JP5628262B2 - ワイヤレス通信システムにおいて位置標定データをブロードキャストする方法および装置 - Google Patents

ワイヤレス通信システムにおいて位置標定データをブロードキャストする方法および装置 Download PDF

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Description

分野
本発明は一般的に位置決定に関し、特にワイヤレス通信システムにおいて位置標定データ（ＰＬＤ）をブロードキャストする技術に関する。
背景
装置を位置標定する共通の手段は既知の位置における複数の送信源から送信される信号が装置に到達するのに要求される時間量を決定することである。既知の位置おける複数の送信機からの信号を供給する１つのシステムはよく知られたグローバルポジショニング衛星（ＧＰＳ）システムである。ＧＰＳシステム中の衛星はＧＰＳマスタープランにしたがって正確な軌道に配置される。ＧＰＳ衛星の位置は多数の異なる情報セットにより識別することができ、そのいくつかの情報は他の情報よりも正確である。
ＧＰＳ衛星は“アルマナック”と呼ばれる１セットの情報を送信し、これには“星座”中の衛星の位置に関してあまり正確でない情報が含まれている。地上局はＧＰＳ衛星を継続的に監視して、軌道中における変動を観測する。衛星の正確な位置がいったん決定されると、情報が衛星に中継で戻される。その後に衛星は“暦表”と呼ばれる他のセットの情報を送信し、これには衛星軌道のより正確なバージョンが含まれている。各衛星はＧＰＳシステム中のすべての衛星に対するアルマナック情報を送信するが、暦表情報はその衛星自体に対するもののみ送信する。
アルマナックと暦表は制限された時間量に対して有効である。アルマナック情報は、アルマナックが送信された時間からほぼ１週間の間に約３キロメートルの精度であると考えられる。暦表はほぼ２時間の間に約１メートルの精度で衛星軌道に関する情報を提供する。アルマナックと暦表の両者のエラーは情報が古くなるにしたがって大きくなる。したがって、この情報に基づく衛星の位置は、更新された情報が適切な時間間隔で受信されない限り、アルマナックと暦表が古くなるにしたがってさらに精度が低くなる。
ＧＰＳ受信機はアルマナックを受信および／または記憶することができ、このアルマナックは多数の衛星のそれぞれが所定の瞬間に空のどこに位置しているかを示す。ＧＰＳ衛星のさらに正確な位置は暦表とこの情報が利用可能な１日の内の時間とに基づいて決定される。
さらに新しい世代のワイヤレス装置（例えばセルラ電話機）はＧＰＳ衛星および／または地上基地局に基づいて位置決定を実行することができる。衛星送信に基づく位置決定に対して、衛星の正確な位置に関する情報が利用可能でない場合には、装置の推定位置は正確でないかもしれない。正確な衛星位置は衛星自体からあるいは代替発信源から（継続的にあるいは必要に応じて）更新を受信することにより得られる。このような代替発信源はワイヤレス通信システム中の基地局やあるいは位置決定装置（ＰＤＥ）であり、これらの各々にはＧＰＳ衛星からの要求される情報を得ることができるＧＰＳ受信機が備え付けられる。
基地局と端末との間の位置標定データのメッセージ送信は、１９９９年１１月１日の“デュアルモードスペクトル拡散システムに対する位置決定サービス標準規格”（ここではＩＳ−８０１標準規格として呼ぶ）と題するＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−８０１中に標準化されており、この標準規格は参照によりここに組み込まれている。ＩＳ−８０１標準規格は通信モデルを規定しており、これによりＩＳ−８０１メッセージが基地局と端末間で２点間送信される。したがって、システムリソースの大半の部分が位置標定データを基地局から多数の端末に送信するために必要とされる。ほとんどのワイヤレスシステムに対してシステムリソースが一般的に制限されていることから、これらのＩＳ−８０１メッセージは利用可能なシステムリソースの大部分を消費する。
したがって、ワイヤレス通信システム中の多数の端末に位置標定データ（例えば、ＧＰＳアルマナックおよび暦表）を効率的に提供する技術に対する技術的な必要性が存在する。位置決定が時間に対して移動する送信機（例えばＧＰＳ衛星）に基づいており、このような送信機の正確な位置が送信機や基地局のような代替発信源からの更新を受信するときのみ知られる場合には、この必要性は特に重要である。
概要
本発明の観点は基地局から多数の端末に位置標定データ（ＰＬＤ）を効率的にブロードキャストする技術を提供する。１つの観点では、異なるタイプのＰＬＤ情報を伝えるのに使用されるＰＬＤメッセージは、ＰＬＤメッセージが伝える情報の特性に基づいて２つ以上のグループに分類される。各グループは異なる方法でブロードキャストされる。例えば、（一般的により長寿命である）基地局に関するＰＬＤに対するＰＬＤメッセージの第１のグループはスケジュール化されていないフォーマットでブロードキャストされ、（一般的により短寿命であり、より頻繁にそしていくぶん規則的な間隔で更新される）ＧＰＳ衛星に関するＰＬＤに対するＰＬＤメッセージの第２のグループはスケジュール化されたフォーマットでブロードキャストされる。
他の観点では、ＰＬＤメッセージの第２のグループに対するスケジュールが形成され、スケジュールテーブルに含まれる。このスケジュールテーブルは予め定められた時間に送信される。スケジュールは、ブロードキャストのために選択された特定のＰＬＤエレメント、それらのブロードキャストの順序、およびそれらのブロードキャストの特定時間間隔を記述している。各ＰＬＤエレメントは特定のタイプ（例えば、アルマナック情報、アルマナック補正情報、または暦表情報）の、そして特定の送信機（例えばＧＰＳ衛星）に対するＰＬＤ情報の単位である。スケジュールは特定のスケジュール化された時間間隔（例えば、５１２ブロードキャストサイクル、これは約１１分である）に対して有効である。スケジュールテーブルはスケジュール化された時間間隔中に多数回（例えばブロードキャストサイクル毎すなわち１．２８秒毎）ブロードキャストされ、これは端末が迅速にスケジュールを取得し、どのＰＬＤ情報がブロードキャストされているかについてと、特定のＰＬＤ情報エレメントを探す場所とを確認できるようにする。各スケジュール化された時間間隔に対してスケジュールはあまり頻繁に更新されないが、最新のＰＬＤ情報が端末にブロードキャストされる。
ＰＬＤブロードキャスト技術の他のさまざまな詳細を以下で説明する。本発明は、以下でさらに詳細に説明するような、本発明のさまざまな観点、実施形態および特徴を実現する他の方法および装置をさらに提供する。
本発明の特徴、性質および効果は、参照符号が全体を通して対応したものを識別している図面を参照すると、以下の述べる詳細な説明からさらに明らかになるであろう。
図１は本発明のさまざまな観点および実施形態を実現することができるシステムの簡単化した図である。 図２はＩＳ−８０１標準規格により規定されている提供ＢＳ能力メッセージに対するフォーマットの特定の実施形態を示している。 図３はＧＰＳ衛星に対するさまざまなタイプの位置標定データ（ＰＬＤ）を送信するのに使用されるＧＰＳ ＰＬＤメッセージに対するフォーマットの特定の実施形態を示している。 図４はｃｄｍａ２０００に対するブロードキャストチャネルフレーム構造を図示している図である。 図５は本発明の実施形態にしたがった、ＧＰＳ ＰＬＤメッセージの送信を図示している図である。 図６は２つの異なるスロットパディングオプションの内の一方を使用するＧＰＳ ＰＬＤメッセージの送信を図示している図である。 図７は２つの異なるスロットパディングオプションの内の他方を使用するＧＰＳ ＰＬＤメッセージの送信を図示している図である。 図８は端末と基地局の実施形態の簡単化したブロック図である。
詳細な説明
図１は本発明のさまざまな観点および実施形態を実現できるシステムの簡単化した図である。位置標定すべき端末１１０は多数の送信機から送信される信号を受信する。多数の送信機はワイヤレス通信システムの基地局１２０および／またはグローバルポジショニング衛星（ＧＰＳ）システムの衛星１３０とすることができる。一般的に、既知であるかあるいは確認することができる位置を有する任意のタイプの送信機を位置決定のために使用することができる。
端末１１０は基準時間に関して受信信号の到着時間を決定することができる任意の装置とすることができる。１つの実施形態では、端末１１０は多数の送信機から信号を受信することができるセルラ電話機である。他の実施形態では、端末１１０はワイヤレスモデムを有する電子ユニット（例えば、コンピュータ端末、パーソナルデジタルアシスタンス（ＰＤＡ）など）、スタンドアローンＧＰＳ受信機、衛星および基地局からの信号を受信することができる受信機、あるいは他の任意のタイプの受信機とすることができる。
端末１１０の位置は（例えば、ＧＰＳ衛星および／または基地局から送信されるもののような）端末により受信される信号プラス受信信号が発信された送信機の位置に基づいて推定することができる。端末の位置推定は、端末、ワイヤレス通信システム中の位置決定装置（ＰＤＥ）１４０、基地局、あるいは他の何らかのエンティティにより導出することができる。位置推定を実行するエンティティには必要な測定値および送信機の位置（あるいはこれらの位置を決定する手段）が提供される。
ＧＰＳ衛星の位置は衛星により送信される信号を処理することにより確認することができる。各衛星は“アルマナック”情報を送信し、この情報には星座中のすべての衛星の粗い位置に関する情報が含まれている。各衛星は“暦表”情報をさらに送信し、この情報には地球上の追跡局により追跡され報告される、それ自体の軌道のさらに精度の高いバージョンが含まれている。基地局の位置は、端末の位置推定を実行するエンティティに対して（例えばメッセージを通して）既知にしてもよい。
ＧＰＳ衛星と基地局は端末の位置を決定する基準点として使用することができる。既知の位置における３つの送信機に対する距離を正確に測定することにより、端末はその位置を“三辺測量”することができる。端末は信号が送信機から端末に伝わるのに必要な時間を測定することにより各送信機に対する距離を推定することができる。信号が送信機から送信される時間が既知の場合（例えば、信号中にスタンプされている場合）には、信号の伝送時間は（端末の内部クロックに基づいて）端末により信号が受信された時間を観測することにより決定することができる。しかしながら、一般的に、送信と受信との間の時間量は、送信機と端末におけるクロックのオフセットのために正確に決定することができない。したがって、基準時間と信号が受信された時間との間の差に基づいて、“疑似レンジ”が一般的に取得される。
端末の位置を正確に推定するために、正確なレンジ情報が送信機の位置とともに必要である。先に着目したように、各ＧＰＳ衛星はＧＰＳシステム中のすべての衛星に対するアルマナック情報と、それ自身のみに対する暦表情報とを送信する。衛星自体から衛星の位置を取得することが端末に要求される場合には、端末に対する最初の“位置決定”（すなわち位置推定）に到達するまでに長い時間（例えば１５分）かかる。その理由は衛星送信を復調および回復させる必要があるからである。さらに、ある例では、これらの衛星送信は送信データを回復させるのには弱すぎるが、信号到着時間を推定するのには十分な信号強度で受信されるかもしれない。
先の説明から分かるように、ワイヤレス通信システム中の基地局のような代替発信源から衛星位置を取得すると効果的なことが多い。（例えば、基地局から）衛星位置に対する情報が提供された場合には、ＧＰＳ衛星からの送信はこの情報を回復させるために復調させる必要がないことから、端末はより短い時間期間で最初の位置決定に到達することができるかもしれない。さらに、基地局から受信される衛星位置情報をＧＰＳ衛星からの送信検出を助けるためにも使用してもよく、これはさらに性能を改善させる。基地局から受信される情報を衛星送信のさらに正確なタイミングを取得するために使用してもよい。
基地局と端末との間の位置標定データ（ＰＬＤ）のメッセージ送信はＩＳ−８０１標準規格において規定されている。ＩＳ−８０１メッセージは、（特定の端末に割り当てられた）専用チャネル上で送信されるとともに、（すべての端末に対して使用される）共通チャネル上でも送信されるが、ＩＳ−８０１により規定されている通信モデルは２点間である。しかしながら、位置標定メッセージの内容における固有の冗長性のために、ＩＳ−８０１メッセージを送信するために使用されるオーバーヘッドは、これらの内容の一部がすべての端末にブロードキャストされる場合に減少させることができる。ブロードキャスト位置標定メッセージのセットはフルＩＳ−８０１プロトコルを補足し、先に規定したメッセージの任意のものを削除しないように設計することができる。
ここで説明されているＰＬＤブロードキャストメッセージにより、逆方向の互換性が保たれ、緊急な状況において最初の位置決定に対してより短い時間を達成することができる。例えば、端末が長時間電源断されており、そのメモリ中に記憶されているＰＬＤのほとんどが新しくないかもしれない。その時にユーザが９１１通話をしたいために端末をターンオンさせた場合、端末はブロードキャストチャネルからＰＬＤを収集するのに長い時間（例えば２０−３０秒）かかる。これは緊急な状況では許容することができない。このケースでは、端末はトラフィックチャネル上の２点間送信を通して基地局からＰＬＤを要求することができ、より短い時間期間（例えば１−２秒）でＰＬＤを受信することができる。この２点間送信は不経済であるが、緊急な状況では正当化される。
１つの観点では、ＩＳ−８０１により規定されているフォワードリンク応答メッセージのサブセットが端末に対するブロードキャストのために選択される。表１はＩＳ−８０１フォワードリンク応答メッセージのフルセット、メッセージによりサポートされている機能、およびある仮定に基づく概算メッセージサイズをリストアップしている。
Figure 0005628262
ＡＦＬＴ（最新フォワードリンク三辺測量）は位置決定技術であり、フォワードリンク上で送信されるパイロット信号を使用して端末の位置を決定する。これらのＩＳ−８０１メッセージとそれらの使用はＩＳ−８０１標準規格でさらに詳細に説明されている。
ブロードキャストチャネル上ですべての端末に対してすべての機能を満足させるのに必要なすべての情報を伝えることは一般的に実用的でない。その理由はこれがブロードキャストチャネル上に大きなオーバーヘッドを必要とするからである。したがって、１つの実施形態では、ＩＳ−８０１メッセージのサブセットのみが端末へのブロードキャストのために選択される。拒否および提供位置応答メッセージは端末特定のものであり、ブロードキャストされる必要はない。しかしながら、表１における他のすべてのメッセージはブロードキャストのための候補である。
ＩＳ−８０１メッセージのいずれのものをブロードキャストするかを選択する際に、多数の理由が考慮される。目標は、（１）最大数の端末に対して有用な最大の情報を伝える可能性があり、（２）オーバーヘッドを過度に増加させないように比較的コンパクトであり、（３）複数の目的を有する、すなわち１つより多い機能をサポートし、（４）そのデータベースを更新するために余りにも頻繁に起動する必要がないようにして端末がバッテリ寿命を節約できるように合理的な長寿命を持つ、メッセージを選択することである。メッセージの有用性の決定はささいなことではないかもしれない。その理由は異なる端末が異なる動作モード（例えば、自律的に、あるいは基地局支援されて）で動作し、したがって異なるセットの情報を利用するかもしれないからである。
提供ＢＳ能力と提供ＢＳアルマナックメッセージはかなり長寿命であり、端末にブロードキャストされるべきである。ブロードキャストするための良好な候補である他のメッセージには以下のものが含まれる。
１．提供ＧＰＳ捕捉支援。このメッセージは非常にコンパクトであるが、位置支援または感度支援をサポートしない。端末に位置支援または暦表情報のいずれかも提供される場合には、このメッセージは冗長になる。
２．提供ＧＰＳ暦表。このメッセージはすべての情報機能をサポートする。すなわち、捕捉支援、感度支援および位置支援のためにこのメッセージを使用することができる。暦表は比較的短い寿命スパンを持っており、少なくとも感度支援目的のために、ほぼ２時間毎に古くなり、この時間において端末は起動して、新しいデータを収集する必要がある。
３．提供ＧＰＳアルマナック＋提供ＧＰＳアルマナック補正。ともに、これらのメッセージはすべての受信機機能をサポートする。アルマナックは長い寿命スパンを持つが、アルマナック補正は比較的短い寿命スパンを有する（位置支援のために使用されるとき、２次までの補正項が含まれている場合には約３０分の間有効であり、１次までの補正項が含まれている場合には約２．５分の間有効である）。しかしながら、アルマナック補正情報はコンパクトである。
４．提供ＧＰＳナビゲーションメッセージビット。このメッセージは必要なすべてのＧＰＳ情報を含んでいる。しかしながら、このメッセージに対するデータ量はブロードキャストチャネルに対して過度かもしれない。
ＩＳ−８０１メッセージのさまざまな異なるセットをブロードキャストのために選択してもよく、これも本発明の範囲内のことである。明瞭にするために、本発明のさまざまな観点および実施形態を以下に説明し、ここでブロードキャストされるべきメッセージのセットには、提供ＢＳ能力、提供基地局アルマナック、提供ＧＰＳアルマナック、提供ＧＰＳアルマナック補正、および提供ＧＰＳ暦表メッセージが含まれている。
表２は端末にブロードキャストするために選択された５つのＩＳ−８０１メッセージとそれらのいくつかの属性をリストアップしている。これらのＩＳ−８０１メッセージはここでは、ブロードキャストモード位置標定データ（ＰＬＤ）メッセージ、あるいは単にＰＬＤメッセージとしても呼ぶ。各ＰＬＤメッセージには特定タイプの情報が含まれ、位置決定のためにこれらの情報を端末により使用してもよく、これらの情報は特定の時間期間に対して有効である。
Figure 0005628262
各メッセージには１つ以上のＰＬＤエレメントが含まれており、各エレメントは特定単位の情報である。例えば、基地局アルマナックに対する１つのエレメントは１つのセクタを記述しており、ＧＰＳ暦表に対する１つのエレメントには１つの衛星に対する暦表を記述している３つのＧＰＳサブフレームが含まれている、などである。
提供基地局アルマナックメッセージの長さの計算では、セル毎に３つのセクタが仮定されており、これは１２の仮定された隣接のうち、４つが長い位置ディスクリプタフィールドを持ち、８つが短い位置ディスクリプタフィールドを持つことを意味する（基地局アルマナックメッセージでは、基地局位置データが先に記録されたものと同じであるか否かを示す１ビットインジケータがある）。提供ＧＰＳアルマナック補正メッセージに対して、ＤＥＬＴＡ＿ＸＹＺ＿ＩＮＣＬ＝１およびＤＥＬＴＡ＿ＣＬＯＣＫ＿ＩＮＣＬ＝１が仮定されている。
ＰＬＤメッセージフォーマットおよび送信
他の観点では、ＰＬＤメッセージはそれらの特性に基づいて異なる方法でブロードキャストされる。これらのブロードキャストを促進するために、ＰＬＤメッセージが伝える情報に基づいてＰＬＤメッセージを２つ以上のグループに分類してもよい。例えば、さまざまなグループ間の区別は、ＰＬＤ情報の異なる寿命、情報更新のランダムまたは決定論的性質などに基づいていてもよい。各グループ中のＰＬＤメッセージをこれらのメッセージに適切な特定の方法でブロードキャストしてもよい。
１つの実施形態では、ＰＬＤメッセージを２つのグループに分類する。第１のグループの“タイプＩ”メッセージは、表２にリストアップされている最初の２つのメッセージを含み、第２のグループの“タイプＩＩ”メッセージは、表２にリストアップされている残りのメッセージを含む。タイプＩメッセージは長時間有効であり、それらの更新時間は事前にスケジュール化されない。したがって、タイプＩメッセージのブロードキャストはスケジュール化する必要がない。タイプＩＩメッセージはより短い時間期間に対して有効であり、それらの更新間隔はある確実性で知られており、タイプＩメッセージのものよりもさらに頻繁に生じる。したがって、１つの実施形態では、タイプＩＩメッセージはスケジュール化されたフォーマットでブロードキャストされる。
タイプＩおよびタイプＩＩメッセージはさまざまなタイプの情報を含むように規定してもよく、これらの情報はさまざまなフォーマットを使用してカプセル化してもよい。一般的に、ＰＬＤメッセージフォーマットを規定する際に可能なときはいつでもＩＳ−８０１メッセージフォーマットを厳守することが有効である。メッセージの内容およびあるＰＬＤメッセージに対するフォーマットの例を以下に説明する。他のものを使用してもよく、これらも本発明の範囲内のものである。以下に説明する１つの実施形態では、すべてのタイプＩＩメッセージに対するさまざまなタイプの情報を単一メッセージ中にカプセル化し、この単一メッセージを使用して送信する。この単一メッセージはＧＰＳ ＰＬＤメッセージとして呼ぶ。
図２は、提供ＢＳ能力メッセージに対するフォーマットの特定の実施形態を示している。このメッセージフォーマットには、ＩＳ−８０１標準規格に記載されているＩＳ−８０１基地局能力情報を含むＩＳ−８０１＿ＢＳ＿ＣＡＰフィールド２１０と、ＧＰＳ ＰＬＤメッセージでブロードキャストされている位置標定データ（例えば、アルマナック、アルマナック補正、暦表、またはこれらの組み合わせ）の特定のタイプを識別するＢＲＯＡＤＣＡＳＴ＿ＧＰＳ＿ＭＯＤＥフィールド２１２とが含まれている。ＡＬＭ＿ＣＯＲＲ＿ＲＥＰ＿ＲＡＴフィールド２１４は各アルマナックエレメント（またはページ）に添付されるアルマナック補正エレメントの数を識別し、ＥＰＨ＿ＲＥＰ＿ＲＡＴフィールド２１６は各アルマナックエレメントに添付される暦表エレメントの数を識別する。ＳＬＯＴ＿ＰＡＤＤＩＮＧフィールド２１８は、以下で説明するように、ＰＬＤエレメントがスロット境界をまたいで送信されるか否か、あるいはスロット内で送信される必要があるか否かを示す。
ＮＵＭ＿ＰＬＤ＿ＢＣＣＨフィールド２２０は、ＧＰＳ ＰＬＤメッセージを送信するのに使用されるべきブロードキャストチャネル（ＢＣＣＨ）の数を識別する。１つの実施形態では、ＧＰＳ ＰＬＤメッセージを１つのブロードキャストチャネル上で送信してもよく、あるいは分割して、２つのブロードキャストチャネル上で送信してもよい。ＧＰＳ ＰＬＤメッセージを送信するのに使用される各ブロードキャストチャネルに対して、１つのＰＬＤ＿ＢＣＣＨ記録２２２が提供ＢＳ能力メッセージ中に提供され、そのブロードキャストチャネル中で送信されているメッセージの部分に対する送信フォーマットを規定する。各ＰＬＤ＿ＢＣＣＨ記録２２２には、ＰＬＤ情報をブロードキャストするのに使用される特定のブロードキャストチャネルを識別するＢＣＣＨ＿ＩＮＤＥＸフィールド２２４と、ＰＬＤセグメントの開始がスケジュール化されている特定のスロットインデックスを識別するＰＬＤ＿ＳＴＡＲＴ＿ＳＬＯＴフィールド２２６と、（スロット単位で）ＰＬＤセグメントの長さを識別するＰＬＤ＿ＬＥＮ＿ＳＬＯＴフィールド２２８とが含まれている。これらのさまざまなフィールドは以下でさらに詳細に説明する。ブロードキャストチャネルは、ＩＳ−２０００−４標準規格により規定されているＭＣ−ＲＲパラメータメッセージ中で規定されてもよく、このＩＳ−２０００−４標準規格は参照によりここに組み込まれている。ＲＥＳＥＲＶＥＤフィールド２３０には将来の使用のために予約されたビットが含まれている。
表３は提供ＢＳ能力メッセージのさまざまなフィールドとそれらの定義をリストアップしている。
Figure 0005628262
１つの実施形態では、提供基地局アルマナックメッセージがＩＳ−８０１標準規格により規定されているフォーマットを使用して送信される。ＩＳ−８０１で規定されているパラメータＰＡＲＴ＿ＮＵＭとＴＯＴＡＬ＿ＰＡＲＴＳを使用して基地局アルマナックメッセージを複数のブロードキャストサイクルに渡って送信するのに適したセグメントに、すなわち各ブロードキャストサイクルに対して１つのセグメントに分割することを記述してもよい。
タイプＩメッセージは（主）ブロードキャストチャネル上でブロードキャストされる他のオーバーヘッドメッセージのものと類似する機能を有する。タイプＩメッセージに対する１つの送信スキームでは、これらのタイプＩメッセージは他のオーバーヘッドメッセージに組み込まれる。特に、提供ＢＳ能力メッセージを、既にＢＲＯＡＤＣＡＳＴ＿ＧＰＳ＿ＡＳＳＴフィールドを有するＡＮＳＩ−４１システムパラメータメッセージの一部として含めてもよい。提供基地局アルマナックメッセージはユニバーサル隣接リストメッセージの一部としてもよく、そしてＢＲＯＡＤＣＡＳＴ＿ＧＰＳ＿ＡＳＳＴフィールドが“１”にセットされる場合に含まれていてもよい。したがって、タイプＩメッセージは非スケジュール化フォーマットで主ブロードキャストチャネル上においてオーバーヘッドとして送信されてもよい。
タイプＩメッセージに対する他の送信スキームでは、既存のオーバーヘッドメッセージを増加させる代わりに、独立したタイプＩメッセージが使用され、これらのメッセージが他のオーバーヘッドメッセージとともに（主）ブロードキャストチャネル上でブロードキャストされてもよい。ＩＳ−２０００−４標準規格により規定されているようなＣＯＮＦＩＧ＿ＭＳＧ＿ＳＥＱ数およびＱＰＣＨ構成変更インジケータをセットして、タイプＩメッセージのいずれかにおける変更を反映させてもよい。
先に着目したように、スケジュール化フォーマットでブロードキャストされる単一ＧＰＳ ＰＬＤメッセージ中にタイプＩＩメッセージに対するＰＬＤ情報をカプセル化してもよい。スケジュール化送信は、端末により必要とされる特定のＰＬＤ情報を収集するために起動する時間がこれらの端末に分かるようにする。さまざまなスキームを使用してスケジュール化フォーマットでＧＰＳ ＰＬＤメッセージをブロードキャストしてもよく、これらも本発明の範囲内のものである。これらのスキームのいくつかを以下で説明する。
第１のスケジュール化送信スキームでは、固定されたスケジュールが使用され、ＧＰＳ ＰＬＤメッセージが多数のセグメントに分割され、これらの多数のセグメントが予め定められた時間間隔で送信される。ＧＰＳ ＰＬＤメッセージのサイズはメッセージに含まれているＰＬＤエレメントの数に基づいて変化させることができ、このサイズは見えている衛星の数にもさらに依存することから、パディング、反復、あるいは他の何らかのメカニズムを使用して固定されたスケジュール化送信を促進させてもよい。
第２のスケジュール化送信スキームでは、スケジュールテーブルが予め定められた回数で送信され、スケジュールを含む。このスケジュールは現在のＧＰＳ ＰＬＤメッセージ中でブロードキャストされている特定のＰＬＤ情報を識別する。１つの実施形態では、スケジュールテーブルがブロードキャストサイクル毎（例えばｃｄｍａ２０００では１．２８秒毎）に、そのブロードキャストサイクルに対するＰＬＤ情報（すなわちＰＬＤセグメント）のブロックの開始において送信される。スケジュールを回復して検査することにより、端末は、どのＰＬＤ情報がＧＰＳ ＰＬＤメッセージにおいて送信されており、それぞれ特定のＰＬＤ情報エレメントが送信されているときを決定することができる。スケジュールテーブルおよびその送信は以下でさらに詳細に説明する。
図３はＧＰＳ ＰＬＤメッセージに対するフォーマットの特定の実施形態を示している。このメッセージフォーマットには、（１）スケジュールテーブル２３２、（２）遠隔測定（ＴＬＭ）ワードを記述しているＴＬＭフィールド２３４、（３）予め規定された順序でアセンブルされたＰＬＤエレメントを含んでいる１つ以上のタイプ特定フィールドのシーケンス２３６が含まれている。ＧＰＳ ＰＬＤメッセージを使用して、タイプＩＩメッセージのすべてまたはサブセットに対して情報を送信してもよい。
スケジュールテーブルは１セットのＧＰＳ衛星に対する１セットのアルマナックページと、おそらくこれらのアルマナックページに関係する１セットのアルマナック補正および／または暦表エレメントを記述している。（もしあるのであれば）アルマナックページとともに提供されるべき特定の付加的な情報は、提供ＢＳ能力メッセージ中のＢＲＯＡＤＣＡＳＴ＿ＧＰＳ＿ＭＯＤＥフィールドの値に基づく。１つの実施形態では、ＰＬＤエレメント（例えば、アルマナックエレメント、アルマナック補正エレメント、および暦表エレメント）は、アルマナックエレメントに対するページＩＤと、アルマナック補正エレメントおよび暦表エレメントに対するスペースビークル（ＳＶ）ＩＤに基づいて昇順で送信される。アルマナックページの１フルサイクルがＧＰＳ ＰＬＤメッセージ中に含まれ、以下に説明するように、これはＰＬＤサイクル全体に渡って送信される。
図３はスケジュールテーブルの実施形態も示しており、これにはアルマナックビットマップ２４２，ＢＣＣＨビットマップ２４４、付加的な情報ビットマップ２４６が含まれている。スケジュールテーブルの詳細な構造は例えば、表４中に与えられているものとすることができる。アルマナックビットマップ２４２を使用してＡＬＭ＿ＰＡＧＥ＿ＢＩＴ＿ＭＡＰフィールドを送信する。このアルマナックビットマップ２４２は３５ビットを含み、星座中の３２の可能性あるＧＰＳ衛星ＰＲＮ ＩＤ番号（典型的に２４ＧＰＳ衛星および予備が任意の所定の瞬間で動作しているが、割り当てることができる３２の可能性あるＰＲＮ ＩＤ番号が存在する）のそれぞれに対して１ビットと、衛星の健全ページ、衛星の構成ページおよび電離層データページに対してそれぞれ１ビットである。アルマナックビットマップ２４２中の各ビットは各ＧＰＳ衛星と関係しており、この各ＧＰＳ衛星に対してＧＰＳ ＰＬＤメッセージでＰＬＤ情報が提供される。アルマナックビットマップ２４２中の特定ビットが“１”にセットされると、そのビットに関係するＧＰＳ衛星に対するアルマナックページがＧＰＳ ＰＬＤメッセージ中に含まれる。
ＧＰＳ ＰＬＤメッセージ中でブロードキャストするために選択されたアルマナックエレメントは、フレーム２、３、４、５、７、８、９および１０のサブフレーム４と、フレーム１ないし２４のサブフレーム５のセットから選択された動作しているＧＰＳ衛星のサブセットである。さらに、フレーム１８および２５のサブフレーム４とフレーム２５のサブフレーム５が一般的に送信される。ＧＰＳ衛星に対するアルマナック情報は、“グローバルポジショニングシステムの標準ポジショニングサービス信号仕様”、第２版、１９９５年６月２日と題する文献（以後“ＧＰＳ信号仕様”として呼ぶ）中でさらに詳細に説明されており、この文献は参照によりここに組み込まれている。ブロードキャストするために選択されたアルマナック補正エレメントと暦表エレメントは、高度マスクより上に位置する可視健全衛星と一般的に同一セットである。１つの実施形態では、（以下で説明するように）ブロードキャストスケジュールは予め定められたスケジュール時間間隔で更新（すなわち、変更）されることから、高度マスクは上昇衛星に対してより低く、そして下降衛星に対してより高くセットされる。これはブロードキャストスケジュール中における遅延された変更を補償する。
ＢＣＣＨビットマップ２４４を使用してＩＮＤＥＸ＿ＢＣＣＨフィールドを送信する。ＢＣＣＨビットマップ２４４は、２つのブロードキャストチャネルが使用されてＧＰＳ ＰＬＤメッセージがブロードキャストされる場合にＰＬＤメッセージ中に含まれる。１つのブロードキャストチャネルのみが使用される場合には、ＢＣＣＨビットマップ２４４を削除することができる。ＢＣＣＨビットマップ２４４には、ＧＰＳ ＰＬＤメッセージ中に含まれている各アルマナックページに対して１ビットが含まれている。ＢＣＣＨビットマップ２４４の各ビットは、そのアルマナックページと、そのページに関係する他のＰＬＤエレメントが第１または第２のブロードキャストチャネル上でブロードキャストされているか否かを示している（これは提供ＢＳ能力メッセージにより識別される）。ＧＰＳ ＰＬＤメッセージ中に含まれているアルマナックページの数が可変であることから、ＢＣＣＨビットマップ２４４のサイズも可変であり、これはＷとして示される。
１つの実施形態では、ＧＰＳ衛星に対するＰＬＤ情報は交互ブロードキャストチャネル上で送信される。例えば、第１のＧＰＳ衛星に対するＰＬＤ情報は第１のブロードキャストチャネル上で送信される。第２のＧＰＳ衛星に対するＰＬＤ情報は第２のブロードキャストチャネル上で送信される。第３のＧＰＳ衛星に対するＰＬＤ情報は第１のブロードキャストチャネル上で送信されるなどである。他の実施形態では、２つより多いブロードキャストチャネルが使用されてＰＬＤ情報がブロードキャストされる場合には、ＢＣＣＨビットマップ２４４中の各ビットは、ＰＬＤ情報をブロードキャストするのに使用される特定のブロードキャストチャネルを識別する１つより多いビットを有するフィールドで置換することができる。
付加的な情報ビットマップ２４６には、ＧＰＳ ＰＬＤメッセージ中に含まれている各アルマナックページに対して１ビットが含まれている。ビットマップ２４６の各ビットは、アルマナックページに関係する付加的な情報がＧＰＳ ＰＬＤメッセージ中にも含まれているか否かを示している。付加的な情報には、提供ＢＳ能力メッセージ中のＢＲＯＡＤＣＡＳＴ＿ＧＰＳ＿ＭＯＤＥフィールドの値に基づいて、アルマナック補正エレメントまたは暦表エレメントまたはこの両方が含まれていてもよい。ＧＰＳ ＰＬＤメッセージ中に含まれている付加的なエレメントの数は、提供ＢＳ能力メッセージ中のＡＬＭ＿ＣＯＲＲ＿ＲＥＰ＿ＲＡＴおよびＥＰＨ＿ＲＥＰ＿ＲＡＴフィールドの値に基づく。
表４はスケジュールテーブルに対するさまざまなフィールドをリストアップしている。スケジュールテーブルの送信は以下でさらに詳細に説明する。
Figure 0005628262
注：
（ａ）ＡＬＭ＿ＰＡＧＥ＿ＢＩＴ＿ＭＡＰフィールドおよびＡＤＤ＿ＥＬＥＭＮＴＳ＿ＩＮＣＬフィールドはともに受信機に対して可視健全衛星について知らせる。したがって、アルマナックデータに基づいて概略衛星位置を計算することができない受信機であっても捕捉時間を減少させることができる。
図３はまたＧＰＳ ＰＬＤメッセージを通してブロードキャストされるさまざまなＰＬＤエレメントの実施形態を示している。１つの実施形態では、ＧＰＳ ＰＬＤメッセージには、アルマナック情報、アルマナック補正情報および暦表情報に対するタイプ特定フィールドのさまざまな組み合わせが含まれていてもよい。１つの実施形態では、ＰＬＤエレメントの１つのグループ２５０が、ブロードキャストされるべき各アルマナックページに対して提供される。グループ数はスケジュールテーブル中のＡＬＭ＿ＰＡＧＥ＿ＢＩＴ＿ＭＡＰフィールドの１の数により決定される。他の実施形態では、グループ数はＡＬＭ＿ＰＡＧＥ＿ＢＩＴ＿ＭＡＰフィールド中の１の数よりも大きい。これはＰＬＤサイクルの特定の長さにより決定される。
各ＰＬＤエレメントグループ２５０には、アルマナック（ＡＬＭＡＮＡＣ＿ＥＬＭＮＴ）フィールド２５２、ゼロまたはそれ以上のアルマナック補正（ＡＬＭ＿ＣＯＲＲ＿ＥＬＭＮＴ）フィールド２５４、およびゼロまたはそれ以上の暦表（ＥＰＨＥＭＥＲＩＳ＿ＥＬＭＮＴ）フィールド２５６が含まれている。各アルマナックフィールド２５２を使用して１つのＧＰＳ衛星に対する１つのアルマナックページを送信する。各アルマナック補正フィールド２５４を使用して関係するアルマナックページに対する１つのアルマナック補正エレメントを送信する。アルマナック補正エレメントの数は提供ＢＳ能力メッセージ中のＡＬＭ＿ＣＯＲＲ＿ＲＥＰ＿ＲＡＴフィールドの値により決定される。同様に、各暦表フィールド２５６を使用して関係するアルマナックページに対する１つの暦表エレメントを送信する。暦表エレメントの数は提供ＢＳ能力メッセージ中のＥＰＨ＿ＲＥＰ＿ＲＡＴフィールドの値により決定される。
図３に示されているように、各アルマナックエレメント２５２の後にアルマナック補正エレメント２５４のＡＬＭ＿ＣＯＲＲ＿ＲＥＰ＿ＲＡＴ数と暦表エレメント２５６のＥＰＨ＿ＲＥＰ＿ＲＡＴ数が続くように、ＰＬＤエレメントシーケンス２３６中のエレメントがインターリーブされる。アルマナック補正エレメントと暦表エレメントはそれら自体の周期的なインデックス付けにしたがい、これはＧＰＳ ＰＬＤメッセージに対するフルＰＬＤサイクル内のサブサイクルを形成する。ＰＬＤサイクルの開始において、すべてのサブサイクルが（例えば、図３に示されているようにゼロに）リセットされるので、サブサイクルは最小のページＩＤおよびスペースビークルＩＤから開始する。
ＰＬＤサイクルが特定の最大期間を有するように規定される場合には、ある例では、ＰＬＤサイクルは、整数のアルマナック補正および／または暦表サブサイクルを含むのには十分ではないかもしれない。このような例では、ＰＬＤサイクル境界においてサブサイクルインデックス付けにスキップがあり、これはスキップされたＰＬＤエレメントに対する最大待ち時間を増加させる。この影響を最小にし、最大待ち時間を減少させるために、ＰＬＤサイクルをより長い期間、例えばスケジュールテーブルが有効である期間（すなわちスケジュールされた時間間隔、これは以下に説明するように、５１２ブロードキャストサイクルまたはほぼ１１分である）まで延長してもよい。このケースでは、ＰＬＤサイクルには多数のアルマナックエレメント期間が含まれ、サイクルインデックス付けにおけるスキップはそれぞれスケジュールされた時間間隔においてのみ生じる。
表５は、ＰＬＤメッセージ中の、アルマナックエレメント、アルマナック補正エレメント、および暦表エレメントに対するさまざまなフィールドをリストアップしている。
Figure 0005628262
注：
（ａ）ＳＶ＿ＢＩＴＭＡＰフィールドに対するビット数はスケジュールテーブルのＡＤＤ＿ＥＬＭＮＴＳ＿ＩＮＣＬフィールド中の１の数に等しい。
（ｂ）到着時間（ＴＯＡ）は対応するアルマナックページの最後の発生におけるものと同じとなる。２つのブロードキャストチャネルが使用される場合には、同じページＩＤを参照するアルマナックエレメントおよびアルマナック補正エレメントは同じブロードキャストチャネル上となるので、優先権において曖昧さはない。
アルマナックエレメント、アルマナック補正エレメントおよび暦表エレメント中に含まれるべきデータはＧＰＳ衛星から受信されるアルマナックおよび暦表中に含まれているデータのすべてあるいはサブセットである。例えば、基地局はＧＰＳ衛星から受信したビットのいくつかを抽出し、さらにこれらのビットを再フォーマットして、ＧＰＳ ＰＬＤメッセージ中に含まれるべきＰＬＤエレメントを形成する。特定の例は、ＰＬＤエレメントがＩＳ−８０１や他の適切な標準規格において正確に指定されているときのものである。ＧＰＳ衛星により送信されるアルマナックおよび暦表のフォーマットは先に言及したＧＰＳ信号仕様中で説明されている。
ここで説明するＰＬＤブロードキャスト技術は、ＩＳ−９５、ｃｄｍａ２０００、およびＷ−ＣＤＭＡシステムを含むさまざまなワイヤレス通信システムで実現してもよい。明らかにするために、ＧＰＳ ＰＬＤメッセージに対する例示的な送信スキームをｃｄｍａ２０００システムに対してこれから説明する。
図４はｃｄｍａ２０００に対するブロードキャストチャネルフレーム構造を図示している図である。フォワードブロードキャストチャネル（Ｆ−ＢＣＨ）は、４．８ｋｂｐｓ、９．６ｋｂｐｓおよび１９．２ｋｂｐｓの３つの可能性あるレートの１つにおける送信をサポートする。Ｆ−ＢＣＨに対する各フレームには７６８ビット（すなわち７４４情報ビット、１６ＣＲＣビット、および８コードテールビット）が含まれている。Ｆ−ＢＣＨに対する各フレームは、１９．２ｋｂｐｓ、９．６ｋｂｐｓまたは４．８ｋｂｐｓのそれぞれが送信に使用されるか否かに基づいて４０ミリ秒、８０ミリ秒または１６０ミリ秒のスパンを持つ１スロットで送信される。Ｆ−ＢＣＨにおける送信時間はブロードキャストサイクルにさらに分割される。各ブロードキャストサイクルは１．２８秒の期間を持ち、スロットの期間に基づいて８、１６または３２スロットを含んでいる。
図５は本発明の１つの実施形態にしたがった、ＧＰＳ ＰＬＤメッセージの送信を図示している図である。ＧＰＳ ＰＬＤメッセージには、先に説明したように、スケジュールテーブル、ＴＬＭ、ＰＬＤエレメントのシーケンスが含まれている。各ＧＰＳ ＰＬＤメッセージはメッセージ中に含まれているＰＬＤエレメントの特定のシーケンスを記述している各スケジュールテーブルに関係している。したがって、スケジュールテーブルはＧＰＳ ＰＬＤメッセージのフォーマットを有効に規定する。
１つの実施形態では、スケジュールテーブルは予め定められたスケジュール時間間隔で更新される（すなわち、変更が許容される）。先に着目したように、平均で１５分毎に可視ＧＰＳ衛星の数が変化することから、スケジュールされた時間間隔はこれより短くなるように選択され、適切な情報が確実に端末に対してブロードキャストできる。１つの実施形態では、ｃｄｍａ２０００に対して、スケジュールされた時間間隔は５１２ブロードキャストサイクルとなるように選択される（すなわち、５１２・１．２８秒＝６５５．３６秒≒１１分）。さらに、それぞれスケジュールされた時間間隔の開始はシステム時間に基づいて規定される（すなわち、ＣＤＭＡ時間またはＣＤＭＡシステムにより規定される絶対基準時間）。端末はシステム時間の知識も有することから、各端末はそのスケジュールテーブルが現在のものであるか否かを決定することができ、現在のものでない場合にはスケジュールテーブルのそのコピーをさらに更新することができる。他のスケジュールされた時間間隔も選択することができ、これも本発明の範囲内のことである。
（ＧＰＳ ＰＬＤメッセージフォーマット、すなわちメッセージ中に含まれる特定のＰＬＤエレメントとその順序を規定する）スケジュールテーブルは、テーブルが次の間隔で更新されるまで、スケジュールされた時間間隔の期間中有効である。しかしながら、１つの実施形態では、全スケジュール時間間隔中スケジュールテーブル（そしてメッセージフォーマット）は維持されるが、最新ＰＬＤ情報がＧＰＳ ＰＬＤメッセージ中に含まれているかもしれない。各ＰＬＤエレメントがブロードキャストのために準備されることから、そのエレメントに対する現在の情報はＧＰＳ ＰＬＤメッセージ中に含まれているかもしれない。この方法では、端末にはいつも現在の情報が提供される。
ＧＰＳ ＰＬＤメッセージは、スケジュールテーブルにより規定されているように、メッセージ中に含まれているＰＬＤエレメント数およびタイプに基づく可変長を持つ。１つの実施形態では、ＧＰＳ ＰＬＤメッセージは１つ以上のＰＬＤセグメントに分割され、これらは１つ以上のブロードキャストサイクルに渡って送信され、各ブロードキャストサイクルに対して１ＰＬＤセグメントである。１つの実施形態では、各ＰＬＤセグメントはスロットの一部分を占有する最後ＰＬＤセグメントを除いて、セグメントを送信するのに使用されるブロードキャストサイクル中で整数のブロードキャストスロットを占有する。ＰＬＤ情報を送信するのに使用されるブロードキャストスロットはＰＬＤスロットとして呼ばれ、各ＰＬＤスロットには７４４情報ビットが含まれている。
１つの実施形態では、ＰＬＤメッセージに対する送信時間が一般的にスケジュールされた時間間隔よりも短いことから、ＰＬＤメッセージは周期的に反復される。各ＰＬＤサイクルは完全なＰＬＤメッセージの送信時間をカバーし、整数のブロードキャストサイクルを含む。特定の構成では、ＰＬＤサイクルは１ないし３２ブロードキャストサイクル（すなわち１．２８秒から４０．９６秒）の範囲をとることができ、ＧＰＳ ＰＬＤメッセージの長さと利用可能なスループット（すなわち、ＧＰＳ ＰＬＤメッセージの送信に利用可能な各ブロードキャストサイクル中のビット位置の数）に基づく。各スケジュール時間間隔の開始では、新しいＰＬＤサイクルが更新されたスケジュールテーブルで開始される。
図５に示されているように、ＰＬＤメッセージのＰＬＤセグメントが、メッセージを送信するのに使用されるすべてのブロードキャストサイクル中の同じスロットインデックスで開始して送信される。この開始スロットインデックスは提供ＢＳ能力メッセージ中のＰＬＤ＿ＳＴＡＲＴ＿ＳＬＯＴフィールドの値により規定され、４．８ｋｂｐｓに対して０から７、９．６ｋｂｐｓに対して０から１５、１９．２ｋｂｐｓに対して０から３１の範囲をとることができる。各ＰＬＤセグメント長は提供ＢＳ能力メッセージ中のＰＬＤ＿ＬＥＮ＿ＳＬＯＴフィールドの値により同様に規定され、４．８ｋｂｐｓに対して１から８、９．６ｋｂｐｓに対して１から１６、１９．２ｋｂｐｓに対して１から３２の範囲をとることができる。ＰＬＤセグメント長は、メッセージを送信するのに使用される各ブロードキャストサイクルに対して同じであるが、ＰＬＤサイクルの最後のブロードキャストサイクルは例外であり、ここではＰＬＤメッセージ長はより短いかもしれない。図５に示されている例に対して、ＰＬＤ＿ＳＴＡＲＴ＿ＳＬＯＴ＝３およびＰＬＤ＿ＬＥＮ＿ＳＬＯＴ＝２（ＰＬＤセグメント長＝ＰＬＤ＿ＬＥＮ＿ＳＬＯＴ＋１）である。
本発明の観点にしたがうと、図５に示されているように、スケジュールテーブルは各ブロードキャストサイクルおよびそのブロードキャストサイクルに対するＰＬＤセグメントの開始において周期的に送信される。同じスケジュールテーブルがスケジュールされた時間間隔中の各ブロードキャストサイクルに対して送信されるが、その周期的送信により端末がスケジュール情報をさらに迅速に検索し、何のＰＬＤ情報がブロードキャストされているかと、任意の特定ＰＬＤ情報を探す場所を決定することができる。
スケジュールテーブルを検索することにより、端末はＧＰＳ ＰＬＤメッセージ中でブロードキャストされているＰＬＤエレメントの特定シーケンスを確かめることができる。ＰＬＤエレメントは事前に知られている固定長を有することから、ＰＬＤ＿ＳＴＡＲＴ＿ＳＬＯＴフィールドおよびＰＬＤ＿ＬＥＮ＿ＳＬＯＴフィールドの値を知ることにより、端末はＰＬＤサイクルの長さおよびＧＰＳ ＰＬＤメッセージ中の各ＰＬＤエレメントの正確な位置を計算することができる。したがって、端末はアクティブでない時間の多くを活動停止状態のまま、あるいは電源断のままで、必要なＰＬＤ情報を検索する適切な時間に起動することができる。
１つの実施形態では、スケジュールテーブルはＰＬＤブロードキャストに対して使用される第１のブロードキャストチャネル（例えば、提供ＢＳ能力メッセージ中で最初にリストアップされているもの）中でのみ送信され、２つが使用されてＧＰＳ ＰＬＤメッセージが送信される場合には、両ブロードキャストチャネルに対してスケジュール情報を含むことができる。
１つの実施形態では、ＴＬＭも各ブロードキャストサイクルで送信される（例えば、スケジュールテーブルの直後）。ＴＬＭデータの頻繁なブロードキャストにより、端末が電源投入の直ぐ後に１．２８秒のコヒーレントな積分を確実に使用することができ、これは短い捕捉時間を維持しながら受信機感度を増加できるようにする。
１つの実施形態では、サイクルインデックスも各ブロードキャストサイクルの第１のＰＬＤスロット（例えば、ＴＬＭの直後）で送信される。このサイクルインデックスはフルＰＬＤサイクル中の現在のブロードキャストサイクルの位置を識別し、０から（ＰＬＤサイクル長−１）までの範囲をとる値を持ち、端末により計算される。サイクルインデックスを知ることにより、端末はそれ自体をＰＬＤサイクルに同期化させることができる。基地局は、ＰＬＤサイクルが確実に最大指定長（例えば、３２ブロードキャストサイクル）を越えないようにする。
図６および図７は２つの異なるスロットパディングオプションを使用するＧＰＳ ＰＬＤメッセージの送信を図示している図である。ＰＬＤエレメントシーケンスには多数のＰＬＤエレメントが含まれ、各エレメントは特に規定された長さを持つ。これらのＰＬＤエレメントは異なる送信スキームを使用して利用可能なＰＬＤスロットに対して送信される。
図６はスロットパディングなしのＰＬＤメッセージ送信を示している。提供ＢＳ能力メッセージ中のＳＬＯＴ＿ＰＡＤＤＩＮＧ＝０に対応しているこの送信スキームに対して、ＰＬＤエレメントはＰＬＤスロット中の利用可能なビット位置で送信され、スロットおよびサイクル境界に渡って分けられることが許容される。各ＰＬＤセグメントの開始において、スケジュールテーブルとＴＬＭが最初に送信され、その後に、前のＰＬＤセグメント中で送信されなかったＧＰＳ ＰＬＤメッセージの残りの部分に対するデータが続く。この送信スキームはさらに効率的である。その理由はすべてのビット位置が使用されてＰＬＤ情報が送信されるからである。
図７はスロットパディングを有するＰＬＤメッセージ送信を示している。提供ＢＳ能力メッセージ中のＳＬＯＴ＿ＰＡＤＤＩＮＧ＝１に対応しているこの送信スキームに対して、各ＰＬＤスロット中で完全なＰＬＤエレメントが送信され、スロット境界に渡って分けられることは許容されない。各ＰＬＤセグメントの開始において、スケジュールテーブルとＴＬＭが最初に送信され、その後に、前のＰＬＤセグメント中で送信されなかったＧＰＳ ＰＬＤメッセージの残りの部分に対する１つ以上の完全なＰＬＤエレメントが続く。各ＰＬＤスロットに対する任意の未使用ビットを、可変長を有するゼロパディングフィールドを使用して満たす。この送信スキームはＰＬＤ情報を回復するのにより簡単である。その理由はＰＬＤエレメントがスロットおよびサイクル境界に渡って分けられないからである。
システム設計
図８は端末１１０と基地局１２０の実施形態の簡単化したブロック図である。端末１１０と基地局１２０は本発明のさまざまな観点および実施形態を実現することができる。端末１１０と基地局１２０は多数のＧＰＳ衛星１３０からの送信をそれぞれ受信する（簡単化のために図８では１つの衛星のみが示されている）。
フォワードリンクでは、基地局１２０において、ユーザ特定データ、シグナリング、および位置標定データがデータ源６１２により送信（ＴＸ）データプロセッサ６１４に提供される。この送信データプロセッサ６１４は１つ以上のコーディングスキームに基づいて異なるタイプの“トラフィック”をフォーマットおよびエンコードして、コード化データを提供する。各コーディングスキームには巡回冗長検査（ＣＲＣ）、畳み込み、ターボ、ブロック、および他のコーディングの任意の組み合わせが含まれていてもよく、あるいはコーディングがまったく含まれていなくてもよい。一般的に、各タイプのトラフィックは異なるスキームを使用してコード化される。
コード化データは変調器（ＭＯＤ）６１６に提供され、さらに処理されて変調データが発生される。変調器６１６による処理には、（１）コード化データを直交コード（例えば、ｃｄｍａ２０００システムに対してウォルシュコード）でカバーして、異なるタイプのトラフィックをそれらの各専用および共通チャネルにチャネル化すること、（２）基地局に割り当てられた特定オフセットで、ショートＰＮシーケンスによりカバーデータを拡散することが含まれる。先に着目したように、タイプＩメッセージは主ブロードキャストチャネルで送信され、タイプＩＩメッセージは１つまたは２つのブロードキャストチャネルで送信される。変調データは送信機ユニット（ＴＭＴＲ）６１８に提供されて調整され（例えば、１つ以上のアナログ信号にコンバートされ、増幅され、フィルタされ、直角位相変調され）、アンテナ６２０を通して、端末へのワイヤレスリンクにより送信されるのに適したフォワード変調信号が発生される。
端末１１０では、フォワード変調信号がアンテナ６５０により受信され、地上受信機ユニット（ＲＣＶＲ）６５２に提供される。受信機ユニット６５２は受信信号を調整し（例えば、フィルタし、増幅し、ダウンコンバートし、そしてデジタル化し）、サンプルを提供する。復調器（ＤＥＭＯＤ）６５６はサンプルを受信および処理して、回復されたシンボルを提供する。復調器６５６による処理には、処理されているマルチパスの信号到着時間に整列されたＰＮシーケンスでサンプルを逆拡散すること、逆拡散サンプルをデカバーして逆拡散サンプルをそれらの各専用および共通チャネルにチャネル化すること、およびデカバーデータを回復されたパイロットで（コヒーレントに）復調することが含まれる。復調器６５６はレイク受信機を実現することができ、これは受信信号の複数のインスタンスを処理し、同じトラフィックに属するさまざまなマルチパスからのシンボルを合成して回復されたシンボルを提供する。
受信機（ＲＸ）データプロセッサ６５８はシンボルをデコードして、フォワードリンク上で送信された、ユーザ特定データ、シグナリング、位置標定データを回復する。回復された位置標定データはメモリユニット６６２に記憶され、および／または制御装置６７０に提供され、制御装置６７０はこのデータを位置決定に使用する。復調器６５６およびＲＸデータプロセッサ６５８による処理は、基地局１２０においてそれぞれ変調器６１６およびＴＸデータプロセッサ６１４により実行されるものと相補的である。
図８に示されているように、端末１１０と基地局１２０にはそれぞれＧＰＳ受信機が含まれる。このＧＰＳ受信機を使用してＧＰＳ衛星からの送信を受信して処理する。基地局１２０内では、ＧＰＳ受信機６２２を使用して、アルマナック、アルマナック補正、暦表、およびおそらく、受信されたＧＰＳ送信からの他の情報を回復し、回復された情報を制御装置６３０に提供する。制御装置６３０はブロードキャスト用のＰＬＤ情報を選択し、ブロードキャストをスケジュールし、選択されたＰＬＤ情報を、端末にブロードキャストされるべきＧＰＳ ＰＬＤメッセージ中に含める。
端末１１０内では、ＧＰＳ受信機６５４を同様に使用してＧＰＳ衛星からの送信を受信して処理する。しかしながら、ＧＰＳ衛星に対する、アルマナック情報、アルマナック補正情報、および暦表情報は基地局１２０から取得されることから、ＧＰＳ受信機６５４は受信されたＧＰＳ送信に対するタイミング（例えば、到着の時間）のみを提供するように設計および／または使用される。制御装置６７０はＧＰＳ受信機６５４からタイミングおよびおそらく他の情報を、ＲＸデータプロセッサ６５８および／またはメモリユニット６６２からＰＬＤ情報を受信し、受信したタイミングおよびＰＬＤ情報に基づいて端末１１０の位置を推定する。
端末１１０と基地局１２０の構成要素は先に説明したように本発明のさまざまな観点を実現するように設計されている。端末または基地局の構成要素はデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プロセッサ、マイクロプロセッサ、制御装置、マイクロ制御装置、フィールドプログラム可能なゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラム可能な論理デバイス、他の電子ユニット、あるいはこれらの組み合わせで実現することができる。ここで説明した機能および処理のいくつかはプロセッサ上で実行されるソフトウェアで実現してもよい。例えば、ブロードキャストするための特定ＰＬＤ情報の選択、タイプＩＩメッセージの送信のスケジュールなどは、制御装置６３０により実行してもよい。
明確にするために、さまざまな観点および実施形態をｃｄｍａ２０００システムで実現するために特に説明してきた。ここで説明した技術は、位置標定のブロードキャストが有利である他の任意の通信システムに対しても使用してよい。
参照のために、そしてあるセクションを位置付ける際の助けのために見出しをここに含めている。これらの見出しはここで説明されている概念の範囲を制限することを意図しているものではなく、これらの概念は明細書全体を通して他のセクションで適用性を有している。
開示された実施形態の先の説明は当業者が本発明を作り、そして使用できるように提供されている。これらの実施形態に対するさまざまな変更は当業者に容易に明らかになり、ここで規定されている一般的な原理は本発明の精神および範囲を逸脱することなく他の実施形態に適用してもよい。したがって、本発明はここに示されている実施形態に限定されることを意図しているものではなく、ここに開示されている原理および新規な特徴と矛盾しない最も広い範囲にしたがうべきである。

Claims (20)

  1. ワイヤレス通信システム中で、基地局から複数の端末に位置標定データ（ＰＬＤ）をブロードキャストする方法において、
    複数の端末にブロードキャストするための１つ以上のＰＬＤエレメントを選択し、各ＰＬＤエレメントは特定の送信機に対する特定タイプのＰＬＤ情報の単位に対応しており、
    １つ以上の選択されたＰＬＤエレメントをブロードキャストするためのスケジュールを規定し、
    規定されたスケジュールを表すスケジュールテーブルを形成し、
    スケジュールテーブルと１つ以上の選択されたＰＬＤエレメントとを複数の端末にブロードキャストすることを含み、
    送信機はグローバルポジショニング衛星（ＧＰＳ）システム中の衛星であり、
    １つ以上の選択されたＰＬＤエレメントは１つ以上のＧＰＳ衛星に対する暦表情報を含み、
    スケジュールは可視ＧＰＳ衛星の数が変化するより短い特定のスケジュールされた時間間隔に対して有効である方法。
  2. スケジュールはブロードキャストするために選択された１つ以上のＰＬＤエレメントとそれらのブロードキャスト順序とを示す請求項１記載の方法。
  3. スケジュールはスケジュールテーブルと１つ以上の選択されたＰＬＤエレメントとがブロードキャストされる特定の時間間隔をさらに示す請求項２記載の方法。
  4. スケジュールはスケジュールテーブルと１つ以上の選択されたＰＬＤエレメントとをブロードキャストするのに使用される１つ以上のブロードキャストチャネルをさらに示す請求項２記載の方法。
  5. スケジュールテーブルはスケジュールされた時間間隔中に複数回ブロードキャストされる請求項１記載の方法。
  6. スケジュールテーブルはスケジュールされた時間間隔中に周期的な時間間隔で複数回ブロードキャストされる請求項１記載の方法。
  7. スケジュールテーブルと１つ以上の選択されたＰＬＤエレメントとが特定時間期間のＰＬＤサイクル内でブロードキャストされ、ＰＬＤサイクルはスケジュールされた時間間隔中に複数回反復される請求項１記載の方法。
  8. １つ以上の選択されたＰＬＤエレメントは１つ以上のＧＰＳ衛星に対するアルマナック情報を含む請求項１記載の方法。
  9. １つ以上の選択されたＰＬＤエレメントは１つ以上のＧＰＳ衛星に対するアルマナック補正情報を含む請求項１記載の方法。
  10. ワイヤレス通信システム中で、基地局から複数の端末に位置標定データ（ＰＬＤ）をブロードキャストする方法において、
    複数の端末にブロードキャストするための１つ以上のＰＬＤエレメントを選択し、各ＰＬＤエレメントは特定の送信機に対する特定タイプのＰＬＤ情報の単位に対応しており、
    １つ以上の選択されたＰＬＤエレメントをブロードキャストするためのスケジュールを規定し、
    規定されたスケジュールを表すスケジュールテーブルを形成し、
    スケジュールテーブルと１つ以上の選択されたＰＬＤエレメントとを複合メッセージ中にカプセル化し、
    規定されたスケジュールにしたがって複合メッセージをブロードキャストすることを含み、
    送信機はグローバルポジショニング衛星（ＧＰＳ）システム中の衛星であり、
    １つ以上の選択されたＰＬＤエレメントは１つ以上のＧＰＳ衛星に対する暦表情報を含み、
    スケジュールは可視ＧＰＳ衛星の数が変化するより短い特定のスケジュールされた時間間隔に対して有効である方法。
  11. スケジュールテーブルと１つ以上の選択されたＰＬＤエレメントとを１つ以上のＰＬＤセグメントに分け、
    特定時間期間の各ブロードキャストサイクルで各ＰＬＤセグメントをブロードキャストすることをさらに含む請求項１０記載の方法。
  12. 各ＰＬＤセグメントにはスケジュールテーブルが含まれている請求項１１記載の方法。
  13. 各ＰＬＤセグメントはブロードキャストサイクル中の特定時間間隔に対してブロードキャストされる請求項１１記載の方法。
  14. 開始時間と特定時間間隔の期間とがスケジュールにより規定される請求項１３記載の方法。
  15. ワイヤレス通信システムはＣＤＭＡシステムである請求項１０記載の方法。
  16. ＣＤＭＡシステムがｃｄｍａ２０００標準規格を実現する請求項１５記載の方法。
  17. スケジュールテーブルと１つ以上の選択されたＰＬＤエレメントとをブロードキャストするのに使用される１つ以上のブロードキャストチャネルに対する送信時間がブロードキャストサイクルに分けられ、各ブロードキャストサイクルが複数のスロットにさらに分けられ、スケジュールテーブルと１つ以上の選択されたＰＬＤエレメントとが１つ以上のＰＬＤセグメントに分けられ、各ＰＬＤセグメントは１つのブロードキャストサイクルの１つ以上のスロットに対してブロードキャストされる請求項１５記載の方法。
  18. 各ＰＬＤセグメントは特定のスロットインデックスにおいて開始してブロードキャストされる請求項１７記載の方法。
  19. ワイヤレス通信システム中の基地局において、
    ブロードキャストするための１つ以上の位置標定データ（ＰＬＤ）エレメントを選択し、各ＰＬＤエレメントは特定の送信機に対する特定タイプのＰＬＤ情報の単位に対応し、
    １つ以上の選択されたＰＬＤエレメントをブロードキャストするためのスケジュールを規定し、
    規定されたスケジュールを表すスケジュールテーブルを形成するように動作する制御装置と、
    制御装置に結合され、複数の端末にブロードキャストするためのスケジュールテーブルと１つ以上の選択されたＰＬＤエレメントとを処理するように動作する送信データプロセッサとを具備し、
    スケジュールは１つ以上の選択されたＰＬＤエレメント、それらのブロードキャスト順序、およびそれらのブロードキャストに対する特定時間間隔を示し、スケジュールは特定のスケジュールされた時間間隔に対して有効であり、スケジュールテーブルはスケジュールされた時間間隔中に複数回ブロードキャストされ、
    送信機はグローバルポジショニング衛星（ＧＰＳ）システム中の衛星であり、
    １つ以上の選択されたＰＬＤエレメントは１つ以上のＧＰＳ衛星に対する暦表情報を含み、
    スケジュールは可視ＧＰＳ衛星の数が変化するより短い特定のスケジュールされた時間間隔に対して有効である基地局。
  20. １つ以上の選択されたＰＬＤエレメントは、１つ以上のＧＰＳ衛星に対する、アルマナック情報、アルマナック補正情報、あるいはこれらの組み合わせを含む請求項１９記載の基地局。
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