試験装置の高精度同期化
真のＧＰＳ時刻とＣＤＭＡ信号の到着時刻との間の遅延を決定するために、ＧＰＳ受信機は、真のＧＰＳ時刻にロックされる第１の基準信号を発生し、この信号をＣＤＭＡ基地局試験装置に印加する。ＣＤＭＡ基地局試験装置はＣＤＭＡ信号を受信し、第１の基準信号をサンプルするために使用される内部同期クロックの遷移と実質的に同時に生じる遷移を有する第２の基準信号を発生する。ＣＤＭＡ基地局試験装置は、第２の基準信号とＣＤＭＡ信号との間の遅延を供給する。周波数／時間カウンターは、第１の基準信号と第２の基準信号との間の遅延を供給する。ＣＤＭＡ基地局試験装置により供給される遅延と周波数／時間カウンターにより供給される遅延の合計は、ＧＰＳ時刻とＣＤＭＡ信号との間の遅延を表す。
【発明の詳細な説明】
【関連出願のクロスリファレンス】
【０００１】
［０００１］この出願は、２００３年１２月８日に出願された、「試験装置の高精度同期化」というタイトルの米国仮出願第６０／５２７，９８９号の利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
この出願の開示は、２つの信号の間の時間遅延を測定することに関し、特に、従来の試験装置を用いて、真のＧＰＳ時刻とＣＤＭＡ信号の到着時刻との間の遅延を測定することに関する。
【背景技術】
【０００３】
携帯電話のような移動無線装置の位置をつきとめるための要望が増えている。例えば、連邦通信委員会（ＦＣＣ）による指令は、自分の携帯電話で９１１をダイアルする通話者の位置が９１１通話が受信されるときに４００フィートの精度で識別されることを要求している。移動無線装置の位置を決定するための広範囲に知られた方法は、全地球測位システム（ＧＰＳ）から得た情報を使用することである。
【０００４】
ＧＰＳはキャリアバンド上で変調された擬似ランダム雑音（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た衛星ベースのナビゲーションシステムである。ＧＰＳ衛星は、モバイルＧＰＳ受信機がその位置を推定する信号を送信する。各ＧＰＳ衛星は、２つのキャリア信号を用いて信号を送信する。第１のキャリア信号は、２つのＰＲＮコード、すなわち粗取得（Ｃ／Ａ）コードおよび正確な（Ｐ）コードを用いて変調される。各ＧＰＳ衛星は、異なるＰＲＮコードを用いてＧＰＳの他の衛星からのＰＲＮコードを区別する。
【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つの衛星信号の獲得と追跡が必要である。ＧＰＳ信号獲得は、しばしば種々の位相オフセットおよびドップラーシフト周波数で関連する衛星の受信されたＧＰＳ信号とＣ／Ａコードとの間の相関を計算することを含む。信号獲得に続いて、信号追跡プロセスは、種々の位相オフセットおよびドップラーシフトされた周波数で、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(phase)の期間中に、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衛星により送信されたナビゲーションデータに埋め込まれているのは、一般に衛星の軌道データと呼ばれる衛星の位置決め並びにクロックタイミング（すなわち、タイムスタンプ）である。衛星の軌道データからＧＰＳ受信機の位置が検出される。ＧＰＳ受信機のロケーションを検出するためにＧＰＳ信号を獲得して追跡し、衛星の軌道データを読むための多くの技術が開発された。
【０００６】
しかしながら、ＧＰＳベースの位置検出システムは、多くの不都合を有する。そのような不都合の１つは、ＧＰＳ受信機は、その位置を正確に検出させるために少なくとも４つのＧＰＳ衛星の明瞭で遮るもののない視野を持たなければならないことである。それゆえ、例えば、ＧＰＳ受信機のユーザーが森林の多い領域または高層建築物を含む領域にいるなら、ユーザーは、その位置を検出することができる必要数の衛星の遮られた視野を持たないかもしれない。ユーザーが屋内にいれば、その問題はさらに複雑になるかもしれない。
【０００７】
４つの衛星より少ない衛星が明瞭な視野にあるとき無線受信機の位置を検出するために、地上局により送信されたＣＤＭＡ信号を使用するアルゴリズムが開発された。無線装置と基地局との間の通信は、しばしばフォワードリンクとリバースリンクにより確立される。フォワードリンクを介して信号は基地局から無線装置に送信され、リバースリンクを介して無線装置からの信号が基地局に送信される。地上局を用いて移動無線装置の位置を検出するために開発された１つの知られたアルゴリズムはアドバンストフォワードリンク三辺測量（ＡＦＬＴ）と呼ばれる。ＡＦＬＴを用いて移動無線装置の位置を検出するために、無線ネットワーク内に配置された基地局のロケーションと、基地局からの信号の送信時刻と並びに移動無線装置における信号の到着時刻が必要である。
【０００８】
基地局におけるフロントエンド処理遅延はしばしばＧＰＳ衛星送信機における遅延と異なる。従って、移動無線装置の位置を検出するためにＣＤＭＡ信号とＧＰＳ信号が一緒に使用されるなら、対応するＣＤＭＡ信号の到着の時刻とＧＰＳ信号との間の差異が対処される必要がある。基地局により送信されたＣＤＭＡ信号は典型的に対応するＧＰＳ信号の１０マイクロ秒以内に同期化する必要がある。
【０００９】
ＣＤＭＡ信号とＧＰＳ信号の両方を用いた正確な位置決定のために、ＣＤＭＡ信号とＧＰＳ信号の送信間の時間遅延を知らなければならない。そのようなタイミング遅延は、従来の容易に入手可能な装置を用いて、ＣＤＭＡ基地局校正フェーズの期間に測定される。典型的な市販の試験装置はしばしばほぼ１０ＭＨｚ乃至２０ＭＨｚ（すなわち５０ｎｓｅｃ乃至１００ｎｓｅｃ間の期間）の間の周波数を持つタイミング同期化クロックを使用している。それゆえ、これらの装置により成された各々のそのような遅延測定はほぼ５０−１００ｎｓｅｃの分解能を有し、従って、不正確な位置決定測定につながる。
【００１０】
従って、タイミング同期化のためにほぼ１０−２０ＭＨｚクロックを使用する従来の市販の試験装置を使用し、相対的により高い精度で対応するＣＤＭＡ信号とＧＰＳ信号との間の遅延が測定されることを可能にさせるための技術の必要性がある。
【発明の概要】
【００１１】
この開示の一実施形態に従って、真のＧＰＳ時刻とＣＤＭＡ信号の到着時刻との間の遅延を決定するために、ＧＰＳ受信機は、アンテナを介してＧＰＳ信号を受信し、真のＧＰＳ時刻にロックされた第１の基準信号を発生する。第１の基準信号は、アンテナを介してＣＤＭＡ信号も受信するＣＤＭＡ基地局試験装置に印加される。これに応答して、ＣＤＭＡ基地局試験装置は、第１の基準信号をサンプルするために使用される内部同期化クロックの遷移に実質的に同時に生じる遷移を有する第２の基準信号を発生する。ＣＤＭＡ基地局試験装置は、第２の基準信号とＣＤＭＡ信号との間の遅延を供給する。周波数／時間カウンターは、第１の基準信号と第２の基準信号を受信し、これらの２つの信号間の遅延を供給する。ＣＤＭＡ基地局試験装置により供給される第２の基準信号とＣＤＭＡ信号との間の遅延と、時間／周波数カウンターにより供給される第１の基準信号と第２の基準信号との間の遅延の合計は、真のＧＰＳ時刻とＣＤＭＡ信号の到着時刻との間の遅延を表す。
【００１２】
いくつかの実施形態において、ＧＰＳ受信機は、郵便番号９５１３１のカリフォルニア州、サンホセ市のオーチャートパークウエイ２３００に所在するＳｙｍｍｅｔｒｉｃｏｍ会社から入手可能である、Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃｏｍモデル番号５８５０３Ｂ ＧＰＳ受信機である。これらの実施形態において、第１の基準信号は２秒の期間を有し、一般に偶数秒信号と呼ばれる。
【００１３】
いくつかの実施形態において、ＣＤＭＡ基地局試験装置は、郵便番号９４３０３のカリフォルニア州パロアルト、ページミルロード(Page Mill Road)３９５に所在するＡｇｌｉｅｎｔ会社から入手可能なＡｇｌｉｅｎｔモデル番号Ｅ６３８０Ａ ＣＤＭＡ基地局試験装置である。これらの実施形態において、第２の基準信号は１．２２８８ＭＨｚの周波数を有し、内部同期化クロックは、１９．６６０８ＭＨｚの周波数を有する。
【００１４】
いくつかの実施形態において、周波数／時間カウンターは、郵便番号９４３０４−１１８５、カリフォルニア州、パロアルト、ハノーバーストリートに所在するヒューレットパッカードから入手可能なヒューレットパッカードモデル５３１３１Ａ／５３１３２Ａ周波数／時間カウンターである。これらの実施形態において、周波数／時間カウンターは、測定された遅延を合計しこの合計をモニターに表示するようにプログラムしてもよいＨＰ−ＩＢインターフェースを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この開示の一実施形態に従って、真のＧＰＳ時刻とＣＤＭＡ信号の到着時刻との間の遅延を決定するために、ＧＰＳ受信機はアンテナを介してＧＰＳ信号を受信し、真のＧＰＳ時刻にロックされた第１の基準信号を発生する。第１の基準信号は、アンテナを介してＣＤＭＡ信号をも受信するＣＤＭＡ基地局試験装置に印加される。これに応答してＣＤＭＡ基地局試験装置は、第２の基準信号を発生する。第２の基準信号は、第１の基準信号をサンプルするために使用される内部同期化クロックの遷移に実質的に同時に生じる遷移を有する。ＣＤＭＡ基地局試験装置は、第２の基準信号とＣＤＭＡ信号との間の遅延を供給する。周波数／時間カウンターは、第１の基準信号と第２の基準信号を受信し、これらの２つの信号の間の遅延を供給する。ＣＤＭＡ基地局試験装置により供給される第２の基準信号とＣＤＭＡ信号との間の遅延と、時間／周波数カウンターにより供給される第１の基準信号と第２の基準信号との間の遅延との合計は、真のＧＰＳ時間とＣＤＭＡ信号の到着時間との間の遅延を表す。
【００１６】
図１は、ＣＤＭＡ基地局送信機２０に接続されたＧＰＳ受信機１０の簡単化された高レベルブロック図である。ＧＰＳ受信機１０はＧＰＳ受信アンテナ１５を介してＧＰＳ信号を受信し、ＣＤＭＡ基地局送信機２０は、ＣＤＭＡ送信アンテナ２５を介してＣＤＭＡ信号を送信する。位置計算においてＣＤＭＡ信号の到着時刻測定値を使用するために、ＣＤＭＡ信号が送信アンテナ２５から送信される時刻は、ＧＰＳ時刻に関連してかつ相対的に高い度合いの精度で知らなければならない。この時刻はフォワードリンクキャリブレーション値と呼ばれ、ＧＰＳ時刻に関連する基地局２０からのＣＤＭＡ信号の送信のタイミングの測定値である。
【００１７】
図１はまたフォワードリンクキャリブレーション値に寄与する時間遅延の種々のコンポーネントを示す。しばしば、フォワードリンクキャリブレーションの期間中に、以下にさらに記載されるこれらの遅延は、測定され機基地局アルマナック(almanac)に記録される。時間遅延Ｔ１は、ＧＰＳ受信アンテナ１５に関連するケーブル遅延を表す。時間遅延Ｔ２は、ＧＰＳ受信機１０のＲＦ入力端末に印加される信号のＧＰＳ時間と、ＧＰＳ受信機１０により発生される基準信号との間の差を表す。時間遅延Ｔ２はしばしば相対的に小さく無視できる。従って考慮する必要はないかもしれない。時間遅延Ｔ３は、基地局送信機２０にＧＰＳ受信機１０により発生された基準信号を伝達するケーブルに関連する遅延を表す。時間遅延Ｔ４は、基地局送信機２０に印加された基準入力信号と、基地局送信機２０のＲＦ出力端末に存在しているＣＤＭＡシステム時間との間の差を表す。時間遅延Ｔ５は、ＣＤＭＡ受信アンテナ２５に関連するケーブル遅延を表す。
【００１８】
当業者に知られているように、上述のフォワードリンクキャリブレーション値を決定するための多くの技術が存在する。いくつかの技術に従って、基地局装置へのアクセスが利用可能であるとき、この値に寄与する個々の遅延コンポーネントは、上述したように、測定してもよい。他の技術に従って、基地局へのアクセスが容易に利用可能でないとき、フォワードリンクキャリブレーション値に向けられた単一の測定値を作成してもよい。以下は、上述した遅延の個々のコンポーネントを測定する必要なしに基地局送信機２０のキャリブレーションフェーズの期間中に成された測定の記載である。このキャリブレーション中に、真のＧＰＳ時刻に対するＣＤＭＡの送信時間が測定される。
【００１９】
図２は、ＧＰＳ時刻に対するＣＤＭＡ信号の送信のタイミングを較正するために、この開示の一実施形態に従って、高分解能、例えば１０ｎｓｅｃでＧＰＳ時刻とＣＤＭＡ信号の到着時刻との間の遅延を測定するために使用される試験設備５０の高レベルブロック図である。この例示実施形態において、試験設備５０は、ＧＰＳ受信機６０、ＣＤＭＡ基地局試験装置７０、および時間／周波数カウンター８０を含むものとして示される。ＧＰＳ受信機６０、ＣＤＭＡ基地局試験装置７０および時間／周波数カウンター８０の各々は、一般的な市販のものであって多数のベンダーから商業的に入手可能な試験装置であってよい。いくつかの実施形態において、ＧＰＳ受信機６０は、郵便番号９５１３１カリフォルニア州、オーチャードパークウエイ(Orchard Parkway)２３００に所在するＳｙｍｍｅｔｒｉｃｏｍ社から入手可能なＳｙｍｍｅｔｒｉｃｏｍモデル５８５０３Ｂ ＧＰＳ受信機であってもよい。ＣＤＭＡ基地局試験装置７０は、郵便番号９４３０３、カリフォルニア州、パロアルト、ページミルロード(Page Mill Road)３９５に所在するＡｇｉｌｅｎｔ社から入手可能なＡｇｉｌｅｎｔモデルＥ６３８０Ａであってもよい。周波数／時間カウンター８０は、郵便番号９４３０４−１１８５、カリフォルニア州、パロアルト、ハノーバーに所在するヒューレットパッカード社から入手可能な、ヒューレットパッカードモデル５３１３１Ａ／５３１３２Ａ周波数／時間カウンターであってもよい。しかしながら、相対的に高い分解能、例えば１０ｎｓｅｃで真のＧＰＳ時刻と、ＣＤＭＡ信号の到着時刻との間の遅延を測定するために、この開示に従って、多くの他の商業的に利用可能な試験装置が使用されてもよいことが理解される。
【００２０】
ＧＰＳ受信機６０は、ＧＰＳ信号を受信するように適合したＧＰＳ受信アンテナ６４を有する。ＧＰＳ受信機６０は、第１の出力端末ＯＵＴ１に１０ＭＨｚのタイミングクロック信号を発生し、第２の出力端末ＯＵＴ２に偶数秒信号と一般的に呼ばれる基準信号ＲＥＦを発生する。２秒毎に信号ＲＥＦ上に遷移が現れる。信号ＲＥＦは受信されたＧＰＳ信号にロックされ、従ってＧＰＳ信号と固定のタイミング関係を維持する。信号ＣＬＫとＲＥＦの両方は、ＣＤＭＡ基地局試験装置７０のそれぞれの入力端末ＩＮおよびＩＮ２に印加される。ＣＤＭＡ基地局試験装置７０は受信アンテナ７４を有する。この受信アンテナを介してＣＤＭＡ基地局試験装置７０はＣＤＭＡ信号を受信する。ＣＤＭＡ基地局試験装置７０は、その出力端子ＯＵＴに基準信号ＲＥＦ２の一部を発生し、それが時間／周波数カウンター８０の入力端末ＩＮ３に印加される。信号ＩＮＴ＿ＣＬＫおよびＲＥＦはそれぞれ時間／周波数カウンター８０の入力端末ＩＮ１およびＩＮ２に印加される。ＣＤＭＡ基地局試験装置７０および時間／周波数カウンター８０もＧＰＩＢインターフェースを介して互いに接続される。１０ＭＨｚタイミングクロック信号ＣＬＫは試験装置のすべてに対して共通のクロックを供給する。
【００２１】
キャリブレーションフェーズの期間中に、ＧＰＳ受信機６０はユーザーの周知の位置で随意的にプログラムされ、また、ほぼ６０分のセトリング(settling)時間を持つようにプログラムされる。これらの値のプログラミングは、標準シリアルポートを介して接続されたコンピューターで、ベンダーが供給したソフトウェアを用いて行ってもよい。これらの実施形態において、ＧＰＳ受信機６０はまた、ユーザーが６０分のセトリング時間が不便であることを発見した場合に、信号ＲＥＦと真のＧＰＳ時刻との間のタイミングエラーも出力するように構成されてもよい。
【００２２】
ＣＤＭＡ基地局試験装置７０が通信している基地局の種々の他のセクターにより送信される信号からの干渉を最小化したＣＤＭＡ信号を受信するためにＣＤＭＡ受信アンテナ７４は随意的に指向性アンテナである。指向性アンテナ７４はまた、他の基地局により送信された信号からの最小化された干渉を有するＣＤＭＡ信号をＣＤＭＡ基地局試験装置７０が受信するとともに最小化されたマルチパス干渉を有する信号を受信することを可能にさせる。ＣＤＭＡアンテナケーブルは、試験設備５０の残りのものを移動する必要なくして、任意の与えられた基地局の各セクター内の種々の位置に、ＣＤＭＡ受信アンテナ７４を移動することを可能にする長さを随意的に有する。
【００２３】
ＡｇｉｌｅｎｔＥ６３８０ＡのようなＣＤＭＡ基地局試験装置７０のいくつかの実施形態は、時間／周波数カウンター８０により発生された出力結果を制御して読むとともに基地局試験装置７０により発生された出力結果を制御し読むように構成されたソフトウェアを含む。Ａｇｉｌｅｎｔ６８３０Ａからのソフトウェアは、また時間バイアスおよび種々の他のケーブル遅延のための補償を含む、基地局キャリブレーションの測定値も供給する。ソフトウェアはさらに、入力として、ＧＰＳ受信アンテナケーブル６２、ＣＤＭＡ受信アンテナケーブル７２、およびＧＰＳ受信機６０の出力端末ＯＵＴ２をＣＤＭＡ基地局試験装置７０の入力端末ＩＮ２に接続するケーブル９２に関連する遅延を受信するように構成されている。ケーブル９４および９６が等しい長さを持つように選択されるなら、これら２つのケーブルに関連する遅延は無視してもよい。
【００２４】
図３は、基地局セクターキャリブレーションフェーズの期間中のＧＰＳ受信アンテナ６４、ＣＤＭＡ受信アンテナ７４および基地局送信アンテナ９４の相対位置を示す。ＧＰＳ受信アンテナ６４は、地平線上の０度から９０度にわたりかつ真北から０度乃至３６０度にわたる空の遮るものの無い視野を持つように構築される。空の遮るものの無い視野が得られないなら、Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃｏｍ５８５０３Ｂの１０度のデフォルトエレベーションマスク(default elevation mask)は、真北から０度乃至３６０度にわたる空の妨げられない視野を有する仰角に変更される。ＧＰＳ受信アンテナ６４のＷＧＳ−８４楕円上の緯度、経度および高度は、異なるＧＰＳ受信機から随意的に得てもよい。キャリブレーションフェーズの期間におけるＧＰＳ受信アンテナ６４の位置のために要求される精度は、例えば、真の位置の１メートル未満内である。指向性ＣＤＭＡ受信アンテナ７４は、基地局送信アンテナ９４に対して視野方向を持つように構築され、セクター方位の３０度以内であることが推奨される。
【００２５】
基地局送信アンテナ９４のＷＧＳ−８４楕円上の緯度、経度、および高度は、ＧＰＳ受信アンテナの位置、および基地局送信アンテナ９４に対するＧＰＳ受信アンテナの相対的な方位角、仰角、および距離から得られる。基地局送信アンテナ９４の位置がキャリブレーションフェーズの期間中に得られる精度は、例えば、真の位置の１メートル未満内である。基地局送信アンテナ９４に対するＧＰＳ受信アンテナ６４の相対的な方位角、仰角、および距離は、レーザーサイトおよびコンパスを用いて得てもよい。上述したように、カップリングレーザーサイト／コンパスを備えた商業的に入手可能な差動ＧＰＳ受信機を用いて基地局送信アンテナ９４の位置を決定してもよい。ＣＤＭＡ受信アンテナ７４と基地局送信アンテナ９４との間の距離が決定される精度もまた例えば１メートルである。
【００２６】
図４は、ＧＰＳ時刻と、図２の試験設備５０により発生されたＣＤＭＡ信号の到着時刻との間の遅延を決定するために使用される信号のタイミング図を示す。上述するように、信号シングＲＥＦは２秒の期間を有し、真のＧＰＳ時刻にロックされる。図２からわかるように、信号ＲＥＦはＧＰＳ受信機６０により発生されＣＤＭＡ基地局試験装置７０に印加される。信号ＩＮＴ＿ＣＬＫは、他のクロック（図示せず）を発生するために使用されるＣＤＭＡ基地局試験装置内部の基準信号であり、ＣＤＭＡ基地局試験装置７０を外部タイミングソースと同期させる。信号ＲＥＦ＿ＩＮはＣＤＭＡ基地局試験装置７０内で内部的に発生される。図４に示されるように、信号ＩＮＴ＿ＣＬＫが低から高への遷移１０４を行うと信号ＲＥＦ＿ＩＮに遷移を生じる。それゆえ、信号ＲＥＦ＿ＩＮは、例えば、信号ＲＥＦをフリップフロップ（図示せず）のデータ入力端末に印加し、かつ信号ＩＮＴ＿ＣＬＫをそのフリップフロップのクロック入力端末に印加することにより内部的に発生してもよい。信号ＲＥＦ＿ＩＮはそのようなフリップフロップの出力信号である。従って、信号ＲＥＦ＿ＩＮの遷移１０６は、信号ＲＥＦの遷移１００が信号ＩＮＴ＿ＣＬＫの遷移１０２と１０４との間に現れる時刻に関係なく、信号ＩＮＴ＿ＣＬＫの遷移１０４と同時に現れる。
【００２７】
ＣＤＭＡ基地局試験装置７０はそのＣＤＭＡ受信アンテナ７４を介してＣＤＭＡ信号１０８を受信する。図４に示されるように、信号ＣＤＭＡの遷移１０８により表されるＣＤＭＡ信号の到着時刻と、信号ＲＥＦの遷移１００により表される真のＧＰＳ時刻との間の遅延Ｔ8は、遷移１００と１０６との間の時間遅延Ｔ6と、遷移１０６と１０８との間の時間遅延Ｔ7を含む。ＣＤＭＡ基地局試験装置７０のような従来の既製のＣＤＭＡ基地局試験装置は、時間遅延Ｔ8遅延コンポーネントのうち遅延コンポーネントＴ7を供給するのみである。それゆえ、既製のＣＤＭＡ基地局試験装置は遅延コンポーネントＴ６を考慮しない。遅延コンポーネントＴ６は、真のＧＰＳ時刻と信号ＩＮＴ＿ＣＬＫとの間の関係に依存して変化する。信号ＩＮＴ＿ＣＬＫはほぼ５０ｎｓｅｃまたは１００ｎｓｅｃの期間を有するので、遅延コンポーネントＴ６は、０乃至５０ｎｓｅｃまたは０乃至１００ｎｓｅｃまで変化してもよい。言い換えれば、ＧＰＳ時刻と、ＣＤＭＡ基地局試験装置７０により測定されるＣＤＭＡ信号の到着時刻との間の遅延は、信号ＩＮＴ＿ＣＬＫの周波数に応じて５０ｎｓｅｃまたは１００ｎｓｅｃまでだけずれていてもよい。
【００２８】
この開示に従って、信号ＲＥＦの遷移１００と信号ＲＥＦ＿ＩＮの遷移１０６との間の遅延コンポーネントＴ６は、以下に記載されるように測定され、時間遅延Ｔ８が測定される精度が改良される。ＡｇｉｌｅｎｔＥ６３８０Ａのような従来の既製のＣＤＭＡ基地局試験装置は内部的に多数のクロック信号を発生する。信号ＲＥＦ＿ＩＮとＩＮＴ＿ＣＬＫに対して同期しており、相対的に小さな時間遅延を有するそのような内部的に発生されるクロック信号の１つは図２および図４に信号ＲＥＦ２として示される、１．２２８８ＭＨｚクロック信号である。図４において、信号ＲＥＦ２の遷移１００、信号ＲＥＦ＿ＩＮの遷移１０６、および信号ＩＮＴ＿ＣＬＫの遷移１０４は同時にそして実質的に同じ時間で生じる。それゆえ、遷移１００と１０６との間の遅延は遷移１００と遷移１１０との間の遅延と実質的に同じである。
【００２９】
図２からわかるように、遷移１００と１１０との間の時間遅延Ｔ６を測定するために、この開示に従って、信号ＲＥＦとＲＥＦ２は時間／周波数カウンター８０に印加される。上述した時間／周波数カウンター８０は、ヒューレットパッカードモデル５３１３１Ａ／５３１３２Ａ時間／周波数カウンターであってもよく、時間遅延Ｔ６を測定するように構成されている。
【００３０】
ＲＥＦ信号とＣＤＭＡ信号との間の遅延の測定をさらに簡単にするために、ＨＰ−ＩＢインターフェース（図示せず）を有した第４のテスターをＣＤＭＡ基地局試験装置７０と時間／周波数カウンター８０の両方に接続してもよい。そのような装置のＨＰインターフェースは、時間遅延Ｔ６とＴ７を読んで合計することを可能にし、合計、すなわちＴ８をモニターに表示することを可能にさせる。
【００３１】
いくつかの実施形態において、ＣＤＭＡ基地局試験装置７０は、時間／周波数モジュール８０並びにハードウェア／ソフトウェアモジュールを含み時間遅延Ｔ６とＴ７を合計し、合計をモニターに表示するように適応するようにしてもよい。他の実施形態において、信号ＲＥＦ２は内部的に発生された１．２２８８ＭＨｚ以外の信号であってもよい。さらに他の実施形態において、ＧＰＳ受信機とＣＤＭＡ基地局試験装置の両方は、同一筐体内に配置してもよく、１つの装置として製造業者またはベンダーにより商業的に入手可能にしてもよい。
【００３２】
この開示の上記実施形態は、例証であり、制限するものではない。この開示は、ＧＰＳ受信機、ＣＤＭＡ基地局テスターまたは時間／周波数カウンターのタイプまたは製造業者により制限されない。この開示は、任意の特定のクロック周波数または種々の装置間の通信のために使用される任意のインターフェースに制限されない。この開示はキャリブレーションに関連するパラメーターを入力するために使用されるソフトウェア／ハードウェアモジュールの種類により制限されない。他の追加、控除、削除および変更は、添付されたクレームに記載されたようにこの開示の範囲から逸脱することなく行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、基地局送信機に接続されたＧＰＳ受信機の簡単化された高レベルブロック図並びにフォワードリンクキャリブレーションに寄与する遅延の図である。
【図２】図２はこの開示の一実施形態に従って、対応するＣＤＭＡ信号とＧＰＳ信号との間の時間遅延を決定するように適合された試験設備の高レベルブロック図である。
【図３】図３は、基地局セクター構成フェースの期間におけるＧＰＳ受信アンテナ、ＣＤＭＡ受信アンテナ、および基地局送信アンテナの相対的な位置を示す。
【図４】図４は、この開示の一実施形態に従って、図２の試験設備に関連し、対応するＣＤＭＡ信号とＧＰＳ信号の到着時刻間の遅延を決定するために使用される信号のタイミング図を示す。
【関連出願のクロスリファレンス】
【０００１】
［０００１］この出願は、２００３年１２月８日に出願された、「試験装置の高精度同期化」というタイトルの米国仮出願第６０／５２７，９８９号の利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
この出願の開示は、２つの信号の間の時間遅延を測定することに関し、特に、従来の試験装置を用いて、真のＧＰＳ時刻とＣＤＭＡ信号の到着時刻との間の遅延を測定することに関する。
【背景技術】
【０００３】
携帯電話のような移動無線装置の位置をつきとめるための要望が増えている。例えば、連邦通信委員会（ＦＣＣ）による指令は、自分の携帯電話で９１１をダイアルする通話者の位置が９１１通話が受信されるときに４００フィートの精度で識別されることを要求している。移動無線装置の位置を決定するための広範囲に知られた方法は、全地球測位システム（ＧＰＳ）から得た情報を使用することである。
【０００４】
ＧＰＳはキャリアバンド上で変調された擬似ランダム雑音（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た衛星ベースのナビゲーションシステムである。ＧＰＳ衛星は、モバイルＧＰＳ受信機がその位置を推定する信号を送信する。各ＧＰＳ衛星は、２つのキャリア信号を用いて信号を送信する。第１のキャリア信号は、２つのＰＲＮコード、すなわち粗取得（Ｃ／Ａ）コードおよび正確な（Ｐ）コードを用いて変調される。各ＧＰＳ衛星は、異なるＰＲＮコードを用いてＧＰＳの他の衛星からのＰＲＮコードを区別する。
【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つの衛星信号の獲得と追跡が必要である。ＧＰＳ信号獲得は、しばしば種々の位相オフセットおよびドップラーシフト周波数で関連する衛星の受信されたＧＰＳ信号とＣ／Ａコードとの間の相関を計算することを含む。信号獲得に続いて、信号追跡プロセスは、種々の位相オフセットおよびドップラーシフトされた周波数で、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(phase)の期間中に、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衛星により送信されたナビゲーションデータに埋め込まれているのは、一般に衛星の軌道データと呼ばれる衛星の位置決め並びにクロックタイミング（すなわち、タイムスタンプ）である。衛星の軌道データからＧＰＳ受信機の位置が検出される。ＧＰＳ受信機のロケーションを検出するためにＧＰＳ信号を獲得して追跡し、衛星の軌道データを読むための多くの技術が開発された。
【０００６】
しかしながら、ＧＰＳベースの位置検出システムは、多くの不都合を有する。そのような不都合の１つは、ＧＰＳ受信機は、その位置を正確に検出させるために少なくとも４つのＧＰＳ衛星の明瞭で遮るもののない視野を持たなければならないことである。それゆえ、例えば、ＧＰＳ受信機のユーザーが森林の多い領域または高層建築物を含む領域にいるなら、ユーザーは、その位置を検出することができる必要数の衛星の遮られた視野を持たないかもしれない。ユーザーが屋内にいれば、その問題はさらに複雑になるかもしれない。
【０００７】
４つの衛星より少ない衛星が明瞭な視野にあるとき無線受信機の位置を検出するために、地上局により送信されたＣＤＭＡ信号を使用するアルゴリズムが開発された。無線装置と基地局との間の通信は、しばしばフォワードリンクとリバースリンクにより確立される。フォワードリンクを介して信号は基地局から無線装置に送信され、リバースリンクを介して無線装置からの信号が基地局に送信される。地上局を用いて移動無線装置の位置を検出するために開発された１つの知られたアルゴリズムはアドバンストフォワードリンク三辺測量（ＡＦＬＴ）と呼ばれる。ＡＦＬＴを用いて移動無線装置の位置を検出するために、無線ネットワーク内に配置された基地局のロケーションと、基地局からの信号の送信時刻と並びに移動無線装置における信号の到着時刻が必要である。
【０００８】
基地局におけるフロントエンド処理遅延はしばしばＧＰＳ衛星送信機における遅延と異なる。従って、移動無線装置の位置を検出するためにＣＤＭＡ信号とＧＰＳ信号が一緒に使用されるなら、対応するＣＤＭＡ信号の到着の時刻とＧＰＳ信号との間の差異が対処される必要がある。基地局により送信されたＣＤＭＡ信号は典型的に対応するＧＰＳ信号の１０マイクロ秒以内に同期化する必要がある。
【０００９】
ＣＤＭＡ信号とＧＰＳ信号の両方を用いた正確な位置決定のために、ＣＤＭＡ信号とＧＰＳ信号の送信間の時間遅延を知らなければならない。そのようなタイミング遅延は、従来の容易に入手可能な装置を用いて、ＣＤＭＡ基地局校正フェーズの期間に測定される。典型的な市販の試験装置はしばしばほぼ１０ＭＨｚ乃至２０ＭＨｚ（すなわち５０ｎｓｅｃ乃至１００ｎｓｅｃ間の期間）の間の周波数を持つタイミング同期化クロックを使用している。それゆえ、これらの装置により成された各々のそのような遅延測定はほぼ５０−１００ｎｓｅｃの分解能を有し、従って、不正確な位置決定測定につながる。
【００１０】
従って、タイミング同期化のためにほぼ１０−２０ＭＨｚクロックを使用する従来の市販の試験装置を使用し、相対的により高い精度で対応するＣＤＭＡ信号とＧＰＳ信号との間の遅延が測定されることを可能にさせるための技術の必要性がある。
【発明の概要】
【００１１】
この開示の一実施形態に従って、真のＧＰＳ時刻とＣＤＭＡ信号の到着時刻との間の遅延を決定するために、ＧＰＳ受信機は、アンテナを介してＧＰＳ信号を受信し、真のＧＰＳ時刻にロックされた第１の基準信号を発生する。第１の基準信号は、アンテナを介してＣＤＭＡ信号も受信するＣＤＭＡ基地局試験装置に印加される。これに応答して、ＣＤＭＡ基地局試験装置は、第１の基準信号をサンプルするために使用される内部同期化クロックの遷移に実質的に同時に生じる遷移を有する第２の基準信号を発生する。ＣＤＭＡ基地局試験装置は、第２の基準信号とＣＤＭＡ信号との間の遅延を供給する。周波数／時間カウンターは、第１の基準信号と第２の基準信号を受信し、これらの２つの信号間の遅延を供給する。ＣＤＭＡ基地局試験装置により供給される第２の基準信号とＣＤＭＡ信号との間の遅延と、時間／周波数カウンターにより供給される第１の基準信号と第２の基準信号との間の遅延の合計は、真のＧＰＳ時刻とＣＤＭＡ信号の到着時刻との間の遅延を表す。
【００１２】
いくつかの実施形態において、ＧＰＳ受信機は、郵便番号９５１３１のカリフォルニア州、サンホセ市のオーチャートパークウエイ２３００に所在するＳｙｍｍｅｔｒｉｃｏｍ会社から入手可能である、Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃｏｍモデル番号５８５０３Ｂ ＧＰＳ受信機である。これらの実施形態において、第１の基準信号は２秒の期間を有し、一般に偶数秒信号と呼ばれる。
【００１３】
いくつかの実施形態において、ＣＤＭＡ基地局試験装置は、郵便番号９４３０３のカリフォルニア州パロアルト、ページミルロード(Page Mill Road)３９５に所在するＡｇｌｉｅｎｔ会社から入手可能なＡｇｌｉｅｎｔモデル番号Ｅ６３８０Ａ ＣＤＭＡ基地局試験装置である。これらの実施形態において、第２の基準信号は１．２２８８ＭＨｚの周波数を有し、内部同期化クロックは、１９．６６０８ＭＨｚの周波数を有する。
【００１４】
いくつかの実施形態において、周波数／時間カウンターは、郵便番号９４３０４−１１８５、カリフォルニア州、パロアルト、ハノーバーストリートに所在するヒューレットパッカードから入手可能なヒューレットパッカードモデル５３１３１Ａ／５３１３２Ａ周波数／時間カウンターである。これらの実施形態において、周波数／時間カウンターは、測定された遅延を合計しこの合計をモニターに表示するようにプログラムしてもよいＨＰ−ＩＢインターフェースを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この開示の一実施形態に従って、真のＧＰＳ時刻とＣＤＭＡ信号の到着時刻との間の遅延を決定するために、ＧＰＳ受信機はアンテナを介してＧＰＳ信号を受信し、真のＧＰＳ時刻にロックされた第１の基準信号を発生する。第１の基準信号は、アンテナを介してＣＤＭＡ信号をも受信するＣＤＭＡ基地局試験装置に印加される。これに応答してＣＤＭＡ基地局試験装置は、第２の基準信号を発生する。第２の基準信号は、第１の基準信号をサンプルするために使用される内部同期化クロックの遷移に実質的に同時に生じる遷移を有する。ＣＤＭＡ基地局試験装置は、第２の基準信号とＣＤＭＡ信号との間の遅延を供給する。周波数／時間カウンターは、第１の基準信号と第２の基準信号を受信し、これらの２つの信号の間の遅延を供給する。ＣＤＭＡ基地局試験装置により供給される第２の基準信号とＣＤＭＡ信号との間の遅延と、時間／周波数カウンターにより供給される第１の基準信号と第２の基準信号との間の遅延との合計は、真のＧＰＳ時間とＣＤＭＡ信号の到着時間との間の遅延を表す。
【００１６】
図１は、ＣＤＭＡ基地局送信機２０に接続されたＧＰＳ受信機１０の簡単化された高レベルブロック図である。ＧＰＳ受信機１０はＧＰＳ受信アンテナ１５を介してＧＰＳ信号を受信し、ＣＤＭＡ基地局送信機２０は、ＣＤＭＡ送信アンテナ２５を介してＣＤＭＡ信号を送信する。位置計算においてＣＤＭＡ信号の到着時刻測定値を使用するために、ＣＤＭＡ信号が送信アンテナ２５から送信される時刻は、ＧＰＳ時刻に関連してかつ相対的に高い度合いの精度で知らなければならない。この時刻はフォワードリンクキャリブレーション値と呼ばれ、ＧＰＳ時刻に関連する基地局２０からのＣＤＭＡ信号の送信のタイミングの測定値である。
【００１７】
図１はまたフォワードリンクキャリブレーション値に寄与する時間遅延の種々のコンポーネントを示す。しばしば、フォワードリンクキャリブレーションの期間中に、以下にさらに記載されるこれらの遅延は、測定され機基地局アルマナック(almanac)に記録される。時間遅延Ｔ１は、ＧＰＳ受信アンテナ１５に関連するケーブル遅延を表す。時間遅延Ｔ２は、ＧＰＳ受信機１０のＲＦ入力端末に印加される信号のＧＰＳ時間と、ＧＰＳ受信機１０により発生される基準信号との間の差を表す。時間遅延Ｔ２はしばしば相対的に小さく無視できる。従って考慮する必要はないかもしれない。時間遅延Ｔ３は、基地局送信機２０にＧＰＳ受信機１０により発生された基準信号を伝達するケーブルに関連する遅延を表す。時間遅延Ｔ４は、基地局送信機２０に印加された基準入力信号と、基地局送信機２０のＲＦ出力端末に存在しているＣＤＭＡシステム時間との間の差を表す。時間遅延Ｔ５は、ＣＤＭＡ受信アンテナ２５に関連するケーブル遅延を表す。
【００１８】
当業者に知られているように、上述のフォワードリンクキャリブレーション値を決定するための多くの技術が存在する。いくつかの技術に従って、基地局装置へのアクセスが利用可能であるとき、この値に寄与する個々の遅延コンポーネントは、上述したように、測定してもよい。他の技術に従って、基地局へのアクセスが容易に利用可能でないとき、フォワードリンクキャリブレーション値に向けられた単一の測定値を作成してもよい。以下は、上述した遅延の個々のコンポーネントを測定する必要なしに基地局送信機２０のキャリブレーションフェーズの期間中に成された測定の記載である。このキャリブレーション中に、真のＧＰＳ時刻に対するＣＤＭＡの送信時間が測定される。
【００１９】
図２は、ＧＰＳ時刻に対するＣＤＭＡ信号の送信のタイミングを較正するために、この開示の一実施形態に従って、高分解能、例えば１０ｎｓｅｃでＧＰＳ時刻とＣＤＭＡ信号の到着時刻との間の遅延を測定するために使用される試験設備５０の高レベルブロック図である。この例示実施形態において、試験設備５０は、ＧＰＳ受信機６０、ＣＤＭＡ基地局試験装置７０、および時間／周波数カウンター８０を含むものとして示される。ＧＰＳ受信機６０、ＣＤＭＡ基地局試験装置７０および時間／周波数カウンター８０の各々は、一般的な市販のものであって多数のベンダーから商業的に入手可能な試験装置であってよい。いくつかの実施形態において、ＧＰＳ受信機６０は、郵便番号９５１３１カリフォルニア州、オーチャードパークウエイ(Orchard Parkway)２３００に所在するＳｙｍｍｅｔｒｉｃｏｍ社から入手可能なＳｙｍｍｅｔｒｉｃｏｍモデル５８５０３Ｂ ＧＰＳ受信機であってもよい。ＣＤＭＡ基地局試験装置７０は、郵便番号９４３０３、カリフォルニア州、パロアルト、ページミルロード(Page Mill Road)３９５に所在するＡｇｉｌｅｎｔ社から入手可能なＡｇｉｌｅｎｔモデルＥ６３８０Ａであってもよい。周波数／時間カウンター８０は、郵便番号９４３０４−１１８５、カリフォルニア州、パロアルト、ハノーバーに所在するヒューレットパッカード社から入手可能な、ヒューレットパッカードモデル５３１３１Ａ／５３１３２Ａ周波数／時間カウンターであってもよい。しかしながら、相対的に高い分解能、例えば１０ｎｓｅｃで真のＧＰＳ時刻と、ＣＤＭＡ信号の到着時刻との間の遅延を測定するために、この開示に従って、多くの他の商業的に利用可能な試験装置が使用されてもよいことが理解される。
【００２０】
ＧＰＳ受信機６０は、ＧＰＳ信号を受信するように適合したＧＰＳ受信アンテナ６４を有する。ＧＰＳ受信機６０は、第１の出力端末ＯＵＴ１に１０ＭＨｚのタイミングクロック信号を発生し、第２の出力端末ＯＵＴ２に偶数秒信号と一般的に呼ばれる基準信号ＲＥＦを発生する。２秒毎に信号ＲＥＦ上に遷移が現れる。信号ＲＥＦは受信されたＧＰＳ信号にロックされ、従ってＧＰＳ信号と固定のタイミング関係を維持する。信号ＣＬＫとＲＥＦの両方は、ＣＤＭＡ基地局試験装置７０のそれぞれの入力端末ＩＮおよびＩＮ２に印加される。ＣＤＭＡ基地局試験装置７０は受信アンテナ７４を有する。この受信アンテナを介してＣＤＭＡ基地局試験装置７０はＣＤＭＡ信号を受信する。ＣＤＭＡ基地局試験装置７０は、その出力端子ＯＵＴに基準信号ＲＥＦ２の一部を発生し、それが時間／周波数カウンター８０の入力端末ＩＮ３に印加される。信号ＩＮＴ＿ＣＬＫおよびＲＥＦはそれぞれ時間／周波数カウンター８０の入力端末ＩＮ１およびＩＮ２に印加される。ＣＤＭＡ基地局試験装置７０および時間／周波数カウンター８０もＧＰＩＢインターフェースを介して互いに接続される。１０ＭＨｚタイミングクロック信号ＣＬＫは試験装置のすべてに対して共通のクロックを供給する。
【００２１】
キャリブレーションフェーズの期間中に、ＧＰＳ受信機６０はユーザーの周知の位置で随意的にプログラムされ、また、ほぼ６０分のセトリング(settling)時間を持つようにプログラムされる。これらの値のプログラミングは、標準シリアルポートを介して接続されたコンピューターで、ベンダーが供給したソフトウェアを用いて行ってもよい。これらの実施形態において、ＧＰＳ受信機６０はまた、ユーザーが６０分のセトリング時間が不便であることを発見した場合に、信号ＲＥＦと真のＧＰＳ時刻との間のタイミングエラーも出力するように構成されてもよい。
【００２２】
ＣＤＭＡ基地局試験装置７０が通信している基地局の種々の他のセクターにより送信される信号からの干渉を最小化したＣＤＭＡ信号を受信するためにＣＤＭＡ受信アンテナ７４は随意的に指向性アンテナである。指向性アンテナ７４はまた、他の基地局により送信された信号からの最小化された干渉を有するＣＤＭＡ信号をＣＤＭＡ基地局試験装置７０が受信するとともに最小化されたマルチパス干渉を有する信号を受信することを可能にさせる。ＣＤＭＡアンテナケーブルは、試験設備５０の残りのものを移動する必要なくして、任意の与えられた基地局の各セクター内の種々の位置に、ＣＤＭＡ受信アンテナ７４を移動することを可能にする長さを随意的に有する。
【００２３】
ＡｇｉｌｅｎｔＥ６３８０ＡのようなＣＤＭＡ基地局試験装置７０のいくつかの実施形態は、時間／周波数カウンター８０により発生された出力結果を制御して読むとともに基地局試験装置７０により発生された出力結果を制御し読むように構成されたソフトウェアを含む。Ａｇｉｌｅｎｔ６８３０Ａからのソフトウェアは、また時間バイアスおよび種々の他のケーブル遅延のための補償を含む、基地局キャリブレーションの測定値も供給する。ソフトウェアはさらに、入力として、ＧＰＳ受信アンテナケーブル６２、ＣＤＭＡ受信アンテナケーブル７２、およびＧＰＳ受信機６０の出力端末ＯＵＴ２をＣＤＭＡ基地局試験装置７０の入力端末ＩＮ２に接続するケーブル９２に関連する遅延を受信するように構成されている。ケーブル９４および９６が等しい長さを持つように選択されるなら、これら２つのケーブルに関連する遅延は無視してもよい。
【００２４】
図３は、基地局セクターキャリブレーションフェーズの期間中のＧＰＳ受信アンテナ６４、ＣＤＭＡ受信アンテナ７４および基地局送信アンテナ９４の相対位置を示す。ＧＰＳ受信アンテナ６４は、地平線上の０度から９０度にわたりかつ真北から０度乃至３６０度にわたる空の遮るものの無い視野を持つように構築される。空の遮るものの無い視野が得られないなら、Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃｏｍ５８５０３Ｂの１０度のデフォルトエレベーションマスク(default elevation mask)は、真北から０度乃至３６０度にわたる空の妨げられない視野を有する仰角に変更される。ＧＰＳ受信アンテナ６４のＷＧＳ−８４楕円上の緯度、経度および高度は、異なるＧＰＳ受信機から随意的に得てもよい。キャリブレーションフェーズの期間におけるＧＰＳ受信アンテナ６４の位置のために要求される精度は、例えば、真の位置の１メートル未満内である。指向性ＣＤＭＡ受信アンテナ７４は、基地局送信アンテナ９４に対して視野方向を持つように構築され、セクター方位の３０度以内であることが推奨される。
【００２５】
基地局送信アンテナ９４のＷＧＳ−８４楕円上の緯度、経度、および高度は、ＧＰＳ受信アンテナの位置、および基地局送信アンテナ９４に対するＧＰＳ受信アンテナの相対的な方位角、仰角、および距離から得られる。基地局送信アンテナ９４の位置がキャリブレーションフェーズの期間中に得られる精度は、例えば、真の位置の１メートル未満内である。基地局送信アンテナ９４に対するＧＰＳ受信アンテナ６４の相対的な方位角、仰角、および距離は、レーザーサイトおよびコンパスを用いて得てもよい。上述したように、カップリングレーザーサイト／コンパスを備えた商業的に入手可能な差動ＧＰＳ受信機を用いて基地局送信アンテナ９４の位置を決定してもよい。ＣＤＭＡ受信アンテナ７４と基地局送信アンテナ９４との間の距離が決定される精度もまた例えば１メートルである。
【００２６】
図４は、ＧＰＳ時刻と、図２の試験設備５０により発生されたＣＤＭＡ信号の到着時刻との間の遅延を決定するために使用される信号のタイミング図を示す。上述するように、信号シングＲＥＦは２秒の期間を有し、真のＧＰＳ時刻にロックされる。図２からわかるように、信号ＲＥＦはＧＰＳ受信機６０により発生されＣＤＭＡ基地局試験装置７０に印加される。信号ＩＮＴ＿ＣＬＫは、他のクロック（図示せず）を発生するために使用されるＣＤＭＡ基地局試験装置内部の基準信号であり、ＣＤＭＡ基地局試験装置７０を外部タイミングソースと同期させる。信号ＲＥＦ＿ＩＮはＣＤＭＡ基地局試験装置７０内で内部的に発生される。図４に示されるように、信号ＩＮＴ＿ＣＬＫが低から高への遷移１０４を行うと信号ＲＥＦ＿ＩＮに遷移を生じる。それゆえ、信号ＲＥＦ＿ＩＮは、例えば、信号ＲＥＦをフリップフロップ（図示せず）のデータ入力端末に印加し、かつ信号ＩＮＴ＿ＣＬＫをそのフリップフロップのクロック入力端末に印加することにより内部的に発生してもよい。信号ＲＥＦ＿ＩＮはそのようなフリップフロップの出力信号である。従って、信号ＲＥＦ＿ＩＮの遷移１０６は、信号ＲＥＦの遷移１００が信号ＩＮＴ＿ＣＬＫの遷移１０２と１０４との間に現れる時刻に関係なく、信号ＩＮＴ＿ＣＬＫの遷移１０４と同時に現れる。
【００２７】
ＣＤＭＡ基地局試験装置７０はそのＣＤＭＡ受信アンテナ７４を介してＣＤＭＡ信号１０８を受信する。図４に示されるように、信号ＣＤＭＡの遷移１０８により表されるＣＤＭＡ信号の到着時刻と、信号ＲＥＦの遷移１００により表される真のＧＰＳ時刻との間の遅延Ｔ8は、遷移１００と１０６との間の時間遅延Ｔ6と、遷移１０６と１０８との間の時間遅延Ｔ7を含む。ＣＤＭＡ基地局試験装置７０のような従来の既製のＣＤＭＡ基地局試験装置は、時間遅延Ｔ8遅延コンポーネントのうち遅延コンポーネントＴ7を供給するのみである。それゆえ、既製のＣＤＭＡ基地局試験装置は遅延コンポーネントＴ６を考慮しない。遅延コンポーネントＴ６は、真のＧＰＳ時刻と信号ＩＮＴ＿ＣＬＫとの間の関係に依存して変化する。信号ＩＮＴ＿ＣＬＫはほぼ５０ｎｓｅｃまたは１００ｎｓｅｃの期間を有するので、遅延コンポーネントＴ６は、０乃至５０ｎｓｅｃまたは０乃至１００ｎｓｅｃまで変化してもよい。言い換えれば、ＧＰＳ時刻と、ＣＤＭＡ基地局試験装置７０により測定されるＣＤＭＡ信号の到着時刻との間の遅延は、信号ＩＮＴ＿ＣＬＫの周波数に応じて５０ｎｓｅｃまたは１００ｎｓｅｃまでだけずれていてもよい。
【００２８】
この開示に従って、信号ＲＥＦの遷移１００と信号ＲＥＦ＿ＩＮの遷移１０６との間の遅延コンポーネントＴ６は、以下に記載されるように測定され、時間遅延Ｔ８が測定される精度が改良される。ＡｇｉｌｅｎｔＥ６３８０Ａのような従来の既製のＣＤＭＡ基地局試験装置は内部的に多数のクロック信号を発生する。信号ＲＥＦ＿ＩＮとＩＮＴ＿ＣＬＫに対して同期しており、相対的に小さな時間遅延を有するそのような内部的に発生されるクロック信号の１つは図２および図４に信号ＲＥＦ２として示される、１．２２８８ＭＨｚクロック信号である。図４において、信号ＲＥＦ２の遷移１００、信号ＲＥＦ＿ＩＮの遷移１０６、および信号ＩＮＴ＿ＣＬＫの遷移１０４は同時にそして実質的に同じ時間で生じる。それゆえ、遷移１００と１０６との間の遅延は遷移１００と遷移１１０との間の遅延と実質的に同じである。
【００２９】
図２からわかるように、遷移１００と１１０との間の時間遅延Ｔ６を測定するために、この開示に従って、信号ＲＥＦとＲＥＦ２は時間／周波数カウンター８０に印加される。上述した時間／周波数カウンター８０は、ヒューレットパッカードモデル５３１３１Ａ／５３１３２Ａ時間／周波数カウンターであってもよく、時間遅延Ｔ６を測定するように構成されている。
【００３０】
ＲＥＦ信号とＣＤＭＡ信号との間の遅延の測定をさらに簡単にするために、ＨＰ−ＩＢインターフェース（図示せず）を有した第４のテスターをＣＤＭＡ基地局試験装置７０と時間／周波数カウンター８０の両方に接続してもよい。そのような装置のＨＰインターフェースは、時間遅延Ｔ６とＴ７を読んで合計することを可能にし、合計、すなわちＴ８をモニターに表示することを可能にさせる。
【００３１】
いくつかの実施形態において、ＣＤＭＡ基地局試験装置７０は、時間／周波数モジュール８０並びにハードウェア／ソフトウェアモジュールを含み時間遅延Ｔ６とＴ７を合計し、合計をモニターに表示するように適応するようにしてもよい。他の実施形態において、信号ＲＥＦ２は内部的に発生された１．２２８８ＭＨｚ以外の信号であってもよい。さらに他の実施形態において、ＧＰＳ受信機とＣＤＭＡ基地局試験装置の両方は、同一筐体内に配置してもよく、１つの装置として製造業者またはベンダーにより商業的に入手可能にしてもよい。
【００３２】
この開示の上記実施形態は、例証であり、制限するものではない。この開示は、ＧＰＳ受信機、ＣＤＭＡ基地局テスターまたは時間／周波数カウンターのタイプまたは製造業者により制限されない。この開示は、任意の特定のクロック周波数または種々の装置間の通信のために使用される任意のインターフェースに制限されない。この開示はキャリブレーションに関連するパラメーターを入力するために使用されるソフトウェア／ハードウェアモジュールの種類により制限されない。他の追加、控除、削除および変更は、添付されたクレームに記載されたようにこの開示の範囲から逸脱することなく行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、基地局送信機に接続されたＧＰＳ受信機の簡単化された高レベルブロック図並びにフォワードリンクキャリブレーションに寄与する遅延の図である。
【図２】図２はこの開示の一実施形態に従って、対応するＣＤＭＡ信号とＧＰＳ信号との間の時間遅延を決定するように適合された試験設備の高レベルブロック図である。
【図３】図３は、基地局セクター構成フェースの期間におけるＧＰＳ受信アンテナ、ＣＤＭＡ受信アンテナ、および基地局送信アンテナの相対的な位置を示す。
【図４】図４は、この開示の一実施形態に従って、図２の試験設備に関連し、対応するＣＤＭＡ信号とＧＰＳ信号の到着時刻間の遅延を決定するために使用される信号のタイミング図を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の信号と第２の信号との間の遅延を測定する方法において、
複数のクロック信号を発生することと、
前記第１の信号にロックされる第１の基準信号を発生することと、
前記第１の基準信号、および複数のクロック信号のうちの第１のクロック信号を用いて第２の基準信号を発生することと、
前記第２の基準信号と前記第２の信号との間の第２の遅延を測定することと、
前記第２の基準信号の遷移と実質的に同時に生じる遷移を有する複数のクロック信号のうちの第２のクロック信号を識別することと、
前記第１の信号と前記複数のクロック信号のうちの識別された第２のクロック信号との間の第３の遅延を測定することであって、前記第２の遅延と前記第３の遅延の合計は前記第１の信号と前記第２の信号との間の遅延を表すこととを備えた方法。
【請求項２】
前記第１の信号はＧＰＳ信号であり、前記第２の信号はＣＤＭＡ信号である、請求項１の方法。
【請求項３】
前記第１の基準信号は２秒の期間を有する、請求項２の方法。
【請求項４】
前記複数のクロック信号のうちの前記第１のクロック信号は１９．６６０８ＭＨｚの周波数を有する、請求項３の方法。
【請求項５】
前記第１の基準信号は前記ＧＰＳ信号の受信に応答してＧＰＳ受信機により発生される、請求項４の方法
【請求項６】
前記複数のクロック信号のうちの前記識別された第２のクロック信号は１．２２８８ＭＨｚの周波数を有する、請求項５の方法。
【請求項７】
前記複数のクロック信号のうちの前記識別された第２のクロック信号および前記第２の基準信号は、ＣＤＭＡ基地局によって、および前記ＣＤＭＡ信号および前記第１の基準信号の受信に応答して発生される、請求項６の方法。
【請求項８】
前記第２の遅延は、前記ＣＤＭＡ基地局試験装置により測定される、請求項７の方法。
【請求項９】
前記第３の遅延は、前記ＣＤＭＡ基地局試験装置により測定される、請求項８の方法。
【請求項１０】
前記第３の遅延は、時間／周波数カウンターにより測定される、請求項８の方法。
【請求項１１】
第１の信号と第２の信号との間の遅延を測定するように構成された装置において、
複数のクロック信号を発生するための手段と、
前記第１の信号にロックされる第１の基準信号を発生する手段と、
前記第１の基準信号と、前記複数のクロック信号のうちの第１のクロック信号を用いて第２の基準信号を発生する手段と、
前記第２の基準信号と前記第２の信号との間の第２の遅延を測定する手段と、
前記第１の信号と、前記第２の基準信号の遷移と実質的に同時に生じる遷移を有する前記複数のクロック信号のうちの第２のクロック信号との間の第３の遅延を測定する手段であって、前記第２の遅延と前記第３の遅延の合計が前記第１の信号と前記第２の信号との間の前記遅延を表す手段とを備えた装置。
【請求項１２】
前記第１の信号はＧＰＳ信号であり、前記第２の信号はＣＤＭＡ信号である、請求項１１の装置。
【請求項１３】
前記第１の基準信号は２秒の期間を有する、請求項１２の装置。
【請求項１４】
前記複数のクロック信号のうちの前記第１のクロック信号は１９．６６０８ＭＨｚを有する、請求項１３の装置。
【請求項１５】
前記第１の基準信号を発生する手段は、ＧＰＳ受信機内に配置され、前記複数のクロック信号のうちの前記第１のクロック信号を発生する手段はＣＤＭＡ基地局試験装置内に配置される、請求項１４の装置。
【請求項１６】
前記複数のクロック信号のうちの前記識別された第２のクロック信号は１．２２８８ＭＨｚ信号である、請求項１５の装置。
【請求項１７】
前記第２の基準信号および前記複数のクロック信号のうちの前記第２のクロック信号を発生する手段は前記ＣＤＭＡ基地局試験装置内に配置され、前記ＣＤＭＡ信号および前記第１の基準信号の受信に応答する、請求項１６の装置。
【請求項１８】
前記第２の遅延を測定する手段は前記ＣＤＭＡ基地局試験装置内に配置される、請求項１７の装置。
【請求項１９】
前記第３の遅延を測定する手段は、前記ＣＤＭＡ基地局試験装置内に配置される、請求項１８の装置。
【請求項２０】
前記第３の遅延を測定する手段は、時間／周波数カウンター内に配置される、請求項１９の装置。
【請求項２１】
第１の信号と第２の信号との間の時間遅延を測定するように機能的に作用する装置において、
前記第１の信号を受信し、それに応答して第１の基準信号を発生するように適応された第１の装置と、
前記第２の信号および前記第１の基準信号を受信し、第２の基準信号と、前記第２の基準信号の遷移と実質的に同時に生じる遷移を有するクロック信号を発生するように適応する第２の装置であって、前記第２の装置はさらに前記第２の基準信号と前記第２の信号との間の時間遅延を測定するように適応する第２の装置と、
前記第１の基準信号および前記第２の基準信号を受信し、前記第１の基準信号と前記第２の基準信号との間の遅延を測定するように適応された第３の装置とを備えた装置。
【請求項２２】
前記第１の信号はＧＰＳ信号であり、前記第２の信号はＣＤＭＡ信号である、請求項２１の装置。
【請求項２３】
前記第１の基準信号は２秒の期間を有する、請求項２２の装置。
【請求項２４】
前記第１の装置は、前記ＧＰＳ信号の受信に応答して前記第１の基準信号を発生するように適合されたＧＰＳ受信機である、請求項２３の装置。
【請求項２５】
前記クロック信号は１．２２８８ＭＨｚの周波数を有する、請求項２４の装置。
【請求項２６】
前記第２の装置は、前記ＣＤＭＡ信号および前記第１の基準信号を受信し、前記第２の基準信号および前記クロック信号を発生するように適合されたＣＤＭＡ基地局試験装置である、請求項２５の装置。
【請求項２７】
前記第３の装置は、時間／周波数カウンターである、請求項２６の装置。
【請求項１】
第１の信号と第２の信号との間の遅延を測定する方法において、
複数のクロック信号を発生することと、
前記第１の信号にロックされる第１の基準信号を発生することと、
前記第１の基準信号、および複数のクロック信号のうちの第１のクロック信号を用いて第２の基準信号を発生することと、
前記第２の基準信号と前記第２の信号との間の第２の遅延を測定することと、
前記第２の基準信号の遷移と実質的に同時に生じる遷移を有する複数のクロック信号のうちの第２のクロック信号を識別することと、
前記第１の信号と前記複数のクロック信号のうちの識別された第２のクロック信号との間の第３の遅延を測定することであって、前記第２の遅延と前記第３の遅延の合計は前記第１の信号と前記第２の信号との間の遅延を表すこととを備えた方法。
【請求項２】
前記第１の信号はＧＰＳ信号であり、前記第２の信号はＣＤＭＡ信号である、請求項１の方法。
【請求項３】
前記第１の基準信号は２秒の期間を有する、請求項２の方法。
【請求項４】
前記複数のクロック信号のうちの前記第１のクロック信号は１９．６６０８ＭＨｚの周波数を有する、請求項３の方法。
【請求項５】
前記第１の基準信号は前記ＧＰＳ信号の受信に応答してＧＰＳ受信機により発生される、請求項４の方法
【請求項６】
前記複数のクロック信号のうちの前記識別された第２のクロック信号は１．２２８８ＭＨｚの周波数を有する、請求項５の方法。
【請求項７】
前記複数のクロック信号のうちの前記識別された第２のクロック信号および前記第２の基準信号は、ＣＤＭＡ基地局によって、および前記ＣＤＭＡ信号および前記第１の基準信号の受信に応答して発生される、請求項６の方法。
【請求項８】
前記第２の遅延は、前記ＣＤＭＡ基地局試験装置により測定される、請求項７の方法。
【請求項９】
前記第３の遅延は、前記ＣＤＭＡ基地局試験装置により測定される、請求項８の方法。
【請求項１０】
前記第３の遅延は、時間／周波数カウンターにより測定される、請求項８の方法。
【請求項１１】
第１の信号と第２の信号との間の遅延を測定するように構成された装置において、
複数のクロック信号を発生するための手段と、
前記第１の信号にロックされる第１の基準信号を発生する手段と、
前記第１の基準信号と、前記複数のクロック信号のうちの第１のクロック信号を用いて第２の基準信号を発生する手段と、
前記第２の基準信号と前記第２の信号との間の第２の遅延を測定する手段と、
前記第１の信号と、前記第２の基準信号の遷移と実質的に同時に生じる遷移を有する前記複数のクロック信号のうちの第２のクロック信号との間の第３の遅延を測定する手段であって、前記第２の遅延と前記第３の遅延の合計が前記第１の信号と前記第２の信号との間の前記遅延を表す手段とを備えた装置。
【請求項１２】
前記第１の信号はＧＰＳ信号であり、前記第２の信号はＣＤＭＡ信号である、請求項１１の装置。
【請求項１３】
前記第１の基準信号は２秒の期間を有する、請求項１２の装置。
【請求項１４】
前記複数のクロック信号のうちの前記第１のクロック信号は１９．６６０８ＭＨｚを有する、請求項１３の装置。
【請求項１５】
前記第１の基準信号を発生する手段は、ＧＰＳ受信機内に配置され、前記複数のクロック信号のうちの前記第１のクロック信号を発生する手段はＣＤＭＡ基地局試験装置内に配置される、請求項１４の装置。
【請求項１６】
前記複数のクロック信号のうちの前記識別された第２のクロック信号は１．２２８８ＭＨｚ信号である、請求項１５の装置。
【請求項１７】
前記第２の基準信号および前記複数のクロック信号のうちの前記第２のクロック信号を発生する手段は前記ＣＤＭＡ基地局試験装置内に配置され、前記ＣＤＭＡ信号および前記第１の基準信号の受信に応答する、請求項１６の装置。
【請求項１８】
前記第２の遅延を測定する手段は前記ＣＤＭＡ基地局試験装置内に配置される、請求項１７の装置。
【請求項１９】
前記第３の遅延を測定する手段は、前記ＣＤＭＡ基地局試験装置内に配置される、請求項１８の装置。
【請求項２０】
前記第３の遅延を測定する手段は、時間／周波数カウンター内に配置される、請求項１９の装置。
【請求項２１】
第１の信号と第２の信号との間の時間遅延を測定するように機能的に作用する装置において、
前記第１の信号を受信し、それに応答して第１の基準信号を発生するように適応された第１の装置と、
前記第２の信号および前記第１の基準信号を受信し、第２の基準信号と、前記第２の基準信号の遷移と実質的に同時に生じる遷移を有するクロック信号を発生するように適応する第２の装置であって、前記第２の装置はさらに前記第２の基準信号と前記第２の信号との間の時間遅延を測定するように適応する第２の装置と、
前記第１の基準信号および前記第２の基準信号を受信し、前記第１の基準信号と前記第２の基準信号との間の遅延を測定するように適応された第３の装置とを備えた装置。
【請求項２２】
前記第１の信号はＧＰＳ信号であり、前記第２の信号はＣＤＭＡ信号である、請求項２１の装置。
【請求項２３】
前記第１の基準信号は２秒の期間を有する、請求項２２の装置。
【請求項２４】
前記第１の装置は、前記ＧＰＳ信号の受信に応答して前記第１の基準信号を発生するように適合されたＧＰＳ受信機である、請求項２３の装置。
【請求項２５】
前記クロック信号は１．２２８８ＭＨｚの周波数を有する、請求項２４の装置。
【請求項２６】
前記第２の装置は、前記ＣＤＭＡ信号および前記第１の基準信号を受信し、前記第２の基準信号および前記クロック信号を発生するように適合されたＣＤＭＡ基地局試験装置である、請求項２５の装置。
【請求項２７】
前記第３の装置は、時間／周波数カウンターである、請求項２６の装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２００７−５１３５８９（Ｐ２００７−５１３５８９Ａ）
【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２００６−５４２８７８（Ｐ２００６−５４２８７８）
【出願日】平成１６年１２月７日（２００４．１２．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０４０８９６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５７８１１
【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７日（２００４．１２．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０４０８９６
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５７８１１
【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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