JP5080609B2 - 中継器のための検出および補償を有する無線通信システムにおける位置決定 - Google Patents
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Description
本出願は、2000年11月16日に出願された米国暫定出願60/249,846に対して優先権を主張する。
本発明の一つの観点は、ネットワーク内の中継器に対して作成された可能性のある隣接局リストに基づいて、遠隔端末が中継器のカバー領域内にあるか否かを検出するための技術を与える。典型的な無線ネットワークにおいては、カバー領域パターンは、ネットワーク内の任意の個所に位置する遠隔端末がいくつかの伝送ソース(すなわち基地局および/あるいは中継局)から信号を受信するのに適切であるようになっている。この情報は、分類されそして遠隔端末が中継器のカバー領域内にあるか否かを決定するために使用されることが可能である。
本発明の一つの観点は、遠隔端末が中継器のカバー領域内にあるか否かを、ネットワーク内の中継器に対して集められた環境情報に基づいて検出するための技術を与える。一つの実施例においては、PDEはネットワーク内の若干のあるいはすべての中継器に対する環境形式を、中継器のカバー領域を記述している環境形式で“分類する(catalogs)”。この分類された情報は、その後は遠隔端末が中継器のカバー領域内にあるか否かを決定するために使用される。
本発明の一つの観点は、遠隔端末が中継器のカバー領域内にあるか否かを、遠隔端末からの時刻測定値に基づいて検出する技術を与える。この技術は、遠隔端末が中継器のカバー領域内にあるか否かを決定するために、中継器から遠隔端末への伝送と関係づけられた、既知のあるいは推定された遅延、および典型的には中継器それ自身と関係づけられた既知のあるいは推定された遅延を利用する。この技術は、種々のネットワーク構成に対して使用されることができる。そしてとくに、中継器が図1における中継器114b、および114cのような、ネットワークのカバー領域を拡大するために使用されるネットワーク構成に対して適用可能である。
ここでTBase_stationは基地局から受信された伝送に対する最悪の場合の伝播遅延(TBT2)、 TTHはしきい値、そしてTrepeaterは中継器から受信された伝送に対する最良の場合の伝播遅延(TBRT)である。
本発明の一つの観点によれば、遠隔端末に対する位置決定は、遠隔端末から受信された時刻測定値の選定された一つに基づいて実行される。図2Aおよび2Bに関連して上に記述されたように、中継器の単なる使用、そしてまた中継器と関係づけられた付加的な遅延は、遠隔端末の位置に付加的なあいまいさをもたらす。この付加的な不確定性のために、中継器を使用しているセルに対する時刻測定値は、遠隔端末の位置を決定するにあたって有用でないかも知れない。したがって本発明のこの観点に従って、中継された基地局に対する時刻測定値は、遠隔端末の位置を決定するためには使用されない。
上に記したように、ネットワークにおける中継器の単なる存在は、伝送が基地局からあるいはその中継器から受信されたか否かを確実に知られることが不可能であるために、遠隔端末の推定された位置に対する付加的なあいまいさの原因となる。さらに、中継器によってもたらされた付加的な遅延もまた、遠隔端末の推定された位置に対する付加的なあいまいさの原因となる。中継器と組み合わせられていない基地局に対しては、図2Aに示されるように、遠隔端末は、基地局からの伝播遅延推定値により左右されている円半径を有する、基地局を取り巻く円の上に位置しているとして推定されることが可能である。そして中継器と組み合わせられた基地局に対しては、図2Bに示されるように、遠隔端末は、中継器によってもたらされた付加的遅延と同様に中継器のカバー領域によって左右されている領域の大きさを有する基地局を取り巻く円形の領域上に位置しているとして推定されることが可能である。GPS衛星に対する、中継器の使用に起因する遠隔端末の推定された位置における付加的な不確定性を説明するための探索ウインドウの発生は以下に記述される。
典型的なセルラ環境においては、遠隔端末はいくつかの送信中のソース(すなわち基地局および/あるいは中継器)からの複数の信号を受信する。CDMAシステムに対しては、これらの伝送は受信され、そして個別に処理されることが可能である。
本発明の一つの観点に従って、遠隔端末が中継器のカバー領域内にあるか否かの決定は、ネットワーク内の基地局および中継器を較正することによって行われることが可能である。一つの実施例においては、較正の一部としてPDEは、どの基地局が1個あるいはそれ以上の中継器と組み合わせられるか、基地局およびそれらと組み合わせられた中継器間の伝播遅延、中継器間の伝播遅延、そしてそれぞれの中継器によってもたらされた付加的遅延に関する情報を与えられる。この情報はPDEによって維持されている表に保存されることが可能である。
図16は、本発明の種々の観点を実施することが可能な遠隔端末106の一つの実施例に関するブロック線図である。順方向リンク上で、アンテナ1612によって、基地局および/あるいは中継器からの信号が受信され、デュプレクサ1614を通って発送され、そしてRF受信機ユニット1622に与えられる。RF受信機ユニット1622は、サンプルを与えるために受信された信号を調整し(たとえば、濾波し、増幅し、そしてダウンコンバートし)、そしてディジタイズする。復調器1624は回復された記号を与えるために、サンプルを受信し、処理する(たとえば、逆拡散し、デカバ(decover)し、そしてパイロット復調する)。復調器1624は、受信された信号の複数のインスタンスを処理し、そして結合され回復された記号を発生するレイク受信機を実現するかも知れない。受信データ処理装置1626はそこで回復された記号を復号し受信されたフレームをチェックし、そして出力データを与える。
Claims (22)
- 複数の送信中のソースをそこに含む無線通信ネットワークにおいて、遠隔端末の位置を決定するための方法であって、該方法は、
一組の送信中のソースに対する、一組の時刻測定値を取得し、ここで各時刻測定値は、発信ソースあるいは該発信ソースと組み合わせられた中継器の何れかであるそれぞれの送信中のソースから、該遠隔端末において受信された伝送に基づいて導出されており、
各受信された時刻測定値に対する個々の発信ソースを識別し、
該個々の発信ソースの何れかが中継器に組み合わせられているか否かを決定し、
該個々の発信ソースの何れかに組み合わせられている少なくとも1つの中継器の各々に対する可能性のある発信ソースのリストを生成し、
該受信された時刻測定値に対する発信中のソースのリストを、該ネットワーク内の少なくとも1個の中継器の各々に対する、該可能性のある発信ソースのリストに対して比較し、
該遠隔端末が個々の中継器のカバー領域内にあるか否かを該比較の結果に基づいて決定し、そして、
時刻測定値に基づき、そして
(1)中継器を使用しない発信中のソースと組合わされた時刻測定値を選択すること、
(2)該時刻測定値から、該個々の中継器と組合わされた伝搬遅延を減ずることにより
、該個々の中継器の該カバー領域の下にあることによるあいまいさを補償すること、
(3)同じ発信中のソースからの複数の時刻測定値を使用すること、および
(4)該時刻測定値に関する発信ソース、または発信ソースと中継器について仮定されたいろいろな組み合わせに対する位置の解を選択すること
の1つに基き
該遠隔端末の該位置を決定する
ことを含む方法。 - さらに、該比較に先立って、該遠隔端末が該ネットワーク内の中継器の該カバー領域内にあるか否かを推定することを含む、請求項1の方法。
- 該個々の発信ソースの何れかに組み合わせられた少なくとも1個の中継器の各々に対する可能性のある発信ソースの該リストを生成することは、該ネットワーク内の各中継器に対する、可能性のある発信ソースのリストに基づく、請求項1の方法。
- 各中継器に対する該可能性のある発信ソースのリストは、該中継器のカバー領域内のいろいろな位置における実験的な測定値によって作成される、請求項3の方法。
- 各中継器に対する該可能性のある発信ソースのリストは、該中継器のカバー領域内で動作している遠隔端末から受信された測定値によって作成される、請求項3の方法。
- 該発信ソースは、CDMA通信ネットワークの基地局である、請求項1の方法。
- 複数の送信中のソースをそこに含む無線通信ネットワークにおいて、遠隔端末の位置を決定するための方法であって、ここで各送信中のソースは、伝送に対する発信ソースあるいは該発信ソースと組み合わせられた中継器の何れかであり、該方法は、
該ネットワーク内の各中継器のカバー領域を記述している環境形式を分類し、
一組の送信中のソースに対する一組の時刻測定値を取得し、ここで各時刻測定値は発信ソースあるいはそれと組み合わせられた中継器の何れかからの、該遠隔端末において受信された伝送に基づいて導出されており、
該遠隔端末が個々の中継器のカバー領域内にあるか否かを、各中継器に対する該分類された環境形式および該受信された時刻測定値に基づいて決定し、そして
時刻測定値に基づき、そして
(1)中継器を使用しない発信中のソースと組合わされた時刻測定値を選択すること、
(2)該時刻測定値から、該個々の中継器と組合わされた伝搬遅延を減ずることにより
、該個々の中継器の該カバー領域の下にあることによるあいまいさを補償すること、
(3)同じ発信中のソースからの複数の時刻測定値を使用すること、および
(4)該時刻測定値に関する発信ソース、または発信ソースと中継器について仮定されたいろいろな組み合わせに対する位置の解を選択すること
の1つに基き該遠隔端末の該位置を決定する
ことを含む方法。 - さらに、該ネットワーク内の各発信ソースに対して、該発信ソースが少なくとも1個の中継器と組み合わせられているか否かを識別することを含む、請求項7の方法。
- 各中継器に対する該環境形式は、該中継器の該カバー領域にある間に受信されることが可能な発信ソースのリストに基づいて分類される、請求項7の方法。
- 該受信された時刻測定値が発信ソースの限定された数から導出された場合は、該遠隔端末は該個々の中継器の該カバー領域内にあると決定される、請求項7の方法。
- 該受信された時刻測定値が1個あるいは2個の発信ソースから導出された場合には、該遠隔端末は個々の中継器の該カバー領域内にあると決定される、請求項7の方法。
- 複数の送信中のソースをそこに含む無線通信ネットワークにおいて、遠隔端末の位置を決定するための方法であって、該方法は、
少なくとも1個の送信中のソースに対する、少なくとも1個の時刻測定値を取得し、ここで各受信された時刻測定値は、発信ソースあるいは該発信ソースと組み合わせられた中継器の何れかである送信中のソースから、該遠隔端末において受信された伝送に基づいて導出されており、
各受信された時刻測定値と関係づけられた伝播遅延を決定し、
各受信された時刻測定値に対する伝播遅延を、該時刻測定値と関係づけられた該発信ソースに対するしきい値に対して比較し、ここで該しきい値は一部は該発信ソースからの推定された伝搬遅延に基づき、
該比較結果に基づいて該遠隔端末が個々の中継器のカバー領域内にあるか否かを決定し、そして
該時刻測定値に基づき、そして
(1)中継器を使用しない発信中のソースと組合わされた時刻測定値を選択すること、
(2)該発信ソースから該個々の中継器への推定された伝搬遅延を減ずることにより、
該個々の中継器の該カバー領域の下にあることによるあいまいさを補償すること、
(3)同じ発信中のソースからの複数の時刻測定値を使用すること、および
(4)該時刻測定値に関する発信ソース、または発信ソースと中継器について仮定されたいろいろな組み合わせに対する位置の解を選択すること
の1つに基き
該遠隔端末の該位置を決定する
ことを含む方法。 - 個々の発信ソースに対するしきい値は、一部は、該発信ソースから、該発信ソースの該カバー領域内に位置する個々の遠隔端末までの伝送に対する、予想された最悪の場合の伝播遅延に基づいて導出される、請求項12の方法。
- 個々の発信ソースに対する該しきい値は、一部は、該発信ソースから中継器を経由して、該中継器の該カバー領域内に位置する個々の遠隔端末までの伝送に対する、予想された最良の場合の伝播遅延に基づいて導出される、請求項12の方法。
- 個々の発信ソースに対する該しきい値は、該遠隔端末が、該発信ソースと組み合わせられた中継器の該カバー領域内にあるとして、誤って識別することの可能性を減少するように選定される、請求項12の方法。
- 無線通信ネットワーク内の遠隔端末であって、
サンプルを与えるために、受信された信号を受信し、処理し、そしてディジタイズするように構成された受信機ユニットと、
該受信機ユニットと結合され、そして一組の送信中のソースに対する一組の時刻測定値を与えるためにサンプルを受信しそして処理するように構成された復調器と、ここで各時刻測定値は、発信ソースあるいは該発信ソースと組み合わせられた中継器の何れかであるそれぞれの送信中のソースから、該受信器により受信された伝送に基づいて導出されており、
動作的に該復調器と結合され、そして該時刻測定値を受信するように構成され、そして
さらに、該時刻測定値に基いて決定される該遠隔端末に対する最初の位置推定値に基づいて、そして
(1)中継器を使用しない発信中のソースに関連する時刻測定値を選択すること、
(2)該時刻測定値から該個々の中継器と組合わされた伝搬遅延を減ずることにより、
該個々の中継器のカバー領域の下にあることによるあいまいさを補償すること、
(3)同じ発信中のソースからの複数の時刻測定値を使用すること、および
(4)該時刻測定値に関する発信ソース、または発信ソースと中継器について仮定されたいろいろな組み合わせに対する位置の解を選択すること
の1つに基づいて、遠隔端末の位置を決定する1個あるいはそれ以上の探索ウインドウを受信しあるいは導出するように構成された制御器と、
ここで各探索ウインドウは、それぞれのGPS衛星を探索するために使用されており、そして
動作的に該制御器と結合され、そして1個あるいはそれ以上の探索ウインドウに従って1個あるいはそれ以上のGPS衛星を探索するように構成されたGPS受信機と、
を含む遠隔端末。 - さらに、動作的に該復調器と結合され、そして時刻測定値を導出するために使用された各伝送に対する信号強度の推定値を導出するように構成された信号品質測定ユニットを含む、請求項16の遠隔端末。
- さらに、動作的に該制御器と結合され、そして該一組の時刻測定値を受信しそして処理するように構成された変調器と、そして
動作的に該変調器と結合され、そして該一組の時刻測定値を送信するように構成された送信機ユニットと
を含む、請求項16の遠隔端末。 - 無線通信ネットワークにおける処理ユニットであって、
データをネットワークエンティティと交換するように構成されたトランシーバと、
該トランシーバと結合され、そして遠隔端末から一組の送信中のソースに対する一組の時刻測定値を受信するように構成された受信データ処理装置と、ここで各時刻測定値は、発信ソースあるいは該発信ソースと組み合わせられた中継器の何れかである送信中のソースからの、該遠隔端末において受信された伝送に基づいて導出されており、そして
該受信データ処理装置と結合され、そして該遠隔端末が該ネットワーク内の中継器のカバー領域内にあるか否かを決定し、そして該受信された時刻測定値に基づいて該遠隔端末に対する最初の位置推定値を導出するように構成された制御器と
を含み、
ここで該最初の位置推定値は、該時刻測定値に基き、そして
(1)中継器を使用しない発信中のソースと組合わされた時刻測定値を選択すること、
(2)該時刻測定値から、該個々の中継器と組合わされた伝搬遅延を減ずることにより、該個々の中継器の該カバー領域の下にあることによるあいまいさを補償すること、
(3)同じ発信中のソースからの複数の時刻測定値を使用すること、および
(4)該時刻測定値に関する発信ソース、または発信ソースと中継器について仮定されたいろいろな組み合わせに対する位置の解を選択すること
の1つに基づく、
処理ユニット。 - 該制御器はさらに、該遠隔端末に対する該最初の位置推定値に基づいて該遠隔端末に対する1個あるいはそれ以上の探索ウインドウを発生するように構成され、ここで各探索ウインドウは、それぞれのGPS衛星を探索するために使用されており、処理ユニットはさらに、
該制御器および該トランシーバに結合され、そして該1個あるいはそれ以上の発生された探索ウインドウを受信しそして該遠隔端末への伝送のための該トランシーバに送るように構成された送信データ処理装置を含む、
請求項19の処理ユニット。 - 該制御器はさらに、
該受信された時刻測定値および複数のネットワーク仮定に基づいて複数の位置推定値を計算し、ここで各ネットワーク仮定は、発信ソースおよび、遠隔端末に対する該位置推定値を計算するために使用される複数の時刻測定値に対する、該送信中のソースであると仮定された中継器の、それぞれの組み合わせに対応しており、そして、
該複数の計算された位置推定値の一つを該遠隔端末に対する該最初の位置推定値として選定する
ように形成されている、請求項19の処理ユニット。 - さらに、該ネットワーク内の各中継器に対する可能性のある発信ソースのリストを保存するように構成されているデータ保存ユニットを含み、そして、
ここで該制御器はさらに、該遠隔端末が該ネットワーク内の個々の中継器の該カバー領域内にあるか否かを、該受信された時刻測定値に対する発信ソースのリストを、該ネットワーク内の各中継器に関する可能性のある発信ソースのリストと比較することによって、決定するように構成されている、
請求項19の処理ユニット。
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