JP2007521481A - Ｇｐｓ位置推算暦の通信方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）ベースの位置決めシステムにおける衛星ビークルに関連付けられた衛星位置推定暦データは、無線通信システム内の移動局へ選択的に送信される。移動局は、一つ又は複数のＧＰＳ衛星ビークル（ＳＶ）と通信している位置決めエンティティ（ＰＤＥ）から、衛星位置推算暦データを選択的に要求することができる。移動局は、理論的に利用可能な衛星ビークルを予測する。その後、移動局は、有効な位置推算暦データが局部的に格納されたかを知るために確認する。位置推算暦データが要求され、局部的に利用可能ではないのであれば、移動局は、位置推算暦要求を選択的にＰＤＥに送信し、この要求に応答して、位置推算暦要求で識別されたＳＶに対応する位置推算暦を受信する。この選択的な位置推算暦要求と、選択的な衛星更新方法とは、現在利用可能な位置決め規格に従って実施することができる。
【選択図】 図２

Description

開示された方法及び装置は、位置決めの分野に関連する。更に詳しくは、本開示は、ＧＰＳ位置推算暦データの通信に関する。

無線位置決めシステムは、デバイスの位置を決定するために使用される。しばしば、このデバイスは、バッテリ電力から動作する移動式又はポータブルなデバイスであり、このデバイスは、有線通信リンクによっていかなる固定位置にも束縛されない。

無線位置決めシステムには、多くの設計上の懸案がある。位置決め精度は、もちろん、懸案のうちの一つである。システム感度、捕捉時間、及び電力消費もまた、位置決めシステムで取り組まれる設計上の懸案である。無線位置決めシステムは、一般に、システム上の各懸案の相対的な最適化を図ることを試みて、設計上の制約のトレードオフを組み入れる。

無線通信システムがより一般化したので、位置決め機能のうちの幾つかの種類を組み入れたいという要望が出てきた。例えば無線電話システムのような無線通信システムでは、例えば無線電話ハンドセットのような移動デバイスの場所を位置決めできることが望ましいかもしれない。実際、米国では、ハンドセットの位置を決定する機能を持つ高度な緊急無線サービスが、無線電話プロバイダに対して命じられた。機器製造者と連携して、無線サービスプロバイダは、例えばポータブルハンドセットのような移動デバイスの位置を提供することができる種々の位置決めシステムを考案した。

移動デバイスによって利用される位置決めシステムは、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）に基づいている。グローバルポジショニングシステムでは、地球を周回する約２４の衛星がある。衛星のそれぞれは、擬似不規則雑音（ＰＲＮ：pseudo random noise）符号シーケンスを用いて変調される搬送周波数を送信する。民間ベースのＧＰＳ受信機によって共通使用されるＰＲＮ符号は、粗捕捉（Ｃ／Ａ：Coarse Acquisition）符号と名付けられる。各衛星は、異なるＰＲＮ符号を送信する。ＧＰＳでは、受信しているデバイスの位置を三辺測量するために、ＧＰＳ受信機が、複数の衛星からの信号を受信し、各衛星からの距離を判定する。

衛星軌道は、一般に、予測アルゴリズムを用いて判定される。しかしながら、ＧＰＳを用いて正確な位置を得るために、正確な衛星位置が要求される。ＧＰＳ衛星は、軌道における衛星の位置を正確に特定する位置推算暦データを送信する。しかしながら、一般に、衛星の位置は、多くの要因によって変わるので、衛星は位置推算暦データを定期的に更新する。衛星ビークル（ＳＶ：satellite vehicle）は、１時間毎に位置推算暦データを更新することができる。しかしながら、衛星位置推算暦データは、一般に約４時間の期間中有効である。ＳＶによって送信されたこの位置推算暦データは、「位置推算暦の時間」フィールドを含んでおり、この位置推算暦データは、一般に、位置推算暦の時間をおおよそ中心とする４時間の間有効である。

ＳＶ位置に関連付けられた暦データに加えて、ＧＰＳ ＳＶがＳＶ位置推算暦データを送信するために必要な時間は、かなり長くなるかもしれない。例えば、ＳＶ位置推算暦データ及びＳＶ暦データを含むサブフレームを持つ一つのＧＳＰフレームを送信するための時間は、１２．５分以上かかりうる。例えば無線通信システムにおける移動局のような移動デバイスは、初期位置決めを確立する前に、全てのＳＶ位置推算暦データと暦データとを受信する必要があるかもしれない。更に、この移動デバイスは、一般に、初期位置決めを行うために、利用可能な衛星を識別し、この利用可能な衛星の各々に対する擬似範囲を決定する必要がある。この初期位置決めはまた、第一の確定又は初期確定とも称されうる。移動局について、受信するＳＶ暦データ及び位置推算暦データに関連付けられた遅延に、位置決めを行うために要求される時間を加えたものは、望まれる時間、又は指定された最大時間よりも大きいかもしれない。

従って、望まれるものは、ＧＰＳベースの位置決めシステムにおいて、位置決めのための時間を低減する方法及び装置である。この方法及び装置は、第一の確定を得るために必要な時間を減少しなくてはならない。更に、この方法及び装置を、既存の規格に準拠した方法で、現在利用可能な無線通信位置決めシステムに実装できることが特に有利になるであろう。

本願は、２００３年６月２７日に出願された米国仮出願番号６０／４８３，２０９に対する優先権を主張する。

開示された方法及び装置は、衛星ビークル（ＳＶ）の有用性に少なくとも部分的に基づいて、位置推算暦データを選択的に要求及びダウンロードするためのものである。移動局は、ＳＶのセットから、利用可能なＳＶを決定することができる。移動局は、その後、利用可能なＳＶの各々に関連付けられた現在の位置推算暦データが有効であるかを決定することができる。移動局は、その後、現在の位置推算暦データが無効であるＳＶのために、位置推算暦データを選択的に要求することができる。

位置決めデータを選択的に要求する開示された方法の一つの局面は、移動局内の複数の利用可能な位置決め信号ソースを決定することと、前記複数の利用可能な位置決め信号ソースに関連付けられた現在の位置決めデータが有効であるかを判定することとを含む。現在の位置決めデータが無効である場合、移動局は、位置決めデータを選択的に要求することができる。

この方法は、位置決め信号ソースのセットに対応した位置決めデータの暦データを受信することと、この暦データに基づいて、信号ソースの各々の位置を推定することとを含むことができる。移動局は、予め定めたエレベーションマスクに基づいて、利用可能な信号ソースを決定することができる。

位置決め信号ソースは、ＧＳＰ ＳＶであるかもしれず、利用可能なＳＶは、エレベーションマスクに対するＳＶの位置を決定することによって決定することができる。利用可能なＳＶは、将来の時間における位置が、エレベーションマスクと比較されるためのＳＶを含むように決定することができる。

位置決めデータを選択的に要求する方法は、規格準拠メッセージを生成することを含むことができる。この方法は、衛星位置推算暦データを要求する製造者固有の位置決めデータメッセージを生成することを含むことができる。このメッセージは、位置推算暦データが要求されている衛星を識別することができる。

開示された装置の局面は、位置決めエンティティからＧＰＳ衛星位置推算暦データを選択的に要求するための構成である。この装置は、ＧＰＳ ＳＶ暦データを格納する暦と、一つ又は複数のＧＰＳ ＳＶに対応する位置推算暦データを格納する位置推算暦モジュールと、前記暦データに少なくとも部分的に基づいて、複数の利用可能なＧＰＳ ＳＶを決定する位置推算暦更新モジュールとを備えている。位置推算暦更新モジュールは、位置推算暦モジュール内に有効な位置推算暦データが格納されているかを判定し、位置推算暦モジュール内に有効な位置推算暦データを持たないＧＰＳ ＳＶのために位置推算暦データを選択的に要求する。

別の局面では、開示された方法及び装置は、暦及び位置推算暦モジュールを含む位置決めエンティティの使用である。この位置決めエンティティは、選択的な位置推算暦要求メッセージを受信し、この選択的な要求メッセージで識別されたＧＰＳ衛星のための位置推算暦データを、この要求に応じて送信することができる位置記録更新モジュールも含む。

開示された方法及び装置の上述した局面、他の局面、特徴、及び利点は、以下の詳細記載及び添付図面を検討すると明らかになるであろう。添付図面において、同一の参照符号は、同一又は機能的に等価な要素を識別する。

開示した方法及び装置の一つの実施例は、無線通信システムと通信する移動局内のＳＶ位置推算暦を更新する。この移動局は、理論的に位置決めに利用可能なＧＰＳ ＳＶの数を決定する。移動局は、利用可能なＳＶのための衛星位置推算暦を既に受信しているかを判定する。移動局はまた、衛星位置推算暦が、予め定めた期間、有効であるかを判定する。移動局は、有効な位置推算暦データが存在しないＳＶのために、選択的に位置推算暦を要求する規格準拠位置推算暦要求を生成することができる。移動局はまた、位置推算暦データが、予め定めた期間、有効にはならないであろうＳＶのために、位置推算暦を選択的に要求することができる。これは、移動局が、既に受信した位置推算暦データを繰り返しダウンロードすることを阻止する。また、移動局が、おそらく位置決めのために利用可能にはならないであろうＳＶ用の位置推算暦データをダウンロードすることを阻止する。

図１は、無線通信システム１００の機能ブロック図である。無線通信システム１００は、位置決め機能を持つ無線電話システムでありうる。例えば、無線通信システム１００は、Telecommunications Industry Association (TIA)/Electronics Industries Alliance (EIA)-95-B、MOBILE STATION-BASE STATION COMPATIBILITY STANDARD FOR DUAL MODE SPREAD SPECTRUM SYSTEMS、すなわちTIA/EIA/IS-2000-5、 UPPER LAYER (LAYER 3) SIGNALING STANDARD FOR cdma2000 SPREAD SPECTRUM SYSTEMSを含むTIA/EIA/IS-2000に従った符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線システムでありうる。更に、無線通信システム１００の位置決め機能は、例えば、TIA/EIA IS-801、POSITION DETERMINATION SERVICE STANDARDS FOR DUAL MODE SPREAD SPECTRUM SYSTEMSに従って動作することができる。この無線通信システム１００は、無線ＣＤＭＡ電話システムとして記載されているが、もちろん、ＣＤＭＡシステムである必要も、電話システムである必要もない。代替システムは、例えば、無線位置決めシステム、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信システム、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）８０２．１１準拠無線ネットワーク、無線ディスパッチシステム、無線システム等、又は通信のためのその他の手段を含むことができる。

無線通信システム１００は、移動局１４０と通信する基地トランシーバシステム（ＢＴＳ）１１０と通信する移動交換センタ（ＭＳＣ）１２０を含んでいる。ＭＳＣ１２０はまた、位置決めエンティティ（ＰＤＥ）１３０とも通信する。このシステム１００には、一つのみのＭＳＣ１２０、ＢＴＳ１１０、移動局１４０、及びＰＤＥ１３０が示されているが、システム１００は、これら各要素を複数備えていても良く、例えば、ＢＴＳ１１０又は移動局１４０の数は、どのような割合又は数の関係に従って提供される必要はない。

移動局１４０は、端末、遠隔局、ユーザ機器（ＵＥ）、アクセス端末、無線電話、携帯電話、ハンドセット、移動デバイス、移動ユニット、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、コンピュータ等、又は通信のためのその他の手段でありうる。移動局１４０は、移動式である必要はなく、固定式でもありうる。しかしながら、位置決め機能のための必要性は、めったに位置が変わらない固定端末の場合、大いに減少する。

移動局１４０は、ＲＦ無線トランシーバでありうるトランシーバ１４２を含む。トランシーバ１４２は、移動局１４０が、基地局１１０から順方向リンク信号を受信することを可能にする。またトランシーバ１４２は一般に、移動局が、基地局１１０へ逆方向リンク信号を送信することを可能にする。またトランシーバ１４２は、位置決めシステムから信号を受信するように設定することもできる。例えば、トランシーバ１４２は、ＧＰＳ衛星ビークル（ＳＶ）からの信号を受信するように設定することができる。

トランシーバ１４２は一般に、移動局１４０によって受信された順方向リンク信号をベースバンド信号に変換する。ベースバンド信号は、位置決め情報のようなデータでありうる。

プロセッサ１５２は、トランシーバ１４２に接続され、受信データを処理し、トランシーバ１４２に関連付けられた機能を実行することもできる。プロセッサ１５２は、メモリ１５４に接続されている。プロセッサ１５２は、メモリ１５４内にデータを格納し、このデータにアクセスすることができる。プロセッサ１５２は、メモリ１５４に格納されたプロセッサ読み取り可能命令に従って動作することができる。

また移動局１４０は、時間標準に対する時間を追跡することができるクロック１４４を含んでいる。このクロック１４４は例えば、ＧＳＰ時間、ＣＤＭＡシステム時間、又は万国標準時（ＵＴＣ）を追跡するために使用することができる。クロック１４４は、例えば、順方向リンクパイロット信号のような順方向リンク信号の到着時間を決定する場合に使用することができる。

移動局１４０はまた、ＧＰＳ ＳＶ座標の位置を一般に記述するデータセットである暦１４６を含んでいる。移動局１４０は、この暦情報を用いて、各ＧＰＳ ＳＶの位置を概算する。移動局１４０は、暦１４６に格納されたこの情報を、クロック１４４からのＧＰＳ時間の知識とともに用いて、ＧＰＳ ＳＶの有用性を予測することができる。ＧＰＳ ＳＶのそれぞれは、この暦データを定期的に送信する。移動局１４０は、このＧＰＳ ＳＶ送信を受信し、復号することによって、暦データを直接受信することができる。しかしながら、前述したように、ＧＰＳ ＳＶからのデータレートは、無線通信システム１００を通じて達成可能なデータレートに対して低いかもしれない。従って、移動局１４０は、代わりに、無線通信システム１００内のＰＤＥ１３０から、暦１４６のためのデータを受信することができる。例えば、移動局１４０は、ＰＤＥ１３０から暦データをダウンロードし、暦１４６に格納することができる。あるいは、暦１４６は、メモリ１５４内に実装することができ、移動局は、メモリ１５４の予め定めた部分に暦データを格納することができる。

暦１４６は、各ＳＶの位置を大まかに予測するデータを含んでいる。位置推算暦データは、特定のＳＶの位置の正確な決定のために暦データを補強するために用いられる。移動局１４０は、トランシーバ１４２及びプロセッサ１５２に接続され、位置推算暦データを格納する位置推算暦モジュール１４８を含む。暦データと同様に、移動局１４０は、ＧＰＳ ＳＶから位置推算暦データを直接受信し、それを位置推算暦モジュール１４８に格納することができる。位置推算暦モジュール１４８は、メモリ１５４の一部として実装することができる。

あるいは、移動局１４０は、基地局１１０を経由してＰＤＥ１３０から位置推算暦データを受信することができる。後に更に詳細に記載されるように、移動局１４０は、利用可能であると判定されたＳＶのために、位置推算暦データを選択的に要求することができる。位置推算暦データを選択的に要求する移動局の能力は、送信される位置推算暦データの量を最小にする。更に、移動局１４０における位置推算暦モジュール１４８と暦１４６とを組み合わせることによって、移動局１４０は、移動局１４０が、基地局１１０の受信地域の外にある場合、あるいはＰＤＥ１３０と通信していない場合における位置を独立して計算することが可能となる
移動局１４０は、位置推算暦更新モジュール１５０も含んでいる。ＳＶによって送信された位置推算暦データは、「位置推算暦の時間」フィールドｔ_ｏｅを含む。位置推算暦の時間は、位置推算暦妥当性の中点を示すタイムスタンプである。一般に、位置推算暦データは、極端な場合、最大６時間有効であるが、位置推算暦データは、４時間有効である。従って、一般に、位置推算暦データは、位置推算暦の時間の前２時間と、位置推算暦の時間の後２時間とからなる期間の間有効である。

位置推算暦更新モジュール１５０は、定期的に、位置推算暦データの有効性を確認する。例えば、位置推算暦更新モジュール１５０は、例えば１０分毎のように、予め定めた時間間隔で、位置推算暦データの有効性を確認する。あるいは、位置推算暦更新モジュール１５０は、例えば発信する電話呼び、又は到来する電話呼びのような予め定めた出来事において、位置推算暦データの有効性を確認することができる。他の実施例では、位置推算暦更新モジュール１５０が、固定、ランダム、又は擬似ランダムの確認、及び更新間隔を生成するアルゴリズムに従って、位置推算暦データの有効性を確認することができる。

確認処理の間、位置推算暦更新モジュール１５０は、暦１４６内のデータにアクセスし、どのＳＶが予め定めたエレベーションマスク上にありそうであるかを判定する。エレベーションマスクは、例えば、利用できそうもないＳＶを遮断するために使用することができる。利用不可能なＳＶは、予測された地平線の下にあるか、又は予測された地平線の非常に近くにあるＳＶを含むことができる。従って、ゼロ度エレベーションマスクは、位置推算暦更新モジュール１５０によって、どのＳＶが予測された地平線上にあるのかを判定するために使用することができる。

位置推算暦更新モジュール１５０はまた、例えばメモリ１５４に格納されている予め定めた独立時間を使用することもできる。この独立時間は、移動局１４０が、ＰＤＥ１３０からの支援とは独立した位置を正確に判定することができる持続時間を示す。例えば、独立時間は、３０分又は６０分かもしれない。

位置推算暦更新モジュール１５０はまた、現在の時間に独立時間を加えたものに等しい将来の時間において、どのＳＶがエレベーションマスクよりも上にあるかをも判定する。従って、位置推算暦更新モジュールは、どのＳＶが現在エレベーションマスクよりも上にあり、どのＳＶが独立時間後にエレベーションマスクよりも上にあるのかを決定することによって、ＳＶのうちのどれが利用可能であるかを判定する。

位置推算暦更新モジュール１５０は、位置推算暦モジュール１４８にアクセスし、位置推算暦データが、識別された利用可能なＳＶのうちの何れかのために、位置推算暦データが利用可能であるかを判定する。有効な位置推算暦データが、識別されたＳＶのうちの何れかのために利用不可能であれば、位置推算暦更新モジュール１５０は、位置推算暦データを求める要求を生成する。これは、ＰＤＥ１３０へ送信される。有効な位置推算暦データが、ＳＶのために利用可能であるが、独立時間の有効期限前に無効になるのであれば、位置推算暦更新モジュール１５０は、そのＳＶのための位置推算暦データを求める要求を生成する。このデータに関連付けられた位置推算暦の時間から１２０分より長く経過したのであれば、位置推算暦更新モジュール１５０は、この位置推算暦データはＳＶについて無効であると判定することができる。

位置推算暦更新モジュール１５０によって実行されるアルゴリズムの実施例は、以下の擬似符号において要約される。

移動局１４０は、基地局１１０と通信している。基地局１１０は、例えば、ＢＴＳ、アクセスポイント、中央ディスパッチ等、又は通信するためのその他の集中化された手段でありうる。基地局１１０と移動局１４０との間の通信リンクは、一般に無線リンクである。基地局１１０は、ＰＤＥ１３０から要求された位置推算暦データ及び暦データを、一つ又は複数の順方向リンクチャネルによって移動局１４０へ送信する。移動局１４０は、暦データ及び位置推算暦データを求める要求を、一つ又は複数の逆方向リンクチャネルで基地局１１０に送信する。基地局１１０は、この要求をＰＤＥ１３０に通信する。例えば、基地局１１０は、ＴＩＡ／ＥＩＡ−９５−Ｂ又はＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−２０００のような無線通信規格に準拠した無線電話基地局でありうる。

基地局１１０は、無線通信システム１００と、例えば図示していない公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）のような外部通信システムとの間のインタフェースとして動作する移動切換センタ（ＭＳＣ）１２０と通信している。あるいは、又はそれに加えて、ＭＳＣ１２０は、無線通信システム１００と、例えばインターネットのようなデータネットワークとの間のインタフェースを提供することができる。

ＭＳＣ１２０はまた、ＰＤＥ１３０とも通信している。ＰＤＥ１３０とＭＳＣ１２０との間のリンクは、無線リンク又は有線リンクでありうる。更には、ＰＤＥ１３０は、ＭＳＣ１２０と接続して示されているが、ＰＤＥ１３０は、基地局１１０に接続され、ＰＤＥ１３０とＭＳＣ１２０との間の通信リンクは、基地局１１０を介してなされる。その他の構成もまた可能である。ＰＤＥ１３０は、暦１３２、位置推算暦１３４、位置記録更新モジュール１３６、及び位置決めモジュール１３８を含む。

ＰＤＥ１３０は、基地局１４０によって提供された情報の一部に基づいて、移動局１４０の位置を決定するために使用することができる。例えば、移動局１４０は、例えばＧＰＳ衛星のような複数の位置決めソースに対する擬似範囲を決定することができる。更に、この擬似範囲情報をＰＤＥ１３０に送信することができる。ＰＤＥは、その後、位置決めモジュール１３８において、移動局１４０の位置を決定することができる。

ＰＤＥ１３０はまた、位置決めソースとも通信する。例えば、ＰＤＥ１３０は、ＧＰＳ ＳＶから暦データ及び位置推算暦データを受信するためにＧＰＳ受信機（図示せず）を含むことができる。そしてＰＤＥ１３０は、暦１３２及び位置推算暦１３４にＳＶデータを格納することができる。ＰＤＥ１３０は、ＳＶとほとんど連続的に通信することができるので、ＰＤＥ１３０内の暦１３２及び位置推算暦１３４は、おそらく最も新しいデータを含む。更に、ＰＤＥ１３０は、一般に、ＳＶによって使用されるレートよりも大きなデータレートで、暦１３２及び位置推算暦１３４のデータを移動局１４０へ通信することができる。従って、移動局１４０が、ＰＤＥ１３０から暦及び位置推算暦のデータを取得することは、ＳＶからこのデータを探索し、取得し、ダウンロードするよりも迅速であるかもしれない。もちろん、暦１３２は、ＳＶデータに限定される必要は無く、擬似ライトとも称されるその他の位置決め信号ソースのための位置決め情報を含むかもしれない。擬似ライトは、例えば、差分ＧＰＳ位置決めソース、又はその他の位置決めビーコン又はソースを含むことができる。

位置記録更新モジュール１３６は、選択的なデータを受信するか、又は移動局１４０からの要求を記録するように構成することができる。位置記録更新モジュール１３６は、この要求に基づいて、移動局１４０によって要求されたＳＶ位置推算暦データを決定することができる。位置記録更新モジュール１３６は、その後、位置推算暦１３４にアクセスし、移動局１４０によって要求された位置推算暦データの少なくとも一部を検索することができる。位置記録更新モジュールはその後、この要求されたデータを持つメッセージを生成し、このメッセージを移動局１４０に送信することができる。一つの実施例では、位置記録更新モジュール１３６は、全ての位置推算暦１３４データを検索し、移動局１４０がデータを要求していないＳＶのための位置推算暦データを取り除くためにこのデータを切り捨てる。

移動局１４０内で実行される位置推算暦更新方法２００の実施例が図２に示されている。この方法２００は、例えば、図１の無線通信システム１００における移動局１４０によって実行される。この方法２００は、移動局がまず暦データを要求するブロック２０２で始まる。移動局は、暦データ要求メッセージをＰＤＥに送信することができる。移動局は、暦データを定期的に要求するか、又は、イベント発生時に暦データを要求する。例えば、移動局は、電源投入時、又は、移動局が位置決めモードに入るように指示される毎に、暦データを要求するかもしれない。

移動局は次に、この暦データを受信することを待つブロック２０４に進む。移動局は、ＰＤＥから暦データを受信するか、又は、移動局に、暦データを求める要求を繰り返させるその他の表示を受信するかもしれない。

暦データが一旦受信されると、移動局は、自分自身が位置決めモードにあるかを判定する判定ブロック２１０に進む。位置決めモードは、比較的高速な位置決定を可能にするために、移動局が定期的に位置推算暦を更新する一つ又は複数の動作モードでありうる。例えば、この位置決めモードは、移動局が定期的に位置決めを実行する追跡モードを含むかもしれない。例えば、追跡モードでは、移動局は、１０分毎に決定することができる。位置決めモードはまた、暦及び位置推算暦ダウンロードに関連付けられた遅延なく正確な位置決めを可能にするために、移動局が位置推算暦データを更新するステイウォームモードを含むこともできる。

移動局が位置決めモードにないのであれば、移動局は電源が切られるか、又は位置決め機能が停止されうる。この場合、移動局は、ブロック２６０に進み、この方法が完了する。

移動局が位置決めモードにあるのであれば、移動局はブロック２２２に進み、ＳＶの位置を決定する。移動局は、ＳＶのおおまかな位置を予測するために、例えば暦データを使用することができる。ＳＶ位置を決定した後、移動局はブロック２２４に進み、移動局は、この位置に少なくとも部分的に基づいて、ＳＶのうちのどれが理論的に利用可能であるかを判定する。ＳＶの利用可能性の移動局の判定は、本当に理論的である。なぜなら、移動局は、その正確な位置、又は移動局の周囲の地形のタイプを知らないかもしれないので、ＳＶのうちのどれが水平線よりも下にあるかを知らないからである。更に、移動局は、ＳＶのうちの一つ又は複数からの信号が閉ざされているか、又は利用可能ではないかを判定できないかもしれない。

移動局は、エレベーションマスクと組み合わせた移動局位置のおおまかな推定に基づいて、ＳＶの利用可能性を判定する。この移動局位置の大まかな推定は、例えば、前の位置決めに基づいて導出されるか、あるいは、基地局の位置、又は移動局が通信しているリピータに基づきうる。エレベーションマスクは、マスクのパラメータ内に無いＳＶを除外するために使用される。例えば、地平線よりも上にあると予測されるか、又はその他のエレベーションにあるＳＶのみが、移動局によって、利用可能であると判定される。

利用可能なＳＶを判定した後、移動局は判定ブロック２３０に進み、移動局は、利用可能なＳＶのための格納された位置推算暦データが有効であるかを判定する。移動局は、この位置推算暦データが現在有効であるかを判定し、更に位置推算暦が将来において予め定めた時間、独立時間有効になるかを判定するために、この位置推算暦データに関連付けられた「位置推算暦の時間」を比較する。独立時間は、例えば、２０、３０、４５、又は６０分、あるいはその他の時間追加があるかもしれない。一般に、独立時間は、１２０分未満である。位置推算暦が利用可能な全てのＳＶに対して有効であれば、移動局はブロック２６０に進み、この方法は終了する。

しかしながら、位置推算暦が現在有効ではなく、独立時間前に満了になるのであれば、移動局はブロック２４０に進み、データが有効ではない、または有効でなくなるＳＶのための位置推算暦を要求する。例えば、移動局は、望まれる位置推算暦データを選択的に要求する規格準拠要求を生成する。移動局は、その後、この要求をＰＤＥに送信する。

移動局は、その後、判定ブロック２５０に進み、有効な位置推算暦データが受信されたかが判定される。移動局は、ＰＤＥからメッセージが受信された場合、検証を実行する。又は、要求を送った後、予め定めたタイムアウト期間、この検証を実行する。

移動局は、ＰＤＥから位置推算暦データを要求するが、受信しないかもしれない。これは、例えば、ＰＤＥが、要求されたＳＶのサブセットのためにＳＶ位置推算暦データを送る場合に起こるかもしれない。あるいは、ＰＤＥが拒否メッセージを移動局に送るのであれば、移動局は、要求された位置推算暦データを受信しないかもしれない。例えば、ＳＶが水平線よりも下にあり、ＰＤＥが現在の位置推算暦を欠くか、またはＳＶが不健全であるならば、ＰＤＥは、移動局への位置推算暦データを拒否するかもしれない。

もしも要求された全てのＳＶに対する有効な位置推算暦が、移動局によって受信されるのであれば、移動局は、ブロック２６０に進み、この方法２００は終了する。あるいは、移動局が、一つ又は複数の要求されたＳＶのための有効な位置推算暦データを受信しなかったのであれば、移動局はブロック２５２に進む。

ブロック２５２では、移動局は、予め定めた待機期間待ち、その後、有効な位置推算暦が受信されないＳＶのための位置推算暦データを再要求する予め定めた待機期間は、おおよそ一秒、数秒、又は分のうちの僅かかもしれない。

移動局は、その後、ブロック２４０に戻り、前にうまく受信されなかった位置推算暦データを再要求する。ＰＤＥが、ＳＶのうちの一つが完全ではないと報告すると、移動局がその他のＳＶ位置推算暦データを要求する場合にのみ、移動局は、この完全ではないＳＶに関連付けられた位置推算暦データを再要求する。この選択的な位置推算暦要求メッセージは、一つよりも多いＳＶのための位置推算暦データを求める要求が、一つのＳＶのための位置推算暦データを求める要求と比べて、何ら追加の帯域幅を使わないようになっている。もちろん、基地局が、複数のＳＶ位置推算暦を送信するために必要な帯域幅は、一般に、単一のＳＶのための位置推算暦データを送信するために必要な帯域幅よりも大きい。

方法２００のその他の実施例が想起される。例えば、移動局が暦データを一旦首尾よく受信すると、移動局は、位置決めモードにあるかを知るために定期的に確認し、利用可能なＳＶのための位置推算暦データを更新する。例えば、移動局は、１０分毎に、利用可能なＳＶを判定し、位置推算暦データを更新する。

別の実施例では、ブロック２２２において、移動局が先ず、現在の時間で始まる等間隔の予め定めた回数にわたって全ての衛星位置を決定する。この予め定めた回数は、将来における少なくとも独立時間である時間までに、移動局に対して、ＳＶ位置を決定することを要求するために十分であるかもしれない。そして、次の位置推算暦更新間隔では、移動局は、将来における独立時間の時間にわたってＳＶ位置の決定を行う必要がある。

図３は、選択的な位置推算暦要求メッセージ内のフィールドの一部を示すテーブルである。移動局は、現在の規格に準拠した選択的な位置推算暦要求メッセージを生成するように構成することができる。例えば、この選択的な位置推算暦要求メッセージは、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−８０１に準拠しているかもしれない。

ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−８０１規格は、移動局によって送られることができる位置決めデータメッセージ（ＰＤＤＭ：Position Determination Data Message）３００を定義する。ＰＤＤＭ３００は、位置決めメッセージタイプフィールド、ＰＤ＿ＭＳＧ＿ＴＹＰＥ ３１０を含む。これは、位置決めデータメッセージのタイプを識別する。このフィールドの長さは８ビットである。このフィールドのデフォルト値は０Ｘ００である。ここで「０Ｘ」は、１６進法の数を示す。しかしながら、規格は、製造者特有のＰＤＤＭ定義を与える。例えば、０ＸＣ０の値は、製造者所有物メッセージを表しているかもしれない。

ＲＥＱ＿ＴＹＰＥ ３２０フィールドは、移動局によって要求されるデータタイプを識別する。ＲＥＱ＿ＴＹＰＥ値が“１００１”であるときは、ＧＰＳ位置推算暦が要求されていることを示している。しかしながら、ＲＥＱ＿ＴＹＰＥが、上で識別された、予め定められた製造者所有物ＰＤ＿ＭＳＧ＿ＴＹＰＥ値と連携して用いられるとき、メッセージは、この要求が、選択的なＳＶ位置推算暦要求メッセージであることを示しうる。このメッセージは、ＰＤＤＭ３００のＲＥＱ＿ＰＡＲ＿ＲＥＣＯＲＤ ３４０フィールド内で要求されたＳＶ特有の位置推算暦を示しうる。

ＲＥＱ＿ＰＡＲ＿ＲＥＣＯＲＤ ３４０フィールドは、４０ビットの長さを持つ。この４０ビットの値は、要求されたＳＶ位置推算暦を記述する。ＲＥＱ＿ＰＡＲ＿ＲＥＣＯＲＤ ３４０フィールドは、ＡＢ＿ＰＡＲ＿ＲＥＱ ３４２、ＳＶ＿ＭＡＳＫ ３４４、及び予備３４６の各フィールドを含むサブフィールドを含む。ＡＢ＿ＰＡＲ＿ＲＥＱ ３４２は、ほんの１ビット長であり、移動局が、アルファ／ベータパラメータを要求しているかを示す。アルファ／ベータパラメータが要求されるならば、移動局は、このフィールドを“１”に設定し、そうでない場合には、移動局は、このフィールドを“０”に設定する。

＜アルファ／ベータパラメータの定義＞
ＳＶ＿ＭＡＳＫ ３４４サブフィールドは、３２ビット長である。

このサブフィールドの値は、位置推算暦が要求されるＧＰＳ衛星のサブセットを示す。最下位ビットであるビット０は、ＳＶ １を示し、最上位ビットであるビット３１は、ＳＶ ３２を示す。一つの実施例では、ビット値１は、ＳＶが要求されているデータを示す。

ＲＥＱ＿ＰＡＲ＿ＲＥＣＯＲＤ ３４０フィールドはまた、予備３４６である７ビットをも含む。この予備ビットは、将来の定義及び拡張を考慮している。移動局は、予備３４６のビットを“０００００００”に設定する。予備ビットは、例えば、位置推算暦データが利用可能なＧＰＳ ＳＶ以外のソースがあるのであれば、ＳＶ＿ＭＡＳＫ ３４４サブフィールドに追加される。

選択的な位置推算暦要求メッセージを受信するＰＤＥは、余計な提供ＧＰＳ位置推算暦メッセージを持って応答する。しかしながら、この応答メッセージでは、ＰＤＥが、ＰＤＤＭ３００メッセージのＳＶ＿ＭＡＳＫ ３４４サブフィールド内で要求されていないＳＶのためのデータを切り捨てるかもしれない。

従って、移動局内において、位置推算暦データを選択的に更新するための方法及び装置が説明された。方法は、移動局が、位置推算暦データを選択的に要求し、受信することを可能にする。位置推算暦データの選択的な要求及び送信は、移動局と基地局との間の通信帯域幅の最適化を考慮している。なぜなら、繰り返される位置推算暦データは、利用可能ではないＳＶのためのデータと同様に、通信メッセージから除外されるからである。

従って、移動局は、利用可能なＳＶのための位置推算暦データをダウンロードし、このシステムを用いて、通信リンクと独立した位置を決定する。選択的な位置推算暦要求は、現在存在する規格に準拠するように構成することが可能である。これによって、この方法及び装置が、既存のシステムに実現されることを可能にする。

本方法及び装置は、無線電話システム、特に位置決めのためにＧＰＳ衛星を利用するＣＤＭＡ電話システムに関連して説明されたが、本方法及び装置は、その他のタイプのシステムでも実現することができる。ＳＶはＧＰＳ ＳＶに限定されず、衛星である必要も無く、ソース位置が変化するいかなるタイプの位置決め信号ソースでもありうる。例えば、衛星は、グローバル・オービティング・ナビゲーション・サテライト・システム（ＧＬＯＮＡＳＳ）衛星ビークルかもしれない。

電気接続、結合、及び接続が、種々のデバイス又は素子に関して説明された。

接続及び結合は、直接的又は間接的であるかもしれない。第一のデバイスと第二のデバイスとの間の接続は、直接的な接続であるかもしれないか、又は全く間接的な接続かもしれない。間接的な接続は、第一のデバイスから第二のデバイスへの信号を処理する挿入された素子を含んでいるかもしれない。

信号又は処理フローが、種々の処理、方法、又はフローチャートに関連して説明された。一つのステップ又はブロックから次へのフローは、直接的であるか、又は間接的でありうる。間接的な接続は、次のブロックの前に、一つのブロックからの信号を処理する挿入されたブロックを含みうる。更に、図示したブロック又はステップの構成は、必ずしも順番で示しているわけではない。ブロック、処理、ステップ、または方法は、幾つかの例では、この処理又は方法の結果に影響を与えることなく再要求されうる。

当技術分野における熟練者であれば、これら情報および信号が、種々異なった技術や技法を用いて表されることを理解するであろう。例えば、上述した記載の全体で引用されているデータ、指示、命令、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁性粒子、光学場または光学微粒子、あるいはこれら何れかの組み合わせによって表現されうる。

これら熟練者であれば、更に、ここで開示された実施例に関連して記載された様々な説明的論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップが、電子工学ハードウェア、コンピュータソフトウェア、あるいはこれらの組み合わせとして実現されることを理解するであろう。ハードウェアとソフトウェアとの相互互換性を明確に説明するために、様々に例示された部品、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、それらの機能に関して一般的に記述された。それら機能がハードウェアとして又はソフトウェアとして実現されているかは、特定のアプリケーション及びシステム全体に課せられている設計制約に依存する。熟練した技術者であれば、各特定のアプリケーションに応じて変更した方法で上述した機能を実施しうる。しかしながら、この適用判断は、開示した方法及び装置の範囲から逸脱したものと解釈されるべきではない。

ここで開示された実施例に関連して記述された様々の説明的論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、アプリケーションに固有の集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）あるいはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートあるいはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア部品、又は上述された機能を実現するために設計された上記何れかの組み合わせを用いて実現又は実行されうる。汎用プロセッサとしてマイクロプロセッサを用いることが可能であるが、代わりに、あらゆるプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、あるいは状態機器を用いることも可能である。プロセッサは、たとえばＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに接続された１つ以上のマイクロプロセッサ、またはこのような任意の構成である計算デバイスの組み合わせとして実現することも可能である。

ここで開示された実施例に関連して記述された方法やアルゴリズムのステップは、ハードウェアや、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールや、これらの組み合わせによって直接的に具現化される。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいは当該技術分野で知られているその他の型式の記憶媒体に収納されうる。好適な記憶媒体は、プロセッサがそこから情報を読み取り、またそこに情報を書き込むことができるようにプロセッサに結合される。または、記憶媒体はプロセッサに不可欠でありうる。このプロセッサと記憶媒体は、ＡＳＩＣ内に存在することができる。

上記で開示された実施例における上述の記載は、当該技術分野におけるいかなる熟練者であっても、本発明の活用または利用を可能とするように提供される。これらの実施例への様々な変形例もまた、当該技術分野における熟練者に対しては明らかであって、ここで定義された一般的な原理は、本発明の主旨または範囲を逸脱せずに他の実施例にも適用されうる。このように、本発明は、ここで示された実施例に制限されるものではなく、ここで記載された原理と新規の特徴に一致した最も広い範囲に相当するものを意図している。

図１は、位置決め機能を備えた無線通信システムの機能ブロック図である。 図２は、位置推算暦データを選択的に更新する方法のフローチャートである。 図３は、選択的な位置推算暦要求メッセージ内のフィールドを示すテーブルである。

Claims (23)

1. 位置決めデータを選択的に要求する方法であって、
   移動局において、位置決め信号ソースのセットから、複数の利用可能な位置決め信号ソースを決定することと、
   前記複数の利用可能な位置決め信号ソースに関連付けられた現在の位置決めデータが有効であるかを判定することと、
   前記現在の位置決めデータが無効である前記複数の位置決め信号ソースに関連付けられた位置決めデータを選択的に要求することと
   を含む方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記複数の利用可能な位置決め信号ソースを決定することは、
   前記位置決め信号ソースのセットに対応した位置決めデータの暦を受信することと、
   前記位置決め信号ソースのセットにおける信号ソースの各々の位置を推定することと、
   エレベーションマスクに少なくとも部分的に基づいて、前記複数の利用可能な位置決め信号ソースを決定することと
   を含む方法。
3. 請求項１に記載の方法において、前記複数の利用可能な位置決め信号ソースを決定することは、
   ＧＰＳ衛星ビークル位置データの暦に部分的に基づいて、複数のＧＰＳ衛星ビークルの各々の位置を推定することと、
   前記複数のＧＰＳ衛星ビークルの位置と、エレベーションマスクとに部分的に基づいて、複数の利用可能なＧＰＳ衛星ビークルを決定することと
   を含む方法。
4. 請求項３に記載の方法において、前記複数の利用可能な位置決め信号ソースを決定することは更に、
   予め定めた将来の時間における前記複数のＧＰＳ衛星ビークル各々の位置を推定することと、
   前記予め定めた将来の時間における前記複数のＧＰＳ衛星ビークルの各々の位置と、前記エレベーションマスクとに部分的に基づいて、複数の利用可能なＧＰＳ衛星ビークルを決定することと
   を含む方法。
5. 請求項１に記載の方法において、前記複数の利用可能な位置決め信号ソースを決定することは、
   複数のＧＰＳ衛星の位置を、エレベーションマスクと比較することと、
   前記エレベーションマスクに対応する衛星位置のための複数の利用可能なＧＰＳ衛星を決定することと
   を含む方法。
6. 請求項１に記載の方法において、前記複数の位置決め信号ソースに関連付けられた位置決めデータの有効性を判定することは、
   利用可能なＧＰＳ衛星ビークルのセットの各々に関連付けられた位置推定暦の時間を検索することと、
   位置推定暦の時間と、予め定めた位置独立時間とに少なくとも部分的に基づいて、位置決めデータの有効性を判定することと
   を含む方法。
7. 請求項１に記載の方法において、前記複数の位置決め信号ソースに関連付けられた位置決めデータの有効性を判定することは、
   将来における予め定めた独立時間において、ＧＰＳ衛星ビークル位置推定暦の有効性を判定することを含む方法。
8. 請求項１に記載の方法において、位置決めデータを選択的に要求することは、
   衛星位置推算暦データが無効である利用可能なＧＰＳ衛星のために、利用可能なＧＰＳ衛星のための衛星位置推算暦データを、位置決めエンティティから要求することを含む方法。
9. 請求項１に記載の方法において、位置決めデータを選択的に要求することは、
   製造者特有の位置決めデータメッセージを生成することと、
   前記製造者特有の位置決めデータメッセージにおいて、衛星位置推算暦を求める要求を識別することと、
   前記製造者特有の位置決めデータメッセージにおいて、位置推算暦データが要求されている衛星を識別することと
   を含む方法。
10. 請求項１に記載の方法において、前記移動局は、無線電話、アクセス端末、コンピュータ、及びパーソナルデジタルアシスタントから選択される方法。
11. 無線通信システムにおける移動局によって、ＧＰＳ衛星位置推算暦データを選択的に要求する方法であって、
    前記移動局において、ＧＰＳ衛星の位置を決定することと、
    前記ＧＰＳ衛星の位置と、エレベーションマスクとに部分的に基づいて、利用可能なＧＰＳ衛星を決定することと、
    前記利用可能なＧＰＳ衛星のための位置推算暦データが無効であるかを判定することと、
    前記無線通信システムにおける位置決めエンティティから、前記位置推算暦データが無効であると判定された前記利用可能なＧＰＳ衛星に対応する位置推算暦データを要求することと
    を含む方法。
12. 請求項１１に記載の方法において、位置推算暦データを要求することは、
    位置推算暦データを選択的に要求する位置決めデータメッセージを生成することと
    前記移動局から、前記位置決めエンティティと通信している基地局へと前記位置決めデータメッセージを送信することと
    を含む方法。
13. 位置推算暦データを提供する方法であって、
    無線通信システムにおける移動局から、製造者特有の位置決めデータメッセージを受信することと、
    前記製造者特有の位置決めデータメッセージが、選択的な位置推算暦要求メッセージを含んでいるかを判定することと、
    位置推算暦データのセットを切り捨てて、衛星特有の位置推算暦データを生成することと、
    前記衛星特有の位置推算暦データを前記移動局へ送信することと
    を含む方法。
14. 請求項１３に記載の方法において、前記位置推算暦データのセットを切り捨てることは、
    前記位置推算暦データのセットを、前記選択的な位置推算暦要求メッセージに含まれる衛星ビークルマスクと比較することと、
    前記選択的な位置推算暦要求メッセージ内で識別されない衛星ビークルに対応する位置推算暦データを除外することと
    を含む方法。
15. 組み込まれたプロセッサ読取可能なコードを有する一つ又は複数のプロセッサ読取可能な記憶デバイスであって、前記プロセッサ読取可能なコードは、一つ又は複数のプロセッサを、無線通信システムにおける移動局によって、ＧＰＳ衛星位置推算暦データを選択的に要求する方法を実行するようにプログラムし、前記方法は、
    前記移動局において、ＧＰＳ衛星の位置を決定することと、
    前記ＧＰＳ衛星の位置と、エレベーションマスクとに部分的に基づいて、利用可能なＧＰＳ衛星を決定することと、
    前記利用可能なＧＰＳ衛星のための位置推算暦データが無効であるかを判定することと、
    前記無線通信システムにおける位置決めエンティティから、前記位置推算暦データが無効であると判定された前記利用可能なＧＰＳ衛星に対応する位置推算暦データを要求することと
    を含むプロセッサ読取可能な記憶デバイス。
16. 組み込まれたプロセッサ読取可能なコードを有する一つ又は複数のプロセッサ読取可能な記憶デバイスであって、前記プロセッサ読取可能なコードは、一つ又は複数のプロセッサを、位置推算暦データを提供する方法が実行するようにプログラムし、前記方法は、
    無線通信システムにおける移動局から、製造者特有の位置決めデータメッセージを受信することと、
    前記製造者特有の位置決めデータメッセージが、選択的な位置推算暦要求メッセージを含んでいるかを判定することと、
    位置推算暦データのセットを切り捨てて、衛星特有の位置推算暦データを生成することと、
    前記衛星特有の位置推算暦データを前記移動局へ送信することと
    を含むプロセッサ読取可能な記憶デバイス。
17. 無線通信システムにおける位置決めエンティティから、ＧＰＳ衛星ビークル位置推算暦データを選択的に要求するように構成された装置であって、
    ＧＰＳ衛星ビークル暦データを格納するように構成された暦と、
    一つ又は複数のＧＰＳ衛星に対応する位置推算暦データを格納するように構成された位置推算暦モジュールと、
    前記暦及び位置推算暦データと通信する位置推算暦更新モジュールとを備え、
    前記位置推算暦更新モジュールは、前記暦データに少なくとも部分的に基づいて、複数の利用可能なＧＰＳ衛星を決定し、前記複数の利用可能なＧＰＳ衛星に対応する有効な位置推算暦データが、前記位置推算暦モジュールに格納されているかを判定し、前記位置推算暦モジュール内に、有効な位置推算暦データが格納されていない利用可能なＧＰＳ衛星のために位置推算暦データを要求する選択的な位置推算暦要求を生成するように構成された装置。
18. 請求項１７に記載の装置において、前記選択的な位置推算暦要求メッセージを前記位置決めエンティティに無線で送信し、前記位置決めエンティティから位置推算暦データを受信するように構成されたトランシーバを更に備えた装置。
19. 請求項１７に記載の装置において、システム時間に同期されたクロックを更に備え、前記位置推算暦更新モジュールは、前記システム時間と、前記位置推算暦モジュールに格納された位置推算暦データの各々に関連付けられた位置推算暦の時間とに部分的に基づいて、有効な位置推算暦データを決定する装置。
20. 請求項１７に記載の装置において、アプリケーション特有の集積回路を備えた装置。
21. 請求項１７に記載の装置において、無線電話を備えた装置。
22. 無線通信システムにおける位置決めエンティティであって、
    ＧＰＳ衛星暦データを格納するように構成された暦と、
    ＧＰＳ衛星位置推算暦データを格納するように構成された位置推算暦モジュールと、
    前記暦及び位置推算暦モジュールと通信する位置記録更新モジュールとを備え、
    前記位置記録更新モジュールは、移動局から位置推算暦要求メッセージを選択的に受信し、位置推算暦データが要求される一つ又は複数のＧＰＳ衛星を決定し、位置推算暦データが要求されていない少なくとも一つのＧＰＳ衛星のための位置推算暦データを除外しながら、前記選択的な位置推算暦要求メッセージに応答して、前記一つ又は複数のＧＰＳ衛星のための位置推算暦データを前記移動局に送信する位置決めエンティティ。
23. 請求項２２に記載の位置決めエンティティにおいて、前記位置記録更新モジュールは更に、前記一つ又は複数のＧＰＳ衛星のための前記位置推算暦データを送信する前に、前記位置推算暦モジュールに格納された位置推算暦データを切り捨てるように構成されている位置決めエンティティ。

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