JP6426769B2 - 無線伝送システムにおけるユーザ機器位置特定のための方法およびシステム - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２００９年２月５日に出願した米国特許仮出願第６１／１５０，１３７号、２００９年４月９日に出願した米国特許仮出願第６１／１６８，０８７号、および２００９年４月３０日に出願した米国特許仮出願第６１／１７４，３３３号に関連し、さらに米国法典第３５編１１９条の下でこれらの先行出願の優先権が主張される。これらの米国特許仮出願は、参照により本特許出願に組み込まれている。

本出願は、一般に、無線通信技術に関し、詳細には、測位基準信号を使用してユーザ機器の位置を特定することに関する。

音声サービスと高速データ・サービスを提供するように移動体無線事業者に対する高まる要求が存在し、それと同時に、移動体ネットワーク事業者は、基地局当り、より多くのユーザをサポートして、全体的なネットワーク費用を低減し、サービスを加入者により手頃にすることを所望する。その結果、ユーザ機器により高いデータ転送速度、およびより大きい容量を可能にする無線システムが必要とされている。しかし、無線サービスに利用可能なスペクトルは限られ、固定帯域幅内でトラフィックを増加させるこれまでの試みは、システムにおける干渉を増大させ、信号品質を低下させてきた。

システム・パフォーマンスを高める様々なスキームが、直交周波数領域多元接続（ＯＦＤＭＡ）システム上で実施されてきた。多入力多出力（ＭＩＭＯ）、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）、アドバンスト誤り制御符号［ａｄｖａｎｃｅｄ ｅｒｒｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｏｄｅ］のような技術は、リンク当りのスループットを高めるが、これらの技術は、通信ネットワークにおいて遭遇するすべての問題は解決しない。

無線通信ネットワークは、通常、セルに分割され、これらのセルのそれぞれがセル・セクタにさらに分割される。セル・サイト・ロケーション内に配置された移動体基地局との無線通信を可能にする基地局トランシーバ・ユニットが、各セル内に備えられる。基準信号が、ユーザ機器が位置しているセル・サイト（ｅＮｏｄｅＢサイトまたはサービング・セル・サイト）上のセル・サイト基地局トランシーバから送信されるとともに、サービング・セル・サイトの周辺に位置する様々な隣接セル・サイト（隣接セル・サイト）上の基地局トランシーバからも伝送される。

基準信号は、３ＧＰＰ移動体無線通信システムやＬＴＥ移動体無線通信システムなどの直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システムにおけるユーザ機器によって、移動体無線通信システム上でユーザ機器の位置を確立するのを助けるのに使用される。一形態の位置分析において、ユーザ機器は、サービング・セル・サイトから受信された基準信号と隣接セル・サイトから受信された基準信号とを使用して、サービング・セル・サイトから送信された基準信号と隣接セル・サイトから送信された基準信号の間の着信時間差を算出するようにユーザ機器位置を特定する。基準信号に関する着信時間差を計算することによって、ネットワーク上のユーザ機器または他の構成要素は、三角測量計算を実行して、ネットワーク上のユーザ機器の位置を正確に特定することができる。その位置情報が、ネットワーク上の他の信号との干渉を低減し、ユーザ機器への信号伝送、およびユーザ機器からの信号伝送の全体的な精度を向上させるように、ユーザ機器への伝送信号、およびユーザ機器からの伝送信号の電力を調整するのに使用される。

隣接セル聴取可能性［ｈｅａｒａｂｉｌｉｔｙ］は、ユーザ機器が、隣接セル・サイトからの基準信号を検出する、つまり、「聴取」することができることである。しかし、サービング・セル・サイトからの基準信号、および隣接セル・サイトからの基準信号は、位置分析において使用されるために、ユーザ機器によって正確に検出、つまり、「聴取」されなければならない。隣接セル聴取可能性において遭遇する１つの問題は、ユーザ機器がサービング・セル・サイトの中心近くに位置していて、隣接セル・サイトからの基準信号が、ユーザ機器による適切な検出のためには弱すぎる場合に生じる。この状況において、隣接セル・サイトからの基準信号は、ユーザ機器が、サービング・セル・サイトからの基準信号と様々な隣接セル・サイトからの基準信号の間の着信時間差を正確に推定するのに弱すぎ、このことは、ユーザ機器によって行われる三角測量位置分析を妨げる。

知られている従来技術のシステムおよび提案は、ユーザ機器がサービング・セル・サイトの中心近くに位置している場合に生じる隣接セル聴取可能性問題に適切に対処せず、これらの知られているシステムおよび提案には、以下が含まれる。すなわち、（１）３ＧＰＰ ＴＳ ３６．１３３ ｖ８．４．０、「Ｅ−ＵＴＲＡ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｓｕｐｐｏｒｔ ｏｆ ｒａｄｉｏ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ」、（２）３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１４ ｖ８．５．０、「Ｅ−ＵＴＲＡ；Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ」、２００８年１２月、（３）３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１１ ｖ８．５．０、「Ｅ−ＵＴＲＡ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ」、２００８年１２月、（４）Ｒ１−０９００５３、「Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｈｅａｒａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ＬＴＥ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ」、アルカテル−ルーセント、ＲＡＮ１５５ｂｉｓ、スロベニア国リュブリャナ、２００９年１月、［１］（５）Ｒ１−０９０３２１、「Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｕｐｐｏｒｔ ｆｏｒ ＬＴＥ Ｒｅｌ−９‐‐‐ＲＡＮ１ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｓｓｕｅｓ」、Ｍｏｔｏｒｏｌａ、ＲＡＮ１５５ｂｉｓ、スロベニア国リュブリャナ、２００９年１月、［２］、および（６）Ｒ１−０９０３５３、「Ｏｎ ＯＴＤＯＡ ｉｎ ＬＴＥ」、クアルコム・ヨーロッパ、ＲＡＮ１−５５ｂｉｓ、スロベニア国リュブリャナ、２００９年１月、［３］。

前掲の参考文献（４）および（６）において、異なるさらなる基準信号パターンが提案されるが、これらの提案はともに、ユーザ機器がサービング・セル・サイト近くに位置している場合の隣接セル聴取可能性問題の実用的な、または向上した問題解決法を提供しない。

前掲の参考提案（４）において、ＬＣＳ−ＲＳと呼ばれる、新たな基準信号ＲＳパターンを伝送するための１つのＲＢ（リソース・ブロック）がスケジュールされなければならない。しかし、基準信号（ＬＣＳ−ＲＳ）を伝送するためのリソース・ブロックＲＢの合同スケジューリングは、ネットワーク通信システムによって現在、サポートされていない、様々な隣接セル・サイト間の調整を要求する。さらに、前掲の参考提案（４）は、セル・サイトが同期していることを要求し、新たな基準信号ＬＣＳ−ＲＳパターンは、現在の規格において定義されるＣＲＳと呼ばれるセル固有の基準信号ＲＳと比べて、異なる構造を有する。最後に、ネットワークのより大きいクラスタにわたって調整が広範に行われない限り、隣接セルのクラスタ間の衝突が、依然として生じる可能性がある。前掲の参考文献（４）によって特定される、この提案を実施するため、現行のネットワーク・システムによって認識されない新たなタイプの基準信号が要求され、さらにシステム構成要素の大規模な同期調整が調整される必要がある。したがって、この提案は、実用的、または実際的であるには広範すぎる、既存のシステムの変更を要求する。

前掲の参考提案（６）に関して、提案される基準信号（Ｅ−ＩＲＤＬ ＲＳ）は、既存の標準におけるＣＲＳ（セル固有の基準信号）の構造と比較して、非常に異なる構造に従い、このことは、受信機における新たな、複雑な技術の導入を要求する。前掲の参考文献（６）によって特定される、この提案を実施するため、現行のネットワーク・システムによって認識されない新たなタイプの基準信号が要求され、さらに受信機における新たな技術の実施が要求される。したがって、この提案もやはり、実用的、または実際的であるには広範すぎる、既存のシステムの変更を要求する。

また、マルチセル、マルチセクタ展開シナリオにおいて、前掲の参考提案（４）、（５）、および（６）の上でシミュレーションも行われ、ユーザ機器は、サービング・セル・サイト内に一様のランダム性を有するように位置しているようにシミュレートされた。事例１および事例３に関する３ＧＰＰシミュレーション結果が、ＦＤＤ周波数間測定感度要件が、３ＧＰＰ ＴＳ ３６．１３３ ｖ８．４．０、「Ｅ−ＵＴＲＡ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｓｕｐｐｏｒｔ ｏｆ ｒａｄｉｏ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ」において規定されるＳＧＨ＿ＲＰ〜１２６ｄＢｍに設定されて、以下に示される。

これらのシミュレーションにおいて、周波数領域、時間領域、および／または符号領域において再使用機構が実現されることが可能であるが、いずれの特定の再使用機構も想定されていない。しかし、これらのシミュレーションは、１、３、および６という再使用ファクタを想定した。各ＵＥによって観測された最良のＮ個の隣接セル信号のジル分布［Ｇｉｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ］が捕捉され、図１〜図３に示されるとおりプロットされる。また、サービング・セルからの信号の幾何（ジル）分布も比較のためにプロットされる。
３ＧＰＰ ＴＳ ３６．１３３ ｖ８．４．０、「Ｅ−ＵＴＲＡ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｓｕｐｐｏｒｔ ｏｆ ｒａｄｉｏ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ」において定義されるセル聴取可能性要件は、ＳＣＨ Ｅ＝〜６ｄＢである。このシミュレーション調査において、聴取可能性Ｃ／Ｉ要件は、−６ｄＢ、−８ｄＢ、または−１０ｄＢであるものと想定される。検出可能な信号を有する隣接セルの数の分布は、図４〜図６に示されるとおりプロットされる。
とられたシミュレーション・データから、本出願者らは、以下を確認した。すなわち、
１という再使用ファクタの場合、ＵＥが３つ以上のサイトを検出できる確率は、ＩＳＯ＝５０Ｏｍ（事例１）である場合でさえ、２０％未満であり、聴取可能性ＣＩＩしきい値は、−１０ｄＢという低さであり、
３という再使用ファクタの場合、
事例１において、ＵＥは、ＣＩＩしきい値が−６ｄＢである場合、約６９％、−８ｄＢで７７％、さらに−１０ｄＢで８５％の確率で３つ以上のサイトを検出することができ、
事例３において、ＵＥは、ＣＩＩしきい値が−６ｄＢである場合、約４８％、−８ｄＢで６２％、さらに−１０ｄＢで７３％の確率で３つ以上のサイトを検出することができる。
６という再使用ファクタの場合、
事例１において、ＵＥは、ＣＩＩしきい値が−６ｄＢである場合、約９８％の確率で３つ以上のサイトを検出することができ、
事例３において、ＵＥは、ＣＩＩしきい値が−６ｄＢである場合、約７７％、−８ｄＢで８６％、さらに−１０ｄＢで９２％の確率で３つ以上のサイトを検出することができる。

サービング・セル・サイト基準信号と隣接セル・サイトの時間差の計算の精度を向上させることが、位置特定の精度の向上をもたらし、このことは、より高いシステム・パフォーマンスをもたらすとともに、ユーザ機器へのデータおよび制御信号、ならびにユーザ機器からのデータおよび制御信号が失われることが減ることをもたらす。広範なシステム変更を要求することなしに、または基準帯域もしくは基準信号の大規模な変更を要求することなしに、三角測量計算の精度を高めることが必要とされる。言い換えると、ユーザ機器がサービング・セル・サイト近くに位置している場合のユーザ機器測位分析の精度の向上が必要とされ、ただし、この向上は、既存の展開される３ＧＰＰシステムおよびＬＴＥシステムの制約の範囲内で、さらに広範なシステム変更または新たなハードウェア展開を要求することなしに機能するように試みる。既存のシステムおよび提案に対して行われたシミュレーション分析および比較調査に基づいて、より正確なユーザ機器測位が達せられ得るように、測位支援基準信号を改良する必要性が存在する。

システムにおける様々な構成要素は、任意の特定のネットワーク構成または通信システムにおいて使用される命名法に依存して、様々な名前で呼ばれることが可能である。例えば、「ユーザ機器」は、ケーブル配線ネットワーク上のＰＣを包含するとともに、インターネット・アクセス、電子メール、メッセージング・サービスなどの様々なフィーチャおよび機能を有する様々な型およびモデルの移動端末装置（「セルラ電話機」）で体験され得るようなセルラ・ネットワークに無線接続で直接に結合された他のタイプの機器を包含する。

さらに、「受信機」および「送信機」という語は、通信がいずれの方向で送受信されるかに依存して、「アクセス・ポイント」（ＡＰ）、「基地局」、および「ユーザ」と呼ばれることが可能である。例えば、ダウンリンク環境の場合、アクセス・ポイントＡＰまたは基地局（ｅＮｏｄｅＢもしくはｅＮＢ）は送信機であり、ユーザは受信機であるのに対して、アップリンク環境の場合、アクセス・ポイントＡＰまたは基地局（ｅＮｏｄｅＢもしくはｅＮＢ）は受信機であり、ユーザは送信機である。これらの用語（送信機や受信機などの）は、限定的に定義されることは意図しておらず、ネットワーク上に位置する様々な移動体通信ユニットまたは伝送デバイスを含むことが可能である。

隣接セル聴取可能性が、着信時間差（ＴＤＯＡ）測定のために使用される信号に関する非ユニティ周波数再使用［ｎｏｎ−ｕｎｉｔｙ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒｅｕｓｅ］、例えば、サービング・セル・サイトおよび様々な隣接セル・サイトから伝送される信号の直交性を導入することによって、低い感度、および低い信号対雑音比で検出され得るさらなる基準信号を含めることによって、向上させられることが可能である。ＴＤＯＡ−ＲＳと呼ばれる、この新たな基準信号は、３ＧＰＰ ＥＵＴＲＡＮ（ＬＴＥ）システムを展開するセルラ・ネットワークにおける隣接セルの聴取可能性を向上させるように提案され、ＴＤＯＡ−ＲＳは、ＰＯＳＣＨサブフレームおよび／またはＭＢＳＦＮサブフレームのための任意のリソース・ブロック（ＲＢ）の中で伝送されることが、そのＴＤＯＡ−ＲＳがＰＭＣＨとＰＯＳＣＨの両方をサポートする搬送波上にあるか否かにかかわらず、可能である。

さらなるＴＤＯＡ−ＲＳ基準信号の他に、さらなる同期信号（ＴＤＯＡ−ｓｙｎｃ）が、隣接セルの聴取可能性を向上させるように含められることも可能である。この変更された、または新たなＴＯＯＡ−ｓｙｎｃ信号は、同期チャネルと同一のリソース・ブロックＲＢを共有するＯＦＤＭシンボルの中で伝送されることが可能である。直交性を高めるのに、異なるセル・サイトは、異なるＯＦＯＭシンボルを使用して、このＴＤＯＡ−ｓｙｎｃ信号を伝送することが可能である。

これらの同期信号は、リリース８標準、３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１１ｖ８．５．０において定義される一次同期信号および二次同期信号を介する直交特性または低い相関特性を使用して、セル・サイト間の直交性を維持するように拡張される（ＴＤＯＡ−ｓｙｎｃ）ことも可能である。これらのさらなる信号を伝送するリソース・ブロック（ＲＢ）は、後続の伝送インスタンス間で異なる周波数リソースをホップすることによって伝送され得る。代替として、ＴＤＯＡ−ｓｙｎｃ信号は、同期信号のために使用されるリソース・ブロック内で、すなわち、ＴＤＯＡ−ｓｙｎｃ信号が、同期チャネルと同−のリソース・ブロックＲＢの中で伝送される場合、ホップすることも可能である。

次に、本出願の実施形態が、単に例として、添付の図面を参照して説明される。

シミュレーション結果に基づくパフォーマンス特性を示すチャートである。 シミュレーション結果に基づくパフォーマンス特性を示すチャートである。 シミュレーション結果に基づくパフォーマンス特性を示すチャートである。 シミュレーション結果に基づくパフォーマンス特性を示すチャートである。 シミュレーション結果に基づくパフォーマンス特性を示すチャートである。 シミュレーション結果に基づくパフォーマンス特性を示すチャートである。 伝送信号の中のブロック割当てを示す概略図である。 伝送信号の中のブロック割当てを示す概略図である。 通信ネットワーク上の構成要素に関するネットワーク・コンポーネント図である。 通信ネットワーク上の構成要素に関するネットワーク・コンポーネント図である。 通信ネットワーク上の構成要素に関するネットワーク・コンポーネント図である。 通信ネットワーク上の構成要素に関するネットワーク・コンポーネント図である。 通信ネットワーク上の構成要素に関するネットワーク・コンポーネント図である。 通信ネットワーク上の構成要素に関するネットワーク・コンポーネント図である。 通信ネットワーク上の構成要素に関するネットワーク・コンポーネント図である。 通信ネットワーク上の構成要素に関するネットワーク・コンポーネント図である。 通信ネットワーク上の構成要素に関するネットワーク・コンポーネント図である。 通信ネットワーク上の構成要素に関するネットワーク・コンポーネント図である。

同様の符号が異なる図で同様の要素を表すのに使用される。

図８を参照すると、ブロック図が、複数のセル１２内の無線通信を制御する基地局コントローラ（ＢＳＣ）１０を示し、これらのセルは、対応する基地局（ＢＳ）１４によるサービスを受ける。一部の構成において、各セルは、複数のセクタ１３またはゾーンにさらに分割される。一般に、各基地局１４は、ＯＦＤＭを使用して、対応する基地局１４に関連するセル１２内にある移動端末装置および／または無線端末装置１６との通信を円滑にする。基地局１４に対する移動端末装置１６の移動は、チャネル条件の相当な変動をもたらす。

図示されるとおり、基地局１４および移動端末装置１６は、通信に空間ダイバーシティをもたらすように複数のアンテナを含むことが可能である。一部の構成において、中継局１５が、基地局１４と無線端末装置１６の間の通信を助けることが可能である。無線端末装置１６は、任意のセル１２、セクタ１３ゾーン、基地局１４、または中継器１５から別のセル１２、セクタ１３ゾーン、基地局１４、または中継器１５に引き渡され得る。一部の構成において、基地局１４は、バックホール・ネットワーク１１を介して互いに、さらに別のネットワーク（コア・ネットワークまたはインターネットなどの）と通信する。

本発明によって解決される聴取可能性問題は、移動端末装置ＭＳ１６が基地局トランシーバ・ユニットＢＳ１４に近接して位置する場合に生じる。本発明を使用しないと、移動端末装置ＭＳ１６は、システムに正確な位置データまたは近接性データを供給することに関する問題につながる、移動端末装置ＭＳ１６の三角測量分析に関する問題に遭遇する。本発明は、基準信号（ＴＤＯＡ−ＲＳ）およびさらなる基準同期信号（ＴＤＯＡ−ｓｙｎｃ）を使用することによって、この聴取可能性問題を解決する。隣接セル聴取可能性は、着信時間差（ＴＤＯＡ）測定のために使用される信号に関する非ユニティ周波数再使用、例えば、サービング・セル・サイトおよび様々な隣接セル・サイトから伝送される信号の直交性を導入することによって、低い感度、および低い信号対雑音比で検出され得るさらなる基準信号を含めることによって、向上させられることが可能である。ＴＤＯＡ−ＲＳと呼ばれる、この新たな基準信号は、３ＧＰＰ ＥＵＴＲＡＮ（ＬＴＥ）システムを展開するセルラ・ネットワークにおける隣接セルの聴取可能性を向上させるように提案され、ＴＤＯＡ−ＲＳは、ＰＯＳＣＨサブフレームおよび／またはＭＢＳＦＮサブフレームのための任意のリソース・ブロック（ＲＢ）の中で伝送されることが、そのＴＤＯＡ−ＲＳがＰＭＣＨとＰＯＳＣＨの両方をサポートする搬送波上にあるか否かにかかわらず、可能である。

さらなる同期信号（ＴＤＯＡ−ｓｙｎｃ）が、隣接セルの聴取可能性を向上させるように含められることも可能である。このＴＯＯＡ−ｓｙｎｃ信号は、同期チャネルと同一のリソース・ブロックＲＢを共有するＯＦＤＭシンボルの中で伝送されることが可能である。直交性を高めるのに、異なるセル・サイトは、異なるＯＦＯＭシンボルを使用して、このＴＤＯＡ−ｓｙｎｃ信号を伝送することが可能である。これらの同期信号は、リリース８標準、３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１１ｖ８．５．０において定義される一次同期信号および二次同期信号を介する直交特性または低い相関特性を使用して、セル・サイト間の直交性を維持するように拡張される（ＴＤＯＡ−ｓｙｎｃ）ことも可能である。これらのさらなる信号を伝送するリソース・ブロック（ＲＢ）は、後続の伝送インスタンス間で異なる周波数リソースをホップすることによって伝送され得る。代替として、ＴＤＯＡ−ｓｙｎｃ信号は、同期信号のために使用されるリソース・ブロック内で、すなわち、ＴＤＯＡ−ｓｙｎｃ信号が、同期チャネルと同一のリソース・ブロックＲＢの中で伝送される場合、ホップすることも可能である。

図９を参照すると、基地局１４の例が示されている。基地局１４は、一般に、制御システム２０、ベースバンド・プロセッサ２２、送信回路２４、受信回路２６、複数のアンテナ２８、およびネットワーク・インタフェース３０を含む。受信回路２６は、移動端末装置１６（図３に示される）および中継局１５（図４に示される）によって提供される１つまたは複数の遠隔送信機からの情報をのせて運ぶ無線周波数信号を受信する。図９に示される構成要素に加えて、低雑音増幅器とフィルタが、処理のために、その信号を増幅し、その信号からブロードバンド干渉を消去するように協働することが可能である。さらに、次に、ダウンコンバージョン−デジタル化回路が、濾波され、受信された信号を中間周波数信号またはベースバンド周波数信号にダウンコンバートして、この信号が、次に、１つまたは複数のデジタル・ストリームにデジタル化される。

ベースバンド・プロセッサ２２が、このデジタル化された、受信された信号を処理して、受信された信号の中で伝送された情報またはデータ・ビットを抽出する。この処理は、通常、復調動作、復号動作、および誤り訂正動作を備える。このため、ベースバンド・プロセッサ２２は、一般に、１つまたは複数のデジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）の内部で実施される。受信された情報は、次に、ネットワーク・インタフェース３０経由で無線ネットワークをわたって送信され、あるいは直接に、または中継器１５の助けを借りて、基地局１４によるサービスを受ける別の移動端末装置１６に伝送される。

送信側で、ベースバンド・プロセッサ２２は、制御システム２０の制御下のネットワーク・インタフェース３０から音声、データ、または制御情報を表すことが可能なデジタル化されたデータを受け取り、このデータを送信のために符号化する。符号化されたデータは、送信回路２４に出力され、回路２４において、このデータは、所望される送信周波数、または複数の送信周波数を有する１つまたは複数の搬送波信号によって変調される。また、電力増幅器が使用されることも可能であり、変調された搬送波信号を送信に適したレベルまで増幅し、変調された搬送波信号を、適合するネットワーク（図示せず）を介してアンテナ２８に送る。変調および処理の詳細が、以下により詳細に説明される。

図１０を参照すると、ユーザ機器または移動端末装置１６の例が示されている。基地局１４と同様に、移動端末装置１６も、制御システム３２、ベースバンド・プロセッサ３４、送信回路３６、受信回路３８、複数のアンテナ４０、およびユーザ・インタフェース回路４２を含む。受信回路３８は、１つまたは複数の基地局１４および中継器１５からの情報をのせて運ぶ無線周波数信号を受信する。低雑音増幅器とフィルタが、処理のために、その信号を増幅し、その信号からブロードバンド干渉を消去するように協働することが可能である。次に、ダウンコンバージョン−デジタル化回路が、濾波され、受信された信号を中間周波数信号またはベースバンド周波数信号にダウンコンバートして、この信号が、次に、１つまたは複数のデジタル・ストリームにデジタル化される。

ベースバンド・プロセッサ３４が、このデジタル化された、受信された信号を処理して、受信された信号の中で伝送された情報またはデータ・ビットを抽出する。この処理は、通常、復調動作、復号動作、および誤り訂正動作を備える。このため、ベースバンド・プロセッサ３４は、一般に、１つまたは複数のデジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）の内部で実施される。

送信に関して、ベースバンド・プロセッサ３４は、制御システム３２から音声、ビデオ、データ、または制御情報を表すことが可能なデジタル化されたデータを受け取り、このデータを送信のために符号化する。符号化されたデータは、送信回路３６に出力され、回路３６において、このデータは、変調器によって、所望される送信周波数、または複数の送信周波数にある１つまたは複数の搬送波信号を変調するのに使用される。また、電力増幅器が使用されて、変調された搬送波信号を送信に適したレベルまで増幅し、変調された搬送波信号を、適合するネットワークを介してアンテナ４０に送ることも可能である。

当業者に利用可能である様々な変調技術および処理技術が、直接に、または中継局を介して、移動端末装置と基地局の間の信号伝送のために使用される。ＯＦＤＭ変調において、伝送帯域は、複数の直交搬送波に分割される。各搬送波は、伝送されるべきデジタル・データに応じて変調される。ＯＦＤＭは、伝送帯域を複数の搬送波に分割するため、搬送波当りの帯域幅は減少し、搬送波当りの変調時間は増大する。複数の搬送波が並行に伝送されるので、任意の所与の搬送波上のデジタル・データ、またはシンボルに関する伝送レートは、単一の搬送波が使用される場合より低い。

基準信号が、移動体無線通信システムにおけるユーザ機器の位置を確立するのを助けるのに、３ＧＰＰ移動体無線通信システムやＬＴＥ移動体無線通信システムなどの直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システムにおける、移動端末装置ＭＳ１６のようなユーザ機器によって使用される。図１０に示されるとおり、一形態の位置分析を使用して、ユーザ機器ＭＳ１６Ａが、サービング・セル・サイト・コントローラＢＳ１４Ａおよび隣接セル・サイトＢＳ１４Ｂおよび／または１４Ｃから受信された基準信号を使用して、サービング・セル・サイト・コントローラＢＳ１４Ａおよび隣接セル・サイトＢＳ１４Ｂおよび／または１４Ｃから送信された時間差基準信号を使用する着信時間差分析に基づいて、ユーザ機器位置を特定する。

これらの基準信号に関する着信時間差を計算することによって、ネットワーク上のユーザ機器ＭＳ１６Ａまたは他の構成要素は、三角測量計算を実行して、ネットワーク上のユーザ機器ＭＳ１６Ａの位置を正確に測定することができる。この位置情報が、ネットワーク上の他の信号との干渉を低減し、ユーザ機器への信号伝送、およびユーザ機器からの信号伝送の全体的な精度を向上させるように、ユーザ機器ＭＳ１６Ａへの伝送信号、およびユーザ機器ＭＳ１６Ａからの伝送信号の電力を調整するのに使用される。

隣接セル聴取可能性は、ユーザ機器が、隣接セル・サイトＢＳ１４Ｂまたは１４Ｃからの基準信号を検出する、つまり、「聴取」することができることである。しかし、サービング・セル・サイトＢＳ１４Ａからの基準信号、および隣接セル・サイトＢＳ１４Ｂまたは１４Ｃからの基準信号は、位置分析において使用されるために、ユーザ機器ＭＳ１６Ａによって正確に検出、つまり、「聴取」されなければならない。隣接セル聴取可能性において遭遇する１つの問題は、ユーザ機器ＭＳ１６Ａがサービング・セル・サイト・コントローラＢＳ１４Ａの中心近くに位置していて、隣接セル・サイトＢＳ１４Ｂまたは１４Ｃからの基準信号が、ユーザ機器による適切な検出のためには弱すぎる場合に生じる。この状況において、隣接セル・サイトＢＳ１４Ｂおよび１４Ｃからの基準信号は、ユーザ機器が、サービング・セル・サイトＢＳ１４Ａからの基準信号と様々な隣接セル・サイトＢＳ１４Ｂおよび／または１４Ｃからの基準信号の間の着信時間差を正確に推定するのに弱すぎ、このことは、ユーザ機器ＭＳ１６Ａによって行われる三角測量位置分析を妨げる。

隣接セル聴取可能性が、着信時間差（ＴＤＯＡ）測定のために使用される信号に関する非ユニティ周波数再使用、例えば、サービング・セル・サイトおよび様々な隣接セル・サイトから伝送される信号の直交性を導入することによって、低い感度、および低い信号対雑音比でユーザ機器ＭＳ１６Ａによって検出され得るさらなる基準信号を含めることによって、向上させられることが可能である。ＴＤＯＡ−ＲＳと呼ばれる、この新たな基準信号は、３ＧＰＰ ＥＵＴＲＡＮ（ＬＴＥ）システムを展開するセルラ・ネットワークにおける隣接セルＢＳ１４Ｂおよび１４Ｃの聴取可能性を向上させるように提案され、ＴＤＯＡ−ＲＳは、ＰＯＳＣＨサブフレームおよび／またはＭＢＳＦＮサブフレームのための任意のリソース・ブロック（ＲＢ）の中で伝送されることが、そのＴＤＯＡ−ＲＳがＰＭＣＨとＰＯＳＣＨの両方をサポートする搬送波上にあるか否かにかかわらず、可能である。

さらなるＴＤＯＡ−ＲＳ基準信号の他に、さらなる同期信号（ＴＤＯＡ−ｓｙｎｃ）が、隣接セル・サイトＢＳ１４Ｂおよび１４ｃからの伝送の聴取可能性を向上させるように含められることも可能である。一次同期信号または二次同期信号が、ウォルシュ符号、または低い相互相関特性を有する他の符号などのセル固有の直交符号によって覆われる、またはスクランブルされることが可能である。ウォルシュ符号が使用される場合、すべてが１の符号語が通常の一次信号または二次信号の中で確保される。このスクランブリングが、同期系列に対して実行されてから、１０ＦＴ処理のためのリソース要素に対するマッピングが行われる。また、一次同期信号または二次同期信号に対する直交特性または低い相互相関特性を有する他の系列が使用されることも可能である。

この新たなＴＯＯＡ−ｓｙｎｃ信号は、同期チャネルと同一のＲＢを共有するＯＦＯＭシンボルの中で伝送されることが可能である。直交性を高めるのに、異なるセル・サイトは、異なるＯＦＯＭシンボルを使用して、このＴＯＯＡ−ｓｙｎｃ信号を伝送することが可能である。例えば、セル１０に依存して、ＴＯＯＡ−ｓｙｎｃ信号は、通常のＣＰ、フレーム構造１の事例において、それぞれ、ＯＦＯＭシンボルｅ＝２、３、９、１０、１２、または１３の中で伝送され得る。ＯＦＯＭシンボルｅ＝０、１、４、７、および１１は、セル固有のＲＳのために確保される一方で、ｅ＝５、６は、サブフレーム５の中の二次同期信号および一次同期信号のためにそれぞれ確保される。サブフレーム０の中のスロット１に関して、ＴＯＯＡ−ｓｙｎｃ信号は、ブロードキャスト・チャネルＰＢＣＨが同一のリソース・ブロックＲＢの中で送信される場合、ブロードキャスト・チャネルＰＢＣＨとの衝突を回避するように、ＯＦＯＭシンボルｅ＝０、１．．．３の中で送信され得ない。

同期信号は、一次同期信号および二次同期信号を介する直交特性または低い相関特性を使用して、セル・サイト間の直交性を維持するように拡張される（ＴＤＯＡ−ｓｙｎｃ）ことも可能である。これらのさらなる信号を伝送するリソース・ブロック（ＲＢ）は、後続の伝送インスタンス間で異なる周波数リソースをホップすることによって伝送され得る。代替として、ＴＤＯＡ−ｓｙｎｃ信号は、同期信号のために使用されるリソース・ブロック内で、すなわち、ＴＤＯＡ−ｓｙｎｃ信号が、同期チャネルと同一のリソース・ブロックＲＢの中で伝送される場合、ホップすることも可能である。

サブフレーム＃０に関して、ＴＤＯＡ−ｓｙｎｃ信号は、ブロードキャスト・チャネルＰＢＣＲ伝送のために使用されないＯＦＤＭシンボル上で伝送されなければならない。また、一次同期信号および二次同期信号、ならびにＴＤＯＡ−ｓｙｎｃを伝送する６つのリソース・ブロックＲＢのグループが、現在の規格Ｔｓ ３６．２１１ ｖ８．５．０において指定されるスロット／サブフレーム間の間隔の中で、搬送波の中心から離れた異なる周波数位置にホップすることも可能である。このことは、帯域の中心においてフェージングを経験する可能性があるユーザに関する同期パフォーマンスを向上させるのにも役立つ。

また、ＴＤＯＡ−ＲＳ信号およびＴＤＯＡ−ｓｙｎｃ信号は、ＰＤＳＣＲサポートを有するか、有さないかにかかわらず、搬送波上のＭＢＳＦＮサブフレーム上で伝送されることが可能である。あるいは、ＴＤＯＡ−ＲＳ信号およびＴＤＯＡ−ｓｙｎｃ信号は、他の提案において説明されるのと同一のリソース・ブロックＲＢの中で伝送されるように、複数の隣接セルによって合同でスケジュールされ得る。ＴＤＯＡ−ＲＳおよび／またはＴＤＯＡ−ｓｙｎｃを伝送するサブフレームの周期性は、要求されるＴＤＯＡ推定精度、およびセル・サイト内のユーザ（ＵＥまたはＭＳ１６）の位置分布に依存して構成可能である。同様に、１つのサブフレームの中でＴＤＯＡ−ＲＳを伝送するリソース・ブロックＲＢの数も構成可能である。

ＵＴＲＡＮにおけるアイドル周期ダウンリンク伝送（ＩＰＤＬ）と同様に、或るサブフレームの中のリソース・ブロックＲＢのグループは、異なる隣接セル・サイトＢＳ１４ＢまたはＢＳ１４Ｃによる排他的伝送（ＣＲＳ信号を除く）のために、またはＭＢＳＦＮサブフレームのデータ領域の中で確保され得る。ＯＦＤＭＡベースのＥＵＴＲＡＮ（ＬＴＥ）の利点は、これらの確保されたリソース・ブロックＲＢ上の複数の隣接セルＢＳ１４ＢおよびＢＳ１４Ｃからの伝送が、ＴＤＯＡ測定のためのサブフレーム内、またはサブフレームのグループ内の或る形態の部分周波数再使用として、同時に行われ得ることである。これらの伝送は、さらなる基準信号を用いても、用いなくても、電力増大させられ得る。部分周波数再使用スキームは、聴取パフォーマンスをさらに向上させるように適用され得る。例えば、隣接セルの間で異なる周波数再使用ファクタが構成され得る場合に、さらなるセル固有の系列の伝送のために特殊な領域が確保され得る。

我々は、中継局に同様の設計を適用して、中継局が、隣接する中継局を監視することを許すことができる。というのは、中継器は、トークしている間、リッスンする（隣接中継局からのＳＣＨを検出する）ことができないからである。さらに、非同期ネットワークにおける異なる基地局（ｅＮＢ）間のタイミング差が、Ｘ２シグナリングに基づく問合せおよび応答を介して識別され得る。異なる基地局間の相対タイミング差は、ネットワーク・エンティティによって、位置特定、例えば、ＬＭＵのために使用され得る。

現在のリリース８標準において定義されるセル固有の基準信号ＲＳ（ＣＲＳ）との整合性を保つのに、ＵＥ測位のためのさらなるＴＤＯＡ基準信号（ＴＤＯＡ−ＲＳ）の代替の構造が、通常のＣＰの事例に関して、図７に示される。ＣＲＳと比べたこれらのＴＤＯＡ−ＲＳの構造における類似性の利点は、類似する受信機が、ＴＤＯＡ−ＲＳを検出するために使用され得ることである。セル固有のＲＳと同様に、これらのＴＤＯＡ−ＲＳもセル固有であり、シフトの量は、セル１０に応じる。標準のＣＲＳシグナリングとの大きな違いは、アンテナ・ポート１、２、または３のために構成されたＴＤＯＡ−ＲＳが、単一のアンテナ・ポートしか存在しない場合に、アンテナ・ポート０によって使用され得ることである。同様に、２つの送信アンテナ・ポートだけしか存在しない場合、アンテナ・ポート２および３のためのＴＤＯＡ−ＲＳが、それぞれ、アンテナ・ポート０および１のために使用され得る。異なるアンテナ・ポートから伝送されたＴＤＯＡ−ＲＳは、ＴＤＯＡ推定の精度を高めるように組み合わされることが可能である。

ＴＤＯＡ−ＲＳは、ＰＯＳＣＨサブフレームおよび／またはＭＢＳＦＮサブフレームのための任意のリソース・ブロック（ＲＢ）の中で伝送されることが、そのＴＤＯＡ−ＲＳがＰＭＣＨとＰＯＳＣＨの両方をサポートする搬送波上にあるか否かにかかわらず、可能である。状況は、ＴＤＯＡ−同期信号の場合に類似するが、ＴＤＯＡ−ｓｙｎｃ信号は、サブフレームの中の連続する６つのＲＢにわたって伝送されなければならないというさらなる制約が存在する。ＴＯＯＡ−ｓｙｎｃ信号は、一次同期信号および二次同期信号と同一のＲＢを共有することが可能である。代替として、ＴＯＯＡ−ＲＳは、図８に示されるいくつかの変更を伴って、同期チャネルのために使用されるＲＢの中で伝送されることも可能である。

周波数ダイバーシティ利得を活用し、さらにセル・サイト内の最大数のＵＥがＴＯＯＡ−ＲＳ信号およびＴＯＯＡ−ｓｙｎｃ信号を検出できることを確実にするのに、これらの信号を伝送するリソース・ブロックが、これらの信号の伝送インスタンスの間でホップすることを許される。帯域幅周波数ダイバーシティ利得全体にわたってホップすることは、所定のセル固有のホッピング系列に従って、全帯域幅にわたってホップすることによって最大化され得る。ＴＤＯＡ−ＲＳの事例において、ＴＤＯＡ−ＲＳを伝送する１つ、またはいくつかの隣接するＲＢが、連続する伝送インスタンス間で異なる周波数リソースにホップすることが可能である。

ＴＤＯＡ−ｓｙｎｃの事例において、ＴＤＯＡ−ｓｙｎｃを伝送する、連続する６つのＲＢのグループが、連続する伝送インスタンス間で異なる周波数リソースに、例えば、連続する６つのＲＢの異なるグループにホップすることが可能である。同期チャネルと同一のＲＢを共有するＴＤＯＡ−ＲＳの事例において、同期チャネルを伝送するそれら６つのＲＢにわたってホップすることを介して、いくらかの周波数ダイバーシティ利得が得られることも可能である。

信号感度、ＴＤＯＡ推定精度要件、およびセル・サイト内のＵＥ位置分布に依存して、ＴＤＯＡ−ＲＳ信号およびＴＤＯＡ同期信号を伝送することに関する周期性は、より高い信号密度のために各フレーム内で、または同期信号と同一のサブフレーム内で伝送するように構成され得る。いずれか、または両方が、各無線フレーム内のサブフレーム０および５を使用する。

再使用ファクタが比較的高い極端な事例において、リソース・ブロックＲＢ全体が、１つのセル・サイトによって使用される可能性がある。すると、さらなる基準信号は、リリースＢとの後方互換性を維持するようにＣＲＳのために使用されるリソース要素を除いて、ＲＢ全体を占めることが可能である。再使用ファクタは、ネットワークによって構成されて、新たなＳＩＢメッセージによってブロードキャストされることが可能である。ＦＦＲが構成される場合、各セルに関する伝送区域は、セルＩＤに基づいて特定され得る。また、周波数ホッピングが、所定のセル固有のホッピング・パターンを構成メッセージに含めることによって、ＦＦＲに加えて、適用されることも可能である。

ＵＴＲＡＮにおいて、ＬＭＵが、隣接セルの伝送を観測することによって、隣接セル間の相対タイミング・オフセットを推定することを担う。ＬＭＵにおけるＥ−ＵＴＲＡＮに関する聴取可能性問題を回避するのに、ＬＭＵが、非同期システムにおける隣接セル間の相対タイミング・オフセットについて知る代替の方法は、指定されたｅＮＢが、隣接セルに隣接セルのタイミング情報に関する問合せを送信するようにさせることである。隣接ｅＮＢがＧＰＳ信号またはＧＮＳＳ信号のための衛星受信機を備えている場合、その隣接ｅＮＢは、例として、フレーム境界の絶対タイミングで応答することができる。備えていない場合、隣接ｅＮＢは、相対タイミング情報で、例えば、ｅＮＢから問合せが受信された時点のタイムスタンプ、ならびに隣接ｅＮＢにおける対応するサブフレームおよびＳＦＮのタイミング・オフセットで応答することができる。この問合せおよび応答は、Ｘ２シグナリングを介して伝送され得る。この問合せの周期性は、ｅＮＢにおける予期される基準クロック・ドリフトに依存する。

ＴＤＯＡなどの測位方法のパフォーマンスを評価するのに、精度に影響を与える要因が捕捉される必要がある。評価モデルは、セル内の対応する位置に依存して、ＵＥによるＴＤＯＡ推定の精度を捕捉しなければならず、例えば、ＳＩＮＲに応じたＴＤＯＡ推定誤差パフォーマンスが、システム・レベル・シミュレーションにおいてプロットされ、捕捉されなければならない。システム・シミュレーションは、様々な隣接ｅＮＢから伝送された信号のＴＯＯＡ推定を使用する三角測量に基づくＵＥ位置の推定について、もたらされるパフォーマンスを評価するのに使用される。

本発明は、ＥＵＴＲＡＮ ３ＧＰＰリリース８標準において既に使用されている信号構造上で伝送される新たな基準信号（ＴＤＯＡ−ＲＳ）および新たな同期信号（ＴＤＯＡ−ｓｙｎｃ）、すなわち、セル固有のＲＳ信号および同期信号を使用することによって、聴取可能性問題を解決する。既存の信号構造上で新たな信号を使用することによって、本発明は、ＴＤＯＡ推定をサポートするさらなる受信機の複雑さを増大させることなしに実施され得る。さらに、周波数領域にわたる、提案されるＴＤＯＡ−ＲＳおよびＴＤＯＡ−ｓｙｎｃを伝送するリソース・ブロックのホッピングが、周波数ダイバーシティを活用し、異なるＵＥによって経験される様々なチャネル条件において聴取可能性を最大化することができる。

本発明は、中継局が、中継局の隣接中継局によって送信されるセル固有の系列の進行中の測定を維持することを許すのに使用され得る。そのような測定は、基地局のスケジューリングに役立つことが可能であり、リリース８において定義される元の基準信号（ＣＲＳ）に依拠することができない。というのは、中継局は、特に同期ネットワークの場合、ＣＲＳを送信する必要もあるためである。この機構は、中継局が動的に追加／除去される、または中継局が移動している自己組織化された中継ネットワークに有用である。

着信時間差（ＴＯＯＡ）測定を介するＵＥ位置特定をサポートするのに、さらなるＵＥ測定能力が、以下のとおり定義されなければならない。

Ｔ単位のタイミング・オフセット測定に関する定義は、サービング・セルにおける対応するフレームの着信時刻（ＴＯＡ＿ｒｅｆ）を基準とした隣接セルにおけるダウンリンク・フレームの着信時刻（ＴＯＡ＿ｎｅｉｇｈｂｏｒ）、すなわち、ＴＯＡ＿ｎｅｉｇｈｂｏｒ−ＴＯＡ＿ｒｅｆであり、ただし、Ｔは、Ｔ８ ３６．２１１ ｖＳ．５．０ ｓ１１において定義されるＥ−ＵＴＲＡに関する基本時間単位である。システムの、この変形は、ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ周波数内、ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ周波数間に適用可能である。

そのような測定の報告フォーマットおよびトリガ機構は、ＭＡＣ層規格またはＲＲＣ層規格の一部として定義される。１つのトリガ機構は、何らかのタイミング・オフセット情報が提供され得るようになると、ＲＳＲＰ報告およびＲＳＲＱ報告をトリガすることに基づく。さらに、トリガすることは、特にセル中心に位置するＵＥに関して、向上した精度のために、ＴＯＯＡ−ＲＳ伝送時間およびＴＯＯＡ−ｓｙｎｃ伝送時間の構成に基づくことが可能である。セルの端近くに位置するＵＥに関して、タイミング・オフセット測定は、ＲＳＲＰレポートおよび／またはＲＳＲＱレポートと同時に報告され得る。

周波数／時間／符号再使用６以上の特性を有するさらなる測位基準信号（ＲＳ）が提案される。このことは、２つの送信アンテナを有するシステム展開において再使用３をサポートするに過ぎない、知られている方法およびシステムより、ＵＥ ＭＳ１６による隣接セル信号聴取可能性を大幅に向上させるものと予期される。

また、同期信号に類似した構造を有する隣接するＲＳに関するさらなる詳細も与えられている。６以上の有効再使用ファクタで、時間、周波数、および符号を通じて測位ＲＳ（ＴＤＯＡ−ＲＳ）に直交にリソースを割り当てることによって、隣接セル伝送からの干渉を回避する。３という周波数再使用が分析されたが、これは、十分な隣接セル聴取可能性を実現するのに十分でない。このため、本発明は、新たな測位支援基準信号ＲＳ（ＴＤＯＡ−ＲＳ）において６という周波数再使用パターンを許す。セル固有のＲＳ（ＣＲＳ）と同様に、ＲＳパターンにおいて以下のセル固有の周波数偏移が存在する。すなわち、ＴＳ ３６．２１１ ｖ８．６．０のセクション６．１０．１に記載されるとおり、Ｖ、偏移＝Ｎ（セルＩＤ）ｍｏｄ ６である。

測位ＲＳのために使用される系列は、ＣＲＳのために使用される系列と同様であり得る。代替として、他の擬似ランダム系列、例えば、ザドフ−チュー系列が使用されてもよい。ＭＢＳＦＮサブフレームが測位ＲＳを伝送するのに使用される場合、セル固有のＲＳは、１つまたは２つ複数の送信アンテナ・ポートが構成された場合にサブフレームのＯＦＤＭシンボル０の中でしか伝送されない。このため、測位ＲＳは、サブフレーム内の他のすべてのＯＦＤＭシンボルの中で伝送されることが可能である。しかし、サブフレームのＯＦＤＭシンボルＩは、展開されたネットワークにおけるいくつかの隣接セルに関して２つより多くの送信アンテナ・ポートが構成される場合、測位ＲＳのために使用され得ない。

基準信号ＴＤＯＡ−ＲＳは、いくつかのリソース・ブロックにわたる隣接する周波数（副搬送波）の中に位置付けられることが可能である。後段のチャートに示される例において、それぞれが隣接する６つのリソース・ブロックＲＢにわたるセル固有の基準信号ＲＳを全く有さない各ＯＦＤＭシンボル、さらにＴＤＯＡ−ＲＳ基準信号が、セル固有の系列の伝送のために隣接セルに割り当てられる。これらは、同期信号のために使用されず、ブロードキャスト・チャネルのためにも使用されないＯＦＤＭシンボル上で伝送される。データ・トラフィックは、ＴＤＯＡ−ＲＳ測位基準信号を伝送するリソース・ブロックＲＢ上でスケジュールされ得ない。

これらの基準信号ＲＳが、同期信号と同一のリソース・ブロックＲＢおよびサブフレーム（＃５）の中で伝送される場合、２つより多くの送信アンテナを有する展開ネットワークにおける６つまでの異なる隣接セルに関して、せいぜいＮｒｓ＝６つのＯＦＤＭシンボルが存在することが可能であり、１つまたは２つの送信アンテナしか有さない展開ネットワークにおける８つまでの異なる隣接セルに関して、Ｎｒｓ＝８つのＯＦＤＭシンボルが存在することが可能である。各隣接セルには、測位系列を伝送するために複数のＯＦＤＭシンボルが割り当てられることが可能である。また、同期信号（ＰＳＳ／ＳＳＳ）を伝送しない他のサブフレームおよびリソース・ブロックが、測位系列を伝送するために使用されることも可能である。多数のリソース・ブロックＲＢ、またはより長い系列長Ｎｓｅｑがサポートされることも可能であり、例えば、３．８４ＭＨｚサンプリング・レートを有する３ＭＨｚ帯域幅システムの場合のように１５のリソース・ブロックＲＢがサポートされることが可能である。

これらの系列は、一次（ＰＳＳ）同期信号および二次（ＳＳＳ）同期信号に関して、さらに異なる隣接セルの間で直交である、または低い相互相関特性を有する。使用され得る１つのタイプの系列が、様々な基準信号ＲＳのために既に使用されているＣＡＺＡＣ系列またはザドフ−チュー系列である。一例は、３ＧＰＰ標準のリリース８において定義されるとおり、長さ６２の一次同期信号デン）の異なる循環シフトαを使用することである。

循環シフトαの値は、それらの値が、異なる隣接セルに関して可能な限り離隔しているように選択され得る。シフトの量は、セルＩＤに応じなければならない。同様に、隣接セルに割り当てられたＯＦＤＭシンボルも、セルＩＤに応じなければならない。例えば、

ただし、Ｎ＞＝１：可能な各循環シフト値の間のサンプルの最小数。
例えば、Ｎｓｅｑ＝６２、および望ましい６つの別々の循環シフト値に関して、

セルＩＤを有する隣接セルに割り当てられたＯＦＤＭシンボル

ただし、ｌ’＝ＣＲＳ、ＰＳＳ／ＳＳＳＩＰＢＣＨを含まないＯＦＤＭシンボルであり、ｌ’＝０から始めてｌ’＝Ｎｒｓ−１まで、ＯＦＤＭシンボル・インデックスｌの小さい順に並べられる。より長い系列に関して、長さ１２７のＺＣ系列が使用され得る。すなわち、

これらの系列のルートｕは、より短い系列、または一次同期信号のために使用されるルートとは異なるように選択され得る。

後段で示されるとおり、隣接するリソース・ブロックの中でＴＤＯＡ−ＲＳ基準信号を位置付ける際、ＴＤＯＡ−ＲＳは、同期信号と同一のサブフレーム内に配置される。左ブロックは、同期信号と同一の長さを使用し、右ブロックは、帯域の中心で約１５ＲＢを占めることが可能な、より長い長さの基準信号ＲＳ系列を使用する。これらのリソース・ブロックは、２つより多くのアンテナを有するネットワークにおける展開に関して識別される。各スロット内のＯＦＤＭシンボル・インデックスは、取って置かれるべきであり、測位ＲＳ伝送のために使用されるべきではない。

６という周波数再使用を有し、およびスタガ・パターンを目的とする、スタガ・パターンおよび隣接するパターンのＴＤＯＡ−ＲＳ基準信号の位置付けが有益である。異なる隣接セルからの異なる循環シフトを有するＴＤＯＡ−ＲＳ伝送の隣接する位置付けのために異なるＯＦＤＭシンボルを使用することで、６より大きい周波数再使用パターンが実現され得る。

ＴＤＯＡ−ＲＳ測位基準信号は、６より大きい周波数／時間／符号の再使用を使用して説明されてきた。この符号再使用は、２つの送信アンテナを有するシステム展開における再使用３しかサポートしない、リリース８におけるセル固有のＲＳの隣接セル信号聴取可能性と比べて、ＵＥによる隣接セル信号聴取可能性を大幅に向上させるものと予期される。また、同期信号と同様の構造を有する、隣接するＲＳに関するさらなる詳細も与えられている。

本発明は、６以上の有効再使用ファクタで、時間、周波数、および符号を通じて測位基準信号ＲＳ（ＴＤＯＡ−ＲＳ）に直交にリソースを割り当てることによって、隣接セル伝送からの干渉を回避する。シミュレーション分析中、ネットワークは同期されているものと想定されていた。移動端末装置ＵＥ着信時間差は、データ伝送なしの指定されたサブフレーム内、すなわち、ＩＰＤＬサブフレーム内のリリース８ ＣＲＳまたは提案されるＰＡ−ＲＳに基づいて測定された。さらに、ＦＤＤ周波数内測定感度要件が、ＳＣＨ ＲＰ＞−１２６ｄＢｍ［６］に設定される。セル検出可能性要件は、ＳＣＨ Ｅ／Ｉｏｔ＞６ｄＢである。Ｒｅｌ−８ ＣＲＳを使用して、信号は、同期信号の密度より高いＣＲＳシンボル密度のため、約−１４ｄＢの下限まで確実に検出され得るものと想定される。

これらのシミュレーション結果から、リリース８ ＣＲＳだけを使用して、ＵＥ測位パフォーマンスは、ＵＳ ＦＣＣ義務的Ｅ９１１ 段階２要件を満たすことができないことが見て取られる。測位精度は、基本的に、隣接セル聴取可能性によって制限される。例えば、−１４ｄＢというＣ／ｍｅしきい値の場合、８３％における位置誤差の飽和点が、ＤＥが３つ以上の並置されていないサイトを検出できない確率が１７％であることを示す。

ＣＲＳ信号を使用するリリース８において示される標準に関して、３という再使用ファクタは、ＩＰＤＬサブフレーム内、すなわち、スケジュールされたデータを有さないサブフレーム内で、２つのアンテナ・ポートに関して実現可能である。しかし、異なるセル／セルのグループに関して、通常のサブフレームとＭＢＳＦＮサブフレームの混合から成る測位サブフレームの合同スケジューリングまたは合同構成の場合、より大きいオーバーヘッドおよび複雑さという犠牲を払ってのみ、より高い再使用ファクタが実現され得る。６という再使用ファクタを用いるリリース８ ＣＲＳを使用した３ＧＰＰシミュレーション事例１（ＥＴＵ３ｋｍ１ｈ）および事例２（ＥＴＵ３０ｋｍ１ｈ）に関するＵＥ測位誤差分布が、セル聴取可能性に関するＣ／Ｉしきい値が−６ｄＢ、−１０ｄＢ、および−１４ｄＢであるように設定されて、分析された。

これらのシミュレーション結果から、６という再使用ファクタを有するリリース８ ＣＲＳを使用して、ＵＥ測位パフォーマンスは、ＦＣＣ Ｅ９１１段階２要件を満たすことができることも見て取られた。さらに、測位パフォーマンスは、セル聴取可能性に関するＣＩＩしきい値によって影響されることが理解され得る。具体的には、Ｃ／Ｉしきい値を非常に低い値に設定することは、より不正確な着信時間差推定をもたらし、このことは、測位パフォーマンスを低下させる。他方、Ｃ／Ｉしきい値が高く設定されすぎた場合、セル聴取可能性は低下する。したがって、Ｃ／Ｉしきい値は、大きい誤差を有するＴＤＯＡ推定によってもたらされる測位精度の低下を回避するように、ＵＥ測位算出に含めるための隣接セルを選択するのに使用され得る。Ｃ／Ｉしきい値は、測位パフォーマンスの見地から、ＴＤＯＡ推定精度と、測位算出、すなわち、後続の三角測量ステップにおいて使用される隣接セルの数との間のトレードオフに関して最適化される必要がある。

６という再使用ファクタを有するＰＡ−ＲＳパターンが、ＴＤＯＡ−ＲＳ基準信号またはＰＡ−ＲＳ基準信号などのさらなる位置基準信号を使用した３ＧＰＰシミュレーション事例１（ＥＴＵ３ｋｍ１ｈ）および事例２（ＥＴＵ３０ｋｍ１ｈ）に関するＵＥ測位誤差分布を分析するようにシミュレートされた。このシミュレーションは、１つのＴｘアンテナまたは２つのＴｘアンテナの構成、ならびに５０ＲＢ、２５ＲＢ、１５ＲＢ、および６ＲＢのＰＡ−ＲＳ帯域幅でさらなる位置基準信号使用を分析するように行われた。

６という再使用ファクタを有する、ＴＤＯＡ−ＲＳまたはＰＡ−ＲＳなどのさらなる位置基準信号を使用したシミュレーション結果から、（１）ＵＥ測位パフォーマンスが、事例１と事例２の両方において１５ＲＢ以上の帯域幅において、ＴＤＯＡ−ＲＳまたはＰＡ−ＲＳなどのさらなる位置基準信号を使用してＦＣＣ Ｅ９１１段階２要件を満たすことができること、および（２）５０ＲＥの帯域幅に関して、ＴＤＯＡ−ＲＳまたはＰＡ−ＲＳなどのさらなる位置基準信号を伝送するのに使用されるアンテナ構成は、測位パフォーマンスに無視できるほど小さい影響しか有さないことが見て取られる。より小さい帯域幅で、２−ＴｘのＰＡ−ＲＳは、一般に、ダイバーシティのために測位パフォーマンスを向上させる。

このシミュレーションを行うのに標準の測位アルゴリズムを使用することが採用されており、ＵＥ位置は、以下のとおり特定される。

チャネル・インパルス応答が、サービング・セルおよび検出可能な隣接セルから推定されており、（１）複数の検出可能なセルが並置されている場合、最良の信号品質を有するセルが測位の際に使用されること、（２）複数の送信／受信アンテナが展開される場合、すべての送信−受信アンテナ・ペアの推定されるチャネル・タップがコヒーレントに組み合わされ、（３）ＣＲＳと、ＴＤＯＡ−ＲＳまたはＰＡ−ＲＳなどのさらなる位置基準信号がともに構成される場合、ＣＲＳおよびＰＡ−ＲＳからの推定されるチャネル・タイプが最初、ＣＲＳとＰＡ−ＲＳの両方を伝送する各Ｔｘアンテナ・ポートに関する時間領域補間を使用して組み合わされることが示された。次に、すべての送信−受信アンテナ・ペアの推定されたチャネル・タップがコヒーレントに組み合わされ、さらに（４）第１の着信タップ（パス）が、最も強いＮｔａｐタップのセットの中の最も早いタップとして識別される。

セルからの信号の伝搬遅延が、識別された第１のタップの遅延として算出される。着信時間差が、隣接セルからの遅延とサービング・セルからの遅延の差として算出される。

ＵＥ位置は、最良の信号品質を有する隣接サイトに関するＮｎｓの着信時間差から推定される。隣接セル着信時間差測定の数は、最小数、例えば、２または３の隣接セル着信時間差測定が利用可能であるという条件付きで、大きい誤差を有するものと予期されるＴＤＯＡ測定が位置推定のために使用されないように、信号品質しきい値、すなわち、Ｃ／Ｉしきい値によって制限される。異なる数の隣接セルに関して異なるＣ／Ｉしきい値が適用可能である可能性があり、すなわち、複数のＣＩＩしきい値が存在し得る。

例えば、聴取可能性に関するＣ／Ｉしきい値Ｉを超えるＣ／Ｉを有するＮｎｓ＝５の隣接セルが存在する場合、正確なＴＤＯＡ測定のためのＣ／Ｉしきい値２の値は、Ｎｎｓ＝２の場合より比較的高い値に設定され得る。しきい値設定は、ＴＤＯＡリンク・パフォーマンスに基づいて選択されることが可能であり、さらにセル固有のＣ／Ｉしきい値は、より高位の層のシグナリングを介してｅＮＢによって構成される。また、ＵＥ固有のＣ／Ｉしきい値調整がサポートされることも可能である。このシミュレーションにおいて、我々は、Ｎｔａｐ＝６であると想定し、さらに−６ｄＢ、−１０ｄＢ、および−１４ｄＢというＣ／Ｉしきい値を想定する。

本出願者のシミュレーション分析に基づいて、本発明は、セル固有の（ＣＲＳ）に関する標準リリース８ＵＥ測位よりパフォーマンスが優れていることが示される。本出願者は、ＣＲＳベースのソリューションが、隣接セル聴取可能性問題のために限られた測位パフォーマンスを有することを突き止めることができた。異なるセル／セルのグループの間での、通常のサブフレームとＭＢＳＦＮサブフレームの混合から成る測位サブフレームの合同スケジューリングまたは合同構成の場合、ＣＲＳベースの測位パフォーマンスは向上させられることが可能であるが、システムにおける複雑さおよびオーバーヘッドを増大させる、より大きい再使用ファクタを必ず伴う。

セル聴取可能性しきい値は、測位パフォーマンスを向上させるように最適化され得る。６という再使用ファクタを有して設計された、ＴＤＯＡ−ＲＳまたはＰＡ−ＲＳなどのさらなる位置基準信号が、知られている技術に優る大幅に向上した測位パフォーマンスをもたらし、さらにＦＣＣ Ｅ９１１段階２要件が、２送信アンテナ・システムにおいて１５という低いリソース・ブロックＲＢの帯域幅の、ＴＤＯＡ−ＲＳまたはＰＡ−ＲＳなどのさらなる位置基準信号で満足させられることが可能である。ＴＤＯＡ−ＲＳまたはＰＡ−ＲＳなどの、提案されるさらなる位置基準信号の影響、アンテナ構成が分析され、ＴＤＯＡ−ＲＳまたはＰＡ−ＲＳなどのさらなる位置基準信号のための２−Ｔｘアンテナ構成が、データを全く有さない通常のサブフレーム、またはデータを全く有さないＭＢＳＦＮサブフレーム、およびデータ領域の中のＣＲＳに基づいて、測位サブフレームに関する測位パフォーマンスを向上させる。

また、着信時間差推定精度は、測位支援基準信号、ＴＤＯＡ−ＲＳまたはＰＡ−ＲＳの帯域幅が増加するにつれ、高まることも突き止められた。測位支援基準信号、ＴＤＯＡ−ＲＳまたはＰＡ−ＲＳは、半帯域では、着信時間差推定誤差が全帯域の場合の約２倍であるものの、全帯域は必要としない。三角測量後のもたらされる測位パフォーマンスは、それでも、ＦＣＣ要件を満たすことが可能である。

ＴＤＯＡ−ＲＳまたはＰＡ−ＲＳなどの提案される２つのさらなる位置基準信号、パターンがそれぞれ、１アンテナ構成および２アンテナ構成に関して、以下に示される。

本出願の前述した実施形態は、単に例であることが意図されている。当業者は、本出願の範囲を逸脱することなく、それらの特定の実施形態に様々な変更、変形、および改変を行うことができる。以上の説明において、本発明の理解をもたらすように多数の詳細が示される。しかし、本発明は、これらの詳細なしに実施されることが可能であることが当業者によって理解されよう。本発明は、限られた数の実施形態に関連して開示されてきたが、それらの実施形態の多数の変形および変種が当業者には認識されよう。添付の特許請求の範囲が、本発明の真の趣旨および範囲に含まれるそのような変形および変種を範囲に含むことが意図される。

Claims (15)

1. 無線ラジオに接続されるように構成された１つ以上の処理エレメントと、前記１つ以上の処理エレメントによって実行可能な、格納されたプログラム命令を有する１つ以上のメモリとを備えた装置であって、
   前記プログラム命令が前記装置に対して：
   ラジオアクセスネットワーク上において、第１セルを介して前記装置を支援する第１基地局から受信した第１着信時間差基準信号（ＴＤＯＡ−ＲＳ）と第２セルを介して受信された第２ＴＤＯＡ−ＲＳとの着信時間差を決定させるようになっており、前記ラジオアクセスネットワークを介してＴＤＯＡ−ＲＳを伝送するように第３セルが構成されており、
   前記第１セルまたは第２セルの少なくとも１つに対応する１つ以上の基地局に対して前記決定された時間差を報告させるようになっており、
   前記第１ＴＤＯＡ−ＲＳが、前記第１セルのために構成されている１つ以上の第１リソース・エレメントを用いて伝送され、前記第２セルを介する前記第２ＴＤＯＡ−ＲＳの伝送のために構成されている１つ以上の第２リソース・エレメントは、第１セルによる前記第１ＴＤＯＡ−ＲＳの伝送に使用されないようになっており、
   リソース・エレメントは１つの直交周波数領域多元（ＯＦＤＭ）シンボルの１つの副搬送波に対応しており、前記第１及び第２セルの１つのために構成されたリソース・エレメントは少なくとも部分的には、前記第１及び第２セルのそれぞれのセル識別子に基づいており、
   前記第１ＴＤＯＡ−ＲＳに対して使用される前記１つ以上の第１リソース・エレメントは、リソース・ブロックの第１伝送インスタンスに対応しており、該リソース・ブロックは副搬送波の第１連続セットを占有する複数のリソース・エレメントからなり、
   前記第１及び第２ＴＤＯＡ−ＲＳは、セル固有基準シンボルのために構成されたＯＦＤＭシンボルを用いては伝送されないようになっており、
   １つ以上のサブフレームの１つ以上のリソース・ブロックのグループは少なくとも前記第１及び第２セルに対するＴＤＯＡ−ＲＳの伝送のために確保されており、これによって、前記第３セルは前記確保されたリソース・ブロックの１つ以上のグループを用いてＴＤＯＡ−ＲＳの伝送をおこなわないようになっている、ことを特徴とする装置。
2. 前記装置がラジオ・リソース・制御（ＲＲＣ）シグナリングに基づくトリガに応答して前記決定された時間差を報告するように構成されている、請求項１に記載の装置。
3. 前記装置が前記第１及び第２ＴＤＯＡ−ＲＳに基づいて前記装置の位置を決定するように構成されている、請求項１に記載の装置。
4. 前記第１セルがサービングセルであり前記第２セルが近傍のセルである、請求項１に記載の装置。
5. 前記装置が１つ以上の近傍のセルに対して１つ以上の着信時間のセットを決定するように構成されており、当該１つ以上の着信時間のセットから、前記装置は受信したＴＤＯＡ−ＲＳ信号の品質が特定のしきい値を超えるものであることを決定し、これによって位置決めの正確性の低下を防止するようになっている、請求項１に記載の装置。
6. １つ以上のアンテナと、
   該１つ以上のアンテナに接続された１つ以上の無線機と、
   無線アクセス・ネットワークを用いてセルラ基地局と通信するためのつ前記１つ以上の無線機を制御するように構成された１つ以上の処理エレメントと、
   前記１つ以上の処理エレメントによって実行可能な、格納されたプログラム命令を有する１つ以上のメモリを備えた移動体デバイスであって、
   前記プログラム命令が、前記移動体デバイスに対して：
   ラジオアクセスネットワーク上において、第１セルを介して前記移動体デバイスを支援する第１基地局から受信した第１着信時間差基準信号（ＴＤＯＡ−ＲＳ）と第２セルを介して受信された第２ＴＤＯＡ−ＲＳとの着信時間差を決定させるようになっており、前記ラジオアクセスネットワークを介してＴＤＯＡ−ＲＳを伝送するように第３セルが構成されており、
   前記第１セルまたは第２セルの少なくとも１つに対応する１つ以上の基地局に対して前記決定された時間差を報告させるようになっており、
   前記第１ＴＤＯＡ−ＲＳが、前記第１セルのために構成されている１つ以上の第１リソース・エレメントを用いて伝送され、前記第２セルを介する前記第２ＴＤＯＡ−ＲＳの伝送のために構成されている１つ以上の第２リソース・エレメントは、第１セルによる前記第１ＴＤＯＡ−ＲＳの伝送に使用されないようになっており、
   リソース・エレメント１つの直交周波数領域多元（ＯＦＤＭ）シンボルの１つの副搬送波に対応しており、前記第１及び第２セルの１つのために構成されたリソース・エレメントは少なくとも部分的には、前記第１及び第２セルのそれぞれのセル識別子に基づいており、
   前記第１ＴＤＯＡ−ＲＳに対して使用される前記１つ以上の第１リソース・エレメントは、リソース・ブロックの第１伝送インスタンスに対応しており、該リソース・ブロックは副搬送波の第１連続セットを占有する複数のリソース・エレメントからなり、
   前記移動体デバイスが、セル固有基準シンボルを復号するように構成されており、前記第１及び第２ＴＤＯＡ−ＲＳが、前記セル固有基準シンボルのために構成されたＯＦＤＭシンボルを用いて伝送されないようになっており、
   １つ以上のサブフレームの１つ以上のリソース・ブロックのグループは少なくとも前記第１及び第２セルに対するＴＤＯＡ−ＲＳの伝送のために確保されており、これによって、前記第３セルは前記確保されたリソース・ブロックの１つ以上のグループを用いてＴＤＯＡ−ＲＳの伝送をおこなわないようになっている、ことを特徴とする移動体デバイス。
7. ラジオ・リソース・制御（ＲＲＣ）シグナリングに基づくトリガに応答して前記移動体デバイスが前記決定された時間差を報告するように構成されている請求項６に記載の移動体デバイス。
8. 前記移動体デバイスが、前記第１及び第２ＴＤＯＡ−ＲＳに基づいて前記移動体デバイスの位置を決定するように構成されている、請求項６に記載の移動体デバイス。
9. 前記第１セルがサービングセルであり前記第２セルが近傍のセルである、請求項６に記載の移動体デバイス。
10. １つ以上の着信時間差が１つ以上の近傍のセルに対して決定され、その１つ以上の着信時間差から、受信したＴＤＯＡ−ＲＳ信号の品質が特定のしきい値を超えるものであることが決定され、これによって位置決めの正確性の低下を防止するようになっている、請求項６に記載の移動体デバイス。
11. 無線ラジオに接続されるように構成された１つ以上の処理エレメントと、前記１つ以上の処理エレメントによって実行可能な、格納されたプログラム命令を有する１つ以上のメモリとを備えた基地局装置であって、
    前記プログラム命令が前記基地局装置に対して：
    第２セルによる第２着信時間差基準信号（ＴＤＯＡ−ＲＳ）の伝送のために構成された１つ以上の第２リソース・エレメントを用いるのではなく、前記基地局装置によって支援される第１セルのために構成された１つ以上のリソース・エレメントを用いて、ラジオアクセスネットワークを介して第１着信時間差基準信号（ＴＤＯＡ−ＲＳ）を移動体デバイスに伝送させ、
    リソース・エレメントは１つの直交周波数領域多元（ＯＦＤＭ）シンボルの１つの副搬送波に対応しており、前記第１及び第２セルの１つのために構成されたリソース・エレメントは少なくとも部分的には、前記第１及び第２セルのそれぞれのセル識別子に基づいており、
    前記第１ＴＤＯＡ−ＲＳに対して使用される前記１つ以上の第１リソース・エレメントは、少なくとも前記第１及び第２セルに対してＴＤＯＡ−ＲＳの伝送のために確保されている１つ以上のサブフレームにおけるリソース・ブロックの第１グループの中にあり、すくなくとも第３セルに対してＴＤＯＡ−ＲＳの伝送のために確保されている１つ以上のサブフレームにおけるリソース・ブロックの第２グループにおいて伝送されるものではなく、
    前記リソース・ブロックのそれぞれは副搬送波周波数の連続セットを占有する複数のリソース・エレメントからなり、
    前記第１及び第２ＴＤＯＡ−ＲＳは、セル固有基準シンボルのために構成されたＯＦＤＭシンボルを用いて伝送されないようになっており、
    かつ、
    前記移動体デバイスからの前記第１ＴＤＯＡ−ＲＳと前記第２ＴＤＯＡ−ＲＳの間の決定された着信時間差の報告を受信させる、ことを特徴とする基地局装置。
12. 前記決定された着信時間差の報告がラジオ・リソース・制御（ＲＲＣ）シグナリングに基づくトリガに応答して受信される、請求項１１に記載の基地局装置。
13. 前記基地局装置は前記報告された着信時間差に基づいて前記移動体デバイスの位置を決定するように構成されている、請求項１１に記載の基地局装置。
14. 前記基地局装置は前記移動体デバイスのための支援基地局である、請求項１１に記載の基地局装置。
15. １つ以上の着信時間差が１つ以上の近傍のセルに対して決定され、その１つ以上の着信時間差から、受信したＴＤＯＡ−ＲＳ信号の品質が特定のしきい値を超えるものであることが決定され、これによって位置決めの正確性の低下を防止するようになっている、請求項１１に記載の基地局装置。

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