JP2005509861A - ゴースト除去基準テレビ信号を利用した位置標定 - Google Patents
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Abstract
アナログ放送テレビ信号に存在するチャープ型信号の既知の特性に基づいて相関基準信号を生成し、チャープ型信号からなるアナログ放送テレビ信号をユーザー端末で受信し、アナログ放送テレビ信号を相関基準信号と相関させて擬似距離を得ることからなっており、ユーザー端末の位置は擬似距離とアナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいて決定されることを特徴とするユーザー端末の位置を決定する方法と装置とコンピューター読み取り可能メディア。
Description
この出願は、マシュー・ラビノヴィッツとジェームズ・J・スピルカーとによって2001年2月2日に出願された米国仮特許出願第60/265,675号「衛星及び/又は地上波構造基盤を利用したナビゲーション及び/又はデータ通信のシステムと方法」と、ジェームズ・J・スピルカーによって2001年4月3日に出願された米国仮特許出願第60/281,270号「移動無線リンクでの高精度位置標定のためのETSI DVB地上波デジタル放送テレビ信号の利用」と、ジェームズ・J・スピルカーとマシュー・ラビノヴィッツとによって2001年4月3日に出願された米国仮特許出願第60/281,269号「移動受信機への低データ速度放送用ATSC規格DTVチャンネル」と、ジェームズ・J・スピルカーとマシュー・ラビノヴィッツとによって2001年5月25日に出願された米国仮特許出願第60/293,812号「DTVモニターシステム装置(MSU)」と、ジェームズ・J・スピルカーとマシュー・ラビノヴィッツとによって2001年5月25日に出願された米国仮特許出願第60/293,813号「DTV位置標定範囲とSN比性能」と、マシュー・ラビノヴィッツによって2001年10月23日に出願された米国仮特許出願(TBS、代理人整理番号6487PRO)「位置決定用途用のアナログテレビ信号処理」との利益を主張する。また、この出願はマシュー・ラビノヴィッツとジェームズ・J・スピルカーとによって2001年6月21日に出願された米国非仮特許出願第09/887,158号「デジタル放送テレビ信号を利用した位置標定」の利益を主張する。全ての先行文献の件名はここで参照に引用されている。
本発明は、一般的に位置決定に関し、特にアナログ放送テレビ信号を利用した位置決定に関する。
無線信号を利用した2次元緯度/経度位置標定システムの方法が長く存在していた。ロラン・Cとオメガなどの地上波システムやトランジットとして知られる衛星ベースシステムが広範囲な利用において存在していた。高まる人気を享受している別の衛星ベースシステムは全地球測位システム(GPS)である。
最初1974年に考案され、GPSは位置標定、ナビゲーション、調査及び時間移送に広く使用されている。GPSシステムは副同期12時間軌道での24軌道上衛星の一群を基礎にしている。各衛星は精度クロックを運んでおり、擬似ノイズ信号を送信し、正確に追跡されて擬似距離を決定することができる。4つ以上の衛星を追跡することで世界中リアルタイムで3次元の正確な位置を決定することができる。B・W・パーキンソンとJ・J・スピルカー・ジュニアの「全地球測位システム−理論と応用」1,2巻AIAA、ワシントンDC(1996年)により詳細に記載されている。
GPSはナビゲーションと位置標定の技術に大変革をもたらした。しかしながら、ある状況ではGPSはあまり効果的ではない。なぜなら、GPS信号は比較的低い電力レベル(100ワット未満)で長距離を送信されるため、受信される信号の強度は比較的に弱い(全方向アンテナによって受信されるとして−160dBwのレベルである)。したがって、信号は閉塞物の存在下や建物の中ではわずかに有用であるか全く役に立たない。
システムは位置を決定する従来のアナログのナショナルテレビシステム委員会(NTSC)のテレビ信号を利用して提案されている。この提案は1996年4月23日に発行された米国特許番号第5,510,801号公報の「テレビ放送信号を利用した位置決定システムと方法」と題名を付けられた米国特許に見られる。しかしながら、開示された技術はいくつかの大きな欠点を持っている。その技術は大幅に減衰した信号を使用することができず、従来のアナログテレビ受信機は水平同期又はクロミナンスバーストから同期タイミングを抽出することができない。その技術はアナログ送信機クロックの振動数オフセットと短期不安定性に対応することができず、ユーザーが連続的にあるチャンネルから次へとサンプリングしなければならないため大きな位置誤差を引き起こした。その技術はクロミナンスキャリアで、特にマルチパスの存在下で、周期曖昧性を解消することができない。さらに、その技術は人間が信号を使用することができず、可変の特徴を有していてアナログテレビ受信機の性能に影響しないというナビゲーションシステムの性能(例えば、帰線消去パルス、水平同期パルス、及びクロミナンスバーストの可変形状と持続時間)にかなり影響する。さらに、これらの技術は、信号を利用せず、マルチパスの存在下で2,3メートルの精度までの正確な距離測定を可能にする。
本発明の実施例は、アナログ放送テレビ(TV)信号に存在するゴースト除去基準(GCR)信号を利用した位置標定用の信号処理技術を記載する。これらの技術はノイズ床より下の信号を追跡することができ、従来のテレビ信号受信機はタイミング情報を得ることができない。これらの技術は典型的なテレビ受信機よりはるかに正確な方法でタイミング情報を抽出する。また、これらの技術はアナログテレビ信号の全ての可変な特性に適応し、これらのバリエーションは位置標定の正確さに影響しない。
これらの技術は典型的なアナログテレビ受信距離よりはるかに大きい送信機からの距離で使用可能である。アナログテレビ信号は高電力であるので、これらの技術は携帯用受信機で屋内でも使用でき、したがって位置標定の解決策に拡張911(E911)システムの必要性を提供する。
ここで開示される技術は、いくつかの利点を提供する。その技術は位置標定に要求される離れたテレビ送信機からのテレビ信号の受信に対応する低い受信SN比(SNR)で効果的である。低いアンテナ利得と屋内環境での小さい移動端末に対して、これは絶対必要な条件である。その技術は広帯域幅GCR信号のためにマルチパス信号に対して識別できる。その技術は単一の受信要素の連続的な使用を可能にし、単一の電子回路のセットは時間分割方式で多重テレビ信号を観察することができ、それによって実質的にコストを削減することができる。
一般的に、ある態様では、本発明はユーザー端末の位置を決定する方法と装置とコンピューター読み取り可能メディアを特徴付ける。それは、アナログテレビ放送ゴースト除去基準信号の既知の特性に基づいて相関基準信号を生成し、ユーザー端末でゴースト除去基準信号からなるアナログ放送テレビ信号を受信し、相関基準信号とアナログ放送テレビ信号を相関させて擬似距離を得ることからなり、ここでユーザー端末の位置は擬似距離とアナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいて決定される。
特定の実施例は下記の特徴を1つ以上含むことができる。実施例は擬似距離とアナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいてユーザー端末の位置を決定することから構成されることができる。実施例は、擬似距離とデジタル放送テレビ信号に基づいて計算された擬似距離とアナログ放送テレビ信号及びデジタル放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいたユーザー端末の位置を決定することからなることができる。実施例は、相関結果のピークを同定して擬似距離を得ることからなることができる。ユーザー端末の位置は、アナログ放送テレビ信号の送信機での送信機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整し、調整された擬似距離とテレビ送信機の位置とに基づいてユーザー端末の位置を決定することによって決められる。実施例は、別のアナログ放送テレビ信号に基づいた別の擬似距離を決定し、擬似距離と別の擬似距離とを時間のある瞬間に投影してユーザー端末のクロックの1次の項を取り除くことから構成されることができる。実施例は、時間ゲート遅延ロックループを使用してゴースト除去基準信号を追跡することからなることができる。
一般的に、ある態様では、本発明はユーザー端末の位置を決定する方法と装置とコンピューター読み取り可能メディアを特徴付ける。それはアナログ放送テレビ信号に存在するチャープ型信号の既知の特性に基づいて相関基準信号を生成し、ユーザー端末でチャープ型信号からなるアナログ放送テレビ信号を受信し、アナログ放送テレビ信号を相関基準信号と相関させてそれによって擬似距離を得ることからなり、ここでユーザー端末の位置は擬似距離とアナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいて決定されるものである。
特定の実施例は、下記の特徴を1つ以上含むことができる。チャープ型信号は垂直間隔テスト信号である。チャープ型信号はゴースト除去基準信号Aと、ゴースト除去基準信号B、あるいはゴースト除去基準信号Cである。実施例は、擬似距離とアナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいてユーザー端末の位置を決定することからなることができる。実施例は、擬似距離とデジタル放送テレビ信号に基づいて計算された擬似距離とアナログ放送テレビ信号及びデジタル放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいてユーザー端末の位置を決定することからなることができる。実施例は、相関結果のピークを同定し、それによって擬似距離を得ることからなることができる。ユーザー端末の位置は、アナログ放送テレビ信号の送信機での送信機クロックと既知の時間参照との間の差に基づいて擬似距離を調整し、調整された擬似距離とテレビ送信機の位置とに基づいてユーザー端末の位置を決定することによって決められる。実施例は、別のアナログ放送テレビ信号に基づいて別の擬似距離を決定し、その擬似距離と別の擬似距離を時間のある瞬間に投影してユーザー端末のクロックの1次の項を取り除くことからなることができる。実施例はタイムゲート遅延ロックループを使用してチャープ型信号を追跡することからなることができる。
1つ以上の実施例の詳細は、添付図面と以下の明細書に記載される。他の特徴は明細書と図面及び特許請求の範囲から明らかであるだろう。
この明細書で使用される各参照符号の先頭数字は、その参照符号が最初に現れる図の番号を示す。
ここで使用されたように、「サーバー」という語は一般的に電子デバイスあるいはメカニズムを言及し、「メッセージ」という語は一般的にハードウェア、ソフトウェア、或いはそれらの組み合わせを言及する。これらの語は後に続く記載の簡潔にするために用いられる。ここで記述されたサーバーとメカニズムはいかなる標準の一般目的用コンピューターでも実施されることができるか、或いは特別化されたデバイスとして実施されることができる。
本発明の実施例はNTSC(ナショナルテレビシステム委員会)規格を参照して以下に記載され、それは米国、カナダ、メキシコ、その他の国で採用されている。最近、米国NTSCアナログテレビシステムへの新しい補正が提案されて、ATSCによって採用され、今やアナログテレビ送信に組み込まれている。この補正はNTSC用のゴースト除去基準(GCR)信号と呼ばれ、たいていのNTSCアナログ放送テレビ信号に存在している。新しいGCR信号のこの目的は、受信されたテレビ信号でマルチパスによって引き起こされる「ゴースト」を減少させたり除去したりすることをテレビ受像機に可能にすることである。これらのゴーストはアナログテレビ受信を劣化させることができ、頻繁にひどく劣化させる。発明者は、その意図された目的と完全に異なる目的のためにこの新しいGCR信号を利用することを提案する。すなわち、携帯電話端末などの移動可能なユーザー端末の正確な位置決定にそれを使用することである。これらの技術は、NTSCテレビ信号に関して論じられる一方で、それらは同様のGCR信号を採用しているヨーロッパ、日本、韓国で使用されるような他のテレビ信号に等しく適用可能である。
正確な位置決定のためのGCRの利用
NTSC規格では、GCR信号は広帯域幅の「チャープ」型信号であり、NTSC垂直帰線消去パルスのライン19で周期的に挿入される。このGCR信号は、およその持続時間35.5マイクロ秒間で0付近から4.2MHzまで変動する直線的に増加する振動数に伴ったサイン波である。GCR信号は、マイクロ秒の小数の非常に狭い自己相関幅を有し、水平及び垂直の帰線消去パルスなどのNTSCアナログテレビ信号の基準要素で利用可能ではないという固有の特徴を有している。世界中で使用される他のGCR基準はNTSC GCR信号に対して異なるフォーマットを有していることに注意しなければならない。例えば、NTSC規格と異なるあるGCR信号は垂直帰線消去パルスのセグメント上に変調されたシュードランダムノイズ(PN)シーケンスを含む。また、この信号は非常に狭い自己相関関数を有しており、この開示を読んだ後、ここに開示されたものと類似の技術を利用した位置決定にその信号を使用するその方法は当業者には明白であるだろう。NTSC規格と異なる別のタイプのGCR信号はサイン関数によって特徴付けられる上り波形を有するバー信号を含む。この信号の第1次導関数が狭い自己相関関数を有することに注目しなければならない。この開示を読んだ後では、NTSC GCR信号に対してここで開示されるものと類似の技術を利用した位置決定にこの信号を使用する当業者には明白であるだろう。
NTSC規格では、GCR信号は広帯域幅の「チャープ」型信号であり、NTSC垂直帰線消去パルスのライン19で周期的に挿入される。このGCR信号は、およその持続時間35.5マイクロ秒間で0付近から4.2MHzまで変動する直線的に増加する振動数に伴ったサイン波である。GCR信号は、マイクロ秒の小数の非常に狭い自己相関幅を有し、水平及び垂直の帰線消去パルスなどのNTSCアナログテレビ信号の基準要素で利用可能ではないという固有の特徴を有している。世界中で使用される他のGCR基準はNTSC GCR信号に対して異なるフォーマットを有していることに注意しなければならない。例えば、NTSC規格と異なるあるGCR信号は垂直帰線消去パルスのセグメント上に変調されたシュードランダムノイズ(PN)シーケンスを含む。また、この信号は非常に狭い自己相関関数を有しており、この開示を読んだ後、ここに開示されたものと類似の技術を利用した位置決定にその信号を使用するその方法は当業者には明白であるだろう。NTSC規格と異なる別のタイプのGCR信号はサイン関数によって特徴付けられる上り波形を有するバー信号を含む。この信号の第1次導関数が狭い自己相関関数を有することに注目しなければならない。この開示を読んだ後では、NTSC GCR信号に対してここで開示されるものと類似の技術を利用した位置決定にこの信号を使用する当業者には明白であるだろう。
図1を参照すると、実施例100は空中線を介して基地局104と通信するユーザー端末102を含む。ある実施例では、ユーザー端末102は無線電話であり、基地局104は無線電話基地局である。ある実施例では、基地局104は移動MAN(メトロポリタンエリアネットワーク)又はWAN(広域ネットワーク)の一部である。
図1は、本発明の様々な態様を説明するのに使用されるが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。例えば、「ユーザー端末」という句は記載されるテレビ位置標定を実施できるいずれかのメカニズムを言及することを意味する。ユーザー端末の例は携帯情報端末(PDA)、移動電話、自動車や他の乗り物、テレビ位置標定を実施するチップ又はソフトウェアを備えることができるいずれかのメカニズムを含む。それは、「端末」である物体又は「ユーザー」によって操作される物体に限定されることを意図しない。
テレビ位置情報サーバーによって実行される位置標定
図2は、実施例100の操作を説明する。ユーザー端末102は複数のテレビ送信機106A及び106Bから106Nまでのテレビ信号を受信する(ステップ202)。様々な方法が、位置標定で使用するべきテレビチャンネルを選択するために利用されることができる。ある実施例では、テレビ位置情報サーバー110は多岐に亘る最良のテレビチャンネルをユーザー端末102に伝える。ある実施例では、ユーザー端末102は基地局104によってテレビ位置情報サーバー110とメッセージを交換する。ある実施例では、ユーザー端末102はテレビチャンネルを選択し、基地局104の同定と基地局とテレビチャンネルを相関させる記憶表とに基づいてモニターする。別の実施例では、ユーザー端末102はユーザーからの位置情報入力を受容することができ、それは最近接都市の名前などの地域の一般的指示を与え、処理用テレビチャンネルを選択するこの情報を使用する。ある実施例では、ユーザー端末102は利用可能テレビチャンネルを走査して、利用可能テレビチャンネルの電力レベルに基づいて位置情報のフィンガープリントを組み合わせる。ユーザー端末102はこのフィンガープリントを記憶表と比較し、既知のフィンガープリントを既知の位置情報と照合してその位置を決定して処理用テレビチャンネルを選択する。別の実施例では、ユーザー端末102は利用可能な信号全てについて擬似距離の測定をし、これらの擬似距離を位置情報サーバー110に通信させ、テレビ送信機106の位置に基づいてユーザー端末102の位置を決定する。
図2は、実施例100の操作を説明する。ユーザー端末102は複数のテレビ送信機106A及び106Bから106Nまでのテレビ信号を受信する(ステップ202)。様々な方法が、位置標定で使用するべきテレビチャンネルを選択するために利用されることができる。ある実施例では、テレビ位置情報サーバー110は多岐に亘る最良のテレビチャンネルをユーザー端末102に伝える。ある実施例では、ユーザー端末102は基地局104によってテレビ位置情報サーバー110とメッセージを交換する。ある実施例では、ユーザー端末102はテレビチャンネルを選択し、基地局104の同定と基地局とテレビチャンネルを相関させる記憶表とに基づいてモニターする。別の実施例では、ユーザー端末102はユーザーからの位置情報入力を受容することができ、それは最近接都市の名前などの地域の一般的指示を与え、処理用テレビチャンネルを選択するこの情報を使用する。ある実施例では、ユーザー端末102は利用可能テレビチャンネルを走査して、利用可能テレビチャンネルの電力レベルに基づいて位置情報のフィンガープリントを組み合わせる。ユーザー端末102はこのフィンガープリントを記憶表と比較し、既知のフィンガープリントを既知の位置情報と照合してその位置を決定して処理用テレビチャンネルを選択する。別の実施例では、ユーザー端末102は利用可能な信号全てについて擬似距離の測定をし、これらの擬似距離を位置情報サーバー110に通信させ、テレビ送信機106の位置に基づいてユーザー端末102の位置を決定する。
ユーザー端末102は、ユーザー端末102と各テレビ送信機106との間の擬似距離を決定する(ステップ204)。各擬似距離は、テレビ放送信号内のGCR信号バーストの送信機108からの送信時間とGCR信号バーストのユーザー端末102での受信時間との間の時間差(或いは等価な距離)を表し、同様にユーザー端末とモニター装置108との間のクロックオフセットと、テレビ放送信号の成分の送信時間におけるクロックオフセットとを表す。
ユーザー端末102はテレビ位置情報サーバー110に擬似距離を送信する。ある実施例では、テレビ位置情報サーバー110は、ここに記載される操作を実行するよう設計されたソフトウェアを実行する一般目的用コンピューターとして実施される。ある実施例では、テレビ位置情報サーバー110はASIC(特定用途向け集積回路)として実施される。ある実施例では、テレビ位置情報サーバー110は基地局104内又はその近傍で実施される。
また、テレビ信号は複数のモニター装置108Aから108Nによって受信される。各モニター装置はトランシーバーやプロセッサーを含む小さい装置として実施されることができ、電柱、テレビ送信機106、又は基地局104などの便利な位置に搭載されることができる。ある実施例では、モニター装置は衛星上で実施されることができる。
モニター装置108は各GCR信号バーストの送信回数に関する情報を測定する。モニター装置108は一般的に正確な測定のために温度補正型水晶発振器又はルビジウム規格によって制御される。モニター装置108はテレビ位置情報サーバー110への送信回数に関する情報を送信する。ユーザー端末102は各テレビ送信機106によって発せられるGCR信号を追跡し、各テレビ送信機に対して擬似距離を測定する。ユーザー端末102はテレビ位置情報サーバー110へ測定された擬似距離を送信する。それから、テレビ位置情報サーバー110は送信回数に関する情報と擬似距離とを組み合わせ、ユーザー端末102の位置を計算する。ユーザー端末102の位置は、ユーザー端末102に中継されて戻る。ユーザー端末102は緊急時にこの情報をE911サービスオペレータに送信することができ、他の目的のためにこの情報を使用することができる。
各モニター装置108は、それがテレビ信号を受信するテレビ送信機それぞれに対してそのテレビ送信機のローカルクロックと基準クロックとの間のタイムオフセットを測定する。ある実施例では、基準クロックはGPS信号から生じる。基準クロックを使用すると、多元モニター装置108が使用される場合に各テレビ送信機106に対してタイムオフセットを決定することが可能となり、これは各モニター装置108が基準クロックを参照してタイムオフセットを決定することができるからである。したがって、モニター装置108のローカルクロックのオフセットはこれらの決定に影響しない。
別の実施例では、外部の時間参照は必要ではない。この実施例に従って、単一のモニター装置はユーザー端末102と同じテレビ送信機の全てからテレビ信号を受信する。結局、単一のモニター装置のローカルクロックは時間基準として機能する。
ある実施例では、各タイムオフセットは固定されたオフセットとしてモデル化される。別の実施例では、各タイムオフセットはa,b,c及びTによって記載されることができる以下の形式の2次の多項式フィットとしてモデル化される。
オフセット=a+b(t-T)+c(t-T)2 (1)
どちらかの実施例で、測定された各タイムオフセットはインターネットや固定されたモデム接続などを使用してテレビ位置情報サーバーに周期的に送信される。ある実施例では、各モニター装置108の位置はGPS受信機を使用して決定される。
どちらかの実施例で、測定された各タイムオフセットはインターネットや固定されたモデム接続などを使用してテレビ位置情報サーバーに周期的に送信される。ある実施例では、各モニター装置108の位置はGPS受信機を使用して決定される。
テレビ位置情報サーバー110はデータベース112からの各テレビ送信機106の位相中心(つまり位置)を表す情報を受信する。ある実施例では、各テレビ送信機106の位相中心は、異なる位置でモニター装置108を使用して測定され、直接位相中心を測定する。別の実施例では、各テレビ送信機106の位相中心はアンテナ位相中心を調査することによって測定される。
ある実施例では、テレビ位置情報サーバー110はユーザー端末102近傍での気温、大気圧、湿度を表す天気情報を天気情報サーバー114から受信する。天気情報はインターネットやNOAAなどの他の情報源から利用可能である。テレビ位置情報サーバー110は、B・パーキンソンとJ・スピルカー・ジュニアによる「全地球測位システム−理論と応用」AIAA、ワシントンDC(1996年)1巻17章“J・スピルカー・ジュニアによるGPSへの対流圏効果”に開示されるような技術を使用して、天気情報から対流圏伝播速度を決定する。
また、テレビ位置情報サーバー110はユーザー端末102の一般地理的位置を同定する情報を基地局104から受信することができる。例えば、情報は携帯電話が位置する範囲内のセルやセルセクターを同定することができる。この情報は以下に記載されるような曖昧性の解消のために使用される。
ある実施例では、テレビ位置情報サーバー110は擬似距離と各送信機の位置に基づいてユーザー端末の位置を決定する(ステップ206)。図3は、3つのテレビ送信機106を使用して位置決定の構造を描写している。テレビ送信機106Aは位置(x1,y1)に位置する。ユーザー端末102とテレビ送信機106Aとの間の距離はr1である。テレビ送信機106Bは位置(x2,y2)に位置する。ユーザー端末102とテレビ送信機106Bとの間の距離はr2である。テレビ送信機106Nは位置(xN,yN)に位置する。ユーザー端末102とテレビ送信機106Nとの間の距離はrNである。
テレビ位置情報サーバー110は対流圏伝播速度に従って各擬似距離の値を調整することができる。さらに、テレビ位置情報サーバーは上記の方程式(1)に表されるような相当するテレビ送信機106に対するクロックオフセットに対して擬似距離を調整する。例えば、テレビ送信機106はクロックオフセットを有しており、ざっと106分の1の振動数オフセットを生じると仮定すると1秒は送信機106Aと106Nに対してユーザー端末102での擬似距離測定値を分離する。これらの測定値が方程式(1)でモデル化されたようにクロックオフセットに従って補正されない場合、2つの測定値の間にはざっと300メートルの有効な距離誤差が生じるだろう。テレビ位置情報サーバー110はデータベース112からの位相中心情報を使用し、各テレビ送信機106の位置を決定する。
今、簡略化された位置標定プロセスが記載され、ユーザーデバイスのクロックオフセットは単一の一定オフセットTによってモデル化されることができると仮定される。ユーザー測定値が時間のある同じ瞬間に投影される場合、又はユーザークロックが携帯電話基地局又は安定したテレビ送信機からのクロック基準を使用して安定化する場合、この仮定は真実である。ユーザー端末102は3つ以上の擬似距離測定をして3つの未知数、すなわちユーザー端末102の位置(x、y)とクロックオフセットTに対して解く。他の実施例では、ここで開示された技術を使用して経度、緯度、高さのような3次元の位置を決定し、DTV送信機の高さなどの要素を含むことができる。
3つの擬似距離測定値pr1,pr2,及びprNが以下の式で与えられ、
pr1=r1+T (2a)
pr2=r2+T (3a)
prN=rN+T (4a)
ここで、クロックオフセットTは距離の単位である。ちなみに、Tは光速によって乗じられたタイミングオフセットを表す。3つの距離は以下の式であらわされることができ、
r1=|X-X1| (5)
r2=|X-X2| (6)
rN=|X-XN| (7)
ここで、Xはユーザー端末の2次元ベクトル位置(x、y)を表し、X1はDTV送信機106Aの2次元ベクトル位置(x1,y1)を表し、X2はDTV送信機106Bの2次元ベクトル位置(x2,y2)を表し、XNはDTV送信機106Nの2次元ベクトル位置(xN,yN)を表す。これらの関係は3つの方程式を成立させ、そこで3つの未知数x、y、Tに対して解く。
pr1=r1+T (2a)
pr2=r2+T (3a)
prN=rN+T (4a)
ここで、クロックオフセットTは距離の単位である。ちなみに、Tは光速によって乗じられたタイミングオフセットを表す。3つの距離は以下の式であらわされることができ、
r1=|X-X1| (5)
r2=|X-X2| (6)
rN=|X-XN| (7)
ここで、Xはユーザー端末の2次元ベクトル位置(x、y)を表し、X1はDTV送信機106Aの2次元ベクトル位置(x1,y1)を表し、X2はDTV送信機106Bの2次元ベクトル位置(x2,y2)を表し、XNはDTV送信機106Nの2次元ベクトル位置(xN,yN)を表す。これらの関係は3つの方程式を成立させ、そこで3つの未知数x、y、Tに対して解く。
今、ユーザー端末102で測定値を時間の通常の瞬間に投影する手法が記載されている。ユーザー端末102のクロックが安定化して携帯電話基地局又はテレビ送信機106からの信号を使用して補正されるなら、これは必要ないことに注意しなければならない。ユーザークロックが安定化していないか補正されない場合、ユーザークロックオフセットは時間の関数T(t)であると考えられることができる。小さい時間間隔Δに対して、クロックオフセットT(t)は定数と1次の項によってモデル化されることができる。すなわち、以下の式である。
今、時間の関数としてクロックオフセットを扱う方程式(2a)から(4a)を再考する。結果、擬似距離測定値もまた時間の関数である。簡略化のために間隔Δに渡って距離は実質的に定数のままである。擬似距離測定値は以下の式で記載されることができる。
pr1(t1)=r1+T(t1) (2b)
pr2(t2)=r2+T(t2) (3b)
prN(tN)=rN+T(tN) (4b)
pr2(t2)=r2+T(t2) (3b)
prN(tN)=rN+T(tN) (4b)
ある実施例では、ユーザー端末102は、最初の組の測定値の後ある時間Δでの別の組の擬似距離測定値を開始する。これらの測定値は以下の式で記載されることができる。
ユーザー端末102は、時間のある通常の点に全ての擬似距離測定値を投影して1次の項の影響は効果的に取り除かれる。例えば、ある通常の基準時間t0が使用される場合を考える。方程式(2b−4b)と(2c−4c)を適用すると、以下のように時間のある通常の瞬間に測定値を投影できることを示すことは正攻法である。
pr1(t0)=pr1(t1)+[pr1(t1+Δ)-pr1(t1)](t0-t1)/Δ (2d)
pr2(t0)=pr2(t2)+[pr2(t2+Δ)-pr2(t2)](t0-t2)/Δ (3d)
prN(t0)=prN(tN)+[prN(tN+Δ)-prN(tN)](t0-tN)/Δ (4d)
pr2(t0)=pr2(t2)+[pr2(t2+Δ)-pr2(t2)](t0-t2)/Δ (3d)
prN(t0)=prN(tN)+[prN(tN+Δ)-prN(tN)](t0-tN)/Δ (4d)
投影されたこれらの擬似距離測定値は位置情報サーバーと通信され、それらを使用して3つの未知数x、y、Tを解く。方程式(2d−4d)での投影は正確ではなく、2次の項が計上されていない。しかしながら、生じる誤差は重大ではない。当業者は各投影に対して2つ以上の擬似距離を測定することによってその2次の項とより高次の項が計上されることができることを認識するだろう。また、時間の同じ瞬間に擬似距離測定値を投影するというこの概念を実施する多くの他のアプローチ法が存在することに注目しなければならない。例えばあるアプローチ法は、J・J・スピルカー・ジュニアによる「衛星によるデジタル通信」プレンティスホール、イングルウッドクリフ、ニュージャージー(1977年、1995年)と、B・W・パーキンソン及びJ・J・スピルカー・ジュニアによる「全地球測位システム−理論と応用」1巻AIAA、ワシントンDC(1996年)とに開示されるような遅延ロックループを実施するもので、両方ともここに参照として引用されている。分離追跡ループは各DTV送信機106に専用であることができる。これらの追跡ループは効果的に擬似距離測定値間を補間する。これらの追跡ループのそれぞれの状態は時間の同じ瞬間でサンプリングされる。
別の実施例では、ユーザー端末102は擬似距離を計算しないが、擬似距離を計算するのに十分であるテレビ信号を測定してテレビ位置情報サーバー110にこれらの測定値を送信する。テレビ位置情報サーバー110は測定値に基づいた擬似距離を計算し、上記のように擬似距離に基づいて位置を計算する。
ユーザー端末により実行される位置標定
別の実施例では、ユーザー端末102の位置はユーザー端末102によって計算される。この実施例では、全ての必要な情報はユーザー端末102に送信される。この情報はテレビ位置情報サーバー110、基地局104、1つ以上のテレビ送信機106、或いはいずれかのそれらの組み合わせによってユーザー端末に送信されることができる。ユーザー端末102は擬似距離を測定し上記の連立方程式を解く。この実施例は今記載される。
別の実施例では、ユーザー端末102の位置はユーザー端末102によって計算される。この実施例では、全ての必要な情報はユーザー端末102に送信される。この情報はテレビ位置情報サーバー110、基地局104、1つ以上のテレビ送信機106、或いはいずれかのそれらの組み合わせによってユーザー端末に送信されることができる。ユーザー端末102は擬似距離を測定し上記の連立方程式を解く。この実施例は今記載される。
ユーザー端末102は各テレビ送信機のローカルクロックと基準クロックとの間のタイムオフセットを受信する。また、ユーザー端末102はデータベース112から各テレビ送信機106の位相中心を表す情報を受信する。
ユーザー端末102はテレビ位置情報サーバー110によって計算される対流圏伝播速度を受信する。別の実施例では、ユーザー端末102はユーザー端末102近傍の気温、大気圧、湿度を表す天気情報を天気情報サーバー114から受信し、従来の技術を利用して天気情報から対流圏伝播速度を決定する。
また、ユーザー端末102は基地局104からユーザー端末102のおよその位置を同定する情報を受信することができる。例えば、その情報は携帯電話が位置するセル又はセルセクターを同定することができる。この情報は以下に記載されるように曖昧性を解消するのに使用される。
ユーザー端末102は、複数のテレビ送信機106からテレビ信号を受信してユーザー端末102と各テレビ送信機106との間の擬似距離を決定する。ユーザー端末102は擬似距離と送信機の位相中心とに基づいてその位置を決定する。
これらの実施例のいずれかでは、2つのテレビ送信機のみが利用可能であり、ユーザー端末102の位置は2つのテレビ送信機と前の位置決定の間に計算されたオフセットTとを利用して決定されることができる。Tの値は従来の方法にしたがって格納されるかまたは維持されることができる。
ある実施例では、基地局104はユーザー端末102のクロックオフセットを決定する。この実施例では、2つのテレビ送信機のみが位置決定に必要である。基地局104はテレビ位置情報サーバー110にクロックオフセットTを送信し、各テレビ送信機に対して計算された擬似距離からユーザー端末102の位置を決定する。
別の実施例では、1つ又は2つのテレビ送信機のみが位置決定に利用可能である場合、GPSは位置決定を拡大するのに使用される。
図4は、ある実施例に係る受信したアナログ放送テレビ信号のサンプルをとるのに使用される受信機400を描写する。ある実施例では、サンプラー400はユーザー端末102内で実施される。そのような小型の無線デバイスの受信機を実施する手法は、ジェームズ・オームラとジェームズ・J・スピルカー・ジュニアとマシュー・ラビノヴィッツとによって2001年7月31日に出願された米国仮特許出願番号60/309,267号公報「測位無線デバイスへの適用を有するデジタルテレビ信号を追跡する方法とシステム」に記載されている。サンプリング速度はテレビ信号の正確な表示を得るのに十分高く、当業者には明白であるだろう。
受信機400はアンテナ404でテレビ信号402を受信する。無線周波数(RF)アンプ/フィルター406は受信したテレビ信号を増幅してフィルタリングする。局部発振器クロック416とミキサー408Iと408Qは信号を逓降変換して同相(I)と方形(Q)のサンプルをそれぞれ生成する。I及びQサンプルはそれぞれローパスフィルター(LPF)410Iと410Qによってフィルタリングされる。逓降変換を実施するあるアプローチ法では直接逓降変換構造を使用しており、信号はベースバンドへ直接逓降変換される。これは非常に安価なRF(無線周波数)ハードウェアを可能にし、フィルター410が効果的に隣接するチャンネル干渉を排除することを可能にする。アナログデジタル変換器(ADC)412はI及びQサンプルをデジタル形式に変換する。デジタルI及びQサンプルはメモリー414に格納される。
GCR信号特性
図5は、コンピューター生成NTSC GCR信号バーストを示す。この信号はある実施例に対して詳細に記載される。GCR信号の他の形式はこのセクションの終わりに簡潔に記載される。NTSC GCR信号はチャープ型信号であって、受信した信号のマルチパス反射によって引き起こされる表示されたテレビ画像のゴーストを除去する目的で米国NTSCアナログ信号に追加されている。GCR信号は約35.5マイクロ秒の持続時間のサイン波バーストであって、振動数が約4.2MHzまで上がる直線的に変化する振動数を有する。水平ライン速度は15.73265kHzである。GCR信号は垂直帰線消去パルス間隔毎に起こり、262と263の水平ライン間で交互に起こる。GCR信号は垂直帰線消去間隔のライン19で送信される。GCR波形は8−フレームのスーパーフレームで送信される。GCR信号の符号は{+,−,+,−,−,+,−,+}の形式をとる。したがってGCR信号は8フレームのスーパーフレームでゼロ平均値を有する。さらに、GCR信号は国際電気通信連合(ITU)勧告ITU−R BT.1124−3のアナログテレビシステムでのゴースト除去のための基準信号(クエスチョンITU−R55/11)、(1994−1995−1998−2001)に記載され、その開示は全体にここに参照として組み込まれる。
図5は、コンピューター生成NTSC GCR信号バーストを示す。この信号はある実施例に対して詳細に記載される。GCR信号の他の形式はこのセクションの終わりに簡潔に記載される。NTSC GCR信号はチャープ型信号であって、受信した信号のマルチパス反射によって引き起こされる表示されたテレビ画像のゴーストを除去する目的で米国NTSCアナログ信号に追加されている。GCR信号は約35.5マイクロ秒の持続時間のサイン波バーストであって、振動数が約4.2MHzまで上がる直線的に変化する振動数を有する。水平ライン速度は15.73265kHzである。GCR信号は垂直帰線消去パルス間隔毎に起こり、262と263の水平ライン間で交互に起こる。GCR信号は垂直帰線消去間隔のライン19で送信される。GCR波形は8−フレームのスーパーフレームで送信される。GCR信号の符号は{+,−,+,−,−,+,−,+}の形式をとる。したがってGCR信号は8フレームのスーパーフレームでゼロ平均値を有する。さらに、GCR信号は国際電気通信連合(ITU)勧告ITU−R BT.1124−3のアナログテレビシステムでのゴースト除去のための基準信号(クエスチョンITU−R55/11)、(1994−1995−1998−2001)に記載され、その開示は全体にここに参照として組み込まれる。
GCR信号バーストは標準的にテレビ受信機内のデジタル処理によって使用され、テレビ画面からゴースト像を除去する。本発明の実施例は完全に異なる理由で、つまり正確な位置標定のためにGCR信号ゴーストを使用する。
図6は、GCRバースト信号のおよその電力スペクトル密度を示す。垂直の目盛りはdBである。このチャープ型GCR信号はいくつかのブロードバンドレーダーで使用されるものと類似しており、ブロードバンドの比較的フラットなスペクトルを有する。
GCR信号バーストは高電力レベルで高エネルギーで送信されてテレビのほとんど全てのシングルラインをとるだけでなく、その広域スペクトル帯域幅はそれに非常に小さいサイドローブと他の曖昧性を有する狭い自己相関関数を与える。さらに、それは(垂直帰線消去間隔で)フレーム毎に一度だけ送信されるので、比較的大きいマルチパス反射でさえ小さい劣化を引き起こす。図7は、28.64メガシンボル/秒のサンプル速度でサンプリングされる場合、GCR信号に対する計算された自己相関関数を示す。したがって、サンプルは34.92ナノ秒あるいは約35フィート離間している。図8は、図7に示されるGCR自己相関関数の拡大図を示す。GCR信号バースト自己相関関数の狭い幅はGCR信号バーストを正確な擬似距離測定値に対して有用にし、さらにマルチパス効果を緩和する。この特徴はGCR信号のないNTSC信号の前のバージョンでは利用可能ではない。
NTSC信号上のGCR変調
図9は、NTSC信号ドキュメンテーションで示されるようにNTSC信号スペクトルを表す。ルミナンスキャリアは6MHzバンドのより低い端部の上の1.25MHzで示される。しかしながら、図9は、誤差の中でルミナンスキャリアfcがブレークポイント902の上の0.75MHzで示されるが、実際には6MHzチャンネルのより低い端部904の上1.25MHzに位置する。クロミナンスサブキャリアはルミナンスキャリアの上3.579545MHzである。GCR信号に使用されるビデオルミナンス情報は上部側波帯上の4.2MHzまで延長し、より低い側波帯上約0.75MHzまで延長するだけである。
図9は、NTSC信号ドキュメンテーションで示されるようにNTSC信号スペクトルを表す。ルミナンスキャリアは6MHzバンドのより低い端部の上の1.25MHzで示される。しかしながら、図9は、誤差の中でルミナンスキャリアfcがブレークポイント902の上の0.75MHzで示されるが、実際には6MHzチャンネルのより低い端部904の上1.25MHzに位置する。クロミナンスサブキャリアはルミナンスキャリアの上3.579545MHzである。GCR信号に使用されるビデオルミナンス情報は上部側波帯上の4.2MHzまで延長し、より低い側波帯上約0.75MHzまで延長するだけである。
GCR信号は割り当てられた6MHzのチャンネルのより低い端部の上の1.25MHzのキャリア上の振幅変調としてのルミナンスキャリアの一部として送信される。いくつかのNTSCチャンネルは正確な6MHzの増分からわずかにオフセットされる。ルミナンス変調と水平及び垂直同期/帰線消去は残留側波帯変調され、より低い側波帯は約0.75MHzまでだけ延長し、上部側波帯は約4.2MHzまで延長する。したがって、GCR信号はより低い0.75MHzで、それがその振動数より上で有するより3dB大きいエネルギーを有する。クロミナンス信号はGCR信号と同時には現れず、それらのスペクトルが重なったとしても2つの間に干渉はない。
GCR信号の実験的確認
GCR信号の予測される性能は、サンフランシスコベイエリアのNTSC信号であるチャンネル44をテストすることによって確認された。図10は、GCR信号の受信された同相成分を示す。いくつかのその影響の名前を挙げると干渉信号、ノイズ、マルチパスフェーディングにより信号は理想的なGCR信号と異なる。図11は、GCR信号の受信されたスペクトルを示し、マルチパスフェーディングの影響を含む。図12は、GCR信号を含むラインに隣接する水平パルスを含む垂直帰線消去間隔を示す。図13は、再生されたGCR自己相関関数を示す。狭い自己相関特性と図7及び8に示されるコンピューター生成自己相関との類似性に注意しなければならない。
GCR信号の予測される性能は、サンフランシスコベイエリアのNTSC信号であるチャンネル44をテストすることによって確認された。図10は、GCR信号の受信された同相成分を示す。いくつかのその影響の名前を挙げると干渉信号、ノイズ、マルチパスフェーディングにより信号は理想的なGCR信号と異なる。図11は、GCR信号の受信されたスペクトルを示し、マルチパスフェーディングの影響を含む。図12は、GCR信号を含むラインに隣接する水平パルスを含む垂直帰線消去間隔を示す。図13は、再生されたGCR自己相関関数を示す。狭い自己相関特性と図7及び8に示されるコンピューター生成自己相関との類似性に注意しなければならない。
信号処理
図14は、ある実施例に係る、2つ以上のGCRバーストを含むテレビ信号の格納されたサンプルから擬似距離を得る際に、図4のプロセッサー420によって実行されるプロセス1400を表すフローチャートである。この開示の別表はプロセス1400の詳細をさらに説明する注釈を付けられた擬似コードを含む。テレビサンプルを格納してソフトウェア内の信号を処理する手法は本発明のある実施例だけであることに気付いていただきたい。この開示を読んだ後では、同じ基礎的手法がハードウェアで実施されうることは当業者には明白であるだろう。
図14は、ある実施例に係る、2つ以上のGCRバーストを含むテレビ信号の格納されたサンプルから擬似距離を得る際に、図4のプロセッサー420によって実行されるプロセス1400を表すフローチャートである。この開示の別表はプロセス1400の詳細をさらに説明する注釈を付けられた擬似コードを含む。テレビサンプルを格納してソフトウェア内の信号を処理する手法は本発明のある実施例だけであることに気付いていただきたい。この開示を読んだ後では、同じ基礎的手法がハードウェアで実施されうることは当業者には明白であるだろう。
テレビ信号のサンプルは、それぞれがGCRバーストを含むいくつかの垂直帰線消去間隔を含む。信号がベースバンドに逓降変換されてローパスフィルターにかけられる場合、図4で説明され前に記載されるように、ステップ1404及び1406を省略することができる。しかしながら、信号がいくつかの中間周波数に変換される場合、信号がさらにデジタルでフィルタリングされるステップ1404で始まり、望まない隣接チャンネル干渉とノイズとおそらくいかなる狭帯域干渉とを除去することができる(ステップ1404)。これらの望ましくない障害をフィルタリングで除去する手法はその技術でよく知られている。
プロセス1400は結果として生じる信号を逓降変換して選択されたテレビチャンネルに対してベースバンド信号を得る(ステップ1406)。ある実施例では、これはテレビチャンネル信号と同相及び方形のミキシング信号との最初のミキシングによって達成されて、その後その結果をフィルタリングする。
ある実施例では、プロセス1400は、結果として生じた信号に存在する水平同期信号から大雑把なタイミング情報を抽出し、GCR信号に対するサーチを加速する(ステップ1408)。いくつかの実施例では、この大雑把なタイミング情報は、結果として生じる信号を参照波形と相関させることによって抽出され、水平同期信号の複製を作成して相関された出力のピークを決定する。水平同期信号の速い反復速度によって、この信号からの大雑把なタイミング情報の抽出は高計算能率で達成されることができる。この水平同期タイミング情報を抽出するある手法は、マシュー・ラビノヴィッツとジェームズ・J・スピルカーによって2002年1月22日に出願された米国非仮特許出願番号10/054,302号公報「アナログ放送テレビ信号を利用した位置標定」に開示され、その開示は全体にここに参照として引用される。上記のように、水平同期タイミングは正確な位置標定には不十分であり、したがってGCR信号バーストの検索を加速するためだけに使用される。GCRバーストとそのGCR信号バーストに直接先行する水平同期信号との間の時間分離は比較的よく知られているので、その検索は加速される。しかしながら、このステップ(1408)は必要ではない。
プロセス1400はGCRバーストを検索し、一般的に最も早いサンプルで始まり、最も遅いサンプルの方へ働く(ステップ1410)。ある実施例では、プロセス1400はまずサーチウィンドウのサイズか又は検索するサンプルのある数を決定し、水平同期信号から抽出される大雑把なタイミング情報を使用して最初のGCRバーストを見つける。このサーチウィンドウのサイズは、送信機と受信機でのクロック不確定性のような要素と、最初の大雑把なタイミングが水平同期信号から抽出されうる精度とによって決定される。サーチウィンドウは、次のGCRバーストの最初のサンプルを完全に含むのに十分大きいものである必要がある。ある実施例では、各水平ラインセグメントに対するサーチウィンドウは、最初のGCRバーストが見つけられるまで連続的に検索される。好適な実施例では、相関結果があるエネルギー閾値を越えるまで基準GCR信号をサンプルデータと相関させることによって検索が実行される。
最初のGCRバーストが見つけられると、プロセス1400はそのサンプルでの次のGCRバーストに対する次の垂直フィールドを検索する(ステップ1412)。ある実施例では、サーチウィンドウは続いて起こるGCRバーストを検索するのに使用されるよう確立される。サーチウィンドウは、続いて起こるGCRバーストの最初のサンプルがそのウィンドウ内にあるのに十分大きくなければならない。NTSC基準では、連続的GCRバーストは262及び263水平ラインによって交互に分離されることに注意しなければならない。このようにして、ある実施例では、最初のGCRバーストが見つけられると、そのバーストの後に続く262番目の水平ラインは次のGCRバーストに対して検索される。次のGCRバーストがこのラインで見つけられない場合、263番目のラインはGCRバーストに対して検索される。プロセス1400は残っているGCRバーストを同様の方法で位置づける。
プロセス1400はGCRバーストを線形に組み合わせる(ステップ1414)。この線形の組み合わせは8フレームのスーパーフレームに渡るGCRバーストの符号反転を考慮に入れて、使用される全てのGCRバーストのエネルギーを建設的に加える。結果生じる信号は、変化する遅延期間を使用して基準信号と相関される。プロセス1400は擬似距離として最大相関結果を得る遅延を同定する(ステップ1418)。もちろん、擬似距離を決定するアプローチ法は他にも多くあって、この開示を読んだ後では当業者には明白であるだろう。例えば、タイムゲート遅延ロックループを使用したハードウェアのアプローチ法が採用され、擬似距離は遅延ロックループの状態をサンプリングすることによって得られる。
非干渉性又は干渉性相関器
図15は、相関器1500の簡略化されたブロック図を示し、干渉性か又は非干渉性の操作のどちらかで使用されることができる。一般的に、受信される信号は、受信されてサンプリングされて量子化されてリアルタイムで又は格納されたデータ上で操作するオフラインプロセッサーでのどちらかで処理される。
図15は、相関器1500の簡略化されたブロック図を示し、干渉性か又は非干渉性の操作のどちらかで使用されることができる。一般的に、受信される信号は、受信されてサンプリングされて量子化されてリアルタイムで又は格納されたデータ上で操作するオフラインプロセッサーでのどちらかで処理される。
最初、RF NTSCテレビ信号は調節可能なバンドパスフィルター1502によってフィルタリングされ、ミキサー1504と局部発振器1506によって逓降変換され、バンドパスフィルター1507によってフィルタリングされ、サンプラー/量子化器1508によってサンプリングされて量子化される。クロック1510はGCR生成器1512を駆動し、GCR信号のタイムゲートレプリカを生成する。ミキサー1514は量子化された信号とそのレプリカを組み合わせる。その結果は干渉性又は非干渉性であることができる相関器積算器1516に通される。GCR信号の時間遅延レプリカ又は基準信号が入射GCR信号と時間整列する場合、相関器積算器1516は大きい出力を発生する。ある実施例では、相関器積算器から最も高くて大きい出力を発生する時間遅延は擬似距離である。あるいは、信号は同相/方形のサンプリング及び量子化によって処理されることができる。単一のGCRバースト信号は処理されることができ、より多い処理利得が要求される場合、8フレームの1つ以上のスーパーフレームのそれぞれは使用されることができる。
相関技術
多くの異なる相関技術がGCR信号と様々な基準信号とともに使用されて位置標定の擬似距離を得ることができる。これらの実施例のいくつかは今議論される。もちろん、さらに別の相関技術が使用されることができる。これらの技術は単独で或いは組み合わせて使用されることができる。振動数領域のGCR信号のベースバンド表示は図16に示される。ある振動数オフセットωとある位相オフセットφでのGCR信号は以下の式で表されることができ、
多くの異なる相関技術がGCR信号と様々な基準信号とともに使用されて位置標定の擬似距離を得ることができる。これらの実施例のいくつかは今議論される。もちろん、さらに別の相関技術が使用されることができる。これらの技術は単独で或いは組み合わせて使用されることができる。振動数領域のGCR信号のベースバンド表示は図16に示される。ある振動数オフセットωとある位相オフセットφでのGCR信号は以下の式で表されることができ、
図18は、自己相関関数を示し、
r1=g1*g1 (12)
そして、
r2=g2*g2 (13)
g2成分は中心振動数2.725MHzと帯域幅2.95MHzを有するバンドパス信号であることを認識する。図19は、相互相関結果を示す。
r1=g1*g1 (12)
そして、
r2=g2*g2 (13)
g2成分は中心振動数2.725MHzと帯域幅2.95MHzを有するバンドパス信号であることを認識する。図19は、相互相関結果を示す。
c2=g2*h2 (14)
図20は、全GCR信号と全波形基準信号との間の相互相関結果waを示す。
この表現は、最後の項の存在を除いては主なサイドローブを有しない。
ある実施例は、GCR信号をg1とg2の項と別々に相関させ、2つの相関結果を加算する。各結果はsin x/x関数の小さいサイドローブを有する。GCR信号はg1コサインとサインの項と相関されて次式を得る。
図21は、非干渉性出力wg1とwg2を示す。図22はその和を上記で議論された総相関結果waと比較し、
wg=wg1+wg2 (19)
ここで、waとwgは同じピーク値に標準化されている。別々の和wgはより低いサイドローブを有するが、それはより広域で総相関結果waの2つのサイドローブピークを網羅することに注意しなければならない。
wg=wg1+wg2 (19)
ここで、waとwgは同じピーク値に標準化されている。別々の和wgはより低いサイドローブを有するが、それはより広域で総相関結果waの2つのサイドローブピークを網羅することに注意しなければならない。
ある実施例では、受信されたGCR信号はフィルタリングされてg1信号のより低い側波帯を除去し、図23に示される信号gを生成する。除去されたより低い側波帯を伴うフィルタリングされた信号は次式で表されることができ、
sb[t]=g[t]cos[ωt+φ]+h[t]sin[ωt+φ] (20)
ここで、h[t]はg[t]のヒルバート変換である。この全帯域幅信号に対する非干渉性相互相関器出力は次の形式を有しており、
sb[t]=g[t]cos[ωt+φ]+h[t]sin[ωt+φ] (20)
ここで、h[t]はg[t]のヒルバート変換である。この全帯域幅信号に対する非干渉性相互相関器出力は次の形式を有しており、
図24は相関結果wbを上記で議論される総相関結果waと比較する。主なサイドローブが考えられる場合、結果wbはより狭い総相関ピークを有する。
さらに、ある実施例では、GCR信号スペクトルを形成することによって相互相関サイドローブを減衰させる。上記で論じられたように、GCR信号は単に遅延を実行することによってコサイン2乗スペクトルにフィルタリングされ、信号上に操作を加えることができる。別のシンプルな手法は、1次のバターワースフィルターを利用してわずかに上部スペクトル領域をフィルタリングしてGCR信号の4.2MHz帯域幅の0.75で3dBの減衰として生成する。図25は、結果生じる自己相関(実線で示される)をフィルタリングされていない方形のスペクトル(破線で示される)と比較する。少量のフィルタリングでさえスペクトルのサイドローブを減衰させることに気付いていただきたい。しかしながら、それはまた総GCR電力における損失のためにピーク値を低下させる。
他のチャープ型テレビ信号を使用した位置標定
上記で議論したように、NTSCアナログテレビ信号はタイミング再生の良好な手段として使用されうるGCR信号を有することがよくある。ITU無線通信総会の勧告にしたがって、書類番号ITU―R BT.1124−3に記録されており、3つの異なる種類のGCR信号規格、すなわちA、B、Cが存在する。これらの信号のそれぞれは、世界の異なる地域で使用され、本発明の実施例に係る位置決定に使用されることができる。GCR信号Cはチャープ信号であって、例えば上記のように米国でのNTSCによって使用される。また、GCR信号CはPALとSECAMシステムに対して使用されることができる。GCR信号Bは擬似ノイズ(PN)シーケンスであり、例えば韓国でのNTSCシステムによって使用される。PN信号の自己相関関数は非常に狭く、従って距離測定にとって大変良好であることに注意しなければならない。この開示を読んだ後では、当業者はGCR信号BがGCR信号Cと同様のやり方で使用されることができる。ある実施例では、同じ受信機の構造がGCR信号Aに対して使用され、基準信号はGCR信号Bを複製したPNシーケンスであることを除く。
上記で議論したように、NTSCアナログテレビ信号はタイミング再生の良好な手段として使用されうるGCR信号を有することがよくある。ITU無線通信総会の勧告にしたがって、書類番号ITU―R BT.1124−3に記録されており、3つの異なる種類のGCR信号規格、すなわちA、B、Cが存在する。これらの信号のそれぞれは、世界の異なる地域で使用され、本発明の実施例に係る位置決定に使用されることができる。GCR信号Cはチャープ信号であって、例えば上記のように米国でのNTSCによって使用される。また、GCR信号CはPALとSECAMシステムに対して使用されることができる。GCR信号Bは擬似ノイズ(PN)シーケンスであり、例えば韓国でのNTSCシステムによって使用される。PN信号の自己相関関数は非常に狭く、従って距離測定にとって大変良好であることに注意しなければならない。この開示を読んだ後では、当業者はGCR信号BがGCR信号Cと同様のやり方で使用されることができる。ある実施例では、同じ受信機の構造がGCR信号Aに対して使用され、基準信号はGCR信号Bを複製したPNシーケンスであることを除く。
GCR信号Cはサイン関数の上がり波形を有するバー信号である。これは日本で、NTSCシステムに対して広範囲に亘って使用される。あるフィールドから別へと異なるカラーとルミネセンス信号要素の影響を除去するために、GCRバーストは8フィールドシーケンスで配置される。干渉する信号から最小の歪みを伴う単一のGCR信号を構築するために、8つのフィールドS1からS8からのGCR信号を次式に従って組み合わせる。
Sgcr=S1-S5+S6-S2+S3-S7+S8-S4 (23)
もちろん、8つのフィールドシーケンスの多くの組を組み合わせて処理利得を増大することができる。結果生じる信号Sgcrは狭い自己相関特性を有しない。しかしながら、その導関数は狭い自己相関特性を有していて正確な距離測定に使用されることができる。結果的に、当業者は類似の手法がGCR信号A及びBに適用されるものとして使用されることができると認識するだろう。ある実施例では、フィルタリングされたGCR信号Aの導関数は相関前に計算され、相関基準はGCR信号Aの導関数の理想化されたレプリカである。サンプリングされた信号が微分される場合ノイズペナルティが起こるため、別のアプローチ法は基準GCR信号の導関数のみを使用する。例えば、図26は、ある実施例を説明しており、測定された信号の微分をとることなくGCR信号Aを追跡するものである。図26は最適なタイムゲート遅延ロック追跡ループを説明する。入射信号は微分機2610で生成されるGCR信号Aの導関数とミキサー2602によってミキシングされる。組み合わせられた信号はループ追跡フィルター2604に入力され、その出力は数値制御オシレーター(NCO)2606を駆動し、代わってGCR信号A基準発生器2608を駆動する。遅延ロックループはタイムゲートされて、GCRバーストが入射信号上で起こる場合に関連する時間での2つの入射及び基準信号のミキシングのみであることに気付いていただきたい。このタイムゲート構造を使用すると受信機はあるテレビチャンネルから別へ跳ぶことができ、別々のコントロールループがそれらのチャンネルのそれぞれを同時に追跡する。タイムゲート構造は実質的に省電力を可能にする。各関連するテレビチャンネルに対するGCRバースト上の最初のタイミングが得られると、受信機はGCR信号エネルギーを得るためだけに短いバーストでオンにされることができる。この手法が全てのGCR規格と他の低デューティ要素同期信号とにどのように適用されることができるかは当業者には明らかであるだろう。
もちろん、8つのフィールドシーケンスの多くの組を組み合わせて処理利得を増大することができる。結果生じる信号Sgcrは狭い自己相関特性を有しない。しかしながら、その導関数は狭い自己相関特性を有していて正確な距離測定に使用されることができる。結果的に、当業者は類似の手法がGCR信号A及びBに適用されるものとして使用されることができると認識するだろう。ある実施例では、フィルタリングされたGCR信号Aの導関数は相関前に計算され、相関基準はGCR信号Aの導関数の理想化されたレプリカである。サンプリングされた信号が微分される場合ノイズペナルティが起こるため、別のアプローチ法は基準GCR信号の導関数のみを使用する。例えば、図26は、ある実施例を説明しており、測定された信号の微分をとることなくGCR信号Aを追跡するものである。図26は最適なタイムゲート遅延ロック追跡ループを説明する。入射信号は微分機2610で生成されるGCR信号Aの導関数とミキサー2602によってミキシングされる。組み合わせられた信号はループ追跡フィルター2604に入力され、その出力は数値制御オシレーター(NCO)2606を駆動し、代わってGCR信号A基準発生器2608を駆動する。遅延ロックループはタイムゲートされて、GCRバーストが入射信号上で起こる場合に関連する時間での2つの入射及び基準信号のミキシングのみであることに気付いていただきたい。このタイムゲート構造を使用すると受信機はあるテレビチャンネルから別へ跳ぶことができ、別々のコントロールループがそれらのチャンネルのそれぞれを同時に追跡する。タイムゲート構造は実質的に省電力を可能にする。各関連するテレビチャンネルに対するGCRバースト上の最初のタイミングが得られると、受信機はGCR信号エネルギーを得るためだけに短いバーストでオンにされることができる。この手法が全てのGCR規格と他の低デューティ要素同期信号とにどのように適用されることができるかは当業者には明らかであるだろう。
GCR信号に加えてタイミングに役立つ別のテレビ信号があり、1シーケンスの増加するトーンからなる。その信号は垂直間隔テスト信号(VITS)であり、NTSC仕様信号送信規格21.55によって記載される。VITS波形は垂直帰線消去間隔のフィールド1、ライン17に送信されることができる。図27は、そのパルスのいくつかを除外するVITS波形の例を示す。時間の単位はマイクロ秒である。VITS波形の階段と段差は示されていない。
この波形のFCCバージョンでは、振動数は連続して0.5,1.25,2.0,3.0,3.58,4.1MHzである。最大振幅はおよそ60IREユニットである。図28は、VITS信号が27MHzでサンプリングされてこの時間間隔の外側でゼロであると考えられる場合の2乗された自己相関関数を示す。時間の目盛りは1/27マイクロ秒である。したがって、サンプル27は1マイクロ秒に相当する。図29は、27MHzのサンプル速度に対する0から30のサンプル範囲の図28の一部分を示す。ピークはサンプル1であり0ではない。この28MHzのサンプル速度に対して、あるサンプルオフセットは約37フィートの自由な空間でタイムオフセットに相当する。2乗された自己相関の幅の片側は約2サンプル或いは約60フィートである。このようにして、VITS信号は正確なタイミングに対するGCR信号の有用な増大又は置換である。さらに、発明者は、他のチャープ型信号が位置標定に本発明とともに使用されることができると考えている。
本発明の多くの実施例が記載されてきた。しかしながら、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な修正がなされることができると理解されるだろう。例えば、他のチャープ型信号は位置標定にGCR信号の代用として使用されることができる。位置標定の擬似距離はアナログテレビ放送に存在するチャープ型信号に基づいて生成される擬似距離だけでなくデジタルテレビ(DTV)放送信号から生じる擬似距離も含むことができる。DTV放送信号に基づいて擬似距離を生成する技術は、マシュー・ラビノヴィッツとジェームズ・J・スピルカーによって2001年6月21日に出願された米国非仮特許出願第09/887,158号「デジタル放送テレビ信号を利用した位置標定」に開示されており、その開示は全体にここで参照として引用される。GCR信号はタイムゲート遅延ロックループ技術を使用して追跡されることができ、それはマシュー・ラビノヴィッツとジェームズ・J・スピルカーによって2002年1月22日に出願された米国非仮特許出願第10/054,262号「デジタルテレビ信号のタイムゲート遅延ロックループ追跡」に開示されており、その開示は全体にここで参照として引用される。したがって、他の実施例は特許請求の範囲の内である。
Claims (64)
- アナログ放送テレビゴースト除去基準信号の既知の特性に基づいて相関基準信号を生成し、前記ゴースト除去基準信号からなるアナログ放送テレビ信号をユーザー端末で受信し、前記アナログ放送テレビ信号を前記相関基準信号と相関させて擬似距離を得ることからなり、前記ユーザー端末の位置は前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいて決定されることを特徴とするユーザー端末の位置を決定する方法。
- さらに、前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することからなる請求項1記載の方法。
- さらに、前記擬似距離とデジタル放送テレビ信号に基づいて計算される擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号及び前記デジタル放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することからなる請求項2記載の方法。
- さらに、前記相関の結果のピークを同定して前記擬似距離を得ることからなる請求項1記載の方法。
- 前記ユーザー端末の前記位置は、前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機での送信機クロックと既知の時間基準との間の差に基づいて前記擬似距離を調整し、調整された前記擬似距離と前記テレビ送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することによって決められることを特徴とする請求項1記載の方法。
- さらに、別のアナログ放送テレビ信号に基づいて別の擬似距離を決定し、前記擬似距離と前記別の擬似距離とを時間のある瞬間に投影して前記ユーザー端末の前記クロックのいかなる1次の項も除去することからなる請求項1記載の方法。
- さらに、タイムゲート遅延ロックループを利用して前記ゴースト除去基準信号を追跡することからなる請求項1記載の方法。
- アナログ放送テレビゴースト除去基準信号の既知の特性に基づいて相関基準信号を生成する手段と、前記ゴースト除去基準信号からなるアナログ放送テレビ信号をユーザー端末で受信する手段と、前記アナログ放送テレビ信号を前記相関基準信号と相関させて擬似距離を得る手段とからなり、前記ユーザー端末の位置は前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいて決定されることを特徴とするユーザー端末の位置を決定する装置。
- さらに、前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定する手段からなる請求項8記載の装置。
- さらに、前記擬似距離とデジタル放送テレビ信号に基づいて計算される擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号及び前記デジタル放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することからなる請求項9記載の装置。
- さらに、前記相関の結果のピークを同定して前記擬似距離を得る手段からなる請求項8記載の装置。
- 前記ユーザー端末の前記位置は、前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機での送信機クロックと既知の時間基準との間の差に基づいて前記擬似距離を調整し、調整された前記擬似距離と前記テレビ送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することによって決められることを特徴とする請求項8記載の装置。
- さらに、別のアナログ放送テレビ信号に基づいて別の擬似距離を決定する手段と、前記擬似距離と前記別の擬似距離とを時間のある瞬間に投影して前記ユーザー端末の前記クロックのいかなる1次の項も除去する手段とからなる請求項8記載の装置。
- さらに、タイムゲート遅延ロックループを利用して前記ゴースト除去基準信号を追跡する手段からなる請求項8記載の装置。
- アナログ放送テレビゴースト除去基準信号の既知の特性に基づいて相関基準信号を生成する信号生成器と、前記ゴースト除去基準信号からなるアナログ放送テレビ信号をユーザー端末で受信する受信機と、前記アナログ放送テレビ信号を前記相関基準信号と相関させて擬似距離を得る相関器とからなり、前記ユーザー端末の位置は前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいて決定されることを特徴とするユーザー端末の位置を決定する装置。
- さらに、前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定するプロセッサーからなる請求項15記載の装置。
- 前記プロセッサーは、前記擬似距離とデジタル放送テレビ信号に基づいて計算される擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号及び前記デジタル放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することを特徴とする請求項16記載の装置。
- 前記プロセッサーは、前記相関の結果のピークを同定して前記擬似距離を得ることを特徴とする請求項15記載の装置。
- 前記ユーザー端末の前記位置は、前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機での送信機クロックと既知の時間基準との間の差に基づいて前記擬似距離を調整し、調整された前記擬似距離と前記テレビ送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することによって決められることを特徴とする請求項15記載の装置。
- 前記プロセッサーは、別のアナログ放送テレビ信号に基づいて別の擬似距離を決定し、前記擬似距離と前記別の擬似距離とを時間のある瞬間に投影して前記ユーザー端末の前記クロックのいかなる1次の項も除去することを特徴とする請求項15記載の装置。
- さらに、前記ゴースト除去基準信号を追跡するタイムゲート遅延ロックループからなる請求項15記載の装置。
- ユーザー端末の位置を決定する方法を実行するためにコンピューターによって実行可能な命令を具体化するコンピューター読み取り可能メディアであって、その方法は、アナログ放送テレビゴースト除去基準信号の既知の特性に基づいて相関基準信号を生成し、前記ゴースト除去基準信号からなるアナログ放送テレビ信号をユーザー端末で受信し、前記アナログ放送テレビ信号を前記相関基準信号と相関させて擬似距離を得ることからなっており、前記ユーザー端末の位置は前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいて決定されることを特徴とするコンピューター読み取り可能メディア。
- さらに、前記方法は前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することからなることを特徴とする請求項22記載のメディア。
- さらに、前記方法は前記擬似距離とデジタル放送テレビ信号に基づいて計算される擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号及び前記デジタル放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することからなることを特徴とする請求項23記載のメディア。
- さらに、前記方法は前記相関の結果のピークを同定して前記擬似距離を得ることからなることを特徴とする請求項22記載のメディア。
- 前記ユーザー端末の前記位置は、前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機での送信機クロックと既知の時間基準との間の差に基づいて前記擬似距離を調整し、調整された前記擬似距離と前記テレビ送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することによって決められることを特徴とする請求項22記載のメディア。
- さらに、前記方法は別のアナログ放送テレビ信号に基づいて別の擬似距離を決定し、前記擬似距離と前記別の擬似距離とを時間のある瞬間に投影して前記ユーザー端末の前記クロックのいかなる1次の項も除去することからなることを特徴とする請求項22記載のメディア。
- さらに、タイムゲート遅延ロックループを利用して前記ゴースト除去基準信号を追跡することからなることを特徴とする請求項22記載のメディア。
- アナログ放送テレビ信号に存在するチャープ型信号の既知の特性に基づいて相関基準信号を生成し、前記チャープ型信号からなるアナログ放送テレビ信号をユーザー端末で受信し、前記アナログ放送テレビ信号を前記相関基準信号と相関させて擬似距離を得ることからなっており、前記ユーザー端末の位置は前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいて決定されることを特徴とするユーザー端末の位置を決定する方法。
- 前記チャープ型信号は垂直間隔テスト信号であることを特徴とする請求項29記載のメディア。
- 前記チャープ型信号はゴースト除去基準信号A、ゴースト除去基準信号B、又はゴースト除去基準信号Cであることを特徴とする請求項29記載の方法。
- さらに、前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することからなる請求項29記載の方法。
- さらに、前記擬似距離とデジタル放送テレビ信号に基づいて計算される擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号及び前記デジタル放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することからなる請求項32記載の方法。
- さらに、前記相関の結果のピークを同定して前記擬似距離を得ることからなる請求項29記載の方法。
- 前記ユーザー端末の前記位置は、前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機での送信機クロックと既知の時間基準との間の差に基づいて前記擬似距離を調整し、調整された前記擬似距離と前記テレビ送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することによって決められることを特徴とする請求項29記載の方法。
- さらに、別のアナログ放送テレビ信号に基づいて別の擬似距離を決定し、前記擬似距離と前記別の擬似距離とを時間のある瞬間に投影して前記ユーザー端末の前記クロックのいかなる1次の項も除去することからなる請求項29記載の方法。
- さらに、タイムゲート遅延ロックループを利用して前記チャープ型信号を追跡することからなる請求項29記載の方法。
- アナログ放送テレビ信号に存在するチャープ型信号の既知の特性に基づいて相関基準信号を生成する手段と、前記チャープ型信号からなるアナログ放送テレビ信号をユーザー端末で受信する手段と、前記アナログ放送テレビ信号を前記相関基準信号と相関させて擬似距離を得る手段とからなっており、前記ユーザー端末の位置は前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいて決定されることを特徴とするユーザー端末の位置を決定する装置。
- 前記チャープ型信号は垂直間隔テスト信号であることを特徴とする請求項38記載の装置。
- 前記チャープ型信号はゴースト除去基準信号A、ゴースト除去基準信号B、又はゴースト除去基準信号Cであることを特徴とする請求項38記載の方法。
- さらに、前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定する手段からなる請求項38記載の装置。
- さらに、前記擬似距離とデジタル放送テレビ信号に基づいて計算される擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号及び前記デジタル放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することからなる請求項41記載の装置。
- さらに、前記相関の結果のピークを同定して前記擬似距離を得る手段からなる請求項38記載の装置。
- 前記ユーザー端末の前記位置は、前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機での送信機クロックと既知の時間基準との間の差に基づいて前記擬似距離を調整し、調整された前記擬似距離と前記テレビ送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することによって決められることを特徴とする請求項38記載の装置。
- さらに、別のアナログ放送テレビ信号に基づいて別の擬似距離を決定する手段と、前記擬似距離と前記別の擬似距離とを時間のある瞬間に投影して前記ユーザー端末の前記クロックのいかなる1次の項も除去する手段からなる請求項38記載の装置。
- さらに、タイムゲート遅延ロックループを利用して前記チャープ型信号を追跡する手段からなる請求項38記載の装置。
- アナログ放送テレビ信号に存在するチャープ型信号の既知の特性に基づいて相関基準信号を生成する信号生成器と、前記チャープ型信号からなるアナログ放送テレビ信号をユーザー端末で受信する受信機と、前記アナログ放送テレビ信号を前記相関基準信号と相関させて擬似距離を得る相関器とからなっており、前記ユーザー端末の位置は前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいて決定されることを特徴とするユーザー端末の位置を決定する装置。
- 前記チャープ型信号は垂直間隔テスト信号であることを特徴とする請求項47記載の装置。
- 前記チャープ型信号はゴースト除去基準信号A、ゴースト除去基準信号B、又はゴースト除去基準信号Cであることを特徴とする請求項47記載の方法。
- さらに、前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定するプロセッサーからなる請求項47記載の装置。
- 前記プロセッサーは、前記擬似距離とデジタル放送テレビ信号に基づいて計算される擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号及び前記デジタル放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することを特徴とする請求項50記載の装置。
- 前記プロセッサーは、前記相関の結果のピークを同定して前記擬似距離を得ることを特徴とする請求項47記載の装置。
- 前記ユーザー端末の前記位置は、前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機での送信機クロックと既知の時間基準との間の差に基づいて前記擬似距離を調整し、調整された前記擬似距離と前記テレビ送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することによって決められることを特徴とする請求項47記載の装置。
- 前記プロセッサーは、別のアナログ放送テレビ信号に基づいて別の擬似距離を決定し、前記擬似距離と前記別の擬似距離とを時間のある瞬間に投影して前記ユーザー端末の前記クロックのいかなる1次の項も除去することを特徴とする請求項47記載の装置。
- さらに、前記チャープ型信号を追跡するタイムゲート遅延ロックループからなる請求項47記載の装置。
- ユーザー端末の位置を決定する方法を実行するコンピューターによって実行可能な命令を具体化するコンピューター読み取り可能メディアであって、その方法は、アナログ放送テレビ信号に存在するチャープ型信号の既知の特性に基づいて相関基準信号を生成し、前記チャープ型信号からなるアナログ放送テレビ信号を前記ユーザー端末で受信し、前記アナログ放送テレビ信号を前記相関基準信号と相関させて擬似距離を得ることからなっており、前記ユーザー端末の位置は前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいて決定されることを特徴とするコンピューター読み取り可能メディア。
- 前記チャープ型信号は垂直間隔テスト信号であることを特徴とする請求項56記載のメディア。
- 前記チャープ型信号はゴースト除去基準信号A、ゴースト除去基準信号B、又はゴースト除去基準信号Cであることを特徴とする請求項56記載の方法。
- さらに、前記方法は前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することからなることを特徴とする請求項56記載のメディア。
- さらに、前記方法は前記擬似距離とデジタル放送テレビ信号に基づいて計算される擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号及び前記デジタル放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することからなることを特徴とする請求項59記載のメディア。
- さらに、前記方法は、前記相関の結果のピークを同定して前記擬似距離を得ることからなることを特徴とする請求項56記載のメディア。
- 前記ユーザー端末の前記位置は、前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機での送信機クロックと既知の時間基準との間の差に基づいて前記擬似距離を調整し、調整された前記擬似距離と前記テレビ送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することによって決められることを特徴とする請求項56記載のメディア。
- さらに、前記方法は別のアナログ放送テレビ信号に基づいて別の擬似距離を決定し、前記擬似距離と前記別の擬似距離とを時間のある瞬間に投影して前記ユーザー端末の前記クロックのいかなる1次の項も除去することからなることを特徴とする請求項56記載のメディア。
- さらに、タイムゲート遅延ロックループを使用して前記チャープ型信号を追跡することからなることを特徴とする請求項56記載のメディア。
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