專利名稱：移動(dòng)體通信系統(tǒng)的基站、移動(dòng)機(jī)和方位檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)體通信系統(tǒng)的基站、移動(dòng)機(jī)和方位檢測(cè)方法，更詳細(xì)地說(shuō)，涉及具備方位檢測(cè)功能的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的基站、移動(dòng)機(jī)和適合于移動(dòng)體通信系統(tǒng)的方位檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
在移動(dòng)體通信系統(tǒng)中，知道移動(dòng)機(jī)的位置這一點(diǎn)從系統(tǒng)管理上的觀點(diǎn)或?qū)崿F(xiàn)各種服務(wù)的觀點(diǎn)來(lái)看是重要的技術(shù)。例如，如果從系統(tǒng)管理上的觀點(diǎn)來(lái)看，則在通信容量的掌握、與通信容量對(duì)應(yīng)的單元的最佳化等方面成為重要的技術(shù)。此外，從實(shí)現(xiàn)各種服務(wù)的觀點(diǎn)來(lái)看，在對(duì)于攜帶終端用戶的導(dǎo)航或提供周邊信息的定位服務(wù)、監(jiān)視癡呆性老人等的行動(dòng)的監(jiān)視服務(wù)等中成為重要的技術(shù)。
另一方面，近來(lái)可看到攜帶終端的持有臺(tái)數(shù)急劇地增長(zhǎng)，在同一單元內(nèi)使用的攜帶終端的數(shù)目急劇地增加，在基站一側(cè)的處理負(fù)擔(dān)正在增大。在這樣的最近的狀況下，如果在移動(dòng)機(jī)一側(cè)裝載推測(cè)基站的方位或?qū)τ诨镜木嚯x等的功能，則可大幅度地減輕基站執(zhí)行的各種處理的處理負(fù)擔(dān)，可以期待其實(shí)用性。
但是，作為與移動(dòng)機(jī)的位置檢測(cè)有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，一般采用測(cè)定在移動(dòng)機(jī)與基站之間傳送的傳送信號(hào)的到達(dá)時(shí)間并根據(jù)該到達(dá)時(shí)間檢測(cè)移動(dòng)機(jī)的位置的方法。例如公開(kāi)了對(duì)于旋轉(zhuǎn)著的1個(gè)波束將其到達(dá)時(shí)間與在來(lái)自固定天線的發(fā)送中得到的已知的時(shí)刻比較來(lái)進(jìn)行方位的推測(cè)的方法(例如，專利文獻(xiàn)1(特表2000-512101號(hào)公報(bào)))。特別是在CDMA系統(tǒng)中，由于能利用延遲分布的延遲時(shí)間來(lái)推測(cè)離基站的距離，則如果能確定移動(dòng)機(jī)的方位，僅用基站就能決定移動(dòng)機(jī)的位置。
此外，公開(kāi)了下述的方法配置在具有相同的角度的覆蓋區(qū)域的同時(shí)在相同的方向上設(shè)定了覆蓋區(qū)域的2個(gè)指向性天線，一邊使這些指向性天線同步且相互保持一定的角度，一邊使其旋轉(zhuǎn)，通過(guò)測(cè)定2個(gè)指向性天線中的接收信號(hào)的到達(dá)時(shí)間差來(lái)求出移動(dòng)機(jī)的方位(例如，專利文獻(xiàn)2(特開(kāi)平9-133749號(hào)公報(bào)))。
再有，關(guān)于天線的波束形成(指向性合成)，存在研究了將自適應(yīng)陣列天線應(yīng)用于移動(dòng)體通信系統(tǒng)的技術(shù)文獻(xiàn)(例如，非專利文獻(xiàn)1(電子信息通信學(xué)會(huì)論文志「自適應(yīng)陣列天線對(duì)于移動(dòng)通信的應(yīng)用」Vol.J84-B No.4 pp.666-679))。在該文獻(xiàn)中，公開(kāi)了使用自適應(yīng)陣列天線以電子的方式實(shí)現(xiàn)天線的波束形成的方法。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明打算解決的課題但是，在上述的專利文獻(xiàn)1中顯示的現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)對(duì)于旋轉(zhuǎn)著的1個(gè)波束測(cè)定其到達(dá)時(shí)間并進(jìn)行與已知的時(shí)刻的比較，來(lái)進(jìn)行移動(dòng)機(jī)的方位測(cè)定，但在該方式中，在來(lái)自旋轉(zhuǎn)著的波束的接收信號(hào)包含反射波等的多通路傳播的情況下，存在移動(dòng)機(jī)方位的測(cè)定誤差變大這樣的問(wèn)題。再有，如果可使用指向性強(qiáng)的波束天線，則可提高移動(dòng)機(jī)方位的測(cè)定精度，但在以電子的方式使指向性變化的自適應(yīng)陣列天線等中，在天線元件數(shù)少的情況下，不能得到充分的指向性，存在不能得到較滿意的方位測(cè)定精度這樣的問(wèn)題。
此外，在該專利文獻(xiàn)1中顯示的現(xiàn)有技術(shù)中，由于利用旋轉(zhuǎn)著的1個(gè)波束到達(dá)的時(shí)間與已知的時(shí)間的比較來(lái)計(jì)算傳播時(shí)間，故在多通路傳播的情況下，不能準(zhǔn)確地計(jì)算旋轉(zhuǎn)波束的到達(dá)時(shí)間，作為結(jié)果，也存在移動(dòng)機(jī)的方位測(cè)定誤差增大這樣的問(wèn)題。
另一方面，在上述的專利文獻(xiàn)2中顯示的現(xiàn)有技術(shù)中，由于采用了使用在物理上不同的、分離了的2個(gè)天線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，故必須將包含各天線系統(tǒng)的2個(gè)RF(高頻)系統(tǒng)的特性調(diào)整為嚴(yán)格的意義的同一特性，反之，就存在2個(gè)RF系統(tǒng)的特性的差異直接地影響測(cè)定精度這樣的問(wèn)題。此外，由于2個(gè)天線系統(tǒng)的設(shè)置位置不同，故兩者的傳播環(huán)境不同，特別是在移動(dòng)機(jī)不存在于基站的視野內(nèi)的位置上時(shí)，存在測(cè)定精度大幅度地惡化這樣的問(wèn)題。
本發(fā)明是鑒于上述的問(wèn)題而進(jìn)行的，其目的在于提供即使在多通路傳播的環(huán)境下也能抑制方位檢測(cè)誤差的惡化的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的基站、移動(dòng)機(jī)和方位檢測(cè)方法。此外，其目的在于提供即使在移動(dòng)機(jī)不存在于基站的視野內(nèi)的位置上的情況下也能維持既定的檢測(cè)精度的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的基站、移動(dòng)機(jī)和方位檢測(cè)方法。
用于解決課題的方法為了解決上述的課題以達(dá)到目的，與本發(fā)明有關(guān)的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的基站是一種在與移動(dòng)機(jī)之間進(jìn)行既定的通信的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的基站，其特征在于具備分別發(fā)送并控制用第1代碼進(jìn)行了編碼識(shí)別的第1天線波束和用與該第1代碼不同的第2代碼進(jìn)行了編碼識(shí)別的第2天線波束的指向性控制單元。
按照本發(fā)明，利用基站中具備的指向性控制單元對(duì)移動(dòng)機(jī)發(fā)送用第1代碼進(jìn)行了編碼識(shí)別的第1天線波束和用與該第1代碼不同的第2代碼進(jìn)行了編碼識(shí)別的第2天線波束，在移動(dòng)機(jī)中，根據(jù)該2個(gè)天線波束的到來(lái)時(shí)間差來(lái)檢測(cè)基站方位。
發(fā)明的效果按照與本發(fā)明有關(guān)的方位檢測(cè)裝置，由于在移動(dòng)機(jī)中可根據(jù)從基站發(fā)送了的2個(gè)天線波束的到來(lái)時(shí)間差來(lái)檢測(cè)基站方位。故可得到能抑制衰減的影響的效果。
圖1是表示與本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1有關(guān)的工作概念圖。
圖2是表示與實(shí)施形態(tài)1有關(guān)的接收特性圖。
圖3是示意性地表示例如移動(dòng)機(jī)位于基站的正北時(shí)的接收信號(hào)的信號(hào)波形的圖。
圖4是示意性地表示例如移動(dòng)機(jī)位于基站的正西時(shí)的接收信號(hào)的信號(hào)波形的圖。
圖5是表示與本發(fā)明有關(guān)的基站的功能結(jié)構(gòu)的框圖。
圖6是表示與本發(fā)明有關(guān)的移動(dòng)機(jī)的功能結(jié)構(gòu)的框圖。
圖7是表示用圖6中所示的方位檢測(cè)部25進(jìn)行的處理的處理流程的流程圖。
圖8是表示與本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2有關(guān)的工作概念的圖。
圖9是表示與實(shí)施形態(tài)2有關(guān)的接收特性的圖。
圖10是示意性地表示例如移動(dòng)機(jī)位于基站的正北時(shí)的接收信號(hào)的信號(hào)波形的圖。
圖11是示意性地表示例如移動(dòng)機(jī)位于基站的正南時(shí)的接收信號(hào)的信號(hào)波形的圖。
圖12是表示與實(shí)施形態(tài)3有關(guān)的接收特性(±60度的范圍，同一移動(dòng)速度)的圖。
圖13是表示與實(shí)施形態(tài)3有關(guān)的接收特性(±60度的范圍，不同的移動(dòng)速度)的圖。
圖14是表示與實(shí)施形態(tài)4有關(guān)的接收特性的圖。
圖15是用于說(shuō)明實(shí)施形態(tài)5的功能的說(shuō)明圖。
圖16表示了如圖15中所示那樣配置了的移動(dòng)機(jī)52中的方位與接收電平的關(guān)系的圖。
圖17是用于說(shuō)明實(shí)施形態(tài)6的功能的說(shuō)明圖。
圖18表示了如圖17中所示那樣配置的移動(dòng)機(jī)52中的方位與接收電平的關(guān)系的圖。
圖19是用于說(shuō)明實(shí)施形態(tài)7的功能的說(shuō)明圖。
符號(hào)的說(shuō)明10a、10b、10c、10d、21發(fā)送接收天線；11a、11b、11c、11d高頻電路部；12天線指向性控制部；13代碼生成部；15調(diào)制處理部；16解調(diào)處理部；17控制部；18指向性控制圖案蓄積部；22高頻部；23a代碼A相關(guān)部；23b代碼B相關(guān)部；24a、24b延遲分布蓄積部；25方位檢測(cè)部；51、54基站；52移動(dòng)機(jī)；53障礙物。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)附圖，詳細(xì)地說(shuō)明與本發(fā)明有關(guān)的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的基站、移動(dòng)機(jī)和方位檢測(cè)方法的實(shí)施形態(tài)。另外，本發(fā)明并不限定于該實(shí)施形態(tài)。
實(shí)施形態(tài)1.
圖1是表示與本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1有關(guān)的工作概念的圖。在移動(dòng)體通信系統(tǒng)中，例如在CDMA(Code Division Multiple Access碼分多入口)通信系統(tǒng)中，通過(guò)使用多個(gè)識(shí)別代碼實(shí)現(xiàn)多重傳送。在該圖中表示的概念圖中，表示從同一基站發(fā)送用代碼A進(jìn)行了編碼的代碼A波束作為第1波束(該圖左側(cè)部分)和用代碼B進(jìn)行了編碼的代碼B波束作為第2波束(該圖右側(cè)部分)的狀況。這些波束用同一速度在不同的方向上旋轉(zhuǎn)。即，第1波束在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)，第2波束在反時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)。此外，各波束分別從同一方位(例如正北)開(kāi)始，用同一速度在彼此相反的方向上旋轉(zhuǎn)，返回到原來(lái)的開(kāi)始位置。以后，按既定的期間重復(fù)這些動(dòng)作。
圖2是表示與實(shí)施形態(tài)1有關(guān)的接收特性的圖。更詳細(xì)地說(shuō)，是表示接收了來(lái)自基站的發(fā)送波束的移動(dòng)機(jī)中的接收信號(hào)的峰值位置的圖。在該圖中，橫軸表示了接收波束的時(shí)刻，縱軸表示了將反時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向定為正的波束的方向(度)。此外，實(shí)線波形是表示基于代碼A波束的接收信號(hào)的峰值位置的波形，虛線波形是表示基于代碼B波束的接收信號(hào)的峰值位置的波形。再有，在該圖中表示的例子中，設(shè)各波束從由基站看的正北的方位起同時(shí)開(kāi)始。
圖3是示意性地表示例如移動(dòng)機(jī)位于基站的正北時(shí)的接收信號(hào)的信號(hào)波形的圖。在位于基站的正北的移動(dòng)機(jī)中，在接收到2個(gè)波束的情況下，如該圖中所示，基于代碼A的接收信號(hào)和基于代碼B的接收信號(hào)的各峰值位置在大致同一時(shí)刻(各峰值的開(kāi)始位置或結(jié)束位置)出現(xiàn)。這樣的信號(hào)的峰值特性出現(xiàn)的位置在圖2中表示的峰值特性上位于實(shí)線波形與虛線波形的交點(diǎn)表示的方位、即正北的方位上，可推測(cè)從移動(dòng)機(jī)看的基站存在于正北的方位。
另一方面，圖4例如是示意性地表示移動(dòng)機(jī)位于基站的正西時(shí)的接收信號(hào)的信號(hào)波形的圖。如該圖中所示，在移動(dòng)機(jī)位于正西的情況下，由于在移動(dòng)到波束轉(zhuǎn)1周的時(shí)間的1/2周期的位置上出現(xiàn)代碼A和代碼B的峰值，故通過(guò)測(cè)定這2個(gè)波束的時(shí)間差，可推測(cè)從移動(dòng)機(jī)看的基站方位。
圖5是表示與本發(fā)明有關(guān)的基站的功能結(jié)構(gòu)的框圖。該圖中表示的基站由將發(fā)送信號(hào)發(fā)射到空間或?qū)⒔邮招盘?hào)傳遞給信號(hào)處理系統(tǒng)的天線系統(tǒng)和生成該發(fā)送信號(hào)或根據(jù)該接收信號(hào)進(jìn)行既定的信號(hào)處理的信號(hào)處理系統(tǒng)構(gòu)成。將天線系統(tǒng)構(gòu)成為具備高頻電路部11a～11d，該高頻電路部11a～11d具備發(fā)送接收天線10a～10d和分別連接到發(fā)送接收天線10a～10d上的雙工電路、放大器、頻率變換部等。再有，發(fā)送接收天線和高頻電路部的數(shù)目是例示，不限定于該圖中表示的4個(gè)。再有，考慮發(fā)送接收的頻率、天線波束的寬度、安裝空間等綜合地決定這些數(shù)目。
另一方面，將信號(hào)處理系統(tǒng)構(gòu)成為具備控制對(duì)發(fā)送接收天線10a～10d供給的信號(hào)的相位、振幅的天線指向性控制部12；發(fā)生用于分別識(shí)別第1、第2天線波束的識(shí)別代碼(代碼A、代碼B)的代碼生成部13；進(jìn)行波束控制以外的通信頻道的調(diào)制處理的調(diào)制處理部15；進(jìn)行接收信號(hào)的解調(diào)處理的解調(diào)處理部16；執(zhí)行基站整體的控制的控制部17；以及在蓄積波束控制信息的同時(shí)輸出對(duì)于天線指向性控制部12的控制信息的指向性控制圖案蓄積部18。再有，在該圖中，利用天線指向性控制部12來(lái)決定指向性圖案的波束寬度、波束周期等。此外，對(duì)第1、第2天線波束供給的識(shí)別代碼可使用在基站中固有的代碼。
圖6是表示與本發(fā)明有關(guān)的移動(dòng)機(jī)的功能結(jié)構(gòu)的框圖。該圖中表示的移動(dòng)機(jī)與上述的基站同樣，由天線系統(tǒng)和信號(hào)處理系統(tǒng)構(gòu)成。將天線系統(tǒng)構(gòu)成為具備高頻部22，該高頻部22具備發(fā)送接收天線21和分別連接到發(fā)送接收天線21上的放大器、頻率變換部等。另一方面，將信號(hào)處理系統(tǒng)構(gòu)成為具備代碼A相關(guān)器23a和代碼B相關(guān)器23b，接收用既定的識(shí)別代碼(代碼A、代碼B)進(jìn)行了調(diào)制的調(diào)制信號(hào)，在高頻部22中對(duì)于被進(jìn)行了下變換的基帶信號(hào)取得與各自的識(shí)別代碼的相關(guān)；延遲分布蓄積部24a、24b，分別連接到代碼A相關(guān)器23a和代碼B相關(guān)器23b上，作成表示延遲時(shí)間、接收電平、傳播距離等的關(guān)系的延遲分布；以及方位檢測(cè)部25，根據(jù)利用各延遲分布的比較得到的峰值的時(shí)間差信息來(lái)推測(cè)標(biāo)定對(duì)象的基站方位。再有，在延遲分布蓄積部24a、24b中，在每個(gè)經(jīng)過(guò)時(shí)刻記錄用代碼A相關(guān)器23a和代碼B相關(guān)器23b作成的延遲分布。此外，在上述的信號(hào)處理系統(tǒng)中，與在基站一側(cè)使用了的識(shí)別代碼(代碼A、代碼B)相對(duì)應(yīng)，具備取得與這些識(shí)別代碼的相關(guān)的2個(gè)相關(guān)器(代碼A相關(guān)器23a和代碼B相關(guān)器23b)，但也可作成只是單一的相關(guān)器的結(jié)構(gòu)，在該單一的相關(guān)器中，進(jìn)行與上述識(shí)別代碼的相關(guān)處理。
圖7是表示用圖6所示的方位檢測(cè)部25進(jìn)行的處理的處理流程的流程圖。在圖7中，當(dāng)開(kāi)始方位檢測(cè)處理后，檢測(cè)基于代碼A的峰值時(shí)刻(tA)和基于代碼B的峰值時(shí)刻(tB)(步驟S301、S302)，計(jì)算各自的峰值時(shí)刻的差分(差分時(shí)刻)(步驟S303)，將該差分時(shí)刻換算為方位信息(步驟S304)。通過(guò)執(zhí)行在上述中表示的一系列的處理來(lái)推測(cè)標(biāo)定對(duì)象的基站方位。
再有，在圖7中表示的步驟S301～S303的處理中，不是僅比較峰值相互之間，而是通過(guò)在與各自的峰值對(duì)應(yīng)的延遲分布中比較相關(guān)值高的部位相互之間，可增大方位檢測(cè)精度。
這樣，在該實(shí)施形態(tài)中，由于在基站中分別在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上、在反時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上使在移動(dòng)機(jī)中可同定的2個(gè)波束旋轉(zhuǎn)并發(fā)送該2個(gè)波束，同時(shí)在移動(dòng)機(jī)中測(cè)定該該2個(gè)波束的到來(lái)時(shí)間，故可根據(jù)波束每旋轉(zhuǎn)1周測(cè)定的2個(gè)波束的到來(lái)時(shí)間差來(lái)檢測(cè)基站方位。再有，在將方位檢測(cè)區(qū)域限制在180°的范圍內(nèi)的情況下，可只從2個(gè)波束的到來(lái)時(shí)間差來(lái)檢測(cè)基站方位而不使用已知的時(shí)序、已知的時(shí)間。
此外，如上所述，在計(jì)算2個(gè)波束的到來(lái)時(shí)間差時(shí)，如果不僅比較峰值相互之間，不在對(duì)各自的峰值所得到的延遲分布中進(jìn)行比較了相關(guān)值高的部位相互之間的方位檢測(cè)，則即使在如元件數(shù)少的自適應(yīng)陣列天線等那樣將波束寬度形成得比較寬的情況下或多通路發(fā)生較多的環(huán)境下，也能抑制方位檢測(cè)精度的下降。
此外，在該實(shí)施形態(tài)中，由于可利用自適應(yīng)陣列天線等進(jìn)行電子的天線波束控制，故與機(jī)械的天線波束控制比較，可得到下述的效果可將天線波束的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定為任意的速度，可充分地確保任意的角度中的接收品質(zhì)(例如，信號(hào)對(duì)干擾功率比)的高精度測(cè)定中必要的測(cè)定時(shí)間。此外，也可使天線波束旋轉(zhuǎn)1周的時(shí)間或反復(fù)時(shí)間比衰減周期充分地長(zhǎng)，在該情況下，也有可減輕因衰減的影響產(chǎn)生的測(cè)定誤差的效果。
此外，除了上述外，由于利用電子的天線波束控制，如使天線波束1度1度地旋轉(zhuǎn)那樣，可取離散的值，故在各自的角度中能以任意的精度測(cè)定接收品質(zhì)。此外，通過(guò)利用該接收品質(zhì)，可進(jìn)一步提高方位檢測(cè)精度。
再者，通過(guò)在第1波束、第2波束中組合并使用基站識(shí)別代碼(CDMA)、頻率組合(OFDM)、按特定的時(shí)序發(fā)送的彩色代碼(TDMA)等，可容易地進(jìn)行來(lái)自一個(gè)基站的波束信號(hào)與來(lái)自另一個(gè)基站的波束信號(hào)的識(shí)別，產(chǎn)生使基站的確定變得容易的效果。
實(shí)施形態(tài)2.
圖8是表示與本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2有關(guān)的工作概念的圖。在實(shí)施形態(tài)1中，根據(jù)用第1代碼(第1識(shí)別代碼)進(jìn)行了編碼識(shí)別的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的第1天線波束和用與該笫1代碼不同的第2代碼(第2識(shí)別代碼)進(jìn)行了編碼識(shí)別的在反時(shí)針旋轉(zhuǎn)的第2天線波束來(lái)檢測(cè)從移動(dòng)機(jī)觀看的基站方位，但在本實(shí)施形態(tài)中，在使用旋轉(zhuǎn)速度不同的2個(gè)波束這一點(diǎn)上具有特征。再有，由于關(guān)于笫1、第2代碼的生成處理或天線指向性的發(fā)送控制處理、接收處理，可用與實(shí)施形態(tài)1為同一或同等的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，故省略這里的說(shuō)明。
圖9是表示與實(shí)施形態(tài)2有關(guān)的接收特性的圖，更詳細(xì)地說(shuō)，是表示接收到來(lái)自基站的發(fā)送波束的移動(dòng)機(jī)中的接收信號(hào)的峰值位置的圖。在該圖中，橫軸表示接收波束的時(shí)刻，縱軸表示了將反時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向定為正的波束的方向(度)。此外，實(shí)線波形是表示基于代碼A波束的接收信號(hào)的峰值位置的波形，虛線波形是表示基于代碼B波束的接收信號(hào)的峰值位置的波形。再有，在該圖中表示的例子中，設(shè)各波束從由基站觀看的正北的方位起同時(shí)開(kāi)始。
如圖9中所示，由于以旋轉(zhuǎn)速度慢的代碼A為基準(zhǔn)的代碼B的到來(lái)時(shí)間差由從移動(dòng)機(jī)觀看基站的方位唯一地被決定，故通過(guò)在移動(dòng)機(jī)中測(cè)定該到來(lái)時(shí)間差，就可檢測(cè)基站方位。
圖10是示意性地表示例如移動(dòng)機(jī)位于基站的正北的情況的接收信號(hào)的信號(hào)波形的圖。圖11是示意性地表示例如移動(dòng)機(jī)位于基站的正南的情況的接收信號(hào)的信號(hào)波形的圖。在位于基站的正北的移動(dòng)機(jī)接收到2個(gè)波束的情況下，根據(jù)將基于代碼A的接收信號(hào)的峰值位置定為基準(zhǔn)的代碼B波束的接收信號(hào)的峰值位置具有圖10中表示的那樣的既定的延遲時(shí)間(在圖9的峰值特性上表示的延遲時(shí)間L1)。另一方面，在位于基站的正南的移動(dòng)機(jī)接收到2個(gè)波束的情況下，根據(jù)將基于代碼A的接收信號(hào)的峰值位置定為基準(zhǔn)的代碼B波束的接收信號(hào)的峰值位置，如圖11中所示，具有比圖10中表示的那樣的既定的延遲時(shí)間短的延遲時(shí)間(在圖9的峰值特性上表示的延遲時(shí)間L2)。這樣，通過(guò)測(cè)定到來(lái)時(shí)間差，可唯一地推測(cè)從移動(dòng)機(jī)觀看的基站方位。
這樣，在本實(shí)施形態(tài)中，由于在基站中發(fā)送旋轉(zhuǎn)速度不同的2個(gè)波束，同時(shí)在移動(dòng)機(jī)中測(cè)定該2個(gè)波束的到來(lái)時(shí)間，故根據(jù)波束每旋轉(zhuǎn)1周測(cè)定到的2個(gè)波束的到來(lái)時(shí)間差可檢測(cè)基站方位，可得到與實(shí)施形態(tài)1同樣的效果。此外，通過(guò)將2個(gè)波束的旋轉(zhuǎn)周期比定為已知，不預(yù)先知道波束的旋轉(zhuǎn)周期、已知的時(shí)序、已知的時(shí)間就可得到在360度的全方位中能檢測(cè)基站方位的效果。
實(shí)施形態(tài)3.
在實(shí)施形態(tài)1、2中，以全部方向?yàn)閷?duì)象使用旋轉(zhuǎn)波束進(jìn)行了波束控制，在本實(shí)施形態(tài)中，在限定的范圍內(nèi)使用往復(fù)波束的波束進(jìn)行控制這一點(diǎn)上具有特征。再有，由于關(guān)于第1、笫2代碼的生成處理或天線指向性的發(fā)送控制處理、接收處理，可用與實(shí)施形態(tài)1、2為同一或同等的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，故省略這里的說(shuō)明。
圖12和圖13是表示與實(shí)施形態(tài)3有關(guān)的接收特性的圖，更詳細(xì)地說(shuō)，圖12是表示在±60度的范圍內(nèi)接收到以同一速度在彼此相反的方向上移動(dòng)的發(fā)送波束的移動(dòng)機(jī)中的接收信號(hào)的峰值位置的圖，圖13是表示在±60度的范圍內(nèi)接收到代碼A波束和對(duì)于代碼A波束具有2倍的移動(dòng)速度的代碼B波束的移動(dòng)機(jī)中的接收信號(hào)的峰值位置的圖。
該圖12和圖13中表示的接收信號(hào)的峰值特性除了在限定的范圍內(nèi)進(jìn)行波束控制這一點(diǎn)外，與在圖2和圖9中表示的峰值特性是同等的，與實(shí)施形態(tài)1和2同樣，根據(jù)2個(gè)波束的到來(lái)時(shí)間差可檢測(cè)基站方位。
這樣，在本實(shí)施形態(tài)中，即使在限定波束的控制范圍的情況下，也可根據(jù)2個(gè)波束的到來(lái)時(shí)間差來(lái)檢測(cè)基站方位，可得到與實(shí)施形態(tài)1和2同樣的效果。
實(shí)施形態(tài)4.
在實(shí)施形態(tài)1～3中，經(jīng)常從2個(gè)波束放射電波，但在本實(shí)施形態(tài)中，在例如在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上使第1波束旋轉(zhuǎn)1周的期間內(nèi)不發(fā)送第2波束、之后在反時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上使第2波束旋轉(zhuǎn)1周的期間內(nèi)不發(fā)送第1波束這一點(diǎn)上具有特征。再有，由于關(guān)于第1、第2代碼的生成處理或天線指向性的發(fā)送控制處理、接收處理，可用與實(shí)施形態(tài)1～3為同一或同等的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，故省略這里的說(shuō)明。
圖14是表示與實(shí)施形態(tài)4有關(guān)的接收特性的圖，更詳細(xì)地說(shuō)，是表示接收到如上所述以同一速度在彼此相反的方向上旋轉(zhuǎn)的發(fā)送波束的移動(dòng)機(jī)中的接收信號(hào)的峰值位置的圖。
圖14中表示了的接收信號(hào)的峰值特性除了用虛線表示的代碼B波束對(duì)于代碼A波束延遲了1個(gè)周期這一點(diǎn)外，與圖2中表示了的峰值特性是同等的，與實(shí)施形態(tài)1等同樣，根據(jù)2個(gè)波束的到來(lái)時(shí)間差可檢測(cè)基站方位。
這樣，在本實(shí)施形態(tài)中，即使在將在基站中同時(shí)發(fā)送的波束數(shù)的合計(jì)限定為1個(gè)波束的情況下，也可根據(jù)2個(gè)波束的到來(lái)時(shí)間差來(lái)檢測(cè)基站方位，除了實(shí)施形態(tài)1等的效果外，還可得到能減少對(duì)無(wú)線回線容量的影響。也可得到能減少基站和移動(dòng)機(jī)的功耗的效果。此外，也可得到能限制因本發(fā)明的實(shí)施引起的移動(dòng)機(jī)一側(cè)的規(guī)模的增大的效果。
實(shí)施形態(tài)5.
圖15是用于說(shuō)明實(shí)施形態(tài)5的功能的說(shuō)明圖，更詳細(xì)地說(shuō)，是表示被障礙物夾住的基站與移動(dòng)機(jī)的位置關(guān)系的圖。再有，關(guān)于基站和移動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、第1、第2代碼的生成處理或天線指向性的發(fā)送控制處理、接收處理，與實(shí)施形態(tài)1～4是同一或同等的，省略這里的說(shuō)明。
但是，在上述的實(shí)施形態(tài)1～4中，根據(jù)2個(gè)波束的接收電平的峰值位置(峰值方位)或2個(gè)波束的延遲分布的相關(guān)高的部位相互間的時(shí)間差檢測(cè)出從2個(gè)波束的時(shí)間差得到的基站的方位。另一方面，在基站與移動(dòng)機(jī)之間存在障礙物的情況下，波束的接收電平的峰值位置可以說(shuō)不一定是基站的方向。例如，如圖15中所示，在移動(dòng)機(jī)52與基站51之間存在障礙物53的情況下，來(lái)自基站51的波束在假想方位a1(基站→假想位置A)和假想方位a2(基站→假想位置B)時(shí)在移動(dòng)機(jī)中的接收電平變大。
圖16表示了如圖15中所示那樣配置的移動(dòng)機(jī)52中的方位與接收電平的關(guān)系的圖。在該圖的例子中表示的接收電平中，在2個(gè)方向(假想方位a1、a2)上推測(cè)方位。在這樣地在2個(gè)方向上推測(cè)方位的情況下，假定移動(dòng)機(jī)52位于假想位置A和假想位置B的大致中間點(diǎn)上，通過(guò)將連結(jié)該中間點(diǎn)與基站的線(真正方位a3)、即假想方位a1與假想方位a2的大致中間方位(角度＝θ/2)作為真正方位(基站方位)來(lái)推測(cè)，可確定基站方位。
這樣，由于在本實(shí)施形態(tài)中推測(cè)為移動(dòng)機(jī)位于2個(gè)波束的接收電平為峰值的位置的大致中間點(diǎn)上，故即使在來(lái)自基站的波束不存在于視野范圍內(nèi)的情況下，也能增大基站方位的推測(cè)精度。
再有，在上述的說(shuō)明中，說(shuō)明了從接收電平的2個(gè)峰值位置推測(cè)基站的方位的情況，但即使在接收電平中存在大于等于3個(gè)峰值位置的情況下，也沒(méi)有妨礙。例如，從大于等于3個(gè)峰值位置中選擇電平大的高位2個(gè)峰值位置并進(jìn)行與上述同樣的處理即可。
實(shí)施形態(tài)6.
圖17是用于說(shuō)明實(shí)施形態(tài)6的功能的說(shuō)明圖，更詳細(xì)地說(shuō)，是表示被障礙物夾住的基站51與移動(dòng)機(jī)52的位置關(guān)系的圖。圖18表示如圖17中所示那樣配置了的移動(dòng)機(jī)52中的方位與接收電平的關(guān)系的圖。再有，關(guān)于基站和移動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、笫1、第2代碼的生成處理或天線指向性的發(fā)送控制處理、接收處理，與實(shí)施形態(tài)1～5是同一或同等的，省略這里的說(shuō)明。
在實(shí)施形態(tài)5中，將連結(jié)基于2個(gè)所推測(cè)的方位的位置的中間點(diǎn)與基站51的線推測(cè)為從移動(dòng)機(jī)52觀看的基站方位，但在本實(shí)施形態(tài)中，考慮從往復(fù)的傳播時(shí)間計(jì)算的距離來(lái)設(shè)想移動(dòng)機(jī)52的假想位置A、B，使用移動(dòng)機(jī)52中的接收信號(hào)的信號(hào)對(duì)干擾功率比(SIRSignalto Interference Ratio)推測(cè)移動(dòng)機(jī)52的位置，同時(shí)根據(jù)所推測(cè)的移動(dòng)機(jī)52的位置推測(cè)基站方位。再有，可從利用移動(dòng)機(jī)52與基站51之間的通信的往復(fù)的延遲時(shí)間計(jì)算的距離和從由基站51發(fā)送出的2個(gè)波束的到來(lái)時(shí)間差推測(cè)的方位這兩者計(jì)算假想位置A、B。
在圖17和圖18中表示的例子中，表示在假想方位b1上存在的假想位置A(SIR電平＝5)和在假想方位b2上存在的假想位置B(SIR電平＝3)，假定移動(dòng)機(jī)52的位置位于將假想位置A和假想位置B之間內(nèi)分為各SIR電平的反比(1/5∶1/3＝3∶5)的點(diǎn)上，將連結(jié)該推測(cè)位置與基站51的線(真正方位b3)作為基站方位來(lái)推測(cè)以確定基站方位。
這樣，由于在該實(shí)施形態(tài)中根據(jù)從信號(hào)對(duì)干擾功率比或往復(fù)的延遲時(shí)間計(jì)算的距離信息來(lái)推測(cè)移動(dòng)機(jī)的存在位置，故即使在來(lái)自基站的波束不存在于視野范圍內(nèi)的情況下，也能增大基站方位的推測(cè)精度。
再有，在該實(shí)施形態(tài)中，在推測(cè)移動(dòng)機(jī)的真正的位置時(shí)使用信號(hào)對(duì)干擾功率比的反比進(jìn)行了加權(quán)處理，但不限定于信號(hào)對(duì)干擾功率比，例如，除了信號(hào)對(duì)干擾功率比外，也可使用接收信號(hào)強(qiáng)度(RSSIReceived Signal Strength Indicator)等的接收信號(hào)品質(zhì)信息。
實(shí)施形態(tài)7.
圖19是用于說(shuō)明實(shí)施形態(tài)7的功能的說(shuō)明圖，更詳細(xì)地說(shuō)，是表示除了實(shí)施形態(tài)6的條件外進(jìn)而在與移動(dòng)機(jī)52之間在視野內(nèi)存在的基站2(54)的位置關(guān)系的圖。再有，關(guān)于基站和移動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、第1、第2代碼的生成處理或天線指向性的發(fā)送控制處理、接收處理，與實(shí)施形態(tài)1～6是同一或同等的，省略這里的說(shuō)明。
在實(shí)施形態(tài)6中，根據(jù)從信號(hào)對(duì)干擾功率比或往復(fù)的延遲時(shí)間計(jì)算的距離信息來(lái)推測(cè)移動(dòng)機(jī)的存在位置，但在本實(shí)施形態(tài)中，還根據(jù)從另外的基站的接收信號(hào)所計(jì)算的方位信息或信號(hào)對(duì)干擾功率比、接收信號(hào)強(qiáng)度等的接收信號(hào)品質(zhì)信息推測(cè)移動(dòng)機(jī)的存在位置。再有，可從利用移動(dòng)機(jī)與基站1之間的通信的往復(fù)的延遲時(shí)間計(jì)算的距離和從由基站1發(fā)送出的2個(gè)波束的到來(lái)時(shí)間差推測(cè)的方位這兩者計(jì)算假想位置A和B。此外，可從利用移動(dòng)機(jī)與基站2(54)之間的通信的往復(fù)的傳播時(shí)間(延遲時(shí)間)計(jì)算的距離和從由基站2(54)發(fā)送出的2個(gè)波束的到來(lái)時(shí)間差推測(cè)的方位這兩者計(jì)算假想位置C。
在圖19中表示的例子中，除了存在于假想方位b1的假想位置A(SIR電平＝5)和存在于假想方位b2的假想位置B(SIR電平＝3)外，還表示存在于利用基站2(54)推測(cè)出的假想方位b4的假想位置C(SIR電平＝7)，移動(dòng)機(jī)52的推測(cè)位置與各假想位置(假想位置A、假想位置B和假想位置C)之間的距離推測(cè)為存在于成為各SIR電平的反比(1/5∶1/3∶1/7)那樣的位置上，將連結(jié)該推測(cè)位置與基站1(51)的線(真正方位b5)作為基站方位來(lái)推測(cè)以確定基站方位。
這樣，由于在該實(shí)施形態(tài)中根據(jù)從另外的基站的接收信號(hào)計(jì)算的方位信息和接收信號(hào)品質(zhì)信息來(lái)推測(cè)移動(dòng)機(jī)的存在位置，故即使在來(lái)自基站的波束不存在于視野范圍內(nèi)的情況下，也能增大基站方位的推測(cè)精度。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，本發(fā)明在移動(dòng)體通信系統(tǒng)中作為提供推測(cè)基站方位的手段的基站、移動(dòng)機(jī)或方位檢測(cè)(推測(cè))方法是有用的。
權(quán)利要求
1.一種在與移動(dòng)機(jī)之間進(jìn)行既定的通信的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的基站，其特征在于包括指向性控制單元，分別發(fā)送并控制用第1代碼進(jìn)行了編碼識(shí)別的第1天線波束和用與該第1代碼不同的第2代碼進(jìn)行了編碼識(shí)別的第2天線波束。
2.如權(quán)利要求1中所述的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的基站，其特征在于上述指向性控制單元在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上對(duì)第1天線波束進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制，在反時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上對(duì)上述第2天線波束進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制。
3.如權(quán)利要求2中所述的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的基站，其特征在于上述第1天線波束的旋轉(zhuǎn)速度與上述第2天線波束的旋轉(zhuǎn)速度大致相同。
4.如權(quán)利要求1中所述的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的基站，其特征在于上述指向性控制單元用不同的速度對(duì)上述第1天線波束和上述第2天線波束進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制。
5.如權(quán)利要求4中所述的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的基站，其特征在于上述指向性控制單元將上述第1、第2天線波束的速度比控制成大致恒定。
6.如權(quán)利要求2中所述的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的基站，其特征在于上述指向性控制單元將上述第1、第2天線波束的發(fā)送范圍限定在既定的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求2中所述的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的基站，其特征在于上述指向性控制單元進(jìn)行發(fā)送控制，以便不在既定的時(shí)間內(nèi)同時(shí)發(fā)送上述第1、第2天線波束。
8.如權(quán)利要求1中所述的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的基站，其特征在于使上述第1、第2天線波束的各自的旋轉(zhuǎn)時(shí)間或反復(fù)時(shí)間比衰減周期短。
9.如權(quán)利要求2中所述的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的基站，其特征在于作為上述第1、第2代碼，使用基站識(shí)別代碼(CDMA)、頻率組合(OFDM)、用特定的時(shí)序發(fā)送的彩色代碼(TDMA)的某一種。
10.一種在與基站之間進(jìn)行既定的通信的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的移動(dòng)機(jī)，其特征在于包括方位檢測(cè)單元，根據(jù)用從上述基站發(fā)送出的第1代碼進(jìn)行了編碼識(shí)別的第1天線波束和用與該第1代碼不同的第2代碼進(jìn)行了編碼識(shí)別的第2天線波束檢測(cè)基站方位。
11.如權(quán)利要求10中所述的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的移動(dòng)機(jī)，其特征在于上述方位檢測(cè)單元根據(jù)分別接收到上述第1、第2天線波束的接收時(shí)刻的時(shí)間差來(lái)檢測(cè)該基站方位。
12.如權(quán)利要求11中所述的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的移動(dòng)機(jī)，其特征在于在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上對(duì)上述第1天線波束進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制，在反時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上對(duì)上述第2天線波束進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制。
13.如權(quán)利要求12中所述的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的移動(dòng)機(jī)，其特征在于還包括延遲分布蓄積部，根據(jù)上述第1、第2天線波束的各自的接收信號(hào)，作成并蓄積每個(gè)天線波束的延遲分布，上述方位檢測(cè)單元根據(jù)利用在上述延遲分布蓄積部中蓄積的延遲分布的比較所得到的各峰值的時(shí)間差信息，來(lái)檢測(cè)基站方位。
14.如權(quán)利要求12中所述的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的移動(dòng)機(jī)，其特征在于還包括延遲分布蓄積部，根據(jù)上述第1、第2天線波束的各自的接收信號(hào)，作成并蓄積每個(gè)天線波束的延遲分布，上述方位檢測(cè)單元根據(jù)利用在上述延遲分布上的相關(guān)值高的部位的相互之間的時(shí)間差信息，來(lái)檢測(cè)基站方位。
15.如權(quán)利要求13中所述的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的移動(dòng)機(jī)，其特征在于在基于上述第1、第2天線波束得到多個(gè)峰值時(shí)，上述方位檢測(cè)單元根據(jù)基于從該多個(gè)峰值中選擇出的電平高位的2個(gè)峰值位置分別計(jì)算出的各假想方位和利用與上述基站之間的通信中需要的往復(fù)的傳播時(shí)間計(jì)算的與該基站之間的各距離，推測(cè)2個(gè)假想位置，將該2個(gè)假想位置的大致中心推測(cè)為自身的存在位置。
16.如權(quán)利要求15中所述的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的移動(dòng)機(jī)，其特征在于根據(jù)信號(hào)對(duì)干擾功率比或接收信號(hào)強(qiáng)度的功率比來(lái)推測(cè)上述自身的存在位置。
17.如權(quán)利要求15中所述的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的移動(dòng)機(jī)，其特征在于進(jìn)而使用與上述基站不同的其它的基站之間計(jì)算出的假想方位和距離的信息來(lái)推測(cè)上述假想位置。
18.一種適用于具有基站和移動(dòng)機(jī)的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的方位檢測(cè)方法，其特征在于包括上述基站包括分別發(fā)送用第1代碼進(jìn)行了編碼識(shí)別的在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)的第1天線波束和用與該第1代碼不同的第2代碼進(jìn)行了編碼識(shí)別的在反時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)的第2天線波束的發(fā)送步驟，上述移動(dòng)機(jī)包括根據(jù)上述第1、第2天線波束的各自的接收時(shí)刻的時(shí)間差，檢測(cè)上述基站方位的方位檢測(cè)步驟。
全文摘要
本發(fā)明的課題是，即使在多通路傳播的環(huán)境下，也能抑制方位檢測(cè)誤差的惡化。此外，即使在移動(dòng)機(jī)不存在于基站的視野內(nèi)的位置上的情況下，也能維持既定的測(cè)定精度。與移動(dòng)機(jī)之間進(jìn)行既定的通信的移動(dòng)體通信系統(tǒng)的基站中，具備分別發(fā)送并控制用第1代碼進(jìn)行了編碼識(shí)別的在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)的第1天線波束和用與該第1代碼不同的第2代碼進(jìn)行了編碼識(shí)別的在反時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)的第2天線波束的指向性控制單元(12)。
文檔編號(hào)G01S1/00GK1998161SQ20048004377
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2004年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月10日
發(fā)明者金子幸司, 鈴木邦之 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社