JP4768076B2 - 無線ロケーション・システムにおいて用いるためのロケーション計算における干渉消去システムおよび方法 - 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8月24日に出願された、”Antenna Selection Method for a Wireless Location system”(無線ロケーション・システムのアンテナ選択方法)と題する米国特許出願第09/648,404号の分割である、2001年12月5日に出願された、”Collision Recovery in a Wireless Location System”(無線ロケーション・システムにおける衝突復元)と題する米国特許出願第10/005,068号の一部継続出願である。
無線ロケーション・システムの価値および重要性は、無線通信業界によって認められている。1996年6月、連邦通信委員会は、2001年10月をデッドラインとして、無線9-1-1発呼者の位置の突き止めに使用するためにロケーション・システムを配備するよう無線通信業界に要求を発した。無線E9-1-1発呼者の位置の突き止めは、応答時間を削減し、命を救い、緊急応答リソースの使用を減少するので多額のコスト削減となる。さらに、多くの調査および研究の結果、位置感知の請求書作成、車両管理その他の様々な無線の用途が今後大きな商業的価値を持つという結論が下された。
無線通信システムに使用されるエア・インタフェース・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・インタフェース・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・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。
本発明の他の詳細については、以下に説明する。
図1に示される通り、無線ロケーション・システムは、主要な4つの種類のサブシステム、すなわち信号収集システム(SCS)10、TDOAロケーションプロセッサ(TLP)12、アプリケーションプロセッサ(AP)14、およびネットワークオペレーションコンソール(NOC)16を有する。各SCSは、制御チャネルおよび音声チャネルの両方で無線送信器によって送信されるRF信号を受信する役割を持つ。一般的に言って、各SCSは、無線キャリアのセル・サイトに設置され、従って基地局と並列に動作することが望ましい。各TPL12は、SCS 10のネットワークを管理し、ロケーション計算に使用できるディジタル信号処理(DSP)の集中プールを提供する役割を持つ。SCS 10およびTLP 12は、下にさらに詳しく論じる通り、無線送信器の位置を決定するために一緒に動作する。ディジタル信号処理は、比較的低コストであり、一定の性能を示し、多くの異なるタスクを処理するために再プログラムが容易なので、無線信号を処理するための望ましい方法である。SCS 10およびTLP 12は両方とも、大量のDSPリソースを含んでおり、これらのシステム内のソフトウェアは、処理時間、通信時間、待ち時間およびコストに関する考量に基づいてどこで特定の処理機能を実施すべきかを決定するために動的に動作することができる。各TLP 12は、主にWLSを実現するための全体コストを抑えるために中央にあるが、本文書で論じられる技法は、図に示される望ましいアーキテクチャに限定されない。すなわち、DSPリソースは、開示される基本概念および機能性を変更することなく、WLS内で再配置することができる。
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。
シリアル・バス10-4、制御&通信モジュール10-5、GPSモジュール10-6、およびクロック配給モジュール10-7を含んでいる。SCS 10は、次の外部接続を有する:電源、断片T1/E1通信、アンテナへのRF接続、およびタイミング生成(またはクロック配給)モジュール10-7のためのGPSアンテナ接続。SCS 10のアーキテクチャおよびパッケージングにより、SCS 10を、物理的にセル・サイトと並置するか(最も一般的な設置場所)、他のタイプのタワー(FM、AM、二方向緊急通信、テレビなど)に配置するか、または他の建物構造(屋上、サイロなど)に配置することが可能である。
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・インタフェース・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ィ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ィ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/応答インタフェー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(全てのインタフェース・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、SCS10とTLP12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SCS10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、CPU10−5−4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、SCS10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、SCS10が正常に動作しなくなった場合に技術者がSCS10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SCS10とTLP12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、SCS10とTLP12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。
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SCS10A、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SCS10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SCS10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、SCS10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SCS10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SCS10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SCS10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)。
測量地点をAP 14内のテーブルの中に記憶し(ステップS−32)、
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)。
位置、誤差値、および、他の測定パラメータをタイムスタンプと共にAP 14内のデータベースに記憶し(ステップS−36)、
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、AP14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)。
ダイアルされる時に無線通信システムにとって無意味であるシーケンスでなければならない(すなわち、これらのコードは、通知割込みメッセージの場合を除いて、MSCで特徴または他の翻訳が生じる原因にならない)。AP14は、測量位置と共に各検査地点に関するコードを記憶する(ステップS−42)。これらの初期ステップの次に、これらのコードのどれかをダイアルするあらゆる無線送信機がトリガされ、通常のロケーション処理を使用して位置発見される(ステップS−43、S−44)。
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、TLP12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SCS10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、SCS10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、TLP12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、TLP12において構内でアクセスされることも、TLP12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、SCS10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TLP12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。
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。
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。AP14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、AP14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。SCS10とTLP12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、AP14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情報を検査する。いずれかのトリガ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、無線送信機のおおまかな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、無線呼び出しを取扱いかつ呼び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の位置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位置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位置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、電話で呼び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び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サ゛は標準的に、電話で呼び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を置くことの方を好む。電話で呼び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。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サ゛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、ユーサ゛リスト及び各ユーサ゛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、グラフィカルユーサ゛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リソース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ィジタル書式に変換される(ステップS52);
ディジタルデータは、各SCS10において受信機内のメモリに記憶される(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からディジタルデータのコピーを要求する(ステップS56);
ディジタルデータが、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ィ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ィジタル書式に変換される(ステップS62);
ディジタルデータは、各SCS10内のメモリに記憶される(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内のメモリに記憶されたディ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ィ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)。
本発明の他の1つの実施形態において、無線ロケーション・システムは、特定のエア・インタフェース・プロトコルの全ての伝送のため又は特定の種類の無線送信機によって行なわれる全ての伝送のために、つねに中央ベースの処理又は局ベースの処理を使用できる。これは、例えば、さまざまな種類の送信機が示すフェーズノイズについて適正な一貫性を示す無線ロケーション・システムが或る時間にわたり収集した経験的データに基づいていてよい。これらのケースにおいて、SCS10及び/又はTLP12は、適切な処理方法を決定する処理ステップをセーブすることができる。
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理論的ライン、
τ0=送信機から基準までの視覚伝播時間の理論的ライン、
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=ゼロとみなす、
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理論的ライン、
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ィジタル書式に変換される(ステップS92);
ディジタルデータは、各SCS10内のメモリに記憶される(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ィ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、無線式位置決め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。
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、無線式位置決めシステムは、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、無線式位置決めシステムが最初の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。
無線式位置決めシステムは位置処理において、大きな地理的エリアをカバーする多くの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ことになる(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比を持つであろうという妥当な確率もあるし、もし無線式位置決め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、対象信号の検出不能を引き起こす可能性があり、または得られるTDOAおよびFDOA推定値が劣悪となり、位置推定値が得られなかったり、または劣悪となる可能性がある。衝突の確率は、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、都市または密集した都市郊外において、加入者の密度に伴って増大する。したがって、無線式位置決めシステムは、上述の干渉信号を検出する機構、および受信した対象信号から干渉信号の成分を除去する機構を含む。
1.干渉信号の識別(10B)。
2.干渉信号のモデリング(10B)。
3.干渉を受ける虞れがある受信信号を特定し、干渉信号のモデルをプロセッサに供給し、これらの信号の各々からの受信信号を、基準信号と相関付ける(TLP)。
4.受信信号を基準データに対して相関付けた位置において、干渉信号を再現する(10Aおよび10B)。
5.時間差および周波数差双方の関数として、再現した干渉信号と受信信号との相互相関を取り、受信信号内にある種々の直接成分および反射成分の大きさを特定し、定量化する(10Aおよび10B)。
6.干渉を消去する。これは、指定の閾値を超える振幅を有すると特定された成分毎に、しかるべく複素重み、周波数シフト、および時間シフトを、先に決定した干渉信号に適用し、受信信号から干渉信号を減算することを伴う(10Aおよび10B)。
7.多数の干渉信号についてこのプロセスを繰り返す(10Aおよび10B)。
この概念は、全ての無線エア・インタフェース(AMPS、IS−136TDMA、GSM、GPRS、EDGE、IS−95、CDMA、UMTAWCDMA、CDMA2000、Iden)に適用され、TDOA、AOA、およびハイブリッドTDOA/AOAロケーション・システムに適用することができる。
対象送信機とは、WLSが位置を突き止めようとしている送信機のことである。
対象信号とは、対象送信機が送信する信号である。
干渉信号は、以下の方法の1つ以上によって検出し識別することができる。ロケーション処理において、共動する各アンテナ・ポートにおいて受信した信号の基準信号との相互相関を求め、TDOA、またはAOA、のような位置関連パラメータと、相関係数とを計算する。相関係数は、受信信号と基準信号との一致度を示し、相関係数が高い程高い一致度を示す。いずれの受信信号も、その測定電力が閾値を超過するが、相関が閾値未満である場合、基準信号とは一致しない強い信号であることが示され、したがって干渉信号であることが示される。
一旦干渉信号を特定したなら、これをモデリングし、WLS内の他のノードにモデルを効率的に送信し、後に処理において干渉信号を精度高く再現することができるようにする。干渉信号のモデリングは、1つ以上の以下の技法を用いて行うことができる。
1.SCSアンテナ・ポートにおいて受信した信号のサンプルを単純に用いるのが、簡単なモデリングの形態である。
2.別のモデリングの形態は、SCSポートにおいて受信した干渉信号のサンプルを、信号を精度高く表すために必要な最少数のビットにサンプル毎に圧縮することである。これは、帯域幅が限られている通信リンクを通じて遠隔プロセッサに送らなければならない干渉信号のモデルの効率を高める。
3.SCSアンテナ・ポートにおいて受信した信号を復調することは、更に別のモデリングの形態である。復調したデータと、関連するチャネル定義パラメータとを合わせれば、干渉物が送信した信号を再現するには十分である。関連するチャネル定義パラメータは、エア・インタフェースおよび用いるチャネルの種類に応じて、以下のパラメータの内1つ以上を含む。周波数チャネル、ハイパーバンド(hyerband)、タイムスロット、サブチャネル(即ち、IS−136において、GSMタイムスロットはサブチャネルに細分化される)。コーディング技法(例えば、レート1/2畳み込みコード)、データ・レート、拡散コード(即ち、パイロットPNオフセット、長コード・マスク)、暗号化キー、またはブロック割り当て。
4.セルラ・ネットワークから、復調データおよび関連するチャネル定義情報を受信する。
5.復調に基づくモデルは、局に基づく処理技法を用いることによって改良することができる。これらの技法には、関連するチャネル定義パラメータを用いた復調信号の再変調による再現、再現した信号と、干渉信号に近いと判断された1つ以上のSCSアンテナ・ポートにおいて受信した信号との比較、再現した信号に対する受信信号におけるあらゆる歪みの特定が含まれる。歪みは、以下の1つ以上を含む可能性がある。タイミング調整またはドリフト、周波数誤差またはドリフト、位相ノイズ、および/またはフィルタ誤差。次いで、歪みを特徴付け、復調に基づくモデルと組み合わせて、移動局が送信した信号と一層密接に一致する信号の再現を可能とする。
このステップでは、干渉によって影響を受け得るアンテナ信号の集合を特定することを伴う。これは、信号を収集し、干渉物を特定したSCSからの距離の関数、SCSアンテナ・ポートから特定の干渉チャネルを用いるセルラ・サイトまでの距離の関数、またはその他のいずれかの関数とすることができる。全てのアンテナ・ポートからのデータが信号位置にある集中処理(central-based processing)では、干渉物モデル・データの移動は関与しない。基準信号のモデルが、遠隔サイトに位置するSCSに供給される局単位の処理では、干渉信号のモデルを、基準信号のモデルと同様に供給することができる。
干渉信号をどのようにモデル化したかに応じて、WLSは、以下の技法の1つ以上を用いて、受信アンテナ・ポートの位置において干渉信号を再現する。
1.モデルが単純に干渉信号のサンプルである場合、再現には何の処理も必要ない。
2.送信する全データ量を削減するためにサンプルを圧縮した場合、サンプルを伸張する。
3.モデルが、復調信号を、関連するチャネル定義パラメータと共に含む場合、再現プロセスは、しかるべく変調方式およびチャネル・パラメータを復調データに適用することを伴う。
4.復調に基づくモデルが歪みパラメータを含む場合、これらのパラメータを前述の再変調モデルに適用し、一層精度が高い干渉信号の表現を得る。
再現した干渉信号と受信アンテナ・ポート信号との相互相関を取り、受信信号内において干渉信号の成分を特定する。相互相関は、信号間の時間差、周波数差、または時間差および周波数差の関数として行う。これは、複素相関であり、時間および/または周波数シフト毎に複素重み(振幅および位相、または実部および虚部)を与える。複素重みの大きさが指定の閾値を超過する場合、干渉信号の直接成分または反射成分が受信信号内にあるという高い尤度を示す。指定の閾値を超過する干渉成分がゼロ、またはゼロ以上の場合もある。大きさが指定の閾値を超過する成分毎に、複素重み、時間シフトおよび/または周波数シフトを特定する。
前述のステップにおいて特定した成分毎に、干渉信号の時間および周波数を、前述のステップにおいて計算した時間差および周波数差によって調節し、前述のようにして決定した複素重みによって重み付けし、受信信号から減算する。成分毎に消去を繰り返す。
このプロセスは、検出した干渉物毎に繰り返す。干渉の消去を最適化するためには、このプロセスは、最初に最も強い干渉物について実行し、次いで2番目に強い干渉物、そして3番目というように、検出した全ての干渉物の内、指定の順位の干渉物まで実行するとよい。あるいは所与の受信アンテナ信号に対して最少相関が得られるまで、実行するとよい。
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、無線呼び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。無線式位置決めシステムは、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。
無線式位置決めシステムは、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、無線式位置決めシステムを、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、無線式位置決めシステムは、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、無線式位置決め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、無線式位置決めシステムは、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、無線式位置決めシステムは、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。
AMPSセルラ送信機は、現在では、米国で用いられている送信機の大半を占め、AMPS逆ボイス・チャネル送信は、一般にスーパーバイザリ・オーディオ・トーン(SAT)によって変調されたFM信号である。ボイス変調は、標準的なFMであり、無線送信機を用いる人の発話ボイスに直接比例する。典型的な会話では、各人が発話するのは35%未満の時間であり、これは、殆どの時間ボイスのために、逆ボイス・チャネルは変調されていないことを意味する。ボイスがあってもなくても、逆チャネルはSATによって連続的に変調され、無線通信システムによってチャネル・ステータスを監視するために用いられる。SAT変調レートは、約6KHzに過ぎない。ボイス・チャネルは、インバンド・メッセージに対応しており、ハンドオフ制御のため、そして既に第1の通話が行われている間に第2の着信呼に答えるための三方通話を確立するため、または無線通信システムからの「監査」メッセージに応答するためというようなその他の理由で用いられている。これらのメッセージは全て、ボイス・チャネル上を搬送されるが、制御チャネル・メッセージに類似した特性を有する。これらのメッセージは頻繁には送信されず、ロケーション・システムは、これらのメッセージを無視し、対象信号として主要なSAT送信に注目している。
(i)まず、ワイヤレス送信機を有するユーザが、位置を突き止めて欲しいと思っているか、あるいは彼の位置を更新または活用したいと思っていると仮定する。例えば、これは、無線ユーザが「911」をダイアルし、緊急の援助を求めている場合が当てはまると考えられる。したがって、ユーザがコヒーレント(coherent)であり、中央に位置するディスパッチャと通信状態にあるとも仮定する。
(ii)ディスパッチャが特定の無線送信機に対して位置更新を行いたい場合、ディスパッチャは位置更新コマンドを、無線送信機のアイデンティティと共に、アプリケーション・インタフェースを通じて無線ロケーション・システムに送る。
(iii)無線ロケーション・システムは、当該無線ロケーション・システムが無線通信システムに問い合わせし、無線送信機に対するボイス・チャネルの割り当てを得たことを確認して、ディスパッチャに応答する。
(vi)信号の送信帯域が所定の帯域幅を超過するときのみ、無線ロケーション・システムはロケーション処理を開始する。
(i)まず、ワイヤレス送信機を有するユーザが、位置を突き止めて欲しいと思っているか、あるいは彼の位置を更新または改善させたいと思っていると仮定する。例えば、これは、無線ユーザが「911」をダイアルし、緊急の援助を求めている場合が当てはまると考えられる。ユーザは、前述の方法にしたがって数字をダイアルしたくないか、またはいずれの数字もダイアルできないと仮定する。
(ii)ディスパッチャが特定の無線送信機のユーザについて位置更新を望む場合、ディスパッチャは位置更新コマンドを、無線送信機のアイデンティティと共に、アプリケーション・インタフェースを介して無線ロケーション・システムに送る。
(iii)無線ロケーション・システムは、確認してディスパッチャに応答する。
(iv)無線ロケーション・システムは、「監査」メッセージまたは同様のメッセージを無線送信機に送ることによって、無線通信システムに送信するように命令する。監査メッセージとは、無線通信システムが、エンド・ユーザによる行動を必要とせずに、更に無線送信機に呼び出し音を出させたりまたはそれ以外の方法で警報を出させることなく、無線送信機から応答を得ることができる機構である。監査メッセージを受信すると、無線送信機は、ボイス・チャネル上の「監査応答」メッセージで応答する。
(v)ディスパッチャによる通知の後、無線ロケーション・システムは、ボイス・チャネルにおいて送信信号の帯域幅を監視する。先に論じたように、SATのみを送信しているとき、そしてボイスおよびSATを送信している場合でも、高品質で位置推定値を計算するための十分な帯域幅が送信信号にある場合もある。したがって、無線ロケーション・システムは、ロケーション処理リソースを保存し、送信信号が所定の帯域幅を超過するまで待つ。これは、例えば、8KHzから12KHzまでの範囲のどこかとすればよい。監査応答メッセージを送るとき、帯域幅は所定の帯域幅を超過しているのが通例である。
(vi)信号の送信帯域幅が所定の帯域幅を超過するときにのみ、無線ロケーション・システムは、ロケーション処理を開始する。
無線ロケーション・システムによって得られる位置推定値の精度は、無線送信機がその位置を維持している間に行った多数の統計的に独立した位置推定を組み合わせることによって、高めることができる。無線送信機が完全に静止状態にあっても、無線送信機周囲の物理的およびRF環境は常に変化している。例えば、車両がその位置を変更することもあり、1回の位置推定中に衝突の原因となった別の無線送信機が送信を停止し、その位置を変更したため、続く位置推定の間にはもはや衝突しないこともあり得る。したがって、非常に短い時間期間中に連続的に送信を行っても、無線ロケーション・システムによって得られる位置推定値は、送信毎に変化し、各位置推定値は、他の推定値とは統計的に独立しており、特に、変化する環境によって生じた誤差に関しては独立している。
無線ロケーション・システムは、更に、人工的帯域幅合成という技法を用いて、帯域幅が比較的狭い無線送信機の位置推定値の精度を高めることもできる。この技法は、例えば、AMPS、NAMPS、TDMA、およびGSMエア・インタフェース・プロトコルを用い、無線送信機が使用できる多数の個々のRFチャネルがある送信機に適用することができる。例示の目的のために、以下の説明ではAMPSに特定した詳細について述べる。しかしながら、この説明は、他のプロトコルに適用するために容易に変更することができる。この方法が拠り所とするのは、各無線送信機は、当該無線送信機が送信する個々の狭帯域信号の帯域幅よりは広い既定の広い周波数帯域に及ぶ周波数において、狭帯域信号のみを送信するように動作するという原理である。また、この方法が拠り所とするのは、無線ロケーション・システムと無線通信システムとの間の前述のインタフェースであり、これを通じて、WLSは無線通信システムに無線送信機をハンドオフさせたり、他の周波数またはRFチャネルに切り換えるように命令することができる。一連のコマンドを発行することによって、無線ロケーション・システムは、無線送信機を制御して、連続的に一連のRFチャネルに切り替えることを強制することができ、これによってWLSは、ロケーション処理の目的のために、一連の狭帯域送信信号から、より広い帯域の受信信号を事実上合成することが可能となる。
本発明の無線ロケーション・システムの別の態様は、少なくとも第1変調方法および第2変調方法に対応する二重モード無線通信システムと共に用いる「指令再試行」方法(directed retry method)に関する。このような状況では、第1および第2変調方法は、異なるRFチャネル(即ち、WLSおよびPCSシステムにそれぞれ対応する無線通信システムのチャネル)上で用いられると仮定する。また、位置を突き止める無線送信機は、無線ロケーション・システムに対応させた無線通信システム上において、双方の変調方法に対応することができる、即ち、「911」に発呼することができると仮定する。
本発明の真の範囲は、ここに開示した現時点において好適な実施形態に限定される訳ではない。例えば、無線ロケーション・システムの現時点における好適な実施形態は、信号収集システム(SCS)、TDOAロケーション・プロセッサ(TLP)、アプリケーション・プロセッサ(AP)等のような説明用語を用いているが、特許請求の範囲の保護範囲を限定したり、無線ロケーション・システムの発明的態様が、開示した特定の方法および装置に限定されることを暗示するように解釈してはならない。更に、当業者には理解されようが、ここに開示した本発明の態様の多くは、TDOA技術に基づかないロケーション・システムにも適用することができる。例えば、無線ロケーション・システムがタスキング・リストなどを用いるプロセスを、非TDOAシステムに適用することができる。このような非TDOAシステムであれば、前述のTLPは、TDOA計算を実行するために必要ではない。同様に、本発明は、前述のように構成されたSCSを採用するシステムや、前述の詳細全てを満たすAPを採用するシステムにも限定されることはない。本質的に、SCS、TLPおよびAPは、プログラム可能なデータ集合および処理デバイスであり、ここに開示した発明の概念から逸脱することなく、種々の形態をなすことができる。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激に低下していることから、例えば、本発明のシステムの動作を変更しなくても、特定の機能に対する処理を、ここに記載した機能的要素(TLP等)から別の機能的要素(SCSまたはAP等)に移転することも容易に可能である。多くの場合、ここに記載した実施(即ち、機能的要素)の場所は、単に設計者の好みであり、厳然たる必須事項ではない。したがって、明示的に限定され得る場合を除いて、特許請求の範囲の保護範囲は、前述の具体的な実施形態に限定する意図はないものとする。
Claims (27)
- 無線ロケーション・システムにおいて用いる干渉消去方法であって、前記無線ロケーション・システムにおいては、移動送信機からの送信を複数の受信サイトが受信することにより前記移動送信機の位置の検出を行い、前記干渉消去方法が、
位置を検出すべき移動送信機からの送信を、第1受信サイトにおいて受信するステップと、
位置を検出すべき前記移動送信機以外の移動送信機からの干渉信号が前記第1受信サイトにおいて受信した信号を破損する衝突の確率を判定するステップであって、前記第1受信サイトにおいて受信した前記信号を基準信号と相関させることを含み、前記基準信号は、位置を検出すべき前記移動送信機からの前記複数の受信サイトが受信した信号のうちの最も精度が高いものである、ステップと、
前記衝突の確率が閾値を超過したとき、前記第1受信サイトにおいて受信した信号において前記干渉信号を低減するステップと、
を備え、
前記低減するステップは、干渉信号のモデルを使用して前記干渉信号を表す再現した信号を生成すること、及び該再現した信号を、該信号を前記第1受信サイトにおいて受信した前記信号から減算する前に処理することを含み、前記再現した信号を処理することは、前記再現した信号を時間シフトすること、周波数シフトすること及び重み付けすることのうちの少なくとも1つを含み、
前記再現した信号を時間シフトすること及び周波数シフトすることは、前記再現した信号を、前記第1受信サイトにおいて受信した前記信号に対し時間および周波数に関して相関させて、前記再現した信号の最適の時間シフトおよび周波数シフトのバージョンを求めることを含む、
干渉消去方法。 - 請求項1記載の方法であって、更に、
複数の干渉信号を低減するため前記低減するステップを繰り返すステップを含み、該繰り返すステップは、信号対ノイズ比(SNR)の閾値に達すること、ある時間限度を超過すること、及び潜在的位置判定が指定の精度および信頼度に達すること、のうちの少なくとも1つが満足されるまで、最も強い干渉物を選択して最初に除去し、続いて干渉が減少する順序で1つ以上の他の干渉物を選択し除去することを含む、干渉消去方法。 - 請求項1記載の方法において、前記第1受信サイトにおいて受信した前記信号をディジタル化し、次いで所定のアルゴリズムにしたがって処理して、前記衝突の確率を判定する、方法。
- 請求項3記載の方法において、前記所定のアルゴリズムは、前記受信信号に関する信号対ノイズ比(SNR)を判定することを含む、方法。
- 請求項4記載の方法において、前記所定のアルゴリズムは、更に、前記SNRの分散が所定の閾値を超過するか否か判定を行うことを含む、方法。
- 請求項4記載の方法において、前記所定のアルゴリズムは、更に、前記SNRが単一ステップにおいて、所定の閾値よりも大きい量だけ増加または減少したか否か判定を行うことを含む、方法。
- 請求項4記載の方法において、前記所定のアルゴリズムは、更に、前記衝突の確率を、遠隔サイトにおいて受信した信号の平均SNRが、伝搬モデルによって予測した平均SNRよりも大きいか否かに基づかせることを含む、方法。
- 請求項1記載の方法であって、更に、前記衝突の確率が所定の閾値を上回ると判定した後、前記第1受信サイトにおいて複数のアンテナ・ポートの各々からの受信信号データが、位置を検出すべき移動送信機からであることを検証するステップを含む、方法。
- 請求項8記載の方法において、前記検証するステップは、前記受信信号のセグメントを復調し、前記信号における識別情報が正しいことを検証することを含む、方法。
- 請求項8記載の方法において、前記検証するステップは、前記受信信号のセグメントを復調して、前記信号におけるメッセージ特性が、別の受信サイトにおいて受信したものと一致することを検証することを含む、方法。
- 請求項1記載の方法において、1対の前記受信サイトが到達時間差(TDOA)の計算に対するベースラインを規定し、一方の受信サイトにおいて干渉信号を消去することを、他方の受信サイトにおいて受信した信号から得た前記干渉信号を表す再現した信号を用いることによって行い、これによりTDOA判定の精度を高める、方法。
- 請求項1記載の方法において、前記所定のアルゴリズムは、位置を検出すべき前記移動送信機以外の移動送信機の知識を用い、前記位置を検出すべき移動送信機と同じチャネルにおいて通信して、干渉が存在することを判定することを含む、方法。
- 請求項1記載の方法において、前記衝突の確率を判定するステップは、受信信号電力が閾値を上回り、かつ前記第1受信サイトにおいて受信した前記信号の基準信号との相関が閾値未満であるか、を判定することを備えた、方法。
- 移動送信機からの送信を複数の受信サイトが受信することにより前記移動送信機の位置の検出を行う無線ロケーション・システムであって、
移動送信機からの信号を受信しディジタル化することができる受信機と前記受信信号を復調する復調器とを各々含む前記複数の受信サイトと、
位置を検出すべき前記移動送信機以外の移動送信機からの干渉信号が第1受信サイトにおいて受信した信号を破損する衝突の確率を判定する手段であって、前記第1受信サイトにおいて受信した前記信号を基準信号と相関させる手段を含み、前記基準信号は、前記位置を検出すべき前記移動送信機からの前記複数の受信サイトが受信した信号のうちの最も精度が高いものである、判定する手段と、
前記衝突の確率が閾値を超過したとき、前記第1受信サイトにおいて受信した前記信号において前記干渉信号を低減するプロセスを実行する手段と、
を備え、
前記低減するプロセスを実行する手段は、干渉信号のモデルを使用して前記干渉信号を表す再現した信号を生成し、該再現した信号を、該信号を前記第1受信サイトにおいて受信した前記信号から減算する前に処理する手段を含み、前記再現した信号を処理することは、前記再現した信号を時間シフトすること、周波数シフトすること及び重み付けすることのうちの少なくとも1つを含み、
前記処理する手段は、前記再現した信号を、前記第1受信サイトにおいて受信した前記信号に対し時間および周波数に関して相関させて、前記再現した信号の最適の時間シフトおよび周波数シフトのバージョンを求める手段を含む、
無線ロケーション・システム。 - 請求項14記載の無線ロケーション・システムであって、更に、
複数の干渉信号を低減するため前記低減するプロセスを繰り返す手段を含み、
該繰り返す手段は、信号対ノイズ比(SNR)の閾値に達すること、ある時間限度を超過すること、及び潜在的位置判定が指定の精度および信頼度に達すること、のうちの少なくとも1つが満足されるまで、最も強い干渉物を選択して最初に除去し、続いて干渉が減少する順序で1つ以上の他の干渉物を選択し除去する手段を含む、
無線ロケーション・システム。 - 請求項14記載の無線ロケーション・システムであって、更に、前記第1受信サイトにおいて受信した前記信号を、所定のアルゴリズムにしたがって処理し、前記衝突の確率を判定する手段を備えた、無線ロケーション・システム。
- 請求項16記載の無線ロケーション・システムにおいて、前記所定のアルゴリズムは、前記受信信号に関する信号対ノイズ比(SNR)を判定することを備えた、無線ロケーション・システム。
- 請求項17記載の無線ロケーション・システムにおいて、前記所定のアルゴリズムは、更に、SNRの分散が所定の閾値を超過したか否か判定することを含む、無線ロケーション・システム。
- 請求項17記載の無線ロケーション・システムにおいて、前記所定のアルゴリズムは、更に、前記SNRが単一ステップにおいて、所定の閾値よりも大きい量だけ増加または減少したか否か判定を行うことを含む、無線ロケーション・システム。
- 請求項17記載の無線ロケーション・システムにおいて、前記所定のアルゴリズムは、更に、前記衝突の確率を、遠隔サイトにおいて受信した信号の平均SNRが、伝搬モデルによって予測した平均SNRよりも大きいか否かに基づかせることを含む、無線ロケーション・システム。
- 請求項14記載の無線ロケーション・システムであって、更に、前記再現した信号を1つ以上の他の受信サイトに分配する手段を含み、これによって前記他の受信サイトが、当該サイトにおいて受信した信号から干渉を低減する際に前記再現した信号を用いることを可能にした、無線ロケーション・システム。
- 請求項14記載の方法であって、更に、前記第1受信サイトにおいて複数のアンテナ・ポートの各々からの受信した信号データが、位置を検出すべき移動送信機からであることを検証する手段を備えた、無線ロケーション・システム。
- 請求項22記載の無線ロケーション・システムにおいて、前記検証する手段は、前記受信信号のセグメントを復調して、前記信号における識別情報が正しいことを検証する手段を備えた、無線ロケーション・システム。
- 請求項22記載の無線ロケーション・システムにおいて、前記検証する手段は、前記受信信号のセグメントを復調して、前記信号におけるメッセージ特性が、別の受信サイトにおいて受信したものと一致することを検証する手段を備えた、無線ロケーション・システム。
- 請求項14記載の無線ロケーション・システムにおいて、1対の前記受信サイトが到達時間差(TDOA)の計算に対するベースラインを規定し、一方の受信サイトにおいて干渉信号を消去することを、他方の受信サイトにおいて受信した信号から得た前記干渉信号を表す再現した信号を用いることによって行うことができ、これによりTDOA判定の精度を高める、無線ロケーション・システム。
- 請求項14記載の無線ロケーション・システムにおいて、前記所定のアルゴリズムは、位置を検出すべき前記移動送信機以外の移動送信機の知識を用い、前記位置を検出すべき移動送信機と同じチャネルにおいて通信して、干渉が存在することを判定することを含む、無線ロケーション・システム。
- 請求項14記載の無線ロケーション・システムにおいて、前記衝突の確率を判定する手段は、受信信号電力が閾値を上回り、かつ前記第1受信サイトにおいて受信した前記信号と基準信号との相関が閾値未満であるか、を判定する手段を備えた、無線ロケーション・システム。
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