無線移動体通信システムにおける基地局の位置パラメータの決定のための移動局の使用方法
無線通信網において、基地局アンテナ位置及び時間オフセットは様々な条件の下で最も信頼できる移動局位置決定を得るために使用される他の情報と共に基地局暦データベースに記憶される。そのシステムは基地局アンテナ位置及び基地局タイミング・オフセットを決定するために移動局の位置決定及び地上距離測定情報を使用する。アンテナ場所データを維持し、且つ改良し、そして基地局アンテナの変更または移動について補正するために、基地局アンテナ位置は通常の移動局位置決定の間に決定される。基地局アンテナの移動の間にセル・セクタ同定の損失から迅速に回復すること、及び基地局からの距離測定に基づいて移動局位置決定の精度を、且つ全地球衛星受信器を有する移動局からの位置データの迅速な取得を保証することが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願はここに引例により組込まれている２００１年１２月２７出願の米国特許出願第６０／３４３，７４８号の優先権を主張する。本出願はまた２００２年３月１２日出願の米国特許出願第１０／０９７，０４１号に対する優先権を主張する。
【０００２】
本発明は一般に移動体通信に関係し、特に移動体通信網における基地局の位置の決定に関係する。
【背景技術】
【０００３】
移動通信網は網（ネットワーク）の移動端末の位置（position）を見付けるためにますます高度な能力を提供する過程にある。移動端末が米国における９１１呼出といった緊急サービスに対して呼出を行うとき、司法の法的要請は網担当者（a network operator）に移動端末場所を報告することを要求する。符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ディジタル・セルラ網において、位置選定能力は基地局からの無線信号到着の移動局測定時間から移動局（ＭＳ）の場所を計算する技術である高性能順方向回線三辺測量（Advanced Forward Link Trilateration：ＡＦＬＴ）によって提供することができる。さらに進んだ技術は混成位置選定で、移動局は全地球測位システム（ＧＰＳ）を使用し、その位置はＡＦＬＴとＧＰＳ測定の両方に基づいて計算される。
【０００４】
ＭＳ準拠及びＭＳ援用の場合の両方に適用可能な、ＡＦＬＴ、ＧＰＳ、及び混成受信器を使用するＣＤＭＡ位置決定に関するメッセージ・プロトコル及びフォーマットは、ここに引例として組込まれているＴＩＡ／ＥＩＡ規格書ＩＳ‐８０１‐１ ２００１：二重モード・スペクトル拡散システムの位置決定サービス規格‐付録において公表されている。各基地局はＣＤＭＡパイロット擬似乱数（ＰＮ）系列を送信する基地局アンテナのＧＰＳ基準時間修正を伝送すべきことをこの規格書の４〜４３ページは明記している。
【０００５】
別の位置選定技術はその測定が移動局ではなく網実体によって行われる。これらの網準拠の方法の例はサービス中の基地局によって実行されるＲＴＤ測定である。移動局によって行われる測定は計算された位置の有効性及び精度を高めるために網準拠の測定と組合せることができる。
【０００６】
基地局時間オフセット、基地局アンテナ場所及びその他のパラメータの較正及び再較正に関するデータは所謂「基地局暦（base station almanac）」に記憶される。基地局暦データベースは最初のＧＰＳ疑似距離探索に取りかかるために初期位置推定を決定するための情報を提供する。基地局暦データベースは観測されたどの擬似乱数雑音系列（ＰＮ）がＧＰＳ可能なＩＳ‐９５ＣＤＭＡ網のどの物理セクタと同じであるかについて曖昧性を解決するための情報を提供する。基地局暦データベースは信号が発せられるセルの基地局セクタ・アンテナ位置を提供する。ＡＦＬＴの距離測定はこれらのアンテナ位置に対して行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
無線通信システムにおいて、基地局は一般的に移動局位置の決定のための基準として使用される。基地局を基準として使用するために、基地局アンテナ位置は、基地局信号タイミング情報と同様に、精度よく識別されなければならない。基地局アンテナ位置及びタイミング情報は位置決定要素によって使用されるために基地局暦データベースに記録される。このアンテナ場所及びタイミング情報を得ることは面倒であり、高くつく。
【０００８】
大抵、基地局アンテナは移動され、或いは基地局送受信器（トランシーバ）は修理され、もしくは取換えられ、基地局アンテナ位置またはタイミング情報に変化が生じる。例えば、二つの物理的基地局がその確認情報を交換するとき、大抵は基地局は論理的に動かすことができる。いずれの基地局も物理的に動かないのに、それらは（ＢＳユーザーには）場所を交換したように思われる。
【０００９】
そのような状況では、データベースが基地局からサービスを再開する前に更新されない限り、データベース中の対応する情報は誤った状態になる可能性がある。しばしば、アンテナの場所は探査によって、または地図から読取られた座標を参照して決定され、そしてそのアンテナの座標はデータベースに手入力され、人為的誤りの可能性がある。基地局タイミング情報もまた、特注ハードウェアがタイミング情報を測定するために使用され、タイミング・オフセットがデータベースに手入力される場合には、人為的誤りを免れない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これらの問題に対処するため、本発明はその基地局の位置パラメータを決定するために基地局と交信する移動局を使用する。例えば、移動局の位置が決定され、そして基地局の位置が移動局の位置及び基地局と移動局の間で伝送される信号から決定される。基地局の少なくとも一つの誤った基地局場所パラメータにもかかわらず、他の基地局の基地局場所パラメータから、或いは移動局が全地球衛星受信器を装備していれば移動局によって受信される全地球衛星信号から移動局の位置を正確に測定することが大抵は可能である。
【００１１】
さらに、移動局の位置が基地局と通信している基地局の場所と関係なく決定されるときはいつでも、データベース中の基地局場所情報は普通の位置選定セッションで確認することができる。これは基地局と基地局との間で伝送される信号から基地局と移動局との間の距離を決定することによって行われる。この距離がデータベースにおける基地局場所情報と矛盾するとき、データベースは訂正された基地局場所情報を含むように修正される。このような方法で、誤った基地局情報を発見して、基地局の正しい場所が分かるようになる前に位置決定サービスについてその使用を中止することは可能である。
【００１２】
一旦、十分な数の独立した距離が基地局と位置の分かった移動局の間で決定されれば、誤った基地局場所情報は自動的に訂正することができる。十分な数の独立した距離測定に関して、一つの移動局の位置と比較できるある確度で基地局場所を決定することは可能である。このような方法で、データベース中の基地局場所情報を自動的に維持して、改良することは可能である。基地局と移動局との間の通信プロトコルを変更しないで、通常の位置決定サービスを提供しながら、これは行うことができる。
【００１３】
好ましい実施では、移動局の位置及びタイミング・オフセットは基地局の位置及びタイミング・オフセットとは無関係に決定される。移動局の位置及びタイミング・オフセットが全地球測位衛星或いは既知の位置及びタイミング・オフセットを有する基地局からのいくつかの品質信号から決定されるならば、移動局の位置及びタイミング・オフセットは大抵はほぼメートル及びナノ秒精度に非常に正確にすることが可能である。移動局と基地局との間の信号伝送の測定と共に、移動局について現在分かっているこの位置及びタイミング・オフセットは基地局の予定の場所に制約を与える。いくつかの異なる既知の場所から一以上の移動局からの基地局に対する多元測定の収集の後で、これらの測定は、一般に航行技術分野（例えばＧＰＳ及びＡＦＬＴ）では知られているように、最小二乗、またはカルマン・フィルタといった従来の位置及び時間オフセット計算手続きに対する入力として使用される。この計算手続きは、多数の基地局の既知の位置及び既知の時間オフセットから移動局の位置及び時間オフセットを計算するための従来の計算手続きの使用とは対照的に、多数の移動局の既知の位置及び既知の時間オフセットを決定するために使用される。
【００１４】
本発明の他の目的及び利点は付随の図に関して次の詳細な記述を読むことにより明白になるであろう。
本発明は様々な修正及び代りの形態が可能であり、その特定の実施例は図面において一例として示されており、そして詳細に述べられるであろう。しかしながら、それは本発明の形態を特定の示された形態に制限することを意図するものではなく、逆に、本発明は付随の請求項によって定義されるように本発明の範囲内にある全ての修正、同等のもの、及び代替のものを網羅するものであることを理解すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は携帯電話ユニットを設置し、そして基地局を較正するためにＧＰＳシステムを使用するＣＤＭＡセルラ電話網を示す。本発明はこの例を参照して示されるが、本発明がＣＤＭＡ及びＧＰＳの使用に限定されないことは認識すべきである。例えば、本発明は時分割多元接続（ＴＤＭＡ）セルラ電話網において実践されるし、本発明は位置選定を支援するためのあらゆる種類の全地球衛星システムを使用しないで使用されるであろう。
【００１６】
一般的に、ＴＤＭＡセルラ電話網といった、いずれかの種類の無線通信網によって本発明を実践するために、互換性がある場所サービスに関する仕様について適用できる業界規格を調べることは望ましい。例えば、ＴＩＡ／ＥＩＡ規格ＩＳ‐８０１‐１ ２００１、二重モード・スペクトラム拡散システムに関する位置決定サービス規格はＡＦＬＴ及びＧＰＳを使用するＣＤＭＡ網に特に適応する。ＴＩＡ／ＥＩＡ規格ＡＮＳＩ‐１３６（衛星を介するシステム援用移動体位置選定）は米国におけるＴＤＭＡディジタルＰＣシステムに適応する。第三世代協同計画規格３ＧＰＰ ＴＳ０４．３１及びＴＳ２５．３３１場所サービス（ＬＣＳ）（ＯＴＤＯＡを使用するＵＥ位置選定）は或るヨーロッパＧＳＭ無線電話網に適応する。
【００１７】
図１は地球１６の表面上の六角形アレイで決定位置に配置された５個のＣＤＭＡ基地局１１、１２、１３、１４、１５を示す。地球の上約１１，０００海里では、基地局１１から１５と見通し通信する少なくとも五つのＧＰＳ衛星１７がある。基地局の電気通信範囲内に、いくつかの移動ＣＤＭＡ電話ユニット２２があり、それは上で引用されたＴＩＡ規格文書中では移動局（ＭＳ）と呼ばれる。これらの移動局（ＭＳ）はＡＦＬＴ移動局２２のようなＡＦＬＴだけの移動局と、混成移動局２３のような混成移動局を含む。
【００１８】
ＣＤＭＡ網は基地局からの所謂パイロット無線信号の到着の時間を測定する移動局の周知のＡＦＬＴ技術を使用してＡＦＬＴ移動局２２及び混成移動局２３の位置を決定することが可能である。到着の時間は移動局の時間基準に関係するパイロット位相測定によって示される。近隣の基地局のそれぞれの対からのパイロット位相測定の差は移動局の時間基準におけるあらゆる時間オフセットの影響を取除くために計算される。大抵の場合、各々の差は移動局を特定の双曲線上に配置する。双曲線の交差は移動局の場所を提供する。
【００１９】
ＣＤＭＡ網はまた周知のＧＰＳ技術を使用して混成移動局２３の位置を見付けることが可能である。各ＣＤＭＡ基地局１１〜１５は、ＧＰＳシステム時間基準に参照されるＣＤＭＡシステム時間基準を提供するためＧＰＳ衛星１７〜２１の少なくとも一つのキャリア（搬送波）及び擬似乱数符号系列を受信するＧＰＳ受信器を有する。混成移動局がＣＤＭＡ網との位置選定セッションに参加するとき、サービスする基地局は混成移動局にＧＰＳ取得データを送信する。混成移動局２３は約１０秒以下で各ＧＰＳ衛星１７〜２１と移動局との間の疑似距離の測定値を得るためにＧＰＳ取得データを使用する。ＭＳ援用の解の場合は、混成移動局２３は疑似距離測定値をサービスする基地局に送信する。さらに図３を参照して下記で示されるように、位置決定要素（ＰＤＥ）は四以上の疑似距離測定値から混成移動局２３の地理的場所を計算する。代りに、ＭＳ基準の解の場合には、移動局の地理的場所は移動局それ自身によって計算される。
【００２０】
図２は図１のセルラ電話網における各基地局の機能ブロックを示す。基地局１１はＧＰＳシステム時間を参照する基地局時間基準３２を提供するＧＰＳ受信器３１を含む。ＧＰＳ受信器３１はＧＰＳアンテナ３９から信号を得る。基地局はまたＣＤＭＡ網において移動局と通信するためにＣＤＭＡ送受信器（トランシーバ）３３を含む。ＣＤＭＡ送受信器３３は基地局時間基準３２からＣＤＭＡシステム時間を得る。ＣＤＭＡ送受信器３３はＣＤＭＡアンテナ４０を介して無線信号を送信し、且つ受信する。
【００２１】
図３は図１のセルラ電話網の定置構成要素のブロック図である。移動通信交換センター（ＭＳＣ）３４は基地局１１と銅線または光ファイバーといった、いくつかの電話回線３５との間に音声信号及び遠隔通信データを相互連結する。移動通信位置選定センター（ＭＰＣ）３６は移動通信交換センター（ＭＳＣ）３４に接続されている。ＭＰＣ３６は位置選定アプリケーションを管理し、相互作業機能（ＩＷＦ）３７及びデータ網回線３８によって場所データを外部のデータ網に相互連結する。位置決定要素（ＰＤＥ）４１は位置選定データを集めて、フォーマットする。ＰＤＥ４１は移動局に無線支援を行い、それは位置計算を行う。ＰＤＥ４１はＭＰＣ３６及びＭＳＣ３４に接続されている。ＰＤＥ４１は基地局暦データベース・サーバ４３によって管理される基地局暦データベース４４にアクセスする。ＰＤＥ４１及び基地局暦データベース・サーバ４３は、例えば、従来のディジタル・コンピュータまたはワーク・ステーションを使用して実施される。基地局暦４４は、さらに下記で述べられるように、基地局暦データベース・サーバ４３のためにコンピュータのハード・ディスクに記憶される。
【００２２】
基地局が設置されるか、もしくは変更されるとき、基地局時間基準（図２における３２）は較正されなければならない。各基地局は、ＧＰＳアンテナ（図２における３９）からＧＰＳ受信器（図２における３１）へ、ＧＰＳ受信器からＣＤＭＡ送受信器（図２における３３）へ、及びＣＤＭＡ送受信器からＣＤＭＡアンテナ（図２における４０）への伝搬遅延または位相変移における変動によりＧＰＳシステム時間とＣＤＭＡ信号の伝送の間でそれぞれの時間オフセットを持つことがある。従って、ＡＦＬＴ位置決定における距離の誤差及び混成位置決定における距離及びタイミングの誤差を低減するために、各基地局の設置が終了した後で、例えば、ＰＤＥ（図３における４１）により使用される基地局暦データベース（図３における４４）に基地局に関する時間オフセットを記憶させることによって各基地局は較正されなければならない。さらに、基地局を再較正し、且つ次のあらゆるハードウェア変更に対してデータベースを更新することが望ましい。
【００２３】
基地局を較正または再較正するために、ＧＰＳ及びＡＦＬＴ位置測定データは、混成局ユーザーが電話呼出を通常しているとき、或いは、現場サービス要員が選択された場所を巡回し、通常の位置選定セッションからそうで無ければ得られない位置測定データを得る目的で電話をかけるとき、通常の位置選定セッションの間に混成移動局から得られる。この方式で、ＰＤＥ（図３における４１）は内部で較正データを計算し、そして較正データを連続方式で基地局暦データベース（図３における４４）に記憶する。さらに、あらゆる機密性（privacy）の懸念を軽減するために、混成移動局の作業者が無線電話呼出をかける、或いはそれに答える時のみ、通常の位置選定セッションが発生する。この場合には、ＣＤＭＡシステムは作業者の知識及び承諾なしには作業者の位置を決定しない。
【００２４】
基地局アンテナ位置情報はＡＦＬＴのみまたは混成モードにおける最初の概略場所決定と最終の場所決定の両者のＡＦＬＴ測定の使用に関する性能結果にとって重要である。例えば、ＭＳはパイロット位相測定データをＰＤＥに提供する。ＰＤＥは最初の概略場所を確定するためにアンテナ位置情報について提供され、またはアンテナ位置情報から得られた値を使用する。このデータにおける大きな誤差の存在は次善の性能に寄与するであろう。最終の位置計算の間に、ＰＤＥはパイロット位相測定データを単独で（ＡＦＬＴモード）、またはＧＰＳデータと組合わせて（混成モード）使用するであろう。いずれの場合にも、アンテナ場所及び高度（高さ）は最良の精度を保証するために提供されなければならない。適当な既知の不確定性をもつ、貧弱な品質のアンテナ位置が使用されることがあるけれども、基地局アンテナ位置情報（緯度、経度、及び高度）は１メートル未満の誤差を持つＷＧＳ‐８４における「探査等級」であることが望まれる。
【００２５】
図４は基地局アンテナ６１、６２、６３、及び６４に関する各々のセル・セクタの受信区域（セクタＡ、セクタＢ、セクタＣ、及びセクタＤ）を示す。中継器６５は基地局アンテナ６４の受信区域を拡大する。多分位置決定処理の開始以前でも、移動局６６がトラフィック・チャネルに入る直前、セクタ同定情報は記録される。それ以降のある時間、通信状態にある移動局６６に関して、その移動局は場所位置決定を行い始める。移動局６６は現在のＰＮ番号に注目し、記録されたセクタ同定情報と共にＩＳ‐８０１．１メッセージの中でそれをＰＤＥに送信する。移動局６６はセクタ同定情報が記録されたセクタと異なるセクタにハンド・オフされたことに注目を要す；例えば、移動局が破線表示で示された位置６７に達するとき、移動局はセクタＡからセクタＢにハンド・オフしている。この場合、現在のＰＮ番号及びセクタ同定情報は異なるセルに属する。セクタ同定情報はサービスしているセクタに属し、一方、ＰＮ番号は参照セクタに属する。また、ＰＮは一つだけではなく、一般的にあらゆるセルラ網内で何度も繰返すことに注目を要す。
【００２６】
また、参照セクタ及び恐らくは他のセクタを含めて、その時移動局によって見込まれるセクタ範囲測定はこの最初のＩＳ‐８０１．１メッセージ中で送信される。これらはＰＮ番号によってのみ同定可能であり、測定セクタとして知られている。参照セクタ、及びまだ見えていればサービス・セクタもまた測定セクタであることに注目を要す。-これらの範囲測定は局番（a prefix）として知られている、粗い位置を生成するために使用され、それはＡＦＬＴ測定のみを使用し、一般的に後で行われる最終の位置決定ほどには正確ではない。
【００２７】
局番の目的はさらに正確な最初の位置推定を生成することであり、それは参照セクタの知識のみを使用してなしうるよりも正確なＧＰＳ援用情報を可能にする。より正確なＧＰＳ援用情報はＧＰＳ精度及び成果を向上させ、処理時間を低減させる。局番は任意であり、何らかの理由でそれが利用可能でなければ、参照セクタに基づいて最初の位置推定が使用される。
【００２８】
ＧＰＳ援用情報が移動局に送信された後で、その移動局は、最終の位置決定として知られる、ＡＦＬＴ測定値の第二の集合とＧＰＳ測定値の集合を収集する。ＰＮ番号は一つだけではないので、ＰＤＥは予想されるどのＰＮ番号がどの物理的セクタに属するかを決定しなければならない。同じＰＮ番号を持つセクタは大抵お互いに８ｋｍ離れた、またはより近い間隔にあり、ＰＮ曖昧性をしばしば与えるので、これは複雑な処理になることがある。この間隔はサービス・セクタから参照セクタを、及び参照セクタから測定セクタを決定するために使用される。閾値距離以内のセルだけが考慮される。閾値距離はＢＳＡの最大アンテナ距離パラメータを一定基準にすることによって決定される。
【００２９】
目標のＰＮ及び周波数を持つセクタが見付からなければ、その照合は失敗する。同様に、目標のＰＮ及び周波数を持つ一以上のセクタが見付かり、どのセクタが実際のセクタであるかをＰＤＥが判定できなければ、その照合は失敗する。目標のＰＮを持つ一つのセクタが見付かれば、その照合は成功し、そのセクタは観測されたＰＮに属すると推定される。サービス・セクタから参照セクタを決定しようとしているとき、照合が失敗すれば、サービス・セクタは参照セクタであると推定される。参照セクタから測定セクタを決定しようとしているとき、照合が失敗すれば、その測定ＰＮは使用できず、無視される。セクタ同定情報が全くＢＳＡで見付からなければ、ＧＰＳ位置決定はＰＤＥ環境設定ファイルまたはレジストリに記憶された初期設定時（default）の最初の位置推定情報を使用して試行される。
【００３０】
網ＩＤ／システムＩＤ及び受信区域中心に基づいて最初の位置推定を行うことはまた可能である。受信区域中心は、例えば、基地局セクタ・アンテナの受信区域内にあると判定された移動局位置の平均である。この方法では、ＰＤＥはＢＳＡ内の全てのセクタを調べることによって各々の唯一の網ＩＤ及びシステムＩＤを持つ全てのセルの受信区域に関する位置及び不確定性を自動的に決定する。この情報はいくつかの目的に役立つ。さらに良好な最初の位置推定が利用可能でなければ、網ＩＤ／システムＩＤ位置及び不確定性が使用できる。これは、例えば、ＭＳによって見られるセクタ同定情報がＢＳＡ中に見付けられないとき、起こるであろう。最初の位置推定はこの場合にはるかに高い不確定性を持つことになり、それはＧＰＳ精度及び成果を低減し、ＭＳ処理時間が長くなるであろうことに注目を要す。最終の決定位置を決定する全てのより良好な方法が利用可能でなければ、網ＩＤ／システムＩＤ位置及び不確定性が通報されるであろう。
【００３１】
要するに、混成移動局からのＧＰＳ及びＡＦＬＴ測定情報は疑似距離オフセット及び基地局時間基準を生成するために結合することができる。基地局較正について、基地局時間基準オフセットを提供することに加えて、例えば、様々なセル・セクタに関して、無線受信区域中の様々な物理的場所における疑似距離オフセットはセル・セクタの近傍にあるように決定された移動局の位置決定の修正のために集計され、使用することができる。例えば、距離修正は順方向回線較正値（ＦＬＣ）として定量化される。特に、ＦＬＣは移動局によって送信されつつあるデータに関するタイムスタンプ（time stamp）と実際の伝送時間との間の調整差として定義される。
【００３２】
ＦＬＣに寄与する成分は基地局ＧＰＳ受信アンテナ、基地局伝送ハードウェア・タイミング・ストロボ入力に対するＧＰＳ受信器タイミング・ストロボ出力、及び基地局送信アンテナのケーブル遅延である。基地局暦データベース・サーバは混成移動局からのＧＰＳ及びＡＦＬＴ位置測定データに基づいて基地局暦データベース中のＦＬＣフィールドを自動的に調整する。セクタについてより正確なＦＬＣ値を使用することによって、距離測定は約０〜３０パーセント向上させることができる。
【００３３】
ＧＰＳ疑似距離は非常に正確であるから、十分な数のＧＰＳ衛星が見られれば、最終の通報位置決定はＧＰＳにほとんど全て基づくであろう。幸いにも、この場合には、セクタ・アンテナに対する距離推定はなお測定されて、ＰＤＥ記録ファイルに保存される。このように、新しい較正ＦＬＣ値を決定するのに必要な全情報は利用可能である。この情報は：古い「初期設定の（default）」または「平均の（average）」ＦＬＣ値；ＧＰＳ測定を用いて決定された決定位置、基地局暦データベースからのセクタ・アンテナ位置、及びＡＦＬＴ技術によってパイロット位相測定を用いて決定された、各セル・セクタ・アンテナに対する測定距離推定値を含む。次の式は新しいＦＬＣ値へのこれらの入力に関係する：
新しいＦＬＣ＝古いＦＬＣ−（固定位置からアンテナへの距離−測定距離推定値）
上の式は単位変換の定数を省略している。例えば、ＦＬＣがいわゆる疑似乱数Ｃｈｉｐ_ｘ_８単位で測定されれば、新しいＦＬＣ値の式は：
ＦＬＣNEW＝ＦＬＣOLD＋残差／３０．５２
である、ここで
ＦＬＣNEW＝Ｃｈｉｐ_ｘ_８単位での新しい順方向回線較正値
ＦＬＣOLD＝Ｃｈｉｐ_ｘ_８単位でのＰＤＥ収集期間に使用された順方向回線較正値
残差＝メートルでの特定のセクタ擬似距離測定についての残差（Residual）、それは地上調査情報が分からなければＰＤＥから分かるものである
３０．５２＝Ｃｈｉｐ_ｘ_８単位当たりのメートル数。
【００３４】
あらゆる決定位置誤差は新しいＦＬＣ値における誤差に変換されるから、ＦＬＣの調整の鍵は位置決定が高精度でなければならないことである。決定位置は、「水平推定位置誤差（Horizontal Estimated Position Error：ＨＥＰＥ）」品質尺度を使用して高信頼度で評価され、それは各場所位置決定の誤差のＰＤＥ自身の推定である。このように、ある閾値品質−５０メートル以下のＨＥＰＥ値を有するような−を満たす位置決定のみがこれらの計算のために使用されなければならない。
【００３５】
パイロット測定は各位置決定によって電話器により聞こえる全てのセクタに対して計算される。環境に応じて、これは通常少なくとも僅か一握りのセクタであり、密集した都会の環境においては大抵は少なくとも２０以上ある。このように、各位置決定は多くの距離推定値をもたらし、それらの全てがこの処理において使用可能である。
【００３６】
見える各セクタのセクタ同定をＰＤＥが解決できるように、最初の基地局暦データベースはこの処理に存在しなければならない。しかしながら、これらのセクタに関するＦＬＣ値の品質は重要ではない。ＦＬＣの「初期設定の」または「平均の」値は使用することができる。その鍵は電話器によって見えるセクタ同定が基地局暦データベースに存在することである。アンテナ位置は適度に正確であることが望まれるが、アンテナ位置はいつでも正確に分かる必要はない。アンテナ位置の理解が長期に亘って改善すれば、これはより大きな確度のアンテナ位置を得るために計算に入れることができ、順方向回線較正精度を改善するために使用することができる。さらに、基地局暦データベース・サーバはアンテナが動かされたかどうかを決定することができ、そしてこの場合には、正確であるが古くなったアンテナ場所は基地局暦データベースから取除き、更新された場所と置換えることができる。
【００３７】
図５及び６は如何にＰＤＥが移動局の位置選定を決定するためにプログラムできるかの例を示す。図５の第一のステップ８１で、ＰＤＥはＭＳからＰＤＥに最初に送信されたＡＦＬＴ測定値に基づいて最初の位置推定を行う。ステップ８２では、ＰＤＥは移動局によって見えるＰＮを基地局暦データベースに記録された特定のセル・セクタとの関連付けを試行する。ＭＳにサービスしているセクタが一意的に同定できなければ、ＰＤＥはＡＦＬＴ距離測定がどの基地局アンテナ塔に起源するかを決定することができないので、ＡＦＬＴは実行できない。従って、ＭＳにサービスしているセクタが一意的に同定できなければ、実行はステップ８３から８４に分岐する。他の場合は、実行はステップ８３からステップ８５に続く。
【００３８】
ステップ８４では、感度援用（ＳＡ）及び取得援用（ＡＡ）データは網ＩＤまたはシステムＩＤ中心または初期設定位置に基づいて生成される。ＧＰＳ取得及びＧＰＳ疑似距離測定においてＭＳを援助するために、ＳＡ／ＡＡデータは（図６のステップ９０で）ＭＳに送信されるであろう。サービスしているセルが見付からなかったので、ＡＦＬＴは実行できず、ＧＰＳ精度及び結果は著しく損なわれる。実行はステップ８４から図６のステップ９０に続く。
【００３９】
図５のステップ８５において、ＰＤＥは参照セクタ及び全ての測定セクタを決定しようと試みる。測定ＰＮが一つのセクタと一意的に関連づけできなければ、その距離測定値は使用されない。参照セルが一意的に決定できなければ、サービスしているセルがその代わりに使用される。次に、ステップ８６において、ＰＤＥはＡＦＬＴにのみ基づいて「局番（pre-fix）」を計算する。そして、ステップ８７において、ステップ８６の「局番」計算が旨くいかなかったならば、実行はステップ８９に分岐する。他の場合には、実行はステップ８７からステップ８８に続く。
【００４０】
ステップ８８において、ＳＡ／ＡＡデータはセル・セクタ情報に基づいて生成される。実行はステップ８８から図６のステップ９０に続く。
図５のステップ８９において、ＳＡ／ＡＡデータは局番場所及び不確定性に基づいて生成される。最初の位置不確定性が小さければ小さいほど、ＡＡデータは正確になり、ＭＳにおける処理は速くなり、そして最終の位置決定精度及び結果は良好になる。実行はステップ８９から図６のステップ９０に続く。
【００４１】
図６のステップ９０において、ＳＡ／ＡＡデータはＭＳに送信される。ＭＳはＧＰＳ取得及びＧＰＳ疑似距離測定のためにＳＡ／ＡＡデータを使用する。ＭＳは援用データにおいて示されたＧＰＳ衛星を探索し、そしてＡＦＬＴ疑似距離を探索する第２ラウンドを実行する。ステップ９１において、ＰＤＥはＭＳからＧＰＳ及びＡＦＬＴ疑似距離を受信する。ステップ９２において、ＰＤＥは再び全ての測定ＰＮを同定しようと試みる。ＰＮが一つのセクタによって一意的に同定できなければ、その距離測定値は使用されない。ステップ９３において、ＰＤＥはＧＰＳ及びＡＦＬＴ距離に基づいて最終の決定位置を生成する。
【００４２】
ステップ９４において、ＰＤＥは最終の位置を計算するためにいくつかの方法を並行して使用し、最小の位置誤差を達成する可能性が大きい方法が使用される。精度が他の方法よりはるかに優れているために、ＧＰＳ位置決定が最初に試みられる。ＧＰＳ位置決定が失敗すれば、ＰＤＥは他のいくつかの方法の中から選択され、最小の関連誤差推定値を持つ結果が使用される。これらの他の方法は：ＡＦＬＴのみ；ＲＴＤ測定（利用可能なところで）を使用してセクタ方向及び概略の距離を知ることによって決定された位置；移動局によって見えるセクタの知識、各セクタの位置及び方向を使用して決定された「混成セル・セクタ」位置決定；現在サービスしているセクタ受信区域中心位置決定（または現在サービスしているセクタを決定することができなかったならば、元のサービスしているセクタ）；現在の網ＩＤ／システムＩＤ受信区域の中心位置；及び最後は、ＰＤＥの設定ファイルに記憶された初期設定位置を含む。
【００４３】
セクタの周辺においてＭＳ位置を訂正するため各セクタに関するＦＬＣの使用は各セクタにおける、好ましくはセクタ受信区域内の様々な場所からの様々な移動局に対する多元距離推定値の蓄積及び統計的分析によって改善することができる。標本集合を集めることによって、集合の統計処理は使用すべき最適の新しいＦＬＣ値を決定するために適用することができる。このデータを平均し、各セクタ内の受信区域内の様々な場所の集合から集められたデータを使用して、より正確なＦＬＣ値をもたらすことが見出された。
【００４４】
標本集合は混成移動局への、或いは混成移動局からの通常の電話呼出の間の普通の位置選定セッションから、及び／または巡回野外収集から集めることができる。集められたデータの品質追加のために、巡回野外収集は外部ＰＣＳアンテナ及び外部能動ＧＰＳアンテナと連結された混成移動電話器をそれぞれ装備した乗り物における現業技術要員によって行うことができる。多元ＣＤＭＡ周波数が使用される領域において、各セクタＣＤＭＡ周波数順列は別々に較正されるので、データは各周波数に関して収集されなければならない。例えば、巡回方法を使用しているとき、多数の電話器は十分な周波数ダイバシティを保証するために使用されなければならない。
【００４５】
本発明は特に基地局アンテナ場所情報を決定するための移動局の使用に関係する。これは移動局のより正確な位置決定を提供するためだけでなく、物理的に移動され、或いは基地局暦における誤ったアンテナ場所情報によって阻害された基地局から適切なセル受信区域を保証するために行うことができる。最悪の場合には、アンテナ場所の変更は電話器（即ち、無線移動局）によって観測された信号が基地局暦データベース中の情報に適切に関係しているセル・セクタ識別問題に帰着する。
【００４６】
基地局暦データベース・サーバは電話器によって観測された同一性が基地局暦データベースにおいて見付けられない場合を発見し、長時間にわたってそのような出来事を追跡する。基地局暦データベース・サーバは網に追加される新しいセクタを確認し、そのような変化をシステム技術者に通知する。基地局暦データベース・サーバは、アンテナ場所、観測された同定、自動的に計算された較正及び不確定性パラメータ、及び初期設定値の決定を含む基地局暦データベース記入項目を生成する。基地局暦データベース・サーバはまた電話器によって観測され、またはセルの構成基盤によって通報された同定が網の変化または再構成によって変ってしまって、基地局暦データベースに最早適合しないセクタを確認する。基地局暦データベース・サーバは新しい同定を反映するために基地局暦データベースを自動的に変更する。
【００４７】
地上距離測定について、アンテナ位置はＰＤＥが参照セクタ及び測定セクタの同定を解決するのを助け、距離測定のもとになる場所である。アンテナ位置誤差は地上距離誤差に移行する。アンテナ位置はまた、「最初の位置推定値」を生成するのに不可欠であり、それはＧＰＳ援用情報を生成するために使用される。
【００４８】
基地局暦データベース・サーバは測定位置と一致していない基地局暦データベース・セクタ・アンテナ位置を確認する。これは移動セル（ＣＯＷ及びＣＯＬＴ）から、または基地局暦データベースにおけるタイプミスから起り得る。基地局暦データベース・サーバはそのような問題をシステム技術者に通知し、そのように構成されれば、基地局暦データベース・サーバは問題を自動的に決定するであろう。
【００４９】
セクタ・アンテナ位置のあらゆる明白な変化を迅速に確認するために、無線通信システムの所定の使用の間に進行中の基準に基づいてセクタ・アンテナ位置を測定することが望まれる。これは逆セクタ・アンテナ位置調整の方法を使用して行うことができる。逆セクタ・アンテナ位置調整は移動局からのデータからセクタ・アンテナの場所を決定する方法である。
【００５０】
いくつかの場合において、セル・セクタがそのセクタの信号の電話器測定に基づいて存在することが分かるが、セクタ・アンテナ場所は分からない。電話器位置が他の測定に基づいて決定することができれば、その電話器位置及びセクタ・アンテナまでの測定距離はセクタ・アンテナの場所を決定するために貴重な入力として役立てることができる。
【００５１】
多くの場合では、電話器位置は未知のセクタの源を知らずに−例えば、良好なＧＰＳ位置決定、未知のセクタからの測定を使用しないＡＦＬＴまたは混成位置決定に基づいて決定することができる。これが多数回起これば、異なる位置から、これらの場所決定の各々は原点（電話器位置）及びこの未知のセクタのアンテナ位置までの距離の両方として役立つ。
【００５２】
これらの位置及び距離は航法プロセッサ（a navigation processor）への入力として役立つことができ、例えば、ＧＰＳ衛星位置及び距離がＧＰＳ受信器の位置を計算するために使用されるのと同様に、それ（航法プロセッサ）はセクタ・アンテナ位置を計算することができる。多くの方法が、最小二乗平均反復、及びカルマン・フィルタリングといった、この航法処理を行うことに利用可能であり、当業者にはよく理解されている。
【００５３】
当業者はまたよく理解しているように、基準点はセクタ・アンテナまでの距離と比較して十分にはるかに離れていることが重要であり、したがってその構成はセクタ・アンテナ位置を正確に計算するのに適切である。その上、電話器位置からの各入力距離は、基準電話器位置における不確定性及び、例えば、考えられる過剰経路長信号遅延に基づく距離の推定不確定性の双方を結合する、それに関連する誤差推定値を有するであろう。これらの測定誤差推定値はセクタ・アンテナ位置の決定における誤差を推定するために航法処理アルゴリズムにおいて結合することができる。
【００５４】
また、セクタ・アンテナまでの距離測定はセクタ送信器時間バイアスのためにかなり一定のバイアスを含む。この順方向回線較正はセクタ・アンテナ位置と同時に解決することができる。このように、時間バイアスと同様に、三次元セクタ・アンテナ位置はＧＰＳ受信器位置調整とある意味で類似の同じ演算で計算することができる。
【００５５】
セクタ・アンテナの垂直の高さについて解くことは垂直の方向における限られた観測可能な構成のために時々難しいことが認められる。セクタ・アンテナの高さは電話器基準位置の平均高さより上の平均アンテナ高さ（例えば、１０ｍ）及び／または地形標高データベースへの照合に基づく地形標高に基づいて推定することができる。セクタ・アンテナの垂直の高さにおける誤差はこの方法によって幾分観測しにくいといえども、そのセクタが基地局暦データベースに結局加えられ、電話器位置選定のための基準場所として使用されるとき、これらの誤差が場所決定誤差にほとんど寄与しないことは幸運である。
【００５６】
セクタ・アンテナ位置がこの方法によって合理的に決定されると、新しいセクタが基地局暦データベースに加えられ、続いて電話器位置選定のために使用されるか、または電話器によって見える未確認の信号が誤った同定情報を持つ基地局暦データベース中の入力項目に結合することができ、そしてこの同定情報は訂正することができる。
【００５７】
図７から１０を参照して、図１の無線通信網における逆セクタ・アンテナ位置決めの実施の例のフローチャートが示される。例えば、フローチャートは基地局暦４４中の基地局場所パラメータの維持及び改善に関する図３の基地局暦データベース・サーバ４３におけるプログラミング、及び移動局位置の決定及び基地局位置の計算に関する図３の位置決定要素４１におけるプログラミングを表す。
【００５８】
図７の最初のステップ１０１において、移動局は無線電話呼出をかけるか、または受信する。網と移動局との間の通信を確立する処理の間、図４を参照して上で述べられたように、網は移動局から信号を受信した基地局の指示から移動局と通信しているセル・セクタを決定しようと試みる。図７のステップ１０２において、指示された基地局が基地局暦中に見つけることができなければ、基地局のために新しいデータベース・レコードを造り、且つ基地局について「未知の位置」を記録するために実行はステップ１０３に分岐する。ステップ１０３の後で、実行はステップ１０４に続く。基地局が基地局暦において見付かれば、実行はまたステップ１０２からステップ１０４に続く。
【００５９】
ステップ１０４において、その網は移動局と通信している基地局の位置から独立した移動局の位置（値及び誤差推定値）を決定する。例えば、移動局が全地球測位信号を受信するために全地球衛星受信器を持っていれば、移動局の位置は、例えば、ＧＰＳシステムを使用して基地局の位置に関係なく決定することができる。移動局が既知の位置を有する他の基地局の通信範囲にあれば、移動局の位置は、例えば、ＡＦＬＴを使用して移動局とこれらの他の基地局間で伝送される信号から決定することができる。
【００６０】
ステップ１０５において、基地局アンテナの高さが分からなければ、さらに図１０を参照して下記で述べられるように、基地局アンテナの高さを推定するために実行はステップ１０６に分岐する。ステップ１０６の後で、実行はステップ１０７に続く。基地局アンテナの高さが分かれば、実行はまたステップ１０５からステップ１０７へ続く。
【００６１】
ステップ１０７において、その網は、例えば、順方向回線較正に関して上で述べられた方式で、移動局と基地局の間で伝送される信号を使用して移動局と基地局間の疑似距離測定（値及び誤差推定値）を得る。ステップ１０８において、基地局位置が分からなければ、実行は図８のステップ１１１に続く。他の場合は、実行は図９のステップ１２１に分岐する。
【００６２】
図８のステップ１１１において、基地局位置の決定に関して十分な測定値がなければ、実行はステップ１０１に戻る。例えば、既知の基地局アンテナ高さの場合について基地局の緯度及び経度を決定するために、三角測量のために間隔が離れた移動局位置から少なくとも二つの疑似距離測定がなければならない。基地局アンテナ高さが分からなければ、または疑似距離測定が基地局タイミング・オフセットに依存していれば、測定の追加が必要である。一旦、十分な数の測定値が得られると、実行はステップ１１１からステップ１１２へ続く。
【００６３】
ステップ１１２において、その網は基地局位置（値及び誤差推定値）及び基地局タイミング・オフセット（値及び誤差推定値）を計算するために移動局位置（値及び誤差推定値）、移動局タイミング・オフセット（値及び誤差推定値）、及び疑似距離（値及び誤差推定値）を使用する。例えば、距離測定の不確定性はパイロット信号強度、ＰＮ系列の分解能、ＧＰＳ距離測定における衛星高度、及び地上距離測定におけるマルチパスの可能性に依存する。距離測定の不確定性はまた、ＡＦＬＴ距離決定の場合の順方向回線較正タイミング・オフセットにおける不確定性、ＲＴＤ距離測定の場合の逆方向回線較正における不確定性、及びＡＦＬＴまたはＲＴＤ距離測定の場合の基地局アンテナ位置及び地面標高の不確定性といった、潜在的場所サービス・パラメータの不確定性に依存する。例えば、不確定性は、標本集団があるときは統計に基づき、またはガウス分布を仮定して既知の分解能及び推定測定誤差に基づいて、標準偏差によって定量化される。
【００６４】
計算手続きは、航法（例えば、ＧＰＳ）の技術分野において一般に知られているように、従来の最小二乗プログラム、またはカルマン・フィルタを使用する。この計算手続きは、多数の基地局の既知の位置及び既知の時間オフセットから移動局の既知の位置及び既知の時間オフセットを計算する計算手続きの従来の使用と対照的に、多数の移動局の既知の位置及び既知の時間オフセットから基地局の既知の位置及び既知の時間オフセットを決定するために使用される。ステップ１１３において、基地局暦は基地局の位置が知られていることを示すために更新され、そして実行は図７のステップ１０１に戻る。
【００６５】
図９の最初のステップ１２１において、その網は既知の位置から移動局と基地局との間の距離を計算し、その距離を疑似距離測定値と比較する。その距離が、距離及び疑似距離測定値の誤差推定値を考慮して、疑似距離測定値と矛盾していれば、基地局位置が誤っているという可能性を記録するために実行はステップ１２３に分岐する。いくつかのそのような矛盾が記録されれば、ステップ１２４において、誤差閾値に到達し、そして基地局位置が不明であることを記録するため、通信記録に誤差を記録するため、及び誤差をシステム技術者に通報するために、実行はステップ１２５に続く。基地局位置を決定するための移動局位置の値及び疑似測定値を恐らく使用するため、実行は図８のステップ１２５からステップ１１１に続く。誤差閾値に到達しなかったならば、実行はステップ１２４から図７のステップ１０１に戻る。
【００６６】
ステップ１２２において、移動局と基地局との間の距離が疑似距離測定値と一致していれば、実行はステップ１２２からステップ１２６に続く。ステップ１２６において、移動局位置（値及び誤差推定値）、移動局タイミング・オフセット（値及び誤差推定値）、及び疑似距離測定（値及び誤差推定値）は基地局位置（値及び誤差推定値）及び基地局タイミング・オフセット（値及び誤差推定値）を改善するために使用される。ステップ１２６の後で、実行は図７のステップ１０１に戻る。
【００６７】
図９のステップ１２６において基地局位置及び基地局タイミング・オフセットを改善する一つの方法は、基地局位置及び基地局タイミング・オフセットに関係がある測定の記録を記入し、記録の中の全ての測定値に基づいて基地局位置を再計算することである。測定の数が多くなるとき、計算時間及び記憶が過剰になるかもしれない。この点で、基地局位置及びタイミング・オフセットは幾つかの最新の測定のみを使用して計算することができる。さらに、基地局位置及びタイミング・オフセットの値を連続して改善するために、カルマン・フィルタのようなフィルタを使用することは可能である。簡単な例において、最新の測定は推定位置（Ｐｅ）を形成し、そして新しい位置（Ｐｎｅｗ）は古い位置（Ｐｏｌｄ）と推定位置（Ｐｅ）の加重平均として計算され、次のようになる：
Ｐｎｅｗ＝α（Ｐｅ）＋（１−α）（Ｐｏｌｄ）
ここで、αは１より小さい荷重要素である。荷重要素はそれぞれの測定の数及び古い値と推定値に寄与する測定の相対誤差（Ｅ）のそれぞれの平均に基づいて選択され、例えば、
α＝（Ｎｅ／Ｅｅ）／（Ｎｅ／Ｅｅ＋Ｎｏｌｄ／Ｅｏｌｄ）
に従う。
【００６８】
フィルタはまた古い値及び新しい推定値から基地局タイミング・オフセットを計算するために同様の方式で使用することができるが、この場合には長時間に亘ってタイミング・オフセットの変動を推定することが有利である。すなわち、基地局タイミング・オフセット（Ｔｏｆｆ）は時間（ｔ）の一次関数；Ｔｏｆｆ＝βｔ＋Ｔ０として模式化される。長時間に亘る一連の測定から、パラメータβ及びＴ０は最小二乗法によって推定される。一連の測定の数が過剰になったとき、妥当な最新の測定の数が記録に保持され、βの推定値及びＴ０の推定値を生成するために使用される。βの新しい値はβの推定値及びβの古い値から計算され、Ｔ０の新しい値はＴ０の推定値及びＴ０の古い値から計算される。
【００６９】
図１０は基地局アンテナの高さを推定するための手順のフローチャートを示す。第一のステップ１３１において、基地局アンテナ位置（緯度及び経度）が不明であれば、実行はステップ１３２に分岐する。ステップ１３２において、基地局位置における地形標高は基地局の通信範囲における移動局の標高の平均を計算することによって推定され、そして実行はステップ１３４に続く。ステップ１２１において、基地局位置が分かれば、実行はステップ１３３に続く。ステップ１３３において、地形標高データベースは基地局位置（既知または推定）における地形標高を得るためにアクセスされる。ステップ１３４において、基地局アンテナ高さは基地局位置の地形標高（既知または推定）以上の平均アンテナ高さ（例えば、１０フィート）として推定され、そして実行は戻る。
【００７０】
上記を考慮して、無線遠距離通信網が述べられてきた。基地局アンテナ位置及び基地局時間オフセットは、様々な条件の下で最も信頼できる移動局位置決定を得るために使用される他の情報と共に基地局暦データベースに記憶される。自動システムが基地局暦データベースを造り、更新し、そして維持するために提供される。一般に、自動システムはセルラ電話器によって取込まれた地上距離情報及び他の測定値に関連を与えるために移動局位置決定を使用する。そのシステムはまたセルの性能の理解を保持し、且つセル操作者及び顧客に性能のフィードバックを提供するために位置決定を使用する。自動システムは不完全な、または不正確な情報を検出し、自動位置決定を行い、且つ／またはシステム技術者に通知する。特に、そのシステムは基地局アンテナ位置及び基地局タイミング・オフセットを決定するため移動局の位置決定及び地形距離情報を使用する。従って、網ハードウェアの追加または通信プロトコルの変更なしで、場所データが不明のとき、基地局場所データを自動的に得ることが可能である。基地局アンテナ位置は、アンテナ場所データを維持し、改良し、そして基地局アンテナの変更または移動について訂正するために、通常の移動局位置決定の間に連続して決定することができる。この方式において、基地局アンテナの移転の間のセル・セクタ同一性の損失から迅速に回復し、そして基地局からの測距に基づく移動局位置決定の精度、及び全地球衛星受信器を持つ移動局からの位置データの迅速な取得を保証することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】携帯電話ユニットを設置し、基地局を較正するためにＧＰＳを使用するセルラ電話網を示す。
【図２】セルラ電話網における基地局のブロック図である。
【図３】基地局暦データベースにアクセスする位置決定要素を含む、図１のセルラ電話網の静止部品のブロック図である。
【図４】いくつかのセル・セクタを含むセル受信区域地図である。
【図５】位置決定要素がいかに移動局の位置を決定するかを示すフローチャートである。
【図６】位置決定要素がいかに移動局の位置を決定するかを示すフローチャートである。
【図７】基地局の位置及び時間オフセットがいくつかの移動局位置、移動局時間オフセット、及び基地局と移動局位置との間の疑似距離からいかに決定されるかを示すフローチャートである。
【図８】基地局の位置及び時間オフセットがいくつかの移動局位置、移動局時間オフセット、及び基地局と移動局位置との間の疑似距離からいかに決定されるかを示すフローチャートである。
【図９】基地局の位置及び時間オフセットがいくつかの移動局位置、移動局時間オフセット、及び基地局と移動局位置との間の疑似距離からいかに決定されるかを示すフローチャートである。
【図１０】基地局アンテナの高さを推定する処理のフローチャートである。
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願はここに引例により組込まれている２００１年１２月２７出願の米国特許出願第６０／３４３，７４８号の優先権を主張する。本出願はまた２００２年３月１２日出願の米国特許出願第１０／０９７，０４１号に対する優先権を主張する。
【０００２】
本発明は一般に移動体通信に関係し、特に移動体通信網における基地局の位置の決定に関係する。
【背景技術】
【０００３】
移動通信網は網（ネットワーク）の移動端末の位置（position）を見付けるためにますます高度な能力を提供する過程にある。移動端末が米国における９１１呼出といった緊急サービスに対して呼出を行うとき、司法の法的要請は網担当者（a network operator）に移動端末場所を報告することを要求する。符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ディジタル・セルラ網において、位置選定能力は基地局からの無線信号到着の移動局測定時間から移動局（ＭＳ）の場所を計算する技術である高性能順方向回線三辺測量（Advanced Forward Link Trilateration：ＡＦＬＴ）によって提供することができる。さらに進んだ技術は混成位置選定で、移動局は全地球測位システム（ＧＰＳ）を使用し、その位置はＡＦＬＴとＧＰＳ測定の両方に基づいて計算される。
【０００４】
ＭＳ準拠及びＭＳ援用の場合の両方に適用可能な、ＡＦＬＴ、ＧＰＳ、及び混成受信器を使用するＣＤＭＡ位置決定に関するメッセージ・プロトコル及びフォーマットは、ここに引例として組込まれているＴＩＡ／ＥＩＡ規格書ＩＳ‐８０１‐１ ２００１：二重モード・スペクトル拡散システムの位置決定サービス規格‐付録において公表されている。各基地局はＣＤＭＡパイロット擬似乱数（ＰＮ）系列を送信する基地局アンテナのＧＰＳ基準時間修正を伝送すべきことをこの規格書の４〜４３ページは明記している。
【０００５】
別の位置選定技術はその測定が移動局ではなく網実体によって行われる。これらの網準拠の方法の例はサービス中の基地局によって実行されるＲＴＤ測定である。移動局によって行われる測定は計算された位置の有効性及び精度を高めるために網準拠の測定と組合せることができる。
【０００６】
基地局時間オフセット、基地局アンテナ場所及びその他のパラメータの較正及び再較正に関するデータは所謂「基地局暦（base station almanac）」に記憶される。基地局暦データベースは最初のＧＰＳ疑似距離探索に取りかかるために初期位置推定を決定するための情報を提供する。基地局暦データベースは観測されたどの擬似乱数雑音系列（ＰＮ）がＧＰＳ可能なＩＳ‐９５ＣＤＭＡ網のどの物理セクタと同じであるかについて曖昧性を解決するための情報を提供する。基地局暦データベースは信号が発せられるセルの基地局セクタ・アンテナ位置を提供する。ＡＦＬＴの距離測定はこれらのアンテナ位置に対して行われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
無線通信システムにおいて、基地局は一般的に移動局位置の決定のための基準として使用される。基地局を基準として使用するために、基地局アンテナ位置は、基地局信号タイミング情報と同様に、精度よく識別されなければならない。基地局アンテナ位置及びタイミング情報は位置決定要素によって使用されるために基地局暦データベースに記録される。このアンテナ場所及びタイミング情報を得ることは面倒であり、高くつく。
【０００８】
大抵、基地局アンテナは移動され、或いは基地局送受信器（トランシーバ）は修理され、もしくは取換えられ、基地局アンテナ位置またはタイミング情報に変化が生じる。例えば、二つの物理的基地局がその確認情報を交換するとき、大抵は基地局は論理的に動かすことができる。いずれの基地局も物理的に動かないのに、それらは（ＢＳユーザーには）場所を交換したように思われる。
【０００９】
そのような状況では、データベースが基地局からサービスを再開する前に更新されない限り、データベース中の対応する情報は誤った状態になる可能性がある。しばしば、アンテナの場所は探査によって、または地図から読取られた座標を参照して決定され、そしてそのアンテナの座標はデータベースに手入力され、人為的誤りの可能性がある。基地局タイミング情報もまた、特注ハードウェアがタイミング情報を測定するために使用され、タイミング・オフセットがデータベースに手入力される場合には、人為的誤りを免れない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これらの問題に対処するため、本発明はその基地局の位置パラメータを決定するために基地局と交信する移動局を使用する。例えば、移動局の位置が決定され、そして基地局の位置が移動局の位置及び基地局と移動局の間で伝送される信号から決定される。基地局の少なくとも一つの誤った基地局場所パラメータにもかかわらず、他の基地局の基地局場所パラメータから、或いは移動局が全地球衛星受信器を装備していれば移動局によって受信される全地球衛星信号から移動局の位置を正確に測定することが大抵は可能である。
【００１１】
さらに、移動局の位置が基地局と通信している基地局の場所と関係なく決定されるときはいつでも、データベース中の基地局場所情報は普通の位置選定セッションで確認することができる。これは基地局と基地局との間で伝送される信号から基地局と移動局との間の距離を決定することによって行われる。この距離がデータベースにおける基地局場所情報と矛盾するとき、データベースは訂正された基地局場所情報を含むように修正される。このような方法で、誤った基地局情報を発見して、基地局の正しい場所が分かるようになる前に位置決定サービスについてその使用を中止することは可能である。
【００１２】
一旦、十分な数の独立した距離が基地局と位置の分かった移動局の間で決定されれば、誤った基地局場所情報は自動的に訂正することができる。十分な数の独立した距離測定に関して、一つの移動局の位置と比較できるある確度で基地局場所を決定することは可能である。このような方法で、データベース中の基地局場所情報を自動的に維持して、改良することは可能である。基地局と移動局との間の通信プロトコルを変更しないで、通常の位置決定サービスを提供しながら、これは行うことができる。
【００１３】
好ましい実施では、移動局の位置及びタイミング・オフセットは基地局の位置及びタイミング・オフセットとは無関係に決定される。移動局の位置及びタイミング・オフセットが全地球測位衛星或いは既知の位置及びタイミング・オフセットを有する基地局からのいくつかの品質信号から決定されるならば、移動局の位置及びタイミング・オフセットは大抵はほぼメートル及びナノ秒精度に非常に正確にすることが可能である。移動局と基地局との間の信号伝送の測定と共に、移動局について現在分かっているこの位置及びタイミング・オフセットは基地局の予定の場所に制約を与える。いくつかの異なる既知の場所から一以上の移動局からの基地局に対する多元測定の収集の後で、これらの測定は、一般に航行技術分野（例えばＧＰＳ及びＡＦＬＴ）では知られているように、最小二乗、またはカルマン・フィルタといった従来の位置及び時間オフセット計算手続きに対する入力として使用される。この計算手続きは、多数の基地局の既知の位置及び既知の時間オフセットから移動局の位置及び時間オフセットを計算するための従来の計算手続きの使用とは対照的に、多数の移動局の既知の位置及び既知の時間オフセットを決定するために使用される。
【００１４】
本発明の他の目的及び利点は付随の図に関して次の詳細な記述を読むことにより明白になるであろう。
本発明は様々な修正及び代りの形態が可能であり、その特定の実施例は図面において一例として示されており、そして詳細に述べられるであろう。しかしながら、それは本発明の形態を特定の示された形態に制限することを意図するものではなく、逆に、本発明は付随の請求項によって定義されるように本発明の範囲内にある全ての修正、同等のもの、及び代替のものを網羅するものであることを理解すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は携帯電話ユニットを設置し、そして基地局を較正するためにＧＰＳシステムを使用するＣＤＭＡセルラ電話網を示す。本発明はこの例を参照して示されるが、本発明がＣＤＭＡ及びＧＰＳの使用に限定されないことは認識すべきである。例えば、本発明は時分割多元接続（ＴＤＭＡ）セルラ電話網において実践されるし、本発明は位置選定を支援するためのあらゆる種類の全地球衛星システムを使用しないで使用されるであろう。
【００１６】
一般的に、ＴＤＭＡセルラ電話網といった、いずれかの種類の無線通信網によって本発明を実践するために、互換性がある場所サービスに関する仕様について適用できる業界規格を調べることは望ましい。例えば、ＴＩＡ／ＥＩＡ規格ＩＳ‐８０１‐１ ２００１、二重モード・スペクトラム拡散システムに関する位置決定サービス規格はＡＦＬＴ及びＧＰＳを使用するＣＤＭＡ網に特に適応する。ＴＩＡ／ＥＩＡ規格ＡＮＳＩ‐１３６（衛星を介するシステム援用移動体位置選定）は米国におけるＴＤＭＡディジタルＰＣシステムに適応する。第三世代協同計画規格３ＧＰＰ ＴＳ０４．３１及びＴＳ２５．３３１場所サービス（ＬＣＳ）（ＯＴＤＯＡを使用するＵＥ位置選定）は或るヨーロッパＧＳＭ無線電話網に適応する。
【００１７】
図１は地球１６の表面上の六角形アレイで決定位置に配置された５個のＣＤＭＡ基地局１１、１２、１３、１４、１５を示す。地球の上約１１，０００海里では、基地局１１から１５と見通し通信する少なくとも五つのＧＰＳ衛星１７がある。基地局の電気通信範囲内に、いくつかの移動ＣＤＭＡ電話ユニット２２があり、それは上で引用されたＴＩＡ規格文書中では移動局（ＭＳ）と呼ばれる。これらの移動局（ＭＳ）はＡＦＬＴ移動局２２のようなＡＦＬＴだけの移動局と、混成移動局２３のような混成移動局を含む。
【００１８】
ＣＤＭＡ網は基地局からの所謂パイロット無線信号の到着の時間を測定する移動局の周知のＡＦＬＴ技術を使用してＡＦＬＴ移動局２２及び混成移動局２３の位置を決定することが可能である。到着の時間は移動局の時間基準に関係するパイロット位相測定によって示される。近隣の基地局のそれぞれの対からのパイロット位相測定の差は移動局の時間基準におけるあらゆる時間オフセットの影響を取除くために計算される。大抵の場合、各々の差は移動局を特定の双曲線上に配置する。双曲線の交差は移動局の場所を提供する。
【００１９】
ＣＤＭＡ網はまた周知のＧＰＳ技術を使用して混成移動局２３の位置を見付けることが可能である。各ＣＤＭＡ基地局１１〜１５は、ＧＰＳシステム時間基準に参照されるＣＤＭＡシステム時間基準を提供するためＧＰＳ衛星１７〜２１の少なくとも一つのキャリア（搬送波）及び擬似乱数符号系列を受信するＧＰＳ受信器を有する。混成移動局がＣＤＭＡ網との位置選定セッションに参加するとき、サービスする基地局は混成移動局にＧＰＳ取得データを送信する。混成移動局２３は約１０秒以下で各ＧＰＳ衛星１７〜２１と移動局との間の疑似距離の測定値を得るためにＧＰＳ取得データを使用する。ＭＳ援用の解の場合は、混成移動局２３は疑似距離測定値をサービスする基地局に送信する。さらに図３を参照して下記で示されるように、位置決定要素（ＰＤＥ）は四以上の疑似距離測定値から混成移動局２３の地理的場所を計算する。代りに、ＭＳ基準の解の場合には、移動局の地理的場所は移動局それ自身によって計算される。
【００２０】
図２は図１のセルラ電話網における各基地局の機能ブロックを示す。基地局１１はＧＰＳシステム時間を参照する基地局時間基準３２を提供するＧＰＳ受信器３１を含む。ＧＰＳ受信器３１はＧＰＳアンテナ３９から信号を得る。基地局はまたＣＤＭＡ網において移動局と通信するためにＣＤＭＡ送受信器（トランシーバ）３３を含む。ＣＤＭＡ送受信器３３は基地局時間基準３２からＣＤＭＡシステム時間を得る。ＣＤＭＡ送受信器３３はＣＤＭＡアンテナ４０を介して無線信号を送信し、且つ受信する。
【００２１】
図３は図１のセルラ電話網の定置構成要素のブロック図である。移動通信交換センター（ＭＳＣ）３４は基地局１１と銅線または光ファイバーといった、いくつかの電話回線３５との間に音声信号及び遠隔通信データを相互連結する。移動通信位置選定センター（ＭＰＣ）３６は移動通信交換センター（ＭＳＣ）３４に接続されている。ＭＰＣ３６は位置選定アプリケーションを管理し、相互作業機能（ＩＷＦ）３７及びデータ網回線３８によって場所データを外部のデータ網に相互連結する。位置決定要素（ＰＤＥ）４１は位置選定データを集めて、フォーマットする。ＰＤＥ４１は移動局に無線支援を行い、それは位置計算を行う。ＰＤＥ４１はＭＰＣ３６及びＭＳＣ３４に接続されている。ＰＤＥ４１は基地局暦データベース・サーバ４３によって管理される基地局暦データベース４４にアクセスする。ＰＤＥ４１及び基地局暦データベース・サーバ４３は、例えば、従来のディジタル・コンピュータまたはワーク・ステーションを使用して実施される。基地局暦４４は、さらに下記で述べられるように、基地局暦データベース・サーバ４３のためにコンピュータのハード・ディスクに記憶される。
【００２２】
基地局が設置されるか、もしくは変更されるとき、基地局時間基準（図２における３２）は較正されなければならない。各基地局は、ＧＰＳアンテナ（図２における３９）からＧＰＳ受信器（図２における３１）へ、ＧＰＳ受信器からＣＤＭＡ送受信器（図２における３３）へ、及びＣＤＭＡ送受信器からＣＤＭＡアンテナ（図２における４０）への伝搬遅延または位相変移における変動によりＧＰＳシステム時間とＣＤＭＡ信号の伝送の間でそれぞれの時間オフセットを持つことがある。従って、ＡＦＬＴ位置決定における距離の誤差及び混成位置決定における距離及びタイミングの誤差を低減するために、各基地局の設置が終了した後で、例えば、ＰＤＥ（図３における４１）により使用される基地局暦データベース（図３における４４）に基地局に関する時間オフセットを記憶させることによって各基地局は較正されなければならない。さらに、基地局を再較正し、且つ次のあらゆるハードウェア変更に対してデータベースを更新することが望ましい。
【００２３】
基地局を較正または再較正するために、ＧＰＳ及びＡＦＬＴ位置測定データは、混成局ユーザーが電話呼出を通常しているとき、或いは、現場サービス要員が選択された場所を巡回し、通常の位置選定セッションからそうで無ければ得られない位置測定データを得る目的で電話をかけるとき、通常の位置選定セッションの間に混成移動局から得られる。この方式で、ＰＤＥ（図３における４１）は内部で較正データを計算し、そして較正データを連続方式で基地局暦データベース（図３における４４）に記憶する。さらに、あらゆる機密性（privacy）の懸念を軽減するために、混成移動局の作業者が無線電話呼出をかける、或いはそれに答える時のみ、通常の位置選定セッションが発生する。この場合には、ＣＤＭＡシステムは作業者の知識及び承諾なしには作業者の位置を決定しない。
【００２４】
基地局アンテナ位置情報はＡＦＬＴのみまたは混成モードにおける最初の概略場所決定と最終の場所決定の両者のＡＦＬＴ測定の使用に関する性能結果にとって重要である。例えば、ＭＳはパイロット位相測定データをＰＤＥに提供する。ＰＤＥは最初の概略場所を確定するためにアンテナ位置情報について提供され、またはアンテナ位置情報から得られた値を使用する。このデータにおける大きな誤差の存在は次善の性能に寄与するであろう。最終の位置計算の間に、ＰＤＥはパイロット位相測定データを単独で（ＡＦＬＴモード）、またはＧＰＳデータと組合わせて（混成モード）使用するであろう。いずれの場合にも、アンテナ場所及び高度（高さ）は最良の精度を保証するために提供されなければならない。適当な既知の不確定性をもつ、貧弱な品質のアンテナ位置が使用されることがあるけれども、基地局アンテナ位置情報（緯度、経度、及び高度）は１メートル未満の誤差を持つＷＧＳ‐８４における「探査等級」であることが望まれる。
【００２５】
図４は基地局アンテナ６１、６２、６３、及び６４に関する各々のセル・セクタの受信区域（セクタＡ、セクタＢ、セクタＣ、及びセクタＤ）を示す。中継器６５は基地局アンテナ６４の受信区域を拡大する。多分位置決定処理の開始以前でも、移動局６６がトラフィック・チャネルに入る直前、セクタ同定情報は記録される。それ以降のある時間、通信状態にある移動局６６に関して、その移動局は場所位置決定を行い始める。移動局６６は現在のＰＮ番号に注目し、記録されたセクタ同定情報と共にＩＳ‐８０１．１メッセージの中でそれをＰＤＥに送信する。移動局６６はセクタ同定情報が記録されたセクタと異なるセクタにハンド・オフされたことに注目を要す；例えば、移動局が破線表示で示された位置６７に達するとき、移動局はセクタＡからセクタＢにハンド・オフしている。この場合、現在のＰＮ番号及びセクタ同定情報は異なるセルに属する。セクタ同定情報はサービスしているセクタに属し、一方、ＰＮ番号は参照セクタに属する。また、ＰＮは一つだけではなく、一般的にあらゆるセルラ網内で何度も繰返すことに注目を要す。
【００２６】
また、参照セクタ及び恐らくは他のセクタを含めて、その時移動局によって見込まれるセクタ範囲測定はこの最初のＩＳ‐８０１．１メッセージ中で送信される。これらはＰＮ番号によってのみ同定可能であり、測定セクタとして知られている。参照セクタ、及びまだ見えていればサービス・セクタもまた測定セクタであることに注目を要す。-これらの範囲測定は局番（a prefix）として知られている、粗い位置を生成するために使用され、それはＡＦＬＴ測定のみを使用し、一般的に後で行われる最終の位置決定ほどには正確ではない。
【００２７】
局番の目的はさらに正確な最初の位置推定を生成することであり、それは参照セクタの知識のみを使用してなしうるよりも正確なＧＰＳ援用情報を可能にする。より正確なＧＰＳ援用情報はＧＰＳ精度及び成果を向上させ、処理時間を低減させる。局番は任意であり、何らかの理由でそれが利用可能でなければ、参照セクタに基づいて最初の位置推定が使用される。
【００２８】
ＧＰＳ援用情報が移動局に送信された後で、その移動局は、最終の位置決定として知られる、ＡＦＬＴ測定値の第二の集合とＧＰＳ測定値の集合を収集する。ＰＮ番号は一つだけではないので、ＰＤＥは予想されるどのＰＮ番号がどの物理的セクタに属するかを決定しなければならない。同じＰＮ番号を持つセクタは大抵お互いに８ｋｍ離れた、またはより近い間隔にあり、ＰＮ曖昧性をしばしば与えるので、これは複雑な処理になることがある。この間隔はサービス・セクタから参照セクタを、及び参照セクタから測定セクタを決定するために使用される。閾値距離以内のセルだけが考慮される。閾値距離はＢＳＡの最大アンテナ距離パラメータを一定基準にすることによって決定される。
【００２９】
目標のＰＮ及び周波数を持つセクタが見付からなければ、その照合は失敗する。同様に、目標のＰＮ及び周波数を持つ一以上のセクタが見付かり、どのセクタが実際のセクタであるかをＰＤＥが判定できなければ、その照合は失敗する。目標のＰＮを持つ一つのセクタが見付かれば、その照合は成功し、そのセクタは観測されたＰＮに属すると推定される。サービス・セクタから参照セクタを決定しようとしているとき、照合が失敗すれば、サービス・セクタは参照セクタであると推定される。参照セクタから測定セクタを決定しようとしているとき、照合が失敗すれば、その測定ＰＮは使用できず、無視される。セクタ同定情報が全くＢＳＡで見付からなければ、ＧＰＳ位置決定はＰＤＥ環境設定ファイルまたはレジストリに記憶された初期設定時（default）の最初の位置推定情報を使用して試行される。
【００３０】
網ＩＤ／システムＩＤ及び受信区域中心に基づいて最初の位置推定を行うことはまた可能である。受信区域中心は、例えば、基地局セクタ・アンテナの受信区域内にあると判定された移動局位置の平均である。この方法では、ＰＤＥはＢＳＡ内の全てのセクタを調べることによって各々の唯一の網ＩＤ及びシステムＩＤを持つ全てのセルの受信区域に関する位置及び不確定性を自動的に決定する。この情報はいくつかの目的に役立つ。さらに良好な最初の位置推定が利用可能でなければ、網ＩＤ／システムＩＤ位置及び不確定性が使用できる。これは、例えば、ＭＳによって見られるセクタ同定情報がＢＳＡ中に見付けられないとき、起こるであろう。最初の位置推定はこの場合にはるかに高い不確定性を持つことになり、それはＧＰＳ精度及び成果を低減し、ＭＳ処理時間が長くなるであろうことに注目を要す。最終の決定位置を決定する全てのより良好な方法が利用可能でなければ、網ＩＤ／システムＩＤ位置及び不確定性が通報されるであろう。
【００３１】
要するに、混成移動局からのＧＰＳ及びＡＦＬＴ測定情報は疑似距離オフセット及び基地局時間基準を生成するために結合することができる。基地局較正について、基地局時間基準オフセットを提供することに加えて、例えば、様々なセル・セクタに関して、無線受信区域中の様々な物理的場所における疑似距離オフセットはセル・セクタの近傍にあるように決定された移動局の位置決定の修正のために集計され、使用することができる。例えば、距離修正は順方向回線較正値（ＦＬＣ）として定量化される。特に、ＦＬＣは移動局によって送信されつつあるデータに関するタイムスタンプ（time stamp）と実際の伝送時間との間の調整差として定義される。
【００３２】
ＦＬＣに寄与する成分は基地局ＧＰＳ受信アンテナ、基地局伝送ハードウェア・タイミング・ストロボ入力に対するＧＰＳ受信器タイミング・ストロボ出力、及び基地局送信アンテナのケーブル遅延である。基地局暦データベース・サーバは混成移動局からのＧＰＳ及びＡＦＬＴ位置測定データに基づいて基地局暦データベース中のＦＬＣフィールドを自動的に調整する。セクタについてより正確なＦＬＣ値を使用することによって、距離測定は約０〜３０パーセント向上させることができる。
【００３３】
ＧＰＳ疑似距離は非常に正確であるから、十分な数のＧＰＳ衛星が見られれば、最終の通報位置決定はＧＰＳにほとんど全て基づくであろう。幸いにも、この場合には、セクタ・アンテナに対する距離推定はなお測定されて、ＰＤＥ記録ファイルに保存される。このように、新しい較正ＦＬＣ値を決定するのに必要な全情報は利用可能である。この情報は：古い「初期設定の（default）」または「平均の（average）」ＦＬＣ値；ＧＰＳ測定を用いて決定された決定位置、基地局暦データベースからのセクタ・アンテナ位置、及びＡＦＬＴ技術によってパイロット位相測定を用いて決定された、各セル・セクタ・アンテナに対する測定距離推定値を含む。次の式は新しいＦＬＣ値へのこれらの入力に関係する：
新しいＦＬＣ＝古いＦＬＣ−（固定位置からアンテナへの距離−測定距離推定値）
上の式は単位変換の定数を省略している。例えば、ＦＬＣがいわゆる疑似乱数Ｃｈｉｐ_ｘ_８単位で測定されれば、新しいＦＬＣ値の式は：
ＦＬＣNEW＝ＦＬＣOLD＋残差／３０．５２
である、ここで
ＦＬＣNEW＝Ｃｈｉｐ_ｘ_８単位での新しい順方向回線較正値
ＦＬＣOLD＝Ｃｈｉｐ_ｘ_８単位でのＰＤＥ収集期間に使用された順方向回線較正値
残差＝メートルでの特定のセクタ擬似距離測定についての残差（Residual）、それは地上調査情報が分からなければＰＤＥから分かるものである
３０．５２＝Ｃｈｉｐ_ｘ_８単位当たりのメートル数。
【００３４】
あらゆる決定位置誤差は新しいＦＬＣ値における誤差に変換されるから、ＦＬＣの調整の鍵は位置決定が高精度でなければならないことである。決定位置は、「水平推定位置誤差（Horizontal Estimated Position Error：ＨＥＰＥ）」品質尺度を使用して高信頼度で評価され、それは各場所位置決定の誤差のＰＤＥ自身の推定である。このように、ある閾値品質−５０メートル以下のＨＥＰＥ値を有するような−を満たす位置決定のみがこれらの計算のために使用されなければならない。
【００３５】
パイロット測定は各位置決定によって電話器により聞こえる全てのセクタに対して計算される。環境に応じて、これは通常少なくとも僅か一握りのセクタであり、密集した都会の環境においては大抵は少なくとも２０以上ある。このように、各位置決定は多くの距離推定値をもたらし、それらの全てがこの処理において使用可能である。
【００３６】
見える各セクタのセクタ同定をＰＤＥが解決できるように、最初の基地局暦データベースはこの処理に存在しなければならない。しかしながら、これらのセクタに関するＦＬＣ値の品質は重要ではない。ＦＬＣの「初期設定の」または「平均の」値は使用することができる。その鍵は電話器によって見えるセクタ同定が基地局暦データベースに存在することである。アンテナ位置は適度に正確であることが望まれるが、アンテナ位置はいつでも正確に分かる必要はない。アンテナ位置の理解が長期に亘って改善すれば、これはより大きな確度のアンテナ位置を得るために計算に入れることができ、順方向回線較正精度を改善するために使用することができる。さらに、基地局暦データベース・サーバはアンテナが動かされたかどうかを決定することができ、そしてこの場合には、正確であるが古くなったアンテナ場所は基地局暦データベースから取除き、更新された場所と置換えることができる。
【００３７】
図５及び６は如何にＰＤＥが移動局の位置選定を決定するためにプログラムできるかの例を示す。図５の第一のステップ８１で、ＰＤＥはＭＳからＰＤＥに最初に送信されたＡＦＬＴ測定値に基づいて最初の位置推定を行う。ステップ８２では、ＰＤＥは移動局によって見えるＰＮを基地局暦データベースに記録された特定のセル・セクタとの関連付けを試行する。ＭＳにサービスしているセクタが一意的に同定できなければ、ＰＤＥはＡＦＬＴ距離測定がどの基地局アンテナ塔に起源するかを決定することができないので、ＡＦＬＴは実行できない。従って、ＭＳにサービスしているセクタが一意的に同定できなければ、実行はステップ８３から８４に分岐する。他の場合は、実行はステップ８３からステップ８５に続く。
【００３８】
ステップ８４では、感度援用（ＳＡ）及び取得援用（ＡＡ）データは網ＩＤまたはシステムＩＤ中心または初期設定位置に基づいて生成される。ＧＰＳ取得及びＧＰＳ疑似距離測定においてＭＳを援助するために、ＳＡ／ＡＡデータは（図６のステップ９０で）ＭＳに送信されるであろう。サービスしているセルが見付からなかったので、ＡＦＬＴは実行できず、ＧＰＳ精度及び結果は著しく損なわれる。実行はステップ８４から図６のステップ９０に続く。
【００３９】
図５のステップ８５において、ＰＤＥは参照セクタ及び全ての測定セクタを決定しようと試みる。測定ＰＮが一つのセクタと一意的に関連づけできなければ、その距離測定値は使用されない。参照セルが一意的に決定できなければ、サービスしているセルがその代わりに使用される。次に、ステップ８６において、ＰＤＥはＡＦＬＴにのみ基づいて「局番（pre-fix）」を計算する。そして、ステップ８７において、ステップ８６の「局番」計算が旨くいかなかったならば、実行はステップ８９に分岐する。他の場合には、実行はステップ８７からステップ８８に続く。
【００４０】
ステップ８８において、ＳＡ／ＡＡデータはセル・セクタ情報に基づいて生成される。実行はステップ８８から図６のステップ９０に続く。
図５のステップ８９において、ＳＡ／ＡＡデータは局番場所及び不確定性に基づいて生成される。最初の位置不確定性が小さければ小さいほど、ＡＡデータは正確になり、ＭＳにおける処理は速くなり、そして最終の位置決定精度及び結果は良好になる。実行はステップ８９から図６のステップ９０に続く。
【００４１】
図６のステップ９０において、ＳＡ／ＡＡデータはＭＳに送信される。ＭＳはＧＰＳ取得及びＧＰＳ疑似距離測定のためにＳＡ／ＡＡデータを使用する。ＭＳは援用データにおいて示されたＧＰＳ衛星を探索し、そしてＡＦＬＴ疑似距離を探索する第２ラウンドを実行する。ステップ９１において、ＰＤＥはＭＳからＧＰＳ及びＡＦＬＴ疑似距離を受信する。ステップ９２において、ＰＤＥは再び全ての測定ＰＮを同定しようと試みる。ＰＮが一つのセクタによって一意的に同定できなければ、その距離測定値は使用されない。ステップ９３において、ＰＤＥはＧＰＳ及びＡＦＬＴ距離に基づいて最終の決定位置を生成する。
【００４２】
ステップ９４において、ＰＤＥは最終の位置を計算するためにいくつかの方法を並行して使用し、最小の位置誤差を達成する可能性が大きい方法が使用される。精度が他の方法よりはるかに優れているために、ＧＰＳ位置決定が最初に試みられる。ＧＰＳ位置決定が失敗すれば、ＰＤＥは他のいくつかの方法の中から選択され、最小の関連誤差推定値を持つ結果が使用される。これらの他の方法は：ＡＦＬＴのみ；ＲＴＤ測定（利用可能なところで）を使用してセクタ方向及び概略の距離を知ることによって決定された位置；移動局によって見えるセクタの知識、各セクタの位置及び方向を使用して決定された「混成セル・セクタ」位置決定；現在サービスしているセクタ受信区域中心位置決定（または現在サービスしているセクタを決定することができなかったならば、元のサービスしているセクタ）；現在の網ＩＤ／システムＩＤ受信区域の中心位置；及び最後は、ＰＤＥの設定ファイルに記憶された初期設定位置を含む。
【００４３】
セクタの周辺においてＭＳ位置を訂正するため各セクタに関するＦＬＣの使用は各セクタにおける、好ましくはセクタ受信区域内の様々な場所からの様々な移動局に対する多元距離推定値の蓄積及び統計的分析によって改善することができる。標本集合を集めることによって、集合の統計処理は使用すべき最適の新しいＦＬＣ値を決定するために適用することができる。このデータを平均し、各セクタ内の受信区域内の様々な場所の集合から集められたデータを使用して、より正確なＦＬＣ値をもたらすことが見出された。
【００４４】
標本集合は混成移動局への、或いは混成移動局からの通常の電話呼出の間の普通の位置選定セッションから、及び／または巡回野外収集から集めることができる。集められたデータの品質追加のために、巡回野外収集は外部ＰＣＳアンテナ及び外部能動ＧＰＳアンテナと連結された混成移動電話器をそれぞれ装備した乗り物における現業技術要員によって行うことができる。多元ＣＤＭＡ周波数が使用される領域において、各セクタＣＤＭＡ周波数順列は別々に較正されるので、データは各周波数に関して収集されなければならない。例えば、巡回方法を使用しているとき、多数の電話器は十分な周波数ダイバシティを保証するために使用されなければならない。
【００４５】
本発明は特に基地局アンテナ場所情報を決定するための移動局の使用に関係する。これは移動局のより正確な位置決定を提供するためだけでなく、物理的に移動され、或いは基地局暦における誤ったアンテナ場所情報によって阻害された基地局から適切なセル受信区域を保証するために行うことができる。最悪の場合には、アンテナ場所の変更は電話器（即ち、無線移動局）によって観測された信号が基地局暦データベース中の情報に適切に関係しているセル・セクタ識別問題に帰着する。
【００４６】
基地局暦データベース・サーバは電話器によって観測された同一性が基地局暦データベースにおいて見付けられない場合を発見し、長時間にわたってそのような出来事を追跡する。基地局暦データベース・サーバは網に追加される新しいセクタを確認し、そのような変化をシステム技術者に通知する。基地局暦データベース・サーバは、アンテナ場所、観測された同定、自動的に計算された較正及び不確定性パラメータ、及び初期設定値の決定を含む基地局暦データベース記入項目を生成する。基地局暦データベース・サーバはまた電話器によって観測され、またはセルの構成基盤によって通報された同定が網の変化または再構成によって変ってしまって、基地局暦データベースに最早適合しないセクタを確認する。基地局暦データベース・サーバは新しい同定を反映するために基地局暦データベースを自動的に変更する。
【００４７】
地上距離測定について、アンテナ位置はＰＤＥが参照セクタ及び測定セクタの同定を解決するのを助け、距離測定のもとになる場所である。アンテナ位置誤差は地上距離誤差に移行する。アンテナ位置はまた、「最初の位置推定値」を生成するのに不可欠であり、それはＧＰＳ援用情報を生成するために使用される。
【００４８】
基地局暦データベース・サーバは測定位置と一致していない基地局暦データベース・セクタ・アンテナ位置を確認する。これは移動セル（ＣＯＷ及びＣＯＬＴ）から、または基地局暦データベースにおけるタイプミスから起り得る。基地局暦データベース・サーバはそのような問題をシステム技術者に通知し、そのように構成されれば、基地局暦データベース・サーバは問題を自動的に決定するであろう。
【００４９】
セクタ・アンテナ位置のあらゆる明白な変化を迅速に確認するために、無線通信システムの所定の使用の間に進行中の基準に基づいてセクタ・アンテナ位置を測定することが望まれる。これは逆セクタ・アンテナ位置調整の方法を使用して行うことができる。逆セクタ・アンテナ位置調整は移動局からのデータからセクタ・アンテナの場所を決定する方法である。
【００５０】
いくつかの場合において、セル・セクタがそのセクタの信号の電話器測定に基づいて存在することが分かるが、セクタ・アンテナ場所は分からない。電話器位置が他の測定に基づいて決定することができれば、その電話器位置及びセクタ・アンテナまでの測定距離はセクタ・アンテナの場所を決定するために貴重な入力として役立てることができる。
【００５１】
多くの場合では、電話器位置は未知のセクタの源を知らずに−例えば、良好なＧＰＳ位置決定、未知のセクタからの測定を使用しないＡＦＬＴまたは混成位置決定に基づいて決定することができる。これが多数回起これば、異なる位置から、これらの場所決定の各々は原点（電話器位置）及びこの未知のセクタのアンテナ位置までの距離の両方として役立つ。
【００５２】
これらの位置及び距離は航法プロセッサ（a navigation processor）への入力として役立つことができ、例えば、ＧＰＳ衛星位置及び距離がＧＰＳ受信器の位置を計算するために使用されるのと同様に、それ（航法プロセッサ）はセクタ・アンテナ位置を計算することができる。多くの方法が、最小二乗平均反復、及びカルマン・フィルタリングといった、この航法処理を行うことに利用可能であり、当業者にはよく理解されている。
【００５３】
当業者はまたよく理解しているように、基準点はセクタ・アンテナまでの距離と比較して十分にはるかに離れていることが重要であり、したがってその構成はセクタ・アンテナ位置を正確に計算するのに適切である。その上、電話器位置からの各入力距離は、基準電話器位置における不確定性及び、例えば、考えられる過剰経路長信号遅延に基づく距離の推定不確定性の双方を結合する、それに関連する誤差推定値を有するであろう。これらの測定誤差推定値はセクタ・アンテナ位置の決定における誤差を推定するために航法処理アルゴリズムにおいて結合することができる。
【００５４】
また、セクタ・アンテナまでの距離測定はセクタ送信器時間バイアスのためにかなり一定のバイアスを含む。この順方向回線較正はセクタ・アンテナ位置と同時に解決することができる。このように、時間バイアスと同様に、三次元セクタ・アンテナ位置はＧＰＳ受信器位置調整とある意味で類似の同じ演算で計算することができる。
【００５５】
セクタ・アンテナの垂直の高さについて解くことは垂直の方向における限られた観測可能な構成のために時々難しいことが認められる。セクタ・アンテナの高さは電話器基準位置の平均高さより上の平均アンテナ高さ（例えば、１０ｍ）及び／または地形標高データベースへの照合に基づく地形標高に基づいて推定することができる。セクタ・アンテナの垂直の高さにおける誤差はこの方法によって幾分観測しにくいといえども、そのセクタが基地局暦データベースに結局加えられ、電話器位置選定のための基準場所として使用されるとき、これらの誤差が場所決定誤差にほとんど寄与しないことは幸運である。
【００５６】
セクタ・アンテナ位置がこの方法によって合理的に決定されると、新しいセクタが基地局暦データベースに加えられ、続いて電話器位置選定のために使用されるか、または電話器によって見える未確認の信号が誤った同定情報を持つ基地局暦データベース中の入力項目に結合することができ、そしてこの同定情報は訂正することができる。
【００５７】
図７から１０を参照して、図１の無線通信網における逆セクタ・アンテナ位置決めの実施の例のフローチャートが示される。例えば、フローチャートは基地局暦４４中の基地局場所パラメータの維持及び改善に関する図３の基地局暦データベース・サーバ４３におけるプログラミング、及び移動局位置の決定及び基地局位置の計算に関する図３の位置決定要素４１におけるプログラミングを表す。
【００５８】
図７の最初のステップ１０１において、移動局は無線電話呼出をかけるか、または受信する。網と移動局との間の通信を確立する処理の間、図４を参照して上で述べられたように、網は移動局から信号を受信した基地局の指示から移動局と通信しているセル・セクタを決定しようと試みる。図７のステップ１０２において、指示された基地局が基地局暦中に見つけることができなければ、基地局のために新しいデータベース・レコードを造り、且つ基地局について「未知の位置」を記録するために実行はステップ１０３に分岐する。ステップ１０３の後で、実行はステップ１０４に続く。基地局が基地局暦において見付かれば、実行はまたステップ１０２からステップ１０４に続く。
【００５９】
ステップ１０４において、その網は移動局と通信している基地局の位置から独立した移動局の位置（値及び誤差推定値）を決定する。例えば、移動局が全地球測位信号を受信するために全地球衛星受信器を持っていれば、移動局の位置は、例えば、ＧＰＳシステムを使用して基地局の位置に関係なく決定することができる。移動局が既知の位置を有する他の基地局の通信範囲にあれば、移動局の位置は、例えば、ＡＦＬＴを使用して移動局とこれらの他の基地局間で伝送される信号から決定することができる。
【００６０】
ステップ１０５において、基地局アンテナの高さが分からなければ、さらに図１０を参照して下記で述べられるように、基地局アンテナの高さを推定するために実行はステップ１０６に分岐する。ステップ１０６の後で、実行はステップ１０７に続く。基地局アンテナの高さが分かれば、実行はまたステップ１０５からステップ１０７へ続く。
【００６１】
ステップ１０７において、その網は、例えば、順方向回線較正に関して上で述べられた方式で、移動局と基地局の間で伝送される信号を使用して移動局と基地局間の疑似距離測定（値及び誤差推定値）を得る。ステップ１０８において、基地局位置が分からなければ、実行は図８のステップ１１１に続く。他の場合は、実行は図９のステップ１２１に分岐する。
【００６２】
図８のステップ１１１において、基地局位置の決定に関して十分な測定値がなければ、実行はステップ１０１に戻る。例えば、既知の基地局アンテナ高さの場合について基地局の緯度及び経度を決定するために、三角測量のために間隔が離れた移動局位置から少なくとも二つの疑似距離測定がなければならない。基地局アンテナ高さが分からなければ、または疑似距離測定が基地局タイミング・オフセットに依存していれば、測定の追加が必要である。一旦、十分な数の測定値が得られると、実行はステップ１１１からステップ１１２へ続く。
【００６３】
ステップ１１２において、その網は基地局位置（値及び誤差推定値）及び基地局タイミング・オフセット（値及び誤差推定値）を計算するために移動局位置（値及び誤差推定値）、移動局タイミング・オフセット（値及び誤差推定値）、及び疑似距離（値及び誤差推定値）を使用する。例えば、距離測定の不確定性はパイロット信号強度、ＰＮ系列の分解能、ＧＰＳ距離測定における衛星高度、及び地上距離測定におけるマルチパスの可能性に依存する。距離測定の不確定性はまた、ＡＦＬＴ距離決定の場合の順方向回線較正タイミング・オフセットにおける不確定性、ＲＴＤ距離測定の場合の逆方向回線較正における不確定性、及びＡＦＬＴまたはＲＴＤ距離測定の場合の基地局アンテナ位置及び地面標高の不確定性といった、潜在的場所サービス・パラメータの不確定性に依存する。例えば、不確定性は、標本集団があるときは統計に基づき、またはガウス分布を仮定して既知の分解能及び推定測定誤差に基づいて、標準偏差によって定量化される。
【００６４】
計算手続きは、航法（例えば、ＧＰＳ）の技術分野において一般に知られているように、従来の最小二乗プログラム、またはカルマン・フィルタを使用する。この計算手続きは、多数の基地局の既知の位置及び既知の時間オフセットから移動局の既知の位置及び既知の時間オフセットを計算する計算手続きの従来の使用と対照的に、多数の移動局の既知の位置及び既知の時間オフセットから基地局の既知の位置及び既知の時間オフセットを決定するために使用される。ステップ１１３において、基地局暦は基地局の位置が知られていることを示すために更新され、そして実行は図７のステップ１０１に戻る。
【００６５】
図９の最初のステップ１２１において、その網は既知の位置から移動局と基地局との間の距離を計算し、その距離を疑似距離測定値と比較する。その距離が、距離及び疑似距離測定値の誤差推定値を考慮して、疑似距離測定値と矛盾していれば、基地局位置が誤っているという可能性を記録するために実行はステップ１２３に分岐する。いくつかのそのような矛盾が記録されれば、ステップ１２４において、誤差閾値に到達し、そして基地局位置が不明であることを記録するため、通信記録に誤差を記録するため、及び誤差をシステム技術者に通報するために、実行はステップ１２５に続く。基地局位置を決定するための移動局位置の値及び疑似測定値を恐らく使用するため、実行は図８のステップ１２５からステップ１１１に続く。誤差閾値に到達しなかったならば、実行はステップ１２４から図７のステップ１０１に戻る。
【００６６】
ステップ１２２において、移動局と基地局との間の距離が疑似距離測定値と一致していれば、実行はステップ１２２からステップ１２６に続く。ステップ１２６において、移動局位置（値及び誤差推定値）、移動局タイミング・オフセット（値及び誤差推定値）、及び疑似距離測定（値及び誤差推定値）は基地局位置（値及び誤差推定値）及び基地局タイミング・オフセット（値及び誤差推定値）を改善するために使用される。ステップ１２６の後で、実行は図７のステップ１０１に戻る。
【００６７】
図９のステップ１２６において基地局位置及び基地局タイミング・オフセットを改善する一つの方法は、基地局位置及び基地局タイミング・オフセットに関係がある測定の記録を記入し、記録の中の全ての測定値に基づいて基地局位置を再計算することである。測定の数が多くなるとき、計算時間及び記憶が過剰になるかもしれない。この点で、基地局位置及びタイミング・オフセットは幾つかの最新の測定のみを使用して計算することができる。さらに、基地局位置及びタイミング・オフセットの値を連続して改善するために、カルマン・フィルタのようなフィルタを使用することは可能である。簡単な例において、最新の測定は推定位置（Ｐｅ）を形成し、そして新しい位置（Ｐｎｅｗ）は古い位置（Ｐｏｌｄ）と推定位置（Ｐｅ）の加重平均として計算され、次のようになる：
Ｐｎｅｗ＝α（Ｐｅ）＋（１−α）（Ｐｏｌｄ）
ここで、αは１より小さい荷重要素である。荷重要素はそれぞれの測定の数及び古い値と推定値に寄与する測定の相対誤差（Ｅ）のそれぞれの平均に基づいて選択され、例えば、
α＝（Ｎｅ／Ｅｅ）／（Ｎｅ／Ｅｅ＋Ｎｏｌｄ／Ｅｏｌｄ）
に従う。
【００６８】
フィルタはまた古い値及び新しい推定値から基地局タイミング・オフセットを計算するために同様の方式で使用することができるが、この場合には長時間に亘ってタイミング・オフセットの変動を推定することが有利である。すなわち、基地局タイミング・オフセット（Ｔｏｆｆ）は時間（ｔ）の一次関数；Ｔｏｆｆ＝βｔ＋Ｔ０として模式化される。長時間に亘る一連の測定から、パラメータβ及びＴ０は最小二乗法によって推定される。一連の測定の数が過剰になったとき、妥当な最新の測定の数が記録に保持され、βの推定値及びＴ０の推定値を生成するために使用される。βの新しい値はβの推定値及びβの古い値から計算され、Ｔ０の新しい値はＴ０の推定値及びＴ０の古い値から計算される。
【００６９】
図１０は基地局アンテナの高さを推定するための手順のフローチャートを示す。第一のステップ１３１において、基地局アンテナ位置（緯度及び経度）が不明であれば、実行はステップ１３２に分岐する。ステップ１３２において、基地局位置における地形標高は基地局の通信範囲における移動局の標高の平均を計算することによって推定され、そして実行はステップ１３４に続く。ステップ１２１において、基地局位置が分かれば、実行はステップ１３３に続く。ステップ１３３において、地形標高データベースは基地局位置（既知または推定）における地形標高を得るためにアクセスされる。ステップ１３４において、基地局アンテナ高さは基地局位置の地形標高（既知または推定）以上の平均アンテナ高さ（例えば、１０フィート）として推定され、そして実行は戻る。
【００７０】
上記を考慮して、無線遠距離通信網が述べられてきた。基地局アンテナ位置及び基地局時間オフセットは、様々な条件の下で最も信頼できる移動局位置決定を得るために使用される他の情報と共に基地局暦データベースに記憶される。自動システムが基地局暦データベースを造り、更新し、そして維持するために提供される。一般に、自動システムはセルラ電話器によって取込まれた地上距離情報及び他の測定値に関連を与えるために移動局位置決定を使用する。そのシステムはまたセルの性能の理解を保持し、且つセル操作者及び顧客に性能のフィードバックを提供するために位置決定を使用する。自動システムは不完全な、または不正確な情報を検出し、自動位置決定を行い、且つ／またはシステム技術者に通知する。特に、そのシステムは基地局アンテナ位置及び基地局タイミング・オフセットを決定するため移動局の位置決定及び地形距離情報を使用する。従って、網ハードウェアの追加または通信プロトコルの変更なしで、場所データが不明のとき、基地局場所データを自動的に得ることが可能である。基地局アンテナ位置は、アンテナ場所データを維持し、改良し、そして基地局アンテナの変更または移動について訂正するために、通常の移動局位置決定の間に連続して決定することができる。この方式において、基地局アンテナの移転の間のセル・セクタ同一性の損失から迅速に回復し、そして基地局からの測距に基づく移動局位置決定の精度、及び全地球衛星受信器を持つ移動局からの位置データの迅速な取得を保証することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】携帯電話ユニットを設置し、基地局を較正するためにＧＰＳを使用するセルラ電話網を示す。
【図２】セルラ電話網における基地局のブロック図である。
【図３】基地局暦データベースにアクセスする位置決定要素を含む、図１のセルラ電話網の静止部品のブロック図である。
【図４】いくつかのセル・セクタを含むセル受信区域地図である。
【図５】位置決定要素がいかに移動局の位置を決定するかを示すフローチャートである。
【図６】位置決定要素がいかに移動局の位置を決定するかを示すフローチャートである。
【図７】基地局の位置及び時間オフセットがいくつかの移動局位置、移動局時間オフセット、及び基地局と移動局位置との間の疑似距離からいかに決定されるかを示すフローチャートである。
【図８】基地局の位置及び時間オフセットがいくつかの移動局位置、移動局時間オフセット、及び基地局と移動局位置との間の疑似距離からいかに決定されるかを示すフローチャートである。
【図９】基地局の位置及び時間オフセットがいくつかの移動局位置、移動局時間オフセット、及び基地局と移動局位置との間の疑似距離からいかに決定されるかを示すフローチャートである。
【図１０】基地局アンテナの高さを推定する処理のフローチャートである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信網において、基地局の位置を決定する方法であって、
（ａ）基地局と通信している少なくとも一つの移動局の位置を決定すること、及び
（ｂ）移動局の位置から、及び基地局と移動局との間で伝送される信号から基地局の位置を決定することを含む方法。
【請求項２】
移動局が全地球衛星受信器を有し、移動局の位置が移動局によって受信される全地球衛星からの信号から決定される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
移動局の位置が既知の位置を有する基地局から各移動局の高性能順方向回線三辺測量（Advanced Forward Link Trilateration：ＡＦＬＴ）によって決定される、請求項１記載の方法。
【請求項４】
基地局と移動局との間の距離を決定するため基地局と移動局との間で伝送される信号の経路遅延を測定すること、及び移動局の位置及び基地局と移動局との間の距離から基地局の位置を決定することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
移動局が全地球衛星受信器を含む混成電話器であり、移動局の位置が移動局によって受信される全地球衛星からの信号から決定され、そして基地局の位置が高性能順方向回線三辺測量（ＡＦＬＴ）を使用して移動局の位置から決定される、請求項１記載の方法。
【請求項６】
一つの移動局が異なる時間に異なる位置にあり、基地局場所の決定に一以上の測定を提供することができる、請求項１記載の方法。
【請求項７】
少なくとも一つの移動局の時間バイアスを計算すること、及び基地局位置の計算においてその時間バイアスを使用することをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
移動局の決定された位置から、移動局の時間バイアスから、及び基地局と移動局との間で伝送された信号から基地局送信器における時間バイアスを決定することをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項９】
基地局の決定のために移動局の決定された位置において、及び移動局の時間バイアスにおいて誤差推定値を使用することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
移動局の平均標高以上の平均アンテナ高さとして基地局のアンテナ高さを推定することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
基地局の推定位置における標高に関する地形標高データベースの照合によって得られた標高以上の平均アンテナ高さとして基地局のアンテナ高さを推定することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
基地局暦（base station almanac）にはない基地局から基地局信号を受信する移動局に応答して実行される、請求項１記載の方法。
【請求項１３】
移動局の位置から決定された基地局アンテナの位置が基地局暦に含まれる基地局に関する位置を証明するために基地局暦に含まれる基地局に関する位置と比較される、請求項１記載の方法。
【請求項１４】
移動局との通信のための基地局、基地局暦、及び基地局と移動局との間で伝送される信号から移動局の位置を測定するための位置決定要素を有する無線通信網において、基地局暦中の基地局場所情報を維持する方法であって、
（ａ）移動局の位置が移動局の通信範囲における基地局の位置から独立した位置決定要素によって決定されるとき、基地局と移動局の間で伝送される信号から基地局と移動局との間の距離を決定すること、及び
（ｂ）基地局暦中の基地局場所情報が誤っているか、比較的不正確であることを基地局と移動局との間の距離が示すとき、基地局に関する訂正された基地局場所情報を含めるため基地局暦を修正することを含む方法。
【請求項１５】
移動局が基地局暦にはない基地局から基地局信号を受信するとき、基地局の位置は移動局の通信範囲内の基地局の位置から独立した位置決定要素によって決定される、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
複数の移動局の位置及び基地局と複数の移動局との間で伝送される信号から基地局の位置を決定すること、及び基地局暦中に基地局の決定された位置を記憶することによって基地局暦を修正することを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
（ａ）移動局との通信のための基地局、及び
（ｂ）基地局と移動局との間で伝送される信号、及び基地局暦に記憶された情報に基づいて移動局の位置を決定するための少なくとも一つの位置決定要素を具備し、
無線通信網は移動局の位置から、及び基地局と移動局との間で伝送される信号から基地局の位置を決定するために、及び基地局暦中に基地局場所情報を維持するため基地局の決定された位置を使用するためにプログラムされる無線通信網。
【請求項１８】
移動局が基地局から信号を受信し、且つその基地局が基地局暦にないことが見出されたとき、基地局の位置が決定される、請求項１７記載の無線通信網。
【請求項１９】
基地局暦中の基地局場所情報が基地局に関する誤った位置を示していることを基地局の決定された位置が示すとき、基地局暦が基地局の決定された位置によって更新される、請求項１７記載の無線通信網。
【請求項２０】
移動局は全地球衛星受信器を有し、位置決定要素は全地球衛星から移動局によって受信された信号から移動局の位置を決定する、請求項１７記載の無線通信網。
【請求項２１】
位置決定要素は既知の位置を有する基地局から各移動局の高性能順方向回線三辺測量（ＡＦＬＴ）によって移動局の位置を決定する、請求項１７記載の無線通信網。
【請求項２２】
位置決定要素は基地局と移動局との間の距離を決定するため基地局と移動局との間で伝送される信号の経路遅延を測定し、移動局の位置及び基地局と移動局との間の距離から基地局の位置を決定する、請求項１７記載の無線通信網。
【請求項２３】
位置決定要素は移動局の位置から、及び基地局と移動局との間で伝送される信号から基地局送信器における時間バイアスを計算する、請求項１７記載の無線通信網。
【請求項２４】
位置決定要素は移動局の平均標高以上の平均アンテナ高さとして基地局のアンテナ高さを推定する、請求項１７記載の無線通信網。
【請求項２５】
位置決定要素は基地局の推定位置における標高に関する地形標高データベースの照合によって得られた標高以上の平均アンテナ高さとしての基地局のアンテナ高さを推定する、請求項１７記載の無線通信網。
【請求項１】
無線通信網において、基地局の位置を決定する方法であって、
（ａ）基地局と通信している少なくとも一つの移動局の位置を決定すること、及び
（ｂ）移動局の位置から、及び基地局と移動局との間で伝送される信号から基地局の位置を決定することを含む方法。
【請求項２】
移動局が全地球衛星受信器を有し、移動局の位置が移動局によって受信される全地球衛星からの信号から決定される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
移動局の位置が既知の位置を有する基地局から各移動局の高性能順方向回線三辺測量（Advanced Forward Link Trilateration：ＡＦＬＴ）によって決定される、請求項１記載の方法。
【請求項４】
基地局と移動局との間の距離を決定するため基地局と移動局との間で伝送される信号の経路遅延を測定すること、及び移動局の位置及び基地局と移動局との間の距離から基地局の位置を決定することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
移動局が全地球衛星受信器を含む混成電話器であり、移動局の位置が移動局によって受信される全地球衛星からの信号から決定され、そして基地局の位置が高性能順方向回線三辺測量（ＡＦＬＴ）を使用して移動局の位置から決定される、請求項１記載の方法。
【請求項６】
一つの移動局が異なる時間に異なる位置にあり、基地局場所の決定に一以上の測定を提供することができる、請求項１記載の方法。
【請求項７】
少なくとも一つの移動局の時間バイアスを計算すること、及び基地局位置の計算においてその時間バイアスを使用することをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
移動局の決定された位置から、移動局の時間バイアスから、及び基地局と移動局との間で伝送された信号から基地局送信器における時間バイアスを決定することをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項９】
基地局の決定のために移動局の決定された位置において、及び移動局の時間バイアスにおいて誤差推定値を使用することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
移動局の平均標高以上の平均アンテナ高さとして基地局のアンテナ高さを推定することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
基地局の推定位置における標高に関する地形標高データベースの照合によって得られた標高以上の平均アンテナ高さとして基地局のアンテナ高さを推定することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
基地局暦（base station almanac）にはない基地局から基地局信号を受信する移動局に応答して実行される、請求項１記載の方法。
【請求項１３】
移動局の位置から決定された基地局アンテナの位置が基地局暦に含まれる基地局に関する位置を証明するために基地局暦に含まれる基地局に関する位置と比較される、請求項１記載の方法。
【請求項１４】
移動局との通信のための基地局、基地局暦、及び基地局と移動局との間で伝送される信号から移動局の位置を測定するための位置決定要素を有する無線通信網において、基地局暦中の基地局場所情報を維持する方法であって、
（ａ）移動局の位置が移動局の通信範囲における基地局の位置から独立した位置決定要素によって決定されるとき、基地局と移動局の間で伝送される信号から基地局と移動局との間の距離を決定すること、及び
（ｂ）基地局暦中の基地局場所情報が誤っているか、比較的不正確であることを基地局と移動局との間の距離が示すとき、基地局に関する訂正された基地局場所情報を含めるため基地局暦を修正することを含む方法。
【請求項１５】
移動局が基地局暦にはない基地局から基地局信号を受信するとき、基地局の位置は移動局の通信範囲内の基地局の位置から独立した位置決定要素によって決定される、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
複数の移動局の位置及び基地局と複数の移動局との間で伝送される信号から基地局の位置を決定すること、及び基地局暦中に基地局の決定された位置を記憶することによって基地局暦を修正することを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
（ａ）移動局との通信のための基地局、及び
（ｂ）基地局と移動局との間で伝送される信号、及び基地局暦に記憶された情報に基づいて移動局の位置を決定するための少なくとも一つの位置決定要素を具備し、
無線通信網は移動局の位置から、及び基地局と移動局との間で伝送される信号から基地局の位置を決定するために、及び基地局暦中に基地局場所情報を維持するため基地局の決定された位置を使用するためにプログラムされる無線通信網。
【請求項１８】
移動局が基地局から信号を受信し、且つその基地局が基地局暦にないことが見出されたとき、基地局の位置が決定される、請求項１７記載の無線通信網。
【請求項１９】
基地局暦中の基地局場所情報が基地局に関する誤った位置を示していることを基地局の決定された位置が示すとき、基地局暦が基地局の決定された位置によって更新される、請求項１７記載の無線通信網。
【請求項２０】
移動局は全地球衛星受信器を有し、位置決定要素は全地球衛星から移動局によって受信された信号から移動局の位置を決定する、請求項１７記載の無線通信網。
【請求項２１】
位置決定要素は既知の位置を有する基地局から各移動局の高性能順方向回線三辺測量（ＡＦＬＴ）によって移動局の位置を決定する、請求項１７記載の無線通信網。
【請求項２２】
位置決定要素は基地局と移動局との間の距離を決定するため基地局と移動局との間で伝送される信号の経路遅延を測定し、移動局の位置及び基地局と移動局との間の距離から基地局の位置を決定する、請求項１７記載の無線通信網。
【請求項２３】
位置決定要素は移動局の位置から、及び基地局と移動局との間で伝送される信号から基地局送信器における時間バイアスを計算する、請求項１７記載の無線通信網。
【請求項２４】
位置決定要素は移動局の平均標高以上の平均アンテナ高さとして基地局のアンテナ高さを推定する、請求項１７記載の無線通信網。
【請求項２５】
位置決定要素は基地局の推定位置における標高に関する地形標高データベースの照合によって得られた標高以上の平均アンテナ高さとしての基地局のアンテナ高さを推定する、請求項１７記載の無線通信網。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公表番号】特表２００６−５０４２８４（Ｐ２００６−５０４２８４Ａ）
【公表日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００３−５５９１６７（Ｐ２００３−５５９１６７）
【出願日】平成１４年１２月１２日（２００２．１２．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００２／０４００５３
【国際公開番号】ＷＯ２００３／０５８９８５
【国際公開日】平成１５年７月１７日（２００３．７．１７）
【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）】
【公表日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１４年１２月１２日（２００２．１２．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００２／０４００５３
【国際公開番号】ＷＯ２００３／０５８９８５
【国際公開日】平成１５年７月１７日（２００３．７．１７）
【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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