JP6869222B2 - 適応型能動測位を伴う拡張型受動測位 - Google Patents

Description

関連出願
本PCT出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、2015年8月6日に出願した、「ENHANCED PASSIVE POSITIONING WITH ADAPTIVE ACTIVE POSITIONING」という表題の米国非仮特許出願第14/820,437号の利益および優先権を主張するものである。

本開示は、一般に、モバイル通信デバイスの位置推定またはロケーション推定に関し、より詳細には、モバイル通信デバイス内でまたはモバイル通信デバイスとともに使用するための適応型能動測位(adaptive active positioning)を伴う拡張型受動測位(enhanced passive positioning)に関する。

モバイル通信デバイス、たとえばセルラー電話、ポータブルナビゲーションユニット、ラップトップコンピュータ、携帯情報端末などは、日ごとに広く行き渡りつつある。たとえば、ロケーションアウェアセルラー電話、スマートフォンなどの特定のモバイル通信デバイスは、種々のシステムから入手または収集された測位支援パラメータを与えることによって、ユーザが地理的ロケーションを推定するのを援助することができる。たとえば、屋外環境では、特定のモバイル通信デバイスが、グローバル測位システム(GPS)などの衛星測位システム(SPS)、または他の類似のグローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)、セルラー基地局などから、セルラー電話または他のワイヤレス通信ネットワークもしくは電子通信ネットワークを介してワイヤレス信号を捕捉することによって、その地理的ロケーション、またはいわゆる「位置フィックス」の推定を取得することができる。捕捉されたワイヤレス信号は、たとえば、モバイル通信デバイスによって、またはモバイル通信デバイスにおいて処理することができ、高度順方向リンク三辺測量(AFLT)、基地局識別、セルタワー三角測量などの既知の技法を使用して、そのロケーションを推定することができる。

屋内環境では、モバイル通信デバイスは、1つまたは複数の位置推定技法を促進またはサポートする衛星信号または類似のワイヤレス信号を確実に受信または捕捉できない場合がある。たとえば、SPSまたは他のワイヤレス送信機からの信号は減衰する場合があるか、または別の何らかの形で(たとえば、不十分、弱い、途切れ途切れなど)影響を及ぼされる場合があり、それにより、それらの信号を位置推定に使用するのが少なくとも部分的に妨げられる場合がある。時には、モバイル通信デバイスは、たとえば、既知のロケーションにおいて測位される、アクセスポイントなど、3つ以上の地上ワイヤレス送信機デバイスまでの距離を測定することによって、位置フィックスを取得することができる。たとえば、適切なアクセスポイントから受信されたワイヤレス信号から媒体アクセス制御識別子(MAC ID)アドレスを取得し、信号強度、往復遅延などの、受信信号の1つまたは複数の特性を測定することによって、距離を測定することができる。しかしながら、場合によっては、より正確な測位のために、送信機デバイスおよび/またはモバイル通信デバイス同士の間の時間同期が必要とされるか、さもなければ有用な場合がある。時には、測位精度は、たとえば、モバイル通信デバイスのロケーションに対する地上送信機デバイスのロケーションの空間レイアウトまたはジオメトリによって影響を受ける場合もある。

以下の図を参照しながら非限定的で非網羅的な態様について説明し、別段の規定がない限り、様々な図の全体を通して、同様の参照番号は同様の部分を指す。

ある例示的な動作環境のある実装形態に関連する特徴を示す概略図である。 適応型能動測位を伴う拡張型受動測位を促進および/またはサポートするために実行され得る、ある例示的なプロセスのある実装形態を示す流れ図である。 適応型能動測位を伴う拡張型受動測位のある例示的な使用事例を示すプロセスのある実装形態の概略図である。 モバイルデバイスに関連付けられる、ある例示的なコンピューティング環境のある実装形態を示す概略図である。 サーバに関する、ある例示的なコンピューティング環境のある実装形態を示す概略図である。

例示的な実装形態は、適応型能動測位を伴う拡張型受動測位のための技法に関する。一実装形態では、方法は、モバイルデバイスにおいて、地上送信機から送信された信号の受動測定を取得するステップと、受動測定に少なくとも部分的に基づいて、モバイルデバイスの第1の推定ロケーションを取得するステップと、第1の推定ロケーションと地上送信機の空間配置とに少なくとも部分的に基づく、第1の推定ロケーションが十分な品質のものでないとの決定に応じて、モバイルデバイスの第2の推定ロケーションを取得するための能動測定を開始するステップとを含み得る。

別の実装形態では、装置は、地上送信機から送信された信号の受動測定を取得するための手段と、受動測定に少なくとも部分的に基づいて、モバイルデバイスの第1の推定ロケーションを取得するための手段と、第1の推定ロケーションと地上送信機の空間配置とに少なくとも部分的に基づく、第1の推定ロケーションが十分な品質のものでないとの決定に応じて、モバイルデバイスの第2の推定ロケーションを取得するための能動測定を開始するための手段とを備え得る。

さらに別の実装形態では、装置は、モバイルデバイスを備えることができ、モバイルデバイスは、地上送信機から送信された信号の受動測定を取得するために電子通信ネットワークと通信するためのワイヤレストランシーバと、受動測定に少なくとも部分的に基づいて、モバイルデバイスの第1の推定ロケーションを取得し、第1の推定ロケーションと地上送信機の空間配置とに少なくとも部分的に基づく、第1の推定ロケーションが十分な品質のものでないとの決定に応じて、モバイルデバイスの第2の推定ロケーションを取得するための能動測定を開始するために、メモリに結合された1つまたは複数のプロセッサとを備え得る。

さらに別の実装形態では、物品は、地上送信機から送信された信号の受動測定を取得し、受動測定に少なくとも部分的に基づいてモバイルデバイスの第1の推定ロケーションを取得し、第1の推定ロケーションと地上送信機の空間配置とに少なくとも部分的に基づく、第1の推定ロケーションが十分な品質のものでないとの決定に応じて、モバイルデバイスの第2の推定ロケーションを取得するための能動測定を開始するために、プロセッサによって実行可能な命令を有する非一時的記憶媒体を備え得る。しかしながら、これらは例示的な実装形態にすぎず、特許請求される主題はこれらの特定の実装形態に限定されないことを理解されたい。

以下の詳細な説明では、特許請求される主題を完全に理解してもらうために多数の具体的な詳細が記載される。しかしながら、特許請求される主題は、これらの具体的な詳細を用いることなく実施できることは、当業者には理解されよう。場合によっては、当業者であれば既知である方法、装置、またはシステムは、特許請求される主題をわかりにくくしないために、詳細には説明されていない。

モバイル通信デバイス内でまたはモバイル通信デバイスとともに使用するための適応型能動測位を伴う拡張型受動測位のための1つまたは複数の動作および/または技法を促進またはサポートするために、全体的または部分的に実装され得るいくつかの例示的な方法、装置、または製造物が本明細書において開示される。本明細書において使用する場合、「モバイルデバイス」、「モバイル通信デバイス」、「ロケーションアウェアモバイルデバイス」または類似の用語は、交換可能に使用可能であり、時間とともに位置またはロケーションが変化する場合がある任意の種類の専用コンピューティングプラットフォームまたは装置を指すことができる。場合によっては、モバイル通信デバイスは、たとえば、1つまたは複数の通信プロトコルに従って情報をワイヤレス送信またはワイヤレス受信することを通して、モバイルまたはそれ以外の他のデバイスと通信することが可能であり得る。一例として、本明細書では単にモバイルデバイスと呼ばれる場合もある専用モバイル通信デバイスは、たとえば、セルラー電話、スマートフォン、携帯情報端末(PDA)、ラップトップコンピュータ、パーソナルエンターテインメントシステム、タブレットパーソナルコンピュータ(PC)、パーソナルオーディオまたはビデオデバイス、パーソナルナビゲーションデバイス、無線ヒートマップ生成ツールなどを含むことができる。しかしながら、これらは、適応型能動測位を伴う拡張型受動測位のための1つまたは複数の動作および/または技法を実装するために少なくとも部分的に使用され得るモバイルデバイスの単なる例であり、特許請求される主題はこの点について限定されないことを諒解されたい。「位置」および「ロケーション」という用語は、本明細書において交換可能に用いられる場合があることにも留意されたい。

すでに言及したように、屋内環境または同様の部分的または実質的に密閉されたエリア(たとえば、ビルの谷間など)では、ある種のモバイルデバイスは、1つまたは複数の位置推定技法を促進またはサポートする衛星信号または類似のワイヤレス信号を確実に受信または捕捉できない場合がある。そのため、異なる技法を採用して、屋内ナビゲーションまたはロケーションサービスを可能にすることができる。たとえば、セルラー電話などのモバイルデバイスの屋内位置フィックスは、様々なシステムから集められた情報に少なくとも部分的に基づいて取得され得る。1つのそのようなシステムは、たとえば、いくつかの近接したモバイルデバイスのための通信をサポートするIEEE802.11規格WLANアクセスポイントなど、いくつかのワイヤレス送信機を有するワイヤレスローカルアクセスネットワーク(WLAN)通信システムを含み得る。ここで、位置フィックスを取得するために、モバイルデバイスは、たとえば、既知のロケーションに配置された3つ以上の地上WLANアクセスポイントまでの距離を測定することができる。距離は、たとえば、既知のWLANアクセスポイントから媒体アクセス制御(MAC)アドレスを取得して、受信信号強度を示す1つまたは複数の信号特性(たとえば、受信信号強度インジケータ(RSSI)など)、往復遅延時間(たとえば、RTTなど)などを測定することによって測定可能である。測定された距離に少なくとも部分的に基づいて、モバイルデバイスは、たとえば、ほんの2、3の考えられる実装形態を示すと、三辺測量、三角測量など、1つまたは複数の適切な測位技法を適用することによってそのロケーションを推定することができる。

しかしながら、関連する伝搬空間に何の変化も存在しないか、ほとんど存在しない場合ですら、経時的に、屋内環境または類似の環境内で記録されたRSSI値は変化し得る。RSSI値は、マルチパスフェージングおよび/またはシャドーイング効果など、環境的な干渉を受けやすい可能性があるため、たとえば、時には、経路損失関連測位の精度または有用性が低い場合がある。さらに、これらのモデルで採用されるパラメータは、一般に、サイト固有かつ/または非線形である。したがって、RSSIと比較すると、場合によっては、たとえば、RTT、到達時間(TOA)、到達時間差(TDOA)などを利用する飛行関連のローカライゼーション、および、たとえば、到来角(AOA)または類似の測定を利用する角度関連ローカライゼーションの時間は有益であると証明し得るが、これは、その測定結果がオープンエア伝搬距離(open-air propagation distance)と線形にスケーリングし得るためである。モバイルデバイスは、たとえば、何らかの同期タイミング基準に対してアクセスポイントによってブロードキャストされたビーコン信号のTOAに少なくとも部分的に基づいて、WLANアクセスポイントなどのワイヤレス送信機までの距離を測定することができる。TOAビーコンはたとえば、アクセスポイントによって、エリア内にそれが存在することを告知するために、およびビーコンが送られた時間を有するタイムスタンプを有する信号関連識別子、関連するワイヤレスネットワークのサービスセット識別子(SSID)、または他のネットワークおよび/もしくはアクセスポイント関連情報などの情報を中継するために、周期的にブロードキャストされ得る。残念ながら、ワイヤレス送信機およびターゲットモバイルデバイスのクロックは一般に同期されず、すなわち、ワイヤレス送信機において維持される第1のクロック状態およびモバイルデバイスにおいて維持される第2のクロック状態は未知のバイアスによって異なる場合がある。そのため、モバイルデバイスが、たとえば、ブロードキャストされたビーコン信号内のTOA測定に少なくとも部分的に基づいて、必須測位動作を促進またはサポートするためになど、近接するワイヤレス送信機までの距離を十分な精度で推定することは困難であるか、または時には、不可能な場合がある。

同期または関連する課題に少なくとも部分的に対処するために、時として、たとえば、WLANアクセスポイントなど、少なくとも2つの送信機から、たとえば、モバイルデバイスおよびマスタアクセスポイントなど、少なくとも2つの受信機へのTOAビーコンの送信によってなど、TOAの二重差分技法を少なくとも部分的に使用することができる。この文脈で、「マスタアクセスポイント」は、ネットワーク関連インフラストラクチャ(たとえば、他のアクセスポイント、適用可能なサーバなど)を介してなど、ワイヤレスネットワーク内の情報交換を協調させ、かつ/または管理することが可能なワイヤレス送信機、WLANなどを指す。たとえば、一例として、WLANアクセスポイントなどのマスタアクセスポイントは、ネットワークに対するアクセスを制御して、TOAビーコン、RTTまたは類似の交換などを開始および/またはスケジュールするためになど、ネットワーク上の他のアクセスポイントに問い合わせることができ、チャネル優先順位を決定および/または割り振って、関連するワイヤレストラフィックを協調させて、クロック同期、ネットワーク負荷分散などを援助することができるマスタノードをワイヤレスネットワークまたは類似のインフラストラクチャ内に備えることができる。場合によっては、マスタアクセスポイントは、拡張された能力を有することができ、かつ/または、1つの考えられる実装形態を示すと、たとえば、より高いスループット比、ピークビットレート、メモリ、処理リソースなどを有するなど、ネットワーク上の他のワイヤレス送信機よりもより効率的であり得る。時には、マスタアクセスポイントは、そのようなものとして単に指定されてよく、すなわち、マスタアクセスポイントは、ネットワーク上の他のワイヤレス送信機と同じまたは同様の能力を有し得る。当然、これらはマスタアクセスポイントに関連する例にすぎず、特許請求される主題はこれらの点について限定されない。この文脈で、ワイヤレス送信機は、一般に、ワイヤレス信号を送信ならびに受信することが可能なデバイスを備えることができることに留意されたい。議論を簡単にするためになど、「アクセスポイント」に対する言及が本明細書を通じて行われるが、いずれかの適切なワイヤレス送信機および/または受信機、WLANなどが本明細書で全体としてまたは部分的に採用される場合があることも諒解されたい。

本明細書で使用する場合、「TOAの二重差分技法」は、少なくとも2つの送信機から少なくとも2つの受信機にTOAビーコンを送信して、送信されたワイヤレス信号のそれぞれの到達時間を測定することによって実装され得る測位技法を指す。たとえば、TOAの二重差分技法を実装すると同時に、マスタアクセスポイントは、たとえば、TOAビーコンのブロードキャストを引き出すためになど、ネットワーク上のいくつかのアクセスポイントに問い合わせるか、それらと通信することができる。その後、それぞれの参加しているアクセスポイントに関して、モバイルデバイスは、たとえば、その独自の内部クロックを使用して受信ビーコンのTOAを決定することができ、マスタアクセスポイントは、その独自のクロックを使用して同様の決定を行うことができる。マスタアクセスポイントは、たとえば、各ブロードキャストアクセスポイント(たとえば、MACアドレス、ロケーションなど)を参照してそれぞれの受信ビーコンフレームの移動時間または類似のTOA測定を何らかの形で(たとえば、ローカルメモリ内、サーバ上などに)記録および/または記憶することができ、測位支援メッセージを介してこのデータまたは類似のデータを関連するモバイルデバイスに通信することができる。たとえば、適用可能な識別子を介してなど、アクセスポイントロケーションの知識を用いて、かつモバイルデバイスおよびマスタアクセスポイントにおいて受信されたTOAビーコン同士の間の相互相関を使用して、適切な距離を算出することができ、モバイルデバイスのロケーションを推定することができる。たとえば、1つの考えられる実装形態を示すと、それらの記録された移動時間にわたって(たとえば、モバイルデバイスおよびマスタアクセスポイントなどにおいて)2つの受信TOAビーコンのラグ積(lag product)を統合することによって、少なくとも部分的に、同期または関連する課題を明らかにするなど、モバイルデバイスのロケーションを推定することができる。これらのまたは類似の技法は一般に知られており、ここでさらに詳細に説明する必要はない。

場合によっては、たとえば、初期のおよび/または正確なクロック同期の要件を少なくとも部分的に低減および/または除去するためになど、モバイルデバイスとWLANアクセスポイントなどのワイヤレス送信機との間の距離を決定するために、少なくとも部分的に、適切なメッセージ交換の測定されたRTTを利用することができる。たとえば、時には、適切なメッセージ交換は、たとえば、IEEE802.11v規格または類似の測距プロトコルに関して実装されるように、ファインタイミング測定(FTM:fine timing measurement)およびファインタイミング測定要求(FTMR:fine timing measurement request)メッセージ交換(FTM/FTMRメッセージ交換)を含み得る。手短に言えば、説明のために、ここで、モバイルデバイスは、FTM要求を近接するワイヤレス送信機に送信することができ、そのワイヤレス送信機は、応答メッセージを生成して、たとえば、FTM肯定応答(ACK)または他のフレームを介してなど、その応答メッセージを送信することができる。モバイルデバイスおよびワイヤレス送信機は、送信時間および到達時間(たとえば、FTMフレームのそれぞれの出発時間(TOD)、到達時間(TOA)など)のそれぞれの測定を記録および共有するためになど、いくつかの後続のFTMフレーム、およびFTMフレームへの応答/肯定応答(ACK)を交換することができる。たとえば、ワイヤレス送信機は、FTMRに対する応答をモバイルデバイスに送信した後に、モバイルデバイスからその後受信されたACKメッセージに応答してなど、時間t1において、(たとえば、ペイロード内でなど)FTMフレームを介して(たとえば、タイムスタンプを介してなど)記録されたTOD測定を、かつ時間t4において、記録されたTOA測定をモバイルデバイスに送信することができる。ここで、モバイルデバイスは、たとえば、受信時間t2を参照してなど、FTMRに対する上記の応答のTOAを記録することができ、送信時間t3を参照してなど、上記のACKメッセージのTODを記録することができる。したがって、送信時間および受信時間t1、t2、t3、およびt4の知識を用いて、モバイルデバイスは、適用可能なワイヤレス送信機に対するRTTを、たとえば、RTT=(t4-t1)-(t3-t2)として推定することができる。

特許請求される主題は、たとえば、RTT測定を取得するために、かつ/またはモバイルデバイスと適用可能なワイヤレス送信機との間の距離を決定するためになど、特定の規格、測距プロトコル、ワイヤレス信号および/またはフレームのタイプなどに限定されないことに留意されたい。たとえば、場合によっては、FTM/FTMRメッセージ交換は、ビーコンまたは類似の信号(たとえば、修正されたビーコンなど)、ヌルデータパケット(NDP)、またはFTM/FTMR関連データ(たとえば、タイムスタンプ、TOA、TODなど)を含む他のタイプのフレームを送信および/または受信することを含み得る。場合によっては、モバイルデバイスと適用可能なワイヤレス送信機との間の距離は、たとえば、送信要求/送信可(RTS/CTS)メッセージ交換によって少なくとも部分的に決定され得る。たとえば、モバイルデバイスは、(たとえば、RTSデータフレームを介してなど)1つまたは複数のIEEE802.11規格プローブ要求をブロードキャストして、(たとえば、CTSデータフレームを介してなど)応答メッセージの受信までの時間を測定することによって、アクセスポイントに対する信号RTTを測定することによって距離を決定することができる。たとえば、RTT測定を取得するための、および/またはモバイルデバイスと適用可能なワイヤレス送信機との間の距離を決定するためのなど、他の適切な技法または手法を全体としてまたは部分的に本明細書では利用することも可能である。

上記の議論を続けると、しかしながら、たとえば、同じアクセスポイントからサービスを受信している複数のモバイルデバイスが存在する場合など、より密な動作環境内では、FTM/FTMRメッセージ交換は、場合によっては他のサービス(たとえば、インターネットプロトコル(IP)サービスなど)によってまたはそれらに関して採用され得るアップリンクおよび/またはダウンリンクリソースを消費する可能性がある。さらに、RTT測定を促進またはサポートするために、ネットワークリソース(たとえば、特定のアクセスポイントなど)は、たとえば、必要とされる数のFTM/FTMRメッセージ交換を実行するためになど、具体的に割り振られることが必要な場合がある。これは、運用上高価であり得、測位レイテンシなどをもたらし得る。また、能動測定は、一般に、たとえば、少なくとも2つのワイヤレスデバイス同士の間でなど、双方向通信を必要とし得るため、能動測定はまた、帯域幅、ネットワーク関連などに悪影響を及ぼし得る。

したがって、たとえば、TOA、TDOA、AOA、または類似の測定を使用するなど、受動測位は、これにより、ネットワークおよび/またはモバイルデバイス電力の低減、少なくとも部分的に、たとえば、受動走査による帯域幅消費などの改善の観点から、かつ/または参加しているデバイス数にかかわらず、一般的に固定されたネットワーク関連リソース割振りに少なくとも部分的に起因するネットワークスケーラビリティの観点から有益であると証明し得る。たとえば、一般的に知られているように、受動走査技法は、一般に、別のワイヤレスデバイスから受信された1つまたは複数の信号を測定することを必要とするため、時には、受動測位が好ましい場合があるが、これは、受動測位は帯域幅への影響がより少ない可能性があるためである。上述のように、時には、TOA関連または類似の測位は、しかしながら、アクセスポイントおよび/またはモバイルデバイス同士の間で、より正確な時間同期(たとえば、既知のクロックバイアス)を必要とし得る。RTT関連の測位に関して、やはり示したように、より正確な時間同期は必要でないかまたは有用でない場合があるが、FTM/FTMRメッセージ交換または類似の通信(たとえば、RTS/CTSメッセージ交換など)は、たとえば、少なくとも部分的に、能動走査により、より高いネットワーク関連電力および/または帯域幅消費をもたらし得る。範囲内ワイヤレス送信機を検出するためなど、能動および/または受動走査技法は、たとえば、一般に知られており、ここで詳細に説明する必要はない。したがって、受動走査から取得された測定を、たとえば、1つまたは複数の選択的RTTまたは類似の距離関連測定と適応的に組み合わせることによってなど、より強化された測位を実装することができる1つまたは複数の方法、システム、または装置を開発することが望ましい場合がある。

したがって、以下でより詳細に論じるように、モバイルデバイスの初期位置フィックスは、たとえば、TOAビーコン、RSSI、AOA、また類似の測定を使用するなど、1つまたは複数の受動走査技法から取得された1つまたは複数の測定に少なくとも部分的に基づいて大ざっぱにまたは粗く推定され得る。時には、初期位置フィックスの取得時またはその後に、1つまたは複数の適切な技法を使用して、位置フィックスの品質を決定することもできる。たとえば、ここで、水平精度低下率(HDOP:horizontal dilution of precision)、残留位置誤差(residual position error)の算出、そこから受動測定が取得されたアクセスポイントのロケーションによって形成された凸閉包の探知、または類似の技法を少なくとも部分的に使用することができるか、またはさもなければ考慮することができる。たとえば、初期位置フィックスが十分に信頼できないかつ/または正確でないと決定された場合など、場合によっては、モバイルデバイスは、対応するRTT測定によって必須距離を算出するために、一例として、上記で論じたFTM/FTMRデータフレームを介してなど、1つまたは複数の近接するワイヤレス送信機(たとえば、WLANアクセスポイントなど)に対するメッセージの送信を開始することができる。算出された距離に少なくとも部分的に基づいて、モバイルデバイスに関する粗い位置フィックスを更新または改良することができる。時には、上記で論じたような、TOAの二重差分技法を、やはりわかるように、モバイルデバイスの粗い位置フィックスを更新または改良するために、たとえば、RTT測定に加えて、またはそれと組み合わせてなど、少なくとも部分的に使用すること、またはさもなければ考慮することも可能であることに留意されたい。

図1は、たとえば、ロケーションアウェアモバイルデバイス102など、モバイルデバイス内でまたはそれとともに使用するための適応型能動測位を伴う拡張型受動測位のための1つまたは複数のプロセスまたは動作を促進するかまたはサポートすることが可能な、ある例示的な動作環境100のある実装形態に関連する特徴を示す概略図である。動作環境100は、本明細書で、公衆ネットワーク(たとえば、インターネット、ワールドワイドウェブ)、プライベートネットワーク(たとえば、イントラネット)、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLANなど)など、様々な電子通信ネットワークまたはそのようなネットワークの組合せの文脈で全体的にまたは部分的に実装され得る、非限定的な例として説明されることを諒解されたい。特許請求される主題は、屋内の実装形態には限定されないことをやはり理解されたい。たとえば、時には、本明細書で説明する1つまたは複数の動作または技法は、ビルの谷間、都市広場、アンフィシアター、駐車場、屋上庭園、パティオなど、部分的にまたは実質的に密閉されたエリアを含み得る、屋内のような環境内で少なくとも部分的に実行され得る。時には、本明細書で説明する1つまたは複数の動作または技法は、屋外環境内で少なくとも部分的に実行され得る。

示すように、ある実装形態では、モバイルデバイス102は、たとえば、衛星測位システム(SPS)衛星106からSPS信号104を受信または捕捉することができる。場合によっては、SPS衛星106は、たとえば、GPSまたはGalileo衛星システムなど、単一の全地球ナビゲーション衛星システム(GNSS)からであり得る。他の場合には、SPS衛星106は、GPS衛星システム、Galileo衛星システム、Glonass衛星システム、またはBeidou(Compass)衛星システムに限定されないが、これらなど、複数のGNSSからであり得る。いくつかの実装形態では、SPS衛星106は、たとえば、ほんの2、3の例を挙げると、WAAS、EGNOS、QZSSなど、いくつかの地域航法衛星システム(RNSS)のうちのいずれか1つからであり得る。

時には、モバイルデバイス102は、たとえば、適切なワイヤレス通信ネットワークにワイヤレス信号を送信するか、またはそこからワイヤレス信号を受信することができる。一例では、モバイルデバイス102は、たとえば、ワイヤレス通信リンク110上で基地局トランシーバ108にワイヤレス信号を送信すること、またはそこからワイヤレス信号を受信することによってなど、セルラー通信ネットワークと通信することができる。同様に、モバイルデバイス102は、ワイヤレス通信リンク114上でローカルトランシーバ112にワイヤレス信号を送信すること、またはそこからワイヤレス信号を受信することができる。基地局トランシーバ108、ローカルトランシーバ112などは、実装形態に応じて、たとえば、同じまたは類似のタイプのものであり得るか、またはアクセスポイント、無線ビーコン、セルラー基地局、フェムトセルなどの異なるタイプのデバイスを表し得る。場合によっては、ローカルトランシーバ112は、たとえば、ワイヤレス信号を送信または受信することができるワイヤレス送信機またはワイヤレス受信機を備えることができる。

ある特定の実装形態では、ローカルトランシーバ112は、ワイヤレス通信リンク110上で基地局トランシーバ108を介して確立された距離よりも、ワイヤレス通信リンク114上でより短距離でモバイルデバイス102と通信することが可能であり得る。たとえば、ローカルトランシーバ112は、屋内環境または類似の環境内に位置してよく、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN、たとえば、IEEE規格802.11ネットワークなど)またはワイヤレスパーソナルエリアネットワーク(WPAN、たとえば、Bluetooth(登録商標)ネットワークなど)に対するアクセスを提供することができる。示したように、時には、ローカルトランシーバ112に関連する屋内環境または類似の環境は、たとえば、複数のモバイルデバイスがローカルトランシーバ112からサービスを受けるより密な環境を含む場合があり、これは、アップリンクおよび/またはダウンリンクリソースを消費し、ワイヤレストラフィック輻輳を生み出すかまたはその原因となり、利用可能な帯域幅に重い負担をかけるなどの可能性がある。ある実装形態では、ローカルトランシーバ112は、たとえば、モバイルデバイス102、基地局トランシーバ108など、動作環境100に関連するデバイス同士の間の情報交換を協調させることおよび/または管理することが可能なマスタアクセスポイントを備え得る。別の例示的な実装形態では、ローカルトランシーバ112は、適用可能なセルラーまたは類似のワイヤレス通信プロトコルに従ってリンク114を介した通信を促進することができるフェムトセルを備え得る。当然、これらは、ワイヤレスリンク上でモバイルデバイス102と通信することができるデバイスの単なる例であり、特許請求される主題はこの点について限定されないことを理解されたい。たとえば、場合によっては、動作環境100は、多数の基地局トランシーバ108、ローカルトランシーバ112などを含み得る。

ある実装形態では、基地局トランシーバ108、ローカルトランシーバ112などは、1つまたは複数のリンク124を介してネットワーク122上でサーバ116、118、または120と通信することができる。ネットワーク122は、たとえば、ワイヤード通信リンクまたはワイヤレス通信リンクの何らかの組合せを備え得る。特定の実装形態では、ネットワーク122は、たとえば、ローカルトランシーバ112、基地局トランシーバ108などを介して、モバイルデバイス102と1つまたは複数のサーバ116、118、120などとの間の通信を促進またはサポートすることが可能なインターネットプロトコル(IP)タイプのインフラストラクチャを備え得る。別の実装形態では、ネットワーク122は、たとえば、モバイルデバイス102とのモバイルセルラー通信を促進またはサポートするための基地局コントローラまたはマスタ交換センターなど、セルラー通信ネットワークインフラストラクチャを備え得る。以下で論じるように、場合によっては、ネットワーク122は、たとえば、RTT、TOA、TDOA、RSSI、AOA、または類似の測定によってなど、1つまたは複数の受動および/または能動走査技法を促進またはサポートすることができる。サーバ116、118、および/または120は、本明細書で論じる1つまたは複数の動作または技法を促進またはサポートすることが可能な任意の適切なサーバまたはそれらの組合せを備え得る。たとえば、サーバ116、118、または120は、1つまたは複数の測位支援サーバ、ナビゲーションサーバ、マップサーバ、クラウドソーシングサーバ、ネットワーク関連サーバなどを備え得る。

特定の実装形態では、やはり以下で論じるように、モバイルデバイス102は、初期のまたはそれ以外の、モバイルデバイス102の位置フィックスまたは推定ロケーションを算出することが可能な回路リソースまたは処理リソースを有し得る。たとえば、モバイルデバイス102は、4つ以上のSPS衛星106に対する擬似距離測定に少なくとも部分的に基づいて位置フィックスを算出することができる。ここで、モバイルデバイス102は、4つ以上のSPS衛星106から捕捉された信号104内の擬似雑音コード位相検出に少なくとも部分的に基づいて、そのような擬似距離測定を算出することができる。特定の実装形態では、モバイルデバイス102は、ほんの2、3の例を挙げると、たとえば、アルマナック、エフェメリスデータ、ドップラー探索ウィンドウを含めて、SPS衛星106によって送信された信号104の捕捉を援助する測位支援データを1つまたは複数のサーバ116、118、または120から受信することができる。

いくつかの実装形態では、モバイルデバイス102は、たとえば、AFLT、観測到達時間差(OTDOA)などのような、いくつかの技法のうちのいずれか1つを使用して、既知の位置(たとえば、基地局トランシーバ108、ローカルトランシーバ112など)に位置する1つまたは複数の地上送信機から受信されたワイヤレス信号を処理することによって、初期のまたはそれ以外の位置フィックスを取得することができる。これらの技法ではモバイルデバイス102からの距離は、示したように、たとえば、地上送信機のうちの3つ以上に対して、これらの送信機によって送信されモバイルデバイス102において受信された1つまたは複数の基準信号に少なくとも部分的に基づいて測定され得る。場合によっては、モバイルデバイス102は、たとえば、上記で論じたようになど、TOAの二重差分技法を実行することによって、初期のまたはそれ以外の位置フィックスを取得することができる。時には、モバイルデバイス102は、やはり示したように、FTM/FTMR、RTS/CTS、または類似のメッセージ交換のRTT測定から取得された必須距離に少なくとも部分的に基づいて、初期のまたはそれ以外の位置フィックスを算出することが可能であり得る。時には、サーバ116、118、または120は、たとえば、動作環境100に関連する1つまたは複数の特定のエリアまたは領域内のセルラー基地局(たとえば、基地局トランシーバ108、ローカルトランシーバ112など)のロケーション、識別情報、方位などを示す基地局アルマナック(BSA)を含み得る。

ある実装形態では、モバイルデバイス102は、たとえば、サーバ116、118、または120から1つまたは複数の測位動作に関する測位支援データを受信することができる。時には、測位支援データは、たとえば、RTT、TOA、AOA、RSSI、TDOAなど、またはそれらの任意の組合せに少なくとも部分的に基づいて、これらの送信機に対する距離を測定するために既知のロケーションに位置する1つまたは複数のローカルトランシーバ112、基地局トランシーバ108などのロケーション、識別情報、方位などを含み得る。場合によっては、測位動作を援助するための測位支援データは、ほんの2、3の例を挙げると、たとえば、無線ヒートマップ、コンテキストパラメータマップ、ルーティング可能性グラフなどを含み得る。モバイルデバイス102によって受信される他の支援データには、たとえば、表示のため、またはナビゲーションを援助するための屋内エリアまたは類似のエリアの電子デジタルマップが含まれ得る。マップは、モバイルデバイス102がたとえば特定のエリアに入ると、モバイルデバイス102に提供され得、出入口、廊下、通路、壁などの適用可能な特徴、化粧室、公衆電話、部屋名、店など、関心ポイントを示すことができる。当該の室内エリアまたは類似のエリアのデジタルマップを取得することによって、モバイルデバイス102は、追加のコンテキスト、基準系、ワイヤレス送信機の配置などを関連するユーザに提供できるように、たとえば、そのエリアの表示されたマップ上にその現在のロケーションを重ねることが可能であり得る。「測位支援データ」および「ナビゲーション支援データ」という用語は、本明細書で交換可能に使用され得る。

ある実装形態によれば、モバイルデバイス102は、屋内ナビゲーション支援データに、たとえばユニバーサルリソースロケータ(URL)の選択を通じてそのようなデータを要求することによって、サーバ116、118、または120を介してアクセスすることができる。特定の実装形態では、サーバ116、118、または120は、ほんの2、3の例を挙げると、たとえば、建物の階、病院のウィング、空港のターミナル、大学構内の部分、大型ショッピングモールのエリアを含めて、多くの異なる屋内エリアをカバーするための屋内ナビゲーション支援データを提供することが可能であり得る。また、モバイルデバイス102におけるメモリリソースまたはデータ送信リソースが、サーバ116、118、または120によってサービスされるすべてのエリアに関する屋内測位支援データの受信を非現実的または実現不可能にする場合、モバイルデバイス102からのそのようなデータに対する要求は、たとえば、(たとえば、TOAの二重差分技法などによって取得された)モバイルデバイス102のロケーションの大まかなまたは粗い推定を示す場合がある。その場合、たとえば、モバイルデバイス102の大まかに推定されたロケーションを含むか、またはそれに近接する1つまたは複数のエリアをカバーする屋内ナビゲーション支援データをモバイルデバイス102に提供することができる。場合によっては、1つまたは複数のサーバ116、118、または120は、たとえば、以下で論じるように、水平精度低下率(HDOP)の算出、残留位置誤差の決定、そこから受動測定が取得されたアクセスポイントのロケーションによって形成された凸閉包の探知など、モバイルデバイス102の初期位置推定の品質の算出を促進またはサポートすることができる。

本明細書において特定の数のコンピューティングプラットフォームまたはコンピューティングデバイスが示される場合であっても、動作環境100に関連する1つまたは複数の技法またはプロセスを促進またはサポートするために、任意の数の適切なコンピューティングプラットフォームまたはコンピューティングデバイスを実装することができる。たとえば、時には、モバイルデバイス102、1つまたは複数の基地局トランシーバ108、ローカルトランシーバ112、サーバ116、118、120などと通信するためのカバレージエリアを拡張するために、ネットワーク122を1つまたは複数のワイヤード通信ネットワークまたはワイヤレス通信ネットワーク(たとえば、WLANなど)に結合することができる。場合によっては、ネットワーク122は、たとえば、フェムトセルベースの有効カバレージ領域を促進またはサポートすることができる。この場合も、これらは例示的な実装形態にすぎず、特許請求される主題は、この点について限定されない。

このことを念頭に置いて、次に図2に注目すると、たとえば、図1のモバイルデバイス102など、ロケーションアウェアモバイルデバイス内でまたはそれとともに使用するための適応型能動測位を伴う拡張型受動測位のための1つまたは複数の動作および/または技法を促進またはサポートするために、全体的にまたは部分的に実行され得る、ある例示的なプロセス200のある実装形態を示す流れ図である。例示的なプロセス200に関連する、たとえば、入力信号、出力信号、動作、結果など、捕捉または作成された情報を1つまたは複数のデジタル信号によって表すことができることに留意されたい。1つまたは複数の動作が同時にまたは特定の順序に関して示されるかまたは説明される場合であっても、他の順序または同時の動作が採用される場合があることは理解されたい。さらに、以下の説明は、いくつかの他の図面に示される特定の態様または特徴を参照するが、1つまたは複数の動作は、他の態様または特徴とともに実行されてもよい。

例示的なプロセス200は、たとえば、モバイルデバイスにおいて、地上送信機から送信された信号の受動測定を取得して、動作202において開始することができる。示したように、この文脈で、「受動測定」は、1つまたは複数の受動走査技法によって取得された1つまたは複数の測定を指す。たとえば、実装形態に応じて、受動測定は、モバイルデバイスまたは類似の測定ユニットの受信機において観測または取得されたなど、1つまたは複数のTOA、TDOA、RSSI、AOA、また類似の測定を含み得る。当然、特許請求される主題は、そのように限定されない。場合によっては、受動測定は、たとえば、位置特定のために少なくとも部分的に使用され得る、ブロードキャストまたは通信された信号の1つまたは複数の適用可能なまたは適切な測定または特性を有する測位支援メッセージを含んでもよいか、またはその一部であってもよい。本明細書で使用する「走査」は、一般に、近接するまたは「可視の」ワイヤレス送信機によって送信された信号を捕捉するため、かつ/または捕捉された信号内で符号化された特定のパラメータ(たとえば、一意の識別情報、ロケーションなど)を検出するために実装される技法を指す。例として、能動走査は、たとえば、1つまたは複数のユニキャストパケットの形態でなど、1つまたは複数の要求を送信すること、および1つまたは複数の応答を受信することによって実行可能であり、受動走査は、たとえば、近接するワイヤレス送信機によってブロードキャストされたワイヤレス信号を「聴取する」ことによって実行可能である。この場合も、走査技法は一般に知られており、ここでさらに詳細に説明する必要はない。やはり論じたように、地上送信機は、たとえば、1つまたは複数のIEEE802.11規格のWLANアクセスポイント、トランシーバ基地局、フェムトセル、無線ビーコン、既知のロケーションを有するモバイルデバイスなどのような、ワイヤレス信号を送信および/または受信することが可能な任意の適切なワイヤレス送信機を備え得る。

動作204に関して、たとえば、受動測定に少なくとも部分的に基づいて、かつ能動測定が不在の場合に、モバイルデバイスの第1の推定ロケーションを取得することができる。たとえば、ここで、FTM/FTMRメッセージ交換によってなど、1つまたは複数のRTTを「能動的に」測定するのではなく、一例として、モバイルデバイスは、WLANアクセスポイントなど、1つまたは複数の近接するワイヤレス送信機によってブロードキャストされた1つまたは複数のビーコン信号を受動的に「聴取する」ことができ、ブロードキャスト信号のTOAを測定することができる。1つまたは複数の測定されたTOAに少なくとも部分的に基づいて、たとえば、近接するワイヤレス送信機に対する必須距離を算出することができ、1つまたは複数の適切な技法(たとえば、三辺測量、三角測量など)を使用してなど、モバイルデバイスの第1の推定ロケーションを取得することができる。示したように、場合によっては、同期または関連する課題に少なくとも部分的に対処すると同時に第1の推定ロケーションを取得するために、TOAの二重差分技法を、たとえば少なくとも部分的に使用することができるか、またはさもなければ考慮することができる。当然、特許請求される主題は、そのように限定されない。たとえば、時には、少なくとも部分的に、GNSS、GNSS擬似衛星、関連するユーザによって提供された入力、無線ヒートマップなどによって、モバイルデバイスの第1の推定ロケーションが取得され得る。場合によっては、モバイルデバイスの第1の推定ロケーションは、たとえば、所与の時点でモバイルデバイスがどのワイヤレス送信機を使用しているかを知ることによってなど、1つまたは複数の基準点に対する近接性を使用して決定され得る。時には、モバイルデバイスの第1の推定ロケーションは、たとえば、デッドレコニングによって決定され得る。たとえば、ここで最後に知られている位置フィックスに少なくとも部分的に基づいて、現在の位置を概算して、既知の移動方向および/または何らかの経過時間にわたる推定速度を使用してその位置フィックスを増分するために、1つまたは複数のオンボードセンサー(たとえば、慣性など)を採用することができる。前述のように、場合によっては、モバイルデバイスの第1の推定ロケーションは、たとえば、初期のまたは「粗い」ロケーション推定を含んでよく、またはそうであるとして処理されてよく、以下で論じるように、そのロケーション推定は、そのような推定が十分な品質のものでないと決定された場合など、後で更新または改良することができる。

したがって、動作206において、たとえば、第1の推定ロケーションと地上送信機の空間配置とに少なくとも部分的に基づく、第1の推定ロケーションが十分な品質のものでないとの決定に応じてなど、モバイルデバイスの第2の推定ロケーションを取得するための能動測定を開始することができる。この文脈で、「能動測定」は、1つまたは複数の能動走査技法に関して実装される双方向「要求応答」タイプの通信など、2つ以上のワイヤレスデバイス同士の間の通信によって取得された1つまたは複数の測定を指す。たとえば、実装形態に応じて、能動測定は、モバイルデバイスまたは類似の測定ユニットの受信機において観測または取得されたなど、1つまたは複数のRTT測定を含み得る。この場合も、特許請求される主題は、そのようには限定されない。すなわち、FTM/FTMRメッセージ交換の無線信号を使用した能動走査によって取得されるなど、RTT測定が本明細書で論じられるが、たとえば、RTS/CTS、超音波、赤外線、または類似の信号を使用するなど、任意の他の適切なRTT測定を全体的にまたは部分的に採用することができる。時には、能動測定は、たとえば、位置特定のために少なくとも部分的に使用され得る、戻された信号の1つまたは複数の適用可能なまたは適切な測定または特性を有する測位支援メッセージを含んでもよいか、またはその一部であってもよい。

このようにして、ある実装形態によれば、たとえば、動作204に関して取得された第1の推定ロケーションなど、初期のまたは「粗い」位置フィックスの品質を決定することができる。ここで、たとえば、測定に関する位置誤差を探知もしくは推定すること、および/またはモバイルデバイスに対するワイヤレス送信機のジオメトリの効果を明らかにすることが可能であるなど、任意の適切な技法または手法を全体的にまたは部分的に使用することができるか、またはさもなければ考慮することができる。たとえば、一実装形態に応じて、初期のまたは「粗い」位置フィックスの品質を推定するために、HDOP、残留位置誤差、または類似の技法を少なくとも部分的に採用することができる。少なくとも一実装形態では、初期のまたは「粗い」位置フィックスの品質は、たとえば、示したように、そこから受動測定が取得されたワイヤレス送信機(たとえば、アクセスポイントなど)のロケーションによって形成された凸閉包を決定または探知することに関連して推定され得る。たとえば、初期のまたは「粗い」位置推定がそこから受動測定が取得されたワイヤレス送信機の空間配置によって形成された凸閉包範囲内にないと決定された場合、初期のまたは「粗い」位置推定を十分な品質のものであると見なすことはできず、したがって、十分に信頼できるかつ/または正確であると見なすことはできない。ここで、そのような凸閉包を決定または探知するために、たとえば、いわゆるギフト包装法、Graham走査、インクリメンタル凸閉包アルゴリズムなど、何らかの適切な技法または手法を全体的にまたは部分的に使用することができる。同様に、上記で述べたHDOP技法および残留位置誤差技法に関して、第1の推定ロケーションに対するこれらのワイヤレス送信機のロケーションの算出された残留位置誤差および/または水平精度低下率が不十分な推定を示す場合、初期のまたは「粗い」推定を十分に信頼できるかつ/または正確であると見なすことはできない。

実装形態に応じて、地上ワイヤレス送信機の空間配置は、たとえば、モバイルデバイス、適切なサーバ、またはそれらの任意の組合せにおいて、またはそれらによって決定され得る。たとえば、近接するワイヤレス送信機の空間配置は、1つの考えられる実装形態を示すと、ナビゲーションまたは他のサーバ(たとえば、測位支援サーバなど)によってモバイルデバイスに提供され得る関連する屋内エリアまたは類似のエリアに入るとすぐになど、そのエリアの電子デジタルマップを介してモバイルデバイスによって少なくとも部分的に決定され得る。場合によっては、モバイルデバイスは、たとえば、特定のエリアに関してワイヤレス送信機のデータベースを有するローカルメモリを参照するかまたはそれにアクセスすることによって、近接するワイヤレス送信機の空間配置を決定することができる。また、時には、地上ワイヤレス送信機の空間配置は、たとえば、サーバを介して決定可能であり、「可視」ワイヤレス送信機または近接するワイヤレス送信機の属性(たとえば、MACアドレスなど)を有するモバイルデバイスからのメッセージに応じてなど、測位支援データの一部としてモバイルデバイスに提供され得る。

したがって、たとえば、第1の推定ロケーションなど、初期のまたは「粗い」位置フィックスの品質が十分に信頼できないかつ/または正確でないと決定された場合など、場合によっては、たとえば、1つまたは複数の能動測定を開始することができる。たとえば、特定の実装形態では、モバイルデバイスは、1つまたは複数の適用可能なアクセスポイントに対する必須RTT測定を取得するために、上記で論じたようになど、FTM/FTMRメッセージ交換を開始することができる。示したように、アクセスポイントは、たとえば、適切な応答メッセージ(たとえば、ACKメッセージなど)内に含まれ得る、一意に割り当てられたMACアドレスを有し得る。MACアドレスは、たとえば、捕捉されたワイヤレス信号を復調することによってなど、モバイルデバイスにおいてまたはそれによって復号可能であり、とりわけ、アクセスポイントのロケーションを取得するために少なくとも部分的に使用され得る。測定されたRTT(および、アクセスポイントのロケーションなど)に少なくとも部分的に基づいて、たとえば、必須アクセスポイントまでのそれぞれの距離を算出することができ、1つまたは複数の適切な技法(たとえば、三辺測量、三角測量など)を使用してなど、モバイルデバイスの初期のまたは「粗い」ロケーションを更新または改良することができる。したがって、ここで、更新または改良された位置フィックスは、たとえば、十分に正確であるかつ/または信頼できると見なされ得るロケーションなど、第2の推定ロケーションを含み得るか、またはそれを表し得る。

場合によっては、(たとえば、初期のまたは「粗い」位置フィックスを改良または更新するためになど)第2の推定ロケーションを取得するために、能動測位に加えて、または能動測位と組み合わせてなど、上記で論じたようになど、TOAの二重差分技法を使用することができる。たとえば、ここで、受動走査およびRTT距離測定から取得されたTOAの両方の二重誤差を利用することによってなど、ジョイント非線形最小2乗の手法またはモデルを全体的にまたは部分的に採用することができるか、または考慮することができる。場合によっては、Newton-Raphson、Levenberg-Marquardtなど、非線形最小2乗法を解決することが可能な1つまたは複数の反復技法または反復アルゴリズムによって(たとえば、初期のまたは「粗い」位置フィックスを改良または更新するためになど)第2の推定ロケーションを取得するために、このジョイント非線形最小2乗の手法またはモデルをたとえば少なくとも部分的に実装することができる。これらのまたは類似の反復アルゴリズムは、たとえば、粗い位置フィックスを用いて初期化され得る。これらは例にすぎず、特許請求する主題はこれらの例には限定されないことに留意されたい。そのため、場合によっては、利用可能な帯域幅および/またはリソースに重い負担をかける可能性がある運用上高価なRTT測定によって第2の推定ロケーションを取得するのではなく、1つまたは複数のRTT測定と組み合わせて、たとえば、TOA、TDOA、または類似の受動測定を少なくとも部分的に使用することができる。これは、たとえば、電力および/または帯域幅消費の低減、リソース効率および/またはネットワークスケーラビリティの改善などの観点から有益であることを証明し得る。したがって、場合によっては、たとえば、受動測位を能動測位と適応的に組み合わせることによって、モバイルデバイスは、容易に適応可能な、リソース効率の高い、かつ/またはスケーラブルな方法で位置フィックスを取得および/または改良することができる。

図3は、たとえば、TOA測定およびRTT測定、ならびにそこからTOAが取得されたアクセスポイントのロケーションによって形成された凸閉包の探知による初期位置推定の品質の算出によって実行されるなど、適応型能動測位を伴う拡張型受動測位のある例示的な使用事例または使用シナリオ300のある実装形態を示す概略図である。たとえば、わかるように、時には、モバイルデバイス302、304、306、および308など、1つまたは複数のモバイルデバイスは、1つの考えられる実装形態を示すと、屋内環境または同様の環境など、衛星信号(たとえば、図1の信号104)が確実に受信および/または測定されていない可能性がある環境に位置する場合がある。場合によっては、そのような環境は、たとえば、図1の動作環境100の1つまたは複数の特徴または態様に関連し得るか、またはそれらを含み得る。たとえば、モバイルデバイス302は、図1のモバイルデバイス102に対応し得るか、またはそれと共通の属性を共有し得、1つまたは複数のサーバ310、312、および314は、図1の1つまたは複数のサーバ116、118、および120に対応し得るか、またはそれらと共通の属性を共有し得、ネットワーク316は図1のネットワーク122に対応し得るか、またはそれと共通の属性を共有し得、たとえば、WLANアクセスポイント318、320、322、324、および326などのワイヤレス送信機は、図1の基地局トランシーバ108および/またはローカルトランシーバ112に対応し得るか、またはそれらと共通の属性を共有し得る、等々である。同様に、ここでは、ある数のデバイスおよび/またはネットワークが示されているが、本明細書で論じる1つまたは複数の技法またはプロセスを促進またはサポートするために、任意の数の適切なデバイスおよび/またはネットワークを実装することが可能である。また、時には、例示的な使用事例または使用シナリオ300の1つまたは複数の動作または技法は、示したように、屋外環境または類似の環境内で少なくとも部分的に実行され得る。

ここで、アクセスポイント318、320、322、324、および326は、すべて同じタイプのデバイスであってよいか、またはWLANアクセスポイント、Bluetooth(登録商標)アクセスポイント、無線ビーコン、トランシーバ基地局、フェムトセル、GNSS擬似衛星など、異なるタイプのデバイスを表してもよい。示さないが、関連する環境は、たとえば、いくつかの出入口、廊下、キュービクル、壁、仕切り、階段、扉、部屋、エレベータなどを含む、特定の屋内エリアまたは類似のエリア(たとえば、ショッピングモール、オフィス空間など)によって定義され得る。328において破線によって一般に示すように、アクセスポイント318、320、322、324、および326は、上記で論じたように、たとえば、モバイルデバイス302、304、306、および/または308に対して測位支援データを利用可能にするかまたは提供することが可能な1つまたは複数のワイヤード通信リンクまたはワイヤレス通信リンクを備え得るネットワーク316に動作可能に結合され得る。やはり示したように、モバイルデバイス302、304、306、および/または308は、FTM/FTMR、RTS/CTSなどのメッセージ交換、エリア内のそれらの存在を告知するための1つまたは複数のアクセスポイント318、320、322、324、および/または326によるビーコン信号のブロードキャストなどによってなど、1つまたは複数のアクセスポイント318、320、322、324、および/または326と通信している場合がある。時には、モバイルデバイス302、304、306、および/または308は、ネットワーク316と直接的に通信することもできる。1つまたは複数のサーバ310、312、および/または314は、たとえば、通信リンク330を介してネットワーク316と通信することができる。

したがって、有効な使用において、モバイルデバイス302、304、306、および/または308は、たとえば、示したように、FTM/FTMR、RTS/CTSなどのメッセージ交換によってなど、RTTを「能動的に」測定するのではなく、アクセスポイント318、320、322、324、および/または326によってブロードキャストされたTOAビーコンを「聴取すること」によって、必須距離計算によってなど、それらの初期のまたは「粗い」ロケーションを推定することができる。やはり論じたように、場合によっては、モバイルデバイス302、304、306、および/または308の初期のまたは「粗い」ロケーションを算出するために、たとえば、TOAの二重差分技法を少なくとも部分的に使用することができる。時には、たとえば、モバイルデバイス302に関してなど、そのような技法を実装するために、TOAビーコンをアクセスポイント318から送信して、モバイルデバイス302と、マスタアクセスポイントを備え得るかつ/またはマスタアクセスポイントとして指定され得るアクセスポイント320とにおいて受信することができる。同様に、モバイルデバイス304の初期のまたは「粗い」ロケーションを算出するために、TOAビーコンを、たとえば、アクセスポイント322から送信して、モバイルデバイス304およびアクセスポイント320において受信することができる。たとえば、モバイルデバイス306および308に関して同様の測定を実行することができる。取得された測定および/またはマスタアクセスポイント(たとえば、アクセスポイント320など)によって通信されたタイミング基準に少なくとも部分的に基づいて、上記で論じたように、モバイルデバイス302、304、306、および308の初期のまたは「粗い」ロケーションをたとえば推定することができる。当然、特許請求される主題は、そのように限定されない。たとえば、時には、モバイルデバイス302、304、306、および308の初期のまたは「粗い」ロケーションは、やはり示したように、GNSS、GNSS擬似衛星、関連するユーザによって提供された入力、無線ヒートマップ、アクセスポイント318、320、322、324、および/または326に対する近接性、デッドレコニングなどによって少なくとも部分的に推定され得る。

ある実装形態によれば、モバイルデバイス302、304、306、および308の初期のまたは「粗い」ロケーション推定を取得すると、たとえば、何らかの方法でこれらの推定の品質を決定することができる。たとえば、ここで、モバイルデバイス302、304、306、および308の初期のまたは「粗い」ロケーション推定の品質は、たとえば、(そこからTOAが取得されたなど)アクセスポイント318、320、322、324、および/または326の空間配置によって形成された凸閉包の探知とともに少なくとも部分的に決定され得る。より具体的には、1つまたは複数の適切な手法または技法(たとえば、Graham走査、インクリメンタル凸閉包アルゴリズムなど)を使用して、凸閉包が、たとえば、1つの考えられる実装形態を示すと、332において参照されるような、凸多角形を含むと探知することができる。これにより、わかるように、決定された凸閉包332に少なくとも部分的に基づいて、モバイルデバイス304および306の初期のまたは「粗い」ロケーション推定は、十分な品質のものであると見なすことができ、したがって、示したように、たとえば、これらの推定は、凸閉包332の内部にあるため、十分に信頼できるかつ/または正確であると見なすことができる。そのため、これらの初期のまたは「粗い」ロケーション推定は、たとえば、モバイルデバイス304および306の実際の位置に対応してよく、かつ/または実際の位置として使用されてよく、すなわち、これらのモバイルデバイスに関して、能動測定の開始は必要でない場合があるか、またはさもなければ有用でない場合がある。

しかしながら、モバイルデバイス302および308に関しては、わかるように、これらのモバイルデバイスに関する初期のまたは「粗い」ロケーション推定が凸閉包332の外部である、すなわち、そのようなロケーション推定は、十分な品質のものと見なすことはできず、したがって、十分に信頼できないかつ/または正確でないと見なすことができるため、能動測定を開始することができる。このように、ここで、モバイルデバイス302および308は、たとえば、IEEE規格802.11v FTM/FTMRメッセージ交換を開始することができ、適用可能なFTM/FTMRフレームのそれぞれの信号RTTを測定することができる。測定されたRTTに少なくとも部分的に基づいて、たとえば、それぞれの距離を算出することができ、1つまたは複数の適切な技法(たとえば、三辺測量、三角測量など)を使用してなど、モバイルデバイス302および308の初期のまたは「粗い」ロケーションを更新または改良することができる。やはり論じたように、場合によっては、RTT測定と組み合わせてTOAの二重差分技法に少なくとも部分的に基づいてモバイルデバイス302および308の初期のまたは「粗い」ロケーションを、たとえば、更新または改良することができる。そのため、本明細書で論じるような、適応型能動測位を伴う拡張型受動測位のための1つまたは複数の動作および/または技法は、電力および/または帯域幅消費を低減すること、リソース効率および/またはネットワークスケーラビリティを改善することなどが可能である。

図4は、適応型能動測位を伴う拡張型受動測位のための1つまたは複数の動作および/または技法を促進またはサポートするために少なくとも部分的に使用され得る、モバイルデバイスに関連する例示的なコンピューティング環境のある実装形態の概略図である。例示的なコンピューティング環境は、たとえば、図1のモバイルデバイス102、図3のモバイルデバイス302、304、306、および/または308の1つまたは複数の特徴または態様を含み得るモバイルデバイス400を備え得るが、特許請求される主題はそのように限定されない。たとえば、場合によっては、モバイルデバイス400は、適切なワイヤレス通信ネットワーク上でアンテナ406を介してなど、404において一般に参照される、ワイヤレス信号を送信および/または受信することが可能なワイヤレストランシーバ402を備え得る。ワイヤレストランシーバ402は、たとえば、図1〜図3を参照して論じた1つまたは複数の通信など、1つまたは複数の適切な通信を送信または受信することが可能であり得る。ワイヤレストランシーバ402は、たとえば、ワイヤレストランシーババスインターフェース410を介してバス408に結合または接続され得る。実装形態に応じて、時には、ワイヤレストランシーババスインターフェース410は、たとえば、ワイヤレストランシーバ402と少なくとも部分的に一体化されてよい。いくつかの実装形態は、ほんの2、3の例を挙げると、ワイヤレスフィデリティ(WiFi)、符号分割多元接続(CDMA)、ワイドバンドCDMA(W-CDMA)、ロングタームエボリューション(LTE)、Bluetooth(登録商標)など、対応する複数のワイヤレス通信規格に従って、信号を送信または受信することが可能であるように、複数のワイヤレストランシーバ402またはアンテナ406を含み得る。

ある実装形態では、モバイルデバイス400は、たとえば、SPSまたは類似のアンテナ416を介してなど、1つまたは複数のSPSまたは他の適切なワイヤレス信号414を受信または捕捉することが可能なSPS受信機または類似の受信機412を備え得る。SPS受信機412は、初期のまたはそれ以外の、モバイルデバイス400のロケーションを推定するために、1つまたは複数の捕捉されたSPS信号414を全体的にまたは部分的に処理し得る。場合によっては、1つまたは複数の汎用/アプリケーションプロセッサ418(以下で、「プロセッサ」と呼ばれる)、メモリ420、デジタル信号プロセッサ(DSP)422、または示されない類似の専用のデバイスまたはプロセッサを利用して、SPS受信機412などとともになど、捕捉されたSPS信号414を全体的にまたは部分的に処理し、モバイルデバイス400のロケーションを計算することができる。適応型能動測位を伴う拡張型受動測位のための1つまたは複数の技法に関してなど、1つまたは複数の測位動作を実装するためのSPSまたは他の信号の記憶は、たとえば、メモリ420、適切なレジスタまたはバッファ(図示せず)内で少なくとも部分的に実行され得る。少なくとも1つの実装形態では、1つまたは複数のプロセッサ418は、受動測定に少なくとも部分的に基づいて、かつ能動測定が不在の場合に、モバイルデバイス400の第1の推定ロケーションを取得して、第1の推定ロケーションと地上送信機の空間配置とに少なくとも部分的に基づく、第1の推定ロケーションが十分な品質のものでないとの決定に応じて、モバイルデバイス400の第2の推定ロケーションを取得するための能動測定を開始することが可能な1つまたは複数のロケーション処理モジュールを備え得ることを諒解されたい。いくつかの実装形態では、たとえば、DSP422など、別のプロセッサは、第1の推定ロケーションと地上送信機の空間配置とに少なくとも部分的に基づく、第1の推定ロケーションが十分な品質のものでないとの決定に応じて、たとえば、モバイルデバイス400の第2の推定ロケーションを取得するために、能動測定を表す1つまたは複数のデジタル信号を処理および/または通信することによってなど、能動測定を開始するために少なくとも部分的に利用され得る別個の処理モジュールを備え得る。

1つまたは複数の処理モジュールのすべてまたは一部分は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの任意の組合せを使用して、またはさもなければそれらを含んで実装され得ることに留意されたい。処理モジュールは、情報計算技法または情報計算プロセスの少なくとも一部を実行することが可能な1つまたは複数の回路を表し得る。一例であって、限定はしないが、プロセッサ418またはDSP422は、1つまたは複数のプロセッサ、コントローラ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路、デジタル信号プロセッサ、プログラマブル論理デバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ、中央処理ユニット、グラフィックスプロセッサユニットなど、またはそれらの任意の組合せを含むことができる。したがって、時には、プロセッサ418もしくはDSP422またはそれらの任意の組合せは、少なくとも部分的に、図2の動作202を実装するためになど、地上送信機から送信された信号の受動測定を取得するための手段を備え得るか、またはそれらを表し得る。さらに、少なくとも一実装形態では、プロセッサ418またはDSP422は、少なくとも部分的に、たとえば、図2の動作204を実装するためになど、受動測定に少なくとも部分的に基づいて、かつ能動測定が不在の場合に、モバイルデバイス400の第1の推定ロケーションを取得するための手段を表し得るか、または備え得る。また、時には、プロセッサ418またはDSP422は、たとえば、図2の動作206において示したように、またはそれに関して説明したように、第1の推定ロケーションと地上送信機の空間配置とに少なくとも部分的に基づく、第1の推定ロケーションが十分な品質のものでないとの決定に応じて、モバイルデバイス400の第2の推定ロケーションを取得するための能動測定を開始するための手段を、たとえば、備え得るか、またはそれらを表し得る。

示したように、DSP422は、バス408を介してプロセッサ418およびメモリ420に結合または接続され得る。示さないが、場合によっては、バス408は、DSP422、プロセッサ418、メモリ420などのような、モバイルデバイス400の1つまたは複数の適用可能な構成要素と一体化され得る1つまたは複数のバスインターフェースを備え得る。様々な実施形態では、本明細書で説明する1つまたは複数の動作または機能は、ほんの2、3の例を挙げると、RAM、ROM、FLASH、ディスクドライブなどのような、コンピュータ可読記憶媒体上など、メモリ420内に記憶された1つまたは複数の機械可読命令の実行に応じて実行され得る。命令は、たとえば、プロセッサ418、示されない1つまたは複数の専用プロセッサ、DSP422などを介して実行可能であり得る。メモリ420は、本明細書で説明する動作または機能を実行するために、プロセッサ418、DSP422などによって実行可能であり得るソフトウェアコード(たとえば、プログラミングコード、命令など)を記憶することが可能な、非一時的プロセッサ可読メモリ、コンピュータ可読メモリなどを備え得る。

モバイルデバイス400は、ほんの2、3の例を挙げると、たとえば、スピーカー、マイクロフォン、ディスプレイデバイス、振動デバイス、キーボード、タッチスクリーンなどのような、いくつかのデバイスのうちのいずれか1つを含み得るユーザインターフェース424を備え得る。少なくとも一実装形態では、ユーザインターフェース424は、ユーザがモバイルデバイス400上でホストされる1つまたは複数のアプリケーションと対話することを可能にし得る。たとえば、ユーザインターフェース424の1つまたは複数のデバイスは、ユーザからの入力またはアクションに応じて、DSP422、プロセッサ418などによってさらに処理されるべきアナログ信号またはデジタル信号をメモリ420上に記憶し得る。同様に、モバイルデバイス400上でホストされる1つまたは複数のアプリケーションは、出力信号をユーザに提示するために、メモリ420内にアナログ信号またはデジタル信号を記憶し得る。いくつかの実装形態では、モバイルデバイス400は、たとえば、専用スピーカー、マイクロフォン、デジタルアナログ回路、アナログデジタル回路、増幅器、利得制御などを備える専用オーディオ入出力(I/O)デバイス426を随意に含み得る。ただし、これはオーディオI/Oデバイス426がどのように実装され得るかの一例にすぎず、特許請求される主題はこの点について限定されないことを理解されたい。わかるように、モバイルデバイス400は、キーボード、タッチスクリーンなどの上に加えられたタッチまたは類似の圧力に反応する1つまたは複数のタッチセンサー428を備え得る。

モバイルデバイス400は、たとえば、1つまたは複数の慣性センサー、周囲環境センサーなどのような、バス408に結合または接続された1つまたは複数のセンサー434を備え得る。センサー434の慣性センサーは、ほんの2、3の例を示すと、たとえば、(たとえば、1つ、2つ、または3つの次元においてモバイルデバイス400の加速度に集合的に応じるなどの)1つまたは複数の加速度計、(たとえば、1つまたは複数のコンパスまたは類似の用途をサポートするためなどの)ジャイロスコープまたは磁力計などを備え得る。モバイルデバイス400の周囲環境センサーは、ほんの2、3の例を挙げると、たとえば、1つまたは複数の気圧センサー、温度センサー、周辺光検出器、カメラセンサー、マイクロフォンなどを備え得る。センサー434は、メモリ420内に記憶可能であり、測位動作またはナビゲーション動作、ワイヤレス通信、無線ヒートマップ学習、ビデオゲームなどを対象とする1つまたは複数のアプリケーションをサポートするなど、DSP422、プロセッサ418などによって処理可能なアナログ信号またはデジタル信号を生成することができる。

特定の実装形態では、モバイルデバイス400は、たとえば、ワイヤレストランシーバ402、SPS受信機412などを介して受信またはダウンコンバートされた信号のベースバンド処理を実行することが可能な専用のまたはそれ以外のモデムプロセッサ436を備え得る。同様に、モデムプロセッサ436は、たとえば、ワイヤレストランシーバ402による送信のためにアップコンバートされるべき信号のベースバンド処理を実行し得る。代替実装形態では、専用モデムプロセッサを有する代わりに、ベースバンド処理は、プロセッサ418、DSP422などによって少なくとも部分的に実行され得る。さらに、場合によっては、インターフェース438は、別個の構成要素として示されているが、たとえば、バス408またはSPS受信機412など、モバイルデバイス400の1つまたは複数の適用可能な構成要素と全体的にまたは部分的に一体化され得る。随意にまたは代替として、SPS受信機412は、バス408に直接的に結合または接続されてよい。ただし、これらは、ベースバンド処理を実行することができる構成要素または構造の例にすぎず、特許請求される主題は、この点について限定されないことを理解されたい。

図5は、たとえば、図1〜図3に関して上記で論じたような、適応型能動測位を伴う拡張型受動測位のための1つまたは複数の動作および/または技法を部分的にまたは実質的に実装またはサポートすることが可能な1つまたは複数のサーバまたは他のデバイスに関連し得るか、またはそれらを含み得る、ある例示的なコンピューティング環境またはコンピューティングシステム500のある実装形態を示す概略図である。コンピューティング環境500は、たとえば、第1のデバイス502、第2のデバイス504、第3のデバイス506などを含むことができ、これらのデバイスは、通信ネットワーク508を介して一緒に動作可能に結合され得る。場合によっては、第1のデバイス502は、たとえば、既知のワイヤレス送信機の識別情報、ロケーションなど、無線ヒートマップ、基地局アルマナック、電子デジタルマップ、ワイヤレス送信機のデータベース、バイアス推定、信号測定などのような、測位支援パラメータを提供することが可能なサーバを備え得る。たとえば、第1のデバイス502は、要求時などに、モバイルデバイスのロケーションの粗いまたは大まかな推定に少なくとも部分的に基づいて、モバイルデバイスに電子デジタルマップを提供することが可能なサーバをやはり備え得る。第1のデバイス502は、モバイルデバイスのロケーションに関連する、任意の他の適切な測位支援パラメータ(たとえば、電子デジタルマップ、無線ヒートマップなど)を提供することが可能なサーバをやはり備え得る。第2のデバイス504または第3のデバイス506は、たとえば、モバイルデバイスを備え得るが、特許請求される主題はそのように限定されない。たとえば、場合によっては、第2のデバイス504は、別の考えらえる実装形態を示すと、第1のデバイス502と機能的または構造的に同様のサーバを備え得る。さらに、通信ネットワーク508は、たとえば、アクセスポイント、フェムトセルなどのような、1つまたは複数のワイヤレス送信機を備え得る。当然、特許請求される主題は、これらの点について範囲が限定されない。

第1のデバイス502、第2のデバイス504、または第3のデバイス506は、通信ネットワーク508上でパラメータおよび/または情報を交換することが可能であり得る任意のデバイス、機器、プラットフォームまたは機械を表し得る。一例であって、限定はしないが、第1のデバイス502、第2のデバイス504、または第3のデバイス506はいずれも、たとえば、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ワークステーション、サーバデバイスなどの1つまたは複数のコンピューティングデバイスもしくはプラットフォーム、たとえば、携帯情報端末、モバイル通信デバイスなどのような1つまたは複数のパーソナルコンピューティングもしくは通信デバイスもしくは機器、たとえば、データベースもしくは情報記憶サービスプロバイダ/システム、ネットワークサービスプロバイダ/システム、インターネットもしくはイントラネットサービスプロバイダ/システム、ポータルもしくはサーチエンジンサービスプロバイダ/システム、ワイヤレス通信サービスプロバイダ/システムなどのコンピューティングシステムもしくは関連サービスプロバイダ能力、またはそれらの任意の組合せを含むことができる。第1のデバイス502、第2のデバイス504、および第3のデバイス506はそれぞれいずれも、本明細書で説明する例示的な実装形態によるモバイルデバイス、ワイヤレス送信機またはワイヤレス受信機、サーバなどの1つまたは複数を備えることができる。

ある実装形態では、通信ネットワーク508は、第1のデバイス502、第2のデバイス504、または第3のデバイス506のうち少なくとも2つの間での情報の交換をサポートすることが可能な、1つまたは複数の通信リンク、プロセス、またはリソースを表す場合がある。一例であって、限定はしないが、通信ネットワーク508は、ワイヤレス通信リンクもしくはワイヤード通信リンク、電話システムもしくは電気通信システム、情報バスもしくは情報チャネル、光ファイバ、地上波リソースもしくは宇宙船リソース、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、イントラネット、インターネット、ルータもしくはスイッチなど、または任意のそれらの組合せを含むことができる。たとえば、第3のデバイス506によって部分的に隠された破線の枠によって示されるように、通信ネットワーク508に動作可能に結合されたさらなる類似のデバイスが存在する場合もある。コンピューティング環境500内に示される種々のデバイスもしくはネットワークのすべてもしくは一部、または本明細書で説明するようなプロセスもしくは方法が、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアまたは任意のそれらの組合せを使用して、または別の方法で含めて実装され得ることも認識されたい。

一例であって、限定はしないが、第2のデバイス504は、バス514を介してメモリ512に動作可能に結合される場合がある少なくとも1つの処理ユニット510を含むことができる。処理ユニット510は、適切な計算手順または計算プロセスの少なくとも一部を実行することができる1つまたは複数の回路を表すことができる。たとえば、処理ユニット510は、1つまたは複数のプロセッサ、コントローラ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路、デジタル信号プロセッサ、プログラマブル論理デバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイなど、またはそれらの任意の組合せを含むことができる。示さないが、第2のデバイス504は、たとえば、SPS、1つまたは複数のWLANアクセスポイントなどからなど、1つまたは複数の受信または捕捉されたワイヤレス信号に少なくとも部分的に基づいて、当該エリア内でなど、適切なモバイルデバイスの位置フィックスを開始し得るロケーション追跡ユニットを含み得る。いくつかの実装形態では、ロケーション追跡ユニットは、たとえば、処理ユニット510など、適切な処理ユニットと少なくとも部分的に一体化され得るが、特許請求される主題はそのように限定されない。いくつかのサーバベースのまたはサーバによってサポートされる実装形態では、処理ユニット510は、たとえば、少なくとも部分的に、図2の動作202、204、および/または206を促進またはサポートするためになど、地上送信機から送信された信号の受動測定を取得するための手段を備え得る。場合によっては、処理ユニット510は、たとえば、少なくとも部分的に、図2の動作202、204、および/または206を促進またはサポートするためになど、受動測定に少なくとも部分的に基づいて、かつ能動測定が不在の場合に、モバイルデバイスの第1の推定ロケーションを取得するための手段を備え得る。実装形態に応じて、処理ユニット510は、たとえば、少なくとも部分的に、図2の動作202、204、および/または206を促進またはサポートするためになど、第1の推定ロケーションと地上送信機の空間配置とに少なくとも部分的に基づく、第1の推定ロケーションが十分な品質のものでないとの決定に応じて、モバイルデバイスの第2の推定ロケーションを取得するための能動測定を開始するための手段をやはり備え得る。

メモリ512は、任意の情報記憶機構または情報記憶機器を表す場合がある。たとえば、メモリ512は1次メモリ516および2次メモリ518を含むことができる。1次メモリ516は、たとえば、ランダムアクセスメモリ、読取り専用メモリなどを含むことができる。この例では処理ユニット510とは別個なものとして示しているが、1次メモリ516のすべてまたは一部が処理ユニット510内に設けられる場合があるか、またはそうでなければ、処理ユニット510と同一の場所に配置され/結合される場合があることは理解されたい。2次メモリ518は、たとえば、1次メモリと同じまたは同様のタイプのメモリ、または、たとえば、ディスクドライブ、光ディスクドライブ、テープドライブ、固体メモリドライブなどの1つまたは複数の情報記憶デバイスもしくは情報記憶システムを含むことができる。いくつかの実装形態では、2次メモリ518は、コンピュータ可読媒体520を動作可能に収容することができるか、または別の方法で結合するように構成可能であり得る。コンピュータ可読媒体520は、たとえば、コンピューティング環境500内のデバイスのうち1つまたは複数に対して情報、コードまたは命令を搬送することができるか、またはそのような情報、コードまたは命令にアクセス可能にすることができる任意の非一時的記憶媒体を含むことができる。コンピュータ可読媒体520は、機械可読媒体、記憶媒体などと呼ばれる場合もある。

第2のデバイス504は、たとえば、少なくとも通信ネットワーク508への第2のデバイス504の動作可能な結合を提供するか、または別の方法でサポートすることができる通信インターフェース522を含むことができる。一例であって、限定はしないが、通信インターフェース522は、ネットワークインターフェースデバイスまたはネットワークインターフェースカード、モデム、ルータ、スイッチ、トランシーバなどを含むことができる。第2のデバイス504は、たとえば、入力/出力デバイス524も含むことができる。入力/出力デバイス524は、人間入力もしくは機械入力を受け取るか、もしくは別の方法で導入するように構成可能にし得る1つもしくは複数のデバイスもしくは機構、または人間出力もしくは機械出力を送達するか、または別の方法で提供することが可能であり得る1つもしくは複数のデバイスもしくは機構を表すことができる。一例であって、限定はしないが、入力/出力デバイス524は、動作可能に構成されたディスプレイ、スピーカー、キーボード、マウス、トラックボール、タッチスクリーン、情報ポートなどを含むことができる。

本明細書で説明した方法は、特定の例による適用例に応じて、様々な手段によって実装され得る。たとえば、そのような方法は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せにおいて実装され得る。ハードウェア実装形態では、たとえば、処理ユニットは、1つまたは複数の特定用途向け集積回路(「ASIC」)、デジタル信号プロセッサ(「DSP」)、デジタル信号処理デバイス(「DSPD」)、プログラマブル論理デバイス(「PLD」)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(「FPGA」)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明した機能を実行するように設計された他のデバイスユニット、またはそれらの組合せ内に実装され得る。

アルゴリズムの説明および/または記号表現は、信号処理および/または関連技術の当業者が、自身の仕事の本質を他の当業者に伝えるために使用する技法の例である。アルゴリズムは、ここでは、また一般に、所望の結果につながる首尾一貫した動作シーケンスおよび/または同様の信号処理であると見なされる。この文脈では、動作および/または処理は物理量の物理的操作を伴う。必ずしもそうではないが、一般に、そのような数量は、信号測定、テキスト、画像、ビデオ、オーディオなどのような、様々な形態のコンテンツを表す電子信号および/または状態として記憶され、転送され、結合され、比較され、処理され、またはさもなければ操作されることが可能な電気および/または磁気信号および/または状態の形態をとり得る。主に一般的な用法という理由で、そのような物理信号および/または物理状態を、ビット、値、要素、シンボル、文字、用語、数字、数値、測定値、メッセージ、パラメータ、フレーム、パケット、コンテンツなどと呼ぶことは、時として好都合であることがわかっている。ただし、これらのおよび/または同様の用語はすべて、適切な物理量または表明に関連すべきものであり、便利なラベルにすぎないことを理解されたい。別段特に述べられない限り、前の議論から明らかなように、本明細書全体において、「処理する」、「算出する」、「計算する」、「決定する」、「確立する」、「取得する」、「特定する」、「選択する」、「生成する」などのような用語を利用した議論は、専用コンピュータおよび/または同様の専用コンピューティングおよび/またはネットワークデバイスなど、特定の装置の動作および/または処理を指す場合があることが、理解される。したがって、本明細書の文脈では、専用コンピュータおよび/もしくは同様の専用コンピューティングならびに/またはネットワークデバイスは、専用コンピュータならびに/または同様の専用コンピューティングおよび/もしくはネットワークデバイスのメモリ、レジスタ、ならびに/または他の記憶デバイス、送信デバイス、および/もしくはディスプレイデバイス内の物理的な電気的および/または磁気的量として一般に表される信号および/または状態を処理、操作、および/または変換することが可能である。この特定の特許出願の文脈において、述べたように、「特定の装置」という用語は、プログラムされると、プログラムソフトウェアからの命令に従って特定の機能を実行する、汎用コンピュータなど、汎用コンピューティングおよび/またはネットワークデバイスを含み得る。

いくつかの状況では、バイナリ1からバイナリ0への、またはその逆の状態の変化のような、メモリデバイスの動作は、たとえば、物理的な変換のような変換を含み得る。同様に、ビット、値、要素、シンボル、文字、用語、数字、数値、測定値、メッセージ、パラメータ、フレーム、パケット、コンテンツなどを記憶するためのメモリデバイスの動作は、物理的な変換を含み得る。特定のタイプのメモリデバイスでは、そのような物理的な変換は、異なる状態または物への、物品の物理的な変換を含み得る。たとえば、限定はされないが、いくつかのタイプのメモリデバイスでは、状態の変化は、電荷の蓄積および/または保存、または保存された電荷の放出に関与し得る。同様に、他のメモリデバイスでは、状態の変化は、帯磁方向内の変換などの物理的変化、ならびに/または結晶からアモルファスもしくはその逆のような、分子構造内の物理的変化および/もしくは変換を含み得る。さらに他のメモリデバイスでは、物理的な状態の変化は、たとえば、量子ビット(qubit)に関与し得る、重ねあわせ、エンタングルメントなどのような、量子力学的な現象に関与し得る。上述の内容は、バイナリ1からバイナリ0への、またはその逆の、メモリデバイスにおける状態の変化が、物理的な変換のような変換を含み得るすべての例の、網羅的な列挙であることは意図されない。むしろ、上述の内容は、説明のための例であることが意図される。

本明細書で説明するワイヤレス通信技法は、ワイヤレスワイドエリアネットワーク(「WWAN」)、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(「WLAN」)、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク(「WPAN」)などのような、様々なワイヤレス通信ネットワークに関連し得る。「ネットワーク」および「システム」という用語は、本明細書では交換可能に使用され得る。WWANは、符号分割多元接続(「CDMA」)ネットワーク、時分割多元接続(「TDMA」)ネットワーク、周波数分割多元接続(「FDMA」)ネットワーク、直交周波数分割多元接続(「OFDMA」)ネットワーク、シングルキャリア周波数分割多元接続(「SC-FDMA」)ネットワーク、または上記のネットワークの任意の組合せなどであり得る。CDMAネットワークは、ほんのいくつかの無線技術を挙げれば、cdma2000、広帯域CDMA(「W-CDMA」)など、1つまたは複数の無線アクセス技術(「RAT」)を実装し得る。ここで、cdma2000は、IS-95規格、IS-2000規格、およびIS-856規格に従って実装される技術を含み得る。TDMAネットワークは、モバイル通信用グローバルシステム(GSM(登録商標）:Global System for Mobile Communications)、デジタル高度移動電話システム(D-AMPS:Digital Advanced Mobile Phone System)、または他の何らかのRATを実装し得る。GSM(登録商標）とW-CDMAとは、「第3世代パートナーシッププロジェクト」(3GPP)と称されるコンソーシアムからの文書において説明されている。cdma2000は、「第3世代パートナーシッププロジェクト2」(3GPP2)と称されるコンソーシアムからの文書において説明されている。3GPPおよび3GPP2の文書は、公に入手可能である。4Gロングタームエボリューション(「LTE」)通信ネットワークも、一態様において、請求される主題に従って実装され得る。WLANはIEEE802.11xネットワークを備え得、WPANは、たとえば、Bluetooth(登録商標）ネットワーク、IEEE802.15xを備え得る。本明細書で説明したワイヤレス通信実装形態はまた、WWAN、WLANまたはWPANの任意の組合せとともに
使用され得る。

別の態様では、前述のように、ワイヤレス送信機またはアクセスポイントは、セルラー電話サービスをビジネスまたは家庭に拡大するために利用されるフェムトセルを備え得る。そのような実装形態では、1つまたは複数のモバイルデバイスは、たとえば、符号分割多元接続(「CDMA」)セルラー通信プロトコルを介してフェムトセルと通信することができ、フェムトセルは、インターネットなどの別のブロードバンドネットワークによって、モバイルデバイスアクセスをより大きいセルラー電気通信ネットワークに提供することができる。

本明細書で説明した技法は、いくつかのGNSSおよび/またはGNSSの組合せのうちのいずれか1つを含むSPSとともに使用され得る。さらに、そのような技法は、「擬似衛星」として働く地上送信機、またはSVとそのような地上送信機の組合せを利用する測位システムとともに使用され得る。地上送信機は、たとえば、PNコードまたは(たとえば、GPSまたはCDMAセルラー信号に類似した)他のレンジングコードをブロードキャストする地上ベースの送信機を含み得る。そのような送信機には、リモート受信機による識別を可能にするために、一意のPNコードが割り当てられ得る。地上送信機は、たとえば、トンネル、鉱山、建造物、ビルの谷間、または他の閉鎖エリアの中など、軌道を回るSVからのSPS信号が利用できないことがある状況において、SPSを増強するのに有用であり得る。擬似衛星の別の実装形態は、無線ビーコンとして知られている。本明細書で使用する「SV」という用語は、擬似衛星、擬似衛星の等価物、および場合によっては他のものとして働く地上送信機を含むものとする。本明細書で使用する「SPS信号」および/または「SV信号」という用語は、擬似衛星または擬似衛星の等価物として働く地上送信機を含む地上送信機からのSPS様の信号を含むものとする。

同様に、この文脈で、「結合された」、「接続された」という用語、および/または同様の用語は、一般的に使用される。これらの用語は同義語を意図しないことを理解されたい。むしろ、「接続された」は、一般に、たとえば、2つ以上の構成要素が、電気的を含めて、直接物理接続状態にあることを示すために使用され、一方、「結合された」は、一般に、2つ以上の構成要素が、電気的を含めて、潜在的に直接物理接続状態にあることを意味するために使用されるが、「結合された」はまた、一般に、2つ以上の構成要素が必ずしも直接接触状態にないが、それでもなお、協働および/または相互作用することが可能であることをやはり意味するように使用され得る。結合されたという用語はまた、一般に、たとえば、適切な文脈において、間接的に接続されていることを意味すると理解される。

本明細書で使用する「および」、「または」、「および/または」という用語、および/または同様の用語は、そのような用語が使用される特定の文脈に少なくとも部分的に依存することも予想される様々な意味を含み得る。一般に、「または」がA、BまたはCなどのリストを関連付けるために使用される場合、ここで包含的な意味で使用されるA、B、およびCを意味し、ならびにここで排他的な意味で使用されるA、BまたはCを意味するものとする。加えて、「1つまたは複数の」という用語、および/または同様の用語は、単数の任意の特徴、構造、および/または特性について説明するために使用され、かつ/または複数の特徴、構造、および/もしくは特性、ならびに/またはそれらの何らかの他の組合せについて説明するためにも使用される。同様に、「に基づいて」という用語、および/または同様の用語は、要因の排他的な組を伝えることが必ずしも意図されないが、必ずしも明示的に説明されていない追加の要因の存在を可能にすることが意図されると理解される。当然、前述のすべてに関して、説明および/または用途の特定の文脈は、引き出されるべき推論に関して有用なガイダンスを提供する。以下の説明は1つまたは複数の説明のための例を単に提供し、特許請求される主題は、これらの1つまたは複数の例に限定されないが、この場合も、説明および/または用途の特定の文脈は、引き出されるべき推論に関して有用なガイダンスを提供することに留意されたい。

この文脈で、ネットワークデバイスという用語は、ネットワークを介してかつ/またはネットワークの一部として通信することが可能な任意のデバイスを指し、コンピューティングデバイスを備え得る。ネットワークデバイスは、ワイヤードネットワークおよび/またはワイヤレスネットワークを介してなど、信号(たとえば、信号パケットおよび/またはフレーム)を送信することおよび/または受信することが可能であり得るが、ネットワークデバイスは、様々な実施形態において、算術および/または論理動作を実行すること、物理メモリ状態としてメモリ内でなど、信号を処理および/または記憶することも可能であり得、かつ/または、たとえば、サーバとして動作することができる。サーバまたはそれ以外として動作可能なネットワークデバイスは、例として、専用のラックマウント式サーバ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、セットトップボックス、タブレット、ネットブック、スマートフォン、装着型デバイス、前述のデバイスの2つ以上の特徴を組み合わせた一体型デバイスなど、またはそれらの任意の組合せを含み得る。信号パケットおよび/またはフレームは、たとえば、ワイヤレスネットワークを介して結合されたワイヤレスデバイス同士の間を含めて、サーバとクライアントデバイスおよび/または他のタイプのネットワークデバイスとの間でなど、たとえば、交換され得る。サーバ、サーバデバイス、サーバコンピューティングデバイス、サーバコンピューティングプラットフォームという用語、および/または同様の用語は交換可能に使用されることに留意されたい。同様に、クライアント、クライアントデバイス、クライアントコンピューティングデバイス、クライアントコンピューティングプラットフォームという用語、および/または同様の用語も交換可能に使用される。場合によっては、説明を簡単にするために、「クライアントデバイス」または「サーバデバイス」と呼ぶことによってなど、これらの用語は単数形で使用され得るが、この説明は、適宜に、1つまたは複数のクライアントデバイスおよび/または1つまたは複数のサーバデバイスを包含することを意図する。同様の方針に沿って、「データベース」への言及は、適宜に、1つまたは複数のデータベースおよび/またはそれらの部分を意味すると理解される。

説明を簡単にするために、ネットワークデバイス(ネットワーキングデバイスとも呼ばれる)は、コンピューティングデバイスの観点から実施および/または説明される場合があることを理解されたい。しかしながら、この説明は、特許請求される主題が、コンピューティングデバイスおよび/またはネットワークデバイスなど、一実施形態に限定されると解釈されるべきでは決してなく、代わりに、たとえば、1つまたは複数の説明のための例を含めて、様々なデバイスまたはそれらの組合せとして実施され得ることをさらに理解されたい。

本明細書を通した一実装形態、ある実装形態、一実施形態、ある実施形態などへの言及は、特定の実装形態および/または実施形態に関して説明した特定の特徴、構造、および/または特性が特許請求される主題の少なくとも1つの実装形態および/または実施形態の中に含まれることを意味する。したがって、たとえば、そのような句の出現は、本明細書を通して様々な場所において、同じ実装形態または説明したいずれかの1つの特定の実装形態を指すことを必ずしも意図しない。さらに、説明した特定の特徴、構造、および/または特性は、1つまたは複数の実装形態において様々な方法で組み合わせられることが可能であり、したがって、たとえば、意図される特許請求範囲内であることを理解されたい。一般に、当然、これらのおよび他の課題は文脈とともに変化する。したがって、説明および/または用途の特定の文脈は、引き出されるべき推論に関して有用なガイダンスを提供する。

現在例示的な特徴と考えられることについて示し説明したが、特許請求される主題から逸脱することなく、様々な他の修正が行われ得、均等物が代用され得ることが、当業者には理解されよう。さらに、本明細書で説明した主要な概念から逸脱することなしに、特定の状況を特許請求される主題の教示に適応させるために、多くの修正が行われ得る。したがって、特許請求される主題は、開示した特定の例に限定されないが、そのような特許請求される主題は、添付の特許請求の範囲に含まれるすべての態様、およびそれらの均等物も含み得ることが意図される。

100 動作環境
102 ロケーションアウェアモバイルデバイス、モバイルデバイス
104 信号
106 衛星測位システム(SPS)衛星
108 基地局トランシーバ
110 ワイヤレス通信リンク
112 ローカルトランシーバ
114 ワイヤレス通信リンク、リンク
116 サーバ
118 サーバ
120 サーバ
122 ネットワーク
124 リンク
200 プロセス
300 使用事例または使用シナリオ
302 モバイルデバイス
304 モバイルデバイス
306 モバイルデバイス
308 モバイルデバイス
310 サーバ
312 サーバ
314 サーバ
316 ネットワーク
318 WLANアクセスポイント、アクセスポイント
320 WLANアクセスポイント、アクセスポイント
322 WLANアクセスポイント、アクセスポイント
324 WLANアクセスポイント、アクセスポイント
326 WLANアクセスポイント、アクセスポイント
330 通信リンク
332 凸閉包
400 モバイルデバイス
402 ワイヤレストランシーバ
406 アンテナ
408 バス
410 ワイヤレストランシーババスインターフェース
412 受信機、SPS受信機
414 ワイヤレス信号、SPS信号
416 SPSまたは類似のアンテナ
418 汎用/プリケーションプロセッサ、プロセッサ
420 メモリ
422 デジタル信号プロセッサ(DSP)
424 ユーザインターフェース
426 オーディオI/Oデバイス
428 タッチセンサー
434 センサー
436 モデムプロセッサ
438 インターフェース
500 コンピューティング環境またはコンピューティングシステム
502 第1のデバイス
504 第2のデバイス
506 第3のデバイス
508 通信ネットワーク
510 処理ユニット
512 メモリ
514 バス
516 1次メモリ
518 2次メモリ
520 コンピュータ可読媒体
522 通信インターフェース
524 入力/出力デバイス

Claims (15)

1. モバイルデバイスにおける方法であって、
   地上送信機から送信された信号の受動測定を実行するステップと、
   前記受動測定に少なくとも部分的に基づいて、かつ能動測定に基づかずに、前記モバイルデバイスの第1の推定ロケーションを取得するステップであって、前記能動測定が、前記モバイルデバイスと前記地上送信機との間の通信によって実行された測定を含む、ステップと、
   前記第1の推定ロケーションと前記地上送信機の空間配置とに少なくとも部分的に基づいて、前記第1の推定ロケーションが十分な品質のものであるかどうかを決定するステップと、
   前記第1の推定ロケーションが十分な品質のものである場合、前記第1の推定ロケーションを、前記モバイルデバイスのロケーションとして使用するステップと、
   前記第1の推定ロケーションが十分な品質のものでないと決定された場合、前記モバイルデバイスの第2の推定ロケーションを取得するための前記能動測定を開始するステップとを含む、
   方法。
2. 前記第1の推定ロケーションが十分な品質のものでないとの決定がさらに、
   前記第1の推定ロケーションが前記地上送信機のロケーションによって形成される凸閉包の内部であるかまたは外部であるかの決定に少なくとも部分的に基づく、および/または、
   前記地上送信機のロケーションに少なくとも部分的に基づいて算出された水平精度低下率(HDOP)に少なくとも部分的に基づく、および/または、
   前記地上送信機のロケーションに少なくとも部分的に基づいて算出された残留位置誤差に少なくとも部分的に基づく、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記受動測定が、到達時間(TOA)測定、到達時間差(TDOA)測定、受信信号強度インジケータ(RSSI)測定、到来角(AOA)測定、測位支援メッセージによって通信された信号関連測定、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つを含む、
   請求項１に記載の方法。
4. 前記能動測定が往復時間(RTT)測定を含む、
   請求項１に記載の方法。
5. 前記能動測定が、FTM/FTMRメッセージ交換、またはRTS/CTSメッセージ交換のうちの少なくとも1つによって開始される、
   請求項１に記載の方法。
6. 前記地上送信機が、1つまたは複数のWLANアクセスポイント、1つまたは複数のトランシーバ基地局、1つまたは複数のフェムトセル、1つまたは複数の無線ビーコン、既知のロケーションを有する1つまたは複数のモバイルデバイス、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つを備える、
   請求項１に記載の方法。
7. 前記第1の推定ロケーションが、TOAの二重差分技法、グローバルナビゲーション衛星システム(GNSS)、GNSS擬似衛星、関連するユーザによって提供された入力、無線ヒートマップ、前記地上送信機に対する近接性、デッドレコニング、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つによって少なくとも部分的に取得された前記モバイルデバイスの初期のまたは「粗い」ロケーションを含む、
   請求項１に記載の方法。
8. 前記第2の推定ロケーションの取得が、RTT測定、TOAの二重差分技法のTOA測定、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つによって前記第1の推定ロケーションを更新または改良することを含む、
   請求項１に記載の方法。
9. 前記地上送信機が、屋内環境に関連付けられる、
   請求項１に記載の方法。
10. 地上送信機から送信された信号の受動測定を実行する手段と、
    前記受動測定に少なくとも部分的に基づいて、かつ能動測定に基づかずに、モバイルデバイスの第1の推定ロケーションを取得する手段であって、前記能動測定が、前記モバイルデバイスと前記地上送信機との間の通信によって実行された測定を含む、手段と、
    前記第1の推定ロケーションが十分な品質のものであるかどうかを決定する手段と、
    前記第1の推定ロケーションが十分な品質のものである場合に、前記第1の推定ロケーションを前記モバイルデバイスのロケーションとして使用する手段と、
    前記第1の推定ロケーションが十分な品質のものでないと決定された場合に、前記モバイルデバイスの第2の推定ロケーションを取得するための前記能動測定を開始する手段とを備えた、
    装置。
11. 前記第1の推定ロケーションが前記地上送信機のロケーションによって形成される凸閉包の内部であるかまたは外部であるかの決定に少なくとも部分的に基づいて、および/または、
    前記地上送信機のロケーションに少なくとも部分的に基づいて算出された水平精度低下率(HDOP)に少なくとも部分的に基づいて、および/または、
    前記地上送信機のロケーションに少なくとも部分的に基づいて算出された残留位置誤差に少なくとも部分的に基づいて、
    前記第1の推定ロケーションが十分な品質のものでないと決定する手段をさらに備える、
    請求項１０に記載の装置。
12. 前記受動測定が、到達時間(TOA)測定、到達時間差(TDOA)測定、受信信号強度インジケータ(RSSI)測定、到来角(AOA)測定、測位支援メッセージによって通信された信号関連測定、またはそれらの任意の組合せのうちの少なくとも1つを含む、
    請求項１０に記載の装置。
13. 前記能動測定が、往復時間(RTT)測定を含む、
    請求項１０に記載の装置。
14. 前記装置が、
    前記地上送信機から送信された信号の受動測定を取得するために、電子通信ネットワークと通信するワイヤレストランシーバをさらに備え、
    前記取得する手段、前記決定する手段、および前記開始する手段が、
    メモリに結合された1つまたは複数のプロセッサを備え、前記1つまたは複数のプロセッサが、
    前記受動測定に少なくとも部分的に基づいて、前記モバイルデバイスの第1の推定ロケーションを取得し、
    前記第1の推定ロケーションと前記地上送信機の空間配置とに少なくとも部分的に基づいて、前記第1の推定ロケーションが十分な品質のものでないと決定されるまで、前記モバイルデバイスの前記第2の推定ロケーションを取得するための能動測定の開始を延期する、
    請求項１０に記載の装置。
15. 請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の装置に、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法を実行させるコンピュータプログラムの命令を有する、
    コンピュータ可読記録媒体。

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