(57)【要約】【課題】高価な事前配置の作業、および／またはネットワーク基盤への変更を回避しながら位置決定を向上させることができる、無線信号特性（たとえばＲＴＴ、信号強度など）を利用する様々なモデルを単独でまたは組み合わせて実装することが望ましいことがある。【解決手段】移動局の位置を無線で決定するための一方法は、複数の無線アクセスポイントへのラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を測定する段階と、各無線アクセスポイントに関連するラウンドトリップ時間遅延および初期処理時間に基づいて各無線アクセスポイントへの第１距離を推定する段階と、補足的情報に基づいて各無線アクセスポイントへの第２距離を推定する段階と、各無線アクセスポイントへの第１距離推定と第２距離推定とを組み合わせる段階と、組み合わされた距離推定に基づいて位置を計算する段階とを含む。【選択図】図６
2014139568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局の位置を無線で決定するための処理時間を決定する方法であって、
複数の無線アクセスポイントの各へのラウンドトリップ時間遅延を計測する段階と、
前記無線アクセスポイントの各についての初期処理時間を推測する段階と、
前記計測されたラウンドトリップ時間遅延と前記推測された処理時間とに基づいて前記移動局の位置を計算する段階と、
前記移動局の前記計算された位置に基づいて前記無線アクセスポイントの各々についての前記初期処理時間を更新する段階と、を具備する
前記方法。
【請求項２】
前記更新された処理時間が収束していないこと判断する段階と、
前記複数の無線アクセスポイントへの前記ラウンドトリップ時間遅延を計測する段階と、
前記計測されたラウンドトリップ時間遅延と前記更新された推測された処理時間とに基づいて、前記移動局の後続の位置を計算する段階と、
前記移動局の前期後続の位置に基づいて前記無線アクセスポイントの各々に関する前記更新された処理時間を改良する段階と、
を更に具備する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記更新された処理時間が収束したこと判断する段階と、
前記移動局が位置を変えたこと判断する段階と、
複数の無線アクセスポイントの各々へのラウンドトリップ時間遅延を計測する段階と、
前記計測されたラウンドトリップ時間遅延と前記更新された推測された処理時間とを用いて前記移動局の位置を計算する段階と、
を更に具備する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記無線アクセスポイントへのラウンドトリップ時間遅延を測定する前記段階が、
前記移動局から前記無線アクセスポイントへパケットを送信する段階と、
前記送信されたパケットが送られた第１の時間を記録する段階と、
前記送信されたパケットに応答して前記無線アクセスポイントから応答パケットを受信する段階と、
前記応答パケットが受信された第２の時間を記録する段階と、
記録された前記第２の時間と記録された前記第１の時間との間の差を計算する段階と、
を更に具備する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記送信されたパケットが、前記移動局が前記無線アクセスポイントと関連をもたないユニキャストパケットを使用する請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記送信されたパケットが、前記移動局が前記無線アクセスポイントと関連をもつパケットを使用する請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記移動局および前記無線アクセスポイントが、ＩＥＥＥ ８０２．１１規格、セルラピコネット、セルラフェムトセル、および／またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈネットワーキング規格に従って動作する請求項４に記載の方法。
【請求項８】
各無線アクセスポイントへの前記初期処理時間を決定する前記段階が、
各無線アクセスポイントからのパケットの受信信号強度を測定する段階と、
前記測定された信号強度に基づいて各無線アクセスポイントへの距離を推定する段階順と、
前期推定された距離に基づいて各無線アクセスポイントに関する前記初期処理時間を計算する段階と、
を更に具備する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記受信信号強度に基づいて各無線アクセスポイントへの前記距離を間隔内に推定する段階を更に具備する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも２つの無線アクセスポイントの前記初期処理時間が実質的に異なることが知られており、
各無線アクセスポイントの前記初期処理時間が、それぞれの間隔の中間点にあると推定する段階をさらに有する
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記無線アクセスポイントの前記処理時間が実質的に類似することが知られており、
前記初期処理時間が、前記無線アクセスポイントの前記間隔の交差の中間点にあると推定する段階をさらに有することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記移動局の前記位置を計算する段階が、
受信信号強度に基づいて前記複数の無線アクセスポイントを選択する段階と、
前記選択された無線アクセスポイントのそれぞれの位置を決定する段階と、
前記測定されたラウンドトリップ時間遅延および前記推定された処理時間を使用して前記移動局と各無線アクセスポイントとの間の距離を計算する段階と、
前記計算された距離および各無線アクセスポイントの位置に基づいて三辺測量を実施する段階と
を更に具備する請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記選択された無線アクセスポイントのそれぞれの前記位置が標準座標系で定義される請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記無線アクセスポイントのそれぞれについて前記推定された処理時間を更新する段階が、
前記移動局の前記計算された位置および前記無線アクセスポイントの位置に基づいて各無線アクセスポイントへの距離を計算する段階と、
各無線アクセスポイントへの前記測定されたラウンドトリップ時間遅延および各無線アクセスポイントへの前記計算された距離に基づいて各無線アクセスポイントの新しい処理時間を計算する段階と、
を更に具備する請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
移動局の位置を無線で決定するための処理時間を決定するための装置であって、
無線トランシーバと、
前記無線トランシーバに接続されたプロセッサと、
前記プロセッサに接続されたメモリと
を具備し、
前記メモリは、実行可能命令およびデータを格納し、
前記実行可能命令およびデータは、前記プロセッサに、
複数の無線アクセスポイントのそれぞれへのラウンドトリップ時間遅延を測定する手順と、
前記無線アクセスポイントのそれぞれについて初期処理時間を推定する手順と、
前記測定されたラウンドトリップ時間遅延および推定された処理時間に基づいて前記移動局の前記位置を計算する手順と、
前記移動局の前記計算された位置に基づいて前記無線アクセスポイントのそれぞれについて前記初期処理時間を更新する手順と、
を実行させる装置。
【請求項１６】
前記更新された処理時間が収束していないと決定する手順と、
前記複数の無線アクセスポイントのそれぞれへの前記ラウンドトリップ時間遅延を測定する手順と、
前記測定されたラウンドトリップ時間遅延および前記更新された推定された処理時間を使用して前記移動局の後続の位置を計算する手順と、
前記移動局の前記後続の位置に基づいて前記無線アクセスポイントのそれぞれについて前記更新された処理時間を改良する手順と、
を実行させる命令を更に具備する請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記推定された処理時間が収束していると決定する手順と、
前記移動局が位置を変更したと決定する手順と、
複数の無線アクセスポイントのそれぞれへのラウンドトリップ時間遅延を測定する手順と、
前記測定されたラウンドトリップ時間遅延および前記更新された推定された処理時間を使用して前記移動局の位置を計算する手順と、
を前記プロセッサに実行させる更に命令を具備する請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記無線アクセスポイントへのラウンドトリップ時間遅延を測定する前記手順が、
前記移動局から前記無線アクセスポイントにパケットを送信する手順と、
前記送信されたパケットが送られた第１時間を記録する手順と、
前記送信されたパケットに応答して前記無線アクセスポイントから応答パケットを受信する手順と、
前記応答パケットが受信された第２時間を記録する手順と、
記録された前記第２時間と記録された前記第１時間との間の差を計算する手順と、
を更に具備する請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
前記送信されたパケットが、前記移動局が前記無線アクセスポイントと関連をもたないユニキャストパケットを使用する請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記送信されたパケットが、前記移動局が前記無線アクセスポイントと関連をもつパケットを使用する請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記移動局および前記無線アクセスポイントが、ＩＥＥＥ ８０２．１１規格、セルラピコネット、セルラフェムトセル、および／またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈネットワーキング規格に従って動作する請求項１８に記載の装置。
【請求項２２】
前記初期処理時間を推定する前記手順が、
各無線アクセスポイントからのパケットの受信信号強度を決定する手順と、
前記決定された信号強度に基づいて各無線アクセスポイントへの距離を推定する手順と、
前記推定された距離に基づいて各無線アクセスポイントの前記初期処理時間を計算する手順と
をさらに含む請求項１５に記載の装置。
【請求項２３】
前記受信信号強度に基づいて、各無線アクセスポイントへの前記距離を間隔内に入れる手順を、前記プロセッサに実行させる命令を更に具備する請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
少なくとも２つの無線アクセスポイントの前記処理時間が実質的に異なることが知られており、
各無線アクセスポイントの前記初期処理時間が、そのそれぞれの間隔の中間点にあると推定する手順を、前記プロセッサに実行させる命令を更に具備する請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記無線アクセスポイントの前記処理時間が実質的に類似すると知られており、
前記初期処理時間が、前記無線アクセスポイントの前記間隔の交差の中間点にあると推定する手順を、前記プロセッサに実行させる命令を更に具備する請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
前記移動局の前記位置を計算する前記手順が、
受信信号強度に基づいて前記複数の無線アクセスポイントを選択する手順と、
前記選択された無線アクセスポイントのそれぞれの位置を決定する手順と、
前記測定されたラウンドトリップ時間遅延および前記推定された処理時間を使用して前記移動局と各無線アクセスポイントとの間の距離を計算する手順と、
前記計算された距離および各無線アクセスポイントの位置に基づいて三辺測量を実施する手順と
を更に含む請求項１５に記載の装置。
【請求項２７】
前記無線アクセスポイントのそれぞれについて前記推定された処理時間を更新する手順が、
前記移動局の前記計算された位置および前記無線アクセスポイントの位置に基づいて各無線アクセスポイントへの距離を計算する手順と、
各無線アクセスポイントへの前記測定されたラウンドトリップ時間遅延および各無線アクセスポイントへの前記計算された距離に基づいて各無線アクセスポイントの新しい処理時間を計算する手順と
を更に含む請求項１５に記載の装置。
【請求項２８】
移動局の位置を無線で決定するための処理時間を決定するための装置であって、
複数の無線アクセスポイントのそれぞれへのラウンドトリップ時間遅延を測定する手段と、
前記無線アクセスポイントのそれぞれについて初期処理時間を推定する手段と、
前記測定されたラウンドトリップ時間遅延および推定された処理時間に基づいて前記移動局の前記位置を計算する手段と、
前記移動局の前記計算された位置に基づいて前記無線アクセスポイントのそれぞれについて前記初期処理時間を更新する手段と
を具備することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
米国特許法第１１９条に基づく優先権の主張
本特許出願は、それぞれが本発明の譲受人に譲渡され、参照によりその全体が本明細書に明示的に組み込まれる、２００８年１１月２１日に出願された米国特許仮出願第６１／１１６，９９６号、「ＤＥＴＥＲＭＩＮＡＴＩＯＮ ＯＦ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＤＥＬＡＹ ＦＯＲ ＡＣＣＵＲＡＴＥ ＴＷＯ−ＷＡＹ ＲＡＮＧＩＮＧ ＩＮ Ａ ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＮＥＴＷＯＲＫ」および２００８年１１月２１日に出願された米国特許仮出願第６１／１１７，０５５号、「ＬＯＣＡＬＩＺＡＴＩＯＮ ＶＩＡ ＳＩＧＮＡＬ ＳＴＲＥＮＧＴＨ」に対する優先権を主張するものである。
【０００２】
同時係属特許出願の参照
本特許出願は、以下の同時係属米国特許出願に関する。
本発明と同時出願され、本発明の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に明示的に組み込まれる、整理番号第０９０２１５号、Ａｇｇａｒｗａｌらによる「ＢＥＡＣＯＮ ＳＥＣＴＯＲＩＮＧ ＦＯＲ ＰＯＳＩＴＩＯＮ ＤＥＴＥＲＭＩＮＡＴＩＯＮ」。
本発明と同時出願され、本発明の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に明示的に組み込まれる、整理番号第０９０５０５号、Ａｇｇａｒｗａｌらによる「ＮＥＴＷＯＲＫ−ＣＥＮＴＲＩＣ ＤＥＴＥＲＭＩＮＡＴＩＯＮ ＯＦ ＮＯＤＥ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＤＥＬＡＹ」。
本発明と同時出願され、本発明の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に明示的に組み込まれる、整理番号第０９０５３３号、Ａｇｇａｒｗａｌらによる「ＷＩＲＥＬＥＳＳ−ＢＡＳＥＤ ＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧ ＡＤＪＵＳＴＭＥＮＴＳ ＵＳＩＮＧ Ａ ＭＯＴＩＯＮ ＳＥＮＳＯＲ」。
【０００３】
本開示の態様は、一般には、無線通信システムに関し、より詳細には、無線移動装置と共に、かつ／または無線移動装置によって使用される改良型の位置決定方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００４】
移動体通信網は、移動装置の動きおよび／または位置検出（position location sensing）に関連した、ますます高度化する能力を提供している過程にある。たとえば個人の生産性、協調通信、ソーシャルネットワーキングおよび／またはデータ取得に関連するものなど、新しいソフトウェアアプリケーションは、動きおよび／または位置センサを使用して、新しい特徴およびサービスを消費者に提供することができる。さらに、様々な管轄区域のいくつかの規制上の要件では、移動装置が米国の９１１番などの救急サービスに電話をするときにネットワークオペレータが移動装置の位置を報告することを求めることがある。
【０００５】
従来のデジタルセルラ網では、位置特定能力は、様々な時間および／または位相測定技法によって提供することができる。たとえば、ＣＤＭＡ網では、使用される１つの位置決定手法は、拡張型順方向リンク三角測定（ＡＦＬＴ：Advanced Forward Link Trilateration）である。ＡＦＬＴを使用して、移動装置は、複数の基地局から送信されたパイロット信号の位相測定からその位置を計算することができる。ＡＦＬＴへの改良は、移動局が衛星測位システム（ＳＰＳ：Satellite Positioning System）受信機を使用し得るハイブリッド位置特定技法を使用することによって実現されてきた。ＳＰＳ受信機は、基地局によって送信された信号から導出された情報とは独立した位置情報を提供することができる。さらに、位置精度は、従来の技法を使用したＳＰＳシステムとＡＦＬＴシステムの両方から導出された測定を組み合わせることによって改良することができる。
【０００６】
しかしながら、ＳＰＳおよび／またはセルラ基地局によって提供された信号に基づく従来の位置特定技法は、移動装置が建物内および／または都市環境内で動作しているときに問題に遭遇することがある。こうした状況では、信号反射および屈折、マルチパスおよび／または信号減衰は、位置精度を著しく低下させることがあり、また位置決定時間（time-to-fix）を許容できないほど長い期間へと緩慢にすることがある。これらの欠点は、移動装置に、位置情報導出のためにＷｉ―Ｆｉ（たとえばＩＥＥＥ ８０２．１１ｘ規格）など他の既存の無線網からの信号を利用させることによって克服することができる。他の既存の無線網で使用される従来の位置決定技法は、これらのネットワーク内で使用された信号から導出されたラウンドトリップ時間（ＲＴＴ：round trip time）測定を使用することができる。
【０００７】
正確な位置決定のためにＲＴＴ測定技法を使用することは典型的に、ネットワークを備える様々なネットワークデバイス中を無線信号が伝搬する間に無線信号が受ける時間遅延について知っていることを要する。こうした遅延は、たとえばマルチパスおよび／または信号干渉により、空間的に異なることがある。さらに、こうした処理遅延は、ネットワークデバイスのタイプおよび／またはネットワークデバイスの現在のネットワーク負荷に基づいて時間と共に変化することがある。実際には、従来のＲＴＴ測位技法を使用する場合、処理遅延期間の推定は、無線アクセスポイント内のハードウェア変更、ならびに／または、時間のかかる事前配置のフィンガープリンティングおよび／もしくは動作環境の較正を要することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許仮出願第６１／１１６９９６号明細書
【特許文献２】米国特許仮出願第６１／１１７０５５号明細書
【特許文献３】Aggarwal et al., "BEACON SECTORING FOR POSITION DETERMINATION"
【特許文献４】Aggarwal et al., "NETWORK-CENTRIC DETERMINATION OF NODE PROCESSING DELAY"
【特許文献５】Aggarwal et al., "WIRELESS-BASED POSITIONING ADJUSTMENTS USING A MOTION SENSOR"
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、高価な事前配置の作業、および／またはネットワーク基盤への変更を回避しながら位置決定を向上させることができる、無線信号特性（たとえばＲＴＴ、信号強度など）を利用する様々なモデルを単独でまたは組み合わせて実装することが望ましいことがある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の例示的な実施態様は、移動局の位置を無線で決定するための装置および方法を対象とする。一実施態様では、方法が、複数の無線アクセスポイントのそれぞれへのラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を測定する段階と、各無線アクセスポイントに関連するラウンドトリップ時間遅延および初期処理時間に基づいて各無線アクセスポイントへの第１の距離を推定する段階とを含んでよい。この方法は、補足的情報に基づいて各無線アクセスポイントへの第２の距離を推定する段階と、各無線アクセスポイントへの第１と第２の距離推定を組み合わせる段階と、組み合わされた距離推定に基づいて移動局の位置を計算する段階とをさらに含んでよい。
【００１１】
別の実施態様では、無線位置決定のための装置が提示される。この装置は、無線トランシーバ、無線トランシーバに接続されたプロセッサと、プロセッサに接続されたメモリとを含んでよい。このメモリは、プロセッサに、複数の無線アクセスポイントのそれぞれへのラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を測定させ、各無線アクセスポイントに関連するラウンドトリップ時間遅延および初期処理時間に基づいて各無線アクセスポイントへの第１の距離を推定させ、補足的情報に基づいて各無線アクセスポイントへの第２の距離を推定させ、各無線アクセスポイントへの第１と第２の推定距離を組み合わさせ、組み合わされた距離推定に基づいて移動局の位置を計算させるための実行可能命令およびデータを格納してよい。
【００１２】
さらに別の実施態様では、複数の無線アクセスポイントによって提供された信号を使用して移動局の位置を無線で決定するための方法が提示される。この方法は、無線信号モデルに基づいて各無線アクセスポイントへの距離を測定する段階と、測定された距離に基づいて移動局の位置を計算する段階とを含んでよい。この方法は、移動局の計算された位置に基づいて各無線アクセスポイントへの計算された距離を決定する段階と、各無線アクセスポイントへの測定され計算された距離に基づいて無線信号モデルを更新する段階と、無線信号モデルが収束したかどうか決定する段階とをさらに含んでよい。
【００１３】
さらに別の実施態様では、複数の無線アクセスポイントによって提供された信号を使用して移動局の位置を無線で決定するための装置が提示される。この装置は、無線トランシーバと、無線トランシーバに接続されたプロセッサと、プロセッサに接続されたメモリとを含んでよい。このメモリは、プロセッサに、無線信号モデルに基づいて各無線アクセスポイントへの距離を測定させ、測定された距離に基づいて移動局の位置を計算させ、移動局の計算された位置に基づいて各無線アクセスポイントへの計算された距離を決定させ、各無線アクセスポイントへの測定され計算された距離に基づいて無線信号モデルを更新させ、無線信号モデルが収束したかどうか決定させるための実行可能命令およびデータを格納してよい。
【００１４】
さらに別の実施態様では、移動局の位置を無線で決定するための方法は、複数の無線アクセスポイントのそれぞれへのラウンドトリップ時間遅延を測定する段階と、無線アクセスポイントのそれぞれについて初期処理時間を推定する段階とを含んでよい。この方法は、測定されたラウンドトリップ時間遅延および推定された処理時間に基づいて移動局の位置を計算する段階と、移動局の計算された位置に基づいて無線アクセスポイントのそれぞれについて推定された処理時間を更新する段階とをさらに含んでよい。
【００１５】
さらに別の実施態様では、移動局の位置を無線で決定するための装置は、無線トランシーバと、無線トランシーバに接続されたプロセッサと、プロセッサに接続されたメモリとを含んでよい。このメモリは、プロセッサに、複数の無線アクセスポイントのそれぞれへのラウンドトリップ時間遅延を測定させ、無線アクセスポイントのそれぞれについて初期処理時間を推定させ、測定されたラウンドトリップ時間遅延および推定された処理時間に基づいて移動局の位置を計算させ、移動局の計算された位置に基づいて無線アクセスポイントのそれぞれについて推定された処理時間を更新させるための実行可能命令およびデータを格納してよい。
【発明の効果】
【００１６】
様々な実施態様は、無線アクセスポイントの処理時間についての知識を必要とせず、かつ／またはビーコン、レンジングパケット（ranging packet）および／もしくはルックアップテーブルを使用してこの情報を移動局に提供することを必要としない無線アクセスポイントを有することにより利益を得ることができる。こうした利点により、無線アクセスポイント製造元の負担を軽減させることができ、それによって、無線アクセスポイント製造元のハードウェアおよび／またはプロトコルの修正が回避可能となり得る。さらに、様々な実施態様は、無線アクセスポイントのそれぞれ異なる製造の処理時間値の中央データベースを維持する複雑さを緩和することを可能にすることができる。
【００１７】
添付の図面は、本発明の実施形態についての説明に役立てるために提示されており、本発明を限定するためではなく、諸実施形態を例示するためにだけに示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本開示の実施形態による、移動局の例示的な動作環境を示す図である。
【図２】例示的な移動局の様々なコンポーネントを示すブロック図である。
【図３】複数の無線アクセスポイントから取得された情報を使用して移動局の位置を決定するための例示的な技法を示す図である。
【図４】無線プローブ要求と応答の間に生じるラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）内の例示的なタイミングを示す図である。
【図５】受信信号強度表示（ＲＳＳＩ：received signal strength indication）と、移動局と無線アクセスポイントの間の距離との例示的な関係を示すグラフである。
【図６】移動局の位置決定を向上させるために無線信号モデルを組み合わせる例示的なプロセスを示すフローチャートである。
【図７】測定された信号強度（ＲＳＳＩ）およびＲＴＴに基づく距離が移動局の位置の向上のために組み合わされてよい、図６に示されたプロセスの別の実施形態のフローチャートである。
【図８】無線信号モデルを適応的に向上させるための例示的な方法を示すフローチャートである。
【図９】ＲＳＳＩに基づいて移動局と無線アクセスポイントの間の距離を決定するために使用される例示的なレンジングモデルのグラフである。
【図１０】ＲＳＳＩに基づいて無線アクセスポイントと移動局の間の距離推定を向上させるためにモデル化され得る例示的な屋内環境を示す図である。
【図１１】位置決定のためにＲＳＳＩレンジングモデルと、適応モデルであるＲＴＴレンジングモデルの両方を使用する別の例示的な方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の態様は、本発明の特定の実施形態を対象とする下記説明および関連する図面に開示されている。本発明の範囲から逸脱することなく、代替の実施形態を案出することができる。さらに、本発明のよく知られている要素については、詳細には説明されておらず、または本発明の関連する詳細を不明瞭にしないために省略される。
【００２０】
単語「例示的な」は、本明細書では、「例、事例または例証となる」ことを意味するために用いられている。本明細書で「例示的」と記載されるいずれの実施形態も、他の実施形態よりも好ましいまたは有利であると必ずしも解釈すべきでない。同様に、用語「本発明の実施形態」は、本発明のすべての実施形態が、記載された特徴、利点または操作モードを含むことを必要としない。
【００２１】
本明細書で用いられた用語は、特定の実施形態について説明するためのものにすぎず、本発明の実施形態を限定するものではない。本明細書では、単数形「１つの（a、an、the）」は、文脈により明らかに示されていない限り、複数形をも含むことを意図している。用語「備える（comprises、comprising）」および／または「含む（includes、including）」は、本明細書では、記載された特徴、整数、ステップ、操作、要素および／またはコンポーネントが存在することを指定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、コンポーネントおよび／またはそのグループの存在または追加を除外するものでないことがさらに理解されよう。
【００２２】
さらに、多くの実施形態について、たとえばコンピューティングデバイスの要素によって実施される動作シーケンスに関して説明されている。本明細書に記載された様々な動作は、特定回路（たとえば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））によって、１つまたは複数のプロセッサにより実行されるプログラム命令によって、またはそれらの組合せによって実施できることが認識されよう。さらに、本明細書に記載されたこれらの動作シーケンスは、対応する１組のコンピュータ命令がその中に格納された任意の形のコンピュータ読取り可能記憶媒体内に完全に具現化されると見なすことができ、この１組のコンピュータ命令は、実行されると、関連するプロセッサに、本明細書に記載された機能を実施させる。したがって、本発明の様々な態様は、複数の異なる形で具現化することができ、そのすべてが、特許請求された主題の範囲内であることを意図している。さらに、本明細書に記載された諸実施形態のそれぞれについて、いずれかのこうした実施形態の対応する形は、本明細書ではたとえば、記載された動作を実施する「ように構成された論理」として記載され得る。
【００２３】
図１は、移動局１０８の例示的な動作環境１００の図である。本発明の実施形態は、レンジモデル（range model）の組合せを使用し得る移動局１０８、および／または位置決定を対象とする。他の実施形態は、たとえば、無線アクセスポイントによってもたらされた処理遅延に対処するように調整されるラウンドトリップ時間測定（ＲＴＴ）を使用して、レンジングモデルを適応的に変更することができる。処理遅延は、それぞれ異なるアクセスポイント間で異なることがあり、時間と共に変化することもある。たとえば受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）など補足的情報を使用することによって基地局は、位置を決定し、かつ／または反復技法を使用して、無線アクセスポイントによってもたらされた処理遅延の影響を較正することができる。
【００２４】
動作環境１００は、１つまたは複数の異なるタイプの無線通信システムおよび／または無線測位システムを含んでよい。図１に示された実施形態では、衛星測位システム（ＳＰＳ：Satellite Positioning System）１０２は、移動局１０８に関する独立した位置情報源として使用することができる。移動局１０８は、ＳＰＳ衛星から地理位置情報を導出するための信号を受信するように特に設計された１つまたは複数の専用ＳＰＳ受信機を含んでよい。
【００２５】
動作環境１００は、無線音声および／またはデータ通信用に使用できる１つまたは複数のタイプの複数の広域ネットワーク無線アクセスポイント（ＷＡＮ−ＷＡＰ：Wide Area Network Wireless Access Point）１０４、ならびに移動局１０８についての別の独立した位置情報源を含むこともできる。ＷＡＮ−ＷＡＰ １０４は、既知の位置にセルラ基地局を含み得る広域無線ネットワーク（ＷＷＡＮ：wide area wireless network）、および／またはたとえばＷｉＭＡＸ（たとえば８０２．１６）など、他の広域無線システムの一部であってよい。ＷＷＡＮは、単純にするために図１には示されていない他の既知のネットワーク要素を含んでよい。典型的には、ＷＷＡＮ内の各ＷＡＮ−ＷＡＰ １０４ａ〜１０４ｃは、固定位置から動作し、大きい都市および／または地方の領域にわたるネットワークサービスエリアを提供することができる。
【００２６】
動作環境１００は、無線音声および／またはデータ通信用に使用できるローカルエリアネットワーク無線アクセスポイント（ＬＡＮ−ＷＡＰ：Local Area Network Wireless Access Point）１０６、ならびに別の独立した位置データ源をさらに含んでよい。ＬＡＮ−ＷＡＰは、建物内で動作し、ＷＷＡＮより小さい地理的領域に渡って通信を実施できる無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ：Wireless Local Area Network）の一部であってよい。こうしたＬＡＮ−ＷＡＰ １０６は、たとえば、ＷｉＦｉ網（８０２．１１ｘ）、セルラピコネットおよび／またはフェムトセル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）網などの一部であってよい。
【００２７】
移動局１０８は、ＳＰＳ衛星１０２、ＷＡＭ−ＷＡＰ １０４および／またはＬＡＮ−ＷＡＰ １０６のうちの１つまたは組合せから位置情報を導出してよい。上記システムはそれぞれ、異なる技法を使用して移動局１０８の位置の独立した推定を提供することができる。一部の実施形態では、移動局は、位置データの精度を向上させるために、それぞれ異なるタイプのアクセスポイントのそれぞれから導出された解決法を組み合わせることができる。
【００２８】
ＳＰＳ １０２を使用して位置を導出するとき、移動局は、従来の技法を使用して、ＳＰＳ衛星１０２によって送信された複数の信号から位置を抽出するＳＰＳで使用するように特に設計された受信機を使用することができる。本明細書に記載された方法および装置は、様々な衛星測位システムで使用することができ、この衛星測位システムは典型的には、送信機から受信された信号に少なくとも部分的に基づいてエンティティが地球上または地球上空のその位置を決定することを可能にするように置かれた送信機のシステムを含む。こうした送信機は典型的には、１組の複数のチップの反復する疑似ランダム雑音（ＰＮ：pseudo-random noise）コードでマーク付けされた信号を送信し、地上の制御局、ユーザ機器および／または宇宙船上に置かれ得る。特定の例では、こうした送信機は、地球周回軌道衛星ビークル（ＳＶ：satellite vehicle）に置かれてよい。たとえば、全地球測位システム（ＧＰＳ：Global Positioning System）、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧｌｏｎａｓｓまたはＣｏｍｐａｓｓなど、全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）のコンステレーション内のＳＶは、ＰＮ符号でマーク付けされた信号を送信することができ、このＰＮ符号は、（たとえば、ＧＰＳの場合のように各衛星についてそれぞれ異なるＰＮ符号を使用して、またはＧｌｏｎａｓｓの場合のようにそれぞれ異なる周波数上で同じコードを使用して）コンステレーション内の他のＳＶによって送信されたＰＮ符号と区別することができる。特定の態様によれば、本明細書に提示された技法は、ＳＰＳのための全地球システム（たとえばＧＮＳＳ）に限定されない。たとえば、本明細書に示された諸技法は、たとえば日本の準天頂衛星システム（ＱＺＳＳ：Quasi-Zenith Satellite System）、インドのインド地域衛星航法システム（ＩＲＮＳＳ：Indian Regional Navigational Satellite System）、中国のＢｅｉｄｏｕなど、様々な地域システム、ならびに／あるいは様々な補強システム（たとえば衛星型補強システム（ＳＢＡＳ：Satellite Based Augmentation System）に適応され、または別のやり方でそれにおいて使用できるようにされてよく、この補強システムは、１つまたは複数の全地球および／または地域衛星航法システムに関連付けられ、または別のやり方でそれにおいて使用できるようにされ得る。限定ではなく、例を挙げると、ＳＢＡＳは、たとえば広域補強システム（ＷＡＡＳ：Wide Area Augmentation System）、欧州静止衛星航法補強サービス（ＥＧＮＯＳ：European Geostationary Navigation Overlay Service）、多機能衛星補強システム（ＭＳＡＳ：Multi-functional Satellite Augmentation System）、ＧＰＳ補助Ｇｅｏ補強航法またはＧＰＳ・Ｇｅｏ補強航法システム（ＧＡＧＡＮ：GPS and Geo Augmented Navigation system）など、保全性情報、微分補正などを提供する補強システムを含んでよい。したがって、本明細書では、ＳＰＳは、１つまたは複数の全地球および／または地域航法衛星システム、および／または増強システムの任意の組合せを含むことができ、ＳＰＳ信号は、ＳＰＳ、ＳＰＳライクな、および／またはこうした１つまたは複数のＳＰＳに関連する他の信号を含んでよい。
【００２９】
さらに、開示された方法および装置は、疑似衛星、または衛星と疑似衛星の組合せを使用する位置決定システムで使用することができる。疑似衛星は、ＧＰＳ時間と同期され得る、Ｌ帯（または他の周波数）搬送波信号上で変調されたＰＮ符号また他のレンジングコード（ＧＰＳまたはＣＤＭＡセルラ信号に類似）をブロードキャストする地上送信機である。こうした各送信機には、遠隔受信機による識別を可能にするための一意のＰＮ符号が割り当てられてよい。疑似衛星は、トンネル、鉱山、建物、都市の谷間または他の囲まれた領域など、周回軌道衛星からのＧＰＳ信号が使用できないことがある状況において有用である。疑似衛星の別の実装形態は、無線ビーコンとして知られている。用語「衛星」は、本明細書では、疑似衛星、疑似衛星の等価物、およびその他を含むことが意図される。用語「ＳＰＳ信号」は、本明細書では、疑似衛星または疑似衛星の等価物からのＳＰＳライクな信号を含むことが意図される。
【００３０】
ＷＷＡＮから位置を導出するとき、各ＷＡＮ−ＷＡＰ １０４ａ〜１０４ｃは、デジタルセルラ網内の基地局の形をとることができ、移動局１０８は、セルラ送受信機と、位置を導出するために基地局信号を利用できるプロセッサとを含んでよい。デジタルセルラ網は、図１に示された追加の基地局または他のリソースを含んでよいことを理解されたい。ＷＡＮ−ＷＡＰ １０４は実際には移動可能であり、または別のやり方で再配置可能であり得るが、例示するために、ＷＡＮ−ＷＡＰ １０４は、本質的に固定位置に配置されると仮定する。
【００３１】
移動局１０８は、たとえば拡張型順方向リンク三角測定（ＡＦＬＴ）など、既知の到着時間技法を使用して位置決定を実施することができる。他の実施形態では、それぞれのＷＡＮ−ＷＡＰ １０４ａ〜１０４ｃは、ＷｉＭａｘ無線ネットワーキング基地局の形をとることができる。この場合、移動局１０８は、ＷＡＮ−ＷＡＰ １０４によって提供された信号から、到着時間（ＴＯＡ：time-of-arrival）技法を使用して移動局１０８の位置を決定してもよい。移動局１０８は、以下により詳細に記載されるように、位置をスタンドアロンモードで決定してもよいし、ＴＯＡ技法を使用して測位サーバ１１０およびネットワーク１１２の助けを借りて決定してもよい。本開示の実施形態は、移動局１０８に、それぞれ異なるタイプのＷＡＮ−ＷＡＰ １０４を使用して位置情報を決定させることを含むことに留意されたい。たとえば、一部のＷＡＮ−ＷＡＰ １０４は、セルラ基地局であってよく、また他のＷＡＮ−ＷＡＰは、ＷｉＭａｘ基地局であってよい。こうした動作環境では、移動局１０８は、個々の異なるタイプのＷＡＮ−ＷＡＰからの信号を利用し、導出された位置解決法をさらに組み合わせて精度を向上させることが可能であってよい。
【００３２】
ＷＬＡＮを使用して位置を導出する場合、移動局１０８は、測位サーバ１１０およびネットワーク１１２の助けにより到着時間技法を使用することができる。測位サーバ１１０は、ネットワーク１１２を介して移動局に通信してよい。ネットワーク１１２は、ＬＡＮ−ＷＡＰ １０６を組み込む、有線網と無線網の組合せを含んでよい。一実施形態では、それぞれのＬＡＮ−ＷＡＰ １０６ａ〜１０６ｅは、たとえばＷｉＦｉ無線アクセスポイントであってよく、このＷｉＦｉ無線アクセスポイントは、必ずしも固定位置に設定されるとは限らず、位置を変更することができる。各ＬＡＮ−ＷＡＰ １０６ａ〜１０６ｅの位置は、測位サーバ１１０内で、共通座標系に格納されてよい。一実施形態では、移動局１０８の位置は、移動局１０８に、各ＬＡＮ−ＷＡＰ １０６ａ〜１０６ｅから信号を受信させることによって決定することができる。それぞれの信号は、受信信号に含まれ得る何らかの形の識別情報（たとえばＭＡＣアドレスなど）に基づいて、信号の発信元のＬＡＮ−ＷＡＰに関連付けることができる。次いで、移動局１０８は、受信信号のそれぞれに関連する時間遅延を導出してよい。次いで、移動局１０８は、各ＬＡＮ−ＷＡＰの時間遅延および識別情報を含んでよいメッセージを形成し、ネットワーク１１２を介して測位サーバ１１０にメッセージを送ることができる。次いで、受信されたメッセージに基づいて、測位サーバは、関連するＬＡＮ−ＷＡＰ １０６の格納された位置を使用して、移動局１０８の位置を決定することができる。測位サーバ１１０は、局所座標系内の移動局の位置へのポインタを含む位置構成情報（ＬＣＩ：Location Configuration Information）メッセージを生成し、基地局に提供してよい。ＬＣＩメッセージは、移動局１０８の位置に関する他の関心地点を含むこともできる。移動局１０８の位置を計算するとき、測位サーバは、無線網内の要素によってもたらされ得る、それぞれ異なる遅延を考慮に入れることができる。
【００３３】
本明細書に記載された位置決定技法は、広域無線ネットワーク（ＷＷＡＮ）、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、無線パーソナルネットワーク（ＷＰＡＮ：wireless personal area network）など、様々な無線通信網に使用することができる。用語「ネットワーク」と「システム」はしばしば、区別なく用いられる。ＷＷＡＮは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）網、時分割多元接続（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）網、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ：Frequency Division Multiple Access）網、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal Frequency Division Multiple Access）網、単一搬送波周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ：Single-Carrier Frequency Division Multiple Access）網、ＷｉＭａｘ（ＩＥＥＥ ８０２．１６）などであってよい。ＣＤＭＡ網は、ｃｄｍａ２０００、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ：Wideband-CDMA）など、１つまたは複数の無線アクセス技術（ＲＡＴ：radio access technology）を実装してよい。ｃｄｍａ２０００は、ＩＳ−９５規格、ＩＳ−２０００規格およびＩＳ−８５６規格を含む。ＴＤＭＡ網は、移動通信用グローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標）：Global System for Mobile Communications）、デジタル拡張携帯電話システム（Ｄ−ＡＭＰＳ：Digital Advanced Mobile Phone System）、または他の何らかのＲＡＴを実装してよい。ＧＳＭ（登録商標）およびＷ−ＣＤＭＡは、「第３世代パートナーシッププロジェクト」（３ＧＰＰ：3rd Generation Partnership Project）と称するコンソーシアムからの文献に記載されている。ｃｄｍａ２０００は、「第３世代パートナーシッププロジェクト２」（３ＧＰＰ２：3rd Generation Partnership Project 2）と称するコンソーシアムからの文献に記載されている。３ＧＰＰおよび３ＧＰＰ２の文献は、公的に入手可能である。ＷＬＡＮは、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｘ網であってよく、ＷＰＡＮは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）網、ＩＥＥＥ ８０２．１５ｘまたは他の何らかのタイプのネットワークであってよい。これらの技法は、ＷＷＡＮ、ＷＬＡＮおよび／またはＷＰＡＮの任意の組合せに使用することもできる。
【００３４】
図２は、例示的な移動局２００の様々なコンポーネントを示すブロック図である。単純にするために、図２のボックス図に示された様々な特徴および機能は、共通のバスを使用して互いに接続されており、それは、これらの様々な特徴および機能が動作可能に互いに接続されることを表すものである。他の接続、機構、特徴、機能などが、実際の携帯型無線デバイスを動作可能に接続し構成するために必要に応じて提供され適応され得ることが当業者には認識されよう。さらに、図２の例に示された諸特徴または機能のうちの１つまたは複数は、さらに分割されてもよいし、図２に示された諸特徴または機能のうちの２つ以上が組み合わされてもよいことも認識されよう。
【００３５】
移動局は、１つまたは複数のアンテナ２０２に接続され得る１つまたは複数の広域ネットワークトランシーバ２０４を含んでよい。広域ネットワークトランシーバ２０４は、ＷＡＮ−ＷＡＰ １０４と通信し、かつ／またはＷＡＮ−ＷＡＰ １０４への／からの信号を検出し、かつ／またはネットワーク内の他の無線デバイスと直接通信するのに適したデバイス、ハードウェア、および／またはソフトウェアを備える。一態様では、広域ネットワークトランシーバ２０４は、無線基地局のＣＤＭＡ網と通信するのに適したＣＤＭＡ通信システムを備えてよいが、他の態様では、無線通信システムは、たとえばＴＤＭＡやＧＳＭ（登録商標）など、別のタイプの携帯電話網を備えてよい。さらに、たとえばＷｉＭａｘなど（８０２．１６）など、他の任意のタイプの無線ネットワーキング技術が使用されてよい。移動局は、１つまたは複数のアンテナ２０２に接続されてよい１つまたは複数のローカルエリアネットワークトランシーバ２０６を含むこともできる。ローカルエリアネットワークトランシーバ２０６は、ＬＡＮ−ＷＡＰ １０６と通信し、かつ／またはＬＡＮ−ＷＡＰ １０６への／からの信号を検出し、かつ／またはネットワーク内の他の無線デバイスと直接通信するのに適したデバイス、ハードウェア、および／またはソフトウェアを備える。一態様では、ローカルエリアネットワークトランシーバ２０６は、１つまたは複数の無線アクセスポイントと通信するのに適したＷｉＦｉ（８０２．１１ｘ）通信システムを備えてよいが、他の態様では、ローカルエリアネットワークトランシーバ２０６は、別のタイプのローカルエリアネットワーク、パーソナルエリアネットワーク（たとえばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））を備える。さらに、たとえば超広帯域幅、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、ワイヤレスＵＳＢなど、他の任意のタイプの無線ネットワーキング技術が使用されてよい。
【００３６】
本明細書では、略語「無線アクセスポイント」（ＷＡＰ：wireless access point）は、ＬＡＮ−ＷＡＰ １０６および／またはＷＡＮ−ＷＡＰ １０４に言及するためにされ得る。具体的には、下記に提示された説明では、「ＷＡＰ」が使用されるとき、実施形態は、複数のＬＡＮ−ＷＡＰ １０６、複数のＷＡＮ−ＷＡＰ １０４、またはその２つの任意の組合せからの信号を利用できる移動局２００を含んでよいことを理解されたい。移動局２００によって使用される特定のタイプのＷＡＰは、動作環境によって決まり得る。さらに、移動局２００は、正確な位置解決法を得るために、様々なタイプのＷＡＰ間で動的に選択することができる。
【００３７】
ＳＰＳ受信機２０８もまた、移動局２００に含まれてよい。ＳＰＳ受信機２０８は、衛星信号を受信するための１つまたは複数のアンテナ２０２に接続されてよい。ＳＰＳ受信機２０８は、ＳＰＳ信号を受信し処理するのに適した任意のハードウェアおよび／またはソフトウェアを備えてよい。ＳＰＳ受信機２０８は、他のシステムに情報および操作を適宜要求し、任意の適切なＳＰＳアルゴリズムによって得られた測定を使用して移動局２００の位置を決定するのに必要な計算を実施する。
【００３８】
動きセンサ２１２は、広域ネットワークトランシーバ２０４、ローカルエリアネットワークトランシーバ２０６およびＳＰＳ受信機２０８によって受信された信号から導出された動きデータに依存しない相対運動および／または方向情報を提供するために、プロセッサ２１０に接続されてよい。限定するためではなく、例を挙げると、動きセンサ２１２は、加速計（たとえばＭＥＭＳデバイス）、ジャイロスコープ、地磁気センサ（たとえばコンパス）、高度計（たとえば気圧高度計）および／または他の任意のタイプの移動検出センサを使用してよい。さらに、動きセンサ２１２は、複数の異なるタイプのデバイスを含み、動き情報を提供するためにデバイスの出力を組み合わせてよい。
【００３９】
プロセッサ２１０は、広域ネットワークトランシーバ２０４、ローカルエリアネットワークトランシーバ２０６、ＳＰＳ受信機２０８および動きセンサ２１２に接続されてよい。プロセッサは、処理機能、ならびに他の計算および制御機能性を提供する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、および／またはデジタル信号プロセッサを含んでよい。プロセッサ２１０は、移動局内のプログラムされた機能を実行するためのデータおよびソフトウェア命令を格納するメモリ２１４を含むこともできる。メモリ２１４は、プロセッサ２１０（たとえば同じＩＣパッケージ内）に搭載されてもよいし、かつ／またはメモリは、プロセッサの外部メモリであり、データバスを介して機能的に接続されてよい。本開示の態様に関連するソフトウェア機能性の詳細について、下記により詳細に記載される。
【００４０】
通信と位置決定機能性の両方を管理するために、複数のソフトウェアモジュールおよびデータテーブルが、メモリ２１４に常駐し、プロセッサ２１０によって使用されてよい。図２に示されたように、メモリ２１４は、測位モジュール２１６と、アプリケーションモジュール２１８と、受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）モジュール２２０と、ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）モジュール２２２とを含み、かつ／または他のやり方で受信してよい。図２に示されたメモリの内容の編成は例示的なものにすぎず、したがって、モジュールおよび／またはデータ構造体の機能性は、移動局２００の実装に依存するそれぞれ異なるやり方で組み合わされ、分離され、かつ／または構造化されてよいことを理解されたい。
【００４１】
アプリケーションモジュール２１８は、移動装置２００のプロセッサ２１０上で実行されるプロセスであってよく、この移動装置２００は、測位モジュール２１６に位置情報を要求する。アプリケーションは、典型的に、ソフトウェアアーキテクチャの上位層内で実行され、屋内ナビゲーション、バディロケータ（Buddy Locator）、ショッピング・クーポン（Shopping and Coupons）、アセットトラッキング（Asset Tracking）および位置認識サービス発見（Location Aware Service Discovery）を含んでよい。測位モジュール２１６は、複数のＷＡＰと交換された信号から測定されたＲＴＴから導出された情報を使用して、移動装置２００の位置を導出してよい。ＲＴＴ技法を使用して位置を正確に決定するために、各ＷＡＰによってもたらされた処理時間遅延の妥当な推定を使用して、測定されたＲＴＴを較正／調整することができる。測定されたＲＴＴは、ＲＴＴモジュール２２２によって決定されてよく、このＲＴＴモジュール２２２は、移動局２００とＷＡＰの間で交換された信号のタイミングを測定して、ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）情報を導出することができる。
【００４２】
ＲＴＴ値は、測定されると、移動装置２００の位置決定の助けとするために、測位モジュール２１６に渡されてよい。測位モジュール２１６は、ＷＡＰの処理時間を推定するために補足的情報を使用してよい。一実施形態では、ＷＡＰによって送信された信号の振幅値を使用して、この情報を提供することができる。これらの振幅値は、ＲＳＳＩモジュール２２０によって決定されたＲＳＳＩ測定の形で決定されてよい。ＲＳＳＩモジュール２２０は、信号に関する振幅および統計情報を位置モジュール２１６に提供してよい。次いで、位置モジュールは、処理時間を推定して、ＲＴＴ測定を較正し、位置を正確に決定することができる。次いで、位置は、上記に言及されたアプリケーションモジュール２１８の要求に応答して、アプリケーションモジュール２１８に出力されてよい。さらに、測位モジュール２１６は、動作パラメータの交換のためにパラメータデータベース２２４を使用することができる。こうしたパラメータは、各ＷＡＰについて決定された処理時間、共通座標フレーム内のＷＡＰ位置、ネットワークに関連する様々なパラメータ、初期処理時間推定、以前に決定された処理時間推定などを含んでよい。これらのパラメータの詳細については、下記の次節に示される。
【００４３】
他の実施形態では、補足的情報は任意選択により、他のソースから決定され得る補助位置および／または動きデータを含んでよい。補助位置データは、不完全であり、または雑音が入っていることがあるが、ＷＡＰの処理時間を推定するための別の独立した情報源として有用であり得る。破線を使用して図２に示されたように、移動装置２００は、以下に記載されたように他のソースから受信された情報から導出可能な補助位置／動きデータ２２６を任意選択でメモリに格納することができる。さらに、他の実施形態では、補足的情報は、それだけに限らないが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）信号、ビーコン、ＲＦＩＤタグから導出され、またはそれに基づき得る情報、ならびに／あるいは地図から導出される情報（たとえばユーザがデジタルマップと対話することによって、たとえば地理的な地図のデジタル表現から座標を受信）を含んでよい。
【００４４】
一実施形態では、補助位置／動きデータ２２６のすべてまたは一部が、動きセンサ２１２および／またはＳＰＳ受信機２０８によって供給された情報から導出されてよい。他の実施形態では、補助位置／動きデータ２２６は、非ＲＴＴ技法（たとえばＣＤＭＡ網内のＡＦＬＴ）を使用して追加のネットワークを介して決定されてよい。特定の実装形態では、補助の位置／動きデータ２２６のすべてまたは一部は、プロセッサ２１０によるさらなる処理なしに、動きセンサ２１２および／またはＳＰＳ受信機２０８によって提供することもできる。一部の実施形態では、補助の位置／動きデータ２２６は、動きセンサ２１２および／またはＳＰＳ受信機２０８によって処理装置２１０に直接提供されてよい。位置／動きデータ２２６は、方向および速度を提供し得る加速データおよび／または速度データを含むこともできる。他の実施形態では、位置／動きデータ２２６は、移動方向だけを提供できる方向性データをさらに含んでよい。
【００４５】
図２に示されたモジュールは、この例ではメモリ２１４に含まれるものとして示されているが、特定の実装形態では、こうした手順が提供され、あるいは別のやり方で他のまたは追加の機構を使用して動作可能に構成されてよいことが認識されよう。たとえば、測位モジュール２１６および／またはアプリケーションモジュール２１８のすべてまたは一部は、ファームウェア内に提供されてよい。さらに、この例では測位モジュール２１６およびアプリケーションモジュール２１８は、別個の特徴として示されているが、たとえば、こうした手順は、１つの手順として共に組み合わされてもよいし、他の手順と組み合わされてもよいし、または別のやり方で複数の下位手順にさらに分割されてもよいことが認識されよう。
【００４６】
プロセッサ２１０は、少なくとも本明細書に提供された諸技法を実施するのに適した任意の形の論理を含んでよい。たとえば、プロセッサ２１０は、移動装置の他の部分で使用される動きデータを利用する１つまたは複数のルーチンを選択的に開始するように、メモリ２１４内の命令に基づいて動作可能に構成可能であってよい。
【００４７】
移動局２００は、移動局２００とのユーザ対話を可能にするマイクロホン／スピーカ２５２、キーパッド２５４およびディスプレイ２５６など、任意の適切なインターフェースシステムを提供するユーザインターフェース２５０を含んでよい。マイクロホン／スピーカ２５２は、広域ネットワークトランシーバ２０４および／またはローカルエリアネットワークトランシーバ２０６を使用して音声通信サービスを提供する。キーパッド２５４は、ユーザ入力に適した任意のボタンを備える。ディスプレイ２５６は、たとえばバックライトＬＣＤディスプレイなど、任意の適切なディスプレイを備え、追加のユーザ入力モード用のタッチスクリーンディスプレイをさらに含んでよい。
【００４８】
本明細書では、移動局１０８は、１つまたは複数の無線通信装置デバイスまたはネットワークから送信された無線信号を取得し、またそこに無線信号を送信するように構成可能な任意の携帯型または移動可能デバイスまたはマシンであってよい。図１および図２に示されたように、移動装置は、こうした携帯型無線デバイスを表すものである。したがって、限定するためではなく、例示するために、移動装置１０８は、無線デバイス、携帯電話デバイス、コンピューティングデバイス、パーソナル通信システム（ＰＣＳ：personal communication system）デバイス、あるいは他の同様の移動可能無線通信装備のデバイス、器具またはマシンを含んでよい。用語「移動局」は、衛星信号受信、補助データ受信、および／または位置関連処理がデバイスで行われるか、それともパーソナルナビゲーションデバイス（ＰＮＤ：personal navigation device）で行われるかに関係なく、短距離無線、赤外線、有線接続、または他の接続などによってＰＮＤと通信するデバイスを含むことも意図している。「移動局」は、インターネット、ＷｉＦｉまたは他のネットワークなどを介して、また衛星信号受信、補助データ受信、および／または位置関連処理がデバイスで行われるか、サーバで行われるか、それともネットワークに関連する別のデバイスで行われるかに関係なくサーバと通信することができる無線通信デバイス、コンピュータ、ラップトップなどを含めて、すべてのデバイスを含むことも意図している。上記内容の動作可能な任意の組合せもまた、「移動局」と見なされる。
【００４９】
本明細書では、用語「無線デバイス」は、ネットワークを介して情報を転送し、また位置決定および／またはナビゲーション機能性をも有してよい任意のタイプの無線通信デバイスを指し得る。無線デバイスは、任意のセルラモバイル端末、パーソナル通信システム（ＰＣＳ）デバイス、パーソナルナビゲーションデバイス、ラップトップ、携帯情報端末であってもよいし、ネットワークおよび／またはＳＰＳ信号を受信し処理可能な他の任意の適切な移動デバイスであってもよい。
【００５０】
Ｉ．無線位置決定のためのモデル
図３に、移動局１０８の位置を決定するための例示的な技法を示すための簡略化された環境が示されている。移動局１０８は、ＲＦ信号（たとえば２．４ ＧＨｚ）およびＲＦ信号の変調および情報パケットの交換のための標準化されプロトコル（たとえばＩＥＥＥ ８０２．１１）を使用して、複数のＷＡＰ ３１１と無線で通信してよい。交換された信号からそれぞれ異なるタイプの情報を抽出し、ネットワークのレイアウト（すなわちネットワーク形状）を使用することによって、移動局１０８は、事前定義された基準座標系でその位置を決定することができる。図３に示されたように、移動局は、２次元座標系を使用して、その位置（ｘ，ｙ）を指定してよいが、本明細書に開示された実施形態はそれに限定されず、追加の次元が望まれる場合には、３次元座標系を使用して位置を決定することにも適用可能であってよい。さらに、図３には３つのＷＡＰ ３１１ａ〜３１１ｃが示されているが、実施形態は、追加のＷＡＰを使用し、過剰決定系に適用可能な技法を使用して位置について解決することができ、それによって、それぞれ異なる雑音効果によってもたらされた様々な誤差を平均し、したがって、決定された位置の精度を向上させることができる。移動局１０８は、その位置（ｘ，ｙ）を決定するために、まずネットワーク形状を決定する必要があり得る。ネットワーク形状は、基準座標系（（ｘｋ，ｙｋ）、ここで、ｋ＝１，２，３）内の各ＷＡＰ ３１１の位置を含むことができる。ネットワーク形状は、たとえばビーコン信号でこの情報を提供し、外部ネットワーク上の外部の専用サーバを使用して情報を提供し、ユニフォームリソース識別子を使用して情報を提供するなど、任意のやり方で移動局１０８に提供することができる。
【００５１】
次いで、移動局は、各ＷＡＰ ３１１への距離（ｄｋ、ここで、ｋ＝１，２，３）を決定してよい。以下により詳細に記載されるように、移動局１０８とＷＡＰ ３１１の間で交換されたＲＦ信号のそれぞれ異なる特性を利用することによってこれらの距離（ｄｋ）を推定するための複数の異なる手法がある。こうした特性は、以下に記載されるように、信号のラウンドトリップ伝搬時間、および／または信号の強度（ＲＳＳＩ）を含んでよい。
【００５２】
他の実施形態では、距離（ｄｋ）は、ＷＡＰに関連しない他の情報源を使用して部分的に決定され、または改良されてよい。たとえば、ＧＰＳなど、他の測位システムを使用して、ｄｋのおおよその推定を提供することができる。（ＧＰＳは、見込まれる動作環境（屋内、都市など）においてｄｋの一貫して正確な推定を提供するには不十分な信号しか有し得ない可能性が高いことに留意されたい。しかしながら、ＧＰＳ信号は、位置決定プロセスの助けとするために他の情報と組み合わせることができる。）他の相対測位デバイスは、相対位置および／または方向のおおよその推定を提供するためのベースとして使用されてよい移動局１０８（たとえば搭載加速計）に常駐することができる。
【００５３】
それぞれの距離が決定されると、移動局は、たとえば三辺測量など、既知の様々な幾何学的技法を使用することによってその位置（ｘ，ｙ）について解決することができる。図３から、移動局１０８の位置は理想的には、点線を使用して描かれた円の交差に位置することが見て分かる。それぞれの円は、ｋ＝１，２，３として、半径ｄｋおよび中心（ｘｋ，ｙｋ）で定義される。実際には、これらの円の交差は、ネットワークキングシステム内の雑音および他の誤差のせいで単一点に位置しないことがある。
【００５４】
以下の１．および２．において、次の無線信号モデル、すなわち、１）距離と無線信号ラウンドトリップ時間を関連付ける例示的なモデル、および２）距離と無線信号強度を関連付ける例示的なモデル、についてより詳細に説明する。例示的なモデルの両方は、それぞれ異なる信号パラメータへの距離を関連付けるので、「レンジング」モデルと呼ばれることもある。本発明の様々な実施形態は、これらのレンジングモデルに限定されず、他の無線信号モデルが使用されてよいことを理解されたい。
【００５５】
１．ラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）レンジングモデルを使用した距離決定
移動局１０８と各ＷＡＰ ３１１の間の距離を決定することは、ＲＦ信号の時間情報を利用することを要することがある。一実施形態では、移動局１０８とＷＡＰ ３１１との間で交換された信号のラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）の決定が実施され、距離（ｄｋ）に変換されてよい。ＲＴＴ技法は、データパケットの送信と応答の受信との間の時間を測定してよい。これらの方法は、どんな処理遅延をも取り除くために較正を使用する。一部の環境では、移動局と無線アクセスポイントの処理遅延が同じであると仮定することができる。しかしながら、こうした仮定は、実際には真ではないことがある。
【００５６】
図４は、無線プローブ要求と応答との間で生じるラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）内の例示的なタイミングを示す図である。一実施形態では、応答は、肯定応答パケット（ＡＣＫ）の形をとってよいが、いずれのタイプの応答パケットもが、本発明の様々な実施形態と一致する。たとえば、ＲＴＳ（request to send：送信要求）送信パケットおよび／またはＣＴＳ（clear to send：送信可）応答パケットが適切であり得る。
【００５７】
所与のＷＡＰ ３１１ｋに関してＲＴＴを測定するために、移動局１０８は、指示プローブ要求（directed probe request）をＷＡＰ ３１１ｋに送信し、次いで、図４の移動局（ＭＳ：mobile station）タイムラインに示されるように、プローブ要求パケットが送信された時間（ｔＴＸパケット）を記録してよい。移動局１０８からＷＡＰ ３１１ｋへの伝搬時間ｔｐの後、ＷＡＰは、パケットを受信する。次いで、ＷＡＰ ３１１ｋは、指示プローブ要求を処理することができ、図４のＷＡＰタイムラインに示されたように、いくらかの処理時間Δの後、移動局１０８にＡＣＫを送信してよい。第２の伝搬時間ｔｐの後、移動局１０８は、ＭＳタイムラインに示されたように、ＡＣＫパケットが受信された時間（ｔＲＸＡＣＫ）を記録してよい。次いで、移動局は、ＲＴＴを、時差ｔＲＸＡＣＫ−ｔＴＸパケットとして決定することができる。
【００５８】
移動局１０８は、ＷＡＰ ３１１ｋ処理時間Δを知っている場合は、ＷＡＰ ３１１ｋへの伝搬時間を（ＲＴＴ−Δ）／２として推定することができ、この（ＲＴＴ−Δ）／２は、移動局１０８とＷＡＰ ３１１ｋの間の距離（ｄｋ）に対応する。しかしながら、移動局１０８は典型的にはＷＡＰ ３１１ｋ処理時間について知らないので、移動局１０８は、それがＷＡＰ ３１１ｋへの距離を推定可能となる前に、処理時間Δの正確な推定を取得すべきである。下記に提示された様々な技法は、移動局１０８が、移動局の空間位置の決定を可能するために、３つ以上のＷＡＰ ３１１に対する収集されたＲＳＳＩおよびＲＴＴ測定を処理してＷＡＰ ３１１の処理時間を正確に推定する実施形態について説明している。
【００５９】
先に記載されたように指示プローブ要求に基づくＲＴＴレンジングを使用することによって無線デバイス１０８は、ＷＡＰ ３１１のうちのいずれかと関連をもつ必要がなくなることが理解されよう。指示アクセスプローブがユニキャストパケットと見なされるので、ＷＡＰは典型的には、所定期間の後、アクセスプローブパケットの復号成功についてＡＣＫする。ＷＡＰ ３１１と関連をもつ必要なしこのレンジングを行う能力によって、関与する追加のオーバヘッドを大幅に減少させることができる。
【００６０】
移動局１０８とＷＡＰ ｋの間のラウンドトリップ時間は、下記のようにレンジングモデルで解析することができる。
ＲＴＴｋ＝２ｄｋ＋Δｋ＋ΔＭＳ＋ｎｋ      （１）
ここで、ｄｋは、移動局１０８とＷＡＰ ３１１ｋの間の実際の距離（ｆｔ）である。
Δｋは、第ｋのＷＡＰのハードウェア処理時間（ｎｓ）である。
ΔＭＳは、移動局１０８内のハードウェア処理時間（ｎｓ）である。ここで、処理遅延は、移動局１０８によって較正可能であると仮定され得る。したがって、それは、０に設定されてよい。
ｎｋ＝ｎｚ，ｋ＋ｎＭＳ，ｋ＋ｎＡＰ，ｋであり、それはＲＴＴ測定の誤差（ｎｓ）である。この誤差は、ＷＡＰの高さ、移動局タイミング誤差およびＷＡＰタイミング誤差が知られていないことによる誤差の和である。
【００６１】
距離の単位がフィートで示され、時間の単位がナノ秒で提供されることを考慮すると、光の速度は、モデルを単純化し、乗算演算を回避することにより計算時間を減少させるために１と近似できることを理解されたい。
【００６２】
全体的な雑音ｎｋは、上記に列挙されたＷＡＰ高さ誤差、移動局タイミング誤差およびＷＡＰタイミング誤差の和であってよい。これらのすべての誤差を組み合わせた後、結果として生じる確率密度関数はガウス分布に非常に近いものとなり得る。したがって、雑音は、距離依存の平均および標準偏差を有するガウス分布としてモデル化することができる。
【００６３】
２．信号強度（ＲＳＳＩ）レンジングモデルを使用した距離決定
各ＷＡＰ ３１１と移動局１０８の間の距離は、上記に説明された処理時間の推定を得るためのＲＴＴに加えて情報を使用することによって推定することもできる。この情報は一般に、本明細書では補足的情報と呼ばれる。補足的情報の１つの形は、各ＷＡＰ ３１１から受信されたＡＣＫパケットに関連する測定された信号強度（ＲＳＳＩ）の形をとってよい。図５は、ＲＳＳＩの例示的な関係、および移動局と無線アクセスポイントの間の距離を示すグラフである。
【００６４】
ＲＳＳＩを有効に利用するために、移動局１０８は、受信信号強度（ＲＳＳＩ）の関数として、距離の近似レンジングモデルおよび距離の分散を使用してよい。このモデルは、移動局１０８が最初にＷＡＰ処理遅延を学習しようとするときに使用されてよい。ＲＴＴベースの測位アルゴリズムの１つの特徴は、広範な事前配置フィンガープリンティングを必要とせずに、ＲＳＳＩモデルが非常に単純になり得るということである。一実施形態では、このモデルは、移動局に知られている唯一のＲＳＳＩ情報が、ＲＳＳＩ（ｄＢｍ）の関数としての近似最大距離ｄｍａｘフィートであると仮定してよい。２２５フィートの最大範囲を有するＷＡＰを含む屋内環境の初期伝搬シミュレーションに基づいて、この関数は、図５にグラフ化された以下の数式２に示されている。
【００６５】
【数１】
2014139568.tif 000003
【００６６】
上記の距離限界から、移動局１０８は、測定されたどんなＲＳＳＩをも、以下の数式３の関係で正規分布しているものとしてモデル化できる距離推定に変換することができる。
【００６７】
【数２】
2014139568.tif 000004
【００６８】
ここで、分散は、
【数３】
2014139568.tif 000005
であると仮定する。
【００６９】
他の実施形態では、移動局は、最小距離を信号強度の関数としてモデル化してもよい。しかしながら、２Ｄ測位では、移動局がＸ−Ｙ面（測位目的により使用される距離）内ではＷＡＰの近くにいるが、Ｚ次元の距離と障害により任意の信号強度を見ることがあり得る。したがって、単純なＲＳＳＩモデルは、最小距離対信号強度を、すべてのＲＳＳＩについて０フィートと見なす。
【００７０】
ＩＩ．無線位置決定のためのレンジングモデルの組合せ
下記の説明は、ＲＴＴ、およびたとえばＲＳＳＩなど他の補足的測定に基づき得るレンジングモデルを使用した位置決定のための移動局中心のアルゴリズムについて詳細を示している。この実施形態では、移動装置１０８は、２つ以上のレンジングモデルを使用して３つ以上の無線アクセスポイントへの距離を推定することができる。それぞれの無線アクセスポイントは、上記に言及された技法を使用してネットワーク形状情報を提供することにより移動装置に知られている位置を有する。これらの距離推定、および無線アクセスポイント３１１の位置を使用して、移動局１０８は、既知の測位技法を使用してその位置を決定することができる。
【００７１】
この実施形態では、以下の仮定が使用され得る。
１．移動局１０８は、ローカルまたはグローバル座標系（先に記載された方法を使用して取得可能）内のＷＡＰ ３１１位置を有する。
２．移動局１０８は、２次元測位では、少なくとも３つの非共線形ＷＡＰ ３１１の無線範囲内にある。
３．ＷＡＰがユニキャストパケットを受信するときと、ＷＡＰがＡＣＫ応答を送信するときとの間に一貫した処理時間がある（すなわち処理時間が低分散を有する）。
４．各ＷＡＰ ３１１は、それぞれ異なる処理時間遅延を有することがある。
５．移動局１０８は、ＲＴＴのナノ秒スケールの測定を行うことが可能であってよい。これは、無線トランシーバ２０４および／または２０６内の現在の移動局１０８チップセットへの変更を必要とすることがある。
６．移動局１０８は、ＲＳＳＩの関数としての距離の近似モデルを有する。
７．完全な１組のＲＳＳＩとＲＴＴの測定（すべてのターゲットＷＡＰに対する）は、測定が行われる間、移動局１０８が静止していると見なされ得るほど高速に完了することができる。
８．移動局１０８は、ＲＳＳＩ、ＲＴＴの著しい変化、最後の１組の測定からの経過時間、および／または（たとえば動きセンサ２１２など）追加のセンサデータに基づいて、移動局１０８がいつ新しい位置に移動したか決定する方法を有する。
【００７２】
図６は、移動局１０８の位置決定を向上させるためにレンジングモデルを組み合わせるための例示的な方法６００を示すフローチャートである。この方法は、移動局１０８で、メモリ２１４に格納された様々なモジュールおよびデータを使用してプロセッサ２１０上で実施されてよい。
【００７３】
新しい環境に入ると、移動装置１０８は、位置決定に使用された各ＷＡＰ ３１１ｋ（ここで、ｋ＝１，…，Ｎ）に関連するパラメータ／モデルを初期化してよい（ブロック６０５）。
【００７４】
したがって、各ＷＡＰ ３１１ｋについて、パラメータ／モデルは、以下を含んでよい。
１．ローカルまたはユニバーサル座標系内の位置。
２．ＷＡＰに関連するネットワークの識別子（たとえばＳＳＩＤ）。
３．ＷＡＰハードウェアに関連する識別子（たとえばＭＡＣＩＤ）。
４．初期処理時間遅延の推定および分散。
５．一部の実施形態について、距離対信号強度（ＲＳＳＩ）のモデル。
【００７５】
上記パラメータは、取得されると（ここで、上記パラメータはサーバ１１０からダウンロードされたかもしれない）、メモリ内でパラメータデータベース２２４に格納されてよい。先に記載されたように、上記のパラメータ１〜３は、マップからの注釈から得ることができる。代替実施形態では、パラメータ２および３は、移動局１０８によって、ＷＡＰ ３１１により提供され得るビーコンをリスンすることにより学習することができる（たとえばＷｉＦｉ網では、移動局１０８は、標準ビーコン信号からＳＳＩＤおよびＭＡＣＩＤを決定することができる）。上記のパラメータ４は、ＷＡＰ仕様書に基づく事前の粗い初期推定、および／または移動局１０８によって以前に学習された、より改良された値であってよい。あるいは、パラメータデータベース２２４から読み出された初期処理時間は、サーバ１１０から提供されたかもしれず、この初期処理時間は、以前に移動局１０８によって学習されていることも、別の移動局によって学習されていることもある。
【００７６】
図４の説明で上記に示されたように、各ＷＡＰ ３１１の処理時間Δｋは、ユニキャストパケットへの応答の送信のターンアラウンドタイムであってよい。たとえば、８０２．１１ａまたは８０２．１１ ＷｉＦｉ網では、この処理時間は、短フレーム間スペース（ＳＩＦＳ：short interframe space）として知られている遅延に対応することがあり、典型的には、２０ ＭＨｚチャネルでは１６０００±９００ ｎｓ内にある。Δｋを、ＷＡＰ ３１１ｋについての実際の、知られていない処理遅延とし、
【数４】
2014139568.tif 000006
を、移動局の最良の処理遅延推定とする。移動局１０８は最初に、
【数５】
2014139568.tif 000007
の分散（３σ＝９００の正規分布を仮定）をもつ
【数６】
2014139568.tif 000008
を得ることができる。あるいは、移動装置は、ＷＡＰ ３１１ｋの初期処理遅延を、ローカルキャッシュ内のそのハードウェア識別子（たとえばＭＡＣＩＤ）を使用することによって得ることができ、このハードウェア識別子は、処理時間の推定を得るためにパラメータデータベース２２４に格納してもよいし、外部データベースに格納してもよい。
【００７７】
以下でより詳細に説明されるように、一部の実施形態は、各ＷＡＰ ３１１について、距離対ＲＳＳＩのモデルを使用してよく、このモデルは、各信号強度測定ＲＳＳＩｋを、平均ｄＲＳＳＩ，ｋおよび分散
【数７】
2014139568.tif 000009
で正規分布し得る距離にマップすることができる。モデルが使用可能でない場合、移動装置は、デフォルトのモデル（たとえば、先の数式２で示されたモデルなど）を使用することができる。
【００７８】
ブロック６０５の初期化の後、移動局１０８は、各ＷＡＰ ３１１へのラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）を測定してよい（Ｂ６１０）。この時点で、移動局１０８は、広域ネットワークトランシーバ２０４、ローカルエリアネットワークトランシーバ２０６、またはその２つの組合せを使用して、ハードウェア識別子（たとえばＷＡＰ ３１１ｋのＭＡＣＩＤ）に基づいて、各ＷＡＰ ３１１を使用して指示プローブ要求を送信してよい。たとえば指示プローブ要求を使用することによって移動局は、ＷＡＰ ３１１との関連付けなしにＲＴＴレンジング測定を実施することができる。これによって、何らかの形の無線暗号化（たとえばＷＥＰ、ＷＡＰ、ＲＡＤＩＵＳなど）を使用してロックされ（locked down）、アクセス用のパスコードを必要とするＲＴＴ測定のためにＷＡＰが使用不可能である問題を回避することができる。しかしながら、実施形態は、プローブ要求パケットに限定されず、他のタイプのパケットを使用できることを理解されたい。ＷＡＰは、プローブ要求を処理すると、ＡＣＫ応答を提供することができ、このＡＣＫ応答は、広域ネットワークトランシーバ２０４および／またはローカルエリアネットワークトランシーバ２０６によって受信されてよい。ＡＣＫ応答を受信すると、移動局１０８は、ＲＴＴモジュール２２２を使用してＲＴＴを計算してよい。
【００７９】
先に記載されたように、ＲＴＴレンジングモデルに基づいて、ＷＡＰ ３１１ｋの各ＲＴＴ測定は、
ＲＴＴｋ＝２ｄｋ＋Δｋ＋ｎｋ      （４）
で示すことができる。
ここで、ｄｋは、移動局１０８とＷＡＰ ３１１ｋの間の実際の距離（ｆｔ）であり、
Δｋは、ＷＡＰ ３１１ｋの実際の処理時間（ｎｓ）であり、
ｎｋは、距離ｄｋに依存する平均および分散をもつガウス雑音である。
【００８０】
上記数式では、距離および時間の単位は、それぞれフィートおよびナノ秒であり、したがって光伝搬速度は、〜１ ｆｔ／ｎｓと推定することができる、この近似は、それによって距離と時間の変換時の乗算演算が不要になり、したがって処理時間および電力消費を節約できるので、有用であり得る。
【００８１】
ＲＴＴ測定および先に記載されたＲＴＴレンジングモデルを使用して、移動局と各ＷＡＰ ３１１ｋの間の距離が推定されてよい（Ｂ６１５）。各ＷＡＰ ３１１ｋの実際の処理時間遅延Δｋは、製造元仕様書および／または較正技法を使用して以前に決定され、その後に、移動局１０８によって使用されるパラメータデータベース２２４に格納されてよい。
【００８２】
第２のモデルを使用して、各ＷＡＰへの補足の距離が、信号のＲＴＴに依存するのではなく、他の何らかの補足的情報に依存し得る別の手法を使用して推定されてよい（Ｂ６２０）。本明細書では、補足の距離は、先に記載されたのと同じ距離（ｄｋ）であるが、それは、ＲＴＴ以外の技法を使用して推定される。一部の実施形態では、補足的情報は、たとえば振幅および／または位相など、移動局１０８とＷＡＰ ３１１の間で交換された信号の１つまたは複数の代替特性を利用することができる。他の実施形態では、補足的情報は、以前に決定された位置であってよい。先に記載され、図７の説明で下記に詳細に提示されるように、補足の距離を推定するために振幅（たとえばＲＳＳＩ）が使用されてよい。
【００８３】
他の実施形態では、他の独立したセンサが、有用であり得る補足的情報を提供することができる。たとえば、加速度計または他の何らかの形のネットワーク化された位置決定（ＡＦＬＴなど）が、ＷＡＰと移動局１０８の間の距離推定に役立つことがある。さらに、ＳＰＳ信号は、方法６００の動作環境の一部では弱く、かつ／または断続的となることがあるが、一部の環境では、移動局１０８とＷＡＰ ３１１との間の補足の距離を決定するのに十分であり得る適したＳＰＳ信号強度が存在することがある。
【００８４】
たとえば、１組の有効な天体位置表を有する移動局は、衛星を検出する能力に基づいて、移動局がいつ屋内にあるか、屋外にあるか検出可能であってよい。これは、初期の境界のある空間の一部が外部である場合の条件を取り除くのに役立ち得る。ＷＡＰのＷＧＳ８４座標また地図上のＷＧＳ８４ランドマークがシステムに提供されている場合、移動局１０８は、ＳＰＳからその最後の知られている位置を使用して、その現在位置を限定することも可能であり得る。
【００８５】
別の例では、移動局１０８は、以前に確立された位置にその現在位置を関連付け得る（動きセンサ２１２からの）動きセンサベースの情報を有することができる。たとえば、移動局は、加速度計を含む場合、以前に確立された位置から４メートルほどの移動を経たことを知ることがある。移動局は、それが現在存在し得る位置の範囲を限定するためにそのデータを使用することができる。３軸加速度計および高度計もまた、Ｚ軸に沿った移動を決定するために組み合わされてよい。
【００８６】
Ｂ６１５およびＢ６２０で各ＷＡＰへの２つの距離推定が決定されると、距離推定を処理して、組み合わされた各ＷＡＰへの距離推定を生成することができる（Ｂ６２５）。この処理は、カルマンフィルタ、フェージングメモリフィルタ、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ：minimal mean square error）技法などを含めて、任意のタイプの統計的および／または決定論的手法を含んでよい。
【００８７】
組み合わされた各ＷＡＰ ３１１ｋへの距離を使用して、移動局１０８は、組み合わされた距離およびネットワーク形状に基づいて、従来の三辺測量方法を使用してその位置を決定してよい（Ｂ６３０）。
【００８８】
図７は、図６に示された処理ブロック６１５〜６２５への代替手法を提供する別の実施形態７００のフローチャートである。図７で、補足の距離は、ＷＡＰ ３１１によって提供されたＡＣＫ応答に関連する測定された信号強度ＲＳＳＩに基づく。各ＷＡＰのＲＳＳＩ測定は、先に記載されたモデルを使用して、距離にマップすることができる。これらのＲＳＳＩベースの距離は、移動局１０８の位置を決定し、またＷＡＰ ３１１の処理時間を較正するために、ＲＴＴベースの距離と共に使用されてよい。
【００８９】
さらに図７を参照すると、各ＷＡＰ ３１１ｋへのＲＴＴが測定された（図６、６１０）後、ＲＳＳＩに基づいて各ＷＡＰ ３１１ｋへの距離が決定される（Ｂ７１５）。（各ＷＡＰの）測定されたＲＳＳＩｋ値は、各ＷＡＰ ３１１ｋから測定されたＲＴＴレンジングパケットの平均であってよい。移動局１０８は、次式に基づいて、ＲＳＳＩｋを使用して各ＷＡＰ ３１１ｋへの距離を決定してよい。
【００９０】
【数８】
2014139568.tif 000010
【００９１】
ここで、ｄＲＳＳＩ，ｋは、移動局１０８からＷＡＰ ３１１ｋへの距離である。
【数９】
2014139568.tif 000011
は、ＲＳＳＩｋに基づく距離ｄＲＳＳＩ，ｋの分散である。
ｆｄ（ＲＳＳＩｋ）は、距離とＲＳＳＩを関連付ける数学的モデルである。
【数１０】
2014139568.tif 000012
は、分散とＲＳＳＩを関連付ける数学的モデルである。
【００９２】
次いで、移動局１０８は、ＲＴＴ雑音ｎｋの平均および分散を推定してよい。移動局１０８がＲＴＴ雑音を決定すると、下記を推定することができる。
【００９３】
【数１１】
2014139568.tif 000013
【００９４】
ここで、
【数１２】
2014139568.tif 000014
は、ＲＴＴ雑音の平均の推定である。
【数１３】
2014139568.tif 000015
は、ＲＴＴ雑音の分散の推定である。
μｎ，ｋ（ｄＲＳＳＩ，ｋ）は、ＷＡＰ ３１１ｋへの距離の関数としての平均ＲＴＴ雑音の数学的モデルである。
【数１４】
2014139568.tif 000016
は、ＷＡＰ ３１１への距離の関数としてのＲＴＴ雑音の分散の数学的モデルであり、ここで、移動局は、ＲＴＴ雑音分散をより控えめに推定するために、
【数１５】
2014139568.tif 000017
を加算する。
【００９５】
移動局１０８は、ＲＴＴ統計について知らない場合、たとえば、ＲＴＴタイミングが５０ ｎｓ分解能を有する２０ ＭＨｚクロックを使用して推定されるとして、
【数１６】
2014139568.tif 000018
かつ
【数１７】
2014139568.tif 000019
と仮定することができる。
【００９６】
次いで、移動装置１０８は、測定されたＲＴＴに基づいて各ＷＡＰ ３１１ｋへの距離を決定することができ（Ｂ７２０）、以下の数式を使用して、測定されたＲＴＴに基づいて距離の分散を決定することもできる。
【００９７】
【数１８】
2014139568.tif 000020
【００９８】
ここで、ｄＲＴＴ，ｋは、各ＷＡＰ ３１１ｋへのＲＴＴベースの距離である。
【数１９】
2014139568.tif 000021
は、ＷＡＰ ３１１ｋへのｍｋ回の測定の平均ＲＴＴ時間である。
【数２０】
2014139568.tif 000022
は、ＷＡＰ ３１１ｋの推定処理時間である。
【数２１】
2014139568.tif 000023
は、ｄＲＴＴ，ｋの分散である。
【数２２】
2014139568.tif 000024
は、
【数２３】
2014139568.tif 000025
の分散である。
【数２４】
2014139568.tif 000026
は、ＲＴＴ雑音の分散の推定である。
ｍｋは、ＷＡＰ ３１１ｋに関連するＲＴＴ測定回数である。
【００９９】
移動局１０８は、必要に応じてｄＲＴＴ，ｋを切り捨てて、０と最大ＷＡＰ ３１１範囲に入るようにしてよい。
【０１００】
上記のようにＲＴＴベースの距離および分散が決定されると、移動局１０８は、各ＷＡＰ ３１１ｋへの組み合わされた距離推定を決定してよい（Ｂ７２３）。一実施形態では、組み合わされた距離推定は、距離推定ｄｅｓｔ，ｋを決定するために、各ＷＡＰ ３１１ｋについて、ＲＴＴベースの距離ｄＲＴＴ，ｋとＲＳＳＩベースの距離ｄＲＳＳＩ，ｋとの重み付き組合せを使用して実施することができる。この距離推定は、次式に基づいて最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）推定量を使用することによって決定してよい。
【０１０１】
【数２５】
2014139568.tif 000027
【０１０２】
【数２６】
2014139568.tif 000028
として推定された分散を有する。
【０１０３】
上記の数式は、ＲＳＳＩおよびＲＴＴ雑音を無相関のガウス分布としてモデル化できると仮定することができる。
【０１０４】
上記の距離推定量は、処理時間が不確かであること、またはＲＴＴ測定が非常に多くの雑音を含むことから
【数２７】
2014139568.tif 000029
が大きいときは、ＲＳＳＩに依存してよい。しかしながら、処理時間が知られると（たとえば低い
【数２８】
2014139568.tif 000030
）、上記ＭＭＳＥ推定量は、ＲＴＴ測定に、より大きく重み付けしてよい。
【０１０５】
各ＷＡＰ ３１１ｋへの１組の距離｛ｄｅｓｔ，ｋ｝が決定されると、次いでこの方法は、ブロック７２５に進んでよく、既知の三辺測量技法を使用して移動装置１０８の位置を決定することができる。他の実施形態では、三辺測量法または他の測位アルゴリズムが使用されてよい。そのアルゴリズムでは、より低い分散
【数２９】
2014139568.tif 000031
を有する距離にはより大きい重みを与えてよい。三辺測量アルゴリズムは、たとえばカーマンフィルタリングを使用して軌道円滑化を実施するために過去の局所化データを使用することもできる。
【０１０６】
ＩＩＩ．位置決定を向上させるためのレンジングモデルの更新
位置決定プロセスを向上させるために、本発明の様々な実施形態は、その精度を適応的に向上させるためにレンジングモデルを更新することを提供する。一実施形態では、ＲＴＴレンジングモデルで使用される各ＷＡＰ ３１１ｋに関連する処理時間
【数３０】
2014139568.tif 000032
が、反復手法を使用して更新されてよい。したがって、これらの処理時間
【数３１】
2014139568.tif 000033
は、より適切な値を得るための「学習」プロセスを通じて改良することができる。他の実施形態では、ＲＳＳＩレンジングモデルは、その忠実度を向上させるための適応プロセスを用いて調整されてよい。モデルの様々な側面を連続的に監視し、モデルを向上させるべきと決定される場合には更新してよい。
【０１０７】
図８は、無線信号モデルを適応的に向上させるための例示的な方法８００を示すフローチャートを示している。移動局１０８は、無線信号モデルを使用して各ＷＡＰ ３１１ｋへの距離を測定してよい（Ｂ８１５）。説明し易くするために、ここでは１つのモデルについてしか説明していないが、他の実施形態は、複数の無線信号モデルを使用してよい。次いで、移動局１０８の位置が、従来の局所化（たとえば三辺測量）技法を使用して計算されてよい（Ｂ８２０）。移動局１０８の位置が推定されると、移動局１０８は、推定された位置と各ＷＡＰ ３１１ｋの間の距離を計算することができる。Ｂ８２５で決定された計算された距離、およびＢ８１５で決定された測定された距離を使用して、移動局１０８は、その忠実度を向上させるために無線信号モデルを更新してよい。以下に示されるように、たとえば、ＲＴＴレンジングモデルは、各ＷＡＰ ３１１ｋに関連する処理時間
【数３２】
2014139568.tif 000034
を更新することによって向上させることができる。他の実施形態では、やはり以下でより詳細に説明されるように、ＲＳＳＩレンジングモデルに関連する係数を更新してよい。
【０１０８】
Ｂ８３０でモデルが更新されると、モデルが収束したかどうか決定するためのテストを実施してよい（Ｂ８３５）。このテストは、モデル内の関心パラメータの単純なしきい値であってもよいし、統計的測定に基づくより精巧なメトリックであってもよい。モデルが収束すると、さらなる反復は、モデルへのわずかな向上しかもたらし得ず、したがって実施するに値しないことがある。Ｂ８３５でさらなる収束が観測されない場合は、その後の位置決定は、更新された無線モデルを使用して実施してよい（Ｂ８４０）。
【０１０９】
３．１  最小平均二乗誤差を使用したＲＴＴモデルの更新
図８をさらに参照すると、先に記載されたプロセス８００の別の実施形態では、無線信号モデルがＲＴＴレンジングモデルである場合の詳細が、下記に提供されている。移動局の位置が決定されると、移動局１０８は、位置に基づいて、各ＷＡＰ ３１１ｋの推定された処理時間
【数３３】
2014139568.tif 000035
を更新してよい。Ｂ８２０で位置決定（たとえば三辺測量）を実施した後、移動局１０８は、処理時間
【数３４】
2014139568.tif 000036
、（たとえばＭＡＣＩＤに基づく）観測されたＷＡＰ ３１１ｋに関する情報で、ローカルデータベース（たとえばパラメータデータベース２２４）またはリモートデータベースを更新するオプションを有する。実施形態は、局所化システムが、多大な事前の配置コストを必要とせずに、それぞれの
【数３５】
2014139568.tif 000037
を変化させることによって時間をかけて学習し適応させることを可能にする。
【０１１０】
下記のさらなる詳細は、移動局１０８が処理遅延の推定を更新することを可能にするために提示されている。このアルゴリズムは、空間内の現在位置での三辺測量誤差は、以前の測定とは相関がないと仮定し得る。すなわち、移動局１０８は、空間内の前の位置から十分に遠く移動したときにこの処理遅延更新手順を実施すべきである。移動局１０８は、ＲＳＳＩまたはＲＴＴ測定の大きい変化を検出し、かつ／または他のセンサ（たとえば動きセンサ２１２）を使用することによってこうした移動を推定してよい。
【０１１１】
三辺測量の後、移動局１０８は、推定された位置とＷＡＰ ３１１ｋの間の距離ｄｔｒｉ，ｋを計算してよい。平均ラウンドトリップ時間
【数３６】
2014139568.tif 000038
と三辺測量後の距離ｄｔｒｉ，ｋは、以下の行列方程式によって関連付けることができる。
【０１１２】
【数３７】
2014139568.tif 000039
【０１１３】
ここで、Δｋは、ＷＡＰ ３１１の正確な処理時間遅延であり、ｄｋは、ＷＡＰ ３１１への正確な距離であり、
【数３８】
2014139568.tif 000040
は、ＲＴＴ測定における平均雑音であり、εｋは、三辺測量後の誤差である。知られていない三辺測量後の誤差分散を、
【数３９】
2014139568.tif 000041
と定義する。妥当なヒューリスティックは、三辺測量には測位誤差への平均化効果が有り得るので、次式を使用してモデル化された三辺測量前の距離の平均分散をとることであってよい。
【０１１４】
【数４０】
2014139568.tif 000042
【０１１５】
移動局１０８は、上記の行列方程式の右辺のすべての変数を、以下で説明されるように、無相関であり、正規分布したものとしてモデル化することができる。
【０１１６】
【数４１】
2014139568.tif 000043
【０１１７】
次いで、移動局１０８は、以下の数式を用いて示されるように、最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）技法を使用して、処理時間遅延の更新された推定を形成することができる。
【０１１８】
【数４２】
2014139568.tif 000044
【０１１９】
ここで、
【数４３】
2014139568.tif 000045
かつ
【数４４】
2014139568.tif 000046
である。
【０１２０】
新しい処理時間
【数４５】
2014139568.tif 000047
は、現在の処理時間
【数４６】
2014139568.tif 000048
と、ＲＴＴ測定、ＲＳＳＩ距離および三辺測量後距離から導出され得る測定された処理時間
【数４７】
2014139568.tif 000049
との重み付けされた和である。重み付けは、処理時間の推定された分散によって決まり得る。学習の初期段階では典型的に、
【数４８】
2014139568.tif 000050
であり、処理時間は
【数４９】
2014139568.tif 000051
で更新される。中間段階では、
【数５０】
2014139568.tif 000052
は、測定が
【数５１】
2014139568.tif 000053
の大幅な減少をもたらすときはいつでも更新されてよい。
【数５２】
2014139568.tif 000054
が収束すると、
【数５３】
2014139568.tif 000055
に基づいて、処理時間は、
【数５４】
2014139568.tif 000056
で安定状態に達し得る。
【０１２１】
３．２  反復技法を使用したＲＳＳＩモデルの更新
図８に示されたプロセスの別の実施形態では、無線信号モデルは、ＲＳＳＩレンジングモデルに基づいてよい。図９は、ＲＳＳＩに基づいて移動局と無線アクセスポイントの間の距離を決定するのに使用される例示的なレンジングモデルのグラフである。様々な実施形態では、移動局１０８は、各ＷＡＰ ３１１ｋによって送信された信号を「リスン」することができ、この信号はビーコンの形であってよい。各送信の信号強度は、たとえばオフィスビルやショッピングモールなど、配置環境に基づき得るモデルを使用して距離に変換することができる。図９に示されたように、ＲＳＳＩ対距離の例示的なプロットは、屋内環境を表すものであり、上限および下限が示されている。これらの限界は、ＲＳＳＩの分散に基づいてよい。他の実施形態では、このモデルは、図１０について下記により詳細に示されるように、ＷＡＰ配置のマップに基づく伝搬モデルに基づいてよい。
【０１２２】
このモデルは、各ＷＡＰ ３１１ｋについて、信号強度を距離に変換するために使用されてよい。初期の距離推定は、ＲＳＳＩからの最小／最大範囲の中間点によって決定することができるが、より精巧な手法が使用されてもよい。移動局１０８の位置を大まかに近似するために初期距離推定を使用して、三辺測量が実施されてよい。一部の実施形態では、ＲＳＳＩ測定の分散を使用して、三辺測量の前に信頼度に基づいて距離推定を重み付けすることができる（たとえば、低分散の距離推定は、高分散の推定よりも大きく重み付けされ得る）。さらに、平均化、フィルタリングおよび／または他の処理により雑音を減少させるために、各ＷＡＰ ３１１に対して複数の測定を短期間に実施してよい。他の実施形態では、様々なモデルが、ＲＳＳＩの関数として平均距離、およびこの距離における分散を提供してよい。
【０１２３】
こうしたモデルを使用することの利点には、多大な時間を要する関心環境のフィンガープリンティングを回避すること、推定を決定するのに追加の無線トラヒックを生成しないこと、および標準無線プロトコル（たとえば８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎなど）を、それらを変更せずに使用することが含まれ得る。
【０１２４】
図１０は、ＲＳＳＩに基づいて無線アクセスポイントと移動局の間の距離推定を向上させるためにモデル化され得る例示的な屋内環境１０００の図を示している。この環境では、移動局１０８は、複数のローカルエリアネットワーク無線アクセスポイント（ＬＡＮ−ＷＡＰ）１００６と無線信号が交換可能であってよい。一部のＬＡＮ−ＷＡＰ、たとえば１００６ａ、１００６ｃおよび１００６ｅは、移動局１０８との直接の見通し線内にあってよい。他の形の電子干渉がない状態では、ＬＡＮ−ＷＡＰ １００６ａ、１００６ｃおよび１００６ｅから受信された信号は、比較的強力であると期待され得る。他のＬＡＮ−ＷＡＰ、たとえば１００６ｂおよび１００６ｄは、それぞれ異なる部屋に常駐することがあり、壁などの建物の障害物によって信号を減衰させることがある。ＬＡＮ−ＷＡＰ １００６ｂおよび１００６ｅと交換された信号の減衰は、壁を構築する際に使用された素材によって変化することがある。距離と信号強度を関連付けるＲＳＳＩモデルは、屋内環境１０００に基づいて生成することができる。こうしたモデルは、移動装置１０８に対する各ＬＡＮ−ＷＡＰの形状、および／または環境内の障害物に対する各ＬＡＮ−ＷＡＰの形状を含んでよい。さらに、こうしたモデルは、たとえばモジュールに対する障害物の素材、その減衰効果（たとえば金属壁対乾式壁）、ＬＡＮ−ＷＡＰアンテナの放射パターン、望ましくないソース（たとえばＬＡＮの外部の他のＷＡＰ）からの干渉信号、個々の各ＬＡＮ−ＷＡＰ １００６の型およびモデルなど、信号に影響を及ぼす他の要因をも含むことがある。
【０１２５】
一部の実施形態では、移動局は、特定のチャネルを介してＬＡＮ−ＷＡＰネットワーク形状を既に受け取っていることがある。こうしたチャネルは、存在すると見なされ得る局地的条件に関する情報を提供するために使用されてよい。たとえば、チャネルは、基礎ＲＳＳＩモデルの忠実度を向上させる局地的条件のレイトレーシングベースのモデルを提供するために使用されてよい。このモデルは、現場のレイトレーシングと同じように詳細な形で提供してもよいし、既知の１組の一般的なモデル（たとえば「講堂」、「キューブファーム」、「高層オフィス」）への言及のように単純な形で提供してもよい。他の実施形態では、環境の完全な地図を提供することができ、移動局１０８は、それ自体のレイトレーシングモデルを作成し、かつ／またはより適切なＲＳＳＩモデルを選ぶためにパターンマッチングを実施することもできる。
【０１２６】
他の実施形態では、ＲＳＳＩモデルは、動的な性質のものであってよく、したがって、移動局１０８が環境１０００全体に渡って移動する間、時間をかけて反復するやり方で改良することができる。たとえば、移動局１０８は最初に、（たとえば先の図５および図９で説明されたように）環境の地図から、かつ／またはオフィス、倉庫、モールなどの一般的なモデルから生成されたレイトレーシングモデルを使用して、ＲＳＳＩが距離と共にどのように振る舞うかについての単純なモデルから開始してよい。次いで、移動局１０８は、環境内を動き回って、先に記載された測位アルゴリズムを使用してそれ自体の場所を局所に定めることができる（localize oneself）。モデルからの偏差を比較してよく、移動局１０８の計算された位置に基づいてモデルが更新される。
【０１２７】
３．３  ＲＳＳＩモデルを使用した境界範囲によるＲＴＴモジュールの更新
図１１は、移動局の位置を決定し、ＲＴＴモデルを適応的に向上させるためにＲＴＴレンジングモジュールとＲＳＳＩレンジングモジュールの両方を使用する別の例示的なプロセス１１００を示すフローチャートである。
【０１２８】
この実施形態では、移動局は、ＷＡＰ無線範囲の既知の制限に基づいてＷＡＰ ３１１処理時間の初期推定を決定してよい。移動局１０８は、三辺測量アルゴリズムを使用してその位置を計算してよく、典型的には２次元空間で少なくとも３つのＷＡＰ ３１１が見える。移動局は、その最新の計算された位置を以前の位置解決法と比べることによって、ＷＡＰ ３１１の処理時間の以前の推定への更新を実施してよい。更新された位置計算および追加のＲＴＴ測定を使用して、移動局１０８は、より多くの測定値が得られる間、処理時間推定を改良し続けることができる。このプロセスの詳細が、下記に提示される。
【０１２９】
プロセス１１００は、移動装置１０８に各ＷＡＰ ３１１ｋに関連する様々なパラメータを初期化させることにより開始してよい（Ｂ１１０５）。このプロセスは、Ｂ６０５で説明された初期化に類似し得る。次いで、移動局１０８は、各ＷＡＰ ３１１ｋへのＲＴＴ測定を実施してよい（Ｂ１１１０）。上記と同様に、ＲＴＴのモデルは、次式のように示すことができる。
ＲＴＴｋ＝２ｄｋ＋Δｋ＋ｎｋ      （１２）
ここで、
ｄｋは、移動局１０８とＷＡＰ ３１１ｋとの間の実際の距離（ｆｔ）である。
Δｋは、ＷＡＰ ３１１ｋの実際の処理時間（ｎｓ）である。
ｎｋは、距離ｄｋによって決まる平均および分散をもつ均一の雑音である。
【０１３０】
上記実施形態と同様に、上記の方法は、各ＷＡＰ ３１１ｋの処理時間Δｋを推定してよい。このモデルは、雑音ｎｋがここでは一様分布を使用してモデル化できるが、プロセス８００ではガウス分布が使用され得るという点で、先の３．１に記載された上記プロセス８００で使用されるモデルとは異なることに留意されたい。雑音ｎｋは、同じ位置で得られたいくつかの測定を平均することにより緩和することができる。移動局１０８が静止しており、または低速で移動している場合、この仮定は妥当であり得る。
【０１３１】
上記に提示されたように、距離および時間の単位がそれぞれフィートおよびナノ秒であるので、光伝搬速度は、〜１ ｆｔ／ｎｓと推定できることに留意されたい。
【０１３２】
ＲＴＴｋが決定されると、移動局は、信号強度測定に基づいて各ＷＡＰ ３１１ｋ処理時間
【数５５】
2014139568.tif 000057
の初期推定を決定してよい（Ｂ１１１５）。
【０１３３】
ブロック１１１０でＲＴＴ測定を行う際に使用された１つまたは複数の受信パケットの強度を決定することによって、移動局１０８は、次式で表されたように、ＷＡＰ ３１１ｋへの距離ｄｋを、最大範囲（Ｒｋ，ｍａｘ）と最小範囲（Ｒｋ，ｍｉｎ）の間の間隔内にあるものとして定めることができる。
Ｒｋ，ｍｉｎ≦ｄｋ≦Ｒｋ，ｍａｘ      （１３）
【０１３４】
各ＷＡＰ ３１１ｋごとに処理時間が異なる場合、処理時間
【数５６】
2014139568.tif 000058
の初期推定は、各ＷＡＰ ３１１ｋの上記間隔の中間点として近似することができる。
【０１３５】
【数５７】
2014139568.tif 000059
【０１３６】
各ＷＡＰ ３１１ｋについて処理時間が同じである場合は、処理時間
【数５８】
2014139568.tif 000060
の初期推定は、ＷＡＰ ３１１の上記間隔の交差の中間点として近似することができる。
【０１３７】
【数５９】
2014139568.tif 000061
【０１３８】
プロセス１１００は、次に、測定されたＲＴＴに基づいて移動局の位置を、次いでＷＡＰ処理時間推定を計算してよい（Ｂ１１２０）。位置を決定するために、移動局１０８は、各ＷＡＰ ３１１ｋに関連するＲＴＴ測定を、推定された距離
【数６０】
2014139568.tif 000062
に変換してよい。各ＷＡＰ ３１１ｋへの推定された距離は、次式を使用して決定することができる。
【０１３９】
【数６１】
2014139568.tif 000063
【０１４０】
使用可能なＷＡＰ ３１１ｋについて１組の推定された距離
【数６２】
2014139568.tif 000064
が決定されると、移動局１０８は、三辺測量を使用してその位置（ｘ，ｙ）を計算してよい。典型的には、計算された位置（ｘ，ｙ）の誤差は、各推定された距離に関連する誤差より小さい。
【０１４１】
次いで、このプロセスは、各ＷＡＰ ３１１への距離を更新し、次いで、新しい距離に基づいて各ＷＡＰの新しい処理時間を決定してよい（Ｂ１１２５）。各ＷＡＰ ３１１ｋへの新しい距離は、次式を使用して決定することができる。
【０１４２】
【数６３】
2014139568.tif 000065
【０１４３】
ここで、
（ｘ，ｙ）は、移動局の最新の位置である。
（ｘｋ，ｙｋ）は、各ＷＡＰ ３１１ｋの位置である。
【０１４４】
移動局１０８は、各ＷＡＰ ３１１ｋがそれぞれ異なる処理時間を有する場合には、新しい距離推定
【数６４】
2014139568.tif 000066
から、次式を使用して処理時間推定
【数６５】
2014139568.tif 000067
を更新することができる。
【０１４５】
【数６６】
2014139568.tif 000068
【０１４６】
それぞれのＷＡＰ ３１１ｋが実質的に同じ処理時間を有すると仮定できる場合は、次式を使用して、処理時間推定を更新することができる。
【０１４７】
【数６７】
2014139568.tif 000069
【０１４８】
処理時間推定をさらに改良するためにさらなる反復を行うべきか判断するためのテストが実施されてよい。一実施形態では、ＷＡＰ ３１１処理推定は、それが収束したかどうか決定するためにテストされてよい（Ｂ１１３５）。あるいは、処理時間のさらなる改良を実施すべきか判断するために、各ＷＡＰへの距離、またはその数学的関数（たとえば平均距離）に対してテストが実施されてよい。さらなる反復が有用である場合、プロセス１１００は、ループしてブロック１１４０に戻り、各ＷＡＰ ３１１ｋへのラウンドトリップ時間が再び測定される。雑音の影響を緩和するために、複数の測定を実施してよく、また従来の測定（たとえば平均化、ＦＩＲ／ＩＩＲをフィルタリングなど）と数学的に組み合わせてよいことを理解されたい。次いで、新しいＲＴＴ測定は、各ＷＡＰ ３１１ｋに関連する処理時間推定
【数６８】
2014139568.tif 000070
を改良するために、ブロック１１２０から１１２５の反復において使用することができる。
【０１４９】
Ｂ１１３５で、処理時間のさらなる改良を実施すべきでないと決定される場合、プロセス１１００は、移動局１０８の位置が変化したかどうか決定するために移動局１０８の位置を監視してよい（Ｂ１１４１）。そうである場合は、移動局１０８は、プロセス１１００を繰り返し、ブロック１１１０へと戻るループを開始する。この場合、新しいＷＡＰが発見される場合、先のブロック１１１５で説明されたように、初期処理時間を計算してよい。しかしながら、改良された処理時間（それらがそれぞれ異なると仮定する）が既に決定された範囲内にまだ存在するＷＡＰの場合、これらのＷＡＰについての改良された時間を使用して、プロセス１１００の効率を向上させることができる。ブロック１１４１で移動局１０８の位置が変化していないと決定される場合は、移動局は、位置の変更を検出するためにその位置を監視してよい（Ｂ１１４２）。
【０１５０】
一部の実施形態では、ブロック１１４１で移動局１０８が位置を変更したかどうか決定することは、動きセンサ２１２、または他の何らかの形の位置決定（たとえばＡＦＬＴ、ＧＰＳなど）を使用して遂行されてよい。これらの実施形態では、移動装置の動きの状態を監視することができ、動きが検出されると、このプロセスは、先に記載されたように再開する。
【０１５１】
移動局が動きセンサ２１２をもたないことがあり、または他の手段による動き検出が環境により妨げられる（たとえば信号カバレッジがＧＰＳおよび／またはＡＦＬＴに不十分である）他の実施形態では、移動局は、更新された処理時間を使用して各ＷＡＰへのＲＴＴを測定し続け（Ｂ１１４５）、次いで先に記載されたように、更新されたＷＡＰ処理時間に基づいてその位置を決定することによって（Ｂ１１５０）、ブロック１１４２でその位置を監視することができる。
【０１５２】
情報および信号は、様々な異なる技術および技法のいずれかを使用して表され得ることが当業者には理解されよう。たとえば、上記説明を通して参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボルおよびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁粒子、光場または光粒子、あるいはその任意の組合せによって表すことができる。
【０１５３】
さらに、本明細書に開示された諸実施形態に関連して説明された様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両者の組合せとして実装できることが当業者には理解されよう。ハードウェアとソフトウェアのこの可換性について明確に示すために、様々な例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路およびステップは、概してその機能性に関して上記に説明されている。こうした機能性がハードウェアとして実装されるか、それともソフトウェアとして実装されるかは、システム全体に課された特定の用途および設計制約によって決まる。当業者は、それぞれの特定の応用例について、説明された機能性を様々なやり方で実施してよいが、こうした実装上の決定は、本発明の範囲からの逸脱をもたらすものと解釈すべきではない。
【０１５４】
本明細書に記載された方法論は、応用例に応じて様々な手段によって実装することができる。たとえば、これらの方法論は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアまたはその任意の組合せで実装されてよい。ハードウェア実装では、処理装置は、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：application specific integrated circuit）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：digital signal processor）、デジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ：digital signal processing device）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ：programmable logic device）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：field programmable gate array）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書に記載された機能を実施するように設計された他の電子装置、またはその組合せ内で実装されてよい。
【０１５５】
ファームウェアおよび／またはソフトウェア実装では、方法論は、本明細書に記載された機能を実施するモジュール（たとえば手順、関数など）で実装されてよい。命令を有形に具現化する任意の機械読取り可能な記録媒体が、本明細書に記載された方法論を実施する際に使用されてよい。たとえば、ソフトウェアコードは、メモリに格納され、処理装置によって実行されてよい。メモリは、処理装置内に実装されてもよいし、処理装置の外部に実装されてもよい。本明細書では、用語「メモリ」は、任意のタイプの長期、短期、揮発性、不揮発性または他のメモリを指し、特定のタイプのメモリまたは特定の数のメモリ、あるいはメモリが格納される媒体タイプに限定されない。
【０１５６】
ファームウェアおよび／またはソフトウェアで実装される場合、機能は、コンピュータ読取り可能な記録媒体内に１つまたは複数の命令またはコードとして格納することができる。例えば、データ構造体で符号化されたコンピュータ読取り可能な記録媒体、およびコンピュータプログラムで符号化されたコンピュータ読取り可能な記録媒体が含まれる。コンピュータ読取り可能な記録媒体は、物理的なコンピュータ記憶媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスできる任意の使用可能媒体であってよい。限定のためではなく、例を挙げると、こうしたコンピュータ読取り可能な記録媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置、または他の磁気記憶デバイス、あるいは所望のプログラムコードを命令またはデータ構造体の形で格納するために使用可能であり、またコンピュータによってアクセス可能である他の任意の記録媒体を備えてよい。本明細書では、ディスク（disk、disc）は、コンパクトディスク（ＣＤ：compact disc）、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ：digital versatile disc）、フロッピー（登録商標）ディスクおよびブルーレイディスクを含む。ここで、ディスク（disk）は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク（disc）は、データをレーザで光学的に再生する。上記内容の組合せもまた、コンピュータ読取り可能媒体の範囲内に含まれるべきである。
【０１５７】
コンピュータ読取り可能媒体内の格納に加えて、命令および／またはデータは、通信装置内に含まれた伝送媒体内に信号として提供することができる。たとえば、通信装置は、命令およびデータを示す信号を有するトランシーバを含んでよい。命令およびデータは、１つまたは複数のプロセッサに、特許請求の範囲内に略述された機能を実施させるように構成される。すなわち、通信装置は、開示された機能を実施する情報を示す信号を有する伝送媒体を含む。第１のときには、通信装置内に含まれた伝送媒体は、開示された機能を実施するための情報の第１の部分を含んでよく、第２のときには、通信装置内に含まれた伝送媒体は、開示された機能を実施するための情報の第２の部分を含んでよい。
【０１５８】
上記開示は、本発明の例示的な実施形態を示しているが、特許請求の範囲に定められた本発明の範囲から逸脱することなく、本発明に様々な変更および修正を加えてよいことに留意されたい。本明細書に記載された本発明の諸実施形態による方法クレームの機能、ステップおよび／または動作は、いずれかの特定の順序で実施する必要はない。さらに、本発明の要素は、単数形で記載されまたは特許請求され得るが、単数形に限定されることが明示的に示されていない限り、複数形であることも意図している。
【符号の説明】
【０１５９】
１００  動作環境
１０２  衛星測位システム／ＳＰＳ
１０４，１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ  広域ネットワーク無線アクセスポイント／ＷＡＮ−ＷＡＰ
１０６，１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ，１０６ｅ  ローカルエリアネットワーク無線アクセスポイント／ＬＡＮ−ＷＡＰ
１０８  移動局
１１０  測位サーバ
１１２  ネットワーク
２００  移動局
２０２  アンテナ
２０４  広域ネットワークトランシーバ
２０６  ローカルエリアネットワークトランシーバ
２０８  ＳＰＳ受信機
２１０  プロセッサ
２１２  動きセンサ
２１４  メモリ
２１６  測位モジュール
２１８  アプリケーションモジュール
２２０  ＲＳＳＩモジュール
２２２  ＲＴＴモジュール
２２４  パラメータデータベース
２２６  補助位置／動きデータ
２５０  ユーザインターフェース
２５２  マイクロホン／スピーカ
２５４  キーパッド
２５６  ディスプレイ
３１１，３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃ  無線アクセスポイント／ＷＡＰ
１００６，１００６ａ，１００６ｂ，１００６ｃ，１００６ｄ，１００６ｅ  ローカルエリアネットワーク無線アクセスポイント／ＬＡＮ−ＷＡＰ
【図１】
2014139568.tif 000071
【図２】
2014139568.tif 000072
【図３】
2014139568.tif 000073
【図４】
2014139568.tif 000074
【図５】
2014139568.tif 000075
【図６】
2014139568.tif 000076
【図７】
2014139568.tif 000077
【図８】
2014139568.tif 000078
【図９】
2014139568.tif 000079
【図１０】
2014139568.tif 000080
【図１１】
2014139568.tif 000081