JP3365319B2 - Differential correction location system and method for mobile communication networks - Google Patents

Differential correction location system and method for mobile communication networks

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JP3365319B2
JP3365319B2 JP25747198A JP25747198A JP3365319B2 JP 3365319 B2 JP3365319 B2 JP 3365319B2 JP 25747198 A JP25747198 A JP 25747198A JP 25747198 A JP25747198 A JP 25747198A JP 3365319 B2 JP3365319 B2 JP 3365319B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】発明の背景 (1)発明の分野 本発明は、通信回路網におけるユニットの位置を選定す
るためのシステム及びそのような位置選定を実行するた
めの方法に向けられている。より詳しくは、本発明は、
セルラ電話或いはパーソナル通信システム(PCS)回
路網のような移動通信回路網における位置選定を実行す
るためのシステム及び方法に向けられている。
BACKGROUND OF THE INVENTION (1) Field of the Invention The present invention is directed to a system for locating a unit in a communications network and a method for performing such locating. . More specifically, the present invention provides
It is directed to systems and methods for performing location in mobile communication networks, such as cellular telephones or personal communication systems (PCS) networks.

【0002】[0002]

【従来の技術】(2)関連する技術の記述 セルラ電話等のような移動通信装置のこれまでに増大し
つつある人気は、それと共に、これらの装置の増大され
る信頼性及び機能性に対する要求をもたらす。使用者が
ワイヤレス電話回路網をますますあてにするようになり
そしてこれらの電話が日常生活においていたるところに
あるようになるにつれて、その回路網はこれまでに広が
った範囲の需要のために便宜を図り得るものでなければ
ならない。
2. Description of Related Art The ever-increasing popularity of mobile communication devices, such as cellular telephones, etc., has accompanied with it the demand for increased reliability and functionality of these devices. Bring As users increasingly rely on wireless telephone networks, and as these phones are ubiquitous in everyday life, the networks are becoming more convenient for the ever-expanding range of demand. It must be achievable.

【0003】米国の連邦通信委員会(FCC)によりF
CCドケット番号94−102として1996年6月に
公表された一つのそのような需要は、未来のワイヤレス
サービスがその移動ユニットのためのサイト選定機構を
提供することを要求する。この機構は、主として、大部
分のワイヤレス電話の使用者によく知られている緊急9
11(E−911)サービス対し補足的な緊急呼び出し
サービス能力を提供することにおける使用のためであ
る。発呼者に対し緊急サービスを提供するために、その
発呼者の位置を自動的に割り出せることが、緊急発呼を
するために使用される何らかの通信システムにとって便
利である。これは、緊急状況において時間が最も重要で
あるからであり、そしてさらに、その発呼者は彼の或い
は彼女の位置を知らないかもしれないし、間違った或い
は不正確は位置を与えるかもしれないし、或いは発呼の
うちに無効になるかもしれないからである。
F by the US Federal Communications Commission (FCC)
One such demand, published in June 1996 as CC Docket Number 94-102, requires future wireless services to provide a site selection mechanism for its mobile units. This mechanism is primarily an emergency 9 familiar to most wireless telephone users.
11 (E-911) service for use in providing complementary emergency call service capabilities. The ability to automatically determine the location of a caller to provide emergency services to the caller is convenient for some communication systems used to make emergency calls. This is because time is of paramount importance in an emergency situation, and further, the caller may not know his or her location, and incorrect or inaccurate may give location. Alternatively, it may be invalidated during the call.

【0004】ワイヤライン回路網の場合に、そのような
位置確認は、その発呼者の電話番号を番号リスト及び対
応アドレスと相互に関連させるという相対的に簡単な問
題である。しかしながら、ワイヤレスE−911サービ
スの場合には、携帯電話を非常に有用にする移動性です
ら、位置選定のための簡単な検査技術を除外する。かく
して、”動的な”位置選定の方法が移動回路網において
使用されねばならない。
In the case of wireline networks, such localization is a relatively simple matter of correlating the caller's telephone number with a list of numbers and corresponding addresses. However, in the case of wireless E-911 services, even the mobility that makes mobile phones very useful precludes simple inspection techniques for location. Thus, "dynamic" localization methods must be used in mobile networks.

【0005】多数の位置選定システムが、米国の国防総
省(DoD)により実行されるグローバルポジショニン
グシステム(GPS)に基づいている。GPSは、5つ
と8つの人工衛星の間において、与えられた時間におけ
る地球上のどこかの点との無線接触が見通し線内にて理
論的であるように、精度よく時を指定されそして制御さ
れた軌道において地球を回る一群の24の活動的な人口
衛星である。各人工衛星は、適当に装備されたGPS受
信機或いは”ローバ”によりとらえられ得る独特の符号
化された信号を放送する。そのローバのタイミングは人
工衛星のそれと同期されそして何等かの与えられた時間
にて人工衛星の各々の位置を精度よく計算させる短命な
データに装備されている。それは、3つ或いはそれ以上
の人工衛星から信号を受信しそしてそのそれぞれの信号
の移動時間に基づき各々からのその距離を計算する。そ
の距離の各々はそのそれぞれの人工衛星に集中した球を
規定し、そして全ての球の交差点がローバの実際の位置
である。
Many location systems are based on the Global Positioning System (GPS) implemented by the US Department of Defense (DoD). GPS is precisely timed and controlled so that between 5 and 8 satellites, wireless contact with any point on Earth at a given time is theoretical in line of sight. It is a group of 24 active artificial satellites that orbit the earth in a defined orbit. Each satellite broadcasts a unique encoded signal that can be captured by a suitably equipped GPS receiver or "rover". The rover's timing is synchronized with that of the satellite and equipped with short-lived data that allows it to accurately calculate the position of each of the satellites at any given time. It receives signals from three or more satellites and calculates its distance from each based on the transit times of its respective signal. Each of the distances defines a sphere centered on its respective satellite, and the intersection of all spheres is the rover's actual position.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、GPS
の位置選定は完全ではない。エラーの色々な源はローバ
の検出位置をその実際の位置から相当に異ならしめ、そ
してそれらの結合効果は、そのシステムがFCCにより
セットされる最小の125メータ正確さ要求に出くわす
ことを防止できる。民間の実用性において、最大のエラ
ー源は、断然、”選択的な有効性”にあるといわれ、そ
して敵対するパーティの高正確さの位置決め能力を否定
するためにGPSの人口衛星信号の民間の部分の完全さ
をゆっくりと減少させるDoDの結果である。他のエラ
ーは、電離層及び対流圏の状態のような、そして人工衛
星クロック及び軌道エラーのような自然の状態、受信機
ノイズ及び多重伝播効果、人工供給源からのステムによ
る。
However, the GPS
The position selection of is not perfect. Various sources of error can cause the detected position of the rover to differ significantly from its actual position, and their coupling effect can prevent the system from encountering a minimum 125 meter accuracy requirement set by the FCC. In civilian utility, the biggest source of error is by far said to be "selective effectiveness," and in order to deny the highly accurate positioning capability of the adversary party, the civilian use of GPS artificial satellite signals. It is the result of DoD that slowly reduces the completeness of the part. Other errors are due to natural conditions such as ionospheric and tropospheric conditions, and to satellite clock and orbit errors, receiver noise and multiple propagation effects, stems from artificial sources.

【0007】多重伝播は、無線波が無線波を反射する対
象と共に場所を占める空間を通して、供給源(例えば、
GPS人工衛星)から目的地(例えば、ローバ)へ移動
するときに生ずる。図12にて示されるように、見通し
線路が人工衛星とローバとの間に存在するならば、直接
の受信は真の信号TSを介して生ずる。しかしながら、
その信号は、その領域における対象から反射されてより
長い距離を移動する反射波を生じ、そして従って最初の
信号との関連で遅延されそしてローバとは分離した信号
として現れる。多重反射信号は、二つの供給源:信号S
Rのような、山、ビルディング等のような静的な対象か
らの反射から生ずる静的な要素、及び、信号DRのよう
な、車両のような移動する対象からの反射から生ずる動
的要素からの要素を含む。
[0007] Multi-propagation refers to a source (eg,
It occurs when moving from a GPS satellite) to a destination (eg, a rover). If a line-of-sight line exists between the satellite and the rover, as shown in FIG. 12, direct reception will occur via the true signal TS. However,
The signal produces a reflected wave that travels a longer distance reflected from an object in that region, and thus is delayed in relation to the original signal and appears as a separate signal from the rover. The multiple reflection signal has two sources: the signal S.
From static elements resulting from reflections from static objects such as mountains, buildings, etc., such as R, and dynamic elements resulting from reflections from moving objects such as vehicles, such as signal DR. Including the element.

【0008】図13乃至図15は、位置選定処理に関す
る多重伝播の効果を示す。図13は理想化された典型的
なトポグラフィー、例えば、幾つかのブロックの都市領
域を示す。図14は、多重伝播により歪まされたGPS
位置情報に基づいてその領域のローバに現れる領域と同
様の領域を示す。図15は、その領域におけるローバの
位置がそのような信頼できない情報に基づいてどのよう
に誤って検出されるかを示す。
13 through 15 show the effect of multiple propagation on the location selection process. FIG. 13 shows an idealized typical topography, for example a city area of several blocks. FIG. 14 shows a GPS distorted by multiple propagation.
The area | region similar to the area | region which appears in the rover of the area | region based on position information is shown. FIG. 15 shows how the position of the rover in the area is falsely detected based on such unreliable information.

【0009】多重伝播の心身に有害な効果がGPS位置
選定に関連して示されたが、そのような問題は勿論ロー
バとの多くのタイプの通信、例えば、基地局等からの通
信において出くわされる。多重伝播を除いては、これら
のエラーの全てが等しい程度にて同様の一般的領域にお
いて受信機により経験され、そして、”差動GPS(D
GPS)”と呼ばれる技術は、この事実を利用して位置
選定の正確さを増加させる。DGPSは、実際の位置が
移動受信機の付近にて正確に知られている参照受信機を
使用する。その参照受信機はGPS人口衛星からの信号
に基づいてその予測位置を計算し、そしてそれをその実
際の精度よく知られた位置と比較して差動修正を導出す
る。この情報は、分離した情報チャネル、例えば無線を
通してローバに入り、そしてこのローバによりその位置
を修正するために使用される。多重伝播効果はこの方法
においては修正され得ない。当該多重伝播効果は位置に
おける小さな変化と共に相当に変化し、そして特定のセ
ットの修正は時間における与えられた瞬間に与えられた
位置にて与えられたローバのためにのみ一般的に有効で
あるからである。
Although the detrimental psychosomatic effects of multi-propagation have been shown in connection with GPS location, such problems are of course encountered in many types of communication with rover, for example from base stations. Be done. With the exception of multiple propagation, all of these errors are experienced to the same extent by the receiver in the same general area, and the "differential GPS (D
A technique referred to as "GPS)" takes advantage of this fact to increase the accuracy of location. DGPS uses a reference receiver whose actual position is precisely known in the vicinity of the mobile receiver. The reference receiver calculates its predicted position based on the signals from GPS artificial satellites and compares it to its actual known position to derive a differential correction. Used to enter and modify the position of a rover over an information channel, eg radio, the multi-propagation effect cannot be modified in this way, the multi-propagation effect being significant with small changes in position This is because a change and a particular set of modifications is generally valid only for a given rover at a given position at a given moment in time.

【0010】ローバを移動電話ユニットに組み込むこと
及びE−911セション中にGPS位置情報を提供する
ことは可能である。しかしながら、この方法はいくかの
欠点を有する。例えば、GPS受信機は相対的に高価で
あり、そしてセルラ電話等におけるそのようなユニット
を含むことが実質的にそのコスト(特にDGPS能力に
伴うコスト)を増大させる。さらに、GPS受信機は、
かなりの量の電力を消費する複雑な電子的装置である。
携帯電話における一つの包含は電話のバッテリ寿命を短
縮するか或いはより大容量(そして結果的により大きい
寸法)のバッテリの使用を要求する。かくして、電話の
寸法がそのバッテリ及び付加的なGPS回路構成を収容
するように増加されねばならない。
It is possible to incorporate a rover into a mobile telephone unit and provide GPS position information during an E-911 session. However, this method has some drawbacks. For example, GPS receivers are relatively expensive, and the inclusion of such units in cellular phones and the like substantially increases their cost, especially with DGPS capabilities. In addition, the GPS receiver
It is a complex electronic device that consumes a significant amount of power.
One inclusion in mobile phones either reduces the battery life of the phone or requires the use of larger capacity (and consequently larger size) batteries. Thus, the size of the phone must be increased to accommodate its battery and additional GPS circuitry.

【0011】さらに、GPS人工衛星は、ビルディング
及び他の密集建造物を十分には貫通しないそして特殊化
された指向性アンテナの使用を要求する相対的に弱い、
高い周波数(1.2乃至1.6GHzの範囲における搬
送波)信号を提供する。付加的には、DGPS動作は普
遍的には役に立たない参照受信機の使用を要求する。さ
らに、GPS受信機による第1の位置決定は、それがタ
ーンオン(一周期の間動作されたユニットによりなされ
る”ホットリーディング”とは対照的に”コールドリー
ディング”といわれる)された後、E−911環境にお
いて明らかに容認できない15分までかかり得る。終局
的には、各受話器におけるGPS受信機に対する必要性
は、そのような機能性を欠く現存の受話器がワイヤレス
E−911位置決定には使用され得ないということを意
味する。
Moreover, GPS satellites are relatively weak, which do not penetrate buildings and other dense structures well and require the use of specialized directional antennas.
It provides high frequency (carrier in the 1.2 to 1.6 GHz range) signal. Additionally, DGPS operation requires the use of a universally useless reference receiver. In addition, the first position fix by the GPS receiver is E-after it is turned on (referred to as "cold reading" as opposed to "hot reading" done by the unit operated for one cycle). It can take up to 15 minutes which is clearly unacceptable in a 911 environment. Ultimately, the need for a GPS receiver at each handset means that existing handsets lacking such functionality cannot be used for wireless E-911 positioning.

【0012】これらの問題のいくつかは、”セルラジオ
ロケーション”といわれる技術により解決され、この技
術においては、セルラ基地局は、移動ユニットからの送
信(典型的には、リバース音声チャネル或いはリバース
制御チャネル送信)をモニターし、そして到来角(AO
A)或いは到来時間差(TDOA)の技術を送信に応用
してユニットの位置を決定する。ラッパポート等による
IEEE通信雑誌pp.33乃至41(1996年10
月)による”未来のハイウェイにおけるワイヤレス通信
を使用する位置選定”において述べられているように、
AOA技術は、高度に指向性のあるアンテナを使用し
て、各基地局が移動ユニット送信を受信する精度のある
角度を決定し、そして移動ユニットの位置は、基地局の
知られた位置でもって三角測量により決定される。GP
Sのように、補足的なTDOA技術は、各基地局にて移
動送信の受信における相対的な遅延を測定し、そのそれ
ぞれの遅延に基づき各基地局への送信により移動する距
離を決定し、そして、切除により移動ユニットの位置を
決定する。
Some of these problems are solved by a technique called "cell radio location", in which a cellular base station transmits from a mobile unit (typically a reverse voice channel or reverse control). Channel transmission), and angle of arrival (AO
A) Alternatively, the time difference of arrival (TDOA) technique is applied to the transmission to determine the location of the unit. IEEE communication magazine pp. 33-41 (1996 10
As described in "Location Location Using Wireless Communications on Future Highways" by
AOA technology uses highly directional antennas to determine the precise angle at which each base station receives mobile unit transmissions, and the position of the mobile unit is known at the base station's known position. Determined by triangulation. GP
Like S, the complementary TDOA technique measures the relative delay in receiving a mobile transmission at each base station and determines the distance traveled by the transmission to each base station based on its respective delay, Then, the position of the moving unit is determined by cutting.

【0013】しかしながら、これらの方法は、なお、多
重伝播及び他の効果から生ずる位置決定エラーに影響さ
れ易い。そのようなエラー源を考慮する必要性は、E−
911の応用において監視され得ず、そして使用者が近
い領域にありそして集中した多重環境が存在する密集し
た都市領域において特に重要である。発明の概要従来技
術の上記問題を考慮して、本発明の目的は、高度に正確
な位置決定を可能にする移動通信回路網のための位置選
定システムを提供することである。
However, these methods are still susceptible to positioning errors resulting from multiple propagation and other effects. The need to consider such error sources is E-
It is of particular importance in dense urban areas where it cannot be monitored in 911 applications and where users are in close areas and where there are concentrated multiple environments. SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems of the prior art, it is an object of the present invention to provide a location system for mobile communication networks that enables highly accurate location determination.

【0014】本発明のもう一つの目的は、多重伝播効果
によって大きくは影響されない移動通信回路網のための
位置選定システムを提供することである。本発明のさら
なるもう一つの目的は、人工衛星及び大気と関連するエ
ラー等とは独立して正確な位置決定を提供する移動通信
回路網のための位置選定システムを提供することであ
る。
Another object of the present invention is to provide a location system for mobile communication networks that is not significantly affected by multiple propagation effects. Yet another object of the present invention is to provide a location system for a mobile communications network that provides accurate location determination independent of errors associated with satellites and the atmosphere.

【0015】本発明のさらなるもう一つの目的は、正確
な位置決定を提供しそして特別の機能性を有する受話器
の使用を要求しない移動通信回路網のための位置選定シ
ステムを提供することである。
Yet another object of the present invention is to provide a location system for mobile communication networks that provides accurate location determination and does not require the use of a handset with special functionality.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的は、知られた位
置にて基地局のカバーレージ領域における多数の小さ
な、専ら特定の目的のための多重較正トランスポンダを
提供することにより達成される。ローバがE−911セ
ションを始めるときに、基地局は応答信号を発生するよ
うにトランスポンダに指令する。これらの応答信号は基
地局により受信され、そしてローバ及びトランスポンダ
からの信号の特性がその基地局にリンクされた基地局コ
ントローラに提供される。その基地局コントローラは、
原ローバ位置情報を使用して粗い位置を導出し、そし
て、原トランスポンダ位置情報及びそれらの知られた位
置を使用してそのローバの領域におけるトランスポンダ
信号の多重歪みを表す修正ベクトルを導出する。ローバ
は一般的にその領域におけるトランスポンダと同様の歪
みを経験するであろうから、その修正ベクトルは、その
粗いローバ位置にその真の位置を得るように適用され得
る。
The above objects are achieved by providing a large number of small, exclusively specific purpose, multi-calibration transponders in the coverage area of a base station at known locations. When the rover begins an E-911 session, the base station commands the transponder to generate a response signal. These response signals are received by the base station and the characteristics of the signals from the rover and transponder are provided to the base station controller linked to that base station. The base station controller
The original rover position information is used to derive the coarse position, and the original transponder position information and their known positions are used to derive a correction vector representing the multiple distortions of the transponder signal in the region of the rover. Since the rover will generally experience similar distortion to the transponder in that region, its correction vector can be applied to its coarse rover position to get its true position.

【0017】代わりになるべきものとして、トランスポ
ンダのアレイを配備するよりはむしろ、多数のサイトに
おける多重歪み効果が、単一の送信機を使用することに
より前もって記録されそしてその基地局コントローラに
より記憶されてもよい。それから、応答信号を発するよ
うにトランスポンダに指令する基地局の代わりに、その
基地局コントローラは、その記録サイトデータに基づき
ローバの位置に対する修正ベクトルを導出し、そしてそ
のベクトルを、粗いローバ位置を修正するために使用し
得る。
As an alternative, rather than deploying an array of transponders, the multi-distortion effect at multiple sites can be pre-recorded by using a single transmitter and stored by its base station controller. May be. Then, instead of the base station instructing the transponder to emit a response signal, the base station controller derives a correction vector for the position of the rover based on the recorded site data, and corrects that vector for the coarse rover position. Can be used to

【0018】本発明の他の目的及び特徴は以下の記述に
従い明らかになるであろう。本発明の付加的な目的及び
利益は、添付の図面に従う各実施形態の以下の詳細な記
述からより一層容易に明らかとなるであろう。
Other objects and features of the present invention will become apparent according to the following description. Additional objects and advantages of the present invention will become more readily apparent from the following detailed description of the embodiments according to the accompanying drawings.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】現により好ましい例の実施形態の
詳細な記述移動通信システムのカバーレージエリア10
は、図1にて示されるようにそこに予め精度よく知られ
た位置にて配置された一群の多重較正トランスポンダ1
2を有する。そのトランスポンダ12に加えて、そのシ
ステムはまた、精度よく知られた位置にて配置されそし
て相対的に長い距離だけお互いに離れているトランスポ
ンダ12の通信範囲内にあるいくつかの基地局14、及
び基地局14間のトランザクションを制御する基地局コ
ントローラ18(図4にて示される)を含む。
Detailed Description of the Presently Preferred Embodiment Embodiments Coverage Area 10 of a Mobile Communication System
Is a group of multi-calibration transponders 1 that are pre-placed there in a well-known position as shown in FIG.
Have two. In addition to the transponder 12, the system also includes a number of base stations 14 within communication range of the transponder 12, which are located at precisely known locations and are separated from each other by a relatively long distance, and It includes a base station controller 18 (shown in FIG. 4) that controls transactions between base stations 14.

【0020】例えば、ローバ16がE−911発呼をす
るとき、基地局14は各々図2における実線の矢印によ
り示されるようにローバ16からの信号を受信する。普
通は、基地局14により受信されるローバ16からの信
号に基づきAOA、TOA或いはTDOAを使用する位
置決定は、上述のような多重効果により崩壊されるかも
知れない。しかしながら、基地局14もまた、トランス
ポンダ12から信号を受信し、そしてこれらの信号は、
以下により詳細に述べるように、そのような多重効果に
逆らうように位置修正のために使用される。
For example, when rover 16 makes an E-911 call, base stations 14 each receive a signal from rover 16 as indicated by the solid arrow in FIG. Normally, position determination using AOA, TOA or TDOA based on the signal from the rover 16 received by the base station 14 may be corrupted by the multiple effects described above. However, base station 14 also receives signals from transponder 12, and these signals are
Used for position correction to counter such multiple effects, as described in more detail below.

【0021】その技術において知られているように、ロ
ーバ16は、出呼しそして入呼を受信する与えられた基
地局14と関連する。そして、ローバ16が移動するに
つれて、その関連する基地局14は”ハンディングオ
フ”といわれる処理を介して変わる。ローバ16の使用
者がE−911発呼をすると、そのローバ16は、E−
911要求を、図3のステップ100にて示されるよう
に目下関連する基地局14に送信する。その基地局14
はその要求を受信しそしてローバ16の位置を選定する
ためにその処理を始める。本質的には、使用されるトラ
ンスポンダ12を選定してステップ102にてローバ1
6の位置を決定しそしてステップ104においてこれら
のトランスポンダ12に”覚醒発呼”を送信する。
As known in the art, a rover 16 is associated with a given base station 14 that makes outgoing calls and receives incoming calls. Then, as the rover 16 moves, its associated base station 14 changes through a process called "handing off." When the user of the rover 16 makes an E-911 call, the rover 16 uses the E-911 call.
The 911 request is sent to the currently associated base station 14 as shown in step 100 of FIG. The base station 14
Receives the request and begins the process to locate the rover 16. Essentially, the transponder 12 to be used is selected and the rover 1 is selected at step 102.
6 position and send a "wake up call" to these transponders 12 in step 104.

【0022】好ましくは、選択されるトランスポンダ
は、ローバ16に概略的に近接しているトランスポンダ
である。その概略的近接の決定は、例えば、トランスポ
ンダ12からの信号の利益なしに上述したAOA、TO
A或いはTDOAの一つ或いはそれ以上を使用して粗い
位置決定を実行すること、異なった相対的に低い分解能
の選定技術を使用すること、或いは概略的近接を基地局
14の周りの予め定めた領域として簡単に規定すること
によってなされる予備的位置決定を要求する。代わりに
なるべきものとして、基地局14は、その通信領域内の
全トランスポンダに覚醒発呼を送信してもよい。さら
に、基地局14は、全ての目標にされるトランスポンダ
12自身には覚醒発呼を送信する必要はなく、そして、
その代わりに、いくつかの覚醒発呼を発するように、要
求をそれに近い他の基地局14に送信してもよい。
Preferably, the transponder selected is the transponder which is generally in close proximity to the rover 16. The determination of the approximate proximity can be made, for example, by the AOA, TO described above without the benefit of the signal from transponder 12.
Performing a coarse position fix using one or more of A or TDOA, using different relatively low resolution selection techniques, or a rough proximity predetermined around base station 14. It requires a preliminary positioning made by simply defining it as a region. As an alternative, base station 14 may send an awakening call to all transponders within its coverage area. Moreover, the base station 14 need not send a wake up call to all targeted transponders 12 themselves, and
Alternatively, the request may be sent to another nearby base station 14 to make some awakening calls.

【0023】各トランスポンダ12は、基地局14から
の覚醒信号を受信する受信機22に接続されたアンテナ
接続回路網20、以下に述べるように応答信号を基地局
14に送信する送信機24、及び受信機22及び送信機
24の動作を制御しそして図5に示されているように電
源28からそこへの電力の適用を制御するコントローラ
26を含む。好ましくは、その電源は、ACユーティリ
ティメインにより或いは自足自給できる運転のための太
陽電池、風力等により細流充電される再充電可能なバッ
テリ、例えば、ニッケルー水素メチル(Ni−MeH)
或いはリチウムーイオン(Li−ion)ユニットによ
り駆動される。
Each transponder 12 includes an antenna connection network 20 connected to a receiver 22 for receiving an awakening signal from the base station 14, a transmitter 24 for transmitting a response signal to the base station 14 as described below, and A controller 26 is included which controls the operation of the receiver 22 and transmitter 24 and controls the application of power thereto from a power supply 28 as shown in FIG. Preferably, the power supply is a rechargeable battery trickle-charged by AC utility mains or solar cells for self-sufficient operation, wind power, etc., eg nickel-hydrogen methyl (Ni-MeH).
Alternatively, it is driven by a lithium-ion unit.

【0024】通常は、トランスポンダ12は、覚醒発呼
を認識しそしてトランスポンダ12の残りを活性化する
に必要なこれらの回路のみが能動的である省エネルギー
休眠モードにある。その休眠モードは、受信機22及び
コントローラ26のみが能動的である(アンテナ接続回
路網20は一般的には受動回路網である)。それで、そ
の受信機22は覚醒信号を受信できそしてそのコントロ
ーラ26は覚醒信号の受信に応答して送信機24のエネ
ルギー消費量を上げるように電源28に指令し、そして
応答信号を送信するために送信機24を駆動し得る。或
いは、その休眠モードは受信機22が通常オフされそし
てコントローラ26のみ(或いは、代わりとして電力上
昇タイマ30のみ)が活動状態にあるスロッテッド休眠
モードであってもよい。この場合、そのコントローラ2
6は、覚醒信号をチェックするために受信機22及び送
信機24を周期的に電力上昇するように電源28に指令
し、或いは電力上昇タイマ30が同様に他のトランスポ
ンダ構成素子を制御する。
Normally, transponder 12 is in an energy-saving sleep mode in which only those circuits required to recognize an awake call and activate the rest of transponder 12 are active. The sleep mode is active only by the receiver 22 and the controller 26 (antenna connection network 20 is generally a passive network). So that the receiver 22 can receive the wake-up signal and its controller 26 responsive to receiving the wake-up signal directs the power supply 28 to increase the energy consumption of the transmitter 24 and to send the response signal. The transmitter 24 may be driven. Alternatively, the sleep mode may be a slotted sleep mode in which the receiver 22 is normally off and only the controller 26 (or alternatively only the power up timer 30) is active. In this case, the controller 2
6 commands power supply 28 to periodically power up receiver 22 and transmitter 24 to check for wake-up signals, or power-up timer 30 also controls other transponder components.

【0025】いずれにせよ、トランスポンダ12が覚醒
発呼を受信するとき、当該トランスポンダ12は図3の
ステップ106において十分な電力に達し、ステップ1
08における領域内の全ての基地局14に応答信号を送
信し、そして、ステップ110にてその休眠モードに戻
る。トランスポンダ応答信号をお互いに識別しそしてそ
れらの各ユニットとの相互関係を示すために、各トラン
スポンダ12は独特の識別コードをその応答信号の中に
組み込む。
In any case, when the transponder 12 receives the awakening call, the transponder 12 reaches sufficient power in step 106 of FIG.
A response signal is sent to all base stations 14 in the area at 08, and then returns to its sleep mode at step 110. Each transponder 12 incorporates a unique identification code in its response signal in order to identify the transponder response signals from each other and to correlate them with their respective units.

【0026】その応答信号は、予め定めた周波数及び電
力レベルにあってもよいし、或いは覚醒信号にて符号化
された周波数及び電力レベルにあってもよい。その電力
レベルは正常な通信におけるローバ16のような移動ユ
ニットによる使用される電力レベルであってもよい。代
わりになるべきものとして、信頼性のある位置決定がな
され得るようにトランスポンダ信号がいくつかの基地局
14により受信されることを確保するために、その電力
は、一般的に許容された範囲よりもより高いレベル、即
ち、そのような緊急通信のためにのみ使用されるレベル
にあってもよい。
The response signal may be at a predetermined frequency and power level, or it may be at a frequency and power level encoded in the wakeup signal. The power level may be the power level used by a mobile unit such as the rover 16 in normal communication. As an alternative, in order to ensure that the transponder signal is received by some base stations 14 so that reliable position determination can be made, its power is generally below the range allowed. May also be at a higher level, that is, a level used only for such emergency communications.

【0027】これらのラインに沿い、ローバ16と関連
する基地局14もまた、図6のステップ116にて示さ
れるように、正常な電力レベルよりもより高いレベルに
て伝送することを指示するローバ16にコマンドを送信
する。その結果として続くステップ118におけるロー
バ16からの高電力伝送は、その信号もまたいくつかの
基地局14により受信されることを確実にする。これ
は、単一の基地局通信路を特定のローバに提供するよう
に設計されそして従って多数の基地局との接続を保証し
得ない低電力のCDMAセルラ及びPCS通信システム
における特別の関係である。
Along these lines, the base station 14 associated with the rover 16 also directs the rover to transmit at a higher than normal power level, as shown in step 116 of FIG. 16 sends the command. The resulting high power transfer from the rover 16 in step 118 ensures that the signal is also received by some base stations 14. This is a special concern in low power CDMA cellular and PCS communication systems that are designed to provide a single base station channel to a particular rover and thus cannot guarantee connectivity with multiple base stations. .

【0028】ステップ116における基地局14からロ
ーバ16への高電力伝送コマンド及びステップ118に
おけるローバの応答の受信は、ステップ110における
ローバのE−911要求の受信とステップ112におけ
るローバの原位置の計算(より詳細に後述される)との
間におけるなんらかの点にて実行されてもよい。さら
に、他の通信セションの混乱を最小にするために、基地
局14が基地局コントローラ18によりローバのE−9
11要求を受信する他の基地局14の数が正確な位置決
定をするには余りに少なすぎたということを知らせられ
るときにのみ、当該基地局14はローバ16からの高電
力応答を要求するかもしれない。この機能は、各基地局
14が、当該基地局或いはなんらかの他の基地局14に
向けられるE−911発呼要求に応答して図7のステッ
プ120にて示されるように基地局コントローラ18に
E−911発呼報告を送信するならば、実行されるかも
しれない。従って、もしもその基地局コントローラ18
がローバの正常な電力レベル伝送の範囲内における基地
局14の数が余りにも少ないということを決定するなら
ば、当該基地局コントローラは、基地局14がステップ
124にて高電力応答をするようにローバに指令するた
めにステップ122にてローバ16と関連する基地局1
4に通知し得る。
The reception of the high power transfer command from the base station 14 to the rover 16 in step 116 and the rover's response in step 118 receives the rover's E-911 request in step 110 and the calculation of the rover's home position in step 112. It may be performed at some point between (and described in more detail below). In addition, base station 14 is controlled by base station controller 18 to rover E-9 to minimize disruption to other communication sessions.
11 Base station 14 may request a high power response from rover 16 only when it is informed that the number of other base stations 14 receiving 11 requests was too few for accurate position determination. unknown. This function is such that each base station 14 responds to the base station controller 18 with an E-911 call request directed to that base station or some other base station 14 as shown in step 120 of FIG. May be performed if sending a -911 call report. Therefore, if the base station controller 18
If the base station controller determines that the number of base stations 14 within the range of the rover's normal power level transmission is too small, the base station controller causes the base station 14 to make a high power response at step 124. Base station 1 associated with rover 16 in step 122 to command the rover
4 can be notified.

【0029】上記技術の代案として、ローバ16は、高
電力レベルにてE−911要求を常に送信するように設
計されてもよい。これによりシステム動作が簡単化され
る。しかしながら、それは、その領域における他のロー
バ16の通信を混乱させることを犠牲にしてそうする。
いずれにせよ、ローバの末端に関する高電力伝送は、勿
論、修正されたローバの使用を要求する。
As an alternative to the above technique, the rover 16 may be designed to always send E-911 requests at high power levels. This simplifies system operation. However, it does so at the expense of disrupting the communication of other rover 16 in the area.
In any case, high power transmission on the end of the rover, of course, requires the use of a modified rover.

【0030】同様に、基地局14は、図3のステップ1
04においてトランスポンダ12からの正常な電力レベ
ル応答を初期的に要求し、そしてこれらのトランスポン
ダ12がステップ128に受信され得る応答を提供する
ように、応答が図8のステップ126にて最初に受信さ
れてなかったトランスポンダ12に対してのみ第2の高
電力応答要求を発する。もしも基地局14がなおやはり
特定のトランスポンダ12からの応答を受信しないなら
ば、当該基地局14は、トランスポンダ12はうまく作
動していないということを表す基地局コントローラ18
へのメッセージを送信してもよい(そのトランスポンダ
12の動作はまた基地局14による周期的な状態ポーリ
ングによりチェックされ得る。)。代わりとして、高電
力伝送は緊急オペレータ或いは他の当局により是認され
てもよい。いずれにせよ、そのトランスポンダ12は、
予め定めた周期の間或いはそれらのトランスポンダが基
地局14から休眠コマンドを受信するまで、覚醒したま
まにされてもよい。その結果、それらはステップ126
にて高電力伝送コマンドを受信しそしてステップ128
において適当な応答をなし得る。
Similarly, the base station 14 uses the step 1 of FIG.
The responses are first received at step 126 of FIG. 8 so that they normally request a normal power level response from the transponders 12 at 04, and these transponders 12 provide a response that can be received at step 128. The second high power response request is issued only to the transponder 12 that was not present. If the base station 14 still does not receive a response from a particular transponder 12, the base station 14 indicates that the transponder 12 is not working well.
Message may be sent (the operation of the transponder 12 may also be checked by periodic status polling by the base station 14). Alternatively, the high power transfer may be authorized by the emergency operator or other authority. In any case, the transponder 12
It may remain awake for a predetermined period or until those transponders receive a sleep command from the base station 14. As a result, they are step 126.
Receive high power transmission command at and step 128
Can make an appropriate response in.

【0031】各基地局14は、図3のステップ100に
おけるローバ16からの原E−911要求或いは図6の
ステップ118におけるその後の高電力応答のみなら
ず、図3のステップ108或いは図8のステップ128
における通信範囲内にてトランスポンダ12からの応答
信号を受信し、そして、これらの信号の受信状態が図3
のステップ112でのトランスポンダ12及びローバ1
6の各々のための粗い位置情報を引き出すために使用さ
れる。例えば、基地局14の各々は、(AOAシステム
のための)各応答信号の受信角度、(TOAシステムの
ための)各応答信号の受信の絶対時間、或いは(TDO
Aシステムのための)各応答信号の受信の相対的時間
を、その技術にて知られている技術を使用して決定し、
そしてステップ114においてその情報を基地局コント
ローラ18に提供するようにしてもよい。
Each base station 14 receives not only the original E-911 request from the rover 16 in step 100 of FIG. 3 or the subsequent high power response in step 118 of FIG. 6, but also step 108 of FIG. 3 or step of FIG. 128
The response signals from the transponder 12 are received within the communication range in FIG.
Transponder 12 and rover 1 in step 112 of
It is used to derive coarse position information for each of the six. For example, each of the base stations 14 may receive an angle of reception of each response signal (for an AOA system), an absolute time of reception of each response signal (for a TOA system), or (TDO).
Determining the relative time of receipt of each response signal (for the A system) using techniques known in the art,
The information may then be provided to the base station controller 18 in step 114.

【0032】基地局14の各々はGPSシステムを介し
精度よく同期されたタイミング情報を得ることができる
から、TDOA技術は好ましい実施形態にて使用されそ
して付加された正確さのためにAOAに追加される。し
かしながら、他の技術或いは技術の結合がその代わりに
使用されてもよい。その上、ローバ16が現に位置して
いるセクターのようなセルラシステム情報、ハンドオフ
情報等が、位置決定処理にて使用され得る。さらに、使
用者の場周経路が強要される領域においては、地理的な
データベースがその処理における使用のための推断され
たAOA情報を提供するために使用され得る。
Since each of the base stations 14 can obtain precisely synchronized timing information via the GPS system, the TDOA technique was used in the preferred embodiment and added to the AOA for added accuracy. It However, other technologies or combinations of technologies may be used instead. Moreover, cellular system information such as the sector in which the rover 16 is currently located, handoff information, etc. can be used in the position determination process. Further, in areas where a user's roundabout route is compelled, a geographic database may be used to provide inferred AOA information for use in the process.

【0033】終局的には、使用されるどんなジオロケー
ション技術でもローバ16におけるGPS受信機と共に
増加され得る。その受信機は正常な方法にて位置のGP
S情報を導出しそしてそれをその基地局14に中継し得
る。しかしながら、ローバの寸法を最小化しそしてその
電力消費及びコストを低下するために、その受信機は、
それが受信するGPSデータを簡単に速写し、そしてそ
れを基地局14或いは処理用のもう一つの集中化された
設備に中継するようにしてもよい。勿論、この方法は、
修正されたローバ16の使用を要求するという欠陥を有
する。
Ultimately, any geolocation technique used can be increased with the GPS receiver at the rover 16. The receiver will position GP in the normal way.
The S information may be derived and relayed to that base station 14. However, in order to minimize the size of the rover and reduce its power consumption and cost, the receiver is
The GPS data it receives may be simply short-lived and relayed to the base station 14 or another centralized facility for processing. Of course, this method
It has the drawback of requiring the use of a modified rover 16.

【0034】基地局コントローラ18は、ローバ16に
対応する信号情報を使用してローバ16のための粗い位
置を計算する。そして、当該基地局コントローラ18
は、応答トランスポンダ12の各々に対応する信号情報
を使用してそのトランスポンダのための粗い位置を計算
する。これらの粗い位置は、多重歪みベクトルを得るた
めに、トランスポンダ12の知られた実際の位置と比較
される。ローバ16のために計算された粗い位置は、従
って、多重歪みベクトルに応じて修正され、ローバ16
の実際の位置を多重効果から離れて決定する。そして、
この実際の位置は、E−911セション中の適当な当局
への送信のためにワイヤライン回路網に渡される。
The base station controller 18 uses the signal information corresponding to the rover 16 to calculate the coarse position for the rover 16. Then, the base station controller 18
Calculates the coarse position for each transponder using the signal information corresponding to each of the response transponders 12. These coarse positions are compared to the known actual position of transponder 12 to obtain the multiple distortion vectors. The coarse position calculated for the rover 16 is therefore modified according to the multiple distortion vector,
To determine the actual position of, apart from the multiple effects. And
This actual location is passed to the wireline network for transmission to the appropriate authorities during the E-911 session.

【0035】換言すれば、基地局コントローラ18は、
図9のステップ130にて示されるようにいくつかの基
地局14から原位置データを受信したと仮定する。それ
から、それはステップ132及びステップ134におい
て粗いローバ位置PRC=(xRC、yRC)を計算し、そし
て、基地局14からのデータに基づきnの粗いトランス
ポンダ位置PT1c =(xT1c 、yT1c )、PT2c =(x
T2c 、yT2c )、・・・、PTnc =(xTnc 、yTnc
を計算する。従って、トランスポンダの実際の知られた
位置がT1a =(xT1a 、yT1a )、PT2a =(xT2a
T2a )、・・・、PTna =(xTna 、yTna )により
表されれば、多重歪みによる各トランスポンダiの転置
を表すベクトル バーδn は次の数1の方程式に応じて
ステップ136において決定される。
In other words, the base station controller 18
Assume that in-situ data has been received from several base stations 14 as shown in step 130 of FIG. It then calculates the coarse rover position P RC = (x RC , y RC ) in steps 132 and 134, and based on the data from the base station 14, the n coarse transponder positions P T1c = (x T1c , y T1c). ), P T2c = (x
T2c , y T2c ), ..., P Tnc = (x Tnc , y Tnc )
To calculate. Therefore, the actual known position of the transponder is T1a = ( xT1a , yT1a ), P T2a = ( xT2a ,
y T2a ), ..., P Tna = (x Tna , y Tna ), the vector bar δ n representing the transposition of each transponder i due to multiple distortions is calculated in step 136 according to the following equation (1). Is determined in.

【0036】[0036]

【数1】 [Equation 1]

【0037】ローバ16及びトランスポンダ12のため
の粗い位置決定に応答させる必要があるよりもより多く
の基地局14があるならば、適当な平均化、重み付け或
いは他の修正技術が粗い位置を得るために使用される
か、或いは付加的な基地局データが精度の幾何学的な希
釈を修正するために使用され、それにより、その処理の
正確さを増大させる。
If there are more base stations 14 than need to respond to the coarse position fix for the rover 16 and transponder 12, proper averaging, weighting or other modification techniques may be used to obtain the coarse position. , Or additional base station data is used to correct the geometric dilution of precision, thereby increasing the accuracy of the process.

【0038】トランスポンダiの粗いトランスポンダ位
置PTic が実際のトランスポンダ位置PTia から置き換
えられる距離を表す各歪みベクトル バーδn の絶対値
|δn |は、数2の方程式を使用してステップ138に
て計算される。
The absolute value │δ n │ of each distortion vector bar δ n , which represents the distance by which the coarse transponder position P Tic of transponder i is displaced from the actual transponder position P Tia, is transferred to step 138 using the equation (2). Calculated.

【0039】[0039]

【数2】 [Equation 2]

【0040】予測された位置がローバ16の粗い位置に
最も近いトランスポンダ12はローバ16により経験さ
れる歪みを表すらしいので、ローバ16に対する対応ト
ランスポンダ12の近接に応じた相対的な重みwTiは、
数3の方程式からステップ140にて得られ、そしてそ
のローバのための多重歪みベクトル バーδn はステッ
プ142において重み付けされたトランスポンダ歪みベ
クトルの和として数4の式により計算される。
Since the transponder 12 whose predicted position is closest to the coarse position of the rover 16 is likely to represent the distortion experienced by the rover 16, the relative weight w Ti depending on the proximity of the corresponding transponder 12 to the rover 16 is
The multi-distortion vector bar δ n for that rover is obtained from the equation (3) at step 140 and is calculated by the equation (4) as the sum of the weighted transponder distortion vectors at step 142.

【0041】[0041]

【数3】 [Equation 3]

【0042】[0042]

【数4】 [Equation 4]

【0043】それから、実際の位置PRaが数5の方程式
からステップ144にて計算される。
The actual position P Ra is then calculated in step 144 from the equation in equation (5).

【0044】[0044]

【数5】 [Equation 5]

【0045】ここで、バーδR は次の数6の式により与
えられる。
Here, the bar δ R is given by the following equation (6).

【0046】[0046]

【数6】 [Equation 6]

【0047】それから、実際の位置PRaは、E−911
発呼セションの初めにて緊急当局に渡されてもよい。代
わりとして、処理は、E−911発呼が開始されつつあ
りそしてその位置が後に送信される間になされてもよ
い。上記処理はトランスポンダ12の規則正しく間隔を
おいたアレイに関連して議論された。しかしながら、そ
のトランスポンダ12の相対的位置は、それらの実際の
位置が精度よく知られそしてそれらが基地局14と通信
できる限りは、重大ではないということが明らかであ
る。かくして、本発明はトランスポンダの不規則な分
布、即ち装置の規則的な位置決めが可能でない密集した
市街地域において特に有用である事実に等しく適用可能
である。
Then, the actual position P Ra is E-911.
It may be given to the emergency authorities at the beginning of the calling session. Alternatively, the processing may be done while the E-911 call is being initiated and its location will be transmitted later. The above process has been discussed in the context of regularly spaced arrays of transponders 12. However, it is clear that the relative position of the transponders 12 is not critical as long as their actual position is known precisely and they can communicate with the base station 14. Thus, the present invention is equally applicable to the irregular distribution of transponders, ie the fact that it is particularly useful in dense urban areas where regular positioning of the device is not possible.

【0048】さらに、多数のトランスポンダを使用する
ことは必要ですらなく、そして、トランスポンダはE−
911発呼がなされる時期に利用できる必要はない。こ
の可能性は図10にて示される本発明の第2の好ましい
実施形態との関連にて説明される。この実施形態は、第
1実施形態にて使用される多数のトランスポンダを不要
にし、そしてその代わりに、位置の修正情報の予め集め
たデータベースをあてにする。なんらかの位置決定を実
行するためのシステムの使用に先立ち、先の実施形態に
て使用されるトランスポンダ12の送信機24に類似し
た送信機が、例えば、それを乗り物内に物理的に転送す
ることにより多数の位置にて配置される。各位置におい
て、送信機の位置が正確に決定される。多重歪みの効果
をうまく回避するために、これは多数の方法においてな
されてもよい。例えば、位置決定は増加された正確さの
ためのより長い周期に行き亘ってもよいし、或いは送信
機の位置が、推測航法或いは測量技術を使用して、知ら
れた位置、例えば、基地局の一つから外挿されてもよ
い。
Furthermore, it is not even necessary to use multiple transponders, and the transponder is E-
It need not be available at the time the 911 call is made. This possibility is explained in the context of the second preferred embodiment of the invention shown in FIG. This embodiment obviates the multiple transponders used in the first embodiment and instead relies on a pre-collected database of position correction information. Prior to use of the system to perform any position determination, a transmitter similar to transmitter 24 of transponder 12 used in the previous embodiments, for example, by physically transferring it into the vehicle. It is placed in a number of positions. At each position, the position of the transmitter is accurately determined. This may be done in a number of ways to successfully avoid the effects of multiple distortions. For example, the position fix may extend over a longer period for increased accuracy, or the position of the transmitter may be known using known techniques such as dead reckoning or surveying techniques, e.g. May be extrapolated from one of

【0049】一度送信機の位置が知られると、信号が送
信機から基地局14に送信され、そして、その受信され
た信号に対応する原位置データが各基地局14から基地
局コントローラ18に送信される。この処理は多数の異
なる位置nにて繰り返される。ついで、粗い位置PTic
が、与えられた位置iのための集合データから導出さ
れ、そして上述したように、与えられた位置iに対する
送信機歪みベクトル バーδn を導出するために対応の
知られた実際の位置PTia と比較され得る。そして送信
機歪みベクトル バーδT1乃至バーδTnが基地局コント
ローラ18のメモリ内に記憶される。
Once the position of the transmitter is known, a signal is transmitted from the transmitter to the base station 14 and original position data corresponding to the received signal is transmitted from each base station 14 to the base station controller 18. To be done. This process is repeated at many different positions n. Then, the coarse position P Tic
Are derived from the aggregate data for a given position i, and, as described above, the corresponding known actual position P Tia to derive the transmitter distortion vector bar δ n for the given position i. Can be compared with. The transmitter distortion vectors δ T1 to δ Tn are then stored in the memory of the base station controller 18.

【0050】そのシステムがE−911発呼のための位
置測位点を提供するために要求されるとき、基地局14
は第1実施形態におけるように図10のステップ100
においてローバ16からE−911要求を受信する。そ
れから、覚醒のためにトランスポンダを選択する代わり
に、それは図10のステップ146において原位置デー
タを発生し、E−911要求を基地局コントローラ18
に知らせ、そしてステップ148において基地局コント
ローラ18にローバ16用原位置情報を提供する。基地
局コントローラ18は図11のステップ150において
他の基地局14のみならず初期の基地局14からの原位
置情報を受信し、ステップ152にて(粗い位置PRc
より示されるような)ローバ16の概略的な近くにおい
て、予め記録された位置のための送信機歪みベクトル
バーδn を再生し、ステップ138においてトランスポ
ンダ歪みベクトル バーδn の相対的な絶対値wTiを計
算し、そしてステップ140にて上述したように多重歪
みベクトル バーδR を得る。ついで、ローバの粗い位
置PRcが、ワイヤライン回路網に渡される実際のローバ
位置Praを得るためにステップ142にて修正される。
When the system is required to provide positioning points for E-911 calls, base station 14
As in the first embodiment, step 100 of FIG.
At, the E-911 request is received from the rover 16. Then, instead of selecting a transponder for awakening, it generates in-situ data in step 146 of FIG. 10 and sends an E-911 request to the base station controller 18
And provide the base station controller 18 with in-situ information for the rover 16 in step 148. The base station controller 18 receives the original position information from the initial base station 14 as well as the other base stations 14 in step 150 of FIG. 11, and in step 152 the rover 16 (as indicated by the coarse position P Rc ). Transmitter distortion vector for pre-recorded position, approximately near
The bar δ n is regenerated, the relative absolute value w Ti of the transponder strain vector δ n is calculated in step 138, and the multiple strain vector δ R is obtained in step 140 as described above. The rover coarse position P Rc is then modified at step 142 to obtain the actual rover position P ra passed to the wireline network.

【0051】この実施形態は多重の較正トランスポンダ
の潜在的に高価なアレイの配備を避けるという利益を有
する。しかしながら、それは静的な多重歪みの効果を打
ち消し得るだけであり、そして動的な歪み要素を処理で
きない。本発明は添付図面を参照してそのより好ましい
実施形態との関連にて十分に説明されたが、色々な変形
や修正が当業者にとって明らかになるということが知ら
れるべきである。そのような変形や修正は付属の請求項
により規定されるように本発明の範囲内に含まれるよう
理解されるべきである。
This embodiment has the benefit of avoiding the deployment of a potentially expensive array of multiple calibration transponders. However, it can only cancel the effects of static multi-distortion and cannot handle dynamic strain elements. While the present invention has been fully described in connection with its more preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, it should be understood that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. Such variations and modifications should be understood to be within the scope of the invention as defined by the appended claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】下記トポグラフィにおける本発明の第1のより
好ましい実施形態を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a first more preferred embodiment of the present invention in the following topography.

【図2】ローバの位置の差動的修正のために基地局へ応
答信号を提供する第1実施形態によるトランスポンダを
示す図である。
FIG. 2 shows a transponder according to a first embodiment providing a response signal to a base station for the differential correction of the position of the rover.

【図3】E−911発呼中にローバの位置を決定すると
きの第1実施形態におけるローバ、基地局及びトランス
ポンダの間のトランザクションを示す図である。
FIG. 3 shows a transaction between a rover, a base station and a transponder in the first embodiment when determining the position of the rover during an E-911 call.

【図4】第1実施形態における多重歪み状態のもとロー
バの位置を決定するために基地局、トランスポンダ及び
基地局コントローラの動作を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing operations of a base station, a transponder, and a base station controller for determining a position of a rover under a multi-distortion state in the first embodiment.

【図5】第1実施形態による多重較正トランスポンダの
ブロックダイヤグラムである。
FIG. 5 is a block diagram of a multi-calibration transponder according to the first embodiment.

【図6】ローバが選択的に高電力伝送を提供する第1実
施形態の変形例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a modification of the first embodiment in which a rover selectively provides high power transmission.

【図7】ローバの初期的なE−911要求が十分な基地
局により受信されずそしてトランスポンダが高電力レベ
ルにて再送信する時の第1実施形態の変形例を示す図で
ある。
FIG. 7 shows a variation of the first embodiment when the rover's initial E-911 request is not received by enough base stations and the transponder retransmits at a high power level.

【図8】トランスポンダの応答が基地局により受信され
ずそしてトランスポンダが高電力レベルにて再送信する
ときの第1実施形態の変形例を示す図である。
FIG. 8 shows a variation of the first embodiment when the transponder's response is not received by the base station and the transponder retransmits at a high power level.

【図9】多重歪みに対するローバの位置を修正するとき
の第1実施形態における基地局コントローラの処理を示
す図である。
FIG. 9 is a diagram showing processing of the base station controller in the first embodiment when correcting the position of the rover with respect to multiple distortion.

【図10】本発明の第2のより好ましい実施形態による
ローバの位置を決定するときのトランザクションを示す
図である。
FIG. 10 shows a transaction when determining the position of a rover according to the second more preferred embodiment of the present invention.

【図11】第2実施形態における基地局コントローラ修
正処理を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a base station controller correction process in the second embodiment.

【図12】GPS人工衛星とローバとの間の多重伝播の
典型的な道を示す図である。
FIG. 12 shows a typical path of multiple propagation between a GPS satellite and a rover.

【図13】市街地トポグラフィにおける多重効果に起因
するローバの位置の歪みを示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing rover position distortion due to multiple effects in urban topography.

【図14】市街地トポグラフィにおける多重効果に起因
するローバの位置の歪みを示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing rover position distortion due to multiple effects in urban topography.

【図15】市街地トポグラフィにおける多重効果に起因
するローバの位置の歪みを示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing rover position distortion due to multiple effects in urban topography.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12…トランスポンダ、14…基地局、16…ローバ、
18…基地局コントローラ、22…送信機、24…受信
機、26…コントローラ、28…電源。
12 ... Transponder, 14 ... Base station, 16 ... Rover,
18 ... Base station controller, 22 ... Transmitter, 24 ... Receiver, 26 ... Controller, 28 ... Power supply.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 7/24 - 7/26 102 H04Q 7/00 - 7/38 Front page continuation (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04B 7/ 24-7/26 102 H04Q 7/ 00-7/38

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 通信信号を発する移動通信装置と、 較正信号をそれぞれ発する複数の送信機と、 前記通信信号及び前記較正信号をそれぞれ受信しそして
そこで受信された前記通信信号及び前記較正信号の特性
に基づき受信情報をそれぞれ発生する複数の第1の局
と、 前記第1の局から前記受信情報を受信し、前記送信機に
対応する前記受信情報を使用することにより前記移動通
信装置の修正位置を決定し、そして前記修正位置を通信
回路網に提供する第2の局とを備える位置決定システム
であって、 前記第1の局のうちの少なくとも一つは、さらに、前記
送信機のうちの少なくとも一つに覚醒コマンドを送信す
るようになっており、 前記送信機のうちの少なくとも一つは、前記覚醒信号を
チェックするために休眠モードから活性モードに周期的
に切り換わり、そして前記覚醒信号が存在するときその
較正信号を発するようになっているトランスポンダであ
って、前記休眠モードの電力消費率は前記活性モードの
電力消費率よりも低い位置決定システム
1. A mobile communication device emitting a communication signal, a plurality of transmitters each emitting a calibration signal, characteristics of the communication signal and the calibration signal received by the communication signal and the calibration signal, respectively. A plurality of first stations that respectively generate reception information based on the received information, and the corrected position of the mobile communication device by receiving the reception information from the first station and using the reception information corresponding to the transmitter. And a second station for determining the corrected position and providing the corrected position to the communication network.
And at least one of the first stations further comprises:
Send a wake-up command to at least one of the transmitters
And at least one of the transmitters transmits the wake-up signal.
Periodic from sleep mode to active mode to check
, And when the awakening signal is present,
A transponder adapted to emit a calibration signal
Therefore, the power consumption rate of the sleep mode is the same as that of the active mode.
Positioning system lower than power consumption rate .
【請求項2】 通信信号を発する移動通信装置と、 較正信号をそれぞれ発する複数の送信機と、 前記通信信号及び前記較正信号をそれぞれ受信しそして
そこで受信された前記通信信号及び前記較正信号の特性
に基づき受信情報をそれぞれ発生する複数の第1の局
と、 前記第1の局から前記受信情報を受信し、前記送信機に
対応する前記受信情報を使用することにより前記移動通
信装置の修正位置を決定し、そして前記修正位置を通信
回路網に提供する第2の局とを備える位置決定システム
であって、 前記送信機のうちの少なくとも一つは、その較正信号
を、前記移動通信装置の標準通信電力レベルよりも高い
電力レベルにて発するようになっている位置決定システ
2. A mobile communication device emitting a communication signal, a plurality of transmitters each emitting a calibration signal, respectively receiving said communication signal and said calibration signal, and
Characteristics of the communication signal and the calibration signal received there
A plurality of first stations that respectively generate reception information based on
And receives the received information from the first station, and sends the received information to the transmitter.
By using the corresponding received information, the mobile communication
The correction position of the communication device and communicate the correction position
Positioning system comprising a second station providing to a network
And at least one of the transmitters has a calibration signal
Higher than the standard communication power level of the mobile communication device
Positioning system adapted to emit at power level
Mu .
【請求項3】 前記第1の局のうちの少なくとも一つ
は、さらに、前記送信機のうちの前記少なくとも一つに
コマンドを発してその較正信号を前記より高い 電力レベ
ルにて送信するようになっており、 前記送信機のうちの少なくとも一つは、前記較正信号を
前記コマンドにて指定されるレベルにて発するトランス
ポンダであることを特徴とする 請求項に記載の位置決
定システム。
3. At least one of said first stations
To the at least one of the transmitters
Command to send its calibration signal to the higher power level.
And at least one of the transmitters transmits the calibration signal.
A transformer that emits at the level specified by the above command
The position determination system according to claim 2 , wherein the position determination system is a ponder .
【請求項4】 移動通信装置から通信信号を発するステ
ップと、 複数の送信機の各々から較正信号を発するステップと、 複数の第1の局の各々にて前記通信信号及び前記較正信
号を受信しそしてそこで受信されるような前記通信信号
及び前記較正信号の特性に基づき受信情報を発生するス
テップと、 前記送信機に対応する受信情報を使用して前記移動通信
装置の修正位置を決定するステップと、 前記修正位置を通信回路網に提供するステップとを備え
る移動通信装置の位置を決定する方法であって、 前記第1の局のうちの少なくとも一つから前記送信機の
うちの少なくとも一つに覚醒コマンドを送信するステッ
プと、 前記送信機のうちの少なくとも一つを休眠モードから活
性モードに周期的に切り換えて前記覚醒信号をチェック
するステップと、 前記覚醒信号が存在するとき前記送信機のうちの前記少
なくとも一つから較正信号を発するステップとをさらに
備え、前記休眠モードの電力消費率は前記活性モードの
電力消費率よりもより低い移動通信装置の位置を決定す
る方法。
4. A system for transmitting a communication signal from a mobile communication device.
And emitting a calibration signal from each of the plurality of transmitters, the communication signal and the calibration signal at each of the plurality of first stations.
Signal as it is received and received there
And generating a received information based on the characteristics of the calibration signal.
The mobile communication using the step and the reception information corresponding to the transmitter.
Determining the modified position of the device, and providing the modified position to the communication network.
A method for determining the position of a mobile communication device according to claim 1 , wherein at least one of the first stations
Steps to send a wakeup command to at least one of them
And at least one of the transmitters from sleep mode.
Check the awakening signal by periodically switching to sex mode
And the number of transmitters of the transmitter when the wake-up signal is present.
The step of issuing a calibration signal from at least one
The sleep mode power consumption rate is the active mode power consumption rate.
Determine the position of mobile communication device lower than power consumption rate
How to do.
【請求項5】 移動通信装置から通信信号を発するステ
ップと、 複数の送信機の各々から較正信号を発するステップと、 複数の第1の局の各々にて前記通信信号及び前記較正信
号を受信しそしてそこで受信されるような前記通信信号
及び前記較正信号の特性に基づき受信情報を発生するス
テップと、 前記送信機に対応する受信情報を使用して前記移動通信
装置の修正位置を決定するステップと、 前記修正位置を通信回路網に提供するステップとを備え
る移動通信装置の位置を決定する方法であって、 前記較正信号を発するステップは、前記移動通信装置の
標準の通信電力レベルよりもより高い電力レベルにて、
前記送信機のうちの少なくとも一つから較正信号を発生
するステップを備える移動通信装置の位置を決定する方
法。
5. A system for transmitting a communication signal from a mobile communication device.
And emitting a calibration signal from each of the plurality of transmitters, the communication signal and the calibration signal at each of the plurality of first stations.
Signal as it is received and received there
And generating a received information based on the characteristics of the calibration signal.
The mobile communication using the step and the reception information corresponding to the transmitter.
Determining the modified position of the device, and providing the modified position to the communication network.
A method of determining the position of a mobile communication device, the step of issuing the calibration signal comprising:
At higher power levels than standard communication power levels,
Generate a calibration signal from at least one of the transmitters
For determining the position of a mobile communication device, the method comprising:
Law.
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