JP5149398B2 - フィンガプリント測位のための測定システム及び方法 - Google Patents

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Description

[関連出願]
本出願は、2008年1月28日に提出されたT.Wigrenらによる“Measurement Systems and Methods for Fingerprinting Positioning”という名称の米国仮特許出願第61/023,984号に関連し、同出願からの優先権を主張する。その全ての開示は、参照によりここに取り入れられる。
本出願は、一般に、通信システム、ユーザ端末及び方法に関し、より具体的には、そこに関連付けられる測位技術、サービス、装置及びソフトウェアに関する。
モバイルハンドセット及びモバイルハンドセット上のサービス(モバイルハンドセットは、例えばPC、ラップトップ又は車両機器(vehicles)などにおける組込み装置としても言及される)は、最近の10年の間に急速な発展を遂げた。3GPPがGSM、並びに1980年代の終盤及び1990年代の間のその後の3Gを標準化した際、回線交換型のテレフォニー及びその後のショートメッセージサービス(SMS)は、利用可能なまさに唯一のサービスであった。その頃から、モバイルハンドセット及びネットワークは発展し、TV及び双方向マルチメディアのために十分広い帯域を提供するネットワークに接続され、ローカルアプリケーション及びブラウザベースのサービスの双方を実行することが可能な、強力な装置が生成された。増加する帯域、及びマルチメディアサービスにとって適当な技術プラットフォームとトランスポート技術とを提供することのニーズによって、例えば基礎的技術としてインターネットプロトコル(IP)を用いる、パケット交換型のネットワークは、モバイルサービスのための支配的なプラットフォームとなりつつある。通信業界における大部分の関係者によりこのトレンドがサポートされている理由は数多く存在する。1つの理由は、サードパーティがそうしたシステムのためのアプリケーションの開発を始めるであろうという点である。ちょうどインターネットのケースにおいてそうであるように、これは、次世代の技術の期待される成功に向けての鍵となるであろう。他の理由は、機能の実装がより安価となる技術プラットフォームをIPが提供するという点である。これは、IT産業によっても使用される技術が従来のテレコム技術より安価であるように、大部分がスケールにおける経済性に起因する。
最近の10年程度にわたって大きな成長を遂げたモバイルシステム及び装置の他の側面は、例えば、携帯電話の現在のロケーションを決定するためのサービス並びに関連する技術及びメカニズムなどの、測位(positioning)又はロケーションベースのサービスである。測位技術及びサービスは、まずは、例えば、緊急時(例えばE911など)サービスをサポートするために導入され、将来には他の目的のために使用されるであろう。
フィンガプリンティング測位アルゴリズムは、無線アクセスネットワーク(RAN)をカバーする微細座標グリッド(fine coordinate grid)の各々の位置について無線フィンガプリントを生成することにより動作する。フィンガプリントは、例えば、次のものを含んでよい。即ち、(1)端末が接続している現在の公衆陸上移動体ネットワーク(PLMNs:public land mobile networks)以外の、他のPLMNに属する検出されたセルIDを含む、各グリッドポイントについて端末(例えば、携帯電話)により検出されるセルID、(2)基地局からブロードキャストされるセル情報、(3)量子化された経路損失、又は、グリッドポイントの少なくともサブセットにおける、端末により実行される複数の無線基地局(RBSs:Radio Base Stations)についての信号強度測定結果、(4)各グリッドポイントにおける量子化されたラウンドトリップ時間(広帯域符号分割多重アクセス(WCDMA)におけるRTT)、又は、各グリッドポイントにおけるタイミングアドバンス(GSMにおけるTA)、(5)各グリッドポイントにおける、CDMAシステムの負荷を表す量子化されたノイズ上昇(noise rise)、(6)無線アクセスベアラ(RAB:radio access bearer)などの無線接続情報、(7)量子化された時間、である。位置要求がフィンガプリンティング測位機能に届く度に、これら情報を用いて、まず無線フィンガプリントが測定され、その後対応するグリッドポイントがルックアップされ、報告される。必然的に、報告されるべきポイントは一意であるべきであり、そうでなければ特別な手続を適用することが必要とされる。
フィンガプリント位置は、複数の手法により生成され得る。例えば、第1の手段は、RANの全ての座標グリッドポイントについて繰り返しフィンガプリンティング無線測定を実行する、広域サーベイ動作を実行することである。このアプローチの欠点は、次の通りである:即ち、(1)小さいセルラーネットワークについてさえ、要求されるサーベイが相当量になる、(2)少なくともいくつかの瞬間において(例えば、信号強度及び経路損失と関連付けられる瞬間)、無線フィンガプリントは端末の向きに敏感になり、これは手持ちの端末にとって事実として特に厄介である。微細なグリッドにとって、フィンガプリントによる位置の精度は、従って、より不確かなものとなる。不幸なことに、報告される地理的形状の精度に、これは滅多に反映されない。
例えば、適応向上セルID測位(AECID:Adaptive Enhanced Cell IDentity)などにおいて適用される他の手法は、微細グリッドを有利な条件(opportunity)の高精度位置測定結果により置き換え、それらポイントについてフィンガプリンティング無線測定を提供することである。これは、最初に説明したフィンガプリンティング技術の欠陥を回避するが、一方で、有利な条件の高精度位置測定結果のクラスタリングのためのアルゴリズムを定義すること、及び、クラスタの地理的記述(geographical descriptions)の計算のためのアルゴリズムを定義することを要する。一例としてのAECID技術及びメカニズムについてのさらなる詳細は、以下に提供される。即ち、T.Wigrenにより記述された“Adaptive Enhanced Cell Identity Positioning”という名称の特許出願第PCT/SE2005/001485号、及び“Path Loss Polygon Positioning”という名称の特許出願第PCT/SE2006/000132号である。その開示は、参照によりここに取り入れられ、これら技術を十分に説明している。
近年、いくつかのサービスプロバイダ、例えばGoogleは、従来のセルラー測位方法に対する代替手段を開始した。彼らのアプローチは、セルフォン内のアプリケーションについての標準化されたインタフェース(例えば、Java Micro edition、Symbian、Linux、及びWindows for Mobile)に基づいている。これらインタフェースは、他の目的のために携帯電話又は端末内で利用可能な、セルデータ、隣接セルリスト、及び基本的な測定結果の情報にアクセスすることを可能とする。この代替手段は、典型的にはGPS又はA−GPS(Assisted GPS)データを使用する参照位置を取得する手段にさらに基づく。これは、そうした特徴が十分な数の電話において利用可能であることを前提としている。基本的には、GPS(又はA−GPS)測位が実行される際、例えばサービスプロバイダにより所有され及び運用されるサーバに利用可能な位置関連情報を報告するために、上記インタフェースは活用される。そのように取得されるGPS位置は、ソフトウェアインタフェースを介して関連付けられる利用可能な情報と共に、サービスプロバイダが、例えば、そのサーバ内で情報のビット間の相関を計算することで、グローバルに有効かつ正確な位置によりタグ付けされたセルID/ネットワークIDのグローバルに有効なマッピングを構築することを可能とする。さらに、対応する隣接セルのリレーションを構成することができる。
しかしながら、現在の技術は、端末装置内で利用可能な情報、即ち、RNAの要求において端末装置により収集された情報に限定され、また、過去に取得された情報、即ち、陳腐となっている可能性のある情報に限定される。
そこで、サービスプロバイダにより制御される上述したような端末装置内のインタフェースを使用する測位技術、システム及び方法にとって、追加的な測位関連情報を取得し使用することは有益であろう。
例示的な一実施形態によれば、位置データに加えて、通信ネットワークによりサービス提供されるユーザ端末内の追加的な測位データを収集するための方法が提供される。上記方法は、上記ユーザ端末内でメッセージを生成することにより、上記ユーザ端末の物理的位置の決定の基礎とされる情報を含む上記追加的な測位データの収集を開始するステップと;上記ユーザ端末により、上記メッセージに応じて、上記ユーザ端末の上記物理的位置に関連する少なくとも1つのパラメータを測定するステップと;上記ユーザ端末内で、上記少なくとも1つのパラメータを含む測定報告(measurement report)を生成するステップと;上記ユーザ端末内で、上記ユーザ端末により生成される上記メッセージに応じて生成された1つ以上の測定報告を選択するステップと;選択された上記1つ以上の測定報告を上記ユーザ端末内のインタフェースにレポートするステップと;上記インタフェースから、レポートされた上記1つ以上の測定報告を、外部サーバへ又は上記通信ネットワークへ送信するステップと;を含む。
ユーザ端末は、位置データに加えて、追加的な測位データを収集するよう構成される。上記ユーザ端末は、通信ネットワークによりサービス提供される。上記ユーザ端末は、メッセージを生成することにより、上記ユーザ端末の物理的位置の決定の基礎とされる情報を含む上記追加的な測位データの収集を開始し、上記メッセージに応じて、上記ユーザ端末の上記物理的位置に関連する少なくとも1つのパラメータの測定を測定部に指示し、上記少なくとも1つのパラメータを含む測定報告を生成し、上記ユーザ端末により生成される上記メッセージに応じて生成された1つ以上の測定報告の選択を選択部に指示し、選択された上記1つ以上の測定報告を上記ユーザ端末内のインタフェースにレポートする、よう構成されるプロセッサ、を備える。また、上記ユーザ端末は、上記プロセッサに接続され、レポートされた上記1つ以上の測定報告を、外部サーバへ又は上記通信ネットワークへ送信するよう構成される送受信機、を備える。
さらに別の例示的な実施形態によれば、命令を記憶するためのコンピュータにより読取可能な媒体が提供される。当該命令は、プロセッサにより実行された場合に、上記プロセッサに、位置データに加えて、通信ネットワークによりサービス提供されるユーザ端末内の追加的な測位データを収集させる。上記命令は、上記ユーザ端末内でメッセージを生成することにより、上記ユーザ端末の物理的位置の決定の基礎とされる情報を含む上記追加的な測位データの収集を開始することと;上記ユーザ端末により、上記メッセージに応じて、上記ユーザ端末の上記物理的位置に関連する少なくとも1つのパラメータを測定することと;上記ユーザ端末内で、上記少なくとも1つのパラメータを含む測定報告を生成することと;上記ユーザ端末内で上記メッセージに応じて上記ユーザ端末により生成された1つ以上の測定報告を選択することと;上記ユーザ端末内で、上記ユーザ端末により生成される上記メッセージに応じて生成された1つ以上の測定報告を選択することと;選択された上記1つ以上の測定報告を上記ユーザ端末内のインタフェースにレポートすることと;上記インタフェースから、レポートされた上記1つ以上の測定報告を、外部サーバへ又は上記通信ネットワークへ送信することと;を含む。
添付図面は、例示的な実施形態を示している。
通信ネットワークを示している。 適応向上セルID測位に従って実行されるステップを示している。 A−GPSを使用する通信ネットワークを示している。 一例としての実施形態に従ってフィンガプリンティングデータを決定するために実行されるステップを示すフローチャートである。 ユーザ端末の外部及び内部からのメッセージが一例としての実施形態に従ってどのように扱われるかを示す概略図である。 ユーザ端末内で受信メッセージに応じて実行される測定が一例としての実施形態に従ってどのように扱われるかを示す概略図である。 一例としての実施形態に係るユーザ端末のインタフェースの概略図である。 ユーザ端末の概略図である。 一例としての実施形態に従って測位データを収集するためのステップを示すフローチャートである。 ユーザ端末の概略図である。
以下に、添付図面を参照しながら、例示的な実施形態について詳細に説明する。異なる図面における同一の参照番号は、同一の又は類似する要素を識別する。また、以下の詳細な説明は、本発明を限定するものではない。その代わりに、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲により定義される。
本明細書を通しての「1つの例示的な実施形態」又は「例示的な実施形態」との言及は、ある実施形態に関連して説明される特有の特徴、構造又は特性が、本発明の少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。そのため、本明細書を通した様々な場所での「1つの実施形態において」又は「一実施形態において」というフレーズの出現は、必ずしも同じ実施形態に言及するものではない。さらに、その特有の特徴、構造又は特性は、1つ以上の実施形態におけるいかなる適切な形でも組み合わせられてよい。
上述したように、複数のRBSについての信号強度などの測定結果に関連するセルID及び位置へのアクセスを有する、例えば、Java Micro edition、Symbian、Linux、及びWindows for Mobileインタフェースなどのセルラーフォンにおける様々なインタフェースを利用することが可能である。当該情報と、例えばA−GPSからの、高精度位置測定結果との相関を計算することで、セルラーネットワークのグローバルマップを生成することが可能となる。そのマップは、例えば広告などの様々な測位の目的にとって有益である。図1における例示的な実施形態において、ユーザ端末12及び通信ネットワーク14を含むシステム10内で、端末装置12からサーバ16へ当該情報とA−GPS位置とをシグナリングし、及びサーバ16内で受信された当該情報の相関計算を実行することにより、これは実行され得る。
より具体的には、図1に示したシステム10は、コアネットワーク(CN)18及びRNCコントロール20を含み得る。RNCコントロール20は、ステップ1において、ユーザ端末12のインタフェースを制御し、測位情報の測定を開始する。ユーザ端末12は、RNC20から受信される命令に応じて、ステップ2において、要求された測定の実行を開始する。そして、ユーザ端末12は、ステップ3において、RNCコントロール20に測定結果のレポートを返す。RNCコントロール20は、当該情報を使用してユーザ端末の位置を検出してもよく、又は通信ネットワーク14の一部であるサーバ16へ当該情報を転送して当該動作をさせてもよい。その代わりに、当該動作は、やはりRNC20の制御下にあるユーザ端末12において実行されてもよく、その場合、それらの相関がサーバ16又は20へレポートされる。
一方、セルラーフォン(又は他の種類のモバイル装置)において利用可能であり、及びこれら例示的な実施形態に係る拡張されたバージョンのインタフェースによって測位目的で活用することのできる、追加的な位置関連情報、即ち、セルID、信号強度及びタイミングアドバンス(TA)情報以外の情報も存在する。
例示的な実施形態によれば、そうした追加的な位置関連情報は、例えば、WCDMA共通パイロットチャネル(CPICH)のパイロットチャネル上での、SFN−SFN(System Frame Number)タイプ1及び/又は2の測定結果を含む。これら測定のタイプの議論については、T.WigrenによるPCT/SE2005/001485号“Adaptive Enhanced Cell Identity Positioning”及びPCT/SE2006/000132号“Path Loss Polygon Positioning”を参照されたい。その開示は、参照によりここに取り入れられる。これらSFN−SFNタイプ1及び2測定結果は、組み合わせられた場合、測位のための観測到来時間差(OTDOA:Observed Time Difference Of Arrival(−IPDL:Idle Period in the Downlink))法を導く。スタンドアローンの実装のためには、SFN−SFN測定結果の感度は十分でない場合もあり得る。しかしながら、それでもなお、以下により詳細に説明するように、フィンガプリンティング法においてその情報を使用することは有益であろう。
他の例示的な実施形態によれば、取得可能な追加的な位置関連情報の1つは、拡張観測時間差(E−OTD:Enhanced Observed Time Difference)測定結果、即ち、相対時間差又はGSMシステムにおいて近傍のBTSのペアにより送信される通常の若しくはダミーのバーストからの絶対時間である。例えば、“Functional stage 2 description of LCD in GERAN”(TS 43.059)を参照されたい。その開示は、参照によりここに取り入れられる。この種類の情報の用途は、SFN−SFNタイプ1及び2測定結果と同様であってよい。
他の例示的な実施形態によれば、取得可能な他の種類の追加的な位置関連情報は、WCDMA上のGSMから又はその逆の、無線アクセス技術間(inter-Radio Access Technology:inter-RAT)測定結果(セルID及び信号強度)である。その代わりに、より最近仕様化されたLTEシステムは、そうした無線アクセス技術間測定に関与し得る。
上の実施形態において議論した追加的な位置関連情報に関して、留意すべきは、SFN−SFNタイプ1及び2測定結果、E−OTD測定結果、又は無線アクセス技術間の結果のいずれも、既存のユーザ端末内の上述したインタフェースにおいて現在は利用可能でないことである。加えて、通信ネットワーク、より具体的にはRNCは、ユーザ端末にこの追加的な位置関連情報の検出を指示するようには構成されていない。言い換えれば、上述した追加的な位置関連情報は、現在のところユーザ端末により利用可能ではない。従って、背景欄において議論した既存のフィンガプリンティング法のいずれも、当該追加的な位置関連情報を検出しない。さらに、既存のユーザ端末のいずれも、当該追加的な位置情報を自ら検出するようには構成されていない。
従って、上述した追加的な測定結果を使用するために、単独のユーザ端末内に、例示的な一実施形態に従って、あるインタフェース及び/又は機能性が導入される。そのインタフェースは、RNCから独立して、即ち通信ネットワークから受信されるいかなる命令からも独立して、ユーザ端末に当該追加的な測定結果を決定することを指示するものである。このインタフェース/機能性は、後により詳細に議論するように、ソフトウェア又はソフトウェアとハードウェアとの組合せにおいて実装され得る。従って、当該例示的な実施形態によれば、ユーザ端末12自身が、RNC20からの制御を受けることなく、ある所望の測定を開始し実行する。
文脈上、及び単に例示的な実施形態として、まず、例示的な測位の実施形態に従って共に使用され得る、一例としてのAECIDフィンガプリンティング測位法及び関連するWCDMAシステムについての簡単な議論を提供する。この方法のさらなる詳細は、T.Wigrenによる“Adaptive Enhanced Cell Identity Positioning”という名称のPCT/SE2005/001485号及び“Path Loss Polygon Positioning”という名称のPCT/SE2006/000132号において見出される。しかしながら、ここで開示される例示的な測位の方法及びメカニズムは、いかなるフィンガプリンティング測位法及びいかなる種類の無線アクセスネットワーク(RAN)にも適用可能であることは理解されるであろう。AECID測位法は、例えばA−GPSなどの高精度位置測定結果をあるセルラー無線伝播条件が持続する領域に属するポイント群としてみなすことができるというアイディアに基づいている。その最も単純な形式では、あるセルIDが有効であるということと同時に実行されるA−GPS測定結果は、セルラーシステムの特定のセルの範囲内に入るA−GPS測定結果を表す。AECID測位法は、これを認識し、例えば次のような所定の基準に従って高精度位置測定結果のタグ付けを導入する。即ち、(1)高精度位置測定を実行する端末により検出されるセルID、(2)高精度位置測定を実行する端末により実行される、複数のRBSについての量子化された経路損失又は信号強度測定結果、(3)量子化されたラウンドトリップ時間(WCDMAにおけるRTT)又はタイミングアドバンス(GSMにおけるTA)、(4)CDMAシステムの負荷を表す量子化された雑音上昇、(5)無線アクセスベアラ(RAB)などの無線接続情報、及び(6)量子化された時間、である。このようなAECID測位法において使用されるタグは、典型的には、各々のインデックスが離散値をとり得る、インデックスのベクトルを含む。従って、タグのために使用される経路損失などのような連続値は、量子化される必要がある。
AECID測位法の第2のステップは、別々の高精度測定結果クラスタ内で同じタグを有する全ての高精度位置測定結果を収集し、そのクラスタを精緻化するためにクラスタのさらなる処理を実行することである。そうしたクラスタの各々が類似する無線条件を有する領域から収集された高精度位置測定結果を含むことは明白であり、よって、その測定結果は、同じ良好に定義される地理的領域からからのものである。より具体的には、そうした地理的領域は、通常、セルラーシステムのセルの外縁よりも実質的に小さい。AECID測位法の第3のステップでは、クラスタの地理的外縁を表すポリゴンが、記憶された高精度位置測定結果クラスタごとに計算される。そうしたアルゴリズムの特性の2つは、例えば、ポリゴンのエリアが最小化される(それにより精度が最大化される)こと、及び端末がポリゴン内にいる確率(信頼度)が正確に既知となる(アルゴリズム内の制約として設定される)ことである。
ここまで、タグ付けされたポリゴンのデータベースの生成に向けた例示的なステップ群について説明した。次に、AECID位置は、持続するタグの第1の判定により判定される。この判定は、セルIDをルックアップすることにより、補助的な測定を実行することにより、及び上述した補助的な接続情報をルックアップすることにより実行され得る。そして、判定されるタグに対応するポリゴンは、タグ付けされたポリゴンのデータベース内でルックアップされ、その後、例えばRANAP上で、ポリゴンフォーマットを用いて報告(reporting)が行われる。図2は、RNCにおけるこのAECID処理の取り扱いについての一例としてのブロック図を示している。
上述したように、高精度測位法は、こうしたAECID測位法において使用される。この文脈において、高精度測位法は、例えば北米E−911緊急時測位要件(North-American E-911 emergency positioning requirements)を充足する潜在的可能性を有するものであると考えることができる。これら要件を充足する方法は、(端末ベースで)50メートルの範囲まで(67%の時間)及び150メートルの範囲まで(95%の時間)、又は(ネットワークベースで)100メートルの範囲まで(67%の時間)及び300メートルの範囲まで(95%の時間)、のいずれかの測位精度を達成することが可能である。
補助付きGPS(A−GPS:Assisted-GPS)測位は、全地球測位システム(GPS)の拡張であり、AECIDのためのデータポイントの生成のために使用され得る1つの高精度測位技術である。図3に、A−GPS測位システムの一例が示されている。この図において、例えばセルラー通信システム10に設けられるGPSリファレンス受信機22は、補助データを収集する。補助データは、セルラー通信システム10に接続されるユーザ端末12内のGPS受信機に送信された場合に、GPS端末受信機12の性能を向上させるものである。典型的には、A−GPSの精度は、10メートル程度に良好となり得るものであり、また微分動作(differential operation)が不要である。その精度は、感度の高さがGPS衛星からの非常に弱い信号を検出するには最も頻繁に不十分となるような都市部及び屋内では、悪化する。
図3の例において、A−GPSは、WCDMAシステム内に実装される。このシステムにおいて、RNCコントローラ20は、補助データを収集し、精緻化し、及びユーザ端末12へ配信するノードとして動作する。コアネットワークCN18は、無線アクセスネットワークアプリケーションパート(RANAP)インタフェース上で、ユーザ端末12の測位を要求する。それに応じて、RNC20は、様々な種類のA−GPS技術を使用してよい。しかしながら、その全ては、典型的には、セルラー通信システム内のノードにより扱われる補助データ上に構築される。RNC20は、ユーザ端末12内で位置測定が実行されることを命令し、その測定は、ユーザ端末12内の専用A−GPS受信機のハードウェアにより実行される。これら受信機は、宇宙ビークル(SV:space vehicles)24として示されている衛星からのGPS送信信号を検出する。
A−GPSと同様、アップリンク到来時間差(UTDOA:Uplink Time Difference Of Arrival)測位法は、到来時間測定に基づく他の高精度測位技術である。しかしながら、UTDOAの場合には、ユーザ端末からの送信信号の測定は、複数のRBSによって実行される。A−GPSと比較したUTDOAの利点は、信号強度がより高く、屋内での測位を実行する性能がいくらか高まるという事実である。しかし、地球の表面に沿った無線伝播条件は、衛星からの高い仰角でGPS無線信号が受信される場合よりも劣悪であるため、UTDOAの精度は、A−GPSの精度よりも悪いものと予想される。また、様々な理由で、UTDOAは、実装するには高価な技術である。また、3GPPにおいて仕様化された、UTDOAとは反対にダウンリンクにおいて動作するものもある。即ち、複数のRBSにより送信される無線信号の到来時間の測定が、ユーザ端末内で実行される。実装上、このOTDOA−IPDL法は、不運なことに、有効な高精度の性能を提供するための感度を欠いている。
上述したように、既存の技術に伴う様々な問題であって、例示的なこれら実施形態により解決されるべきものは、以下を含む:即ち、(1)端末内のインタフェース(又は他の同様のセルラーフォンインタフェース)上での限定的な量のみの測位情報の利用可能性、並びに、(2)(a)位置関連の追加的な測定の開始、及び(b)エアインタフェース上でのRANへのレポートの代わりの、ユーザ端末のインタフェースへの追加的な位置関連測定結果のレポート、についての良好に定義されたセルラーフォンの機能性の現時点での欠如、である。
例示的な一実施形態によれば、ユーザ端末における追加的な位置関連測定の開始は、(WCDMAの例についての)無線リソース制御(RRC)インタフェースを模倣するソフトウェア、即ち、RANからユーザ端末12へのメッセージの受信ストリーム内にメッセージを挿入するソフトウェアを生成することにより達成され得る。追加的な位置測定は、GPS及び/又は上述したA−GPS位置情報に加えて、ユーザ端末により実行され得る。例示的な一実施形態によれば、ユーザ端末は、追加的な位置情報と同時に、上記位置情報(GPS及び/又はA−GPS)を決定するように構成されてもよい。しかしながら、これら測定は、直列的に実行されてもよい。さらに、他の例示的な実施形態によれば、位置情報及び追加的な位置情報のための測定結果は、ユーザ端末からサーバへ併せて送信されてもよく、又は別個に送信されてもよい。WCDMAにおいて、これは、例えば、MEASUREMENT CONTROLメッセージであってよい。GSMの使用場面における同様のメッセージは、無線リソースリンクプロトコル(RRLP)内に追加されるであろう。他の例示的な実施形態によれば、この測定機能をユーザ端末12のインタフェースに直接的につなげることが可能である。上記解決策の利点は、標準に準拠した既存のユーザ端末内で利用可能な既存の機能性が再利用され得ることである。GSMの場合には、その機能性は、ロケーションサービス(LCS)と、(典型的にはRRLPを使用する)制御プレーン又は(典型的にはOMA SUPLを使用する)ユーザプレーンのいずれかにおける測定機能とを使用するであろう。
よって、図4には、例示的な一実施形態に係る、上述した機能を達成するための方法が描かれている。ステップ40において、ユーザ端末12は、あるパラメータの測定を要求するメッセージを生成する。生成された当該メッセージに基づいて、ユーザ端末の(後述する)インタフェースは、ステップ42において、そのパラメータの測定を開始する。例示的な一実施形態において、当該メッセージは、インタフェースにより生成される。ステップ44において、そのインタフェースからの要求に基づいて、ユーザ端末の他のモジュールは、要求されたパラメータの実際の測定を実行する。ステップ46においてインタフェースは、そのメッセージがユーザ端末内で生成されたか、又は通信システム14のRNC20から受信されたかを検出し得る。メッセージがユーザ端末12の外部から受信された場合には、インタフェースは、ステップ48において、測定された対応するパラメータをRNC20へ送信し得る。一方、メッセージが、ユーザ端末12内から、例えば当該インタフェースから受信された場合には、測定されたパラメータは、ステップ50において、インタフェースへ送信される。インタフェースは、任意的なステップ52において、ユーザ端末の位置に関連するさらなる情報、及び測定されたパラメータを収集してもよく、当該情報は、ステップ54において、ユーザ端末からサーバへ送信される。当該サーバは、通信システム14の一部であってもよく、又は通信システム14の外部にあってもよい。
図5は、例示的な一実施形態に係るユーザ端末による追加的な測定報告の開始を示している。図5を参照すると、RAN/RNC14は、識別子ID1を含む第1のメッセージを、ユーザ端末12へ送信する。ユーザ端末12内の送受信機であってもよい受信機28は、第1のメッセージを受信し得る。第1のメッセージ、及びユーザ端末12内のメッセージ生成器30により生成される第2のメッセージは、ハンドラ32に供給される。第2のメッセージは、ユーザ端末12内で生成されるメッセージのみについて予約されている、異なる識別子ID2を含み得る。ハンドラ32は、識別子ID1及びID2を伴う上記メッセージ群を受信し、第1及び第2のメッセージにより要求された測定を実行することを、位置関連測定部34に指示する。
例示的な一実施形態によれば、ユーザ端末内のインタフェースに接続されるソフトウェアインスタンスに、例えば上述した追加的な位置関連情報のいくつか又は全てを含む位置関連測定報告を指示するメカニズムは、図6に関連して説明される。ユーザ端末から開始される測定に対応する報告のみが、このソフトウェアインスタンスに指示されるべきである。よって、測定のオーダ元(即ち、RAN又はユーザ端末)を互いに区別するメカニズムもまた提供され得る。WCDMAにおいて、そのような1つのメカニズムは、MEASUREMENT CONTROLメッセージの測定IDの観点で利用可能である。そのため、1つの専用の測定ID2が、ユーザ端末により開始される位置関連情報の測定のオーダのために予約され得る。GSMにおいては、RRLPが、例えばE−OTD及びA−GNSSについての測定結果などの、ハンドセットの位置の決定を目的とし又はそのために有益なメッセージセット及び機能性を提供する。図6は、そうした測定結果の報告の例を示しており、いくつかはRANへ返送され、他はセルラーフォンの専用SWインスタンスへ向けられ、この場合それは測位インタフェースそれ自体である。
より具体的には、図6は、位置関連の測定リソース34がどのように測定されたパラメータをハンドラ32に供給するかを示しており、その測定されたパラメータを含む報告は、識別子ID1及びID2を含む。ハンドラ32は、図7及び8に示した後述する選択部62を含んでよく、選択部62は、例えば、予め設定されるルールに基づいて、ID1を含む報告はRAN/RNC14へ送信されるべきであり、一方ID2を含む報告はインタフェース36へ送信されるべきであると決定する。言い換えれば、この選択部は、図のステップ46において説明した機能を実行し得る。送信機28は、ID2と関連付けられる測定されたパラメータではなく、ID1と関連付けられる測定されたパラメータを、RAN/RNC14へ送信する。例示的な一実施形態において、送信機28は、ID2と関連付けられる測定されたパラメータを外部サーバ60へ送信するように構成されてもよい。
上述したインタフェース38は、図7に示されており、例えば、メッセージ生成部30、測位インタフェース36、及び選択部62を含む。各部の機能は、例示的な実施形態に従って、図8に示したコンピューティング構成上で実行され得るソフトウェアインスタンスにより実装されてもよい。また、図7は、インタフェース38が完全にユーザ端末12の内部にあり、ユーザ端末の他の部分64と通信することを示している。よって、こうしたコンピューティング構成の技術的な効果は、特定の位置関連測定結果を要求するためのメッセージの内部的な生成である。
図8は、ユーザ端末12の概略図を示している。ユーザ端末は、メモリ84にバス82を介して接続されるCPU80を含み得る。ユーザ端末は、第1及び/又は第2のメッセージにより要求されたパラメータを測定する測定部34、選択部62、インタフェース38、送受信機28、及び上述した生成部30を含み得る。
他の例示的な実施形態に従って、図3に示したような、例えばRANの外部のインターネット上のサーバ60などへの、送信のために利用可能な追加的な位置関連情報を生成するための、端末12内のインタフェース38への1つ以上の拡張が可能である。これらインタフェースの拡張は、少なくとも、上述した3つの異なる種類の追加的な位置関連情報を含むことができる。
よって、当該例示的な実施形態が、ユーザ端末自身からの追加的な位置関連測定の開始、ユーザ端末自身のインスタンスへの追加的な位置関連測定結果のレポート、及び、ユーザ端末自身の内部の上述したインタフェースにおいて当該追加的な位置関連情報を利用可能とすること、についての機能性と、例えばインターネット上のどこかに設けられるサーバ又は通信ネットワークの装置への当該追加的な位置関連情報のシグナリングのためのメカニズムと、をユーザ端末に提供することは理解されるであろう。追加的な位置情報は、サーバ、即ちエンドユーザに到達するまでビットストリームが復号されない形で透過的にシグナリングされてもよい。この場合、通信ネットワークは、発生している位置情報の転送に全く気付かない。この情報、即ち位置情報及び追加的な位置情報に基づいて、サーバは、グリッド内の位置をユーザ端末のレポートされた測定結果にマッピングするデータベースを構築し得る。このデータベースに基づいて、サーバは、ユーザ端末がサーバに追加的な位置関連情報及び/又は従来の位置情報を送信する場合に、データベース内のグリッドのどのポイントが同じ追加的な及び/又は従来の位置関連情報を有するかを探索することにより、当該ユーザ端末の位置を特定することができる。
図9に示した例示的な一実施形態によれば、位置データに加えて、無線通信ネットワークによりサービス提供されるユーザ端末内の追加的な測位データを収集するための方法が提供される。当該方法は、ユーザ端末内でメッセージを生成することにより、ユーザ端末の物理的位置の決定の基礎とされる情報を含む追加的な測位データの収集を開始するステップ900と、ユーザ端末により、メッセージに応じて、ユーザ端末の物理的位置に関連する少なくとも1つのパラメータを測定するステップ902と、ユーザ端末内で、少なくとも1つのパラメータを含む測定報告を生成するステップ904と、ユーザ端末内で、ユーザ端末により生成されるメッセージに応じて生成された1つ以上の測定報告を選択するステップ906と、選択された1つ以上の測定報告をユーザ端末内のインタフェースにレポートするステップ908と、当該インタフェースから、レポートされた1つ以上の測定報告を、外部サーバへ又は通信ネットワークへ送信するステップ910と、を含む。
例示の目的であって限定ではなく、当該例示的な実施形態に従った動作を実行可能な代表的なユーザ端末の例が図10に示されている。しかしながら、例示的な本実施形態の原理が標準的なコンピューティングシステムにも等しく適用可能であることは認識されるべきである。
一例としての構成1000は、例えばマイクロプロセッサ、RISC(reduced instruction set computer)又は他の中央処理モジュールなどの、処理/制御部1002、を含み得る。処理部1002は、単一の装置でなくてもよく、1つ以上のプロセッサを含んでもよい。例えば、処理部1002は、マスタプロセッサ、及びマスタプロセッサと通信するように接続される関連するスレーブプロセッサを含んでもよい。
処理部1002は、ストレージ/メモリ1004内で利用可能なプログラムにより記述される移動端末の基本機能を制御してもよい。よって、処理部1002は、図2〜6に記述された機能を実行してもよい。より具体的には、ストレージ/メモリ1004は、移動端末上の機能及びアプリケーションを実行するためのオペレーティングシステム及びプログラムモジュールを含んでもよい。例えば、プログラムストレージは、1つ以上のRAM(read-only memory)、フラッシュROM、プログラム可能な及び/若しくは消去可能なROM、RAM(random access memory)、SIM(subscriber interface module)、WIM(wireless interface module)、スマートカード、又は他のリムーバブルメモリ装置などを含んでよい。プログラムモジュール及び関連する特徴は、例えばインターネットなどのネットワークを介して電子的にダウンロードされるデータ信号を介して、モバイルコンピューティング構成1000に送信されてもよい。
ストレージ/メモリ1004内に記憶され得るプログラムの1つは、特有のプログラム1006である。上述したように、特有のプログラム1006は、インタフェース38と交信し、あるIDに関連付けられる測定又はユーザ端末内で開始される測定を選択し、その測定をユーザ端末内の所望の位置に向ける。プログラム1006及び関連する特徴は、ソフトウェア及び/又はプロセッサ1002の手段により動作可能なファームウェアにおいて実装されてもよい。プログラムストレージ/メモリ1004は、例えば様々な認証ルール又は例示的な本実施形態と関連付けられる他のデータなどの、データ1008を記憶するために使用されてもよい。例示的な一実施形態において、プログラム1006及びデータ1008は、不揮発性のEEPROM(electrically-erasable programmable ROM)、フラッシュROMなどに記憶され、それにより移動端末1000の電源のダウンに際して情報は失われない。
また、プロセッサ1002は、移動端末と関連付けられるユーザインタフェース1010要素と接続され得る。携帯端末のユーザインタフェース1010は、例えば、液晶ディスプレイなどのディスプレイ1012、キーパッド1014、スピーカ1016、及びマイクロフォン1018を含んでもよい。これら及び他のユーザインタフェースコンポーネントは、当該技術分野において知られているように、プロセッサ1002と接続される。キーパッド1014は、番号のダイヤリングを含む様々な機能を実行し、及び1つ以上のキーに割り当てられる動作を実行するためのアルファベット−数字キーを含んでよい。その代わりに、例えば、音声コマンド、スイッチ、タッチパッド/スクリーン、ポインティングデバイスを用いたグラフィカルユーザインタフェース、トラックボール、ジョイスティック、又は他の任意のユーザインタフェースメカニズムなど、他のユーザインタフェースメカニズムが利用されてもよい。
また、モバイルコンピューティング構成100は、DSP(digital signal processor)1020を含み得る。DSP1020は、A/D(analog-to-digital)変換、D/A(digital-to-analog)変換、音声コーディング/デコーディング、暗号化/復号、エラー検知及び訂正、ビットストリーム変換、フィルタリングなどを含む様々な機能を実行し得る。送受信機1022は、一般的にはアンテナ1024に接続され、無線装置と関連付けられる無線信号を送受信し得る。
図10のモバイルコンピューティング構成100は、例示的な本実施形態の原理が適用され得るコンピューティング環境の代表的な例として提供されている。ここで提供された説明から、当業者は、現在知られている及び将来の、モバイル及び固定的な他の様々なコンピューティング環境において等しく適用可能であることを理解するであろう。例えば、特有のアプリケーション1006及び関連する特徴、並びにデータ1008は、様々な形で記憶されてよく、様々な処理装置で動作可能であってよく、並びに、追加的な、より少ない又は異なるサポート回路及びユーザインタフェースメカニズムを有するモバイル装置内で動作可能であってよい。なお、例示的な本実施形態の原理は、非移動端末、即ち地上通信線によるコンピューティングシステムにも等しく適用可能である。
上述した例示的な実施形態の多くの変形が考えられる。上述した例示的な実施形態は、本発明の限定ではなく、むしろ全ての観点において例示を目的とする。よって、本発明は、当業者によりここに含まれる説明から導き出され得る、詳細な実装における多くの変形が可能である。全てのそうした変形及び修正は、以下の特許請求の範囲により定義される本発明の範囲及び思想の範囲内であるとみなされる。本出願の説明の中で使用されるいかなる要素、動作、又は命令も、そのように明示的に説明されていない限り、本発明にとって重大又は必須であると解釈されるべきでない。また、ここで冠詞“a”が使用される場合、1つ以上のアイテムが含まれることが意図される。

Claims (27)

  1. 通信ネットワーク(14)により要求される位置情報に加えて、追加的な位置関連情報を収集するための、前記通信ネットワーク(14)によりサービス提供されるユーザ端末(12)における方法であって、
    前記ユーザ端末(12)内でメッセージを生成することにより、前記ユーザ端末(12)の物理的位置の決定の基礎とされる情報を含む前記追加的な位置関連情報の収集を開始するステップと;
    前記ユーザ端末(12)により、前記メッセージに応じて、前記ユーザ端末(12)の前記物理的位置に関連する少なくとも1つのパラメータを測定するステップと;
    前記ユーザ端末(12)内で、前記少なくとも1つのパラメータを含む測定報告を生成するステップと;
    前記ユーザ端末(12)内で、ユーザ端末により開始される測定のオーダのために予約された測定IDに基づいて、前記ユーザ端末(12)により生成される前記メッセージに応じて生成された1つ以上の測定報告を選択するステップと;
    選択された前記1つ以上の測定報告を前記ユーザ端末(12)内のインタフェース(38)にレポートするステップと;
    前記インタフェース(38)から、レポートされた前記1つ以上の測定報告を、外部サーバ(60)へ又は前記通信ネットワーク(14)へ送信するステップと;
    を含む方法。
  2. 前記追加的な位置関連情報は、SFN−SFNタイプ1及び2測定結果、E−OTD測定結果、並びに/又は無線アクセス技術間(inter-RAT)測定結果、のうち少なくとも1つを含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記開始するステップは:
    メッセージ生成器により又は前記ユーザ端末の前記インタフェースにより生成される前記メッセージを、前記通信ネットワークから前記ユーザ端末により受信されるメッセージのストリーム内に挿入すること、
    を含む、請求項1に記載の方法。
  4. 前記開始するステップは:
    前記外部サーバ又は前記通信ネットワークから受信されるいかなるメッセージからも独立した前記メッセージを生成すること、
    を含む、請求項1に記載の方法。
  5. 前記方法は:
    前記ユーザ端末により、前記通信ネットワークからの要求に応じて、前記ユーザ端末の前記物理的位置に関連する他のパラメータを測定するステップ、
    をさらに含み、
    前記他のパラメータは、セルID、前記ユーザ端末によりセルから受信されるブロードキャスト情報、受信信号の量子化された経路損失、信号強度、量子化された雑音上昇、無線接続情報、及び量子化された時間、の1つである、
    請求項1に記載の方法。
  6. 前記レポートするステップは:
    前記インタフェースのみに、前記メッセージに応じて生成される前記1つ以上の測定報告をレポートすることと;
    前記通信ネットワークのみに、前記他のパラメータの測定結果をレポートすることと;
    を含む、請求項5に記載の方法。
  7. 前記少なくとも1つのパラメータは、SFN−SFNタイプ1若しくは2測定結果、E−OTD測定結果、又は無線アクセス技術間測定結果に関連する、請求項1に記載の方法。
  8. 前記方法は:
    フィンガプリントによる位置のデータベースを構築するために前記外部サーバ又は前記通信ネットワークに情報を提供するステップ、をさらに含み、
    提供される前記情報は、補助付きグローバル測位情報を含む前記位置情報及び前記少なくとも1つのパラメータに基づいて組み立てられ、
    前記位置情報及び前記少なくとも1つのパラメータは、同時に測定され、前記外部サーバ又は通信ネットワークへ共に送信される、
    請求項1に記載の方法。
  9. 前記方法は:
    前記外部サーバ内で、前記ユーザ端末から送信される前記追加的な位置関連情報のみに基づいて、前記ユーザ端末の前記物理的位置を決定するステップ、
    をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  10. 前記通信ネットワーク(14)により要求される前記位置情報は、補助付きGPS(A−GPS:Assisted-GPS)位置情報である、請求項1に記載の方法。
  11. 前記方法は:
    前記ユーザ端末内で生成される前記メッセージの受信の際、及び前記通信ネットワークからのメッセージの受信の際に、前記少なくとも1つのパラメータを測定するステップ、
    をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  12. 通信ネットワーク(14)により要求される位置情報に加えて、追加的な位置関連情報を収集するよう構成されるユーザ端末(12)であって、
    前記ユーザ端末(12)は、前記通信ネットワーク(14)によりサービス提供され、
    前記ユーザ端末(12)は、
    メッセージを生成することにより、前記ユーザ端末(12)の物理的位置の決定の基礎とされる情報を含む前記追加的な位置関連情報の収集を開始し、
    前記メッセージに応じて、前記ユーザ端末(12)の前記物理的位置に関連する少なくとも1つのパラメータの測定を測定部(34)に指示し、
    前記少なくとも1つのパラメータを含む測定報告を生成し、
    ユーザ端末により開始される測定のオーダのために予約された測定IDに基づいて、前記ユーザ端末(12)により生成される前記メッセージに応じて生成された1つ以上の測定報告の選択を選択部(62)に指示し、
    選択された前記1つ以上の測定報告を前記ユーザ端末(12)内のインタフェース(38)にレポートする、
    よう構成されるプロセッサ(80)と、
    前記プロセッサに接続され、レポートされた前記1つ以上の測定報告を、外部サーバ(60)へ又は前記通信ネットワーク(14)へ送信するよう構成される送受信機(28)と、
    を備えるユーザ端末。
  13. 前記追加的な位置関連情報は、SFN−SFNタイプ1及び2測定結果、E−OTD測定結果、並びに/又は無線アクセス技術間(inter-RAT)測定結果、のうち少なくとも1つを含む、請求項12に記載のユーザ端末。
  14. 前記ユーザ端末は:
    前記メッセージを生成して、前記通信ネットワークから前記ユーザ端末により受信されるメッセージのストリーム内に挿入するよう構成される生成部、
    をさらに備える、請求項12に記載のユーザ端末。
  15. 前記インタフェースは、前記メッセージを生成して、前記通信ネットワークから前記ユーザ端末により受信されるメッセージのストリーム内に挿入するよう構成される、請求項12に記載のユーザ端末。
  16. 前記プロセッサは、前記通信ネットワークからの要求に応じて、前記ユーザ端末の前記物理的位置に関連する他のパラメータの測定を前記測定部に指示するようさらに構成され
    前記他のパラメータは、セルID、前記ユーザ端末によりセルから受信されるブロードキャスト情報、受信信号の量子化された経路損失、信号強度、量子化された雑音上昇、無線接続情報、及び量子化された時間、の1つである、
    請求項12に記載のユーザ端末。
  17. 前記メッセージは、前記外部サーバ又は前記通信ネットワークから受信されるいかなるメッセージからも独立して生成される、請求項12に記載のユーザ端末。
  18. 前記プロセッサは:
    前記インタフェースのみに、前記メッセージに応じて生成される前記1つ以上の測定報告をレポートし;及び
    前記通信ネットワークのみに、前記他のパラメータの測定結果をレポートする;
    ようさらに構成される、請求項16に記載のユーザ端末。
  19. 前記少なくとも1つのパラメータは、SFN−SFNタイプ1及び/若しくは2測定結果、E−OTD測定結果、又は無線アクセス技術間測定結果に関連する、請求項12に記載のユーザ端末。
  20. 前記送受信機は、フィンガプリントによる位置のデータベースを構築するために前記外部サーバ又は前記通信ネットワークに情報を提供するようさらに構成され、
    提供される前記情報は、補助付きグローバル測位情報を含む前記位置情報及び前記少なくとも1つのパラメータに基づいて組み立てられ、
    前記位置情報及び前記少なくとも1つのパラメータは、同時に測定され、前記外部サーバ又は通信ネットワークへ共に送信される、
    請求項12に記載のユーザ端末。
  21. 前記外部サーバは、前記ユーザ端末から送信される前記追加的な位置関連情報のみに基づいて、前記ユーザ端末の前記物理的位置を決定する、請求項12に記載のユーザ端末。
  22. 前記測定部は、前記ユーザ端末内で生成される前記メッセージの受信の際、及び前記通信ネットワークからのメッセージの受信の際に、前記少なくとも1つのパラメータを測定するよう構成される、請求項12に記載のユーザ端末。
  23. 命令を記憶するためのコンピュータにより読取可能な媒体であって、
    前記命令は、通信ネットワーク(14)によりサービス提供されるユーザ端末(12)内のプロセッサ(80)により実行された場合に、前記プロセッサ(80)に、前記通信ネットワーク(14)により要求される位置情報に加えて、追加的な位置関連情報を収集させ、
    前記命令は、
    前記ユーザ端末(12)内でメッセージを生成することにより、前記ユーザ端末(12)の物理的位置の決定の基礎とされる情報を含む前記追加的な位置関連情報の収集を開始する命令と;
    前記ユーザ端末(12)により、前記メッセージに応じて、前記ユーザ端末(12)の前記物理的位置に関連する少なくとも1つのパラメータを測定する命令と;
    前記ユーザ端末(12)内で、前記少なくとも1つのパラメータを含む測定報告を生成する命令と;
    ユーザ端末により開始される測定のオーダのために予約された測定IDに基づいて、前記ユーザ端末(12)内で前記メッセージに応じて前記ユーザ端末(12)により生成された1つ以上の測定報告を選択する命令と;
    前記ユーザ端末(12)内で、前記ユーザ端末(12)により生成される前記メッセージに応じて生成された1つ以上の測定報告を選択する命令と;
    選択された前記1つ以上の測定報告を前記ユーザ端末(12)内のインタフェース(38)にレポートする命令と;
    前記インタフェース(38)から、レポートされた前記1つ以上の測定報告を、外部サーバ(60)へ又は前記通信ネットワーク(14)へ送信する命令と;
    を含む、コンピュータにより読取可能な媒体。
  24. 前記追加的な位置関連情報は、SFN−SFNタイプ1及び2測定結果、E−OTD測定結果、並びに/又は無線アクセス技術間(inter-RAT)測定結果、のうち少なくとも1つを含む、請求項23に記載のコンピュータにより読取可能な媒体。
  25. 前記ユーザ端末により、前記通信ネットワークからの要求に応じて、前記ユーザ端末の前記物理的位置に関連する他のパラメータを測定する命令、をさらに含み、
    前記他のパラメータは、セルID、前記ユーザ端末によりセルから受信されるブロードキャスト情報、受信信号の量子化された経路損失、信号強度、量子化された雑音上昇、無線接続情報、及び量子化された時間、の1つである、
    請求項23に記載のコンピュータにより読取可能な媒体
  26. 前記少なくとも1つのパラメータは、SFN−SFNタイプ1若しくは2測定結果、E−OTD測定結果、又は無線アクセス技術間測定結果に関連する、請求項23に記載のコンピュータにより読取可能な媒体
  27. フィンガプリントによる位置のデータベースを構築するために前記外部サーバ又は前記通信ネットワークに情報を提供する命令、をさらに含み、
    提供される前記情報は、補助付きグローバル測位情報を含む前記位置情報及び前記少なくとも1つのパラメータに基づいて組み立てられ、
    前記位置情報及び前記少なくとも1つのパラメータは、同時に測定され、前記外部サーバ又は通信ネットワークへ共に送信される、
    請求項23に記載のコンピュータにより読取可能な媒体
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