(57)【要約】【課題】ワイヤレス移動体サービス用送信パワー制御を提案する。【解決手段】対象の移動体ユニットが送信する信号のパワーおよび期間を精度高くしかも効果的に制御するために、現在の測定値および動作構成パラメータの動的な利用によって、ワイヤレス通信システムと関連のある増強サービスの性能を強化する方法およびシステム。  【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレス通信システムと関連する増強サービスをサポートするために、移動局から送信される信号についてＲＦ信号特性を制御する方法であって、
（ａ）前記増強サービスに期待する性能について、有効性の特性依存期待尺度を導出するために、前記信号特性の値に関して収集したデータを評価するステップと、
（ｂ）前記増強サービスをサポートするために、前記特性に対して最適値を決定するステップと、
（ｃ）前記最適値を前記移動局に伝達するステップと、
を備えている、方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記制御する信号特性は、前記移動局が送信する信号のパワー・レベルである、方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、前記制御する信号特性は、前記移動局が送信する信号の時間期間である、方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、前記制御する信号特性は、前記移動局が送信する信号のエネルギである、方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法であって、更に、前記移動局が送信した信号の前記特性を制御するために、前記移動局において前記最適値を用いるステップを備えている、方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、前記増強サービスは、所在地判定を含む、方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法において、前記収集したデータは、前記移動局において受信した、基地送受信局からのダウンリンク信号のパワー・レベル測定値を含む、方法。
【請求項８】
請求項１記載の方法において、前記収集したデータは、前記移動局において受信した、基地送受信局からのダウンリンク信号の到達時刻測定値を含む、方法。
【請求項９】
請求項１記載の方法において、前記収集したデータは、前記移動局において受信した、基地送受信局からのダウンリンク信号の到達時間差測定値を含む、方法。
【請求項１０】
請求項１記載の方法において、前記収集したデータは、基地送受信局と前記移動局との間におけるダウンリンクおよびアップリンクの方向を含む双方向経路でのＲＦ信号の伝搬中における往復遅延の測定値を含む、方法。
【請求項１１】
請求項１記載の方法において、前記収集したデータは、基地送受信局と前記移動局との間におけるダウンリンクおよびアップリンクの方向を含む双方向経路でのＲＦ信号の伝搬におけるタイミング進みの測定値を含む、方法。
【請求項１２】
請求項１記載の方法において、前記収集したデータは、基地送受信局において受信した前記移動局からのアップリンク信号のパワー・レベル測定値を含む、方法。
【請求項１３】
請求項１記載の方法において、前記収集したデータは、基地送受信局において受信した前記移動局からのアップリンク信号の到達時刻測定値を含む、方法。
【請求項１４】
請求項１記載の方法において、前記収集したデータは、基地送受信局において受信した前記移動局からのアップリンク信号の到達時間差測定値を含む、方法。
【請求項１５】
請求項１記載の方法において、前記収集したデータは、基地送受信局において受信した前記移動局からのアップリンク信号の到達角度測定値を含む、方法。
【請求項１６】
請求項１記載の方法において、前記収集したデータは、基地送受信局から送信したダウンリンク信号に対して指令するパワー・レベルを指定したワイヤレス通信システム・パラメータを含む、方法。
【請求項１７】
請求項１記載の方法において、前記収集したデータは、前記移動局から送信したアップリンク信号に対して指令するパワー・レベルを指定したワイヤレス通信システム・パラメータを含む、方法。
【請求項１８】
請求項１記載の方法において、前記収集したデータは、基地送受信局と前記移動局に対する推定所在地との間における前記ＲＦ信号伝搬の損失の表現を含む、方法。
【請求項１９】
請求項１記載の方法において、前記収集したデータは、基地送受信局と前記移動局に対する推定所在地との間における信号経路に対する前記ＲＦ信号送信および受信システムの利得の表現を含む、方法。
【請求項２０】
請求項１記載の方法において、前記収集したデータは、所在地判定プロセスから得られた、前記移動局について推定した所在地を含む、方法。
【請求項２１】
請求項１記載の方法において、前記収集したデータは、基地送受信局における通信システム干渉の測定値を含む、方法。
【請求項２２】
請求項１記載の方法において、前記収集したデータは、基地送受信局における通信システムのサービス品質の測定値を含む、方法。
【請求項２３】
請求項１記載の方法において、前記収集したデータは、基地送受信局における通信システムのビット・エラー・レートの測定値を含む、方法。
【請求項２４】
請求項１記載の方法において、前記収集したデータは、前記移動局からの送信を受信することができる所在地測定ユニットの数を示すデータを含む、方法。
【請求項２５】
請求項２４記載の方法であって、更に、前記移動局に、その送信のパワーを増大させ、既定数の所在地測定ユニットが前記送信を受信できるようにするステップを含む、方法。
【請求項２６】
請求項１記載の方法において、前記有効性の期待尺度は、所在地判定の期待精度の表現を含む、方法。
【請求項２７】
請求項２６記載の方法において、前記期待位置検出精度の表現は、位置検出誤差共分散行列の期待不確実性を表す少なくとも１つのパラメータを含む、方法。
【請求項２８】
請求項２７記載の方法において、前記期待位置検出不確実性のパラメータ表現は、前記位置検出誤差共分散行列の期待決定因子、前記位置検出誤差共分散行列の期待軌跡、前記決定因子および軌跡の組み合わせ、ならびに前記期待所在地判定に対する正確度の期待希釈度から成る群の少なくとも１つの構成要素を含む、方法。
【請求項２９】
請求項１記載の方法において、前記最適値の決定は、更に、候補調節信号特性と関連のある干渉の影響から期待される、期待所在地測定精度と通信システム・サービス品質またはビット・エラー・レートとの双方を合わせて評価することを含む、方法。
【請求項３０】
請求項１記載の方法において、前記最適値の決定は、適当な数の所在地測定ユニットが前記移動局からの送信を受信したか否か判定を行うことを含む、方法。
【請求項３１】
請求項１記載の方法において、前記最適値の決定は、適当な幾何学形状の所在地測定ユニットが前記移動局からの送信を受信したか否か判定を行うことを含む、方法。
【請求項３２】
請求項１記載の方法であって、更に、
ワイヤレス通信システムと増強サービス・システムとの間でデータを交換するステップと、
前記ワイヤレス通信システムおよび前記増強サービス・システムの処理設備間で負担し合うステップと、
を備えている、方法。
【請求項３３】
制御システムであって、
（ａ）移動体が送信する信号と関連する信号特性に関する収集データを受信し、増強サービスの期待性能についての有効性の特性依存期待尺度を導出し、前記増強サービスをサポートするために前記特性に対して最適値を決定するようにプログラムされているプロセッサと、
（ｂ）前記最適値を前記移動局に伝達する機構と、
を備えている、制御システム。
【請求項３４】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記制御する信号特性は、前記移動局が送信する信号のパワー・レベルである、システム。
【請求項３５】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記制御する信号特性は、前記移動局が送信する信号の時間期間である、システム。
【請求項３６】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記制御する信号特性は、前記移動局が送信する信号のエネルギである、システム。
【請求項３７】
請求項３３記載のシステムであって、更に、前記移動局が送信した信号の前記特性を制御するために、前記移動局において前記最適値を用いるためのプログラムを備えている、システム。
【請求項３８】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記増強サービスは、所在地判定を含む、システム。
【請求項３９】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記収集したデータは、前記移動局において受信した、基地送受信局からのダウンリンク信号のパワー・レベル測定値を含む、システム。
【請求項４０】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記収集したデータは、前記移動局において受信した、基地送受信局からのダウンリンク信号の到達時刻測定値を含む、システム。
【請求項４１】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記収集したデータは、前記移動局において受信した、基地送受信局からのダウンリンク信号の到達時間差測定値を含む、システム。
【請求項４２】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記収集したデータは、基地送受信局と前記移動局との間におけるダウンリンクおよびアップリンクの方向を含む双方向経路でのＲＦ信号の伝搬における往復遅延の測定値を含む、システム。
【請求項４３】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記収集したデータは、前記基地送受信局と前記移動局との間におけるダウンリンクおよびアップリンクの方向を含む双方向経路でのＲＦ信号の伝搬におけるタイミング進みの測定値を含む、システム。
【請求項４４】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記収集したデータは、基地送受信局において受信した前記移動局からのアップリンク信号のパワー・レベル測定値を含む、システム。
【請求項４５】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記収集したデータは、基地送受信局において受信した前記移動局からのアップリンク信号の到達時刻測定値を含む、システム。
【請求項４６】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記収集したデータは、基地送受信局において受信した前記移動局からのアップリンク信号の到達時間差測定値を含む、システム。
【請求項４７】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記収集したデータは、基地送受信局において受信した前記移動局からのアップリンク信号の到達角度測定値を含む、システム。
【請求項４８】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記収集したデータは、基地送受信局から送信したダウンリンク信号に対して指令するパワー・レベルを指定したワイヤレス通信システム・パラメータを含む、システム。
【請求項４９】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記収集したデータは、前記移動局から送信したアップリンク信号に対して指令するパワー・レベルを指定したワイヤレス通信システム・パラメータを含む、システム。
【請求項５０】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記収集したデータは、基地送受信局と前記移動局に対する推定所在地との間における前記ＲＦ信号伝搬の損失の表現を含む、システム。
【請求項５１】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記収集したデータは、基地送受信局と前記移動局に対する推定所在地との間における信号経路に対する前記ＲＦ信号送信および受信システムの利得の表現を含む、システム。
【請求項５２】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記収集したデータは、所在地判定プロセスから得られた、前記移動局について推定した所在地を含む、システム。
【請求項５３】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記収集したデータは、基地送受信局における通信システムの干渉の測定値を含む、システム。
【請求項５４】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記収集したデータは、基地送受信局における通信システムのサービス品質の測定値を含む、システム。
【請求項５５】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記収集したデータは、基地送受信局における通信システムのビット・エラー・レートの測定値を含む、システム。
【請求項５６】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記有効性の期待尺度は、所在地判定の期待精度の表現を含む、システム。
【請求項５７】
請求項５６記載のシステムにおいて、前記期待位置検出精度の表現は、位置検出誤差共分散行列の期待不確実性を表す少なくとも１つのパラメータを含む、システム。
【請求項５８】
請求項５７記載のシステムにおいて、前記期待位置検出不確実性のパラメータ表現は、前記位置検出誤差共分散行列の期待決定因子、前記位置検出誤差共分散行列の期待軌跡、前記決定因子および軌跡の組み合わせ、ならびに前記期待所在地判定に対する正確度の期待希釈度から成る群の少なくとも１つの構成要素を含む、システム。
【請求項５９】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記最適値の決定は、更に、候補調節信号特性と関連のある干渉の影響から期待される、期待所在地測定精度と通信システム・サービス品質またはビット・エラー・レートとの双方を合わせて評価することを含む、システム。
【請求項６０】
請求項３３記載のシステムであって、更に、ワイヤレス通信システムと増強サービス・システムとの間でデータを交換するメカニズムを備えており、前記ワイヤレス通信システムおよび前記増強サービス・システムの処理設備間で処理を負担し合う、システム。
【請求項６１】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記プロセッサは、前記移動局からの送信を受信することができる所在地測定ユニットの数を示すデータを含む収集データを受信するようにプログラムされている、システム。
【請求項６２】
請求項６１記載のシステムであって、更に、前記移動局に、その送信のパワーを増大させ、既定数の所在地測定ユニットが前記送信を受信できるようにする手段を備えている、システム。
【請求項６３】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記プロセッサは、適当な数の所在地測定ユニットが前記移動局からの送信を受信したか否か判定を行うようにプログラムされている、システム。
【請求項６４】
請求項３３記載のシステムにおいて、前記プロセッサは、適当な幾何学形状の所在地測定ユニットが前記移動局からの送信を受信したか否か判定を行うようにプログラムされている、システム。
【請求項６５】
移動局と通信する基地送受信局と、ワイヤレス位置検出システムと、対象の移動局（ＭＳ）が送信する信号と関連した送信パワー・レベルに関するデータを収集し、前記位置検出システムの期待性能について有効性の期待尺度を導出するために前記収集したデータを処理する送信パワー制御システムとを含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項６６】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記送信パワー制御システムは、前記位置検出システムをサポートするために、前記対象のＭＳの送信パワーに対して最適値を決定するように構成されているプロセッサと、前記最適値を前記対象のＭＳに伝達する機構とを備えている、ワイヤレス通信システム。
【請求項６７】
請求項６６記載のワイヤレス通信システムであって、更に、前記対象のＭＳが送信する信号のエネルギを制御する手段を備えている、ワイヤレス通信システム。
【請求項６８】
請求項６６記載のワイヤレス通信システムであって、更に、前記対象のＭＳが送信する信号の時間期間を制御する手段を備えている、ワイヤレス通信システム。
【請求項６９】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記収集したデータは、前記移動局において受信した、基地送受信局からのダウンリンク信号のパワー・レベル測定値を含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項７０】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記収集したデータは、前記移動局において受信した、基地送受信局からのダウンリンク信号の到達時刻測定値を含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項７１】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記収集したデータは、前記移動局において受信した、基地送受信局からのダウンリンク信号の到達時間差測定値を含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項７２】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記収集したデータは、基地送受信局と前記移動局との間におけるダウンリンクおよびアップリンクの方向を含む双方向経路でのＲＦ信号の伝搬における往復遅延の測定値を含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項７３】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記収集したデータは、前記基地送受信局と前記移動局との間におけるダウンリンクおよびアップリンクの方向を含む双方向経路でのＲＦ信号の伝搬におけるタイミング進みの測定値を含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項７４】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記収集したデータは、基地送受信局において受信した前記移動局からのアップリンク信号のパワー・レベル測定値を含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項７５】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記収集したデータは、基地送受信局において受信した前記移動局からのアップリンク信号の到達時刻測定値を含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項７６】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記収集したデータは、基地送受信局において受信した前記移動局からのアップリンク信号の到達時間差測定値を含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項７７】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記収集したデータは、基地送受信局において受信した前記移動局からのアップリンク信号の到達角度測定値を含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項７８】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記収集したデータは、基地送受信局から送信したダウンリンク信号に対して指令するパワー・レベルを指定したワイヤレス通信システム・パラメータを含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項７９】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記収集したデータは、前記移動局から送信したアップリンク信号に対して指令するパワー・レベルを指定したワイヤレス通信システム・パラメータを含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項８０】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記収集したデータは、基地送受信局と前記移動局に対する推定所在地との間における前記ＲＦ信号伝搬の損失の表現を含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項８１】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記収集したデータは、基地送受信局と前記移動局に対する推定所在地との間における信号経路に対する前記ＲＦ信号送信および受信システムの利得の表現を含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項８２】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記収集したデータは、所在地判定プロセスから得られた、前記移動局について推定した所在地を含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項８３】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記収集したデータは、基地送受信局における通信システム干渉の測定値を含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項８４】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記収集したデータは、基地送受信局における通信システムのサービス品質の測定値を含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項８５】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記収集したデータは、基地送受信局における通信システムのビット・エラー・レートの測定値を含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項８６】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記有効性の期待尺度は、所在地判定の期待精度の表現を含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項８７】
請求項８６記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記期待位置検出精度の表現は、位置検出誤差共分散行列の期待不確実性を表す少なくとも１つのパラメータを含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項８８】
請求項８７記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記期待位置検出不確実性のパラメータ表現は、前記位置検出誤差共分散行列の期待決定因子、前記位置検出誤差共分散行列の期待軌跡、前記決定因子および軌跡の組み合わせ、ならびに前記期待所在地判定に対する正確度の期待希釈度から成る群の少なくとも１つの構成要素を含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項８９】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記最適値の決定は、更に、候補調節信号特性と関連のある干渉の影響から期待される、期待所在地測定精度と通信システム・サービス品質またはビット・エラー・レートとの双方を合わせて評価することを含む、ワイヤレス通信システム。
【請求項９０】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムであって、更に、前記ワイヤレス通信システムと前記位置検出システムとの間でデータを交換するメカニズムを備えており、前記ワイヤレス通信システムおよび前記位置検出システムの処理設備間で処理を負担し合う、ワイヤレス通信システム。
【請求項９１】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記プロセッサは、前記移動局からの送信を受信することができる所在地測定ユニットの数を示すデータを含む収集データを受信するようにプログラムされている、ワイヤレス通信システム。
【請求項９２】
請求項９１記載のワイヤレス通信システムであって、更に、前記移動局に、その送信のパワーを増大させ、既定数の所在地測定ユニットが前記送信を受信できるようにする手段を備えている、ワイヤレス通信システム。
【請求項９３】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記プロセッサは、適当な数の所在地測定ユニットが前記移動局からの送信を受信したか否か判定を行うようにプログラムされている、ワイヤレス通信システム。
【請求項９４】
請求項６５記載のワイヤレス通信システムにおいて、前記プロセッサは、適当な幾何学形状の所在地測定ユニットが前記移動局からの送信を受信したか否か判定を行うようにプログラムされている、ワイヤレス通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（相互引用）
本願は、２００５年１１月６日に出願され"Transmit-Power control for Wireless Mobile Services"（ワイヤレス移動体サービス用送信パワー制御）と題する米国特許第１１／２９０，６４３号の優先権を主張する。その内容は、ここで引用したことにより、本願にも含まれるものとする。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、一般的には、セルラ・ワイヤレス通信システムの動作を強化する設備に関し、更に特定すれば、システムの基本的通信サービスを増強するサービスの提供を容易にするような、このようなシステムの動作に関する。具体的には、通信システムが応対する(serve)ワイヤレス移動体ユニットによって送信するパワーの制御または管理自体を強化して、通信システムから得られる全てのサービス、特に、基礎的な通信サービスを増強するサービスを可能にするかまたはその性能を強化する。本発明の態様例の一部は、特に、ワイヤレス位置検出システムに適しており、標準的なワイヤレス通信システムの通常の通信伝送の利用によって、移動局の位置判定を行う方法およびサブシステムに関する。しかしながら、ここに記載するシステムおよび方法の態様は、特定的にワイヤレス位置検出システムの有効性を求める動作技術に関するが、本明細書の最後にある特許請求の範囲は、明示的にそのように限定してもよい場合を除いて、ワイヤレス位置検出システムへの摘要に限定されるように解釈しないものとすることを記しておく。
【背景技術】
【０００３】
本発明は、セルラ・ワイヤレス通信システムからの標準的な通信サービスの増強におけるサービスの提供に関する。特に、第一に関心のある移動体ユニットは、セルラ電話機、パーソナル・ディジタル・アシスタント、ワイヤレス装備ラップトップ・コンピュータ、ならびにＧＳＭ、ＵＭＴＳ、ＣＤＭＡ、およびＴＤＭＡ規格および仕様に準拠して実施するような、「セルラ」電話システムの下における通常動作のためにワイヤレス送受信機に装備するその他の同様のデバイスである。
【０００４】
本発明の目的は、所望のサービスおよび要求されたサービスを効果的かつ精度高く維持しつつ、移動体ユニットにおいて利用可能なエネルギも最適に保存することができるように、ワイヤレス移動体通信ユニットが送信するパワーの自動制御を強化する技術を提供することである。即ち、本発明の技術は、信号エネルギ強化または多サイト信号受信によって得られる情報を利用して遂行するサービスの強化のために、動的に決定する可変エネルギ・レベルおよび／または多数の受信局において送信信号の受信を実行するように、移動体ユニットの送信信号パワーおよび／または期間(duration)の制御を行う。
【０００５】
ワイヤレス通信システムの技術において既に判明し注目されているが、移動体ユニットの送信パワーの制御を管理して、受容可能なレベルで、および／または１箇所の受信サイトにおいて、十分な信号受信を達成する。ここで想定する１箇所のサイトとは、サービス提供セルのサイトであり、このセルは、そのセル・グローバル・アイデンティティ（ＣＧＩ）によって特定できる。移動局／ユーザ機器（ＭＳ／ＵＥ）の送信（Ｔｘ）パワーを管理するためのパワー制御の目的は、容認可能なワイヤレス通信サービス品質（ＱｏＳ）またはビット・エラー・レート（ＢＥＲ）を求めつつ、なおも近隣（サービスを提供しない）セルにおける干渉低減および対象のＭＳ／ＵＥにおけるエネルギ消失の低減のためにＭＳ  Ｔｘパワーを最少に抑えるために、サービス提供基地送受信局（ＳＢＴＳ）において十分な受信（Ｒｘ）信号パワーを維持することである。つまり、従来のＴｘパワー制御は、最大限可能な範囲でＭＳ／ＵＥとの通信に要求される以上のエネルギの消失を防止し、更に多サイト干渉受信の可能性を、防止することを意図していた。
【０００６】
背景技術の例は、種々のワイヤレス通信システムの技術に関する説明から入手することができる。北アメリカ時分割多元接続（ＮＡＴＤＭＡ）ワイヤレス通信システムでは、ＭＳ／ＵＥはＳＢＴＳとのその初期短期間アクセス／制御チャネル相互作用に最大のＴｘパワーを用い、ＳＢＴＳを通じて、ＭＳ／ＵＥはその実際に意図する通信に対するアクセスを獲得し、そのために音声／トラフィック・チャネルの使用が割り当てられる。その初期の音声／トラフィック・チャネルまたは周波数帯域の使用開始時では、ＭＳ／ＵＥは最初にＳＢＴＳパワー評価をサポートするためにその高いＴｘパワーを維持することができるが、その後そのパワーを、ＳＢＴＳがその受信サイトにおける適正な通信ＱｏＳに必要であると評価する最低レベルまで落とすようにＳＢＴＳはＭＳ／ＵＥに指令する。通常に進行している音声／トラフィック通信のパワー・レベルを落とすと、多サイト受信を必要とする用途またはその効果を利用する用途のために、多サイト受信をサポートするには不十分となることもあり得るので、通信を中心としたＴｘパワー管理手順では、関連するサービスまたは増強サービスの遂行が悪化したり阻害されることが多い。このように悪化するサービスには、救援を求める緊急通話に応答するために公衆安全官(public safety agent)に所在地情報の提供をサポートするワイヤレス位置検出サービスが含まれる場合もある。
【０００７】
ワイヤレス送信パワー制御の背景技術の別の例が、ＣＤＭＡワイヤレス通信システムの技術に関する説明において紹介されている。北アメリカ符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ワイヤレス通信システムでは、ＭＳ／ＵＥはその送信を、背景「ノイズ」フロアより高い最低Ｔｘパワーにおいて開始する。ＭＳ／ＵＥが選択した担当セルとの接続を確立すること、およびそこからの応答を受けることができなかった場合、ＭＳ／ＵＥは、その至近ＳＢＴＳとの必要な接続性を得ることができる程度の高いレベルに達するまで、そのＴｘパワー・レベルを徐々に増分するように高めていく。その後、ＳＢＴＳは、積極的に、即ち、信号品質評価を高レートで受信しＭＳ／ＵＥのＴｘパワー・パラメータの構成変更を指令することによって、Ｔｘパワーを管理し、その制御下において対象のＭＳ／ＵＥおよび他の全てのＭＳ／ＵＥからそれ（ＳＢＴＳ）が受信するパワーをできるだけ正確に維持する。ＴＤＭＡ送信の場合と同様、この通信パワー管理は、明示的に担当セルの受信サイトのみにおいて通信ＱｏＳを達成するように設計されており、それ以外では、付きまとう「干渉」レベルが対象ＭＳ／ＵＥから他のどの近隣セル・サイトに伝搬するのも最少に抑えることを意図している。ここでも、この論理的な通信を中心とするＴｘパワー管理手法は、多数の受信サイトにおいて、通信サービスに付属するが多サイト信号受信を必要とするまたはその効果を利用するサービスのために適正な信号エネルギの受信には役に立たず、サポートすることすらできない。（EIA/TIA standard IS-95A（またはそれよりも新しいバージョン、即ち、ＣＤＭＡ２０００）が定義するＣＤＭＡエア・インターフェース）は、周波数および符号分離双方の使用を特徴とする。隣接するセル・サイトは同じ周波数集合を使用する可能性があるので、ＣＤＭＡは非常に注意深いパワー制御の下で動作し、近遠問題として知られる状況が作り出され、殆どのワイヤレス位置検出方法が精度高い位置検出を達成することが困難になる（この問題に対する解決策については、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確認システム）を参照のこと）。
【０００８】
実現例については十分詳細に記載しないが、緊急サービス応答のためにワイヤレス通信システムを増強するワイヤレス位置検出システムにおいてＴｘパワー制御を過度に簡素化した形態に対して、過去に「提案」があった。このような提案は、Common Carrier（ＣＣ）Docket 94-102に関するその審議の間に米国連邦通信委員会（ＦＣＣ）に公に提出された議事録において表明されており、最初に、公衆移動体通信システムにおける緊急ワイヤレス通信のためにワイヤレス位置検出のサポートを要求するために提案した規則作成の通達（ＮＰＲＭ）が定義された。９４−１０２議事録は、国民の意見および回答意見も含み、そしてその他の関係文書および付随文書では、所在地測定ユニット（ＬＭＵ）のインフラストラクチャを通じて緊急ワイヤレス所在地判定のために多サイト信号受信をサポートする必要性について多少の表明があった。同時多サイト信号受信は、標準的な公衆ワイヤレス通信システムの周波数共有または再利用設計に対立するという理解に基づいて、緊急通話に関与するどのワイヤレスＭＳ／ＵＥの所在地をもインフラストラクチャに基づいて判定することを可能にするまたは強化するために、緊急通話のための単純な一時的パワー「スパイキング」(spiking)について種々の提案がなされた。このような提案には、このようなパワー管理をどのように実施すればよいか、または実施することができるかに関して明示的な記述による教示も説示も全くなかったが、暗示された手法では、対象のＭＳ／ＵＥに対して固定最大期間または無制限の期間（即ち、呼の期間）中「最大」Ｔパワー・レベルに設定して使用することによって、必要な所在地判定をサポートする。
【０００９】
２００３年２月１１日付け米国特許第６，５１９，４６５Ｂ２号、Modified Transmission Method for Improving Accuracy for E-911 Calls（Ｅ−９１１通話の精度を高めるために改良した送信方法）は、Ｅ９１１「トリガ」を電話機に格納し、ユーザが９１１を発信したときに、特殊な信号を電話機に送信させるために用いることができると記載している。電話機を突き止める際に、特殊な信号がＷＬＳを補助する。また、２００２年１０月８日付け米国特許第６，４６３，２９０号"Mobile-assisted Network Based Techniques for Improving Accuracy of Wireless Location System"（ワイヤレス位置検出システムの精度を向上させるための移動体補助ネットワークに基づく技法）も参照のこと。’２９０特許は、ワイヤレス位置検出システムの所在地推定精度は、部分的に、ワイヤレス送信機の送信パワー、およびワイヤレス送信機からの送信の時間長の双方にどのように依存するかについて記載している。一般に、送信パワーが高い程、または送信長が長い程、低いパワーおよび短い送信よりも精度高く位置を検出することができる。ワイヤレス通信システムは一般に送信パワーおよび送信長を制限して、通信システム内部における干渉を最少に抑え、システムの潜在的容量を最大限高めようとしていることを認識して、ワイヤレス通信システムが送信パワーおよび送信長を最少に抑えることを可能にしつつ、緊急通話のようなある種の呼に対しては位置検出精度を高めることを可能にすることによって、双方のシステムの矛盾する要望を満たす方法がいくつか記載されている。このような方法は、移動体補助技法を含み、移動体ユニットが位置検出精度を高めるのを補助する機能性を含む。ＷＬＳは、移動体ユニットの位置を検出し、一方後者は、送信シーケンスを修正して用いており、このシーケンスは、関連するワイヤレス通信システムにおける基地局によって順方向制御チャネル上でブロードキャストする通常の送信パラメータとは異なる送信パラメータを用いて、ワイヤレス送信機からメッセージを送ることを含む。ユーザが９−１−１に通話するというような誘起イベントによって、移動体ユニットを、修正送信シーケンスが用いられるモードで動作させる。
【００１０】
対象のＭＳ／ＵＥに対してＴｘパワー・レベルを動的に調節するという背景技術の提案またはその記載には、多様なパワー関係情報源を統合して、対象のＭＳ／ＵＥのＴｘパワーについて最適なレベルおよび／または最適な時間（開始および停止）期間を評価および決定し、精度高いパラメータの特徴付けおよび／または多サイト信号受信を可能にするものはない。先に述べた所定の最大電力レベル設定が周期的に摘要されるとすると、付随する通信の干渉は近隣のセル・サイトにおいて最大となり、このような干渉は、通信システムが担当しようとしている進行中の通信および直後の通信を著しく悪化させることになる。このようなＴｘパワー管理は、利用可能なリアル・タイムのパワー関係情報を利用しないが、これらは、どの信号パワーおよび期間が近隣サイトにおける干渉の最小化、および一時的な多サイト所在地判定または信号パラメータの特徴付け強化という連帯した要望に最適に答えることができるかという評価に用いることができる。実際、緊急通信に関与する１つのＭＳ／ＵＥに対するこのように過度に簡素なパワー管理手法では、同じＳＢＴＳの制御下において同時(simultaneous or coincident)緊急通信を行おうとしている他のどのＭＳ／ＵＥのＱｏＳ性能とも干渉する可能性が高く、その上これらのＭＳ／ＵＥが、干渉が伝染した近隣セルの制御下で動作することになる。ＭＳ／ＵＥが最大パワー・レベルを制御しないで送信するときに発生する可能性がある通信性能の悪化を緩和するために、本発明において現行のパワー関係情報を有効に利用することによって、信号の特徴付けおよび／または他のシステム・サービスの増強に関連がある情報源の所在地判定を妨げることなく、通信システムの性能を潜在的に最適化することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
先に引用したものを含む背景技術とは対照的に、以下に開示する技術は、種々の形式の情報、特に、リアル・タイムの所在地または距離関係測定値、および現在受信中のパワーの測定値を統合し利用して、一時的にレベルを高めるためおよび／または多サイト受信や信号パラメータ抽出のために即座に必要となる具体的な要望を満たすために導出するＭＳ／ＵＥ  Ｔｘパワー・レベルの選択をサポートする。また、本発明の技術は、進行中の関連サービスのサポートに必要となる範囲で、しかるべきＭＳ／ＵＥ  Ｔｘパワー・レベルの、送信最中における「連続的な」再評価も可能とし、これをサポートする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以下の摘要は、本発明の実現例の種々の態様の全体像を規定する。この摘要は、本発明のあらゆる態様を余すところなく記載することや、発明の範囲を定義することを意図するのではない。逆に、この摘要は、以下に続く例示的な実施形態の説明の序文としての役割を果たすことを意図している。
【００１３】
ワイヤレス通信システムによって可能となるサービスの増強に合わせて性能を向上させるために、本発明は、多様な具体的な情報およびデータ・ソースを利用することによって、ワイヤレス移動体ユニットが放出する送信信号パワーを効果的かつ動的に制御する技術を提供する。例えば、現時点における本発明の好適な一実現例では、ワイヤレス所在地判定の精度は、所在地測定ユニットを装備したサイトの数を増やし、これらにおいて信号の受信を行うために、移動体ユニットの送信信号パワーのリアル・タイム管理によって大幅に高めることができる。
【００１４】
本発明の方法の一実施形態は、ワイヤレス通信システムと関連のあるサービスの増強をサポートするために、移動局から送信する信号のＲＦ信号特性を制御するステップを含む。この方法例は、信号特性の現在値または期待値に関するリアル・タイムのおよび／または以前に格納したデータまたは情報（ここでは、データおよび情報という用語は同義で用いる）を収集するステップを含む。加えて、本方法は、収集したデータを評価して、増強サービスの期待される遂行についての有効性の特性に依存する期待尺度を導出し、増強サービスをサポートするために信号特性に最適値を決定することも含む。この最適値は、次に、移動局の送信信号を制御する際に用いることができる。
【００１５】
本発明のこれらおよびその他のワイヤレス送信電力制御強化の革新的手法について、以下に続く詳細な説明において呈示する。
【００１６】
以上の摘要および以下の詳細な説明は、添付図面と関連付けて読むことによって一層理解が深まる。本発明を例示する目的に合わせて、図面には本発明の構造を示すが、本発明は、開示する具体的な方法や手段に限定されるのではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（全体像）
本発明の現在における好適な一実施形態は、標準的または増強したワイヤレス通信システムにおいて供給することができる情報を利用して、ユーザのワイヤレス移動局（ＭＳ）が送信する電力の管理を強化する。本発明の技術は、電力管理を強化して、通信設備全体に及ぶまたはこれに付帯するサービスの性能を向上させつつ、サポートするＭＳのバッテリ動作寿命を最適化する。動的に最適送信（Ｔｘ）信号パワー・レベルを導出することによって効果が得られる増強サービスの例には、高精度の信号パラメータ特徴付けおよび／または信号源の所在地判定の便益を利用するサービスが含まれる。
【００１８】
先に論じたように、本発明の一実施形態は、ワイヤレス通信システムと関連のあるサービスの増強をサポートするために、移動局から送信する信号のＲＦ信号特性を制御することを含む。これは、信号特性について現在値または期待値に関するリアル・タイムのおよび／または既に格納されているデータまたは情報を収集するステップと、収集したデータを評価して、増強サービスの期待性能についての有効性の特性依存期待尺度を導出するステップと、次いで増強サービスをサポートするために、信号特性に対して最適値を決定するステップとを含む。この最適値は、移動局の送信信号を制御する際に用いることができる。最適値は、評価が容認可能な所在地判定精度をサポートすることを示す場合であれば、例えば、名目上の(nominal)、通信によって伝わる開始時のパワー・レベルとすることができ、それ以外の場合では、容認可能な予測位置検出精度を達成する最低の増大レベルおよび期間とすることができる。更に、ＭＳには、次いでその保留中の送信に対する指令パワー設定値を供給し、過去にＳＢＴＳ（即ち、担当基地送受信局）への通信のみをサポートする最低レベル設定値を用いて行ったように、これらの設定値を用いることができる。
【００１９】
本発明の方法の例示的実施形態では、信号特性は、移動局から送信する信号のパワー・レベル、時間期間、および双方の積によって表されるエネルギから成る群の一構成要素である。更に、この実施形態では、増強サービスは所在地判定である。本方法の同じまたは別の実施形態では、収集するデータは、移動局において受信した基地送受信局からのダウンリンク信号のパワー・レベル測定値、移動局において受信した基地送受信局からのダウンリンク信号の到達時刻または到達時間差の測定値、基地送受信局と移動局との間にあるダウンリンクおよびアップリンク方法を含む双方向経路上におけるＲＦ信号伝搬の往復遅延またはタイミング進みの測定値、基地送受信局において受信した、移動局からのアップリンク信号のパワー・レベルの測定値、基地送受信局において受信した移動局からのアップリンク信号の到達時刻または到達時間差の測定値、基地送受信局において受信した移動局からのアプリンク信号の到達角度の測定値、基地送受信局から送信するときのダウンリンク信号に対して指令または設定するパワー・レベルを指定するワイヤレス通信システム・パラメータ、現在のパワーが不適当であると判断し、適当であると思われる追加のパワー量を推定する、以前のアップリンク所在地測定の試み、移動局から送信するときのアップリンク信号に対して指令または設定するパワー・レベルを指定するワイヤレス通信システム・パラメータ、基地送受信局と移動局の近似または推定所在地との間におけるＲＦ信号伝搬損失の理論的、モデル化、または経験的測定表現、基地送受信局と移動局の近似または推定所在地との間における信号経路に対するＲＦ信号送信および受信システムの利得の理論的、モデル化、または経験的測定表現、所在地判定プロセスから得られた移動局についての近似または推定所在地、ならびに基地送受信局における通信システム干渉、サービス品質、またはビット・エラー・レートの測定値から成る群の少なくとも１つの構成要素を含む。
【００２０】
所在地判定の性能を強化する最適な信号特性を決定するために先に掲示した形式のデータまたは情報のいずれかを利用する方法の一実施形態では、有効性の期待尺度は、期待所在地判定精度の表現を含むことができ、この尺度は、所在地誤差共分散行列の期待不確実性を表す少なくとも１つのパラメータを含むことができる。このような実施形態では、期待所在地不確実性の関連パラメータ表現は、所在地誤差共分散行列の期待決定要素、所在地誤差共分散行列の期待軌跡、決定要素および軌跡の組み合わせ、ならびに期待所在地判定に対する精度の期待希釈(dilution)から成る群の少なくとも１つの構成要素を含むことができる。所在地判定に最適な信号特性値を導出する際、最適値の決定は、更に、期待所在地測定精度と、候補調節信号特性と関連のある干渉の影響から期待される通信システムのサービス品質またはビット・エラー・レートとの双方を合わせて評価することを含むとよい。本発明の方法の柔軟性のある実施形態では、当該実施形態は、更に、収集または評価したデータを、ワイヤレス通信システムと増強サービス・システムとの間で交換するステップと、ワイヤレス通信システムと増強サービス・システムの処理設備間で、評価または最適値決定の処理を共有するステップとを含むことができる。
【００２１】
また、本発明の方法およびシステムは、所在地測定の品質を示す収集データを受信するようにプログラミングされたプロセッサと、移動局に、その送信パワーを増大させ、適当な品質の所在地推定を可能にする手段とを含むことができる。これは、繰り返し、ステップ毎に実行して、所在地推定が適当な品質であることを確認するようにするとよい。
【００２２】
所在地推定の品質を示すデータは、測定を行うことができる所在地測定ユニットの数、所在地測定ユニットのジェオメトリ、所在地測定ユニットの各々が行う測定の品質、またはこのデータの組み合わせを含むことができる。
【００２３】
ＧＳＭネットワークに適用するこの方法の一例では、担当移動体位置検出局（ＳＭＬＣ）に、基地局コントローラ（ＢＳＣ）によって位置検出を行うように要求することができる。ＳＭＬＣは、ＢＳＣからチャネル情報を要求することができ、この例では、ＢＳＣは、アップリンクＴＤＯＡ（ＵＴＤＯＡ）位置検出を実行しなければならない。ＢＳＣは、ＭＳを現パワー・レベルのままにしておき、その移動局についてのチャネル情報をＳＭＬＣに提供する。次いで、ＳＭＬＣは、多くの遠隔ＬＭＵにおいて信号を収集しこれらにタイム・スタンプを付し、これらの信号の到達時間差を計算し、到達時間差を用いて所在地を計算することにより、所在地を判定する。位置検出のために、ＳＭＬＣは、ＵＴＤＯＡ測定を行うことができるＬＭＵの数、およびこれらのＬＭＵのジェオメトリに基づいて、位置検出の精度の推定値を計算することができる。推定した精度が、設定した精度しきい値よりも低い場合、ＳＭＬＣはその所在地を返す。推定した精度がしきい値以上である場合、ＳＭＬＣは、ＢＳＣに、ＭＳのパワーを増大するように要求することができる。ＢＳＣは、ＭＳのパワーを増大し、パワー増大および位置検出のプロセスは、設定した精度しきい値未満の推定精度で所在地が計算されるまで、あるいはＳＭＬＣがそれ以上の繰り返しを停止する何らかの別の判断点、繰り返しの最大回数、タイマの終了、最大パワーへの到達等、に到達するまで繰り返すことができる。このプロセスの終了時に、ＳＭＬＣは最終的な所在地をＢＳＣに配信する。
【００２４】
（送信パワー制御の詳細な説明）
図１は、標準的なワイヤレス通信システム（ＷＣＳ）１００を代表するコンポーネントを示す。図１に表す技術は、汎ヨーロッパ・ディジタル移動通信システム（ＧＳＭ）インフラストラクチャに典型的な用語の一部を用いて表現するが、この技術は、第三世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）が指定する全世界移動体電気通信サービス（ＵＭＴＳ）、汎ヨーロッパ・ディジタル移動通信システム（ＧＳＭ）が指定するヨーロッパ電気通信規格期間（ＥＴＳＩ／３ＧＰＰ）、電子工業連合会／電気通信工業連合会（ＥＩＡ／ＴＩＡ）暫定規格（ＩＳ）ＥＩＡ／ＴＩＡ  ＩＳ−１３６において指定されている北アメリカ時分割多元接続（ＮＡ  ＴＤＡＭ）サービス、ならびに更にはＥＩＡ／ＴＩＡ  ＩＳ−５３３に指定されているような「アナログ」高度移動体電話サービス（ＡＭＰＳ）のような、規格に応じたセルラ・ワイヤレス通信の実現例にも、比較的適用することができる。図１において、ワイヤレス移動体通信ユニット即ち移動局（ＭＳ）１０１は、基地送受信局（ＢＴＳ）１０２間で双方向に送信を搬送する無線周波数（ＲＦ）リンクを通じて通信する。１組の（典型的に３つ）のＢＴＳセル・セクタ（またはセクタ化したセルラ動作エリア）が、ＢＴＳ端末所在地に展開したアンテナによって応対する、局在化通信エリア即ちセル（担当ＢＴＳを取り巻く）をカバーする。これよりも広い動作領域をカバーする１組の種々のＢＴＳを、基地局コントローラ（ＢＳＣ）１０３によって制御する。ＢＳＣは、そのドメインにおいて動作するＭＳおよびＢＴＳを管理し、この管理には、ＭＳが一方のＢＴＳのセルのセル・カバレッジから他方のＢＴＳのそれに移動する際における、ＢＴＳ間における個々のＭＳとのＲＦリンクの保全(integrity)に対する責務の受け渡し（ＨＯ）が含まれる。同様に、更に低いレベルの通信管理において、ＢＴＳは、それ自体のセクタの１つから他へのＭＳのＨＯを管理する。これよりも高いレベルの管理では、移動交換局（ＭＳＣ）１０４が多数のＢＳＣを管理し、ＭＳとの通信に対する一方のＢＳＣから他方へのＨＯの管理を含む。局在化した動作エリア即ち小ドメインのセル・セクタをカバーするＲＦ通信リンクの管理は、必須のメカニズムであり、これによって、ワイヤレス通信システムは、ＭＳ間における周波数再利用により、制限のある周波数帯域またはスペクトルにおける比較的少ない数の通信チャネルによって、多数のＭＳに応対することが可能となる。
【００２５】
個々のワイヤレス通信・システムまたはキャリアに割り当てられる通信スペクトル全体の共用および管理は、サービスを受けるＭＳが送信するパワーを制限することによって、厳しく(significantly)施行されている。１つのしかるべきＢＴＳを通じてサービスにサポートするために十分な信号パワーを指令する一方、ＷＣＳはＭＳの送信パワーを抑制するかまたは最少に抑えて、それらの送信信号がそれらに割り当てられたセル／セクタ「内に内包され、」他のセル／セクタにおける通信に過度に「漏出」および／または「干渉」しないようにする。他の干渉緩和手順では、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）を応用し、これによってＭＳおよびＢＴＳの送信を同期させ、共通の周波数帯域またはチャネルを占有するが方向が異なる送信が、異なるタイム・スロットにおいておこなわれるようにスケジューリングする。または、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）を応用し、これによって、ＭＳおよびＢＴＳ送信を別個の周波数チャネル間で割り振り、共通周波数チャネル内において方向が異なる送信が、十分な距離だけ離れた動作エリアを用いて、別個の担当セルの中だけで行われるようにすることにより、共通チャネル干渉を受入可能な低レベルにまで低減させる。または、周波数ホッピングをおこなうＦＤＭＡ／ＴＤＭＡを応用し、これによって、共通チャネル干渉の潜在的な影響を、別個のタイム・スロット・シーケンスを指定する別個の疑似ランダム周波数ホッピング・シーケンスの割り当ておよび使用によって、不定期の短期間タイム・スロット間隔の間に希な共通チャネル干渉によって復調が転訛した通信を受信した場合に、誤り訂正符号化によって補正することを可能にして、更に緩和することができる。更に、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）を応用し、これによってＭＳおよびＢＴＳの送信を暗号化（エンコードおよび変調）し、共通周波数帯域またはチャネルを占有し方向が異なる送信を一意に符号化して、別個の送信の信号間における相関を最小限にする。しかしながら、多数の同時に送信するＭＳに応対するこのような通信システムのいずれにおいても、各ＭＳが送信する信号パワーの効果的な制御が、信頼性のある通信に求められるサービス品質（ＱｏＳ）を維持するためには、必須である。
【００２６】
通常の通信システムを目的とする場合、ＭＳ送信パワーの制御に適用する標準的な計略には、ＭＳパワーの動的調節により、ＭＳと至近の担当セル・サイト／セクタ、即ち担当ＢＴＳまたは担当セル・グローバル・アイデンティティ（担当ＣＧＩ）のセクタとの間において容認できる通信をサポートする最低レベルにＭＳパワーを設定することが伴う。この計略は、２つの有益な目的に役立つ。即ち、ＭＳにおけるエネルギ消費またはバッテリ（エネルギ源）の電力消失を最小限に止め、近隣セル／セクタの動作エリアに伝搬または「漏出」し、これらのセル／セクタにおける干渉を引き起こす信号の送信エネルギを最小限に止める。パワー制御が動的であるというのは、担当ＢＴＳの制御下においてそれを「連続的に」監視し、再調節するからである。即ち、頻繁に、恐らくは数ミリ秒（ｍｓｅｃ）毎に、ＢＴＳはＭＳにその送信パワー・レベルを選択した値に設定する指令を発行することができる。この積極的な送信パワー制御によって、近隣セル・サイト内に伝搬する信号パワーを大幅に低減する。
【００２７】
担当セルを除く全てのセルにおいてＭＳ信号パワーを最少にすることは、それ自体においておよびそれ自体を考慮すると、通信システムにとっては有益であると考えられるが、通信システム設備と関連のあるその他の必要なサービス、要求されるサービス、またはその他の有益なサービスの性能は、この標準的なパワー制御計略によって悪化または阻害される可能性がある。例えば、このような計略は、位置検出サービスの性能を阻害する虞れがあり、標準的なＭＳの所在地は、多数の地理的に分散したサイトにおける所在地測定ユニット（ＬＭＵ）が受信する、その信号特性の測定値に基づいて、位置検出サービスによって判定する。このような位置検出サービスの悪化は、公衆安全サービスへの緊急通信との関連で発生した場合、生命を脅かす可能性がある。加えて、最適なＨＯ通信判断を動的にサポートすることができても、それぞれのＢＴＳ所在地における関連するＭＳ信号受信の品質に対して、最少集合（例えば、２つ）のＢＴＳしか信頼性高い測定値を供給することができなければ、悪化する虞れがある。
【００２８】
図２に表すように、ワイヤレス通信システムに付帯して協同する所在地判定システムを、担当移動体位置検出局（ＳＭＬＣ）２００と呼ぶ場合もある。（用語法に関して記しておく。３ＧＰＰ  ＧＳＭの用語法では、「ＳＭＬＣ」という用語は、所在地判定システム全体を指し、一方他の文脈では、「ＳＭＬＣ」は、「ＷＬＰ」と呼ばれるサブシステム・コンポーネントを指す（この説明においても同様）。インフラストラクチャに基づく、またはオーバーレイ・ワイヤレス位置検出システムまたはＳＭＬＣは、図２に示すコンポーネントのオーバーレイ構成によって表すことができる。図２において、対象のＭＳ１０１からの通信チャネルにおけるＲＦ信号は、ＬＭＵ２０２によって受信および測定がおこなわれる。ＬＭＵ２０２は、通信システムの動作ドメイン全域にわたって分散した場所に展開されている。通例、  図１の上に図２を「重ね合わせる」ことによって可視化できるように、ＬＭＵ２０２は、ＢＴＳ１０２の設備に展開され、ＬＭＵは大抵の場合その信号を、位置検出に関係する測定のために、同じ信号フィードへの多重結合を通じて送り出し、ＢＴＳは、展開されているアンテナから、通信のためにこれを用いる。図２に示すように、ＬＭＵは必ずしもＢＴＳに対して１対１で展開されている訳ではない。受信信号特性の位置検出に関係する測定値は、多数のＬＭＵによって抽出され、ワイヤレス位置検出プロセッサ（ＷＬＰ）２０３によって管理および収集する。各ＷＬＰ２０３は、多数のＬＭＵの動作を指令する。ＷＬＰは、個々の対象ＭＳについての測定値を供給する役割を担っている個々のＬＭＵの選択を監督する。恐らくその直接制御下にないＬＭＵを管理する他のＷＬＰ全てを含む、しかるべく測定された信号データを受信すると、ＷＬＰは、通例、データの評価、そのデータに基づいて最適な所在地推定値の判定もおこなう。通例、ＷＬＰは、対応する通信サービスが多数のＢＳＣによって提供される地理的領域をカバーするＬＭＵの動作を管理することができる。ＳＭＬＣのワイヤレス位置検出ゲートウェイ（ＷＬＧ）２０４は、ＷＬＰの制御およびタスク割り当て(tasking)を行う。ＷＬＧは、通例（しかし必ずしもそうとは限らない）、ＭＳＣ１０４と同じ場所に配されている（そして、これと干渉する虞れがある）。ＷＬＧは、通信システム内部においてそれが担当する多数のＢＳＣとインターフェースし、これと位置検出関係要求、情報、またはデータを交換する。ＷＬＧは、位置検出サービス要求の妥当性を判断し、所在地判定結果を、正規受信先に流布する。
【００２９】
所在地判定や通信管理強化というような、サービスの首尾良い運営をサポートするために、本発明の技術が提供する技術によって、パワー制御管理強化を行い、十分なまたは多数のＬＭＵまたはＢＴＳにおいて適当な受信信号パワーを最適にして得つつ、なおもＭＳの利用可能なエネルギを最大限保存することができる。図３および図３Ａにおける好適な実施形態について表すように、本発明のパワー制御強化は、多様な形式の情報を目的に沿って分析することによって達成する。これらの情報は全て、対象のＭＳに放出するように指令すべき最適な送信パワー・レベルを示す。ワイヤレス通信を管理する際に従来のパワー制御において行われているように、担当ＢＴＳとの通信のために容認可能な最大パワー・レベルを単純に選択するのではなく、本発明のパワー制御ロジックは、ＢＴＳ、ＢＳＣ、ＭＳ自体、またはＳＭＬＣから入手することができる関連情報を利用して、通信およびその他の所望の増強サービス双方に供するＭＳ送信を確定する。図３および図３Ａは、種々の潜在的な情報の形式および情報源の例を示す。これらは、移動体ユニットの送信信号パワーおよび／または期間の制御強化のために、本発明において選択し適用する。以下で更に説明するような数式によって、これらの形式の情報全てが、対象ＭＳの現在位置をＢＴＳに関係付ける。ＭＳ送信信号エネルギまたはその他の特性の最適制御のためのこれら種々の情報源および情報形式の用法についての実施形態例を、以下の説明において紹介する。
【００３０】
図３および図３Ａに表した実施形態例では、多様な種類のデータ源からのデータを、ＭＳ送信に命令する最適値のサポートにおいて利用する。利用する情報の形式の殆ど、例えば、３０１から３０６は、性質上動的であり、信号状態およびＭＳが動作する信号伝搬環境が変化するに連れて、変化する。
【００３１】
（ＢＴＳ測定）
慣例的なＷＣＳサービスの実施において、担当ＢＴＳはそれ自体と対象ＭＳとの間における信号伝搬について、往復遅延（ＲＴＤ）の測定値３０１を入手することができる。このようなＲＴＤ測定値は、タイミング進み（ＴＡ）パラメータを設定するために型どおりに用いることができ、このＴＡパラメータをＭＳに送り、その通信送信を、担当ＢＴＳが受信する、そのドメイン下で現在動作している他のＭＳ全てに対する送信と時間的に同期を取って、担当ＢＴＳにおいて受信させる。
【００３２】
更に、至近の担当ＢＴＳにおける通信サービスのための信号パワー管理をサポートするために、ＢＴＳ、担当ＢＴＳ、そして恐らくは近隣ＢＴＳも、対象ＭＳから受信した送信の現パワーの測定値３０２を抽出することができる。このようなＢＴＳ関係測定値から得ることができる情報も、ＷＣＳがＢＴＳダウンリンク送信またはＭＳアップリンク送信のために確立することができる現行の動的パワー制御設定値３０３と調和して増強し解釈することができる。
【００３３】
（ＭＳ測定）
加えて、ＭＳも動的信号特性の測定値３０４および３０５を供給することができる。このようなＭＳ測定値３０４は、それが現在担当ＢＴＳおよび近隣ＢＴＳから受信している信号のダウンリンク信号パワー・レベルのネットワーク測定報告（ＮＭＲ）において供給することができる。また、ＭＳ測定値３０５も、所在地判定をサポートすることを目的にすることができる強化観察時間差（ＥＯＴＤ）測定値のような、ＢＴＳから受信する信号のタイミング特性を報告することができる。
【００３４】
（ＳＭＬＣ測定）
動的信号特性情報は、高精度なＭＳの所在地判定を直接サポートするために得られるＳＭＬＣデータ３０６も含むことができる。ＳＭＬＣの先行技術において説明したように、このようなデータは、到達時間（ＴＯＡ）、（アップリンク）到達時間差（（Ｕ）ＴＤＯＡ）、到達角度（ＡＯＡ）、または受信信号パワー・レベルの測定値を含むことができる。このようなデータが、容認可能な精度の所在地推定の判定をサポートするには不適当である場合であっても、入手可能なデータはなおもＭＳ信号送信特性の調節の評価をサポートし、所在地判定性能を高めることができる。即ち、このようなデータが、ＬＭＵをサポートする適当な品質では入手できない場合でも、相対的な信号およびノイズ強度の入手可能なデータ測定精度および関連する尺度は、追加のＬＭＵサイトから満足できる測定値を生成する可能性が高い、ＭＳ送信信号エネルギの増分値を示す。
【００３５】
（静的情報）
本発明の例示実施形態では、増強サービスの性能強化のためのＭＳ送信特性の管理が、前述のような動的情報３０１から３０６を、関連する静的情報３０７と最適に統合する。静的情報３０７は、展開したシステムの特性および関連するドメインの知識を表すことができる。このような静的情報は、経験的に得られた信号伝搬損失モデル（以下で更に説明する）、または製造業者の技術仕様書に呈示されている機器（例えば、アンテナまたは電子信号経路の利得）特性、あるいはＷＣＳ動作管理および計画のために収集することができる時間または季節信号−および干渉−用法統計を表すことができる。例えば、送信および／または受信アンテナの静的角度利得−パターン特性を用いることによって、推論した伝搬距離に関する、動的に測定した信号パワー・レベルの評価およびその解釈は、以下で数学的に記述する、信号伝搬損失の静的表現を適用して用いる場合に、更に精度を高めて評価することが可能になる。
【００３６】
（評価および最適化）
図３における本発明の実施形態例について表すように、利用可能な関連情報の評価３０８は、ワイヤレス送信の現在の動作条件の動的表現３０１から３０６を、動的データの最適な解釈を明確化することができる静的情報３０７と共に組み込んで統合することができる。目的とするＭＳ送信に対して決定する最適パワーおよび期間、またはエネルギ、設定値は、所在地判定のような対象の増強サービスについて性能強化および容認可能な性能を達成しつつ、ワイヤレス通信ＱｏＳを適当に維持するように計算する。最適な送信設定値がＭＳに対して得られている場合、ＢＳＣはこれらの制御コマンド・メッセージ３０９の中でＭＳに供給する。
【００３７】
多数のサイトにおけるＭＳ信号受信を利用するオーバーレイ位置検出システムまたはその他のワイヤレス・サービスのインフラストラクチャの効果的および精度高い運用のために、ＭＳ信号は、適当な数のＬＭＵまたは同様のサイトにおいて受信するとよい。従来の位置検出サービス（ＬＣＳ）技術において認められるように、必要な測定サポート・サイトの最小数は、理論的には、１、２、または３でよいが、受信したＭＳ信号から抽出する個々の形式の位置検出関係信号特性測定値によって異なる。しかしながら、統計的フィッシャ情報行列で表し、関係（１３）においてその表現に関して以下で更に論ずるように、推定した位置検出パラメータの精度を表す不確実性共分散行列は、実際に適用される独立した測定値の数に反比例する。このため、不確実性の標準偏差または平均推定誤差が対応する分散の二乗根であるので、位置検出の一例では、精度は、本発明の送信ＭＳパワー管理によって、２倍に強化することができ、協同するＬＭＵサイトの数の４倍に増大し、位置検出計算の測定に寄与する。このように、最適パワー制御によって、所在地判定のロバスト性および精度を著しく高めることができる。
【００３８】
しかしながら、前述のように、ＭＳが送信するパワー制御に合わせた最適な計略では、通信サービスおよび位置検出サービスを提供する干渉環境に対する、パワー・レベル上昇の影響に対処しなければならない。先に記したように、通信の視点からの単純なＭＳパワー管理計略では、ＢＴＳが有効なＱｏＳで通信を遂行するためには十分なパワーがなければならないという制約を受けつつ、パワーを最少にしなければならない。あるいは、所在地判定の視点からの単純なＭＳパワー管理計略では、パワーを最大にして、最大数の協同するＬＭＵが、位置検出関係信号特性の測定値を信頼性高く抽出できる程度の強度で信号を受信できるようにしなければならない。最大パワー計略は、バッテリを長持ちさせるためにＭＳのエネルギを保存する必要性、および通信ＱｏＳを高めるために信号干渉を抑制する必要性と矛盾するので、本発明は、最低の必要レベルにおいて十分な多サイト受信を達成するための評価において、信号環境と現行の信号調節の必要性とに関する動的尺度を、関連する記述的静的情報と合わせて、最適に評価する。
【００３９】
図４は、ＷＣＳサービスを増強するＳＭＬＣの精度およびロバスト性能を強化するための、ＭＳ信号送信設定値の集合を最適化して決定する、本発明の評価手順の実施形態例を示す。先に説明したように、評価プロセスに入力する利用可能な情報４０１は、現行の、リアル・タイムの、動作信号およびノイズ特性、ならびにＷＣＳドメイン下における条件を特徴付ける動的および／または静的データを含む。ＷＣＳを増強するサービスに対する最適なＭＳ送信設定値の所望の評価をサポートするために、初期データ収集プロセス４０２は、前述のような、適用可能な種々の情報源にアクセスすることを含む。信号設定値の計算は、ＬＭＵ設備／コンポーネントにおいても、あるいは関連するＳＭＬＣ設備／コンポーネントにおいても遂行することができ、あるいはこのようなシステム双方の処理資源間で割り振ることもできるので、種々の形式の情報の収集は、ＷＣＳとその関連ＳＭＬＣとの間におけるデータの要求およびその交換を含むこともできる。
【００４０】
最初に入手可能なデータに基づいて、評価プロセスにおける性能予測は、データから推論する名目ＭＳ所在地の暫定的計算４０３から開始する。例えば、担当セルＢＴＳおよびセクタを識別する動的ＳＢＴＳデータ、ならびにセル・アンテナ所在地およびセクタ角度方位を示す静的データに基づいて、名目所在地がセクタ「重心」位置にあると判定することができる。重心位置は、近似的にＢＴＳアンテナからセクタ視程方位線(sector boresight line of bearing)に沿った最も近いＢＴＳ境界線の位置までの距離の半分のところにある。通例、名目ＭＳ所在地は、最少二乗、最大尤度、または先に説明し以下に呈示する位置依存関係で数学的に表される種々の測定値から推論した位置感度を積分する最大後見計算(maximum a posteriori calculation) によって、一層高い精度で判定することができる。このため、更に別の例では、暫定的所在地計算４０３が、どのＳＭＬＣ処理の適用に先だって呼び出されても、利用可能な関連測定値は、ＭＳが受信するＢＴＳダウンリンク信号およびＢＴＳまたはＬＭＵが受信するＭＳアップリンク信号に対する、信号パワー・レベルの距離を示す尺度を含むことができる。名目所在地計算に関与する技術は、従来のＳＭＬＣ技術において説明し該当するものであり、先に引用した技術を含むがそれに限定されるのではない。
【００４１】
対象ＭＳの名目所在地の推定値に基づいて、ＭＳ信号のその推定所在地から協同する候補のＢＴＳおよび／またはＬＭＵ受信サイトの所在地までの伝搬の間における距離依存信号伝搬損失の初期推定値４０３は、以下で説明する数学的関係によって導くことができる。信号パワー測定値が既に利用可能なサイトでは、初期信号伝搬損失評価４０３は、モデル化した伝搬損失計算の調節によって更に精巧化し(refine)、利用可能な測定値が推論する信号経路および信号受信機器特性の実際の影響を組み込むこともできる。
【００４２】
次に、予期性能評価４０４は、推定信号伝搬損失を適用して、協同する各候補のＢＴＳ／ＬＭＵサイトを取り巻く信号およびノイズ状態を評価する。必要な協同サイト数を制限するために、名目ＭＳ所在地からの距離が長い順に、サイトを分析し、容認可能な性能が予期されるまで処理するとよい。受信サイトに限って仮定した信号伝搬損失および推定したノイズ・レベルに基づいて、容認可能な測定値が得られる、必要な送信信号レベルを、以下で呈示する儀警報または相関強度確立およびしきい値に対する数学的関係にしたがって計算する。
【００４３】
反復評価４０５から４０８において、候補のＭＳ送信信号パワーおよび期間特性を、所在地判定精度に対するそれらの潜在的な寄与について評価する。候補の協同サイト毎に、「現在の仮定」ＭＳ送信設定値を、確率的に要求されると判断したそれらと比較する。測定精巧および容認の確率、即ち、「判断」の確率は、以下で引用する統計的記述で表す。適用した関係によって、評価４０５は、各候補の協同サイトが、当該協同サイトに限られた評価信号および干渉条件の下で容認可能な測定値を共有することができる確率を判断することができる。
【００４４】
仮説を立てた測定値の確率的可用性に基づいて、以下の数学的関係（１３）と関連付けて説明するように、予期した所在地不確実性共分散４０６を計算することができる。しきい値受入の確率の表現において、潜在的に利用可能な測定値に対して評価した不確実性は、反転の前に、フィッシャ情報行列に対するその寄与においてスケーリングすることができる。以下の数学的関係において表すように、関連する確率および精度は、予期したノイズおよび受信信号パワーまたはエネルギ・レベルに基づいて評価することができる。有効性の種々の尺度（ＭＯＥ）を以下に説明するように用いれば、位置検出の精度を表すことができる。主に対象となる精度の特徴付けは、通例、二水平次元にあるが、必ずしもそうとは限らない。何故なら、潜在的な測定値の殆どは垂直感度をサポートしないからである。例えば、距離に依存するタイミング測定値が、軌道周回衛星から受信した信号のＭＳ処理から得られる場合、垂直感度を導出することもできる。それ以外では、ＭＳが発生または受信する陸上系信号から派生する位置感度を主に水平ドメインに限定する(confine)。
【００４５】
予期した位置検出精度４０７を要求性能しきい値と比較し、受け入れられることを確認する。
【００４６】
予期した位置検出精度が、性能判断基準にしたがって、容認できない場合、性能欠陥４０８の特質を評価する。例えば、不確実性のボリューム(volume)が全ての要求次元においてほぼ等しい範囲を有し、本質的に容認可能な性能限界を超過している場合、不確実性を全ての次元で低下させなければならない。全ての次元において近似的に等しい率(factor)だけ不確実性を低下させるには、ＭＳ所在地周囲に均一に分散されている角度方向に分散されている追加の協同サイトからの測定値の追加、あるいは現在の測定値の本質的に全ての不確実性において比例する低下、あるいは双方が必要となる可能性がある。以下で説明する数学的関係で表すように、均一に不確実性を低下させる手法のいずれかまたは双方は、不確実性がマルチパス拡散によって支配されていない想定場面において、ＭＳ送信パワーまたはエネルギの増大を仮定して行うことができる。マルチパス拡散が支配的な不確実性の発生源である場合、ＭＳパワーまたはエネルギを増大させると、周囲の協同する測定サイトの追加が多くなることによって、統合した不確実性が更に低下するが、エネルギ増大によって、現行の個々の測定値の不確実性は低下しない。
【００４７】
あるいは、位置検出不確実性４０８が、要求次元の部分集合についてのみ過剰であり、それ以外では少なくとも１次元において要件を満たす場合、過剰な次元軸に沿った不確実性を低下させる追加の測定値だけが必要となる。つまり、以下で説明する数学的関係によって表現した幾何学的感度にしたがって、潜在的信号パワーまたはエネルギの増大は、その形式の追加のおよび／または改善した測定値を獲得するための目的から生ずる必要性だけのために、そして欠陥軸に沿った不確実性を低下させる幾何学的能力を有するサイトから指令することができる。例えば、二次元不確実性楕円が１本の特定の軸に沿って過度に大きい場合、その軸に沿ったその不確実性は、過剰な軸方向に沿ってまたは密接に平行して分散した基準線を有するサイトから、改善したＴ（Ｄ）ＯＡ測定値を追加することによって、および／または垂直軸方向に沿って分散したサイトからの、改善したＡＯＡ測定値を追加することによって、優先的に低下させることができる。優先的に目標に定めた測定値のどの形態でも、異常に過剰な軸に沿った位置検出不確実性の低下に寄与する。
【００４８】
反復性能予測が、要求性能判断基準の下で容認可能であると判断された場合、最終的評価４０９によって、対象のＭＳに対する潜在的に上昇したパワーまたはエネルギ・レベルの干渉の影響を試験する。同じＳＢＴＳにおいて応対されている他のＭＳが十分な信号強度マージンを有していれば、レベルを上昇させても、予期した通信ＱｏＳを著しく悪化させることなく、位置検出性能要件を満たすことができる。しかしながら、通信ＱｏＳが初期判定によって不当に悪化したとは思われる場合、緩和手順を呼び出して、このような効果を軽減することができる。最も簡単な例では、ＭＳの信号強度を高めて、その信号によって近隣サイトにおいて容認可能な測定値が得られるようにしなければならない場合、現在同じＳＢＴＳが担当する他の全てのＭＳの一時的信号強度を単純に高めることにより、それらが共通に共用するＳＢＴＳにおいて本質的に同じ相対的信号対干渉比が維持されるが、対象のＭＳが近隣サイトにおいて、協同所在地測定のために、容認可能なレベルを達成するのに十分な信号強度を供給することができる。あるいは、対象のＭＳ信号の強度上昇によって悪影響を受けるＭＳに対する通信サービスを、近隣ＣＧＩに引き継いで、サービスを継続することもできる。通信システムがタイム・スロット通信データ・パケット・バーストを用いて動作する更に別の手法では、対象のレベル上昇に対するタイム・スロット使用のスケジューリングまたは周波数ホッピング・パターンを、同じＳＢＴＳドメイン内にありサービスを受ける他のＭＳのそれらと調整して、包括的なＷＣＳ動作について先に説明したような潜在的な干渉の影響を軽減することができる。このような通信性能の予測および調節は、担当および近隣ＣＧＩにおいて現在行われている動作的用法(operational usage)の統合評価によって遂行することができる。
【００４９】
対象のＭＳからの所望の送信に対して最適な設定値を決定したなら、これらの設定特性４１０を、メッセージでＭＳに指令する。信号送信指図を受信すると、ＭＳは開始および終了時点におけるその信号送信を、コマンド・メッセージにおいて命令されたパワー・レベルを用いて実施する。
【００５０】
（数学的関係）
ＳＭＬＣが提供する所在地判定の精度は、ＳＭＬＣのＬＭＵが受信するＭＳ信号の数個の特性によって判定する。先に記し以下の関係（１３）に記述するように、受信ＬＭＵの数は、目標の精度を達成するには重要であり、いずれかの結果を得るために必要となる下限付近で迫られる(stress)ときには肝要となる。加えて、位置検出計算のために測定値を供給する協同ＬＭＵの相対的な幾何学的配置も、ＬＣＳの性能には等しく重要である。一般に、特性的ＭＳ信号パラメータ「H()」の測定値「ｚ」は、送信側ＭＳの位置xMSと、受信側ＢＴＳまたはＬＭＵの位置xBTS、ならびに測定ノイズ「ｖ」を伴う関数関係で現すことができる。
【数１】
2009520388.tif 000003
水平二次元における場所座標の決定では、少なくとも２つの独立した測定値を計算毎に入手する必要がある。ＷＣＳドメインでは、ＭＳおよびＢＴＳの位置は、入手可能な測定値が、通例、緯度および経度の水平二次元における所在地の判定しかできない場合であっても、三次元座標（即ち、緯度、経度、および高度）によって表される。通例、このような最小数よりも多い測定値を所在地判定に統合しなければ、容認可能または有用な信頼度で、信頼性があり高精度の結果を得ることはできない。このため、ＭＳ所在地判定に利用するこの一般的関係は、入手可能な集合{zm|m=1,...,M}の多数の（即ち、「Ｍ」）個々の測定値から形成するＭ行×１列のベクトルz=(z1, z2, ..., zM)Tについての関係として表すことができる。
【数２】
2009520388.tif 000004
ここで、関数h()は、多次元所在地−パラメータ・ベクトルのベクトル値化関数であり、ノイズ・ベクトルvは、実際に得られる測定値を、h()で表される理論的に正しい関係から区別するノイズ寄与の集合を表す。
【００５１】
種々の潜在的測定パラメータは、関連するパラメータ位置ベクトルに対して異なる関数関係で表現することができる。測定関係パラメータの一例に、ＭＳとＢＴＳとの間の距離DMS BTSがある。
【数３】
2009520388.tif 000005
ここで、|(Δx)|は、関連する（ＲＦアンテナ）位置間における直交ベクトル差（Δｘ）の大きさまたは長さを表す。最も直接的には、送信時刻tTと受信時刻tRとの間の信号伝搬の時間差tTRを、以下の関係によって、送信および受信位置間の距離に関係付ける。
【数４】
2009520388.tif 000006
ここで、「ｃ」は、ＲＦ信号伝搬の速度（即ち、光速）であり、xTおよびxRは、それぞれ、送信および受信位置である。例えば、ＢＴＳが往復遅延（ＲＴＤ）を測定して、タイミング進み（ＴＡ）を評価し、ＢＴＳにおけるＭＳの受信の時間整合のためにＭＳに指令しなければならないとき、ＲＴＤまたはＴＡを、制御するＢＴＳから対象のＭＳまで、およびその逆の信号伝搬距離に直接関係付ける。即ち、ＭＳはＢＴＳから送信された信号を検知し、それ自体をこの信号に同期させ、協同時間整合した応答送信を発信し、ＢＴＳにおいてこれを検知する。往復遅延（ＲＴＤ）、即ち、ＢＴＳにおいて検知した受信、往復、タイミング整合オフセットからあらゆるＭＳ応答回路遅延を除外した値は、ＭＳとＢＴＳとの間における双方向伝搬時間にほぼ比例するので、TAMSをこのオフセットに設定し、ＭＳおよびＢＴＳ所在地間の所在地判定関係伝搬距離DMS BTSの２倍に直接関係付ける。
【数５】
2009520388.tif 000007
あるいは、時間に基づく距離関係測定には、２箇所の異なるＢＴＳに到達する共通ＭＳ送信に対する到達時間（ＴＯＡ）間における（アップリンク）到達時間差（TDOA12またはUTDOA12)を伴う。
【数６】
2009520388.tif 000008
ここで、TDOA21は、信号伝搬距離DR2およびDR1の差に直接関係付けられており、関連する（または等価の）送信時間について正確に調整して把握する必要はない。同様に、強化観察時間差（ＥＯＴＤ：enhanced observed time difference）測定には、ＭＳが受信した異なるＢＴＳからの信号についての到達時間差が必要となる。
【００５２】
位置に対して感度または精度を低下させた関係では、送信および受信位置間でＲＦ信号が伝搬する距離が、これらの位置間における伝搬信号パワーの損失に直接関係付けられている。受信信号の距離に関する測定パワー・レベルは、送信機から発信され受信機によって検知されるその伝搬の間に、その送信レベルから損失係数LTRだけ低下する。他の関係する寄与要因に想定値または既知の値を用いることによって、この損失係数は、伝搬環境のモデル化表現によって、信号伝搬距離DTRの尺度を提供することができる。
【数７】
2009520388.tif 000009
ここで、SRおよびST測定値は、受信および送信信号電力レベル尺度であり、Ｇは、信号伝搬の相対的方向における受信および送信アンテナ「システム」利得のような、その他の寄与要因をカプセル化する距離独立要因であり、伝搬損失PL()は、展開した送信および受信アンテナ間の伝搬信号強度に対する環境経路損失の距離依存モデルである。単純な球拡散モデル(spherical-spreading model)では、「理論的」伝搬経路損失は、
【数８】
2009520388.tif 000010
となり、ここでλは信号伝搬の波長である。ＭＳと１つ以上のＢＴＳとの間の陸上系伝搬について測定された電力レベルを用いたＭＳ位置の判定では、位置計算は、以下の論文、Empirical Formula for Propagation Loss in Land Mobile Radio Services, M. Hata, IEEE Trans. Veh. Tech., Vol VT-29, No.3, Aug., 1980において文書化されているように、OkumuraのデータのHataの表現のように、経験的に有効性を判断した伝搬損失モデルの使用を有効にすることができる。
【００５３】
環境およびマルチパス伝搬条件における予測のつかない変化により、電力レベルの経験的測定値は、デシベル（ｄＢ）の対数単位で定量化すると、正規分布即ちガウス分布に一層近づいていく。つまり、Hataおよびその他のこのようなモデルのPL()についての式における乗算係数は、通例、対数項の加算および減算として表される。即ち、関係式（８）の損失モデルは、位置依存距離に関して表現したｄＢ損失を、送信および受信電力レベル間の測定したｄＢ差に関連付けることができる。ｄＢ単位で表すとき、球状拡散関係は、伝搬損失が、送信機から受信機までの距離即ち「距離（Ｒ）」に係数２０を乗算した値の対数に比例することを示す。典型的なＷＣＳ周波数帯域においてOkumuraの測定値を表すのに適した係数のHataの経験的判断では、都市環境においてスケーリングした「log(R)」に対する乗算係数は、通例、〜３５である。あるいは、どのような特定の対象ＬＭＵまたはＣＧＩサイトに対してでも入手可能または現場測定値から判定できる場合、包括的なHataの表現の代わりに、距離、および恐らくは（ある環境においては）ＡＯＡの関数としての伝搬損失のＣＧＩ特定表現を用いることができる。
【００５４】
これら適用可能な伝搬損失関係のいずれでも、「線形」でも「ｄＢ」（即ち、対数）形態であっても、信号伝搬距離の関連する評価に直接適用することができる。例えば、これらは、既知のまたは推定したＭＳ所在地から発信したときに、所望の信号レベルで、選択したＢＴＳに信号が到達するのに必要な送信ＭＳパワーを評価するために用いることができる。同様に、このような関係は、発信が既知のまたは推定した送信位置およびパワー・レベルの「干渉元」ＭＳから到達するときに、対象のＢＴＳにおいて受信される信号干渉のレベルを評価するために用いることができる。加えて、このような関係は、送信パワー・レベルが、連携する通信システムからのコマンド制御によって分かるときには、所在地判定について断言することができる。送信レベルが分からないまたは測定値から得ることができない場合であっても、２つの別個の受信機によって受信した共通送信信号に対する受信レベル差を、送信局および受信局間における２つの位置依存距離に対する比率（またはｄＢ差）に関係する尺度として利用することができる。電力レベル比即ちｄＢ差を、各受信位置に特定の利得係数について調節する。このような受信電力比即ちｄＢ差の使用には、共通送信電力レベルに関して利用可能な情報を必要としない。対数表現を含む、モデル化した距離依存性では、ＭＳ位置依存情報を抽出して、１つ以上のＢＴＳからＭＳに、および／またはＭＳから１つ以上のＢＴＳに送信することができる。
【００５５】
位置検出に関係する測定値の更に別の形態として、信号到達角度（ＡＯＡ）も、受信信号から角度特性を導出することができるＬＭＵが装備されているＢＴＳに到達するＭＳ送信について評価することができる。このようなＡＯＡは、直接的に距離関係依存性を伴わない。通例、ＡＯＡは、受信点から着信信号に向かう方向の角度として表すことができ、真の測地北(geodetic North)の既知の固定方向に対して定量化することができる。この関係は次のように表すことができる。
【数９】
2009520388.tif 000011
ここで、atan2[]は、完全な４象限アークタンジェントを与え、()Eおよび()Nは受信位置xRから送信位置xTに向けられたベクトルに対する東および北成分を表す。このような尺度は、受信側陸上局ＬＳにおいて検知した方位線（ＬＯＢ）に沿った可能なまたは確率的な送信側ＭＳ位置の所在地に関する（そしてこれに感応する）情報を提供する。ＡＯＡ尺度は、基本的に、ＬＳからＭＳ位置へのＬＯＢに沿った距離には無関係である（ベクトル差座標の比率において明白である。この比率は、相対的にどのような距離感度も相殺する）。
【００５６】
前述のように、所在地判定に利用する多数の測定値のためにある前述の幾何学的関係によって導出することができる達成可能な位置検出精度は、ベクトル関数h()で表現する。単純な例では、所在地判定に利用可能な測定値が全て距離関係測定値であり、測定に寄与するＢＴＳまたはＬＭＵの全てが１本の直線に沿って位置合わせされている場合、利用可能な情報が線形幾何学的形状（即ち、その線に沿った）のみを表し、ＭＳがその線のどちらの側に位置するのかを判定するための情報は得られない。この単純な例では、対称線から偏位したＬＭＵからの少なくとも１つの距離測定値が、第二次元、即ち、その線に対して垂直な方向でＭＳを正確に突き止めるためには必要となる。あるいは、距離関係測定値に加えて、ＢＴＳからＭＳまでのＡＯＡの測定値も位置検出計算に統合する場合、このような追加の測定値は、線対称性(linear symmetry)を解明し(break)、横方向の曖昧さ(side-to-side ambiguity)の解が得られる。このように、利用可能な測定値の幾何学的意味の全てが、所在地判定プロセスの精度感度に組み込まれる。
【００５７】
通常の統計を想定した場合、多数のＢＴＳを伴う測定データの使用から期待することができる最適な位置検出精度は、先に呈示したような、関連する観察関係によって評価することができる。関数h()は、データと所望の位置検出状態パラメータとの間の真の関連を精度高く表すことを意図している。つまり、ノイズに対する期待値「E()」は０（即ち、ノイズはバイアスされていない）、通常の想定の下では、観察不確実性は、ガウス共分散行列Ｒによって表される。
【数１０】
2009520388.tif 000012
種々の形式の所在地感応測定値に対して達成可能な信号レベル依存精度または不確実性の例について、以下に説明する。ＭＳ位置ベクトルｘにおけるパラメータ値に対するデータ・ベクトルの感度は、感度行列H()によって表現する。
【数１１】
2009520388.tif 000013
ここで、ベクトル変数ｘの行列関数H()は、Ｍ個の測定値の測定ベクトルおよびＮ次元の状態ベクトルについて評価する場合には、Ｍ行×Ｎ列行列関数となる。通例、所在地判定によって、位置ベクトル値xMSに対する最小二乗解が求められ、この位置ベクトル値xMSに対して、残差ベクトルr(xMS)=z-h(xMS)から利用可能な測定ベクトルｚについて形成したカイ二乗χ2(xMS)が最小となるか、あるいは尤度または帰納的確率が最大となる。どの候補所在地ベクトルｘについても、カイ二乗は、次のように評価される。
【数１２】
2009520388.tif 000014
正規即ちガウス測定不確実性を用いると、最適所在地不確実性共分散行列Ｐは、このような関連する位置検出評価から期待することができ、次のようになる。
【数１３】
2009520388.tif 000015
ここで、Ｎ×Ｎ次元共分散行列Ｐは、フィッシャ情報行列の反転であり、ＭＳ所在地推定値xMSに対して予期される不確実性を表す。例えば、推定所在地状態ベクトルが２つの水平状態パラメータ、緯度および経度である場合、Ｐは２×２行列関数となる。推定した位置検出誤差共分散行列Ｐに内在する情報において表される位置検出精度は、種々の有効性概要尺度（ＭＯＥ）で表すことができる。不確実性「ボリューム」のスカラ「尺度」の１つとして、総（水平）不確実性面積Ａは、以下の関係により、水平共分散行列Ｐの決定因子によって表現することができる。
【数１４】
2009520388.tif 000016
ここで、sqrt{ }は、２×２共分散行列のスカラ決定因子Det()について二乗根関数を評価する。不確実性の別の回転不変スカラ尺度は、不確実性楕円の二次元（２Ｄ）半短および半長軸に対する値を含み、２×２共分散の軌跡および決定因子の種々の組み合わせによって、不確実性共分散パラメータから形成することができる。また、Ｐについての式（１３）は、基本的関係も開示し、これによって、不確実性共分散は、寄与する測定値の数に反比例することが分かる。何故なら、測定値が相関付けされていない共分散を有するとき（即ち、Ｒが対角線方向であるとき）、行列積からは単にＭ個の寄与測定値の和が得られるに過ぎないからである。（潜在的に）寄与するＬＭＵサイトに対する精度含意の代替評価のために、感度行列における全ての測定関係およびそれらの関連する偏微分を、しかるべく、共通単位、例えば、距離に基準化(scale)することができる。例として、タイミング測定値は、信号伝搬速度（光の速度）ｃによって基準化することができ、角度測定値は、しかるべき信号伝搬距離だけの横断投射(transverse projection)に等価に基準化することができる。次いで、ＭＳおよびＢＴＳ位置間における幾何学的関係が互いに統合して正しい推定所在地を形成する度合いを効果的に表す標準的なパラメータを、精度ＨＤＯＰの（無単位）スカラ（水平）希釈(dilution)として表すことができる（例えば、測定データが水平パラメータの感度判定のみをサポートする場合）。
【数１５】
2009520388.tif 000017
ここで、sqrt{}は、関連する２×２行列席の逆のスカラ軌跡に対して、二乗根関数を評価する。一般に、殆どのまたは全ての潜在的なサイトにおいてＬＭＵに対して  比肩し得る測定精度を期待することができる場合、対称のＭＳについて予期した通常の動作エリアを中心にして（ほぼ）均一に分散した方向に展開されたＬＭＵサイトを伴う測定値を入手することができれば、位置検出精度は最適となる。
【００５８】
図４における例によって表したように、ＭＳ送信パワー制御の検討は、サービス性能強化、特に、所在地判定サービスの性能増強という目的によって進められている。このように前述のような精度関係を用いることにより、本発明における最適パワー制御評価の好適な実施形態は、ＭＳ送信パワーの、候補（ＢＴＳ）所在地におけるＬＭＵから信頼性の高い測定値を提供することができるレベルへの調節によって潜在的に得ることができる測定値の組み込みによって生ずる精度性能における有益性を考慮に入れている。ＷＣＳ＼通信の管理のためのＭＳ送信レベルの通常の計算が、信頼性の高い所在地判定が得られる程度の十分なＬＭＵサイトにおける十分な受信をサポートしていない場合、本発明の最適パワー制御計算は、所在地判定が、容認できる数の最適に有益なＬＭＵサイトからの追加の測定値を含むことができる、代わりの最適ＭＳ送信パワー・レベルを評価する。候補ＭＳ信号特性パワー・レベルを仮定して、特性パワー・レベルの位置検出精度に対する影響を、前述のように評価することができる。ＭＳに対して名目的に表す所在地を用いることによって、各候補ＬＭＵサイトに対する伝搬損失を計算することができる。次いで、候補サイトに対して予期した信号対ノイズ・パワー比を評価することができる。所在地測定値抽出およびワイヤレス通信のために予期した信号処理技法に基づいて、期待所在地測定精度および通信干渉の影響を評価することができる。
【００５９】
ＭＳ信号に対する最適パワーおよび期間の動的な位置検出が主導する評価についての潜在的な便益の最重要な例は、ＭＳが地理的にその担当ＢＴＳに近づきつつある際に、そのＭＳを緊急通信に用いるときに見られる。ＳＢＴＳに近接する短距離では、標準的な通信パワー制御によって、ＭＳの指令送信パワーが大幅に低減する。これによって、通例、ＳＢＴＳ以外のあらゆるサイトにおけるＭＳの信号の受信が弱まるかまたは阻害され、これによって、危機的状況となっている可能性がある場合に、ＭＳの所在地を判定する能力が潜在的に阻害される虞れがある。
【００６０】
標準的な信号−特徴化処理の精度または期待分散は、測定プロセスにおいて利用する総受信信号エネルギに逆に関係し、局在的に受信するノイズおよび干渉信号パワーに直接関係するので、本発明のパワー制御技術は、代替信号パワー・レベルおよび関連する時間期間を最適に試験し判定することができ、これらを合わせて、位置検出に関係する測定値およびその他の関連測定値を有効にそして強化して得ることができる。標準的な統計記述は、容認可能なしきい値、位置検出に関係するパラメータ測定精度、および通信ビットまたはシンボル−エラー・レートまたはエラーの確率から得られる通常の期待(normal expectation)を、信号処理のそれぞれの形態に影響を及ぼす信号エネルギならびにノイズおよび干渉パワーに対するそれらの依存性において表現する。
【００６１】
Detection, Estimation, and Modulation Theory, Part 1, H.L. Van Trees, sec. 2.2.1, John Wiley & Sons, 1968に記載されているように、尤度比検査または一定偽警報率（ＣＦＡＲ）受入しきい値は、候補測定値を位置検出計算に対する寄与のために選択すべきか否かの判定に対して評価することができる。抽出信号特性測定値の基礎を形成する信号処理は、信号相関技法を最適に関与させるので、適用可能な容認しきい値は、相関の統計または可干渉性確率分布(coherence probability distributions)と一致する。これは、Estimation of the Magnitude-Squared Coherence Function Via Overlapped Fast Fourier Transform Processing, G.C. Carter, C.H. Knapp, and A.H. Nuttall, IEEE Trans. Audio and Electroacoustics, vol. AU-21, No. 4, Aug., 1973, pp.337-344、およびStatistics of the Estimate of the Magnitude Coherence Function, G.C. Carter, C. H. Knapp, and A.H. Nuttall, op. cit, pp.388-389に記載されている通りである。複素相関γ(τ)［または、同様に、可干渉性γ(f)］統計の標準的表現は、次のように表すことができる。
【数１６】
2009520388.tif 000018
ここで、zn()は、複素信号（またはスペクトル）サンプルを表す。次いで、引用したCarter, et al.の論文からの例によって、ノイズのみ（即ち、偽警報）の統計に対する累積確率分布は、例えば、以下のように、ＣＦＡＲ検出器に対する、しきい値|γ|２を超過する偽警報の確率を表すことができる。
【数１７】
2009520388.tif 000019
ここで、TBは相関評価のために統合した独立サンプルの数を表す時間−大域幅の積である。これらの評価では、信号が適当なＳＮＲを有して存在するという仮説の下で、候補信号レベルを近似的に、以下の関係によって二乗した相関強度に対する期待値と関係付ける。
【数１８】
2009520388.tif 000020
ここで、SNRnは、相互相関付けられた２つの信号に対する信号対ノイズ・パワー・レベルの比を表す。相関付けしたサンプル集合の１つが、本質的に無限のＳＮＲと一致する複製である場合、前述の式は、他の（有限な）比に対して「ＳＮＲ」を用いて、|γ|2=SNR/(1+SNR)として評価することができる。このような相関に基づくしきい値を適用することにより、候補信号パワー・レベルを、推定ノイズ・パワー・レベルに対して評価し、それが容認可能な相関に基づく測定値をもたらすか否か判定することができる。
【００６２】
候補信号パワー・レベルが容認可能な測定値を与えると判断した場合、それから導出されるパラメータの精度の所在地判定精度に対する潜在的な寄与も、精度の信号強度依存性に基づいて評価することができる。例えば、ＴＤＯＡ測定値に達成可能な最適精度の式が、The Generalized Correlation Method for Estimation of Time Delay, C.H. Knapp and G.C. Carter, IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-24, no. 4, pp.320-327, Aug. 1976、およびTime Delay Estimation Via Cross-Correlation in the Presence of Large Estimation Errors, J.P. Ianiello, IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. ASSP-30, no. 6, pp.998-1003, Dec. 1982において入手可能である。このような記述は、次のように、最適（「白色化」）相関導出ＴＤＯＡτに対して標準偏差σ（即ち、分散の二乗根）を表すために用いることができる。
【数１９】
2009520388.tif 000021
ここでも、Ｂは帯域幅であり、Ｔは測定値を求める信号処理に伴う積分時間である。尚、この式では、他の形態の測定値について以下で引用する論文における同様の式の場合と同様、測定精度は、時間および大域幅の積に受信信号ＳＮＲを乗算した値の二乗根に反比例することを記しておく。通例、「干渉」があっても、干渉信号（例えば、ディジタル通信信号の平坦スペクトル・コンテンツ）は、「白色」（例えば、熱）ノイズとほぼ同様に測定精度に影響を及ぼし、したがって「ＳＮＲ」評価にしかるべく組み込みさえすればよい。マルチパス伝搬効果による不確実性寄与の表現では、動作環境および各測定形式のパワーに依存しないマルチパス拡散特性を、先に表した「ノイズ」表現との求積(quadrature)に加算することができる。別の形式の測定では、ＡＯＡ測定に達成可能な最適精度についての式が、以下の論文において入手可能である。A High Resolution Direction-of-Arrival Algorithm for Narrow-Band Coherent and Incoherent Sources, J.A. Cadzow, IEEE Trans. Acoust., Speech, Signal Processing, vol. 36, no. 7, pp.965-979, July 1988、Bearing Accuracy and Resolution Bounds of High-Resolution Beamformers, R.S. Walker, Int. Conf. Acoust., Speech, Signal Processing 1985 Proceedings、およびOptimum Passive Bearing Estimation in a Spatially Incoherent Noise Environment, V.H. MacDonald and P.M. Schultheiss, Jour. Acoust. Soc. Amer., vol. 46, no. 1, pp.37-43, July 1969。加えて、低ＳＮＲにおいても一般的なパラメータ測定に対して達成可能な最適精度についての式が、Extended Ziv-Zakai Lower Bound for Vector Parameter Estimation, K.L. Bell, Y. Steinberg, Y. Ephraim, and H.L. Van Trees, IEEE Trans. Info. Theory, vol. 43, no. 2, pp.624-637, Mar 1997、およびDetection, Estimation, and Modulation Theory, Part 1, H.V. Van Trees, John Wiley & Sons, Inc., 2001, sections 2.4.2 and 2.4.3において入手可能である。
【００６３】
最後に、ビット毎の受信信号エネルギのノイズ・スペクトル密度に対する比に依存する、通信シンボルまたはビット・エラー・レート（ＢＥＲ）またはエラー確率を記述する式の例および関連する導関数が、Digital Communications Fundamentals and Applications, B. Sklar, Prentice Hall, 2001, sections 4.7 through 4.9において入手可能である。通信システムについてのエラー確率は、通信ＱｏＳを決定するパラメータとなる。ここで記載する場合、「白色」ガウス・ノイズの条件下におけるエラー確率についての関連式は、通常のガウス統計について、相補エラー関数erfc()またはQ()についての式を伴うことが多い。
【数２０】
2009520388.tif 000022
エラー確率に適した式は、送信データを伝達するために主題の通信システムにおいて適用する変調の具体的な形式によって異なる。例えば、最近のワイヤレス「ディジタル」通信システムでは、Ｍ次差動位相偏位変調（ＤＰＳＫ：differential phase shift keying)信号の可干渉性検出を用いる場合もある。このようなシステム例における候補信号パワーまたはエネルギ・レベルと関連のあるエラー確率は、引用した文献では、次のように記述されている。
【数２１】
2009520388.tif 000023
ここで、ESは、Ｍ次シンボル毎の送信エネルギであり、ES=Eblog2M、Ebはビット毎のエネルギであり、N0はノイズ・スペクトル密度である。つまり、このような式は、ES/N0=TB・SNRであるので、TB・SNR積の二乗根の関数として見ることもできる。ここで、Ｔは信号シンボル波形の時間期間であり、Ｂは処理した信号（およびノイズ）の帯域幅である。このような通信ＱｏＳに対するＳＮＲ依存性により、上昇させた信号パワーまたはエネルギ・レベルの影響は、対象のＭＳに指令する前に、容認および調節すべきか評価することができる。
【００６４】
（ワイヤレス位置検出システムの特許に対する引用）
本発明の譲受人であるTruePosition社、およびその完全所有子会社であるＫＳＩ社は、長年にわたって、ワイヤレス位置検出の分野において発明を行い、関連出願の明細表を調達しており、その一部を先に引用した。したがって、以下の特許を調べれば、本発明およびワイヤレス位置検出の分野における改良に関する更なる情報や背景を得ることができる。
１．２００５年４月５日付米国特許第６，８７６，８５９号Ｂ２、ワイヤレス位置検出システムにおいてＴＤＯＡおよびＦＤＯＡを推定する方法。
２．２００５年３月２９日付米国特許第６，８７３，２９０号Ｂ２、多重パス位置検出処理装置
３．２００４年８月２４日付米国特許第６，７８２，２６４号Ｂ２、ワイヤレス位置検出システムにおける呼情報の監視
４．２００４年８月３日付米国特許第６，７７１，６２５号Ｂ１、ワイヤレス電話機の位置を検出するための疑似ライト増強ＧＰＳ(Pseudolite-Augmented GPS)
５．２００４年７月２０日付米国特許第６，７６５，５３１号Ｂ２、ワイヤレス位置検出システムにおいて用いるための、位置検出計算における干渉相殺システムおよび方法
６．２００３年１２月９日付米国特許第６，６６１，３７９号Ｂ２、ワイヤレス位置検出システムのアンテナ選択方法
７．２００３年１１月１１日付米国特許第６，６４６，６０４号Ｂ２、音声／トラフィック・チャネル追跡のためのワイヤレス・システムの狭帯域受信機の自動同期同調
８．２００３年８月５日付米国特許第６，６０３，４２８号Ｂ２、多重パス位置検出処理
９．２００３年５月１３日付米国特許第６，５６３，４６０号Ｂ２、ワイヤレス位置検出システムにおける衝突回復
１０．２００３年４月８日付米国特許第６，５４６，２５６号Ｂ１、ロバストで効率的な位置検出関連測定
１１．２００３年２月１１日付米国特許第６，５１９，４６５号Ｂ２、Ｅ−９１１通話の精度を高めるために改良した送信方法、
１２．２００２年１２月１０日付米国特許第６，４９２，９４４号Ｂ１、無線ロケーション・システムの受信システムの内部較正方法、
１３．２００２年１１月１９日付米国特許第６，４８３，４６０号Ｂ２、無線ロケーション・システムにおいて用いるベースライン選択方法、
１４．２００２年１０月８日付米国特許第６，４６３，２９０号Ｂ１、無線ロケーション・システムの精度を高めるための移動機補助ネットワークに基づく技術、
１５．２００２年６月４日付米国特許第６，４００，３２０号、無線ロケーション・システム用アンテナ選択方法、
１６．２００２年５月１４日付米国特許第６，３８８，６１８号、無線ロケーション・システム用信号補正システム、
１７．２００２年４月２日付米国特許第６，３６６，２４１号、位置依存信号特性の判定強化
１８．２００２年２月２６日付米国特許第６，３５１，２３５号、無線ロケーション・システムの受信システムの同期を取る方法およびシステム、
１９．２００１年１１月１３日付米国特許第６，３１７，０８１号、無線ロケーション・システムの受信システムのための内部較正方法、
２０．２００１年９月４日付米国特許第６，２８５，３２１号、無線ロケーション・システムのための局に基づく処理方法、
２１．２００１年１２月２５日付米国特許第６，３３４，０５９号、Ｅ−９１１通話の精度を高めるために改良した送信方法、
２２．２００１年１１月１３日付米国特許第６，３１７，６０４号、無線ロケーション・システム用集中データベース・システム、
２３．２００１年９月１１日付米国特許第６，２８８，６７６号、単一局通信位置確認装置および方法、
２４．２００１年９月１１日付米国特許第６，２８８，６７５号、単一局通信位置確認システム、
２５．２００１年８月２８日付米国特許第６，２８１，８３４号、無線ロケーション・システムの較正、
２６．２００１年７月２４日付米国特許第６，２６６，０１３号、無線ロケーション・システムの信号補正システムのためのアーキテクチャ、
２７．２００１年２月６日付米国特許第６，１８４，８２９号、無線ロケーション・システムの較正、
２８．２００１年１月９日付米国特許第６，１７２，６４４号、無線ロケーション・システムのための緊急時位置検出方法、
２９．２０００年９月５日付米国特許第６，１１５，５９９号、無線ロケーション・システムにおいて用いるための有向再試行方法(directed retray method)、
３０．２０００年８月１日付米国特許第６，０９７，３３６号、無線ロケーション・システムの精度を高める方法、
３１．２０００年７月１８日付米国特許第６，０９１，３６２号、無線ロケーション・システムのための帯域幅合成、
３２．２０００年４月４日付米国特許第６，０４７，１９２号、ロバスト性があり、効率的な位置確認システム、
３３．２０００年８月２２日付米国特許第６，１０８，５５５号、改良した時間差位置確認システム、
３４．２０００年８月８日付米国特許第６，１０１，１７８号、無線電話機の位置を突き止めるための疑似ライト(pseudolite)増大ＧＰＳ、
３５．２０００年９月１２日付米国特許第６，１１９，０１３号、改良した時間差位置確認システム、
３６．２０００年１０月３日付米国特許第６，１２７，９７５号、単一局通信位置確認システム、
３７．１９９９年９月２８日付米国特許第５，９５９，５８０号、通信位置確認システム、
３８．１９９７年３月４日付米国特許第５，６０８，４１０号、バースト状送信の発信源を突き止めるシステム、および
３９．１９９４年７月５日付米国特許第５，３２７，１４４号、セルラ電話ロケーション・システム、および
４０．１９８８年３月１日付米国特許第４，７２８，９５９号、方向発見位置確認システム。
【００６５】
（結論）
本発明の信号パワーおよび期間（または期間にパワーを乗算した、関連する積と等価の総エネルギ）の最適化では、名目ＭＳ位置周囲にある全ての最も近い近隣ＬＭＵからの寄与について潜在性を試験する。最適化では、選択した協同ＬＭＵサイトから優先順に１組を求める際に、外側に向かって徐々に距離を広げていく。本発明の例示的実施形態では、ＷＣＳサービスを増強する標準的なＳＭＬＣデータ処理設備において、最適化パワー制御計算を実行する。その結果、ＭＳ送信に対して評価済みの最適パワー・レベルおよび期間をＢＴＳに提供し、優先的にＢＴＳからＭＳに指令し、ＢＴＳは完全なＣＧＩに対する現在の通信使用状況に照らし合わせて、最終的なパワー制御判断を施行する。それ自体の標準的な処理設備を用いての最終的な評価では、担当ＢＴＳは、他のアクティブなＭＳ割り当て(assignment)の周波数、チャネル、および／またはＣＧＩ割り振り(allocation)をリセットまたは引き渡すことができ、潜在的に、現在サービスを提供している他のＭＳに対する関連パワー調節を用いて、対象のＭＳに対してパワー調節を調整しスケジューリングすることもできる。このＢＴＳ、および／または関連するＢＳＣの調整は、現在の通信トラフィック・ビット・レート（最大対一部）およびタイム・スロットの使用状況、周波数ホッピング・パターン、パワー・レベルおよびシーリング（例えば、達成可能または容認可能な最大値）、ならびにその動作ドメイン内における局在的ノイズまたは干渉レベルの評価を含むことができる。このように、ＳＭＬＣおよびＷＣＳ間において、ＭＳ信号および通信環境を特徴付けるデータを統合し、協同して交換することにより、ＭＳパワーの動的な調節が可能となり、増強位置検出サービスの性能を強化しつつ、通信サービスの悪化を軽減または回避することができる。
【００６６】
本発明の最適パワー制御評価に対する基準として、名目ＭＳ位置または起動時のＭＳ位置を、現在関連があるＳＢＴＳと関連のあるＷＣＳ展開情報の使用を通じて入手するだけでよい。ＷＣＳ展開構成に利用可能なこのような情報を用いると、対象の担当セクタのアンテナに対するＣＧＩの所在地および方位方向が、ＢＴＳから名目距離、例えば、中央ＬＯＢにほぼ沿った２番目に近い近隣ＣＧＩの境界線までの距離の半分にあるセクタの同じ中央ＬＯＢに沿った名目ＭＳ（「セクタ重心」）所在地の使用を可能にする。あるいは、前述の情報の更に正確に測定したおよび／または指令した項目によって、本発明のパワー制御技術は、名目ＭＳ所在地の表現を更に精細化して推定することができる。先に説明したように、このような精細情報は、１）現ＭＳ  ＲＴＤに対して評価することにより、担当ＢＴＳからの関連距離の直接的な測定値を提供するＴＡ、２）担当ＢＴＳおよび利用可能であればあらゆるその他のＢＴＳにおいて観察することによって、伝搬損失モデルによって相対的距離比率を推論する、ＭＳに対する受信パワー・レベル、３）伝搬損失モデルによって、ＢＴＳにおける観察パワー・レベルを直接個々のＭＳからＢＴＳまでの距離に関係付けることができるように、ＢＴＳがＭＳに指令するパワー・レベル、４）ＭＳが測定し、ネットワーク測定報告（ＮＭＲ）および関連する制御通信においてパワー最適化評価に報告する（好ましくは、多数の）ダウンリンクＢＴＳパワー・レベルおよび／またはＥＯＴＤ、５）伝搬損失モデルによって、ＭＳから関連する個々のＢＴＳまでの距離を推論するための、ＷＣＳが選択するダウンリンクＢＴＳ送信パワー・レベル、ならびに６）位置検出に関係する信号特性、例えば、連携するＳＭＬＣが可能にするまたは提供する、ＴＯＡ、ＴＤＯＡ、ＡＯＡ、信号強度、または相関レベルの推定ＭＳ所在地またはその他のＬＭＵにおける抽出測定値。このような情報項目は全て、個別にまたは協同して、名目ＭＳ所在地の精細評価に組み入れられ、加えて、ＭＳが動作している、現場の現信号伝搬環境の精細評価にも寄与する。
【００６７】
本発明のパワー制御評価では、最適ＭＳ信号送信パワー・レベルおよび調節パワーの期間の選択ならびに評価が、アップリンクおよび／またはダウンリンク伝搬経路損失の現在のまたはリアル・タイムの測定値の利用によって、利用可能または入手可能な範囲で直接強化される。このようなリアル・タイムの伝搬損失測定値を、適用可能な伝搬損失モデルと共に評価において用い、関係する関連した伝搬経路長を推論するだけでなく、伝搬損失自体の評価の動的な較正も間接的にサポートする。その結果、予期した伝搬損失の特徴化を動的に調節することにより、本発明のパワー制御評価は、ＭＳの潜在的なパワー・レベルを一層精度高く評価することになり、直接の目的である位置検出または他のサービス性能の増強を達成する可能性が非常に高くなる。
【００６８】
本発明の原理、実施形態、および動作モードについて、以上の明細書において明記したので、当業者であれば、説明した技術を実行するためにしかるべきデータ処理を実施できることは、今となっては、容易に分かるはずである。ここに開示した実施形態は、本発明を例示するものとして解釈するのであり、それを制限するように解釈してはならない。添付した特許請求の範囲に明記した本発明の範囲から逸脱することなく、前述の例示的実施形態には多数の変形や変更が可能である。
【００６９】
したがって、本発明の真の範囲は、ここに開示した、現時点における好適な実施形態例に限定されるのではない。例えば、前述の動的送信パワー制御システムの例示的実施形態の開示では、所在地測定ユニット（ＬＭＵ）、担当移動体位置検出局（ＳＭＬＣ）等のような説明用語が用いられているが、以下の特許請求の範囲の保護範囲を限定するように、またはそれ以外で本発明のシステムの態様が、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解釈してはならない。更に、当業者には言外であろうが、ここに開示した発明の態様は、特定のワイヤレス所在地判定技法に基づかないワイヤレス通信システムにおいて、またはその便益のために適用することもできる。例えば、ワイヤレス通信システムが通信ハンドオーバー（ＨＯ）のために最適な時間および担当セルの個別情報を決定するプロセスは、動的パワー制御判定による便益を得ることができる。同様に、本発明は、ＬＭＵや前述したように組み立てられたその他のサブシステムを採用するシステムに限定されるのではない。ＬＭＵ、ＳＭＬＣ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、ここに開示した本発明の概念から逸脱することなく、種々の形態をなすことができる。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激に低下していることを考えると、本システムの発明をなす動作を変更することなく、例えば、特定の機能のための処理を、ここで記載した機能要素の１つから他の機能要素に移転することも可能である。多くの場合、ここに記載した実現例（即ち、機能要素）の位置検出は、単に設計者の好みであり、ハードの要件ではない。
【００７０】
更に、ＵＭＴＳのような最新のＧＳＭ系システムにおける制御チャネルはアクセス・チャネルとして知られており、一方データまたは音声チャネルはトラフィック・チャネルとして知られており、このようなアクセスおよびトラフィック・チャネルは、同じ周波数帯域および変調方式を共有することができるが、符号によって分離することができる。本明細書においては、一般に制御およびアクセス・チャネル、または音声およびデータ・チャネルに言及するときは、個々のエア・インターフェースに対して好ましい用語法が何であっても、あらゆる形式の制御または音声およびデータ・チャネルを指すものとする。更に、世界中では更に多くの種類のエア・インターフェース（例えば、ＩＳ−９５ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＴＳ、およびＷ−ＣＤＭＡ）が用いられているが、本明細書はここに記載した本発明の概念からどのようなエア・インターフェースをも除外しない。別のところで用いられているその他のインターフェースは、前述したものの派生物であり、その等級が類似していることは、当業者には認められよう。したがって、明示的にそのように限定するように考えられる場合を除いて、以下の特許請求の範囲の保護範囲を、以上に記載した特定的な実施形態に限定する意図はない。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は、ワイヤレス通信システムの主要コンポーネントの代表的構成を示す。
【図２】図２は、担当移動位置検出局と呼ぶ、オーバーレイ・ワイヤレス位置検出システムの主要コンポーネントの代表的構成を示す。
【図３】図３は、移動体ユニットの送信信号パワー制御を強化するために、本発明において選択および適用する種々の潜在的な情報形式および情報源の使用を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、図３に示す手法を採用する送信パワー制御システムを示す。
【図４】図４は、ワイヤレス所在地判定サービスの性能強化のための本発明のパワー制御評価および選択における主要な機能コンポーネントの実施形態例を呈示する。
【図１】
2009520388.tif 000024
【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年12月18日(2007.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３Ａ】
2009520388.tif 000029
【国際調査報告】
2009520388.tif 000030