JP4482258B2

JP4482258B2 - 音声通信ネットワークにおける同期のためのインバンド信号処理

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Publication number: JP4482258B2
Application number: JP2001508089A
Authority: JP
Inventors: ダンエイ．プレストン; ジョセフプレストン; ロッドエル．プロクター
Original assignee: Airbiquity Inc
Current assignee: Airbiquity Inc
Priority date: 1999-01-15
Filing date: 2000-01-18
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2020-01-18
Also published as: HK1042389A1; CA2360973A1; AU2509600A; TR200102405T2; CN1340254A; WO2001003344A1; JP2003503942A; BR0007520A; AU761918B2; MXPA01007086A; EP1145468A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信と有線通信におけるシステム待ち時間(system latency)の測定のためのインバンド信号処理(in-band signaling)に関し、特に、無線通信および／または有線通信の音声通信ネットワークにおける通信の基準クロック(reference clock)と遠隔クロック(remote clock)の間の時間同期(time synchronization)および同期エラー測定(synchronization error measurement)における待ち時間測定(latency measurement)で使用されるインバンド信号処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スレーブオシレーター(oscillator)離れたマスターオシレーター(oscillator)と正確に同期させるための信号処理方法としては、数多くの方法が知られている。そのような既知の方法の１つは、グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）あるいはＧＬＯＮＡＳＳのような衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）のマスターオシレーターを備えた人工衛星から送信される信号を使用する。スレーブオシレーターは、「ロック」と呼ばれるノーマルＳＰＳ信号受信モードにおいてＳＰＳマスターオシレーターと同期している。ＳＰＳポジショニング・レシーバーを含むモバイルユニットでは、ＳＰＳマスターオシレーターとＳＰＳポジショニング・レシーバーのスレーブオシレーターとの間の同期エラーの量が、衛星天体位置表データ(satellite ephemeris data)を使用してＳＰＳ信号からその位置を正確に決定するＳＰＳポジショニング・レシーバーの能力に影響を与える。例えば、ＧＰＳレシーバーのスレーブオシレーターの同期エラーは、３０秒未満のコールドスタート(cold start)からの位置固定を得るために、ＧＰＳ衛星マスターオシレーターから約＋／−５００マイクロセカンド以下でなければならない。ロックモードにおいて、スレーブオシレーターは、通常、ＧＰＳ衛星マスターオシレーターの＋／−１０マイクロセコンドの範囲内で同期する。例えば、ＳＰＳ衛星が見えなくなる等によりＳＰＳ信号が利用不可である場合、あるいはモバイルユニットがＳＰＳ衛星信号を得られない場合、モバイルユニットは、所定時間にわたるスレーブオシレーターのドリフト(drift)のために、再同期をとらなければならない。ＳＰＳ信号を使用しなければならない場合、この再同期は長い時間を必要とする。さらに、コールドスタートからのＳＰＳ同期は、さらに時間を消費する。従って、コールドスタートからの１分あるいはそれ以上の同期処理時間はよくあることである。
【０００３】
コンピューター・ネットワーク設備および機器、コントロールシステムおよび測距装置(ranging devices)のような他の種類の電子機器も、正確に同期された内部クロックに依存するようになっている。アブラハム他(Abraham et al.)の米国特許第5,510,797号には、それらの内部クロックを同期させるために、コンピューターおよび時間で制御される機器に関連してＳＰＳレシーバーを使用することについて記載されている。
【０００４】
ウォータース(Waters)の米国特許第4,368,987号には、衛星用の同期方法が記載されている。この同期方法では、マスターパルスがマスタークロックステーションによってスレーブステーションに送信され、そしてスレーブステーションでは受信したマスターパルスに関しての結合過程(conjugate phase)を有するスレーブパルスがマスターステーションによって受信されるように再送信されるようになっている。マスターステーションにおけるマスターパルスと受信スレーブパルスの間の時間差の測定は、マスタークロックとスレーブクロックの間の時相差を計算するために用いられる。その後、この時相差は双方のクロックを同期させるために使用される。このウォータースの方法は、クロック同期と位相差の決定のために、衛星用マスターステーションと衛星用スレーブステーションの間に協力関係を必要とする。従って、ウォータースによって開示された方法は、ＳＰＳが使用可能なモバイルユニットの再同期を行うために転用できるものではなかった。ＳＰＳ衛星は、元々軍用のために開発されたものであり、そのためモバイルユニットから受信したマスターパルスに応じてスレーブパルスを再送信しないようになっている。そのため、ＳＰＳ衛星は、反対に、モバイルユニットによって生成された結合スレーブパルスを受け取るようにも、また時相差を計算するようにもなっていない。
【０００５】
有線の電話からの呼び出し（コール／call）に対しては、自動番号識別(Automatic Number Identification/ANI)サービスにより、パブリック・セーフリー・アンサリング・ポイント（ＰＳＡＰ）のような呼び出し受信ステーションが所有者データベースにおける呼び出し者(登録された電話所有者)の名前およびアドレスを速く検索できるようになっている。無線通信装置の携帯特性は、無線ネットワークにおける上述のような検索スキームの実行の可能性を除外するものである。ＳＰＳレシーバーを組込んだ無線移動電話ユニットは、その後で呼び出し受信ステーションに送信することができる位置データを生成する手段として考案されたものである。理論上、この方法により位置データを生成しかつ送信することは、緊急事態を報告するために９１１をダイヤルしたが、ＰＳＡＰオペレーターに位置情報を口頭で告げることができない無線通信者を探し出すのに特に役立つ。
【０００６】
ＳＰＳを使用可能な無線電話は、正確に位置データを決定し送信する能力を有してはいるが、呼び出し受信ステーションへ位置データを適時かつ効率的に生成し送信することに対して多くの実際的な問題が障害となっていた。例えば、使用可能な位置データを生成する前に、ＳＰＳの使用可能な無線電話のＳＰＳレシーバーは、ＳＰＳ時間に同期する必要があるかもしれない。ＰＳＡＰへの呼び出しを含む非常時態では、ＳＰＳ衛星信号を使用するＳＰＳレシーバーを同期させるのに必要な時間の長さは生命に係るものである。
【０００７】
図1は、有線通信ネットワーク(ＰＯＴＳネットワーク)１４に接続された無線通信ネットワーク１２を含む従来の音声通信ネットワーク１０の概略構成を示している。図１に示すように、無線通信ネットワーク１２は、関連するベースステーションアンテナ１８およびモバイルスイッチングセンター２０を各々有する１つ以上のセルーラベースステーション(cellular base station)１６を含んでいる。モバイルスイッチングセンター２０は、ＰＯＴＳネットワーク１４へセルーラベースステーション１６をつなぐことにより、ＰＳＡＰのような有線呼び出し者２２が無線通信ネットワーク１２のモバイルユニット２４と通信することを可能にしている。動作としては、モバイルユニット２４が、２つの送信チャンネル２６上においてセルーラベースステーション１６によってそれぞれ受信および送信された信号を送信および受信する。これらの送信チャンネル２６は、音声を表わす無線周波数信号の送信のための音声チャンネル２７(呼び出しパス、音声呼び出しパス、音声呼び出し接続、音声通話パス、音声トラヒックチャンネルおよびトラヒックチャンネルとして知られている)と、呼び出し開始およびコントロール信号を送信するためのコントロールチャンネル２８(オーバーヘッドチャンネルおよび非通話パスとして知られている)とを有している。ディジタル無線通信ネットワークでは、コントロールチャンネル２８上の送信は、パケットデジタルデータで行われる。コントロールチャンネル２８用プロトコルおよびコントロールチャンネル２８上で送ることができるデータのタイプは、無線通信ネットワークによって使用されるコントロールチャンネル通信プロトコルのタイプによって決定される。各タイプの無線のネットワークは独自のプロトコルを使用しているので、コントロール信号は、セルーラベースステーション１６でデコード（復号化）されなければならない。
【０００８】
先行技術における他の本来的な制約は、以下に記載した好ましい実施形態の詳細な記述および発明の概要を見れば明白となるであろう。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
有線と無線通信のシステムは、呼び出しパス（call path／通話パス）における信号の伝播および処理のために、５００ミリセカンドより少ないシステム待ち時間を持っている。無線通信ネットワークでは、エアーインターフェース・プロトコル、ベースステーション、送受話器メーカーおよび送信距離の差によって、システム待ち時間が変わってくる。
【００１０】
【発明の概要】
本発明は、音声通信ネットワークの音声呼び出しパス上で基準ステーションと遠隔ユニットの間で送信された信号に対する音声通信ネットワークのシステム待ち時間を決定する方法を提供する。システム待ち時間は、基準ステーションの基準オシレーターを備えた遠隔ユニットの同期の間、考慮される。システム待ち時間の測定は、基準ステーションから遠隔ユニットまでの音声呼び出しパス上で基準信号を送信することを含む信号処理シーケンスによって達成される。そこでは、予め選択された返答遅れ間隔の後に、返答信号が生成され、呼び出しパスを通じて基準ステーションへ返信される。これらの基準信号および返答信号は、それぞれの所定の基準および返答持続時間(それらは、音声通信ネットワークの信号減衰特性によって決定することができる)の間送信される。返答遅れ間隔は、遠隔ユニットにおける基準信号の受信で開始し、遠隔ユニットが基準信号を処理しかつ返答信号を生成するのに十分な時間を可能にするように前もって選ばれる必要がある。測定は、基準信号の送信と返答信号の受信の間のラウンドトリップ時間(round-trip time)を決定するために、基準ステーション上でなされる。待ち時間の合計は、その後で、基準持続時間、返答持続時間および返答遅れ間隔の合計より少ないラウンドトリップ時間として計算される。
【００１１】
本発明の別の態様では、補正間隔は、合計待ち時間の２分の１として計算される。また、補正間隔を表わす同期信号は、その後で、遠隔ユニットによる受信用に呼び出しパス上に基準ステーションから送信される。遠隔ユニットは、同期信号に応じて基準オシレーターと同期する。同期は、多くの異なる方法で効果的に行うことができる。例えば、遠隔ユニットで同期信号を格納し、同期時間の計算のためにパラメーターとしてそれをその後使用することによって同期をとってもよく、また同期信号の同期マークを受信した際に遠隔オシレーター調整または再起動することによって同期をとってもよい。
【００１２】
本発明の他の態様では、遠隔ユニットは、ＳＰＳレシーバーを含むモバイルユニットからなる。この態様では、遠隔のオシレーターが接続されるか、あるいはＳＰＳレシーバーの一部になり、そして遠隔ユニットの位置を決定するためにＳＰＳ衛星信号とともにＳＰＳレシーバーによって使用される。遠隔オシレーターの同期は、上述した同期技術のいずれか、あるいは遠隔ユニットの位置を計算するためにＳＰＳレシーバーによって使用されるアルゴリズムを同期信号に応じて改良したものによって行われる。
【００１３】
本発明の別の態様では、基準信号、返答信号および同期信号は、自由に音声通信ネットワークを通過できるようなあらゆる音声周波数信号である。そのような音声周波数信号は、制限のある無線-周波数帯域幅中の呼び出しトラヒックを最大限にするため、圧縮プロトコルおよび／または拡散スペクトラム技術を使用するタイプの高度な通信ネットワークの音声呼び出しパスでの送信に必要とされる。高度な通信ネットワークで使用されるプロトコルの例としては、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、モバイル通信用のグローバルシステム（ＧＳＭ）などを含む。また、基準、返答および同期信号は、アナログ無線通信ネットワークを通じても自由に送信される。これらの音声周波数信号は、特に、例えば周波数、振幅および持続時間のような人間の音声の特性をエミュレートするように構成される。人間の音声に似ている信号を生成することによって、本発明は、音声通信ネットワークによる信号の破壊を回避する。
【００１４】
本発明の別の態様では、信号は、1または２以上の音声トーン、多重波数トーンあるいは多重周波数コントローラーによって生成されたガウス分布のパルスを含む音声周波数信号である。ガウス分布のパルスは、音声通信ネットワークによる破壊的な減衰を回避するために、約０．３ｍｓ〜１ｍｓの間の３s（標準偏差ｘ３）と−４ｄＢｍ〜−１０ｄＢｍの増幅率によって特徴づけられる。単一のトーンあるいは多重周波数トーンは、約５ｍｓから５０ｍｓの持続時間および３００から３０００Ｈｚの範囲の周波数を持っている。１つの信号当たり多数のトーンあるいはパルスを使用する方法では、(特別の信号の)トーンあるいはパルスを受信した時間は、待ち時間測定および同期の正確さを改善するために、平均される。また、この信号は、規則的および不規則的に配置された複数のトーンあるいはパルスの連結により作成されたパルス列を含んでもよい。トーンまたはパルスの不規則な間隔は、合計のラウンドトリップ時間差の計算のために基準ステーションにおいて基準信号へ返答信号を正確に相関させるのを容易にする。これらの技術の使用は、基準オシレーターの＋／―５００msecの範囲内で遠隔ユニットを同期させることを可能にする。ＳＰＳが使用可能な遠隔ユニットでは、本発明の方法を使用することにより、ＳＰＳロックを達成するためにＳＰＳレシーバーが要する時間が著しく減少する。
【００１５】
また、本発明の別の態様では、信号処理シーケンスは、遠隔ユニットによって開始される。それは、基準パルスを生成し送信する。その基準パルスの受信により、基準ステーションは、返答遅れ間隔の後に返答パルスで返答する。その後、遠隔ユニットによって待ち時間計算が行われる。遠隔ユニットの同期をとるには、遠隔ユニットが、基準オシレーターの時間マーク出力の際に、基準ステーションによって送信された同期信号を受け取ることを必要とする。
【００１６】
本発明は、遠隔ユニットがセルーラ電話のような無線通信装置を含むセルーラ電話ネットワークのコンテキストにおいて特に著しい利点を有する。コントロールすなわち通信ネットワークのオーバーヘッドチャンネルにおいてデータと同期の信号を送信する既知の無線データ通信装置とは異なり、本発明は、基準、返答および同期信号の取り扱いために無線のネットワークのベースステーションサイトでインストールされる特別の設備やソフトウェアを必要としない。コントロールチャンネル（非通話パス）上での送信を回避することによって、本発明は、既存の無線および有線（ＰＯＴＳ）電話ネットワークのインフラの修正を回避することができ、それによりコスト効率よく実施できる。反対に、本発明は、既存のインフラ上で明確に作動する。音声呼び出しパス（音声通話パス）中のインバンド信号は、無線あるいは有線ネットワーク中のどのポイントでも受信できる。例えば、基準ステーションとして提供される位置サービスコントローラーやＰＳＡＰでも受信できる。本発明は、データモードに無線通信装置を切り替えることによりデータ送信中に音声呼び出しパスを完全に占拠する従来の無線通信モデム装置に比べて、種々の長所がある。待ち時間測定、同期および位置データ送信の間に音声呼び出しパスを無線電話ユーザに利用可能にしておくことによって、本発明は、無線のユーザと呼び出し通信者の間にほぼ同時的な言語通信を容易にする。
【００１７】
本発明の多くの他の態様及び利点は、添付の図面を基準した好ましい実施形態の詳細な説明から明白となるであろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による電子メール伝送システムの実施形態について説明する。
【００１９】
図２は、本発明の第１の好適実施形態にかかるＳＰＳ使用可能モバイルユニット４０を含む音声通信ネットワーク３０を示す図である。
【００２０】
図２に示すように、音声通信ネットワーク３０は、公衆電話交換ネットワークすなわち（ＰＯＴＳ）４８に接続された無線通信ネットワーク４４を含んでいる。無線通信ネットワーク４４は、モバイルユニット４０に無線周波数信号５６を送信するとともにモバイルユニット４０から無線周波数信号５６を受信するためのベースステーション５２を含んでいる。無線周波数信号５６は、音声を送信するための音声チャンネル信号５８と、制御コマンドおよびディジタルデータを送信するためのコントロールチャンネル信号６０とを含んでいる。モバイル切り替えセンター６４は、無線通信ネットワーク４４をＰＯＴＳ４８へ接続する。モバイルユニット４０は、好ましくは、セルーラテレホン送受話器であるが、音声チャンネル５８上で送信することができる任意のタイプの無線通信装置でもよい。モバイルユニット４０は、ローカルオシレーター（「モバイルオシレーター」あるいは「遠隔オシレーター」とも呼ばれる）と、地球軌道上のＳＰＳ人工衛星７２によって放送されるＳＰＳ信号７０を受信するとともにＳＰＳ信号７０に基づいてモバイルユニットの位置を計算するためのＳＰＳレシーバー６６を含んでいる。通常の動作では、ＳＰＳレシーバー６６は、ＳＰＳ信号７０とロックし、＋／−１０マイクロセカンド内でローカルオシレーターを同期させる。しかしながら、ＳＰＳ信号７０が利用不可能かあるいはＳＰＳレシーバー６６がＳＰＳ信号を得ていない場合、ローカルオシレーターは、ローカルオシレーターのドリフトのため正確なＳＰＳ時間を維持できなくなる。本発明によれば、ＳＰＳオシレーターの再同期は、必要に応じて、モバイルユニット４０によって自動的に始開始することができ、あるいはモバイルユニット４０によって受信するかまたは行われた次の通話中に起きるようにすることもできる。
【００２１】
ＳＰＳ時間にローカルオシレーターを再同期するのに必要な時間を短くするために、ローカルオシレーターは、既知の地球上の位置に置かれた基準オシレーターと同期させてもよい。この種の再同期処理は、ＳＰＳのロック中に起きる許容誤差より広い許容誤差で同期するため、ＳＰＳレシーバー６６のシーディング(seeding)として知られている。シードプロセッサー(seed processor)８０は、基準ＳＰＳレシーバー８２および基準オシレーター（ＳＰＳレシーバー８２と統合できる）と交信する。シードプロセッサー８０は、モバイル切り替えセンター６４（無線通信スイッチ）あるいはＰＯＴＳ４８の呼び出しデバイス８６、あるいはその両方と接続してもよい。一旦音声呼び出しパスがシードプロセッサー８０およびモバイルユニット４０の間で確立されると、シードプロセッサー８０は、システム待ち時間を決定するためおよびローカルオシレーターと基準オシレーターとの同期のために、信号処理シーケンス１００（図３）を開始する。
【００２２】
図３は、システム待ち時間の測定ための信号処理シーケンス１００を示す図である。図３に示すように、位置サービスコントローラー（ＬＳＣ）１０４のような基準ステーション１０２は、音声チャンネル５８（図２）上に基準信号を送信する。セルーラ式電話送受話器（ＨＳ）１１０のような遠隔ユニット１０８は、基準待ち時間ｔ_１の後に基準信号１０６を受信する。次に、遠隔ユニット１０８は、返答信号１１２を送信することにより、基準信号１０６を受信したことを返答する。この返答信号１１２は、返答待ち時間ｔ_２の後に基準ステーション１０２で受信される。基準待ち時間ｔ_１および返答待ち時間ｔ_２は、信号伝播時間と基準ステーション１０２および遠隔ユニット１０８でそれぞれの基準信号および応答信号１０６，１１２を処理するための時間との両方を含んでいる。基準信号１０６の送信と返答信号１１２の受信の間の経過時間は、基準ステーション１０２で測定され、繰り返しの遅延時間ｔ_ＲＴを決定する。基準待ち時間ｔ_１と返答待ち時間ｔ_２が等しい場合、システムは対称であると言われる。図示説明の目的で、図３の中では非対称が強張されている。しかしながら、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＧＳＭおよびアナログ無線通信電話システムにおける経験的な測定により、無線通信ネットワーク４４（図２）と組み合わされたＰＯＴＳネットワーク４８は、＋／−５００マイクロセカンド内の同期時間でのインバンド信号処理の目的のために許容される許容誤差の範囲内で対称（各呼び出しセッション中においてほぼ時間的に不変）となることが確認されている。無線およびＰＯＴＳの通信ネットワークはほぼ対称なので、一方行の待ち時間は、ラウンドトリップ遅延(round trip delay)の２分の１、すなわち１／２ｔ_ＲＴと考えることができる。
【００２３】
図４は、信号処理シーケンス１００のタイミングおよび要素を示すタイミング図である。図４に示すように、タイミング図の上部は、基準ステーション１０２における信号を示し、下部は、遠隔ユニット１０８における信号を示す。ここで、受信された信号は破線で示され、送信された信号は実線で示されている。この信号処理シーケンス１００は、基準ステーション１０２によって開始されるものとして図４中では示されているが、他の実施形態では遠隔ユニット１０８（図示省略）によって開始されてもよい。この信号処理シーケンス１００を開始するために、基準ステーション１０２は、基準持続時間(ｔ_ref)を有する基準信号１０６を送信する。便宜的に、基準信号１０６は、期間Ｐを有する基準オシレーターの周期的時間マーク１２０の発生時点において基準ステーション１０２によって送信される。この基準信号１０６は、基準待ち時間ｔ₁の後に遠隔ユニット１０８で受信される。この基準信号１０６の受信した際に、遠隔ユニット１０８は、返答信号１１２を生成し、予め選択された返答遅れ間隔ｔ_delの後に信号１１２を送信する。この返答信号１１２は、返答持続時間ｔ_ｒｐを持っており、返答待ち時間ｔ_２の後に基準ステーション１０２で受信される。ラウンドトリップ遅延ｔ_ＲＴの測定は、基準ステーション１０２でなされる。合計の待ち時間Ｔ_Ｌは、以下の式で求められる。
Ｔ_Ｌ＝ｔ_ＲＴ − （ｔ_ｒｅｆ＋ｔ_ｄｅｌ＋ｔ_ｒｐ）
【００２４】
通信ネットワークは本質的に対称なので、システム（１／２Ｔ_Ｌと考えられる）の一方行の待ち時間は、補正間隔(correction interval)Ｔ_Ｃとして使用できる。補正間隔Ｔ_Ｃを表す同期信号１２４は、基準ステーション１０２から送信される。同期信号１２４は、次の時間マーク１２０の際に送信される。また、補正間隔Ｔ_Ｃは、同期信号１２４の一部としてあるいは個別のデータ信号（図示省略）の一部として、遠隔ユニット１０８にデータとして送信される。他の方法としては、同期信号１２４’は、補正間隔Ｔ_Ｃと等しい量だけ将来の時間マーク１２０’に先立って補正時間１２６に送信される。その後で、遠隔ユニット１０８は、補正間隔Ｔ_Ｃおよび／または同期信号１２４‘の受信１２７の時間を利用して、基準オシレーターと同期する。なお、当業者であれば、補正間隔Ｔ_Ｃを表わす１または複数の信号の遠隔ユニット１０８における受信および基準オシレーターの時間マーク１２０に基づいて、種々の方法で同期を達成することができることが理解できるであろう。例えば（図示省略）、同期信号１２４は、補正間隔Ｔ_Ｃを引いた期間Ｐと等しい値だけ遅れた遅延時間マークの形成により生成してもよい。
【００２５】
音声通信ネットワーク、特にディジタル式セルーラ電話ネットワークは、信号送信媒体における呼び出しトラヒック(call traffic)を最大にするために、信号の圧縮、広域スペクトラム信号送信および他の信号操作プロトコルを使用する。これらの信号処理プロトコルは、人間の音声に似ていない呼び出しパス中の信号を削除する傾向がある。音声通信ネットワーク３０（図２）を介する信号の送信を改善し、待ち時間測定の正確さを改善するために、基準信号１０６、返答信号１１２および同期信号１２４は、すべて音声呼び出しパス中の音声周波数信号として生成される。当業者であれば、音声周波数信号は、無線電話ネットワークの音声呼び出しパスにおいて一般的に生じるように、符号化、送信および復号化の間にアナログ信号形式とディジタル信号形式と無線周波数信号とに何回も変換されることを理解するであろう。ここでいう「音声周波数数信号」の用語は、その形態にかかわらず、呼び出しパスの中を伝わっているときに音声を表すどのような信号をも含むものとして記載されている。基準信号１０６、返答信号１１２および同期信号１２４は、音声通信ネットワーク３０を通過するために経験的に見出された特性を有するように生成される。
【００２６】
図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、それぞれ、基準信号１０６、返答信号１１２、および同期信号１２４のために使用できる第１、第２および第３の実施例にかかる音声周波数信号１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃを示す。図５Ａに示すように、第１の実施例の音声周波数数信号１２８ａは、基準ポーズ(reference pause)１３４によって時間的に間隔を置かれた第１の音声周波数数トーン１３０および第２の音声周波数数トーン１３２を含んでいる。第１と第２の音声周波数トーン１３０、１３２は、各々３００Ｈｚ〜３０００Ｈｚの間の周波数、５ｍｓ〜５０ｍｓの所定の持続時間、および−４ｄＢｍ〜−１０ｄＢｍの間の増幅率によって特徴づけられる。この基準ポーズ１３４は、予め選択された持続時間によって特徴づけられる。この持続時間は、便宜上第１と第２の音声周波数トーン１３０，１３２の持続時間と同じとなるが、それらより短いかあるいは長くなるようにしてもよい。多数のトーンを使用することにより、遠隔ユニット１０８および基準ステーション１０２は、第１および第２の音声周波数数トーン１３０，１３２を受信したときにそれらを平均化することができ、また、それにより音声周波数信号１２８ａを受信した時間を正確に判定することができる。
【００２７】
図５Ｂに示すように、第２の実施例にかかる音声周波数数信号１２８ｂは、以下の方程式によって時間（ｔ）の関数として表わされるほぼガウス分布のパルスを含む。
Ｇ（ｔ）＝Ａ・ｅ^-1/2(t/ ^σ ⁾²
ここで、Ａは、約−４ｄＢｍ〜−１０ｄＢｍの間の増幅率であり、σ（標準偏差）は、１００マイクロセカンドと３３０マイクロセカンドとの間である。
【００２８】
図５Ｃは、対応する返答信号１１２が重ねられた第３の実施例にかかる基準信号１０６'を示す。図５Ｃに示すように、この第３の実施例の音声周波数数信号１２８ｃは、所定の間隔ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇで間隔を置いて配置された８個のほぼガウス分布の基準パルス１４４を含む基準パルス列１４０を有している。同様に、返答信号１１２’（図５Ｃの中では基準ステーション１０２で受信されたとして示されている）は、基準パルス１４４とほぼ同様に間隔を置かれた８個のほぼガウス分布の返答パルス１４８を含む返答パルス列を有している。間隔ａ−ｇは、ラウンドトリップ遅延時間ｔ_ＲＴを決定する場合に基準ステーション１０２で相関性を強めるために、不規則となっている。不規則な間隔ａ−ｇを使用することよって、たとえガウス分布のパルス１４４，１４８のすべてが受信されなくても、相関性は数学上は達成される。同業者であれば、基準パルス１４４の幅および間隔は、より多くのパルスを受信した場合はより不正確になるものの、パルス列と相互に関連づけかつ合計ラウンドトリップ遅延時間ｔ_ＲＴを決定するために返答パルス１４８の１つだけが受信される必要があるように選択してもよい。好ましくは、この第３の実施例の音声周波数信号１２８ｃは、４００Ｈｚで３ｄＢの帯域幅で１１．４ミリセカンドの長さおよび１．０のロールオフ(roll-off)を有する音声−周波数キャリア信号に変調されたアナログろ波されたパルス列(analog filtered pulse train)を有する。パルス列１４０の合計持続時間ｔ_ＰＴは、約１４３ｍｓから１８９ｍｓの間となる。音声周波数キャリア信号は、音声周波数スペクトル（３００Ｈｚから３０００Ｈｚ）中の任意の信号とすることができるが、好ましくは１８００Ｈｚ信号となる。
【００２９】
図６は、モバイルユニット４０の信号処理装置の概要を示す図である。図６に示すように、モバイルユニット４０は、多重周波数コントローラー２０４およびモデムトランシーバー２０８に接続された音声ブリッジ２００を含んでいる。多重周波数コントローラー２０４およびモデムトランシーバー２０８は、例えばＲＳ−２３２接続２１４によって、インターフェースプロセッサー２１２に接続されている。インターフェースプロセッサー２１２は、ＳＰＳアンテナ２２０を有するＳＰＳレシーバー２１６に接続されている。多重周波数コントローラー２０４およびモデムトランシーバー２０８の両方は、信号処理シーケンス１００の間に呼び出しパスを能動的に聞くようになっている。理想的には、多重周波数コントローラー２０４、モデムトランシーバー２０８、インターフェースプロセッサー２１２およびＳＰＳレシーバー２１６の機能は、ＣＯＤＥＣ、ディジタル信号プロセッサー（ＤＳＰ）、および既知のセルーラ電話で見られるＡＲＭマイクロプロセッサーのようなモバイルユニット４０の既存のコンポーネント上に統合される。プロトタイプおよびテストの目的のために多重周波数コントローラー２０４は、サウンドカードとアメリカのマサチューセッツ州ネーティックのＭａｔｈｗｏｒｋｓ社から入手できるＭＡＴＬＡＢを動かせるソフトウエアを含むパーソナルコンピュータや他の利用可能な多重周波数コントローラーとすることができる。基準オシレーターの＋／−５００msecの範囲内にモバイルユニット４０を同期させるために、インターフェースプロセッサー２１２およびマルチ周波数コントローラー２０４は、信号処理シーケンス１００の全体の平均２乗誤差の平方根(total root mean square error)が、０．１ミリセカンド未満となるように、理想的な動作を行う。基準ステーション１０２（図示省略）は、基準多重周波数コントローラー、基準モデムトランシーバーおよび基準インターフェースプロセッサーを含むモバイルユニットのものと同様な信号処理コンポーネントを有している。
【００３０】
根本原理から逸脱することなく上述した本発明の実施形態の詳細に多くの変更を加えることができることは当業者にとって明白である。したがって、本発明の範囲は請求項によってのみ決定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】無線通信ネットワークのコンポーネントおよび有線ライン通信ネットワークへの接続状態を示した従来の無線通信ネットワークを示す図である。
【図２】本発明に従って同期プロトコルを実行するために無線通信ネットワーク上における呼び出し者と通信するＳＰＳレシーバーを含むモバイルユニットを示す図である。
【図３】本発明に従った信号の送信シーケンスを示す図である。
【図４】基準信号、返答信号、および図３の信号送信シーケンスの同期信号のタイミングおよび要素を示すタイミング図である。
【図５】図５Ａは、第１および第２の基準トーンから成る第１の実施形態の音声周波数信号を示す図である。図５Ｂは、ガウス分布したパルスから成る第２の実施形態の音声周波数信号を示す図である。図５Ｃは、観測された返答パルス列と重なる基準パルス列から成る第３の実施形態の音声周波数信号を示す図である。
【図６】ＳＰＳレシーバーと本発明を実行するための多重周波数コントローラーとを含むモバイルユニットの概略図である。

Claims

音声通信ネットワークにおいて遠隔ユニットを基準ステーションの基準オシレーターと同期させる方法であって、
前記基準ステーションと前記遠隔ユニットとの間に確立された呼び出しパス上で、音声周波数基準信号を、前記基準ステーションから所定の基準持続時間にわたって前記遠隔ユニットに送信する工程と、
前記遠隔ユニットにおいて前記音声周波数基準信号を受信する工程と、
前記遠隔ユニットにおいて前記音声周波数基準信号に応じて音声周波数返答信号を生成する工程と、
前記音声周波数基準信号の受信が観測された時点で開始する返答遅延間隔を待つ工程と、
前記返答遅延間隔を待った後に、前記呼び出しパス上で前記遠隔ユニットから所定の返答持続時間にわたって前記音声周波数返答信号を前記基準ステーションに送信する工程と、
前記基準ステーションにおいて前記音声周波数返答信号を受信する工程と、
前記基準ステーションにおいて、前記音声周波数基準信号の送信時と前記音声周波数返答信号の受信が観測された時点との間のラウンドトリップ時間差を測定する工程と、
前記ラウンドトリップ時間差と前記基準持続時間と前記返答持続時間と前記返答遅延間隔とに基づいて、合計の待ち時間を計算する工程と、
前記基準オシレーターによって出力される時間マークに対応する同期基準時間を選択する工程と、
前記合計の待ち時間の１／２だけ前記同期基準時間に先行する補正時間を定める工程と、
前記補正時間において前記呼び出しパス上で前記基準ステーションから前記遠隔ユニットに同期信号を送信する工程とを有し、
前記音声周波数基準信号は、前記音声通信ネットワークによる壊滅的な減衰を避けるために人間の音声をエミュレートするものであり、
前記同期信号は、前記遠隔ユニットのローカルクロックを前記基準ステーションの前記基準オシレーターと同期させるものであり、
前記遠隔ユニットは、前記同期信号を受信したときに、前記ローカルクロックを前記基準ステーションの前記基準オシレーターと同期させるように構成されていることを特徴とする前記同期方法。
前記音声周波数基準信号は基準ポーズによって分離された第１と第２の基準トーンを含んでおり、前記音声周波数返答信号は返答ポーズによって分離された第１と第２の返答トーンを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の同期方法。
前記第１及び第２の基準トーンは等しい持続時間を持っており、また前記第１及び第２の返答トーンは等しい持続時間を持っており、
上記同期方法が、さらに、前記基準ステーションにおいて、前記第１及び第２の返答トーンの受信が観測された時間を平均する工程と、前記音声周波数返答信号の受信が観測された時間を調節する工程とを有し、それにより前記音声周波数返答信号の送信及び受信における本質的なエラーを減少させるようになっていることを特徴とする請求項２に記載の同期方法。
セルーラ電話ネットワークにおいて、モバイルユニットを基準ステーションの基準オシレーターと同期させる同期方法であって、
前記基準ステーションと前記モバイルユニットとの間に確立された音声呼び出しパス上で、所定の基準継続時間を有する音声周波数基準信号を、前記基準ステーションから前記モバイルユニットに送信する工程と、
前記モバイルユニットで前記音声周波数基準信号を受信するとともに前記音声周波数基準信号に応じて所定の返答持続時間を有する音声周波数返答信号を生成する工程と、
前記音声周波数基準信号の受信に応じて開始する返答遅延間隔を待つ工程と、
前記返答遅延間隔を待った後に前記音声呼び出しパス上で前記モバイルユニットから前記音声周波数返答信号を前記基準ステーションに送信する工程と、
前記基準ステーションにおいて前記音声周波数返答信号を受信する工程と、
前記基準ステーションにおいて、前記音声周波数基準信号の送信時と前記音声周波数返答信号の受信が観測された時点との間のラウンドトリップ時間差を測定する工程と、
前記ラウンドトリップ時間差と前記基準持続時間と前記返答持続時間と前記返答遅延間隔とに基づいて、合計の待ち時間を計算する工程と、
前記基準オシレーターによって出力される時間マークに対応する同期基準時間を選択する工程と、
前記合計の待ち時間の１／２だけ前記同期基準時間に先行する補正時間を定める工程と、
前記補正時間において前記音声呼び出しパス上で前記基準ステーションから前記遠隔ユニットに同期信号を送信する工程とを有し、
前記音声周波数基準信号は、前記セルーラ電話ネットワークによる壊滅的な減衰を避けるために人間の音声をエミュレートするものであり、
前記同期信号は、前記モバイルユニットのローカルクロックを前記基準ステーションの前記基準オシレーターと同期させるものであり、
前記モバイルユニットは、前記同期信号を受信したときに、前記ローカルクロックを前記基準ステーションの前記基準オシレーターと同期させるように構成されていることを特徴とする前記同期方法。
前記音声周波数基準信号および音声周波数返答信号は、それぞれ、ほぼガウス分布のパルスを含むことを特徴とする請求項４に記載の同期方法。
前記個々のガウス分布のパルスは、１００〜３３０マイクロセカンドの標準偏差によって特徴づけられることを特徴とする請求項５に記載の同期方法。
前記音声周波数基準信号および前記音声周波数返答信号は、それぞれ、−４ｄＢｍ〜−１０ｄＢｍの間の増幅率を持っていることを特徴とする請求項４に記載の同期方法。
前記音声周波数基準信号を送信する工程は、前記音声周波数返答信号が前記基準ステーションによって受信されるまで前記音声周波数基準信号の送信を繰り返す工程を含んでいることを特徴とする請求項４に記載の同期方法。
前記音声呼び出しパスは、予期される最大の一方向伝播待ち時間を有しており、前記音声周波数基準信号の送信を繰り返す工程は、前記予期される最大の一方向伝播待ち時間より大きい繰り返し間隔における繰り返しを含むことを特徴とする請求項８に記載の同期方法。
前記音声周波数基準信号および前記音声周波数返答信号は、それぞれ、一連の音声周波数パルスから成るパルス列を含んでいることを特徴とする請求項４に記載の同期方法。
前記音声周波数パルスは、不規則な間隔となっていることを特徴とする請求項１０に記載の同期方法。
前記音声周波数パルスは、音声周波数キャリア信号に変調されることを特徴とする請求項１０に記載の同期方法。
前記音声周波数パルスは、３ｄＢで４００Ｈｚの帯域幅および１．０のロールオフを備えた約１１．４ミリセカンドの持続時間であることを特徴とする請求項１０に記載の同期方法。
前記パルス列は、１４３ミリセカンド〜１８９ミリセカンドの合計パルス列持続時間を持っていることを特徴とする請求項１０に記載の同期方法。
音声通信ネットワークにおいて、遠隔ユニットを基準ステーションの基準オシレーターと同期させる同期方法であって、
前記基準ステーションと前記遠隔ユニットとの間に確立された呼び出しパス上で、音声周波数基準信号を、前記基準ステーションから所定の基準持続時間にわたって前記遠隔ユニットに送信する工程と、
前記遠隔ユニットにおいて前記音声周波数基準信号を受信する工程と、
前記遠隔ユニットにおいて前記音声周波数基準信号に応じて返答信号を生成する工程と、
前記音声周波数基準信号の受信が観測された時点で開始する返答遅延間隔を待つ工程と、
前記返答遅延間隔を待った後に、前記呼び出しパス上で前記遠隔ユニットから所定の返答持続時間にわたって前記返答信号を前記基準ステーションに送信する工程と、
前記基準ステーションにおいて前記返答信号を受信する工程と、
前記基準ステーションにおいて、前記音声周波数基準信号の送信時と前記返答信号の受信が観測された時点との間のラウンドトリップ時間差を測定する工程と、
前記ラウンドトリップ時間差と前記基準持続時間と前記返答持続時間と前記返答遅延間隔とに基づいて、合計の待ち時間を計算する工程と、
前記呼び出しパス上で、前記合計の待ち時間に応じて調整される前に、前記基準オシレーターと同期されるときに、前記基準ステーションから前記遠隔ユニットに同期信号を送信する工程とを有し、
前記音声周波数基準信号および前記返答信号は、前記音声通信ネットワークによる壊滅的な減衰を避けるために人間の音声をエミュレートするものであり、
前記同期信号は、前記遠隔ユニットのローカルクロックを前記基準ステーションの前記基準オシレーターと同期させるものであり、
前記遠隔ユニットは、前記同期信号を受信したときに、前記ローカルクロックを前記基準ステーションの前記基準オシレーターと同期させるように構成されていることを特徴とする前記同期方法。
前記音声周波数基準信号および前記返答信号は、それぞれ、１００〜３３０マイクロセカンドの標準偏差（σ）によって特徴づけられるほぼガウス分布のパルスを含むことを特徴とする請求項１５に記載の同期方法。
前記音声周波数基準信号および前記返答信号は、それぞれ、−４ｄＢｍ〜−１０ｄＢｍの間の増幅率を持っていることを特徴とする請求項１５に記載の同期方法。
さらに、前記返答信号の受信の後に生じるとともに前記基準オシレーターによって出力され基準時間マーク出力に対応する音声周波数同期基準信号を生成する工程と、
前記基準時間マークの出力の際に前記呼び出しパス上で前記基準ステーションから前記音声周波数同期基準信号を送信する工程と、を具備することを特徴とする請求項１５に記載の同期方法。
さらに、前記基準オシレーターの同期時間に先行する補正時間を決定する工程を具備し、前記同期信号の送信は、同期時に前記呼び出しパス上で前記基準ステーションからの音声周波数同期補正信号の送信をすることを含んでいることを特徴とする請求項１５に記載の同期方法。
さらに、前記基準オシレーターからの基準時間マーク出力に先行する補正時間を決定する工程を具備し、前記補正時間は、前記合計の待ち時間（Ｔ _Ｌ）の１／２と等しい量だけ前記基準時間マークに先行しており、また前記同期信号は、前記補正時間を示すことを特徴とする請求項１５に記載の同期方法。
既知の地球上の位置に位置した基準ステーションと該基準ステーションと通信するモバイル式セルーラ電話ユニットを含む電話ネットワークにおいて、ＳＰＳ衛星システムのＳＰＳオシレーターと前記モバイル式セルーラ電話ユニットのモバイルオシレーターとを同期させる方法であって、
前記基準ステーションの基準オシレーターを前記ＳＰＳオシレーターと同期させる工程と、
前記基準ステーションと前記モバイル式セルーラ電話ユニットとの間に確立された呼び出しパス上で、音声周波数基準信号を、前記基準ステーションから所定の基準持続時間にわたって前記モバイル式セルーラ電話ユニットに送信する工程と、
前記モバイル式セルーラ電話ユニットにおいて前記音声周波数基準信号を受信する工程と、
前記モバイル式セルーラ電話ユニットにおいて前記音声周波数基準信号に応じて、音声周波数返答信号を生成する工程と、
前記基準ステーションへの返答時間に前記呼び出しパス上で前記モバイル式セルーラ電話ユニットから前記音声周波数返答信号を送信する工程と、
前記基準ステーションにおいて前記音声周波数返答信号を受信する工程と、
前記基準ステーションにおいて、前記音声周波数基準信号の送信と前記音声周波数返答信号の受信との間のラウンドトリップ時間差を測定する工程と、
前記ラウンドトリップ時間差と前記基準持続時間と前記返答持続時間と前記モバイル式セルーラ電話ユニットが前記音声周波数基準信号を受信したときから前記音声周波数返信信号を前記基準ステーションに送信し始めるまでの返答遅延間隔とに基づいて、合計の待ち時間を計算する工程と、
前記呼び出しパス上で前記基準ステーションから補正時間に同期信号を前記モバイル式セルーラ電話ユニットに送信する工程とを有し、
前記音声周波数基準信号は、前記音声通信ネットワークによる壊滅的な減衰を避けるために人間の音声をエミュレートするものであり、
前記返答時間は、前記モバイル式セルーラ電話ユニットによる前記音声周波数基準信号の受信の後の前記返答遅延間隔の後で生じ、当該返答信号は所定の返答持続時間にわたって送信されるようになっており、
また前記補正時間は、前記音声周波数基準信号のオシレーターと前記ＳＰＳオシレーターの同期合わせの後に続くものであって、補正間隔だけ同期基準時間に先行しており、かつ該補正間隔は前記合計の待ち時間の１／２に等しくなっており、
前記モバイル式セルーラ電話ユニットは、前記同期信号を受信したときに前記基準ステーションに同期し、それにより、前記モバイルオシレーターを前記ＳＰＳオシレーターに同期させることを特徴とする前記方法。
音声通信ネットワークにおいてローカルクロックを有するモバイル無線通信装置を同期させる方法であって、
確立された音声呼び出し接続上で基準ステーションとモバイル無線通信装置との間の伝送遅延に対応した特定の時間補正関数を決定する工程と、
前記基準ステーションにおいて、現在の衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）時間を維持し、該現在のＳＰＳ時間に対応する周期的なＳＰＳ時間マーク信号を生成する工程と、
前記現在のＳＰＳ時間を反映するデータを前記基準ステーションから音声周波数信号として符号化された確立した音声呼び出し接続上で前記モバイル無線通信装置に送信する工程と、
前記時間補正関数だけ前記周期的なＳＰＳ時間マークを遅らせることにより遅延したＳＰＳ時間マークを形成する工程と、
前記遅延したＳＰＳ時間マークのときに、前記基準ステーションから前記モバイル無線通信装置に同期信号を送信する工程とを有し、
前記音声周波数信号は、前記音声通信ネットワークによる壊滅的な減衰を避けるために人間の音声をエミュレートするものであり、
前記モバイル無線通信装置は、前記同期信号を受信したときに前記ローカルクロックを同期させることにより、前記ローカルクロックを前記現在のＳＰＳ時間に同期させることを特徴とする前記方法。
前記特定の時間補正関数の決定は、前記確立した音声呼び出し接続上で前記基準ステーションと前記モバイル無線通信装置の間での信号の送信のための合計の待ち時間を決定することを含んでいることを特徴とする請求項２２記載の方法。
前記合計の待ち時間の決定は、
前記確立した音声呼び出し接続上で前記モバイル無線通信装置へ前記基準ステーションから音声周波数基準信号を送信する工程と、
前記音声周波数基準信号に応じて、前記確立した音声呼び出し接続上で前記モバイル無線通信装置からの返答信号を前記基準ステーションにおいて受信する工程と、
前記基準ステーションにおいて、前記返答信号の受信と前記音声周波数基準信号の送信の間の待ち時間を測定する工程と、を具備することを特徴とする請求項２３記載の方法。
前記時間補正関数は、前記合計待ち時間の２／１として計算されることを特徴とする請求項２３記載の同期方法。
音声通信ネットワークにおいてローカルクロックを有するモバイル無線通信装置を同期させる方法であって、
確立された音声呼び出し接続上で基準ステーションとモバイル無線通信装置との間の伝送遅延に対応した特定の時間補正関数を決定する工程と、
前記基準ステーションにおいて、現在の衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）時間を維持し、現在のＳＰＳ時間に対応した周期的なＳＰＳ時間マーク信号を生成する工程と、
音声周波数信号として符号化された前記確立した音声呼び出し接続上で前記基準ステーションから前記モバイル無線通信装置に前記現在のＳＰＳ時間を反映したデータを送信する工程と、
前記時間補正関数に応じて調整された前記ＳＰＳ時間マーク信号に対応する時間に同期信号を前記モバイル無線通信装置に送信する工程とを有し、
前記音声周波数信号は、前記音声通信ネットワークによる壊滅的な減衰を避けるために人間の音声をエミュレートするものであり、
前記モバイル無線通信装置は、前記同期信号を受信したときに前記ローカルクロックを同期させることにより、前記ローカルクロックを前記現在のＳＰＳ時間に同期させることを特徴とする前記方法。
前記特別な時間補正関数を決定する工程は、前記確立した音声呼び出し接続上で前記基準ステーションと前記モバイル無線通信装置との間で、特別な信号のラウンドトリップ用の合計の待ち時間を決定することを含んでいることを特徴とする請求項２６記載の同期方法。
前記合計の待ち時間を決定する工程は、前記確立した音声呼び出し接続上で前記モバイル無線通信装置へ前記基準ステーションから音声周波数基準信号を送信する工程と、
前記音声周波数基準信号に応じて、前記確立した音声呼び出し接続上で前記モバイル無線通信装置からの返答信号を前記基準ステーションにおいて受信する工程と、
前記基準ステーションで前記音声周波数基準信号の送信と前記返答信号の受信との間の待ち時間を測定する工程と、を含むことを特徴とする請求項２７記載の同期方法。
前記時間補正関数は、前記合計の待ち時間の２／１として計算されることを特徴とする請求項２７記載の同期方法。
前記特定時間補正関数を決定する工程は、
前記確立した音声呼び出し接続上で前記基準ステーションへ前記モバイル無線通信装置から音声周波数基準信号を送信する工程と、
前記音声周波数基準信号に応じて、前記確立した音声呼び出し接続上で前記モバイル無線通信装置からの返答信号を前記基準ステーションにおいて受信する工程と、
前記モバイルステーションにおいて、前記音声周波数基準信号の送信と前記返答信号の受信との間の待ち時間を測定する工程と、を含むことを特徴とする請求項２６記載の同期方法。
衛星位置決めシステム（ＳＰＳ）を利用可能なモバイルユニットであって、該モバイルユニットはローカルＳＰＳ時間クロックを有するとともに同期を補助するように構成されており、前記モバイルユニットは、
周回するＳＰＳ衛星またはＳＰＳ信号と同期された基準オシレーターを有する基準ステーションからＳＰＳ信号を受信するためのＳＰＳアンテナと、
前記ＳＰＳアンテナに接続された、前記ＳＰＳ信号を受信してＳＰＳの生のデータを形成するとともに前記ローカルＳＰＳタイムを維持するためのＳＰＳレシーバーと、
前記ＳＰＳレシーバーに接続された、前記生のＳＰＳデータを処理して位置データを生成するとともに前記ローカルＳＰＳ時間クロックを同期合わせするためのマイクロプロセッサーと、
前記マイクロプロセッサーに接続された、多重周波数音声トーンを生成して前記位置データを符号化するとともに受信した多重周波数音声トーンを複合化して同期用データを生成するための多重周波数コントローラと、
前記基準ステーションに確立された無線通信ネットワークの呼び出しパス上で音声通信を送受信するために動作する無線通信トランシーバーと、を含み、
前記無線通信トランシーバーは、前記多重周波数コントローラに接続され、前記呼び出しパス上で前記符号化された位置データを送るとともに前記呼び出しパス上で音声周波数トーンとして受信された同期データを受信しかつ複合化するための音声ポートを備えており、
前記音声周波数トーンは、無線通信ネットワークによる壊滅的な減衰を避けるために人間の音声をエミュレートするものであり、
前記マイクロプロセッサーは、前記無線通信トランシーバーによって前記呼び出しパス上で前記基準ステーションから前記同期データを受信したときに前記ローカルＳＰＳ時間クロックと同期することにより、前記ローカルＳＰＳ時間クロックを前記基準オシレーターと同期するように構成されていることを特徴とする前記モバイルユニット。
前記多重周波数コントローラは、前記マイクロプロセッサーで動作可能なソフトウェアで実行されるようになっていることを特徴とする請求項３１記載のモバイルユニット。
前記無線通信トランシーバーは、前記呼び出しパス上で前記基準ステーションから送信されて受信する前記ＳＰＳ時間クロックと同期するための補正時間に基づいた同期データに応答した前記ローカルＳＰＳ時間クロックを同期するように構成されており、前記補正時間は、前記ローカルのＳＰＳ時間と前記軌道に乗るＳＰＳ衛星によって提供される実際のＳＰＳ時間との間の差に対応していることを特徴とする請求項３１記載のモバイルユニット。