JP4916515B2

JP4916515B2 - ワイヤレス通信局のｇｐｓ同期

Info

Publication number: JP4916515B2
Application number: JP2008548833A
Authority: JP
Inventors: アンダーソン，ロバート・ジェイ
Original assignee: トゥルーポジション・インコーポレーテッド
Priority date: 2005-12-29
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2026-12-27
Also published as: EP1966905A4; US20070161385A1; CN101395817B; AU2006330481B2; WO2007076510A2; IL192491A0; KR101010275B1; CA2635579C; IL192491A; EP1966905A2; KR20080080417A; CA2635579A1; GB2447816A; AU2006330481A1; WO2007076510A3; GB0812623D0; CN101395817A; GB2447816B; JP2009522879A; BRPI0620843A2

Description

（相互引用）
本願は、２００５年１２月２９日に出願した"GPS Synchronization for Wireless Communications Stations"と題する米国特許第１１／３２１，８９３号の優先権を主張する。その内容は、ここで引用したことにより、その全体が本願にも含まれるものとする。

（技術分野）
本発明は、一般的には、汎地球測地システム（ＧＰＳ）の異なる信号タイミングと、内部ＷＣＳ時間ベース標準がＧＰＳタイミングに本来同期していないワイヤレス通信システム（ＷＣＳ）のそれらとの間における正確な時間ベース関係を判定し、提供し、利用する設備に関する。本発明の態様例の一部は、特に、ワイヤレス位置検出システム（ＷＬＳ）、ならびに、例えば、効率および精度を高めてＧＰＳ導出測定値を決定する際に、ＧＰＳ装備移動局を補助するために、時間ベース同期情報の利用を通じて移動局所在地判定を行う、関連方法およびサブシステムにとって有益である。しかしながら、ここに記載するシステムおよび方法の態様は、具体的には、ワイヤレス位置検出システムの有益性のための動作技術に関するが、本明細書の末尾にある特許請求の範囲は、明示的に限定されている場合を除いて、ワイヤレス位置検出システムへの応用に限定されるような解釈をしないこととすることを記しておく。

本発明は、ＢＴＳが本来そして合同で共通時間ベース標準に同期していない、セルラ・ワイヤレス通信システム（ＷＣＳ）の基準送受信局（ＢＴＳ）から送信される信号について、正確なＧＰＳ規格化時間ベース同期表現を判定し、提供し、適用する。即ち、現在最も関心があるＢＴＳは、ＧＳＭおよびＵＭＴＳサービスのために実施する動作を含む、ＥＴＳＩ−または３ＧＰＰ−指定ＷＣＳの下においてルーチンまたは典型的な動作を配給(serve)するセルラ・ワイヤレス送受信局である。

ワイヤレス通信システムの技術において既に判明し注目されているが、３ＧＰＰ指定ＢＴＳの送信信号のタイミングを管理して、通常のシステムが定義する通信チャネル周波数の指定受け入れ判断基準内にある送信信号周波数を提供する。ＷＣＳ設備に対する時間ベース許容度は、あらゆる独立して製造され別個に準拠するＢＴＳおよび移動局／ユーザ機器（ＭＳ／ＵＥ）を伴う、受け入れ可能な通信性能を可能にすることを意図している。しかしながら、３ＧＰＰ仕様の下では、ＢＴＳもＭＳ／ＵＥも、いずれの全世界または広域時間ベース標準に共通して、合同で同期する必要はない。ＢＴＳ毎に準拠する時間ベース・クロックまたは発振器は、通常の発振器周波数について受け入れ可能な判断基準内で動作するように指定されているが、それ以外では、いずれの他のＢＴＳのそれとも独立して動作する。準拠するＭＳ／ＵＥ時間ベース・クロックまたは発振器は、指定された判断基準内で独立して動作し、ＢＴＳダウンリンク・チャネル送信の初期獲得を容易にすることが要求されている。その後、ＭＳ／ＵＥはそれ自体をサービス側ＢＴＳ送信周波数の受信および通信フレーム同期時間ベースに同期させ、次いで、この検出した時間ベースに関係するタイミング進み（ＴＡ）パラメータに対して、いずれの受信コマンドも適用する。このため、ＢＴＳ間の相互同期は、３ＧＰＰワイヤレス通信には必要ない。

本発明の目的は、ワイヤレス通信ＢＴＳによって送信するダウンリンク信号において、特定の実例、例えば、ディジタル・フレーム境界について、正確なＧＰＳベースの時間同期即ち「時間タグ／ラベル」を自動的に判定する技術を提供することである。背景技術の記載と比較して、その際だった性能において、本発明は、ＢＴＳが送信するダウンリンク通信信号の評価および分析を通じて、ＧＰＳベースのＢＴＳタイミングの特徴化において高い精度を達成する。「ディジタル」ＷＣＳ通信プロトコルに適用可能な技術的仕様にしたがって、ＢＴＳとそれがサービスする移動体ユニットとの間で伝達するディジタル・データを、連続通信「フレーム」に編成し、各フレームは、「オーバーヘッド」即ち「制御」ビットと、配給を受ける側に関心がある通信を構成する通信「メッセージ」の集合を含む。これらの通信フレーム、およびそれらにカプセル化されているデータ・ビットは、指定のデータ送信レートで送信され、送信ユニットの電子回路を駆動する時間ベース標準または発振器にしたがって、指定の送信周波数搬送波上で変調される。

ＧＳＭまたはＵＭＴＳＷＣＳでは、個々のＢＴＳ毎の時間ベースは、正常な周波数を中心とした許容度に対する仕様規格を満たす必要があるが、それ以外では、個々のＢＴＳ時間ベースは、独立して動作してもよく、通例そうしており、局間同期を取らない。このような同期を通じて可能になるサービスを増大させるために、本発明の技術は、ＢＴＳ自体が発生する時間ベース／クロックと、世界中のＧＰＳ時間ベースとの間の時間的関係を、通信フレーム境界においてＢＴＳ送信信号のためのＧＰＳ標準化時間を正確に測定し評価するように、正確に判定する。本発明では、得られたＷＣＳＢＴＳ対ＧＰＳ同期情報は、正確に時間を合わせた信号受信によって得られた情報を利用するサービスの性能向上を支援するために用いられる。

ＷＣＳプロトコルについての背景技術の例は、種々のワイヤレス通信システムに合わせて指定された技術の説明において得ることができる。例えば、（北アメリカ、ＮＡ）符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ＷＣＳは、ＥＩＡ／ＴＩＡＩＳ−９５において指定されているように、そのＢＴＳの全てが同時にそして個々にＧＰＳ時間ベース標準に同期して、動作する。あるいは、汎ヨーロッパ・ディジタル移動通信システム（ＧＳＭ）または全世界移動体電気通信システム（ＵＭＴＳ）の３ＧＰＰＷＣＳ技術使用（ＴＳ）に準拠して展開および動作するＢＴＳは、このような同等のＢＴＳ間相互同期を全く必要とせず、通例実施していない。逆に、３ＧＰＰ仕様は、標準的なＢＴＳに対する要求許容度の範囲内で名目指定標準周波数で動作するために、単に、セル・セクタ毎に独立した時間ベース発振器またはクロックを要求するに過ぎない。

ＷＣＳ設備の相補的増強のための背景技術の例は、通常のＷＣＳプロトコルおよび手順の下で標準的な構成で動作するＭＳ／ＵＥの精度高い所在地を判定するシステムの説明において得ることができる。本発明の譲受人であるTruePosition, Inc.、およびその関連会社は、長年にわたって、このようなワイヤレス位置検出システム（ＷＬＳ）の設備を開発および展開しており、以下のリストは、多数の特許を取得したその関連技術について記載する。関連背景技術の例として、米国特許第６，２８５，３２１号に記載されている局ベースのＷＬＳ処理、および米国特許第６，０４７，１９２号に記載されている一致複製ＷＬＳ信号処理は、双方共、ＭＳ／ＵＥが送信するアップリンク信号の信号処理および分析を通じた、相関信号ＴＯＡ判定を採用している。加えて、米国特許第６，３８８，６１８号は、この中では信号収集システム（ＳＣＳ）と呼ばれている、ＧＰＳ同期ＷＬＳ場所測定ユニット（ＬＭＵ）を用いて、アップリンクＭＳ／ＵＥ信号の分析を相関付けて行うことを記載している。更に、米国特許第６，３５１，２３５号は、全体にわたって、（ＷＬＳ）ローカル測定ユニット（ＬＭＵまたはＳＣＳ）の地理的に分散したネットワークを確立する方法、手順、およびメカニズムについて記載している。これらは、全て、安定度を高めて、ＧＰＳ時間ベース標準に正確にそして精度高く同期する。最後に、米国特許第６，７８２，２６４号は、ＷＣＳＡ−ｂｉｓインターフェース・メッセージングを監視して、ＷＬＳ場所判定動作を合図し(cue)サポートする設備を紹介している。このＡ−ｂｉｓ監視システム（ＡＭＳ）についての記載は、ＭＳ／ＵＥが送信するアップリンク信号のインフラストラクチャ・ベースのＷＬＳ処理には本来備わっている信号処理設備の利用を通じた、近似ＢＴＳ同期のための協同メカニズムも示唆している。

本発明の技術は、期待（例えば、Cramer-Raoおよび／またはZiv-Zakai)信号処理精度の範囲／限度内に、十分に検出可能なダウンリンク信号強度のいずれのＢＴＳについても、正確で高精度の同期情報を提供する。この技術は、ローカル信号測定ユニットの（ＷＬＳ）展開ネットワーク間において実施される、ＧＰＳベースの同期を適用し、ＧＰＳ−時間ベース登録またはＷＣＳネットワーク局間において検出可能なＢＴＳダウンリンク送信に対する関係の判定のために、共通の正確な時間ベースを規定する。その結果、ＧＰＳ時間標準に対して正確に判定したＢＴＳ時間ベース関係によって、ＧＰＳ装備ＭＳ／ＵＥに対する同期ＡＧＰＳ支援、および同期ＭＳ／ＥＵ（アップリンク）信号データ収集が可能となり、精度および効率が高まり、最適なＷＬＳ性能(performance)が得られる。本発明の技術の費用効率的な適用を通じて、ＷＬＳ同期信号データ収集設備の形態を適合化し、ＢＴＳダウンリンク通信信号の時間ベースとＧＰＳ時間標準との間の関係を導出する発明が得られる。タイミング判定のために、アップリンク相関信号分析を適用する必要はない。

ＷＣＳまたはＷＬＳ技術の背景技術の記載には、ＷＣＳＢＴＳ対ＧＰＳ同期情報の導出のためのダウンリンク信号の受信、評価、および分析の技術を教示、提供、または記載するものはない。先に引用したものを含み、背景技術とは対照的に、以下に開示する技術は、ＢＴＳダウンリンク信号のＧＰＳ同期収集および評価を統合および利用し、ＢＴＳフレーム境界について観察する場合の通信信号時間ベースと、全世界ＧＰＳ時間標準との間で測定した時間関係を最適に判定し、規定し、利用する。以下に述べる適合化により、以下に呈示する本発明の方法および手順は、アップリンクＭＳ／ＵＥ送信信号の処理および分析に関与することを意図したＷＬＳ設備に統合し、その増強のためおよびそれと合わせて適用することができる。このようなマルチ仕様構成では、本発明の実施および展開は、適用可能な信号およびデータ処理リソースの共有において特に費用効率的である。

以下の摘要は、本発明の例示的実現例の種々の態様の全体像を規定する。この摘要は、本発明のあらゆる態様を余すところなく記載することや、発明の範囲を定義することを意図するのではない。逆に、この摘要は、以下に続く例示的な実施形態の説明の序文としての役割を果たすことを意図している。

本発明は、ＢＴＳが本来共通の時間ベース標準に同期されていない、ワイヤレス通信システム（ＷＣＳ）の基地送受信局（ＢＴＳ）から送信されるダウンリンク信号に関して、正確な標準化した時間ベース同期情報を判定するための技術を提供する。本発明の目標の１つは、ワイヤレス通信ＢＴＳが送信するダウンリンク信号におけるディジタル・データ・フレーム境界に対して、正確なＧＰＳベースの時間同期を自動的に判定する技術を提供することである。即ち、本発明は、それら自体ＧＰＳ時間ベースと精度高く同期している、信号受信、処理、および測定ユニットのネットワークを、そのままでは同期が取られていないＢＴＳが送信する対象のＷＣＳダウンリンク信号を検出するために適用する。信号測定ユニットは、受信したＷＣＳダウンリンク信号を評価し、ＧＰＳの時間ベース標準に対するＢＴＳ信号毎の時間ベース関係を判定する。導出したＢＴＳ対ＧＰＳ時間ベース関係は、ワイヤレス位置検出システム（ＷＬＳ）の動作強化のために適用することができ、ＧＰＳ対応移動局／ユーザ機器（ＭＳ／ＵＥ）の位置検出関係測定のために、補助ＧＰＳ（ＡＧＰＳ）タイミング・データを供給する際、そして遠距離ＢＴＳがサービスするＭＳ／ＵＥからのＷＬＳ時間同期アップリンク信号収集を達成する際に、この関係を適用する。

本発明の技術のために、このような信号測定ユニットのネットワークの実施形態の一例に、ＷＣＳが対応するＷＣＳＭＳ／ＵＥの所在地判定のために展開されているインフラストラクチャ・ベースのＷＬＳの使用を適用することができる。背景技術において述べたように、このようなＷＬＳは、通例、場所測定ユニット（ＬＭＵ）のネットワークを備えている可能性があり、これらのユニットはアップリンクＭＳ／ＵＥ信号を受信し処理して、関連するＭＳ／ＵＥの起源地理的所在地と関連があり、その判定に利用する測定値を抽出する。ＭＳ／ＵＥ場所判定のために信号到達時間（ＴＯＡ）または到達時間差（ＴＤＯＡ）の測定を実行するＷＬＳの特定的な形態では、ＷＣＳの動作ドメイン全域に分散する多数のＬＭＵに、全てのＬＭＵに対する時間ベースの共通の正確な標準に対する高精度の相互同期のためのメカニズムを実装する。現在、ＷＬＳにおける典型的な使用の最も価格効率的で正確で高精度の全世界時間ベース標準は、ＧＰＳ時間標準である。したがって、背景技術について述べたように、ＴＯＡを照準とするＷＬＳの一実施形態には、通例、送信されたアップリンクＭＳ／ＵＥ信号を受信し取り込むＬＭＵが実装され、ＬＭＵにおいて収集される信号の正確な時間タグ付けが、ＧＰＳ時間標準「によって推し進められる」またはこれに「固定される」時間ベース標準（即ち、信号発振器）と同期して調和され「クロック」される。このような設備を適合化した形態のネットワークは、本発明の技術に対して、効率的でしかも価格効率的な実施形態を提供する。

ＧＰＳサポートＷＬＳによって可能となるＡＧＰＳ位置検出サービスを含む、ＧＰＳ同期増強サービスに合わせて性能を向上させるために、本発明の技術は、ＢＴＳが発信するダウンリンク信号のためにＧＰＳ同期を効果的かつ高精度に判定し使用する。独立したＢＴＳ時間ベースに対するこのＧＰＳ同期表現は、そのＬＭＵにおけるＷＬＳ信号収集能力の利用によって、または「ローカル測定ユニット」（ＬＭＵ）と命名することもできる、同様のこのような信号収集および測定ユニットの分散ネットワークによって判定する。本発明の実現例では、適合化したＢＴＳ受信ＬＭＵのネットワークにおける時間厳格(time critical)ＷＬＳ設備の同期精度および信号分析能力を、ＢＴＳダウンリンク信号に対する到達時間（ＴＯＡ）測定に適用および利用して、ＢＴＳ送信信号自体のＧＰＳベースのタイミングを導出する。ダウンリンクＢＴＳ信号の標識時(signature instant)として特定されるＷＣＳフレーム境界に対して、本発明では、ＢＴＳ送信地点からの信号伝搬を適正に考慮して、環境ならびにＬＭＵ信号捕獲および調整コンポーネントによって、このような時点の測定ＴＯＡを、ＬＭＵ受信信号時間タグ付けの時点にしかるべく調節する。これによって、調節した時間値は、ＧＰＳ同期ＢＴＳ送信時間（ＴＯＴ）を表す。結果的に得られたＢＴＳ対ＧＰＳ同期情報を、ＷＬＳのＭＳ場所判定サービスのような、増強サービスに提供する。

ＷＣＳ送信信号に対するＧＰＳ同期の判定および利用を強化するための、本発明のこれらおよびその他の革新的手法について、以下に続く詳細な説明において呈示する。

以上の摘要および以下の詳細な説明は、添付図面と関連付けて読むことによって一層理解が深まる。本発明を例示する目的に合わせて、図面には本発明の構造例を示すが、本発明は、開示する具体的な方法や手段に限定されるのではない。

Ａ．全体像
本発明の現時点における好適な実施形態は、標準的または増強ワイヤレス位置検出システム（ＷＬＳ）のような、所在地測定ユニット（ＬＭＵ）を通じて提供することができる情報を利用して、３ＧＰＰ指定ワイヤレス通信基地送受信局（ＢＴＳ）が送信するダウンリンク信号と、汎地球測地システム（ＧＰＳ）の時間標準との間における同期関係を導出する。本発明の技術は、通信設備を通じてまたはこれに隣接して広がる補助ＧＰＳ（ＡＧＰＳ）動作を用いて、ＷＬＳサービスの性能を強化する。加えて、サービス側ＢＴＳのフレーム境界を検出できるためには、対象のサービス側ＢＴＳからの距離が遠すぎる可能性がある多数の遠隔ＬＭＵ所在地において、（例えば、周波数ホップ）信号の正確な時間同期収集を可能とする際に、ＧＳＭ支援インフラストラクチャ・ベースのＷＬＳの性能および効率も、同様に、本発明において強化される。精度高く導出したＢＴＳ信号同期から利益が得られる一般的な増強サービスの例には、ＷＣＳＢＴＳが独立して送信するＢＴＳ通信信号間における相対的タイミング関係を記述する正確な情報を利用することができるものであれば、いずれでも含まれる。このようなサービスは、ＷＣＳ自体、およびＷＬＳサービスにおけるリソースおよびメッセージ管理ならびに制御を含むことができる。

本発明の例示的実施形態の一態様によれば、ＢＴＳから送信されたダウンリンク信号に対してＧＰＳ同期タイミング表現を判定する方法は、測定ユニットにおいて、ＢＴＳが送信したダウンリンク信号を受信するステップと、ダウンリンク信号の指定部分の測定ユニットにおける到達時間（ＴＯＡ）を判定するために、ダウンリンク信号を評価するステップと、測定したＴＯＡに関係する識別可能な時点のＧＰＳベースの送信時間に対して、最適な時間値を判定するステップとを備えている。ダウンリンク信号を受信するステップは、測定ユニットのネットワークにおいて、ダウンリンク信号を受信することを備えてもよい。また、本方法は、最適値をＷＣＳに伝達するステップ、および／または最適値をＷＣＳがサービスする移動局（ＭＳ）に伝達するステップも含むこともできる。本方法は、ワイヤレス移動局（ＭＳ）をサービスするＷＣＳと関連した増強サービスをサポートするために実行することもでき、更に、最適値を増強サービスに伝達するステップを含んでもよい。例示的な実施形態では、識別可能な時点は、通信データ・フレーム境界から成り、ダウンリンク信号の指定部分は、通信データ・フレーム境界を含むようにすればよい。

本発明の別の態様によれば、コンピュータ読み取り可能媒体（ディスク、メモリ、信号キャリア等）は、ワイヤレス通信システム（ＷＣＳ）の基地送受信局（ＢＴＳ）から送信されたダウンリンク信号に対してＧＰＳ同期タイミング表現を判定するステップの集合を実行するようにプロセッサに命令する命令を備えている。ステップの集合は、この節の直前の節において概要を述べたステップを備えることができる。

本発明の更に別の態様によれば、ワイヤレス・システムは、場所測定ユニット（ＬＭＵ）と、少なくとも１つの移動局（ＭＳ）と通信する少なくとも１つの基地送受信局（ＢＴＳ）とを備えており、ＬＭＵは、ＧＰＳ受信機と、ＢＴＳが送信するダウンリンク信号を受信する受信機と、ＢＴＳから送信されたダウンリンク信号に対してＧＰＳ同期タイミング表現を判定するステップの集合を実行するようにプログラムされているプロセッサとを含む。再度、ここでも、ステップの集合は、先に概要を述べたステップを備えることができる。

ここに記載する発明の更に別の態様によれば、信号処理方法およびシステムを提供する。例示的な実施形態では、本方法およびシステムは、以下のステップ、または以下のステップを実行する手段を含む。（ａ）受信したＢＴＳダウンリンク・バースト信号から候補時系列を捕獲するステップと、（ｂ）ＦＣＣＨバースト信号に対して名目的フレーム時間整合および到達時間（ＴＯＡ）を判定するために、周波数補正チャネル（ＦＣＣＨ）複製を候補ブロードキャスト制御チャネル（ＢＣＣＨ）ビーコン信号と相関付けるステップと、（ｃ）ＳＣＨバースト信号に対して時間整合およびＴＯＡを判定するために、同期チャネル（ＳＣＨ）拡張訓練シーケンスを相関付けるステップと、（ｄ）ＳＣＨバースト信号の復調を試みるステップ。

この信号処理方法／システムの更に別の実施形態は、（ｅ）ＳＣＨ復調が受け入れ可能か否か判定し、可能である場合、完全なＳＣＨ複製を形成するために、選択した基地局アイデンティティ・コード（ＢＳＩＣ）およびフレーム番号／減少フレーム番号（ＦＮ／ＲＦＮ）を適用し、ＳＣＨバースト信号に対するＴＯＡ測定値を精緻化するために、ＳＣＨ複製を候補ＢＣＣＨ信号と相関付け、ＳＣＨ相関を、精緻化したＴＯＡの測定値に対する関連するＦＣＣＨ相関と統合することを含んでもよい。

更に別の実施形態では、本プロセスは、ステップ（ｅ）の一部として、相関結果が受け入れ可能か否か判定し、可能であれば、測定したＧＰＳ時間ベースのＴＯＡをしかるべきフレーム境界に伝搬し、相関付けたＢＣＣＨキャリア識別、ＢＳＩＣ、ＦＮ、およびＧＰＳベースのＴＯＡのレコードを形成することを含んでもよい。

更に別の実施形態では、本プロセスは、（ｆ）ＳＣＨ復調が受け入れ可能な否か判定し、可能でない場合、候補ＢＣＣＨ信号に対する、Ａ−ｂｉｓ監視システム（ＡＭＳ）が導出した可能な部分的／モジュロ・フレームおよび関連するＢＳＩＣ情報を入手し、可能な部分的／モジュロ・フレームに対して、ＡＭＳ導出タイミングをＧＰＳベースの時間に較正し、ＳＣＨに対する関連するＲＦＮによって可能な完全なＦＮを形成するために、候補ＡＭＳ導出部分的／モジュロ・フレーム情報を用い、完全なＳＣＨ複製を形成するために、選択したＢＳＩＣおよびＦＮ／ＲＦＮを適用し、完全なＳＣＨ複製を形成するために、選択したＢＳＩＣおよびＦＮ／ＲＦＮを適用し、ＴＯＡ測定値の精緻化のために、ＳＣＨ相関を関連するＦＣＣＨ相関と統合することを含んでもよい。

Ｂ．ＢＴＳ対ＧＰＳ信号同期、判定、および使用の詳細な説明
図１は、標準的なワイヤレス通信システム（ＷＣＳ）１００を代表するコンポーネントを示す。図１に表す技術は、汎ヨーロッパ・ディジタル移動通信システム（ＧＳＭ）インフラストラクチャに典型的な用語の一部を用いて表現するが、この技術は、全世界移動体電気通信サービス（ＵＭＴＳ）を記述する第三世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）技術仕様（ＴＳ）のような別の規格に準拠するセルラ・ワイヤレス通信の実施にも相応に適用することができ、しかも有益である。図１において、ワイヤレス移動体通信ユニット即ち移動局（ＭＳ）１０１は、基地送受信局（ＢＴＳ）１０２間で双方向に送信を搬送する無線周波数（ＲＦ）リンクを通じて通信する。図１において破線の円で強調するように、ＢＴＳ設備は、アップリンク受信(U＿Rx)およびダウンリンク送信(D＿Tx)アンテナ、ならびにワイヤレス通信を搬送するしかるべき信号のために付随するケーブルを含む。１組の（典型的に３つ）のＢＴＳセル・セクタ（またはセクタ化したセルラ動作エリア）が、ＢＴＳ端末所在地に展開したアンテナによって応対する、局在化通信エリア即ちセル（サービス側ＢＴＳを取り巻く）をカバーする。各セル・セクタは、その一意のセル・グローバル識別子（ＣＧＩ、この用語は、ここでは、ＢＴＳセル設備を意味するためにも用いられる）によって識別する。各ＢＴＳは、個々にまたは独立して、その時間ベースまたは時間標準／参照を、その送信ダウンリンク信号のための使用許容度の範囲内で名目時間ベース周波数において動作する独立した発振器に基づいて発生する。ＧＳＭサービスでは、準拠する標準ＢＴＳ時間ベース基準(time base reference)は、０．０５ｐｐｍ即ち０．６５Ｈｚの許容度以内で、１３ＭＨｚで動作するように指定されている。更に広い動作領域をカバーする種々のＢＴＳの集合が、基地局コントローラ（ＢＳＣ）１０３によって制御される。ＢＳＣは、そのドメイン内で動作するＭＳおよびＢＴＳを管理し、この管理には、ＭＳが一方のＢＴＳのセルのセル・カバレッジから他方のＢＴＳのそれに移動する際における、ＢＴＳ間における個々のＭＳとのＲＦリンクの保全(integrity)に対する責務の受け渡し（ＨＯ）が含まれる。同様に、更に低いレベルの通信管理において、ＢＴＳは、それ自体のセクタの１つから他へのＭＳのＨＯを管理し、ＢＴＳはそのドメイン内においてＨＯの実行成功を検出する。これよりも高いレベルの管理では、移動交換局（ＭＳＣ）１０４が多数のＢＳＣを管理し、ＭＳとの通信に対する一方のＢＳＣから他方へのＨＯの管理を含む。ＷＣＳ動作をサポートする際、その特定のサービス側ＣＧＩ（ＳＣＧＩ）の制御下で動作するいずれのＭＳも、それ自体を、ＳＣＧＩの送信ＢＴＳダウンリンク「ビーコン」信号に同期させる必要があり、したがって、別個のＢＴＳからの信号は、ＧＰＳ時間ベースのような、共通の時間標準に同期させる必要はない。

個々のＷＣＳ通信業者に割り当てられる通信スペクトル全体の共用および管理は、近似的に同時に送信される信号の時間、周波数、および空間的分離または隔離によって実行する。単独のしかるべく空間的に分離されたＢＴＳを通じてサービスにサポートするために十分な信号パワーを指令する一方、ＷＣＳはＭＳの送信パワーを抑制するかまたは最少に抑えて、それらの送信信号がそれらに割り当てられたセル／セクタ「内に内包され、」他のセル／セクタにおける通信に過度に「漏出」および／または干渉しないようにする。周波数分離を、ＢＴＳからＭＳへの「ダウンリンク」」送信およびＭＳからＢＴＳへの「アップリンク」送信のための別個の周波数帯域の適用において、最高レベルで用いる。例えば、「ＧＳＭ８５０」（ＮＡセルラ）動作のアップリンクおよびダウンリンク周波数帯域は、それぞれ、８２４〜８４９ＭＨｚおよび８６９〜８９４ＭＨｚであり、「ＰＣＳ１９００］動作のそれは、それぞれ、１８５０〜１９１０ＭＨｚおよび１９３０〜１９９０ＭＨｚである。更に、ＷＣＳに割り当てられるこのような最大スペクトル帯域の各々における周波数分離または周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）は、ダウンリンクおよびアップリンク帯域を１組の調和アップリンク−ダウンリンク対「周波数チャネル」または「サブバンド」に分離することによって行われる。これらは、最大ＷＣＳスペクトル帯域幅の小さな一部に過ぎない、狭い帯域幅によって特徴付けられる。例えば、ＧＳＭ周波数チャネル「帯域幅」および隣接中央分離は、２００ｋＨｚである。ＢＴＳと特定のＭＳとの間の通信では、ＷＣＳは調和ダウンリンク／アップリンク・チャネル対を割り当てる。これらの周波数分離通信チャネルは、絶対無線周波数チャネル番号（ＡＲＦＣＮ）によって指定される。このようなＦＤＭＡを、以下で述べる時間−バースト分離と関連付けて適用することにより、ＭＳおよびＢＴＳ送信は別個の周波数チャネル間で割り当てられ、共通バースト時間（即ち、共通「タイム・スロット」）において供給周波数チャネル内で別個に送出される送信が、通例では、十分な空間的距離によって分離された動作エリアを有する別個のサービス・セルにおいてのみ行われ、共通チャネル干渉を受け入れ可能な低レベルまで低下させるようにしている。

追加の時間的隔離のために、サービスを受けるＭＳのサービス側セルラＢＴＳ１０２の時間ベースへの同期によって、マルチユーザ通信サービスを促進する。即ち、信号送信の時間的シーケンスを、通信データまたは情報ビットの連続「フレーム」に編成する。ＧＳＭ動作に用いられる時分割多元接続（ＴＤＭＡ）通信では、各信号フレームを更に時間的に分離して、８つの連続する「タイムスロット」にする。ＧＳＭ（および共通符号化ＵＭＴＳ）の送信は、ＴＤＭＡの干渉緩和という利点を利用し、これによって、ＭＳおよびサービス側ＢＴＳの送信を相互同期させ、共通サービス側ＢＴＳの下で共通周波数サブバンドまたはチャネルを占有する、別個の送出された送信が、別個のＭＳ毎に別個のタイムスロットにおいて行われるようにスケジューリングする。通常の通信システムの目的では、ＭＳ送信信号タイミングの制御に適用される標準策略(standard strategy)は、タイミング進み（ＴＡ）パラメータに応じたＭＳタイミングの動的調節を伴い、直接サービスするセル・サイト／セクタ、即ち、「サービス・セル・グローバル識別子」（サービス側ＣＧＩまたはＳＣＧＩ）のサービス側ＢＴＳまたはセクタの信号フレームおよびタイムスロットと適正に時間整合した、その送信通信のＢＴＳ受信をサポートする値に、それを設定する。このＷＣＳ策略は、ＭＳ送信をＳＣＧＩの時間ベースと調和させる目的および必要性に役立つ一方、ＳＣＧＩの時間ベースと他のいずれの近隣セル・サイト／ＣＧＩとの間に、いずれの共通同期も必要としない。

同時マルチユーザ・サービスにＦＤＭＡおよびＴＤＭＡ双方を組み合わせて利用する場合、ＷＣＳは付加的に周波数ホッピングを用いることもできる。周波数ホッピング動作の下では、ＷＣＳは別個の（任意に疑似ランダムの）周波数ホッピング・シーケンスを割り当てて用いる。これらの周波数ホッピング・シーケンスは、サービスを受けるＭＳ毎の周波数チャネルを、ＷＣＳ選択シーケンスにおける連続フレーム毎に一意に変化させる別個の周波数シーケンスを指定する。ＭＳのそのサービス側ＢＴＳの時間ベースへの自己同期は、周波数ホッピング・シーケンスの間、ＭＳおよびそのＳＣＧＩの協同動作を適当にサポートする。この素早い周波数ホッピングは、ときどき生ずる短期間タイムスロット間隔において、希に生ずる共通チャネル干渉によって復調が変転させられることがある受信通信を、エラー訂正符号化が訂正することを可能にすることによって、干渉緩和の強化をサポートする。

サービス・セル・セクタの独立した時間ベースとの自動ＭＳ信号同期は、ＷＣＳには適していると考えられるが、それ自体の内部およびそれ自体を考慮すると、通信システム設備と関連したその他の要求される、要請される、またはそれ以外の有益なサービスの性能が、この独立ＢＴＳ時間ベース策略によって低下または妨害される可能性がある。例えば、このような策略は、多数の地理的に分散した現場において所在地測定ユニット（ＬＭＵ）によって受信したその信号特性の測定に基づいて、標準的ＭＳ／ＵＥの所在地を判定する位置検出サービスのような、位置検出サービスの性能を阻害する虞れがある。このような位置検出サービスの悪化は、公衆安全サービスへの緊急通信との関連で発生した場合、生命を脅かす可能性がある。本発明の技術は、インフラストラクチャ・ベースのＷＬＣにおいて正確なＢＴＳ同期データの導出を可能とし、これを利用して、サービス側ＢＴＳフレーム・タイミングを観察できないはずであった、離れて位置するＬＭＵサイトにおいて、ＭＳ／ＵＥアップリンク信号、特に、周波数ホップ信号の、時間に厳しい収集を達成する。恐らく、最も意味深いのは、本発明の技術が、関連するＳＣＧＩに対する現行のＢＴＳ対ＧＰＳ信号同期を記述する代表的データを利用し、これをＭＳ／ＵＥに供給することによって、最適補助ＧＰＳ（ＡＧＰＳ：assisted GPS)サービスをサポートし、位置検出に関するＧＰＳ信号特性のＭＳ／ＵＥの効率的およびロバストな測定を可能にすることである。ＭＳ／ＵＥは、同期データおよびサポートするＢＴＳダウンリンク送信を用いて、それ自体の内部時間ベース標準の正確なＧＰＳ関係を確立することができる。このようなＧＰＳベースの時間ベース関係を用い、ＭＳ／ＵＥは、これによって、ＭＳ／ＵＥの内部ＧＰＳ信号処理の制御のために最適な設定を予期する際に、ＡＧＰＳサーバが供給するその他の補助データを利用することが可能となる。これら補助ベースのＧＰＳ信号処理設定は、ＭＳ／ＵＥ導出ＧＰＳ測定値の効率、適時性、ロバスト性、および精度を高める。

図２に表すように、ワイヤレス通信システムに付帯して協同する場所判定システムを、サービス側移動体位置検出局（ＳＭＬＣ）２００と呼ぶ場合もある。インフラストラクチャ・ベースの、即ち、「オーバーレイ」ワイヤレス位置検出システム即ちＳＭＬＣは、図２に示すコンポーネントのオーバーレイ構成によって表すことができる。図２において、通信チャネルにおける対象のＭＳ／ＵＥ１０１からのＲＦアップリンク信号は、通信システムの動作ドメイン全域に分散する場所に展開されているＬＭＵ２０２によって受信および測定が行われる。（用語法に関して記しておく。３ＧＰＰＧＳＭの用語法およびその記述では、「ＳＭＬＣ」という用語は、場所判定システム全体を指し、ここでは「ＷＬＳ」とも呼ばれ、一方他の文脈では、「ＳＭＬＣ」は、本説明では「ＷＬＰ」と呼ばれるサブシステム・コンポーネントを指す。また、ここで用いる場合、３ＧＰＰ用語「ＬＭＵ」は、送信ＲＦ信号を受信し、（例えば、位置検出に関する）信号特性を測定する、地理的に散乱したＳＭＬＣ／ＷＬＳコンポーネントを指し、一方このようなコンポーネントは、背景技術のその他の文脈または記述では、信号集合システム「ＳＣＳ」と呼ばれることもある。）通例、図１の上に図２を「重ね合わせる」ことによって可視化できるように、ＬＭＵ２０２は、ＢＴＳ１０２の設備に展開され、したがって、ＬＭＵは大抵の場合そのアップリンク信号(U＿Rx)を、位置検出に関係する測定のために、ＢＴＳが展開されているアンテナから通信のために用いるのと同じ信号フィードへのマルチ結合を通じてアクセスする、または「送り出す」。分散したＬＭＵサイトにおける（位置検出関係）データ収集および測定の時間ベース同期のために、ＬＭＵは、図２において破線の円で強調するように、ケーブル付きＧＰＳ−受信(GPS＿Rx)アンテナを通じてＧＰＳ信号にアクセスする。加えて、本発明の強化設備に対してこの中で強調しているように、ＬＭＵは、ケーブル付きダウンリンク−受信(D＿Rx)アンテナを通じて、ＢＴＳダウンリンク送信を検知する。図２に示すように、ＬＭＵは通例ＢＴＳサイト毎に展開されているが、必然性はなく、これらは必ずしもＢＴＳに対して１対１で展開されている訳ではない。受信信号特性の測定値は、多数のＬＭＵによって抽出され、ワイヤレス位置検出プロセッサ（ＷＬＰ）２０３によって管理および収集する。各ＷＬＰ２０３は、多数のＬＭＵの動作を指令する。ＷＬＰは、個々の対象ＭＳについての測定値を供給する役割を担っている個々のＬＭＵの選択を監督する。恐らくその直接制御下にないＬＭＵを管理する他のＷＬＰ全てを含む、しかるべく測定された信号データを受信すると、ＷＬＰは、通例、データの評価、そのデータに基づいて最適な場所推定値の判定も行う。通例、ＷＬＰは、対応する通信サービスが多数のＢＳＣによって提供される地理的領域をカバーするＬＭＵの動作を管理することができる。ＳＭＬＣのワイヤレス位置検出ゲートウェイ（ＷＬＧ）２０４は、ＷＬＰの制御およびタスク割り当て(tasking)全体を行う。ＷＬＧは、通例（しかし必ずしもそうとは限らない）、ＭＳＣ１０４と同じ場所に配されている（そして、これと干渉する虞れがある）。ＷＬＧは、通信システム内部においてそれがサービスする多数のＢＳＣとインターフェースし、これと位置検出関係要求、情報、またはデータを交換する。ＷＬＧは、位置検出サービス要求の妥当性を判断し、場所判定結果を、正規受信先に流布する。

場所判定や通信管理強化というような、サービスの首尾良い運営をサポートするために、本発明の技術が提供するメカニズムによって、地理的に分散するＢＴＳ毎に時間ベースの単一全世界ＧＰＳ時間ベースに対する同期または整合を記述するデータを判定し、供給する。実施形態の一例では、このＷＣＳＢＴＳに対する多数の測定ユニット（ＬＭＵ）のネットワークからのこの同期時間ベース情報は、ＷＬＳ設備の適合化および応用から導出する。本発明の実施形態例を、以下の説明において呈示する。

ＬＭＵ測定
図３における実施形態について表すように、本発明のＢＴＳ対ＧＰＳ同期決定は、ローカルに受信したＧＰＳ信号、ならびに少なくとも１つのＬＭＵによって受信され正確にＧＰＳ時間を結び付けられたＢＴＳのダウンリンク信号の相関付け処理および分析によって、いずれの特定のＢＴＳについても達成する。図３は、所在地判定をサポートするために正確に同期した信号データの収集、処理、および時間タグ付け／ラベル付けを行う目的で、ＳＭＬＣ／ＷＬＳＬＭＵにおいて共通に利用することができる設備の適合化および使用の図の一例を示す。図３に表す一例の適合化ＬＭＵ実施形態では、対象のＲＦ信号は、ケーブルを有するＧＰＳアンテナ３０１およびケーブルを有するダウンリンク・アンテナ３０２を通じて受信する。これら２つのＲＦ信号アンテナ・アセンブリは、図示のように、物理的に別個でもよく、あるいはこれらを構造的に組み合わせ、ＬＭＵへの接続のための共通受信信号ケーブルを共有してもよい。その場合、組み合わせた信号は、別個のＧＰＳおよびダウンリンク機能に合わせて分割されフィルタ処理が行われる。加えて、出立ＷＬＳサービスでは、通常のアップリンクＲＦ信号は、ケーブルを有するアップリンク・アンテナ３０３を通じて受信する。ＷＬＳ実施形態に合わせた通常のＬＭＵ／ＳＣＳコンポーネントの説明は、本発明の譲受人であるTruePosition, Inc.,に譲渡された背景技術の米国特許の記載の中において得ることができる。その例を以下のリストにおいて特定する。即ち、ＷＣＳを増強するＷＬＳのためのＲＦ信号捕獲設備のこのような説明は、米国特許第６，３５１，２３５号、無線ロケーション・システムの受信システムの同期を取る方法およびシステム（「’２３５特許」）、米国特許第６，３８８，６１８号、無線ロケーション・システム用信号収集システム、米国特許第５，３２７，１４４号、セルラ電話ロケーション・システム、そして米国特許第４，７２８，９５９号、方向発見位置確認システムの記載を含む。この背景技術の全てを通じて、有効なＷＬＳＬＭＵに適したアップリンク信号の調整、捕獲、収集、および処理コンポーネントおよび設備が、広く記載されている。

背景技術において表したように、対象のＷＣＳＲＦ信号の捕獲は、価格効率的および高精度のアナログ／ディジタル変換をサポートするために、送信ＷＣＳ帯域からのアナログ信号の周波数内容の、十分低い中央周波数における濾波および周波数偏移形態への変換３０４−３０５から開始する。周波数変換のための典型的なコンポーネントを図４に表す。以下の信号調整コンポーネントの最適な性能のために、適宜、入力／検知信号４０１をバンドパス・フィルタ（ＢＰＦ）４０２にかけて、対象帯域に主に収容されている周波数に、信号を制限する。問題の対象帯域は、別個に、ＷＬＳ判定のためのアップリンク帯域、または本発明の時間ベース表現の目的のためのダウンリンク帯域とすることができる。また、入力信号は、好ましくは、ロー・ノイズ増幅器（ＬＮＡ）によって分離および増幅し（４０３）、設計性能を達成し、後続の信号調整コンポーネントのシステム・ノイズの影響を緩和する。次いで、得られた信号はミキサ４０４に入力し、ローカル発振（ＬＯ）発生器４０５が供給する信号と効果的に乗算する。ＬＯ発生器は、信号−周波数（トーン）信号を供給し、これを入力信号と混合すると、受信ＲＦ信号波形と同等の、所望の差周波数信号が得られる。ＬＯ周波数の完全性を維持し、温度誘発周波数ドリフトを回避するにあたって最適な精度のために、ＬＯの発生は、入力基準時間基準（発振）信号４０６に位相ロックするとよい。安定化したＬＯ信号４０７の調整済み入力信号との混合４０４によって、複合信号が得られ、この複合信号は不要な和周波数成分および所望の差周波数成分双方を含む。後続のバンドパスまたはローパス・フィルタリング４０８が、不要成分を除去／減衰し、所望の中間周波数（ＩＦ）またはベースバンド（ゼロ周波数中心）信号４０９を生成する。この信号は、検知した対象ＲＦ信号の周波数偏移アナログ同等物である。実施形態によっては、最適な信号完全性を備えた所望の周波数変換は、ＬＯ周波数のシーケンスを用いる連続的周波数変換段階の「ＩＦストリップ」(IF strip)によって遂行することができ、究極的に、所望の出力−信号中心周波数が得られる。本発明に合わせて適合化したＬＭＵ実施形態におけるＷＬＳアップリング信号処理設備の最適利用のために、ダウンリンク変換からの信号に対する出力ＩＦ／ベースバンド周波数内容は、アップリンク周波数変換と同じアナログ／ディジタル変換に入る周波数ドメインに及ぶように、フィルタリング、混合、およびＬＯ周波数の適用によって設計する。

ＷＬＳのアップリンク変換３０４と同様に、図３に表す適合化したＬＭＵは、本発明にダウンリンク周波数変換３０５を適用する。ダウンリンク周波数帯域またはその帯域におけるいずれの（サブ）チャネルの捕獲に対しても、この周波数変換は、信号フィルタリング／増幅４０２／４０３、および周波数偏移ＬＯ信号４０７の発生４０５によって行う。これらは、ダウンリンク帯域の周波数内容に特異であり、これらに適している。’２３５特許に記載されているように、ＬＭＵの実施形態例は、安定化ＧＰＳ受信機３０６を適用して、ＧＰＳ導出時間ベース信号３０７を生成し、非常に安定した時間ベース基準として用いるために、これを全てのＬＭＵコンポーネント（ＬＯ発生器を含む）に分配する。周波数変換の結果得られる帯域偏移信号形態３０８は、アナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）３０９に入力される。本発明にとって最も意味深いのは、’２３５特許にも同様に記載されているように、ＡＤＣは、ＧＰＳ基準時間ベース３０７に正確に位相ロックされた「ストローブ／パルス時」において、入力信号３０８をサンプリングすることである。つまり、その結果得られるディジタル・ダウンリンク信号サンプル３１０は、全世界ＧＰＳ時間ベースと同期して、正確に時間基準と合わされている。ＷＣＳの動作ドメイン全域に分散されているＬＭＵのネットワークにおける各ＬＭＵは個々に１つの共通ＧＰＳ時間ベースに同期されるので、別個にクロックされるＢＴＳダウンリンク信号の各々に対するＧＰＳタイミングを、いずれの対象ＢＴＳの近傍におけるＬＭＵによる受信および評価によっても、共通ＧＰＳ時間ベースに関係付けることができる。この捕獲信号サンプルに対するＧＰＳ時間同期は、ディジタル信号の処理３１１における関連するＧＰＳ−時間ラベリングをサポートする。この処理は、ＬＭＵから出力される所望の同期表現３１２を生成する。

ＢＴＳ（ダウンリンク）送信用の自己発生時間ベースは、ＢＴＳの独立した発振器によって「クロック」即ち「駆動」され、発振器は、０．０５ｐｐｍの許容度（即ち、０．６５Ｈｚ）の範囲内で１３ＭＨｚで動作しなければならないが、それ以外には、他のいずれのＢＴＳ時間ベースとも同期を取る必要はない。実際に動作するＧＳＭＢＴＳの測定の一部では、TruePosition, Inc.,は、要求許容度の２倍を超える、名目基準周波数からの継続的／永続的ずれを観察している。

ＷＣＳＢＴＳダウンリンク信号に対するＧＰＳ同期表現のずれをサポートする本発明の処理３１１は、ＢＴ信号の選択したインスタンスのＧＰＳベースの時間特性を特徴化するように設計されている。日常的なＷＣＳサービスの施行において、サービス側ＢＴＳはＲＦ信号を送信する。ＲＦ信号は変調され、制御／アクセスまたは音声／トラフィックビットを通信し、これらは、連続的なデータの「フレーム」に編成される。ＢＴＳダウンリンク送信からのビット・シーケンスにおけるいずれの周期的に検出可能および識別可能なインスタンスでも十分であるが、フレームの境界は、実施形態の一例では、ＬＭＵ判定ＧＰＳ時間ベースと同期する時間タグ付け(time tagging)に対する代表的インスタンスとなるように選択する。つまり、実施形態の一例では、本発明は、独立して時間を合わせたＢＴＳフレームの境界についてＢＴＳ対ＧＰＳ同期を特徴付ける。

３ＧＰＰＴＳにおいて記載したようなＧＳＭＷＣＳの例では、送信フレームは、通常、図５に示すシーケンスに表されるように編成される。通常の送信に対する最上位レベルでは、ハイパーフレーム５０１は、２０４８個のスーパーフレームのシーケンスから成り、スーパーフレーム５０２は、１３２６（＝２６×５１）個のフレームのシーケンスを含む。フレーム番号（ＦＮ）は、ハイパーフレーム毎に新たにゼロ（０）から始まり、ハイパーフレームの終端において２，７１５，６４７（＝２０４８×２６×５１−１）に達するまで、１ずつ増分する。各フレーム５０３は、８個のタイムスロットのシーケンスを含む。等スロット形式において、各タイムスロット５０４は、１５６．２５シンボル間隔の期間を有し、代替形式において、タイムスロット０および４は、１５７シンボル間隔の期間を有し、その他のスロットは１５６シンボル間隔の期間を有する。いずれの形式でも、フレーム期間は、１２５０シンボル間隔である。シンボル間隔５０５の期間は、４８／１３（＝〜３．７）マイクロ秒（μｓｅｃ）であり、したがって、フレーム期間は６０／１３（＝〜４．６）となる。図５においてタイムスロット５０４について表すように、スロットの「アクティブ部」は、情報／データ・ビットを伝達する期間であり、１４８シンボル間隔であり、「有用部」は、シンボル０の中間からシンボル１４７の中間までの１４７シンボル期間となる。何故なら、ＭＳおよび（任意に隣接する使用タイムスロット間では）ＢＴＳの送信パワーは、各スロットの開始および終了シンボルを通じて上下に傾斜し、信号の位相は、有用部の外部では未定義であるからである。通常動作の下では、１情報／データ・ビットは、各シンボル間隔５０５で、ガウス最少偏移変調（ＧＭＳＫ：Gaussian minimum shift keying）の形態を使用して伝達される。ＧＭＳＫは、差分二進位相偏移変調（ＤＢＰＳＫ：differential binary phase shift keying）の（「ガウス」）フィルタリング／スムージングした形態であり、シンボル間隔における最大位相変化が±π／２である。順次連続するフレームは、５１−マルチフレームと呼ばれる、５１個の連続フレームの集合にグループ化されていると見なすか、そうでなければ、２６−マルチフレームと呼ばれる２６個の連続フレームの集合にグループ化されていると見なす。つまり、スーパーフレームは、各々の期間が〜０．２３５秒（ｓｅｃ）である、２６個の連続する５１−マルチフレームのシーケンスで形成されていると見なすことができる。ＢＴＳダウンリンク信号のＧＰＳタイミング特徴化は、フレーム境界のようないずれの任意の識別可能なインスタンスにも当てはまるように選択することができるが、本発明の実施形態例では、５１−マルチフレーム境界に当てはまるように選択することができる。

ＧＳＭＷＣＳ動作に対する一般的なＭＳ／ＵＥアクセスは、各ＢＴＳ／ＣＧＩの５１−マルチフレーム毎に繰り返すと有益な、ダウンリンク送信によって管理する。周期的に、ブロードキャスト制御チャネル（ＢＣＣＨ）のキャリア周波数（「Ｃ０」）上におけるＢＴＳダウンリンク送信は、あらゆるＭＳ／ＵＥがＢＴＳ信号を検出しそれ自体をＢＴＳ信号に同期させ易くすることができる、タイムスロット・バーストを含む。即ち、通常のＢＴＳ動作では、近似的に１０個の順次連続フレーム毎に、ＢＴＳは「周波数訂正チャネル」（ＦＣＣＨ）バーストを送り、これに続いて、次のフレームでは「同期チャネル」（ＳＣＨ）バーストを送信する。これらは、双方共、ＢＴＳ時間ベースに関する本発明のＧＰＳ同期判定の実施形態例には有効である。ＢＴＳのＦＣＣＨバーストは、各５１−マルチフレーム内における各〜１０フレーム毎に、タイムスロット番号（ＴＮ）０（ゼロ）において発生し、初期フレームから開始する。即ち、ＦＣＣＨバーストは、各５１−マルチフレーム内における相対的フレーム番号０、１０、２０、３０、および４０に対して発生する。ＢＴＳのＳＣＨバーストは、続くフレームのＴＮ０において発生する。即ち、ＳＣＨバーストは、５１−マルチフレーム内における相対的フレーム番号１、１１、２１、３１、および４１に対して発生する。つまり、これらの動作に下では、バーストのこの「ビーコン」対の開始に対するフレーム間の間隔は、各５１−マルチフレーム内の１０個のフレームの４つのフレーム間間隔、それに続く、次の５１−マルチフレームの開始までの１２フレームの１フレーム間間隔を含む。各ＢＴＳからのこれらの周期的（ダウンリンク）ＦＣＣＨおよびＳＣＨバーストにより、ＭＳ／ＵＥはＢＴＳベースのフレームの付番およびそのしかるべきサービス側ＢＴＳに対するタイミングを迅速に検出し、特定し、決定することが可能になる。各ＢＴＳからのこのような信頼性があり反復するダウンリンク送信は、本発明の技術において、各ＷＣＳＢＴＳ時間ベースのＧＰＳ時間ベースに対する関係の判定のために、最適な信号シーケンスを提供する。

実施形態例では、ＧＰＳベースのタイミング測定に対するＦＣＣＨおよびＳＣＨバーストの有用性は、特に、このようなダウンリンク送信の先験的に分かっている構造によって強化される。３ＧＰＰＴＳにおいて記載されているように、通常のＦＣＣＨバーストに対して送信する１４８ビット・シーケンスは、
・３テール・ビット、（Ｂ０，Ｂ１，Ｂ２）＝（０、０、０）、
・１４２固定ビット、（Ｂ３，Ｂ４，．．．，Ｂ１４４）＝（０、０、．．．０）、即ち、全てゼロ、
・３テール・ビット、（Ｂ１４５，Ｂ１４６，Ｂ１４７）＝（０、０、０）
を含むシーケンス・ビット・パターンで形成される。ここで、Ｂｎは、「ｎ」を付番されたビットである。ＳＣＨバーストの形成について３ＧＰＰに記載されている送信ビット・シーケンスは、
・３テール・ビット、（Ｂ０，Ｂ１，Ｂ２）＝（０、０、０）、
・３９エンコード・ビット、
・６４拡張訓練シーケンス・ビット（Ｂ４２，Ｂ４３，．．．，Ｂ１０５）＝全ての通常ＳＣＨ送信に次いで同一である３ＧＰＰ指定シーケンス、
・３９エンコード・ビット、
・３テール・ビット、（Ｂ１４５，Ｂ１４６，Ｂ１４７）＝（０、０、０）
を含む。ここで、３９ビット・シーケンスのレート１／２畳み込みエンコードからの２組の３９エンコード・ビット導出は、
・ローカル動作エリアにおける対象ＢＣＣＨキャリアの使用を特定する６基地局アイデンティティ・コード（ＢＳＩＣ）ビット。３ビットＰＬＭＮネットワーク・カラー・コード（ＮＣＣ）および３ビット基地局カラー・コード（ＢＣＣ）から形成する。
・減少ＴＤＭＡフレーム番号（ＲＦＮ）を表す１９ビット。１１ビットのハイパーフレーム番号「Ｔ１」、Ｔ１＝ＦＮｄｉｖ１３２６、それに続く２６−マルチフレーム内における５ビット・フレーム・インデックス「Ｔ２」、Ｔ２＝ＦＮｍｏｄ２６、それに続く５１−マルチフレーム内におけるモジュロ５１フレーム番号（Ｔ３＝ＦＮｍｏｄ５１）の３ビット減少フレーム・インデックス表現「Ｔ３」、Ｔ３’＝（ＦＮｍｏｄ５１−１）ｄｉｖ１０、
・１０パリティ・ビット、
・ゼロの４テール・ビット（０、０、０、０）
を含む。
３パラメータ表現（１１ビットＴ１、５ビットＴ２、６ビットＴ３）は、以下の関係によって、いずれの完全なフレーム番号ＦＮ（２，７１５，６４７までの値に対して２２ビットを占めることができる）も完全に表す。

ここで、Ｔ１は完全な（０，．．．，２０４７）ハイパーフレーム・インデックス、Ｔ２は完全な（０，．．．，２５）２６−マルチフレーム・インデックス、およびＴ３は完全な（０，．．．，５０）５１−マルチフレーム・インデックスである。１９ビットＲＦＮは、ＳＣＨＦＮを完全に表す。何故なら、ＳＣＨＴ３パラメータに許される５つの値は、３ビットＴ３’値によって表されるからである。実施形態例において、測定時間から最も近い即ち次の５１−マルチフレーム境界に伝搬される、導出されたＧＰＳベースの時間表現について、関連するＦＮパラメータＴ３（＝ＦＮｍｏｄ５１）は、その開始境界から開始フレームに値ゼロを有する。これらのビット・シーケンスを組み込むと、ＢＴＳのＦＣＣＨおよびＳＣＨバーストの先験的に既知の形態によって、適合化したＷＬＳ信号相関付け技法の、サンプリングしたダウンリンク信号のディジタル処理３１１におけるＴＯＡ情報の抽出に対する効果的な適用を促進する。即ち、これらのビット・パターンから変調した既知の信号波形は、「一致複製」として適用することができ、これに対して、ダウンリンク信号到達時刻の導出のために、ダウンリンク信号を相関付ける。

本発明の実施形態例のディジタル信号処理３１１は、ＷＬＳ設備の実施について背景技術において記載した同様の処理技法から適合化した。背景技術は、本発明の譲受人であるTruePosition, Inc,に譲渡された米国特許において、ＧＰＳ同期ＴＯＡ（および／またはＴＤＯＡ、ＡＯＡ等）を抽出するために、ＷＬＳディジタル・アップリンク信号の調整および相関付けのためのディジタル（複素）ヘテロダイニング、フィルタリング、一致複製信号相関処理技術について記載する。これらの背景技術には、米国特許第６，０４７，１９２号、ロバストな効率的位置判定システム、および米国特許第６，２８５，３２１号、ワイヤレス位置検出システムのための局ベースのＷＬＳ処理方法が含まれる。このような技法を適合化してダウンリンク周波数帯域を処理し、ダウンリンク信号波形を用いるようにすることにより、本発明は、ＧＰＳ時間ベースに対するダウンリンク時間ベースの所望の表現を導出する際に、同様の処理技法を効率的に適用する。

図６は、ディジタル信号処理３１１に伴われる評価に対する例示的な主要機能を示す。ディジタル化ダウンリンク信号６０１の初期信号調整のために、この処理の第１段階６０２は、ヘテロダイニングおよび（バンドパスまたはローパス）フィルタリングを含み、ダウンリンク・ディジタル信号時系列{z_n(t)}を捕獲する。これは、ダウンリンクＢＴＳ番号「ｎ」から検知ＲＦ信号の周波数変換ベースバンド形態を取り込む。引用した背景技術に記載されているように、そしてディジタル的にサンプリングした信号の捕獲においては習慣的であるが、アナログ／ディジタル変換（ＡＤＣ）３０９は、信号シーケンスまたは時系列６０１を生成し、時間ベース−制御サンプリング・レートにおいてサンプリングされ、開始（および任意に周期的に更新する）サンプル・インスタンスにおいて、時間タグ／ラベルが付けられる。本発明において適用される時間ベース３０７は、ＬＭＵのＧＰＳ信号受信から得られるＧＰＳ主導発振器と合わせて同期およびタグ付けがなされる。捕獲する信号サンプル６０１毎の正確な時間タグを維持し、いずれのＡＤＣ後ディジタル信号調整を受けても伝搬する。つまり、受信し捕獲し、信号相関処理に入ったディジタル・サンプルz_n(t)毎のＧＰＳベースの時間タグは、本システムにおいて正確に特徴化することができる。

６０２から開始する本発明のＧＰＳベースのダウンリンクＴＯＡ判定のための信号処理３１１の続く段階では、ＢＴＳ_ｎについて捕獲した複素ベースバンド信号z_n()を「基準」または一致複製信号表現z₀()と相関づける。The Generalized Correlation Method for Estimation of Time Delay（時間遅延の推定のために一般化した相関方法）、 C.H. Knapp and G.C. Carter, IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-24, no. 4, pp.320-327, Aug. 1976のような規格文献に記載されているように、信号の相互相関によって、２つの信号間の時間オフセットの最適な検出および測定を行うことが可能になる。通常のＧＳＭＢＴＳ送信について先に記したように、ＦＣＣＨおよび／またはＳＣＨバーストは、信号受信または送信に先だって、ＦＣＣＨについては完全に、ＳＣＨについては部分的に分かっている、好時機でロバストな相関信号形態を供給する。２つの信号間における複素相関γ(τ)についての包括的式は、次のように表すことができる。

ここで、z_n()は、複素信号サンプルを表し、τは２つの相関付けた信号時系列間における時間「タグ」／「遅延」／「オフセット」（例えば、Ｔ（Ｄ）ＯＡ）値を表し、相関は、コヒーレント積分時間Ｔ_Ｃ (coherent integration time)にわたって蓄積する。このような評価では、適当なＳＮＲの信号があるという仮説の下で、候補信号レベルを近似的に、次の関係によって二乗した相関強度に対する期待に関係付ける。

ここで、ＳＮＲ_ｎは、相互相関付けられる２つの信号に対するパワー・レベルの信号対ノイズ比を表す。

図３の信号処理３１１の実施形態の一例は、相関６０３、６０４、および６０８の計算を含み、先験的に既知のＦＣＣＨまたはＳＣＨバーストを表すために形成した一致複製信号z0()を伴い、ＢＴＳｎから受信した信号を表すために捕獲したダウンリンク信号z_n()を伴う。

式（４）において、相関関数の強度が最適に最大化されると、τの関連する値は、積分変数「ｔ」を名目的に値０（ゼロ）に割り当てる、任意に選択したＧＰＳ時間タグ付けインスタンスt0に関する、所望のＧＰＳベースのＴＯＡを表す。Z₀()サンプル集合が本質的に無限のＳＮＲを有する一致複製を表す場合、最適な相関整合における強度二乗相関についての上の期待は、他の（有限の）比率の「ＳＮＲ_ｎ」値について評価することができる。

あるいは、ＦＣＣＨ信号サンプル集合において観察した位相ノイズと関連するＳＮＲ_ｎとの間の関連するそして同様の関係を、代表的なＳＮＲ_ｎ評価(evaluation)のために評価(assess)することができる。

候補ＢＴＳ信号パワー・レベルが受け入れ可能な測定値を与えると判断した場合、そのＴＯＡ値τに対して導出されるパラメータ精度も、精度の信号強度依存性に基づいて評価することができる。例えば、Ｔ（Ｄ）ＯＡ測定のために達成可能な最適精度の式が、先に引用したKnapp and Carterの業績、およびTime Delay Estimation Via Cross-Correlation in the Presence of Large Estimation Errors（大きな推定誤差がある場合における相互相関による時間遅延の推定）、 J.P. Ianiello, IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-30, no. 6, pp.998-1003, Dec. 1982において入手可能である。このような記述は、次のように、最適加重（「白色化」）相関導出Ｔ（Ｄ）ＯＡτに対して標準偏差σ（即ち、分散の二乗根）を表すために用いることができる。

ここで、Ｂは帯域幅であり、Ｔは測定値を求める信号処理に伴う積分時間であり、つまりＴＢは、相関評価のために積分した独立サンプルの数を表す時間−帯域幅席である。尚、この式では、測定精度は、時間−帯域幅の積に受信信号ＳＮＲを乗算した値の二乗根に反比例することを記しておく。つまり、静止信号状態に適用可能な時間限度内では、タイミング測定精度は、入手可能な相関信号期間が長い程時間−帯域幅積または平均ノイズ・サンプルの数が増大する場合、向上する。疑似ランダム畳み込みエンコード、そして恐らくは暗号化(encrypted)／暗号化(ciphered)ビット・シーケンスから形成した典型的な通信バーストでは、「干渉元」信号（例えば、ディジタル通信信号の平坦スペクトル内容を有する）が、「白色」（例えば、熱）雑音とほぼ同様に、測定精度に影響を及ぼすことが多く、したがって「ＳＮＲ」評価にしかるべく組み込みさえすればよい。

通常のＦＣＣＨバーストを検出し使用するための相関付け６０２のために、（複素）複製信号z₀()を、期間が有用なシンボルに及び、任意の「開始」位相φ0

を有する、もしそうでなければ純粋な「トーン」の時間ゲート(time-gated)（即ち、前縁および後縁傾斜」）バーストとして形成する。
ここで、

「＊」は、畳み込みを意味し、
rect(x)は、|x|<1/2に対して１、その他の場合には０である。
T_uは、１４７シンボル間隔の「有用な」タイムスロット期間であり、T_u=147T、

δ_g〜０．４４１７／２

ここで、h_g(t)は、「h(t)」と記す３ＧＰＰＴＳにおけるＧＭＳＫ定義位相フィルタと同様に、近似シンボル間隔期間Ｔのガウスまたはハン状(Hann-like)窓を近似するが、期間はその〜半分である。式（４）の相関を適正に正規化すると、一致複製トーン周波数「ｆ」についての値の関数として考えると、フーリエ変換の正規化および枠付け(windowed)した形態を本質的に構成する。しかしながら、通常のＦＣＣＨバーストでは、複製の名目的トーン位相評価は、４つのシンボル間隔毎（即ち４Ｔ毎）に１つの２πサイクルを完成することが知られているので、名目複製周波数は、１３×１２５／２４（＝〜６７．７１）ｋＨｚとなる（例えば、ＢＴＳが通常のＲＦ波形として送信する場合、ＢＣＣＨキャリア上で変位する）。つまり、ＦＣＣＨ複製は、先験的に完全に定義される。

通常のＳＣＨバーストを伴う相関６０４および６０８でも、本発明の複製信号は、同じバースト時間ゲーティング窓g(t)、およびしかるべきＧＭＳＫ発展フェーザ(GMSK evolving phasor)の積から形成するが、ＳＣＨのフェーザ信号は、前述のようなＳＣＨ信号に対する（疑似ランダム）ビット・シーケンスを表す。

ここで、φ(t)は、ＳＣＨビット・シーケンスに対するＧＭＳＫ位相評価を表す。
ＦＣＣＨバーストとは対照的に、ＳＣＨバースト波形は、完全に先験的に分かっていない。前述のようにそして３ＧＰＰＴＳでは、ＳＣＨビット内容は、２つのゼロの３ビット（前縁および後縁）「テール」シーケンスを含まず、これらのシーケンスが短い（３ビット）ために、これらを先験的使用には的外れのものとしている。また、ＳＣＨは拡大６４ビット（ミッドアンブル）訓練シーケンスも含み、これは３ＧＰＰＴＳにおいて定義されていることが知られている。このため、全１４８ビットのＳＣＨのこの拡張ミッドアンブル部分は、ＳＣＨの相関６０４のダウンリンクＴＯＡ判定に対する寄与のために、部分長先験的既知一致複製に形成することができる。

全ＳＣＨ相関６０８への進展のために、復調に対するＳＣＨ信号の品質を評価する（６０５）。慣例的なダウンリンク信号受信状態の下で、ダウンリンク受信ＳＮＲがＳＣＨにおける完全な送信ビット・シーケンスの信頼性高い変調に適当である場合、本発明はその完全な復調ビット・シーケンスを用いて、完全なＳＣＨバーストのために全タイムスロット一致複製を形成する（６０８）。関係（６）に表されているように、時間期間を長くした複製を相関評価において適用すると、その結果導出したＴＯＡ値に得られる精度が向上する。また、前述のように、完全に復調したＳＣＨは、ＳＣＨバースト毎に全フレーム番号ＦＮの（フレーム番号が減少した）ＲＦＮ表現も与え、ダウンリンク信号を捕獲するＢＴＳを特定するＢＳＩＣを含む。信号伝搬時間およびフレーム境界オフセットに対する適正な調整（以下で更に説明する）によって、検出したＢＣＣＨキャリアに対するこれら復調パラメータは、ＢＴＳアイデンティティの所望の集計およびＧＰＳベースのＴＯＴに対して最終的に導出した表現と関連した送信フレーム番号に含まれる。

ダウンリンク受信ＳＮＲがＳＣＨビット・シーケンスの信頼性高い復調には適当ではない可能性があるときに発生するような、異なる条件例の下では、ＬＭＵのダウンリンク相関信号処理３１１は、ＷＣＳ動作をサポートするデータ・リンクを監視するシステムからのＷＬＳのＷＬＧおよび／またはＷＬＰが収集するサポート情報を用いて、本発明における手順６０６、６０７によって増強することができる。このようなＳＮＲ状態が発生する可能性があるのは、対象のＢＴＳ／ＣＧＩに対して最も近くにまたは最良に位置するＬＭＵが、それにもかかわらず、対象の問題ＢＴＳから過度に離れている場所に展開されている場合、あるいはＢＴＳのダウンリンクの強い受信から環境的に遮断されているまたは離れて構成されている場合である。その動作の実施のために、図１のＷＣＳは、いわゆる「Ａインターフェース」に対する仕様に応じて定義されたプロトコルを用いて、データ・リンクを通じて、ＭＳＣ１０４およびいずれのＢＳＣ１０３の間でも情報を交換する。また、図１のＷＣＳは、いわゆる「Ａ−ｂｉｓインターフェース」についての仕様に応じて定義されたプロトコルを用いて、データ・リンクを通じてＢＳＣ１０３およびそのＢＴＳ１０２のいずれの間においても、更に低いレベルでの情報交換も行う。本発明の譲受人であるTruePosition, Inc.,に譲渡された背景技術において、米国特許第６，７２８，２６４号、ワイヤレス位置検出システムにおける呼情報の監視（「２６４特許」）は、ＷＬＳ動作および性能の強化のためのＡ−ｂｉｓ監視システム（ＡＭＳ）について余すことなく記載している。本発明における応用では、「２６４特許」ＡＭＳの適合化した形態を対象とし、本発明のダウンリンク信号処理評価３１１において補助しこれと統合するタイミングおよびフレーム付番情報を提供するために適用する。本発明の実施形態例では、このＡＭＳ導出情報の協同適用は、特に、ＬＭＵ受信ＢＴＳダウンリンク信号がＳＣＨ相関分析をサポートするには十分に復調されていないときに生ずる信号受信条件下では有効である。

図７は、ＡＭＳがＬＭＵ評価をサポートする機能６０６を供することができる手順を拡張する。Ａ−ｂｉｓインターフェース上においてＢＳＣおよびそのＢＴＳ間で交換するＷＣＳ情報の全てに対するアクセスによって、ＡＭＳはフレーム番号およびタイミング・データを提供し、ＢＴＳダウンリンク・フレーム境界に対するＧＰＳベースのタイミングを判定し特定する本発明の処理においてＬＭＵを補助する。’２６４特許において具体化した背景技術について述べたように、ＡＭＳ設計により、ＢＳＣおよびＢＴＳ間において交換するＷＣＳ管理サポート情報の捕獲および時間タグ付けが可能となる。本発明の技術をサポートするために、’２６４特許のＡＭＳは、識別した関連フレーム・イベントの発生時点をしかるべく特徴化するように適合化する。ＡＭＳから得られるこれらのタイミングの観察、およびそれらに関連する部分的（即ち、「モジュロ」）フレーム・アイデンティティは、次いでＬＭＵにおいて使用するためにＷＬＳに提供する。ＡＭＳ処理はその内部タイミング発振器によって独立して「クロック」即ち「駆動」されるので、ＡＭＳ時間ベースは、ＬＭＵおよび対象のＡＭＳ双方によって共通に観察される基準ＢＴＳに対するフレームに関する時間割り当ての比較または相互関係を通じて、ＬＭＵ導出ＧＰＳ時間ベースに、別個に関係付けることができる。次いで、対象の目標ＣＧＩに対するモジュロ・フレーム・アイデンティティを用い、現行のまたは直ちに切迫した時間への伝搬により、特にＦＮデータが直接目標の受信ＢＴＳ／ＣＧＩダウンリンク信号から復調されない条件下において、ＳＣＨ相関処理に適したＦＮビット・シーケンスを作成することができる。

フレーム・タイミング判定に対する適合化ＡＭＳ補助の初期段階には、ＷＣＳの進行中の動作をサポートするＡ−ｂｉｓメッセージング７０１からのフレーム・アイデンティティ情報を捕獲するＡＭＳの能力が必要となる。３ＧＰＰＴＳにおいて指定されているＧＳＭプロトコルについて先に記載したように、ＭＳ／ＵＥはサービス側ＢＴＳ／ＣＧＩビーコン・ダウンリンク送信を監視し、それ自体をこれと同期させる。ＭＳが、緊急（例えば、９１１）呼を発呼するためまたはダウンリンク共通制御チャネル（ＣＣＣＨ）上で観察していたページング・チャネル（ＰＣＨ）に応答するためというように、専用の通信チャネル設備へのアクセスを必要とする場合、アップリンクＣＣＣＨ上でランダム・アクセス・チャネル（ＲＡＣＨ）バーストを送信する。ＷＣＳは、最終的に、ＭＳへのダウンリンク・アクセス付与チャネル（ＡＧＣＨ）上で即座割り当て(IMMEDIATE ASSIGN)メッセージによって、ＭＳのＲＡＣＨ要求に応答し、このような使用を開始すべきフレーム特定時間（開始時刻）と共に、ＭＳに割り当てられて使用される専用周波数チャネル・リソースを特定する。ＣＣＣＨは、ダウンリンクＲＡＣＨならびにアップリンクＰＣＨおよびＡＧＣＨを備えており、ＦＣＣＨおよびＳＣＨダウンリンク・ビーコン・バーストのそれと同じ（ＢＣＣＨ）Ｃ０キャリアを有するが、これらの呼管理バーストは、互いに衝突しない（即ち、ＰＣＨおよびＡＧＣＨダウンリンク・バーストは、ビーコン・バーストと同じフレーム−タイムスロットの組み合わせにおいては発生ない）。いずれのＭＳへの通信サービスのために割り当てられたＷＣＳリソースのＢＳＣ制御をサポートするために、サービス開始メッセージングに付随する関連情報を、Ａ−ｂｉｓリンクを通じてＢＳＣおよびサービス側ＢＴＳ間で交換する。

本発明の技術に合わせて、ＡＭＳはＷＬＳからの要求またはコマンド７０２を収容し、ＡＭＳがＡ−ｂｉｓリンク上で観察することができるというＢＴＳフレーム−タイミング情報の初期特徴化を捕獲し提供するように適合化されている。Ａ−ｂｉｓリンクへの接続を通じて、ＡＭＳは、ＢＳＣと、ＢＳＣが制御しサービスする多数のＢＴＳとの間で交換されるメッセージングを監視する。ＢＴＳがアップリンクＲＡＣＨ要求を受信したときはいつでも、ＢＴＳはそのＢＳＣに対応するチャネル要求（ＣＨＡＮＲＱＤ）メッセージを送る。ＣＨＡＮＲＱＤメッセージは、特定の要求に対する識別子を含み、更に、ＭＳ要求を受信したＢＴＳフレーム番号の部分的または「モジュロ」表現も含む。ＷＬＳによって要求または指令されると、ＡＭＳは、ＢＳＣがサービスするＢＴＳの各々についてのこのようなＣＨＡＮＲＱＤ内容の代表的アンサンブル(representative ensemble)を観察し、時間タグを付けることができる（７０３）。チャネル活性化承認メッセージは、この同じＢＴＳフレーム番号（ＦＮ）のモジュロ表現も収容する。

メッセージングにおいて観察したＦＮのＡＭＳ表現７０４は、これが前述の全ＦＮに対する全２２ビット値を表現しないという意味で、「部分的」または「モジュロ」である。内容の効率性のために、ＢＴＳ−ＢＳＣメッセージングはＦＮ表現のために１６ビットだけを用いる。前述のＦＮの３−パラメータ表現と同様に、Ａ−ｂｉｓメッセージングは、６ビットＴ３＝ＦＮｍｏｄ５１および５ビットＴ２＝ＦＮｍｏｄ２６を用い、ハイパーフレーム・インデックスＴ１の下位５ビット形態であるＴ１’＝Ｔ１ｍｏｄ３２を表すために、５ビットの「Ｔ１」パラメータのみを用いる。つまり、関係（１１）に表されるように構成するがＴ１’、Ａ−ｂｉｓおよびＢＳＣフレーム付番、ならびに開始時間指定の双方に用いられる、フレーム番号のＡＭＳ形態ＦＮ’を用いる場合、「モジュロ」形態：ＦＮ’＝ＦＮｍｏｄ４２４３２を表す。何故なら、４２４３２＝３２×１３２６＝３２×２６×５１となるからである。

関連するフレーム・イベントのその観察および時間タグ付けのときに、ＡＭＳは、本発明の正確なＧＰＳ時間ベースの判定をサポートする際にＷＬＳによって用いるために、モジュロＦＮ’特徴化を統計的に評価することができる（７０５）。共通ＢＴＳについての多数の独立（ＲＡＣＨ）フレーム・イベントのタイミング特徴化では、フレーム期間のしかるべき整数倍数の加算／減算によって（〜４．６１５ｍｓｅｃ）独立した時間値を共通フレーム境界に伝搬することができる。観察したＢＴＳ毎に、共通（５１−マルチ）フレーム境界に伝搬される、タグ付きフレーム・イベントのアンサンブルの統計的評価は、中間およびその他の累積−分散期待値のような、順序ベースの統計の応用を伴う平均および／または異常値除去を含むことができる。次いで、その結果得られるＡＭＳ時間ベースのＦＮ’発生の表現７０６は、ＣＧＩのＢＣＣＨＣ０キャリアおよびＢＳＩＣと関連したＢＴＳのダウンリンク信号タイミングに対するＬＭＵの評価において適用することができる。

その観察したメッセージングの時間タグ付けまたは特徴化のために、ＡＭＳはそれ自体の内部クロッキング即ち基準時間ベースを適用する。ＡＭＳ時間ベース基準はＧＰＳから導出することができるが、一般的な価格効率性からは、通例、ＧＰＳ信号受信またはＡＭＳユニット内部の時間ベース同期の包含を除外する。つまり、その観察したモジュロＦＮ’イベントのＡＭＳの時間タグを、更に、受信ＬＭＵによって導出することができるＧＰＳ時間ベースの情報を用いて評価する。

対象のＢＴＳ／ＣＧＩに対するＡＭＳのフレーム−タイミング特徴化を受信すると、ＷＬＳＬＭＵ６０７は、それ自体のＧＰＳ主導時間ベースに応じて、入手可能な情報を「較正」することができ、次いで得られた表現を開始近似(initiating approximation)として適用することができ、これから、ＢＴＳダウンリンクＳＣＨ信号分析によって、正確な精緻化を行うことができる。ＬＭＵが目標ＢＴＳ／ＣＧＩのＢＣＣＨキャリアのためにＦＮアイデンティティを入手するためにＳＣＨバーストを復調しない場合、要求されたＡＭＳＦＭ’タイミング情報は、目標ＣＧＩおよびＬＭＵによる復調およびＧＰＳ時間設定に成功した追加の「基準」ＣＧＩ双方からのこのような表現のその形態を提供した１つの共通ＡＭＳについて評価することができる。対象ＡＭＳおよびいずれかの基準ＬＭＵによって共通に観察／測定された目標および基準伝搬（５１−マルチ）フレーム時間の比較により、対象のＡＭＳに対する時間ベース・オフセットをＬＭＵのＧＰＳ時間ベースに較正することができる。関連ＡＭＳ時間ベース補正、デルタは、代表的なＬＭＵ導出ＧＰＳ時間ベースのＦＮ時間と、同等のＡＭＳ導出ＦＮ’時間との間の差である。ＡＭＳのデルタ差による全ての観察したＡＭＳベースの時間の補正によって、ＧＰＳ時間ベースに関してそのＡＭＳの時間タグを較正または登録する。

このような調節における最適な精度について、式（１２）または（１３）について以下で説明するように、関連する時間ベースをしかるべく調節して、距離に関係する信号伝搬および機器群遅延に考慮する。即ち、ＡＭＳＲＡＣＨ時間は基準および目標ＢＴＳの位置に「おける」これらを近似するが、基準ＬＭＵＴＯＡはダウンリンク受信ＬＭＵの位置にあるので、選択し伝搬した代表的ＦＮに対する基準ＬＭＵＴＯＡを最初に調節して、基準ＧＰＳ時間ベースのＴＯＡ（基準ＢＴＳに「おける」）を生成する。次いで、同等の基準ＦＮ’に対するＡＭＳベースの時間との基準デルタ差を計算し、ＡＭＳ導出およびＧＰＳ補正目標ＣＧＩＦＮ’およびＴＯＴに対する時間補正として適用する。最後に、対抗する極性の距離および群遅延調節を、目標ＣＧＩおよびＬＭＵに対して適用し、予期目標ＦＮ’を生成し、ＴＯＡを（測定ＬＭＵに対して）近似する。

先に同様に説明したが、多数のこのような較正「デルタ」を、多数の関連するＬＭＵ評価基準ＢＴＳからの同じ対象ＡＭＳについて判定することができる範囲で、これら多数の値を統計的に処理し、デルタに対して精緻化した値を導出することができる。ＡＭＳタイミング補正に対して得られた値は、次に、その補正したＡＭＳに対するあらゆる／全てのＦＮ’−タイミング値に加算し、対象の問題ＣＧＩに対するモジュロＦＮ’時間値を「ＧＰＳ調節」することができる。このような値は、完全なダウンリンク信号評価からの精緻化を形成することができる近似値を提供する。

ＢＴＳダウンリンク信号の全ＳＣＨベースの相関評価をサポートするために、ＡＭＳ観察から入手した「モジュロ」値ＦＮ’は、候補の全ＦＮ値の形成を案内することができる。前述のように、対象のＢＴＳ／ＣＧＩおよびそのＧＰＳ較正近似発生時間に対するモジュロＦＮ’値は、４２４３２フレームまたは１９５．８４秒毎にロール・オーバー(roll-over)または繰り返しサイクル即ち周期を有する、フレーム番号モジュロ４２４３２を表すＡＭＳ観察メッセージングから入手する。本発明では、このサイクルは、関連するおよび必要な信号およびデータ処理手順のいずれにおいても必要となる応答またはレイテンシ時間よりも遥かに長い。つまり、ダウンリンク信号相関評価内にあるまたはそれにおいて適用される、導出した目前のフレーム番号値と関連した伝搬時間値には、周期的曖昧さがない。しかしながら、全ＳＣＨＴＯＡ測定のために全一致信号複製を形成する際におけるＬＭＵに対する補助のためには、候補フレーム番号のモジュロ表現ＦＮ’を、関連する全ＦＮ値に外挿補間する。この外挿補間６０７は、ＦＮｄｉｖ４２４３２の上位６ビット値に対して可能な６４個の値（０，．．，６３）の各々について仮定して、全潜在的ハイパーフレーム・インデックスＴ１の（二進）表現を形成する。すると、その後に行われる相関評価６０８の結果は、有効な全／完全ＦＮ値を示すことができ、一方対象のＢＴＳ／ＣＧＩのそのＦＮに対するＧＰＳ時間ベースのＴＯＡ値の精緻化も行うことができる。

最後に、本発明の信号処理３１１におけるＢＴＳダウンリンクＴＯＡ判定を、連続相関評価の追加のインコヒーレント積分(incoherent integration)６０８によって、更に精緻化する。即ち、前述のように、候補「ビーコン」ＢＣＣＨキャリアに対する相関を、最初に、個々のタイムスロット・バーストに対して評価する。次いで、予期したＢＴＳ「ビーコン」送信の検出における測定分解能精緻化またはロバスト性強化のために、計算した相関関数をインコヒーレントに積分するまたは蓄積して、個々のタイムスロット間隔からの加算結果の使用により、事実上増加した時間−帯域幅積から得られる、強化相関関数を与える。積分／加算は、インコヒーレントに実行して、潜在的な、未知のおよび任意の、相互相関位相発展に対処する。何故なら、相関付けしたタイムスロット・バーストは、異なる連続フレームに対する８個のタイムスロットの内特定の１つのタイムスロット（例えば、ＴＮ０）において発生するからであり、更に、送信信号の位相発展は、タイムスロット・バーストの各有用部分の終端と次のタイムスロットの先頭との間にあるガード間隔の間は定義されていないからである。相関結果のインコヒーレント積分は、各５１−マルチフレームにおいて１０フレーム間隔で離間されているＦＣＣＨおよびＳＣＨバーストの、５つの対をなす隣接フレーム・シーケンス全域に拡大することができ、前述した２つの追加フレーム間間隔を適正に配置することによって、多数の５１−マルチフレームにも拡大することができる。

連続する（必ずしも隣接することはない）フレームからの相関結果を、相関性能強化のために積分するときはいつでも、各選択した相関サンプル集合における「ゼロ時間」に対する名目オフセットｔ０を、ＷＣＳ指定フレーム間時間増分のしかるべき整数倍数について、適正に調節する。同様に、積分した測定評価と関連したフレーム番号を、名目「ゼロ点」フレームのそれに対するいずれの寄与フレームの順次位置に対して、適宜、効果的に増分または減分する。前述のように、３ＧＰＰＧＳＭ通信では、対をなすＦＣＣＨおよびＳＣＨバースト（の開始または中間点）間におけるフレーム間増分は、〜４．６１５ｍｓｅｃであり、５１−マルチフレームにおけるこのような対に対する１０フレームの繰り返しの間は、〜４６．１５ｍｓｅｃとなる。多数のフレームからの結果の積分から導出するＴＯＡ相関遅延と関連付けるためにＧＰＳ時間ベースのタグを判定する際、適用可能なフレーム間時間間隔は、蓄積相関ＴＯＡ時間地の発生に含まれる。

完全なＳＣＨ複製表現を用い、利用可能なＦＣＣＨ相関評価を組み込む相関分析６０８の完了時に、相関結果の品質を、受信ＬＭＵの近傍における候補ＢＣＣＨキャリアに対して有効に観察された測定値を示すために受け入れられるか評価する（６０９）。結果が、例えば、ＳＮＲおよび／または推定ＴＯＡ測定精度評価によって判断するというような、受け入れ可能な標準を満たさない場合、結果を拒否し（６１０）、対象のＬＭＵに対する次の候補ＢＣＣＣＨキャリアに関する検索および評価を、６０２において開始する。相関結果が、候補ＢＣＣＨキャリアに対する観察ＴＯＡについて測定成功を規定する場合（６１１）、その関連するフレーム境界を示すＧＰＳベースの（そして、必要であれば、前述のように調節した）ＴＯＡを、所望の出力情報６１２全てを組み込んだレコードに挿入する。これは、ＢＣＣＨキャリア、ＢＳＩＣ、フレーム番号ＦＮ、および関連する品質指標を含む。このレコードを、それらの関連するＢＴＳ対ＧＰＳ時間ベース同期関係の判定のために観察および評価において成功したＢＣＣＨキャリアの全ての集計に入力する。

ＷＬＧ／ＷＬＰ分析および支援情報
３ＧＰＰＴＳにおいて述べられているように、各ＷＣＳＢＴＳ（セクタ）は、その世界的に割り当てられるセル・グローバル識別子（ＣＧＩ）によって一意に特定される。各ＢＴＳの一般的な近傍における、その割り当てられたＢＣＣＨキャリアＣ０周波数による、通信動作の管理のために、ＷＣＳは、基地局アイデンティティ・コード（ＢＳＩＣ）と呼ばれる、更に短い（６ビット）ＢＴＳ識別も維持し用いる。前述のように、ＢＳＩＣは、３ビットＰＬＭＮネットワーク・カラー・コードと、３ビット（ローカル）基地局カラー・コードとの組み合わせである。ＢＴＳからの各ＳＣＨ送信にエンコードされるのはＢＳＩＣである。ＷＣＳは、ＢＴＳ特定Ｃ０関連ＢＳＩＣとＣＧＩとの間のマッピングまたは関連を維持する。必要に応じて、ＷＬＧは、このマッピングをそれ自体の用途のために要求し維持することもでき、ＢＴＳ対ＧＰＳ時間ベース同期表現の特性集計の中にＣＧＩを含める。

図５の時間シーケンスに反映するように、３ＧＰＰＴＳは、検出した信号内容とＢＴＳ信号フレーム境界との間の名目的時間関係を定義する。信号評価に先だって、フレーム境界またはタイムスロット境界の時点(instant)は、候補の受信ＢＣＣＨ信号に対して自明でなくてもよい。本発明の実施形態例では、所望のＴＯＴ情報を、関連するＴＯＡの相関ベースの測定に基づいて評価する（以下で説明する関係を用いる。関係（４）およびその関連する説明において表したように、相関時間ラベルを、積分変数が０の名目値を有する真のＧＰＳ時間ｔ_０に対して表す。この時間「原点」は、いずれかの特定した信号サンプルのＧＰＳ時間となるように選択することができ、最適相関遅延値を、完全なＧＰＳ時間ベースに関して観察したＴＯＡ値の式のパラメータに加算する。相関遅延の量子化形態が、ディジタル信号サンプル間隔ｎτの無単位（必ずしも整数とは限らない）数に関して、ディジタル信号相関計算から最初に得られる場合、ＧＰＳベースの時間を単位とする遅延値を、量子化遅延パラメータのディジタル信号サンプル・レートＦ_ｓの逆との積から形成する。

加えて、境界を信号処理から検出し決定した後まで原点時間をフレーム境界となるように選択することが都合よくないまたは不可能である場合、選択した対象のフレーム境界に対する所望のＴＯＡを３ＧＰＰ指定時間間隔による調節によって入手し、所望のフレーム境界の時点における推定ＴＯＡに対してしかるべき値を生成する。観察したＴＯＡ相関遅延値に対するこの調節は、フレーム境界からの時間原点オフセット値の加算によって行う。このような調節の一例は、積分限界の対称的形態によって示唆されるように、相関時間Ｔ_Ｃが及ぶ間隔の中央を中心に、複製列Z₀()を配するときに、式（４）において生ずる。このような実現例では、中央に位置付けた原点は、複製時系列の中央となることができ、名目的時間原点が、複製ミッドアンブルの中心に置かれることになる。この例では、開始フレーム境界からの原点のオフセットは、名目的に中心に位置付けた時間原点の負側において７４（＝１４８／２）シンボル間隔（即ち、〜０．２７３ｍｓｅｃ）となる。ＴＯＡ測定の関連するオフセット調節によって、フレーム中心の値に対するフレーム境界に適した値を登録する。選択した５１−マルチフレーム境界に対する更なる調節のために、しかるべき整数個のフレーム期間（〜４．６１５ｍｓｅｃ）を加算／減算する。

本発明の例示的実施形態では、ＧＰＳ時間標準に対するＢＴＳ信号同期の適正な調節は、送信側ＢＴＳおよび受信側ＬＭＵに対するアンテナの正確な相対位置、ならびに、適しているのであれば、ＬＭＵ信号収集ケーブルおよび電子回路の群遅延特性も記述する代表的データも最適に利用する。ＢＴＳ送信位置およびＬＭＵ受信位置は、インフラストラクチャ・ベースのＷＬＳには分かっており、関連する信号伝搬距離に対する時間遅延の計算を可能にする。これらの遅延は、ダウンリンクＴＯＡのＬＭＵ導出尺度からしかるべく減算され、信号送信の等価時間、ＴＯＴを評価する。加えて、各受信側ＬＭＵに適する範囲で、関連するアンテナ、ケーブル、および信号調整電子回路の信号伝搬群遅延特性を、評価したＴＯＡ測定値からしかるべく除去または減算し、ダウンリンク信号送信の時点においてＢＴＳ対ＧＰＳフレーム同期を一層精度高く表現する値を入手する。

関連するアンテナ所在地座標は、対象のＢＴＳとその近傍においてしかるべく関連付けられた測定ＬＭＵとの間の信号伝搬距離を定義する。信号伝搬距離は、検出したＢＴＳ信号内容に対する送信の関連するＧＰＳベースの時間の判定のために、ＧＰＳベースの時間標準に応じてタグ付けされた、測定ＴＯＡを調節するために用いられる。ＷＣＳＭＳおよびＢＴＳならびにＷＬＳＬＭＵの位置は入手可能なインフラストラクチャ・ベースのＷＬＳ測定値が、通例、緯度および経度の水平二次元における所在地の判定しかできない場合であっても、三次元座標（即ち、緯度、経度、および高度）によって表される。ＬＭＵおよびＢＴＳ間の距離Ｄ_{LMU_BTS}は、

ここで、|(Δx)|は、関連する（ＲＦアンテナ）位置間における直交ベクトル差Δｘの大きさまたは長さを表す。送信ｔ_Tおよび受信ｔ_R時間の間における信号伝搬の時間差ｔ_TRを、以下の関係によって、送信および受信位置間の距離に関係付ける。

ここで、「ｃ」は、ＲＦ信号伝搬の速度（即ち、光速）であり、ｘ_Tおよびｘ_Rは、それぞれ、送信および受信位置である。ＬＭＵがＢＴＳダウンリンク信号について到達時間（ＴＯＡ）を測定する場合、導出されるＴＯＡは、関連するＢＴＳから受信側ＬＭＵまでの信号伝搬距離、そして対象のＢＴＳからの関連する送信時間（ＴＯＴ）に直接関係する。所望の同期表現は、その通信フレーム境界のＢＴＳ送信時間（ＴＯＴ）に対するＢＴＳ対ＧＰＳ時間ベース関係を特徴化するので、測定したTOA_LMUを前述の信号伝搬間隔について調節する。しかるべき調節は、次のように表すことができる。

あるいは、ＬＭＵの信号受信電子回路、ケーブル、または信号中継／移送メカニズムからの正味の累積群遅延の影響の精度高い表現が求められる場合、送信時間TOT_BTSを、距離に関する伝搬遅延についで調節するだけでなく、本発明では該当するＬＭＵに対する累積群遅延パラメータを用いて同様に調節する。

アップリング信号ＴＯＡ測定を用いる背景技術によって示唆される形態とは対照的に、本発明の関係（１２）または（１３）の距離に関する補正は、所望のＴＯＴ値の同等に正確で高精度の補正に対して、ＭＳ／ＵＥ所在地を知ることや導出することを必要としない。

導出したＧＰＳ時間ベースの同期情報を統計的に評価すると、精度を高めたパラメータ表現を得ることができる。例えば、同様に先に説明したように、１つよりも多い測定ＬＭＵが対象の問題ＢＴＳ／ＣＧＩに対する代表的（５１−マルチ）フレーム境界のＧＰＳ時間ベースのＴＯＴを観察し特徴化することができる場合、多数の観察ＬＭＵから得られる結果の平均を取ることができ、それ以外でも順序ベースの統計的期待値(order-based statistical expectation)によって評価することができる。

精度向上についても同様に、ＢＴＳ時間ベースのＧＰＳ時間ベースのパラメータ特徴化を拡張すると、対象のＢＴＳ／ＣＧＩに対するＦＮ関連ＴＯＴの変化の時間率（「ＲＯＴ」）における増分偏差(incremental deviation)を含ませることができる。即ち、１つのＢＴＳに対するＦＮ関連ＴＯＴを、かなりの間隔（例えば、半時間）隔たった時点において評価すると、観察された結果が、ＢＴＳ時間ベースは、〜４．６１５ｍｓｅｃ毎に１フレームの名目的３ＧＰＰ指定フレーム・レートで発展しているＦＮを、０．０５ｐｐｍ以内で生成していないことを示す場合がある。ＢＴＳ時間ベースが、名目的な１３ＭＨｚから永続的に変位されている発振器によって駆動される場合、フレーム評価は、異常な時間ベース標準に従うことになる。フレームが名目レートとは異なるレートで発展する範囲を、ドリフト時間率ＲＯＴ(drift rate of time)と呼ぶことができる。３ＧＰＰＴＳにおいて記したように、ＲＯＴは「ｐｐｍ」係数として特徴化することができ、この係数の絶対値は０．０５を超過しないように指定されているが、許容限度をかなり超過することがときどき観察されている。尚、レートの偏差が許容限度に等しいと、フレーム境界の偏差に、〜７４ｓｅｃ毎に１シンボル間隔、または半時間毎に２４シンボル間隔を超過するドリフトが生ずる。つまり、ＦＮ関連ＴＯＴの連続的測定は、一次時間ドリフト・レートＲＯＴおよびゼロ次ＴＯＴ双方によって、単純にそして精度高く特徴化することができる。このような発展特徴化のための標準的で単純な統計的手順は、いわゆる「アルファ−ベータ」フィルタリングの基本的なＦＮ−ＴＯＴ測定に対する応用を伴う。本発明のＧＰＳ時間ベースの同期特徴化がこのような一次（ＴＯＴおよびＲＯＴ）パラメータ化を含む場合はいつでも、予期したＦＮおよび／またはＴＯＴの伝搬は、期待および集計値を所望の時間または対象のＦＮに、一層精度高く投射することができる。

本発明の評価のために適用される処理設備は、前述した様式における特定的なユニットまたはコンポーネントには制限されない。信号タイミングの計算は、ＬＭＵ設備／コンポーネントあるいはＷＬＰおよび／またはＷＬＧのようなその他の関連するＳＭＬＣ設備／コンポーネントにおいても遂行でき、あるいはそれ以外でもこのようなシステム・コンポーネントおよびＷＣＳまたはＡＭＳ設備の処理リソース間でも共有することができるので、種々の形式の情報の集合は、ＳＭＬＣ、ＷＣＳ、および／またはＡＭＳの種々のコンポーネント間におけるデータの交換を含む。

ＢＴＳ対ＧＰＳ時間ベース同期の考慮は、サービス性能向上、特に、増強場所判定サービスの性能向上という目的によって推し進められる。前述したこのような時間ベース判定の使用により、本発明における最適時間ベース評価の好適な実施形態は、信号の正確に時間設定した捕獲および評価によって潜在的に入手することができる測定値の組み込みによって生ずるＷＬＳ性能の利点を可能にする。このように正確に同期した信号分析は、効率的に、信頼性したＷＬＳ測定値を、例えば、ＧＰＳ信号を捕獲する際にＢＴＳ時間ベースを用いるＡＧＰＳ対応ＭＳから、または対象のＭＳに対してサービス側ＢＴＳとそれ自体の同期を取ることができないはずであった、距離的に離れた（ＢＴＳ）場所にあるＬＭＵから提供することができる。

ＧＰＳ測定のＷＬＳＡＧＰＳサポートについての評価／利用
最適なＢＴＳ対ＧＰＳ同期パラメータまたは表現を、対象のＢＴＳからの所望のビーコン送信に対して判定し集計し終えると、これらのタイミング特性を、使用ＭＳに伝達するＡＧＰＳ基準時間補助メッセージの特徴化において提供する。基準時間補助メッセージの内容は、ＡＧＰＳプロトコルの３ＧＰＰ仕様に記載されている。本発明では、測定可能なＢＴＳ信号のフレーム境界に対するＧＰベースの時間の集計は、ＢＣＣＨキャリア・チャネル・アイデンティティ、ＢＳＩＣ、フレーム番号（ＦＮ）、ＧＰＳベースのＴＯＴ、観察された場合の分析したＴＯＴ変化率（ＲＯＴ）、および評価した品質指標を関連付ける必要な情報を含む。基準時間補助メッセージは、ＡＧＰＳサーバが、ＡＧＰＳ対応ＭＳ／ＵＥをサポートする必要があるときにリアル・タイムで（例えば、ＳＭＬＣ／ＷＬＳによって）発生する。

本発明のＡＧＰＳ基準時間補助に対して、本発明の集計に含まれるＧＰＳベースのＢＴＳフレーム・タイミング情報は、補助メッセージにエンコードするためにＡＧＰＳサーバが選択する適時ＧＰＳ週時（ＴＯＷ：timely GPS time of week)に時間的に伝搬される。３ＧＰＰ仕様にしたがって、ＡＧＰＳサーバは、ＴＯＷ値を、ＭＳ／ＵＥが実際に伝達された補助メッセージを受信する推定時刻となるように選択する。本発明の実施形態例がサポートする基準時間サービスによって、選択したＧＰＳＴＯＷおよびそのそれぞれのサービス側ＢＴＳフレーム、タイムスロット、およびビット番号間の関連の正確で精度高い表現が、最も近い集計されたＦＮ、ＧＰＳベースのＴＯＴ、および利用可能であればＲＯＴに伝搬される。このＧＰＳフレーム時間関係の時間的伝搬は、ＲＯＴ値が導出されていないときには、３ＧＰＰＳ名目的な発展フレーム・レート（即ち、〜４．６１５ｍｓｅｃ毎に１フレーム）を用い、それ以外の場合、ＲＯＴ値が観察され集計されているときには、フレーム・レートに対するＲＯＴ補正値を用いる。

このようなＡＧＰＳメッセージにおいてＢＴＳ信号送信タイミング表現を受信すると、ＭＳは、サービス側ＢＴＳの時間ベース主導フレーム・イベントに同期した、それ自体の内部時間ベース設定を最適に解釈することが可能となる。ＧＰＳ時間ベースに対するＭＳ時間ベースの適正な整合が、ＡＧＰＳ補助によって、ＭＳにも知られた場合、ＭＳは、最適な効率およびロバスト性で、それが受信したＧＰＳ信号のその自己処理を遂行することができる。

ＷＬＳ同期アップリンク信号収集に対する評価／利用
本発明の技術は、オーバーレイ位置検出システム、または多数の同期した現場におけるＭＳ信号受信に対する調和到達時間の知識を利用するその他のワイヤレス・サービスの効果的で高精度の動作をサポートする。このような動作によって、ＭＳ信号は、ＬＭＵまたは相対的時間ベース同期情報が入手可能な同様の現場において受信されるはずである。例えば、受信ＬＭＵの数は、ＳＭＬＣが行う場所判定の目標精度を達成するには重要であり、いずれの結果も全て入手するために必要な下限付近において圧迫される(stressed)場合には肝要となる。推定所在地パラメータの精度を表す所在地不確実性共分散は、実際に適用される独立測定値の数に反比例する。したがって、不確実性標準偏差または平均推定誤差が対応する分散の二乗根となるので、ＷＬＳ精度の一例は、本発明の時間調和信号収集の管理によって、２倍に強化することができ、所在地計算に対して効果的な測定に寄与する協同ＬＭＵ現場の数は４倍に増加する。

このように、特に周波数ホップ動作の下では、場所判定のロバスト性および精度を大幅に向上させることができる。適用可能な信号捕獲は、時間ベースがＧＰＳのそれからかなりずれている可能性があるサービス側ＢＴＳから距離的に離れている可能性があるＬＭＵ現場において、正確な座標に合わせて最適化される。前述のように、ＢＴＳのＷＣＳ動作に対する策略は、ＢＴＳに対して個々の時間ベースの相互同期を必要とせず、あるいは呼び出さない(invoke)のが通例である。本発明の技術を用いると、いずれのローカルに観察可能なＢＴＳフレーミング時間ベースに関する代わりに、全世界共通のＧＰＳ時間ベースにしたがって、信号データ捕獲の開示および停止時間の指定および調和によって、同期を取った信号の収集が可能となる。このように、場所判定のロバスト性および精度は、全ての収集ＬＭＵの現場における最適信号の収集によって、サービス側ＢＴＳの信号時間ベースの正確なＧＰＳ導出仕様の調和した使用によって、大幅に向上することができる。

背景技術において記載したＷＬＳ設備は、ＢＴＳダウンリンク信号の捕獲および時間ベース評価のための技術を組み込んでいないので、本発明は、共通に同期したＧＰＳ導出時間ベースと関連付けて時間を合わせた多重現場受信を達成するための評価(assessment)において、関連する記述的静止情報によって調節した、ダウンリンク信号到達時間に関する動的な尺度の最適化した評価(evaluation)を提供する。

ワイヤレス位置検出システムの特許に対する引用
本発明の譲受人であるTruePosition社、およびその完全所有子会社であるＫＳＩ社は、長年にわたって、ワイヤレス位置検出の分野において発明を行い、関連出願の明細表を調達しており、その一部を先に引用した。したがって、以下の特許を調べれば、本発明およびワイヤレス位置検出の分野における改良に関する更なる情報や背景を得ることができる。
１．２００５年４月５日付米国特許第６，８７６，８５９号Ｂ２、ワイヤレス位置検出システムにおいてＴＤＯＡおよびＦＤＯＡを推定する方法。
２．２００５年３月２９日付米国特許第６，８７３，２９０号Ｂ２、マルチパス位置検出処理装置
３．２００４年８月２４日付米国特許第６，７８２，２６４号Ｂ２、ワイヤレス位置検出システムにおける呼情報の監視
４．２００４年８月３日付米国特許第６，７７１，６２５号Ｂ１、ワイヤレス電話機の位置を検出するための疑似ライト増強ＧＰＳ(Pseudolite-Augmented GPS)
５．２００４年７月２０日付米国特許第６，７６５，５３１号Ｂ２、ワイヤレス位置検出システムにおいて用いるための、位置検出計算における干渉相殺システムおよび方法
６．２００３年１２月９日付米国特許第６，６６１，３７９号Ｂ２、ワイヤレス位置検出システムのアンテナ選択方法
７．２００３年１１月１１日付米国特許第６，６４６，６０４号Ｂ２、音声／トラフィック・チャネル追跡のためのワイヤレス・システムの狭帯域受信機の自動同期同調
８．２００３年８月５日付米国特許第６，６０４，４２８号Ｂ２、マルチパス位置検出処理
９．２００３年５月１３日付米国特許第６，５６３，４６０号Ｂ２、ワイヤレス位置検出システムにおける衝突回復
１０．２００３年４月８日付米国特許第６，５４６，２５６号Ｂ１、ロバストで効率的な位置検出関連測定
１１．２００３年２月１１日付米国特許第６，５１９，４６５号Ｂ２、Ｅ−９１１通話の精度を高めるために改良した送信方法、
１２．２００２年１２月１０日付米国特許第６，４９２，９４４号Ｂ１、無線ロケーション・システムの受信システムの内部較正方法、
１３．２００２年１１月１９日付米国特許第６，４８３，４６０号Ｂ２、無線ロケーション・システムにおいて用いるベースライン選択方法、
１４．２００２年１０月８日付米国特許第６，４６３，２９０号Ｂ１、無線ロケーション・システムの精度を高めるための移動機補助ネットワーク・ベースの技術、
１５．２００２年６月４日付米国特許第６，４００，３２０号、無線ロケーション・システム用アンテナ選択方法、
１６．２００２年５月１４日付米国特許第６，３８８，６１８号、無線ロケーション・システム用信号補正システム、
１７．２００年４月２日付米国特許第６，３６６，２４１号、位置依存信号特性の判定強化
１８．２００２年２月２６日付米国特許第６，３５１，２３５号、無線ロケーション・システムの受信システムの同期を取る方法およびシステム、
１９．２００１年１１月１３日付米国特許第６，３１７，０８１号、無線ロケーション・システムの受信システムのための内部較正方法、
２０．２００１年９月４日付米国特許第６，２８５，３２１号、無線ロケーション・システムのための局ベースの処理方法、
２１．２００１年１２月２５日付米国特許第６，３３４，０５９号、Ｅ−９１１通話の精度を高めるために改良した送信方法、
２２．２００１年１１月１３日付米国特許第６，３１７，６０４号、無線ロケーション・システム用集中データベース・システム、
２３．２００１年９月１１日付米国特許第６，２８８，６７６号、単一局通信位置確認装置および方法、
２４．２００１年９月１１日付米国特許第６，２８８，６７５号、単一局通信位置確認システム、
２５．２００１年８月２８日付米国特許第６，２８１，８３４号、無線ロケーション・システムの較正、
２６．２００１年７月２４日付米国特許第６，２６６，０１３号、無線ロケーション・システムの信号補正システムのためのアーキテクチャ、
２７．２００１年２月６日付米国特許第６，１８４，８２９号、無線ロケーション・システムの較正、
２８．２００１年１月９日付米国特許第６，１７２，６４４号、無線ロケーション・システムのための緊急時位置検出方法、
２９．２００年９月５日付米国特許第６，１１５，５９９号、無線ロケーション・システムにおいて用いるための有向再試行方法(directed retry method)、
３０．２０００年８月１日付米国特許第６，０９７，３３６号、無線ロケーション・システムの精度を高める方法、
３１．２００年７月１８日付米国特許第６，０９１，３６２号、無線ロケーション・システムのための帯域幅合成、
３２．２０００年４月４日付米国特許第６，０４７，１９２号、ロバスト性があり、効率的な位置確認システム、
３３．２０００年８月２２日付米国特許第６，１０８，５５５号、改良した時間差位置確認システム、
３４．２０００年８月８日付米国特許第６，１０１，１７８号、無線電話機の位置を突き止めるための疑似ライト (pseudolite)増大ＧＰＳ、
３５．２０００年９月１２日付米国特許第６，１１９，０１３号、改良した時間差位置確認システム、
３６．２０００年１０月３日付米国特許第６，１２７，９７５号、単一局通信位置確認システム、
３７．１９９９年９月２８日付米国特許第５，９５９，５８０号、通信位置確認システム、
３８．１９９７年３月４日付米国特許第５，６０８，４１０号、バースト状送信の発信源を突き止めるシステム、および
３９．１９９４年７月５日付米国特許第５，３２７，１４４号、セルラ電話ロケーション・システム、および
４０．１９８８年３月１日付米国特許第４，７２８，９５９号、方向発見位置確認システム。

Ｃ．結論
本発明の独立したＢＴＳ時間ベースとの正確なＧＰＳ時間ベースの同期または時間的一致の判定および利用は、ＢＴＳダウンリンク送信の相関信号処理によって、最適に行われる。本発明の例示的そして価格効率的な実施形態では、最適化した信号の収集／処理およびパラメータ推定／伝搬計算を、ＷＣＳサービスを増強する標準的なＳＭＬＣデータ処理設備において実行する。その結果ＢＴＳ送信に対するＧＰＳ基準時間ベース表現が評価され、ＡＧＰＳ動作の提供、および正確に同期を取ったＢＴＳ設備によって強化されたＷＣＳ動作の効率をサポートするというような、増強サービスに提供される。場所判定サービスをサポートするために適用する場合、ＷＣＳ対ＧＰＳ同期データによって、正確で高精度の基準時間補助の、ＡＧＰＳ情報を利用することができるＭＳへの提供が可能となり、また、同期表現は、インフラストラクチャ・ベースのＷＬＳ動作において協同する、離れて展開されたＬＭＵにおいて用いられる、調和した効率的で正確に時間を合わせたＭＳ信号データ収集設備も最適にサポートすることができる。

本発明の実施形態例におけるＧＰＳ同期評価に対する基礎として、ＢＴＳダウンリンク信号の相関処理および前述の関係する分析は、ＷＣＳ動作を定義する３ＧＰＰＴＳにしたがって指定された、既知の信号波形およびそれらの時間間隔、または発生率を評価し利用する。即ち、本発明の時間ベース判定技術は、ＬＭＵ信号収集および分析設備のネットワークを、ＢＴＳ通信フレーミング時間ベースの精度高いＧＰＳベースの表現を推定するために適用する。前述のように、ＢＴＳ時間ベース特徴化のためのこのような相関および分析処理は、ＬＭＵベースのＧＰＳ同期検出、認識、ならびにＦＣＣＨおよび／またはＳＣＨバーストのビーコン送信のためのような、先験的に既知のＢＴＳダウンリンク信号波形の相関付けＴＯＡ測定、完全なまたは全ＢＴＳフレーム番号の抽出および測定から得た時間タグとの関連付け、直接測定したＧＰＳ時間ベースの信号時間の、選択した確定フレーム境界と関連した等価時間への伝搬または投射、関連するモジュロ・フレーム番号の部分的形態に対して本質的にタグ付けされた時間を提供するＡＭＳからの補助、およびＬＭＵ導出時間との比較によるＧＰＳ時間ベースに対する前述の時間の登録、距離関係信号伝搬遅延および恐らくは機器関係群遅延の補正による、ＴＯＡの関連するＴＯＴへの調節、ならびに更に精度が高い代表時間および／または時間率偏差の導出のための多数または複数の測定ベースの時間値の統計的精緻化を含む。

本発明の原理、実施形態、および動作モードについて、以上の明細書において明記したので、当業者であれば、説明した技術を実行するためにしかるべきデータ処理を実施できることは、今となっては、容易に分かるはずである。ここに開示した実施形態は、本発明を例示するものとして解釈するのであり、それを制限するように解釈してはならない。添付した特許請求の範囲に明記した本発明の範囲から逸脱することなく、前述の例示的実施形態には多数の変形や変更が可能である。

したがって、本発明の真の範囲は、ここに開示した、現時点における好適な実施形態例に限定されるのではない。例えば、ＢＴＳ対ＧＰＳ同期判定システムの例示的実施形態の開示では、場所測定ユニット（ＬＭＵ）、サービス側移動体位置検出局（ＳＭＬＣ）等のような説明用語が用いられているが、特許請求の範囲の保護範囲を限定するように、またはそれ以外で本発明のシステムの態様が、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、当業者には言外であろうが、ここに開示した発明の態様は、特定の場所判定技法に基づかないワイヤレス通信システムにおいて、またはその便益のために適用することもできる。例えば、ワイヤレス通信システムが通信ハンドオーバー（ＨＯ）のために最適な時間およびサービス・セルの個別情報を決定するプロセスは、相対的時間ベース同期による便益を得ることができる。同様に、本発明は、ＬＭＵや前述したように組み立てられたその他のサブシステムを採用するシステムに限定されるのではない。ＬＭＵ、ＳＭＬＣ等は、本質的に、プログラム可能なデータ収集および処理デバイスであり、ここに開示した本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。例えば、ＬＭＵは、ＢＴＳダウンリンク受信機、ＧＰＳ受信機、およびプログラマブル・コンピュータまたはプロセッサ、ならびにコンピュータ読み取り可能命令を格納するコンピュータ読み取り可能記憶媒体（ディスク、固体メモリ等）の形態で実施することもできる。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を考えると、本システムの発明をなす動作を変更することなく、例えば、特定の機能のための処理を、ここで記載した機能要素の１つから他の機能要素に移転することも容易に可能である。多くの場合、ここに記載した実現例（即ち、機能要素）の場所は、単に設計者の好みであり、ハードの要件ではない。

更に、ＵＭＴＳのような最新のＧＳＭ系システムにおける制御チャネルはアクセス・チャネルとして知られており、一方データまたは音声チャネルはトラフィック・チャネルとして知られており、このようなアクセスおよびトラフィック・チャネルは、同じ周波数帯域および変調方式を共有することができるが、符号によって分離することができる。本明細書においては、一般に制御およびアクセス・チャネル、または音声およびデータ・チャネルに言及するときは、個々のエア・インターフェースに対して好ましい用語法が何であっても、あらゆる形式の制御または音声およびデータ・チャネルを指すものとする。更に、世界中では更に多くの種類のエア・インターフェース（例えば、ＩＳ−９５ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、およびＵＭＴＳ、ＷＣＤＭＡ）が用いられているが、本明細書はここに記載した本発明の概念からいずれのエア・インターフェースをも除外しない。他のいずれにおいて用いられているその他のインターフェースも、先に記載したものの派生物であるか、またはその等級は同様であることは、当業者であれば認められよう。したがって、明示的にそのように限定するように考えられる場合を除いて、以下の特許請求の範囲の保護範囲を、以上に記載した特定的な実施形態に限定する意図はないこととする。

図１は、（ＷＣＳ）ワイヤレス通信システムの主要コンポーネントの代表的構成を示す。図２は、サービス側移動位置検出局（ＳＭＬＣ）と呼ぶ、オーバーレイ・ワイヤレス位置検出システム（ＷＬＳ）の主要コンポーネントの代表的構成を示す。図３は、適応ＳＭＬＣ／ＷＬＳ所在地測定ユニット（ＬＭＵ）の主要な関連コンポーネントを示し、これらのユニットは、ＷＬＳがサービスする動作ドメイン全域に分散している。図４は、図３のＲＦ信号周波数変換ユニットの主要コンポーネントを表し、このユニットは後続の信号取り込みおよび処理のために信号をしかるべく調整する。図５は、ＧＳＭＷＣＳＢＴＳの下で送信するフレームおよびビット・シンボルの典型的な時間的シーケンスの編成を表す。図６は、ＢＴＳのネットワークに対する共通ＧＰＳ同期の判定のための、本発明のＢＴＳディジタル信号収集、調整、および評価における主要な機能コンポーネントの実施形態例を呈示する。図７は、図６に示すＳＣＨ相関評価をサポートするための本発明のＡＭＳ設備の適用に伴う主要な機能コンポーネントを更に詳しく示す。

Claims

基地送受信局ＢＴＳダウンリンク信号の処理において用いる信号処理方法であって、
（ａ）受信したＢＴＳダウンリンク・バースト信号から候補時系列を捕獲するステップと、
（ｂ）周波数補正チャネルＦＣＣＨバースト信号に対して名目的フレーム時間整合および到達時間ＴＯＡを判定するために、ＦＣＣＨ複製を候補ブロードキャスト制御チャネルＢＣＣＨビーコン信号と相関付けるステップと、
（ｃ）同期チャネルＳＣＨバースト信号に対して時間整合およびＴＯＡを判定するために、ＳＣＨ拡張訓練シーケンスを相関付けるステップと、
（ｄ）前記ＳＣＨバースト信号の復調を試みるステップと、
（ｆ）前記ＳＣＨ復調が受け入れ可能でないことを判定し、該判定に応答して、
前記候補ＢＣＣＨ信号に対する、Ａ−ｂｉｓ監視システムＡＭＳが導出した可能な部分的／モジュロ・フレームおよび関連するＢＳＩＣ情報を入手するステップと、
可能な部分的／モジュロ・フレームに対して、ＡＭＳ導出タイミングをＧＰＳベースの時間に較正し、前記ＳＣＨに対する関連する減少フレーム番号ＲＦＮによって前記可能な完全なフレーム番号ＦＮを形成するために、前記候補ＡＭＳ導出の部分的／モジュロ・フレーム情報を用いるステップと、
完全なＳＣＨ複製を形成するために、選択したＢＳＩＣとおよびＦＮまたはＲＦＮとを適用するステップと、
前記ＳＣＨバースト信号に対するＴＯＡ測定値を精緻化するために、前記ＳＣＨ複製を候補ＢＣＣＨ信号と相関付けるステップと、
ＴＯＡの精緻化された測定のために、前記ＳＣＨ相関を、関連するＦＣＣＨ相関と統合するステップと、
前記相関結果が受け入れ可能であることを判定し、測定したＧＰＳ時間ベースのＴＯＡをフレーム境界に伝搬し、これによってフレーム境界に対応する測定したＧＰＳ時間ベースのＴＯＡを決定するステップと、
相関付けたＢＣＣＨキャリア識別、ＢＳＩＣ、ＦＮ、およびＧＰＳ時間ベースのＴＯＡのレコードを形成するステップと、
を実行するステップと、
を備えた、信号処理方法。
基地送受信局ＢＴＳダウンリンク信号の処理において用いる信号処理システムであって、該システムは、プロセッサと、予め定めたステップのシーケンスを前記プロセッサが実行するように構成するための実行可能命令を含み、前記ステップが、
（ａ）受信したＢＴＳダウンリンク・バースト信号から候補時系列を捕獲するステップと、
（ｂ）周波数補正チャネルＦＣＣＨバースト信号に対して名目的フレーム時間整合および到達時間ＴＯＡを判定するために、ＦＣＣＨ複製を候補ブロードキャスト制御チャネルＢＣＣＨビーコン信号と相関付けるステップと、
（ｃ）同期チャネルＳＣＨバースト信号に対して時間整合およびＴＯＡを判定するために、ＳＣＨ拡張訓練シーケンスを相関付けるステップと、
（ｄ）前記ＳＣＨバースト信号の復調を試みるステップと、
（ｆ）前記ＳＣＨ復調が受け入れ可能でないことを判定し、該判定に応答して、
前記候補ＢＣＣＨ信号に対する、Ａ−ｂｉｓ監視システムＡＭＳが導出した可能な部分的／モジュロ・フレームおよび関連するＢＳＩＣ情報を入手するステップと、
可能な部分的／モジュロ・フレームに対して、ＡＭＳ導出タイミングをＧＰＳベースの時間に較正し、前記ＳＣＨに対する関連する減少フレーム番号ＲＦＮによって前記可能な完全なフレーム番号ＦＮを形成するために、前記候補ＡＭＳ導出の部分的／モジュロ・フレーム情報を用いるステップと、
完全なＳＣＨ複製を形成するために、選択したＢＳＩＣとおよびＦＮまたはＲＦＮとを適用するステップと、
前記ＳＣＨバースト信号に対するＴＯＡ測定値を精緻化するために、前記ＳＣＨ複製を候補ＢＣＣＨ信号と相関付けるステップと、
ＴＯＡの精緻化された測定のために、前記ＳＣＨ相関を、関連するＦＣＣＨ相関と統合するステップと、
前記相関結果が受け入れ可能であることを判定し、測定したＧＰＳ時間ベースのＴＯＡをフレーム境界に伝搬し、これによってフレーム境界に対応する測定したＧＰＳ時間ベースのＴＯＡを決定するステップと、
相関付けたＢＣＣＨキャリア識別、ＢＳＩＣ、ＦＮ、およびＧＰＳ時間ベースのＴＯＡのレコードを形成するステップと、
を実行するステップと、
を備えた、信号処理システム。