JP2003503942A - 音声通信ネットワークにおける同期のためのインバンド信号処理 - Google Patents
音声通信ネットワークにおける同期のためのインバンド信号処理Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 既存の無線通信ネットワークインフラにおける同期および位置データ報告の便利かつ効果的な方法を提供することを課題とする。
【解決手段】 音声通信ネットワークの音声呼び出しパスのシステム待ち時間を決定するとともに、遠隔ユニット（１０８）を基準ステーション（１０２）の基準オシレーターへ同期させる方法であって、この方法は、基準信号（１０６）を基準ステーション（１０２）から遠隔ユニット（１０８）へ音声呼び出しパス上で送信することを含んでいる。遠隔ユニット（１０８）において、返答信号（１１２）が生成され、所定の返答遅延間隔（ｔｄｅｌ）後に、呼び出しパス上で基準ステーション（１０２）へ返信される。ラウンドトリップ時間差（ｔＲＴ）は、合計システム待ち時間を決定するために使用され、そしてそれは遠隔ユニット（１０８）を基準オシレーターへ同期させる際に考慮される。これらの基準信号および返答信号（１０６，１１２）は、音声通信ネットワークにおける破壊的な減衰を避けるために、人間の音声に似た音声周波数信号として生成される。一実施形態は、オンボードＳＰＳレシーバーを有する無線電話ユニットを含んでいる。このＳＰＳレシーバーは、ＳＰＳレシーバーの性能を向上させるために、この方法を用いて同期させることができるオシレーターを含んでいる。
Description
【０００１】
本発明は、無線通信と有線通信におけるシステム待ち時間(system latency)の
測定のためのインバンド信号処理(in-band signaling)に関し、特に、無線通信
および／または有線通信の音声通信ネットワークにおける通信の基準クロック(r
eference clock)と遠隔クロック(remote clock)の間の時間同期(time synchroni
zation)および同期エラー測定(synchronization error measurement)における待
ち時間測定(latency measurement)で使用されるインバンド信号処理に関する。
測定のためのインバンド信号処理(in-band signaling)に関し、特に、無線通信
および／または有線通信の音声通信ネットワークにおける通信の基準クロック(r
eference clock)と遠隔クロック(remote clock)の間の時間同期(time synchroni
zation)および同期エラー測定(synchronization error measurement)における待
ち時間測定(latency measurement)で使用されるインバンド信号処理に関する。
【０００２】
スレーブオシレーター(oscillator)離れたマスターオシレーター(oscillator)
と正確に同期させるための信号処理方法としては、数多くの方法が知られている
。そのような既知の方法の１つは、グローバル・ポジショニング・システム（Ｇ
ＰＳ）あるいはＧＬＯＮＡＳＳのような衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）のマス
ターオシレーターを備えた人工衛星から送信される信号を使用する。スレーブオ
シレーターは、「ロック」と呼ばれるノーマルＳＰＳ信号受信モードにおいてＳ
ＰＳマスターオシレーターと同期している。ＳＰＳポジショニング・レシーバー
を含むモバイルユニットでは、ＳＰＳマスターオシレーターとＳＰＳポジショニ
ング・レシーバーのスレーブオシレーターとの間の同期エラーの量が、衛星天体
位置表データ(satellite ephemeris data)を使用してＳＰＳ信号からその位置を
正確に決定するＳＰＳポジショニング・レシーバーの能力に影響を与える。例え
ば、ＧＰＳレシーバーのスレーブオシレーターの同期エラーは、３０秒未満のコ
ールドスタート(cold start)からの位置固定を得るために、ＧＰＳ衛星マスター
オシレーターから約＋／−５００マイクロセカンド以下でなければならない。ロ
ックモードにおいて、スレーブオシレーターは、通常、ＧＰＳ衛星マスターオシ
レーターの＋／−１０マイクロセコンドの範囲内で同期する。例えば、ＳＰＳ衛
星が見えなくなる等によりＳＰＳ信号が利用不可である場合、あるいはモバイル
ユニットがＳＰＳ衛星信号を得られない場合、モバイルユニットは、所定時間に
わたるスレーブオシレーターのドリフト(drift)のために、再同期をとらなけれ
ばならない。ＳＰＳ信号を使用しなければならない場合、この再同期は長い時間
を必要とする。さらに、コールドスタートからのＳＰＳ同期は、さらに時間を消
費する。従って、コールドスタートからの１分あるいはそれ以上の同期処理時間
はよくあることである。
と正確に同期させるための信号処理方法としては、数多くの方法が知られている
。そのような既知の方法の１つは、グローバル・ポジショニング・システム（Ｇ
ＰＳ）あるいはＧＬＯＮＡＳＳのような衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）のマス
ターオシレーターを備えた人工衛星から送信される信号を使用する。スレーブオ
シレーターは、「ロック」と呼ばれるノーマルＳＰＳ信号受信モードにおいてＳ
ＰＳマスターオシレーターと同期している。ＳＰＳポジショニング・レシーバー
を含むモバイルユニットでは、ＳＰＳマスターオシレーターとＳＰＳポジショニ
ング・レシーバーのスレーブオシレーターとの間の同期エラーの量が、衛星天体
位置表データ(satellite ephemeris data)を使用してＳＰＳ信号からその位置を
正確に決定するＳＰＳポジショニング・レシーバーの能力に影響を与える。例え
ば、ＧＰＳレシーバーのスレーブオシレーターの同期エラーは、３０秒未満のコ
ールドスタート(cold start)からの位置固定を得るために、ＧＰＳ衛星マスター
オシレーターから約＋／−５００マイクロセカンド以下でなければならない。ロ
ックモードにおいて、スレーブオシレーターは、通常、ＧＰＳ衛星マスターオシ
レーターの＋／−１０マイクロセコンドの範囲内で同期する。例えば、ＳＰＳ衛
星が見えなくなる等によりＳＰＳ信号が利用不可である場合、あるいはモバイル
ユニットがＳＰＳ衛星信号を得られない場合、モバイルユニットは、所定時間に
わたるスレーブオシレーターのドリフト(drift)のために、再同期をとらなけれ
ばならない。ＳＰＳ信号を使用しなければならない場合、この再同期は長い時間
を必要とする。さらに、コールドスタートからのＳＰＳ同期は、さらに時間を消
費する。従って、コールドスタートからの１分あるいはそれ以上の同期処理時間
はよくあることである。
【０００３】
コンピューター・ネットワーク設備および機器、コントロールシステムおよび
測距装置(ranging devices)のような他の種類の電子機器も、正確に同期された
内部クロックに依存するようになっている。アブラハム他(Abraham et al.)の米
国特許第5,510,797号には、それらの内部クロックを同期させるために、コンピ
ューターおよび時間で制御される機器に関連してＳＰＳレシーバーを使用するこ
とについて記載されている。
測距装置(ranging devices)のような他の種類の電子機器も、正確に同期された
内部クロックに依存するようになっている。アブラハム他(Abraham et al.)の米
国特許第5,510,797号には、それらの内部クロックを同期させるために、コンピ
ューターおよび時間で制御される機器に関連してＳＰＳレシーバーを使用するこ
とについて記載されている。
【０００４】
ウォータース(Waters)の米国特許第4,368,987号には、衛星用の同期方法が記
載されている。この同期方法では、マスターパルスがマスタークロックステーシ
ョンによってスレーブステーションに送信され、そしてスレーブステーションで
は受信したマスターパルスに関しての結合過程(conjugate phase)を有するスレ
ーブパルスがマスターステーションによって受信されるように再送信されるよう
になっている。マスターステーションにおけるマスターパルスと受信スレーブパ
ルスの間の時間差の測定は、マスタークロックとスレーブクロックの間の時相差
を計算するために用いられる。その後、この時相差は双方のクロックを同期させ
るために使用される。このウォータースの方法は、クロック同期と位相差の決定
のために、衛星用マスターステーションと衛星用スレーブステーションの間に協
力関係を必要とする。従って、ウォータースによって開示された方法は、ＳＰＳ
が使用可能なモバイルユニットの再同期を行うために転用できるものではなかっ
た。ＳＰＳ衛星は、元々軍用のために開発されたものであり、そのためモバイル
ユニットから受信したマスターパルスに応じてスレーブパルスを再送信しないよ
うになっている。そのため、ＳＰＳ衛星は、反対に、モバイルユニットによって
生成された結合スレーブパルスを受け取るようにも、また時相差を計算するよう
にもなっていない。
載されている。この同期方法では、マスターパルスがマスタークロックステーシ
ョンによってスレーブステーションに送信され、そしてスレーブステーションで
は受信したマスターパルスに関しての結合過程(conjugate phase)を有するスレ
ーブパルスがマスターステーションによって受信されるように再送信されるよう
になっている。マスターステーションにおけるマスターパルスと受信スレーブパ
ルスの間の時間差の測定は、マスタークロックとスレーブクロックの間の時相差
を計算するために用いられる。その後、この時相差は双方のクロックを同期させ
るために使用される。このウォータースの方法は、クロック同期と位相差の決定
のために、衛星用マスターステーションと衛星用スレーブステーションの間に協
力関係を必要とする。従って、ウォータースによって開示された方法は、ＳＰＳ
が使用可能なモバイルユニットの再同期を行うために転用できるものではなかっ
た。ＳＰＳ衛星は、元々軍用のために開発されたものであり、そのためモバイル
ユニットから受信したマスターパルスに応じてスレーブパルスを再送信しないよ
うになっている。そのため、ＳＰＳ衛星は、反対に、モバイルユニットによって
生成された結合スレーブパルスを受け取るようにも、また時相差を計算するよう
にもなっていない。
【０００５】
有線の電話からの呼び出し（コール／call）に対しては、自動番号識別(Autom
atic Number Identification/ANI)サービスにより、パブリック・セーフリー・
アンサリング・ポイント（ＰＳＡＰ）のような呼び出し受信ステーションが所有
者データベースにおける呼び出し者(登録された電話所有者)の名前およびアドレ
スを速く検索できるようになっている。無線通信装置の携帯特性は、無線ネット
ワークにおける上述のような検索スキームの実行の可能性を除外するものである
。ＳＰＳレシーバーを組込んだ無線移動電話ユニットは、その後で呼び出し受信
ステーションに送信することができる位置データを生成する手段として考案され
たものである。理論上、この方法により位置データを生成しかつ送信することは
、緊急事態を報告するために９１１をダイヤルしたが、ＰＳＡＰオペレーターに
位置情報を口頭で告げることができない無線通信者を探し出すのに特に役立つ。
atic Number Identification/ANI)サービスにより、パブリック・セーフリー・
アンサリング・ポイント（ＰＳＡＰ）のような呼び出し受信ステーションが所有
者データベースにおける呼び出し者(登録された電話所有者)の名前およびアドレ
スを速く検索できるようになっている。無線通信装置の携帯特性は、無線ネット
ワークにおける上述のような検索スキームの実行の可能性を除外するものである
。ＳＰＳレシーバーを組込んだ無線移動電話ユニットは、その後で呼び出し受信
ステーションに送信することができる位置データを生成する手段として考案され
たものである。理論上、この方法により位置データを生成しかつ送信することは
、緊急事態を報告するために９１１をダイヤルしたが、ＰＳＡＰオペレーターに
位置情報を口頭で告げることができない無線通信者を探し出すのに特に役立つ。
【０００６】
ＳＰＳを使用可能な無線電話は、正確に位置データを決定し送信する能力を有
してはいるが、呼び出し受信ステーションへ位置データを適時かつ効率的に生成
し送信することに対して多くの実際的な問題が障害となっていた。例えば、使用
可能な位置データを生成する前に、ＳＰＳの使用可能な無線電話のＳＰＳレシー
バーは、ＳＰＳ時間に同期する必要があるかもしれない。ＰＳＡＰへの呼び出し
を含む非常時態では、ＳＰＳ衛星信号を使用するＳＰＳレシーバーを同期させる
のに必要な時間の長さは生命に係るものである。
してはいるが、呼び出し受信ステーションへ位置データを適時かつ効率的に生成
し送信することに対して多くの実際的な問題が障害となっていた。例えば、使用
可能な位置データを生成する前に、ＳＰＳの使用可能な無線電話のＳＰＳレシー
バーは、ＳＰＳ時間に同期する必要があるかもしれない。ＰＳＡＰへの呼び出し
を含む非常時態では、ＳＰＳ衛星信号を使用するＳＰＳレシーバーを同期させる
のに必要な時間の長さは生命に係るものである。
【０００７】
図1は、有線通信ネットワーク(ＰＯＴＳネットワーク)１４に接続された無線
通信ネットワーク１２を含む従来の音声通信ネットワーク１０の概略構成を示し
ている。図１に示すように、無線通信ネットワーク１２は、関連するベースステ
ーションアンテナ１８およびモバイルスイッチングセンター２０を各々有する１
つ以上のセルーラベースステーション(cellular base station)１６を含んでい
る。モバイルスイッチングセンター２０は、ＰＯＴＳネットワーク１４へセルー
ラベースステーション１６をつなぐことにより、ＰＳＡＰのような有線呼び出し
者２２が無線通信ネットワーク１２のモバイルユニット２４と通信することを可
能にしている。動作としては、モバイルユニット２４が、２つの送信チャンネル
２６上においてセルーラベースステーション１６によってそれぞれ受信および送
信された信号を送信および受信する。これらの送信チャンネル２６は、音声を表
わす無線周波数信号の送信のための音声チャンネル２７(呼び出しパス、音声呼
び出しパス、音声呼び出し接続、音声通話パス、音声トラヒックチャンネルおよ
びトラヒックチャンネルとして知られている)と、呼び出し開始およびコントロ
ール信号を送信するためのコントロールチャンネル２８(オーバーヘッドチャン
ネルおよび非通話パスとして知られている)とを有している。ディジタル無線通
信ネットワークでは、コントロールチャンネル２８上の送信は、パケットデジタ
ルデータで行われる。コントロールチャンネル２８用プロトコルおよびコントロ
ールチャンネル２８上で送ることができるデータのタイプは、無線通信ネットワ
ークによって使用されるコントロールチャンネル通信プロトコルのタイプによっ
て決定される。各タイプの無線のネットワークは独自のプロトコルを使用してい
るので、コントロール信号は、セルーラベースステーション１６でデコード（復
号化）されなければならない。
通信ネットワーク１２を含む従来の音声通信ネットワーク１０の概略構成を示し
ている。図１に示すように、無線通信ネットワーク１２は、関連するベースステ
ーションアンテナ１８およびモバイルスイッチングセンター２０を各々有する１
つ以上のセルーラベースステーション(cellular base station)１６を含んでい
る。モバイルスイッチングセンター２０は、ＰＯＴＳネットワーク１４へセルー
ラベースステーション１６をつなぐことにより、ＰＳＡＰのような有線呼び出し
者２２が無線通信ネットワーク１２のモバイルユニット２４と通信することを可
能にしている。動作としては、モバイルユニット２４が、２つの送信チャンネル
２６上においてセルーラベースステーション１６によってそれぞれ受信および送
信された信号を送信および受信する。これらの送信チャンネル２６は、音声を表
わす無線周波数信号の送信のための音声チャンネル２７(呼び出しパス、音声呼
び出しパス、音声呼び出し接続、音声通話パス、音声トラヒックチャンネルおよ
びトラヒックチャンネルとして知られている)と、呼び出し開始およびコントロ
ール信号を送信するためのコントロールチャンネル２８(オーバーヘッドチャン
ネルおよび非通話パスとして知られている)とを有している。ディジタル無線通
信ネットワークでは、コントロールチャンネル２８上の送信は、パケットデジタ
ルデータで行われる。コントロールチャンネル２８用プロトコルおよびコントロ
ールチャンネル２８上で送ることができるデータのタイプは、無線通信ネットワ
ークによって使用されるコントロールチャンネル通信プロトコルのタイプによっ
て決定される。各タイプの無線のネットワークは独自のプロトコルを使用してい
るので、コントロール信号は、セルーラベースステーション１６でデコード（復
号化）されなければならない。
【０００８】
先行技術における他の本来的な制約は、以下に記載した好ましい実施形態の詳
細な記述および発明の概要を見れば明白となるであろう。
細な記述および発明の概要を見れば明白となるであろう。
【０００９】
有線と無線通信のシステムは、呼び出しパス（call path／通話パス）におけ
る信号の伝播および処理のために、５００ミリセカンドより少ないシステム待ち
時間を持っている。無線通信ネットワークでは、エアーインターフェース・プロ
トコル、ベースステーション、送受話器メーカーおよび送信距離の差によって、
システム待ち時間が変わってくる。
る信号の伝播および処理のために、５００ミリセカンドより少ないシステム待ち
時間を持っている。無線通信ネットワークでは、エアーインターフェース・プロ
トコル、ベースステーション、送受話器メーカーおよび送信距離の差によって、
システム待ち時間が変わってくる。
【００１０】
本発明は、音声通信ネットワークの音声呼び出しパス上で基準ステーションと
遠隔ユニットの間で送信された信号に対する音声通信ネットワークのシステム待
ち時間を決定する方法を提供する。システム待ち時間は、基準ステーションの基
準オシレーターを備えた遠隔ユニットの同期の間、考慮される。システム待ち時
間の測定は、基準ステーションから遠隔ユニットまでの音声呼び出しパス上で基
準信号を送信することを含む信号処理シーケンスによって達成される。そこでは
、予め選択された返答遅れ間隔の後に、返答信号が生成され、呼び出しパスを通
じて基準ステーションへ返信される。これらの基準信号および返答信号は、それ
ぞれの所定の基準および返答持続時間(それらは、音声通信ネットワークの信号
減衰特性によって決定することができる)の間送信される。返答遅れ間隔は、遠
隔ユニットにおける基準信号の受信で開始し、遠隔ユニットが基準信号を処理し
かつ返答信号を生成するのに十分な時間を可能にするように前もって選ばれる必
要がある。測定は、基準信号の送信と返答信号の受信の間のラウンドトリップ時
間(round-trip time)を決定するために、基準ステーション上でなされる。待ち
時間の合計は、その後で、基準持続時間、返答持続時間および返答遅れ間隔の合
計より少ないラウンドトリップ時間として計算される。
遠隔ユニットの間で送信された信号に対する音声通信ネットワークのシステム待
ち時間を決定する方法を提供する。システム待ち時間は、基準ステーションの基
準オシレーターを備えた遠隔ユニットの同期の間、考慮される。システム待ち時
間の測定は、基準ステーションから遠隔ユニットまでの音声呼び出しパス上で基
準信号を送信することを含む信号処理シーケンスによって達成される。そこでは
、予め選択された返答遅れ間隔の後に、返答信号が生成され、呼び出しパスを通
じて基準ステーションへ返信される。これらの基準信号および返答信号は、それ
ぞれの所定の基準および返答持続時間(それらは、音声通信ネットワークの信号
減衰特性によって決定することができる)の間送信される。返答遅れ間隔は、遠
隔ユニットにおける基準信号の受信で開始し、遠隔ユニットが基準信号を処理し
かつ返答信号を生成するのに十分な時間を可能にするように前もって選ばれる必
要がある。測定は、基準信号の送信と返答信号の受信の間のラウンドトリップ時
間(round-trip time)を決定するために、基準ステーション上でなされる。待ち
時間の合計は、その後で、基準持続時間、返答持続時間および返答遅れ間隔の合
計より少ないラウンドトリップ時間として計算される。
【００１１】
本発明の別の態様では、補正間隔は、合計待ち時間の２分の１として計算され
る。また、補正間隔を表わす同期信号は、その後で、遠隔ユニットによる受信用
に呼び出しパス上に基準ステーションから送信される。遠隔ユニットは、同期信
号に応じて基準オシレーターと同期する。同期は、多くの異なる方法で効果的に
行うことができる。例えば、遠隔ユニットで同期信号を格納し、同期時間の計算
のためにパラメーターとしてそれをその後使用することによって同期をとっても
よく、また同期信号の同期マークを受信した際に遠隔オシレーター調整または再
起動することによって同期をとってもよい。
る。また、補正間隔を表わす同期信号は、その後で、遠隔ユニットによる受信用
に呼び出しパス上に基準ステーションから送信される。遠隔ユニットは、同期信
号に応じて基準オシレーターと同期する。同期は、多くの異なる方法で効果的に
行うことができる。例えば、遠隔ユニットで同期信号を格納し、同期時間の計算
のためにパラメーターとしてそれをその後使用することによって同期をとっても
よく、また同期信号の同期マークを受信した際に遠隔オシレーター調整または再
起動することによって同期をとってもよい。
【００１２】
本発明の他の態様では、遠隔ユニットは、ＳＰＳレシーバーを含むモバイルユ
ニットからなる。この態様では、遠隔のオシレーターが接続されるか、あるいは
ＳＰＳレシーバーの一部になり、そして遠隔ユニットの位置を決定するためにＳ
ＰＳ衛星信号とともにＳＰＳレシーバーによって使用される。遠隔オシレーター
の同期は、上述した同期技術のいずれか、あるいは遠隔ユニットの位置を計算す
るためにＳＰＳレシーバーによって使用されるアルゴリズムを同期信号に応じて
改良したものによって行われる。
ニットからなる。この態様では、遠隔のオシレーターが接続されるか、あるいは
ＳＰＳレシーバーの一部になり、そして遠隔ユニットの位置を決定するためにＳ
ＰＳ衛星信号とともにＳＰＳレシーバーによって使用される。遠隔オシレーター
の同期は、上述した同期技術のいずれか、あるいは遠隔ユニットの位置を計算す
るためにＳＰＳレシーバーによって使用されるアルゴリズムを同期信号に応じて
改良したものによって行われる。
【００１３】
本発明の別の態様では、基準信号、返答信号および同期信号は、自由に音声通
信ネットワークを通過できるようなあらゆる音声周波数信号である。そのような
音声周波数信号は、制限のある無線-周波数帯域幅中の呼び出しトラヒックを最
大限にするため、圧縮プロトコルおよび／または拡散スペクトラム技術を使用す
るタイプの高度な通信ネットワークの音声呼び出しパスでの送信に必要とされる
。高度な通信ネットワークで使用されるプロトコルの例としては、時分割多重ア
クセス（ＴＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、モバイル通信用のグロー
バルシステム（ＧＳＭ）などを含む。また、基準、返答および同期信号は、アナ
ログ無線通信ネットワークを通じても自由に送信される。これらの音声周波数信
号は、特に、例えば周波数、振幅および持続時間のような人間の音声の特性をエ
ミュレートするように構成される。人間の音声に似ている信号を生成することに
よって、本発明は、音声通信ネットワークによる信号の破壊を回避する。
信ネットワークを通過できるようなあらゆる音声周波数信号である。そのような
音声周波数信号は、制限のある無線-周波数帯域幅中の呼び出しトラヒックを最
大限にするため、圧縮プロトコルおよび／または拡散スペクトラム技術を使用す
るタイプの高度な通信ネットワークの音声呼び出しパスでの送信に必要とされる
。高度な通信ネットワークで使用されるプロトコルの例としては、時分割多重ア
クセス（ＴＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、モバイル通信用のグロー
バルシステム（ＧＳＭ）などを含む。また、基準、返答および同期信号は、アナ
ログ無線通信ネットワークを通じても自由に送信される。これらの音声周波数信
号は、特に、例えば周波数、振幅および持続時間のような人間の音声の特性をエ
ミュレートするように構成される。人間の音声に似ている信号を生成することに
よって、本発明は、音声通信ネットワークによる信号の破壊を回避する。
【００１４】
本発明の別の態様では、信号は、1または２以上の音声トーン、多重波数トー
ンあるいは多重周波数コントローラーによって生成されたガウス分布のパルスを
含む音声周波数信号である。ガウス分布のパルスは、音声通信ネットワークによ
る破壊的な減衰を回避するために、約０．３ｍｓ〜１ｍｓの間の３s（標準偏差
ｘ３）と−４ｄＢｍ〜−１０ｄＢｍの増幅率によって特徴づけられる。単一のト
ーンあるいは多重周波数トーンは、約５ｍｓから５０ｍｓの持続時間および３０
０から３０００Ｈｚの範囲の周波数を持っている。１つの信号当たり多数のトー
ンあるいはパルスを使用する方法では、(特別の信号の)トーンあるいはパルスを
受信した時間は、待ち時間測定および同期の正確さを改善するために、平均され
る。また、この信号は、規則的および不規則的に配置された複数のトーンあるい
はパルスの連結により作成されたパルス列を含んでもよい。トーンまたはパルス
の不規則な間隔は、合計のラウンドトリップ時間差の計算のために基準ステーシ
ョンにおいて基準信号へ返答信号を正確に相関させるのを容易にする。これらの
技術の使用は、基準オシレーターの＋／―５００msecの範囲内で遠隔ユニットを
同期させることを可能にする。ＳＰＳが使用可能な遠隔ユニットでは、本発明の
方法を使用することにより、ＳＰＳロックを達成するためにＳＰＳレシーバーが
要する時間が著しく減少する。
ンあるいは多重周波数コントローラーによって生成されたガウス分布のパルスを
含む音声周波数信号である。ガウス分布のパルスは、音声通信ネットワークによ
る破壊的な減衰を回避するために、約０．３ｍｓ〜１ｍｓの間の３s（標準偏差
ｘ３）と−４ｄＢｍ〜−１０ｄＢｍの増幅率によって特徴づけられる。単一のト
ーンあるいは多重周波数トーンは、約５ｍｓから５０ｍｓの持続時間および３０
０から３０００Ｈｚの範囲の周波数を持っている。１つの信号当たり多数のトー
ンあるいはパルスを使用する方法では、(特別の信号の)トーンあるいはパルスを
受信した時間は、待ち時間測定および同期の正確さを改善するために、平均され
る。また、この信号は、規則的および不規則的に配置された複数のトーンあるい
はパルスの連結により作成されたパルス列を含んでもよい。トーンまたはパルス
の不規則な間隔は、合計のラウンドトリップ時間差の計算のために基準ステーシ
ョンにおいて基準信号へ返答信号を正確に相関させるのを容易にする。これらの
技術の使用は、基準オシレーターの＋／―５００msecの範囲内で遠隔ユニットを
同期させることを可能にする。ＳＰＳが使用可能な遠隔ユニットでは、本発明の
方法を使用することにより、ＳＰＳロックを達成するためにＳＰＳレシーバーが
要する時間が著しく減少する。
【００１５】
また、本発明の別の態様では、信号処理シーケンスは、遠隔ユニットによって
開始される。それは、基準パルスを生成し送信する。その基準パルスの受信によ
り、基準ステーションは、返答遅れ間隔の後に返答パルスで返答する。その後、
遠隔ユニットによって待ち時間計算が行われる。遠隔ユニットの同期をとるには
、遠隔ユニットが、基準オシレーターの時間マーク出力の際に、基準ステーショ
ンによって送信された同期信号を受け取ることを必要とする。
開始される。それは、基準パルスを生成し送信する。その基準パルスの受信によ
り、基準ステーションは、返答遅れ間隔の後に返答パルスで返答する。その後、
遠隔ユニットによって待ち時間計算が行われる。遠隔ユニットの同期をとるには
、遠隔ユニットが、基準オシレーターの時間マーク出力の際に、基準ステーショ
ンによって送信された同期信号を受け取ることを必要とする。
【００１６】
本発明は、遠隔ユニットがセルーラ電話のような無線通信装置を含むセルーラ
電話ネットワークのコンテキストにおいて特に著しい利点を有する。コントロー
ルすなわち通信ネットワークのオーバーヘッドチャンネルにおいてデータと同期
の信号を送信する既知の無線データ通信装置とは異なり、本発明は、基準、返答
および同期信号の取り扱いために無線のネットワークのベースステーションサイ
トでインストールされる特別の設備やソフトウェアを必要としない。コントロー
ルチャンネル（非通話パス）上での送信を回避することによって、本発明は、既
存の無線および有線（ＰＯＴＳ）電話ネットワークのインフラの修正を回避する
ことができ、それによりコスト効率よく実施できる。反対に、本発明は、既存の
インフラ上で明確に作動する。音声呼び出しパス（音声通話パス）中のインバン
ド信号は、無線あるいは有線ネットワーク中のどのポイントでも受信できる。例
えば、基準ステーションとして提供される位置サービスコントローラーやＰＳＡ
Ｐでも受信できる。本発明は、データモードに無線通信装置を切り替えることに
よりデータ送信中に音声呼び出しパスを完全に占拠する従来の無線通信モデム装
置に比べて、種々の長所がある。待ち時間測定、同期および位置データ送信の間
に音声呼び出しパスを無線電話ユーザに利用可能にしておくことによって、本発
明は、無線のユーザと呼び出し通信者の間にほぼ同時的な言語通信を容易にする
。
電話ネットワークのコンテキストにおいて特に著しい利点を有する。コントロー
ルすなわち通信ネットワークのオーバーヘッドチャンネルにおいてデータと同期
の信号を送信する既知の無線データ通信装置とは異なり、本発明は、基準、返答
および同期信号の取り扱いために無線のネットワークのベースステーションサイ
トでインストールされる特別の設備やソフトウェアを必要としない。コントロー
ルチャンネル（非通話パス）上での送信を回避することによって、本発明は、既
存の無線および有線（ＰＯＴＳ）電話ネットワークのインフラの修正を回避する
ことができ、それによりコスト効率よく実施できる。反対に、本発明は、既存の
インフラ上で明確に作動する。音声呼び出しパス（音声通話パス）中のインバン
ド信号は、無線あるいは有線ネットワーク中のどのポイントでも受信できる。例
えば、基準ステーションとして提供される位置サービスコントローラーやＰＳＡ
Ｐでも受信できる。本発明は、データモードに無線通信装置を切り替えることに
よりデータ送信中に音声呼び出しパスを完全に占拠する従来の無線通信モデム装
置に比べて、種々の長所がある。待ち時間測定、同期および位置データ送信の間
に音声呼び出しパスを無線電話ユーザに利用可能にしておくことによって、本発
明は、無線のユーザと呼び出し通信者の間にほぼ同時的な言語通信を容易にする
。
【００１７】
本発明の多くの他の態様及び利点は、添付の図面を基準した好ましい実施形態
の詳細な説明から明白となるであろう。
の詳細な説明から明白となるであろう。
【００１８】
以下、本発明による電子メール伝送システムの実施形態について説明する。
【００１９】
図２は、本発明の第１の好適実施形態にかかるＳＰＳ使用可能モバイルユニッ
ト４０を含む音声通信ネットワーク３０を示す図である。
ト４０を含む音声通信ネットワーク３０を示す図である。
【００２０】
図２に示すように、音声通信ネットワーク３０は、公衆電話交換ネットワーク
すなわち（ＰＯＴＳ）４８に接続された無線通信ネットワーク４４を含んでいる
。無線通信ネットワーク４４は、モバイルユニット４０に無線周波数信号５６を
送信するとともにモバイルユニット４０から無線周波数信号５６を受信するため
のベースステーション５２を含んでいる。無線周波数信号５６は、音声を送信す
るための音声チャンネル信号５８と、制御コマンドおよびディジタルデータを送
信するためのコントロールチャンネル信号６０とを含んでいる。モバイル切り替
えセンター６４は、無線通信ネットワーク４４をＰＯＴＳ４８へ接続する。モバ
イルユニット４０は、好ましくは、セルーラテレホン送受話器であるが、音声チ
ャンネル５８上で送信することができる任意のタイプの無線通信装置でもよい。
モバイルユニット４０は、ローカルオシレーター（「モバイルオシレーター」あ
るいは「遠隔オシレーター」とも呼ばれる）と、地球軌道上のＳＰＳ人工衛星７
２によって放送されるＳＰＳ信号７０を受信するとともにＳＰＳ信号７０に基づ
いてモバイルユニットの位置を計算するためのＳＰＳレシーバー６６を含んでい
る。通常の動作では、ＳＰＳレシーバー６６は、ＳＰＳ信号７０とロックし、＋
／−１０マイクロセカンド内でローカルオシレーターを同期させる。しかしなが
ら、ＳＰＳ信号７０が利用不可能かあるいはＳＰＳレシーバー６６がＳＰＳ信号
を得ていない場合、ローカルオシレーターは、ローカルオシレーターのドリフト
のため正確なＳＰＳ時間を維持できなくなる。本発明によれば、ＳＰＳオシレー
ターの再同期は、必要に応じて、モバイルユニット４０によって自動的に始開始
することができ、あるいはモバイルユニット４０によって受信するかまたは行わ
れた次の通話中に起きるようにすることもできる。
すなわち（ＰＯＴＳ）４８に接続された無線通信ネットワーク４４を含んでいる
。無線通信ネットワーク４４は、モバイルユニット４０に無線周波数信号５６を
送信するとともにモバイルユニット４０から無線周波数信号５６を受信するため
のベースステーション５２を含んでいる。無線周波数信号５６は、音声を送信す
るための音声チャンネル信号５８と、制御コマンドおよびディジタルデータを送
信するためのコントロールチャンネル信号６０とを含んでいる。モバイル切り替
えセンター６４は、無線通信ネットワーク４４をＰＯＴＳ４８へ接続する。モバ
イルユニット４０は、好ましくは、セルーラテレホン送受話器であるが、音声チ
ャンネル５８上で送信することができる任意のタイプの無線通信装置でもよい。
モバイルユニット４０は、ローカルオシレーター（「モバイルオシレーター」あ
るいは「遠隔オシレーター」とも呼ばれる）と、地球軌道上のＳＰＳ人工衛星７
２によって放送されるＳＰＳ信号７０を受信するとともにＳＰＳ信号７０に基づ
いてモバイルユニットの位置を計算するためのＳＰＳレシーバー６６を含んでい
る。通常の動作では、ＳＰＳレシーバー６６は、ＳＰＳ信号７０とロックし、＋
／−１０マイクロセカンド内でローカルオシレーターを同期させる。しかしなが
ら、ＳＰＳ信号７０が利用不可能かあるいはＳＰＳレシーバー６６がＳＰＳ信号
を得ていない場合、ローカルオシレーターは、ローカルオシレーターのドリフト
のため正確なＳＰＳ時間を維持できなくなる。本発明によれば、ＳＰＳオシレー
ターの再同期は、必要に応じて、モバイルユニット４０によって自動的に始開始
することができ、あるいはモバイルユニット４０によって受信するかまたは行わ
れた次の通話中に起きるようにすることもできる。
【００２１】
ＳＰＳ時間にローカルオシレーターを再同期するのに必要な時間を短くするた
めに、ローカルオシレーターは、既知の地球上の位置に置かれた基準オシレータ
ーと同期させてもよい。この種の再同期処理は、ＳＰＳのロック中に起きる許容
誤差より広い許容誤差で同期するため、ＳＰＳレシーバー６６のシーディング(s
eeding)として知られている。シードプロセッサー(seed processor)８０は、基
準ＳＰＳレシーバー８２および基準オシレーター（ＳＰＳレシーバー８２と統合
できる）と交信する。シードプロセッサー８０は、モバイル切り替えセンター６
４（無線通信スイッチ）あるいはＰＯＴＳ４８の呼び出しデバイス８６、あるい
はその両方と接続してもよい。一旦音声呼び出しパスがシードプロセッサー８０
およびモバイルユニット４０の間で確立されると、シードプロセッサー８０は、
システム待ち時間を決定するためおよびローカルオシレーターと基準オシレータ
ーとの同期のために、信号処理シーケンス１００（図３）を開始する。
めに、ローカルオシレーターは、既知の地球上の位置に置かれた基準オシレータ
ーと同期させてもよい。この種の再同期処理は、ＳＰＳのロック中に起きる許容
誤差より広い許容誤差で同期するため、ＳＰＳレシーバー６６のシーディング(s
eeding)として知られている。シードプロセッサー(seed processor)８０は、基
準ＳＰＳレシーバー８２および基準オシレーター（ＳＰＳレシーバー８２と統合
できる）と交信する。シードプロセッサー８０は、モバイル切り替えセンター６
４（無線通信スイッチ）あるいはＰＯＴＳ４８の呼び出しデバイス８６、あるい
はその両方と接続してもよい。一旦音声呼び出しパスがシードプロセッサー８０
およびモバイルユニット４０の間で確立されると、シードプロセッサー８０は、
システム待ち時間を決定するためおよびローカルオシレーターと基準オシレータ
ーとの同期のために、信号処理シーケンス１００（図３）を開始する。
【００２２】
図３は、システム待ち時間の測定ための信号処理シーケンス１００を示す図で
ある。図３に示すように、位置サービスコントローラー（ＬＳＣ）１０４のよう
な基準ステーション１０２は、音声チャンネル５８（図２）上に基準信号を送信
する。セルーラ式電話送受話器（ＨＳ）１１０のような遠隔ユニット１０８は、
基準待ち時間ｔ１の後に基準信号１０６を受信する。次に、遠隔ユニット１０８
は、返答信号１１２を送信することにより、基準信号１０６を受信したことを返
答する。この返答信号１１２は、返答待ち時間ｔ２の後に基準ステーション１０
２で受信される。基準待ち時間ｔ１および返答待ち時間ｔ２は、信号伝播時間と
基準ステーション１０２および遠隔ユニット１０８でそれぞれの基準信号および
応答信号１０６，１１２を処理するための時間との両方を含んでいる。基準信号
１０６の送信と返答信号１１２の受信の間の経過時間は、基準ステーション１０
２で測定され、繰り返しの遅延時間ｔＲＴを決定する。基準待ち時間ｔ１と返答
待ち時間ｔ２が等しい場合、システムは対称であると言われる。図示説明の目的
で、図３の中では非対称が強張されている。しかしながら、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ
、ＧＳＭおよびアナログ無線通信電話システムにおける経験的な測定により、無
線通信ネットワーク４４（図２）と組み合わされたＰＯＴＳネットワーク４８は
、＋／−５００マイクロセカンド内の同期時間でのインバンド信号処理の目的の
ために許容される許容誤差の範囲内で対称（各呼び出しセッション中においてほ
ぼ時間的に不変）となることが確認されている。無線およびＰＯＴＳの通信ネッ
トワークはほぼ対称なので、一方行の待ち時間は、ラウンドトリップ遅延(round
trip delay)の２分の１、すなわち１／２ｔＲＴと考えることができる。
ある。図３に示すように、位置サービスコントローラー（ＬＳＣ）１０４のよう
な基準ステーション１０２は、音声チャンネル５８（図２）上に基準信号を送信
する。セルーラ式電話送受話器（ＨＳ）１１０のような遠隔ユニット１０８は、
基準待ち時間ｔ１の後に基準信号１０６を受信する。次に、遠隔ユニット１０８
は、返答信号１１２を送信することにより、基準信号１０６を受信したことを返
答する。この返答信号１１２は、返答待ち時間ｔ２の後に基準ステーション１０
２で受信される。基準待ち時間ｔ１および返答待ち時間ｔ２は、信号伝播時間と
基準ステーション１０２および遠隔ユニット１０８でそれぞれの基準信号および
応答信号１０６，１１２を処理するための時間との両方を含んでいる。基準信号
１０６の送信と返答信号１１２の受信の間の経過時間は、基準ステーション１０
２で測定され、繰り返しの遅延時間ｔＲＴを決定する。基準待ち時間ｔ１と返答
待ち時間ｔ２が等しい場合、システムは対称であると言われる。図示説明の目的
で、図３の中では非対称が強張されている。しかしながら、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ
、ＧＳＭおよびアナログ無線通信電話システムにおける経験的な測定により、無
線通信ネットワーク４４（図２）と組み合わされたＰＯＴＳネットワーク４８は
、＋／−５００マイクロセカンド内の同期時間でのインバンド信号処理の目的の
ために許容される許容誤差の範囲内で対称（各呼び出しセッション中においてほ
ぼ時間的に不変）となることが確認されている。無線およびＰＯＴＳの通信ネッ
トワークはほぼ対称なので、一方行の待ち時間は、ラウンドトリップ遅延(round
trip delay)の２分の１、すなわち１／２ｔＲＴと考えることができる。
【００２３】
図４は、信号処理シーケンス１００のタイミングおよび要素を示すタイミング
図である。図４に示すように、タイミング図の上部は、基準ステーション１０２
における信号を示し、下部は、遠隔ユニット１０８における信号を示す。ここで
、受信された信号は破線で示され、送信された信号は実線で示されている。この
信号処理シーケンス１００は、基準ステーション１０２によって開始されるもの
として図４中では示されているが、他の実施形態では遠隔ユニット１０８（図示
省略）によって開始されてもよい。この信号処理シーケンス１００を開始するた
めに、基準ステーション１０２は、基準持続時間(ｔref)を有する基準信号１０
６を送信する。便宜的に、基準信号１０６は、期間Ｐを有する基準オシレーター
の周期的時間マーク１２０の発生時点において基準ステーション１０２によって
送信される。この基準信号１０６は、基準待ち時間ｔ1の後に遠隔ユニット１０
８で受信される。この基準信号１０６の受信した際に、遠隔ユニット１０８は、
返答信号１１２を生成し、予め選択された返答遅れ間隔ｔdelの後に信号１１２
を送信する。この返答信号１１２は、返答持続時間ｔｒｐを持っており、返答待
ち時間ｔ２の後に基準ステーション１０２で受信される。ラウンドトリップ遅延
ｔＲＴの測定は、基準ステーション１０２でなされる。合計の待ち時間ＴＬは、
以下の式で求められる。 ＴＬ ＝ ｔＲＴ − （ｔｒｅｆ ＋ ｔｄｅｌ ＋ ｔｒｐ）
図である。図４に示すように、タイミング図の上部は、基準ステーション１０２
における信号を示し、下部は、遠隔ユニット１０８における信号を示す。ここで
、受信された信号は破線で示され、送信された信号は実線で示されている。この
信号処理シーケンス１００は、基準ステーション１０２によって開始されるもの
として図４中では示されているが、他の実施形態では遠隔ユニット１０８（図示
省略）によって開始されてもよい。この信号処理シーケンス１００を開始するた
めに、基準ステーション１０２は、基準持続時間(ｔref)を有する基準信号１０
６を送信する。便宜的に、基準信号１０６は、期間Ｐを有する基準オシレーター
の周期的時間マーク１２０の発生時点において基準ステーション１０２によって
送信される。この基準信号１０６は、基準待ち時間ｔ1の後に遠隔ユニット１０
８で受信される。この基準信号１０６の受信した際に、遠隔ユニット１０８は、
返答信号１１２を生成し、予め選択された返答遅れ間隔ｔdelの後に信号１１２
を送信する。この返答信号１１２は、返答持続時間ｔｒｐを持っており、返答待
ち時間ｔ２の後に基準ステーション１０２で受信される。ラウンドトリップ遅延
ｔＲＴの測定は、基準ステーション１０２でなされる。合計の待ち時間ＴＬは、
以下の式で求められる。 ＴＬ ＝ ｔＲＴ − （ｔｒｅｆ ＋ ｔｄｅｌ ＋ ｔｒｐ）
【００２４】
通信ネットワークは本質的に対称なので、システム（１／２ＴＬと考えられる
）の一方行の待ち時間は、補正間隔(correction interval)ＴＣとして使用でき
る。補正間隔ＴＣを表す同期信号１２４は、基準ステーション１０２から送信さ
れる。同期信号１２４は、次の時間マーク１２０の際に送信される。また、補正
間隔ＴＣは、同期信号１２４の一部としてあるいは個別のデータ信号（図示省略
）の一部として、遠隔ユニット１０８にデータとして送信される。他の方法とし
ては、同期信号１２４’は、補正間隔ＴＣと等しい量だけ将来の時間マーク１２
０’に先立って補正時間１２６に送信される。その後で、遠隔ユニット１０８は
、補正間隔ＴＣおよび／または同期信号１２４‘の受信１２７の時間を利用して
、基準オシレーターと同期する。なお、当業者であれば、補正間隔ＴＣを表わす
１または複数の信号の遠隔ユニット１０８における受信および基準オシレーター
の時間マーク１２０に基づいて、種々の方法で同期を達成することができること
が理解できるであろう。例えば（図示省略）、同期信号１２４は、補正間隔ＴＣ を引いた期間Ｐと等しい値だけ遅れた遅延時間マークの形成により生成してもよ
い。
）の一方行の待ち時間は、補正間隔(correction interval)ＴＣとして使用でき
る。補正間隔ＴＣを表す同期信号１２４は、基準ステーション１０２から送信さ
れる。同期信号１２４は、次の時間マーク１２０の際に送信される。また、補正
間隔ＴＣは、同期信号１２４の一部としてあるいは個別のデータ信号（図示省略
）の一部として、遠隔ユニット１０８にデータとして送信される。他の方法とし
ては、同期信号１２４’は、補正間隔ＴＣと等しい量だけ将来の時間マーク１２
０’に先立って補正時間１２６に送信される。その後で、遠隔ユニット１０８は
、補正間隔ＴＣおよび／または同期信号１２４‘の受信１２７の時間を利用して
、基準オシレーターと同期する。なお、当業者であれば、補正間隔ＴＣを表わす
１または複数の信号の遠隔ユニット１０８における受信および基準オシレーター
の時間マーク１２０に基づいて、種々の方法で同期を達成することができること
が理解できるであろう。例えば（図示省略）、同期信号１２４は、補正間隔ＴＣ を引いた期間Ｐと等しい値だけ遅れた遅延時間マークの形成により生成してもよ
い。
【００２５】
音声通信ネットワーク、特にディジタル式セルーラ電話ネットワークは、信号
送信媒体における呼び出しトラヒック(call traffic)を最大にするために、信号
の圧縮、広域スペクトラム信号送信および他の信号操作プロトコルを使用する。
これらの信号処理プロトコルは、人間の音声に似ていない呼び出しパス中の信号
を削除する傾向がある。音声通信ネットワーク３０（図２）を介する信号の送信
を改善し、待ち時間測定の正確さを改善するために、基準信号１０６、返答信号
１１２および同期信号１２４は、すべて音声呼び出しパス中の音声周波数信号と
して生成される。当業者であれば、音声周波数信号は、無線電話ネットワークの
音声呼び出しパスにおいて一般的に生じるように、符号化、送信および復号化の
間にアナログ信号形式とディジタル信号形式と無線周波数信号とに何回も変換さ
れることを理解するであろう。ここでいう「音声周波数数信号」の用語は、その
形態にかかわらず、呼び出しパスの中を伝わっているときに音声を表すどのよう
な信号をも含むものとして記載されている。基準信号１０６、返答信号１１２お
よび同期信号１２４は、音声通信ネットワーク３０を通過するために経験的に見
出された特性を有するように生成される。
送信媒体における呼び出しトラヒック(call traffic)を最大にするために、信号
の圧縮、広域スペクトラム信号送信および他の信号操作プロトコルを使用する。
これらの信号処理プロトコルは、人間の音声に似ていない呼び出しパス中の信号
を削除する傾向がある。音声通信ネットワーク３０（図２）を介する信号の送信
を改善し、待ち時間測定の正確さを改善するために、基準信号１０６、返答信号
１１２および同期信号１２４は、すべて音声呼び出しパス中の音声周波数信号と
して生成される。当業者であれば、音声周波数信号は、無線電話ネットワークの
音声呼び出しパスにおいて一般的に生じるように、符号化、送信および復号化の
間にアナログ信号形式とディジタル信号形式と無線周波数信号とに何回も変換さ
れることを理解するであろう。ここでいう「音声周波数数信号」の用語は、その
形態にかかわらず、呼び出しパスの中を伝わっているときに音声を表すどのよう
な信号をも含むものとして記載されている。基準信号１０６、返答信号１１２お
よび同期信号１２４は、音声通信ネットワーク３０を通過するために経験的に見
出された特性を有するように生成される。
【００２６】
図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、それぞれ、基準信号１０６、返答信号１１２、
および同期信号１２４のために使用できる第１、第２および第３の実施例にかか
る音声周波数信号１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃを示す。図５Ａに示すように、
第１の実施例の音声周波数数信号１２８ａは、基準ポーズ(reference pause)１
３４によって時間的に間隔を置かれた第１の音声周波数数トーン１３０および第
２の音声周波数数トーン１３２を含んでいる。第１と第２の音声周波数トーン１
３０、１３２は、各々３００Ｈｚ〜３０００Ｈｚの間の周波数、５ｍｓ〜５０ｍ
ｓの所定の持続時間、および−４ｄＢｍ〜−１０ｄＢｍの間の増幅率によって特
徴づけられる。この基準ポーズ１３４は、予め選択された持続時間によって特徴
づけられる。この持続時間は、便宜上第１と第２の音声周波数トーン１３０，１
３２の持続時間と同じとなるが、それらより短いかあるいは長くなるようにして
もよい。多数のトーンを使用することにより、遠隔ユニット１０８および基準ス
テーション１０２は、第１および第２の音声周波数数トーン１３０，１３２を受
信したときにそれらを平均化することができ、また、それにより音声周波数信号
１２８ａを受信した時間を正確に判定することができる。
および同期信号１２４のために使用できる第１、第２および第３の実施例にかか
る音声周波数信号１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃを示す。図５Ａに示すように、
第１の実施例の音声周波数数信号１２８ａは、基準ポーズ(reference pause)１
３４によって時間的に間隔を置かれた第１の音声周波数数トーン１３０および第
２の音声周波数数トーン１３２を含んでいる。第１と第２の音声周波数トーン１
３０、１３２は、各々３００Ｈｚ〜３０００Ｈｚの間の周波数、５ｍｓ〜５０ｍ
ｓの所定の持続時間、および−４ｄＢｍ〜−１０ｄＢｍの間の増幅率によって特
徴づけられる。この基準ポーズ１３４は、予め選択された持続時間によって特徴
づけられる。この持続時間は、便宜上第１と第２の音声周波数トーン１３０，１
３２の持続時間と同じとなるが、それらより短いかあるいは長くなるようにして
もよい。多数のトーンを使用することにより、遠隔ユニット１０８および基準ス
テーション１０２は、第１および第２の音声周波数数トーン１３０，１３２を受
信したときにそれらを平均化することができ、また、それにより音声周波数信号
１２８ａを受信した時間を正確に判定することができる。
【００２７】
図５Ｂに示すように、第２の実施例にかかる音声周波数数信号１２８ｂは、以
下の方程式によって時間（ｔ）の関数として表わされるほぼガウス分布のパルス
を含む。 Ｇ（ｔ） ＝ Ａ・ｅ-1/2(t/σ)2 ここで、Ａは、約−４ｄＢｍ〜−１０ｄＢｍの間の増幅率であり、σ（標準偏
差）は、１００マイクロセカンドと３３０マイクロセカンドとの間である。
下の方程式によって時間（ｔ）の関数として表わされるほぼガウス分布のパルス
を含む。 Ｇ（ｔ） ＝ Ａ・ｅ-1/2(t/σ)2 ここで、Ａは、約−４ｄＢｍ〜−１０ｄＢｍの間の増幅率であり、σ（標準偏
差）は、１００マイクロセカンドと３３０マイクロセカンドとの間である。
【００２８】
図５Ｃは、対応する返答信号１１２が重ねられた第３の実施例にかかる基準信
号１０６'を示す。図５Ｃに示すように、この第３の実施例の音声周波数数信号
１２８ｃは、所定の間隔ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ で間隔を置いて配置され
た８個のほぼガウス分布の基準パルス１４４を含む基準パルス列１４０を有して
いる。同様に、返答信号１１２’（図５Ｃの中では基準ステーション１０２で受
信されたとして示されている）は、基準パルス１４４とほぼ同様に間隔を置かれ
た８個のほぼガウス分布の返答パルス１４８を含む返答パルス列を有している。
間隔ａ−ｇは、ラウンドトリップ遅延時間ｔＲＴを決定する場合に基準ステーシ
ョン１０２で相関性を強めるために、不規則となっている。不規則な間隔ａ−ｇ
を使用することよって、たとえガウス分布のパルス１４４，１４８のすべてが受
信されなくても、相関性は数学上は達成される。同業者であれば、基準パルス１
４４の幅および間隔は、より多くのパルスを受信した場合はより不正確になるも
のの、パルス列と相互に関連づけかつ合計ラウンドトリップ遅延時間ｔＲＴを決
定するために返答パルス１４８の１つだけが受信される必要があるように選択し
てもよい。好ましくは、この第３の実施例の音声周波数信号１２８ｃは、４００
Ｈｚで３ｄＢの帯域幅で１１．４ミリセカンドの長さおよび１．０のロールオフ
(roll-off)を有する音声−周波数キャリア信号に変調されたアナログろ波された
パルス列(analog filtered pulse train)を有する。パルス列１４０の合計持続
時間ｔＰＴは、約１４３ｍｓから１８９ｍｓの間となる。音声周波数キャリア信
号は、音声周波数スペクトル（３００Ｈｚから３０００Ｈｚ）中の任意の信号と
することができるが、好ましくは１８００Ｈｚ信号となる。
号１０６'を示す。図５Ｃに示すように、この第３の実施例の音声周波数数信号
１２８ｃは、所定の間隔ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ で間隔を置いて配置され
た８個のほぼガウス分布の基準パルス１４４を含む基準パルス列１４０を有して
いる。同様に、返答信号１１２’（図５Ｃの中では基準ステーション１０２で受
信されたとして示されている）は、基準パルス１４４とほぼ同様に間隔を置かれ
た８個のほぼガウス分布の返答パルス１４８を含む返答パルス列を有している。
間隔ａ−ｇは、ラウンドトリップ遅延時間ｔＲＴを決定する場合に基準ステーシ
ョン１０２で相関性を強めるために、不規則となっている。不規則な間隔ａ−ｇ
を使用することよって、たとえガウス分布のパルス１４４，１４８のすべてが受
信されなくても、相関性は数学上は達成される。同業者であれば、基準パルス１
４４の幅および間隔は、より多くのパルスを受信した場合はより不正確になるも
のの、パルス列と相互に関連づけかつ合計ラウンドトリップ遅延時間ｔＲＴを決
定するために返答パルス１４８の１つだけが受信される必要があるように選択し
てもよい。好ましくは、この第３の実施例の音声周波数信号１２８ｃは、４００
Ｈｚで３ｄＢの帯域幅で１１．４ミリセカンドの長さおよび１．０のロールオフ
(roll-off)を有する音声−周波数キャリア信号に変調されたアナログろ波された
パルス列(analog filtered pulse train)を有する。パルス列１４０の合計持続
時間ｔＰＴは、約１４３ｍｓから１８９ｍｓの間となる。音声周波数キャリア信
号は、音声周波数スペクトル（３００Ｈｚから３０００Ｈｚ）中の任意の信号と
することができるが、好ましくは１８００Ｈｚ信号となる。
【００２９】
図６は、モバイルユニット４０の信号処理装置の概要を示す図である。図６に
示すように、モバイルユニット４０は、多重周波数コントローラー２０４および
モデムトランシーバー２０８に接続された音声ブリッジ２００を含んでいる。多
重周波数コントローラー２０４およびモデムトランシーバー２０８は、例えばＲ
Ｓ−２３２接続２１４によって、インターフェースプロセッサー２１２に接続さ
れている。インターフェースプロセッサー２１２は、ＳＰＳアンテナ２２０を有
するＳＰＳレシーバー２１６に接続されている。多重周波数コントローラー２０
４およびモデムトランシーバー２０８の両方は、信号処理シーケンス１００の間
に呼び出しパスを能動的に聞くようになっている。理想的には、多重周波数コン
トローラー２０４、モデムトランシーバー２０８、インターフェースプロセッサ
ー２１２およびＳＰＳレシーバー２１６の機能は、ＣＯＤＥＣ、ディジタル信号
プロセッサー（ＤＳＰ）、および既知のセルーラ電話で見られるＡＲＭマイクロ
プロセッサーのようなモバイルユニット４０の既存のコンポーネント上に統合さ
れる。プロトタイプおよびテストの目的のために多重周波数コントローラー２０
４は、サウンドカードとアメリカのマサチューセッツ州ネーティックのＭａｔｈ
ｗｏｒｋｓ社から入手できるＭＡＴＬＡＢを動かせるソフトウエアを含むパーソ
ナルコンピュータや他の利用可能な多重周波数コントローラーとすることができ
る。基準オシレーターの＋／−５００msecの範囲内にモバイルユニット４０を同
期させるために、インターフェースプロセッサー２１２およびマルチ周波数コン
トローラー２０４は、信号処理シーケンス１００の全体の平均２乗誤差の平方根
(total root mean square error)が、０．１ミリセカンド未満となるように、理
想的な動作を行う。基準ステーション１０２（図示省略）は、基準多重周波数コ
ントローラー、基準モデムトランシーバーおよび基準インターフェースプロセッ
サーを含むモバイルユニットのものと同様な信号処理コンポーネントを有してい
る。
示すように、モバイルユニット４０は、多重周波数コントローラー２０４および
モデムトランシーバー２０８に接続された音声ブリッジ２００を含んでいる。多
重周波数コントローラー２０４およびモデムトランシーバー２０８は、例えばＲ
Ｓ−２３２接続２１４によって、インターフェースプロセッサー２１２に接続さ
れている。インターフェースプロセッサー２１２は、ＳＰＳアンテナ２２０を有
するＳＰＳレシーバー２１６に接続されている。多重周波数コントローラー２０
４およびモデムトランシーバー２０８の両方は、信号処理シーケンス１００の間
に呼び出しパスを能動的に聞くようになっている。理想的には、多重周波数コン
トローラー２０４、モデムトランシーバー２０８、インターフェースプロセッサ
ー２１２およびＳＰＳレシーバー２１６の機能は、ＣＯＤＥＣ、ディジタル信号
プロセッサー（ＤＳＰ）、および既知のセルーラ電話で見られるＡＲＭマイクロ
プロセッサーのようなモバイルユニット４０の既存のコンポーネント上に統合さ
れる。プロトタイプおよびテストの目的のために多重周波数コントローラー２０
４は、サウンドカードとアメリカのマサチューセッツ州ネーティックのＭａｔｈ
ｗｏｒｋｓ社から入手できるＭＡＴＬＡＢを動かせるソフトウエアを含むパーソ
ナルコンピュータや他の利用可能な多重周波数コントローラーとすることができ
る。基準オシレーターの＋／−５００msecの範囲内にモバイルユニット４０を同
期させるために、インターフェースプロセッサー２１２およびマルチ周波数コン
トローラー２０４は、信号処理シーケンス１００の全体の平均２乗誤差の平方根
(total root mean square error)が、０．１ミリセカンド未満となるように、理
想的な動作を行う。基準ステーション１０２（図示省略）は、基準多重周波数コ
ントローラー、基準モデムトランシーバーおよび基準インターフェースプロセッ
サーを含むモバイルユニットのものと同様な信号処理コンポーネントを有してい
る。
【００３０】
根本原理から逸脱することなく上述した本発明の実施形態の詳細に多くの変更
を加えることができることは当業者にとって明白である。したがって、本発明の
範囲は請求項によってのみ決定される。
を加えることができることは当業者にとって明白である。したがって、本発明の
範囲は請求項によってのみ決定される。
【図１】
無線通信ネットワークのコンポーネントおよび有線ライン通信ネットワークへ
の接続状態を示した従来の無線通信ネットワークを示す図である。
の接続状態を示した従来の無線通信ネットワークを示す図である。
【図２】
本発明に従って同期プロトコルを実行するために無線通信ネットワーク上にお
ける呼び出し者と通信するＳＰＳレシーバーを含むモバイルユニットを示す図で
ある。
ける呼び出し者と通信するＳＰＳレシーバーを含むモバイルユニットを示す図で
ある。
【図３】
本発明に従った信号の送信シーケンスを示す図である。
【図４】
基準信号、返答信号、および図３の信号送信シーケンスの同期信号のタイミン
グおよび要素を示すタイミング図である。
グおよび要素を示すタイミング図である。
【図５】
図５Ａは、第１および第２の基準トーンから成る第１の実施形態の音声周波数
信号を示す図である。図５Ｂは、ガウス分布したパルスから成る第２の実施形態
の音声周波数信号を示す図である。図５Ｃは、観測された返答パルス列と重なる
基準パルス列から成る第３の実施形態の音声周波数信号を示す図である。
信号を示す図である。図５Ｂは、ガウス分布したパルスから成る第２の実施形態
の音声周波数信号を示す図である。図５Ｃは、観測された返答パルス列と重なる
基準パルス列から成る第３の実施形態の音声周波数信号を示す図である。
【図６】
ＳＰＳレシーバーと本発明を実行するための多重周波数コントローラーとを含
むモバイルユニットの概略図である。
むモバイルユニットの概略図である。
─────────────────────────────────────────────────────
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，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ
)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，
ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，
ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ
Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ
，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，
ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ
Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ
，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，
ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ
Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ
，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
(72)発明者 プレストン ダン エイ．
アメリカ合衆国 98110 ワシントン州、
ベインブリッジ アイランド、ミドウメア
ー サークル 11621
(72)発明者 プレストン ジョセフ
アメリカ合衆国 98110 ワシントン州、
ベインブリッジ アイランド、サンライズ
ドライブ ノースイースト 12661
(72)発明者 プロクター ロッド エル．
アメリカ合衆国 98122 ワシントン州、
シアトル、マドロナ ドライブ 1446
Ｆターム(参考） 5K004 AA06 GA00
5K047 AA01 AA18 BB01 DD01 GG09
JJ06 MM02 MM11 MM49
5K067 AA33 BB03 BB04 DD23 DD24
DD25 EE02 EE10 FF05 FF26
FF40 GG01 GG11 HH22 JJ56
KK01 KK13
【要約の続き】
施形態は、オンボードＳＰＳレシーバーを有する無線電
話ユニットを含んでいる。このＳＰＳレシーバーは、Ｓ
ＰＳレシーバーの性能を向上させるために、この方法を
用いて同期させることができるオシレーターを含んでい
る。
Claims (33)
- 【請求項１】 音声通信ネットワークにおいて遠隔ユニットを基準ステーシ
ョンの基準オシレーターと同期させる方法であって、 前記基準ステーションと前記遠隔ユニットの間で音声呼び出しパスを確立する
工程と、 前記呼び出しパス上で前記基準ステーションから所定の基準持続時間にわたっ
て送信されるようになっている音声周波数基準信号を送信する工程と、 前記遠隔ユニットにおいて前記基準信号を受信する工程と、 前記基準信号に応じて前記遠隔ユニットにおいて音声周波数返答信号を生成す
る工程と、 前記基準信号の受信が観測された時点で開始する予め選択された返答遅延間隔
を待つ工程と、 前記返答遅延間隔を待った後に前記呼び出しパス上で前記遠隔ユニットから所
定の返答持続時間にわたって送信されるようになっている前記返答信号を送信す
る工程と、 前記基準ステーションにおいて前記返答信号を受信する工程と、 前記基準ステーションにおいて、前記基準信号の送信時と前記返答信号の受信
が観測された時点との間のラウンドトリップ時間差を測定する工程と、 前記ラウンドトリップ時間差と前記基準持続時間と前記返答遅延間隔とに基づ
いて、合計の待ち時間を計算する工程と、 前記基準オシレーターによって出力される時間マークに対応する同期基準時間
を選択する工程と、 前記合計待ち時間の１／２だけ前記同期時間に先行する補正時間を定める工程
と、 前記補正時間において前記呼び出しパス上で前記基準ステーションから同期信
号を送信する工程と、 前記遠隔ユニットにおいて前記同期信号を受信する工程と、 前記遠隔ユニットにおいて、前記同期信号に応じて前記遠隔ユニットと前記基
準オシレーターとを同期合わせする工程と、 を含むことを特徴とする前記同期方法。 - 【請求項２】 前記基準信号は基準ポーズによって分離された第１と第２の
基準トーンを含んでおり、前記返答信号は返答ポーズによって分離された第１と
第２の返答トーンを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の同期方法。 - 【請求項３】 前記第１及び第２の基準トーンは等しい持続時間を持ってお
り、また前記第１及び第２の返答トーンは等しい持続時間を持っており、 上記同期方法が、さらに、前記遠隔ユニットにおいて、前記第１及び第２の基
準トーンの受信が観測された時間を平均する工程と、前記基準信号の受信が観測
された時間を調節する工程とを有し、それにより前記基準信号の送信及び受信に
おける本質的なエラーを減少させるようになっており、 また前記基準ステーションにおいて、前記第１及び第２の返答トーンの受信が
観測された時間を平均する工程と、前記返答信号の受信が観測された時間を調節
する工程とを有し、それにより前記返答信号の送信及び受信における本質的なエ
ラーを減少させるようになっていることを特徴とする請求項２に記載の同期方法
。 - 【請求項４】 セルーラ電話ネットワークにおいて、モバイルユニットを基
準ステーションの基準オシレーターと同期させる同期方法であって、 モバイルユニットと基準ステーションの間で音声呼び出しパスを確立する工程
と、 前記音声呼び出しパス上で前記基準ステーションから所定の基準持続時間を有
する音声周波数基準信号を送信する工程と、 前記モバイルユニットで前記基準信号を受信するとともに前記基準信号に応じ
て所定の基準持続時間を有する音声周波数返答信号を生成する工程と、 前記基準信号の受信に応じて開始する予め選択された返答遅延間隔を待つ工程
と、 前記返答遅延間隔を待った後に前記呼び出しパス上で前記遠隔ユニットから前
記返答信号を送信する工程と、 前記基準ステーションにおいて前記返答信号を受信する工程と、 前記基準ステーションにおいて、前記基準信号の送信と前記返答信号の受信と
の間のラウンドトリップ時間差を測定する工程と、 前記ラウンドトリップ時間差と前記基準持続時間と前記返答遅延間隔とに基づ
いて、合計の待ち時間を計算する工程と、 前記基準オシレーターによって出力される時間マークに対応する同期基準時間
を選択する工程と、 前記合計待ち時間の１／２だけ前記同期時間に先行する補正時間を定める工程
と、 前記補正時間において前記呼び出しパス上で前記基準ステーションから同期信
号を送信する工程と、 前記モバイルユニットにおいて前記同期信号を受信する工程と、 前記モバイルユニットにおいて、前記同期信号に応じて前記モバイルユニット
と前記基準オシレーターとを同期合わせする工程と、 を含むことを特徴とする前記同期方法。 - 【請求項５】 前記基準および返答信号は、それぞれ、ほぼガウス分布のパ
ルスを含むことを特徴とする請求項４に記載の同期方法。 - 【請求項６】 前記個々のガウス分布のパルスは、１００〜３３０マイクロ
セカンドの標準偏差によって特徴づけられることを特徴とする請求項５記載の同
期方法。 - 【請求項７】 前記基準および返答信号は、それぞれ、−４ｄＢｍ〜−１０
ｄＢｍの間の増幅率を持っていることを特徴とする請求項４記載の同期方法。 - 【請求項８】 前記基準信号を送信する工程は、前記返答信号が前記基準ス
テーションによって受信されるまで前記基準信号の送信を繰り返す工程を含んで
いることを特徴とする請求項４記載の同期方法。 - 【請求項９】 前記呼び出しパスは、予期される最大の一方向伝播待ち時間
を有しており、前記基準信号の送信を繰り返す工程は、前記予期される最大の一
方向伝播待ち時間より大きい繰り返し間隔における繰り返しを含むことを特徴と
する請求項８記載の同期方法。 - 【請求項１０】 前記基準および返答信号は、それぞれ、一連の音声周波数
パルスから成るパルス列を含んでいることを特徴とする請求項４記載の同期方法
。 - 【請求項１１】 前記音声周波数パルスは、不規則な間隔となっていること
を特徴とする請求項１０記載の同期方法。 - 【請求項１２】 前記音声周波数パルスは、音声周波数キャリア信号に変調
されることを特徴とする請求項１０記載の同期方法。 - 【請求項１３】 前記音声周波数パルスは、３ｄＢで４００Ｈｚの帯域幅お
よび１．０のロールオフを備えた約１１．４ミリセカンドの持続時間であること
を特徴とする請求項１０記載の同期方法。 - 【請求項１４】 前記パルス列は、１４３ミリセカンド〜１８９ミリセカン
ドの合計パルス列持続時間を持っていることを特徴とする請求項１０記載の同期
方法。 - 【請求項１５】 音声通信ネットワークにおいて、遠隔ユニットを基準ステ
ーションの基準オシレーターと同期させる同期方法であって、 前記基準ステーションと前記遠隔ユニットの間で音声呼び出しパスを確立する
工程と、 前記呼び出しパス上で前記基準ステーションから所定の基準持続時間にわたっ
て送信されるようになっている音声周波数基準信号を送信する工程と、 前記遠隔ユニットにおいて前記基準信号を受信する工程と、 前記基準信号に応じて、前記遠隔ユニットにおいて返答信号を生成する工程と
、 前記基準信号の受信に応じて開始する予め選択された返答遅延間隔を待つ工程
と、 前記返答遅延間隔を待った後に前記呼び出しパス上で前記遠隔ユニットから所
定の返答持続時間にわたって送信されるようになっている前記返答信号を送信す
る工程と、 前記基準ステーションにおいて前記返答信号を受信する工程と、 前記基準ステーションにおいて、前記基準信号の送信と前記返答信号の受信と
の間のラウンドトリップ時間差を測定する工程と、 前記ラウンドトリップ時間差と前記基準持続時間と前記返答遅延間隔とに基づ
いて、合計の待ち時間を計算する工程と、 前記合計待ち時間の１／２にあたる補正間隔を計算する工程と、 前記呼び出しパス上で前記基準ステーションから前記補正間隔を表す同期信号
を送信する工程と、 前記遠隔ユニットにおいて前記同期信号を受信する工程と、 前記遠隔ユニットにおいて、前記同期信号に応じて前記遠隔ユニットと前記基
準オシレーターとを同期合わせする工程と、を含み、 前記基準信号は、人の音声をエミュレートし、それにより音声通信ネットワー
クによって前記基準信号の破壊減衰を回避するようになっており、また前記返答
信号は、人の音声をエミュレートし、それにより音声通信ネットワークによって
前記返答信号の破壊減衰を回避するようになっていることを特徴とする前記同期
方法。 - 【請求項１６】 前記基準および返答信号は、それぞれ、１００〜３３０マ
イクロセカンドの標準偏差（σ）によって特徴づけられるほぼガウス分布のパル
スを含むことを特徴とする請求項１５に記載の同期方法。 - 【請求項１７】 前記基準および返答信号は、それぞれ、−４ｄＢｍ〜−１
０ｄＢｍの間の増幅率を持っていることを特徴とする請求項１５記載の同期方法
。 - 【請求項１８】 さらに、前記返答信号の受信の後に生じるとともに前記基
準オシレーターによって出力され基準時間マーク出力に対応する音声周波数同期
基準信号を生成する工程と、 前記基準時間マークの出力の際に前記呼び出しパス上で前記基準ステーション
から前記音声周波数同期基準信号を送信する工程と、を具備することを特徴とす
る請求項１５記載の同期方法。 - 【請求項１９】 さらに、前記基準オシレーターの同期時間に先行する補正
時間を決定する工程を具備し、前記同期信号の送信は、同期時に前記呼び出しパ
ス上で前記基準ステーションからの音声周波数同期補正信号の送信をすることを
含んでいることを特徴とする請求項１５記載の同期方法。 - 【請求項２０】 さらに、前記基準オシレーターからの基準時間マーク出力
に先行する補正時間を決定する工程を具備し、前記補正時間は、補正間隔と等し
い量だけ前記基準時間マークに先行しており、また前記同期信号は、前記補正時
間を示すことを特徴とする請求項１５記載の同期方法。 - 【請求項２１】 既知の地球上の位置に位置した基準ステーションと該基準
ステーションと通信するモバイル式セルーラ電話ユニットを含む電話ネットワー
クにおいて、ＳＰＳ衛星システムのＳＰＳオシレーターと前記モバイルセルーラ
電話ユニットのモバイルオシレーターとを同期させる改善された方法であって、 前記基準ステーションの基準オシレーターを前記ＳＰＳオシレーターと同期さ
せる工程と、 前記基準ステーションと前記モバイル式セルーラ電話ユニットの間で音声呼び
出しパスを確立する工程と、 前記呼び出しパス上で前記基準ステーションから所定の基準持続時間にわたっ
て送信されるようになっている音声周波数基準信号を送信する工程と、 前記モバイル式セルーラ電話ユニットにおいて前記基準信号を受信する工程と
、 前記基準信号に応じて、前記モバイル式セルーラ電話ユニットにおいて音声周
波数返答信号を生成する工程と、 返答時に前記呼び出しパス上で前記モバイル式セルーラ電話ユニットから前記
応答信号を送信する工程と、 前記基準ステーションにおいて前記返答信号を受信する工程と、 前記基準ステーションにおいて、前記基準信号の送信と前記返答信号の受信と
の間のラウンドトリップ時間差を測定する工程と、 前記ラウンドトリップ時間差と前記基準持続時間と前記返答遅延間隔とに基づ
いて、合計の待ち時間を計算する工程と、 補正時に同期信号を前記呼び出しパス上で前記基準ステーションから送信する
工程と、 前記モバイルユニットにおいて前記同期信号を受信する工程と、 前記同期信号に応じて前記モバイルオシレーターを調整し、それにより、前記
モバイルオシレーターを前記ＳＰＳオシレーターと同期合わせする工程と、を含
み、 前記返答時間は、前記モバイル式セルーラ電話ユニットによる前記基準信号の
受信の後の所定の返答遅延間隔の後で生じ、当該返答信号は所定の返答持続時間
にわたって送信されるようになっており、 また前記補正時間は、前記基準信号のオシレーターと前記ＳＰＳオシレーター
の同期合わせの後に続くものであって、補正間隔だけ同期基準時間に先行してお
り、かつ該補正間隔は合計待ち時間の１／２に等しいことを特徴とする前記方法
。 - 【請求項２２】 ローカルクロックを有するモバイル無線通信装置を同期さ
せる方法であって、 モバイル装置と基準ステーションとの間で音声呼び出し接続を確立する工程と
、 前記確立した音声呼び出し接続上で前記基準ステーションと前記モバイル装置
との間での特定の時間補正関数を決定する工程と、 前記基準ステーションで現在の衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）時間を維持し
、該現在のＳＰＳ時間に対応する周期的なＳＰＳ時間マーク信号を生成する工程
と、 前記現在のＳＰＳ時間を反映するデータを前記基準ステーションから音声周波
数信号として符号化された確立した音声呼び出し接続上で前記モバイル装置に送
信する工程と、 前記時間補正関数だけ前記周期的なＳＰＳ時間マークを遅らせることにより遅
延したＳＰＳ時間マークを形成する工程と、 前記基準ステーションから前記モバイル装置に、前記遅延したＳＰＳ時間マー
クを送信する工程と、 前記モバイル装置において、前記遅延したＳＰＳ時間マークに応じて前記ロー
カルクロックを前記現在のＳＰＳ時間に同期させ、それにより前記基準ステーシ
ョンによって維持されているＳＰＳ時間に前記ローカルクロックを同期させる工
程と、を含むことを特徴とする前記方法。 - 【請求項２３】 前記特定の時間補正関数の決定は、前記確立した音声呼び
出し接続上で前記基準ステーションと前記モバイル装置の間での信号の送信のた
めの合計待ち時間を決定することを含んでいることを特徴とする請求項２２記載
の方法。 - 【請求項２４】 前記合計待ち時間の決定は、 前記確立した音声呼び出し接続上で前記モバイル装置へ前記基準ステーション
から前記音声周波数基準信号を送信する工程と、 前記基準信号に応じて、前記確立した音声呼び出し接続上で前記基準ステーシ
ョンへ前記モバイル装置から返答信号を送信する工程と、 前記基準ステーションにおいて、前記返答信号の受信と前記基準信号の送信の
間の待ち時間を測定する工程と、を具備することを特徴とする請求項２２記載の
方法。 - 【請求項２５】 前記時間補正関数は、前記合計待ち時間の２分の１として
計算されることを特徴とする請求項２３記載の同期方法。 - 【請求項２６】 ローカルクロックを有するモバイル無線通信装置を同期さ
せる方法であって、 前記モバイル装置と基準ステーションとの間で音声呼び出し接続を確立する工
程と、 前記確立した音声呼び出し接続上で前記基準ステーションと前記モバイル装置
の間における特定の時間補正関数を決定する工程と、 前記基準ステーションにおいて、現在の衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）時間
を維持し、現在のＳＰＳ時間に対応した周期的なＳＰＳ時間マーク信号を生成す
る工程と、 音声周波数信号として符号化された前記確立した音声呼び出し接続上で前記基
準ステーションから前記モバイル装置に前記現在のＳＰＳ時間を反映したデータ
を送信する工程と、 前記基準ステーションから前記モバイル装置に前記ＳＰＳ時間マーク信号を送
信する工程と、 前記モバイル装置において、前記時間補正関数だけ前記受信したＳＰＳ時間マ
ークを遅らせることにより遅延したＳＰＳ時間マークを形成する工程と、 その後で、前記遅延したＳＰＳ時間マークに応じて前記ローカルクロックを前
記現在のＳＰＳ時間に同期させ、それにより前記基準ステーションによって維持
されているＳＰＳ時間に前記ローカルクロックを同期させる工程と、を含むこと
を特徴とする前記方法。 - 【請求項２７】 前記特別な時間補正関数を決定する工程は、前記確立した
音声呼び出し接続上で前記基準ステーションと前記モバイル装置との間で、特別
な信号のラウンドトリップ用の合計待ち時間を決定することを含んでいることを
特徴とする請求項２６記載の同期方法。 - 【請求項２８】 前記合計待ち時間を決定する工程は、前記確立した音声呼
び出し接続上で前記モバイル装置へ前記基準ステーションから音声周波数基準信
号を送信する工程と、 前記基準信号に応じて、前記確立した音声呼び出し接続上で前記基準ステーシ
ョンへ前記モバイル装置から返答信号を送信する工程と、 前記基準ステーションで前記基準信号の送信と返答信号の受信との間の待ち時
間を測定する工程と、を含むことを特徴とする請求項２７記載の同期方法。 - 【請求項２９】 前記時間補正関数は、合計待ち時間の２分の１として計算
されることを特徴とする請求項２７記載の同期方法。 - 【請求項３０】 前記特定時間補正関数を決定する工程は、 前記確立した音声呼び出し接続上で前記基準ステーションへ前記モバイル装置
から音声周波数基準信号を送信する工程と、 前記基準信号に応じて、前記確立した音声呼び出し接続上で前記基準ステーシ
ョンから前記モバイル装置へ返答信号を送信する工程と、 前記モバイルステーションにおいて、前記基準信号の送信と前記返答信号の受
信との間の待ち時間を測定する工程と、を含むことを特徴とする請求項２６記載
の同期方法。 - 【請求項３１】 衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）で可能とされるモバイル
ユニットであって、該モバイルユニットは、ローカルＳＰＳ時間クロックを有し
ており関連する同期をとるように構成されており、前記モバイルユニットは、 周回するＳＰＳ衛星からＳＰＳ信号を受信するためのＳＰＳアンテナと、 前記ＳＰＳ信号を受信してＳＰＳの生のデータを形成するとともに前記ローカ
ルＳＰＳタイムを維持するための前記ＳＰＳアンテナに接続されたＳＰＳレシー
バーと、 前記ＳＰＳレシーバーに接続されるとともに、前記生のＳＰＳデータを処理し
て位置データを生成するとともに前記ローカルＳＰＳ時間クロックを同期合わせ
するためのソフトウェアを含んでいるマイクロプロセッサーと、 前記マイクロプロセッサーに接続された、多重周波数音声トーンを生成して前
記位置データを符号化するとともに受信した多重周波数音セトーンを復号化して
同期用データを生成するための多重周波数コントローラと、 無線通信ネットワークの呼び出しパス上で音声通信を送受するために動作する
無線通信トランシーバーと、を含み、 前記無線通信トランシーバーは、前記呼び出しパスに前記符号化された位置デ
ータを送るとともに前記呼び出しパス上で音声周波数トーンとして受信された同
期データを受信しかつ復号化するための前記多重周波数コントローラに接続され
た音声ポートを備えており、 また、前記ローカルＳＰＳ時間クロックを同期するためのソフトウェアは、前
記呼び出しパス上で前記無線通信トランシーバーによって受信されかつ前記多重
周波数コントローラによって復号化された前記同期データに応じて前記ローカル
時間クロックを調整するように動作することを特徴とする前記モバイルユニット
。 - 【請求項３２】 前記多重周波数コントローラは、前記マイクロプロセッサ
ーで動作可能なソフトウェアで実行されるようになっていることを特徴とする請
求項３１記載のモバイルユニット。 - 【請求項３３】 前記ローカルＳＰＳ時間を同期させるためのソフトウェア
は、前記ＳＰＳローカル時間クロックを同期させるための補正時間を含んでいる
前記呼び出しパス上で受信された同期データに応答するようになっており、前記
補正時間は、前記ローカルのＳＰＳ時間と前記軌道に乗るＳＰＳ衛星によって提
供される実際のＳＰＳ時間との間の差に対応していることを特徴とする請求項３
１記載のモバイルユニット。
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