JP2016036160A - ワイヤレス通信ネットワークに追加されるべきワイヤレストランシーバの位置の判断 - Google Patents

ワイヤレス通信ネットワークに追加されるべきワイヤレストランシーバの位置の判断 Download PDF

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Abstract

【課題】ワイヤレス通信ネットワークに追加されるべきワイヤレストランシーバの位置を判断する。
【解決手段】各非基準ワイヤレストランシーバは、他の非基準ワイヤレストランシーバならびに基準ワイヤレストランシーバによって送信された信号の到着時間（ＴＯＡ）の測定を実行する。その後、少なくとも２つのタイプの測定値のペアから、非基準ワイヤレストランシーバによって送信された信号のＴＯＡ測定値間の差として、未知未知ＴＤＯＡ値を得ることと、非基準ワイヤレストランシーバによって送信された信号のＴＯＡ測定値と基準ワイヤレストランシーバによって送信された別の信号の別のＴＯＡ測定値との間の差として、未知既知ＴＤＯＡ値を得ることとによって、到着時間差（ＴＤＯＡ）値を計算する。両方のタイプのＴＤＯＡ値を使用して、非基準ワイヤレストランシーバの位置と、信号の送信時間とを識別するための連立方程式を解く。
【選択図】図２

Description

優先権の主張
[優先権出願の相互参照]
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１０年７月１日に出願された「Femto Location Determination」と題する、同一出願人が所有する米国仮出願第６１／３６０，８３２号の優先権を主張する。
本出願はまた、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１１年４月４日に出願された「LOCATION OF WIRELESS TRANSCEIVERS USING DIFFERENCES BETWEEN ARRIVAL TIMES OF SIGNALS TRANSMITTED FROM UNKNOWN POSITIONS」と題する、同一出願人が所有する米国仮出願第６１／４７１，６２５号の優先権を主張する。
本出願はさらに、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１１年６月２９日に出願された「DETERMINATION OF POSITIONS OF WIRELESS TRANSCEIVERS TO BE ADDED TO A WIRELESS COMMUNICATION NETWORK」と題する、同一出願人が所有する米国出願第１３／１７２，８１８号の優先権を主張する。
[関連出願の相互参照]
本出願はまた、本出願の譲受人に譲渡され、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１０年３月２５日に公開された「Synchronizing A Base Station In A Wireless Communication System」と題する、米国特許公開第２０１０／００７４１８０号、米国出願第１２／５６１，８４４号に関する。
本出願はさらに、本出願の譲受人に譲渡され、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１０年１月４日に公開された「Hearability Improvements For Reference Signals」と題する、米国特許公開第２０１０／０１７２３１１号、米国出願第１２／６５１，８３８号に関する。
本出願はまた、本出願の譲受人に譲渡され、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１０年１１月４日に公開された「TIME OF ARRIVAL (TOA) ESTIMATION FOR POSITIONING IN A WIRELESS COMMUNICATION NETWORK」と題する、米国特許公開第２０１０／０２７９７０７号、米国出願第１２／６０６，０３７号に関する。
本特許出願は、ワイヤレス通信ネットワークに追加されるべき新しいワイヤレストランシーバの位置を判断するための装置および方法に関する。
従来のワイヤレス通信ネットワークでは、セルタワーが通常そこに配置される（「マクロ基地局」、または略して「マクロ」と呼ばれる）基地局は、一般に、多くのプランニングの後にセットアップされ、既知位置を有する。しかしながら、屋内場所では、マクロ基地局からの信号は、一般に、より弱くなるか、またはマルチパスを受ける。そのような問題に対処するために、（通常、屋外に配置される）マクロ基地局と比較して低い電力を有するように設計されている（「フェムト基地局」または単に「フェムト」と呼ばれる）基地局の使用によって、屋内環境（たとえば、建築物内または鉱山内）においてワイヤレスサービスが提供され得る。
したがって、（アクセスポイント基地局、フェムトセル、ホームノードＢ（ＨＮＢ）、ホーム発展型ノードＢ（ＨｅＮＢ）、または略してフェムトとも呼ばれる）フェムト基地局は屋内基地局である。通常の（またはマクロ）基地局と同様に、フェムトは、セルフォンボイスおよびデータをセルフォンネットワークに接続するが、より小さいエリアをサービスする。フェムトは、通常、ユーザ自身によって、たとえば、自宅内またはオフィスビル内に展開される。フェムト基地局の使用は、それがセルタワートラフィックをオフロードするので、ワイヤレスサービスプロバイダに利益を与える。加入者は、ユニットの近接性により、特に、ノーマル基地局からのセルラー信号が弱いか利用可能でない環境において、優れた信号強度から利益を得る。
フェムトは、通常、ワイヤード接続を使用して、たとえば、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）またはケーブルモデム接続など、バックホール回線を通して公衆インターネット上で、ワイヤレス通信ネットワークに接続される。フェムトを屋内環境に配置することに関する１つの問題は、フェムトが設置されるときはいつでも、そのフェムトの地理的ロケーションがワイヤレスサービスプロバイダのネットワーク事業者に直ちに知られ得ないということであり得る。さらに、ユーザは、ユーザの自宅内でフェムトを移動することがあり得るか、あるいは、たとえば、再配置または移動するときに、ユーザとともにフェムトを携帯することがあり得る。様々な規制上の要求と事業利益とを満たすためには、ユーザがユーザのフェムトを設置した地理的ロケーションが事業者に知られている必要がある。
従来の方法は、フェムトがマクロ基地局から信号を受信することができるとき、観測到着時間差（ＯＴＤＯＡ：observed time difference of arrival）値を使用して位置を計算することによって測定局の地理的座標を判断することができる。通常、各ＯＴＤＯＡ値は、２つの時間測定値、すなわち、測定局の近傍にある既知位置にあるマクロ基地局（「ネイバー基地局」）によって送信された信号の到着時間（ＴＯＡ：time of arrival）と、同じく既知位置を有する別のマクロ基地局（「基準基地局」）からの別の信号の別のＴＯＡとの間の差として計算され得る。
上記で説明したＯＴＤＯＡ値は、通常、（ａ）（「幾何学的時間差（Geometric Time Difference）」またはＧＴＤとも呼ばれる）２つのマクロ基地局間の距離の差に起因する１つの時間成分と、（ｂ）（「相対時間差（Relative Time Difference）」またはＲＴＤとも呼ばれる）マクロ基地局間の同期オフセットに起因する別の時間成分との２つの時間成分を含む。したがって、ＯＴＤＯＡは、ＯＴＤＯＡ＝ＧＴＤ＋ＲＴＤとして表され得る。ロケーション情報は、ＧＴＤ中にのみ存在する、すなわち、ＲＴＤ中には存在しないことに留意されたい。したがって、ＧＴＤは、ＧＴＤ＝ＯＴＤＯＡ−ＲＴＤとして表され得る。測定値を作成した局の位置を計算するために、（ａ）フェムトにおいて実行されたＴＯＡ測定から得られたＯＴＤＯＡ値、（ｂ）（１つまたは複数の）ネイバー基地局および（１つまたは複数の）基準基地局の座標、および（ｃ）基地局間の同期オフセット（ＲＴＤ）が既知である必要がある。
ＲＴＤは、ロケーション測定ユニット（ＬＭＵ：Location Measurement Unit）と呼ばれるデバイスを使用して非同期ネットワーク中で計算され得、ＬＭＵは、具体的には、既知位置にある基地局のペア間のＲＴＤを測定するためにネットワーク中に展開され得る。各ＬＭＵは、上記で説明した方法でＯＴＤＯＡ値を判断し、次いで、基地局までのＬＭＵの既知距離を使用して、ＲＴＤ＝ＯＴＤＯＡ−ＧＴＤのようにＲＴＤを計算し得、ＯＴＤＯＡはＬＭＵによって測定され、基地局位置とＬＭＵ位置とが既知であるので、ＧＴＤは既知である。同期ネットワークでは、基地局からの送信は共通クロック（たとえば、Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ（ＧＰＳ）時間、またはＧｌｏｂａｌ
Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ（ＧＮＳＳ）時間）に同期され得、したがって、ＲＴＤは既知であり得る。たとえば、基地局のすべての送信フレームが同じ時間に同期されるとき、ＲＴＤは０になる。
上記の説明を要約すると、測定局の座標は、（１）マクロ基地局からの送信を使用して測定局において作成されるＯＴＤＯＡ測定値、（２）マクロ基地局間のＲＴＤ、および（３）マクロ基地局の座標を使用して判断され得る。
しかしながら、マクロ基地局からの信号は、いくつかの理由のために、従来のＯＴＤＯＡ方法を使用して、新たに設置されたフェムトによって測定可能でないことがある。ＯＴＤＯＡ方法を使用してロケーションを計算するためには、何らかの手段によって、既知ロケーションを有する少なくとも３つのマクロ基地局からの信号が受信されなければならず、それらのマクロ基地局のＲＴＤがその新たに設置されたフェムトに知らされなければならない。フェムトは一般に屋内に展開されるので、３つのマクロ基地局からの信号受信は、概して想定され得ず、特に、不十分なマクロセルカバレージがその新たに設置されたフェムトの展開の根拠である環境では想定され得ない。屋内環境では、ＧＰＳ／ＧＮＳＳ衛星からの信号受信も、通常は制限されるか、または低品質であるので、衛星信号ベースの位置判断方法を使用して屋内フェムトの地理的座標を判断することが困難になる。
説明する実施形態のいくつかの態様では、方法およびシステムは、次のように（「非基準ワイヤレストランシーバ(non-reference wireless transceiver)」とも呼ばれる）ワイヤレス通信ネットワークに追加されるべきワイヤレストランシーバの位置を判断する。コンピュータが、複数の未知未知（unknown-unknown）到着時間差（ＴＤＯＡ：time difference of arrival）値と複数の未知既知（unknown-known）ＴＤＯＡ値とを含む、複数のＴＤＯＡ値を得る。各未知未知ＴＤＯＡ値は、１つの未知位置(unknown position)において（たとえば、配置された非基準ワイヤレストランシーバによって）作成された測定値のペア間の差を識別する。ペアの測定値は、（たとえば、非基準ワイヤレストランシーバの対応するペアによって）追加の未知位置から送信されたワイヤレス信号の到着時間（ＴＯＡ：times of arrival）の測定値である。
各未知既知ＴＤＯＡ値は、前記非基準ワイヤレストランシーバにおける測定値の別のペア間の差を識別し、前記別のペア中の一方の測定値は、（たとえば、非基準ワイヤレストランシーバのうちの１つによって）１つの未知位置から送信されたワイヤレス信号の到着時間の測定値であり、前記別のペア中のもう一方の測定値は、（たとえば、ワイヤレス通信ネットワーク中に含まれた基準ワイヤレストランシーバによって）既知位置から送信された追加のワイヤレス信号の到着時間の測定値である。コンピュータは、少なくとも、（ａ）複数のＴＤＯＡ値と、（ｂ）（たとえば、ワイヤレス通信ネットワーク中の基準ワイヤレストランシーバの）複数の既知位置とに基づいて式のセットを同時に解き、それによって少なくとも（たとえば、非基準ワイヤレストランシーバの）未知位置を識別する。コンピュータは、式のセットを同時に解くことによって得られた未知位置の識別情報をメモリに記憶する。
説明する実施形態の多くの態様では、非基準ワイヤレストランシーバは、次のようにワイヤレス通信ネットワークに入る。非基準ワイヤレストランシーバは、検知され得る複数のワイヤレス信号を測定して、複数の測定値を得、（ワイヤを介してまたは代替的にワイヤレスに）バックホールリンク(backhaul link)を介して測定値をコンピュータに送る。その後、非基準ワイヤレストランシーバは、バックホールリンクを介してコンピュータから、それの位置と、随意にそれの内部クロックについての時間オフセットとを受信する。受信した情報を局所的に記憶した後に、非基準ワイヤレストランシーバは、ワイヤレス通信ネットワークに入る、たとえば、ワイヤレス通信ネットワークとそれの近傍にある１つまたは複数の移動局との間のワイヤレス接続を与えることを開始する。
随意に、非基準ワイヤレストランシーバが、それが作成した測定値を使用して、最も強いワイヤレストランシーバ（基準および／または非基準）を識別し、（１つまたは複数の）識別情報をコンピュータに戻し得る。コンピュータは、（１つまたは複数の）識別情報を適宜に使用し得る。たとえば、識別情報を供給した非基準ワイヤレストランシーバにおいてより良い測定を可能にするために、最も強いワイヤレストランシーバとして識別された非基準ワイヤレストランシーバが、それのダウンリンク信号の送信をオフにするように（コマンドによって）要求され得る。別の例として、連立方程式を同時に解くための反復の起点として使用するための、識別情報を供給したワイヤレストランシーバのおおよその位置を生成するために、最も強いワイヤレストランシーバとして識別された基準ワイヤレストランシーバが使用され得る。
説明する実施形態のいくつかの態様では、装置は、ワイヤレス通信ネットワークに、未知位置と互いに対する未知同期のクロックとを有する複数の非基準ワイヤレストランシーバを追加する。本装置は、複数の未知未知到着時間差（ＴＤＯＡ）値と複数の未知既知ＴＤＯＡ値とを備える複数のＴＤＯＡ値を得るための手段を含む。本装置はまた、少なくとも、（ａ）複数のＴＤＯＡ値と、（ｂ）ワイヤレス通信ネットワーク中の基準ワイヤレストランシーバの複数の既知位置とに応答して、少なくとも前記非基準ワイヤレストランシーバの未知位置を識別するための式のセットを同時に解くための手段と、解くための手段によって得られた前記未知位置の識別情報に応答して、非基準ワイヤレストランシーバのうちの少なくとも１つがワイヤレス通信ネットワークに入ることを許可するための手段とを含む。
説明する実施形態のいくつかの態様では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、機械によって実行されたとき、（その機械を含む）プロセッサに動作を実行させる命令を含む。そのような命令は、複数の未知未知到着時間差（ＴＤＯＡ）値と複数の未知既知ＴＤＯＡ値とを備える複数のＴＤＯＡ値を得るための命令を備える。そのような命令はさらに、少なくとも、（ａ）複数のＴＤＯＡ値と、（ｂ）ワイヤレス通信ネットワーク中の基準ワイヤレストランシーバの複数の既知位置とに応答して、少なくとも前記非基準ワイヤレストランシーバの未知位置を識別するための式のセットを同時に解くための命令を備える。そのような命令はさらに、解くための前記命令の実行によって得られた前記未知位置の識別情報に応答して、非基準ワイヤレストランシーバのうちの少なくとも１つがワイヤレス通信ネットワークに入ることを許可するための命令を備える。
説明する実施形態のいくつかの態様では、ワイヤレストランシーバは、ワイヤレス通信ネットワークに同期されるべきクロックと、同期されるべき前記クロックに対する、未知位置からの、未知タイミングを有するワイヤレス信号の複数の到着時間と、既知位置からの、既知タイミングを有する信号の別の複数の到着時間との測定値を生成するためのネットワークリスニングモジュールと、ネットワークリスニングモジュールに結合された、前記測定値を受信するためのプロセッサと、プロセッサに結合されたメモリであって、メモリが、複数の到着時間差（ＴＤＯＡ）値を計算するための、前記プロセッサへの機械語命令を備え、各ＴＤＯＡ値が、前記複数の測定値のうちの測定値のペア間の差として計算されるメモリと、メモリに結合された、メモリから複数のＴＤＯＡ値を受信するためのローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）回線とを含む。説明する実施形態のいくつかの態様では、ワイヤレストランシーバは、ＬＡＮ回線上で要求が受信されたことに応答してオフにされるように構成された、ワイヤレス信号のダウンリンク送信機を含む。
説明する実施形態のいくつかの態様では、非一時的記憶媒体は、機械によって実行されたとき、プロセッサに動作を実行させる命令を含む。そのような命令は、同期されるべき前記クロックに対して、未知位置および未知タイミングをもつ、複数の非基準ワイヤレストランシーバからの信号の複数の到着時間と、既知位置および既知タイミングをもつ、別の複数の基準ワイヤレストランシーバからの信号の別の複数の到着時間とを測定することによって、複数の測定値を生成するための命令を備える。そのような命令は、複数の到着時間差（ＴＤＯＡ）値を計算するための命令であって、各ＴＤＯＡ値が、前記複数の測定値のうちの測定値のペア間の差として計算される、計算するための命令を備える。そのような命令は、バックホールリンクを介して、複数のＴＤＯＡ値を送信するための命令を備える。
様々な態様が例として図示され説明される、本明細書の説明から、当業者には説明する実施形態のいくつかの他の態様が容易に明らかになることを理解されたい。図面および発明を実施するための形態は、本質的に例示的なものと見なされるべきであり、限定的なものと見なされるべきではない。
説明する実施形態のいくつかの態様における、建築物３０内の未知ロケーションに位置するワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪ、１５０ＢＫのシステムであって、ワイヤレストランシーバ１５０ＲＡおよび１５０ＲＢは、建築物３０内の既知ロケーションに存在し、ワイヤレストランシーバの各々が、ワイヤード接続１８９（たとえばケーブルまたはＤＳＬ）を介して、未知ロケーション（および、随意に未知送信時間）を推定するコンピュータ１９０に接続される、システムを示すレイアウト図。 説明する実施形態のいくつかの態様における、建築物３０内の未知ロケーションに位置するワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪ、１５０ＢＫのシステムであって、ワイヤレストランシーバ１５０ＲＡおよび１５０ＲＢは、建築物３０内の既知ロケーションに存在し、ワイヤレストランシーバの各々が、ワイヤード接続１８９（たとえばケーブルまたはＤＳＬ）を介して、未知ロケーション（および、随意に未知送信時間）を推定するコンピュータ１９０に接続される、システムを示すレイアウト図。 説明する実施形態のいくつかの態様における、建築物３０内の未知ロケーションに位置するワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪ、１５０ＢＫのシステムであって、ワイヤレストランシーバ１５０ＲＡおよび１５０ＲＢは、建築物３０内の既知ロケーションに存在し、ワイヤレストランシーバの各々が、ワイヤード接続１８９（たとえばケーブルまたはＤＳＬ）を介して、未知ロケーション（および、随意に未知送信時間）を推定するコンピュータ１９０に接続されるシステムを示すレイアウト図。 説明する実施形態のいくつかの態様における、建築物３０内の未知ロケーションに位置するワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪ、１５０ＢＫのシステムであって、ワイヤレストランシーバ１５０ＲＡおよび１５０ＲＢは、建築物３０内の既知ロケーションに存在し、ワイヤレストランシーバの各々が、ワイヤード接続１８９（たとえばケーブルまたはＤＳＬ）を介して、未知ロケーション（および、随意に未知送信時間）を推定するコンピュータ１９０に接続される、システムを示すレイアウト図。 説明する実施形態のいくつかの態様における、建築物３０内の未知ロケーションに位置するワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪ、１５０ＢＫのシステムであって、ワイヤレストランシーバ１５０ＲＡおよび１５０ＲＢは、建築物３０内の既知ロケーションに存在し、ワイヤレストランシーバの各々が、ワイヤード接続１８９（たとえばケーブルまたはＤＳＬ）を介して、未知ロケーション（および、随意に未知送信時間）を推定するコンピュータ１９０に接続される、システムを示すレイアウト図。 説明する実施形態のいくつかの態様における、図１Ａ〜図１Ｅのシステム中のトランシーバおよび／またはコンピュータによって実行される様々な行為を示す高レベルフローチャート。 説明する実施形態のいくつかの態様における、図２の方法に従って動作させられる、ワイヤレストランシーバＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の別のシステムを示す、図１Ａ〜図１Ｅと同様の高レベルブロック図。 図３Ａのシステム中のワイヤレストランシーバＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３間のワイヤレス接続性を示すグラフ。 図３Ａに示すワイヤレストランシーバＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５のロケーションについてコンピュータ１９０によって作成される推定値であって、それぞれ非同期ネットワークおよび同期ネットワーク中で到着時間測定値が作成される、推定値を示す図。 図３Ａに示すワイヤレストランシーバＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５のロケーションについてコンピュータ１９０によって作成される推定値であって、それぞれ非同期ネットワークおよび同期ネットワーク中で到着時間測定値が作成される、推定値を示す図。 説明する実施形態のいくつかの態様における、図４Ｂおよび図４Ｃに示すタイプのフェムトネットワーク１５０および／またはコンピュータ１９０中のフェムトのシステムによって実行される様々な行為を示す中レベルフローチャート。 説明する実施形態のいくつかの態様における、非基準フェムトのロケーションと、随意に送信時間とを計算し、メモリに記憶するために測定値を使用するコンピュータ１９０へのフェムトネットワーク１５０からの測定値の伝達を示す、図４Ｃの代替である高レベルブロック図。 説明する実施形態のいくつかの態様における、非基準フェムトのロケーションと、随意に送信時間とを計算し、メモリに記憶するために測定値を使用するコンピュータ１９０へのフェムトネットワーク１５０からの測定値の伝達を示す、図４Ｂの代替である高レベルブロック図。 説明する実施形態のいくつかの態様における、連立方程式のセットを解く際に使用するための行列を組み立てるために、コンピュータ１９０によって実行される行為を示す低レベルフローチャート。 計算されている未知パラメータ（非基準トランシーバのｘ座標、ｙ座標および送信時間）のためのベクトルｘｙｔとともに、クラスタ中に含まれるすべてのワイヤレストランシーバのためのｘ座標、ｙ座標および送信時間のための３つのベクトルを示す、図１Ａのメモリ１９１のブロック図。 説明する実施形態のいくつかの態様における、ＴＤＯＡ測定値のリストと、測定において使用される信号を送信するトランシーバの識別情報の対応するリストとを受信し、記憶するために、コンピュータ１９０によって実行される行為を示す低レベルフローチャート。 図５Ｃに示すようにコンピュータ１９０によって用意された測定値と識別情報とのリストを示す、図１Ａのメモリ１９１のブロック図。 説明する実施形態のいくつかの態様における、クラスタ中のすべてのフェムトの接続性について検査するために、コンピュータ１９０によって実行される行為を示す低レベルフローチャート。 説明する実施形態のいくつかの態様における、勾配最小化によって連立方程式のセットを解くために、反復ループ中でコンピュータ１９０によって実行される行為を示す低レベルフローチャート。 図５Ｆの反復ルーピング方法において使用するための、（ｘ座標およびｙ座標および送信時間のための）推定値のベクトルｆと、ｘ座標およびｙ座標および送信時間に関するベクトルｆの偏導関数を表す行列Ｇとを用意するために、コンピュータ１９０によって実行される行為を示す低レベルフローチャート。 図５Ｆおよび図５Ｇの方法において使用される推定値ベクトルｆと偏導関数行列Ｇとを示す、図１Ａのメモリ１９１のブロック図。 非基準トランシーバのｘ座標、ｙ座標および送信時間の推定値を得るために式を解くより前に、式のセットから線形従属ＴＤＯＡ測定値を除去するために、説明する実施形態のいくつかの態様において実行される行為を示す低レベルフローチャート。 図６Ａの方法によって使用される行列Ｔを示す、図１Ａのメモリ１９１のブロック図。 説明する実施形態のいくつかの態様における、最も強いネイバーとして識別された近隣フェムトｊからのダウンリンク送信をオフにすることによって、測定値を作成するフェムトｉにおける精度を改善するために、図１Ａに示すタイプのシステムによって実行される方法を示す高レベルフローチャート。 説明する実施形態のいくつかの態様における、図７Ａの方法によって実行される一連のステップにおいて、ＴＤＯＡ測定において使用される信号を示すレイアウト図。 説明する実施形態のいくつかの態様における、図７Ａの方法によって実行される一連のステップにおいて、ＴＤＯＡ測定において使用される信号を示すレイアウト図。 説明する実施形態のいくつかの態様における、図７Ａの方法によって実行される一連のステップにおいて、ＴＤＯＡ測定において使用される信号を示すレイアウト図。 説明する実施形態のいくつかの態様における、図７Ａの方法によって実行される一連のステップにおいて、ＴＤＯＡ測定において使用される信号を示すレイアウト図。 説明する実施形態のいくつかの態様における、図７Ａの方法によって実行される一連のステップにおいて、ＴＤＯＡ測定において使用される信号を示すレイアウト図。 説明する実施形態のいくつかの態様における、図７Ａの方法によって実行される一連のステップにおいて、ＴＤＯＡ測定において使用される信号を示すレイアウト図。 説明する実施形態のいくつかの態様における、ワイヤレストランシーバによって作成される測定値の精度を改善するために、図１Ａに示すタイプのシステムによって実行される別の方法を示す別の高レベルフローチャート。 説明する実施形態のいくつかの態様における、（トランシーバ９００を含む）複数のワイヤレストランシーバの未知位置と、随意に時間オフセットとを計算するために、コンピュータ１９０によって使用される測定値を作成するワイヤレストランシーバ９００を示す高レベルブロック図。
[詳細な説明]
説明する実施形態のいくつかの態様では、装置および方法は、屋内環境中に配置された、次のようにワイヤレス通信ネットワークに追加される必要がある低電力ワイヤレストランシーバの地理的位置（および、随意に、内部タイムベースの時間オフセット）を計算する。そのような各トランシーバは、それの位置が既知になるより前に、本明細書では（既知位置を有する基準ワイヤレストランシーバとは対照的に）非基準ワイヤレストランシーバとも呼ばれる。
各非基準ワイヤレストランシーバ（たとえば、図１Ａのトランシーバ１５０ＢＩ）は、未知位置ｚBi、に配置される間、それの内部タイムベース（たとえば、トランシーバ１５０ＢＩの内部タイムベース）に対する、他のワイヤレストランシーバによって送信された信号の到着時間（ＴＯＡ）のいくつかの測定
Figure 2016036160
を実行し得る。各非基準ワイヤレストランシーバ（たとえば、トランシーバ１５０ＢＩ）は、一般に、それのダウンリンク送信電力をセットするために近隣基地局の信号強度を測定するために使用されるモジュール（時々、ネットワークリスニングモジュール（ＮＬＭ：Network Listening Module）とも呼ばれる）を使用してＴＯＡ測定値を作成し得る。
説明する実施形態のいくつかの態様では、今説明したモジュールは、測定値を生成するための手段としてトランシーバ１５０ＢＩ中の無線周波数（ＲＦ：radio frequency）回路中に含まれ得るが、本明細書で説明するタイプの測定値を生成するために、トランシーバ１５０ＢＩ中で他のそのような手段が使用され得ることが当業者には明らかであろう。各非基準ワイヤレストランシーバ（たとえば、トランシーバ１５０ＢＩ）は、たとえば建築物３０（図１Ａ）中の屋内に配置され得る（が、そうされる必要はない）。各トランシーバ１５０ＢＩ中のＲＦ回路はまた、建築物３０内の信号をワイヤレス送信する、すなわち無線シグナリングするための手段を使用し得る。
図２の行為２０１に従って、各非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩは、任意のワイヤレストランシーバからの信号についてＴＯＡ測定を実行し、この任意のワイヤレストランシーバは、図１Ａのトランシーバ１５０ＢＪおよび１５０ＢＫなどの非基準ワイヤレストランシーバであるか、あるいは図１Ａのトランシーバ１５０ＲＡおよび１５０ＲＢなど、ワイヤレス通信ネットワーク中にすでに含められていることがあり、既知位置またはすでに判断された位置を有する（「基準ワイヤレストランシーバ」とも呼ばれる）ワイヤレストランシーバであり得る。図１Ａの基準ワイヤレストランシーバ１５０ＲＡは、複数の移動局１２０Ａ〜１２０Ｄ、たとえば、セルラー電話１２０Ａ、１２０Ｂ、個人情報マネージャ（ＰＩＭ）１２０Ｃおよび携帯情報端末（ＰＤＡ）１２０Ｄへのワイヤレス接続性を与えるために使用されるものとして示されている。図１Ａに、未知位置にある非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＪによって送信され、別の未知位置ｚBiにある別の非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩによって受信される信号１６０ＩＪのＴＯＡ測定値
Figure 2016036160
を示す。図１Ａに、別の非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＫからの、同じく非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩにおいて受信される別の信号１６０ＩＫの別のＴＯＡ測定値
Figure 2016036160
をも示す。
説明する実施形態のいくつかの態様では、バックホールリンク１８９を介してコンピュータ１９０（図１Ａ）などのロケーションサーバに（図２の行為２０２に従って）そのような測定値
Figure 2016036160
および測定値
Figure 2016036160
が直接送信され得る。実施形態に応じて、バックホールリンク１８９は、ワイヤードリンク（たとえば、同軸ケーブルまたは光ファイバー）または代替的にワイヤレスリンクであり得る。説明する実施形態のいくつかの態様では、各トランシーバ１５０ＢＩは、通常の方法でバックホールリンク１８９（たとえば、図９のケーブル９０８）に結合された、図９に示すローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）回線９０４（たとえば、イーサネット（登録商標）ＰＨＹ、イーサネットスイッチおよびインターネットプロトコル（ＩＰ）ルータ）を含む。したがって、説明する実施形態のいくつかの態様では、ＬＡＮ回線９０４は、バックホールリンク１８９に（ＴＤＯＡ値またはＴＯＡ測定値などの）データおよび／またはコマンドを送信するための手段、ならびにバックホールリンク１８９からデータおよび／またはコマンドを受信するための手段としてトランシーバ１５０ＢＩ中で使用されるが、（たとえば、インターネットを介して）コンピュータ１９０との間で本明細書で説明するタイプのデータおよび／またはコマンドを送信／受信するために、トランシーバ１５０ＢＩ中で他のそのような手段が使用され得ることが当業者には明らかであろう。バックホールリンク１８９がワイヤレスリンクである実施形態では、たとえば、３Ｇ、ＷｉＭａｘ、４ＧおよびＷｉｆｉなどの業界標準ワイヤレスプロトコルと適合して、ならびに／またはマイクロ波回線上で、ならびに／またはサテライトディッシュを介してインターネット接続を実装するために、上記で説明したＬＡＮ回線９０４の代わりにワイヤレス回路を使用する。
説明する実施形態の態様に応じて、ロケーションサーバを構成するコンピュータ１９０は、サービングモバイルロケーションセンター（ＳＭＬＣ：Serving Mobile Location Center）、発展型ＳＭＬＣ（ｅＳＭＬＣ：evolved SMLC）、ゲートウェイモバイルロケーションセンター（ＧＭＬＣ：Gateway Mobile Location Center）、位置判断エンティティ（ＰＤＥ：Position Determination Entity）、スタンドアロンＳＭＬＣ（ＳＡＳ：Standalone SMLC）、セキュアユーザプレーンロケーション（ＳＵＰＬ：Secure User Plane Location）ロケーションプラットフォーム（ＳＬＰ：SUPL Location Platform）などのうちの１つまたは複数であり得る。コンピュータ１９０はまた、たとえば、ルータを介してバックホールリンク１８９に結合されたＬＡＮ回路を含む。したがって、説明する実施形態のいくつかの態様では、ＬＡＮ回路は、バックホールリンク１８９に（ＴＤＯＡ値またはＴＯＡ測定値などの）データおよび／またはコマンドを送信するための手段、バックホールリンク１８９からデータおよび／またはコマンドを受信するための手段、ならびにバックホールリンク１８９からデータおよび／またはコマンドを得るための手段としてコンピュータ１９０中で使用されるが、本明細書で説明するタイプのデータおよび／またはコマンドを送信、受信、および得るために、コンピュータ１９０中で他のそのような手段が使用され得ることが当業者には明らかであろう。
コンピュータ１９０は、上記で説明したワイヤレス通信ネットワークに（たとえば、バックホールリンク１８９を介して）結合され得、したがって、基準ワイヤレストランシーバ１５０ＲＡおよび１５０ＲＢから同様の測定値を受信する。しかしながら、説明する実施形態の他の態様では、図２の分岐２０２Ａによって示されるように、行為２０２がスキップされる。したがって、コンピュータ１９０は、行為２０４Ａに従って、ワイヤレストランシーバから局所的に計算された値を直接受信することによって、または行為２０２に従って、ワイヤレス送信機によって作成されたＴＯＡ測定値を受信し、次いで、集中的に実行される行為２０３においてＴＤＯＡ値を計算し、その後、行為２０４に従って、メモリ１９２にＴＤＯＡ値を記憶することによって、（図２の行為２０５に従って）ＴＤＯＡ値を得る。
説明する実施形態のいくつかの態様では、上記で説明した局所的に計算された値は、各トランシーバ１５０ＢＩ中のプロセッサ中に含まれる論理演算装置（ＡＬＵ：arithmetic logic unit）によって生成され、したがって、ＡＬＵは、ＴＤＯＡ値を計算するための手段として使用される。説明する実施形態のいくつかの態様では、ＡＬＵ中に含まれる半減算器は、互いから測定値を減算するための手段として使用される。また、説明する実施形態のいくつかの態様では、ＡＬＵは、式のセットを同時に解くための手段として、さらに、それを再び解くための手段として使用される。解くための手段および／または再び解くための手段によって得られた未知位置の識別情報は、コンピュータ１９０のメモリ１９２に記憶され、その後、１つまたは複数の非基準ワイヤレストランシーバがワイヤレスネットワークに入ることを許可するために使用される。
さらに、説明する実施形態のいくつかの態様では、プロセッサは、新しいワイヤレストランシーバが上記で説明したワイヤレス通信ネットワークに入ることを許可する（それによってネットワークに新しいワイヤレストランシーバを追加する）ための手段として使用される。したがって、説明する実施形態のいくつかの態様では、本明細書で説明する１つまたは複数の手段としてトランシーバ１５０ＢＩ中でプロセッサおよび／またはそれのＡＬＵが使用され得るが、本明細書で説明する様々な機能を実行するために、トランシーバ１５０ＢＩ中で他の手段が使用され得ることが当業者には明らかであろう。
図２の行為２０３によって示されるように、ＴＯＡ測定値のペアから到着時間差（ＴＤＯＡ：time difference of arrival）値を計算する。詳細には、非基準ワイヤレストランシーバの対応するペアによって送信された信号のＴＯＡ測定値のペアを互いから減算して、本明細書では未知未知ＴＤＯＡ値とも呼ばれるＴＤＯＡ値の１つのタイプを得る。上記で説明したそのような測定値
Figure 2016036160
および
Figure 2016036160
のペアの一例は、それぞれ非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＪおよび１５０ＢＫからの信号の測定値のペアであり、それらの差、すなわち
Figure 2016036160
は、説明した実施形態による未知未知ＴＤＯＡ値（図１Ａ参照）を構成する。したがって、各未知未知ＴＤＯＡ値は、ワイヤレス信号の到着時間の測定値のペア間の差を識別する。
代替的に、ＴＯＡ
Figure 2016036160
および
Figure 2016036160
の減算によってＴＤＯＡ値
Figure 2016036160
を計算する代わりに、ＴＤＯＡはまた、ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩが受信信号１６０ＩＪと１６０ＩＫとの間の相互相関演算を実行することによって直接測定され得る。得られたＴＤＯＡは、次いで、バックホールリンク１８９を介してコンピュータ１９０に送信される。
行為２０２が実行される説明する実施形態の態様では、コンピュータ１９０は、行為２０３において、２つのＴＯＡ測定値を受信し減算して、未知未知ＴＤＯＡ値
Figure 2016036160
を得、（行為２０４において）コンピュータのメモリ１９１中のロケーション１９２にこの値を集中的に記憶する。代替的に、分岐２０２Ａを取った場合、非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩはそれ自体で、行為２０３において、（その中のＡＬＵを使用して）２つのＴＯＡ測定値を局所的に減算して未知未知ＴＤＯＡ
Figure 2016036160
を得、行為２０４Ａに従って、（トランシーバのＩＤとともに）この値をバックホールリンク１８９を介してコンピュータ１９０に送信し、コンピュータ１９０は、行為２０４に従って、たとえば、メモリ１９１中のロケーション１９２（図１Ａ参照）に、受信した値を集中的に記憶する。
上記で説明した（分岐２０２Ａを含む）行為２０１、２０２および２０３は、構成に応じて必要な数だけ繰り返される。たとえば、既知位置ｚRbを有する基準ワイヤレストランシーバ１５０ＲＢからの信号１６０ＩＢの到着時に、（図２の行為２０１に従って）非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩは、図１Ｂに示すように、追加のＴＯＡ測定
Figure 2016036160
を実行する。位置ｚRbは、たとえば、衛星２０からの、建築物３０の窓３１を通して基準ワイヤレストランシーバ１５０ＲＢによって受信された信号を使用して（または、代替的にマクロ基地局１０からの信号によって）既知となり得ることに留意されたい。
簡単のために、図１Ａ〜図１Ｅに、１つのマクロ基地局１０と１つの衛星２０とを示す。マクロ基地局または衛星（たとえば、ＧＰＳ衛星）からの信号を使用して、たとえば、基準ワイヤレストランシーバ１５０ＲＢの位置を計算するために、少なくとも３つのそのようなマクロ基地局または４つのそのような衛星が必要とされ得ることを理解されたい。したがって、基地局１０および衛星２０は、それぞれ、従来の手段を介して基準ワイヤレストランシーバのロケーションを判断するのに十分な数である基地局および衛星のセットを表し得る。
その後、（図２の行為２０３に従って）本明細書では未知既知ＴＤＯＡ値とも呼ばれる別のタイプのＴＤＯＡ値を、測定値のペア
Figure 2016036160
および
Figure 2016036160
の間の差として計算し、図１Ｂに示すように、この値をコンピュータ１９０によってメモリ１９１中の別のロケーション１９３に記憶する。図１Ｃに示す例では、建築物３０内に４つのワイヤレストランシーバ１５０ＢＪ、１５０ＲＡ、１５０ＲＢおよび１５０ＢＫがあり、それらの信号は、同じく建築物３０内の非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩによって検知され得る。したがって、非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩは、それぞれの信号１６０ＩＪ、１６０ＩＡ、１６０ＩＢおよび１６０ＩＫの到着時間として合計４つのＴＯＡ測定値
Figure 2016036160
および
Figure 2016036160
を作成する。したがって、図１Ｃに示すように、１つの未知未知ＴＤＯＡ値
Figure 2016036160
、４つの未知既知ＴＤＯＡ値、すなわち
Figure 2016036160
、および
Figure 2016036160
、ならびに１つの既知既知ＴＤＯＡ値
Figure 2016036160
の６つのＴＤＯＡ値１７１が計算され、メモリ１９１に記憶される。
図１Ｃのメモリ１９１は６つのＴＤＯＡ値１７１を含んでいるが、それらのうちの３つだけが線形独立であり、したがって、有用な情報を与える。たとえば、
Figure 2016036160
なので、ＴＤＯＡ
Figure 2016036160
は、２つの他のＴＤＯＡ値、すなわち
Figure 2016036160
および
Figure 2016036160
の和によって得られ得、したがって、ＴＤＯＡ
Figure 2016036160
は追加情報を与えない。コンピュータ１９０は、図２の行為２０６において、連立方程式のセットを解く前に、メモリ１９１中で線形独立ＴＤＯＡ値のセットを選択する。この選択は、ＴＯＡおよび／またはＴＤＯＡ測定値の利用可能な品質に基づき得る。たとえば、ワイヤレストランシーバにおいてＴＯＡまたはＴＤＯＡ測定を実行するとき、ワイヤレストランシーバはさらに、測定値の品質を推定し得る。この品質は、標準偏差、または信号対雑音比などの他の尺度であり得る。線形独立ＴＤＯＡ値を選択するとき、より良い品質（たとえば、より低い標準偏差またはより高い信号対雑音比）をもつ値が選択され得る。
代替的に、図１Ｃのワイヤレストランシーバ１５０ＢＩなどのワイヤレストランシーバは、コンピュータ１９０に線形独立ＴＤＯＡ値のみを送り得、またはコンピュータ１９０は、線形独立ＴＤＯＡ値をメモリ１９１に記憶する前にそれらのみを計算し得る。線形独立ＴＤＯＡ値は、ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩにおいて、またはコンピュータ１９０において１つの基準ＴＯＡ測定値、たとえば、図１Ｃの
Figure 2016036160
を選択し、それから他のＴＯＡ測定値
Figure 2016036160
および
Figure 2016036160
を減算することによって得られ得る。
上記で説明した行為２０１〜２０３は、その後、別の非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＪによって繰り返され、図１Ｄに示すように、サブセットのみが線形独立であり得る別の６つのＴＤＯＡ値１７２をもたらす。さらに、上記で説明した行為２０１〜２０３はまた、さらに別の非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＫによって繰り返され、図１Ｅに示すように、この場合もそれらのサブセットだけが線形独立であり得る別の６つのＴＤＯＡ値１７３をもたらす。
したがって、それぞれのＴＤＯＡ値を計算するために、３つの非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪ、および１５０ＢＫの各々によって作成されたＴＯＡ測定値が使用された後、合計１８個のＴＤＯＡ値１７０がメモリ１９１中に存在する。その後、行為２０６（図２）において、コンピュータ１９０は、ソフトウェアパッケージ中の命令を実行して、これらすべての１８個のＴＤＯＡ値１７０または１８個のＴＤＯＡ値１７０の線形独立サブセットを使用して連立方程式を解いて、３つの未知位置ｚBi、ｚBj、ｚBkの座標を判断する。ソフトウェアパッケージを実行する際、コンピュータ１９０は、１つまたは複数の行列演算（ベクトル演算とも呼ばれる）を実行して、式のセットを同時に解く。式を解いた後、コンピュータ１９０は、通常の方法で使用するために、非基準ワイヤレストランシーバ（たとえば、非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪおよび１５０ＢＫ）の位置をメモリ１９１に記憶する。
説明する実施形態の随意の態様では、非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪ、および１５０ＢＫは、未知位置ｚBi、ｚBj、ｚBkを有することに加えて、未知同期のそれぞれのクロックｔＩ、ｔＪおよびｔＫを有する。したがって、トランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪ、および１５０Ｋは、互いに対する、さらに、基準ワイヤレストランシーバ１５０ＲＡおよび１５０ＲＢが同期される共通クロックに対する未知時間オフセットにおいてクロック制御されるワイヤレス信号を送信する。したがって、説明する実施形態のそのような態様では、内部クロックｔＩ、ｔＪおよびｔＫの時間オフセット、またはそれらの間のＲＴＤをさらに識別するために、式がコンピュータ１９０によって解かれ得る。その後、説明する実施形態の態様に応じて、行為２０７に従って、非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪおよび１５０ＢＫに、コンピュータ１９０によって得られた時間オフセットを送信する。
したがって、ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪおよび１５０ＢＫは、コンピュータ１９０に、未知位置において測定された複数のＴＤＯＡ値を送信し、次いで、ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪおよび１５０ＢＫは、コンピュータ１９０から、複数のＴＤＯＡ値とワイヤレスネットワーク中で使用される共通クロックとに少なくとも部分的に依存する時間オフセットを受信する。ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪおよび１５０ＢＫは、次いで、行為２０８に従って、それらのそれぞれの内部クロックをリセットし、それによって共通クロックに同期させる。説明する実施形態のいくつかの態様では、ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪおよび１５０ＢＫは、モバイルワイヤレストランシーバ１２０（たとえば、セルフォン）からの接続要求を受け入れるためにセットアップされる過程において新しい基地ワイヤレストランシーバであることに留意されたい。基地ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪおよび１５０ＢＫは、一般に固定であり、本明細書で説明するバックホールリンク１８９に接続され得ることに留意されたい。セットアップ中、新しい基地ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪおよび１５０ＢＫの位置は、モバイルワイヤレストランシーバ（セルフォンなど）に接続を与えるために使用される前に、本明細書で説明するように判断される。
トランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪおよび１５０ＢＫは、行為２０８において、時間ｔＩ、ｔＪおよびｔＫの推定値またはそれらの間のＲＴＤに基づいて、それらの内部クロックを進行または遅延させ、したがって、通信ネットワークを効果的に同期させる。たとえば、トランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪおよび１５０ＢＫは、ネットワーク全体でＲＴＤが０または任意の他の固定値になるようにそれらのクロックを調整し得る。
今説明した内部クロックのリセットの後、非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪおよび１５０ＢＫは、到着時間の上記で説明した測定を繰り返し得、その後、ＴＤＯＡ値は再計算(re-compute)され得る。したがって、コンピュータ１９０は、再計算ＴＤＯＡ値を得、各再計算ＴＤＯＡ値は、内部クロックが同期されるトランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪおよび１５０ＢＫのうちの１つによって作成された反復測定値のペア間の差を識別する。この後に、コンピュータ１９０が、再計算ＴＤＯＡ値と基準トランシーバ１５０ＲＡ、１５０ＲＢの既知位置とに基づいて、今度は非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪおよび１５０ＢＫの未知位置を再計算するだけのために連立方程式をもう一度解く（すなわち、再び解く）ことが続く。ＲＴＤは現在既知である（たとえば、０である）ので、この段階では未知位置だけが再計算される。サーバコンピュータ１９０は、次いで、将来使用するために通常の方法で、メモリ１９１に再計算位置を記憶する。
説明する実施形態のいくつかの態様では、コンピュータ１９０は、行為２０９に従って、メモリ１９１に記憶された位置を使用して、各非基準ワイヤレストランシーバが（たとえば、フェムト基地局として）ワイヤレス通信ネットワークに入ることを許可すべきか否かを決定する。説明する実施形態のいくつかの態様では、コンピュータ１９０はまた、各非基準ワイヤレストランシーバに、それの中で使用するために（たとえば、メモリ１９１から取り出された）それの位置を送信する。たとえば、それの位置がいくつかのネットワーク要素によって要求されたとき、フェムト基地局は、たとえば、フェムト基地局に接続された移動局が緊急呼を行っている場合、要求されたエンティティにそれの位置を送信し得る。
ワイヤレストランシーバは、コンピュータ１９０によって判断され、たとえば、バックホールリンク１８９を介して供給されるそのワイヤレストランシーバの地理的位置を受信し、将来の使用のためにそれ自体のローカルメモリに記憶し得る。たとえば、ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪおよび１５０ＢＫは、要求時に別のネットワークエンティティに、たとえば、運用および保守（Ｏ＆Ｍ）コンピュータ１９８（図７Ｂ）にそれらの記憶ロケーションを報告し得る。したがって、非基準ワイヤレストランシーバの識別位置は、たとえば、認可エリアにおけるワイヤレストランシーバの運用に関係する政府規制に準拠するために、通常の方法で使用される。１つのそのような例では、本明細書で説明するように識別される非基準ワイヤレストランシーバの位置は、たとえば、Ｏ＆Ｍコンピュータ１９８の事業者によってそれの位置が真正であると承認された後、非基準ワイヤレストランシーバがワイヤレス通信ネットワークに入ることを許可するために使用される。
別の例として、（モバイルフォンまたはラップトップなどの）ユーザ機器がワイヤレストランシーバに接続され、緊急呼を開始するためにワイヤレストランシーバと通信しているとき、緊急職員にユーザ機器の位置の推定値を供給するために、ワイヤレストランシーバのロケーションが使用され得る。説明する実施形態のいくつかの態様では、ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩのロケーションは、このワイヤレストランシーバ１５０ＢＩに（ワイヤを用いて、またはワイヤレスに）接続されたユーザ機器（ＵＥ）のためのロケーション推定値として使用され得る。したがって、そのような識別位置はまた、そのワイヤレストランシーバ１５０ＢＩから緊急電話呼（たとえば、米国で移動局のワイヤレストランシーバから緊急電話番号９１１に接続される呼）を発信するときに使用される。
要約すると、少なくとも２つのタイプの到着時間差（ＴＤＯＡ）値は、次のように計算される。（ａ）未知未知ＴＤＯＡ値は、未知位置にある非基準ワイヤレストランシーバによる、両方とも同じく未知位置に配置された２つの非基準ワイヤレストランシーバによって送信された信号のＴＯＡ測定値間の差として計算され、（ｂ）未知既知ＴＤＯＡ値は、未知位置から非基準ワイヤレストランシーバによって送信された信号のＴＯＡ測定値と既知位置から基準ワイヤレストランシーバによって送信された別の信号の別のＴＯＡ測定との間の差として計算される。非基準ワイヤレストランシーバの未知位置の座標（および、随意に、内部クロックの時間オフセット）を識別するために、連立方程式を解くために、２つ以上のタイプのＴＤＯＡ値が一緒に使用される。
説明する実施形態のいくつかの態様では、ＴＯＡ測定は、未知同期の内部クロックを使用して非基準ワイヤレストランシーバによって実行される。説明する実施形態のそのような態様では、連立方程式を解くことは、さらに、非基準ワイヤレストランシーバの内部クロックの同期オフセットをもたらす。したがって、相対時間差（ＲＴＤ）は、連立方程式を解く際に使用されず、代わりに、ＲＴＤは、（たとえば、非同期ネットワークの場合）連立方程式を解くことから追加の未知数として得られる。
説明する実施形態のいくつかの態様では、ＴＤＯＡ値は、２つ以上のＴＯＡ測定を実行する各ワイヤレストランシーバ内で局所的に計算され、局所的に計算されたＴＤＯＡ値は、（「サーバ」とも呼ばれる）コンピュータに送信される。説明する実施形態の他の態様では、コンピュータは、ワイヤレストランシーバからＴＯＡ測定値を受信し、コンピュータ自体が、ＴＤＯＡ値を計算する、すなわち、ＴＤＯＡ値が集中的に計算される。したがって、説明する実施形態の態様に応じて、コンピュータは、ワイヤレストランシーバから局所的に計算された値を直接受信することによって、またはワイヤレストランシーバによって作成されたＴＯＡ測定値を受信し、連立方程式を解く前にＴＤＯＡ値を集中的に計算することによってＴＤＯＡ値を得ることがあり得る。
たとえば、建築物３０内に配置されたフェムトのネットワーク（図１Ａ）では、フェムトのいくつかは、ＧＰＳ／ＧＮＳＳまたはマクロセル信号の受信が可能であり得る窓に近いなどの好都合なロケーションに配置され得る。したがって、ネットワーク中のいくつかのフェムトのロケーションは、スタンドアロンＧＰＳ／ＧＮＳＳ、アシスト型ＧＰＳ／ＧＮＳＳ、ＯＴＤＯＡ／アドバンストフォワードリンク三辺測量（ＡＦＬＴ：Advanced Forward Link Trilateration）方法など、従来の手段によって判断され得る。原則として、これらの技法は、フェムト内にハンドセットベースロケーション技術を採用する（すなわち、フェムトは、ロケーション判断およびアーキテクチャの観点から移動局として扱われる）。従来の手段を介して測位されるそのようなフェムトは、説明する実施形態のいくつかの態様では基準フェムトとして働き得る。
ネットワーク中の他のフェムトは、ＧＰＳ／ＧＮＳＳ衛星またはマクロ基地局からの信号受信がやや不十分であるかまたは信号受信がない屋内深くに展開され得る。しかしながら、それらのフェムトは、ネイバーフェムトからブロードキャスト信号を受信し得る。フェムトは、移動局として働くときにネイバーフェムトによって受信され、ＯＴＤＯＡ／ＡＦＬＴ測定のために使用され得るブロードキャスト信号（たとえば、パイロット、同期、共通ブロードキャスト信号など）を送信するために、（ダウンリンク送信機などの）送信機を使用し得る。しかしながら、受信フェムトにおけるＯＴＤＯＡ／ＡＦＬＴ測定のための信号を送信するフェムトのロケーションは同じく未知であり得るので、従来の三辺測量技法は実現可能ではないことがある（すなわち、それらの技法は送信機のロケーションが既知であることを必要とする）。
従来の測位手法では、フェムトは、既知ロケーション（たとえば、マクロ基地局またはＧＰＳ／ＧＮＳＳ衛星）にある送信機に基づいて配置され得る。従来の測位手法を使用して、屋内深くにあるフェムトは、従来の手段を介してこれらのフェムトのロケーション判断を可能にするのに十分なＧＰＳ／ＧＮＳＳまたはマクロ基地局信号を受信しないことがある。説明する実施形態によれば、フェムトは、建築物３０内、たとえば、サイズが３０ｍ×３０ｍであり、フェムトが、通信リンクを形成するのに十分な強度のマクロ基地局信号を受信することができないようにする壁に囲まれたエリア中に配置され得る。
この説明する実施形態のいくつかの態様では、（たとえば、建築物３０内の）未知位置を有する新しいフェムト１５０ＢＩ、１５０ＢＪおよび１５０ＢＫ（図１Ａ）は、既知ロケーション（たとえば、従来の手段によってそれのロケーションがすでに判断されているマクロ基地局またはフェムト１５０ＲＡおよび１５０ＲＢ）にある送信機からだけでなく、未知ロケーション（すなわち、従来の手段を介してそれらのロケーションが判断され得ないフェムト１５０ＢＩ、１５０ＢＪおよび１５０ＢＫ）にある送信機からの信号（たとえば、パイロット）の到着時間の差を測定し得る。既知ロケーションおよび未知ロケーションにある送信機間でネットワーク中のすべてのＴＤＯＡ測定値が作成され得ると、すべての未知フェムトロケーションは、本明細書で詳細に説明するように、ＴＤＯＡ測定値のこのセットに基づいて一度に（すなわち、同時に）判断され得る。
すべてのフェムト測定値は、クラスタまたはエリア中のすべての未知フェムトロケーションのロケーションを判断するために中央ロケーションサーバ１９０に送信され得る。大規模ネットワーク中のフェムト（すなわち、ワイヤレストランシーバ）は、いくつかのクラスタにグループ化され、別のクラスタとは無関係に各クラスタに対してロケーション判断が実行され得る。
従来のＯＴＤＯＡベースの解法では、未知ロケーションを計算するために（ブロードキャスト信号がフェムトによって送信された）時間オフセットも必要とされる。これは、通常、共通クロックまたはタイムベース（たとえば、ＧＰＳ時間）に送信時間を同期させることによって達成される。しかしながら、上記で説明したように、ＧＰＳ信号受信は、いくつかのフェムトロケーションにおいて不可能なことがあり、したがって、フェムトのロケーションが判断され得ないだけでなく、フェムト送信時間が従来の手段を用いて同期され得ないこともある。
従来のＯＴＤＯＡ解法では、ネットワーク中のロケーション測定ユニット（ＬＭＵ：location measurement unit）が送信時間を測定し得る。しかしながら、この手法は、従来のＯＴＤＯＡでは、送信機（基地局）およびＬＭＵのロケーションが既知であるということを活用する。屋内環境では、いくつかの送信機は、マクロ基地局および／または衛星信号の圏外に展開され得るフェムトであり、したがって、このＬＭＵ手法は適用不可能であり得る。
代わりに、この説明する実施形態のいくつかの態様では、以下で詳細に説明するように、ナビゲーション解法の一部としてロケーションを計算することに加えて、フェムトの未知送信時間が、コンピュータ１９０によって自動的に計算され得る。マクロ基地局（またはそれらのロケーションが従来の手段（たとえば、ＧＰＳ）を介して判断され得るいくつかのフェムト）が同期されると仮定すると、フェムトの送信時間が、ナビゲーション解法の一部として同じく判断され、次いで、フェムト送信時間をマクロネットワークに同期させるために使用され得るので、この手法は、ネットワーク中のすべてのフェムトからの送信を同じタイムベースに同期させることを可能にし得る。本質的に、フェムトの送信時間は、推定された送信時間に基づいてＲＴＤを０に等しくするように調整され得る。したがって、そのような説明する実施形態のいくつかの態様では、コンピュータ１９０は、フェムトロケーション問題だけでなく、フェムト同期問題をも解く。
フェムトロケーション（および送信時間）解法はまた、コンピュータ１９０が、一定の間隔でフェムトのロケーション／時間計算を実行し、同じクラスタからの測定値の複数のセットを使用して各非基準フェムトのための平均位置／時間を計算することによって改善され得る。フェムトは、比較的固定であり、たとえば、移動局ロケーション判断と比較してより長い測定／平均化時間が可能であるということに基づいて、一定の間隔での反復測定値の使用は、説明する実施形態のいくつかの態様では有効である。
非基準（すなわち、未知ロケーションの）フェムトのロケーションおよび送信時間が、本明細書で説明するタイプの方法を使用して判断されると、すべてのこれらの非基準フェムトのロケーションは、コンピュータ１９０中のフェムトロケーションデータベース中で更新され得、（現在、既知のロケーションおよび送信時間を有する）これらのフェムトは、次いで、新しい基準フェムトとして使用され得る。フェムトのロケーションをさらに改良するためにいずれかの後続の新しいＴＤＯＡ測定値が使用され得、たとえば、既知ロケーションにあるより多くの基準フェムトの使用は、連立方程式のセット中で値が求められるべき未知数の数を低減し、したがって、推定値の精度を改善し得る。新しいフェムトがエリア中に展開されたときはいつでも、以前に測位されたフェムトが、新たに展開されたフェムトを配置するための新しい基準フェムトとして使用され得る。
本明細書で説明するそのような実施形態の様々な態様はフェムト測位に固有のものではない。したがって、これらのデバイスがいくつかのブロードキャストまたは他のワイヤレス信号を受信および送信し、ＴＯＡ測定値またはＴＤＯＡ測定値を作成することができるとすれば、ネットワーク中の任意のタイプのワイヤレスデバイス（たとえば、移動局）のロケーションが推定され得ることを理解されたい。
説明する実施形態のいくつかの態様では、ワイヤレス通信ネットワークは、図４Ａの行為４０１に従ってパイロット信号を送信するいくつかのマクロ基地局（たとえば、図１Ａの局１０）を含む。さらに、今説明したワイヤレス通信ネットワークはまた、図４Ａの行為４０２に従って、パイロット信号を同じく送信するいくつかのフェムト１５０（図４Ｂ参照）を含む。今説明したワイヤレス通信ネットワーク中で、マクロ基地局１０は、それらの内部クロックを共通タイムベースに同期させる、たとえば、ＧＰＳ時間および／またはバックホールリンク１８９を介して同じく受信され得る任意の他の時間に同期させる。しかしながら、説明する実施形態の態様に応じて、フェムト１５０は、図２の方法が実行される前に最初に同期される必要がないことがあり得る。フェムト１５０のいくつかは、（たとえば、ＧＰＳ信号がフェムトにおいて受信され得る場合）既知位置および既知タイミングを有し得、そのようなフェムトは基準フェムトを構成する（たとえば、上記で説明した基準ワイヤレストランシーバ１５０ＲＡおよび１５０ＲＢ参照）。フェムト１５０のうちの他のフェムトは、未知位置および／または未知送信時間を有し（たとえば、上記で説明した非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ〜１５０ＢＫ参照）、これらの未知数は、次のようにコンピュータ１９０によって計算される。
詳細には、行為４０３において、コンピュータ１９０は、Ｏ＆Ｍコンピュータ１９８（図７Ｂ参照）から、クラスタの識別情報とそのクラスタ内に含まれるすべてのフェムトの識別子のリストとを受信する、クラスタは、クラスタ中のフェムトが互いのパイロット信号を受信し測定することができるように十分に近接するように、任意の方法でＯ＆Ｍコンピュータ１９８によって形成され得る。図４Ｂに示すように、コンピュータ１９０は、ハードディスクまたはスタティックＲＡＭなどの非一時的メモリ１９２に（たとえば、バイナリ形態で）記憶され得るコンピュータ命令４２１を実行することによって図４Ａに示す様々な行為を実行するために、１つまたは複数のプロセッサ１９４を含み得るロケーションサーバである。また非一時的メモリ１９２には、既知であるマクロおよび基準フェムトのロケーション４２２、ならびにワイヤレス通信ネットワーク中のすべてのフェムトおよびマクロのセル識別子、周波数など、頻繁に変化しない他の情報４２３が記憶され得る。コンピュータ１９０は、上記で説明したクラスタ識別情報およびフェムトＩＤリストを保持するメモリ１９３などの追加のメモリを含み得る。
再び図４Ａを参照すると、クラスタおよびリストの受信に応答して、コンピュータ１９０は、クラスタ中の各フェムトの測定値を得るためにそれをポーリングするプロセスを開始する。詳細には、行為４０４において、コンピュータ１９０は、ループカウンタｉの値を１にセットし、次いで行為４０５に進む。行為４０５において、コンピュータ１９０は、バックホールリンク１８９を使用して、（説明する実施形態のいくつかの態様ではリスト中の第１に識別されたフェムトであり得る）フェムトｉに、受信されている任意の信号の測定（たとえば、ＴＯＡまたはＴＤＯＡ）の実行を開始するように要求するためのコマンドを送信する。実施形態に応じて、コンピュータ１９０は、さらに、未知位置にあるフェムトｉに、到着時間差（ＴＤＯＡ）値を生成するためにそれらの信号が測定されるべきワイヤレストランシーバのリストを送信する。
バックホールリンク１８９から受信したコマンドに応答して、フェムトｉは、次のように動作４０６を実行する。詳細には、フェムトｉは、周波数内測定を実行するために、それ自体と同じ周波数上で送信しているネイバーフェムトおよび／またはマクロを探索する。詳細には、そうするために、フェムトｉは、（ダウンリンク送信のための手段を構成する）それのダウンリンク送信機をオフにし、ネイバーフェムトおよびマクロのパイロット信号を探索し、たとえば、フェムトｉは、受信したネイバーパイロット信号の到着時間（ＴＯＡ）を測定し、ＴＯＡ測定値をペアワイズ減算することによってＴＤＯＡを計算する。説明する実施形態のいくつかの態様では、未知位置に配置されたフェムトｉは、バックホールリンク１８９からのコマンドとともに、到着時間差（ＴＤＯＡ）値を生成するためにそれらの信号が使用されるべきワイヤレストランシーバのリストを受信する。このリストは、パイロット信号構成に関する情報（たとえば、使用されるコードなど）など、測定を実行するためにフェムトｉによって使用され得る他の支援データ情報を含み得る。したがって、この段階で、フェムトｉは、バックホールリンク１８９から受信されたリスト中で識別される、ワイヤレストランシーバからのパイロット信号を探索する。
他の場所で説明したように、代替は、フェムトｉが、受信信号間の相互相関演算を実行することによってＴＤＯＡ自体を測定することである。説明する実施形態のいくつかの態様では、フェムトｉは、適切な時間期間にわたってパイロット信号測定のコヒーレント累積を実行し、その後、いくつかのコヒーレント累積結果の非コヒーレント累積が行われる。たとえば、３ＧＰＰ Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）規格による通信ネットワークでは、パイロット信号は、１つのサブフレームにわたってコヒーレントに累積され得る測位基準信号（ＰＲＳ：Positioning Reference Signal）であり得、その後、いくつかのサブフレームにわたる非コヒーレント累積が行われる。ＬＴＥは、３ＧＰＰ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｐｅｔｅｎｃｅ Ｃｅｎｔｒｅ、ｃ／ｏ ＥＴＳＩ６５０、ｒｏｕｔｅ ｄｅｓ Ｌｕｃｉｏｌｅｓ、０６９２１ Ｓｏｐｈｉａ-Ａｎｔｉｐｏｌｉｓ
Ｃｅｄｅｘ、ＦＲＡＮＣＥという郵便宛先を有する「３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ」（３ＧＰＰ）と称する組織からの文書およびインターネット上のhttp://www.3gpp.org/に記載されている。
検知され得る（たとえば、プリセットしきい値を上回る）すべての信号（たとえば、パイロット信号）についてＴＤＯＡが計算および／または測定された後、フェムトｉは、再びそれのダウンリンク送信機をオンにする。説明する実施形態のいくつかの態様では、フェムトｉは、さらに、周波数間測定を実行するために、異なる周波数上で送信しているネイバーフェムト／マクロを探索し、探索は、フェムトｉのダウンリンク送信機をオフにすることなしに行われる。
次いで、行為４０７において、フェムトｉは、バックホールリンク１８９を使用して、一部または全部の測定値と、それらの信号がそれぞれのＴＤＯＡを形成するために使用されたフェムトおよび／またはマクロの識別情報（たとえば、セル識別情報）とを戻す。説明する実施形態のいくつかの態様では、フェムトｉは、行為４０７において、互いに線形独立であるＴＤＯＡ値（すなわち、互いを加算または減算することによって得られ得ない値）のみを戻すように構成される。しかしながら、説明する実施形態の他の態様では、フェムトｉは、測定値が線形従属であるか否かにかかわらずすべての測定値を戻し、その場合、コンピュータ１９０は、線形従属値を除去するために図６Ａに示すタイプの方法を実行する。
計算／測定されたＴＤＯＡを受信すると、コンピュータ１９０は、（図４Ａの行為４０８に従って）識別されたクラスタのためのリスト中のすべてのフェムトから測定値が受信されたかどうかを検査する。受信されていない場合、制御は行為４０９に遷移し、ループカウンタｉを１だけ増分し、制御は（上記で説明した）行為４０５に戻る。識別されたクラスタのためのリスト中のすべてのフェムトが測定値を報告したとき、行為４０８の結果ははいであり、制御は行為４１０に移る。行為４１０において、コンピュータ１９０は、連立方程式のセット中ですべての受信したＴＤＯＡ値と基準フェムトおよび／またはマクロの座標とを使用して、すべてのフェムトロケーション（および、随意に、時間オフセット）を計算する。次に、コンピュータ１９０は、行為４１１に従って、メモリ１９１（図４Ｂ参照）に計算された位置および時間オフセットを記憶する。本発明の態様に応じて、コンピュータ１９０は、９６ＧＢのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）とＩＮＴＥＬ社から入手可能なＸｅｏｎプロセッサ５６００とを含むＯＲＡＣＬＥ社から入手可能なＳｕｎ
Ｆｉｒｅ Ｘ２２７０ Ｍ２サーバなど、任意のサーバタイプコンピュータであり得る。
説明する実施形態の態様に応じて、メモリ１９１に記憶されたフェムトロケーションは、（たとえば、フェムトがワイヤレスネットワークに入ることを許可する、および／または緊急電話呼を発するなどのために）将来通常の方法で使用され得る。説明する実施形態のいくつかの態様では、行為４１２に従って、メモリ１９１中の時間オフセットをフェムト１５０に送り、フェムト１５０は、次に、（行為４１３において）これらの時間オフセットを使用してそれらの内部クロックをリセットし、それによって、同期ネットワークを生じる。その後、コンピュータ１９０は、たとえば、行為４１４に従って、ループ回数を１に初期化し、（上記で説明した）行為４０５に戻ることによって、（行為４１３に鑑みて）ここでは同期ネットワークに対して上記で説明した測定プロセスを繰り返す。この段階で、（各非基準ワイヤレストランシーバについてタイムベースが計算される必要がないと仮定すると）必要とされるよりも多くの式があり得、したがって、同じく図３Ｃおよび図３Ｄを参照しながらさらに以下で説明するように、非基準フェムトのための改善されたロケーション推定値が得られ得ることに留意されたい。
図４Ａの上記の説明では、ＴＤＯＡが、フェムト１５０によってコンピュータ１９０に送信されると説明してきたが、説明する実施形態の他の態様では、代わりにＴＯＡが送信される。したがって、説明する実施形態のそのような態様では、コンピュータ１９０は、図４Ｃに示すように、プロセッサ１９４中の論理演算装置（ＡＬＵ）中で減算器１９７を使用して、受信したＴＯＡのペアワイズ減算を実行して、ＴＤＯＡを得る。ここで得られたＴＤＯＡ値は、次いで、上記で説明したように処理され、したがって、（完全には図示していないが）図４Ｃのブロックの残部は図４Ｂと同じである。
説明する実施形態のいくつかの態様では、プロセッサ１９４は、図５Ａに示す方法を実行するようにソフトウェア４２１によってプログラムされる。詳細には、行為５０１において、プロセッサ１９４は、図４Ａに関して上記で説明したようにクラスタ中の未知ロケーションに配置されたｎ個のワイヤレストランシーバからＴＤＯＡの測定値を収集し、次いで、プロセッサ１９４は、図５Ｄに示すように、ＴＤＯＡを保持するために、長さＮｚの１次元ベクトル５２１を構築する。長さＮｚは、クラスタ中の「ｎ」個の非基準ワイヤレストランシーバの各々からの、ベクトル５２１中のいくつかの線形独立測定値の合計、すなわち、Ｎ１、Ｎ２、．．．Ｎｎの合計である。
図５Ｄでは、ベクトル５２１は、Ｎｚ個のＴＤＯＡ、すなわち、第１の非基準ワイヤレストランシーバからの測定値についてのＴＤＯＡ1,1 ＴＤＯＡ1,2．．．ＴＤＯＡ1,N1、第２の非基準ワイヤレストランシーバからの測定値についてのＴＤＯＡ2,1 ＴＤＯＡ2,2．．．ＴＤＯＡ2,N2などを保持する。したがって、ベクトル５２１では、第１のインデックスは、どのトランシーバが測定値を作成したのかを識別し、第２のインデックスは、合計何個の測定値が作成されたのかを識別する。トランシーバからの３つの測定のうち、第３のＴＤＯＡ測定値が第１の測定値と第２の測定値との和として得られ得る場合、第３の測定値は、線形従属であることを理由にベクトル５２１から除外される。ベクトル５２１は、各ワイヤレストランシーバから受信される測定値の数に応じて変化する長さをもつ動的ベクトルである。
ベクトル５２１に加えて、プロセッサ１９４はまた、そこから各トランシーバにおいて信号が受信されたトランシーバの識別子を保持するために、別のベクトル５２２（図５Ｄ参照）を用意し、維持し得る。たとえば、ベクトル５２１中の第１の値、すなわち、ＴＤＯＡ1,1は、「ネイバートランシーバ１のＩＤ」をもつネイバートランシーバからの信号と「測定トランシーバ１のＩＤ」をもつ測定トランシーバからの信号との間の差を計算することによって得られる。ベクトル５２２中のトランシーバのリストは、ベクトル５２１中のＴＤＯＡ測定値のリストと同じ順序（すなわち、同じシーケンス）で編成される。ベクトル５２１中の各測定値は、ベクトル５２２中に２つの送信機を必要とするので、ベクトル５２１中の所与のトランシーバｉについてのＮｉ個のエントリのセットごとに、ベクトル５２２中にＮｉ＋１個のエントリがあることに留意されたい。
図５Ａを参照すると、行為５０１が実行された後、フェムト１５０が線形従属測定値を送るのを許可された場合、行為５０２が実行され得る。詳細には、行為５０２において、プロセッサ１９４は、ＴＤＯＡベクトル５２１に記憶された線形従属ＴＤＯＡがあるかどうかを検査する。線形従属ＴＤＯＡがあった場合、トランシーバＩＤベクトル５２２（図５Ｄ参照）から対応するトランシーバＩＤが除去されるとともに、線形従属ＴＤＯＡがＴＤＯＡベクトル５２１から除去される。したがって、ＴＤＯＡベクトル５２１は現在、長さＮmを有する。行為５０１と５０２の両方の最後に、プロセッサ１９４は、このＴＤＯＡ測定値ベクトル５２１を使用してベクトルｒを初期化し、その後、行為５０３に進む。行為５０３において、プロセッサ１９４は、ＴＤＯＡ測定値の総数がＮｍ＞３ｎであるかどうかを検査し、ｎはトランシーバの数であり、３ｎは未知数の数（トランシーバごとに３つの未知数、すなわち、ｘ座標、ｙ座標およびタイムベース）である。説明は、２次元ロケーション推定値、すなわち、ｘ座標およびｙ座標について考察することに留意されたい。３次元ロケーション（ｘ座標、ｙ座標、ｚ座標）の場合、未知数の数は４つになることになり、その場合、収集されるＴＤＯＡ測定値の数は相応して４ｎより大きくなる必要がある。行為５０３における結果がいいえであった場合、この結果は、この数の未知数を計算するのに十分な式がないことを示し、したがって、プロセッサ１９４は行為５０４に進む。行為５０４において、プロセッサ１９４は、ｎ個のトランシーバからの測定値を再スケジュールするか、または異なるクラスタを選択することを決定する（クラスタのエリアを拡大するかまたは低減することによって、より多いまたはより少ないトランシーバがクラスタ中に含まれ得る）。行為５０３の後、プロセッサ１９４は、上記で説明した行為５０１に戻る。
行為５０３における結果がはいであった場合、プロセッサ１９４は行為５０５に進み、クラスタが接続グラフを形成するかどうか、すなわち、クラスタに属すると識別されたトランシーバのすべてがトランシーバのうちのいずれか１つから到達可能であるかどうかを検査する。上記のように、フェムト間の接続を示す接続性グラフを図３Ｂに示す。クラスタ中の特定のフェムトとすべての他のフェムトのうちのいずれか１つとの間に信号（すなわち、測定値）がない場合、クラスタは接続グラフを形成しない。したがって、行為５０５において答えがいいえであった場合、プロセッサ１９４は（上記で説明した）行為５０４に進む。
行為５０５の結果がはいであった場合、この結果は、式のセットが用意され、解かれ得ることを示す。したがって、プロセッサ１９４は、行為５０６、５０７および５０８にそれぞれ従って３つのベクトル（それぞれｘ座標およびｙ座標のための２つのベクトル５２３および５２４、ならびに送信時間のための第３のベクトル５２５）の各々にメモリを割り振り、その後、行為５０９、５１０および５１１に従って、３つのベクトルを割り振られたメモリに記憶する。３つのベクトル５２３〜５２５はすべて長さｍ＋ｎの１次元ベクトルであり、ｍは基準トランシーバの数であり、ｎは非基準トランシーバの数である。基準トランシーバのための３つのベクトルの各々の中のｍ個の要素５２３Ｍ、５２４Ｍおよび５２５Ｍは、メモリ１９２に記憶された既知値４２２（図４Ｂ）に基づいて初期化される。非基準ワイヤレストランシーバ（たとえば、図１Ａにおけるトランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪおよび１５０ＢＫ）のための３つのベクトルの各々の中のｎ個の要素５２３Ｎ、５２４Ｎおよび５２５Ｎは、０でない値に初期化され、この値は、概略的に推定された、たとえば、ワイヤレス通信ネットワーク中のトランシーバの通常動作に必要とされるよりも正確でないことが既知である位置および／または時間である。
説明する実施形態のいくつかの態様では、プロセッサ１９４は、（ベクトル５２６の要素５２６Ｘ、５２６Ｙおよび５２６Ｔをそれぞれ形成するベクトル５２３、５２４および５２５の要素５２３Ｎ、５２４Ｎおよび５２５Ｎを含む）すべての未知値を保持するために、本明細書ではベクトルｘｙｔとも呼ばれる長さ３ｎの別の１次元ベクトル５２６を形成する。その後、行為５１２において、プロセッサ１９４は、たとえば、ソフトウェアパッケージを使用して連立方程式を解く際にベクトル５２３〜５２６のうちの１つまたは複数を使用する。連立方程式を解くプロセスが収束するとき、ベクトル５２６は、非基準ワイヤレストランシーバ（たとえば、図１Ａにおけるトランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪおよび１５０ＢＫ）のための位置および送信時間の計算値を保持する。
図５Ａの様々な行為が実行される特定の方法は、説明する実施形態の態様に依存することに留意されたい。説明する実施形態のいくつかの態様では、図５Ａの行為５０１は、以下で説明する図５Ｃに示すように実行されるが、本開示に鑑みて直ちに明らかになるように、行為５０１は、説明する実施形態の他の態様では別様に実装される。さらに、説明する実施形態のいくつかの態様では、図５Ａの行為５０５は、以下で説明する図５Ｅに示すように実行されるが、本開示に鑑みて直ちに明らかになるように、行為５０５は、説明する実施形態の他の態様では別様に実装される。さらに、説明する実施形態のいくつかの態様では、図５Ａの行為５１２は、以下で説明する図５Ｆに示すように実行されるが、本開示に鑑みて直ちに明らかになるように、行為５１２は、説明する実施形態の他の態様では別様に実装される。
説明する実施形態のいくつかの態様では、プロセッサ１９４は、図５Ｃに示すタイプの方法を実行する。詳細には、行為５３１において、プロセッサ１９４は、１次元動的アレイ５２１（図５Ｄ）にメモリを割り振る。測定値が受信されるので、アレイ５２１に最初に割り振られるメモリの量は変化する（すなわち、増加する）ことに留意されたい。最初の量は、たとえば、トランシーバの数に基づいて任意の方法で判断され得る。次に、行為５３２において、プロセッサ１９４は、ループ回数ｉを１に初期化し、行為５３３に進む。行為５３３において、プロセッサ１９４は、そこから測定値が作成された未知ロケーションに位置する非基準ワイヤレストランシーバｉから、トランシーバの識別情報（ＩＤ）とともにＮｉ個のＴＤＯＡ測定値を受信する。
その後、プロセッサ１９４は、次のように行為５３４〜５３６を実行する。行為５３４において、プロセッサ１９４は、行為５３３中で受信されたＮｉ個のＴＤＯＡ測定値を動的ＴＤＯＡベクトル５２１に付加する。行為５３５において、プロセッサ１９４は、同じく行為５３３において受信されたトランシーバの識別情報（ＩＤ）を保持するために使用されるべき、長さＮｉ＋１の１次元アレイにメモリを割り振る。次に、プロセッサ１９４は、行為５３６において、トランシーバ識別情報（ＩＤ）を記憶する。行為５３４〜５３６が実行された後、プロセッサ１９４は、ループカウンタｉを値１だけ増分し、次いで、行為５３８に進む。
行為５３８において、プロセッサ１９４は、ループカウンタｉが非基準トランシーバの数である数ｎを超えたかどうかを検査する。答えがいいえであった場合、制御は、（上記で説明した）行為５３３に戻る。答えがはいであった場合、制御は行為５３９に移り、この行為において、プロセッサ１９４は、次のように様々な値を単に記憶する。プロセッサ１９４は、長さＮｚの動的ベクトル５２１（図５Ｄ）中に、クラスタ中の未知ロケーションを有するｎ個のトランシーバから受信したＴＤＯＡ測定値を記憶する。プロセッサ１９４はさらに、ｎ個のベクトル５２２中に、ベクトル５２１中のすべてのＴＤＯＡ測定値のために使用されるトランシーバのトランシーバＩＤを記憶する。
説明する実施形態のいくつかの態様では、プロセッサ１９４は、図５Ｅに示すタイプの方法を実行する。詳細には、行為５４１において、プロセッサ１９４は、（線形従属ＴＤＯＡに関係するＩＤの削除後に）そこからＴＤＯＡ測定値が作成されたすべてのｎ個のベクトル５２２（図５Ｄ）からトランシーバ識別子（ＩＤ）を読み取る。次に、行為５４２において、プロセッサ１９４は、（除去されていない）残りの識別子が接続グラフを形成するかどうかを検査するためにベクトル５２２にわたって探索を実行する。概念的にそのようなグラフは、トランシーバを頂点として表し、トランシーバ間のリンク（測定値）をエッジとして表すことによって形成され得る。ベクトル５２２の接続性を検査するために、深さ優先探索（ＤＦＳ：depth first search）または幅優先探索（ＢＦＳ：breadth first search）など、任意のグラフ走査（graph traversal）方法が使用され得る。追加のグラフ走査アルゴリズムについては、たとえば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、Ｋｎｕｔｈ、Ｄｏｎａｌｄ Ｅ.（１９９７）、「The Art of Computer Programming」、第１巻、第３版、Ａｄｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ、Ｂｏｓｔｏｎを参照されたい。次に、行為５４３（図５Ｅ）において、プロセッサ１９４は、グラフが接続されているかどうかを知るためにグラフ走査の結果について検査し、はいの場合、行為５０５（図５Ａ）における答えははいであり、そうでない場合、行為５０５における答えはいいえである。
説明する実施形態のいくつかの態様では、プロセッサ１９４は、図５Ｆに示すタイプの方法を実行する。詳細には、行為５５１において、プロセッサ１９４は、長さＮmの１次元ベクトルｆにメモリ１９１中のメモリを割り振り、ベクトルｆをすべてゼロに初期化する。その後、行為５５２において、プロセッサ１９４は、サイズＮm×３ｎの２次元行列Ｇにメモリ１９１中のメモリを割り振り、行列Ｇをすべてゼロに初期化する。図５Ｈに、説明する実施形態のいくつかの態様における１次元ベクトルｆと２次元行列Ｇとを示す。
その後、行為５５３において、プロセッサ１９４は、たとえば、ループカウンタＩｔｅｒを０に初期化し、連立方程式解く際に収束がないときの再試行の最大限度を、たとえば、２０回の再試行にセットすることによってループカウンタＩｔｅｒをセットアップする。また、行為５５３において、プロセッサ１９４は、収束について検査し反復を停止するために使用されるべき許容差値δをセットする。許容差δは、たとえば、政府規制および／またはワイヤレス通信ネットワークの事業者の要件に準拠するためにフェムトの測位に関する精度要件に基づいて選択され得る。たとえば、許容差値δは、説明する実施形態のいくつかの態様では値０．２５ｍにセットされる。
その後、行為５５４において、プロセッサ１９４は、それのメモリ１９２にパラメータ、すなわちｎ個の非基準ワイヤレストランシーバの各々のｘ座標、ｙ座標および送信時間ｔ（したがって、３ｎ個の未知数がある）のベクトルｘｙｔの現在値をロードする。連立方程式を解くための反復ループの次の行為５５５において、プロセッサ１９４は、現在既知の座標、すなわち、ベクトルｘｙｔの値を使用してＴＤＯＡの推定値を計算し、その後、計算されたＴＤＯＡ値をベクトルｆに記憶する。第１の反復（Ｉｔｅｒ＝０）では、このベクトルｘｙｔは、説明する実施形態のいくつかの態様では、３ｎ個の未知数のための０でない値のアプリオリ推測を用いて初期化される。（０値行列または０値ベクトルは反転され得ないので）逆演算などの行列演算を使用する説明する実施形態のいくつかの態様では、０でない値が必要とされる。
最初の推測が真値からあまりにも大きく外れているとき、図５Ｆの方法は、３ｎ個の未知パラメータの解に収束することができないことがある。このために、ベクトルｘｙｔ中の３ｎ個の未知パラメータの「おおよその」推定値が、たとえば、ユーザ入力ロケーションに基づいて、またはｎ個の非基準ワイヤレストランシーバのインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスに基づいて最初に作成される。説明する実施形態のいくつかの態様では、非基準ワイヤレストランシーバｉは、ベクトルｘｙｔ中で、この非基準ワイヤレストランシーバｉにおいて最も強い信号を有することがわかっている基準ワイヤレストランシーバｊの既知位置から、２つの座標の各々で１メートルだけオフセットされた位置に初期化される。
たとえば、図１Ｄの非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＪは、２つの基準ワイヤレストランシーバ１５０ＲＡおよび１５０ＲＢから、それぞれ−９０ｄＢｍおよび−１１０ｄＢｍの信号強度をもつワイヤレス信号を受信し得る。この例では、トランシーバ１５０ＲＡからの−９０ｄＢｍの受信信号強度は、トランシーバ１５０ＲＢからの−１１０ｄＢｍの受信信号強度よりも大きいので、トランシーバ１５０ＲＡからの信号は、トランシーバ１５０ＢＪ内のプロセッサによって、基準ワイヤレストランシーバ１５０ＲＡおよび１５０ＲＢからの２つの受信信号のうちで最も強い信号として識別される。したがって、この例での非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＪの位置は、基準ワイヤレストランシーバ１５０ＲＡの既知位置から２つの座標の各々で１メートルだけオフセットされるように初期化され得る。上記の受信信号強度の例示的な単位はｄＢｍであり、ｄＢｍは、１ミリワットを基準とする測定電力のデシベル（ｄＢ）単位での電力比の略語である。
別の非基準ワイヤレストランシーバｋが同じく、それが受信する最も強い信号が同じく同じ基準ワイヤレストランシーバｊからのものであることを偶然発見した場合、ベクトルｘｙｔ中のそれの位置は、基準ワイヤレストランシーバｊの既知位置から２つの座標の各々で２メートルだけオフセットされた別の位置に初期化される。たとえば、図１Ｃの非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩは、２つの基準ワイヤレストランシーバ１５０ＲＡおよび１５０ＲＢからそれぞれ−１０５ｄＢｍおよび−１２０ｄＢｍの信号強度をもつ信号を受信し得る。この例では、トランシーバ１５０ＲＡからの−１０５ｄＢｍの受信信号強度は、トランシーバ１５０ＲＢからの−１２０ｄＢｍの受信信号強度よりも大きいので、トランシーバ１５０ＲＡからの信号は再び、トランシーバ１５０ＢＩ内のプロセッサによって、基準ワイヤレストランシーバ１５０ＲＡおよび１５０ＲＢからの２つの受信信号のうちで最も強い信号として識別される。したがって、この例での非基準ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩの位置は、基準ワイヤレストランシーバ１５０ＲＡから２つの座標の各々で２メートルだけオフセットされるように初期化され得る。
別の例として、非基準ワイヤレストランシーバｉは、ベクトルｘｙｔ中のそれの３つの未知パラメータを初期化するためにそれの位置がおおよそ推定されている非基準ワイヤレストランシーバｉにおいて最も強い信号（受信信号強度またはＲＳＳ：received signal strength）を有するとわかった基準ワイヤレストランシーバｊおよびｋのペアとの中間の位置に初期化され得る。説明する実施形態のいくつかの態様では、ベクトルｘｙｔの初期化において使用される特定の値は厳密に正確ではないが、より正確な値は、より少数の反復内での収束の確率がより高くなる。たとえば、ベクトルｘｙｔは、ある範囲（たとえば、基準送信機のロケーションによってカバーされるエリアに対応する最大および最小範囲）内のランダム値だけを用いて初期化され得る（ベクトルｘｙｔ中の送信時間は同じく、エリア内の任意の２つの送信機の送信信号フレーム間の最大時間差に基づく範囲内の任意の数を用いて初期化され得る）。
別の例として、非基準ワイヤレストランシーバは、基準ワイヤレストランシーバの中心ロケーションの周りにランダムに分散された位置に初期化され得る。クラスタ中にｍ個の基準ワイヤレストランシーバがある場合、ｍ個すべての基準トランシーバの中心ロケーションが判断され得る。当該のクラスタ中のｎ個の非基準ワイヤレストランシーバの位置は、次いで、ｍ個の基準トランシーバの判断された中心ロケーションを中心とする円または他のエリア内にランダムに初期化され得る。中心ロケーションの周りのエリアのサイズは、ｍ個の基準トランシーバの判断された中心ロケーションから最も遠くに離れた基準トランシーバによって判断され得る。ｎ個の非基準トランシーバの送信時間は、（たとえば、所定の範囲内で選択される）任意の乱数を用いて初期化され得る。
また、行為５５５において、プロセッサ１９４は、（たとえば、説明する実施形態のいくつかの態様では、ｘ軸およびｙ軸の２つの位置座標軸ならびに送信時間の各々に沿った）ベクトルｆの偏導関数である行列Ｇを計算する。その後、行為５５６において、プロセッサ１９４は、（ベクトルｒを保持する図５Ｄのベクトル５２１中の）ＴＤＯＡ測定値と（ベクトルｆ中の）現在の既知座標および送信時間を使用したＴＤＯＡの推定値との間の差ｒ−ｆを計算する。また、行為５５６において、プロセッサ１９４は、差ｒ−ｆに、行列Ｇの逆数（３つのパラメータｘ、ｙおよびｔの各々に関する偏導関数）に基づくスケーリングファクタを乗算して、値Δxytの変化の指示を得る。ベクトルΔxytは長さ３ｎの１次元ベクトルであることに留意されたい。差ｒ−ｆは、次式のように行列ＧおよびベクトルΔxytに関係する。
Figure 2016036160
したがって、Δxytの値を求めるために（したがって、それの新しい値を得るために、パラメータベクトルｘｙｔに追加され得るようになる）、行列Ｇを反転させる必要がある。２次方程式のセットの場合、逆数は行列Ｇ-1であるが、説明する実施形態のいくつかの態様は、逆数が（ＧT．Ｇ）-1．ＧTである非２次方程式のセットを使用する。したがって、説明する実施形態のいくつかの態様では、行為５５６において、行列（ＧT．Ｇ）-1．ＧTを計算し、次いで、（行列乗算演算を使用して）得られた行列に差分ベクトルｒ−ｆを乗算し、それによって、次のように変化ベクトルΔxytを得る。
Figure 2016036160
その後、行為５５７において、プロセッサ１９４は、新たに計算された変化ベクトルΔxytをベクトルｘｙｔ中のこれらの３ｎ個の未知パラメータのための現在値に追加することによって３ｎ個の未知パラメータのための新しい値を計算し、それによって、次のように、ベクトルｘｙｔ中のこれらの３ｎ個の未知パラメータのための新しい値をもたらす。
Figure 2016036160
上式は、式（１７）に関して以下で説明する最小２乗法に基づき、０次項および１次項だけを保持することによってコスト関数を線形化するためにテイラー級数を使用することによって得られることに留意されたい。
その後、行為５５８において、プロセッサ１９４は、たとえば、現在の反復のΔxytが前の反復のΔxytよりも大きいかどうかを検査することによって解が発散しているかどうかを検査し、発散していた場合、行為５５９に進んで、収束の失敗を処理する。行為５５９において、プロセッサ１９４は、１つまたは複数の近隣トランシーバなどによる（１つまたは複数の）送信をサイレンシングしながら、たとえば、より大きいまたはより小さいクラスタを使用して測定を再スケジュールする、および／または測定を繰り返す。プロセッサ１９４はまた、ベクトルｘｙｔのために新しい初期値を使用し、行為５５１で、ただしここではベクトルｘｙｔ中の値の異なるアプリオリ推測を用いて、図５Ｆの方法を繰り返し得る。行為５５８において、答えがいいえであった場合、プロセッサ１９４は、行為５６０に進み、たとえば、現在の反復のΔxyt（メートル単位で表される、すなわち、時間単位は、時間に電波の伝搬速度（たとえば、光速）を乗算することによってメートル単位に変換される）が（たとえば、上記のように、行為５５３において共通値０．２５メートルにセットされた）許容差δよりも小さいかどうかを検査することによって収束を検査する。
説明する実施形態のいくつかの態様では、Δxyt中の３ｎ個の値の各々は許容差δと比較され、行為５６０は、３ｎ個の値のいずれも許容差δを超えないときのみ収束が真であると判断する。そのような条件が行為５６０において満たされた場合、プロセッサ１９４は行為５６１に進んで、成功を処理する。たとえば、将来の使用のために非一時的メモリ１９２中のデータベースにベクトルｘｙｔ中の３ｎ個の未知数の現在値を記憶する、および／またはＯ＆Ｍコンピュータ１９８にベクトルｘｙｔを送信する。行為５６０における答えがいいえであった場合、行為５６２においてループカウンタｉｔｅｒを増分し、その後、行為５６３において、ループカウンタｉｔｅｒが所定の最大限度に達したかどうかを検査する。行為５６３が、最大値に達していることを示す場合、プロセッサ１９４は、（上記で説明した）行為５５９に進み、そうでない場合、行為５５４に進んで次の反復を実行する。
説明する実施形態のいくつかの態様では、プロセッサ１９４は、図５Ｆの行為５５５を実装するために図５Ｇに示すタイプの方法を実行するが、説明する実施形態の他の態様では、他の方法が実行され得る。詳細には、行為５７０において、ループカウンタＩを１に初期化し、次いで、プロセッサ１９４は行為５７１に進む。行為５７１において、（その中の行Ｉからの）ベクトルｒを保持するベクトル５２１（図５Ｄ）中のＴＤＯＡ測定値Ｉについて、プロセッサ１９４は、ベクトル５２２を使用して、測定トランシーバＩＤｉの識別子（ＩＤ）、さらに、そこからＴＤＯＡ測定値Ｉが作成されたそれの２つのネイバートランシーバＩＤｊおよびＩＤｋの識別情報を取り出す。次に、行為５７２〜５７４において、プロセッサ１９４は、今識別された３つのトランシーバＩＤｉ、ＩＤｊおよびＩＤｋのｘ座標（ｘi、ｘj、ｘk）、ｙ座標（ｙi、ｙj、ｙk）、および送信時間（ｔj、ｔk）の値を読み取る。その後、行為５７５において、プロセッサ１９４は、これらの値を使用して、それの２つのネイバートランシーバＩＤｊおよびＩＤｋに対するトランシーバＩＤｉの以下の距離を計算する。
Figure 2016036160
行為５７５において、プロセッサ１９４は、さらに、時間差ＲＴＤjk＝ｔj−ｔkを計算する。
次に、行為５７６および５７７において、プロセッサ１９４は、次のように、トランシーバＩＤｉとそれの２つのネイバートランシーバＩＤｊおよびＩＤｋとの間のｘ座標の距離の１次導関数を計算する。
Figure 2016036160
その後、行為５８２において、プロセッサ１９４は、ｘ座標に関するＴＤＯＡ推定値の導関数としてこれらの２つの導関数間の差、すなわち、Ｘij−Ｘikを計算する。次に、行為５８６において、この値を、図５Ｈに示す行列Ｇ中の、ｘ座標のための、行Ｉおよびトランシーバ識別子ＩＤｉに対応する適切なロケーションに記憶する。
同様に、行為５７８および５７９において、プロセッサ１９４は、次のように、トランシーバＩＤｉとそれの２つのネイバートランシーバＩＤｊおよびＩＤｋとの間のｙ座標の距離の１次導関数を計算する。
Figure 2016036160
その後、行為５８３において、プロセッサ１９４は、ｙ座標に関するＴＤＯＡ推定値の導関数としてこれらの２つの導関数間の差、すなわち、Ｙij−Ｙikを計算する。次に、行為５８７において、この値を、図５Ｈに示す行列Ｇ中の、ｙ座標のための、行Ｉおよびトランシーバ識別子ＩＤｉに対応する適切なロケーションに記憶する。
その後、行為５８４および５８５において、プロセッサ１９４は、ネイバートランシーバＩＤｊおよびＩＤｋが非基準トランシーバであるかどうかを検査する。答えがはいであった場合、対応する行為を実行して、ｘ座標およびｙ座標のそれぞれの１次導関数を使用して行列Ｇを更新する。詳細には、行為５８４における答えがはいであった場合、それぞれの行為５８８および５８９において、行列Ｇ中の、行Ｉの、トランシーバ識別子ＩＤｊのための列に値−Ｘijおよび−Ｙijを書き込む。さらに、行為５９０において、行列Ｇ中の、行Ｉの、トランシーバ識別子ＩＤｊのための列に、時間の１次導関数として値１を書き込む。さらに、行為５８５における答えがはいであった場合、それぞれの行為５９１および５９２において、行列Ｇ中の、行Ｉの、トランシーバ識別子ＩＤｋのための列に値ＸikおよびＹikを書き込む。さらに、行為５９３において、行列Ｇ中の、行Ｉの、トランシーバ識別子ＩＤｋのための列に、時間の１次導関数として値−１を書き込む。
さらに、行為５８０において、プロセッサ１９４は、距離ＲijおよびＲikの現在値と時間差ＲＴＤjkとに基づいてＴＤＯＡ推定値ｆlを計算し、行為５８１において、新たに計算された推定値をベクトルｆの行Ｉ中に書き込む。
行列Ｇおよびベクトルｆが上記で説明したように両方とも更新された後、プロセッサ１９４は、行為５９４においてループカウンタＩを増分し、次いで、行為５９５に進む。行為５９５において、プロセッサ１９４は、ループカウンタが（ＴＤＯＡベクトル５２１のサイズである）限度Ｎmに達したかどうかを検査する。達していない場合、プロセッサ１９４は、（上記で説明した）行為５７１に戻り、そうでない場合、行為５９６に進む。行為５９６において、プロセッサ１９４は、ベクトルｆおよび行列Ｇの最新の値でそれのメモリを更新することによって完了し、したがって、図５Ｆの行為５５５を完了する。
説明する実施形態のいくつかの態様では、プロセッサ１９４は、行為５０２に関して上記で説明したように、ベクトル５２１（図５Ｄ）を形成するときに、線形従属ＴＤＯＡ値を除去するために、図６Ａに示すタイプの方法を実行するが、説明する実施形態の他の態様では、他の方法が実行され得る。詳細には、行為６０１において、プロセッサ１９４は、サイズＮz×Ｎcの２次元アレイＴにメモリを割り振り、アレイＴをすべてのゼロで初期化する。Ｎzは、ベクトル５２１中に収集されたＴＤＯＡ測定値の総数である。Ｎcは、すべての可能なリンクに基づく、ｍ＋ｎ個のトランシーバ間のＴＯＡの最大可能数である。ｍ×ｎは、基準トランシーバと非基準トランシーバとの間のリンクの数であり、ｎ（ｎ−１）／２は、非基準トランシーバ間のリンクの数であることに留意されたい。したがって、
Figure 2016036160
図１Ａに示す例示的な例では、２つの基準トランシーバ１５０ＲＡ（図６ＢにＲ１と標示）および１５０ＲＢ（図６ＢにＲ２と標示）があるので、ｍ＝２である。図１Ａの例では、３つの非基準トランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪおよび１５０ＢＫ（図６ＢにＢ１、Ｂ２およびＢ３と標示）があるので、ｎ＝３である。したがって、基準トランシーバと非基準トランシーバとの間に２×３＝６つのリンク、すなわち（Ｂ１，Ｒ１）、（Ｂ２，Ｒ１）、（Ｂ３，Ｒ１）、（Ｂ１，Ｒ２）、（Ｂ２，Ｒ２）、（Ｂ３，Ｒ２）がある。さらに、非基準トランシーバの互いの間に（３×２）／２または３つのリンク、すなわち、（Ｂ１，Ｂ２）、（Ｂ１，Ｂ３）、（Ｂ２，Ｂ３）がある。したがって、この例では、Ｎc＝６＋３＝９である。したがって、行列Ｔ（図６Ｂ参照）中で、行インデックスＩは、１からＮzに進み、列インデックスは、Ｎc個のトランシーバペアに対応する。図６Ａの方法は、行列Ｔに１および−１を入れることに留意されたい。したがって、この方法が実行された後、行列Ｔ中の各行は単一の１、単一の−１、およびゼロを含んでいる。図６Ｂに示す例では、ＴＤＯＡ測定値ｌ＝１は、２つのネイバーＢ２およびＲ１をもつ測定トランシーバＢ１において作成され、（Ａ）このＴＤＯＡのための測定トランシーバＢ１におけるＴＯＡ１はＢ２から作成され、（Ｂ）このＴＤＯＡのための測定トランシーバＢ１におけるＴＯＡ２はＲ１から作成される。このＴＤＯＡは、この例ではＴＯＡ１−ＴＯＡ２である。
図６Ａを参照すると、行為６０２において、プロセッサ１９４は、ループカウンタＩを１に初期化する。次いで、行為６０３において、プロセッサ１９４は、次のようにＴＤＯＡベクトル５２１中の測定値Ｉを処理する。プロセッサ１９４は、測定トランシーバのトランシーバＩＤをＩＤｉとして識別し、さらに、それらの信号からＴＤＯＡ測定値Ｉが作成された２つのネイバートランシーバＩＤｊおよびＩＤｋを識別する。次に、行為６０４において、プロセッサ１９４は、行Ｉの、トランシーバペア（ＩＤｉ，ＩＤｊ）に対応する列に値１を書き込む。次に、行為６０５において、プロセッサ１９４は、行Ｉの、トランシーバペア（ＩＤｉ，ＩＤｋ）に対応する列に値−１を書き込む。次いで、行為６０６において、ループカウンタＩを増分し、その後、行為６０７において、ループカウンタＩがＮzを超えたかどうかを検査し、超えていない場合、制御は（上記で説明した）行為６０３に戻る。行為６０７における答えがはいであった場合、行為６０８において、ルーピングを完了し、随意に、さらなる処理のために行列Ｔをバッファに記憶する。次いで、行為６０９において、プロセッサ１９４は、当技術分野でよく知られている任意の方法で行列Ｔの階数を判断する。その後、行為６１０において、プロセッサ１９４は、階数がＮzに等しいかどうかを検査し、等しかった場合、次いで、行為６１２を実行して、ベクトル５２１中に線形従属ＴＤＯＡがないという結果を戻す。行為６１０において結果がいいえであった場合、行為６１１を実行して、たとえば、ガウスジョルダン消去法を使用して行列Ｔの簡約階段形（reduced row echelon form）を得ることによって、ベクトル５２１から１つまたは複数の線形従属を除去する。次いで、行為６１３を実行して、線形従属行の行インデックスＩを記憶し、その後、ベクトル５２１から線形従属行を除去する。
上記で説明したように非基準ワイヤレストランシーバによるＴＯＡまたはＴＤＯＡの測定中、説明する実施形態のいくつかの態様は、それのネイバーのうちの１つまたは複数、たとえば、それのワイヤレス信号が、受信されたすべてのワイヤレス信号のうちで最大の受信信号強度（ＲＳＳ）を有するネイバー（「最も強いネイバー」とも呼ばれる）をサイレンシングすることによって動作する。１つのそのようなサイレンシング方法では、ロケーションサーバコンピュータ１９０（図７Ｂ）は、行為７０１（図７Ａ）においてループカウンタｉを１に初期化することによって、フェムトクラスタ７５０中のフェムトのリストを識別するＯ＆Ｍコンピュータ１９８からの要求に応答し得る。図７Ｂでは、フェムトクラスタ７５０内の矢印は、基準であることも基準でないこともあるワイヤレストランシーバによって送信および受信されているパイロット信号を示すことに留意されたい。図７Ｂに示す例では、基準ワイヤレストランシーバ７５３、７５５、７５７および７５８（それぞれ、基準ワイヤレストランシーバが同期されていることを示すクロックシンボルをもつ矩形ボックス中に示す）は、パイロット信号を送信し、さらに、非基準ワイヤレストランシーバ７５１、７６０、７５２、７５９、７５６および７５４は、それらの位置および送信時間がまだ正確に既知となっていないが、同じくパイロット信号を送信する。
詳細には、図７Ｂでは、ボックス７５７Ｂは、ワイヤレストランシーバ７５７が基準ワイヤレストランシーバであり、それの内部クロック７５７Ｃが、ワイヤレス通信ネットワーク中の共通クロックに同期されていることを示す。対照的に、ワイヤレストランシーバ７５６は、図７Ｂではボックスを有しておらず、したがって、ワイヤレス通信ネットワークにまだ追加されていない新しいワイヤレストランシーバを示す。ワイヤレストランシーバ７５６のためのボックスの不在は、それが未知位置に配置されていることを示し、クロックシンボルの不在は、それの内部クロックが共通クロックに同期されていないことを示す。
説明する実施形態のいくつかの態様では、フェムトクラスタ７５０中のすべてのフェムトは、同じ周波数（すなわち、あらかじめ決定された共通の周波数）上でパイロット信号を送信する。説明する実施形態のいくつかの態様では、ワイヤレスネットワークにまだ追加されていない新しいワイヤレストランシーバは、それらの近傍にある他のワイヤレストランシーバ（たとえば、固定）が、本明細書で説明するタイプの測定値（ＴＯＡおよび／またはＴＤＯＡあるいはＲＳＳ測定値など）を作成する際に使用するパイロット信号を送信するように構成されるが、移動局がその新しいワイヤレストランシーバに接続することをまだ許可しないことがあることに留意されたい。
説明する実施形態のいくつかの態様では、完全に未知位置に配置されたワイヤレストランシーバ９００（図９）による信号送信は禁止され得る（たとえば、ある規制機関および／または規則あるいは法則によって禁止され得る）。そのような場合、ワイヤレストランシーバがパイロット信号を送信するように構成される前に、トランシーバの極めて粗い初期ロケーションが最初に判断される必要があり得る。そのような初期ロケーション推定値は、（たとえば、図９のディスプレイ９１１上に表示されるユーザインターフェースによって促され、キーボード９１２上のタイプ入力によって応答した後に）ユーザによって入力され得るか、または、たとえば、国、市または所在地住所レベルに基づいてトランシーバ９００のプロバイダ（たとえば、インターネットサービスプロバイダ）によって入力され得る。説明する実施形態のいくつかの態様では、初期ロケーション推定値はまた、通常は、いくつかのサービスプロバイダによって所有されるＩＰアドレス範囲に基づいてロケーションの概略を与える、インターネット接続のためにトランシーバ９００に割り当てられたＩＰアドレスに物理的ロケーションをマッピングするデータベースをルックアップすることによって得られ得る。
説明する実施形態のいくつかの態様では、この初期ロケーション推定値は、あまり正確である必要がないことがある（たとえば、規制の問題については、トランシーバ９００が配置されている国、または州、または市の識別情報に基づく初期ロケーション推定値が、パイロット信号の送信を許可するのに十分であり得る）。初期ロケーション推定値のみが既知であるトランシーバは、いくつかの説明する実施形態では、未知位置にある新しいワイヤレストランシーバとして扱われ得ることに留意されたい。
初期ロケーション推定値よりも正確（たとえば、２メートル以下など、所定の限度内まで正確）であるトランシーバ９００の位置は、次いで、本明細書で説明する実施形態を使用して、たとえば、連立方程式を解くことによって判断され得る。そのような判断された位置は、次いで、与えられた（たとえば、トランシーバ９００のユーザによって、またはサービスプロバイダによって与えられた）初期ロケーション推定値を検証するために使用され得る既知位置であり得る。たとえば、判断された正確なロケーションが、初期ロケーションによって識別されたエリア内にない（たとえば、識別された国または市の境界内にない）場合、ワイヤレストランシーバは、それの送信を完全にオフにするように指令され得、通信ネットワークに入ることを許可されないことがある。
行為７０２において、コンピュータ１９０は、図７Ｃに未知位置に配置されたフェムト７５１として示す新しいフェムトへのコマンドの形態で、測定要求を送信する。フェムト７５１は、（Ｏ＆Ｍコンピュータ１９８からの）測定要求中で受信されたフェムトリスト中でインデックスｉによって識別される。次いで、行為７０３において、（現在の反復中で偶然フェムトｉである）フェムト７５１は、測定要求を受信し、行為７０４に進む。行為７０４において、フェムト７５１は、それのダウンリンク送信をオフにし、図７Ｃに示すように、できるだけ多くの信号のＴＯＡおよびＲＳＳを測定する。図７Ｃでは、すべてのフェムト７５２〜７６０が、フェムト７５１〜７６０のすべてによって検知され得るパイロット信号を送信するが、図７Ｃの可読性を高めるために、フェムト７５１によって検知されるパイロット信号のみが示されていることに留意されたい。その後、行為７０５において、このフェムト７５１は、バックホールリンク１８９（図７Ｃ）を介してロケーションサーバコンピュータ１９０に、測定値ならびにそれらの信号が測定されたトランシーバ７５２〜７６１の識別子を報告する。次に、行為７０６における測定値を使用して、ロケーションサーバコンピュータ１９０は、フェムト７５１について、それの最も強いネイバーがフェムトｊ（たとえば、図７Ｂのフェムト７５２）であることを識別する。
最も強いネイバーは、いくつかの態様では、ＲＳＳ測定値に関してソートし、どれでも（ＲＳＳ測定値において）最上位にあるフェムトを識別することによって識別される。たとえば、フェムト７５１は、ネイバーフェムトから以下のＲＳＳ測定値、すなわち、フェムト７５３から−１０１ｄＢｍ、フェムト７５４から−１１１ｄＢｍ、フェムト７５５から−１１５ｄＢｍ、フェムト７５６から−１２０ｄＢｍ、フェムト７６０から−９５ｄＢｍ、フェムト７５７から−１３１ｄＢｍ、フェムト７５９から−１１９ｄＢｍ、フェムト７５８から−１０１ｄＢｍ、フェムト７５２から−９０ｄＢｍを作成し得る。このリスト中でＲＳＳ測定値の最大値を探索することによって、値−９０ｄＢｍが最大値として識別され、値−９０ｄＢｍは測定フェムト７５２に対応する。したがって、フェムト７５２が、この例では、フェムト７５１に最も強いネイバー信号を与える。
さらに、ロケーションサーバコンピュータ１９０は、次に（行為７０６において）フェムト７５１とそれの最も強いネイバーフェムト７５２の両方に（コマンドの形態で）要求を送る。説明する実施形態のいくつかの態様では、フェムト７５１とフェムト７５２の両方に測定要求が送られるが、説明する実施形態の他の態様では、フェムト７５１のみに測定要求が送られ、フェムト７５２に（たとえば、その中でサイレンスの長さを識別する）サイレンス要求が送られる。説明する実施形態のいくつかの態様では、サイレンス要求は測定要求の前に送られ、したがって、フェムト７５１がそれの測定値を生成するときフェムト７５２はサイレントであるが、説明する実施形態のいくつかの態様では、両方の要求が同時に送られる。説明する実施形態のいくつかの態様では、フェムトがそれの測定値を作成している間、それのダウンリンク送信はオフにされる（すなわち、フェムトは、パイロット信号を送信せず、したがって、それ自体の測定期間中はサイレントである）ので、測定要求はまた、サイレンス要求を暗示する（したがって、サイレンス要求として動作する）。
その後、行為７０７において、フェムト７５１は、もう一度それのダウンリンク送信をオフにし、もう一度できるだけ多くのネイバーフェムトのＴＯＡを測定する。行為７０７中に、フェムト７５２は、行為７０８を実行して、ロケーションサーバコンピュータ１９０からのメッセージ（たとえば、サイレンス要求および／または測定要求）に応答して、図７Ｄに示すようにそれ自体のダウンリンク送信をオフにする（それによって、それ自体をサイレンスにする）。したがって、行為７０７において、フェムト７５１は、それの最も強いネイバーフェムト７５２からのワイヤレス信号を受信しない（測定しない）。したがって、フェムト７５１は、それの最も強いネイバーフェムト７５２が（オーバージエアで）サイレントである間に、行為７０７において測定値の別のセットを生成する。説明する実施形態の多くの態様では、強い干渉物（この例では、フェムト７５２）が（行為７０８において）送信していないので、（行為７０７において作成された）測定値のこの第２のセットは、（行為７０４における測定値の第１のセットに対して）より多くのネイバーフェムト測定値またはより良い品質の測定値を含み、それにより、フェムト７５１は、行為７０４において測定した最も遠いフェムトよりも遠く離れている１つまたは複数のネイバーフェムトを測定することが可能になる。たとえば、行為７０４において、フェムト７５２からの強い信号のためにフェムト７５８からの信号がフェムト７５１によって測定されるには弱すぎたと仮定すると、（フェムト７５８からの信号の）そのような測定は、（行為７０８における）フェムト７５２によるサイレンス中に、行為７０７において可能になる（測定が行われる）。次に、行為７０９において、フェムト７５１は、バックホールリンク１８９を介してロケーションサーバコンピュータ１９０に、そこから信号が測定されたネイバーフェムトのＴＯＡおよび識別子を送信する。
行為７０８において、（サイレンス限定要求の代わりに）測定要求が受信された場合、フェムト７５２は、（それ自体のダウンリンク送信をオフにした後に）図７Ｅに示すように、それが受信するのと同数のワイヤレス信号のそれ自体のＴＯＡ測定を実行する（しかし、上記のように、行為７０７においてそれのダウンリンク送信をオフにしたフェムト７５１の場合はそうではない）。フェムト７５２は、フェムト７５１に対する強い干渉物であると識別されたので、フェムト７５１は、通常、説明する実施形態のいくつかの態様では、フェムト７５２にとっても強い干渉物である。したがって、フェムト７５２は、ＴＯＡ測定を実行するとき、フェムト７５１から強い干渉を受けることなくＴＯＡ測定を実行することができ、それにより、フェムト７５２はまた、ＴＯＡ測定を実行するためにより多くの（弱い）ネイバーフェムト信号を受信することが可能になる。次いで、行為７１０において、フェムト７５２は、コンピュータ１９０に、それが作成した測定値とそこからワイヤレス信号が受信されたトランシーバの識別子とを報告する。
次に、行為７１１において、コンピュータ１９０は、（Ｏ＆Ｍコンピュータ１９８からの）要求中で受信されたリスト中で識別されたすべてのトランシーバから測定値を受信することを終了した（すなわち、完了した）かどうかを検査する。終了しなかった場合、コンピュータ１９０は、ループカウンタｉを増分する。この段階で、新しいループカウンタｉが、測定値がすでに受信されているトランシーバを識別した場合（たとえば、新しいループカウンタｉが、最も強いネイバーフェムト７５２を識別した場合）、このカウンタｉは、測定値がまだ得られていないワイヤレストランシーバ（たとえば、図７Ｆのフェムト７５６）が識別されるまでさらに増分される。次いで、コンピュータ１９０は、行為７０２に進み、（上記で説明した）プロセスを繰り返す。説明する実施形態のいくつかの態様では、ループカウンタｉが、この例では測定値をすでに報告しているフェムト７５２を識別した場合でも、ステップ７１２においてループカウンタｉを必ず増分する。したがって、説明する実施形態のいくつかの態様では、各フェムトは、測定要求を２回、すなわち、すべてのネイバーフェムトが送信している状態と、最も強い干渉物（すなわち最も強いネイバー）がサイレントである状態とで受信し、したがって、各フェムトは、相応して測定値の２つのセットを作成する。
今説明したプロセスは、説明する実施形態のいくつかの態様では、現在のフェムトの最も強い干渉物をサイレンシングすることに加えて２番目に強い干渉物をサイレンシングすることによって随意に繰り返され、それによって測定値の第３のセットを得ることに留意されたい。測定値の第３のセットは、上記で説明した連立方程式を解くプロセスが収束することができないときに有用であり得る（図７Ａ、行為７１４における「いいえ」分岐参照）。詳細には、説明する実施形態のこれらの態様では、コンピュータ１９０は、現在のフェムトｉの最も強い干渉物ｊがサイレントである間に、現在のフェムトｉによって作成された測定値に基づいて現在のフェムトｉにおいて最大のＲＳＳを有するために、２番目に強い干渉物ｋを識別する。その後、コンピュータ１９０は、（分岐７１９に従って）もう一度行為７０６を実行し、今度は、３つのすべてのフェムトｉ、ｊおよびｋに要求を送り、したがって、フェムトｊおよびｋのダウンリンク送信がオフにされている間に、フェムトｉは、それの測定値の第３のセットを作成する。
行為７１１および７１２を実行する際、測定値がリスト中のすべてのフェムトから受信されている場合、コンピュータ１９０は行為７１３に進み、本明細書の他の場所で説明したように連立方程式のセットを解き、その後、行為７１４において収束について検査する。行為７１４において収束が見つかった場合、コンピュータ１９０は、本明細書で説明するように将来の使用のために、行為７１５において、非基準トランシーバの位置およびタイムベースの現在値をメモリに記憶する。行為７１４における答えがいいえであった場合、行為７１６において、コンピュータ１９０は、再試行限度に達したかどうかを検査し、達した場合は、行為７１７において失敗を報告し、達しなかった場合は、行為７１８を実行する。上記のように、行為７１８において、コンピュータ１９０は、フェムトをリストから外すかまたは追加し、それによってクラスタを変更し、次いで、行為７０１に戻る。
図７Ｇに、フェムト７５２が偶然フェムト７５６のための最も強いネイバーであり、したがって、フェムト７５２が、フェムト７５６と同時に測定を実行するように（コマンドによって）要求されている状況を示す。したがって、フェムト７５２は、この段階で測定値の別のセットを作成し、測定値の２つのセット中で異なるフェムトがサイレンシングされているので、この別のセットは、上記で説明したように前に作成された測定値のセットとは異なる。詳細には、フェムト７５２は、最初にフェムト７５１と同時に測定値を作成し、この第１の測定値のセットは、フェムト７５６からの信号の測定値を含む。その後、フェムト７５２は、フェムト７５６と同時に追加の測定値を作成し、この追加の測定値のセットは、フェムト７５１からの信号の測定値を含む。したがって、説明する実施形態のいくつかの態様では、連立方程式のセットを解くために、測定値の両方のセットがコンピュータ１９０において使用される。
説明する実施形態のいくつかの態様では、行為７０４および７０７においてＴＯＡを測定するとして説明したが、説明する実施形態の他の態様では、本明細書で説明するこれらの行為７０４および７０７においてＴＤＯＡを測定する。さらに、行為７０４および７０５において、フェムトｉがＲＳＳを測定し報告するが、説明する実施形態の態様に応じて、行為７０７および７０９において、フェムトｉがＲＳＳを測定し報告することも、そうしないこともある。さらに、最も強いネイバーフェムト７５２だけがサイレンシングされるものとして説明したが、説明する実施形態の他の態様では、最も強いネイバーのうちの２つ以上がサイレンシングされる。
以下で説明する実施形態のいくつかの態様では、ネットワーク中のクラスタは、ｍ個の基準フェムトと、ｎ個の非基準フェムトとを有する。基準フェムトの真位置は、既知であり、ｚR＝｛ｚR1，ｚR2，．．．，ｚRi，．．．ｚRn｝によって示され、２次元（２Ｄ）デカルト座標系では、ｚRi＝［ｘR1，ｙRi］Tである。非基準フェムトの未知の真位置は、ｚB＝｛ｚB1，ｚB2，．．．，ｚBi，．．．ｚBn｝によって示され、ｚBi＝［ｘB1，ｙBi］Tである。ナビゲーション問題の解は、概して、非基準フェムトの座標の推定値を戻す。以下では、２次元（すなわち、ｘ座標とｙ座標）のみについて、説明する実施形態のいくつかの態様に関して説明するが、説明する実施形態の他の態様は、３次元（すなわち、ｘ座標とｙ座標とｚ座標）の位置を使用する。
合計ｍ＋ｎ個のフェムトをもつネットワークでは、未知位置ｚBの最尤（ＭＬ：maximum likelihood）推定値
Figure 2016036160
は、概して次式のように与えられる。
Figure 2016036160
上式で、
Figure 2016036160
は、未知位置座標の推定値であり、ｄ（ｚi，ｚj）＝ｄi,jは、ｚiおよびｚjによって与えられる真位置をもつ２つのフェムト間の真範囲（ユークリッド距離）を戻す関数であり、
Figure 2016036160
は、これらの２つのフェムト間の実際の範囲の推定値であり、それらの位置推定値
Figure 2016036160
および
Figure 2016036160
を使用して計算され、Ｃ（ｉ）は、フェムトｉに「接続された」（すなわち、フェムトｉからの信号（ＴＯＡ）を測定することができる）フェムトのセットである。
同期ネットワークでは、未知位置をもつフェムトを含むすべてのフェムトは同時に送信する。したがって、上記の式（１）中のＭＬ推定器は、到着時間差（ＴＤＯＡ）測定値が利用可能である場合、以下に与えるように再公式化することができる。
Figure 2016036160
ネットワークが非同期である場合、上記の式（２）中のＭＬ推定器は、以下に与えるように、ＴＤＯＡ測定値を使用して位置と送信時間の両方をジョイント推定するために拡張され得る。
Figure 2016036160
上式で、ｔB＝｛ｔB1，ｔB2，．．．，ｔBi，．．．ｔBn｝であり、
Figure 2016036160
は、それぞれ、非基準フェムトにおける（たとえば、メートルで表される）送信時間の真値および推定値である。上記の１つまたは複数のＭＬ公式化では、フェムトｉが、すでに既知位置をもつ基準フェムトである場合、
Figure 2016036160
になる。上記の式（２）中のＭＬ推定器は、すべての誤差項にわたる和（すなわち、推定範囲差と真範囲差との間の差）が最小化されるような、すべての非基準フェムトの未知座標を見つけようと試みる。誤差のない環境を仮定した場合、このＭＬ公式化の解は、真位置ｚBを戻すことになる。範囲推定値は、現実の世界では誤差があるので、ナビゲーション解は、
Figure 2016036160
によって示される真座標ｚBの推定値を戻し、上式で、
Figure 2016036160
である。（３）中のＭＬ推定器は、非同期ネットワーク中の位置座標に加えて、すべての非基準フェムトにおける送信時間を推定する。別のフェムトｉにおける時間ｔjにフェムトｊによって送信された信号の真のＴＯＡ τi,jは、次式によって与えられる。
Figure 2016036160
上式で、２つのフェムト間の真範囲ｄi,jは
Figure 2016036160
であり、ｃは光速である。
フェムトは、別のフェムトからの信号のＴＯＡだけを推定することができるので、この推定値
Figure 2016036160
は、次式によって与えられるように、ランダム誤差項だけ真値とは異なる。
Figure 2016036160
誤差項εi,jは、すべての誤差源、たとえば、受信機雑音、干渉、マルチパス、非見通し線伝搬、内部（ローカル）クロック、送信フェムトの送信時間および座標についての不完全なアプリオリな知識（既知位置をもつ基準フェムトである場合）などによる誤差の和を示す。
送信フェムトが基準フェムトＲｊである場合、非基準フェムトＢｉにおいて受信される信号のＴＯＡ推定値
Figure 2016036160
は、非基準フェムトの推定座標
Figure 2016036160
に関して次のように書くことができる。
Figure 2016036160
同様に、非基準フェムトＢｉにおける非基準フェムトＢｊからの信号のＴＯＡ推定値
Figure 2016036160
のための式も、２つのフェムトの未知座標に関して以下に与えるように書くことができる。
Figure 2016036160
説明する実施形態のいくつかの態様では、ＴＤＯＡ推定値は、すべての他の利用可能なＴＯＡ推定値から送信フェムトのうちの１つのためのＴＯＡ推定値を減算することによって得られる。ＴＤＯＡ推定値を得る別の方法は、測定フェムトにおいて２つの送信フェムトのそれぞれの送信信号を相互相関させることによって、それらの送信フェムト間のＴＯＡの差を直接推定することである。
ＴＤＯＡ測定値は同じく、非基準フェムト（すなわち、未知ロケーションにある未知送信時間をもつフェムト）から送信された受信信号から作成されるので、測定トランシーバのロケーションと送信トランシーバのロケーションとの両方が未知であるので、ＴＤＯＡ測定値は、絶対ロケーション情報を含んでいない。したがって、ＴＤＯＡ測定値を、以下では相対到着時間差（ＲＴＤＯＡ：Relative Time Difference Of Arrival）と呼ぶ。
別の非基準フェムトｊおよび基準フェムトｋから信号を受信する非基準フェムトｉにおいて推定されるＲＴＤＯＡのための式を以下に与える。
Figure 2016036160
上記の式は、フェムトｉからフェムトｊおよびｋまでの範囲の差による幾何学的時間差（ＧＴＤ）と、非同期ネットワーク中の２つのフェムトにおける異なる送信時間による相対時間差（ＲＴＤ）との２つの非ランダム差項からなる。式（７）中のＧＴＤおよびＲＴＤ項は、以下に与えるように展開することができる。
Figure 2016036160
ＲＴＤＯＡ測定と同様に、測定トランシーバのロケーションと送信トランシーバのロケーションとの両方が未知であるので、上記のＧＴＤは、絶対ロケーション情報を含まず、したがって、従来の方法では、非基準フェムトのロケーションを得るためにＧＴＤが使用されないことがある。
ネットワーク中のすべてのフェムトが共通タイムベースに同期された場合、すべてのフェムトが同時に送信するので、ＲＴＤＯＡ式中のＲＴＤは０になる。一方、非同期ネットワークでは非ゼロＲＴＤが推定される必要がある。
送信フェムトのペア間のＲＴＤを測定する従来の方法は、固定の既知ロケーションにロケーション測定ユニット（ＬＭＵ）と呼ばれる追加のデバイスを設置することである。ＬＭＵは、既知ロケーションをもつ送信機間、たとえば、セルラー展開中のマクロ基地局間のＲＴＤを推定するために使用される。しかしながら、上述のように、送信機（すなわち、フェムト）のロケーションが未知であるとき、この手法は適用可能でないことがある。
式（７）中のＲＴＤＯＡ推定値は、何らかの手段によってＲＴＤ項が既知である場合、次式のように、ＲＴＤ項を減算することによって訂正され得る。
Figure 2016036160
この説明する実施形態のいくつかの態様は、非同期フェムトネットワーク中のフェムトを測位することに焦点を当てる。（既知ロケーションをもつ）すべての基準フェムトにおける送信時間がすでに既知であると仮定する。したがって、この説明する実施形態の様々な態様では、コンピュータ１９０は、ネットワーク中でｍ個の基準フェムトをもつｎ個の非基準フェムトの未知座標と送信時間とのジョイント推定の問題を解くようにプログラムされる。推定されるべき非ランダムだが未知のパラメータのセットは、θB＝｛ｚB，ｔB｝であり、ｔB＝｛ｔB1，ｔB2，．．．，ｔBi，．．．ｔBn｝である。
次式を与えると、
Figure 2016036160
式（７）は、以下に与えるように、一般的な形態に書き換えることができる。
Figure 2016036160
フェムトネットワークが完全に接続されている（すなわち、すべてのフェムトが、ＲＴＤＯＡ測定を実行するためのすべての他のフェムトから信号を受信することができる）と仮定すると、基準フェムトと非基準フェムトとの間のｍｎ個の範囲測定値と、非基準フェムト自体の間のｎ（ｎ−１）／２個の範囲測定値とが得られる。基準フェムトと非基準フェムトとの間の接続性を、以下に与えるように、ｍ×ｎのバイナリ行列Ｃrによって定義する。
Figure 2016036160
上式で、基準フェムトｉが非基準フェムトｊに接続されている（すなわち、フェムトｉがフェムトｊからのＴＯＡを測定する）場合、ｃij＝１になる。そうでない場合、ｃij＝０になる。
ｎ個の非基準フェムトのみについて考察するネットワークの一部は、頂点が非基準フェムトを表し、２つの頂点間の無向辺（undirected edge）が対応するフェムト間の接続性を表す連結グラフ（connected graph）によって表され得る。ｎ個の非基準フェムト間の接続性は、次いで、以下に与えるように、バイナリ対称行列Ｃb（連結グラフの隣接行列）によって表され得る。
Figure 2016036160
非基準フェムトｉおよびｊが互いに接続されている（無向辺が対応する頂点間に存在する）場合、ｃij＝ｃji＝１になる。そうでない場合、ｃij＝ｃji＝０になる。非基準フェムト間の接続性が限定されている場合、Ｃbの非対角成分のいくつかは０になるであろう。フェムト間の接続性を表す行列ＣrおよびＣbは、接続ネットワークで利用可能な範囲式のセットを簡潔に表すのを助ける。現実的なシナリオでは、ネットワーク中のフェムトのすべてのペア間の接続性は保証され得ない。この限定された接続性は、それぞれの行列の対応する成分を０にセットすることによって考慮に入れられる。利用可能な接続数はＮによって示される。完全に接続されたネットワークは、ｍ＋ｎ個のフェムト間の最大可能接続数、すなわち、Ｎ＝ｍｎ＋ｎ（ｎ−１）／２を与える。
すべての利用可能なＲＴＤＯＡ測定値がグループ化された場合、式のセットは、以下に与えるように、行列表記法でコンパクトに書くことができる。
Figure 2016036160
上式で、ｒは、（Ｎ−１）個のＲＴＤＯＡ測定値を含んでいる列ベクトルであり、ｎは、それぞれのＴＯＡ測定値の誤差の差を含んでいる長さ（Ｎ−１）の列ベクトルである。インデックスｉ、ｊおよびｋは、フェムトｉにおいて測定を行ったＲＴＤＯＡ測定値に関与する任意の３つのフェムトを示す。
（１２）中の式のセットはまた、以下に与えるように、異なる演算子に関して書くことができる。
Figure 2016036160
上式で、行列Ｔは、それの各行が、（Ｎ−１）個の０、１つの−１および１つの１を含んでいる最大階数（Ｎ−１）×Ｎの差分演算子である。Ｔの各行は、そこからＲＴＤＯＡ式を得るためにどのＴＯＡ測定が減算されるかについて定義する。行列Ｔrは同じく、それの各行が、（ｍ＋ｎ−２）個の０、１つの−１および１つの１を含んでいる最大階数（Ｎ−１）×（ｍ＋ｎ）の行列である。長さＮの列ベクトルｄは、接続されたフェムトのペア間の真範囲を与え、長さ（ｍ＋ｎ）の列ベクトルｔは、ネットワーク中のすべての基準フェムトおよび非基準フェムトにおける送信時間を含んでいる。
ベクトル関数ｆ（ｚi，ｚj，ｚk，ｔj，ｔk）の任意の単一の要素（構成要素関数）は、以下に与えるように、それが依存する変数に関して展開することができる。
Figure 2016036160
（３）中のＭＬ推定器は、以下に与えるように、コスト関数が最小化されるようにすべての未知パラメータθBを見つけようと試みるＭＬ推定器として再公式化することができる。
Figure 2016036160
上式で、ｆ（ｚi，ｚj，ｚk、ｔj，ｔk）＝ｆ（θB）であり、Ｎは、ＲＴＤＯＡ推定値中の雑音の共分散行列である。
Figure 2016036160
上式で、Ｎεは、主対角線上に範囲推定値の分散
Figure 2016036160
をもつＮ×Ｎ対角共分散行列である。
共分散行列Ｎの要素は、式（１４）中のコスト関数を最小化する際に重み付け係数として働く。（たとえば、経時的な測定値の数が不十分であるために）共分散行列Ｎεを推定することができない場合、説明する本実施形態のいくつかの態様では、共分散行列Ｎεを同じサイズの単位行列に等しくセットすることができる。
上記のように、ｆ（θB）は、３つのフェムト、すなわち、１つの測定フェムトおよび２つの送信フェムトの位置座標中の非線形ベクトル関数である。式（１４）中のコスト関数を最小化するために、初期推定値
Figure 2016036160
を中心とするテイラー級数展開を行い、２次以上の項を落とすことによって、ｆ（θB)を線形化することができる。線形近似による誤差は小さくなるように、初期推定値
Figure 2016036160
が実際の位置および送信時間θBに近いと仮定する。
Figure 2016036160
上式で、Ｇは、
Figure 2016036160
において評価されたすべての構成要素関数の１次導関数を含んでいるヤコビ行列ｆ（θB）である。
一例として、以下に与えるように、別の非基準フェムトＢｊと基準フェムトＲｋとから信号を受信する非基準フェムトＢｉにおけるＲＴＤＯＡ式に対応するＧの行（リンクＢｊ→ＢｉおよびＲｋ→ＢｉについてのＴＯＡ差）について考察する。
Figure 2016036160
ｆBi(Bj,Rk)は、ｚBi、ｚBj、ｔBiおよびｔBjにのみ依存するので、前述の変数に対応する行ＧBi(Bj,Rk)中の成分を除くすべての成分は０になる。言い換えれば、ｆBi(Bj,Rk)は、変数のセット｛ｘBi，ｙBi，ｘBj，ｙBj，ｔBi，ｔBj｝の関数である。すべての他のｘBl、ｙBl、ｔBl（ｌ≠ｉ、ｌ≠ｊ）に関する偏導関数は、ＧBi(Bj,Rk)中で単に０にセットすることができる。ＧBi(Bj,Rk)の非ゼロ成分は、以下に与えるように、従属変数中で展開することができる。
Figure 2016036160
（１６）からのｆ（θB）の線形展開を置換した後に式（１４）を単純化すると、ＭＬ推定値は、以下に与えるように書くことができる（Ｔｏｒｒｉｅｒｉ，Ｍａｒ １９８４）。
Figure 2016036160
すべての非基準フェムトのための所望の位置および送信時間の推定値
Figure 2016036160
は、式（１７）によって与えられる。解は、（１７）を反復して解くことによって得られ得る。任意の開始初期推定値
Figure 2016036160
について、パラメータ
Figure 2016036160
が推定される。次の反復では、
Figure 2016036160
を前の反復で得られたパラメータ推定値と等しくした後にパラメータ推定値
Figure 2016036160
が再び計算される。２つの反復間の推定パラメータ値の変化がほぼ０になるか、または何らかの許容しきい値より小さくなったとき、反復は停止する（すなわち、解は収束する）。
説明する実施形態のいくつかの態様では、式（１７）中の行列Ｎは、（たとえば、すべてのＲＴＤＯＡ測定誤差が同じであるか、または単に同じであると仮定された場合）単位行列になり、式（１７）は次式に単純化される。
Figure 2016036160
推定されるべき未知パラメータの総数は、３ｎ個（すなわち、ｎ個の非基準フェムトの（ｘ，ｙ）座標および送信時間）である。（１２）中の連立方程式が一意解を有する（すなわち、劣決定にならない）ためには、独立したＲＴＤＯＡ測定値の数が、未知変数の数に等しいかそれよりも多くなければならない。
ＲＴＤが既知である（一般性の損失なしに、ＲＴＤは０であることが既知である）簡略化したシナリオについて考察する。説明する実施形態のいくつかの態様では、これは、上記で説明したように、フェムトロケーションおよび送信時間が第１のステップにおいて判断される場合であり、そのように得られたフェムト送信時間を使用して、ＲＴＤが０になるように、フェムトのローカルクロックを調整する。その場合、（７）中のＲＴＤＯＡ推定値は、次いで、次のように書き換えることができる。
Figure 2016036160
すべての利用可能なＲＴＤＯＡ推定値のセットは、以下の行列表記法でコンパクトに書くことができる。
Figure 2016036160
（２）中のＭＬ推定器は、以下に与えるように、重み付きコスト関数を最小化することによって、すべての非基準フェムトの未知のｘ座標とｙ座標ＺBとを推定することと等価である。
Figure 2016036160
上式で、ｆ（ｚi，ｚj，ｚk）＝ｆ（ｚB）であり、Ｎは、（１５）によって与えられように、ＲＴＤＯＡ推定値中の雑音の共分散行列である。
式（２２）中のＭＬ推定問題の解は、前に説明したように、（テイラー級数展開を使用した）勾配降下最小化によっても得られ得る。ネットワークが完全に同期された場合、ＲＴＤは０になり、雑音共分散行列Ｎは（１５）によって与えられる。現在、推定されるべき未知パラメータの減少された数は２ｎ個（すなわち、ｎ個の非基準フェムトのｘ座標とｙ座標）である。この場合も、独立したＲＴＤＯＡ測定値の数は、一意解を得るには少なくとも未知変数の数に等しくなければならない。
したがって、ＲＴＤが、第１のステップで推定されており、フェムト送信時間を同期させるために使用され、したがって、ＲＴＤが０になると仮定すると、第２のステップでは、フェムトのロケーションのみが解かれる。
上記で説明した方法の実行を示す一例として、図３Ａに示す３つの基準トランシーバと５つの非基準トランシーバとをもつセルラーネットワークレイアウトについて考察する。基準トランシーバは、マクロ基地局またはフェムト基地局のいずれかであり得る。マクロ基地局は、慎重なネットワークプランニングの後に展開され、固定の既知位置座標を有し、たとえば、ＧＰＳを使用して同期され得る。たとえば、窓の近くに配置されたフェムトは、たとえば、内蔵アシスト型ＧＰＳ／ＧＮＳＳ受信機を使用してそれの位置を見つけることができる。非基準デバイス（フェムト）は、屋内深くに配置され、したがって、従来の三辺測量法またはマルチラテレーション法を使用してそれらの位置を推定するのに十分なソース（ＧＰＳ／ＧＮＳＳ衛星またはマクロ基地局）からの受信を有しない。
図３Ａの例では、非基準フェムトは、３つ以上の基準基地局から信号を受信しない。特に、図３Ａの空間３０の中央に示すフェムトＢ３は、基準トランシーバから信号を受信しない。従来の手法を使用して未知座標をもつトランシーバの位置を判断するために、少なくとも３つの基準トランシーバからの信号が必要とされることになる。したがって、図３Ａの非基準トランシーバのいずれも、従来の方法を使用して位置を特定され得ない。
図３Ａの例における接続性を図３Ｂにグラフの形態で示し、基準トランシーバＲ１、Ｒ２およびＲ３のロケーションを円によって示す。図３Ｂの接続性グラフでは、「基準非基準間」接続および「非基準非基準間」接続は、それぞれ破線および実線で示されている。この例の場合の基準（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）トランシーバおよび非基準（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ５）トランシーバのｘ座標とｙ座標とを以下に記載する。
Figure 2016036160
仮定された接続性のための行列ＣrおよびＣbを以下に与える。図示のように、非基準トランシーバは、それら自体の間で完全な接続性を有する。
Figure 2016036160
すべての基準トランシーバ（この例におけるフェムトおよびマクロ）が、互いに同期され、既知時間に送信すると仮定する。一般性の損失なしに、ｔR1＝ｔR2＝ｔR3＝０とする。未知トランシーバ（Ｂ１〜Ｂ５）の送信時間は、０と不等であり、また、すべてのトランシーバで異なり、未知であることに留意されたい。
図３Ｂに示した１７個の接続について、異なる非基準フェムトにおけるＲＴＤＯＡ推定値のための１６個の式のセットを以下に記載する。式のこのセットは一意ではないが、完全なものであり、したがって、セット中にすでに含まれているすべての式から独立している新しい式は見つからない。差分演算子ＴおよびＴtの次元は、それぞれ１６×１７および１６×８である。
Figure 2016036160
範囲測定値中の雑音εの対角共分散行列は、以下に与えるように、利用可能な接続の数Ｎによってそれの次元が与えられる正方行列である（図３Ｂに示す接続性の場合、Ｎ＝１７）。
Figure 2016036160
上式で、
Figure 2016036160
は、トランシーバｉとｊとの間のＴＯＡ測定値の分散である。簡単のために、説明する実施形態の一態様では、ＴＯＡ測定値中の誤差は、正規分布し、互いに独立しているが、同じ分散をもつ、すなわち、トランシーバｉおよびｊのすべてのペアについて
Figure 2016036160
であると仮定する。
（ｎ個の非基準フェムトのｘ座標とｙ座標とに対応する）Ｇの最初の２ｎ個の列だけを考察することによって得られる部分行列Ｇxyは、偏導関数が真位置ｚBにおいて計算されるとき、ジオメトリ行列と呼ばれる。
ｎ個の非基準フェムトの推定されたｘ座標とｙ座標の２ｎ×２ｎ共分散行列Ｑは、以下の式によって与えられる。
Figure 2016036160
非基準フェムトｉについて、それのｘ座標およびｙ座標と、（ｎ−１）個の非基準フェムトの残りのｘ座標およびｙ座標との間の相互相関を無視し、以下に与えるように、部分行列ＱＢｉのみを抽出する。
Figure 2016036160
ＴＯＡ推定値における仮定された分散
Figure 2016036160
の場合、非基準トランシーバの推定位置は、図３Ｃ中で、測定値の１０００個の独立したセットについてそれらの真位置の周りに、ドットとしてプロットされる。すべての位置推定値の６５％および９５％を囲む誤差楕円も示されている。非基準トランシーバのための楕円は、式（２７）によって与えられるように、対応する２×２共分散行列を使用して計算される。
非基準トランシーバにおける送信時間は、上記で説明したように、位置座標に加えて測定値の各セットについて推定される。これらの推定送信時間は、非基準フェムトを同期させるために使用され得る。非基準フェムト中のローカルクロックは、推定送信時間に応じて調整される（すなわち、送信時間推定値に基づいて前進または遅延される）。非基準フェムト中のクロックのこの調整後に、ネットワーク中のＲＴＤはすべての０になり、したがって、フェムトネットワークは、マクロネットワーク時間に同期される。
新たに調整された（すなわち、同期された）送信時間を用いて、上記で説明した位置ロケーション方法が繰り返され得るが、ＲＴＤはここでは０であるので、今度は、非基準フェムトのロケーションのみが解かれる。これは、推定すべき未知数の数がより少なく、その結果、未知ロケーションの推定値が改善されることを示す。この場合、未知フェムトロケーションのみを推定するのに、より少ない接続性（すなわち、より少ないＲＴＤＯＡ推定値）で十分になる。
非基準フェムトの送信時間の調整後の本方法の第２のランの結果は、図３Ｄ中で、測定値の１０００個の独立したセットについてそれらの真位置の周りにドットとしてプロットされる。すべての位置推定値の６５％および９５％を囲む誤差楕円も示されている。図３Ｄと図３Ｃとを視覚的に比較すると、第１のランの後、非基準フェムトの送信時間を調整するために推定送信時間が使用されているとき、現在、誤差楕円がより小さいこと、すなわち、本方法の第２のランの後に改善されたロケーション推定値を得ることができることに気づくであろう。
説明する実施形態のいくつかの態様では、各フェムトは、フェムトのダウンリンク（ＤＬ）送信電力をセットするために、近隣マクロの信号強度を測定するために一般に使用されるネットワークリスニングモジュール（ＮＬＭ：Network Listening Module）を備える。説明する実施形態のいくつかの態様では、このＮＬＭモジュールは、ＴＤＯＡ測定値および／またはＴＯＡ測定値を得るためにも使用され得る。以下のプロシージャまたはそれの構成要素は、ＴＤＯＡ測定値を得るためにフェムトによって使用され得る。
（１）非基準フェムトは、それの近傍にある最も強いマクロセルまたは基準フェムトを測定する。たとえば、ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩは、行為８０１（図８参照）に従って、複数の信号の受信信号強度（ＲＳＳ）を測定して複数のＲＳＳ測定値を得、次いで、行為８０２に従って、測定値をソートして最大の測定値を有するトランシーバを最も強いトランシーバとして識別する。
（２）ロケーションサーバ１９０に支援データを要求するために、フェムトセルは、それの基準として最も強いマクロセル（または基準フェムト）を与える。たとえば、図８の行為８０３に従って、ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩは、コンピュータ１９０にバックホールリンク１８９上で最も強いマクロセルのＲＳＳ測定値および／または識別情報を送信する。
（３）ロケーションサーバ１９０は、たとえば、（ＴＤＯＡ／ＴＯＡ測定値を作成する際に使用するための）それの近傍にあるマクロセルおよびフェムトセルのリスト、およびフェムトがＴＤＯＡ／ＴＯＡ測定値を作成するのを支援し得る任意の他のデータ（たとえば、パイロット信号構成情報など）の形態で、（たとえば、バックホールリンク１８９を介して）支援データを与えることによって要求に応答する。このリストは、周期的にまたはイベントが発生した（たとえば、新しいフェムトがネットワークに追加された）ときに更新され得る。（たとえば、支援型ＧＮＳＳのための）他の支援データもロケーションサーバ１９０によってフェムトに与えられ得る。たとえば、行為８０４によって示されるように、コンピュータ１９０は、ＲＳＳ測定値および／または新しいワイヤレストランシーバ１５０ＢＩの最も強いネイバーの識別情報（ＩＤ）を受信する。最も強いネイバーがまだ識別されていない場合（たとえば、行為８０２Ａを実行することによって行為８０２をスキップした場合）、コンピュータ１９０は行為８０４Ａを実行して、最も強いネイバーを見つける。次いで、コンピュータ１９０は、行為８０５を実行してＲＳＳ測定値を記憶する、および／または新しいトランシーバのＩＤとともに最も強いネイバーのＩＤを記憶する。コンピュータ１９０は、行為８０５を実行した後、行為８０６を実行して新しいトランシーバ１５０ＢＩに支援を送る。
（４）フェムトは、この支援データを使用してＴＤＯＡ／ＴＯＡ測定値を得る。たとえば、行為８０７によって示されるように、ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩは、支援（たとえば、ネイバーのリスト）を受信し、行為８０８に進む。行為８０８において、ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩは、支援を使用してＴＤＯＡ値を生成する、たとえば、リストを使用して測定値を作成する。行為８０８において生成されたＴＤＯＡ値は、本明細書で説明するように、未知未知ＴＤＯＡ値と未知既知ＴＤＯＡ値とを含む。次いで、行為８０９において、行為８０８において生成されたＴＤＯＡ値をバックホールリンク１８９を介してコンピュータ１９０に送信する。コンピュータ１９０は、次いで、行為８１０に従って、受信したＴＤＯＡ値を使用して連立方程式を解き、次いで、行為８１１において、コンピュータ１９０は、時間オフセットと許可とを新しいワイヤレストランシーバ１５０ＢＩに送信する。新しいワイヤレストランシーバ１５０ＢＩは、（行為８１２に従って）時間オフセットを使用してそれのクロックをリセットし、次いで、所定のコードセット（たとえば、パイロット信号またはＰＲＳ）とともに所定の信号を送信することによってネットワークに入る。値を求めるべき未知数の数を低減するために、説明する実施形態のいくつかの態様では、非基準フェムトは、そのフェムトが基準フェムトまたはマクロからそれの信号を受信する時間に基づいて（たとえば、図８の行為８０７と８０８との間に）それのタイミングをセットする。フェムトは、（たとえば、フェムト自身のＩＤおよびそこから信号が受信されたフェムトのＩＤ、およびタイミングの形態で）この情報をロケーションサーバに示すことができる。
説明する実施形態のいくつかの態様では、計画マクロとは異なり、フェムトの物理セル識別情報（ＰＣＩ：Physical Cell Identity）は、地理的エリア中で一意でないことがある。混乱を防ぐために、説明する実施形態のいくつかの態様では、フェムトは、それ自体のおよび／またはネイバーフェムトのグローバルセル識別情報（ＧＣＩ：Global Cell Identity）またはそれ自体の同等な一意の識別子、ならびにそれが時間基準として使用しているセルを報告する必要があり得る。したがって、説明する実施形態のいくつかの態様では、コンピュータ１９０は、フェムトのＩＤとして２つの識別子、すなわち、フェムトのＰＣＩおよびＧＣＩを組み合わせて使用する。
説明する実施形態のいくつかの態様では、ＴＤＯＡは、ネットワークが３ＧＰＰ ＬＴＥ規格に従って動作する場合、測位基準信号（ＰＲＳ：Positioning Reference Signal）の測定によって得られる。そのような測定に関する１つの問題は、マクロ環境中ですべてのセルのＰＲＳが一般に重複するということである。フェムトはＰＲＳを同時に送信および受信することができないので、これは、フェムトにとって問題になる。説明する実施形態のいくつかの態様において使用される１つの解決策は、（たとえば、異なるＰＲＳ構成を選定することによって）異なる時間に異なるフェムトにＰＲＳを送信させることである。そのような「時間再利用」は、説明する実施形態の態様に応じて異なる変形形態を有する。たとえば、説明する実施形態のいくつかの態様では、特定のフェムトによって選ばれるタイムスロットはランダムに選定されるが、他の態様では、タイムスロットは他のフェムトにシグナリングされることなどがある。
説明する実施形態のいくつかの態様では、２つ以上のフェムトは、（それらのダウンリンク送信機によって生成された）それらのパイロット信号を同時にサイレンシングするが、これらのサイレンシングされたフェムトのうちの１つまたは複数は、サイレンシングされていない（すなわち、アクティブな）フェムトからの信号の測定値を作成する。フェムトのサイレンシングは、（サイレンシングされたフェムトからの）干渉を低減し、これにより、サイレンシングすることなしに可能になるより多くの追加の測定値を作成することが可能になる。フェムトは、上記で説明したＰＲＳオケージョンに対応し得る一定のサイレンス間隔の間、サイレンシングされ得る。
説明する実施形態のいくつかの態様では、ＴＤＯＡを得るために使用されるＰＲＳ信号は、本特許出願の始めに言及したように、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国出願第１２／６５１，８３８号に記載されているように用意され、送信される。
説明する実施形態のいくつかの態様では、近隣フェムトをサイレンシングする長さは、たとえば、所与のフェムトにおいてパイロット信号が検知されたフェムトの数に基づいて所定の方法で所与のフェムトについてコンピュータ１９０によって計算される。次いで、近隣フェムトは、所与のフェムトがそれの測定を開始するように命令されたときはいつでもそのときから始めて、計算された長さの間、サイレンスを観測するように要求される。
協調サイレンスのいくつかの態様について上記で説明したが、協調サイレンスを使用する多くの他の方法が本開示ならびに本特許出願の始めに言及したように、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国出願第１２／５６１，８４４号における開示に鑑みて容易に明らかになろう。
説明する実施形態のいくつかの態様では、式（２２）中のＭＬ推定問題の解は、前に説明したように、（テイラー級数展開を使用した）勾配降下最小化によって得られる。ネットワークが完全に同期された場合、ＲＴＤは０になり、雑音共分散行列は式（１５）によって与えられる。代替的に、非基準トランシーバｉが、それの送信時間を、それがセルｊからの信号を受信する時間にセットすることによって、それの同期を基準トランシーバｊから得るとき、次式が得られる。
Figure 2016036160
これは、ＲＴＤを未知位置の関数とし、したがって、２ｎ個の式があれば解かれ得る２ｎ個の未知変数だけをもたらす。
説明する実施形態のいくつかの態様では、ワイヤレストランシーバの地理的位置を識別するためにｘ座標とｙ座標とが使用されるが、説明する実施形態の他の態様では、代わりに緯度、経度および高度が使用されることに留意されたい。
説明する実施形態のいくつかの態様では、図１Ａ〜図１Ｅ、図２、図３Ａ〜図３Ｄ、図４Ａ〜図４Ｃ、図５Ａ〜図５Ｈ、図６Ａ、図６Ｂ、および図７Ａ〜図７Ｇに関して本明細書で説明したタイプの方法および装置が米国のＧｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ（ＧＰＳ）とともに使用される。いくつかのそのような態様では、ＧＰＳクロックソフトウェア中の時間は、基準ワイヤレストランシーバ１５０ＲＡ中のそれの推定値とその値に関連付けられた不確定性とによって維持される。正確なＧＰＳロケーションフィックスの後、ＧＰＳ時間は（現在のＧＰＳの実装形態における数十ナノ秒の不確定性の範囲内で）しばしば正確に既知となるであろうことに留意されよう。
さらに、ＧＰＳに加えて、図１Ａ〜図１Ｅ、図２、図３Ａ〜図３Ｄ、図４Ａ〜図４Ｃ、図５Ａ〜図５Ｈ、図６Ａ、図６Ｂ、および図７Ａ〜図７Ｇに示す方法および装置はまた、ロシアのＧｌｏｎａｓｓシステム、欧州のＧａｌｉｌｅｏシステム、衛星システムの組合せからの衛星を使用する任意のシステム、または将来開発される任意の衛星システムなど、様々な他の衛星測位システム（ＳＰＳ）とともに使用され得る。したがって、ＧＰＳ環境は、説明する実施形態のいくつかの態様において使用されるが、本明細書で説明したシステムおよび方法は、任意の測位システムにおいて実装され得る。
さらに、開示する方法および装置のいくつかの態様は、スードライト、または衛星とスードライトとの組合せからのワイヤレス信号を利用する測位判断システムとともに使用され得る。スードライトは、ＧＰＳ時間と同期され得る、ＰＮコード、またはＬバンド（または他の周波数）キャリア信号上で変調される（ＧＰＳまたはＣＤＭＡセルラー信号と同様の）他のレンジングコードをブロードキャストする地上ベースの送信機である。そのような各送信機には、リモート受信機による識別を可能にするために一意のＰＮコードが割り当てられ得る。スードライトは、トンネルの中、鉱山の内、建築物の中、ビルの谷間または他の囲まれたエリア内など、周回軌道衛星からのＧＰＳ信号が利用できないことがある状況において有用である。スードライトの別の実装形態は無線ビーコンとして知られている。この説明する実施形態を説明する際に使用する「衛星」という用語は、スードライト、スードライトの同等物、場合によっては他のものを含むものとする。本明細書で使用する「ＳＰＳ信号」という用語は、スードライトまたはスードライトの同等物からのＳＰＳ様の信号を含むものとする。
説明する実施形態の態様に応じて、上記で説明したタイプのワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ（図１Ａ）はまた、本明細書で説明したタイプの任意の移動局（ＭＳ）中に含まれ得る。本明細書で使用する移動局（ＭＳ）は、セルラーまたは他のワイヤレス通信デバイス（たとえば、セルフォン）、パーソナル通信システム（ＰＣＳ）デバイス、パーソナルナビゲーションデバイス（ＰＮＤ）、個人情報マネージャ（ＰＩＭ）、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ラップトップ、あるいはワイヤレス通信を受信することが可能な他の適切なモバイルデバイスなどのデバイスを指す。また、「移動局」という用語は、衛星信号受信、支援データ受信、および／または位置に関係する処理が当該デバイスで発生するかパーソナルナビゲーションデバイス（ＰＮＤ）で発生するかにかかわらず、短距離ワイヤレス、赤外線、ワイヤライン接続、または他の接続などによってＰＮＤと通信するデバイスを含むものとする。
また、「移動局」は、インターネット、ＷｉＦｉ（登録商標）、または他のネットワークなどを介してサーバとの通信が可能であり、衛星信号受信、支援データ受信、および／または位置に関係する処理が当該デバイスで発生するか、サーバコンピュータで発生するか、またはネットワークに関連する別のデバイスで発生するかにかかわらず、ワイヤレス通信デバイス、コンピュータ、ラップトップなどを含むすべてのデバイスを含むものとする。上記の任意の動作可能な組合せも「移動局」と見なされる。「移動局」および「モバイルデバイス」という用語は、しばしば互換的に使用される。パーソナルインフォメーションマネージャー（ＰＩＭ）および携帯情報端末（ＰＤＡ）は、ワイヤレス通信を受信することが可能である。説明する実施形態のいくつかの態様では、そのような移動局は、次いでコンピュータ１９０に送信されるＴＯＡ測定を実行するように構成されたネットワークリスニングモジュール（ＮＬＭ）を備えることに留意されたい。
図１Ａ〜図１Ｅ、図２、図３Ａ〜図３Ｄ、図４Ａ〜図４Ｃ、図５Ａ〜図５Ｈ、図６Ａ、図６Ｂおよび図７Ａ〜図７Ｇのうちの任意の１つまたは複数に関して本明細書で説明した方法は、適用例に応じて様々な手段によって実装され得る。たとえば、これらの方法は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せで実装され得る。ハードウェア実装の場合、処理ユニットは、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明した機能を実行するように設計された他の電子ユニット、またはそれらの組合せの内部に実装され得る。
ファームウェアおよび／またはソフトウェア実装の場合、本方法は、本明細書で説明した機能を実行するモジュール（たとえば、プロシージャ、関数など）を用いて実装され得る。（たとえば、２進数の）命令を有形に実施するいずれの非一時的機械可読媒体も、本明細書で説明した方法の実装において使用され得る。たとえば、（ソフトウェアの形態の）コンピュータ命令４２１は、コンピュータ１９０のメモリ１９２（図４Ｂ）に記憶され、プロセッサ１９４、たとえば、マイクロプロセッサによって実行され得る。さらに、メモリ１９２（図４Ｂ）は、プロセッサ１９４を含む単一のチップの内部に、またはプロセッサ１９４を含んでいるチップの外部に実装され得る。本明細書で使用する「メモリ」という用語は、長期メモリ、短期メモリ、揮発性メモリ（たとえば、ＤＲＡＭ）、不揮発性メモリ（たとえば、ＳＲＡＭ）、またはコンピュータ１９０のプロセッサ１９４からアクセス可能な他のメモリ（図４Ｂ）のいずれかのタイプを指し、メモリの特定のタイプまたはメモリの数、あるいはメモリが記憶される媒体のタイプに限定されない。
ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪ、１５０ＢＫ、１５０ＲＡ、１５０ＲＢ（図１Ａ参照）の各々はそれ自体が、図４Ｂに示すコンピュータ１９０と同様に、１つまたは複数のプロセッサと１つまたは複数のメモリとを含み得ることに留意されたい。したがって、ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪ、１５０ＢＫ、１５０ＲＡ中のそのような（１つまたは複数の）プロセッサは、コンピュータ１９０からの要求に応答して、ＴＯＡおよび／またはＴＤＯＡ測定値を用意し、送信するための、非一時的コンピュータ可読記憶媒体中に備えられた命令を用いてプログラムされ得る。説明する実施形態の態様に応じて、測定値を作成するとき、ワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪ、１５０ＢＫ、１５０ＲＡ中のそのような（１つまたは複数の）プロセッサは、（たとえば、互いに、および／またはワイヤレス通信ネットワークのグローバルタイムベースに）同期されていないクロックを使用し得る。
説明する実施形態のいくつかの態様は、場合によっては複数の極小値をもつ２ｎ個または３ｎ個の変数／パラメータの複素（非凸）関数であるコスト関数を使用する。説明する実施形態のいくつかの態様では、位置／時間推定値は、このコスト関数を最小化する、すなわち、大域的最小値（global minimum）を見つけることによって得られる。説明する実施形態のいくつかの態様では、非線形最小２乗（ＬＳ）法が使用される。非線形コスト関数は、テイラー級数を使用して構成項を展開し、０次項および１次項だけを保持することによって線形化され得る。説明する実施形態のいくつかの態様で使用される最小２乗法は、それから反復的最小化が開始される未知パラメータの初期推測に反応する。詳細には、初期推測が真値からあまりにも大きく外れている場合、本方法は、解に収束することができないことがある。そのような場合、反復最小化は、説明する本実施形態のいくつかの態様では、初期推測の新しい異なる値を用いて再び開始され得る。さらに、コスト関数の最小化は、毎回、初期推測の異なるセットを用いて数回繰り返され得る。反復最小化プロシージャの各繰り返しにおいて、収束後のコスト関数の値は、同じメモリに記憶される。最終ステップにおいて、コスト関数の最小値を生じた収束解が、（複数の収束解の中から）最終的な解として選択される。説明する実施形態のいくつかの態様では、測位実行結果は、非線形最小２乗法を使用して得られ、初期推測は、未知パラメータの真値であり、実行結果は、非基準フェムトの位置および時間オフセットを正確に識別する基準結果と見なされる。
いくつかの状況では、非基準フェムトの位置に関する事前情報（または推測）が利用可能でないことがある。基準フェムト／マクロ基地局の位置および送信時間のみが既知である。説明する実施形態のいくつかの態様では、初期推測が２ｎ（または３ｎ）次元探索空間中でただランダムに選択される場合、非線形最小２乗（ＬＳ）法は、極小値に収束するか、またはまったく収束することができないことがあり得る。したがって、説明する実施形態のいくつかの態様は、擬似焼きなまし（ＳＡ：Simulated Annealing）技法、または遺伝的アルゴリズム（ＧＡ：Genetic Algorithm）技法など、極小値にはまり込むのをほぼ回避しながら、大域的最小値を探索することが可能である確率的探索技法を使用する。遺伝的アルゴリズム技法は、説明する実施形態のいくつかの態様では、コンピュータ１９０が大域的最小化を探索するのに使用されるが、最小値の周りの探索を改善することができないことがある。さらに、擬似焼きなまし技法は、説明する実施形態のいくつかの態様では、関数の最小値の周りのより高精度な探索を行うためにコンピュータ１９０によって使用される。
説明する実施形態のいくつかの態様は、コスト関数を最小化し、フェムトを含んでいる建築物３０内でまたはそれの近くでランダムに選択されるパラメータ値をもつ多くの初期推測とともにコンピュータ１９０中で非線形ＬＳ方法を使用して非基準フェムトの位置／送信時間を推定する。たとえば、コンピュータ１９０は、説明する実施形態のいくつかの態様では、コスト関数の最も小さい値を与えるランに対応するパラメータ値を選択する。説明する実施形態のいくつかの態様は、遺伝的アルゴリズム（ＧＡ）と擬似焼きなまし（ＳＡ）の組合せを使用する。詳細には、遺伝的アルゴリズムは、（建築物３０のおおよその寸法、たとえば、３０メートル×３０メートルまたはその中に建築物３０が配置される道路境界の寸法を使用して）有界探索エリア内で複数回実行され、最良の結果（コスト関数の最小値）が選択される。次に、遺伝的アルゴリズムからの最良の結果に対応する３ｎ個のパラメータ値（上記で説明）が擬似焼きなましのための初期推測として使用される。その後、擬似焼きなましも、アルゴリズムパラメータを更新しながら複数回実行される。説明する実施形態の態様に応じて、遺伝的アルゴリズムおよび／または擬似焼きなましの後、図５Ａ〜図５Ｈに関して上記で説明したタイプのＬＳ法が行われ、ＧＡおよび／またはＳＡがパラメータ値の初期推測を与える。
説明する実施形態のいくつかの態様では、次のように、ＧＡを使用してグローバル探索を行い、その後、ＳＡを使用してさらなる改良を行う。すなわち、ＧＡを５回実行し、最良の結果（コスト関数の最小値）を選択する。次に、ＧＡからの最良の結果に対応するパラメータ値をＳＡの最初のランのための初期推測として使用する。ＳＡの後続の各ランでは、前のランからのパラメータ値を初期推測とする。合計、ＳＡを１０回実行する。その後、最小のコスト関数に対応するパラメータ値を最終的な解とし、この最終的な解が、新しいワイヤレストランシーバ１５０ＢＩ、１５０ＢＪおよび１５０ＢＫの未知位置を識別する。したがって、説明する実施形態のいくつかの態様では、この段落で説明したようにＧＡとＳＡの組合せが未知位置のための比較的正確な値を生じるので、連立方程式に対する最小２乗解はまったく使用されないことに留意されたい。
説明する実施形態のいくつかの態様では、ワイヤレストランシーバ１５０ＲＡ、１５０ＲＢ、１５０ＢＩ、１５０ＢＪおよび１５０ＢＫなど、上記で説明したタイプのいくつかのワイヤレストランシーバは、図９のワイヤレストランシーバ９００によって示すように実装される。ワイヤレストランシーバ９００は、ワイヤレス通信ネットワークに同期されるべきクロック９０７と、アンテナ９０１によって検知されるワイヤレス信号の到着時間（ＴＯＡ）の（クロック９０７に対する）測定値を生成するためのネットワークリスニングモジュール９０３とを含む。ネットワークリスニングモジュール９０３は、説明する実施形態のいくつかの態様では、ダウンリンク受信機である。
従来のフェムトは、たとえば、干渉管理目的のために、無線環境を検知するためのネットワークリスニングモジュールを含み得る。説明する実施形態のいくつかの態様では、従来のフェムトによる無線環境（たとえば、ワイヤレス信号）の検知は、本明細書で説明したタイプの方法を実行するように、たとえば、ＴＯＡ値を測定する機能を含むようにそれのファームウェアを更新することによって変更され得る。説明する実施形態のいくつかの態様では、ワイヤレストランシーバ９００中のファームウェアは、上記で参照により組み込んだ米国出願第１２／６０６，０３７号に記載されているようにＴＯＡ値を判断する方法を実行するように実装される。
再び図９を参照すると、アンテナ９０１上のいくつかのワイヤレス信号は、未知位置から受信され、未知タイミングを有し得るが、アンテナ９０１上の他のワイヤレス信号は、既知位置から受信され、（ワイヤレスネットワークの共通クロックに対して）既知タイミングを有し得る。説明する実施形態のいくつかの態様では、トランシーバ９００中のプロセッサ９０６は、その中で作成されているＴＯＡ測定値を受信するためのネットワークリスニングモジュール９０３に結合される。プロセッサ９０６は、論理演算装置（ＡＬＵ）を含み、このＡＬＵは、図４ＣのＡＬＵ１９７に関して上記で説明したタイプの減算器を含むことに留意されたい。メモリ９０５は、ＬＡＮ回線９０４を介して（銅または光ファイバーから形成された）ケーブル９０８に送信する際に使用するためにプロセッサ９０６によって取り出されるまで一時的に測定値を受信し、記憶するためにプロセッサ９０６に結合され得る。メモリ９０５は、測定値を使用して到着時間差（ＴＤＯＡ）値を計算するための、プロセッサ９０６への機械語命令を含み得る。プロセッサ９０６によるメモリ９０５中での命令実行時に、各ＴＤＯＡ値は、メモリ９０５中の測定値のうちの測定値のペア間の差として計算され得る。
説明する実施形態のいくつかの態様では、ワイヤレストランシーバ９００は、アンテナ９０１上でワイヤレス信号を送信するためのダウンリンク送信機９０２を含む。ダウンリンク送信機９０２は、ライン９０９によってネットワークリスニングモジュール９０３に結合され、したがって、モジュール９０３は、測定を行う間は送信機９０２をオフにし、測定が完了したときに送信機９０２をオンにすることができる。さらに、プロセッサ９０６はまた、ＬＡＮ回線９０４上で受信される要求（サイレンス要求など）に応答してダウンリンク送信機９０２をオフにするためにダウンリンク送信機９０２に結合される。いくつかの態様では、サイレンス要求は、その中でサイレンスの長さを指定し得る。そうである場合、ダウンリンク送信機９０２をオフにした後、プロセッサ９０６は、（指定された）長さの間待ち、次いで、ダウンリンク送信機９０２をオンにする。
ファームウェアおよび／またはソフトウェアで実装した場合、機能は、非一時的コンピュータ可読記憶媒体上に１つまたは複数の命令またはコードとして記憶され得る。例としては、データ構造で符号化された非一時的コンピュータ可読記憶媒体およびコンピュータプログラムで符号化された非一時的コンピュータ可読記憶媒体がある。非一時的コンピュータ可読記憶媒体は製造品の形態をとり得る。非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の物理的コンピュータ記憶媒体を含む。限定ではなく例として、そのような非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、ＳＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスク（disk）ストレージ、磁気ディスク（disk）ストレージまたは他の磁気ストレージデバイス、あるいは命令またはデータ構造の形態で所望のプログラムコードを記憶するために使用され得、コンピュータによってアクセスされ得る任意の他の非一時的媒体を備えることができ、本明細書で使用するディスク（disk）およびディスク（disc）は、コンパクトディスク（disc）（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）（disc）、光ディスク（disc）、デジタル多用途ディスク（disc）（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク（disk）およびブルーレイ（登録商標）ディスク（disc）を含み、ディスク（disk）は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク（disc）は、データをレーザで光学的に再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含めるべきである。
さらに、コンピュータ１９０（図１Ａ）によって使用される位置判断技法は、ワイヤレスワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）などの様々なワイヤレス通信ネットワークに使用され得る。「ネットワーク」および「システム」という用語は、しばしば互換的に使用される。ＷＷＡＮは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ネットワーク、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワーク、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）ネットワーク、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）ネットワーク、シングルキャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）ネットワークなどであり得る。ＣＤＭＡネットワークは、ｃｄｍａ２０００、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ（登録商標））などの１つまたは複数の無線アクセス技術（ＲＡＴ）を実装し得る。ｃｄｍａ２０００は、ＩＳ−９５、ＩＳ−２０００、およびＩＳ−８５６規格を含む。ＴＤＭＡネットワークは、Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ）（登録商標）、Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ（Ｄ−ＡＭＰＳ）、または何らかの他のＲＡＴを実装し得る。ＧＳＭおよびＷ−ＣＤＭＡは、「３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ」（３ＧＰＰ）という名称の組織からの文書に記載されている。ｃｄｍａ２０００は、「３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ２」（３ＧＰＰ２）という名称の組織からの文書に記載されている。３ＧＰＰおよび３ＧＰＰ２の文書は公に入手可能である。ＷＬＡＮは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘネットワークであり得、ＷＰＡＮは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ネットワーク、ＩＥＥＥ８０２．１５ｘネットワーク、または他の何らかのタイプのネットワークであり得る。本技法はまた、ＷＷＡＮ、ＷＬＡＮ、および／またはＷＰＡＮの任意の組合せのために使用され得る。
説明した実施形態は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）／ＷＬＡＮまたは他のワイヤレスネットワークに関連して実装され得る。Ｗｉ−Ｆｉ／ＷＬＡＮ信号に加えて、ワイヤレス／移動局はまた、衛星から信号を受信し得、その信号は、本明細書でそれぞれ、衛星測位システム（ＳＰＳ）またはＧＮＳＳ（グローバルナビゲーション衛星システム）と概括的に呼ばれる、全地球測位システム（ＧＰＳ）、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧＬＯＮＡＳＳ、ＮＡＶＳＴＡＲ、ＱＺＳＳ、これらのシステムの組合せからの衛星を使用するシステム、または将来開発されるＳＰＳによるものであり得る。説明する実施形態はまた、スードライトまたはスードライトを含むシステムの組合せに関連して実装され得る。説明する実施形態は、フェムトセルまたはフェムトセルを含むシステムの組合せに関連して実装され得る。
衛星測位システム（ＳＰＳ）は、一般に、送信機から受信した信号に少なくとも部分的に基づいて地球上または地球上空のエンティティのロケーションをそれらのエンティティが判断できるように配置された送信機のシステムを含む。そのような送信機は、一般に、セットされた数のチップの反復する擬似ランダム雑音（ＰＮ）コードでマークされた信号を送信し、地上ベースの制御局、ユーザ機器および／または宇宙ビークル上に配置され得る。特定の例では、そのような送信機は地球周回軌道衛星ビークル（ＳＶ）上に配置され得る。たとえば、全地球測位システム（ＧＰＳ）、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧｌｏｎａｓｓまたはＣｏｍｐａｓｓなどのグローバルナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）のコンスタレーション中のＳＶは、（たとえば、ＧＰＳの場合のように各衛星について異なるＰＮコードを使用して、またはＧｌｏｎａｓｓの場合のように異なる周波数上の同じコードを使用して）コンスタレーション中の他のＳＶによって送信されたＰＮコードとは区別可能なＰＮコードでマークされた信号を送信し得る。
いくつかの態様によれば、本明細書で提示する技法は、ＳＰＳのためのグローバルシステム（たとえば、ＧＮＳＳ）に制限されない。たとえば、本願明細書で提供する技法は、たとえば、日本のＱｕａｓｉ−Ｚｅｎｉｔｈ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ（ＱＺＳＳ）、インドのＩｎｄｉａｎ Ｒｅｇｉｏｎａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎａｌ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ（ＩＲＮＳＳ）、中国のＢｅｉｄｏｕなどの様々な領域システム、ならびに／あるいは１つまたは複数のグローバルおよび／または領域ナビゲーション衛星システムに関連付けること、または場合によってはそれらのシステムとともに使用することが可能である様々なオーグメンテーションシステム（たとえば、Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｂａｓｅｄ Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ（ＳＢＡＳ））に適用され得、または場合によってはそれらのシステムにおいて使用することが可能である。限定ではなく例として、ＳＢＡＳは、たとえば、Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ（ＷＡＡＳ）、Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｇｅｏｓｔａｔｉｏｎａｒｙ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｏｖｅｒｌａｙ Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＥＧＮＯＳ）、Ｍｕｌｔｉ−ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ（ＭＳＡＳ）、ＧＰＳ Ａｉｄｅｄ Ｇｅｏ Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ ＮａｖｉｇａｔｉｏｎまたはＧＰＳおよびＧｅｏ Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎシステム（ＧＡＧＡＮ）など、完全性情報、差分補正などを与える（１つまたは複数の）オーグメンテーションシステムを含み得る。したがって、本明細書で使用するＳＰＳは、１つまたは複数のグローバルおよび／または領域ナビゲーション衛星システム、ならびに／あるいは１つまたは複数のグローバルおよび／または領域オーグメンテーションシステムの任意の組合せを含み得、ＳＰＳ信号は、ＳＰＳ信号、ＳＰＳ様の信号、および／またはそのような１つまたは複数のＳＰＳに関連する他の信号を含み得る。
本方法は、スードライト、または衛星とスードライトの組合せを利用する測位判断システムとともに使用され得る。スードライトは、ＧＰＳ時間と同期され得る、ＰＮコード、またはＬバンド（または他の周波数）キャリア信号上で変調される（ＧＰＳまたはＣＤＭＡセルラー信号と同様の）他のレンジングコードをブロードキャストする地上ベースの送信機である。そのような各送信機には、リモート受信機による識別を可能にするために一意のＰＮコードが割り当てられ得る。スードライトは、トンネルの中、鉱山の内、建築物の中、ビルの谷間または他の囲まれたエリア内など、周回軌道衛星からの信号が利用できないことがある状況において有用である。スードライトの別の実装形態は無線ビーコンとして知られている。本明細書で使用する「衛星」という用語は、スードライト、スードライトの同等物、および場合によっては他のものを含むものとする。本明細書で使用する「ＳＰＳ信号」という用語は、スードライトまたはスードライトの同等物からのＳＰＳ様の信号を含むものとする。
本開示は、例示的な実施形態を含むが、他の実装形態を使用することができる。何かが「最適化される」、「必要とされる」という指定または他の指定は、本開示が、最適化されたシステム、または「必要とされる」要素が存在するシステムのみに適用すること（あるいは他の指定による他の制限）を示さない。これらの指定は、特定の説明する実装形態のみを指す。
もちろん、本明細書で説明した方法およびシステムの多くの実装形態は、説明した実施形態の態様に依存することがあり得る。本技法は、開発中であるかまたは開発されるプロトコルを含む、本明細書で説明したプロトコル以外のプロトコルとともに使用され得る。
本明細書で言及する「命令」は、１つまたは複数の論理演算を表す表現を含む。たとえば、命令は、１つまたは複数のデータオブジェクトに対して１つまたは複数の演算を実行するためにマシンによって（１つまたは複数のプロセッサ中で）解釈可能であることによって、「機械可読」であり得る。ただし、これは命令の例にすぎず、請求する主題はこの点について限定されない。別の例では、本明細書で言及する命令は、符号化コマンドを含むコマンドセットを有する処理回路（またはプロセッサ）によって実行可能である符号化コマンドに関係し得る。そのような命令は、処理回路によって理解される機械語の形態で符号化され得る。この場合も、これらは命令の例にすぎず、請求する主題はこの点について限定されない。
説明する実施形態のいくつかの態様では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、１つまたは複数の機械によって知覚可能である表現を維持することが可能である。たとえば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、機械可読命令および／または情報を記憶するための１つまたは複数の記憶デバイスを備え得る。そのような記憶デバイスは、たとえば、磁気、光学または半導体記憶媒体を含む、いくつかの非一時的記憶媒体タイプのうちのいずれか１つを備え得る。そのような記憶デバイスは、任意のタイプの長期、短期、揮発性または不揮発性メモリデバイスを備えることもできる。ただし、これらは不揮発性コンピュータ可読記憶媒体の例にすぎず、請求する主題はこれらの点について限定されない。
別段に明記されていない限り、以下の説明から明らかなように、本明細書全体にわたって、「処理する」、「算出する」、「計算する」、「選択する」、「形成する」、「可能にする」、「阻止する」、「配置する」、「終了する」、「特定する」、「開始する」、「検出する」、「解く」、「得る」、「ホストする」、「維持する」、「表す」、「推定する」、「低減する」、「関連付ける」、「受信する」、「送信する」、「判断する」、「記憶する」などの用語を利用する説明は、計算プラットフォームのプロセッサ、メモリ、レジスタ、および／または他の情報記憶デバイス、送信デバイス、受信デバイスおよび／または表示デバイス内の電子的および／または磁気的な物理量、および／または他の物理量として表されるデータを操作および／または変換するコンピュータまたは同様の電子コンピューティングデバイスなどのコンピューティングプラットフォームによって実行され得る動作および／またはプロセスを指すことを諒解されたい。そのような動作および／またはプロセスは、たとえば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体中に記憶された機械（またはコンピュータ）可読命令の制御下でコンピューティングプラットフォームによって実行され得る。そのような機械（またはコンピュータ）可読命令は、たとえば、コンピューティングプラットフォームの一部として含まれる（たとえば、処理回路の一部として含まれるか、またはそのような処理回路の外部の）非一時的コンピュータ可読記憶媒体中に記憶されたソフトウェアまたはファームウェアを備え得る。さらに、別段に明記されていない限り、流れ図を参照しながらまたは他の形で本明細書で説明したプロセスはまた、そのようなコンピューティングプラットフォームによって全体的にまたは部分的に実行および／または制御され得る。
本明細書で説明した様々な態様の多数の修正および適合が、添付の特許請求の範囲によって包含される。
本明細書で説明した様々な態様の多数の修正および適合が、添付の特許請求の範囲によって包含される。
以下に本願発明の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
ワイヤレス通信ネットワークに追加されるべきワイヤレストランシーバの未知位置を判断する方法であって、
複数の未知未知到着時間差（ＴＤＯＡ）値と複数の未知既知ＴＤＯＡ値とを備える複数のＴＤＯＡ値を得ることと、
なお、各未知未知ＴＤＯＡ値が、第１の未知位置において作成された測定値のペア間の差を識別し、測定値の前記ペアが、追加の未知位置のペアから送信されたワイヤレス信号の到着時間の測定値のペアであり、
なお、各未知既知ＴＤＯＡ値が、測定値の別のペア間の差を識別し、前記別のペア中の一方の測定値が、前記未知位置のうちの１つから送信されたワイヤレス信号の到着時間の測定値であり、前記別のペア中のもう一方の測定値が、既知位置から送信された追加のワイヤレス信号の到着時間の測定値であり
少なくとも（ａ）複数のＴＤＯＡ値と（ｂ）前記既知位置を含む複数の既知位置とに基づいて、少なくとも前記未知位置を識別するための式のセットを同時に解くことと、
メモリに、前記解くことによって得られた前記未知位置の識別情報を記憶することと
を備える、方法。
［Ｃ２］
前記得ることより前に、前記第１の未知位置にあるワイヤレストランシーバに、測定を実行するためのコマンドを送信することをさらに備える、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ３］
前記第１の未知位置から前記測定値を受信することと、
前記ＴＤＯＡ値のうちの少なくとも１つを得るために前記測定値のもう一方から、前記測定値のうちの少なくとも一方を減算することと
をさらに備える、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ４］
前記ワイヤレス信号が、互いに対する既知時間オフセットにおいてクロック制御される、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ５］
前記ワイヤレス信号が、互いに対する未知時間オフセットにおいてクロック制御され、
前記時間オフセットが、式の前記セットを前記解くことによって得られるＣ１に記載の方法。
［Ｃ６］
前記記憶することの後に、
複数の再計算ＴＤＯＡ値を得ることと、
なお、少なくとも１つの再計算ＴＤＯＡ値が、前記解くことによって得られた時間オフセットを使用して、前記第１の未知位置において作成される反復測定値を作成する際に使用される内部クロックのリセット後に、前記測定値のペア間の差を識別し、
少なくとも（ａ）前記複数の再計算ＴＤＯＡ値と（ｂ）前記複数の既知位置とに基づいて、少なくとも、複数の再計算位置を識別するための式の前記セットを同時に再び解くことと、
前記メモリに、少なくとも前記複数の再計算位置を記憶することと
をさらに備える、Ｃ５に記載の方法。
［Ｃ７］
前記得ることより前に、少なくとも、前記複数の到着時間差（ＴＤＯＡ）値のサブセットを生成するために、それの信号が測定されるべきワイヤレストランシーバのリストを前記未知位置に送信することをさらに備える、Ｃ１に記載の方法。
［Ｃ８］
ワイヤレス通信ネットワークに新しいワイヤレストランシーバを追加する方法であって、
第１の要求を受信することと、
第１の未知位置において、ワイヤレス信号のセットの第１の複数の到着時間を測定することによって、前記第１の要求に応答して第１の複数の測定値を生成することと、
前記第１の複数の測定値を送信することと、
第２の要求を受信することと、
前記第１の未知位置において、前記セット内のサブセット中のワイヤレス信号の第２の複数の到着時間を測定することによって、前記第２の要求に応答して第２の複数の測定値を生成することと、
なお、前記サブセットが前記セット中の最大受信信号強度（ＲＳＳ）のワイヤレス信号を除外し、
前記第２の複数の測定値を送信することと
を備える、方法。
［Ｃ９］
既知位置からのワイヤレス信号の到着時間に基づいてクロックをセットすることと、
なお、前記セットすることが前記第２の要求の受信より前に実行され、
前記クロックを前記セットすることにおいて使用される前記ワイヤレス信号がそこから受信される前記既知位置にあるワイヤレストランシーバの識別情報を送信することと
をさらに備える、Ｃ８に記載の方法。
［Ｃ１０］
前記第２の要求とともにタイミングオフセットを受信することと、
前記第２の複数の測定値を前記生成することより前に、前記タイミングオフセットに基づいてクロックをリセットすることと
をさらに備える、Ｃ８に記載の方法。
［Ｃ１１］
ワイヤレス通信ネットワークに新しいワイヤレストランシーバを追加する方法であって、
複数の受信信号強度（ＲＳＳ）測定値を得るために、複数のワイヤレス信号のＲＳＳを測定することと、
前記複数のＲＳＳ測定値中の最大ＲＳＳ測定値を識別するために、前記複数のＲＳＳ測定値を使用することと、
前記最大ＲＳＳ測定値を生成したワイヤレストランシーバの識別情報を送信することと、
ワイヤレストランシーバのリストを受信することと、
複数の未知未知到着時間差（ＴＤＯＡ）値と複数の未知既知ＴＤＯＡ値とを備える複数のＴＤＯＡ値を生成するために前記リストを使用することと、
なお、各未知未知ＴＤＯＡ値が、未知位置における測定値のペア間の差を識別し、測定値の前記ペアが、未知位置から送信された信号の到着時間の測定値のペアであり、
なお、各未知既知ＴＤＯＡ値が、前記未知位置における測定値の別のペア間の差を識別し、前記別のペア中の一方の測定値が、前記未知位置のうちの１つから送信されたワイヤレス信号の到着時間の測定値であり、前記別のペア中のもう一方の測定値が、既知位置から送信された追加のワイヤレス信号の到着時間の測定値であり、
前記複数のＴＤＯＡ値を送信することと
を備える、方法。
［Ｃ１２］
前記複数のＴＤＯＡ値に少なくとも部分的に依存する時間オフセットを受信することと、
前記時間オフセットを使用して内部クロックをリセットすることと
をさらに備える、Ｃ１１に記載の方法。
［Ｃ１３］
所定のコードセットとともに所定の信号をワイヤレス送信することによって、前記ワイヤレス通信ネットワークに入ることをさらに備える、Ｃ１１に記載の方法。
［Ｃ１４］
ワイヤレス通信ネットワークに、互いに対する未知位置と未知同期のクロックとを有する複数の非基準ワイヤレストランシーバを追加するための装置であって、
複数の未知未知到着時間差（ＴＤＯＡ）値と複数の未知既知ＴＤＯＡ値とを備える複数のＴＤＯＡ値を得るための手段と、
なお、各未知未知ＴＤＯＡ値が、未知位置に配置された非基準ワイヤレストランシーバによって作成された測定値のペア間の差を識別し、測定値の前記ペアが、非基準ワイヤレストランシーバの対応するペアによって未知位置から送信された信号の到着時間の測定値のペアであり、
なお、各未知既知ＴＤＯＡ値が、前記非基準ワイヤレストランシーバにおける測定値の別のペア間の差を識別し、前記別のペア中の一方の測定値が、前記非基準ワイヤレストランシーバのうちの１つによって送信された信号の到着時間の測定値であり、前記別のペア中のもう一方の測定値が、前記ワイヤレス通信ネットワーク中に備えられた基準ワイヤレストランシーバによって送信された追加の信号の到着時間の測定値であり、
少なくとも（ａ）前記複数のＴＤＯＡ値と（ｂ）前記ワイヤレス通信ネットワーク中の基準ワイヤレストランシーバの複数の既知位置とに応答して、少なくとも前記非基準ワイヤレストランシーバの前記未知位置を識別するための式のセットを同時に解くための手段と、
解くための前記手段によって得られた前記未知位置の識別情報に応答して、前記非基準ワイヤレストランシーバのうちの少なくとも１つが前記ワイヤレス通信ネットワークに入ることを許可するための手段と
を備える、装置。
［Ｃ１５］
解くための前記手段が、さらに、少なくとも、前記非基準ワイヤレストランシーバの内部のクロックの複数の時間オフセットをもたらす、Ｃ１４に記載の装置。
［Ｃ１６］
バックホールリンク上で、前記測定値の作成を開始するためのコマンドを送信するための手段と、
前記バックホールリンクから、前記複数のＴＤＯＡ値を受信するための手段と
をさらに備える、Ｃ１４に記載の装置。
［Ｃ１７］
バックホールリンク上で、前記測定値の作成を開始するためのコマンドを送信するための手段と、
前記バックホールリンクから、前記複数の測定値を受信するための手段と、
前記測定値を互いから減算するための手段と
をさらに備える、Ｃ１４に記載の装置。
［Ｃ１８］
複数の再計算ＴＤＯＡ値を得るための手段と、
なお、各再計算ＴＤＯＡ値が、前記非基準ワイヤレストランシーバのうちの前記１つにおける反復測定値のペア間の差を識別し、各反復測定値が、リセット後の共通クロックに対する前記到着時間を識別し、
少なくとも（ａ）前記複数の再計算ＴＤＯＡ値と（ｂ）前記複数の基準ワイヤレストランシーバの前記複数の既知位置とに応答して、少なくとも、前記複数の非基準ワイヤレストランシーバの複数の再計算位置を識別するための式の前記セットを同時に再び解くための手段と
をさらに備える、Ｃ１４に記載の装置。
［Ｃ１９］
機械によって実行されたとき、プロセッサに動作を実行させる命令を備える非一時的記憶媒体であって、前記命令が、
複数の未知未知到着時間差（ＴＤＯＡ）値と複数の未知既知ＴＤＯＡ値とを備える複数のＴＤＯＡ値を得るための命令と、
なお、各未知未知ＴＤＯＡ値が、未知位置に配置された非基準ワイヤレストランシーバによって作成された測定値のペア間の差を識別し、測定値の前記ペアが、非基準ワイヤレストランシーバの対応するペアによって未知位置から送信された信号の到着時間の測定値のペアであり、
なお、各未知既知ＴＤＯＡ値が、前記非基準ワイヤレストランシーバにおける測定値の別のペア間の差を識別し、前記別のペア中の一方の測定値が、前記非基準ワイヤレストランシーバのうちの１つによって送信された信号の到着時間の測定値であり、前記別のペア中のもう一方の測定値が、前記ワイヤレス通信ネットワーク中に備えられた基準ワイヤレストランシーバによって送信された追加の信号の到着時間の測定値であり、
少なくとも（ａ）前記複数のＴＤＯＡ値と（ｂ）前記ワイヤレス通信ネットワーク中の基準ワイヤレストランシーバの複数の既知位置とに応答して、少なくとも前記非基準ワイヤレストランシーバの前記未知位置を識別するための式のセットを同時に解くための命令と、
解くための前記命令の実行によって得られた前記未知位置の識別情報に応答して、前記非基準ワイヤレストランシーバのうちの少なくとも１つが前記ワイヤレス通信ネットワークに入ることを許可するための命令と
を備える、非一時的記憶媒体。
［Ｃ２０］
解くための前記命令の実行が、さらに、少なくとも、前記非基準ワイヤレストランシーバの内部のクロックの複数の時間オフセットをもたらす、Ｃ１９に記載の記憶媒体。
［Ｃ２１］
前記到着時間を測定するためのコマンドを送信するための命令と、
バックホールリンクから前記複数のＴＤＯＡ値を受信するための命令と、を更に備える、Ｃ１９に記載の記憶媒体。
［Ｃ２２］
前記到着時間を測定するためのコマンドを送信するための命令と、
バックホールリンクから前記測定値を受信するための命令と、
前記測定値を互いから減算するための命令と
をさらに備える、Ｃ１９に記載の記憶媒体。
［Ｃ２３］
ワイヤレス通信ネットワークに同期されるべきクロックと、
同期されるべき前記クロックに対する、未知位置からの、未知タイミングを有するワイヤレス信号の複数の到着時間と、既知位置からの、既知タイミングを有する信号の別の複数の到着時間との測定値を生成するためのネットワークリスニングモジュールと、
前記ネットワークリスニングモジュールに結合された、前記測定値を受信するためのプロセッサと、
前記プロセッサに結合されたメモリと、
なお、前記メモリが、複数の到着時間差（ＴＤＯＡ）値を計算するための、前記プロセッサへの機械語命令を備え、各ＴＤＯＡ値が、前記複数の測定値のうちの測定値のペア間の差であり
前記メモリに結合された、前記メモリから前記複数のＴＤＯＡ値を受信するためのローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）回線と
を備える、ワイヤレストランシーバ。
［Ｃ２４］
前記プロセッサに結合されたダウンリンク送信機をさらに備え、
前記ダウンリンク送信機が、前記ＬＡＮ回線に対する要求に応答して前記プロセッサによってオフにされる、Ｃ２３に記載のワイヤレストランシーバ。
［Ｃ２５］
機械によって実行されたとき、プロセッサに動作を実行させる命令を備える非一時的記憶媒体であって、前記命令が、
同期されるべき前記クロックに対して、未知位置および未知タイミングをもつ、複数の非基準ワイヤレストランシーバからの信号の複数の到着時間と、既知位置および既知タイミングをもつ、別の複数の基準ワイヤレストランシーバからの信号の別の複数の到着時間とを測定することによって、複数の測定値を生成するための命令と、
複数の到着時間差（ＴＤＯＡ）値を計算するための命令と、各ＴＤＯＡ値が、前記複数の測定値のうちの測定値のペア間の差として計算され、
前記複数のＴＤＯＡ値を送信するための命令と
を備える、非一時的記憶媒体。
［Ｃ２６］
前記複数の到着時間を測定するためのコマンドを受信するための命令をさらに備える、Ｃ２５に記載の非一時的記憶媒体。
［Ｃ２７］
コマンドに応答して、所定のコードセットとともに所定の信号を送信するための命令をさらに備える、Ｃ２５に記載の非一時的記憶媒体。
［Ｃ２８］
１つまたは複数のプロセッサと１つまたは複数のメモリとに結合されたローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）回線を備えるコンピュータであって、前記１つまたは複数のメモリが、
基準ワイヤレストランシーバの複数の既知ロケーションを備えるデータと、
複数の未知未知到着時間差（ＴＤＯＡ）値と複数の未知既知ＴＤＯＡ値とを備える複数のＴＤＯＡ値を得るための、前記１つまたは複数のプロセッサへの命令を備えるソフトウェアと、
なお、各未知未知ＴＤＯＡ値が、第１の未知位置における測定値のペア間の差を識別し、測定値の前記ペアが、追加の未知位置のペアから送信されたワイヤレス信号の到着時間の測定値のペアであり、
なお、各未知既知ＴＤＯＡ値が、測定値の別のペア間の差を識別し、前記別のペア中の一方の測定値が、前記未知位置のうちの１つから送信されたワイヤレス信号の到着時間の測定値であり、前記別のペア中のもう一方の測定値が、既知位置から送信された追加のワイヤレス信号の到着時間の測定値であり、
少なくとも（ａ）前記複数のＴＤＯＡ値と（ｂ）前記既知位置を含む複数の既知位置とに基づいて、少なくとも前記未知位置を識別するための式のセットを同時に解くための、前記１つまたは複数のプロセッサへの命令を備えるソフトウェアと、
前記１つまたは複数のメモリに、解くための前記命令の実行から得られた前記未知位置の識別情報を記憶するための、前記１つまたは複数のプロセッサへの命令を備えるソフトウェアと
を備える、コンピュータ。
［Ｃ２９］
前記１つまたは複数のメモリが、
前記ＴＤＯＡ値のうちの少なくとも１つを得るために、前記測定値のもう一方から、前記測定値のうちの少なくとも一方を減算するための命令を備えるソフトウェアをさらに備える、Ｃ２８に記載のコンピュータ。
［Ｃ３０］
前記１つまたは複数のメモリが、
複数の再計算ＴＤＯＡ値を得るための、前記１つまたは複数のプロセッサへの命令を備えるソフトウェアと、
なお、少なくとも１つの再計算ＴＤＯＡ値が、式の前記セットを同時に解くための前記命令の実行によって得られた時間オフセットを使用して、前記第１の未知位置において作成される反復測定値を作成するために使用される内部クロックのリセットの後に、前記測定値のペア間の差を識別し、
少なくとも（ａ）前記複数の再計算ＴＤＯＡ値と（ｂ）前記複数の既知位置とに基づいて、少なくとも、複数の再計算位置を識別するための式の前記セットを同時に再び解くための、前記１つまたは複数のプロセッサへの命令を備えるソフトウェアと、
前記１つまたは複数のメモリに、少なくとも前記複数の再計算位置を記憶するための、前記１つまたは複数のプロセッサへの命令を備えるソフトウェアと
をさらに備える、Ｃ２８に記載のコンピュータ。

Claims (30)

  1. ワイヤレス通信ネットワークに追加されるべきワイヤレストランシーバの未知位置を判断する方法であって、
    複数の未知未知到着時間差（ＴＤＯＡ）値と複数の未知既知ＴＤＯＡ値とを備える複数のＴＤＯＡ値を得ることと、
    なお、各未知未知ＴＤＯＡ値が、第１の未知位置において作成された測定値のペア間の差を識別し、測定値の前記ペアが、追加の未知位置のペアから送信されたワイヤレス信号の到着時間の測定値のペアであり、
    なお、各未知既知ＴＤＯＡ値が、測定値の別のペア間の差を識別し、前記別のペア中の一方の測定値が、前記未知位置のうちの１つから送信されたワイヤレス信号の到着時間の測定値であり、前記別のペア中のもう一方の測定値が、既知位置から送信された追加のワイヤレス信号の到着時間の測定値であり
    少なくとも（ａ）複数のＴＤＯＡ値と（ｂ）前記既知位置を含む複数の既知位置とに基づいて、少なくとも前記未知位置を識別するための式のセットを同時に解くことと、
    メモリに、前記解くことによって得られた前記未知位置の識別情報を記憶することと
    を備える、方法。
  2. 前記得ることより前に、前記第１の未知位置にあるワイヤレストランシーバに、測定を実行するためのコマンドを送信することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
  3. 前記第１の未知位置から前記測定値を受信することと、
    前記ＴＤＯＡ値のうちの少なくとも１つを得るために前記測定値のもう一方から、前記測定値のうちの少なくとも一方を減算することと
    をさらに備える、請求項１に記載の方法。
  4. 前記ワイヤレス信号が、互いに対する既知時間オフセットにおいてクロック制御される、請求項１に記載の方法。
  5. 前記ワイヤレス信号が、互いに対する未知時間オフセットにおいてクロック制御され、
    前記時間オフセットが、式の前記セットを前記解くことによって得られる請求項１に記載の方法。
  6. 前記記憶することの後に、
    複数の再計算ＴＤＯＡ値を得ることと、
    なお、少なくとも１つの再計算ＴＤＯＡ値が、前記解くことによって得られた時間オフセットを使用して、前記第１の未知位置において作成される反復測定値を作成する際に使用される内部クロックのリセット後に、前記測定値のペア間の差を識別し、
    少なくとも（ａ）前記複数の再計算ＴＤＯＡ値と（ｂ）前記複数の既知位置とに基づいて、少なくとも、複数の再計算位置を識別するための式の前記セットを同時に再び解くことと、
    前記メモリに、少なくとも前記複数の再計算位置を記憶することと
    をさらに備える、請求項５に記載の方法。
  7. 前記得ることより前に、少なくとも、前記複数の到着時間差（ＴＤＯＡ）値のサブセットを生成するために、それの信号が測定されるべきワイヤレストランシーバのリストを前記未知位置に送信することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
  8. ワイヤレス通信ネットワークに新しいワイヤレストランシーバを追加する方法であって、
    第１の要求を受信することと、
    第１の未知位置において、ワイヤレス信号のセットの第１の複数の到着時間を測定することによって、前記第１の要求に応答して第１の複数の測定値を生成することと、
    前記第１の複数の測定値を送信することと、
    第２の要求を受信することと、
    前記第１の未知位置において、前記セット内のサブセット中のワイヤレス信号の第２の複数の到着時間を測定することによって、前記第２の要求に応答して第２の複数の測定値を生成することと、
    なお、前記サブセットが前記セット中の最大受信信号強度（ＲＳＳ）のワイヤレス信号を除外し、
    前記第２の複数の測定値を送信することと
    を備える、方法。
  9. 既知位置からのワイヤレス信号の到着時間に基づいてクロックをセットすることと、
    なお、前記セットすることが前記第２の要求の受信より前に実行され、
    前記クロックを前記セットすることにおいて使用される前記ワイヤレス信号がそこから受信される前記既知位置にあるワイヤレストランシーバの識別情報を送信することと
    をさらに備える、請求項８に記載の方法。
  10. 前記第２の要求とともにタイミングオフセットを受信することと、
    前記第２の複数の測定値を前記生成することより前に、前記タイミングオフセットに基づいてクロックをリセットすることと
    をさらに備える、請求項８に記載の方法。
  11. ワイヤレス通信ネットワークに新しいワイヤレストランシーバを追加する方法であって、
    複数の受信信号強度（ＲＳＳ）測定値を得るために、複数のワイヤレス信号のＲＳＳを測定することと、
    前記複数のＲＳＳ測定値中の最大ＲＳＳ測定値を識別するために、前記複数のＲＳＳ測定値を使用することと、
    前記最大ＲＳＳ測定値を生成したワイヤレストランシーバの識別情報を送信することと、
    ワイヤレストランシーバのリストを受信することと、
    複数の未知未知到着時間差（ＴＤＯＡ）値と複数の未知既知ＴＤＯＡ値とを備える複数のＴＤＯＡ値を生成するために前記リストを使用することと、
    なお、各未知未知ＴＤＯＡ値が、未知位置における測定値のペア間の差を識別し、測定値の前記ペアが、未知位置から送信された信号の到着時間の測定値のペアであり、
    なお、各未知既知ＴＤＯＡ値が、前記未知位置における測定値の別のペア間の差を識別し、前記別のペア中の一方の測定値が、前記未知位置のうちの１つから送信されたワイヤレス信号の到着時間の測定値であり、前記別のペア中のもう一方の測定値が、既知位置から送信された追加のワイヤレス信号の到着時間の測定値であり、
    前記複数のＴＤＯＡ値を送信することと
    を備える、方法。
  12. 前記複数のＴＤＯＡ値に少なくとも部分的に依存する時間オフセットを受信することと、
    前記時間オフセットを使用して内部クロックをリセットすることと
    をさらに備える、請求項１１に記載の方法。
  13. 所定のコードセットとともに所定の信号をワイヤレス送信することによって、前記ワイヤレス通信ネットワークに入ることをさらに備える、請求項１１に記載の方法。
  14. ワイヤレス通信ネットワークに、互いに対する未知位置と未知同期のクロックとを有する複数の非基準ワイヤレストランシーバを追加するための装置であって、
    複数の未知未知到着時間差（ＴＤＯＡ）値と複数の未知既知ＴＤＯＡ値とを備える複数のＴＤＯＡ値を得るための手段と、
    なお、各未知未知ＴＤＯＡ値が、未知位置に配置された非基準ワイヤレストランシーバによって作成された測定値のペア間の差を識別し、測定値の前記ペアが、非基準ワイヤレストランシーバの対応するペアによって未知位置から送信された信号の到着時間の測定値のペアであり、
    なお、各未知既知ＴＤＯＡ値が、前記非基準ワイヤレストランシーバにおける測定値の別のペア間の差を識別し、前記別のペア中の一方の測定値が、前記非基準ワイヤレストランシーバのうちの１つによって送信された信号の到着時間の測定値であり、前記別のペア中のもう一方の測定値が、前記ワイヤレス通信ネットワーク中に備えられた基準ワイヤレストランシーバによって送信された追加の信号の到着時間の測定値であり、
    少なくとも（ａ）前記複数のＴＤＯＡ値と（ｂ）前記ワイヤレス通信ネットワーク中の基準ワイヤレストランシーバの複数の既知位置とに応答して、少なくとも前記非基準ワイヤレストランシーバの前記未知位置を識別するための式のセットを同時に解くための手段と、
    解くための前記手段によって得られた前記未知位置の識別情報に応答して、前記非基準ワイヤレストランシーバのうちの少なくとも１つが前記ワイヤレス通信ネットワークに入ることを許可するための手段と
    を備える、装置。
  15. 解くための前記手段が、さらに、少なくとも、前記非基準ワイヤレストランシーバの内部のクロックの複数の時間オフセットをもたらす、請求項１４に記載の装置。
  16. バックホールリンク上で、前記測定値の作成を開始するためのコマンドを送信するための手段と、
    前記バックホールリンクから、前記複数のＴＤＯＡ値を受信するための手段と
    をさらに備える、請求項１４に記載の装置。
  17. バックホールリンク上で、前記測定値の作成を開始するためのコマンドを送信するための手段と、
    前記バックホールリンクから、前記複数の測定値を受信するための手段と、
    前記測定値を互いから減算するための手段と
    をさらに備える、請求項１４に記載の装置。
  18. 複数の再計算ＴＤＯＡ値を得るための手段と、
    なお、各再計算ＴＤＯＡ値が、前記非基準ワイヤレストランシーバのうちの前記１つにおける反復測定値のペア間の差を識別し、各反復測定値が、リセット後の共通クロックに対する前記到着時間を識別し、
    少なくとも（ａ）前記複数の再計算ＴＤＯＡ値と（ｂ）前記複数の基準ワイヤレストランシーバの前記複数の既知位置とに応答して、少なくとも、前記複数の非基準ワイヤレストランシーバの複数の再計算位置を識別するための式の前記セットを同時に再び解くための手段と
    をさらに備える、請求項１４に記載の装置。
  19. 機械によって実行されたとき、プロセッサに動作を実行させる命令を備える非一時的記憶媒体であって、前記命令が、
    複数の未知未知到着時間差（ＴＤＯＡ）値と複数の未知既知ＴＤＯＡ値とを備える複数のＴＤＯＡ値を得るための命令と、
    なお、各未知未知ＴＤＯＡ値が、未知位置に配置された非基準ワイヤレストランシーバによって作成された測定値のペア間の差を識別し、測定値の前記ペアが、非基準ワイヤレストランシーバの対応するペアによって未知位置から送信された信号の到着時間の測定値のペアであり、
    なお、各未知既知ＴＤＯＡ値が、前記非基準ワイヤレストランシーバにおける測定値の別のペア間の差を識別し、前記別のペア中の一方の測定値が、前記非基準ワイヤレストランシーバのうちの１つによって送信された信号の到着時間の測定値であり、前記別のペア中のもう一方の測定値が、前記ワイヤレス通信ネットワーク中に備えられた基準ワイヤレストランシーバによって送信された追加の信号の到着時間の測定値であり、
    少なくとも（ａ）前記複数のＴＤＯＡ値と（ｂ）前記ワイヤレス通信ネットワーク中の基準ワイヤレストランシーバの複数の既知位置とに応答して、少なくとも前記非基準ワイヤレストランシーバの前記未知位置を識別するための式のセットを同時に解くための命令と、
    解くための前記命令の実行によって得られた前記未知位置の識別情報に応答して、前記非基準ワイヤレストランシーバのうちの少なくとも１つが前記ワイヤレス通信ネットワークに入ることを許可するための命令と
    を備える、非一時的記憶媒体。
  20. 解くための前記命令の実行が、さらに、少なくとも、前記非基準ワイヤレストランシーバの内部のクロックの複数の時間オフセットをもたらす、請求項１９に記載の記憶媒体。
  21. 前記到着時間を測定するためのコマンドを送信するための命令と、
    バックホールリンクから前記複数のＴＤＯＡ値を受信するための命令と、を更に備える、請求項１９に記載の記憶媒体。
  22. 前記到着時間を測定するためのコマンドを送信するための命令と、
    バックホールリンクから前記測定値を受信するための命令と、
    前記測定値を互いから減算するための命令と
    をさらに備える、請求項１９に記載の記憶媒体。
  23. ワイヤレス通信ネットワークに同期されるべきクロックと、
    同期されるべき前記クロックに対する、未知位置からの、未知タイミングを有するワイヤレス信号の複数の到着時間と、既知位置からの、既知タイミングを有する信号の別の複数の到着時間との測定値を生成するためのネットワークリスニングモジュールと、
    前記ネットワークリスニングモジュールに結合された、前記測定値を受信するためのプロセッサと、
    前記プロセッサに結合されたメモリと、
    なお、前記メモリが、複数の到着時間差（ＴＤＯＡ）値を計算するための、前記プロセッサへの機械語命令を備え、各ＴＤＯＡ値が、前記複数の測定値のうちの測定値のペア間の差であり
    前記メモリに結合された、前記メモリから前記複数のＴＤＯＡ値を受信するためのローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）回線と
    を備える、ワイヤレストランシーバ。
  24. 前記プロセッサに結合されたダウンリンク送信機をさらに備え、
    前記ダウンリンク送信機が、前記ＬＡＮ回線に対する要求に応答して前記プロセッサによってオフにされる、請求項２３に記載のワイヤレストランシーバ。
  25. 機械によって実行されたとき、プロセッサに動作を実行させる命令を備える非一時的記憶媒体であって、前記命令が、
    同期されるべき前記クロックに対して、未知位置および未知タイミングをもつ、複数の非基準ワイヤレストランシーバからの信号の複数の到着時間と、既知位置および既知タイミングをもつ、別の複数の基準ワイヤレストランシーバからの信号の別の複数の到着時間とを測定することによって、複数の測定値を生成するための命令と、
    複数の到着時間差（ＴＤＯＡ）値を計算するための命令と、各ＴＤＯＡ値が、前記複数の測定値のうちの測定値のペア間の差として計算され、
    前記複数のＴＤＯＡ値を送信するための命令と
    を備える、非一時的記憶媒体。
  26. 前記複数の到着時間を測定するためのコマンドを受信するための命令をさらに備える、請求項２５に記載の非一時的記憶媒体。
  27. コマンドに応答して、所定のコードセットとともに所定の信号を送信するための命令をさらに備える、請求項２５に記載の非一時的記憶媒体。
  28. １つまたは複数のプロセッサと１つまたは複数のメモリとに結合されたローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）回線を備えるコンピュータであって、前記１つまたは複数のメモリが、
    基準ワイヤレストランシーバの複数の既知ロケーションを備えるデータと、
    複数の未知未知到着時間差（ＴＤＯＡ）値と複数の未知既知ＴＤＯＡ値とを備える複数のＴＤＯＡ値を得るための、前記１つまたは複数のプロセッサへの命令を備えるソフトウェアと、
    なお、各未知未知ＴＤＯＡ値が、第１の未知位置における測定値のペア間の差を識別し、測定値の前記ペアが、追加の未知位置のペアから送信されたワイヤレス信号の到着時間の測定値のペアであり、
    なお、各未知既知ＴＤＯＡ値が、測定値の別のペア間の差を識別し、前記別のペア中の一方の測定値が、前記未知位置のうちの１つから送信されたワイヤレス信号の到着時間の測定値であり、前記別のペア中のもう一方の測定値が、既知位置から送信された追加のワイヤレス信号の到着時間の測定値であり、
    少なくとも（ａ）前記複数のＴＤＯＡ値と（ｂ）前記既知位置を含む複数の既知位置とに基づいて、少なくとも前記未知位置を識別するための式のセットを同時に解くための、前記１つまたは複数のプロセッサへの命令を備えるソフトウェアと、
    前記１つまたは複数のメモリに、解くための前記命令の実行から得られた前記未知位置の識別情報を記憶するための、前記１つまたは複数のプロセッサへの命令を備えるソフトウェアと
    を備える、コンピュータ。
  29. 前記１つまたは複数のメモリが、
    前記ＴＤＯＡ値のうちの少なくとも１つを得るために、前記測定値のもう一方から、前記測定値のうちの少なくとも一方を減算するための命令を備えるソフトウェアをさらに備える、請求項２８に記載のコンピュータ。
  30. 前記１つまたは複数のメモリが、
    複数の再計算ＴＤＯＡ値を得るための、前記１つまたは複数のプロセッサへの命令を備えるソフトウェアと、
    なお、少なくとも１つの再計算ＴＤＯＡ値が、式の前記セットを同時に解くための前記命令の実行によって得られた時間オフセットを使用して、前記第１の未知位置において作成される反復測定値を作成するために使用される内部クロックのリセットの後に、前記測定値のペア間の差を識別し、
    少なくとも（ａ）前記複数の再計算ＴＤＯＡ値と（ｂ）前記複数の既知位置とに基づいて、少なくとも、複数の再計算位置を識別するための式の前記セットを同時に再び解くための、前記１つまたは複数のプロセッサへの命令を備えるソフトウェアと、
    前記１つまたは複数のメモリに、少なくとも前記複数の再計算位置を記憶するための、前記１つまたは複数のプロセッサへの命令を備えるソフトウェアと
    をさらに備える、請求項２８に記載のコンピュータ。
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