累積誤差を占めるパラメータ推定値のための信頼性指標
【課題】相関分析を用いて、信号から導出されるパラメータ推定値のための信頼性指標を生成する方法を提供する。
【解決手段】非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうであるかを示すインジケーションを取得すること、及び／又は複数経路信号条件が存在するか、又は存在しそうであるかを示すインジケーションを取得することによって開始する。これらインジケーションに応じて、パラメータ推定値について信頼性指標を導出する。このパラメータ推定値は信号の到着時間推定値であり、信頼性指標は到着時間推定値の自乗平均平方根誤差である。そしてピークにおける相関関数の強度の測定値に基づいて、非視線信号条件が存在するか、あるいは存在しそうであるかを示すインジケーションを取得する。ピークにおける相関関数の強度測定値は、合計受信出力で除されたチップ毎のエネルギー（ＥＣ／Ｉ０）であるか、又はピークにおける相関関数のエネルギーである。
【解決手段】非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうであるかを示すインジケーションを取得すること、及び／又は複数経路信号条件が存在するか、又は存在しそうであるかを示すインジケーションを取得することによって開始する。これらインジケーションに応じて、パラメータ推定値について信頼性指標を導出する。このパラメータ推定値は信号の到着時間推定値であり、信頼性指標は到着時間推定値の自乗平均平方根誤差である。そしてピークにおける相関関数の強度の測定値に基づいて、非視線信号条件が存在するか、あるいは存在しそうであるかを示すインジケーションを取得する。ピークにおける相関関数の強度測定値は、合計受信出力で除されたチップ毎のエネルギー（ＥＣ／Ｉ０）であるか、又はピークにおける相関関数のエネルギーである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、相関分析を使用して導出されたパラメータ推定値の分野に関し、更に詳しくは、視線の欠如及び複数経路等の要因を占める推定のための信頼性指標に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳは、各々が地表上の正確な軌道上を移動する衛星の集合体である。各衛星は、衛星にユニークな疑似ノイズ（ＰＮ）コードを用いて変調された信号を送信する。各ＰＮコードは、予め定めた数のチップからなる。ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ受信機に見える各衛星からの信号を混合してなる合成信号を受信する。この受信機における信号検出機は、受信信号と、衛星のためのＰＮコードのシフトバージョンとの相関関係の度合いを決定することによって、特定の衛星からの送信を検出する。万が一、シフトオフセットのうちの１つの相関値における十分な品質のピークが検出された場合には、この受信機は、衛星からの送信を検出したものと考えられる。
【０００３】
受信機は、少なくとも４つの衛星からの送信を検出することによって、その位置を推定する。各検出された送信に対し、受信機は、送信時間と到着時間との間の遅延（チップ、又はチップの小部分について）を推定するためにＰＮコードにおけるシフトを用いる。予め知られた送信速度が与えられると、この受信機は、受信機自身と衛星との間の距離を推定する。この推定された距離は、衛星の回りの球を定義する。この受信機は、各衛星の正確な軌道と位置とを知っており、これら軌道と位置とに対する更新を連続して取得する。この情報から、受信機は、４つの衛星の球が交差する地点からの位置（及び現在の時間）を判定することができる。
【０００４】
ＦＣＣは、移動局を含むもののそれに限定される訳ではない加入者局が、９１１番及びその他の緊急呼出に対する迅速な応答を促進するために、自分の位置を推定できるように指令した。この指令に呼応して、現在、ＧＰＳ衛星送信から自己の位置を推定する手段を加入者局に備えるための努力がなされている。更に、無線通信システムにおける基地局すなわちセクタは、ユニークなＰＮコードを用いて変調されたパイロット信号を送信するので、これら努力はまた、加入者局が、基地局すなわちセクタの多数から、あるいは基地局すなわちセクタと、ＧＰＳ衛星との組み合わせの送信から、位置を推定することを可能にすることを含んでいる。
【０００５】
ＧＰＳ受信機における信号検出器は、予め定めたサーチウィンドウで定義された範囲内の衛星に対して、受信信号（一般的には、多数の衛星からの送信の混合からなる合成信号）に、ＰＮコードのシフトバージョンを乗じ、その後、更に、それぞれシフトしたＰＮコードについて、この乗算の結果を予め定めた積算時間にわたって積算し、受信信号とシフトしたＰＮコードとの間の相関関係の程度を示す値を得ることによって導出される相関関数のピークから、衛星の送信を検出することを試みる。そして、このピークが検出された場合には、この信号検出器は、このピークからの到着時間のような一つ以上のパラメータを推定する。
【０００６】
一定のパラメータ、特に到着時間（ＴＯＡ）について、ＧＰＳ受信機は、位置決定プロセスの間にＴＯＡ推定値に与えられる信頼性、すなわち重みを示すインジケーションを与えるために、ＴＯＡ推定値の自乗平均平方根誤差（ＲＭＳＥ）を推定する。ＧＰＳ受信機は、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥを、この受信機におけるノイズに基づいて推定する。このノイズは、相関関数の生成に要している積算時間のような要因に依存している。衛星送信は、典型的には、視線の欠如、又は複数経路による悪化の対象とはならないので、ＧＰＳ受信機は、一般には、ＲＭＳＥ推定値を生成する場合に、これらの要因を考慮しない。その結果、信号が、視線の欠如、及び複数経路による悪化の対象となる環境では、ＧＰＳ受信機は、到着時間推定値の信頼性を過大評価し、したがって、位置決定プロセスにおける推定値に対して、大きすぎる重みを許容する傾向にある。範囲誤差は、加入者局の位置が時間の９５％で±１５０ｍの精度で推定され、時間の６７％で±５０ｍの精度で推定されるＦＣＣの指令を犯す加入者局の位置推定値に持ち込まれる傾向にある。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、相関分析を用いて、信号から導出されるパラメータ推定値のための信頼性指標を生成する方法を提供する。この方法は、非視線信号条件が存在するか、あるいは存在しそうであるかを示すインジケーションを得ることによって始まる。このインジケーションに応じて、本発明は、パラメータ推定のための信頼性指標を導出する。
【０００８】
ある実施例では、このパラメータ推定値は、信号の到着時間（ＴＯＡ）の推定値であり、信頼性指標は、到着時間推定値の自乗平均平方根誤差（ＲＭＳＥ）である。到着時間推定値は、信号に対する相関関数のピークの時間及び／又は位置から導出される。この実施例において、本方法は、ピークにおける相関関数の強度の測定に基づいて、非視線信号条件が存在するか、あるいは存在しそうであるかを示すインジケーションを得る。このピークにおける相関関数の強度の測定値は、合計受信電力で除されたチップ毎のエネルギー（ＥＣ／Ｉ０）である。あるいは、更にこのピークにおける相関関数の強度の測定値は、このピークにおける相関関数のエネルギーである。
【０００９】
ある実施では、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥは、ルックアップテーブルを用いて導出される。このルックアップテーブルは、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥと、ピークにおける相関関数の強度との非線形な関係を実現する。あるいは、更にこのルックアップテーブルは、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥと、ピークにおける相関関数の強度と、この相関関数を導出するために使用される積算時間との間の関係を実現する。このルックアップテーブルによって実現されるＲＭＳＥとＴＯＡ推定値との非線形な関係は、導出されたＲＭＳＥが、ピークにおける相関関数の強度と反対に変化するという逆の関係である。
【００１０】
第２の実施では、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥは、関係式を用いて導出される。この関係式は、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥと、ピークにおける相関関数の強度との非線形な関係を実現する。あるいは、更に、この関係式は、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥと、ピークにおける相関関数の強度と、この相関関数を導出するために使用される積算時間との関係を実現する。この関係式によって実現されるＲＭＳＥとＴＯＡ推定値との非線形な関係は、導出されたＲＭＳＥが、ピークにおける相関関数の強度と反対に変化するという逆の関係である。
【００１１】
第２の実施例では、本方法は、非視線信号条件が存在するか、あるいは存在しそうであるかを示すインジケーションを取得し、複数経路信号条件が存在するか、あるいは存在しそうであるかを示すインジケーションを取得し、これらインジケーションの一つ又は両方に応じて、パラメータ推定のための信頼性指標を導出する。ある実施では、パラメータ推定のための信頼性指標を導出するステップは、相関関数の早期ピークと、時間遅れピークとを識別する可能性を示すインジケーションに応じて信頼性指標を導出することを含む。
【００１２】
第３の実施例では、本方法は、複数経路信号条件が存在するか、あるいは存在しそうかを示すインジケーションを取得し、次に、このインジケーションに応じて、このパラメータ推定のための信頼性指標を導出する。
【００１３】
関連するシステム、プロセッサ読み取り可能な媒体、コンピュータプログラム製品、信頼性指標もまた提供される。
【００１４】
本発明の他のシステム、方法、特徴及び利点が、以下に示す図面と詳細な記載との検討によって、当業者に明らかになるであろう。全ての付加的なシステム、方法、特徴、及び利点は、本明細書に含まれ、本発明の範囲内であり、請求項によって保護されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に従ったシステムのアプリケーションの例である。
【図２Ａ】図１に示すアプリケーションの例の発明に対応したシステムと関連して用いられるパラメータ推定器の一実施例を示す簡略ブロック図である。
【図２Ｂ】図１に示すアプリケーションの例の発明に対応したシステムと関連して用いられるパラメータ推定器の一実施例を示す簡略ブロック図である。
【図３Ａ】ＣＤＭＡパイロット信号用の相関関数の一例である時間ドメイン表示である。
【図３Ｂ】直接的な視線と、図３Ａの関数が反映されたレンダリングとを示している。
【図３Ｃ】複数経路によって加入者局に直接的及び間接的に到着したパイロット信号を示す。
【図４】相関関数の一つ以上の第１のピークを第２のピークと区別することを試み、それに応じて、信号の一つ以上のパラメータを推定する方法の一例を示すフローチャートである。
【図５Ａ】非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうかを示すインジケーションに応じて信頼性指標が導出される本発明に従った第１の実施例のフローチャートである。
【図５Ｂ】非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうかを示すインジケーション、及び複数経路信号条件が存在するか、又は存在しそうかを示すインジケーションのうちの少なくとも何れかに応じて信頼性指標が導出される本発明に従った方法の第２の実施例のフローチャートである。
【図５Ｃ】複数経路信号条件が存在するか、又は存在しそうかを示すインジケーションに応じて信頼性指標が導出される本発明に従った方法の第３の実施例のフローチャートである。
【図６Ａ】パイロット信号が非視線信号であるシナリオの例を示す図である。
【図６Ｂ】パイロット信号が複数経路と複数経路信号との両方、又はその何れかに従うシナリオの例を示す図である。
【図７Ａ】図６Ａのシナリオの例からの結果である相関関数を示す図である。
【図７Ｂ】図６Ｂのシナリオの例からの結果である相関関係を示す図である。
【図８Ａ】本発明に従うシステムの第１の実施例を示すブロック図である。
【図８Ｂ】本発明に従うシステムの第２の実施例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本出願は、２００１年１１月２日に出願された米国仮出願No.60/337,875の優先権を主張する。
【００１７】
また、本出願は、米国出願番号が採番される予定の各Qualcomm Dkt.番号010374、010375、010376に関連している。なお、これらは、全て本譲受人によって共通して所有されている。これら出願は、あたかも完全に発表されたかのように、本書で完全に引用して援用している。
【００１８】
図面中の構成要素は、必ずしもスケールする必要はなく、代わりに、本発明の原理を例示することによって強調表示されている。図中においては、同一の参照符号が、種々の視野に亘って対応する部分を指している。
【００１９】
（アプリケーションの例）
図１に示すように、本発明の信頼性指標を生成するシステム又は方法のアプリケーションの例が例示されている。このアプリケーション例において、このシステム及び／又は方法は、加入者局１００の位置を推定する目的でパラメータ推定器と連携して、加入者局１００内で使用される。このパラメータ推定器は、到着時間のような信号のパラメータを推定するように構成されている。このシステム／方法は、パラメータ推定器の一部であるか、又はパラメータ推定器とは独立している。加入者局１００は、これらに限定される訳ではないが、例えば携帯、固定無線式、ＰＣＳ、及び衛星による通信システムのような無線通信システムの構成要素である。さらに、この無線通信システムは、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、又はＧＳＭ（登録商標）多元接続プロトコル、あるいはそれらの組み合わせにしたがった多元接続を備える。
【００２０】
基地局、すなわちセクタ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃのうちの１つ以上が、無線通信システム内で使用される。各基地局、すなわちセクタ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは、基地局、すなわちセクタをユニークに識別する反復疑似ランダムノイズ（ＰＮ）コードで変調されたパイロット信号を送信する。ＩＳ−９５に従ったＣＤＭＡシステムの場合、26.67秒毎に繰り返されるＰＮコードは、32,768チップのシーケンスである。
【００２１】
一つ以上のＧＰＳ衛星１０６ａ，１０６ｂは、加入者局１００、又は位置決定エンティティ（ＰＤＥ）１０４に見えるかもしれない。各ＧＰＳ衛星はまた、衛星をユニークに識別する反復ＰＮコードによって変調された信号を送信する。現在のＧＰＳシステムでは、１ミリ秒毎に繰り返されるこのＰＮコードは、1,023チップのシーケンスである。
【００２２】
加入者局１００内のパラメータ推定器は、種々のパラメータ、すなわち、基地局であるセクタ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃから送信されるパイロット信号、及び／又はＧＰＳ衛星１０６ａ，１０６ｂから送信される信号を推定するように構成されている。そのようなパラメータは、ＴＯＡ、送信時間、合計受信電力で除されたチップあたりのエネルギー（ＥＣ／Ｉ０）を含む。加入者局１００内のこのシステム及び／又は方法は、例えばＴＯＡ推定値等のような一つ以上のパラメータに対し、これに限定される訳ではないが、例えば自乗平均平方根誤差（ＲＭＳＥ）を含む信頼性指標を決定するように構成されている。
【００２３】
一度推定されたパラメータと、この信頼性指標とは、それに応じて加入者局１００の位置を推定するＰＤＥ１０４に提供される。（このＰＤＥ１０４は、インターネット又は他のＴＣＰ／ＩＰネットワークのような公衆コンピュータネットワークや、プライベートネットワーク、又はその他のネットワーク内のサーバである。）特に、このＰＤＥ１０４は、位置決定プロセス中に対応するパラメータに与えられる重みを決定するために、信頼性指標を適用する。一旦推定されると、加入者局１００の位置がそこにダウンロードされ、これによって、ダイヤル９１１又は他の緊急呼出の場合の加入者局１００からのものが有効になる。
【００２４】
ＰＤＥ１０４は、基地局つまりセクタ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃに関連する測定値から加入者局１００の位置を推定する。あるいは、更に精度を高めるために、基地局つまりセクタ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃのうちの１つ以上と、ＧＰＳ衛星１０６ａ，１０６ｂのうちの１つ以上との組み合わせから推定する。改良型順方向三辺測量（ＡＦＬＴ：dvanced Forward Trilateration）と称されるプロセスでは、ＰＤＥ１０４は、ＧＰＳ処理に相似的な方法で、４つ以上の基地局すなわちセクタからなされる送信に応じて加入者局１００の位置を推定する。
【００２５】
このＰＤＥ１０４は、加入者局１００に対して違った形で支援する。例えば、ＰＤＥ１０４は、ＧＰＳ衛星を連続的に追跡し、ＧＰＳ衛星１０６ａ，１０６ｂから送信された信号の位置決めを行っている加入者局１００に対する支援を行う。これは、加入者局１００に、電源がアップされた時に、衛星を追跡するために時間を浪費する「コールドスタート」処理を行わせる必要性を回避する。
【００２６】
図２Ａに示すように、加入者局１００内で使用されるようなパラメータ推定器の一例を示すブロック図が示されている。本実施例では、図示するように、パラメータ推定器は、相関ロジック２１６と、分析ロジック２１８とを備えている。開示の目的のために、用語「ロジック」は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを意味する。
【００２７】
信号は、相関ロジック２１６に入力される。この信号は、単一の信号か、又は多数の信号からなる合成信号の一部である。一般に、信号は、基地局すなわちセクタのうちの１つからのパイロット信号であり、また、基地局すなわちセクタの多数からの送信を表す合成信号の一部である。基地局すなわちセクタの各々からの信号は、例えば、一例としてＰＮコードである識別コードを用いて変調される。この識別コードは、一回又は反復ベースの信号へと変調される。
【００２８】
相関ロジック２１６は、積算時間Ｉを使って、信号と、識別コードのシフトバージョンとの間の相関を決定するように構成される。明らかに、相関ロジック２１６によって使用された識別コードが、信号に変調されたものに一致する場合には、相関の最も大きい程度が示される。この相関ロジック２１６は、サーチウィンドウ内で、信号と、識別コードのシフトバージョンとの間の相関を表す相関関数を出力する。
【００２９】
ある例では、信号Ｓの各サンプルは、同相（Ｉ）及び直交（Ｑ）成分を持つ複素数であり、この信号Ｓは、ＰＮコードを用いて変調される。ある実施では、使用されているＰＮコードと、このＰＮコードにおけるシフトｓとに依存する相関値Ｃはコヒーレントであり、相情報を保持し、式（１）によって表すことができる複素数である。
【数１】
【００３０】
ここで、Ｎは、チップに関する（コヒーレントな）積算時間であり、Ｓ（ｉ）は、受信信号のサンプルであり、ｋは任意の原点である。この実施では、積算時間Ｉは、コヒーレントな積算時間Ｎである。
【００３１】
第２の実施では、相関値Ｃは、すなわち、相情報を保持すること無く、それぞれがＮ個のチップに亘って実施されたＭ回の連続したコヒーレントな積算を組み合わせることによって非コヒーレントに導出される実数である。この実施では、この相関値Ｃは、以下に示すように式（２）を使って表現される。
【数２】
【００３２】
この実施では、積算時間Ｉは、ＮとＭとの積である。
【００３３】
テストされることが望まれるシフトｓの範囲は、サーチウィンドウＷと称されうる。このＷは、Ｃ（ＰＮ，ｓ）を見積もる。この結果は、望ましいサーチウィンドウＷに亘って、信号と、ＰＮコードのシフトｓ（ここで、シフトｓは、チップに関して表される）との間の相関の程度を表す相関関数Ｆ（ＰＮ，ｓ）を形成する。ＰＮコードが信号に繰り返し変調される場合には、相関関数Ｆ（ＰＮ，ｓ）は周期的になる。
【００３４】
図３Ａは、ＣＤＭＡ無線通信システムにおいて、パイロット信号のための相関関数Ｆ（ＰＮ，ｓ）の一例を示している。この例におけるウィンドウサイズ（チップについての）は８であり、ウィンドウは、原点３０６に集中されると仮定されている。水平軸３０２は、ＰＮコードのシフトを表し（チップについて表される）、垂直軸３０４は、相関関数Ｆ（ＰＮ，ｓ）（エネルギー（ｄＢ）について表される）を表す。図示するように、この例における関数は、原点３０６においてピークに達する。この相互関数は、複数の基地局、すなわち複数のセクタからのパイロット信号の混合を表している合成信号から導出される実世界相関関数における成分パルスと、異なる経路を通って到着した同一のパイロット信号の複数のレンダリングとを構成している。
【００３５】
図３Ｂに示すように、ＣＤＭＡ通信システムにおけるパイロット信号に対する相関関数Ｆ（ＰＮ，ｓ）の一例が示されている。ここでは、複数経路の効果が示されている。図中に破線で示すように、弱く初期の時間に独立した到着の相関関数が、図中に実線で示すように、強く独立した到着の相関関数に重ね合わされている。これら２つの相関関数を組み合わせると、複数経路の効果にしたがう実世界合成信号から導出される、及び／又は複数経路信号である相関関数が表される。この開示の目的のために、「独立した」到着とは、異なる発信元を通って目的地に到着する同一信号の複数のレンダリングのうちの一つと同様に、目的地に到着する異なる経路からの複数の信号のうちの一つを含んでいる。
【００３６】
図３Ｃは、図３Ｂに示す相関関数をもたらす状態の一例を示している。図示するように、基地局すなわちセクタ１０２と、加入者局１００との間の直接的な視線経路は、障害物３１４（この例では木）によって妨げられる。これによって、パイロット信号は、減衰するものの、通過することはできる。同時に、複数経路によって、同一のパイロット信号は、別の障害物３１６（この例では建物）に反射し、直接的な視線による到着よりも減衰されて加入者局１００に受信される。障害物３１６からのこの反射は、図３Ｂ中に実線で示す相関関数を引き起こす。一方、直接線又は障害物３１４を介した視線レンダリングは、図３Ｃ中に破線で示す相関関数を引き起こす。
【００３７】
再び図２Ａに示すように、相関関数は一旦決定されると、分析ロジック２１８に入力される。分析ロジック２１８は、この相関関数を分析し、この相関関数に一つ以上の第１のピークが存在するかを判定する。そして、存在する場合には、それらが第２のピークのサイドローブと識別可能かを判定する。一つ以上の第１のピークが存在し、それらが第２のピークと識別可能である場合には、分析ロジック２１８は、この第１のピークから一つ以上のパラメータを決定するように構成されている。しかしながら、一つ以上の第１のピークが存在しない場合、あるいは、仮に存在しても、第２のピークのサイドローブと識別可能ではない場合には、分析ロジック２１８は、第２のピークから、一つ以上のパラメータを決定するように構成されている。
【００３８】
従って、図３Ｂに示す例では、分析ロジック２１８は、パイロットの到着時間（ＴＯＡ）を推定するように構成されている。これは、パイロットについて、相関関数内の最も初期のサイドローブではないピークの時間／位置を検出することを必要とする。この分析ロジックでは、まず、前述の技術を使って、第２のピークである最も強いピーク３０８を検出する。その後、分析ロジックは、ピーク３１２のようなあらゆる初期のピークが存在するかを判定する。そして、存在する場合には、ピーク３１２が、独立した到着を表しているか、又は、メインピーク３０８のサイドローブ３１８の一つであるかを判定する。前述の技術によれば、ピーク３１２は、第１のピークである。ピーク３１２が存在し、これがメインピーク３０８のサイドローブではなく独立した到着を表す場合には、分析ロジック２１８は、ピーク３１２の時間／位置に応じてパイロットの到着時間を決定する。ピーク３０８よりも早い段階に、メインピーク３０８のサイドローブではなく、独立した到着を表すピークが存在しない場合には、分析ロジック２１８は、メインピーク３０８の時間／位置に応じてパイロットの到着時間を推定する。
【００３９】
図２Ｂには、加入者局１００内に適用されるパラメータ推定器の第２の実施例のブロック図が示されている。信号２０８が、一つ以上の信号線２０８を介してＲ台の相関器２０２（１），２０２（２），・・，２０２（Ｒ）の各々に並行に入力される。ここで、Ｒは、１以上の整数である。また、この信号２０８は、独立した信号であるか、又は合成信号の一部である。ある実施では、Ｒは１６である。第２の実施では、Ｒは２５６である。Ｒ個の相関器の各々は並行して、積算時間を使って選択されたＰＮコードのシフトバージョンと信号との間の相関の程度を表す相関値を決定する。
【００４０】
ある実施では、Ｒ個の相関器の各々は、それぞれ異なるシフト値に割り当てられており、同一のＰＮコードのシフトバージョンを使って動作する。このＲ個の相関器によって決定された相関値の集合は、相関関数Ｆ（ＰＮ，ｓ）を形成する。ウィンドウサイズＷが、相関器の数であるＲ以下の場合には、この相関関数Ｆ（ＰＮ，ｓ）は、パラメータ推定器を介して単一の経路を経ることによって決定することができる。一方、相関器の数Ｒが、ウィンドウサイズＷよりも小さい場合には、相関関数Ｆ（ＰＮ，ｓ）を決定するために、パラメータ推定器を介した一つ以上の追加の繰り返しが必要とされる。
【００４１】
一旦決定されると、相関関数Ｆ（ＰＮ，ｓ）が一つ以上の信号線２１０上に出力され、メモリ２０６に格納される。同様な方法によって、他のＰＮコードの相関関数が、相関器２０２（１），２０２（２），・・，２０２（Ｒ）によって決定され、メモリ２０６に格納される。
【００４２】
プロセッサ２０４は、一つ以上の信号線２１２を介してメモリ２０６から相関関数Ｆ（ＰＮ，ｓ）を取得し、一つ以上の第１のピークが存在するかを判定し、もし存在する場合には、更に、それらが第２のピークのサイドローブから識別可能かを判定するように構成される。そのようなピークが存在し、第２のピークのサイドローブとの識別が可能である場合には、この一つ以上の第１のピークから、一つ以上のパラメータを推定する。もしそのようなピークが存在しないか、又は存在するにしても、第２のピークのサイドローブとの識別が可能ではない場合には、プロセッサ２０４は、第２のピークから、一つ以上のパラメータを推定する。
【００４３】
ある実施では、プロセッサ２０４は、信号に対して、到着時間（ＴＯＡ）と、合計受信電力で除されたチップ毎のエネルギー（ＥＣ／Ｉ０）との推定を試みる。この試みが不成功の場合には、プロセッサ２０４は、別の積算時間を用いて、相関関数を再決定するようにＲ個の相関器２０２（１），２０２（２），・・，２０２（Ｒ）に指示する。この処理は、一つ以上のパラメータが相関関数から推定されるか、パラメータを推定することができないと判定されるまで、一度以上繰り返す。一つ以上のパラメータが推定された場合には、プロセッサ２０４は、一つ以上の信号線２１４を介してそれらを出力するように構成される。
【００４４】
この開示の目的のために、「プロセッサ」は、これに限定される訳ではないが、例えば、コンピュータ、マイクロプロセッサ、ＡＳＩＣ、有限状態機械、ＤＳＰ、あるいはその他の機構を含むプロセスを具体化する一連の手順を実行することができるあらゆるデバイスでありうる。
【００４５】
更に、この開示の目的のために、「メモリ」は、プロセッサによる読み取りが可能であって、これに限定される訳ではないが、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ディスク（ハード又はフロッピー（登録商標））、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等を含み、プロセスを具体化する一連の手順を格納することが可能なあらゆるデバイスでありうる。
【００４６】
図４には、例えば、到着時間のように、信号のうちの一つ以上のパラメータを推定するために、分析ロジック２１８及び／又はプロセッサ２０４が適用される方法の一実施例のフローチャートが示されている。この方法は、信号から相関関数を導出することを含むステップ４０２において始まる。その後、一つ以上の第１のピークが存在するかを判定するステップ４０４に進む。そして、もし存在する場合には、この方法はステップ４０６に進む。もし存在しない場合には、この方法はステップ４１０に分岐する。
【００４７】
ステップ４０６では、一つ以上の第１のピークが、第２のピークの一つ以上のサイドローブと識別可能であるかを判定する。もし識別可能である場合には、ステップ４０８に進む。ステップ４０８は、一つ以上の第１のピークに対応して一つ以上のパラメータを推定することを含む。このパラメータが到着時間である場合には、この方法は、第２のピークの時間／位置に応じてパラメータを推定する。もし識別可能でない場合には、この方法はステップ４１０に分岐する。
【００４８】
ステップ４１０では、この方法は、第２のピークに対応して一つ以上のパラメータを推定する。パラメータが到着時間である場合には、この方法は、第２のピークの時間／位置に応じてパラメータを推定する。
【００４９】
本発明のシステム及び／又は方法は、図２Ａにおける分析ロジック２１８の一部であるか、図２Ｂにおけるプロセッサ２０４とメモリ２０６との組み合わせによって具体化されるか、あるいは、分析ロジック２１８及び／又はプロセッサ２０４／メモリ２０６から明らかに分離している。さらに、本発明のパラメータ推定器の多くの他のアプリケーションも可能であるので、この例は、限定解釈されるものではないと認められるべきである。
【００５０】
（本発明の実施例）
本発明は、相関分析を用いて、信号から導出されるパラメータ推定値のための信頼性指標を生成する方法を提供する。本方法の一実施例を図５Ａに示す。図示するように、本実施例は、非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうかを示すインジケーションを取得することを備えたステップ５０２で始まる。このインジケーションに応じて、ステップ５０４では、本実施例は、パラメータ推定値のための信頼性指標を導出する。
【００５１】
ある実施では、パラメータ推定値は、信号の到着時間（ＴＯＡ）の推定値であり、信頼性指標は、この到着時間推定値の自乗平均平方根誤差（ＲＭＳＥ）である。既に説明したように、この到着時間推定値は、信号についての相関関数のピークの時間／位置から導出される。この実施では、本方法は、ピークにおける相関関数の強度の測定値に基づいて、非視線信号条件が存在するか、あるいは存在しそうであるかを示すインジケーションを取得する。万が一、この信号の強度が弱い場合には、非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうであるものと仮定される。一方、この信号の強度が強い場合には、この信号は、視線信号であると仮定される。
【００５２】
この仮定は、更に、図６Ａに関連して説明される。図６Ａは、基地局すなわちセクタ１０２と、加入者局１００との間の視線経路が障害物６０４によって妨げられているシナリオを示している。その結果、基地局すなわちセクタ１０２からの直接的視線到着を示す信号６０６は、加入者局１００に到着しない。
【００５３】
しかしながら、遅延した複数経路到着を示す信号６０８が、障害物６０２で反射し、加入者局１００によって受信される。直接的な視線経路に比べ、信号６０８が余分な距離を移動することによる減衰と、障害物６０２による反射損失とによって、この信号から導出される相関関数のピーク強度は、一般に、視線信号から導出される相関関数のものよりも低い。
【００５４】
図７Ａは、信号６０８から導出される相関関数の一例である。図示するように、この関数のピーク強度７０４は、直接的な視線のものと仮定されるピーク強度７０６よりも低い。図５Ａに示す方法の実施例では、この情報は、非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうであること、すなわち、信号６０８は視線信号ではないか、又はそうでありそうもないことと、この相関関数のピーク７０２から導出された到着時間推定値が不正確であることとを示すために使用される。ピークにおける相関関数の強度の測定値は、合計受信電力で除されたチップ毎のエネルギー（ＥＣ／Ｉ０）である。あるいは、更に、ピークにおける相関関数の強度の測定値は、ピークにおける相関関数のエネルギーである。
【００５５】
ある実施では、このＴＯＡ推定値のＲＭＳＥは、ルックアップテーブルを用いて導出される。このルックアップテーブルは、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥと、ピークにおける相関関数の強度とに非線形的な関係を適用する。あるいは、更に、このルックアップテーブルは、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥと、ピークにおける相関関数の強度と、この相関関数の導出のために使用される積算時間との間の関係を適用する。ルックアップテーブルによって適用された関係は、導出されたＲＭＳＥが、ピークにおける相関関数の強度とともに反対に変化するという逆関係をしている。
【００５６】
ある例では、ＲＭＳＥは、チップに関するコヒーレントな積算時間Ｎと、相関値を生成するために非コヒーレントに結合されたコヒーレントな積算の数Ｍと、信号から導出される相関関数のピークエネルギーＥとの関数である。与えられたＮとＭの値において、ＲＭＳＥはＥの逆関数である。この例においてＲＭＳＥ（メータに関する）、Ｎ、Ｍ、及びＥに関連している関数は、以下に示すルックアップテーブルを用いて実施される。
【表１】
【００５７】
この例における最も左側の列は、ＲＭＳＥ値を示し、右側の各列は、ＮとＭとの特定の値に対応しているＥの値を示している。このテーブルは、先ず特定のサーチパラメータ（Ｎ，Ｍ）を使って、信号に対する相関関数を導出することによって実施される。その後、結果として得られる相関関数のピーク強度が測定され、使用されたサーチパラメータに対応する列内の測定強度と等しいか、又はそれ未満の最も近い値Ｅが判定される。ルックアップテーブルからの対応するＲＭＳＥ値は、測定値に割り当てられたＲＭＳＥとなる。例えば、（７６８，８）に等しいサーチパラメータと、測定されたピークエネルギー４４００とにおいて、このルックアップテーブルは、５０メータのＲＭＳＥを報告する。その他の例もまた可能であるので、この例は、限定的に解釈するものではないと認められるべきである。
【００５８】
第２の実施では、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥは、関係式を用いて導出される。この関係式は、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥと、ピークにおける相関関数の強度との間の非線形な関係を適用する。あるいは、更に、この関係式は、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥと、ピークにおける相関関数の強度と、この相関関数を導出するために使用される積算時間との間の関係を適用する。この関係式によって適用された関係は、導出されたＲＭＳＥが、ピークにおける相関関数の強度とは逆に変化する逆関係である。
【００５９】
ある例では、このピーク信号強度は、（ＥＣ／Ｉ０）の項で表され、以下に示す関係式が、ＲＭＳＥを導出するために用いられる。
【数３】
【００６０】
ここで、ＡとＢとは、特定の実施に依存する定数である。ある実施では、Ａが０．２、Ｂが１０であり、一方、別の実施では、Ａが０．５、Ｂが０である。第１の実施では、−４ｄＢから−３０ｄＢまでの範囲における（ＥＣ／Ｉ０）の値に対して、ＲＭＳＥの報告値は、１０から２２３の範囲に及ぶ。第２の実施では、−３ｄＢから−２６ｄＢまでの範囲における（ＥＣ／Ｉ０）の値に対して、ＲＭＳＥの報告値は、１から２２４の範囲に及ぶ。しかしながら、他の例もまた可能である。従って、この例は限定的と解釈されるべきではない。
【００６１】
第２の例では、ピーク信号強度は、線形項におけるピークエネルギーＥである。ｙで示される線形項におけるピークエネルギーを参照すると、以下に示す関係式が、ＲＭＳＥ推定値を導出するために使用される。
【数４】
【００６２】
ここで、Ｇはスケーリングファクタ（一例として9/2048）、Ｎはコヒーレントな積算時間、Ｍは相関値を生成するために非コヒーレントに結合されたコヒーレントな積算時間の数、ｙは線形項におけるピーク信号強度、ＡとＢとはアプリケーションに依存した定数である。ある実施では、Ａの値が５、Ｂの値が１０であり、別の実施では、Ａの値が２、Ｂの値が０である。他の例もまた可能であるので、この例は限定的と解釈されるべきではない。
【００６３】
第１の実施では、報告されたＲＭＳＥ値は、８ビットの無符号量であり、その値は１０から２２３にまで及ぶ。この仮定の下では、第１の実施におけるＲＭＳＥの値は、以下に示す式から得られる。
【数５】
【００６４】
第２の実施では、報告されたＲＭＳＥ値は、８ビットの無符号エンティティであり、その値は１から２５５にまで及ぶ。この仮定の下では、第２の実施におけるＲＭＳＥの値は、以下に示す式から得られる。
【数６】
【００６５】
他の例も可能であるので、上記例は限定的と解釈されるべきではないことに留意されたい。
【００６６】
図５Ｂには、本発明に従った方法の第２の実施例のフローチャートが示されている。ステップ５０６では、本実施例は、非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうかを示すインジケーションを取得する。そして、ステップ５０８では、この実施例は、複数経路信号条件が存在するか、又は存在しそうであるかを判定する。これらインジケーションの一方、又は両方に応じて、本方法ではステップ５１０において、パラメータ推定値のための信頼性指標を導出する。本実施例は、視線の欠如と、複数経路と関連しているので、これらが信頼性指標の計算に対して重複して作用していることを認識する。しかしながら、それらは信頼性指標の計算に対して別個で独特の作用をしていることもまた認識する。
【００６７】
図６Ａを検討してみる。この図は、信号６０８は視線信号ではないか、又はありそうもないことを示すインジケーションと、信号６０８は複数経路信号であるか、又はそうでありそうであるとの判定とを、ある人が、信頼性指標の計算について、他人に対して説明できるという点で冗長なシナリオを示している。
【００６８】
しかしながら、図６Ｂは、この２つのインジケーションが、信頼性指標の計算に対して別個で独特の作用をしているシナリオを示している。図示するように、信号６０８は、障害物６０２に反射した後に加入者局１００に到着する複数経路信号である。一方、信号６１０は、障害物６１２に反射した後に加入者局１００に到着する第２の複数経路信号である。視線信号６０６は、障害物６０４によって妨げられ、加入者局１００に到着しない。
【００６９】
図７Ｂは、このシナリオの結果生じる相関関数を示している。実線で示される相関関数の部分は、信号６０８によるものである。一方、破線で示される部分は、信号６１０によるものである。両方共に非視線信号であるので、７０２で識別されるような両方のピーク信号強度は、直接的な視線信号を示す最大レベル７０６より下にある。何れか一方、又は両方が非視線信号であるか、又はそうでありそうかを示すインジケーションは、ピーク７０８又はピーク７１０のうちの何れか一方から導出される到着時間推定値のための信頼性指標の計算に対する第１の作用である。しかしながら、何れか一方、又はその両方が相関関数が互いに干渉する複数経路信号であるか、又はそうでありそうであることを示すインジケーションは、信頼性指標の計算に対して第２の独特な作用を及ぼす。特に、相関関数の初期ピークと、遅れて生じるピークとを識別する可能性の評価を測定することと、信頼性指標の計算において説明することとが可能となる。
【００７０】
例えば、図７Ｂに示すように、２つのピーク７０８，７１０が互いに接近しており、振幅が類似しているという事実は、これら２つのピークを互いに識別することを益々困難にしている。この状況は、相関関数の分析から検知されることができ、信頼性指標の計算について別個に説明されることができる。あるいは、複数経路の結果生じる相関関数の別の例である図３Ｂに示すように、ピーク３１２がピーク３０８よりも低い強度であり、したがって、ピーク３１２のサイドローブから識別することができないという事実は、相関関数の分析から判定され、信頼性指標の計算について別個に説明することが可能な別の状況である。
【００７１】
図５Ｃには、本発明に従った方法の第３の実施例が示されている。図示するように、この実施例は、複数経路信号条件が存在するか、あるいは存在しそうかを示すインジケーションを取得することを備えているステップ５１２で始まる。この実施例は、その後、このインジケーションに応じて、パラメータ推定値のための信頼性指標が導出されるステップ５１４に進む。
【００７２】
これらの実施例、実施、あるいは例のうちの何れかによって表された技術が、視線の欠如及び／又は複数経路によって弱まった信号に適用された場合には、到着時間のような信号のパラメータが正確に重み付けられるので、ＧＰＳ方法と比べて、性能が大幅に改善される。
【００７３】
前述した方法の何れかは、以下に限定される訳ではないが、本発明を具体化する一連の手順がプロセッサ読み取り可能な媒体か、又はインターネットのようなコンピュータネットワーク内のサーバに格納されている場合、この方法が同期ロジックとして具体化されている場合、又は、この方法がコンピュータプログラム製品、すなわちコードセグメント又はモジュールとして具体化されている場合を含む様々な形態で明確に具体化される。
【００７４】
また、前述した方法のうちの何れかを実行するシステムの種々の実施例もまた可能である。図８Ａは、メモリ８０４に接続されたプロセッサ８０２を備えたシステムの第１の実施例を示している。前述した方法の何れかは、メモリ８０４に格納された一連の手順として明確に具体化される。プロセッサ８０２は、信号から導出された相関関数を入力として取得する。この信号は、視線信号の欠如及び複数経路のような要因によって弱められており、非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうであるか、及び／又は複数経路信号条件が存在するか、又は存在しそうであるかを示すインジケーションを取得する目的で、相関関数以外の他の入力も取得する。プロセッサ８０２は、メモリ８０４に格納された手順を取り出し、実行するように構成されており、これによって、ここで具体化された方法を実行する。生成された信頼性指標は、その後、プロセッサ８０２から出力される。
【００７５】
図８Ｂは、前述した方法のうちの何れかを実行するシステムの第２の実施例を示している。図示するように、このシステムの実施例は、第１のロジック８０６と第２のロジック８０８とを備えている。第１のロジック８０６は、信号から導出された相関関数を入力として取得する。この信号は、視線信号の欠如及び複数経路のような要因によって弱められており、非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうであるか、及び／又は複数経路信号条件が存在するか、又は存在しそうであるかを示すインジケーションを提供する目的で、相関関数以外の他の入力も取得する。この第１のロジック８０６は、これら入力に応じて、非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうであるかを示すインジケーションを提供し、及び／又は複数経路信号条件が存在するか、又は存在しそうであるかを示すインジケーションを提供するように構成されている。
【００７６】
このような一つ以上のインジケーションが、第２のロジック８０８へと提供される。これらインジケーションの何れか一つ、又は両方に応じて、第２のロジック８０８は、信頼性指標を判定し、出力するように構成されている。
【００７７】
本発明の種々の実施例が記載された一方、多くの実施例及び実施もまた、本発明の範囲内で可能であることは、当該技術分野における通常の能力を持つ者にとっては明らかであろう。
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、相関分析を使用して導出されたパラメータ推定値の分野に関し、更に詳しくは、視線の欠如及び複数経路等の要因を占める推定のための信頼性指標に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳは、各々が地表上の正確な軌道上を移動する衛星の集合体である。各衛星は、衛星にユニークな疑似ノイズ（ＰＮ）コードを用いて変調された信号を送信する。各ＰＮコードは、予め定めた数のチップからなる。ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ受信機に見える各衛星からの信号を混合してなる合成信号を受信する。この受信機における信号検出機は、受信信号と、衛星のためのＰＮコードのシフトバージョンとの相関関係の度合いを決定することによって、特定の衛星からの送信を検出する。万が一、シフトオフセットのうちの１つの相関値における十分な品質のピークが検出された場合には、この受信機は、衛星からの送信を検出したものと考えられる。
【０００３】
受信機は、少なくとも４つの衛星からの送信を検出することによって、その位置を推定する。各検出された送信に対し、受信機は、送信時間と到着時間との間の遅延（チップ、又はチップの小部分について）を推定するためにＰＮコードにおけるシフトを用いる。予め知られた送信速度が与えられると、この受信機は、受信機自身と衛星との間の距離を推定する。この推定された距離は、衛星の回りの球を定義する。この受信機は、各衛星の正確な軌道と位置とを知っており、これら軌道と位置とに対する更新を連続して取得する。この情報から、受信機は、４つの衛星の球が交差する地点からの位置（及び現在の時間）を判定することができる。
【０００４】
ＦＣＣは、移動局を含むもののそれに限定される訳ではない加入者局が、９１１番及びその他の緊急呼出に対する迅速な応答を促進するために、自分の位置を推定できるように指令した。この指令に呼応して、現在、ＧＰＳ衛星送信から自己の位置を推定する手段を加入者局に備えるための努力がなされている。更に、無線通信システムにおける基地局すなわちセクタは、ユニークなＰＮコードを用いて変調されたパイロット信号を送信するので、これら努力はまた、加入者局が、基地局すなわちセクタの多数から、あるいは基地局すなわちセクタと、ＧＰＳ衛星との組み合わせの送信から、位置を推定することを可能にすることを含んでいる。
【０００５】
ＧＰＳ受信機における信号検出器は、予め定めたサーチウィンドウで定義された範囲内の衛星に対して、受信信号（一般的には、多数の衛星からの送信の混合からなる合成信号）に、ＰＮコードのシフトバージョンを乗じ、その後、更に、それぞれシフトしたＰＮコードについて、この乗算の結果を予め定めた積算時間にわたって積算し、受信信号とシフトしたＰＮコードとの間の相関関係の程度を示す値を得ることによって導出される相関関数のピークから、衛星の送信を検出することを試みる。そして、このピークが検出された場合には、この信号検出器は、このピークからの到着時間のような一つ以上のパラメータを推定する。
【０００６】
一定のパラメータ、特に到着時間（ＴＯＡ）について、ＧＰＳ受信機は、位置決定プロセスの間にＴＯＡ推定値に与えられる信頼性、すなわち重みを示すインジケーションを与えるために、ＴＯＡ推定値の自乗平均平方根誤差（ＲＭＳＥ）を推定する。ＧＰＳ受信機は、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥを、この受信機におけるノイズに基づいて推定する。このノイズは、相関関数の生成に要している積算時間のような要因に依存している。衛星送信は、典型的には、視線の欠如、又は複数経路による悪化の対象とはならないので、ＧＰＳ受信機は、一般には、ＲＭＳＥ推定値を生成する場合に、これらの要因を考慮しない。その結果、信号が、視線の欠如、及び複数経路による悪化の対象となる環境では、ＧＰＳ受信機は、到着時間推定値の信頼性を過大評価し、したがって、位置決定プロセスにおける推定値に対して、大きすぎる重みを許容する傾向にある。範囲誤差は、加入者局の位置が時間の９５％で±１５０ｍの精度で推定され、時間の６７％で±５０ｍの精度で推定されるＦＣＣの指令を犯す加入者局の位置推定値に持ち込まれる傾向にある。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、相関分析を用いて、信号から導出されるパラメータ推定値のための信頼性指標を生成する方法を提供する。この方法は、非視線信号条件が存在するか、あるいは存在しそうであるかを示すインジケーションを得ることによって始まる。このインジケーションに応じて、本発明は、パラメータ推定のための信頼性指標を導出する。
【０００８】
ある実施例では、このパラメータ推定値は、信号の到着時間（ＴＯＡ）の推定値であり、信頼性指標は、到着時間推定値の自乗平均平方根誤差（ＲＭＳＥ）である。到着時間推定値は、信号に対する相関関数のピークの時間及び／又は位置から導出される。この実施例において、本方法は、ピークにおける相関関数の強度の測定に基づいて、非視線信号条件が存在するか、あるいは存在しそうであるかを示すインジケーションを得る。このピークにおける相関関数の強度の測定値は、合計受信電力で除されたチップ毎のエネルギー（ＥＣ／Ｉ０）である。あるいは、更にこのピークにおける相関関数の強度の測定値は、このピークにおける相関関数のエネルギーである。
【０００９】
ある実施では、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥは、ルックアップテーブルを用いて導出される。このルックアップテーブルは、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥと、ピークにおける相関関数の強度との非線形な関係を実現する。あるいは、更にこのルックアップテーブルは、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥと、ピークにおける相関関数の強度と、この相関関数を導出するために使用される積算時間との間の関係を実現する。このルックアップテーブルによって実現されるＲＭＳＥとＴＯＡ推定値との非線形な関係は、導出されたＲＭＳＥが、ピークにおける相関関数の強度と反対に変化するという逆の関係である。
【００１０】
第２の実施では、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥは、関係式を用いて導出される。この関係式は、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥと、ピークにおける相関関数の強度との非線形な関係を実現する。あるいは、更に、この関係式は、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥと、ピークにおける相関関数の強度と、この相関関数を導出するために使用される積算時間との関係を実現する。この関係式によって実現されるＲＭＳＥとＴＯＡ推定値との非線形な関係は、導出されたＲＭＳＥが、ピークにおける相関関数の強度と反対に変化するという逆の関係である。
【００１１】
第２の実施例では、本方法は、非視線信号条件が存在するか、あるいは存在しそうであるかを示すインジケーションを取得し、複数経路信号条件が存在するか、あるいは存在しそうであるかを示すインジケーションを取得し、これらインジケーションの一つ又は両方に応じて、パラメータ推定のための信頼性指標を導出する。ある実施では、パラメータ推定のための信頼性指標を導出するステップは、相関関数の早期ピークと、時間遅れピークとを識別する可能性を示すインジケーションに応じて信頼性指標を導出することを含む。
【００１２】
第３の実施例では、本方法は、複数経路信号条件が存在するか、あるいは存在しそうかを示すインジケーションを取得し、次に、このインジケーションに応じて、このパラメータ推定のための信頼性指標を導出する。
【００１３】
関連するシステム、プロセッサ読み取り可能な媒体、コンピュータプログラム製品、信頼性指標もまた提供される。
【００１４】
本発明の他のシステム、方法、特徴及び利点が、以下に示す図面と詳細な記載との検討によって、当業者に明らかになるであろう。全ての付加的なシステム、方法、特徴、及び利点は、本明細書に含まれ、本発明の範囲内であり、請求項によって保護されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に従ったシステムのアプリケーションの例である。
【図２Ａ】図１に示すアプリケーションの例の発明に対応したシステムと関連して用いられるパラメータ推定器の一実施例を示す簡略ブロック図である。
【図２Ｂ】図１に示すアプリケーションの例の発明に対応したシステムと関連して用いられるパラメータ推定器の一実施例を示す簡略ブロック図である。
【図３Ａ】ＣＤＭＡパイロット信号用の相関関数の一例である時間ドメイン表示である。
【図３Ｂ】直接的な視線と、図３Ａの関数が反映されたレンダリングとを示している。
【図３Ｃ】複数経路によって加入者局に直接的及び間接的に到着したパイロット信号を示す。
【図４】相関関数の一つ以上の第１のピークを第２のピークと区別することを試み、それに応じて、信号の一つ以上のパラメータを推定する方法の一例を示すフローチャートである。
【図５Ａ】非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうかを示すインジケーションに応じて信頼性指標が導出される本発明に従った第１の実施例のフローチャートである。
【図５Ｂ】非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうかを示すインジケーション、及び複数経路信号条件が存在するか、又は存在しそうかを示すインジケーションのうちの少なくとも何れかに応じて信頼性指標が導出される本発明に従った方法の第２の実施例のフローチャートである。
【図５Ｃ】複数経路信号条件が存在するか、又は存在しそうかを示すインジケーションに応じて信頼性指標が導出される本発明に従った方法の第３の実施例のフローチャートである。
【図６Ａ】パイロット信号が非視線信号であるシナリオの例を示す図である。
【図６Ｂ】パイロット信号が複数経路と複数経路信号との両方、又はその何れかに従うシナリオの例を示す図である。
【図７Ａ】図６Ａのシナリオの例からの結果である相関関数を示す図である。
【図７Ｂ】図６Ｂのシナリオの例からの結果である相関関係を示す図である。
【図８Ａ】本発明に従うシステムの第１の実施例を示すブロック図である。
【図８Ｂ】本発明に従うシステムの第２の実施例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本出願は、２００１年１１月２日に出願された米国仮出願No.60/337,875の優先権を主張する。
【００１７】
また、本出願は、米国出願番号が採番される予定の各Qualcomm Dkt.番号010374、010375、010376に関連している。なお、これらは、全て本譲受人によって共通して所有されている。これら出願は、あたかも完全に発表されたかのように、本書で完全に引用して援用している。
【００１８】
図面中の構成要素は、必ずしもスケールする必要はなく、代わりに、本発明の原理を例示することによって強調表示されている。図中においては、同一の参照符号が、種々の視野に亘って対応する部分を指している。
【００１９】
（アプリケーションの例）
図１に示すように、本発明の信頼性指標を生成するシステム又は方法のアプリケーションの例が例示されている。このアプリケーション例において、このシステム及び／又は方法は、加入者局１００の位置を推定する目的でパラメータ推定器と連携して、加入者局１００内で使用される。このパラメータ推定器は、到着時間のような信号のパラメータを推定するように構成されている。このシステム／方法は、パラメータ推定器の一部であるか、又はパラメータ推定器とは独立している。加入者局１００は、これらに限定される訳ではないが、例えば携帯、固定無線式、ＰＣＳ、及び衛星による通信システムのような無線通信システムの構成要素である。さらに、この無線通信システムは、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、又はＧＳＭ（登録商標）多元接続プロトコル、あるいはそれらの組み合わせにしたがった多元接続を備える。
【００２０】
基地局、すなわちセクタ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃのうちの１つ以上が、無線通信システム内で使用される。各基地局、すなわちセクタ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは、基地局、すなわちセクタをユニークに識別する反復疑似ランダムノイズ（ＰＮ）コードで変調されたパイロット信号を送信する。ＩＳ−９５に従ったＣＤＭＡシステムの場合、26.67秒毎に繰り返されるＰＮコードは、32,768チップのシーケンスである。
【００２１】
一つ以上のＧＰＳ衛星１０６ａ，１０６ｂは、加入者局１００、又は位置決定エンティティ（ＰＤＥ）１０４に見えるかもしれない。各ＧＰＳ衛星はまた、衛星をユニークに識別する反復ＰＮコードによって変調された信号を送信する。現在のＧＰＳシステムでは、１ミリ秒毎に繰り返されるこのＰＮコードは、1,023チップのシーケンスである。
【００２２】
加入者局１００内のパラメータ推定器は、種々のパラメータ、すなわち、基地局であるセクタ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃから送信されるパイロット信号、及び／又はＧＰＳ衛星１０６ａ，１０６ｂから送信される信号を推定するように構成されている。そのようなパラメータは、ＴＯＡ、送信時間、合計受信電力で除されたチップあたりのエネルギー（ＥＣ／Ｉ０）を含む。加入者局１００内のこのシステム及び／又は方法は、例えばＴＯＡ推定値等のような一つ以上のパラメータに対し、これに限定される訳ではないが、例えば自乗平均平方根誤差（ＲＭＳＥ）を含む信頼性指標を決定するように構成されている。
【００２３】
一度推定されたパラメータと、この信頼性指標とは、それに応じて加入者局１００の位置を推定するＰＤＥ１０４に提供される。（このＰＤＥ１０４は、インターネット又は他のＴＣＰ／ＩＰネットワークのような公衆コンピュータネットワークや、プライベートネットワーク、又はその他のネットワーク内のサーバである。）特に、このＰＤＥ１０４は、位置決定プロセス中に対応するパラメータに与えられる重みを決定するために、信頼性指標を適用する。一旦推定されると、加入者局１００の位置がそこにダウンロードされ、これによって、ダイヤル９１１又は他の緊急呼出の場合の加入者局１００からのものが有効になる。
【００２４】
ＰＤＥ１０４は、基地局つまりセクタ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃに関連する測定値から加入者局１００の位置を推定する。あるいは、更に精度を高めるために、基地局つまりセクタ１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃのうちの１つ以上と、ＧＰＳ衛星１０６ａ，１０６ｂのうちの１つ以上との組み合わせから推定する。改良型順方向三辺測量（ＡＦＬＴ：dvanced Forward Trilateration）と称されるプロセスでは、ＰＤＥ１０４は、ＧＰＳ処理に相似的な方法で、４つ以上の基地局すなわちセクタからなされる送信に応じて加入者局１００の位置を推定する。
【００２５】
このＰＤＥ１０４は、加入者局１００に対して違った形で支援する。例えば、ＰＤＥ１０４は、ＧＰＳ衛星を連続的に追跡し、ＧＰＳ衛星１０６ａ，１０６ｂから送信された信号の位置決めを行っている加入者局１００に対する支援を行う。これは、加入者局１００に、電源がアップされた時に、衛星を追跡するために時間を浪費する「コールドスタート」処理を行わせる必要性を回避する。
【００２６】
図２Ａに示すように、加入者局１００内で使用されるようなパラメータ推定器の一例を示すブロック図が示されている。本実施例では、図示するように、パラメータ推定器は、相関ロジック２１６と、分析ロジック２１８とを備えている。開示の目的のために、用語「ロジック」は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアとの組み合わせを意味する。
【００２７】
信号は、相関ロジック２１６に入力される。この信号は、単一の信号か、又は多数の信号からなる合成信号の一部である。一般に、信号は、基地局すなわちセクタのうちの１つからのパイロット信号であり、また、基地局すなわちセクタの多数からの送信を表す合成信号の一部である。基地局すなわちセクタの各々からの信号は、例えば、一例としてＰＮコードである識別コードを用いて変調される。この識別コードは、一回又は反復ベースの信号へと変調される。
【００２８】
相関ロジック２１６は、積算時間Ｉを使って、信号と、識別コードのシフトバージョンとの間の相関を決定するように構成される。明らかに、相関ロジック２１６によって使用された識別コードが、信号に変調されたものに一致する場合には、相関の最も大きい程度が示される。この相関ロジック２１６は、サーチウィンドウ内で、信号と、識別コードのシフトバージョンとの間の相関を表す相関関数を出力する。
【００２９】
ある例では、信号Ｓの各サンプルは、同相（Ｉ）及び直交（Ｑ）成分を持つ複素数であり、この信号Ｓは、ＰＮコードを用いて変調される。ある実施では、使用されているＰＮコードと、このＰＮコードにおけるシフトｓとに依存する相関値Ｃはコヒーレントであり、相情報を保持し、式（１）によって表すことができる複素数である。
【数１】
【００３０】
ここで、Ｎは、チップに関する（コヒーレントな）積算時間であり、Ｓ（ｉ）は、受信信号のサンプルであり、ｋは任意の原点である。この実施では、積算時間Ｉは、コヒーレントな積算時間Ｎである。
【００３１】
第２の実施では、相関値Ｃは、すなわち、相情報を保持すること無く、それぞれがＮ個のチップに亘って実施されたＭ回の連続したコヒーレントな積算を組み合わせることによって非コヒーレントに導出される実数である。この実施では、この相関値Ｃは、以下に示すように式（２）を使って表現される。
【数２】
【００３２】
この実施では、積算時間Ｉは、ＮとＭとの積である。
【００３３】
テストされることが望まれるシフトｓの範囲は、サーチウィンドウＷと称されうる。このＷは、Ｃ（ＰＮ，ｓ）を見積もる。この結果は、望ましいサーチウィンドウＷに亘って、信号と、ＰＮコードのシフトｓ（ここで、シフトｓは、チップに関して表される）との間の相関の程度を表す相関関数Ｆ（ＰＮ，ｓ）を形成する。ＰＮコードが信号に繰り返し変調される場合には、相関関数Ｆ（ＰＮ，ｓ）は周期的になる。
【００３４】
図３Ａは、ＣＤＭＡ無線通信システムにおいて、パイロット信号のための相関関数Ｆ（ＰＮ，ｓ）の一例を示している。この例におけるウィンドウサイズ（チップについての）は８であり、ウィンドウは、原点３０６に集中されると仮定されている。水平軸３０２は、ＰＮコードのシフトを表し（チップについて表される）、垂直軸３０４は、相関関数Ｆ（ＰＮ，ｓ）（エネルギー（ｄＢ）について表される）を表す。図示するように、この例における関数は、原点３０６においてピークに達する。この相互関数は、複数の基地局、すなわち複数のセクタからのパイロット信号の混合を表している合成信号から導出される実世界相関関数における成分パルスと、異なる経路を通って到着した同一のパイロット信号の複数のレンダリングとを構成している。
【００３５】
図３Ｂに示すように、ＣＤＭＡ通信システムにおけるパイロット信号に対する相関関数Ｆ（ＰＮ，ｓ）の一例が示されている。ここでは、複数経路の効果が示されている。図中に破線で示すように、弱く初期の時間に独立した到着の相関関数が、図中に実線で示すように、強く独立した到着の相関関数に重ね合わされている。これら２つの相関関数を組み合わせると、複数経路の効果にしたがう実世界合成信号から導出される、及び／又は複数経路信号である相関関数が表される。この開示の目的のために、「独立した」到着とは、異なる発信元を通って目的地に到着する同一信号の複数のレンダリングのうちの一つと同様に、目的地に到着する異なる経路からの複数の信号のうちの一つを含んでいる。
【００３６】
図３Ｃは、図３Ｂに示す相関関数をもたらす状態の一例を示している。図示するように、基地局すなわちセクタ１０２と、加入者局１００との間の直接的な視線経路は、障害物３１４（この例では木）によって妨げられる。これによって、パイロット信号は、減衰するものの、通過することはできる。同時に、複数経路によって、同一のパイロット信号は、別の障害物３１６（この例では建物）に反射し、直接的な視線による到着よりも減衰されて加入者局１００に受信される。障害物３１６からのこの反射は、図３Ｂ中に実線で示す相関関数を引き起こす。一方、直接線又は障害物３１４を介した視線レンダリングは、図３Ｃ中に破線で示す相関関数を引き起こす。
【００３７】
再び図２Ａに示すように、相関関数は一旦決定されると、分析ロジック２１８に入力される。分析ロジック２１８は、この相関関数を分析し、この相関関数に一つ以上の第１のピークが存在するかを判定する。そして、存在する場合には、それらが第２のピークのサイドローブと識別可能かを判定する。一つ以上の第１のピークが存在し、それらが第２のピークと識別可能である場合には、分析ロジック２１８は、この第１のピークから一つ以上のパラメータを決定するように構成されている。しかしながら、一つ以上の第１のピークが存在しない場合、あるいは、仮に存在しても、第２のピークのサイドローブと識別可能ではない場合には、分析ロジック２１８は、第２のピークから、一つ以上のパラメータを決定するように構成されている。
【００３８】
従って、図３Ｂに示す例では、分析ロジック２１８は、パイロットの到着時間（ＴＯＡ）を推定するように構成されている。これは、パイロットについて、相関関数内の最も初期のサイドローブではないピークの時間／位置を検出することを必要とする。この分析ロジックでは、まず、前述の技術を使って、第２のピークである最も強いピーク３０８を検出する。その後、分析ロジックは、ピーク３１２のようなあらゆる初期のピークが存在するかを判定する。そして、存在する場合には、ピーク３１２が、独立した到着を表しているか、又は、メインピーク３０８のサイドローブ３１８の一つであるかを判定する。前述の技術によれば、ピーク３１２は、第１のピークである。ピーク３１２が存在し、これがメインピーク３０８のサイドローブではなく独立した到着を表す場合には、分析ロジック２１８は、ピーク３１２の時間／位置に応じてパイロットの到着時間を決定する。ピーク３０８よりも早い段階に、メインピーク３０８のサイドローブではなく、独立した到着を表すピークが存在しない場合には、分析ロジック２１８は、メインピーク３０８の時間／位置に応じてパイロットの到着時間を推定する。
【００３９】
図２Ｂには、加入者局１００内に適用されるパラメータ推定器の第２の実施例のブロック図が示されている。信号２０８が、一つ以上の信号線２０８を介してＲ台の相関器２０２（１），２０２（２），・・，２０２（Ｒ）の各々に並行に入力される。ここで、Ｒは、１以上の整数である。また、この信号２０８は、独立した信号であるか、又は合成信号の一部である。ある実施では、Ｒは１６である。第２の実施では、Ｒは２５６である。Ｒ個の相関器の各々は並行して、積算時間を使って選択されたＰＮコードのシフトバージョンと信号との間の相関の程度を表す相関値を決定する。
【００４０】
ある実施では、Ｒ個の相関器の各々は、それぞれ異なるシフト値に割り当てられており、同一のＰＮコードのシフトバージョンを使って動作する。このＲ個の相関器によって決定された相関値の集合は、相関関数Ｆ（ＰＮ，ｓ）を形成する。ウィンドウサイズＷが、相関器の数であるＲ以下の場合には、この相関関数Ｆ（ＰＮ，ｓ）は、パラメータ推定器を介して単一の経路を経ることによって決定することができる。一方、相関器の数Ｒが、ウィンドウサイズＷよりも小さい場合には、相関関数Ｆ（ＰＮ，ｓ）を決定するために、パラメータ推定器を介した一つ以上の追加の繰り返しが必要とされる。
【００４１】
一旦決定されると、相関関数Ｆ（ＰＮ，ｓ）が一つ以上の信号線２１０上に出力され、メモリ２０６に格納される。同様な方法によって、他のＰＮコードの相関関数が、相関器２０２（１），２０２（２），・・，２０２（Ｒ）によって決定され、メモリ２０６に格納される。
【００４２】
プロセッサ２０４は、一つ以上の信号線２１２を介してメモリ２０６から相関関数Ｆ（ＰＮ，ｓ）を取得し、一つ以上の第１のピークが存在するかを判定し、もし存在する場合には、更に、それらが第２のピークのサイドローブから識別可能かを判定するように構成される。そのようなピークが存在し、第２のピークのサイドローブとの識別が可能である場合には、この一つ以上の第１のピークから、一つ以上のパラメータを推定する。もしそのようなピークが存在しないか、又は存在するにしても、第２のピークのサイドローブとの識別が可能ではない場合には、プロセッサ２０４は、第２のピークから、一つ以上のパラメータを推定する。
【００４３】
ある実施では、プロセッサ２０４は、信号に対して、到着時間（ＴＯＡ）と、合計受信電力で除されたチップ毎のエネルギー（ＥＣ／Ｉ０）との推定を試みる。この試みが不成功の場合には、プロセッサ２０４は、別の積算時間を用いて、相関関数を再決定するようにＲ個の相関器２０２（１），２０２（２），・・，２０２（Ｒ）に指示する。この処理は、一つ以上のパラメータが相関関数から推定されるか、パラメータを推定することができないと判定されるまで、一度以上繰り返す。一つ以上のパラメータが推定された場合には、プロセッサ２０４は、一つ以上の信号線２１４を介してそれらを出力するように構成される。
【００４４】
この開示の目的のために、「プロセッサ」は、これに限定される訳ではないが、例えば、コンピュータ、マイクロプロセッサ、ＡＳＩＣ、有限状態機械、ＤＳＰ、あるいはその他の機構を含むプロセスを具体化する一連の手順を実行することができるあらゆるデバイスでありうる。
【００４５】
更に、この開示の目的のために、「メモリ」は、プロセッサによる読み取りが可能であって、これに限定される訳ではないが、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ディスク（ハード又はフロッピー（登録商標））、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等を含み、プロセスを具体化する一連の手順を格納することが可能なあらゆるデバイスでありうる。
【００４６】
図４には、例えば、到着時間のように、信号のうちの一つ以上のパラメータを推定するために、分析ロジック２１８及び／又はプロセッサ２０４が適用される方法の一実施例のフローチャートが示されている。この方法は、信号から相関関数を導出することを含むステップ４０２において始まる。その後、一つ以上の第１のピークが存在するかを判定するステップ４０４に進む。そして、もし存在する場合には、この方法はステップ４０６に進む。もし存在しない場合には、この方法はステップ４１０に分岐する。
【００４７】
ステップ４０６では、一つ以上の第１のピークが、第２のピークの一つ以上のサイドローブと識別可能であるかを判定する。もし識別可能である場合には、ステップ４０８に進む。ステップ４０８は、一つ以上の第１のピークに対応して一つ以上のパラメータを推定することを含む。このパラメータが到着時間である場合には、この方法は、第２のピークの時間／位置に応じてパラメータを推定する。もし識別可能でない場合には、この方法はステップ４１０に分岐する。
【００４８】
ステップ４１０では、この方法は、第２のピークに対応して一つ以上のパラメータを推定する。パラメータが到着時間である場合には、この方法は、第２のピークの時間／位置に応じてパラメータを推定する。
【００４９】
本発明のシステム及び／又は方法は、図２Ａにおける分析ロジック２１８の一部であるか、図２Ｂにおけるプロセッサ２０４とメモリ２０６との組み合わせによって具体化されるか、あるいは、分析ロジック２１８及び／又はプロセッサ２０４／メモリ２０６から明らかに分離している。さらに、本発明のパラメータ推定器の多くの他のアプリケーションも可能であるので、この例は、限定解釈されるものではないと認められるべきである。
【００５０】
（本発明の実施例）
本発明は、相関分析を用いて、信号から導出されるパラメータ推定値のための信頼性指標を生成する方法を提供する。本方法の一実施例を図５Ａに示す。図示するように、本実施例は、非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうかを示すインジケーションを取得することを備えたステップ５０２で始まる。このインジケーションに応じて、ステップ５０４では、本実施例は、パラメータ推定値のための信頼性指標を導出する。
【００５１】
ある実施では、パラメータ推定値は、信号の到着時間（ＴＯＡ）の推定値であり、信頼性指標は、この到着時間推定値の自乗平均平方根誤差（ＲＭＳＥ）である。既に説明したように、この到着時間推定値は、信号についての相関関数のピークの時間／位置から導出される。この実施では、本方法は、ピークにおける相関関数の強度の測定値に基づいて、非視線信号条件が存在するか、あるいは存在しそうであるかを示すインジケーションを取得する。万が一、この信号の強度が弱い場合には、非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうであるものと仮定される。一方、この信号の強度が強い場合には、この信号は、視線信号であると仮定される。
【００５２】
この仮定は、更に、図６Ａに関連して説明される。図６Ａは、基地局すなわちセクタ１０２と、加入者局１００との間の視線経路が障害物６０４によって妨げられているシナリオを示している。その結果、基地局すなわちセクタ１０２からの直接的視線到着を示す信号６０６は、加入者局１００に到着しない。
【００５３】
しかしながら、遅延した複数経路到着を示す信号６０８が、障害物６０２で反射し、加入者局１００によって受信される。直接的な視線経路に比べ、信号６０８が余分な距離を移動することによる減衰と、障害物６０２による反射損失とによって、この信号から導出される相関関数のピーク強度は、一般に、視線信号から導出される相関関数のものよりも低い。
【００５４】
図７Ａは、信号６０８から導出される相関関数の一例である。図示するように、この関数のピーク強度７０４は、直接的な視線のものと仮定されるピーク強度７０６よりも低い。図５Ａに示す方法の実施例では、この情報は、非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうであること、すなわち、信号６０８は視線信号ではないか、又はそうでありそうもないことと、この相関関数のピーク７０２から導出された到着時間推定値が不正確であることとを示すために使用される。ピークにおける相関関数の強度の測定値は、合計受信電力で除されたチップ毎のエネルギー（ＥＣ／Ｉ０）である。あるいは、更に、ピークにおける相関関数の強度の測定値は、ピークにおける相関関数のエネルギーである。
【００５５】
ある実施では、このＴＯＡ推定値のＲＭＳＥは、ルックアップテーブルを用いて導出される。このルックアップテーブルは、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥと、ピークにおける相関関数の強度とに非線形的な関係を適用する。あるいは、更に、このルックアップテーブルは、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥと、ピークにおける相関関数の強度と、この相関関数の導出のために使用される積算時間との間の関係を適用する。ルックアップテーブルによって適用された関係は、導出されたＲＭＳＥが、ピークにおける相関関数の強度とともに反対に変化するという逆関係をしている。
【００５６】
ある例では、ＲＭＳＥは、チップに関するコヒーレントな積算時間Ｎと、相関値を生成するために非コヒーレントに結合されたコヒーレントな積算の数Ｍと、信号から導出される相関関数のピークエネルギーＥとの関数である。与えられたＮとＭの値において、ＲＭＳＥはＥの逆関数である。この例においてＲＭＳＥ（メータに関する）、Ｎ、Ｍ、及びＥに関連している関数は、以下に示すルックアップテーブルを用いて実施される。
【表１】
【００５７】
この例における最も左側の列は、ＲＭＳＥ値を示し、右側の各列は、ＮとＭとの特定の値に対応しているＥの値を示している。このテーブルは、先ず特定のサーチパラメータ（Ｎ，Ｍ）を使って、信号に対する相関関数を導出することによって実施される。その後、結果として得られる相関関数のピーク強度が測定され、使用されたサーチパラメータに対応する列内の測定強度と等しいか、又はそれ未満の最も近い値Ｅが判定される。ルックアップテーブルからの対応するＲＭＳＥ値は、測定値に割り当てられたＲＭＳＥとなる。例えば、（７６８，８）に等しいサーチパラメータと、測定されたピークエネルギー４４００とにおいて、このルックアップテーブルは、５０メータのＲＭＳＥを報告する。その他の例もまた可能であるので、この例は、限定的に解釈するものではないと認められるべきである。
【００５８】
第２の実施では、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥは、関係式を用いて導出される。この関係式は、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥと、ピークにおける相関関数の強度との間の非線形な関係を適用する。あるいは、更に、この関係式は、ＴＯＡ推定値のＲＭＳＥと、ピークにおける相関関数の強度と、この相関関数を導出するために使用される積算時間との間の関係を適用する。この関係式によって適用された関係は、導出されたＲＭＳＥが、ピークにおける相関関数の強度とは逆に変化する逆関係である。
【００５９】
ある例では、このピーク信号強度は、（ＥＣ／Ｉ０）の項で表され、以下に示す関係式が、ＲＭＳＥを導出するために用いられる。
【数３】
【００６０】
ここで、ＡとＢとは、特定の実施に依存する定数である。ある実施では、Ａが０．２、Ｂが１０であり、一方、別の実施では、Ａが０．５、Ｂが０である。第１の実施では、−４ｄＢから−３０ｄＢまでの範囲における（ＥＣ／Ｉ０）の値に対して、ＲＭＳＥの報告値は、１０から２２３の範囲に及ぶ。第２の実施では、−３ｄＢから−２６ｄＢまでの範囲における（ＥＣ／Ｉ０）の値に対して、ＲＭＳＥの報告値は、１から２２４の範囲に及ぶ。しかしながら、他の例もまた可能である。従って、この例は限定的と解釈されるべきではない。
【００６１】
第２の例では、ピーク信号強度は、線形項におけるピークエネルギーＥである。ｙで示される線形項におけるピークエネルギーを参照すると、以下に示す関係式が、ＲＭＳＥ推定値を導出するために使用される。
【数４】
【００６２】
ここで、Ｇはスケーリングファクタ（一例として9/2048）、Ｎはコヒーレントな積算時間、Ｍは相関値を生成するために非コヒーレントに結合されたコヒーレントな積算時間の数、ｙは線形項におけるピーク信号強度、ＡとＢとはアプリケーションに依存した定数である。ある実施では、Ａの値が５、Ｂの値が１０であり、別の実施では、Ａの値が２、Ｂの値が０である。他の例もまた可能であるので、この例は限定的と解釈されるべきではない。
【００６３】
第１の実施では、報告されたＲＭＳＥ値は、８ビットの無符号量であり、その値は１０から２２３にまで及ぶ。この仮定の下では、第１の実施におけるＲＭＳＥの値は、以下に示す式から得られる。
【数５】
【００６４】
第２の実施では、報告されたＲＭＳＥ値は、８ビットの無符号エンティティであり、その値は１から２５５にまで及ぶ。この仮定の下では、第２の実施におけるＲＭＳＥの値は、以下に示す式から得られる。
【数６】
【００６５】
他の例も可能であるので、上記例は限定的と解釈されるべきではないことに留意されたい。
【００６６】
図５Ｂには、本発明に従った方法の第２の実施例のフローチャートが示されている。ステップ５０６では、本実施例は、非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうかを示すインジケーションを取得する。そして、ステップ５０８では、この実施例は、複数経路信号条件が存在するか、又は存在しそうであるかを判定する。これらインジケーションの一方、又は両方に応じて、本方法ではステップ５１０において、パラメータ推定値のための信頼性指標を導出する。本実施例は、視線の欠如と、複数経路と関連しているので、これらが信頼性指標の計算に対して重複して作用していることを認識する。しかしながら、それらは信頼性指標の計算に対して別個で独特の作用をしていることもまた認識する。
【００６７】
図６Ａを検討してみる。この図は、信号６０８は視線信号ではないか、又はありそうもないことを示すインジケーションと、信号６０８は複数経路信号であるか、又はそうでありそうであるとの判定とを、ある人が、信頼性指標の計算について、他人に対して説明できるという点で冗長なシナリオを示している。
【００６８】
しかしながら、図６Ｂは、この２つのインジケーションが、信頼性指標の計算に対して別個で独特の作用をしているシナリオを示している。図示するように、信号６０８は、障害物６０２に反射した後に加入者局１００に到着する複数経路信号である。一方、信号６１０は、障害物６１２に反射した後に加入者局１００に到着する第２の複数経路信号である。視線信号６０６は、障害物６０４によって妨げられ、加入者局１００に到着しない。
【００６９】
図７Ｂは、このシナリオの結果生じる相関関数を示している。実線で示される相関関数の部分は、信号６０８によるものである。一方、破線で示される部分は、信号６１０によるものである。両方共に非視線信号であるので、７０２で識別されるような両方のピーク信号強度は、直接的な視線信号を示す最大レベル７０６より下にある。何れか一方、又は両方が非視線信号であるか、又はそうでありそうかを示すインジケーションは、ピーク７０８又はピーク７１０のうちの何れか一方から導出される到着時間推定値のための信頼性指標の計算に対する第１の作用である。しかしながら、何れか一方、又はその両方が相関関数が互いに干渉する複数経路信号であるか、又はそうでありそうであることを示すインジケーションは、信頼性指標の計算に対して第２の独特な作用を及ぼす。特に、相関関数の初期ピークと、遅れて生じるピークとを識別する可能性の評価を測定することと、信頼性指標の計算において説明することとが可能となる。
【００７０】
例えば、図７Ｂに示すように、２つのピーク７０８，７１０が互いに接近しており、振幅が類似しているという事実は、これら２つのピークを互いに識別することを益々困難にしている。この状況は、相関関数の分析から検知されることができ、信頼性指標の計算について別個に説明されることができる。あるいは、複数経路の結果生じる相関関数の別の例である図３Ｂに示すように、ピーク３１２がピーク３０８よりも低い強度であり、したがって、ピーク３１２のサイドローブから識別することができないという事実は、相関関数の分析から判定され、信頼性指標の計算について別個に説明することが可能な別の状況である。
【００７１】
図５Ｃには、本発明に従った方法の第３の実施例が示されている。図示するように、この実施例は、複数経路信号条件が存在するか、あるいは存在しそうかを示すインジケーションを取得することを備えているステップ５１２で始まる。この実施例は、その後、このインジケーションに応じて、パラメータ推定値のための信頼性指標が導出されるステップ５１４に進む。
【００７２】
これらの実施例、実施、あるいは例のうちの何れかによって表された技術が、視線の欠如及び／又は複数経路によって弱まった信号に適用された場合には、到着時間のような信号のパラメータが正確に重み付けられるので、ＧＰＳ方法と比べて、性能が大幅に改善される。
【００７３】
前述した方法の何れかは、以下に限定される訳ではないが、本発明を具体化する一連の手順がプロセッサ読み取り可能な媒体か、又はインターネットのようなコンピュータネットワーク内のサーバに格納されている場合、この方法が同期ロジックとして具体化されている場合、又は、この方法がコンピュータプログラム製品、すなわちコードセグメント又はモジュールとして具体化されている場合を含む様々な形態で明確に具体化される。
【００７４】
また、前述した方法のうちの何れかを実行するシステムの種々の実施例もまた可能である。図８Ａは、メモリ８０４に接続されたプロセッサ８０２を備えたシステムの第１の実施例を示している。前述した方法の何れかは、メモリ８０４に格納された一連の手順として明確に具体化される。プロセッサ８０２は、信号から導出された相関関数を入力として取得する。この信号は、視線信号の欠如及び複数経路のような要因によって弱められており、非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうであるか、及び／又は複数経路信号条件が存在するか、又は存在しそうであるかを示すインジケーションを取得する目的で、相関関数以外の他の入力も取得する。プロセッサ８０２は、メモリ８０４に格納された手順を取り出し、実行するように構成されており、これによって、ここで具体化された方法を実行する。生成された信頼性指標は、その後、プロセッサ８０２から出力される。
【００７５】
図８Ｂは、前述した方法のうちの何れかを実行するシステムの第２の実施例を示している。図示するように、このシステムの実施例は、第１のロジック８０６と第２のロジック８０８とを備えている。第１のロジック８０６は、信号から導出された相関関数を入力として取得する。この信号は、視線信号の欠如及び複数経路のような要因によって弱められており、非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうであるか、及び／又は複数経路信号条件が存在するか、又は存在しそうであるかを示すインジケーションを提供する目的で、相関関数以外の他の入力も取得する。この第１のロジック８０６は、これら入力に応じて、非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうであるかを示すインジケーションを提供し、及び／又は複数経路信号条件が存在するか、又は存在しそうであるかを示すインジケーションを提供するように構成されている。
【００７６】
このような一つ以上のインジケーションが、第２のロジック８０８へと提供される。これらインジケーションの何れか一つ、又は両方に応じて、第２のロジック８０８は、信頼性指標を判定し、出力するように構成されている。
【００７７】
本発明の種々の実施例が記載された一方、多くの実施例及び実施もまた、本発明の範囲内で可能であることは、当該技術分野における通常の能力を持つ者にとっては明らかであろう。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうであるかを判定することと、
それに応じて、パラメータ推定値のための信頼性指標を導出することと
を備えた方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記パラメータ推定値は、信号の到着時間の推定値である方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、
前記信頼性指標は、前記到着時間推定値の自乗平均平方根誤差である方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、
前記到着時間推定値は、前記信号についての相関関数のピークから導出される方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において更に、
前記ピークにおける前記相関関数の強度の測定値に基づいて、非視線信号条件が存在するか、あるいは存在しそうであるかを示すインジケーションを取得することを備えた方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、
前記ピークにおける前記相関関数の強度の測定値は、合計受信電力で除されたチップ毎のエネルギーである方法。
【請求項７】
請求項５に記載の方法において、
前記ピークにおける前記相関関数の強度の測定値は、前記ピークにおける相関関数のエネルギーである方法。
【請求項８】
請求項５に記載の方法において、
前記到着時間推定値の自乗平均平方根誤差は、ルックアップテーブルを用いて導出される方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、
前記ルックアップテーブルは、前記到着時間推定値の自乗平均平方根誤差と、前記ピークにおける相関関数の強度との間の非線形関係を適用している方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の方法において、
前記ルックアップテーブルは、前記到着時間推定値の自乗平均平方根誤差と、前記ピークにおける相関関数の強度と、前記相関関数を導出するために使用される積算時間との間の関係を適用している方法。
【請求項１１】
請求項５に記載の方法において、
関係式が、前記到着時間推定値の自乗平均平方根誤差と、前記ピークにおける相関関数の強度と、前記相関関数を導出するために使用される積算時間との間の関係を適用している方法。
【請求項１２】
プロセッサ読み取り可能な媒体に格納された一連の手順として明確に具体化された請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
相関分析を用いて、信号から導出されるパラメータ推定値のための信頼性指標を提供するシステムであって、
非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうであるかを示すインジケーションを提供する第１のロジックと、
前記第１のロジックによって提供されたインジケーションに応じて、前記パラメータ推定値のための信頼性指標を導出する第２のロジックと
を備えたシステム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムにおいて、
前記パラメータ推定値は、前記信号の到着時間推定値であるシステム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
前記信頼性指標は、前記到着時間推定値の自乗平均平方根誤差であるシステム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のシステムにおいて、
前記到着時間推定値は、前記信号についての相関関数のピークから導出されるシステム。
【請求項１７】
請求項１６に記載のシステムにおいて、
前記第１のロジックは、前記ピークにおける前記相関関数の強度の測定値に基づいて、非視線信号条件が存在するか、あるいは存在しそうであるかを示すインジケーションを提供するように構成されたシステム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のシステムにおいて、
前記ピークにおける前記相関関数の強度の測定値は、合計受信電力で除されたチップ毎のエネルギーであるシステム。
【請求項１９】
請求項１７に記載のシステムにおいて、
前記ピークにおける前記相関関数の強度の測定値は、前記ピークにおける相関関数のエネルギーであるシステム。
【請求項２０】
請求項１７に記載のシステムにおいて、
前記第２のロジックは、ルックアップテーブルを用いて前記到着時間推定値の自乗平均平方根誤差を導出するように構成されているシステム。
【請求項２１】
請求項２０に記載のシステムにおいて、
前記ルックアップテーブルは、前記到着時間推定値の自乗平均平方根誤差と、前記ピークにおける相関関数の強度との間の非線形関係を適用しているシステム。
【請求項２２】
請求項２０に記載のシステムにおいて、
前記ルックアップテーブルは、前記到着時間推定値の自乗平均平方根誤差と、前記ピークにおける相関関数の強度と、前記相関関数を導出するために使用される積算時間との間の関係を適用しているシステム。
【請求項２３】
請求項１７に記載のシステムにおいて、
関係式が、前記到着時間推定値の自乗平均平方根誤差と、前記ピークにおける相関関数の強度と、前記相関関数を導出するために使用される積算時間との間の関係を適用しているシステム。
【請求項２４】
サーバ上に明確に具体化された請求項１に記載の方法。
【請求項１】
非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうであるかを判定することと、
それに応じて、パラメータ推定値のための信頼性指標を導出することと
を備えた方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記パラメータ推定値は、信号の到着時間の推定値である方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、
前記信頼性指標は、前記到着時間推定値の自乗平均平方根誤差である方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、
前記到着時間推定値は、前記信号についての相関関数のピークから導出される方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において更に、
前記ピークにおける前記相関関数の強度の測定値に基づいて、非視線信号条件が存在するか、あるいは存在しそうであるかを示すインジケーションを取得することを備えた方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、
前記ピークにおける前記相関関数の強度の測定値は、合計受信電力で除されたチップ毎のエネルギーである方法。
【請求項７】
請求項５に記載の方法において、
前記ピークにおける前記相関関数の強度の測定値は、前記ピークにおける相関関数のエネルギーである方法。
【請求項８】
請求項５に記載の方法において、
前記到着時間推定値の自乗平均平方根誤差は、ルックアップテーブルを用いて導出される方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、
前記ルックアップテーブルは、前記到着時間推定値の自乗平均平方根誤差と、前記ピークにおける相関関数の強度との間の非線形関係を適用している方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の方法において、
前記ルックアップテーブルは、前記到着時間推定値の自乗平均平方根誤差と、前記ピークにおける相関関数の強度と、前記相関関数を導出するために使用される積算時間との間の関係を適用している方法。
【請求項１１】
請求項５に記載の方法において、
関係式が、前記到着時間推定値の自乗平均平方根誤差と、前記ピークにおける相関関数の強度と、前記相関関数を導出するために使用される積算時間との間の関係を適用している方法。
【請求項１２】
プロセッサ読み取り可能な媒体に格納された一連の手順として明確に具体化された請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
相関分析を用いて、信号から導出されるパラメータ推定値のための信頼性指標を提供するシステムであって、
非視線信号条件が存在するか、又は存在しそうであるかを示すインジケーションを提供する第１のロジックと、
前記第１のロジックによって提供されたインジケーションに応じて、前記パラメータ推定値のための信頼性指標を導出する第２のロジックと
を備えたシステム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムにおいて、
前記パラメータ推定値は、前記信号の到着時間推定値であるシステム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のシステムにおいて、
前記信頼性指標は、前記到着時間推定値の自乗平均平方根誤差であるシステム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のシステムにおいて、
前記到着時間推定値は、前記信号についての相関関数のピークから導出されるシステム。
【請求項１７】
請求項１６に記載のシステムにおいて、
前記第１のロジックは、前記ピークにおける前記相関関数の強度の測定値に基づいて、非視線信号条件が存在するか、あるいは存在しそうであるかを示すインジケーションを提供するように構成されたシステム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のシステムにおいて、
前記ピークにおける前記相関関数の強度の測定値は、合計受信電力で除されたチップ毎のエネルギーであるシステム。
【請求項１９】
請求項１７に記載のシステムにおいて、
前記ピークにおける前記相関関数の強度の測定値は、前記ピークにおける相関関数のエネルギーであるシステム。
【請求項２０】
請求項１７に記載のシステムにおいて、
前記第２のロジックは、ルックアップテーブルを用いて前記到着時間推定値の自乗平均平方根誤差を導出するように構成されているシステム。
【請求項２１】
請求項２０に記載のシステムにおいて、
前記ルックアップテーブルは、前記到着時間推定値の自乗平均平方根誤差と、前記ピークにおける相関関数の強度との間の非線形関係を適用しているシステム。
【請求項２２】
請求項２０に記載のシステムにおいて、
前記ルックアップテーブルは、前記到着時間推定値の自乗平均平方根誤差と、前記ピークにおける相関関数の強度と、前記相関関数を導出するために使用される積算時間との間の関係を適用しているシステム。
【請求項２３】
請求項１７に記載のシステムにおいて、
関係式が、前記到着時間推定値の自乗平均平方根誤差と、前記ピークにおける相関関数の強度と、前記相関関数を導出するために使用される積算時間との間の関係を適用しているシステム。
【請求項２４】
サーバ上に明確に具体化された請求項１に記載の方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【公開番号】特開２０１２−１３７０６（Ｐ２０１２−１３７０６Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−１６７３７２（Ｐ２０１１−１６７３７２）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【分割の表示】特願２００３−５４２３３８（Ｐ２００３−５４２３３８）の分割
【原出願日】平成１４年１１月１日（２００２．１１．１）
【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２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６７３７２（Ｐ２０１１−１６７３７２）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【分割の表示】特願２００３−５４２３３８（Ｐ２００３−５４２３３８）の分割
【原出願日】平成１４年１１月１日（２００２．１１．１）
【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）】
[ Back to top ]