JP4303587B2 - 無線ロケーション・システムにおける呼情報の監視 - Google Patents
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Description
本願は、現在では2001年2月6日発行の米国特許第6,184,829B1号であり、1999年1月8日に出願された、”Calibration for Wireless Location System”(無線ロケーション・システムの較正)と題する米国特許出願第09/227,764号の継続出願である、2000年3月31日に出願された、”Centralized Database for a Wireless Location system”(無線ロケーション・システム用集中データベース)と題する米国特許出願第09/539,352号の一部継続出願である。
システムのテストは、2,000平方マイルを超える面積をカバーする125のセル・サイトを含むまでに拡大された。これらのテスト中、本文書において論証され開示される技法の有効性がテストされ、さらに開発されて、このシステムは無線電話の位置を突き止めるためにこれまでに提案された他の方法の限界を克服することが立証された。
無線通信システムに使用されるエア・インターフェイス・プロトコルのタイプは多様である。これらのプロトコルは、米国においても国際的にも様々な周波数帯域で使用される。周波数帯域は、無線ロケーション・システムが無線電話の位置を突き止める効力に影響を及ぼさない。
AMPS−これは、米国においてセル式通信に使用されたオリジナルのエア・インターフェイス・プロトコルである。AMPSシステムにおいては、制御チャネル(RCC)が使用するために別個の専用チャネルが割り当てられる。TIA/EIA規格IS-553Aに従って、各制御チャネル・ブロックは、セルラー・チャネル333または334から始まらなければならないが、ブロックは可変長さとすることができる。米国においては、規約により、AMPS制御チャネル・ブロックは21チャネル幅であるが、26チャネル・ブロックの使用も知られている。逆音声チャネル(RVC)は、制御チャネルに割り当てられていないどのチャネルを占有することもできる。制御チャネル変調は、FSK(周波数偏移キーイング)であるが、音声チャネルはFM(周波数変調)を使って変調される。
無線ロケーションシステム即ちWLSは、セル式、PCSまたはESMRシステムなど無線通信システムの受動オーバーレイとして動作するように構成することができるが、その概念は単にこれらの通信システムのタイプに限定されない。無線通信システムは、一般的に言って、無線送信器およびセルサイトの設計が正確なロケーションを行うために必要な機能性を含まないので、無線装置の位置を突き止めるのに適さない。この用途において正確なロケーションは100から400フィートRMS(二乗平均平方根)の正確度として定義される。この正確度は、既存のセルサイトが達成可能なロケーション正確度(一般的に言ってセルサイトの半径に限定される)と区別される。一般的に、セルサイトは、無線送信器の位置を決定するために相互に協同するように設計またはプログラミングされていない。さらに、セル式およびPCS電話など無線送信器は、低コストになるように設計されているので、一般的言って、ロケート機能が組み込まれていない。WLSは、セルサイトへの変更はごく僅かで標準無線送信器への変更は全く伴わずに無線通信システムに低コストが加わるよう設計することができる。本システムは送信器を含まないため受動的と見なすことができ、従って無線通信システムに対して干渉を生じることはない。
一般的に言って、セル・サイトは、以下のアンテナ構成のうち1つを有する:(1) 1つまたは2つの受信アンテナを持つ全方向性サイト、または(2) 1つ、2つまたは3つのセクタを持ち各セクタにおいて1つまたは2つの受信アンテナが使用されるセクタ化サイト。米国においてまた国際的にセル・サイトの数が増大するにつれて、セクタ化セル・サイトが優勢な構成になっている。しかし、マイクロセルおよびピコセルの数も増えており、これらは全方向性である可能性がある。従って、SCS 10は、これらの典型的セル・サイトのどれのためにも構成できるように設計されており、1つのセル・サイトにアンテナをいくつでも採用できるメカニズムを備えている。
無線ロケーション・システムは、ネットワーク内に含まれる全てのSCS 10における正確な時間決定に依存している。これまでの開示においていくつもの異なるタイミング生成システムが説明されてきたが、現在最も望ましい実現例は、強化GPS受信器10-6を基盤とするものである。強化GPS受信器は、受信器がGPS信号のタイミング不安定性を取り除くアルゴリズムを含んでいる点で伝統的GPS受信器と異なっており、ネットワーク内に含まれる任意の2つのSCS 10が相互に約10ナノ秒の範囲内でタイミング・パルスを受け取ることができるようにする。この強化GPS受信器は現在市販されており、無線ロケーション・システムのこれまでの実現において見られた時間基準関係の誤差の一部をさらに減少する。この強化GPS受信器は非常に正確な時間基準を生成することができるが、受信器の出力はまだ許容できない位相雑音を発する可能性がある。従って、受信器の出力は、位相雑音が0.01度RMS未満で10MHzおよび秒あたり1パルス(1PPS)の基準信号を生成することができる低位相雑音の水晶発振器駆動の位相ロック・ループ回路に入力されて、無線ロケーション・システム・ネットワーク内の任意のSCS 10でのパルス出力は別のSCS 10での他のパルスから10ナノ秒以内にある。このような強化GPS受信器、水晶発振器および位相ロック・ループの組み合わせは、安定した時間および周波数基準信号を低位相雑音で生成するための現在最も望ましい方法である。
無線送信器が送信を行うと、無線ロケーション・システムは、地理的に分散する複数のセル・サイトに配置される複数のSCS 10で送信を受信しなければならない。従って、各SCS 10は、送信が発せられるどのようなRFチャネルでの送信も受信する能力を有する。さらに、SCS 10は複数のエア・インターフェイス・プロトコルをサポートすることができるので、SCS 10は、複数のタイプのRFチャネルもサポートする。これは、一般に1つのタイプのチャネルしか受信せず各セル・サイトにおいて選択RFチャネルでしか受信できない現在のほとんどの基地局受信器と対照的である。例えば、典型的なTDMA基地局受信器は、30KHzの帯域幅のチャネルしかサポートせず、各受信器は、あまりしばしば周波数を変えない(すなわち、比較的固定した周波数プランがある)単一のチャネルでのみ信号を受信するようプログラムされる。従って、ある所与の周波数の送信を受信するTDMA基地局の受信器は非常に少数となる。別の例として、一部のGSM基地局受信器は周波数ホッピングができるとしても、一般的言って、複数の基地局の受信器が、ロケーション処理を行うために同時に単一の周波数に同調することはできない。事実、GSM基地局の受信器は、混信を最小限に抑えるように、別の送信が使用しているRFチャネルを使用するのを避けるために周波数ホッピングを行うようにプログラムされている。
広帯域受信器モジュールに加えてまたはその代替として、SCS 10は、受信器モジュール10-2の狭帯域実現例もサポートする。無線通信システムが使用するRFチャネル全てを同時に受信できる広帯域受信器モジュールと対照的に、狭帯域受信器は、1回に1つまたは少数のRFチャネルしか受信できない。例えば、SCS 10は、2つの隣接する30KHzチャネルをカバーするAMPS/TDMAシステム用の60KHz狭帯域受信器をサポートする。この受信器は、広帯域モジュールについて説明したのと同様デジタル受信器であるが、受信器モジュールをコマンドに応じて様々なRFチャネルに動的に同調するために周波数合成および混合回路が使用される。この動的同調は、一般に、1ミリ秒以下で行うことができ、受信器は、ロケーション処理のためにRFデータを受け取りデジタル化する必要がある限り、特定のRFチャネルにとどまることができる。
第一の無線送信器は先験的に特定のRFチャネルでの送信に関わる;
無線ロケーション・システムは、第一の無線送信器の位置推定をトリガする(トリガは、内部的にまたはコマンド/応答インターフェイスを通じて外部的に生じる);
無線ロケーション・システムは、現在第一の無線送信器が使用中のセル・サイト、セクタ、RFチャネル、タイムスロット、ロング・コード・マスク、および暗号化キー(全てのインターフェイス・プロトコルのために全ての情報エレメントが必要であるとは限らない)を決定する;
無線ロケーション・システムは、適切な第一のSCS 10の適切な第一の狭帯域受信器を指定されるセル・サイトおよびセクタのRFチャネルおよびタイムスロットに同調する。ここで、適切とは一般に利用可能でかつ並置されるまたは近接することを意味する;
第一のSCS 10は、一般には数マイクロ秒から数十ミリ秒のRFデータのタイム・セグメントを第一の狭帯域受信器から受け取り、送信の出力、SNRおよび変調特性を評価する;
送信の出力またはSNRが予め決められた閾値より低い場合、無線ロケーション・システムは、予め決められた長さの時間待った後、上記の第三のステップ(無線ロケーション・システムがセル・サイト、セクタなどを決定するステップ)に戻る;
送信がAMPS音声チャネル送信であり、変調が閾値より低い場合、無線ロケーション・システムは、第一の無線送信器において「ブランク・アンド・バースト」を生じるために第一の無線送信器にコマンドを送るよう無線通信システムに命じる;
無線ロケーション・システムは、予め決められた長さの時間無線送信器を別のRFチャネルにハンドオフするのを防ぐよう、無線通信システムに要求する;
無線ロケーション・システムは、第一の無線送信器がハンドオフを防止される時間的長さおよび命じられる場合には無線通信システムが「ブランク・アンド・バースト」を生じるために第一の無線送信器にコマンドを送る時間的長さを指示する無線通信システムからの応答を受け取る;
無線ロケーション・システムは、ロケーション処理に使用されるアンテナのリストを決定する(アンテナ選択プロセスについては下に説明する);
無線ロケーション・システムは、選択されたアンテナに接続される狭帯域受信器が第一の無線送信器が現在使用中のRFチャネルからのRFデータを同時に収集し始めるために使用可能となる時点である初期無線ロケーション・システム・タイムスタンプを決定する;
初期無線ロケーション・システム・タイムスタンプおよび無線通信システムからの応答の時間的長さに基づいて、無線ロケーション・システムは、ロケーション処理に使用されるアンテナに接続される狭帯域受信器に、現在第一の無線送信が使用中のセル・サイト、セクタおよびRFチャネルに同調し、予め決められた滞留時間(信号の帯域幅、SBRおよび積分要件に基づき)RFデータを受け取るよう命じる;
狭帯域受信器が受け取ったRFデータは、デュアル・ポート・メモリに書き込まれる;
受け取ったRFデータについてのロケーション処理は、特許第5,327,144号および5,608,410号および下の節において説明されるとおりに始まる;
無線ロケーション・システムは、再び、第一の無線送信器が現在使用中のセル・サイト、セクタ、RFチャネル、タイムスロット、ロング・コード・マスク、および暗号化キーを決定する;
第一の無線送信器が現在使用中のセル・サイト、RFチャネル、タイムスロット、ロング・コード・マスクおよび暗号化キーが問い合わせ中に(すなわちRFデータ収集の前後に)変わった場合、無線ロケーション・システムは、ロケーション処理を中止し、RFデータ受信時間中に無線送信器が送信状態を変えたためロケーション処理が失敗したという警告メッセージを発し、このプロセス全体を再トリガする;
受け取ったRFデータに関するロケーション処理は、下に説明するステップに従って完了する。
SCSディジタル受信機モジュール10−2は、特定の帯域幅とビット分解を有するディジタル化されたRFデータストリームを出力する。例えば、15MHzの広帯域受信機の具体例は、サンプル1つ当たり14ビット分解で、毎秒6000万個のサンプルを含むデータストリームを出力することができる。このRFデータストリームは、無線通信システムによって使用されるRFチャネルのすべてを含むだろう。DSPモジュール10−3はディジタル化データストリームを受け取って、ディジタルミキシングおよびフィルタリングによって任意の個別のRFチャネルを抽出することが可能である。さらに、DSPは、SCS 10とTLP 12との間の帯域幅要件を低減させることが必要な場合に、無線ロケーションシステムからのコマンドに基づいてビット分解を低減させることも可能である。無線ロケーションシステムは、各ロケーションに関する処理要件に基づいて、ディジタル化されたベースバンドRFデータを転送する際のビット分解を動的に選択することが可能である。DSPは、アナログ構成部品を使用してミキシングとフィルタリングとを行う結果として生じる可能性があるシステミック誤差を低減させるために、これらの機能のために使用される。DSPの使用は、任意の2つのSCS 10の間の処理における完全な整合を可能にする。
SCS 10のサービスエリア内で使用されてよい起こり得る制御および/または音声チャネルの各々に関して、ペグカウンタ(peg counter)が設定され(ステップS7−1)、
検出期間の開始時に、全ペグカウンタがゼロにリセットされ(ステップS7−2)、
特定のRFチャネルで送信が生じ、かつ、受信した電力レベルが特定のプリセット閾値を上回る毎に、そのRFチャネルに関するペグカウンタが増分され(ステップS7−3)、
特定のRFチャネルで送信が生じ、かつ、受信した電力レベルが第2の特定のプリセット閾値を上回る毎に、DSPモジュールが、第1の好ましいプロトコルを使用して送信の特定の部分の復調が試みられる(ステップS7−4)。復調が成功した場合には、そのチャネルに関する第2のペグカウンタが増分され(ステップS7−5)、
復調に失敗した場合には、DSPモジュールが第2の好ましいプロトコルを使用して送信の一部分の復調が試みられ(ステップS7−6)、
復調が成功した場合には、そのチャネルに関する第3のペグカウンタが増分され(ステップS7−7)、
検出期間の終了時に、無線ロケーションシステムが全ペグカウンタが読み取られ(ステップS7−8)、
無線ロケーションシステムがペグカウンタに基づいて1次チャネルが自動的に割り当てられる(ステップS7−9)。
図2Fに示す制御および通信モジュール10−5が、データバッファ10−5−1と、コントローラ10−5−2と、メモリ10−5−3と、CPU 10−5−4と、T1/E1通信チップ10−5−5とを含む。このモジュールは、特許第5,608,410号にすでに開示されている多くの特徴を有する。この実施形態では幾つかの強化策が加えられている。例えば、SCS 10は、制御および通信モジュール上のCPUがそのプログラムされたソフトウェアを実行することを停止する場合にさえ、自動遠隔リセット能力を含む。この能力は、SCS 10が正常に動作しなくなった場合に技術者がSCS 10をリセットするためにセルサイトに行くことを不要にするので、無線ロケーションシステムの稼働コストを低減させることが可能である。自動遠隔リセット回路が、特定のビットシーケンスに関してSCS 10とTLP 12の間の通信インタフェースを監視することによって動作する。このビットシーケンスは、SCS 10とTLP 12の間の正常な通信の最中には生じないシーケンスである。例えば、このシーケンスは、すべて「1」のパターンから成ってもよい。リセット回路はCPUとは無関係に動作し、したがって、CPUがロック状態または他の非動作状態になっている場合でさえ、このリセット回路は依然としてSCS 10のリセットを実現してCPUを動作状態に戻すことが可能である。
SCS 10のアーキテクチャは、ディジタル受信機とディジタル信号プロセッサとを含むディジタル技術に主に基づいている。RF信号がディジタル化され終わると、タイミングと周波数と位相差とが様々なプロセスで注意深く制御されることが可能である。さらに重要なことには、あらゆるタイミングと周波数と位相差とが、無線ロケーションシステムで使用される様々な受信機と様々なSCS 10との間で完全に整合させられることが可能である。しかし、ADCの前に、RF信号は、アンテナとケーブルとローノイズ増幅器とフィルタとデュプレクサ(duplexor)とマルチカプラとRFスプリッタとを含む多数のRF構成部品を通過する。これらのRF構成部品の各々は、遅延および位相/周波数応答を含む無線ロケーションシステムにとって重要な特性を有する。RFおよびアナログ構成部品が、図2GのSCS 10AとSCS 10BのようなSCS 10の対の間で完全に整合している時には、これらの特性の影響はロケーション処理において自動的に排除される。しかし、これらの構成部品の特性が整合していない場合には、ロケーション処理はこの不整合の結果として生じる機器誤差を偶発的に含む可能性がある。さらに、こうしたRF構成部品の多くは、電力や時間や温度に関する不安定性、または、ロケーションの算出に機器誤差を加える可能性がある他の因子の影響を受ける可能性がある。したがって、無線ロケーションシステムのRF構成部品を校正しかつ無線ロケーションシステムの性能を定期的に監視するために、幾つかの発明的な技術が開発されてきた。校正の次に、無線ロケーションシステムは、これらの機器誤差の補正に使用するために、こうした遅延および位相/周波数応答の値を(すなわち、RFチャネル番号によって)、無線ロケーションシステム内のテーブルに格納する。次では、こうした校正方法を説明するために図2G−2Jを参照する。
図2Gを参照すると、無線ロケーションシステムのタイミングの安定性がベースラインに沿って測定され、この場合に、各ベースラインは、2つのSCS 10A、10Bと、こられの間に引かれている仮想線(A−B)とによって構成されている。TDOA/FDOAタイプの無線ロケーションシステムでは、無線送信機のロケーションが、各SCS 10が無線送信機からの信号の到着に関して記録する時間の差を測定することによって算出される。したがって、各ベースラインに沿ってSCS 10によって測定される時間の差は、無線送信機からの信号の送信時間に大きく基づいており、SCS 10自体のRFおよびアナログ構成部品における変動には最小限しか基づいていないということが重要である。無線ロケーションシステムの精度目標を満たすために、任意のSCS 10対に関するタイミング安定性が100ナノ秒RMS(2乗平均平方根)よりも著しく小さい値に維持される。こうして、無線ロケーションシステムの構成部品は、無線送信機のロケーションの推定において100フィートRMS未満の機器誤差をもたらすだろう。この誤差の一部分は、無線ロケーションシステムを校正するために使用される信号の曖昧性を原因とする。この曖昧性は公知のCramer−Rao下界等式から算出できる。AMPS逆制御チャネルの場合には、この誤差は約40ナノ秒RMSである。誤差の残り部分は、主にSCS 10内のRFおよびアナログ構成部品である無線ロケーションシステムの構成部品を原因とする。
外部的な校正の方法に加えて、本発明の目的は、無線ロケーションシステムのSCS 10で使用される広帯域ディジタル受信機の全チャネルを校正することである。外部的な校正の方法は、典型的には、広帯域ディジタル受信機に使用される多数のチャネルの中の単一のチャネルだけを校正する。これは、固定された校正送信機が、通常は、典型的には毎回同じ制御チャネルである最大電力の制御チャネルをスキャンするからである。しかし、広帯域ディジタル受信機の転送機能は、その他の関連の構成部品と共に、完全に一定不変のままではなく、時間と温度とに応じて変化するだろう。したがって、外部的な校正の方法が適切に単一のチャネルを校正することが可能であっても、残りの他のチャネルも校正されるという保証はない。
次で説明する外部的な校正の方法を、アンテナとフィルタとデュプレクサとマルチカプラとスプリッタとSCS受信機システムに関連付けられたケーブルとを含むことが好ましい、時間および周波数に応じて変動する変換関数によって特徴付けられているSCS 10受信機システムと組み合わせて使用することができる。この方法は、外部送信機から安定した既知の広帯域校正信号を送信する段階を含む。その次に、広帯域校正信号が、SCS受信機システムの指定された帯域幅全体にわたって変換関数を推定するために使用される。その次に、この変換関数の推定値が、後続のTDOA/FDOA測定値に対する変換関数の変化の影響を緩和するために使用される。無線ロケーションシステムをホストする無線通信システムに干渉することを防止するために、外部送信が短時間で低電力であることが好ましい。
本発明の別の側面が、SCS受信機システムにおける局バイアスを補正する校正方法に関する。「局バイアス」とは、無線送信機からのRF信号がアンテナに到達する時点と同じ信号が広帯域受信機に到達した時点との間の有限な遅延として定義される。本発明の方法が、アンテナからフィルタまでのケーブルの長さを測定し、このケーブルの長さに関連した対応する遅延を算出する段階を含む。さらに、この方法は、既知の信号をフィルタ、デュプレクサ、マルチカプラ、または、RFスプリッタに送り込み、広帯域受信機に対する各構成部品の入力からの遅延と位相/周波数応答とを測定することを含む。その次に遅延値と位相値を組み合わせ、後続のロケーション測定値を補正するために使用する。上述のGPSベースのタイミング生成と共に使用する時には、この方法は、GPSケーブル長を補正することを含むことが好ましい。さらに、エージングと天候のために生じるかも知れない局バイアスの変化を監視するために、外部で生成された信号を使用することが好ましい。最後に、無線ロケーションシステム内の各受信機システムに関するRFチャネルによる局バイアスが、後続のロケーション処理の補正に使用するために無線ロケーションシステム内にテーブル形式で記憶されることが好ましい。
無線ロケーションシステムは、定期的かつ継続的に性能を監視するために、校正と同様の方法を使用する。これらの方法を図2Kと図2Lの流れ図に示す。2つの性能監視方法、すなわち、固定電話機と測量地点の駆動検査(drive testing of surveyed points)とを使用する。固定電話機法は下記の諸ステップを含む(図2Kを参照されたい):
標準的な無線送信機を、無線ロケーションシステムのサービスエリア内の様々な地点に恒久的に配置し(この場合に、これらは固定電話機として知られている)(ステップS−30)、
固定電話機が配置された地点の位置が予め決められた距離(例えば10フィート)の範囲内で正確に判明するように、これらの地点を測量する(ステップS−31)。
無線通信システム上の全無線通信機に関してその無線通信システムによって設定されたレートと時間間隔で、固定電話機がその無線通信システム上に登録されることが許可され(ステップS−33)、
固定電話機による登録送信の各々において、無線ロケーションシステムが、通常のロケーション処理を使用して固定電話機の位置を発見し(校正送信機の場合と同様に、無線ロケーションシステムは、テーブル内に識別情報を記憶することによって固定電話機からのものとして送信を識別することが可能である)(ステップS−34)、
無線ロケーションシステムは、ロケーション処理によって求められた計算上の位置と測量によって求められた記憶された位置との間の誤差を計算する(ステップS−35)。
AP 14は瞬間誤差と他の測定パラメータ(一括して拡張位置レコードと呼ぶ)とを監視し、さらに、誤差と他の測定パラメータとの様々な統計値を計算し(ステップS−37)、
誤差または他の値のいずれかが、瞬間的に、または、指定された数の位置推定値全体における統計的フィルタリングを行った後で、予め決められた閾値または履歴統計値を上回る場合には、AP 14が無線ロケーションシステムのオペレータに警報を送る(ステップS−38)。
図1と図1Aと図3に示されているTLP 12が、無線ロケーションシステムの様々な側面、特にSCS 10を管理しかつロケーション処理を制御する中央ディジタル信号処理システムである。ロケーション処理がDSPを多用するので、TLP 12の主な利点の1つは、DSPリソースが無線ロケーションシステム内のSCS 10のいずれかにおける送信によって開始されるロケーション処理の間で共用可能であるということである。すなわち、SCS 10におけるDSPの追加コストが、リソースを中央で利用可能にしておくことによって低減される。図3に示すように、TLP 12の3つの主要な構成部品、すなわち、DSPモジュール12−1と、T1/E1通信モジュール12−2と、コントローラモジュール12−3とが存在する。
TLP 12は、無線ロケーションシステム内の問題の操作と診断に非常に有効である診断ポートをサポートする。この診断ポートは、TLP 12において構内でアクセスされることも、TLP 12をAPに接続するイーサネット(登録商標)ネットワークを介して遠隔アクセスされることも可能である。この診断ポートは、SCS 10から受け取った復調およびRFデータすべてと、すべてのロケーション処理の中間結果と最終結果とを、オペレータがファイルに書き込むことを可能にする。このデータは位置推定値の処理後にTLP 12から消去され、したがって、診断ポートは後続の後処理と分析のためのデータを保存する手段を提供する。大規模な無線ロケーションシステムを運用する際の本発明者の経験は、非常に少数の位置推定値が時として非常に大きな誤差を有する可能性があり、および、こうした大きな誤差は、あらゆる測定期間全体にわたる無線ロケーションシステムの動作統計値全体を支配する可能性があるということである。したがって、こうした誤差を診断し緩和するために、無線ロケーションシステムが非常に大きな誤差の原因を検出して捕捉することを可能にする一連のツールをオペレータに提供することが重要である。診断ポートは、すべての位置推定値、特定の無線送信機からの位置推定値もしくは特定の検査地点における位置推定値、または、特定の基準に合致する位置推定値に関して上述の情報を保存するように設定されることが可能である。例えば、固定電話機、または、測量地点の駆動検査の場合に、診断ポートは、位置推定値の誤差をリアルタイムで求めて、予め決められた閾値を誤差が超える位置推定値だけに関して上述の情報を書き込むことが可能である。診断ポートは、各々の固定電話機および駆動検査地点の測量された緯度/経度座標をテーブル内に記憶することと、その次に、対応する検査地点に関する位置推定値が算出される時に半径誤差を算出することとによって、リアルタイムで誤差を算出する。
TLP 12は、無線位置検出のシステムがMプラスNの冗長性の方法を支持することを許容しつつ、幾つかの発明的な技術を使用して冗長性を実現させる。MプラスNの冗長性は、N個の冗長な(または待機の)TLPのシャーシが、M個のオンラインTLPのシャーシに完全な冗長性のバックアップを提供するよう使用されることを意味する。例えば、Mは10であり、Nは2であることが可能である。
TLP 12の故障した構成部品が、TLPシャーシ全体をオフライン状態に置くことなしに交換されることが可能である。例えば、1つの電源が故障した場合には、冗長電源がそのシャーシの負荷を単独でサポートするのに十分な容量を有する。故障した電源は、そのシャーシの負荷からその電源自体を取り除くがそのシャーシのさらなる劣化は引き起こさないための必要な回路系を含む。これと同様に、故障したDSPモジュールは、バックプレーンまたは他のモジュールの故障を引き起こさないように、そのモジュール自体をシャーシの稼働中の部分から取り外すことも可能である。このことは、第2のDSPモジュールを含むシャーシの残り部分が正常に機能し続けることを可能にする。当然のことながら、このシャーシの全処理スループットは減少するが、全面的な故障は回避される。
AP 14は、無線ロケーションシステム全体を管理し、外部ユーザとアプリケーションとにインタフェースを提供し、位置レコードおよび構成を記憶し、かつ、様々なアプリケーション関連の機能性をサポートする、幾つかのソフトウェアプロセスを含む集中形データベースシステムである。AP 14は、無線ロケーションシステムのスループットに適合するサイズにされている市販のハードウェアプラットホームを使用する。さらに、AP 14は市販のリレーショナルデータベースシステム(RDBMS)を使用し、このリレーショナルデータベースシステムは、本明細書で説明する機能性を提供するように高度にカストマイズされている。SCS 10とTLP 12は、位置を算出して位置レコードを生成するように純粋にリアルタイムベースで共に動作することが好ましいが、AP 14は、位置レコードを記憶し転送するためにはリアルタイムベースで動作し、かつ、位置レコードを後処理し時間の経過に応じてアクセスと報告を提供するためには非リアルタイムベースで動作することが可能である。様々なタイプのシステムおよびアプリケーション分析のために位置レコードを記憶し検索し後処理する能力が、本発明の強力な利点であることがすでに実証されている。ソフトウェアプロセスの主要な集まりが、図4に示してあるApCoreとして知られており、これは次に機能を含む。
AP14は、異なる都市内にあるか又は異なる無線キャリヤによって運営されている無線ロケーションシステム間での「ローミング」をサポートする。第1の無線送信機が第1の無線ロケーションシステム上の1つのアプリケーションに加入しており従って第1の無線ロケーションシステム内の第1のAP14内にタスキングリスト内のエントリを有する場合には、第1の無線送信機は同様にローミングに加入することもできる。各々の無線ロケーションシステム内の各々のAP14及びTLP12は、有効な「ホーム」加入者アイデンティティのリストが維持されている1つのテーブルを内含する。このリストは標準的に1つの範囲であり、例えば現行のセルラ電話についてはこの範囲は、セルラ電話のMIN又はMSIDに結びつけられたNPA/NXXコード(又はエリアコード及び交換局)により決定され得る。「ホーム」基準を満たす無線送信機が伝送を行なうとき、TLP12は単数又は複数のSCS10から復調されたデータを受信し、対象信号テーブル内のトリガー情報を検査する。いずれかのトリガー基準が満たされている場合、ロケーション処理はその伝送で始まり、そうでなければ、その伝送は無線ロケーションシステムにより処理されない。
一部のアプリケーションでは、無線送信機の一般的ロケーションの非常に高速な推定とそれに続いてひきつづき送ることのできるロケーションのより精確な推定が必要となる可能性がある。これは、例えば、無線呼出しを取扱いかつ呼出しルーティング決定を非常に迅速に行なわなければならないものの、より正確なロケーションがE9−1−1コール・テイカー電子マップ端末上に表示されるのをわずかに長く待機することのできるE9−1−1システムにとって価値あるものであり得る。無線ロケーションシステムはこれらのアプリケーションを、以下で記述する発明力ある多重パスロケーション処理モードでサポートする。AP14はこのモードを多重パスロケーション記録でサポートする。一部のエントリについては、AP14中のタスキングリストは、特定のアプリケーションがロケーションのおおよその推定をそれ以前に受信しなければならない最大タイムリミット及び特定のアプリケーションがそれ以内に第1のロケーション推定を受信しなければならない第2の最大タイムリミットを標示するフラグを内含する。これらの一部のアプリケーションについては、AP14は、例えば第1のパス推定(すなわちおおまかなもの)又は最終的パス推定にセットされうる、記録内に内含されたロケーション推定の状態を標示するフラグをロケーション記録内に内含している。無線ロケーションシステムは一般に、そのアプリケーションによってセットされたタイムリミット内の最良のロケーション推定を決定することになる、すなわち、無線ロケーションシステムは、そのタイムリミット内にサポートできるRFデータのほとんどの量を処理することになる。いずれの特定の無線送信機でも単数又は複数のアプリケーションについての1つのロケーション記録をトリガーできることから、無線ロケーションシステムは多数のモードを同時にサポートする。例えば、特定のMINを伴う無線送信機は「911」を呼出すことができる。こうして、E9−1−1アプリケーションについては2パスロケーション記録が、ただしその特定のMINを監視しているフリートマネージメントアプリケーションについては単一パスロケーション記録がトリガーされ得る。このことは、任意の数のアプリケーションに対し拡張可能である。
都市部又は過密な郊外エリア内の無線通信システムにおいては、周波数又はチャンネルは、比較的近距離で何度も再利用できる。無線ロケーションシステムは、無線通信システムを使用することなく無線伝送を独立して検出し復調する能力をもつことから、無線ロケーションシステム内で多重SCS10において単一無線伝送を頻繁に検出しうまく復調させることができる。このことは意図的及び非意図的の両方で起こりうる。非意図的な発生は、近い周波数の再利用によってひき起こされ、従って、各SCS10が自らSCS10と同時にロケーションが特定されたセルサイト内でのみ発生する伝送のみを監視していると考えられているとき、複数のSCS10において予め定められた閾値より上で特定の無線伝送が受信される可能性がある。特定のセルサイトで及び特定の周波数上で発生する伝送を検出し復調するべく複数のSCS10をプログラミングすることによって、意図的発生がひき起こされる。前述したとおり、これは一般に、いずれかの特定の無線伝送がうまく検出され復調される確率をさらに増大させるためシステム復調冗長性を提供するべく、隣接する又は近接した複数のSCS10について使用される。
無線位置検出のシステムは、移動体交換局(MSC)又は移動体位置決めコントローラ(MPC)といったような、無線通信システムへのインタフェース上で通信するための手段を内含する。このインタフェースは、例えば、IS−41又はTCP/IPプロトコルの最近のバージョンといったような標準的な安全プロトコルに基づいていてよい。これらのプロトコルの書式、フィールド及び認証アスペクトは周知のものである。無線ロケーションシステムはこのインタフェース上に、無線通信システムにロケーション記録を渡すための手段を提供するのと同様に、無線伝送の成功裡の検出、復調及びトリガーを補助するべく設計されているさまざまな指令/応答及び情報の識別子をサポートする。特に、このインタフェースは、どの無線送信機が特定のセルサイトで特定の音声チャンネルパラメータに割当てられたかについての情報を無線ロケーションシステムが得るための手段を提供している。無線通信システムに対するこのインタフェース上で無線ロケーションシステムによりサポートされる識別子の一例としては、以下のものが含まれる:
MIN/MDN/MSID/IMSI/TMSIマッピングについての問合せ。−すなわち、一部のタイプの無線送信機は、電話回線網上で呼出されうる周知の形態でそのアイデンティティを伝送することになる。その他のタイプの無線送信機は、電話で呼出しできないものの無線通信システムの内部のテーブルを用いて呼出しできる番号へと翻訳されるアイデンティティを伝送することになる。伝送されたアイデンティティは大部分の場合永続的であるが、一時的なものでもあり得る。AP14に接続されたロケーションアプリケーションのユーザーは標準的に、電話で呼出しできるアイデンティティを用いてタスキングリスト上にトリガーを置くことの方を好む。電話で呼出しできるアイデンティティは標準的に移動体ディレクトリ番号(MDN)として知られている。翻訳が必要とされうるその他のタイプのアイデンティティとしては、移動体アイデンティティ番号(MIN)、移動体加入者アイデンティティ(MSID),国際移動体加入者アイデンティティ(IMSI)及び一時的移動体加入者IYD(TMSI)が含まれる。無線通信システムが無線送信機により伝送された識別子内のデータフィールドのいずれかについての暗号化の使用を有効化した場合、無線ロケーションシステムは同様に、アイデンティティ情報と共に暗号化情報についても問合せすることができる。無線ロケーションシステムは、ロケーションアプリケーションによってタスキングリスト上に置かれたトリガーアイデンティティのための代替的アイデンティティについて無線通信システムに問合せるか、又はSCS10によって復調されたアイデンティティのための代替的アイデンティティについて無線通信システムに問合せるための手段を内含する。その他の事象も同様にこのタイプの問合せをトリガーすることができる。このタイプの問合せについては、標準的に、無線ロケーションシステムは指令を開始し、無線通信システムは応答する。
無線ロケーションシステムと無線通信システムの間のこの上述のインタフェースに加えて、無線ロケーションシステムは同様に、無線送信機及びこれらの送信機が使用中のRFチャンネルを識別するために無線ロケーションシステムにとって重要である識別子を傍受する目的で無線通信システム内の既存のインタフェースを監視する手段も内含している。これらのインタフェースとしては、例えば、GSMエアインタフェースプロトコルを利用する無線通信システム内で使用される「Aインタフェース」及び「Abis インタフェース」などが含まれる可能性がある。(本発明のこの態様については、「呼情報の監視」と題する章において、以下で更に詳細に説明する。)これらのインタフェースは周知であり、さまざまな規格の中で公表されている。基地局(BTS),基地局コントローラ(BSC)及び移動体交換局(MSC)及びその他のポイント間のこれらのインタフェース上の双方向識別子を監視することにより、無線ロケーションシステムは、無線通信システム自体が知っているものと同じ特定チャンネルに対する無線送信機の割当てについての情報を得ることができる。無線ロケーションシステムはさまざまなポイントで、これらのインタフェースを監視する手段を内含している。例えば、SCS10は、BTSからBSCのインタフェースを監視できる。代替的には、TLP12又はAP14は又、一定数のBTS対BSCのインタフェースが集中させられたBSCを監視することもできる。無線通信システム内部のインタフェースは暗号化されず、階層プロトコルは当業者にとって既知のものである。これらのインタフェースを監視することに関する無線ロケーションシステムの利点は、無線ロケーションシステムには無線送信機からの制御チャンネル識別子を独立して検出し復調することが必要とされない可能性があるという点にある。さらに、無線ロケーションシステムは、これらのインタフェースから全ての必要な音声チャンネル割当て情報を得ることができる。
AP14を用いて、無線ロケーションシステムは、TCP/IP,X25SS7及びIS−41といったような安全プロトコルを用いたエンドユーザー及びキャリヤロケーションアプリケーションに対するさまざまな規格ベースのインタフェースをサポートする。AP14と外部アプリケーションの間の各インタフェースは、AP14に接続されたアプリケーションのアイデンティティをAP14が肯定的に確認できるようにする安全かつ認証済みの接続である。これは、各々の接続されたアプリケーションが、実時間及び/又は履歴ベースでロケーション記録に対する制限されたアクセスしか付与されていないということを理由として、必要なものとなっている。さらに、AP14は、以下でさらに詳述する付加的な指令/応答、実時間及び後処理機能をサポートする。これらの付加的な機能に対するアクセスには、同様に認証が必要とされる。AP14は、ユーザーリスト及び各ユーザーに結びつけられた認証手段を維持する。いかなるアプリケーションも、そのアプリケーションが適正な認証又はアクセス権をもたないロケーション記録又は機能にアクセスすることはできない。さらにAP14は、問題が発生したか又はその後の動作調査が必要とされる場合に各アプリケーションが行なった動作の完全なロギングをサポートする。以下のリスト中の各指令又は機能について、AP14は好ましくは、該当する場合に各々の動作又はその結果を確認するプロトコルをサポートする。
NOC16は、無線ロケーションシステムのオペレータが無線ロケーションシステムのプログラミングパラメータに対し容易にアクセスできるようにするネットワーク管理システムである。例えば、一部の都市においては、無線ロケーションシステムは、何百さらには何千もの数多くのSCS10を内含している可能性がある。NOCは、グラフィカルユーザーインタフェース能力を用いて、大型無線ロケーションシステムを管理するための最も有効な方法である。NOCは同様に、無線ロケーションシステム内の或る機能が適切に作動していない場合に実時間警告を受信する。これらの実時間警告は、矯正的動作を行ないロケーションサービスの劣化を防ぐようオペレータが使用できるものである。無線ロケーションシステムの試行を伴う実験から、経時的に優れたロケーション精度を維持するシステムの能力が、その予め定められたパラメータ内でシステムを作動させ続けるオペレータの能力に直接関係づけされる、ということがわかる。
無線ロケーションシステムは、中央ベース処理と局ベース処理として知られている2つの異なる方法を用いてロケーション処理を実施する能力をもつ。両方の技術はまず最初に特許第5,327,144号に開示されており、本明細書内でさらに増強されている。ロケーション処理は、一部には、多重アンテナ及び多重SCS10で受信された通りの信号のいくつかの位相特性を正確に決定する能力に依存している。従って、受信信号の位相特性を決定するロケーション処理の能力を妨げるフェーズエラー源を識別し取り除くことが無線ロケーションシステムの目的である。1つのフェーズエラー源は、無線送信機自体の内部にある、すなわち、伝送のため電話が特定チャンネルに同調できるようにするフェーズロックループ及び発振器(標準的には水晶発振器)である。低コストの水晶発振器は一般により高いフェーズノイズを有することになる。TS−136及びIS−95Aといったような一部のエアインタフェース仕様は、無線電話が伝送できるフェーズノイズを網羅する仕様を有する。IS−553Aといったようなその他のエアインタフェース仕様は、フェーズノイズを密に規定していない。従って本発明の目的は、一部には中央ベース処理又は局ベース処理の使用を自動的に選択することによりロケーション処理におけるフェーズエラー源としての無線送信機のフェーズノイズを自動的に低減しかつ/又は削除することにある。自動選択には同様に、SCS10とTLP12の間の通信リンクを使用する効率、及びSCS10及びTLP12の各々におけるDSP資源の利用可能性も考慮されることになる。
無線送信機が、制御チャンネル又は音声チャンネルのいずれかの上で1つの伝送を開始させる(ステップS50);
該伝送は、無線ロケーションシステム内の多数のSCS10及び多数のアンテナにおいて受信される(ステップS51);
該伝送は、各SCS/アンテナに接続された受信機の中でデジタル書式に変換される(ステップS52);
デジタルデータは、各SCS10において受信機内のメモリーに記憶される(ステップS53);
伝送は復調される(ステップS54);
無線ロケーションシステムは、伝送のためにロケーション処理を開始すべきか否かを決定する(ステップS55);
トリガされた場合、TLP12は、多数のSCS10において受信機内のメモリーからデジタルデータのコピーを要求する(ステップS56);
デジタルデータが、多数のSCS10から選択されたTLP12まで送られる(ステップS57);
TLP12は、アンテナ対からのデジタルデータについてTDOA,フィールドOA及び多重経路軽減を実施する(ステップS58);
TLP12は、TDOAデータを用いて位置及び速度決定を実施し、次にロケーション記録を新規作成し、ロケーション記録をAP14に転送する(ステップS59)。
無線送信機は、制御チャンネル又は音声チャンネルのいずれかの上で1つの伝送を開始させる(ステップS60);
該伝送は、無線ロケーションシステム内の多数のSCS10及び多数のアンテナにおいて受信される(ステップS61);
該伝送は、各SCS/アンテナに接続された受信機の中でデジタル書式に変換される(ステップS62);
デジタルデータは、各SCS10内のメモリーに記憶される(ステップS63);
伝送は復調される(ステップS64);
無線ロケーションシステムは、伝送のためにロケーション処理を開始すべきか否かを決定する(ステップS65);
トリガされた場合、第1のSCS10Aは伝送を復調させ、適切な位相補正間隔を決定する(ステップS66);
このような各位相補正間隔について、第1のSCS10Aは適切な位相補正及び振幅補正を計算し、この位相補正パラメータ及び振幅補正パラメータを復調されたデータと共に符号化する(ステップS67);
復調されたデータ及び位相補正及び振幅補正パラメータは第1のSCS10AからTLP12まで送られる(ステップS68);
TLP12は、ロケーション処理において使用すべきSCS10及び受信アンテナを決定する(ステップS69);
TLP12は、ロケーション処理において使用されることになる各々の第2のSCS10Bに対し、復調されたデータ及び位相補正及び振幅補正パラメータを送る(ステップS70);
第1のSCS10及び各々の第2のSCS10Bは、復調されたデータ及び位相補正及び振幅補正パラメータに基づいて第1の再変調信号を新規作成する(ステップS71);
第1のSCS10A及び各々の第2のSCS10Bは、各々のSCS10内のメモリーに記憶されたデジタルデータ及び第1の再変調された信号を用いて、TDOA,フィールドOA及び多重経路軽減を実施する(ステップS72);
第1のSCS10A及び各々の第2のSCS10BからTLP12まで、TDOA,フィールドOA及び多重経路軽減データが送られる(ステップS73);
TLP12は、TDOAデータを用いて位置及び速度決定を実施する(ステップS74); 及び
TLP12は、ロケーション記録を新規作成し、ロケーション記録をAP14に転送する(ステップS75)。
無線送信機は、制御チャンネル又は音声チャンネルのいずれかの上で1つの伝送を開始する(ステップS80);
該伝送は、第1のSCS10Aにおいて受信される(ステップS81);
該伝送は、各アンテナに接続された受信機の中でデジタル書式に変換される(ステップS82);
無線ロケーションシステムは、伝送のためにロケーション処理を開始すべきか否かを決定する(ステップS83);
トリガーされた場合、第1のSCS10Aはその伝送を復調させ、位相補正及び振幅補正パラメータを符号化するのに必要とされるビット数及び適当な位相補正間隔を推定する(ステップS84);
第1のSCS10Aは次に、中央ベースの処理に必要とされるビット数を推定する、
各々のそれぞれの方法について必要とされるビット数に基づいて、SCS10又はTLP12は、この伝送のためのロケーション処理を実施するべく中央ベースの処理又は局ベースの処理のいずれを使用すべきかを決定する(ステップS85)。
TDOA0i=基準サイト0からi番目のサイトまでのTDOA、
τi=無線送信機からi番目のサイトまでの視覚伝播時間の現論的ライン、
τ0=送信機から基準までの視覚伝播時間の現論的ライン、
wi=i番目のベースラインに適用される重み又は品質係数、である。
TDOA0i=基準サイト0からi番目のサイトまでのTDOA、
TDOA00=ゼロとみなされる、
τi=無線送信機からi番目のサイトまでの視覚伝播時間の現論的ライン、
b=その理論的点におけるLSD’を最小限にする各理論的点について別々に計算されたバイアスであり、
wi=i番目のベースラインに適用される重み又は品質係数、である。
以上で列挙したような以前の発明及び開示は、ロケーションを決定するために第1,第2又可能な場合には第3のアンテナサイト、セルサイト又は基地局が必要とされるような技術を記述していた。特許第5,608,410号はさらに、応答性ある送信機のロケーションを計算するのにどのアンテナサイトロケーションからのどのデータフレームが使用されることになるかを決定することを担当する動的選択サブシステム(DSS)を開示している。DSSでは、データフレームが閾値数より多いサイトから受信される場合、DSSは、どれが保持又は排除の候補であるかを決定し、次にロケーション処理のためのデータフレームを動的に組織する。DSSは、解が過剰決定されるように最低数より多いアンテナを使用することを好む。さらにDSSは、ロケーション処理内で用いられた全ての伝送が同じ送信機からそして同じ伝送から受信されたものであることを保証する。
無線送信機が、制御チャンネル又は音声チャンネルのいずれかの上で1つの伝送を開始する(ステップS90);
該伝送は、無線ロケーションシステム内の多数のSCS10及び多数のアンテナにおいて受信される(ステップS91);
該伝送は、各SCS/アンテナに接続された受信機の中でデジタル書式に変換される(ステップS92);
デジタルデータは、各SCS10内のメモリーに記憶される(ステップS93);
少なくとも1つのSCS10Aにおいて伝送が復調され、伝送が発生したチャンネルの数及び無線送信機にサービス提供するセルサイト及びセクターが決定される(ステップS94);
サービス提供するセルサイト及びセクターに基づいて、1つのSCS10Aが、その伝送を処理するための「一次」SCS10として指定される(ステップS95);
一次SCS10Aは、復調されたデータと結びつけられたタイムスタンプを決定する(ステップS96);
無線ロケーションシステムは伝送のためにロケーション処理を開始すべきか否かを決定する(ステップS97);
ロケーション処理がトリガーされたならば、無線ロケーションシステムは、ロケーション処理内で使用すべきSCS10及びアンテナの候補リストを決定する(ステップS98);
各々の候補SCS/アンテナは、一次SCS10Aによって決定されるタイムスタンプの時刻において伝送のチャンネル番号内で複数のパラメータを測定し報告する(ステップS99);
無線ロケーションシステムは特定された基準を用いて候補SCS/アンテナを順序づけし、ロケーション処理において使用すべきSCS/アンテナ処理リスト及び基準SCS/アンテナを選択する(ステップS100);および
無線ロケーションシステムは、SCS/アンテナの処理リストからのデータを用いて、前述のようにロケーション処理を進める(ステップS101)。
“一次”のSCS/アンテナを選択するためのプロセスは、SCS10及びアンテナ10−1の候補リストが一部には一次のSCS/アンテナの指定に基づいて決定されることから、きわめて重要である。無線送信機が特定のRFチャンネル上で伝送を行なうとき、伝送は往々にして、それが復調されうるレベルより低いレベルまで信号が減衰するまでに何マイルも伝播する可能性がある。従って往々にして、信号を復調する能力をもつ数多くのSCS/アンテナが存在する。このことは特に、数多くの無線通信システムの周波数再利用パターンがきわめて密度の高いものである都市及び郊外エリアで発生する。例えば無線の利用率が高くセルサイトの間隔どりが密であることから、当該発明人は、約1マイル離隔されたセルサイト上で同じRF制御チャンネル及びデジタルカラーコードが使用された無線通信システムをテストした。無線ロケーションシステムは独立してこれらの伝送を復調していることから、無線ロケーションシステムは往々にして同じ伝送を2つ、3つ又はそれ以上の別のSCS/アンテナにおいて復調させることができる。無線ロケーションシステムは、復調済みデータが受諾可能なビットエラー限界内で整合し全てが予め定められた時間的間隔内で発生している状態で、各々予め定められたビットエラー閾値より低いビットエラー値を伴う異なるSCS/アンテナから送られた多数の復調済みデータフレームを受信した時点で、多数のSCS/アンテナにおいて多数回同じ伝送が復調させられたことを検出する。
位置処理に使うSCS/アンテナ・セットを選ぶ場合、無線ロケーション・システムは種々の基準を用いて候補SCS/アンテナに指令を与える。この基準は例えば、位置処理のために使われる送信間隔にわたっての平均SN比、同間隔にわたってのSN比の変動、純粋な(すなわち、AMPS、ドッティング、およびバーカー符号のための)先行モデルに対する受信トランスミッションの初期の係数と中心SCS/アンテナからの復調データまたはそのいずれか、トランスミッションを復調するSCS/アンテナにおいて報告されたオンセットに関するトランスミッションのオンセットの時間、トランスミッションのオンセットの少し前からトランスミッションのオンセットまでのSN比の変化の大きさと速度、およびその他の同様のパラメータである。平均SN比は、一般に、各SCSにおいて決定されると共に、位置処理のために使用されるトランスミッションの全長かまたはそれより短い間隔にわたっての候補リスト内の各アンテナに対して決定される。より短い間隔にわたる平均SN比は、特定エアインターフェースプロトコルに基き、かつ、中心SCS10によって報告されたタイムスタンプの前、間および後の短い時間範囲にわたって、ドットシーケンスと、バーカー符号と、同期ワードと、またはそのいずれかとの相関を行うことによって決定できる。その時間範囲は一般に、例えば、タイムスタンプを中心とした±200マイクロ秒の範囲とすることができる。無線ロケーション・システムは一般に、以下の基準を用いて候補SCS/アンテナに指令する。この基準の各々は、最終決定を行うための基準を兼ねるときに重み付けすることができる。この基準とは、任意のSCS/アンテナの平均SN比が、位置処理に使う所定の閾値よりも大きくなければならないこと、高平均SN比のSCS/アンテナが低平均SN比のSCS/アンテナよりも好ましいこと、低SN比変動のSCS/アンテナが高SN比変動のSCS/アンテナよりも好ましいこと、復調SCS/アンテナによって報告されるオンセットにより近いオンセットを持ったSCS/アンテナが、時間に間に合うより離れたオンセットを持ったSCS/アンテナよりも好ましいこと、高速SN比変化率のSCS/アンテナが低速SN比変化率のSCS/アンテナよりも好ましいこと、低増分重み付けGDOPを持ったSCS/アンテナが、高増分重み付けGDOPを持ったSCS/アンテナよりも好ましいこと−この重み付けは中心SCSからの推定パス損失に基いている−である。これらの好ましさの各々に付加される重み付けは、各システムの特定設計に合うように無線ロケーション・システムのオペレータによって調整できる。位置処理に使用する異なるSCS10の数を、所定限度まで最大化し、各SCS10で使用するアンテナの数を所定限度に制限し、SCS/アンテナの全数を最大処理アンテナ数に制限する。上記処理を用いた最高ランキングのSCS/アンテナを、位置処理のための参照SCS/アンテナと呼ぶ。
しばしば、候補リストまたは位置処理において使用するリストの中のSCS/アンテナは、特定SCS10において唯一つまたは二つのアンテナを含む。この場合、無線ロケーション・システムは、SCS10が、特定SCS10での全てまたはいくつかのアンテナから「最善ポート」を選びようにすることができる。例えば、無線ロケーション・システムが最初のSCS10において唯一つのアンテナを使うことを選択するならば、最初のSCS10は、そのSCS10に接続される一般的な6アンテナポートから最善アンテナポートを選択できるか、または、セルサイトのただ一つのセクタの二つのアンテナポートの中から最善アンテナポートを選択できる。最善アンテナポートは、最善ポートのために考慮される全てのアンテナが同じSCS10内にあることを除けば、位置処理に使用するSCS/アンテナセットを選択するための上述と同じ処理を用い、同じパラメータを比較することによって選択される。最善ポートのためのアンテナの比較において、SCS10は、自由に受信信号をセグメントに分割することもでき、それから受信信号の各セグメントにおけるSN比を別途測定できる。それから、SCS10は、(i) 最大SN比の最も多いセグメントをもったアンテナポートを使うか、(ii) 全てのセグメントのSN比を平均化すると共に最大平均SN比を持ったアンテナポートを使うか、(iii) いずれか一つのセグメントにおける最大SN比を持ったアンテナポートを使うかして、最大SN比を持った最善のアンテナポートを自由に選択できる。
無線ロケーション・システムは位置処理において多くのSCS/アンテナポートからのデータを使うので、一つまたはそれ以上の特定SCS/アンテナポートにおける受信信号が、もう一つの無線送信機からの同一チャンネル干渉であるエネルギーを含む(すなわち、二つの別々の無線送信機の間の部分的または全体的な干渉が生じる)。同一チャンネル干渉が、相手の無線送信機からの信号よりも大きいSN比を持つという妥当な確率もあるし、もし無線ロケーション・システムによって検出されなければ、同一チャンネル干渉が、SCS10、参照SCS/アンテナ、候補SCS/アンテナ、または位置処理に使うためのSCS/アンテナでの最善アンテナポートの間違った選択を引き起こすことがあり得る。同一チャンネル干渉はまた、貧弱なTDOA結果とFDOA結果の原因となり、失敗したまたは貧弱な位置推定に導く。衝突の確立は、上位無線通信システムにおいて、特に、周波数がしばしば再利用されると共に、加入者による無線使用が高い、密集した都市郊外または地方環境において、セルサイトの密度に伴って増大する。
ある種の応用は、無線送信機の一般的な位置の非常に速い推定と、それに続くその後に送られてくる位置のより正確な推定とを必要とする。このことは、例えば、E9-1-1システムにとって有用である。このE9-1-1システムは、無線呼出しを扱うと共に呼び出しルーチン決定を非常に速やかにしなければならないが、E9-1-1の呼び出し送話者の電子地図端末上に表示されるより正確な位置のためにもう少し長く待つことができる。無線ロケーション・システムは、発明の多重パス位置処理モードを有するこれらの応用をサポートする。
無線ロケーション・システムは、都市、都市近郊、および地方で働くように設計されている。地方においては、単一無線搬送波から得られる十分なセルサイトがないとき、無線ロケーション・システムを、他の無線搬送波のセルサイト、または、AMまたはFMラジオ局の塔、ページング塔、および双方向無線塔を含む他の形式の塔に置かれたSCS10と共に分散させることができる。この場合、無線ロケーション・システムは、既存の無線搬送波アンテナを共用するよりもむしろ、設置されるべきインタレストの無線送信の周波数帯域に適合した適切なアンテナ、フィルタ、および低雑音増幅器の設置を必要とする。例えば、AMラヂオ局の塔は、
セルラー帯域送信機を置くための800MHzアンテナを追加する必要がある。しかしながら、どのような形式の塔も妥当なコストで追加できず、無線ロケーション・システムを無線搬送波のほんの2,3の塔に分散しなければならない場合がある。この場合、無線ロケーション・システムは、非常に短い基線のTDOAとして知られるアンテナモードをサポートする。このアンテナモードは、追加アンテナが単一セルサイト塔に設置され、従って追加アンテナが一波長よりも短い距離をおいて設置される場合に有効となる。このことはセルサイトセクタ毎に一つだけのアンテナの追加を必要とするので、無線ロケーション・システムは、一つのセクタ内の一つの既設受信アンテナと、その既設受信アンテナの隣に置かれた一つの追加アンテナを使用することができる。普通、一セクタ内の二つのアンテナは、主ビームの中心軸または方向線が平行で、二つのアンテナ素子間の距離が正確にわかるように方向付けされている。また、SCS10におけるアンテナ素子から受信機までのRFパスは校正される。
概要
ネットワークを基本とするWLSは、地理的に分離した受信機を用いて、流浪する送信機からの信号を傍受する。無線通信ネットワークでは、流浪する送信機、この場合無線電話機は、潜在的に数千はある制御チャネルまたはトラフィック・チャネルのいずれか1つでブロードキャストしている可能性がある。このチャネルおよび発呼側情報を収集する機構が必要となる。ここに説明する本発明は、特定のリンクを受動的に監視して、セルID、タイミングの進み即ちPNオフセット、周波数、発呼側情報、および加入者に特定したその他の情報を求めることによって、既存のシステムに対する影響を最小限に抑えつつ、無線システムと通信する機構を提供する。(これは、APの説明に関連して、先に言及している。”Monitor Internal Wireless Communications System Interfaces, State Table”(内部無線通信システムインターフェースの監視、状態表)と題する副章を参照のこと。)例えば、特定のリンクとは、GSMでは”Abis”リンクと呼ばれ、種々の製造業者は他の無線アクセス・システム(AMPS、CDMA、TDMA、PDC、J-CDMA、CDMAOne、CDMA2000、W-CDMA等)に対して他の名称で呼んでいる、BSC-BTSリンクとすることができる。リンクから得られるこの情報を、TDOA、AOA、または混成TDOA/AOA系ロケーション・システムに受け渡し、位置推定の目的でこの情報を用いて無線電話信号を取得し処理する。
少なくとも1つのBTSと少なくとも1つのBSCとの間の通信を監視し(ステップS110)、
監視した通信からMS情報を抽出し(ステップS112)、
抽出したMS情報をWLSに転送し(ステップS114)、
次いで、WLSが抽出MS情報を種々の目的に用いる(ステップS116)、
ことから成る。その概要を以下に記載する。
1.序論
前述の形式のロケーション・システムを用いてGSM移動電話機の位置を検出する方法について、これより説明する。ここに記載するアークテクチャを用いれば、WLSは呼設定の間に移動電話機からのメッセージを検出および復調する必要はなくなる。代わりに、ロケーション・システムが、BTSおよびBSC間のAbisインターフェースから呼設定情報を得る。Abisインターフェースから、ロケーション・システムは、発呼側(間接的に)、被呼側(例えば、911)、およびいずれの時点で所与の呼に用いられるTDMA/FDMAリソースをも特定することができる。以下の章では、GSMシステムにおける呼設定の概要について、関連するメッセージおよびフォーマットを含めて、紹介する。次に、GSMシステムにおいて呼を特定し位置を検出するアーキテクチャ例を紹介し、これに続いて、GSMの呼を突き止める際に用いられる上位サブシステムの特徴を紹介する。
2.1 呼設定−−初期段階
以下の論述では、移動局(MS)がネットワークに「正常に登録されている」状態にあると仮定する。異なるプロトコル・レイヤの機能を強調した呼設定に伴うトランザクションの概要を図12Aに示す。尚、これらのレイヤの一部は、完全に1つの物理サブシステム、例えば、MSの内部にあり、概念的明確化に用いられる方が多いことは理解されよう。
MSが発呼したい場合、「911」に通話したいと想定すると、ハンドセットにおけるCCレイヤが、内部のMMレイヤに要求を提示し、続いて、MMレイヤがラジオ・リソース(RR)レイヤ、即ち、レイヤ3に、ラジオ接続を要求するように命令する。これを、図12Aの最上部にあるフロー・ラインに示す。この要求は、リンク・レイヤ(レイヤ2)には透過的であり、これには単に上位レイヤにトランスポートする「データ指示」と見なされる。
一旦チャネル要求メッセージがBSCによって受信され処理されると、BSCは、応答として、BTSにおいて該当する送受信機を活性化し、SDCCHシグナリング・チャネルを搬送する。これは、チャネル活性化コマンドを通じて行われる。チャネル活性化コマンドは、以下の表2−3に示すフォーマットおよび内容を有する。
BSCがチャネル活性化承認メッセージを通じてBTSから肯定的承認を受信した場合、即座割り当てコマンドをBTSに送る。これは、BTSが即座割り当てメッセージを作成するために用いられ、この即座割り当てメッセージの送信スケジュールは、BTSによって決められる。Abisインターフェース上での即座割り当てコマンドは、割り当てられた物理シグナリング・チャネルの完全なラジオ定義を収容する。
一旦MSがBTSから即座割り当てを受信したなら、そのラジオを調節し、そのタイミングを整合し、指定された専用(論理)チャネル上でBTSに接続管理(CM)サービス要求を返送する。(前述のように、これは、MSが適正に登録されたアイドル状態にあったことを想定している)。発呼側が発呼シーケンスを開始するときに、CMサービス要求メッセージを合成し、ハンドセット内に格納する。
TMSI:一時的移動機加入者アイデンティティ、
IMSI:国際移動機加入者アイデンティティ、および
IMEI:国際移動局機器アイデンティティ
である。
1.利用可能であれば、TMSI、
2.TMSIが利用可能でない場合、IMSI。
緊急時通話の確立または再確立の場合、第3の優先順位を追加する。
3.TMSIまたはIMSIのいずれも利用できない場合、あるいはSIMがない場合、あるいはMSがSIMを有効と見なしていない場合、IMEIを用いる。
IMSIまたはIMEIの実際のコード化は、第10.5.1.4章/GSM 04.08における仕様にて確認することができる。
前の章では、呼設定の初期段階、主にラジオ・リソース割り当てのそれについて扱った。関与するプロトコル・レイヤは1から3まで、即ち、物理、データ・リンク、およびラジオ・リソース・リンクである。呼設定を更に進めることができるようになる前に、ある種の検証/セキュリティ手順を実行する必要があり、これらは一般に移動度管理のクラスに属する。これは、プロトコル・スタックのレイヤ4と考えることができる。
−VLRまたはHLRにおいて加入者関連情報エレメントの変更(VLRの変更を伴う位置更新、補助サービスの登録または消去の一部または全部を含む)、
−サービスへのアクセス(移動機が開始または終了する呼の設定、補助サービスの活性化または不活性化の一部または全部を含む)、あるいは
−MSC/VLRの再起動後または暗号キー・シーケンス番号の不一致の場合の最初のネットワーク・アクセス、
を申請したときである。
加入者のアイデンティティおよびダイアルした数値をAbisインターフェースから判定することはできるが、ロケーション・システムは、移動端末が局に基づく位置検出処理のために送信するチャネル・ビットを再形成できなければならない場合もある。移動機が送信したビットを形成するためには、ロケーション・システムは、暗号化アルゴリズム、キーおよび同期について知る必要がある場合もある。ラジオ・リンク上におけるシグナリングおよびユーザ・データの機密性を維持するために、4つの項目、即ち、暗号化方法、キー設定、暗号化および解読プロセスの開始、および同期を指定しなければならない場合もある。暗号化アルゴリズムは、A5として知られている。
MSは、その終了時に暗号化モードに入った後、当初から割り当てられていたDCCH上で、呼設定メッセージを送る。このメッセージは、多くのタイプの情報を収容し、要求されるサービスによっては、そのサイズがかなり大きく変化する可能性がある。ボイス・テレフォニ(無線位置検出でも最も関心の高い事例)では、データや補足サービスよりも内容が単純である。最初に、正規の呼設定メッセージについて論ずる。仕様には、「緊急時設定」メッセージもあり、これの方が遥かに簡単である。これについては、より一般的なものの後に説明する。ロケーション・システムは、両方の場合に対処できなければならない。
GSMシステムにおける移動機終端呼設定は、次のステップを含む。
ネットワークからの呼出(表3−1)
このとき、移動端末は、呼出要因に対する応答と共に、チャネル要求で応答する。
即座割り当てが行われる。
一旦SDCCHが割り当てられたなら、CMサービス要求の代わりに、呼出応答を送信する。
ネットワークは、設定メッセージを移動端末に送る(表3−2)。
移動端末は、呼確認メッセージで回答する。
このとき、移動機からの発呼と同様に、呼を完了する。
ロケーション・システムは、Abisインターフェースから被呼側のアイデンティティを判定することができ、更に、呼によって用いられる物理リソースも判定することができる。この情報によって、ロケーション・システムは、対象の呼を特定することができ、その呼を受信している移動電話の位置を検出することができる。
GSM移動電話機の位置検出のためのシステム・アーキテクチャ例を図12Qに示す。GSMに対応するための主な変更は、Abis監視サブシステム(AMS)の追加である。AMSは、Abisインターフェース上でシグナリング・リンクを監視する。第2の変更は、NSSインターフェース・システム(NIS)であり、これは、加入者のIMSIおよびMSISDNに対するTMSIのマッピングを求め、加入者に、現在地をショートメッセージの形で提供することができる。
SCSは、移動電話機からの全発呼メッセージを復調し、特定する必要はない。これは、Abisインターフェースを監視することによって行われる。局に基づく処理では、ボイス追跡の場合、Abisインターフェースからこれらのビットを完全に判定できない場合、SCSは、位置検出に用いられるバーストのみを復調すればよい。
TLPは、SCSの代わりに、AMSから発呼を受け入れるようにすることもできる。発呼は、2メッセージずつTLPに送ることができ、これらのメッセージは、ハッシュ・コードによってリンクすることができる。第1メッセージは、単に発呼が開始したことの指示であり、タイムスタンプを含む。このメッセージによって、TLPはTDOAデータ・キャッシング・プロセスを開始することができる。このキャッシング・プロセスは、大抵の場合不要である。何故なら、電話機は数秒の間電力を低減しないからである。一旦SOIを決定したなら、第2メッセージにおける情報からデータを収集することができる。第2メッセージは、発呼に必要なあらゆる情報(MIN、ダイアルした数値)を収容する。
APは、位置検出に関するショートメッセージを移動加入者に送る目的で、NISへのインターフェースを有するようにすることができる。NISの機能性をAPに追加し、AP-NIS内部インターフェースを構成することができる。
4.4.1 呼の追跡
AMSは、GSMシステムにおいてBSCのAbisインターフェースに対する接続を有することができる。この接続によって、AMSは、BSCの制御下において、BTS毎にAbisインターフェースへのアクセスを双方向で監視することが可能になる。AMSは、セル毎に、ビーコンTRXに対するLAPDシグナリング・リンクを監視して、発呼時に位置を検出することができる。AMSのアーキテクチャを拡張すると、TRX毎のLAPDシグナリング・リンクを監視して、BTSが制御する全てのセルを見出し、トラフィック・チャネルを用いた位置検出が可能となる。AMSのアーキテクチャは、2000までのLAPDシグナリング・リンクに対応するような拡張も可能である。AMSは、即座割り当てコマンドを通じて、発呼を検出することができる。AMSは、即座割り当てコマンドから緊急時通話を特定することができる。
AMSは、設定メッセージを検出し、これらを所与の呼設定のために即座割り当てコマンドにリンクすることができる。
AMSは毎秒160までの呼到着に対応することができる。
AMSは、それ自体に、BSCが制御する各TRXのコンフィギュレーションを備えている。このコンフィギュレーションでは、TSCとして、周波数ホッピングを適用するか否か、周波数ホッピングを適用する場合MAIOおよびHSN、または周波数ホッピングを適用しない場合ARFCNを示すビットが定義される。AMSは、以下のアルゴリズムによって、TRXコンフィギュレーションの知識を維持することができる。
初期化時に、AMSはAbisインターフェース[AMS]上でシグナリング・リンクを監視して、BSCによって制御されるセル毎のチャネル要求メッセージを突き止める。所与のセルに対して最初のチャネル要求メッセージの受信時に、AMSはフレーム番号、F0、およびメッセージの時間オフセットを格納し、対応するチャネル要求メッセージに対して、TLPからのタイムスタンプの決定を要求する。この要求において、AMSは、ARFCN、開始時刻、および探索枠の長さ、チャネル要求メッセージの内容、そして一意のハッシュ・コードを含ませることができる。探索枠の長さW1は、オペレータが変更可能なパラメータであり、その範囲は1から500ミリ秒、刻み幅は1ミリ秒、デフォルト値は100ミリ秒である。TLPは、このメッセージを該当するSCSに転送し、最終的に、タイムスタンプと、バーストが見つかった場合には信号品質測定値、見つからない場合にはバーストが見つからなかったことの指示とを回答する。バーストが見つからなかった場合、AMSは次のチャネル要求メッセージを用いてプロセスを繰り返す。
NISは、APの一部とすることもでき、したがって、APに対する明示的なインターフェースを有する必要はない。
NISは、GSMネットワーク内のVLR全てに接続することができる。NISは、5つまでのVLRに接続することができる。NISは、VLRとの通信については、GSM 09.02に準拠することができる。VLRは、ネットワーク内の各AMSにリンクを有することができる。NISは、ネットワーク内の10個までのAMSに対するリンクに対応することができる。
NISは、APへのインターフェースを設けることができる。このインターフェースによって、APは、加入者の位置、またはいずれかの位置関連データを収容した、ショートメッセージを加入者に送ることができる。NISは、APからSMS要求を受け入れ、ショートメッセージを該当するMSCに転送することができる。ショートメッセージの配信に成功した場合、NISは承認をAPに与えることができる。ネットワークがメッセージを配信できなかった場合、NISはAPに報告すればよい。NISは、ネットワークと通信する際には、GSM仕様09.02に準拠することができる。
本発明の真の範囲は、以上に開示された現在望ましい具体例に限定されない。例えば、先に記載された無線位置探索システムの現在望ましい具体例は説明のために以下の用語、例えば信号収集システム(SCS)、TDOA位置プロセッサ(TLP)、アプリケーションプロセッサ(AP)等を使用しているが、それらは以下の請求項の保護範囲を限定したり、又はこの無線位置探索システムがここに開示された特定の方法や装置に限定されると、暗に意味するように解釈されるべきではない。さらに、当業者に理解されるように、以上に開示された多くの発明の態様がTDOA技術に基づいていない位置探索システムに適用可能である。例えば、この無線ロケーション・システムがTDOAおよびFDOA値を決定するプロセスは、TDOAでないシステムに適用することができる。同様に、以上に記載したようなSCSを用いて構成されたシステムや、上記の特定の記述の全てに適合するAPを用いたシステムに、本発明が限定されることもない。SCS、TLPおよびAPは、本質的に、以上に開示された本発明の概念から離れることなく、種々の形態を取りうるプログラム可能なデータ収集と処理のデバイスである。ディジタル信号処理およびその他の処理機能のコストが急速に低下しているので、例えば、本発明のシステムの動作を変更することなく、特定の機能のための処理を、以上に記載したある機能要素(例えばTLPのような)から他の機能要素(例えばSCSまたはAPのような)に容易に移転可能である。多くの場合、以上に記載した実現例(即ち機能要素)の場所は、単に設計者の好みの問題であり、困難な要請ではない。従って、明示的に限定される可能性があるものを除き、添付の特許請求の範囲の保護範囲を、前述に開示される特定の具体例に限定する意図はない。
Claims (68)
- 無線ロケーション・システム(WLS)において用いる、移動局(MS)の地理的位置を推定する方法であって、前記WLSは、無線通信システムの地理的エリアの少なくとも一部において利用可能であり、前記WLSがラジオ・リソースおよび位置検出処理リソースを用いて前記MSの位置を検出する際に用いるプロセスが、複数の信号収集サイトにおいて前記MSから送信を受信し、前記受信した送信を処理して、到達時間差(TDOA)および到達角度(AOA)の一方または双方の処理技法を用いて、前記MSの位置を推定することを含み、前記無線通信システムは、基地局制御機器(BSC)に接続されている基地送受信局(BTS)機器を含み、前記方法が、
連続的に、少なくとも1つのBTSと少なくとも1つのBSCとの間で受動的に通信を監視するステップと、
前記監視した通信からMS情報を抽出するステップであって、前記抽出したMS情報は、前記WLSが位置検出の目的のために前記MSからの送信を受信可能とするラジオ周波数チャネル情報を含む、ステップと、
前記抽出したMS情報を用いて、前記MSのためにTDOAおよびAOAの一方または双方の位置検出処理をトリガし、前記MSのために位置検出処理を実行する際に用いるラジオ周波数チャネルを決定するステップと、
を含む、方法。 - 請求項1記載の方法において、前記抽出したMS情報は、更に、前記移動局識別(MSID)、前記MSのユーザがダイアルした被呼番号、あるいは前記MSに送ったメッセージまたは前記MSから送られたメッセージの内容のうち少なくとも1つを含む、方法。
- 請求項1記載の方法において、前記抽出したMS情報は、更に、前記MSが現在用いている、制御チャネル、トラフィック・チャネル、前記移動機登録簿番号(MDN)、電子連番(ESN)、移動機アイデンティティ番号(MIN)、移動機加入者識別(MSI)、国際移動機加入者アイデンティティ(IMSI)、一時的移動機加入者アイデンティティ(TMSI)、または移動局国際ISDN番号(MSISDN)のうち少なくとも1つを含む、方法。
- 請求項1記載の方法において、前記WLSは、前記抽出したMS情報をデータベースに格納する、方法。
- 請求項4記載の方法において、前記WLSは、前記抽出したMS情報がもはや有効でなくなった後、前記抽出したMS情報を前記データベースから除去する、方法。
- 請求項5記載の方法において、前記MSがもはや前記無線通信システムに登録されていないことを理由に、前記抽出したMS情報はもはや有効でないと判定する、方法。
- 請求項5記載の方法において、所定の時間期間が経過したことを理由に、前記抽出したMS情報はもはや有効でないと判定する、方法。
- 請求項5記載の方法において、前記抽出したMS情報を更新することなく所定の時間期間が経過したことを理由に、前記抽出したMS情報をもはや有効でないと判定する、方法。
- 請求項1記載の方法において、前記WLSは、前記抽出したMS情報が1組の所定の判断基準のいずれにも合致しない場合、前記抽出したMS情報を破棄する、方法。
- 請求項9記載の方法において、前記1組の所定の判断基準は、前記MSのアイデンティティに関する情報、または前記MSが発呼した番号のうち少なくとも1つを含む、方法。
- 請求項1記載の方法において、前記抽出したMS情報は、緊急時通話を示すチャネル要求メッセージの確立要因を含む、方法。
- 請求項1記載の方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータ読み取り可能媒体。
- 無線ロケーション・システム(WLS)において用いる方法であって、前記WLSは、無線通信システムの地理的エリアの少なくとも一部において利用可能であり、前記無線通信システムが、インターフェースを通じて基地局コントローラ機器(BSC)に結合された基地送受信局(BTS)機器を含み、前記方法が、
少なくとも1つのBTSと少なくとも1つのBSCとの間における前記インターフェース上の通信を受動的に監視するステップと、
前記監視した通信から、特定の規定移動局(MS)情報を識別するステップであって、前記情報が、緊急時発呼指示、ラジオ周波数チャネル番号、およびタイムスロット番号を含む、ステップと、
前記MS情報を用いて、前記MSに対して位置検出処理を実行するか否か、および前記MSに対して位置検出処理を実行する際にどのラジオ・チャネルを用いるか判定を行うステップと、
前記MSに対して、到達時間差(TDOA)および到達角度(AOA)の一方または双方の位置検出処理を実行することによって、前記MSに対する正確な位置推定を得るステップと、
を含む方法。 - 請求項13記載の方法において、前記MS情報は、移動局識別(MSID)、被呼番号、前記MSに送ったメッセージまたは前記MSから送られたメッセージの内容、および前記MSに送った周波数割り当て情報のうち1つ以上を含む、方法。
- 請求項13記載の方法において、前記MS情報は、更に、前記MSが現在用いている、制御チャネル、トラフィック・チャネル、移動機登録簿番号(MDN)、電子連番(ESN)、移動機アイデンティティ番号(MIN)、移動機加入者識別(MSI)、国際移動機加入者アイデンティティ(IMSI)、一時的移動機加入者アイデンティティ(TMSI)、および移動局国際ISDN番号(MSISDN)のうち1つ以上を含む、方法。
- 請求項13記載の方法において、前記WLSは、前記MS情報をデータベースに格納する、方法。
- 請求項16記載の方法において、前記WLSは、前記MS情報がもはや有効でなくなった後、前記MS情報を前記データベースから除去する、方法。
- 請求項17記載の方法において、前記MSがもはや前記無線通信システムに登録されていないことを理由に、前記MS情報はもはや有効でないと判定する、方法。
- 請求項17記載の方法において、所定の時間期間が経過したことを理由に、前記MS情報はもはや有効でないと判定する、方法。
- 請求項17記載の方法において、前記MS情報を更新することなく所定の時間期間が経過したことを理由に、前記MS情報をもはや有効でないと判定する、方法。
- 請求項13記載の方法において、前記WLSは、前記MS情報が1組の所定の判断基準のいずれにも合致しない場合、前記MS情報を破棄する、方法。
- 請求項21記載の方法において、前記1組の所定の判断基準は、前記MSのアイデンティティに関する情報、または前記MSのユーザが発呼した番号を含む、方法。
- 請求項13記載の方法において、前記抽出したMS情報は、確立要因として緊急時通話を示すチャネル要求メッセージを含む、方法。
- 請求項13記載の方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータ読み取り可能媒体。
- 無線通信システムの地理的エリアの少なくとも一部において利用可能な無線ロケーション・システム(WLS)であって、前記無線通信システムが、インターフェースを通じて基地局コントローラ機器(BSC)に結合された基地送受信局(BTS)機器を含み、前記システムが、
少なくとも1つのBTSと少なくとも1つのBSCとの間における前記インターフェース上の通信を受動的に監視する手段と、
前記監視した通信から、特定の規定移動局(MS)情報を識別する手段であって、前記情報が、緊急時発呼指示、ラジオ周波数チャネル番号、およびタイムスロット番号を含む、手段と、
前記MS情報を用いて、前記MSに対して位置検出処理を実行するか否か、および前記MSに対して位置検出処理を実行する際にどのラジオ・チャネルを用いるか判定を行う手段と、
を備えた無線ロケーション・システム。 - 請求項25記載のシステムにおいて、前記MS情報は、移動局識別(MSID)、被呼番号、前記MSに送ったメッセージまたは前記MSから送られたメッセージの内容、および前記MSに送った周波数割り当て情報のうち1つ以上を含む、システム。
- 請求項25記載のシステムにおいて、前記MS情報は、前記MSが現在用いている、制御チャネル、トラフィック・チャネル、移動機登録簿番号(MDN)、電子連番(ESN)、移動機アイデンティティ番号(MIN)、移動機加入者識別(MSI)、国際移動機加入者アイデンティティ(IMSI)、一時的移動機加入者アイデンティティ(TMSI)、および移動局国際ISDN番号(MSISDN)のうち1つ以上を含む、システム。
- 請求項25記載のシステムであって、更に、データベースを備えており、前記WLSは前記MS情報を前記データベースに格納する、システム。
- 請求項28記載のシステムにおいて、前記WLSは、前記MS情報がもはや有効でなくなった後、前記MS情報を前記データベースから除去する、システム。
- 請求項29記載のシステムにおいて、前記MSがもはや前記無線通信システムに登録されていないことを理由に、前記MS情報はもはや有効でないと判定する、システム。
- 請求項29記載のシステムにおいて、所定の時間期間が経過したことを理由に、前記MS情報はもはや有効でないと判定する、システム。
- 請求項29記載のシステムにおいて、前記MS情報を更新することなく所定の時間期間が経過したことを理由に、前記MS情報をもはや有効でないと判定する、システム。
- 請求項25記載のシステムにおいて、前記WLSは、前記MS情報が1組の所定の判断基準のいずれにも合致しない場合、前記MS情報を破棄する、システム。
- 請求項33記載のシステムにおいて、前記1組の所定の判断基準は、前記MSのアイデンティティに関する情報、または前記MSのユーザが発呼した番号を含む、システム。
- 請求項25記載のシステムにおいて、前記抽出したMS情報は、確立要因として緊急時通話を示すチャネル要求メッセージを含む、方法。
- 移動局(MS)の地理的位置を推定する無線ロケーション・システム(WLS)において用いる方法であって、前記WLSは無線通信システムの地理的区域の少なくとも一部において利用可能であり、前記WLSはラジオ・リソースと位置検出処理リソースとを含み、前記リソースを用いて前記MSの位置を検出する際に用いるプロセスが、前記MSからの送信を複数の信号収集サイトにおいて受信し、前記受信した送信を処理して、到着時間差(TDOA)および到着角度(AOA)の一方または双方の位置検出処理技法を用いて前記MSの位置を推定することを含み、前記無線通信システムは、基地局制御機器(BSC)に接続した基地送受信局(BTS)機器を含み、前記方法が、
少なくとも1つのBTSと少なくとも1つのBSCとの間における通信を継続的にかつ受動的に監視するステップと、
前記監視した通信からMS情報を抽出し、該抽出したMS情報を用いて、位置検出処理をトリガし、前記MSに対するチャネル割り当て情報を判定し、前記WLSが位置検出の目的のために前記MSからの送信を受信可能とするステップと、
を含み、
前記抽出したMS情報は、移動局識別(MSID)、前記MSのユーザがダイアルした被呼番号、前記MSへ送ったメッセージまたは前記MSから送られたメッセージの内容、あるいは前記MSに送られた周波数割り当て情報のうち少なくとも1つを含む、方法。 - 請求項36記載の方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータ読み取り可能媒体。
- 移動局(MS)の地理的位置を推定する無線ロケーション・システム(WLS)において用いる方法であって、前記WLSは無線通信システムの地理的区域の少なくとも一部で利用され、前記WLSはラジオ・リソースと位置検出処理リソースとを含み、前記リソースを用いて前記MSの位置を検出する際に用いるプロセスが、前記MSからの送信を複数の信号収集サイトにおいて受信し、前記受信した送信を処理して、到着時間差(TDOA)および到着角度(AOA)の一方または双方の位置検出処理技法を用いて前記MSの位置を推定することを含み、前記無線通信システムは、基地局制御機器(BSC)に接続した基地送受信局(BTS)機器を含み、前記方法が、
少なくとも1つのBTSと少なくとも1つのBSCとの間における通信を継続的にかつ受動的に監視するステップと、
前記監視した通信からMS情報を抽出し、該抽出したMS情報を用いて、位置検出処理をトリガし、前記MSに対するチャネル割り当て情報を判定し、前記WLSが位置検出の目的のために前記MSからの送信を受信可能とするステップと、
を含み、
前記抽出したMS情報は、前記MSが現在用いている、制御チャネル、トラフィック・チャネル、移動機登録簿番号(MDN)、電子連番(ESN)、移動機アイデンティティ番号(MIN)、移動機加入者識別(MSI)、国際移動機加入者アイデンティティ(IMSI)、一時的移動機加入者アイデンティティ(TMSI)、または移動局国際ISDN番号(MSISDN)のうち少なくとも1つを含む、方法。 - 請求項38記載の方法を実行するためのコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータ読み取り可能媒体。
- 移動局(MS)の地理的位置を推定する無線ロケーション・システム(WLS)において用いる方法であって、前記WLSは無線通信システムの地理的エリアの少なくとも一部において利用可能であり、前記WLSがラジオ・リソースと位置検出処理リソースとを用いて前記MSの位置を検出する際に用いるプロセスが、前記MSからの送信を複数の信号収集サイトにおいて受信し、前記受信した送信を処理して、到着時間差(TDOA)および到着角度(AOA)の一方または双方の位置検出処理技法を用いて前記MSの位置を推定することを含み、前記無線通信システムは、基地局制御機器(BSC)に接続した基地送受信局(BTS)機器を含み、前記方法が、
少なくとも1つのBTSと少なくとも1つのBSCとの間における通信を受動的に監視するステップであって、前記監視する通信が発呼および着呼の指示を収容する、ステップと、
前記監視した情報を用いて、前記MSのために位置検出処理をトリガし、前記MSのためにTDOAおよびAOAの一方または双方の位置検出処理を実行する際に用いるラジオ・リソースを判定するステップと、
を含む、方法。 - 請求項40記載の方法において、通信を監視する前記ステップは、無線周波数チャネル情報を収容するメッセージを監視することを含み、前記WLSの受信機を同調させるラジオ・チャネルを特定するために、前記ラジオ周波数チャネル情報を用いる、方法。
- 請求項41記載の方法において、前記ラジオ周波数チャネル情報は、独立型専用制御チャネル情報を含む、方法。
- 請求項41記載の方法において、前記ラジオ周波数チャネル情報は、ディジタル制御チャネル情報を含む、方法。
- 請求項41記載の方法において、前記ラジオ周波数チャネル情報は、トラフィック・チャネル情報を含む、方法。
- 請求項41記載の方法において、前記ラジオ周波数チャネル情報は、絶対ラジオ周波数チャネル番号、タイムスロット番号、サブチャネル番号、およびトレーニング・シーケンス・コードを含む、方法。
- 請求項41記載の方法において、前記ラジオ周波数チャネル情報は、ホッピング・シーケンス番号、移動機割り当てインデックス・オフセット、ホッピング・フラグ、移動機割り当て、およびセル割り当てを含む、方法。
- 請求項40記載の方法において、通信を監視する前記ステップは、前記移動局のアイデンティティを収容するメッセージを監視することを含む、方法。
- 請求項47記載の方法において、前記MSのアイデンティティを対象の移動局のテーブルと比較する、方法。
- 請求項40記載の方法において、監視する前記ステップは、緊急時発呼の指示を収容する通信を監視することを含む、方法。
- 請求項49記載の方法において、前記緊急時発呼指示は、二進数10100000ないし10111111の確立要因値として、チャネル要求メッセージに収容されている、方法。
- 請求項50記載の方法において、A−bisメッセージを位置検出イベントに関係付けるために、要求リファレンスを用いる、方法。
- 請求項49記載の方法において、前記緊急時発呼指示は、緊急時設定メッセージにより提供される、方法。
- 請求項40記載の方法において、通信を監視する前記ステップは、即時割り当てコマンドを監視することを含む、方法。
- 請求項40記載の方法を実行するコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータ読み取り可能媒体。
- 移動局(MS)の地理的位置を推定する無線ロケーション・システム(WLS)において用いるシステムであって、前記WLSは無線通信システムの地理的エリアの少なくとも一部において利用可能であり、前記WLSがラジオ・リソースと位置検出処理リソースとを用いて前記MSの位置を検出する際に用いるプロセスが、前記MSからの送信を複数の信号収集サイトにおいて受信し、前記受信した送信を処理して、到着時間差(TDOA)および到着角度(AOA)の一方または双方の位置検出処理技法を用いて前記MSの位置を推定することを含み、前記無線通信システムは、基地局制御機器(BSC)に接続した基地送受信局(BTS)機器を含み、前記システムが、
少なくとも1つのBTSと少なくとも1つのBSCとの間における通信を受動的に監視する手段であって、前記監視する通信が発呼および着呼の指示を収容する、手段と、
前記抽出したMS情報を用いて、前記MSのために位置検出処理をトリガし、前記MSのためにTDOAおよびAOAの一方または双方の位置検出処理を実行する際に用いるラジオ・リソースを判定する手段と、
を備えた、システム。 - 請求項55記載のシステムにおいて、通信を監視する前記手段は、ラジオ周波数チャネル情報を収容する監視メッセージを監視する、システム。
- 請求項56記載のシステムにおいて、前記ラジオ周波数チャネル情報は、独立型専用制御チャネル情報を含む、システム。
- 請求項56記載のシステムにおいて、前記ラジオ周波数チャネル情報は、ディジタル制御チャネル情報を含む、システム。
- 請求項56記載のシステムにおいて、前記ラジオ周波数チャネル情報は、トラフィック・チャネル情報を含む、システム。
- 請求項56記載のシステムにおいて、前記ラジオ周波数チャネル情報は、絶対ラジオ周波数チャネル番号、タイムスロット番号、サブチャネル番号、およびトレーニング・シーケンス・コードを含む、システム。
- 請求項56記載のシステムにおいて、前記ラジオ周波数チャネル情報は、ホッピング・シーケンス番号、移動機割り当てインデックス・オフセット、ホッピング・フラグ、移動機割り当て、およびセル割り当てを含む、システム。
- 請求項55記載のシステムにおいて、前記通信を監視する手段は、前記移動局のアイデンティティを収容するメッセージを監視する、システム。
- 請求項62記載のシステムであって、更に、前記MSのアイデンティティを対象の移動局のテーブルと比較する手段を備えている、システム。
- 請求項55記載のシステムにおいて、前記監視する手段は、緊急時発呼の指示を収容する通信を監視する、システム。
- 請求項64記載のシステムにおいて、前記緊急時発呼指示は、二進数の10100000ないし10111111の確立要因値として、チャネル要求メッセージに収容されている、システム。
- 請求項65記載のシステムにおいて、A−bisメッセージを位置検出イベントに関係付けるために、要求リファレンスを用いる、システム。
- 請求項64記載のシステムにおいて、前記緊急時発呼指示は、緊急時設定メッセージにより提供される、システム。
- 請求項55記載のシステムにおいて、前記監視する通信は、即時割り当てコマンドを含む、システム。
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