(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局のために働く基地局と通信を行う装置を用いての、無線ネットワークのカバレージ・エリア内の移動局の地理的位置を推定する方法であって、
前記移動局のために働く前記基地局からの前記移動局の半径距離を判定するステップであって、前記基地局は、複数のセクタ・アンテナを含み、前記半径距離は、前記基地局から前記移動局への発信信号の送信と前記基地局での前記移動局からの対応する肯定応答信号の受信との間の経過時間に関連するラウンド・トリップ測定値に少なくとも部分的に基づく、ステップと、
第１信号強度測定値、第２信号強度測定値、および前記基地局から外に延びる角度位置基準に少なくとも部分的に基づく前記基地局からの前記半径距離に関する前記移動局の現在の角度位置を計算するステップであって、前記第１信号強度測定値および前記第２信号強度測定値は、前記基地局の対応する第１セクタ・アンテナおよび第２セクタ・アンテナから前記移動局によって受信されるそれぞれの無線周波数（ＲＦ）信号の電力特性を表す、ステップと、
を含み、前記移動局の前記現在の角度位置を計算する前記ステップは、前記対応する第１セクタ・アンテナおよび前記第２セクタ・アンテナによって送信されるそれぞれの通信信号の電力特性を表す第１送信パラメータ値および第２送信パラメータ値にも少なくとも部分的に基づく、
方法。
【請求項２】
前記基地局に対する相対的な前記移動局の前記半径距離および現在の角度位置を組み合わせることに少なくとも部分的に基づいて地理表記での前記無線ネットワークのカバレージ・エリア内の前記移動局の現在の地理的位置を識別するステップ、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記無線ネットワークに関連する地理的位置探索ストレージ・ノードに前記地理表記の前記移動局の前記現在の地理的位置を送信するステップ、
をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記無線ネットワークに関連する地理的位置探索サービス・ノードで前記無線ネットワークを介して前記基地局から前記ラウンド・トリップ測定値、第１信号強度測定値、および第２信号強度測定値を受信するステップと、
前記地理的位置探索サービス・ノードに関連する地理的位置探索ストレージ・デバイスに前記地理表記の前記移動局の前記現在の地理的位置を送信するステップと、
をさらに含み、
前記受信するステップ、前記判定するステップ、前記計算するステップ、前記識別するステップ、および前記送信するステップは、前記地理的位置探索サービス・ノードによって実行される、
請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記無線ネットワークに関連するネットワーク管理ノードで前記無線ネットワークを介して前記基地局から前記ラウンド・トリップ測定値、第１信号強度測定値、および第２信号強度測定値を受信するステップと、
前記ネットワーク管理ノードに関連する測定値ストレージ・デバイスで前記ラウンド・トリップ測定値、第１信号強度測定値、および第２信号強度測定値を格納するステップと、
判定する前記ステップおよび計算する前記ステップに関連して前記測定値ストレージ・デバイスから前記ラウンド・トリップ測定値、第１信号強度測定値、および第２信号強度測定値を取り出すステップと、
前記ネットワーク管理ノードに関連する地理的位置探索ストレージ・デバイスへ前記地理表記の前記移動局の前記現在の地理的位置を送信するステップと、
をさらに含み、
前記受信するステップ、前記格納するステップ、前記取り出すステップ、前記判定するステップ、前記計算するステップ、前記識別するステップ、および前記送信するステップは、前記ネットワーク管理ノードによって実行される、
請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記無線ネットワークに関連するストレージ・デバイスから前記第１送信パラメータ値および前記第２送信パラメータ値を取り出すステップと、
前記移動局の前記現在の角度位置の第１角度位置成分を入手するために前記第１送信パラメータ値と前記第２送信パラメータ値との間の差を判定するステップと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記移動局の前記現在の角度位置の第２角度位置成分を入手するために、前記第１信号強度測定値と前記第２信号強度測定値との間の差を判定するステップ、
をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
無線ネットワークのカバレージ・エリア内の移動局の地理的位置を推定する装置であって、
移動局のために働く基地局からの前記移動局の半径距離を判定する距離モジュールであって、前記基地局は、複数のセクタ・アンテナを含み、前記半径距離は、前記基地局から前記移動局への発信信号の送信と前記基地局での前記移動局からの対応する肯定応答信号の受信との間の経過時間に関連するラウンド・トリップ測定値に少なくとも部分的に基づく、距離モジュールと、
第１信号強度測定値、第２信号強度測定値、および前記基地局から外に延びる角度位置基準に少なくとも部分的に基づく前記基地局からの前記半径距離に関する前記移動局の現在の角度位置を計算する、前記距離モジュールと動作可能に通信する角度位置モジュールであって、前記第１信号強度測定値および前記第２信号強度測定値は、前記基地局の対応する第１セクタ・アンテナおよび第２セクタ・アンテナから前記移動局によって受信されるそれぞれの無線周波数（ＲＦ）信号の電力特性を表す、角度位置モジュールと、
を含み、
前記移動局の前記現在の角度位置の前記計算は、対応する前記第１セクタ・アンテナおよび前記第２セクタ・アンテナによって送信されるそれぞれの通信信号の電力特性を表す第１送信パラメータ値および第２送信パラメータ値にも少なくとも部分的に基づく、
装置。
【請求項９】
前記基地局に対する相対的な前記移動局の前記半径距離および現在の角度位置を組み合わせることに少なくとも部分的に基づいて地理表記での前記無線ネットワークのカバレージ・エリア内の前記移動局の現在の地理的位置を識別する、前記距離モジュールおよび角度位置モジュールと動作可能に通信する、位置探索モジュール、
をさらに含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記角度位置モジュールは、
前記無線ネットワークに関連するストレージ・デバイスから前記第１送信パラメータ値および前記第２送信パラメータ値を取り出すソース・データ通信サブモジュールと、
前記移動局の前記現在の角度位置の第１角度位置成分を入手するために前記第１送信パラメータ値と前記第２送信パラメータ値との間の差を判定するために前記ソース・データ通信サブモジュールと動作可能に通信する、第１角度成分サブモジュールと、
を含む、請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、無線ネットワーク内の移動局への無線サービスの提供に関し、排他的にではなくより具体的には、無線ネットワークのカバレージ・エリア内の移動局の地理的位置の推定に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動局の地理的位置情報は、モバイル・アプリケーション、ネットワーク最適化（たとえば、自己最適化ネットワーク（ｓｅｌｆ  ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ  ｎｅｔｗｏｒｋ、ＳＯＮ））、容量管理、およびドライブ・テスト・サブスティチューション（ｄｒｉｖｅ  ｔｅｓｔ  ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ）などにとって大きい価値を有する。多数の現代の移動局は、統合されたＧＰＳモジュールからそれ自体の位置を入手することができるが、ネットワークが長い時間期間にわたって多数の加入者の位置を追跡することは、まだ難題である。移動局からの頻繁な位置更新は、ネットワーク・オーバーヘッドを増やし、ネットワークを圧迫し、ボトルネックを作り出す虞がある。通常のネットワーク動作からの測定値を活用する受動的な位置推定技法は、ネットワーク・オーバーヘッドのそのような増加を回避するので、望ましい。
【０００３】
たとえば、３Ｇ１Ｘ、ＥＶＤＯ、ＵＭＴＳ、その他などの第３世代（３Ｇ）符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ネットワークでは、移動局と３つ以上の基地局との間の報告されたラウンド・トリップ遅延から、移動局の地理的位置を三角測量することができる（図１を参照されたい）。対応するラウンド・トリップ遅延が、呼処理のために移動局によって送り返され、したがって、三角測量用の測定値を収集するために、ネットワークは、追加のシグナリング・オーバーヘッドを負わない。
【０００４】
しかし、この三角測量手法は、第４世代（４Ｇ）ｌｏｎｇ  ｔｅｒｍ  ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）ネットワークなど、すべてのネットワークで機能するわけではない。３Ｇ  ＣＤＭＡネットワークとは異なって、ＬＴＥネットワーク内の各測定レポートは、１つのセル（すなわち、モバイルのサービング・セル）からのラウンド・トリップ遅延だけを含む。したがって、三角測量技法を４Ｇ  ＬＴＥネットワークに関連して使用することは、全くもって不可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記および他の理由から、少なくとも４Ｇ  ＬＴＥネットワークについて移動局の地理的位置を推定する技法を提供する必要がある。さらに、その技法が、他のタイプの無線ネットワーク、特に３Ｇ  ＣＤＭＡネットワークと互換であることが望ましい。また、その技法が、三角測量技法より信頼できることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様では、無線ネットワークのカバレージ・エリア内の移動局の地理的位置を推定する方法が提供される。一実施形態では、この方法は、移動局のために働く基地局からの移動局の半径距離を判定するステップであって、基地局は、複数のセクタ・アンテナを含み、半径距離は、基地局から移動局への発信信号の送信と基地局での移動局からの対応する肯定応答信号の受信との間の経過時間に関連するラウンド・トリップ測定値に少なくとも部分的に基づく、ステップと、第１信号強度測定値、第２信号強度測定値、およびサービング基地局から外に延びる角度位置基準に少なくとも部分的に基づくサービング基地局からの半径距離に関する移動局の現在の角度位置を計算するステップであって、第１信号強度測定値および第２信号強度測定値は、サービング基地局の対応する第１セクタ・アンテナおよび第２セクタ・アンテナから移動局によって受信されるそれぞれのラジオ周波数（ＲＦ）信号の電力特性を表す、ステップと、を含む。
【０００７】
もう１つの態様では、無線ネットワークのカバレージ・エリア内の移動局の地理的位置を推定する装置が提供される。一実施形態では、この装置は、移動局のために働く基地局からの移動局の半径距離を判定する距離モジュールであって、基地局は、複数のセクタ・アンテナを含み、半径距離は、基地局から移動局への発信信号の送信と基地局での移動局からの対応する肯定応答信号の受信との間の経過時間に関連するラウンド・トリップ測定値に少なくとも部分的に基づく、距離モジュールと、第１信号強度測定値、第２信号強度測定値、およびサービング基地局から外に延びる角度位置基準に少なくとも部分的に基づくサービング基地局からの半径距離に関する移動局の現在の角度位置を計算する、距離モジュールと動作可能に通信する角度位置モジュールであって、第１信号強度測定値および第２信号強度測定値は、サービング基地局の対応する第１セクタ・アンテナおよび第２セクタ・アンテナから移動局によって受信されるそれぞれのＲＦ信号の電力特性を表す、角度位置モジュールとを含む。
【０００８】
もう１つの態様では、プログラム命令を格納する固定コンピュータ可読媒体が提供される。プログラム命令は、コンピュータによって実行される時に、対応するコンピュータ制御デバイスに、無線ネットワークのカバレージ・エリア内で移動局の地理的位置を推定する方法を実行させる。固定コンピュータ可読媒体の一実施形態では、方法は、移動局のために働く基地局からの移動局の半径距離を判定するステップであって、基地局は、複数のセクタ・アンテナを含み、半径距離は、基地局から移動局への発信信号の送信と基地局での移動局からの対応する肯定応答信号の受信との間の経過時間に関連するラウンド・トリップ測定値に少なくとも部分的に基づく、ステップと、第１信号強度測定値、第２信号強度測定値、およびサービング基地局から外に延びる角度位置基準に少なくとも部分的に基づくサービング基地局からの半径距離に関する移動局の現在の角度位置を計算するステップであって、第１信号強度測定値および第２信号強度測定値は、サービング基地局の対応する第１セクタ・アンテナおよび第２セクタ・アンテナから移動局によって受信されるそれぞれのＲＦ信号の電力特性を表す、ステップと、サービング基地局に対する相対的な移動局の半径距離および現在の角度位置を組み合わせることに少なくとも部分的に基づいて地理表記での無線ネットワークのカバレージ・エリア内の移動局の現在の地理的位置を識別するステップと、を含む。
【０００９】
本発明の適用可能性のさらなる範囲は、下で提供される詳細な説明から明白になる。しかし、本発明の趣旨および範囲に含まれるさまざまな変更および修正が当業者に明白になるので、詳細な説明および特定の例は、本発明の好ましい実施形態を示すが、例としてのみ与えられることを理解されたい。
【００１０】
本発明は、本明細書で後でより十分に示され、特に特許請求の範囲で指摘され、添付図面に示されているように、企図される目的がこれによって達成される、デバイスのさまざまな部分および方法のステップの構成、配置、および組合せに存する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】移動局の地理的位置を推定する三角測量技法の例示的実施形態に関連する無線ネットワークの３つのセルを示す機能図である。
【図２】移動局の地理的位置を推定するもう１つの技法の例示的実施形態に関連する無線ネットワークのサービング・セルを示す機能図である。
【図３】ｄＢ単位の正規化された利得が、セクタ・アンテナの方向からの方位角位置（すなわち水平利得）および迎角位置（すなわち、垂直利得）に関する移動局へのセクタ・アンテナのルック角に関してプロットされる、基地局のセクタ・アンテナの送信アンテナ利得特性を示すグラフである。
【図４】無線ネットワークのカバレージ・エリア内の移動局の地理的位置を推定するプロセスの例示的実施形態を示す流れ図である。
【図５】図４と組み合わされて、無線ネットワークのカバレージ・エリア内の移動局の地理的位置を推定するプロセスのもう１つの例示的実施形態を示す流れ図である。
【図６】無線ネットワークのカバレージ・エリア内の移動局の地理的位置を推定する無線ネットワークのサービング基地局内の装置の例示的実施形態を示すブロック図である。
【図７】無線ネットワークのカバレージ・エリア内の移動局の地理的位置を推定する無線ネットワークの地理的位置探索サービス・ノード内の装置の例示的実施形態を示すブロック図である。
【図８】無線ネットワークのカバレージ・エリア内の移動局の地理的位置を推定する無線ネットワークに関連するネットワーク管理ノード内の装置の例示的実施形態を示すブロック図である。
【図９】図６乃至８に示された装置に関連する角度位置モジュールの例示的実施形態を示すブロック図である。
【図１０】固定コンピュータ可読媒体に格納されたプログラム命令を実行するコンピュータ制御デバイスによって実行される無線ネットワークのカバレージ・エリア内の移動局の地理的位置を推定するプロセスの例示的実施形態を示す流れ図である。
【図１１】移動局の推定された地理的位置およびＧＰＳ位置探索を示す無線ネットワーク内の例示的な基地局のカバレージ・エリアを示す鳥瞰図である。
【図１２】基地局の２つのセクタ・アンテナの方位角利得パラメータ特性を示すグラフと、２つのセクタ・アンテナの迎角利得パラメータ特性を示すグラフと、２つのセクタ・アンテナの利得の間の差を示す合成グラフと、デルタ・アンテナ利得成分、デルタ送信パラメータ成分、およびデルタ信号強度測定値成分に関する移動局の角度位置の関数のグラフとのセットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
方法および装置のさまざまな実施形態は、無線ネットワークのカバレージ・エリア内の移動局の地理的位置を推定する技法を提供する。一実施形態では、アルゴリズムは、サービング基地局が移動局に関連するラウンド・トリップ測定値を報告する無線ネットワーク内のサービング基地局の複数のセクタ・アンテナからの信号強度測定値を報告する移動局の地理的位置を推定する。たとえば、地理的位置推定アルゴリズムのさまざまな実施形態を、４Ｇ  ＬＴＥネットワーク内の移動局の位置を推定するために使用することができる。このアルゴリズムのさまざまな実施形態は、３Ｇ  ＣＤＭＡ無線ネットワークおよび複数のセクタ・アンテナを有する基地局を使用する他のタイプの無線ネットワーク内の移動局の位置を推定することもできる。
【００１３】
図２を参照すると、一実施形態では、移動局の地理的位置を推定する技法は、サービング基地局からの移動局の距離（ｄ）を推定するのにサービング基地局（すなわち、サービング・セル）からのラウンド・トリップ測定値（たとえば、ＲＴＤ測定値）を使用する。次いで、サービング基地局から外に延びる角度位置基準に関して移動局の方位角（Φ）を推定するためのサービング基地局のサービング・セクタおよび／または隣接セクタからの信号強度測定値を使用する。同一の基地局のセクタ・カバレージ・エリアを組み合わせることが、その基地局に関する対応するセルラ・カバレージ・エリアを形成する。個々のセクタ・カバレージ・エリアを、対応するセクタ・アンテナに関してセルと称する場合もある。そうである場合に、同一の基地局に対応するセクタ・アンテナの対応するセルは、それでも、通常はセクタとしてラベルを付けられる（たとえば、αセクタ、βセクタ、γセクタまたはセクタ１、セクタ２、セクタ３）。通常、同一の基地局に関連するセクタ・アンテナは、同一のセル塔（またはビルディング）に取り付けられる。したがって、これらのセクタ・アンテナから所与の移動局アンテナへの電波の伝搬は、非常に相関する損失（経路損およびシャドウ・フェージングを含む）を経験する。本明細書で説明されるアルゴリズムは、これらのＲＦ特性（すなわち、非常に相関する損失）を使用して、サービング基地局の複数のセクタ・アンテナからの信号強度測定値の差に基づいてサービング基地局に関する移動局の方位角を推定する。
【００１４】
一実施形態では、無線ネットワークのカバレージ・エリア内の移動局の地理的位置を推定するアルゴリズムは、ＲＴＤなどのラウンド・トリップ測定値に基づいてサービング基地局からの移動局の距離（ｄ）を推定することから始まる。次に、サービング基地局に関する移動局の方位角位置（Φ）が、移動局によってサービング・セクタ・アンテナを介してサービング基地局に戻って報告されるサービング基地局の複数のセクタ・アンテナからの移動局による信号強度測定値に基づいて推定される。距離（ｄ）および方位角位置（Φ）を組み合わせることが、変位（すなわち、距離（ｄ））および角度位置（すなわち、方位角位置（Φ））によって表されるベクタに関する、サービング基地局に関する移動局の地理的位置を形成する。この極座標タイプの地理表記を、緯度／経度表記、住所表記、または無線ネットワークのカバレージ・エリアに関連するジオビン（ｇｅｏ−ｂｉｎ）・タイル・グリッド表記を含むさまざまな他のタイプの地理表記に変換することができる。たとえば、ジオビン・タイル・グリッド表記は、セクタ・アンテナ、基地局、基地局のクラスタ、または無線ネットワーク全体のカバレージ・エリアを表すのに、５０ｍ×５０ｍタイルを使用することができる。他の実施形態では、任意の適切なタイル・サイズを使用して、カバレージ・エリアのより高い分解能またはより低い分解能を提供することができる。
【００１５】
移動局の地理的位置を推定する近似アルゴリズムを、同一のセル塔または同一の物理構造に相対的に同一の迎角で取り付けられるなど、セクタ・アンテナが互いに非常に近接して配置される複数のセクタ・アンテナからのモバイル受信電力（Ｐｒ）（すなわち、信号強度測定値）に関するある種の考慮事項に基づくものとすることができる。たとえば、モバイル受信電力（Ｐｒ）は、サービング基地局の複数のセクタ・アンテナから移動局によって受信される。移動局は、モバイル受信電力（Ｐｒ）信号の信号強度を測定し、ｄＢｍ単位の対応する信号強度測定値を測定後報告することができる。
【００１６】
モバイル受信電力（Ｐｒ）を、次式によって表すことができる。
Ｐｒ（ｄ，Φ，Θ）＝Ｐｔ−ＰＬ（ｄ）−Ｘ＋Ｇｔ（ｄ，Φ，Θ）＋Ｇｒ    （１）
ただし、ｄは、キロメートル（ｋｍ）単位の、サービング基地局と移動局との間の距離であり、Φは、サービング基地局から外に延びる角度位置基準に関する移動局の方位角位置であり、Θは、対応するセクタ・アンテナの送信部分が角度基準位置に関して向けられる方位角位置であり、Ｐｔは、ｄＢｍ単位の対応するセクタ・アンテナの送信電力であり、ＰＬ（ｄ）は、対応するセクタ・アンテナのｄＢ単位の平均経路損である。セクタ・アンテナの方位角Θは、既知であり、その実際の設置に対応する。同様に、セクタ・アンテナの送信電力Ｐｔは、セクタ・アンテナの既知の特性または基地局による実際の測定に基づいて、サービング基地局で既知である。
【００１７】
平均経路損ＰＬ（ｄ）を、次式によって表すことができる。
ＰＬ（ｄ）＝Ｋ１＋Ｋ２＊ｌｏｇ１０（ｄ）    （２）
ただし、Ｋ１およびＫ２は、Ｋ１が形態、周波数、セル・アンテナ高さ、およびモバイル・アンテナ高さの関数になり、Ｋ２がセル・アンテナ高さの関数になる、伝搬パラメータである。
【００１８】
もう一度式（１）を参照すると、Ｘは、０平均正規分布ランダム変数（ｄＢ単位）であり、標準偏差σは、ほぼＮ（０，σ）（ｄＢ単位）と等しい。Ｘを、シャドウイング・フェージング効果と称する場合がある。Ｇｔ（ｄ，Φ，Θ）は、ｄＢ単位のセクタ・アンテナでの送信アンテナ利得である。Ｇｒは、ｄＢ単位の移動局での受信アンテナ利得である。
【００１９】
図３を参照すると、Ｇｔ（ｄ，Φ，Θ）は、Ｇｔがモバイル距離（ｄ）ならびに移動局の方位角位置（Φ）と対応するセクタ・アンテナの方位角位置（Θ）との間の角度の関数であることを反映している。距離（ｄ）が、セクタ・アンテナ高さと組み合わされて、アンテナ・タイルおよびアンテナ・ダウンタイル（ａｎｔｅｎｎａ  ｄｏｗｎｔｉｌｅ）を推定するのに使用されることに留意されたい。移動局の方位角位置（Φ）および対応するセクタ・アンテナの方位角位置（Θ）は、ルック角がΦ−Θである、Ｇｔの水平利得部分を判定するのに使用される。距離（ｄ）および対応するセクタ・アンテナの高さ（すなわち、迎角）は、Ｇｔの垂直利得成分を判定するのに使用される。
【００２０】
モバイル受信電力（Ｐｒ）の信号強度測定値を、ｒｅｃｅｉｖｅｄ  ｓｉｇｎａｌ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｏｗｅｒ（ＲＳＲＰ）測定値、ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｓｉｇｎａｌ  ｒｅｃｅｉｖｅｄ  ｑｕａｌｉｔｙ（ＲＳＲＱ）測定値、またはＥｃ／Ｉｏ測定値として報告することができる。ＲＳＲＱは、総受信電力に対する受信信号基準電力の比である。Ｅｃ／Ｉｏは、１つのＰＮチップ期間にわたって累算されたパイロット・エネルギ（「Ｅｃ」）と受信帯域幅内の総電力スペクトル密度（「Ｉｏ」）との間の比である。
【００２１】
ｄＢｍ単位のサービング基地局の２つのセクタ・アンテナからのモバイル受信電力Ｐｒ１およびＰｒ２を、次式によって表すことができる。
Ｐｒ１（ｄ，Φ，Θ１）＝Ｐｔ１−ＰＬ（ｄ）−Ｘ＋Ｇｔ１（ｄ，Φ，Θ１）＋Ｇｒ    （３）
Ｐｒ２（ｄ，Φ，Θ２）＝Ｐｔ２−ＰＬ（ｄ）−Ｘ＋Ｇｔ２（ｄ，Φ，Θ２）＋Ｇｒ＋ε    （４）
【００２２】
同一の基地局の異なるセクタ・アンテナからの経路損およびシャドウイング・フェージング効果を、セクタ・アンテナが同一のセル塔またはビルディングに取り付けられる場合に等しいと仮定することができる。セクタ・アンテナの非常な近接は、モバイル受信電力Ｐｒ１およびＰｒ２のこれらの成分の間の強い相関をもたらす。たとえば、シャドウ・フェージングの差は、非常に小さくなると期待され、式（４）では、εによってカウントされる。上で述べたように、ｄ、Θ１、およびΘ２は既知の値である。
【００２３】
前述に基づいて、移動局の方位角位置（Φ）の推定値を、ｄＢ単位の２つのセクタ・アンテナからのモバイル受信電力の差（Ｐｒ１−Ｐｒ２）に基づくものとすることができる。たとえば、（Ｐｒ１−Ｐｒ２）を、ＬＴＥネットワークでは（ＲＳＲＰ１−ＲＳＲＰ２）または（ＲＳＲＱ１−ＲＳＲＱ２）とすることができる。同様に、（Ｐｒ１−Ｐｒ２）を、ＣＤＭＡネットワークでは（Ｅｃ／Ｉｏ）１−（Ｅｃ／Ｉｏ）２とすることができる。モバイル受信電力Ｐｒ１およびＰｒ２は、絶対受信電力フォーマット（すなわち、ｄＢｍ）で表されるが、移動局の位置の推定は、絶対受信電力情報の知識を必要としない。ＬＴＥのＲＳＲＱおよびＣＤＭＡのパイロットＥｃ／Ｉｏを、上で述べたものと同一の形で使用することができる。
【００２４】
前述に基づいて、モバイル受信電力Ｐｒ１とＰｒ２との間の差を、次式によって表すことができる。
（Ｐｒ１−Ｐｒ２）＝（Ｇｔ１（Φ）−Ｇｔ２（Φ））＋（Ｐｔ１−Ｐｔ２）    （５）
ただし、Φを、０から３６０°の範囲内の移動局の潜在的方位角位置Φｍに置換することができる。式（５）の右辺と左辺との間の最もよい一致をもたらす潜在的方位角位置Φｍを、移動局の推定方位角位置として使用することができる。
【００２５】
前述に基づいて、移動局の方位角位置を、次式によって表すことができる。
Ｆ（Φ）＝｜（Ｇｔ１（Φ）−Ｇｔ２（Φ））＋（Ｐｔ１−Ｐｔ２）−（Ｐｒ１−Ｐｒ２）｜    （６）
ただし、Φを、０から３６０°の範囲内の移動局の潜在的方位角位置Φｍに置換することができる。Ｆ（Φｍ）を最小にする潜在的方位角位置Φｍを、移動局の推定方位角位置として使用することができる。
【００２６】
このプロセスを、次式で表すこともできる。
ｍｉｎ｜（Ｇｔ１（Φ）−Ｇｔ２（Φ））＋（Ｐｔ１−Ｐｔ２）−（Ｐｒ１−Ｐｒ２）｜    （７）
【００２７】
特筆すべきことに、式（５）から（７）で初期の潜在的方位角位置Φｍについて選択される値を、サービング・セクタ・アンテナの方向および方位角位置の知識に少なくとも部分的に基づくものとすることができる。潜在的方位角位置Φｍについて選択される後続の値を、後続の結果が所望の結果に近付きつつあるのか、それとも所望の結果から遠ざかりつつあるのかに基づくものとすることができる。さまざまな技法を使用して、後続の結果と所望の結果との間の差の大きさならびに連続する後続の結果と所望の結果との間の差の変化に基づいて、潜在的方位角位置Φの後続の値を選択することもできる。
【００２８】
図１１を参照すると、無線ネットワーク内の例示的な基地局Ａのカバレージ・エリアの鳥瞰図が、本明細書で開示されるプロセスから生じる移動局（ＵＥ）の推定された地理的位置を示している。ＧＰＳ位置探索に基づく移動局（ＵＥ）の推定された地理的位置も、比較のために図示されている。カバレージ・エリアのＸ軸およびＹ軸は、基地局Ａからのメートル単位の距離を反映する。特筆すべきことに、推定された地理的位置は、ＧＰＳ位置探索に近い。
【００２９】
基地局Ａは、北（すなわち、０／３６０°を表す角度位置基準）から２７°に向けられた第１セクタ・アンテナおおび２６７°に向けられた第２セクタ・アンテナを含む。移動局は、それぞれ−１１ｄＢおよび−１３ｄＢの、第１セクタ・アンテナおよび第２セクタ・アンテナからの信号強度測定値を報告した。移動局の角度位置は、上で開示したプロセスを使用して、３３０．６°と推定された。移動局の地理的位置を推定するのに使用された測定値は、移動局に関連するアクティブ呼のパー・コール・メジャーメント・データ（ＰＣＭＤ）から取り出された。たとえば、ＰＣＭＤデータを、請求のためにネットワーク動作中に無線サービス・プロバイダが格納することができる。本明細書で開示されるプロセスは、移動局の地理的位置の推定を実行するためのデータの収集のための追加のネットワーク・オーバーヘッドを必要とせずに、任意の適切な技法を介してネットワーク動作中に取り込まれ、保存された信号強度測定値およびラウンド・トリップ測定値を使用することができる。
【００３０】
図１２を参照すると、移動局の地理的位置を推定するプロセスに関連するさまざまなデータおよび計算が、グラフのセットで提供されている。左上のグラフは、サービング基地局の第１セクタ・アンテナの方位角利得パラメータ特性を示す。第１セクタ・アンテナは、北（すなわち、０／３６０°を表す角度位置基準）から２７°に向けられる。左中のグラフは、サービング基地局の第２セクタ・アンテナの方位角利得パラメータ特性を示す。第２セクタ・アンテナは、北から２６７°に向けられる。方位角利得パラメータ特性を、経路損がほとんどまたは全く経験されない場合の基地局に相対的に近い（たとえば、１０ｍ）セクタ・アンテナからの電力測定値の製造業者の仕様とすることができる。図示されているように、第１セクタ・アンテナおよび第２セクタ・アンテナは、単にアンテナの方向によってシフトされた、同一の方位角利得特性を有する。他の基地局配置では、セクタ・アンテナが、異なる方位角利得特性を有する場合がある。
【００３１】
右上のグラフは、第１セクタ・アンテナの迎角利得パラメータ特性を示す。第１セクタ・アンテナは、水平（すなわち、０／３６０°を表す迎角位置基準）から２°下に向けられる。右中のグラフは、第２セクタ・アンテナの迎角利得パラメータ特性を示す。第２セクタ・アンテナも、水平から２°下に向けられる。迎角利得パラメータ特性を、経路損がほとんどまたは全く経験されない場合の基地局に相対的に近い（たとえば、１０ｍ）セクタ・アンテナからの電力測定値の製造業者の仕様とすることができる。図示されているように、第１セクタ・アンテナおよび第２セクタ・アンテナは、同一の迎角利得特性を有する。他の基地局配置では、セクタ・アンテナが、異なる迎角利得特性を有する場合がある。また、他の基地局配置で、セクタ・アンテナを、水平から異なる角度に向けることができる。
【００３２】
左下のグラフは、第１セクタ・アンテナの利得と第２セクタ・アンテナの利得との間の差を示す合成グラフである。この合成グラフは、方位角利得特性および迎角利得特性を考慮に入れて、合成利得特性を形成する。この合成グラフは、方位角利得特性に従う変化する方位角位置と、アンテナの迎角チルトが変化しないために相対的に定常状態である迎角利得特性からの成分とに関する差を反映する。次の式が、この合成グラフに投入するのに使用される。
（Ｇｔ１（Φ）ａｚ＋Ｇｔ１ｅｌ−Ｇｔ１ｍａｘ）−（Ｇｔ２（Φ）ａｚ＋Ｇｔ２ｅｌ−Ｇｔ２ｍａｘ）    （８）
ただし、Ｇｔ１（Φ）ａｚは、角度位置基準に関する所与の方位角角度の第１セクタ・アンテナの方位角利得であり、Ｇｔ１ｅｌは、迎角チルトに関連する第１アンテナの迎角利得であり、Ｇｔ１ｍａｘは、第１セクタ・アンテナの最大利得である。同様に、Ｇｔ２（Φ）ａｚは、角度位置基準に関する所与の方位角角度の第２セクタ・アンテナの方位角利得であり、Ｇｔ２ｅｌは、迎角チルトに関する第２アンテナの迎角利得であり、Ｇｔ２ｍａｘは、第２セクタ・アンテナの最大利得である。
【００３３】
右下のグラフは、上述の式（７）で定義したデルタ・アンテナ利得成分、デルタ送信パラメータ成分、およびデルタ信号用度測定値成分に関する移動局の角度位置の関数を示す。
【００３４】
図４を参照すると、無線ネットワークのカバレージ・エリア内の移動局の地理的位置を推定するプロセス４００の例示的実施形態は、４０２で開始され、ここで、移動局のために動作する基地局からの移動局の半径距離を判定する。基地局は、複数のセクタ・アンテナを含む。半径距離は、基地局から移動局への発信信号の送信と基地局での移動局からの対応する肯定応答信号の受信との間の経過時間に関連するラウンド・トリップ測定値に少なくとも部分的に基づく。４０４では、サービング基地局からの半径距離に関する移動局の現在の角度位置を計算する。現在の角度位置は、第１信号強度測定値、第２信号強度測定値、およびサービング基地局から外に延びる角度位置基準に少なくとも部分的に依存する。第１信号強度測定値および第２信号強度測定値は、サービング基地局の対応する第１セクタ・アンテナおよび第２セクタ・アンテナから移動局によって受信されたそれぞれのＲＦ信号の電力特性を表す。
【００３５】
図４および５を参照すると、無線ネットワークのカバレージ・エリア内の移動局の地理的位置を推定するプロセス５００のもう１つの例示的実施形態は、図４のプロセス４００を含み、５０２に継続し、ここで、無線ネットワークのカバレージ・エリア内の移動局の現在の地理的位置を、地理表記で識別する。地理表記は、サービング基地局に対する相対的な移動局の半径距離と現在の角度位置とを組み合わせることに少なくとも部分的に基づく。一実施形態では、半径距離および現在の角度位置は、サービング基地局に関する極座標タイプの地理表記を反映する。他の実施形態では、半径距離および現在の角度位置を、緯度／経度表記、住所表記、または無線ネットワークのカバレージ・エリアに関連するジオビン・タイル・グリッド表記を含むさまざまな他のタイプの地理表記に変換することができる。
【００３６】
もう１つの実施形態では、プロセス５００は、無線ネットワークに関連する地理的位置探索ストレージ・ノードに地理表記の移動局の現在の地理的位置を送信することをも含む。さらなる実施形態では、判定、計算、識別、および送信は、サービング基地局によって実行される。
【００３７】
もう１つの実施形態では、プロセス５００は、無線ネットワークに関連する地理的位置探索サービス・ノードで無線ネットワークを介してサービング基地局からラウンド・トリップ測定値、第１信号強度測定値、および第２信号強度測定値を受信することをも含む。この実施形態では、移動局の現在の地理的位置は、地理的位置探索サービス・ノードに関連する地理的位置探索ストレージ・デバイスに、地理表記で送信される。説明される実施形態では、受信、判定、計算、識別、および送信は、地理的位置探索サービス・ノードによって実行される。
【００３８】
もう１つの実施形態では、プロセス５００は、無線ネットワークに関連するネットワーク管理ノードで無線ネットワークを介してサービング基地局からラウンド・トリップ測定値、第１信号強度測定値、および第２信号強度測定値を受信することをも含む。この実施形態では、ラウンド・トリップ測定値、第１信号強度測定値、および第２信号強度測定値は、ネットワーク管理ノードに関連する管理ストレージ・デバイスで格納される。説明される実施形態では、ラウンド・トリップ測定値、第１信号強度測定値、および第２信号強度測定値は、判定および計算に関連して測定値ストレージ・デバイスから取り出される。この実施形態では、プロセス５００は、ネットワーク管理ノードに関連する地理的位置探索ストレージ・デバイスに地理表記で移動局の現在の地理的位置を送信することをも含む。受信、格納、取出、判定、計算、識別、および送信は、説明される実施形態ではネットワーク管理ノードによって実行される。
【００３９】
もう一度図４を参照すると、プロセス４００のもう１つの実施形態では、ラウンド・トリップ測定値、第１信号強度測定値、および第２信号強度測定値は、カレンダ時間において関係する。さらなる実施形態では、サービング基地局に対する相対的な移動局の半径距離および現在の角度位置は、ラウンド・トリップ測定値、第１信号強度測定値、および第２信号強度測定値に関連するカレンダ時間に関して無線ネットワークのカバレージ・エリア内の移動局の現在の地理的位置を示す。
【００４０】
プロセス４００のもう１つの実施形態では、第１セクタ・アンテナは、移動局のため働きつつあり、サービング・セクタ・アンテナと呼ばれ、第２セクタ・アンテナは、第１セクタ・アンテナの近くに配置され、隣接セクタ・アンテナと呼ばれる。プロセス４００のもう１つの実施形態では、ラウンド・トリップ測定値は、サービング基地局によって測定される。さらなる実施形態では、ラウンド・トリップ測定値は、ＲＴＤ時間測定値を含む。プロセス４００のもう１つの実施形態では、第１信号強度測定値および第２信号強度測定値は、移動局によって測定される。さらなる実施形態では、第１信号強度測定値および第２信号強度測定値は、ＲＳＲＰ測定値、ＲＳＲＱ測定値、またはＥｃ／Ｉｏ測定値を含む。
【００４１】
プロセス４００のもう１つの実施形態では、４０４での計算は、無線ネットワークに関連するストレージ・デバイスから第１送信パラメータ値および第２送信パラメータ値を取り出すことを含むことができる。第１送信パラメータ値および第２送信パラメータ値は、対応する第１セクタ・アンテナおよび第２セクタ・アンテナによって送信されるそれぞれの通信信号の電力特性を表す。この実施形態では、４０４での計算は、第１角度位置成分を入手するために第１送信パラメータと第２送信パラメータとの間の差を判定することを含むこともできる。
【００４２】
プロセス４００のさらなる実施形態では、４０４での計算は、ストレージ・デバイスから第１信号強度測定値および第２信号強度測定値を取り出すことを含むこともできる。この実施形態では、４０４での計算は、第２角度位置成分を入手するために第１信号強度測定値と第２信号強度測定値との間の差を判定することを含むこともできる。
【００４３】
プロセス４００のさらなる実施形態では、４０４での計算は、ストレージ・デバイスから第１アンテナ迎角利得パラメータ値、第１アンテナ最大利得パラメータ値、および第１アンテナ方位角利得パラメータ特性を取り出すことを含むこともできる。第１方位角利得パラメータ特性は、第１方位角利得パラメータ値を、角度位置基準に関するさまざまな方位角位置に関係付ける。可変方位角位置は、角度位置基準に関する移動局の見込みのある方位角位置を表す。第１アンテナ方位角利得パラメータ特性は、角度位置基準に関して第１セクタ・アンテナが向けられる第１方位角位置を表す第１アンテナ位置値に少なくとも部分的に基づく。この実施形態では、第２アンテナ迎角利得パラメータ値、第２アンテナ最大利得パラメータ値、および第２アンテナ方位角利得パラメータ特性も、ストレージ・デバイスから取り出される。第２アンテナ方位角利得パラメータ特性は、第２アンテナ方位角利得パラメータを、可変方位角位置に関係付ける。第２アンテナ方位角利得パラメータ特性は、角度位置基準に関して第２セクタ・アンテナが向けられる第２方位角位置を表す第２アンテナ位置値に少なくとも部分的に基づく。
【００４４】
説明される実施形態では、角度値（たとえば、３６０を超えない）を、可変方位角位置について選択することができる。第１アンテナ方位角利得パラメータ特性および第２アンテナ方位角利得パラメータ特性を使用して、選択された角度値に関連する可変方位角位置の対応する第１アンテナ方位角利得パラメータ値および第２アンテナ方位角利得パラメータ値を識別することができる。この実施形態では、４０４での計算は、選択された角度値について第１送信アンテナ利得と第２送信アンテナ利得との間の差を判定することによって継続することができる。この差は、第１送信アンテナ利得を得るために、選択された角度値の第１アンテナ方位角利得パラメータ値を第１アンテナ迎角利得パラメータ値に加算し、第１アンテナ最大利得パラメータ値を減算することと、第２送信アンテナ利得を得るために、選択された角度値の第２アンテナ方位角利得パラメータ値を第２アンテナ迎角利得パラメータ値に加算し、第２アンテナ最大利得パラメータ値を減算することと、第３角度位置成分を入手するために第１送信アンテナ利得から第２送信アンテナ利得を減算することとによって判定することができる。
【００４５】
初期の可変方位角位置について選択される角度値を、どのセクタ・アンテナが移動局のために働きつつあるのかならびにサービング・セクタ・アンテナの方向および方位角の知識に少なくとも部分的に基づくものとすることができる。可変方位角位置について選択される後続の値を、後続の結果が所望の結果に近付きつつあるのか、それとも所望の結果から遠ざかりつつあるのかに基づくものとすることができる。さまざまな技法を使用して、後続の結果と所望の結果との間の差の大きさならびに連続する後続の結果と所望の結果との間の差の変化に基づいて、可変方位角位置の後続の値を選択することもできる。
【００４６】
たとえば、プロセス４００のさらなる実施形態では、可変方位角位置について当初に選択される角度値を、第１アンテナ位置値と第２アンテナ位置値との間とすることができる。この実施形態では、初期角度値は、第１アンテナ位置値と第２アンテナ位置値との間の中点を表すことができる。言い替えると、第１アンテナが、角度基準位置に関して１２０°に向けられる場合に、第２アンテナを、２４０°に向けることができ、１８０が第１セクタ・アンテナと第２セクタ・アンテナとの間の中点なので、１８０を、可変方位角位置の初期の角度値として選択することができる。可変方位角位置に関する他の角度値の選択は、よりよい結果を得るために角度値を選択するために結果がよりよくなりつつあるのかより悪くなりつつあるのかを考慮に入れることができる。角度値の反復選択を、増分的としまたは得られた結果と所望の結果との間の差の係数に基づくものとすることができる。
【００４７】
プロセス４００のもう１つの実施形態では、４０４での計算は、算術結果を形成するために第１角度位置成分と第３角度位置成分とを加算し、第２角度位置成分を減算することをも含む。説明される実施形態では、算術結果は、絶対値に変換される。この実施形態では、絶対値が、所望の値（たとえば、０）の所定のしきい値以内である場合に、プロセス４００は、移動局の現在の角度位置として可変方位角位置に置換される角度値を識別することによって継続する。そうではない場合には、プロセス４００は、異なる角度値の選択を繰り返し、第３角度位置成分の新しい値を入手するために第１送信利得と第２送信利得との間の差の判定を繰り返し、算術結果を形成するための加算および減算と絶対値の判定とを繰り返し、絶対値が所望の値の所定のしきい値以内になるまで、繰り返しを継続する。
【００４８】
プロセス４００のもう１つの実施形態では、４０４での計算は、算術結果を形成するために第１角度位置成分および第３角度位置成分を加算し、第２角度位置成分を減算することをも含む。この実施形態では、算術結果は、絶対値に変換される。説明される実施形態では、プロセス４００は、異なる角度値の選択を繰り返し、第３角度位置成分の新しい値を入手するために第１送信利得と第２送信利得との間の差の判定を繰り返し、算術結果を形成するための加算および減算と絶対値の判定とを繰り返し、絶対値が所望の値の所定のしきい値以内になるまで、繰り返しを継続する。この実施形態では、プロセス４００は、移動局の現在の角度位置として、それに関して絶対値が最小化される可変方位角位置について置換される対応する角度値を識別することによって継続する。
【００４９】
プロセス４００のもう１つの実施形態では、４０４での計算は、算術結果を形成するために第１角度位置成分と第３角度位置成分とを合計することと、算術結果を第２角度位置成分と比較することとを含む。この実施形態では、算術結果が、第２角度位置成分の所定の範囲内である場合に、プロセス４００は、移動局の現在の角度位置として、可変方位角位置について置換される角度値を識別することによって継続する。そうではない場合には、プロセス４００は、角度値の選択を繰り返し、第３角度位置成分の新しい値を入手するために第１送信利得と第２送信利得との間の差の判定を繰り返し、算術結果を形成するための第１角度位置成分および第３角度位置成分の合計と第２角度位置成分との算術結果の比較とを繰り返し、算術結果が第２角度位置成分の所定の範囲内になるまで、繰り返しを継続する。
【００５０】
図６を参照すると、無線ネットワーク６０２のカバレージ・エリア内の移動局６００の地理的位置を推定する装置の例示的実施形態は、距離モジュール６０４および角度位置モジュール６０６を含む。距離モジュール６０４は、移動局６００のために働く基地局６０８からの移動局６００の半径距離を判定する。基地局６０８は、複数のセクタ・アンテナ（たとえば、６１０、６１２、６１４）を含む。半径距離は、基地局６０８から移動局６００への発信信号の送信と基地局６０８での移動局６００からの対応する肯定応答信号の受信との間の経過時間に関連するラウンド・トリップ測定値に少なくとも部分的に基づく。角度位置モジュール６０６は、距離モジュール６０４と動作可能に通信し、サービング基地局６０８からの半径距離に関して移動局６００の現在の角度位置を計算する。現在の角度位置は、第１信号強度測定値、第２信号強度測定値、およびサービング基地局６０８から外に延びる角度位置基準に少なくとも部分的に基づく。第１信号強度測定値および第２信号強度測定値は、サービング基地局６０８の対応する第１セクタ・アンテナ６１０および第２セクタ・アンテナ６１２から移動局６００によって受信されるそれぞれのＲＦ信号の電力特性を表す。現在の角度位置を、他のセクタ・アンテナ６１４（たとえば、セクタ・アンテナＮ）からの追加の信号強度測定値に基づくものとすることもできる。
【００５１】
この実施形態では、装置は、サービング基地局６０８に対する相対的な移動局６００の半径距離および現在の角度位置を組み合わせることに少なくとも部分的に基づいて、地理表記で無線ネットワーク６０２のカバレージ・エリア内の移動局６００の現在の地理的位置を識別するために距離モジュール６０４および角度位置モジュール６０６と動作可能に通信する位置探索モジュール６１６を含むこともできる。一実施形態では、半径距離および現在の角度位置は、サービング基地局に関する極座標タイプの地理表記を反映する。他の実施形態では、半径距離および現在の角度位置を、緯度／経度表記、住所表記、または無線ネットワークのカバレージ・エリアに関連するジオビン・タイル・グリッド表記など、さまざまな他のタイプの地理表記に変換することができる。
【００５２】
説明される実施形態では、装置は、無線ネットワーク６０２に関連する地理的位置探索ストレージ・ノード６２０に地理表記の移動局６００の現在の地理的位置を送信するために、位置探索モジュール６１６と動作可能に通信する出力モジュール６１８を含むこともできる。地理的位置探索ストレージ・ノード６２０は、無線ネットワーク６０２の内部または外部とすることができる。この実施形態では、装置は、サービング基地局６０８を含むことができる。この実施形態では、サービング基地局６０８は、距離モジュール６０４、角度位置モジュール６０６、位置探索モジュール６１６、および出力モジュール６１８を含むことができる。
【００５３】
図７を参照すると、無線ネットワーク７０２のカバレージ・エリア内の移動局７００の地理的位置を推定する装置の例示的実施形態は、距離モジュール７０４および角度位置モジュール７０６を含む。距離モジュール７０４は、移動局７００のために働く基地局７０８からの移動局７００の半径距離を判定する。半径距離は、基地局７０８から移動局７００への発信信号の送信と基地局７０８での移動局７００からの対応する肯定応答信号の受信との間の経過時間に関連するラウンド・トリップ測定値に少なくとも部分的に基づく。角度位置モジュール７０６は、距離モジュール７０４と動作可能に通信し、サービング基地局７０８からの半径距離に関して移動局７００の現在の角度位置を計算する。現在の角度位置は、第１信号強度測定値、第２信号強度測定値、およびサービング基地局７０８から外に延びる角度位置基準に少なくとも部分的に基づく。第１信号強度測定値および第２信号強度測定値は、サービング基地局７０８の対応する第１セクタ・アンテナ７１０および第２セクタ・アンテナ７１２から移動局７００によって受信されるそれぞれのＲＦ信号の電力特性を表す。現在の角度位置を、他のセクタ・アンテナ７１４（たとえば、セクタ・アンテナＮ）からの追加の信号強度測定値に基づくものとすることもできる。
【００５４】
この実施形態では、装置は、サービング基地局７０８に対する相対的な移動局７００の半径距離および現在の角度位置を組み合わせることに少なくとも部分的に基づいて、地理表記で無線ネットワーク７０２のカバレージ・エリア内の移動局７００の現在の地理的位置を識別するために距離モジュール７０４および角度位置モジュール７０６と動作可能に通信する位置探索モジュール７１６を含むこともできる。
【００５５】
説明される実施形態では、装置は、無線ネットワーク７０２に関連し、サービング基地局７０８と動作可能に通信する、地理的位置探索サービス・ノード７２２を含むことができる。この実施形態では、地理的位置探索サービス・ノード７２２は、距離モジュール７０４、角度位置モジュール７０６、および位置探索モジュール７１６を含むことができる。
【００５６】
地理的位置探索サービス・ノード７２２は、入力モジュール７２４および出力モジュール７１８を含むこともできる。入力モジュール７２４は、無線ネットワーク７０２を介してサービング基地局７０８からラウンド・トリップ測定値、第１信号強度測定値、および第２信号強度測定値を受け取るために、距離モジュール７０４および角度位置モジュール７０６と動作可能に通信する。出力モジュール７１８は、地理的位置探索サービス・ノード７２２に関連する地理的位置探索ストレージ・デバイス７２６に地理表記の移動局７００の現在の地理的位置を送信するために位置探索モジュール７１６と動作可能に通信する。地理的位置探索ストレージ・デバイス７２６は、地理的位置探索サービス・ノード７２２の内部または外部とすることができる。地理的位置探索ストレージ・デバイス７２６が、地理的位置探索サービス・ノード７２２の外部である場合には、地理的位置探索ストレージ・デバイス７２６を、無線ネットワーク７０２の内部または外部とすることができる。
【００５７】
図８を参照すると、無線ネットワーク８０２のカバレージ・エリア内の移動局８００の地理的位置を推定する装置の例示的実施形態は、距離モジュール８０４および角度位置モジュール８０６を含む。距離モジュール８０４は、移動局８００のために働く基地局８０８からの移動局８００の半径距離を判定する。半径距離は、基地局８０８から移動局８００への発信信号の送信と基地局８０８での移動局８００からの対応する肯定応答信号の受信との間の経過時間に関連するラウンド・トリップ測定値に少なくとも部分的に基づく。角度位置モジュール８０６は、距離モジュール８０４と動作可能に通信し、サービング基地局８０８からの半径距離に関して移動局８００の現在の角度位置を計算する。現在の角度位置は、第１信号強度測定値、第２信号強度測定値、およびサービング基地局８０８から外に延びる角度位置基準に少なくとも部分的に基づく。第１信号強度測定値および第２信号強度測定値は、サービング基地局８０８の対応する第１セクタ・アンテナ８１０および第２セクタ・アンテナ８１２から移動局８００によって受信されるそれぞれのＲＦ信号の電力特性を表す。現在の角度位置を、他のセクタ・アンテナ８１４（たとえば、セクタ・アンテナＮ）からの追加の信号強度測定値に基づくものとすることもできる。
【００５８】
この実施形態では、装置は、サービング基地局８０８に対する相対的な移動局８００の半径距離および現在の角度位置を組み合わせることに少なくとも部分的に基づいて、地理表記で無線ネットワーク８０２のカバレージ・エリア内の移動局８００の現在の地理的位置を識別するために距離モジュール８０４および角度位置モジュール８０６と動作可能に通信する位置探索モジュール８１６を含むこともできる。
【００５９】
説明される実施形態では、この装置は、無線ネットワーク８０２に関連し、サービング基地局８０８と動作可能に通信するネットワーク管理ノード８２８を含むことができる。この実施形態では、ネットワーク管理ノード８２８は、距離モジュール８０４、角度位置モジュール８０６、および位置探索モジュール８１６を含むことができる。
【００６０】
ネットワーク管理ノード８２８は、入力モジュール８２４、測定値ストレージ・デバイス８３０、および出力モジュール８１８を含むこともできる。入力モジュール８２４は、無線ネットワーク８０２を介してサービング基地局８０８からラウンド・トリップ測定値、第１信号強度測定値、および第２信号強度測定値を受信するための入力モジュールである。測定値ストレージ・デバイス８３０は、ラウンド・トリップ測定値、第１信号強度測定値、および第２信号強度測定値を格納するために、入力モジュール８２４、距離モジュール８０４、および角度位置モジュール８０６と動作可能に通信する。この実施形態では、距離モジュール８０４は、半径距離の判定に関連して測定値ストレージ・デバイス８３０からラウンド・トリップ測定値を取り出す。同様に、角度位置モジュール８０６は、現在の角度位置の計算に関連して測定値ストレージ・デバイス８３０から第１信号強度測定値および第２信号強度測定値を取り出す。出力モジュール８１８は、移動局８００の現在の地理的位置を地理表記で地理的位置探索ストレージ・デバイス８２６に送信するために位置探索モジュール８１６と動作可能に通信する。地理的位置探索ストレージ・デバイス８２６を、ネットワーク管理ノード８２８の内部または外部とすることができる。地理的位置探索ストレージ・デバイス８２６がネットワーク管理ノード８２８の外部である場合には、地理的位置探索ストレージ・デバイス８２６を、無線ネットワーク８０２の内部または外部とすることができる。
【００６１】
図９を参照すると、図６〜８の装置に関連する角度位置モジュール９０６の例示的実施形態は、ソース・データ通信サブモジュール９３２および第１角度成分サブコンポーネント９３８を含むことができる。ソース・データ通信サブモジュール９３２は、無線ネットワークに関連するストレージ・デバイス９３６から第１送信パラメータ値および第２送信パラメータ値を取り出す。第１送信パラメータ値および第２送信パラメータ値は、対応する第１セクタ・アンテナおよび第２セクタ・アンテナ（たとえば、６１０、６１２）によって送信されるそれぞれの送信信号の電力特性を表す。この実施形態では、第１角度成分サブコンポーネント９３８は、第１角度位置成分を入手するために第１送信パラメータ値と第２送信パラメータ値との間の差を判定するためにソース・データ通信サブモジュール９３２と動作可能に通信する。
【００６２】
角度位置モジュール９０６のさらなる実施形態では、ソース・データ通信モジュールは、ストレージ・デバイス９３６から第１信号強度測定値および第２信号強度測定値を取り出すことができる。この実施形態では、角度位置モジュール９０６は、第２角度位置成分を入手するために第１信号強度測定値と第２信号強度測定値との間の差を判定するために、ソース・データ通信サブモジュール９３２と動作可能に通信する第２角度成分モジュール９４０を含むこともできる。
【００６３】
角度位置モジュール９０６のさらなる実施形態では、ソース・データ通信サブモジュール９３２は、ストレージ・デバイス９３６から第１アンテナ迎角利得パラメータ値、第１アンテナ最大利得パラメータ値、および第１アンテナ方位角利得パラメータ特性を取り出すこともできる。第１アンテナ方位角利得パラメータ特性は、第１アンテナ方位角利得パラメータ値を角度位置基準に関する可変方位角位置に関係付ける。可変方位角位置は、角度位置基準に関して移動局９００の見込みのある方位角位置を表す。第１アンテナ方位角利得パラメータ特性は、第１セクタ・アンテナ９１０が角度位置基準に関して向けられる第１方位角位置を表す第１アンテナ位置値に少なくとも部分的に基づく。
【００６４】
この実施形態では、ソース・データ通信サブモジュール９３２は、ストレージ・デバイス９３６から第２アンテナ迎角利得パラメータ値、第２アンテナ最大利得パラメータ値、および第２アンテナ方位角利得パラメータ特性を取り出すこともできる。第２アンテナ方位角利得パラメータ特性は、第２アンテナ方位角利得パラメータ値を可変方位角位置に関係付ける。第２アンテナ方位角利得パラメータ特性は、第２セクタ・アンテナ９１２が角度位置基準に関して向けられる第２方位角位置を表す第２アンテナ位置値に少なくとも部分的に基づく。
【００６５】
説明される実施形態では、角度位置モジュール９０６は、ソース・データ通信サブモジュール９３２と動作可能に通信する第３角度成分サブモジュール９３４を含むこともできる。第３角度成分サブモジュール９３４は、可変方位角位置の角度値（たとえば、３６０を超えない）を選択する。第３角度成分サブモジュール９３４は、選択された角度値に関連する可変方位角位置の対応する第１アンテナ方位角利得パラメータ値および第２アンテナ方位角利得パラメータ値を識別するのに第１アンテナ方位角利得パラメータ特性および第２アンテナ方位角利得パラメータ特性を使用する。
【００６６】
この実施形態では、第３角度成分サブモジュール９３４は、選択された角度値の第１送信アンテナ利得と第２送信アンテナ利得との間の差を判定することもできる。この差は、第１送信アンテナ利得を入手するために、選択された角度値の第１アンテナ方位角利得パラメータ値を第１アンテナ迎角利得パラメータに加算し、第１アンテナ最大利得パラメータ値を減算することと、第２送信アンテナ利得を入手するために、選択された角度値の第２アンテナ方位角利得パラメータ値を第２アンテナ迎角利得パラメータに加算し、第２アンテナ最大利得パラメータ値を減算することと、第３角度位置成分を入手するために、第１送信アンテナ利得から第２送信アンテナ利得を減算することと、によって判定することができる。
【００６７】
初期可変方位角位置について選択された角度値を、どのセクタ・アンテナが移動局のために働いているのかと、サービング・セクタ・アンテナの方向および方位角位置との知識に少なくとも部分的に基づくものとすることができる。可変方位角位置について選択される後続の値を、後続の結果が所望の結果に近付きつつあるのか退きつつあるのかに基づくものとすることができる。さまざまな技法を使用して、後続の結果と所望の結果との間の差の大きさならびに連続する後続の結果と所望の結果との間の差の変化に基づいて、可変方位角位置の後続の値を選択することもできる。
【００６８】
たとえば、角度位置モジュール９０６のさらなる実施形態では、第３角度成分サブモジュール９３４によって可変方位角位置について当初に選択される角度値を、第１アンテナ位置値と第２アンテナ位置値との間とすることができる。この実施形態では、初期角度値は、第１アンテナ位置値と第２アンテナ位置値との間の中点を表すことができる。言い替えると、第１アンテナが、角度基準位置に関して１２０°に向けられる場合に、第２アンテナを、２４０°に向けることができ、１８０°が第１セクタ・アンテナと第２セクタ・アンテナとの間の中点なので、１８０を、可変方位角位置の初期の角度値として選択することができる。可変方位角位置に関する他の角度値の選択は、よりよい結果を得るために、ある角度値を選択することによって結果がよりよくなりつつあるのかより悪くなりつつあるのかを考慮に入れることができる。角度値の反復選択を、増分的としまたは得られた結果と所望の結果との間の差の係数に基づくものとすることができる。
【００６９】
さらなる実施形態では、角度位置モジュール９０６は、算術サブモジュール９４２および制御サブモジュール９４４を含むことができる。この実施形態では、算術サブモジュール９４２は、算術結果を形成するために、第１角度位置成分と第３角度位置成分とを加算し、第２角度位置成分を減算するために、第１角度成分モジュール９３８、第２角度成分モジュール９４０、および第３角度成分モジュール９３４と動作可能に通信する。説明される実施形態では、算術サブモジュール９４２は、算術結果を絶対値に変換する。制御サブモジュール９４４は、算術結果が所望の値（たとえば、０）の所定のしきい値以内である場合に、移動局９００の現在の角度位置として可変方位角位置について置き換えられる角度値を識別するために算術サブモジュール９４２および第３角度成分サブモジュール９３４と動作可能に通信する。そうではない場合には、制御サブモジュール９４４は、第３角度位置成分の新しい値を入手するために、第３角度成分モジュール９３４に、異なる角度値の選択および第１送信利得と第２送信利得との間の差の判定とを繰り返させ、算術サブモジュール９４２に、算術結果を形成するための加算および減算と絶対値の判定とを繰り返させ、算術結果が所望の値の所定のしきい値以内になるまでこの繰り返しを継続させることができる。
【００７０】
さらなる代替実施形態では、算術サブモジュール９４２は、算術結果を形成するために、第１角度位置成分と第３角度位置成分とを加算し、第２角度位置成分を減算するために、第１角度成分モジュール９３８、第２角度成分モジュール９４０、および第３角度成分モジュール９３４と動作可能に通信することができる。説明される実施形態では、算術サブモジュール９４２は、算術結果を絶対値に変換する。この実施形態では、制御サブモジュール９４４は、第３角度位置成分の新しい値を入手するために、第３角度成分モジュール９３４に異なる角度値の選択、および第１送信利得と第２送信利得との間の差の判定を繰り返させ、算術サブモジュール９４２に算術結果を形成するための加算および減算と絶対値の判定とを繰り返させ、絶対値が最小化されるまで繰り返しを継続させるように、算術サブモジュール９４２および第３角度成分モジュール９３４と動作可能に通信することができる。説明される実施形態では、制御サブモジュール９４４は、絶対値が最小化される可変方位角位置について置き換えられる対応する角度値を移動局９００の現在の角度位置として識別する。
【００７１】
もう１つの代替の実施形態では、算術サブモジュール９４２は、算術結果を形成するために、第１角度位置成分および第３角度位置成分を合計するために第１角度成分モジュール９３８、第２角度成分モジュール９４０、および第３角度成分モジュール９３４と動作可能に通信することができる。説明される実施形態では、算術サブモジュール９４２は、算術結果を第２角度位置成分と比較する。この実施形態では、制御サブモジュール９４４は、算術結果が第１角度位置成分の所定の範囲内である場合に、移動局の現在の角度位置として可変方位角位置に関して置き換えられる角度値を識別するために算術サブモジュール９４２および第３角度成分モジュール９３４と動作可能に通信することができる。そうではない場合には、制御サブモジュール９４４は、第３角度位置成分の新しい値を入手するために、第３角度成分モジュール９３４に、異なる角度値の選択および第１送信利得と第２送信利得との間の差の判定とを繰り返させ、算術サブモジュール９４２に、算術結果を形成するための第１角度位置成分および第３角度位置成分の合計と第２角度位置成分との算術結果の比較とを繰り返させ、算術結果が第２角度位置成分の所定の範囲内になるまでこの繰り返しを継続させる。
【００７２】
図１０を参照すると、コンピュータによって実行される時に無線ネットワークのカバレージ・エリア内の移動局の地理的位置を推定するプロセス１０００を対応するコンピュータ制御デバイスに実行させるプログラム命令を格納する固定コンピュータ可読媒体の例示的実施形態が示されている。一実施形態では、プロセス１０００は、１００２で開始され、ここで、移動局のために働く基地局からの移動局の半径距離を判定する。基地局は、複数のセクタ・アンテナを含む。半径距離は、基地局から移動局への発信信号の送信と基地局での移動局からの対応する肯定応答信号の受信との間の経過時間に関連するラウンド・トリップ測定値に少なくとも部分的に基づく。１００４では、サービング基地局からの半径距離に関する移動局の現在の角度位置を計算する。現在の角度位置は、第１信号強度測定値、第２信号強度測定値、およびサービング基地局から外に延びる角度位置基準に少なくとも部分的に基づき、第１信号強度測定値および第２信号強度測定値は、サービング基地局の対応する第１セクタ・アンテナおよび第２セクタ・アンテナから移動局によって受信されるそれぞれのＲＦ信号の電力特性を表す。次に、無線ネットワークのカバレージ・エリア内の移動局の現在の地理的位置を、地理表記で識別することができる（１００６）。
【００７３】
さまざまな実施形態では、非一時的コンピュータ可読メモリ内に格納されたプログラム命令は、コンピュータによって実行される時に、コンピュータ制御デバイスに、上で図４および５を参照して説明した移動局の地理的位置を推定するプロセス４００、５００のさまざまな実施形態に関連する機能のさまざまな組合せを実行させることができる。言い替えると、上で説明したプロセス４００、５００のさまざまな実施形態を、非一時的コンピュータ可読メモリに格納されたプログラム命令に関連するプロセス１０００の対応する実施形態によって実施することもできる。
【００７４】
同様に、さまざまな実施形態で、非一時的コンピュータ可読メモリ内に格納されたプログラム命令は、コンピュータによって実行される時に、コンピュータ制御デバイスに、上で図６〜８を参照して説明した移動局の地理的位置を推定する装置および上で図９を参照して説明した角度位置モジュール９０６のさまざまな実施形態に関連する機能のさまざまな組合せを実行させることができる。
【００７５】
たとえば、コンピュータ制御デバイスは、基地局（図６の６０８を参照されたい）、地理的位置探索サービス・ノード（図７の７２２を参照されたい）、ネットワーク管理ノード（図８の８２８を参照されたい）、または無線ネットワークに関連する任意の適切な通信ノードを含むことができる。上で図６〜９を参照して説明した任意の適切なモジュールまたはサブモジュールは、コンピュータおよびプログラム命令に関連する非一時的コンピュータ可読メモリを含むことができる。代替案では、コンピュータおよびプログラム命令に関連する非一時的コンピュータ可読メモリを、上で図６〜９を参照して説明したモジュールおよびサブモジュールの任意の適切な組合せと動作可能に通信する個々のコンポーネントまたは組み合わされたコンポーネントとすることができる。
【００７６】
上の説明は、単に、本発明の特定の実施形態の開示を提供し、本発明をこれに限定することは意図されていない。したがって、本発明は、上で説明した実施形態だけに限定されるのではない。そうではなく、当業者が、本発明の範囲に含まれる代替実施形態を考案できることが認められる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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