JP5292472B2 - 代理方法によるフェムトセル位置検出 - Google Patents

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Description

[0001] 本願は、２００８年１１月１１日に出願され現在係属中の米国特許出願第１２／２６８，０００号の優先権を主張する。この特許出願をここで引用したことにより、その内容全体が本願にも含まれるものとする。更に、本願において開示する主題は、２００８年１１月１１日に出願され、”Femto-Cell Location by Direct Methods”（直接方法によるフェムトセル位置検出）と題する米国特許出願第１２／２６８，９８９号の主題に関係がある。この特許出願をここで引用したことにより、その内容全体が本願にも含まれるものとする。
[0002] 本明細書において記載する主題は、一般には、設置された移動体デバイスまたは近隣の移動体デバイスを通じてワイヤレス基地局の位置を検出し、無線(on-air)またはオンライン基地局データを取得し、ＲＦ計画（計算したデフォルトの緊急サービス位置検出のプロビジョニングを含む）のために、発見された位置ならびに取得した無線およびシステム・データを用いる方法およびシステムに関する。加えて、本明細書において記載する主題は、低電力基地局またはアクセス・ポイントのコストを下げ、その相互動作性を向上させるためのワイヤレス位置検出技術の使用に関する。
従来技術
[0003] 本明細書において記載する本発明の技術に関する背景情報について、この章において纏めておく。加えて、以下の参考文献は、関心のある読み手に、更に詳しい背景情報を提供する。
・フェムト・セル・システムに対する３ＧＰＰ２ Ｓ．Ｐ．０１２６-０システム要件、
・”Universal Geographical Area Description (GAD)” （世界中の地理的エリアの説明）、Document ID: 3GPP TS 23.032 V7.0.0 （２００６年６月発行）、
・２００６年１２月１日に出願され、”System for Automatically Determining Cell Transmitter Parameters to Facilitate the Location of Wireless Devices”（ワイヤレス・デバイスの位置検出を容易にするためにセル送信機パラメータを自動的に決定するシステム）と題する米国特許出願第１１／６０７，４２０号（Ｕ．Ｓ．２００８０１３２２４７Ａ１として公開されている）、
・２００７年１１月３０日に出願され、”Automated Configuration of a Wireless Location System”（ワイヤレス位置検出システムの自動構成設定）と題する米国特許出願第１１／９４８，２４４号、および
・TR-069, “CPE WAN Management Protocol 1.1” （ＣＰＥ ＷＡＮ 管理プロトコル１．１）DSL Forum。
[0004] １９８４年におけるセルラ電気通信の出現以来、そして特に過去１０年において、セルラ業界は、ワイヤレス電話機による使用のために利用可能なエア・インターフェース・プロトコルの数を増大させ、ワイヤレスまたは移動体電話機が動作することができる周波数帯域の数を増大させ、「個人通信サービス」、「ワイヤレス」等を含めるために移動体電話機に言及するまたはこれに関する用語の数を拡大した。現在ワイヤレス業界において用いられているエア・インターフェース・プロトコルには、ＡＭＰＳ、Ｎ-ＡＭＰＳ、ＴＤＭＡ、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＴＡＣＳ、ＥＳＭＲ、ＧＰＲＳ、ＥＤＧＥ、ＵＭＴＳ ＷＣＤＭＡ、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ等が含まれる。
[0005] ＣＤＭＡという用語は、ＣＤＭＡディジタル・セルラ（ＴＩＡ／ＥＩＡ ＴＲ-４５．４が定めたＩＳ-９５、ＩＳ-９５Ａ）、個人通信サービス（Ｊ-ＳＴＤ-００８）、および３ＧＰＰ２が定めたＣＤＭＡ-２０００およびＵＭＢ規格およびエア・インターフェースに言及するために用いられる。ＵＭＴＳという用語は、３ＧＰＰが指定した広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ-ＣＤＭＡ）に基づきくユニバーサル移動体通信システムに言及するために用いられ、規格および無線エア・インターフェースを定める。ＷｉＭＡＸという用語は、ＩＥＥＥが定めた８０２．１６，”Broadband Wireless”（広帯域ワイヤレス）、８０２．２０、”Mobile Broadband Wireless Access”（移動体広帯域ワイヤレス・アクセス）、および８０２．２２，”Wireless Regional Area Networks”（ワイヤレス地域エリア・ネットワーク）技術を示すために用いられる。また、本発明は、とりわけ、進展中の３ＧＰＰが定める長期発展（ＬＴＥ：Long-Term-Evolution）および３ＧＰＰ ＬＴＥ高度システムにも適用される。
[0006] ワイヤレス基地局は、アクセス・ポイントとも呼ばれることもあり、個人通信システム（ＰＣＳ）、改良特殊移動体無線（ＥＳＭＲ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、および他のタイプのワイヤレス通信システムのような、アナログまたはディジタル・セルラ周波数再利用システムの無線接続点である。無線通信リンクの他端は、移動体または移動体デバイスと呼ばれ、移動体、携帯用、または固定デバイスとすることができる。
[0007] ワイヤレス通信プロトコルの数が増大するにつれて、基地局（基地送受信局またはＢＴＳと呼ばれることもある）も増大している。本来、セル（現在ではマクロセルと呼ばれている）は、最大のカバレッジ・エリアが得られるように、詳細な地理的、地勢的、無線周波数伝搬モデルにしたがって配備された。マクロセルの基地局は、通例、電力出力範囲が数十から数百ワットである。使用が増大するに連れて、既存の基地局にチャネルが追加され、新たな基地局が追加された。基地局間の干渉を抑えるために、アンテナのダウンティルトおよび送信電力レベルを調節し、無線周波数伝搬モデリングを用いて、周波数再利用率を１２から７、４、３にそして場合によっては１にまで高めた。
[0008] 必要な場合に容量を提供するために、マクロセルよりも無線電力出力が低く設置フットプリント(installation footprint)が小さいセル（マイクロセル）が開発された。市場の中には、マクロセルセルおよびマイクロセルのオーバーレイ／アンダーレイ方式が、容量および地理的カバレッジを最大にするために作成されたところもある。マイクロセルは、典型的に３００から１０００メートルという短い距離の無線カバレッジを提供し、マクロセルと比較すると、出力無線電力は低く、通常数ワットである。また、これらのマクロ／マイクロ・セル・ネットワークのソリューションは、高速で移動する移動体デバイスに対してＢＴＳ間ハンドオフを抑えるという利点がある。カバレッジの要件が厳しくなるにつれて、更に小型化され電力を低下させた基地局(ピコセル）が、デッド・ゾーンをカバーし高トラフィック・エリアにおいて容量を提供するために開発された。ピコセルの無線電力出力は、名目上１ワット未満である。
[0009] 最新の基地局種はフェムトセルである。フェムトセルが以前の基地局種と相違するのは、フェムトセルが、可搬型で、消費者が配備するユニットであり、通例許諾スペクトル(licensed spectrum)を用いることである。従前からの基地局と異なる、ワイヤレス通信ネットワークに対するバックホール(backhaul)は、第１および第２世代のセルラ・システムにおいて用いられていた専用または賃借回線交換回路バックホールではなく、消費者が設けるパケット・データ（ＩＰ）接続を経由する。屋内カバレッジ用に設計されたフェムトセルの無線電力出力は、名目上、０．５から０．１ワットの範囲である。フェムトセルは、Third Generation Partnership Program’s (3GPP：第３世代パートナーシップ・プログラム) Long Term Evolution (LTE：長期発展) or Evolved UTRAＮ (eUTRAN) programにおいて「家庭用イーノードＢ」としても知られている。
[0010] ユーザが設置したフェムトセルを、カバレッジおよび容量をワイヤレス通信ネットワークに追加する低コストの手法として用いると、いくつかの困難が生ずる。本発明の実施形態はこの困難に取り組むことを目的とする。フェムトセル基地局は、一時的、可搬、および消費者制御デバイスとすることができるが、ワイヤレス通信提供業者（ＷＣＰ）に許諾されたスペクトルを用いる。したがって、フェムトセルが機能すること、他のフェムトセルを含むワイヤレス通信ネットワークとの干渉を最小に抑えることの双方を可能にするために、無線周波数の使用および電力を管理しなければならない。DSL Forum’s TR-069, “CPE WAN Management Protocol 1.1”のような、フェムトセル管理プロトコルが提案されており、フェムトセルを自動的に発見し、プロビジョニングし、管理するように作用するが、フェムトセルの位置は供給しない。また、フェムトセル基地局の容量を用いる移動体デバイスは、緊急サービスを用いることができるはずであるので、移動体デバイス自体ではなくても、フェムトセルの位置が、米国連邦通信印会（ＦＣＣ）の指令にしたがって、提供されるはずである。干渉を抑えるために、早期のフェムトセルは周囲の無線環境を聞き取ることができ、マクロ・ワイヤレス通信ネットワークおよびその他の近隣フェムトセルとの干渉を最小に抑えるために、自動的にそれ自体の構成を設定することができる。操作者による配備では、フェムトセルに別個のスペクトルを用いることができる場合もあり、したがって、広域無線通信ネットワークとの干渉を抑えることができるが、フェムトセルの位置検出は、相変わらずＦＣＣ Ｅ９１１ フェーズ２指令によって要求される可能性がある。
[0011] ネットワーク・ベースＵＴＤＯＡワイヤレス位置検出システムのダウンリンク受信機サブシステム（米国特許出願第１１／７３６，８６８号、”Sparsed U-TDOA Wireless Location Networks”（疎Ｕ-ＴＤＯＡワイヤレス位置検出ネットワーク）において記載され、米国特許出願第１１／９４８，２４４号”Automated Configuration of Wireless Location System（ワイヤレス位置検出システムの自動構成設定）において拡大されているように）を用いる、既に記載されているシナリオでは、固定セルおよび移動セル（マクロ、マイクロ、ピコ、およびフェムトセルを含む）の位置は、ブロードキャスト・ビーコン（１つまたは複数）の検出および処理によって取得することができる。チャネル、または１組のチャネルとしてワイヤレス無線アクセス・ネットワーク（ＧＳＭ：ＢＣＣＨ，ＵＭＴＳ：ＢＣＨ［ＰＣＣＰＣＨ］、ならびにＣＭＤＡ：ブロードキャスト制御チャネルおよびパイロット・チャネル）において一般に実現されているブロードキャスト・ビーコンは、移動体電話機が地理的に局在的な基地局を発見することを可能にする。
[0012] オーバーレイ・ネットワーク・ベースの位置検出ソリューションでは、特殊受信機および／または受動モニタを、ワイヤレス通信ネットワーク内で、またはこれに重ねて用いて、アップリンク信号（移動体デバイスから基地局に向かう方向）を収集し、これらのアップリンク信号を用いて、移動体デバイスの位置および速度を判定する。オーバーレイ・ネットワーク・ベース技法には、アップリンク到達時間差（ＴＤＯＡ）、到達角度（ＡＯＡ）、マルチパス分析（ＲＦフィンガプリンティング(fingerprinting)）、および信号強度測定（ＳＳＭ）が含まれる。
[0013] 移動体デバイス・ベースの位置検出ソリューションでは、移動体デバイス内において特殊電子回路および／またはソフトウェアを用いて、シグナリングを収集する。位置判定は、デバイスにおいて行うことができ、または情報を陸側サーバに送信することができ、この陸側サーバが位置を判定する。デバイス・ベース位置検出技法には、ＣＩＤ（サービング・セル-ＩＤ）、ＣＩＤ-ＲＴＦ（サービング・セル-ＩＤおよび無線飛行時間時間に基づく測距）、ＣＩＤＴＡ（サービング・セル-ＩＤおよび時間に基づく測距）、改良セル-ＩＤ（ＥＣＩＤ、サービング・セル、時間に基づく測距、および到達電力差の混合）、高度順方向リンク三辺測量（ＡＦＬＴ）、改良観察時間差（Ｅ-ＯＴＤ）、観察到達時間差（ＯＴＤＯＡ）、および汎地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）測位が含まれる。ＧＮＳＳシステムの一例に米国NavStar汎地球測位システムがある。ネットワーク・ベースおよび移動体デバイス・ベースの技法の混成が、速度、精度、歩留まり、および位置検出均一性の改善を含む、改善されたサービス品質を得るために用いることができる。ワイヤレス位置検出システムは、地理的位置を判定し、場合によっては、ワイヤレス・デバイスの移動速度および方向を判定する。ワイヤレス位置検出システムは、アップリンク（デバイスからネットワークに向かう方向）信号、ダウンリンク（ネットワークからデバイスに向かう方向）信号、または非通信ネットワーク信号（固定ビーコン、地上ブロードキャスト、および／または衛星ブロードキャスト）を用いる。ネットワーク・ベースの位置検出ソリューションは、特殊受信機および／または受動モニタを、ワイヤレス通信ネットワーク内において、またはこれに重ね合わせて用いて、位置判定に用いられるシグナリグを収集する。ネットワーク・ベースの技法には、アップリンク到達時間差（ＴＤＯＡ）、到達角度（ＡＯＡ）、マルチパス分析（ＲＦフィンガプリンティング）、および信号強度測定（ＳＳＭ）が含まれる。ネットワーク・ベース技法の混成が、速度、精度、歩留まり、および位置検出均一性の改善を含む、改善されたサービス品質を得るために用いることができる。
[0014] 小型で消費者が配備するフェムトセルの位置は、通常のサイト調査方法では判定することができない。フェムトセルの位置検出が最も重要であるのは、これらの低電力基地局の屋内配備を仮定すると、フェムトセルの位置が、得ることができる唯一の発呼者の位置であるかもしれないからである。フェムトセルの位置を検出する１つの方法は、関連した移動体の位置によるものであり、フェムトセルの代理位置検出を可能とし、事実上ワイヤレス・デバイスを分散型ネットワーク・プローブとして用いる。関連したある移動体には、フェムトセルに対してサービス提供中（取り付けられている）もの、フェムトセルにまたはフェムトセルから広域ワイヤレス通信システムにハンドオフされているもの、フェムトセルをハンドオーバー候補者として報告するフェムトセルに近接する移動体、あるいはフェムトセルをソフトハンドオフに含むまたはソフト・ハンドオフの候補として含むフェムトセルに近接する移動体が含まれる。フェムトセル・ブロードキャストは永続的であり、フェムトセルの配備は固定であるので、複数の代理位置を確率的に組み合わせて、フェムトセルについての代理位置を判定することができる。
[0015] 一旦フェムトセルの位置を算出したなら、次にこの位置をワイヤレス・ネットワーク計画に用いることができる。このワイヤレス・ネットワーク計画には、計算したデフォルトの緊急サービス位置をフェムトセルのユーザにプロビジョニングすること、および広域セルラ・ネットワークおよびフェムトセルからフェムトセルへのハンドオフのハンドオーバー計画を立てることが含まれる。
[0016] 本発明の他の態様は、以下に開示されている。
[0017] 以上の摘要、および以下の詳細な説明は、添付図面と合わせて読むと一層深く理解することができる。本開示を例示するために、図面には本発明の構造例を示す。しかしながら、本発明は、開示される特定の方法や手段に限定されるのではない。図面において、
図１は、広域ワイヤレス通信ネットワークにおいて実現した場合のフェムトセルを模式的に示す。 図２は、移動体が提供するブロードキャスト情報、信号電力、および信号タイミング情報の監視を用いるフェムトセルの代理位置検出例を示す。 図３は、移動体ベース・ワイヤレス位置検出技法を用いた、取付移動体(attached mobile)の位置によるフェムトセルの代理位置検出の代表例を示す。 図４は、衛星ベース技法を用いた、取り付けられた移動体の位置によるフェムトセルの代理位置検出の代表例を示す。 図５は、マクロ・ワイヤレス・ネットワークとフェムトセルとの間におけるハンドオーバー時の移動体の位置による、フェムトセルの代理位置検出の代表例を示す。 図６は、代表的なワイヤレス通信システム、この例では、デュアル・モードＧＳＭ-ＵＭＴＳネットワークに実現された場合の、ワイヤレス位置検出システムの代表例を示す。

図７は、本発明の実施形態が動作することができる代表的な移動体通信ネットワークを示す。 図８は、再帰フェムトセルの代理による位置検出手順を示す。 図８ａは、再帰フェムトセルの代理による位置検出手順を示す。 図８ｂは、再帰フェムトセルの代理による位置検出手順を示す。 図８ｃは、再帰フェムトセルの代理による位置検出手順を示す。 図９ａは、フェムトセル位置検出のための代理として用いることができる移動体デバイスの位置を検出するための、種々のＧＳＭネットワークおよび移動体ベース位置検出技法を図式的に描いた代表例である。 図９ｂは、フェムトセル位置検出のための代理として用いることができる移動体デバイスの位置を検出するための、種々のＧＳＭネットワークおよび移動体ベース位置検出技法を図式的に描いた代表例である。 図９ｃは、フェムトセル位置検出のための代理として用いることができる移動体デバイスの位置を検出するための、種々のＧＳＭネットワークおよび移動体ベース位置検出技法を図式的に描いた代表例である。 図９ｄは、フェムトセル位置検出のための代理として用いることができる移動体デバイスの位置を検出するための、種々のＧＳＭネットワークおよび移動体ベース位置検出技法を図式的に描いた代表例である。 図９ｅは、フェムトセル位置検出のための代理として用いることができる移動体デバイスの位置を検出するための、種々のＧＳＭネットワークおよび移動体ベース位置検出技法を図式的に描いた代表例である。 図９ｆは、代理位置毎の位置誤差の評価を説明するために用いられる。 図９ｇは、代理位置検出技法を用いて、一層精度の高いフェムトセル位置を算出する際における位置の組み合わせを図式的に示す。 図１０ａは、緊急サービス位置検出要求を処理する手順を示す。 図１０ｂは、位置検出ベース・サービス（ＬＢＳ）要求を処理する手順を示す。 図１０ｃは、ＷＡＲＮ（警告、警報、および応答ネットワーク）要求を処理する手順を示す。
[0030] これより、本発明の例示的な実施形態について説明する。最初に、詳細な全体像を示し、次いで本発明のソリューションについて更に詳細な説明を示す。
全体像
[0031] ワイヤレス位置検出システムによって採用される位置検出方法は、配備されるサービス・エリア、または配備されるフェムトセルのタイプまたはモデルの能力によって異なることもある。ネットワーク・ベース・ワイヤレス位置検出システムは、無線エネルギおよびシグナリングを、逆制御チャネルおよびトラフィック・チャネル（移動体から基地局に向かう方向）のいずれかまたは双方、順方向（ブロードキャスト）チャネル（フェムトセルによってブロードキャストされる）、および／または順方向トラフィック・チャネル（セルから移動体デバイスに向かう方向）から収集することができる。位置検出は、ＰＯＡ（測距のための到達電力）、ＰＤｏＡ（到達電力差）、ＴｏＡ（到達時刻）、ＴＤｏＡ（到達時間差）、またはＡｏＡ（到達角度）、あるいはこれらの技法の組み合わせを用いて、これらのチャネルの内任意のものについて行うことができる。フェムトセル・ベース・ワイヤレス位置検出システムは、ＰＯＡ、ＰＤＯＡ、ＴＯＡ、ＴＤＯＡ、ＧＰＳ、またはＡ-ＧＰＳを用いるものを含むことができる。複数のネットワーク・ベース技法、複数のデバイス・ベース技法、またはネットワークおよびデバイス・ベース技法の組み合わせを組み合わせるハイブリッドが、位置検出に基づく用途に合わせた精度、歩留まり、およびレイテンシ要件を達成するために用いることができる。代理によるフェムトセルの位置検出技法は、実際には、ワイヤレス位置検出システムによる好機の位置検出(locations of opportunity)である。記載する技術は、ある種の位置検出が装備されている移動体を用いて、短期間だけまたはある種のネットワーク・イベント（例えば、ハンドオーバー、コール発進／終了、登録）の間しか利用できない場合もある。フェムトセルによって応対される移動体電話機の位置は、移動体デバイスの位置の推定値として役立つ。米国特許出願第１１／６０７，４０２号、”System for Automatically Determining Cell Transmitter Parameters to Facilitate the Location of Wireless Devices”（ワイヤレスデバイスの位置検出を容易にするためにセル送信機パラメータを自動的に決定するシステム）に記載されているように、ワイヤレス・デバイスを分散ネットワーク・プローブとして用いることができる。勿論、標準化されたワイヤレス・デバイスは、ブロードキャスト・セル情報を近隣の基地局から収集して、ハンドオーバー（同じネットワークの周波数、セクタ、またはセル間）、ハンドオフ（ネットワーク間において通信を移す）、およびソフト・ハンドオフ（ＣＤＭＡまたはＵＭＴＳのようなスペクトル拡散システムにおける無線リンクの追加および削除）というような移動動作(mobility operations)をし易くする。ワイヤレス・デバイスによって供給されたデータによる、フェムトセルを含むセル・サイトの位置検出を、ここでは代理によるセル・サイト位置検出(cell-site location-by-proxy)と呼ぶ。操作者のコマンドによって、あるいはフェムトセル・ブロードキャスト・セル-ＩＤに基づくワイヤレス・インテリジェント・ネットワーク・トリガによって、あるいはＲＮＭ（無線ネットワーク・モニタ）またはＬＭＳ（リンク監視システム）が装備されているＷＬＳによって新たなセル-ＩＤがネットワーク上で検出されたときにはいつでも自動的に、フェムトセルの位置を検出するために、ワイヤレス位置検出システムをトリガすることができる。
[0032] 図１に、広域ワイヤレス通信システムにおけるフェムトセルを示す。広域またはマクロ・セルラ・ネットワークは、地理的に分散されたセル（マクロセル１０１、マイクロセル１０２、およびピコセル１０３の混合、リピータ（図示せず）、および分散アンテナ・システム（図示せず）とすることができる）を含む。アンダーレイ(under-lay)フェムトセル１０４が、他のセルの無線フットプリント内に存在し、余分なトラフィック容量を提供することができる。境界フェムトセル１０５が、複数のセル無線フットプリントの下位に位置することができ、リモート・フェムトセル１０６が、広域ワイヤレス・ネットワークのカバレッジの外側（デッド・エリア）に存在し、拡大したカバレッジを提供することができる。広域ワイヤレス通信ネットワーク内でフェムトセルを用いると、同じ移動体デバイス１０７が、無線シグナリング１０８を通じて、マクロセル１０１、マイクロセル１０２、ピコセル１０３、およびフェムトセル１０４、１０５、１０６無線基地局のうち任意のものと通信することができる。ワイヤレス通信システムには、ワイヤレス位置検出システム、即ち、ＷＬＳを配備することもできる。移動体ベースの位置検出技法では、移動体デバイス１０７およびサービング移動体位置検出局（ＳＭＬＣ）１１１が、位置を判定するために用いられる。オーバーレイ・ネットワーク・ベースの位置検出技法では、位置測定ユニット（ＬＭＵ）１０９が、単独で配備されるか、または基地局と一緒に配置され、地理的分散を行うことができる。ＬＭＵ１０９は、パケット・データ接続１１０を通じて、ＳＭＬＣ１１１と通信する。ＳＭＬＣ１１１は、パケット・データ接続１１２を通じて、１つ以上のワイヤレス通信ネットワークと通信する。また、ＳＭＬＣ１１１は、パケット・データ接続１１３を通じて、位置を求めるための情報を、ワイヤレス通信システム内部ネットワーク内に配備されているリンク・モニタから受信することもできる。ＳＭＬＣは、ワイヤレス通信ネットワークのセルの位置および他の無線の態様(aspect)の詳細を示すデータベース１１４を内蔵する。
取付移動体を通じたフェムトセル代理位置検出
[0033] 図２は、代理移動体を通じたフェムトセルの位置検出を示し、信号測定値およびセル・ブロードキャス情報から得られた情報をＳＭＬＣに提供する。ここに記載する技法では、ワイヤレス・デバイスが分散型ネットワーク・プローブとして作用する。勿論、ワイヤレス・デバイスは、ブロードキャスト・セル情報を近隣の移動局から収集して、ハンドオーバー（同じネットワークの周波数、セクタ、またはセル間）、ハンドオフ（ネットワーク間において通信を移す）、およびソフト・ハンドオフ（ＣＤＭＡまたはＵＭＴＳのようなスペクトル拡散システムにおける無線リンクの追加および削除）というような移動動作(mobility operations)をし易くする。ＳＭＬＣ１１１（図１）は、これらの収集したデータ（ワイヤレス通信ネットワークによって標準化通信リンクを通じて配信されたデータ、または電気通信事業者のネットワーク内に設置されている監視プローブから個人通信リンクを通じて配信されたデータのいずれか）を、ＳＭＬＣデータベース１１４（図１）に格納されているネットワーク・トポロジ情報と共に用いて、フェムトセル２３０の概略的な位置を判定する。
[0034] 図２の図では、ＭＳ２０２が、フェムトセル２０３によってブロードキャストされた情報、ならびに周囲のセル２０４、２０５、２０６、および２０７からのそれぞれのビーコン２０９、２１０，２１１、および２１２を含む情報を収集する。フェムトセル２０３は、（本願と同一日に出願した”System and Method for Direct Femto-Cell Location”（直接フェムトセル位置検出システムおよび方法）と題する同時係属中の米国特許出願第 号（代理人整理番号ＴＰＩ-０９５８）に記載されているように）ビーコン情報を収集することができる。移動体が収集した情報は、移動体補助ハンドオフ規格にしたがって無線アクセス・ネットワークに送られ、受動的に傍受されて、リンク監視システムを通じてＳＭＬＣに供給される。
位置検出可能な取付移動体を通じたフェムトセル代理位置検出
[0035] 代理を通じてフェムトセルの位置を検出する代替方法の１つは、通信用フェムトセルを用いた移動体の位置検出である。用いられる位置検出技術は、ワイヤレス無線技術、および移動体デバイスにおける内蔵位置検出能力の実施態様によって異なる。位置判定サブシステム（ＬＤＳ）が装備されたフェムトセルのこれらの構造(makes)およびモデルについて、ダウンリンク技法を用いて、位置計算を遂行することができる。フェムトセルのＬＤＳは、デバイス・ベース位置検出技法、ネットワーク・ベース位置検出技法、および／または混成位置検出技法を可能にする。このサブシステムは、電力およびタイミング測定値、セル・ブロードキャスト情報、および種々の位置検出方法についての他の付随情報を収集することができる。種々の位置検出方法には、限定ではなく、デバイス・ベース到達時間（ＴＯＡ）、順方向リンク三辺測量（ＦＬＴ）、高度順方向リンク三辺測量（ＡＦＬＴ）、改良順方向リンク三辺測量（Ｅ-ＦＬＴ）、改良観察到達差（ＥＯＴＤ）、観察到達時間差（Ｏ-ＴＤＯＡ）、汎地球測位システム（ＧＰＳ）、および補助ＧＰＳ（Ａ-ＧＰＳ）が含まれる。位置検出方法は、基盤となる無線通信ネットワークの特性、またはワイヤレス通信ネットワーク提供業者によって用いられる無線位置検出システムの特性に依存して異なる場合もある。既知のフェムトセルＩＤまたは未知のセル-ＩＤを、収集データに含めると、この位置検出イベントのトリガとなる。内蔵位置検出能力がない移動体デバイスにためには、セル-ＩＤ、セル-ＩＤおよび無線飛行時間測距、および信号強度測定（ＳＳＭ）というような位置判定技法を用いることができる。改良セル-ＩＤ（ＥＣＩＤ）のような混成位置検出技法が可能なのは、サービング・セル-ＩＤ、無線飛行時間、および３つ以上のセル・サイト・アンテナからのブロードキャスト信号電力レベルが得られるときである。
[0036] 図３は、代理を通じたフェムトセル位置検出の一例を示す。この例では、移動体デバイス３０２は、フェムトセル３０３と二重通信３０８ができる。無線を減衰させる周囲構造物３０１にも拘わらず、移動体デバイス３０２は近隣のマクロセル（３０６，３０５）およびマイクロセル３０４からの３つ以上のビーコン（３０９、３１０、３１１）を検出し復調することもできる。他の近隣基地局（１つまたは複数）３０７からの更に別のビーコン（１つまたは複数）３１２は、遮断されているか、検出しきい値未満か、または少なくとも一時的に入手できないと考えられる。３つのビーコン（３０９、３１０、３１１）が入手できるので、到達時間差または電力差位置検出を、移動体デバイス３０２のために、受信した信号を用いて計算することができる。ＣＤＭＡシステムでは、時間に基づくＡＦＬＴ技法を用いることができる。ＧＳＭシステムでは、ビーコン・アンテナ位置およびビーコン送信電力レベルのＳＭＬＣデータベースが与えられれば、ＰＤＯＡ技法が可能である。ＥＣＩＤ技法を実行することができるが、フェムトセルの位置がわからないので、サービング・フェムトセルからの時間に基づく測距の欠如により、制限される。
[0037] 改良観察時間差（ＥＯＴＤ）は、ETSI 3GPP Technical Specification 43.059において定められている位置検出技法であり、ＧＳＭ ＭＳが、地理的に分散されている基地局によって送信されたビーコン信号の相対的時間差の測定を行い、これらの測定値が位置を計算するために用いられる。検出されたＥＯＴＤ対応移動体が、フェムトセルを用いている場合、または可能なハンドオーバー候補としてフェムトセルを有する場合、このフェムトセルの位置を判定するためにＥＯＴＤを用いることができる。高度順方向リンク三辺測量（ＡＦＴＬ）は、ＴＩＡ ＩＳ-９５およびＣＤＭＡ２０００規格において定められている技法であり、ＣＤＭＡ ＭＳが、地理的に分散されているＣＤＭＡ基地局によって送信されたパイロット信号の相対的時間差の測定を行い、これらの測定値が位置を計算するために用いられる。
[0038] 観察時間差（ＯＴＤ）は、TESI 3GPP Technical Specification 23.271において定められている位置検出技法であり、ＵＭＴＳネットワークでは本質的に移動局であるユーザ機器（ＵＥ）が、地理的に分散されているノードＢ（ＵＭＴＳシステムにおける基地局）によって送信された信号の相対的時間差の測定を行い、これらの測定値が、位置を計算するために用いられる。
[0039] 改良セル識別（ＥＣＩＤ）は、ＧＳＭ ＭＳの位置を検出するために用いられる技法であり、ＭＳが、地理的に分散されているＧＳＭ基地局によって送信された信号の受信電力レベル測定を行い、これらの電力測定値が、サービング・セルの位置、サービング・セルの既知のブロードキャスト電力、およびサービング・セルからの無線飛行時間判定距離と共に、 位置を計算するために用いられる。
[0040] 一旦代理位置が発見されたなら、フェムトセルと移動体デバイス３０２との間の時間または電力レベル測定値を用いて、代理移動体３０２からフェムトセル３１３までの距離３１６を確認する作業(effort)を行うことができる。
ＧＮＳＳ対応取付移動体を通じたフェムトセル代理位置検出
[0041] 図４は、移動体デバイス４０１が内蔵ＧＮＳＳ受信機能を有する場合における代理移動体を通じたフェムトセルの位置検出を図式的に示す。このＧＮＳＳ能力は、Taylor et alの米国特許第４，４４５，１１８号、”Navigation system and method”（ナビゲーション・システムおよび方法）、およびKrasner et al.の米国特許第６，０６４，３３６号、”GPS receiver utilizing a communication link”（通信リンクを利用するＧＰＳ受信機）に記載されているように、補助データおよびタイミングによって増強することができる。ＧＮＳＳ装備の移動体が、ＴＤＯＡ／ＡｏＡネットワーク・ベース・ワイヤレス位置検出システムが配備されているエリア内にある場合、２００３年１２月３０日に出願され、”TDOA/GPS Hybrid Wireless Location System”（Tドア／GPS混成ワイヤレス位置検出システム）と題する公開米国特許出願ＵＳ２００５０１４８３４６Ａ１に記載されているように、混成ＧＮＳＳ位置検出技法を採用することができる。図４に示すように、移動体デバイスがフェムトセルおよび４機以上のＧＮＳＳ衛星（４０６、４０７、４０８、４０９）と、ＧＮＳＳ装備移動体デバイスによって受信可能な無線信号（４１０、４１１、４１２、４１３）を通信可能な場合、この移動体デバイスの位置を算出すること、つまりサービング・フェムトセルの代理位置を算出することができる。サービング・フェムトセルの送信信号強度および／または信号品質に基づいて、更にフェムトセルの位置を判定するため、または代理位置に対する誤差推定値を求めるために、飛行時間または電力に基づく距離判定４１４を行うこともできる。このＧＮＳＳ装備取付移動体デバイスを通じたフェムトセルの代理位置判定は、ソフト・ハンドオフが存在し、移動体４０１がフェムトセル４０３および他の基地局（１つ以上）４０２との無線リンク（４０４、４０５）を維持している場合でも適用できる。
[0042] 移動体デバイスが他のセル４０２によって応対されている場合、ＧＮＳＳ装備移動体デバイスを通じた低精度、低信頼性のフェムトセル代理位置検出を設定する(establish)ことができるが、フェムトセル４０３を可能なハンドオーバー候補として（設定電力しきい値よりも高いフェムトセル・ブロードキャスト４０４の受信によって）報告する。
ハンドオーバー中における移動体アップリンク送信を用いたフェムトセルの位置検出
[0043] フェムトセルの代理位置検出は、移動体がハンドオーバーを行ってフェムトセルに入るまたはフェムトセルから出るときに、ネットワーク・ベース・ワイヤレス位置検出システムまたは移動体ベース位置検出技法を用いて行うことができる。ネットワーク・ベースＴＤＯＡ／ＡｏＡ位置検出システムを用いる場合、この技法は、広域ワイヤレス通信ネットワークと通信するためのアップリンク送信の電力が高いという利点がある。
[0044] 米国特許第６，７８２，２６４号”Monitoring Of Call Information In A Wireless Location System”（ワイヤレス位置検出システムにおけるコール情報の監視）、および米国特許出願第１１／１５０４１４号”Advanced Triggers For Location-Based Service Applications in A Wireless Location System”（ワイヤレス位置検出システムにおける位置検出に基づくサービス応用のための高度トリガ）に記載されているように、無線ネットワーク・モニタ（ＲＮＭ）またはリンク監視システム（ＬＭＳ）あるいは同等物を用いると、フェムトセルと広域ワイヤレス・ネットワークとの間のハンドオーバーを検出することができ、ハンドオーバー／ハンドオフの直前または直後に移動体の位置を検出し、フェムトセルの位置推定の好機が得られる。広域ワイヤレス・ネットワークからのハンドオーバー、および広域ワイヤレス・ネットワークへのハンドオーバーの双方を検出して、移動体デバイスの位置を検出するために用いることができる。フェムトセルによって応対されている移動体デバイスの位置検出により、フェムトセルの位置推定に役立つ。この動作は、移動体デバイスが収集した情報、またはネットワーク・ベース・ワイヤレス位置検出システムを用いて、位置情報を提供することができる。
[0045] 図５に示すように、移動体デバイス５０１が、マクロセルＢＴＳ５０６の無線カバレッジ・エリア５０２からフェムトセル５０３に移動しつつ、双方のセルと無線リンク５０４、５０５を通じて、セル間ハンドオーバーの間に短期間通信する。ワイヤレス位置検出システムは、リンク監視システム（ＬＭＳ５１０）によってトリガされる。ＬＭＳは、米国特許第６，７８２，２６４号に記載されているエービス・モニタ（エービス監視システム、またはＡＭＳとも呼ばれている）に対する改良であり、エービスおよびＡインターフェースだけでなく、ＧＳＭ−ＭＡＰ、Ｉｕｂ、Ｉｕ−ＰＳ、およびＩｕ−ＣＳインターフェースも監視することができ、場合によってはＩｕｒインターフェースも監視することができる。ＬＭＳは、変更によって、エービス・モニタと同じハードウェア／ソフトウェア・シャーシ上に実装することができる。ＬＭＳは、ワイヤレス通信システム内においてメッセージ・トラフィックを受動的に監視して、予め設定されている規準に基づいてワイヤレス位置検出システムをトリガする。
[0046] ワイヤレス位置検出システムのＬＭＳ５１０およびＲＮＭトリガリングについては、米国特許出願第１１／１５０，４１４号”Advanced Triggers For Location-Based Service Applications In A Wireless Location System”（ワイヤレス位置検出システムにおける位置検出に基づくサービスの応用のための高度トリガ）、および米国特許出願第１１／１９８，９９６号、”Geo-Fencing In A Wireless Location System”（ワイヤレス位置検出システムにおけるジオフェンシング）に更に詳しく記載されている。ハンドオーバーのようなイベントの検出については、米国特許第６，１１９，０００号”Method And Apparatus For Tracking Identity-Code Changes In A Communications System”（通信システムにおいて識別コード変化を追跡する方法および装置）に記載されている。また、ＬＭＳ５１０の能力は、ワイヤレス電気通信ネットワーク機器５０６、５１１に内蔵することもできる。図示のように、ＬＭＳ５１０はＢＴＳ-スパン５０７（ＧＳＭでは、「エービス」、ＩＳ-９５では「ＩＳ-６３４」ｍＵＭＴＳでは「Ｉｕｂ」）を監視し、ＬＭＳ５１０も受動プローブ（図示せず）に接続し（ディジタル・データ・リンク５０９を通じて）、ワイヤレス電気通信交換および制御機能ネットワーク５１１内にある他のデータ・リンクを、必要に応じてまたは製造業者および運営業者ネットワーク設計や構成選択にしたがって、監視する。一旦汎ドーバーの開始がＬＭＳ５１０によって検出され、トリガリング規準（この場合、フェムトセル５０３のセル-ＩＤがハンドオーバー・メッセージングの中にあること）を満たしたなら、ＬＭＳ５１０はＷＬＳ５１２のＳＭＬＣに、デジタル・パケットＬＭＳ-ＳＭＬＣリンク５１４を通じて知らせる。
[0047] 測距およびセル-ＩＤ、ＥＣＩＤ、ＡＦＬＴ、Ｅ-ＯＴＤＳ、ならびにＯＴＤＯＡ技法では、ＬＭＳメモリの移動体メモリが、シグナリング、タイミング、電力レベル情報のスライディング・ウィンドウ(sliding window)を格納することができる。既知のフェムトセル・セル-ＩＤまたは未知のセル-ＩＤへのハンドオフ・トリガは、ハンドオーバー・イベント直前に収集された情報の復元を促す。キャッシュされた情報は、データ接続５１４を通じてＳＭＬＣ５１２に受け渡され、位置推定値を求めるために用いられる。
[0048] Ｕ-ＴＤＯＡおよび／またはＡｏＡアップリンク・ベース・ワイヤレス位置検出システムでは、ＬＭＳ５１０が直ちにＳＭＬＣ５１２をトリガし、ＬＭＵネットワーク５１５タスク賦課についてのサービング・セルおよび現アップリンク無線チャネルの情報を、ＬＭＵデータ・リンク５１６を通じて提供する。ＬＭＵネットワーク５１５は、通常近隣ＢＴＳ５１７および近接ＢＴＳ５１８に位置する、地理的に分散されたＬＭＵ受信機を備えている。この即座のトリガリングにより、ＬＭＵネットワーク５１５は、マクロ・セルラ・ネットワークへのより高い電力のシグナリングを収集し、ワイヤレス位置検出の実行に用いることができる。
[0049] 図５に示した例では、高電力のマクロ・セルからそれよりも電力が低いフェムトセルへのセル間ハンドオーバーを示すが、同じ方法を用いて、逆方向のハンドオーバーも検出し突き止めることができるが、メッセージングが異なることに注意のこと。ＬＭＳ５１０の監視およびトリガリング機能をワイヤレス電気通信交換および制御機能ネットワーク５１１に内蔵した場合、ＳＭＬＣには、標準化された接続５１３（その例には、ＧＳＭでは「Ｌｂ」インターフェース、ＵＴＭＳでは「Ｉｕｐｃ」インターフェース、Ｊ-ＳＴＤ-０３６では「Ｅ５」または「Ｅ１２」インターフェースが含まれる）を通じて、ハンドオーバー・イベントを知らせることができる。フェムトセル同士間のハンドオーバーは、前述の方法によって捕獲することができ、フェムトセル間の境界の判定が可能になる。
[0050] 図６は、オーバーレイＷＬＳの配備例を模式的に示す。このＷＬＳは、ＬＭＵ６０１、ＧＰＳ受信アンテナ６０２、ダウンリンク受信アンテナ６０３、ＬＭＵ６０１を安全に外部設置アンテナ６０２、６０３にインターフェースするために必要な接地６０４および入力保護６０６、ＳＭＬＣ６０８、ならびにＳＭＬＣデータベース６０９、ならびに無線周波数配線６０５を備えている。図示のように、ＬＭＵ６０１は、有線接続またはワイヤレス接続６０８を通じて、ＳＭＬＣ６０８に接続されており、この接続６０８はＴＣＰ／ＩＰパケット・ベース通信を伝えることができる。ＳＭＬＣ６０８は、ＳＭＬＣデータベース６０９をホストすることができる。ＳＭＬＣデータベース６０９は、更に、ネットワーク・セル識別子、ネットワーク・アンテナ識別子、ネットワーク・アンテナ位置、ＬＭＵ（セル）位置、およびＬＭＵ識別子を記憶することができる。また、ＳＭＬＣ６０８は位置検出記録（例えば、ＳＭＬＣデータベース６０９）のデータベースを格納すること、またはこのデータベースに結合することもできる。このデータベースは、信号収集および／または位置計算に先立って、移動体デバイスまたはネットワーク適用セル-ＩＤおよび近接情報（例えば、ＧＳＭにおけるＣＧＩ＋ＴＡ、ＵＭＴＳにおけるＣＩ＋ＲＴＴ）に基づいて、位置検出アプリケーションに対するサービス品質を予測するために用いることができる。また、この同じデータベースは、本明細書において記載するように、手作業の入力、ＯＳＳからのダウンロード、あるいはＧＰＳおよび／またはダウンリンク受信サブシステムから得られる無線およびネットワーク・パラメータを保持するために用いることもできる。ワイヤレス通信ネットワークにおけるフェムトセルの位置検出では、ＳＭＬＣ６０８はネットワーク・セル識別子およびネットワーク・アンテナ識別子を収集し、ＳＭＬＣデータベース６０９に含めるために、ネットワーク・アンテナ位置（フェムトセルの位置）を算出する。
[0051] 図７は、ＧＥＲＡＮ／ＵＴＲＡＮ標準ＮＲＭを用いた例示的なネットワーク基準モデル（ＮＲＭ）７１０のアーキテクチャを示す。この標準化されたＮＭＲは、既に標準化されているコンポーネント、任意のコンポーネント、および標準でないコンポーネント（図７では強調されている）によって改良されている。これらのコンポーネントには、無線ネットワーク・モニタ（ＲＮＭ）７８２、リンク監視システム（ＬＭＳ）７１１、Ｉｏｔａ７９１インターフェース、フェムトセル（ホーム・ノードＢ（ＨＮＢ））、フェムトセル・ゲートウェイ（ホーム・ノードＢゲートウェイ（ＨＮＢ-ＧＷ））、およびＨＮＢとＨＮＢ-ＧＷとの間にあるｌｕｈインターフェースが含まれる。ホーム・ノードＢ（ＨＮＢ）は、消費者が設置したプラグ・アンド・プレー基地局であり、バックホールのために既存の有線またはワイヤレス・ブロードキャスト・サービスに接続することを意図している。ＨＮＢは、家庭または事務所内において標準的な移動体デバイスにワイヤレス無線カバレッジを提供するように設計されている。ＨＮＢは、標準的なノードＢの能力、および無線ネットワーク・コントローラ（ＲＮＣ）と同様の限定された無線リソース管理機能を組み込んでいる。広域無線ネットワークとＨＮＢとの間のハンドオーバーがサポートされる。ＨＮＢゲートウェイは、分散されているＨＮＢ基地局の集信装置である。ワイヤレス通信ネットワーク提供業者によって中核ワイヤレス・サービス・ネットワークに配備され、ＨＮＢ-ＧＷはｌｕｈインターフェースを通じて複数のＨＮＢと通信する。次いで、ＨＮＢ-ＧＷはトラフィックを回線交換ネットワーク（ＭＳＣを通じて）にＩｕ-ＣＳインターフェースを経由して受け渡し、パケット・データ・ストリームをパケット・ネットワーク（ＳＧＳＮを通じて）にＩｕ-ＰＳインターフェースを経由して受け渡す。
[0052] Ｉｏｔａ７９１インターフェースは、図７に示す、標準化されたインターフェースに基づく一実施形態である。Ｉｏｔａ７９１を用いると、ワイヤレス通信ネットワークは、トリガ（例えば、ダイアルされた番号、加入者ＩＤ、または移動体ＩＤ）が満たされたときに、ワイヤレス位置検出ネットワーク（この場合、ＳＭＬＣ７１２）に知らせることができる。Ｉｏｔａ７９１インターフェースを用いると、ワイヤレス位置検出ネットワークは、ワイヤレス通信ネットワークに無線情報について知らせることができ、更にInter-RATハンドオフが要求されたときを示すことができる。Ｉｏｔａ７９１は、１組の能力であり、必ずしも直接有線インターフェースではない。この二重モード・ネットワークの例では、Ｉｏｔａ７９１インターフェースは、ＳＭＬＣをＭＳＣに結合するように示されているが、実際の実施態様では、このインターフェースは、ＭＳＣをＭＰＣ、ＧＭＬＣ、ｇｓｍＳＣＦ、またはワイヤレス・インテリジェント・ネットワークにおける任意のインテリジェント・ペリフェラルに容易に接続することもできる。Ｉｏｔａインターフェースの好ましい実施態様は、非標準（即ち、標準化されたものの改良）ディジタル・パケット・インターフェースであり、既存のワイヤレス・インテリジェント・ネットワーク・プロトコル（例えば、ＩＳ-４１、ＷＩＮ、ＣＡＭＥＬ）の拡張版を用いてＭＳＣ７５０およびＳＭＬＣ７１２を相互接続するのであってもよい。Ｉｏｔａ７９１インターフェースの使用により、ＭＳＣ７５０が位置情報についてＳＭＣＬ７１２に素早く照会することが可能となり、ＳＭＬＣ７１２がアイドル状態の移動体の位置（アイドル状態の移動体のページ）、移動体についてのチャネルおよびセル情報を要求すること、無線機間アクセス技術（ＲＡＴ）ハンドオーバーを要求することが可能になる。変更型ワイヤレス・インテリジェント・ネットワーク・プロトコルの使用により、Iシステム間無線機間アクセス技術（ＲＡＴ）ハンドオフが必要になった場合に、ＳＭＬＣ７１２が複数のＭＳＣ７５０と通信することが可能になる。Ｉｏｔａ７９１インターフェースの能力の一部は、合同規格３６（Ｊ-ＳＴＤ-０３６）に定められているＥＴＳＩ／ＡＮＳＩ ＩＳ-４２ Ｅ２インターフェース「改良ワイヤレス９１-１フェーズ２」に既に存在する。
[0053] 無線ネットワーク・モニタ（ＲＮＭ）７８２は、広帯域マルチチャネル無線受信機であり、事実上、アドホック同調可能な狭帯域受信機の１群を備えている。これらの受信機は、周波数帯域のどこででもアップリンク・チャネルおよびダウンリンク・チャネル双方に同調可能にすることができる。ＲＮＭ７８２は、最初に、商用TruePosition位置検出移動体ユニット無線受信機プラットフォーム（ＬＭＵの一実施形態が、ＳＣＳの受信機モジュールの代替狭帯域実施形態として、米国特許第６，７８２，２６４号に既に記載されている）上において実装された。ＲＮＭは、その無線受信機を用いてシグナリングを収集し、ワイヤレス位置検出システムをトリガすることができる。ＲＮＭおよびその動作、能力、ならびに機能については、）米国特許出願第１１／１５０４１４号、”Advanced Triggers For Location-Based Service Applications in A Wireless Location System”（ワイヤレス位置検出システムにおける位置検出に基づくサービス応用のための高度トリガに更に詳細に記載されている。
[0054] ネットワーク７１０はサービング移動体位置検出局（ＳＭＬＣ）７１２を含む。ＲＮＭ７８２は、電気通信事業者のセル・サイトにおいて配備することができる主要コンポーネントである。ＲＮＭ７８２は、位置検出サービスの自律的提供のために、ＲＡＣＨおよびＳＤＣＣＨメッセージを受信することができる無線受信機の分散ネットワークとして実現することが好ましい。ＲＮＭ８２は、システムのためのデータを収集するために、指令された周波数に同調する。次いで、ＲＮＭ７８２は、収集したデータをＳＭＬＣ７１２に転送することができる。ネットワークにおける全てのＲＮＭ７８２は、汎地球測地衛星（ＧＰＳ）コンスタレーション（図示せず）の使用によって、時間同期および周波数同期されていることが好ましい。
[0055] ＳＭＬＣ７１２は、高ボリューム位置検出処理プラットフォームであることが好ましい。ＳＭＬＣ７１２は、位置、信頼間隔、速度、および移動方向を計算するために、Ｕ−ＴＤＯＡおよびマルチパス軽減アルゴリズムを内蔵する。また、ＳＭＬＣ７１２は、リンク監視システム（ＬＭＳ）７１１からのトリガリングまたはＬｂインターフェースからインフラストラクチャ販売業者の基地局コントローラ（ＢＳＣ）７９６への要求（または、場合によっては、ＬｓインターフェースとしてのＭＳＣ７９６）に基づいて、どのワイヤレス電話機の位置を検出するか決定する。ＳＭＬＣ７１２は、通例、運営業者のＢＳＣ７９６と一緒に配置されるが、離して分散させることもできる。ＳＭＬＣ７１２の主要な機能は、ＲＮＭ７８２からの信号検出についての報告を受信すること、位置検出処理を実行すること、そして信号毎に位置検出推定値を計算することである。ＳＭＬＣ７１２は、ネットワークを管理し、電気通信事業者に位置検出記録へのアクセスを与える。ＳＭＬＣ７１２は、位置検出記録の収集および配信をその役割とする。また、ＳＭＬＣ７１２はコンフィギュレーション情報を維持し、ネットワーク管理をサポートする。
[0056] ＬＭＳ７１１は、当該ＬＭＳ７１１が接続されているネットワーク７１０において、全てのエービス・シグナリング・リンク７７６（および場合によっては、Ａ−インターフェース・リンク７５２およびＧＳＭ移動体アプリケーション・プロトコル（ＧＳＭ−ＭＡＰ）７４８インターフェース）を継続的に監視する。ＬＭＳ７１１の機能は、コール（例えば、ＧＳＭ音声会話、およびＳＭＳトランザクションまたはＧＰＲＳデータ・セッション）およびＳＭＳ設定手順におけるメッセージ、呼最中制御メッセージ、ならびにＭＳ７８０およびまたはＵＥ７８８に対する呼着信および解放メッセージを取り込むことである。次いで、ＬＭＳ７１１は、これらのメッセージに含まれているデータを、後続の位置検出処理のために、ＳＭＬＣ７１２に転送する。
[0057] ＧＳＭサービス制御機能（ｇｓｍＳＣＦ）７２０は、サービス制御ポイント（ＳＣＰ）とも呼ばれており、データベースと、非コール指向サービス(non-call oriented service)を加入者に提供するための論理規則(logical rules)とを含む。ｇｓｍＳＣＦ７２０は、ＭＳＣ（１つまたは複数）およびＧＳＮ（１つまたは複数）にＳＳ７ネットワーク７４９を通じて、ＣＡＭＥＬアプリケーション・パート（ＣＡＰ）７６３を経由して接続する。ＧＳＭ移動体アプリケーション・プロトコル（ＧＳＭ−ＭＡＰ）７６３は、ワイヤレス・ネットワークの有線部分における呼関係制御サービスのための通信媒体である。ＧＳＭ−ＭＡＰ７４８は、自動ローミング、認証、位置検出サービス・システム間ハンドオフ、およびＧＳＭまたはＵＭＴＳネットワークにおけるショート・メッセージ・サービスのルーティングというようなサービスを提供するために存在する。ＭＳＣ７５０、ＨＬＲ７３４、ＶＬＲ（ここでは、ＭＳＣ７５０の一部として示されている）、ＧＭＳＣ７４４、ＥＩＲ７３２、ＧＭＬＣ７９８、およびｇｓｍＳＣＦ７２０というような全てのワイヤレス・ネットワーク・エレメントは、このメッセージング・プロトコルを用いて、互いの間で通信を行う。ＧＳＭ−ＭＡＰ７４８は、国際シグナリング・システム７（ＳＳ７）ネットワーク（ＭＡＰ−ＣＡＰネットワーク７４９）に存在する。
[0058] ゲートウェイ移動体位置検出局（ＧＭＬＣ）７９８は、３ＧＰＰ規格によって、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＵＭＴＳネットワークにおける位置検出記録のクリアリングハウスとして定められている。ＧＭＬＣ７９８は、厳格に制御されるＳＳ７ネットワーク７４９と公衆インターネットとの間におけるバッファとしての役割を果たす。位置検出に基づくサービスに対する認証、アクセス制御、アカウンティング、および認可機能は、慣例では、ＧＭＬＣ７９８に存在するか、またはＧＭＬＣ７９８によって制御される。
[0059] Ｌｅインターフェース７２４は、ＩＰ系ＸＭＬインターフェースであり、最初にLocation Interoperability Forum（ＬＩＦ：位置検出相互動作可能性フォーラム）において開発され、次いで後になって第３世代パートナーシップ・プログラム（３ＧＰＰ）によってＧＳＭ（ＧＥＲＡＮ）およびＵＭＴＳ（ＵＴＲＡＮ）に対して標準化された。位置検出ベース・サービス（ＬＢＳ）クライアント７２２は、ＬＣＳ（位置検出サービス）としても知られている。ＬＢＳおよびＬＣＳ７２２は、ソフトウェア・アプリケーションであり、移動体デバイスの位置検出を用いることを一意にイネーブルされているサービスである。
[0060] Ｅ５＋インターフェース７１８は、北アメリカのＥ９−１−１に対する合同ＡＮＳＩ／ＥＴＳＩ規格０３６において定められているＥ５インターフェースの変更版である。Ｅ５＋インターフェース７１８は、ＳＭＬＣ１２およびＧＭＬＣ９８ノードを直接接続し、ＬＭＳ７１１またはＲＮＭ７８２のトリガがワイヤレス位置検出システムによって用いられるときに、ネットワーク取得情報（セル−ＩＤ、ＮＭＲ、ＴＡ等）を用いて、あるいは特殊化した受信機が実行するＴＤＯＡおよび／またはＡｏＡ（到達角度）によって、プッシュ動作を可能にする。
[0061] ユーザ機器（ＵＥ）７８８は、ＵＭＴＳ移動体デバイスのような機器として定めることができる。ノードＢ７８６は、ＵＭＴＳ無線インターフェースに対するＵＴＲＡＮネットワーク・インターフェースである。無線ネットワーク・コントローラ（ＲＮＣ）７７０は、ＵＴＲＡＮによる自律無線資源管理（ＲＲＭ）をを可能にする。ＲＮＣ７７０は、ＧＳＭ ＢＳＣと同じ機能を実行し、ＲＮＳエレメント（ＲＮＣおよびノードＢ）の集中制御を行うことができる。ＲＮＣ７７０は、Ｉｕ−ＰＳ７７４、Ｉｕ−ＣＳ７６２、Ｉｕｒ７６１、およびＩｕｂ７９０インターフェース間においてプロトコル交換を処理し、無線ネットワーク・システム全体の集中動作および保守を責務とする。RＮC７７０は、必要なときに、標準化されたＩｕｒインターフェースを通じて、他のＲＮＣと直接通信することができる。
[0062] サービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）７６８は、個々のＧＰＲＳ対応(capable)移動局７８０の現在地を監視し、基本的なセキュリティ機能およびアクセス制御機能を実行する。ＳＧＳＮ７６８は、Global System for Mobility（ＧＳＭ：移動用汎地球システム）のＧＥＲＡＮおよびＵＭＴＳ無線ネットワーク双方に応対することができる。
[0063] ゲートウェイＧＰＲＳサポート・ノード（ＧＧＳＮ）７４６は、ＧＰＲＳネットワークに対してシステム・ルーティング・ゲートウェイとして作用する。ＧＧＳＮ７４６は、外部パケット・データ・ネットワーク（例えば、公衆インターネット）への接続部であり、課金、ルーティング、セキュリティ・ファイアウオール構築(firewalling)、およびアクセス・フィルタリングのタスクを実行する。ゲートウェイＭＳＣ（ＧＭＳＣ）７４４は、ローミングする加入者を、別の運営業者のネットワークにおける訪問先ＭＳＣに導くブリッジとして作用する。制御シグナリングおよびトラフィック・トランク双方は、ＧＭＳＣ７４４を通じて設定される。
[0064] Ｕｍ７１５は、ＧＳＭ無線インターフェースである。Ｕｕ７１７は、ＵＭＴＳ無線インターフェースである。Ｉｕｂインターフェース７９０は、ＵＭＴＳネットワーク上に配置され、ＲＮＣ（無線ネットワーク・コントローラ）７７０とノードＢ７８６との間に見られる。Ｉｕｐｃ７２２は、位置推定を行うために、ＵＭＴＳネットワーク内においてＵＭＴＳ ＲＮＣ７７０をＳＭＬＣ（ＳＡＳとも呼ぶ）と相互接続する。Ｉｕ−ＣＳ（回線交換）インターフェース７６２は、ＵＭＴＳ ＲＮＣ７７０を回線交換通信指向ネットワーク（ＭＳＣ７５０）と接続することができる。Ｉｕ−ＰＳ（パケット交換）インターフェース７７４は、ＵＭＴＳ ＲＮＣ７７０をパケット交換通信指向ネットワーク（ＳＧＳＮ）７６８と接続することができる。Ｇｂインターフェース７６６は、ＢＳＣ７９６をＳＧＳＮ７６８と相互接続することができ、ＧＰＲＳ通信のルーティングを可能にする。
[0065] Ｇｎインターフェース７６０は、ＧＰＲＳネットワーク・パケット・データ・インターフェースであり、ＳＧＳＮ７６８とＧＧＳＮ７４６との間に配置されている。Ｇｓインターフェース７６４は、ＧＰＲＳシステム・インターフェースであり、ＳＧＳＮ７６８とＭＳＣ７５０との間に配置されている。Ｇｒ（図示せず）インターフェースは、ＧＳＭ−ＭＡＰインターフェースであり、ＳＧＳＮ７６８とＳＳ７ネットワーク７４９に位置付けられたホーム・ロケーション・レジスタ（ＨＬＲ）７３４との間に配置されている。
[0066] 米国特許第６，７８２，２６４号に記載されているように、基地局コントローラ（ＢＳＣ）リンク（例えば、エービス・リンク）に至る基地送受信局（ＢＴＳ）を監視して、トリガリング・メッセージおよび情報フィールドを検出することが可能である。’２６４特許において、ＡＭＳ（エービス監視システム）と呼ばれている受動ネットワーク・モニタが、ＧＳＭエービス・インターフェースを監視することが例示されている。この受動ネットワーク・モニタを本発明にしたがって拡張し、ここではリンク監視システムまたはＬＭＳと呼ぶことにする。リンク監視システム（ＬＭＳ）７１１は、複数のセルラ・ネットワーク・データ・リンクを同時に監視し、対象データを走査し、メッセージ内部にある特定のメッセージまたはデータ・フィールドを検出することができる。対象のメッセージまたはデータ・フィールドの設定またはタスク賦課(tasking)は、任意の時点で行うことができる。一致が生じた場合、記憶メモリへの書き込み、またはトリガリング・メッセージおよび（または）データ・フィールドの別のシステム・ノードへの転送というような、予め設定されている動作(action)を実行するために、ＬＭＳ７１１を更にトリガすることができる。
[0067] 無線ネットワーク・モニタ７８２は、位置検出トリガリング情報およびメセージングの受動的監視の概念を、無線エア・インターフェースに拡張する。ＲＮＭ７８２は、アップリンク（移動体デバイスからＢＴＳまたはノードＢに向かう方向）およびダウンリンク無線通信双方を検出し監視することができる。
[0068] 移動体デバイス、移動体、移動体電話機、または移動体加入者ユニットという用語は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ／ｍ、ＧＳＭ、ＵＭＴＳ、またはマルチモード（ＧＳＭ／ＵＭＴＳネットワークのような）ネットワークにおけるＭＳまたはＵＥのことを言う。ＧＳＭにおけるＭＳ７８０は、２つの別個のエレメント、ＭＥ（移動体機器）およびＳＩＭ（加入者識別モジュール）から成る。ＵＭＴＳにおけるＵＥは、ＭＥ（移動体機器）およびＳＩＭ／Ｕ．Ｓ．Ｉ．Ｍ（加入者識別モジュール／ＵＭＴＳ加入者識別モジュール）の組み合わせである。
[0069] 移動体デバイスは、マルチモード動作またはマルチ無線動作が、多技術ワイヤレス通信ネットワークまたは異種ワイヤレス通信ネットワークに、異種無線アクセス技術を用いてアクセスすることを可能にする。この図７に示すように、移動体デバイスは、ＧＳＭ移動局（ＭＳ）７８０およびＵＭＴＳユーザ・エンティティ（ＵＥ）７８８の二重モード機能を内蔵することができる。移動体デバイスは、通例、共通回路および計算機能を用いて双方の機能を実装する。
フェムトセル位置検出のトリガリングおよびタスク賦課
[0070] 図８に示すように、ＳＭＬＣ６０８には、手作業でまたはワイヤレス・ネットワーク運営業者の動作サポート・システム（ＯＳＳ）から、セル情報８０１を受け渡すことができる。このＯＳＳは、ネットワーク構成、障害監視、性能評価、セキュリティ監査およびイベント検出、最適化等をサポートするネットワーク管理システムである。また、ワイヤレス通信ネットワークを通じて、コール詳細記録の分析によって、フェムトセルを発見する（８０２）こともでき、あるいは、ＬＭＳまたはＲＭＳ機能が利用可能な場合、ワイヤレス通信ネットワークのリンク・トラフィックを監視して、コール・イベントに関するメッセージ内部にある新たなセル-ＩＤを見つけることによって、フェムトセルを発見することもできる。
[0071] 一旦フェムトセルＩＤが判定され、セル-ＩＤおよび任意の関連する位置情報（セル位置検出品質しきい値を含む）がＳＭＬＣデータベース８０４に格納されたなら、ＳＭＬＣは位置検出好機８０５能力を作動させ、配備されている機器および運営業者の好みに依存して、セル-ＩＤトリガを、ワイヤレス・インテリジェント・ネットワーク機能８０６（Ｉｏｔａインターフェースまたは同様のインターフェース）によって追加することもできる。あるいは、移動体に行われる通常の位置検出を、フェムトセルＩＤに対して試験できるように、ＷＬＳはフェムトセルのセル-ＩＤ８０７に対して内部トリガを設定することもできる。最後に、ＷＬＳは、セル-ＩＤの検出がＷＬＳに位置検出を試行することを促すように、ＲＮＭまたはＬＭＳ８１０にセル-ＩＤトリガリングを設定することができる。
[0072] 一旦代理位置情報が、ソースは何であれ、ＳＭＬＣに配信されたなら、位置を計算することができる（８０９）。この計算は、代理移動体および問題のフェムトセルのオフセット距離(offset distance)を含めようとしてもよい。位置検出確信度も、このステップにおいて計算される。
[0073] 次に、計算された位置は、ＳＭＬＣデータベースの中にある現在のセル-ＩＤについての位置と比較される（８０１）。計算された確信度がセルの位置検出品質のそれよりも高い場合、ＳＭＬＣデータベースを自動的に更新することができ、または運営業者ＯＳＳに、判定されたセル位置誤差を知らせることができる。
[0074] フェムトセルの位置が与えられている場合、またはフェムトセルの位置が自律的に算出される場合、ＳＭＬＣは、位置検出リソースを用いて、ときどき（または操作者の要求に応じて）フェムトセルの位置を確認し、更に再確認し、ネットワーク運営業者に変化を警告することができる。フェムトセルＩＤが与えられているが、位置が与えられていない場合、ＳＭＬＣは特定されたフェムトセルの位置を判定する動作において、位置検出リソースを割り当て、そして利用可能な場合、リンク監視リソースを割り当てる。
[0075] 一旦ワイヤレス位置検出システムが代理を通じてフェムトセルの位置を検出したなら、確信度の分析（位置検出が実際にどの程度優れているかの尺度）を、セル・サイズ、セクタ数、受信電力レベル、用いられた位置検出技法の固有正確度というような要因に基づいて、実行することができる。信頼性が余りに低い場合（即ち、所望の精度でフェムトセルの位置がわからない）、ＷＬＳはときと共にもっと高い精度までフェムトセルの位置を再度検出しようとすることができる。この再位置検出および位置検出の確認は、累進的に正確度が高くなるワイヤレス位置検出技術を利用可能な範囲で用いて、実行することができる。
[0076] フェムトセルについて代理位置および距離推定値を有する代理位置が増大するに連れて、統計的方法を用いて、フェムトセルの位置検出に更にリファインすることができる。ＳＭＬＣは、全ての場合において移動体の位置を計算するために用いられる。
[0077] 図９ａは、セル-ＩＤ（ＧＳＭにおけるＣＧＩ）のみが全指向性（１つのセクタ）セルについて報告されたときの、アンテナにおける報告された移動体の位置９０１および位置検出誤差エリア９０２を示す。この技法は、セル・サイズが小さいとき、セルがセクタ化されていないとき、または可能なハンドオーバー候補が移動体デバイスによって報告されていないときに有用であると考えられる。位置検出誤差エリア９０２は、実際には、セル・カバレッジ・エリア９０１よりも、既知のまたは予測されたフェムトセル・カバレッジ・エリア９０３だけ大きい。セル-ＩＤ位置検出誤差エリアには、低い確率スコアが割り当てられており、寸法(dimensions)および確率がＳＭＬＣデータベースに記録される。
[0078] 図９ｂは、セル-ＩＤおよびサービング・セクタ９０３（ＧＳＭにおけるＣＧＩ）が、セクタ化されたセルについて報告されたときの、報告されたセルおよびセクタ移動体位置９０５および位置検出誤差エリア９０６を示す。この技法は、セル・サイズが小さいとき、または可能なハンドオーバー候補が移動体デバイスによって報告されていないときに最も有用である。報告されたセルおよびセクタ位置９０４は、セクタ・アンテナ９０１からセクタ二等分線９０７に沿って１／２の半径の位置として報告される。
[0079] 位置検出誤差エリア９０６は、既知のまたは予測されたフェムトセル・カバレッジ・エリア９０３の半径のため、セル・カバレッジ・エリア９０１よりも大きい場合がある。セル-ＩＤおよびセクタ位置検出誤差エリアには、低い確率スコアが割り当てられ、寸法および確率がＳＭＬＣデータベースに記録される。
[0080] 図９ｃは、セル・セクタ・タイミング（ＧＳＭの例では、これはＧＣＩ＋ＴＡ技法であり、ＵＭＴＳでは、これをＣＩ＋ＲＴＴと呼ぶ）を用いた移動体９０８の位置報告を示す。この例はセクタ化された構成を示すが、全指向性セルでは、ＣＧＩ＋ＴＡ技法は、サービング・アンテナ９０１を中心とするＴＡ＋１半径（１ＴＡ帯域＝５５４メートル、１ＲＲＴ帯域＝７８メートル）によって限定される誤差エリアを生ずる。図９ｃに示すセクタ化の場合では、セル・エリア９０２がセクタ化されており、サービング・セクタ９０４が想像線９０７によって二分されている。移動体は、用いている(as using)「ＴＡ」または「チップ」のタイミング進み（または往復時間）を報告する。距離測定値（ＴＡまたはＲＴＴ）が、サービング・セクタ９０７に面する帯域(band)９１０として示されている。報告されたタイミングおよび空中における光速を用いて距離を算出し、ＣＧＩ＋ＴＡによって、移動体位置９０８は、サービング・アンテナ９０１からセクタ二等分線９０７に沿って５５４（ＴＡ＋１／２）メートルと報告される。ＵＭＴＳでは、ＣＩ＋ＲＴＴは、サービング・アンテナ９０１からセクタ二等分線９０７に沿って７８（チップ（１つまたは複数）＋１／２）と報告される。セル-ＩＤ＋セクタ＋時間に基づく測距（ＣＧＩ＋ＴＡまたはＣＩ＋ＲＴＴ）による位置検出誤差エリアには、中程度の確率スコアが割り当てられ、この誤差エリアの寸法および確率はＳＭＬＣデータベースに記録される。
[0081] 図９ｄは、セル・セクタ・タイミング-ＰＤＯＡ（ＧＳＭの例では、これは、改良セル-ＩＤ（ＥＣＩＤ）またはＣＧＩ＋ＴＡ＋ＮＭＲ技法として知られている）を用いた移動体９０８の位置検出報告を示す。この例は、セクタ化構成を示すが、全指向性セルでは、ＣＧＩ＋ＴＡ＋ＮＭＲ技法は同様のサイズ誤差エリアを生ずる。
[0082] 図９ｄに示す例では、セル／エリア９０２が、セクタ化されており、移動体デバイスによってサービング・セクタ９０４が報告されている。また、移動体は「ＴＡ」のタイミング進み値も報告しており、ＴＡは地理的にサービング・セクタ９０４に面する帯域９１０として示されている。報告されたタイミングおよび空中における光速を用いて距離を算出すると、初期ＣＧＩ＋ＴＡ＋ＮＭＲ移動体位置９０８は、サービング・アンテナ９０１から５５４（ＴＡ＋１／２）メートルとなる。この初期推定値に、到達電力差（ＰＤＯＡ）計算を用いてリファインする（３つ以上のセル間ハンドオーバー候補が得られる場合）。電力レベルおよびセル間ハンドオーバーの候補はＳＭＬＣにはわかっており、ＳＭＬＣデータベースに格納されているので、ＰＤＯＡ計算に先立って電力レベルの正規化が可能である。ＥＣＩＤによって報告された位置検出誤差エリア９１２には、中程度の確率スコアが割り当てられ、誤差エリアの寸法および確率がＳＭＬＣデータベースに記録される。移動局が同期ネットワークにおいてスペクトル拡散技法、例えば、ＣＤＭＡＯｎｅ（ＩＳ-９５）またはＣＤＭＡ２０００（ＩＳ-２０００）システムにおいて用いられている符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）を用いる場合、移動体がそのソフト・ハンドオフ、候補、または近隣リストを、移動体補助ハンドオフ（ＭＡＨＯ）動作において用いられるものとして報告するとき、この移動体の位置を判定するために、前方リンク三角測量（ＦＬＴ）およびＰＳＭＭ（電力強度倍数測定(Power Strength Multiple Measurement)というような位置検出技法を用いることができる。３ＧＰＰ ＵＭＴＳシステム（広帯域ＣＤＭＡシステム）のようなスペクトル拡散非同期ネットワークでは、移動体がそのソフトハンドオフ、候補、または近隣集合においてフェムトセルＩＤを有する場合、この移動体に対する移動体位置検出は、観察到達時間差（Ｏ-ＴＤＯＡ）移動体ベース技法がワイヤレス通信ネットワークにおいて利用可能であれば、これを用いて行うことができる。
[0083] 図９ｅは、ネットワーク・ベース位置検出技法と移動体デバイス・ベース位置検出技法との組み合わせを示す。この例では、ＧＳＭ移動体にＥＯＴＤまたはＡ-ＧＰＳ能力が装備されている。図９ｄにおけると同様、サービング・セル・エリア９０２（ＣＧＩ）、サービング・セクタ・アンテナ９０１、報告されたＴＡ値（セクタが及ぶ帯域９１０として示されている）、およびＮＭＲ情報が、初期ネットワーク・ベース位置推定値を求めるために利用可能であるとして用いられている。この初期推定値は、更に、移動体算出位置推定値との組み合わせによって、リファインされて、混成代理位置が求められる。
[0084] 混成代理位置検出誤差エリア９１２には、高い確率スコアが割り当てられ、誤差エリアの寸法および確率はＳＭＬＣデータベースに記録される。
[0085] 図９ｄは、移動体代理について算出された位置を用いて、フェムトセルの位置を推定する方法を図式的に示す。代理移動体９１３の計算された位置は、円形の確率エリア９１７の中心を形成する。尚、多角形、楕円形、またはその他の形状に基づく他の誤差エリアをここでは省略しているが、単に図示を簡略化することが目的であることに過ぎないことに注意のこと。他の位置検出誤差形状の例が、3GPP Technical Specification “Universal Geographical Area Description (GAD) “、Document ID: 3GPP TS 23.032 V7.0.0（２００６年６月発行）において見ることができる。円形確率エリア９１７は、半径９１６を有する。この円形確率エリアの半径９１６は、誤差成分ｒ１（用いられる位置検出技法に固有の位置検出誤差、あるいは推定または計算された位置検出誤差）９１４と、代理移動体を通じて利用可能な電力または信号品質測定値に基づく代理とフェムトセルとの間の想定距離（ｒ２）との和である。誤差および推定距離９１６を加算することによって、フェムトセル位置検出についての確率エリアが得られる。
[0086] 図９ｇは、位置検出技法例の各々を用いたフェムトセルの代理位置検出を示す。サービング・セル９０１およびサービング・セクタ９０３にある第１移動体デバイスが、セクタ９０５に対する位置判定を可能にする。サービング・セル９０１およびタイミング進みＴＡ９１０を有するサービング・セル９０３にある第２移動体デバイスが、リファインした位置推定値９０８の算出を可能にする。サービング・セル９０１にある第３移動体デバイス、タイミング進みＴＡ９１０を有するサービング・セクタ９０３、およびそのネットワーク管理報告において報告された３つ以上のセル間ハンドオフ候補が、代理位置９０９に更にリファインすることを可能にする。内蔵位置検出能力を有する第４移動体、およびサービング・セルとしてまたはハンドオフ候補としてのフェムトセルが、追加の位置推定９１１に対処する。報告された代理位置、代理位置毎に報告された位置検出誤差、および代理のフェムトセルからの距離推定値を組み合わせることによって、フェムトセル位置についての代理位置９１８および位置検出誤差推定値９１９によって最適化されたフェムトセルの位置を算出することができる。
ＲＦ計画および調整のためのフェムトセル位置検出
[0087] フェムトセルには、いくつかの配備の問題がある。このような問題の１つは、自律、プラグ・アンド・プレー・フェムトセルが、マクロセル無線周波数計画全体において、エンド・ユーザまたは設置者(installer)入力がない場合の挙動である。言い換えると、マクロセル当たりに可能な数百ものフェムトセル、または無線通信ネットワーク当たり可能な数百万ものフェムトセルが、ＲＦドメインにおいてもっと大きなセルラ・インフラストラクチャと相互作用しなければならず、このようにする際に、フェムトセルおよび／またはもっと広いワイヤレス通信ネットワークは、周波数および無線チャネル再利用の利点を保存しつつ、他のフェムトセルおよび周囲のマクロセル無線通信ネットワークとの可能な（または発生している）干渉を軽減するように動作しなければならない。この周波数管理は、ユーザ集団(population)および規制当局のサービス品質の期待値(expectation)によって必要とされる。現在配備されているＩＥＥＥ８０２．１１ＷｉＦｉデータ・ネットワークは、地域的な規制遵守に従うだけの非規制無線スペクトルにおいて動作する自律アクセス・ポイントで構成されているが、これとは異なり、予約されているスペクトルにおいてフェムトセルを用いるワイヤレス通信システムは、ＦＣＣ Ｅ９-１-１フェーズ１およびフェーズ２指令のような規制に従うことになる。二重モードＷＬＡＮおよびセルラ・プロトコル・フェムトセルは、双方の規制義務集を満たさなければならない。フェムトセル・エア・インターフェースの信頼性および位置検出能力を要件とするのは、このサービス品質期待値および規制である。
[0088] 容量を高めるために、ワイヤレス・ネットワーク提供業者は、同じチャネルを用いるフェムトセルを、それらのマクロセル無線アクセス・ネットワークとして望んでいる。この再利用は、フェムトセル対マクロ・セル、フェムト対フェムト対マクロ等の干渉の原因となり得るのは不可避である。究極的に、ネットワークの性能が低下し、ＢＴＳ間ハンドオフがぎこちなくなり、セル管理に関する中核ネットワークの負担が生ずるという結果になる可能性がある。現在、ＲＦ計画および干渉低減は、フェムトセル販売業者からの特定の技術的ソリューションを含む。一部のフェムトセル販売業者は、彼らのフェムトセル製品が自動的に干渉のないチャネルを選択し、干渉を避けるようにその送信電力を調節するように設計したが、フェムトセルのコストが上昇し、複雑さが高くなった。こうしても、近隣のまたは地理的に近接するフェムトセルとの干渉は、予期されるに違いない。
[0089] フェムトセルの干渉を回避する１つの方法は、ワイヤレス無線アクセス・ネットワーク提供業者が、主にフェムトセル配備にも散られる新たな無線スペクトルを獲得して（または既存のスペクトルを隔離する）隔離されたフェムトセルと広域通信ネットワークとの間に可能な干渉がなくなるようにすることであろう。別々のスペクトルを用いると、広域無線アクセス・ネットワークとの干渉がない（このため、ＲＦ計画が統合のために必要とならない）フェムトセルの配備が可能になる。
[0090] 一部のフェムトセル販売業者は、ＧＮＳＳ（Navstar ＧＰＡのような）受信機をＢＴＳ機器の中に統合し、異なる位置または国に移動するときに、フェムトセルの位置を確認し、場合によってはロックする。衛星信号の周囲にある構造物による減衰のために、受信機はフェムトセルの屋内位置を得ることができない場合が多いので、このＧＮＳＳ位置検出受信機は、瑣末な有用性があるに過ぎない。一部のワイヤレス・ネットワーク提供業者は、ＧＮＳＳ位置測定値が得られない場所および時間では、フェムトセルを自動的に停止させることによって、フェムトセルの配備を制限するところまで行っている。
[0091] 利用可能なワイヤレス位置検出技術を用いて、フェムトセルの位置を求め、その位置およびＲＦデータを無線ネットワーク計画および監視ツールに提供する、低価格化を図ったフェムトセルのソリューションが、無線周波数管理のために提案されている。この同じ位置検出手法が、フェムトセルが緊急サービス用位置検出を提供することを可能にする。また、フェムトセルの位置検出は、許諾スペクトルにおいて固有の地理的カバレッジ要件との適合にも不可欠である。ワイヤレス・ネットワーク提供業者の許諾エリアの外側に移動したフェムトセルが、他の通信事業者の無線アクセス・ネットワークと干渉するのを許してはならない。発見された位置によって、これが発生するのを防止する。別の利点として、フェムトセルの位置検出によって、小さい地域的なワイヤレス・ネットワーク提供業者がフェムトセルを提供し用いることが可能になる。
緊急サービスのためのフェムトセル位置検出
[0092] フェムトセルを用いる発呼者の位置検出は、ＦＣＣのＥ９１１フェーズ１およびフェーズＩＩ指令の下で要求されている。フェムトセルはエンド・ユーザが設置しそして設置し直している場合もあるので、設置の際にフェムトセルにプログラミングされた静止位置が利用できなかったり、単に正しくないということもあり得る。フェムトセルのカバレッジ・エリアは限られており、マクロセルラ・ネットワーク・カバレッジから構造的素材によって遮断されている可能性があるエリアにこのカバレッジを提供するので、フェムトセル（セル-ＩＤ）の位置検出は、Ｅ９１１フェーズ１およびフェーズＩＩ指令双方を満たさなければならない。フェムトセルの緯度および経度が一旦発見されたなら、タイム・ベース測距技法（その例には、セル-ＩＤおよびタイミング進み（ＧＳＭ用）、サービング一方向遅延(serving-one-way-delay（ＣＤＭＡ用）、またはセル-ＩＤおよび１／２往復時間（ＲＴＴ）（ＵＭＴＳ用））を用いて、セル-ＩＤに基づくフェムトセルの位置検出を改善することができる。
[0093] 図１０ａに示すように、ＳＭＬＣは、（ＳＭＬＣデータベースの初期入力(population)の後）、緊急サービス位置検出要求１０１２に応答して、ワイヤレス通信ネットワークにサービング・セルＩＤおよびチャネル情報について、標準的な場合と同様に(as is the nominal case)、問い合わせることができる（１０１３）。多くの場合、サービング・セル-ＩＤは、実際の要求メッセージにおいて配信することができる。ＳＭＬＣは、サービング・セルのデータ（ソースが何であってもよい）を用いてＳＭＬＣデータベースに照会する（１０１４）。サービング・セルがフェムトセルであると判定され、容認可能な（ＰＳＡＰまたは規制当局の）しきい値よりも高い精度でこのフェムトセルの位置が検出された場合、ＳＭＬＣはＬＢＳ位置検出の試みを中断し、サービング・フェムトセルの位置（そして、任意に、フェムトセル位置検出誤差推定値およびフェムトセル誤差推定値、ならびに移動体とフェムトセルとの間における時間または電力に基づく測定値によって得られる任意の距離(ranging)）を戻す（１０１５）。ＳＭＬＣデータベースの照会１０１４が、サービング・セルがフェムトセルではないことを示す場合、通常の位置検出処理を実行すればよい（１０１６）。
[0094] また、2006WARN法令（もっと大きな港湾安全法案、Safe Accountability for Every Port Act of 2006(SAFE法案）の一部としての、警報、警告、および応答ネットワーク（ＷＡＲＮ）法令）の規定の下で、フェムトセルを用いる発呼者の位置を、緊急通知（逆９-１-１）サービスのために提供することができる。
[0095] 図１０ｃに示すように、ＳＭＬＣは（ＳＭＬＣデータベースの入力１００４後）、ＷＡＲＮ要求１０１２に応答して、ワイヤレス位置検出ネットワークに、影響を受けるエリアにおけるサービング・セルＩＤについて問い合わせることができる（１０１９）。次いで、ＳＭＬＣは、地理的に記載された影響を受けるエリアおよびセル・サイトの地理的位置におけるセル-ＩＤについて、ＳＭＬＣデータベースに照会し（１０２０）、マクロセルおよびフェムトセル双方のセル・サイトの地理的位置が戻される（１０２１）。
[0096] また、ＳＭＬＣには、影響を受けたエリアにおける一層精度が高い（セル-ＩＤよりも）位置を提供するタスク、および／または影響を受けたエリア内にある移動体の識別を与えるタスクも賦課することができる。広域位置判定１０２２を用いて、影響を受けたエリア内にある移動体を特定し、変動する精度で位置を検出することができる。
商用位置検出サービス用フェムトセル位置検出
[0097] 商用の位置検出に基づくサービスは、移動体デバイスの位置検出を必要とする。ワイヤレス通信ネットワークへの接続のためにフェムトセルを用いる移動体にとって、ダウンリンク移動体ベース技法またはＧＮＳＳ技法を用いる位置検出は問題となる。何故なら、フェムトセルは、マクロ・セルラ・ネットワークおよびＧＮＳＳ衛星信号双方共、遮断されているエリア、または構造的素材によって厳しく減衰されるエリアのために役割を果たすように設計されているからである。また、フェムトセルは、エンド・ユーザが設置しそして設置し直している場合もあるので、設置の際にフェムトセルにプログラミングされた静止位置が利用できなかったり、単に正しくないということもあり得る。（記載したアップリンクおよびダウンリンク技法によって）フェムトセルが発見された位置を移動体デバイスの位置として用いることによって、商用の位置検出に基づくサービスの使用、およびフェムトセルによって応対される(served)ユーザによる応用（移動体検索、地域を絞った広告、または移動体ソーシャル・ネットワーキング等）に対処することができる。
[0098] 図１０ｂに示すように、ＳＭＬＣは、（ＳＭＬＣデータベースの入力の後）、商用位置検出ベース・サービス（ＬＢＳ）位置検出要求１０１７に応答して、ワイヤレス通信ネットワークにサービング・セルＩＤおよびチャネル情報について、標準的な場合と同様に(as is the nominal case)、問い合わせることができる。多くの場合、サービング・セル-ＩＤは、実際の要求メッセージにおいて配信することができる。ＳＭＬＣは、サービング・セルのデータ（ソースが何であってもよい）を用いてＳＭＬＣデータベースに照会する。サービング・セルがフェムトセルであると判定され、容認可能な（要求された位置検出サービス品質（ＱｏＳ）に対する）しきい値よりも高い精度でこのフェムトセルの位置が検出された場合、ＳＭＬＣはＬＢＳ位置検出の試みを中断し、サービング・フェムトセルの位置（そして、任意に、移動体とフェムトセルとの間における任意の利用可能な時間または電力に基づく測定値に基づく、フェムト背ウル位置検出誤差推定値およびフェムトセル距離誤差推定値）を戻す（１０１８）。ＳＭＬＣデータベースの照会が、サービング・セルがフェムトセルではないことを示す場合、通常の位置検出処理を実行すればよい（１０１６）。
結論
[0099] 本発明の真の範囲は、本明細書において開示した現時点における好ましい実施形態に限定されるのではない。多くの場合、本明細書において記載した実施の場所（即ち、機能エレメント）は、単に設計者の好みに過ぎず、厳しい要件ではない。したがって、明示的にそのように限定されていると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は、以上に記載した特定の実施形態に限定されることは意図していない。

Claims (24)

  1. ワイヤレス通信システムにおいて動作するフェムトセル・デバイスの位置の検出においてワイヤレス位置検出システム（ＷＬＳ）によって用いるための方法であって、
    前記ＷＬＳが、サービング移動体位置検出センタ（ＳＭＬＣ）と、前記ＳＭＬＣと通信する複数の位置測定ユニット（ＬＭＵ）と、前記ＳＭＬＣと通信する複数のリンク・モニタと、前記ＳＭＬＣと通信し前記ワイヤレス通信システムのセル位置およびその他の無線の態様を含むＳＭＬＣデータベースとを含み、
    前記方法は、
    （ａ）前記フェムトセル・デバイスを発見しその位置検出を開始するステップであって、前記発見および開始が、（ａ１）前記ワイヤレス通信システムからフェムトセルＩＤ情報を受信する手順、（ａ２）コール詳細記録の分析により前記フェムトセルＩＤ情報を発見する手順、および（ａ３）コール・イベントに関するメッセージ内において新たなセル-ＩＤを求めて、ワイヤレス通信システム・リンク・トラフィックの監視を通じて、前記フェムトセルＩＤ情報を発見する手順、のうち少なくとも１つを含む、ステップと、
    （ｂ）前記フェムトセルＩＤ情報を前記ＳＭＬＣデータベースに格納するステップと、
    （ｃ）前記フェムトセル・デバイスの位置検出に対するトリガを設定するステップであって、前記トリガの設定が、（ｃ１）ワイヤレス・インテリジェント・ネットワーク（ＷＩＮ）設備を通じてフェムトセル・セル-ＩＤトリガを前記ＳＭＬＣデータベースに設定する手順、（ｃ２）いつ前記フェムトセル・デバイスが移動局（ＭＳ）に応対しているか特定するために前記移動局（ＭＳ）の位置情報を試験すべきことを前記ＷＬＳに示すために、内部フェムトセル・セル-ＩＤトリガを前記ＳＭＬＣデータベースに設定する手順、（ｃ３）前記ＷＬＳと関連した無線ネットワーク・モニタ（ＲＮＭ）またはリンク監視システム（ＬＭＳ）にフェムトセル・セル-ＩＤトリガを設定する手順のうち少なくとも１つを含み、前記ＷＬＳが、前記フェムトセル・セル-Ｄの検出が、前記フェムトセル・デバイスの位置検出を試すことを前記ＷＬＳに催促するように構成された、ステップと、
    （ｄ）前記フェムトセル・デバイスによって応対されているＭＳの識別を判定するステップと、
    （ｅ）前記ＭＳの位置を判定し、ＭＳ位置情報を前記ＳＭＬＣデータベースに提供するステップと、
    （ｆ）前記ＭＳの位置を用いて、前記フェムトセル・デバイスの位置を計算するステップと、
    （ｇ）前記フェムトセル・デバイスの計算した位置に関する確信度を計算するステップと、
    （ｈ）前記計算した確信度を、前記ＳＭＬＣデータベースに格納された確信度と比較するステップと、
    （ｉ）前記計算した確信度が、前記格納された確信度よりも高いと判定するステップと、
    （ｊ）前記ワイヤレス通信システムの操作者に、前記フェムトセル・デバイスと関連した格納位置情報における誤差を通知するステップおよび前記ＳＭＬＣデータベースの中にある前記フェムトセル・デバイスと関連した前記格納位置情報を更新するステップのうち少なくとも一方を含むさらなる動作を行うステップと、を含む、方法。
  2. 請求項１記載の方法であって、更に、前記計算した確信度が、予め定められた値よりも低いと判定し、より高精度な前記フェムトセル・デバイスの位置を得ようとするステップを含む、方法。
  3. 請求項１記載の方法であって、更に、無線周波数（ＲＦ）計画および調整のために前記フェムトセル・デバイスの位置を用いるステップを含む、方法。
  4. 請求項３記載の方法において、前記ＲＦ計画および調整が、前記フェムトセル・デバイスが再配置されるときに、前記フェムトセル・デバイスが他のセルと干渉するのを防止することを含む、方法。
  5. 請求項１記載の方法であって、更に、前記フェムトセル・デバイスの位置を、緊急サービスに用いるステップを含む、方法。
  6. 請求項１記載の方法であって、更に、前記フェムトセル・デバイスの位置を、警告、警報、および応答ネットワーク（ＷＡＲＮ）サービスに用いるステップを含む、方法。
  7. 請求項１記載の方法であって、更に、前記フェムトセル・デバイスの位置を、商用位置検出サービスに用いるステップを含む、方法。
  8. 請求項１記載の方法であって、更に、前記フェムトセル・デバイスを前記ＭＳから隔てている距離を判定するステップと、前記ＭＳの位置と前記フェムトセル・デバイスを前記ＭＳから隔てている前記距離とを用いて、前記フェムトセル・デバイスの位置を計算するステップとを含む、方法。
  9. 請求項１記載の方法において、前記ワイヤレス通信システムが、前記フェムトセル・デバイスに加えて、複数のマクロセルと少なくとも１つのマイクロセルとを含む、方法。
  10. 請求項９記載の方法において、前記フェムトセル・デバイスが、１つのマクロセルの無線フットプリント内に位置付けられたアンダーレイ・フェムトセルである、方法。
  11. 請求項９記載の方法において、前記フェムトセル・デバイスが、複数のマクロセルの無線フットプリント内に位置付けられた境界フェムトセルである、方法。
  12. 請求項９記載の方法において、前記フェムトセル・デバイスが、前記ワイヤレス通信システムの全てのマクロセルの無線フットプリントおよびカバレッジ・エリアの外側に位置付けられた遠隔フェムトセルである、方法。
  13. 請求項１記載の方法において、前記ＭＳの位置が、当該ＭＳによって計算され、当該ＭＳによって供給される、方法。
  14. 請求項１３記載の方法において、前記ＭＳが、ＧＮＳＳ衛星信号を受信することができる受信機を含むグローバル・ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）対応デバイスである、方法。
  15. 請求項１記載の方法において、前記ＭＳの位置が、ネットワーク・ベース・ワイヤレス位置検出システムによって計算される、方法。
  16. 請求項１５記載の方法において、前記ＭＳの位置が、ハンドオーバー手順の間にＭＳアップリンク送信を用いて判定される、方法。
  17. ワイヤレス通信システムにおいて動作するフェムトセル・デバイスの位置を検出する際に、ワイヤレス位置検出システム（ＷＬＳ）によって用いるためのサブシステムであって、前記ＷＬＳが、サービング移動体位置検出センタ（ＳＭＬＣ）と、前記ＳＭＬＣと通信する複数の位置測定ユニット（ＬＭＵ）と、前記ＳＭＬＣと通信する複数のリンク・モニタと、前記ＳＭＬＣと通信し前記ワイヤレス通信システムのセル位置およびその他の無線の態様を含むＳＭＬＣデータベースとを含み、前記サブシステムが、
    （ａ）前記フェムトセル・デバイスを発見しその位置検出を開始する手段であって、前記発見および開始が、（ａ１）前記ワイヤレス通信システムからフェムトセルＩＤ情報を受信する手順、（ａ２）コール詳細記録の分析により前記フェムトセルＩＤ情報を発見する手順、および（ａ３）コール・イベントに関するメッセージ内において新たなセル-ＩＤを求めて、ワイヤレス通信システム・リンク・トラフィックの監視を通じて、前記フェムトセルＩＤ情報を発見する手順のうち少なくとも１つを含む、手段と、
    （ｂ）前記フェムトセルＩＤ情報を前記ＳＭＬＣデータベースに格納する手段と、
    （ｃ）前記フェムトセル・デバイスの位置検出に対するトリガを設定する手段であって、前記トリガの設定が、（ｃ１）ワイヤレス・インテリジェント・ネットワーク（ＷＩＮ）設備を通じてフェムトセル・セル-ＩＤトリガを前記ＳＭＬＣデータベースに設定する手順、（ｃ２）いつ前記フェムトセル・デバイスが移動局（ＭＳ）に応対しているか特定するために前記移動局（ＭＳ）の位置情報を試験すべきことを前記ＷＬＳに示すために、内部フェムトセル・セル-ＩＤトリガを前記ＳＭＬＣデータベースに設定する手順、（ｃ３）前記ＷＬＳと関連した無線ネットワーク・モニタ（ＲＮＭ）またはリンク監視システム（ＬＭＳ）にフェムトセル・セル-ＩＤトリガを設定する手順、のうち少なくとも１つを含み、前記ＷＬＳが、前記フェムトセル・セル-Ｄの検出が、前記フェムトセル・デバイスの位置検出を試すことを前記ＷＬＳに催促する、手段と、
    （ｄ）前記フェムトセル・デバイスによって応対されているＭＳの識別を判定する手段と、
    （ｅ）前記ＭＳの位置を判定し、ＭＳ位置情報を前記ＳＭＬＣデータベースに提供する手段と、
    （ｆ）前記ＭＳの位置を用いて、前記フェムトセル・デバイスの位置を計算する手段と、
    （ｇ）前記フェムトセル・デバイスの計算した位置に関する確信度を計算する手段と、
    （ｈ）前記計算した確信度を、前記ＳＭＬＣデータベースに格納された確信度と比較する手段と、
    を含む、サブシステム。
  18. 請求項１７記載のサブシステムであって、更に、前記計算した確信度が前記格納された確信度よりも高いと判定し、前記ＳＭＬＣデータベースの中にある前記フェムトセル・デバイスと関連した位置情報を更新する手段を含む、サブシステム。
  19. 請求項１７記載のサブシステムであって、更に、前記計算した確信度が、前記格納された確信度よりも高いと判定し、前記ワイヤレス通信システムの操作者に、前記フェムトセル・デバイスと関連した前記格納された位置情報における誤差を通知する手段を含む、サブシステム。
  20. 請求項１７記載のサブシステムであって、更に、前記計算した確信度が、予め定められた値よりも低いと判定し、より高精度な前記フェムトセル・デバイスの位置を得ようとする手段を含む、サブシステム。
  21. 請求項１７記載のサブシステムであって、前記フェムトセル・デバイスを前記ＭＳから隔てている距離を判定する手段と、前記ＭＳの位置と前記フェムトセル・デバイスを前記ＭＳから隔てている前記距離とを用いて、前記フェムトセル・デバイスの位置を計算する手段とを含む、サブシステム。
  22. 請求項１７記載のサブシステムにおいて、前記ＭＳの位置が、当該ＭＳによって計算され、前記ＭＳによって供給される、サブシステム。
  23. 請求項１７記載のサブシステムにおいて、前記ＭＳの位置が、前記ＷＬＳによって計算される、サブシステム。
  24. 請求項２３記載のサブシステムにおいて、前記ＭＳの位置が、ハンドオーバー手順の間にＭＳアップリンク送信を用いて判定される、サブシステム。
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