JP2001521154A

JP2001521154A - デジタル電話網での測位システム

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Publication number: JP2001521154A
Application number: JP2000517292A
Authority: JP
Inventors: ピーター・デュフェット−スミス; ポール・ハンセン
Original assignee: ケンブリッジ・ポジショニング・システムズ・リミテッド
Priority date: 1997-10-22
Filing date: 1998-10-21
Publication date: 2001-11-06
Anticipated expiration: 2018-10-21
Also published as: HUP0004241A3; BR9814614A; WO1999021028A1; KR100570315B1; DE69829421T2; BG104363A; CA2305586A1; HUP0004241A2; AU748322B2; PL340056A1; EA002006B1; ES2189253T3; EE200000240A; EA200000446A1; DE69810149D1; CN1276876A; CN1317567C; CA2305586C; TW425797B; EP1025453A1

Abstract

(57)【要約】本発明は、デジタル電話網の測位システムにおけるモバイル受信機(４)の測位に関する。第１受信機(３)は既知の位置にあり、もう一つの受信機はモバイル受信機である。その方法は、複数の源(１)からの送信信号を伴い、前記送信信号は、少なくとも所定値又は繰り返し部分を有する部分のフォーマットを持つ。各受信機(４、５)が送信源(１)から受信する送信信号の、基準クロックに対する時間オフセットは、基準クロックに固定された基準信号を発生することによって決定される。基準信号は、送信信号と同一のフォーマットを持ち、所定値又は受信信号と同一の部分を含んでおり、基準信号で受信した送信信号と基準信号とを比較する。受信機(４，５)で受信した各信号間の遅延時間は、相対的時間オフセットから決定され、それによってもう一つの受信機(４)の位置を決めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（技術分野）本発明は、ＧＳＭ網の如くのデジタル電話網で使用される測位システムに関す
る。

【０００２】ヨーロッパ特許出願公報EP-A-0303371には、他の目的に合わせて構築した専用
無線送信機を利用した無線航法追跡システムが開示されている。個々に取得され
る各送信機からの信号は、既知の定点にある受信ステーションと、測位すべき移
動体に搭載した受信ステーションとの二つの受信ステーションにより受信される
。一方の受信ステーションで受信した信号の情報は、リンクを経由して他方の受
信ステーションにおけるプロセッサに送信され、このプロセッサにおいて受信信
号を比較して、それらの位相差又は遅延時間を検出している。大きく離れた三台
の送信機を利用した三点測位法は、二次元でのモバイル受信機の位置、すなわち
地上での位置を決めるために十分なものである。二台の受信機のマスタ発振器の
間での位相又は時間オフセットも、求めることができる。

【０００３】国際出願公報WO-A-94-28432は、トンネル内や、地下駐車場、その他の密閉空間内での測位にこのシステムを応用する方法を開示している。

【０００４】別の国際出願WO-A-97-11384では、この考えをさらに拡張して、特にＧＳＭや、例えばＣＤＭＡ、ＵＭＴＳ、それに衛星ベースのシステム（衛星ベースのシス
テムでは、地上での位置のみならず、高度での測位もできる）の如くのその他の
デジタル電話網に応用している。ＣＵＲＳＯＲとして知られているシステムでは
、測位用のネットワーク受信機からの信号を用いている(図１）。ある送信機（ベース・トランシーバ・ステーション、ＢＴＳとして知られている）からの信号
の瞬間バーストが、測位すべきモバイル送受信器（ＣＵＲＳＯＲ・ローバユニッ
ト、ＣＲＵとして知られている）で受信され、それらが基底帯域(baseband)に変
換され、デジタル化され、かくてメモリに記憶される。また、同じバーストがも
う一つの既知の定点にある受信機（ＣＵＲＳＯＲ・ベース・ユニット、ＣＢＵ）
で受信されて、同様に基底帯域に変換され、デジタル化され、かくてメモリに記
憶される。このプロセスは、少なくとも三方に広く散らばったＢＴＳからの信号
についても両方の受信機で同じ高速シーケンスで行われ、その後、記憶情報はリ
ンクＬ１とＬ２とを経由して中央プロセッサ（ＣＵＲＳＯＲ位置プロセッサ、Ｃ
ＰＰ）へ送られる。ここで対応する記憶情報群が、例えばクロス相関法を用いて
比較されることでそれらの間の時間遅延量を得ている。三組の記憶情報で三つの
時間遅延量を得られるが、これらの時間遅延量からＢＴＳの（既知の）位置とＣ
ＢＵの既知の位置とに対するＣＲＵの位置が検索できる。

【０００５】ＧＳＭの如くのデジタル電話網で上記システムを実用化するに当たっては、放
送用制御チャネル(Broadcast Control Channel, ＢＣＣＨ)上の信号が測位用に用いられる。これはネットワーク上にトラヒックレベルが如何であろうとも、当
該信号が常時存在するのを保証するためである。

【０００６】国際出願WO-A-97-11384に開示のシステムにおいては、測位演算毎に相当量のデータを各受信機からＣＰＰに送らなければならない。ＣＲＵからの転送は通常
、ネットワーク自体を使って行われ、例えばデータ転送特性を利用して行われる
。一般のＧＳＭ用途では、モニタされる三つのＢＴＳのそれぞれに２５６バイト
を記憶する必要があり、従って、送信されるデータは約８００バイトに達してい
る。これは、データ転送コールを設定することにより、また、音声コールにデー
タを用いることにより、或いは、それらをいっしょに連結した短メッセージサー
ビス（ＳＭＳ）パケットを用いることにより行なうことができる。しかし、これ
らの方策は商業的には不利なものである。例を挙げると、ユーザが緊急事態をコ
ールしても、オペレータと話すことができるより前にデータコールがまず確立さ
れて、データ転送され、その後にクリアーしない限りオペレータと話せないこと
になる。

【０００７】本発明は、別の方法で記憶することによって、また、デジタル電話信号の特性
を利用することによってこの欠点を解決するものである。送信に必要なデータ量
は、劇的に減らすことができて、例えば一つのＳＭＳパケットに容易に納めるこ
とができる。さらに、ＣＲＵによる測位は、送受信器の遊休時間に全て行なうこ
とができて、そのためユーザがコールしたいときに遅延が起きることなく、また
、受信信号の長い平均化に基づくより良い測位解答が得られる。

【０００８】本発明の動作原理は、国際出願公報WO-A-97-11384で説明されているＣＵＲＳＯＲシステムを左右する式をまず考察することにより、よりよく理解できるであ
ろう。図２は二次元ＣＵＲＳＯＲシステムの幾何的配置を示している。デカルト
座標のｘ軸とｙ軸の原点ＯにＣＢＵが置かれている。軸の方位には意味はないが
、ｙ軸を便宜上、地方の地図の南北に合わせてもよい。モバイルユニット（ＣＲ
Ｕ）の位置Ｒは、ＣＢＵの位置Ｏに対してベクトル位置ｒにある。ＢＴＳの位置
Ａは、ベクトル位置ａで示されている。

【０００９】まず位置ＡにあるＢＴＳからの信号を考える。位置Ｏと位置Ｒとで受信した信
号間の時間差Δt_aは、ここで、νは無線波の速度、εは位置Ｏと位置Ｒにある受信機のクロック信号間
のクロック時間オフセットをそれぞれ表す。同様に、ベクトル位置ｂとｃにある
二つの別のＢＴＳ（ＢとＣとする）についても、とと表すことができ、ここで、Δt_a、Δt_b、Δt_cは国際出願WO-A-97-11384に開示している方法によって測定でき、ａ，ｂ，ｃ、νの値は既知であり、したがって
、これらの式は解くことで送受信器の位置ｒを得ることができる。

【００１０】ここで、ＣＲＵが受信した任意の二つのＢＴＳ、ＡとＢからの信号間の関係を
考える。まず、ＣＲＵは、ＡからのＢＣＣＨに合わせたチャネルと、ＢからのＢ
ＣＣＨに合わせたチャネルとの二つのチャンネルを同時に受信できると仮定する
。ＡとＢが全く独立した、無関係な(incoherent)送信機であるとすれば、その信
号間には確かな(stable)の関係はないであろうし、また、送受信器でのクロス相
関は有意なピークを示さないであろう。しかし、ＧＳＭや他のデジタル電話網で
は、ＢＴＳのＡとＢからの信号は、有意関係(coherence)を示すことになる。例を挙げると、それらはそれぞれ共通のフレーミング構造(framing structure)を有しており、そのフレーミング構造は高品質の基準発振器に固定されて、有意量
の共通データを搬送する。そのため、それらの間のクロス相関にはピークが見つ
かることがある。ネットワークが同期している場合、即ち、フレーミング構造が
いっしょに固定されている場合、ピークの時間オフセットはＡとＢのＣＲＵとの
距離差をνで除算したものである。実際には、未知のゆっくりと変化する時間オ
フセットε_abがあり、これはまた、送信時間オフセット、相対的送信オフセット
、又は相対的送信遅延としても知られている。そこで、と表すことができて、ここで、Δｔ_ab1は、クロス相関から決められた、ＢＴＳのＡとＢからの受信された信号の時間オフセットである。また、ＢＴＳのＢとＣ
から同時に受信した信号について同じ解析を行うと、下式が得られる。

【００１１】また、ＣＢＵが同一対の信号を受信できることから、下式の時間オフセットΔ
ｔ_ab2、Δｔ_bc2が得られる。と式２から式３を引くと、ととなる。Δｔ_ab1とΔｔ_bc1の値は、上述のようにＣＲＵで測定され、Δｔ_ab2と Δｔ_bc2の値は、ＣＢＵで測定される。ａ，ｂ，ｃ，νの値は既知であるので、ＣＲＵのベクトル位置ｒは通常の数学的解法を用いて演繹できる。

【００１２】なお、ε、ε_ab、ε_bcは式（４）から消えている。これは、ＣＲＵとＣＢＵで
の測定が同時に行われるか、又はそれらの間に大きなドリフトがない程度にほと
んどいっしょに行われたと仮定しているためである。実際には、２つの受信機で
の記録を同期させるＢＴＳ信号の特性を利用することができる。例えば、ＧＳＭ
システムでは、ＢＴＳの発する信号は複合的(complex)である。データは、いわゆる時間分割多重化アクセス（ＴＤＭＡ）のフレーム持続時間(frame lasting) ４．６１５ｍｓ、さらに８タイムスロットごとに副分割されてプログラム化され
ている。各タイムスロットは２７１ｋビット／秒の速度で１５６．２５ビットを
搬送し、また各タイムスロットは、例えば、データとトレーニングビットの「通
常バースト」、固定パターンの「周波数補正バースト」（ＦＣＢ）、データとト
レーニングビットの「同期化バースト」（ＳＣＨ）、又は同期化シーケンスとデ
ータに関する「アクセスバースト」であってもよい。また、これらの各バースト
は、ヘッダ、テール、ガードビットも搬送する。どのくらいのタイムスロットが
所定フレームでのどのときに利用されるかは、システムの構築の仕方や、その時
でのトラヒック量に依存する。しかし、閑静状態(quiet condition)においてさえ、ＢＣＣＨの論理チャネルはフレーム毎に一つのアクセスバーストを送信して
いる。さらに、これらのフレームは数時間の繰り返し時間で番号付けされている
。そのため、所定のフレーム数の到着を利用してＣＲＵとＣＢＵで行われる記録
開始を同期化させることができる。

【００１３】また、ＢＴＳ送信を制御している発振器間の時間オフセットと、二つの受信機
にある発振器間の時間オフセットとは時間の経過と共にゆっくり変化しており、
従って、短期間にわたる線形フィットないし低次多項式によるモデル化ができる
と仮定できる。ほとんどの水晶発振器は１０⁶分の１の安定性を示し、短期間ならばもう少しよい。そのため、各ミリ秒毎の同期化誤りがもたらす測位誤差は、
わずか１メートル、例えばν＝３ｘ１０⁸ｍｓ^-1であると、１０^-6ｘ１０^-3ｘν ＝０．３ｍである。

【００１４】本発明により、少なくとも２つの受信機を備えたデジタル電話網の測位システ
ムを提供するものであり、第１受信機は既知の位置にあり、第２受信機は測位す
べきモバイルユニットとしてある。このシステムは、少なくともその一部が所定
値を有するフォーマットの送信信号を利用しており、各受信機で受信した複数の
送信源からの信号の相対的時間オフセットが、異なる送信源から受信した送信信
号を互いに比較、例えばクロス相関をとってそれらの相対的時間オフセットを決
めることで求まり、これにより、両方の受信ステーションで受信された各信号間
の遅延時間を求めることによって第２受信機の位置を求めることができる。本発
明は、システムと、測位方法とを含んでいる。

【００１５】前述の説明においては、ＣＲＵとＣＢＵの両方が２つのチャネルを同時に受信
できるものと仮定していた。これはＣＢＵについてのケースとしてはあっても、
モバイル送受信器ではめったにないことである。そのため、本発明は実際のシス
テムではほとんど使えないようにも思われるが、デジタル電話システムの特殊な
特性が好機をもたらしてくれる。信号の特徴が繰り返されていること、及び有意
な相関度が、全数のフレーム周期で表示されると同じＢＴＳからの信号間に存在
することが判明している。例えば、閑静条件下でのＢＣＣＨの場合では、フレー
ム毎にアクセスバーストが送信されている知見を得ている。また、１０又は１１
のフレーム間隔で周波数補正バースト又は同期化バーストを送信するのが習わし
になっている。同時に受信した異なるＢＴＳからの信号間に相関が存在すること
は既に指摘したところである。異なる時間に受信した異なるＢＴＳからの信号間
にも相関も見出している。例を挙げると、ＢＴＳＡからのＢＣＣＨ信号とＡか
らの信号の後ちょうど１フレーム周期後に記録されたＢＴＳＢからのＢＣＣＨ
信号との間に有意なクロス相関があることが見いだされている。これは送受信器
の一つのチャネルでＡからの信号を記録した後に、チャネルＢに戻る十分な時間
を与えるものである。しかし、二つの記録間のより長い時間オフセットを正確に
測定する必要があり、その時間オフセットは送信された信号の繰り返し間隔で増
大する。これは、送受話器の水晶発振器を利用することで行なうことができ、全
オフセットの各ミリ秒について１メートル未満の誤差をもたらす。

【００１６】そこで、本発明のもう一つの態様では、少なくとも２つの受信機を備えた測位
システムを提供するものであり、第１受信機は既知の位置にあり、第２受信機は
測位すべきモバイルユニットとしてある。このシステムは少なくともその一部が
順次繰り返されているフォーマットの送信信号を利用しており、各受信機で受信
した複数の送信源からの信号の相対的時間オフセットは、異なる送信源から順次
受信した送信信号を互いに比較、例えばクロス相関をとることで当該相対的時間
オフセットを求め、これにより、両方の受信ステーションで連続的に受信された
各信号間の遅延時間を求めることによって第２受信機の位置を求めている。

【００１７】これまでの説明で、異なる物理チャネル上で隣接するＢＴＳからの信号の部分
的関係が時間オフセットの測定に利用できることを明らかにしている。本発明は
、これらの着想を発展させたものである。

【００１８】本発明の別の態様により、複数の送信源を持つデジタル電話網の少なくとも２
つの受信機を持つ測位システムを提供するものであって、第１受信機は既知の位
置にあり、第２受信機は測位すべきモバイルユニットとしてある。前記システム
は少なくともその一部が所定値を有するか、又は連続的に繰り返される部分のフ
ォーマットを有する送信信号を利用しており、各受信機は、基準クロックと、各受信機において基準クロックに固定された基準信号を発生する手段であって
、前記基準信号が送信信号と同様のフォーマットを有し、従って、所定値を持つ
か、又は繰り返される受信信号の部分と同一の部分とを持つ基準信号の発生手段
と、受信した送信信号と基準信号とを比較して、例えばクロス相関をとってそれら
の相対的な時間オフセットを決定する各受信機における手段であって、それによ
って、第２受信機の位置が、双方の受信機で受信したそれぞれの信号間の遅延時
間を求めることにより決定されるものである比較手段とを含んでいる。

【００１９】デジタル電話網、例えばＧＳＭシステムでは、送信源はベース・トランシーバ・
ステーションであることが望ましく、モバイル受信機はデジタル送受話器であっ
てもよい。

【００２０】基準信号は、事実上、送信信号にマッチさせることができるテンプレートをな
るものである。信号が同じ方法でフォーマットされて、それがマッチする（即ち
、クロス相関されている）特定の部分を持つという事実を利用することで、ある
記録をマッチさせるために別の記録に関して移動させる量(amount)で時間オフセ
ットを見積もることができる。

【００２１】時間オフセットを知ることで異なる送信源の信号間の相対的受信時間オフセッ
トを計算することができ、それによって、以下に詳述するようにモバイルの位置
を求めることができる。

【００２２】時間オフセットは、ＧＳＭ電話網におけるローカルに作成されたテンプレート
(locally-created templates)を利用して以下のようにして測定することができる。例えば、ＣＲＵがＢＴＳＡからのショートバースト信号を記録したと想定
する。その記録にふくまれているのがフレーミング構造であり、上述した「取得
」データ（又は所定値）がそれらの送信における一定の特性である。ＣＲＵ内の
プロセッサでネットワーク信号の既知構造に基づくマッチング・テンプレートが
作成でき、受信データの正確な形式が不明な部分を無視してもよい。そのような
テンプレートの一例を図３に示す。（ａ）に示したように、送信信号の陰影をつ
けた部分は、ネットワークプロトコルで正確に特定される（フレーム構造等）。
（ｂ）に示したように、これらはローカルに生成したテンプレートによりマッチ
させることができる。（ａ）で陰影のない部分は、前もって示すことができない
ので、これらの部分は相関に利用できない。受信信号（ａ）とローカルに生成し
たテンプレート（ｂ）の間の相関プロセスでは、陰影をつけた部分のみが系統的
に相関ピークを与え、陰影をつけなかった部分は無視してもよい。テンプレート
が記録にマッチした場合には、相関ピークは時間オフセット、すなわち、受信信
号とＣＲＵ内のローカルクロックとの間の時間オフセットに対応する。この時間
オフセットは、で得られ、ここで、ε_aはＢＴＳ送信の時間オフセットであり、ε₁はＣＲＵの内
部クロック、架空のユニバーサルな「絶対的」クロックの時間オフセットである
。また、ＢとＣからの信号は同じ方法で測定してもよく、とで得られる。

【００２３】また、ＣＢＵで同じ測定をすることができ、と、で得られる。

【００２４】式５から式６を引くと、と、が得られ、ここで、ε＝ε₁−ε₂である。なお、式７はちょうど式１と同じで、
同様の方法で解いて、ＣＲＵの位置ｒを得る。それによって、国際出願公報WO-A
-97-11384に記載されているのと同様の正確な方法で操作して、精度、速度等について同様の精度を持つのが本発明のＣＵＲＳＯＲシステムである。測定を行な
う方法とＣＰＰにリンクを介して送るデータ内容の点で差異がある。国際出願公
報WO-A-97-11384に記載のＣＵＲＳＯＲシステムでは、時間オフセットは、ＣＲＵとＣＢＵの両方で記録された未加工のデータからＣＰＰで決められる。本発明
の明細書から、時間オフセットは局所的に求められて、送るデータはさらに少な
く要求するだけである。なお、このシステムでは、異なるＢＴＳから送信された
信号の相対的送信遅延は測定されず、コンピュータ上で利用できない。計算の幾
何的配置は、ＢＴＳの位置を中心とする円の交点に基づいている。これは、ＣＢ
Ｕと同等のもので相対的送信遅延を測定して、双曲線の交点をベースとした標準
的計算を実行するプロッセッシングユニットにそれらを送る別のシステムとは非
常に異なっている。

【００２５】上記の説明で、時間オフセットを見積もるためにどのようにして一つの局所的
に生成したテンプレートを利用するかを明らかにしている。上述のように、テン
プレートは、ネットワーク信号の既知の特性から作成することができるか、又は
、第１受信チャネルからの信号を別のチャネルとの相関用のテンプレートとして
利用して測定することができる。受信信号が、例えば、マルチパス伝播効果によ
り歪められた場合には、特に算定プロセスにおいて、複数のテンプレートを用い
るのが有利なことがある。相関が最大になるという観点での最適なテンプレート
は、受信信号に正確にマッチするものである。しかし、得られた時間オフセット
は、異なるテンプレートを利用することによって現われるシステム的なバイアス
を含むことがある。これは、（ａ）で送信プロファイルが示され、（ｂ）で受信
プロファイル（多少理想化されている）が示される図４で説明されている。（ｃ
１）、（ｃ２）等で示しているマルチパスの異なる量に対応する範囲は、受信デ
ータにマッチさせることができ、最も近いマッチを得るものがマルチパス遅延の
算定を与える。

【００２６】ＧＳＭＣＵＲＳＯＲ測位システムは、本発明により、ＢＴＳの周囲からＢＣ
ＣＨを介して絶えず巡回している固定ＣＢＵを有している。ローカルプロセッサ
での時間オフセットの低次多項式によるフィットを継続することで、補間によっ
て所定モーメントについての値（例えば、取得フレーム数）を得ることができる
。多項式係数又は補間による時間オフセットは、要求により全てＣＰＰに送られ
るべきものである。また、セル内のＣＵＲＳＯＲ可能な送受話器で同様の多項式
フィットが継続される。これは、遊休時間、すなわち、なにもコールがされてお
らず、プロセッサであまり多くのことが行なわれていない場合に、範囲内の全Ｂ
ＣＣＨの周辺を巡回することにより行なうことができる。位置測定が必要になる
とすぐに、多項式係数、補間された時間オフセット、又はクロス相関の周囲の点
は、例えば、取得チャネル上の所定フレームの到着によって示される測定の瞬間
の明確さとともにＳＭＳパケットによってＣＰＰに送られる。そのようなメッセ
ージが図５に示されている。１ｍｓでの数の４バイト表現で、位置誤差として約
２ｃｍと同等である±１２８ｍｓの範囲を得る。それゆえ、ＳＭＳパケットの容
量は、それぞれの位置決定のために用いられる最低の３ＢＴＳよりも相当多いも
のであるので、測定についての強靭さと信頼性が増している。

【００２７】また、本発明によって、上述のＣＵＲＳＯＲ測位に加えて、電話網の操作に関
して第２の利益も供する。前述しているが、ＣＲＵの測位のためにＣＢＵでＢＴ
Ｓ網の相対的送信遅延を測定する必要がなく、それでもやはりそのために行なっ
てもよい。この情報をＢＴＳ網を同期化するために用いられる領域コントローラ
に送り返してもよい。

【００２８】また、それゆえ本発明は、本発明による上述のいずれかの方法により、既知の
位置にある固定受信機で測定された時間オフセットを用いることによってＧＳＭ
網を同期化するシステム又は同様の電話網を含み、また、ネットワークを同期化
するために決定される時間オフセットを利用している。

【００２９】物理的変化でオフセットをゼロに減らすことは通常必要ではないが、オフセッ
トのマップをただ継続するためには十分なものであり、それによって、ネットワ
ークの操作システムでその手順中それらについて見越すことができる。「同期化
」ネットワークを有することの利点には、コールが隣接セルの間を移動するセル
間の、より速く、より確かな転送(hand-overs)がある。

【００３０】本発明によるシステムを地域的或いは全土的に実施するとなると、ＧＳＭ又は
他のモバイルデジタル電話システムのエリア内にＣＢＵ網を展開することになる
。そのＣＢＵの隣接ペアで、一以上の共通のＢＴＳ（図６）からの送信信号を受
信することができる。所定時間、例えば、あるＢＴＳからの所定のフレーム数の
到着時に、上述のように両方のＣＢＵではその内部クロックに関する信号の到着
についての時間オフセットの測定が行なわれる。ＣＢＵとＢＴＳの位置は全て知
られているので、式７の第１を、二つのＣＢＵの内部クロック間の時間オフセッ
トを表わしているεの値を計算するために用いることができる。ネットワークの
全ての対のＣＢＵ間の同様の測定によって、それらの内部クロックの相対的時間
オフセットのマップを確定することができて、それによってＣＢＵ網の同期化が
できる。

【００３１】この方法でのＣＢＵ網の同期化で以下のような利点をもたらすことができる。
まず、ネットワーク内での新たに確定されるＢＴＳの位置は、事実上ＣＲＵが既
知の位置に固定されているので、考えうるＣＢＵの対を利用することでＣＢＵの
既知の位置に関連して測定できることである。例えば、式７の第１では、ａを除
いて全変数は知られており、そのため、新しいＢＴＳからの信号について２つの
測定でその位置を確定するのには十分である。これによりＢＴＳ網オペレータか
らＣＵＲＳＯＲオペレータは独立である。第２に、個々のＢＴＳの位置誤差、又
は隣接するＣＢＵの同期化誤差は、隣接する一対のＣＢＵと共通のＢＴＳの可能
な全ての組み合わせにわたる先のパラグラフに記載された反復測定により検出で
きる。第３に、同期化したＣＢＵのネットワークによりＢＴＳの送信時間オフセ
ットのマップを確立する代替手段を提供するが、共通の「ＣＢＵシステム時間」
に関するこの時間は、むしろ互いに関するものである。ネットワークのＣＢＵの
一つは、例えば、水素マスタやセシウムビーム装置等、全ネットワークについて
の標準時間として用いられている高品質原子時計を備えているものであってもよ
い。

【００３２】また、同期化させたか又は同期化させていないＣＢＵのネットワークで、新し
いＢＴＳユニットの出現に関して配置された全周波数帯の周期的な走査を行なう
ことができ、また、ＣＢＵのネットワークでそれまで存在していたユニットで使
用された周波数チャネルに変える。そのため、ＣＵＲＳＯＲのオペレータは、ひ
とたびＣＢＵの領域的ネットワークを確立すれば、ＢＴＳのオペレータから大き
く独立してその仕事を続けることができる。

【００３３】ヨーロッパ特許出願公報EP-A-0303371では、ここに記載された時間測定法を利
用して達することのできるよりもはるかに高い精度の通信の優位性を伴って位相
測定によってモバイル受信機の位置を追跡する方法が記載されている。本発明の
実用的な実施における位相と時間との両方を測定することは時に有利なことであ
る。受信信号の同相部分とと直角位相の部分とは時間オフセットの測定の間に得
ることができる。受信信号の位相を見積もるためにこれらを利用することができ
る。上述のように、位相測定は時間オフセット測定よりもはるかに正確である。
そのため、ＣＲＵ位置の計算や位置の変更において位相測定と時間オフセット測
定とを組み合わせると有利な場合がある。

【００３４】例えば、ＧＳＭデジタル電話網を考えてみる。測位演算の開始時に、国際出願
公報WO-A-97-11384で説明され、かつ、前述したように時間差及び位相差が計算される。測定は繰り返される。第２位相の測定値は、第１位相の測定値と、第１
及び第２の測定値の間での位相変化量との和からなる。位相差及び時間差は、同
じ未知量の異なる概算値とみることができる。そのため、位相差測定と時間差測
定の両方ともが２つの異なる瞬間で行なわれると、これらの測定での変化はモバ
イルユニットの動きを反映していることになる。位相差と時間差の測定は同じよ
うに未知である場合、位相測定における２組の間の差は、適当にスケールされた
場合の時間差測定における２組の間の差として同一になるであろう。これらの２
つの間における不一致は、主としてマルチパス効果と測定ノイズに起因する。一
般的には、測定される信号の「波長」の１％の測定精度を得ることができる。時
間差観測における約１０ｍの精度に比べて位相観測について数センチメートル程
度の精度がある。いずれもマルチパスノイズと測定ノイズに依存するが、結果と
して誤差は位相データに関してより小さい。

【００３５】第２時間差測定を、第１時間差測定と第１測定時から第２測定時の（適当にス
ケールされた）位相測定での変化量の和として計算するのが有利なことがある。
また、位相データを用いて改善された第１瞬間（epoch)の時間差測定を計算する
ことができる。

【００３６】そのため、本発明の別の特徴によれば、システムで各受信機での到着信号間に
おける位相差と遅延時間の両方の測定が行なってもよく、遅延時間の算定をする
ため、及び第２受信機を測位するために時間測定に加えて位相測定を用いている
。

【００３７】また、本発明は、基準クロックと、基準クロックに固定された基準信号を発生する手段であって、前記基準信号が
送信信号と同様のフォーマット、従って、所定値を持つか繰り返される受信信号
の部分と同一の部分とを持つ基準信号の発生手段と、受信した送信信号と基準信号とを比較してそれらの相対的時間オフセットを決
定する手段と前記相対的時間オフセットのデータ表現を送信することによって、送受信器を
測位できる送信手段、例えば、クロス相関手段とを有する送受信器を含んでいる。

【００３８】実際には、上述のように、信号が受信機に達するパスの正確な知見を持たない
ために、誤差がマルチパス伝播を理由として生じることがある。マルチパス伝播
がクロス相関を展開しているので、ピーク位置を見積もるのが困難となる。また
、その結果、他よりも小さい振幅を持つ所望のピークを含めたマルチピークのク
ロス相関となることがある。全信号が間接的な道筋で到達する場合には、複数ラ
イン(line-of-sight)の伝播パスへの全通信においてピークがないことがある。しかし、マルチパス伝播は、普通は直接のパスに比べて信号の遅延となる。ベー
スステーションのアンテナは混乱(clutter)の周囲より上に自由に置かれているので、ほとんど直接の信号のみを受信して、不特定の場所(rover)での遅延信号は普通クロス相関のピークの後方側に現われる。

【００３９】マルチパス伝播効果は、多くの環境下では相対的に小さい場合があり、上述の
複数テンプレートにより解決できるが、しばしば、簡単な方法でその効果を減ら
す必要がある。

【００４０】時間空間又は等価変換空間において内部基準クロックに固定された基準信号に
関して、送信源から受信した信号の到着時間の特定及び測定によってマルチパス
伝播効果は、前記受信信号の測定部分を自動的に相関づけ、前記受信信号の予想パートの自動相関部分と前記受信信号の測定パートの自動
相関部分とからなるテンプレートを構成し、前記受信信号の予想パートと前記受信信号の測定パートとのクロス相関をとり
、前記基準信号に関して送信源による放送信号の到着としてクロス相関を前記テ
ンプレートで最適に合わせるオフセットを測定することにより、最小にすることができると判明した。

【００４１】また、そのため、本発明は、モバイル受信機、例えば、上記方法を実行する手
段を備えた電話送受信器を含んでいる。

【００４２】例えば、自動相関関数がパワースペクトルになり、クロス相関関数がクロスパ
ワースペクトルになるフーリエ変換領域で、このプロセスを同等に実行すること
ができる。

【００４３】すぐに特定できて、あらかじめ知られている信号部分は、例えば、ＧＳＭシス
テムの場合に拡張されたトレーニングシーケンスであってもよい。ＣＤＭＡシス
テムの場合には、信号部分は、先導展開コードであってもよい。

【００４４】テンプレートを構成する手段は、前記受信信号のピーク中心以前のオフセット
時間に対応する前記受信信号の予想パートの自動相関部分と、ピーク中心以後の
オフセット時間に対応する前記受信信号の測定パートの自動相関部分とを結合す
る手段からなるものであってもよい。

【００４５】（発明を実施するための最良の形態）一例として、ＧＳＭモバイル電話システムを応用した本発明によるシステムの
特定の実施例をここで説明する。上述のように、また、図９に示すように、ＧＳ
ＭＣＵＲＳＯＲシステムは、（ａ）信号、特にＢＣＣＨ信号を伝達するＢＴＳ
ユニット網１Ａ、１Ｂ、１Ｃ等と、（ｂ）ＢＣＣＨ信号を受信するＢＴＳ網で利
用される領域にセットアップされて、既知の位置に固定されたＣＢＵ網２Ａ、２
Ｂ等と、（ｃ）モバイル送受話器の位置を計算するＣＰＰユニット３と、（ｄ）
その位置が決定されるべき複数のＣＵＲＳＯＲ可能な送受話器４、ＣＲＵとから
なる。

【００４６】ＣＵＲＳＯＲでイネーブルされる送受話器（ＣＲＵ）４は、未使用時間中はそ
の機能をほとんど果たしている（但し、バッテリ消耗が僅かだけ増加するが）。
従って、通常の方法でユーザがコールするまでには、ＣＵＲＳＯＲ測定がすでに
済んでいることになる。

【００４７】図１０は、本発明により動作するようにした通常のデジタルセルラー無線通信
用の送受話器からなる送受話器の概略図である。送受話器４は、受信機４２に信
号を供給するアンテナ４１を含み、受信された信号は受信機４２からデジタル信
号処理器（ＤＳＰ）４３に送られる。デジタル信号処理器４３は、組み合わされ
たＲＡＭ４４と、ＤＳＰ４３で使用されるソフトウエアを格納するＲＯＭ４５又
は同様のものを有している。通常のマイクロプロセッサ又は中央コントローラ（
ＣＰＵ）４６でＤＳＰにより処理された信号を受け取り、また、組み合わされた
ＲＡＭ４７と、操作用ソフトウエアを含むＲＯＭまたは同様なもの４８を有して
いる。セルラー電話の送受信器におけるその他の通常の構成部品、例えば、バッ
テリ、キーボード、ＬＣＤスクリーン等は、本発明に直接関係がないので示して
いない。本発明に従って使用するにあたって、ＲＯＭ４５に記憶されている改良
プログラム(modified program)の制御下で動作するＤＳＰ４３とこれに組み合わ
されたＲＡＭ４４で所望の信号測定の実行がなされて、ＲＯＭ４８に記憶されて
いる改良プログラムの制御下でマイクロプロセッサ４６とこれに組み合わされた
ＲＡＭ４７でタイミングオフセットの測定を行なう。

【００４８】ＧＳＭＣＵＲＳＯＲ測定はアナログ−デジタル変換器からのイン・フェイズ
(In-phase)（Ｉ）と直角位相フェイズ(Quadrature-phase)（Ｑ）の未加工データ
について行われる。およそ１４０のＩとＱ標本が、約５４１、０００標本／秒の
サンプリングレートで送受信器に記録される。このデータは、処理によって挿入
される遅延時間が正確にはわからないことから、ＤＳＰの処理、例えばチャネル
等化処理前に抜き出される。

【００４９】Ｉ標本とＱ標本とはその後ＤＳＰ４３で処理される。例えば周波数補正バース
トの如くのマーカ信号（以下に定義）の検出のために、Ｉ及びＱ出力を先ず組み
合わせて標準のＦＭ復調出力を得るが、その標準ＦＭ復調出力は、０°から３６
０°いっぱいの範囲で計算されたｔａｎ^-1（Ｑ／Ｉ）の連続する値の間の差異か
らなる。その後、周波数補正バースト（ＦＣＢ）が、連続した「０」又は「１」
標本の一組として現われ、そのように認識されることがある。予想コード信号と
記録コード信号（以下に定義）間のクロス相関は、同じ復調シリーズ上でか、又
は、複素クロス相関操作（complex cross-correlation operation)における実数
成分及び虚数成分としてＩ値とＱ値とを用いるか、いずれかによって実行するこ
とができる。

【００５０】少なくとも三つの記録が幾何学的に多様な放送用コントロールチャネル（ＢＣ
ＣＨ）搬送波において行われなければならないが、実際には五つ又は六つの記録
がなされる。このために必要とされる低レベルデータメモリは、およそ１４０ｘ
２＝２８０バイト／チャネルである。通常、送受話器でＢＣＣＨの周囲を６つま
での隣接リストを保持している。このリストは、ＣＵＲＳＯＲ操作で用いられる
。利用セル上でのＢＣＣＨのフレーム数は、復号化され、各ＣＵＲＳＯＲ測定群
用のタイムスタンプとして用いられる。６チャネル上で実行された記録の完全群
は、内部の水晶駆動発振器に同期している。全記録データは、第２処理のために
制御器のＲＡＭ上に複写される。

【００５１】送受信器ＣＲＵ４の場合には、ＧＳＭＣＵＲＳＯＲ測定手順は、送受話器の
未使用時間中１０から６０秒の一定間隔でＤＳＰ４３（図１０）で実行されるが
、この測定手順については図７を参照しながら説明する。各手順は１秒未満しか
かからない。ＢＣＣＨの２つの反復的特性は直ちに特定される。これらの第１は
、マーカ信号と呼ぶものであり、第２は、コード信号と呼んでおり、マーカ後の
所定時に現われる。例えば、マーカ信号は、周波数補正バースト（ＦＣＢ）とで
き、コード信号は、同期化バースト（ＳＣＨ）とできる。これらは種々の可能性
がある。送受信器はマーカ信号の到着を待って、コード信号を記録する（図７）
。プロセスはステップ７０１から始まり、ｎチャネルのリストとそれらの周波数
を送受信器の隣接リスト７０２から取得する。送受信器の基準発振器に固定され
ているカウンタをステップ７０３でリセットして、指標ｉに０を代入する。主処
理ループ７０４−７１３では、まずステップ７０４で指標がインクリメントされ
て、ステップ７０５で送受信器がリストの第１ＢＣＣＨに調整されて、ステップ
７０６で次のマーカ信号の到着を待つ。ステップ７０８でクロックチックカウン
タがコード信号の到着に対応する数に達した場合には、ステップ７０９で約２ｘ
１４０バイトの記録が行われて、ステップ７１１でフレーム数が表示される。そ
して、ステップ７１２でクロックチックカウンタが記録され、チャネル数がｎ未
満の場合には（ステップ７１３）、ステップ７０４に戻って、それからリストの
次のＢＣＣＨに送受信器を合わせて、そのチャネルで次のマーカ信号の到着を再
び待つ。マーカ信号が検出されたら、クロックチックカウンタ値が記録されて、
コード信号について適当なウエイトの後、別に２ｘ１４０バイトが記録される。
このプロセスは、ステップ７１３で全ｎチャネルについて記録されるまで、ルー
プを巡回してリストの全チャネルについて繰り返される。記録されたデータは、
ＲＡＭ４８に記録するためにＣＰＵコントローラ４６に送られる。

【００５２】そして、送受話器のＣＰＵコントローラであるマイクロプロセッサ４６が整数
ベース(integer-based)のデータ解析を行なって、ＲＡＭ４８に循環バッファ(cy
clic buffer)にその結果を記憶するが、その際、最も古い値が最新の値に置き換
えられる。この分析は、予想コード信号（上述のように、同期化バースト）に基
づくテンプレートに関する各記録のクロス相関を含む。クロス相関のピークの周
囲における値が特定されて、以下に述べる圧縮形式でＲＡＭ４８に記憶される。
ユーザが用いられるべきＣＵＲＳＯＲ相関性を必要とするコールを始める場合に
は、対応するクロックチック値を含んでいる循環結果バッファは、あるＳＭＳパ
ッケージに納められており、それは送受話器の位置が決定されるＣＰＰに送られ
る。

【００５３】ＣＰＰに送られるデータは、利用セルに関する十分な(full)ＢＴＳ識別と、位置が要求されるサービスに対応するダイヤルされた番号と、利用セルから記録された同期化バーストのフレーム数と、各チャネルに関するクロックチックカウンタ値と、データ表現と、測定されたＢＴＳショートＩＤとからなるものでもよい。

【００５４】ＣＢＵでＣＲＵとはほとんど同じ方法で動作する。主な違いは、（ａ）ＣＢＵ
がＢＣＣＨ送信を取り囲む十分大きな群をモニタすること（通常、１５〜２０群
）、（ｂ）測定がかなり頻繁に、約５分ごとに行われること、（ｃ）データが適
当な手段、例えば、ＩＳＤＮ接続でＣＰＰに送り返されること、（ｄ）ある操作
モードでは、十分に大きな時間ドリフトが発生したことを検出した場合に、ＣＢ
ＵがＣＰＰにコールすること、（ｅ）ＣＢＵがネットワークモニタリング及び上
述の同期化モードで操作できることである。

【００５５】ＣＰＰは、普通、ＣＲＵ有効モードで機能する。ＣＵＲＳＯＲＳＭＳパケッ
トの到着が契機となって適当な一つ又は複数のＣＢＵの問い合わせ(interrogati
on)となり、ＣＲＵ測定の時間に対応する記録データを得る。それから、本明細書で記載しているように、ＣＰＰで標準の手順を用いて上記式７を用いてＣＲＵ
の位置を計算する。どのＣＢＵからも新しいデータを要求されない前に必要とす
るＣＢＵ情報をすでに得ている場合には、ＣＰＰは、決定しようとする最新のＣ
ＢＵ測定の内部データベースをまず調べてもよい。

【００５６】上記で参照されている圧縮プロセスは、クロス相関ベクトルの各数に関して以
下の通りである。特定される値は、クロス相関のピーク値ｃ、ピーク値の両側に接して隣接する
それぞれ２つの値、ｂ，ａとｄ，ｅであり、それらは順にａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの
順である。ａ値を他の値から減じると０、ｂ−ａ、ｃ−ａ、ｄ−ａ、ｅ−ａを得る。これらの値の最大値は、ｃ−ａであり、これは、因子ｘを掛けて「１」の後に
３２個の「０」が続く３３ビット数でスケールされる。同じスケール因子ｘがｂ−ａ、ｄ−ａ、ｅ−ａとの掛算にも用いられて、等し
くスケールされる。これらの値での最低の２４ビット数は、各場合に８ビット表現を除くために除
外される。もとの値の第１と第３とはそれぞれ０と２５６であることが知られており、第
２、第４、第５の数のみをＣＰＰに送る必要があり、この３つの結果の数のそれ
ぞれは非８ビット表現で表わすことができ（すなわち、０と２５５の間の値）、
最初の２つは明らかに８ビット整数であり、第３は符号のある８ビット整数であ
り、それぞれ１バイトであり、全体の相関曲線の形状はＳＭＳメッセージにおい
てちょうど３バイトデータで表現できる。

【００５７】マルチパス伝播効果の最小化の方法に関する例は、算定及び測定された、自動
又はクロス相関関数を説明する図８Ａから図８Ｄまでに合わせて以下に説明して
いる。

【００５８】上述のように、エラーを最小化できるモバイル受信機の内部基準信号に関連す
るマルチパス複合信号の複写が到着する最も早い時間を測定する。本発明のこの
例では、良好な自動相関特性を有するもの、例えば、ＧＳＭデジタルセルラ網で
拡張されたトレーニングシーケンスを有するように設けられており、直ちに同一
であると証明できる信号構造を利用していて、それが図８Ａから図８Ｄに記載さ
れている。ＧＳＭ信号（図８Ａに図示）において拡張されているトレーニングシ
ーケンスの自動相関関数は公知である。この左側（負の時間軸に対応する）は、
受信信号及び予想された拡張トレーニングシーケンスについて算定されたクロス
相関関数（図８Ｃに図示）の左側として用いられている。測定された拡張トレー
ニングシーケンス（図８Ｂに図示されており、時間軸の正の側に対応）の自動相
関関数の右側は、算定されたクロス相関関数の右側として用いられる（図８Ｃ）
。受信信号は、予想された拡張トレーニングシーケンスにクロス相関しており、
その結果、タイミングオフセットを見つけるために、算定されたクロス相関関数
（図８Ｃ）と比較して測定されたクロス相関関数（図８Ｄに図示）となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＣＵＲＳＯＲ網の図。

【図２】ＣＵＲＳＯＲ網の幾何的配置図。

【図３】ＧＳＭ信号の位置と送受話器により得られるテンプレートとの間
の相関関係を示す図。

【図４】ａ−ｄはマルチパス伝播効果を減らすための多重テンプレートの
使用を示すために理想化された信号プロファイルの一組。

【図５】送受話器で伝達されたＳＭＳパケットを示す図。

【図６】本発明において用いられるＣＢＵ網の一部を示す図。

【図７】実施例を実行する測定手順の一部のフローチャート。

【図８】Ａ−Ｄはマルチパス伝播効果を減らすために用いられることがあ
るシステムにおける、算定された及び測定された、信号の自動又はクロス相関関
数を示す図。

【図９】システムの測位を行なう典型的なＧＳＭ網の構成要素を示す図。

【図１０】本発明のシステム及び方法で用いるモバイル送受話器を概略的
に示す図。

【符号の説明】

１送信源３第１受信機４モバイル受信機５受信機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷＦターム(参考） 5J062 AA08 CC12 5K067 AA02 AA13 AA33 BB04 CC04 CC08 DD16 DD17 EE04 EE10 EE12 EE23 HH22 HH23 HH24 JJ53 KK13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の送信源を有するデジタル電話網について少なくとも２
つの受信機からなる測位システムであって、前記第１受信機は位置が知られてお
り、前記第２受信機は測位すべきモバイル受信機であり、前記システムは、少な
くともその一部が所定値を有するか又は繰り返される部分のフォーマットを有す
る送信信号を利用しており、各受信機が、基準クロックと、各受信機において、基準クロックに固定された基準信号を発生する手段であっ
て、前記基準信号が送信信号について同様のフォーマットと、所定値を持つか繰
り返される受信信号の部分と同一の部分とを持つ基準信号の発生手段と、各受信機において、受信した送信信号と基準信号とを比較してそれらの相対的
な時間オフセットを決定する手段であって、それによって、第２受信機の位置は
、双方の受信機で受信したそれぞれの信号間の遅延時間を決定することにより決
定されるものである比較手段とを含んでいる測位システム。
【請求項２】前記基準信号は、前記送信信号の所定特性から発生されるも
のである請求項１に記載の測位システム。
【請求項３】前記基準信号は、第１に受信された送信から発生されるもの
である請求項２に記載の測位システム。
【請求項４】複数の送信源を有するデジタル電話網について少なくとも２
つの受信機からなる測位システムであって、前記第１受信機は位置が知られてお
り、前記第２受信機は測位すべきモバイル受信機であり、前記システムは、少な
くとも所定値を持つ部分のフォーマットを持つ送信信号を利用しており、各受信
機で受信された前記送信源からの送信信号の相対的時間オフセットは、相対的時
間オフセットを決定するために、前記受信機において異なる送信源からの受信さ
れた送信信号を比較する手段によって互いについて測定され、それによって、第
２受信機の位置は、双方の受信機で受信したそれぞれの信号間の遅延時間を決定
することにより決定されるものである測位システム。
【請求項５】複数の送信源を有するデジタル電話網について少なくとも２
つの受信機からなる測位システムであって、前記第１受信機は位置が知られてお
り、前記第２受信機は測位すべきモバイル受信機であり、前記システムは、少な
くとも所定値を持つ部分のフォーマットを持つ送信信号を利用しており、各受信
機で受信された前記送信源からの送信信号の相対的時間オフセットは、相対的時
間オフセットを決定するために、前記受信機において異なる送信源から連続的に
受信された送信信号を比較する手段によって互いについて測定され、それによっ
て、第２受信機の位置は、双方の受信機で受信したそれぞれの信号間の遅延時間
を決定することにより決定されるものである測位システム。
【請求項６】各受信機で受信した送信源からの送信信号の相対的時間オフ
セットのデータ表現を受信機から受信する中央プロセッサであって、前記相対的
時間オフセットから双方の受信機で受信したそれぞれの信号間の遅延時間を決定
することにより第２受信機を測位する中央プロセッサをさらに含むものである請
求項１から５までのいずれか一項に記載の測位システム。
【請求項７】前記中央プロセッサがＧＳＭ網において一以上のパケットデ
ータサービスを経由して受信機から前記データを受信する請求項６に記載の測位
システム。
【請求項８】前記モバイル受信機の位置の前記データ表現が前記中央プロ
セッサから送信される請求項６又は７に記載の測位システム。
【請求項９】前記モバイル受信機の位置のデータ表現が前記中央プロセッ
サから前記モバイル受信機に送信される請求項８に記載の測位システム。
【請求項１０】前記送信信号が制御チャネル信号である請求項１から９ま
でのいずれか一項に記載の測位システム。
【請求項１１】前記送信信号がＧＳＭ網のＢＣＣＨからなる請求項１０に
記載の測位システム。
【請求項１２】所定間隔で繰り返されている番号付けされたＴＤＭＡフレ
ームからなり、得られた番号付けフレームの到着時間に関して前記送信源からの
送信信号の記録を作成するように用意されており、それによって、前記記録開始
を同期させるものである請求項１から９までのいずれか一項に記載の測位システ
ム。
【請求項１３】前記モバイル受信機が別に通話中でない場合に双方の受信
機で受信されたそれぞれの信号間の遅延時間を決定するように適合している請求
項１から１２までのいずれか一項に記載の測位システム。
【請求項１４】前記受信機が多重チャネル受信機である請求項１から１３
までのいずれか一項に記載の測位システム。
【請求項１５】各前記受信機での到着信号間における位相差と遅延時間の
両方の測定が決定され、遅延時間の算定をするため、及び第２受信機を測位する
ために時間測定に加えて位相測定を用いるものである請求項１から１４までのい
ずれか一項に記載の測位システム。
【請求項１６】時間空間又は等価変換空間において内部基準クロックに固
定された基準信号に関して、送信源から受信した信号の到着時間の特定及び測定
によってマルチパス伝播効果を最小にする手段を含む測位システムであって、前
記手段が、前記受信信号の測定部分の自動相関手段と、前記受信信号の予想パートの自動相関部分と前記受信信号の測定パートの自動
相関部分とからなるテンプレートを構成する手段と、前記受信信号の予想パートの自動相関部分と前記受信信号の測定パートの自動
相関部分とからなるテンプレートを構成する手段と、前記受信信号の予想パートと前記受信信号の測定パートとのクロス相関手段と
、前記基準信号に関して送信源による放送信号の到着としてクロス相関を前記テ
ンプレートで最適に合わせるオフセットの測定手段とからなる請求項１から１５までのいずれか一項に記載の測位システム。
【請求項１７】前記テンプレートを構成する手段が、前記受信信号のピー
ク中心以前のオフセット時間に対応する前記受信信号の予想パートの自動相関部
分と、ピーク中心以後のオフセット時間に対応する前記受信信号の測定パートの
自動相関部分とを結合する手段からなる請求項１６に記載の測位システム。
【請求項１８】請求項１から１７のいずれか一項に記載の測位システムを
含んでいるデジタル電話網。
【請求項１９】さらに、既知の位置にある複数の固定受信機を含むととも
に、前記複数の固定受信機で測定される時間オフセットを確定することによって
前記網を同期化する手段を含んでいる請求項１８に記載のデジタル電話網。
【請求項２０】さらに、既知の位置にあってそれぞれ内部クロックを有す
る複数の固定受信機を含むとともに、それぞれの内部クロックの時間オフセット
を確定することによって前記固定受信機を同期化する手段を含んでいる請求項１
８に記載のデジタル電話網。
【請求項２１】さらに、前記固定受信機からの前記送信源の送信時間オフ
セットを確定することによって前記網を同期化する手段を含んでいる請求項２０
に記載のデジタル電話網。
【請求項２２】さらに、前記固定受信機からの前記送信源の位置を確定す
る手段を含んでいる請求項２０に記載のデジタル電話網。
【請求項２３】請求項４から１７のいずれか一項に記載の測位システムを
含んでいるデジタル電話網の送受信器であって、互いに異なる送信源から受信した送信信号を比較することで複数の送信源から
送受信器で受信した送信信号の相対的時間オフセットを測定する手段と、送受信器を測位するために前記相対的時間オフセットのデータ表現を送信する
手段を含んでいるデジタル電話網の送受信器。
【請求項２４】請求項１から３、又は、請求項６から１７のいずれか一項
に記載の測位システムを含んでいるデジタル電話網の送受信器であって、基準クロックと、基準クロックに固定された基準信号を発生する手段であって、前記基準信号が
送信信号と同様のフォーマット従って、所定値を持つか繰り返される受信信号の
部分と同一の部分とを持つ基準信号の発生手段と、受信した送信信号と基準信号とを比較してそれらの相対的時間オフセットを決
定する手段と前記相対的時間オフセットのデータ表現を送信することによって、送受信器を
測位できる送信手段を含んでいるデジタル電話網の送受信器。
【請求項２５】少なくとも二つの受信機を有するデジタル電話網測位シス
テムにおけるモバイル受信機を測位する方法であって、前記受信機の第１受信機
が既知の位置にあり、第２受信機がモバイル受信機であって、複数の送信源から信号を送信するステップであって、前記送信信号が少なくと
も所定値を持つ部分又は繰り返される受信信号の部分のフォーマットを持つ送信
ステップと、前記基準クロックに固定された基準信号を発生することによって、各受信機の
基準クロックに関して各受信機で受信される送信源からの送信信号の時間オフセ
ットを決定するステップであって、前記基準信号が送信信号について同様のフォ
ーマットを有していると共に所定値を持つ受信信号の部分と同一の部分を含んで
いる時間オフセットの決定ステップと、両方の受信機で受信した各信号間の相対的時間オフセットを決定することによ
り、各信号間の遅延時間を決定するステップであって、それによって第２受信機
を測位することができる遅延時間の決定ステップとからなるモバイル受信機を測位する方法。
【請求項２６】前記基準信号は、前記送信信号の所定特性から発生される
ものである請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】前記基準信号は、第１に受信された送信から発生されるも
のである請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】少なくとも二つの受信機を有するデジタル電話網測位シス
テムにおけるモバイル受信機を測位する方法であって、前記受信機の第１受信機
が既知の位置にあり、第２受信機がモバイル受信機であって、前記方法は、複数の送信源から信号を送信するステップであって、前記送信信号が少なくと
も所定値を持つ部分のフォーマットを持つ送信ステップと、異なる送信源から受信した送信信号を互いに比較することで互いに関して各受
信機で受信した複数の送信源からの送信信号の相対的時間オフセットを測定する
ステップと、両方の受信機で受信したそれぞれの信号間の遅延時間を決定することで、モバ
イル受信機を測位するステップとからなるモバイル受信機を測位する方法。
【請求項２９】少なくとも二つの受信機を有するデジタル電話網測位シス
テムにおけるモバイル受信機を測位する方法であって、前記受信機の第１受信機
が既知の位置にあり、第２受信機がモバイル受信機であって、前記方法は、複数の送信源から信号を送信するステップであって、前記送信信号が少なくと
も連続的に繰り返されている部分のフォーマットを持つ送信ステップと、異なる送信源から連続的に受信した送信信号を互いに比較することで互いに関
して各受信機で受信した複数の送信源からの送信信号の相対的時間オフセットを
測定するステップと、両方の受信機で受信したそれぞれの信号間の遅延時間を決定することで、モバ
イル受信機を測位するステップとからなるモバイル受信機を測位する方法。
【請求項３０】各受信機で受信した前記送信源からの送信信号の相対的時
間オフセットのデータ表現は、前記受信機から中央プロセッサで受信されるとと
もに、前記相対的時間オフセットから第２受信機の位置は両方の受信機で受信し
たそれぞれの信号間の遅延時間を決定することにより計算されるものである請求
項２５から２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】前記受信機からの前記データがＧＳＭ網における一以上の
パケットデータサービスの前記中央プロセッサで受信されるものである請求項３
０に記載の方法。
【請求項３２】前記モバイル受信機の位置のデータ表現が前記中央プロセ
ッサから送信される請求項３０又は３１に記載の方法。
【請求項３３】前記モバイル受信機の位置のデータ表現が前記中央プロセ
ッサから前記モバイル受信機に送信される請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】前記送信信号がチャネル制御信号である請求項２５から３
３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】前記送信信号がＧＳＭ網におけるＢＣＣＨ信号からなる請
求項３４に記載の方法。
【請求項３６】前記送信信号が所定間隔で繰り返される番号付けされたＴ
ＤＭＡフレームからなるとともに、得られた番号付けフレームの到着時間に関し
て前記受信機で前記送信源からの送信信号の記録を行なって、前記記録の開始を
同期化するものである請求項２５から３３までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】両方の受信機で受信したそれぞれの信号間の前記遅延時間
は、前記モバイル受信機が音声データを送信していないときに決定される請求項
２３から３６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】各前記受信機での到着信号間における位相差と遅延時間の
両方の測定が決定され、遅延時間の算定をするため、及び第２受信機を測位する
ために時間測定に加えて位相測定を用いるものである請求項２５から３７のいず
れか一項に記載の方法。
【請求項３９】時間空間又は等価変換空間において内部基準クロックに固
定された基準信号に関して、送信源から受信した信号の到着時間の特定及び測定
によってマルチパス伝播効果が最小になる方法であって、前記受信信号の測定部分を自動的に相関づけるステップと、前記受信信号の予想パートの自動相関部分と前記受信信号の測定パートの自動
相関部分とからなるテンプレートを構成するステップと、前記受信信号の予想パートと前記受信信号の測定パートとのクロス相関ステッ
プと、前記基準信号に関して送信源による放送信号の到着としてクロス相関を前記テ
ンプレートで最適に合わせるオフセットの測定ステップとからなる請求項２５から３８までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】前記テンプレートが、前記受信信号のピーク中心以前のオ
フセット時間に対応する前記受信信号の予想パートの自動相関部分と、ピーク中
心以後のオフセット時間に対応する前記受信信号の測定パートの自動相関部分と
を結合することにより構成されるものである請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】比較による数値結果は、最大値と隣接する値と最大値の両側の値とが特定するステップと、一方の側の最小数を他方の値から減じて結果の値を一組得るステップと、最大の結果値は、既知の値を持つように選択された因子でスケールするステッ
プと、別の結果値を同じ因子でスケールするステップと、各場合における表現としてほとんどの記号ビットをそのままにするために、各
場合における最小の記号ビットを除去するステップと、最小及び最大の表現はそれらが既知である場合に捨てられるステップと、存続表現が比較結果を表現するためにのみ用いられるステップとからなる請求項２５から４０のいずれか一項に記載の方法。