JP4648394B2 - 複数のネットワークに属する基地局についての情報に基づいて無線装置の位置をつきとめること - Google Patents

Description

関連出願の記載

この出願は、２００３年６月２７日に出願された米国仮出願シリアル番号第６０／４８３，０９４の仮ではない、２００４年６月５日に出願された米国出願シリアル番号第１０／８７７，２０５の利益を主張し、一部継続出願である。また、この出願は、２００３年６月２７日に出願された米国仮出願シリアル番号第６０／４８３，０９４に対する優先権を主張する２００４年６月２８日に出願された米国ＰＣＴアプリケーションシリアル番号第ＰＣＴ／ＵＳ０４／２０９２０の利益を主張し、一部継続出願である。

この開示は一般に自動位置決定に関し、特に限定する目的ではないが、無線装置の位置を決定することに関する。

種々のモバイル装置の地理的位置を知るますます増加する要望がある。例えば、携帯電話オペレーターは、緊急の目的のためにハンドセットの位置をつきとめるための要件に従うことを試みている。位置が知られれば、救急隊員は、緊急事態を解決するのを支援するために急送することができる。地理的位置を知ることは、地理的に結ばれた広告、子供の監視、自動の仮出所者の監視、逆９１１、自動車隊追跡等のような多くの他の目的に貢献する。
従来の位置をつきとめる技術はある状況において位置を正確に解決する困難性を有する。衛星ベースのロケーションシステムは、空において明瞭な視界が得られないとき、不正確さに悩まされる。地上波ベースシステムは、三辺測量の期間周知の参考として機能するいくつかの基地局との通信を必要とする。これらのシステムは主として通信目的のために設計されたので、モバイル装置の通信範囲内に十分に地理的に分散された基地局が無い。

通信が複数の基地局に対して可能であるときでも、マルチパスにより生じた不正確さは、正確な位置を決定するための能力を劣化する可能性がある。

従来のロケーション技術は、無線電話が契約されるサービスに関連される基地局と相互作用する無線電話を有する。基地局のアルマナックは、基地局がどこに位置しているかを無線電話に示す。ほとんどの場合、少なくとも２〜３の基地局は、無線電話に見えている。

携帯電話はしばしばさらなる情報を記憶するために制限されたメモリを有する。基地局は、携帯電話ネットワークにおいて絶えず追加されるか、除去されるか、または移動される。基地局のアルマナック(almanacs)は、ロケーションを決定するのを支援するために携帯電話にときどき送信される。大きなアルマナックを通信し記憶することはいくつかの携帯電話において非実用的である。

発明の概要

無線装置の位置を決定することを可能にする方法およびシステムが開示される。一実施形態において、ロケーションを決定することは、少なくとも１つの協同基地局と少なくとも１つの非協同基地局をアクセスすることに依存する。協同基地局は、無線装置に近い可能性がある基地局のアルマナック(almanac)を提供する。範囲内にある協同基地局と非協同基地局の両方を用いて無線装置のロケーションを決定することができる。非協同基地局は一般的に無線装置に利用できないが、無線装置までの距離を決定するために使用することができる。データまたは音声を非協同基地局に無線装置によりトランスポートする試みは、非協同基地局により阻止されてもよいし、阻止されなくてもよい。

一実施形態において、基地局の集団は、基地局の調整されたアルマナックを生成するために低減される。調整されたアルマナックは、各基地局を固有に識別するための情報を含み、基地局のためのロケーション情報を含んでいてもよい。

他の実施形態において、任意の数の異なる基地局タイプを使用することができる。基地局は、携帯電話基地局、無線ローカルエリアネットワーク、無線ワイドエリアネットワーク、衛星、地上波ロケーションビーコン、または、装置の固有の識別および距離測定を可能にする方法であるモードで無線装置と無線で通信できる任意の他の装置であり得る。

さまざまな他の実施形態において、無線装置の一般的なロケーションは異なる方法で決定される。種々の実施形態は、電話に不可欠なロケーション機能、現在の協同基地局および推定されるセルの電波到達範囲、オーバーラップするセルの電波到達範囲を見つけるための多数の基地局、位置を三辺測量するための多数の協同基地局、位置を三辺測量するための基地局および衛星、および／または範囲と角度を決定することができる１つ以上の協同基地局を使用してもよい。使用される多数の基地局が存在することができるように、基地局がそうするように、異なる無線装置は異なる能力を有する。

本発明の特徴、性質および利点は、同一部に同符号を付した図面とともに以下に述べる詳細な説明からより明白になるであろう。さらに、同じタイプの種々のコンポーネントは、以下の破線による参照ラベルおよび類似したコンポーネントを区別する第２のラベルにより区別されてもよい。最初の参照ラベルのみが明細書の中で使用されるなら、記述は第２の参照ラベルにもかかわらず同じ第１の参照ラベルを有する類似のコンポーネントのいずれかひとつに適用可能である。

最初に図１Ａを参照すると、位置決定システム１００−１の実施形態のブロック図が示される。位置決定システム１００は、無線装置がそれらの地理的位置を見つけ出すことを可能にしたり、または衛星（例えば、ＧＬＯＮＡＳＳ、ＧＰＳ、ＧＡＬＩＬＥＯ、ＥＧＮＯＳ、Ｇｌｏｂａｌｓｔａｒ、ＩＲＩＤＩＵＭ）および／または基地局１１２、１２４（例えば、携帯電話基地局、無線ローカルエリアネットワーク、無線ワイドエリアネットワーク、衛星電話、衛星インターネット、または固有に認識可能であり、無線装置１２０と通信可能な任意の他の装置）を用いて遠隔エンティティにより無線装置の位置をつきとめることを可能にする。協同基地局１１２はこの実施形態においてワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ)１１０によりアルマナックプロセッサー１２２に接続されるが、他の実施形態はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を使用することもあり得る。アルマナックプロセッサー１２２は基地局データベース１４４をアクセスし、無線装置１２０の推定された位置に従ってアルマナックを調整するまたはカスタマイズする。

無線装置１２０は任意の数の装置と通信することができ、ロケーション情報を提供することができる。この実施形態において、無線装置１２０は、基地局１１２、１２４を経由してセルラーネットワーク、衛星ネットワーク、無線データネットワークおよび／またはメッシュネットワークを用いて音声および／またはデータを転送するために、通信モード（例えば、ＧＳＭ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＷＣＤＭＡ、ＯＥＤＭ、ＧＰＲＳ、ＥＶ−ＤＯ、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＭＡＸ、８０２．ｘｘ、ＵＷＢ、衛星等）の任意の数または組み合わせを有してもよい携帯電話である。他の実施形態における無線装置１２０は、トラッキング装置、子供または仮出所者モニター、ナビゲーション装置、無線ページャー、無線コンピューター、ＰＤＡ、アセットタグ(asset tag)等であり得る。

各無線装置１２０のためのサポートされる通信モードは、各ロケーションのための不確定要因を決定する際に、または任意の数の通信モードで動作する特定の無線装置１２０により行われた距離測定において支援するための情報を含むデバイス能力データベース１４０に記憶される。

この実施形態は、各々が異なる通信モードを有することもあり得る協同基地局１１２、非協同基地局１２４および衛星ロケーションビーコン１５２を示す。例えば、セルラー基地局１１２、１２４はＴＤＭＡおよびＧＳＭをサポートしてもよいし、衛星基地局はＣＤＭＡのみをサポートしてもよいし、または他の衛星基地局はＴＤＭＡのみをサポートしてもよい。

基地局１１２、１２４はある種のデータおよび／または音声をトランスポート可能にするように本明細書において定義される。加入者のみまたはローミング契約を有した他のシステムへの加入者が基地局１１２、１２４と通信してデータおよび／または音声トラヒックを通信することができるように、基地局１１２、１２４はしばしばあるエンティティ（例えば、セルラープロバイダーまたはＷｉＦｉサービスプロバイダー）に加盟している。基地局１１２、１２４は調整されたアルマナックを得るためにＷＡＮまたはＬＡＮに接続されていてもよいが、協同基地局１１２のみが調整されたアルマナックを提供する。種々の基地局１１２、１２４は、セルラーネットワーク、衛星ネットワーク、無線データネットワークおよび／またはメッシュネットワークを用いて音声および／またはデータを転送するように任意の数のまたは組み合わせの通信モード（例えば、ＧＳＭ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＷＣＤＭＡ、ＯＦＤＭ、ＧＰＲＳ、ＥＶ−ＤＯ、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＭＡＸ、８０２．ｘｘ、ＵＷＢ、衛星、等）を有していてもよい。

協同および非協同の基地局１１２、１２４がある。協同基地局１１２は無線装置１２０とのデータおよび／または音声通信を可能にする基地局である。一例において、音声通信はボイスオーバーアイピー（ＶｏＩＰ）によりサポートすることができる。非協同基地局１２４はデータおよび／または音声トラヒックを通信することを可能にしなくてもよいが、無線装置の位置を決定する際に有用な情報を提供する。非協同基地局１２４はあるタイプの識別子を提供し、しばしば測距のために使用することができる。測距は、基地局１２４と無線装置１２０との間の距離が決定されるプロセスである。例えば、ＷｉＦｉ基地局１２４の場合の識別子は、ステーション識別子とＭＡＣアドレスを含む。また、いくつかの非協同基地局１２４は、距離を決定するためにすべて使用することができる測距測定、受信信号強度表示およびビーコンシグナリング能力を可能にする。

基地局データベース１４４はそのクラスの基地局において各基地局を固有に識別するために使用されることができる識別子情報を記憶する。例えば、各ＷｉＦｉ基地局は識別子情報としてＭＡＣアドレスを含むこともあり得る。他の例として、ＣＤＭＡ基地局識別子は、ＳＩＤ、ＮＩＤおよびベースＩＤまたはＳＩＤ，ＭＳＣ ＩＤおよびベースＩＤを含むこともあり得る。基地局１１２、１２４の特性は、基地局１１２、１２４を固有に識別する際に使用されることもあり得る。例えば、２つの基地局が同じステーション識別子を有しているが、一方のみが特定の通信規格をサポートしているなら、２つは固有に識別可能である。典型的に、無線装置１２０は種々の通信モードのサブセットをサポートするであろう。また、基地局データベース１４４には、無線装置を有するエリアの調査を実行することにより、各基地局１１２、１２４に対して決定されるロケーション情報が記憶される。

一実施形態において、無線装置１２０を用いて各基地局１１２、１２４のロケーションを決定することができる。その後ロケーションはアルマナックプロセッサー１１２に報告される。各基地局１１２、１２４のための種々の無線装置１２０からのロケーション情報はアルマナックプロセッサー１１２により統合され基地局データベースを更新する。より多くのロケーションデータポイントが集められるにつれ、それらは無線装置１２０により提供されるロケーション情報の精度に従って重み付けされ、ますます増加する精度を有した基地局のロケーションを決定するために使用される。各無線装置１２０の精度は装置能力データベース１４０に記憶することもあり得る。装置能力データベース１４０は、無線装置１２０が情報を集めることができる種々の方法に対して異なる精度を持つこともあり得る。無線装置１２０がそのロケーションを知る際に持つことがあり得る不確実性はまた基地局データベース１４４のための精度重み付けに反映させることもあり得る。

位置決定において支援するために、種々のタイプのロケーションビーコンを無線装置１２０により使用されることもあり得る。この実施形態は衛星ロケーションビーコン１５２を使用するが、擬似衛星およびＬＯＲＡＮのような地上波ビーコンシステムも使用することもあり得る。一般にロケーションの参照が多ければ、より良く無線装置１２０の位置を決定することができる。

この実施形態は、協同基地局１１２とは別にアルマナックプロセッサー１２２を示しているが、各協同基地局１１２または協同基地局１１２の類は、他の実施形態においてアルマナックプロセッサー１１２および／またはデータベース１４０、１４４を持つこともあり得る。いくつかの実施形態は、アルマナックプロセッサー１２２を無線装置１２０内に統合することもあり得る。また、基地局および装置能力データベース１４４、１４０は無線装置１２０内に存在することもあり得、周期的に更新されることもあり得る。

次の図１Ｂを参照すると、位置決定システム１００−２の他の実施形態が示される。いくつかの実施形態において、基地局１４４は中央に位置されるが、この実施形態において、基地局データベース１４４は、ローカルアルマナック１５８として局部的に分散されるかまたは各協同基地局１１２は協同基地局の類に関連する部分に配置される。例えば、第１の基地局１１２−１は、通信衛星の電波到達範囲に対して基地局データベース１１４の一部を記憶してもよいし、すべての隣接する基地局の電波到達範囲を第１のローカルアルマナック１５８−１に記憶してもよい。他の例として、第１のローカルアルマナック１５８−１は、すべてのまたは選択されたセットのＣＤＭＡ基地局に対して基地局データベースを含んでいてもよい。さらに他の例において、第１のアルマナック１５８−１は、地理的に組織されていなくてもよいが、特定のサービスプロバイダーネットワークの一部である基地局を含む。中央に配置された基地局データベース１４４が更新されるので、これらの変化は、新しい情報を使うかもしれない種々のローカルアルマナックに伝搬される。

この実施形態は、衛星ロケーションビーコン１５２または他のタイプのロケーションビーコンを使用しないが、音声および／またはデータ通信に使用するために１つ以上の通信衛星基地局１５４を有する。通信衛星基地局１５４のこの実施形態は、ローカルアルマナック１５８および／またはデータベース１４０、１４４を持つこともあり得るが、持たない。通信衛星基地局１５４は調整されたアルマナックを生成するためにアルマナックプロセッサー１２２に依存する。衛星地上局１６０はWAN１１０を経由してアルマナックプロセッサー１２２と通信する。

次に、図１Ｃを参照すると、位置決定システム１００−３のさらに他の実施形態が示される。この実施形態において、協同基地局１１２は、アルマナックプロセッサー１２２およびデバイス能力および基地局データベース１４０、１４４に接続されるローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に接続される。デバイス能力および基地局データベース１４０、１４４内の情報は、ＷＡＮまたは同種のものを用いてこれらのデータベースのリモートマスターバージョンで更新されるかまたは調整される。たとえ詳細のそのレベルが図に示されてなくても、この実施形態における衛星基地局１５４はまたアルマナックプロセッサー１２２とデバイス能力データベース１４０および基地局データベース１４４を含む。

図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、単一セルロケーションシステム２００の実施形態の図が示される。協同基地局１１２は、協同基地局１１２が無線装置１２０と通信することができるセルの電波到達範囲２０４を有する。図２Ａは、そのセルの電波到達範囲２０４内にある非協同無線基地局１２４を示す。

時々、無線装置１２０は、協同基地局１１２と通信するためにかろうじてセルの電波到達範囲２０４内にあるが図２Ｂに示すようにこのセルの電波到達範囲外の非協同基地局１２４と通信する能力を有する。セルバッファーゾーン２０８は、協同基地局１１２の範囲外の非協同基地局１２４を含むであろう。しかし恐らく、セルバッファーゾーン２０８は協同基地局１１２の範囲内の無線装置１２０の範囲内である。非協同基地局の電波到達範囲２１２は、セルの電波到達範囲の外側の基地局１２４に対して示されるが、無線装置１２０の通信範囲内である。セルバッファーゾーン２０８内にこの基地局１２４を含むことはこのシナリオを提供する。

この実施形態において、無線装置１２０は、単一協同基地局１１２の通信範囲内にある。協同基地局１１２のセルの電波到達範囲２０４において、１１の非協同基地局１２４がある。セルバッファーゾーン２０８は２つ以上の非協同基地局１２４を有する。アルマナックプロセッサー１２２が調整されたアルマナックのための要求を受信すると、１３の可能な非協同基地局のための情報が含まれる。

一実施形態において、協同基地局１１２は、無線装置１２０に対して範囲を決定してもよい。そしてアルマナックプロセッサー１２２は、協同基地局１１２の回りの環状リング内に含まれても良い非協同基地局に対する１３のリストを選択することも可能である。特定のモードプラス協同基地局１１２に対する範囲を決定することから生じるあるエラー係数において種々の非協同基地局に通話するとき、リングは無線装置の範囲と同じくらい厚いであろう。例えば、無線装置１２０は、１０パーセントのエラー係数を有した５０の測定単位の協同基地局１１２からの範囲を有していてもよい。１つの通信モードにおいて、無線装置１２０からの範囲は１５単位である。この例において、環状リングは３０の半径で始まり、７０の測定単位に延長するであろう。その通信モードを理解するそしてその環状の電波到達範囲内にある任意の基地局１１２、１２４は、調整されたアルマナックに含まれるであろう。もちろん、環状リングがセルバッファーゾーン２０８を超えて延伸するなら、リングの半径は適切に縮小されるであろう。

無線装置１２０は種々のタイプの基地局に対して異なるモードの通信を有してもよいので、厚みは、各タイプの基地局通信モードに対して異なる場合もあり得る。さらに、無線装置１２０は無線装置１２０が気づいていない他の協同基地局１１２に関するアルマナック情報を受信してもよい。

他の実施形態において、アルマナックプロセッサー１２２は、調整されたアルマナックに含まれる基地局１１２、１２４の数を選択してもよい。いくつかの場合において、基地局１１２、１２４の密度は非常に大きいので、近接近にあるさらなる基地局１１２、１２４を含むことは無線装置１２０の位置を決定することにほとんど手助けとならないであろう。

いくつかの実施形態において、アルマナックプロセッサー１２２は、基地局を固有に識別するための任意の方法を持たない基地局１１２、１２４を排除してもよい。例えば、２つの基地局が同じステーション識別子を有していてそれらを固有に識別するための任意の他のコードを提供しないなら、それらは両方とも調整されたアルマナックから除外することもあり得る。多くの場合、通信プロトコル内の他の識別子は、識別子と結合して基地局１１２、１２４を区別する固有の識別子を作成することもあり得る。ある場合には、固有に識別できない２以上の基地局１１２、１２４は地理的に分離しているので、固有の識別子は、基地局が依然として使用できるように関心のある地理的ロケーションを知ることにより考案することができる。１つだけが任意の調整されたアルマナックに含まれるであろう。

次に図３Ａおよび３Ｂを参照すると、セルセクターロケーションシステムの実施形態の図が示される。この実施形態は、協同基地局１１２のための６つのセルセクター３０４を有するが、他の実施形態は、任意の数のセルセクターを有することもあり得る。基地局１１２がそのセルセクター（複数の場合もある）３０４が特定の無線装置１２０と通信するかを知るように、セルセクター３０４の中で、セルの電波到達範囲２０４内の無線装置１２０は分割される。無線装置１２０を持っていてもよいセルセクター（複数の場合もある）はアルマナックプロセッサー１２２に送られる。セルセクター（複数の場合もある）３０４内の任意の基地局１１２、１２４は、無線装置１２０に中継するために協同基地局１１２に送られる。

図３Ａの実施形態において、単一セルセクター３０４は、無線装置１２０と通信することができる。アルマナックプロセッサー１２２は、セクターバッファーゾーン３０８内にある基地局と共にそのセクター３０４内のこれらの基地局１１２、１２４を含むであろう。図３Ｂの実施形態は、両方が通信することができるように２つのセルセクター３０４間の極限近くにある無線装置１２０を示す。アルマナックプロセッサー１２２は、これらの２つのセルセクター３０４およびそれらの回りのセクター（複数の場合もありえる）バッファーゾーン３０８内の基地局１１２、１２４をそのエリア内のまたはそのエリア近くの任意の無線装置１２０に供給することもあり得る。

図４を参照すると、重複するセルロケーションシステム４００の実施形態の図が示される。この実施形態において、セルの電波到達範囲２０４内の重複が無線装置１２０のロケーションであると推測されるように２つの協同基地局１１２は、無線装置１２０と通信することができる。アルマナックプロセッサー１２２はデバイス能力データベース１４０と基地局データベース１４４に問い合わせを行い、この重複領域４０４に対してどのようにアルマナックを調整するかを決定する。他のセルの電波到達範囲２０４のセルバッファーゾーン２０８と重複するセルバッファーゾーンの一部およびセルバッファーゾーン２０８（逆もまた同様）は、任意の調整されたアルマナックに含まれるように基地局１１２、１２４に対して解析されるであろう。

次に、図５を参照すると、三辺測量セルシステム５００の実施形態の図が示される。

この実施形態において、無線装置１２０は地理的に分離される３つ以上の協同基地局１１２−１、１１２−２、１１２−３と通信することができる。無線装置１２０の一般的な位置は、多数の協同基地局１１２によってまたは多数の協同基地局１１２から発生された測距情報を解析することにより決定される。１つの協同基地局１１２からの到着時間（ＴＯＡ）の測定値は、一般的な位置をその基地局１１２の回りのリングに縮小する。到着時間差（ＴＤＯＡ）測距測定値を発生する２つの協同基地局１１２は、位置を誇張して縮小する。３つ以上はさらにもっと一般的位置を決定することができる。この実施形態において、到達時間および／または到達時間差測定は三辺測量プロセスに使用される。

しかしながら、エリアは小さくなり、そのエリアの回りのバッファーはその決定におけるエラーを補償するように決定され、基地局１１２、１２４に対する無線装置１２０のレンジをアドレス指定する。アルマナックプロセッサー１２２は無線装置１２０によりサポートされる各通信モードに対して通信レンジにある可能性がある基地局１１２、１２４のための情報を集める。

図６を参照すると、ハイブリッド三辺測量システム６００の実施形態の図が示される。

この実施形態は、異なるタイプの通信モードを有した三辺測量を示す。無線装置１２０は、衛星ロケーションビーコン１５２からの測距情報を受信し、２つの協同基地局１１２−１、１１２−２と通信する。３つ１５２、１１２−１、１１２−２の間で、一般的な位置が三辺測量され、調整されたアルマナックの代わりに協同基地局１１２の１つに送られる。

次に、図７を参照すると、角度測距システム７００の実施形態の図が示される。この実施形態における共同基地局１１２は、到来角（ＡｏＡ）および無線装置までの距離を推定することができる。この能力は、単一の協同基地局１１２を用いて一般的な位置を決定することを可能にする。協同基地局１１２がＡｏＡのみを決定することができ、範囲を決定することができない場合、２つの協同基地局１１２−１、１１２−２は一般的な位置を決定することができる。

上述の実施形態は、最初の位置推定値を見つけるために非協同基地局１２４に依存しないが、精密化された位置推定のために協同基地局１１２から調整されたアルマナックを要求する。ある実施形態は、基地局１１２、１２４と検出されたロケーションビーコンとこれらに対する任意の測距推定値を位置要求の一部として報告することもあり得る。アルマナックプロセッサー１１２は、この情報を取得し、デバイス能力、動作モード、および基地局データベース１４０、１４４を用いてロケーションを決定することもあり得る。この実施形態において、位置情報の最初の収集は、調整されたアルマナックの利益なしで行われる。アルマナックプロセッサー１２２がより正確な位置が必要であると決定する場合、無線装置１２０の範囲内にある可能性があるさらなる基地局１１２、１２４を示す調整されたアルマナックが生成されることもあり得る。

図８を参照すると、生来のロケーション機能８００を有する無線装置の一部の位置をつきとめるプロセスの実施形態のフロー図が示される。無線装置１２０はステップ８０４において協同基地局１１２または衛星または地上ロケーションビーコンを三辺測量して一般的な位置を決定することもあり得る。ステップ８０８において、無線装置１２０は、位置推定値を報告し、調整されたアルマナックを要求する。新しい調整されたアルマナックが受信されるといくつかの無線装置は更新された基地局１１２、１２４のベースアルマナックを記憶してもよい。

この実施形態において、ステップ８１２において位置推定は、無線装置外部でさらに精度を上げることもあり得る。例えば、協同基地局１１２は、到来時間または到来時間差からいくつかのロケーション情報を有していてもよい。一般的な位置はアルマナックプロセッサー１１２に送られる。ステップ８１６において、アルマナックプロセッサー１１２は、無線装置１２０の位置を決定する際に使用するのに十分近いかもしれないすべての基地局１１２、１２４を見つけることによりアルマナックを調整する。これは、種々の基地局１１２、１２４と互換性がある無線装置１２０のすべての通信モード、これらのモードにおける有望なレンジ、および無線装置１２０の有望な位置を考慮する。ステップ８２０において、その調整されたアルマナックはＷＡＮ１１０を介して協同基地局１１２に送られ、無線装置に中継される。

ステップ８２４において、さらなる位置情報が無線装置１２０により集められる。位置情報は調整されたアルマナックを使用し、非協同基地局１２４並びに協同基地局１１２を含むこともあり得る。この実施形態において、ステップ８２８において、無線装置１２０は位置情報を解析し、位置推定の精度を上げる。ステップ８３２において、位置推定は協同基地局に報告される。位置を決定するプロセスの期間に、無線装置１２０は、調整されたアルマナック内の基地局１１２、１２４のための位置情報またはまだアルマナック内に無い基地局のための位置情報を有していてもよい。ステップ８３６において、位置情報は、観察された基地局の識別のようなアルマナックに関連する情報と一緒に協同基地局１１２に報告され、基地局データベース１４４を更新するためにアルマナックプロセッサー１２２に送られる。

次に、図９を参照して、限定されたロケーション機能を有する無線装置の一部の位置をつきとめるプロセス９００の他の実施形態のフロー図が示される。いくつかの無線装置は、独立してそれらの位置を決定する制限された能力を有する。この実施形態は、位置情報を解析するために位置決定システム１００の他の部分に依存する。ステップ９０８において、無線装置１２０は、調整されたアルマナックを要求する。ステップ９１２において、位置は種々の協同基地局１１２により推定される。

ステップ８１６において、その位置推定値は、アルマナック情報の調整のためにアルマナックプロセッサー１２２にわたされる。ステップ８２０において、調整されたアルマナックは無線装置１２０に送られる。ステップ８２４は調整されたアルマナックを用いてさらなる位置情報を集め、非協同基地局１２４を見つける。ステップ９１６において、集められた位置情報は協同基地局１１２に送られる。ステップ９２８は位置情報を用いて位置推定値をさらに正確にする。精度を上げることは、協同基地局１１２、アルマナックプロセッサー１２２、または協同基地局１１２と通信している任意の他のロケーションにおいて実行してもよい。基地局データベース１４４の精度を上げるために無線装置１２０により集められた任意のさらなる情報がアルマナックプロセッサー１２２に送られる。

図１０を参照すると、非協同基地局１２４からの位置情報を集めるシステムの実施形態の図が示される。調整されたアルマナックが無線装置により受信されると、無線装置は、アルマナックにリストアップされたこれらの基地局の位置をつきとめようとする。図１０に示されているのは、２つの通信モードをサポートするデュアルモード無線装置１２０である。１つの通信モードは第１の通信衛星の電波到達範囲を有し、第２は、より大きな電波到達範囲を有する。調整されたアルマナックは、第１の通信モードを使用する第１の電波到達範囲内のすべての基地局１１２、１２４を有し、第２の通信モードを使用する第２の電波到達範囲内のすべての基地局１１２、１２４を有するであろう。

いくつかの実施形態において、アルマナックプロセッサーは、調整されたアルマナックが使用されるとき、無線装置１２０の有望な位置に対して電波到達範囲１０１２が調整されるように、無線装置１２０に対して移動推定を実行することもあり得る。無線装置１２０が任意の方向に移動するなら、他の実施形態は、無線装置１２０の有望な速度または最大速度に従って電波到達範囲を単に拡張することもあり得る。さらに他の実施形態において、種々の基地局間のハンドオフの歴史を用いてアルマナック情報を調整することができる。

次に図１１を参照すると、基地局１１２、１２４からロケーション情報を集めるためのプロセス１１００の実施形態のフロー図が示される。プロセスはステップ１１０４で始まり、無線装置１２０が調整されたアルマナック内の基地局１１２、１２４をチェックする。これは、アルマナック１１２、１２４内の基地局をランダムに選択することにより行うこともあり得る。ある実施形態において、基地局１１２、１２４は、無線装置１２０が順番にそれらを取ることができるようにあらかじめランダム化することができる。

他の実施形態において、アルマナックプロセッサー１２２は、基地局を迅速に見つけるために基地局１１２、１２４を組織化するための別のスキームを選択することもあり得る。例えば、それらは、通信モードおよび電波到達範囲１０１２のサイズにより組織化されてもよい。アルマナックの電波到達範囲は、より大きなレンジを有した通信モードを用いてより迅速にカバーされる。

ステップ１１０８においてアルマナック内の１つの基地局１１２、１２４が見つかると、基地局は恐らくアルマナック内の基地局１１２、１２４のいくつかを除外することが可能である。無線装置１２０の範囲内で基地局を見つけるために種々の基地局１１２、１２４を調べた後、各々までの距離がステップ１１１２で推定される。

たとえデータ通信が可能でなくても、非協同基地局１２４は依然としてある情報を与える。非協同基地局は自分自身を識別するであろう。これは、無線装置１２０が通信するのに十分近いことを示す。いくつかの非協同基地局１２４は、受信された信号の信号強度を示すであろう。他の非協力的な基地局１２４は、メッセージを認識するであろう。そして、その伝播時間は移動した距離に相関させることができる。非協同基地局１２４からの信号の信号強度は、最初のまたは予測される信号強度が決定することができるとき距離を暗示することができる。

いくつかの実施形態において、ステップ１１１６において、無線装置１２０はアルマナック内に含まれない基地局１１２、１２４に関する情報を集める。しばしば、基地局１１２、１２４自体が自分自身を識別する。リソースが利用可能なら、ステップ１１２０において、後でアルマナックプロセッサーに報告するためにリストされていない基地局１１２、１２４に対して測距が実行されてもよい。他の実施形態において、基地局の電波到達範囲または１つ以上の電波到達範囲の重複は解析されて、無線装置１２０の一般的な位置を決定することができる。

図１２を参照すると、非協同基地局１２４からのロケーション情報を集めるシステム１２００の他の実施形態の図が示される。図示された非協同基地局１２４は、通信範囲内に存在する可能性がある調整されたアルマナック内で識別される非協同基地局である。この実施形態において、３つの非協同基地局１２４−１、１２４−４、１２４−５は第１の通信電波到達範囲１２１２−１、１２１２−４、１２１２−５を有する第１の通信モードで動作する。２つの非協同基地局１２４−２、１２４−６は第２の通信電波到達範囲１２１２−２、１２１２−６を有する第２の通信モードで動作する。そして、１つの非協同基地局１２４−３は、第３の通信電波到達範囲１２１２−３を有する第３の通信モードで動作する。無線装置１２０の現在位置は、非協同基地局１２４−２、１２４−３、１２４−４との通信を可能にするだけである。測距測定なしの場合でさえも、これは、無線装置１２０の位置を絞り込むことができるが、測距測定を伴う場合、非常に正確な位置を決定することができる。

開示された実施形態の上述の記載は、当業者がこの開示を製作または使用可能にするために提供される。これらの実施形態に対する種々の変更は、当業者には容易に明白であり、ここに定義される包括的原理は、この開示の精神または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用してもよい。従って、この発明は、ここに示される実施形態に限定されることを意図したものではなく、ここに開示された原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲が許容されるべきである。

図１Ａは位置決定システムの実施形態のブロック図である。 図１Ｂは位置決定システムの実施形態のブロック図である。 図１Ｃは位置決定システムの実施形態のブロック図である。 図２Ａは単一セルロケーションシステムの実施形態の図である。 図２Ｂは単一セルロケーションシステムの実施形態の図である。 図３Ａは、セルセクターロケーションシステムの実施形態の図である。 図３Ｂは、セルセクターロケーションシステムの実施形態の図である。 図４はオーバーラップするセルロケーションシステムの実施形態の図である。 図５は三辺測量セルシステムの実施形態の図である。 図６はハイブリッド三辺測量システムの実施形態の図である。 図７は角度レンジシステムの実施形態の図である。 図８は生来の位置機能を有する無線装置の位置をつきとめるためのプロセスの実施形態のフロー図である。 図９は限られた位置機能を有する無線装置の位置をつきとめるためのプロセスの他の実施形態のフロー図である。 図１０は非協同基地局からのロケーション情報を集めるシステムの実施形態の図である。 図１１は基地局からロケーション情報を集めるシステムの実施形態のフロー図である。 図１２は、非協同基地局からロケーション情報を集めるシステムの他の実施形態の図である

Claims (15)

1. 無線装置の位置を見つけるためのシステムにおいて、
   前記無線装置の通信可能範囲内にある基地局のアルマナックを発生するための遠隔エンティティの手段であって、前記基地局のアルマナックは、非協同基地局によらずに決定される前記無線装置の位置に対してカスタム化されており、前記基地局のアルマナックは、前記無線装置に通信トラヒック・サービスを提供しないが、距離を決定することに役に立つ情報を提供する、非協同基地局を記述する少なくとも1つのアルマナックエントリを含み、前記遠隔エンティティは、前記無線装置に前記カスタム化された基地局のアルマナックを提供し、前記無線装置が前記カスタム化された基地局のアルマナックを用いてその位置を決定するように構成されている、遠隔エンティティの手段、
   を備え、前記基地局のアルマナックは、協同基地局から受信される、システム。
2. 無線装置によって実行される前記無線装置の位置を見つける方法において、前記方法は、
   第１の基地局から第１の固有の識別子を含む第１の信号を受信することと、
   前記無線装置と前記第１の基地局との間の第１の距離を推定することと、
   前記第１の基地局の第１の位置を参照することであって、前記第１の位置は以前に決定されることと、
   第２の基地局から第２の固有の識別子を含む第２の信号を受信することと、
   前記無線装置と前記第２の基地局との間の第２の距離を推定することと、
   前記第２の基地局の第２の位置を参照することであって、前記第２の位置は以前に決定されることと、
   第３の基地局から第３の固有の識別子を含む第３の信号を受信することと、
   前記無線装置と前記第３の基地局との間の第３の距離を推定することと、
   前記第３の基地局の第３の位置を参照することであって、前記第３の位置は以前に決定されることと、
   前記第１、第２および第３の基地局の少なくとも１つは、遠隔位置まで前記無線装置に通信トラヒック・サービスを提供することができる協同基地局であり、また、残りの少なくとも１つは、前記無線装置に通信トラヒック・サービスを提供しないが、距離を決定することに役立つ情報を供給する非協同基地局であって、そして前記第１、第２および第３の基地局は協同基地局あるいは非協同基地局のいずれかであり、
   前記参照された第１の位置と、前記参照された第２の位置と、前記参照された第３の位置とに従って、また、前記無線装置の通信可能範囲内にある基地局のアルマナックに従って前記無線装置の位置を計算することであって、前記基地局のアルマナックは、非協同基地局によらずに決定される前記無線装置の位置に対してカスタム化され、前記基地局のアルマナックは、非協同基地局を記述するアルマナックエントリを含み、前記協同基地局から受信されることと、
   を備えた方法。
3. 前記計算することは、前記第１、第２、および第３の距離と前記第１、第２および第３の位置を用いて前記無線装置の位置を計算することを備えた、請求項２の方法。
4. 前記推定することは、
   基地局が前記無線装置により認識されるかどうかを決定することと、
   基地局電波到達範囲、応答遅延、信号強度、および信号レンジの少なくとも１つに基づいて距離を推測することと、
   を備えた、請求項２の方法。
5. 前記第１、第２、および第３の基地局の少なくとも１つから前記第１、第２および第３の位置の少なくとも１つを受信することをさらに備えた、請求項２の方法。
6. 前記第１、第２、および第３の位置の少なくとも１つを含むアルマナックを受信することをさらに備えた、請求項２の方法。
7. 基地局の通信モードの情報を含むアルマナックを受信することをさらに備えた、請求項２の方法。
8. 基地局タイプを含むアルマナックを受信することをさらに含む、請求項２の方法。
9. 前記無線装置の位置を割り当てることをさらに備えた、請求項２の方法。
10. 前記推定すること、および前記計算することの少なくとも１つが前記無線装置により実行される、請求項２の方法。
11. 前記第１、第２、および第３の基地局の少なくとも１つは無線ローカルエリアネットワークである、請求項２の方法。
12. 前記第１、第２、および第３の基地局の少なくとも１つは携帯電話基地局である、請求項２の方法。
13. 前記無線装置は、異なる電波到達範囲を有する少なくとも２つの異なる通信モードをサポートする、請求項２の方法。
14. 前記第１、第２、および第３の基地局の少なくとも１つは衛星である、請求項２の方法。
15. 前記第１、第２、および第３の基地局の少なくとも１つはビーコンである、請求項２の方法。

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