JP4459956B2

JP4459956B2 - 位置決定システムにおける中継器識別

Info

Publication number: JP4459956B2
Application number: JP2006508988A
Authority: JP
Inventors: ソリマン、サミア・エス．
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2003-03-03
Filing date: 2004-03-02
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2024-03-02
Also published as: US7072612B2; US20040176029A1; KR100857749B1; MXPA05009419A; BRPI0408014A; KR20050104417A; WO2004079387A3; JP2006520168A; EP1600025A2; WO2004079387A2

Description

関連出願
本出願は、２００３年３月３日に出願された、米国仮特許出願第６０／４５２，２１４号)の優先権を主張するものである。

本発明は、位置決定分野及び無線通信分野に関するものであり、より詳細には、中継器を採用する無線通信システムにおける位置決定に関するものである。

中継器は、無線通信システムにおけるカバレッジを拡大させる上での及びカバレッジギャップを埋める上での柔軟かつ費用対効果のある手段である。さらに、中継器は、多数のパイロットの影響を受けやすいＣＤＭＡシステムの１つのカバレッジエリア内において特定のパイロットを支配的にするためにも使用することができる。カバレッジを追加又は拡大させる上で中継器が通常、有用となる地域例は、渓谷、トンネル及びオフィスビル等の地形の変化である。中継器は、全基地局のコストのうちのわずかな部分を占めるにすぎないが、確立されている成熟したネットワークと同様に新たなネットワークにおいて使用するのにも適している。

中継器はいくつかの方法で実装することができる。最も一般的な実装においては、中継器は、図１において示されているように、双方向増幅器として機能する。中継器１０４は、順方向（下り）リンクにおいて、ドナーセル基地局（ＢＴＳ）１０２から送信を受信し、該送信を増幅して加入者局（ＳＳ）１０６に送る。ＢＴＳ１０２は、オムニステーション（omni station）であること又は複数のセクターを具備するセル内の１つのセクターであってもよい。ＳＳ１０６は、逆方向リンクにおいて、中継器１０４に送信を送り、中継器１０４は、該送信を増幅してＢＴＳ１０２に送る。以上のように、中継器は、中継器が存在しなければ信頼できるカバレッジを有することができないかもしれない地域において、信頼できる信号をドナーセルと加入者局との間で中継する。

ＦＣＣ指令に従い、ＧＰＳ衛星、基地局、又はＧＰＳ衛星と基地局の組合せといった様々な源から受信した送信から加入者局にその所在位置を決定する能力を装備するための努力が進行中である。加入者局は、その正確な位置が既知である４つ以上の源から送信を受信する。これらの源は、単一の時間基準に合わせて同期がとられている。加入者局は送信の各々から時間測定値を導き出すが、当該時間測定値は源と加入者局との間の見通し線のパスに沿った飛行時間を表す。次に、該加入者局は、これらの時間測定値を位置決定エンティティ（ＰＤＥ）に提供する。応答して、ＰＤＥは、（ａ）これらの時間測定値、（ｂ）既知の光速、及び（ｃ）該源の既知の所在位置から該加入者局の所在位置を推定する。あるいは、該加入者局は、該情報を用いて自己の位置を決定する。

無線通信システム内に中継器が存在することは、位置決定プロセスを不明瞭なものにしてしまう可能性がある。例えば、中継器の存在に起因して、加入者局は、基地局から発信されているが中継器によって中継された送信が基地局からの見通し線の送信であると誤って決め込んでしまう危険がある。この送信から導き出された時間測定値は、基地局と加入者局との間における飛行時間を誇張することがあるため、該時間測定値に基づく加入者局の所在位置の推定は誤っていることがある。

この問題は、図２を参照しつつさらに詳細に説明することができる。図示されているように、加入者局２１２は、ＧＰＳ衛星２０２、ＢＴＳ２０４、ＧＰＳ衛星２０６、及びＢＴＳ２０８を具備する４つの源から送信を受信する。源２０２、２０４、及び２０６からの送信の各々は、見通し線の送信である。しかしながら、ＢＴＳ２０８から受信される送信は２つ存在している。符号２１４によって識別されている第１の送信は、ＢＴＳ２０８から直接受信される。符号２１６によって識別されている第２の送信は、中継器２１０によって中継される。ＢＴＳ２０８からの両送信は、ＢＴＳ２０８を一意で識別する同じＰＮコードによって変調される。中継器２１０によって中継された送信２１６は、送信２１４よりも強力であり、従って、加入者局２１２によって位置決定プロセスにおいて使用するために送信２１４の代わりに選択される。

加入者局２１２は、送信を受信した時点で、中継器２１０によって中継された送信２１６を、ＢＴＳ２０８からの見通し線の送信として誤って識別する。このため、加入者局２１２は、該送信から導き出された時間測定値も、ＢＴＳ２０８と加入者局２１２との間における飛行時間を表す値として誤って識別する。しかしながら、この時間測定値は、該飛行時間を表しておらず、実際には該飛行時間を誇張している。従って、この時間測定値に基づいた位置推定は、誤っていることがある。

[要約]
加入者局において受信された第１の信号が中継器によって中継されたかどうかを識別する方法が説明されている。一実施形態においては、該方法は、同期位置決定システムにおいて動作中の加入者局によって又は該加入者局内において実行される。該方法は、該第１の信号と第２の信号との間の到着時間差（time difference of arrival）を該加入者局において測定することから開始する。一実施形態においては、該第１の信号は、基地局から発信され、該第２の信号は、その源から直接受信されていて中継器によって中継されなかったことが既知である信号である。一実装においては、該第２の信号は、ＧＰＳ衛星から発信される。

次に、該加入者局の可能性がある位置を示したポテンシャルソリューション面（potential solution surface）が、測定された到着時間差から形成される。一実施形態においては、該ポテンシャルソリューション面は、双曲面である。一実装においては、該双曲面は、該第１の信号に関する発信基地局の所在位置及び該第２の信号の発信源の所在位置にそれぞれ所在する２つの位置（locus）を有する二葉双曲面である。該二葉双曲面上の任意の点Pに関して、該点Ｐとこれらの２つの位置の間の距離の和は一定であり、該第１の信号と該第２の信号との間の測定された到着時間差に等しい。

前記第１の信号が中継器によって中継されたかどうかの決定が、該ポテンシャルソリューション面から導き出された情報に基づいて行われる。一実施形態においては、該第１の信号に関する該発信基地局の所在位置において地表とほぼ接する（tangential to）平面が形成され、該ポテンシャルソリューション面と交差されて交差曲線が形成される。該交差曲線が該第１の信号に関する該発信基地局のカバレッジエリアと交差しているか又は該カバレッジエリア内にある場合は、該第１の信号は、該第１の信号の該発信基地局から直接受信されたと識別される。該交差曲線が該第１の信号に関する該発信基地局のカバレッジエリアと交差しておらずさらに該カバレッジエリア外にある場合は、該第１の信号が中継器によって中継されたと識別される。

以下の図及び詳細な説明を検討した時点で、本発明のその他のシステム、方法、特徴及び利点が当業者には明確になるであろう。これらのさらなるシステム、方法、特徴及び利点はすべて、本説明の中に含まれること、本発明の範囲内にあること、及び添付された特許請求の範囲によって保護されることが意図されている。

図中の構成要素は、必ずしも一定の比率であるわけではなく、本発明の原理を例示することに重点が置かれている。これらの図において、同様の符号は種々の図面全体に渡って対応する部分を表す。

[詳細な説明]
本出願明細書において用いられている「約」、「ほぼ」、「実質的に」及び「近い」という表現は、当業界において（in the trade）容認できる許容値を考慮に入れて、数学的正確さにおけるある程度の余裕を許容することを意図している。従って、「約」、「ほぼ」、「実質的に」又は「近い」という表現によって修飾された値からの１％乃至２０％以下の範囲内での上方又は下方への逸脱は、明確に提示された値の範囲内にあるとみなすべきである。

本出願明細書において用いられている「ソフトウェア」という用語は、ソースコード、アセンブリ言語コード、バイナリコード、ファームウェア、マクロ命令、ミクロ命令等、又は前記のうちの２つ以上の任意の組合せを含む。

「メモリ」という用語は、プロセッサによって読取可能でありさらにプロセッサによって実行可能な一連のソフトウェア命令を記憶することができる任意の媒体を意味しており、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＲＰＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、等、又は、これらのうちの２つ以上の任意の組合せを含むが、これらに限定するものではない。

「プロセッサ」又は「ＣＰＵ」という用語は、一連の命令を実行することができる任意のデバイスを意味しており、汎用マイクロプロセッサ、専用マイクロプロセッサ、有限状態機械、コントローラ、コンピュータ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、等を含むが、これらに限定するものではない。

「論理」という用語は、ハードウェア内、ソフトウェア内、又はハードウェアとソフトウェアの任意の組合せ内における機能の実装を意味する。

「基地局」（ＢＴＳ）という用語は、個々のセクターを含む。

「ＧＰＳ衛星」という用語は、宇宙船（ＳＶｓ）（space vehicles）を含む。

「位置決定システム」という用語は、無線通信システム上にオーバーレイされるか又は無線通信システム内に統合された位置決定システムを含む。

「同期」位置決定システムは、システムの要素のうちのすべての要素、実質的にすべての要素又は多くの要素に共通するシステム時間基準を有するシステムである。

第２の信号との関係における第１の信号の「到着時間差」という用語は、該第１の信号の到着時間と該第２の信号の到着時間との間の差の絶対値である。

環境例
図３のシステム３００は、中継器を採用し得る無線通信システムにおける加入者局３１２の位置を決定する。このシステムは、本発明による方法が機能する環境の一例であり、その他の環境も可能であることが認識されるべきである。従って、この環境例についてのいずれの記載も、限定するものとして扱われるべきではない。

このシステムにおいては、加入者局３１２は、該加入者局内の受信機にとって可視である（visible）複数の源３０２、３０４、３０６、及び３０８によって送信された信号を受信する。さらに、源３０８からの信号は、直接に及び中継器３１０を通じた送信後に受信される。図示されているように、これらの源は、ＢＴＳ、ＧＰＳ衛星、又はＢＴＳとＧＰＳ衛星の組合せである。図の例においては、源３０２及び３０６は、ＧＰＳ衛星であり、源３０４及び３０８は、ＢＴＳである。さらに、ＢＴＳ３０８は、中継器３１０との関係におけるドナー基地局である。

これらの源の各々は、該源を一意に識別する識別コードで変調される信号を送信する。一実装においては、該識別コードは、ＰＮコードであり、これらのＰＮコードは、関係する源に応じて長さ又は周期性が異なる。ＩＳ−９５に準拠したＣＤＭＡシステムの場合には、該ＰＮコードは、２６．６７ミリ秒ごとに繰り返される長さ３２，７６８チップのシーケンスである。現在のＧＰＳシステムにおいては、該ＰＮコードは、１ミリ秒ごとに繰り返される長さ１，０２３チップのシーケンスである。

源３０２、３０４、及び３０６によって送信された信号、及び、ＢＴＳ３０８によって送信された信号３１４は、すべて、加入者局３１２によって直接受信される。従って、すべてが、各々の源との関係における見通し線信号（line of sight signals）である。しかしながら、基地局３０８から発信されさらに中継器３１０によって中継された信号３１６は、ドナーセル３０８の観点からは見通し線信号ではない。

位置決定エンティティ（ＰＤＥ）３１８は、データベース３２０にアクセスすることができる。データベース３２０は、無線通信システム内に存在する中継器の各々に関するエントリを含む。これらのエントリの各々は、１個以上の校正パラメータのレコード、例えば、対応する中継器に関する位置及び時間補正、を具備する。この情報は、引用することによって本出願明細書の中に組み入れられている、２００３年２月１４日に出願された、ＱｕａｌｃｏｍｍＤｋｔ．Ｎｏ．０２０４０７、米国特許出願第１０／３６６，９６０において説明されている中継器校正方法のうちのいずれかの方法を用いて導き出される。各エントリは、ドナーセルのＰＮコードを用いてインデックスが付けられている。さらに、該データベースは、基地局、ＧＰＳ衛星、又は基地局とＧＰＳ衛星の組合せのいずれであるかにかかわらず、システム３００内の源の各々の現在位置を示す１つ以上のアルマナック（almanacs）を組み入れることもできる。図３において例示されているシステム３００では、これらの１つ以上のアルマナックは、ＧＰＳ衛星３０２と３０６の現在位置、及び基地局３０４と３０８の現在位置を示している。

加入者局３１２は、源から直接及び中継器を介して受信されたパイロット信号の各々に関する到着時間測定値を導き出すように構成された相関器を備える。あるいは、加入者局３１２内のプロセッサは、該相関器によって該プロセッサに提供された相関関数から到着時間測定値を決定するように構成されている。これらのパイロット信号は、一般的には、１つ以上のコンポジット信号の形態で加入者局３１２によって受信される。

システム３００は、同期システム、即ち、システムの要素のうちのすべての要素又は少なくとも多くの要素に共通する、例えばＧＰＳ時間といった（但しこれに限定されない）時間基準を提供するシステムであると想定されている。加入者局３１２は、到着時間測定値がシステム時間に換算されるように（in terms of system time）、該情報を用いて該到着時間測定値を調整する。あるいは、このタスクは、ＰＤＥ３１８によって実行される。同期無線通信システム例は、ＩＳ−９５（ＣＤＭＡ）システム、ＣＤＭＡ２０００システム、及びＷＣＤＭＡ（同期モード）システムである。

加入者局３１２はまた、該到着時間測定値のうちのいずれかの値が中継器によって中継された信号に関するものであるかどうかを識別するために本発明の方法を使用する。次に、加入者局３１２は、該到着時間測定値、及びこれらの測定値のうちのいずれが中継器によって中継されたかを示す指標、をＰＤＥ３１８に伝達する。

中継器によって中継された信号から導き出された時間測定値が存在する場合は、ＰＤＥ３１８は、ドナーセルに関するＰＮコードを使用し、該中継器に関する校正パラメータをデータベース３２０から検索する。特に、ＰＤＥ３１８は、該中継器に関する時間補正値及び該中継器の位置が含まれているレコードを検索する。次に、ＰＤＥ３１８は、該中継器に関する該時間補正値を使用して、該パイロットから導き出された到着時間測定値を補正する。ＰＤＥ３１８はまた、該ドナーセルの位置の代わりに該中継器の位置を使用する。ＰＤＥ３１８は、中継器によって中継された信号に関わると決定された到着時間測定値の各々に関してこれらの調整を実行する。

次にＰＤＥ３１８は、補正された時間測定値及び更新された位置を用いて加入者局３１２の位置を決定する。同じく、一実装においては、加入者局３１２の位置を導き出すために既知の三角測量手順または三辺測量手順が用いられる。加入者局３１２の位置は、いったん決定されると、ＰＤＥ３１８によって加入者局３１２に又はその他のネットワークエンティティに伝達され得る。

あるいは、加入者局３１２は、校正パラメータのデータベース３２０及び信号源の位置を示した１つ以上のアルマナックを用いて自己の位置を決定するが、該データベース及び１つ以上のアルマナックは、加入者局３１２によってアクセスできるにようになっている。

本発明の実施形態
本発明に従った方法の実施形態の流れ図が図４に例示されている。この流れ図は、ステップ４０２から開始し、ステップ４０２は、該第１の信号と第２の信号との間の到着時間差を加入者局において測定することを具備する。一実施形態においては、該第１の信号は、既知の所在位置及びカバレッジエリアを有する基地局から発信されたと想定されており、該第２の信号は、既知の所在位置を有する源から発信されたと想定されている。さらに、一実施形態においては、該第２の信号は、その源から直接受信されて中継器によって中継されたものではないことが既知である信号である。一構成においては、該第２の信号は、繰り返されない信号である。一実装においては、該方法は、位置決定システムにおいて動作中の加入者局によって実施される。一実装例においては、該位置決定システムは、同期位置決定システムである。

一実施形態においては、該第１の信号に関する該発信基地局の所在位置及び該第２の信号の該源の所在位置は、既知の値である。一実装においては、両値は、位置決定システム内の源のうちのすべての源又は少なくとも多くの源の現在の所在位置が維持されているアルマナックから得られる。一実装においては、該第１の信号及び該第２の信号は、両方ともパイロット信号である。

該流れ図は、ステップ４０２からステップ４０４に進み、測定された到着時間差から、加入者局の可能性がある位置を示したポテンシャルソリューション面（potential solution surface）を形成する。

一実施形態においては、該ポテンシャルソリューション面は、該第２の信号との関係における該第１の信号に関する到着時間差値、及び、該第１の信号と該第２の信号の既知の所在位置から導き出された双曲面である。一実装においては、図５Ａに例示されているように、該双曲面は、第１の葉５１２及び第２の葉５１４を有する二葉双曲面５００であり、該第１の信号に関する該発信基地局の既知の所在位置及び該第２の信号の該源の既知の所在位置に位置５０２及び５０４がそれぞれ所在している。

この二葉双曲面の１つの特徴は、該双曲面上の任意の点Ｐに関して、符号５０８によって識別されている第１の位置までの距離と符号５０９によって識別されている第２の位置までの距離の差は一定であり（又は実質的に一定であり）、さらに、ステップ４０２において測定された該第１の信号と該第２の信号との間の到着時間差に等しい（又は実質的に等しい）ことである。回転軸は、符号５１０によって識別されており、頂点５０３は、回転軸５１０と第２の葉５１４の交点であり、頂点５０５は、回転軸５１０と第１の葉５１２の交点である。図５Ｂは、二葉双曲面に関するパラメータ式を例示し、図５Ｃは、二葉双曲面に関する非パラメータ式を例示している。

次に、該ポテンシャルソリューション面から導き出された情報に基づいて、該第１の信号が中継器によって中継されたかどうかが決定される。一実施形態においては、この決定は、図４に点線で(in phantom)例示されているステップ４０６、４０８、４１２及び４１４を具備する。この実施形態においては、ステップ４０６は、ステップ４０４の後に続く。ステップ４０６は、該第１の信号に関する該発信基地局の所在位置において地表にほぼ接する平面を形成することを具備する。一実装においては、この平面は、既知の技術を用いて、地球の中心から延びて該発信基地局の該所在位置における地表の一点を通る法線ベクトル、及び該一点自体から形成される。次に、ステップ４０８が実施される。ステップ４０８は、ステップ４０６の結果得られた平面を、ステップ４０４の結果得られたポテンシャルソリューション面と交差させて、交差曲線を形成させることを具備する。

図６は、ステップ４０４の結果得られたポテンシャルソリューション面が図５の二葉双曲面５００である場合における当該ステップの例を示す。平面６０２は、該第１の信号に関する該発信基地局の所在位置５０２において地表６００とほぼ接する平面である。曲線６０４は、平面６０２を二葉双曲面５００と交差させることによって形成された交差曲線である。

図４に戻ると、質問ステップ４１０がステップ４０８に後続する。ステップ４１０は、ステップ４０８の結果得られた交差曲線が、該第１の信号に関する該発信基地局のカバレッジエリアと交差しているか又は該カバレッジエリア内にあるかどうかを決定することを具備する。もしそうである場合は、ステップ４１２が実行される。ステップ４１２において、該第１の信号は、その発信基地局から直接受信されたと識別される。

ステップ４１０において、ステップ４０８の結果得られた交差曲線が、該第１の信号に関する該発信基地局のカバレッジエリアと交差しておらず、かつ該カバレッジエリア内にない場合は、ステップ４１４が実行される。ステップ４１４において、該第１の信号が中継器によって中継されたと識別される。

一実装においては、該発信基地局のカバレッジエリアは、ＰＤＥが利用可能なアルマナックによって提供された情報から導き出されるパラメータである。

図４において例示されているステップは、ある一定の順序で実施されるが、この順序が変えられた実施形態も可能であることが認識されるべきである。例えば、ステップ４０６は、ステップ４０２又はステップ４０４のいずれかと並行して又はステップ４０２及びステップ４０４の両方と並行して起こることができる。

図７は、該第１の信号に関する該発信基地局のカバレッジエリア７０２と交差しているか又は該カバレッジエリア内にある交差曲線６０４を例示している。従って、該第１の信号は、該加入者局において該発信基地局から直接受信されたと識別される。

図８は、該第１の信号に関する該発信基地局のカバレッジエリア７０２外にあり、かつ該カバレッジエリアと交差していない交差曲線６０４を例示している。従って、該第１の信号が中継器によって中継されたと識別される。

図９は、該第２の信号の源がＧＰＳ衛星である場合におけるタイムラインの一例を示した図である。符号９０８は、該第１の信号の到着時間を示し、符号９１０は、該第２の信号の到着時間を示している。これらの２つの値の差ρ_ｓｋは、ステップ４０４のポテンシャルソリューション面を形成するために用いられる到着時間差値である。該ポテンシャルソリューション面が二葉双曲面５００である場合は、該ＧＰＳ衛星の既知の所在位置は、二葉双曲面５００の第２の位置５０４を形成する。

到着時間値９０８は、既知の技術を用いて、該加入者局にとって可視である基地局から受信されたパイロット信号の複合物（composite）を具備するコンポジット信号を、該第１の信号に関する該発信基地局を識別するＰＮコードと相互に関連づけることによって導き出された相関関数のピークを求めることによって決定される。到着時間値９１０は、既知の技術を用いて、該加入者局にとって可視であるＧＰＳ衛星から受信されたパイロット信号の複合物を具備するコンポジット信号を、該第２の信号の発信するＧＰＳ衛星を識別するＰＮコードと相互に関連づけることによって導き出された相関関数のピークを求めることによって決定される。

到着時間値９０８及び９１０は、両方とも、ＧＰＳシステム時間９０２に換算されている（in terms of GPS system time 902）。しかしながら、到着時間値９０８及び９１０の両方は、ＧＰＳシステム時間９０２に換算されているため、ここではＧＰＳシステム時間９０２は直接には関係ない。従って、この値は、ρ_ｓｋの計算から除外される。

該第１の信号の到着時間９０８は、Δ_ｉ、すなわち、ＧＰＳシステム時間と該第１の信号に関する該発信基地局におけるシステム時間との間のオフセットと、ｄ、すなわち、該発信基地局からの送信と該加入者局における受信との間における１方向の伝播遅延との和である。値Δ_ｉは、一般的には、既知の予め決定されている校正パラメータであり、値ｄは、該発信基地局と該加入者局との間における視野方向の遅延、又は、中継器を通じた伝播の結果発生する遅延、のうちのいずれかである。これらの値は、ρ_ｓｋを計算する上では必要ないためここでは直接的には関係ない。

図１０は、該第２の信号の源が別の基地局である場合におけるタイムラインの一例である。符号９０８は、この場合も同じく該加入者局における該第１の信号の到着時間を示し、符号１００２は、第２の基地局から発信される第２の信号が該加入者局に到着する時間を示している。これらの２つの値の差φ_ｉｊは、ステップ４０４のポテンシャルソリューション面を形成するために用いられる到着時間差値である。該ポテンシャルソリューション面が二葉双曲面５００である場合は、該第２の基地局の既知の所在位置は、二葉双曲面５００の第２の位置５０４を形成する。

到着時間値９０８及び１００２は、両方とも、この場合も同じくＧＰＳ時間９０２に関わる値であり、この場合も同じくφ_ｉｊの計算から除外される。また、値Δ_ｉ及びｄはφ_ｉｊの計算には必要ないため同様に無関係である。

完全性のモニタリングを実行するために、該第１の信号との関係におけるＧＰＳ衛星信号に関する到着時間差値ρ_ｓｋも計算することができる。完全性をモニタリングする際には、該第１の信号を、その発信基地局から直接受信されたもの又は中継器によって中継されたもののいずれかとして別々に分類するために本発明の方法が用いられる。該分類のうちの一方は、φ_ｉｊを用いて実行され、他方は、ρ_ｓｋを用いて実行される。これらの結果が一致する場合は、これらの結果は信頼できる結果であるとみなされて受け入れられる。しかしながら、これらの結果が一致しない場合は、これらの結果は信頼できない結果であるとみなされ、該第１の信号を信頼できる形で分類するために、その他の信号源からの追加測定が行われ得る。

図１１は、２つ以上のＧＰＳ衛星からの受信信号が加入者局によって受信されて完全性のモニタリングのために用いられる場合におけるタイムラインの一例である。この特定の例においては、２つのＧＰＳ衛星信号が用いられ、各々の信号の到着時間は、それぞれ符号１１０２及び１１０４によって示されている。さらに、これらの衛星の各々に関する到着時間差ρ_ｓｋ及びρ_ｓｊも決定される。値ρ_ｓｋは、該第１の信号との関係における、これらの衛星信号のうちの１方に関する到着時間差であり、ρ_ｓｊは、該第１の信号との関係における、これらの２つの衛星信号のうちの他方に関する到着時間差である。

本発明の方法を使用し、該到着時間差値のうちの一方の値であるρ_ｓｋ又はρ_ｓｊを用いて該第１の信号を分類する。これらの到着時間差値のうちの他方を用いて該第１の信号を別個に分類する。これらの結果が一致する場合は、これらの結果は信頼できる結果であるとみなされて受け入れられる。これらの結果が一致しない場合は、該第１の信号を信頼できる形で分類できるようにするために追加測定が行われ得る。

図１１の例は、２つのＧＰＳ衛星信号を用いた完全性のモニタリングを例示しているが、２つ以上の基地局信号、基地局信号とＧＰＳ衛星信号の組合せ、及び２つ以上のＧＰＳ衛星信号を用いて完全性のモニタリングが実行されるその他の例も可能であることが認識されるべきである。

図１２は、本発明に従ったシステム１２００の実施形態を例示した図である。例示されているように、この実施形態においては、システム１２００は、図４の方法、又は、説明されているか又は示唆されている実施形態、実装、例、又はその変形のうちのいずれかを具現化した（embodying）ソフトウェア命令を保持するメモリ１２０２を具備する。システム１２００はまた、メモリ１２０２によって保持されるソフトウェア命令にアクセスし該ソフトウェア命令を実行するように構成されたプロセッサ１２０４も具備する。本発明の方法を実行するに際しては、プロセッサ１２０４は、相関器（図示されていない）によって提供された到着時間値及び／又は到着時間差値にアクセスするが、該相関器は、受信機（図示されていない）によって該相関器に提供された信号からこれらの値を導き出す。これらの値は、直接に又はメモリ１２０２を通じてプロセッサ１２０４に提供され得る。システム１２００の実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアの任意の組合せにより実現された実施形態が可能であることを理解すべきである。

図１３は、図１２のシステムを具現化するか又は組み込んだ無線通信システムにおける加入者局の例を示したブロック図である。但し、その他の例も可能であり、従って、図１３内のいずれについても限定的に解釈されるべきではない。

無線トランシーバー１３０６は、音声又はデータといったベースバンド情報を変調してＲＦ搬送波にのせるように構成されており、また、変調されたＲＦ搬送波を復調してベースバンド情報を入手するように構成されている。

アンテナ１３１０は、変調されたＲＦ搬送波を無線通信リンクで伝送し、また、変調されたＲＦ搬送波を無線通信リンクで受け取るように構成されている。

ベースバンドプロセッサ１３０８は、ＣＰＵ１３０２からのベースバンド情報を無線通信リンクで伝送するためにトランシーバー１３０６に提供するように構成されている。ＣＰＵ１３０２は、ユーザーインタフェース１３１６内の入力デバイスから該ベースバンド情報を入手する。ベースバンドプロセッサ１３０８はまた、トランシーバー１３０６からのベースバンド情報をＣＰＵ１３０２に提供するようにも構成されている。ＣＰＵ１３０２は、ユーザーインタフェース１３１６内の出力デバイスに該ベースバンド情報を提供する。

ユーザーインタフェース１３１６は、音声又はデータといったユーザー情報を入力又は出力するための複数のデバイスを具備する。ユーザーインタフェース内に一般的に含まれているデバイスは、キーボード、表示画面、マイク、及びスピーカーを含む。

ＧＰＳ受信機１３１２は、加入者局にとって可視であるＧＰＳ衛星からのパイロット信号によって形成されたコンポジット信号を受信して復調し、また、復調された情報を相関器１３１８に提供するように構成されている。該コンポジット信号は、アンテナ１３１４を通じて受信される。

同様に、無線トランシーバー１３０６は、加入者局にとって可視である基地局によって送信されたパイロット信号によって形成されたコンポジット信号を受信して復調し、また、復調された情報を相関器１３１８に提供するように構成されている。該コンポジット信号は、アンテナ１３１０を通じて受信される。

この特定の例においては、ＧＰＳ受信機１３１２及び無線トランシーバー１３０６は、同じフィルタチェーンを共有する。しかしながら、各々が別個のフィルタチェーンを有する状態で構成された例も可能であることが認識されるべきである。

相関器１３１８は、ＧＰＳ受信機１３１２によって自身に提供された情報からＧＰＳ相関関数を導き出し、また、無線トランシーバー１３０６によって自身に提供された情報から基地局相関関数を導き出すように構成されている。

相関器１３１８はまた、相関器１３１８が導き出す相関関数のピークから到着時間測定値及び／又は到着時間差測定値を導き出すようにも構成されている。あるいは、ＣＰＵ１３０２は、相関器１３１８によってＣＰＵ１３０２に提供された相関関数からこの情報を導き出してもよい。

この情報は、加入者局が無線通信サービスを取得するために及び／又は自己の位置を決定するか又は位置決定システム内のＰＤＥあるいはその他のエンティティに自己の位置を決定させるために用いてもよい。

チャネル復号器１３２０は、ベースバンドプロセッサ１３０８によってチャネル復号器１３２０に提供されたチャネルシンボルを復号して基本となる（underlying）ソースビットにするように構成されている。これらのチャネルシンボルが畳み込み符号化された記号である第１の例においては、該チャネル復号器は、ビタビ（Ｖｉｔｅｒｂｉ）復号器である。これらのチャネルシンボルが畳み込み符号の直列連結又は並列連結である第２の例においては、チャネル復号器１３２０は、ターボ復号器である。

メモリ１３０４は、図４の方法、又は、説明されているか又は示唆されている実施形態、実装、例、又はその変形のうちのいずれかを具現化したソフトウェア命令を保持するように構成されている。

ＣＰＵ１３０２は、これらのソフトウェア命令にアクセスして実行し、それによって、基地局から発信される信号が中継器によって中継されたかどうかを識別するように構成されている。

本発明の様々な実施形態が説明されたが、本発明の範囲内にあるその他の数多くの実施形態及び実装が可能であることが当業者にとって明らかであろう。

中継器の、基地局と加入者局の間における双方向増幅器としての典型的用途を例示したブロック図である。位置決定システムにおいて中継器によって導入される不明瞭さを例示した図である。加入者局の所在位置を計算し、さらに中継器によって中継されたと決定された信号から導き出された時間測定値を補正するための位置決定システムにおける位置決定エンティティを例示した図である。加入者局によって受信された第１の信号が中継器によって中継されたかどうかを識別するための、本発明に従った一実施形態の流れ図である。二葉双曲面を例示した図である。二葉双曲面に関するパラメータ数式を例示している。二葉双曲面に関する非パラメータ数式を例示している。信号に関する発信基地局の所在位置において地表とほぼ接する平面を図５の二葉双曲面と交差させることによって形成された交差曲線を例示した図である。交差曲線と信号に関する発信基地局のカバレッジエリアとの交差を例示した図である。信号に関する発信基地局のカバレッジエリアと交差しておらずさらに該カバレッジエリア外にある交差曲線を例示した図である。基地局から発信される第１の信号とＧＰＳ衛星から発信される第２の信号との間の到着時間差を例示したタイミング図である。基地局からそれぞれ発信された第１の信号と第２の信号との間の到着時間差を例示したタイミング図である。完全性をモニタリングするための複数の到着時間差値の利用を例示したタイミング図である。加入者局によって受信された第１の信号が中継器によって中継されたかどうかを識別するための本発明の一実施形態に従ったシステムのブロック図である。図１２のシステムを具現化した又は組み込んだ加入者局のブロック図である。

Claims

加入者局によって受信された第１の信号が中継器によって中継されたかどうかを識別する方法であって、
前記第１の信号と第２の信号との間の到着時間差を前記加入者局において測定することと、
前記加入者局の可能性がある位置を示すポテンシャルソリューション面を前記測定された到着時間差から形成することと、
前記第１の信号が中継器によって中継されたかどうかを、前記ポテンシャルソリューション面から導き出された情報に基づいて識別すること、とを具備し、
前記第１の信号は、所在位置及びカバレッジエリアを有する基地局から発信され、前記第２の信号は、所在位置を有する源から発信され、前記識別するステップは、
前記第１の信号に関する前記発信基地局の前記所在位置において地表にほぼ接する平面を形成することと、
前記平面を前記ポテンシャルソリューション面と交差させて交差曲線を形成することと、
前記交差曲線が前記発信基地局の前記カバレッジエリアと交差するか又は前記カバレッジエリア内にある場合は、前記第１の信号は、前記発信基地局から直接受信されたと識別することと、
前記交差曲線が前記第１の信号に関する前記発信基地局の前記カバレッジエリアと交差せず、かつ前記カバレッジエリア外にある場合は、前記第１の信号が中継器によって中継されたと識別すること、とを具備する方法。
前記第２の信号の源は、ＧＰＳ衛星である、請求項１に記載の方法。
前記第２の信号を発信する前記ＧＰＳ衛星の前記所在位置は、アルマナックから入手される、請求項２に記載の方法。
前記第２の信号の源は、基地局である、請求項１に記載の方法。
前記第２の信号を発信する前記基地局の前記所在位置は、アルマナックから入手される、請求項４に記載の方法。
前記ポテンシャルソリューション面は、双曲面である、請求項１に記載の方法。
前記双曲面は、２つの位置を有する二葉双曲面であり、第１の位置は、前記第１の信号に関する前記発信基地局の前記所在位置であり、第２の位置は、前記第２の信号の源の前記所在位置である、請求項６に記載の方法。
前記発信基地局の前記所在位置は、アルマナックから入手される、請求項１に記載の方法。
前記第１の信号は、パイロット信号である、請求項１に記載の方法。
前記第２の信号は、パイロット信号である、請求項１に記載の方法。
請求項１の方法を具現化したソフトウェア命令が記憶されているメモリ。
プロセッサ及び請求項１１の前記メモリを具備するシステムであって、前記プロセッサは、前記メモリによって保持される前記ソフトウェア命令にアクセスし、前記ソフトウェア命令を実行するように構成されている、システム。
請求項１２の前記システムを具現化した加入者局。
請求項１１の前記メモリを組み込んでいるか又は含んでいる加入者局。
同期位置決定システムにおいて、加入者局において受信された第１の信号が中継器によって中継されたかどうかを識別する方法であって、
前記第１の信号と第２の信号との間の到着時間差を前記加入者局において測定することであって、前記第１の信号は、所在位置を有する基地局から発信され、前記第２の信号は、所在位置を有するＧＰＳ衛星から発信されることと、
前記測定された到着時間差、前記第１の信号に関する前記発信基地局の前記所在位置、及び前記第２の信号に関する前記発信ＧＰＳ衛星の前記所在位置から双曲面を形成することと、
前記第１の信号が中継器によって中継されたかどうかを、前記双曲面から導き出された情報に基づいて識別すること、とを具備し、
前記基地局は、カバレッジエリアを有しており、前記識別するステップは、
前記第１の信号に関する前記発信基地局の前記所在位置において地表にほぼ接する平面を形成することと、
前記平面を前記双曲面と交差させて交差曲線を形成することと、
前記交差曲線が前記発信基地局の前記カバレッジエリアと交差するか又は前記カバレッジエリア内にある場合は、前記第１の信号は、前記発信基地局から直接受信されたと識別することと、
前記交差曲線が前記第１の信号に関する前記発信基地局の前記カバレッジエリアと交差せず、かつ前記カバレッジエリア外にある場合は、前記第１の信号が中継器によって中継されたと識別すること、とを具備する方法。
前記双曲面は、前記第１の信号に関する前記発信基地局の前記所在位置に所在する第１の位置、及び、前記第２の信号の源の前記所在位置に所在する第２の位置、を有する二葉双曲面である、請求項１５に記載の方法。
前記交差曲線は、前記平面を前記二葉双曲面と交差させることによって形成される、請求項１６に記載の方法。
加入者局において受信された第１の信号が中継器によって中継されたかどうかを識別する方法を具体的に具現化したメモリであって、
前記第１の信号と第２の信号との間の到着時間差を前記加入者局において測定することと、
前記測定された到着時間差からポテンシャルソリューション面を形成することと、
前記第１の信号が中継器によって中継されたかどうかを、前記ポテンシャルソリューション面から導き出された情報に基づいて識別すること、とを具備し、
前記第１の信号は、所在位置及びカバレッジエリアを有する基地局から発信され、前記第２の信号は、所在位置を有する源から発信され、前記識別するステップは、
前記第１の信号に関する前記発信基地局の前記所在位置において地表にほぼ接する平面を形成することと、
前記平面を前記ポテンシャルソリューション面と交差させて交差曲線を形成することと、
前記交差曲線が前記発信基地局の前記カバレッジエリアと交差するか又は前記カバレッジエリア内にある場合は、前記第１の信号は、前記発信基地局から直接受信されたと識別することと、
前記交差曲線が前記第１の信号に関する前記発信基地局の前記カバレッジエリアと交差せず、かつ前記カバレッジエリア外にある場合は、前記第１の信号が中継器によって中継されたと識別すること、とを具備する方法を具体的に具現化したメモリ。
加入者局において受信された第１の信号が中継器によって中継されたかどうかを識別するためのシステムであって、
前記第１の信号と第２の信号との間の到着時間差を前記加入者局において測定するための手段と、
（１）前記測定された到着時間差からポテンシャルソリューション面を形成し、（２）前記第１の信号が中継器によって中継されたかどうかを、前記ポテンシャルソリューション面から導き出された情報に基づいて識別するための論理と、を具備し、
前記第１の信号は、所在位置及びカバレッジエリアを有する基地局から発信され、前記第２の信号は、所在位置を有する源から発信され、前記論理はさらに、（１）前記第１の信号に関する前記発信基地局の前記所在位置において地表にほぼ接する平面を形成し、（２）前記平面を前記ポテンシャルソリューション面と交差させて交差曲線を形成し、（３）前記交差曲線が前記発信基地局の前記カバレッジエリアと交差するか又は前記カバレッジエリア内にある場合は、前記第１の信号は、前記発信基地局から直接受信されたと識別し、（４）前記交差曲線が前記第１の信号に関する前記発信基地局の前記カバレッジエリアと交差せず、かつ前記カバレッジエリア外にある場合には、前記第１の信号が中継器によって中継されたと識別するように構成されている、システム。
加入者局において受信された第１の信号が中継器によって中継されたかどうかを識別する方法であって、
前記第１の信号と第２の信号との間の到着時間差を前記加入者局において測定するためのステップと、
前記測定された到着時間差からポテンシャルソリューション面を形成するためのステップと、
前記第１の信号が中継器によって中継されたかどうかを、前記ポテンシャルソリューション面から導き出された情報に基づいて識別するためのステップと、を具備し、
前記第１の信号は、所在位置及びカバレッジエリアを有する基地局から発信され、前記第２の信号は、所在位置を有する源から発信され、前記識別するステップは、
前記第１の信号に関する前記発信基地局の前記所在位置において地表にほぼ接する平面を形成するためのステップと、
前記平面を前記ポテンシャルソリューション面と交差させて交差曲線を形成するためのステップと、
前記交差曲線が前記発信基地局の前記カバレッジエリアと交差するか又は前記カバレッジエリア内にある場合は、前記第１の信号は、前記発信基地局から直接受信されたと識別するためのステップと、
前記曲線が前記第１の信号に関する前記発信基地局の前記カバレッジエリアと交差せず、かつ前記カバレッジエリア外にある場合は、前記第１の信号が中継器によって中継されたと識別するためのステップと、を具備する、方法。