JP2009508426A - ワイヤレス・ネットワークにおける移動局の位置判定 - Google Patents

Abstract

本発明は、ネットワーク、及びネットワークの動作方法に関する。ネットワークは、複数の局を備えており、その各々は、当該ネットワークが少なくとも１つの選択した中間局を通じて局間でデータを送信することができるように、データを送信及び受信することができる。各局は、近隣局のリストを収集するためにプローブ信号を他局にブロードキャストで送信する。局は、プローブ信号の少なくとも一部において位置データ及び／又は位置判定データを送信する。位置データは、プローブ信号を送信する局の絶対又は相対位置を示すデータを含み、位置判定データは、プローブ信号を受信した局がその局及び／又は他局の絶対又は相対位置を判定するために使用可能なデータを含む。各局は、選択した局から受信した位置データ及び／又は位置判定データを維持し、局自体及び／又は他局の絶対又は相対位置を判定するために、位置データ及び／又は位置判定データを利用する。局は、それら自体と直接通信する他局、更にこれら自体と直接通信しない他局の相対又は絶対位置も判定することができる。

Description

本発明は、通信ネットワークにおいてワイヤレス移動局の位置を測地し判定する方法に関する。本明細書の目的上、このような通信ネットワークを機会推進多重アクセス（ＯＤＭＡ：Opportunity Driven Multiple Access）ネットワークと称する。

場所の判定は、通信ネットワークの加入者に、場所に基づくサービスを提供する際に、サービス・プロバイダにとって有用である。このようなサービスは、例えば、運転方向指示、車両追跡、関連領域情報及び利用可能な用との提供を含むが、種々の目的及び料金請求の差別化(billing differentiation)のために加入者を類別することも可能にする。
加えて、今日では、世界中の様々な規制当局により、ワイヤレス電話ネットワークのサービス・プロバイダは、緊急通話処理を容易にするために、ワイヤレス電話機のユーザの所在地を突き止めることができなければならないことが要求されている。

これらの規制により、このようなユーザの位置を、彼らの実際の物理的所在地から既定の距離以内までに確定することが義務づけられている。例えば、アメリカ合衆国では、連邦通信委員会がワイヤレス強化９１１（Ｅ９１１）規則を公布しており、サービス・プロバイダは彼らのネットワーク上においてワイヤレス電話機のユーザの少なくとも２／３を、ユーザの実際の物理的所在地から１２５メートル以内で突き止めることができなければならない。

ネットワークにおけるワイヤレス局の所在地を判定するには、一般に、ネットワーク基準測地システム又は局基準測地システムを用いる。ネットワーク基準測地システムは、通例、ワイヤレス局と固定位置基地局又はアクセス・ポイント間における信号の三角測量を伴う技法を利用する。アクセス・ポイントは、ワイヤレス局とネットワークとの間において通信ポートとして作用する。局基準システムは、半地球測地システム（ＧＰＳ）受信機のような別の技術を組み込む。この受信機は、局のワイヤレス・デバイスに内蔵すること、又はデバイスと組み合わせて用いることもできる。

サービス差別化の必要性が関連して増大すること、そして緊急時規制が恐らく電話機以外のワイヤレス・デバイスにも拡大されることの可能性がある。そのため、ユーザ局の精度高い位置検出(location)及び測地(positioning)は、ワイヤレス・ネットワーキング環境において今や重要な機構となっている。現在では、ＶＯＩＰ（Voice Over Internet Protocol：インターネット・プロトコル上音声）におけるように、ワイヤレス・ユニットと共に測地機器を用いずに、ある種のこれらのデバイスを位置検出することは困難である。何故なら、ＶＯＩＰデバイスと地理的位置との間には固定関係がないからである。加えて、測地技術は制限を受けるので、局が検出不能となる場合がある。

本発明の目的は、基地局やアクセス・ポイントには依存しないネットワーク基準方法論を用いて、ＶＯＩＰ及びその他の以前は検出不可能であったデバイスを含む、ワイヤレス移動局に関して高精度で、連続的な所在地及び測地情報を提供することである。

本発明によれば、複数の局を備えたネットワークの動作方法が提供され、ネットワークが少なくとも１つの選択した中間局を通じて局間でデータを送信することができるように、局の各々がデータを送信及び受信可能である。本方法は、
各局からプローブ信号を送信するステップと、
プローブ信号の少なくとも一部において位置データ及び／又は位置判定データを送信するステップであって、位置データはプローブ信号を送信する局の絶対又は相対位置を示すデータを含み、位置判定データは、プローブ信号を受信した局がその局及び／又は他局の絶対又は相対位置を判定するために使用可能なデータを含む、ステップと、
１つ以上の探査局からプローブ信号を受信した局において、探査局から選択した局から受信した位置データ及び／又は位置判定データを維持するステップと、
位置データ及び／又は位置判定データを維持する各局において、各局及び／又は他局の絶対又は相対位置を判定するために、位置データ及び／又は位置判定データを利用するステップと、
を備えている。

プローブ信号における位置データ及び／又は位置判定データは、プローブ信号を送信した局が選択した近隣局の絶対位置又は相対位置を示すデータを含むことができる。
各局と直接通信する他局、及び各局と直接通信しない他局の相対又は絶対位置を判定するために位置データ及び／又は位置判定データを用いることができる。
本方法は、通信ネットワークにおいて動作することができ、当該ネットワークにおいて、局は発信局からのメッセージを、少なくとも１つの便宜的に選択した中間局を通じて、宛先局に送信することができる。
あるいは、本方法は、ネットワークにおいて局を追跡する又は突き止める目的で主に設けられるネットワークにおいて動作することもできる。
本方法は、各局において、他局にプローブ信号を送信するためのチャネルを選択するステップを含むことができ、探査局からプローブ信号を受信した他局は、直接又は他局を通じて間接的に、選択したチャネル上で応答する。
本方法は、プローブ信号においてクロック・データを送信するステップと、プローブ信号が局間を伝搬するのに要する時間、したがって、局間の距離を判定するためにクロック・データを利用するステップとを含むことができる。
更に、本方法は、ネットワークの局において、クロックの同期を取るステップを含むことができ、この目的のための更新タイミング・データを中央タイミング局から他局に送信する。

更新タイミング・データのいずれの局における受入又は拒否も、かかるデータの送信に関して、局において受信したデータの同時送信の前に、他に対して計算した累積誤差関数に応答して判定することにより、ネットワークの各局においてクロックの同期に関して高いレベルの精度を維持することができる。
位置データは、所定の精度度合いで１つ以上の局の位置を示す位置情報を備えることができる。
位置データは、局基準測地システムを装備した局、又は既知の固定位置を有する局から得た絶対位置情報を備えることができる。
あるいは又は加えて、位置データは、１つ以上の局の他局に対する位置を示す相対位置情報を備えることができる。
相対位置情報は、局間で送信されたプローブ信号内にある送信パワー及び／又は経路損失データを利用して、当該局自体の間の近似距離を判定した局から得ることができる。
あるいは又は加えて、相対位置データは、局官で送信されたプローブ信号から抽出したタイミング・データを利用して、当該局自体の間の距離を判定した局から得ることができる。
タイミング・データは、受信したプローブ信号に応答する局が回答プローブ信号に挿入する処理遅延データを含むことができ、処理遅延データは、受信したプローブ信号に応答する局において該受信したプローブ信号を処理するために要する時間を示す。

本方法は、三角測量によって１つ以上の局の位置を示す位置情報を得るステップを含むことができる。
本方法は、既にそれら自体の絶対位置を判定している他局に対する更に別の局の位置を判定することによって、当該局の絶対位置を判定するために絶対及び相対位置情報の組み合わせを利用し、絶対位置情報を有する他局と直接通信することができない更に別の局が、しかしながら、それら自体の絶対位置を間接的に判定することができるようにするステップを備えることができる。
本方法は、各々それ自体の絶対位置を比較的高い精度で判定することができるか、又はこれを定義する絶対位置データを供給される、ある数のシード局を設け、プローブ信号をシード局に送信する及びプローブ信号をシード局から受信する他局が、それら自体の絶対位置を判定するために、シード局からの絶対位置情報を得て、他局にプローブ信号を送信する及び他局からプローブ信号を受信する更に別の局は、それら自体の絶対位置を判定するために、他局から絶対位置情報を得るステップを含むことができる。

各局は、受信したプローブ信号を選択し、かかるプローブ信号が局測定能力又はクロック同期に関して高品質の位置又はタイミング・データを収容すると判定する程度に応じて、位置又はタイミング信号を、選択したプローブ信号から抽出することができる。
本方法は、受信したプローブ信号が機会の最適ピークの間に送信されたのか否か判定するために、これらを分析するステップを備えることができる。
本方法は、かかる受信プローブ信号において経路損失及び／又はマルチパス歪みを測定するステップと、位置又はタイミング・データの抽出のために低経路損失及び／又は低マルチパス歪みを有するプローブ信号を選択するステップとを備えることができる。

局は、それらが静的であり続けた時間長に関するデータをそれらのプローブ信号に含むことができ、他局は、最も長い期間静的であり続けた局からの位置データ及び／又は位置判定データを優先的に利用して、プローブ信号を受信する。
局は、それらのプローブ信号内に、以下にあげる、プローブ信号において識別した局間の送信ホップの数及び／又は品質、タイミング又は位置データの古さを示す古さデータ及び／又はプローブ信号に含まれる位置判定データ、プローブ信号において識別した１つ以上の局に関する位置情報の明言又は判定したレベル、並びにプローブ信号が非回のピークにおいて送られたか否かを示す品質データの内１つ以上に関する補助データを含むことができ、他局は、選択的に、受信したプローブ信号に含まれる補助データの特質に応じて、その中にある位置データ及び／又は位置判定データを利用して、プローブ信号を受信する。
中央管理当局が定義するプローブ・チャネル上でプローブ信号を送信することにより、干渉を低減し、信号の妨害又は傍受を防止することができる。
局は、他局が互いとの接続性を失った後所定時間の間当該他局の履歴位置データを維持することができ、該履歴位置データは、接続性が失われた局の最後の既知位置を判定するために検索可能である。
局は、局間の相対移動によって生ずる、プローブ信号におけるデータのばらつき、又はプローブ信号のその他の特性を利用して、当該プローブ信号内にある相対位置データ及び／又は位置判定データの曖昧さを解決することができる。

ネットワークにおける局から利用可能なサービスの特質又は品質を、判定した局及び／又はその他の近隣局の絶対又は相対位置に応じて調節することができる。
例えば、本方法は、局のユーザに、設備、目的又は人、あるいは局の判定した位置の付近にある他局に関する情報を提供するステップを含むことができる。
本方法の一実施形態では、第１局が、当該第１局に関して移動している第２局に関する位置情報を要求する場合、第１局は、位置情報の分解能が向上するように高めた選択レートで、第２局に宛てて傾斜収集プローブ信号を、直接又は１つ以上の中間局を通じて送信することができる。
傾斜収集信号は、位置情報の分解能を高めるように選択した高めのレートで送信することができる。

位置情報が要求されている間だけ、傾斜収集プローブ信号を高めのレートで送信することもできる。
ネットワークにおける別の局に関する位置情報を要求する第１局が、ネットワークにおける局の位置データ及び／又は位置判定データを維持する中央管理当局に宛てた位置要求メッセージを、他局への又は直接他局へのその後の送信のために、第１の要求元局の１つ以上の近隣に送信することができる。
位置を要求された局は、ネットワークを通じて第１局に、要求された位置情報と共に回答メッセージを送信することができる。
第１局は、１つ以上の中間局を通じて、他局に宛てた傾斜収集プローブ信号を送信することができ、他局は、１つ以上の中間局を通じて応答を送信することにより、中間局を通じて傾斜を作成し、傾斜提供情報が、第１局と他局との間で相対又は絶対方向ベクトルを確定することを可能にする。

更に、本発明によれば、複数の局を備えたネットワークが提供され、当該ネットワークが少なくとも１つの選択した中間局を通じて局間でデータを送信することができるように、局の各々がデータを送信及び受信可能であり、ネットワークにおける各局は、送信機と、受信機と、データ処理手段とを備えており、
他局にプローブ信号を送信し、他局からプローブ信号を受信し、
プローブ信号の少なくとも一部において位置データ及び／又は位置判定データを送信し、位置データはプローブ信号を送信する局の絶対又は相対位置を示すデータを含み、位置判定データは、プローブ信号を受信した局が局及び／又は他局の絶対又は相対位置を判定するために使用可能なデータを含み、
１つ以上の探査局からプローブ信号を受信した局において、探査局から選択した局から受信した位置データ及び／又は位置判定データを維持し、
局及び／又は他局の絶対又は相対位置を判定するために、位置データ及び／又は位置判定データを利用する、
ように動作可能であり、
局と直接通信する他局と、局と直接通信しない他局も含む。

各局は、局と直接通信する他局、及び局と直接通信しない他局の絶対又は相対位置も判定するように動作可能としてもよい。
各局は、好ましくは、クロックを含み、プローブ信号内においてクロック・データを送信し、プローブ信号が局間を伝搬する時間、即ち、局間の距離を判定するために、クロック信号を利用するように構成されている。
本ネットワークは、当該ネットワークの局に更新タイミング・データを送信する中央タイミング局を含むことができ、各局はそのクロックをネットワークの他局のクロックと、更新タイミング・データを利用して同期させるように構成されている。
好ましくは、各局は、当該局において受信するデータの他の以前の又は同時の送信に対して、かかるデータの送信に関して計算した累積誤差関数に応じて、更新タイミング・データを受け入れる又は拒否することによって、ネットワークの各局におけるクロックの同期に関して高レベルの精度を維持するように構成されている。

ネットワークにおいて、少なくとも一部の局は、局基準測地システムを備えることができ、あるいは既知の固定位置に対応する位置情報をプログラムすることができる。
各局は、局間で送信されるプローブ信号内にある送信パワー及び／又は経路損失データを利用して、それ自体と他局との間の近似距離を判定するように構成することができる。
あるいは又は加えて、各局は、三角測量による１つ以上の他局の位置を示す位置情報を得るように構成されている。

本ネットワークは、各々それ自体の絶対位置を比較的高い精度で判定することができるか、又はこれを定義する絶対位置データを供給される、ある数のシード局を含むことができ、プローブ信号をシード局に送信する及びプローブ信号をシード局から受信する他局が、それら自体の絶対位置を判定するために、シード局からの絶対位置情報を得ることができ、他局にプローブ信号を送信する及び他局からプローブ信号を受信する更に別の局は、それら自体の絶対位置を判定するために、他局から絶対位置情報を得ることができるようにしている。
好ましくは、各局のデータ処理手段は、受信したプローブ信号が機会の最適ピークの間に送信されたのか否か判定するために、これらを分析するように動作可能である。
好ましくは、データ処理手段は、受信プローブ信号において経路損失及び／又はマルチパス歪みを測定することによって受信プローブ信号を分析し、位置又はタイミング・データの抽出のために低経路損失及び／又は低マルチパス歪みを有するプローブ信号を選択するように動作可能である。
本ネットワークは、干渉を低減し、信号の妨害又は傍受を防止するために、プローブ信号の送信用にプローブ・チャネルを定義する中央管理当局を含むことができる。

添付図面を参照して、本明細書の以下の節において本発明の実施形態について詳しく説明する。しかしながら、図面は、発明をどのように実施するかを例示するに過ぎないので、図示する特徴の具体的形態及び配置は、発明に対する限定とは理解しないこととする。
前述のように、ワイヤレス・ネットワークにおいてワイヤレス移動局の位置検出システムは、一般に、ネットワークに基づくか、又は局に基づく。ネットワーク基準システムは、三角測量又は三辺測量（又は同様の）計算を行うために集めた情報を用いて、通例では既知の固定絶対位置に対する、未知の所在地にある局の位置を確定する。局基準システムは、他の技術を移動無線局に内蔵し、これらを移動局と連動して用いて、位置を検出する。このような技術には、汎地球測地システム（ＧＰＳ）受信機が含まれ、追加の地上設置局を設けることによって改良することができる。しかしながら、実際には、ＧＰＳやその他の技術には何らかの限界がある。その中でも最も重要なのは、例えば、ある種の地勢、建造物、地下では利用できない場合があるという事実である。

文脈で特に指示がない場合、本明細書における「絶対位置」という用語は、定義した格子又は座標を参照して示す位置のように、地理的に参照される位置（その精度には係わらない）を意味することを意図している。例えば、絶対位置は、ｘ、ｙ、ｚ面における基準位置に関して定義することができ、あるいは緯度及び経度（そして、高度も考えられる）座標に関して定義することができる。「相対位置」という用語は、ネットワーク内にある局間の、一方の局又は互いを参照とするが、定義した格子又は座標を参照せずに、相対距離、及びその相対的方位に関して表現した位置を意味することを意図している。

本発明は、通例、（Multi-Hop Packet Radio Network（マルチホップ・パケット無線ネットワーク）と題するＷＯ９６／１９８８７に記載されている一般的な種類の）ＯＤＭＡ通信ネットワークに用いる、移動局の位置検出及び測地を行う、ネットワーク基準方法に関する。ネットワークにおける局の一部は、局基準測地システムを有することもできるが、これは本発明の要件ではない。

三角測量及び関係する幾何学的計算を行うためには、局は当該局間の距離を判定することができなければならない。ネットワーク環境において２箇所のワイヤレス局間の距離を判定する多数のメカニズムが知られている。これらのメカニズムは、以下を含む。
・局間における信号到達時間（ＴＯＡ）を測定することによる信号タイミング分析。位置検出機器と共に、信号到達時間差（ＴＤＯＡ）及び推定位置の計算を可能とする。
・局間の信号の角度を測定する到達角度分析（ＡＯＡ）。
・ネットワーク上の局間における衰弱信号の周波数ずれ、位相ずれ、及び経路損失のような、無線周波数特性を評価する無線伝搬分析。

無線ネットワークでは、経路損失情報は、経路損失を距離に関係づける、基本的で周知の無線伝搬分析技法によって、２つの局間における距離の初期指示を与える。つまり、ある局が近隣のプローブ信号送信を聴取した(hear)場合、受信局は、初期送信のパワーレベル及び探査において指定されているノイズ・フロアを分析することによって、送信元の近隣がある距離だけ離れていることを判定するが、このメカニズムには精度に限界がある。精度は、距離の関数であり、距離が長い程精度は低くなる。

各局は、他局の探査送信及びあらゆる応答に傾聴し(listen)、傾聴局からの他局の距離、及びたいがいの距離に関して初期情報を有する（探査及び応答における情報）。しかしながら、受信した探査情報が傾聴局自体に関する情報を内蔵している場合、言い換えると、それが傾聴から得た情報を近隣からの探査に提供する場合、傾聴局は局間の距離に関して一層精度の高い結論を得ることができる。次いで、探査に回答して、応答を受信すると、この応答は特定の情報を提供し、無線伝搬分析技法によって又はタイミング測定から非常に高精度な距離の判定を可能にする。
その結果、受信局は正確にそれが近隣に対してどこにいるか分からないが、既知の半径だけ離れている探査局が発生した円（更に正確には三次元球）のある半径内部にあることを少なくとも認識する。

最初は、これが特に高精度とは思えないが、他方の局までの距離が実際には非常に短い場合、この情報は十分高精度となるのはもっともである。ＯＤＭＡネットワーク環境では、これが生ずる場合が多い。例えば、二人の移動電話機のユーザが混雑した部屋にいることもあり得るが、この場合、正確な位置は得られないものの、一方のユーザは、他方のユーザが少なくともこのユーザ自身の位置からある距離以内にいることを確定することができる。言い換えると、各ユーザは他方の正確な実際の位置を知ることができないが、彼らは同一の部屋におり数メートルも離れていないことは分かる。

この概念を図１（ａ）に示す。ここでは、送信局Ｘが受信局Ｒから距離ｘの位置にある。局Ｘが既知の固定絶対位置を有し、通信できる場合、受信局Ｒはそれが半径ｘ以内にある（したがって、Ａ〜Ｃ／３〜５）と印した９つの格子ブロックの内の１つの中にある）ことが分かる。局Ｘの位置が確定していない場合、ＲはＸから相対距離ｘの位置にあることは少なくとも分かるが、何の位置情報も有さない。

Ｒに２つの近隣(neighbor)があり、固定絶対位置が分かっている場合、受信局による分析から、これらの２つの局からの半径によって定義される円の２つの可能な交点の一方に受信局があるという結論が導かれる。これを図１（ｂ）に示す。ここでは、第２局が受信局Ｒから距離ｙの位置にあり、受信局は場所Ｂ／３又はＣ／５のいずれかにあるという結論が導かれる。この場合も、格子ブロックが非常に小さければ、これは測地の目的であれば既に十分な情報を提供していることになる。

２つの他局（Ｘ及びＹ）が絶対位置情報を有していなかった場合、そしてＸ及びＹが互いからの送信を受信できる範囲以内にいなかったと仮定すると、Ｒは、それがＸ及びＹからそれぞれ距離ｘ及びｙ以内にあったということが分かるだけである。しかしながら、Ｘ及びＹ自体が互いからの送信を取り込むことができたのであれば、これらはＲの位置の曖昧さには関係なく、ベクトル（距離及び方向）として互いに対するこれらの相対位置を確定することができる。この概念を、以下では、本発明を参照して本明細書に拡大する。

領域に関する既知の情報があれば、局が２箇所の可能な場所の一方又は他方にある尤度(likelihood)に関してある種の仮定を行うことが可能になる（例えば、一方の場所が道路であり、他方が湿地であることもある）。しかしながら、本明細書において以下に続く説明から、ＯＤＭＡの低速探査及び近隣集合プロセスは、領域又は地勢(topography)についての実際に何も知らなくても、これらの曖昧さの形態を解明するのにも役立つことが分かる。

図１（ｃ）は、固定絶対位置を有する第３局Ｚが、計算した距離ｚだけ離れている場合、受信局Ｒの場所は、基本的な三角測量計算によって、場所Ｃ／５における固定の絶対地点まで狭めることができることを示す。この場合も、局Ｘ、Ｙ及びＺにおいて絶対位置情報が得られない場合、Ｒが判断することができるのは、これらの局がＲからそれぞれ距離ｘ、ｙ及びｚ以内にあることで全てである。（局Ｘ、Ｙ及びＺの互いに対する位置は、これらが互いの送信を聴取することができれば、決定することができる。）

図１の例において用いた三角測量計算は、追加の局を伴うときに、局間の相対的な高度という第３次元を決定するためにも適用することができるのは明らかである。指向性アンテナを用いると、到達角度分析を用いることによって、測地の目的に必要な送信局の数が少なくなる。これらの方法は、既知の技法を伴う。

図１（ｄ）は、位置情報を要求するワイヤレス局Ｒ、並びにそれぞれ新しい位置Ｘ’、Ｙ’及びＺ’にある局Ｘ、Ｙ及びＺを示す。この時点において、ワイヤレス局Ｒは、その位置を判定するために、局Ｘ及びＹと共に、新しい近隣Ｗも用いている。局Ｚは、範囲外にある（図示の通り）ことも、ワイヤレス局Ｒがその位置計算を検査することを可能にする追加情報を提供するために用いることもできる。

上述の説明では、ＯＤＭＡネットワークにおける局は、当該局がその近隣として確定した局からの情報を得ることによって、その場所を確定できることが分かる。距離を判定する代替方法（以下で論ずるようなタイミング探査及び応答等）を利用して、精度を高めることもできるが、前述の原理はその場合でも適用される。

従前からのネットワーク基準位置判定メカニズムでは、位置を確定しようとする局は、当該局の限界以内にあり絶対位置情報を有する固定位置ビーコンと通信しようとする。更に進んだシステムでは、局がその位置を判定できる程度のビーコンを突き止めることに失敗した場合、位置を推定するために、ビーコンと接触する他局をその領域で突き止めようとすることができる。

しかしながら、このようにビーコンを試金石として利用することは本発明では必要ではない。本発明では、局は開始時にビーコンと通信しようとするのではなく、代わりに単に良質の近隣を収集し始めるだけであり、それらを中心とする絶対位置情報があってもなくても関係ない。これらの近隣の一部は、絶対位置情報を有する局となることもるが、そうである必要はない。

オンに切り換えるとき、局がしなければならないことは、プローブ信号に傾聴し、近隣を探査して、利用可能な最良の近隣の既定群を収集し維持することで全てである。測地メカニズムは、いずれの基地局からのカバレッジ、固定位置、又はその他のデータ点にも依存しない。近隣が絶対位置情報を偶然有していた場合、局自体がその位置を非常に素早く判定することができる。

ある局を既存のネットワークにおいて活性化するとき、この新しい局の周囲で既に動作している局は、既にそれらの位置を確定している可能性は非常に高い（相対的又は絶対的のいずれでも）。その理由はいずれ明らかとなろう。しかしながら、図示の実施形態では、局の多く（全てではないにしても）は位置を確定する必要があると仮定する。局の全てが限られた数の局と位置情報を通信しようとしている（ビーコンの場合のように）のではないので、本発明には、これら不要の送信でネットワークを過負荷にすることはないという付加的な効果(benefit)が得られる。

ワイヤレスＯＤＭＡ方法論(ODMA-over-wireless methodology)が用いられる通信ネットワークは、多数のワイヤレス局を有し、ワイヤレス局は互いにデータを送信すること及びデータを受信することができる。この方法論は、第１ブロードキャストプローブ信号を他局に送信するために、第１探査チャネルを定義することを含む。第１プローブ信号（「低速探査」とも呼ぶ）を受信した他局は、探査元の局に、それらの宛先局又は中間局としての可用性を示す。これら他の利用可能な局の詳細及びこれらの局に関する接続性データを備えている近隣表を、各局に保持する。

ワイヤレス媒体を利用するＯＤＭＡネットワークでは、多数の局が密接している場合、これらが行う探査のデータ・レートが高くなり、送信パワーが低下することになる。傾聴する局は、ときどき、高いデータ・レートを用いることができない又は十分な近隣を有していない孤立（遠隔）局（「孤立近隣」とも呼ぶ）があれば、そのいずれをも助けるために、低いデータ・レートで探査している又は十分な近隣を有していない局に応答することがある。局がデータ・レートを低くして用いるのは、これらが孤立しており、高データ・レート及び最大パワーでは十分な近隣を見つけることができない場合のみである。
ＯＤＭＡネットワークは、２種類の探査プロセス、「低速探査」及び「高速探査」を利用する。低速探査プロセスが用いられるのは、各局が近隣を集めるためであり、一方高速探査プロセスは、発信局及び宛先局間に傾斜を構築するためである。

各局は、低速「近隣収集」プローブ信号を規則的な間隔（低速探査タイマが決定する）で送信し、他局を探そうとする。局は、その低速探査において、他局の探査を検出できることを示し、こうして、局は、ある所定数の局が、探査を検出できることを示すまで、その探査パワーを変化させる。局が必要な数の近隣を取得できない場合、最低のデータ・レート及び最大送信パワーに留まる。
各局は、低速探査タイマを低速探査信号送信間で多少不規則に変化させて、他局との衝突を回避する。いずれかの局が他局の送信を受信し始めた場合、低速探査タイマに新たな間隔をロードし直す。

移動局のネットワークでは、局は常時移動しており、したがってこのような近隣の数は常時変化している。近隣の数が必要数を超過した場合、局は探査チャネル上においてそのデータ・レートを高め始める。要求数の近隣をもはや上回らなくなるまで、そのデータ・レートを低下し続ける。最大データ・レートに達した場合、最少送信パワーに達するか、又はもはや要求数の近隣を超過しなくなるまで、少量の刻みでその低速探査送信パワーを低下させ始める。

局が探査チャネル上において他局の低速探査に回答するとき、そのデータ・パケットの長さを低速探査タイマ間隔に制限する。これは、その回答中他局の探査を回避するためである。回答している局が、小さなパケットに納まり切らないデータを有し送ろうとする場合、パケットのヘッダにおいて他局が特定のデータ・チャネルに移動しなければならないことを示す。

探査チャネル毎にデータ・チャネル数を既定することができる。変更を要求している局は、不規則に、利用可能なデータ・チャネルの１つを選択する。他局が要求を受信した場合、直ちにそのデータ・チャネルに変更し、２箇所の局は、これらのいずれかがいずれかの送るべきデータを有するまで、又はデータ・チャネル上に残留する最大時間が経過した（データ・タイマによって設定する）場合、通信し続ける。代わりのデータ・トランスポート・プロトコルも用いることができる。
局がデータ・チャネルに変更した場合、データ・タイマをロードする。データ・タイマが許容する限り、データ・チャネル上に残る。データ・タイマが終了すると、局は探査チャネルに戻り、再度探査を開始する。

低速探査プロセスは、以下の３つの基本的機能から成る。
１．近隣の収集
２．パワー学習
３．近隣の傾斜(ramping)

近隣収集のプロセスは、局が増大させたパワーレベルで探査を開始し、近隣がそれら自体の探査において、最初の局のプローブを検出していることを示すまで行う。探査のパワーは、所定数の近隣が、これらが探査を検出していることを示すまで、増加させる。
全ての局が所定数の近隣を収集し終えるまで、全ての探査局はその探査パワーを増減する。このプロセスは、探査のパワーレベルを上昇及び低下し、プローブにおいて、他のどの局の探査を傍受したか示すことから成る。このようにして、全ての局は、これらが種々の近隣に達するために必要なパワーレベルを習得することができる。
局が探査する毎に、その送信パワー及びノイズ・フロアを示し、どの局を近隣として有しているかを示す。ある局が他局のプローブを傍受する毎に、プローブから、経路損失、及びその局の経路損失及びノイズ・フロアから局に達するのに必要なパワーを計算する。近隣への経路損失、及び近隣に達するのに必要なパワーは、各局において保持している近隣表内に格納される。近隣がもはや聴取していない場合、経路損失、及び局に達するために必要なパワーレベルを、表内において上昇即ち「傾斜」させ、あるレベルに達するまで行い、その時点でこの近隣を近隣表から除外する。

局が、その近隣の１つでない宛先、例えば、ネットワークを超えた遠隔局へのメッセージ（又はその他のデータ）を有する場合、如何にして宛先に達するのかについて情報を得るために、高速探査信号（又は傾斜収集プローブ信号）を送信し始める。この情報は、傾斜と呼ばれ、宛先に達するための累積コストの指示である。局が高速探査を開始すると、宛先を探していることを示し、この高速プローブを聴取している近隣は、宛先がその近隣の高速プローブを聴取するまで、それら自体が高速探査を行う。次いで、傾斜が発信源に達するまで、累積コストの加算によって傾斜を構築し、発信源は、傾斜において得られた情報を用いて、近隣にメッセージを送出し始めることができ、一方、宛先は、宛先に達するまで、それらをその近隣に送出することができる。

各局は、その近隣の各々の各宛先に対する（累積コスト）傾斜、及びそれ自体の宛先に対する傾斜の記録を保持している。各局は、宛先への累積コストが低い方の局にメッセージを渡すだけである。局は、宛先までの傾斜が低い方の近隣であれば、そのいずれにでもメッセージを渡すことができる。低速探査による近隣集合、及び高速探査による傾斜発生により、局はいずれの宛先であれコストが低い方の局を多数選択することができ、このような宛先にメッセージを送ることができる。近隣は、常時低速探査によって維持され、傾斜は、近隣でない局にメッセージを送る必要があるときに、必要に応じて発生するだけである。

ＯＤＭＡ方法論は、特に近隣表及び傾斜表の使用に関して、Probing Method for Multi-Station Network（多局ネットワーク用探査方法）と題するＷＯ２００５／０６２５２８号に詳細に記載されている。本発明では、その文書に記載されている高速探査プロセスを同様に用いて、定義した位置関係累積誤差関数に基づいて、宛先に対する位置判定精度に関して、最高レベルの信頼度で、多数のレベルの近隣全体にわたって位置傾斜又は距離傾斜を定義することができる。

探査プロセスは、各局の近隣に関して、そして実際には近隣の各々の近隣局に関するかなりの量の情報を提供する。本発明では、良質の近隣の識別及び維持は、計算した位置の精度を決定する重要な要素であり、したがって、低速探査によるＯＤＭＡ近隣収集プロセスは、ＯＤＭＡネットワークにおけるワイヤレス局の位置検出及び測地において補助するために用いられる主要なメカニズムである。各ワイヤレス局は、当該局の近隣からの情報を識別し取り込むために、低速探査プロセスを用いる。この意味で局を「近隣」と見なすのは、近隣収集プローブ・メッセージを送信したのを聴取された場合であり、識別された近隣局の詳細は、各局の近隣表に保持される。

識別された近隣局自体が近隣収集プローブ・メッセージを送信しており、これが特定の局によって受信され、このプローブが特定の局自体の識別子の情報を収容している場合、この近隣に対して近隣表において「検出近隣」(detecting neighbor)というフラグを立てる。通例、各局は約１０箇所の検出近隣を維持するために、その近隣収集技法を改造する（一般には、データ送信レートを高め、送出するプローブ信号のパワー強度を低下させることにより）。これらの内、経路損失が最低の所定数（例えば、５局）の近隣に「近接近隣」(close neighbor)というフラグを付ける。近接近隣から得られる情報は、別個に又は優先的に扱うことができ、この情報を送信するために用いる情報も、近隣に応じて適応させることができる。

局が最大プローブパワーで送信しているときに、最少数の近接近隣を獲得することができない場合、これを「孤立近隣」と呼ぶ。孤立近隣送信を検出することができる要求数の近接近隣を獲得した他局は、孤立近隣に、これらを検出したことを知らせ、追加情報を孤立近隣に提供することができる。

探査も行わず他のメッセージも送らない場合、各局は他局のプローブを傾聴している。聴取のとき、受信局はプローブ内に提供されている送信パワー情報を用いて、当該局に対する経路損失を確定することができる。各局が最低経路損失を有する近接近隣を続いて識別していくと、これらの近隣は、直接視野に入るか、又は干渉が最も少ない最良の信号を有する可能性が高くなる。

傾聴することしかできない局でさえも、多くの局があり最大限稼働しているネットワークでは、探査局との接続性は比較的良い状態にある。これは、プローブを送っている局はその近隣数を極力抑えるためにその送信パワーレベルを低下させている可能性が高いからである。言い換えると、通例、接続性の品質を求めて近隣を選択する。孤立近隣は例外であるが、（その最大パワー送信で聴取しこれらが要求数未満の収集近隣を有すると判定する）局によって認識され、補助を受ける。

更に、ブロードキャスト・プローブはブロードキャスト局の近接及び／又は検出近隣の情報も含むことができる。これによって、ブロードキャストを傾聴している局は、近隣の位置を知ることができ、これによって追加情報を捕捉する(scavenge)ことが容易になる。実際、傾聴局は、必要であれば、このようにして得た情報から、特定の局でさえも探査することができる。

局において入手可能な情報を分析することにより、経路損失及び信号強度情報から何らかの単純な想定を行えることは明らかなはずである。経路損失が非常に低い場合、局は直接視線内にある（反射信号が全くない）可能性が高い。このような場合、局間の距離は、比較的高い精度で判定することができる。これは、距離及び位置について「生の」判定をもたらす。低速探査方法論は、この情報を、ＯＤＭＡネットワークの通常動作中に、あらゆる遅延に関する情報と共に収集する。最も強い信号は、一般に、直接信号であるが、そうではない異常な状況もあり得る。この形態の潜在的な曖昧さを局の移動度によって認識し解明することが、以下で分かるであろう。

経路損失が高い場合、例えば、干渉がある可能性がある、障壁（建物等）又は局が単に離れているのかも知れない等、環境について想定を行うことができる。遅延を登録する場合、反射又は偏向信号があると想定することができる。ＯＤＭＡネットワークでは数箇所に近隣がある可能性が高いので、数箇所の独立した信号源から位置を確定し、他局からの情報を検証することは可能なはずであり、こうして、反射又は偏向信号に基づく距離計算によって生ずる誤差を未然に回避することができる。

距離に応じて、異なるパワー及び変調技法を利用することができる。局が近接している場合、どれくらいの距離でどの場所からならば鋭いブロードバンド・パルスを送信できるかは、非常に精度高く確定することができる。広スペクトル又はブロードバンド信号によってデータ送信レートを高くすることができるが、パワーを増大させなければ、距離が延長するに連れて信号がぼけてくる。変調技法はこれらの問題をある程度改善することができるが、伝搬する距離が更に延長すると、帯域幅を狭め、データ・レートを低下し、パワーを増大させることが必要となる。ＯＤＭＡ通信において用いられる探査方法は、データ転送を最適化するために、既にこれらの特性を適応させており、測地計算を改良するために用いることができる。

経路損失及び信号強度特性から局間の距離を推定する際に用いることに加えて、特定のプローブを近隣に送り、探査信号が一方の局から他方の局に伝搬し、そしてその後に再度戻ってくるのに要する時間に関するタイミング情報を得ることもできる。各局が、ユニット内に非常に精度が高いクロックを内蔵しているのであれば、プローブを他局に送る時間（デルタ時間）、次いで受信局において処理し返送させる時間を用いれば、光速（無線信号の伝搬速度でもある）を用いて距離を計算することができる。

ＯＤＭＡ環境では、プローブ信号を、近隣収集プロセスにおいて識別したあらゆる近隣に送出することができ、プローブはタイマを内蔵する。このプローブは、近隣収集プローブとは別個で異なるのでもよく、あるいは近隣収集プローブがタイマを内蔵し、近接近隣としてリストした近隣が応答するようにしてもよい。受信時に、近隣は、プローブを受信した時刻、そして処理後に回答を返送した時刻を記録する。探査した局が実際の受信時刻及び応答送信時刻を返送しても、その局が単に処理時間だけをそれとして返送しても、被探査近隣局における処理時間を除外することにより、探査局が、無線信号が近隣に到達して戻ってくるまでに要する時間（言い換えると、局間の距離の２倍）を計算することができるのは明白なはずである。光の速度は約３．０×１０^８ｍ／ｓであるので、信号が近隣に達する時間が１μｓと計算されたならば、局間の距離は３００ｍとなる。

したがって、位置検出及び測地の目的では、ＯＤＭＡ通信に必要な汎用近隣収集プローブの特性に加えて、既知の近隣各々の一意のＯＤＭＡ識別子／アドレスと共にクロック又はタイミング情報もプローブ内に置くことができる。各局は、直接の（近接又は検出）近隣からのブロードキャスト・プローブを聴取し、独立したクロック又はタイミング・データを探査近隣の各々に返送する。このように、送出及び受信近隣双方が、それらの互いからの相対距離に関して進行中の情報を有し、その相対位置の精度を維持することができる。

時間基準測地技法では高精度の送信が必要になるので、時間データ点の精度が高く短い送信が必要である。送信において定着しているビット集合は、当該集合をプローブにおいて受信したとき、及び探査局に返送したときのそれぞれの局におけるクロックを開始し、送信に注入された一意のビット・シーケンスが事実上トリガとして作用する。これには精巧なハードウェア制御が必要となるが、カウンタを開始し時間を非常に精度高く測定するために利用可能なディジタル・クロックの非常に高速な応答を可能にする。

探査局が送信を送るとき、特定のビット・シーケンスがトリガとなって探査局のクロックを開始させ、次いで探査局は応答を待つ。次いで、被探査局において一意のビット・シーケンスを受信し、被探査局においてクロックを開始させ、この局におけるトリガ受信後の往復処理／遅延時間を測定する。これを行うとき、トリガ・ビット・シーケンスを再度設定し、送信において往復時間を報告する。この送信を探査局において受信すると、トリガ・ビット・シーケンスは探査局におけるクロックを停止し、報告された被探査局における往復時間を減算し、その結果、往復の期間（処理往復時間を除外する）が分かる。この情報から、局は局間の距離を計算することができる。

先に例示したように、局は、それらの間の距離を判定するために、必ずしもクロックを有する必要はないが、望ましいのであれば、１つの特別に高精度なクロックから全ての局を継続して更新し同期させることも可能である。これを遂行するには、中央時間管理当局(central time authority)として機能する基準局から時間送信を送り、各局に正確な時間を供給することができる。

尚、接続性が悪い特定のホップを通じて送信を受信した可能性もあり、その場合クロック時間の設定、及び距離判定のために計算したタイミングに関して何らかの不確実さがあることは認められなければならない。タイミング精度の欠如、又は局のクロックの同期性の欠如、あるいは低送信品質は全て、低精度係数(inaccuracy factor)に寄与する可能性がある。この低精度係数は、各ホップに付随する費用関数の形態となっている誤差関数である。これらの誤差関数は、送信が進展するに連れて、多数のホップに跨って集計することができ、得られた情報に基づく計算の確実性（累計誤差関数）に関する指標を与える。

多数のホップに跨ってかかった時間の判定におけるドリフトの影響を抑えるために、ホップ毎の時間遅延（各局が通信を処理することによって生ずる）を判定する。局は、メッセージが到達するのに要した時間を必ずしも知っている訳ではないので、プローブを基準局に送ることができ、そして受信した応答から、時間を更新する局が遅延を計算することができる。この情報は、各局において同期の目的で設定した実際の時間に組み込むことができる。また、局は基準局からの正しい時間を要求することができ、次いで応答を受信する際の遅延を計時することができるのは明らかである。

時間同期は、中央時間管理当局からの多数のホップを通じて実行することができ、この同期は、クロック・ドリフトの影響を最小限に抑えるために、規則的な間隔で又は継続して改訂することができる。これを遂行するために、中央時間管理当局によって時刻更新を放射し、先に引用したProbing Method for a Multi-Station Networkと題するＷＯ２００５／０６２５２８に記載されている傾斜更新技法を用いてネットワーク上の局にブロードキャストすることができる。

中央管理当局がクロック更新を放射すると、時刻又はクロック更新データを受信した局は、累積誤差又は費用関数が以前の更新において受信したそれよりも良い場合には、更新を受け入れることを選択することができる。言い換えると、送信の完全性に関する不確実性のレベルが、以前の更新のそれよりも悪いと判断される場合、精度が高いと考えられる古い方の情報を優先して、その情報を無視することができる。ＷＯ２００５／０６２５２８に開示されている累積費用関数の説明は、本願の適用にも関連がある。１回の非常に長いホップにおいて受信した時刻更新情報を伴う送信は、良質の数回のホップにおける送信よりも費用関数が高いことは明らかである。その結果、送信を行う際に２通りのルートが潜在的に可能な場合、距離判定の精度が高くなるので、累積費用が低い方の経路を優先する。したがって、いずれの距離計算の値でも、ホップの間に集計したコスト又は必要なホップの回数、あるいは双方に基づいて、優先順位を付けることができる。

低精度及び誤差／費用関数の増大の影響に対抗するために、各局は、提案した受信局において得られるクロックが、送信局におけるクロックよりも精度が高いか又は低いか確認することができる。全ての近隣がそのクロック・データをそれらの間で受け渡しているので、ルーピング(looping)（言い換えると、同じ局によって開始された更新を受信すること）の可能性は回避できるはずである。ＷＯ２００５／０６２５２８は、このルーピングを「凍結」(freezing)によって防止する技法について記載している。本質的に、ループを回避するために、プローブにおいてカウンタを開始し、局間で更新タイミング・データを受け渡した回数を登録することによって、局の各々が最新のタイミング情報はどれなのか認識することができるようにし、こうして精度が低いタイミング情報の使用を回避する。

尚、各局において精度の高いローカル・クロックを維持すると、距離計算が御幅に簡略化されることは認められよう。距離計算に関して要求される精度のレベルによって、クロックに関して要求される精度のレベルが決まる。例示のして、３０ｍの分解能が必要な場合、クロックは０．１マイクロ秒（１００ナノ秒）の精度がなければならない。

ネットワーク全体としての動作も、局の全てがローカル・クロックを有し時間の同期が取られていれば、大幅に簡略化される。距離判定の改善に加えて、クロックの同期を取ることによって、それ以外にも効果が得られる。例えば、局が周波数間で異なるチャネルにホップすると、これによって干渉が回避されるので、通信が一層有効になる潜在的な可能性がある。しかしながら、これが有効であるためには、通信する局は同時に、又は所定のシーケンスでチャネルを移動させる必要がある。関与する全ての局がクロックを同期させている場合、この形態の通信はネットワーク全体において可能である。

更に、同期を取ることにより、絶対時間でのサービス提供及びネットワーク管理が容易になり、中央管理当局は、ソフトウェア又はセキュリティ更新等のような情報を受信するために、ある局にある時点においてあるチャネルに移動するように要求することが可能になる。この場合も、これはネットワーク全体における干渉を最小限に抑え、加えて秘匿性を向上させる。チャネル間のホップは、スケジュールに応答して行うことができ（スケジュールは中央管理当局によってランダムに決定し、暗号化した形態で局に伝達することができる）、この形態の制御は、ネットワーク管理においてそしてサービス品質レベルにとって、重要な考慮事項であることは明らかである。しかしながら、有効であるためには、関与する全ての局が、そのようにすることを要求されたときに、精度高く反応することができなければならない。

局間の距離を信号のタイミングで計算するか、又は伝搬分析から計算するか（又はエア・インターフェースを通じたその他のいずれかの分析）には関係なく、他局は、位置情報を、先に述べた何らかの精度のレベルで提供することができる。位置情報は、既定の基準フレームワーク上におけるｘ-ｙ-ｚ座標として提供することができ、あるいは単純に緯度及び経度（度、分及び秒）で提供することもでき、位置基準データ点から計算する（例えば、ＧＰＳ測地システムによって、望ましければ、高度を確定する手段と共に判定する）。適した基準、マップ、格子、又は座標系であればいずれでも、利用することができる。

ＯＤＭＡプロセスは「機会のピーク」(peaks of opportunity)を利用するので、経路損失が低く、マルチパス歪みが低く、測定距離能力に関して又は時間同期において「高品質」のプローブ信号を選択することが可能である。（機会のピークが発生するのは、信号強度又は信号対ノイズ・レベルにおけるピークが、受信信号の物理特性を監視することによって、又はビット・エラー・レートを時間の関数として監視することによって特定したときであり、局間の送信パワーを低減することができ、干渉を低減し、メッセージの再送信の必要性を低下させる。これらのピークは、信号経路振幅のばらつき、周波数又は位相のばらつき、ノイズ又は干渉、マルチパスの影響等のような要因に起因すると考えられる。）距離計算に関して機会のピークを用いたこれらのプローブ信号を用いると、測定した距離は大幅に精度が向上する。その結果、あらゆるプローブ信号を用いる必要がなくなることが認められよう。これは、特に、非常に単純な単一ホップの状況において適用可能である。

尚、要求に応じて又はこの目的に合わせた所定のスケジュールに応じて、局が用いる探査チャネルも変更することができることも認められよう。これによって、干渉を低減し、第三者が信号を妨害する又は信号にアクセスしようとするあらゆる試みも防止する。プローブ信号を送信するチャネルを移動することによって、信号を妨害又は傍受することが一層困難となる。したがって、信号は精度及び秘匿性が一層高まることになる。前述のように、探査チャネルの変更には、精度の高いタイミングが必要となる。

究極的に、必要な距離計算は、単純な幾何学の基礎も伴う。ＯＤＭＡネットワークでは、多くの加入者局間に比較的小さい割合のワイヤレス「シード」局があり、対象とする領域内に散乱している。これらのシード局は、１箇所以上の基地局又はノードを中心としたカバレッジのセルを設けるセルラ電話ネットワークやその他のネットワークのような、これよりも典型的なワイヤレス・ネットワークにおいて設けることができるアクセス・ポイントや基地局ではない。シード局は、単に、必要であれば中間中継局として使用するために利用でき、通例固定位置に配置され（例えば、電柱上及び建物の屋上）ワイヤレス局間におけるメッセージの日和見ルーティング(opportunistic routing)において補助する局に過ぎない。シード局は、ネットワークの固定インフラストラクチャではなく、区域内に十分な局が他にある場合には除去してもよい。

ＯＤＭＡネットワークにおけるシード局は、全ての意図及び目的に対して、これらが加入者には用いられず、一般に固定したままであることを除いて、他のワイヤレス局とほぼ同様である。しかしながら、シードが、例えば、列車又は車両内に所在する移動局であることを妨げる理由はない。必須ではないが、（全てでないにしても）殆どのシードにはその絶対位置を定義するデータが設けられているか、又はある程度の精度でその位置を判定する手段を有することが意図されている。これによって、周囲の局が固定絶対データ点に対するその位置を確定することが可能となる（とは言え、これは必ずしもシード局であることを必要としない）。

精度が高い測地情報を提供するために、そしてその位置に応じて、シードはそれら自体に局基準測地システム（移動しようとするときに有用となり得るＧＰＳシステム等）を内蔵してもよく、あるいは設置の時点で位置判定デバイス（ＧＰＳ等）からの情報をロードすることができる。しかしながら、一般的なＯＤＭＡネットワーク・システムにおいては位置が絶えず再評価されるために、固定シードは次々に位置情報を発していく。この位置情報は、標準的な局基準ＧＰＳ測地システムによって得られる情報よりもはるかに精度が高いことを証明しなければならない。この情報は中央管理当局に提供することができ、中央管理当局は、ネットワーク上にある他局が用いるために、局の絶対位置の精度を認証することができる。

ＯＤＭＡネットワークの中には、他局基準測地ハードウェアを内蔵する他局がある場合もある。例えば、ＧＰＳ受信機をある種の加入者電話機及びその他のデバイスに設けることもあり得る。前述の絶対「測地可能」(position enabled)シード、及びその他のあらゆる独立して「測地可能な」局は、「移動シード」と呼ぶことができ、ワイヤレス局が最初にネットワークに加入するときに、初期の「高精度」絶対測地情報を提供するのに役立つ。多くのワイヤレス局は初期状態では絶対位置情報を有する局の範囲外にあることもあるが、この記述から、ネットワークは、最終的には（通例素早く）ネットワーク上の全てではないにしても殆ど全ての局を包含するような手法でこの情報を増大させ共有することが明らかになるであろう。

前述のクロック精度のドリフト防止を参照して説明したのと全く同様に、位置基準の目的で１つ以上に非常に精度が高いデータ点を有し、これらから、他局がその位置を極めて正確に確認できるようにすることが可能であるとよい。位置に関する累積誤差関数の決定及び収容(containment)も、実質的に同様に動作し、各局は最も品質が高く、最も誤差が少ない位置情報を利用する。

ＯＤＭＡネットワークにおける局の各々は、低速探査プロセスによって近隣を収集し始める。これを行う際、これらは各々絶対位置情報を有するいずれかの近隣があるか否か素早く確定する。この情報は、プローブの中で局識別子と共に提供することができる。これらの局の一部は非常に離れている場合や、他の近隣に対する接続性の品質が劣る場合もある。しかしながら、局の近隣の中には、これらの絶対位置に対してより良い位置にある別の局もある。

尚、ある局が他局に近づく程、先に言及した技法によって距離を計算する際に混入する誤差は少なくなることは明白である。信号が伝わるホップの距離が大きい程、誤差関数も大きくなる。正確な位置情報を有する多くの局が近接して位置している場合、他局はこれらの局に対するその位置を高い精度で確定することができる。その結果、判定した位置が遠く離れている局に関する情報が数回の短い送信ホップ又はステップによって受け渡されても（各中間局は直接又は間接的に判定した位置を有すると識別された局にたいするそれ自体の位置を評価し、収集した近隣のその群の中にあり得るその他から）、各ホップが小さいので、場所を確定しようとしている局に受け渡される誤差は最少である。これは、優れた位置情報を有する良質の多くの小さなホップは、乏しい情報を有する悪質な１つのホップよりも、位置を判定する際には遥かに高い精度をもたらすからである。各局が解明絶対位置情報によって収集する近隣が増大すると、各局はその情報の、完全に異なる情報源によって獲得した情報に対する品質を検査することができ、徐々に測地は精度を高めていく。

尚、近隣局は、それらの位置が地理的に確かでない場合であっても、互いに対するその相対位置を素早く判定できることも明白である。これらの局の１つがその実際の位置を検証することを可能にする情報を受信すると、他の全ての局は、それらが以前に相対位置を判定しているために、それら自体の地理的位置を殆ど直ちに確定することができる。ある種の状況では、相対的測地だけができればよい場合もある。例えば、２人の人が広い公園で落ち会いたい場合、緯度、経度、及び高度のような詳細を知る必要はなく、彼らは単に落ち会うにはどれくらい歩き、どの方向に向かえばよいかが分かればよい。言い換えると、彼らが必要とするのは、距離及び方向から成るベクトルが全てである。

あるいは、ある局が、絶対位置を必要としないが、ある種の他局が互いに対してどこにあるかだけ、あるいはそのような元の局に対する位置だけを知りたい場合もある。例えば、父親が、彼の妻及び子供が絶えず一緒にいることだけを確認したい場合もあり、あるいは警察の通信指令係が、警察官が彼らの銃砲又は車両から離れていないことの確認を求める場合もある。実際、緊急の状況では、助けを必要とする局の、出動できる緊急要員からの相対位置を知ることだけが重要であるということもある。

要約すると、測地情報は、ある人自身の局の絶対位置、又は他局の絶対位置、又はある人自身の局の別の局に対する相対位置、又は他局の他局に対する相対位置に対して必要となる場合がある。勿論、絶対位置がわかれば、自動的に相対位置も知ることができるが、逆は真とはならない。いずれの場合でも、この一条方の全ては、全ての場所に基づくサービス及び利用可能な用途の提供を促進することができる。

ＯＤＭＡネットワークでは、多くの局が移動する可能性があり、それらの位置を他の位置から確定するが、それら自体も移動していることを認めなければならない。場所を確定しようとしているある特定の局が、解明位置（相対又は絶対）を有するワイヤレス局又はネットワークとは独立して確定された絶対位置（ＧＳＰ又はその他の測地デバイスを有する局）から数ホップ離れたところに位置することもあり得ることは、直観によって思いつく。しかしながら、ＯＤＭＡネットワークでは、測地メカニズムも、「増大する接続性」により、動的であり、初期状態では場所が分からないいずれの局藻、最終的には、局がそれら自体の位置を判定することによって収集した位置情報によって「巻き込まれて」いく。ネットワーク局の位置情報は、ネットワーク全体にわたって繰り返し「結晶化」する。加えて、全ての局が絶えず移動している訳ではないので、位置を確定しようとするいずれの局も、おそらくは、解明されていることが分かっている局から受信した情報を利用する。何故なら、これらの方が安定しており信頼性があるからである。

局によっては、受動的(patient)であって、その近隣がそれら自体の位置を確定するのを待たなければならない場合もある。しかし、近隣を絶えず収集していくに連れて、位置を確定するために必要な情報は、ネットワーク全体にわたって増々得易くなることは明らかなはずである。これは、増々多くの局がそれら自体の位置を更新するのに十分な情報を有し、他局を補助するために情報を受け渡すことを意味する。必要であれば（そして確かに初期段階では）、局はその探査信号強度を徐々に高めて行き、位置情報を有する可能性がある遠方の近隣を識別するのに適した機会を有することにより、必要な初期情報を得て、次いで一旦位置の指示が確定したならパワーを低下させることができる。

このプロセスの反復結晶化という特質を、非常に簡略化し単に指示するだけの形態で図２及び図３に示す。図２（ａ）において、ネットワークの地理的区域が示されており、多数のユーザを有する。ユーザの一部は近接して密集しているように表されており、他のユーザは間隔が開いている。この区域には数箇所に位置情報を有する固定シードと、数箇所に移動シード、即ち、測地デバイスを有する局があるが、位置情報を有する初期局の数は、固定であれ移動体であれ、局の総数に対して少ないことは認められるであろう。

このプロセスの最初のステップは、局が近隣を収集することであり、これを図２（ｂ）に示す。図示した例では、各局は、理想的には、３つの近接近隣のみを見出す(develop)ことを目指しているが、ある局はこの初期段階では最少数未満しか確定できない（その一部を示す）ことは明白であろう。

図３は、図２に示した同じネットワークを経時的に示す。時点ｔ_０（図３（ａ）に示す）では、区域内にあるワイヤレス移動局の中で、ネットワークからの場所情報を有するものはない。しかしながら、この区域全体に数個の固定シードが分散配置されており、独立した測地システムを有する数個の移動シード又は移動局もある。時点ｔ_１（図３（ｂ））において、本発明の第１実施形態にしたがって、数個の局がシード及び既知の位置が分かっている局から位置情報を見出すことに成功している。注記すべきは、高密度に密集している区域にある局程素早く何らかの形態で位置（相対又は絶対）を判定するということである。図３（ｃ）において、以前には相対位置しか判定していなかった局の多くが、この時点では、絶対位置を有する近隣を有しており、これらの相対地位を非常に素早く絶対位置にすることが可能となる。

図３（ｄ）は、本発明の第２実施形態による位置判定のための時点ｔ_１を示す。ここでは、絶対位置のみを判定する。位置を確定できる局が増えるに連れて、他の近隣局もそれら自体の位置を判定することができるようになり、位置が分かっている局の数が、ｔ_２（図３（ｅ））に示すように反復的にそして指数的に増大する。

図示した結晶化メカニズムの双方では、究極的に、ネットワーク上において近隣を突き止めることができる局の全ては、ある程度の精度で位置を確定することができ、次いで情報を再評価し、更新情報又は代替情報が利用可能になると、位置の分解能を高めることができる。最少数の近隣を見出すことができない孤立近隣でさえも、他局から情報を提供して、その位置を確定することができる（完全に伝搬範囲の外側でない限り）。しかしながら、距離によっては、情報の品質が比較的低く、その結果精度が低下する場合もある。

図１で記載した状況では、位置が分かっている３つの局がその絶対位置を局Ｒに伝達することができ、３つの位置情報源からＲの位置を確定することができた。しかしながら、Ｒが３つの局の送信しか聴取できず、絶対位置情報を受信していなかった場合、Ｒは、他局が各々ある距離だけそれから離れているという結論を出すことしかできない。この原理を図４（ａ）に示す。この場合、局Ａは３つの近隣Ａ１、Ａ２及びＡ３の送信を受信することができ（又は応答を探査し受信し終えている可能性もある）、これによってこれらの局は全てＡのある「軌道」以内の、それぞれ、距離ａ１、ａ２、ａ３にあることを判定する。しかしながら、局Ａは、軌道上のどこにこれらの局が位置するか確かではない。図４（ｂ）は、これらの局が互いに対して実際にどこに位置するかを示すが、これらのいずれもがこれを初期状態では判定することができない。

図示した局の全てが他局からのプローブの一部又は全てを聴取することができれば、又は情報を互いに共有することができれば、これらの相対位置に関して更に詳しい結論を引き出すことができる。これは、本発明の第１実施形態の主要概念であり、そのメカニズムについてこれより図４（ｃ）〜図４（ｅ）を参照しながら説明する。ＯＤＭＡ技術では、各局が近隣を収集して維持する。図４の例では、局Ａが３つの局を収集し終えている。図４（ｃ）では、Ａ１がＡ３をそれ自体が収集した近隣の１つとして共有することが明らかである。この例では、Ａ１は、他の近隣（Ａ３に加えて）も収集している可能性があり、その中にはＡ及び／又はＡ３を含む場合も含まない場合もあり得る。それは、ネットワークにおける各局は可能な限りその最良の近隣を識別し収集しているからである。そして、Ａ１、Ａ２及びＡ３がＡにとって最良である間、他局の方がＡ１にとってより良いこともある（ただし、ここではＡ３を共有する）。

いずれの場合でも、ＯＤＭＡでは、各近隣は、その表に維持しているその近隣の集合体に関する情報を共有するので、Ａ１は、ＡからＡ３がＡの近隣の１つであることを知り、そしてＡ１は、ＡからＡ及びＡ３間の距離がａ３であることを確定することができる。また、Ａ１には、Ａ及びＡ１間のその距離ａ１から、結果的に、三角測量によってＡ１及びＡ３間の距離がａ１ａ３であると判定することができることを伝えられる。Ａ３は、Ａ及びＡ１双方から情報を受信する（何故なら、これは双方の局の近接近隣であるからである）ので、Ａ又はＡ１がそれ自体が収集した近隣であるか否かには関係なく、３つの距離全ても分かることになる。その結果、３つの局は全て違いからのそれらの相対距離を知り、Ａ３はＡ３’にある可能性があるが（曖昧さ）、Ａ１及びＡは、距離及び相対方向の双方を確定することができる。言い換えると、それらの間には相対ベクトルがある（これらの局を太線で示し、ここでは相対位置情報を有する）。尚、この初期三角測量では、非常に精度が高い情報を共有し、それに基づいて計算が行われる。

図２（ｄ）は、Ａ２がＡ３もその近隣の１つとして収集したことを示す。前述のように、これが意味するのは、Ａ３がＡ３”に位置する可能性があるという曖昧さにも拘わらず、Ａ２及びＡがそれらの間のベクトルを判定することができるということである。しかしながら、Ａ１及びＡ３間の実際の距離はＡから分かるので、Ａ３は１箇所にしかあり得ないことはこの時点で明らかであるため、Ａ３’及びＡ３”を破棄する。言い換えると、近隣間で共有する情報によって、Ａは曖昧さを解明することができ、これをＡの近隣全てにネスト・プローブ(nest probe)（情報をそれらの近隣に受け渡す）において伝達することができる。しかしながら、この段階において高い精度で判定できたのは相対位置だけである（太線で示す）。局Ａにとって、これが意味するのは、図２（ｅ）に示すように、局のクラスタがなおもそれを中心とする軌道上にあるが、少なくともそれはこの時点では固定方位又は「コンスタレーション」にあるということである。実際には、クラスタが１つの局をデータ点（例えば、０、０、０）として指定することを選択すると、局は全て違いに相対方位で記述することができるが、これらは実際には未定義の三次元空間において相対的な方位で動作する。

これを図５に示す。図５（ａ）は、局Ａ及び図４におけるその近隣が実際に違いに対して三次元で方位付けられていることを示す。図５（Ａ）は、図４（ｅ）において記載したクラスタが実際にはいずれの面でも回転可能でありしかも移動可能であることを示す（このクラスタは、Ａにおける絶対点に対して種々の可能な三次元方位で示されている）。図５（ｃ）は、追加の局との更に複雑な三次元関係があることを示すが、図では、点Ａ及びＢはここでは空間において絶対的に分かっている。２つの位置が解明されていれば、相対的にしか定義できなかった配置全体を解明する度合いを高められるが、図５（ｃ）及び図５（ｄ）に示すように、まだある軸を中心に回転可能である。追加の点Ｃを絶対的に解明できれば、図５（ｅ）において、三次元構造全体の位置が絶対的に解明され、これによって、他のあらゆるノード局も絶対的に解明することができる。本発明では、各局が各近隣の局の情報を有するので、この情報を最少の追加プローブによってネットワークワーク全体に分散させる。

尚、図５（ｃ）から、ネットワークにおける全体的な位置判定を安定化させるために初期状態において入手可能な絶対位置情報は、絶対位置を解明しようとしている局から多くのホップだけ離れている可能性があることは、理解されてしかるべきである。この情報が高品質のホップ同士で中継されるので、そして高い精度で相対位置を確定することができるので、ネットワーク全体に伝達される位置の精度は本来正確である。以上の説明では、説明を簡素化するために、見かけ上静的なネットワークを例示した。実際には、本発明は移動局の動的ネットワークを想定しているので、本発明をこの面に限定するように理解してはならない。

尚、非常に移動性が高い環境においても、探査メカニズムを１秒に多数回請け負えば(undertake)、測地プロセスは非常に精度を高くすることができる。つまり、第１局が、当該第１局に関して移動している第２局に関する位置情報を要求する場合、第１局は、位置情報の分解能が向上するように高めた選択レートで、第２局に宛てて傾斜収集プローブ信号を送信することができる。これらの傾斜収集プローブ信号は、直接第２局に送信すること、又は１つ以上の中間局を経由して送信することができる。

例えば、ＯＤＭＡネットワークにおける高速（傾斜収集）探査は、毎秒数千回行うことができる。このような状況では、２台の車両が互いに向かって１８０ｋｍ／ｈ、言い換えると３６０ｋｍ／ｈの累積速度（又は３６０，０００ｍ／ｈ、又は１００ｍ／ｓ）で移動している場合でも、車両はプローブの間では互いに対して１０ｃｍ移動したに過ぎない。一般に、傾斜収集探査信号の送信レートの上昇は、その標準的な送信レートよりも少なくとも２倍高く、好ましくは、少なくとも１桁大きい。その結果、局が互いに対して比較的高い速度で移動している場合でも、精度を高めてこれらの位置を測定すると、これらの局は互いに対して比較的「静的」に見える。
傾斜収集探査信号は、第１局が位置情報を増大を要求する間だけ、高いレートで送信すればよい。それ以外では、探査レートを高めると、ネットワーク資源を不必要に消費することになる。

図６（ａ）〜図６（ｆ）は、本発明の第２実施形態のプロセスの更に詳細な説明に関する。図６は、Ａ〜Ｅで示す、ＯＤＭＡネットワークにおける５つの局を示す、一連の接続性図である。前述の例におけると同様、ネットワークを形成する局は、種々の形式のデバイスであってもよいことは認められらてしかるべきである。この図示した例では、電話子機（テレフォニ）、コンピュータ、又はＰＤＡ（例えば、インターネットを通じたデータ提供）、及びシード局がある。図示したシーケンスでは、局の各々が４つまでの近接近隣を生成しており、これらを局毎に１〜４で示す。近隣の一部は、局間で（Ｄ３／Ｅ２及びＣ１／Ｅ１）近接近隣として共有されている。図４（ａ）では、全ての局が位置情報（円で表す）を欠いているが、シード局Ｅが絶対位置（菱形で表す）を有することを除く。加えて、当初からの絶対位置情報を有する２つの近接近隣局、即ち、Ｃ１／Ｅ１及びＤ２（双方とも菱形で示す）がある。局ＡもＢも、直接の近接近隣から位置に関する情報を全く有していない。
（しかしながら、標準的なＯＤＭＡプロセスでは、Ｂは、Ｃが送ったプローブから、Ｅに関する情報を有する。この第２実施形態では、近隣を通じて受信する追加情報は位置の解明に対する関与が少ない。）

尚、開始局Ｃ及びＤから、これらがシード局Ｅのある半径以内にあることを、図１（ａ）に模式的に示した技法を用いて確定することができることは、明白であろう。加えて、局Ｃ及びＤは、これらが双方とも２つの特定地点のどちらか１つにあることを確定することができる。何故なら、これらは、各々、２つの近接近隣から入手できる絶対位置情報を有するからである（図１（ｂ）を参照のこと）。これら２つの位置判定メカニズムのいずれでも、局Ｃ及びＤの目的には十分な精度を既にもたらすことができる。更に、周囲にある近隣局は、以下で論ずるように、位置におけるあらゆる曖昧さをも除去する際に補助することもできる場合がある。

図６（ｂ）は、局Ａ〜Ｅの近接近隣は、実際には、各々それら自体の近接近隣を数個有しており、その一部は既に絶対位置情報（菱形で表す）を有する場合もあり得ることを示す。これらの近隣局に対する近隣及び位置情報の判定は、ここで説明したような同様のプロセスによって、更に大きなネットワークにおいて他局からは独立して獲得又は判定されている。これらのプロセスは、図示した局から外側に、又は局に向かって内側に、ネットワーク全域において同時に行われているが、簡略化のために、識別した局に関して動作するメカニズムのみについて説明する。

測地プロセスを説明する目的で、局は移動しているように示さないが、先に示したように、これらはＯＤＭＡネットワークではそうすることができる。同様に、第１実施形態におけるように、維持されている近隣は、例示の目的のためにのみ、適応的に静的であり続けるが、近接近隣は、利用可能な接続性の変動によって変化している可能性がある。図６（ｃ）は、局による初期探査後の接続性図を示す。近接近隣Ａ１、Ｃ３、Ｂ２及びＤ３／Ｅ２は、ここでは少なくとも３つのそれら自体の近接近隣を有し、これらはその絶対位置を解明していることが分かる（これらの近隣局の解明した位置は、局Ａ〜Ｅに関して示した例とは独立した手段によって確定する）。これによって、これらの局はこれらの近隣局からこれらの位置を三角測量することが可能となる。その結果、局Ｃ及びＤは、この段階では、これらが三角測量することができる１回のホップ内において、絶対位置情報がある少なくとも３つの近隣を有する。

後の時点において、図６（ｄ）に示すように、局Ｅ３、Ｃ２、Ｂ１及びＡ４も、三角測量によって絶対位置情報を得るのに成功しており、これによって局Ｄに３つの近接近隣を供給し、局Ｃに４つの近接近隣を供給し、これらから位置を判定する。局Ｃの周囲にある４つの局は未だ同じ近隣からそれらの一条方を収集していないので、局Ｃは異なる局からの三角測量を可能にする追加情報を有し、これによって、確定した位置の精度の検査をし易くする。この情報から、他局、シード局Ｅのような、測地可能局でさえも、他局から得た位置情報を用いて、それら自体の位置を検査し緻密化することができ、異なる情報機会を利用可能にすることによって、ネットワークにおける測地情報の全体的レベルの精度を、向上させることが可能になる。

測地可能局がその位置情報を緻密化するこのようなプロセスに関与することは冗長に思えるかもしれないが、ＰＧＳ及びその他の測地システムは、追加データ又は機器によって増強しなければ、ある程度の精度しか得られない（例えば、１０から１５メートル以内まで）ことは理解されるであろう。他局が代わりの位置情報源からのその位置を統合整理し緻密化することができるので、シード局の位置は実際にはさほど高精度ではないことが明白になる場合がある。シード局付近に他局が数多くある場合、達成可能な精度は、理論的には、センチメートルの単位でも可能である。これは、無線伝搬でさえ、高品質の短い送信ホップを通じて、非常に精度高い距離測定値を供給するからである。また、シード局を精度低く設定したということも可能である（例えば、ＧＰＳから得られた位置情報をプログラミングで組み込んだ後にシード局が不用意に移動してしまう場合があり、又は故障している可能性もある）。利用可能になる局が多い程、ネットワーク全体で、特に各局の他局に対する、全ての測地の精度が高くなる。ある局の位置情報の品質が他よりも高い場合、検査プロセスにおいてこの局を他局に優先する。このように、いかなる異常でも容易に表出させるべきであり、訂正することができる。
図６（ｅ）に示す時点までに、局Ｂは三角測量を行うのに十分な情報を既に有しており、図６（ｆ）に反映される時点までに、局Ａはその絶対位置を判定することができる。

尚、用いる実施形態には関係なく、各局が位置（相対又は絶対）に関する情報を受信する前に、局は既に場所情報を有している場合もあり、その情報が要求する目的に対して十分な精度があることもあることを繰り返しておくことは重要である。認識すべき主な特徴は、近隣収集によって入手可能になる情報が多くなる程、測地も増々精度が高くなるということである。その結果、接続性及び測地情報は、非常に素早く拡大及び成長し、ネットワーク全体に及ぶ。例えば、図６における局Ａが、地下室のような、アクセスできないと思われる場所に所在している可能性があっても、それでもなお、低速探査による近隣収集によって、局Ａの場所を判定することができる。先に示したように、局Ａが初期状態においてその絶対位置を有していない場合があっても、局Ｂ及びその他局に対するその相対位置を確定するのに十分な情報を有している場合もある。

これは、本プロセスの重要な利点であり、室内又は地下に所在する局のように、他には位置を確定する手段を有していない局を、近隣収集プロセスによって突き止めることが可能となる。探査プロセス、及び必要な情報を有する局に利用可能な多数のホップにより、事実上、多くの局が、局に達するのを困難であると見なす可能性がある。設けられる局が多い程、局が検出されないままでいることは増々難しくなる。別の利点は、一部の局には継続して高精度の情報が提供されるので、位置を計算するための情報が乏しい局であっても、そのいずれもが、受信した情報を分析し、位置の計算における早期の繰り返しを緻密化することができる。この活動は、利用可能な近隣が多い程、局がその近隣からの位置及び相対的な移動に関する高品質の情報を突き止めるための選択肢として利用可能な最適な機会の数が増大するという点で、ＯＤＭＡの通信のための機会推進ルーティング・メカニズム(opportunity driven routing mechanism)と類似している。

ＯＤＭＡ通信ネットワークは、位置測地情報をリアル・タイムで確定することができ、ネットワークにおける局が多い程、精度は高くなる。局の多くの移動が一方ではプロセスを複雑にする場合もあるが、位置は常に変化しているので、相対移動は追加情報を提供し、恐らくは多少反直観的に、更に精度を高め、利用可能な情報量を増加させる。

既に示したように、一部の局は、これらが移動していないという事実を中継することができ、判定した位置の品質の所定の等級(grading)を規定することもある。局が移動しないままでいる時間が長い程、位置の精度が高くなる可能性が高い。ある情報の信頼性を認識すれば、移動体である局は、それらの他の近隣と比較して、精度が高いこれらの局を優先して利用するであろう。しかしながら、局はそれら自体の位置の相対移動又は他局のそれを検出することもできる。局が移動すると、距離が変化していることを局は認識し、他局と組み合わせて、幾何学的技法によって速度及び方向を計算することができる。

しかしながら、動的な信号特性効果も発生し、これらの特性を監視し、分析すれば、情報、即ち、変化する信号強度、位相シフト、ドプラ・シフト、及びマルチパス歪みが得られる。２つ以上の局が、同じ移動中の局に関して探査によって情報を受信すると、これらの無線特性は、協調して、移動する方向及びお堂速度に関する情報を提供する。例えば、全ての近隣がドプラ・シフトを検出した場合、運動が検出され、それらの間では、局は方向及び速度に関してリアル・タイムで移動を了解する十分な情報を有することになる。
信号特性を分析するとき、局間の信号の送信品質に影響を及ぼす多数の問題があり、この情報を分析すると、局の測地及び相対移動を規定することができる。無線周波数信号は発信源から宛先局まで異なる経路を取るので、信号の一部は宛先局まで直接進行する場合もあり、一方他の一部は宛先に到達する前に障害物によって反射又は偏向される可能性もある。反射及び偏向の結果、信号の一部は辿る経路が長くなるために、時間遅延が生じ、直接ルートを辿る信号の一部よりも失うエネルギは多くなる。マルチパス歪みは、干渉の一形態であり、直接信号及び偏向を受けた信号が異なる経路を取ることの結果発生して、所望の波形に歪みが生ずる原因となる。

一般的な規則として、信号強度は主に伝搬する距離に影響を受ける（大抵の場合、信号パワーは増大する球の表面積全体に広がるので、自由空間損失による）。しかしながら、信号強度は、ある媒体を通過することにより、そしてマルチパス伝搬問題のために受ける損失によっても減少する（信号の多数のコピーは位相がずれて到達し、ノイズに対する信号レベルを減算的に加算し、低下させる）。その結果、経路が視線(line of sight)であれば、信号損失は厳しくないが、都市の周囲では、信号経路は、信号の反射、回折、屈折、及び散乱の後、宛先局に達する可能性が高い。局官における高速相対移動の結果、受信局では信号強度の（振幅及び位相に）素早い変動が生ずる。

信号特性を分析することにより、より良好な推定に至ることができるが、情報を間違って解釈する可能性もある。例えば、一般に、最も強い信号が直接信号と解釈され、それよりも弱い信号は偏向信号と解釈される。しかしながら、主信号が通った経路では減衰が大きい場合（壁や厚い植物を通過する）、偏向信号の方が強く、直接信号をマルチパス信号から区別することが困難になることもあり、これはいずれの距離計算においても誤差が増えることを意味する。評価計算に利用できる局が多くなれば、局はそれら異なる位置から当該局及びその近隣に関するそれら自体の情報を得ているので、これらの特異性を非常に素早く認識することができる。

加えて、局の一部が移動するので、新たに処理する計算によって、矛盾を捕らえるのが一層容易となる。直接信号及び偏向信号を区別し易くなれば、局は、これら自体が移動したのか否か、あるいはその近隣の１つ以上が移動したのか判定することができ、更に移動の方向及び速度も判定することができる。この情報は、一方の局から受信した情報を他方から受信した情報よりも優先するか否か判断する際に、一要因として利用することができる。
乱雑な環境では、情報源及び宛先局が直接視線内にある尤度は低いが、中継局の多くが実際に互いからの視線内にあるという大きな利点がある。これは、高品質の情報がルートに沿って受け渡されることを意味する。

尚、いずれかの局がネットワークにおいて指向性アンテナを用いる場合、他の２つの近隣位置だけが地理的位置を解明すればよく、別の相手から追加情報があれば、局は反射信号又は屈折信号あるいはマルチパス歪みがあることも同様に素早く判定することができることは認められよう。加えて、局の移動度がこれらの不一致に気付き補正する機会を増やすので、更に進んだ技法を用いることが可能となり、波形における符号化等を用いて、波形を復調又は分離することができる。

図７は、図２に示した局の部分集合を中心に行われるプロセスの一部を示す。図７では、３つの局Ａ、Ｂ及びＣが示されており、その各々は探査によって１０箇所の近隣を求めている。各局から要求されるプローブ信号の伝搬送信強度の範囲を示し、各局が１０個の局を近隣として収集しており、その内の５つが「近接近隣」であって１から５が付番されている。局Ａは、最少数の近隣を収集するのに最も少ないパワーで済む。何故なら、これらが密集区域内にあるからである。局Ｂは最も大きなパワーを必要とする。

図示した局の内、局Ｃが有する３つの近隣のみが、その検出した近隣の群において、既知の位置を有しているので、局Ｃは前述した本発明の第２実施形態の機構を用いて直ちに三角測量によってその位置を確定することができることが分かる。また、これらの局のある近隣が他局と共有されていることも分かる。例えば、近隣Ｃ５及びＡ２は、局Ｂの検出した近隣局の中にある。

図８（ａ）は、１０箇所の検出近隣内、及び位置を解明し確定した１０箇所の近隣を集合するのに必要な最大パワーレベル以内で、場所が分かっている３つの局を有する、図７の局を示す。局Ｄ、Ｅ、及びＦは、したがって、それら自体の位置を三角測量し確定することができる。
図８（ｂ）は、局Ｅ、Ｈ及びＩが、局Ｃ、Ｄ、Ｅ、及びＦの位置解明に続いて、それらの位置を三角測量できるようになった後における、後の時点での図８ａ）の局を示す。尚、これらの局全てがこの時点では、絶対位置を有する局を３箇所よりも多く有しており、これらから三角測量し、既に判定した位置の検査及び緻密化が可能であることは認められよう。

図８（ａ）及び図８（ｂ）は、局の一部が互いから比較的離れて位置する場合のメカニズムを示す。図９は、局がそれよりも密度高く密集した区域内にあるときに実施することができるメカニズムの一部を示す。例えば、図９（ａ）では、局Ａ（図７）の送信パワー限界、及びその近接近隣の内２つ（Ａ３及びＡ４）が示されている。尚、局が互いに近接しているので、局の各々は比較的低いパワー設定値で最少数の近隣を得ることができることが分かる。しかしながら、これが意味するのは、絶対位置情報を解明した局の全てを近隣として維持されず、局Ａ、Ａ３及びＡ４は相対位置情報を判定できるに過ぎないまま放置することになる。

しかしながら、低速探査プロセスによって、局の近隣の近隣に関する必須情報が得られる。例えば、図９（ｂ）では、局Ａは局Ａ４を近隣として維持し、そうする際に、局Ａ４が受信するプローブに傾聴する。その結果、局Ａは、局Ａ４が２つの近隣を有し、それらが絶対位置を解明し終えていることが分かる。局Ａ４自体は、その位置を判定しようとして、それが２つの位置の内一方にある（図１（ｂ）参照）ことを確定することができる。局Ａ４は、その近隣の各々までの距離を知り、これらの近隣の近隣の多くは、局Ａ４までの距離を知ることになる。これらの間で、一部の局は、潜在的に近接しているにも拘わらず、局Ａ４を聴取できないので、これらの局は直ちに曖昧さを解決し、２つの利用可能な代替物からの局Ａ４の真の位置を判定することができる。一旦局Ａ４について解明した位置が確定したならば、局Ａは、第２実施形態において説明した方法を用いて、その位置を確定するための２つの局を有することになる。局Ａの他の近隣は、２つの利用可能な位置からの局Ａの位置におけるあらゆる曖昧さを解決する際に補助することができる場合もあり、あるいは、局Ａ３の位置は、図９（ｃ）に表すように、直ちに判定することができる。

Ａ３の絶対位置を解明したならば、局Ａは、図９（ｄ）に示すように、それ自体の位置を三角測量することができる。尚、局Ａ周囲にある局の全てが、それらの近隣に対するそれらの相対位置を各々判定できるようになっているはずであることは、明らかであろう。その結果、これらの局の１つの位置が絶対的に解明されれば直ちに、他の全てもそれら自体の絶対位置を殆ど直ちに判定することができる。また、局Ａ３の位置を知らなくても、局Ａはその位置周囲の曖昧さを解決してある可能性があることも認められてしかるべきである。局Ａ３の位置解明により、局Ａは既に確定している位置を検証し、精度を向上させることが可能となる。この曖昧さを解決し精度を向上させるための情報の捕捉は、探査によるＯＤＭＡ測地プロセスの主要な効果の１つであり、局同士で各々が互いに助け合うことを通じて、結論を出すことが可能となる。

散在ネットワーク(sparsely populated network)において、近隣が少数しかない場合、いずれの絶対位置が供給されても、誤差が含まれる場合には、局間で受け渡されることになる。しかしながら、距離の判定は、関与する距離、使用するメカニズム、及び局間における接続性の品質のような要因に応じて、非常に高精度とすることができるので、局の互いに対する相対位置は比較的精度が高い。ネットワーク上で局がそれら自体の場所を精度高く確定し、利用可能な局が増大するに連れて、分析のためにアクセス可能な情報の品質が一層高まり、局自体の位置を更に精度高く判定することができる。

例えば、局の衝突(conflict)（異なる局集合からの情報を用いる）において計算した三角測量位置の場合、更に分析すれば、低精度が発生する場所を判定することも可能な場合がある。同時に数箇所の現場(site)からその場所に収束した場合、１つの位置判定は信頼性が高いという強い推論があり、このようにして、ネットワーク位置を継続して補正することができ、増々精度が高くなっていく。更に、局は、曖昧さを解決する際にたがいに補助し合うことができる。これは以下で明白になるであろう。

本発明の第１実施形態において説明したメカニズムを用いて、このプロセスを更に図１０において示す。例えば、図１０（ａ）では、前述の図４におけるように、局Ａはその近隣への距離を容易に確定する（その内３つを示す（Ａ１、Ａ２及びＡ３））。図１０（ｂ）に示すように、Ａ１は、近隣Ａ１１、Ａ１２及びＡ１３を有する。Ａ１がＡ２を近隣として共有するので（Ａ１１も）、Ａ、Ａ１及びＡ２の相対位置は素早く判定される。同様に、Ａ１３はＡ２を近隣として有するので（Ａ１３１も）、Ａ１３の相対位置を確定することができる。しかしながら、１つの局がそれ自体の近隣の近隣の情報全てを受信するので、これを２ホップ前に共有することができる。したがって、図示した例では、Ａ１及びＡ２は、それら自体からＡへの距離、そしてそれら自体からＡ１３への距離が分かる。その結果、Ａはその近隣の近隣を知り、その結果Ａ１及びＡ１３間の距離並びにＡ２及びＡ１３間の距離が分かる。これから、Ａは、局Ａ１及びＡ１３が２ホップ離れており互いに通信していないにも拘わらず、Ａ１３がＡに対してどこにあるか（そしてその逆）正確に知ることになる。実際、局が保持する近隣表は、他のレベルの近隣（例えば、Ａ１及びＡ２を通じたＡ１３の近隣）を維持することができ、これによって、３ホップ以上でも位置を判定することが可能となる。その場合、Ａは、Ａ１３３が、Ｃ１及びＣ４と同様に、絶対位置情報を有する局であることが分かる。

いずれの場合でも、図１０（ｄ）によって、局がそれらの相対位置を判定すると、絶対位置情報を有する局は、Ａ１３及びＡ２の近隣となる。ネットワークにおける他局が離れていても、絶対位置を有していれば、これらは、この情報を用いた局からの後続の通信において、絶対位置を確定することができる。しかしながら、再度念頭に置いておかなければならないのは、前述のメカニズムは、各局から外部に向かう全ての方向において発生しているということであり、したがって、局Ａは、最初は数箇所の情報源から相対情報を受信し（２ホップまで）、次いで数箇所の情報源から絶対情報を受信する（図１０（ｅ））。したがって、Ａ及びその他局は、究極的に、それらの絶対位置を解明する位置にあり、ついでこれらを連続的に検証又は緻密化する。結晶化の有効性は比較的迅速であり、絶対位置が得られると非常に迅速であり、次いで絶えず再調節される。

図１１は、局Ａが最少数の解明した局を収集する代替手段を示す。これは、そのプローブ信号が十分な局に到達するまでに限って、伝搬強度を高めることができる。しかしながら、ＯＤＭＡネットワークは全体としてパワーレベルを低くして動作することが好ましい。何故なら、例えば、送信の干渉及び衝突を最少に抑えることにより、これによって全体的な効率が高まるからである。つまり、この方法は確かに必要な情報を素早く提供することができるが、関与する距離が長い程、無秩序なシグナリングが生ずるために、精度が低下する。勿論、このプロセスは、ネットワークにおいて確定した位置が多い程、緻密化される。

しかしながら、この代替プロセスを開始する前に、局がゆっくりと近隣を生成し、受動的のままでいることの方が遥かに好ましい。必要であれば、ネットワークを通じてメッセージを送信し、接続性が利用可能であることを示すことができる。これは、当該局が完全に孤立しているのではなくその内突き止められることを各局に伝達するからである。あるいは、孤立している局は、ある分類の局を突き止め、メッセージをその局に再送して、孤立局を突き止める間になされ得る進展に関する情報をもって回答することができるようにする命令と共に、個別の問い合わせをその近隣又はある指定局に送ることもできる。これによって、同心パワーレベルを高める必要性を緩和するのに役立ち、そうすることの混沌とした結果が低減するはずである。

情報源から宛先に接続性があるのであれば、データ点が１箇所にしかなくても、全てのネットワーク局の位置が徐々に判定されていく。通信ネットワークでは、メッセージング接続性は、Probing Method for a Multi-Station Network（多局ネットワークの探査方法）と題するＰＣＴ／ＩＢ２００５／０６２５２８号、及びMulti-Medium Wide Area Communication Network（他媒体広域通信ネットワーク）と題するＰＣＴ／ＩＢ２００６／００１２７４号に記載されているプロセスによって確定することができる。このように他局と通信することができれば、その局に対する接続性があり、測地プロセスを引き受けることができるのは明らかである。必要であれば、最初に要求した局又は位置を送る局のいずれかの位置をデータ点として設定することができる（例えば、ｘ-ｙ-ｚ次元空間では、データ点を（０、０、０）として設定することができる）。

第１局がネットワークにおける他局の位置を知りたい場合、位置要求メッセージを正規の通信メッセージとして送出することができ、次いで、このメッセージが測地プロセスをしかるべく開始することができる。位置要求メッセージは、ネットワークにおける局の位置データ及び／又は位置判定データを維持する中央管理当局に宛てることができ、あるいは他局に続いて送信するために、第１の要求元局の近隣を含む、この情報を有する又はその情報にアクセスすることができると思われるその他の該当する局であればいずれにでも送ることができる。あるいは、第１の要求元局は、位置要求メッセージを直接他局に宛てることもでき、後者の局はネットワークを通じて、最初の局に、要求された位置情報と共にメッセージを返送することができ、あるいは要求元の局に戻す位置傾斜を開始することもできる。

要求元の局がデータを提供する場合（個々が位置する場所にブロードキャストする）、他の近隣局は、要求元の局に対するそれらの位置を判定する。位置情報の確度は、結晶構造と同様に、所望の局を突き止めるまで拡大する。場合によって、相対位置又は絶対位置を、利用可能として伝達することができるが、いずれの場合でも、局に関して相対ベクトルが利用可能となる。
あるいは、送出局がそれ自体からデータ点として、結晶化プロセスを生成することもできる。これは、絶対データに達し、局に伝達されて戻ってくるまで、外に向かって増大する。

実際、いずれの局でも、他局が連続的に位置を維持していない状況であっても、高速探査メカニズムを開始して、位置を判定することができる。このような状況では、その位置を判定しようとしている局は、例えば、他局にそれら自体が探査を開始するように求めるある命令と共にプローブを送信する。探査の範囲は、その位置を判定するのを待っている局からの既定数の送信ホップ以内で探査を受信する局に適用するように指定することができ、受信局からの探査の範囲も、これらの局の各々からある数のホップまでに制限することができる。この情報から、局は、少なくとも互いに対する相対位置を素早く確定し、指定した数のホップ以内で、絶対位置情報を有する局を必要十分な数だけ突き止められた場合、元始の局から拡大する「結晶」は、絶対的に解明され、関与する全ての局が位置を確定することが可能となる。絶対位置局が見つからない場合、又は所望の宛先が、生成した結晶の範囲では突き止められない場合、開始プローブは、この時点で、所望の局（特定の宛先又は位置情報を有する局のいずれか）を突き止める試みにおいて、結晶成長を拡大するために、探査すべき既定のホップ数を増大して指定することができる。このように、位置判定は、ネットワークにおける局によって、要求されたときに、「オン・デマンド」でのみ、又は必要とされる限りの間活性化するようにしてもよく、このプロセスでは、関与する局は、それら自体の位置を評価し、記録することができる。所望の宛先局を突き止めた場合、発信局と突き止めた局との間の傾斜を、その目的のために望ましい限りの間維持して置くことができ、次いで中止してネットワーク資源の使用を最小限に抑えることができる。勿論、継続的な位置情報を必要としないネットワークでは、ネットワーク自体（又はその一部）に、間欠的に、このプロセスを引き受けることを、１つ以上の局から求めて、局の位置を確定し、次いで中止することもできる。

低速探査プロセスの主要な役割は、高品質の近隣を収集することである。このメカニズムでは、測地結晶化プロセスを最初に生成し、次いで位置情報を求める要求を行う。しかしながら、高速探査プロセスを利用して他局を発見し、所望の局を発見するまで局間でネットワークを通じて結晶化を発展させることは可能である。次いで、「距離傾斜」を構築し直して、発信局及び宛先局間の相対ベクトルを与え、「オン・デマンド」に維持することができる。

図１２（ａ）において、局Ｘが局Ａ１の行方を確定しようとしている。Ａ１は３又は４ホップ離れているが、Ｘは高速（又は傾斜収集）プローブ信号を送出し、Ａ１を探すことができる。一旦突き止めたなら、Ａ１は応答し、局を通じて傾斜を戻す。各局は、中間局間で得ることができる距離及び方向を与え、これらからＸは、場合に応じて、Ａ１に対する相対的又は絶対的なベクトルを確定することができる。図１２（ｂ）は、種々の中間段階を通じて傾斜を定義することができることを示す。通過する高品質のホップ（例えば、ａ１〜ａ５までの短い方のホップ）の数が多いルート程、（長い方、又は質が劣るホップ１〜３）ホップ数が少ない場合よりも精度が高く、累積誤差を用いて、位置を判定するためのより良い選択肢を評価することができると考えられる。

この特質の高速探査は、単に個々の目的のために局を突き止めるために維持することができ、次いで探査を中止するか、又は特定の期間これを維持することもできる（例えば、緊急の状況において、急いでいる車、又は局間の移動を追跡する）。

局の位置を判定したなら、あるサービス又は用途をその領域において又は想定通りに提供することができる。例えば、広告、通知、又は情報を局の区域、又はその場所に応じて定義されるある区域において提供することができる。したがって、このような状況では、広告バナーを利用することができ、又は近隣のユーザ（全てのユーザ、又は選択した分類のユーザ、又はある選択したユーザのみ）に情報又はビデオ・ストリームを提供して、迷子を発見するのを助けることができる。脱走した犯人がいた又は今後現れる可能性が高い場所又は経路にある局又は掲示板に、犯人の移動に基づいて情報を提供し、情報、証拠又は援助を得ることもできる。既知の場所における特定の警察又はその他の要員には、非常に具体的な情報を、相対的又は絶対的な位置に基づいて与えることができる。

ここに記載する御ＤＭＡ測地プロセスから得られる重要な特徴は、「近所注視」(neighborhood watch)メカニズムであり、低速探査プロセスによって可能となる。局が発生する各「近所」又は近隣の群は、かなりの集合的な及び分散した知識を蓄積し、保持する。この知識にアクセスし、必要であれば、位置を確定するために評価することができる。これは、他の場合であれば問題となる状況において特に関連がある。

本発明のネットワークにおける局は、標準的な通信プロセス及びアルゴリズムの間にある信号関連情報を維持し、加えて、近隣局の最後に知った位置の記録も維持する。局がオフに切り換えられたり、又は破壊された場合、あるいは単に電池が切れた場合でも、他局は、最後に知った位置、及びその位置を判定したときからの時間に関して、それらのメモリにある情報にアクセスすることができる。

位置が判定されていなくても、種々の近隣の信号強度に関する情報を、近隣表から再評価して、伝搬した位置及び方向を判定し、保持してある履歴からある結論を引き出すことを可能にすることができる。これは、位置判定に関して問い合わせることができる局を示唆し、ある想定を行う能力をもたらす。例えば、２つの局が比較的長い期間並んで移動していることが記録されている場合もあり、その結果、これらの局は未だ互いに近接しているという可能性が高くなる。二人の人が一緒に車両で旅行していたときに、一方の局の電池が切れたということもあり得る。これは、親が隣近所の人に、彼らが彼らのいなくなった子供を見なかったか尋ねる場合、既知の友人に子供が彼らと一緒にいないか尋ねる場合、あるいは彼らが最後に見た所、及び彼らが立ち去った方向について、誰かの最後に知った旅行会社に尋ねることとも同様である。

緊急の状況でも、近所は最後に知った位置、及び最も近い地理的に位置する近隣の最新知識を有する。これによって、緊急時要員に、援助を求める局を探し始める場所を正確に提供することは明らかである。更に、知識が他の多くの局に分散するに津入れて、局のユーザが突き止められるのを回避することが難しくなる。例えば、誘拐犯人が犠牲者の局をオフに切り換えたり又は破壊しても、これの直前に局の位置を私的することができる多くの近隣があり、このため、最初に犠牲者に近づいたのがだれか判定することさえ可能となる場合もある。この能力には、数千もの用途があるのは明らかであり、自動車事故の評価、ひき逃げ事件等が含まれる。更にこの目的を達成し易くするために、更新した位置情報を周期的に局によって認証サーバに送ることができ、認証サーバに、必要であれば、最も近い近隣について問い合わせることもできる（絶対位置を有する局に関する情報を問い合わせることもできる）。

更に、通信能力の低下を、故障したユニット及び直近の近隣が講ずるその後の措置によってある程度未然に防ぐこともできる。例えば、局のアンテナが損傷した場合、又は電池のレベルが非常に低い場合、連絡先を限定しておくため及びパワー消費を低減するために、場合によっては、局が伝搬する信号を非常に最も近接する近隣のみに送ることができる。局がネットワークから隠されている場合、移動局の動的な性質のために、特に、ネットワーク上の他局に、局の行方が分からなくなっており、緊急の状況において突き止める必要があったという事実を警告する場合、低速探査プロセスによって又は一時的に限定伝搬に基づいて近接近隣を見出して行く機会が増大する。

標準的なネットワーキング環境では、これらの効果は、特に、ＯＤＭＡネットワーク・システムによって設けられる制度レベルでは、容易に達成することはできない。基地局は、実用的な解決策を輻輳や遅延を生ずることなく提供するために、多すぎる局からの過剰な情報を保持しなければならないだけとなる。ＯＤＭＡ環境では、情報は直接の近隣のみに分散されるだけであり、連続的に更新される。情報が必要になった場合には、局は、高速探査技法によって、必要な局への傾斜を容易に確定することができる。このプロセスは、大きなネットワークにおいてでも、非常に迅速である。

「近所注視」能力によって得られる別の応用は、ネットワークによって異常な又は不要な活動を監視し、必要であれば、他局に警告できることである。例えば、局が予測しない程の高速で移動している場合、又は局がある禁止区域内に位置するか、あるいは他の禁止又は望ましくない指定局に近接している場合、しかるべきある応答を行うことができる。これらの応答は、知識を素早く近隣又は特定の緊急局に、あるいは中央管理当局に分散することを含むことができる。

このリアル・タイム監視能力は、可能性が低い、望ましくない、又は例外的な場合を強調する。潜在的な適用及び応答は無限であり、車両の追跡、在庫管理用途、子供の監視、保護観察又は裁判所の強制命令を受けている人の監視、又は単にネットワーク加入者に、例えば、ガソリン・スタンド、交番、又はレストランのようなある種の設備の近くにいることを警告することを含む。更に、破壊的な状況では、即時の応答を自動的に返すことができる。遭難した航空機は高いパワーでその位置を送信し、更にそれが墜落して破壊する事態になった場合その「ブラック・ボックス」データ・レコーダから詳細をダウンロードすることができる。航空機間の空中衝突も、各航空機に危険を警告する等によって、回避することができる。

加えて、多くの潜在的に可能な応用に関して、ネットワークに組み込まれる局ユニットの複雑度のレベルは非常に低くてよいことも認められてしかるべきである。例えば、前述のように、母親と子供との間の距離というような、ある局間の相対移動、警察官の彼／彼女の銃砲及び／又は他の警察官に対する位置を監視する際、これらのデバイスの機能性は相対的に精巧さに欠ける可能性がある。恐らく、これらのユニットは、測地の目的に主流のＯＤＭＡ通信システムを利用する可能性があるが、必ずしもそうではない。必要であれば、これらの簡素化した局は、単に、それらの測地情報のために探査し近隣を収集し（伝搬特性、又はタイミング・プローブ、又はその他の手段のいずれによってでもよい）、距離及びその他の関連データを確定することができる。従来のＯＤＭＡ局は、たぶん、測地に応用するために、簡素化した局を有益な近隣と認識する可能性があるが、標準的なＯＤＭＡ通信ネットワークの動作におけるメッセージ送信のための潜在的な中継局としてこれらを無視する可能性もある。

原則的に、ＯＤＭＡ通信ネットワークを必要とせずに、測地及び追跡の目的のためにのみ、ネットワークを形成することができるが、前述のような基本的なＯＤＭＡ近隣収集技法を実行する。このように、例示した車両追跡、在庫管理又は囚人追跡の解決策(solution)は、単体ネットワークとして動作することができ、あるいは他の従来のネットワーク・システム又は移動体ネットワーク生産物に連結することもでき、ＯＤＭＡ通信ネットワークを使用してもしなくてもよい。

この測地ネットワークの形態は、非ＯＤＭＡ通信ネットワーク・ユニットに生じたＶＯＩＰ測地問題の多くに対処する。判定した位置データを何らかの中央制御局、又は特定の局の行方を求めている局に送信するためにはＯＤＭＡ中継通信プロセスを有することが好ましいが、原則的に、これは他の何らかの通信手段によって報告することができる。

（ａ）〜（ｄ）は、位置情報を有する１つ以上の局から局の距離及び位置を判定する既知の方法を示す模式図である。 （ａ）及び（ｂ）は、ＯＤＭＡネットワークにおいて動作する多数の局を示す簡略模式図であり、（ａ）は、時点ｔ_０における局の概略位置を示し、（ｂ）は同じ局をその後３つの閉鎖した近隣にまとめた様子を示す図である。 （ａ）〜（ｅ）は、図２におけるのと同じ局を示す簡略模式図であり、（ａ）〜（ｃ）に表すシーケンスは、本発明の第１実施形態にしたがって、時点ｔ_０、ｔ_１及びｔ_２において局が徐々にそれらの位置を判定する様子を示し、（ｄ）及び（ｅ）におけるシーケンスは、第２実施形態にしたがって位置を判定する様子を示す図である。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明の第１実施形態において利用する距離及び位置判定技法を示す模式図である。 （ａ）〜（ｅ）は、図４に示した概念の、三次元方位における進展を示す模式図である。 本発明の第２実施形態にしたがって位置を三角測量するときに、ＯＤＭＡネットワークにおいて局が用いるメカニズムを示す、一連の簡略化した接続図である。 本発明の第２実施形態にしたがって位置を三角測量するときに、ＯＤＭＡネットワークにおいて局が用いるメカニズムを示す、一連の簡略化した接続図である。 本発明の第２実施形態にしたがって位置を三角測量するときに、ＯＤＭＡネットワークにおいて局が用いるメカニズムを示す、一連の簡略化した接続図である。 本発明の第２実施形態にしたがって位置を三角測量するときに、ＯＤＭＡネットワークにおいて局が用いるメカニズムを示す、一連の簡略化した接続図である。 本発明の第２実施形態にしたがって位置を三角測量するときに、ＯＤＭＡネットワークにおいて局が用いるメカニズムを示す、一連の簡略化した接続図である。 本発明の第２実施形態にしたがって位置を三角測量するときに、ＯＤＭＡネットワークにおいて局が用いるメカニズムを示す、一連の簡略化した接続図である。 探査によって近隣を集めたある一定の局のを示す、図２の局の部分集合を示す簡略模式図である。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２実施形態にしたがってそれら自体の絶対位置を三角測量する、十分な解明絶対位置近隣を有する局の位置判定メカニズムを示す簡略模式図である。 位置を三角測量する十分な近隣を有していない図７の局が用いる位置判定メカニズムを示す簡略模式図である。 位置を三角測量する十分な近隣を有していない図７の局が用いる位置判定メカニズムを示す簡略模式図である。 位置を三角測量する十分な近隣を有していない図７の局が用いる位置判定メカニズムを示す簡略模式図である。 位置を三角測量する十分な近隣を有していない図７の局が用いる位置判定メカニズムを示す簡略模式図である。 本発明の第２実施形態による、図９の局が採用する代替技法を示す簡略模式図である。 図８〜図１１の局が採用する代替技法を示す簡略模式図である。 （ａ）及び（ｂ）は、距離傾斜又は位置傾斜を求める方法を示す、図５に類似した簡略模式図である。

Claims (46)

1. 複数の局を備えたネットワークの動作方法であって、前記ネットワークが少なくとも１つの選択した中間局を通じて局間でデータを送信することができるように、前記局の各々がデータを送信及び受信可能であり、該方法は、
   各局からプローブ信号を送信するステップと、
   前記プローブ信号の少なくとも一部において位置データ及び／又は位置判定データを送信するステップであって、前記位置データはプローブ信号を送信する局の絶対又は相対位置を示すデータを含み、前記位置判定データは、プローブ信号を受信した局が当該局及び／又は他局の絶対又は相対位置を判定するために使用可能なデータを含む、ステップと、
   １つ以上の探査局からプローブ信号を受信した局において、前記探査局から選択した局から受信した位置データ及び／又は位置判定データを維持するステップと、
   前記位置データ及び／又は位置判定データを維持する各局において、前記各局及び／又は他局の絶対又は相対位置を判定するために、前記位置データ及び／又は位置判定データを利用するステップと、
   を備えていることを特徴とする方法。
2. 請求項１記載の方法において、前記プローブ信号における位置データ及び／又は位置判定データは、前記プローブ信号を送信した局が選択した近隣局の絶対位置又は相対位置を示すデータを含むことを特徴とする方法。
3. 請求項１又は請求項２記載の方法において、前記各局と直接通信する他局、及び前記各局と直接通信しない他局の相対又は絶対位置を判定するために前記位置データ及び／又は位置判定データを用いることを特徴とする方法。
4. 請求項１〜３いずれかに記載の方法であって、通信ネットワークにおいて動作し、該ネットワークにおいて、前記局は発信局からのメッセージを、少なくとも１つの便宜的に選択した中間局を通じて、宛先局に送信することができることを特徴とする方法。
5. 請求項１〜３いずれかに記載の方法であって、ネットワークにおいて局を追跡する又は突き止める目的で主に設けられる前記ネットワークにおいて動作することを特徴とする方法。
6. 請求項１〜５いずれかに記載の方法において、該方法は、各局において、他局にプローブ信号を送信するためのチャネルを選択するステップを含み、探査局からプローブ信号を受信した他局は、直接又は他局を通じて間接的に、前記選択したチャネル上で応答することを特徴とする方法。
7. 請求項１〜６いずれかに記載の方法において、前記プローブ信号においてクロック・データを送信するステップと、前記プローブ信号が局間を伝搬するのに要する時間、したがって、前記局間の距離を判定するために前記クロック・データを利用するステップとを含むことを特徴とする方法。
8. 請求項１〜６いずれかに記載の方法において、該方法は、前記ネットワークの局において、クロックの同期を取るステップを含み、この目的のための更新タイミング・データを中央タイミング局から他局に送信することを特徴とする方法。
9. 請求項８記載の方法において、該方法は、前記更新タイミング・データのいずれの局における受入又は拒否も、かかるデータの送信に関して、前記局において受信したかかるデータの同時送信の前に、他に対して計算した累積誤差関数に応答して判定することにより、前記ネットワークの各局においてクロックの同期に関して高いレベルの精度を維持するステップを含むことを特徴とする方法。
10. 請求項１〜９いずれかに記載の方法において、前記位置データは、所定の精度度合いで１つ以上の局の位置を示す位置情報を備えていることを特徴とする方法。
11. 請求項１０記載の方法において、前記位置データは、局基準測地システムを装備した局、又は既知の固定位置を有する局から得た絶対位置情報を備えていることを特徴とする方法。
12. 請求項１〜１１いずれかに記載の方法において、前記位置データは、１つ以上の局の他局に対する位置を示す相対位置情報を備えていることを特徴とする方法。
13. 請求項１２記載の方法において、前記相対位置情報は、局間で送信されたプローブ信号内にある送信パワー及び／又は経路損失データを利用して、当該局自体の間の近似距離を判定した局から得られることを特徴とする方法。
14. 請求項１２記載の方法において、前記相対位置データは、局官で送信されたプローブ信号から抽出したタイミング・データを利用して、当該局自体の間の距離を判定した局から得られることを特徴とする方法。
15. 請求項１４記載の方法において、前記タイミング・データは、受信したプローブ信号に応答する局が回答プローブ信号に挿入する処理遅延データを含み、該処理遅延データは、受信したプローブ信号に応答する局において該受信したプローブ信号を処理するために要する時間を示すことを特徴とする方法。
16. 請求項１２〜１５いずれかに記載の方法において、該方法は、三角測量によって１つ以上の局の位置を示す位置情報を得るステップを含むことを特徴とする方法。
17. 請求項１１〜１６いずれか１項に記載の方法において、該方法は、既にそれら自体の絶対位置を判定している他局に対する更に別の局の位置を判定することによって、当該局の絶対位置を判定するために絶対及び相対位置情報の組み合わせを利用し、絶対位置情報を有する他局と直接通信することができない該更に別の局が、それら自体の絶対位置を間接的に判定することができるようにするステップを備えていることを特徴とする方法。
18. 請求項１１〜１７いずれかに記載の方法において、該方法は、各々それ自体の絶対位置を比較的高い精度で判定することができるか、又はこれを定義する絶対位置データを供給される、ある数のシード局を設け、プローブ信号を前記シード局に送信する及びプローブ信号を前記シード局から受信する他局が、それら自体の絶対位置を判定するために、前記シード局からの絶対位置情報を得て、前記他局にプローブ信号を送信する及び前記他局からプローブ信号を受信する更に別の局は、それら自体の絶対位置を判定するために、前記他局から絶対位置情報を得るステップを含むことを特徴とする方法。
19. 請求項８〜１８いずれかに記載の方法において、各局は受信したプローブ信号を選択し、かかるプローブ信号が局測定能力又はクロック同期に関して高品質の位置又はタイミング・データを収容すると判定する程度に応じて、位置又はタイミング信号を、前記選択したプローブ信号から抽出することを特徴とする方法。
20. 請求項１９記載の方法において、該方法は、受信したプローブ信号が機会の最適ピークの間に送信されたのか否か判定するために、これらを分析するステップを備えていることを特徴とする方法。
21. 請求項１９記載の方法において、該方法は、受信プローブ信号において経路損失及び／又はマルチパス歪みを測定するステップと、位置又はタイミング・データの抽出のために低経路損失及び／又は低マルチパス歪みを有するプローブ信号を選択するステップとを備えていることを特徴とする方法。
22. 請求項１〜２１いずれかに記載の方法において、局は、それらが静的であり続けた時間長に関するデータをそれらのプローブ信号に含み、他局は、最も長い期間静的であり続けた局からの位置データ及び／又は位置判定データを優先的に利用して、前記プローブ信号を受信することを特徴とする方法。
23. 請求項１〜２２いずれかに記載の方法において、局は、それらのプローブ信号内に、以下にあげる、前記プローブ信号において識別した局間の送信ホップの数及び／又は品質、タイミング又は位置データの古さを示す古さデータ及び／又は前記プローブ信号に含まれる位置判定データ、前記プローブ信号において識別した１つ以上の局に関する位置情報の明言又は判定したレベル、並びに前記プローブ信号が非回のピークにおいて送られたか否かを示す品質データの内１つ以上に関する補助データを含み、他局は、受信したプローブ信号に含まれる補助データの特質に応じて、その中にある位置データ及び／又は位置判定データを利用して、前記プローブ信号を選択的に受信することを特徴とする方法。
24. 請求項１〜２３いずれかに記載の方法において、中央管理当局が定義するプローブ・チャネル上で前記プローブ信号を送信することにより、干渉を低減し、信号の妨害又は傍受を防止することを特徴とする方法。
25. 請求項１〜２４いずれかに記載の方法において、局は、他局が互いとの接続性を失った後所定時間の間当該他局の履歴位置データを維持し、該履歴位置データは、接続性が失われた局の最後の既知位置を判定するために検索可能であることを特徴とする方法。
26. 請求項１〜２５いずれかに記載の方法において、局は、局間の相対移動によって生ずる、プローブ信号におけるデータのばらつき、又は前記プローブ信号のその他の特性を利用して、当該プローブ信号内にある相対位置データ及び／又は位置判定データの曖昧さを解決することを特徴とする方法。
27. 請求項１〜２６いずれかに記載の方法において、前記ネットワークにおける局から利用可能なサービスの特質又は品質を、判定した前記局及び／又はその他の近隣局の絶対又は相対位置に応じて調節することを特徴とする方法。
28. 請求項２７記載の方法において、該方法は、局のユーザに、設備、目的又は人、あるいは前記局の判定した位置の付近にある他局に関する情報を提供するステップを含むことを特徴とする方法。
29. 請求項１〜２８いずれかに記載の方法において、局間に傾斜収集プローブ信号を直接又は１つ以上の中間局を通じて送信することによって、局に関する位置情報を判定することを特徴とする方法。
30. 請求項２９記載の方法において、前記傾斜収集信号は、前記位置情報の分解能を高めるように選択した高めのレートで送信されることを特徴とする方法。
31. 請求項３０記載の方法において、前記位置情報が要求されている間だけ、前記傾斜収集プローブ信号を高めのレートで送信することを特徴とする方法。
32. 請求項１〜３１いずれかに記載の方法において、前記ネットワークにおける別の局に関する位置情報を要求する第１局が、前記ネットワークにおける局の位置データ及び／又は位置判定データを維持する中央管理当局に宛てた位置要求メッセージを、前記他局への又は直接前記他局へのその後の送信のために、前記第１の要求元局の１つ以上の近隣に送信することを特徴とする方法。
33. 請求項３２記載の方法において、位置を要求された前記局は、前記ネットワークを通じて前記第１局に、要求された位置情報と共に回答メッセージを送信することを特徴とする方法。
34. 請求項３２記載の方法において、前記第１局は、１つ以上の中間局を通じて、前記他局に宛てた傾斜収集プローブ信号を送信し、前記他局は、１つ以上の中間局を通じて応答を送信することにより、前記中間局を通じて傾斜を作成し、前記傾斜提供情報が、前記第１局と前記他局との間で相対又は絶対方向ベクトルを確定することを可能にすることを特徴とする方法。
35. 複数の局を備えたネットワークであって、当該ネットワークが少なくとも１つの選択した中間局を通じて局間でデータを送信することができるように、前記局の各々がデータを送信及び受信可能であり、前記ネットワークにおける各局は、送信機と、受信機と、データ処理手段とを備えており、各局は、
    他局にプローブ信号を送信し、他局からプローブ信号を受信し、
    前記プローブ信号の少なくとも一部において位置データ及び／又は位置判定データを送信し、前記位置データはプローブ信号を送信する局の絶対又は相対位置を示すデータを含み、前記位置判定データは、プローブ信号を受信した局が前記局及び／又は他局の絶対又は相対位置を判定するために使用可能なデータを含み、
    １つ以上の探査局からプローブ信号を受信した局において、前記探査局から選択した局から受信した位置データ及び／又は位置判定データを維持し、
    前記局及び／又は他局の絶対又は相対位置を判定するために、前記位置データ及び／又は位置判定データを利用する
    ように動作可能であり、
    前記局と直接通信する他局と、前記局と直接通信しない他局も含む
    ことを特徴とするネットワーク。
36. 請求項３５記載のネットワークにおいて、各局は、前記局と直接通信する他局、及び前記局と直接通信しない他局の絶対又は相対位置も判定するように動作可能であることを特徴とするネットワーク。
37. 請求項３５又は請求項３６記載のネットワークにおいて、各局は、クロックを含み、前記プローブ信号内においてクロック・データを送信し、前記プローブ信号が局間を伝搬する時間、即ち、前記局間の距離を判定するために、前記クロック信号を利用するように構成されていることを特徴とするネットワーク。
38. 請求項３７記載のネットワークにおいて、該ネットワークは、前記ネットワークの局に更新タイミング・データを送信する中央タイミング局を含み、各局はそのクロックを前記ネットワークの他局のクロックと、前記更新タイミング・データを利用して同期させるように構成されていることを特徴とするネットワーク。
39. 請求項３８記載のネットワークにおいて、各局は、当該局において受信するデータの他の以前の又は同時の送信に対して、かかるデータの送信に関して計算した累積誤差関数に応じて、前記更新タイミング・データを受け入れる又は拒否することによって、前記ネットワークの各局におけるクロックの同期に関して高レベルの精度を維持するように構成されていることを特徴とするネットワーク。
40. 請求項３５〜３９いずれかに記載のネットワークにおいて、少なくとも一部の局は、局基準測地システムを備えており、あるいは既知の固定位置に対応する位置情報がプログラムされていることを特徴とするネットワーク。
41. 請求項３５〜４０いずれかに記載のネットワークにおいて、各局は、局間で送信されるプローブ信号内にある送信パワー及び／又は経路損失データを利用して、それ自体と他局との間の近似距離を判定するように構成されていることを特徴とするネットワーク。
42. 請求項４１記載のネットワークにおいて、各局は、三角測量による１つ以上の他局の位置を示す位置情報を得るように構成されていることを特徴とするネットワーク。
43. 請求項３５〜４２いずれかに記載のネットワークにおいて、該ネットワークは、各々それ自体の絶対位置を比較的高い精度で判定することができるか、又はこれを定義する絶対位置データを供給される、ある数のシード局を含み、プローブ信号を前記シード局に送信する及びプローブ信号を前記シード局から受信する他局が、それら自体の絶対位置を判定するために、前記シード局からの絶対位置情報を得ることができ、前記他局にプローブ信号を送信する及び前記他局からプローブ信号を受信する更に別の局は、それら自体の絶対位置を判定するために、前記他局から絶対位置情報を得ることができるようにしたことを特徴とするネットワーク。
44. 請求項３５〜４３いずれかに記載のネットワークにおいて、各局の前記データ処理手段は、受信したプローブ信号が機会の最適ピークの間に送信されたのか否か判定するために、これらを分析するように動作可能であることを特徴とするネットワーク。
45. 請求項４４記載のネットワークにおいて、前記データ処理手段は、受信プローブ信号において経路損失及び／又はマルチパス歪みを測定することによって受信プローブ信号を分析し、位置又はタイミング・データの抽出のために低経路損失及び／又は低マルチパス歪みを有するプローブ信号を選択するように動作可能であることを特徴とするネットワーク。
46. 請求項３５〜４５いずれかに記載のネットワークにおいて、該ネットワークは、干渉を低減し、信号の妨害又は傍受を防止するために、前記プローブ信号の送信用にプローブ・チャネルを定義する中央管理当局を含むことを特徴とするネットワーク。

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