JP7289312B2 - 最適化された位置情報支援型ビームフォーミング - Google Patents
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Description
本願は、2018年2月26日に出願された米国特許出願第62/634,964号の優先権を主張するものであり、この特許出願は全体の参照により内容全体が本明細書に組み込まれる。
ターゲットデバイスのロケーションが未知である場合、ビームはターゲットの方向に効果的に形成され得ない。ビームフォーミングが存在しないこの場合において、基地局までのカバレッジレンジは減少する。無線システムは、最小公分母を提供するように設計されなければならない。初めてシステムにアクセスするデバイスが、より好ましくないカバレッジレンジを有する場合、基地局をより接近させて配置することで、未知のデバイスがシステムへのアクセスを得ることを確実にしなければならない。基地局を互いにより接近させて配置することはネットワークコストを増加させる。従って、ターゲットのロケーションを正確に把握することは、効果的且つ効率的なATGネットワークを提供する非常に重要な側面であることが理解されよう。
〔付記1〕
グローバルポジショニングシステム(GPS)レシーバであって、
GPS衛星からGPS信号を受信するように構成されたアンテナと、
前記アンテナによって受信された信号を予備処理するように構成された無線周波数(RF)フロントエンドと、
前記RFフロントエンドから受信した出力信号の復調とアナログ-デジタル変換を実行するように構成された復調器/コンバータと、
一貫したクロック信号を提供するように構成されたクロックと、
前記クロック信号を受信し、前記アンテナによって受信された信号に基づいて、GPSレシーバの位置特定に関連する時間及びコード測定を行うように構成されたデジタル信号プロセッサと、を備え、
前記GPSレシーバは、時間及びコード測定から反射又は間接信号を除外するように構成されている、GPSレシーバ。
〔付記2〕
前記アンテナは、前記反射又は間接信号の方向に中立点を形成するように構成されている指向性アンテナである、付記1に記載のGPSレシーバ。
〔付記3〕
前記GPSレシーバは航空機上に配置され、前記中立点は前記航空機に対して天底に形成されている、付記2に記載のGPSレシーバ。
〔付記4〕
前記指向性アンテナは機体の底部又は前記航空機の翼に形成され、前記指向性アンテナは、任意の方向における水平線付近から由来する信号を受信し、前記天底付近に由来する信号を拒絶するように構成されている、付記3に記載のGPSレシーバ。
〔付記5〕
更に、前記デジタル信号プロセッサと通信する最適化モジュールを備え、
前記最適化モジュールが、前記アンテナの構成又は前記デジタル信号プロセッサのオペレーションを変更して、前記反射又は間接信号の排除を引き起こすことによって前記GPSレシーバのロケーション特定の最適化を提供するように構成されている、付記1に記載のGPSレシーバ。
〔付記6〕
前記最適化モジュールは、少なくとも1つの衛星を、前記反射又は間接信号の源として特定し、前記アンテナの構成に、中立点を前記源の方にステアリングするよう指令するように構成されている、付記5に記載のGPSレシーバ。
〔付記7〕
前記最適化モジュールは、少なくとも1つの衛星を、前記反射又は間接信号の源として特定し、前記デジタル信号プロセッサによって処理されている信号のセットから、前記源由来の反射又は間接信号を除外するように構成されている、付記5に記載のGPSレシーバ。
〔付記8〕
前記最適化モジュールは、前記衛星各々から受信したGPS信号の定性的評価を確定するように構成されている、付記5に記載のGPSレシーバ。
〔付記9〕
前記最適化モジュールは、前記定性的評価に基づいて、少なくとも1つの衛星を、反射又は間接信号の源として識別するように構成されている、付記8に記載のGPSレシーバ。
〔付記10〕
前記最適化モジュールは、前記ロケーションを所与の時点での少なくとも1つの衛星のGPS信号品質と相関するGPS最適化マップを生成するように構成されている、付記5に記載のGPSレシーバ。
〔付記11〕
前記最適化モジュールは、前記ロケーションを所与の時点でのGPS位置固定品質と相関するGPS最適化マップを生成するように構成されている、付記5に記載のGPSレシーバ。
〔付記12〕
前記最適化モジュールは、前記ロケーションを、所与の時点での信号又は位置固定品質と相関して、前記反射又は間接信号の源である可能性がある1つ以上の衛星を特定するGPS最適化マップを参照するように構成されている、付記5に記載のGPSレシーバ。
〔付記13〕
前記最適化モジュールは、少なくとも1つの衛星からのGPS信号が反射又は間接信号である少なくとも1つのエリアをグラフィック表示するGPS最適化マップを生成するように構成されている、付記5に記載のGPSレシーバ。
〔付記14〕
前記少なくとも1つのエリアは、前記少なくとも1つの衛星からのGPS信号が現在時点で前記反射又は間接信号であるエリアを表し、前記GPS最適化マップは更に、前記GPS信号が将来の時点でGPSレシーバによって受信された場合に反射又は間接され得ることが予測される少なくとも1つの付加的なエリアをグラフィック表示する、付記13に記載のGPSレシーバ。
〔付記15〕
前記GPSレシーバは、前記航空機に対する天底に近接した信号を遮断することによって反射又は間接信号を排除するように構成されている、付記1に記載のGPSレシーバ。
〔付記16〕
前記GPSレシーバは、前記航空機に対して水平線の方に配置された衛星からのGPS信号のみを受信するように構成されることによって反射又は間接信号を排除するように構成されている、付記1に記載のGPSレシーバ。
〔付記17〕
基地局の固定地理的位置を示す固定位置情報を受信し、
航空機上のモバイル通信局の三次元位置を示す動的位置情報を受信し、前記動的位置情報は、前記航空機上に配置されたグローバルポジショニングシステム(GPS)レシーバから受信され、
前記航空機への、又は前記航空機からの、アンテナアレイ由来のビームの形成を、前記動的位置情報に基づいて指令する命令を提供し、
前記動的位置情報は、前記GPSレシーバが、GPSレシーバ計算から反射又は間接信号を除外したことに応答して生成される、
ように構成された処理回路構成を備えたビームフォーミング制御モジュール。
〔付記18〕
グローバルポジションシステム(GPS)位置特定を改良する為の方法であって、
前記方法が、
GPS信号を受信するように構成されたアンテナのアンテナパターンを特定し、
前記アンテナを含むGPSレシーバの現在位置を特定し、
前記現在位置に基づいて信号選択を実行し、
前記信号選択に基づいてアンテナパターンを調整して選択された信号のセットを受信し、
選択された信号のセットに基づいてGPS位置特定を実行する、ことを含む方法。
〔付記19〕
前記信号選択を実行することが、
衛星の複数の組み合わせを用いて予備的GPS位置特定を実行し、
各組み合わせを品質によってランク付けし、
複数の組み合わせ内で使用された各衛星をランク付けし、
閾値より下にランク付けされた衛星からの信号を遮断する、ことを含む、付記18に記載の方法。
〔付記20〕
各組み合わせのランク付け及び/又は各衛星のランク付けを利用してGPS最適化マップを生成することを更に含む、付記19に記載の方法。
110 BS
120 無線通信リンク
150 アンテナアセンブリ
152 GPSレシーバ
210、310 RFフロントエンド
220 指向性アンテナ
230、330 復調器/コンバータ
240、340 クロック
320 アンテナ
360 最適化モジュール
380 GPS最適化マップ
412、612 プロセッサ
414、614 メモリ
420、620 デバイスインターフェース
430、630 ユーザインターフェース
Claims (13)
- グローバルポジショニングシステム(GPS)レシーバであって、
GPS衛星からGPS信号を受信するように構成されたアンテナと、
前記アンテナによって受信された信号を予備処理するように構成された無線周波数(RF)フロントエンドと、
前記RFフロントエンドから受信した出力信号の復調とアナログ-デジタル変換を実行するように構成された復調器/コンバータと、
一貫したクロック信号を提供するように構成されたクロックと、
前記クロック信号を受信し、前記アンテナによって受信された信号に基づいて、GPSレシーバの位置特定に関連する時間及びコード測定を行うように構成されたデジタル信号プロセッサと、を備え、
前記GPSレシーバは、航空機上に配置されて、時間及びコード測定から反射又は間接信号を除外するように構成されており、
前記アンテナは、前記反射又は間接信号の方向に中立点を形成するように構成されている指向性アンテナであり、
前記指向性アンテナは機体の底部又は前記航空機の翼に形成され、
前記指向性アンテナは、任意の方向における水平線付近から由来する信号を受信し、前記天底付近に由来する信号を拒絶するように構成されている、
GPSレシーバ。 - 前記中立点は前記航空機に対して天底に形成されている、請求項1に記載のGPSレシーバ。
- 更に、前記デジタル信号プロセッサと通信する最適化モジュールを備え、
前記最適化モジュールが、前記アンテナの構成又は前記デジタル信号プロセッサのオペレーションを変更して、前記反射又は間接信号の排除を引き起こすことによって前記GPSレシーバのロケーション特定の最適化を提供するように構成されている、請求項1に記載のGPSレシーバ。 - 前記最適化モジュールは、少なくとも1つの衛星を、前記反射又は間接信号の源として特定し、前記アンテナの構成に、中立点を前記源の方にステアリングするよう指令するように構成されている、請求項3に記載のGPSレシーバ。
- 前記最適化モジュールは、少なくとも1つの衛星を、前記反射又は間接信号の源として特定し、前記デジタル信号プロセッサによって処理されている信号のセットから、前記源由来の反射又は間接信号を除外するように構成されている、請求項3に記載のGPSレシーバ。
- 前記最適化モジュールは、前記衛星各々から受信したGPS信号の定性的評価を確定するように構成されている、請求項3に記載のGPSレシーバ。
- 前記最適化モジュールは、前記定性的評価に基づいて、少なくとも1つの衛星を、反射又は間接信号の源として識別するように構成されている、請求項6に記載のGPSレシーバ。
- 前記最適化モジュールは、前記ロケーションを所与の時点での少なくとも1つの衛星のGPS信号品質と相関するGPS最適化マップを生成するように構成されている、請求項3に記載のGPSレシーバ。
- 前記最適化モジュールは、前記ロケーションを所与の時点でのGPS位置固定品質と相関するGPS最適化マップを生成するように構成されている、請求項3に記載のGPSレシーバ。
- 前記最適化モジュールは、前記ロケーションを、所与の時点での信号又は位置固定品質と相関して、前記反射又は間接信号の源である可能性がある1つ以上の衛星を特定するGPS最適化マップを参照するように構成されている、請求項3に記載のGPSレシーバ。
- 前記最適化モジュールは、少なくとも1つの衛星からのGPS信号が反射又は間接信号である少なくとも1つのエリアをグラフィック表示するGPS最適化マップを生成するように構成されている、請求項3に記載のGPSレシーバ。
- 前記少なくとも1つのエリアは、前記少なくとも1つの衛星からのGPS信号が現在時点で前記反射又は間接信号であるエリアを表し、前記GPS最適化マップは更に、前記GPS信号が将来の時点でGPSレシーバによって受信された場合に反射又は間接され得ることが予測される少なくとも1つの付加的なエリアをグラフィック表示する、請求項11に記載のGPSレシーバ。
- 前記GPSレシーバは、前記航空機に対して水平線の方に配置された衛星からのGPS信号のみを受信するように構成されることによって反射又は間接信号を排除するように構成されている、請求項1に記載のGPSレシーバ。
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