CN1368647A - 位置计算方法和位置计算装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即便测距误差不是正负对称分布,也能求出适当位置的位置计算方法,利用接收信号的传输延迟时间,计算上述终端装置的位置。计算根据无线信号的传输延迟时间计算的终端装置与多个天线的距离和终端装置与基准天线的距离之差的第1距离;计算计算上假定的终端装置位置与多个天线的距离和计算上假定的终端装置位置与基准天线的距离之差的第2距离;计算终端装置位置的似然;及重复这些顺序检索似然变成最大的点,将检出的最大似然点规定为终端装置的位置。

Description

位置计算方法和位置计算装置

技术领域

本发明涉及一种无线测定特定的发射装置或接收装置与终端装置之间距离，根据该距离测定结果计算终端装置位置的方法，特别是涉及利用从无线基站到终端装置(或从终端装置到无线基站)的传输延迟时间，计算终端装置位置的方法。

发明背景

移动通信系统中，已提出一种利用基站发射的信号检测终端机位置的技术。例如，1995年7月21日公开的特开平7-181242号公报中提出，在码分多路连接系统中，利用各基站的位置和从各基站向终端机发射信号的传输时间，得到各基站的PN代码发送时的时间差，测定终端机位置的技术。

这样，根据多个距离的测定结果测定终端机位置时，多半假定距离测定误差遵从高斯分布，用最小二乘法计算终端装置的位置。并且，为了提高终端装置的测位精度，有时采用多次测定距离，计算终端装置的位置，通过对计算的多点位置数据进行平均，把该多点作为测位结果的位置计算方法。

上述现有的位置计算方法，假定偏差基于距离测定的位置数据按高斯分布，可用最小二乘法计算终端装置的位置。这就是发生正负距离测定误差几率均等，即，基于作为从终端装置到基站的信号以滞后和超前相同的概率发生的假定。

该距离测定的误差主要是由噪音和反射物等造成多路径的两个原因而发生。在噪音作为接收信号的S/N低时产生影响。作为误差的原因，当噪音为支配性并几乎不发生多路径时，由最小二乘法导出最大似然解。

另一方面，多路径造成的影响，与S/N无关，即使信号强度强(S/N良好)时也带来深刻的影响。受该多路径影响的接收信号延迟分布，不限于所谓变成高斯分布，有时也变成正负非对称的分布。因此，以S/N良好的条件测定时，即使采用最小二乘法计算位置，也不可能导出最大似然解。

并且，众所周知作为用于提高精度的方法，进行多次测定，利用该测定结果进行位置计算，并把计算的多点的重心(多点坐标的算术平均值)作为位置测定结果的方法。有时由该算术平均值按测位结果的分布不能获得适当的位置。

发明内容

本发明的目的是提供一种测距误差不成为正负对称分布时，也能求出适当位置的位置计算方法。

根据本发明的一个方面，一种位置计算方法是由终端装置接收从设置于那些场所已知的不同场所的多个天线和成为基准的天线发射的信号，或由配置于那些场所已知的不同场所的多个天线和成为基准的天线接收从终端装置发射的信号，利用无线信号的传输延迟时间计算上述终端装置位置的位置计算方法，包括：对上述多个天线，分别根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与上述多个天线之间的距离，和根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与成为上述基准天线之间距离之差计算第1距离的第1顺序；对上述多个天线，分别计算上假定的上述终端装置的位置与上述多个天线之间的距离，和上述计算上假定的上述终端装置的位置与成为上述基准天线之间距离之差计算第2距离的第2顺序；对上述多个天线，分别计算上述第1距离与上述第2距离之差的测距误差的第3顺序；设定上述测距误差为正负非对称分的布，利用上述分布和对多个上述天线分别求出的上述测距误差，计算上述假定的上述终端装置位置的似然的第4顺序；以及重复上述第2到第4顺序，检索似然变成最大的点，将检出的最大似然点规定为上述终端装置的位置的第5顺序。

并且，根据本发明的另一方面，一种位置计算装置是由接收从设置于那些场所已知的不同场所的多个天线和成为基准天线的发射信号的接收装置、对上述接收装置接收的信号进行延迟分布解析的延迟分布解析装置、和根据由上述延迟分布解析装置得到的延迟分布解析结果，利用无线信号的传输延迟时间计算该装置的位置的计算装置构成的位置计算装置，其中

上述计算装置包括：对上述多个天线，分别根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与上述多个天线之间的距离，和根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与成为上述基准天线之间距离之差计算第1距离的第1距离计算装置；对上述多个天线，分别计算上假定的上述终端装置的位置与上述多个天线之间的距离，和上述计算上假定的上述终端装置的位置与成为上述基准天线之间距离之差计算第2距离的第2距离计算装置；对上述多个天线，分别计算上述第1距离与上述第2距离之差的测距误差的测距误差计算装置；设定以上述测距误差计算装置计算的测距误差为正负非对称分布，利用上述分布和对上述多个天线分别求出的上述测距误差，计算上述假定的上述终端装置位置的似然的似然计算装置；以及检索上述假定的终端装置位置的似然变成最大的点，将检出的似然最大的点规定为上述终端装置的位置的终端位置检索装置。

根据以下所述的本发明实施例，使用多次的测定结果，考虑概率分布函数计算最大似然解，因而根据无线信号的传输延迟时间利用距离测定的结果计算终端装置位置时，即使信号强度强，多路径为误差主要原因的时候，也能高精度计算终端装置的位置。就是，距离测定的误差不是高斯分布，而是以接近实际距离测定的误差分布函数进行近似似然计算，因而导出适当的最大似然解。

附图说明

图1是本发明第1实施例的终端装置的框图。

图2是表示高斯分布图。

图3是表示测位误差的实测值的分布图。

图4是用第1实施例的终端装置求出最大似然解的流程图。

图5是用第1实施例的终端装置求出最大似然解的另一个流程图。

图6是本发明第2实施例的位置检测系统框图。

图7是本发明第3实施例的位置检测系统框图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施例进行说明。

图1是表示本发明第1实施例的终端装置主要构成的框图。

终端装置是由接收天线1收集的信号的接收装置2、延迟分布解析装置3和计算装置4构成。

接收装置2变换接收信号的频率，并变换成基带信号。延迟分布解析装置3使用匹配滤波器进行与从基站发射的已知信号的滑动相关运算，检测接收信号的时序，计算接收信号的接收时序。基站的发射时序是确定每个基站的已知信息，可以作为基站的信息从通过基站连接的中心装置(图示省略)获得，或者作为终端装置中对应于基站ID的信息由存入数据库获得。

进而，延迟分布解析装置3由计算的接收时序和基站的发射时序之差计算传输中所需的延迟时间，通过把电波传输速度(光速)与该传输延迟时间相乘推定传输距离。延迟分布解析装置3就这样计算模拟测定距离。

在这里，所谓用延迟分布解析装置3计算的“模拟距离”是假定的终端装置的位置与设置于基站的天线之间距离和该终端装置的位置与设置于成为基准的基站天线之间距离的差距(参照数式7)。所谓“假定的终端装置的位置”是计算上假定的终端装置的位置(参照数式4)。在以后说明的计算方法中，一面相继变化终端装置的位置，一面探索提高最大似然的终端装置位置。并且，所谓“似然测定距离”是根据传输延迟时间计算的终端装置与设置于成为基准基站的天线之间的距离差(参照数式3)。所谓“距离测定的误差”就是减少距模拟测定距离的模拟距离(参照数式11)。

以上，带有“模拟”的值表示与基准基站的差。并且带有“测定”的值表示根据无线电波的传输延迟时间测定距离的值，不含有“测定”的术语表示由假定的终端装置位置和基站位置计算的地图上的直线距离。

计算装置4用DSP(Digital Signal Proccessor：数字信号处理器)或CPU来实现。在计算装置4中作为程序存储有后述的位置计算方法，使用有关延迟分布解析装置3解析的多个基站的模拟测定距离，计算终端装置的位置。

并且，也可以构成为将该计算装置4设置于接收装置1中。例如，读出进行基带处理的B/B-LSI，执行存储并保持在存储装置(存储器)内的程序。并且，控制接收装置工作的控制部(CPU)也可以这样构成，读出存储和保持于存储装置(存储器)的程序并使其执行。

接着，参照图2和图3，对测位误差的分布进行说明。

图2为表示高斯分布的图，就是以往假定测位误差分布的图。图3是表示测位误差实测值的分布图，两图上横轴都表示距离测定的误差，纵轴表示概率密度。

如上所述，当噪音为传输路径(传输延迟时间)检测误差的主要原因时，由于噪音随高斯分布发生，所以测定距离的误差(传输延迟时间的检测误差)按照图2中所示的高斯分布进行分布。因此，最小二乘法给出距离的最大似然解。

然而，接收的信号S/N良好时，传输延迟时间的检测误差主要原因不是噪音而是多路径引起的干扰(自干扰)。因多路径的反射波一定比直接波滞后到达，所以如图3所示可知，距离测定误差的实测值分布，负误差(超前)和正误差(滞后)不是对称分布。因而，这时即使以高斯分布假定误差分布用最小二乘法推定传输距离，也不可能得到最大似然解。为得到最大似然解，需要采用适合实测值的正负非对称分布函数测定传输距离，进行位置的计算。

以下，就距离测定误差为正负非对称分布的情况对本发明的位置计算方法的原理进行说明。以下的说明中，设被观测的基站数为M，第m个基站与终端装置之间距离的测定结果为

[数式1]

r_m

。最大信号强度强的基站(SYNC基站)与终端装置之间距离的测定结果为

[数式2]

r_SYNC

。终端装置与基站完全同步是困难的，用于延迟时间测定的时钟不正确，就难以正确把握基站的发射时序。因此，不是测定基站与终端装置之间的绝对距离，而是测定以规定的基站为基准的相对距离。在如图4所示的最大似然解计算方法中，根据与最大信号强度强的基站(SYNC基站)距离的测定结果之间的差分，把模拟测定距离表示为

[数式3]

r_diff，m＝r_m-r_SYNC

。并且，设终端装置的推定位置为

[数式4]

(x_cand，y_cand)

设第m个基站的位置为

[数式5]

(x_m，y_m)

设SYNC基站的位置为

[数式6]

(x_SYNC，y_SYNC)

同样根据与SYNC基站距离的差分，利用推定的终端装置位置的模拟距离也表示为

[数式7]

d_diff，m＝d_m-d_SYNC

在这里，第m个基站的位置与推定的终端装置的位置之间的距离为

[数式8] $d_m=\sqrt{[{(x_m-x_{\mathrm{cand}})}^2+{(y_m-y_{\mathrm{cand}})}^2]}.$

SYNC基站的位置与推定的终端装置的位置之间的距离为

[数式9] $d_{\mathrm{SYNC}}=\sqrt{[{(x_{\mathrm{SYNC}}-x_{\mathrm{cand}})}^2+{(y_{\mathrm{SYNC}}-y_{\mathrm{cand}})}^2]}$

。设距离测定误差Δ的概率分布函数为

[数式10]

p(Δ)

。在模拟测定距离的测定中，S/N高时，可以认为从基站来的信号延迟时间不会比直接波(真正的延迟时间)提前，而往往只有发生滞后。并且，延迟时间越大，发生滞后的几率越小，所以正误差(延迟一侧的误差)的概率分布为单调减少函数。这也与测距误差的实测值(图3)吻合。因此，可以认为误差变成最小的距离的测定结果误差接近0，并且可以把距离测定误差的最小值假定为距离测定误差＝0。因此，寻找距离测定误差变成最小的基站，并把该基站规定为基准的基站。终端装置的测距误差用模拟测定距离(r_diff，m：接收基站m来的信号求出的距离)与模拟距离(d_diff，m：假定求出终端装置的位置与到基站m的距离)之差表示为

[数式11]

Δ_m＝r_diff，m-d_diff，m

。因此，寻找该Δ_m变成最小的基站也行。设该最小值为

[数式12]

Δ_min

。这时，似然用

[数式13] $\mathrm{\ξ}=\underset{m}{\mathrm{\Π}}p({\mathrm{\Δ}}_m-{\mathrm{\Δ}}_{\min })$

进行计算。该似然变成最大的点为最大似然解。

上述的最大似然解的计算方法可对应于任意概率分布。但是，现实的距离测定误差以近似于指数函数形状进行分布(参照图3)。以下，说明假定距离测定误差为指数函数分布的最大似然值的计算方法。如此假定，就能够简单地进行计算。

假定指数函数作为概率分布函数时，似然用

[数式14] $\mathrm{\ξ}=\underset{m}{\mathrm{\Π}}\exp \{-{({\mathrm{\Δ}}_m-{\mathrm{\Δ}}_{\min })}^{\mathrm{\β}}\}$

进行计算。在这里，为了简化计算，对两边取对数。

[数式15]

对数为单调增加函数，该对数值变成最大的值就是最大似然解。该数式15中，假定β＝1时，就没有指数函数等的复杂运算，而只有加减计算，因此能够大幅度地减少运算量。

进而，改变终端装置的推定位置(x_cand，y_cand)，寻找似然为最大的解。得到似然最大的点就成为终端装置位置的推定点。

以以上的计算原理为基础，对利用本发明第1实施例的终端装置求出最大似然解的动作进行说明。

图4是表示利用本发明第1实施例的终端装置求出最大似然解的位置计算方法的流程图。

接收装置2接收来自基站的信号，延迟分布解析装置3计算延迟分布，根据求出的传输延迟时间的计算结果，利用数式3，用数式3计算某个基站m与终端装置之间的距离和成为基准基站(SYNC基站)与终端装置之间的距离之差，求出模拟测定距离r_DIFF，M(S101)。接着，假定终端装置的位置，用数式7计算基站m与假定的终端装置位置之间的距离和基准基站(SYNC基站)与假定的终端装置位置之间的距离之差，求出模拟距离d_DIFF，M(S102)。进而，用数式11计算在S101求出的模拟测定距离r_DIFF，M与在S102求出的模拟距离d_DIFF，M之差，求出终端装置的距离测定误差Δ_m(S103)。而且以步骤S103所得终端装置的距离测定误差Δ_m寻找最小的距离测定误差值Δ_min(S104)。

而且，求出在步骤S103得到的终端装置的距离测定误差Δ_m与在步骤S104得到的终端装置的距离测定误差最小值Δ_min之差(S105)，对各基站的该差进行相加，并使相加结果的代码反转(S106)。这相当于运算数式15，获得的值就是在终端装置的其推定位置的似然。

而后，利用最迅速下降法求出S106中得到的似然变成最大的最大似然解(S107)。即，如果S106中得到的似然不是最大(S107中“No”)，则在S108，更新终端装置的推定位置(x_cand，y_cand)，并计算模拟距离d_DIFF，M。这样，通过指找出似然变成最大的终端装置位置的推定点，得到终端装置位置的解。该解是误差遵从指数分布时的最大似然解。

尽管，在数式15中使β＝1进行该计算，有时发生大的误差。作为其原因，距离测定的误差分布减少比指数分布要提早，有时提早接近0。在这种情况下，为了适用于本发明，如数式14所示，让指数函数之中乘以β，使分布函数提前收敛，对滞后则要添加更加严格的条件导出最大似然值就可以。

并且，在本实施例中，虽然将概率密度函数假定为指数函数进行说明，但是并不限于指数函数，其它函数也可以。概率密度函数即使不按指数函数变化，把数式13应用于任意的概率分布，也可以进行似然的计算。

如以上说明的那样，本实施例的特征是以将最大测定误差小的结果作为基准求出测距误差的差分，利用该差分计算似然为特征。并且，即便应用于概率分布为正负非对称的函数，也能很精确地特定终端装置的位置。

进而，由测距误差的实测值(图3)可知，负的距离测定误差发生率低，因此也可以忽略负距离测定误差，而仅将正的距离测定误差作为单调减少函数求出最大似然值。例如，将正的距离测定误差概率分布作为一次函数

[数式16]

p(Δ)＝-aΔ+b

进行计算。

下面，利用本发明第1实施例的终端装置对求出最大似然解的其它动作进行说明。以下说明的计算方法与求出上述最大似然解的位置计算方法(图4)不同，就是多次测定来自基站的信号，利用多个传输延迟时间(传输距离)的测定结果进行位置计算。以下说明中，作为一个概率分布函数例虽然使用指数函数，但是如上所述本发明并不限于此。

首先，说明计算原理，在以下说明中，为了表现多次测定结果之中是第几次的测定结果，添加了字母n。把观测的M台基站之中第m个基站与终端装置之间距离的测定结果规定为

[数式17]

r_m，n

，并设最大信号强度强的基站(SYNC基站)与终端装置之间距离的测定结果为

[数式18]

r_SYNC，n

。把作为与SYNC基站的测定结果之间差分的模拟测定距离表示为

[数式19]

r_diff，m，n＝r_m，n-r_SYNC，n

。并且，设终端装置的推定位置为

[数式20]

(x_cand，y_cand)

。设第m个基站的位置为

[数式21]

(x_m，y_m)

。设SYNC基站的位置为

[数式22]

(x_SYNC，y_SYNC)

。同样根据与SYNC基站距离的差分，利用推定的终端装置位置的模拟距离也表示为

[数式23]

d_diff，m＝d_m-d_SYNC

。在这里，第m个基站的位置与推定的终端装置的位置之间的距离为

[数式24] $d_m=\sqrt{[{(x_m-x_{\mathrm{cand}})}^2+{(y_m-y_{\mathrm{cand}})}^2]}$

。SYNC基站的位置与推定的终端装置的位置之间的距离为

[数式25] $d_{\mathrm{SYNC}}=\sqrt{[{(x_{\mathrm{SYNC}}-x_{\mathrm{cand}})}^2+{(y_{\mathrm{SYNC}}-y_{\mathrm{cand}})}^2]}$

。在这里，寻找距离测定误差变成最小的基站。终端装置的测距误差用：

[数式26]

Δ_m，n＝r_diff，m，n-d_diff，m

表示，因此也可以寻找该Δ_min，n变成最小的基站。设该最小值为

[数式27]

Δ_min，n

。假定指数函数作为概率分布函数时，似然用

[数式28] $\mathrm{\ξ}=\underset{n}{\mathrm{\Π}}\underset{m}{\mathrm{\Π}}\exp \{-{({\mathrm{\Δ}}_{m,n}-{\mathrm{\Δ}}_{\min ,n})}^{\mathrm{\β}}\}$

进行计算。在这里，为了简化计算，对两边取对数。

[数式29]

对数为单调增加函数，因此该对数值变成最大的值就是最大似然解。在实际测定中，多次测定之中也存在时而能够观测时而不能观测的基站。通过加权法把它反映到数式29中。就是，规定权重为W_m，n，乘以相加值。

[数式30]

并且，基站不被观测时，规定权重为0，即设定

[数式31]

W_m，n＝0

。并且，多个的测定中，被观测基站的权重设为

[数式32]

W_m，n＝1/M(m)

。这里，M(m)表示第m个基站在多次的测定中被观测的次数。通过该加权处理，降低多次被测定基站的权重，可以调整几次观测的基站的影响使其不过分增大。

图5是表示用本发明第1实施例的终端装置求出最大似然解的另一位置计算方法的流程图。

接收装置2接收来自基站的信号，延迟分布解析装置3计算延迟分布，根据求出的传输延迟时间的计算结果，利用数式19，用数式19计算某个基站m与终端装置之间的距离和成为基准基站(SYNC基站)与终端装置之间的距离之差，求出模拟测定距离r_DIFF，M(S111)。接着，检查各基站被测定次数，并按照数式31和数式32决定权重(S112)。接着，假定终端装置的位置，用数式23计算基站m与假定的终端装置位置之间的距离，和基准的基站(SYNC基站)与假定的终端装置位置之间的距离之差，求出模拟距离d_DIFF，M(S113)。进而，用数式26计算在S111求出的模拟测定距离r_DIFF，M与在S113求出的模拟距离d_DIFF，M之差，并求出终端装置的距离测定误差Δ_m，n(S114)。而且，以步骤S114所得终端装置的距离测定误差Δ_m，n寻找最小的距离测定误差值Δ_min，n(S115)。

而且，求出在步骤S114所得终端装置的距离测定误差Δ_m与在步骤S115所得终端装置的距离测定误差最小值Δ_min，n之差(S116)，将该差与各基站m对测定次数进行相加，并使相加结果的代码反转(S117)。这相当于运算数式30，得出的值为终端装置在其推定位置的似然。

而后，利用最快下降法求出在S117所得的似然变成最大的最大似然解(S118)。即，如果在S117所得的似然不是最大(S118中“No”)，则在S119，更新终端装置的推定位置(x_cand，y_cand)，并计算模拟距离d_DIFF，M。这样，通过找出似然变成最大的终端装置位置的推定点，得到终端装置位置的解。该解就成为由多个距离的测定结果得到的误差遵从指数分布时的最大似然解。

以上说明的位置测定方法就是，以终端装置接收从多个基站发射的信号，测定终端装置与基站之间的距离，计算终端装置的位置，但是也可以应用于以多个基站接收从终端装置发射的信号，各个基站测定终端装置与基站之间的距离，计算终端装置的位置的情况。

这样，第1实施例的终端装置，包括接收从设置于那些场所已知的不同场所的多个基站和成为基准基站发射信号的接收装置2、对由接收装置2接收的信号进行延迟分布解析的延迟分布解析装置3、和根据由延迟分布解析装置3得到的延迟分布解析结果，利用无线信号的传输延迟时间计算该装置的位置的计算装置4构成，对多个基站，包括分别根据无线信号的传输延迟时间计算的终端装置与上述多个基站之间的距离，和根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与成为上述基准基站之间距离之差，计算模拟距离r_DIFF，M的模拟距离计算装置；对多个终端装置，假定终端装置的位置，分别计算上假定的上述终端装置的位置与上述多个基站位置之间的距离，和计算上假定的终端装置的位置与成为基准基站之间距离之差，计算模拟距离d_DIFF，M的模拟距离计算装置；对多个基站，分别计算以模拟测定距离装置计算的模拟距离r_DIFF，M与以模拟距离计算装置计算的距离d_DIFF，M之差的测距误差Δ_m的测距误差计算装置；设定以测距误差计算装置计算的测距误差Δ_m为正负非对称的分布，利用上述误差分布和对上述多个基站分别求出上述测距误差，计算假定的终端装置位置的似然的似然计算装置；以及检索假定的终端装置位置的似然变成最大的点，将检出的似然最大的点规定为终端装置位置的终端位置检索装置。

因而，在第1实施例的终端装置中包括，对多个基站，分别根据无线信号的传输延迟时间计算的终端装置与上述多个基站之间的距离，和根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与成为上述基准的基站之间距离之差，计算模拟距离r_DIFF，M的第1顺序；对多个基站，分别计算上假定的终端装置位置与已知的上述多个基站位置之间的距离，和上述计算上假定的上述终端装置的位置与成为上述基准的基站位置之间的距离之差计算模拟距离d_DIFF，M的第2顺序；对上述多个基站，分别计算以第1顺序计算的模拟距离r_DIFF，M与以第2顺序计算的模拟距离d_DIFF，M之差的测距误差Δ_m的第3顺序；设定测距误差Δ_m为正负非对称的分布，利用上述分布和对上述多个基站分别求出的上述测距误差，计算在第2顺序假定的终端装置位置的似然的第4顺序；以及重复第2到第4顺序，检索似然变成最大的点，将检出的最大似然点规定为终端装置的位置，而即使多次的测定结果不是按高斯分布进行分布也能以接近实际距离测定的误差分布函数近似计算似然的第5顺序，所以能够很精确计算终端装置的位置。

而且，测距误差分布，可以作为在正的范围测距误差为非负的单调减少函数的指数函数计算终端装置位置的似然，而不需要复杂的运算，并削减运算量。

进而，第4顺序包括：寻找测距误差的最小值的第6顺序；由以第3顺序求出的各测距误差Δ_m与第6顺序求出的最小测距误差Δ_min之差，求出校正测距误差的第7顺序；及加上由第7顺序所得的校正测距误差，根据该相加结果求出似然的第8顺序。

进而，第8顺序包括对校正后的测距结果进行相加之际，在乘以β后进行相加的第9顺序，因此可使误差分布函数提前收敛，对于滞后添加可严格的条件，计算终端装置的位置。

并且，在图5示出的位置计算方法中，多次测定模拟测定距离r_DIFF，M，N，利用在第4顺序中多次模拟测定距离r_DIFF，M，N的计算结果，计算第2顺序中假定的终端装置位置的似然，根据模拟测定距离r_DIFF，M，N的测定次数加权(W_m，n)计算似然，因而可以根据多次测定的基站的权重，调整多次检测基站的影响使其不过分增大，可以更适当地求出终端装置的位置。

图6是表示本发明第2实施例的位置计算系统的主要构成框图。

第1实施例(图1)中，终端装置由接收装置2、延迟分布解析装置3和计算装置4构成，终端装置的位置用终端装置来计算。但是，由于能够在中心装置(计算装置7)计算终端装置的位置，所以就在中心装置内保持计算功能。还有，给予跟第1实施例(图1)相同标号的构成，进行相同工作，因而其详细说明省略。

第2实施例中，终端装置由接收装置2、延迟分布解析装置3和发射装置5构成。发射装置5向基站装置6发射从延迟分布的测定结果得出的多个基站的模拟测定距离r_DIFF，M。

并且，计算装置7连接到基站装置6。从发射装置5发送的模拟测定距离r_DIFF，M，通过基站装置6送到中心装置的计算装置7。计算装置7由个人计算机或工作站构成，并存有和保持执行图4或图5说明过的程序。在计算装置7中按照该程序计算终端装置的位置。

这样，第2实施例的位置计算系统是由包括接收从设置于那些场所已知的不同场所的多个天线和成为基准天线的发射信号的接收装置2、对由接收装置2接收的信号进行延迟分布解析的延迟分布解析装置3、和对中心装置发送由延迟分布解析装置3得到的延迟分布解析结果的发射装置5的终端装置；接收来自终端装置的延迟分布解析结果的基站装置6；及从延迟分布解析结果计算终端装置位置的计算装置7(中心装置)而构成，计算装置7包括，对多个天线，分别计算根据无线信号的传输延迟时间计算的传输延迟时间计算的终端装置与上述多个基站之间的距离，和根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与成为上述基准天线之间距离之差的模拟测定距离r_DIFF，M的模拟测定距离计算装置；对多个天线，分别计算上假定的上述终端装置的位置与已知的多个基站装置的位置之间的距离，和上述计算上假定的上述终端装置的位置与成为上述基准天线之间距离之差计算模拟距离d_DIFF，M的模拟距离计算装置；对多个天线，分别计算以模拟测定距离计算装置计算的模拟测定距离r_DIFF，M与以模拟距离计算装置计算的模拟距离d_DIFF，之差的测距误差Δ_m的测距误差计算装置；设定以测距误差计算装置计算的测距误差Δ_m为正负非对称的分布，利用上述分布和对上述多个天线分别求出的上述测距误差，计算假定的终端装置位置的似然的似然计算装置；以及检索假定的终端装置位置的似然变成最大的点，将检出的似然最大的点规定为终端装置位置的终端位置检索装置。

因此，不需要向终端装置传输基站装置6所设置的位置等信息，所以能够防止泄漏基站装置6的信息。并且，用中心装置计算终端装置的位置，因此不会增加终端装置上运算负担，而会降低终端装置的电力消耗。由于用中心装置计算终端装置的位置，因而使用运算能力大的计算机，就能够迅速计算终端装置的位置。

图7是表示本发明第3实施例的位置检测系统的主要构成框图。

第1和第2实施例都是在终端装置中解析从基站装置6发射的信号的延迟分布并计算终端装置位置，然而即便用多个基站装置6接收从终端装置发射的信号，并进行解析时，也能应用本发明。另外，带有跟第1和第2实施例(图1、图6)相同标号的构成进行相同工作，因而其详细说明省略。

第3实施例中，终端装置由发射规定信号的发射装置5构成，基站装置6接收该信号，并送到延迟分布解析装置3计算模拟测定距离r_DIFF，M。将得到的模拟测定距离r_DIFF，M送给计算装置7(中心装置)。计算装置7可由个人计算机或工作站构成，并存储和保持执行图4或图5说明的计算方法程序。在计算装置7中按照该程序计算终端装置的位置。

这样，第3实施例的位置计算装置包括：由接收从终端装置发射的信号的设置于那些场所已知的不同场所的多个基站装置6(多个基站装置和成为基准的基站装置)、对由基站装置6接收的信号进行延迟分布解析的延迟分布解析装置3、和由上述延迟分布解析装置3得到的延迟分布解析结果，利用无线信号的传输延迟时间计算终端装置位置的计算装置7而构成，计算装置7，对多个天线，分别根据无线信号的传输延迟时间计算的终端装置与多个无线装置之间的距离，和根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与成为上述基准天线之间距离之差计算模拟测定距离r_DIFF，M的模拟测定距离计算装置；对多个天线，分别计算上假定的终端装置的位置与已知的多个无线装置的位置之间的距离，和上述计算上假定的上述终端装置的位置与成为上述基准天线之间距离之差计算模拟距离d_DIFF，M的模拟距离计算装置；对多个天线，分别计算以模拟测定距离计算装置计算的模拟测定距离r_DIFF，M和以模拟测定距离计算装置计算的模拟距离d_DIFF，M之差的测距误差Δ_m的测距误差计算装置；设定以测距误差计算装置计算的测距误差Δ_m为正负非对称的分布，利用上述分布和对上述多个天线分别求出的上述测距误差，计算假定的终端装置位置的似然的似然计算装置；以及检索假定的终端装置位置的似然变成最大的点，将检出的似然最大的点规定为终端装置位置的终端位置检索装置。因此，由中心装置可知终端装置的位置。并且，在终端装置中不进行计算位置的运算，因而终端装置以简单结构完成，同时可降低终端装置的电力消耗。

Claims (14)

1.一种位置计算方法，是由终端装置接收从设置于那些已知的不同场所的多个天线和基准天线发射的信号，或由配置于那些已知的不同场所的多个天线和基准天线接收从终端装置发射的信号，利用无线信号的传输延迟时间，计算上述终端装置位置，包括：

对上述多个天线，分别根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与上述多个天线之间的距离，和根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与成为上述基准的天线之间的距离之差计算第1距离的第1顺序；

对上述多个天线，分别计算在计算上假定的上述终端装置的位置与上述多个天线之间的距离，和上述计算上假定的上述终端装置的位置与成为上述基准天线之间距离之差的第2距离的第2顺序；

对上述多个天线，分别计算上述第1距离与上述第2距离之差的测距误差的第3顺序；

设定上述测距误差为正负非对称的分布，利用上述分布和对上述多个天线分别求出的上述测距误差，计算上述假定的上述终端装置位置的似然的第4顺序；以及

重复上述第2到第4顺序，检索似然变成最大的点，将检出的最大似然点规定为上述终端装置位置的第5顺序。

2.根据权利要求1所述的位置计算方法，其中上述第4顺序中，上述测距误差分布在测距误差正的范围作为非负的单调减少函数计算上述终端装置位置的似然。

3.根据权利要求1所述的位置计算方法，其中上述第4顺序中，上述测距误差分布在测距误差正的范围作为指数函数计算上述终端装置位置的似然。

4.根据权利要求1所述的位置计算方法，其中上述第4顺序中包括：寻找测距误差的最小值的第6顺序；

从上述第3顺序中求出的各测距误差和上述第6顺序中求出的最小测距误差之差，求出校正测距误差的第7顺序；及

根据将上述第7顺序中所得校正测距误差相加的结果，求出似然的第8顺序。

5.根据权利要求4所述的位置计算方法，其中上述第8顺序包括，在将校正后的测距误差相加之际乘上β后进行相加的第9顺序。

6.根据权利要求1所述的位置计算方法，其中包括多次测定上述第1距离的顺序，上述第4顺序利用上述多次第1距离的计算结果，计算上述第2顺序中假定的上述终端装置位置的似然。

7.根据权利要求6所述的位置计算方法，其中上述第4顺序，根据上述第1距离的测定次数加权进行似然的计算。

8.一种位置计算装置是由接收从设置于那些已知的不同场所的多个天线和基准天线的发射信号的接收装置、对上述接收装置接收的信号进行延迟分布解析的延迟分布解析装置、和根据由上述延迟分布解析装置得到的延迟分布解析结果，利用无线信号的传输延迟时间计算该装置的位置的计算装置构成，上述计算装置包括：

对上述多个天线，分别根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与上述多个天线之间的距离，和根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与上述基准天线之间的距离之差，计算第1距离的第1距离计算装置；

对上述多个天线，分别计算上假定的上述终端装置的位置与上述多个天线之间的距离，和上述计算上假定的上述终端装置的位置与成为上述基准天线之间的距离之差计算第2距离的第2距离计算装置；

对上述多个天线，分别计算上述第1距离与上述第2距离之差的测距误差的测距误差计算装置；

设定以上述测距误差计算装置计算的测距误差为正负非对称的分布，利用上述分布和对上述多个天线分别求出的上述测距误差，计算上述假定的终端装置位置的似然的似然计算装置；以及

检索上述假定的终端装置位置的似然变成最大的点，并将检出的似然最大的点规定为上述终端装置的位置的终端位置检索装置。

9.一种位置计算系统是由包括接收从设置于那些已知的不同场所的多个天线和基准天线发射信号的接收装置、对由接收装置接收的信号进行延迟分布解析的延迟分布解析装置、和发射由上述延迟分布解析装置得到的延迟分布解析结果的发射装置的位置计算装置；

接收来自上述位置计出装置的延迟分布解析结果的无线装置；及

从上述接收的延迟分布解析结果，利用无线信号的传输延迟时间计算位置计算装置的位置的计算装置而构成，上述计算装置：

对多个天线，分别根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与上述多个天线之间的距离，和根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与上述基准天线之间的距离之差，计算第1距离的第1距离计算装置；

对多个天线，分别计算在计算上假定的上述终端装置的位置与上述多个天线之间的距离，和上述计算上假定的上述终端装置的位置与成为上述基准天线之间的距离之差的第2距离的第2距离计算装置；

对多个天线，分别计算上述第1距离与上述第2距离之差的测距误差的测距误差计算装置；

设定以测距误差计算装置计算的测距误差为正负非对称的分布，利用上述分布和对上述多个天线分别求出的上述测距误差，计算上述假定的终端装置位置的似然的似然计算装置；以及

检索上述假定的终端装置位置的似然变成最大的点，并将检出的似然最大的点规定为终端装置位置的终端位置检索装置。

10.一种位置计算装置是由接收从终端装置发射信号的设置于那些已知的不同场所的多个天线和基准的天线、对由上述天线接收的信号进行延迟分布解析的延迟分布解析装置、和由上述延迟分布解析装置得到的延迟分布解析结果，利用无线信号的传输延迟时间计算上述终端装置位置的计算装置而构成，上述计算装置包括：

对多个天线，分别根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与多个无线装置之间的距离，和根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与上述基准天线之间的距离之差，计算第1距离的第1距离计算装置；

对多个天线，分别计算上假定的上述终端装置的位置与上述多个无线之间的距离，和上述计算上假定的上述终端装置的位置与成为上述基准天线之间的距离之差计算第2距离的第2距离计算装置；

对多个天线，分别计算上述第1距离和上述第2距离之差的测距误差计算装置；

设定以上述测距误差计算装置计算的测距误差为正负非对称的分布，利用上述分布和对上述多个天线分别求出的上述测距误差，计算上述假定的终端装置位置的似然的似然计算装置；以及

检索上述假定的终端装置位置的似然变成最大的点，并将检出的似然最大的点规定为终端装置位置的终端位置检索装置。

11.一种配备有可存储程序的存储器和CPU的半导体装置，其中上述存储器中存有计算机执行的程序：

接收从多个天线和成为基准的天线发射的信号，对上述多个天线，分别根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与上述多个天线之间的距离，和根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与上述基准的天线之间的距离之差，计算第1距离的第1顺序；

对上述多个天线，分别计算在计算上假定的上述终端装置的位置与上述多个天线之间的距离，和上述计算上假定的上述终端装置的位置与成为上述基准天线之间的距离之差的第2距离的第2顺序；

对上述多个天线，分别计算上述第1距离与上述第2距离之差的测距误差的第3顺序；

设定上述测距误差为正负非对称的分布，利用上述分布和对上述多个天线分别求出的上述测距误差，计算上述第2顺序中假定的上述终端装置位置的似然的第4顺序；

重复上述第2到第4顺序，检索似然变成最大的点，并将检出的最大似然点规定为上述终端装置位置的第5顺序；以及

上述CPU执行上述存储器中存储保持的上述程序。

12.一种配备有可存储程序的存储器和CPU的半导体装置，其中上述存储器中存有计算机机能的程序：

接收从多个天线和成为基准天线的发射信号，对上述多个天线，分别根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与上述多个天线之间的距离，和根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与成为上述基准天线之间的距离之差，计算第1距离的第1距离计算装置；

对上述多个天线，分别计算在计算上假定的上述终端装置的位置与上述多个天线之间的距离，和上述计算上假定的上述终端装置的位置与上述基准天线之间的距离之差的第2距离的第2距离计算装置；

对上述多个天线，分别计算上述第1距离与上述第2距离之差的测距误差的测距误差计算装置；

设定以上述测距误差计算装置计算的测距误差为正负非对称的分布，利用上述分布和对上述多个天线分别求出的上述测距误差，计算上述假定的终端装置位置的似然的似然计算装置；

检索上述假定的终端装置位置的似然变成最大的点，并将检出的似然最大的点规定为上述终端装置的位置的终端位置检索装置；以及

上述CPU执行上述存储器中存储保持的上述程序。

13.一种计算机中执行用终端装置接收设置于那些场所已知的不同场所的多个天线和成为基准天线发射的信号或用配置于那些场所已知的不同场所的多个天线和成为基准天线接收终端装置发射的信号，利用无线信号的传输延迟时间计算上述终端装置位置的位置计算方法的程序，计算机执行的程序包括：

对上述多个天线，分别根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与上述多个天线之间的距离，和根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与成为上述基准的天线之间的距离之差计算第1距离的第1顺序；

对上述多个天线，分别计算在计算上假定的上述终端装置的位置与上述多个天线之间的距离，和上述计算上假定的上述终端装置的位置与成为上述基准天线之间的距离之差的第2距离的第2顺序；

对上述多个天线，分别计算上述第1距离与上述第2距离之差的测距误差的第3顺序；

设定上述测距误差为正负非对称的分布，利用上述分布和对上述多个天线分别求出的上述测距误差，计算上述第2顺序中假定的上述终端装置位置的似然的第4顺序；以及

重复上述第2到第4顺序，检索似然变成最大的点，并将检出的最大似然点规定为上述终端装置位置的第5顺序。

14.一种接收设置于那些场所已知的不同场所的多个天线和成为基准天线发射的信号，利用无线信号的传输延迟时间计算位置作为位置计算装置使计算机机能的程序，计算机中机能的程序包括：

对上述多个天线，分别根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与上述多个天线之间的距离，和根据无线信号的传输延迟时间计算的上述终端装置与成为上述基准的天线之间的距离之差计算第1距离的第1距离计算装置；

对上述多个天线，分别计算计算上假定的上述终端装置的位置与上述多个天线之间的距离，和上述计算上假定的上述终端装置的位置与成为上述基准天线之间的距离之差的第2距离的第2距离计算装置；

对上述多个天线，分别计算上述第1距离与上述第2距离之差的测距误差的测距误差计算装置；

设定上述测距误差为正负非对称的分布，利用上述分布和对上述多个天线分别求出的上述测距误差，计算上述假定的上述终端装置位置的似然的似然计算装置；以及

检索似然变成最大的点，并将检出的最大似然点规定为上述终端装置位置的终端装置检索装置。

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