信時刻、および基準局から受信した基準信号の受信時刻を、自局のタイマをもとにそれぞれ計測する、位置が既知の複数の基地局と、移動端末から送信された測位信号を受信したときに当該自局の基準信号を送信する、位置が既知の複数の基準局と、基地局からの測位信号の受信時刻と基準信号の受信時刻を受信し、移動端末の位置を算出するサーバとを備え、複数の基準局が設定された優先度で、移動端末からの測位信号を受信したときに自局の基準信号を複数の基地局に送信し、衝突を回避するようにしている。
【０００８】
この際、隣接する基準局は相互に基準信号を受信できるようにしている。
また、基準局は優先度が高い程短い所定の待ち時間を有し、基準局は前記移動端末から送信された測位信号を受信後に所定の待ち時間の間他の基準局の基準信号を観察し、所定の待ち時間中に他の基準局の基準信号が送信されていないことを確認してから自局の基準信号を送信するようにしている。
【０００９】
また、基準局は移動端末の位置に応じて優先度を動的に変えるようにしている。
また、基準局は、所定の待ち時間中に他の基準局の基準信号が送信されていないことを確認してから基準信号を送信した場合に、その基準局の優先度を最高にするようにしている。
【００１０】
また、基準局は、最高に設定された基準局に隣接する基準局の優先度を上げるようにしている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、移動端末からの測位信号を受信した複数の基準局が動的可変の優先度に従い基準信号を複数の基地局などに送信し、基地局は移動端末からの測位信号の受信時刻および基準局からの基準信号の受信時刻をサーバに送信し、サーバはこれら送信された時刻を受信して移動端末の位置を算出することにより、移動端末がいずれの基準局、基地局の受信範囲に移動しても確実に自動測位することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、移動端末からの測位信号を受信した複数の基準局が動的可変の優先度に従い基準信号を複数の基地局などに送信し、基地局は移動端末からの測位信号の受信時刻および基準局からの基準信号の受信時刻をサーバに送信し、サーバはこれら送信された時刻を受信して移動端末の位置を算出し、移動端末がいずれの基準局、基地局の受信範囲に移動しても確実に自動測位することを実現した。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明のシステム構成図を示す。
図１において、移動端末１は、複数の基準局２および複数の基地局３から構成される所定領域内で、その位置を測位する対象の多数の移動端末であって、例えば携帯端末、ＰＤＡ，更に、ＩＣタグなどの所定信号を電波で送信する端末である。移動端末１は、測位信号生成部１１、送信部１２などから構成されるものである。
【００１４】
測位信号生成部１１は、移動端末１の位置を測位するための信号を生成するものである（図６を用いて後述する）。
【００１５】
送信部１２は、測位信号生成部１１で生成された測位に必要な測位信号を、アンテナから無線で基準局２、基地局３に向けて送信、ここでは、ブロードキャストするものである。
【００１６】
基準局２は、移動端末１からの測位信号を受信して基準信号を生成するものである。さらに、基準局は基地局の機能を兼ねることができる。その場合には、基準局２は、自局が保持するタイマに従い、移動端末１からの測位信号を受信した時刻を測定したり、他の基準局２からの基準信号を受信した時刻を測定したり、基準信号を送信する時刻を測定したり、これらの時刻をサーバに送信したりなどするものであって、ここでは、受信部２１、端末受信時刻保持部２２、基準受信時刻保持部２３、待時間制御部２４、基準信号生成部２５、基準送信時刻保持部２６、および送信部２７などから構成されるものである。
【００１７】
受信部２１は、移動端末１、基地局３、他の基準局２からの信号を受信するものである。
【００１８】
端末受信時刻保持部２２は、移動端末１からの測位信号を受信した受信時刻を保持するものである。
【００１９】
基準受信時刻保持部２３は、他の基準局２からの基準信号を受信した受信時刻を保持するものである。
【００２０】
待時間制御部２４は、移動端末１からの測位信号を受信してから、優先度に従い、基準信号を基地局３などに送信する待ち時間を制御するものである（図２などを用いて後述する）。
【００２１】
基準信号生成部２５は、待時間制御部２４が優先度に従い基準信号の生成指示があったときに、基準信号を生成するものである。
【００２２】
基準送信時刻保持部２６は、基準信号生成部２５で生成された基準信号を、基地局３などに送信したときの送信時刻を保持するものである（図２などを用いて後述する）。
【００２３】
送信部２７は、基準信号生成部２５で生成された基準信号を、無線（電波）で基地局３などに送信（ここでは、ブロードキャスト）するものである。
【００２４】
基地局３は、自局が保持するタイマに従い、移動端末１からの測位信号を受信して当該測位信号の受信時刻を測定したり、基準局２からの基準信号を受信した時刻を測定したり、測位信号の受信時刻、基準信号の受信時刻をサーバに送信したりなどするものであって、ここでは、受信部３１、端末受信時刻保持部３２、基準受信時刻保持部３３などから構成されるものである。
【００２５】
受信部３１は、移動端末１、基準局２などからの信号を受信するものである。
端末受信時刻保持部３２は、移動端末１からの測位信号を受信した受信時刻を保持するものである。
【００２６】
基準受信時刻保持部３３は、基準局２からの基準信号を受信した受信時刻を保持するものである。
【００２７】
測位サーバ４は、基準局２、基地局３からの時刻を有線あるいは無線手段で受信したり、優先度を基準局２に有線あるいは無線手段で送信して更新したりするものであって、ここでは、測位計算部４１、待時間調整部４２などから構成されるものである。
【００２８】
測位計算部４１は、移動端末１の位置を計測するものであって、ここでは、複数の基地局３からの移動端末１の測位信号の受信時刻、基準局２の基準信号の受信時刻、更に、基準局２からの測位信号の受信時刻、基準信号の送信時刻などをもとに移動端末１の位置を算出するものである（図５などを用いて後述する）。
【００２９】
待時間調整部４２は、基準局２が移動端末１からの測位信号を受信したときに、基準信号を基地局３に送信する待ち時間（優先度）を調整し、基準信号の送信時に衝突が発生しないように調整するものである（図２から図１３参照）。
【００３０】
次に、図２のフローチャートの順番に従い、図１の構成の動作を詳細に説明する。
図２は、本発明の動作説明フローチャートを示す。ここで、端末１は図１の移動端末１、基準局（１）は図１の基準局（１）２、基地局（１）は図１の基地局（１）３、サーバは図１の測位サーバ４にそれぞれ対応するものである。
【００３１】
図２において、Ｓ１は、測位信号を送信する。これは、図１の移動端末（１）が測位信号（後述する図６の（ｂ）の測位信号）を、無線（電波）で、基準局２、基地局３に向けて送信（ブロードキャスト）する。
【００３２】
Ｓ２は、測位信号を受信する。これは、Ｓ１で移動端末（１）から送信された測位信号を、基準局（１）が受信し、当該測位信号の受信時刻Ｔ０１を、自局のタイマで測定して保持する。
【００３３】
Ｓ３は、端末受信時刻を有線あるいは無線手段でサーバに送信する。これは、Ｓ２で移動端末（１）から受信して自局のタイマで測定した、移動端末（１）からの測位信号の受信時刻、ここでは、受信時刻Ｔ０１を測位サーバ４に送信する。
【００３４】
Ｓ４は、優先度が最高か判別する。これは、基準局（１）が自局の優先度が最高（最大）か判別する（図４参照）。ＹＥＳの場合には、基準局（１）の優先度が最高と判明したので、待つことなく、Ｓ７に進む。一方、ＮＯの場合には、基準局（１）の優先度が最高でないと判明したので、Ｓ５に進む。
【００３５】
Ｓ５は、Ｔ１時間待つ。これは、Ｓ４で自局の基準局（１）の優先度が最高でないと判明したので、基準信号の送信時に、他の基準局からの基準信号の送信との衝突を避けるために、でＴ１時間だけ待つ。
【００３６】
Ｓ６は、Ｓ５でＴ１時間待っている間に他の基準信号がありか判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ１０に進む。ＮＯの場合には、Ｓ７に進む。
【００３７】
Ｓ７は、Ｓ６のＮＯで、他の基準局３からの基準信号が送信されていないと判明したので、自局の基準局（１）で生成した基準信号を送信（ブロードキャスト）する。
【００３８】
Ｓ８は、基準送信時刻を有線あるいは無線手段でサーバに送信する。これは、Ｓ７で自局で生成した基準信号を基準局（１）が送信したときの、当該基準信号の送信時刻Ｔ０２を測位サーバ４に送信する。
【００３９】
Ｓ９は、端末（１）に対して優先度を最高に更新する。これは、端末（１）からの測位信号を受信した基準局（１）が、基準信号を基準局に送信したので、当該基準局（１）の優先度を最高に更新する（優先度が最高であったときはそのままの優先度が最高、優先度が最高でなかったときは優先度を最高に更新する）。
【００４０】
以上によって、基準局（１）が移動端末（１）からの測位信号を受信してその受信時刻Ｔ０１を測位サーバ４に送信、基準信号を基地局３に送信、および基準信号を送信したときの送信時刻Ｔ０２を測位サーバ４に送信することが可能となると共に、優先度が最高でないときは動的に最高に更新することが可能となる。
【００４１】
Ｓ１０は、Ｓ６のＹＥＳで、他の基準局３からの基準信号が送信されていると判明したので、基準信号を受信する。
【００４２】
Ｓ１１は、基準送信時刻をサーバ送信する。これらＳ６のＹＥＳ，Ｓ１０、Ｓ１１は、他の基準局から基準信号が送信されていると判明したので、その送信されている基準局の基準信号を受信し、基準信号の受信時刻Ｔ１２を有線あるいは無線手段で測位サーバ４に送信する。
【００４３】
Ｓ１２は、端末（１）に対して優先度をクリアする。これは、基準局（１）が端末（１）からの測位信号を受信したときに、基準信号を送信する優先度を、ここでは、クリアし、最高ではなくする。
【００４４】
以上のＳ１からＳ５、Ｓ６のＹＥＳ，Ｓ１０からＳ１２によって、基準局（１）が移動端末（１）からの測位信号を受信した受信時刻Ｔ０１を測位サーバ４に送信、他の基準局からの基準信号を受信した受信時刻Ｔ０２を測位サーバ４に送信することにより、当該基準局（１）は基地局として動作させることが可能となると共に、当該基準局（１）の端末（１）から測位信号を受信したときに、基準信号を送信するときの優先度を最高ではなく低い所定値に更新することが可能となる。
【００４５】
Ｓ２１は、測位信号を受信する。これは、基地局（１）が移動端末（１）からの測位信号を受信する。
【００４６】
Ｓ２２は、端末受信時刻を有線あるいは無線手段でサーバに送信する。これは、Ｓ２１で移動端末（１）から受信して自局のタイマで測定した、移動端末（１）からの測位信号の受信時刻、ここでは、受信時刻Ｔ１１を測位サーバ４に送信する。
【００４７】
Ｓ２３は、基準信号を受信する。これは、基準局（１）から送信された基準信号を、基地局（１）が受信し、基準信号の受信時刻Ｔ１２を計測する。
【００４８】
Ｓ２４は、基準受信時刻を有線あるいは無線手段でサーバに送信する。これは、Ｓ２３で受信して計測した基準信号の受信時刻Ｔ１２を測位サーバ４に送信する。
【００４９】
以上のＳ２１からＳ２４によって、基地局（１）が移動端末（１）からの測位信号を受信してその受信時刻Ｔ１１を測位サーバ４に送信、基準局からの基準信号を受信した受信時刻Ｔ１２を測位サーバ４に送信することが可能となる。
【００５０】
Ｓ３１は、測位サーバが有線あるいは無線手段で端末受信時刻を受信する。これは、基準局（１）、基地局（１）、・・・などから、移動端末の測位信号の受信時刻Ｔ０１，Ｔ０２，Ｔ０３などを受信する。
【００５１】
Ｓ３２は、測位サーバが有線あるいは無線手段で基準送信時刻を受信する。これは、ここでは、基準局（１）が基準信号を基地局（１）などに送信したときの当該基準局（１）の送信時刻Ｔ０２を受信する。
【００５２】
Ｓ３３は、測位サーバが有線あるいは無線手段で基準受信時刻を受信する。これは、ここでは、基地局（１）が基準信号を受信した受信時刻Ｔ１２などを受信する。
【００５３】
Ｓ３４は、測位計算する。これは、測位サーバ４が、例えば
・Ｓ３１で受信した測位信号の受信時刻Ｔ０１、Ｔ１１
・Ｓ３２で受信した基準信号の送信時刻Ｔ０２
・Ｓ３３で受信した基準信号の受信時刻Ｔ１２、Ｔ２２
をもとに、移動端末１の位置を算出する（具体的には、図５の説明参照）。
【００５４】
以上によって、端末（１）から測位信号を送信し、基準局（１）や基地局（１）などが受信した測位信号の受信時刻、基準信号を送信したときの送信時刻，更に、送信された基準信号受信した受信時刻を、測位サーバ４が送信させて受信して収集し（Ｓ３１からＳ３３）、これらから移動端末の位置を自動算出することが可能となる（図５の説明参照）。
【００５５】
図３は、本発明の基地局／基準局の例を示す。
図３において、基準局１，２は、移動端末から測位信号を受信したときに、基準信号を送信（ブロードキャスト）するものであって、ここでは、相互に基準信号を送受信できる位置に配置したものである。
【００５６】
基地局１，２，３，４，５，６は、基準局１、２のいずれか一方あるいは両者から基準信号を受信したり、移動端末からの測位信号を受信したりし、受信時刻を計測し、図示外の図１の測位サーバ４に送信し、移動端末の位置を計測するためのものである。
【００５７】
ここで、下記のように、受信できる。
・移動端末から送信された測位信号は、実線の矢印で示すように、基地局１，２，４，５，６の５局で受信、および基準局１，２の２局で受信できる。
【００５８】
・基準局１から送信された基準信号は、点線の矢印で示すように、基地局１，２，３，６の４局で受信、および基準局２の１局で受信できる。
【００５９】
・基準局２から送信された基準信号は、点線の矢印で示すように、基地局１，４，５，６の４局で受信、および基準局１の１局で受信できる。
【００６０】
図４は、本発明のリスト／情報の例を示す。
図４の（ｂ）は、各基準局の登録情報テーブルの例を示す。基準局１の行が基準局１の登録情報テーブルであり、基準局２の行が基準局２の登録情報テーブルであり、以下同様である。登録情報テーブルには、デフォルトの優先度と最優先にする端末（移動端末１）のＩＤを登録ＩＤリストとして並べたものであって、ここでは、図示の下記の情報を対応づけて登録するものである。
【００６１】
・優先度：
・登録ＩＤリスト：
・サーバアドレス：
・その他：
ここで、優先度は基準局に予め設定された優先度（デフォルト値）であって、図示の例では、１が最高から２番目の優先度である。登録ＩＤリストには、優先度を最高にする端末のＩＤが複数個並んだものである。この登録ＩＤリストに並んだ端末は最高の優先度になる。サーバアドレスは、測位信号の受信時刻などを測位サーバ４に送信するためのアドレスである。
【００６２】
図４の（ａ）の例を用いて、移動端末Ｔ１が移動した時の各基準局の登録ＩＤリストの動的変化を図４（ｂ）に示す。
【００６３】
図４の（ａ）は、移動端末Ｔ１が基準局１，２，３，４の近くに図示の実線の矢印およびＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅで示すように順次移動する様子を示す。
【００６４】
図４の（ｂ）において、左上の登録情報テーブル（初期状態）は、初期の登録状態テーブルを示す。基準局１の優先度は１（最高から２番目）、基準局２の優先度は２（最高から３番目）となっており、この優先度は変化しない。一方、登録ＩＤリストは、初期状態では全て空であり、どの移動端末も登録されていない。
【００６５】
登録情報テーブル（Ａの位置）は、移動端末Ｔ１が図４の（ａ）でＡ点に移動し、測位信号を送信して基地局３が当該測位信号を受信した後、基準信号を送信したので、当該基地局３の登録ＩＤリストには、移動端末Ｔ１のＩＤが入る。すなわち、移動端末Ｔ１にとっては、基準局３が最高の優先度（待時間を０）となる。
【００６６】
登録情報テーブル（Ｂの位置）は、移動端末Ｔ１が図４の（ａ）でＢ点に移動し、測位信号を送信した場合である。測位信号は基準局３と基準局２に届くが、基準局３の優先度が高いため、基準局３が当該測位信号を受信した後、基準信号を送信する。基準局２は基準局３よりも優先度が低いため、時間待ちするが、その間に基準局３が基準信号を送信し、基準局２がその基準信号を受信するため、登録ＩＤリストは変更しない。
【００６７】
登録情報テーブル（Ｃの位置）は、移動端末Ｔ１が図４の（ａ）でＣ点に移動し、測位信号を送信した場合である。測位信号は基準局２には届くが基準局３には届かなくなる。基準局３の優先度が高かったため、基準局３は測位信号を受信できれば基準信号を送信するが、この場合には、測位信号を受信できないため、基準信号を送信することができない。基準局２は、測位信号を受信後、優先度が低いため時間待ちするが、その間により優先度の高い基準局（この場合には基準局３）からの基準信号が送信されないため、時間待ち後、基準信号を送信する。それによって、基準局２の登録ＩＤリストに移動端末Ｔ１のＩＤが登録される。この時、基準局３の登録ＩＤリストから移動端末Ｔ１のＩＤは削除される。
【００６８】
同様に、登録情報テーブル（Ｄの位置）、（Ｅの位置）は、移動端末Ｔ１が図４の（ａ）でそれぞれＤ点、Ｅ点に移動して、リストが変化した後の状態を示す。
【００６９】
以上のように、移動端末Ｔ１の移動に従い、各基準局の登録情報テーブルの登録ＩＤリストに移動端末Ｔ１のＩＤが追加されたり削除されたりすることで、移動端末Ｔ１に対する基準局の優先度にすることにより、測位信号に対する応答性を良好に動的に更新することが可能となる。
【００７０】
図４の（ｃ）は、端末情報（サーバ用）の例を示す。端末情報（サーバ用）は、図１の測位サーバ４が保持するものであって、ここでは、図示の下記の情報を登録して管理するものである。横軸は基準局１・・・基準局ｒ，基地局１・・・基地局ｂを表し、縦軸はその座標（ｘ，ｙ），測位信号を受信した端末ＩＤなどの情報を表す。
【００７１】
例えば基準局１は、
・座標 （ｘ１０，ｙ１０）
・端末ＩＤ：1 Ｔ０１，Ｔ０２
であり、このうちの座標（ｘ１０，ｙ１０）は基準局１が設置された固定の既知の座標であり、端末ＩＤ：１ Ｔ０１、Ｔ０２は、当該端末ＩＤ＝１の移動端末からの測位信号の受信時刻Ｔ０１、基準信号の送信時刻Ｔ０２であって、例えば図２で既述した端末１からの測位信号を受信した当該基準局１のタイマで測定した受信時刻Ｔ０１（図２のＳ２）、および当該基準局１が基準信号を送信したときの当該基準局１のタイマで測定した送信時刻Ｔ０２（図２のＳ７）である。
【００７２】
また、例えば基地局１は、
・座標 （ｘ１１，ｙ１１）
・端末ＩＤ：１ Ｔ１１，Ｔ１２
であり、このうちの座標（ｘ１１，ｙ１１）は基地局１が設置された固定の既知の座標である。端末ＩＤ：２ Ｔ１１、Ｔ１２は、当該端末ＩＤ＝２の移動端末からの測位信号の受信時刻Ｔ１１、基準信号の受信時刻Ｔ１２であって、例えば図２で既述した端末１からの測位信号を受信した当該基地局１のタイマで測定した受信時刻Ｔ１１（図２のＳ２１）、および基準局から送信された基準信号を受信したときの当該基地局１のタイマで測定した受信時刻Ｔ１２（図２のＳ２３）である。
【００７３】
以上の座標を端末情報テーブル（サーバ用）に予め登録、および既述した図２のフローチャートに従い収集した端末ＩＤ毎の時刻を端末情報テーブル（サーバ用）に図示のように登録することにより、移動端末の位置を算出することが可能となる（図５を用いて後述する）。
【００７４】
図５は、本発明の移動端末の測位例を示す。ここでは、図示のように、
・座標は、
・移動端末の座標（Ｘ１、Ｙ１）
・基準局の座標（ｘ１０，ｙ１０）
・基地局１の座標（ｘ１１，ｙ１１）
・基地局２の座標（ｘ２１，ｙ２１）
と予め登録されており、
・移動端末からの測位信号を受信した受信時刻が
・基準局でＴ０１と測定
・基地局１でＴ１１と測定
・基地局２でＴ２１と測定
・基準局が基準信号を送信した送信時刻がＴ０２と測定
・基地局１が基準局から送信された基準信号を受信した受信時刻がＴ１２と測定
・基地局２が基準局から送信された基準信号を受信した受信時刻がＴ２２と測定
されたとする。
【００７５】
・更に、基準局に対する基地局１、基地局２の時刻のずれをＴｄ１，Ｔｄ２，光速をＶｃとすると、
（１）移動端末から送信された測位信号が基準局と基地局１に到達する時刻差に光速を乗じたものは、移動端末と基準局間の距離と、移動端末と基地局１間の距離との差となるため、
Vc(T01-T11-Td1)=((X1-x10)2 +(Y1-y10)2)1/2 - ((X1-x11)2 +(Y1-y11)2)1/2 （式１） （２）同様に、移動端末から送信された測位信号が基準局と基地局２に到達する時刻差に光速を乗じたものは、移動端末と基準局間の距離と、移動端末と基地局２間の距離との差となるため、
Vc(T01-T21-Td2)=((X1-x10)2 +(Y1-y10)2)1/2 - ((X1-x21)2 +(Y1-y21)2)1/2 （式２） （３）また、基準局から基準信号が基地局１に到達する時間差から、
Vc(T12+Td1-T02)=((x11-x10)2 +(y11-y10)2)1/2 （式３）
（４）また、基準局から基準信号が基地局２に到達する時間差から、
Vc(T22+Td2-T02)=((x21-x10)2 +(y21-y10)2)1/2 （式４）
（５）従って、上記（１）から（４）の４つの式で未知数は，Ｔｄ１，Ｔｄ２，Ｘ１，Ｙ１であるため、連立方程式を解くことにより、ここでは、移動端末の座標（Ｘ１、Ｙ１）を求めることが可能となる。
【００７６】
図６は、本発明の移動端末の説明図を示す。
図６の（ａ）は、移動端末例を示す。
【００７７】
図６の（ａ）において、ＭＰＵ１３は、マイクロプロセッサであって、ここでは、移動端末１が送信しようとするデータ（例えば図６の（ｂ）の測位信号）を、送信データ１４として作成する。
【００７８】
送信データ１４は、移動端末１が送信しようとするデータであって、ＭＰＵ１３が作成した測位信号などのデータである。
【００７９】
ＰＰＭデータ変調部１５は、端末用ＰＮ系列発生部１６で発生された擬似ランダムデータをもとに、送信データ１４を変調（ここでは、公知のパルス位置変調ＰＰＭ）し、送信用信号（例えば図６の（ｂ）参照）を生成するものである。
【００８０】
端末用ＰＮ系列発生部１６は、擬似ランダムデータ（擬似ランダムデータ列）を生成する公知のものである。
【００８１】
インパルス生成部１７は、ＰＰＭデータ変調部１５で生成された変調後の信号をもとに、インパルスを発生するものである。
【００８２】
ＢＰＦ１８は、バンドパスフィルタであって、所定帯域のパルス信号のみを通過させる公知のフィルタである。
【００８３】
ＰＡ１９は、パワーアンプであって、ＢＰＦ１８でフィルタリングされた後の信号（インパルス信号）を電力増幅するものである。
【００８４】
アンテナ２０は、ＰＰＭ変調されたパルス信号を、電波として送信するアンテナである。
【００８５】
以上によって、ＭＰＵ１３が作成した送信データ１４（例えば測位信号）が擬似ランダムデータで変調（ここでは、パルス位置変調）し、アンテナ２０から電波として送信することが可能となる。
【００８６】
図６の（ｂ）は、データフォーマット例を示す。図示のデータフォーマット例は、移動端末１が送信する測位データの例を示す。
【００８７】
図６の（ｂ）において、プリアンプル部は、測位データの先頭部分であって、ここでは、無変調であり、ＴＨデータ（タイムホッピングデータ）の位置、即ち擬似ランダムデータとして作成した数値（ここでは、図示の５，７，６，３，４，２，１）の位置に送信パルスを発生させたものである。プリアンプル部に続くデータ部（ＰＰＭ変調）では、当該ＴＨデータの位置を基準に、送信しようとするデータを加算した位置に送信パルスを発生させ、結果としてパルス位置変調を行うようにしている。例えばデータ部の２番目のデータは”１”であるので、プリアンプル部の２番目のＴＨデータ”７”に当該”１”を加算した”８”の位置にパルス位置変調した送信パルスを発生させる。以下同様に、図示のようにデータでパルス位置変調した送信パルスをそれぞれ発生させる（パルス位置変調させる）。
【００８８】
以上によって、移動端末１は、擬似ランダムデータをもとに送信データ（測位データなど）でパルス位置変調した信号を、アンテナ２０から無線で送信（ブロードキャスト）することが可能となる。
【００８９】
図７は、本発明の基地局例を示す。これは、既述した図１の基地局３の詳細システム構成図を示す。
【００９０】
図７において、基地局３は、アンテナ３１１、ＢＰＦ３１２、ＬＮＡ３１３，パルス検出器３１４、時刻タイマ３１５、および基準信号受信ブロック３５、複数の測位信号受信ブロック３６、ＭＰＵ３７などから構成されるものである。
【００９１】
アンテナ３１１は、他の基地局３、基準局２、移動端末１などから、無線で送信された信号を受信するアンテナである。
【００９２】
ＢＰＦ３１２は、アンテナ３１１で受信した信号中から所定の帯域の信号を通過させるフィルタである。
【００９３】
ＬＮＡ３１３は、ローノイズアンプである。
パルス検出部３１４は、ＬＮＡ３１３で増幅した後の信号中からパルスを検出するものである。
【００９４】
時刻タイマ３１５は、当該基地局３が保持する独自に計測するタイマである。
基準信号受信ブロック３５は、パルス検出部３１４で検出されたパルス信号から、基準局２から送信されて受信された基準信号を抽出し、当該抽出した基準信号から受信データを復調および受信時刻を測定するものであって、相関器３５１、基準用ＰＮ系列発生部３５２、受信時刻保持部３５３、ＰＰＭデータ復調部３５４、受信データ３５５などから構成されるものである。
【００９５】
相関器３５１は、パルス検出部３１４で検出されたパルス信号中から、基準信号を抽出するものであって、ここでは、基準用ＰＮ系列発生部３５２で発生された擬似データをもとに基準信号を抽出するものである。
【００９６】
基準用ＰＮ系列発生部３５２は、基準信号を抽出するための擬似ランダム信号を発生するものである。
【００９７】
受信時刻保持部３５３は、基準信号が検出されたとき（受信されたとき）の受信時刻（基準信号の受信時刻）を保持するものである。
【００９８】
ＰＰＭデータ復調部３５４は、ＰＰＭデータ（パルス位置データ）を復調するものである（図６の（ｂ）と逆の処理で、受信データを復調する）。
【００９９】
受信データ３５５は、復調された受信データである。
以上の構成により、アンテナ３１１で受信した信号中から、基準局２から送信されて受信された基準信号を抽出し、当該基準信号を受信した受信時刻および受信データを取り出すことが可能となる。
【０１００】
測位信号受信ブロック３６は、複数設けたものであって、パルス検出部３１４で検出されたパルス信号から、移動端末４から送信されて受信された測位信号を抽出し、当該抽出した測位信号から受信データを復調および受信時刻を測定するものであって、相関器３６１、端末用ＰＮ系列発生部３６２、受信時刻保持部３６３、ＰＰＭデータ復調部３６４、受信データ３６５などから構成されるものである。
【０１０１】
相関器３６１は、パルス検出部３１４で検出されたパルス信号中から、測位信号を抽出するものであって、ここでは、端末用ＰＮ系列発生部３６２で発生された擬似データをもとに測位信号を抽出するものである。
【０１０２】
端末用ＰＮ系列発生部３６２は、測位信号を抽出するための擬似ランダム信号を発生するものである。
【０１０３】
受信時刻保持部３６３は、測位信号が検出されたとき（受信されたとき）の受信時刻（測位信号の受信時刻）を保持するものである。
【０１０４】
ＰＰＭデータ復調部３６４は、ＰＰＭデータ（パルス位置データ）を復調するものである（図６の（ｂ）と逆の処理で、受信データを復調する）。
【０１０５】
受信データ３６５は、復調された受信データである。
以上の構成により、アンテナ３１１で受信した信号中から、移動端末４から送信されて受信された測位信号を抽出し、当該測位信号を受信した受信時刻および受信データを取り出すことが可能となる。
【０１０６】
ＭＰＵ３７は、全体を統括制御するものであって、ここでは、基準信号受信ブロック３５で受信された基準信号の受信時刻、受信データ、および測位信号受信ブロック３６で受信された測位信号の受信時刻、受信データを測位サーバ４に有線、あるいは無線で送信するものである。
【０１０７】
以上の構成により、各基地局３は、基準局２から送信された基準信号の受信時刻、受信データ、および移動端末４から送信された測位信号の受信時刻、受信データをそれぞれ測定および復調し、測位サーバ４に送信することが可能となる。
【０１０８】
図８は、本発明の基準局例を示す。これは、既述した図１の基準局２の詳細システム構成図を示す。
【０１０９】
図８において、基準局２は、基準信号送信ブロック６１、基準用ＰＮ系列発生部６２、待時間制御部６３、基準信号受信ブロック６４、測位信号受信ブロック６５、ＭＰＵ６６およびアンテナ５１、５５、ＰＡ５２，ＢＰＦ５３、５６、時刻タイマ５４、ＬＮＡ５７，パルス検出部５８などから構成されるものである。アンテナ５１，５５、ＢＰＦ５３、５６、時刻タイマ５４、パルス検出部５８は、図７と同じであるので説明を省略する。
【０１１０】
図８において、ＰＡ５２は、電力増幅器である。
基準用ＰＮ系列発生器６２は、基準信号を変調あるいは復調（抽出）するときに使用する当該基準信号用の擬似ランダムデータを発生するものである。
【０１１１】
待時間制御部６３は、移動端末４から測位信号を受信してから、基準信号を送信するまでの待時間を制御するものである。
【０１１２】
基準信号送信ブロック６１は、基準信号を送信および送信時刻を測定して保持するブロックであって、ここでは、送信データ６１１、ＰＰＭデータ変調部６１２、インパルス生成部６１３、および送信時刻保持部６１４などから構成されるものである。
【０１１３】
送信データ６１１は、送信しようとするデータであって、待時間制御部６３からの待時間経過後に当該送信データ６１１をＰＰＭデータ変調部６１２に通知して変調させるためのものである。
【０１１４】
ＰＰＭデータ変調部６１２は、送信データ６１１について、基準用ＰＮ系列発生部６２からの基準信号変調用の擬似ランダムデータをもとにパルス位置変調データに変調（変換）するものである。
【０１１５】
インパルス生成部６１３は、ＰＰＭデータ変調部６１２で変調された後のデータについて、インパルスを発生させてパルス位置変調信号を生成するものである。
【０１１６】
送信時刻保持部６１４は、基準信号を送信したときの時刻（送信時刻）を、自局が保持する時刻タイマ５４で計測して保持するものである。
【０１１７】
以上によって、送信データ（基準信号）について、所定の待時間（優先度の対応した待時間）を経過後に基準信号用の擬似ランダムデータをもとにパルス位置変調してＢＰＦ５３，ＰＡ５２，アンテナ５１を介して無線で、基準信号を基地局３および他の基準局２などに送信（ブロードキャスト）することが可能となると共に、基準信号の送信時刻を自局の時刻タイマ５４で計測することが可能となる。
【０１１８】
基準信号受信ブロック６４は、アンテナ５５、ＢＰＦ５６，ＬＮＡ５７，およびパルス検出部５８を介して検出されたパルス信号から、他の基準局２から送信されて受信された基準信号を抽出し、当該抽出した基準信号から受信データを復調および受信時刻を測定するものであって、相関器６４１、基準用ＰＮ系列発生部６２、受信時刻保持部６４３、ＰＰＭデータ復調部６４４、受信データ６４５などから構成されるものである。
【０１１９】
相関器６４１は、パルス検出部５８で検出されたパルス信号中から、基準信号を抽出するものであって、ここでは、基準用ＰＮ系列発生部６２で発生された擬似データをもとに基準信号を抽出するものである。
【０１２０】
受信時刻保持部６４３は、基準信号が検出されたとき（受信されたとき）の受信時刻（基準信号の受信時刻）を保持するものである。
【０１２１】
ＰＰＭデータ復調部６４４は、ＰＰＭデータ（パルス位置データ）を復調するものである（図６の（ｂ）と逆の処理で、受信データを復調する）。
【０１２２】
受信データ６４５は、復調された受信データである。
以上の構成により、アンテナ５５で受信した信号中から、他の基準局２から送信されて受信された基準信号を抽出し、当該基準信号を受信した受信時刻および受信データを取り出すことが可能となる。
【０１２３】
測位信号受信ブロック６５は、複数設けたものであって、アンテナ５５、ＢＰＦ５６，ＬＮＡ５７，およびパルス検出部５８で検出されたパルス信号から、移動端末４から送信されて受信された測位信号を抽出し、当該抽出した測位信号から受信データを復調および受信時刻を測定するものであって、相関器６５１、端末用ＰＮ系列発生部６５２、受信時刻保持部６５３、ＰＰＭデータ復調部６５４、受信データ６５５などから構成されるものである。
【０１２４】
相関器６５１は、パルス検出部５８で検出されたパルス信号中から、測位信号を抽出するものであって、ここでは、端末用ＰＮ系列発生部６５２で発生された移動端末用の擬似データをもとに測位信号を抽出するものである。
【０１２５】
端末用ＰＮ系列発生部６５２は、測位信号を抽出するための擬似ランダム信号を発生するものである。
【０１２６】
受信時刻保持部６５３は、測位信号が検出されたとき（受信されたとき）の受信時刻（測位信号の受信時刻）を保持するものである。
【０１２７】
ＰＰＭデータ復調部６５４は、ＰＰＭデータ（パルス位置データ）を復調するものである（図６の（ｂ）と逆の処理で、受信データを復調する）。
【０１２８】
受信データ６５５は、復調された受信データである。 以上の構成により、アンテナ５５で受信した信号中から、移動端末４から送信されて受信された測位信号を抽出し、当該測位信号を受信した受信時刻および受信データを取り出すことが可能となる。
【０１２９】
ＭＰＵ６６は、全体を統括制御するものであって、ここでは、基準信号送信ブロック６１で送信した基準信号の送信時刻、基準信号受信ブロック３５で受信された基準信号の受信時刻、受信データ、および測位信号受信ブロック６５で受信された測位信号の受信時刻、受信データを測位サーバ４に有線、あるいは無線で送信するものである。
【０１３０】
以上の構成により、各基準局２は、測位信号を受信したときに基準信号を送信、送信時刻を計測、他の基準局２から送信された基準信号の受信時刻、受信データ、および移動端末４から送信された測位信号の受信時刻、受信データをそれぞれ変調、測定および復調することにより、基準信号を無線で基地局、他の基準局に送信したり、測位サーバ４に受信データ、受信時刻、送信時刻などを送信することが可能となる。
【０１３１】
図９は、本発明の待時間制御部例を示す。図示の待時間制御部６３は、図８の待時間制御部６３の詳細システム構成図の例を示す。
【０１３２】
図９において、待時間制御部６３は、基準局２が保持する優先度に従い、送信データ（基準信号）を基地局３および他の基準局２に送信するための待時間を制御して基準信号の衝突を回避するためのものであって、ここでは、受信ＩＤ６３１、比較器６３２、登録ＩＤリスト６３３、ウエイトタイマ６３４などから構成されるものである。
【０１３３】
受信ＩＤ６３１は、測位信号受信ブロック６５で受信した、移動端末４の測位信号中から抽出した当該移動端末のＩＤである。受信ＩＤ６３１が登録ＩＤリスト６３３に無いときは、追加登録する。
【０１３４】
比較器６３２は、受信した受信ＩＤ６３１が、登録ＩＤリスト６３３に既に登録されているか比較し、登録されているときにその受信ＩＤの移動端末の優先度が”最高”（１）かそれ以外か判別する。既述した図４の（ｂ）の登録ＩＤリスト（基準局（１）用）を参照し、例えば受信ＩＤ＝”端末１”であったときには、当該”端末１”の優先度が”最高”（１）であるので、この場合には、優先度”最高”と判別する。優先度が”最高”の場合には、即座に待つことなく、基準送信ブロック６１に指示し、送信データ（基準信号）をパルス位置変調などしてアンテナから無線で送信する。一方、優先度が”最高”以外の場合には、既述した図４の（ｂ）の優先度（基準局（１）用）を参照し、優先度に応じてウエイトタイマ６３４で所定時間経過した後に、基準送信ブロック６１に指示し、送信データ（基準信号）をパルス位置変調などしてアンテナから無線で送信する。尚、優先度が”最高”（１）以外の場合に、所定時間経過した後、基準信号が送信されていないことを確認し、基準信号を送信指示する。
【０１３５】
登録ＩＤリスト６３３は、基準局２毎に設け、移動端末４に対応づけて基準信号の優先度を、既述した図４の（ｂ）のように登録して管理するものである。
【０１３６】
ＭＰＵ６６は、ここでは、登録ＩＤリスト６３３に、移動端末のＩＤを追加、削除したり、優先度を更新したりなどするものである（既述した図２のＳ９、Ｓ１２など参照）。
【０１３７】
以上の構成のもとで、待時間制御部６３は、測位信号を受信したときに、当該測位信号を送信した移動端末の優先度について、登録ＩＤリスト６３３を参照して比較し、自局の優先度が最高のときに即座に待つこと無く、基準信号を送信（ブロードキャスト）し、一方、優先度が最高でないときは所定時間経過後に基準信号を送信（ブロードキャスト）することにより、複数の基準局２の間の基準信号の送信の衝突を回避することが可能となる。
【実施例２】
【０１３８】
次に本発明の第２の実施例について説明する。図１、図６、図７、図８は第１の実施例と同様であるため、説明は省略する。待ち時間の制御方法が第１の実施例と異なるため、図２のフローチャートの一部と図９の待時間制御部が異なるため、異なる部分のみ説明する。
【０１３９】
図１０は、本発明の第２の実施例の動作説明フローチャート（待時間更新）を示す。図１０では、第１の実施例のフローチャート図２と同じ部分は省略し、異なる部分のみ示す。基準局については、図２のＳ８の後に図１０のＳ４１に続く。サーバについては、図２のＳ３４の後に図１０のＳ４２に続く。
【０１４０】
図１０において、Ｓ４１は、基準局１がサーバに通知する。これは、既述した図２のＸ１に続けて、即ち、Ｓ８の次にＳ９を行う代わりに、当該基準局１が移動端末から測位信号を受信し、基準信号を送信したときに、当該移動端末のＩＤを測位サーバ４に通知する。
【０１４１】
Ｓ４２は、Ｓ４１の通知を受けた測位サーバ４が、待時間表で基準局１と隣接する基準局の優先度を上げる。これは、例えば、後述する図１２の（ｂ）の待時間表中で、初期状態であったものを、図１２の（ａ）でＡの位置に移動端末Ｔｎが移動して基準局３に測位信号が届くようになった時には、図１２の（ｂ）のＡの待時間表に示すように更新、即ち、移動端末Ｔｎと基準局Ｒ３との交差する位置の優先度を０（最高）にし、当該位置を中心に左右の優先度が高く、離れている基準局では優先度を小さく（数字が大きく）なる図示のようにそれぞれ更新する。
【０１４２】
Ｓ４３は、待時間表を各基準局に送信する。
Ｓ４４、Ｓ４５は、基準局１，２・・・が待時間表をそれぞれ受信し、自局の待時間表をそれぞれ更新する。
【０１４３】
以上によって、基準局が移動端末から測位信号を受信し、基準信号を送信（ブロードキャスト）した場合に、測位信号を受信した移動端末ＩＤ（Ｔｎ）を測位サーバ４に通知し、測位サーバ４が例えば図１２の（ｂ）の待時間表（初期状態）を、基準信号を送信した基準局の優先度を最高にし、それに隣接する基準局の優先度を次に高くするように更新し、全基準局に当該移動端末ＩＤ（Ｔｎ）に対する優先度（待時間）を更新させることが可能となる。これにより、移動端末Ｔｎに近い基準局の待時間（優先度）を最小（最高）、更に、隣接する基準局の待時間（優先度）を次になるように更新し、測位精度および測位応答性を良好に動的に更新することが可能となる。
【０１４４】
図１１は、本発明の第２の実施例の待時間制御部例を示す。これは、第１の実施例の待時間制御部６３が図９であったのに対して、第２の実施例の待時間制御部６３が図１１となり、既述した図１０の待時間表を更新する場合のシステム構成図の例を示す。
【０１４５】
図１１において、受信ＩＤ６３１は、既述した測位信号受信ブロック６５から移動端末１からの測位信号中から移動端末ＩＤを受信したものである。
【０１４６】
待時間表６３５は、後述する図１２の（ｂ）に記載する待時間表であって、移動端末ＩＤに対応づけて待時間（優先度）を設定して管理する表である。
【０１４７】
ウェイトタイマ６３６は、待時間表６３５を参照し、基地局２が基準信号を送信するのを待つときに使用するタイマである。
【０１４８】
ＭＰＵ６３７は、各種制御を行うものであって、測位信号を受信して基準信号を送信したときに受信した測位信号の移動端末のＩＤを測位サーバ４に送信したり、測位サーバの全基準局待時間表４３が送信されたときに自己の待時間表６３５を更新したりなどするものである（図１０で既述のＳ４１、Ｓ４４、Ｓ４５などを行うものである）。
【０１４９】
以上の構成のもとで、既述した図１０の処理を行うことにより、各基準局２の待時間表を動的に更新し、測位精度および測位応答性を良好に動的に更新することが可能となる。
【０１５０】
図１２は、本発明の第２の実施例の待時間表例を示す。
図１２の（ａ）は、移動端末Ｔｎが基準局１，２，３，４（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４）の近くに図示の実線の矢印およびＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅで示すように順次移動する様子を示す。
【０１５１】
図１２の（ｂ）は、待時間表の例を示す。
図１２の（ｂ）において、左上の待時間表（初期状態）は、初期の移動端末Ｔ１，Ｔ２、・・・Ｔｎ・・・に対応づけて基準局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の待時間（優先度）を初期設定したものである。
【０１５２】
待時間表（Ａ）は、移動端末Ｔｎが図１２の（ａ）でＡ点に移動し、測位信号を送信して基地局３（Ｒ３）が当該測位信号を受信した後、基準信号を送信したので、当該基地局３（Ｒ３）の待時間を０（優先度０で、最高）に更新し、隣接するＲ２，Ｒ４を次の待ち時間に設定したものである。移動端末Ｔｎに近い基準局３（Ｒ３）の待時間を０に更新することで、応答性を良好に動的に更新することが可能となる。
【０１５３】
同様に、待時間表（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は、移動端末Ｔｎが図１２の（ａ）でそれぞれＢ点、Ｃ点、Ｄ点、Ｅ点に移動したときのものをそれぞれ示す。
【０１５４】
以上のように、移動端末Ｔｎの移動に従い、移動端末Ｔｎからの測位信号を受信している基準局の待時間を０（最優先度）に更新し、更にそれに隣接する基準局の待時間を次になるように更新することにより、応答性を良好に動的に更新することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１５５】
本発明は、移動端末からの測位信号を受信した複数の基準局が動的可変の優先度に従い基準信号を複数の基地局などに送信し、基地局は移動端末からの測位信号の受信時刻および基準局からの基準信号の受信時刻をサーバに送信し、サーバはこれら送信された時刻を受信して移動端末の位置を算出し、移動端末がいずれの基準局、基地局の受信範囲に移動しても確実に自動測位する無線測位システムおよび無線測位方法に関するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１５６】
【図１】本発明のシステム構成図である。
【図２】本発明の動作説明フローチャートである。
【図３】本発明の基地局／基準局の例である。
【図４】本発明の第１の実施例の登録情報テーブル例である。
【図５】本発明の移動端末の測位例である。
【図６】本発明の移動端末の説明図である。
【図７】本発明の基地局例である。
【図８】本発明の基準局例である。
【図９】本発明の第１の実施例の待時間制御部例である。
【図１０】本発明の第２の実施例の動作説明フローチャート（待時間更新）である。
【図１１】本発明の第２の実施例の待時間制御部例である。
【図１２】本発明の第２の実施例の待時間表例である。
【図１３】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
【０１５７】
１：移動端末
１１：測位信号生成部
１２：送信部
１３：ＭＰＵ
１４：送信データ
１５：ＰＰＭデータ変調部
１６：端末用ＰＮ系列発生部
１７：インパルス発生部
１８：ＢＰＦ
１９：ＰＡ
２０：アンテナ
２：基準局
２１：受信部
２２：端末受信時刻保持部
２３：基準受信時刻保持部
２４：待時間制御部
２５：基準信号生成部
２６：基準送信時刻保持部
２７：送信部
３：基地局
３１：受信部
３１１：アンテナ
３１２：ＢＰＦ
３１３：ＬＮＡ
３１４：パルス検出部
３１５：時刻タイマ
３２：端末受信時刻保持部
３３：基準受信時刻保持部
３４：送信部
３５：基準信号受信ブロック
３５１：相関器
３５２：基準用ＰＮ系列発生部
３５３：受信時刻保持部
３５４：ＰＰＭデータ復調部
３５５：受信データ
３６：測位信号受信ブロック
３６１：相関器
３６２：端末用ＰＮ系列発生部
３６３：受信時刻保持部
３６４：ＰＰＭデータ復調部
３６５：受信データ
３７：ＭＰＵ
４：測位サーバ
４１：測位計算部
４２：待時間調整部
４３：全基地局待時間表
５１、５５：アンテナ
５２：ＰＡ
５３、５６：ＢＰＦ
５４：時刻タイマ
５７：ＬＮＡ
５８：パルス検出部
６１：基準信号送信ブロック
６１１：送信データ
６１２：ＰＰＭデータ変調部
６１３：インパルス生成部
６１４：送信時刻保持部
６２：基準用ＰＮ系列発生部
６３：待時間制御部
６３１：受信ＩＤ
６３２：比較器
６３３：登録ＩＤリスト
６３４：ウェイトタイマ
６３５：待時間表
６３６：ウェイトタイマ
６３７：ＭＰＵ
６４：基準信号受信ブロック
６４１：相関器
６４３：受信時刻保持部
６４４：ＰＰＭデータ復調部
６４５：受信データ
６５：測位信号受信ブロック
６５１：相関器
６５２：端末用ＰＮ系列発生部
６５３：受信時刻保持部
６５４：ＰＰＭデータ復調部
６５５：受信データ
６６：ＭＰＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動端末の位置を無線で測位する無線測位システムおよび無線測位方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動端末から発信した電波が複数の基地局までに到達する時間差を利用して、ＴＤＯＡ（Time Difference of Arrival)の原理により移動端末の位置を求めている。このとき、到達時間差を求めるためには、測位に必要な時間精度と同等以上の精度で基地局間で時計(タイマ)を合わせておく必要がある。例えば、３０ｃｍで測位するためには、１ｎｓの精度で時計合わせが必要である。各基地局をひとつのクロックで動作させるようにすれば良いが、遅延の保証された同軸ケーブルで各基地局を接続するのは設置が煩雑となり、好ましくない。
【０００３】
そこで、特許文献１には、基地局以外に位置が既知の基準局を設置し、移動端末から発信した電波が基地局に到達する時刻と基準局から発信した電波が基地局に到達する時刻の差を用いることで、基地局間の時間同期を不要にする技術がある。
【０００４】
また、特許文献２には、移動端末から電波を送信後、基準局は移動端末からの電波を受信して基準信号を送信することで、時間同期を不要にする技術がある。即ち、図１３の（ａ）に示すように、移動端末から測位信号○１を送信し、基地局１〜３は測位信号○１を受信する。次に、基準局は測位信号○１を受信後、基準信号○２を送信する。基地局１〜３は基準信号○２を受信し、測位信号○１と基準信号○２との到達時間差から移動局の位置を求めることができる。
【特許文献１】特開平０８−１４６１１０号公報
【特許文献２】2006 年電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ大会AS-4-5「1cc 超小型ノードを用いた22cm 高精度測位システムの開発（２）：UWB 測位システムの実証実験」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、これらの従来技術では、図１３の（ｂ）に示すように、広い範囲で測位を行おうとした場合には、移動端末１の位置では基準局１は測位信号を受信できるが、移動端末２の位置では基準局１は測位信号を受信できないため、基準信号を送信することができないという問題がある。
【０００６】
そのため、更に、例えば、基準局２を追加することが考えられるが、移動端末３の位置では、基準局１と基準局２の両方に測位信号が届くため、両方から基準信号を送信すると信号が重なり正しく基準信号を受信できなくなってしまうなどの問題が発生した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、これらの問題を解決するため、移動端末の位置を無線で測位する無線測位システムにおいて、電波の測位信号を送信する移動端末と、移動端末から送信された測位信号を受信したときに当該測位信号の受信時刻、および基準局から受信した基準信号の受信時刻を、自局のタイマをもとにそれぞれ計測する、位置が既知の複数の基地局と、移動端末から送信された測位信号を受信したときに当該自局の基準信号を送信する、位置が既知の複数の基準局と、基地局からの測位信号の受信時刻と基準信号の受信時刻を受信し、移動端末の位置を算出するサーバとを備え、複数の基準局が設定された優先度で、移動端末からの測位信号を受信したときに自局の基準信号を複数の基地局に送信し、衝突を回避するようにしている。
【０００８】
この際、隣接する基準局は相互に基準信号を受信できるようにしている。
また、基準局は優先度が高い程短い所定の待ち時間を有し、基準局は前記移動端末から送信された測位信号を受信後に所定の待ち時間の間他の基準局の基準信号を観察し、所定の待ち時間中に他の基準局の基準信号が送信されていないことを確認してから自局の基準信号を送信するようにしている。
【０００９】
また、基準局は移動端末の位置に応じて優先度を動的に変えるようにしている。
また、基準局は、所定の待ち時間中に他の基準局の基準信号が送信されていないことを確認してから基準信号を送信した場合に、その基準局の優先度を最高にするようにしている。
【００１０】
また、基準局は、最高に設定された基準局に隣接する基準局の優先度を上げるようにしている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、移動端末からの測位信号を受信した複数の基準局が動的可変の優先度に従い基準信号を複数の基地局などに送信し、基地局は移動端末からの測位信号の受信時刻および基準局からの基準信号の受信時刻をサーバに送信し、サーバはこれら送信された時刻を受信して移動端末の位置を算出することにより、移動端末がいずれの基準局、基地局の受信範囲に移動しても確実に自動測位することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、移動端末からの測位信号を受信した複数の基準局が動的可変の優先度に従い基準信号を複数の基地局などに送信し、基地局は移動端末からの測位信号の受信時刻および基準局からの基準信号の受信時刻をサーバに送信し、サーバはこれら送信された時刻を受信して移動端末の位置を算出し、移動端末がいずれの基準局、基地局の受信範囲に移動しても確実に自動測位することを実現した。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明のシステム構成図を示す。
図１において、移動端末１は、複数の基準局２および複数の基地局３から構成される所定領域内で、その位置を測位する対象の多数の移動端末であって、例えば携帯端末、ＰＤＡ，更に、ＩＣタグなどの所定信号を電波で送信する端末である。移動端末１は、測位信号生成部１１、送信部１２などから構成されるものである。
【００１４】
測位信号生成部１１は、移動端末１の位置を測位するための信号を生成するものである（図６を用いて後述する）。
【００１５】
送信部１２は、測位信号生成部１１で生成された測位に必要な測位信号を、アンテナから無線で基準局２、基地局３に向けて送信、ここでは、ブロードキャストするものである。
【００１６】
基準局２は、移動端末１からの測位信号を受信して基準信号を生成するものである。さらに、基準局は基地局の機能を兼ねることができる。その場合には、基準局２は、自局が保持するタイマに従い、移動端末１からの測位信号を受信した時刻を測定したり、他の基準局２からの基準信号を受信した時刻を測定したり、基準信号を送信する時刻を測定したり、これらの時刻をサーバに送信したりなどするものであって、ここでは、受信部２１、端末受信時刻保持部２２、基準受信時刻保持部２３、待時間制御部２４、基準信号生成部２５、基準送信時刻保持部２６、および送信部２７などから構成されるものである。
【００１７】
受信部２１は、移動端末１、基地局３、他の基準局２からの信号を受信するものである。
【００１８】
端末受信時刻保持部２２は、移動端末１からの測位信号を受信した受信時刻を保持するものである。
【００１９】
基準受信時刻保持部２３は、他の基準局２からの基準信号を受信した受信時刻を保持するものである。
【００２０】
待時間制御部２４は、移動端末１からの測位信号を受信してから、優先度に従い、基準信号を基地局３などに送信する待ち時間を制御するものである（図２などを用いて後述する）。
【００２１】
基準信号生成部２５は、待時間制御部２４が優先度に従い基準信号の生成指示があったときに、基準信号を生成するものである。
【００２２】
基準送信時刻保持部２６は、基準信号生成部２５で生成された基準信号を、基地局３などに送信したときの送信時刻を保持するものである（図２などを用いて後述する）。
【００２３】
送信部２７は、基準信号生成部２５で生成された基準信号を、無線（電波）で基地局３などに送信（ここでは、ブロードキャスト）するものである。
【００２４】
基地局３は、自局が保持するタイマに従い、移動端末１からの測位信号を受信して当該測位信号の受信時刻を測定したり、基準局２からの基準信号を受信した時刻を測定したり、測位信号の受信時刻、基準信号の受信時刻をサーバに送信したりなどするものであって、ここでは、受信部３１、端末受信時刻保持部３２、基準受信時刻保持部３３などから構成されるものである。
【００２５】
受信部３１は、移動端末１、基準局２などからの信号を受信するものである。
端末受信時刻保持部３２は、移動端末１からの測位信号を受信した受信時刻を保持するものである。
【００２６】
基準受信時刻保持部３３は、基準局２からの基準信号を受信した受信時刻を保持するものである。
【００２７】
測位サーバ４は、基準局２、基地局３からの時刻を有線あるいは無線手段で受信したり、優先度を基準局２に有線あるいは無線手段で送信して更新したりするものであって、ここでは、測位計算部４１、待時間調整部４２などから構成されるものである。
【００２８】
測位計算部４１は、移動端末１の位置を計測するものであって、ここでは、複数の基地局３からの移動端末１の測位信号の受信時刻、基準局２の基準信号の受信時刻、更に、基準局２からの測位信号の受信時刻、基準信号の送信時刻などをもとに移動端末１の位置を算出するものである（図５などを用いて後述する）。
【００２９】
待時間調整部４２は、基準局２が移動端末１からの測位信号を受信したときに、基準信号を基地局３に送信する待ち時間（優先度）を調整し、基準信号の送信時に衝突が発生しないように調整するものである（図２から図１３参照）。
【００３０】
次に、図２のフローチャートの順番に従い、図１の構成の動作を詳細に説明する。
図２は、本発明の動作説明フローチャートを示す。ここで、端末１は図１の移動端末１、基準局（１）は図１の基準局（１）２、基地局（１）は図１の基地局（１）３、サーバは図１の測位サーバ４にそれぞれ対応するものである。
【００３１】
図２において、Ｓ１は、測位信号を送信する。これは、図１の移動端末（１）が測位信号（後述する図６の（ｂ）の測位信号）を、無線（電波）で、基準局２、基地局３に向けて送信（ブロードキャスト）する。
【００３２】
Ｓ２は、測位信号を受信する。これは、Ｓ１で移動端末（１）から送信された測位信号を、基準局（１）が受信し、当該測位信号の受信時刻Ｔ０１を、自局のタイマで測定して保持する。
【００３３】
Ｓ３は、端末受信時刻を有線あるいは無線手段でサーバに送信する。これは、Ｓ２で移動端末（１）から受信して自局のタイマで測定した、移動端末（１）からの測位信号の受信時刻、ここでは、受信時刻Ｔ０１を測位サーバ４に送信する。
【００３４】
Ｓ４は、優先度が最高か判別する。これは、基準局（１）が自局の優先度が最高（最大）か判別する（図４参照）。ＹＥＳの場合には、基準局（１）の優先度が最高と判明したので、待つことなく、Ｓ７に進む。一方、ＮＯの場合には、基準局（１）の優先度が最高でないと判明したので、Ｓ５に進む。
【００３５】
Ｓ５は、Ｔ１時間待つ。これは、Ｓ４で自局の基準局（１）の優先度が最高でないと判明したので、基準信号の送信時に、他の基準局からの基準信号の送信との衝突を避けるために、でＴ１時間だけ待つ。
【００３６】
Ｓ６は、Ｓ５でＴ１時間待っている間に他の基準信号がありか判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ１０に進む。ＮＯの場合には、Ｓ７に進む。
【００３７】
Ｓ７は、Ｓ６のＮＯで、他の基準局３からの基準信号が送信されていないと判明したので、自局の基準局（１）で生成した基準信号を送信（ブロードキャスト）する。
【００３８】
Ｓ８は、基準送信時刻を有線あるいは無線手段でサーバに送信する。これは、Ｓ７で自局で生成した基準信号を基準局（１）が送信したときの、当該基準信号の送信時刻Ｔ０２を測位サーバ４に送信する。
【００３９】
Ｓ９は、端末（１）に対して優先度を最高に更新する。これは、端末（１）からの測位信号を受信した基準局（１）が、基準信号を基準局に送信したので、当該基準局（１）の優先度を最高に更新する（優先度が最高であったときはそのままの優先度が最高、優先度が最高でなかったときは優先度を最高に更新する）。
【００４０】
以上によって、基準局（１）が移動端末（１）からの測位信号を受信してその受信時刻Ｔ０１を測位サーバ４に送信、基準信号を基地局３に送信、および基準信号を送信したときの送信時刻Ｔ０２を測位サーバ４に送信することが可能となると共に、優先度が最高でないときは動的に最高に更新することが可能となる。
【００４１】
Ｓ１０は、Ｓ６のＹＥＳで、他の基準局３からの基準信号が送信されていると判明したので、基準信号を受信する。
【００４２】
Ｓ１１は、基準送信時刻をサーバ送信する。これらＳ６のＹＥＳ，Ｓ１０、Ｓ１１は、他の基準局から基準信号が送信されていると判明したので、その送信されている基準局の基準信号を受信し、基準信号の受信時刻Ｔ１２を有線あるいは無線手段で測位サーバ４に送信する。
【００４３】
Ｓ１２は、端末（１）に対して優先度をクリアする。これは、基準局（１）が端末（１）からの測位信号を受信したときに、基準信号を送信する優先度を、ここでは、クリアし、最高ではなくする。
【００４４】
以上のＳ１からＳ５、Ｓ６のＹＥＳ，Ｓ１０からＳ１２によって、基準局（１）が移動端末（１）からの測位信号を受信した受信時刻Ｔ０１を測位サーバ４に送信、他の基準局からの基準信号を受信した受信時刻Ｔ０２を測位サーバ４に送信することにより、当該基準局（１）は基地局として動作させることが可能となると共に、当該基準局（１）の端末（１）から測位信号を受信したときに、基準信号を送信するときの優先度を最高ではなく低い所定値に更新することが可能となる。
【００４５】
Ｓ２１は、測位信号を受信する。これは、基地局（１）が移動端末（１）からの測位信号を受信する。
【００４６】
Ｓ２２は、端末受信時刻を有線あるいは無線手段でサーバに送信する。これは、Ｓ２１で移動端末（１）から受信して自局のタイマで測定した、移動端末（１）からの測位信号の受信時刻、ここでは、受信時刻Ｔ１１を測位サーバ４に送信する。
【００４７】
Ｓ２３は、基準信号を受信する。これは、基準局（１）から送信された基準信号を、基地局（１）が受信し、基準信号の受信時刻Ｔ１２を計測する。
【００４８】
Ｓ２４は、基準受信時刻を有線あるいは無線手段でサーバに送信する。これは、Ｓ２３で受信して計測した基準信号の受信時刻Ｔ１２を測位サーバ４に送信する。
【００４９】
以上のＳ２１からＳ２４によって、基地局（１）が移動端末（１）からの測位信号を受信してその受信時刻Ｔ１１を測位サーバ４に送信、基準局からの基準信号を受信した受信時刻Ｔ１２を測位サーバ４に送信することが可能となる。
【００５０】
Ｓ３１は、測位サーバが有線あるいは無線手段で端末受信時刻を受信する。これは、基準局（１）、基地局（１）、・・・などから、移動端末の測位信号の受信時刻Ｔ０１，Ｔ０２，Ｔ０３などを受信する。
【００５１】
Ｓ３２は、測位サーバが有線あるいは無線手段で基準送信時刻を受信する。これは、ここでは、基準局（１）が基準信号を基地局（１）などに送信したときの当該基準局（１）の送信時刻Ｔ０２を受信する。
【００５２】
Ｓ３３は、測位サーバが有線あるいは無線手段で基準受信時刻を受信する。これは、ここでは、基地局（１）が基準信号を受信した受信時刻Ｔ１２などを受信する。
【００５３】
Ｓ３４は、測位計算する。これは、測位サーバ４が、例えば
・Ｓ３１で受信した測位信号の受信時刻Ｔ０１、Ｔ１１
・Ｓ３２で受信した基準信号の送信時刻Ｔ０２
・Ｓ３３で受信した基準信号の受信時刻Ｔ１２、Ｔ２２
をもとに、移動端末１の位置を算出する（具体的には、図５の説明参照）。
【００５４】
以上によって、端末（１）から測位信号を送信し、基準局（１）や基地局（１）などが受信した測位信号の受信時刻、基準信号を送信したときの送信時刻，更に、送信された基準信号受信した受信時刻を、測位サーバ４が送信させて受信して収集し（Ｓ３１からＳ３３）、これらから移動端末の位置を自動算出することが可能となる（図５の説明参照）。
【００５５】
図３は、本発明の基地局／基準局の例を示す。
図３において、基準局１，２は、移動端末から測位信号を受信したときに、基準信号を送信（ブロードキャスト）するものであって、ここでは、相互に基準信号を送受信できる位置に配置したものである。
【００５６】
基地局１，２，３，４，５，６は、基準局１、２のいずれか一方あるいは両者から基準信号を受信したり、移動端末からの測位信号を受信したりし、受信時刻を計測し、図示外の図１の測位サーバ４に送信し、移動端末の位置を計測するためのものである。
【００５７】
ここで、下記のように、受信できる。
・移動端末から送信された測位信号は、実線の矢印で示すように、基地局１，２，４，５，６の５局で受信、および基準局１，２の２局で受信できる。
【００５８】
・基準局１から送信された基準信号は、点線の矢印で示すように、基地局１，２，３，６の４局で受信、および基準局２の１局で受信できる。
【００５９】
・基準局２から送信された基準信号は、点線の矢印で示すように、基地局１，４，５，６の４局で受信、および基準局１の１局で受信できる。
【００６０】
図４は、本発明のリスト／情報の例を示す。
図４の（ｂ）は、各基準局の登録情報テーブルの例を示す。基準局１の行が基準局１の登録情報テーブルであり、基準局２の行が基準局２の登録情報テーブルであり、以下同様である。登録情報テーブルには、デフォルトの優先度と最優先にする端末（移動端末１）のＩＤを登録ＩＤリストとして並べたものであって、ここでは、図示の下記の情報を対応づけて登録するものである。
【００６１】
・優先度：
・登録ＩＤリスト：
・サーバアドレス：
・その他：
ここで、優先度は基準局に予め設定された優先度（デフォルト値）であって、図示の例では、１が最高から２番目の優先度である。登録ＩＤリストには、優先度を最高にする端末のＩＤが複数個並んだものである。この登録ＩＤリストに並んだ端末は最高の優先度になる。サーバアドレスは、測位信号の受信時刻などを測位サーバ４に送信するためのアドレスである。
【００６２】
図４の（ａ）の例を用いて、移動端末Ｔ１が移動した時の各基準局の登録ＩＤリストの動的変化を図４（ｂ）に示す。
【００６３】
図４の（ａ）は、移動端末Ｔ１が基準局１，２，３，４の近くに図示の実線の矢印およびＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅで示すように順次移動する様子を示す。
【００６４】
図４の（ｂ）において、左上の登録情報テーブル（初期状態）は、初期の登録状態テーブルを示す。基準局１の優先度は１（最高から２番目）、基準局２の優先度は２（最高から３番目）となっており、この優先度は変化しない。一方、登録ＩＤリストは、初期状態では全て空であり、どの移動端末も登録されていない。
【００６５】
登録情報テーブル（Ａの位置）は、移動端末Ｔ１が図４の（ａ）でＡ点に移動し、測位信号を送信して基地局３が当該測位信号を受信した後、基準信号を送信したので、当該基地局３の登録ＩＤリストには、移動端末Ｔ１のＩＤが入る。すなわち、移動端末Ｔ１にとっては、基準局３が最高の優先度（待時間を０）となる。
【００６６】
登録情報テーブル（Ｂの位置）は、移動端末Ｔ１が図４の（ａ）でＢ点に移動し、測位信号を送信した場合である。測位信号は基準局３と基準局２に届くが、基準局３の優先度が高いため、基準局３が当該測位信号を受信した後、基準信号を送信する。基準局２は基準局３よりも優先度が低いため、時間待ちするが、その間に基準局３が基準信号を送信し、基準局２がその基準信号を受信するため、登録ＩＤリストは変更しない。
【００６７】
登録情報テーブル（Ｃの位置）は、移動端末Ｔ１が図４の（ａ）でＣ点に移動し、測位信号を送信した場合である。測位信号は基準局２には届くが基準局３には届かなくなる。基準局３の優先度が高かったため、基準局３は測位信号を受信できれば基準信号を送信するが、この場合には、測位信号を受信できないため、基準信号を送信することができない。基準局２は、測位信号を受信後、優先度が低いため時間待ちするが、その間により優先度の高い基準局（この場合には基準局３）からの基準信号が送信されないため、時間待ち後、基準信号を送信する。それによって、基準局２の登録ＩＤリストに移動端末Ｔ１のＩＤが登録される。この時、基準局３の登録ＩＤリストから移動端末Ｔ１のＩＤは削除される。
【００６８】
同様に、登録情報テーブル（Ｄの位置）、（Ｅの位置）は、移動端末Ｔ１が図４の（ａ）でそれぞれＤ点、Ｅ点に移動して、リストが変化した後の状態を示す。
【００６９】
以上のように、移動端末Ｔ１の移動に従い、各基準局の登録情報テーブルの登録ＩＤリストに移動端末Ｔ１のＩＤが追加されたり削除されたりすることで、移動端末Ｔ１に対する基準局の優先度にすることにより、測位信号に対する応答性を良好に動的に更新することが可能となる。
【００７０】
図４の（ｃ）は、端末情報（サーバ用）の例を示す。端末情報（サーバ用）は、図１の測位サーバ４が保持するものであって、ここでは、図示の下記の情報を登録して管理するものである。横軸は基準局１・・・基準局ｒ，基地局１・・・基地局ｂを表し、縦軸はその座標（ｘ，ｙ），測位信号を受信した端末ＩＤなどの情報を表す。
【００７１】
例えば基準局１は、
・座標 （ｘ１０，ｙ１０）
・端末ＩＤ：1 Ｔ０１，Ｔ０２
であり、このうちの座標（ｘ１０，ｙ１０）は基準局１が設置された固定の既知の座標であり、端末ＩＤ：１ Ｔ０１、Ｔ０２は、当該端末ＩＤ＝１の移動端末からの測位信号の受信時刻Ｔ０１、基準信号の送信時刻Ｔ０２であって、例えば図２で既述した端末１からの測位信号を受信した当該基準局１のタイマで測定した受信時刻Ｔ０１（図２のＳ２）、および当該基準局１が基準信号を送信したときの当該基準局１のタイマで測定した送信時刻Ｔ０２（図２のＳ７）である。
【００７２】
また、例えば基地局１は、
・座標 （ｘ１１，ｙ１１）
・端末ＩＤ：１ Ｔ１１，Ｔ１２
であり、このうちの座標（ｘ１１，ｙ１１）は基地局１が設置された固定の既知の座標である。端末ＩＤ：２ Ｔ１１、Ｔ１２は、当該端末ＩＤ＝２の移動端末からの測位信号の受信時刻Ｔ１１、基準信号の受信時刻Ｔ１２であって、例えば図２で既述した端末１からの測位信号を受信した当該基地局１のタイマで測定した受信時刻Ｔ１１（図２のＳ２１）、および基準局から送信された基準信号を受信したときの当該基地局１のタイマで測定した受信時刻Ｔ１２（図２のＳ２３）である。
【００７３】
以上の座標を端末情報テーブル（サーバ用）に予め登録、および既述した図２のフローチャートに従い収集した端末ＩＤ毎の時刻を端末情報テーブル（サーバ用）に図示のように登録することにより、移動端末の位置を算出することが可能となる（図５を用いて後述する）。
【００７４】
図５は、本発明の移動端末の測位例を示す。ここでは、図示のように、
・座標は、
・移動端末の座標（Ｘ１、Ｙ１）
・基準局の座標（ｘ１０，ｙ１０）
・基地局１の座標（ｘ１１，ｙ１１）
・基地局２の座標（ｘ２１，ｙ２１）
と予め登録されており、
・移動端末からの測位信号を受信した受信時刻が
・基準局でＴ０１と測定
・基地局１でＴ１１と測定
・基地局２でＴ２１と測定
・基準局が基準信号を送信した送信時刻がＴ０２と測定
・基地局１が基準局から送信された基準信号を受信した受信時刻がＴ１２と測定
・基地局２が基準局から送信された基準信号を受信した受信時刻がＴ２２と測定
されたとする。
【００７５】
・更に、基準局に対する基地局１、基地局２の時刻のずれをＴｄ１，Ｔｄ２，光速をＶｃとすると、
（１）移動端末から送信された測位信号が基準局と基地局１に到達する時刻差に光速を乗じたものは、移動端末と基準局間の距離と、移動端末と基地局１間の距離との差となるため、
Vc(T01-T11-Td1)=((X1-x10)2 +(Y1-y10)2)1/2 - ((X1-x11)2 +(Y1-y11)2)1/2 （式１） （２）同様に、移動端末から送信された測位信号が基準局と基地局２に到達する時刻差に光速を乗じたものは、移動端末と基準局間の距離と、移動端末と基地局２間の距離との差となるため、
Vc(T01-T21-Td2)=((X1-x10)2 +(Y1-y10)2)1/2 - ((X1-x21)2 +(Y1-y21)2)1/2 （式２） （３）また、基準局から基準信号が基地局１に到達する時間差から、
Vc(T12+Td1-T02)=((x11-x10)2 +(y11-y10)2)1/2 （式３）
（４）また、基準局から基準信号が基地局２に到達する時間差から、
Vc(T22+Td2-T02)=((x21-x10)2 +(y21-y10)2)1/2 （式４）
（５）従って、上記（１）から（４）の４つの式で未知数は，Ｔｄ１，Ｔｄ２，Ｘ１，Ｙ１であるため、連立方程式を解くことにより、ここでは、移動端末の座標（Ｘ１、Ｙ１）を求めることが可能となる。
【００７６】
図６は、本発明の移動端末の説明図を示す。
図６の（ａ）は、移動端末例を示す。
【００７７】
図６の（ａ）において、ＭＰＵ１３は、マイクロプロセッサであって、ここでは、移動端末１が送信しようとするデータ（例えば図６の（ｂ）の測位信号）を、送信データ１４として作成する。
【００７８】
送信データ１４は、移動端末１が送信しようとするデータであって、ＭＰＵ１３が作成した測位信号などのデータである。
【００７９】
ＰＰＭデータ変調部１５は、端末用ＰＮ系列発生部１６で発生された擬似ランダムデータをもとに、送信データ１４を変調（ここでは、公知のパルス位置変調ＰＰＭ）し、送信用信号（例えば図６の（ｂ）参照）を生成するものである。
【００８０】
端末用ＰＮ系列発生部１６は、擬似ランダムデータ（擬似ランダムデータ列）を生成する公知のものである。
【００８１】
インパルス生成部１７は、ＰＰＭデータ変調部１５で生成された変調後の信号をもとに、インパルスを発生するものである。
【００８２】
ＢＰＦ１８は、バンドパスフィルタであって、所定帯域のパルス信号のみを通過させる公知のフィルタである。
【００８３】
ＰＡ１９は、パワーアンプであって、ＢＰＦ１８でフィルタリングされた後の信号（インパルス信号）を電力増幅するものである。
【００８４】
アンテナ２０は、ＰＰＭ変調されたパルス信号を、電波として送信するアンテナである。
【００８５】
以上によって、ＭＰＵ１３が作成した送信データ１４（例えば測位信号）が擬似ランダムデータで変調（ここでは、パルス位置変調）し、アンテナ２０から電波として送信することが可能となる。
【００８６】
図６の（ｂ）は、データフォーマット例を示す。図示のデータフォーマット例は、移動端末１が送信する測位データの例を示す。
【００８７】
図６の（ｂ）において、プリアンプル部は、測位データの先頭部分であって、ここでは、無変調であり、ＴＨデータ（タイムホッピングデータ）の位置、即ち擬似ランダムデータとして作成した数値（ここでは、図示の５，７，６，３，４，２，１）の位置に送信パルスを発生させたものである。プリアンプル部に続くデータ部（ＰＰＭ変調）では、当該ＴＨデータの位置を基準に、送信しようとするデータを加算した位置に送信パルスを発生させ、結果としてパルス位置変調を行うようにしている。例えばデータ部の２番目のデータは”１”であるので、プリアンプル部の２番目のＴＨデータ”７”に当該”１”を加算した”８”の位置にパルス位置変調した送信パルスを発生させる。以下同様に、図示のようにデータでパルス位置変調した送信パルスをそれぞれ発生させる（パルス位置変調させる）。
【００８８】
以上によって、移動端末１は、擬似ランダムデータをもとに送信データ（測位データなど）でパルス位置変調した信号を、アンテナ２０から無線で送信（ブロードキャスト）することが可能となる。
【００８９】
図７は、本発明の基地局例を示す。これは、既述した図１の基地局３の詳細システム構成図を示す。
【００９０】
図７において、基地局３は、アンテナ３１１、ＢＰＦ３１２、ＬＮＡ３１３，パルス検出器３１４、時刻タイマ３１５、および基準信号受信ブロック３５、複数の測位信号受信ブロック３６、ＭＰＵ３７などから構成されるものである。
【００９１】
アンテナ３１１は、他の基地局３、基準局２、移動端末１などから、無線で送信された信号を受信するアンテナである。
【００９２】
ＢＰＦ３１２は、アンテナ３１１で受信した信号中から所定の帯域の信号を通過させるフィルタである。
【００９３】
ＬＮＡ３１３は、ローノイズアンプである。
パルス検出部３１４は、ＬＮＡ３１３で増幅した後の信号中からパルスを検出するものである。
【００９４】
時刻タイマ３１５は、当該基地局３が保持する独自に計測するタイマである。
基準信号受信ブロック３５は、パルス検出部３１４で検出されたパルス信号から、基準局２から送信されて受信された基準信号を抽出し、当該抽出した基準信号から受信データを復調および受信時刻を測定するものであって、相関器３５１、基準用ＰＮ系列発生部３５２、受信時刻保持部３５３、ＰＰＭデータ復調部３５４、受信データ３５５などから構成されるものである。
【００９５】
相関器３５１は、パルス検出部３１４で検出されたパルス信号中から、基準信号を抽出するものであって、ここでは、基準用ＰＮ系列発生部３５２で発生された擬似データをもとに基準信号を抽出するものである。
【００９６】
基準用ＰＮ系列発生部３５２は、基準信号を抽出するための擬似ランダム信号を発生するものである。
【００９７】
受信時刻保持部３５３は、基準信号が検出されたとき（受信されたとき）の受信時刻（基準信号の受信時刻）を保持するものである。
【００９８】
ＰＰＭデータ復調部３５４は、ＰＰＭデータ（パルス位置データ）を復調するものである（図６の（ｂ）と逆の処理で、受信データを復調する）。
【００９９】
受信データ３５５は、復調された受信データである。
以上の構成により、アンテナ３１１で受信した信号中から、基準局２から送信されて受信された基準信号を抽出し、当該基準信号を受信した受信時刻および受信データを取り出すことが可能となる。
【０１００】
測位信号受信ブロック３６は、複数設けたものであって、パルス検出部３１４で検出されたパルス信号から、移動端末４から送信されて受信された測位信号を抽出し、当該抽出した測位信号から受信データを復調および受信時刻を測定するものであって、相関器３６１、端末用ＰＮ系列発生部３６２、受信時刻保持部３６３、ＰＰＭデータ復調部３６４、受信データ３６５などから構成されるものである。
【０１０１】
相関器３６１は、パルス検出部３１４で検出されたパルス信号中から、測位信号を抽出するものであって、ここでは、端末用ＰＮ系列発生部３６２で発生された擬似データをもとに測位信号を抽出するものである。
【０１０２】
端末用ＰＮ系列発生部３６２は、測位信号を抽出するための擬似ランダム信号を発生するものである。
【０１０３】
受信時刻保持部３６３は、測位信号が検出されたとき（受信されたとき）の受信時刻（測位信号の受信時刻）を保持するものである。
【０１０４】
ＰＰＭデータ復調部３６４は、ＰＰＭデータ（パルス位置データ）を復調するものである（図６の（ｂ）と逆の処理で、受信データを復調する）。
【０１０５】
受信データ３６５は、復調された受信データである。
以上の構成により、アンテナ３１１で受信した信号中から、移動端末４から送信されて受信された測位信号を抽出し、当該測位信号を受信した受信時刻および受信データを取り出すことが可能となる。
【０１０６】
ＭＰＵ３７は、全体を統括制御するものであって、ここでは、基準信号受信ブロック３５で受信された基準信号の受信時刻、受信データ、および測位信号受信ブロック３６で受信された測位信号の受信時刻、受信データを測位サーバ４に有線、あるいは無線で送信するものである。
【０１０７】
以上の構成により、各基地局３は、基準局２から送信された基準信号の受信時刻、受信データ、および移動端末４から送信された測位信号の受信時刻、受信データをそれぞれ測定および復調し、測位サーバ４に送信することが可能となる。
【０１０８】
図８は、本発明の基準局例を示す。これは、既述した図１の基準局２の詳細システム構成図を示す。
【０１０９】
図８において、基準局２は、基準信号送信ブロック６１、基準用ＰＮ系列発生部６２、待時間制御部６３、基準信号受信ブロック６４、測位信号受信ブロック６５、ＭＰＵ６６およびアンテナ５１、５５、ＰＡ５２，ＢＰＦ５３、５６、時刻タイマ５４、ＬＮＡ５７，パルス検出部５８などから構成されるものである。アンテナ５１，５５、ＢＰＦ５３、５６、時刻タイマ５４、パルス検出部５８は、図７と同じであるので説明を省略する。
【０１１０】
図８において、ＰＡ５２は、電力増幅器である。
基準用ＰＮ系列発生器６２は、基準信号を変調あるいは復調（抽出）するときに使用する当該基準信号用の擬似ランダムデータを発生するものである。
【０１１１】
待時間制御部６３は、移動端末４から測位信号を受信してから、基準信号を送信するまでの待時間を制御するものである。
【０１１２】
基準信号送信ブロック６１は、基準信号を送信および送信時刻を測定して保持するブロックであって、ここでは、送信データ６１１、ＰＰＭデータ変調部６１２、インパルス生成部６１３、および送信時刻保持部６１４などから構成されるものである。
【０１１３】
送信データ６１１は、送信しようとするデータであって、待時間制御部６３からの待時間経過後に当該送信データ６１１をＰＰＭデータ変調部６１２に通知して変調させるためのものである。
【０１１４】
ＰＰＭデータ変調部６１２は、送信データ６１１について、基準用ＰＮ系列発生部６２からの基準信号変調用の擬似ランダムデータをもとにパルス位置変調データに変調（変換）するものである。
【０１１５】
インパルス生成部６１３は、ＰＰＭデータ変調部６１２で変調された後のデータについて、インパルスを発生させてパルス位置変調信号を生成するものである。
【０１１６】
送信時刻保持部６１４は、基準信号を送信したときの時刻（送信時刻）を、自局が保持する時刻タイマ５４で計測して保持するものである。
【０１１７】
以上によって、送信データ（基準信号）について、所定の待時間（優先度の対応した待時間）を経過後に基準信号用の擬似ランダムデータをもとにパルス位置変調してＢＰＦ５３，ＰＡ５２，アンテナ５１を介して無線で、基準信号を基地局３および他の基準局２などに送信（ブロードキャスト）することが可能となると共に、基準信号の送信時刻を自局の時刻タイマ５４で計測することが可能となる。
【０１１８】
基準信号受信ブロック６４は、アンテナ５５、ＢＰＦ５６，ＬＮＡ５７，およびパルス検出部５８を介して検出されたパルス信号から、他の基準局２から送信されて受信された基準信号を抽出し、当該抽出した基準信号から受信データを復調および受信時刻を測定するものであって、相関器６４１、基準用ＰＮ系列発生部６２、受信時刻保持部６４３、ＰＰＭデータ復調部６４４、受信データ６４５などから構成されるものである。
【０１１９】
相関器６４１は、パルス検出部５８で検出されたパルス信号中から、基準信号を抽出するものであって、ここでは、基準用ＰＮ系列発生部６２で発生された擬似データをもとに基準信号を抽出するものである。
【０１２０】
受信時刻保持部６４３は、基準信号が検出されたとき（受信されたとき）の受信時刻（基準信号の受信時刻）を保持するものである。
【０１２１】
ＰＰＭデータ復調部６４４は、ＰＰＭデータ（パルス位置データ）を復調するものである（図６の（ｂ）と逆の処理で、受信データを復調する）。
【０１２２】
受信データ６４５は、復調された受信データである。
以上の構成により、アンテナ５５で受信した信号中から、他の基準局２から送信されて受信された基準信号を抽出し、当該基準信号を受信した受信時刻および受信データを取り出すことが可能となる。
【０１２３】
測位信号受信ブロック６５は、複数設けたものであって、アンテナ５５、ＢＰＦ５６，ＬＮＡ５７，およびパルス検出部５８で検出されたパルス信号から、移動端末４から送信されて受信された測位信号を抽出し、当該抽出した測位信号から受信データを復調および受信時刻を測定するものであって、相関器６５１、端末用ＰＮ系列発生部６５２、受信時刻保持部６５３、ＰＰＭデータ復調部６５４、受信データ６５５などから構成されるものである。
【０１２４】
相関器６５１は、パルス検出部５８で検出されたパルス信号中から、測位信号を抽出するものであって、ここでは、端末用ＰＮ系列発生部６５２で発生された移動端末用の擬似データをもとに測位信号を抽出するものである。
【０１２５】
端末用ＰＮ系列発生部６５２は、測位信号を抽出するための擬似ランダム信号を発生するものである。
【０１２６】
受信時刻保持部６５３は、測位信号が検出されたとき（受信されたとき）の受信時刻（測位信号の受信時刻）を保持するものである。
【０１２７】
ＰＰＭデータ復調部６５４は、ＰＰＭデータ（パルス位置データ）を復調するものである（図６の（ｂ）と逆の処理で、受信データを復調する）。
【０１２８】
受信データ６５５は、復調された受信データである。 以上の構成により、アンテナ５５で受信した信号中から、移動端末４から送信されて受信された測位信号を抽出し、当該測位信号を受信した受信時刻および受信データを取り出すことが可能となる。
【０１２９】
ＭＰＵ６６は、全体を統括制御するものであって、ここでは、基準信号送信ブロック６１で送信した基準信号の送信時刻、基準信号受信ブロック３５で受信された基準信号の受信時刻、受信データ、および測位信号受信ブロック６５で受信された測位信号の受信時刻、受信データを測位サーバ４に有線、あるいは無線で送信するものである。
【０１３０】
以上の構成により、各基準局２は、測位信号を受信したときに基準信号を送信、送信時刻を計測、他の基準局２から送信された基準信号の受信時刻、受信データ、および移動端末４から送信された測位信号の受信時刻、受信データをそれぞれ変調、測定および復調することにより、基準信号を無線で基地局、他の基準局に送信したり、測位サーバ４に受信データ、受信時刻、送信時刻などを送信することが可能となる。
【０１３１】
図９は、本発明の待時間制御部例を示す。図示の待時間制御部６３は、図８の待時間制御部６３の詳細システム構成図の例を示す。
【０１３２】
図９において、待時間制御部６３は、基準局２が保持する優先度に従い、送信データ（基準信号）を基地局３および他の基準局２に送信するための待時間を制御して基準信号の衝突を回避するためのものであって、ここでは、受信ＩＤ６３１、比較器６３２、登録ＩＤリスト６３３、ウエイトタイマ６３４などから構成されるものである。
【０１３３】
受信ＩＤ６３１は、測位信号受信ブロック６５で受信した、移動端末４の測位信号中から抽出した当該移動端末のＩＤである。受信ＩＤ６３１が登録ＩＤリスト６３３に無いときは、追加登録する。
【０１３４】
比較器６３２は、受信した受信ＩＤ６３１が、登録ＩＤリスト６３３に既に登録されているか比較し、登録されているときにその受信ＩＤの移動端末の優先度が”最高”（１）かそれ以外か判別する。既述した図４の（ｂ）の登録ＩＤリスト（基準局（１）用）を参照し、例えば受信ＩＤ＝”端末１”であったときには、当該”端末１”の優先度が”最高”（１）であるので、この場合には、優先度”最高”と判別する。優先度が”最高”の場合には、即座に待つことなく、基準送信ブロック６１に指示し、送信データ（基準信号）をパルス位置変調などしてアンテナから無線で送信する。一方、優先度が”最高”以外の場合には、既述した図４の（ｂ）の優先度（基準局（１）用）を参照し、優先度に応じてウエイトタイマ６３４で所定時間経過した後に、基準送信ブロック６１に指示し、送信データ（基準信号）をパルス位置変調などしてアンテナから無線で送信する。尚、優先度が”最高”（１）以外の場合に、所定時間経過した後、基準信号が送信されていないことを確認し、基準信号を送信指示する。
【０１３５】
登録ＩＤリスト６３３は、基準局２毎に設け、移動端末４に対応づけて基準信号の優先度を、既述した図４の（ｂ）のように登録して管理するものである。
【０１３６】
ＭＰＵ６６は、ここでは、登録ＩＤリスト６３３に、移動端末のＩＤを追加、削除したり、優先度を更新したりなどするものである（既述した図２のＳ９、Ｓ１２など参照）。
【０１３７】
以上の構成のもとで、待時間制御部６３は、測位信号を受信したときに、当該測位信号を送信した移動端末の優先度について、登録ＩＤリスト６３３を参照して比較し、自局の優先度が最高のときに即座に待つこと無く、基準信号を送信（ブロードキャスト）し、一方、優先度が最高でないときは所定時間経過後に基準信号を送信（ブロードキャスト）することにより、複数の基準局２の間の基準信号の送信の衝突を回避することが可能となる。
【実施例２】
【０１３８】
次に本発明の第２の実施例について説明する。図１、図６、図７、図８は第１の実施例と同様であるため、説明は省略する。待ち時間の制御方法が第１の実施例と異なるため、図２のフローチャートの一部と図９の待時間制御部が異なるため、異なる部分のみ説明する。
【０１３９】
図１０は、本発明の第２の実施例の動作説明フローチャート（待時間更新）を示す。図１０では、第１の実施例のフローチャート図２と同じ部分は省略し、異なる部分のみ示す。基準局については、図２のＳ８の後に図１０のＳ４１に続く。サーバについては、図２のＳ３４の後に図１０のＳ４２に続く。
【０１４０】
図１０において、Ｓ４１は、基準局１がサーバに通知する。これは、既述した図２のＸ１に続けて、即ち、Ｓ８の次にＳ９を行う代わりに、当該基準局１が移動端末から測位信号を受信し、基準信号を送信したときに、当該移動端末のＩＤを測位サーバ４に通知する。
【０１４１】
Ｓ４２は、Ｓ４１の通知を受けた測位サーバ４が、待時間表で基準局１と隣接する基準局の優先度を上げる。これは、例えば、後述する図１２の（ｂ）の待時間表中で、初期状態であったものを、図１２の（ａ）でＡの位置に移動端末Ｔｎが移動して基準局３に測位信号が届くようになった時には、図１２の（ｂ）のＡの待時間表に示すように更新、即ち、移動端末Ｔｎと基準局Ｒ３との交差する位置の優先度を０（最高）にし、当該位置を中心に左右の優先度が高く、離れている基準局では優先度を小さく（数字が大きく）なる図示のようにそれぞれ更新する。
【０１４２】
Ｓ４３は、待時間表を各基準局に送信する。
Ｓ４４、Ｓ４５は、基準局１，２・・・が待時間表をそれぞれ受信し、自局の待時間表をそれぞれ更新する。
【０１４３】
以上によって、基準局が移動端末から測位信号を受信し、基準信号を送信（ブロードキャスト）した場合に、測位信号を受信した移動端末ＩＤ（Ｔｎ）を測位サーバ４に通知し、測位サーバ４が例えば図１２の（ｂ）の待時間表（初期状態）を、基準信号を送信した基準局の優先度を最高にし、それに隣接する基準局の優先度を次に高くするように更新し、全基準局に当該移動端末ＩＤ（Ｔｎ）に対する優先度（待時間）を更新させることが可能となる。これにより、移動端末Ｔｎに近い基準局の待時間（優先度）を最小（最高）、更に、隣接する基準局の待時間（優先度）を次になるように更新し、測位精度および測位応答性を良好に動的に更新することが可能となる。
【０１４４】
図１１は、本発明の第２の実施例の待時間制御部例を示す。これは、第１の実施例の待時間制御部６３が図９であったのに対して、第２の実施例の待時間制御部６３が図１１となり、既述した図１０の待時間表を更新する場合のシステム構成図の例を示す。
【０１４５】
図１１において、受信ＩＤ６３１は、既述した測位信号受信ブロック６５から移動端末１からの測位信号中から移動端末ＩＤを受信したものである。
【０１４６】
待時間表６３５は、後述する図１２の（ｂ）に記載する待時間表であって、移動端末ＩＤに対応づけて待時間（優先度）を設定して管理する表である。
【０１４７】
ウェイトタイマ６３６は、待時間表６３５を参照し、基地局２が基準信号を送信するのを待つときに使用するタイマである。
【０１４８】
ＭＰＵ６３７は、各種制御を行うものであって、測位信号を受信して基準信号を送信したときに受信した測位信号の移動端末のＩＤを測位サーバ４に送信したり、測位サーバの全基準局待時間表４３が送信されたときに自己の待時間表６３５を更新したりなどするものである（図１０で既述のＳ４１、Ｓ４４、Ｓ４５などを行うものである）。
【０１４９】
以上の構成のもとで、既述した図１０の処理を行うことにより、各基準局２の待時間表を動的に更新し、測位精度および測位応答性を良好に動的に更新することが可能となる。
【０１５０】
図１２は、本発明の第２の実施例の待時間表例を示す。
図１２の（ａ）は、移動端末Ｔｎが基準局１，２，３，４（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４）の近くに図示の実線の矢印およびＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅで示すように順次移動する様子を示す。
【０１５１】
図１２の（ｂ）は、待時間表の例を示す。
図１２の（ｂ）において、左上の待時間表（初期状態）は、初期の移動端末Ｔ１，Ｔ２、・・・Ｔｎ・・・に対応づけて基準局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の待時間（優先度）を初期設定したものである。
【０１５２】
待時間表（Ａ）は、移動端末Ｔｎが図１２の（ａ）でＡ点に移動し、測位信号を送信して基地局３（Ｒ３）が当該測位信号を受信した後、基準信号を送信したので、当該基地局３（Ｒ３）の待時間を０（優先度０で、最高）に更新し、隣接するＲ２，Ｒ４を次の待ち時間に設定したものである。移動端末Ｔｎに近い基準局３（Ｒ３）の待時間を０に更新することで、応答性を良好に動的に更新することが可能となる。
【０１５３】
同様に、待時間表（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は、移動端末Ｔｎが図１２の（ａ）でそれぞれＢ点、Ｃ点、Ｄ点、Ｅ点に移動したときのものをそれぞれ示す。
【０１５４】
以上のように、移動端末Ｔｎの移動に従い、移動端末Ｔｎからの測位信号を受信している基準局の待時間を０（最優先度）に更新し、更にそれに隣接する基準局の待時間を次になるように更新することにより、応答性を良好に動的に更新することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１５５】
本発明は、移動端末からの測位信号を受信した複数の基準局が動的可変の優先度に従い基準信号を複数の基地局などに送信し、基地局は移動端末からの測位信号の受信時刻および基準局からの基準信号の受信時刻をサーバに送信し、サーバはこれら送信された時刻を受信して移動端末の位置を算出し、移動端末がいずれの基準局、基地局の受信範囲に移動しても確実に自動測位する無線測位システムおよび無線測位方法に関するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１５６】
【図１】本発明のシステム構成図である。
【図２】本発明の動作説明フローチャートである。
【図３】本発明の基地局／基準局の例である。
【図４】本発明の第１の実施例の登録情報テーブル例である。
【図５】本発明の移動端末の測位例である。
【図６】本発明の移動端末の説明図である。
【図７】本発明の基地局例である。
【図８】本発明の基準局例である。
【図９】本発明の第１の実施例の待時間制御部例である。
【図１０】本発明の第２の実施例の動作説明フローチャート（待時間更新）である。
【図１１】本発明の第２の実施例の待時間制御部例である。
【図１２】本発明の第２の実施例の待時間表例である。
【図１３】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
【０１５７】
１：移動端末
１１：測位信号生成部
１２：送信部
１３：ＭＰＵ
１４：送信データ
１５：ＰＰＭデータ変調部
１６：端末用ＰＮ系列発生部
１７：インパルス発生部
１８：ＢＰＦ
１９：ＰＡ
２０：アンテナ
２：基準局
２１：受信部
２２：端末受信時刻保持部
２３：基準受信時刻保持部
２４：待時間制御部
２５：基準信号生成部
２６：基準送信時刻保持部
２７：送信部
３：基地局
３１：受信部
３１１：アンテナ
３１２：ＢＰＦ
３１３：ＬＮＡ
３１４：パルス検出部
３１５：時刻タイマ
３２：端末受信時刻保持部
３３：基準受信時刻保持部
３４：送信部
３５：基準信号受信ブロック
３５１：相関器
３５２：基準用ＰＮ系列発生部
３５３：受信時刻保持部
３５４：ＰＰＭデータ復調部
３５５：受信データ
３６：測位信号受信ブロック
３６１：相関器
３６２：端末用ＰＮ系列発生部
３６３：受信時刻保持部
３６４：ＰＰＭデータ復調部
３６５：受信データ
３７：ＭＰＵ
４：測位サーバ
４１：測位計算部
４２：待時間調整部
４３：全基地局待時間表
５１、５５：アンテナ
５２：ＰＡ
５３、５６：ＢＰＦ
５４：時刻タイマ
５７：ＬＮＡ
５８：パルス検出部
６１：基準信号送信ブロック
６１１：送信データ
６１２：ＰＰＭデータ変調部
６１３：インパルス生成部
６１４：送信時刻保持部
６２：基準用ＰＮ系列発生部
６３：待時間制御部
６３１：受信ＩＤ
６３２：比較器
６３３：登録ＩＤリスト
６３４：ウェイトタイマ
６３５：待時間表
６３６：ウェイトタイマ
６３７：ＭＰＵ
６４：基準信号受信ブロック
６４１：相関器
６４３：受信時刻保持部
６４４：ＰＰＭデータ復調部
６４５：受信データ
６５：測位信号受信ブロック
６５１：相関器
６５２：端末用ＰＮ系列発生部
６５３：受信時刻保持部
６５４：ＰＰＭデータ復調部
６５５：受信データ
６６：ＭＰＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動端末の位置を無線で測位する無線測位システムにおいて、
電波の測位信号を送信する移動端末と、
前記移動端末から送信された測位信号を受信したときに当該測位信号の受信時刻、および基準局から受信した基準信号の受信時刻を、自局のタイマをもとにそれぞれ計測する、位置が既知の複数の基地局と、
前記移動端末から送信された測位信号を受信したときに当該自局の基準信号を送信する、位置が既知の複数の基準局と、
前記基地局からの測位信号の受信時刻と基準信号の受信時刻を受信し、前記移動端末の位置を算出するサーバとを備え、
前記複数の基準局が設定された優先度で、移動端末からの測位信号を受信したときに自局の基準信号を複数の基地局に送信し、衝突を回避することを特徴とする無線測位システム。
【請求項２】
前記隣接する基準局は相互に基準信号を受信できるように構成したことを特徴とする請求項１記載の無線測位システム。
【請求項３】
前記基準局は優先度が高い程短い所定の待ち時間を有し、前記基準局は前記移動端末から送信された前記測位信号を受信後に前記所定の待ち時間の間他の基準局の基準信号を観察し、所定の待ち時間中に他の基準局の基準信号が送信されていないことを確認してから自局の基準信号を送信することを特徴とする請求項１から請求項２のいずれかに記載の無線測位システム。
【請求項４】
前記基準局は前記移動端末の位置に応じて前記優先度を動的に変えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の無線測位システム。
【請求項５】
前記基準局は、前記所定の待ち時間中に他の基準局の基準信号が送信されていないことを確認してから基準信号を送信した場合に、その基準局の優先度を最高にすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の無線測位システム。
【請求項６】
前記基準局は、前記最高に設定された基準局に隣接する基準局の優先度を上げることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の無線測位システム。
【請求項７】
移動端末の位置を無線で測位する無線測位方法において、
移動端末が電波の測位信号を送信するステップと、
位置が既知の複数の基地局が、それぞれ前記移動端末から送信された測位信号を受信したときに当該測位信号の受信時刻、および基準局から受信した基準信号の受信時刻を、自局のタイマでそれぞれ計測し、送信するステップと、
位置が既知の複数の基準局が、前記移動端末から送信された測位信号を受信したときに当該自局の基準信号を送信するステップと、
サーバが、前記基地局からの測位信号の受信時刻と基準信号の受信時刻を受信し、前記移動端末の位置を算出するステップとを備え、
前記複数の基準局が設定された優先度で、移動端末からの測位信号を受信したときに自局の基準信号を複数の基地局に送信し、衝突を回避することを特徴とする無線測位方法。
【請求項１】
移動端末の位置を無線で測位する無線測位システムにおいて、
電波の測位信号を送信する移動端末と、
前記移動端末から送信された測位信号を受信したときに当該測位信号の受信時刻、および基準局から受信した基準信号の受信時刻を、自局のタイマをもとにそれぞれ計測する、位置が既知の複数の基地局と、
前記移動端末から送信された測位信号を受信したときに当該自局の基準信号を送信する、位置が既知の複数の基準局と、
前記基地局からの測位信号の受信時刻と基準信号の受信時刻を受信し、前記移動端末の位置を算出するサーバとを備え、
前記複数の基準局が設定された優先度で、移動端末からの測位信号を受信したときに自局の基準信号を複数の基地局に送信し、衝突を回避することを特徴とする無線測位システム。
【請求項２】
前記隣接する基準局は相互に基準信号を受信できるように構成したことを特徴とする請求項１記載の無線測位システム。
【請求項３】
前記基準局は優先度が高い程短い所定の待ち時間を有し、前記基準局は前記移動端末から送信された前記測位信号を受信後に前記所定の待ち時間の間他の基準局の基準信号を観察し、所定の待ち時間中に他の基準局の基準信号が送信されていないことを確認してから自局の基準信号を送信することを特徴とする請求項１から請求項２のいずれかに記載の無線測位システム。
【請求項４】
前記基準局は前記移動端末の位置に応じて前記優先度を動的に変えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の無線測位システム。
【請求項５】
前記基準局は、前記所定の待ち時間中に他の基準局の基準信号が送信されていないことを確認してから基準信号を送信した場合に、その基準局の優先度を最高にすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の無線測位システム。
【請求項６】
前記基準局は、前記最高に設定された基準局に隣接する基準局の優先度を上げることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の無線測位システム。
【請求項７】
移動端末の位置を無線で測位する無線測位方法において、
移動端末が電波の測位信号を送信するステップと、
位置が既知の複数の基地局が、それぞれ前記移動端末から送信された測位信号を受信したときに当該測位信号の受信時刻、および基準局から受信した基準信号の受信時刻を、自局のタイマでそれぞれ計測し、送信するステップと、
位置が既知の複数の基準局が、前記移動端末から送信された測位信号を受信したときに当該自局の基準信号を送信するステップと、
サーバが、前記基地局からの測位信号の受信時刻と基準信号の受信時刻を受信し、前記移動端末の位置を算出するステップとを備え、
前記複数の基準局が設定された優先度で、移動端末からの測位信号を受信したときに自局の基準信号を複数の基地局に送信し、衝突を回避することを特徴とする無線測位方法。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−１９３３６７（Ｐ２００８−１９３３６７Ａ）
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４９３７（Ｐ２００７−２４９３７）
【出願日】平成１９年２月４日（２００７．２．４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１８年度、総務省、「ＵＷＢインテリジェント測位センサーネットワークの研究開発と医療・ホーム・オフィスへの応用」委託研究、産業再生法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月４日（２００７．２．４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１８年度、総務省、「ＵＷＢインテリジェント測位センサーネットワークの研究開発と医療・ホーム・オフィスへの応用」委託研究、産業再生法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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