JP2004532576A - 送信源の識別コードに基づいて端末の位置を評価する方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1A
Description
【0001】
本発明は、一般に位置決定に関し、とくに、中継器のような送信源に割当てられた識別コードに基づいて無線通信システムにおける端末の位置の評価を提供する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
端末の位置を突きとめるための一般的な技術は、既知の位置で多くの送信機によって送信された信号がその端末に到達するために要した時間の量を決定することである。既知の位置における複数の送信機から信号を供給する1つのシステムは、よく知られているグローバルポジショニング衛星(GPS)システムである。GPSシステム内の衛星はGPSマスタープランにしたがって正確な軌道に配置される。GPS衛星の位置は、衛星自身によって送信された種々の情報セット(一般に、“アルマナック(almanac)”および“天体暦(ephemeris)”として知られている)によって決定されることができる。既知の地上の固定位置における送信機(たとえば、基地局)から信号を供給する別のシステムは、無線(たとえば、セルラー電話)通信システムである。
【0003】
多くの無線通信システムは中継器を使用して、このシステム内の指定されたエリアをカバーし、あるいはこのシステムのカバレージを拡張する。たとえば、中継器は、フェーディング条件(すなわち、システム内の“穴(hole)”)のために基地局によりカバーされない特定のエリアをカバーするために使用されてもよい。中継器はまた、基地局のカバレージエリア外である村落エリアにカバレージを拡張する(たとえば、高速道路に沿って)ために使用されてもよい。中継器は、順方向リンク(すなわち、基地局から移動装置までの通路)および逆方向リンク(すなわち、移動装置から基地局までの通路)の両方で信号を受信し、調整し、再送信する。
【0004】
1以上の中継器が使用されるシステム内においてある端末の位置を決定するときに、種々の問題に直面する。典型的に、単一の基地局からの信号は中継器によって処理され、遅延を伴なって比較的高いパワーで再送信される。中継された信号の高いパワーと中継器のカバレージエリアに通常関連した隔離(isolation)との組合せは、端末が別の基地局から別の信号を受信することをしばしば妨げる。さらに、中継器が使用される多くの場合において(たとえば、建造物内、トンネル、地下鉄等において)、GPS衛星からの信号のパワーレベルは端末による受信に対して不十分である。この場合、限られた数の信号(おそらく、中継器から1つの信号だけ)が端末の位置を決定するための使用に利用されてもよい。さらに、中継器によって導入された付加的な遅延は、TDOA測定値だけでなく往復遅延/到達時間(RTD/TOA)測定値に歪を与える可能性が高く、したがってこれらの測定値に基づく位置評価が不正確なものになる。
【0005】
図1Aは、開示されている方法および装置にしたがって中継器を使用する無線通信システム100の概略図である。このシステム100は、米国電気通信工業会/電子機械工業会(TIA/EIA)により公表されたIS−95のような一般に知られている1以上の工業規格、あるいはW−CDMA、cdma2000またはその組合せのようなシステムに対する別のこのような工業規格に従うように設計されてもよい。システム100はいくつかの基地局104を含んでいる。各基地局は特定のカバレージエリア102にサービスする。図1Aには簡明化のために3つの基地局104a乃至104cしか示されていないが、当業者は、典型的にこのようなシステム内にはもっと多くのこのような基地局が存在していることを認識するであろう。この開示のために、基地局およびそのカバレージエリアはまとめて“セル”と呼ばれる。
【0006】
1以上の中継器114は、そうでなければ基地局によりカバーされない領域(すなわち、フェーディング条件のために、図1Aに示されている領域112aのような)をカバーし、あるいはシステムのカバレージ(領域112bおよび112cのような)を拡張するためにシステム100によって使用されてもよい。たとえば、中継器は一般に、比較的低い費用でセルラーシステムに対する屋内カバレージを改善するために使用されている。各中継器114は、“サービスしている”基地局104に無線または有線リンク(たとえば、同軸または光ファイバケーブル)を介して直接的にあるいは別の中継器を通って結合する。特定のシステム設計に応じて、システム内の任意の数の基地局が中継器されることができる。
【0007】
システム内には、典型的にいくつかの端末106が分散して位置している(図1Aには簡明化のために1つの端末しか示されていない)。各端末106は、ソフトハンドオフがシステムによってサポートされるか否か、端末が実際にソフトハンドオフ中であるか否かに応じて、任意の時間に順方向および逆方向リンクで1以上の基地局と通信してもよい。“ソフトハンドオフ”とは、端末が2以上の基地局と同時に通信している状態のことであることは当業者によって理解されるであろう。
【0008】
いくつかの基地局104は典型的に、1つの基地局制御装置(BSC)120に結合される。このBSC120は、基地局104に対する通信を調整する。端末の位置を決定するために、基地局制御装置120はまた位置決定エンティティ(PDE)130に結合されることができる。このPDE130は、以下詳細に説明するように、時間測定値および、または識別コードを端末から受取って、位置決定に関連した制御およびその他の情報を提供する。
【0009】
位置決定のために、端末はいくつかの基地局からの信号送信の到達時間を測定してもよい。CDMAネットワークに対して、これらの到達時間は、順方向リンクにより端末に送信する前に擬似雑音(PN)コードのデータを拡散するために基地局により使用されるそれらPNコードの位相から決定されることができる。その後、端末によって検出されたPN位相はPDEに報告されてもよい(たとえば、IS−801シグナリングによって)。その後、PDEは報告されたPN位相測定値を使用して擬似範囲を決定し、この擬似範囲は、その後、端末の位置を決定するために使用される。
【0010】
端末の位置はまた、信号到達時間(すなわち、到達時間(TOA))が基地局104とグローバル・ポジショニング・システム(GPS)衛星124との任意の組合せに対して測定されるハイブリッド方式を使用して決定されてもよい。GPS衛星から得られた測定値は、主測定値として、あるいは基地局から得られた測定値を補助するために使用されることができる。GPS衛星からの測定値は典型的に、基地局からのものより正確である。しかしながら、典型的にGPS信号を受信するには衛星に対する明瞭な視線が必要とされる。したがって、位置決定のためにGPS衛星を使用することは一般に、障害物が存在しない屋外環境に制限される。GPS信号は典型的に、屋内あるいは樹木の葉または建造物のような障害物が存在する別の環境において受信されることができない。しかしながら、GPSは広大なカバレージを有しており、4以上のGPS衛星は、このような障害物が存在しないほとんど全ての場所から受信されることができる。
【0011】
対照的に、基地局は典型的に居住エリア内に配置され、それらの信号はいくつかの高層建造物および障害物を貫通することができる。したがって、基地局は、このような信号を受信および、または送信することのできる装置の位置を決定するために都市においておよび潜在的に建造物内で使用されることができる。しかしながら、基地局から得られた測定値は典型的に、GPS衛星からのものより正確さが劣る。これは、“マルチパス”として知られている現象のために特定の基地局からの多数の信号が端末で受信されるためである。マルチパスとは、送信機と受信機との間の多くの伝送路を介して信号が受信される状況のことである。このような多くの通路は、高層建造物や山等の種々の物体から反射した信号によって発生される。最良の場合では、信号はまた送信機から受信機までの直接通路(直線)で受信されることを認識すべきである。しかしながら、これは事実とは限らない。
【0012】
ハイブリッド方式において、各基地局および各GPS衛星は送信源を表している。端末の位置の2次元評価を決定するために、3つ以上の非空間的に整列されたソースからの送信は受信され、処理される。第4のソースは高度(3次元)を提供するために使用されてもよく、また正確さを増大させる(すなわち、測定された到達時間の不確実性を減少させる)ことができる。信号到達時間は送信源に対して決定され、擬似範囲を計算するために使用されることができ、その後この擬似範囲は端末の位置を決定するために使用されることができる(たとえば、三角測量技術によって)。位置決定は、3GPP 25.305、TIA/EIA/IS−801およびTIA/EIA/IS−817規格ドキュメントに記載されているよく知られている手段によって行われることができる。
【0013】
図1Aに示されている例において、端末106はGPS衛星124、基地局104および、または中継器114から送信を受信してもよい。端末106は、これらの送信機からの送信の信号到達時間を測定し、これらの測定値をBSC120を介してPDE130に報告することができる。その後、PDE130は測定値を使用して、端末106の位置を決定することができる。
【0014】
上述したように、中継器は、建造物内のような基地局によりカバーされない領域をカバーするために使用されることができる。中継器は基地局よりも経済的に有効あり、追加の容量が必要とされない場所に配置されることができるという利点がある。しかしながら、中継器は、中継器内の回路ならびにケーブルおよび、または中継器に関連した追加の送信による付加的な遅延と関連している。一例として、中継器内の表面弾性波(SAW)フィルタ、増幅器およびその他のコンポーネントは、基地局から端末までの送信遅延に匹敵するか、あるいはそれより大きい可能性さえある追加の遅延を導入する。中継器の遅延が考慮されない場合、中継器からの信号の時間測定値は端末の位置を決定するために高い信頼性により使用されることができない。
【0015】
図1Bは、建造物150に対して屋内カバレージを提供するための中継器114xの使用を示す概略図である。示されている例において、中継器114xは、いくつかの遠隔装置(RU)116に結合された主装置(MU)115を備えている。順方向リンクにおいて、主装置115は1以上の信号を1以上の基地局から受信し、受信された信号の全てまたはサブセットを各遠隔装置に中継する。また逆方向リンクに関して、主装置115は信号を遠隔装置116から受信し、結合して中継し、それによって逆方向リンクで1以上の基地局に返送する。各遠隔装置116は高層建造物の特定のエリア(たとえば、1つのフロア)にカバレージを提供し、そのカバレージエリアに対して順方向および逆方向リンク信号を中継する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
カバレージを提供するために中継器が使用されることのできる建造物内に配置された端末の位置を評価するときに種々の問題に直面する。第1に、多くの屋内適用において、端末は基地局またはGPS衛星から信号を受信することができないか、あるいは三角測量を行うことが必要とされるより少い送信機から信号を受信する可能性がある。建造物内カバレージを提供するために、中継器は典型的に単一の基地局から信号を比較的高いパワーでおよび遅延を伴なって再送信する。中継された信号の高いパワーと端末の隔離された屋内位置を加えたこの組合せは、通常、端末が別の信号を別の基地局および衛星から受信することを妨げる。
【0017】
第2に、中継器により導入される遅延の量が知られていない場合、中継器からの信号は、三角測量用の信号の1つとして高い信頼性で使用されることができない。したがって、これはエンティティ(たとえば、PDEまたは端末)が1つ少ない衛星または基地局信号により位置決め評価を得るために中継された信号を使用することを妨げる。第3に、中継器が使用される多くの環境(たとえば、地下鉄、建物内等)においては、端末が増強された感度を有する受信機装置を使用したときでも、GPS信号は受信されることができない。第4に、端末の位置を決定するために使用されるエンティティには、往復遅延(RTD)測定値の正確さおよびGPS測定値に関する時間スタンプに影響を及ぼす正しくないタイミング基準(不確実な中継器遅延のために)をその端末が使用していたかどうかを判断して決定する手段がない。
【0018】
したがって、中継器(または類似した特性を有する別の送信源)を使用する無線通信システムにおける端末の位置評価を行うことが技術的に必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0019】
ここに開示されている方法および装置は無線通信システム内で中継器を介して通信している端末の位置を決定する。屋内カバレージを提供するために使用される中継器は、典型的に、比較的小さい地理的エリア(たとえば、建造物、その建造物の1フロア等)をカバーするように設計されていることが開示されている方法および装置により認識される。中継器のカバレージエリアが小さい場合、この中継器のカバレージ下の端末に対する位置の評価はカバレージエリア内の指定された位置として報告されることができ、その位置はカバレージエリア内の中心であることができる。多くの(大部分でなければ)場合、端末に対するこの報告された位置評価は、その端末の実際の位置の50m範囲以内である。この正確さは、米国連邦通信委員会(FCC)によって義務づけられている強化緊急事(E−911)サービスに対して十分なものである。
【0020】
開示されている方法および装置の1実施形態によると、各中継器と特有に関連している識別コードは、特定のカバレージエリア(たとえば、セル)内の各中継器によって送られる。その後、識別コードは中継器をあいまい性なく明瞭に識別するために端末(またはPDE)によって使用されることができる。識別コードとして種々のタイプのコードが使用されることができる。1実施形態において、識別コードは、中継器の識別のためにとくにリザーブされた規定されたオセットで擬似雑音(PN)シーケンスを含んでいる。
【0021】
中継器が小さい地理的エリアをカバーする場合、信号がそれを介して受信された特定の中継器の識別は、たとえば中継器のカバレージエリアの中心等の、端末位置を評価するために使用されることができる。中継器が広いエリアをカバーする場合に対しては、信号が受信された特定の中継器の識別は、中継器の遅延にしたがって測定値を調節するために使用されることができる。
【0022】
別の実施形態においては、各中継器に対する識別コードはスペクトラム拡散信号を使用して送信される。このスペクトラム拡散識別子信号は、CDMAシステムの性能に対する影響が最小になるように設計されることが可能であると同時に、基地局または中継器から送信された順方向の変調された信号と同様にして再生されることができる。このようにして、端末が識別子信号を再生するのに追加のハードウェアは必要ない。1実施形態において、スペクトラム拡散識別子信号はIS−95 CDMA規格にしたがって発生され、これに従う。
【0023】
開示されている方法および装置のさらに別の実施形態において、信号が中継器を通過したことが決定されたとき、その信号は位置決定計算において使用されない。これは、基地局から端末までの信号進行時間に加えられる遅延が位置決定計算中にエラーを生じさせないことを保証する簡単で廉価な方法である。すなわち、基地局から信号が伝送された時間と、その信号が端末によって受信された時間との間の伝播遅延は基地局と端末との間の距離を正確に反映するものではないので、この遅延は位置決定の計算に使用されてはならない。信号が通過した中継器のアイデンティティおよびその中継器の位置に関する付加的な情報が利用可能である場合、その情報はその計算において使用されることができる。しかしながら、中継器を通過した信号からの情報を使用せずに端末の位置を計算することを可能にするために、中継器を通過しない別の信号からの十分な情報が存在する可能性があることに注意すべきである。いずれの場合においても、中継器によって信号に与えられた付加的な遅延が考慮されることができるように、その信号に対するタイミング情報を使用しないか、あるいはそのタイミング情報を適切に調節することにより、信号が中継器を通過したことが知られることが重要である。
【0024】
ここに記載されている技術は、種々のCDMAシステム(たとえば、以下の工業規格:IS−95、cdma2000、W―CDMA、IS−801に従うシステム)および種々の非CDMAシステム(たとえば、GSM、TDMA、アナログ等)において使用されることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
開示されている方法および装置の特徴、性質および利点は、以下の詳細な説明および添付図面からさらに明らかになるであろう。なお、図面において同じ参照符号が一貫して対応的に識別をする。
開示されている方法および装置の特徴は、無線通信システムにおいて中継器のカバレージ下の端末の位置を決定するための技術を提供する。1つの特徴において、端末(またはPDE)がその中継器のアイデンティティを突きとめるために使用することのできる識別コードを各中継器が送信する技術が提供される。その後、この情報は、以下説明するように、端末の位置を評価するために使用されることができる。
【0026】
屋内カバレージを提供するために使用される中継器は、典型的に、比較的小さい地理的エリア(たとえば、高層建造物、高層建造物の1フロア)をカバーするように設計されていることが開示されている方法および装置よって認められる。1実施形態において、中継器のカバレージエリアは典型的に小さいため、中継器のカバレージ下の端末に対する位置評価は、このカバレージエリア内の指定された位置として報告されることができ、その位置はカバレージエリアの中心であることができる。多くの(大部分でなければ)場合、端末に対するこの報告された位置評価は、その端末の実際の位置の50m以内である。この正確さは、911コールを行った端末の位置が公衆安全応答ポイント(PSAP)に送信されることを要求する米国連邦通信委員会(FCC)によって義務づけられている強化緊急事911(E−911)サービスに対して十分である。ハンドセット端末に対して、E−911指令は、位置評価が67%は50m内であり、95%は150m内であることを要求している。これらの要求は、ここに記載されている技術によって満足されることができる。
【0027】
端末に対する中継器を識別するために種々の方式が使用されることができる。1つの方式において、特定のカバレージエリア(たとえば、セル)内の各中継器は、中継器を明瞭に識別するために使用されることのできる特有の識別コードを割当てられる。多くの識別コードが特定のカバレージエリア内の多くの中継器に割当てられることができる。これは、たとえば、多数の中継器がカバレージを提供するために使用され、それらが間隔を隔てて(たとえば、100mより遠く離されて)配置されている非常に大きい建造物に該当することができる。その代りに、これらの中継器が十分に小さいエリア内に配置されている場合には、多くの中継器が共通の識別コードを割当てられてもよい。その後、これら全ての中継器に対して単一の位置評価が使用されてもよい。
【0028】
各中継器に対して、中継器に割当てられた識別コードと、および中継器のカバレージ内の端末に対して提供された位置評価(たとえば、中継器のカバレージエリアの中心)は、テーブル中に記憶されてもよい。このテーブルは、PDEにおいて維持されることができる。この場合、端末は中継器から識別コードを受信し、このコードをPDEに返送する(コード化された形態で)ことができ、その後PDEはテーブル中に記憶されている値(たとえば、カバレージ中心)に基づいて端末に対する位置評価を提供することができる。その代りに、あるいはそれに加えて、テーブルは端末またはある別のエンティティ(たとえば、基地局BSC等)において維持されてもよい。
【0029】
中継器の識別コードを端末に送信するために使用される方式は、種々の基準に基づいて設計されることができる。第1に、識別コードは、システムによりサポートされてもよい既存のCDMA規格(たとえば、IS−95、cdma2000、W−CDMA、IS−801等)と適合する方法で送信されなければならない。第2に、この方式は、既に配置されてそのフィールドで使用されている端末の性能と適合していなければならず、これは既存の端末が識別コードに基づいて位置決定を行うことを可能にする。第3に、識別コードは、中継された信号および対応した識別コードの両者が単一の受信装置を使用して同時に受信されることができるように、端末が同調されている同じ周波数帯域内の端末に送信されなければならない。第4に、識別コードを送信するために使用される信号がシステムの性能に与える影響は最小でなければならない。
【0030】
別の特徴において、各中継器に対する識別コードはスペクトラム拡散信号を使用して送信され、これは多くの利点を提供することができる。第1に、スペクトラム拡散識別子信号は、CDMAシステムの性能に対する影響が最小であるように設計されることができる。第2に、スペクトラム拡散識別子信号は類似しており、基地局または中継器からの順方向の変調された信号に類似した方法で再生されることが可能である。この方法において、端末が識別子信号を再生するために付加的なハードウェアは必要ない。すでにそのフィールドに配置されており、CDMA信号を受信して処理することのできる既存の端末はまた中継器から識別子信号を受信して処理することができる。
【0031】
1実施形態において、中継器に対するスペクトラム拡散識別子信号は、IS−95CDMA規格にしたがって発生され、この規格に従う。しかしながら、識別子信号はまた、ある別のCDMA規格または設計に従うように発生されてもよい。
【0032】
1実施形態において、中継器に対する識別子コードは、異なったオフセットにおける擬似雑音(PN)シーケンスを含んでいる。典型的なCDMAシステムにおいて、各基地局はそのデータをPNシーケンスで拡散し、スペクトラム拡散信号を発生し、このスペクトラム拡散信号はその後、端末(およびおそらく中継器)に送信される。PNシーケンスはまたはパイロットデータ(典型的に、全てゼロのシーケンス)を拡散してパイロット基準を生成するために使用され、このパイロット基準はコヒーレントな復調、チャンネル評価、およびおそらく別の機能を行うために端末によって使用される。
【0033】
図2は、基地局においてパイロット基準を生成すると共にデータを拡散するために使用されるPNシーケンスに対するインデックスを示す概略図である。IS−95およびある別のCDMAシステムにおいて、PNシーケンスは特定のデータパターンおよび32,768チップの固定した長さを有している。このPNシーケンスは連続的に中継されて、後でパイロットおよびトラフィックデータを拡散するために使用される連続した拡散シーケンスを発生する。PNシーケンスのスタートはCDMA規格によって規定され、システム時間とも呼ばれる規定された絶対時間基準(TABS)に同期される。PNシーケンスの各チップは各PNチップインデックスを割当てられており、そのPNシーケンスのスタートは0のPNチップインデックスを割当てられ、PNシーケンスの最後のチップは32,767のPNチップインデックスを割当てられている。
【0034】
PNシーケンスは、0から511までの番号を付けられた512の異なった“PN INCオフセット”に分割されることができ、連続した番号を付けられたPN INCオフセットは64個のチップによって分けられている。実効的に、512の異なったPNシーケンスは512の異なったPN INCオフセットに基づいて規定されてもよく、その512のPNシーケンスのそれぞれがそのPN INCオフセットに基づいた絶対時間基準における異なった開始点を有している。したがって、0のPN INCオフセットを有するPNシーケンスはTABSにおけるPNチップインデックス0でスタートし、1のPN INCオフセットを有するPNシーケンスはTABSにおけるPNチップインデックス64でスタートし、2のPN INCオフセットを有するPNシーケンスはTABSにおけるPNチップインデックス128でスタートし、その他同様であり、511のPN INCオフセットを有するPNシーケンスはTABSにおけるPNチップインデックス32,704でスタートする。
【0035】
512の可能なPNシーケンスはCDMAシステムにおける基地局に割当てられ、数ある機能の中で、基地局を区別するために使用されてもよい。各基地局は、隣接した基地局からのパイロット基準が区別されることができ、それによって後に端末が受信された各基地局をそのPN INCオフセットで識別することが可能となるように特定のPN INCオフセットを割当てられる。
【0036】
隣接した基地局に割当てられることのできる最も近いPN INCオフセットは、CDMA規格によって決定される。たとえば、IS−95およびIS−856規格はパラメータ“PN INC”に対する1の最小値を規定する。1のこの特定されたPN INCは、隣接した基地局が1の最小のPN INCオフセット(または64のPNチップ)により分けられたPNシーケンスに割当てられてもよいことを意味する。低い特定されたPN INC値(たとえば、1)は結果的に、基地局に割当てられてもよい利用可能なPNオフセット(たとえば、512)を増加させる。反対に、高い特定されたPN INC値(たとえば、4)は、結果的に、基地局に割当てられてもよい利用可能なPNオフセット(たとえば、128)を減少させる。
【0037】
ある特徴において、特定のオフセットにおけるPNシーケンスは、中継器の識別のために使用される。ここで使用されているように、“識別子PN”(IPN)は中継器を識別するために使用されたPNシーケンス、コード、ビットパターン、またはある別の手段である。種々のPNは、識別子PNとして使用されてもよい。識別子PNは以下のようにカテゴリーに分けられてもよい:
・専用のIPN:特定のPN INCオフセットにおける1以上のPNシーケンスは、中継器の識別に対する使用のためにリザーブされている;
・隣接したリストIPN:隣接リストの中の基地局に対するPNシーケンスは、中継器の識別のために使用される。
【0038】
これらのIPNカテゴリーはそれぞれ、識別子PNとしての使用のためにPNシーケンスを選択するために使用される異なった方式に対応している。以下、これらのIPN選択方式をさらに詳細に説明する。IPNとして使用するためにPNシーケンスを選択する別の方式もまた考慮されてもよく、これは本発明の技術的範囲内のものである。
【0039】
専用IPN方式に対して、512の可能なPN INCオフセット(1のPN INCが特定された場合)の中の、あるいは128の可能なPN INCオフセット(4のPN INCが特定された場合)の中の1以上のPN INCオフセットは、中継器の識別専用である。このような専用のPN INCオフセットのそれぞれにおけるPNシーケンスは、中継器を識別するために使用されてもよい。
【0040】
識別子PNの使用は、端末がセル内の中継器をあいまいさのない明瞭な識別をすることを可能にする。多くの中継器が特定のセル内で使用されている場合、これらの中継器は、種々のファクタに応じて同じまたは異なった識別子PNに割当てられてもよい。1実施形態において、異なったPN INCオフセットにおける異なった識別子PNは同じセル内の中継器に割当てられる。別の実施形態において、同じ識別子PNの異なったチップオフセットは、同じセル内の中継器に割当てられる。これらのオフセットは、中継されたPNのオフセットによって決定されるシステム時間に関して規定される。たとえば、2チップオフセットが使用された場合、11の異なったPNシーケンスは20チップウインドウ内の単一の識別子PNから発生されることができる。したがって、同じセル内の中継器に割当てられたPNシーケンスは互いに関して異なったPN INCまたはチップオフセットを有することができ、それによってこれらの中継器は特有に識別されることが可能となる。
【0041】
図3は、開示されている方法および装置の種々の特徴および実施形態を実施することのできる中継器114yの1実施形態の概略図である。この中継器114yは実効的に、順方向および逆方向の両リンクから変調された信号を受信し、増幅器し、再送信するために使用される高利得の2方向性増幅器である。順方向リンクにおいて、サービスしている基地局104(“ドナー”セルまたはセクタとも呼ばれる)からの変調された信号は、アンテナ(たとえば、指向性)またはケーブル(たとえば、同軸または光ファイバ)のいずれかを介して中継器114yによって受信される。その後、中継器114yは順方向の変調された信号を濾波し、増幅し、そのカバレージエリア内の端末106に再送信する。対応的に、方向リンクにおいては、中継器114yは変調された信号をカバレージエリア内の端末から受信し、逆方向の変調された信号を調整して再送信し、サービスしている基地局に戻す。
【0042】
図3に示されている特定の実施形態において、中継器114yは、識別子信号発生器320に結合されている中継器装置310を含む。中継器装置310は信号調整を行って、順方向および逆方向の両リンクに対する中継された信号を発生する。識別子信号発生器320は、中継器114yに割当てられた識別コード(たとえば、識別子PN)を含む1以上のスペクトラム拡散識別子信号を発生する。
【0043】
示されている実施形態において、識別子信号発生器320は、PN発生器およびアップコンバータモジュール324に結合された受信機モジュール322を含んでいる。カプラ308はサービスしている基地局から受信機モジュール322に順方向の変調された信号の一部を提供する。この受信機モジュール322は順方向の変調された信号の結合された部分を処理し、中継器114yに対するスペクトラム拡散識別子信号を発生するために使用されるタイミング基準および周波数基準を提供する。PN発生器およびアップコンバータモジュール324はタイミング基準に基づいて中継器に対する識別子PNを発生し、さらに周波数基準に基づいて識別子PNを適切な中間周波数(IF)または無線周波数(RF)に上方変換して、スペクトラム拡散識別子信号を発生する。以下、識別子信号発生器320の動作をさらに詳細に説明する。
【0044】
示されている実施形態において、中継器装置310は、サービスしている基地局および端末とそれぞれ通信するために使用されるアンテナ302aおよび302bにそれぞれ結合された1対のデュプレクサ312aおよび312bを備えている。デュプレクサ312aは、サービスしている基地局からの順方向の変調された信号を調整装置314に送り、さらに、サービスしている基地局への返送のために調整された逆方向の変調された信号を調整装置318からアンテナ302aに結合する。調整装置314は順方向の変調された信号を調整して、調整された順方向の変調された信号を結合装置316に供給する。信号調整には増幅、中間周波数(IF)またはベースバンドへの順方向の変調された信号の周波数の下方変換、濾波、およびIFまたは無線周波数(RF)への信号の上方変換が含まれる。結合装置316(ハイブリッドカプラにより構成されてもよい)はさらに、スペクトラム拡散識別子信号を識別子信号発生器320から受信し、その識別子信号を調整された順方向の変調された信号と結合し、結合された信号をデュプレクサ312bに供給する。その後、結合された信号はアンテナ302bに送られ、端末に送信される。
【0045】
図3に示されているように、中継器装置310は周波数基準を識別子信号発生器320から受取る。
【0046】
この周波数基準は、識別子信号がIFまたはベースバンド(BB)において付加された場合に必要とされる可能性がある。周波数基準は、中継器のIF/BBが正確であることを保証するために使用されてもよい。この場合において、調整装置314は周波数基準を受取り、結合装置316は調整装置314内に含まれている。
【0047】
逆方向リンクにおいては、端末からの逆方向の変調された信号はアンテナ302bによって受取られ、デュプレクサ312bを通って送られ、調整装置318によって調整される。その後、調整された逆方向の変調された信号は、デュプレクサ312aを通って送られ、アンテナ302aを介してサービスしている基地局に送信される。一般に、中継器装置310内における順方向および逆方向の変調された信号の処理は、スペクトラム拡散識別子信号の処理および追加の影響を受けない。
【0048】
図3に示されている実施形態において、識別子信号は、中継器装置310内において調整された順方向の変調された信号(たとえば、IFまたはRFのいずれかにおける)に追加される。一般に、識別子信号は、アンテナ302aからアンテナ302bまでの信号路に沿った任意の地点で追加されることができる。たとえば、識別子信号は生成され、受信された順方向の変調された信号に追加されることができ、その後、結合された信号が中継器装置310に供給されることができる。その代わりに、識別子信号は中継器装置310からの調整された順方向の変調された信号に追加されることができ、その後、結合された信号がアンテナ302bから送信されることができる。このようにして、識別子信号は、中継器装置310の外部から、あるいは中継器装置310内で順方向の変調された信号に追加されることができる。すでにフィールド中に配置されている、識別子信号を順方向の変調された信号と結合する適切な回路(たとえば、図3中の結合装置316)を備えていない中継器に対して、この機能は中継器の外部で行われることができる。また、カプラ308は中継器装置310の前(中継器装置310の入力)、あるいはその後(中継器装置310の出力)のいずれかに配置されてもよい。その代りに、順方向の変調された信号の合された部分は、中継器の特定の構成に応じてRF、IFまたはベースバンドにおいて中継器装置310内から獲得されてもよい。
【0049】
図4Aは、識別子信号を生成して順方向の変調された信号と結合し、結合された信号を提供するために使用されることのできるモジュール400aの1実施形態を示している。モジュール400aは、中継器装置の入力ポートまたは出力ポートのいずれかに結合された分離装置として構成されることができる。入力ポートに結合されている場合、モジュール400aからの結合された信号は、順方向の変調された信号に対する場合と同様に中継器装置によって調整されて再送信される。出力ポートに結合されている場合、識別子信号は、端末への送信のために中継器装置からの調整された順方向の変調された信号と結合されて結合された信号を生成することができる。いずれの場合も、中継器装置は、あたかも識別子信号が存在していないかのように、通常の方法で動作されることができる。
【0050】
図4Aに示されている実施形態では、モジュール400a内において順方向の変調された信号(すなわち、順方向のRF入力)はカプラ408によって結合され、アイソレータ412を通って送られ、ハイブリッドカプラにより構成されてもよい結合装置416に供給される。この結合装置416はまた識別子信号を識別子信号発生器420aから受取って、順方向の変調された信号を識別子信号と結合し、結合された信号を出力(すなわち、順方向のRF出力)に提供する。
【0051】
図4Aはまた、図3における識別子信号発生器320としても使用されることのできる識別子信号発生器420aの1実施形態を示している。順方向の変調された信号の結合された部分は、上述したように受信機モジュール422に供給されて処理され、タイミングおよび周波数基準を提供する。実施形態において、受信機モジュール422は、端末に含まれているものに類似しており、サービスしている基地局からの順方向の変調された信号を復調することのできる受信機処理装置を備えている。とくに、受信機モジュール422は順方向の変調された信号を濾波し、増幅し、下方変換し、デジタル化して、サンプルを提供する。その後、このサンプルは、サービスしている基地局によって送信されたパイロット基準を再生するために種々のチップオフセットで局部的に発生されたPNシーケンスによりデスプレッドされる。
【0052】
パイロットのサーチおよび復調は、米国特許第 5,764,687号明細書(“MOBILE DEMODULATOR ARCHITECTURE FOR A SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM”)、米国特許第 5,805,648号明細書および米国特許第 5,644,591号明細書(“METHOD FOR PERFORMING SEARCH ACQUISITION IN A CDMA COMMUNICATIONS SYSTEM”)、ならびに米国特許第 5,577,022号明細書(“PILOT SIGNAL SEARCHING TECHNIQUE FOR A CELLULAR COMMUNICATIONS SYSTEM”)に示されているようによく知られている。
【0053】
1実施形態において、受信機モジュール442はタイミング追跡ループおよび搬送波追跡ループを備えている(簡単化するために図4Aには示されていない)。周波数追跡ループは、受信された順方向の変調された信号(すなわち、中継される信号)中のパイロット基準の周波数に局部基準発振器の周波数(たとえば、温度補償された結晶発振器TCXO)をロックする。その後、再生されたパイロット基準から抽出されたPNシーケンスのスタートを検出することにより、タイミング基準が導出されることができる。タイミング基準は、システム時間(再生されたパイロット基準から導出される)からの決定性周期オフセットに一致したパルスを有するタイミング信号を介して受信機装置422によって提供されてもよく、それによって識別子PNをシステム時間と整列させることが可能となる。
【0054】
搬送波追跡ループは、局部発振器(LO)を順方向の変調された信号の搬送波周波数にロックする。その後、周波数基準はロックされた局部発振器から導出されることができる。周波数基準は、再生された搬送波の周波数に関連した(たとえば、その1/N倍の)周波数を有するクロック信号を介して提供されてもよい。
【0055】
図4Aに示されている実施形態において、PN発生器およびアップコンバータモジュール424は、制御装置430、PN発生器432およびアップコンバータ434を備えている。PN発生器432は受信機モジュール422からタイミング基準を受取り、さらに識別子PNの発生に必要とされる可能性のある別の信号を供給されてもよい。たとえば、PN発生器432は、PNチップレートの倍数倍におけるクロック信号(たとえば、チップレートの16倍またはChipx16におけるクロック信号)、および特定の時間期間(たとえば、2秒)内にChipx16の数のサイクルを有する別の信号を供給されてもよい。その後、PN発生器432は、特定の構成に応じた所望のオフセットにおける1以上の識別子PNを発生し、さらに適切に波形成形されたPNシーケンスを生成するためにデジタルフィルタを使用して各識別子PNのパルス成形を行ってもよい。
【0056】
アップコンバータ434は、周波数基準を受信機モジュール422から受取り、(波形成形された)識別子PNをPN発生器432から受取って、1以上のスペクトラム拡散識別子信号を発生し、各識別子信号は異なった搬送波周波数および、またはPNオフセットに対応している。以下に説明するように、ある適用では多くの識別子信号が必要とされる可能性がある。受信機モジュール422からの周波数基準を使用して、再送信されている順方向の変調された信号に関して無視できる程わずかな(たとえば、数ヘルツ以下の)周波数エラーを有する搬送波周波数で各識別子信号が供給されることができる。この無視できる程わずかな周波数エラーにより、端末は、それらが順方向の変調された信号にロックされているときでも、識別子信号を受信して識別子PNを再生することが可能になる。識別子信号の発生は、アナログおよび、またはデジタル回路の組合せを使用して、あるいはある別の方法によりデジタル的に行われてもよい。
【0057】
制御装置430は、種々の機能のために受信機モジュール422、PN発生器432およびアップコンバータ434と通信することができる。制御装置430は、たとえば、受信されているいくつかの順方向の変調された信号の特定の1つをロックして特定の周波数ウインドウ内の順方向の変調された信号をサーチするように受信機モジュール422に命令することができる。制御装置430は、中継器に割当てられている特定のオフセットにおける識別子PNを発生するようにPN発生器432に命令することができる。さらに制御装置430は、特定の搬送波周波数および特定の送信パワーレベルにおける識別子信号を発生するようにアップコンバータ434に命令することができる。
【0058】
1実施形態において、各識別子信号のパワーレベルは、それがシステムの容量に影響を与えないように制御される。CDMAシステムに関して、送信された各信号(たとえば、識別子信号)は、送信された別の信号(たとえば、順方向の変調された信号)に対する妨害として作用し、端末において受信されたときにこれらの送信された別の信号の品質を劣化させる可能性がある。したがって、信号品質の劣化は順方向リンクの送信容量に対して影響を与える可能性がある。この劣化を最小にするために、識別子信号のパワーレベルは、中継されている順方向の変調された信号の全信号パワーより低い特定のレベル(たとえば、15dB)であるように制御されることができる。識別子信号のパワーレベルはまた大部分の端末の受信距離内であるように制御されることができる。これは、識別子信号が端末により適切に受信されることができることを保証する。
【0059】
1実施形態において、中継器により再送信された順方向の変調された信号の数にかかわらず、各中継器を特有に識別するために1つのPNシーケンスだけが使用される。しかしながら、いくつかの理由のために多くの識別子信号がモジュール400aにより発生されてもよい。たとえば、順方向の変調された信号が多くの周波数帯域にわたって再送信される場合、識別子PNは中継された信号の周波数に対応したいくつかの搬送波周波数に上方変換されることができる。多くの識別子信号はまた、たとえば、低いIF(たとえば、10MHz)でデジタル的に発生され、その後所望のRFまたはIFに上方変換されてもよい。識別子PNは基地局識別ではなく中継器識別のために使用されるため、多くの基地局から多くの順方向の変調された信号が中継されることができても、各中継器に対してただ1つの識別子PNが割当てられる。
【0060】
図4Bは、識別子信号を発生して順方向の変調された信号と結合し、結合された信号を提供するために使用されることのできる別のモジュール400bの1実施形態を示している。この別のモジュール400bはある点において図4Aのモジュール400aに類似しているが、しかし、逆方向の変調された信号を介して遠隔構成に対して応答を行う送信機モジュール426をさらに備えている。中継器の遠隔構成は、たとえば、PDEによって行われることができる。この場合、送信機モジュール426は情報をPDE関連構成に返送するために使用されてもよい。この情報は、識別子信号(たとえば、識別子信号のオフセットおよび、または相対パワー)を変更するためにPDEにより送信されたコマンドの応答を含んでいてもよい。中継器からのこのフィードバックは、その後、PDEがこのような遠隔構成を監視し、確認することを可能にする。結合装置416およびアイソレータ412の位置は交換されてもよく、その場合これによって受信機モジュール422は識別子信号を自己監視することが可能となる。このようにして、受信機モジュール422は端末に類似した識別子信号を受信することができ、したがって付加される信号の監視を可能にする。
【0061】
図4Cは、識別子信号を発生して順方向の変調された信号と結合し、結合された信号を提供するために使用されることのできるさらに別のモジュール400cの1実施形態を示している。このモジュール400cはある点において図4Bのモジュール400bに類似しているが、しかし、順方向および逆方向の両リンクに対して単一のケーブルが各ポートで使用されるように、モジュール400cの入力および出力ポートで順方向および逆方向の変調された信号をそれぞれ結合するために使用される装置450aおよび450bをさらに備えている。示されている実施形態において、各装置450は1対のバンドパスフィルタ(BPF)452および454を備えており、各BPF452および454は逆方向および順方向の変調された信号を濾波するためにそれぞれ使用される。サーキュレータ456は順方向および逆方向の変調された信号をそれらの適切なあて先に導き、さらに順方向および逆方向リンクに対する分離を行う。装置450aおよび450bはまたそれぞれデュプレクサにより構成されてもよい。
【0062】
中継器は、各エリアをカバーするために使用されるいくつかの遠隔装置(RU)と関連付けられてもよい。図1Bに示されている屋内適用に対して、中継器114xは主装置115およびいくつかの遠隔装置116を備えており、各遠隔装置が建造物の各階をカバーする。遠隔装置によって送信される識別子信号は種々の方法で、および種々の考慮事項(たとえば、遠隔装置が個別に識別される必要があるか否か等)に基づいて発生されることができる。
【0063】
図5A乃至5Dは、中継器の多くの遠隔装置に対して識別子PNを発生するいくつかの特定の構成を示している。あるCDMAシステム(IS−95 CDMA規格に従うもののような)に対して、端末は基準時間に関して最も早く到達したパイロット信号(すなわち、復調のために使用されることのできる最初の信号インスタンス)だけを報告する。現在、IS−801規格はまた最初に到達したパイロットだけを報告することをサポートしている。パイロットデータは全てゼロまたは全て1のシーケンスであるため、パイロット信号は本質的にPNシーケンスである。これらのシステムに対して、識別子PNに対する特定のオフセットは、以下に説明するように、遠隔装置が特有に識別されるように各遠隔装置に割当てられてもよい。多数のパイロット(すなわち、パイロットプロファイル)の報告をサポートすることのできる別のシステムに対しては、報告されたパイロットプロファイルはまた遠隔装置を特有に識別するために使用されてもよい。図5A乃至5Dは、いくつかの場合を例示している。ここに記載されている概念は別の場合に対して拡張され、および、または修正されることができ、これは開示されている方法および装置の技術的範囲内である。
【0064】
特定の中継器の遠隔装置から送信された中継された信号は、典型的に、これらの中継された信号が端末により等しいパワー受信されるのではなく、逆の位相で遅延され、その場合それらが相殺するように遅延される。遠隔装置によりカバーされるエリアは典型的に小さいので、通常、遠隔装置の間の2つのチップの遅延が適切である。
【0065】
以下の図5A乃至5Dに対する説明において、中継器識別のために専用のIPNが使用されることが仮定されている。図5A乃至5Dを参照として説明されている概念に関して、隣接リストIPNを含む拡張を後続的に説明する。
【0066】
図5Aは、特定の中継器の遠隔装置から受信されることのできる信号を示す概略図である。図5Aに示されているように、識別子PNは中継されたドナーPN(RDPN)(すなわち、中継されたドナー基地局からのPN)からdの計画的なオフセットだけ遅延され、各遠隔装置に対する中継された信号および識別子信号は互いに関して2つのチップだけ遅延される。端末が中継器(すなわち、中継器の1以上の遠隔装置)からの信号だけを受信し、ドナー基地局からは受信しない場合、端末は以下の範囲における中継されたドナーPNに関する識別子PNの遅延(またはオフセット)を報告する:
【数1】
【0067】
式1は、端末により報告された最初の識別子PNのオフセットがd(第1の遠隔端末からの中継された信号および識別子信号が受信された場合)から2(n−1)+d(第1の遠隔装置からの中継された信号および第nの遠隔装置からの識別子信号が受信された場合)までの範囲内に入ることを示している。可能なオフセットの範囲RRIPNの論拠は、最初の受信された識別子PNならびに最初の受信された中継された信号および識別子信号が同じまたは異なった遠隔装置からのものであることができることを端末が報告するためである。
【0068】
図5Bは、特定の中継器のドナー基地局および遠隔装置から受信されることのできる信号を示す概略図である。端末が順方向の変調された信号をドナー基地局から直接受信すると共に中継された信号を中継器から直接受信することができる場合、その端末は基地局から受信されたドナーPN(DPN)および中継器に対する最初の識別子PNを報告する。ドナーPNに関する識別子PNのオフセットは以下の範囲に入る:
【数2】
【0069】
ここでxは、ドナー基地局と中継器に対する第1の(最初の)遠隔装置との間の遅延である。
【0070】
式1および2から識別子PNに対する計画的なオフセットdは、両範囲RRIPNおよびRIPNに共通であることを認識することができる。ドナー基地局と最初の遠隔装置との間の遅延xが条件x>2nを満たす場合、端末はドナー基地局または中継器のどちらから順方向の変調された信号を受信したのかを決定することができる。この情報は、たとえば、端末が中継器のカバレージ内に位置しているが、依然として信号をドナー基地局から受信することができるとき、あるいは端末が中継器のカバレージエリアから離れて位置しているが、依然として中継器から漏洩を受信するとき等の場合に有用なものとなることができる。
【0071】
ある実施形態において、多くの識別子信号が単一の識別子PNの異なったチップオフセットに基づいて発生されることができる。これは、たとえば、異なった識別子信号が中継器の多数の遠隔装置をそれぞれ個別に識別することを要求される場合等に望ましいことがある。この場合、各遠隔装置に対して1つの識別子信号が発生されることができ、各識別子信号はその遠隔装置に割当てられた特定のチップオフセットでの識別子PNを含んでいる。異なった遠隔装置に対する識別子信号に対して異なったチップオフセットを使用することにより、端末の位置のさらに特定された評価が可能になる。たとえば、異なったチップオフセットは、主装置のカバレージエリア(たとえば、特定の建造物)とは対照的に、特定の遠隔装置のカバレージエリア(たとえば、建造物の特定のフロア)内まで端末の位置を評価するために使用されることができる。
【0072】
図5Cは、線形的に増加するチップオフセットだけ遅延される多数の遠隔装置に対する識別子信号を示す概略図である。識別子信号に対する遅延は、中継された信号に対する遅延に対して付加的なものであってもよい。たとえば、遠隔装置に対する中継された信号が2チップだけ遅延される場合、遠隔装置に対する識別子信号は4チップだけ遅延されてもよい。1実施形態において、遠隔装置に割当てられたチップオフセットは以下のように規定される:
dIPN(i)=d+2(i−1), 1≦i≦n 式(3)
ここでdIPN(i)は第iの遠隔装置に割当てられたオフセットであり、dは第1の遠隔装置に対する中継されたドナーPNに関する識別子PNのオフセット(すなわち、d=dIPN(1))である。図5Cに示されている特定の例のように、遠隔装置に対する中継された信号が2チップだけ遅延され、d=8およびn=3である場合、3つの遠隔装置に対するオフセットdIPN(i)は{8,10,12}として計算されることができる。
【0073】
遠隔装置に対して異なったオフセットを使用することにより、1つの遠隔装置だけからの中継された信号および識別子信号が端末によって任意の所定の時間に受信された場合、その遠隔装置は中継された信号と識別子信号との間のオフセットで特有に識別されることができる。
【0074】
異なったチップオフセットにおける多くの識別子信号は、異なった遅延のフィルタにより識別子信号(たとえば、IFまたはRFにおける)を遅延し、異なったチップオフセットを有するPNシーケンスを発生してこれらのPNシーケンスをアップコンバートすることにより、あるいは別のメカニズムにより発生されることができる(たとえば、主装置によって)。
【0075】
図5Dは、非線形的に減少するチップオフセットだけ遅延される多数の遠隔装置に対する識別子信号を示す概略図である。1実施形態において、遠隔装置に割当てられたチップオフセットは、以下のように規定される:
dIPN(i)=d−(i−1)・(i+2), 1≦i≦n 式(4)
ここでdIPN(i)は第iの遠隔装置に割当てられたオフセットであり、dは第1の遠隔装置に対する中継されたドナーPNに関する識別子PNのオフセット(すなわち、d=dIPN(1))である。図5Dに示されている特定の例のように、遠隔装置に対する中継された信号が2チップだけ遅延され、d=14およびn=5である場合、5つの遠隔装置に対するオフセットdIPN(i)は{14,10,4,−4,−14}として計算されることができる。
【0076】
式(4)により発生された異なったオフセットにより、識別子信号が検出された特定の遠隔装置(1つの遠隔装置が受信された場合)の識別、あるいは識別子信号が検出された2つ(以上)の遠隔装置(2以上の遠隔装置が受信された場合)の識別が可能になる。表1において、端末による可能なオフセット測定値(1列目)、測定されたオフセットに対して検出されることのできる遠隔装置(2列目)、ならびに報告される遠隔装置(3列目)がリストにされている。
【表1】
【0077】
表1において報告された(3列目で)遠隔装置は、以下のように導出されることができる。dの偶数値(たとえば、図5Dに示されている例に対するd=14)に対して、中継されたドナーPNに関する識別子PNの測定されたオフセットが最初に最も近い値に丸められ、
【数3】
【0078】
として表される。その後、識別子信号が受信された遠隔装置は次のように識別されることができる:
【数4】
【0079】
dの奇数値に対して、識別子PNの測定されたオフセットは最も近い奇数値に丸められ、その後遠隔装置は式5に基づいて類似した方法で識別される。
【0080】
多くの中継器がドナーPNの所定のカバレージエリア(たとえば、セクタまたはオムニセル(omni-cell))に対して使用され、各中継器がおそらく多数の遠隔装置を有している場合、各中継器に対する端末により報告されるオフセットの範囲は、以下のように表されることができる:
【数5】
【0081】
ここで、Rkは、第kの中継器に対して報告されることのできるオフセットの範囲であり、
Rk,RIPNは、第kの中継器が受信されたが、ドナー基地局は受信されない場合のオフセットの範囲であり、
Rk,IPNは、第kの中継器およびドナー基地局の両者が受信された場合のオフセットの範囲であり、
“U”は合併集合演算である。
【0082】
xk=2(nk+1)である場合、範囲Rkは以下のように表される:
【数6】
【0083】
ここでdkは、第kの中継器に対する識別子PNと中継されたPNとの間の計画的なオフセットであり、nkは第kの中継器に対する遠隔装置の数である。式7は式1、2および6から導出される。範囲Rkの始めは式1における低い値(すなわち、d)であり、範囲の終りは式2における高い値(すなわち、2(n−1)+d+x)によって与えられる。x=2(n+1)を置換し、条件x>2nを維持することにより、範囲Rkの終りは、式7に示されているように4n+dとして計算される。
【0084】
遅延dkは、以下の式が満足されるように選択される:
dk+ 1=dk+4・nk+2 式(8)
式8が満足された場合、中継された信号が端末で受信された中継器が特有に識別されることができる。遅延d1は、識別子信号がパイロットをサーチするために使用されたサーチウインドウ内のものであるように選択されてもよい。
【0085】
一般に、識別子信号に対してオフセットの範囲が使用される場合、端末は、サーチウインドウが適切に設定されるように範囲情報を提供される。
【0086】
カバレージエリアに対して多数の中継器が使用される場合、各中継器を個々に識別するために多数のPNもまた使用されてもよい。各中継器は各識別子PNを割当てられてもよい。中継器はまた2以上の識別子PNを割当てられてもよい。たとえば、2つの識別子PNが利用可能である場合、第1の識別子PNは第1の中継器に割当てられることができ、第2の識別子PNは第2の中継器に割当てられることができ、第1および第2の識別子PNの組合せは第3の中継器に割当てられることができる。これらの識別子PNのオフセットの種々の組合せもまた発生され、使用されることができる。
【0087】
典型的なCDMAシステムにおいて、各基地局は、ハンドオフの候補である近くの基地局を含む各隣接リストと関連付けられてもよい。端末は、それが通信している基地局と関連付けられた隣接リストを提供されることができる。端末は、ハンドオフが必要とされるか否かを決定するために強い信号インスタンス(またはマルチパスコンポーネント)を連続的にサーチするときにこの隣接リストを参考にすることができる。
【0088】
隣接リストIPN方式に対して、隣接リスト中の基地局により使用されるPNシーケンス(すなわち、隣接リストPN)はまた、中継器識別のために使用される。IPNとして使用される隣接リストPNの選択、IPNの送信、およびIPN測定値の使用において種々の事項を考慮することができる。これらの考慮事項は、IPNの測定値がIPNに対して使用された隣接リストPNの測定値と区別されることを保証する。これらの考慮事項が適切に処理された場合、隣接リストIPNの使用は、上述した専用のIPNの使用に類似したものとなる。
【0089】
隣接リストPNがIPNに対して使用されてもよいか否かを決定するために、ある選択基準が使用されてもよい。1つの基準において、中継された隣接リストPNはIPNに対して使用されない。このような制約が課されない場合、端末は同じPNを、(1)1つの中継器からの中継されたドナーPNおよび(2)別の中継器からのIPNの両者として受信する可能性がある。端末は、最初の到達路に対応した各PNに対する単一の測定値を報告するので、報告されたPNがある中継器からのものだったか、あるいは別の中継器からのものだったかは曖昧である可能性がある。別の基準では、1以上の中継器と関連付けられた所定のドナー基地局に対して、関連付けられた中継器のいずれにおいても検出不可能であるこの基地局に対する隣接リストPN内のPNだけが、これらの中継器に対するIPNとして使用されることができる。この制約は、たとえば、各中継器に配置され、IPNを遠隔的に構成して発生するために使用されるある装置からPNサーチ結果を得ることによって確実にされることができる。
【0090】
IPNは、これらのIPNが通信およびシステム性能に対する影響を最小にしながら、端末において高い信頼性で検出されることができるように、特定のパワーレベルで送信されなければならない。1つの考慮事項として、IPNは、それが端末の候補リストに追加されないように十分に低いパワーレベルで送信されなければならない。特定の例として、IPNは報告されるドナーPNより15dB低いパワーで送信されてもよい。−5dBの中継されたパイロットEc/Ioにより軽く負荷されたセルに対して、IPNは−20dBのEc/Ioに対応したパワーにより送信されてもよい。
【0091】
新しい基地局を候補リストに追加するために低いしきい値(T ADD)を有するIS−95Aネットワークに対して、IPNは低いパワーレベルで送信されてもよい。その後、余分なマージンは、雑音によって増加され(パイロットパワーは短い積分期間により評価される可能性があるため)、T ADD値を超えているIPN測定値の尤度を減少させることができる。“ダイナミック”付加しきい値を有するIS−95Bネットワークに対して、中継されたドナーPNとIPNとのパイロットパワーにおける大きい差の結果、候補リストに追加されるIPNの尤度は低くなる。
【0092】
ある例において、端末は、(1)ドナーPNおよびIPNを送信している中継器と、(2)PNが中継器によってIPNとして使用される隣接した基地局との間のハンドオフ領域内に位置している可能性がある。隣接した基地局からのPNは、“隣接PN”(NPN)と呼ばれる。これらの例において、端末は復調性能を改善するためにドナー基地局からの送信を隣接した基地局からの送信と(非コヒーレントに)結合することを試みることができる。その場合、端末は隣接した基地局の別のマルチパスコンポーネントとしてIPNを見ることができ、IPNに関連付けられた存在しないトラフィックチャンネル(IPNだけが中継器から送信されるため)を隣接した基地局のトラフィックチャンネルと結合することを試みる。
【0093】
IPNに関連付けられた存在しないトラフィックチャンネルを隣接した基地局のトラフィックチャンネルと結合する効果は以下の理由のために無視できる程度かもしれない。第1に、上述されたIPN選択基準が忠実に守られた場合、端末が中継器とこの隣接した基地局との間でハンドオフしている確率は小さい可能性がある。第2に、IPNが結合のために選択される尤度もまた小さい可能性がある。結合のために選択されるために、IPNパイロットパワーはインロックしきい値を超える必要があるかもしれない。しかしながら、IPNパイロットパワーは比較的弱い(たとえば、中継されたドナーPNパイロットパワーより15dB低い)。したがって、中継されたドナーPNが端末によって強いレベルで受信された場合だけ、IPNがインロックしきい値をパスする。第3に、IPNからの影響は、それが結合された場合でさえ小さい可能性がある。パイロットだけがIPNのために中継器によって送信され、トラフィックチャンネルは送信されないので、存在しないトラフィックチャンネルに対して検出された雑音だけが結合される。しかしながら、この雑音は大量に減衰される。最大比率の結合(一般にレイク受信機により使用される)のために、各フィンガからのトラフィックチャンネルは結合の前にそのフィンガにより受信されたパイロットパワーにより加重される。IPNパイロットパワーは比較的弱い(たとえば、フィンガに対する最大パワーより15dB以上低い)ので、IPNからの雑音は小さい値により加重される。第4に、IPNは、IPNに対する比較的弱いマルチパスコンポーネントを追跡するために利用可能なスペアフィンガが存在する場合にのみ結合される。
【0094】
中継器に対するIPNが隣接リストPNから選択された場合、信号(またはPN)が基地局から直接受信されたのか、あるいは中継器を介して受信されたのかを決定する必要があるかもしれない。1実施形態では、この決定は幾何学的制約に基づいて行われてもよい。
【0095】
図6Aは、到達時間差(TDOA)測定に対する幾何学的制約を示す概略図である。図6Aにおいて、端末はパイロットを2つの基地局から受信し、2つの受信されたパイロットは単一のTDOA測定値を得るために使用される。このTDOA測定値は2つの受信されたパイロットの到達時間の差を示し、信号の到達時間は信号が進行した距離に比例する。端末と2つの基地局との間の距離はr1およびr2として表され、2つの基地局の間の距離はd12として表される。図6Aから、距離r1、r2およびd12は三角形を形成することが認められる。したがって、以下の制約が生成されることができる:
−d12≦(r1−r2)≦d12 式(9)
式9に表された幾何学的制約に基づいて、幾何学的テストが考え出されてもよい。
【0096】
式9は、受信機タイミングおよび表過去エラーがないことを仮定すると、各TDOA測定値の絶対値(すなわち、|r1−r2|)が2つの基地局の間の距離d12により上限を定められることを示している。したがって、TDOA測定値に対する幾何学的制約は、(1)TDOA測定値に関する過度の遅延を決定するために、および、または(2)パイロットが中継器によって遅延されたか否かを決定するために使用されることができる。
【0097】
各中継器に対するIPNは、中継されたドナー信号に関して、ドナーと隣接した基地局との間の距離に若干のマージンを加えたものより大きい量だけ遅延されてもよい。これは、次のように表されることができる:
ripn−rrdpn>ddn+dmar または ripn>rrdpn+ddn+dmar 式(10)
ここで、ripnは中継器からのIPN測定値であり、
rrdpnは中継器からのRDPN測定値であり、
ddnはドナー基地局と、PNがIPNとして使用される隣接した基地局との間の距離であり、
dmarはマージンである。
【0098】
TDOA測定値に対する幾何学的制約は、端末で受信された信号が中継器からのものであるか否かを決定するために使用されてもよい。中継されていないドナーPN(DPN)と、中継されていない隣接PN(NPN)と、中継されたドナーPN(RDPN)と、およびIPN、またはこれらのPNの任意の組合せとは、以下のシナリオで説明するように、端末によって検出されることができる。
【0099】
図6Bは、端末が中継器のカバレージエリアに属するシナリオを示す概略図である。このシナリオに関して、端末はRDPNおよびIPNを中継器から受信するが、しかしDPNおよびNPNは受信しない。その後、端末はRDPNおよびIPNをPDEに報告してもよく、そのPDEは幾何学的テストを行うことができる。RDPNとIPNとの間のTDOA測定値は正確でなければならず、その理由は、これらのPNが同じソースから送信されるためである。IPNが上記の式10に示されているようにRDPNに関して少なくともddn+dmarだけ遅延された場合、RDPNおよびIPN測定値に対する幾何学的テストは、IPN測定値とRDPN測定値との間の差がドナーと隣接した基地局との間の距離より少なくともマージンだけ大きい(すなわち、ripn−rrdpn>ddn+dmar)ため、失敗するであろう。幾何学的テストの失敗は、PNがIPNとして使用される隣接した基地局からではなく中継器からIPNが受信されたことを示す表示として使用されてもよい。
【0100】
図6Cは、端末が中継器、ドナー基地局および隣接した基地局の接合カバレージエリアに属するシナリオを示す概略図である。このシナリオに関して、端末はRDPNおよびIPNを中継器から受信し、DPNをドナー基地局から直接受信し、NPNを隣接した基地局から直接受信する。その後、端末は別個のPNのそれぞれに対する最初に到達したマルチパスコンポーネントを報告し、それは中継されない通路を介して受信されたDPNおよびNPNである。その後、DPNおよびNPNはPDEによって通常の方法で使用されてもよい。
【0101】
図6Dは、端末が中継器およびドナー基地局の接合カバレージエリアに属するシナリオを示す概略図である。このシナリオに関して、端末はRDPNおよびIPNを中継器から受信し、DPNをドナー基地局から直接受信する。その後、端末はDPNおよびIPNを報告し、それはこれらのPNに対する最初に到達したマルチパスコンポーネントである。DPNがRDPNを発生するために中継器によってdrepだけ遅延された場合、DPNおよびIPNに対するTDOA測定値は、ripn−rdpn>ddn+dmar+drepである。したがって、幾何学的テストは失敗し、この失敗は、IPNが中継器を介して受信されたことを示す表示として使用されてもよい。
【0102】
図6Eは、端末が中継器と隣接した基地局との接合カバレージエリアに属するシナリオを示す概略図である。このシナリオに関して、端末はRDPNを中継器から受信し、NPNを隣接した基地局から直接受信する。端末はINPを中継器から受信してもよいし、あるいは受信しなくてもよい。その後、端末はNPNを報告し、それはこのPNに対する最初に到達したマルチパスコンポーネントおよびRDPNである。RDPNおよびNPNに対するTDOA測定値は、rrdpn−rnpnまたはrdpn+drep−rnpnである。
【0103】
中継器の遅延drepが十分に大きい場合、幾何学的テストは失敗し、この失敗は中継器から得られた測定値を廃棄するために使用されてもよい。しかしながら、NPNの遅延が十分に大きい場合、あるいは中継器の遅延の大きさが不十分である場合、TDOA測定値は幾何学的テストを妨害しない可能性がある。その場合、NPNに関する過度の遅延により(1)中継器を介してのIPNの受信と(2)隣接した基地局からの直接的なNPNの受信との間を区別するために別の技術が使用されることができる。たとえば、この決定を行うために2以上のIPNが使用されることができる。このような事象が発生する確率は、IPNとして使用するために適切な隣接リストPNを選択することによって低く維持されることができる。
【0104】
図6Eに示されているシナリオは典型的に、屋内中継器に対して発生するのではなく、屋外中継器に対して発生する。このシナリオは、専用のPNまたは隣接リストPNのいずれがIPNに対して使用されるかにかかわらず発生することができる。
【0105】
上記の説明では、IPNはRDPNに関して正の方向において遅延されると考えられている。これは必要条件ではない。IPNはまたドナーと隣接した基地局との間の距離(ddn)に若干のマージン(dmar)を加えたものより大きい量(dipn)だけ負の方向において遅延されてもよい。これは次のように表されることができる:
dipn≧ddn+drep+dmar 式(11)
【0106】
開示されている方法および装置の1実施形態において、信号が中継器を通過していることが決定されたとき、その信号は位置決定には使用されないことを認識すべきである。これは、基地局から端末までの信号伝播時間に追加される遅延が位置決定においてエラーを発生させないことを保証する簡単で廉価な方法を提供する。すなわち、信号が基地局から送信された時間と、信号が端末によって受信された時間との間の伝播遅延は、基地局と端末との間の距離を正確には反映しないため、この遅延は位置決定において使用されてはならない。信号が通過した中継器の識別(identify)およびその中継器の位置に関する付加的な情報が利用可能である場合、その情報は端末の位置決定に使用されることができる。しかしながら、中継器を通過した信号からの情報を使用しないでも、中継器を通過しない別の信号からの情報が端末の位置決定を可能にするために十分である可能性があることを認識すべきである。どちらの場合も、信号が中継器を通過したこと、および中継器によって付加的な遅延が信号に与えられたことを知ることにより、これらの遅延は、その信号に対するタイミング情報を使用しないか、あるいはそのタイミング情報を適切に調節することにより考慮されることが可能になる。
【0107】
信号が中継器から送信されたか否かがPDEにより決定されることができるように、端末がその端末によって受信された信号のコードをPDEに提供する場合には、PDEはその信号を使用するか否かに関する決定を行って、中継器によって送信された(端末によって直接受信されない、基地局からの)信号を無視することを選択することができる。位置決定が端末において行われるか、あるいは基地局またはPDEのような外部装置に送られることとなる情報を得るために端末が情報(受信された信号の相対的な位相のような)を使用する必要のある相対的な測定が行われる別の実施形態において、端末は中継器から受信された信号に関連した情報を無視することを選択することができる。
【0108】
図7は、開示されている方法および装置の種々の特徴および実施形態を実施することのできる端末106xのブロック図である。順方向リンクに関して、GPS衛星、基地局および、または中継器からの信号はアンテナ712によって受信され、デュプレクサ714を通って導かれ、RF受信装置722に供給される。RF受信装置722は受信された信号を調整して(たとえば、濾波し、増幅し、下方変換して)、デジタル化し、それによってサンプルを提供する。復調装置724はサンプルを受取って、処理し(たとえば、デスプレッドし、デカバーしてパイロット復調し)、再生されたシンボルを提供する。復調装置724は、受信された信号の多くのインスタンスを処理することができ、いくつかのマルチパスに対する再生されたシンボルを結合することのできるレイク受信機を構成してもよい。受信データプロセッサ726は再生されたシンボルを復号し、受信されたフレームをチェックし、出力データを供給する。
【0109】
位置決定のために、RF受信機装置722は、最も強い受信されたマルチパスまたは特定のしきい値レベルを超える信号強度を有するマルチパスに対する到達時間を制御装置730に提供するように動作されることができる。RF受信機装置722からのサンプルはまた、受信された信号の品質を評価する信号品質評価装置728に提供される。信号品質は、米国特許第 5,056,109号明細書および第 5,265,119号明細書に記載されているもののような、種々のよく知られている技術を使用して評価されることができる。位置決定のために、復調装置724は、基地局から再生されたPNシーケンスを提供すると共に、存在するならば、中継器から再生された識別子PNを提供するように動作されてもよい。
【0110】
GPS受信機740はGPS信号を受信し、制御装置730によって提供されるサーチウインドウに基づいてサーチする。GPS受信機740はGPS衛星に対する時間測定値を制御装置730に提供する。ある実施形態では、GPS受信機740は端末106x内に含まれない。この明細書に記載されている技術は、GPS受信機を使用しない位置決定方法に対して使用されることができる。
【0111】
制御装置730は、基地局および、またはGPS衛星に対する測定値、基地局に対するPNシーケンス、中継器に対する識別子PN、受信された信号の評価された信号品質、またはその任意の組合せを受取る。1実施形態において、測定値および識別子PNはPDEに返送するためにTXデータプロセッサ742に供給され、このPDEはその情報を使用して、端末106xの位置を決定する。制御装置730はさらに信号を端末106x内の装置に直接供給して、適切な信号処理を行うことができる。たとえば、制御装置730は第1の信号を復調装置724に供給して、チップオフセットの特定の範囲にわたるPNのサーチを命令することができ、第2の信号はGPS衛星からの信号をサーチするためにGPS受信機740によって使用されるべきサーチウインドウを示す。
【0112】
復調装置724は、基地局からのパイロット基準の強いインスタンス(中継されてもよい)および識別子PN(たとえば、命令された場合)をサーチする。これは、受信されたサンプルを局部的に発生されたPNシーケンスと種々のオフセットで相関させることによって行われることができる。強く相関された結果は、PNがそのオフセットで受信される尤度が高いことを示す。
【0113】
種々の方式は、復調装置724が、適切ならば、中継器からの識別子PNをサーチすることを保証するように実施されてもよい。1つの方式において、識別子PNはサーチされるべきPNシーケンスの隣接リスト中に含まれている。各アクティブ端末に対して維持される隣接リストは、典型的に、端末によって検出される強力なパイロット基準を含んでいる。別の方式では、各アクティブ端末に対する隣接リストは、PDEによって送信される。この場合、PDEは、システム内の基地局、それらに関連した中継器、および中継器に対する識別子PNに関する情報を提供されることができる。その後、PDEは、適切な識別子PNが各アクティブ端末に対する隣接リスト中に含まれることを確実にする。さらに別の方式においては、PDEはサーチするために、識別子PNを含むPNのリストを端末に自動的に送信することができる。このリストは位置ロケーション関連呼のために送信されてもよい。さらに別の方式では、識別子PNのリストは放送チャンネルで端末に放送されてもよい。別の方式においては、PDEは、たとえば、中継器が存在していることと、および位置決定を行うのに十分なGPS測定値が存在しないこととが知られているとき等、リクエストされたときに識別子PNを端末に送信することができる。
【0114】
逆方向リンクに関して、データは送信(TX)データプロセッサ742によって処理され(たとえば、フォーマット化され、符号化され)、さらに変調装置(MOD)744によって処理され(たとえば、カバーされ、拡散され)、RF TX装置746によって調整され(たとえば、アナログ信号に変換され、増幅され、濾波され、変調され)、逆方向の変調された信号を発生する。制御装置730からの情報(たとえば、識別子PN)は変調装置744によって処理されたデータと多重化されてもよい。その後、逆方向の変調された信号は、デュプレクサ714を通って導かれ、アンテナ712を介して基地局および、または中継器に送信される。
【0115】
図8は、開示されている方法および装置の種々の特徴をサポートすることのできるPDE130の1実施形態のブロック図である。このPDE130はBSC120とインターフェースし、位置決定に関連する情報を交換する。
【0116】
逆方向リンクに関して、端末に対する逆方向の変調された信号中のデータは、中継器に送られ、基地局に送信され、BSCに送られ、PDEに提供される。PDE内において、端末からの逆方向の変調された信号はサンプルを提供するようにトランシーバ814によって処理されて、それらサンプルは端末により送信されたデータを再生するためにRXデータプロセッサ822によってさらに処理される。このデータは、端末によって報告された測定値、識別子PN等の任意の組合せを含むことができる。その後、データプロセッサ822は受取られたデータを制御装置810に提供する。
【0117】
制御装置810はまた、付加的なデータをデータ記憶装置830(たとえば、基地局が中継されたか否か、カバレージエリアの中心、各中継器に関連付けられた遅延等を示す情報)から受取って、端末からのデータおよび記憶装置830からの付加的なデータに基づいて端末に対する位置を評価する。記憶装置830は、基地局のテーブル、それらの関連付けられた中継器(存在するならば)、ならびに各中継器に対する識別子PNおよび位置評価(たとえば、カバレージエリアの中心)を記憶するために使用されてもよい。
【0118】
ある実施形態において、制御装置810は、全てのセクタにおける端末に対する隣接リスト中に識別子PNが含まれていることを決定する。その代りに、識別子PNが隣接リスト中に含まれない場合に対して、識別子PNは制御装置810によって端末に提供されてもよい。その後、識別子PNは、データを適切にフォーマット化してトランシーバ814に送るTXデータプロセッサ812に提供される。トランシーバ814はさらにデータを調整し、そのデータをBSC、基地局および(おそらく)中継器を介して端末に送る。
【0119】
この明細書に記載されている技術は、別の基地局およびもまたはGPS衛星からの信号が受信されなくてもよく、中継器のカバレージエリアが典型的に小さい屋内適用における位置決定に使用できるという利点を有している。ここに記載されている技術はまた屋外適用に対しても使用可能である。1実施形態において、屋外中継器は、中継器に関連付けられた遅延を決定するために較正されてもよい。屋外中継器によって送信された識別子信号は、中継された順方向の変調された信号が端末により受信された特定の中継器を識別するために使用されることができる。その後、それに応じて、この中継器のカバレージ下にある端末に対する測定値はさらに正確な測定値を得るために調節されてもよい。たとえば、中継器位置からの往復遅延(RTD)は、中継器に関連した遅延に基づいて調節されてもよい。端末における時間オフセットはまた、中継器の遅延を反映するように更新され、それによってGPS測定値に対するさらに正確な時間基準を可能にすることができる。ここに記載されている技術はまた、重複したPNが端末によって観察された場合に対して使用されることができる。
【0120】
上述したように、屋内適用に対する中継器のカバレージエリアは典型的に小さい。中継器のカバレージエリアの中心が中継器のカバレージ内の端末に対する位置評価として与えられた場合、多くの(ほとんどでなければ)場合においてエラーは小さく、FCCによって課されたE−911指令を満足させると期待されることができる。1実施形態において、位置評価を行う責任のあるエンティティ(PDEまたは端末)はまた、中継器のカバレージエリアのサイズの評価を提供されてもよい。この場合、エンティティは位置評価の正確さにおける信用度(たとえば、それがE−911指令を満足させるか否か)を報告することが可能であってよい。
【0121】
明瞭化のために、上記において各中継器に対する識別コードは、特定の(PN INC)オフセットにおいてPNシーケンスにより構成されているものとして説明されている。中継器に対する識別コードはまた種々の別の方法で構成されてもよい。たとえば、識別コードはまた任意のPNシーケンス(また、CDMAシステムにおいて拡散するために使用されるPNシーケンスは同じである必要はない)、ゴールドコード、中継される信号に関して変調されることのできる任意の低いデータレートのコード等により構成されてもよい。中継器に対する識別コードは、端末において観察されるときシステム時間と整列されてもよいし、あるいは整列されなくてもよい。
【0122】
明瞭化のために、とくにIS−95 CDMAシステムに対して種々の特徴および実施形態を説明してきた。ここに記載されている技術はまた、別のタイプのCDMAシステムおよび別の非CDMAシステムに対して使用されることができる。たとえば、WCDMAシステム、cdma2000システム等に対してもまた、中継器を識別するために識別コード(識別子PN)が使用されることができる。中継器識別のための識別コードはまた、GSMシステムに対して使用されてもよい。GSMシステムに対して、識別コードは、順方向の変調された信号に対して使用される同じ周波数ではなく、異なった周波数において“ダミー(dummy)”チャンネル(所定のオフセットを有する、あるいは有しない)で送信されることができる。異なった周波数上の異なったチャンネルは、セクタまたは地理的エリア内の各中継器に対して使用されてもよいし、あるいは中継器は所定のチャンネルで送信されたデータによって、あるいはチャンネルのオフセットによって区別されてもよい。
【0123】
識別コードはまた、CDMAチャンネル内における任意のスペクトラム拡散通信技術を使用して、あるいはある別の通信技術を使用して送信されてもよい。上述された実施形態において、中継器に対する識別コードは、中継器によって順方向の変調された信号と同時に送られる。ある別の実施形態において、中継器に対する識別コードは、たとえば、同時に動作する無線システムのような別の“ローカル”システムで送信されることができる。1つのこのような無線システムは無線LAN IEEE−802.11システムである。
【0124】
別の方式はまた、無線通信システム内の中継器を識別するために使用されてもよい。1つの方式において、システムおよび端末がマルチパスプロファイルを報告することができる場合、識別しているマルチパスプロファイルは、たとえば、順方向の変調された信号に基づいて生成され、中継器識別のために使用されることができる。CDMA端末は典型的に、信号路において反射されたものから生じる可能性のある受信された信号の多くのインスタンスを処理することができる。マルチパスは典型的に端末によって復調され結合されてシンボルを提供し、これらシンボルはその後復号される。マルチパスのプロファイルが報告されることができる場合、各中継器は識別子信号の代りに特定のマルチパスプロファイルと関連付けられてもよい。
【0125】
各中継器に対するマルチパスプロファイルは、種々の方法で発生されてもよい。1実施形態において、順方向の変調された信号は多くの特定の値だけ遅延され(および、おそらく、減衰され)、多くの遅延された信号が結合され、端末に送信される。マルチパスの数および各マルチパスに対する遅延の量は、特有のマルチパスプロファイルが生成され、各中継器を特定的に識別するために使用されることができるように選択されてもよい。別の実施形態においては、識別子PNは多くの特定チップオフセットだけ遅延されることができ、遅延されたPNシーケンスはマルチパスプロファイルを提供するように結合されることができる。この実施形態については、マルチパスプロファイルを発生するために、サービスしている基地局のPNシーケンス(識別子PNの代りに)が使用されてもよい。
【0126】
中継器識別はまた、サービスしている基地局からのCDMAチャンネルと整列されることのできる補助的な低いレートのCDMAチャンネルによって送信されてもよい。その後、中継器に対する識別コードは低いレートのチャンネルによりデータとして送信されてもよい。
【0127】
この明細書に記載されている識別子信号の使用による上述の利点に加えて、別の利点は、音声呼を遮断する必要なしに位置評価を決定する能力である。IS-801規格によると、端末がその端末の位置を評価するようにGPSからの支援に対するリクエストを送ったときに、パイロット測定値はPDEに送られる。端末によって報告されたPNシーケンスのリスト内の識別子PNをPDEが認識した場合、端末は中継器のカバレージに属しており、いずれにしてもGPS信号を受信することはできないため、GPS測定を行う必要がない可能性が高い。さらに、端末に対する位置評価は識別子PNだけに基づいて必要とされる正確度に決定されてもよい(たとえば、端末の位置は中継器のカバレージエリアの中心として評価されてもよい)。この場合、識別子PNは、端末が識別子PNをサーチするように中継器を使用する全ての基地局の隣接リスト中に含まれる。その代りに、PDEが、端末によって受信された信号が中継器によって送信されたものであると予想する理由を有している場合、その端末にGPS支援情報を送る前に、識別子PNのリストが送られることができる。
【0128】
この明細書に記載されている技術を実施するために使用される中継器の素子のいくつか(たとえば、PN発生器、制御装置およびアップコンバータ)は、この明細書に記載されている機能を実行するように設計されたデジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、プロセッサ、マイクロプロセッサ、制御装置、マイクロ制御装置、フィールドプログラム可能なゲートアレイ(FPGA)、プログラム可能な論理装置、別の電子装置、またはその任意の組合せによって実施されてもよい。開示されている方法および装置のある定まった特徴は、ハードウェア、ソフトウェア、またはその両者の組合せで実施されてもよい。たとえば、アクティブな端末のそれぞれに対して隣接リストを形成するための処理、端末の位置の評価等は、メモリ装置内に記憶されているプログラムコードに基づいて行われ、プロセッサ(図8中の制御装置810)によって実行されてもよい。
【0129】
開示されている実施形態の上記の説明は、当業者がこの明細書に開示されている方法および装置を形成または使用することを可能にするために示されている。これらの実施形態に対する種々の修正は当業者により容易に認識され、ここに規定されている一般原理は本発明の技術的範囲を逸脱することなく別の実施形態に適応されることができる。したがって、本発明はここに示されている実施形態に制限されるものではなく、ここに開示されている原理および新しい特徴に一致する広い技術範囲を与えられている。
【図面の簡単な説明】
【0130】
【図1A】中継器を使用し、開示されている方法および装置の種々の特徴および実施形態を実施することのできる無線通信システムの概略図。
【図1B】建造物に対するカバレージを提供するための中継器の使用を示す概略図。
【図2】基地局においてパイロット基準を発生すると共にデータを拡散するために使用されるPNシーケンスに対するインデックスを示す概略図。
【図3】開示されている方法および装置の1実施形態を実施することのできる中継器の1実施形態の概略図。
【図4A】識別子信号を生成して順方向の変調された信号と結合し、それによって結合された信号を提供するために使用されることのできるモジュールの1実施形態の概略図。
【図4B】識別子信号を生成して順方向の変調された信号と結合し、それによって結合された信号を提供するために使用されることのできるモジュールの1実施形態の概略図。
【図4C】識別子信号を生成して順方向の変調された信号と結合し、それによって結合された信号を提供するために使用されることのできるモジュールの1実施形態の概略図。
【図5A】特定の中継器の遠隔装置から受信されることのできる信号を示す概略図。
【図5B】特定の中継器のドナー基地局および遠隔装置から受信されることのできる信号を示す概略図。
【図5C】ある方式に基づいて導出されたチップオフセットだけ遅延される多数の遠隔装置に対する識別子信号を示す概略図。
【図5D】別の方式に基づいて導出された別のチップオフセットだけ遅延される多数の遠隔装置に対する識別子信号を示す概略図。
【図6A】到達時間差(TDOA)測定に対する幾何学的制約を示す概略図。
【図6B】識別子PNとして隣接リストPNを使用することに基づく端末のシナリオを示す概略図。
【図6C】識別子PNとして隣接リストPNを使用することに基づく端末のシナリオを示す概略図。
【図6D】識別子PNとして隣接リストPNを使用することに基づく端末のシナリオを示す概略図。
【図6E】識別子PNとして隣接リストPNを使用することに基づく端末のシナリオを示す概略図。
【図7】開示されている方法および装置の種々の特徴および実施形態を実施することのできる端末のブロック図。
【図8】開示されている方法および装置により使用される位置決定エンティティ(PED)の1実施形態のブロック図。
Claims (67)
- 送信されたデータを含んでいる第1の信号と、送信源に割当てられた識別コードを含んでいる第2の信号とを送信源から受信し、
第2の信号を処理して識別コードを再生し、
再生された識別コードに基づいて装置の位置評価を決定するステップを含んでいる無線通信システムにおける装置の位置を決定する方法。 - 送信源は無線通信システムにおける中継器である請求項1記載の方法。
- 第2の信号はスペクトラム拡散信号である請求項1記載の方法。
- スペクトラム拡散信号はCDMA規格に従ったものである請求項3記載の方法。
- スペクトラム拡散信号はIS−95CDMA規格に従ったものである請求項4記載の方法。
- 識別コードは特定のオフセットにおける擬似雑音(PN)シーケンスを含んでいる請求項1記載の方法。
- 識別コードは複数の擬似雑音(PN)シーケンスを含んでいる請求項1記載の方法。
- 複数のPNシーケンスは、特定のオフセットのものである請求項7記載の方法。
- 識別コードは、第1の信号の遅延されて減衰されたバージョンを含んでいる請求項1記載の方法。
- 識別コードは、特定のマルチパスプロファイルを表す第1の信号の複数の遅延されて減衰されたバージョンを含んでいる請求項1記載の方法。
- 識別コードは、第1の信号の周波数とは異なった周波数で送信された信号を含んでいる請求項1記載の方法。
- 識別コードは、第1の信号の周波数とは異なった周波数において特定の送信オフセットで送信された信号を含んでいる請求項1記載の方法。
- 識別コードは1以上の特定のゴールドコードシーケンスを含んでいる請求項1記載の方法。
- 各ゴールドコードシーケンスは特定のオフセットのものである請求項13記載の方法。
- 再生された識別コードにしたがって位置決定用の測定値のセットを調節するステップをさらに含んでいる請求項1記載の方法。
- 装置の位置評価は、送信源のカバレージエリア内の特定の位置である請求項1記載の方法。
- 装置の位置評価は、送信源のカバレージエリアのほぼ中心である請求項16記載の方法。
- 無線通信システムはCDMAシステムである請求項1記載の方法。
- 無線通信システムはTDMAシステムである請求項1記載の方法。
- 第2の信号はスペクトラム拡散信号である請求項2記載の方法。
- 識別コードは、特定のオフセットにおける擬似雑音(PN)シーケンスである請求項2記載の方法。
- 装置の位置評価は、中継器のカバレージエリア内の特定の位置である請求項2記載の方法。
- 送信されたデータを含んでいる第1の信号を送信源において受信し、
送信源に割当てられた識別コードを含んでいる第2の信号を送信源において発生し、
第1および第2の信号を結合して、結合された信号を生成し、
結合された信号を送信源から送信するステップを含んでいる無線通信システムにおける装置の位置を評価するための使用に適した信号を発生する方法。 - 第1の信号を処理してタイミング基準を再生するステップをさらに含んでおり、
この再生されたタイミング基準にしたがって第2の信号が発生される請求項23記載の方法。 - 第1の信号を処理して、第1の信号の搬送波信号に対する周波数基準を再生するステップをさらに含んでおり、
この再生された周波数基準にしたがって第2の信号がさらに発生される請求項24記載の方法。 - 送信源は通信システム中の中継器である請求項23記載の方法。
- 中継器装置内において結合された信号を調整するステップをさらに含んでおり、
中継器装置からのこの調整された信号は中継器から送信される請求項26記載の方法。 - 中継器装置内において第1の信号を調整するステップをさらに含んでおり、
第2の信号は、中継器装置内において調整された第1の信号と結合される請求項26記載の方法。 - 識別コードは、特定のオフセットにおける擬似雑音(PN)シーケンスである請求項23記載の方法。
- 識別コードに対して使用されるPNシーケンスのオフセットは複数の可能なオフセットの1つであり、送信源の識別のためにリザーブされる請求項29載の方法。
- 識別コードに対して使用されるPNシーケンスのタイミングは、第1の信号中の送信されたデータを拡散するために使用されるPNシーケンスのタイミングとほぼ整列されている請求項29載の方法。
- 第2の信号の搬送波周波数は第1の信号の搬送波周波数と近似している請求項23記載の方法。
- 第2の信号はスペクトラム拡散信号である請求項23記載の方法。
- 第2の信号の振幅は、第1の信号の振幅より低い特定のレベルに設定されている請求項23記載の方法。
- 無線通信システムは、CDMAシステムである請求項23記載の方法。
- 送信されたデータを含んでいる第1の信号を送信源において受信して処理し、
送信源に割当てられた識別コードを含んでいる第2の信号を発生し、
第1の信号を送信源から送信し、
第2の信号を通信システム内の複数の端末に送信するステップを含んでいる無線通信システムにおける端末の位置を評価するための使用に適した信号を発生する方法。 - 第2の信号は異なったオフセットにおける、および特定のマルチパスプロファイルを表す複数の信号を含んでいる請求項36記載の方法。
- 第2の信号は、複数のオフセットにおける、および複数の特定のマルチパスプロファイルを表す複数の擬似雑音(PN)シーケンスを含んでいる請求項36記載の方法。
- 送信源に割当てられた特定の識別コードに対する表示を端末において受信し、
送信されたデータを含む第1の信号と、識別コードを含む第2の信号とを送信源から受信し、
第2の信号を処理して識別コードを再生するステップを含んでおり、
再生された識別コードは送信源識別するために使用され、端末の位置は識別コードに関連した位置評価に基づいて評価される無線通信システムにおける端末の位置を決定する方法。 - 識別コードのリストは、サーチされるべきコードの隣接リストの中に含まれている請求項39記載の方法。
- 識別コードのリストは、位置決定に関連した呼に応答して端末に送られる請求項39記載の方法。
- 識別コードのリストは、放送チャンネルを介して端末に放送される請求項39記載の方法。
- 識別コードのリストは、端末によりリクエストされたときにその端末に送られる請求項39記載の方法。
- 通信システムの順方向および逆方向の両リンクにおいて信号を受信し、調整し、再送信するように動作する第1の装置と、
第1の装置に接続された第2の装置とを具備し、
この第2の装置は、
順方向リンクにおいて送信されたデータを含む第1の信号を受信し、処理するように動作する第1のモジュールと、
送信装置に割当てられた識別コードを含む第2の信号を発生するように動作する第2のモジュールと、
送信装置から送信するために第1および第2の信号を結合して結合された信号を提供するように動作する第3のモジュールとを備えている無線通信システムにおける送信装置。 - 第1のモジュールはさらに第1の信号を処理してタイミング基準を再生するように動作し、この再生されたタイミング基準にしたがって第2の信号が発生される請求項44記載の伝送装置。
- 第1のモジュールはさらに第1の信号を処理して第1の信号の搬送波信号に対する周波数基準を再生するように動作し、この再生された周波数基準にしたがって第2の信号がさらに発生される請求項45記載の伝送装置。
- 中継器によって送信された信号と、および中継器により送信されなかった信号とを受信することのできる受信機と、
受信された信号が中継器により送信されたか否かを決定し、さらに、通信端末の位置を決定するときには、中継器から受信された信号が使用されないことを確実にすることが可能なプロセッサとを具備している通信端末。 - 中継器によって送信された信号と中継器により送信されなかった信号とを受信し、
受信された信号が中継器により送信されたか否かを決定し、
通信端末の位置を決定するときには中継器から受信された信号が使用されないことを確実にするステップを含んでいる通信システムの中継器によって送信された信号が位置決定に影響を与えないようにする方法。 - 受信された信号が中継器により送信されたか否かを決定するステップは、中継器により信号中に挿入された識別コードの検出に基づいて行われる請求項48記載の方法。
- 中継器によって送信された信号と中継器により送信されなかった信号とを受信し、
受信された信号が中継器により送信されたか否かを決定する識別コードを含む受信された信号に関する情報を送信し、
通信端末の位置を決定するときには中継器から受信された信号に関する情報が使用されないことを確実にするステップを含んでいる通信システムの中継器によって送信された信号が位置決定に影響を与えることを阻止する方法。 - 送信されたデータを含む第1の信号と、第1の送信源に割当てられた第1の識別コードを含む第2の信号とを第1の送信源から受信し、第1の識別コードが近くの送信源に対して使用された識別コードのリストから選択され、
第2の信号を処理して第1の識別コードを再生し、
再生された第1の識別コードに基づいて装置の位置評価を決定するステップを含んでいる無線通信システムにおける装置の位置を決定する方法。 - 第1の識別コードが第1の送信源から受信されたのか、あるいは別の送信源から受信されたのかの決定は、幾何学的制約に基づいて行われる請求項51記載の方法。
- 幾何学的制約は、到達時間差(TDOA)測定値に関連している請求項52記載の方法。
- 別の送信源により中継されないリストの中の識別コードだけが第1の送信源に対して第1の識別コードとして使用できる請求項51記載の方法。
- 第1の識別コードはリスト中に複数の識別コードを含んでいる請求項51記載の方法。
- 第1の識別コードに対する複数の識別コードは、異なったオフセットと関連している請求項55記載の方法。
- 近くの送信源は隣接した基地局であり、リスト中の識別コードはその隣接した基地局に割当てられたPNシーケンスである請求項51記載の方法。
- 第1の送信源に割当てられた識別コードは、特定の遅延量だけ第1の信号に関して遅延される請求項51記載の方法。
- 遅延の量は、第1の識別コードが第1の送信源から受信されたのか、あるいは別の送信源から受信されたのかを決定することを可能にするように選択される請求項58記載の方法。
- 送信されたデータを含む第1の信号と、第1の送信源に割当てられた第1の識別コードを含む第2の信号とを第1の送信源から受信するように動作する受信機を備えており、第1の識別コードが近くの送信源に対して使用された識別コードのリストから選択され、
第2の信号を処理して第1の識別コードを再生するように動作するプロセッサを備えており、再生された第1の識別コードに基づいて端末の位置評価が決定される無線端末。 - 第1の識別コードが第1の送信源から受信されたのか、あるいは別の送信源から受信されたのかの決定は、幾何学的制約に基づいて行われる請求項60記載の方法。
- 送信されたデータを含む第1の信号送信源から受信し、その信号はさらに、送信源に割当てられた識別コードに基づいて処理され、
信号を処理して識別コードを再生し、
再生された識別コードに基づいて装置の位置評価を決定するステップを含んでいる無線通信システムにおける装置の位置を決定する方法。 - 信号は識別コードによって変調される請求項62記載の方法。
- 識別コードは、送信源の識別のために使用されるPNシーケンスである請求項62記載の方法。
- 識別コードは、データをスペクトル的に拡散するために別の送信源によって使用されるPNシーケンスである請求項62記載の方法。
- 送信されたデータを含む第1の信号を受信して処理し、送信装置に割当てられた識別コードを含む第2の信号を発生するように動作する第1の装置と、
第1の装置に結合されており、送信装置からの送信のために第1の信号を受信して第1の信号を第2の信号で変調し、変調された信号を提供するように動作する第2の装置とを具備し、識別コードが位置決定のために使用される無線通信システムにおける送信装置。 - 送信されたデータを含む第1の信号を送信源から受信するように動作する受信機を備え、第1の信号はさらに、送信源に割当てられた識別コードを含む第2の信号により変調され、受信機はさらに、第1の信号を処理して第2の信号を再生するように動作し、
さらに、第2の信号を処理して識別コードを再生するように動作するプロセッサを備え、端末の位置評価は再生された識別コードに基づいて決定される無線端末。
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