(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）ディジタル変調方式を用いるワイヤレス送信機の位置検出システムであって、前記ＯＦＤＭ方式は、広帯域チャネルにおよぶ複数の狭帯域周波数チャネルで信号成分を送信することを含み、
前記狭帯域周波数チャネルの小部分において、位置検出対象の第１ワイヤレス送信機が送信した信号成分の小部分を受信し、位置検出関係測定値を得るために前記信号成分の前記小部分を処理するように構成された第１受信システムであって、前記狭帯域周波数チャネルの小部分は前記第１ワイヤレス送信機がエネルギを送信する少なくとも１つのパイロット・チャネルを含み、該第１受信システムは前記パイロット・チャネルにおける信号成分を用いて信号捕獲および復調において補助をし、
該第１受信システムは、
第１の受信ＲＦ信号成分を第１のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号へ変換するよう構成された第１の周波数変換回路と、
前記第１の周波数変換回路によって供給された前記第１のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行するよう構成されたＦＦＴ回路と、
前記ＦＦＴ回路の出力に基づいてコード化ビットを生成するよう構成された復調回路と、
前記復調回路により生成された前記コード化ビットに基づいて前記第１のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号を再構成するよう構成された第１の再構成回路と、
前記再構成された第１のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号を前記第１の周波数変換回路によって供給された前記第１のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号と相関するよう構成された第１の相関処理システムと、を備え、相関関数のピークは前記第１の受信ＲＦ信号成分の第１の到達時刻を示す、第１受信システムと、
前記第１ワイヤレス送信機が送信した前記信号成分の前記小部分を受信し、位置検出関係測定値を得るために、前記信号成分の前記小部分を処理するように構成された第２受信システムであって、該第２受信システムは前記パイロット・チャネルにおける信号成分を用いて信号捕獲および復調において補助するよう構成され、
該第２受信システムは、
前記第１受信システムの前記復調回路により生成された前記コード化ビットを受信して、再構成された第２のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号を生成するよう構成された、第２の再構成回路と、
第２の受信ＲＦ信号成分を第２のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号へ変換するよう構成された第２の周波数変換回路と、
前記再構成された第２のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号を、前記第２の周波数変換回路によって供給された前記第２のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号と相関させるよう構成された、第２の相関処理システムと、を備え、相関関数のピークは前記第２受信システムで受信された前記第２の受信ＲＦ信号成分の第２到達時刻を示している、第２受信システムと、
前記第１および第２受信システムに接続された処理システムであって、前記第１ワイヤレス送信機の位置を計算するために、前記第１および第２の到達時刻を含む、前記第１および第２受信システムからの位置検出関係測定値を用いるように構成された、処理システムと、
を備えた、システム。
【請求項２】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムによって得られる前記位置検出関係測定値は、到達時間差（ＴＤＯＡ）測定値を含む、システム。
【請求項３】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムによって得られる前記位置検出関係測定値は、到達時刻（ＴＯＡ）測定値を含む、システム。
【請求項４】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムによって得られる前記位置検出関係測定値は、到達角度（ＡＯＡ）測定値を含む、システム。
【請求項５】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムによって得られる前記位置検出関係測定値は、往復時間測定値を含む、システム。
【請求項６】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムによって得られる前記位置検出関係測定値は、受信電力測定値を含む、システム。
【請求項７】
請求項１記載のシステムにおいて、前記狭帯域周波数チャネルの小部分は、前記第１ワイヤレス送信機が最小のエネルギを送信するガード・チャネルを除外する、システム。
【請求項８】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムは、各々、無線周波数（ＲＦ）フィルタを含み、前記第１および第２受信システムは、各々、前記ＲＦフィルタと両立する帯域幅内において信号成分を受信するように構成された、システム。
【請求項９】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムは、各々、中間周波数（ＩＦ）フィルタを含み、前記第１および第２受信システムは、各々、前記ＩＦフィルタと両立する帯域幅内において信号成分を受信するように構成された、システム。
【請求項１０】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムは、各々、サンプル・レートによって特徴付けられたアナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）を含み、前記第１および第２受信システムは、各々、前記サンプル・レートと両立する帯域幅内において信号成分を受信するように構成された、システム。
【請求項１１】
請求項１０記載のシステムにおいて、前記ＡＤＣは、更に、デシメーション後のサンプル・レートによって特徴付けられており、前記第１および第２受信システムは、前記デシメーション後のサンプル・レートと両立する帯域幅内において信号成分を受信するように構成された、システム。
【請求項１２】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムは、各々、受信した信号成分を表すデータを格納するために利用可能なメモリを含み、前記第１および第２受信システムは、前記利用可能なメモリと両立する帯域幅内において信号成分を受信するように構成された、システム。
【請求項１３】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムは、各々、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）処理スループットによって特徴付けられるディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含み、前記第１および第２受信システムは、前記ＤＳＰ処理スループットと両立する帯域幅内において信号成分を受信するように構成された、システム。
【請求項１４】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムは、当該受信システム上における現在の負荷と両立する帯域幅内において信号成分を受信するように構成された、システム。
【請求項１５】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムは、位置検出対象の複数のワイヤレス送信機からの信号を受信するために、複数のチャネルに同調するように構成された、システム。
【請求項１６】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムは、複数の選択したチャネルに同調するように構成されており、干渉レベルに基づいて前記選択するチャネルを決定する、システム。
【請求項１７】
請求項１６記載のシステムにおいて、受信信号の測定値に基づいて前記選択するチャネルを決定する、システム。
【請求項１８】
請求項１６記載のシステムにおいて、スペクトル使用状況に基づいて前記選択するチャネルを決定する、システム。
【請求項１９】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムは、帯域幅合成のために、複数のスペクトル・スライスを集合するように構成された、システム。
【請求項２０】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムは、ＯＦＤＭ波形スペクトルの実質的な部分をカバーするために、周波数アジャイル受信機を同調し直す順次パターンを使用するように構成された、システム。
【請求項２１】
請求項１記載のシステムにおいて、マルチパス遅延拡散を低減するために、相互相関関数における分解能向上をもたらす帯域幅合成プロセスを使用するように構成された、システム。
【請求項２２】
請求項１記載のシステムにおいて、局ベースの処理方法を用いるように構成された、システム。
【請求項２３】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第１または第２受信システムは、ＯＦＤＭ受信および復調処理を実行する手段を含む、システム。
【請求項２４】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムは狭帯域受信機を含む、システム。
【請求項２５】
請求項１記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムは広帯域受信機を含む、システム。
【請求項２６】
直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）ディジタル変調方式を用いるワイヤレス送信機の位置検出方法であって、前記ＯＦＤＭ方式は、広帯域チャネルにおよぶ複数の既定の狭帯域周波数チャネルで信号成分を送信することを含み、前記方法が、
第１受信システムにおいて、前記狭帯域周波数チャネルの小部分において、位置検出対象の第１ワイヤレス送信機が送信した信号成分の小部分を受信し、第１の受信されたＲＦ信号成分の第１の到達時刻を含む位置検出関係測定値を得るために前記信号成分の前記小部分を処理するステップであって、前記第１受信システムにおける前記処理するステップは、
第１の周波数変換回路において前記第１の受信されたＲＦ信号成分を第１のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号へ変換するステップと、
高速フーリエ変換（ＦＦＴ）回路において前記第１の周波数変換回路より供給される前記第１のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号のＦＦＴを実行するステップと、
前記ＦＦＴ回路の出力に基づいてコード化ビットを生成するステップと、
前記コード化ビットに基づいて前記第１のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号を再構成するステップと、
前記再構成された第１のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号を前記第１の周波数変換回路によって供給された前記第１のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号と相関させるステップと、を含み、相関関数のピークは前記第１の受信されたＲＦ信号成分の第１の到達時刻を示しており、
前記第１受信システムとは地理的に離れている第２受信システムにおいて、前記第１ワイヤレス送信機が送信した前記信号成分の前記小部分を受信し、前記第２受信システムにおいて受信されるＲＦ信号の第２の到達時刻を含む、位置検出関係測定値を得るために、前記信号成分の前記小部分を処理するステップであって、前記第２受信システムにおける前記処理するステップは、
第２の受信ＲＦ信号成分を第２のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号へ変換するステップと、
前記第１受信システムにより生成された前記コード化ビットを受信し、前記再構成された第２のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号を生成するステップと、
前記再構成された第２のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号を、２の受信ＲＦ信号成分を変換することで得られた前記第２のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号と相関させるステップと、を含み、前記相関関数のピークは前記第２受信システムにおいて受信された前記第２の受信ＲＦ信号成分の第２の到達時刻を示しており、
前記ワイヤレス送信機の位置を計算するために、前記第１および第２受信システムからの位置検出関係測定値を処理するステップと、を備え、前記狭帯域周波数チャネルの前記小部分は前記第１ワイヤレス送信機がエネルギを送信する少なくとも１つのパイロット・チャネルを含み、該第１および第２受信システムは信号捕獲および復調のために前記パイロット・チャネルにおける信号成分を用いる、方法。
【請求項２７】
請求項２６記載の方法において、前記位置検出関係測定値は、到達時間差（ＴＤＯＡ）測定値を含む、方法。
【請求項２８】
請求項２６記載の方法において、前記位置検出関係測定値は、到達時刻（ＴＯＡ）測定値を含む、方法。
【請求項２９】
請求項２６記載の方法において、前記位置検出関係測定値は、到達角度（ＡＯＡ）測定値を含む、方法。
【請求項３０】
請求項２６記載の方法において、前記位置検出関係測定値は、往復時間測定値を含む、方法。
【請求項３１】
請求項２６記載の方法において、前記位置検出関係測定値は、受信電力測定値を含む、方法。
【請求項３２】
請求項２６記載の方法において、前記既定の狭帯域周波数チャネルの小部分は、前記第１ワイヤレス送信機が最小のエネルギを送信するガード・チャネルを除外する、方法。
【請求項３３】
請求項２６記載の方法において、前記第１および第２受信システムは、各々、無線周波数（ＲＦ）フィルタを含み、前記は、前記ＲＦフィルタと両立する帯域幅内において信号成分を受信するステップを含む、方法。
【請求項３４】
請求項２６記載の方法において、前記第１および第２受信システムは、各々、中間周波数（ＩＦ）フィルタを含み、前記方法は、前記ＩＦフィルタと両立する帯域幅内において信号成分を受信するステップを含む、方法。
【請求項３５】
請求項２６記載の方法において、前記第１および第２受信システムは、各々、サンプル・レートによって特徴付けられたアナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）を含み、前記方法は、前記サンプル・レートと両立する帯域幅内において信号成分を受信するステップを含む、方法。
【請求項３６】
請求項３５記載の方法において、前記ＡＤＣは、更に、デシメーション後のサンプル・レートによって特徴付けられており、前記方法は、前記デシメーション後のサンプル・レートと両立する帯域幅内において信号成分を受信するステップを含む、方法。
【請求項３７】
請求項２６記載の方法において、前記第１および第２受信システムは、各々、受信した信号成分を表すデータを格納するために利用可能なメモリを含み、前記方法は、前記利用可能なメモリと両立する帯域幅内において信号成分を受信するステップを含む、方法。
【請求項３８】
請求項２６記載の方法において、前記第１および第２受信システムは、各々、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）処理スループットによって特徴付けられるディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含み、前記方法は、前記ＤＳＰ処理スループットと両立する帯域幅内において信号成分を受信することを含む、方法。
【請求項３９】
請求項２６記載の方法において、前記第１および第２受信システムにおいて、当該受信システム上における現在の負荷と両立する帯域幅内において信号成分を受信するステップを含む、方法。
【請求項４０】
請求項２６記載の方法において、前記第１および第２受信システムにおいて、位置検出対象の複数のワイヤレス送信機からの信号を受信するために、複数のチャネルに同調するステップを含む、方法。
【請求項４１】
請求項２６記載の方法において、前記第１および第２受信システムにおいて、複数の選択したチャネルに同調するステップを含み、干渉レベルに基づいて前記選択するチャネルを決定する、方法。
【請求項４２】
請求項４１記載の方法において、受信信号の測定値に基づいて前記選択するチャネルを決定する、方法。
【請求項４３】
請求項４１記載の方法において、スペクトル使用状況に基づいて前記選択するチャネルを決定する、方法。
【請求項４４】
請求項２６記載の方法において、更に、前記第１および第２受信システムにおいて、帯域幅合成のための複数のスペクトル・スライスの集合を含む、方法。
【請求項４５】
請求項２６記載の方法において、更に、前記第１および第２受信システムにおいて、ＯＦＤＭ波形スペクトルの実質的な部分をカバーするために、周波数アジャイル受信機を同調しなおす順次パターンの使用を含む、方法。
【請求項４６】
請求項２６記載の方法において、更に、前記第１および第２受信システムにおいて、マルチパス遅延拡散を低減するために、相互相関関数における分解能向上をもたらす帯域幅合成プロセスの使用を含む、方法。
【請求項４７】
請求項２６記載の方法であって、更に、局ベースの処理方法の使用を含む、方法。
【請求項４８】
請求項２６記載の方法において、更に、前記第１または第２受信システムにおいて、ＯＦＤＭ受信および復調処理を実行するステップを含む、方法。
【請求項４９】
請求項２６記載の方法において、前記第１および第２受信システムにおいて、狭帯域受信機の使用を含む、方法。
【請求項５０】
請求項２６記載の方法において、更に、前記第１および第２受信システムにおいて、広帯域受信機の使用を含む、方法。
【請求項５１】
直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）ディジタル変調方式を用いるワイヤレス送信機の位置検出システムにおける受信システムによる使用のためのコンピュータによって実行されるプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能媒体であって、前記ＯＦＤＭ方式は、既定の広帯域チャネルにおよぶ複数の既定の狭帯域周波数チャネルで信号成分を送信することを含み、該コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータに、
第１受信システムにおいて、前記狭帯域周波数チャネルの小部分において、位置検出対象の第１ワイヤレス送信機が送信した信号成分の小部分を受信し、第１の受信されたＲＦ信号成分の第１の到達時刻を含む位置検出関係測定値を得るために前記信号成分の前記小部分を処理するステップであって、前記第１受信システムにおける前記処理するステップは、
第１の周波数変換回路において前記第１の受信されたＲＦ信号成分を第１のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号へ変換するステップと、
ＦＦＴ回路において前記第１の周波数変換回路より供給される前記第１のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行するステップと、
前記ＦＦＴ回路の前記出力に基づいてコード化ビットを生成するステップと、
前記コード化ビットに基づいて前記第１のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号を再構成するステップと、
前記再構成された第１のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号を前記第１の周波数変換回路によって供給された前記第１のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号と相関させるステップと、を含み、相関関数のピークは前記第１の受信されたＲＦ信号成分の第１の到達時刻を示しており、
前記第１受信システムとは地理的に離れている第２受信システムにおいて、前記第１ワイヤレス送信機が送信した前記信号成分の前記小部分を受信し、前記第２受信システムにおいて受信されるＲＦ信号の第２の到達時刻を含む位置検出関係測定値を得るために、前記信号成分の前記小部分を処理するステップであって、前記第２受信システムにおける前記処理するステップは、
第２の受信ＲＦ信号成分を第２のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号へ変換するステップと、
前記第１受信システムにより生成された前記コード化ビットを受信し、再構成された第２のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号を生成するステップと、
前記再構成された第２のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号を、第２の受信ＲＦ信号成分を変換することで得られた前記第２のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号と相関させるステップと、を含み、前記相関関数のピークは前記第２受信システムにおいて受信された前記第２の受信ＲＦ信号成分の第２の到達時刻を示しており、
前記ワイヤレス送信機の位置を計算するために、前記第１および第２受信システムからの位置検出関係測定値を処理するステップと、を実行させるプログラムを格納しており、
前記狭帯域周波数チャネルの前記小部分は前記第１ワイヤレス送信機がエネルギを送信する少なくとも１つのパイロット・チャネルを含み、前記第１および第２受信システムは信号捕獲および復調のために前記パイロット・チャネルにおける信号成分を用いる、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項５２】
請求項５１記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、前記位置検出関係測定値は、到達時間差（ＴＤＯＡ）測定値を含む、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項５３】
請求項５１記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、前記位置検出関係測定値は、到達時刻（ＴＯＡ）測定値を含む、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項５４】
請求項５１記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、前記位置検出関係測定値は、到達角度（ＡＯＡ）測定値を含む、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項５５】
請求項５１記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、前記位置検出関係測定値は、往復時間測定値を含む、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項５６】
請求項５１記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、前記位置検出関係測定値は、受信電力測定値を含む、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項５７】
請求項５１記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、前記既定の狭帯域周波数チャネルの小部分は、前記第１ワイヤレス送信機が最小のエネルギを送信するガード・チャネルを除外する、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項５８】
請求項５１記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、前記受信システムは、無線周波数（ＲＦ）フィルタを含み、該コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータに、前記ＲＦフィルタと両立する帯域幅内において信号成分を受信するステップを実行させる、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項５９】
請求項５１記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、前記受信システムは、中間周波数（ＩＦ）フィルタを含み、該コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータに、前記ＩＦフィルタと両立する帯域幅内において信号成分を受信するステップを実行させる、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項６０】
請求項５１記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、前記受信システムは、サンプル・レートによって特徴付けられたアナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）を含み、該コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータに、前記サンプル・レートと両立する帯域幅内において信号成分を受信するステップを実行させる、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項６１】
請求項６０記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、前記ＡＤＣは、更に、デシメーション後のサンプル・レートによって特徴付けられており、該コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータに、前記デシメーション後のサンプル・レートと両立する帯域幅内において信号成分を受信するステップを実行させる、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項６２】
請求項５１記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、前記受信システムは、受信した信号成分を表すデータを格納するために利用可能なメモリを含み、該コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータに、前記利用可能なメモリと両立する帯域幅内において信号成分を受信するステップを実行させる、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項６３】
請求項５１記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、前記受信システムは、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）処理スループットによって特徴付けられるディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含み、該コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータに、前記ＤＳＰ処理スループットと両立する帯域幅内において信号成分を受信するステップを実行させる、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項６４】
請求項５１記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、該コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータに、前記受信システムにおいて、当該受信システム上における現在の負荷と両立する帯域幅内において信号成分を受信するステップを実行させる、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項６５】
請求項５１記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、該コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータに、前記受信システムにおいて、位置検出対象の複数のワイヤレス送信機からの信号を受信するために、複数のチャネルに同調するステップを実行させる、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項６６】
請求項５１記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、該コンピュータ読み取り可能媒体は、コンピュータに、前記受信システムにおいて、複数の選択したチャネルに同調するステップを含み、干渉レベルに基づいて前記選択するチャネルを決定するステップを実行させる、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項６７】
請求項６６記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、受信信号の測定値に基づいて前記選択するチャネルを決定する、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項６８】
請求項６６記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、スペクトル使用状況に基づいて前記選択するチャネルを決定する、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項６９】
請求項５１記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、更に、前記受信システムにおいて、帯域幅合成のための複数のスペクトル・スライスの集合を含む、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項７０】
請求項５１記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、更に、前記受信システムにおいて、ＯＦＤＭ波形スペクトルの実質的な部分をカバーするために、周波数アジャイル受信機を同調しなおす順次パターンの使用を含む、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項７１】
請求項５１記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、更に、前記受信システムにおいて、マルチパス遅延拡散を低減するために、相互相関関数における分解能向上をもたらす帯域幅合成プロセスの使用を含む、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項７２】
請求項５１記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、更に、局ベースの処理方法の使用を含む、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項７３】
請求項５１記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、更に、前記受信システムにおいて、ＯＦＤＭ受信および復調処理を実行するステップを含む、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項７４】
請求項５１記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、前記受信システムにおいて、狭帯域受信機の使用を含む、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項７５】
請求項５１記載のコンピュータ読み取り可能媒体において、更に、前記受信システムにおいて、広帯域受信機の使用を含む、コンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項７６】
直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）ディジタル変調方式を用いるワイヤレス送信機の位置検出のためのネットワークベースのシステムであって、前記ＯＦＤＭ方式は、広帯域チャネルにおよぶ複数の狭帯域周波数チャネルで信号成分を送信することを含み、前記狭帯域周波数チャネルは約３〜５ＭＨｚ帯域幅を有し、前記広帯域チャネルは約２０ＭＨｚ帯域幅を有し、該システムは、
（ａ）３〜５ＭＨｚの狭帯域周波数チャネルの小部分において、位置検出対象の第１ワイヤレス送信機が送信した信号成分の小部分を受信するよう構成された第１受信システムであって、前記３〜５ＭＨｚの狭帯域周波数チャネルの前記小部分は前記第１ワイヤレス送信機がエネルギを送信する少なくとも１つのパイロット・チャネルを含む、第１受信システムであって、
（ａ１）第１の受信されたＲＦ信号成分を、２０ＭＨｚ信号を適正にサンプリングする場合に必要となる４８ＭＨｚよりも遥かに低いサンプル・レートを有する第１のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号へ変換するよう構成された第１の周波数変換回路であって、２０ＭＨｚよりも遙かに狭いフィルタ帯域幅を含む、第１の周波数変換回路と、
（ａ２）前記第１の周波数変換回路より供給される前記第１のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行するよう構成されたＦＦＴ回路と、
（ａ３）前記ＦＦＴ回路の前記出力に基づいてコード化ビットを生成するよう構成された復調回路と、
（ａ４）前記復調回路により生成される前記コード化ビットに基づいて前記第１のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号を再構成するよう構成された第１の再構成回路であって、前記コード化ビットをＰＳＫまたはＱＡＭシンボルの１つに変調し、該シンボルの逆ＦＦＴ（ＩＦＦＴ）を実行して再構成された第１のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号を生成するよう構成された、第１の再構成回路と、
（ａ５）前記再構成された第１のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号を前記第１の周波数変換回路によって供給された前記第１のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号と相関させるよう構成された第１の相関処理システムであって、相関関数のピークは前記第１の受信されたＲＦ信号成分の第１の到達時刻（ＴＯＡ）を示している、第１の相関処理システムと、を備える前記第１受信システムと、
（ｂ）前記第１ワイヤレス送信機が送信した前記信号成分の前記小部分を受信する第２受信システムであって、
（ｂ１）前記第１受信システムの前記復調回路により生成された前記コード化ビットを受信し、前記再構成された第２のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号を生成するよう構成された第２の再構成回路と、
（ｂ２）第２の受信ＲＦ信号成分を第２のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号へ変換するよう構成された第２の周波数変換回路と、
（ｂ３）前記再構成された第２のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号を、前記第２の周波数変換回路によって供給された前記第２のディジタル・ベースバンドＯＦＤＭ信号と相関させるよう構成された第２の相関処理システムであって、前記相関関数のピークは前記第２受信システムにおいて受信された前記第２の受信ＲＦ信号成分の第２の到達時刻（ＴＯＡ）を示している、第２の相関処理システムと、を備える第２受信システムと、
（ｃ）前記第１および第２受信システムに接続された処理システムであって、前記第１および第２の受信システムからの前記第１および第２のＴＯＡ値を用いて前記ワイヤレス送信機の位置を計算するよう構成された処理システムと、
を備える、システム。
【請求項７７】
請求項７６記載のシステムにおいて、前記システムは信号捕獲および復調において補助するための前記パイロット・チャネルにおける信号成分を使用するよう構成された、システム。
【請求項７８】
請求項７６記載のシステムにおいて、前記第２の再構成回路は前記コード化ビットをベースバンド・サンプル・データの形態でＰＳＫまたはＱＡＭシンボルの１つに変調し、該シンボルの逆ＦＦＴ（ＩＦＦＴ）を実行して再構成された第２のＯＦＤＭ信号を生成するよう構成された、システム。
【請求項７９】
請求項７６記載のシステムにおいて、前記システムはＷｉＦｉ送信機を位置検出するよう構成された、システム。
【請求項８０】
請求項７６記載のシステムにおいて、前記システムはＷｉＭＡＸ送信機を位置検出するよう構成された、システム。
【請求項８１】
請求項７６記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムによって得られる前記位置検出関係測定値は、到達時間差（ＴＤＯＡ）測定値を含む、システム。
【請求項８２】
請求項７６記載のシステムにおいて、前記既定の狭帯域周波数チャネルの小部分は、前記第１ワイヤレス送信機が最小のエネルギを送信するガード・チャネルを除外する、システム。
【請求項８３】
請求項７６記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムは、各々、無線周波数（ＲＦ）フィルタを含み、前記第１および第２受信システムは、各々、前記ＲＦフィルタと両立する帯域幅内において信号成分を受信するように構成された、システム。
【請求項８４】
請求項７６記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムは、各々、中間周波数（ＩＦ）フィルタを含み、前記第１および第２受信システムは、各々、前記ＩＦフィルタと両立する帯域幅内において信号成分を受信するように構成された、システム。
【請求項８５】
請求項７６記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムは、各々、サンプル・レートによって特徴付けられたアナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）を含み、前記第１および第２受信システムは、各々、前記サンプル・レートと両立する帯域幅内において信号成分を受信するように構成された、システム。
【請求項８６】
請求項８５記載のシステムにおいて、前記ＡＤＣは、更に、デシメーション後のサンプル・レートによって特徴付けられており、前記第１および第２受信システムは、前記デシメーション後のサンプル・レートと両立する帯域幅内において信号成分を受信するように構成された、システム。
【請求項８７】
請求項７６記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムは、各々、受信した信号成分を表すデータを格納するために利用可能なメモリを含み、前記第１および第２受信システムは、前記利用可能なメモリと両立する帯域幅内において信号成分を受信するように構成された、システム。
【請求項８８】
請求項７６記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムは、各々、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）処理スループットによって特徴付けられるディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含み、前記第１および第２受信システムは、前記ＤＳＰ処理スループットと両立する帯域幅内において信号成分を受信するように構成された、システム。
【請求項８９】
請求項７６記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムは、当該受信システム上における現在の負荷と両立する帯域幅内において信号成分を受信するように構成された、システム。
【請求項９０】
請求項７６記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムは、位置検出対象の複数のワイヤレス送信機からの信号を受信するために、複数のチャネルに同調するように構成された、システム。
【請求項９１】
請求項７６記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムは、複数の選択したチャネルに同調するように構成されており、干渉レベルに基づいて前記選択するチャネルを決定する、システム。
【請求項９２】
請求項９１記載のシステムにおいて、受信信号の測定値に基づいて前記選択するチャネルを決定する、システム。
【請求項９３】
請求項９１記載のシステムにおいて、スペクトル使用状況に基づいて前記選択するチャネルを決定する、システム。
【請求項９４】
請求項７６記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムは、帯域幅合成のために、複数のスペクトル・スライスを集合するように構成された、システム。
【請求項９５】
請求項７６記載のシステムにおいて、前記第１および第２受信システムは、ＯＦＤＭ波形スペクトルの実質的な部分をカバーするために、周波数アジャイル受信機を同調し直す順次パターンを使用するように構成された、システム。
【請求項９６】
請求項７６記載のシステムにおいて、マルチパス遅延拡散を低減するために、相互相関関数における分解能向上をもたらす帯域幅合成プロセスを使用するように構成された、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
相互引用
本願は、２００６年１２月１２日に出願し"Location of Wideband OFDM Transmitters with Limited Receiver Bandwidth"（受信機帯域幅が限られた広帯域ＯＦＤＭ送信機の位置検出）と題する米国特許出願第１１／６０９，８１７号に対する優先権を主張する。その内容は、ここで引用したことにより、その全体が本願にも含まれるものとする。
技術分野
【０００２】
本発明は、一般的には、ワイヤレス通信の分野に関し、更に特定すれば、ワイヤレス通信ネットワークのカバレッジ・エリア内部におけるワイヤレス・デバイスの位置検出に関する。ワイヤレス・デバイスは、移動局（ＭＳ）とも呼ばれ、アナログまたはディジタル・セルラ・システム、個人通信システム（ＰＣＳ）、強化特殊移動無線機（ＥＳＭＲ）、ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）、およびその他の種類のワイヤレス通信システムにおいて用いられるようなものを含む。この分野は、現在一般にワイヤレス位置検出として知られており、ワイヤレスＥ９１１、車隊管理(fleet management)、ＲＦ最適化、セキュリティ、およびその他の価値のある用途に応用することができる。
【従来技術】
【０００３】
Ａ．ワイヤレス位置検出
ワイヤレス位置検出システムに関する初期の業績が、１９９４年７月５日付けの米国特許第５，３２７，１４４号"Cellular Telephone Location System"（セルラ電話機位置検出システム）（特許文献１）に記載されている。これは、新規の到達時間差（ＴＤＯＡ）技法を用いてセルラ電話機の位置を検出するシステムを開示する。この特許およびその他の特許の例（以下で論ずる）は、本発明の譲受人であるTruePoint, Inc.に譲渡されている。
【０００４】
’１４４特許は、アップリンク到達時間差（Ｕ−ＴＤＯＡ）セルラ電話機位置検出システムと呼ぶことができるものについて記載している。記載されたシステムは、１つ以上のセルラ電話機からの制御チャネル送信を監視し、中央処理または局ベースの処理を用いて電話機の地理的位置を計算するように構成されている。例えば、逆制御チャネル信号検出のために採用することができる局ベースの処理では、セル・サイトにおいて以下のようにして相互相関を実行する。基準信号と見なすことができる各「強い」信号が、個々の第１セル・サイトにおいて個々の制御チャネル上で受信されると、その強い信号を最初に、セルラ・システム自体が用いるような、信号デコーダに印加する。このデコーダは、セルラ信号を復調して元のディジタル・ビット・ストリームを生成する。元のディジタル・ビット・ストリームとは、当該セルラ信号を生成するために変調されたものである。次に、このディジタル・ビット・ストリームをセル・サイト・システムによって変調して、セルラ電話機によって最初に送信されたときの、元の信号波形を再現する。第１セル・サイトにおいて、この再現された信号波形の受信信号に対する相互相関を求める。相互相関によってピークが得られ、ピーク上の所定点からの正確な到達時間を計算することができる。次に、第１セル・サイト・システムは復調したディジタル・ビット・ストリームおよび到達時刻を中央サイトに通信線を通じて送出する。すると、中央サイトは復調ディジタル・ビット・ストリームおよび正確な到達時刻を他のセル・サイトに配布して、同様にセルラ送信を受信させる。これらその他の第２、第３、第４等のセル・サイトの各々において、セル・サイト・システムによってディジタル・ビット・ストリームを変調して、セルラ電話機によって最初に送信されたときの、元の信号波形を再現する。この再現された信号波形の、同じ時間間隔に各セル・サイトにおいて受信された信号に対する相互相関を求める。この相互相関では、ピークが求められる場合も、求められない場合もある。ピークが求められた場合、正確な到達時刻（ＴＯＡ）を、ピーク上の所定点から計算することができる。次に、このＴＯＡを中央サイトに送り、個々のセル・サイト対に対する遅延差、即ち、ＴＤＯＡを計算することができる。この方法により、セル・サイト・システムは非常に弱い信号受信から正確なＴＯＡ情報を抽出することが可能となる。ここで、弱い信号はノイズ・レベルよりも上でも下でもよい。この方法は、サンプリング期間ごとに各セル・サイトにおいて受信される強い信号毎に、十分な対のセル・サイトに繰り返し適用される。次に、信号毎の遅延対の結果を、位置計算アルゴリズムに送り出す。
【０００５】
TruePosition社およびその他の会社（例えば、ＫＳＩ社）は、この元の発明概念に対して引き続き重要な改良を開発している。一部の例について以下に論ずる。
【０００６】
２０００年４月４日付け米国特許第６，０４７，１９２号”Robust, Efficient, Localization System”（ロバストで効率的な位置測定システム）（特許文献２）は、移動体送信機信号を処理して、位置検出関係信号パラメータを決定するための同様のプロセス（複製照合処理(matched-replica processing)と呼ぶ）について記載する先行技術特許の別の例である。これは、送信機の位置を計算するために用いることができる。
【０００７】
別の先行技術特許の例に、２０００年７月１８日付け米国特許第６，０９１，３６２号"Bandwidth Synthesis for Wireless Location System"（ワイヤレス位置検出システムのための帯域幅合成）（特許文献３）がある。この特許は、位置検出情報の精度向上、および時間分解能の改良をもたらすシステムおよびプロセスについて記載する。記載されているシステムでは、ワイヤレス電話機によって送信された信号を複数の信号収集サイトにおいて受信する。位置検出情報の精度を向上させるために、このシステムは、他の方法で利用可能となるよりも帯域幅を広く合成し、つまり時間分解能を高める。この位置検出システムは、位置検出対象のワイヤレス送信機に、周波数チャネルを変更させ、送信信号の二重相違キャリア位相(doubly-differenced carrier phase)、即ち、ＴＤＯＡを、広い帯域幅におよぶ多くの周波数の各々において観察する。これら多くの周波数からの位相測定データを組み合わせて、固有の整数波長曖昧さを解消する。この発明は、セルラ電話機の位置検出用途において相互相関を取る（時間ドメインまたは周波数ドメインのいずれかにおいて）典型的な帯域幅よりも広い帯域幅を得るために利用することができる。
【０００８】
別の例に、２００３年１１月１１日付け米国特許第６，６４６，６０４号"Automatic Synchronous Tuning of Narrowband Receivers of a Wireless Location System for Voice/Traffic Channel Tracking"（音声／トラフィック・チャネル追跡のためのワイヤレス位置検出システムの狭帯域受信機の自動同期チューニング）（特許文献４）がある。この特許は、送信機位置検出方法について記載しており、この方法は自動順次チューニング動作モードの間に受信した信号に対して位置検出処理を実行することを伴い、狭帯域受信機のチューニングを、順次、そして複数の既定のＲＦチャネルと調和して行う。これらのチャネルにおける対象の信号送信をディジタルで記録して、位置検出処理に用いる。位置を検出した送信機の固体情報を決定するには、位置検出記録を、当該位置検出記録に対応する時刻にどのワイヤレス送信機が用いられていたかを示すデータならびにどのセル・サイトおよびＲＦチャネルが各ワイヤレス送信機によって用いられたかを示すデータと照合する。
【０００９】
以上に記載した種類のワイヤレス位置検出システム（ＷＬＳ）の一例を図１に示す。図示のように、このシステムは、４つの主要なサブシステム、即ち、信号収集システム（ＳＣＳ）１０、ＴＤＯＡ位置検出プロセッサ（ＴＬＰ）１２、アプリケーション・プロセッサ（ＡＰ）１４、およびネットワーク動作コンソール（ＮＯＣ）１６を含む。各ＳＣＳは、制御チャネルおよび音声チャネル双方においてワイヤレス送信機が送信するＲＦ信号を受信することを責務とする。一般に、ＳＣＳ（ここでは、ＬＭＵ、即ち、位置測定ユニットと呼ぶ場合もある）は、好ましくは、ワイヤレス電気通信事業者のセル・サイトに設置することが好ましく、したがって基地局と並列に動作する。各ＴＬＰ１２は、ＳＣＳ１０のネットワークを管理し、位置計算に用いることができるディジタル信号処理（ＤＳＰ）資源の集中的集団(pool)を設けることを責務とする。ＳＣＳ１０およびＴＬＰ１２は、一緒に動作してワイヤレス送信機の位置を決定する。ＳＣＳ１０およびＴＬＰ１２は、双方共、かなりの量のＤＳＰ資源を内蔵しており、これらのシステムにおけるソフトウェアは動的に動作して、処理時間、通信時間、整列時間、およびコストについてのトレードオフに基づいて、個々の処理機能をいつ実行すべきかを決定することができる。各ＴＬＰ１２は、主にＷＬＳを実現する全体的なコストを低減するための中心的な存在である。加えて、ＷＬＳは複数のＳＣＳ領域を含むことができ、その各々が複数のＳＣＳ１０を備えている。例えば、「ＳＣＳ領域１」は、ＳＣＳ１０Ａおよび１０Ｂを含み、これらはそれぞれのセル・サイトに位置し、これらのセル・サイトにある基地局とアンテナを共有する。部分的Ｔ１／Ｅ１ラインを最大Ｔ１／Ｅ１ラインにインターフェースするために間引き／挿入ユニット(drop and insert unit)１１Ａおよび１１Ｂが用いられており、ディジタル・アクセスおよび制御システム（ＤＡＣＳ）１３Ａに結合されている。このＤＡＣＳ１３Ａおよび別のＤＡＣＳ１３Ｂは、ＳＣＳ１０Ａ、１０Ｂ等と複数のＴＬＰ１２Ａ、１２Ｂ等との間の通信のために、以下で更に詳しく説明する仕方で用いられる。図示のように、ＴＬＰは通例一括配置され、イーサネット（登録商標）・ネットワーク（バックボーン）および第２の冗長イーサネット（登録商標）・ネットワークを通じて相互接続されている。また、イーサネット（登録商標）・ネットワークには、複数のＡＰ１４Ａおよび１４Ｂ、複数のＮＯＣ１６Ａおよび１６Ｂ、ならびに端末サーバ１５も結合されている。ルータ１９Ａおよび１９Ｂが、１つのＷＬＳを１つ以上の別のワイヤレス位置検出システムに結合するために用いられる。
Ｂ．ワイヤレス規格およびエア・インターフェース・プロトコルの発展
【００１０】
過去数年にわたって、セルラ業界では、ワイヤレス電話機の使用のために利用可能なエア・インターフェース・プロトコルの数が増大し、ワイヤレス電話機即ち移動体電話機が動作することができる周波数帯域の数が増大し、「個人通信サービス」、「ワイヤレス」およびその他を含む、移動体電話機を指す用語またはこれに関する用語の数が拡大した。現在ワイヤレス業界において用いられているエア・インターフェース・プロトコルには、ＡＭＰＳ、Ｎ−ＡＭＰＳ、ＴＤＭＡ、ＣＤＭＡ、ＧＳＭ（登録商標）、ＴＡＣＳ、ＥＳＭＲ、ＧＰＲＳ、ＥＤＧＥ、ＵＭＴＳ  ＷＣＤＭＡ、およびその他が含まれる。ＵＭＴＳは、ＥＴＳＩ  ３ＧＰＰが定める広帯域ＣＤＭＡエア・インターフェース・プロトコルである。このプロトコルは、ＥＩＡ／ＴＩＡ  ＩＳ−９５またはＣＤＭＡ２０００におけるＣＤＭＡプロトコルに類似するが、基地局の同期を必要とせず、更にＧＳＭネットワーク・インフラストラクチャとの高いレベルの相互動作可能性を提供する。
【００１１】
直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）は、多重化技法の１つであり、所与の加入者に多くの周波数チャネルを割り当てることができ、これらのチャネル上で同時に送信する。この多重化方式では、高帯域幅効率が得られ、高マルチパス環境における広帯域ワイヤレス通信に備えている。ＩＥＥＥ８０２．１１において定められているＷｉＦｉ、およびＩＥＥＥ８０２．１６において定められているＷｉＭＡｘは、ＯＦＤＭを利用する。ＩＥＥＥ８０２．２０（再度承認されたときには）がＯＦＤＭを利用することが期待されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
２０ＭＨｚを超えることができる帯域幅を用いた第４世代（４Ｇ）広帯域ＯＦＤＭ信号のアップリンクＴＤＯＡ位置検出では、高価な受信機および信号処理ハードウェアが必要となる。これらの広帯域信号を受信し、サンプリングし、格納し、そして処理するためには、ＳＣＳ（またはＬＭＵ）が必要となる場合もあり、３〜５Ｍｈｚの帯域幅を占有するＵＭＴＳまたはＣＤＭＡ２０００のＷＣＤＭＡ信号のような、第３世代（３Ｇ）信号に必要なハードウェアよりも遥かに高価なハードウェアとなる。以下で更に詳しく説明するが、本発明の目標は、広帯域４Ｇ波形に対してＵ−ＴＤＯＡ位置検出を遂行する方法を提供することであり、その際に、送信信号の一部のみを収集して処理し、必要な帯域幅、メモリ、およびＳＣＳ／ＬＭＵに求められるディジタル信号処理を低減しつつ、なおも高い精度を達成する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以下の摘要は、以下で更に詳しく記載する例示的な実施形態の様々な態様を説明することを意図している。この摘要は、開示する主題のあらゆる発明的態様を包含することを意図しているのではなく、以下に明記する請求項の保護範囲を限定することも意図しているのではない。
【００１４】
本発明の例示的実施形態の１つは、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）ディジタル変調方式を用いるワイヤレス送信機の位置検出システムの形態をなす。ＯＦＤＭ方式は、既定の広帯域チャネルにおよぶ複数の既定の狭帯域周波数チャネルで信号成分を送信することを含む。本システムは、既定の狭帯域周波数チャネルの小部分において、位置検出対象の第１ワイヤレス送信機が送信した信号成分の小部分を受信し、位置検出関係測定値を得るために信号成分の小部分を処理するように構成された第１受信システムを含む。更に、本システムは、第１ワイヤレス送信機が送信した信号成分の小部分を受信し、位置検出関係測定値を得るために、信号成分の小部分を処理するように構成された少なくとも１つの第２受信システムを含む。また、本システムは、ワイヤレス送信機の位置を計算するために、第１および第２受信システムからの位置検出関係測定値を用いるように構成された処理システムを含む。
【００１５】
本発明のその他の態様および実施形態については、以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
以上の摘要ならびに以下の詳細な説明は、添付図面と合わせて読むと、一層良く理解できる。本発明を例示する目的で図面に本発明の構造例を示すが、本発明は、開示される具体的な方法や手段(instrumentality)に限定されるのではない。図面において、
【図１】図１は、ワイヤレス位置検出システムを模式的に図示する。
【図２Ａ】図２Ａは、ＯＦＤＭ送信機における信号処理のブロック図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、ＯＦＤＭ受信機における信号処理のブロック図である。
【図３】図３は、送信するスペクトル全体と比較して、ＳＣＳまたはＬＭＵによって処理するスペクトルの減少を示す。
【図４】図４は、例示的実施形態のＳＣＳが用いる信号処理連鎖の一例を模式的に示す。
【図５】図５は、縮小信号帯域幅をサポートするために用いられる修正信号処理連鎖のブロック図である。
【図６】図６は、縮小信号の再現プロセスのブロック図である。
【図７】図７は、縮小信号に合わせた、局ベースの位置検出プロセスのフローチャートである。
【図８Ａ】図８Ａは、２つの信号成分によるピーク、直接経路成分、およびマルチパス反射による遅延成分を示す理想的な相互相関関数を示す。
【図８Ｂ】図８Ｂは、２つの信号成分によるピークを示す理想的な相互相関関数（実線）と、これらのピークを区別不可能にするピークのスミアリングを示す帯域制限相互相関関数とを図示する。
【図８Ｃ】図８Ｃは、２つの信号成分によるピークを示す理想的な相互相関関数（実線）と、なおも多少のスミアリングを呈するが、帯域幅拡大によって２つの別個のピークを区別可能にする、図８Ｂに示す関数の帯域幅の４倍の帯域幅の帯域制限相互相関関数とを図示する。
【図９】図９は、ＯＦＤＭ波形の帯域幅全体を示し、いつでも一度に複数の小さなスライスずつＳＣＳ／ＬＭＵによって処理し、ＯＦＤＭ波形帯域幅の殆どまたは全てをカバーするために複数の時間間隔を用いている。
【図１０】図１０は、例示的実施形態にしたがってＯＦＤＭ送信機の位置を検出するワイヤレス位置検出システムを模式的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
これより、本発明の例示的実施形態または現時点における好適な実施形態について説明する。最初に、全体像を規定し、次いで更に詳細な説明を行う。
Ａ．全体像
【００１８】
本発明は、種々の形態で、例えば、システム、方法、または発明のプロセスを実行する実行可能命令を支持するコンピュータ読み取り可能媒体として具現化することができる。例えば、本発明によるシステムは、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）ディジタル変調方式を用いるワイヤレス送信機の位置を検出するシステムとして実現することができる。例示のシステムを図１０に模式的に示す。ＯＦＤＭ方式は広帯域チャネルにおよぶ複数の狭帯域周波数チャネルを通じて信号成分を送信することを含む。本システムは、第１および第２受信システム（図１０におけるエレメント１００および１０１）を含み、これらはワイヤレス通信システムの基地送受信局に一緒に配置されるＳＣＳまたはＬＭＵの形態をなすことができるが、こうでなければならないことは全くない。受信システムは、各々、狭帯域周波数チャネルの小部分において、位置検出対象のワイヤレス送信機（図１０におけるエレメント１２０）が送信する信号成分の小部分を受信し、この信号成分を処理して、位置検出に関する測定値を得るように構成されている。次いで、これらの測定値を処理システム（エレメント１１０）に供給する。処理システムは、位置検出に関する測定値を用いて、ワイヤレス送信機の位置を計算するように構成されている。処理システムは、先に引用した種類のＴＬＰの形態をなすことができるが、こうでなければならないことは全くない。
【００１９】
受信システムによって得られる位置検出関係測定値は、到達時間差（ＴＤＯＡ）、到達時刻（ＴＯＡ）、到達角度（ＡＯＡ）、往復時間、電力、またはワイヤレス送信機の位置を計算するために用いることができるその他の形態の測定値を含むことができる。
【００２０】
受信システムが受信する狭帯域周波数チャネルの小部分は、ワイヤレス送信機がエネルギを送信する少なくとも１つのパイロット・チャネルを含むことができ、受信システムはパイロット・チャネルにおける信号成分を用いて、信号捕獲および復調において補助することができる。更に、狭帯域周波数チャネルの小部分は、ワイヤレス送信機が最小のエネルギを送信するガード・チャネルを除外することができる。
【００２１】
受信システムは、各々、無線周波数（ＲＦ）フィルタを含むことができ、これらは、各々、ＲＦフィルタと両立する(compatible)帯域幅の中で信号成分を受信するように構成されていることが好ましい。また、受信システムは中間周波数（ＩＦ）フィルタも含むことができ、ＩＦフィルタと両立する帯域幅の中で信号成分を受信するように構成されていることが好ましい。加えて、受信システムは、各々、サンプリング・レートによって特徴付けられるアナログ／ディジタル変換器（ＡＤＣ）を含むことができ、サンプリング・レートと両立する帯域幅の中で信号成分を受信するように構成されていることが好ましい。ＡＤＣは、デシメーション(decimation)後のサンプリング・レートによって特徴付けることができ、受信システムは、デシメーション後のサンプリング・レートと両立する帯域幅の中で信号成分を受信するように構成することができる。また、受信システムは、受信した信号成分を表すデータを格納するために利用可能なメモリも含むことができ、利用可能なメモリと両立する帯域幅の中で信号成分を受信するように構成することができる。また、受信システムは、ＤＳＰ処理スループットによって特徴付けられるディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）も含むことができ、ＤＳＰ処理スループットと両立する帯域幅の中で信号成分を受信するように構成することができる。
【００２２】
受信システムは、当該受信システム上における現在の負荷と両立する帯域幅の中で信号成分を受信するように構成することができる。例えば、受信システム（例えば、ＳＣＳ）内部において利用可能なＤＳＰ処理量は、いずれの時点においても、システム上の位置検出処理負荷の関数となり得る。負荷が偶然少なくなり、適当なＤＳＰ処理資源が利用可能な場合、処理可能な送信帯域幅の部分を広げることができる。しかしながら、受信システム上の負荷が高い場合、ＤＳＰ資源上の処理負荷を低減するために、処理する送信帯域幅の部分が少なくなる。
【００２３】
また、受信システムは、位置検出対象の複数のワイヤレス送信機からの信号を受信するように、複数のチャネルに同調するように構成することもできる。加えて、受信システムは、複数の選択したチャネルに同調するように構成することもでき、選択するチャネルは、干渉レベルに基づいて決定する。例えば、干渉が大きい程受信システム（例えば、ＬＭＵ）の信号検出能力が減少する可能性があり、計算した位置の精度が低下する可能性がある。一般に、他の送信機に用いられることが少ない送信スペクトルの部分を選択する方が良い。送信信号の異なる区間にわたる干渉のレベルは、受信システムにおいて電力測定を行うことによって、および／またはネットワークにおける他の送信機が用いるチャネルの知識を用いることによって決定することができる。ワイヤレス・ネットワーク自体は、スペクトル利用の知識を有するはずである。
【００２４】
選択するチャネルは、受信信号の測定値およびスペクトル使用状況を含むがこれらには限定されない種々の要因に基づいて決定するとよい。
【００２５】
帯域幅合成プロセスを本発明と合わせて用いることもでき、有利である。
【００２６】
更に、本発明の使用は、ＯＦＤＭ波形スペクトルの殆どまたは全てをカバーするために、周波数アジャイル受信機(frequency agile receiver)を同調し直す順次パターンまたはランダム・パターンの使用を伴うこともできる。
【００２７】
加えて、局ベースまたは中央処理方法も、本発明を実用化する際に用いることができ、有利である。
Ｂ．送信スペクトルの一部のみを用いた、ＴＤＯＡによる広帯域ＯＦＤＭ送信機の位置検出
【００２８】
広帯域ワイヤレス通信インフラストラクチャが、大規模に展開され用いられている。ＩＥＥＥ８０２．１１Ｇにおいて定められているような、ＷｉＦｉ対応デバイスは、２０ＭＨｚ程度の信号帯域幅を用いて、５４ｍｂｐｓのレートで通信することが可能である。ＩＥＥＥ８０２．１６において定められているようなＷｉＭＡＸ対応デバイスは、約２０ＭＨｚの信号帯域幅で、７５ｍｂｐｓのレートで通信することが可能である。この広帯域処理能力により、ワイヤレス・デバイスが用いるアプリケーションのスループットを高めることが可能となる。Ｕ−ＴＤＯＡのようなロバストな位置検出技法が、緊急時およびその他の位置検出に基づくサービスのために、これらの移動体デバイスに必要とされている。
【００２９】
直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）は、離散マルチトーン変調（ＤＭＴ）と呼ばれることもあり、周波数分割多重化（ＦＤＭ）の原理に基づくが、ディジタル変調方式として用いられることが多い。送信するビット・ストリームは、通例数十から数千の、多数の並列ビット・ストリームに分割され、利用可能な周波数スペクトルは、数個のサブチャネルに分割され、標準的な変調方式、例えば、ＰＳＫ、ＱＡＭ等を用いてサブキャリアを変調することによって、各低レート・ビット・ストリームが１つのサブチャネル上で送信される。サブチャネル周波数は、変調したデータ・ストリームが互いに対して直交となるように選択する。これは、サブチャネル間におけるクロストークを排除することを意味する。１つの高速変調広帯域信号の代わりに、多くの低速変調狭帯域信号を用いることによって、チャネル等価が簡素化される。ＯＦＤＭの利点の１つに、複雑な等価フィルタを用いずに、マルチパスや狭帯域干渉というような、様々なチャネル条件に対処できることがあげられる。前述のように、ＯＦＤＭは広帯域ディジタル通信システムには評判のよい方式となっている。
【００３０】
ＯＦＤＭでは、変調データ・ストリームが互いに直交となるように、サブキャリア周波数を選択する。これは、サブチャネル間におけるクロストークを排除し、キャリア間のガード・バンドが不要となることを意味する。これによって、従来のＦＤＭでは必要であった、サブチャネル毎に別個のフィルタを用いずに済み、送信機および受信機双方の設計が大幅に簡略化する。また、直交性のために、ナイキスト・レートに近い、高いスペクトル効率が可能となる。また、直交性によって、ＦＦＴアルゴリズムを用いた効率的な変調器および復調器の実現も可能となる。１９６０年以来原理や便益の一部は既に知られていたが、ＯＦＤＭが今日広帯域通信に普及したのは、ＦＦＴを効率的に計算することができる、低コストのディジタル信号処理コンポーネントが入手可能になったためである。ＯＦＤＭは、受信機において高精度の周波数同期を必要とし、いずれの低精度も、サブキャリアがもはや直交ではなくなり、その結果性能が低下することを意味する。
【００３１】
これらの信号を送信するデバイスのＵ−ＴＤＯＡ位置検出が課題となっている。これは、受信機が非常に高い広帯域信号を取り込み、これらを格納し処理しなければならないからである。２０ＭＨｚ帯域幅信号上でＵ−ＴＤＯＡ位置検出を実行するために必要なＲＦ信号帯域幅、ディジタル信号処理電力、およびメモリの要件は、帯域幅が３から５ＭＨｚの信号を利用して第３世代（３Ｇ）ワイヤレス・デバイスの位置を検出するために必要となる要件の６倍にも上る可能性がある。これらの要件の増大により、信号収集システム即ちＬＭＵのコストおよび複雑さが劇的に増大する可能性がある（ＳＣＳおよびＬＭＵという用語は、本明細書では相互交換可能に用いることとする）。
【００３２】
本発明の一実施形態では、広帯域ワイヤレス送信機のＴＤＯＡ位置検出を選択する際に、送信信号のスペクトルの一部のみを選択する。これは、信号を測定するＳＣＳの利用可能な処理能力によってサポートすることができる。この処理能力(capability)は、受信機帯域幅のレベル、信号サンプリング・レート、ＤＳＰ処理スループット、およびメモリを含む。一例として、ＳＣＳには、３ＧＰＰ  ＵＭＴＳ波形（３〜５ＭＨｚ帯域幅）をサポートするのに十分な帯域幅を有するフィルタを内蔵したＲＦ受信機、３〜５ＭＨｚ幅の信号をサンプリングすることが可能なアナログ／ディジタル変換器、ならびに帯域幅が３〜５ＭＨｚの信号のＴＤＯＡ位置検出処理を実行することが可能なディジタル信号処理資源およびメモリを装備することもできるが、このＳＣＳは２０ＭＨｚ帯域幅全体の信号を収集し処理することはできない。この場合、送信信号の隣接部分を選択すればよく、この部分は、ＳＣＳの処理能力の範囲内にある信号帯域幅を有する。この信号低減が可能なのは、広帯域デバイスが送信するＯＦＤＭ波形は実際には多くの（例えば、２５６）隣接するチャネルから成っており、これらは個々に復調して信号の残りの部分から分離することができるからである。６４チャネルから成るブロックは、ＦＦＴ効率のために２の累乗となるように選択するとよく、ＴＤＯＡ位置計算においてこのブロックを処理することができる。ＩＳ−９５またはＵＭＴＳのような直接シーケンス・スペクトル拡散システムでは、送信信号の小部分からいかなる有意なデータをも抽出する方法が全くないため、これは可能ではない。ＯＦＤＭ波形におけるように、スペクトルの小部分は、信号の残りの部分がないと、復調することができない。これらは高帯域幅信号であるので、’１４４特許において定められるような局ベースプロセスは、転送データ量が最小になるので、用いることができるが、同様に’１４４特許に記載されているように、信号データは中央相関処理のために中央ノードに転送することもできる。この技法は、ＳＣＳの広帯域実施形態および狭帯域実施形態の双方に該当する。
【００３３】
ＩＥＥＥ８０２．１６ＷｉＭＡＸシステムにおいて用いられる送信波形は、２５６個のチャネルから成る。外側の５５個のチャネルは、ガード・チャネルであり、最小のエネルギが送信される。加えて、信号捕獲および復調において補助するためのパイロット・チャネルが８個ある。処理する帯域幅の選択では、受信機が信号を適正に検波し復調し易くするために設定されたチャネル全体にわたって配置された多数のパイロット・チャネルを含まなければならない。加えて、ガード信号は、有用な信号エネルギを殆ど含まないので、除外するのに好ましい候補である。また、チャネル集合の選択は、スペクトルの現在の利用度の知識に基づくこともでき、干渉の尤度を最小限に抑えるために、利用されることが少ないスペクトルを処理のために選択する。また、選択するチャネル集合は、ＦＦＴによる効率的な多重化を考慮して、２または４の累乗となるように選択するとよい。
【００３４】
送信するＯＦＤＭ波形は、通例、図２Ａに示すような構造となっている。プロセスは、以下のように纏めることができる。
１．受信機がエラーを検出し訂正することができるように、余分な冗長ビットおよびパリティ・ビットと共に、情報ビットをエンコードする（参照番号２０）。
２．データをインターリーブして、冗長ビットをより長い時間に分散し、エラー訂正コードの冗長性を可能にして受信信号品質の短期劣化を補正する（参照番号２１）。
３．ベースバンド・サンプル・データの形態で、エンコードしたビットをＰＳＫまたはＱＡＭシンボルに変調する（参照番号２２）。
４．ＰＳＫまたはＱＡＭシンボル（２５６）のブロックを逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）にかけて、ＯＦＤＭ信号を作成する（参照番号２３）。
５．次いで、ディジタル／アナログ変換器によって、ディジタル信号をアナログに変換する（参照番号２４）。
６．信号を無線周波数（ＲＦ）に周波数変換し、それを送信する（参照番号２５）。
【００３５】
典型的なＯＦＤＭ受信機は、図２Ｂに示す以下のステップを実行する。このプロセスは、本質的に送信機のプロセスの逆である。
１．ＲＦ信号をベースバンドに周波数変換し、濾波し、ディジタル化する（参照番号２６および２７）。これは、次の項目を含むことができる。
ａ．アナログ信号から中間周波数（ＩＦ）またはベースバンドへの１つ以上の周波数変換段階。
ｂ．信号帯域に対するナイキスト基準、およびサンプル・レートを満たす帯域幅へのアナログ信号の濾波
ｃ．アナログ／ディジタル変換器によるベースバンド信号またはＩＦ信号のディジタル化。
ｄ．必要であれば、ＩＦのベースバンドへのディジタル・ダウン・コンバジョン。
ｅ．可能な追加のディジタル・フィルタ処理、および低いサンプル・レートへのデシメーション。
２．受信機は１ブロック（２５６）のサンプルのＦＦＴを実行し、ＯＦＤＭ信号を単一チャネル高データ・レート信号に変換する（参照番号２８）。
３．受信機はＰＳＫまたはＱＡＭ信号を復調し、コード化ビットを出力する（参照番号２９）。
４．信号をデインターリーブする（参照番号３０）。
５．エンコード信号(encoded signal)をデコードし、元の情報ビットを供給する（参照番号３１）。
【００３６】
図３は、位置検出処理のために、どのようにしてＯＦＤＭ信号の送信チャネルの一部のみを選択するかを示す。
【００３７】
図４は、ＳＣＳの信号処理連鎖を示す。本発明の図示例では、ＳＣＳは、入力に接続されているアンテナからのＲＦ信号を有する。これらのＲＦ信号は、基地局送信機またはその他の干渉源からの、何らかの望ましくない帯域外信号を内包している可能性がある。ＲＦフィルタ４０は、所望の信号の通過帯域の外側にある望ましくない信号のレベルを低下しつつ、通過帯域の信号を、最小限の損失で、次の段階に通過させる。濾波されたＲＦ信号は、次に約７０ＭＨｚのＩＦ周波数に周波数変換する（４１）。周波数変換プロセスを遂行するには、所望のＲＦ周波数よりも約７０ＭＨｚ低い周波数の正弦波ローカル・オシレータ（ＬＯ）信号によってＲＦ信号を変調する。これによって、ＲＦ信号を約７０Ｈｚの周波数に変換する。ＬＯ周波数を調節すると、ＬＯ周波数の異なる部分を約７０Ｈｚに同調させることができる。この場合、受信機ＲＦ信号の所望の部分を、７０ＭＨｚの中心周波数に同調させる。
【００３８】
次に、ＩＦ信号をＩＦフィルタ４２に通過させて、信号の帯域幅を減少させて、エリアシングを回避するために、ナイキスト基準を満たすレートで容易にサンプリングできるようにする。ＩＦフィルタ４２の通過帯域は５ＭＨであり、中心周波数は７０ＭＨｚである。このフィルタは、１つ以上のカスケード接続した表面弾性波（ＳＡＷ）フィルタで構成することができ、１０ＭＨｚ帯域幅の外側にある全ての信号の電力レベルを、通過帯域レベルに対して７５ｄＢ低下させる。この種のフィルタを選択するのは、多くの送受信機が７０ＭＨｚのＩＦ周波数で設計されており、フィルタはＷＣＤＭＡおよびケーブルＴＶ機器において共通して用いられている５ＭＨｚ通過帯域を有するからである。これらのフィルタは、安価で容易に入手可能である。更に広い２０ＭＨｚの帯域幅を通過させるには、フィルタの特注設計が必要となる可能性があり、したがってＳＣＳのコストが上昇する。濾波したＩＦ信号は、次に、６０ＭＳＰＳのサンプル・レートでアナログ／ディジタル変換器４３によってサンプリングする。サンプリング・レートが高い場合、出力信号のサンプル・レートが〜１２ＭＰＳＰのディジタル・ダウン・コンバータの使用が可能になる。次に、ディジタル化した信号をディジタル・ダウン・コンバータ４４に通過させ、ディジタル信号を＜５ＭＨｚの帯域幅に濾波し、ＩＦからベースバンドに変換する。このプロセスでは、サンプル・レートも１２ＭＳＰＳにデシメートする。デシメーションによって冗長なサンプルを排除し、ＤＳＰ４５にかかる処理負荷を低減する。
【００３９】
スペクトル処理を低減することから、メモリおよびＤＳＰ処理スループットにおいて最大の節約が得られる。必要なメモリおよびＤＳＰスループットは、２０ＭＨｚ信号全体に対してＴＤＯＡ測定を実行するときと比較することができ、この場合サンプル・レートは４８ＭＨｚとなるが、その信号の５ＭＨｚの部分だけでは、サンプル・レートは１２ＭＨｚで済む。ＴＤＯＡ測定を実行するには、以下に示すような時間差の関数として１つのＳＣＳが受信した信号の、別のＳＣＳにおいて受信した基準信号との相互相関を取る。
【数１】
0005467867.tif 000002
ここで、x(n)は受信信号、r(n)は基準信号、Ｎは受信信号およびサンプル信号双方におけるサンプル数である。
【００４０】
信号を格納するために必要なメモリ・サイズ、および相関を取るための操作数は、双方共、サンプル数の線形関数である。１秒分の受信データおよび基準データを相関に用いようとする場合、信号全体であると、４８，０００，０００個のサンプルを格納することが必要となり、更に１つの相互相関値を計算するために４８，０００，０００回の操作が必要となる。信号を縮小すれば、１２，０００，０００個のサンプルの格納で済み、１つの相関値を計算するための操作は１２，０００，０００回で済む。信号を減少すれば、信号全体の場合の１／４のメモリおよびＤＳＰ４５のパワーだけで済む。
【００４１】
図５は、局ベース処理実施態様における主ＳＣＳによる復調およびデコード処理を示す。基礎となるデータの多くは、処理後のスペクトルの縮小のために失われているので、インターリーブ処理およびデコード処理のステップは実施の可能性がなく、排除されるので、必要な処理が更に減少する。
１．ＲＦ信号をベースバンドに周波数変換し、ディジタル化する（参照番号５０および５１）。これには、次の項目を含むことができる。
ａ．アナログ信号の中間周波数（ＩＦ）またはベースバンドへの周波数変換の１つ以上の段階。
ｂ．信号帯域幅に対するナイキスト基準、およびサンプル・レートを満たす帯域幅へのアナログ信号のフィルタ処理。    
ｉ．サンプル・レートは、２０ＭＨｚ信号を適正にサンプリングする場合に必要となる４８ＭＨｚよりも遥かに低い。
ｉｉ．フィルタ帯域幅は、信号全体を通過させる場合に必要となる２０ＭＨｚよりも遥かに狭くすることができる。
ｃ．アナログ／ディジタル変換器によるベースバンド信号またはＩＦ信号のディジタル化。
ｄ．必要であれば、ＩＦのベースバンドへのディジタル・ダウン・コンバジョン。
ｅ．可能な追加のディジタル・フィルタ処理、および更に低いサンプル・レートへのデシメーション。
２．サンプルのブロック（６４）に対して実行するＦＦＴ（参照番号５２）。
３．ＰＳＫまたはＱＡＭ信号の符号化ビットへの復調（参照番号５３）。
【００４２】
縮小信号に用いられる再現プロセスを図６に示す。
１．エンコード・ビットを、ベースバンド・サンプル・データの形態で、ＰＳＫまたはＱＡＭシンボルに変調する（参照番号６０）。
２．１ブロックのＰＳＫまたはＱＡＭ信号（２５６）を逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）に通過させて、ＯＦＤＭ信号を作成する（参照番号６１）。
３．位相補正のような、追加の特性を信号に加える（図示せず）。
【００４３】
したがって、減少した波長に合わせると、局ベースＴＤＯＡ位置検出プロセスは、図７に示すようになる。
１．主ＳＣＳおよび協働するＳＣＳが送信信号を受信しディジタル化する（参照番号７０）。
ａ．受信信号のサンプリングは、ＴＤＯＡ処理を容易にするため同期させる。
ｂ．サンプルした信号帯域幅とサンプル・レートとは、低くしてもよいが、それは、その信号帯域幅の小部分のみが処理されることになるからである。
２．主ＳＣＳは、前述の復調ステップを実施する。この場合、デインターリーブおよびエラー訂正デコード処理を除外する。更に、主ＳＣＳは、位相補正値のような他の信号特性も測定する（参照番号７１）。
３．エンコード・ビットおよび特性データを、協働ＳＣＳに転送する（参照番号７２）。
４．主ＳＣＳおよび協働ＳＣＳは、図６に示すステップを実施することにより、基準ベースバンド信号を再現する（参照番号７３）。
５．主ＳＣＳおよび協働ＳＣＳは、相関処理を実行して、信号の到達時間差を測定し、ＴＤＯＡ測定値をＴＬＰに送る（参照番号７４）。
６．ＴＬＰは位置を計算する（参照番号７５）。
【００４４】
本明細書において記載する概念は、ＷｉＦｉシステムやＷｉＭＡＸシステムに限定されるのではなく、ＯＦＤＭを通信に用いるあらゆるシステムに該当する。本発明は、ＳＣＳについて定めた具体的なアーキテクチャおよび／または実施態様には限定されない。
代替実施形態
【００４５】
前述の手法を拡大することにより、更に狭い帯域のフロント・エンドを用いて、前述のようにＯＦＤＭ波形スペクトルの一部のみを取り込みつつ、移動体デバイスによって送信されるより広い帯域の波形を用いることによって達成できるマルチパス解明(resolution)の向上を維持することができる。この拡大には、ある時間間隔で前述のようなＯＦＤＭ波形スペクトルの一部をサンプリングし、次いで次の時間間隔においてＯＦＤＭ波形スペクトルの異なる部分をサンプリングするために周波数アジャイル受信機を同調し直し、次いでこのプロセスを継続してＯＦＤＭ波形スペクトルの複数のスライスを得る（一連の狭帯域サンプルによってＯＦＤＭ波形スペクトル全体をカバーするまで）ことを伴う。この再同調は、ＯＦＤＭ波形帯域幅の殆どまたは全部をカバーするために、順次パターンまたはランダム・パターンで実行することができる。これを図９に示す。（また、２００３年１１月１１日付け米国特許第６，６４６，６０４号"Automatic Synchronous Tuning of Narrowband Receivers of a Wireless Location System for Voice/Traffic Channel Tracking"（音声／トラフィック・チャネル追跡のためのワイヤレス位置検出システムの狭帯域受信機の自動同期同調）も参照のこと。その内容は、ここで引用したことにより、全体が本願にも含まれるものとする。）
【００４６】
ＴＤＯＡ値を測定するために用いられる相互相関関数においてマルチパス成分を解明する能力は、用いられる信号の帯域幅によって制限される。時間的に接近して到達した直接経路信号および遅延信号がある場合、無限帯域幅信号を用いた理想的な相関関数であれば、図８Ａに示すような容易に解明可能な２つのピークが得られる。帯域制限信号を用いて相互相関関数を生成すると、これらのピークは、幅が信号の帯域幅に反比例するスムージング関数によって「不明瞭」になる。この帯域幅の逆数が、到達する信号間の分離幅よりも広い場合、図８Ｂに示すように、これらは区別不可能となる。しかしながら、帯域幅の逆数が到達する信号間の分離幅よりも狭い場合、相関関数におけるピークは、依然として不明瞭であるが、図８Ｃに示すように容易に区別することができる。図８Ｃでは、帯域幅が図８Ｂにおける信号のそれの４倍となっている。異なる信号の到達を区別することができると、直接経路信号の選択が可能となる。これにより、一層精度が高いＴＤＯＡ測定値が得られ、位置推定値の誤差が直接的に減少する。
【００４７】
帯域幅を広げた相互相関関数のこの利点は、帯域幅全体を同時にサンプリングする余分なコストをかけずに、達成できることにある。帯域幅全体を同時にサンプリングするには、フロント受信機の帯域幅を広げる必要があり、Ａ／Ｄ変換器のサンプル・レートを高める必要があり、記憶容量や処理能力も高める必要がある。代わりに、一連の狭帯域サンプルであれば格納することができ、２０００年７月１８日付け米国特許第６，０９１，３６２号"Bandwidth Synthesis for Wireless Location System"（ワイヤレス位置検出システムのための帯域幅合成）に記載されている帯域幅合成プロセスを用いて、より広い帯域幅の相互相関関数の利点を得ることができる。米国特許第６，０９１，３６２号の内容は、ここで引用したことにより、全体が本願にも含まれるものとする。
【００４８】
ＧＳＭ（登録商標）のような周波数ホップ波形では、帯域幅合成を実行することによって得られる利点は、サンプリングする周波数の間隔が全体的に連続しておらず、実際には非常に疎になる可能性があるという事実によって、いくらか限定される可能性がある。この疎な間隔のために、合成した相互相関関数に曖昧さが生じて、解明に成功しない場合もあり得る。この実施形態では、ＯＦＤＭ波形はスペクトルの大きな連続ブロックを占め、スペクトルの一連のより狭いスライスを用いてサンプリングする。これによって、スライスの周波数が互いに隣接することを確保し（図９参照）、帯域幅合成プロセスは、曖昧さを内包しない合成相互相関関数を生成することができる。
【００４９】
本発明の真の範囲は、本明細書に開示した、現時点における好適な実施形態に限定されるのではない。例えば、前述のワイヤレス位置検出システムの現時点における好適な実施形態の開示では、信号収集システム（ＳＣＳ）、ＴＤＯＡ位置検出プロセッサ（ＴＬＰ）、アプリケーション・プロセッサ（ＡＰ）、位置測定ユニット（ＬＭＵ）等のような、説明用語を用いたが、以下の請求項の保護範囲を限定するように解釈してはならず、またそうでなくても本発明のワイヤレス位置検出システムの態様が開示した特定の方法および装置に限定されることを暗示するようにこれらの用語を解釈してはならない。更に、当業者には言外であろうが、本明細書において開示した本発明の態様の多くは、ＴＤＯＡ技法に基づかない位置検出システムにも適用可能である。例えば、本発明は、先に説明したように構成されているＳＣＳを用いるシステムに限定されるのではない。ＳＣＳ、ＴＬＰ等は、本質的に、プログラム可能なデータ収集および処理デバイスであり、本明細書に開示した発明概念から逸脱することなく、種々の形態をなすことが可能である。ディジタル信号処理およびその他の処理機能のコストが急速に下落していることから、例えば、本発明のシステムの動作を変更することなく、特定の機能に対する処理を、本明細書に記載した機能的要素（ＴＬＰのような）の１つから、別の機能的要素（ＳＣＳのような）に移転することも容易に可能である。多くの場合、本明細書において記載した実施態様（即ち、機能要素）の場所は、設計者の好みに過ぎず、必須要件ではない。したがって、明示的に限定され得る場合を除いて、以下の請求項の保護範囲は、先に記載した具体的な実施形態に限定することは意図していない。
【図１】
0005467867.tif 000003
【図２Ａ】
0005467867.tif 000004
【図２Ｂ】
0005467867.tif 000005
【図３】
0005467867.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
0005467867.tif 000009
【図７】
0005467867.tif 000010
【図８Ａ】
0005467867.tif 000011
【図８Ｂ】
0005467867.tif 000012
【図８Ｃ】
0005467867.tif 000013
【図９】
0005467867.tif 000014
【図１０】
0005467867.tif 000015