１つ以上の基地局に関して無線移動装置の位置を推定すること
【課題】一つ以上の基地局に関して無線移動基地局の位置を推定する方法を提供する。
【解決手段】複数の基地局（ＢＴＳ）を持っている通信網において移動装置（ＭＳ）の位置を推定する第1の方法は、ＭＳがＢＴＳのうちの１つのみと通信することができるエリアを決定する。そのエリア内の平均位置が計算され、推定として使用される。第２の方法はＭＳが２つのＢＴＳのオーバーラップしているカバレージエリア内にあるエリアを決定する。各ＢＴＳからＭＳによって受信された信号の到着の相対時間差が一定の距離点の軌跡が決定される。ＭＳで、１つのＢＴＳの第１および第２のセクター間の相対的な信号電力に基づいた角度θを有する線が、軌跡と交差する点が決定され、ＭＳの位置の推定として使用される。
【解決手段】複数の基地局（ＢＴＳ）を持っている通信網において移動装置（ＭＳ）の位置を推定する第1の方法は、ＭＳがＢＴＳのうちの１つのみと通信することができるエリアを決定する。そのエリア内の平均位置が計算され、推定として使用される。第２の方法はＭＳが２つのＢＴＳのオーバーラップしているカバレージエリア内にあるエリアを決定する。各ＢＴＳからＭＳによって受信された信号の到着の相対時間差が一定の距離点の軌跡が決定される。ＭＳで、１つのＢＴＳの第１および第２のセクター間の相対的な信号電力に基づいた角度θを有する線が、軌跡と交差する点が決定され、ＭＳの位置の推定として使用される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は無線通信システムに係り、より明確にはそのようなシステムにおける無線移動装置の位置の推定に関する。
【背景技術】
【０００２】
セルラー電話、ＰＤＡ、ラップトップ・コンピュータまたはその他同種のもののような無線移動装置（ここにＭＳという）の位置の決定の需要が高まっている。１つの方法は、セルラー電話基地局（ここにＢＴＳという）によって送信され受信された信号を使用する。地上ＢＴＳを使用するＭＳの位置を検知するために開発された既知の１つのアルゴリズムは、アドバンスド・フォワードリンク・トライラテレーション（Advanced Forward Link Trilateration（ＡＦＬＴ））と呼ばれる。ＡＦＬＴを使用してＭＳの位置を検知するため、無線網のＢＴＳの位置、ＢＴＳからの信号の送信時間およびＭＳでの信号の到着時間が必要である。従来のＡＦＬＴアルゴリズムは、ＭＳがその位置を検知するために少なくとも３つのＢＴＳと通信することが必要である。
【０００３】
ＭＳが３つ未満のＢＴＳのカバレージエリアにいれば、ＭＳの位置はしばしば推定される。１つの推定方法は、ＭＳが通信することができるＢＴＳの１つ以上のカバレージエリアの“中心”にＭＳの位置があると推測する。例えば、ＭＳがたった１つのＢＴＳと通信することができれば、その位置はカバレージエリアの中心であると推測される。カバレージエリアの“中心”は、ＭＳが通信にあるＢＴＳに関してＭＳが有効に作動することができるすべての可能な位置の平均位置を指定するために一般に理解される。ＭＳが２つのＢＴＳと通信することができれば、その位置は、２つのＢＴＳの最強のものによってカバーされた領域の中心であると、または、２つのＢＴＳによってカバーされたエリアの加重平均をとることにより決定された位置と推測されてもよい。
【０００４】
典型的なＢＴＳカバレージエリアが様々な理由で、形において完全に円形ではないかもしれないことが注目されるべきである。山、丘、ビルディング、水溜りおよびその他同種のもののような地形の特徴は、ＢＴＳから放射された電波の伝送特性に影響し、その結果不規則なカバレージエリアを引き起こす。大気および他の要因もまた、ＢＴＳによって送られかつ受信された無線信号の放射パターンに影響するかもしれない。
【０００５】
さらに、典型的には、各ＢＴＳはＢＴＳを囲むセクター化された領域に放送する多くの送信機を持っている。例えば、３つのセクターがあるＢＴＳは、ＢＴＳを包囲するそれぞれ１２０度の領域に放送する。それらのセクター内の無線信号はまた、様々な地形、大気、また上に記述された他の要因によって影響を受け、各セクターの地理的なカバレージエリアに影響を与える。さらに、セクター・アンテナはそれら自身一般に指向性アンテナである。したがって、典型的には、セクター・アンテナの後側の信号強度はセクター・アンテナの前側の信号強度より著しく低い。
【発明の概要】
【０００６】
特定のＢＴＳ、またはそのセクターのカバレージエリアが典型的に非対称であるので、カバレージエリアの“中心”は通常ＢＴＳの位置と一致しない（それは偶然に一致するかもしれないが）。ＢＴＳセクターのカバレージエリアの“中心”が、ＢＴＳの位置からある距離はなれて位置するかもしれないことが理解される。
【０００７】
複数のＢＴＳがある通信網中のＭＳの位置を推定する第1の方法は、ＭＳがＢＴＳのうちの１つのみと通信することができるエリアを決定することを含んでいる。エリア内の平均位置が計算され、推定として使用される。第2の方法はＭＳがＢＴＳのうちの２つのオーバーラップするカバレージエリア内にいるエリアを決定することを含んでいる。ＢＴＳの各々からのＭＳによって受信された信号の到着の相対時間差が一定である距離点の軌跡が決定される。ＢＴＳのうちの１つの第1および第２のセクター間のＭＳにおける相対的な信号電力に基づいた、角度θを有する線が軌跡と交差する点が決定され、ＭＳの位置の推定として使用される。
【０００８】
図面の様々な図の中で、同様な参照番号が同様または類似部分を表示するために使用される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】オーバーラップしているカバレージエリアを有する無線網における一対のＢＴＳの単純化された平面視である。
【図２】より非常に詳しく、図１の無線網のＢＴＳのうちの１つの平面視である。
【図３】最強の受信電力を送信するＢＴＳからの距離の関数として、１つ、２つ、３つ、または４つ以上のＢＴＳと通信するＭＳからもたらされる確率分布関数のグラフである。
【図４】一部分、図１の無線網の２つのＢＴＳに関してＭＳの位置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
通信システムは典型的にＭＳおよびＢＴＳの網を含んでいる。“ＢＴＳ”は その位置が伝送の時に知られている任意の送信機／受信機を指す。例えば、ＢＴＳは無線網または他の無線送信機のセルタワー、またはインフラストラクチャーを含んでいてもよい。
【００１１】
一実施例において、ＭＳが１つのＢＴＳのみのカバレージエリア内にいて、したがってそのＢＴＳとのみ通信することができれば、その位置はそれがそのＢＴＳだけと通信することができるＢＴＳのカバレージエリアのその部分の“中心” に位置すると推測されてもよい。ＭＳがそのＢＴＳだけと通信することができるＢＴＳのカバレージエリアのその部分の“中心”は、ＭＳが通信にある、かつ他のものではないＢＴＳでのみそれが有効に通信することができるすべての位置の特定位置を指定するために使用される。より明確に、ＭＳがたった１つのＢＴＳと通信することができれば、そのＢＴＳのカバレージエリア内に位置するが、そのＢＴＳおよび他のＢＴＳの任意のオーバーラップするカバレージエリアの外に位置する。図１を参照して、例えば、ＭＳが無線網１０のＢＴＳ２０とのみ通信することができれば、ＭＳはカバレージエリア２５内に位置するがオーバーラップエリア４０の外である。
【００１２】
“中心”のために指定された特定位置は、例えば平均位置かもしれない。“平均”位置は、算術平均、幾何平均または、ＭＳがそのＢＴＳだけと通信することができるＢＴＳのカバレージエリアの部分に関して指定された他の適切な平均の計算かもしれない。他方では、特定位置は、ＭＳがそのＢＴＳだけと通信することができるＢＴＳのカバレージエリアの部分に関して任意に指定されてもよい。これは例えば、１つのＢＴＳだけがそのＢＴＳの全カバレージ領域の境界に対して検知することができるカバレージ領域の境界の比率として測定された１／２、１／３、１／４の距離、または他の距離であると明示されてもよい。メトリックがその選択されることによって決定されたその距離は、点の軌跡を定義する。例えば、そのＢＴＳとだけ通信することができるＢＴＳのカバレージエリアの部分が円ならば（それは一般にありそうもないが）、前記軌跡は全体のカバレージエリアの半径より小さな半径の円を定義するだろう。したがって、ＭＳの位置は円の円周上にあると推測されてもよい。
【００１３】
典型的な場合であるＢＴＳが複数のセクターを持っている場合、基準角に関してＭＳの角度θを決定することができる。そのときその角度で引かれた線は、点で前記軌跡と交差する。したがって、その点はＭＳの位置推定として使用することができる。ＭＳの位置に関係した角度θは、以下に詳細に述べられる方法で、ＭＳによってＢＴＳの各セクターから受信された信号電力の相対的測定値を使用して計算されてもよい。
【００１４】
今付加的に図２を参照すると、ｚとしてマークされた装置はＢＴＳ２０のみと通信することができる。単純性のために、オーバーラップ領域４０を除いて、隣接したＢＴＳ３０の残りのカバレージエリアは示されない。ＢＴＳ２０のカバレージエリア２５は半径Ｒ１をもつ円であるように単純化される。中央エリア２８はＭＳがＢＴＳ２０とのみ通信することができるＢＴＳ２０のカバレージエリアであるとして定義され、半径Ｒ２をもつ円として示される。中央エリア２８の半径Ｒ２は、例えば円２５の半径Ｒ１の２分の１かもしれないが、ＢＴＳ２０の特徴およびオーバーラップ領域４０の範囲によって決定される。
【００１５】
この例において、ＭＳはＢＴＳ２０の付近を中心とする半径Ｒ３（それはＲ２の２分の１である）を持つ点線で示された円２７に位置すると推測され、その円周は、ＭＳがＢＴＳ２０とのみ通信することができるカバレージエリア２８の算術および幾何平均である。以下に実証されるように、ＭＳがＢＴＳ２０とのみ通信することができれば、ＭＳは、円２７の円周上に位置する可能性がありそうである。数学的な平均の計算、または別の適切な技術によって、以下に議論されるように、この位置は確率的な予測技術によって決定されてもよい。
【００１６】
別の実施例では、ＢＴＳ２０はそれと関係して複数のセクターを持ち、３つのセクター２２、２４および２６が示されている。３つのセクターが示されるが、ＢＴＳは任意の数のセクターを持っていてもよい。３つのセクター実施例では、セクター２２および２６は共通の半径２９ａを共有する。同様に、セクター２２および２４は共通の半径２９ｂを共有する。また、セクター２４および２６は共通の半径２９ｃを共有する。ｘ軸はセクター２２を２つの等しいエリアに分割する。したがって、半径２９ａおよび２９ｂはそれぞれｘ軸と６０度の角度を形成する。
【００１７】
ＭＳの角位置は、２つの隣接したＢＴＳセクターからＭＳに見られた信号電力、即ち強さから推定することができる。したがって、例えば、ＭＳが半径２９ｂに接近して位置すれば、ＭＳはセクター２２および２４から同様または実質的に同様の電力、即ち信号強度を持っている信号を受け取ると予想されるだろう。ＭＳがセクター２２へさらに移動するとともに、ＭＳがセクター２２から受け取ると予想される電力、即ち信号の強さは、ＭＳがセクター２４から受け取ると予想される電力より大きくなる。ＭＳがセクター２２のｘ軸に接近して移動するとともに、ＭＳはセクター２４および２６からほとんど信号を受け取らないと予想されるだろう。従って、ＭＳによって各々のセクター２２、２４および２６から受信された信号電力の相対的測定値は、ｘ軸に関してのｘ−ｙ平面中の点ｚの角度θを推定するために使用されてもよい。
【００１８】
典型的に、例証された特別の実施例中のｘ軸のようなセクターの範囲を二分する線の角度が、ＢＴＳの暦データの“ＧＰＳ北”に関して特定されることに注目すべきである。したがって、角度θはここに例において単に任意に参照され、任意の好ましい基準角に関して定義されるように容易に移されてもよい。さらに、図２の図面の含意に反して、実際のＢＴＳのセクターの二分線は、そのような整列が計算を容易にする助けになるが、必ずしも特定のコンパス方位と整列させる必要はない。
【００１９】
角度θの推定値を計算する方法の例として、次の擬似コードメトリックが使用されてもよい：
Ｐ１−Ｐ２>２０ のとき、θ＝Ａ１
Ｐ１−Ｐ２<３ のとき、θ＝Ａ１−０．４×（Ａ１−Ａ２）
その他のとき、 θ＝Ａ１−０．４×（Ａ１−Ａ２）×（２０−（Ｐ１−Ｐ２））／１７
ただし、Ｐ１はｄＢで最強の受信信号の電力であり、Ａ１は基準半径に関して、受信電力Ｐ１を持っている信号を送信するＢＴＳのセクターの角度を表わし、Ｐ２はｄＢで２番目に強い受信信号の電力であり、Ａ２は基準半径に関して、受信電力Ｐ２を持っている信号を送信するセクターの角度を表わす。例えば、そのセクター２２が最強の受信電力を持っていると仮定し、Ａ１がセクター２２の中心の角度、即ち、ｘ軸に関して０度を表わし、Ａ２がセクター２６の中心の角度、即ち、ｘ軸に関して２４０度、または半径２９ａおよび２９ｃ間の角度を等しく分割する線を表わす。メトリックの定数は、以下に述べられるように、例えばＭＳの計算された確率に基づいて、発見的に引き出されてもよい。
【００２０】
角度θは他の線形または非線形の表現を同様に使用して計算されてもよい。しかしながら、そのような表現で、角度θはＭＳが通信することができるＢＴＳの様々なセクターからＭＳが受け取る信号の電力の相対的測定値を使用して計算される。上に記述されたように、ＢＴＳに関してその角度と同様にＢＴＳからの装置の距離の両方が推定されるので、装置のための唯一の位置推定が決定される。
【００２１】
いくつかの実施例において、距離および角度θの両方がＭＳにより決定され、続いて位置が計算され、選択的にＢＴＳに送信されてもよい。そのような実施例では、ＭＳは、無線網内のＢＴＳの位置、そのカバレージエリア、その中心などのような各ＢＴＳに関係している様々なパラメータに関する情報を持つデータベースを含んでもよい。また他の実施例において、ＭＳは各セクターからそれが受け取る信号の電力に関する情報をＢＴＳに送信してもよい。その後、上に記述されたように、位置決定エンティティー（ＰＤＥ）、または無線網で通信している別の装置が、ＭＳによって送信された情報を得てＭＳの位置を決定してもよい。しかしながら、そのような実施例では、ＭＳの位置の決定は、プログラムを形成し、例えば中央処理装置、またはＭＳの位置を決定するために特に構成された専用のハードウェアモジュールを使用することにより命令／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様々なコードを使用して実行されてもよい。代わりに、両方の実施例では、ＭＳの位置の決定はソフトウェアとハードウェアモジュールの組み合わせを使用して実行されてもよい。
【００２２】
別の実施例において、ＭＳが２つのＢＴＳのオーバーラップしているカバレージエリア内にいれば、ＭＳによって１つまたは両方のＢＴＳの関連するセクターから受信された信号電力の相対的測定値と一緒に、ＭＳによって２つのＢＴＳから受信された信号の到着の時間差（ＴＤＯＡ）がＭＳの位置を推定するために使用されてもよい。
【００２３】
再び図１を参照すると、典型的な無線網１０のセクションは、一部分、ＭＳ（示されない）と通信するように構成されたＢＴＳ２０および３０を含んでいる。ＢＴＳ２０および３０はそれぞれのセル、即ちカバレージエリア２５および３５を持っている。カバレージエリア２５はＢＴＳ２０に集中した円のエリアである。同様に、カバレージエリア３５はＢＴＳ３０に集中した円のエリアである。
【００２４】
この例において、ＢＴＳ２０および３０はまた３つのセクター２２、２４および２６、および３２、３４および３６をそれぞれ持っており、それは符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）または他の適切な標準に従っている。ＢＴＳ２０および３０は３つより少ないまたは多いセクターを持っていてもよい。ＢＴＳ２０および３０はオーバーラップエリア４０を持っている。２つのＢＴＳ２０および３０がこの例において示されるが、無線網１０はＢＴＳ２０および３０のカバレージエリア２５および３５とオーバーラップしてもよいし、オーバーラップしなくてもよいカバレージエリアを備えたより多くのＢＴＳを持っていてもよい。
【００２５】
ＢＴＳ２０は、円形領域２５と同心であるダッシュされた円形領域２８によって示された中央カバレージエリアを持っている。同様に、ＢＴＳ３０は円形領域３５と同心であるダッシュされた円形領域３８によって示された中央カバレージエリアを持っている。再び、明瞭さのために、カバレージエリアは形において円で示されるが、実際上、それらは異形であるかもしれない。各円形領域２８および３８の半径は、ＢＴＳの特別の信号特性に依存して、例えばそれぞれ対応する円形領域２５、３５の半径の半分かもしれない。しかしながら、特定の半径はＢＴＳカバレージエリアの部分に関して任意に指定されてもよい。これは例えば、１つのＢＴＳだけがそのＢＴＳの全カバレージ領域の境界に対して検知することができるカバレージ領域の境界の比率として測定された１／２、１／３、１／４の距離、または他の距離であると明示されてもよい。
【００２６】
カバレージエリア２５の外側に位置したＭＳは、ＢＴＳ２０のセクター２２、２４、２６のうちのどれからも信号を受け取らない。同様に、カバレージエリア３５の外側に位置したＭＳは、ＢＴＳ３０のセクター３２、３４、３６のうちのどれからも信号を受け取らない。他方では、ＢＴＳ２０の任意のセクターにあるＭＳは、ＢＴＳ２０の他のセクターと同様にそのセクターから信号を受け取ってもよい。例えば、セクター２２にあるＭＳは、セクター２４および２６からもセクター２２からも信号を受け取ってもよい。または、セクター２４にあるＭＳは、セクター２２および２６からもセクター２４からも信号を受け取ってもよい。同様に、ＢＴＳ３０の任意のセクターにある移動装置は、ＢＴＳ３０の他のセクターと同様にそのセクターから信号を受け取ってもよい。オーバーラップ領域４０にある装置は、両方のＢＴＳ２０および３０から信号を受け取る。
【００２７】
別の実施例では、ＭＳの位置はＭＳの位置の発見的決定確率を使用して推定することができる。様々なＢＴＳ数の曲線群が図３に示される。ｙ軸はＭＳが見つかる確率を示す確率密度関数値を表わす。また、ｘ軸はＢＴＳからのＭＳのメーターでの距離を表わす。図３で示されるデータは１つの特定なセルラー網位置に基づいて発見的に決定された。他のセルラー網位置は異なる曲線群を持っているかもしれない。また、図３で示される特別のデータは５００メートル増分でグループ化されるように考慮される。すなわち、線上の様々な形により見られる値は、形が現われる５００メートルセグメントの中ですべてのＭＳに対するＰＤＦ値を表わす。更に、示された特別のデータについては、各ＢＴＳの組合せ、つまり１つのＢＴＳ、２つのＢＴＳ、３つのＢＴＳ、および４つ以上のＢＴＳについて、最大の確率値が生じることが理解され得る。例えば、２つのＢＴＳが可視である場合、ＭＳはその時のおよそ９０％で最強のＢＴＳの１キロメートル以内にある最尤度を有し、またはその時の９５％で最強のＢＴＳの１．５キロメートル以内にある最尤度を有する（各々の曲線に沿った確率が合計１．０であることに注意を要す）。
【００２８】
このデータはＭＳの位置を推定するために使用されてもよい。したがって、例えば、ＭＳがたった１つのＢＴＳと通信可能である（即ち、１つのＢＴＳだけが可視である）場合、ＭＳはその時９５％の確率でそのＢＴＳの１キロメートル以内にいる。したがって、半径Ｒ２（図２を参照）は１キロメートル以内であると選定される。または、例えばデータに基づいて、ユーザ位置は５００メートルであると推定されてもよく、その時の９５％の確率で、ＭＳが５００メートルにいるかあるいは推定位置に接近するであろう。
【００２９】
ＭＳが２つのＢＴＳと通信することができれば、それは図１で見ることができるように２つのＢＴＳ２０および３０のオーバーラップするカバレージエリア４０内に位置する。そのような条件の下では、ＭＳによってＢＴＳの様々なセクターから受信された信号電力の相対的測定値と一緒に、ＭＳによって２つのＢＴＳから受信された信号のＴＤＯＡが、さらに以下に記述されるように、ＭＳの位置を検知するために使用されてもよい。
【００３０】
図４は、例えば指定されたｘ−ｙ軸の原点で示されるＢＴＳ２０に関して、２つのＢＴＳのオーバーラップするカバレージエリア内にあると仮定されるＭＳの座標ｘｄ，ｙｄと同様に、例えばＢＴＳ３０の座標ｘ３０，ｙ３０を示す。ｔ２０とｔ３０がそれぞれＢＴＳ２０および３０から送信された信号のＭＳへ到達する時間経過を表すと仮定する。ＴＤＯＡに従って、均一な信号伝送を仮定して、ＭＳの可能な位置は次の式（２）を使用して形成された点５０の軌跡に沿った点によって一方では定義される：
［（ｘ２＋ｙ２）1/２−（（ｘ−ｘ３０）２＋（ｙ−ｙ３０）２）1/２］＝Ｃ×（ｔ２０−ｔ３０） （２）
ここにＣは光速である。実施例では、点５０の軌跡は放物線を形成する。
【００３１】
ＭＳの位置をさらに定義するために、図４で見られるように、ｘ軸とＢＴＳ２０から装置へ引かれた線の間の角度θが計算される。放物線５０と線の交差はＭＳの位置を唯一に検知する。以前のように、ＭＳによってＢＴＳの様々なセクターから受信された信号の電力の相対的測定値は、角度θを決定するために使用される。
【００３２】
角度θを計算する際に上に示された擬似コード（１）は、装置が２つのＢＴＳで通信することができる状況で等しく適用可能である。したがって、擬似コード（１）は、ｘ（またはｙ）軸に関してＭＳの角度位置を決定するために使用されてもよい。擬似コード（１）に従って、装置がｘ軸に関して角度θで線５２に沿って位置すると仮定する。したがって、ＭＳは点ｚに位置すると推測され、ここで線５２は点５０の軌跡との交差として示される。擬似コード（１）が角度θを計算するただ１つの典型的な方法を表わすことが理解される。他の多くの線形または非線形の表現がこの角度を計算するために使用されてもよい。すべてのそのような表現で、角度θはＭＳによって１つまたは両方のＢＴＳの様々なセクターから受信された信号の電力の相対的測定値を使用して計算される。
【００３３】
いくつかの実施例において、角度θと同様に、放物曲線は続いて計算されかつＢＴＳに選択的に送信される位置と共に装置によって決定されてもよい。そのような実施例では、ＭＳは、その無線網、そのカバレージエリア、その中央などの内のＢＴＳの位置のような、各ＢＴＳに関係した様々なパラメータに関する情報を有するデータベースを含んでもよい。他の実施例では、ＭＳは電力と到着時間、または代わりに、それがＢＴＳの各セクターから受信する信号の到着の時間差に関して情報を送信してもよい。その後、上に記述されたように、位置決定エンティティー（ＰＤＥ）または無線網と通信する別の装置は、ＭＳによって送信された情報を得て、ＭＳの位置を決定してもよい。
【００３４】
ＭＳの位置の決定は、プログラムを形成し、例えば中央処理装置、またはＭＳの位置を決定するために特に構成された専用のハードウェアモジュールを使用することにより命令／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様々なコードを使用して実行されてもよい。代わりに、ＭＳの位置の決定はソフトウェアとハードウェアモジュールの組み合わせを使用して実行されてもよい。
【００３５】
開示は、無線網中のＢＴＳの任意の特定数、任意のＢＴＳのカバレージエリアの大きさ、またはＢＴＳの対間のオーバーラップ地域の大きさに制限されるようには意図されない。更に、開示は、ＢＴＳが、ＭＳが通信することができるただ１つのＢＴＳである場合に、ＭＳが検知されるＢＴＳから予め定義された距離の大きさによって制限されるようには意図されない。また、開示は無線網、ＢＴＳまたはＭＳのタイプによっても制限されるようには意図されない。他の追加、削減、削除および修正は、添付請求項で述べられるような本開示の範囲から逸脱することなく成されてもよい。
【技術分野】
【０００１】
この出願は無線通信システムに係り、より明確にはそのようなシステムにおける無線移動装置の位置の推定に関する。
【背景技術】
【０００２】
セルラー電話、ＰＤＡ、ラップトップ・コンピュータまたはその他同種のもののような無線移動装置（ここにＭＳという）の位置の決定の需要が高まっている。１つの方法は、セルラー電話基地局（ここにＢＴＳという）によって送信され受信された信号を使用する。地上ＢＴＳを使用するＭＳの位置を検知するために開発された既知の１つのアルゴリズムは、アドバンスド・フォワードリンク・トライラテレーション（Advanced Forward Link Trilateration（ＡＦＬＴ））と呼ばれる。ＡＦＬＴを使用してＭＳの位置を検知するため、無線網のＢＴＳの位置、ＢＴＳからの信号の送信時間およびＭＳでの信号の到着時間が必要である。従来のＡＦＬＴアルゴリズムは、ＭＳがその位置を検知するために少なくとも３つのＢＴＳと通信することが必要である。
【０００３】
ＭＳが３つ未満のＢＴＳのカバレージエリアにいれば、ＭＳの位置はしばしば推定される。１つの推定方法は、ＭＳが通信することができるＢＴＳの１つ以上のカバレージエリアの“中心”にＭＳの位置があると推測する。例えば、ＭＳがたった１つのＢＴＳと通信することができれば、その位置はカバレージエリアの中心であると推測される。カバレージエリアの“中心”は、ＭＳが通信にあるＢＴＳに関してＭＳが有効に作動することができるすべての可能な位置の平均位置を指定するために一般に理解される。ＭＳが２つのＢＴＳと通信することができれば、その位置は、２つのＢＴＳの最強のものによってカバーされた領域の中心であると、または、２つのＢＴＳによってカバーされたエリアの加重平均をとることにより決定された位置と推測されてもよい。
【０００４】
典型的なＢＴＳカバレージエリアが様々な理由で、形において完全に円形ではないかもしれないことが注目されるべきである。山、丘、ビルディング、水溜りおよびその他同種のもののような地形の特徴は、ＢＴＳから放射された電波の伝送特性に影響し、その結果不規則なカバレージエリアを引き起こす。大気および他の要因もまた、ＢＴＳによって送られかつ受信された無線信号の放射パターンに影響するかもしれない。
【０００５】
さらに、典型的には、各ＢＴＳはＢＴＳを囲むセクター化された領域に放送する多くの送信機を持っている。例えば、３つのセクターがあるＢＴＳは、ＢＴＳを包囲するそれぞれ１２０度の領域に放送する。それらのセクター内の無線信号はまた、様々な地形、大気、また上に記述された他の要因によって影響を受け、各セクターの地理的なカバレージエリアに影響を与える。さらに、セクター・アンテナはそれら自身一般に指向性アンテナである。したがって、典型的には、セクター・アンテナの後側の信号強度はセクター・アンテナの前側の信号強度より著しく低い。
【発明の概要】
【０００６】
特定のＢＴＳ、またはそのセクターのカバレージエリアが典型的に非対称であるので、カバレージエリアの“中心”は通常ＢＴＳの位置と一致しない（それは偶然に一致するかもしれないが）。ＢＴＳセクターのカバレージエリアの“中心”が、ＢＴＳの位置からある距離はなれて位置するかもしれないことが理解される。
【０００７】
複数のＢＴＳがある通信網中のＭＳの位置を推定する第1の方法は、ＭＳがＢＴＳのうちの１つのみと通信することができるエリアを決定することを含んでいる。エリア内の平均位置が計算され、推定として使用される。第2の方法はＭＳがＢＴＳのうちの２つのオーバーラップするカバレージエリア内にいるエリアを決定することを含んでいる。ＢＴＳの各々からのＭＳによって受信された信号の到着の相対時間差が一定である距離点の軌跡が決定される。ＢＴＳのうちの１つの第1および第２のセクター間のＭＳにおける相対的な信号電力に基づいた、角度θを有する線が軌跡と交差する点が決定され、ＭＳの位置の推定として使用される。
【０００８】
図面の様々な図の中で、同様な参照番号が同様または類似部分を表示するために使用される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】オーバーラップしているカバレージエリアを有する無線網における一対のＢＴＳの単純化された平面視である。
【図２】より非常に詳しく、図１の無線網のＢＴＳのうちの１つの平面視である。
【図３】最強の受信電力を送信するＢＴＳからの距離の関数として、１つ、２つ、３つ、または４つ以上のＢＴＳと通信するＭＳからもたらされる確率分布関数のグラフである。
【図４】一部分、図１の無線網の２つのＢＴＳに関してＭＳの位置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
通信システムは典型的にＭＳおよびＢＴＳの網を含んでいる。“ＢＴＳ”は その位置が伝送の時に知られている任意の送信機／受信機を指す。例えば、ＢＴＳは無線網または他の無線送信機のセルタワー、またはインフラストラクチャーを含んでいてもよい。
【００１１】
一実施例において、ＭＳが１つのＢＴＳのみのカバレージエリア内にいて、したがってそのＢＴＳとのみ通信することができれば、その位置はそれがそのＢＴＳだけと通信することができるＢＴＳのカバレージエリアのその部分の“中心” に位置すると推測されてもよい。ＭＳがそのＢＴＳだけと通信することができるＢＴＳのカバレージエリアのその部分の“中心”は、ＭＳが通信にある、かつ他のものではないＢＴＳでのみそれが有効に通信することができるすべての位置の特定位置を指定するために使用される。より明確に、ＭＳがたった１つのＢＴＳと通信することができれば、そのＢＴＳのカバレージエリア内に位置するが、そのＢＴＳおよび他のＢＴＳの任意のオーバーラップするカバレージエリアの外に位置する。図１を参照して、例えば、ＭＳが無線網１０のＢＴＳ２０とのみ通信することができれば、ＭＳはカバレージエリア２５内に位置するがオーバーラップエリア４０の外である。
【００１２】
“中心”のために指定された特定位置は、例えば平均位置かもしれない。“平均”位置は、算術平均、幾何平均または、ＭＳがそのＢＴＳだけと通信することができるＢＴＳのカバレージエリアの部分に関して指定された他の適切な平均の計算かもしれない。他方では、特定位置は、ＭＳがそのＢＴＳだけと通信することができるＢＴＳのカバレージエリアの部分に関して任意に指定されてもよい。これは例えば、１つのＢＴＳだけがそのＢＴＳの全カバレージ領域の境界に対して検知することができるカバレージ領域の境界の比率として測定された１／２、１／３、１／４の距離、または他の距離であると明示されてもよい。メトリックがその選択されることによって決定されたその距離は、点の軌跡を定義する。例えば、そのＢＴＳとだけ通信することができるＢＴＳのカバレージエリアの部分が円ならば（それは一般にありそうもないが）、前記軌跡は全体のカバレージエリアの半径より小さな半径の円を定義するだろう。したがって、ＭＳの位置は円の円周上にあると推測されてもよい。
【００１３】
典型的な場合であるＢＴＳが複数のセクターを持っている場合、基準角に関してＭＳの角度θを決定することができる。そのときその角度で引かれた線は、点で前記軌跡と交差する。したがって、その点はＭＳの位置推定として使用することができる。ＭＳの位置に関係した角度θは、以下に詳細に述べられる方法で、ＭＳによってＢＴＳの各セクターから受信された信号電力の相対的測定値を使用して計算されてもよい。
【００１４】
今付加的に図２を参照すると、ｚとしてマークされた装置はＢＴＳ２０のみと通信することができる。単純性のために、オーバーラップ領域４０を除いて、隣接したＢＴＳ３０の残りのカバレージエリアは示されない。ＢＴＳ２０のカバレージエリア２５は半径Ｒ１をもつ円であるように単純化される。中央エリア２８はＭＳがＢＴＳ２０とのみ通信することができるＢＴＳ２０のカバレージエリアであるとして定義され、半径Ｒ２をもつ円として示される。中央エリア２８の半径Ｒ２は、例えば円２５の半径Ｒ１の２分の１かもしれないが、ＢＴＳ２０の特徴およびオーバーラップ領域４０の範囲によって決定される。
【００１５】
この例において、ＭＳはＢＴＳ２０の付近を中心とする半径Ｒ３（それはＲ２の２分の１である）を持つ点線で示された円２７に位置すると推測され、その円周は、ＭＳがＢＴＳ２０とのみ通信することができるカバレージエリア２８の算術および幾何平均である。以下に実証されるように、ＭＳがＢＴＳ２０とのみ通信することができれば、ＭＳは、円２７の円周上に位置する可能性がありそうである。数学的な平均の計算、または別の適切な技術によって、以下に議論されるように、この位置は確率的な予測技術によって決定されてもよい。
【００１６】
別の実施例では、ＢＴＳ２０はそれと関係して複数のセクターを持ち、３つのセクター２２、２４および２６が示されている。３つのセクターが示されるが、ＢＴＳは任意の数のセクターを持っていてもよい。３つのセクター実施例では、セクター２２および２６は共通の半径２９ａを共有する。同様に、セクター２２および２４は共通の半径２９ｂを共有する。また、セクター２４および２６は共通の半径２９ｃを共有する。ｘ軸はセクター２２を２つの等しいエリアに分割する。したがって、半径２９ａおよび２９ｂはそれぞれｘ軸と６０度の角度を形成する。
【００１７】
ＭＳの角位置は、２つの隣接したＢＴＳセクターからＭＳに見られた信号電力、即ち強さから推定することができる。したがって、例えば、ＭＳが半径２９ｂに接近して位置すれば、ＭＳはセクター２２および２４から同様または実質的に同様の電力、即ち信号強度を持っている信号を受け取ると予想されるだろう。ＭＳがセクター２２へさらに移動するとともに、ＭＳがセクター２２から受け取ると予想される電力、即ち信号の強さは、ＭＳがセクター２４から受け取ると予想される電力より大きくなる。ＭＳがセクター２２のｘ軸に接近して移動するとともに、ＭＳはセクター２４および２６からほとんど信号を受け取らないと予想されるだろう。従って、ＭＳによって各々のセクター２２、２４および２６から受信された信号電力の相対的測定値は、ｘ軸に関してのｘ−ｙ平面中の点ｚの角度θを推定するために使用されてもよい。
【００１８】
典型的に、例証された特別の実施例中のｘ軸のようなセクターの範囲を二分する線の角度が、ＢＴＳの暦データの“ＧＰＳ北”に関して特定されることに注目すべきである。したがって、角度θはここに例において単に任意に参照され、任意の好ましい基準角に関して定義されるように容易に移されてもよい。さらに、図２の図面の含意に反して、実際のＢＴＳのセクターの二分線は、そのような整列が計算を容易にする助けになるが、必ずしも特定のコンパス方位と整列させる必要はない。
【００１９】
角度θの推定値を計算する方法の例として、次の擬似コードメトリックが使用されてもよい：
Ｐ１−Ｐ２>２０ のとき、θ＝Ａ１
Ｐ１−Ｐ２<３ のとき、θ＝Ａ１−０．４×（Ａ１−Ａ２）
その他のとき、 θ＝Ａ１−０．４×（Ａ１−Ａ２）×（２０−（Ｐ１−Ｐ２））／１７
ただし、Ｐ１はｄＢで最強の受信信号の電力であり、Ａ１は基準半径に関して、受信電力Ｐ１を持っている信号を送信するＢＴＳのセクターの角度を表わし、Ｐ２はｄＢで２番目に強い受信信号の電力であり、Ａ２は基準半径に関して、受信電力Ｐ２を持っている信号を送信するセクターの角度を表わす。例えば、そのセクター２２が最強の受信電力を持っていると仮定し、Ａ１がセクター２２の中心の角度、即ち、ｘ軸に関して０度を表わし、Ａ２がセクター２６の中心の角度、即ち、ｘ軸に関して２４０度、または半径２９ａおよび２９ｃ間の角度を等しく分割する線を表わす。メトリックの定数は、以下に述べられるように、例えばＭＳの計算された確率に基づいて、発見的に引き出されてもよい。
【００２０】
角度θは他の線形または非線形の表現を同様に使用して計算されてもよい。しかしながら、そのような表現で、角度θはＭＳが通信することができるＢＴＳの様々なセクターからＭＳが受け取る信号の電力の相対的測定値を使用して計算される。上に記述されたように、ＢＴＳに関してその角度と同様にＢＴＳからの装置の距離の両方が推定されるので、装置のための唯一の位置推定が決定される。
【００２１】
いくつかの実施例において、距離および角度θの両方がＭＳにより決定され、続いて位置が計算され、選択的にＢＴＳに送信されてもよい。そのような実施例では、ＭＳは、無線網内のＢＴＳの位置、そのカバレージエリア、その中心などのような各ＢＴＳに関係している様々なパラメータに関する情報を持つデータベースを含んでもよい。また他の実施例において、ＭＳは各セクターからそれが受け取る信号の電力に関する情報をＢＴＳに送信してもよい。その後、上に記述されたように、位置決定エンティティー（ＰＤＥ）、または無線網で通信している別の装置が、ＭＳによって送信された情報を得てＭＳの位置を決定してもよい。しかしながら、そのような実施例では、ＭＳの位置の決定は、プログラムを形成し、例えば中央処理装置、またはＭＳの位置を決定するために特に構成された専用のハードウェアモジュールを使用することにより命令／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様々なコードを使用して実行されてもよい。代わりに、両方の実施例では、ＭＳの位置の決定はソフトウェアとハードウェアモジュールの組み合わせを使用して実行されてもよい。
【００２２】
別の実施例において、ＭＳが２つのＢＴＳのオーバーラップしているカバレージエリア内にいれば、ＭＳによって１つまたは両方のＢＴＳの関連するセクターから受信された信号電力の相対的測定値と一緒に、ＭＳによって２つのＢＴＳから受信された信号の到着の時間差（ＴＤＯＡ）がＭＳの位置を推定するために使用されてもよい。
【００２３】
再び図１を参照すると、典型的な無線網１０のセクションは、一部分、ＭＳ（示されない）と通信するように構成されたＢＴＳ２０および３０を含んでいる。ＢＴＳ２０および３０はそれぞれのセル、即ちカバレージエリア２５および３５を持っている。カバレージエリア２５はＢＴＳ２０に集中した円のエリアである。同様に、カバレージエリア３５はＢＴＳ３０に集中した円のエリアである。
【００２４】
この例において、ＢＴＳ２０および３０はまた３つのセクター２２、２４および２６、および３２、３４および３６をそれぞれ持っており、それは符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）または他の適切な標準に従っている。ＢＴＳ２０および３０は３つより少ないまたは多いセクターを持っていてもよい。ＢＴＳ２０および３０はオーバーラップエリア４０を持っている。２つのＢＴＳ２０および３０がこの例において示されるが、無線網１０はＢＴＳ２０および３０のカバレージエリア２５および３５とオーバーラップしてもよいし、オーバーラップしなくてもよいカバレージエリアを備えたより多くのＢＴＳを持っていてもよい。
【００２５】
ＢＴＳ２０は、円形領域２５と同心であるダッシュされた円形領域２８によって示された中央カバレージエリアを持っている。同様に、ＢＴＳ３０は円形領域３５と同心であるダッシュされた円形領域３８によって示された中央カバレージエリアを持っている。再び、明瞭さのために、カバレージエリアは形において円で示されるが、実際上、それらは異形であるかもしれない。各円形領域２８および３８の半径は、ＢＴＳの特別の信号特性に依存して、例えばそれぞれ対応する円形領域２５、３５の半径の半分かもしれない。しかしながら、特定の半径はＢＴＳカバレージエリアの部分に関して任意に指定されてもよい。これは例えば、１つのＢＴＳだけがそのＢＴＳの全カバレージ領域の境界に対して検知することができるカバレージ領域の境界の比率として測定された１／２、１／３、１／４の距離、または他の距離であると明示されてもよい。
【００２６】
カバレージエリア２５の外側に位置したＭＳは、ＢＴＳ２０のセクター２２、２４、２６のうちのどれからも信号を受け取らない。同様に、カバレージエリア３５の外側に位置したＭＳは、ＢＴＳ３０のセクター３２、３４、３６のうちのどれからも信号を受け取らない。他方では、ＢＴＳ２０の任意のセクターにあるＭＳは、ＢＴＳ２０の他のセクターと同様にそのセクターから信号を受け取ってもよい。例えば、セクター２２にあるＭＳは、セクター２４および２６からもセクター２２からも信号を受け取ってもよい。または、セクター２４にあるＭＳは、セクター２２および２６からもセクター２４からも信号を受け取ってもよい。同様に、ＢＴＳ３０の任意のセクターにある移動装置は、ＢＴＳ３０の他のセクターと同様にそのセクターから信号を受け取ってもよい。オーバーラップ領域４０にある装置は、両方のＢＴＳ２０および３０から信号を受け取る。
【００２７】
別の実施例では、ＭＳの位置はＭＳの位置の発見的決定確率を使用して推定することができる。様々なＢＴＳ数の曲線群が図３に示される。ｙ軸はＭＳが見つかる確率を示す確率密度関数値を表わす。また、ｘ軸はＢＴＳからのＭＳのメーターでの距離を表わす。図３で示されるデータは１つの特定なセルラー網位置に基づいて発見的に決定された。他のセルラー網位置は異なる曲線群を持っているかもしれない。また、図３で示される特別のデータは５００メートル増分でグループ化されるように考慮される。すなわち、線上の様々な形により見られる値は、形が現われる５００メートルセグメントの中ですべてのＭＳに対するＰＤＦ値を表わす。更に、示された特別のデータについては、各ＢＴＳの組合せ、つまり１つのＢＴＳ、２つのＢＴＳ、３つのＢＴＳ、および４つ以上のＢＴＳについて、最大の確率値が生じることが理解され得る。例えば、２つのＢＴＳが可視である場合、ＭＳはその時のおよそ９０％で最強のＢＴＳの１キロメートル以内にある最尤度を有し、またはその時の９５％で最強のＢＴＳの１．５キロメートル以内にある最尤度を有する（各々の曲線に沿った確率が合計１．０であることに注意を要す）。
【００２８】
このデータはＭＳの位置を推定するために使用されてもよい。したがって、例えば、ＭＳがたった１つのＢＴＳと通信可能である（即ち、１つのＢＴＳだけが可視である）場合、ＭＳはその時９５％の確率でそのＢＴＳの１キロメートル以内にいる。したがって、半径Ｒ２（図２を参照）は１キロメートル以内であると選定される。または、例えばデータに基づいて、ユーザ位置は５００メートルであると推定されてもよく、その時の９５％の確率で、ＭＳが５００メートルにいるかあるいは推定位置に接近するであろう。
【００２９】
ＭＳが２つのＢＴＳと通信することができれば、それは図１で見ることができるように２つのＢＴＳ２０および３０のオーバーラップするカバレージエリア４０内に位置する。そのような条件の下では、ＭＳによってＢＴＳの様々なセクターから受信された信号電力の相対的測定値と一緒に、ＭＳによって２つのＢＴＳから受信された信号のＴＤＯＡが、さらに以下に記述されるように、ＭＳの位置を検知するために使用されてもよい。
【００３０】
図４は、例えば指定されたｘ−ｙ軸の原点で示されるＢＴＳ２０に関して、２つのＢＴＳのオーバーラップするカバレージエリア内にあると仮定されるＭＳの座標ｘｄ，ｙｄと同様に、例えばＢＴＳ３０の座標ｘ３０，ｙ３０を示す。ｔ２０とｔ３０がそれぞれＢＴＳ２０および３０から送信された信号のＭＳへ到達する時間経過を表すと仮定する。ＴＤＯＡに従って、均一な信号伝送を仮定して、ＭＳの可能な位置は次の式（２）を使用して形成された点５０の軌跡に沿った点によって一方では定義される：
［（ｘ２＋ｙ２）1/２−（（ｘ−ｘ３０）２＋（ｙ−ｙ３０）２）1/２］＝Ｃ×（ｔ２０−ｔ３０） （２）
ここにＣは光速である。実施例では、点５０の軌跡は放物線を形成する。
【００３１】
ＭＳの位置をさらに定義するために、図４で見られるように、ｘ軸とＢＴＳ２０から装置へ引かれた線の間の角度θが計算される。放物線５０と線の交差はＭＳの位置を唯一に検知する。以前のように、ＭＳによってＢＴＳの様々なセクターから受信された信号の電力の相対的測定値は、角度θを決定するために使用される。
【００３２】
角度θを計算する際に上に示された擬似コード（１）は、装置が２つのＢＴＳで通信することができる状況で等しく適用可能である。したがって、擬似コード（１）は、ｘ（またはｙ）軸に関してＭＳの角度位置を決定するために使用されてもよい。擬似コード（１）に従って、装置がｘ軸に関して角度θで線５２に沿って位置すると仮定する。したがって、ＭＳは点ｚに位置すると推測され、ここで線５２は点５０の軌跡との交差として示される。擬似コード（１）が角度θを計算するただ１つの典型的な方法を表わすことが理解される。他の多くの線形または非線形の表現がこの角度を計算するために使用されてもよい。すべてのそのような表現で、角度θはＭＳによって１つまたは両方のＢＴＳの様々なセクターから受信された信号の電力の相対的測定値を使用して計算される。
【００３３】
いくつかの実施例において、角度θと同様に、放物曲線は続いて計算されかつＢＴＳに選択的に送信される位置と共に装置によって決定されてもよい。そのような実施例では、ＭＳは、その無線網、そのカバレージエリア、その中央などの内のＢＴＳの位置のような、各ＢＴＳに関係した様々なパラメータに関する情報を有するデータベースを含んでもよい。他の実施例では、ＭＳは電力と到着時間、または代わりに、それがＢＴＳの各セクターから受信する信号の到着の時間差に関して情報を送信してもよい。その後、上に記述されたように、位置決定エンティティー（ＰＤＥ）または無線網と通信する別の装置は、ＭＳによって送信された情報を得て、ＭＳの位置を決定してもよい。
【００３４】
ＭＳの位置の決定は、プログラムを形成し、例えば中央処理装置、またはＭＳの位置を決定するために特に構成された専用のハードウェアモジュールを使用することにより命令／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様々なコードを使用して実行されてもよい。代わりに、ＭＳの位置の決定はソフトウェアとハードウェアモジュールの組み合わせを使用して実行されてもよい。
【００３５】
開示は、無線網中のＢＴＳの任意の特定数、任意のＢＴＳのカバレージエリアの大きさ、またはＢＴＳの対間のオーバーラップ地域の大きさに制限されるようには意図されない。更に、開示は、ＢＴＳが、ＭＳが通信することができるただ１つのＢＴＳである場合に、ＭＳが検知されるＢＴＳから予め定義された距離の大きさによって制限されるようには意図されない。また、開示は無線網、ＢＴＳまたはＭＳのタイプによっても制限されるようには意図されない。他の追加、削減、削除および修正は、添付請求項で述べられるような本開示の範囲から逸脱することなく成されてもよい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局（ＢＴＳ）を持つ通信網において移動装置（ＭＳ）の位置を推定する方法であって、
前記ＭＳが前記複数のＢＴＳの１つとのみ通信することができるエリアを決定し、
前記エリア内の平均位置を決定し、
前記ＭＳの位置の前記推定として計算された前記平均位置を使用することを含む方法。
【請求項２】
前記エリアが発見的に決定される請求項１の方法。
【請求項３】
前記平均が代数平均である請求項１の方法。
【請求項４】
前記平均が幾何平均である請求項１の方法。
【請求項５】
複数のＢＴＳを持ち、各ＢＴＳが複数のセクターを持つ通信網においてＭＳの位置を推定する方法であって、
前記ＭＳが前記複数のＢＴＳのうちの１つのセクターのみと通信することができるエリアを決定し、
前記エリア内の平均位置を計算し、
前記計算された平均位置を前記ＭＳの位置の前記推定として使用することを含む方法。
【請求項６】
前記平均が代数平均である請求項５の方法。
【請求項７】
前記平均が幾何平均である請求項５の方法。
【請求項８】
前記エリアが発見的に決定される請求項５の方法。
【請求項９】
複数のＢＴＳを持ち、各ＢＴＳが複数のセクターを持つ通信網においてＭＳの位置を推定する方法であって、
前記ＭＳが前記複数のＢＴＳのうちの１つのみと通信することができるエリアを決定し、
前記エリア内の平均位置への距離を計算し、
前記複数のＢＴＳの前記１つの前記１つのセクターおよび隣接したセクターの相対的な電力に基づいた前記ＭＳの角度θを計算し、
前記距離および角度を前記ＭＳの位置の前記推定として使用することを含む方法。
【請求項１０】
前記平均が代数平均である請求項９の方法。
【請求項１１】
前記平均が幾何平均である請求項９の方法。
【請求項１２】
前記エリアが発見的に決定される請求項９の方法。
【請求項１３】
前記角度θが一次式を使用して計算される請求項９の方法。
【請求項１４】
前記角度θが以下に従って計算される請求項９の方法：
Ｐ１−Ｐ２>２０ のとき、θ＝Ａ１
Ｐ１−Ｐ２<３ のとき、θ＝Ａ１−０．４×（Ａ１−Ａ２）
その他のとき、 θ＝Ａ１−０．４×（Ａ１−Ａ２）×（２０−（Ｐ１−Ｐ２））／１７
ただし、Ｐ１はＭＳによって受信されるｄＢで最強の信号の電力であり、Ａ１は基準角に関して、受信電力Ｐ１を持っている信号を送信する複数のＢＴＳの第1の１つのセクターの角度を表わし、Ｐ２はＭＳによって受信されるｄＢで２番目に強い信号の電力であり、Ａ２は前記基準角に関して、受信電力Ｐ２を持っている信号を送信する複数のＢＴＳの第1の1つの第２のセクターの角度を表わす。
【請求項１５】
複数のＢＴＳを持っている通信網中のＭＳの位置を推定する方法において、
前記ＭＳが通信することができるＢＴＳからの様々な距離にＭＳが位置する確率を決定し、
前記確率が最大値を持っている距離を決定し、
前記ＭＳの位置の前記推定の一部として前記確率が最大値を持っている前記距離を使用することを含む方法。
【請求項１６】
前記確率が発見的に決定される請求項１５の方法。
【請求項１７】
複数のＢＴＳを持っている通信網中のＭＳの位置を推定する方法であって、
前記ＭＳが前記ＢＴＳのうちの２つのオーバーラップしているカバレージエリア内にあるエリアを決定し、
前記ＢＴＳの各々の前記２つからＭＳによって受信された信号の到着の相対時間差が一定の距離点の軌跡を決定し、
前記ＭＳで、前記ＢＴＳの前記２つのうちの１つの第１および第２のセクター間の相対的な信号電力に基づいた角度θを有する線が前記軌跡と交差する点を決定し、
前記ＭＳの位置の前記推定として前記点を使用することを含む方法。
【請求項１８】
信号の到着の前記測定された時間差と一定の光速を乗算することにより、前記距離点を決定することをさらに含む請求項１７の方法。
【請求項１９】
前記角度θが一次式を使用して計算される請求項１７の方法。
【請求項２０】
前記角度θが以下に従って計算される請求項１７の方法。
Ｐ１−Ｐ２>２０ のとき、θ＝Ａ１
Ｐ１−Ｐ２<３ のとき、θ＝Ａ１−０．４×（Ａ１−Ａ２）
その他のとき、 θ＝Ａ１−０．４×（Ａ１−Ａ２）×（２０−（Ｐ１−Ｐ２））／１７
ただし、Ｐ１はＭＳによって受信されるｄＢで最強のセクター信号の電力であり、Ａ１は基準角に関して、受信電力Ｐ１を持っている信号を送信する前記第１のセクターの角度を表わし、Ｐ２はＭＳによって受信されるｄＢで２番目に強い信号の電力であり、Ａ２は前記基準角に関して、受信電力Ｐ２を持っている信号を送信する前記第２のセクターの角度を表わす。
【請求項１】
複数の基地局（ＢＴＳ）を持つ通信網において移動装置（ＭＳ）の位置を推定する方法であって、
前記ＭＳが前記複数のＢＴＳの１つとのみ通信することができるエリアを決定し、
前記エリア内の平均位置を決定し、
前記ＭＳの位置の前記推定として計算された前記平均位置を使用することを含む方法。
【請求項２】
前記エリアが発見的に決定される請求項１の方法。
【請求項３】
前記平均が代数平均である請求項１の方法。
【請求項４】
前記平均が幾何平均である請求項１の方法。
【請求項５】
複数のＢＴＳを持ち、各ＢＴＳが複数のセクターを持つ通信網においてＭＳの位置を推定する方法であって、
前記ＭＳが前記複数のＢＴＳのうちの１つのセクターのみと通信することができるエリアを決定し、
前記エリア内の平均位置を計算し、
前記計算された平均位置を前記ＭＳの位置の前記推定として使用することを含む方法。
【請求項６】
前記平均が代数平均である請求項５の方法。
【請求項７】
前記平均が幾何平均である請求項５の方法。
【請求項８】
前記エリアが発見的に決定される請求項５の方法。
【請求項９】
複数のＢＴＳを持ち、各ＢＴＳが複数のセクターを持つ通信網においてＭＳの位置を推定する方法であって、
前記ＭＳが前記複数のＢＴＳのうちの１つのみと通信することができるエリアを決定し、
前記エリア内の平均位置への距離を計算し、
前記複数のＢＴＳの前記１つの前記１つのセクターおよび隣接したセクターの相対的な電力に基づいた前記ＭＳの角度θを計算し、
前記距離および角度を前記ＭＳの位置の前記推定として使用することを含む方法。
【請求項１０】
前記平均が代数平均である請求項９の方法。
【請求項１１】
前記平均が幾何平均である請求項９の方法。
【請求項１２】
前記エリアが発見的に決定される請求項９の方法。
【請求項１３】
前記角度θが一次式を使用して計算される請求項９の方法。
【請求項１４】
前記角度θが以下に従って計算される請求項９の方法：
Ｐ１−Ｐ２>２０ のとき、θ＝Ａ１
Ｐ１−Ｐ２<３ のとき、θ＝Ａ１−０．４×（Ａ１−Ａ２）
その他のとき、 θ＝Ａ１−０．４×（Ａ１−Ａ２）×（２０−（Ｐ１−Ｐ２））／１７
ただし、Ｐ１はＭＳによって受信されるｄＢで最強の信号の電力であり、Ａ１は基準角に関して、受信電力Ｐ１を持っている信号を送信する複数のＢＴＳの第1の１つのセクターの角度を表わし、Ｐ２はＭＳによって受信されるｄＢで２番目に強い信号の電力であり、Ａ２は前記基準角に関して、受信電力Ｐ２を持っている信号を送信する複数のＢＴＳの第1の1つの第２のセクターの角度を表わす。
【請求項１５】
複数のＢＴＳを持っている通信網中のＭＳの位置を推定する方法において、
前記ＭＳが通信することができるＢＴＳからの様々な距離にＭＳが位置する確率を決定し、
前記確率が最大値を持っている距離を決定し、
前記ＭＳの位置の前記推定の一部として前記確率が最大値を持っている前記距離を使用することを含む方法。
【請求項１６】
前記確率が発見的に決定される請求項１５の方法。
【請求項１７】
複数のＢＴＳを持っている通信網中のＭＳの位置を推定する方法であって、
前記ＭＳが前記ＢＴＳのうちの２つのオーバーラップしているカバレージエリア内にあるエリアを決定し、
前記ＢＴＳの各々の前記２つからＭＳによって受信された信号の到着の相対時間差が一定の距離点の軌跡を決定し、
前記ＭＳで、前記ＢＴＳの前記２つのうちの１つの第１および第２のセクター間の相対的な信号電力に基づいた角度θを有する線が前記軌跡と交差する点を決定し、
前記ＭＳの位置の前記推定として前記点を使用することを含む方法。
【請求項１８】
信号の到着の前記測定された時間差と一定の光速を乗算することにより、前記距離点を決定することをさらに含む請求項１７の方法。
【請求項１９】
前記角度θが一次式を使用して計算される請求項１７の方法。
【請求項２０】
前記角度θが以下に従って計算される請求項１７の方法。
Ｐ１−Ｐ２>２０ のとき、θ＝Ａ１
Ｐ１−Ｐ２<３ のとき、θ＝Ａ１−０．４×（Ａ１−Ａ２）
その他のとき、 θ＝Ａ１−０．４×（Ａ１−Ａ２）×（２０−（Ｐ１−Ｐ２））／１７
ただし、Ｐ１はＭＳによって受信されるｄＢで最強のセクター信号の電力であり、Ａ１は基準角に関して、受信電力Ｐ１を持っている信号を送信する前記第１のセクターの角度を表わし、Ｐ２はＭＳによって受信されるｄＢで２番目に強い信号の電力であり、Ａ２は前記基準角に関して、受信電力Ｐ２を持っている信号を送信する前記第２のセクターの角度を表わす。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１０８１３６（Ｐ２０１２−１０８１３６Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−２８００５２（Ｐ２０１１−２８００５２）
【出願日】平成２３年１２月２１日（２０１１．１２．２１）
【分割の表示】特願２０１１−１８０４３５（Ｐ２０１１−１８０４３５）の分割
【原出願日】平成１６年８月２４日（２００４．８．２４）
【出願人】（５９５０２０６４３）クゥアルコム・インコーポレイテッド (7,166)
【氏名又は名称原語表記】ＱＵＡＬＣＯＭＭ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８００５２（Ｐ２０１１−２８００５２）
【出願日】平成２３年１２月２１日（２０１１．１２．２１）
【分割の表示】特願２０１１−１８０４３５（Ｐ２０１１−１８０４３５）の分割
【原出願日】平成１６年８月２４日（２００４．８．２４）
【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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