JP2002507106A - 短縮繰返しバーストを用いた移動体電話の位置決定法 - Google Patents

短縮繰返しバーストを用いた移動体電話の位置決定法

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JP2002507106A JP2000536212A JP2000536212A JP2002507106A JP 2002507106 A JP2002507106 A JP 2002507106A JP 2000536212 A JP2000536212 A JP 2000536212A JP 2000536212 A JP2000536212 A JP 2000536212A JP 2002507106 A JP2002507106 A JP 2002507106A
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Abstract

(57)【要約】 標準の移動体セルラ電話は短縮バースト信号伝送を用いてセルラ電話網での呼の伝送を同期させる。これらの短縮バーストと共に他のトラヒック・チャンネル・バーストを用いて、セル電話の位置を決定することができる。動作を説明すると、主基地局はトラヒック・チャンネル指定メッセージを選択された移動体電話に送り、この移動体電話は５秒以下の間隔で短縮バーストなどの選択されたトラヒック・チャンネル・バースト送信を開始する。主基地局と少なくとも２つの他の隣接基地局はこれらのバースト送信を受信し、バーストの到着時刻またはその他の適当な距離に関係する測定値に基づいてセル電話からの各距離を決定する。命令センタは基地局の距離測定値から三角測量によりセル電話の位置を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の分野） 本発明はセル電話などの移動体通信装置と、網（network）領域内でかかる装 置の位置を正確且つ精密に決定する方法に関する。これによりセル電話の位置を
決定して、発呼者に対して緊急に警官または医療援助者を派遣し、またはその他
の目的のために用いることができる。
【０００２】 （発明の背景） 米国の新しい規則により、２００１年までに、送信の発信点の位置だけに基づ
いて移動体セルラ電話の位置を決定できるようになることが要求されている。最
初の標準では、所定の網領域内で緊急呼出しを行うセルラ電話の位置を、１２５
メートル以内の二乗平均誤差の精度で決定しなければならない。既存のセルラ電
話を改造せずにこの標準を実現することが好ましい。
【０００３】 工業標準（ＩＳ）−５４および１３６のＴＤＭＡシステムにおける既存の基地
局は、一般に１つの基地局から別の基地局にハンドオーバーするときに移動局の
音声伝送のデータを確認する位置確認モジュール（ＬＶＭ）を用いる。ＴＤＭＡ
の呼を続けるには、移動局と基地局のタイミングを厳密に同期させなければなら
ない。ＩＳ−５４と１３６では、移動局は、呼を設定するときにまたは網内の１
つの基地局から別の基地局にハンドオフするときに、「短縮バースト」伝送を行
う、または行うことを要求される。アナログ制御チャンネルを用いるＩＳ−５４
では、省略時には短縮バーストを伝送する。ＩＳ−１３６制御チャンネルはディ
ジタルであって、短縮バーストは基地局から要求しなければならない。短縮バー
ストは、５秒以下の周期で２０ミリ秒毎に繰り返す、それぞれ最大約５．５８ミ
リ秒のタイム・スロット信号伝送である。これらのバーストを用いて、移動体ユ
ニットと基地局の間のタイム・スロット化された音声伝送を同期させる。本発明
では、これらのバーストは移動体ユニットの位置を正確に検出するのにも適して
いる。
【０００４】 短縮バーストを用いて、その地理的領域内の基地局から移動体ユニットまでの
距離に関する量を測定する。測定された量と既知の三角測量法とを組み合わせて
、移動体ユニットのｘ，ｙ座標位置を決定する。 これまで、衛星が送信する信号の到着時刻を検出することにより位置を決定す
る全地球測位システム（global positioning system）が移動体受信器と共に用 いられている。かかるシステムは、空間的に配置された基地局に対する移動体送
信器の位置を検出するのには用いられていない。
【０００５】 移動体ユニットが発呼するときに逆制御チャンネルに与えられる信号バースト
が基地局に到着する時間差を用いて、移動体セル電話の位置を決定するシステム
も開発されている。このシステムでは、呼の途中では逆制御チャンネルを用いて
移動体ユニットの位置を決定することができないので、移動体ユニットの位置を
決定することができるのは呼を開始するときだけである。また逆制御チャンネル
は位置データにアクセスする時間に制限があるので、かなりの時間にわたって位
置を正確に決定することはできない。
【０００６】 本発明のシステムは、短縮バーストなどのトラヒック・チャンネル・バースト
を用いて移動体ユニットの位置を決定する。トラヒック・チャンネル・バースト
を用いると、呼を設定するときでも呼の途中でも、移動体ユニットの位置を検出
することができる。したがって本システムは呼の進行中に移動するユニットの位
置を追跡し、呼の途中の任意の時刻に位置の決定を開始することができる。また
本システムはかなりの時間にわたって位置データを得ることができるので、位置
を正確に決定することができる。更に、短縮トラヒック・チャンネル・バースト
はタイム・スロットのタイミングを調整するのに用いられるように設計されてい
るので、移動体ユニットの位置を決定するのに用いられる信号の到着時刻の測定
に適している。
【０００７】 したがって本発明の目的は、システム内の移動体ユニットのハードウエアを追
加または改造することを必要とせずに、既存のセル通信システム内の移動体セル
電話ユニットの位置を決定する正確な方法を提供することである。 本発明の別の目的は、移動体の呼の設定中および呼の進行中に移動体セル電話
ユニットの位置を決定するシステムを提供することである。
【０００８】 本発明の更に別の目的は、トラヒック・チャンネル短縮バーストを用いて、シ
ステム内の空間的に配置された基地局に対する移動体ユニットの位置を決定する
システムを提供することである。 本発明の別の目的は、緊急事態に応じて呼の初めに移動体ユニットの位置を自
動的に決定するシステムを提供することである。
【０００９】 本発明の更に別の目的は、移動体ユニットの位置決定情報の精度をチェックし
、必要であれば位置決定の精度の改善を続けるシステムを提供することである。 本発明の別の目的は、移動体ユニットが移動するに従って移動体ユニットの位
置を絶えず監視することのできるシステムを提供することである。 本発明のこれらの目的は、以下の説明と図面と特許請求の範囲を参照すること
により明らかになる。
【００１０】 （発明の概要） 短縮バーストとは、セルラ電話網内でタイム・スロットを同期させるのに現在
用いられている繰返し信号伝送である。本発明も、例えば緊急時にまたはその他
の目的でセルラ電話などの移動体ユニットの位置を決定するのに、これらの短縮
バーストを用いる。本発明では、緊急呼出しを行っている移動体ユニットの位置
を決定するのに新しい米国標準に準拠する既存の装置を用いる。
【００１１】 セルラ電話網の通常の運転では、主基地局と、この基地局のセル領域内に居る
移動体電話との間の通信のためにトラヒック・チャンネルが割り当てられる。セ
ルラ電話の位置を決定する必要がある場合は、主基地局からの命令により、セル
電話は音声ではなく５秒以下の間隔で２０ミリ秒毎に繰り返す５．５８ミリ秒の
短縮バースト信号を送信する。本発明のシステムでは、これらのバースト送信を
主基地局と２カ所以上の隣接基地局が受信する。各基地局はバースト信号が到着
するそれぞれの時刻を測定し、またはバーストの到着時間差などの他の測定を行
う。これらの測定値を用いて、各基地局からセル電話までの距離を計算する。
【００１２】 セル電話の位置は各基地局の距離測定を三角測量で行うことにより決定する。
三角測量の計算は、主基地局か、移動体交換局か、移動体位置決定センタか、警
察の緊急派遣センタか、各基地局と通信するその他の網地点で行う。位置の精度
を高める必要があれば、同じまたは新しいトラヒック・チャンネルで更に５秒の
バースト間隔で三角測量を繰り返すことができる。このシステムは中央網内でソ
フトウエアを変更するだけで、緊急位置決定の新しい連邦標準を満たすことがで
きる。
【００１３】 （好ましい実施の形態） 本発明は、ＩＳ−５４または１３６セルラ電話システム（すなわちアナログ制
御チャンネル（ＩＳ−５４）またはディジタル制御チャンネル（ＩＳ−１３６）
モード）において、既存の移動体ユニットと既知の送信プロトコルを用いて、移
動体端末すなわちユニットの地理的位置を決定する方法を提供する。既知の送信
プロトコルは２０ミリ秒毎に繰り返すそれぞれ最大約５．５８ミリ秒のシーケン
スを持つ短縮バーストを用いる。これらのバーストを用いて、移動体ユニットす
なわち端末のタイミング（すなわち、タイム・スロット）と、通信相手の基地局
ユニットのタイミングとを同期させる、すなわち調整する。
【００１４】 ＩＳ−５４システムでは制御チャンネルはアナログで、短縮バーストは呼を開
始するときに必ず送信される。ＩＳ−１３６システムでは、基地局からのダウン
リンク・トラヒック・チャンネル指定すなわち割当てメッセージ内の該当するフ
ィールドをセットすることにより短縮バーストはトリガされる。通常、網の基地
局からトラヒック・チャンネル割当てメッセージの一部として命令された場合は
、移動体ユニットはトラヒック・チャンネル割当てを受けると直ぐ短縮バースト
の送信を開始する。移動体ユニットは、基地局からタイム・スロット割当て信号
を受信するまで、最大５秒間この送信を続ける。その後で、移動局はその基地局
の時間割当てに従って送信および受信を行う。既存の移動体ユニットは短縮バー
ストおよびその他のトラヒック・チャンネル・バーストを定常的に放送し、既存
の各基地局は通常の動作中にこれを定常的に受信する。
【００１５】 これらの既知のトラヒック・チャンネル・バーストをセルラ電話などの移動体
ユニットの新しい位置決定システムに用いることができる。したがって、短縮バ
ーストまたは音声チャンネル・バーストまたはトラヒック・チャンネル上の他の
逆制御メッセージを用いて、移動体ユニットの位置を決定することができる。し
かし音声チャンネルまたはトラヒック・チャンネル上の他の逆制御メッセージの
既知のビットのシーケンスは短縮バーストに比べて短いので、移動体ユニットの
位置を決定するための短縮バーストとしては適していない。これらの他のトラヒ
ック・チャンネル・バーストは、短縮バーストと組み合わせて用いると移動体ユ
ニットの位置の検出の精度を高めることができる。
【００１６】 短縮バーストの標準形式を図１に示す。このバーストは移動体ユニットの位置
を決定するのに適している。このバーストの１３４ビットは移動体ユニットを一
意的に識別する。短縮バーストの保護時間は、或るユニットの送信が他のユニッ
トの送信と干渉すること防ぐためのものである。更に、このバースト内には６つ
の同期シーケンスが異なる間隔で配置されている。これにより、このバーストは
基地局でのバーストの到着時間などの、位置情報の検出に用いるのに特に適して
いる。
【００１７】 ＴＤＭＡブロック内のスロット内の短縮バースト信号の既知のビットは基地局
が容易に検出できるもので、これらのバーストの到着時刻を正確に決定すること
ができる。このバースト信号自体を繰り返し、または他のトラヒック・チャンネ
ル・バーストと組み合わせて、平均することにより測定の精度を高めることがで
きる。既知のビットがあると、ビットが未知の場合より柔軟性と性能が高まる。
【００１８】 ＴＤＭＡシステムの通常の運転では、移動体ユニットすなわち端末が基地局を
通してまず呼を設定するとき、移動体ユニットはシステムのダウンリンク制御チ
ャンネル上に示されている信号から（すなわち基地局から送信された情報から）
そのタイミングの規準を得る。種々の移動体ユニットからの伝送タイミングは異
なるので、異なる移動体ユニットからの伝送は異なる時刻に基地局に到着する。
短縮バーストを用いて、基地局と、その基地局と通信する移動体ユニットとの間
の伝送を同期させる。ＩＳ−１３６システムでは、最初にトラヒック・チャンネ
ルが割り当てられたとき、または基地局間にハンドオフが発生したとき、トラヒ
ック・チャンネル指定メッセージにフラグがセットされている場合は、移動体ユ
ニットは時間調整の目的で短縮バーストを送信する。基地局との通信が同期する
前に他の移動体ユニットと干渉するのを避けるために、短縮バーストは保護時間
を有する。
【００１９】 図２（Ａ）と２（Ｂ）は本発明の方法の１つの形を示す。すなわち、既存の移
動体電話と基地局とセルラ網装置と共に短縮バーストおよび他のトラヒック・チ
ャンネルバーストを用いて、移動体ユニットの位置を決定する。位置の決定を要
求するまたは必要とする呼１０を基地局が受信したとき、例えば、移動体ユニッ
トが緊急呼出しの９１１番をダイアルしたとき、または呼を設定するときに何ら
かの目的で位置を決定するよう要求されたとき、基地局はまず１１でその移動体
ユニットが利用することのできるトラヒック・チャンネルを識別し、次に１２で
制御チャンネルがアナログ（すなわち、ＩＳ−５４で運転）かディジタル（すな
わち、ＩＳ−１３６で運転）かを判定する。制御チャンネルがディジタルの場合
は、基地局は１４でトラヒック・チャンネル指定すなわち割当てメッセージをセ
ットして短縮バースト・モードにする。短縮バースト・モードにするには、ディ
ジタル・トラヒック・チャンネル指定メッセージ内のＳＢフィールドを１にセッ
トする。
【００２０】 ディジタル・トラヒック・チャンネル指定メッセージの書式を次のチャートに
示す。 情報要素 基準 型 長さ プロトコル識別子 Ｍ ２ メッセージの型 Ｍ ６ ＤＶＣＣ ＩＳ−１３６．２ Ｍ ８ ＤＭＡＣ ＩＳ−１３６．２ Ｍ ４ ＣＨＡＮ Ｍ １１ ＡＴＳ Ｍ ４ ＳＢ Ｍ １ プロトコル・バージョン Ｍ ４ 時間調整 Ｍ ５ 遅延間隔補償モード Ｍ １ 音声モード Ｏ １０ サブアドレス Ｏ ２０−１８０ メッセージ暗号化モード Ｏ １３ ハイパーバンド情報 Ｏ ６ ディスプレイ Ｏ １２−６６８
【００２１】 制御チャンネルがアナログの場合は、移動体ユニットは省略時に短縮バースト
を送信する。主基地局すなわち処理を担当する基地局は１６で、割り当てられた
トラヒック・チャンネル上の、移動体ユニットからの短縮バースト信号の到着時
刻を測定するよう、少なくとも２つの隣接基地局に指示する。都市地域では、１
２５メートル以内の精度で正確に位置の三角測量を行うには２つ以上のかかる隣
接基地局が必要である。
【００２２】 居住者や旅行者の少ない遠隔地区では２つの隣接基地局がないことがある。こ
の場合は、距離すなわち範囲に関する測定値と、主基地局および／または別の隣
接基地局で受信したバースト信号の到着角度の測定値とを組み合わせて、移動体
ユニットの位置を決定する。到着角度は、例えば主基地局および／または別の基
地局で多重アンテナ要素を用いることにより決定することができる。または、地
理情報を参照することにより、可能な原点を除いて２つ以下の基地局で位置を決
定することができる。例えば、火山や水域や立入り禁止の軍事地域などからの送
信では可能な原点を除いてもよい。
【００２３】 隣接基地局が起動すると、主基地局（すなわち、移動体ユニットと主に通信す
る基地局）は１８で移動体ユニットにトラヒック・チャンネル指定を送る。この
送信により、ディジタル制御チャンネルでは移動体ユニットは短縮バースト・モ
ードになり、アナログ・チャンネルでは短縮バースト送信を継続する。次に移動
体ユニットはそのバーストを正規に割り当てられたスロットで主基地局に送信し
、選択された隣接基地局もこの信号を受信する。２０で各受信基地局は、移動体
ユニットから各基地局までの距離を表す短縮バースト送信の到着時刻またはその
他の距離に関係するパラメータを測定する。
【００２４】 複数の基地局はバーストについての自分の時刻測定値を主基地局に報告する。
または各基地局は移動体位置決定センタ（ＭＰＣ）か、交換局か、警察派遣セン
タ（police dispatch center）か、その他の中央制御センタに報告する。これら
のセンタは２４で各基地局からの測定値の精度を判定する。全ての選択された基
地局からの測定値の精度が十分であると判定された場合は、主基地局は２５で、
移動体ユニットのタイム・スロットを主基地局に同期させるために時間調整信号
を移動体ユニットに送る。次に制御センタは測定値を用いて、２６で移動体ユニ
ットの位置を決定する。
【００２５】 移動体ユニットの１つ以上の到着時刻測定値の精度が十分でない場合は、十分
正確な測定値が得られるまで、または５秒の制限時間またはその他の選択された
一層短い制限時間に達するまで、各基地局はその後のバーストの到着時刻の測定
を継続する。満足できる測定値が得られる前に制限時間に達した場合は、２７で
主基地局は時間調整値を移動体ユニットに送る。
【００２６】 或る実施の形態では、システムはその後２８で移動体ユニットをハンドオフす
るために使用することのできるトラヒック・チャンネルを識別する。このチャン
ネルは前に用いたチャンネルでもよいし、別のチャンネルを用いてもよい。次に
移動体ユニットの位置を検出する１２から始まる過程を繰り返し、十分正確な位
置が決定されるまで上述の方法を継続する。この操作の欠点は５秒の短縮バース
ト送信を２回以上連続的に行うことであって、このため呼の音声送信が長い間中
断するので好ましくない。短縮バーストを５秒間またはその他の所定の時間続け
ても十分正確に位置を決定することができない場合は、音声バーストを用いて位
置検出の精度を上げることにより、この問題を回避することができる。
【００２７】 図２（Ａ）と２（Ｂ）に示すように、音声トラヒック伝送を含む音声バースト
を用いて継続的に位置を測定する場合は、連続的な５秒の短縮バーストを繰り返
さなくても位置測定の精度を上げることができる。この操作を行うには、２７で
移動体ユニットに時間調整を送った後で、２９で音声バーストの到着時刻を測定
する。３１でこれらの測定値の精度をチェックし、精度が十分な場合は２６で移
動体ユニットの位置を計算する。精度が十分でない場合は、音声バースト制限時
間（例えば５秒）をチェックする。制限時間に達していない場合は、音声バース
ト制限時間に達するまで、または十分な位置測定値が得られるまで、システムは
音声バーストの到着時刻の測定を続ける。音声バーストの制限時間に達した場合
は、２８で利用可能なトラヒック・チャンネルを識別し、システムは再び短縮バ
ーストを用いて移動体ユニットの位置を検出する。移動体ユニットの位置が十分
な精度で検出されるまでこの過程を続ける。
【００２８】 ３０で、呼を設定した後で呼が位置検出を必要とするものであることを移動体
ユニットまたは主基地局が知ると、主基地局は２８でその呼のためのトラヒック
・チャンネルを識別する。次に、前に述べた１２から始まる移動体ユニットの位
置決定過程を続ける。
【００２９】 到着時刻の測定値を用いて移動体ユニットの位置を計算する手順を以下に説明
する。図３を参照して概要を述べると、移動体ユニット３２の場所の座標位置は
信号が移動体ユニットから基地局３４、３６、３８まで到達するのに要する時間
の関数で表すことができる。この関係を次式で示す。 ただし、ｔは移動体ユニットからの送信が基地局に到着するのに要する時間、ｃ
は光の速度、（ｘ，ｙ）は移動体ユニットの座標位置、（ｘbs，ｙbs）は基地局
の座標位置である。
【００３０】 伝送時間は、基地局に信号が到着した時刻と信号が移動体ユニットから送信さ
れた時刻との差に等しい。したがって式（１）を次のように書き換えることがで
きる。 ただし、ｔRは基地局が信号を受信した時刻、ｔTは移動体ユニットが信号を送信
した時刻である。式（２）は３つの未知数を有する。すなわち、送信時刻ｔTと 、移動体ユニットのｘ座標と、移動体ユニットのｙ座標である。３カ所の基地局
３４、３６、３８で測定を行うと、各式に３つの同じ未知数を持つ３つの式が得
られる。各式において、受信時刻ｔRと、基地局のｘ座標と、基地局のｙ座標の 値は異なる。これらの式を代数的に解いて、移動体のｘ座標とｙ座標を得ること
ができる。
【００３１】 移動体を追跡する必要があるときは、よく知られたカルマン・フィルタ追跡法
を用いる。計算の精度を確実にするために、カルマン・フィルタ追跡法は移動体
ユニットの計算された位置の推定値の標準偏差を自動的に与える。既知の方法で
、標準偏差を用いて位置計算の精度を評価することができる。代わりのまたは追
加の方法として、基地局は移動体ユニットから受信した信号の質の測定を行って
よい。例えば、各基地局は移動体ユニットから受信した信号の信号強さ（ＲＳＳ
Ｉ）を測定する。信号の質の測定値は、位置の計算に用いられる時間測定値と共
に、主基地局または他の制御センタに送られる。
【００３２】 制御センタは信号の質の測定値を用いて質のチェックを行う。測定値の精度が
十分でなくて、移動体ユニットの位置を望ましい精度で計算することができない
場合は、測定過程を繰り返す。測定過程を繰り返すときは、制御センタは主基地
局３４に制御メッセージを繰り返すよう命じる。制御メッセージを繰り返した後
、主基地局と周囲の基地局３６および３８は再び標準偏差をチェックし、および
／または移動体ユニットからの制御メッセージ応答を測定して、新しい測定値を
制御センタに送る。望ましい精度が得られるまで、この過程を必要なだけ繰り返
す。移動体ユニットの位置を計算した後、制御センタは移動体ユニットの位置を
緊急コール・センタやその他のアプリケーション処理センタに送信する。
【００３３】 ここに用いた方法や信号やスロットなどの変形は、本発明の範囲と精神に含ま
れる。例えば、到着時刻差による方法や距離測定の他の方法を用いて基地局から
移動体ユニットまでの距離を測定することができるが、これは本発明の範囲内で
ある。また別の試験を用いて位置測定の精度を決定したり、短縮バーストや音声
バースト以外のトラヒック・チャンネル・バーストを用いて移動体ユニットの位
置を測定することもできるが、かかる変形は本発明の特許請求の範囲とその精神
の範囲内にあるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 基地局と移動体ユニットの間の時間調整または同期に用いられている既知の短
縮バースト伝送を記号的に示す。
【図２（Ａ）】 ＩＳ−５４または１３６ＴＤＭＡシステムにおいて移動体ユニットの位置を決
定するための本発明のステップの流れ図である。
【図２（Ｂ）】 ＩＳ−５４または１３６ＴＤＭＡシステムにおいて移動体ユニットの位置を決
定するための本発明のステップの流れ図である。
【図３】 本発明のシステムにおける移動体ユニットとその関連する基地局の略図である
。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１月２６日（２０００．１．２６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１９
【補正方法】変更
【補正内容】
───────────────────────────────────────────────────── 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，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 レイス、アレックス、クリスター アメリカ合衆国 ノースカロライナ、 ダ ーラム、パーク リッジ 805 − エイ ５ Ｆターム(参考） 5J062 AA07 AA13 CC12 EE00 FF01 5K067 AA34 BB41 CC04 DD00 EE02 EE10 EE24 HH21 HH22 JJ66

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の空間的に配置された基地局を有する通信システム内の
    移動体通信ユニットの位置を検出する方法であって、前記システムは前記移動体
    ユニットからのトラヒック・チャンネル・バースト送信を用い、前記方法は、 ａ） トラヒック・チャンネル・バースト信号を前記移動体ユニットから主基
    地局と複数の他の隣接基地局に送信し、 ｂ） 前記移動体ユニットから主基地局と前記複数の他の隣接基地局までの距
    離に関するバースト信号の特性を測定し、 ｃ） 前記測定値の精度を検出し、 ｄ） 前記測定値の精度が十分でないときは、正確な測定値が得られるまで、
    または所定の時間が経過するまで、ステップａからｃを継続し、 ｅ） 前記測定値の精度が十分なときは、前記測定値から前記移動体ユニット
    の位置を計算する、 ステップを含む、移動体通信ユニットの位置を検出する方法。
  2. 【請求項２】 前記位置決定の要求は、前記主基地局により処理される前記
    移動体ユニットが呼を設定するときに識別される、請求項１に記載の移動体通信
    ユニットの位置を検出する方法。
  3. 【請求項３】 位置決定の前記要求は前記主基地局が前記移動体ユニットに
    対して呼を設定した後に識別される、請求項１に記載の移動体通信ユニットの位
    置を検出する方法。
  4. 【請求項４】 前記システムはＩＳ−５４に従って運転する、請求項１に記
    載の移動体通信ユニットの位置を検出する方法。
  5. 【請求項５】 前記システムはＩＳ−１３６に従って運転し、また前記移動
    体ユニットに短縮トラヒック・チャンネル・バーストを送信させるために信号を
    前記ユニットに送るステップを更に含む、請求項１に記載の移動体通信ユニット
    の位置を検出する方法。
  6. 【請求項６】 前記隣接基地局と主基地局が前記移動体ユニットからのバー
    ストの到着時刻を測定するステップを更に含む、請求項１に記載の移動体通信ユ
    ニットの位置を検出する方法。
  7. 【請求項７】 前記隣接基地局と主基地局が前記移動体ユニットからのバー
    ストの到着時刻差を測定するステップを更に含む、請求項１に記載の移動体通信
    ユニットの位置を検出する方法。
  8. 【請求項８】 前記移動体ユニットから短縮バーストを送信するステップを
    更に含む、請求項１に記載の移動体通信ユニットの位置を検出する方法。
  9. 【請求項９】 前記測定を継続し、これを用いて前記移動体ユニットを追跡
    する、請求項１に記載の移動体通信ユニットの位置を検出する方法。
  10. 【請求項１０】 複数の基地局を含む移動体通信システム内の移動体通信ユ
    ニットの位置を決定する方法であって、前記システムは前記移動体ユニットから
    主基地局へのトラヒック・チャンネル上の短縮バースト送信と、前記主基地局と
    前記移動体ユニットの間の通信を同期させる前記主基地局からの対応する応答的
    時間調整信号とを用い、前記方法は、 前記移動体ユニットに地理的に近接する少なくとも２つの隣接基地局を選択し
    、 前記隣接基地局は前記移動体ユニットから前記短縮バーストを受信し、 少なくとも１つの前記短縮バーストの信号を用いて前記移動体ユニットから前
    記主および隣接基地局までの距離を決定し、 前記距離から前記移動体ユニットの位置を計算する、 ステップを含む、移動体通信ユニットの位置を決定する方法。
  11. 【請求項１１】 前記移動体ユニットが用いる制御チャンネルの性質がアナ
    ログかディジタルかを識別し、前記チャンネルがディジタルの場合は前記トラヒ
    ック・チャンネル指定をセットして前記移動体ユニットを短縮バースト動作モー
    ドにするステップを更に含む、請求項１０に記載の移動体通信ユニットの位置を
    決定する方法。
  12. 【請求項１２】 前記移動体ユニットの位置を計算するステップは前記主基
    地局で行う、請求項１０に記載の移動体通信ユニットの位置を決定する方法。
  13. 【請求項１３】 前記移動体ユニットの位置決定の要求は、前記主基地局に
    より処理される移動体ユニットが呼を設定するときに識別される、請求項１０に
    記載の移動体通信ユニットの位置を決定する方法。
  14. 【請求項１４】 前記移動体ユニットの位置決定の要求は前記主基地局が前
    記移動体ユニットの呼を設定した後で識別される、請求項１０に記載の移動体通
    信ユニットの位置を決定する方法。
  15. 【請求項１５】 前記距離測定値の精度を評価し、前記測定値の精度が十分
    であると判定された後だけ前記移動体ユニットの位置を計算するステップを更に
    含む、請求項１０に記載の移動体通信ユニットの位置を決定する方法。
  16. 【請求項１６】 短縮バースト信号の前記距離測定値の十分な精度が所定の
    時間内に達せられない場合は、前記移動体ユニットのタイム・スロットを調整し
    、 前記移動体ユニットは音声バーストを生成し、 少なくとも１つの前記音声バーストについての十分正確な距離測定値から前記
    移動体ユニットの位置を計算する、 ステップを更に含む、請求項１５に記載の移動体通信ユニットの位置を決定する
    方法。
  17. 【請求項１７】 前記音声バーストから得られた距離測定値の精度が十分で
    ない場合は前記移動体ユニットから短縮バーストの送信を開始するステップを更
    に含む、請求項１６に記載の移動体通信ユニットの位置を決定する方法。
  18. 【請求項１８】 前記システムはＩＳ−５４に従って運転する、請求項１０
    に記載の移動体通信ユニットの位置を決定する方法。
  19. 【請求項１９】 前記システムはＩＳ−１３６に従って運転し、前記移動体
    ユニットに前記短縮バーストを送信させるためにトラヒック・チャンネル指定メ
    ッセージを前記ユニットに送るステップを更に含む、請求項１０に記載の移動体
    通信ユニットの位置を決定する方法。
  20. 【請求項２０】 前記短縮バーストの信号の到着時刻を測定し、前記到着時
    刻測定値に基づいて距離を決定するステップを更に含む、請求項１０に記載の移
    動体通信ユニットの位置を決定する方法。
  21. 【請求項２１】 前記移動体ユニットと前記主および隣接基地局との間の前
    記短縮バーストの信号の到着時刻差を測定し、前記到着時刻差の測定値に基づい
    て前記移動体ユニットとこれらの基地局との間の距離を決定するステップを更に
    含む、請求項１０に記載の移動体通信ユニットの位置を決定する方法。
  22. 【請求項２２】 前記距離の測定を継続し、これを用いて前記移動体ユニッ
    トを追跡する、請求項１０に記載の移動体通信ユニットの位置を決定する方法。
  23. 【請求項２３】 空間的に配置された基地局の網で動作する移動体通信装置
    の位置を決定する方法であって、 前記網を用いて、位置情報を得るのに適したバースト信号を前記移動体通信装
    置に送信させ、 複数の前記基地局で前記バースト信号を受信し、 各基地局が受信した少なくとも１つのバースト信号から、前記基地局から前記
    移動体通信装置までの距離の測度を得、 複数の前記距離の測度を組み合わせ、 前記距離の測度の組合せから前記移動体通信装置の位置を決定する、 ステップを含む、移動体通信装置の位置を決定する方法。
  24. 【請求項２４】 前記得るステップは前記少なくとも１つのバースト信号の
    到着時刻を検出することを含み、また前記決定するステップは少なくとも３つの
    基地局における到着時刻を用いて前記移動体通信装置のｘ，ｙ空間座標について
    少なくとも３つの式を解くことを含む、請求項２３に記載の移動体通信装置の位
    置を決定する方法。
  25. 【請求項２５】 前記得るステップは少なくとも３つの基地局に関して前記
    少なくとも１つのバースト信号の到着時刻差を検出することを含み、また前記決
    定するステップはこれらの到着時刻差の測定値を用いて前記移動体通信装置のｘ
    ，ｙ空間座標について少なくとも３つの式を解くことを含む、請求項２３に記載
    の移動体通信装置の位置を決定する方法。
  26. 【請求項２６】 前記送信するステップは前記移動体通信装置から短縮バー
    スト信号を送信することを含む、請求項２３に記載の移動体通信装置の位置を決
    定する方法。
  27. 【請求項２７】 前記組み合わせるステップは、前記距離の測度の精度を評
    価しまた前記距離の測度を適用して、前記距離の測度の精度が十分な場合だけ前
    記移動体通信装置の位置を決定することを含む、請求項２３に記載の移動体通信
    装置の位置を決定する方法。
  28. 【請求項２８】 前記移動体通信装置の位置が決定されると前記移動体通信
    装置のタイム・スロットを調整して同期させるステップを更に含む、請求項２３
    に記載の移動体通信装置の位置を決定する方法。
  29. 【請求項２９】 前記距離の測度は複数の前記基地局のそれぞれにおける前
    記少なくとも１つのバーストの信号の到着時刻である、請求項２３に記載の移動
    体通信装置の位置を決定する方法。
  30. 【請求項３０】 前記距離の測度は複数の基地局における少なくとも１つの
    バーストの信号の到着時刻差である、請求項２３に記載の移動体通信装置の位置
    を決定する方法。
  31. 【請求項３１】 所定の時間後に前記距離の測度の精度が十分でないことが
    分かると短縮バーストから得られた前記距離の測度を組み合わせることを終了し
    、 前記移動体通信装置のタイム・スロットを調整して同期させ、 前記移動体通信装置は音声バースト信号を生成し、 各基地局が受信した少なくとも１つの音声バースト信号から、前記各基地局か
    ら前記移動体通信装置までの距離の測度を得、 少なくとも１つの前記音声バーストの信号についての十分正確な距離の測度か
    ら前記移動体通信装置の位置を決定する、 ステップを更に含む、請求項２３に記載の移動体通信装置の位置を決定する方法
    。
  32. 【請求項３２】 前記音声バーストから得られた距離の測度の精度が十分で
    ない場合は前記移動体通信装置から短縮バーストの送信を開始するステップを更
    に含む、請求項３１に記載の移動体通信装置の位置を決定する方法。
  33. 【請求項３３】 前記網はＩＳ−５４に従って運転する、請求項２３に記載
    の移動体通信装置の位置を決定する方法。
  34. 【請求項３４】 前記網はＩＳ−１３６に従って運転し、前記移動体通信装
    置に短縮音声チャンネル・バーストを送信させるためにトラヒック・チャンネル
    指定メッセージを前記装置に送るステップを更に含む、請求項２３に記載の移動
    体通信装置の位置を決定する方法。
  35. 【請求項３５】 前記距離の測定を継続し、これを用いて前記移動体通信装
    置を追跡する、請求項２３に記載の移動体通信装置の位置を決定する方法。
  36. 【請求項３６】 空間的に配置された基地局の網で動作する移動体通信装置
    の位置を決定する方法であって、 前記網を用いて前記移動体通信装置に位置情報を得るのに適したバースト信号
    を送らせ、 少なくとも１つの基地局で前記バースト信号を受信し、 前記少なくとも１つの基地局が受信した少なくとも１つのバースト信号から、
    前記基地局から前記移動体通信装置までの距離の測度を得、 前記距離の測度と他の位置を示す情報から前記移動体通信装置の位置を決定す
    る、 ステップを含む、移動体通信装置の位置を決定する方法。
  37. 【請求項３７】 前記他の位置を示す情報は前記少なくとも１つの基地局で
    の前記バースト信号の到着角度である、請求項３６に記載の移動体通信装置の位
    置を決定する方法。
  38. 【請求項３８】 前記他の位置を示す情報は、前記可能な位置の既知の地理
    的特性に基づいて前記移動体通信装置の可能な位置を除く、請求項３６に記載の
    移動体通信装置の位置を決定する方法。
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