総受信電力を用いた過剰遅延の推定
基地局のカバレージ領域内に位置されている移動体デバイスのポジションを決定するために、移動体デバイスによって受信された基地局からのＣＤＭＡ信号の到着時間（ＴＯＡ）が、ＣＤＭＡ信号の受信電力に比例して減少される。移動体デバイスは、受信されたＧＰＳ信号と共にＣＤＭＡ信号の減少されたＴＯＡを使用して、そのポジションを検出する。代わりに、移動体デバイスは、受信されたＣＤＭＡ信号のＴＯＡおよび電力測定値をポジション決定エンティティ（ＰＤＥ）に送信する。ＰＤＥは、ＴＯＡをバイアスし、移動体デバイスのポジションを推定して、支援データを移動体デバイスに送信し、これによって、移動体デバイスがＧＰＳ信号を受信できるようになる。受信されたＧＰＳ信号単独、または、バイアスされたＴＯＡとの組合せ使用して、移動体デバイスのポジションを再計算する。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、“総受信電力を用いた過剰遅延の推定”と題された２００３年１２月８日に出願された米国仮出願第６０／５２７，９９０号の利益を主張している。
【分野】
【０００２】
本開示は、ワイヤレス通信システムのネットワークに関し、さらに詳細に述べると、そのようなネットワークにおいて移動体ワイヤレスデバイスのポジションを位置付けすることに関する。
【背景】
【０００３】
セルラ電話機のような移動体ワイヤレスデバイスのポジションを位置付けする需要は、増加傾向にある。例えば、連邦通信委員会（ＦＣＣ）による命令は、９１１通話が受信されたときに、発信者のセルラ電話機で９１１をダイヤルする発信者のロケーションを４００フィートの精度で識別することを要求する。移動体ワイヤレスデバイスのポジションを決定する幅広く知られている方法は、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）から獲得される情報を使用する。
【０００４】
ＧＰＳは、搬送波帯域に変調された擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）コードをブロードキャストする衛星のネットワークによって形成されている衛星ベースのナビゲーションシステムである。ＧＰＳ衛星は信号を送信し、その信号から、移動体ＧＰＳ受信機がそれらのロケーションを推定できる。それぞれのＧＰＳ衛星は、２つの搬送波信号を使用して信号を送信する。最初の搬送波信号は、２つのＰＲＮコード、すなわち、粗捕捉（Ｃ／Ａ）コードおよび精密（Ｐ）コードを使用して変調される。それぞれのＧＰＳ衛星は異なるＰＲＮコードを使用して、ＧＰＳの他の衛星とそれとを区別する。
【０００５】
ＧＰＳ受信機のロケーションを決定するために、少なくとも４つの衛星信号の捕捉および追跡を必要とする。ＧＰＳ信号捕捉は、さまざまな位相オフセットおよびドップラーシフトされた周波数における、受信されたＧＰＳ信号と、関係する衛星のＣ／Ａコードとの間の相関を計算することを含んでいることが多い。信号捕捉に続いて、信号追跡プロセスは、位相オフセットおよびドップラーシフトされた周波数において、識別された衛星からの信号をデコードする。信号追跡フェーズの間、ナビゲーションデータは、識別された衛星から受信される。ＧＰＳ衛星信号によって送信されたナビゲーションデータに組み込まれているものは、衛星ポジショニングとともに、一般的に暦表データと呼ばれているクロックタイミング（すなわち、タイムスタンプ）に関係するデータであり、このデータから、ＧＰＳ受信機のポジションが検出される。ＧＰＳ受信機のロケーションを検出するために、ＧＰＳ信号を捕捉し追跡して暦表データを読み取る多くの技術が開発されてきた。
【０００６】
しかし、ＧＰＳベースポジション検出システムには、多くの不都合がある。そのような不都合の１つは、そのポジションを正確に検出するために、ＧＰＳ受信機は、少なくとも４つのＧＰＳ衛星のクリアで遮るものがない視界を持っていなければならない。それゆえ、例えば、森の多い領域、または高い構造物を含んでいる都市領域にＧＰＳ受信機のユーザがいる場合、ユーザは、そのポジションを検出できるのに必要な数の衛星の視界が遮られるかもしれない。そのポジションを検出できないかもしれない。ユーザが室内にいる場合に、問題はさらに複雑化する。
【０００７】
４つより少ない衛星がクリアに見えるときに、ワイヤレス受信機のポジションを検出するために、地上基地局によって送信されるＣＤＭＡ信号を使用するアルゴリズムが開発されている。ワイヤレスデバイスと基地局との間の通信は、信号が基地局からワイヤレスデバイスに送信されるフォワードリンクと、ワイヤレスデバイスから送信された信号が基地局によって受信されるリバースリンクとによって確立されることが多い。
【０００８】
地上基地局を使用して移動体ワイヤレスデバイスのポジションを検出するために開発された１つの既知のアルゴリズムは、進歩したフォワードリンク三辺測量（ＡＦＬＴ）と呼ばれる。ＡＦＬＴを使用して移動体ワイヤレスデバイスのポジションを検出するために、ワイヤレスネットワークに配置されている基地局のロケーション、基地局からの信号の送信時間とともに、移動体ワイヤレスデバイスにおける信号の到着時間を必要とする。
【０００９】
移動体ワイヤレスデバイスは、通信している基地局の見通し線上にないことが多い。したがって、送信されたＣＤＭＡ信号は多くの物体によって逸らされ、したがって移動体ワイヤレスデバイスによって信号が受信される前に、さらなる遅延を受けることが多い。しかし、従来のＡＦＬＴアルゴリズムは、基地局と通信している移動体ワイヤレスデバイスが基地局の見通し線上にあり、したがって、受け入れがたい程度の不正確さを含むことがあるポジションを検出することを仮定している。
【００１０】
したがって、基地局によって送信されたＣＤＭＡ信号を使用して移動体ワイヤレスデバイスのポジションを検出して、これらの信号の逸れによって生じうる何らかのさらなる遅延に対処する技術が必要である。
【概要】
【００１１】
本開示の１つの実施形態にしたがうと、基地局のカバレージ領域内にある移動体ワイヤレスデバイス（以後、代わりに、移動体デバイスと呼ぶ）のポジションを決定するために、移動体デバイスによって受信された基地局からの信号の到着時間（ＴＯＡ）を、信号の受信電力に比例して減少させる。その後、減少されたＴＯＡをＧＰＳ信号と共に使用して、移動体デバイスのポジションを検出することができる。
【００１２】
ある実施形態では、ＴＯＡは、フィールドで収集されたデータに基づいて決定される過剰遅延と呼ばれる量だけ減少される。多くの技術またはアルゴリズムを使用して、収集されたデータを用いて受信電力の関数として過剰遅延を決定することができる。ある実施形態では、過剰遅延は、式、Ｅ＝Ａｅｘｐ（−ＢＰｄＢｍ）によって規定される。ここで、Ｅは過剰遅延を表し、ＰｄＢｍは受信電力の測定値をｄＢで表し、Ａ、Ｂは定数パラメータである。
【００１３】
ある実施形態において、移動体デバイスは、その見えている衛星から受信するＧＰＳ信号のＴＯＡを測定し、基地局から受信するＣＤＭＡ信号のＴＯＡおよび電力を測定する。移動体デバイスは、減少されたＴＯＡ（代わりに、以下ではバイアスされたＴＯＡと呼ぶ）を計算するために、ＣＤＭＡ信号に関係する何らかの過剰遅延を決定する。その後、移動体デバイスは、ＧＰＳ信号のＴＯＡおよびＣＤＭＡ信号のバイアスされたＴＯＡを使用し、多くの既知のポジション決定アルゴリズムのうちのいずれか１つを用いてそのポジションを検出する。
【００１４】
ある実施形態において、ポジション決定エンティティ（ＰＤＥ）が、移動体デバイスのポジションを検出する。これらの実施形態では、移動体デバイスは、１つ以上の基地局から受信するＣＤＭＡ信号のＴＯＡとともに電力を測定する。その後、移動体デバイスは、ＴＯＡおよび電力測定値をＰＤＥに送信する。ＰＤＥは、バイアスされたＴＯＡを計算して、移動体デバイスのポジションを推定する。その後、移動体デバイスがＧＰＳ信号を捉えて受信できるようにするために、ＰＤＥは支援データを移動体デバイスに送信する。この支援データを使用し、移動体デバイスは、支援データ中で識別されたＧＰＳ衛星を捕捉して追跡し、これらの衛星から受信する信号のＴＯＡを測定する。次に、移動体デバイスは衛星信号の測定されたＴＯＡをＰＤＥに送信する。ある実施形態において、ＰＤＥは、多くの既知のアルゴリズムのうちのいずれか１つを使用し、ＧＰＳ衛星信号のＴＯＡを用いて、移動体デバイスのポジションを検出する。他の実施形態において、ＰＤＥは、ＧＰＳ衛星信号のＴＯＡとともに基地局信号のバイアスされたＴＯＡの双方を使用して、移動体デバイスのポジションを検出することができる。
【００１５】
ある実施形態において、移動体デバイスは、ＰＤＥから受信する支援データを使用してそのポジションを検出する。これらの実施形態では、移動体デバイスは、１つ以上の基地局から受信するＣＤＭＡ信号のＴＯＡとともに電力を測定する。その後、移動体デバイスは、ＴＯＡおよび電力測定値をＰＤＥに送信する。ＰＤＥは、バイアスされたＴＯＡを計算して、移動体デバイスのポジションを推定する。その後、移動体デバイスがＧＰＳ信号を捉えて受信できるようにするために、ＰＤＥは支援データを移動体デバイスに送信する。この支援データを使用し、移動体デバイスは、支援データ中で識別されたＧＰＳ衛星を捕促して追跡し、これらの衛星から受信する信号のＴＯＡを測定する。その後、ある実施形態では、多くの既知のアルゴリズムのうちのいずれか１つを使用し、移動体デバイスはＧＰＳ衛星信号のＴＯＡを用いて、そのポジションを検出する。さらに他の実施形態では、移動体デバイスはＧＰＳ衛星信号のＴＯＡとともに基地局信号のバイアスされたＴＯＡの双方を使用してそのポジションを検出する。
【詳細な説明】
【００１６】
本開示の１つの実施形態にしたがうと、基地局のカバレージ領域内にある移動体ワイヤレスデバイス（以後、代わりに、移動体デバイスと呼ぶ）のポジションを決定するために、移動体デバイスによって受信された基地局からの信号の到着時間（ＴＯＡ）を、信号の受信電力に比例して減少させる。その後、減少されたＴＯＡをＧＰＳ信号とともに使用して、移動体デバイスのポジションを検出することができる。
【００１７】
図１は、例示的なワイヤレスネットワーク１０のセクションの簡略化された平面図である。ワイヤレスネットワーク１０には、（示されていない）移動体ワイヤレスデバイスと通信するように構成されている基地局２０および３０が一部に含まれている。基地局２０および３０は、それぞれのセル、またはカバレージ領域２５および３０を有している。カバレージ領域２５は、基地局２０を中心にした円の領域によって規定されている。同様に、カバレージ領域３５は、基地局３０を中心にした円の領域によって規定されている。基地局が、送信時にそのロケーションが知られている何らかの送信機／受信機に関係することが理解される。例えば、基地局には、ワイヤレスネットワークの、あるいは他のワイヤレス送信機またはインフラストラクチャのセルタワーが含まれていてもよい。
【００１８】
図２には、移動体デバイス４０が示されている。この例示的実施形態において、移動体デバイス４０は、クリアで遮るものがなく見える３つのＧＰＳ衛星５０、６０、および７０を有しているように示されており、移動体デバイス４０はまた、基地局２０のカバレージ領域２５範囲内に位置している。基地局２０はまた、ポジション決定エンティティ８０と通信するように適合されているように示されている。移動体デバイス４０が基地局２０から受信できるＣＤＭＡ信号と移動体デバイス４０がＧＰＳ衛星５０、６０、および７０から受信できるＧＰＳ信号とを使用して、移動体デバイス４０のポジションが検出される。本開示が適用されるのは移動体デバイス４０が１つより多い基地局および／または３つより少ない衛星と通信できるときであることが理解される。
【００１９】
当業者に知られているように、移動体デバイス４０と基地局２０との間の距離が増加すると、基地局２０によって送信される信号が移動体デバイス４０に到達するために、より長く時間がかかる。さらに、移動体デバイス４０が基地局２０の見通し線上にないことが多いので、基地局２０によって送信された信号は、移動体デバイス４０に到達する前に、（図面では示されていない）１つ以上の物体によって逸れることが多い。移動デバイス４０と基地局２０との間の距離が離れるほど、信号の逸れの可能性は高くなる。逸れによって、これらの信号が、移動体デバイス４０によって受信される前にさらなる遅延を受ける。それゆえ、移動デバイス４０と基地局２０との間の距離が増加すると、距離が増加することや信号の逸れの可能性も増加することのために、移動体デバイス４０における信号の到着時間（ＴＯＡ）は増加する。さらに、移動デバイス４０と基地局２０との間の距離が増加すると、距離が増加することや信号の逸れの可能性が増加することのために、移動デバイス４０によって受信される信号電力の測定値は低下する。
【００２０】
本開示にしたがって、これらの逸れによって生じる超過遅延（extra delay）（代わりに、以下より過剰遅延（excess delay）と呼ぶ）に対処するために、移動体デバイス４０における信号のＴＯＡは、受信された信号の電力によって規定された量だけ減少される。例えば、受信された信号の電力が比較的高い場合、移動体デバイス４０は、見通し線上にあるか、または、基地局２０から比較的近い距離内にあるかのいずれかであると考えられる。したがって、少しのまたはわずかな逸れが生じたことが決定されると、結果的に、ＴＯＡは、不変のままか、または少しの量だけ減少される。例えば、受信された信号の電力が比較的低い場合、移動体デバイス４０は、見通し線上にないか、または、基地局２０から比較的近い距離内にないかのいずれかであると考えられる。したがって、ＴＯＡは、比較的により多い量だけ減少される。
【００２１】
ある実施形態では、ＴＯＡが減少される量は、フィールドで収集したデータに基づいて決定される。図３は、フィールドで収集したデータを使用している、基地局からの距離（例えば、範囲）の関数とした過剰遅延のグラフである。図３から分かるように、範囲が増加すると、過剰遅延も増加する。多くの技術またはアルゴリズムを使用して、受信された信号の関数として過剰遅延を決定できる。ある実施形態では、電力が低下すると、過剰遅延は、式、Ｅ＝Ａｅｘｐ（−ＢＰｄＢｍ）にしたがって指数関数的に増加するように決定される。ここで、Ｅは過剰遅延をメーターで表し、ＰｄＢｍは受信電力の測定値をｄＢで表し、Ａ、Ｂは定数である。ある実施形態において、ＡおよびＢは、それぞれ０．２０８１および０．０６２８にセットされる。したがって、これらの実施形態では、−２５ｄＢｍの受信電力に対して１メートルの過剰遅延が推定され、−１３５ｄＢｍの受信電力に対して１,０００メートルの過剰遅延が推定される。上述したような過剰遅延を使用すると、以下の例示的技術のうちのいずれか１つを用いて移動体デバイスのポジションを検出することができる。
【独立型ポジション検出】
【００２２】
図４は、そのポジションを検出する際に移動体デバイスにより実行されるステップの例示的なフローチャート１００である。したがって、そのような実施形態において、ポジション検出は、移動体デバイスによって実行される。ステップ１１０では、移動体デバイスが、その見えている衛星から受信するＧＰＳ信号のＴＯＡを測定し、基地局から受信するＣＤＭＡ信号のＴＯＡおよび電力を測定する。ステップ１２０では、基地局から移動デバイスに信号が飛ぶ間、ＣＤＭＡ信号が受けることがある何らかの過剰遅延を移動体デバイスが推定する。過剰遅延を推定するために使用される技術は、上述されている。その後、ステップ１２０において推定された過剰遅延をＣＤＭＡ信号の測定されたＴＯＡから減じて、バイアスされたＴＯＡを発生させる。ステップ１３０では、移動体デバイスは、ＧＰＳ信号の測定されたＴＯＡとＣＤＭＡ信号のバイアスされたＴＯＡとを使用し、多くの既知のポジション決定アルゴリズムのうちのいずれか１つを用いてそのポジションを計算する。ステップ１４０では、移動体デバイスは、その検出されたポジションを要求しているエンティティに検出されたポジションを送信する。エンティティとは、データリンクによって移動体デバイスと通信しているユーザ、または他の何らかのアプリケーションのようなものである。
【００２３】
図５は、他の実施形態にしたがって、そのポジションを検出する際に移動体デバイスにより実行されるステップのフローチャート２００である。移動体デバイスは、何らかのＧＰＳ衛星の視界を持たず、１つ以上の基地局と通信できることが仮定される。移動体デバイスが１つまたは２つの基地局のみと通信できるときに、移動体デバイスのポジションを検出するために使用されるアルゴリズムは、“１つ以上の基地局によるユーザロケーションの推定”と題する同時継続中のＰＣＴ出願番号ＰＣＴ／ＵＳ０４／０２７５０において記述されている。
【００２４】
フローチャート２００を参照すると、ステップ２１０では、移動体デバイスが、通信している基地局から受信するＣＤＭＡ信号のＴＯＡとともに電力を測定する。ステップ２２０では、基地局から移動デバイスに信号が伝わるときに、ＣＤＭＡ信号が受けるかもしれない何らかの過剰遅延を移動体デバイスが計算する。計算された過剰遅延を測定されたＴＯＡから減じて、関係するバイアスされたＴＯＡを発生させる。ステップ２３０では、移動体デバイスは、ＣＤＭＡ信号のバイアスされたＴＯＡを使用して、そのポジションを計算する。ステップ２４０では、移動体デバイスは、その検出されたポジションを要求しているエンティティに検出されたポジションを送信する。エンティティとは、データリンクによって移動体デバイスと通信しているユーザ、または他の何らかのアプリケーションのようなものである。
【００２５】
上の実施形態では、移動体デバイスには、ワイヤレスネットワーク内の基地局のロケーション、そのカバレージ領域等のような、それぞれの基地局に関係するさまざまなパラメータについての情報を有するデータベースが含まれている。したがって、これらの実施形態では、プログラムを形成して、例えば中央処理ユニットによって命令／データとして実行される、１つ以上のソフトウェアモジュールのさまざまなコードを使用して、あるいは、移動体ワイヤレスデバイスのポジションを決定するように特に構成され専用化されたハードウェアモジュールを使用して、移動体デバイスはそのポジションを決定する。代わりに、移動体デバイスのポジションの決定は、ソフトウェアモジュールとハードウェアモジュールとの組合せを使用して実行してもよい。
【ワイヤレスアシストポジション検出】
【００２６】
図６は、移動体デバイスのポジションを検出するために実行されるステップの例示的なフローチャート３００である。そのような実施形態では、ポジション検出は、サーバのようなポジション決定エンティティ（ＰＤＥ）によって実行されて、ＰＤＥは、ＧＰＳ衛星を捕捉して追跡するために支援データを移動体デバイスに提供する。これらの実施形態では、移動体デバイスは、最初、何らかのＧＰＳ衛星の視界を持っていなくてもよい。以下では、移動体デバイスは１つだけの基地局と通信して、したがってその基地局からのみのＣＤＭＡ信号を受信することが仮定される。しかしながら、移動体デバイスが２つ以上の基地局と通信してもよく、移動体デバイスのポジションを検出する際にそのすべての基地局からの信号を使用してもよいことが理解される。
【００２７】
ステップ３１０では、移動体デバイスが、基地局から受信するＣＤＭＡ信号のＴＯＡとともに電力を測定する。ステップ３２０では、移動体デバイスは、受信されたＣＤＭＡ信号の測定されたＴＯＡおよび電力をＰＤＥに送信する。ＰＤＥはデータベースを有し、このデータベースには、ワイヤレスネットワーク内の基地局のロケーション、そのカバレージ領域のような、それぞれの基地局に関係するさまざまなパラメータについての情報が含まれている。したがって、基地局から移動体デバイスにＣＤＭＡ信号が伝わるときに、ＣＤＭＡ信号が受けるかもしれない何らかの過剰遅延をＰＤＥが推定する。過剰遅延を推定するために使用される技術は上述している。ステップ３３０では、推定された過剰遅延を測定されたＴＯＡから減じて、バイアスされたＴＯＡを発生させる。ステップ３４０では、ＰＤＥが、ＣＤＭＡ信号のバイアスされたＴＯＡを使用して、移動体デバイスのポジションを推定する。
【００２８】
ＰＤＥは、ＧＰＳ衛星のそれぞれのポジションおよびタイミングについての情報も有している。したがって、移動体デバイスのより正確なポジションを見出すために、ステップ３５０では、ＰＤＥは、支援データを移動体デバイスに送信する。そのような支援データには、例えば、移動体デバイスがＧＰＳ衛星の視界を持つ時間に関するデータが含まれている。ステップ３６０において、この支援データにより、移動体デバイスは、支援データ中で識別されたＧＰＳ衛星を捕捉して追跡し、ＧＰＳ衛星から受信する信号のＴＯＡを測定する。ステップ３７０では、移動体デバイスは、衛星信号の測定されたＴＯＡをＰＤＥに送信する。ある実施形態では、ステップ３８０において、ＰＤＥはＧＰＳ衛星信号のＴＯＡのみを使用して、移動体デバイスのポジションを再計算してもよい。他の実施形態では、ステップ３８０において、ＰＤＥはＧＰＳ衛星信号のＴＯＡとともに、ステップ３３０で決定された基地局信号のバイアスされたＴＯＡの双方を使用して、移動体デバイスのポジションを再計算してもよい。ステップ３８０において、ＰＤＥは、任意の数の既知のアルゴリズムを使用して、移動体デバイスのポジションを再計算してもよい。
【００２９】
先の実施形態では、プログラムを形成して、例えば中央処理ユニットによって命令／データとして実行される、１つ以上のソフトウェアモジュールのさまざまなコードを使用して、あるいは、移動体ワイヤレスデバイスのポジションを決定するように特に構成され専用化されたハードウェアモジュールを使用して、ＰＤＥは、移動体デバイスのポジションを決定する。代わりに、移動体デバイスのポジションの決定は、ソフトウェアモジュールとハードウェアモジュールとの組合せを使用して実行してもよい。
【独立型ワイヤレスアシストポジション検出】
【００３０】
図７は、移動体デバイスのポジションを検出するために実行されるステップの例示的なフローチャート４００である。そのような実施形態では、ポジション検出は、ＰＤＥからの支援データを使用して移動体デバイスによって実行される。これらの実施形態では、移動体デバイスは、最初、何らかのＧＰＳ衛星の視界を持っていなくてもよい。以下では、移動体デバイスは１つだけの基地局と通信して、したがってその基地局からのみのＣＤＭＡ信号を受信することが仮定される。しかしながら、移動体デバイスが２つ以上の基地局と通信してもよく、移動体デバイスのポジションを検出する際にそのすべての基地局からの信号を使用してもよいことが理解される。
【００３１】
ステップ４１０では、移動体デバイスが、基地局から受信するＣＤＭＡ信号のＴＯＡとともに電力を測定する。ステップ４２０では、移動体デバイスは、受信されたＣＤＭＡ信号の測定されたＴＯＡおよび電力をＰＤＥに送信する。ＰＤＥはデータベースを有し、このデータベースには、ワイヤレスネットワーク内の基地局のロケーション、そのカバレージ領域等のような、それぞれの基地局に関係するさまざまなパラメータについての情報が含まれている。したがって、基地局から移動体デバイスにＣＤＭＡ信号が伝わるときに、ＣＤＭＡ信号が受けるかもしれない何らかの過剰遅延をＰＤＥが推定する。過剰遅延を推定するために使用される技術は上述している。ステップ４３０では、推定された過剰遅延を測定されたＴＯＡから減じて、バイアスされたＴＯＡを発生させる。ステップ４４０では、ＰＤＥが、ＣＤＭＡ信号のバイアスされたＴＯＡを使用して、移動体デバイスのポジションを推定する。
【００３２】
ＰＤＥは、ＧＰＳ衛星のそれぞれのポジションおよびタイミングについての情報も有している。したがって、移動体デバイスのより正確なポジションを見出すために、ステップ４５０では、ＰＤＥは、支援データを移動体デバイスに送信する。そのような支援データには、例えば、移動体デバイスがＧＰＳ衛星の視界を持つ時間に関するデータが含まれている。ステップ４６０において、この支援データにより、移動体デバイスは、支援データ中で識別されたＧＰＳ衛星を捕捉して追跡し、ＧＰＳ衛星から受信する信号のＴＯＡを測定する。ある実施形態では、ステップ４７０おいて、移動体デバイスは、ＧＰＳ衛星信号のＴＯＡのみを使用して、そのポジションを再計算する。他の実施形態では、ステップ４７０において、移動体デバイスは、ＧＰＳ衛星信号のＴＯＡとともに、ステップ４３０で決定された基地局信号のバイアスされたＴＯＡの双方を使用して、そのポジションを再計算してもよい。ステップ４７０において、移動体デバイスは、任意の数の既知のアルゴリズムを使用して、そのポジションを再計算してもよい。
【００３３】
先の実施形態では、プログラムを形成して、例えば中央処理ユニットによって命令／データとして実行される、１つ以上のソフトウェアモジュールのさまざまなコードを使用して、あるいは、移動体ワイヤレスデバイスのポジションを決定するように特に構成され専用化されたハードウェアモジュールを使用して、移動体デバイスは、そのポジションを検出する。代わりに、移動体デバイスのポジションの決定は、ソフトウェアモジュールとハードウェアモジュールとの組合せを使用して実行してもよい。
【００３４】
本開示の先の実施形態は、例示であり制限的なものではない。本開示は、ワイヤレスネットワークにおいて配置されている基地局の数によって制限されない。本開示は、基地局のカバレージ領域のサイズによって、またはそれぞれの基地局対間のオーバーラップ領域のサイズによって制限されない。本開示は、移動体デバイスが通信できる基地局または衛星の数によって制限されない。本開示は、その信号の受信電力の関数として、信号の過剰遅延を推定するために使用される式、等式、またはアルゴリズムによって制限されない。本開示は、移動体デバイスのポジションを検出するために使用されるアルゴリズムによって制限されない。本開示はまた、ワイヤレスネットワーク、基地局、または移動体ワイヤレスデバイスのタイプによっても制限されない。特許請求の範囲に記述されている本開示の範囲を逸脱することなく、他の加算、減算、削除、および修正をしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、ワイヤレスネットワークにおいて配置されている１組の基地局の簡略化された平面図である。
【図２】図２は、多数の衛星および基地局と通信している移動体デバイスの簡略化された平面図である。
【図３】図３は、基地局からの距離の関数とした過剰遅延のグラフである。
【図４】図４は、ワイヤレス移動体デバイスのポジションを検出するために実行されるステップのフローチャートである。
【図５】図５は、ワイヤレス移動体デバイスのポジションを検出するために実行されるステップのフローチャートである。
【図６】図６は、ワイヤレス移動体デバイスのポジションを検出するために実行されるステップのフローチャートである。
【図７】図７は、ワイヤレス移動体デバイスのポジションを検出するために実行されるステップのフローチャートである。
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、“総受信電力を用いた過剰遅延の推定”と題された２００３年１２月８日に出願された米国仮出願第６０／５２７，９９０号の利益を主張している。
【分野】
【０００２】
本開示は、ワイヤレス通信システムのネットワークに関し、さらに詳細に述べると、そのようなネットワークにおいて移動体ワイヤレスデバイスのポジションを位置付けすることに関する。
【背景】
【０００３】
セルラ電話機のような移動体ワイヤレスデバイスのポジションを位置付けする需要は、増加傾向にある。例えば、連邦通信委員会（ＦＣＣ）による命令は、９１１通話が受信されたときに、発信者のセルラ電話機で９１１をダイヤルする発信者のロケーションを４００フィートの精度で識別することを要求する。移動体ワイヤレスデバイスのポジションを決定する幅広く知られている方法は、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）から獲得される情報を使用する。
【０００４】
ＧＰＳは、搬送波帯域に変調された擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）コードをブロードキャストする衛星のネットワークによって形成されている衛星ベースのナビゲーションシステムである。ＧＰＳ衛星は信号を送信し、その信号から、移動体ＧＰＳ受信機がそれらのロケーションを推定できる。それぞれのＧＰＳ衛星は、２つの搬送波信号を使用して信号を送信する。最初の搬送波信号は、２つのＰＲＮコード、すなわち、粗捕捉（Ｃ／Ａ）コードおよび精密（Ｐ）コードを使用して変調される。それぞれのＧＰＳ衛星は異なるＰＲＮコードを使用して、ＧＰＳの他の衛星とそれとを区別する。
【０００５】
ＧＰＳ受信機のロケーションを決定するために、少なくとも４つの衛星信号の捕捉および追跡を必要とする。ＧＰＳ信号捕捉は、さまざまな位相オフセットおよびドップラーシフトされた周波数における、受信されたＧＰＳ信号と、関係する衛星のＣ／Ａコードとの間の相関を計算することを含んでいることが多い。信号捕捉に続いて、信号追跡プロセスは、位相オフセットおよびドップラーシフトされた周波数において、識別された衛星からの信号をデコードする。信号追跡フェーズの間、ナビゲーションデータは、識別された衛星から受信される。ＧＰＳ衛星信号によって送信されたナビゲーションデータに組み込まれているものは、衛星ポジショニングとともに、一般的に暦表データと呼ばれているクロックタイミング（すなわち、タイムスタンプ）に関係するデータであり、このデータから、ＧＰＳ受信機のポジションが検出される。ＧＰＳ受信機のロケーションを検出するために、ＧＰＳ信号を捕捉し追跡して暦表データを読み取る多くの技術が開発されてきた。
【０００６】
しかし、ＧＰＳベースポジション検出システムには、多くの不都合がある。そのような不都合の１つは、そのポジションを正確に検出するために、ＧＰＳ受信機は、少なくとも４つのＧＰＳ衛星のクリアで遮るものがない視界を持っていなければならない。それゆえ、例えば、森の多い領域、または高い構造物を含んでいる都市領域にＧＰＳ受信機のユーザがいる場合、ユーザは、そのポジションを検出できるのに必要な数の衛星の視界が遮られるかもしれない。そのポジションを検出できないかもしれない。ユーザが室内にいる場合に、問題はさらに複雑化する。
【０００７】
４つより少ない衛星がクリアに見えるときに、ワイヤレス受信機のポジションを検出するために、地上基地局によって送信されるＣＤＭＡ信号を使用するアルゴリズムが開発されている。ワイヤレスデバイスと基地局との間の通信は、信号が基地局からワイヤレスデバイスに送信されるフォワードリンクと、ワイヤレスデバイスから送信された信号が基地局によって受信されるリバースリンクとによって確立されることが多い。
【０００８】
地上基地局を使用して移動体ワイヤレスデバイスのポジションを検出するために開発された１つの既知のアルゴリズムは、進歩したフォワードリンク三辺測量（ＡＦＬＴ）と呼ばれる。ＡＦＬＴを使用して移動体ワイヤレスデバイスのポジションを検出するために、ワイヤレスネットワークに配置されている基地局のロケーション、基地局からの信号の送信時間とともに、移動体ワイヤレスデバイスにおける信号の到着時間を必要とする。
【０００９】
移動体ワイヤレスデバイスは、通信している基地局の見通し線上にないことが多い。したがって、送信されたＣＤＭＡ信号は多くの物体によって逸らされ、したがって移動体ワイヤレスデバイスによって信号が受信される前に、さらなる遅延を受けることが多い。しかし、従来のＡＦＬＴアルゴリズムは、基地局と通信している移動体ワイヤレスデバイスが基地局の見通し線上にあり、したがって、受け入れがたい程度の不正確さを含むことがあるポジションを検出することを仮定している。
【００１０】
したがって、基地局によって送信されたＣＤＭＡ信号を使用して移動体ワイヤレスデバイスのポジションを検出して、これらの信号の逸れによって生じうる何らかのさらなる遅延に対処する技術が必要である。
【概要】
【００１１】
本開示の１つの実施形態にしたがうと、基地局のカバレージ領域内にある移動体ワイヤレスデバイス（以後、代わりに、移動体デバイスと呼ぶ）のポジションを決定するために、移動体デバイスによって受信された基地局からの信号の到着時間（ＴＯＡ）を、信号の受信電力に比例して減少させる。その後、減少されたＴＯＡをＧＰＳ信号と共に使用して、移動体デバイスのポジションを検出することができる。
【００１２】
ある実施形態では、ＴＯＡは、フィールドで収集されたデータに基づいて決定される過剰遅延と呼ばれる量だけ減少される。多くの技術またはアルゴリズムを使用して、収集されたデータを用いて受信電力の関数として過剰遅延を決定することができる。ある実施形態では、過剰遅延は、式、Ｅ＝Ａｅｘｐ（−ＢＰｄＢｍ）によって規定される。ここで、Ｅは過剰遅延を表し、ＰｄＢｍは受信電力の測定値をｄＢで表し、Ａ、Ｂは定数パラメータである。
【００１３】
ある実施形態において、移動体デバイスは、その見えている衛星から受信するＧＰＳ信号のＴＯＡを測定し、基地局から受信するＣＤＭＡ信号のＴＯＡおよび電力を測定する。移動体デバイスは、減少されたＴＯＡ（代わりに、以下ではバイアスされたＴＯＡと呼ぶ）を計算するために、ＣＤＭＡ信号に関係する何らかの過剰遅延を決定する。その後、移動体デバイスは、ＧＰＳ信号のＴＯＡおよびＣＤＭＡ信号のバイアスされたＴＯＡを使用し、多くの既知のポジション決定アルゴリズムのうちのいずれか１つを用いてそのポジションを検出する。
【００１４】
ある実施形態において、ポジション決定エンティティ（ＰＤＥ）が、移動体デバイスのポジションを検出する。これらの実施形態では、移動体デバイスは、１つ以上の基地局から受信するＣＤＭＡ信号のＴＯＡとともに電力を測定する。その後、移動体デバイスは、ＴＯＡおよび電力測定値をＰＤＥに送信する。ＰＤＥは、バイアスされたＴＯＡを計算して、移動体デバイスのポジションを推定する。その後、移動体デバイスがＧＰＳ信号を捉えて受信できるようにするために、ＰＤＥは支援データを移動体デバイスに送信する。この支援データを使用し、移動体デバイスは、支援データ中で識別されたＧＰＳ衛星を捕捉して追跡し、これらの衛星から受信する信号のＴＯＡを測定する。次に、移動体デバイスは衛星信号の測定されたＴＯＡをＰＤＥに送信する。ある実施形態において、ＰＤＥは、多くの既知のアルゴリズムのうちのいずれか１つを使用し、ＧＰＳ衛星信号のＴＯＡを用いて、移動体デバイスのポジションを検出する。他の実施形態において、ＰＤＥは、ＧＰＳ衛星信号のＴＯＡとともに基地局信号のバイアスされたＴＯＡの双方を使用して、移動体デバイスのポジションを検出することができる。
【００１５】
ある実施形態において、移動体デバイスは、ＰＤＥから受信する支援データを使用してそのポジションを検出する。これらの実施形態では、移動体デバイスは、１つ以上の基地局から受信するＣＤＭＡ信号のＴＯＡとともに電力を測定する。その後、移動体デバイスは、ＴＯＡおよび電力測定値をＰＤＥに送信する。ＰＤＥは、バイアスされたＴＯＡを計算して、移動体デバイスのポジションを推定する。その後、移動体デバイスがＧＰＳ信号を捉えて受信できるようにするために、ＰＤＥは支援データを移動体デバイスに送信する。この支援データを使用し、移動体デバイスは、支援データ中で識別されたＧＰＳ衛星を捕促して追跡し、これらの衛星から受信する信号のＴＯＡを測定する。その後、ある実施形態では、多くの既知のアルゴリズムのうちのいずれか１つを使用し、移動体デバイスはＧＰＳ衛星信号のＴＯＡを用いて、そのポジションを検出する。さらに他の実施形態では、移動体デバイスはＧＰＳ衛星信号のＴＯＡとともに基地局信号のバイアスされたＴＯＡの双方を使用してそのポジションを検出する。
【詳細な説明】
【００１６】
本開示の１つの実施形態にしたがうと、基地局のカバレージ領域内にある移動体ワイヤレスデバイス（以後、代わりに、移動体デバイスと呼ぶ）のポジションを決定するために、移動体デバイスによって受信された基地局からの信号の到着時間（ＴＯＡ）を、信号の受信電力に比例して減少させる。その後、減少されたＴＯＡをＧＰＳ信号とともに使用して、移動体デバイスのポジションを検出することができる。
【００１７】
図１は、例示的なワイヤレスネットワーク１０のセクションの簡略化された平面図である。ワイヤレスネットワーク１０には、（示されていない）移動体ワイヤレスデバイスと通信するように構成されている基地局２０および３０が一部に含まれている。基地局２０および３０は、それぞれのセル、またはカバレージ領域２５および３０を有している。カバレージ領域２５は、基地局２０を中心にした円の領域によって規定されている。同様に、カバレージ領域３５は、基地局３０を中心にした円の領域によって規定されている。基地局が、送信時にそのロケーションが知られている何らかの送信機／受信機に関係することが理解される。例えば、基地局には、ワイヤレスネットワークの、あるいは他のワイヤレス送信機またはインフラストラクチャのセルタワーが含まれていてもよい。
【００１８】
図２には、移動体デバイス４０が示されている。この例示的実施形態において、移動体デバイス４０は、クリアで遮るものがなく見える３つのＧＰＳ衛星５０、６０、および７０を有しているように示されており、移動体デバイス４０はまた、基地局２０のカバレージ領域２５範囲内に位置している。基地局２０はまた、ポジション決定エンティティ８０と通信するように適合されているように示されている。移動体デバイス４０が基地局２０から受信できるＣＤＭＡ信号と移動体デバイス４０がＧＰＳ衛星５０、６０、および７０から受信できるＧＰＳ信号とを使用して、移動体デバイス４０のポジションが検出される。本開示が適用されるのは移動体デバイス４０が１つより多い基地局および／または３つより少ない衛星と通信できるときであることが理解される。
【００１９】
当業者に知られているように、移動体デバイス４０と基地局２０との間の距離が増加すると、基地局２０によって送信される信号が移動体デバイス４０に到達するために、より長く時間がかかる。さらに、移動体デバイス４０が基地局２０の見通し線上にないことが多いので、基地局２０によって送信された信号は、移動体デバイス４０に到達する前に、（図面では示されていない）１つ以上の物体によって逸れることが多い。移動デバイス４０と基地局２０との間の距離が離れるほど、信号の逸れの可能性は高くなる。逸れによって、これらの信号が、移動体デバイス４０によって受信される前にさらなる遅延を受ける。それゆえ、移動デバイス４０と基地局２０との間の距離が増加すると、距離が増加することや信号の逸れの可能性も増加することのために、移動体デバイス４０における信号の到着時間（ＴＯＡ）は増加する。さらに、移動デバイス４０と基地局２０との間の距離が増加すると、距離が増加することや信号の逸れの可能性が増加することのために、移動デバイス４０によって受信される信号電力の測定値は低下する。
【００２０】
本開示にしたがって、これらの逸れによって生じる超過遅延（extra delay）（代わりに、以下より過剰遅延（excess delay）と呼ぶ）に対処するために、移動体デバイス４０における信号のＴＯＡは、受信された信号の電力によって規定された量だけ減少される。例えば、受信された信号の電力が比較的高い場合、移動体デバイス４０は、見通し線上にあるか、または、基地局２０から比較的近い距離内にあるかのいずれかであると考えられる。したがって、少しのまたはわずかな逸れが生じたことが決定されると、結果的に、ＴＯＡは、不変のままか、または少しの量だけ減少される。例えば、受信された信号の電力が比較的低い場合、移動体デバイス４０は、見通し線上にないか、または、基地局２０から比較的近い距離内にないかのいずれかであると考えられる。したがって、ＴＯＡは、比較的により多い量だけ減少される。
【００２１】
ある実施形態では、ＴＯＡが減少される量は、フィールドで収集したデータに基づいて決定される。図３は、フィールドで収集したデータを使用している、基地局からの距離（例えば、範囲）の関数とした過剰遅延のグラフである。図３から分かるように、範囲が増加すると、過剰遅延も増加する。多くの技術またはアルゴリズムを使用して、受信された信号の関数として過剰遅延を決定できる。ある実施形態では、電力が低下すると、過剰遅延は、式、Ｅ＝Ａｅｘｐ（−ＢＰｄＢｍ）にしたがって指数関数的に増加するように決定される。ここで、Ｅは過剰遅延をメーターで表し、ＰｄＢｍは受信電力の測定値をｄＢで表し、Ａ、Ｂは定数である。ある実施形態において、ＡおよびＢは、それぞれ０．２０８１および０．０６２８にセットされる。したがって、これらの実施形態では、−２５ｄＢｍの受信電力に対して１メートルの過剰遅延が推定され、−１３５ｄＢｍの受信電力に対して１,０００メートルの過剰遅延が推定される。上述したような過剰遅延を使用すると、以下の例示的技術のうちのいずれか１つを用いて移動体デバイスのポジションを検出することができる。
【独立型ポジション検出】
【００２２】
図４は、そのポジションを検出する際に移動体デバイスにより実行されるステップの例示的なフローチャート１００である。したがって、そのような実施形態において、ポジション検出は、移動体デバイスによって実行される。ステップ１１０では、移動体デバイスが、その見えている衛星から受信するＧＰＳ信号のＴＯＡを測定し、基地局から受信するＣＤＭＡ信号のＴＯＡおよび電力を測定する。ステップ１２０では、基地局から移動デバイスに信号が飛ぶ間、ＣＤＭＡ信号が受けることがある何らかの過剰遅延を移動体デバイスが推定する。過剰遅延を推定するために使用される技術は、上述されている。その後、ステップ１２０において推定された過剰遅延をＣＤＭＡ信号の測定されたＴＯＡから減じて、バイアスされたＴＯＡを発生させる。ステップ１３０では、移動体デバイスは、ＧＰＳ信号の測定されたＴＯＡとＣＤＭＡ信号のバイアスされたＴＯＡとを使用し、多くの既知のポジション決定アルゴリズムのうちのいずれか１つを用いてそのポジションを計算する。ステップ１４０では、移動体デバイスは、その検出されたポジションを要求しているエンティティに検出されたポジションを送信する。エンティティとは、データリンクによって移動体デバイスと通信しているユーザ、または他の何らかのアプリケーションのようなものである。
【００２３】
図５は、他の実施形態にしたがって、そのポジションを検出する際に移動体デバイスにより実行されるステップのフローチャート２００である。移動体デバイスは、何らかのＧＰＳ衛星の視界を持たず、１つ以上の基地局と通信できることが仮定される。移動体デバイスが１つまたは２つの基地局のみと通信できるときに、移動体デバイスのポジションを検出するために使用されるアルゴリズムは、“１つ以上の基地局によるユーザロケーションの推定”と題する同時継続中のＰＣＴ出願番号ＰＣＴ／ＵＳ０４／０２７５０において記述されている。
【００２４】
フローチャート２００を参照すると、ステップ２１０では、移動体デバイスが、通信している基地局から受信するＣＤＭＡ信号のＴＯＡとともに電力を測定する。ステップ２２０では、基地局から移動デバイスに信号が伝わるときに、ＣＤＭＡ信号が受けるかもしれない何らかの過剰遅延を移動体デバイスが計算する。計算された過剰遅延を測定されたＴＯＡから減じて、関係するバイアスされたＴＯＡを発生させる。ステップ２３０では、移動体デバイスは、ＣＤＭＡ信号のバイアスされたＴＯＡを使用して、そのポジションを計算する。ステップ２４０では、移動体デバイスは、その検出されたポジションを要求しているエンティティに検出されたポジションを送信する。エンティティとは、データリンクによって移動体デバイスと通信しているユーザ、または他の何らかのアプリケーションのようなものである。
【００２５】
上の実施形態では、移動体デバイスには、ワイヤレスネットワーク内の基地局のロケーション、そのカバレージ領域等のような、それぞれの基地局に関係するさまざまなパラメータについての情報を有するデータベースが含まれている。したがって、これらの実施形態では、プログラムを形成して、例えば中央処理ユニットによって命令／データとして実行される、１つ以上のソフトウェアモジュールのさまざまなコードを使用して、あるいは、移動体ワイヤレスデバイスのポジションを決定するように特に構成され専用化されたハードウェアモジュールを使用して、移動体デバイスはそのポジションを決定する。代わりに、移動体デバイスのポジションの決定は、ソフトウェアモジュールとハードウェアモジュールとの組合せを使用して実行してもよい。
【ワイヤレスアシストポジション検出】
【００２６】
図６は、移動体デバイスのポジションを検出するために実行されるステップの例示的なフローチャート３００である。そのような実施形態では、ポジション検出は、サーバのようなポジション決定エンティティ（ＰＤＥ）によって実行されて、ＰＤＥは、ＧＰＳ衛星を捕捉して追跡するために支援データを移動体デバイスに提供する。これらの実施形態では、移動体デバイスは、最初、何らかのＧＰＳ衛星の視界を持っていなくてもよい。以下では、移動体デバイスは１つだけの基地局と通信して、したがってその基地局からのみのＣＤＭＡ信号を受信することが仮定される。しかしながら、移動体デバイスが２つ以上の基地局と通信してもよく、移動体デバイスのポジションを検出する際にそのすべての基地局からの信号を使用してもよいことが理解される。
【００２７】
ステップ３１０では、移動体デバイスが、基地局から受信するＣＤＭＡ信号のＴＯＡとともに電力を測定する。ステップ３２０では、移動体デバイスは、受信されたＣＤＭＡ信号の測定されたＴＯＡおよび電力をＰＤＥに送信する。ＰＤＥはデータベースを有し、このデータベースには、ワイヤレスネットワーク内の基地局のロケーション、そのカバレージ領域のような、それぞれの基地局に関係するさまざまなパラメータについての情報が含まれている。したがって、基地局から移動体デバイスにＣＤＭＡ信号が伝わるときに、ＣＤＭＡ信号が受けるかもしれない何らかの過剰遅延をＰＤＥが推定する。過剰遅延を推定するために使用される技術は上述している。ステップ３３０では、推定された過剰遅延を測定されたＴＯＡから減じて、バイアスされたＴＯＡを発生させる。ステップ３４０では、ＰＤＥが、ＣＤＭＡ信号のバイアスされたＴＯＡを使用して、移動体デバイスのポジションを推定する。
【００２８】
ＰＤＥは、ＧＰＳ衛星のそれぞれのポジションおよびタイミングについての情報も有している。したがって、移動体デバイスのより正確なポジションを見出すために、ステップ３５０では、ＰＤＥは、支援データを移動体デバイスに送信する。そのような支援データには、例えば、移動体デバイスがＧＰＳ衛星の視界を持つ時間に関するデータが含まれている。ステップ３６０において、この支援データにより、移動体デバイスは、支援データ中で識別されたＧＰＳ衛星を捕捉して追跡し、ＧＰＳ衛星から受信する信号のＴＯＡを測定する。ステップ３７０では、移動体デバイスは、衛星信号の測定されたＴＯＡをＰＤＥに送信する。ある実施形態では、ステップ３８０において、ＰＤＥはＧＰＳ衛星信号のＴＯＡのみを使用して、移動体デバイスのポジションを再計算してもよい。他の実施形態では、ステップ３８０において、ＰＤＥはＧＰＳ衛星信号のＴＯＡとともに、ステップ３３０で決定された基地局信号のバイアスされたＴＯＡの双方を使用して、移動体デバイスのポジションを再計算してもよい。ステップ３８０において、ＰＤＥは、任意の数の既知のアルゴリズムを使用して、移動体デバイスのポジションを再計算してもよい。
【００２９】
先の実施形態では、プログラムを形成して、例えば中央処理ユニットによって命令／データとして実行される、１つ以上のソフトウェアモジュールのさまざまなコードを使用して、あるいは、移動体ワイヤレスデバイスのポジションを決定するように特に構成され専用化されたハードウェアモジュールを使用して、ＰＤＥは、移動体デバイスのポジションを決定する。代わりに、移動体デバイスのポジションの決定は、ソフトウェアモジュールとハードウェアモジュールとの組合せを使用して実行してもよい。
【独立型ワイヤレスアシストポジション検出】
【００３０】
図７は、移動体デバイスのポジションを検出するために実行されるステップの例示的なフローチャート４００である。そのような実施形態では、ポジション検出は、ＰＤＥからの支援データを使用して移動体デバイスによって実行される。これらの実施形態では、移動体デバイスは、最初、何らかのＧＰＳ衛星の視界を持っていなくてもよい。以下では、移動体デバイスは１つだけの基地局と通信して、したがってその基地局からのみのＣＤＭＡ信号を受信することが仮定される。しかしながら、移動体デバイスが２つ以上の基地局と通信してもよく、移動体デバイスのポジションを検出する際にそのすべての基地局からの信号を使用してもよいことが理解される。
【００３１】
ステップ４１０では、移動体デバイスが、基地局から受信するＣＤＭＡ信号のＴＯＡとともに電力を測定する。ステップ４２０では、移動体デバイスは、受信されたＣＤＭＡ信号の測定されたＴＯＡおよび電力をＰＤＥに送信する。ＰＤＥはデータベースを有し、このデータベースには、ワイヤレスネットワーク内の基地局のロケーション、そのカバレージ領域等のような、それぞれの基地局に関係するさまざまなパラメータについての情報が含まれている。したがって、基地局から移動体デバイスにＣＤＭＡ信号が伝わるときに、ＣＤＭＡ信号が受けるかもしれない何らかの過剰遅延をＰＤＥが推定する。過剰遅延を推定するために使用される技術は上述している。ステップ４３０では、推定された過剰遅延を測定されたＴＯＡから減じて、バイアスされたＴＯＡを発生させる。ステップ４４０では、ＰＤＥが、ＣＤＭＡ信号のバイアスされたＴＯＡを使用して、移動体デバイスのポジションを推定する。
【００３２】
ＰＤＥは、ＧＰＳ衛星のそれぞれのポジションおよびタイミングについての情報も有している。したがって、移動体デバイスのより正確なポジションを見出すために、ステップ４５０では、ＰＤＥは、支援データを移動体デバイスに送信する。そのような支援データには、例えば、移動体デバイスがＧＰＳ衛星の視界を持つ時間に関するデータが含まれている。ステップ４６０において、この支援データにより、移動体デバイスは、支援データ中で識別されたＧＰＳ衛星を捕捉して追跡し、ＧＰＳ衛星から受信する信号のＴＯＡを測定する。ある実施形態では、ステップ４７０おいて、移動体デバイスは、ＧＰＳ衛星信号のＴＯＡのみを使用して、そのポジションを再計算する。他の実施形態では、ステップ４７０において、移動体デバイスは、ＧＰＳ衛星信号のＴＯＡとともに、ステップ４３０で決定された基地局信号のバイアスされたＴＯＡの双方を使用して、そのポジションを再計算してもよい。ステップ４７０において、移動体デバイスは、任意の数の既知のアルゴリズムを使用して、そのポジションを再計算してもよい。
【００３３】
先の実施形態では、プログラムを形成して、例えば中央処理ユニットによって命令／データとして実行される、１つ以上のソフトウェアモジュールのさまざまなコードを使用して、あるいは、移動体ワイヤレスデバイスのポジションを決定するように特に構成され専用化されたハードウェアモジュールを使用して、移動体デバイスは、そのポジションを検出する。代わりに、移動体デバイスのポジションの決定は、ソフトウェアモジュールとハードウェアモジュールとの組合せを使用して実行してもよい。
【００３４】
本開示の先の実施形態は、例示であり制限的なものではない。本開示は、ワイヤレスネットワークにおいて配置されている基地局の数によって制限されない。本開示は、基地局のカバレージ領域のサイズによって、またはそれぞれの基地局対間のオーバーラップ領域のサイズによって制限されない。本開示は、移動体デバイスが通信できる基地局または衛星の数によって制限されない。本開示は、その信号の受信電力の関数として、信号の過剰遅延を推定するために使用される式、等式、またはアルゴリズムによって制限されない。本開示は、移動体デバイスのポジションを検出するために使用されるアルゴリズムによって制限されない。本開示はまた、ワイヤレスネットワーク、基地局、または移動体ワイヤレスデバイスのタイプによっても制限されない。特許請求の範囲に記述されている本開示の範囲を逸脱することなく、他の加算、減算、削除、および修正をしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、ワイヤレスネットワークにおいて配置されている１組の基地局の簡略化された平面図である。
【図２】図２は、多数の衛星および基地局と通信している移動体デバイスの簡略化された平面図である。
【図３】図３は、基地局からの距離の関数とした過剰遅延のグラフである。
【図４】図４は、ワイヤレス移動体デバイスのポジションを検出するために実行されるステップのフローチャートである。
【図５】図５は、ワイヤレス移動体デバイスのポジションを検出するために実行されるステップのフローチャートである。
【図６】図６は、ワイヤレス移動体デバイスのポジションを検出するために実行されるステップのフローチャートである。
【図７】図７は、ワイヤレス移動体デバイスのポジションを検出するために実行されるステップのフローチャートである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信ネットワークにおける移動体デバイスのロケーションを検出する方法において、
ワイヤレス通信ネットワークにおいて基地局から信号を受信することと、
受信された信号の到着時間および電力を測定することと、
測定された電力にしたがって、時間遅延を規定することと、
規定された時間遅延によって到着時間を減少させることと、
減少された到着時間にしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出することとを含む方法。
【請求項２】
Ｅは時間遅延を表し、ＰｄＢｍは受信電力をｄＢで表し、Ａ、Ｂは定数であるＥ＝Ａｅｘｐ（−ＢＰｄＢｍ）によって、時間遅延を記述することができる請求項１記載の方法。
【請求項３】
時間遅延は、フィールドで収集されたデータを使用して規定される請求項１記載の方法。
【請求項４】
基地局を経由して、検出されたポジションを他のエンティティに送信することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つのＧＰＳ衛星のロケーションおよびポジションに関するデータを受信することと、
少なくとも１つのＧＰＳ衛星から信号を受信することと、
減少された到着時間および少なくとも１つのＧＰＳ衛星から受信された信号の到着時間にしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出することとをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項６】
複数のＧＰＳ衛星のロケーションおよびポジションに関するデータを受信することと、
複数のＧＰＳ衛星のそれぞれから信号を受信することと、
複数のＧＰＳ衛星から受信された信号のそれぞれの到着時間にしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出することとをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項７】
ワイヤレス通信ネットワークにおいて配置されている基地局からの信号を受信するように構成されている移動体デバイスにおいて、
受信された信号の到着時間および電力を測定するモジュールと、
測定された電力にしたがって、時間遅延を規定するモジュールと、
規定された時間遅延によって信号の到着時間を減少させるモジュールと、
減少された到着時間にしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出するモジュールとを具備している移動体デバイス。
【請求項８】
Ｅは時間遅延を表し、ＰｄＢｍは受信電力をｄＢで表し、Ａ、Ｂは定数であるＥ＝Ａｅｘｐ（−ＢＰｄＢｍ）によって、時間遅延を記述することができる請求項７記載の移動体デバイス。
【請求項９】
時間遅延は、フィールドで収集されたデータを使用して規定される請求項７記載の移動体デバイス。
【請求項１０】
基地局を経由して、検出されたポジションを他のエンティティに送信するように適合されているモジュールをさらに具備している請求項７記載の移動体デバイス。
【請求項１１】
ワイヤレス通信ネットワークにおいて、
複数の基地局と、
複数の基地局のうちの少なくとも１つから信号を受信するように構成されている移動体デバイスとを具備し、
移動体デバイスは、
受信された信号の到着時間および電力を測定するモジュールと、
測定された電力にしたがって時間遅延を規定するモジュールと、
規定された時間遅延によって到着時間を減少させるモジュールと、
減少された到着時間にしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出するモジュールとを備えているワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項１２】
Ｅは時間遅延を表し、ＰｄＢｍは受信電力をｄＢで表し、Ａ、Ｂは定数であるＥ＝Ａｅｘｐ（−ＢＰｄＢｍ）によって、時間遅延を記述することができる請求項１１記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項１３】
時間遅延は、フィールドで収集されたデータを使用して規定される請求項１１記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項１４】
移動体デバイスは、基地局を経由して、検出されたポジションを他のエンティティに送信するように適合されているモジュールをさらに具備する請求項１１記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項１５】
複数の基地局のうちの少なくとも１つを経由して、移動体デバイスと通信するポジション決定エンティティをさらに具備し、
ポジション決定エンティティは、
少なくとも１つのＧＰＳ衛星のロケーションおよびポジションに関するデータを移動体デバイスに送信するモジュールと、
減少された到着時間と少なくとも１つのＧＰＳ衛星によって送信されて移動体デバイスによって受信された信号の到着時間とにしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出するモジュールとを備えている請求項１１記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項１６】
複数の基地局のうちの少なくとも１つを経由して、移動体デバイスと通信するポジション決定エンティティをさらに具備し、
ポジション決定エンティティは、
複数のＧＰＳ衛星のロケーションおよびポジションに関するデータを送信するモジュールと、
複数のＧＰＳ衛星によって送信されて移動体デバイスによって受信された信号の到着時間にしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出するモジュールとを備えている請求項１１記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項１７】
前記移動体デバイスは、
ポジション決定エンティティから少なくとも１つのＧＰＳ衛星のロケーションおよびポジションに関するデータを受信するモジュールと、
減少された到着時間と少なくとも１つのＧＰＳ衛星から受信された信号の到着時間とにしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出するモジュールとをさらに備えている請求項１１記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項１８】
前記移動体デバイスは、
複数のＧＰＳ衛星のロケーションおよびポジションに関するデータを受信するモジュールと、
複数のＧＰＳ衛星から受信された信号の到着時間にしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出するモジュールとをさらに備えている請求項１１記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項１９】
ワイヤレス通信ネットワークにおいて基地局から信号を受信する移動体デバイスにおいて、
受信された信号の到着時間および電力を測定する手段と、
測定された電力にしたがって、時間遅延を規定する手段と、
規定された時間遅延によって到着時間を減少させる手段と、
減少された到着時間にしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出する手段とを具備している移動体デバイス。
【請求項２０】
Ｅは時間遅延を表し、ＰｄＢｍは受信電力をｄＢで表し、Ａ、Ｂは定数であるＥ＝Ａｅｘｐ（−ＢＰｄＢｍ）によって、時間遅延を記述することができる請求項１９記載の移動体デバイス。
【請求項２１】
時間遅延は、フィールドで収集されたデータを使用して規定される請求項１９記載の移動体デバイス。
【請求項２２】
基地局を経由して、検出されたポジションを他のエンティティに送信する手段をさらに具備している請求項１９記載の移動体デバイス。
【請求項２３】
ワイヤレス通信ネットワークにおいて、
複数の基地局と、
複数の基地局のうちの少なくとも１つから信号を受信するように構成されている移動体デバイスとを具備し、
移動体デバイスは、
受信された信号の到着時間および電力を測定する手段と、
測定された電力にしたがって時間遅延を規定する手段と、
規定された時間遅延によって到着時間を減少させる手段と、
減少された到着時間にしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出する手段とを備えているワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項２４】
Ｅは時間遅延を表し、ＰｄＢｍは受信電力をｄＢで表し、Ａ、Ｂは定数であるＥ＝Ａｅｘｐ（−ＢＰｄＢｍ）によって、時間遅延を記述することができる請求項２３記載ワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項２５】
時間遅延は、フィールドで収集されたデータを使用して規定される請求項２３記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項２６】
移動体デバイスは、基地局を経由して、検出されたポジションを他のエンティティに送信する手段をさらに具備している請求項２３記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項２７】
複数の基地局のうちの少なくとも１つを経由して、移動体デバイスと通信するポジション決定エンティティをさらに具備し、
ポジション決定エンティティは、
少なくとも１つのＧＰＳ衛星のロケーションおよびポジションに関するデータを移動体デバイスに送信する手段と、
減少された到着時間と少なくとも１つのＧＰＳ衛星によって送信されて移動体デバイスによって受信された信号の到着時間とにしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出する手段とを備えている請求項２３記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項２８】
複数の基地局のうちの少なくとも１つを経由して、移動体デバイスと通信するポジション決定エンティティをさらに具備し、
ポジション決定エンティティは、
複数のＧＰＳ衛星のロケーションおよびポジションに関するデータを送信する手段と、
複数のＧＰＳ衛星によって送信されて移動体デバイスによって受信された信号の到着時間にしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出する手段とを備えている請求項２３記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項２９】
前記移動体デバイスは、
ポジション決定エンティティから少なくとも１つのＧＰＳ衛星のロケーションおよびポジションに関するデータを受信する手段と、
減少された到着時間と少なくとも１つのＧＰＳ衛星から受信された信号の到着時間とにしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出する手段とをさらに備えている請求項２３記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項３０】
前記移動体デバイスは、
複数のＧＰＳ衛星のロケーションおよびポジションに関するデータを受信する手段と、
複数のＧＰＳ衛星から受信された信号の到着時間にしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出する手段とをさらに備えている請求項２３記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項１】
ワイヤレス通信ネットワークにおける移動体デバイスのロケーションを検出する方法において、
ワイヤレス通信ネットワークにおいて基地局から信号を受信することと、
受信された信号の到着時間および電力を測定することと、
測定された電力にしたがって、時間遅延を規定することと、
規定された時間遅延によって到着時間を減少させることと、
減少された到着時間にしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出することとを含む方法。
【請求項２】
Ｅは時間遅延を表し、ＰｄＢｍは受信電力をｄＢで表し、Ａ、Ｂは定数であるＥ＝Ａｅｘｐ（−ＢＰｄＢｍ）によって、時間遅延を記述することができる請求項１記載の方法。
【請求項３】
時間遅延は、フィールドで収集されたデータを使用して規定される請求項１記載の方法。
【請求項４】
基地局を経由して、検出されたポジションを他のエンティティに送信することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つのＧＰＳ衛星のロケーションおよびポジションに関するデータを受信することと、
少なくとも１つのＧＰＳ衛星から信号を受信することと、
減少された到着時間および少なくとも１つのＧＰＳ衛星から受信された信号の到着時間にしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出することとをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項６】
複数のＧＰＳ衛星のロケーションおよびポジションに関するデータを受信することと、
複数のＧＰＳ衛星のそれぞれから信号を受信することと、
複数のＧＰＳ衛星から受信された信号のそれぞれの到着時間にしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出することとをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項７】
ワイヤレス通信ネットワークにおいて配置されている基地局からの信号を受信するように構成されている移動体デバイスにおいて、
受信された信号の到着時間および電力を測定するモジュールと、
測定された電力にしたがって、時間遅延を規定するモジュールと、
規定された時間遅延によって信号の到着時間を減少させるモジュールと、
減少された到着時間にしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出するモジュールとを具備している移動体デバイス。
【請求項８】
Ｅは時間遅延を表し、ＰｄＢｍは受信電力をｄＢで表し、Ａ、Ｂは定数であるＥ＝Ａｅｘｐ（−ＢＰｄＢｍ）によって、時間遅延を記述することができる請求項７記載の移動体デバイス。
【請求項９】
時間遅延は、フィールドで収集されたデータを使用して規定される請求項７記載の移動体デバイス。
【請求項１０】
基地局を経由して、検出されたポジションを他のエンティティに送信するように適合されているモジュールをさらに具備している請求項７記載の移動体デバイス。
【請求項１１】
ワイヤレス通信ネットワークにおいて、
複数の基地局と、
複数の基地局のうちの少なくとも１つから信号を受信するように構成されている移動体デバイスとを具備し、
移動体デバイスは、
受信された信号の到着時間および電力を測定するモジュールと、
測定された電力にしたがって時間遅延を規定するモジュールと、
規定された時間遅延によって到着時間を減少させるモジュールと、
減少された到着時間にしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出するモジュールとを備えているワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項１２】
Ｅは時間遅延を表し、ＰｄＢｍは受信電力をｄＢで表し、Ａ、Ｂは定数であるＥ＝Ａｅｘｐ（−ＢＰｄＢｍ）によって、時間遅延を記述することができる請求項１１記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項１３】
時間遅延は、フィールドで収集されたデータを使用して規定される請求項１１記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項１４】
移動体デバイスは、基地局を経由して、検出されたポジションを他のエンティティに送信するように適合されているモジュールをさらに具備する請求項１１記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項１５】
複数の基地局のうちの少なくとも１つを経由して、移動体デバイスと通信するポジション決定エンティティをさらに具備し、
ポジション決定エンティティは、
少なくとも１つのＧＰＳ衛星のロケーションおよびポジションに関するデータを移動体デバイスに送信するモジュールと、
減少された到着時間と少なくとも１つのＧＰＳ衛星によって送信されて移動体デバイスによって受信された信号の到着時間とにしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出するモジュールとを備えている請求項１１記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項１６】
複数の基地局のうちの少なくとも１つを経由して、移動体デバイスと通信するポジション決定エンティティをさらに具備し、
ポジション決定エンティティは、
複数のＧＰＳ衛星のロケーションおよびポジションに関するデータを送信するモジュールと、
複数のＧＰＳ衛星によって送信されて移動体デバイスによって受信された信号の到着時間にしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出するモジュールとを備えている請求項１１記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項１７】
前記移動体デバイスは、
ポジション決定エンティティから少なくとも１つのＧＰＳ衛星のロケーションおよびポジションに関するデータを受信するモジュールと、
減少された到着時間と少なくとも１つのＧＰＳ衛星から受信された信号の到着時間とにしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出するモジュールとをさらに備えている請求項１１記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項１８】
前記移動体デバイスは、
複数のＧＰＳ衛星のロケーションおよびポジションに関するデータを受信するモジュールと、
複数のＧＰＳ衛星から受信された信号の到着時間にしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出するモジュールとをさらに備えている請求項１１記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項１９】
ワイヤレス通信ネットワークにおいて基地局から信号を受信する移動体デバイスにおいて、
受信された信号の到着時間および電力を測定する手段と、
測定された電力にしたがって、時間遅延を規定する手段と、
規定された時間遅延によって到着時間を減少させる手段と、
減少された到着時間にしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出する手段とを具備している移動体デバイス。
【請求項２０】
Ｅは時間遅延を表し、ＰｄＢｍは受信電力をｄＢで表し、Ａ、Ｂは定数であるＥ＝Ａｅｘｐ（−ＢＰｄＢｍ）によって、時間遅延を記述することができる請求項１９記載の移動体デバイス。
【請求項２１】
時間遅延は、フィールドで収集されたデータを使用して規定される請求項１９記載の移動体デバイス。
【請求項２２】
基地局を経由して、検出されたポジションを他のエンティティに送信する手段をさらに具備している請求項１９記載の移動体デバイス。
【請求項２３】
ワイヤレス通信ネットワークにおいて、
複数の基地局と、
複数の基地局のうちの少なくとも１つから信号を受信するように構成されている移動体デバイスとを具備し、
移動体デバイスは、
受信された信号の到着時間および電力を測定する手段と、
測定された電力にしたがって時間遅延を規定する手段と、
規定された時間遅延によって到着時間を減少させる手段と、
減少された到着時間にしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出する手段とを備えているワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項２４】
Ｅは時間遅延を表し、ＰｄＢｍは受信電力をｄＢで表し、Ａ、Ｂは定数であるＥ＝Ａｅｘｐ（−ＢＰｄＢｍ）によって、時間遅延を記述することができる請求項２３記載ワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項２５】
時間遅延は、フィールドで収集されたデータを使用して規定される請求項２３記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項２６】
移動体デバイスは、基地局を経由して、検出されたポジションを他のエンティティに送信する手段をさらに具備している請求項２３記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項２７】
複数の基地局のうちの少なくとも１つを経由して、移動体デバイスと通信するポジション決定エンティティをさらに具備し、
ポジション決定エンティティは、
少なくとも１つのＧＰＳ衛星のロケーションおよびポジションに関するデータを移動体デバイスに送信する手段と、
減少された到着時間と少なくとも１つのＧＰＳ衛星によって送信されて移動体デバイスによって受信された信号の到着時間とにしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出する手段とを備えている請求項２３記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項２８】
複数の基地局のうちの少なくとも１つを経由して、移動体デバイスと通信するポジション決定エンティティをさらに具備し、
ポジション決定エンティティは、
複数のＧＰＳ衛星のロケーションおよびポジションに関するデータを送信する手段と、
複数のＧＰＳ衛星によって送信されて移動体デバイスによって受信された信号の到着時間にしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出する手段とを備えている請求項２３記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項２９】
前記移動体デバイスは、
ポジション決定エンティティから少なくとも１つのＧＰＳ衛星のロケーションおよびポジションに関するデータを受信する手段と、
減少された到着時間と少なくとも１つのＧＰＳ衛星から受信された信号の到着時間とにしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出する手段とをさらに備えている請求項２３記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項３０】
前記移動体デバイスは、
複数のＧＰＳ衛星のロケーションおよびポジションに関するデータを受信する手段と、
複数のＧＰＳ衛星から受信された信号の到着時間にしたがって、移動体デバイスのロケーションを検出する手段とをさらに備えている請求項２３記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２００７−５１３３５６（Ｐ２００７−５１３３５６Ａ）
【公表日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５４４０３３（Ｐ２００６−５４４０３３）
【出願日】平成１６年１２月８日（２００４．１２．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０４１４７５
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５７９４６
【国際公開日】平成１７年６月２３日（２００５．６．２３）
【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１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月８日（２００４．１２．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０４１４７５
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５７９４６
【国際公開日】平成１７年６月２３日（２００５．６．２３）
【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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