JP2012518170A - 移動体端末の位置の実時間差の決定の方法及び装置 - Google Patents

Abstract

コアネットワークと通信を行う複数のｅノードＢを含み、前記複数のｅノードＢ各々は複数の関連セルを有しており、前記複数の関連セル各々は１つ以上の移動体端末に対してサービスを行う潜在的能力がある通信システムの移動体端末についての実時間差の決定を行う方法において、前記移動体端末と第１のサービングｅノードＢとの間の第１の地理的な距離尺度の代表値である第１のタイミングアドバンス値を、第２のサービングｅノードＢへのハンドオーバに先立って決定し（Ｓ１０）、前記移動体端末と前記第２のサービングｅノードＢとの間の第２の地理的な距離尺度の代表値である第２のタイミングアドバンス値を、前記ハンドオーバの後に決定する（Ｓ２０）。これに続き、前記移動体端末と少なくとも２つのｅノードＢとの間の少なくとも到来時刻の尺度を決定し（Ｓ３０）、前記移動体端末についての前記決定された第１と第２の地理的な距離尺度と前記決定された到来時刻の尺度との代表値を少なくとも前記第２のサービングｅノードＢに対して、前記少なくとも２つのｅノードＢのユニークな識別パラメータ各々とともにシグナリングする（Ｓ４０）。ここで、前記実時間差の決定が、少なくとも前記シグナリングされた代表値に基づいて可能になる。

Description

本発明は一般には通信システムに関し、特に、ロングタイムエボルーション（ＬＴＥ）セルラ通信システムにおける移動体端末の位置決めの改善に関する。

移動体機器の位置決めが可能であることにより、アプリケーション開発者や無線ネットワーク運用者が、ロケーションベースの、ロケーションを意識したサービスの提供を可能にしてきた。それらの例には、ガイドシステム、ショッピング支援、友人捜索、他の情報サービスがあり、移動体ユーザにその周辺の情報を提供している。

このような商用サービスに加えて、いくつかの国の政府はネットワーク運用者が緊急呼の位置を判断できるようにする要件も設けている。例えば、米国では政府の要求（ＦＣＣ Ｅ９１１）は、所定の時間内に、所定の精度で全ての緊急呼の一定の割合の位置を決定できなければならないことを要求している。野外での環境と比べた屋内の環境での要求上の差はない。

野外での環境では、例えば、ＧＰＳ（全球測位システム）に基づいたアシステッドＧＰＳ（Ａ−ＧＰＳ）のような方法のような、外部的な位置決定の方法を用いて位置推定を行うことができる。また、無線ネットワークそれ自身を用いて位置推定も実行できる。無線ネットワークを用いた方法は２つの主要なグループに分類される。第１のグループは、例えば、セルＩＤを用いて移動体端末がアタッチされる無線セルに基づいた方法を含む。第２のグループは、いくつかの基地局（ＢＳ）からの無線信号の測定と、例えば、測定時間差（ＴＤｓ）を用いて端末の位置を決定することを利用する。

移動体ネットワークに接続するか、接続時にハンドオーバを実行することができるために、移動体端末は通常定常的に、それ自身の基地局からのみならず、他の基地局からの利用可能なダウンリンク信号を測定している。これらの信号は通常、装置の無線状態を測定することが意図された制御信号であり、その制御信号はとりわけ、送信基地局との接続確立の仕方についての情報を含んでいる。特に、その制御信号はそれ自身或いはその制御信号が送信された搬送波の周波数との組み合わせで基地局識別データを構成するデータを含んでいる。従って、移動体端末は送信基地局の識別子と無線条件推定とを取得することができる。移動体端末は通常、この情報をＧＳＭ（グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ）システムでは隣接セルリストにコンパイルする。そのリストは情報としてネットワークに転送される。

位置推定は隣接リストにリストされた測定に基づいている。それで、あるものは、無線基地局からの距離と、その基地局の正確な位置についての知識と組み合わされた無線条件との間の関係を用いる。基地局の位置は通信ネットワーク内では知られているものである。このことは隣接リストが、異なるアルゴリズムに従う位置推定のために容易に用いられることを意味している。その位置推定の精度はしばしば、特に、信号強度測定が用いられるときにはセルサイズに比例する。

三辺測量或いは時間差（ＴＤ）法は、２つ以上の異なる基地局に関連した信号を用いる。これらの信号が用いられてその位置或いは、移動体端末が位置する基地局からの距離を計算する。その計算は、相対時間差或いは信号が異なる基地局と端末との間を伝搬するのに要する絶対時間差に基づいている。ＴＤ法の達成可能な精度は、システムアーキテクチュア、物理的条件、無線条件に依存する。

離散時間統計的システム（Discrete Time Stochastic Systems）、Ｔ．セーデルストレーム（T. Soderstrom）著、英国：スプリンガー（UK:Springer）、２００２年 ３Ｇエボルーション：移動体ブロードバンド用ＨＳＰＡとＬＴＥ（3G Evolution: HSPA and LTE for Mobile Broadband）、Ｅ．ダールマン等（E. Dahlman et.al）、ISBN 97801237525332、３８０〜３８２頁

通常、移動体電話システムにおけるＴＤ法の精度は５０〜３００ｍである。ＴＤ法はまた、実施し管理するのに費用がかかり、資源を浪費する。

移動体端末の正確な位置決めを提供するために、システムにおける移動体端末と基地局との間の送信時刻差を決定できることも必要である。加えて、異なる基地局の送信時刻の実時間差も決定される必要がある。従って、位置決めの改善を可能とする送信時刻差と実時間差とを決定する手段や方法が必要となる。

本発明の一般的な目的は、セルラシステム、特に、ロングタームエボルーション（ＬＴＥ）システムにおける移動体端末の位置決めの改良を提供することにある。

基本的に、本願の開示により、コアネットワークと通信を行う複数のｅノードＢを含む通信システムの移動体端末についての実時間差の決定を行う方法を提供する。ここで、前記複数のｅノードＢ各々は複数の関連セルを有しており、前記複数の関連セル各々は１つ以上の移動体端末に対してサービスを行う潜在的能力がある。この方法は、最初に、前記移動体端末と第１のサービングｅノードＢとの間の第１の地理的な距離尺度の代表値である第１のタイミングアドバンス値を、第２のサービングｅノードＢへのハンドオーバに先立って決定する工程（Ｓ１０）を含む。続いて、この方法は、前記移動体端末と前記第２のサービングｅノードＢとの間の第２の地理的な距離尺度の代表値である第２のタイミングアドバンス値を、前記ハンドオーバの後に決定する工程（Ｓ２０）を含む。加えて、前記移動体端末と少なくとも２つのｅノードＢとの間の少なくとも到来時刻の尺度を決定する工程（Ｓ３０）と、最後に、前記移動体端末についての前記決定された第１と第２の地理的な距離尺度と前記決定された到来時刻の尺度との代表値を少なくとも前記第２のサービングｅノードＢに対して、前記少なくとも２つのｅノードＢのユニークな識別パラメータ各々とともにシグナリングする工程（Ｓ４０）とを含む。ここで、前記実時間差の決定は、少なくとも前記シグナリングされた代表値に基づいて可能になる。

加えて、本願に開示により、コアネットワークと通信を行う複数のｅノードＢを含む通信システムの移動体端末についての実時間差の決定を行う装置を提供する。ここで、前記複数のｅノードＢ各々は複数の関連セルを有しており、前記複数の関連セル各々は１つ以上の移動体端末に対してサービスを行う潜在的能力がある。この装置は、前記移動体端末と第１のサービングｅノードＢとの間の第１の地理的な距離尺度の代表値である第１のタイミングアドバンス値を、第２のサービングｅノードＢへのハンドオーバに先立って決定するよう構成され、さらに、前記移動体端末と前記第２のサービングｅノードＢとの間の第２の地理的な距離尺度の代表値である第２のタイミングアドバンス値を、前記ハンドオーバの後に決定するよう構成された第１の決定器（１０）と有する。加えて、この装置は、前記移動体端末と少なくとも２つのｅノードＢとの間の少なくとも到来時刻の尺度を決定するよう構成されたタイマ（３０）と、前記移動体端末についての前記決定された第１と第２の地理的な距離尺度と前記決定された到来時刻の尺度との代表値を少なくとも前記第２のサービングｅノードＢに対して、前記少なくとも２つのｅノードＢのユニークな識別パラメータ各々とともにシグナリングするシグナリングユニット（４０）とを有する。ここで、前記実時間差の決定は、少なくとも前記シグナリングされた代表値に基づいて可能になる。

この開示による利点には、ＬＴＥシステムにおける移動体端末の位置決めの改善が含まれる。

本発明とその他の目的や利点とは以下の添付図面とともにとられた詳細な説明を参照することにより最善の理解がえられる。

通信システムのセル構造を模式的に示す図である。 本発明が実施されるＬＴＥ無線アクセスネットワークを示す図である。 本発明に従う実施例のフローチャートを示す図である。 本発明に従う更なる実施例のフローチャートを示す図である。 本発明の装置構成の実施例を示すブロック図である。

略語
ＢＳ 基地局
ＣＮ コアネットワーク
ＬＴＥ ロングタームエボルーション
ＲＡＮ 無線アクセスネットワーク
ＲＲＣ 無線資源制御
ＲＲＭ 無線資源管理
ＴＡ タイミングアドバンス
ＴＤＯＡ 到来時間差
ＴＯＡ 到来時刻

本願の開示は、ロングタームエボルーション（ＬＴＥ）セルラシステムの端末の位置決定に関する。特に、この開示は、ダウンリンクに適用される、いわゆる、到来時間差（ＴＤＯＡ）位置決め方法での位置決定に関する。そのような方法は、端末の位置を計算するために、通常は最適化技術を用いて非線形方程式の系を解く。その方程式系は、複数の基地局についての観測到来時刻と、同じ複数の基地局からの送信時刻と、端末と複数の基地局各々との間の距離とに関係する。通常、端末はネットワークに関して個々のクロックバイアスを経験するという事実を扱うために、双曲線到来時刻方程式が形成される。

以下には、ＴＤＯＡ位置決めについての背景と、従来技術の問題点についての深い理解と本発明に従う具体的なな解とを提供するために必要な同期情報を推定するのに採用される手順とが続く。

到来時間差による位置決め
位置決め技術
いわゆる、到来時間差（ＴＤＯＡ）法は通常、複数の基地局、例えば、ｅノードＢからのあるパイロット無線信号に依存する。その測定は測定がなされた基地局の既知の信号との相関をとることにより実行される。この状態は図１に描写されている。

図１は、一般的な通信システムを開示しており、説明を簡単にするためにその図は、移動体端末の測拒範囲内に３つの基地局があるとして描かれている。

測定が複数のセルに対して成功し、それらの３つが図１には描かれていると仮定すると、移動体端末における測定された到来時刻（ＴＯＡ）と、複数の基地局（ｅノードＢ）からの送信時刻と、移動体端末と各基地局との間の距離との関係は次のようになる。即ち、


である。

ここで、ｔ_TOA,i，ｉ＝１，Ｋは移動体端末における測定された到来時刻を表しており、Ｔ_i，ｉ＝１，Ｋ，ｎは複数のｅノードＢからの送信時刻を表しており、ｃは光速である。太字の物理量は、複数の基地局と移動体端末のロケーション（ベクトル）である。ｂ_clockはセルラシステムの時刻に関する移動体端末の知られていないクロックバイアスである。さて、ＴＤＯＡ法における位置決めにおいて、自分の（サービング）サイトに関する到来時刻（ＴＯＡ）の差は次式に従って、形成される。即ち、


である。

これら（ｎ−１）個の方程式において、左辺側は（いくらかの付加的な測定誤差は伴っているが）既知である。距離依存項は、送信時刻差（実時間差という）が測定可能であるならば定義される。本発明はこの特別の問題の解についての方法と構成とを開示する。さらに、基地局のロケーション：ｒ_i，ｉ＝１，Ｋ，ｎは数ｍ（メートル）内で探索されるので、これらも同様に知られる。未知として残るものは、移動体端末のロケーションであり、それは以下のように示される。即ち、


である。

２次元位置決めが実行されるより一般なケースでは、上式に代わって、未知の位置は以下の通りとなる。即ち、


である。

それは、３次元的な端末位置を見出すために、少なくとも３つの到来時間差が必要であり、２次元的な端末位置を見出すために、少なくとも２つの到来時間差が必要であるということになる。次に、このことは少なくとも４つのサイトが３次元的な端末の位置決めのために検出される必要があり、少なくとも３つのサイトが２次元的な端末の位置決めのために検出される必要があることを意味している。実際上、もし多くの測定が収集され最大尤度の解が導入されるなら精度は向上する。最小数のサイトだけが検出される場合には、多数の（偽の）解が存在することもあるかもしれない。

図２を参照して、一般的なロングタームエボルーション（ＬＴＥ）の無線アクセスネットワークシステムについて説明する（非特許文献２を参照）。基本的に、そのシステムは複数のｅノードＢを有しており、各ｅノードＢは複数のセルのセットを担当している。ｅノードＢは通常、１つのセルの無線資源管理（ＲＲＭ）の決定、ハンドオーバの決定、そのセルでのアップリンクとダウンリンクの両方におけるユーザのスケジューリングを担当する。また、符号化、復号化、変調、復調、インタリーブ、逆インタリーブなどの古典的な物理層の機能も実行する。各ｅノードＢは所謂Ｓ１インタフェースを用いてコアネットワークに接続される。加えて、各ｅノードＢは所謂Ｘ２インタフェースを用いてそのネットワークのいずれかのｅノードＢに接続される。Ｘ２インタフェースが通常用いられて、アクティブモードのモビリティをサポートするが、加えてマルチセルＲＲＭ機能のために用いられても良い。

送信時間差の同期及び確定の必要性
先に示した到来時間差の方程式を研究すると、
ａ．実時間差がゼロ、即ち、ＬＴＥネットワークが同期される（十分に精度よく、通常は数１０ナノ秒以内になることを意味する）なら、
ｂ．実時間差が他の手段によって推定されるなら、未知の数より多い方程式があることになる。

本発明の目的は、例えば、ＬＴＥのような通信システムにおける移動体端末についての実時間差の決定を可能にする方法及び構成を提供することにある。この目的を達成するためにいくつかの課題が解決される必要がある。まず最初に、実時間差を決定するための原理を見出す必要がある。それから、必要な測定とシグナリングの手段が決定される必要がある。本発明は後者の面に焦点を当てている。

１つのそのような原理の目的は、送信或いはサービング基地局と端末との間の距離が知られるときに、その端末において到来時刻（ＴＯＡ）を測定することにある。これにより、実時間差に対する到来時間差（ＴＤＯＡ）の方程式の解を得ることができる。これは以下のことを必要とする（概要、それに続いて詳細な検討）。

１）ＴＯＡ、或いは、ＴＯＡの差が端末で測定される。

２）端末からＬＴＥシステムのｅノードＢにＲＲＣ（ＬＴＥ）インタフェースにより、ＴＯＡ、或いは、ＴＯＡの差がシグナリングされる。前記基地局のＩＤを提供する新しい情報要素もである。

３）複数のｅノードＢからＬＴＥシステムの複数のｅノードＢにＸ２（ＬＴＥ）インタフェースにより、ＴＯＡ、或いは、ＴＯＡの差がシグナリングされる。前記基地局のＩＤを提供する新しい情報要素もである。

４）ＴＯＡ、或いは、ＴＯＡの差がオプション的にＬＴＥ ＲＡＮからＣＮノードにシグナリングされる。前記基地局のＩＤを提供する新しい情報要素もである。

５）送信を行う複数のｅノードＢと端末との間の距離は、
ａ．所定の、そして、注意深く調査された地理的な位置で複数の端末或いは専用のロケーション測定ユニットを、注意深く調査されたｅノードＢの位置とともに用い、
ｂ．端末とサービング基地局との間の適切な距離を確定するために、タイミングアドバンスメント（ＴＡ）を、光速とＴＡ値とを乗算して用いること
によって決定される。ここで、ＴＡ値はハンドオーバの前後で測定され、これにより、直接に実時間差も確定し、前記タイミングアドバンスメントの使用は、
ｉ．前記確定された実時間差、つまり、
１．複数のｅノードＢ間のＸ２（ＬＴＥ）インタフェースによる前記確定された実時間差、即ち、前記基地局のＩＤも備えた新しい情報要素であって、
２．ＬＴＥ ＲＡＮからＣＮ位置決めノードまでの前記確定された時間差、即ち、前記基地局のＩＤも備えた前記新しい情報要素、或いは
ii．前記タイミングアドバンスメント測定、つまり、
１．複数のｅノードＢ間のＸ２（ＬＴＥ）インタフェースによる前記タイミングアドバンスメント測定、即ち、前記基地局のＩＤも備えた新しい情報要素であって、
２．ＬＴＥ ＲＡＮからＣＮ位置決めノードまでの前記タイミングアドバンスメント測定、即ち、前記基地局のＩＤも備えた前記新しい情報要素
のシグナリングも必要としている。

６）少なくとも１つのｅノードＢ或いは前記ＣＮノードにおいて、測定されたＴＡ、ＴＯＡ、或いは、複数のＴＯＡ間の差の組み合わせをフィルタリングする結果が、前記新しい情報要素で受信される。

本発明の主要な面について次の項で、詳細に説明する。

図２のシステム概要と図３のフローチャートとを参照すると、基本的な実施例は、移動体端末と第１のサービング基地局、例えば、ｅノードＢとの間の第１の地理的な距離尺度の代表値である第１のタイミングアドバンスメント値を、第２のサービング基地局、例えば、ｅノードＢへのハンドオーバに先立って決定するステップ（Ｓ１０）と、移動体端末と第２のサービング基地局、例えば、ｅノードＢとの間の第２の地理的な距離尺度の代表値である第２のタイミングアドバンスメント値を、そのハンドオーバ後に決定するステップ（Ｓ２０）とを有する。その後、或いは、並行的に、移動体端末と少なくとも２つのｅノードＢとの間の到来時刻の尺度を決定するステップ（Ｓ３０）と、最後にその移動体端末についての前記決定された第１と第２の地理的な距離尺度と前記決定された到来時刻の尺度との代表値を少なくとも第２のサービングｅノードＢに対して、前記少なくとも２つのｅノードＢのユニークな識別パラメータ各々とともにシグナリングするステップ（Ｓ４０）とを有する。これらの尺度は後で、決定された実時間差に対する位置計算機能により利用される。その位置計算機能は、実際のサービングｅノードＢ、或いは、他のｅノードＢ、或いは、システム外部のノードに配置される。

更なる実施例によれば、決定された尺度（ＴＡ、ＴＯＡ、ＴＤＯＡ，計算された送信時刻の差）とユニークな識別パラメータの内の１つ、或いは、これらの組み合わせが更に、システムの複数のｅノードＢ間のＸ２（ＬＴＥ）インタフェースにより、交換、中継、或いは、シグナリングされる。これらの尺度は、新しい情報要素としてシグナリングされるのが好ましい。

更なる第２の実施例によれば、決定された尺度（ＴＡ、ＴＯＡ、ＴＤＯＡ、計算された送信時刻の差）とユニークな識別パラメータの内の１つ、或いは、これらの組み合わせが更に、システム（ＬＴＥ ＲＡＮ）からＣＮノードに、交換、中継、或いは、シグナリングされる。これらの尺度は、新しい情報要素としてシグナリングされるのが好ましい。

最後に、少なくとも１つのｅノードＢ、或いは、前記ＣＮノードにおいて、測定されたＴＡ、ＴＯＡ、或いは、複数のＴＯＡの差の組み合わせは、前記新しい情報要素で受信される結果となる。

タイミングアドバンスメント（ＴＡ）測定を用いた距離決定
移動体端末の位置、例えば、ｒ_Terminalについて先に説明した上記方程式を解くことができるために、複数のＴＤＯＡを測定し、別の手段により決定された実時間差をもつことが好ましい。実時間差を決定するために、１つの基本的な面は、次の方程式の複数のＴＤＯＡと地理的な距離とを決定し、


実時間差に関して解くことである。複数のＴＤＯＡが測定され、位置計算ノードにシグナリングされる。

本発明の実施例によれば、Ｓ１０とＳ２０、即ち、ハンドオーバのちょうど前後で実行される２つのＴＡの測定が用いられ、移動体端末とサービングｅノードＢとの間の地理的な距離を決定する。これは、ＴＡがサービングセルについてのみ利用可能であるので、必要である。更に、ハンドオーバ前後の所定の時間内で、この測定を行うことにより、端末は２つのＴＡ測定間で（数１００ｍのＴＡ解像度と比較すると）目立って移動することは許されていない。それ故に、次の測定、即ち、



が実行される。ここで、ｔ_Handoverはハンドオーバの時刻であり、Ｔ_Limitは時間制限であり、それは、次式


のようなものである。

式（９）の方程式において、ν_Terminalは、端末の速度を表わし、ｄ_{Resolution,TA}は地理的な距離としてのＴＡ測定の解像度である。

上記の測定を用いると、最初のＴＤＯＡの方程式（式６₂）は、次のように書き下すことができる。即ち、


である。

同様に、残りの方程式に関して、これらは別々のハンドオーバを必要とする。２で割ることは、ＴＡ測定が往復時間に関係するという事実による。

シグナリング
測定された第１と第２のＴＡ値はｅノードＢ間でＸ２インタフェースによりシグナリングされる必要があり、ＬＴＥ ＲＡＮの外部のノードにシグナリングされるかもしれない。結局のところ、それら各々は、例えば、ＴＡ_Encodedのような測定ＴＡ値の符号化された代表値を与えるために符号化されるのが好ましい（Ｓ３１）。符号化された代表値は問題としているインタフェースにより、ｅノードＢのユニークなＩＤとともに、即ち、


のように送信される。

上述のＴＡ測定に対する補完或いは代替案として、第２と第１のｅノードＢに関する移動体端末への送信時刻Ｔ₂、Ｔ₁を測定し、その差を計算することができる。

ＴＯＡとＴＤＯＡの測定
ＴＯＡの測定は、単一のｅノードＢ、或いは、複数のｅノードＢに関して実行される。加えて、その測定は上記第１と第２のサービングｅノードＢの間でハンドオーバの前に、或いは、ハンドオーバの後に、或いは、その両方を組み合わせて実行しても良い。次に、そのような場合の全てについての実施例について説明する。

単一のＴＯＡ測定とシグナリング
本発明の第１の実施例に従えば、到来時刻（ＴＯＡ）測定は上記の第１と第２のＴＡ測定に関係して実行される。この測定は方程式（１２）に従う。即ち、


である。

測定後、同様に、ｔ_TOA,Encodedを与えるために符号化される。符号化されたＴＯＡの尺度は、移動体端末からｅノードＢに、ＲＲＣ（ＬＴＥ）インタフェースによって、オプションとしては、方程式（１３）のように、ｅノードＢのＩＤとともにシグナリングされる（一般的なシグナリング原理を提供すれば、複数の測定についてのシグナリングも可能になる）。即ち、


である。

ｅノードＢで受信される情報要素はさらにＸ２インタフェースにより、別のｅノードＢ或いはＬＴＥ ＲＡＮの外部の位置計算ノードにシグナリングされても良い。

複数のＴＯＡ測定とシグナリング
第２の実施例では、複数のｅノードＢに関する到来時刻（ＴＯＡ）測定は、上記ＴＡ測定に関係して実行される。これらの測定は方程式（１４）に従う。即ち、


である。ここで、Ｎ_TOAは実行されるＴＯＡ測定の数を表している。測定後、その測定はｔ_{TOA,i,Encoded}，ｉ＝１,……,Ｎ_TOAを与えるために符号化されるのが好ましい。符号化された測定はその後、移動体端末からサービングｅノードＢへとＲＲＣ（ＬＴＥ）インタフェースにより、各ｅノードＢのＩＤとともに、方程式（１５）のようにシグナリングされる。即ち、


である。

そのシグナリングは、単一のＴＯＡのシグナリングの繰り返し、或いは、統合情報要素を定義するあるリストによって実行される。ｅノードＢで受信される情報要素はさらにＸ２インタフェースにより別のｅノードＢ、或いは、ＬＴＥ ＲＡＮの外部の位置計算ノードにシグナリングされても良い。

ＴＤＯＡ形成とシグナリング
第３の実施例では、複数のｅノードＢに関する到来時刻の測定は、上述のＴＡ測定に関係して実行される。

これらの測定は、


である。ここで、ここで、Ｎ_TOAは実行されるＴＯＡ測定の数を表している。測定後、ＴＯＡ測定は１つの選択されたｅノードＢに関してＴＤＯＡの（偽）測定を得るために処理される。これは複数のＴＤＯＡ、即ち、


を与えるものである。

複数のＴＤＯＡは、ｔ_{TDOA,j,Encoded}，ｊ＝１,……,Ｎ_TOA，ｊ≠Ｊを与えるために符号化される。それらは、端末からｅノードＢにＲＲＣ（ＬＴＥ）インタフェースによって、複数のｅノードＢのＩＤとともに、次のようにシグナリングされる。即ち、


である。

ｅノードＢで受信される情報要素はさらにＸ２インタフェースにより別のｅノードＢ、或いは、ＬＴＥ ＲＡＮの外部の位置計算ノードにシグナリングされても良い。

送信時刻の関係のフィルタリング
ＬＴＥの複数のｅノードＢが同期がとれていない場合、実時間差はドリフトする。これらの関係を追跡するための適切な技術的解決策は、連続的に状態評価器を更新することである。ここで、各実時間差は、適切な力学モデルによりモデル化される。このフィルタリングがどのように実行されるのかの実施例を提供するために、次のような積分ランダムウォークを各実時間差に関して仮定する（ここで、ｅノードＢ Ｊが公称のものとして役割を果たす）。即ち、


である。

ここで、（ｔ_{RealtimeDifference,k} ｔ^・ _{RealtimeDifference,k}）^Tは力学モデルの状態ベクトルであり、ｔ_iは関係するハンドオーバ手順に対応する測定時刻であり、（ｗ_q,k ｗ_2,k）^Tはモデル化の不確定さを記述するシステムノイズであり、ｔ_{MeasuredRealtimeDifference,k}は測定された実時間差であり、ｅ_kは測定ノイズである。その精度を維持するために、実時間差の局所的なクラスタが処理されることが不可欠である。このことがなされないと、複数のＴＡの減算のチェインが生じるかもしれず、それは不確定さが集まってしまうという結果になる。そのフィルタリングは通常、カルマンフィルタ（非特許文献１参照）を用いて実行される。このフィルタの適用には、上述モデルのノイズの統計的な特性が与えられることを必要とする。その正確な定義は本発明の範囲外にあるが、そのノイズは以下のように示される。即ち、


である。ここで、Ｅ［］は統計的期待値である。

フィルタされた情報の位置計算機能への提供
カルマンフィルタのバンクの出力が最後に、位置計算機能に提供される。その機能は通常（必ずしも必要ではないが）実時間差のフィルタリングと同じノードに配置される。

加えて、本発明の開示では、前記測定されたＴＡ、ＴＯＡ、或いは、ＴＤＯＡを移動体端末からｅノードＢに、複数のｅノードＢ間で、そして、ｅノードＢからＬＴＥ ＲＡＮの外部のノードにシグナリングするのに必要なシグナリング手段と、複数のノズル間での送信時刻の関係のフィルタリングを提供している。

図５を参照して、本発明の移動体端末に関する実時間差の決定を行う構成の実施例について説明する。その構成は、移動体電話、ラップトップ、ＰＤＡなどの移動体端末に設けられるのが好ましい。

その装置構成は、公知の実際的な構成に従えば一般的な入出力ユニットを有する。距離決定器１０は、ハンドオーバの前後にそれぞれ、第１と第２のタイミングアドバンスメントの尺度を決定する。これらの尺度は、移動体端末とそのサービング基地局、例えば、ｅノードＢとの間の第１と第２の地理的な距離尺度或いは距離の値の代表値である。その装置構成はさらに、移動体端末とそのシステムの２つ以上のノードとの間の到来時刻の尺度を決定するよう構成されたタイマ３０を有する。最後に、その装置構成は、その決定された値或いは尺度、或いは、その代表値を少なくともサービングノード、例えば、第２のｅノードＢにシグナリングする信号ユニット４０を有する。各尺度は、問題となるｅノードＢについてのユニークな識別パラメータとともにシグナリングされるのが好ましい。その結果、実時間差を決定することが、シグナリングされた代表値に基づいて可能になる。

また、図４を参照するなら、更なる実施例には、複数のセルに関する移動体端末についての到来時間差の尺度を決定するよう構成された差分ユニット３１を含む。信号ユニット４０はまた、ユニークな識別パラメータとともに到来時間差の尺度の代表値をシグナリングするように適合されている。また、符号化器３２は、その尺度を符号化してシグナリングのための代表値を提供するために備えられる。

加えて、上述の実施例はサービングセルについてのＴＯＡを測定することを開示しているが、ハンドオーバに先立って、目標ハンドオーバセルについてのＴＯＡを測定することは全く可能である。端末がその測定と実際のハンドオーバとの間にあまり移動しないことが想定されている。

さらに図４を参照すれば、本発明に従うノードが開示されている。そのノードは、一般的な入出力ユニットの他に、移動体端末から、或いは、システムのｅノードＢから、上述のシグナリングされた代表値を受信するよう適合された受信器４０’を有している。更なる実施例に従えば、そのノードは、例えば、カルマンフィルタや他の同様なフィルタ構成によって、実時間差をフィルタするよう構成されるフィルタ５０を有している。そのノードはさらに、受信した代表値をシステムのｅノードＢ或いは、そのシステム外部のノードに中継するよう適合されている。

要約すると、本発明は、端末についてのＴＡ、ＴＯＡ、及びＴＤＯＡを、決定、測定、計算することの内の少なくともいずれかを行うよう適合された、好ましくは移動体端末に設けられる方法及び装置構成を開示している。加えて、その端末で測定されるか、計算されるかの内の少なくともいずれかがなされたＴＡ、ＴＯＡ、及びＴＤＯＡをそのサービングｅノードＢにシグナリングすることを可能にする方法及び装置構成を開示している。加えて、本発明は、複数のｅノードＢ間での前記値のシグナリングとＬＴＥ ＲＡＮ外部のノードへのシグナリングを可能にする装置構成を開示している。さらに、本発明は、複数のｅノードＢ間の送信時刻の関係をフィルタする装置構成を開示している。

上述の実施例は本発明の２、３の例示として理解されるべきものである。当業者であれば、種々の変形、組み合わせ、変更が本発明の範囲を逸脱することなく複数の実施例に対してなされても良いことを理解するであろう。特に、異なる実施例における異なる部分の解決策は、技術的に可能である場合には、他の構成において組み合わせられても良い。しかしながら、本発明の範囲は、添付の請求の範囲によって規定されるものである。

Claims (26)

1. コアネットワークと通信を行う複数のｅノードＢを含む通信システムの移動体端末についての実時間差の決定を行う方法であって、前記複数のｅノードＢ各々は複数の関連セルを有しており、前記複数の関連セル各々は１つ以上の移動体端末に対してサービスを行う潜在的能力があり、前記方法は、
   前記移動体端末と第１のサービングｅノードＢとの間の第１の地理的な距離尺度の代表値である第１のタイミングアドバンス値を、第２のサービングｅノードＢへのハンドオーバに先立って決定する工程（Ｓ１０）と、
   前記移動体端末と前記第２のサービングｅノードＢとの間の第２の地理的な距離尺度の代表値である第２のタイミングアドバンス値を、前記ハンドオーバの後に決定する工程（Ｓ２０）と、
   前記移動体端末と少なくとも２つのｅノードＢとの間の少なくとも到来時刻の尺度を決定する工程（Ｓ３０）と、
   前記移動体端末についての前記決定された第１と第２の地理的な距離尺度と前記決定された到来時刻の尺度との代表値を少なくとも前記第２のサービングｅノードＢに対して、前記少なくとも２つのｅノードＢのユニークな識別パラメータ各々とともにシグナリングする工程（Ｓ４０）とを有し、
   前記実時間差の決定は、少なくとも前記シグナリングされた代表値に基づいて可能になることを特徴とする方法。
2. 前記ハンドオーバに関して、所定の時間間隔内で前記第１と第２の地理的な距離尺度を決定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ハンドオーバに先立ち、前記移動体端末と、前記第１のサービングｅノードＢ或いは前記第２のサービングｅノードＢとの間の移動体の到来時刻の尺度を決定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記移動体端末と、前記複数のｅノードＢ各々との間の移動体の到来時刻の尺度を決定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記決定された到来時間差の尺度に基づいて、前記移動体端末に対する到来時間差を決定する（Ｓ３１）ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記シグナリングする工程（Ｓ４０）はさらに、前記決定された到来時間差の代表値をシグナリングすることを可能にするよう構成されていることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記決定された到来時間差を符号化して前記代表値を提供することを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記決定された尺度を符号化して、前記距離の尺度と前記到来時刻の尺度の代表値を提供する工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記通信システムにおける少なくとも１つ以上のｅノードＢに、前記決定された尺度或いはその尺度の代表値をさらにシグナリングすることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記通信システムの外部のノードに、前記決定された尺度或いはその尺度の代表値をさらにシグナリングすることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記通信システムの外部の位置計算ノードに、前記決定された尺度或いはその尺度の代表値を提供することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記決定された実時間差をフィルタリングし（Ｓ４１）、前記フィルタリングされた実時間差を位置計算機能に提供する工程をさらに有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記フィルタリングは、前記決定された実時間差のカルマン・フィルタリングを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記代表値と前記ユニークな識別パラメータを１つの情報要素としてシグナリングすることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 前記第１及び第２タイミングアドバンス値の前記代表値を、
    ＴＡ_Encoded，ＩＤ_eNodeBに従う情報要素としてユニークな識別パラメータ各々とともにシグナリングし、
    前記ＴＡ_Encodedは、符号化されたタイミングアドバンス尺度であり、
    前記ＩＤ_eNodeBは、前記ユニークな識別パラメータであることを特徴とする請求項８又は１４に記載の方法。
16. 前記少なくとも１つの到来時刻の尺度の前記代表値を、
    ｔ_TOA,Encoded，ＩＤ_eNodeBに従う情報要素としてユニークな識別パラメータ各々とともにシグナリングし、
    前記ｔ_TOA,Encodedは、符号化された到来時刻の尺度であり、
    前記ＩＤ_eNodeBは、前記ユニークな識別パラメータであることを特徴とする請求項８又は１４に記載の方法。
17. 前記到来時刻の尺度の前記代表値を、
    ｔ_{TOA,i,Encoded}，ＩＤ_eNodeB（ｉ＝１……Ｎ_TOA）に従う情報要素として各ユニークな識別パラメータとともにシグナリングし、
    前記ｔ_{TOA,i,Encoded}は、ｉ個のｅノードＢ全てについての符号化された到来時刻の尺度であり、
    前記ＩＤ_i,eNodeBは、前記各ユニークな識別パラメータであることを特徴とする請求項４又は８又は１４に記載の方法。
18. 前記到来時間差の尺度の前記代表値を、
    ＩＤ_J,eNodeB，ｔ_{TDOA,j,Encoded}，ＩＤ_j,eNodeB（ｊ＝１……Ｎ_TDOA，ｊ≠Ｊ）に従う情報要素として各ユニークな識別パラメータとともにシグナリングし、
    前記ＩＤ_J,eNodeBは、ｅノードＢ Ｊのユニークな識別パラメータであり、
    前記ｔ_{TDOA,j,Encoded}は、前記ｅノードＢ Ｊに関する符号化された到来時間差の尺度であり、
    前記ＩＤ_j,eNodeBは、前記複数のｅノードＢ各々のユニークな識別パラメータであることを特徴とする請求項６又は１４に記載の方法。
19. コアネットワークと通信を行う複数のｅノードＢを含む通信システムの移動体端末についての実時間差の決定を行う装置であって、前記複数のｅノードＢ各々は複数の関連セルを有しており、前記複数の関連セル各々は１つ以上の移動体端末に対してサービスを行う潜在的能力があり、前記装置は、
    前記移動体端末と第１のサービングｅノードＢとの間の第１の地理的な距離尺度の代表値である第１のタイミングアドバンス値を、第２のサービングｅノードＢへのハンドオーバに先立って決定するよう構成され、さらに、前記移動体端末と前記第２のサービングｅノードＢとの間の第２の地理的な距離尺度の代表値である第２のタイミングアドバンス値を、前記ハンドオーバの後に決定するよう構成された第１の決定器（１０）と、
    前記移動体端末と少なくとも２つのｅノードＢとの間の到来時刻の尺度を決定するよう構成されたタイマ（３０）と、
    前記移動体端末についての前記決定された第１と第２の地理的な距離尺度の代表値と前記決定された到来時刻の尺度とを少なくとも前記第２のサービングｅノードＢに対して、前記少なくとも２つのｅノードＢのユニークな識別パラメータ各々とともにシグナリングするシグナリングユニット（４０）とを有し、
    前記実時間差の決定は、少なくとも前記シグナリングされた代表値に基づいて可能になることを特徴とする装置。
20. 前記決定された到来時刻の尺度に基づいて、前記移動体端末に対する到来時間差を決定するよう構成された差分ユニット（３１）をさらに有することを特徴とする請求項１９に記載の装置。
21. 前記決定された尺度を符号化して、前記距離の尺度と前記到来時刻の尺度の代表値を提供するよう構成された符号化器（３２）をさらに有することを特徴とする請求項１９に記載の装置。
22. 請求項１９乃至２１のいずれか１項に記載の装置を有する移動体端末。
23. 通信システムにおけるｅノードＢであって、
    ハンドオーバの前後に、移動体端末と、第１のｅノードＢ及び第２のｅノードＢとについての決定された第１の地理的な距離尺度と第２の地理的な距離尺度の代表値と、少なくとも２つのｅノードＢに関する前記移動体端末についての決定された到来時刻の尺度の代表値とを、前記少なくとも２つのｅノードＢのユニークな識別パラメータ各々とともに受信するよう構成された受信器（４０’）を有し、
    実時間差の決定は、少なくとも前記シグナリングされた代表値に基づいて可能になることを特徴とするｅノードＢ。
24. 前記受信器（４０’）は、前記通信システムにおける少なくとも１つの別のｅノードＢに、前記ユニークな識別パラメータとともに、前記受信した代表値を中継するよう構成されていることを特徴とする請求項２３に記載のｅノードＢ。
25. 前記受信器（４０’）はさらに、前記通信システムの外部の少なくとも１つのノードに、前記ユニークな識別パラメータとともに、前記受信した代表値をさらに中継するよう構成されていることを特徴とする請求項２４に記載のｅノードＢ。
26. 前記受信した決定された実時間差をフィルタリングし、前記フィルタリングされた実時間差を位置計算機能に提供するよう構成されたフィルタ（５０）をさらに有することを特徴とする請求項２４に記載のｅノードＢ。