関数の局所極大又は極小のパラメータを推定するための手順
【課題】関数の局所極大又は極小のパラメータを推定するための手順。
【解決手段】受信された信号から導出された相関関数の局所極大又は極小のパラメータを推定するための方法及びシステム。内挿された局所極大又は極小が、決定される。内挿オフセットは、その後、導出され、内挿された関数の局所極大又は極小の位置とサンプリングされた関数の局所極大又は極小の位置との間の差を備える。パラメータの推定値は、内挿オフセットから導出される。
【解決手段】受信された信号から導出された相関関数の局所極大又は極小のパラメータを推定するための方法及びシステム。内挿された局所極大又は極小が、決定される。内挿オフセットは、その後、導出され、内挿された関数の局所極大又は極小の位置とサンプリングされた関数の局所極大又は極小の位置との間の差を備える。パラメータの推定値は、内挿オフセットから導出される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、米国仮出願番号第６０／４１９，６２６号、２００２年１０月１７日提出、に優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、位置決定、２次内挿、及びＧＰＳジオ−ロケーション・システム（GPS geo-location system）の分野に係り、特に、ＧＰＳ相関関数のような、関数の局所極大又は極小のパラメータ、例えば、位置若しくはスケール因子、を推定するための手順に関する。
【背景技術】
【０００３】
ＧＰＳジオ−ロケーション・システムは、地球周回軌道人工衛星のシステムであり、そこから、人工衛星に認められるエンティティ（entity）は、自分の所在地を決定できる。それぞれの人工衛星は、人工衛星を特定して識別する１，０２３チップの繰り返しのＰＮコードを用いてマークされた信号を送信する。１，０２３チップは、１ミリ秒毎に繰り返される。信号は、しかもデータ・ビットを用いて変調される。ここで、各データ・ビットは、変調された信号の中で２０ｍｓの期間を有する。
【０００４】
図１を参照して、ワイアレス通信システム中の加入者局１００は、局に認識できるＧＰＳ人工衛星１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄからの送信を受信し、４若しくはそれより多くの送信のそれぞれから各種の測定値及び関連する値を導出する。局１００は、それから、所在地決定エンティティ（position determination entity）（ＰＤＥ）１０４へ測定値及び値を通信する。ＰＤＥ１０４は、これらの測定値及び値から局１００の位置及び速度を推定する。あるいは、局１００は、これらの測定値及び値から局１００の自身の所在地及び速度を決定する。
【０００５】
局１００は、人工衛星に対するＰＮコードを受信された信号と対比させることによって特定の人工衛星からの送信を検索する。受信された信号は、一般に、ノイズが存在する中で局の受信機に認識できる１若しくはそれより多くの人工衛星からの送信の合成物である。対比は、代表的に２つの次元で実行される。第１の次元、コード位相次元（code phase dimension）、では、対比は、検索ウィンドウＷとして知られるＰＮコードの可能性のあるシフトの範囲に渡り実行される。各対比は、ＮｃとＭの積で表されることができる集積時間Ｉに渡り実行される。ここで、Ｎｃは、コヒーレントな集積時間であり、Ｍは、ノン−コヒーレントに複合されたコヒーレントな集合物の数である。第２の次元、ドップラー周波数次元、では、対比は、ドップラー周波数仮定の範囲に渡り実行される。
【０００６】
結果としての相関値は、２次元の相関関数を規定する。相関関数は、サンプリングされ、相関関数のピークは、２つの次元のそれぞれに沿って位置する。代表的には、ピークは、しかも、誤ったアラームの確率が所定の値であるか若しくはそれより低くなるように選択された、所定のしきい値と比較される。コード位相次元における最大ピークの位置は、人工衛星に対する時間測定値を生成する。同様に、ドップラー周波数次元における最大ピークの位置は、人工衛星に対するドップラー周波数測定値を生成する。ピーク・エネルギー測定値も、コード位相若しくはドップラー周波数次元の両者における最大ピークの高さから導出される。
【０００７】
サンプリング・クロックとの同期の欠如に起因して、コード位相及びドップラー周波数次元の両方において、サンプリングされたピーク位置と実際のピーク位置との間で、及び両方の次元において、サンプリングされたピーク高さと実際のピーク高さとの間で、しばしば相違がある。
【０００８】
内挿は、実際のピークの位置及び高さをより正確に推定するための努力において相関関数のサンプルにしばしば適用される。２次式の内挿では、例えば、２次関数が、相関関数の３つのサンプルにフィッティングされる。２次関数のピークは、しばしば、サンプリングされたピークより実際のピークのより精度の高い推定値である。
【０００９】
しかしながら、コード位相若しくはドップラー周波数次元の両方において、ＧＰＳ相関関数の形状は、２次関数にほとんど似ない。実際の相関パルス形状は、受信機の受信チェーンに使用されたまさにそのフィルタリング及び検索パラメータＮｃとＭに依存する。その結果、内挿されたピーク位置及び実際のピーク位置は、しばしば互いに異なり、内挿されたピーク高さ及び実際のピーク高さも同様である。
【００１０】
図２は、コード位相次元におけるＧＰＳ相関関数のパルス２０２を図示する。この特定のパルスの形状は、フィルタの特定のセット及びパラメータＮｃを２０ｍｓに設定することに対応する。このパルスのピークは、０チップに置かれ、そして高さは、（規格化された期間で）１である。第１の２次関数２０６は、パルス２０２のサンプル２０４ｂ、２０４ｄ、及び２０４ｆにフィッティングされる。第２の２次関数２０８は、パルス２０２のサンプル２０４ａ、２０４ｃ、及び２０４ｅにフィッティングされる。第１の２次関数２０６のピークの位置２１０及び第２の２次関数２０８のピークの位置２１２は、両方とも真のピークの位置（０チップ）から外れている。同様に、第１の２次関数２０６のピークの高さ２１４及び第２の２次関数２０８のピークの高さ２１６は、両方とも真のピークの高さ（規格化された期間で１）から外れている。
【００１１】
したがって、内挿されたピーク位置及び高さから導出された位置及び速度推定値は、しばしば誤りである。コード位相次元における相関関数のピークの位置を見つけるエラーは、所在地推定値における著しいエラーを生じさせる。図２に図示された特定の例では、ピークの位置を見つけるエラーは、所在地推定値において±１５ｍのエラーを生じさせる。
【００１２】
さらに、２次式内挿よりもより高い精度を提供する現在利用可能な内挿手順は、費用がかかり、時間を費やす。それゆえ、ワイアレス受話器のような大量市場消費者電子装置に対して適していない。
【発明の概要】
【００１３】
方法は、関数の局所極大又は極小のパラメータを推定することについて説明される。ある実施形態では、方法は、局所極大又は極小での若しくは近傍での関数のサンプルについて内挿を実施することにより始まり、結果として内挿された局所極大又は極小を生じる。
【００１４】
その後、内挿オフセットが導出される。内挿オフセットは、内挿された局所極大又は極小の位置とサンプリングされた局所極大又は極小の位置との間の差である。パラメータ推定値は、その後、内挿オフセットから導出される。
【００１５】
ある実施形態では、関数は、２次元の相関関数であり、コード位相次元及びドップラー周波数次元を有する。これから決定されようとしているパラメータは、２つの次元の１つに沿った相関関数のピークの位置若しくはスケーリング因子である。２次関数は、ピークでの若しくは近傍での相関関数の複数のサンプルにフィッティングされ、２次関数のピークがそれから決定される。
【００１６】
内挿オフセットは、その後、導出され、２次関数のピークの位置とサンプリングされたピークの位置との差に等しくなる。位置若しくは高さのような、ピークのパラメータは、その後、内挿オフセットから決定される。
【００１７】
１つのインプリメンテーション（implementation）では、パラメータ・バイアスは、内挿オフセットと既存の関係を有する。このインプリメンテーションでは、パラメータ推定値は、２段階プロセスを使用して導出される。第１に、内挿オフセットに対応するパラメータ・バイアスは、既存の関係を使用して導出される。第２に、パラメータの推定値は、パラメータ・バイアスから導出される。
【００１８】
一例では、推定されようとしているパラメータは、コード位相次元に沿った相関関数のピークの位置である。内挿オフセットは、導出され、コード位相次元に沿った内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との差に等しくされる。この内挿オフセットに対応するコード位相バイアスは、その後、これらの２つの変数の間に存在する既存の関係を具体化したルックアップ・テーブルへのアクセスを通して決定される。このコード位相バイアスは、内挿オフセットに足し算されて、コード位相次元に沿ったピークの位置の推定値をもたらす。
【００１９】
第２の例では、推定されようとしているパラメータは、コード位相次元に沿った相関関数のピークの高さである。内挿オフセットは、導出され、再び、コード位相次元に沿った内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差に等しくされる。この内挿オフセットに対応するピーク・エネルギー・バイアスは、その後、これらの２つの変数の間に存在する既存の関係を具体化したルックアップ・テーブルへのアクセスを通して決定される。このピーク・エネルギー・バイアスは、内挿されたピーク・エネルギーに足し算されて、コード位相次元に沿ったピークの高さの推定値をもたらす。
【００２０】
第３の例では、推定されようとしているパラメータは、ドップラー周波数次元に沿った相関関数のピークの位置である。内挿オフセットは、導出され、ドップラー周波数次元に沿った内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との差に等しくされる。この内挿オフセットに対応するドップラー周波数バイアスは、これらの２つの変数の間に存在する既存の関係を具体化したルックアップ・テーブルへのアクセスを通して決定される。このドップラー周波数バイアスは、内挿オフセットに足し算されて、ドップラー周波数次元に沿ったピークの位置の推定値をもたらす。
【００２１】
第４の例では、推定されようとしているパラメータは、ドップラー周波数次元に沿った相関関数のピークの高さである。内挿オフセットは、導出され、再び、ドップラー周波数次元に沿った内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差に等しくされる。この内挿オフセットに対応するピーク・エネルギー・バイアスは、これらの２つの変数の間に存在する既存の関係を通して決定される。このピーク・エネルギー・バイアスは、内挿されたピーク・エネルギーに足し算されて、ドップラー周波数次元に沿ったピークの高さの推定値をもたらす。
【００２２】
これらの方法を実体的に具体化したメモリ、及び関係したシステム、も説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、ＧＰＳジオ−ロケーション・システムの図である。
【図２】図２は、ＧＰＳジオ−ロケーション・システムにおいて受信された信号から導出された相関関数中の内挿エラーを説明する図である。
【図３】図３は、２次元ＧＰＳ相関関数の例を説明する、ここで、第１の次元は、コード位相次元であり、第２の次元は、ドップラー周波数次元である。
【図４】図４は、コード位相次元に沿ったＧＰＳ相関関数のパルスの例を説明する。
【図５】図５は、ドップラー周波数次元に沿ったＧＰＳ相関関数のパルスの例を説明する。
【図６】図６は、コード位相次元に沿ったＧＰＳ相関関数のパルスの関係における内挿オフセット及びパラメータ・バイアスを説明する図である。
【図７】図７は、発明にしたがった関数の局所極大又は極小のパラメータを推定する方法の実施形態のフローチャートを説明する。
【図８】図８は、内挿オフセットとコード位相バイアスとの間の既存の関係の例を図示する。
【図９】図９は、図８の関係を実行するルックアップ・テーブルの例である。
【図１０】図１０は、内挿オフセットとドップラー周波数バイアスとの間の既存の関係の例を図示する。
【図１１】図１１は、図１０の関係を実行するルックアップ・テーブルの例である。
【図１２】図１２は、コード位相次元における内挿オフセットとピーク・エネルギー・バイアスとの間の既存の関係の例を図示する。
【図１３】図１３は、図１２の関係を実行するルックアップ・テーブルの例である。
【図１４】図１４は、ドップラー周波数次元における内挿オフセットとピーク・エネルギー・バイアスとの間の既存の関係の例を図示する。
【図１５】図１５は、図１４の関係を実行するルックアップ・テーブルの例である。
【図１６】図１６は、発明にしたがった関数の局所極大又は極小のパラメータを推定するためのシステムの実施形態のブロック図である。
【図１７】図１７は、図１６のシステムを組み込んでいる加入者局の実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図面のコンポーネントは、縮尺される必要がなく、発明の原理を説明することに置かれる代わりに強調する。図面では、同じ参照符号は、異なる図面で一貫して対応する部分を示す。
【００２５】
ここに使用されたように、“約（about）”及び“実質的に（substantially）”のような用語は、業界において受け入れられる誤差を説明するために数学的な正確さにおいてある余裕を認めることを意図している。したがって、１％から２０％の範囲において用語“約”若しくは“実質的に”によって緩和された値から上もしくは下へのいずれかのズレは、述べられた値の明確に範囲内にあると考えられるべきである。
【００２６】
しかも、ここで使用されるように、用語“ソフトウェア”は、ソース・コード、アセンブリ言語コード、バイナリ・コード、ファームウェア、マクロ命令、マイクロ命令、その他、若しくは前述の２若しくはそれより多くの任意の組み合わせを含む。
【００２７】
さらに、用語“メモリ”は、任意のコンピュータ読み取り可能な媒体を呼び、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ディスク、フロッピー（登録商標）・ディスク、ハード・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、その他、若しくは前述の２若しくはそれより多くの任意の組み合わせを含むが、これらに限定されることはない。そこには、プロセッサによって実行可能な一連のソフトウェア命令を記憶できる。
【００２８】
用語“プロセッサ”若しくは“ＣＰＵ”は、一連の命令を実行できる任意の装置を呼び、汎用若しくは特殊用途マイクロプロセッサ、限定されたステート・マシーン、コントローラ、コンピュータ、ディジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）、その他を制限なしに含む。
【００２９】
相関関数及び内挿エラーの序論
図３は、ＧＰＳジオ−ロケーション・システムにおいて受信された信号から導出された２次元相関関数の例を図示する。受信された信号は、複合信号であり、ＧＰＳ人工衛星によってそれぞれが送信された１若しくはそれより多くの信号を具備する。
【００３０】
相関関数は、受信された信号を人工衛星の１つに対するＰＮコードと対比させることによって導出される。対比は、複数のコード位相及びドップラー周波数仮定に渡り実行される。相関関数は、２次元、コード位相次元及びドップラー周波数次元、に沿ってプロットされた対比されたエネルギーを、ｄＢで若しくは線形項で、表す。図３に示された例では、コード位相次元は、数字３０２で識別され、ドップラー周波数次元は、数字３０４で識別される。
【００３１】
図３に示された例では、ドップラー周波数次元３０４に沿って、相関関数は、メイン・ローブ３０６ｂ及び２つのサイドローブ３０６ａ、３０６ｃからなる。コード位相次元３０２に沿って、相関関数は、メイン・ローブ３０６ｂ及び２つのサイドローブ３０８ａ、３０８ｂからなる。その他の例は、可能性があり、そのため、前述のいずれかが、制限するものとして考えられるべきでない。
【００３２】
図４は、図３の軸４−４に沿った図３の相関関数の側面図を示す。示されたように、メイン・ローブ３０６ｂは、メイン・パルス４０２ａを生じさせ、サイドローブ３０８ａ、３０８ｂは、２つのサイド・パルス４０２ｂ、４０２ｃを生じさせる。メイン・パルス４０２ａは、所在地決定の目的に対して直接関係するパルスである。
【００３３】
図５は、図３の軸５−５に沿った図３の相関関数の側面図を示す。示されたように、メイン・ローブ３０６ｂは、メイン・パルス５０２ａを生じさせ、サイドローブ３０６ａ、３０６ｃは、２つのサイド・パルス５０２ｂ、５０２ｃを生じさせる。メイン・パルス５０２ａは、所在地決定の目的に対して直接関係するパルスである。
【００３４】
相関関数のピークは、１若しくはそれより多くのピーク・パラメータによって特徴付けられる。例は、コード位相次元におけるピークの位置、ドップラー周波数次元におけるピークの位置、及び両方の次元におけるピークの高さ（エネルギー）を含む。図４のパルスを高いレベルで詳細に説明する図６において、コード位相次元におけるピーク６０２の位置は、数字６０４で識別され、規格化されたピークのエネルギー（ｄＢの観点で）は、数字６０６で識別される。これらのパラメータは、“実際の”ピーク・パラメータとして呼ばれる。
【００３５】
実際のピークに高さが最も近いサンプルであるサンプリングされたピークは、数字６０８ａで識別される。サンプリングされたピークは、１若しくはそれより多くのサンプリングされたピーク・パラメータによって特徴付けられ、コード位相次元におけるサンプリングされたピークの位置６１０、ドップラー周波数次元におけるサンプリングされたピークの位置（図６には図示されない）、及び数字６１２で識別される規格化されたサンプリングされたピークのエネルギーを含む。
【００３６】
実際のピーク位置に関係してサンプリング・クロックの非同期性に起因して、サンプリングされたピークと実際のピークとの間に差が、通常ある。これは、実際のピーク・パラメータとサンプリングされたピーク・パラメータとの間の差に変換される。図６では、例えば、コード位相次元における実際のピーク位置とサンプリングされたピーク位置との間の差は、Δ１であり、実際のピーク高さとサンプリングされたピーク高さとの間の差は、Δ２である。
【００３７】
内挿されたピークは、数字６１４で識別される。内挿されたピーク、これはサンプル６０８ａ、６０８ｂ及び６０８ｃに適用された２次関数内挿を通して導出されていると仮定される、は、１若しくはそれより多くのパラメータによって特徴付けられ、コード位相次元における内挿されたピークの位置６１６、ドップラー周波数次元における内挿されたピークの位置（図示せず）及び内挿されたピークの高さ６１８を含む。
【００３８】
内挿されたピークと実際のピークとの、位置若しくはスケーリング因子のような、パラメータ間の差は、内挿エラーである。図６において、実際のピーク高さと内挿されたピーク高さとの間の内挿エラーは、Δ３であり、コード位相次元に沿った実際のピーク位置と内挿されたピーク位置との間の内挿エラーは、Δ４である。
【００３９】
発明の実施形態
図７は、関数の局所極大又は極小のパラメータを推定する方法の実施形態のフローチャートを説明する。方法は、ステップ７０２で始まる。ステップ７０２において、方法は、局所極大又は極小で若しくは近くでの関数のサンプルに内挿を実行することを具備し、内挿された局所極大又は極小を結果として生ずる。１つのインプリメンテーションでは、関数は、２次元相関関数であり、コード位相次元及びドップラー周波数次元を有する。このインプリメンテーションでは、ステップ７０２は、２つの次元の１つに沿って相関関数のピークで若しくは近くの３個のサンプルに２次関数をフィッティングすること、及びその後、２次関数のピークを決定することを具備する。
【００４０】
ステップ７０４が、ステップ７０２に続く。ステップ７０４は、内挿オフセットを導出することを具備する。内挿オフセットは、ステップ７０２において決定された内挿された局所極大又は極小の位置とサンプリングされた局所極大又は極小の位置との間の差である。一例では、サンプリングされた局所極大又は極小は、内挿プロセスにおいて使用された複数のサンプル内での（局所極大又は極小が含まれているかにそれぞれ対応して）最大又は最小のサンプルである。
【００４１】
ある実施形態では、内挿オフセットは、コード位相若しくはドップラー周波数次元のいずれかに沿った相関関数の内挿された局所極大又は極小とサンプリングされた局所極大又は極小の位置の間の差である。図６では、例えば、内挿オフセットは、コード位相次元に沿ったサンプリングされたピークの位置と内挿されたピークの位置との差Δ５である。
【００４２】
図７に戻って、ステップ７０４から、方法は、ステップ７０６に進む。ステップ７０６において、方法は、内挿オフセットからパラメータを導出することを具備する。
【００４３】
ある実施形態では、ステップ７０６は、これらの２つの変数の間に存在する既存の関係を使用して内挿オフセットからパラメータ・バイアスを導出すること、及び、その後、パラメータ・バイアスからパラメータの推定値を導出することを具備する。他の１の実施形態では、このステップは、内挿オフセットから直接パラメータ推定値を導出することを具備する。
【００４４】
１つの例では、内挿オフセットは、コード位相次元に沿った相関関数の内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差である。コード位相バイアスは、図８に図示されたこの内挿オフセットとの関係を伝える。数字８０２は、チップに関して内挿オフセットを識別し、数字８０４は、コード位相バイアスを識別し、そして数字８０６は、これらの２つの変数の間の関係を具体的に表す曲線を識別する。見られるように、この特定の例では、−０．５と＋０．５との間の範囲にある内挿オフセットに対して、コード位相バイアスは、−０．００４０５から＋０．０５７５チップの間の範囲であり、これは、−１１．８７から＋１６．８５メートルに変換される。
【００４５】
この例の１つのインプリメンテーションでは、内挿オフセットとコード位相バイアスとの間の関係は、ルックアップ・テーブルとして具体的に表される。このルックアップ・テーブルを使用して、コード位相バイアスは、内挿オフセットに応答して決定される。コード位相バイアスは、内挿オフセットに足し算されて、コード位相次元に沿ったピークの位置の推定値を生成する。この特定の例では、推定値は、サンプリングされたピークと実際のピークとの間のコード位相オフセットに関してであるが、推定値を表現する他の形が可能であり、例えば、内挿されたピークと実際のピークとの間のコード位相オフセットが、歓迎されるはずである。しかも、この特定の例では、ルックアップ・テーブルへのアクセスは、コード位相バイアスを生ずる。コード位相バイアスは、それから、内挿オフセットに足し算されて、ピーク位置推定値を生成する。しかしながら、ルックアップ・テーブルへのアクセスがピーク位置推定値を直接生み出す実施形態が、可能性があることは、歓迎されるはずである。
【００４６】
このルックアップ・テーブルの一例が、図９に示されている。この特定の例では、ルックアップ・テーブルは、０から１２８の範囲にあるテーブル・インデックスに関係付けられた１２９のエントリを有する。インデックス値０に対応するエントリは、数字９０２ａで識別され；インデックス値１に対応するエントリは、数字１で識別され；インデックス値２に対応するエントリは、数字２で識別され；そしてインデックス値０に対応するエントリは、数字９０２ｅで識別される。
【００４７】
次式は、テーブル・インデックス、ｌｕｔ＿ｉｎｄｅｘ、に内挿オフセット、ｉｎｔｅｒｐ＿ｏｆｆｓｅｔ、をマッピングする：
ｌｕｔ＿ｉｎｄｅｘ＝（ｉｎｔ）（（ｉｎｔｅｒｐ＿ｏｆｓｓｅｔ＋０．５）
＊（ｌｕｔ＿ｓｉｚｅ−１）） （１）
ここで、ｉｎｔは、整数関数であり、ｌｕｔ＿ｓｉｚｅは、ルックアップ・テーブルのサイズである。この特定の例では、ｌｕｔ＿ｓｉｚｅは、１２９である。−０．５と＋０．５との間の範囲にある内挿オフセットの値に対して、この式は、０と１２８との間のインデックス値を生み出す。
【００４８】
第２の例では、内挿オフセットは、ドップラー周波数次元に沿った相関関数の内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差である。ドップラー周波数バイアスは、図１０に図示されたこの内挿オフセットを用いて関係を伝える。内挿オフセットは、数字１００２で識別され、ドップラー周波数バイアスは、数字１００４で識別され、そして、これら２つの変数の関係を表した曲線は、数字１００６で識別される。見られるように、−０．５と＋０．５との間の範囲にある内挿オフセットに対して、ドップラー周波数バイアスは、−２から＋２Ｈｚの間の範囲にある。
【００４９】
この例の１つのインプリメンテーションでは、関係は、ルックアップ・テーブルとして具体的に表される。このルックアップ・テーブルを使用して、ドップラー周波数バイアスは、内挿オフセットに対応して決定される。このドップラー周波数バイアスは、内挿オフセットに足し算されて、ドップラー周波数次元に沿ったピークの位置の推定値を生成する。この特定の例では、ピーク位置推定値は、サンプリングされたピークと実際のピークとの間のドップラー周波数オフセットの形式であるが、例えば、内挿されたピークと実際のピークとの間のドップラー周波数オフセットの形式であるような、推定値を表している他の形式が可能であることが、評価されるべきである。しかも、この特定の例では、ルックアップ・テーブルへのアクセスは、ドップラー周波数バイアスを生み出すが、ルックアップ・テーブルへのアクセスが直接ピーク位置推定値を生み出す例が、可能であることは、評価されるべきである。
【００５０】
このルックアップ・テーブルの一例が、図１１に図示される。この特定の例では、ルックアップ・テーブルは、０から３２の範囲にあるテーブル・インデックスに関係付けられた３３のエントリを有する。インデックス０に対応するテーブル・エントリは、数字１１０２ａで識別され；インデックス１に対応するテーブル・エントリは、数字１１０２ｂで識別され；インデックス２に対応するテーブル・エントリは、数字１１０２ｃで識別され；そして、インデックス３２に対応するテーブル・エントリは、数字１１０２ｄで識別される。
【００５１】
図１１に図示されたテーブルのエントリは、Ｈｚよりはむしろドップラー・ビンに関する。この例のドップラー・ビンの大きさとＨｚとの間の関係は、Ｎｃの設定に依存する。Ｎｃが２０ｍｓに設定される場合には、ドップラー・ビンの大きさは、２５Ｈｚである。ｌｕｔ＿ｓｉｚｅを３３に等しく設定した、上記の式（１）は、テーブル・インデックス中に内挿オフセットをマッピングする。
【００５２】
第３の例では、内挿オフセットは、再び、コード位相次元に沿った相関関数の内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差である。ピーク・エネルギー・バイアスは、図１２に図示されているこの内挿オフセットとの関係を伝える。内挿オフセットは、数字１２０２で識別され、ピーク・エネルギー・バイアスは、数字１２０４で識別され、そして、これら２つの変数の間の既存の関係を具体的に表している曲線は、数字１２０６で識別される。ピーク・エネルギー・バイアスは、単位ｄＢ−Ｈｚで表された、Ｃ／Ｎ０に関してである。見られるように、−０．５から＋０．５までの範囲にある内挿オフセットの値に対して、ピーク・エネルギー・バイアスは、−０．６９から＋０．１４までの範囲である。
【００５３】
この例の１つのインプリメンテーションでは、この関係は、ルックアップ・テーブルとして具体的に表現される。このルックアップ・テーブルを使用して、ピーク・エネルギー・バイアスは、内挿オフセットに対応して決定される。ピーク・エネルギー・バイアスは、その後、内挿されたピーク・エネルギーに足し算されて、実際のピーク・エネルギーの推定値を生成する。
【００５４】
このルックアップ・テーブルの一例が、図１３に図示される。この特定の例では、ルックアップ・テーブルは、０から３２の範囲にあるテーブル・インデックス値に関係付けられた３３のエントリを有する。０のインデックスに対応するテーブル・エントリは、数字１３０２ａで識別され；１のインデックスに対応するテーブル・エントリは、数字１３０２ｂで識別され；２のインデックスに対応するテーブル・エントリは、数字１３０２ｃで識別され；そして、３２のインデックスに対応するテーブル・エントリは、数字１３０２ｄで識別される。式（１）は、テーブル・インデックスに内挿オフセットをマッピングする。
【００５５】
この特定の例では、ルックアップ・テーブルへのアクセスは、ピーク・エネルギー・バイアスを生み出し、ピーク・エネルギー・バイアスは、その後、内挿されたピーク・エネルギーに足し算されて、実際のピーク・エネルギーの推定値を生成するが、例は、ルックアップ・テーブルへのアクセスが実際のピーク・エネルギーの推定値を生み出す場合に、可能性があることを、評価されるはずである。しかも、例は、実際のピーク・エネルギーの推定値が、ピーク・エネルギー・バイアスをサンプリングされたピーク・エネルギーに足し算することによって生成される場合に可能性がある。
【００５６】
第４の例では、内挿オフセットは、ドップラー周波数次元に沿った内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差である。ピーク・エネルギー・バイアスは、図１４に図示されているこの内挿オフセットとの関係を伝える。内挿オフセットは、数字１４０２で識別され、ピーク・エネルギー・バイアスは、数字１４０４で識別され、そして、これら２つの変数の間の既存の関係を具体的に表している曲線は、数字１４０６で識別される。見られるように、−０．５から＋０．５までの範囲にある内挿オフセットの値に対して、ピーク・エネルギー・バイアスは、この特定の例では、Ｃ／Ｎ０に関してであり、ｄＢ−Ｈｚの単位で表され、−０．４５から＋０までの範囲である。
【００５７】
この例の１つのインプリメンテーションでは、この関係は、ルックアップ・テーブルとして具体的に表現される。このルックアップ・テーブルを使用して、ピーク・エネルギー・バイアスは、内挿オフセットに対応して決定される。このピーク・エネルギー・バイアスは、その後、内挿されたピーク・エネルギーに足し算されて、実際のピーク・エネルギーの推定値を生成する。
【００５８】
このルックアップ・テーブルの一例が、図１５に図示される。この特定の例では、ルックアップ・テーブルは、０から３２の範囲にあるテーブル・インデックスの値に関係付けられた３３のエントリを有する。０のインデックスに対応するテーブル・エントリは、数字１５０２ａで識別され；１のインデックスに対応するテーブル・エントリは、数字１５０２ｂで識別され；２のインデックスに対応するテーブル・エントリは、数字１５０２ｃで識別され；そして、３２のインデックスに対応するテーブル・エントリは、数字１５０２ｄで識別される。式（１）は、テーブル・インデックスに内挿オフセットの間をマッピングする。
【００５９】
この特定の例では、ルックアップ・テーブルへのアクセスは、ピーク・エネルギー・バイアスを生み出し、ピーク・エネルギー・バイアスは、その後、内挿されたピーク・エネルギーに足し算されて、実際のピーク・エネルギーの推定値を生成するが、例は、ルックアップ・テーブルへのアクセスが実際のピーク・エネルギーの推定値を直接生み出す場合に可能性があることを、評価されるはずである。しかも、例は、実際のピーク・エネルギーの推定値が、サンプリングされたピーク・エネルギーとピーク・エネルギー・バイアスとの合計から生成される場合に、可能性がある。
【００６０】
関数の局所極大又は極小のパラメータを推定するためのシステムの実施形態が、図１６に図示される。図示されたように、システムは、プロセッサ１６０２及びメモリ１６０４を具備する。メモリ１６０４は、図７の方法、若しくはいずれかの実施形態、インプリメンテーション、若しくはこれまでに説明されてきた若しくは提案されてきたこれらの例を実行するための一連の命令を実体的に具体化する。プロセッサは、メモリ１６０４によって実態的に具体化されたソフトウェア命令をアクセスし、実行するために配置される。
【００６１】
１つのインプリメンテーションでは、そこではパラメータ推定値若しくはバイアスがルックアップ・テーブルとして具体的に表現されている内挿オフセットとの関係を伝え、ルックアップ・テーブルは、メモリ１６０４中に記憶され、内挿オフセットの特定の値に対応するパラメータ推定値若しくはバイアスを決定するためにプロセッサ１６０２によってアクセス可能である。
【００６２】
ワイアレス通信システムにおける加入者局の１実施形態が、図１７に図示される。この特定の加入者局は、図１６のシステムを具体化するため若しくは取り込むために配置される。
【００６３】
無線トランシーバ１７０６は、ＲＦキャリア上に、音声若しくはデータのようなベースバンド情報を変調するため、及び変調されたＲＦキャリアを復調してベースバンド情報を取得するために配置される。
【００６４】
アンテナ１７１０は、ワイアレス通信リンクを介して変調されたＲＦキャリアを送信するため、及びワイアレス通信リンクを介して変調されたＲＦキャリアを受信するために配置される。
【００６５】
ベースバンド・プロセッサ１７０８は、ユーザ・インターフェース１７１６内部の入力装置からワイアレス通信リンクを介した送信のためにトランシーバ１７０６へベースバンド情報を提供するために配置される。ベースバンド・プロセッサ１７０８は、トランシーバ１７０６からユーザ・インターフェース１７１６内部の出力装置へベースバンド情報を提供するためにも配置される。
【００６６】
ユーザ・インターフェース１７１６は、音声若しくはデータのようなユーザ情報を入力するため若しくは出力するために複数の装置を具備する。ユーザ・インターフェース内部に一般的に含まれた装置は、キーボード、表示画面、マイクロフォン、及びスピーカを含む。
【００６７】
ＧＳＰ受信機１７１２は、ＧＰＳ人工衛星送信を受信ため、及びダウンコンバートするために配置され、コリレータ１７１８へダウンコンバートされた情報を提供する。
【００６８】
コリレータ１７１８は、ＧＳＰ受信機１７１２によってコリレータに提供された情報からＧＰＳ相関関数を導出するために配置される。所与のＰＮコードに対して、コリレータ１７１８は、コード位相次元及びドップラー周波数次元にわたり規定される相関関数を生成する。コード位相次元では、相関関数は、検索ウィンドウＷを規定するコード位相の範囲にわたり規定される。ドップラー周波数次元では、相関関数は、複数のドップラー周波数ビンにわたり規定される。各個々の対比は、規定されたコヒーレントな及びノン−コヒーレントな積分パラメータ（integration parameter）（Ｎｃ，Ｍ）にしたがって実行される。
【００６９】
コリレータ１７１８も、トランシーバ１７０６によりコリレータに提供されたパイロット信号に関係する情報からパイロットに関係した相関関数を導出するために配置されることができる。この情報は、ワイアレス通信サービスを捕捉するために加入者局によって使用される。
【００７０】
チャネル・デコーダ１７２０は、ベースバンド・プロセッサ１７０８によってチャネル・デコーダに提供されたチャネル・シンボルを基調であるソース・ビットにデコードするために配置される。チャネル・シンボルがコンボルーショナルにエンコードされたシンボルである、１つの例では、チャネル・デコーダは、ビタビ・デコーダである。チャネル・シンボルがコンボルーショナル・コードの直列若しくは並列連結である、第２の例では、チャネル・デコーダ１７２０は、ターボ・デコーダである。
【００７１】
メモリ１７０４は、図７、若しくは、いずれかの実施形態の方法を具体化するソフトウェア命令、インプリメンテーション、若しくはこれまでに説明されてきた若しくは提案されてきたこれらの例を保持するために配置される。ＣＰＵ１７０２は、コリレータ１７１８によってＣＰＵに提供されたＧＰＳ相関関数中の局所極大又は極小のパラメータを推定するためにこれらのソフトウェア命令をアクセスするため及び実行するために配置される。
【００７２】
メモリ１７０４も、内挿エラーとパラメータ推定値若しくはバイアスとの間の既存の関係を具体化するルックアップ・テーブルを保持するために配置される。１つの例では、ＣＰＵ１７０２は、特定の内挿オフセットに対応するパラメータ推定値若しくはバイアスを決定するためにこれらのルックアップ・テーブルをアクセスし利用するために配置される。
【００７３】
ＣＰＵ１７０２は、コリレータ１７１８によってＣＰＵに提供されたＧＰＳ相関関数を解析するため、それらの局所極大又は極小を分離するため、及び図７の方法若しくはこれまでに説明してきた又は提案してきたこれらの変形を使用して、これらの局所極大又は極小の若しくはに関係するパラメータを推定するために配置される。
【００７４】
ＣＰＵ１７０２は、これらのパラメータから時間及びドップラー周波数測定も導出するために設置される。付け加えると、ある実施形態では、ＣＰＵ１７０２は、測定値のそれぞれに関連した二乗平均エラー（ＲＭＳＥ）を決定するために配置される。この実施形態では、これらの測定値及びＲＭＳＥ値は、ＰＤＥ（図示せず）へ与えられる。ＰＤＥは、それに対応するＲＭＳＥ値の逆数に基づいて各々の測定値を重み付けする、そしてその後、重み付けされた測定値に基づいて加入者局の位置及び速度を推定する。あるいは、加入者局は、この情報から自分自身の位置及び速度を決定する。
【００７５】
各種の実施形態、インプリメンテーション及び例が、説明されてきたが、さらに多くの実施形態、インプリメンテーション及び例が、本発明の範囲内で可能であることは、この分野において通常の知識を有する者にとって明らかである。特に、発明が、相関関数以外の関数の、若しくはオムニ基地局及びマルチ−セクタ・セル中の個々のセクタを含む、ワイアレス通信システム中の基地局により送信された信号から導出された相関関数の、若しくは基地局及びＧＰＳ人工衛星の組み合わせを採用している複合システムにより送信された信号から導出された相関関数の局所極大又は極小のパラメータを推定するために採用される場合に、実施形態は、実行できる。さらに、関数の局所極大又は極小の１より多くのパラメータが、１度に推定される場合に、実施形態は、実行できる。したがって、本発明は、添付された請求の範囲に関連する以外に、限定されることはない。
【符号の説明】
【００７６】
１００…加入者局，１０２…ＧＰＳ人工衛星，１０４…ＰＤＥ，２０２…パルス，２０６…第１の２次関数，２０８…第２の２次関数，２１０…第１の２次関数のピークの位置，２１２…第２の２次関数のピークの位置，３０２…コード位相次元，３０４…ドップラー周波数次元，３０６ｂ…メイン・ローブ，４０２ａ…メイン・パルス，５０２ａ…メイン・パルス，６０２…コード位相次元におけるピーク，６０４…コード位相次元におけるピークの位置，６１０…コード位相次元におけるサンプリングされたピークの位置，６１２…規格化されたサンプリングされたピークのエネルギー。
【技術分野】
【０００１】
本出願は、米国仮出願番号第６０／４１９，６２６号、２００２年１０月１７日提出、に優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、位置決定、２次内挿、及びＧＰＳジオ−ロケーション・システム（GPS geo-location system）の分野に係り、特に、ＧＰＳ相関関数のような、関数の局所極大又は極小のパラメータ、例えば、位置若しくはスケール因子、を推定するための手順に関する。
【背景技術】
【０００３】
ＧＰＳジオ−ロケーション・システムは、地球周回軌道人工衛星のシステムであり、そこから、人工衛星に認められるエンティティ（entity）は、自分の所在地を決定できる。それぞれの人工衛星は、人工衛星を特定して識別する１，０２３チップの繰り返しのＰＮコードを用いてマークされた信号を送信する。１，０２３チップは、１ミリ秒毎に繰り返される。信号は、しかもデータ・ビットを用いて変調される。ここで、各データ・ビットは、変調された信号の中で２０ｍｓの期間を有する。
【０００４】
図１を参照して、ワイアレス通信システム中の加入者局１００は、局に認識できるＧＰＳ人工衛星１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄからの送信を受信し、４若しくはそれより多くの送信のそれぞれから各種の測定値及び関連する値を導出する。局１００は、それから、所在地決定エンティティ（position determination entity）（ＰＤＥ）１０４へ測定値及び値を通信する。ＰＤＥ１０４は、これらの測定値及び値から局１００の位置及び速度を推定する。あるいは、局１００は、これらの測定値及び値から局１００の自身の所在地及び速度を決定する。
【０００５】
局１００は、人工衛星に対するＰＮコードを受信された信号と対比させることによって特定の人工衛星からの送信を検索する。受信された信号は、一般に、ノイズが存在する中で局の受信機に認識できる１若しくはそれより多くの人工衛星からの送信の合成物である。対比は、代表的に２つの次元で実行される。第１の次元、コード位相次元（code phase dimension）、では、対比は、検索ウィンドウＷとして知られるＰＮコードの可能性のあるシフトの範囲に渡り実行される。各対比は、ＮｃとＭの積で表されることができる集積時間Ｉに渡り実行される。ここで、Ｎｃは、コヒーレントな集積時間であり、Ｍは、ノン−コヒーレントに複合されたコヒーレントな集合物の数である。第２の次元、ドップラー周波数次元、では、対比は、ドップラー周波数仮定の範囲に渡り実行される。
【０００６】
結果としての相関値は、２次元の相関関数を規定する。相関関数は、サンプリングされ、相関関数のピークは、２つの次元のそれぞれに沿って位置する。代表的には、ピークは、しかも、誤ったアラームの確率が所定の値であるか若しくはそれより低くなるように選択された、所定のしきい値と比較される。コード位相次元における最大ピークの位置は、人工衛星に対する時間測定値を生成する。同様に、ドップラー周波数次元における最大ピークの位置は、人工衛星に対するドップラー周波数測定値を生成する。ピーク・エネルギー測定値も、コード位相若しくはドップラー周波数次元の両者における最大ピークの高さから導出される。
【０００７】
サンプリング・クロックとの同期の欠如に起因して、コード位相及びドップラー周波数次元の両方において、サンプリングされたピーク位置と実際のピーク位置との間で、及び両方の次元において、サンプリングされたピーク高さと実際のピーク高さとの間で、しばしば相違がある。
【０００８】
内挿は、実際のピークの位置及び高さをより正確に推定するための努力において相関関数のサンプルにしばしば適用される。２次式の内挿では、例えば、２次関数が、相関関数の３つのサンプルにフィッティングされる。２次関数のピークは、しばしば、サンプリングされたピークより実際のピークのより精度の高い推定値である。
【０００９】
しかしながら、コード位相若しくはドップラー周波数次元の両方において、ＧＰＳ相関関数の形状は、２次関数にほとんど似ない。実際の相関パルス形状は、受信機の受信チェーンに使用されたまさにそのフィルタリング及び検索パラメータＮｃとＭに依存する。その結果、内挿されたピーク位置及び実際のピーク位置は、しばしば互いに異なり、内挿されたピーク高さ及び実際のピーク高さも同様である。
【００１０】
図２は、コード位相次元におけるＧＰＳ相関関数のパルス２０２を図示する。この特定のパルスの形状は、フィルタの特定のセット及びパラメータＮｃを２０ｍｓに設定することに対応する。このパルスのピークは、０チップに置かれ、そして高さは、（規格化された期間で）１である。第１の２次関数２０６は、パルス２０２のサンプル２０４ｂ、２０４ｄ、及び２０４ｆにフィッティングされる。第２の２次関数２０８は、パルス２０２のサンプル２０４ａ、２０４ｃ、及び２０４ｅにフィッティングされる。第１の２次関数２０６のピークの位置２１０及び第２の２次関数２０８のピークの位置２１２は、両方とも真のピークの位置（０チップ）から外れている。同様に、第１の２次関数２０６のピークの高さ２１４及び第２の２次関数２０８のピークの高さ２１６は、両方とも真のピークの高さ（規格化された期間で１）から外れている。
【００１１】
したがって、内挿されたピーク位置及び高さから導出された位置及び速度推定値は、しばしば誤りである。コード位相次元における相関関数のピークの位置を見つけるエラーは、所在地推定値における著しいエラーを生じさせる。図２に図示された特定の例では、ピークの位置を見つけるエラーは、所在地推定値において±１５ｍのエラーを生じさせる。
【００１２】
さらに、２次式内挿よりもより高い精度を提供する現在利用可能な内挿手順は、費用がかかり、時間を費やす。それゆえ、ワイアレス受話器のような大量市場消費者電子装置に対して適していない。
【発明の概要】
【００１３】
方法は、関数の局所極大又は極小のパラメータを推定することについて説明される。ある実施形態では、方法は、局所極大又は極小での若しくは近傍での関数のサンプルについて内挿を実施することにより始まり、結果として内挿された局所極大又は極小を生じる。
【００１４】
その後、内挿オフセットが導出される。内挿オフセットは、内挿された局所極大又は極小の位置とサンプリングされた局所極大又は極小の位置との間の差である。パラメータ推定値は、その後、内挿オフセットから導出される。
【００１５】
ある実施形態では、関数は、２次元の相関関数であり、コード位相次元及びドップラー周波数次元を有する。これから決定されようとしているパラメータは、２つの次元の１つに沿った相関関数のピークの位置若しくはスケーリング因子である。２次関数は、ピークでの若しくは近傍での相関関数の複数のサンプルにフィッティングされ、２次関数のピークがそれから決定される。
【００１６】
内挿オフセットは、その後、導出され、２次関数のピークの位置とサンプリングされたピークの位置との差に等しくなる。位置若しくは高さのような、ピークのパラメータは、その後、内挿オフセットから決定される。
【００１７】
１つのインプリメンテーション（implementation）では、パラメータ・バイアスは、内挿オフセットと既存の関係を有する。このインプリメンテーションでは、パラメータ推定値は、２段階プロセスを使用して導出される。第１に、内挿オフセットに対応するパラメータ・バイアスは、既存の関係を使用して導出される。第２に、パラメータの推定値は、パラメータ・バイアスから導出される。
【００１８】
一例では、推定されようとしているパラメータは、コード位相次元に沿った相関関数のピークの位置である。内挿オフセットは、導出され、コード位相次元に沿った内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との差に等しくされる。この内挿オフセットに対応するコード位相バイアスは、その後、これらの２つの変数の間に存在する既存の関係を具体化したルックアップ・テーブルへのアクセスを通して決定される。このコード位相バイアスは、内挿オフセットに足し算されて、コード位相次元に沿ったピークの位置の推定値をもたらす。
【００１９】
第２の例では、推定されようとしているパラメータは、コード位相次元に沿った相関関数のピークの高さである。内挿オフセットは、導出され、再び、コード位相次元に沿った内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差に等しくされる。この内挿オフセットに対応するピーク・エネルギー・バイアスは、その後、これらの２つの変数の間に存在する既存の関係を具体化したルックアップ・テーブルへのアクセスを通して決定される。このピーク・エネルギー・バイアスは、内挿されたピーク・エネルギーに足し算されて、コード位相次元に沿ったピークの高さの推定値をもたらす。
【００２０】
第３の例では、推定されようとしているパラメータは、ドップラー周波数次元に沿った相関関数のピークの位置である。内挿オフセットは、導出され、ドップラー周波数次元に沿った内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との差に等しくされる。この内挿オフセットに対応するドップラー周波数バイアスは、これらの２つの変数の間に存在する既存の関係を具体化したルックアップ・テーブルへのアクセスを通して決定される。このドップラー周波数バイアスは、内挿オフセットに足し算されて、ドップラー周波数次元に沿ったピークの位置の推定値をもたらす。
【００２１】
第４の例では、推定されようとしているパラメータは、ドップラー周波数次元に沿った相関関数のピークの高さである。内挿オフセットは、導出され、再び、ドップラー周波数次元に沿った内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差に等しくされる。この内挿オフセットに対応するピーク・エネルギー・バイアスは、これらの２つの変数の間に存在する既存の関係を通して決定される。このピーク・エネルギー・バイアスは、内挿されたピーク・エネルギーに足し算されて、ドップラー周波数次元に沿ったピークの高さの推定値をもたらす。
【００２２】
これらの方法を実体的に具体化したメモリ、及び関係したシステム、も説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、ＧＰＳジオ−ロケーション・システムの図である。
【図２】図２は、ＧＰＳジオ−ロケーション・システムにおいて受信された信号から導出された相関関数中の内挿エラーを説明する図である。
【図３】図３は、２次元ＧＰＳ相関関数の例を説明する、ここで、第１の次元は、コード位相次元であり、第２の次元は、ドップラー周波数次元である。
【図４】図４は、コード位相次元に沿ったＧＰＳ相関関数のパルスの例を説明する。
【図５】図５は、ドップラー周波数次元に沿ったＧＰＳ相関関数のパルスの例を説明する。
【図６】図６は、コード位相次元に沿ったＧＰＳ相関関数のパルスの関係における内挿オフセット及びパラメータ・バイアスを説明する図である。
【図７】図７は、発明にしたがった関数の局所極大又は極小のパラメータを推定する方法の実施形態のフローチャートを説明する。
【図８】図８は、内挿オフセットとコード位相バイアスとの間の既存の関係の例を図示する。
【図９】図９は、図８の関係を実行するルックアップ・テーブルの例である。
【図１０】図１０は、内挿オフセットとドップラー周波数バイアスとの間の既存の関係の例を図示する。
【図１１】図１１は、図１０の関係を実行するルックアップ・テーブルの例である。
【図１２】図１２は、コード位相次元における内挿オフセットとピーク・エネルギー・バイアスとの間の既存の関係の例を図示する。
【図１３】図１３は、図１２の関係を実行するルックアップ・テーブルの例である。
【図１４】図１４は、ドップラー周波数次元における内挿オフセットとピーク・エネルギー・バイアスとの間の既存の関係の例を図示する。
【図１５】図１５は、図１４の関係を実行するルックアップ・テーブルの例である。
【図１６】図１６は、発明にしたがった関数の局所極大又は極小のパラメータを推定するためのシステムの実施形態のブロック図である。
【図１７】図１７は、図１６のシステムを組み込んでいる加入者局の実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図面のコンポーネントは、縮尺される必要がなく、発明の原理を説明することに置かれる代わりに強調する。図面では、同じ参照符号は、異なる図面で一貫して対応する部分を示す。
【００２５】
ここに使用されたように、“約（about）”及び“実質的に（substantially）”のような用語は、業界において受け入れられる誤差を説明するために数学的な正確さにおいてある余裕を認めることを意図している。したがって、１％から２０％の範囲において用語“約”若しくは“実質的に”によって緩和された値から上もしくは下へのいずれかのズレは、述べられた値の明確に範囲内にあると考えられるべきである。
【００２６】
しかも、ここで使用されるように、用語“ソフトウェア”は、ソース・コード、アセンブリ言語コード、バイナリ・コード、ファームウェア、マクロ命令、マイクロ命令、その他、若しくは前述の２若しくはそれより多くの任意の組み合わせを含む。
【００２７】
さらに、用語“メモリ”は、任意のコンピュータ読み取り可能な媒体を呼び、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ディスク、フロッピー（登録商標）・ディスク、ハード・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、その他、若しくは前述の２若しくはそれより多くの任意の組み合わせを含むが、これらに限定されることはない。そこには、プロセッサによって実行可能な一連のソフトウェア命令を記憶できる。
【００２８】
用語“プロセッサ”若しくは“ＣＰＵ”は、一連の命令を実行できる任意の装置を呼び、汎用若しくは特殊用途マイクロプロセッサ、限定されたステート・マシーン、コントローラ、コンピュータ、ディジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）、その他を制限なしに含む。
【００２９】
相関関数及び内挿エラーの序論
図３は、ＧＰＳジオ−ロケーション・システムにおいて受信された信号から導出された２次元相関関数の例を図示する。受信された信号は、複合信号であり、ＧＰＳ人工衛星によってそれぞれが送信された１若しくはそれより多くの信号を具備する。
【００３０】
相関関数は、受信された信号を人工衛星の１つに対するＰＮコードと対比させることによって導出される。対比は、複数のコード位相及びドップラー周波数仮定に渡り実行される。相関関数は、２次元、コード位相次元及びドップラー周波数次元、に沿ってプロットされた対比されたエネルギーを、ｄＢで若しくは線形項で、表す。図３に示された例では、コード位相次元は、数字３０２で識別され、ドップラー周波数次元は、数字３０４で識別される。
【００３１】
図３に示された例では、ドップラー周波数次元３０４に沿って、相関関数は、メイン・ローブ３０６ｂ及び２つのサイドローブ３０６ａ、３０６ｃからなる。コード位相次元３０２に沿って、相関関数は、メイン・ローブ３０６ｂ及び２つのサイドローブ３０８ａ、３０８ｂからなる。その他の例は、可能性があり、そのため、前述のいずれかが、制限するものとして考えられるべきでない。
【００３２】
図４は、図３の軸４−４に沿った図３の相関関数の側面図を示す。示されたように、メイン・ローブ３０６ｂは、メイン・パルス４０２ａを生じさせ、サイドローブ３０８ａ、３０８ｂは、２つのサイド・パルス４０２ｂ、４０２ｃを生じさせる。メイン・パルス４０２ａは、所在地決定の目的に対して直接関係するパルスである。
【００３３】
図５は、図３の軸５−５に沿った図３の相関関数の側面図を示す。示されたように、メイン・ローブ３０６ｂは、メイン・パルス５０２ａを生じさせ、サイドローブ３０６ａ、３０６ｃは、２つのサイド・パルス５０２ｂ、５０２ｃを生じさせる。メイン・パルス５０２ａは、所在地決定の目的に対して直接関係するパルスである。
【００３４】
相関関数のピークは、１若しくはそれより多くのピーク・パラメータによって特徴付けられる。例は、コード位相次元におけるピークの位置、ドップラー周波数次元におけるピークの位置、及び両方の次元におけるピークの高さ（エネルギー）を含む。図４のパルスを高いレベルで詳細に説明する図６において、コード位相次元におけるピーク６０２の位置は、数字６０４で識別され、規格化されたピークのエネルギー（ｄＢの観点で）は、数字６０６で識別される。これらのパラメータは、“実際の”ピーク・パラメータとして呼ばれる。
【００３５】
実際のピークに高さが最も近いサンプルであるサンプリングされたピークは、数字６０８ａで識別される。サンプリングされたピークは、１若しくはそれより多くのサンプリングされたピーク・パラメータによって特徴付けられ、コード位相次元におけるサンプリングされたピークの位置６１０、ドップラー周波数次元におけるサンプリングされたピークの位置（図６には図示されない）、及び数字６１２で識別される規格化されたサンプリングされたピークのエネルギーを含む。
【００３６】
実際のピーク位置に関係してサンプリング・クロックの非同期性に起因して、サンプリングされたピークと実際のピークとの間に差が、通常ある。これは、実際のピーク・パラメータとサンプリングされたピーク・パラメータとの間の差に変換される。図６では、例えば、コード位相次元における実際のピーク位置とサンプリングされたピーク位置との間の差は、Δ１であり、実際のピーク高さとサンプリングされたピーク高さとの間の差は、Δ２である。
【００３７】
内挿されたピークは、数字６１４で識別される。内挿されたピーク、これはサンプル６０８ａ、６０８ｂ及び６０８ｃに適用された２次関数内挿を通して導出されていると仮定される、は、１若しくはそれより多くのパラメータによって特徴付けられ、コード位相次元における内挿されたピークの位置６１６、ドップラー周波数次元における内挿されたピークの位置（図示せず）及び内挿されたピークの高さ６１８を含む。
【００３８】
内挿されたピークと実際のピークとの、位置若しくはスケーリング因子のような、パラメータ間の差は、内挿エラーである。図６において、実際のピーク高さと内挿されたピーク高さとの間の内挿エラーは、Δ３であり、コード位相次元に沿った実際のピーク位置と内挿されたピーク位置との間の内挿エラーは、Δ４である。
【００３９】
発明の実施形態
図７は、関数の局所極大又は極小のパラメータを推定する方法の実施形態のフローチャートを説明する。方法は、ステップ７０２で始まる。ステップ７０２において、方法は、局所極大又は極小で若しくは近くでの関数のサンプルに内挿を実行することを具備し、内挿された局所極大又は極小を結果として生ずる。１つのインプリメンテーションでは、関数は、２次元相関関数であり、コード位相次元及びドップラー周波数次元を有する。このインプリメンテーションでは、ステップ７０２は、２つの次元の１つに沿って相関関数のピークで若しくは近くの３個のサンプルに２次関数をフィッティングすること、及びその後、２次関数のピークを決定することを具備する。
【００４０】
ステップ７０４が、ステップ７０２に続く。ステップ７０４は、内挿オフセットを導出することを具備する。内挿オフセットは、ステップ７０２において決定された内挿された局所極大又は極小の位置とサンプリングされた局所極大又は極小の位置との間の差である。一例では、サンプリングされた局所極大又は極小は、内挿プロセスにおいて使用された複数のサンプル内での（局所極大又は極小が含まれているかにそれぞれ対応して）最大又は最小のサンプルである。
【００４１】
ある実施形態では、内挿オフセットは、コード位相若しくはドップラー周波数次元のいずれかに沿った相関関数の内挿された局所極大又は極小とサンプリングされた局所極大又は極小の位置の間の差である。図６では、例えば、内挿オフセットは、コード位相次元に沿ったサンプリングされたピークの位置と内挿されたピークの位置との差Δ５である。
【００４２】
図７に戻って、ステップ７０４から、方法は、ステップ７０６に進む。ステップ７０６において、方法は、内挿オフセットからパラメータを導出することを具備する。
【００４３】
ある実施形態では、ステップ７０６は、これらの２つの変数の間に存在する既存の関係を使用して内挿オフセットからパラメータ・バイアスを導出すること、及び、その後、パラメータ・バイアスからパラメータの推定値を導出することを具備する。他の１の実施形態では、このステップは、内挿オフセットから直接パラメータ推定値を導出することを具備する。
【００４４】
１つの例では、内挿オフセットは、コード位相次元に沿った相関関数の内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差である。コード位相バイアスは、図８に図示されたこの内挿オフセットとの関係を伝える。数字８０２は、チップに関して内挿オフセットを識別し、数字８０４は、コード位相バイアスを識別し、そして数字８０６は、これらの２つの変数の間の関係を具体的に表す曲線を識別する。見られるように、この特定の例では、−０．５と＋０．５との間の範囲にある内挿オフセットに対して、コード位相バイアスは、−０．００４０５から＋０．０５７５チップの間の範囲であり、これは、−１１．８７から＋１６．８５メートルに変換される。
【００４５】
この例の１つのインプリメンテーションでは、内挿オフセットとコード位相バイアスとの間の関係は、ルックアップ・テーブルとして具体的に表される。このルックアップ・テーブルを使用して、コード位相バイアスは、内挿オフセットに応答して決定される。コード位相バイアスは、内挿オフセットに足し算されて、コード位相次元に沿ったピークの位置の推定値を生成する。この特定の例では、推定値は、サンプリングされたピークと実際のピークとの間のコード位相オフセットに関してであるが、推定値を表現する他の形が可能であり、例えば、内挿されたピークと実際のピークとの間のコード位相オフセットが、歓迎されるはずである。しかも、この特定の例では、ルックアップ・テーブルへのアクセスは、コード位相バイアスを生ずる。コード位相バイアスは、それから、内挿オフセットに足し算されて、ピーク位置推定値を生成する。しかしながら、ルックアップ・テーブルへのアクセスがピーク位置推定値を直接生み出す実施形態が、可能性があることは、歓迎されるはずである。
【００４６】
このルックアップ・テーブルの一例が、図９に示されている。この特定の例では、ルックアップ・テーブルは、０から１２８の範囲にあるテーブル・インデックスに関係付けられた１２９のエントリを有する。インデックス値０に対応するエントリは、数字９０２ａで識別され；インデックス値１に対応するエントリは、数字１で識別され；インデックス値２に対応するエントリは、数字２で識別され；そしてインデックス値０に対応するエントリは、数字９０２ｅで識別される。
【００４７】
次式は、テーブル・インデックス、ｌｕｔ＿ｉｎｄｅｘ、に内挿オフセット、ｉｎｔｅｒｐ＿ｏｆｆｓｅｔ、をマッピングする：
ｌｕｔ＿ｉｎｄｅｘ＝（ｉｎｔ）（（ｉｎｔｅｒｐ＿ｏｆｓｓｅｔ＋０．５）
＊（ｌｕｔ＿ｓｉｚｅ−１）） （１）
ここで、ｉｎｔは、整数関数であり、ｌｕｔ＿ｓｉｚｅは、ルックアップ・テーブルのサイズである。この特定の例では、ｌｕｔ＿ｓｉｚｅは、１２９である。−０．５と＋０．５との間の範囲にある内挿オフセットの値に対して、この式は、０と１２８との間のインデックス値を生み出す。
【００４８】
第２の例では、内挿オフセットは、ドップラー周波数次元に沿った相関関数の内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差である。ドップラー周波数バイアスは、図１０に図示されたこの内挿オフセットを用いて関係を伝える。内挿オフセットは、数字１００２で識別され、ドップラー周波数バイアスは、数字１００４で識別され、そして、これら２つの変数の関係を表した曲線は、数字１００６で識別される。見られるように、−０．５と＋０．５との間の範囲にある内挿オフセットに対して、ドップラー周波数バイアスは、−２から＋２Ｈｚの間の範囲にある。
【００４９】
この例の１つのインプリメンテーションでは、関係は、ルックアップ・テーブルとして具体的に表される。このルックアップ・テーブルを使用して、ドップラー周波数バイアスは、内挿オフセットに対応して決定される。このドップラー周波数バイアスは、内挿オフセットに足し算されて、ドップラー周波数次元に沿ったピークの位置の推定値を生成する。この特定の例では、ピーク位置推定値は、サンプリングされたピークと実際のピークとの間のドップラー周波数オフセットの形式であるが、例えば、内挿されたピークと実際のピークとの間のドップラー周波数オフセットの形式であるような、推定値を表している他の形式が可能であることが、評価されるべきである。しかも、この特定の例では、ルックアップ・テーブルへのアクセスは、ドップラー周波数バイアスを生み出すが、ルックアップ・テーブルへのアクセスが直接ピーク位置推定値を生み出す例が、可能であることは、評価されるべきである。
【００５０】
このルックアップ・テーブルの一例が、図１１に図示される。この特定の例では、ルックアップ・テーブルは、０から３２の範囲にあるテーブル・インデックスに関係付けられた３３のエントリを有する。インデックス０に対応するテーブル・エントリは、数字１１０２ａで識別され；インデックス１に対応するテーブル・エントリは、数字１１０２ｂで識別され；インデックス２に対応するテーブル・エントリは、数字１１０２ｃで識別され；そして、インデックス３２に対応するテーブル・エントリは、数字１１０２ｄで識別される。
【００５１】
図１１に図示されたテーブルのエントリは、Ｈｚよりはむしろドップラー・ビンに関する。この例のドップラー・ビンの大きさとＨｚとの間の関係は、Ｎｃの設定に依存する。Ｎｃが２０ｍｓに設定される場合には、ドップラー・ビンの大きさは、２５Ｈｚである。ｌｕｔ＿ｓｉｚｅを３３に等しく設定した、上記の式（１）は、テーブル・インデックス中に内挿オフセットをマッピングする。
【００５２】
第３の例では、内挿オフセットは、再び、コード位相次元に沿った相関関数の内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差である。ピーク・エネルギー・バイアスは、図１２に図示されているこの内挿オフセットとの関係を伝える。内挿オフセットは、数字１２０２で識別され、ピーク・エネルギー・バイアスは、数字１２０４で識別され、そして、これら２つの変数の間の既存の関係を具体的に表している曲線は、数字１２０６で識別される。ピーク・エネルギー・バイアスは、単位ｄＢ−Ｈｚで表された、Ｃ／Ｎ０に関してである。見られるように、−０．５から＋０．５までの範囲にある内挿オフセットの値に対して、ピーク・エネルギー・バイアスは、−０．６９から＋０．１４までの範囲である。
【００５３】
この例の１つのインプリメンテーションでは、この関係は、ルックアップ・テーブルとして具体的に表現される。このルックアップ・テーブルを使用して、ピーク・エネルギー・バイアスは、内挿オフセットに対応して決定される。ピーク・エネルギー・バイアスは、その後、内挿されたピーク・エネルギーに足し算されて、実際のピーク・エネルギーの推定値を生成する。
【００５４】
このルックアップ・テーブルの一例が、図１３に図示される。この特定の例では、ルックアップ・テーブルは、０から３２の範囲にあるテーブル・インデックス値に関係付けられた３３のエントリを有する。０のインデックスに対応するテーブル・エントリは、数字１３０２ａで識別され；１のインデックスに対応するテーブル・エントリは、数字１３０２ｂで識別され；２のインデックスに対応するテーブル・エントリは、数字１３０２ｃで識別され；そして、３２のインデックスに対応するテーブル・エントリは、数字１３０２ｄで識別される。式（１）は、テーブル・インデックスに内挿オフセットをマッピングする。
【００５５】
この特定の例では、ルックアップ・テーブルへのアクセスは、ピーク・エネルギー・バイアスを生み出し、ピーク・エネルギー・バイアスは、その後、内挿されたピーク・エネルギーに足し算されて、実際のピーク・エネルギーの推定値を生成するが、例は、ルックアップ・テーブルへのアクセスが実際のピーク・エネルギーの推定値を生み出す場合に、可能性があることを、評価されるはずである。しかも、例は、実際のピーク・エネルギーの推定値が、ピーク・エネルギー・バイアスをサンプリングされたピーク・エネルギーに足し算することによって生成される場合に可能性がある。
【００５６】
第４の例では、内挿オフセットは、ドップラー周波数次元に沿った内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差である。ピーク・エネルギー・バイアスは、図１４に図示されているこの内挿オフセットとの関係を伝える。内挿オフセットは、数字１４０２で識別され、ピーク・エネルギー・バイアスは、数字１４０４で識別され、そして、これら２つの変数の間の既存の関係を具体的に表している曲線は、数字１４０６で識別される。見られるように、−０．５から＋０．５までの範囲にある内挿オフセットの値に対して、ピーク・エネルギー・バイアスは、この特定の例では、Ｃ／Ｎ０に関してであり、ｄＢ−Ｈｚの単位で表され、−０．４５から＋０までの範囲である。
【００５７】
この例の１つのインプリメンテーションでは、この関係は、ルックアップ・テーブルとして具体的に表現される。このルックアップ・テーブルを使用して、ピーク・エネルギー・バイアスは、内挿オフセットに対応して決定される。このピーク・エネルギー・バイアスは、その後、内挿されたピーク・エネルギーに足し算されて、実際のピーク・エネルギーの推定値を生成する。
【００５８】
このルックアップ・テーブルの一例が、図１５に図示される。この特定の例では、ルックアップ・テーブルは、０から３２の範囲にあるテーブル・インデックスの値に関係付けられた３３のエントリを有する。０のインデックスに対応するテーブル・エントリは、数字１５０２ａで識別され；１のインデックスに対応するテーブル・エントリは、数字１５０２ｂで識別され；２のインデックスに対応するテーブル・エントリは、数字１５０２ｃで識別され；そして、３２のインデックスに対応するテーブル・エントリは、数字１５０２ｄで識別される。式（１）は、テーブル・インデックスに内挿オフセットの間をマッピングする。
【００５９】
この特定の例では、ルックアップ・テーブルへのアクセスは、ピーク・エネルギー・バイアスを生み出し、ピーク・エネルギー・バイアスは、その後、内挿されたピーク・エネルギーに足し算されて、実際のピーク・エネルギーの推定値を生成するが、例は、ルックアップ・テーブルへのアクセスが実際のピーク・エネルギーの推定値を直接生み出す場合に可能性があることを、評価されるはずである。しかも、例は、実際のピーク・エネルギーの推定値が、サンプリングされたピーク・エネルギーとピーク・エネルギー・バイアスとの合計から生成される場合に、可能性がある。
【００６０】
関数の局所極大又は極小のパラメータを推定するためのシステムの実施形態が、図１６に図示される。図示されたように、システムは、プロセッサ１６０２及びメモリ１６０４を具備する。メモリ１６０４は、図７の方法、若しくはいずれかの実施形態、インプリメンテーション、若しくはこれまでに説明されてきた若しくは提案されてきたこれらの例を実行するための一連の命令を実体的に具体化する。プロセッサは、メモリ１６０４によって実態的に具体化されたソフトウェア命令をアクセスし、実行するために配置される。
【００６１】
１つのインプリメンテーションでは、そこではパラメータ推定値若しくはバイアスがルックアップ・テーブルとして具体的に表現されている内挿オフセットとの関係を伝え、ルックアップ・テーブルは、メモリ１６０４中に記憶され、内挿オフセットの特定の値に対応するパラメータ推定値若しくはバイアスを決定するためにプロセッサ１６０２によってアクセス可能である。
【００６２】
ワイアレス通信システムにおける加入者局の１実施形態が、図１７に図示される。この特定の加入者局は、図１６のシステムを具体化するため若しくは取り込むために配置される。
【００６３】
無線トランシーバ１７０６は、ＲＦキャリア上に、音声若しくはデータのようなベースバンド情報を変調するため、及び変調されたＲＦキャリアを復調してベースバンド情報を取得するために配置される。
【００６４】
アンテナ１７１０は、ワイアレス通信リンクを介して変調されたＲＦキャリアを送信するため、及びワイアレス通信リンクを介して変調されたＲＦキャリアを受信するために配置される。
【００６５】
ベースバンド・プロセッサ１７０８は、ユーザ・インターフェース１７１６内部の入力装置からワイアレス通信リンクを介した送信のためにトランシーバ１７０６へベースバンド情報を提供するために配置される。ベースバンド・プロセッサ１７０８は、トランシーバ１７０６からユーザ・インターフェース１７１６内部の出力装置へベースバンド情報を提供するためにも配置される。
【００６６】
ユーザ・インターフェース１７１６は、音声若しくはデータのようなユーザ情報を入力するため若しくは出力するために複数の装置を具備する。ユーザ・インターフェース内部に一般的に含まれた装置は、キーボード、表示画面、マイクロフォン、及びスピーカを含む。
【００６７】
ＧＳＰ受信機１７１２は、ＧＰＳ人工衛星送信を受信ため、及びダウンコンバートするために配置され、コリレータ１７１８へダウンコンバートされた情報を提供する。
【００６８】
コリレータ１７１８は、ＧＳＰ受信機１７１２によってコリレータに提供された情報からＧＰＳ相関関数を導出するために配置される。所与のＰＮコードに対して、コリレータ１７１８は、コード位相次元及びドップラー周波数次元にわたり規定される相関関数を生成する。コード位相次元では、相関関数は、検索ウィンドウＷを規定するコード位相の範囲にわたり規定される。ドップラー周波数次元では、相関関数は、複数のドップラー周波数ビンにわたり規定される。各個々の対比は、規定されたコヒーレントな及びノン−コヒーレントな積分パラメータ（integration parameter）（Ｎｃ，Ｍ）にしたがって実行される。
【００６９】
コリレータ１７１８も、トランシーバ１７０６によりコリレータに提供されたパイロット信号に関係する情報からパイロットに関係した相関関数を導出するために配置されることができる。この情報は、ワイアレス通信サービスを捕捉するために加入者局によって使用される。
【００７０】
チャネル・デコーダ１７２０は、ベースバンド・プロセッサ１７０８によってチャネル・デコーダに提供されたチャネル・シンボルを基調であるソース・ビットにデコードするために配置される。チャネル・シンボルがコンボルーショナルにエンコードされたシンボルである、１つの例では、チャネル・デコーダは、ビタビ・デコーダである。チャネル・シンボルがコンボルーショナル・コードの直列若しくは並列連結である、第２の例では、チャネル・デコーダ１７２０は、ターボ・デコーダである。
【００７１】
メモリ１７０４は、図７、若しくは、いずれかの実施形態の方法を具体化するソフトウェア命令、インプリメンテーション、若しくはこれまでに説明されてきた若しくは提案されてきたこれらの例を保持するために配置される。ＣＰＵ１７０２は、コリレータ１７１８によってＣＰＵに提供されたＧＰＳ相関関数中の局所極大又は極小のパラメータを推定するためにこれらのソフトウェア命令をアクセスするため及び実行するために配置される。
【００７２】
メモリ１７０４も、内挿エラーとパラメータ推定値若しくはバイアスとの間の既存の関係を具体化するルックアップ・テーブルを保持するために配置される。１つの例では、ＣＰＵ１７０２は、特定の内挿オフセットに対応するパラメータ推定値若しくはバイアスを決定するためにこれらのルックアップ・テーブルをアクセスし利用するために配置される。
【００７３】
ＣＰＵ１７０２は、コリレータ１７１８によってＣＰＵに提供されたＧＰＳ相関関数を解析するため、それらの局所極大又は極小を分離するため、及び図７の方法若しくはこれまでに説明してきた又は提案してきたこれらの変形を使用して、これらの局所極大又は極小の若しくはに関係するパラメータを推定するために配置される。
【００７４】
ＣＰＵ１７０２は、これらのパラメータから時間及びドップラー周波数測定も導出するために設置される。付け加えると、ある実施形態では、ＣＰＵ１７０２は、測定値のそれぞれに関連した二乗平均エラー（ＲＭＳＥ）を決定するために配置される。この実施形態では、これらの測定値及びＲＭＳＥ値は、ＰＤＥ（図示せず）へ与えられる。ＰＤＥは、それに対応するＲＭＳＥ値の逆数に基づいて各々の測定値を重み付けする、そしてその後、重み付けされた測定値に基づいて加入者局の位置及び速度を推定する。あるいは、加入者局は、この情報から自分自身の位置及び速度を決定する。
【００７５】
各種の実施形態、インプリメンテーション及び例が、説明されてきたが、さらに多くの実施形態、インプリメンテーション及び例が、本発明の範囲内で可能であることは、この分野において通常の知識を有する者にとって明らかである。特に、発明が、相関関数以外の関数の、若しくはオムニ基地局及びマルチ−セクタ・セル中の個々のセクタを含む、ワイアレス通信システム中の基地局により送信された信号から導出された相関関数の、若しくは基地局及びＧＰＳ人工衛星の組み合わせを採用している複合システムにより送信された信号から導出された相関関数の局所極大又は極小のパラメータを推定するために採用される場合に、実施形態は、実行できる。さらに、関数の局所極大又は極小の１より多くのパラメータが、１度に推定される場合に、実施形態は、実行できる。したがって、本発明は、添付された請求の範囲に関連する以外に、限定されることはない。
【符号の説明】
【００７６】
１００…加入者局，１０２…ＧＰＳ人工衛星，１０４…ＰＤＥ，２０２…パルス，２０６…第１の２次関数，２０８…第２の２次関数，２１０…第１の２次関数のピークの位置，２１２…第２の２次関数のピークの位置，３０２…コード位相次元，３０４…ドップラー周波数次元，３０６ｂ…メイン・ローブ，４０２ａ…メイン・パルス，５０２ａ…メイン・パルス，６０２…コード位相次元におけるピーク，６０４…コード位相次元におけるピークの位置，６１０…コード位相次元におけるサンプリングされたピークの位置，６１２…規格化されたサンプリングされたピークのエネルギー。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内挿された局所極大又は極小を結果として生ずる、局所極大又は極小での若しくは近傍の関数のサンプルに内挿を実行すること；
内挿された局所極大又は極小の位置とサンプリングされた局所極大又は極小の位置との間の差を具備する内挿オフセットを導出すること；及び
内挿オフセットからパラメータの推定値を導出すること、
を具備する、関数の局所極大又は極小のパラメータを推定する方法。
【請求項２】
関数は、相関関数である、請求項１の方法。
【請求項３】
相関関数は、受信された信号から導出される、請求項２の方法。
【請求項４】
第２の導出するステップは、これらの２つの変数の間に存在する既存の関係を使用して内挿オフセットからパラメータ・バイアスを導出すること、及びその後パラメータ・バイアスからパラメータの推定値を導出することを具備する、請求項２の方法。
【請求項５】
内挿オフセットは、コード位相次元に沿った内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差を具備する、請求項４の方法。
【請求項６】
パラメータ・バイアスは、コード位相バイアスである、請求項５の方法。
【請求項７】
推定されたパラメータは、コード位相次元に沿ったピークの位置であり、及びこのパラメータの推定値は、コード位相バイアスから導出される、請求項６の方法。
【請求項８】
内挿オフセットは、ドップラー周波数次元に沿った内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差を具備する、請求項４の方法。
【請求項９】
パラメータ・バイアスは、ドップラー周波数バイアスである、請求項８の方法。
【請求項１０】
推定されたパラメータは、ドップラー周波数次元に沿った関数のピークの位置であり、及びこのパラメータの推定値は、ドップラー周波数バイアスから導出される、請求項９の方法。
【請求項１１】
パラメータ・バイアスは、ピーク・エネルギー・バイアスである、請求項５の方法。
【請求項１２】
推定されたパラメータは、ピーク・エネルギーであり、及びこのパラメータの推定値は、ピーク・エネルギー・バイアスから導出される、請求項１１の方法。
【請求項１３】
パラメータ・バイアスは、ピーク・エネルギー・バイアスである、請求項９の方法。
【請求項１４】
推定されたパラメータは、ピーク・エネルギーであり、及びこのパラメータの推定値は、ピーク・エネルギー・バイアスから導出される、請求項１３の方法。
【請求項１５】
内挿オフセットとパラメータ・バイアスとの間の既存の関係は、ルックアップ・テーブルとして具体化される、請求項４の方法。
【請求項１６】
第２の導出するステップは、ルックアップ・テーブルへのアクセスを通して内挿オフセットからパラメータの推定値を直接導出することを具備する、請求項１５の方法。
【請求項１７】
ルックアップ・テーブルは、内挿オフセットとパラメータ・バイアス若しくはパラメータ推定値との間の既存の関係を実行し、及び内挿オフセットは、関数の内挿された局所極大又は極小の位置とサンプリングされた局所極大又は極小の位置との間の差を具備する、ルックアップ・テーブルを実体的に具体化するメモリ。
【請求項１８】
関数は、相関関数である、請求項１７のメモリ。
【請求項１９】
相関関数は、受信された信号から導出される、請求項１８のメモリ。
【請求項２０】
ルックアップ・テーブルへのアクセスは、パラメータ・バイアスをもたらす、請求項１８のメモリ。
【請求項２１】
ルックアップ・テーブルへのアクセスは、パラメータ推定値をもたらす、請求項１８のメモリ。
【請求項２２】
内挿オフセットは、コード位相次元に沿った内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差を具備する、請求項２０のメモリ。
【請求項２３】
パラメータ・バイアスは、コード位相バイアスである、請求項２２のメモリ。
【請求項２４】
パラメータ推定値は、コード位相次元に沿ったピークの位置の推定値である、請求項２３のメモリ。
【請求項２５】
パラメータ推定値は、内挿オフセットとコード位相バイアスの和を具備する、請求項２４のメモリ。
【請求項２６】
パラメータ・バイアスは、ピーク・エネルギー・バイアスである、請求項２２のメモリ。
【請求項２７】
パラメータ推定値は、ピーク・エネルギーの推定値である、請求項２６のメモリ。
【請求項２８】
パラメータ推定値は、内挿されたピーク・エネルギーとピーク・エネルギー・バイアスとの和を具備する、請求項２７のメモリ。
【請求項２９】
パラメータ推定値は、サンプリングされたピーク・エネルギーとピーク・エネルギー・バイアスとの和を具備する、請求項２７のメモリ。
【請求項３０】
内挿オフセットは、ドップラー周波数次元に沿った内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差を具備する、請求項２０のメモリ。
【請求項３１】
パラメータ・バイアスは、ドップラー周波数バイアスである、請求項３０のメモリ。
【請求項３２】
パラメータ推定値は、ドップラー周波数次元に沿ったピークの位置の推定値である、請求項３１のメモリ。
【請求項３３】
パラメータ推定値は、内挿オフセットとドップラー周波数バイアスとの和を具備する、請求項３２のメモリ。
【請求項３４】
パラメータ・バイアスは、ピーク・エネルギー・バイアスである、請求項３０のメモリ。
【請求項３５】
パラメータ推定値は、ピーク・エネルギーの推定値である、請求項３４のメモリ。
【請求項３６】
推定値は、内挿されたピーク・エネルギーとピーク・エネルギー・バイアスとの和を具備する、請求項３５のメモリ。
【請求項３７】
推定値は、サンプリングされたピーク・エネルギーとピーク・エネルギー・バイアスとの和を具備する、請求項３５のメモリ。
【請求項３８】
プロセッサは、メモリによって実体的に具体化されたルックアップ・テーブルをアクセスするために配置される、プロセッサ及び請求項１７のメモリを具備するシステム。
【請求項３９】
内挿された局所極大又は極小を結果として生ずる、局所極大又は極小での若しくは近傍の関数のサンプルに内挿を実行すること；
内挿された局所極大又は極小の位置とサンプリングされた局所極大又は極小の位置との間の差を具備する内挿オフセットを導出すること；及び
内挿オフセットからパラメータの推定値を導出すること、
を具備する、関数の局所極大又は極小のパラメータを推定する方法を実行するためのソフトウェア命令のシーケンスを実体的に具体化するメモリ。
【請求項４０】
関数は、相関関数である、請求項３９のメモリ。
【請求項４１】
相関関数は、受信された信号から導出される、請求項４０のメモリ。
【請求項４２】
第２の導出するステップは、これらの２つの変数の間に存在する既存の関係を使用して内挿オフセットからパラメータ・バイアスを導出すること、及びパラメータ・バイアスからパラメータの推定値を導出することを具備する、請求項４０のメモリ。
【請求項４３】
内挿オフセットは、コード位相次元に沿った内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差を具備する、請求項４２のメモリ。
【請求項４４】
パラメータ・バイアスは、コード位相バイアスである、請求項４３のメモリ。
【請求項４５】
パラメータは、コード位相次元に沿ったピークの位置であり、このパラメータの推定値は、コード位相バイアスから導出される、請求項４４のメモリ。
【請求項４６】
内挿オフセットは、ドップラー周波数次元に沿った内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差を具備する、請求項４２のメモリ。
【請求項４７】
パラメータ・バイアスは、ドップラー周波数バイアスである、請求項４６のメモリ。
【請求項４８】
推定されたパラメータは、ドップラー周波数次元に沿った関数のピークの位置であり、及びこのパラメータの推定値は、ドップラー周波数バイアスから導出される、請求項４７のメモリ。
【請求項４９】
パラメータ・バイアスは、ピーク・エネルギー・バイアスである、請求項４６のメモリ。
【請求項５０】
推定されたパラメータは、ピーク・エネルギーであり、及びこのパラメータの推定値は、ピーク・エネルギー・バイアスから導出される、請求項４９のメモリ。
【請求項５１】
パラメータ・バイアスは、ピーク・エネルギー・バイアスである、請求項４６のメモリ。
【請求項５２】
推定されたパラメータは、ピーク・エネルギーであり、及びこのパラメータの推定値は、ピーク・エネルギー・バイアスから導出される、請求項５１のメモリ。
【請求項５３】
内挿オフセットとパラメータ・バイアスとの間の既存の関係は、ルックアップ・テーブルとして具体化される、請求項４２のメモリ。
【請求項５４】
プロセッサは、メモリによって実体的に具体化されたソフトウェア命令をアクセスし実行するために配置される、プロセッサ及び請求項３９のメモリを具備するシステム。
【請求項５５】
内挿された局所極大又は極小を結果として生ずる、局所極大又は極小での若しくは近傍の関数のサンプルに内挿を実行するためのステップ；
内挿された局所極大又は極小の位置とサンプリングされた局所極大又は極小の位置との間の差を具備する内挿オフセットを導出するためのステップ；及び
内挿オフセットからパラメータの推定値を導出するためのステップ、
を具備する、関数の局所極大又は極小のパラメータを推定する方法。
【請求項１】
内挿された局所極大又は極小を結果として生ずる、局所極大又は極小での若しくは近傍の関数のサンプルに内挿を実行すること；
内挿された局所極大又は極小の位置とサンプリングされた局所極大又は極小の位置との間の差を具備する内挿オフセットを導出すること；及び
内挿オフセットからパラメータの推定値を導出すること、
を具備する、関数の局所極大又は極小のパラメータを推定する方法。
【請求項２】
関数は、相関関数である、請求項１の方法。
【請求項３】
相関関数は、受信された信号から導出される、請求項２の方法。
【請求項４】
第２の導出するステップは、これらの２つの変数の間に存在する既存の関係を使用して内挿オフセットからパラメータ・バイアスを導出すること、及びその後パラメータ・バイアスからパラメータの推定値を導出することを具備する、請求項２の方法。
【請求項５】
内挿オフセットは、コード位相次元に沿った内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差を具備する、請求項４の方法。
【請求項６】
パラメータ・バイアスは、コード位相バイアスである、請求項５の方法。
【請求項７】
推定されたパラメータは、コード位相次元に沿ったピークの位置であり、及びこのパラメータの推定値は、コード位相バイアスから導出される、請求項６の方法。
【請求項８】
内挿オフセットは、ドップラー周波数次元に沿った内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差を具備する、請求項４の方法。
【請求項９】
パラメータ・バイアスは、ドップラー周波数バイアスである、請求項８の方法。
【請求項１０】
推定されたパラメータは、ドップラー周波数次元に沿った関数のピークの位置であり、及びこのパラメータの推定値は、ドップラー周波数バイアスから導出される、請求項９の方法。
【請求項１１】
パラメータ・バイアスは、ピーク・エネルギー・バイアスである、請求項５の方法。
【請求項１２】
推定されたパラメータは、ピーク・エネルギーであり、及びこのパラメータの推定値は、ピーク・エネルギー・バイアスから導出される、請求項１１の方法。
【請求項１３】
パラメータ・バイアスは、ピーク・エネルギー・バイアスである、請求項９の方法。
【請求項１４】
推定されたパラメータは、ピーク・エネルギーであり、及びこのパラメータの推定値は、ピーク・エネルギー・バイアスから導出される、請求項１３の方法。
【請求項１５】
内挿オフセットとパラメータ・バイアスとの間の既存の関係は、ルックアップ・テーブルとして具体化される、請求項４の方法。
【請求項１６】
第２の導出するステップは、ルックアップ・テーブルへのアクセスを通して内挿オフセットからパラメータの推定値を直接導出することを具備する、請求項１５の方法。
【請求項１７】
ルックアップ・テーブルは、内挿オフセットとパラメータ・バイアス若しくはパラメータ推定値との間の既存の関係を実行し、及び内挿オフセットは、関数の内挿された局所極大又は極小の位置とサンプリングされた局所極大又は極小の位置との間の差を具備する、ルックアップ・テーブルを実体的に具体化するメモリ。
【請求項１８】
関数は、相関関数である、請求項１７のメモリ。
【請求項１９】
相関関数は、受信された信号から導出される、請求項１８のメモリ。
【請求項２０】
ルックアップ・テーブルへのアクセスは、パラメータ・バイアスをもたらす、請求項１８のメモリ。
【請求項２１】
ルックアップ・テーブルへのアクセスは、パラメータ推定値をもたらす、請求項１８のメモリ。
【請求項２２】
内挿オフセットは、コード位相次元に沿った内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差を具備する、請求項２０のメモリ。
【請求項２３】
パラメータ・バイアスは、コード位相バイアスである、請求項２２のメモリ。
【請求項２４】
パラメータ推定値は、コード位相次元に沿ったピークの位置の推定値である、請求項２３のメモリ。
【請求項２５】
パラメータ推定値は、内挿オフセットとコード位相バイアスの和を具備する、請求項２４のメモリ。
【請求項２６】
パラメータ・バイアスは、ピーク・エネルギー・バイアスである、請求項２２のメモリ。
【請求項２７】
パラメータ推定値は、ピーク・エネルギーの推定値である、請求項２６のメモリ。
【請求項２８】
パラメータ推定値は、内挿されたピーク・エネルギーとピーク・エネルギー・バイアスとの和を具備する、請求項２７のメモリ。
【請求項２９】
パラメータ推定値は、サンプリングされたピーク・エネルギーとピーク・エネルギー・バイアスとの和を具備する、請求項２７のメモリ。
【請求項３０】
内挿オフセットは、ドップラー周波数次元に沿った内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差を具備する、請求項２０のメモリ。
【請求項３１】
パラメータ・バイアスは、ドップラー周波数バイアスである、請求項３０のメモリ。
【請求項３２】
パラメータ推定値は、ドップラー周波数次元に沿ったピークの位置の推定値である、請求項３１のメモリ。
【請求項３３】
パラメータ推定値は、内挿オフセットとドップラー周波数バイアスとの和を具備する、請求項３２のメモリ。
【請求項３４】
パラメータ・バイアスは、ピーク・エネルギー・バイアスである、請求項３０のメモリ。
【請求項３５】
パラメータ推定値は、ピーク・エネルギーの推定値である、請求項３４のメモリ。
【請求項３６】
推定値は、内挿されたピーク・エネルギーとピーク・エネルギー・バイアスとの和を具備する、請求項３５のメモリ。
【請求項３７】
推定値は、サンプリングされたピーク・エネルギーとピーク・エネルギー・バイアスとの和を具備する、請求項３５のメモリ。
【請求項３８】
プロセッサは、メモリによって実体的に具体化されたルックアップ・テーブルをアクセスするために配置される、プロセッサ及び請求項１７のメモリを具備するシステム。
【請求項３９】
内挿された局所極大又は極小を結果として生ずる、局所極大又は極小での若しくは近傍の関数のサンプルに内挿を実行すること；
内挿された局所極大又は極小の位置とサンプリングされた局所極大又は極小の位置との間の差を具備する内挿オフセットを導出すること；及び
内挿オフセットからパラメータの推定値を導出すること、
を具備する、関数の局所極大又は極小のパラメータを推定する方法を実行するためのソフトウェア命令のシーケンスを実体的に具体化するメモリ。
【請求項４０】
関数は、相関関数である、請求項３９のメモリ。
【請求項４１】
相関関数は、受信された信号から導出される、請求項４０のメモリ。
【請求項４２】
第２の導出するステップは、これらの２つの変数の間に存在する既存の関係を使用して内挿オフセットからパラメータ・バイアスを導出すること、及びパラメータ・バイアスからパラメータの推定値を導出することを具備する、請求項４０のメモリ。
【請求項４３】
内挿オフセットは、コード位相次元に沿った内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差を具備する、請求項４２のメモリ。
【請求項４４】
パラメータ・バイアスは、コード位相バイアスである、請求項４３のメモリ。
【請求項４５】
パラメータは、コード位相次元に沿ったピークの位置であり、このパラメータの推定値は、コード位相バイアスから導出される、請求項４４のメモリ。
【請求項４６】
内挿オフセットは、ドップラー周波数次元に沿った内挿されたピークの位置とサンプリングされたピークの位置との間の差を具備する、請求項４２のメモリ。
【請求項４７】
パラメータ・バイアスは、ドップラー周波数バイアスである、請求項４６のメモリ。
【請求項４８】
推定されたパラメータは、ドップラー周波数次元に沿った関数のピークの位置であり、及びこのパラメータの推定値は、ドップラー周波数バイアスから導出される、請求項４７のメモリ。
【請求項４９】
パラメータ・バイアスは、ピーク・エネルギー・バイアスである、請求項４６のメモリ。
【請求項５０】
推定されたパラメータは、ピーク・エネルギーであり、及びこのパラメータの推定値は、ピーク・エネルギー・バイアスから導出される、請求項４９のメモリ。
【請求項５１】
パラメータ・バイアスは、ピーク・エネルギー・バイアスである、請求項４６のメモリ。
【請求項５２】
推定されたパラメータは、ピーク・エネルギーであり、及びこのパラメータの推定値は、ピーク・エネルギー・バイアスから導出される、請求項５１のメモリ。
【請求項５３】
内挿オフセットとパラメータ・バイアスとの間の既存の関係は、ルックアップ・テーブルとして具体化される、請求項４２のメモリ。
【請求項５４】
プロセッサは、メモリによって実体的に具体化されたソフトウェア命令をアクセスし実行するために配置される、プロセッサ及び請求項３９のメモリを具備するシステム。
【請求項５５】
内挿された局所極大又は極小を結果として生ずる、局所極大又は極小での若しくは近傍の関数のサンプルに内挿を実行するためのステップ；
内挿された局所極大又は極小の位置とサンプリングされた局所極大又は極小の位置との間の差を具備する内挿オフセットを導出するためのステップ；及び
内挿オフセットからパラメータの推定値を導出するためのステップ、
を具備する、関数の局所極大又は極小のパラメータを推定する方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−１３７８２５（Ｐ２０１１−１３７８２５Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−１４１５３（Ｐ２０１１−１４１５３）
【出願日】平成２３年１月２６日（２０１１．１．２６）
【分割の表示】特願２００４−５４５５３０（Ｐ２００４−５４５５３０）の分割
【原出願日】平成１５年１０月１７日（２００３．１０．１７）
【出願人】（５９５０２０６４３）クゥアルコム・インコーポレイテッド (7,166)
【氏名又は名称原語表記】ＱＵＡＬＣＯＭＭ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４１５３（Ｐ２０１１−１４１５３）
【出願日】平成２３年１月２６日（２０１１．１．２６）
【分割の表示】特願２００４−５４５５３０（Ｐ２００４−５４５５３０）の分割
【原出願日】平成１５年１０月１７日（２００３．１０．１７）
【出願人】（５９５０２０６４３）クゥアルコム・インコーポレイテッド (7,166)
【氏名又は名称原語表記】ＱＵＡＬＣＯＭＭ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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