説明

フェムトセルの時間、周波数および位置の決定

対応する手段と実際の計算機読み取り可能な媒体を有する装置は、該装置によって受信された無線テレビジョン信号の測定と該装置によって受信された無線衛星位置決め信号の測定を行うのに適合した測定モジュールと、無線テレビジョン信号の測定結果と無線衛星位置決め信号の測定結果に基づいて該装置の位置を決定するのに適合した位置モジュールと、無線テレビジョン信号の測定結果と無線衛星位置決め信号との測定結果のうちの少なくとも1つに基づいて該装置にクロック制御信号を与えるのに適合した時間モジュールを包含する。

【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【0001】
本出願は第10/867,577号(2004年6月14日)のCIPであり、そしてこれは第10/210,847号(2002年7月31日)、現在は第6,861,984号のCIPであり、第09/887,158号(2001年6月21日)ABNのCIPであり、第60/265,675号(2001年2月2日)の利益を請求し、第60/281,270号(2001年4月3日)の利益を請求し、第60/281,269号(2001年4月3日)の利益を請求し、第60/293,812号(2001年5月25日)の利益を請求し、第60/293,813号(2001年5月25日)の利益を請求し、第60/293,646号(2001年5月25日)の利益を請求する。本出願は第11/068,570号(2005年2月28日)のCIPであり、そしてこれは第09/932,010号(2001年8月17日)、現在は第7,126,536号のCIPであり、そして第10/159,478号(2002年5月31日)、現在は第7,463,195号のCIPである。本出願は第11/284,800号(2005年11月22日)のCIPであり、そして第10/054,302号(2002年1月22日)、現在は第6,559,800号のCIPである。本出願は第12/263,731号(2008年11月3日)のCIPである。本出願は第12/117,676号(2008年5月8日)のCIPである。本出願は第12/209,971号(2008年9月12日)のCIPである。本出願は第61/058,281号(2008年6月3日)の利益を請求する。本出願は第61/075,160号(2008年6月24日)の利益を請求する。本出願は第61/105,063号(2008年10月14日)の利益を請求する。
【0002】
上記の全ての開示は本文でそのまま参照して引用されている。
【技術分野】
【0003】
本開示は、概して周波数、位置および時間の決定に係わるものである。更に詳しくは、本開示はテレビジョン信号、衛星位置決め信号、有利な条件の信号および同様な信号に基づいて周波数、位置および時間を決定することに係わるものである。この周波数、位置および時間に関する情報は多くの応用を含有している。例えば、周波数、位置および時間に関する情報は“フェムトセル”と言われる民生用携帯電話基地局の要求を満たすために使用することができる。
【背景技術】
【0004】
携帯電話が普及しつつある。しかしながら、多くの消費者は従来の有線電話に留まっており、これは1つには携帯電話より信頼性が優れているためである。特に、携帯電話の信号はビルデングの中で、しばしば減衰したりブロックされたり、不通になる前に、データ速度が遅くなったり、あるいは同様なことが起こる。
【0005】
これらの信頼性問題に対処するために、“フェムトセル”と言われる民生用携帯電話基地局が市場に導入されようとしている。図1はフェムトセル102を含む先行技術の携帯電話システム100を示している。図1を説明すると、携帯電話システム100はまた“マクロセル”104を含んでおり、これは通常の携帯電話アンテナ106と通常の携帯電話基地局108を含んでおり、そしてこれは順に公衆交換電話網(PSTN)110に接続されている。
【0006】
フェムトセル102はまた通常の携帯電話アンテナ128を含んでいる。フェムトセル102はインターネット114へのブロードバンド接続によって通常PSTN110に接続されている。携帯電話116は、マクロセル104とフェムトセル102で携帯電話信号118を交換することによってPSTN110に接続されている他の電話と通信することができる。
【0007】
マクロセル104なのかまたはフェムトセル102なのかと言うことには拘わりなく、如何なる種類の基地局にとっても、重要な要件は周波数と時間の正確な情報である。この情報は基地局どうしを同期させるのに必要であり、さもなければお互いに妨害を与えることになるだろう。更に、時間の正確な情報は一つの基地局から他の基地局に切り替えるような動作に必要である。時間の正確な決定は、次に位置の正確な情報を包含する。
【0008】
時間と位置の正確な決定にとって必要とされる情報は通常全地球位置決めシステム(GPS)のような衛星位置決めシステムから得られる。図1を再び参照すると、GPS衛星120はGPS信号122を提供し、この信号を時刻と位置の正確な情報を得るために使用することが出来る。基地局は通常GPSアンテナを含み、GPS信号122を得ることができる。システム100に於いて、マクロセル104はGPSアンテナ124を含み、フェムトセル102はGPSアンテナ126を包含している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
通常のフェムトセルはGPS信号に応答して時間と位置の正確な情報を得ることができる。しかしながら、フェムトセルが普通に配置されている場所で、GPS信号はしばしば屋内で減衰したり、あるいはブロックされたりする。必要とされるGPS信号はGPS衛星が良く見える窓の近くにフェムトセルを置いたり、高価なGPSアンテナをフェムトセルに接続したり、また同じようなことをしたりした時にのみ得ることができる。
【課題を解決するための手段】
【0010】
通常、一面から見れば、実施態様は、該装置によって受信される無線テレビジョン信号の測定および該装置によって受信される無線衛星位置決め信号の測定を行うのに適合した測定モジュールと、無線テレビジョン信号の測定と無線衛星位置決め信号の測定を行うのに適合した位置モジュールと、無線テレビジョン信号の測定結果と無線衛星位置決め信号の測定結果の内の少なくとも1つに基づいてクロック制御信号を装置に提供するのに適合した時間モジュールと、を含む装置を特徴としている。
【0011】
本装置の実施態様は1つ以上の以下の特徴を含むことができる。いくつかの実施態様はクロック制御信号に基づいて1つ以上のクロック信号を提供するのに適した発振器を含む。いくつかの実施態様は無線テレビジョン信号と無線衛星位置決め信号を受信するのに適した受信機を含む。いくつかの実施態様は少なくとも1つのクロック信号に基づいて携帯電話信号を送受信するのに適したトランシーバを含む。いくつかの実施態様は1つ以上のクロック信号に基づいて周期的時間基準信号を提供するのに適した時間基準モジュールを含み、ここでは更にトランシーバが周期的時間基準信号に基づいて携帯電話信号を送受信するのに適合している。いくつかの実施態様は携帯電話信号を示すネットワーク信号を送受信するのに適したネットワーク・インターフェイスを含んでいる。
【0012】
通常、一面から見れば、実施態様は、ある装置によって受信される無線テレビジョン信号の測定とその装置によって受信される無線衛星位置決め信号の測定を行うことと、無線テレビジョン信号の測定結果と無線衛星位置決め信号の測定結果に基づいて装置の位置を決定することと、無線テレビジョン信号の測定結果と無線衛星位置決め信号の測定結果の内の少なくとも1つに基づいて装置にクロック制御信号を提供すること、を含む手段を特徴としている。
【0013】
該手段の実施態様は1つ以上の以下の特徴を含むことができる。いくつかの実施態様はクロック制御信号に基づいて1つ以上のクロック信号を提供することを含む。いくつかの実施態様は無線テレビジョン信号と無線衛星位置決め信号を受信することを含む。いくつかの実施態様は少なくとも1つのクロック信号に基づいて携帯電話信号を送受信することを含む。いくつかの実施態様は1つ以上のクロック信号に基づいて周期時間基準信号を提供することと、周期時間基準信号に基づいて携帯電話信号を送受信することを含む。いくつかの実施態様は携帯電話信号を示すネットワーク信号を送受信することを含む。
【0014】
通常、一面に於いて、実施態様は、装置によって受信される無線テレビジョン信号の測定とその装置によって受信される無線衛星位置決め信号の測定を行うことと、無線テレビジョン信号の測定結果と無線衛星位置決め信号の測定結果に基づいて装置の位置を決定することと、無線テレビジョン信号の測定結果と無線衛星位置決め信号の測定結果の少なくとも1つに基づいてクロック制御信号を装置に提供することを含む手段を実行するためにコンピュータによって実行できる命令を具体化する実際の計算機読み取り可能な媒体を特徴としている。
【0015】
実際の計算機読み取り可能な媒体の実施態様は以下の特徴を1つ以上含むことができる。いくつかの実施態様において、該手段は更にクロック制御信号に基づいて1つ以上のクロック信号を装置に提供させることを包含する。いくつかの実施態様において、該手段は更にクロック信号の少なくとも1つに基づいて装置に携帯電話信号を送受信させることを含む。いくつかの実施態様において、該手段は更に1つ以上のクロック信号に基づいて周期時間基準信号を装置に提供させることと、周期時間基準信号に基づいて携帯電話信号を装置に送受信させることを含む。いくつかの実施態様において、該手段は更に装置に、携帯電話信号を示すネットワーク信号を送受信させることを含む。
【0016】
1つ以上の実施の詳細が以下に添付図と詳細な説明で記載される。他の特徴は詳細な説明と図、及び特許請求の範囲から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】図1は先行技術のフェムトセルを含む携帯電話システムを示す。
【図2】図2は本開示の実施態様によるフェムトセルを含む携帯電話システムの要素を示す。
【図3】図3は本開示の実施態様による図2のフェムトセルの要素を示す。
【図4】図4は本開示の実施態様による図2と3の携帯電話システムに関するプロセスを示す。
【図5】図5は本開示の実施態様による図3のフェムトセル発振器の周波数設定に関するプロセスを示す。
【図6】図6は本開示の実施態様による絶対時間の情報を得るための図2と3のフェムトセルに関するプロセスを示す。
【図7】図7は本開示の実施態様による位置を決定するための図2と3のフェムトセルに関するプロセスを示す。
【図8】図8は本開示の実施態様による図2と3のフェムトセルに関するフレーム整合プロセスを示す。
【図9】図9は本開示の実施態様による正確なタイミングを取るための図2と3のフェムトセルに関するプロセスを示す。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本明細書に使用されている各参照符号の数字の先頭の桁は参照符号の数字が最初に現れる図の番号を示している。
【0019】
本開示の実施態様は“フェムトセル”と言われる民生用携帯電話基地局での使用のためにテレビジョン信号、衛星位置決め信号、格好な信号、及び同様な信号に基づいて位置と時間の正確な決定を提供する。
【0020】
本開示の実施態様はDTV及びGPS信号使用の観点から述べられている。もしGPS信号が利用できない場合には、DTV信号を単独で、又は格好の信号としてここでは総称的に言っている他の信号と組み合わせて使用することができる。DTV信号は、例えばアドバンスト・テレビジョン・システムズ・コミッティーDTV(ATSC)信号、デジタル・ビデオ放送(DVB)DTV、統合サービス・デジタル放送(ISDB)DTV、および同様な信号を含むことが可能である。格好の信号は、例えば携帯電話信号、アナログテレビ信号、デジタル・オーディオ放送(DAB)信号、VHF全方向ラジオ(VOR)信号、FMラジオ信号および同様な信号を含むことができる。
【0021】
図2は本開示の実施態様によるフェムトセル202を含む携帯電話システム200の要素を示している。記述された実施態様において、携帯電話200の要素は一配置で提示されているが、ここで提供される開示および教示に基づいて当業者には明らかなように他の実施態様では他の配置を想像するかもしれない。例えば、携帯電話システム200の要素はハードウェア、ソフトウェアまたはそれらの組み合わせで実施することが可能である。
【0022】
図2によれば、携帯電話システム200はまた“マクロセル”204を包含し、これは通常の携帯電話アンテナ206と通常の携帯電話基地局208を包含し、次にこれは公共交換電話ネットワーク(PSTN)210に接続されている。
【0023】
フェムトセル202はまた通常の携帯電話アンテナ228を含んでいる。フェムトセル202は他の種類の接続を代わりに使用することはできるのだが、インターネット214への広帯域接続によって一般にPSTN210に接続されている。携帯電話216は、携帯電話信号218をマクロセル204及びフェムトセル202と交換することによってPSTN210に接続されている他の電話と通信することができる。
【0024】
無線GPS信号222を得るために、マクロセル204はGPSアンテナ224を含み、フェムトセル202はGPSアンテナ226を含む。DTV送信機232によって送信される無線DTV信号230を得るために、フェムトセル202はまたデジタル・テレビジョン(DTV)アンテナ248を含む。格好の信号236及び同じような信号のような他の信号を得るために、フェムトセル202はまた付加的なアンテナ234を含むことができる。
【0025】
携帯電話システム200はまた1つ以上の監視ユニット238と1つ以上のフェムトセル・サーバ240を含む。各監視ユニット238は、無線GPS信号222を得るためのGPSアンテナ244と無線DTV信号230を得るためのDTVアンテナ246を含む。格好の信号236及び同様な信号のような他の信号を得るために、各監視ユニット238はまた付加的なアンテナ234を含むことができる。フェムトセル202、監視ユニット238およびフェムトセル・サーバ240は他の技術によって、またはその組み合わせ、および同様な方法によって、インターネット214を用いて通信することができる。
【0026】
図3は本開示の実施態様に従って図2のフェムトセル202の要素を示している。記述された実施態様において、フェムトセル202の要素は一配列で示されているが、ここで提供された開示と教示に基づいて当業者には明らかであるように、他の実施態様は他の配列を特徴とする可能性がある。例えば、フェムトセル202の要素はハードウェア、ソフトウェアまたはその組み合わせで実施することができる。
【0027】
図3によれば、フェムトセル202は受信機302、測定モジュール304、時間モジュール306、発振器308、位置モジュール310を含んでいる。受信機302はDTV高周波(RF)モジュール320、DTVベースバンド(BB)・モジュール322、GPS RFモジュール324、及びGPSベースバンド・モジュール326を含んでいる。フェムトセル202はまた時間基準モジュール328を含むことができる。フェムトセル202はまた携帯電話トランシーバ312、インターネット214と通信しているネットワーク・インターフェイス314、及び携帯電話312とネットワーク・インターフェイス314との間の通信を提供するための通信モジュール316を含んでいる。フェムトセル202はまた携帯電話アンテナ228、GPSアンテナ226及びDTVアンテナ248を含んでいる。
【0028】
受信機302、携帯電話312、及びネットワーク・インターフェイス314は従来技術に従って実施することができる。測定モジュール304、時間モジュール306、時間基準モジュール328はデジタル信号プロセッサとして実施することができる。デジタル信号プロセッサはフィールド・プログラマブル・ゲートアレイ(FPGA)として実施でき、これはまたDTVベースバンド・モジュール322とGPSベースバンド・モジュール326を含むことができる。位置モジュール310と通信モジュール316はプロセッサの上で実行するソフトウェアとして実施することができる。発振器308は電圧制御温度補償水晶発振器(VCTCXO)として実施することができる。
【0029】
図4は本開示の実施態様に従って、図2,3の携帯電話システム200のためのプロセス400を示している。この記述された実施態様では、プロセス400の要素は一配列で示されているが、ここで提供された開示と教示に基づいて当業者には明らかなように、他の実施態様ならば他の配列を特徴とするだろう。例えば、色々な実施態様において、プロセス400のいくつか又は全ては異なった順序で、同時に、そして同様に実行することができる。
【0030】
図4によれば、フェムトセル202は正確な周波数を得る(ステップ402)。特に、フェムトセル202の時間モジュール306は、フェムトセル202によって受信された1つ以上の無線DTV信号230に基づいてクロック制御信号330をフェムトセル202の発振器308に供給する。
【0031】
図5は本開示の実施態様に従って図3のフェムトセル発振器308の周波数を制御するためのプロセス500を示している。その記述された実施態様に於いて、プロセス500の要素は一配列で現されているが、ここで記述された開示と教示に基づいて当業者には明らかなように、他の実施態様ならば他の配列を特徴とするだろう。例えば、いろいろな実施態様において、プロセス500のいくつかの、または全てのステップは異なった順序、同時に、そして同様に実行することが可能である。
【0032】
図5によると、フェムトセル202の測定モジュール304は1つ以上のDTVチャンネルのパイロット周波数オフセット(PFO)を測定する(ステップ502)。モニター・ユニット238は同じDTVチャンネルのPFOを測定する(ステップ504)。フェムトセル・サーバ240はモニター・ユニット238によって行われた測定結果を確保する(ステップ506)。フェムトセル202はフェムトセル・サーバ240にモニター・ユニット238によって行われた測定結果を要求する(ステップ508)。フェムトセル202は測定結果をフェムトセル202に送ることによって応答する(ステップ510)。
【0033】
フェムトセル202はPFO測定結果に従って発振器308の周波数を設定する(ステップ510)。特に、DTVチャンネルの各々に関して、フェムトセル202の時間モジュール306はフェムトセル202によって測定されたPFOとモニター・ユニット238によって測定されたPFOとの差を決定する。PFO差はクロック制御信号330を生成するのに使用され、これは発振器308の周波数を設定する。いくつかの実施態様において、クロック制御信号330はパルス幅変調信号として実施される。クロック制御信号330に基づいて、発振器308は1つ以上のクロック信号332を供給する。
【0034】
いくつかの実施態様において、フェムトセル202は1つ以上のクロック信号332に基づいて時間基準信号334を供給する時間基準モジュール328を包含する。例えば、時間基準信号334は1秒につき1パルスを正確に与えるパルス/秒型の波形をとることができる。時間基準信号334は時間分割多重通信(TDMA)などのような携帯電話技術に有益である。時間基準信号334の位相は絶対時間にしたがって設定され、これは以下に述べるようにフェムトセル202によって確保することができる。
【0035】
再び図4を参照すると、正確な周波数を確保した後、フェムトセル202は大まかな絶対時間の情報を得る(ステップ404)。図6は本開示の実施態様に従って大まかな絶対時間を得るための図2、3のフェムトセル202に関するプロセス600を示している。記述された実施態様において、プロセス600の要素は一配列で示されているが、ここで提供された開示と教示に基づいて当業者には明らかなように、他の実施態様は他の配列を特徴とすることもある。例えば、いろいろな実施態様において、プロセス600のいくつかの、または全てのステップは異なった順序で、並列に、そして同様な方法で実行されることがあり得る。
【0036】
図6を参照すると、各監視ユニット238は絶対時間の情報を取得する(ステップ602)。例えば、GPS信号222を用いて監視ユニット238をGPS時間にロックすることができる。各フェムトセル・サーバ240は1つ以上の監視ユニット238から大まかな絶対時間の情報を取得する。例えば、フェムトセル・サーバ240は監視ユニット238にメッセージを送ることによって大まかな絶対時間を要求し(ステップ604)、そして監視ユニット238は大まかな絶対時間を示すメッセージをもって応答する(ステップ606)。それから、フェムトセル・サーバ240はそのメッセージにしたがって大まかな絶対時間を決定する。その決定はメッセージの通過時間を計算に入れることができる。例えば、そのメッセージをネットワーク時間プロトコル(NTP)、または同じようなものに従って実施することが出来る。
【0037】
フェムトセル202はフェムトセル・サーバ240から大まかな絶対時間の情報を取得する。例えば、フェムトセル202はフェムトセル・サーバ240にメッセージを送ることによって大まかな絶対時間を要求し(ステップ608)、そしてフェムトセル・サーバ240は大まかな絶対時間を示すメッセージでもって応答する(ステップ610)。例えば、フェムトセル202はフェムトセル・サーバ240に関して前述した方法でフェムトセル・サーバ240から大まかな絶対時間の情報を取得することができる。いくつかの実施態様において、フェムトセル202は初期化期間中だけ、大まかな絶対時間の情報を取得する。他の実施態様においては、フェムトセル202は他の期間に大まかな絶対時間の情報を取得する。
【0038】
再び図4を参照すると、大まかな絶対時間の情報を取得した後、それからフェムトセル202は位置を決定する(ステップ406)。いくつかの実施態様において、フェムトセル202は初期化期間中においてのみ位置を決定する。他の実施態様においては、フェムトセル202は他の期間に位置を同様に決定する。
【0039】
図7は図2,3のフェムトセル202が本開示の実施態様に従って位置を決定するプロセス700を示している。記載されている実施態様においては、プロセス700は一配列で示されているが、ここで提供された開示と教示に基づいて当業者には明らかなように、他の実施態様では他の配列を特徴とすることもある。例えば、いろいろな実施態様に於いて、プロセス700のいくつかの、または全てのステップは異なった順序で、同時並行に、および同様な方法で実行されることがある。
【0040】
本開示の実施態様はDTV信号230の中で反復される既知のデジタル配列に基づいて擬似範囲を生成することによってフェムトセル202の位置を高精度で決定するためにDTV信号230を使用している。いくつかの場合には、これはこれらの信号に関する曖昧さの解消を要求する。例えば、24.2ミリ秒の曖昧さはATSC DTV信号に存在するPN511配列の測定結果に関連している。微細なタイミング情報はこれらの曖昧さを解消するのに使用することができる。フェムトセル202は1つ以上の技術によってこの微細タイミング情報を得ることができる。そのような技術を2つ、以下で説明する。他の技術は単独で、または組み合わせて使うことができる。
【0041】
いくつかの実施態様において、ATSCとNTSC TV信号が現れたとき、フェムトセル202は2つのTV信号のビート周波数を使って微細タイミング情報を得ることができる。この技術の更なる詳細は2008年5月8日に出願された米国特許出願第12/117,676号、発明の名称“テレビジョン同期信号を用いた信頼性のある位置測定と時間移動”で提供され、それらの開示は本明細書でそっくり参照して引用されている。
【0042】
いくつかの実施態様に於いて、フェムトセル202は“フレーム・マッチング”とここで言われる技術を使用しており、これはNTSC TV信号の使用を要求しない。図8は本開示の実施態様にしたがって図2、3のフェムトセル202に関するフレーム・マッチング・プロセス800を示している。ここで提供された開示と教示に基づいて当業者には明らかなように、記述された実施態様において、プロセス800の要素は一配列で示されているが、他の実施態様では他の配列を特徴とする事もありうる。例えば、いろいろな実施態様において、プロセス800のいくつかの、または全てのステップは異なった順序で、同時並行に、および同じような方法で実行することができる。
【0043】
フレーム・マッチングによれば、図8を参照すると、DTVプログラム・データは監視ユニット238(ステップ802)とフェムトセル202(ステップ804)の両方によって捕捉される。フェムトセル202は監視ユニット238によって捕捉されたDTVプログラム・データを取得する。例えば、監視ユニット238は捕捉データをフェムトセル・サーバ240に押し出す(ステップ806)、そしてデータの要求に応えて(ステップ808)、フェムトセル・サーバ240はそのデータをフェムトセル202に送る(ステップ810)。そのときフェムトセル202はフェムトセル202によって捕捉されたプログラム・データをモニター・ユニット238によって捕捉されたデータと一致させることによって微細タイミング情報を取得する。この技術の更なる詳細は2008年9月12日に出願された米国特許出願第12/209,971号、発明の名称“放送デジタルとアナログ・テレビジョン信号に基づいた位置識別サービス”、及び2008年10月14日に出願された米国仮出願第61/105,062号、発明の名称“ハイブリッド絶対時間移動法”で提供され、それらの開示内容は本明細書で全て参照して引用されている。
【0044】
今、図7を参照すると、DTV信号230とGPS信号222は監視ユニット238(ステップ702)とフェムトセル202の測定モジュール304(ステップ704)の両方によって測定される。監視ユニット238にとって、DTV信号230の測定は、観測されたDTVチャンネルの各々に対して、パイロット周波数オフセット(PFO)と、分別記号速度オフセット(FSRO)、これは時として分別符号速度オフセット(FCRO)とも言われる、及びDTV送信機232からの各DTV信号の成分の送信時間(TOT)を含むことがある。例えば、ATSC DTV信号の成分は内蔵のPN511配列であり得る、そしてFSROはPN511配列の繰り返し速度を決定することによって測定することができる。
【0045】
フェムトセル202に関して、DTV信号230の測定結果は、観測されたDTVチャンネルの各々に対して、パイロット周波数オフセット(PFO)とフェムトセル202での関連するDTV信号の成分の受信時間(TOR)を含むことができる。GPS信号222の測定結果は電離層遅延モデル・パラメータと視野内の各GPS衛星220の衛星位置表を含むことができる。
【0046】
これらの測定結果は全て1個の監視ユニット238で集めることができる。もし監視ユニット238が共通の時間基準を持つならば、測定のいくつかは複数の監視ユニット238の各々によって捕捉することができる。例えば、監視ユニット238はGPS時間にロックすることができる。監視ユニット238の更なる詳細は2008年12月30日に設定登録された米国特許第7,471,244号、発明の名称“テレビジョン信号の監視ユニット”で提供され、それらの開示は本明細書でそっくり参照して引用されている。GPS信号が充分な強さで受信されるときフェムトセル202は電離層遅延モデル・パラメータとGPS衛星220の衛星位置表を復号化することができる。もう一つの方法として、監視ユニット238で受信された電離層遅延モデル・パラメータと衛星位置表はフェムトセル202に送ることが出来る。
【0047】
フェムトセル202はDTV信号230とGPS信号222の測定値を1つ以上の監視ユニット238から取得する。例えば、各監視ユニット238は測定値にタイム・タグを付ける、そしてタイム・タグを付けた測定値をフェムトセル・サーバ240に押し出す(ステップ706)。次に、フェムトセル202はフェムトセル・サーバ240に1つ以上のタイム・タグを付けた測定値を要求する(ステップ708)。この要求に応答して、フェムトセル・サーバ240はタイム・タグとフェムトセル・サーバ240の局部クロックに基づいて一番新しくタイム・タグを付けられた測定値を識別する。そしてタイム・タグを付けた測定値をフェムトセル202に送信する(ステップ710)。
【0048】
DTV信号230とGPS信号222の測定値を1つ以上の監視ユニット238から取得した後、フェムトセル202の位置モジュール310はDTV信号230とGPS信号222の測定値に基づいてフェムトセル202の位置を決定する。特に、位置モジュール310は信号230、222の各々に基づいて擬似範囲を生成する(ステップ712)。使用される各GPS信号222については、擬似範囲は通常の技術に従って得ることができる。
【0049】
使用される各DTV信号230に関して、位置決定は分別記号速度オフセット(FSRO)と監視ユニット238によって測定される送信時間(TOT)、及びフェムトセル202によって測定される受信時間(TOR)を含む。各DTV信号のTORは相関技術を用いて、例えば、捕捉されたATSC DTV信号のPN511配列を保存されているPN511配列と相関をとることによって決定することができる。相関ピークはDTV信号230のTORを示している。その時、各DTV擬似範囲はDTV信号の1つについてTORとTOTの間の差をとることによって生成することができる。この技術の更なる詳細は2004年6月14日に出願された米国特許出願第10/867,577号、発明の名称“放送デジタル・テレビジョン信号を用いた位置標定”で与えられ、それらの開示内容は本明細書で全て参照して引用されている。他の技術も同様に使用することができる。
【0050】
擬似範囲を生成した後、フェムトセル202は擬似範囲と関連するDTV送信機とGPS衛星220の位置に基づいて位置を決定する(ステップ714)。位置決定はまたネットワーク・インターフェイス314、通信モジュール316およびパス338を介してインターネット214上で与えられる支援情報や同様なものを使用することができる。この技術の更なる詳細は2008年11月3日に出願された米国特許出願第12/263,731号、発明の名称“放送テレビジョン信号によって拡大した広域位置決め信号を用いた位置標定”で与えられ、それらの開示内容は本明細書で全て参照して引用されている。他の技術も同様に使用することができる。
【0051】
いくつかの実施態様において、フェムトセル202の測定位置の精度を向上させるためにプロセス700は一度以上繰り返される。フェムトセル202の位置は以下に述べるように正確な位置を取得するために使用することができる。フェムトセル202の位置はまたパス338、通信モジュール316及びネットワーク・インターフェイス314を介してインターネット214の上で緊急位置目的のためにE911サーバに報告することができる。
【0052】
いくつかの実施態様において、フェムトセル202は各々の位置決定のために、DTV信号230を測定し、そしてフェムトセル・サーバ240からDTV信号の測定値を取得する。GPS衛星位置表と電離層遅延は変化する頻度数が少ないので、少ない頻度数、例えば2時間ごとに取得される。
【0053】
再び図4を参照して、フェムトセル202の位置を決定した後、その次にフェムトセル202は正確な時間を取得する(ステップ408)。いくつかの実施態様において、フェムトセル202は動作中、この正確な時間取得を周期的に繰り返す。例えば、正確な時間取得は1分間に1度生じる。一般に正確な時間取得には約30秒が必要である。例えば、上記のように、各1分間の残りの30秒は正確な周波数取得を繰り返すのに使用することができる(ステップ410)。勿論であるが、他の期間も使用することができる。
【0054】
図9は図2,3のフェムトセル202が、本開示の実施態様に従って正確な時間を取得するプロセス900を示している。ここで提供された開示と示唆に基づいて当業者には明らかなように、記述された実施態様において、プロセス900の要素は一配列で示されているが、他の実施態様では他の配列を特徴とする事もありうる。例えば、いろいろな実施態様において、プロセス900のいくつかの、または全てのステップは異なった順序で、同時並行に、および同じような方法で実行することができる。
【0055】
DTV信号230とGPS信号222は上記のように、監視ユニット238(ステップ902)とフェムトセル202の測定モジュール304(ステップ904)の両方によって測定される。例えば、上記のように、フェムトセル・サーバ240は1つ以上のモニター・ユニット238からDTV信号230とGPS信号222の測定値を取得する(ステップ906)。フェムトセル202はフェムトセル・サーバ240からの測定値を要求する(ステップ908)、これは測定値をフェムトセル202に送ることによって応答する(ステップ910)。
【0056】
DTV信号230とGPS信号222の測定値を1つ以上のモニター・ユニット238から取得した後、DTV信号230とGPS信号222の測定値に基づいてフェムトセル202は正確な時間を決定する。特に、位置モジュール310は信号230、222の各々に基づいて関連する擬似範囲を生成する(ステップ910)。そして擬似範囲に基づいてクロック・オフセットを決定する(ステップ912)。別の方法として、フェムトセル202はDTV信号230とGPS信号222の測定値をフェムトセル・サーバ240に送ることができ、これは擬似範囲を生成し、クロック・オフセットを決定し、そしてクロック・オフセットをフェムトセル202に送り返す。
【0057】
クロック信号332のクロック・オフセットと同様に、各擬似範囲は送信機からフェムトセル202までの関連する信号222、230の飛行時間を示している。フェムトセルの位置は既知なので、各信号222、230の飛行時間は計算することが可能であり、クロック・オフセットを得るために関連する擬似範囲から引き算することができる。いくつかの実施態様において、クロック・オフセットは多重信号222,230から得られる。受信機自動品質監視(RAIM)技術、あるいは同様な物はこれらの多重クロック・オフセットから単一クロック・オフセットを得るために使用することができる。
【0058】
フェムトセル202はクロック・オフセットに基づいて時間基準モジュール328を制御する(ステップ914)。特に、位置モジュール310は1つ以上のクロック命令336を時間基準モジュール328に送信する。これはクロック命令336に基づいて時間基準信号334の位相を調整する。代わりに、あるいは付加的に擬似範囲測定値は発振器308を操作するのにも同様に使用することができる。
【0059】
正確な時間と周波数の取得のおかげで、他の基地局208とフェムトセル202に対して妨害を与えることなしに携帯電話216との通信のために携帯電話トランシーバ312による使用にはクロック信号332と時間基準信号334は充分に正確であり、他の基地局208とフェムトセル202に対して途切れのない受け渡しをすることができる。作動中、携帯電話トランシーバ312は、例えば1つ以上の携帯電話216との通信においてクロック信号332に基づいて、ある場合には時間基準信号334に基づいて携帯電話信号218を送受信する。ネットワーク・インターフェイス314は携帯電話信号218を示すネットワーク信号をインターネット214と送受信し、そしてPSTN110と通信する。
【0060】
本開示の実施態様は電子回路で、またはコンピュータ・ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアで、またはそれらの組み合わせで、実施することができる。本開示の実施態様は、プログラマブル・プロセッサで実行するために機械読み取り可能な記憶装置に実際に具体化されたコンピュータ・プログラム生成物の形で実施することができる。そして本開示の方法ステップは、入力データで演算を行い、そして出力を生成することによって本開示の機能を行うために命令プログラムを実行するプログラマブル・プロセッサで行うことができる。本開示はデータ記憶システムと、少なくとも1つの入力装置と、少なくとも1つの出力装置からのデータと命令を受信し、それらへデータと命令を送信するために結合された少なくとも1つのプログラマブル・プロセッサを含むプログラマブル・システムで実行できる1つ以上のコンピュータ・プログラムで有利に実施することができる。各コンピュータ・プログラムは高レベル記述またはオブジェクト指向のプログラム言語で、または望むならアセンブリー言語または機械語で、実施することができる。そして如何なる場合にも、その言語はコンパイルまたはインタープリートされる言語である。例として、適切なプロセッサは一般仕様と特殊仕様のマイクロ・プロセッサを含んでいる。一般に、プロセッサは読み取り専用メモリとランダム・アクセス・メモリ、またはその何れかからの命令とデータを受信する。一般に、コンピュータはデータファイルを保存するために1つ以上の大容量記憶装置を含んでいる。そのような装置は磁気デスク、内蔵ハードデスクや可動デスクのようなもの、光磁気デスク、光デスクを含んでいる。コンピュータ・プログラム命令やデータを実際に具体化するのに適した記憶装置は全ての型の不揮発性メモリを含む。例えば、EPROM、EEPROM、およびフラッシュ・メモリのような半導体メモリ装置、内蔵ハードデスクや可動デスクのような磁気デスク、光磁気デスク、CD‐ROMデスクを含む。今まで述べたものは何であれ、ASIC(特定用途向け集積回路)で補完、またはASICの中に組み込むことができる。
【0061】
本開示の多くの実施例を記述してきた。それでもなお、本開示の精神や展望から離れることなしに色々な変形物が作りうるということが理解できる。従って、他の実施は以下の請求範囲内にある。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
装置によって受信された無線テレビジョン信号の測定結果と前記装置によって受信された無線衛星位置決め信号の測定結果を生成するのに適合した測定モジュールと、無線テレビジョン信号の測定結果と無線衛星位置決め信号の測定結果に基づいて装置の位置を決定するのに適合した位置モジュールと、無線テレビジョン信号の測定結果と無線衛星位置決め信号の測定結果の少なくとも1つに基づいてクロック制御信号を前記装置に供給するのに適合した時間モジュールを含む装置。
【請求項2】
クロック制御信号に基づいて1つ又はそれ以上のクロック信号を供給するのに適合した発振器を更に含む請求項1に記載の装置。
【請求項3】
無線テレビジョン信号と無線衛星位置決め信号を受信するのに適合した受信器を更に含む請求項1に記載の装置。
【請求項4】
少なくとも1つのクロック信号に基づいて携帯電話信号を送受信するのに適合したトランシーバを更に含む請求項2に記載の装置。
【請求項5】
1つ以上のクロック信号に基づいて周期的時間基準信号を供給するのに適合し、トランシーバが更に周期的時間基準信号に基づいて携帯電話信号を送受信するのに適合した時間基準モジュールを更に含む請求項4に記載の装置。
【請求項6】
携帯電話信号を示すネットワーク信号を送受信するのに適合したネットワーク・インターフェイスを更に含む請求項4に記載の装置。
【請求項7】
装置によって受信される無線テレビジョン信号の測定結果と前記装置によって受信される無線衛星位置決め信号の測定結果を生成することと、無線テレビジョン信号の測定結果と無線衛星位置決め信号の測定結果に基づいて前記装置の位置を決定することと、無線テレビジョン信号の測定結果と無線衛星位置決め信号の測定結果の少なくとも1つに基づいて装置にクロック制御信号を供給することとを含む方法。
【請求項8】
クロック制御信号に基づいて1つ以上のクロック信号を供給することを更に含む請求項7に記載の方法。
【請求項9】
無線テレビジョン信号と無線衛星位置決め信号を受信することを更に含む請求項7に記載の方法。
【請求項10】
少なくとも1つのクロック信号に基づいて携帯電話信号を送受信することを更に含む請求項8に記載の方法。
【請求項11】
1つ又はそれ以上のクロック信号に基づいて周期的時間基準信号を供給することと、周期的時間基準信号に基づいて携帯電話信号を送受信することを更に含む請求項10に記載の方法。
【請求項12】
携帯電話信号を示すネットワーク信号を送受信することを更に含む請求項10に記載の方法。
【請求項13】
装置によって受信された無線テレビジョン信号の測定結果と装置によって受信された無線衛星位置決め信号の測定結果を生成することと、無線テレビジョン信号の測定結果と無線衛星位置決め信号の測定結果に基づいて前記装置の位置を決定することと、無線テレビジョン信号の測定結果と無線衛星位置決め信号の測定結果の少なくとも1つに基づいてクロック制御信号を前記装置に供給することを装置にさせること、を含む方法を行うためにコンピュータによって実行可能な命令を具体化する具体的なコンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項14】
方法がクロック制御信号に基づいて1つ以上のクロック信号を装置に供給させることを更に含む、請求項13に記載の具体的なコンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項15】
方法が少なくとも1つのクロック信号に基づいて携帯電話信号を装置に送受信させることを更に含む、請求項14に記載の具体的なコンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項16】
方法が1つ以上のクロック信号に基づいて周期的時間基準信号を装置に供給させることと、周期的時間基準信号に基づいて携帯電話信号を装置に送受信させることを更に含む請求項15に記載の具体的なコンピュータ読み取り可能な媒体。
【請求項17】
方法が装置に携帯電話信号を示すネットワーク信号を送受信させることを更に含む、請求項15に記載の具体的なコンピュータ読み取り可能な媒体。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公表番号】特表2011−523834(P2011−523834A)
【公表日】平成23年8月18日(2011.8.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−512588(P2011−512588)
【出願日】平成21年6月2日(2009.6.2)
【国際出願番号】PCT/US2009/046002
【国際公開番号】WO2009/149104
【国際公開日】平成21年12月10日(2009.12.10)
【出願人】(511093535)トゥルーポジション インコーポレイテッド (1)
【Fターム(参考)】