JP2004109139A - 放送デジタルテレビジョン信号を使用する位置確認 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数のDTVトランスミッタからの複数のデジタルテレビジョン(DTV)放送信号をユーザデバイスにおいて受信し、DTV放送信号に基づいてユーザデバイスと各DTVトランスミッタとの間の擬似距離を判定し、この擬似距離と各DTVトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定する。DTV信号の例としては、米国テレビジョン規格委員会(ATSC)信号、欧州通信規格機構デジタルビデオ放送地上波(DVB−T)信号、および日本地上デジタルテレビジョン放送方式(ISDB−T)信号を含んでいる。
【選択図】図1
Description
産業上の利用分野
本発明は一般的に位置判定に係り、特にDTV信号を使用する位置判定に関する。
無線信号を使用した二次元の緯度/経度位置確認システムの方式が以前から知られている。広範な用途において、ロランCおよびオメガとして知られる地上システムならびにトランジットとして知られる衛星に基づいたシステムが使用されている。また普及が拡大している別の衛星に基づいたシステムが全地球位置把握システム(GPS)である。
一般的に、本発明の特徴は、ユーザデバイスの位置を判定するコンピュータプログラム製品、装置、ならびに方法である。これは、ユーザデバイスにおいて複数のDTVトランスミッタから複数のデジタルテレビジョン(DTV)放送信号を受信し、DTV放送信号に基づいてユーザデバイスと各DTVトランスミッタとの間の擬似距離を判定し、擬似距離と各DTVトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定することを含んでいる。
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照しながら以下に記す発明の詳細な説明および添付の請求項によってより明らかにされる。
デジタルテレビジョン(DTV)は普及しつつある。DTVは1998年に最初に米国で実用化された。2000年の末には、DTV信号を放送する167局が稼動していた。2001年2月28日現在で、1200のDTV設置許可がFCCによって発効されている。FCCの目標によれば、全てのテレビジョン伝送が早急にデジタルとなりアナログ信号が廃止されるべきであるとされている。公共放送局はその免許を保持するために2002年5月1日までにデジタル化しなければならない。民間ステーションは2003年5月1日までにデジタル化しなければならない。米国内に1600超のDTVトランスミッタの設置が期待されている。
図1を参照すると、例示的な構成形態100は、無線リンクを介してベースステーション104と交信するユーザデバイス102を備えている。一実施形態において、ユーザデバイス102は無線電話とし、ベースステーション104は無線電話基地局とされる。一実施形態においてベースステーション104はモバイルMAN(メトロポリタンネットワーク)またはWAN(ワイドエリアネットワーク)の一部とされる。
DTV信号に基づいたデバイス102の位置を判定は多くの利点を有している。まず、DTV信号は優れた到達範囲を有している。米国においてはDTV信号の使用が連邦通信委員会によって推奨されている。2000年末現在166個以上のDTVトランスミッタが稼動しており、連邦通信委員会は2006年に全てのテレビ放送が新しくデジタルチャネルに割り当てられるという目標を挙げている。同様な放送範囲が欧州および日本でも期待されている。
図6ないし図18には米国テレビジョン規格委員会(ATSC)DTV信号を使用する種々のレシーバが示されている。DTVは1998年に最初に米国で実用化された。2000年の末には、DTV信号を放送する167局が稼動していた。2001年2月28日現在で、1200のDTV設置許可がFCCによって発効されている。FCCの目標によれば、全てのテレビジョン伝送が早急にデジタルとなりアナログ信号が廃止されるべきであるとされている。公共放送局はその免許を保持するために2002年5月1日までにデジタル化しなければならない。民間ステーションは2003年5月1日までにデジタル化しなければならない。米国内に1600超のDTVトランスミッタの設置が期待されている。
・ Rmax=0
・ 複合コード信号を形成
プロセスからの退出に関して、Rstore(τ)は入力信号s(t)と複合コード信号scode(t)との間の相関を蓄積する。Rstore(τ)はより小さいステップのωで検索を行うことによってさらに高精度化することができる。ωの最初のサイズはナイキストレート2π/Tiの半分よりも小さいことが必要である。最大相関出力を形成するタイムオフセットτが擬似距離として使用される。
・ 同相および垂直位相コード信号を形成
・ τ=0ないしTperまででステップがTsampただしTperは使用されるコードの周期、Tsampはサンプルインタバルであることに対し、
・ 基準コード混合信号を形成
図19ないし図29には、ヨーロッパ通信規格機構(ETSI)DTV信号を使用するための種々のレシーバが示されている。ETSIはヨーロッパの地上波DTV信号を定義しており、ここではデジタルビデオ放送地上波(DVB−T)信号と呼称する。この新しいDTV信号はマルチプルスタンダードデフィニションTV信号または高精細度信号を割り当てられた8MHzで送信することを可能にする。この新しいDVB−TDTV信号はアナログNTSC−TV信号と全く異なっており、新しい8MHz周波数チャネルにおいて伝送され、全く新しい能力を備えている。
・ Rmax=0
・ 複合コード信号を形成
・ F{scode}*を計算、ここでFはフーリエ変換の演算子、*は共役オペレータある。
・ ω=ωin−ωoffsetからωin+ωoffsetまででステップがπ/2T1に対して
・ 複合混合信号を形成
プロセスからの退出に関して、Rstore(τ)は入力信号s(t)と複合コード信号scode(t)との間の相関を蓄積する。Rstore(τ)はより小さいステップのωで検索を行うことによってさらに高精度化することができる。ωの最初のサイズはナイキストレート2π/Tiの半分よりも小さいことが必要である。最大相関出力を形成するタイムオフセットτが擬似距離として使用される。
本発明の多数の実施例ついて記述した。しかしながら、本発明の精神および視点から逸脱することなく種々の設計変更が可能であることが理解される。例えば、特定のATSCおよびDVB−T信号に関して多くの特徴を記述した。しかしながら、本発明は、ジャパニーズインテグレーテッドデジタル地上波放送(ISDB−T)等のその他のDTV信号にも適用可能である。
Claims (89)
- ユーザデバイスの位置を判定する方法であり:
複数のDTVトランスミッタからの複数のデジタルテレビジョン(DTV)放送信号をユーザデバイスにおいて受信し;
DTV放送信号に基づいてユーザデバイスと各DTVトランスミッタとの間の擬似距離を判定し;
この擬似距離と各DTVトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定することからなる方法。 - ユーザデバイスの位置の判定は:
1つのDTVトランスミッタにおけるトランスミッタクロックと既知の時間基準との間の差に基づいて擬似距離を調節し;
調節された擬似距離と各DTVトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定することからなる、
請求項1記載の方法。 - DTV放送信号は米国テレビジョン規格委員会(ATSC)信号であり、擬似距離はATSCフレームにおける既知のデジタルシーケンスに基づいて判定される請求項1記載の方法。
- 既知のデジタルシーケンスは同期コードである請求項3記載の方法。
- 同期コードはATSCデータフレームにおけるフィールド同期セグメントである請求項4記載の方法。
- 同期コードはATSCデータフレームにおけるデータセグメント内の同期セグメントである請求項4記載の方法。
- DTV放送信号は欧州通信規格機構(ETSI)デジタルビデオ放送地上波(DVB−T)信号であり、擬似距離はDTV放送信号内の既知の成分に基づいて判定される請求項1記載の方法。
- 既知の成分はスキャッタパイロットキャリアである請求項7記載の方法。
- ユーザデバイスの位置判定は:
ユーザデバイス内のローカル時間基準とマスタ時間基準との間のオフセットを判定し;
擬似距離、各DTVトランスミッタの位置、およびオフセットに基づいてユーザデバイスの位置を判定する、
ことを含む請求項1記載の方法。 - オフセットを使用してユーザデバイスの次の位置を判定することをさらに含む請求項9記載の方法。
- 擬似距離の判定は:
各DTV信号の一部を記憶し;
続いて前記記憶された一部のそれぞれとユーザデバイスによって形成された信号とを相関させて擬似距離を生成することを含む請求項1記載の方法。 - 擬似距離の判定は:
DTV信号が受信された際にDTV信号のそれぞれとユーザデバイスによって形成された信号とを相関させて擬似距離を生成することを含む請求項1記載の方法。 - ユーザデバイスの位置判定は:
ユーザデバイスが存在している概略的な地理的範囲を判定し;
擬似距離とこの概略的な地理的範囲とに基づいてユーザデバイスの位置を判定する、
ことを含む請求項1記載の方法。 - 概略的な地理的範囲はユーザデバイスと通信可能にリンクされた追加的なトランスミッタのフットプリントである請求項13記載の方法。
- ユーザデバイスの位置判定は:
ユーザデバイスの周囲における対流圏伝搬速度を判定し;
この対流圏伝搬速度に基づいて各擬似距離の数値を調節し;
調節された擬似距離および各DTVトランスミッタの位置に基づいてユーザデバイスの位置を判定する、
ことを含む請求項1記載の方法。 - ユーザデバイスの位置の判定は:
ユーザデバイスの周囲の地形高度に基づいて各擬似距離を調節し;
調節された擬似距離および各DTVトランスミッタの位置に基づいてユーザデバイスの位置を判定する、
ことを含む請求項1記載の方法。 - ユーザデバイスと通信可能にリンクされた追加的なトランスミッタの識別と、この追加的トランスミッタと受信したDTV放送信号とを相関させる記憶された表に基づいてDTV信号を選択することをさらに含む請求項1記載の方法。
- ユーザからの位置の入力を受容し;
この位置入力に基づいてDTV信号を選択することをさらに含む請求項1記載の方法。 - 位置の指紋を構成するために受信可能なDTV信号を走査し;
指紋と既知の位置の既知の指紋に一致する記憶された表とに基づいて擬似距離を判定するために使用するDTV放送信号を選択する、
ことをさらに含む請求項1記載の方法。 - DTVトランスミッタからの冗長擬似距離に基づいて各擬似距離の完全性を検査するためにレシーバ自律完全性監視(RAIM)を使用することをさらに含む請求項1記載の方法。
- ユーザデバイスの位置を判定する方法であり:
複数のDTVトランスミッタからの複数のデジタルテレビジョン(DTV)放送信号をユーザデバイスにおいて受信し;
DTV放送信号に基づいてユーザデバイスと各DTVトランスミッタとの間の擬似距離を判定し;
この擬似距離と各DTVトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定するように構成された位置サーバに擬似距離を伝送することからなる方法。 - 擬似距離の判定は:
DTV放送信号の成分のDTVトランスミッタのうちの1つからの送信時間を判定し;
この成分のユーザデバイスにおける受信時間を判定し;
送信時間と受信時間との間の差を判定する、
ことを含む請求項21記載の方法。 - DTV放送信号は米国テレビジョン規格委員会(ATSC)信号であり、成分はATSCフレームにおける既知のデジタルシーケンスである請求項21記載の方法。
- 成分は同期コードである請求項23記載の方法。
- 同期コードはATSCデータフレームにおけるフィールド同期セグメントである請求項24記載の方法。
- 同期コードはATSCデータフレームにおけるデータセグメント内の同期セグメントである請求項24記載の方法。
- DTV放送信号は欧州通信規格機構(ETSI)デジタルビデオ放送地上波(DVB−T)信号である請求項21記載の方法。
- 成分はスキャッタパイロットキャリアである請求項27記載の方法。
- 擬似距離の判定は:
各DTV信号の一部を記憶し;
続いて前記記憶された一部のそれぞれとユーザデバイスによって形成された信号とを相関させて擬似距離を生成することを含む請求項21記載の方法。 - 擬似距離の判定は:
DTV信号が受信された際にDTV信号のそれぞれとユーザデバイスによって形成された信号とを相関させて擬似距離を生成することを含む請求項21記載の方法。 - ユーザデバイスの位置を判定する方法であり:
ユーザデバイスから複数の擬似距離を受信し、各擬似距離はユーザデバイスと複数のDTVトランスミッタのうちの1つとの間においてDTVトランスミッタによって放送されたDTV信号に基づいて判定され;
擬似距離と各DTVトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定することからなる方法。 - ユーザデバイスの位置の判定は:
1つのDTVトランスミッタにおけるトランスミッタクロックと既知の時間基準との間の差に基づいて擬似距離を調節し;
調節された擬似距離と各DTVトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定することからなる、
請求項31記載の方法。 - DTV放送信号は米国テレビジョン規格委員会(ATSC)信号であり、擬似距離はATSCフレームにおける既知のデジタルシーケンスに基づいて判定される請求項31記載の方法。
- 既知のデジタルシーケンスは同期コードである請求項33記載の方法。
- 同期コードはATSCデータフレームにおけるフィールド同期セグメントである請求項34記載の方法。
- 同期コードはATSCデータフレームにおけるデータセグメント内の同期セグメントである請求項34記載の方法。
- DTV放送信号は欧州通信規格機構(ETSI)デジタルビデオ放送地上波(DVB−T)信号であり、擬似距離はDTV放送信号内の既知の成分に基づいて判定される請求項31記載の方法。
- 既知の成分はスキャッタパイロットキャリアである請求項37記載の方法。
- ユーザデバイスの位置判定は:
ユーザデバイス内のローカル時間基準とマスタ時間基準との間のオフセットを判定し;
擬似距離、各DTVトランスミッタの位置、およびオフセットに基づいてユーザデバイスの位置を判定する、
ことを含む請求項31記載の方法。 - オフセットを使用してユーザデバイスの次の位置を判定することをさらに含む請求項39記載の方法。
- ユーザデバイスの位置判定は:
ユーザデバイスが存在している概略的な地理的範囲を判定し;
擬似距離とこの概略的な地理的範囲とに基づいてユーザデバイスの位置を判定する、
ことを含む請求項31記載の方法。 - 概略的な地理的範囲はユーザデバイスと通信可能にリンクされた追加的なトランスミッタのフットプリントである請求項41記載の方法。
- ユーザデバイスの位置判定は:
ユーザデバイスの周囲における対流圏伝搬速度を判定し;
この対流圏伝搬速度に基づいて各擬似距離の数値を調節し;
調節された擬似距離および各DTVトランスミッタの位置に基づいてユーザデバイスの位置を判定する、
ことを含む請求項31記載の方法。 - ユーザデバイスの位置の判定は:
ユーザデバイスの周囲の地形高度に基づいて各擬似距離を調節し;
調節された擬似距離および各DTVトランスミッタの位置に基づいてユーザデバイスの位置を判定する、
ことを含む請求項31記載の方法。 - ユーザデバイスの位置を判定する装置であり:
複数のDTVトランスミッタからの複数のデジタルテレビジョン(DTV)放送信号をユーザデバイスにおいて受信する手段と;
DTV放送信号に基づいてユーザデバイスと各DTVトランスミッタとの間の擬似距離を判定する手段と;
この擬似距離と各DTVトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段とからなる装置。 - ユーザデバイスの位置を判定する手段は:
1つのDTVトランスミッタにおけるトランスミッタクロックと既知の時間基準との間の差に基づいて擬似距離を調節する手段と;
調節された擬似距離と各DTVトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段と、
からなる請求項45記載の装置。 - DTV放送信号は米国テレビジョン規格委員会(ATSC)信号であり、擬似距離はATSCフレームにおける既知のデジタルシーケンスに基づいて判定される請求項45記載の装置。
- 既知のデジタルシーケンスは同期コードである請求項47記載の装置。
- 同期コードはATSCデータフレームにおけるフィールド同期セグメントである請求項48記載の装置。
- 同期コードはATSCデータフレームにおけるデータセグメント内の同期セグメントである請求項48記載の装置。
- DTV放送信号は欧州通信規格機構(ETSI)デジタルビデオ放送地上波(DVB−T)信号であり、擬似距離はDTV放送信号内の既知の成分に基づいて判定される請求項45記載の装置。
- 既知の成分はスキャッタパイロットキャリアである請求項51記載の装置。
- ユーザデバイスの位置を判定する手段は:
ユーザデバイス内のローカル時間基準とマスタ時間基準との間のオフセットを判定する手段と;
擬似距離、各DTVトランスミッタの位置、およびオフセットに基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段と、
からなる請求項45記載の装置。 - オフセットを使用してユーザデバイスの次の位置を判定する手段をさらに含む請求項45記載の装置。
- 擬似距離を判定する手段は:
各DTV信号の一部を記憶する手段と;
続いて前記記憶された一部のそれぞれとユーザデバイスによって形成された信号とを相関させて擬似距離を生成する手段を含む請求項45記載の装置。 - 擬似距離を判定する手段は:
DTV信号が受信された際にDTV信号のそれぞれとユーザデバイスによって形成された信号とを相関させて擬似距離を生成する手段を含む請求項45記載の装置。 - ユーザデバイスの位置を判定する手段は:
ユーザデバイスが存在している概略的な地理的範囲を判定する手段と;
擬似距離とこの概略的な地理的範囲とに基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段と、
を含む請求項45記載の装置。 - 概略的な地理的範囲はユーザデバイスと通信可能にリンクされた追加的なトランスミッタのフットプリントである請求項57記載の装置。
- ユーザデバイスの位置を判定する手段は:
ユーザデバイスの周囲における対流圏伝搬速度を判定する手段と;
この対流圏伝搬速度に基づいて各擬似距離の数値を調節する手段と;
調節された擬似距離および各DTVトランスミッタの位置に基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段と、
を含む請求項45記載の装置。 - ユーザデバイスの位置を判定する手段は:
ユーザデバイスの周囲の地形高度に基づいて各擬似距離を調節する手段と;
調節された擬似距離および各DTVトランスミッタの位置に基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段と、
を含む請求項45記載の装置。 - ユーザデバイスと通信可能にリンクされた追加的なトランスミッタの識別と、この追加的トランスミッタと受信したDTV放送信号とを相関させる記憶された表に基づいてDTV信号を選択する手段をさらに含む請求項45記載の装置。
- ユーザからの位置の入力を受容する手段と;
この位置入力に基づいてDTV信号を選択する手段をさらに含む請求項45記載の装置。 - 位置の指紋を構成するために受信可能なDTV信号を走査する手段と;
指紋と既知の位置の既知の指紋に一致する記憶された表とに基づいて擬似距離を判定するために使用するDTV放送信号を選択する手段と、
をさらに含む請求項45記載の装置。 - DTVトランスミッタからの冗長擬似距離に基づいて各擬似距離の完全性を検査するためにレシーバ自律完全性監視(RAIM)を使用する手段をさらに含む請求項45記載の装置。
- ユーザデバイスの位置を判定する装置であり:
複数のDTVトランスミッタからの複数のデジタルテレビジョン(DTV)放送信号をユーザデバイスにおいて受信する手段と;
DTV放送信号に基づいてユーザデバイスと各DTVトランスミッタとの間の擬似距離を判定する手段と;
この擬似距離と各DTVトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定するように構成された位置サーバに擬似距離を伝送する手段とからなる装置。 - 擬似距離を判定する手段は:
DTV放送信号の成分のDTVトランスミッタのうちの1つからの送信時間を判定する手段と;
この成分のユーザデバイスにおける受信時間を判定する手段と;
送信時間と受信時間との間の差を判定する手段と、
を含む請求項65記載の装置。 - DTV放送信号は米国テレビジョン規格委員会(ATSC)信号であり、成分はATSCフレームにおける既知のデジタルシーケンスである請求項65記載の装置。
- 成分は同期コードである請求項67記載の装置。
- 同期コードはATSCデータフレームにおけるフィールド同期セグメントである請求項68記載の装置。
- 同期コードはATSCデータフレームにおけるデータセグメント内の同期セグメントである請求項68記載の装置。
- DTV放送信号は欧州通信規格機構(ETSI)デジタルビデオ放送地上波(DVB−T)信号である請求項65記載の装置。
- 成分はスキャッタパイロットキャリアである請求項71記載の装置。
- 擬似距離を判定する手段は:
各DTV信号の一部を記憶する手段と;
続いて前記記憶された一部のそれぞれとユーザデバイスによって形成された信号とを相関させて擬似距離を生成する手段とを含む請求項65記載の装置。 - 擬似距離を判定する手段は:
DTV信号が受信された際にDTV信号のそれぞれとユーザデバイスによって形成された信号とを相関させて擬似距離を生成することを含む請求項65記載の装置。 - ユーザデバイスの位置を判定する装置であり:
ユーザデバイスから複数の擬似距離を受信する手段を備え、各擬似距離はユーザデバイスと複数のDTVトランスミッタのうちの1つとの間においてDTVトランスミッタによって放送されたDTV信号に基づいて判定され;
擬似距離と各DTVトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段を備える装置。 - ユーザデバイスの位置を判定する手段は:
1つのDTVトランスミッタにおけるトランスミッタクロックと既知の時間基準との間の差に基づいて擬似距離を調節する手段と;
調節された擬似距離と各DTVトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段と、
からなる請求項75記載の装置。 - DTV放送信号は米国テレビジョン規格委員会(ATSC)信号であり、擬似距離はATSCフレームにおける既知のデジタルシーケンスに基づいて判定される請求項75記載の装置。
- 既知のデジタルシーケンスは同期コードである請求項77記載の装置。
- 同期コードはATSCデータフレームにおけるフィールド同期セグメントである請求項78記載の装置。
- 同期コードはATSCデータフレームにおけるデータセグメント内の同期セグメントである請求項78記載の装置。
- DTV放送信号は欧州通信規格機構(ETSI)デジタルビデオ放送地上波(DVB−T)信号であり、擬似距離はDTV放送信号内の既知の成分に基づいて判定される請求項75記載の装置。
- 既知の成分はスキャッタパイロットキャリアである請求項81記載の装置。
- ユーザデバイスの位置を判定する手段は:
ユーザデバイス内のローカル時間基準とマスタ時間基準との間のオフセットを判定する手段と;
擬似距離、各DTVトランスミッタの位置、およびオフセットに基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段と、
を含む請求項75記載の装置。 - オフセットを使用してユーザデバイスの次の位置を判定する手段をさらに含む請求項83記載の装置。
- ユーザデバイスの位置を判定する手段は:
ユーザデバイスが存在している概略的な地理的範囲を判定する手段と;
擬似距離とこの概略的な地理的範囲とに基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段と、
を含む請求項75記載の装置。 - 概略的な地理的範囲はユーザデバイスと通信可能にリンクされた追加的なトランスミッタのフットプリントである請求項85記載の装置。
- ユーザデバイスの位置を判定する手段は:
ユーザデバイスの周囲における対流圏伝搬速度を判定する手段と;
この対流圏伝搬速度に基づいて各擬似距離の数値を調節する手段と;
調節された擬似距離および各DTVトランスミッタの位置に基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段と、
を含む請求項75記載の装置。 - ユーザデバイスの位置を判定する手段は:
ユーザデバイスの周囲の地形高度に基づいて各擬似距離を調節する手段と;
調節された擬似距離および各DTVトランスミッタの位置に基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段と、
を含む請求項75記載の装置。 - ユーザデバイスの位置を判定するためのものであり、請求項1ないし44のいずれかに記載の方法をプログラム可能なプロセッサに実行させるよう動作する命令を含んだ、コンピュータによって読取り可能な媒体に実装されたコンピュータプログラム製品。
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