測位信号捕捉支援ウィンドウ評価のための方法およびシステム
【課題】測位信号捕捉支援ウィンドウ評価のための方法およびシステムの提供。
【解決手段】アシスト位置探索システムの測位信号捕捉支援ウィンドウの品質を検査する。捕捉支援ウィンドウの適合性は実観測に基づく移動局１０からの特定の位置測定の実観測に基づく知識あるいは仮想位置測定の知識を使用して検査される。基地局アルマナック管理装置ＢＳＡは移動局測定データを捕捉支援ウィンドウ・データと比較し、ウィンドウ品質値（ＷＱ）、或いは、ウィンドウ品質値の範囲を含む、比較に基づく結果を記録する。捕捉支援ウィンドウの生成に使用されるソース・データはウィンドウ品質値に従って調整される。
【解決手段】アシスト位置探索システムの測位信号捕捉支援ウィンドウの品質を検査する。捕捉支援ウィンドウの適合性は実観測に基づく移動局１０からの特定の位置測定の実観測に基づく知識あるいは仮想位置測定の知識を使用して検査される。基地局アルマナック管理装置ＢＳＡは移動局測定データを捕捉支援ウィンドウ・データと比較し、ウィンドウ品質値（ＷＱ）、或いは、ウィンドウ品質値の範囲を含む、比較に基づく結果を記録する。捕捉支援ウィンドウの生成に使用されるソース・データはウィンドウ品質値に従って調整される。
【発明の詳細な説明】
【優先権の主張】
【０００１】
本出願は２００４年１０月２１日出願の米国特許仮出願番号第６０／６２１,３８８号に優先権を主張する。
【技術分野】
【０００２】
開示される方法および装置は無線通信に係わり、そして特に、選択された信号を捕捉するに際し受信機を補助するために信号捕捉支援ウィンドウ（signal acquisition assistance window）・データを利用する無線システムに関わる。
【背景技術】
【０００３】
通信分野は、セルラ電話、個人向け通信システム（personal communication system）（ＰＣＳ）装置、及びその他の利用者装置（user equipment）（ＵＥ）、のような移動局（mobile station）（ＭＳ）のために、多くの事例において、精確な位置情報必要とする。全地球測位システム（Global Positioning Systems）（ＧＰＳ）は無線ＭＳ位置決定を実現することへのアプローチを提供する。これ等のシステムは地球を周回する軌道内の人工衛星（satellite vehicles）（ＳＶｓ）を用いる。ＧＰＳ利用者は、ＳＶから得られる情報を介して、３次元位置、速度、時刻を含む精確な航法情報を抽出することが出来る。
【０００４】
ＧＰＳを利用する位置測定は、軌道運動するＳＶからＧＰＳ受信機へ放送される、ＧＰＳ信号の伝搬遅延時間の測定に基づいている。ＧＰＳシステムの精度は、衛星のクロックと軌道パラメータを絶えず監視して補正する追跡局と連携し、それぞれの衛星のための衛星上の原子時計を使用して維持される。
【０００５】
それぞれのＧＰＳ ＳＶは２つの直接拡散符号スペクトル拡散信号をＬ帯中に送信する。１ｍｓｅｃ毎に送信されるそれぞれのＳＶのための符号周期当たり、１０２３ビットの固有の擬似雑音（pseudo-noise）（ＰＮ）符号、或いは、“チップ（chips）”が、ＧＰＳ受信機にどの衛星が所定のコードを送信しているかを判定させることが出来る。航法計算に有用な、システム状態情報と衛星軌道パラメータを含む５０ビット／秒のデータ・ストリームもまたそれぞれの搬送波上で変調されている。
【０００６】
ＧＰＳ受信機は、それぞれの信号に、時間整合性がありローカルに生成された該符号の複製を掛け合わせることによって、それぞれの信号からＰＮ符号変調の拡散効果を取り除く。これは逆拡散と呼ばれる。適切な時間整合、若しくは“コード位相”、（実質的にＳＶ信号の到着時間）は受信機の立ち上げ時には知られていない可能性が高いので、それは、ＧＰＳ受信機動作の初期の“捕捉”期間中に探査することによって決定されなければならない。
【０００７】
逆拡散が実行されると、それぞれの信号は中間搬送周波数において５０ビット／秒位相偏移変調された（phase shift keyed）（ＰＳＫ）信号から構成される。このＰＳＫ信号の正確な周波数は、衛星とＭＳの間の相対運動によって引き起こされるドップラー効果により、及び、ローカル受信機のＧＰＳクロック参照誤差により、不確定である。ドップラー周波数は信号の捕捉以前には通常未知なので、ドップラー周波数に対する探査は初期信号捕捉期間に実行されなければならない。コード位相オフセットに対する探査も、ドップラー周波数に対する探査に類似して、１０２３チップ・ウィンドウ内部で行われる。
【０００８】
ビット同期ループはデータ・ビット・タイミングを抽出し、そして結局はデータ・ストリームが検出される。一旦、少なくとも４個の衛星からの信号が捕捉されそして自動追尾されるようになり、コード位相測定が行われ、そして、十分な数のデータ・ビット（ＧＰＳ時間基準および軌道パラメータを決定するのに十分な）が受信されると、位置計算が実行されることが可能になる。もし十分多いドップラー測定も利用可能であれば、速度計算が行われることが可能である。
【０００９】
信号の捕捉は大量の時間及び／又はハードウェア原資を必要とするという不利益を蒙る。ＧＰＳ受信機は、ＳＶ信号を探し出すために、全ての衛星のＰＮ系列、全てのコード位相仮定、及び、全てのドップラー周波数偏移に亘って探査しなければならない。このことは最大３２個のＳＶ、１０２３個のコード仮定、及び、１０ｋＨｚの周波数偏移に及び調べ上げることを意味する。系統的に調べられると、信号捕捉は数分要することがある。信号捕捉時間を低減する１つの方法は、より高い費用、サイズ、及び、電力消費を費やして、並列信号捕捉ハードウェアを使用することである。
【００１０】
信号捕捉遅延を低減するために、ＳＶ信号を捕捉するに際して受信機を補助するための情報が提供されることが出来る。このような捕捉支援（acquisition assistance）（ＡＡ）情報は、受信機が信号を探すために探査されなければならない空間を狭めることを可能にする。このＡＡデータは、一般に、予期されるドップラー情報および予期されるコード位相情報から構成される。ドップラー値は可能なＭＳの運動に応じて変化する、従って、それぞれのＳＶに対する予想ドップラー値は所定の位置に対して極めて正確に決定されることが出来るけれども、一般に、ドップラー不確定ウィンドウは可能なＭＳの運動の範囲についての前提によってセットされ、そして、それと比較してＭＳ位置の知識にはほとんど頼らない。予期されるコード位相情報は一般に、それぞれのＳＶに対する予期されるコード位相および固定サイズのコード位相ウィンドウ、ＭＳは該ウィンドウ上で探査すると期待される、から構成される。
【００１１】
システム内部の別の情報源から提供される情報の支援を用いて、ＳＶ ＧＰＳ信号のような、受信機が要求に応じて位置探索のために測距信号を調べるシステムは、一般に、“無線アシスト位置探索（wireless assisted position location）”システムと呼ばれる。無線アシスト位置探索システムの１例はＧＰＳ受信機を備え、基幹通信回線網と通信する１又は複数の基地局（base station）（ＢＳ）と通信する、ＭＳである。該ＭＳは信号ＡＡデータを該ＭＳに提供する位置決定モジュール（position determination module）（ＰＤＭ）とも通信する。
【００１２】
ＡＡデータ・コード位相とドップラー・ウィンドウを用いてもなお、ＭＳはＳＶ信号を必ずしも常に捕捉出来るとは限らない。このことは、ＳＶ信号があまりにも微弱であったか、若しくは、雑音により損壊を受けたために、生ずることがある。ＰＤＭにより提供されるＡＡデータ・ウィンドウが時間（コード位相）及び／又は周波数を誤って設定された、ということもあり得る。例えば、ＰＤＭにより提供されるコード位相ウィンドウが、全１０２３チップ・コードの誤った部分でＳＶ信号を探査するようＭＳに命令した可能性がある。ＡＡデータ・ウィンドウがあまりにも小さすぎたことによって、ＭＳは正しい時間及び／又は周波数で探査することが出来なかった可能性がある。それに代わって、ＡＡデータ・ウィンドウがあまりにも大きすぎたことによって、大量の調査時間を要した可能性がある。その例では、ＭＳが探査のために許された割り当て時間はＳＶ信号を捕捉する前に切れたことがあり得る。
【００１３】
一般的な無線アシスト位置探索システムは測定レベルでのＡＡデータの品質をモニタしない、その代わり、解空間における全体的な無線システムの動作を見る。ＡＡデータの品質、特に、ＰＤＭによってＭＳに提供される捕捉支援ウィンドウの適合性、をモニタするシステム及び方法に対する必要性が存在する。
【発明の概要】
【００１４】
本明細書で説明されるシステムと方法は、アシスト位置探索システムのために、測位信号捕捉支援ウィンドウ品質を評価する。１つの方法では、移動局の位置測定データが提供され、次いで、捕捉支援ウィンドウ（acquisition assistance window）と比較される。位置測定データは、移動局からの実測測定データ、若しくは、仮想測定データ（hypothetical measurement data）の何れかである。移動局によって提供される位置測定データは、距離測定データ、タイミング・データ、ドップラー周波数、及び／又は全地球測位システム測定データを含む。位置測定データを捕捉支援ウィンドウと比較すると、捕捉支援ウィンドウが移動局に送信された時間と移動局の測定が決定された時間との間の送信機伝播が明らかにされる。
【００１５】
位置測定データと捕捉支援ウィンドウとの間の比較は、該測定が該ウィンドウの中に入るのか或いは外に外れるのか、を判断することを含む、そして、ウィンドウ品質値（window quality value）が該比較に基づいて該ウィンドウに割り当てられる。好都合なことに、これ等の結果はウィンドウ生成で使用されるソース・データを調整する際の使用のために記録される。
【００１６】
移動局の位置測定データと捕捉支援ウィンドウとの間の比較は、測定毎を基準として、セクタ若しくはセクタのグループ上で、通信システムを基準として、或いは、任意の地理的領域（geographic region）を基準として、実行されることが出来る。ウィンドウ品質の評価、及び、ウィンドウ生成に際し使用されるソース・データに対する調整は、同様に、測定毎に、セクタ若しくはセクタのグループ上で、通信システム上で、或いは、任意の地理的領域で、実行されることが出来る。
【００１７】
仮想測定が捕捉支援ウィンドウと比較されると、仮想に関連する不確定さが考慮される。従って、該不確定さによるウィンドウ品質値の範囲が生成される。ウィンドウ品質値の該範囲および比較によるその他の結果は記録され、そして、捕捉支援ウィンドウを生成するのに使用されたソース・データはそれに応じて調整される。
【００１８】
別の方法は、実測移動局位置測定データを捕捉支援ウィンドウと比較すること、及び、仮想移動局位置測定データを捕捉支援ウィンドウと比較すること、を含む。ウィンドウ品質値はそれぞれの比較に基づいて決定される。２つのウィンドウ品質値の間の大きな差は測距誤差を示す。
【００１９】
本明細書で説明されるシステムは、送信機、移動局受信機、送信機信号捕捉支援データの生成で使用される送信機情報のアルマナック（almanac）を有する位置決定モジュール、及び、移動局の測定と位置情報の実観測に基づく知識（a posteriori knowledge）に従って位置決定モジュールのアルマナックを管理および更新するためのコンピュータを含む。該コンピュータは、捕捉支援ウィンドウの内部および外部への移動局受信機の成功および失敗した送信機信号捕捉と同様に、移動局位置測定データと捕捉支援ウィンドウの比較に基づく捕捉支援ウィンドウ品質値を記録する。
【００２０】
本明細書で説明される別の方法は、実観測に基づく移動局位置測定データを測位信号捕捉支援ウィンドウと比較することによって、測位信号送信機および移動局測位信号受信機を有するアシスト位置探索システムのために、捕捉支援ウィンドウ品質値を評価すること、及び、該比較に基づく結果を記録すること、を含む。該比較に基づく結果を記録することは、捕捉支援ウィンドウの内部および外部への移動局受信機による送信機信号捕捉の成功および失敗を記録すること、及び／又は、該比較に基づいて捕捉支援ウィンドウ品質値生成すること、を含む。捕捉支援ウィンドウを生成する際に使用されるソース・データは該比較に基づいて調整される。
【００２１】
開示される方法及び装置の実施形態は下記の図面で示される。該図面において同じ参照番号及び名称は同じ若しくは同様のパーツを指している。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１はサービスする基地局および人工衛星と通信する移動局の位置不確定範囲を決定するための簡単化された略図を図示する。
【図２】図２は捕捉支援ウィンドウ品質値（ＷＱ）を割り当てる方法を図示する。
【図３】図３は、コード位相捕捉支援ウィンドウ品質値（ＷＱＣＰ）を決定するための、実測又は仮想位置測定データと捕捉支援ウィンドウ・データとの比較の概要を示す。
【図４】図４は、ドップラー周波数捕捉支援ウィンドウ品質値（ＷＱＤ）を決定するための、実測又は仮想位置測定データと捕捉支援ウィンドウ・データとの比較の概要を示す。
【図５】図５は、実測位置測定データから決定されたウィンドウ品質値（ＷＱ−ａ）と仮想データから決定されたウィンドウ品質値（ＷＱ−ｈ）との比較の概要を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本明細書で説明される方法およびシステムは、信号を捕捉するに際して受信機を補助するために捕捉支援データを利用する、無線アシスト位置探索システムのような、システムに対して適用可能である。多くの無線アシスト位置探索システムは全地球測位システム（ＧＰＳ）人工衛星（ＳＶ）信号を捕捉および利用することが出来る。しかしながら、本明細書で説明される方法およびシステムは、捕捉支援情報を利用する、任意の位置探索システムに適用可能である、ということは当業者等には理解される。任意の通信無線インタフェースも又利用されることが可能なことは当業者等には理解される。測距或いは計時目的のために捕捉されることを必要とする信号はＣＤＭＡ或いはＧＳＭ（登録商標）に限定されることはなく、その他の型を含むことが可能である。
【００２４】
測距信号もまたＧＰＳ ＳＶ信号には限定されない。例えば、基地局（ＢＳ）信号は通常測距のために使用され、そして、測距信号は通信信号である必要はない。信号は他の衛星、例えばグロナスやガリレオ衛星航法システム、の測距システムからも送信されることが出来る。任意の送信機は、ＳＶが本明細書中で処理されるのと同様に、その様な送信機からの信号の捕捉を補助するために抽出され、獲得されそして処理される捕捉支援情報を用いて、処理されることが出来る。
【００２５】
信号捕捉と測距目的双方のために、選択された通信信号のタイミングに関する情報は有益である。所与の信号の認識可能な特徴の到着を期待できる時を確かめることは有益で、その結果、該信号のための探査は限定された時間しか要しない、そして、様々な信号の到着時間を互いに関して出来る限り正確に決定することも又有益である。この後者の情報は測距目的のために使用されることが出来る。これ等のタイミング問題は共に信号の認識可能な特徴の“到着時間”に関わる。
【００２６】
通信システムに関する専門家は、このような到着時間情報は多くの場合信号の“コード位相”と同等であることを理解する。該“コード位相”は受信されたコードと参照時間で開始する同じコードとの間の位相偏移によって到着信号のタイミングを説明する。従って、信号の“コード位相”を識別することは実効的に信号の“到着時間”を識別することであって、到着時間を得るためにはコード位相に信号の周波数を乗算することを求めるのみである。これ等２つは極めて密接にそして単純に関連しているので、“到着時間”は殆ど “コード位相”に置き換えられる。“到着時間”という用語はしばしば位置探索システムで使用され、特に、通信システムのコードの側面を共有しないシステムで使用される。
【００２７】
当業者等は、適切なクロックおよび位置情報が与えられれば、“擬似距離（pseudorange）”、或いは衛星または他の送信機までの距離、がコード位相から導出されることが出来る、或いはコード位相が擬似距離から導出される、こともまた理解する。従って、“擬似距離”と“コード位相”も同様にしばしば交換して使用される。コード位相、擬似距離、到着時間およびドップラー周波数を決定する方法は当業者等には周知である。本明細書で説明される方法およびシステムは、これ等の値を決定するためのどのような特定の方法にも限定されることはない。
【００２８】
更に、用語“コンピュータ”は本明細書では、一般に、プログラム可能な装置またはプログラム可能な装置と通信する端末、移動局のようなプログラム可能な無線ハンドヘルド、或いは、ＰＤＭのようなサーバ、のことを指し、それ等は、当業者には周知のように、プロセッサ又はその他の同等のハードウェアを有する。本明細書中で言及される、それぞれの“コンピュータ”、“ハンドヘルド装置”若しくは“サーバ”は、本明細書中で説明される機能を実行するために必要な“コンピュータ可読”媒体を含むか、若しくは、必要なコンピュータ可読媒体と通信する。用語“コンピュータ可読媒体”はプロセッサに実行のための命令を与えるに際して関与する任意の媒体を指す。本明細書で使用されるように、用語“コンピュータ命令”はプロセッサに通信されることが出来る命令のセットを指す。
【００２９】
“コンピュータ可読媒体”は多くの形態をとることが出来て、“不揮発性媒体”、“揮発性媒体”、及び“伝送媒体”を含むがこれ等に限定されない。“不揮発性媒体”は、例えば、記憶媒体のために使用されるような、光学若しくは磁気ディスク、を含む。“揮発性媒体”はダイナミック・メモリを含む。“コンピュータ可読媒体”の通常の形式は、フロッピー（登録商標）・ディスク、フレキシブル・ディスク、ハード・ディスク、磁気テープ、その他磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ或いはその他の光学媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ、及び、その他のメモリ・チップ又はカートリッジ、搬送波、或いは、コンピュータ又はプロセッサが読み出すことが出来る任意の媒体、それ等の用語は当業者には公知である、を含む。データベース、データ、及び／又は記録は、コンピュータ可読媒体上に記録または記憶されることが出来る。本明細書で使用される用語“データ”は情報を指す。例えば、測定“データ”は測定に関連付けられる、測定から導出される、或いは、測定に関係する、任意の情報を指す。
【００３０】
本明細書で方法およびシステム、及び、関連する背景を説明するに際し、下記の記号が使用される。
【００３１】
＊ ＲはＭＳ位置の不確定範囲の半径である
＊ ｂＳＶはＳＶのクロック・バイアスである
＊ ｂＭＳはＭＳのクロック・バイアスである
＊ ｂ∧ＭＳは推定されたＭＳのクロック・バイアスである
＊ ｂ〜ＭＳはＭＳのクロック・バイアスの不確定である
＊ Δｆ∧ＭＳは推定されたＭＳ周波数偏移である
＊ Δｆ〜ＭＳは推定されたＭＳ周波数偏移における不確定である
＊ ｆＳＶはＳＶのドップラーである
＊ αはＳＶの仰角である
＊ ｃは光の速さである
＊ ｆｃはチップ・レート（ＧＰＳ Ｃ／Ａコードに対しては１．０２３ＭＨｚ）である
＊ ｒ→ＢＳ＿ＳＶはＢＳからＳＶを指すベクトルである
＊ ｒ→ＭＳ＿ＳＶはＭＳからＳＶを指すベクトルである。
【００３２】
一般的な無線アシスト位置探索システム、例えば、アシストＧＰＳ（ＡＧＰＳ）システム、では、衛星ＧＰＳ信号のためのＡＡデータはＰＤＭによって移動局に提供される。ＡＡデータを作るための情報は、ＰＤＭの中の、しばしば“基地局アルマナック（base station almanac）”（ＢＳＡ）と呼ばれる、ローカル実時間データベースの中に記憶される。該ＰＤＭはサービスするセルの識別符号およびＭＳによって提供されるその他の情報に基づいてＡＡデータをＭＳに提供する。基地局アルマナック管理装置は所定の通信回路網の全てのＰＤＭのために該ＢＳＡを保持しそして更新する。
【００３３】
ＳＶ信号を捕捉するに際しＧＰＳ受信機を支援するために、コード位相ウィンドウ、ドップラー周波数ウィンドウを含む、様々なＡＡ情報がＭＳに伝達されることが出来る。この情報は、どの時間および周波数でＳＶ信号を“探査”すべきなのか、そして又、どの信号を探査すべきなのか、をＭＳに報せる。ＡＡデータをＰＤＭからＭＳに提供するための手順は種々の位置探索シグナリング標準に明示されており、ここでは議論されない。
【００３４】
一般的には、ＡＡデータは、該ＭＳが現在何処に所在するか、そして、その時点でのＭＳのクロック状態、に関するＰＤＭの最良の知識から抽出される。ＰＤＭがＭＳのために所在地評価を決定する１つの方法はネットワークを基礎にする距離測定を介する。パイロット位相測定（pilot phase measurements）（ＰＰＭｓ）としても知られる、ネットワークを基礎にする距離測定、或いは、ＩＳ−９５及びＩＳ−２０００通信回路網におけるアドバンスト・フォワード・リンク・トリラテレーション（advanced forward link trilateration）（ＡＦＬＴ）測定、はセルの塔アンテナまでの距離測定である。パイロット位相測定はＭＳに対する程好く精確な位置およびクロック状態を決定するのに有用である。一旦この状態が知られると、ＰＤＭは信号捕捉探査ウィンドウ・サイズを劇的に縮小することが出来る、従って、探査時間を低減しそしてより精確な解を提供する。たとえＰＰＭのセットがＭＳに対する航法解を生成するのに十分でないとしても、ＡＡデータは一般的には該ＰＤＭが所在する既知のセクタに対するカバレージ・エリアの情報に基づいている。この情報に基づき、予測されるコード位相、関連するコード位相ウィンドウ、予測されるドップラー周波数、及び、関連するドップラー周波数ウィンドウ、を含むＡＡデータがＰＤＭによってＭＳに提供される。
【００３５】
図１を参照すると、簡単化された略図は無線アシスト位置探索システムの例を示す。ＭＳ１０はサービスするＢＳ、或いは基地送信局（base transmitting station）（ＢＴＳ）、１２のカバレージ・エリア内に所在し、そして、ＢＳ１２と通信する。ＢＳ１２は基幹通信回線網のＰＤＭ１４と通信する。ＰＤＭ１４は、ＰＤＭ１４と通信するＢＳＡ管理装置１５によって管理および更新されるＢＳＡのローカル・コピーを記憶する。ＰＤＭ１４とＢＳＡ管理装置１５は共にコンピュータ又はサーバである。ＭＳ１０は、例えばこれ等に限定されるものではないが、ＵＭＴＳ、ＣＤＭＡ、或いはＧＳＭモデム、のような双方向通信のための適切なハードウェア、例えばこれ等に限定されるものではないが、ＧＰＳ受信機およびＧＰＳクロックのような位置探索システム、及び、例えばこれ等に限定されるものではないが、中央演算処理装置、コンピュータ可読媒体、及び、適切なコンピュータ命令、のようなプログラム制御、を含む。
【００３６】
通信路内に中継所がない場合のように、サービング・アンテナはサービスする基地局から直接作動すると仮定すると、ＢＳ１２のカバレージ・エリアの近似的な第１概算は、ＢＳアンテナに中心を置かれた円１８内部の領域１６である。ＭＳ１０の所在地探査のための不確定領域はこのカバレージ・エリア１６と一致する。ＳＶ２０のアンテナとＭＳ１０のアンテナとの間で通信される信号に対して予測されるコード位相は、当業者等には公知の技術によって、幾何学的に計算されることが出来る。
【００３７】
例えば、最大コード位相２２はＳＶ２０からサービスするセル１６の最遠地点までの距離に対応する、他方、最小コード位相２４はＳＶ１４からサービスするセル１６の最近接地点までの距離に対応する。最大コード位相と最小コード位相との間の差はＰＤＭ１４によってＭＳ１０に提供されるコード位相ウィンドウであることが出来る。従って、コード位相ＡＡウィンドウのサイズ、或いは、コード位相予測の不確定さ、はＳＶ２０の仰角を考慮に入れると、図１ａのＢＳのサービング・アンテナ１２のカバレージ・エリア１６の直径に対応する。予測されるコード位相はこのコード位相ウィンドウの中心にある。同様に、ドップラー・ウィンドウのサイズはサービング・アンテナのカバレージ・エリア１６に対応する、その理由は静止しているＭＳに対するドップラー周波数はカバレージ・エリア内の様々な地点で変化するからである。ＭＳが利用するドップラー・ウィンドウ・サイズはＭＳ１０とＳＶ１４の相対運動に基づく、そして、ＭＳの運動単独によるウィンドウ・サイズの部分はしばしばより大きな構成部分である。
【００３８】
ＣＤＭＡシステムにおいて、例えば、ＭＳはコード位相Ｐを観測する。Ｐは一般に次式のように表されることが出来る。
【数１】
【００３９】
予測されるコード位相、Ｐ∧、は次式のように表されることが出来る。
【数２】
【００４０】
そして、ウィンドウ・サイズ、Ｗ、は次式のように表されることが出来る。
【数３】
【００４１】
コード位相ウィンドウＷを表す値はＰＤＭ１４からＭＳ１０へと送信され、通信回線網のプロトコルに対する標準的なメッセージ・フォーマットで、総探査ウィンドウ・サイズを表す。予測されるコード位相、Ｐ∧及びウィンドウ・サイズ、Ｗ、は他の方法或いは公式によって決定される又は計算されることが出来ることは当業者等によって理解される。これ等のパラメータは上記で説明された例および公式による計算結果には限定されない。２００１年７月２０日出願の“無線通信回路網におけるＧＰＳ衛星信号捕捉支援システム及び方法”と題する米国特許出願番号第０９／９１０,３６１号は衛星信号捕捉支援に関する更なる説明と背景を提供し、そして、本明細書中に参照として組み込まれる。
【００４２】
ＰＤＭ１４によってＭＳ１０に提供されるＡＡドップラー探査ウィンドウはＳＶ信号のドップラー周波数偏移に対する探査を狭める。予測されるドップラー、Ｄ∧、は次式のように導かれることが出来る。
【数４】
【００４３】
そして、ドップラー探査ウィンドウ、ＷＤ、は次式のように計算されることが出来る。
【数５】
【００４４】
ここに、ｑ１は所在地不確定を原因とする因子である。一般的にはｑ１＝１０−３Ｈｚ／ｍが使用される。予測されるドップラー、及び、ウィンドウ・サイズ、ＷＤ、は他の方法或いは公式によって決定される又は計算されることが出来ることは当業者等によって理解される。これ等のパラメータは上記で説明された公式による計算結果には限定されない。２００１年７月２０日出願の“無線通信回路網におけるＧＰＳ衛星信号捕捉支援システム及び方法”と題する米国特許出願番号第０９／９１０,３６１号、も参照されたい。
【００４５】
前述のように、一般的なアシスト位置探索システムはＭＳに提供されるＡＡデータの品質をモニタしない。ＡＡウィンドウが余りにも小さく或いは余りにも大きく、誤って配置されたために、意味のある或いは効率的なＳＶ信号捕獲支援を提供できないことがある。本明細書で説明されるＧＰＳ ＡＡウィンドウ評価のための方法及びシステムは、特定の又は仮想的な測定及び位置情報の実観測に基づく知識（a posteriori knowledge）を利用してＡＡウィンドウの適合性を調査する。この評価から得られる情報はＢＳＡ管理を助けそしてＡＡデータ生成を改善する。ＢＳＡ管理装置１５はＭＳの測定データをＡＡウィンドウ・データと比較し、例えばＡＡデータ・ウィンドウの内部なのか或いは外部なのか信号捕捉の成功および失敗というような比較に基づく結果、該結果に関連付けられる不確定さ、及び、ＡＡウィンドウ品質値（ＷＱ）を記録する。ここで使用されたように、用語“ウィンドウ”は、それがＡＡウィンドウであれ、若しくは、測定された又は仮想されたデータとＡＡウィンドウとの間の比較を実行するために必要であるとして該ウィンドウから抽出されるデータであれ、何れのウィンドウをも指す。ＢＳＡ管理装置は、ウィンドウ品質値に基づいてＡＡウィンドウの生成の際使用される、ソース・データの調整も行う。
【００４６】
図２は、コード位相あるいはドップラー周波数のためのＡＡウィンドウに、ウィンドウ品質値（ＷＱ）を割り当てる例を図示する。ＡＡウィンドウ、例えば、コード位相ウィンドウあるいはドップラー・ウィンドウ、は中央値又は予測値ｘを有し、ｘ−ｗとｘ＋ｗの範囲を張る。ウィンドウの中心ｘは０と指定される、他方、ウィンドウの最小値は−１００と指定され、そして、ウィンドウの最大値は１００と指定される、その間の全ての値は整数を直線的に割り当てられる。値は、１００超および−１００未満に、同様に直線的に連続する。
【００４７】
位置測定データとＡＡウィンドウの間の相関はＡＡウィンドウの精度或いは品質を決定する。もし、ＭＳ又は他の方法で決定された、位置測定データがウィンドウの内部に入るならば、その場合、−１００＜ＷＱ＜１００．もし位置測定データがウィンドウの外部に外れるならば、その場合、｜ＷＱ｜∃１００。｜ＷＱ｜が大きいほどウィンドウ品質は低下する。位置測定データとクロック状態が信頼できるとすれば、その場合、ウィンドウ品質も又信頼できると考えられる。多数の様々な番号付法またはその他の方法論が位置測定データに基づいてＡＡウィンドウにウィンドウ品質値（ＷＱ）を割り当てるために使用されることが出来ることは当業者等によって認識されている。図２に表されたＷＱに値を割り当てる方法はどの特別なスキームにも限定されない。
【００４８】
ＡＡウィンドウの品質を評価するための第１の方法では、実測ＧＰＳコード位相、又は擬似距離が、ＳＶ信号の捕捉を介して、ＭＳにとって利用可能である。この例では、実測の、既知のコード位相と過去にＭＳに供給されたＡＡコード位相ウィンドウとの間の比較が行われ、そして、ウィンドウ品質値（ＷＱ）が該比較を表すために生成される。（図３参照。）
ＡＡウィンドウの品質を評価するための第２の方法では、実測ＧＰＳコード位相、又は擬似距離、はＭＳにとって利用可能ではない。この例では、仮想ＧＰＳコード位相が決定され、そして、ＭＳに提供されるＡＡコード位相ウィンドウと比較される、そして、ウィンドウ品質値（ＷＱ）が該比較を表すために生成される。（再び図３参照。）第１或いは第２いずれかの方法で、ドップラー周波数ウィンドウ品質値も又生成される。（図４参照。）測距誤差は、実測ＧＰＳ測定データと仮想ＧＰＳデータの双方が、互いとの比較又はＡＡウィンドウとの比較の何れかによって、考慮される、ハイブリッド法を介して検出されることが出来る。（図５参照。）
図３を参照すると、略図はコード位相ＡＡウィンドウ・データ品質を評価する方法の概要を表す。ＧＰＳコード位相ウィンドウ・データ、擬似距離ウィンドウ・データ、或いは到着時間ウィンドウ・データのような、捕捉支援ウィンドウ・データ３０は、ＭＳによって提供される実測位置測定データ３２と共に、コンピュータ３４に入力されて両者を比較する。ＭＳによって提供される測定データ３２は、ＡＦＬＴ又はＰＰＭデータのような地上の距離測定、コード位相、擬似距離、又は到着時間のようなＧＰＳ測定、ドップラー周波数データ、或いはこれ等の任意の組合せ、を含む。ここで使用されたように、用語“測定データ”はＭＳによって提供されたデータから導出されたデータと同様にＭＳによって提供されたデータを含む。測定データは実測であって良いし、予測される又は仮想されても良い。例えば、コード位相はＭＳによって提供される擬似距離或いは到着時間からコンピュータによって決定されることが出来る。比較を実行するコンピュータ３４はＢＳＡ管理装置１５（図１参照）のような任意の適切なコンピュータ或いはサーバ、ＰＤＭ、或いはその他のコンピュータである。
【００４９】
もしそれぞれのＳＶに対するＧＰＳ実測データがＭＳから入手可能であるならば３６−というのはＡＡウィンドウ・データ及びＭＳ測定データは一般にＳＶのグループに関して送られるからである−、コード位相ウィンドウ品質値（ＷＱＣＰ）は該測定データをＡＡコード位相ウィンドウと比較することによって決定される３８。（例えば図２参照。）もし実測値が該ウィンドウの内部に入るならば、その場合、ウィンドウは、測定値と予測値との間の相関に従い、−１００と＋１００の間の何処かにウィンドウ品質値（ＷＱＣＰ）を割り当てられる。もし実測値が該ウィンドウの外部に外れるならば、その場合、ウィンドウは、測定値と予測値との間の相関に従い、−１００未満または＋１００超の間の何処かにウィンドウ品質値（ＷＱＣＰ）を割り当てられる。
【００５０】
ＷＱＣＰを決めるために、測定された、又は、実測ＧＰＳコード位相をＡＡコード位相と比較する場合、ＳＶ伝搬が考慮される。例えば、時刻ｔ１に捕獲支援はＭＳに次式で定義される特別なコード位相ウィンドウ内で探査することを命ずることが出来る。
【００５１】
Ｗ＝ｘ＋／−ｗ，
（６）
該コード位相はドップラーｄｘ／ｄｔを有し、ｄｘ／ｄｔは、ＳＶの移動がコード位相に時間に関する変化を誘起するが故の、ｘの変化率である。従って、システムは時刻ｔ１とｔ２との間のＳＶの伝搬を考慮しなければならない、ここに、ｔ２はＭＳがコード位相ｙを実際に測定する時刻である。時刻ｔ２においてＭＳで測定されたコード位相ｙを、時刻ｔ１においてＭＳに送られたＡＡコード位相ウィンドウと比較するために、システムは、時刻ｔ２において測定されたコード位相ｙを、伝搬されたＡＡコード位相ウィンドウ（ＷＰ）と比較する。ここで、
ＷＰ＝ｘＰ＋／−ｗ，
（７）
ここに、ｘＰ＝ｘ＋ｄｘ／ｄｔ（ｔ２−ｔ１）
（８）
ＭＳで測定されたコード位相ｙと伝搬されたＡＡコード位相ウィンドウＷＰとの比較は、ＡＡコード位相ウィンドウがＭＳに送信された時刻とＭＳが受信されたコード位相を測定した時刻との間に生じた、ＳＶの伝搬を考慮に入れている。この比較はウィンドウ品質値（ＷＱＣＰ）を決める３８ために使用される。
【００５２】
もし実測コード位相がＡＡコード位相ウィンドウの中に入るならば４０、その場合、“ウィンドウ内成功（succeeded in window）”（ＳＩＣＰ）の記録がＷＱＣＰ値と共に行われる４２。これは、ＡＡコード位相ウィンドウが十分に精確であって、ＡＡコード位相ウィンドウの生成で使用されるソース・データに対して調整がなされる必要がない、ということを示す。
【００５３】
もし実測コード位相がＡＡコード位相ウィンドウの外に外れるならば４４、その場合、 “ウィンドウ外成功（succeeded outside window）”（ＳＯＣＰ）の記録がＷＱＣＰ値と共に行われる４６。これは、ＭＳはＡＡコード位相ウィンドウの外でＳＶ信号を探査した、しかしそれにもかかわらず該信号を捕捉した、ということを示す。もしそうであるならば、ＡＡウィンドウは余りに小さすぎたか或いは誤った配置にあったかの何れかであったはずである。例えば、ＡＡコード位相ウィンドウはチップ・コードの誤った部分に配置されていた可能性がある。これが生ずる場合、ＡＡウィンドウは精度を評価されるべきであり、そして、ＡＡウィンドウの生成で使用されたソース・データは必要なものとして修正されるべきである４７。ＳＩＣＰ、ＳＯＣＰ、及びＷＱＣＰ値の記録は適切なコンピュータ可読媒体上で行われる。
【００５４】
特定の衛星に対する実測ＧＰＳ測定データが、例えば、これに限定されるわけではないが、ＭＳによって衛星信号が殆ど検出されない場合のように、入手できない場合４８があり得る。その場合、システムは該特定の衛星に対して仮想コード位相を決定する５０。例えば、８個以上の衛星が地平線上にあり従ってそれ等は潜在的にはＭＳにとって利用可能であるけれども、ＭＳはただ４個の衛星からの信号を捕捉できるとする。ＭＳ位置は４個の利用可能な衛星から受信された信号に基づき行列代数を使用して計算されることが出来る、そして次に、他の４個の衛星のそれぞれに対する仮想擬似距離と対応するコード位相がＭＳの位置決定、ＭＳのクロック・バイアス、及び、既知のＳＶ位置と既知のＳＶクロック・バイアス、に基づいて決定されることが出来る。
【００５５】
ＧＰＳデータがＭＳにとって入手され得ない別の例では、ＭＳに対する真の位置が、例えば測量または地図のような、代替情報源を介して得られることがある。その場合、ＭＳ位置は、１又は複数のＳＶから実測して得られるＧＰＳ測定単独で可能なよりも、更により精確に知られることが出来る。少なくとも１つのＧＰＳ距離測定またはネットワーク距離測定と併せて、ＭＳクロック・バイアス推定にとって必要とされるそのような真実の位置は、次に、擬似距離を仮想するために、そして、検出されない全てのＧＰＳ ＳＶ信号の関連コード位相を仮想するために、使用されることが出来る。
【００５６】
ＡＦＬＴ若しくはＰＰＭのような地上における距離測定も又ＭＳ位置を提供する。ＭＳに対する最終的な位置決定は、地上における距離測定、ＢＴＳカバレージ・エリア情報、ＧＰＳ測定、或いは、これ等の組合せを介して、判断されることが出来る。一旦最終的なＭＳ位置が決定されそしてＭＳのクロック・バイアスが知られると、選択されたＳＶへの擬似距離および関連するコード位相を仮想することが出来る。
【００５７】
最終的なＭＳ位置の誤差或いはＭＳクロック・バイアス或いは双方による不確定さは、ＳＶへの擬似距離とコード位相を仮想する場合に、明らかにされる。例えば、位置又はクロック・バイアスにおいて、１００ｍ或いはそれ以上の誤差があったとする。この場合、仮想擬似距離は同様な量だけ不精確である。仮想コード位相の不確定さはウィンドウ品質値の範囲を作るＡＡコード位相ウィンドウとの比較を不明瞭にする。仮想コード位相の不確定さは、位置決定の実観測に基づく共分散行列から計算され、関心のあるＳＶの方向に投影される。該実観測に基づく共分散行列は単位分散によるアプリオリ共分散を伸縮することによって計算されることが出来る。両方の測定基準は共にＧＰＳ航法の専門家達には周知である。
【００５８】
ＷＱＣＰ値の範囲５２は、位置又はクロック・バイアス誤差による仮想コード位相の不確定さを考慮して、仮想コード位相をＡＡコード位相ウィンドウと比較することによって決定される。ＡＡコード位相ウィンドウがＭＳに送信される時刻と仮想コード位相が決定される時刻との間に生ずるＳＶ伝搬も又考慮に入れられる。
【００５９】
もし仮想コード位相の範囲がＡＡコード位相ウィンドウの内部に入るならば５４、その場合、“ウィンドウ内失敗（failed in window）”（ＦＩＣＰ）の記録がＷＱＣＰ値の範囲と共に行われる５６。最終的な測位誤差又はクロック・バイアス、又は双方、による仮想コード位相の不確定さも同様に記録される。“ウィンドウ内失敗”は、衛星信号が、低い信号強度、過剰な雑音、低い移動受信機の感度、及び／又はその他の因子により、アクセス不能であったことを示すことが出来る。或いはそれに代わり、ＡＡコード位相ウィンドウ内失敗は、ＡＡコード位相ウィンドウが余りにも大きすぎたこと、そして、該ウィンドウ内で信号を探査するためにＭＳに割り当てられる時間が信号を捕捉する前に終了したこと、を示すことが出来る。この場合、ＡＡウィンドウの生成に使用されたソース・データは調整を要求することが出来る６２。
【００６０】
仮想コード位相がＡＡコード位相ウィンドウの外部に外れる場合５８、“ウィンドウ外失敗（failed outside window）”（ＦＯＣＰ）の記録がＷＱＣＰ値の範囲と共に行われる６０。最終的な測位誤差又はクロック・バイアス、又は双方、による仮想コード位相の不確定さも同様に記録される。“ウィンドウ外失敗”はＡＡウィンドウが余りにも小さすぎる、或いは、誤って配置されていること、従って、ＭＳはウィンドウの内部で信号を捕捉出来ないこと、を示すことが出来る。この場合、ＡＡウィンドウは精度を評価されるべきであり、そして、ＡＡウィンドウの生成に使用されたソース・データは必要なものとして修正されるべきである６２。もしＡＡウィンドウ・データが特定のセル・セクタの大きさと位置に基づいているならば、その場合、ＢＳＡに記憶されている、該セクタのカバレージ・エリアは疑問があり得る。セクタのカバレージ・エリア半径を決めるための方法は公知であり、従って、ここでは議論されない。もしＡＡウィンドウ・データが過去の測位に基づいているならば、その場合、誤差評価、或いは、誤差評価の利用法、も又疑問があり得る。
【００６１】
仮想測定における不確定さのために、結果生じるウィンドウ品質値の範囲は、部分的にＡＡコード位相ウィンドウの内部に入りそして部分的に外部に外れる（ＦＰＣＰ）、ことがあり得る６６。その場合、失敗の記録が、ＷＱＣＰ値の範囲、及び、最終的な位置測定誤差又はクロック・バイアス、又は双方による仮想コード位相の不確定さ、と共に行われる。
【００６２】
ＦＩＣＰ、ＦＯＣＰ、ＦＰＣＰ及びＷＱＣＰ値の記録は適切なコンピュータ可読媒体上で行われる。最終的な測位誤差又はクロック・バイアス、又は双方、による仮想コード位相の不確定さも適切なコンピュータ可読媒体上に同様に記録される。
【００６３】
図４を参照すると、略図はドップラー周波数ＡＡウィンドウ・データ品質を評価する方法の概要を表す。ドップラー周波数捕捉支援ウィンドウ・データ７０は、ＭＳによって提供される実測位置測定データ７２と共に、コンピュータ３４に入力されて両者を比較する。ＭＳによって提供される測定データ３２は、ＡＦＬＴ又はＰＰＭデータ、コード位相、擬似距離、又は到着時間のようなＧＰＳ測定、ドップラー周波数データ、或いはこれ等の任意の組合せ、のような地上の距離測定を含む。
【００６４】
ドップラー周波数は、当業者等によって理解されるように、ＭＳおよび関心のあるＳＶのそれぞれの位置と速度が与えられれば、ＭＳの速度を明らかにすることによって予測されることが出来る７６。式４も参照。予測されたドップラー周波数は、ドップラー・ウィンドウ品質値（ＷＱＤ）を決めるために、ＡＡドップラー周波数ウィンドウと比較される７８。（例えば図２参照。）もし該ドップラー値がウィンドウの中に入るならば、その場合、該ウィンドウは、−１００と＋１００の間の何処かにウィンドウ品質値（ＷＱＤ）を割り当てられる。もし該ドップラー値がウィンドウ外部に外れるならば、その場合、ウィンドウは、−１００未満または＋１００超の間の何処かにウィンドウ品質値（ＷＱＤ）を割り当てられる。
【００６５】
もし該ドップラー値がＡＡドップラー・ウィンドウの中に入るならば８０、その場合、 “ウィンドウ内成功（succeeded in window）”（ＳＩＤ）の記録がＷＱＤ値と共に行われる８２。これは、ＡＡドップラー・ウィンドウが十分に精確であって、ＡＡウィンドウの生成で使用されるソース・データに対して調整がなされる必要がない、ということを示す。
【００６６】
もし該ドップラー値がＡＡコード位相ウィンドウの外に外れるならば８４、その場合、 “ウィンドウ外成功（succeeded outside window）”（ＳＯＤ）の記録がＷＱＤ値と共に行われる８６。これは、ＭＳはＡＡドップラー・ウィンドウの外でＳＶ信号を探査した、しかしそれにもかかわらず信号を捕捉した、ということを示す。もしそうであるならば、ＡＡドップラー・ウィンドウは余りに小さすぎたか或いは誤った配置にあったかの何れかであったはずである。これが生ずる場合、ＡＡウィンドウは精度を評価されるべきであり、そして、ＡＡウィンドウの生成で使用されたソース・データは必要なものとして修正されるべきである８８。ＳＩＤ、ＳＯＤ、及びＷＱＤ値の記録は適切なコンピュータ可読媒体上で行われる。
【００６７】
特定の衛星に対する実測ＧＰＳ測定データが入手できない場合９０、ドップラー周波数および関連する不確定さは、当業者等によって理解されるように、ＭＳおよび関心のあるＳＶのそれぞれの位置と速度が与えられれば、ＭＳの速度を明らかにすることによって予測される９２。仮想の、予測されたドップラー周波数および関連する不確定さとＡＡドップラー・ウィンドウとの比較結果はＷＱＤ値の範囲を与える９４。
【００６８】
もし仮想の、予測されたドップラー範囲がＡＡドップラー・ウィンドウの内部に入るならば９６、その場合、“ウィンドウ内失敗（failed in window）”（ＦＩＤ）の記録がＷＱＤ値の範囲と共に行われる９８。最終的な測位誤差又はクロック・バイアス、又は双方、による仮想コード位相の不確定さも同様に記録される。“ウィンドウ内失敗”は、衛星信号が、低い信号強度、過剰な雑音、低い移動受信機の感度、及び／又はその他の因子により、アクセス不能であったことを示すことが出来る。或いはそれに代わり、ＡＡウィンドウ内失敗は、ＡＡドップラー・ウィンドウが余りにも大きすぎたこと、そして、該ウィンドウ内で信号を探査するためにＭＳに割り当てられる時間が信号を捕捉する前に終了したこと、を示すことが出来る。この場合、ＡＡウィンドウの生成に使用されたソース・データは調整を必要とする可能性がある１００。
【００６９】
仮想の、予測されたドップラー範囲がＡＡドップラー・ウィンドウの外部に外れる場合１０２、“ウィンドウ外失敗（failed outside window）”（ＦＯＤ）の記録がＷＱＤ値の範囲と共に行われる１０４。最終的な測位誤差又はクロック・バイアス、又は双方、による仮想コード位相の不確定さも同様に記録される。“ウィンドウ外失敗”はＡＡウィンドウが余りにも小さすぎる、或いは、誤って配置されていること、従って、ＭＳはドップラー・ウィンドウの内部で信号を捕捉出来ないこと、を示すことが出来る。この場合、ＡＡドップラー・ウィンドウは精度を評価されるべきであり、そして、ＡＡウィンドウの生成に使用されたソース・データは必要なものとして修正されるべきである１００。もしＡＡウィンドウ・データが特定のセル・セクタの大きさと位置に基づいているならば、その場合、ＢＳＡに記憶されている、該セクタのカバレージ・エリアは疑問があり得る。セクタのカバレージ・エリア半径を決めるための方法は公知であり、従って、ここでは議論されない。もしＡＡドップラー・ウィンドウ・データが過去の測位に基づいているならば、その場合、誤差評価、或いは、誤差評価の利用法、も又疑問があり得る。
【００７０】
仮想コード位相の不確定さのために、結果として生じるドップラー・ウィンドウ品質値の範囲は、部分的にＡＡドップラー・ウィンドウの内部に入りそして部分的に外部に外れる（ＦＰＤ）、ことがあり得る１０６。その場合、失敗の記録が、ＷＱＤ値の範囲、及び、最終的な測位誤差又はクロック・バイアス、又は双方による、仮想コード位相の不確定さ、と共に行われる。ＦＩＤ、ＦＯＤ、ＦＰＤ及びＷＱＤ値の記録、及び、最終的な測位誤差又はクロック・バイアス、又は双方、による仮想コード位相の不確定さ、の記録は適切なコンピュータ可読媒体上で行われる。
【００７１】
ＡＡデータ・ウィンドウの品質を評価するためのハイブリッド法では、システムは、実測の測定データ−ＭＳ又はその他によって決定されるような−とＡＡウィンドウとの比較、及び、コード位相又はドップラー周波数のような仮想データとＡＡウィンドウとの比較、を両方とも行う。図５はこの方法の概要図である。ＡＡウィンドウ・データとＭＳ測定データはコンピュータ３４に供給される。実測データがＭＳから入手可能であるとすれば、ＡＡウィンドウ品質値（ＷＱ−ａ）が実測ＧＰＳ測定データから決定される。更に、ＡＡウィンドウ品質値（ＷＱ−ｈ）が、仮想コード位相または予測ドップラー周波数のような、仮想データから決定される１１０。２つのウィンドウ品質値（ＷＱ−ａ）と（ＷＱ−ｈ）は、それ等が同じような値であるかどうかを決定するために、比較される１１２。この方法は、実測および仮想コード位相が大きく分かれて大きな測距誤差がある場合に有効である。仮想データから決定されるウィンドウ品質値と実測定データから決定されるウィンドウ品質値との間の大きな差は測距誤差を示す１１４。図５で表されるハイブリッド法を実行するためにはウィンドウ品質値は必ずしも計算される必要がない、ということは当業者等には明らかである。その代わり、両者を比較するために、実測データは仮想あるいは予測データと直接比較されることが出来る。
【００７２】
信号捕捉の失敗と成功及びウィンドウ品質値を追跡することは、ＡＡウィンドウ・データの品質についての価値ある情報を提供する。ウィンドウ品質は、測定毎にを基準として、通信システム・レベルで、地理的領域レベルで、或いは、その他１又は複数のセクタによるようなグルーピングを基準として、評価されることが出来る。システム基準レベル、領域基準レベル或いはグルーピング基準レベルにおいて、ＡＡデータの総合的な健全性は、ウィンドウ内測定に対するウィンドウ外にあったらしい全ての失敗測定の割合、をチェックすることによって評価されることが出来る。
【００７３】
成功と失敗に関するウィンドウ品質統計の任意の組合せは捕捉補助を評価し、そして、ＡＡウィンドウの生成で使用されるソース・データを調整するのに有効である。例えば、成功に対する高い失敗の割合は一般に低いＧＰＳ捕捉を示す。ＦＯ／ＳＩの比較的高い割合はＡＡウィンドウが一般に不正確または小さすぎることを示す。他方、低いＦＯ／ＳＩの割合はウィンドウが一般に大きすぎることを示すことがあり得る。更に、もし割合（ＦＯ／ＦＩ）／（ＳＯ／ＳＩ）−これはＡＡウィンドウ外測定がウィンドウ内測定よりも失敗する可能性が著しく高いかどうかの洞察を提供する−が統計的信頼性を持って予め決められた閾値を超えるならば、その場合、総合的なＡＡの健全性は疑問を持たれる可能性がある。
【００７４】
システム基準レベル、領域基準レベル、或いはその他グルーピング基準レベルで、ＡＡウィンドウの全体的な適用範囲がモニタされることできて、従って、ＡＡの生成に使用されるソース・データが調整されることが出来る。調整は、セクタ毎を基準として、セクタの一定の集合により決められたローカル領域の内部で、システム全体に亘り、或いは、他の任意の領域上で、行われることが出来る。例えば、セクタに特定のＡＡスケール因子が保持されることが出来る、或いは、“最大アンテナ範囲（maximum antenna range）”（ＭＡＲ）がセクタを基準とする捕捉支援の場合に調整されることが出来る。ＡＡウィンドウ・ソース・データに対する調整は実時間で、非周期的に、或いは基地局アルマナック管理装置或いはその他適切なコンピュータ又はサーバによるバッチ処理モードにおいて、周期的に、行われることが出来る。そのような調整はネットワークの状態を記述するために使用されるＢＳＡの中に記憶されることが出来る。
【００７５】
ＡＡコード位相ウィンドウとドップラー周波数ウィンドウは、本明細書では、ＡＡウィンドウ・データ品質を評価するための方法およびシステムを明示するために使用されたけれども、ＡＡウィンドウ品質の同様な評価が他の型のＡＡデータ、例えば、これ等に限定されるわけではないが、信号到着時間および擬似距離、に対して行われることが出来ることは、当業者等にとって明白である。
【００７６】
前述の説明は、測位信号捕捉支援ウィンドウ評価のための方法およびシステムの、具体例としての実行、及び、その新規性、を説明する。本方法およびシステムには多くの態様がある、その理由は、それが通信システムの無数の構成要素の間の相互作用を含むことが出来るからである。本方法およびシステムの代替法の使用と実装のために何かの示唆が与えられるからといって、そのような代替法をリスト或いは説明し尽くすことは無論実用的ではない。従って、本方法およびシステムの範囲は添付された請求項を参照することによってのみ決められるべきであり、そして、該範囲はその他、限定が添付された請求項に記載されるような場合を除いては、本明細書で説明された特徴によって限定されるべきではない。
【００７７】
上述の説明は開示された方法およびシステムの新規性を指摘してきたけれども、当業者は、説明された方法およびシステムの形態と詳細における様々な省略、置き換え、及び、変更が、本発明の範囲を逸脱することなく、行われることが可能である、ことを理解する。例えば、当業者は、本明細書で説明された詳細を、広範囲の変調技術、送信機と受信機のアーキテクチャ、及び一般に任意の数の異なるフォーマットを有する通信システムに適応させることが出来る。任意の送信機は、ＳＶが本明細書で扱われるのと同様に、該送信機からの信号の捕捉を支援するために引き出され、獲得されそして利用される捕捉支援情報を用いて、扱われることが出来る。
【００７８】
本明細書で上述に説明された諸構成要素のそれぞれの実用的なそして新しい組合せ、及び、そのような構成要素と同等な物のそれぞれ実用的な組合せ、は本発明の実施形態と考えられる。一部は、本明細書で明確に列挙されることが常識的に出来るよりも遥かに多くの要素の組合せが本発明の実施形態として考えられるが故に、本発明の範囲は前述の説明によるよりも添付された請求項によって適切に規定される。更に、上述で説明された特徴の任意の機能的な可能な組合せが、本明細書で明白そして明確に説明されたのと同様に考えられるはずである。様々な請求項の諸要素の同等物の意味および範囲に入る全ての変更は、対応する請求項の範囲内に含まれる。この目的のために、それぞれの請求項においてそれぞれ説明される要素は可能な限り広く解釈されるべきであり、そして、更に該要素の任意の同等物を、先行技術を包含せずに可能な限り、包含すると理解されるべきである。
【符号の説明】
【００７９】
１０…移動局、１２…基地局、１６…基地局アンテナを中心とする円の内部、１８…基地局アンテナを中心とする円、２０…人工衛星、２２…最大コード位相、２４…最小コード位相、ＢＳＡ…基地局アルマナック、ＰＤＭ…位置決定モジュール、ｘ…中央値又は予測値。
【優先権の主張】
【０００１】
本出願は２００４年１０月２１日出願の米国特許仮出願番号第６０／６２１,３８８号に優先権を主張する。
【技術分野】
【０００２】
開示される方法および装置は無線通信に係わり、そして特に、選択された信号を捕捉するに際し受信機を補助するために信号捕捉支援ウィンドウ（signal acquisition assistance window）・データを利用する無線システムに関わる。
【背景技術】
【０００３】
通信分野は、セルラ電話、個人向け通信システム（personal communication system）（ＰＣＳ）装置、及びその他の利用者装置（user equipment）（ＵＥ）、のような移動局（mobile station）（ＭＳ）のために、多くの事例において、精確な位置情報必要とする。全地球測位システム（Global Positioning Systems）（ＧＰＳ）は無線ＭＳ位置決定を実現することへのアプローチを提供する。これ等のシステムは地球を周回する軌道内の人工衛星（satellite vehicles）（ＳＶｓ）を用いる。ＧＰＳ利用者は、ＳＶから得られる情報を介して、３次元位置、速度、時刻を含む精確な航法情報を抽出することが出来る。
【０００４】
ＧＰＳを利用する位置測定は、軌道運動するＳＶからＧＰＳ受信機へ放送される、ＧＰＳ信号の伝搬遅延時間の測定に基づいている。ＧＰＳシステムの精度は、衛星のクロックと軌道パラメータを絶えず監視して補正する追跡局と連携し、それぞれの衛星のための衛星上の原子時計を使用して維持される。
【０００５】
それぞれのＧＰＳ ＳＶは２つの直接拡散符号スペクトル拡散信号をＬ帯中に送信する。１ｍｓｅｃ毎に送信されるそれぞれのＳＶのための符号周期当たり、１０２３ビットの固有の擬似雑音（pseudo-noise）（ＰＮ）符号、或いは、“チップ（chips）”が、ＧＰＳ受信機にどの衛星が所定のコードを送信しているかを判定させることが出来る。航法計算に有用な、システム状態情報と衛星軌道パラメータを含む５０ビット／秒のデータ・ストリームもまたそれぞれの搬送波上で変調されている。
【０００６】
ＧＰＳ受信機は、それぞれの信号に、時間整合性がありローカルに生成された該符号の複製を掛け合わせることによって、それぞれの信号からＰＮ符号変調の拡散効果を取り除く。これは逆拡散と呼ばれる。適切な時間整合、若しくは“コード位相”、（実質的にＳＶ信号の到着時間）は受信機の立ち上げ時には知られていない可能性が高いので、それは、ＧＰＳ受信機動作の初期の“捕捉”期間中に探査することによって決定されなければならない。
【０００７】
逆拡散が実行されると、それぞれの信号は中間搬送周波数において５０ビット／秒位相偏移変調された（phase shift keyed）（ＰＳＫ）信号から構成される。このＰＳＫ信号の正確な周波数は、衛星とＭＳの間の相対運動によって引き起こされるドップラー効果により、及び、ローカル受信機のＧＰＳクロック参照誤差により、不確定である。ドップラー周波数は信号の捕捉以前には通常未知なので、ドップラー周波数に対する探査は初期信号捕捉期間に実行されなければならない。コード位相オフセットに対する探査も、ドップラー周波数に対する探査に類似して、１０２３チップ・ウィンドウ内部で行われる。
【０００８】
ビット同期ループはデータ・ビット・タイミングを抽出し、そして結局はデータ・ストリームが検出される。一旦、少なくとも４個の衛星からの信号が捕捉されそして自動追尾されるようになり、コード位相測定が行われ、そして、十分な数のデータ・ビット（ＧＰＳ時間基準および軌道パラメータを決定するのに十分な）が受信されると、位置計算が実行されることが可能になる。もし十分多いドップラー測定も利用可能であれば、速度計算が行われることが可能である。
【０００９】
信号の捕捉は大量の時間及び／又はハードウェア原資を必要とするという不利益を蒙る。ＧＰＳ受信機は、ＳＶ信号を探し出すために、全ての衛星のＰＮ系列、全てのコード位相仮定、及び、全てのドップラー周波数偏移に亘って探査しなければならない。このことは最大３２個のＳＶ、１０２３個のコード仮定、及び、１０ｋＨｚの周波数偏移に及び調べ上げることを意味する。系統的に調べられると、信号捕捉は数分要することがある。信号捕捉時間を低減する１つの方法は、より高い費用、サイズ、及び、電力消費を費やして、並列信号捕捉ハードウェアを使用することである。
【００１０】
信号捕捉遅延を低減するために、ＳＶ信号を捕捉するに際して受信機を補助するための情報が提供されることが出来る。このような捕捉支援（acquisition assistance）（ＡＡ）情報は、受信機が信号を探すために探査されなければならない空間を狭めることを可能にする。このＡＡデータは、一般に、予期されるドップラー情報および予期されるコード位相情報から構成される。ドップラー値は可能なＭＳの運動に応じて変化する、従って、それぞれのＳＶに対する予想ドップラー値は所定の位置に対して極めて正確に決定されることが出来るけれども、一般に、ドップラー不確定ウィンドウは可能なＭＳの運動の範囲についての前提によってセットされ、そして、それと比較してＭＳ位置の知識にはほとんど頼らない。予期されるコード位相情報は一般に、それぞれのＳＶに対する予期されるコード位相および固定サイズのコード位相ウィンドウ、ＭＳは該ウィンドウ上で探査すると期待される、から構成される。
【００１１】
システム内部の別の情報源から提供される情報の支援を用いて、ＳＶ ＧＰＳ信号のような、受信機が要求に応じて位置探索のために測距信号を調べるシステムは、一般に、“無線アシスト位置探索（wireless assisted position location）”システムと呼ばれる。無線アシスト位置探索システムの１例はＧＰＳ受信機を備え、基幹通信回線網と通信する１又は複数の基地局（base station）（ＢＳ）と通信する、ＭＳである。該ＭＳは信号ＡＡデータを該ＭＳに提供する位置決定モジュール（position determination module）（ＰＤＭ）とも通信する。
【００１２】
ＡＡデータ・コード位相とドップラー・ウィンドウを用いてもなお、ＭＳはＳＶ信号を必ずしも常に捕捉出来るとは限らない。このことは、ＳＶ信号があまりにも微弱であったか、若しくは、雑音により損壊を受けたために、生ずることがある。ＰＤＭにより提供されるＡＡデータ・ウィンドウが時間（コード位相）及び／又は周波数を誤って設定された、ということもあり得る。例えば、ＰＤＭにより提供されるコード位相ウィンドウが、全１０２３チップ・コードの誤った部分でＳＶ信号を探査するようＭＳに命令した可能性がある。ＡＡデータ・ウィンドウがあまりにも小さすぎたことによって、ＭＳは正しい時間及び／又は周波数で探査することが出来なかった可能性がある。それに代わって、ＡＡデータ・ウィンドウがあまりにも大きすぎたことによって、大量の調査時間を要した可能性がある。その例では、ＭＳが探査のために許された割り当て時間はＳＶ信号を捕捉する前に切れたことがあり得る。
【００１３】
一般的な無線アシスト位置探索システムは測定レベルでのＡＡデータの品質をモニタしない、その代わり、解空間における全体的な無線システムの動作を見る。ＡＡデータの品質、特に、ＰＤＭによってＭＳに提供される捕捉支援ウィンドウの適合性、をモニタするシステム及び方法に対する必要性が存在する。
【発明の概要】
【００１４】
本明細書で説明されるシステムと方法は、アシスト位置探索システムのために、測位信号捕捉支援ウィンドウ品質を評価する。１つの方法では、移動局の位置測定データが提供され、次いで、捕捉支援ウィンドウ（acquisition assistance window）と比較される。位置測定データは、移動局からの実測測定データ、若しくは、仮想測定データ（hypothetical measurement data）の何れかである。移動局によって提供される位置測定データは、距離測定データ、タイミング・データ、ドップラー周波数、及び／又は全地球測位システム測定データを含む。位置測定データを捕捉支援ウィンドウと比較すると、捕捉支援ウィンドウが移動局に送信された時間と移動局の測定が決定された時間との間の送信機伝播が明らかにされる。
【００１５】
位置測定データと捕捉支援ウィンドウとの間の比較は、該測定が該ウィンドウの中に入るのか或いは外に外れるのか、を判断することを含む、そして、ウィンドウ品質値（window quality value）が該比較に基づいて該ウィンドウに割り当てられる。好都合なことに、これ等の結果はウィンドウ生成で使用されるソース・データを調整する際の使用のために記録される。
【００１６】
移動局の位置測定データと捕捉支援ウィンドウとの間の比較は、測定毎を基準として、セクタ若しくはセクタのグループ上で、通信システムを基準として、或いは、任意の地理的領域（geographic region）を基準として、実行されることが出来る。ウィンドウ品質の評価、及び、ウィンドウ生成に際し使用されるソース・データに対する調整は、同様に、測定毎に、セクタ若しくはセクタのグループ上で、通信システム上で、或いは、任意の地理的領域で、実行されることが出来る。
【００１７】
仮想測定が捕捉支援ウィンドウと比較されると、仮想に関連する不確定さが考慮される。従って、該不確定さによるウィンドウ品質値の範囲が生成される。ウィンドウ品質値の該範囲および比較によるその他の結果は記録され、そして、捕捉支援ウィンドウを生成するのに使用されたソース・データはそれに応じて調整される。
【００１８】
別の方法は、実測移動局位置測定データを捕捉支援ウィンドウと比較すること、及び、仮想移動局位置測定データを捕捉支援ウィンドウと比較すること、を含む。ウィンドウ品質値はそれぞれの比較に基づいて決定される。２つのウィンドウ品質値の間の大きな差は測距誤差を示す。
【００１９】
本明細書で説明されるシステムは、送信機、移動局受信機、送信機信号捕捉支援データの生成で使用される送信機情報のアルマナック（almanac）を有する位置決定モジュール、及び、移動局の測定と位置情報の実観測に基づく知識（a posteriori knowledge）に従って位置決定モジュールのアルマナックを管理および更新するためのコンピュータを含む。該コンピュータは、捕捉支援ウィンドウの内部および外部への移動局受信機の成功および失敗した送信機信号捕捉と同様に、移動局位置測定データと捕捉支援ウィンドウの比較に基づく捕捉支援ウィンドウ品質値を記録する。
【００２０】
本明細書で説明される別の方法は、実観測に基づく移動局位置測定データを測位信号捕捉支援ウィンドウと比較することによって、測位信号送信機および移動局測位信号受信機を有するアシスト位置探索システムのために、捕捉支援ウィンドウ品質値を評価すること、及び、該比較に基づく結果を記録すること、を含む。該比較に基づく結果を記録することは、捕捉支援ウィンドウの内部および外部への移動局受信機による送信機信号捕捉の成功および失敗を記録すること、及び／又は、該比較に基づいて捕捉支援ウィンドウ品質値生成すること、を含む。捕捉支援ウィンドウを生成する際に使用されるソース・データは該比較に基づいて調整される。
【００２１】
開示される方法及び装置の実施形態は下記の図面で示される。該図面において同じ参照番号及び名称は同じ若しくは同様のパーツを指している。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１はサービスする基地局および人工衛星と通信する移動局の位置不確定範囲を決定するための簡単化された略図を図示する。
【図２】図２は捕捉支援ウィンドウ品質値（ＷＱ）を割り当てる方法を図示する。
【図３】図３は、コード位相捕捉支援ウィンドウ品質値（ＷＱＣＰ）を決定するための、実測又は仮想位置測定データと捕捉支援ウィンドウ・データとの比較の概要を示す。
【図４】図４は、ドップラー周波数捕捉支援ウィンドウ品質値（ＷＱＤ）を決定するための、実測又は仮想位置測定データと捕捉支援ウィンドウ・データとの比較の概要を示す。
【図５】図５は、実測位置測定データから決定されたウィンドウ品質値（ＷＱ−ａ）と仮想データから決定されたウィンドウ品質値（ＷＱ−ｈ）との比較の概要を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本明細書で説明される方法およびシステムは、信号を捕捉するに際して受信機を補助するために捕捉支援データを利用する、無線アシスト位置探索システムのような、システムに対して適用可能である。多くの無線アシスト位置探索システムは全地球測位システム（ＧＰＳ）人工衛星（ＳＶ）信号を捕捉および利用することが出来る。しかしながら、本明細書で説明される方法およびシステムは、捕捉支援情報を利用する、任意の位置探索システムに適用可能である、ということは当業者等には理解される。任意の通信無線インタフェースも又利用されることが可能なことは当業者等には理解される。測距或いは計時目的のために捕捉されることを必要とする信号はＣＤＭＡ或いはＧＳＭ（登録商標）に限定されることはなく、その他の型を含むことが可能である。
【００２４】
測距信号もまたＧＰＳ ＳＶ信号には限定されない。例えば、基地局（ＢＳ）信号は通常測距のために使用され、そして、測距信号は通信信号である必要はない。信号は他の衛星、例えばグロナスやガリレオ衛星航法システム、の測距システムからも送信されることが出来る。任意の送信機は、ＳＶが本明細書中で処理されるのと同様に、その様な送信機からの信号の捕捉を補助するために抽出され、獲得されそして処理される捕捉支援情報を用いて、処理されることが出来る。
【００２５】
信号捕捉と測距目的双方のために、選択された通信信号のタイミングに関する情報は有益である。所与の信号の認識可能な特徴の到着を期待できる時を確かめることは有益で、その結果、該信号のための探査は限定された時間しか要しない、そして、様々な信号の到着時間を互いに関して出来る限り正確に決定することも又有益である。この後者の情報は測距目的のために使用されることが出来る。これ等のタイミング問題は共に信号の認識可能な特徴の“到着時間”に関わる。
【００２６】
通信システムに関する専門家は、このような到着時間情報は多くの場合信号の“コード位相”と同等であることを理解する。該“コード位相”は受信されたコードと参照時間で開始する同じコードとの間の位相偏移によって到着信号のタイミングを説明する。従って、信号の“コード位相”を識別することは実効的に信号の“到着時間”を識別することであって、到着時間を得るためにはコード位相に信号の周波数を乗算することを求めるのみである。これ等２つは極めて密接にそして単純に関連しているので、“到着時間”は殆ど “コード位相”に置き換えられる。“到着時間”という用語はしばしば位置探索システムで使用され、特に、通信システムのコードの側面を共有しないシステムで使用される。
【００２７】
当業者等は、適切なクロックおよび位置情報が与えられれば、“擬似距離（pseudorange）”、或いは衛星または他の送信機までの距離、がコード位相から導出されることが出来る、或いはコード位相が擬似距離から導出される、こともまた理解する。従って、“擬似距離”と“コード位相”も同様にしばしば交換して使用される。コード位相、擬似距離、到着時間およびドップラー周波数を決定する方法は当業者等には周知である。本明細書で説明される方法およびシステムは、これ等の値を決定するためのどのような特定の方法にも限定されることはない。
【００２８】
更に、用語“コンピュータ”は本明細書では、一般に、プログラム可能な装置またはプログラム可能な装置と通信する端末、移動局のようなプログラム可能な無線ハンドヘルド、或いは、ＰＤＭのようなサーバ、のことを指し、それ等は、当業者には周知のように、プロセッサ又はその他の同等のハードウェアを有する。本明細書中で言及される、それぞれの“コンピュータ”、“ハンドヘルド装置”若しくは“サーバ”は、本明細書中で説明される機能を実行するために必要な“コンピュータ可読”媒体を含むか、若しくは、必要なコンピュータ可読媒体と通信する。用語“コンピュータ可読媒体”はプロセッサに実行のための命令を与えるに際して関与する任意の媒体を指す。本明細書で使用されるように、用語“コンピュータ命令”はプロセッサに通信されることが出来る命令のセットを指す。
【００２９】
“コンピュータ可読媒体”は多くの形態をとることが出来て、“不揮発性媒体”、“揮発性媒体”、及び“伝送媒体”を含むがこれ等に限定されない。“不揮発性媒体”は、例えば、記憶媒体のために使用されるような、光学若しくは磁気ディスク、を含む。“揮発性媒体”はダイナミック・メモリを含む。“コンピュータ可読媒体”の通常の形式は、フロッピー（登録商標）・ディスク、フレキシブル・ディスク、ハード・ディスク、磁気テープ、その他磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ或いはその他の光学媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ、及び、その他のメモリ・チップ又はカートリッジ、搬送波、或いは、コンピュータ又はプロセッサが読み出すことが出来る任意の媒体、それ等の用語は当業者には公知である、を含む。データベース、データ、及び／又は記録は、コンピュータ可読媒体上に記録または記憶されることが出来る。本明細書で使用される用語“データ”は情報を指す。例えば、測定“データ”は測定に関連付けられる、測定から導出される、或いは、測定に関係する、任意の情報を指す。
【００３０】
本明細書で方法およびシステム、及び、関連する背景を説明するに際し、下記の記号が使用される。
【００３１】
＊ ＲはＭＳ位置の不確定範囲の半径である
＊ ｂＳＶはＳＶのクロック・バイアスである
＊ ｂＭＳはＭＳのクロック・バイアスである
＊ ｂ∧ＭＳは推定されたＭＳのクロック・バイアスである
＊ ｂ〜ＭＳはＭＳのクロック・バイアスの不確定である
＊ Δｆ∧ＭＳは推定されたＭＳ周波数偏移である
＊ Δｆ〜ＭＳは推定されたＭＳ周波数偏移における不確定である
＊ ｆＳＶはＳＶのドップラーである
＊ αはＳＶの仰角である
＊ ｃは光の速さである
＊ ｆｃはチップ・レート（ＧＰＳ Ｃ／Ａコードに対しては１．０２３ＭＨｚ）である
＊ ｒ→ＢＳ＿ＳＶはＢＳからＳＶを指すベクトルである
＊ ｒ→ＭＳ＿ＳＶはＭＳからＳＶを指すベクトルである。
【００３２】
一般的な無線アシスト位置探索システム、例えば、アシストＧＰＳ（ＡＧＰＳ）システム、では、衛星ＧＰＳ信号のためのＡＡデータはＰＤＭによって移動局に提供される。ＡＡデータを作るための情報は、ＰＤＭの中の、しばしば“基地局アルマナック（base station almanac）”（ＢＳＡ）と呼ばれる、ローカル実時間データベースの中に記憶される。該ＰＤＭはサービスするセルの識別符号およびＭＳによって提供されるその他の情報に基づいてＡＡデータをＭＳに提供する。基地局アルマナック管理装置は所定の通信回路網の全てのＰＤＭのために該ＢＳＡを保持しそして更新する。
【００３３】
ＳＶ信号を捕捉するに際しＧＰＳ受信機を支援するために、コード位相ウィンドウ、ドップラー周波数ウィンドウを含む、様々なＡＡ情報がＭＳに伝達されることが出来る。この情報は、どの時間および周波数でＳＶ信号を“探査”すべきなのか、そして又、どの信号を探査すべきなのか、をＭＳに報せる。ＡＡデータをＰＤＭからＭＳに提供するための手順は種々の位置探索シグナリング標準に明示されており、ここでは議論されない。
【００３４】
一般的には、ＡＡデータは、該ＭＳが現在何処に所在するか、そして、その時点でのＭＳのクロック状態、に関するＰＤＭの最良の知識から抽出される。ＰＤＭがＭＳのために所在地評価を決定する１つの方法はネットワークを基礎にする距離測定を介する。パイロット位相測定（pilot phase measurements）（ＰＰＭｓ）としても知られる、ネットワークを基礎にする距離測定、或いは、ＩＳ−９５及びＩＳ−２０００通信回路網におけるアドバンスト・フォワード・リンク・トリラテレーション（advanced forward link trilateration）（ＡＦＬＴ）測定、はセルの塔アンテナまでの距離測定である。パイロット位相測定はＭＳに対する程好く精確な位置およびクロック状態を決定するのに有用である。一旦この状態が知られると、ＰＤＭは信号捕捉探査ウィンドウ・サイズを劇的に縮小することが出来る、従って、探査時間を低減しそしてより精確な解を提供する。たとえＰＰＭのセットがＭＳに対する航法解を生成するのに十分でないとしても、ＡＡデータは一般的には該ＰＤＭが所在する既知のセクタに対するカバレージ・エリアの情報に基づいている。この情報に基づき、予測されるコード位相、関連するコード位相ウィンドウ、予測されるドップラー周波数、及び、関連するドップラー周波数ウィンドウ、を含むＡＡデータがＰＤＭによってＭＳに提供される。
【００３５】
図１を参照すると、簡単化された略図は無線アシスト位置探索システムの例を示す。ＭＳ１０はサービスするＢＳ、或いは基地送信局（base transmitting station）（ＢＴＳ）、１２のカバレージ・エリア内に所在し、そして、ＢＳ１２と通信する。ＢＳ１２は基幹通信回線網のＰＤＭ１４と通信する。ＰＤＭ１４は、ＰＤＭ１４と通信するＢＳＡ管理装置１５によって管理および更新されるＢＳＡのローカル・コピーを記憶する。ＰＤＭ１４とＢＳＡ管理装置１５は共にコンピュータ又はサーバである。ＭＳ１０は、例えばこれ等に限定されるものではないが、ＵＭＴＳ、ＣＤＭＡ、或いはＧＳＭモデム、のような双方向通信のための適切なハードウェア、例えばこれ等に限定されるものではないが、ＧＰＳ受信機およびＧＰＳクロックのような位置探索システム、及び、例えばこれ等に限定されるものではないが、中央演算処理装置、コンピュータ可読媒体、及び、適切なコンピュータ命令、のようなプログラム制御、を含む。
【００３６】
通信路内に中継所がない場合のように、サービング・アンテナはサービスする基地局から直接作動すると仮定すると、ＢＳ１２のカバレージ・エリアの近似的な第１概算は、ＢＳアンテナに中心を置かれた円１８内部の領域１６である。ＭＳ１０の所在地探査のための不確定領域はこのカバレージ・エリア１６と一致する。ＳＶ２０のアンテナとＭＳ１０のアンテナとの間で通信される信号に対して予測されるコード位相は、当業者等には公知の技術によって、幾何学的に計算されることが出来る。
【００３７】
例えば、最大コード位相２２はＳＶ２０からサービスするセル１６の最遠地点までの距離に対応する、他方、最小コード位相２４はＳＶ１４からサービスするセル１６の最近接地点までの距離に対応する。最大コード位相と最小コード位相との間の差はＰＤＭ１４によってＭＳ１０に提供されるコード位相ウィンドウであることが出来る。従って、コード位相ＡＡウィンドウのサイズ、或いは、コード位相予測の不確定さ、はＳＶ２０の仰角を考慮に入れると、図１ａのＢＳのサービング・アンテナ１２のカバレージ・エリア１６の直径に対応する。予測されるコード位相はこのコード位相ウィンドウの中心にある。同様に、ドップラー・ウィンドウのサイズはサービング・アンテナのカバレージ・エリア１６に対応する、その理由は静止しているＭＳに対するドップラー周波数はカバレージ・エリア内の様々な地点で変化するからである。ＭＳが利用するドップラー・ウィンドウ・サイズはＭＳ１０とＳＶ１４の相対運動に基づく、そして、ＭＳの運動単独によるウィンドウ・サイズの部分はしばしばより大きな構成部分である。
【００３８】
ＣＤＭＡシステムにおいて、例えば、ＭＳはコード位相Ｐを観測する。Ｐは一般に次式のように表されることが出来る。
【数１】
【００３９】
予測されるコード位相、Ｐ∧、は次式のように表されることが出来る。
【数２】
【００４０】
そして、ウィンドウ・サイズ、Ｗ、は次式のように表されることが出来る。
【数３】
【００４１】
コード位相ウィンドウＷを表す値はＰＤＭ１４からＭＳ１０へと送信され、通信回線網のプロトコルに対する標準的なメッセージ・フォーマットで、総探査ウィンドウ・サイズを表す。予測されるコード位相、Ｐ∧及びウィンドウ・サイズ、Ｗ、は他の方法或いは公式によって決定される又は計算されることが出来ることは当業者等によって理解される。これ等のパラメータは上記で説明された例および公式による計算結果には限定されない。２００１年７月２０日出願の“無線通信回路網におけるＧＰＳ衛星信号捕捉支援システム及び方法”と題する米国特許出願番号第０９／９１０,３６１号は衛星信号捕捉支援に関する更なる説明と背景を提供し、そして、本明細書中に参照として組み込まれる。
【００４２】
ＰＤＭ１４によってＭＳ１０に提供されるＡＡドップラー探査ウィンドウはＳＶ信号のドップラー周波数偏移に対する探査を狭める。予測されるドップラー、Ｄ∧、は次式のように導かれることが出来る。
【数４】
【００４３】
そして、ドップラー探査ウィンドウ、ＷＤ、は次式のように計算されることが出来る。
【数５】
【００４４】
ここに、ｑ１は所在地不確定を原因とする因子である。一般的にはｑ１＝１０−３Ｈｚ／ｍが使用される。予測されるドップラー、及び、ウィンドウ・サイズ、ＷＤ、は他の方法或いは公式によって決定される又は計算されることが出来ることは当業者等によって理解される。これ等のパラメータは上記で説明された公式による計算結果には限定されない。２００１年７月２０日出願の“無線通信回路網におけるＧＰＳ衛星信号捕捉支援システム及び方法”と題する米国特許出願番号第０９／９１０,３６１号、も参照されたい。
【００４５】
前述のように、一般的なアシスト位置探索システムはＭＳに提供されるＡＡデータの品質をモニタしない。ＡＡウィンドウが余りにも小さく或いは余りにも大きく、誤って配置されたために、意味のある或いは効率的なＳＶ信号捕獲支援を提供できないことがある。本明細書で説明されるＧＰＳ ＡＡウィンドウ評価のための方法及びシステムは、特定の又は仮想的な測定及び位置情報の実観測に基づく知識（a posteriori knowledge）を利用してＡＡウィンドウの適合性を調査する。この評価から得られる情報はＢＳＡ管理を助けそしてＡＡデータ生成を改善する。ＢＳＡ管理装置１５はＭＳの測定データをＡＡウィンドウ・データと比較し、例えばＡＡデータ・ウィンドウの内部なのか或いは外部なのか信号捕捉の成功および失敗というような比較に基づく結果、該結果に関連付けられる不確定さ、及び、ＡＡウィンドウ品質値（ＷＱ）を記録する。ここで使用されたように、用語“ウィンドウ”は、それがＡＡウィンドウであれ、若しくは、測定された又は仮想されたデータとＡＡウィンドウとの間の比較を実行するために必要であるとして該ウィンドウから抽出されるデータであれ、何れのウィンドウをも指す。ＢＳＡ管理装置は、ウィンドウ品質値に基づいてＡＡウィンドウの生成の際使用される、ソース・データの調整も行う。
【００４６】
図２は、コード位相あるいはドップラー周波数のためのＡＡウィンドウに、ウィンドウ品質値（ＷＱ）を割り当てる例を図示する。ＡＡウィンドウ、例えば、コード位相ウィンドウあるいはドップラー・ウィンドウ、は中央値又は予測値ｘを有し、ｘ−ｗとｘ＋ｗの範囲を張る。ウィンドウの中心ｘは０と指定される、他方、ウィンドウの最小値は−１００と指定され、そして、ウィンドウの最大値は１００と指定される、その間の全ての値は整数を直線的に割り当てられる。値は、１００超および−１００未満に、同様に直線的に連続する。
【００４７】
位置測定データとＡＡウィンドウの間の相関はＡＡウィンドウの精度或いは品質を決定する。もし、ＭＳ又は他の方法で決定された、位置測定データがウィンドウの内部に入るならば、その場合、−１００＜ＷＱ＜１００．もし位置測定データがウィンドウの外部に外れるならば、その場合、｜ＷＱ｜∃１００。｜ＷＱ｜が大きいほどウィンドウ品質は低下する。位置測定データとクロック状態が信頼できるとすれば、その場合、ウィンドウ品質も又信頼できると考えられる。多数の様々な番号付法またはその他の方法論が位置測定データに基づいてＡＡウィンドウにウィンドウ品質値（ＷＱ）を割り当てるために使用されることが出来ることは当業者等によって認識されている。図２に表されたＷＱに値を割り当てる方法はどの特別なスキームにも限定されない。
【００４８】
ＡＡウィンドウの品質を評価するための第１の方法では、実測ＧＰＳコード位相、又は擬似距離が、ＳＶ信号の捕捉を介して、ＭＳにとって利用可能である。この例では、実測の、既知のコード位相と過去にＭＳに供給されたＡＡコード位相ウィンドウとの間の比較が行われ、そして、ウィンドウ品質値（ＷＱ）が該比較を表すために生成される。（図３参照。）
ＡＡウィンドウの品質を評価するための第２の方法では、実測ＧＰＳコード位相、又は擬似距離、はＭＳにとって利用可能ではない。この例では、仮想ＧＰＳコード位相が決定され、そして、ＭＳに提供されるＡＡコード位相ウィンドウと比較される、そして、ウィンドウ品質値（ＷＱ）が該比較を表すために生成される。（再び図３参照。）第１或いは第２いずれかの方法で、ドップラー周波数ウィンドウ品質値も又生成される。（図４参照。）測距誤差は、実測ＧＰＳ測定データと仮想ＧＰＳデータの双方が、互いとの比較又はＡＡウィンドウとの比較の何れかによって、考慮される、ハイブリッド法を介して検出されることが出来る。（図５参照。）
図３を参照すると、略図はコード位相ＡＡウィンドウ・データ品質を評価する方法の概要を表す。ＧＰＳコード位相ウィンドウ・データ、擬似距離ウィンドウ・データ、或いは到着時間ウィンドウ・データのような、捕捉支援ウィンドウ・データ３０は、ＭＳによって提供される実測位置測定データ３２と共に、コンピュータ３４に入力されて両者を比較する。ＭＳによって提供される測定データ３２は、ＡＦＬＴ又はＰＰＭデータのような地上の距離測定、コード位相、擬似距離、又は到着時間のようなＧＰＳ測定、ドップラー周波数データ、或いはこれ等の任意の組合せ、を含む。ここで使用されたように、用語“測定データ”はＭＳによって提供されたデータから導出されたデータと同様にＭＳによって提供されたデータを含む。測定データは実測であって良いし、予測される又は仮想されても良い。例えば、コード位相はＭＳによって提供される擬似距離或いは到着時間からコンピュータによって決定されることが出来る。比較を実行するコンピュータ３４はＢＳＡ管理装置１５（図１参照）のような任意の適切なコンピュータ或いはサーバ、ＰＤＭ、或いはその他のコンピュータである。
【００４９】
もしそれぞれのＳＶに対するＧＰＳ実測データがＭＳから入手可能であるならば３６−というのはＡＡウィンドウ・データ及びＭＳ測定データは一般にＳＶのグループに関して送られるからである−、コード位相ウィンドウ品質値（ＷＱＣＰ）は該測定データをＡＡコード位相ウィンドウと比較することによって決定される３８。（例えば図２参照。）もし実測値が該ウィンドウの内部に入るならば、その場合、ウィンドウは、測定値と予測値との間の相関に従い、−１００と＋１００の間の何処かにウィンドウ品質値（ＷＱＣＰ）を割り当てられる。もし実測値が該ウィンドウの外部に外れるならば、その場合、ウィンドウは、測定値と予測値との間の相関に従い、−１００未満または＋１００超の間の何処かにウィンドウ品質値（ＷＱＣＰ）を割り当てられる。
【００５０】
ＷＱＣＰを決めるために、測定された、又は、実測ＧＰＳコード位相をＡＡコード位相と比較する場合、ＳＶ伝搬が考慮される。例えば、時刻ｔ１に捕獲支援はＭＳに次式で定義される特別なコード位相ウィンドウ内で探査することを命ずることが出来る。
【００５１】
Ｗ＝ｘ＋／−ｗ，
（６）
該コード位相はドップラーｄｘ／ｄｔを有し、ｄｘ／ｄｔは、ＳＶの移動がコード位相に時間に関する変化を誘起するが故の、ｘの変化率である。従って、システムは時刻ｔ１とｔ２との間のＳＶの伝搬を考慮しなければならない、ここに、ｔ２はＭＳがコード位相ｙを実際に測定する時刻である。時刻ｔ２においてＭＳで測定されたコード位相ｙを、時刻ｔ１においてＭＳに送られたＡＡコード位相ウィンドウと比較するために、システムは、時刻ｔ２において測定されたコード位相ｙを、伝搬されたＡＡコード位相ウィンドウ（ＷＰ）と比較する。ここで、
ＷＰ＝ｘＰ＋／−ｗ，
（７）
ここに、ｘＰ＝ｘ＋ｄｘ／ｄｔ（ｔ２−ｔ１）
（８）
ＭＳで測定されたコード位相ｙと伝搬されたＡＡコード位相ウィンドウＷＰとの比較は、ＡＡコード位相ウィンドウがＭＳに送信された時刻とＭＳが受信されたコード位相を測定した時刻との間に生じた、ＳＶの伝搬を考慮に入れている。この比較はウィンドウ品質値（ＷＱＣＰ）を決める３８ために使用される。
【００５２】
もし実測コード位相がＡＡコード位相ウィンドウの中に入るならば４０、その場合、“ウィンドウ内成功（succeeded in window）”（ＳＩＣＰ）の記録がＷＱＣＰ値と共に行われる４２。これは、ＡＡコード位相ウィンドウが十分に精確であって、ＡＡコード位相ウィンドウの生成で使用されるソース・データに対して調整がなされる必要がない、ということを示す。
【００５３】
もし実測コード位相がＡＡコード位相ウィンドウの外に外れるならば４４、その場合、 “ウィンドウ外成功（succeeded outside window）”（ＳＯＣＰ）の記録がＷＱＣＰ値と共に行われる４６。これは、ＭＳはＡＡコード位相ウィンドウの外でＳＶ信号を探査した、しかしそれにもかかわらず該信号を捕捉した、ということを示す。もしそうであるならば、ＡＡウィンドウは余りに小さすぎたか或いは誤った配置にあったかの何れかであったはずである。例えば、ＡＡコード位相ウィンドウはチップ・コードの誤った部分に配置されていた可能性がある。これが生ずる場合、ＡＡウィンドウは精度を評価されるべきであり、そして、ＡＡウィンドウの生成で使用されたソース・データは必要なものとして修正されるべきである４７。ＳＩＣＰ、ＳＯＣＰ、及びＷＱＣＰ値の記録は適切なコンピュータ可読媒体上で行われる。
【００５４】
特定の衛星に対する実測ＧＰＳ測定データが、例えば、これに限定されるわけではないが、ＭＳによって衛星信号が殆ど検出されない場合のように、入手できない場合４８があり得る。その場合、システムは該特定の衛星に対して仮想コード位相を決定する５０。例えば、８個以上の衛星が地平線上にあり従ってそれ等は潜在的にはＭＳにとって利用可能であるけれども、ＭＳはただ４個の衛星からの信号を捕捉できるとする。ＭＳ位置は４個の利用可能な衛星から受信された信号に基づき行列代数を使用して計算されることが出来る、そして次に、他の４個の衛星のそれぞれに対する仮想擬似距離と対応するコード位相がＭＳの位置決定、ＭＳのクロック・バイアス、及び、既知のＳＶ位置と既知のＳＶクロック・バイアス、に基づいて決定されることが出来る。
【００５５】
ＧＰＳデータがＭＳにとって入手され得ない別の例では、ＭＳに対する真の位置が、例えば測量または地図のような、代替情報源を介して得られることがある。その場合、ＭＳ位置は、１又は複数のＳＶから実測して得られるＧＰＳ測定単独で可能なよりも、更により精確に知られることが出来る。少なくとも１つのＧＰＳ距離測定またはネットワーク距離測定と併せて、ＭＳクロック・バイアス推定にとって必要とされるそのような真実の位置は、次に、擬似距離を仮想するために、そして、検出されない全てのＧＰＳ ＳＶ信号の関連コード位相を仮想するために、使用されることが出来る。
【００５６】
ＡＦＬＴ若しくはＰＰＭのような地上における距離測定も又ＭＳ位置を提供する。ＭＳに対する最終的な位置決定は、地上における距離測定、ＢＴＳカバレージ・エリア情報、ＧＰＳ測定、或いは、これ等の組合せを介して、判断されることが出来る。一旦最終的なＭＳ位置が決定されそしてＭＳのクロック・バイアスが知られると、選択されたＳＶへの擬似距離および関連するコード位相を仮想することが出来る。
【００５７】
最終的なＭＳ位置の誤差或いはＭＳクロック・バイアス或いは双方による不確定さは、ＳＶへの擬似距離とコード位相を仮想する場合に、明らかにされる。例えば、位置又はクロック・バイアスにおいて、１００ｍ或いはそれ以上の誤差があったとする。この場合、仮想擬似距離は同様な量だけ不精確である。仮想コード位相の不確定さはウィンドウ品質値の範囲を作るＡＡコード位相ウィンドウとの比較を不明瞭にする。仮想コード位相の不確定さは、位置決定の実観測に基づく共分散行列から計算され、関心のあるＳＶの方向に投影される。該実観測に基づく共分散行列は単位分散によるアプリオリ共分散を伸縮することによって計算されることが出来る。両方の測定基準は共にＧＰＳ航法の専門家達には周知である。
【００５８】
ＷＱＣＰ値の範囲５２は、位置又はクロック・バイアス誤差による仮想コード位相の不確定さを考慮して、仮想コード位相をＡＡコード位相ウィンドウと比較することによって決定される。ＡＡコード位相ウィンドウがＭＳに送信される時刻と仮想コード位相が決定される時刻との間に生ずるＳＶ伝搬も又考慮に入れられる。
【００５９】
もし仮想コード位相の範囲がＡＡコード位相ウィンドウの内部に入るならば５４、その場合、“ウィンドウ内失敗（failed in window）”（ＦＩＣＰ）の記録がＷＱＣＰ値の範囲と共に行われる５６。最終的な測位誤差又はクロック・バイアス、又は双方、による仮想コード位相の不確定さも同様に記録される。“ウィンドウ内失敗”は、衛星信号が、低い信号強度、過剰な雑音、低い移動受信機の感度、及び／又はその他の因子により、アクセス不能であったことを示すことが出来る。或いはそれに代わり、ＡＡコード位相ウィンドウ内失敗は、ＡＡコード位相ウィンドウが余りにも大きすぎたこと、そして、該ウィンドウ内で信号を探査するためにＭＳに割り当てられる時間が信号を捕捉する前に終了したこと、を示すことが出来る。この場合、ＡＡウィンドウの生成に使用されたソース・データは調整を要求することが出来る６２。
【００６０】
仮想コード位相がＡＡコード位相ウィンドウの外部に外れる場合５８、“ウィンドウ外失敗（failed outside window）”（ＦＯＣＰ）の記録がＷＱＣＰ値の範囲と共に行われる６０。最終的な測位誤差又はクロック・バイアス、又は双方、による仮想コード位相の不確定さも同様に記録される。“ウィンドウ外失敗”はＡＡウィンドウが余りにも小さすぎる、或いは、誤って配置されていること、従って、ＭＳはウィンドウの内部で信号を捕捉出来ないこと、を示すことが出来る。この場合、ＡＡウィンドウは精度を評価されるべきであり、そして、ＡＡウィンドウの生成に使用されたソース・データは必要なものとして修正されるべきである６２。もしＡＡウィンドウ・データが特定のセル・セクタの大きさと位置に基づいているならば、その場合、ＢＳＡに記憶されている、該セクタのカバレージ・エリアは疑問があり得る。セクタのカバレージ・エリア半径を決めるための方法は公知であり、従って、ここでは議論されない。もしＡＡウィンドウ・データが過去の測位に基づいているならば、その場合、誤差評価、或いは、誤差評価の利用法、も又疑問があり得る。
【００６１】
仮想測定における不確定さのために、結果生じるウィンドウ品質値の範囲は、部分的にＡＡコード位相ウィンドウの内部に入りそして部分的に外部に外れる（ＦＰＣＰ）、ことがあり得る６６。その場合、失敗の記録が、ＷＱＣＰ値の範囲、及び、最終的な位置測定誤差又はクロック・バイアス、又は双方による仮想コード位相の不確定さ、と共に行われる。
【００６２】
ＦＩＣＰ、ＦＯＣＰ、ＦＰＣＰ及びＷＱＣＰ値の記録は適切なコンピュータ可読媒体上で行われる。最終的な測位誤差又はクロック・バイアス、又は双方、による仮想コード位相の不確定さも適切なコンピュータ可読媒体上に同様に記録される。
【００６３】
図４を参照すると、略図はドップラー周波数ＡＡウィンドウ・データ品質を評価する方法の概要を表す。ドップラー周波数捕捉支援ウィンドウ・データ７０は、ＭＳによって提供される実測位置測定データ７２と共に、コンピュータ３４に入力されて両者を比較する。ＭＳによって提供される測定データ３２は、ＡＦＬＴ又はＰＰＭデータ、コード位相、擬似距離、又は到着時間のようなＧＰＳ測定、ドップラー周波数データ、或いはこれ等の任意の組合せ、のような地上の距離測定を含む。
【００６４】
ドップラー周波数は、当業者等によって理解されるように、ＭＳおよび関心のあるＳＶのそれぞれの位置と速度が与えられれば、ＭＳの速度を明らかにすることによって予測されることが出来る７６。式４も参照。予測されたドップラー周波数は、ドップラー・ウィンドウ品質値（ＷＱＤ）を決めるために、ＡＡドップラー周波数ウィンドウと比較される７８。（例えば図２参照。）もし該ドップラー値がウィンドウの中に入るならば、その場合、該ウィンドウは、−１００と＋１００の間の何処かにウィンドウ品質値（ＷＱＤ）を割り当てられる。もし該ドップラー値がウィンドウ外部に外れるならば、その場合、ウィンドウは、−１００未満または＋１００超の間の何処かにウィンドウ品質値（ＷＱＤ）を割り当てられる。
【００６５】
もし該ドップラー値がＡＡドップラー・ウィンドウの中に入るならば８０、その場合、 “ウィンドウ内成功（succeeded in window）”（ＳＩＤ）の記録がＷＱＤ値と共に行われる８２。これは、ＡＡドップラー・ウィンドウが十分に精確であって、ＡＡウィンドウの生成で使用されるソース・データに対して調整がなされる必要がない、ということを示す。
【００６６】
もし該ドップラー値がＡＡコード位相ウィンドウの外に外れるならば８４、その場合、 “ウィンドウ外成功（succeeded outside window）”（ＳＯＤ）の記録がＷＱＤ値と共に行われる８６。これは、ＭＳはＡＡドップラー・ウィンドウの外でＳＶ信号を探査した、しかしそれにもかかわらず信号を捕捉した、ということを示す。もしそうであるならば、ＡＡドップラー・ウィンドウは余りに小さすぎたか或いは誤った配置にあったかの何れかであったはずである。これが生ずる場合、ＡＡウィンドウは精度を評価されるべきであり、そして、ＡＡウィンドウの生成で使用されたソース・データは必要なものとして修正されるべきである８８。ＳＩＤ、ＳＯＤ、及びＷＱＤ値の記録は適切なコンピュータ可読媒体上で行われる。
【００６７】
特定の衛星に対する実測ＧＰＳ測定データが入手できない場合９０、ドップラー周波数および関連する不確定さは、当業者等によって理解されるように、ＭＳおよび関心のあるＳＶのそれぞれの位置と速度が与えられれば、ＭＳの速度を明らかにすることによって予測される９２。仮想の、予測されたドップラー周波数および関連する不確定さとＡＡドップラー・ウィンドウとの比較結果はＷＱＤ値の範囲を与える９４。
【００６８】
もし仮想の、予測されたドップラー範囲がＡＡドップラー・ウィンドウの内部に入るならば９６、その場合、“ウィンドウ内失敗（failed in window）”（ＦＩＤ）の記録がＷＱＤ値の範囲と共に行われる９８。最終的な測位誤差又はクロック・バイアス、又は双方、による仮想コード位相の不確定さも同様に記録される。“ウィンドウ内失敗”は、衛星信号が、低い信号強度、過剰な雑音、低い移動受信機の感度、及び／又はその他の因子により、アクセス不能であったことを示すことが出来る。或いはそれに代わり、ＡＡウィンドウ内失敗は、ＡＡドップラー・ウィンドウが余りにも大きすぎたこと、そして、該ウィンドウ内で信号を探査するためにＭＳに割り当てられる時間が信号を捕捉する前に終了したこと、を示すことが出来る。この場合、ＡＡウィンドウの生成に使用されたソース・データは調整を必要とする可能性がある１００。
【００６９】
仮想の、予測されたドップラー範囲がＡＡドップラー・ウィンドウの外部に外れる場合１０２、“ウィンドウ外失敗（failed outside window）”（ＦＯＤ）の記録がＷＱＤ値の範囲と共に行われる１０４。最終的な測位誤差又はクロック・バイアス、又は双方、による仮想コード位相の不確定さも同様に記録される。“ウィンドウ外失敗”はＡＡウィンドウが余りにも小さすぎる、或いは、誤って配置されていること、従って、ＭＳはドップラー・ウィンドウの内部で信号を捕捉出来ないこと、を示すことが出来る。この場合、ＡＡドップラー・ウィンドウは精度を評価されるべきであり、そして、ＡＡウィンドウの生成に使用されたソース・データは必要なものとして修正されるべきである１００。もしＡＡウィンドウ・データが特定のセル・セクタの大きさと位置に基づいているならば、その場合、ＢＳＡに記憶されている、該セクタのカバレージ・エリアは疑問があり得る。セクタのカバレージ・エリア半径を決めるための方法は公知であり、従って、ここでは議論されない。もしＡＡドップラー・ウィンドウ・データが過去の測位に基づいているならば、その場合、誤差評価、或いは、誤差評価の利用法、も又疑問があり得る。
【００７０】
仮想コード位相の不確定さのために、結果として生じるドップラー・ウィンドウ品質値の範囲は、部分的にＡＡドップラー・ウィンドウの内部に入りそして部分的に外部に外れる（ＦＰＤ）、ことがあり得る１０６。その場合、失敗の記録が、ＷＱＤ値の範囲、及び、最終的な測位誤差又はクロック・バイアス、又は双方による、仮想コード位相の不確定さ、と共に行われる。ＦＩＤ、ＦＯＤ、ＦＰＤ及びＷＱＤ値の記録、及び、最終的な測位誤差又はクロック・バイアス、又は双方、による仮想コード位相の不確定さ、の記録は適切なコンピュータ可読媒体上で行われる。
【００７１】
ＡＡデータ・ウィンドウの品質を評価するためのハイブリッド法では、システムは、実測の測定データ−ＭＳ又はその他によって決定されるような−とＡＡウィンドウとの比較、及び、コード位相又はドップラー周波数のような仮想データとＡＡウィンドウとの比較、を両方とも行う。図５はこの方法の概要図である。ＡＡウィンドウ・データとＭＳ測定データはコンピュータ３４に供給される。実測データがＭＳから入手可能であるとすれば、ＡＡウィンドウ品質値（ＷＱ−ａ）が実測ＧＰＳ測定データから決定される。更に、ＡＡウィンドウ品質値（ＷＱ−ｈ）が、仮想コード位相または予測ドップラー周波数のような、仮想データから決定される１１０。２つのウィンドウ品質値（ＷＱ−ａ）と（ＷＱ−ｈ）は、それ等が同じような値であるかどうかを決定するために、比較される１１２。この方法は、実測および仮想コード位相が大きく分かれて大きな測距誤差がある場合に有効である。仮想データから決定されるウィンドウ品質値と実測定データから決定されるウィンドウ品質値との間の大きな差は測距誤差を示す１１４。図５で表されるハイブリッド法を実行するためにはウィンドウ品質値は必ずしも計算される必要がない、ということは当業者等には明らかである。その代わり、両者を比較するために、実測データは仮想あるいは予測データと直接比較されることが出来る。
【００７２】
信号捕捉の失敗と成功及びウィンドウ品質値を追跡することは、ＡＡウィンドウ・データの品質についての価値ある情報を提供する。ウィンドウ品質は、測定毎にを基準として、通信システム・レベルで、地理的領域レベルで、或いは、その他１又は複数のセクタによるようなグルーピングを基準として、評価されることが出来る。システム基準レベル、領域基準レベル或いはグルーピング基準レベルにおいて、ＡＡデータの総合的な健全性は、ウィンドウ内測定に対するウィンドウ外にあったらしい全ての失敗測定の割合、をチェックすることによって評価されることが出来る。
【００７３】
成功と失敗に関するウィンドウ品質統計の任意の組合せは捕捉補助を評価し、そして、ＡＡウィンドウの生成で使用されるソース・データを調整するのに有効である。例えば、成功に対する高い失敗の割合は一般に低いＧＰＳ捕捉を示す。ＦＯ／ＳＩの比較的高い割合はＡＡウィンドウが一般に不正確または小さすぎることを示す。他方、低いＦＯ／ＳＩの割合はウィンドウが一般に大きすぎることを示すことがあり得る。更に、もし割合（ＦＯ／ＦＩ）／（ＳＯ／ＳＩ）−これはＡＡウィンドウ外測定がウィンドウ内測定よりも失敗する可能性が著しく高いかどうかの洞察を提供する−が統計的信頼性を持って予め決められた閾値を超えるならば、その場合、総合的なＡＡの健全性は疑問を持たれる可能性がある。
【００７４】
システム基準レベル、領域基準レベル、或いはその他グルーピング基準レベルで、ＡＡウィンドウの全体的な適用範囲がモニタされることできて、従って、ＡＡの生成に使用されるソース・データが調整されることが出来る。調整は、セクタ毎を基準として、セクタの一定の集合により決められたローカル領域の内部で、システム全体に亘り、或いは、他の任意の領域上で、行われることが出来る。例えば、セクタに特定のＡＡスケール因子が保持されることが出来る、或いは、“最大アンテナ範囲（maximum antenna range）”（ＭＡＲ）がセクタを基準とする捕捉支援の場合に調整されることが出来る。ＡＡウィンドウ・ソース・データに対する調整は実時間で、非周期的に、或いは基地局アルマナック管理装置或いはその他適切なコンピュータ又はサーバによるバッチ処理モードにおいて、周期的に、行われることが出来る。そのような調整はネットワークの状態を記述するために使用されるＢＳＡの中に記憶されることが出来る。
【００７５】
ＡＡコード位相ウィンドウとドップラー周波数ウィンドウは、本明細書では、ＡＡウィンドウ・データ品質を評価するための方法およびシステムを明示するために使用されたけれども、ＡＡウィンドウ品質の同様な評価が他の型のＡＡデータ、例えば、これ等に限定されるわけではないが、信号到着時間および擬似距離、に対して行われることが出来ることは、当業者等にとって明白である。
【００７６】
前述の説明は、測位信号捕捉支援ウィンドウ評価のための方法およびシステムの、具体例としての実行、及び、その新規性、を説明する。本方法およびシステムには多くの態様がある、その理由は、それが通信システムの無数の構成要素の間の相互作用を含むことが出来るからである。本方法およびシステムの代替法の使用と実装のために何かの示唆が与えられるからといって、そのような代替法をリスト或いは説明し尽くすことは無論実用的ではない。従って、本方法およびシステムの範囲は添付された請求項を参照することによってのみ決められるべきであり、そして、該範囲はその他、限定が添付された請求項に記載されるような場合を除いては、本明細書で説明された特徴によって限定されるべきではない。
【００７７】
上述の説明は開示された方法およびシステムの新規性を指摘してきたけれども、当業者は、説明された方法およびシステムの形態と詳細における様々な省略、置き換え、及び、変更が、本発明の範囲を逸脱することなく、行われることが可能である、ことを理解する。例えば、当業者は、本明細書で説明された詳細を、広範囲の変調技術、送信機と受信機のアーキテクチャ、及び一般に任意の数の異なるフォーマットを有する通信システムに適応させることが出来る。任意の送信機は、ＳＶが本明細書で扱われるのと同様に、該送信機からの信号の捕捉を支援するために引き出され、獲得されそして利用される捕捉支援情報を用いて、扱われることが出来る。
【００７８】
本明細書で上述に説明された諸構成要素のそれぞれの実用的なそして新しい組合せ、及び、そのような構成要素と同等な物のそれぞれ実用的な組合せ、は本発明の実施形態と考えられる。一部は、本明細書で明確に列挙されることが常識的に出来るよりも遥かに多くの要素の組合せが本発明の実施形態として考えられるが故に、本発明の範囲は前述の説明によるよりも添付された請求項によって適切に規定される。更に、上述で説明された特徴の任意の機能的な可能な組合せが、本明細書で明白そして明確に説明されたのと同様に考えられるはずである。様々な請求項の諸要素の同等物の意味および範囲に入る全ての変更は、対応する請求項の範囲内に含まれる。この目的のために、それぞれの請求項においてそれぞれ説明される要素は可能な限り広く解釈されるべきであり、そして、更に該要素の任意の同等物を、先行技術を包含せずに可能な限り、包含すると理解されるべきである。
【符号の説明】
【００７９】
１０…移動局、１２…基地局、１６…基地局アンテナを中心とする円の内部、１８…基地局アンテナを中心とする円、２０…人工衛星、２２…最大コード位相、２４…最小コード位相、ＢＳＡ…基地局アルマナック、ＰＤＭ…位置決定モジュール、ｘ…中央値又は予測値。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信機と移動局受信機を具備するアシスト位置探索システムのために捕捉支援ウィンドウ品質を評価する方法であって、
移動局位置測定データを提供すること、及び
移動局位置測定データを捕捉支援ウィンドウと比較すること
を具備する方法。
【請求項２】
移動局位置測定データは、実測測定データと仮想測定データから構成されるグループから選択される、少なくとも１つの型のデータを具備する、請求項１の方法。
【請求項３】
仮想移動局位置測定データは、コード位相データ、擬似距離データ、到着時間データ、或いは、ドップラー周波数データから構成されるグループから選択される、少なくとも１つの型の仮想データを具備する、請求項２の方法。
【請求項４】
移動局位置測定データを提供することは、地上における距離測定データ、タイミング・データ、ドップラー周波数、及び、全地球測位システム測定データから構成されるグループから選択される、少なくとも１つの型のデータを提供することを具備する、請求項２の方法。
【請求項５】
前記全地球測位システム測定データは、コード位相データ、擬似距離データ、到着時間データ、或いは、ドップラー周波数データから構成されるグループから選択される、少なくとも１つの型のデータを具備する、請求項４の方法。
【請求項６】
移動局位置測定データを捕捉支援ウィンドウと比較することは、捕捉支援ウィンドウが移動局に送信される時刻と移動局の測定が決定される時刻との間の送信機伝播を明らかにすることを更に具備する、請求項２の方法。
【請求項７】
移動局位置測定データを捕捉支援ウィンドウと比較することは、該測定データが捕捉支援ウィンドウの中に入るかどうかを判断することを具備する、請求項２の方法。
【請求項８】
該比較のステップに基づいてウィンドウ品質値を決定することを更に具備する、請求項２の方法。
【請求項９】
該比較のステップに基づいてウィンドウ品質値を決定することは、捕捉支援ウィンドウ内の測定データに対して第１整数値と第２整数値との間の値を割り当てることを具備する、請求項８の方法。
【請求項１０】
該ウィンドウ品質値を記録することを更に具備する、請求項８の方法。
【請求項１１】
該比較に基づく結果を記録することを更に具備する、請求項２の方法。
【請求項１２】
該捕捉支援ウィンドウの生成に使用されるソース・データを調整することを更に具備する、請求項１１の方法。
【請求項１３】
移動局位置測定データを提供すること、及び、移動局位置測定データを捕捉支援ウィンドウと比較することは、測定毎基準、セクタ基準、セクタのグルーピング基準、通信システム基準、及び、地理的領域基準、から構成されるグループから選択される基準上で実行される、請求項２の方法。
【請求項１４】
捕捉支援ウィンドウ・データを、比較のステップに従い、セクタ基準、セクタのグルーピング基準、通信システム基準、及び、地理的領域基準、から構成されるグループから選択される基準上で、評価することを更に具備する、請求項１３の方法。
【請求項１５】
測定毎基準、セクタ基準、セクタのグルーピング基準、通信システム基準、及び、地理的領域基準、から構成されるグループから選択される基準上で、捕捉支援ウィンドウを生成する際に使用されるソース・データを調整することを更に具備する、請求項１３の方法。
【請求項１６】
仮想位置測定データに関連付けられる不確定さを決定することを更に具備する、請求項２の方法。
【請求項１７】
該比較のステップ及び仮想位置測定データに関連付けられる不確定さに基づいてウィンドウ品質値の範囲を決定することを更に具備する、請求項１６の方法。
【請求項１８】
ウィンドウ品質値の範囲を記録することを更に具備する、請求項１７の方法。
【請求項１９】
比較に基づく結果を記録することを更に具備する、請求項１７の方法。
【請求項２０】
捕捉支援ウィンドウを生成する際に使用されるソース・データを調整することを更に具備する、請求項１９の方法。
【請求項２１】
捕捉支援ウィンドウを生成する際に使用されるソース・データを調整することは、測定毎基準、セクタ基準、セクタのグルーピング基準、通信システム基準、及び、地理的領域基準、から構成されるグループから選択される基準上で実行される、請求項２０の方法。
【請求項２２】
移動局位置測定データを捕捉支援ウィンドウと比較することは、
実測移動局位置測定データを捕捉支援ウィンドウと比較すること、及び
仮想移動局位置測定データを捕捉支援ウィンドウと比較すること
を具備する、請求項８の方法。
【請求項２３】
該比較のステップに基づいてウィンドウ品質値を決定することは、実測移動局位置測定の比較に基づくウィンドウ品質値、及び、仮想移動局位置測定の比較に基づくウィンドウ品質値、を決定することを具備する、請求項２２の方法。
【請求項２４】
２つのウィンドウ品質値の間の差に基づいて測距誤差を決定することを更に具備する、請求項２３の方法。
【請求項２５】
アシスト位置探索システムの捕捉支援ウィンドウ品質を評価するためのシステムであって、
送信機、
移動局受信機、
送信機信号捕捉支援データの生成で使用されるアルマナックを具備する位置決定モジュール、及び
移動局の測定と位置情報の実観測に基づく知識に従って該位置決定モジュールのアルマナックを管理および更新するためのコンピュータ
を具備するシステム。
【請求項２６】
該コンピュータは、移動局位置測定データと捕捉支援ウィンドウの比較に基づく捕捉支援ウィンドウ品質値の記録のためのコンピュータ可読媒体を具備する、請求項２５のシステム。
【請求項２７】
該コンピュータは、捕捉支援ウィンドウの内部および外部への移動局受信機の成功および失敗した送信機信号捕捉の記録のためのコンピュータ可読媒体を具備する、請求項２５のシステム。
【請求項２８】
測位信号送信機および移動局測位信号受信機を具備するアシスト位置探索システムのための捕捉支援ウィンドウ品質を評価する方法であって、
実観測に基づく移動局位置測定データを測位信号捕捉支援ウィンドウと比較すること、及び
該比較に基づく結果を記録すること
を具備する方法。
【請求項２９】
該比較に基づく結果を記録することは、捕捉支援ウィンドウの内部および外部への該移動局受信機による送信機信号捕捉の成功および失敗を記録することを具備する、請求項２８の方法。
【請求項３０】
該比較に基づく結果を記録することは、該比較に基づく捕捉支援ウィンドウ品質値を生成することを具備する、請求項２８の方法。
【請求項３１】
該比較に基づいて未来の捕捉支援ウィンドウの生成を調整することを更に具備する、請求項２８の方法。
【請求項１】
送信機と移動局受信機を具備するアシスト位置探索システムのために捕捉支援ウィンドウ品質を評価する方法であって、
移動局位置測定データを提供すること、及び
移動局位置測定データを捕捉支援ウィンドウと比較すること
を具備する方法。
【請求項２】
移動局位置測定データは、実測測定データと仮想測定データから構成されるグループから選択される、少なくとも１つの型のデータを具備する、請求項１の方法。
【請求項３】
仮想移動局位置測定データは、コード位相データ、擬似距離データ、到着時間データ、或いは、ドップラー周波数データから構成されるグループから選択される、少なくとも１つの型の仮想データを具備する、請求項２の方法。
【請求項４】
移動局位置測定データを提供することは、地上における距離測定データ、タイミング・データ、ドップラー周波数、及び、全地球測位システム測定データから構成されるグループから選択される、少なくとも１つの型のデータを提供することを具備する、請求項２の方法。
【請求項５】
前記全地球測位システム測定データは、コード位相データ、擬似距離データ、到着時間データ、或いは、ドップラー周波数データから構成されるグループから選択される、少なくとも１つの型のデータを具備する、請求項４の方法。
【請求項６】
移動局位置測定データを捕捉支援ウィンドウと比較することは、捕捉支援ウィンドウが移動局に送信される時刻と移動局の測定が決定される時刻との間の送信機伝播を明らかにすることを更に具備する、請求項２の方法。
【請求項７】
移動局位置測定データを捕捉支援ウィンドウと比較することは、該測定データが捕捉支援ウィンドウの中に入るかどうかを判断することを具備する、請求項２の方法。
【請求項８】
該比較のステップに基づいてウィンドウ品質値を決定することを更に具備する、請求項２の方法。
【請求項９】
該比較のステップに基づいてウィンドウ品質値を決定することは、捕捉支援ウィンドウ内の測定データに対して第１整数値と第２整数値との間の値を割り当てることを具備する、請求項８の方法。
【請求項１０】
該ウィンドウ品質値を記録することを更に具備する、請求項８の方法。
【請求項１１】
該比較に基づく結果を記録することを更に具備する、請求項２の方法。
【請求項１２】
該捕捉支援ウィンドウの生成に使用されるソース・データを調整することを更に具備する、請求項１１の方法。
【請求項１３】
移動局位置測定データを提供すること、及び、移動局位置測定データを捕捉支援ウィンドウと比較することは、測定毎基準、セクタ基準、セクタのグルーピング基準、通信システム基準、及び、地理的領域基準、から構成されるグループから選択される基準上で実行される、請求項２の方法。
【請求項１４】
捕捉支援ウィンドウ・データを、比較のステップに従い、セクタ基準、セクタのグルーピング基準、通信システム基準、及び、地理的領域基準、から構成されるグループから選択される基準上で、評価することを更に具備する、請求項１３の方法。
【請求項１５】
測定毎基準、セクタ基準、セクタのグルーピング基準、通信システム基準、及び、地理的領域基準、から構成されるグループから選択される基準上で、捕捉支援ウィンドウを生成する際に使用されるソース・データを調整することを更に具備する、請求項１３の方法。
【請求項１６】
仮想位置測定データに関連付けられる不確定さを決定することを更に具備する、請求項２の方法。
【請求項１７】
該比較のステップ及び仮想位置測定データに関連付けられる不確定さに基づいてウィンドウ品質値の範囲を決定することを更に具備する、請求項１６の方法。
【請求項１８】
ウィンドウ品質値の範囲を記録することを更に具備する、請求項１７の方法。
【請求項１９】
比較に基づく結果を記録することを更に具備する、請求項１７の方法。
【請求項２０】
捕捉支援ウィンドウを生成する際に使用されるソース・データを調整することを更に具備する、請求項１９の方法。
【請求項２１】
捕捉支援ウィンドウを生成する際に使用されるソース・データを調整することは、測定毎基準、セクタ基準、セクタのグルーピング基準、通信システム基準、及び、地理的領域基準、から構成されるグループから選択される基準上で実行される、請求項２０の方法。
【請求項２２】
移動局位置測定データを捕捉支援ウィンドウと比較することは、
実測移動局位置測定データを捕捉支援ウィンドウと比較すること、及び
仮想移動局位置測定データを捕捉支援ウィンドウと比較すること
を具備する、請求項８の方法。
【請求項２３】
該比較のステップに基づいてウィンドウ品質値を決定することは、実測移動局位置測定の比較に基づくウィンドウ品質値、及び、仮想移動局位置測定の比較に基づくウィンドウ品質値、を決定することを具備する、請求項２２の方法。
【請求項２４】
２つのウィンドウ品質値の間の差に基づいて測距誤差を決定することを更に具備する、請求項２３の方法。
【請求項２５】
アシスト位置探索システムの捕捉支援ウィンドウ品質を評価するためのシステムであって、
送信機、
移動局受信機、
送信機信号捕捉支援データの生成で使用されるアルマナックを具備する位置決定モジュール、及び
移動局の測定と位置情報の実観測に基づく知識に従って該位置決定モジュールのアルマナックを管理および更新するためのコンピュータ
を具備するシステム。
【請求項２６】
該コンピュータは、移動局位置測定データと捕捉支援ウィンドウの比較に基づく捕捉支援ウィンドウ品質値の記録のためのコンピュータ可読媒体を具備する、請求項２５のシステム。
【請求項２７】
該コンピュータは、捕捉支援ウィンドウの内部および外部への移動局受信機の成功および失敗した送信機信号捕捉の記録のためのコンピュータ可読媒体を具備する、請求項２５のシステム。
【請求項２８】
測位信号送信機および移動局測位信号受信機を具備するアシスト位置探索システムのための捕捉支援ウィンドウ品質を評価する方法であって、
実観測に基づく移動局位置測定データを測位信号捕捉支援ウィンドウと比較すること、及び
該比較に基づく結果を記録すること
を具備する方法。
【請求項２９】
該比較に基づく結果を記録することは、捕捉支援ウィンドウの内部および外部への該移動局受信機による送信機信号捕捉の成功および失敗を記録することを具備する、請求項２８の方法。
【請求項３０】
該比較に基づく結果を記録することは、該比較に基づく捕捉支援ウィンドウ品質値を生成することを具備する、請求項２８の方法。
【請求項３１】
該比較に基づいて未来の捕捉支援ウィンドウの生成を調整することを更に具備する、請求項２８の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１５５２７（Ｐ２０１３−１５５２７Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−１８１１２８（Ｐ２０１２−１８１１２８）
【出願日】平成２４年８月１７日（２０１２．８．１７）
【分割の表示】特願２００７−５３８１０４（Ｐ２００７−５３８１０４）の分割
【原出願日】平成１７年１０月２０日（２００５．１０．２０）
【出願人】（５９５０２０６４３）クゥアルコム・インコーポレイテッド (7,166)
【氏名又は名称原語表記】ＱＵＡＬＣＯＭＭ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１８１１２８（Ｐ２０１２−１８１１２８）
【出願日】平成２４年８月１７日（２０１２．８．１７）
【分割の表示】特願２００７−５３８１０４（Ｐ２００７−５３８１０４）の分割
【原出願日】平成１７年１０月２０日（２００５．１０．２０）
【出願人】（５９５０２０６４３）クゥアルコム・インコーポレイテッド (7,166)
【氏名又は名称原語表記】ＱＵＡＬＣＯＭＭ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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