JP5440894B2 - 位置情報提供システムおよび屋内送信機 - Google Patents

Description

本発明は位置情報を提供する技術に関する。本発明は、より特定的には、測位信号を発信する衛星から発信された信号が届かない環境下においても位置情報を提供する技術に関する。

従来の測位システムとしてＧＰＳ（Global Positioning System）が知られている。ＧＰＳに用いられる信号（以下、「ＧＰＳ信号」）を発信するための衛星（以下、ＧＰＳ衛星）は、地上から約２万ｋｍの高度で飛行している。利用者は、ＧＰＳ衛星から発信された信号を受信し、復調することにより、ＧＰＳ衛星と利用者との間の距離を計測することができる。したがって、地上とＧＰＳ衛星との間に障害がない場合には、ＧＰＳ衛星から発信された信号を用いた測位が可能である。しかし、たとえば、都市部においてＧＰＳを利用する場合、林立する建物が障害となって、利用者の位置情報提供装置が、ＧＰＳ衛星から発信された信号を受信できないことが多い。また、建物による信号の回折あるいは反射により、信号を用いた距離の測定に誤差が生じ、結果として、測位の精度が悪化することが多かった。

また、壁や屋根を貫通した微弱なＧＰＳ信号を室内において受信する技術もあるが、受信状況は不安定であり、測位の精度も低下する。

以上、測位についてＧＰＳを例にとって説明したが、上述した現象は衛星を用いた測位システムについて一般的に言えることである。なお、衛星測位システムは、ＧＰＳに限られず、たとえば、ロシア共和国におけるＧＬＯＮＡＳＳ（GLOobal NAvigation Satellite System）、欧州におけるＧａｌｉｌｅｏ等のシステムを含むものとする。

ここで、位置情報の提供に関する技術は、たとえば、特開２００６−６７０８６号公報（特許文献１）に開示されている。
特開２００６−６７０８６号公報

しかしながら、特開２００６−６７０８６号公報に開示された技術によれば、リーダあるいはライタは、位置情報を提供するシステムに固有のものであり、汎用性にかけるという問題点がある。また、干渉を避けるため、送信出力を抑える必要があり、位置情報を受信可能な範囲が限定され、連続した位置情報の取得ができないほか、広い範囲をカバーするためには極めて多数の送信機が必要となるという問題点があった。

また、位置情報の取得あるいは通知に関し、たとえば、固定電話であれば設置場所が予め知られているため、固定電話から発信された電話によって、その発信場所を特定することができる。しかしながら、携帯電話の普及に伴い、移動体通信が一般的になっているため、固定電話のようにして発信者の位置情報を通知することができない場合が増えている。一方、緊急時の通報に関し、携帯電話からの通報に位置情報を含めることについての法整備も進められている。

従来の測位機能を有する携帯電話の場合、衛星からの信号を受信できる場所では位置情報が取得されるため、携帯電話の位置を通知することが可能である。しかしながら、屋内、地下街のように電波が受信できない場所においては、従来の測位技術によっては、位置情報を取得できないという問題点があった。

そこで、たとえば、ＧＰＳ信号に類似する信号を発信できる複数の送信機を室内に配置し、ＧＰＳと同様の３辺測量による原理に基づき位置を求めるという技術も考えられる。しかしながら、この場合、各送信機の時刻が同期していることが必要になり、送信機が高価になるという問題がある。

また、室内での反射等により電波の伝搬が複雑になることから、上記のような高価な送信機を設置したとしても、数１０ｍ程度の誤差が容易に発生するという問題もある。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、測位のための信号を発信する衛星からの電波が受信できない場所においても精度を低下させることなく位置情報を提供する位置情報提供システムを提供することである。

本発明の他の目的は、測位のための信号を発信する衛星の時刻との間では時刻の同期が不要な信号に基づいて位置情報を提供する位置情報提供システムを提供することである。

本発明の他の目的は、測位のための信号を発信する送信機のコストが抑制される位置情報提供システムを提供することである。

本発明の他の目的は、屋内等に設置される送信機について設置や保守を容易に行うことが可能な位置情報提供システムを提供することである。

本発明の他の目的は、測位のための信号を発信する衛星からの電波が受信できない場所においても精度を低下させることなく位置情報を提供する信号を送信できる屋内送信機を提供することである。

本発明の他の目的は、測位のための信号を発信する衛星の時刻との間では時刻の同期が不要な信号に基づいて位置情報を提供する信号を送信できる屋内送信機を提供することである。

本発明の他の目的は、設置や保守を容易に行うことが可能な屋内送信機を提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明のある局面に従うと、複数の衛星からのスペクトラム拡散信号である第１の測位信号を用いて、位置情報を提供することが可能な位置情報提供システムが提供される。この位置情報提供システムは、屋内送信機を備える。屋内送信機は、屋内送信機が設置される場所を特定するための位置データを格納する第１の記憶手段と、位置データを有する直交変調した第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する生成手段と、スペクトラム拡散信号を送信する送信手段とを含む。位置情報提供システムは、位置情報提供装置をさらに備える。位置情報提供装置は、スペクトラム拡散信号を受信する受信手段と、第１および第２の測位信号についての符号パターンを格納する第２の記憶手段と、第２の記憶手段に格納されている符号パターンに基づいて、受信手段により受信されたスペクトラム拡散信号に対応する符号パターンを特定する特定手段と、特定手段によって特定された符号パターンを用いて復調することにより得られた信号に基づいて、第１および第２のいずれの測位信号が受信されたかを判断する判断手段と、判断の結果に応じて処理を切り換えることにより、位置情報提供装置の位置情報を導出する位置情報導出手段と、位置情報導出手段によって導出された位置情報を出力する出力手段とを備える。位置データは、屋内送信機を特定可能な第１のデータと屋内送信機の設置場所を表わす第２のデータとを含む。生成手段は、第１のデータが直交変調された第１の位相信号と第２のデータが直交変調された第２の位相信号とを、第２の測位信号として生成する。

好ましくは、位置情報導出手段は、単一の屋内送信機によって送信された第２の測位信号が受信された場合に、復調することにより得られた信号から位置データを取得し、複数の第１の測位信号が受信された場合に、複数の各スペクトラム拡散信号に基づいて位置情報を算出する。

好ましくは、位置情報提供装置は、通信回線を介して、第１のデータに関連付けられた位置情報を提供する通信装置と通信可能である。受信手段が第２の測位信号を受信すると、位置情報導出手段は、第１の位相信号に含まれている第１のデータに基づいて通信装置と通信することにより、第１のデータに関連付けられた位置情報を取得する。

好ましくは、位置情報提供システムは、複数のデジタルフィルタと、複数のデジタルフィルタのいずれかを選択する選択手段とをさらに備える。生成手段は、選択手段によって選択されたデジタルフィルタにより規定される帯域に応じて、位置データを有する第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する。

好ましくは、受信手段が第２の測位信号を受信すると、位置情報導出手段は、第２の位相信号から第２のデータを抽出し、出力手段は、第２のデータに基づいて設置場所を表示する。

好ましくは、第２の測位信号は、第１の位相信号と第２の位相信号とを含む。第１の位相信号は、屋内送信機を特定可能な第１のデータを含む。第２の位相信号は、屋内送信機の設置場所を表わす第２のデータを含む。生成手段は、第１の位相信号の変調と第２の位相信号の変調とを独立に行なう。

好ましくは、第１の記憶手段は、スペクトラム拡散のための拡散符号データを記憶している。位置情報提供システムは、拡散符号データの入力を受け付け、第１の記憶手段へ受け付けた拡散符号データを書き込むデータ入力手段をさらに備える。生成手段は、屋内送信機の外部から入力される拡散符号データに基づいて、第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する。

好ましくは、生成手段は、外部から供給されるファームウエアに応じてプログラム可能な論理回路である。

好ましくは、第２の測位信号の形式は、第１の測位信号の形式と共通であり、第１の測位信号に含まれる航法メッセージの代わりに位置データを含む。位置情報提供装置の位置情報導出手段は、複数の第１の測位信号が受信された場合に各航法メッセージに基づいて位置情報提供装置の位置を算出する算出手段を含む。

好ましくは、位置データは、位置データのみで屋内送信機の位置を直接示すデータである。出力手段は、位置データのみから導出された位置情報を、計測された位置を表す画像として出力する。

この発明の他の局面に従うと、複数の衛星からのスペクトラム拡散信号である第１の測位信号と同じデータフォーマットの第２の測位信号を用いて、位置情報を提供することが可能な屋内送信機が提供される。この屋内送信機は、当該屋内送信機が設置される場所を特定するための位置データを格納する第１の記憶手段と、位置データを有する直交変調された第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する生成手段と、スペクトラム拡散信号を送信する送信手段とを含む。位置データは、屋内送信機を特定可能な第１のデータと屋内送信機の設置場所を表わす第２のデータとを含む。生成手段は、第１のデータが直交変調された第１の位相信号と第２のデータが直交変調された第２の位相信号とを、第２の測位信号として生成する。

好ましくは、屋内送信機は、複数のデジタルフィルタと、複数のデジタルフィルタのいずれかを選択する選択手段とをさらに備える。生成手段は、選択手段によって選択されたデジタルフィルタにより規定される帯域に応じて、位置データを有する第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する。

好ましくは、第１の記憶手段は、スペクトラム拡散のための拡散符号データを記憶している。拡散符号データの入力を受け付け、第１の記憶手段へ受け付けた拡散符号データを書き込むデータ入力手段をさらに備える。生成手段は、屋内送信機の外部から入力される拡散符号データに基づいて、第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する。

好ましくは、生成手段は、外部から供給されるファームウエアに応じてプログラム可能な論理回路である。

本発明によると、測位のための信号を発信する衛星からの電波が受信できない場所においても精度を低下させることなく位置情報を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る位置情報提供システム１０について説明する。図１は、位置情報提供システム１０の構成を表わす図である。位置情報提供システム１０は、地上の上空約２万メートルの高度を飛行し、測位のための信号（以下、「測位信号」と表わす。）を発信するＧＰＳ（Global Positioning Satellite）衛星１１０，１１１，１１２，１１３と、位置情報を提供する装置として機能する位置情報提供装置１００−１〜１００−４とを備える。位置情報提供装置１００−１〜１００−４を総称するときは、位置情報提供装置１００と表わす。位置情報提供装置１００は、たとえば、携帯電話、カーナビゲーションシステムその他の移動体測位装置のように、従来の測位装置を有する端末である。

ここで、測位信号は、いわゆるスペクトラム拡散された信号であり、たとえば、いわゆるＧＰＳ信号である。しかしながら、その信号はＧＰＳ信号に限られない。なお、以下では説明を簡単にするために、測位のシステムをＧＰＳを一例として説明するが、本発明は、他の衛星測位システム（Ｇａｌｉｌｅｏ、準天頂衛星等）にも適用可能である。

測位信号の中心周波数は、たとえば、１５７５．４２ＭＨｚである。測位信号の拡散周波数は、たとえば１．０２３ＭＨｚである。この場合、測位信号の周波数は、既存のＧＰＳのＬ１帯におけるＣ／Ａ（Coarse and Acquisition）信号の周波数と同一となる。したがって、既存の測位信号受信回路（たとえばＧＰＳ信号受信回路）のフロントエンドが流用できるため、位置情報提供装置１００は、新たなハードウェアの回路を追加することなく、フロントエンドからの信号処理を行うソフトウェアを変更するのみで、測位信号を受信することができる。

測位信号は、１．０２３ＭＨｚの矩形波によって変調されていてもよい。この場合、たとえば、Ｌ１帯において新たな送信が計画される測位信号のデータチャネルと同一であれば、利用者は、新しいＧＰＳの信号を受信、処理可能な受信機を用いて当該測位信号を受信できる。なお、矩形波の周波数は、１．０２３ＭＨｚが好ましい。変調のための周波数は、既存のＣ／Ａ信号、および／または、他の信号との干渉を回避するためのスペクトラム分離とのトレードオフによって定められ得る。

ＧＰＳ衛星１１０には、測位信号を発信する送信機１２０が搭載されている。ＧＰＳ衛星１１１，１１２，１１３にも、同様の送信機１２１，１２２，１２３がそれぞれ搭載されている。

位置情報提供装置１００−１と同様の機能を有する位置情報提供装置１００−２，１００−３，１００−４は、以下に説明するように、ビル１３０その他の電波が届きにくい場所でも使用可能である。すなわち、ビル１３０は、ビル１３０の１階の天井には、屋内送信機２００−１が取り付けられている。位置情報提供装置１００−４は、屋内送信機２００−１から発信される測位信号を受信する。同様に、ビル１３０の２階および３階の各フロアの天井にも、それぞれ屋内送信機２００−２，２００−３が取り付けられている。ここで、各屋内送信機２００−１，２００−２，２００−３の時刻（以下、「地上時刻」という。）と、ＧＰＳ衛星１１０，１１１，１１２，１１３の時刻（「衛星時刻」という。）とは、互いに独立したものでよく、同期している必要はない。ただし、各衛星時刻は、それぞれ同期している必要がある。したがって、各衛星時刻は、各衛星に搭載された原子時計により制御されている。また、必要に応じて、各屋内送信機２００−１，２００−２，２００−３の時刻である地上時刻も、相互に同期していることが好ましい。

ＧＰＳ衛星の各送信機から測位信号として発信されるスペクトラム拡散信号は、擬似雑音符号（ＰＲＮ（Pseudo Random Noise）コード）によって航法メッセージを変調することにより生成される。航法メッセージは、時刻データ、軌道情報、アルマナック、電離層補正データ等を含む。各送信機１２０〜１２３は、さらに、それぞれ、当該送信機１２０〜１２３自身、あるいは送信機１２０〜１２３が搭載されるＧＰＳ衛星を識別するためのデータ（ＰＲＮ−ＩＤ（Identification））を保持している。

位置情報提供装置１００は、各擬似雑音符号を発生するためのデータおよびコード発生器を有している。位置情報提供装置１００は、測位信号を受信すると、各衛星の送信機または各屋内送信機ごとに割り当てられた擬似雑音符号の符号パターンを用いて、後述する復調処理を実行し、受信された信号がどの衛星またはどの屋内送信機から発信されたものであるかを特定することができる。また、測位信号の１つであるＬ１Ｃ信号では、データの中にＰＲＮ−ＩＤが含まれており、受信レベルが低い場合に生じやすい誤った符号パターンでの信号の捕捉・追尾を防ぐことができる。

（ＧＰＳ衛星に搭載される送信機）
ＧＰＳ衛星に搭載される送信機の構成については、周知であるので、以下では、ＧＰＳ衛星に搭載される送信機の構成の概略について説明する。送信機１２０，１２１，１２２，１２３は、それぞれ、原子時計と、データを格納する記憶装置と、発振回路と、測位信号を生成するための処理回路と、処理回路によって生成された信号をスペクトラム拡散符号化するための符号化回路と、送信アンテナ等を有する。記憶装置は、エフェメリス、各衛星のアルマナック、電離層補正データ等を有する航法メッセージと、ＰＲＮ−ＩＤとを格納している。

処理回路は、原子時計からの時刻情報と、記憶装置に格納されている各データとを用いて送信用のメッセージを生成する。

ここで、各送信機１２０〜１２３毎に、スペクトラム拡散符号化するための擬似雑音符号の符号パターンが予め規定されている。各符号パターンは、送信機ごと（すなわちＧＰＳ衛星ごと）に異なる。符号化回路は、そのような擬似雑音符号を用いて、上記メッセージをスペクトラム拡散する。送信機１２０〜１２３の各々は、符号化された信号を高周波数に変換して、送信アンテナを介して、宇宙空間に発信する。

上述のように、送信機１２０〜１２３は、他の送信機との間で有害な干渉を及ぼさないスペクトラム拡散信号を発信する。ここで、「有害な干渉をおこさない」ことは、干渉が生じない程度に制限された出力レベルによって担保され得る。あるいは、スペクトラムを分離する態様によっても実現できる。この信号は、たとえばＬ１帯と称される搬送波によって送信されている。各送信機１２０，１２１，１２２，１２３は、たとえば、同一の周波数を有する測位信号を拡散スペクトル通信方式にしたがって発信する。したがって、各衛星から送信された測位信号が、同一の位置情報提供装置１００−１に受信される場合にも、各々の測位信号は、互いに混信を受けることなく受信されることになる。

なお、地上の屋内送信機からの測位信号についても、衛星から送信された信号と同様に、複数の屋内送信機からの信号は、互いに混信を受けることなく受信されることができる。

（屋内送信機２００−１のハードウェア構成）
図２を参照して、屋内送信機２００−１について説明する。図２は、屋内送信機２００−１のハードウェア構成を示すブロック図である。

屋内送信機２００−１は、無線インタフェース（以下、「無線Ｉ／Ｆ」と称す）２１０と、デジタル処理ブロック２４０と、デジタル処理ブロック２１０に電気的に接続されて、各回路部分の動作のための基準クロックを供給するための基準クロック入出力ブロック（以下、「基準クロックＩ／Ｏブロック」と称す）２３０と、デジタル処理ブロック２１０に電気的に接続されているアナログ処理ブロック２５０と、アナログ処理ブロック２５０に電気的に接続されて、測位のための信号を送出するアンテナ（図示せず）と、屋内送信機２００−１の各部への電源電位の供給を行うための電源（図示せず）とを備える。

なお、電源は、屋内送信機２００−１に内蔵されてもよいし、外部からの電力の供給を受け付ける態様であってもよい。

（無線通信インタフェース）
無線Ｉ／Ｆ２１０は、無線通信のインタフェースであり、近距離無線通信、たとえば、ブルートゥース（Bluetooth（登録商標））などや、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）や携帯電話網のような無線通信により、外部からのコマンドを受信したり、外部との間で設定パラメータやプログラム（ファームウェア等）のデータを受信したり、あるいは、必要に応じて外部にデータを送信するためのものである。

このような無線Ｉ／Ｆ２１０を備えることにより、屋内送信装置２００−１については、屋内の天井等に設置した後であっても、設定パラメータ、たとえば、屋内送信装置２００−１が送信する位置データ（屋内送信機２００−１が設置されている場所を表わすデータ）を変更したり、あるいは、ファームウェアの変更により、異なる通信方式への対応を可能としたりすることができる。

なお、本実施例では、無線でのインタフェースを想定しているが、設置場所への配線の敷設や設置の手間等を考慮しても、有線インタフェースとすることができる場合には、有線とすることも可能である。

（デジタル処理ブロック）
デジタル処理ブロック２１０は、無線Ｉ／Ｆ２１０からのコマンドに応じて、あるいは、プログラムに従って、屋内送信機２００−１の動作を制御するプロセッサ２４１と、プロセッサ２４１に搭載され、プロセッサ２４１の実行するプログラムを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）２４２と、無線Ｉ／Ｆ２１０からのデータのうち、設定パラメータ等を記憶するためのＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）２４３と、プロセッサ２４１の制御のもとに、屋内送信機２００−１の送出するベースバンド信号を生成するフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：以下、「ＦＰＧＡ」と称す）２４５と、無線Ｉ／Ｆ２１０からのデータのうち、ＦＰＧＡ２４５のファームウェアを記憶するためのＥＥＰＲＯＭ２４４と、ＦＰＧＡ２４５から出力されるベースバンド信号をアナログ信号に変更してアナログブロック２５０に与えるデジタル／アナログコンバータ（以下、「Ｄ／Ａコンバータ」と称す）２４７とを含む。

すなわち、デジタル処理ブロック２４０は、測位のための信号として屋内送信機２００−１によって送信される信号の源泉となるデータを生成する。デジタル処理ブロック２４０は、アナログ処理ブロック２５０に対して、生成したデータをビットストリームとして送出する。

特に限定されないが、たとえば、ＥＥＰＲＯＭ２４４に格納されているファームウェアプログラムは、ＦＰＧＡ２４５に電源が投入されると、ＦＰＧＡ２４５にロードされる。このファームウェアプログラム情報（ビットストリームデータ）は、ＦＰＧＡ２４５内のＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）２４６で構成されているコンフィグレーションメモリにロードされる。ロードされたビットストリームデータの個々のビットデータがＦＰＧＡ２４５上で実現する回路の情報元となり、ＦＰＧＡ２４５に装備されているリソースをカスタマイズしてファームウェアプログラムで特定される回路を実現する。ＦＰＧＡ２４５では、このようにハードウェアに依存せず、コンフィグレーションデータを外部に持つことで、高い汎用性とフレキシビリティを実現できることになる。

また、プロセッサ２４１は、無線Ｉ／Ｆ２１０から受け取る外部コマンドに応じて、ＥＥＰＲＯＭ２４３に格納されるデータに基づいて、ＦＰＧＡ２４５のＳＲＡＭ２４６（レジスタ）に、当該屋内送信機２００−１に設定されるパラメータとして、以下のものを格納させる。

１）擬似拡散符号（ＰＲＮコード）
２）送信機ＩＤ
３）送信機座標
４）メッセージ（これは、ＦＰＧＡ２４５内で衛星からの航法メッセージと同一のフォーマットに整形される）
５）デジタルフィルタの選択パラメータ
なお、後に説明するように、ＦＰＧＡ２４５内には、たとえば、予め、１ＭＨｚ、２ＭＨｚ、４ＭＨｚ（中心周波数：１５７５．４２ＭＨｚ）についてのバンドパスフィルタがプログラムされており、「デジタルフィルタの選択パラメータ」とは、このいずれのバンドパスフィルタを選択するかのパラメータである。

なお、プロセッサ２４１の動作のためのプログラムも、ＥＥＰＲＯＭ２４３に予め格納されており、当該プログラムは、屋内送信機２００−１が起動する時に、ＥＥＰＲＯＭ２４３から読み出され、ＲＡＭ２４２に転送される。

なお、プログラムあるいはデータを格納するための記憶装置は、ＥＥＰＲＯＭ２４３または２４４に限られない。少なくとも、データを不揮発的に保存できる記憶装置であればよい。また、後述するように、外部からのデータが入力される場合には、データを書き込むことができる記憶装置であればよい。ＥＥＰＲＯＭ２４３に格納されるデータのデータ構造については後述する。

（アナログ処理ブロック）
アナログ処理ブロック２５０は、デジタル処理ブロック２４０から出力されたビットストリームを用いて、１．５７５４２ＧＨｚの搬送波を変調して送信信号を生成し、アンテナに送出する。その信号は、アンテナより発信される。

すなわち、デジタル処理ブロック２４０のＤ／Ａコンバータ２４７から出力された信号は、アップコンバータ２５２でアップコンバートされ、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２５３をアンプ２５４を通過して所定の周波数帯域の信号のみが増幅された後、再度、アップコンバータ２５５でアップコンバートされて、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルタにより所定の帯域の信号が取り出された後に、可変アッテネータ２５７およびＲＦスイッチ２５８により、設定された強度の信号に変換されて、アンテナから送出される。

なお、アップコンバータ２５２およびアップコンバータ２５５で使用されるクロックは、基準クロックＩ／Ｏブロック２３０からＦＰＧＡ２４５に供給されるクロックが、さらに、てい倍器２５１において、てい倍されたものが使用される。

また、可変アッテネータ２５７とＲＦスイッチ２５８のレベルの設定は、ＦＰＧＡ２４５をスルーしたプロセッサ２４１からの制御信号により制御される。ＲＦスイッチ２５８は、いわゆるＰＭ（Pulse Modulation）変調により、信号強度を実効的に変更する。可変アッテネータ２５７もＲＦスイッチ２５８も、後に説明する「ＩＱ変調振幅の個別可変機能」の一部として動作する。

このようにして、衛星からの測位のための信号と同様の構成を有する信号が、屋内送信機２００−１から発信される。この場合、信号の内容は、衛星から発信された測位信号に含まれる内容とは、全く同一ではない。屋内送信機２００−１から発信される信号の構成の一例は、後述する（図８）。

以上の説明においては、デジタル処理ブロック２４０におけるデジタル信号処理を実現するための演算処理装置としてＦＰＧＡ２４５が用いられたが、ソフトウェアにより無線装置の変調機能を変更可能な装置であれば、その他の演算処理装置が使用されてもよい。

また、図２においては、クロック信号（Ｃｌｋ）がデジタル処理ブロック２４０からアナログ処理ブロック２５０に供給されているが、基準クロックＩ／Ｏブロック２３０からアナログ処理ブロック２５０に直接に供給されてもよい。

さらに、説明を明確にするために、本実施の形態においては、デジタル処理ブロック２４０とアナログ処理ブロック２５０とが別個に示されているが、物理的には、１つのチップに混載されてもよい。

（基準クロックＩ／Ｏブロック）
基準クロックＩ／Ｏブロック２３０は、デジタル処理ブロック２４０の動作を規定するクロック信号、あるいは搬送波を生成するためのクロック信号を、デジタル処理ブロック２１０に供給する。

基準クロックＩ／Ｏブロック２３０は、「外部同期モード」では、外部同期リンクポート２２０へ外部のクロック生成器から与えられる同期用信号に基づいて、ドライバ２３４がクロック信号をデジタル処理ブロック２４０等に供給する。

一方、基準クロックＩ／Ｏブロック２３０は、「外部クロックモード」では、外部クロックポート２２０へ与えられる外部クロック信号をマルチプレクサ２３２で選択し、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路２３３から出力されるクロック信号と外部クロックとの同期をとって、同期の取られたクロック信号をデジタル処理ブロック２４０等に供給する。

一方、基準クロックＩ／Ｏブロック２３０は、「内部クロックモード」では、内部クロック生成器２３１が生成する内部クロック信号をマルチプレクサ２３２で選択し、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路２３３から出力されるクロック信号と内部クロックとの同期をとって、同期の取られたクロック信号をデジタル処理ブロック２４０等に供給する。

なお、無線Ｉ／Ｆ２１０から、プロセッサ２４１により出力される信号により、送信機の内部状態（たとえば、「ＰＬＬ制御」信号）を監視することができる。あるいは、デジタル入出力インタフェース２６０は、屋内送信機２００−１から発信される信号を拡散変調するための擬似雑音符号の符号パターンの入力を、あるいは、無線Ｉ／Ｆ２１０は、屋内送信機２００−１から発信されるべき他のデータの入力も受け付けることができる。当該他のデータは、たとえば、屋内送信機２００−１が設置されている場所を表わすテキストデータ（位置データ）である。あるいは、屋内送信機２００−１がデパートその他の商業施設に設置されている場合には、宣伝広告用のデータが、当該他のデータとして屋内送信機２００−１に入力可能である。

擬似拡散符号（ＰＲＮコード）の符号パターンは、屋内送信機２００−１に入力されると、ＥＥＰＲＯＭ２４３において予め規定された領域に書き込まれる。その後は、その書き込まれたＰＲＮ−ＩＤが、測位のための信号に含められる。その他のデータも、ＥＥＰＲＯＭ２４３において、そのデータの種類に応じて予め確保された領域に書き込まれる。

（ＥＥＰＲＯＭ２４３に格納されるデータのデータ構造）
図３を参照して、屋内送信機２００−１のＥＥＰＲＯＭ２４３に格納されるデータのデータ構造について説明する。

図３は、屋内送信機２００−１が備えるＥＥＰＲＯＭ２４３におけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。ＥＥＰＲＯＭ２４０は、データを格納するための領域３１０〜３５０を含む。

領域３００には、送信機を識別するための番号として、送信機ＩＤが格納されている。送信機ＩＤは、たとえば当該送信機の製造時にメモリに不揮発的に書き込まれる数字および／または英文字その他の組み合わせである。

当該送信機に割り当てられた擬似拡散符号のＰＲＮ-ＩＤは、領域３１０に格納されている。送信機の名称は、テキストデータとして、領域３２０に格納されている。

当該送信機に割り当てられた擬似拡散符号の符号パターンは、領域３３０に格納されている。擬似拡散符号の符号パターンは、衛星用の擬似拡散符号と同一の系列に属する符号パターンのうちから、本発明の実施の形態に係る位置情報提供システム用に予め割り当てられた有限個の複数の符号パターンのうちから選択されたものであり、衛星ごとに割り当てられる擬似拡散符号の符号パターンとは異なる符号パターンである。

本位置情報提供システム用に割り当てられる擬似拡散符号の符号パターンは、有限個であるが、屋内送信機の数は、各送信機の設置場所の広さ、あるいは設置場所の構成（ビルの階数等）に応じて異なり、符号パターンの数よりも多い複数の屋内送信機が使用される場合もある。したがって、同一の擬似拡散符号の符号パターンを有する複数の送信機が存在し得る。この場合は、同一の符号パターンを有する送信機の設置場所を、信号の出力を考慮して決定すればよい。そうすることにより、同一の擬似拡散符号の符号パターンを用いる複数の測位信号が同一の位置情報提供装置によって同時期に受信されることは、防止し得る。

屋内送信機２００−１が設置されている場所を特定するための位置データは、領域３４０に格納されている。位置データは、たとえば、緯度、経度、高度の組み合わせとして表わされる。領域３２０において、当該位置データに加えて、もしくは位置データに代えて、住所、建物の名称などが格納されてもよい。本発明では、「緯度、経度、高度の組み合わせ」、「住所、建物の名称」、「緯度、経度、高度の組み合わせと住所、建物の名称」のように、そのデータのみで送信機２００−１の設置場所を特定可能なデータを総称して「位置特定データ」と呼ぶ。

さらに、領域３５０には、フィルタ選択のためのフィルタ選択パラメータが格納される。特に限定されないが、たとえば、フィルタ選択パラメータ「０」「１」「２」にそれぞれ対応して、バンドパスフィルタの帯域幅として、それぞれ「１ＭＨｚ」「２ＭＨｚ」「４ＭＨｚ」が選択されるものとする。

ここで、前述のように、ＰＲＮ−ＩＤ、通信機名称、擬似拡散符号の符号パターン、位置特定データ、フィルタ選択パラメータは、無線インタフェース２１０を介して入力される他のデータに変更可能である。

（ＦＰＧＡ２４５の構成）
以下では、図２に示したＦＰＧＡ２４５により実現される回路について説明する。

まず、図４は、ＦＰＧＡ２４５により実現される回路のうち、現行ＧＰＳ信号の搬送波のＬ１帯（１５７５．４２ＭＨｚ）に乗せられる測位用の信号であるＣ／Ａ（coarse/access）コードのベースバンド信号、または、新しい測位衛星システム（たとえば、日本の準天頂衛星システム）のＬ１帯で使用される測位用の信号であるＬ１Ｃコードのベースバンド信号に対して、それぞれの信号フォーマットに従った変調を行うための変調器２４５ａの構成を説明するための機能ブロック図である。

ここで、たとえば、Ｃ／Ａコードに対しては、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）変調が行われ、Ｌ１Ｃコードに対しては、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調が行われるものとする。なお、以下の説明で明らかになるように、デジタル値をアナログ信号に変換する変調方式としては、ＢＰＳＫ変調やＱＰＳＫ変調に限られず、ＦＰＧＡ２４５で実現できる他の方式でもよい。

ここで、図４に示した構成では、基本的には、ＱＰＳＫ変調器の構成となっているものの、Ｉ相に乗せる信号とＱ相に乗せる信号とを同一の信号とすれば、結果として、ＢＰＳＫ変調と等価となることを利用して、ＢＰＳＫ変調とＱＰＳＫ変調の双方を実現できる回路構成としている。ただし、変調器２４５ａが実現する変調方式に従って、各方式で独立な回路をプログラムしてもよい。

図４を参照して、変調器２４５ａは、ＥＥＰＲＯＭ２４３内に格納されているＰＲＮコードを受けて格納するＰＲＮコードレジスタ２４６２および２４６４と、後に説明するようなメッセージデータ生成装置２４５ｂまたはメッセージデータ生成装置２４５ｃからのＣ／ＡコードまたはＬ１Ｃコードの信号フォーマットに従ったメッセージデータを受けて格納するメッセージコードレジスタ２４６６および２４６８とを備える。

ここで、ＰＲＮコードレジスタ２４６２および２４６４には、外部からＥＥＰＲＯＭ２４３内に設定されたＰＲＮコードが入力されるとともに、上述したように、ＢＰＳＫ変調では、メッセージコードレジスタ２４６６および２４６８の双方に同一のデータが格納され、一方、ＱＰＳＫ変調の場合には、メッセージコードレジスタ２４６６および２４６８には、それぞれ、Ｉ相用のデータとＱ相用のデータの異なるデータが格納される。

変調器２４５ａは、さらに、ＰＲＮコードレジスタ２４６２から読み出される時系列データとメッセージコードレジスタ２４６６から読み出される時系列データとを乗算する乗算器２４５２と、ＰＲＮコードレジスタ２４６４から読み出される時系列データとメッセージコードレジスタ２４６８から読み出される時系列データとを乗算する乗算器２４５４と、プロセッサ２４１からのレベルコントロール信号ＬＶＣ１により制御され、乗算器２４５２から入力された信号の強度を変更するレベルコントロール回路２４５６と、プロセッサ２４１からのレベルコントロール信号ＬＶＣ２により制御され、乗算器２４５４から入力された信号の強度を変更するレベルコントロール回路２４５８と、レベルコントロール回路２４５６からの出力に対してフィルタ選択パラメータにより選択される帯域幅のバンドパスフィルタとして機能するＦＩＲフィルタ２４６０と、レベルコントロール回路２４５８からの出力に対してフィルタ選択パラメータにより選択される帯域幅のバンドパスフィルタとして機能するＦＩＲフィルタ２４６２とを備える。

変調器２４５ａは、さらに、基準クロックＩ／Ｏブロック２３０からのクロック信号に基づいて、信号フォーマットに従った変調基準クロックを生成するクロック回路２４７２と、クロック回路２４７２からの信号に同期して、予め設定されたサイン波およびコサイン波に対応するデータをそれぞれＩ相用変調信号とＱ相用変調信号として出力するルックアップテーブル２４７４と、ルックアップテーブル２５７４から出力されたサイン波に相当する信号とＦＩＲフィルタ２４６０からの信号とを乗算する乗算器２４６４と、ルックアップテーブル２５７４から出力されたコサイン波に相当する信号とＦＩＲフィルタ２４６２からの信号とを乗算する乗算器２４６６と、乗算器２４６４および２４６６からの信号を加算する加算器２４６８と、加算器２３６８からの出力をバッファリングしてＤ／Ａコンバータ２４７に出力するための出力バッファ２４７０とを備える。

以上のような変調器２４５ａからＤ／Ａコンバータ２４７へ出力される信号に含まれるデータについては、以下のようになる。

（現行ＧＰＳ信号とコンパチブルな信号を出力する場合）
ＦＰＧＡ２４５のファームウェアにより、現行のＧＰＳ信号とコンパチブルな信号（Ｌ１ Ｃ／Ａコードとコンパチブルな信号：Ｌ１ Ｃ／Ａ互換信号）を出力する回路構成とした場合には、変調器２４５ａは、Ｑ相信号、Ｉ相信号とも、送信機の「緯度・経度・高さ」の情報をメッセージとして変調することで、ＢＰＳＫ変調された信号を生成する。ここで、「コンパチブルな信号」とは、共通の信号フォーマットを有するために受信機としてはフロントエンド部を共通にして受信可能な信号を意味する。

（Ｌ１Ｃ信号とコンパチブルな信号を出力する場合：Ｌ１Ｃ互換信号）
次に、ＦＰＧＡ２４５のファームウェアにより、Ｌ１Ｃ信号とコンパチブルな信号を出力する回路構成とする場合について、以下説明する。

まず、前提として、衛星からのＬ１Ｃ信号について簡単に説明する。
衛星からのＬ１Ｃ信号は、上述のとおり、ＱＰＳＫ変調されており、Ｑ相の信号は、受信機の補足用のパイロット信号が変調されて乗っている。Ｑ相の信号は、I相の信号よりも３ｄＢレベルが高い。一方、Ｉ相の信号には、航法メッセージ等が乗っている。

なお、ここで、Ｑ相の信号に補足用のパイロット信号がのっているのは、以下のような理由による。

すなわち、現行のＧＰＳ信号のＣ／Ａコードは、１０２３チップの信号で１ｍｓｅｃ周期であり、２０周期について、同じ信号が続くので、インテグレーションでＳ／Ｎを上げることができるのに対して、Ｌ１Ｃ信号は、１０２３０チップで１０ｍｓｅｃ周期であるため、同じ信号が１周期しかないので、インテグレーションでＳ／Ｎを上げるということができない。そのため、衛星からの信号のＱ相信号を補足用として用いることが必要となる。

これに対して、屋内送信機２００−１からのＬ１Ｃ信号にコンパチブルな信号については、Ｑ相信号には、送信機ＩＤを乗せることができる。屋内送信機２００−１によって発信される信号の強度が、ＧＰＳ衛星から送信される信号の強度よりも強いため、補足用の信号が必要ないからである。これは、ＧＰＳ衛星からの信号は地上に伝播する時点では微弱になっているため捕捉用の信号が必要である一方、屋内送信機の場合はマルチパスあるいは不安定な伝播を防ぐために信号強度を高める必要がある、という事情に基づく。一方、Ｉ相の信号には、位置特定データ、たとえば、緯度・経度・高さのデータが乗せられる。

図５は、Ｌ１ Ｃ／Ａコードの信号と、Ｌ１Ｃコードの信号のスペクトル強度分布を示す図である。なお、図５においては、Ｌ１帯で、Ｃ／Ａコードとともに衛星から送信される軍事用のコードであるＰコードと、Ｌ１Ｃ信号とともに衛星から送信される主として軍事用途であるＭコードの信号についても、スペクトル強度を合わせて示している。

図５に示すように、Ｃ／Ａコードについては、中心周波数１５７５．４２ＭＨｚにメインのピークとその周りにサイドローブの信号が存在する。一方、Ｌ１Ｃコードは、Ｃ／Ａコードとの干渉を抑えるために、中心周波数１５７５．４２ＭＨｚにはヌル点が存在し、その両側にメインピークが２つあり、さらにその外側にサイドローブの信号が存在する。

このため、Ｃ／Ａコードについては、１ＭＨｚ帯域幅のバンドパスフィルタにより、メインピークのみを取り出すことができ、Ｌ１Ｃコードは、２ＭＨｚ帯域幅のバンドパスフィルタにより、メインピークのみを取り出すことができる。

上述のとおり、屋内送信機２００−１から送信される信号が受信される地点での当該信号の強度は、ＧＰＳ衛星から送信された信号が地上で受信される場合の強度に比べて大きいので、これにより目的の周波数成分のみを送信することとなり、他の信号との干渉を抑制することが可能となる。

（メッセージデータ生成装置２４５ｂ）
図６は、ＦＰＧＡ２４５のファームウェアをＬ１帯のＣ／Ａコードにコンパチブルな信号を送信するように設定した場合のメッセージデータ生成装置２４５ｂの構成を示す機能ブロック図である。

以下に説明するとおり、メッセージデータ生成装置２４５ｂは、Ｌ１帯のＣ／Ａコード内の航法メッセージに相当する部分に、外部から与えられた位置特定データ等を信号フォーマットに従って、乗せる処理を行うものである。

メッセージデータ生成装置２４５ｂは、プロセッサ２４１からのコマンド２４８０を受付けるコマンドインタフェース２４８２と、コマンドインタフェース２４８２から与えられるコマンドに基づいて、Ｌ１帯のＣ／Ａコード内のＴＯＷ（Time Of Week）の情報を読み取るＴＯＷコマンド解釈器２４８４と、ＴＯＷコマンド以外のコマンドの内容を読み取るコマンド解釈器２４８８と、ＴＯＷコマンド解釈器２４８４からの信号をもとに、ＴＯＷ情報を生成するＴＯＷ生成器２４８６と、ＴＯＷ生成器２４８６からのＴＯＷ情報とコマンド解釈器２４８８からのメッセージ情報を受けて格納するメッセージバンク２４９０とを備える。

メッセージバンク２４９０は、ＴＯＷ情報を格納するための各３０ビットの容量のバンク０１および０２と、メッセージ情報を格納するための各３０ビットの容量のバンク０３〜１０とを備える。各バンク０１〜１０は、それぞれ２４ビット分の情報を格納する領域２４９０ａを有するとともに、ＣＥＣ生成器２４９２は、この２４ビット分のデータからエラー検出用のＣＲＣコード（６ビット）を生成して、各バンクの領域２４９０ａに続く領域２４９０ｂに格納する。

シーケンスカウンタ２４９４は、基準クロックＩ／Ｏブロック２３０からのクロックに基づくＭＳＧクロックＭＳＧＣｌｏｃｋに同期して、順次、バンク０１〜１０に読み出し信号を与え、これに応じて、バンク０１〜１０からのデータが読み出されて、メッセージレジスタ２４９６に格納される。

メッセージレジスタ２４９６のデータが、メッセージコードレジスタ２４６６および２４６８の双方に書き込まれる。以後の処理は、図４の変調器２４５ａの動作として説明したとおりである。

（メッセージデータ生成装置２４５ｃ）
図７は、ＦＰＧＡ２４５のファームウェアをＬ１Ｃコードにコンパチブルな信号を送信するように設定した場合のメッセージデータ生成装置２４５ｃの構成を示す機能ブロック図である。

以下に説明するとおり、メッセージデータ生成装置２４５ｃは、Ｌ１Ｃコード内の航法メッセージとパイロット信号に相当する部分に、外部から与えられた位置特定データ等や送信機ＩＤ等を信号フォーマットに従って、乗せる処理を行うものである。

メッセージデータ生成装置２４５ｃは、プロセッサ２４１からのコマンド２５００を受付けるコマンドインタフェース２５０２と、コマンドインタフェース２５０２から与えられるコマンドに基づいて、メッセージとして送信するデータの内容を解釈するためのメッセージコマンド解釈器２５０４と、メッセージコマンド解釈器２５０４からのＩ相用のメッセージ情報を受けて格納するメッセージバンク２５０６と、メッセージコマンド解釈器２５０４からのＱ相用のメッセージ情報を受けて格納するメッセージバンク２５０８とを備える。

メッセージバンク２５０６は、Ｉ相用の情報を格納するための各１５０ビットの容量のバンクＩ００〜Ｉ１０を含む。メッセージバンク２５０８は、Ｑ相用の情報を格納するための各４８ビットの容量のバンクＱ００〜Ｑ０２と、Ｑ相用の情報を格納するための各６３ビットの容量のバンクＱ０３〜Ｑ０５と、Ｑ相用の情報を格納するための各７５ビットの容量のバンクＱ０６〜Ｑ０８とを含む。なお、Ｑ相用の各バンクの容量は、これらの値に限定されるものではなく、たとえば、バンクＱ００〜Ｑ０８の容量をすべてＩ相用のバンクと同じ容量である１５０ビットとすることもできる。

ここで、Ｑ相用のメッセージバンク２５０８には、たとえば、送信機ＩＤが格納される。一方、Ｉ相用のメッセージバンク２５０６には、上述した「位置特定データ」だけでなく、たとえば、無線Ｉ／Ｆ２１０を介して屋内送信機２００−１の外部から与えられる「宣伝広告用のデータ」、「交通情報」、「気象情報」、「災害情報」も格納され得る。災害情報は、たとえば、地震予知、地震発生情報等を含む。ここで、上記の「外部」には、上記の各情報を提供する事業者、官公庁などによって運営されるサーバ装置等を含む。これらの情報は、リアルタイムで当該外部のサーバ装置から送られる場合もあれば、定期的にアップデートされるものであってもよい。あるいは、当該屋内送信機２００−１の運営管理者が随時データを更新するものであってもよい。たとえば、屋内送信機２００−１がデパートに設置されている場合には、デパートの営業活動の１つとして、宣伝広告用のデータが当該運営管理者によって屋内送信機２００−１に与えられてもよい。

特に限定されないが、バンクＱ００〜Ｑ０８に格納されるデータついては、ＢＣＨの誤り訂正符号が付加されており、バンクＩ００〜Ｉ１０に格納されるデータついては、誤り検出符号が付加される構成とすることができる。これにより、データ長の短い送信機ＩＤが繰り返し含まれているバンクＱ００〜Ｑ０８のデータについては、この短い周期で受信するごとに正しいデータが得られることで、早期に受信データを確定できる。これにより、Ｑ位相側ではＩ位相側よりも早期に受信データを確定して、後に説明するような位置情報の取得処理（サーバへの問い合わせ）に移ることができる。

メッセージデータ生成装置２４５ｃは、さらに、コマンドインタフェース２５０２からのコマンドに応じたシーケンスで、Ｉ相信号に含ませるデータについてバンクＩ００〜Ｉ１０からデータを読み出すシーケンスマネージャ２５１０と、コマンドインタフェース２５０２からのコマンドに応じたシーケンスで、Ｑ相信号に含ませるデータについてバンクＱ００〜Ｑ０８からデータを読み出すシーケンスマネージャ２５１２とを備える。

メッセージデータ生成装置２４５ｃは、さらに、基準クロックＩ／Ｏブロック２３０からのクロックに基づくＭＳＧクロックＭＳＧＣｌｏｃｋに同期して、順次、シーケンスマネージャ２５１０およびシーケンスマネージャ２５１２からデータを読み出し、それぞれ別々に、メッセージコードレジスタ２４６６および２４６８に書き込むメッセージレジスタ２５１４を備える。

メッセージレジスタ２５１４のデータが、メッセージコードレジスタ２４６６および２４６８の双方に書き込まれる。以後の処理は、図４の変調器２４５ａの動作として説明したとおりである。

なお、メッセージデータ生成装置２４５ｃで生成された信号が屋内送信機２００−１から送信される場合、受信機側（位置情報提供装置側）でも、Ｉ相用の送信機側の１５０ビットのメッセージバンクＩ００〜Ｉ１０にそれぞれ対応して、Ｉ００〜Ｉ１０で区別される記憶領域が設けられており、また、Ｑ相用のメッセージバンクＱ００〜Ｑ０８にそれぞれ対応して、Ｑ００〜Ｑ０８で区別される記憶領域が設けられているものとする。このようにすることで、新しく、バンクＩ００〜Ｉ１０またはバンクＱ００〜Ｑ０８に格納されたデータのいずれかを受信するごとに、受信機側の記憶領域の内容が更新される。このために、バンクＩ００〜Ｉ１０、Ｑ００〜Ｑ０８に格納されるデータには、いずれのバンクのデータであるかを識別可能な識別子が含まれているものとする。

以上、メッセージデータ生成装置２４５ｃで生成された信号を屋内送信機２００−１から送信されるメッセージについて、まとめると以下のようである。なお、以下では、メッセージデータ生成装置２４５ｃで生成された信号を「Ｌ１Ｃ互換メッセージ」と呼ぶ。

Ｌ１Ｃ互換メッセージは、Ｉ相信号とＱ相信号とによって構成されている。Ｉ相信号とＱ相信号には、独立の別個のメッセージがそれぞれ変調されている。詳しくは、Ｑ相信号には、たとえば、送信機ＩＤのような短い情報が変調されている。Ｑ相信号のデータ長はＩ相信号のそれよりも短いため、受信機は、Ｑ相信号を速やかに捕捉することができ、当該ＩＤをすぐに取得することができる。しかしながら、当該ＩＤは、それ自身で直接的な意味（たとえば位置情報）を有さないため、受信機は送信機ＩＤのみで位置を知ることはできない。そこで、ある局面においては、受信機は、たとえば、携帯電話網を介して位置情報を提供するサーバ装置のサイトにアクセスし、当該送信機ＩＤをサーバ装置に送信し、当該送信機ＩＤに関連付けられている位置情報を当該サーバ装置から取得することも可能となる。

一方、Ｉ相信号には、位置特定データが変調されている。さらに、ある局面において、Ｉ相信号に含まれるメッセージを可変とする構成が可能である。たとえば、Ｉ相信号には、位置情報のほかに、交通情報、気象情報、災害情報などの可変メッセージを変調することができる。これにより、屋内送信機２００−１と外部ネットワークとが接続された場合に、当該可変メッセージをリアルタイムに更新し、受信機の使用者に、適切な情報を提供することができる。Ｉ相信号は位置情報自身を含むため、受信機の使用者は、当該受信機をネットワークに接続することなく、自己の位置を知ることができる。したがって、たとえば、災害が発生した場合であって通信回線が輻輳しているときにも、Ｌ１Ｃ互換メッセージを受信できれば当該受信機の位置を特定可能である。この場合、当該受信機が携帯電話機として当該位置を発信できれば、信号の受信者は、その信号の発信者（すなわち被災者）の位置を特定しやすくなる。

このように、Ｉ相信号とＱ相信号とは、変調される情報自体の相違点と、信号の長さのような構成上の相違点とを有する。受信機が、位置情報を取得するためには、少なくともいずれかの信号を受信できればよい。ある局面において、受信機は、いずれの信号も受信可能なように構成されるが、他の局面において、当該受信機の使用者は、必要に応じて、Ｉ相信号およびＱ相信号のいずれを受信するかを選択することができる。この選択は、いずれの信号を受信するかを規定する設定を使用者が受信機に入力することにより、実現される。あるいは、通信回線の輻輳により通信回線によるサーバへの接続がタイムアウトにより失敗した場合などに、受信機において、Ｉ相信号の受信モードからＱ相信号の受信モードへと自動的に切り替える構成としてもよい。これにより、当該受信機のアプリケーションに応じた設定も可能となり、利便性が向上し得る。

（屋内送信機２００−１から送信される信号のデータ構造）
まず、メッセージデータ生成装置２４５ｂで生成されるメッセージを乗せたＬ１帯のＣ／Ａコードにコンパチブルな信号の構造について説明する。

（Ｌ１ Ｃ／Ａ互換信号）
図８を参照して、送信機から送信される測位信号について説明する。図８は、ＧＰＳ衛星に搭載される送信機によって発信される信号５００の構成を表わす図である。信号５００は、３００ビットの５つのサブフレーム、すなわち、サブフレーム５１０〜５５０から構成される。サブフレーム５１０〜５５０は、当該送信機によって、繰り返し送信される。サブフレーム５１０〜５５０は、たとえば、それぞれ３００ビットであり、５０ｂｐｓ（bit per second）のビット率で送信される。したがって、この場合、各サブフレームは、６秒で送信される。

第１番目のサブフレーム５１０は、３０ビットのトランスポートオーバーヘッド５１１と、３０ビットの時刻情報５１２と、２４０ビットのメッセージデータ５１３とを含む。時刻情報５１２は、詳細には、サブフレーム５１０が生成される際に取得された時刻情報と、サブフレームＩＤとを含む。ここで、サブフレームＩＤとは、他のサブフレームから第１のサブフレーム５１０を区別するための識別番号である。メッセージデータ５１３は、ＧＰＳ週番号、クロック情報、当該ＧＰＳ衛星のヘルス情報、軌道精度情報等を含む。

第２番目のサブフレーム５２０は、３０ビットのトランスポートオーバーヘッド５２１と、３０ビットの時刻情報５２２と、２４０ビットのメッセージデータ５２３とを含む。時刻情報５２２は、第１番目のサブフレーム５１０における時刻情報５１２と同様の構成を有する。メッセージデータ５２３は、エフェメリスを含む。ここで、エフェメリス（ephemeris、放送暦）とは、測位信号を発信する衛星の軌道情報をいう。エフェメリスは、当該衛星の航行を管理する管制局によって逐次更新される、高精度な情報である。

第３番目のサブフレーム５３０は、第２番目のサブフレーム５２０と同様の構成を有する。すなわち、第３番目のサブフレーム５３０は、３０ビットのトランスポートオーバーヘッド５３１と、３０ビットの時刻情報５３２と、２４０ビットのメッセージデータ５３３とを含む。時刻情報５３２は、第１番目のサブフレーム５１０における時刻情報５１２と同様の構成を有する。メッセージデータ５３３は、エフェメリスを含む。

第４番目のサブフレーム５４０は、３０ビットのトランスポートオーバーヘッド５４１と、３０ビットの時刻情報５４２と、２４０ビットのメッセージデータ５４３とを含む。メッセージデータ５４３は、他のメッセージデータ５１３，５２３，５３３と異なり、アルマナック情報、衛星ヘルス情報のサマリ、電離層遅延情報、ＵＴＣ（Coordinated Universal Time ）パラメータ等を含む。

第５番目のサブフレーム５５０は、３０ビットのトランスポートオーバーヘッド５５１と、３０ビットの時刻情報５５２と、２４０ビットのメッセージデータ５５３とを含む。メッセージデータ５５３は、アルマナック情報と、衛星ヘルス情報のサマリとを含む。メッセージデータ５４３，５５３は、各々２５ページからの構成されており、ページ毎に、上記の異なる情報が定義されている。ここで、アルマナック情報とは、衛星の概略軌道を表わす情報であり、当該衛星だけでなく、全てのＧＰＳ衛星についての情報を含む。サブフレーム５１０〜５５０の送信が２５回繰り返されると、１ページ目に戻って、同じ情報が発信される。

サブフレーム５１０〜５５０は、送信機１２０，１２１，１２２からそれぞれ送信される。サブフレーム５１０〜５５０が位置情報提供装置１００によって受信されると、位置情報提供装置１００の位置は、トランスポートオーバーヘッド５１１〜５５１に含まれる各保守・管理情報と、時刻情報５１２〜５５２と、メッセージデータ５１３〜５５３とに基づいて、計算される。

信号５６０は、サブフレーム５１０〜５５０に含まれる各メッセージデータ５１３〜５５３と同じデータ長を有する。信号５６０は、エフェメリス（メッセージデータ５２３，５３３）として表わされる軌道情報に代えて、信号５６０の発信源の位置を表わすデータを有する点で、サブフレーム５１０〜５５０と異なる。

すなわち、信号５６０は、６ビットのＰＲＮ−ＩＤ５６１と、１５ビットの送信機ＩＤ５６２と、Ｘ座標値５６３と、Ｙ座標値５６４と、Ｚ座標値５６５と、高度補正係数（Ｚｈｆ）５６６と、アドレス５６７と、リザーブ５６８とを含む。信号５６０は、サブフレーム５１０〜５５０に含まれるメッセージデータ５１３〜５５３に代わって、屋内送信機２００−１，２００−２，２００−３から送信される。

ＰＲＮ−ＩＤ５６１は、信号５６０の発信源である送信機（たとえば、屋内送信機２００−１，２００−２，２００−３）に対して予め割り当てられた一群の擬似雑音符号の符号パターンの識別番号である。ＰＲＮ−ＩＤ５６１は、各ＧＰＳ衛星に搭載されるそれぞれの送信機に対して割り当てられた一群の擬似雑音符号の符号パターンの識別番号とは異なるが、同じ系列の符号列から生成される符号パターンに対して割り当てられた番号である。位置情報提供装置が、受信した信号５６０から、屋内送信機用に割り当てられた擬似雑音符号の符号パターンのいずれかを取得することで、その信号が、衛星から送信されたサブフレーム５１０〜５５０であるのか、あるいは、屋内送信機から送信された信号５６０であるのかが特定される。

Ｘ座標値５６３、Ｙ座標値５６４およびＺ座標値５６５は、屋内送信機２００−１が取り付けられている位置を表わすデータである。Ｘ座標値５６３、Ｙ座標値５６４、Ｚ座標値５６５は、たとえば緯度、経度、高度として表わされる。高度補正係数５６６は、Ｚ座標値５６５によって特定される高度を補正するために用いられる。なお、高度補正係数５６６は、必須のデータ項目ではない。したがって、Ｚ座標値５６５によって特定される高度以上の精度が要求されない場合には、その係数は用いられなくてもよい。この場合、高度補正係数５６６のために割り当てられる領域には、たとえば「ＮＵＬＬ」を表わすデータが格納される。

リザーブ領域５６８には、「住所、建物の名称」「宣伝広告用のデータ」「交通情報」「気象情報」「災害情報」（たとえば地震情報など）が割り当てられる。

（Ｌ１Ｃ互換信号）
次に、メッセージデータ生成装置２４５ｃで生成されるメッセージを乗せたＬ１Ｃコードにコンパチブルな信号の構造について説明する。

以下、Ｉ相信号のデータ構造について説明する。
（Ｉ相信号の構成１）
図９は、Ｌ１Ｃ互換信号の第１の構成を表わす図である。図９においては、６つのサブフレームが送信される。第１番目のサブフレームとして、信号８１０が送信機によって送信される。信号８１０は、３０ビットのトランスポートオーバヘッド８１１と、３０ビットの時刻情報８１２と、６ビットのＰＲＮ−ＩＤ８１３と、１５ビットの送信機ＩＤ８１４と、Ｘ座標値８１５と、Ｙ座標値８１６と、Ｚ座標値８１７とを含む。信号８１０の最初の６０ビットは、ＧＰＳ衛星が発信するサブフレーム５１０〜５５０の各々の最初の６０ビットと同一である。

リザーブ領域８１８には、「住所、建物の名称」「宣伝広告用のデータ」「交通情報」「気象情報」「災害情報」が割り当てられる。

第２番目のサブフレームとして、信号８２０が送信機によって送信される。信号８２０は、６ビットのサブフレームＩＤ８２１と、高度補正係数８２２と、送信機位置アドレス８２３とを含む。信号８２０のサブフレームＩＤから後方の１４４ビット（信号８２０では、高度補正係数８２２と、位置情報アドレス８２３）に、別情報を予め定義することにより、第３番目〜第６番目のサブフレームも同様に送信される。各サブフレームに含まれる情報は、上記のものに限られない。例えば，位置情報に関する広告、インターネットサイトのＵＲＬ（Uniform Resource Locators）等が、各サブフレームにおいて予め定義された領域に格納されてもよい。

信号８３０は、上記の信号８１０，８２０および信号８２０と同じ構造を有する第３〜第６番目のサブフレームの送信例を示す。すなわち、信号８３０は、第１のサブフレーム８３１と、第２のサブフレーム８３２とを含む。第１のサブフレーム８３１は、ＧＰＳ衛星から送信されるサブフレーム５１０〜５５０と同じヘッダを持つ。第２のサブフレーム８３２は、信号８２０に対応するフレームである。

信号８４０は、第１のサブフレーム８３１と、第３のサブフレーム８４２とを含む。第１のサブフレーム８３１は、第１のサブフレーム８３１と同一である。第３のサブフレームは、信号８２０と同じ構造を有する。

このような構成は、第６番目のサブフレーム８７２を送信するための信号８７０まで繰り返される。信号８７０は、第１のサブフレーム８３１と、第６のサブフレーム８７２とを含む。

送信機が、信号８３０から信号８７０を繰り返し送信すると、第１のサブフレーム８３１は、各信号の送信毎に送信される。第１のサブフレーム８３１が送信された後に、他のいずれかのサブフレームが内挿される。すなわち、各サブフレームの送信の順序は、第１のサブフレーム８３１→第２のサブフレーム８３２→第１のサブフレーム８３１→第３のサブフレーム８４２→第１のサブフレーム→・・・→第６のサブフレーム８７２→第１のサブフレーム８３１→第２のサブフレーム８３２・・・となる。

（Ｉ相信号の構成２）
図１０は、Ｌ１Ｃ互換信号の第２の構成を表わす図である。メッセージデータの構造は、サブフレーム５１０〜５５０とは独立に定義されてもよい。

図１０は、Ｌ１Ｃ互換信号９１０の第２の構成を概念的に表わす図である。図１０を参照して、信号９１０は、トランスポートオーバヘッド９１１と、プリアンブル９１２と、ＰＲＮ−ＩＤ９１３と、送信機ＩＤ９１４と、第１の変数９１５と、Ｘ座標値９１６と、Ｙ座標値９１７と、Ｚ座標値９１８と、パリティ／ＣＲＣ９１９とを含む。信号９２０は、信号９１０と同様の構成を有する。ここで、信号９１０における第１の変数９１５に代えて、第２の変数９２５を含む。

各信号は、１５０ビット長を有する。同じ構造を有する信号が６つ発信される。このような構成を有する信号を、屋内送信機から発信される信号として構成してもよい。

図１０に示される各信号も、ＰＲＮ−ＩＤをそれぞれ有するため、位置情報提供装置１００は、そのＰＲＮ−ＩＤに基づいて、受信した信号の送信源を特定することができる。送信源が屋内送信機であれば、その信号には、Ｘ座標値とＹ座標値とＺ座標値とが含まれる。したがって、位置情報提供装置１００は、屋内の位置を表示することができる。

［位置情報提供装置１００−１（受信機）の構成］
図１１を参照して、位置情報提供装置１００について説明する。図１１は、位置情報提供装置１００のハードウェア構成を表わすブロック図である。

位置情報提供装置１００は、アンテナ４０２と、アンテナ４０２に電気的に接続されているＲＦ（Radio Frequency）フロント回路４０４と、ＲＦフロント回路４０４に電気的に接続されているダウンコンバータ４０６と、ダウンコンバータ４０６に電気的に接続されているＡ／Ｄ（Analog to Digital）コンバータ４０８と、Ａ／Ｄコンバータ４０８に電気的に接続されているベースバンドプロセッサ４１０と、ベースバンドプロセッサ４１０に電気的に接続されているメモリ４２０と、ベースバンドプロセッサ４１０に電気的に接続されているナビゲーションプロセッサ４３０と、ナビゲーションプロセッサ４３０に電気的に接続されているディスプレイ４４０とを備える。

メモリ４２０は、測位信号の各発信源を識別するためのデータである、擬似雑音符号の符号パターンを格納する複数の領域を含む。一例として、ある局面において、４８個の符号パターンが用いられる場合には、メモリ４２０は、図１１に示されるように、領域４２１−１〜４２１−４８を含む。また、他の局面において、それ以上の符号パターンが使用される場合には、さらに多くの領域がメモリ４２０に確保される。逆に、メモリ４２０に確保された領域の数よりも少ない符号パターンが使用される場合もあり得る。

一例として４８個の符号パターンが用いられる場合において、たとえば、２４個の衛星が衛星測位システムに用いられる場合、各衛星を識別する２４個の識別データ（ＰＲＮコード）と、１２個の予備のデータとが、領域４２１−１〜４２１−３６に格納されている。このとき、たとえば、領域４２１−１には、第１の衛星についての擬似雑音符号の符号パターンが格納されている。ここから、符号パターンを読み出して、受信信号との相互相関処理を行なうことにより、信号の追跡や、信号に含まれる航法メッセージの解読を行なうことができる。なお、ここでは、符号パターンを格納して読み出す方法を例示的に示したが、符号パターン生成器により符号パターンを生成する方法も可能である。符号パターン生成器は、たとえば、２つのフィードバックシフトレジスタを組み合わせることにより実現される。なお、符号パターン生成器の構成および動作は、当業者にとって容易に理解できるものである。したがって、ここでは、それらの詳細な説明は、繰り返さない。

同様に、測位信号を発信する屋内送信機に割り当てられた擬似雑音符号の符号パターンは、領域４２１−３７〜４２１−４８に格納される。たとえば、第１の屋内送信機についての割り当てられた擬似雑音符号の符号パターンは、領域４３２−３７に格納されている。この場合、本実施の形態においては、１２個の符号パターン有する屋内送信機が使用可能となるが、同一の位置情報提供装置が受信可能な範囲に同一の符号パターンを使用する屋内送信機がないように、各屋内送信機をそれぞれ配置するのが好ましい。このようにすることによって、１２台以上の屋内送信機を、たとえばビル１３０の同一のフロアに設置することも可能になる。

また、上述のとおり、Ｌ１Ｃ互換信号を受信する場合には、メモリ４２０には、バンクＩ００〜Ｉ１０、Ｑ００〜Ｑ０８にそれぞれ対応した記憶領域が設定される。

ベースバンドプロセッサ４１０は、Ａ／Ｄコンバータ４０８から出力される信号の入力を受け付けるコリレータ部４１２と、コリレータ部４１２の動作を制御する制御部４１４と、制御部４１４から出力されるデータに基づいて測位信号の発信源を判断する判断部４１６とを含む。ナビゲーションプロセッサ４３０は、判断部４１６から出力される信号に基づいて屋外における位置情報提供装置１００の位置を測定するための屋外測位部４３２と、判断部４１６から出力されるデータに基づいて屋内における位置情報提供装置１００の位置を表わす情報を導出するための屋内測位部４３４とを含む。

アンテナ４０２は、ＧＰＳ衛星１１０，１１１，１１２からそれぞれ発信された測位信号および屋内送信機２００−１から発信された測位信号をそれぞれ受信することができる。また、位置情報提供装置１００が携帯電話として実現される場合には、アンテナ４０２は、前述の信号に加えて、無線電話のための信号あるいはデータ通信のための信号を送受信することもできる。

ＲＦフロント回路４０４は、アンテナ４０２によって受信された信号を受けて、ノイズの除去あるいは予め規定された帯域幅の信号のみを出力するフィルタ処理などを行なう。ＲＦフロント回路４０４から出力される信号は、ダウンコンバータ４０６に入力される。

ダウンコンバータ４０６は、ＲＦフロント回路４０４から出力される信号を増幅し、中間周波数として出力する。この信号は、Ａ／Ｄコンバータ４０８に入力される。Ａ／Ｄコンバータ４０８は、入力された中間周波数信号をデジタル変換処理し、デジタルデータに変換する。デジタルデータは、ベースバンドプロセッサ４１０に入力される。

ベースバンドプロセッサ４１０において、コリレータ部４１２は、制御部４１４がメモリ４２０から読み出した符号パターンと、受信信号との相関処理を行なう。たとえば、コリレータ部４１２は、制御部４１４が提供する符号位相が１ビット異なる２種類の符号パターンと、Ａ／Ｄコンバータ４０８から送出されるデジタルデータとのマッチングを行なう。コリレータ部４１２は、各コードパターンを用いて、位置情報提供装置１００が受信した測位信号を追跡し、当該測位信号のビット配列に一致する配列を有するコードパターンを特定する。これにより、擬似雑音符号の符号パターンが特定されるため、位置情報提供装置１００は、受信された測位信号がどの衛星から送信されたものか、あるいは、屋内送信機から送信されたかを判別できる。また、位置情報提供装置１００は、特定された符号パターンを用いて、復調とメッセージの解読とをすることができる。

具体的には、判断部４１６は、上述のような判断を行ない、その判断の結果に応じたデータをナビゲーションプロセッサ４３０に送出する。判断部４１６は、受信された測位信号に含まれるＰＲＮ−ＩＤがＧＰＳ衛星に搭載される送信機以外の送信機に割り当てられたＰＲＮ−ＩＤであるか否かを判断する。

ここで、一例として、２４個のＧＰＳ衛星が測位システムに使用される場合について説明する。この場合、予備のコードを含めると、たとえば、３６個の擬似雑音符号が使用される。この時、ＰＲＮ−０１〜ＰＲＮ−２４が、各ＧＰＳ衛星を識別する番号（ＰＲＮ−ＩＤ）として使用され、ＰＲＮ−２５〜ＰＲＮ−３６が、予備の衛星を識別する番号として使用される。予備の衛星とは、当初打ち上げられた衛星以外に改めて打ち上げられる衛星である。すなわち、このような衛星は、ＧＰＳ衛星あるいはＧＰＳ衛星に搭載された送信機等の故障に備えて打ち上げられる。

さらに、仮に、１２個の擬似雑音符号の符号パターンがＧＰＳ衛星に搭載される送信機以外の送信機（たとえば、屋内送信機２００−１等）に割り当てられる。この時、衛星に割り当てられたＰＲＮ−ＩＤとは異なる番号、たとえばＰＲＮ−３７からＰＲＮ−４８が、各送信機ごとに割り当てられる。したがって、この例では、４８個のＰＲＮ−ＩＤが存在することになる。ここで、ＰＲＮ−ＩＤ〜ＰＲＮ−４８は、たとえば各屋内送信機の配置に応じて当該屋内送信機に割り当てられる。したがって、仮に、各屋内送信機から発信される信号が干渉しない程度の送信出力が使用される場合には、同一のＰＲＮ−ＩＤが異なる屋内送信機に用いられてもよい。このような配置により、地上用の送信機のために割り当てられたＰＲＮ−ＩＤの数よりも多くの数の送信機が、使用可能となる。

そこで、判断部４１６は、メモリ４２０に格納されている擬似雑音符号の符号パターン４２２を参照して、受信された測位信号から取得された符号パターンが、屋内送信機に割り当てられている符号パターンに一致するか否かを判断する。これらの符号パターンが一致する場合には、判断部４１６は、その測位信号が屋内送信機から発信されたものであると判断する。そうでない場合には、判断部４１６は、その信号がＧＰＳ衛星から発信されたものと判断し、その取得された符号パターンが、どの衛星に割り当てられた符号パターンであるかを、メモリ４２０に格納されている符号パターンを参照して決定する。なお、判断の態様として、符号パターンが使用される例が示されているが、その他のデータの比較によって、上記の判断が行なわれてもよい。たとえば、ＰＲＮ−ＩＤを用いた比較が、その判断に使用されてもよい。

そして、受信された信号が各ＧＰＳ衛星から発信されたものである場合には、判断部４１６は、特定された信号から取得されるデータを屋外測位部４３２に送出する。信号から取得されるデータには、航法メッセージが含まれる。一方、受信された信号が屋内送信機２００−１などから発信されたものである場合には、判断部４１６は、その信号から取得されるデータを屋内測位部４３４に送出する。このデータは、すなわち屋内送信機２００−１の位置を特定するためのデータとして予め設定された座標値である。あるいは、別の局面において、当該送信機を識別する番号が用いられてもよい。

ナビゲーションプロセッサ４３０において、屋外測位部４３２は、判断部４１６から送出されたデータに基づいて位置情報提供装置１００の位置を算出するための処理を実行する。具体的には、屋外測位部４３２は、３つ以上のＧＰＳ衛星（好ましくは、４つ以上）から発信された信号に含まれるデータを用いて、各信号の伝播時間を計算し、その計算結果に基づいて位置情報提供装置１００の位置を算出する。この処理は、公知の衛星測位の手法を用いて実行される。この処理は、当業者にとっては容易に理解できるものである。したがって、ここではその説明の詳細は繰り返さない。

一方、ナビゲーションプロセッサ４３０において、屋内測位部４３４は、判断部４１６から出力されたデータに基づいて位置情報提供装置１００が屋内に存在する場合における測位処理を実行する。後述するように、屋内送信機２００−１は、場所を特定するためのデータ（位置特定データ）が含まれる測位信号を発信する。そこで、位置情報提供装置１００がそのような信号を受信した場合には、その信号に含まれるデータを取り出し、そのデータを用いて位置情報提供装置１００の位置とすることができる。屋内測位部４３４は、この処理を行なう。屋外測位部４３２によって算出されたデータあるいは屋内測位部４３４によって読み出されたデータは、ディスプレイ４４０における表示のために用いられる。具体的には、これらのデータは、画面を表示するためのデータに組み込まれ、計測された位置を表わす画像又は読み取られた位置（たとえば、屋内送信機２００−１が設置されている場所）を表示するための画像が生成され、ディスプレイ４４０によって表示される。

また、位置情報提供装置１００は、制御部４１４の制御の下に、外部との間、たとえば、位置情報提供サーバ（図示せず）との間で、データを授受するための通信部４５０を備える。

図１１に示した構成において、特に限定されないが、測位信号受信からディスプレイに表示される情報の生成までの信号処理において、アンテナ４０２、ＲＦフロント回路４０４、ダウンコンバータ４０６、Ａ／Ｄコンバータ４０８は、ハードウェアにより構成され、ベースバンドプロセッサ４１０およびナビゲーションプロセッサ４３０の処理は、メモリ４２０に格納されたプログラムにより実行することができる。なお、コリレータ部４１２の処理については、ソフトウェアの代わりにハードウェアにより実現される構成とすることもできる。

図１２を参照して、位置情報提供装置１００の制御処理について説明する。図１２は、位置情報提供装置１００のベースバンドプロセッサ４１０およびナビゲーションプロセッサ４３０が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。

ステップＳ６１０にて、位置情報提供装置１００は、測位信号を取得（追尾、捕捉）する。具体的には、ベースバンドプロセッサ４１０は、Ａ／Ｄコンバータ４０８から、受信された測位信号（デジタル変換処理後のデータ）の入力を受け付ける。ベースバンドプロセッサ４１０は、擬似雑音符号のレプリカとして、可能な遅延が反映された符号位相が異なる符号パターンを生成し、その符号パターンと受信された測位信号との相関の有無をそれぞれ検出する。生成される符号パターンの数は、たとえば、符号パターンのビット数の２倍である。一例として、たとえば、チップレートが１０２３ビットである場合、２分の１ビットずつの遅延、すなわち符号位相差を有する２０４６個の符号パターンが生成され得る。そして、各符号パターンを用いて、受信された信号との相関を取る処理が、実行される。ベースバンドプロセッサ４１０は、当該相関処理において、予め規定された強度以上の出力が検出された場合に、その符号パターンをロックし、当該符号パターンによって、その測位信号を発信した衛星を特定することができる。当該符号パターンのビット配列を有する擬似雑音符号は、１つしか存在しない。これにより、受信された測位信号をスペクトラム拡散符号化するために使用された擬似雑音符号が特定される。

なお、後述するように、受信によって取得された信号と、位置情報提供装置１００の内部で生成されたレプリカの符号パターンとの相関を取るための処理は、並列処理としても実現可能である。

ステップＳ６１２にて、ベースバンドプロセッサ４１０は、その測位信号の発信源を特定する。具体的には、判断部４１６が、その信号を生成するために変調時に使用された擬似雑音符号の符号パターンを使用する送信機に対応付けられるＰＲＮ−ＩＤに基づいて（たとえば、図１１におけるメモリ４２０）、その信号の発信源を特定する。その測位信号が屋外から発信されたものである場合には、制御はステップＳ６２０に移される。その測位信号が屋内において発信されたものである場合には、制御はステップＳ６３０に移される。受信した複数の信号が屋外および屋内のそれぞれから発信されたものを含む場合には、制御はステップＳ６４０に移される。

ステップＳ６２０にて、位置情報提供装置１００は、測位信号の復調を行なうことにより、その信号に含まれるデータを取得する。具体的には、ナビゲーションプロセッサ４３０の屋外測位部４３２は、その測位信号に対して、メモリ４２０に一時的に保存されていた符号パターン（前述の「ロック」が行なわれた符号パターン、以下「ロックした符号パターン」）を用いて重畳することにより、その信号を構成するサブフレームから、航法メッセージを取得する。ステップＳ６２２にて、屋外測位部４３２は、取得した４つ以上の航法メッセージを用いて位置を算出するための通常の航法メッセージ処理を実行する。

ステップＳ６２４にて、屋外測位部４３２は、その処理の結果に基づいて位置情報提供装置１００の位置を計算するための処理を実行する。たとえば、位置情報提供装置１００が、４つ以上の衛星から発信された各測位信号を受信している場合には、距離の算出は、各信号から復調された航法メッセージに含まれる各衛星の軌道情報、時刻情報等を用いて行なわれる。

また、他の局面において、ステップＳ６１２において、位置情報提供装置１００が、衛星によって発信された測位信号（屋外信号）と屋内発信機からの信号（屋内信号）とを受信している場合には、ステップＳ６４０にて、位置情報提供装置１００は、測位信号の復調を行なうことにより、その信号に含まれるデータを取得する。具体的には、屋外測位部４３２は、ベースバンドプロセッサ４１０によって送出された測位信号に対して、当該ロックした符号パターンを重畳することにより、測位信号を構成するサブフレーム中のデータを取得する。この場合、位置情報提供装置１００は、衛星からの信号および屋内送信機からの信号を受信していることになるため、いわば「ハイブリッド」モードとして作動していることになる。したがって、各衛星からの信号については、時刻データを有する航法メッセージが取得され、屋内送信機からの信号については、上記座標値その他の位置情報を有するデータが取得される。すなわち、ステップＳ６４２にて、屋内測位部４３４は、屋内送信機２００−１によって発信された測位信号から、Ｘ座標値５６３、Ｙ座標値５６４、Ｚ座標値５６５を取得する処理を行ない、また、ＧＰＳ衛星によって発信された測位信号から航法メッセージを取得し、処理を行なう。その後、制御は、ステップＳ６２４に移される。この場合、ステップＳ６２４では、位置の算出に用いる信号を決定するための振り分けが、たとえば、屋内信号および屋外信号の強度に基づいて行なわれる。一例として、屋内信号の強度が屋外信号の強度よりも大きい場合には、屋内信号が選択され、当該屋内信号に含まれる座標値が、位置情報提供装置１００の位置とされる。

一方、ステップＳ６１２にて、測位信号の発信源が屋内である場合、たとえば、屋内信号の強度が所定のレベル以上である場合に、続いて、ステップＳ６３０にて、Ｑ相信号の受信モードとなっているかを判断部４１４が判断する。Ｑ相信号の受信モーでない場合（たとえば、Ｌ１ Ｃ／Ａの受信モードまたはＬ１ＣのＩ相信号の受信モード）は、続いて、ステップＳ６３２において、位置情報提供装置１００は、測位信号の復調を行なうことにより、その信号に含まれるデータを取得する。具体的には、屋内測位部４３４は、ベースバンドプロセッサ４１０から送出された測位信号に対して、当該ロックした符号パターンを重畳することにより、測位信号を構成するサブフレームから、メッセージデータを取得する。このメッセージデータは、衛星から送信される測位信号に含まれる航法メッセージに代えて、屋内送信機によって発信される測位信号に含まれるものである。メッセージデータのフォーマットは、したがって、航法メッセージのフォーマットと同じフォーマットであることが好ましい。

ステップＳ６３４にて、屋内測位部４３４は、そのデータから座標値（すなわち、屋内送信機の設置場所を特定するためのデータ（たとえば、図８の信号５６０におけるＸ座標値５６３、Ｙ座標値５６４、Ｚ座標値５６５））を取得する。なお、このような座標値に代えて、設置場所あるいは設置場所の住所を表わすテキスト情報がフレームに含まれている場合には、当該テキスト情報が取得される。その後、処理はステップＳ６５０に移行する。

一方、ステップＳ６３０において、Ｑ相信号の受信モーである場合は、続いて、ステップＳ６３６において、位置情報提供装置１００は、測位信号の復調を行なうことにより、その信号に含まれるデータ（送信機ＩＤ）を取得する。ステップＳ６３８において、位置情報提供装置１００は、この送信機ＩＤをネットワークを介して送信することで、サーバ（図示せず）から、当該送信機ＩＤに対応する位置情報を受信する。

ステップＳ６５０にて、ナビゲーションプロセッサ４３０は、位置の算出結果に基づいてディスプレイ４４０に位置情報を表示させるための処理を実行する。具体的には、取得された座標を表示するための画像データあるいは屋内送信機２００−１の設置場所を表示するためのデータを生成し、ディスプレイ４４０に送出する。ディスプレイ４４０は、そのようなデータに基づいて表示領域に位置情報提供装置１００の位置情報を表示する。

図１３を参照して、位置情報提供装置１００の位置情報の表示態様について説明する。図１３は、位置情報提供装置１００のディスプレイ４４０における画面の表示を表わす図である。位置情報提供装置１００が、屋外において、各ＧＰＳ衛星から発信された測位信号を受信すると、ディスプレイ４４０は、位置情報が当該測位信号に基づいて取得されていることを表わすアイコン７１０を表示する。その後、位置情報提供装置１００の使用者が屋内に移動した場合、位置情報提供装置１００は、各ＧＰＳ衛星から発信された測位信号を受信できなくなる。代わりに位置情報提供装置１００は、たとえば屋内送信機２００−１によって発信された信号を受信する。この信号は、上述のように、ＧＰＳ衛星から発信される測位信号と同じ方式によって送信されている。したがって、位置情報提供装置１００は、衛星から測位信号を受信した場合に実行する処理と同様の処理を当該信号に対して行なう。位置情報提供装置１００が、当該信号から位置情報を取得すると、当該位置情報は屋内に設置された送信機から発信された信号に基づいて取得されたことを表わすアイコン７２０をディスプレイ４４０に表示する。

以上のようにして、本発明の第１の実施の形態に係る位置情報提供装置１００は、屋内あるいは地下街のように、ＧＰＳ衛星からの電波を受信できない場所においては、その場所に設置された送信機（たとえば、屋内送信機２００−１，２００−２，２００−３）から発信された電波を受信する。位置情報提供装置１００は、その電波から、当該送信機の位置を特定する情報（たとえば、座標値、住所）を取得し、ディスプレイ４４０に表示する。これにより、位置情報提供装置１００の使用者は、現在の位置を知ることができる。このようにすると、測位信号を直接受信できないような場所においても、位置情報が提供されることになる。

これにより、屋内における信号の安定な受信が確保される。また、屋内においても、数ｍ程度の安定した精度によって位置情報の提供が可能になる。

また、地上時刻（屋内送信機２００−１等の送信機の時刻）と衛星時刻とは、互いに独立でよく、同期している必要はない。したがって、屋内送信機を製造するためのコストの増加を抑制することができる。また、位置情報提供システムが運用された後も、屋内送信機の時刻を同期させる必要がないため運用も容易になる。

各屋内送信機から発信される各々の信号には、当該送信機が設置されている場所を特定するための情報そのものが含まれているため、複数の衛星から発信された各信号に基づいて位置情報を算出する必要がなく、したがって、単一の送信機から発信された信号に基づいて位置情報を導出することができる。

また、単一の屋内送信機から発信された信号を受信することにより、その信号の受信場所の位置が特定できるため、ＧＰＳその他の従来の測位システムよりも、位置を提供するためのシステムを容易に実現することができる。

この場合、位置情報提供装置１００は、屋内送信機２００−１によって発信される信号を受信するための専用のハードウェアを必要とせず、従来の測位システムを実現するハードウェアを用いて、信号処理についてはソフトウェアを変更することで実現可能である。したがって、本実施の形態に係る技術を適用するためのハードウェアをゼロから設計する必要がないため、位置情報提供装置１００のコストの増加が抑制され、普及し易くなる。また、たとえば回路規模の増大化あるいは複雑化が防止される位置情報提供装置が提供される。

具体的には、位置情報提供装置１００のメモリ４２０は、屋内送信機および／または衛星について予め規定されたＰＲＮ−ＩＤを保持している。位置情報提供装置１００は、受信した電波が衛星から発信されたものであるか、屋内送信機から発信されたものであるかをそのＰＲＮ−ＩＤに基づいて判断するための処理をプログラムに基づいて動作する。このプログラムは、ベースバンドプロセッサのような演算処理装置によって実現される。あるいは、判断のための回路素子を、当該プログラムによって実現される機能を含む回路素子に変更することにより、位置情報提供装置１００が構成され得る。

さらに、位置情報提供装置１００が携帯電話として実現される場合には、その取得した情報をフラッシュメモリのような不揮発性のメモリ４２０に保持しておいてもよい。そして、携帯電話の発信が行なわれた際に、メモリ４２０に保持されたデータを発信先に送信するようにしてもよい。このようにすると、発信元の位置情報、すなわち携帯電話としての位置情報提供装置１００が屋内送信機から取得した位置情報が、通話を中継する基地局に送信される。基地局は、その位置情報を受信日時とともに通話記録として保存する。また、発信先が緊急連絡先（たとえば、日本における１１０番）である場合には、発信元の位置情報がそのまま通知されてもよい。これにより、従来の固定電話からの緊急連絡時における発信元の通知と同様に、移動体からの発信元の通知が実現される。

また、特定の場所に設置される送信機に関し、測位衛星に搭載される送信機が発信する信号と同様の信号を発信できる送信機によって、位置情報提供システムが実現される。したがって、送信機をゼロから新たに再設計する必要がなくなる。

本実施の形態に係る位置情報提供システムは、測位のための信号としてスペクトラム拡散信号を用いる。この信号の送信によれば、周波数あたりの電力を下げることができるため、たとえば、従来のＲＦタグに比べて、電波の管理が容易になると考えられる。その結果、位置情報提供システムの構築が容易になる。

また、屋内送信装置２００−１は、設置後において、無線Ｉ／Ｆ２１０により、設定パラメータを変更できる。このため、設置場所を特定するための位置特定データを、設置後に一括して書き換えるなど設置手続きを簡略化できる。また、メッセージとして送信する情報のうち、「宣伝広告用のデータ」、「交通情報」、「気象情報」、「災害情報」（たとえば地震情報）などをリアルタイムに書き換えて、受信機に提供できるので、さまざまなサービスを実現できる。それのみならず、屋内送信装置２００−１は、信号処理を行うためのＦＰＧＡ２４５のファームウェア自体を書き換えることが可能である。このため、同一のハードウェアをさまざまな測位システムの通信方式（変調方式等）において使用することが可能である。

また、デジタル帯域制限フィルタにより、送信される信号の帯域を選択的に制限できるので、他のシステムとの干渉を抑制でき、周波数利用効率が高められる。

また、Ｉ相信号とＱ相信号とで、異なる情報を提供できるので、状況に応じた柔軟な位置情報の提供が可能となる。Ｉ相信号とＱ相信号との振幅を個別に調整できるので、直交だけでなく、異なった位相の変調が可能となる。また、送信レベルを可変としているので、設置場所に応じて、たとえば、日本の電波法のような電波使用を規制する法令等の規制以下の送信電力とできるので、設置のために特別の免許が不要となる。

＜第１の変形例＞
位置情報提供装置１００が備えるコリレータ部４１２の構成に代えて、複数のコリレータが用いられてもよい。この場合、測位信号をレプリカにマッチングさせるための処理が同時並行して実行されるため、位置情報の算出時間が短くなる。

本変形例に係る位置情報提供装置１０００は、アンテナ１０１０と、アンテナ１０１０に電気的に接続されるバンドパスフィルタ１０２０と、バンドパスフィルタ１０２０に電気的に接続されるローノイズアンプ１０３０と、ローノイズアンプ１０３０に電気的に接続されるダウンコンバータ１０４０と、ダウンコンバータ１０４０に電気的に接続されるバンドパスフィルタ１０５０と、バンドパスフィルタ１０５０に電気的に接続されるＡ／Ｄコンバータ１０６０と、Ａ／Ｄコンバータ１０６０に電気的に接続される複数のコリレータからなる並列コリレータ１０７０と、並列コリレータ１０７０に電気的に接続されるプロセッサ１０８０と、プロセッサ１０８０に電気的に接続されるメモリ１０９０とを含む。

並列コリレータ１０７０は、ｎ個のコリレータ１０７０−１〜１０７０−ｎを含む。各コリレータは、プロセッサ１０８０から出力される制御信号に基づいて、受信された測位信号と測位信号を復調するために生成されたコードパターンとのマッチングを同時に実行する。

具体的には、プロセッサ１０８０は、各並列コリレータ１０７０の各々に対して、擬似雑音符号において生じ得る遅延を反映させた（符号位相をずらした）符号パターンを生成する指令を与える。この指令は、たとえば、現行ＧＰＳでは、衛星の数×２×１０２３（用いられる擬似雑音符号の符号パターンの長さ）となる。各並列コリレータ１０７０は、各々に与えられた指令に基づいて、各衛星について規定された擬似雑音符号の符号パターンを用いて符号位相の異なる符号パターンを生成する。そうすると、生成された全ての符号パターンの中には、受信された測位信号の変調に使用された擬似雑音符号の符号パターンに一致するものが１つ存在する。そこで、各符号パターンを用いたマッチング処理を行なうために必要な数のコリレータを並列コリレータ１０７０として予め構成することにより、瞬時に、擬似雑音符号の符号パターンを特定することができる。この処理は、位置情報提供装置１００が屋内送信機からの信号を受信する場合にも同様に適用できる。したがって、位置情報提供装置１００の使用者が屋内にいる場合でも、その位置情報を瞬時に取得することができる。

つまり、並列コリレータ１０７０は、最大で、各衛星について規定された擬似雑音符号の符号パターンと各屋内送信機について規定された擬似雑音符号の符号パターンとのすべてについて、並列して、マッチングをとることが可能である。また、コリレータの個数と、衛星および屋内送信機に割り当てられる擬似雑音符号の符号パターンの個数との関係により、各衛星と各屋内送信機とについて規定された擬似雑音符号の符号パターンのすべてについて、一括して、マッチングを採らない場合でも、複数のコリレータによる並列処理により、大幅に、位置情報の取得に要する時間を短縮できる。

ここで、衛星および屋内送信機は、同一の通信方式であるスペクトラム拡散方式で信号を送信しており、衛星および屋内送信機に割り当てられる擬似雑音符号の符号パターンが同一系列のものを使用できるので、並列コリレータについては、衛星からの信号および屋内送信機からの送信の双方について共用することができ、受信処理は、両者について特段に区別することなく、並行して行うことができる。

なお、図１４の位置情報提供装置１０００においても、特に限定されないが、測位信号受信からディスプレイ（図１４では図示せず）に表示される情報の生成までの信号処理において、アンテナ１０１０、バンドパスフィルタ１０２０、低雑音アンプ（ＬＮＡ）１０３０、ダウンコンバータ１０４０、バンドパスフィルタ１０５０、Ａ／Ｄコンバータ１０６０、コリレータ１０７０は、ハードウェアにより構成され、測位のための演算処理（図１２で説明される制御処理）は、メモリ１０９０に格納されたプログラムによりプロセッサ１０８０が実行することができる。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。この実施の形態に係る位置情報提供システムは、複数の送信機が取り付けられている点で、第１の実施の形態と異なる。

図１５は、本発明の第２の実施の形態に係る位置情報提供装置の使用態様を表わす図である。図１５を参照して、屋内送信機１１１０，１１２０，１１３０がそれぞれ同一フロアの天井に取り付けられている。各屋内送信機は、前述の屋内送信機２００−１と同様の処理を実行する。すなわち、各屋内送信機は、各々が取り付けられている場所を表わすデータが含まれる測位信号を発信する。

この場合、屋内送信機の取り付け位置によっては隣接する各送信機からそれぞれ発信された信号をいずれも受信できる領域（すなわち空間）が存在する。たとえば、領域１１４０は、屋内送信機１１１０および１１２０の各々から発信された信号を受信できる領域である。同様に、領域１１５０は、屋内送信機１１２０および１１３０によってそれぞれ発信された測位信号を受信可能な領域である。

そこで、たとえば、本発明に係る位置情報提供装置１１６０が、図１５に示される位置に存在する場合、位置情報提供装置１１６０は、屋内送信機１１１０から発信された信号に含まれる、屋内送信機１１１０の取り付け位置を表わすためのデータを、位置情報提供装置１１６０の位置として取得できる。その後、位置情報提供装置１１６０の使用者が、たとえば領域１１６０に該当する位置に移動すると、位置情報提供装置１１６０は、屋内送信機１１１０に加えて屋内送信機１１２０によって発信された信号も受信できる。この場合、いずれの信号に含まれる位置特定データを位置情報提供装置１１６０の位置として決定するかは、たとえば受信された信号の強度に基づいて決定できる。すなわち、複数の屋内送信機から発信された信号が受信された場合には、その中で最も受信強度が大きな値を有するデータを、その位置情報の表示のために用いればよい。仮に、各信号の強度が同一である場合には、それらの信号に含まれるデータの算術和を導くことにより、位置情報提供装置１１６０の位置としてもよい。

以上のようにして、本実施の形態に係る位置情報提供装置１１６０によれば、測位のための複数の信号を屋内で受信した場合であっても、いずれかの信号の発信源を特定できるため、その発信源、すなわち屋内に設置された送信機の取り付け位置も特定できる。

なお、ここで「屋内」とは、ビルその他の建築物の内部に限られず、ＧＰＳ衛星から発信された電波が受信できない場所であればよい。そのような場所は、たとえば、地下街、鉄道の車両等も含む。

この場合は、１つの屋内送信機のカバーする領域の大きさを制限できるので、屋内送信機からの送信信号強度を大きくする必要がなく、日本の電波法のような電波使用を規制する法令等の規制以下の送信電力とするのが容易で、設置のために特別の免許が不要となる。

＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る位置情報提供装置は、屋内送信機に含まれるデータに基づいて位置を特定する代わりに、その送信機を識別するためのデータ（以下「送信機ＩＤ」という。）を、その送信機に関する情報を提供する装置に送信する場合に、位置情報を取得できる処理を携帯電話網を用いた通信とする。したがって、第１の実施の形態または第２の実施の形態の位置情報提供装置を携帯電話機を用いて実現できる。そして、本実施の形態によると、当該送信機ＩＤによっても位置を特定することができる。一般には、携帯電話機が発信する信号によって、携帯電話機の位置は、その信号を受信した基地局のエリアとして特定されるが、本実施の形態によって、その位置を特定することができる。これにより、たとえば、基地局の設置数が少ない地方などでも、当該送信機ＩＤによって、携帯電話機の位置を精度良く特定することが可能となる。

なお、衛星からの測位信号に基づいて、位置の測位をする構成については共通であるので、以下では、主として、送信機ＩＤを屋内送信機から受信した場合の動作について説明する。

図１６は、本実施の形態に係る位置情報提供装置の使用態様を表わす図である。当該位置情報提供装置は、携帯電話１２００として実現される。携帯電話１２００は、屋内送信機１２１０によって発信された測位信号を受信できる。屋内送信機１２１０は、インターネット１２２０に接続されている。インターネット１２２０には、屋内送信機１２１０の情報を提供可能な情報提供サーバ１２３０が接続されている。情報提供サーバ１２３０には、複数の送信機ＩＤとこれらにそれぞれ対応する位置情報とがデータベースに登録されているものとする。インターネット１２２０には、携帯電話１２００との通信を行なう基地局１２４０も接続されている。

携帯電話１２００が、屋内送信機１２１０によって発信された信号を受信すると、その信号の中から、屋内送信機１２１０を識別するための送信機ＩＤを取得する。送信機ＩＤは、たとえば、前述のＰＲＮ−ＩＤに対応付けられている。携帯電話１２００は、その送信機ＩＤを（あるいはＰＲＮ−ＩＤとともに）情報提供サーバ１２３０に対して送信する。具体的には、携帯電話１２００は基地局１２４０との間で通信を開始し、取得した送信機ＩＤが含まれるパケットデータを、情報提供サーバ１２３０に送出する。

情報提供サーバ１２３０は、その送信機ＩＤを認識すると、送信機ＩＤに関連付けられているデータベースを参照して、そのＩＤに関連する位置特定データを読み出す。情報提供サーバ１２３０が、そのデータを基地局１２４０に対して送信すると、基地局１２４０は、そのデータを発信する。携帯電話１２００は、そのデータの着信を検知すると、携帯電話１２００の使用者による閲覧操作に従って、そのデータから、送信機１２５０の位置を取得することができる。

ここで、図１７を参照して、携帯電話１２００の構成について説明する。図１７は、携帯電話１２００のハードウェア構成を表わすブロック図である。携帯電話１２００は、各々が電気的に接続された、アンテナ１３０８と、通信装置１３０２と、ＣＰＵ１３１０と、操作ボタン１３２０と、カメラ１３４０と、フラッシュメモリ１３４４と、ＲＡＭ１３４６と、データ用ＲＯＭ１３４８と、メモリカード駆動装置１３８０と、音声信号処理回路１３７０と、マイク１３７２と、スピーカ１３７４と、ディスプレイ１３５０と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１３７６と、データ通信ＩＦ１３７８と、バイブレータ１３８４とを含む。

アンテナ１３０８によって受信された信号は、通信装置１３０２によってＣＰＵ１３１０に転送される。ＣＰＵ１３１０は、その信号を音声信号処理回路１３７０に転送する。音声信号処理回路１３７０は、その信号に対して予め規定された信号処理を実行し、スピーカ１３７４に処理後の信号を送出する。スピーカ１３７４は、その信号に基づいて音声を出力する。

マイク１３７２は、携帯電話１２００に対する発話を受け付けて、発話された音声に対応する信号を音声信号処理回路１３７０に対して出力する。音声信号処理回路１３７０は、その信号に基づいて通話のために予め規定された信号処理を実行し、処理後の信号をＣＰＵ１３１０に対して送出する。ＣＰＵ１３１０は、その信号を送信用のデータに変換し、通信装置１３０２に対して送出する。通信装置１３０２がアンテナ１３０８を介してその信号を発信すると、基地局１２４０は、その信号を受信する。

フラッシュメモリ１３４４は、ＣＰＵ１３１０から送られるデータを格納する。逆に、ＣＰＵ１３１０は、フラッシュメモリ１３４４に格納されているデータを読み出し、そのデータを用いて予め規定された処理を実行する。

ＲＡＭ１３４６は、操作ボタン１３２０に対して行なわれた操作に基づいてＣＰＵ１３１０によって生成されるデータを一時的に保持する。データ用ＲＯＭ１３４８は、携帯電話１２００に予め定められた動作を実行させるためのデータあるいはプログラムを格納している。ＣＰＵ１３１０は、データ用ＲＯＭ１３４８から当該データあるいはプログラムを読み出し、携帯電話１２００に予め定められた処理を実行させる。

メモリカード駆動装置１３８０は、メモリカード１３８２の装着を受け付ける。メモリカード駆動装置１３８０は、メモリカード１３８２に格納されているデータを読み出し、ＣＰＵ７１０に送出する。逆に、メモリカード駆動装置１３８０は、ＣＰＵ１３１０によって出力されるデータを、メモリカード１３８２において確保されたデータ格納領域にデータを書き込む。

音声信号処理回路１３７０は、前述のような通話に用いられる信号に対する処理を実行する。なお、ＣＰＵ１３１０と音声信号処理回路１３７０とが一体として構成されていてもよい。

ディスプレイ１３５０は、ＣＰＵ１３１０から出力されるデータに基づいてそのデータによって規定される画像を表示する。たとえば、フラッシュメモリ１３４４が情報提供サーバ１２３０にアクセスするためのデータ（たとえばＵＲＬ）を格納している場合、ディスプレイ１３５０は、そのＵＲＬを表示する。

ＬＥＤ１３７６は、ＣＰＵ１３１０からの信号に基づいて予め定められた発光動作を実現する。たとえば、ＬＥＤ１３７６が複数の色を表示可能な場合には、ＬＥＤ１３７６は、ＣＰＵ１３１０から出力される信号に含まれるデータに基づいて、そのデータに関連付けられている色で発光する。

データ通信ＩＦ１３７８は、データ通信用のケーブルの装着を受け付ける。データ通信ＩＦ１３７８は、ＣＰＵ１３１０から出力される信号を当該ケーブルに対して送出する。あるいは、データ通信ＩＦ１３７８は、当該ケーブルを介して受信されるデータをＣＰＵ１３１０に対して送出する。

バイブレータ１３８４は、ＣＰＵ１３１０から出力される信号に基づいて予め定められた周波数で発信動作を実行する。携帯電話１２００の基本的な動作は、当業者にとって容易に理解できるものである。したがって、ここでは詳細な説明は繰り返さない。

携帯電話１２００は、さらに、測位信号受信用のアンテナ１３１６と、測位信号受信フロントエンド部１３１４とを備える。

ここで、測位信号受信フロントエンド部１３１４は、図１１で説明した位置情報提供装置１００の構成のうち、ハードウェアで実現されるとしたアンテナ４０２、ＲＦフロント回路４０４、ダウンコンバータ４０６、Ａ／Ｄコンバータ４０８を含む。一方、位置情報提供装置１００の構成のうちソフトウェアで実現されるとしたベースバンドプロセッサ４１０およびナビゲーションプロセッサ４３０の処理は、フラッシュメモリ１３４４からＲＡＭ１３４６にロードされたプログラムによりＣＰＵ１３１０上の測位処理部１３１２が実行することができる。なお、ここでも、コリレータ部４１２の処理については、ソフトウェアの代わりにハードウェアにより実現される構成とすることもできる。なお、ハードウェアの構成およびソフトウェアの構成については、図１４で説明した位置情報提供装置１０００と同様の構成とすることもできる。

図１８を参照して、情報提供サーバ１２３０の具体的な構成について説明する。図１８は、情報提供サーバ１２３０のハードウェア構成を表わすブロック図である。情報提供サーバ１２３０は、たとえば、周知のコンピュータシステムによって実現される。

情報提供サーバ１２３０は、主たるハードウェアとして、ＣＰＵ１４１０と、情報提供サーバ１２３０の使用者による指示の入力を受け付けるマウス１４２０，キーボード１４３０と、ＣＰＵ１４１０によるプログラムの実行により生成されたデータ、あるいはマウス１４２０もしくはキーボード１４３０を介して入力されたデータを一時的に格納するＲＡＭ１４４０と，大容量のデータを不揮発的に格納するハードディスク１４５０と，ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）駆動装置１４６０と、モニタ１４８０と、通信ＩＦ１４７０とを含む。当該ハードウェアは、相互にデータバスによって接続されている。ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置１４６０には、ＣＤ−ＲＯＭ１４６２が装着される。

情報提供サーバ１２３０を実現するコンピュータシステムにおける処理は、当該ハードウェアおよびＣＰＵ１４１０によって実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、ハードディスク１４５０に予め格納されている場合がある。また、ソフトウェアは、ＣＤ−ＲＯＭ１４６０にその他のデータ記録媒体に格納されて、プログラム製品として流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている他の情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラム製品として提供される場合もある。このようなソフトウェアは、ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置１４６０その他のデータ読取装置によってそのデータ記録媒体から読み取られて、あるいは通信ＩＦ１４７０を介してダウンロードされた後、ハードディスク１４５０に一旦格納される。そのソフトウェアは、ＣＰＵ１４１０によってハードディスク１４５０から読み出され、ＲＡＭ１４４０に実行可能なプログラムの形式で格納される。ＣＰＵ１４１０は、そのプログラムを実行する。

図１８に示される情報提供サーバ１２３０を実現するコンピュータシステムのハードウェアは、一般的なものである。したがって、本発明に係る情報提供サーバ１２３０の本質的な部分は、ＲＡＭ１４４０、ハードディスク１４５０、ＣＤ−ＲＯＭ１４６２その他のデータ記録媒体に格納されたソフトウェア、あるいはネットワークを介してダウンロード可能なソフトウェアであるとも言える。なお、上記コンピュータシステムのハードウェアの動作は周知である。したがって、詳細な説明は繰り返さない。

なお、記録媒体としては、前述のＣＤ−ＲＯＭ１４６２、ハードディスク１４５０などに限られず、磁気テープ、カセットテープ、光ディスク（ＭＯ（Magnetic Optical Disc）／ＭＤ（Mini Disc）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disc））、ＩＣ（Integrated Circuit）カード（メモリカードを含む）、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＲＯＭなどの半導体メモリ等の固定的にプログラムを担持可能な媒体でもよい。

また、ここでいうプログラムとは、ＣＰＵ１４１０によって直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラムなどを含む。

図１９を参照して、情報提供サーバ１２３０に保持されるデータ構造について説明する。図１９は、ハードディスク１４５０におけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。ハードディスク１４５０は、データを格納するための領域１５１０〜１５５０を含む。これらの領域１５１０〜１５５０に格納されている各データは相互に関連付けられている。

ハードディスク１４５０に格納されているデータレコードを識別するためのレコードＮｏ．は、領域１５１０に格納されている。測位信号を発信する送信機を識別するための送信機ＩＤは、領域１５２０に格納されている。たとえば、送信機ＩＤは、当該送信機の製造メーカによって一意に与えられる製造番号、あるいは、当該システムの管理者によって一意に与えられる番号である。その送信機が設置されている場所を表わすためのデータ（座標値）は、領域１５３０に格納されている。このデータは、たとえば各送信機が設置されるごとにハードディスク１４５０に格納されている。当該送信機が設置されている場所の具体的な名称は、領域１５４０に格納されている。このデータは、たとえばハードディスク１４５０に格納されているデータを管理する管理者（あるいは情報提供サーバ１２３０を用いて位置情報を提供するサービスの提供者）が認識できるように用いられる。当該送信機が格納されている住所を表わすデータは、領域１５５０に格納されている。このデータも、領域１５４０に格納されているデータと同様に、管理者によって使用される。各領域１５１０〜１５５０に格納されているデータは、関連付けられているため、送信機ＩＤが特定されると、その送信機ＩＤに関連付けられている位置座標、たとえば、設置座標（領域１５３０）、設置場所名称（１５４０）が特定される。これにより、送信機ＩＤの送信者の位置を、基地局のカバーエリアよりも狭いエリアで特定することができる。

情報提供サーバ１２３０による送信機の位置情報の提供は、以下のとおりである。携帯電話１２００は、ＰＲＮ−ＩＤの判断の結果に基づいて取得した送信機ＩＤと情報提供サーバ１２３０にアクセスするためのデータ（ＵＲＬ等）を用いて、位置情報を要求するパケットデータ（以下、「リクエスト」という。）を生成する。携帯電話１２００は、そのリクエストを基地局１２４０に対して送信する。この送信は、公知の通信処理によって実現される。基地局１２４０は、そのリクエストを受信すると、情報提供サーバ１２４０に転送する。

情報提供サーバ１２３０は、そのリクエストの受信を検知する。ＣＰＵ１４１０は、そのリクエストの中から送信機ＩＤを取得し、ハードディスク１４５０を検索する。具体的には、ＣＰＵ１４１０は、取得した送信機ＩＤと、領域１５２０に格納されている送信機ＩＤとが一致するか否かのマッチング処理を行なう。マッチング処理の結果、携帯電話１２００から送信されたデータに含まれる送信機ＩＤに一致する送信機ＩＤが存在する場合には、ＣＰＵ１４１０は、その送信機ＩＤに関連付けられている座標値（領域１５３０）を読み出し、位置情報を携帯電話１２００に返信するためのパケットデータを生成する。具体的には、ＣＰＵ１４１０は、座標値を有するデータに加えて携帯電話１２００のアドレスをヘッダに付加してパケットデータを生成する。ＣＰＵ１４１０は、通信ＩＦ１４７０を介して、基地局１２４０に対してそのパケットデータを送信する。

基地局１２４０は、情報提供サーバ１２３０によって送信されたパケットデータを受信すると、そのデータに含まれるアドレスに基づいてパケットデータを発信する。なお、基地局１２４０は、受信したパケットデータと受信時刻とを不揮発性の記憶装置（たとえば、ハードディスク装置）に格納してもよい。これにより、携帯電話１２００の使用者による位置情報の取得の履歴が残されるため、使用者が移動した経路も把握可能になる。

携帯電話１２００が、基地局１２４０からの電波が届く範囲に存在する場合、基地局１２４０によって発信されたパケットデータを受信する。携帯電話１２００の使用者が受信したデータを閲覧するために予め規定された操作（たとえば、電子メールを閲覧するための操作）を実行すると、ディスプレイ１３５０は、当該送信機の座標値を表示する。これにより、当該使用者は、大体の位置を知ることができる。このようにすると、屋内に設置される送信機の各々に対して座標値を予め登録する必要がないため、送信機の設置場所の変更をより柔軟に行なうことができる。

以上のようにして、本実施の形態に係る位置情報提供システムでも、地上に設置された送信機から発信される信号は、状況によって、当該送信機を識別するためのデータ（送信機ＩＤ）を含んでいる。このデータは、当該送信機の位置情報を提供するサーバ装置において、当該位置情報に関連付けられて格納されている。位置情報提供装置として機能する携帯電話１２００は、送信機ＩＤを当該サーバ装置に送信することにより、上記位置情報を取得する。このような情報の提供方法を利用した場合、送信機の位置情報を当該送信機自身に保持させる必要がないため、送信機の設置場所を容易に変更することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明に係る位置情報提供システムは、たとえば、測位機能を有する携帯電話、携帯型測位端末、携帯型監視端末その他の測位のための信号を受信できる端末に適用可能である。また、本発明に係る送信機は、たとえば、屋内に設置される送信機その他の送信装置に適用可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る位置情報提供システム１０の構成を表わす図である。 屋内送信機２００−１のハードウェア構成を表わすブロック図である。 屋内送信機２００−１が備えるＥＥＰＲＯＭ２４３におけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。 ＦＰＧＡ２４５により実現される回路のうち、信号フォーマットに従った変調を行うための変調器２４５ａの構成を説明するための機能ブロック図である。 Ｌ１ Ｃ／Ａコードの信号と、Ｌ１Ｃコードの信号のスペクトル強度分布を示す図である。 メッセージデータ生成装置２４５ｂの構成を示す機能ブロック図である。 メッセージデータ生成装置２４５ｃの構成を示す機能ブロック図である。 ＧＰＳ衛星に搭載される送信機によって発信される信号５００の構成を表わす図である。 Ｌ１Ｃ互換信号の第１の構成を表わす図である。 Ｌ１Ｃ互換信号の第２の構成を表わす図である。 位置情報提供装置１００のハードウェア構成を表わすブロック図である。 位置情報提供装置１００が実行する処理の手順を表わすフローチャートである。 位置情報提供装置１００のディスプレイ４４０における画面の表示を表わす図である。 本発明の第１の実施の形態の変形例に係る位置情報提供装置１０００の構成を表わすブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係る位置情報提供装置が使用される場面を表わす図である。 本発明の第３の実施の形態に係る位置情報提供装置の使用態様を表わす図である。 本発明の第３の実施の形態に係る携帯電話１２００のハードウェア構成を表わすブロック図である。 本発明の第３の実施の形態に係る情報提供サーバ１２３０のハードウェア構成を表わすブロック図である。 情報提供サーバ１２３０が備えるハードディスク１４５０におけるデータの格納の一態様を概念的に表わす図である。

符号の説明

１０ 位置情報提供システム、１１０，１１１，１１２ ＧＰＳ衛星、１２０，１２１
，１２２ 送信機、１００−１，１００−２，１００−３，１００−４，１０００，１１６０，１１７０ 位置情報提供装置、１３０ ビル、２００−１，２００−２，２００−３，１１１０，１１２０，１１３０，１２１０ 屋内送信機、２１０ 無線Ｉ／Ｆ，２２０ 外部同期リンクポート，２２１ 外部クロックポート，２３０ 基準クロックＩ／Ｏブロック，２４０ デジタル処理ブロック，２５０ アナログブロック，１０１０，１３０８ アンテナ、１１４０，１１５０ 領域、１２２０ インターネット、１３８２ メモリカード、１４６２ ＣＤ−ＲＯＭ。

Claims (9)

1. 複数の衛星からのスペクトラム拡散信号である第１の測位信号を用いて、位置情報を提供することが可能な位置情報提供システムであって、
   屋内送信機を備え、
   前記屋内送信機は、
   前記屋内送信機が設置される場所を特定するための位置データを格納する第１の記憶部と、
   前記位置データを有する変調した第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する生成部と、
   前記スペクトラム拡散信号を送信する送信部とを含み、
   前記位置情報提供システムは、位置情報提供装置をさらに備え、
   前記位置情報提供装置は、
   スペクトラム拡散信号を受信する受信部と、
   前記第１および第２の測位信号についての符号パターンを格納する第２の記憶部と、
   並列に設けられ、かつ前記第１の測位信号および前記第２の測位信号について共通に設けられた複数のコリレータを含み、前記複数のコリレータの各々においては前記第１の測位信号についての前記第１の符号パターンおよび前記第２の測位信号についての前記第２の符号パターンの各々を生成し、前記生成された符号パターンと前記受信部により受信されたスペクトラム拡散信号の変調に使用された符号パターンとのマッチングを同時に行うことにより、前記複数の符号パターンと前記スペクトラム拡散信号との相関処理をそれぞれ並行して実行し、前記複数の符号パターンの中から一致する符号パターンを、前記受信部により受信されたスペクトラム拡散信号に対応する符号パターンとして特定する処理を行う特定部と、
   前記特定部によって特定された符号パターンが前記第１の符号パターンまたは前記第２の符号パターンのいずれであるかにより、前記第１または第２のいずれの測位信号が受信されたかを判断する判断部と、
   前記判断部による判断の結果に応じて、前記屋内送信機によって送信された前記第２の測位信号が受信された場合には前記第２の測位信号を復調することにより得られた信号から前記位置データを取得し、複数の前記第１の測位信号が受信された場合には複数の前記スペクトラム拡散信号に基づいて前記位置情報を算出するよう処理を切り換えることにより、前記位置情報提供装置の位置情報を導出する位置情報導出部と、
   前記位置情報導出部によって導出された位置情報を出力する出力部とを備え、
   前記位置データは、前記屋内送信機を特定可能な第１のデータと前記屋内送信機の設置場所を表わす第２のデータとを含み、
   前記生成部は、前記第１のデータが変調された第１の位相信号と前記第２のデータが変調された第２の位相信号とを、前記第２の測位信号として生成し、
   前記屋内送信機の時刻は、前記複数の衛星の各々の時刻とは独立であり、
   前記位置情報導出部は、（ａ）複数の屋内送信機のうちの１つによって送信された前記第２の測位信号が受信されると、前記復調によって得られた前記信号から前記位置データを取得し、（ｂ）複数の第１の測位信号が受信されると、前記受信された前記複数の第１の測位信号の各スペクトラム拡散信号に基づいて前記位置情報を算出する、
   ように作動し、
   ここにおいて、上記（ａ）及び（ｂ）の作動は、前記第１及び第２の測位信号のＰＲＮ−ＩＤを特定することにより、独立して切り換えられ、
   前記受信部が前記第２の測位信号を受信すると、前記位置情報導出部は、前記第２の位相信号から前記第２のデータを抽出し、
   前記出力部は、前記第２のデータに基づいて前記設置場所を表示するものであって、
   前記設置場所には、前記屋内送信機が設置された住所又は建物名称のいずれかが含まれる
   ことを特徴とする位置情報提供システム。
2. 前記位置情報提供装置は、通信回線を介して、前記第１のデータに関連付けられた位置情報を提供する通信装置と通信可能であり、
   前記受信部が前記第２の測位信号を受信すると、前記位置情報導出部は、前記第１の位相信号に含まれている前記第１のデータに基づいて前記通信装置と通信することにより、前記第１のデータに関連付けられた位置情報を取得する、請求項１に記載の位置情報提供システム。
3. 複数のデジタルフィルタと、
   前記複数のデジタルフィルタのいずれかを選択する選択部とをさらに備え、
   前記生成部は、前記選択部によって選択されたデジタルフィルタにより規定される帯域に応じて、前記位置データを有する第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する、請求項１〜２のいずれか１項に記載の位置情報提供システム。
4. 前記第２の測位信号は、第１の位相信号と第２の位相信号とを含み、
   前記第１の位相信号は、前記屋内送信機を特定可能な第１のデータを含み、
   前記第２の位相信号は、前記屋内送信機の設置場所を表わす第２のデータを含み、
   前記生成部は、前記第１の位相信号の変調と前記第２の位相信号の変調とを独立に行なう、請求項１〜３のいずれか１項に記載の位置情報提供システム。
5. 前記第１の記憶部は、前記スペクトラム拡散のための拡散符号データを記憶し、
   前記拡散符号データの入力を受け付け、前記第１の記憶部へ前記受け付けた前記拡散符号データを書き込むデータ入力部をさらに備え、
   前記生成部は、前記屋内送信機の外部から入力される前記拡散符号データに基づいて、前記第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の位置情報提供システム。
6. 前記生成部は、外部から供給されるファームウエアに応じてプログラム可能な論理回路である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の位置情報提供システム。
7. 前記第２の測位信号の形式は、前記第１の測位信号の形式と共通であり、前記第１の測位信号に含まれる航法メッセージの代わりに前記位置データを含み、
   前記位置情報提供装置の前記位置情報導出部は、複数の前記第１の測位信号が受信された場合に各前記航法メッセージに基づいて前記位置情報提供装置の位置を算出する算出部を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の位置情報提供システム。
8. 前記位置データは、前記位置データのみで前記屋内送信機の位置を直接示すデータであり、
   前記出力部は、前記位置データのみから導出された前記位置情報を、計測された位置を表す画像として出力する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の位置情報提供システム。
9. 複数の衛星からのスペクトラム拡散信号である第１の測位信号を用いて、位置情報を提供するための方法であって、
   屋内送信機が設置される場所を特定するための位置データに基づいて、変調した第２の測位信号をスペクトラム拡散信号として生成するステップと、
   前記スペクトラム拡散信号を送信するステップと、
   スペクトラム拡散信号を受信するステップと、
   前記第１および第２の測位信号についての符号パターンに基づいて、前記受信されたスペクトラム拡散信号に対応する符号パターンを特定するステップであって、前記特定は、並列に設けられ、かつ前記第１の測位信号および前記第２の測位信号について共通に設けられた複数のコリレータによって行われるものであり、前記複数のコリレータの各々においては前記第１の測位信号についての前記第１の符号パターンおよび前記第２の測位信号についての前記第２の符号パターンの各々を生成し、前記生成された符号パターンと前記受信ステップにより受信されたスペクトラム拡散信号の変調に使用された符号パターンとのマッチングを同時に行うことにより、前記複数の符号パターンと前記スペクトラム拡散信号との相関処理をそれぞれ並行して実行し、前記複数の符号パターンの中から一致する符号パターンを、前記受信ステップにより受信されたスペクトラム拡散信号に対応する符号パターンとして特定することを特徴とするステップと、
   前記特定された符号パターンが前記第１の符号パターンまたは前記第２の符号パターンのいずれであるかにより、前記第１または第２のいずれの測位信号が受信されたかを判断するステップと、
   前記判断の結果に応じて、前記屋内送信機によって送信された前記第２の測位信号が受信された場合には前記第２の測位信号を復調することにより得られた信号から前記位置データを取得し、複数の前記第１の測位信号が受信された場合には複数の前記スペクトラム拡散信号に基づいて前記位置情報を算出するよう処理を切り換えることにより、位置情報を導出するステップと、
   前記導出された位置情報を出力するステップとを備え、
   前記位置データは、前記屋内送信機を特定可能な第１のデータと前記屋内送信機の設置場所を表わす第２のデータとを含み、
   前記生成するステップは、前記第１のデータが変調された第１の位相信号と前記第２のデータが変調された第２の位相信号とを、前記第２の測位信号として生成するステップを含み、
   前記屋内送信機の時刻は、前記複数の衛星の各々の時刻とは独立であり、かつ、
   前記第２のデータには、緯度・経度情報のほか、前記屋内送信機が設置された住所又は建物名称のいずれかの情報が含まれる
   ことを特徴とする位置情報を提供するための方法。

Images