JP7150153B2 - Ｇｎｓｓ受像機で伝送路と時間の合同推定を実行するための方法と装置 - Google Patents

Ｇｎｓｓ受像機で伝送路と時間の合同推定を実行するための方法と装置 Download PDF

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Description

本発明は、全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）、特に屋内条件で使用されるＧＮＳＳ受信機における伝送路（チャネル）と時間との合同推定の実行に関する。
全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）は、カーナビゲーションの支援、スマートフォンの位置情報サービスなど、幅広い用途で重要になっている。ＧＮＳＳの実施例は下記特許文献１および特許文献２に記述されている。このようなＧＮＳＳは、典型的には２０から３０の衛星群を含み、各衛星は、その衛星に固有で既知の拡散符号（所定の疑似ランダムノイズ列のビットまたはチップ）を組み込んだナビゲーション信号を送信する。従来のＣＤＭＡ（符号分割多元接続）システムと同様に、受信機は、受信信号を様々な衛星の拡散符号と相互相関させて、（地平線より上に）その時点で見えているそれぞれの衛星のナビゲーション信号を取得する。衛星のナビゲーション信号は衛星の位置と送信時間を高精度に符号化している。
位置決定を行うために、受信機は、所与の衛星から取得したナビゲーション信号と受信機の内部に保持または生成されるその衛星の拡散符号のバージョンとの間の相互相関関数の最大値を見つける。相互相関関数の最大値は、受信した拡散符号と内部拡散符号の間の符号・位相整合（ゼロオフセット）に対応し、（ｉ）衛星から受信機までの信号の移動時間（衛星の空間的位置と受信機の空間的位置に依存する）および（ｉｉ）衛星と受信機の間の計時（クロック）バイアス（オフセット）に依存する。複数の衛星から符号－位相情報を取得することにより、受信機の（典型的には）空間位置がわからないこととクロックバイアス（時計の表示時刻と真のユニバーサル時刻との差）を解決することができる。
このような位置決定の精度は、相互相関関数に基づいて符号・位相整合をいかに正確に決定できるかに依存する。ほとんどの旧来のＧＮＳＳ・ナビゲーション信号からは、ゼロ符号－位相オフセットの周りの既知の三角形の形状に従う自己相関関数に単一の最大値が得られる。さらに、新しいＧＮＳＳ信号は、送信されたナビゲーション信号の変調に二値のオフセットキャリア（BOC）を利用する。これには自己相関関数の主ピークを狭める効果があり、自己相関関数に現れる新しい相関ピークを犠牲にして、位置のより正確な推定を支援するので、符号－位相推定にあいまいさが導入される。
符号－位相を追跡するための一般的手法は、Early（着信信号より時間的に早くシフトされた信号）、Prompt（着信信号と整列した信号）、Late（着信信号よりも時間的にシフトされた信号）と呼ばれる３つの異なる遅延の相互相関関数を計算することである。これにより、Promptは予想される（たとえば、信号取得から決定される）遅延を表す。次に、予想される相関ピークをこれら３つの異なる遅延の相関値に適合させることにより、符号・位相整合を決定できる。BOC変調と相関ピークの適合に関する詳細は、下記特許文献３に記載されている。
上記のように、複数の衛星からの信号の符号・位相整合を取得すると、受信機の未知の空間位置とクロックバイアスが決定される。ＧＮＳＳ信号は主に前者（位置決定－したがってナビゲーションへの参照）に関連付けられているが、後者にも関心がある。したがって、受信機のクロックバイアスを決定することにより、ＧＮＳＳ全体で維持される非常に正確な時間を基準として、受信機で非常に正確な時間を取得できる。
その結果、ＧＮＳＳ信号は、電気通信、金融、エネルギーの各セクターを含む多くの異なる用途で時刻同期の目的で使用される[1]。一般に、ＧＮＳＳ信号の利用は通常、屋外用途（ＧＮＳＳ・サービスエリアの問題がない場合）に限定されるが、屋内条件でのＧＮＳＳ信号の使用はより困難である[2]-[4]。たとえば、屋内環境では、受信機は衛星から直接視程（line of sight = LOS）信号を受信する場合と受信しない場合があり、かなりの多経路(マルチパス)、つまり非視程（non-line-of-sight = NLOS）成分を受信する場合もある。非視程成分は視程成分に比べて系統的な遅延があるため、移動距離が長くなり、遅延（したがって計時）の推定に潜在的なバイアスが生じる可能性がある。
電気通信用途の特定のケースでは、ＧＮＳＳ同期が電気通信サービスプロバイダーによってマクロセルに採用されているが、精密時間プロトコル(Precise Time Protocol)などの有線を基盤とする解決策などの他の同期技術は、屋内の小さなセルがサブマイクロ秒の範囲（特定のネットワーク接続形態や他の要件によって異なる）の計時精度を達成するように検討されている。
正確な屋内時間同期は、将来の５Ｇ電気通信ネットワーク（５Ｇサービスを提供するために屋内の小さなセルを屋内エリアに配置される可能性がある）にとって重要であると予想される。異なるセル間の厳密な同期要件が、５０ナノ秒以下のそのような新しい５Ｇ信号の送信に必要である[5]。さらに、正確な時間同期を使用すれば、５Ｇ信号から得られた測距測定に基づいて正確な測位を提供することもできる可能性がある。
ＧＮＳＳ信号は、穏やかな屋内条件でも測位と計時用途に使用できるが、非視程（NLOS）成分からの深いフェージングと強力な多経路の影響により、性能が低下する。計時用途の特定のケースでは、計時受信機の量販品（[6]などを参照）は、（受信機の位置が事前にわかっている場合）１つのＧＮＳＳ信号のみを追跡して５００ナノ秒（１σ）の単位の期待精度で動作することができる[6]。ただし、この精度は、上記で提案された５Ｇサービスに必要な水準を大幅に下回っている。
最近、低軌道（LEO）イリジウム衛星群に基づく新しい商用計時サービスが、屋内条件で正確な計時（および位置決め）を提供するために利用可能となった[7]、[8]。このサービスの場合、１００ナノ秒（１σ）の計時精度がオペレーターから要求される。これは、通信用途に関する上記の厳しい要件にまだ整合していないが、これに近いものである。
本発明は、添付の特許請求の範囲に規定されている。
受信機は、複数の衛星で構成される全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）で使用するために提供される。各衛星は、拡散符号を含むそれぞれのナビゲーション信号を送信する。ＧＮＳＳは、ナビゲーション信号に符号化された時間基準を維持する。受信機は、受信機クロックと、複数のそれぞれの伝送路を介して複数の信号を受信するための少なくとも１つのアンテナとを含み、各伝送路は、伝送路の両端にある送信衛星および受信アンテナによって規定される。受信機は、（ｉ）複数の伝送路からの受信信号と（ｉｉ）受信機によって提供されたナビゲーション信号の基準値(reference versions)との間の相互相関関数を計算するための少なくとも１つの相関器をさらに備える。受信機は、相互相関関数の計算値を用いて、（ｉ）ＧＮＳＳによって維持される時間基準に対する受信機クロックのクロックバイアスと（ｉｉ）時間遅延の関数としての複数の伝送路の結合された寄与を含む複合伝送路との合同推定を実行するように構成される。
このような受信機は、細かい時間同期のための屋内条件でのＧＮＳＳ信号の使用を支援して、この種のシナリオでの強いフェージング（信号強度の時間変動）と非視程の多経路条件を緩和する効果がある。ここで説明する手法は、追加の基盤設備（たとえば、有線ネットワーク、および/または単一のＧＮＳＳ受信機以外の他の装置）の提供を必要としない、屋内状態での堅牢で正確な時間同期を提供することを目的としている。
ここで、本発明の様々な実施について、以下の図面を参照して、例示目的で詳細に説明する。
図１は、ＧＮＳＳ・ナビゲーション信号を受信するための受信機の概略図である。 図２は、所与のアンテナと衛星に対する屋内伝搬伝送路によって相関関数に導入された歪みの例を示す描画である。 図３は、異なるアンテナと所与の衛星に対する屋内伝搬伝送路によって相関関数に導入された歪みの例を示す描画である。 図４は、シミュレートされた屋内条件の電力遅延の状況を示している。 図４Ａは図４のデータの一部で、単一の衛星の電力遅延状況を示している。 図４Ｂは図４のデータの一部で、単一の衛星の電力遅延状況を示している。
図１は、各衛星からナビゲーション信号を受信するためにＧＮＳＳと共に使用するのに適した受信機７０１の高レベルの概略ブロック図である。受信機７０１は、独立型装置として提供されるか、またはいくつかのより大きな装置、例えば、携帯（セルラー）電話、セルラー無線アクセスノード（例えば、５Ｇスモールセル）、コンピュータ、自動車または他の形態の車両、病院のベッド、航空機または船、貨物コンテナなどに組み込まれてもよい。受信機７０１は動作中にＧＮＳＳ信号を受信するための少なくとも１つのアンテナ７１５を含む。アンテナ７１５は、ＲＦ調整、下方変換、およびＡ／Ｄ変換部７２０に繋がっており、次に、受信された信号のベースバンド複素包絡線を伝送路取得および追跡部７２５に渡す。
受信機７０１は、さらに衛星群のための拡散符号（疑似ランダムノイズ列）を生成（または保存）することができる符号発生器７１２を含む。伝送路取得および追跡部７２５は、符号発生器７１２によって、関連する拡散符号とともに提供され、その結果、着信伝送路は、受信信号のベースバンド複素エンベロープから取得することができる。伝送路取得部７２５は、必要に応じて、適切な数の拡散符号を利用して、すなわち、受信機伝送路の数に従って、伝送路取得部の順次または並列動作を支援する。図示の実施態様では、伝送路取得および追跡部７２５は、Ｒ個の相関器７２８を含む。
受信機７０１は、以下でより詳細に説明するように、（ｉ）クロックバイアスおよび（ｉｉ）複合伝送路の合同推定を実行するように構成される。この処理は、伝送路取得部７２５に統合されるか、受信機７０１内の（図１には示されていない）別の装置、例えば、プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、または他の任意の適切な部品で実行してもよい。
一部のナビゲーションシステムには、局所的要素（疑似衛星と呼ばれることもある）が含まれる場合がある。これらは、たとえば空港での局所測位システムであり、衛星ナビゲーションシステムからの測位信号を補足して追加の位置情報を提供する場合がある。当然のことだが、本明細書に記載の受信機７０１は、（衛星、疑似衛星、または他の関連する出所からの）任意の適切なナビゲーション信号を受信・処理し、それに応じて合同推定処理を実行することを意図している。
図２は、特定のアンテナと衛星の屋内伝搬伝送路により相関関数に導入された歪みの例を示すグラフである（[9]、[10]の伝送路モデルで取得）。比較のために参照相関関数（破線）を含め、ピークをゼロに揃えてある。観測された相関関数（実線）は（遅延した）非視程成分の存在により歪み、わずかに遅延（右にシフト）する。このことは、相関関数にも関与し、結果にバイアスをかける（対照的に、参照相関関数は視程成分のみを受信することによって生成される相関関数と見做される）。特に、図２の屋内伝送路の歪んだ相関関数の最大値は、参照相関関数に対してバイアス（遅延）されていることに注目のこと。これにより、任意の位置や計時の推定にバイアスが導入される。
図３は、異なるアンテナと所与の衛星に対する屋内伝搬伝送路により相関関数に導入された歪みの例を示すグラフである（これも[9]、[10]の伝送路モデルで取得）。なお、相関関数は、相関が最も高いアンテナの値が１になるように正規化されている。（通常、アンテナが異なれば位置と向きも異なるため、伝送路が互いにわずかに異なる。）相関値の最も高いアンテナは、相関関数の明確なピークという点でも最良の形状をしていることがわかる。対照的に、他のアンテナの相関関数は、多少の歪みがあり、ピークも低くて明確ではない（非視程成分からの歪みと視程成分の少なくとも部分的な損失による）。したがって、これらの歪んだ相関関数から直接得られる位置および/または計時の推定は、バイアスまたは誤差の影響を受けやすい。
ここで説明する手法は、図２および３に示すようなバイアス／歪みを克服するのに役立つ。Ｎ個のアンテナ（Ｎ≧１）列を持ち、特定のＧＮＳＳ衛星群（または他の衛星に基づくナビゲーションシステム）からＭ個のナビゲーション信号（Ｍ≧１、すべて等価な相関特性を持ち同じ周波数帯域で送信された）を受信する受信機について考察する。Ｍ機の衛星からの受信信号は、屋内伝搬伝送路の影響を受けていると考えられる。この規定された多入力多出力（ＭＩＭＯ）システムに基づいて、多入力多出力システムのＭ×Ｎ個の伝搬伝送路の結合された寄与を含む複合伝送路を考慮して、複合伝送路と時間同期（受信機クロックとＧＮＳＳの時間基準の間）の合同推定の方法が提供される。
次の情報は、事前にわかっていると見做す。
ａ）各アンテナと受信機の位相中心の間のベースライン（位相オフセット）、
ｂ）受信機の位置、
ｃ）受信機のための粗クロックバイアス
Figure 0007150153000001
 ；（ａ）に関しては、これは受信機自体の特性であり、既知の測定機器を用いて決定することができる。（ｂ）および（ｃ）に関しては、これらは、既存のＧＮＳＳ受信機に実装されているような従来の手法を用いて推定できる。例えば、受信機は、本明細書に記載の追加の処理を実行する前に、まずナビゲーション信号を従来方法で取得し、この位置情報と計時（クロックバイアス）情報を得ることができる。あるいは（またはさらに）、位置および／または計時情報を他の情報源から知ることでもよい。例えば、受信機を、マッピング情報から、位置がわかっている建物に置くことができ、同様に、計時情報を、外部情報源（電気通信ネットワークなど）から得ることができる。
複合伝送路は、視程信号に関する時間遅延の関数として（視程信号が受信機に見えない場合がある）、Ｍ×Ｎ個の伝搬伝送路（Ｍ個の衛星信号のＮ個の受信状態（アンテナごとに１つ）に対応する）の総体的寄与として規定される。複合伝送路は、結果として得られる集約多入力多出力伝送路の電力（つまり、時間遅延の関数としてのすべての受信信号寄与の総集約電力）の遅延プロファイルの測定値を提供する。複合伝送路の推定に基づいて、受信機のクロックバイアスを推定すること、つまり、合同推定プロセスを実行することもできる。
一般に、複合伝送路の各係数（時間遅延ごとに１つの係数、各係数はその時間遅延の伝送路を介した電力伝送の水準を反映する）は、事前には未知の確率密度関数（PDF）に従い、かつ受信機環境の伝搬条件に大きく依存する。以下に述べるように、複合伝送路の推定は複数仮定による推定問題として実行され、そこでは複合伝送路の各係数に関する異なる確率密度関数の仮定が評価される。
複合伝送路の推定は、クロックバイアスに依存する複合相互相関関数Λ(δt)に基づいている。従って、異なる離散的なクロックバイアス値δtnの複合相互相関関数の推定が興味深い。実際には、複合相互相関関数は、（とりわけ）クロックドリフト
Figure 0007150153000002
 やＮ個のアンテナに対する受信機の位相中心位置などの、他のパラメータにも依存する。
したがって、
Figure 0007150153000003
 が成立する、ここで、受信機の状態ベクトル
Figure 0007150153000004
 および下付文字０は、アンテナのアレイの位相中心を意味する（つまり、受信機の位相中心位置）。受信機の状態ベクトルΦ0,nに関する複合相互相関関数は文献[11]に従って導かれる：
Figure 0007150153000005
 ここで、以下の定義が成り立つ：
ａ） Φ0,n－ΔΦjはアンテナあたりの状態ベクトル
Figure 0007150153000006
 と等価である。なお、pj= p0 - Δpj （Δpjは受信機の位相中心とｊ番目のアンテナ間のベクトルである。実際には、
Figure 0007150153000007
 である。
ｂ）
Figure 0007150153000008
 は複合伝送路推定で検討される統合期間に相当するｊ番目のアンテナに対するＫ個のサンプル（サンプリング期間Ｔｓ＝ｔｋ－ｔｋ－１を持つ）のスナップショットである。（したがって、Ｘｊはそれぞれのアンテナｊでの受信信号を表す。）
ｃ）
Figure 0007150153000009
 は状態ベクトルΦjに対する基底関数マトリクス（j番目のアンテナ
Figure 0007150153000010
 の各衛星に対する基底関数ベクトルにより構成される）である。
ｄ） ｉ番目の衛星とｊ番目のアンテナに対する基底関数bi(t、Φj)は時間瞬間ｔにおいて、
Figure 0007150153000011
 と規定される（ｄｉはｉ番目の衛星から送信された信号の複素ベースバンドモデルである）。
（末尾の付属文書Ａで、式（１）を導く）。
粗クロックバイアス
Figure 0007150153000012
 は、上記のように、既存の適切な手法、たとえば、現在の受信機内に実装されている手法を用いて推定できる。複合伝送路と時間の合同推定プロセスの計算の複雑さを軽減するために、屋内条件（通常は数百ナノ秒の単位）で最先端の技術によって通常得られるクロックバイアス誤差をさらに減らし、合同推定問題で検索空間を制約するのに役立つ。たとえば、中間クロックバイアス推定を実行して、複合相互相関関数Λ(δt)を利用することにより、初期の粗い推定
Figure 0007150153000013
 を改善することができる。中間クロックバイアスの推定
Figure 0007150153000014
 は、次のように導かれる：
Figure 0007150153000015
 ここで、αは現在の元期(epoch)/積分期間での粗クロックバイアス推定
Figure 0007150153000016
 の品質に依存する閾値である。
各アンテナで受信された信号は、複数の個別の成分の合計と見做すことができる。各成分は、送信されたナビゲーション信号に対応するが、相対的な遅延と振幅の変化の影響を受ける。この点で、視程の遅延はゼロであり、他のすべての成分は正の遅延であると見做すことができる。状況によっては、視程成分が表示されない場合がある。
これを形式化するために、関心のあるＤ個の離散時間遅延（伝送路遅延の広がりをカバーして均一分布している）の複合伝送路の係数を含む複合伝送路ベクトル
Figure 0007150153000017
 を、
Figure 0007150153000018
 が複合伝送ベクトルのｍ番目の係数になるように規定する。この式で、視程の寄与に相当する係数ｈ１はＧＮＳＳの時間基準に対する受信機の実際のクロックバイアスを示す（実際のクロックバイアスは本明細書に記載される手順により推定される）。したがって、実際には、特定の成分ｈｍについて、ｍの値は（視程成分に対する）時間遅延を特定し、ｈｍの値は時間遅延ｍを持つ成分の振幅（または他の尺度の強度）を決定する。
任意の組の確率密度関数
Figure 0007150153000019
 に従う複合伝送路
Figure 0007150153000020
 の成分の係数を検討する。ここでｐl,ｍはｌ番目の仮定とｍ番目の係数に採用された確率密度関数で、係数付きの各確率密度関数のためのＮｌ個の仮定の総和である。中間クロックバイアス
Figure 0007150153000021
 と（正または負の）整数オフセットβ∈Z（推定）に基づいて微細クロックバイアス推定
Figure 0007150153000022
 を
Figure 0007150153000023
 と規定する。ここで、Ｔδは複合伝送路ベクトルの時間遅延解像度である。これに基づいて、ｌ番目の仮定のｈとβの合同推定量は、式（３）のように、制約最適化問題の解として規定できる。
Figure 0007150153000024
 ここで、次の規定が当てはまる。
ａ．
Figure 0007150153000025
 は、伝送路確率密度関数
Figure 0007150153000026
 ただし、
Figure 0007150153000027
 のｌ番目の仮定の下で推定された複合伝送路ベクトルである、
ｂ．
Figure 0007150153000028
 は、ｌ番目の仮定の下で推定された整数オフセットである、
ｃ． W∈Nは、中間クロックバイアス
Figure 0007150153000029
 の予想誤差に基づいて、整数オフセットβに対して推定された値（合計でＮｗ＝２Ｗ－１の値が推定された）を制約する、
ｄ．
Figure 0007150153000030
 は、多入力多出力システムの推定複合相互相関ベクトルであり、中間クロックバイアス推定
Figure 0007150153000031
 を中心とするＱ個のクロックオフセット値での複合相互相関関数Λ(δt)を、
Figure 0007150153000032
 となるように、（時間遅延分解能Tδで）均一にサンプリングする。
ｅ．
Figure 0007150153000033
 は、クロックバイアス
Figure 0007150153000034
 を中心とする（検討中のＧＮＳＳ信号のための）参照相関関数のサンプルを含むベクトルである。
なお、βの値がＧＮＳＳ内の時間を参照して受信機での時間を規定するのに最終的に重要である。
大まかに言えば、式（３）は、（ｉ）観測信号値（上記の（ｄ）のように
Figure 0007150153000035
 で表される）と（ｉｉ）この仮定の予測値の間の差の２乗の和を規定する。（ａ）元のナビゲーション信号（（ｅ）のようにｓで表される）、（ｂ）上記（ａ）のように、予測された伝送路
Figure 0007150153000036
 に従って、各アンテナで受信された信号に対する反射の仮定パターン、および（上記（ｂ）のように
Figure 0007150153000037
 で表される受信機クロックの仮定時間オフセットに基づいて決定される。
Figure 0007150153000038
 の仮定値が受信データと一致するにつれて、差の２乗の合計は小さくなる。
最適化には２つの条件がある。第一に、
Figure 0007150153000039
 に対する制限された範囲の値（±W）が規定され、中間クロックバイアスに関する検索スペースを削減する。なお、これは主に計算上の問題であり、利用可能な計算資源が多いほど、場合によっては最初に中間クロックバイアス
Figure 0007150153000040
 を導出する必要なしに、粗クロックバイアスを用いて検索を実行できる程度に、
Figure 0007150153000041
 に関してより広い範囲を検索できる。第二に、以下でより詳細に説明するように、
Figure 0007150153000042
 の値はｐl,mにより表現される確率密度関数によって制約を受ける。ｐl,mを見る１つの方法は正則化の形式としてである。これにより、（
Figure 0007150153000043
 の任意の値を許可するのではなく）
Figure 0007150153000044
 のさまざまな値が物理的にもっともらしいことが保証され、過剰適合のリスクを減らすのにも役立つ。
式（３）に記載された最適化問題は、例えば、モンテカルロ法を用いて解決することができ、これにより、複合伝送路ベクトルｈの係数は、（各仮定の各係数に関して評価されたＮｃ回のモンテカルロ法の実行で）対応する任意の確率密度関数ｐl,mから引き出される確率変数として処理される。実際には、係数の実際の分布は、屋内伝送路の伝搬条件に大きく依存する。したがって複合伝送路の係数に関する複数の確率密度関数仮定が評価され、この手法に続いて、推定複合伝送路ベクトル
Figure 0007150153000045
 は、Ｎｌ個の伝送路推定ベクトル
Figure 0007150153000046
 のうちの一つであり、（ｉ）推定された複合相互相関と（ｉｉ）評価中の複合伝送路ベクトルに基づく参照モデルとの間に最小平均二乗誤差を引き起こす。
以下に示すアルゴリズム１は、複合伝送路及び微細クロックバイアス推定（すなわち、
Figure 0007150153000047
 を、複合伝送路の係数ごとにＮｌ個の確率密度関数仮定とＮｃ回のモンテカルロ実行を考慮した式（３）に基づいてまとめたものである。
Figure 0007150153000048
以下に示すアルゴリズム１Ａは複合伝送路及び微細クロックバイアス推定を式（３）に基づいてまとめたもので、Ｎ＝１（受信機が単一のアンテナを使用）およびＮｌ＝１（各係数に対し単一の仮定が推定課程で考察される）の特定の場合について、ｐｌ，ｍ がｍ番目の係数に対する確率密度関数であり、Φ1が受信機のアンテナの状態ベクトルであり、 Ｘｌが受信アンテナによって収集されたＫ個のサンプルのスナップショットである。
Figure 0007150153000049
一般に、確率密度関数
Figure 0007150153000050
 は任意の所望の分布に設定できる。１つの選択肢は、例えば代表的な室内条件のデータベースを使用する、理論モデル、光線追跡モデル、および／またはそれらの環境の実際のデータから導かれた、屋内の窓際から奥部の条件まで、さまざまな種類の環境を表す一組の確率密度関数初期値を規定することである。静的受信機の場合、別の可能性は、利用できる前の元期の推定係数
Figure 0007150153000051
 に基づいて、複合伝送路のＤ個の係数に対して確率密度関数
Figure 0007150153000052
 を推定する、つまり、これまでに推定された係数に基づいて確率密度関数を作成または精密にすることである。ＧＮＳＳ衛星と受信アンテナの間のすべての可能な幾何的位置関係に遭遇するように十分に長い期間（たとえば、数日）の場合、その結果得られる
Figure 0007150153000053
 は受信機が位置する室内条件に受信機の伝搬条件を特徴付けなければならない。この状況では、
Figure 0007150153000054
 は受信機を取り巻く環境のシグネチャーと見做すことができる。このような推定は、各元期に対して順次（反復）方法で実行でき、前の元期の推定確率密度関数
Figure 0007150153000055
 を次のように更新して、現在の元期の新しい複合伝送路ベクトル推定
Figure 0007150153000056
 を提供する。
もう一つの方法では、アンテナ間の非視程多経路成分の空間相関を利用して、ｈとβの合同推定量を規定する。言い換えると、（わずかに異なる位置に配置されている）異なるアンテナによって「見ることができる」非視程成分は、ある水準の相互相関を持つ可能性がある。この相関の水準は、アンテナ間の距離と屋内伝搬条件に依存する。
合同推定量は、制約最適化問題の解として規定できる。
Figure 0007150153000057
 ここで、次の規定があてはまる：
ａ）
Figure 0007150153000058
 は、多経路誤モデル化誤差の空間共分散行列に関連付けられたｊ番目の固有値で、
Figure 0007150153000059
 と推定される。
ｂ）
Figure 0007150153000060
 は、各アンテナの推定多経路誤モデル化誤差
Figure 0007150153000061
 を持つベクトルを含むマトリックスで、次式（５）のように規定される：
Figure 0007150153000062
 ここで、
Figure 0007150153000063
 ｃ）
Figure 0007150153000064
 は、ｊ番目のアンテナの推定複合相互相関ベクトルである。これは（時間遅延分解能Ｔδで）均一にサンプリングされていて、Ｑ個のクロックオフセット値での複合相互相関関数θｊ（δｔ）は
Figure 0007150153000065
 となるように中間クロックバイアス推定
Figure 0007150153000066
 を中心としている。
ｄ）
Figure 0007150153000067
 は
Figure 0007150153000068
 と推定される。
複合伝送路の係数の各々に対してＮｌ個の確率密度関数仮定とＮｃ回のモンテカルロ実行を考慮すると、アルゴリズム２は、式（４）に基づいて、別の複合伝送路と微細クロックバイアス推定をまとめたものである。
Figure 0007150153000069
なお、アルゴリズム２の入力と出力は、アルゴリズム１の場合と同じである。したがって、アルゴリズム２は、アルゴリズム１で実行されたのと同じ全体的な分析を実行する代替法と見做すことができる。さらに、当業者は、これらの手法が例示として提供されており、任意の所与の実施の状況に応じて他の手法を採用することができることが分かっている。たとえば、モンテカルロ法を使用するのではなく、
Figure 0007150153000070
 の可能な（期待される）値を規定する空間を含める所定のグリッド全体で体系的な検索を実行できる。さらに、実施状況によっては、モンテカルロまたはグリッド検索を実行するのではなく、最適化（フィードバック）方式を使用する場合がある。これは、式（３）の最小値への収束を模索する（最大ではなく最小値のみを探す山登り法に類似）。全ての場合において当然のことだが、最小限の構成を見つけることは、（式（３）における
Figure 0007150153000071
 に対しＮＷ値のみを考慮するような）一般的に行われる分析の制限により、（むしろ絶対的な最小値より）近似最小値を求めることを暗示する。
ここで説明する方法は、[9]、[10]からの現実的な屋内伝搬伝送路と、４つのアンテナの直線配置（各間隔が１０ｃｍ）を備えた受信機を検討することで、相関後水準で半分析的手法によりアルゴリズム１を実行してシミュレートされている。シミュレーションでは、Ｎｌ＝３（つまり、各複合伝送路係数の確率密度関数に関する３つの仮定を考慮）およびＮｃ＝１０である。モデルでは、各アンテナで受信された信号間の空間相関が考慮される。参考として、列中のアンテナの１つからの受信信号と従来の加重最小二乗法による解に基づいて得られた計時解を使用する。どちらの場合も、単一の統合期間が考慮される。
図４は、（[9]の伝送路モデルに基づく）シミュレートされた屋内条件の電力遅延分布の例を示している。すべての衛星で減衰は２０ｄＢを超え、重要な非視程成分がある。特に、図４は、１１個の可視衛星（ＳＶ１、ＳＶ２、... ＳＶ１１）の組のシミュレーションの結果を示している。各衛星の結果は、それぞれの衛星の特定の形状と色を持つ記号で描画されている。図４Ａおよび４Ｂは、図４のデータの一部を示し、図４Ａはある衛星（ＳＶ２と表示）の結果を示し、図４Ｂは別の衛星（ＳＶ８と表示）の結果を示している。
特定の衛星を意味する特定の形状・色を持つ各記号は、その衛星からの信号成分を表す。単一のナビゲーション信号（すなわち、１つの衛星）に由来する信号成分の数は比較的多く、一般に１０または２０を超え、通常は３０～１２０の範囲、たとえば５０～１００であるが、可能性としてはさらに高い。各信号成分は、以下に基づいて描画される。
ｉ）ｘ軸：理想的な視程成分に対するその成分のナノ秒単位の遅延。スケーリングを経た１０ナノ秒の遅延は約３メートルの追加の移動距離に対応する。
ｉｉ）ｙ軸：正規化された電力（ｄＢ）。ここでの正規化は、各衛星の（すべての成分にわたる）合計受信電力が一貫した水準（つまり、すべての衛星で同じ）に設定されていることを示す。
なお、異なる衛星から受信した信号成分にはかなりのばらつきがある。たとえば、衛星ＳＶ８の図４Ｂは、衛星ＳＶ２の図４Ａよりも遅延が大きい（＞１００ナノ秒）成分が大幅に多いことを示している。さらに、遅延推定（約５０ナノ秒）に必要な精度は、（衛星ＳＶ２の場合でも）一部の非視程成分の遅延よりも大幅に低い。
シミュレーションの結果は下記の表１にまとめられており、加重最小二乗法による参照方法とここで説明する手法の計時誤差（二乗平均平方根および９５パーセンタイル）を示している。具体的にはアルゴリズム１を採用している（追加の較正および衛星システムに依存する誤差はシミュレーションで考慮されていない）。特に、これらの図は、ＧＮＳＳによって維持される時間基準と比較した受信機のクロックバイアス
Figure 0007150153000072
 の決定に関連する計時誤差に関連する。得られた結果から、従来の時間推定法に比べて、本明細書に記載の方法で実行されたクロックバイアスの時間推定は明らかに改善している。この改善は、（クロックバイアス推定で取り込まれるバイアスを軽減する）非視程信号をより有効に利用するここに説明する手法と、複数のアンテナの列を持つことで導入される信号ダイバーシティを活用することによって達成される（ただし、ここで説明する手法は上記のアルゴリズム１Ａを利用するなど、アンテナが１つしかない場合でも使用できる）。
Figure 0007150153000073
ここで説明する方法は、従来の計時基本設計概念よりも計算が複雑であるが、計算負荷を軽減するので並列処理に適している。さらに、複合伝送路の計算は、静止受信機の屋内伝送路の比較的遅い無相関化（典型的には数秒）を利用して、より長期間にわたって実行することができる。
ここで説明する手法により、衛星ナビゲーション信号（現行のＧＮＳＳを含むがこれに限定されない）は、屋内条件で約５０ナノ秒（１σ）未満の計時精度を達成するのに役立つ。このような計時精度は、上記の提案された５Ｇネットワーク操作などの屋内計時用途での現在のＧＮＳＳ信号の使用の支援に役立つ場合がある（他の商用サービスに依存する必要はない）。本明細書で説明する手法では、このような屋内環境で一般に起こる低搬送波対雑音（Ｃ／Ｎｏ）条件および非視程多経路成分の大きな影響に対処するために、共同複合伝送路・時間推定方法が提供される。上記のように、この手法は、実際の屋内伝搬伝送路を考慮したソフトウェア・シミュレーションで評価されており、従来の時間推定法に比べて、時間同期性能結果の明らかな改善を示している。
ここで説明する手法は、主にＧＮＳＳ信号を屋内で受信する場合の受信機クロックの計時オフセットを正確に決定することを目的としているが、（図４に示すように）より一般的に受信信号の多経路成分を決定するのにも使用できる。この手法は、相互相関関数からバイアス（歪み）の除去に役立ち、それによって（クロックオフセットの代わりに、またはクロックオフセットに加えて）屋内環境での受信機の位置のより正確な推定を提供するのに使用できる。さらに、この手法は、屋内環境に関する情報取得に使用することができる。たとえば、観測された多経路成分が変化した場合、これは環境内の状態の変化（ドアの開閉など）を示している可能性があり、したがって、たとえば、何らかの形態の監視システムに利用できるかもしれない。
ここで説明する手法は、主にGPSやGalileoなどの既存または将来のＧＮＳＳでの使用を目的としているが、ＧＮＳＳという用語は、ここで説明する方法を実行するための適切な衛星（または疑似衛星）信号を提供するシステムを含むものである。信号は必ずしもナビゲーション目的で提供されるわけではない（あるいは、少なくともこれは主目的ではない）。例えば、本明細書で利用される衛星信号は、（測位ではなく）時間同期および／または電気通信を主目的としている可能性がある。
本明細書で説明する手法は、複数の衛星を含む全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）で使用する受信機を提供する。各衛星は、拡散符号を含むそれぞれのナビゲーション信号を送信する。ＧＮＳＳは、ナビゲーション信号に符号化された時間基準を維持する。受信機は、受信機クロックと複数のそれぞれの伝送路を介して複数の信号を受信する少なくとも１つのアンテナとを含み、各伝送路は伝送路の両端にある送信衛星と受信アンテナによって規定される。受信機は、（ｉ）複数の伝送路からの受信信号と（ｉｉ）受信機によって提供されたナビゲーション信号の基準値との間の相互相関関数を計算する少なくとも１つの相関器をさらに備える。受信機は、相互相関関数の計算値を用いて、（ｉ）ＧＮＳＳによって維持される時間基準に対する受信機クロックのクロックバイアスと（ｉｉ）時間遅延の関数としての複数の伝送路の結合された寄与を含む複合伝送路との合同推定を実行するようになっている。
各伝送路を経て受信される信号は、典型的には複数のナビゲーション信号からの寄与を含む。これらの寄与は通常、ノイズレベルを下回っているが、異なるナビゲーション信号に関する既知の符号と相互相関させることで識別できる。各相互相関関数は一般に、（ｉ）対応する受信信号（所与の伝送路の場合）および（ｉｉ）対応するナビゲーション信号（所与の衛星の場合）に基づいて計算される。受信機は通常、ナビゲーション信号のうちの１つのサブセットのみを検出する。残りは、たとえば、地平線に隠れている衛星に対応する場合がある。（場合によっては、受信機は暦(almanac)情報を利用でき、どの衛星が現在地平線に隠れているかを事前に知っている可能性がある 。また、所与のナビゲーション信号が、たとえば１つ以上の他の伝送路に関する強い減衰またはフェージングにより、伝送路のうちの１つのサブセットでのみについて検出される可能性もある。対応する伝送路と衛星の所与の相互相関関数がナビゲーション信号を見つけられない場合（つまり、相関ピークが見つからない場合）、この相互相関関数は合同推定から無視されるかもしれない。
一般に、受信機は、所与の伝送路を経て受信された信号と所与のナビゲーション信号の基準値との間の相互相関関数の計算値を用いて、受信ナビゲーション信号とこのナビゲーション信号の基準値との間の符号・位相整合を決定するように構成される。この符号・位相整合は、（ｉ）衛星から受信機への所与のナビゲーション信号の伝搬時間、および（ｉｉ）受信機クロックとＧＮＳＳによって維持される時間基準との間のクロックバイアスに依存する。位置が分かっている受信機の場合、伝搬時間を決定することができ、それによってクロックバイアスを測定することができる。
ここで説明する受信機は、一般に（ｉ）直接（視程）成分の減衰、時には完全な欠如および（ｉｉ）通常は複数の非視程成分の存在に悩まされる屋内条件での使用に適している。合同推定では、すべての伝送路で受信した情報（多経路成分からの情報を含む） を利用して、既存の手法で通常達成されるよりも高いクロックバイアスの精度を得ることができる。
実施態様によっては、受信機クロックのクロックバイアスは、近似クロックバイアスからのオフセットとして推定される。近似クロックバイアスは従来の技術から導き出すことができ、本明細書で提供されるクロックバイアスの所望の精度よりも大きい不確実性を有する。たとえば、近似クロックバイアスは、０．１～１マイクロ秒の範囲、０．２～０．８マイクロ秒の範囲、または０．２５～０．６マイクロ秒の範囲の典型的な精度（１σ）を持つ場合がある。実施態様によっては、受信機は合同推定を実行する前に相互相関関数の計算値を用いて複合伝送路の複合相互相関関数の最大値を決定して、近似クロックバイアスを推定するようになっている。（この後者の手法は、一般に、従来の手法よりも近似クロックバイアスのより正確な予備推定を提供し、後述のとおり、合同推定のための検索スペースを削減する）。
複合伝送路は、多入力多出力伝送路を表す場合があり、複数の入力はさまざまな衛星に対応し、複数の出力は異なるアンテナに対応する。ただし、受信機にアンテナが１つしかない場合もある。その場合、出力は１つだけである。なお、複数のアンテナ（つまり、多入力多出力伝送路） がある場合、合同推定は、異なるアンテナによって受信された信号間の空間相関を利用して、合同推定の精度を高めることができる。
クロックバイアスと複合伝送路の合同推定は、最適化問題、つまり、相互相関関数の計算値を最も厳密に再現するクロックバイアスと複合伝送路を見つけること、と見做すことができる。この最適化は任意の適切な検索手法、例えばグリッド検索、反復手法（山登り法など）を用いて行うことができる。クロックバイアスの場合、検索は相互相関関数の計算値の全体的な符号・位相整合を中心とする（少なくともほぼ）窓内で、または他の適切な方法を用いて実行できる。上記のように、クロックバイアスが事前に分かっていると、検索スペースが減少し、事前の推定値が正確であるほど、検索スペースを小さくすることができる。
複合伝送路は、より複雑なパラメータ空間を表す。例えば、複合伝送路は、一組の係数によって指定され、各係数は、特定の時間遅延に対応し、その時間遅延に対する複合伝送路を通る電力伝送の総計の水準（例えば、伝送路に受信された合計電力）を表す。実施状況によっては、受信機はその組の係数内の各係数に対して少なくとも１つの確率分布関数を含み、この確率分布関数は係数の試行値を生成するために使用される。場合によっては、探索空間は、係数に対する複数の異なる確率分布関数の使用を含むことがある。このような確率分布関数を規定または提供するには、さまざまな方法がある。例えば、確率分布関数を、図４、４Ａ、および４Ｂに示すような典型的な屋内伝搬伝送路のシミュレーションから決定してもよい。別の可能性としては、提供された確率分布関数が、前の元期からの受信信号を用いて得られた複合伝送路の推定に基づいていることである（利用可能な場合）。たとえば、測定の最初の元期では、シミュレーションから取得した確率分布関数を使用できるが、後続の元期では、以前の元期から決定した確率分布関数を使用できる。場合によっては、複合伝送路の新しい合同推定が利用可能になるたびに、既存の確率分布関数を更新するように受信機を構成してもよい。
また、本明細書では、複数の衛星を含む全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）で使用される受信機を操作する方法が提供され、各衛星は拡散符号を含むそれぞれのナビゲーション信号を送信し、ＧＮＳＳはナビゲーション信号に符号化される時間基準を維持する。受信機は、受信機クロックと複数のそれぞれの伝送路を介して複数の信号を受信する少なくとも１つのアンテナとを含み、各伝送路は伝送路の両端にある送信衛星および受信アンテナによって規定される。この方法は、（ｉ）複数の伝送路からの受信信号と、（ｉｉ）受信機によって提供されたナビゲーション信号の基準値との間の相互相関関数を計算することと、（ｉ）この相互相関関数の計算値を用いてＧＮＳＳによって維持される時間基準に対する受信機クロックのクロックバイアスと（ｉｉ）時間遅延の関数としての複数の伝送路の結合された寄与を含む複合伝送路との合同推定を実行することを含む。この手法は、通常、多経路（非視程）成分および／または直接（視程）成分のフェージングの影響を受ける屋内環境での使用に特に適している。この方法は、一般に、上記と同じ機能と拡張機能の恩恵を受けることができる。
本明細書に記載の手法を、独立型受信機として提供されるか、または他の種類の装置（例えば、携帯電話、セルラー無線アクセスノード（例えば、５Ｇスモールセル）、タブレット、車両（車、飛行機、船、自転車など）のＧＰＳ、カメラ、またはその他の適切な場所監視/追跡システム）に組み込まれるかにかかわらず、何らかの形態の受信機に実装することができる。受信機は、１つ以上のプロセッサ（デジタル信号処理装置、GPUなど）でプログラム命令を実行して少なくとも部分的にそのような方法を実施することができ、また受信機は、特別な目的のハードウェア、例えば、複数のハードウェア相関器などを提供してその方法を支援するように特別に設計された１つ以上のチップを利用して少なくとも部分的にそのような方法を実施することができる。本明細書に記載の手法を実施するためのコンピュータプログラムを提供してもよい。そのようなコンピュータプログラムは、典型的には、光ディスク（ＣＤまたはＤＶＤ）、ハードディスク、またはフラッシュメモリなどの非一時的なコンピュータ可読記憶媒体上に提供されるコンピュータプログラム命令を含む。コンピュータプログラムを、そのような記憶媒体からコンピュータメモリにロードするか、インターネットなどのネットワークを介してコンピュータメモリにダウンロードしてもよい。コンピュータプログラムをロードする装置、例えば、受信機は、この装置に上記のような方法を実装させる命令を含むコンピュータプログラムを実行するための１つ以上のプロセッサを含んでもよい。
結論として、ここではさまざまな実施について説明したが、これらは例示目的でのみ提供されており、そのような実装に関する多くの変更と修正は当業者には明らかであり、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物によって規定される本発明の範囲内に入る。
国際公開第２００６／０６３６１３号 国際公開第２００７／１０１４５４号 欧州特許第２１０４１９５号
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付属文書Ａ：式（１）の複合相互相関関数の導出
Ｎ個のアンテナで観測されたすべての信号スナップショットを収集する信号ベクトルを次のように規定する：
Figure 0007150153000074
 ここで
Figure 0007150153000075
 、ベクトル
Figure 0007150153000076
 は多入力多出力－ＧＮＳＳシステムのＭＮ個のパスのすべての複素振幅を収集し、
Figure 0007150153000077
 はすべてのアンテナのノイズ（
Figure 0007150153000078
 をもつ）を収集し、かつ複数アンテナ基底関数行列は、単一アンテナ基底関数
Figure 0007150153000079
 に基づいて次のように規定する：
Figure 0007150153000080
Figure 0007150153000081
 を最小化することで受信機の状態ベクトルΦ0の多入力多出力最尤推定（MLE）が見つかるように、コスト関数
Figure 0007150153000082
 を規定する。
Figure 0007150153000083
 受信機の状態ベクトルのMLEの効率的な実行を見出すために、相互相関
Figure 0007150153000084
 を規定する。その前の規定に基づき、かつ複素振幅ベクトルｃの最小二乗推定量が
Figure 0007150153000085
 であることを考慮すると、
コスト関数は次のように書き直すことができる：
Figure 0007150153000086
 したがって、受信機の状態ベクトルのMLEは、次のように再定義できる：
Figure 0007150153000087
 受信機の状態ベクトルのこのMLEを実時間受信機に当てはめるのに、受信機の各アンテナの相互相関に基づいて、式（vi）の最大化問題を再定式化すると便利である：
Figure 0007150153000088
 その結果は次のようになる：
Figure 0007150153000089
 ここで、コスト関数は「複合相互相関関数」と呼ばれ、状態ベクトルΦ0で最大化され、次のように書き直すことができる。
Figure 0007150153000090
 （上記の式１に対応）。

Claims (20)

  1. 複数の衛星を含み、各衛星は拡散符号を含むそれぞれのナビゲーション信号を送信し、ナビゲーション信号に符号化された時間基準を維持する全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）で使用するための受信機であって、
    受信機クロックと、
    両端にある送信衛星および受信アンテナによって個別に規定される複数のそれぞれの伝送路を介して対応する複数の信号を受信するための少なくとも１つのアンテナと、
    （ｉ）前記複数の伝送路からの受信信号と（ｉｉ）受信機によって提供されたナビゲーション信号の基準値との間の相互相関関数を計算するための少なくとも１つの相関器と、を含み、
    この受信機は、相互相関関数の計算値を用いて、（ｉ）ＧＮＳＳによって維持される時間基準に対する受信機クロックのクロックバイアスと（ｉｉ）時間遅延の関数としての複数伝送路の結合された寄与を含む複合伝送路との合同推定を実行するように構成されており、
    受信機クロックのクロックバイアスは、近似クロックバイアスからのオフセットとして推定され、
    受信機は、屋内環境において、合同推定を実行する前に、相互相関関数の計算値を用いて、複合伝送路に関する複合相互相関関数の最大値を決定することにより、近似クロックバイアスを推定するように構成され、複合相互相関関数は、下記式（１）によって定義される、受信機。
    Figure 0007150153000091
     （上記式（１）において、
    Figure 0007150153000092
     は、受信機の状態ベクトルΦ 0,n に関する複合相互相関関数であり、ｘ ｊ は、各アンテナｊでの受信信号を表し、
    Ｂ（Φ ｊ ）は、状態ベクトルΦ ｊ に対する基底関数マトリックスであり、これは、ｊ番目のアンテナの各衛星に対する基底関数ベクトルによって構成される。）
  2. 前記複数の伝送路からのそれぞれの受信信号は、複数のナビゲーション信号のうちの１つ以上の信号からの寄与を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の受信機。
  3. 前記受信機は、所与の伝送路からの受信信号と所与のナビゲーション信号の前記基準値との間の相互相関関数の計算値に基づいて、前記所与の伝送路からの受信信号に含まれる所与のナビゲーション信号を検出するように構成される、ことを特徴とする請求項２に記載の受信機。
  4. 前記受信機は、前記所与の伝送路からの受信信号と前記所与のナビゲーション信号の基準値との間の相互相関関数の計算値を用いて、前記受信された所与のナビゲーション信号と前記所与のナビゲーション信号の基準値との間の符号・位相整合をさらに決定するように構成される、ことを特徴とする請求項３に記載の受信機。
  5. 前記符号・位相整合は、（ｉ）衛星から受信機への所与のナビゲーション信号の伝搬時間、および（ｉｉ）受信機クロックとＧＮＳＳによって維持される時間基準との間のクロックバイアスに依存する、ことを特徴とする請求項４に記載の受信機。
  6. 前記合同推定を実行するために使用される相互相関関数の計算値を、各衛星について決定された符号・位相整合の中心にする、ことを特徴とする請求項４または５に記載の受信機。
  7. 前記１つ以上のナビゲーション信号からの寄与は、複数の非視程成分を含む、ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の受信機。
  8. 前記時間遅延は、視程成分の到着を基準とする、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の受信機。
  9. 前記近似クロックバイアスは、０．１～１マイクロ秒の範囲、または０．２～０．８マイクロ秒の範囲、または０．２５～０．６マイクロ秒の範囲の典型的な精度（１σ）を持つ初期概算クロックバイアスに等しい、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の受信機。
  10. クロックバイアスの合同推定を実行することは、可能なクロックバイアス値の事前定義された範囲を検索することを含む、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の受信機。
  11. 前記複合伝送路は、一組の係数によって指定され、各係数は、特定の時間遅延に対応し、その時間遅延に対する複合伝送路を通る電力伝送の総計水準を表す、ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の受信機。
  12. 前記受信機は、前記一組の係数内の各係数に対して少なくとも１つの確率分布関数を含む、ことを特徴とする請求項１１に記載の受信機。
  13. 前記提供される確率分布関数は、前の元期からの受信信号を用いて得られた複合伝送路の推定に基づく、ことを特徴とする請求項１２に記載の受信機。
  14. 前記受信機は、前記推定された複合伝送路に基づいて確率分布関数を更新するように構成される、ことを特徴とする請求項１３に記載の受信機。
  15. 前記受信機は、確率密度関数に従って生成された複合伝送路の試行値に基づいてモンテカルロ検索を用いて合同推定を実行し、相互相関関数の計算値に最適な次の試行値およびクロックバイアスを見出す、ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれかに記載の受信機。
  16. 合同推定の実施が下記式（３）によって定義される、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の受信機。
    Figure 0007150153000093
     （上記式（３）において、次の定義が適用される：
    a.
    Figure 0007150153000094
     は、伝送路確率密度関数
    Figure 0007150153000095
     のｌ番目の仮定の下で推定された複合伝送路ベクトルであり、
    b.
    Figure 0007150153000096
     は、ｌ番目の仮定の下で推定された整数オフセットであり、
    c. Ｗ∈Ｎは、中間クロックバイアス
    Figure 0007150153000097
     の予想誤差に基づいて、整数オフセットβに対して推定された値（合計でNw=2W-1の値が推定された）を制約する、
    d.
    Figure 0007150153000098
     は、多入力多出力システムの推定複合相互相関ベクトルであり、これは、中間クロックバイアス推定
    Figure 0007150153000099
     を中心とするＱ個のクロックオフセット値での複合相互相関関数Λ(δt)を、
    Figure 0007150153000100
     になるように、（時間遅延分解能Ｔ δ で）均一にサンプリングし、
    ｅ．
    Figure 0007150153000101
     は、クロックバイアス
    Figure 0007150153000102
     を中心とする（検討中のＧＮＳＳ信号のための）参照相関関数のサンプルを含むベクトルである。)
  17. 前記受信機は複数のアンテナを含み、前記合同推定は異なるアンテナによって受信された信号間の空間相関を利用する、ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の受信機。
  18. 前記合同推定を実行することは、下記式（４）によって定義される、ことを特徴とする請求項１７に記載の受信機。
    Figure 0007150153000103
     （上記式（４）において、次の定義が適用される：
    a）
    Figure 0007150153000104
     は、多経路誤モデル化誤差の空間共分散マトリックスに関連付けられたｊ番目の固有値であり、これは、
    Figure 0007150153000105
     と推定され、
    ｂ）
    Figure 0007150153000106
     は、各アンテナの推定多経路誤モデル化誤差
    Figure 0007150153000107
     を持つベクトルを含むマトリックスで、次の式（５）のように規定される：
    Figure 0007150153000108
     ここで、
    Figure 0007150153000109
    ｃ）
    Figure 0007150153000110
     は、ｊ番目のアンテナの推定複合相互相関ベクトルであり、これは、中間クロックバイアス推定
    Figure 0007150153000111
     を中心として、Ｑ個のクロックオフセット値での複合相互相関関数θ j （δｔ）を
    Figure 0007150153000112
     となるように、（時間遅延分解能Ｔ δ で）均一にサンプリングしており、
    ｄ）
    Figure 0007150153000113
     は、下記式（６）
    Figure 0007150153000114
     と推定される。
  19. 推定されたクロックバイアスは、１００ナノ秒未満、または８０ナノ秒未満、または２５から７５ナノ秒の範囲、または５０ナノ秒の精度を有する、請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の受信機。
  20. 複数の衛星を含み、各衛星は拡散符号を含むそれぞれのナビゲーション信号を送信し、ナビゲーション信号に符号化された時間基準を維持する全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）で使用するための受信機を操作する方法であって、この受信機は、受信機クロックと、複数のそれぞれの伝送路を介して複数の信号を受信するための少なくとも１つのアンテナとを含み、各伝送路は、伝送路の両端にある送信衛星と受信アンテナによって規定され、この方法は、
    （ｉ）複数の伝送路からの受信信号と（ｉｉ）受信機によって提供されたナビゲーション信号の基準値との間の相互相関関数を計算することと、
    相互相関関数の計算値を用いて、（ｉ）ＧＮＳＳにより維持される時間基準に対する受信機クロックのクロックバイアスと（ｉｉ）時間遅延の関数として複数の伝送路の結合された寄与を含む複合伝送路との合同推定を実行することとを含み、
    受信機クロックのクロックバイアスを、近似クロックバイアスからのオフセットとして推定し、
    受信機を、屋内環境において、合同推定を実行する前に、相互相関関数の計算値を用いて、複合伝送路に関する複合相互相関関数の最大値を決定することにより、近似クロックバイアスを推定するように構成し、複合相互相関関数を、下記式（１）によって定義する、方法。
    Figure 0007150153000115
     （上記式（１）において、
    Figure 0007150153000116
     は、受信機の状態ベクトルΦ 0,n に関する複合相互相関関数であり、ｘ ｊ は、各アンテナｊでの受信信号を表し、
    Ｂ（Φ ｊ ）は、状態ベクトルΦ ｊ に対する基底関数マトリックスであり、これは、ｊ番目のアンテナの各衛星に対する基底関数ベクトルによって構成される。）
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