DE60117907T2

DE60117907T2 - Funkhandgerät und Ortungssystem

Info

Publication number: DE60117907T2
Application number: DE60117907T
Authority: DE
Inventors: Hitachi Katsuhiko Chiyoda-ku Tsunehara; Hitachi Kenzaburo Chiyoda-ku Fujishima; Hitachi Mikio Chiyoda-ku Kuwahara; Hitachi Koji Chiyoda-ku Watanabe
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-07-24
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2021-11-08
Also published as: US7072673B2; KR20030010437A; KR100767550B1; US6484034B1; US20030050079A1; DE60117907D1; EP1286174A3; EP1286174A2; JP3547412B2; EP1286174B1; JP2003037862A

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Funkhandapparat zum Erfassen einer aktuellen Position unter Verwendung eines Funksignals und insbesondere einen Funkhandapparat und ein Positionslokalisierungssystem zum genauen Identifizieren einer aktuellen Position, auch wenn es schwierig ist, eine Basisstation festzustellen, von der das Signal übertragen wurde.
In einem mobilen Kommunikationssystem wurde eine Technik vorgeschlagen zur Erfassung einer Position eines Funkhandapparats durch Verwendung eines von einer Basisstation übertragenen Signals. Zum Beispiel offenbart JP-A-7-181242 (veröffentlicht am 21. Juli 1995) eine Technik zum Erfassen einer Position eines Handapparats durch Verwendung von Positionen von Basisstationen und Unterschiede in der Ausbreitungsverzögerungszeit zwischen Signalen, die in einem CDMA(code division multiple access)-System von verschiedenen Basisstationen an einen Handapparat übertragen werden.
Zum Beispiel empfängt in einem Funkkommunikationssystem, das in 11 gezeigt wird, ein Funkhandapparat 800 Signale von drei Zellulartelefon-Basisstationen 801, 802 und 803. Der Funkhandapparat 800 berechnet Signalausbreitungszeitunterschiede, d.h. [Ausbreitungszeit des von der Basisstation 801 übertragenen Signals – Ausbreitungszeit des von der Basisstation 802 übertragenen Signals] und [Ausbreitungszeit des von der Basisstation 801 übertragenen Signals – Ausbreitungszeit des von der Basisstation 803 übertragenen Signals]. Unter Verwendung der Unterschiede in der Ausbreitungszeit berechnet der Funkhandapparat 800 eine aktuelle Position des Funkhandapparats 800.
Im Folgenden wird ein System erläutert, das auf von der TIA (Telecommunication Industry Association) spezifizierten EIA/TIA-95 basiert, wobei es sich um ein digitales bewegliches US-CDMA-Kommunikationssystem handelt. In dem EIA/TIA-95-System verwenden alle Basisstationen denselben Spreizcode (PN-Code). Ferner hat jede Basisstation eine Pilot-PN-Verschiebung bzw. einen Pilot-PN-Offset (PN-Verschiebungswert bzw. Offset-Wert) als einen Übertragungszeitunterschied, der für jede der Basisstationen zu deren Identifizierung vorgegeben ist, und überträgt ein Signal zu einem Zeitpunkt, das von dem Standard-Timing um den PN-Offset-Wert verschoben ist.
Ein Funkhandapparat berechnet eine Korrelation zwischen dem empfangenen Signal und dem PN-Code, um so ein Verzögerungsprofil zu erhalten. Zum Beispiel wird ein Korrelationswert zwischen dem empfangenen Signal und dem PN-Code unter Verwendung eines Vergleichsfilters bzw. signalangepaßten Filters (matched filter) berechnet, wobei der Vergleichsfilter ein Verzögerungsprofil ausgibt, wie in 12 gezeigt.
In 12 zeigen 901, 902 und 903 Korrelationswerte, die Signalen entsprechen, die jeweils von den Basisstationen 801, 802 und 803 empfangen wurden. Da die Basisstationen unterschiedliche PN-Offset-Werte haben, werden die den Signalen von den Basisstationen entsprechenden Korrelationswerte zeitlich voneinander getrennt. Demgemäß ist es in der Verzögerungsdatei möglich, jedes der von den unterschiedlichen Basisstationen übertragenen Signale sowie empfangene Timings der Signale von den Basisstationen zu isolieren.
Somit ist es möglich, unter Verwendung der Signalausbreitungszeit von den Basisstationen einen Standort zu erfassen.
US 6,201,803 B1 offenbart ein Zellularfunkortungssystem, das den Standort einer mobilen zellularen Funksystemeinheit bestimmt durch Bestimmen der Unterschiede beim Timing eines charakteristischen Merkmals der Übertragung des Steuerungskanals von jeder einer Vielzahl von Basisstationen, wie an der mobilen Einheit gemessen. Das charakteristische Merkmal ist ein Trainingssignal, das von der mobilen Einheit in einem zellularen System bereits verwendet wird, um eine Signalstärke bei Übergabe(Hand-Over)-Vorgängen zu messen. Durch Bestimmen der Unterschiede in der Ankunftszeit von Übertragungen von vier Basisstationen kann ein Standort in zwei Dimensionen abgeleitet werden ohne vorherige Kenntnis der tatsächlichen Entfernung zu einer der Basisstationen. Eine fünfte Basisstation ermöglicht, dass ein Standort in drei Dimensionen bestimmt wird.
JP-A-07181242 offenbart ein Positionsmesssystem zum Finden einer Position eines beweglichen Endgeräts (Terminals) durch Subtrahieren eines Unterschieds einer Übertragungszeit, die vorher an jeder Basisstation bestimmt wurde, von derselben Serie eines Spektrumdivergenzsignals, das eine Vielzahl der Basisstationen übertragen, und Erlangen eines Ausbreitungsverzögerungszeitunterschieds des Spektrumdivergenzsignals. Entfernungen von jeder Basisstation 1–4 zu einem beweglichen Endgerät 5 werden gefunden durch Multiplizieren der Ausbreitungszeiten der Basisstationen 1–4 zu dem beweglichen Endgerät 5 mit der Lichtgeschwindigkeit. Hier sind die Unbekannten 7, einschließlich einer Koordinate (x, y, z) des Endgeräts 5 und die Ausbreitungszeit von der Basisstation 1–4 zu dem beweglichen Endgerät 5. Das bewegliche Endgerät 5 misst Zeitunterschiede, mit denen PN(pseudonoise – Pseudo-Zufallsrauschen)-Signale der Basis stationen 1–4 an dem beweglichen Endgerät 5 ankommen, zum Beispiel wird eine Basisstation 1 zum Standard erklärt und die Zeitunterschiede zum Zeitpunkt des Empfangs der PN-Signale von den Basisstationen 2, 3, 4 können erlangt werden. Die Entfernungen zwischen den Basisstationen 1–4 und dem beweglichen Endgerät und der Zeitunterschied zum Zeitpunkt des Empfangs der PN-Signale von den Basisstationen 1–4 werden erhalten und somit können Lösungen für 7 Unbekannte erlangt werden und die Position des beweglichen Endgeräts 5 kann beurteilt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
In einer großen Stadt, in der sich Basisstationen konzentrieren, gibt es den Fall, dass sich Basisstationen mit demselben PN-Offset-Wert nahe zusammen befinden. Wenn zum Beispiel ein und derselbe PN-Offset der Basisstation 801 und der Basisstation 802 zugewiesen wird, wird eine Verzögerungsprofilwellenform, wie in 13 gezeigt, als den Basisstationen 801, 802 und 803 entsprechende Vergleichsfilter-Ausgaben erhalten. Das heißt, da die Basisstation 801 und die Basisstation 802 denselben PN-Offset-Wert haben, überlappen sich die Korrelationswerte, die den von diesen Basisstationen empfangenen Signalen entsprechen, zu derselben Zeit wie die Verzögerungsprofilwellenform (Ausgabe des Vergleichsfilters).
Wenn die empfangenen Signale fast zur selben Zeit in dem Verzögerungsprofil erscheinen, ist es schwierig, gemäß der Basisstation ein empfangenes Timing eines Signals von einem anderen Signal zu trennen. Das heißt, es gibt eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass dieser Korrelationswert 910 inkorrekt mit einem Signal von einer bestimmten Basisstation korreliert. Diese inkorrekte Entscheidung fügt einen großen Fehler zu der Ausbreitungszeitmessung von Signalen von der jeweiligen Basisstation hinzu, wodurch die Ortungsgenauigkeit ver schlechtert wird. Dies bedeutet, dass ein Benutzer keinen geeigneten Standortinformationsdienst empfangen kann. Das heißt, der Vorteil eines Standortinformationsdiensts wird geringer.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Funkhandapparat vorzusehen, der eine aktuelle Position genau messen kann, auch wenn es schwierig ist, jeweilige Signale von unterschiedlichen Basisstationen zu isolieren.
Der Funkhandapparat gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Merkmale von Anspruch 1. Ein Funkhandapparat kann aufweisen Signalempfangsmittel zum Empfangen von Signalen von einer Vielzahl von Funkstationen; Empfangs-Timing-Analysemittel zum Analysieren von Empfangstimings(-Zeitpunkten) von Signalen, die von dem Signalempfangsmittel empfangen werden; Funkstationsauswahlmittel zur Auswahl von Funkstationen, die bei einer Positionsberechnung verwendet werden; und Positionsberechnungsmittel zum Berechnen einer Position eines Signalempfangspunkts durch Verwendung der Empfangstimings der Signale von den ausgewählten Funkstationen; wobei das Funkstationsauswahlmittel die Funkstationen, die bei der Positionsberechnung verwendet werden, derart auswählt, dass, wenn die Empfangstimings von Signalen von zwei oder mehreren der Funkstationen nicht voneinander getrennt bzw. unterschieden werden können (wenn eine Vielzahl von Funkstationen einen identischen PN-Offset-Wert aufweisen und ein Verzögerungsprofil basierend auf den Signalen von zwei oder mehr Funkstationen überlappen), entschieden wird, ein Signal von zumindest einer dieser Funkstationen auszuschließen.
Ferner kann der Funkhandapparatur umfassen Empfangsmittel zum Empfangen von Signalen von einer Vielzahl von Funkstationen, Verzögerungsprofilerzeugungsmittel zum Erzeugen eines Verzögerungs profils der von dem Empfangsmittel empfangenen Signale und Informationsübertragungsmittel zum Übertragen von Information, die zur Berechnung einer Position eines Empfangspunkts unter Verwendung des Verzögerungsprofils verwendet wird, wobei, wenn Signale von zwei oder mehr Funkstationen in dem Verzögerungsprofil nicht voneinander getrennt bzw. unterschieden werden können (zum Beispiel, wenn eine Vielzahl von Funkstationen einen identischen PN-Offset-Wert haben), das Informationsübertragungsmittel Information überträgt, die dazu verwendet wird, zumindest eines der Signale von diesen Funkstationen auszuschließen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen werden ein Positionsortungssystem, das aufweist eine Vielzahl von Funkstationen zur Übertragung von Signalen an einen Funkhandapparat, Empfangsmittel zum Empfang von Signalen von der Vielzahl von Funkstationen und einen Funkhandapparat mit Verzögerungsprofilerzeugungsmittel zum Analysieren eines Verzögerungsprofils der von dem Empfangsmittel empfangenen Signale, wobei das Positionsberechnungsmittel in den Funkhandapparat eingebaut ist oder getrennt vorgesehen ist und eine Position eines Empfangspunkts unter Verwendung des Verzögerungsprofils berechnet, und wobei das Positionsberechnungsmittel die Position derart berechnet, dass, wenn Signale von zwei oder mehreren der Funkstationen in dem Verzögerungsprofil nicht voneinander getrennt werden können (zum Beispiel, wenn die Vielzahl von Funkstationen denselben PN-Offset-Wert haben), zumindest ein Signal davon aus der Positionsberechnung ausgeschlossen wird.
Ferner ist vorgesehen eine Positionsberechnungsvorrichtung, die umfasst Funkstationsauswahlmittel zum Auswählen von Funkstationen, die bei einer Positionsberechnung verwendet werden, und Positionsberechnungsmittel zum Berechnen einer Position eines Emp fangspunkts durch Verwendung von Empfangstimings von Signalen, die von einem Funkhandapparat von einer Vielzahl von Funkstationen empfangen werden, wobei in dem Fall, wenn Empfangstimings von Signalen von zwei oder mehr der Funkstationen nicht voneinander getrennt werden können (wenn eine Vielzahl von Funkstationen einen identischen PN-Offset-Wert haben und sich Verzögerungsprofile basierend auf den Signalen von diesen Funkstationen überlappen), das Funkstationauswahlmittel Funkstationen auswählt, die bei einer Positionsberechnung derart verwendet werden, dass ein Signal von zumindest einer dieser Funkstationen ausgeschlossen wird.
In dem Funkhandapparat gemäß den oben angeführten Aspekten der vorliegenden Erfindung schließt in dem Fall, wenn Empfangstimings von Signalen von zwei oder mehr Funkstationen nicht voneinander getrennt werden können, das Funkstationsauswahlmittel bei der Auswahl von Funkstationen, die bei der Positionsberechnung verwendet werden, ein Signal von zumindest einer dieser Funkstationen aus. Demgemäß ist es auch in einem Bereich, in dem sich Funkstationen mit einem identischen PN-Offset-Wert in der Nähe zueinander befinden, möglich, eine aktuelle Position des Handapparats mit einer hohen Genauigkeit zu berechnen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Konfiguration eines Funkkommunikationssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Positionsberechnungsvorgang durch einen Funkhandapparat gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen detaillierten Vorgang zur Auswahl einer Basisstation bei dem Positionsberechnungsvorgang gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das einen detaillierten Vorgang zur Auswahl einer Basisstation bei dem Positionsberechnungsvorgang gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen detaillierten Vorgang zur Auswahl einer Basisstation bei dem Positionsberechnungsvorgang gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt.
6 zeigt eine Beziehung zwischen Empfangstimings in dem dritten Ausführungsbeispiel.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Positionsberechnungsvorgang durch einen Funkhandapparat gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel zeigt.
8 zeigt eine Konfiguration eines mobilen Kommunikationssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine Blockdarstellung eines Funkhandapparats gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine Blockdarstellung eines Positionsinformationsservers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
11 zeigt eine Konfiguration eines herkömmlichen Funkkommunikationssystems.
12 zeigt ein Verzögerungsprofil in dem herkömmlichen Funkkommunikationssystem.
13 zeigt ein weiteres Verzögerungsprofil in dem herkömmlichen Funkkommunikationssystem.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt ein Funkkommunikationssystem (mobiles Kommunikationssystem), in dem ein Funkhandapparat gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Positionsmessung durchführt.
Um einen Funkhandapparat 100, wie ein zellulares Telefon, herum sind zellulare Telefonbasisstationen zur Kommunikation mit dem Funkhandapparat 100 vorgesehen. Den Basisstationen 101, 103 und 104 werden verschiedene PN-Offset-Werte PN1, PN3 und PN4 zugewiesen und ein Offset-Wert PN2 wird den Basisstationen 102 und 105 zugewiesen.
In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung empfängt der Funkhandapparat 100 Signale, die von den Basisstationen 101 bis 105 übertragen werden. Der Funkhandapparat 100 misst einen Ausbreitungsentfernungsunterschied gemäß den Ausbreitungszeitunterschieden der Signale von zumindest drei Basisstationen und erfasst eine Position des Funkhandapparats durch eine Trilateration bzw. Triangulation unter der Annahme, dass die Positionen der drei Basisstationen bekannt sind.
2 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Berechnen der Position des Funkhandapparats gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
Zuerst wählt der Funkhandapparat 100 Kandidaten-Basisstationen, die für die Positionsberechnung verwendet werden (Schritt 700). Zum Beispiel wählt der Funkhandapparat 100 die Basisstationen 101 bis 105, von denen angenommen wird, dass sie sich in der Nähe befinden, aus einer im Voraus gespeicherten Liste von Basisstationen aus.
Dann berechnet der Funkhandapparat 100 Korrelationswerte der von den Basisstationen 101 bis 105 übertragenen Signale mit den PN-Codes und erzeugt ein Verzögerungsprofil (Schritt 701). Wenn zum Beispiel ein Korrelationswert berechnet wird zwischen einem empfangenen Signal und einem PN-Code unter Verwendung eines Vergleichs-Filters, wird als eine Ausgabe des Vergleichs-Filters eine Verzögerungsprofilwellenform erhalten. Aus der Verzögerungsprofilwellenform wird das Timing mit dem maximalen Korrelationswert extrahiert als ein Empfangstiming, um so Empfangstimings bzw. Empfangszeitpunkte der von den Basisstationen übertragenen Signale zu messen (Schritt 702).
Aus den Basisstationen mit demselben PN-Offset wird die eine zur Verwendung für die Positionsberechnung derart gewählt, um eine Verschlechterung einer Positionsmessgenauigkeit aufgrund einer inkorrekten Identifikation der Basisstationen zu verhindern (Schritt 703). Das Verfahren dieses Auswahlverfahrens wird später unter Bezugnahme auf 3 detaillierter beschrieben.
Unter Verwendung der Signale der Basisstationen, die in Schritt 703 zur Verwendung bei der Positionsberechnung ausgewählt wurden, wird die Position des Funkhandapparats 100 berechnet (Schritt 704).
3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein detailliertes Verfahren zur Auswahl einer Basisstation in Schritt 703 zeigt.
Der Funkhandapparat 100, der die Empfangstimings der Signale von den verschiedenen Basisstationen in Schritt 702 misst, entscheidet, ob zwei der Basisstationen einen identischen PN-Offset-Wert haben (Schritt 201). Wenn keine Basisstationen einen identischen PN-Offset haben (Nein in Schritt 201), überlappen die von den Basisstationen übertragenen Signale nicht und es wird entschieden, alle der in Schritt 700 gewählten Kandidaten-Basisstationen zu verwenden (Schritt 203).
Wen andererseits zwei der Basisstationen einen identischen PN-Offset haben (Ja in Schritt 201), werden die Signale von den Basisstationen mit den identischen PN-Offset-Werten empfangen, als hätten sie ein überlappendes Verzögerungsprofil. Da es schwierig ist, diese Signale zu trennen, wird entschieden, die Basisstationen mit den identischen PN-Offsets nicht zu verwenden (Schritt 202).
Wie oben beschrieben wurde, wird in dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung keine der Basisstationen mit einem identischen PN-Offset-Wert für die Positionsberechnung verwendet. Das heißt in dem in 1 gezeigten Funkkommunikationssystem werden sowohl die Basisstation 102 als auch die Basisstation 105 von der Positionsberechnung ausgeschlossen. Somit ist es auch in einem Bereich, in dem Basisstationen mit einem identischen PN-Offset-Wert nahe beieinander angeordnet sind, möglich, eine Verschlechterung der Positionsgenauigkeit in dem Funkhandapparat aufgrund der Signale von Basisstationen mit dem identischen PN-Offset-Wert zu verhindern.
Auch in einem derartigen Bereich ist es möglich, einen genauen Positionsinformationsdienst für einen Benutzer vorzusehen. Dies vergrößert den Dienstbereich der Positionsinformation, wodurch der Komfort des Positionsinformationsdiensts verbessert wird.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein detailliertes Verfahren zur Auswahl einer Basisstation bei der Positionsberechnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
In dem in 4 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel ist der Auswahlvorgang der Basisstation unterschiedlich zu dem des ersten Ausführungsbeispiels (Schritt 703 in 2), das unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erläutert wurde, und die verbleibenden Vorgänge sind identisch zu den in der 2 gezeigten Vorgängen.
Der Funkhandapparat 100, der die Empfangstimings der Signale von den Basisstationen in Schritt 702 misst, berechnet zuerst eine provisorische Position des Funkhandapparat 100 (Schritt 300). Zum Beispiel ist die provisorische Position eine Position der Basisstation, an die der Funkhandapparat 100 ein Positionsregistrierungssignal gesendet hat. Die provisorische Position kann das Ergebnis einer Berechnung unter Verwendung der in Schritt 700 (2) gewählten Kandidaten-Basisstationen sein, ausschließlich der Basisstationen mit einem identischen PN-Offset-Wert.
Von den in Schritt 700 (2) gewählten Kandidaten-Basisstationen werden die Basisstationen gewählt, die einen identischen PN-Offset-Wert haben. In dem in 1 gezeigten Funk-Kommunikationssystem werden die Basisstationen 102 und 105 mit den identischen PN-Offset-Werten gewählt (Schritt 301).
Dann werden jeweils Entfernungen zwischen der provisorischen Position des Funkhandapparats und den Basisstationen 102 und 105, die identische PN-Offset-Werte haben, berechnet (Schritt 302). Das heißt, die Entfernung 122 zwischen der provisorischen Position des Funkhandapparats 100 und der Basisstation 102 und die Entfernung 125 zwischen der der provisorischen Position des Funkhandapparats 100 und der Basisstation 105 wird berechnet.
Dann wird ein Unterschied zwischen den Entfernungen von der provisorischen Position des Funkhandapparats zu den Basisstationen mit dem identischen PN-Offset-Wert mit einem vorgegebenen Wert (Schwellenwert) verglichen (Schritt 304). Gemäß dem Ergebnis des Vergleichs wird entschieden, ob die Basisstationen mit dem identischen PN-Offset-Wert bei der Positionsberechnung berücksichtigt werden sollen.
Das heißt, ein Unterschied zwischen der Entfernung 122 und der Entfernung 125 von der provisorischen Position des Funkhandapparats 100 zu den Basisstationen 102 und 105, die den identischen PN-Offset-Wert aufweisen, wird mit dem vorgegebenen Schwellenwert verglichen (Schritt 304). Wenn der Unterschied zwischen der Entfernung 122 und der Entfernung 125 den Schwellenwert übersteigt, d.h. wenn die Entfernung zu der Basisstation 102 nicht in der Nähe der Entfernung zu der Basisstation 105 ist und die Signalausbreitungszeitwerte von diesen Basisstationen unterschiedlich sind, dann ist es möglich, jedes der Signale von diesen Basisstationen zu isolieren, und die Basisstation, die am nächsten zu der provisorischen Position des Funkhandapparats 100 liegt, wird ausgewählt, um zu der Positionsberechnung hinzugefügt zu werden (Schritt 306).
Insbesondere wird entschieden, bei der Positionsberechnung nicht nur die Basisstationen 101, 103 und 104, die unterschiedliche PN-Offset-Wert haben, sondern auch die Basisstation 105 zu verwenden, die unter den Basisstationen 102 und 105 mit identischen PN-Offset-Werten am nächsten zu der provisorischen Position des Funkhandapparats 100 liegt. Die Empfangstimings der Signale, die in dem Verzögerungsprofil als überlappend erscheinen, werden bei der Positionsberechnung verwendet als die der Basisstation am nächsten zu der provisorischen Position.
Andererseits, wenn der Unterschied zwischen der Entfernung 122 und der Entfernung 125 geringer als der vorgegebene Schwellenwert ist, d.h. wenn die Entfernung zu der Basisstation 102 fast identisch ist zu der Entfernung zu der Basisstation 105 und die Ausbreitungsverzögerungszeitwerte fast identisch sind, ist es schwierig, die Signale von diesen Basisstationen voneinander zu trennen, und es wird entschieden, die Basisstationen mit dem identischen PN-Offset von der Positionsberechnung auszuschließen (Schritt 305). Spezieller, keine der Basisstationen 102 oder 105, die den identischen PN-Offset-Wert haben, wird bei der Positionsberechnung verwendet und nur die Basisstationen 101, 103 und 104, die unterschiedliche PN-Offset-Werte haben, werden bei der Positionsberechnung verwendet.
Wie oben erläutert wurde, wird in dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine der Basisstationen mit einem identischen PN-Offset-Wert, die als näher an dem Funkhandapparat eingeschätzt wird, zur Verwendung bei der Positionsberechnung ausgewählt. Das heißt, in dem in 1 gezeigten Funk-Kommunikationssystem wird das Signal von der Basisstation 105, die näher ist als die Basisstation 102, bei der Positionsberechnung verwendet, während das Signal von der Basisstation 102, die weiter entfernt ist, ausge schlossen wird. Demgemäß ist es auch in einem Bereich, in dem Basisstationen mit einem identischen PN-Offset-Wert nahe beieinander liegen, möglich, die Position des Funkhandapparats mit hoher Genauigkeit zu berechnen, wodurch möglich wird, einen genauen Positionsinformationsdienst für die Benutzer vorzusehen, während das Gebiet des Positionsinformationsdiensts ausgeweitet wird und der Vorteil des Positionsinformationsdienst größer wird.
Wenn ferner der Unterschied zwischen den Entfernungen zu den verschiedenen Basisstationen mit einem identischen PN-Offset-Wert gering ist, ist es schwierig, die Basisstation zu identifizieren, von der das Signal übertragen wurde, und demgemäß werden alle Basisstationen, die den identischen PN-Offset-Wert haben, von der Positionsberechnung des Funkhandapparats ausgeschlossen. Dies ermöglicht, die Position eines Handapparats genauer zu erfassen.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein detailliertes Verfahren zur Auswahl von Basisstationen bei der Positionsberechnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
In dem in 5 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel ist das Verfahren zur Auswahl von Basisstationen anders als das des ersten Ausführungsbeispiels (Schritt 703 in 2), das unter Bezugnahme auf die 2 und 3 erläutert wurde, während die anderen Verarbeitungsschritte identisch zu den in der 2 gezeigten Schritten sind.
In Schritt 702 berechnet der Funkhandapparat 100, der Empfangstimings von Signalen von unterschiedlichen Basisstationen gemessen hat, zuerst eine provisorische Position für den Funkhandapparat 100 (Schritt 400). Zum Beispiel wird diese provisorische Position berechnet, wie oben beschrieben wurde, als die Position der Basisstati on, an die der Funkhandapparat 100 das Positionsregistrierungssignal für das Funk-Kommunikationssystem gesendet hat, oder ist ein Ergebnis der Positionsberechnung unter Verwendung der in Schritt 700 (2) ausgewählten Kandidaten-Basisstationen, außer der Basisstationen, die einen identischen PN-Offset-Wert haben.
Dann werden die Basisstationen mit dem identischen PN-Offset-Wert aus den in Schritt 700 (2) ausgewählten Kandidaten-Basisstationen gewählt. In dem in 1 gezeigten Funk-Kommunikationssystem werden die Basisstation 102 und die Basisstation 105, die den identischen PN-Offset-Wert haben, ausgewählt (Schritt 401).
Dann werden Werte von Zeiten (Timings) geschätzt, wann die Signale der in Schritt 401 gewählten Basisstationen von dem Funkhandapparat 100 empfangen wurden (Schritt 402). Die geschätzten Werte der Empfangszeiten werden berechnet unter Verwendung der Entfernungen zwischen der provisorischen Position des Funkhandapparats 100 und den Basisstationen 102 und 103, die in Schritt 400 berechnet wurden. Das heißt, jede der Entfernungen von den Basisstationen wird geteilt durch die Ausbreitungsgeschwindigkeit (Lichtgeschwindigkeit), um eine Ausbreitungszeit zu erhalten, um so den geschätzten Empfangszeitpunkt zu berechnen.
Als nächstes wird der gemessene Wert, der in Schritt 702 (2) erhalten wurde, d.h. das in Schritt 702 (2) gemessene Empfangstiming der Signale, die von den Basisstationen mit dem identischen PN-Offset-Wert empfangen wurden und die als ein überlappendes Verzögerungsprofil erscheinen, mit dem in Schritt 402 erhaltenen Wert verglichen, d.h. mit dem geschätzten Empfangszeitpunkt für die Basisstationen mit dem identischen PN-Offset-Wert, und ein Unterschied zwischen diesen Werten wird als ein Empfangstimingfehler berechnet (Schritt 403).
Der Fehler, d.h. der Unterschied zwischen dem geschätzten Empfangszeitpunkt und dem gemessenen Empfangszeitpunkt, der für jede der Basisstationen mit dem identischen PN-Offset-Wert berechnet wird, wird weiter verarbeitet durch Berechnen eines Unterschieds zwischen diesen Unterschieden (Fehlern), die für die verschiedenen Basisstationen mit dem identischen PN-Offset-Wert berechnet wurden (Schritt 404). Das heißt, ein Unterschied zwischen dem Empfangstimingfehler, der für die Basisstation 102 berechnet wurde, und dem Empfangstimingfehler, der für die Basisstation 105 berechnet wurde, wird berechnet.
Als nächstes wird der Unterschied zwischen dem Fehler, der für jede der Basisstationen mit dem identischen PN-Offset-Wert berechnet wurde, mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen (Schritt 405). Gemäß dem Ergebnis dieses Vergleichs wird entschieden, ob die Basisstationen, die den identischen PN-Offset haben und die dem Vergleich unterzogen wurden, bei der Positionsberechnung verwendet werden.
Das heißt, der Unterschied zwischen dem Empfangstimingfehler für die Basisstation 102 und dem Empfangstimingfehler für die Basisstation 105, deren Offset-Wert identisch zu dem der Basisstation 102 ist, wird mit dem vorgegebenen Schwellenwert verglichen (Schritt 405). Wenn der Unterschied zwischen dem Empfangstimingfehler für die Basisstation 102 und dem Empfangstimingfehler für die Basisstation 105 den vorgegebenen Schwellenwert übersteigt, d.h. wenn ein Unterschied zwischen der Entfernung zu der Basisstation 102 und der Entfernung zu der Basisstation 105 nicht klein ist und die Signalausbreitungszeit von der Basisstation 102 verschieden ist zu der Signalausbreitungszeit von der Basisstation 105, dann ist es möglich, das Signal der Basisstation 102 von dem Signal der Basis station 105 zu isolieren. In diesem Fall wird die Basisstation mit dem kleinsten Empfangstimingfehler aus den Basisstationen mit dem identischen PN-Offset-Wert ausgewählt und es wird entschieden, diese Basisstation mit dem kleinsten Empfangstimingfehler bei der Positionsberechnung zu verwenden (Schritt 406). Hier wird die Basisstation mit dem kleinsten Empfangstimingfehler zur Positionsberechnung gewählt, da das auf eine überlappende Weise empfangene Signal die höchste Wahrscheinlichkeit hat, dass es von der Basisstation stammt, die das Signal übertragen hat, das zum frühesten Punkt mit dem kleinsten Empfangstimingfehler empfangen wurde.
Es wird entschieden, die Positionsberechnung durchzuführen unter Verwendung der Basisstation 105, die den kleinsten Fehler zwischen dem geschätzten Wert des Empfangstimings und dem gemessenen Wert des Empfangstimings hat, zusätzlich zu den Basisstationen 101, 103 und 104, die unterschiedliche PN-Offset-Werte haben. Das Empfangstiming der Signale, die in dem Verzögerungsprofil als überlappend erscheinen, wird als die Basisstation mit dem Minimum-Empfangstimingfehler verwendet.
Wenn andererseits ein Unterschied zwischen dem Empfangstimingfehler für die Basisstation 102 und dem Empfangstimingfehler für die Basisstation 105 geringer als der vorgegebenen Schwellenwert ist, ist es schwierig, die Signale von diesen Stationen voneinander zu trennen, und es wird entschieden, die Basisstationen mit dem identischen PN-Offset-Wert aus der Positionsberechnung auszuschließen (Schritt 407). Spezifischer, es wird entschieden, bei der Positionsberechnung keine der Basisstationen 102 und 105, die den identischen PN-Offset-Wert haben, sondern nur die Basisstationen mit unterschiedlichen PN-Offset-Werten zu verwenden.
6 zeigt eine Beziehung zwischen Signalempfangstimings, wenn das dritte Ausführungsbeispiel (5) auf das in 1 gezeigte Funk-Kommunikationssystem angewendet wird. 6 zeigt die in Schritt 702 berechneten gemessenen Empfangszeitpunkte und die in Schritt 402 berechneten geschätzten Empfangszeitpunkte (5).
In dem in 1 gezeigten Funk-Kommunikationssystem wird der Basisstation 102 und der Basisstation 105 ein identischer PN-Offset-Wert zugewiesen. Da ein Signal von der Basisstation 102 und ein Signal von der Basisstation 105 den identischen Offset-Wert haben, wird eine Verzögerungsprofilanalyse unter Verwendung eines Vergleichs-Filters durchgeführt und ein gemessener Empfangszeitpunkt 410 wird bei einem zeitlich überlappenden Timing erlangt (Schritt 702).
Ferner wird unter Verwendung der provisorischen Position des Funkhandapparats 100 und der Position der Basisstation 102 eine Entfernung zwischen diesen beiden erlangt. Diese Entfernung wird durch die Lichtgeschwindigkeit geteilt, um eine Ausbreitungsverzögerungszeit zu erhalten, die verwendet wird, um einen geschätzten Empfangszeitpunkt des Signals von der Basisstation 102 zu erlangen. Auf dieselbe Weise wird ein geschätzter Empfangszeitpunkt für die Basisstation 105 erlangt, deren PN-Offset-Wert identisch ist zu dem der Basisstation 102 (Schritt 402). Diese geschätzten Empfangszeitpunkte werden durch 411 bzw. 412 in der 6 dargestellt.
Unterschiede zwischen den in Schritt 702 erhaltenen gemessenen Empfangszeitpunkten und den entsprechenden geschätzten Empfangszeitpunkten, die in Schritt 402 erhalten wurden, werden als Empfangstimingfehler berechnet (Schritt 403). Die Empfangstimingfehler werden durch 414 und 413 in 6 angezeigt.
Dann wird ein Unterschied zwischen den Empfangstimingfehlern, d.h. dem Fehler 413 und dem Fehler 414, für die Basisstationen 102 und 105, die den identischen PN-Offset-Wert haben, berechnet (Schritt 404).
Als Nächstes wird der in Schritt 404 berechnete Unterschied (Fehler 414 – Fehler 413) mit einem vorgegebenen Schwellenwert verglichen, um zu entscheiden, ob bei der Positionsberechnung die Basisstation mit dem geringsten Empfangstimingfehler von den Basisstationen, die den identischen PN-Offset-Wert haben, verwendet werden soll.
Wie oben in dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, wird von den Basisstationen, die einen identischen PN-Offset haben, die Basisstation mit dem geringsten Empfangstimingfehler, d.h. für die der geschätzte Wert nahe bei dem tatsächlichen Empfangstiming liegt, zur Verwendung bei der Positionsberechnung ausgewählt. Das heißt, in dem in 1 gezeigten Funk-Kommunikationssystem wird das Signal von der Basisstation 105, die den geringsten Empfangstimingfehler hat, bei der Positionsberechnung verwendet, wobei das Signal von der Basisstation 102 mit einem großen Empfangstimingfehler ausgeschlossen wird. Demgemäß ist es möglich, auch wenn Basisstationen, die einen identischen PN-Offset-Wert haben, nah beieinander liegen, die Position des Funkhandapparats mit hoher Genauigkeit zu berechnen, wodurch ein genauer Positionsinformationsdienst vorgesehen werden kann. Dies vergrößert das Gebiet des Positionsinformationsdienstes, wodurch der Vorteil des Positionsinformationsdienstes verbessert wird.
Ferner ist es im Fall eines Unterschieds zwischen den Empfangstimingfehlern der Signale von den Basisstationen, die einen identischen PN-Offset-Wert haben, schwierig, die Basisstation zu identifizieren, von der ein Signal übertragen wurde, und die Basisstationen mit dem identischen PN-Offset-Wert werden bei der Berechnung der Position des Funkhandapparats ausgeschlossen. Dies ermöglicht, die Position des Funkhandapparats genauer zu erhalten.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Berechnen einer Position des Funkhandapparats gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
In dem in 7 gezeigten vierten Ausführungsbeispiel ist das Verfahren zur Auswahl der Basisstationen, die bei der Positionsberechnung verwendet werden (Schritt 710 bis 714), unterschiedlich zu dem des ersten Ausführungsbeispiels, das unter Bezugnahme auf 2 und 3 erläutert wurde, wobei die anderen Verfahren (Schritte 700 bis 702) identisch zu den in 2 gezeigten Verfahrensabläufen sind.
Zuerst wählt der Funkhandapparat 100 Kandidaten-Basisstationen, die bei der Positionsberechnung verwendet werden sollen (Schritt 700). Zum Beispiel werden die Basisstationen 101 bis 105, von denen angenommen wird, dass sie sich in der Nähe befinden, aus einem in dem Funkhandapparat 100 gespeicherten Verzeichnis von Basisstationen ausgewählt.
Dann berechnet der Funkhandapparat 100 Korrelationswerte zwischen den von den Basisstationen 101 bis 105 empfangenen Signalen und den PN-Codes, um so ein Verzögerungsprofil zu erzeugen (Schritt 701). Zum Beispiel wird ein Vergleichsfilter verwendet, um einen Korrelationswert zwischen einem empfangenen Signal und einem entsprechenden PN-Code zu berechnen. Somit wird als Ausgabe von dem Vergleichsfilter eine Verzögerungsprofilwellenform erhalten. Gemäß diesem Verzögerungsprofil wird das früheste Timing mit dem maximalen Korrelationswert als ein Empfangstiming extrahiert, wo durch die Empfangstimings von Signalen von den Basisstationen gemessen werden (Schritt 702).
Unter Verwendung einer der Kandidaten-Basisstationen, die in Schritt 700 zur Verwendung bei der Positionsberechnung gewählt wurden, wird eine Kombination von Basisstationen Cj(j = 1, ..., M) festgelegt (Schritt 710). Diese Kombination von Basisstationen wird derart festgelegt, dass sie eine Basisstation mit einem identischen PN-Offset-Wert enthält, d.h. nur eine der Basisstationen, die einen identischen PN-Offset-Wert haben, ist in der Kombination enthalten. Spezifischer, in dem in 1 gezeigten Funk-Kommunikationssystem besteht eine erste Kombination von Basisstationen aus den Basisstationen 101, 102, 103 und 104 und eine zweite Kombination von Basisstationen besteht aus den Basisstationen 101, 103, 104 und 105. Somit wird in dem Schritt 710 die Basisstationkombination auf eine derartige Weise bestimmt, dass nur eine der Basisstationen, die den identischen PN-Offset-Wert haben, in einer Kombination enthalten ist, d.h. die Basisstationen 102 und 105, die den identischen PN-Offset-Wert haben, können nicht in einer Kombination enthalten sein.
Unter Verwendung der in Schritt 710 festgelegten Basisstationkombination Cj(j = 1, ..., M) werden Positionen der jeweiligen Empfangspunkte berechnet, um ein Positionsberechnungsergebnis (Xj, Yj) für jede der Kombinationen von Basisstationen zu erlangen (Schritt 711).
Für das in Schritt 711 berechnete Ergebnis der Positionsberechnung (Xj, Yj) wird ein Positionsmessfehler unter Verwendung eines Fehlerfunktionswertes F(j) berechnet. Dieser Positionsmessfehler kann zum Beispiel berechnet werden unter Verwendung einer Gleichung wie folgt.
wobei gilt:

C: Lichtgeschwindigkeit
(Xj, Yj): Ergebnis der Positionsberechnung des Funkhandapparats unter Verwendung der Basisstationkombination Cj
(BXi, BYi): Position einer Basisstation i
Ti: Ergebnis einer Empfangstimingmessung des Signals von der Basisstation i.

Hier in der Gleichung 1 ist der erste Term der rechten Seite innerhalb {} eine Entfernung zwischen dem Funkhandapparat und einer Basisstation 0, die aus Koordinaten einer Karte berechnet wurde, und der zweite Term auf der rechten Seite innerhalb {} stellt eine Entfernung zwischen dem Funkhandapparat und der Basisstation i dar. Demgemäß stellt der in {} erhaltene Wert einen Unterschied zwischen der Entfernung von der Basisstation 0, die als eine Referenz dient, und einer Entfernung von der i-ten Basisstation dar. Ferner stellt der dritte Term auf der rechten Seite einen Unterschied dar zwischen: einer Entfernung zwischen dem Funkhandapparat und der Referenz-Basisstation 0, die aus dem Ergebnis der Empfangstimingmessung erhalten wird, und einer Entfernung zwischen dem Funkhandapparat und der Basisstation i. Wenn die Empfangstimings korrekt gemessen werden, nähert sich der Unterschied zwischen diesen beiden Entfernungen 0 an. Demgemäß ist es möglich, zu entscheiden, dass, wenn der Wert von F(i) kleiner wird, eine genauere Position des Funkhandapparats erhalten wird.
Dann wird jMIN ausgewählt (Schritt 713), der den Wert des in Schritt 712 berechneten Fehlerfunktionswerts F(j), welcher der Basisstationkombination Cj entspricht, minimiert, und ein Ergebnis der Positi onsberechnung (XjMIN, YjMIN) entsprechend dem jMIN wird gewählt. Dieses Positionsberechnungsergebnis wird als die Position des Funkhandapparats bestimmt. Wie aus dem oben Erwähnten zu erkennen ist, ist „N" in der obigen Gleichung die Anzahl von Basisstationen, die zu Cj gehören, vermindert um 1.
Ein spezifisches Beispiel wird erläutert, indem dieses vierte Ausführungsbeispiel auf das in 1 gezeigte Funk-Kommunikationssystem angewendet wird. Unter Verwendung der Kombination der Basisstationen 101, 102, 103 und 104 und der Kombination der Basisstationen 101, 103, 104 und 105 wird die Position des Funkhandapparats berechnet (Schritt 711) und unter Verwendung des Fehlerfunktionswerts F(j) wird der Positionsmessfehler berechnet (Schritt 712). Dann wird entschieden, dass die Position des Funkhandapparats, die unter Verwendung der Basisstationkombination mit einem geringeren Fehlerfunktionswert berechnet wird, ein Ergebnis der Positionsberechnung ist (Schritte 713 und 714).
Wie oben in dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, wird eine Vielzahl von Kombinationen erzeugt, die jeweils nur eine der Basisstationen mit einem identischen PN-Offset-Wert enthalten, und die Positionsgenauigkeit des Funkhandapparats wird berechnet, um eine Basisstationkombination auszuwählen, die die geringste Positionsgenauigkeit hat. Das heißt, diejenige der Basisstationen mit dem identischen PN-Offset-Wert, die eine Minimum-Positionsgenauigkeit liefert, wird zur Berechnung der Position des Funkhandapparats ausgewählt. Demgemäß ist es möglich, auch wenn Basisstationen mit einem identischen PN-Offset-Wert nahe beieinander liegen, die Position des Funkhandapparats mit einer hohen Genauigkeit zu berechnen.
8 zeigt eine Konfiguration, die eine Positionsberechnung in dem mobilen Kommunikationssystem betrifft, in dem der Funkhandapparat gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Positionsberechnung durchführt.
Der Funkhandapparat 2 wählt eine zur Kommunikation geeignete Basisstation 1 aus einer Vielzahl von Basisstationen aus und führt eine Kommunikation mit der Basisstation 1 über eine Funkverbindung 5. Ferner empfängt der Funkhandapparat 2 für ein Hand-Over oder Ähnliches ein Signal von einer Basisstation, die von der Basisstation 1 verschieden ist, zu der die Funkverbindung momentan besteht. Unter Verwendung der von der Vielzahl von Basisstationen empfangenen Signale wird die Position des Funkhandapparats 2 gemessen.
Die Basisstation 1 ist mit einem öffentlichen Netzwerk 3 verbunden und dient als Kommunikationsmittel zwischen dem Funkhandapparat 2 und einer weiteren Kommunikationsvorrichtung (nicht gezeigt), die mit dem öffentlichen Netzwerk 3 verbunden ist. Ferner kommuniziert die Basisstation 1 mit einem Positionsinformationsserver 4, der mit dem öffentlichen Netzwerk 3 verbunden ist, und sendet/empfängt Information, die für die Positionsberechnung erforderlich ist.
9 ist eine Blockdarstellung, die eine Konfiguration des Funkhandapparats 2 zeigt.
Ein Signal von der Basisstation 1 wird von einer Antenne 10 empfangen und an einen Signalempfänger 11 übertragen. Der Signalempfänger 11 umfasst einen Funkblock (Empfänger/Sender) und einen Basisband-Verarbeitungsblock. Der Funkblock führt eine Verstärkung eines Signals mit höherer Frequenz und eines Signals mit mittlerer Frequenz durch und empfängt eine Frequenzumwandlung. Der Basisband-Verarbeitungsblock führt eine Demodulation eines Basisbandsignals durch.
Das in dem Signalempfänger 11 verarbeitete Signal wird an einen Verzögerungsprofil-Rechner 12 geleitet. Der Verzögerungsprofil-Rechner 12 umfasst zum Beispiel einen Vergleichsfilter und berechnet einen Korrelationswert zwischen einem empfangenen Signal und einem entsprechenden PN-Code für jedes Empfangstiming, um so ein Verzögerungsprofil zu erzeugen, das einen Wert anzeigt, der einem Korrelationswert in jedem der Empfangstimings entspricht.
Das in dem Verzögerungsprofil-Rechner 12 erzeugte Verzögerungsprofil wird in einem Verzögerungsprofil-Speicher 13 gespeichert und aufbewahrt. Gemäß einer in einer Speichervorrichtung 15 (wie einem Speicher) gespeicherten Software führt eine CPU (central processing unit – Zentraleinheit) 14 eine Verarbeitung, die für eine Positionsberechnung erforderlich ist, unter Verwendung des in dem Verzögerungsprofil-Speicher 13 gespeicherten Verzögerungsprofils durch.
Der Funkhandapparat 2 kann so konfiguriert sein, dass der Verzögerungsprofil-Rechner 12 und der Verzögerungsprofil-Speicher 13 als eine einzige Halbleiter-Vorrichtung (LSI) angeordnet sind, die mit der CPU 14 verbunden ist. Ferner ist es möglich, dass eine einzelne LSI aus dem Verzögerungsprofil-Rechner 12, dem Verzögerungsprofil-Speicher 13 und der CPU 14 besteht, die mit der Speichervorrichtung 15 verbunden ist. Ferner ist es auch möglich, dass eine einzelne LSI aus dem Verzögerungsprofil-Rechner 12, dem Verzögerungsprofil-Speicher 13, der CPU 14 und der Speichervorrichtung 15 besteht.
10 zeigt ein Konfigurationsbeispiel des Positionsinformationsservers 4. Eine CPU 20 führt eine Datenkommunikation an das/von dem öffentliche Netzwerk 3 gemäß einer in einer Speichervorrichtung gespeicherten Software durch Spezifischer, eine Basisstationen betreffende Information (einschließlich Positionen und PN-Offset-Werte der Basisstationen) wird in dem Positionsinformationsserver 4 gespeichert, der die Information an den Funkhandapparat 2 gemäß einer Anforderung von dem Funkhandapparat 2 überträgt. Ferner wird unter Verwendung eines Verzögerungsprofils basierend auf Signalen, die von dem Funkhandapparat 2 von den Basisstationen empfangen werden, die Position des Funkhandapparats 2 berechnet.
Im Folgenden wird erläutert, wie die in 2 gezeigte Positionsberechnung in dem Funkhandapparat 2 durchgeführt wird.
Zuerst wählt die CPU 14 des Funkhandapparats 2 Kandidaten-Basisstationen, die bei der Positionsberechnung verwendet werden sollen (Schritt 700). Der Signalempfänger 11 empfängt Signale von den Kandidaten-Basisstationen und der Verzögerungsprofil-Rechner 12 berechnet einen Korrelationswert zwischen dem empfangenen Signal und den entsprechenden PN-Codes, um ein Verzögerungsprofil zu erzeugen (Schritt 701), das in dem Verzögerungsprofil-Speicher 13 gespeichert wird.
Dann extrahiert die CPU 14 Signalempfangstimings von den Kandidaten-Basisstationen in dem Verzögerungsprofil, das in dem Verzögerungsprofil-Speicher 13 gespeichert ist, und misst die Empfangstimings der Signale von den Basisstationen (Schritt 702). Dann entscheidet die CPU 14, ob bei der Positionsberechnung die Signale verwendet werden sollen, die von den Basisstationen mit dem identischen PN-Offset-Wert übertragen wurden, und wählt bei der Positionsberechnung zu verwendende Basisstationen aus (Schritt 703), wodurch die Position des Funkhandapparats 2 berechnet wird (Schritt 704).
Die derart berechnete Position des Funkhandapparats 2 kann von der CPU 14 (Funkhandapparat 2) verwendet werden oder über die Basisstation 1 und das öffentliche Netzwerk 3 an den Positionsinformationsserver 4 berichtet werden, wo die Positionsinformation verwendet werden kann.
Im Folgenden wird ein Fall erläutert, in dem die in 2 gezeigte Positionsberechnungsverarbeitung in zwei Teile geteilt wird, die von dem Funkendgerät 2 und dem Positionsinformationsserver 4 durchgeführt werden.
Zuerst wählt die CPU 14 des Funkhandapparats 2 Kandidaten-Basisstationen zur Verwendung bei der Positionsberechnung (Schritt 700). Der Signalempfänger 11 empfängt Signale von den Kandidaten-Basisstationen. Der Verzögerungsprofil-Rechner 12 berechnet Korrelationswerte zwischen den empfangenen Signalen und den entsprechenden PN-Codes, um ein Verzögerungsprofil zu erzeugen (Schritt 701), das in dem Verzögerungsprofil-Speicher 13 gespeichert wird.
Dann extrahiert die CPU 14 Empfangstimings der Signale von den Kandidaten-Basisstationen in dem Verzögerungsprofil, das in dem Verzögerungsprofil-Speicher 13 gespeichert ist, und misst die Empfangstimings der Signale von den Basisstationen (Schritt 702). Dann berichtet die CPU 14 die Empfangstimings der Signale von den Basisstationen, die in Schritt 702 erhalten wurden, über die Basisstation 1 und das öffentliche Netzwerk 3 an den Positionsinformationsserver 4.
Unter Verwendung der Empfangstimings der Signale von den oben erwähnten Basisstationen entscheidet die CPU 20 in dem Positionsinformationsserver 4, ob bei der Positionsberechnung die Signale von den Basisstationen mit dem identischen PN-Offset-Wert verwendet werden sollen und wählt Basisstationen, die bei der Positionsbe rechnung verwendet werden sollen (Schritt 703), danach berechnet die CPU 20 die Position des Funkhandapparats 2 (Schritt 704). Die in diesem Schritt 704 erhaltene Position des Funkhandapparats 2 kann in der CPU 20 (Positionsinformationsserver 4) verwendet werden oder kann über das öffentliche Netzwerk 3 und die Basisstation 1 den Funkhandapparat 2 berichtet werden, um dort verwendet zu werden.
Somit wird, statt alle Schritte der Positionsberechnung in dem Funkhandapparat 2 durchzuführen, die Positionsberechnungsverarbeitung teilweise in dem Positionsinformationsserver 4 durchgeführt, der mit der Basisstation 1 verbunden ist. Das heißt, ein kompliziertes Verfahren kann in einem Positionsinformationsserver 4 mit einer großen Rechenkapazität ausgeführt werden und die Position des Funkhandapparats 2 kann schnell berechnet werden, ohne eine große Verarbeitungslast auf den Funkhandapparat 2 anzuwenden.
Im Folgenden wird erläutert, wie die in 7 gezeigte Positionsberechnung durchgeführt wird.
Zuerst wählt die CPU 14 des Funkhandapparats 2 Kandidaten-Basisstationen zur Verwendung bei der Positionsberechnung (Schritt 700). Der Signalempfänger 11 empfängt Signale von den Kandidaten-Basisstationen. Der Verzögerungsprofil-Rechner 12 berechnet Korrelationswerte zwischen den empfangenen Signalen und den entsprechenden PN-Codes, um ein Verzögerungsprofil zu erzeugen (Schritt 701) und speichert das Profil in dem Verzögerungsprofil-Speicher 13.
Danach extrahiert die CPU 14 Empfangstimings der Kandidaten-Basisstationen in dem Verzögerungsprofil, das in dem Verzögerungsprofil-Speicher 13 gespeichert ist, und misst die Empfangstimings der Signale von den Basisstationen (Schritt 702). Dann führt die CPU 14 einen Prozess zum Festlegen für Kombinationen der Basisstatio nen bis zu einem Prozess zum Berechnen einer Position des Funkhandapparats 2 durch (Schritt 710 bis 714). Die in Schritt 714 erhaltene Position des Funkhandapparats 2 kann in der CPU 14 (Funkhandapparat 2) verwendet werden oder kann über die Basisstation 1 und das öffentliche Netzwerk 3 an den Positionsinformationsserver 4 berichtet werden, so dass die Positionsinformation später verwendet wird.
Im Folgenden wird ein Fall erläutert, in dem die in 7 gezeigte Positionsberechnungsverarbeitung in zwei Teile geteilt wird, die von dem Funkendgerät 2 und dem Positionsinformationsserver 4 durchgeführt wird.
Zuerst wählt die CPU 14 des Funkhandapparats 2 Kandidaten-Basisstationen zur Verwendung bei der Positionsberechnung (Schritt 700). Der Signalempfänger 11 empfängt Signale von den Kandidaten-Basisstationen. Der Verzögerungsprofil-Rechner 12 berechnet Korrelationswerte zwischen den empfangenen Signalen und den entsprechenden PN-Codes, um ein Verzögerungsprofil zu erzeugen (Schritt 701) und speichert das Profil in dem Verzögerungsprofil-Speicher 13.
Danach extrahiert die CPU 14 Empfangstimings der Signale von den Kandidaten-Basisstationen aus dem Verzögerungsprofil, das in dem Verzögerungsprofil-Speicher 13 gespeichert ist, und misst die Empfangstimings der Signale von den Basisstationen (Schritt 702). Dann berichtet die CPU 14 die in Schritt 702 erhaltenen Empfangstimings der Signale von den Basisstationen über die Basisstation 1 und das öffentliche Netzwerk 3 an den Positionsinformationsserver 4.
Die CPU 20 des Positionsinformationsservers 4 verwendet die Empfangstimings der Signale von den jeweiligen Basisstationen zur Ausführung der Prozesse zum Festlegen von Kombinationen der Basis stationen bis zu einem Prozess zum Berechnen der Position des Funkhandapparats 2 (Schritt 710 bis 714). Die in Schritt 714 erhaltene Position des Funkhandapparats 2 kann in der CPU 14 (Funkhandapparat 2) verwendet werden oder kann über die Basisstation 1 und das öffentliche Netzwerk 3 an den Positionsinformationsserver 4 berichtet werden, so dass die Positionsinformation später verwendet wird.
Somit wird, statt alle Schritte der Positionsberechnung in dem Funkhandapparat 2 durchzuführen, die Positionsberechnung teilweise in dem Positionsinformationsserver 4 durchgeführt, der mit der Basisstation 1 verbunden ist. Das heißt, ein kompliziertes Verfahren kann in einem Positionsinformationsserver 4 mit einer großen Rechenkapazität ausgeführt werden. Dies ermöglicht, die Position des Funkhandapparats 2 schnell zu berechnen, ohne eine große Verarbeitungslast auf den Funkhandapparat 2 anzuwenden.

Claims

Funkhandapparat, der aufweist Signalempfangsmittel (11) zum Empfangen von Signalen von einer Vielzahl von Funkstationen, Empfangs-Timing-Analysemittel (14) zum Analysieren von Empfangstimings von Signalen, die von dem Signalempfangsmittel empfangen werden; Funkstationsauswahlmittel (14) zur Auswahl von Funkstationen, die bei einer Positionsberechnung verwendet werden; und Positionsberechnungsmittel (14) zum Berechnen einer Position eines Signalempfangspunkts durch Verwendung der Empfangstimings der Signale von den ausgewählten Funkstationen; dadurch charakterisiert, dass das Funkstationsauswahlmittel die Funkstationen, die bei der Positionsberechnung verwendet werden, derart auswählt, dass, wenn Signale von zwei oder mehreren der Funkstationen einen identischen PN-Offset-Wert aufweisen, entschieden wird, ein Signal von zumindest einer dieser Funkstationen auszuschließen.
Funkhandapparat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Funkstationsauswahlmittel die Funkstationen, die bei der Positionsberechnung verwendet werden, derart auswählt, dass, wenn Verzögerungsprofile, die auf den Signalen von diesen Funkstationen basieren, sich überlappen und verhindern, dass Empfangstimings der Signale von diesen Stationen voneinander getrennt werden können, entschieden wird (306), bei der Positionsberechnung ein Signal von zumindest einer dieser Funkstationen nicht zu verwenden.
Funkhandapparat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das provisorische Positionsberechnungsmittel zur Berechnung einer provisorischen Position des Empfangspunkts vorgesehen ist, und das Funkstationsauswahlmittel die Funkstationen, die bei einer Positionsberechnung verwendet werden, derart auswählt, dass alle Signale von den Funkstationen mit einem identischen PN-Offset-Wert ausgeschlossen werden, außer die Funkstation, die sich in der kürzesten Entfernung zu der provisorischen Position befindet.
Funkhandapparat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangstimingfehlerschätzungsmittel (403) zur Schätzung von Fehlern der Empfangstimings der Signale von den Funkstationen vorgesehen ist, und das Funkstationsauswahlmittel die Funkstationen, die bei einer Positionsberechnung verwendet werden, derart auswählt, dass alle Signale von den Funkstationen mit einem identischen PN-Offset-Wert ausgeschlossen werden, außer die Funkstation, deren Signal mit einem Minimum-Timingfehler empfangen wurde.
Funkhandapparat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das provisorische Positionsberechnungsmittel (400) zur Berechnung einer provisorischen Position des Empfangspunkts vorgesehen ist, und das Empfangstimingfehlerschätzungsmittel (403) als den Empfangstimingfehler einen Unterschied zwischen einer Übertragungszeit des Signals von der Funkstation und einer Übertragungszeit berechnet, die aus der Position der Funkstation und einer provisorischen Position des Empfangspunkts erhalten wird.
Positionsortungssystem, das eine Vielzahl von Funkstationen (101–105) zur Übertragung von Signalen an einen Funkhandapparat aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Positionsortungssystem weiter aufweist: den Funkhandapparat gemäß einem der Ansprüche 1–5, wobei der Funkhandapparat (100) ferner aufweist Verzögerungsprofilerzeugungsmittel zum Analysieren eines Verzögerungsprofils der von dem Empfangsmittel empfangenen Signale; wobei das Positionsberechnungsmittel (14) in den Funkhandapparat eingebaut ist oder getrennt vorgesehen ist und eine Position eines Empfangspunkts unter Verwendung des Verzögerungsprofils berechnet; und wobei das Positionsberechnungsmittel die Position derart berechnet, dass, wenn jedes der Signale von zwei oder mehreren der Funkstationen einen identischen PN-Offset-Wert in dem Verzögerungsprofil aufweist, zumindest ein Signal davon aus der Positionsberechnung ausgeschlossen wird.