無線ロケーション・システムにおいてＴＤＯＡおよびＦＤＯＡを推定するための方法の改良
【課題】位置検出対象信号の存在を試験する周波数および時間期間を限定するために、到着時間差および／または到着周波数差を判定する方法に関する。
【解決手段】移動送信機の位置を検出する際に用いる方法は、相互相関値の集合を求めることを含み、各相互相関値には、対応するTDOAおよび／またはFDOA推定値が関連付けられており、基準信号を協同信号と相関付けることによって求める（図５）。基準信号は、移動送信機が送信し第１アンテナにおいて受信した信号のコピーから成り、協同信号は、第２アンテナにおいて受信した同じ信号のコピーから成る。本方法は、更に、TDOAおよび／またはFDOA推定値の最尤範囲を決定し、次いでTDOAおよび／またはFDOA推定値の最尤範囲に対応する相互相関値の部分集合（図１０）内において最適な相互相関値を特定することを含む。次に、最適な相互相関値に対応するTDOAおよび／またはFDOA値を用いて、移動送信機の位置を算出する。
【解決手段】移動送信機の位置を検出する際に用いる方法は、相互相関値の集合を求めることを含み、各相互相関値には、対応するTDOAおよび／またはFDOA推定値が関連付けられており、基準信号を協同信号と相関付けることによって求める（図５）。基準信号は、移動送信機が送信し第１アンテナにおいて受信した信号のコピーから成り、協同信号は、第２アンテナにおいて受信した同じ信号のコピーから成る。本方法は、更に、TDOAおよび／またはFDOA推定値の最尤範囲を決定し、次いでTDOAおよび／またはFDOA推定値の最尤範囲に対応する相互相関値の部分集合（図１０）内において最適な相互相関値を特定することを含む。次に、最適な相互相関値に対応するTDOAおよび／またはFDOA値を用いて、移動送信機の位置を算出する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動送信機の位置の検出のための到着時間差（TDOA）推定値を提供する方法であって、時間ドメイン相互相関または等価な周波数ドメイン相互スペクトルのプロセスのいずれかを用いて基準信号を協同信号と相互相関させて相互相関値の集合を発生し、該相互相関値集合内の各相互相関値は、TDOA時間値とFDOA周波数値とに関連付けられかつ相互相関の強度を表し、いずれの前記プロセスも到着周波数差（FDOA）およびTDOA双方の同時解を必要とし、前記基準信号が、前記移動送信機が送信し第１アンテナにおいて受信した第１信号のコピーであり、前記協同信号が、前記移動送信機が送信し第２アンテナにおいて受信した前記第１信号のコピーであり、
ａ．前記移動送信機が静止しているか否かに基づいてFDOA周波数値の範囲を決定するステップと、
ｂ．TDOA時間値の範囲を決定するステップと、
ｃ．前記TDOA時間値の前記範囲および前記FDOA周波数値の前記範囲内でのみ、前記相互相関値集合を探索するステップと、
ｄ．前記探索した相互相関値集合における相互相関の強度の最適値と関連するTDOA時間値を、前記TDOA推定値として提供するステップと、
を備えた方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記移動送信機が静止していると、前記FDOA周波数値の範囲を、０ヘルツまたは０ヘルツ±規定の誤差値に限定する、方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の方法において、前記TDOA時間値の前記範囲を、前記基準信号を受信した前記第１アンテナと、前記協同信号を受信した前記第２アンテナとの間の距離と関連付けられた時間値に、所定の誤差値を加算した値に限定する、方法。
【請求項４】
請求項１または２記載の方法において、前記最適値は、時間ドメイン相互相関または等価な周波数ドメイン相互スペクトルのプロセスの最も高い強度ピークである、方法。
【請求項５】
請求項１または２記載の方法において、前記最適値は、前記時間ドメイン相互相関または等価な周波数ドメイン相互スペクトルのプロセスの強度が、前記時間ドメイン相互相関または等価な周波数ドメイン相互スペクトルのプロセスの最も高い強度ピークの所定の割合未満でないときにおける、最早点である、方法。
【請求項６】
請求項１または２記載の方法において、前記最適値は、前記時間ドメイン相互相関または等価な周波数ドメイン相互スペクトルのプロセスの強度が平均ノイズ・レベルの所定割合未満でないときにおける最早点である、方法。
【請求項７】
請求項２記載の方法において、前記TDOA時間値の前記範囲を更に限定して、前記基準信号を受信した第１アンテナから所定距離の範囲内の区域に対応するようにした、方法。
【請求項８】
請求項２記載の方法において、前記TDOA時間値の前記範囲を更に限定して、前記協同信号を受信した第２アンテナから所定距離の範囲内の区域に対応するようにした、方法。
【請求項９】
請求項７または８記載の方法において、往復遅延測定を用いて前記所定距離を決定する、方法。
【請求項１０】
請求項７または８記載の方法において、前記第１および第２アンテナにおける前記移動送信機の受信電力を測定することによって、前記所定距離を決定する、方法。
【請求項１１】
移動送信機の位置を検出するための方法であって、
ａ．相互相関値の集合を提供するステップであって、各相互相関値は、TDOA時間値とFDOA周波数値とに関連付けられ、該各相互相関値は、基準信号を協同信号と相関させることによって生成し、前記基準信号が、前記移動送信機が送信し第１アンテナにおいて受信した信号のコピーを含み、前記協同信号が、前記移動送信機が送信し第２アンテナにおいて受信した前記信号のコピーを含む、ステップと、
ｂ．TDOA時間値の範囲およびFDOA周波数値の範囲を決定するステップであって、前記FDOA周波数値の前記範囲が、前記移動送信機が静止しているか否かに基づいて決定される、ステップと、
ｃ．前記TDOA時間値の範囲およびFDOA周波数値の範囲に対応する相互相関値の部分集合内において最適相互相関値を特定するステップと、
ｄ．前記移動送信機の位置の算出において、前記最適相互相関値に対応するTDOA時間値およびFDOA周波数値の一方または双方を用いるステップと、
を備えた方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法において、前記相互相関が、時間ドメインにおける相互相関を含む、方法。
【請求項１３】
請求項１１記載の方法において、前記相互相関が、周波数ドメインにおける相互相関を含む、方法。
【請求項１４】
請求項１１記載の方法において、前記TDOA時間値の前記範囲は、前記移動送信機の位置の大まかな推定値に基づく、方法。
【請求項１５】
請求項１１記載の方法において、前記FDOA周波数値の前記範囲は、前記移動送信機の速度の大まかな推定値に基づく、方法。
【請求項１６】
請求項１４記載の方法において、前記大まかな推定値は、前記第１および第２アンテナ間の距離に少なくとも部分的に基づく、方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の方法において、前記大まかな推定値は、更に、所定の誤差値に基づく、方法。
【請求項１８】
請求項１４記載の方法において、前記大まかな推定値は、前記移動送信機が位置することが予めわかっている区域に基づく、方法。
【請求項１９】
請求項１１記載の方法において、前記相互相関値の部分集合内で最大のピーク強度を有する相互相関値を、前記最適相互相関値として特定する、方法。
【請求項２０】
請求項１１記載の方法において、前記最適相互相関値として、前記強度が前記最大ピーク強度の所定の割合未満でない最も小さい関連するTDOA時間値を有する前記相互相関値の部分集合内の値を特定するステップを含む、方法。
【請求項２１】
請求項１１記載の方法において、前記最適相互相関値として、前記強度が平均ノイズ・レベルの所定の割合未満でない最も小さい関連するTDOA時間値を有する前記相互相関値の部分集合内の値を特定するステップを含む、方法。
【請求項２２】
請求項１４記載の方法において、前記大まかな推定値は、前記第１アンテナから所定距離内の区域に基づく、方法。
【請求項２３】
請求項１４記載の方法において、前記大まかな推定値は、前記第２アンテナから所定距離内の区域に基づく、方法。
【請求項２４】
請求項２２または２３記載の方法において、前記所定距離を、往復遅延測定を用いて決定する、方法。
【請求項２５】
請求項２２または２３記載の方法において、前記所定距離を、前記第１および第２アンテナにおいて前記移動送信機の受信電力を測定することにより決定する、方法。
【請求項２６】
移動送信機の位置を検出する無線ロケーション・システム（WLS）であって、時間ドメイン相互相関または等価な周波数ドメイン相互スペクトルのプロセスのいずれかを用いて基準信号を協同信号と相互相関させて相互相関値の集合を発生し、該相互相関値集合内の各相互相関値は、TDOA時間値とFDOA周波数値とに関連付けられかつ相互相関の強度を表し、いずれの前記プロセスも到着周波数差（FDOA）およびTDOA双方の同時解を必要とし、前記基準信号が、前記移動送信機が送信し第１アンテナにおいて受信した第１信号のコピーであり、前記協同信号が、前記移動送信機が送信し第２アンテナにおいて受信した前記第１信号のコピーであり、前記システムが、
ａ．TDOA時間値の範囲およびFDOA周波数値の範囲を決定する手段であって、前記FDOA周波数値の前記範囲が、前記移動送信機が静止しているか否かに基づいて決定される、手段と、
ｂ．前記TDOA時間値の範囲および前記FDOA周波数値の範囲に対応する相互相関値の部分集合内において最適相互相関値を特定する手段であって、前記相互相関値の部分集合が、相互相関値の前記集合内に含まれる、手段と、
を備えた無線ロケーション・システム。
【請求項２７】
請求項２６記載のシステムであって、更に、前記移動送信機の位置の算出において、最適相互相関値に対応する前記TDOA時間値および前記FDOA周波数値の一方または双方を用いる手段を備えている、システム。
【請求項２８】
無線ロケーション・システム（WLS）において移動送信機の位置を検出するために用いる方法であって、時間ドメイン相互相関または等価な周波数ドメイン相互スペクトルのプロセスのいずれかを用いて基準信号を協同信号と相互相関させて相互相関値の集合を発生し、該相互相関値集合内の各相互相関値は、TDOA時間値とFDOA周波数値とに関連付けられかつ相互相関の強度を表し、いずれの前記プロセスも到着周波数差（FDOA）およびTDOA双方の同時解を必要とし、前記基準信号が、前記移動送信機が送信し第１アンテナにおいて受信した第１信号のコピーであり、前記協同信号が、前記移動送信機が送信し第２アンテナにおいて受信した前記第１信号のコピーであり、前記方法が、
ａ．TDOA時間値の範囲およびFDOA周波数値の範囲を決定するステップであって、前記FDOA周波数値の前記範囲が、前記移動送信機が静止しているか否かに基づいて決定される、ステップと、
ｂ．前記TDOA時間値の範囲および前記FDOA周波数値の範囲に対応する相互相関値の部分集合内において最適相互相関値を特定するステップであって、前記相互相関値の部分集合が、相互相関値の前記集合内に含まれる、ステップと、
を備えた方法。
【請求項２９】
請求項２８記載の方法であって、更に、前記移動送信機の位置の算出において、前記最適相互相関値に対応する前記TDOA時間値および前記FDOA周波数値の一方または双方を用いるステップを含む、方法。
【請求項１】
移動送信機の位置の検出のための到着時間差（TDOA）推定値を提供する方法であって、時間ドメイン相互相関または等価な周波数ドメイン相互スペクトルのプロセスのいずれかを用いて基準信号を協同信号と相互相関させて相互相関値の集合を発生し、該相互相関値集合内の各相互相関値は、TDOA時間値とFDOA周波数値とに関連付けられかつ相互相関の強度を表し、いずれの前記プロセスも到着周波数差（FDOA）およびTDOA双方の同時解を必要とし、前記基準信号が、前記移動送信機が送信し第１アンテナにおいて受信した第１信号のコピーであり、前記協同信号が、前記移動送信機が送信し第２アンテナにおいて受信した前記第１信号のコピーであり、
ａ．前記移動送信機が静止しているか否かに基づいてFDOA周波数値の範囲を決定するステップと、
ｂ．TDOA時間値の範囲を決定するステップと、
ｃ．前記TDOA時間値の前記範囲および前記FDOA周波数値の前記範囲内でのみ、前記相互相関値集合を探索するステップと、
ｄ．前記探索した相互相関値集合における相互相関の強度の最適値と関連するTDOA時間値を、前記TDOA推定値として提供するステップと、
を備えた方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記移動送信機が静止していると、前記FDOA周波数値の範囲を、０ヘルツまたは０ヘルツ±規定の誤差値に限定する、方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の方法において、前記TDOA時間値の前記範囲を、前記基準信号を受信した前記第１アンテナと、前記協同信号を受信した前記第２アンテナとの間の距離と関連付けられた時間値に、所定の誤差値を加算した値に限定する、方法。
【請求項４】
請求項１または２記載の方法において、前記最適値は、時間ドメイン相互相関または等価な周波数ドメイン相互スペクトルのプロセスの最も高い強度ピークである、方法。
【請求項５】
請求項１または２記載の方法において、前記最適値は、前記時間ドメイン相互相関または等価な周波数ドメイン相互スペクトルのプロセスの強度が、前記時間ドメイン相互相関または等価な周波数ドメイン相互スペクトルのプロセスの最も高い強度ピークの所定の割合未満でないときにおける、最早点である、方法。
【請求項６】
請求項１または２記載の方法において、前記最適値は、前記時間ドメイン相互相関または等価な周波数ドメイン相互スペクトルのプロセスの強度が平均ノイズ・レベルの所定割合未満でないときにおける最早点である、方法。
【請求項７】
請求項２記載の方法において、前記TDOA時間値の前記範囲を更に限定して、前記基準信号を受信した第１アンテナから所定距離の範囲内の区域に対応するようにした、方法。
【請求項８】
請求項２記載の方法において、前記TDOA時間値の前記範囲を更に限定して、前記協同信号を受信した第２アンテナから所定距離の範囲内の区域に対応するようにした、方法。
【請求項９】
請求項７または８記載の方法において、往復遅延測定を用いて前記所定距離を決定する、方法。
【請求項１０】
請求項７または８記載の方法において、前記第１および第２アンテナにおける前記移動送信機の受信電力を測定することによって、前記所定距離を決定する、方法。
【請求項１１】
移動送信機の位置を検出するための方法であって、
ａ．相互相関値の集合を提供するステップであって、各相互相関値は、TDOA時間値とFDOA周波数値とに関連付けられ、該各相互相関値は、基準信号を協同信号と相関させることによって生成し、前記基準信号が、前記移動送信機が送信し第１アンテナにおいて受信した信号のコピーを含み、前記協同信号が、前記移動送信機が送信し第２アンテナにおいて受信した前記信号のコピーを含む、ステップと、
ｂ．TDOA時間値の範囲およびFDOA周波数値の範囲を決定するステップであって、前記FDOA周波数値の前記範囲が、前記移動送信機が静止しているか否かに基づいて決定される、ステップと、
ｃ．前記TDOA時間値の範囲およびFDOA周波数値の範囲に対応する相互相関値の部分集合内において最適相互相関値を特定するステップと、
ｄ．前記移動送信機の位置の算出において、前記最適相互相関値に対応するTDOA時間値およびFDOA周波数値の一方または双方を用いるステップと、
を備えた方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法において、前記相互相関が、時間ドメインにおける相互相関を含む、方法。
【請求項１３】
請求項１１記載の方法において、前記相互相関が、周波数ドメインにおける相互相関を含む、方法。
【請求項１４】
請求項１１記載の方法において、前記TDOA時間値の前記範囲は、前記移動送信機の位置の大まかな推定値に基づく、方法。
【請求項１５】
請求項１１記載の方法において、前記FDOA周波数値の前記範囲は、前記移動送信機の速度の大まかな推定値に基づく、方法。
【請求項１６】
請求項１４記載の方法において、前記大まかな推定値は、前記第１および第２アンテナ間の距離に少なくとも部分的に基づく、方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の方法において、前記大まかな推定値は、更に、所定の誤差値に基づく、方法。
【請求項１８】
請求項１４記載の方法において、前記大まかな推定値は、前記移動送信機が位置することが予めわかっている区域に基づく、方法。
【請求項１９】
請求項１１記載の方法において、前記相互相関値の部分集合内で最大のピーク強度を有する相互相関値を、前記最適相互相関値として特定する、方法。
【請求項２０】
請求項１１記載の方法において、前記最適相互相関値として、前記強度が前記最大ピーク強度の所定の割合未満でない最も小さい関連するTDOA時間値を有する前記相互相関値の部分集合内の値を特定するステップを含む、方法。
【請求項２１】
請求項１１記載の方法において、前記最適相互相関値として、前記強度が平均ノイズ・レベルの所定の割合未満でない最も小さい関連するTDOA時間値を有する前記相互相関値の部分集合内の値を特定するステップを含む、方法。
【請求項２２】
請求項１４記載の方法において、前記大まかな推定値は、前記第１アンテナから所定距離内の区域に基づく、方法。
【請求項２３】
請求項１４記載の方法において、前記大まかな推定値は、前記第２アンテナから所定距離内の区域に基づく、方法。
【請求項２４】
請求項２２または２３記載の方法において、前記所定距離を、往復遅延測定を用いて決定する、方法。
【請求項２５】
請求項２２または２３記載の方法において、前記所定距離を、前記第１および第２アンテナにおいて前記移動送信機の受信電力を測定することにより決定する、方法。
【請求項２６】
移動送信機の位置を検出する無線ロケーション・システム（WLS）であって、時間ドメイン相互相関または等価な周波数ドメイン相互スペクトルのプロセスのいずれかを用いて基準信号を協同信号と相互相関させて相互相関値の集合を発生し、該相互相関値集合内の各相互相関値は、TDOA時間値とFDOA周波数値とに関連付けられかつ相互相関の強度を表し、いずれの前記プロセスも到着周波数差（FDOA）およびTDOA双方の同時解を必要とし、前記基準信号が、前記移動送信機が送信し第１アンテナにおいて受信した第１信号のコピーであり、前記協同信号が、前記移動送信機が送信し第２アンテナにおいて受信した前記第１信号のコピーであり、前記システムが、
ａ．TDOA時間値の範囲およびFDOA周波数値の範囲を決定する手段であって、前記FDOA周波数値の前記範囲が、前記移動送信機が静止しているか否かに基づいて決定される、手段と、
ｂ．前記TDOA時間値の範囲および前記FDOA周波数値の範囲に対応する相互相関値の部分集合内において最適相互相関値を特定する手段であって、前記相互相関値の部分集合が、相互相関値の前記集合内に含まれる、手段と、
を備えた無線ロケーション・システム。
【請求項２７】
請求項２６記載のシステムであって、更に、前記移動送信機の位置の算出において、最適相互相関値に対応する前記TDOA時間値および前記FDOA周波数値の一方または双方を用いる手段を備えている、システム。
【請求項２８】
無線ロケーション・システム（WLS）において移動送信機の位置を検出するために用いる方法であって、時間ドメイン相互相関または等価な周波数ドメイン相互スペクトルのプロセスのいずれかを用いて基準信号を協同信号と相互相関させて相互相関値の集合を発生し、該相互相関値集合内の各相互相関値は、TDOA時間値とFDOA周波数値とに関連付けられかつ相互相関の強度を表し、いずれの前記プロセスも到着周波数差（FDOA）およびTDOA双方の同時解を必要とし、前記基準信号が、前記移動送信機が送信し第１アンテナにおいて受信した第１信号のコピーであり、前記協同信号が、前記移動送信機が送信し第２アンテナにおいて受信した前記第１信号のコピーであり、前記方法が、
ａ．TDOA時間値の範囲およびFDOA周波数値の範囲を決定するステップであって、前記FDOA周波数値の前記範囲が、前記移動送信機が静止しているか否かに基づいて決定される、ステップと、
ｂ．前記TDOA時間値の範囲および前記FDOA周波数値の範囲に対応する相互相関値の部分集合内において最適相互相関値を特定するステップであって、前記相互相関値の部分集合が、相互相関値の前記集合内に含まれる、ステップと、
を備えた方法。
【請求項２９】
請求項２８記載の方法であって、更に、前記移動送信機の位置の算出において、前記最適相互相関値に対応する前記TDOA時間値および前記FDOA周波数値の一方または双方を用いるステップを含む、方法。
【図１】
【図１Ａ】
【図２】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｃ−１】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図２Ｅ−１】
【図２Ｆ】
【図２Ｇ】
【図２Ｈ】
【図２Ｉ】
【図２Ｊ】
【図２Ｋ】
【図２Ｌ】
【図３】
【図３Ａ】
【図４】
【図４Ａ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１Ａ】
【図２】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｃ−１】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図２Ｅ−１】
【図２Ｆ】
【図２Ｇ】
【図２Ｈ】
【図２Ｉ】
【図２Ｊ】
【図２Ｋ】
【図２Ｌ】
【図３】
【図３Ａ】
【図４】
【図４Ａ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−５７６６８（Ｐ２０１３−５７６６８Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２１６８９６（Ｐ２０１２−２１６８９６）
【出願日】平成２４年９月２８日（２０１２．９．２８）
【分割の表示】特願２００９−５２９６１（Ｐ２００９−５２９６１）の分割
【原出願日】平成２１年３月６日（２００９．３．６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＧＳＭ
【出願人】（５００５３２５４０）トゥルーポジション・インコーポレーテッド (48)
【出願人】（５９６０６０６９７）マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー (233)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年９月２８日（２０１２．９．２８）
【分割の表示】特願２００９−５２９６１（Ｐ２００９−５２９６１）の分割
【原出願日】平成２１年３月６日（２００９．３．６）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＧＳＭ
【出願人】（５００５３２５４０）トゥルーポジション・インコーポレーテッド (48)
【出願人】（５９６０６０６９７）マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー (233)
【Ｆターム（参考）】
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