(57)【要約】【解決手段】より効率的なＵＥのオペレーションを提供するために、ユーザの形態を分類し、その分類を使用してＵＥを制御するためのシステムおよび方法。この分類は、無用な中断またはシステムリソースの不必要な使用を伴わずに、より効率的にユーザの位置を決定する際にユーザを支援するために使用されてもよい。形態分類器は屋内、屋外、局所範囲、非局所範囲、基地局の近く、静止中、移動中、都市部、都市近郊、田舎、屋内の奥にある場所、屋内の中間あたりの場所、および屋内の窓の近くの場所の分類のうちの少なくとも１つに、ユーザの形態を分類してもよい。この分類はＵＥによってか、またはＵＥに送信される補助データを作成するために分類を利用する遠隔サーバによって使用されてもよい。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
効率的に位置ロケーションオペレーションを実行する際にＵＥを支援し、システムリソースを節約するために、ＲＦ信号を使用して通信を行うＵＥのロケーションの形態を分類する方法であって、
ａ）データ測定の第１セットを提供するために、前記ＵＥの範囲内でＲＦ信号源から前記ＵＥで受信された信号の第１セットを測定することと、
ｂ）データ測定の前記第１セットに応じて、ユーザの形態を分類することと、
ｃ）前記形態分類に応じて、位置ロケーションの決定を固定すること、および任意の感度支援データをＵＥへ送信することのうちの少なくとも１つを含むオペレーションを実行するかどうかを決定することとを含む方法。
【請求項２】
前記ＲＦ信号源が複数の基地局を含み、前記データ測定が前記ＲＦ信号源の各々のＳＮＲとＲＳＳＩとを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＲＦ信号源が複数の基地局を含み、前記データ測定がＡＦＬＴ測定を含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ＲＦ信号源が複数の測位衛星を含み、前記データ測定がＧＰＳ測定を含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ＲＦ信号源がＣＤＭＡネットワークの中の複数の基地局を含み、前記データ測定がＥｃ／Ｎｏ、ＲＳＳＩ、ＲＴＤ、見つけ出されたセットの中のパイロットの数、および見つけ出されたパイロットの中でのエネルギープロファイルの動的変動値のうちの少なくとも２つを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記形態分類が屋内、屋外、局所範囲、非局所範囲、基地局の近く、静止中、移動中、都市部、都市近郊、田舎、屋内の奥にある場所、屋内の中間あたりの場所、および屋内の窓の近くの場所のうちの少なくとも１つを含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記形態分類が局所範囲の屋内、セルの近くの屋外、密集した都市部の屋外で移動中、窓の近くの高層ビル、密集した都市部の屋外で静止中、都市近郊の屋外で移動中、都市近郊の屋外で静止中、セルサイトの近くの非局所範囲の屋内の奥にある場所、田舎エリアで移動中、田舎エリアで静止中、範囲の端部の都市近郊エリアで移動中、範囲の端部の都市近郊エリアで静止中、および非局所範囲のビルの屋内の中間当たりの場所のうちの少なくとも１つを含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ユーザの形態を分類する前に前記ＳＮＲが最小しきい値を上回るかどうかを決定し、前記最小しきい値を上回らない場合、前記ユーザの形態を分類する前に、データ測定の第２セットを提供するために前記信号の第１セットを測定することを繰り返し、前記最小しきい値を上回る場合にはユーザの形態を分類することを継続することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
先にわかっている前記ＵＥのロケーションを決定することをさらに含み、前記ユーザの形態を分類することが、データ測定の前記第１セットに加えて、前記先にわかっているロケーションに応じて前記分類を決定することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記オペレーションを実行するかどうかを決定することが、前記分類に応じて位置支援データを生成することと、前記支援データに応じて測定の第２セットを作成することとを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記分類の信頼レベルを決定することをさらに含み、前記オペレーションを実行するかどうかを決定することが、前記信頼レベルおよび前記形態分類に応じて実行される請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
ＵＥのシステムリソースを効率的に利用する方法であって、
ａ）データ測定の第１セットを提供するために、前記ＵＥの範囲内でＲＦ信号から前記ＵＥで受信された信号の第１セットを測定することと、
ｂ）データ測定の前記第１セットに応じて、ユーザの形態を分類することと、
ｃ）前記形態分類に応じて、効率的にオペレーションを実行するように前記ＵＥを制御し、それによって前記ＵＥ内のシステムリソースを効率的に利用し、前記オペレーションは、位置ロケーションの決定を可能／不可能にすることと、任意の感度支援データのＵＥへの送信を可能／不可能にすることと、探索される信号源の数を調整することと、探索ウィンドウのサイズを調整することと、予想信号強度を予測して、前記予想信号強度に応じて前記ＵＥを制御することのうちの少なくとも１つを含む方法。
【請求項１３】
前記ＲＦ信号源が複数の基地局を含み、前記データ測定が前記ＲＦ信号源の各々のＳＮＲとＲＳＳＩとを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＲＦ信号源が複数の基地局を含み、前記データ測定がＡＦＬＴ測定を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記ＲＦ信号源が複数の測位衛星を含み、前記データ測定がＧＰＳ測定を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＲＦ信号源がＣＤＭＡネットワークの中の複数の基地局を含み、前記データ測定がＥｃ／Ｎｏ、ＲＳＳＩ、ＲＴＤ、見つけ出されたセットの中のパイロットの数、および見つけ出されたパイロットの中でのエネルギープロファイルの動的変動値のうちの少なくとも２つを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記形態分類が屋内、屋外、局所範囲、非局所範囲、基地局の近く、静止中、移動中、都市部、都市近郊、田舎、屋内の奥にある場所、屋内の中間あたりの場所、および屋内の窓の近くの場所のうちの少なくとも１つを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記形態分類が局所範囲の屋内、セルの近くの屋外、密集した都市部の屋外で移動中、窓の近くの高層ビル、密集した都市部の屋外で静止中、都市近郊の屋外で移動中、都市近郊の屋外で静止中、セルサイトの近くの非局所範囲の屋内の奥にある場所、田舎エリアで移動中、田舎エリアで静止中、範囲の端部の都市近郊エリアで移動中、範囲の端部の都市近郊エリアで静止中、および非局所範囲のビルの屋内の中間当たりの場所のうちの少なくとも１つを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記ユーザの形態を分類する前に前記ＳＮＲが最小しきい値を上回るかどうかを決定し、前記ＳＮＲが前記最小しきい値を上回らない場合、前記ユーザの形態を分類する前に、データ測定の第２セットを提供するために前記信号の第１セットを測定することを繰り返し、前記最小しきい値を上回る場合にはユーザの形態を分類することを継続することをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
先にわかっている前記ＵＥのロケーションを決定することをさらに含み、前記ユーザの形態を分類することが、測定の前記第１セットに加えて、前記先にわかっているロケーションに応じて前記分類を決定することを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
前記ＵＥを制御することが、前記分類に応じて位置支援データを生成することと、前記支援データに応じて測定の第２セットを作成することとを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項２２】
前記分類で信頼レベルを決定することをさらに含み、前記ＵＥを制御することが、前記信頼レベルおよび前記形態分類に応じて実行される請求項１２に記載の方法。
【請求項２３】
システムリソースが節約されることが可能となるように、効率的に位置ロケーションオペレーションを実行するための無線装置であって、
データ測定の第１セットを提供するために、前記ＵＥの範囲内でＲＦ信号源から前記ＵＥで受信された信号の第１セットを測定するためのシステムを含む受信機と、
前記データ測定の第１セットに応じて、前記ユーザの形態を分類するための形態分類器と、
前記形態分類に応じて、位置ロケーションの決定を固定すること、および任意の感度支援データをＵＥへ送信することのうちの少なくとも１つを含むオペレーションを実行するかどうかを決定するための制御システムとを備えた無線装置。
【請求項２４】
前記ＲＦ信号源がＣＤＭＡネットワークの中の複数の基地局を含み、前記受信機がＥｃ／Ｎｏ、ＲＳＳＩ、ＲＴＤ、見つけ出されたセットの中のパイロットの数、および見つけ出されたパイロットの中でのエネルギープロファイルの動的変動値のうちの少なくとも２つを含むデータ測定を入手するための手段を含む請求項２３に記載の無線装置。
【請求項２５】
前記形態分類器が屋内、屋外、局所範囲、非局所範囲、基地局の近く、静止中、移動中、都市部、都市近郊、田舎、屋内の奥にある場所、屋内の中間あたりの場所、および屋内の窓の近くの場所のうちの少なくとも１つに前記ユーザの形態を分類するための手段を含む請求項２３に記載の無線装置。
【請求項２６】
前記分類の信頼レベルを決定するための手段をさらに備え、前記制御システムが、前記信頼レベルおよび前記形態分類に応じる請求項２３に記載の無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は一般に、携帯電話などの装置のロケーションを決定するために無線信号を使用する無線装置などの無線ユーザ機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の世界では、無線携帯電話はほとんど世界共通のものになっている。携帯電話の主要な目的は、今でもそうだが、無線音声通信サービスを提供することであった。しかしながら、データ通信は益々重要になってきており、たくさんのさらなる機能が携帯電話の中に実装されている。
【０００３】
携帯電話に機能を付加する場合、システムのパフォーマンスに対する影響が考慮されなければならない。さらなる機能は携帯電話のシステムに対する負荷を増加させ、システムパフォーマンスを低下させる。
【０００４】
携帯電話のコンピューティングシステムはサイズ、容量およびバッテリ電力が制限されている。この制限されたリソースを効率的に使用するために、携帯電話はその通信能力を使用して他のネットワーク資源と通信してもよく、すなわち携帯電話は、そのコンピュータ集約的なタスクの一部を、より優れた計算能力を備えたサーバに「オフロード」してもよい。例えば、一部の位置ロケーション機能は、位置決定エンティティ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  Ｅｎｔｉｔｙ）（ＰＤＥ）などの専用サーバによって実行されてもよい。ＰＤＥはロケーションの測定を助けるために、携帯電話に支援データを提供してもよい。しかしながら、支援データは通常広範囲にわたる状況について一般化されており、したがってある条件下では役に立たないか、またはまさしく完全には最適化されないという場合がある。
【０００５】
一部の携帯電話のオペレーションは携帯電話によってより効率的に実行され、さらに別の機能は必然的に携帯電話自体によって実行されなければならない。そのような必要とされる機能の１つは、実際の位置ロケーションデータの収集である。ハンドセットベースの位置ロケーション技術では、無線装置は基本的な位置測定を実行する。これらの位置ロケーションオペレーションは特にシステムパフォーマンスに対して要求を出す可能性があり、例えば試みられるロケーションの固定は、電話の通信機能が減少するかもしれない時間に、数秒以上を費やす場合がある。そのような一時的に機能が減少する期間は非常にいらいらする場合があり、ことによると、この期間に電話をかけるか、または電話を受ける能力に影響を受けるかもしれないユーザにとっては破壊的なものとなる場合がある。
【０００６】
すべてのハンドセットベースの位置ロケーション技術では、ロケーション測定はユーザ機器（ＵＥ）によって行われる。測定は、基地局もしくはＧＰＳ衛星からの信号、または任意のその他のロケーション参照源からの信号からできていてもよい。最も効率的なハンドセットベースの位置ロケーション解決法では、無線ネットワークからハンドセットに無線の支援が与えられ、特にネットワークは信号検出の信頼度を増加させることを目的として、および／または測定を完了するために必要とされる時間を減少させることを目的として、支援データをユーザ機器（ＵＥ）に送信する。従来の支援データは、可視信号源のリスト、予想されるコード位相、コード位相ウィンドウのサイズ、信号ドップラーおよびドップラーウィンドウのサイズを示す情報などの様々な情報を含んでもよい。支援データの１つの型は信号変調についての情報を提供し、例えば支援データは、変調ビットの列を提供することができる。
【発明の開示】
【０００７】
本明細書では、ユーザの形態（すなわち無線信号に関連しているユーザのロケーションの特性）を分類し、より効率的なＵＥのオペレーションを提供するような方法で、その分類を使用するためのシステムおよび方法が説明される。例えば、この分類は、無用な中断およびシステムリソースの不必要な使用を伴わずに、より効率的にＵＥのロケーションを決定する際にＵＥを支援するために使用されてもよい。
【０００８】
データ測定の第１セットを提供するために、ＵＥの適用範囲内でＲＦ信号源からＵＥで受信される信号の第１セットを測定するためのシステムを含む受信機を備えた、位置ロケーションオペレーションを効率的に実行するための無線装置が説明される。データ測定の第１セットに応答してユーザの形態を分類するために、形態分類器が提供される。制御システムは形態分類に応じて、１つの実施形態の中で、位置ロケーションの決定を固定すること、および任意の感度支援データをＵＥへ送信することのうちの少なくとも１つを含むオペレーションを実行するかどうかを決定するためにＵＥを制御し、それによってシステムリソースを節約する。無線装置は、ＲＦ信号源がＣＤＭＡネットワークの中の複数の基地局を含む通信システムの中で使用されてもよく、受信機はＥｃ／Ｎｏ、ＲＳＳＩ、ＲＴＤ、見つけ出されたセットの中のパイロットの数、および見つけ出されたパイロットの中でのエネルギープロファイルの動的変動値のうちの少なくとも２つを含むデータ測定を入手するための手段を含む。形態分類器は屋内、屋外、局所範囲、非局所範囲、基地局の近く、静止中、移動中、都市部、都市近郊、田舎、屋内の奥にある場所、屋内の中間あたりの場所、および屋内の窓の近くの場所の分類のうちの少なくとも１つに、ユーザの形態を分類してもよい。さらに、無線装置は分類の信頼レベルを決定するためのシステムを備えてもよく、制御システムは信頼レベルおよび形態分類に応答して動作する。
【０００９】
例えばＵＥが位置ロケーションオペレーションを効率的に実行するのを支援することなど、ＵＥがより効率的に動作するのを支援することが可能な、ＲＦ信号を使用して通信を行うＵＥのロケーションの形態を分類する方法が説明される。この方法は、データ測定の第１セットを提供するために、ＵＥの適用範囲内でＲＦ信号源からＵＥで受信された信号の第１セットを測定することを含む。データ測定の第１セットに応じて、ユーザの形態が分類され、任意でその分類の信頼レベルが決定されてもよい。ＵＥは例えば、位置ロケーションの決定を固定すること、および任意の感度支援データをＵＥへ送信することのうちの少なくとも１つを含むオペレーションを実行するかどうかを決定するために、形態分類に応じて制御され、それによってシステムリソースを節約する。一部の実施形態では、ＲＦ信号源は複数の基地局を含んでもよく、データ測定はＲＦ信号源の各々のＳＮＲおよびＲＳＳＩを含む。データ測定は基地局からのＡＦＬＴ測定を含んでもよく、および／またはＲＦ信号源は複数の測位衛星を含んでもよく、データ測定はＧＰＳ測定を含んでもよい。１つの特定の例では、ＲＦ信号源はＣＤＭＡネットワークの中で複数の基地局を含み、データ測定はＥｃ／Ｎｏ、ＲＳＳＩ、ＲＴＤ、見つけ出されたセットの中のパイロットの数、および見つけ出されたパイロットの中でのエネルギープロファイルの動的変動値のうちの少なくとも２つを含む。形態は、例えば屋内、屋外、都市部、田舎など、様々な分類に分類されてもよい。形態を分類する間に、先にわかっているＵＥのロケーションが考慮されてもよい。
【００１０】
より完全な理解のために、ここで以下の添付の図面の中で示されている実施形態の詳細な説明が参照される。
【００１１】
図面の様々な図の中で、同じ参照番号は同じまたは同様の要素を示すために使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
用語および頭字語集
以下の用語および頭字語は、詳細な説明の全体を通じて使用される。
【００１３】
Ａ−ＧＰＳ：支援型ＧＰＳ。取得時間を減少させ、感度を向上させることができるロケーションサーバによって、ＧＰＳ取得プロセスに対する特別な支援が与えられるロケーション技術。
【００１４】
ＣＤＭＡ：コード分割多重接続。ＱＵＡＬＣＯＭＭ社によって開発され、商業的に発展した大容量のデジタル無線技術。
【００１５】
チップ：シンボル、または擬似乱数（ＰＮ）列の変調（例えば位相反転など）の最小部分。
【００１６】
クラスタ：互いに近くにあるものとして観測された無線チャネル伝搬遅延値のサブセット。伝搬遅延プロファイルを参照されたい。典型的な伝搬遅延プロファイルは、遅延クラスタから構成されている。ほとんどの場合、各クラスタは特定の１つあるいは複数に属する散乱体のグループに対応している。例えば、都市環境の中の大型の近所にあるビルの窓は散乱体のグループを形成することがあり、それらによって反射された受信信号は、伝搬遅延プロファイルの中でクラスタを形成する。
【００１７】
ＤＦＴ：離散フーリエ変換
エネルギープロファイルの動的変動値：エネルギープロファイル（エネルギープロファイルを参照せよ）の時間変動度の測定単位。この動的変動値の測定例は、（時間的に）後に続くエネルギープロファイル値の間の異なる値を計算し、それらのＲＭＳ（二乗平均平方根）値を計算することである。平均信号電力を差し引くための適切な正規化によって、エネルギープロファイルの動的変動値は送信機および受信機の移動度、またはそれらの無線環境の中での散乱要素の移動度を示す優れた指標となる。
【００１８】
Ｅｃ／Ｎｏ：ＣＤＭＡシステムの中のＳＮ比の測定単位
エネルギープロファイル：伝搬遅延の関数として受信される電力。伝搬遅延プロファイルを参照されたい。より一般的な動的な場合には、エネルギープロファイルは２−Ｄ関数であり、ここで第１変数は過剰な伝搬遅延値を表し、一方で第２変数は絶対測定時間を表す。
【００１９】
ＧＰＳ：汎地球測位システム。（高度を含む）３次元のロケーションを決定するために、ＧＰＳ衛星までの距離の測定を利用する技術。ＧＰＳという用語はしばしば米国の汎地球測位システムを指すために使用されるが、この用語の意味はロシアのＧｌｏｎａｓｓシステムおよび欧州ガリレオ計画システムなどの、その他の汎地球測位システムを含む。一部のシステムでは、衛星測位システム（ＳＰＳ）という用語は、ＧＰＳという用語の代わりに使用される。説明の都合上、本明細書の発明は現在の米国ＧＰＳシステムに関して述べられている。しかしながら、本発明は、同様のシグナリング形式を利用する様々なＳＰＳシステムの他に、米国ＧＰＳシステムのさらなる変形形態にも適用されてよいということは、当業者には明らかであろう。
【００２０】
ＧＳＭ：移動体のための汎地球システムであり、幅広く使用されているその他のデジタル無線技術。
【００２１】
ｍＡ：ミリアンペア
形態：無線周波数（ＲＦ）の視点から見たＵＥの環境。
【００２２】
ＭＳ：１つまたは複数の基地局と通信するためのベースバンドモデムと位置ロケーション機能とを有する携帯電話などの移動局。本開示の中で言及されるＭＳは、典型的にＧＰＳ受信機を含む。
【００２３】
ＰＣＳ：パーソナル通信システム
ＰＤＥ：位置決定エンティティ。ＧＰＳ関連の情報をＵＥと交換することができる１つまたは複数のＧＰＳ基準受信機とともに機能する、典型的にＣＤＭＡネットワーク内にあるシステムリソース（例えばサーバなど）。ＵＥ支援型のＡ−ＧＰＳセッションでは、ＰＤＥは信号取得プロセスを改良するために、ＧＰＳ支援データをＵＥに送信することができる。ＵＥは、擬似距離測定などの情報をＰＤＥへ返送することができ、ＰＤＥは後でＵＥの位置を計算することができる。ＵＥベースのＡ−ＧＰＳセッションでは、ＵＥは計算された位置の結果をＰＤＥに送信することができる。
【００２４】
パイロット：用語ＣＤＭＡを使用して、基地局から受信される信号。
【００２５】
位置ロケーション支援データ：例えば可視衛星のリスト、衛星までのおおよその距離、おおよその衛星ドップラー、および可視の地上ベースのロケーション信号送信機のリストなどの、ＵＥの位置をより効率的に決定する際にＵＥを支援するために遠隔サーバ（例えばＰＤＥなど）から供給される情報。
【００２６】
伝搬遅延プロファイル：送信アンテナと受信アンテナとの間の無線チャネルを特徴付けるための方法。無線チャネルはしばしば複数の別個の光線から構成されている。見通し外の光線は反射の影響を受け、また場合によっては屈折の影響も受ける。反射された信号は、それらの伝搬路の特性である（見通し内と比較した）過剰な伝搬遅延を招くことになる。ＣＤＭＡなどの拡散スペクトルシステムは、多重通路コンポーネントとも呼ばれる、これらの別個の受信された信号コンポーネントの相対遅延を検出することができる。多重通路コンポーネントが識別されることが可能な分解能は、通信信号の帯域幅に逆比例している。伝搬遅延プロファイルはまた多重通路遅延プロファイルとも呼ばれる。
【００２７】
ＲＦ：無線周波数
ＲＳＳＩ：受信信号強度。絶対受信電力の測定単位。受信電力はすべて動作周波数内にある所望の信号、多元接続干渉雑音およびその他の雑音源のものを含む。測定単位ＲＳＳＩは典型的に、受信機の自動利得制御機能によって作り出される。
【００２８】
ＲＴＤ：ＵＥとの通信におけるＵＥから基地局までの往復距離。
【００２９】
ＳＮＲ：ＣＤＭＡ技術の中でのＥｃ／Ｎｏに匹敵する信号対雑音比。
【００３０】
ＳＶ：宇宙飛行体。汎地球測位システムの１つの主要な要素は、地球のまわりを周回し、固有に定義可能な信号をブロードキャストするＳＶのセットである。
【００３１】
ＵＭＴＳ：世界規模の移動体通信サービス。ＧＳＭの後継として設計された、ＣＤＭＡ形式を利用する第３世代の移動通信規格。
【００３２】
ＵＥ：ユーザ機器。ユーザによって使用される任意の種類の無線通信装置。携帯、コードレス、ＰＣＳ、もしくはその他の種類の無線電話装置、ページャ、無線携帯情報端末、無線接続を備えたノートブックコンピュータ、もしくは任意のその他の無線移動装置、双方向無線通信、ウォーキートーキー、もしくは任意のその他の種類の通信トランシーバ、または有効なＳＩＭもしくはＵＳＩＭ識別子を有するかどうかに関係のないユーザ機器を含む。
【００３３】
ＧＰＳシステムおよびユーザ機器の概要
ここで、図１、２および３を参照する。図１は、ＧＰＳ測位信号１２を放出する複数のＧＰＳ衛星（ＳＶ）１１、複数の地上ベースの基地局１０、および携帯電話などのユーザ機器（ＵＥ）１４を含むＧＰＳ環境を示す。基地局１０は、電話システム１６、インターネットなどのコンピュータネットワーク１７ａ、およびその他の通信システム１７ｂなどのその他のネットワークおよび通信システムとの通信を可能にする携帯基盤ネットワーク１５に接続されている。したがって基地局１０は、基地局と通信する複数のさらなる通信システムを含んでもよい通信ネットワークの一部を含んでもよい。
【００３４】
ＵＥ１４は、例えば図２を参照する箇所など本明細書の他の箇所で説明されるが、典型的にはＧＰＳ受信機および、双方向通信信号２０を使用する基地局との通信のための双方向システムを含む。ＧＰＳ受信機が１つまたは複数の基地局１０と通信する（携帯電話以外の）様々な種類のユーザ機器１４の中で実装されることが可能であることは明らかであろう。さらに本明細書での説明を簡単なものにするために、本明細書で開示される位置ロケーションシステムはＧＰＳシステムであってよいが、本明細書で説明されるシステムは任意の衛星ベースの測位システムの中で実装されることが可能であることを認識されたい。
【００３５】
図１の中でＵＥ１４はハンドヘルド装置として示されているが、トラックまたは自動車１３などの乗物の中の内蔵型装置など、任意の適切な実装を有してもよい。ＵＥ１４は、例えばトラックまたは自動車の中で立っている、歩いている、移動しているユーザによって、または公共輸送機関に乗っているユーザによって持ち運びされてもよい。ＵＥ１４は、旅行中に移動するときに、自動車１３の中で持ち運びされてもよい。ユーザ機器は様々な種類の環境に置かれてもよく、静止または移動していてもよいということが理解されよう。
【００３６】
ＧＰＳ衛星（ＳＶ）１１は、ＧＰＳ受信機の測位のために利用される信号をブロードキャストする任意の衛星のグループを含む。特にこの衛星は、ＧＰＳ時間まで段階的に実行される無線測位信号１２を送信するために同期されている。これらの測位信号は所定の周波数で、所定の形式で生成される。現在のＧＰＳ実装では、各ＳＶはＧＰＳ規格に従った形式で、Ｌ１周波数帯域（１５７５．４２ＭＨｚ）で一般型のＧＰＳ信号を送信する。ＧＰＳ信号がＵＥの従来のＧＰＳによって検出される場合、ＧＰＳシステム２３は、ＧＰＳ信号の送信からＵＥでの受信までの経過時間の量を計算しようとする。換言すると、ＧＰＳシステムは、各々の衛星からＧＰＳ受信機まで移動するために各々のＧＰＳ信号が必要とする時間を計算する。擬似距離はｃ・（Ｔｕｓｅｒ−Ｔｓｖ）＋ｃＴｂｉａｓと定義され、この式でｃは光の速度であり、Ｔｕｓｅｒは所与のＳＶからの信号が受信されたときのＧＰＳ時間であり、Ｔｓｖは衛星が信号を送信したときのＧＰＳ時間であり、Ｔｂｉａｓは、通常はＧＰＳ受信機の中にある局所ユーザの時計の誤りである。時に擬似距離は、定数「ｃ」が省略されて定義されることがある。一般的な場合、受信機はＸ、Ｙ、Ｚ（受信機アンテナの座標）およびＴｂｉａｓの４つ未知数を解かなければならない。この一般的な場合について、４つの未知数を解くことは通常４つの異なるＳＶからの測定を必要とするが、ある状況下では、この制約条件は緩和されることが可能である。例えば精密な高度推定値が利用可能な場合、必要とされるＳＶの数は４つから３つに減らされることが可能である。いわゆる支援型ＧＰＳオペレーションでは、Ｔｓｖは必ずしも受信機に入手可能なものではなく、擬似距離を処理する代わりに、受信機は主にコード位相に依存する。現在のＧＰＳ実装では、ＰＮコードが１ミリ秒ごとに反復することから、コード位相は１ミリ秒の時間的あいまい性を有する。データビット境界は時々確認されてもよいので、２０ミリ秒のあいまい性を作り出すだけである。
【００３７】
基地局１０は、無線信号２０を使用してＵＥ１４と通信する、通信ネットワークの一部として利用される任意の基地局の集合を含む。この基地局は、公衆電話システム１６などの複数の別の通信ネットワークとの通信サービスを提供する携帯基盤ネットワーク１５、インターネットなどのコンピュータネットワーク１７ａ、（上で定義されている）位置決定エンティティ（ＰＤＥ）１８、およびブロック１７ｂでまとめて示されている様々な別の通信システムに接続されている。ＰＤＥ１８は、位置を決定する際に、ＳＶ位置（エフェメリス（ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ））情報などの有用な情報を提供するためにＰＤＥ１８と通信するＧＰＳ基準受信機（不図示）に接続されてもよい（またはＧＰＳ基準受信機を含んでもよい）。
【００３８】
典型的に地上ベースの携帯基盤ネットワーク１５は、携帯電話のユーザが電話システム１６を介して別の電話に接続することを可能にする通信サービスを提供するが、基地局１０はまた、別の装置と通信するために、および／またはハンドヘルド携帯情報端末（ＰＤＡ）とのインターネット接続などの別の通信目的で、利用されることも可能である。１つの実施形態で、基地局１０はＧＳＭ通信ネットワークの一部であるが、別の実施形態ではその他の型の同期（例えばＣＤＭＡ２０００）または非同期通信ネットワークが使用されてもよい。
【００３９】
また分類サーバ１９は、本明細書で述べられているように、ＵＥの形態を分類する際にＵＥを支援するために提供されてもよい。分類サーバ１９は例えば、情報を受信して、ＵＥの形態を分類するか、または分類を行う際にＵＥを支援するためにこの情報を処理するように設計およびプログラムされているサーバまたはサーバのグループを含んでもよい。
【００４０】
図２は、通信および位置ロケーションシステムを含む移動装置１４の１つの実施形態の構成図である。携帯通信システム２２は、携帯信号２０を使用して通信を行うアンテナ２１に接続されている。携帯通信システム２２は、基地局からの信号２０と通信して、および／または信号２０を検出して、送信または受信された情報を処理するために、モデム、ハードウェアおよびソフトウェアなどの適切な装置を含む。
【００４１】
ＵＥの中のＧＰＳ位置ロケーションシステム２３は、ＧＰＳ衛星から送信される測位信号１２を受信するために、アンテナ２１に接続されている。ＧＰＳシステム２３は、ＧＰＳ信号を受信して処理するため、および計算を実行するために、任意の適切なハードウェアおよびソフトウェアを備える。一部の支援型ＧＰＳ実装では、（例えば緯度および経度などの）最終的な位置ロケーション計算は、ＧＰＳ受信機から遠隔サーバに送信されるコード位相およびその他の情報に基づいて、ＰＤＥ１８などの遠隔サーバで実行される。これらの実装は、ＭＳ支援型と呼ばれる。
【００４２】
ＵＥ制御システム２５は、双方向通信システム２２と位置ロケーションシステム２３との両方に接続されている。ＵＥ制御システム２５は適切な制御機能を提供するために、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、メモリ、その他のハードウェア、ファームウェアおよびソフトウェアなどの任意の適切な構造を含む。本明細書で説明される処理ステップは、マイクロプロセッサによる制御を前提として、ハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェアを使用する任意の適切な方法で実装されるということが明らかであろう。
【００４３】
また制御システム２５は、キーパッド、音声通信サービスのためのマイクロフォン／スピーカおよびディスプレイ（例えばバックライト付ＬＣＤディスプレイなど）などの、ユーザとインタフェースするための任意の適切なコンポーネントを含むユーザインタフェース２６に接続されている。位置ロケーションシステム２３および双方向通信システム２２に接続された移動装置制御システム２５およびユーザインタフェース２６は、ユーザ入力の制御および結果の表示など、ＧＰＳ受信機および双方向通信システムのために適切な入出力機能を提供する。
【００４４】
一部の実施形態で、ＵＥは図２に示されているような形態分類器／支援器２７を含む。分類器２７はＵＥ制御システム２５に接続されているか、またはその一部であってもよく、ハードウェアとソフトウェアとの任意の適切な組み合わせを含む。形態分類器／支援器２７は、ＵＥのロケーションの形態の分類を決定するために適切な機能を実行し、この分類を決定するために分類サーバ１９（図１）とともに機能してもよい。
【００４５】
図３は、移動装置１４の１つの実施形態の構成図である。図２のように、携帯通信システム２２は、携帯信号２０を使用して通信を行うアンテナ２１に接続されており、基地局からの信号２０と通信し、および／または信号２０を検出し、送信または受信された情報を処理するために、モデム、ハードウェアおよびソフトウェアなどの適切な装置を含む。
【００４６】
図３では、ＧＰＳ測位信号１２を受信するために、独立のＧＰＳアンテナ２８が使用されている。一部の実施形態では、携帯、ＧＰＳおよびＰＣＳなどの多重帯域を支援するために、単一のアンテナが使用されることが可能である。図３に示されているＧＰＳシステム２３は、周波数転換回路およびアナログ対デジタル変換機を含むＧＰＳ受信機２９と、ＧＰＳ時計と、ＧＰＳ受信機の所望の機能を制御するための制御論理と、ＧＰＳ信号を受信して処理するため、および任意の適切な位置ロケーションアルゴリズムを使用して位置を決定するために必要な任意の計算を実行するための任意の適切なハードウェアおよびソフトウェアとを備える。示されている実施形態では、アナログ対デジタル変換機は位置ロケーションシステムの中のバッファメモリに接続されており、このバッファメモリはＤＦＴオペレーションの間にデータを提供し処理するためにＤＦＴ回路に結合されている。一部の支援型ＧＰＳ実装では、（例えば緯度および経度などの）最終的な位置ロケーション計算は、ＧＰＳ受信機から遠隔サーバに送信されるコード位相およびその他の情報に基づいて、位置決定エンティティ（ＰＤＥ）などの遠隔サーバで実行される。ＧＰＳシステムのいくつかの例は、Ｎｏｒｍａｎ．Ｆ．Ｋｒａｓｎｅｒによる米国特許第５，８４１，３９６号、６，００２，３６３号および６，４２１，００２号の中で開示されている。
【００４７】
図３に示されている双方向通信システム２２と位置ロケーションシステム２３との両方に接続されたＵＥ制御システム２５は、接続されているシステムのために適切な制御機能を提供するために、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、メモリ、その他のハードウェア、ファームウェアおよびソフトウェアを含む。本明細書で説明されている処理ステップは、マイクロプロセッサによる制御を前提として、ハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェアを使用する任意の適切な方法で実装されることが可能であることが明らかであろう。
【００４８】
図３に示されているユーザインタフェース２６はキーパッド、音声通信サービスのためのマイクロフォン／スピーカ、ディスプレイ（例えばバックライト付ＬＣＤディスプレイなど）、および任意のその他の適切なインタフェースを含む。移動装置制御システム２５およびユーザインタフェース２６は、ＧＰＳ受信機および双方向通信システムのために適切な入出力機能を提供する。
【００４９】
図３の実施形態で、形態分類器／支援器２７は、マイクロプロセッサに接続されたＵＥ制御システム２５内に示されている。一般に、この分類器はハードウェアとソフトウェアとの任意の適切な組み合わせを備え、ＵＥのロケーションの形態を分類することに関して適切に機能を実行する。分類器２７は、この分類を決定するために分類サーバ１９（図１）とともに機能してもよく、または分類を決定するための機能の一部またはすべての中で、それ自体によって機能してもよい。
【００５０】
概要
本明細書では、例えば無用な中断またはシステムリソースの不必要な使用を伴わずに、より効率的にＵＥのロケーションを決定する際にユーザを支援するために、ワイヤレス信号に関連したユーザのロケーションの特性（すなわちユーザの形態）を決定して、より効率的なＵＥのオペレーションを提供するためのシステムが説明される。本明細書で説明される一般的な方法は、観測を行い、それらの測定から情報を処理および抽出し、ユーザのロケーションを分類して（例えば、屋内／屋外など、ＲＦの観点から見て優良であるか、または劣っているかなど）、その後、例えばその分類に基づいてまだ測定されていない測位信号の強度を予測することなど、その分類によってＵＥを制御するというものである。
【００５１】
ＵＥのユーザの形態を分類するための１つの方法は、観測可能な信号の特性およびそれらの数がロケーション基準信号の異なるグループの間で相関されることが可能であるという仮定に基づくものでありうる。例えば、すべての基地局の信号が弱いものである場合、ＵＥはおそらく屋内にあり、したがって衛星信号はたぶん弱いものとなる。
【００５２】
１つの実施形態で、「位置ロケーションが可能な」ユーザ機器（ＵＥ）に送信される無線支援データが、ＵＥによって受信される信号の１つまたは複数の特性に応じて決定される方法および装置が本明細書で説明される。一般に、この実施形態での方法には、観測された信号のいくつかのアスペクト（例えば信号強度、または見つけ出される信号の数、またはＳＮ比、または往復遅延、またはエネルギープロファイル、または伝搬遅延プロファイル、または探索セットのサイズなど）を取り入れること、および位置ロケーションの決定を試みるのか、またはそれを別の時に延期するのかどうかなど、ＵＥに有用な情報を提供するためにこの情報を使用することが伴う。上で挙げられた情報の種類に加えて、予想信号強度もユーザ機器に与えられる。この情報は明示的に示されることが可能であり、または基地局は別の支援データを組織するためにこの情報を使用することができる。
【００５３】
説明
ここで、ユーザの形態を分類し、結果として生じる分類を使用してＵＥがより効率的に動作するように制御し、それによってシステムリソースを節約する方法を示す流れ図である図４および５を参照する。より具体的には、図４は一般的な用語でステップを示す流れ図であり、図５は（便宜上ステップ４３を省略した）より詳細な図４の流れ図である。
【００５４】
信号の第１セットを定義するために、探索のための信号のセットを定義する。
【００５５】
４１で、信号のセットは適切に定義される。このステップは、例えばＡＦＬＴ信号のグループ、またはＧＰＳ信号のグループ、またはそれらの組み合わせのグループを定義することを含んでもよい。
【００５６】
信号のセットは、例えば探索によるもの、または以前の探索からの情報によるもの、またはそれらの何らかの組み合わせによるものなど任意の適切な方法で定義される。一部の実施形態では、最も強い信号を見つけ出すために最初に特定の数の信号が探索されてもよく、その後に最も強い信号がより徹底的な探索のために選択される。
【００５７】
信号品質の測定
４２で、信号の第１セットが測定される。このステップは観測を行って、観測されたデータを適切に処理し、それによってデータ測定の第１セットを提供することを含む。有利にも、このデータ測定は基地局とＵＥとの間の制御通信の間に通常通りに入手されたものを含んでもよく、そのような実施形態では、ＵＥの中にさらなる測定機能が実装される必要はなく、このことは実装コストの観点から見て有利である。しかしながら一部の実施形態では、すでに実装されているものの他にも測定方法を実装することが有用な場合がある。
【００５８】
例えばＣＤＭＡシステムでは、有用なデータ測定のうちの一部は以下のものを含んでもよい。
【００５９】
１）報告される順方向リンクパイロット信号の数
２）１つまたは複数のパイロット信号のためのパイロットＥｃ／Ｎｏ
３）ＣＤＭＡ周波数またはＲＳＳＩでの総受信電力
４）探索時間およびパイロットＲＭＳ
５）アクティブセットのサイズ
６）順方向リンクパイロットのドップラーまたはエネルギープロファイルの動的変動に基づく速度推定値
７）逆方向リンクのドップラーまたはエネルギープロファイルの動的変動に基づく速度推定値
８）電力制御ビットの統計値
９）逆方向リンクのＳＮＲ
１０）ＲＴＤ測定
１１）エネルギープロファイル
一部のシナリオでは、必ずしもすべての測定を作成しなくてもよい（すなわち、必ずしも通常通りに作成されたすべての測定を入手しなくてもよい）。換言すると、所望の品質のものだけを含む部分的な測定が作成されてもよい。１つの実施形態で、Ｅｃ／ＮｏおよびＲＳＳＩは、今後の測定の予想信号強度を決定するために使用され、その後Ｅｃ／ＮｏおよびＲＳＳＩは、それらの今後の測定のために使用される支援データを決定する際に使用されてもよい。
【００６０】
ＵＥから分類サーバおよび／または形態分類器／支援器にデータ測定を提供する。
【００６１】
４３で、データ測定は（図２および図３に示されている）ＵＥの形態分類器／支援器２７へ、および／または（図１に示されている）遠隔分類サーバ１９へ送信される。このステップは、ＵＥから直接情報を通信するという単純な事柄を含んでもよく、または一部の処理は、より有用な情報を提供するため、および／または不要な情報を削除するための何らかの方法で受信されたデータを処理するために複雑になってもよい。例えば、ＵＥの形態分類器／支援器で最初の処理ステップを実行し、次いでこの処理された情報を分類サーバへ送信することがより効率的であるかもしれない。
【００６２】
上述の予測はＵＥもしくは基地局、または有用もしくは適切なＵＥと基地局との何らかの組み合わせによって実行されることが可能である。分類を実行するために基地局が使用される場合、いくつかの部分的測定はＵＥから基地局へ通信され、または基地局は逆方向リンクの測定を使用してもよい。基地局によって信号強度の予測を実行することには、局所の信号伝搬環境についての基地局の知識が利用されることが可能であるという利点がある。例えば、環境プロファイルは弱いＣＤＭＡ信号が必ずしも弱いＧＰＳ信号を意味するわけではない田舎であってもよく、または環境は、弱いＣＤＭＡ信号が高い確実性で弱いＧＰＳ信号を意味する都市部であってもよい。
【００６３】
信号強度の予測が基地局によって実行される場合、予測された値は支援データの中に含まれる独立パラメータとしてＵＥに戻されることが可能であり、または予測された値は、支援データの中に含まれたその他のパラメータを生成する際に使用されることが可能である。
【００６４】
ユーザ形態の分類
４４で、ユーザの形態は測定の第１セットに応じて分類され、例えばＵＥによって見られるＲＦから見たユーザの環境が分類され、任意で分類の信頼レベルが（例えばゼロから１のスケールで）決定される。ユーザのロケーションの分類（および任意の信頼レベル）は、上で挙げられているような入手可能な種類のデータ測定とそこから入手可能な情報との任意の組み合わせに基づいていてもよい。本明細書では、異なる分類方法の例が説明されている（例えば、下の表１および図６Ａ〜６Ｄを参照されたい）。
【００６５】
さらに、ロケーションを分類するために、過去の情報および先にわかっているロケーションが使用されてもよい。例えば、以前の形態が屋外の田舎であった場合、現在の形態もまた屋外の田舎である可能性があるが、以前の形態が屋外の都市部で移動中であった場合、その形態が変わらないままであるということは、あまり確実ではない。
【００６６】
任意の信頼レベルは、例えば個々の分類決定ステップに対する詳細として決定されることが可能である。図６Ａ〜６Ｄに示されている２値しきい値処理の各々または一部は、重み関数によって置き換えられてもよい。重み関数は、各決定の２つの可能性のある結果に重み係数を割り当てる。この重み係数は、それらが所与の決定について常に合計１となるように選択されることが可能であり、その場合重み係数はおおよその見込みの推定値と解釈されることが可能である。選択された最終的な結果のために、信頼度はその結果につながる経路に沿ったすべての重み係数の積として決定されることが可能である。より高い信頼度は、決定のより高い確実性を意味する。各決定のために、重み係数は、引数として決定入力パラメータを有する適切に選択された関数によって決定されることが可能である。以前に使用された決定しきい値は、重み関数に対する第２の引数として使用されることが可能であるが、省略されてもよく、その場合重み係数は、例えば入力パラメータおよびルックアップ表だけに基づいて決定されることが可能である（当然ながら、入力パラメータが以前に使用された決定しきい値に近かった場合、ルックアップ表は０．５に近いもの、０．５の重み係数を出力するものと予想される）。一部の決定のために、見込みの推定を実施しないことを選択するのであれば、それらのために、以前に使用されたしきい値にしたがってゼロか、または１を生じる単純な重み関数を依然として使用することができる。このように、最終決定の信頼度は、上述のものと同様の方法で、依然として計算されることが可能である。
【００６７】
多くの異なる種類の分類が行われることが可能である。１つの実施形態で、形態分類は一般に屋内、屋外、局所範囲、非局所範囲、基地局の近く、静止中、移動中、都市部、都市近郊、田舎、屋内の奥にある場所、屋内の中間あたりの場所、および屋内の窓の近くの場所を含む。より詳細な形態の分類は、これらの一般的なカテゴリの組み合わせとして、局所範囲を備えた屋内、セルの近くの屋外、密集した都市部の屋外を移動中、高層ビルの窓の近くの場所、密集した都市部の屋外で静止中、都市近郊の屋外を移動中、都市近郊の屋外で静止中、セルサイト近くの屋内の非局所範囲、田舎エリアを移動中、田舎エリアで静止中、範囲の端部の屋外の都市近郊エリアを移動中、範囲の端部の屋外の都市近郊エリアで静止中、および屋内のビルの中の非局所範囲を含む。
【００６８】
定義を目的として、屋内の分類は屋内の奥にある場所（大部分の外部信号が受信されることが不可能なところ）、屋内の窓の近くの場所（大部分の外部信号が受信されることが可能なところ）、および屋内の中間あたりの場所（弱い外部信号だけが、たまに断続的に受信される場合があるところ）を含む。
【００６９】
支援データ／情報の生成
４５で、選択された分類（および任意で信頼レベル）は利用可能であり、それに応じて、ＵＥはそのシステムリソースをより効率的に使用するための任意の複数の方法で制御される。例えば、この分類は位置の検出に関連した支援データを生成するためにＰＤＥによって使用されてもよく、例えばこの支援データは、ＵＥへの送信の前に最適化されることが可能である。最適化された支援データを使用して、ＵＥはそのシステムリソースを位置を決定する際により効率的に利用することができる。例えば支援データに応じて、基地局の数および／または測定の数は、測定が後でＵＥによって入手されるときに減らされてもよい。
【００７０】
この分類は、複数のその他の方法で使用されることが可能である。例えばこの分類に基づいて、しきい値が変更されてもよく、各信号の強度はそのしきい値に対してテストされることが可能である。この分類は、さらなる信号の探索を可能にするため、またはそれを不可能にするために使用されてもよい。この分類はまた、探索される信号源の数を調整するために使用されてもよい。
【００７１】
この分類は、任意の支援メッセージをＰＤＥからＵＥへ送信するかどうかを決定するために、ＰＤＥによって使用されることが可能である。
【００７２】
この分類は、探索優先度を変更する（例えば高度の高い衛星の代わりに、最初に高度の低い衛星を探すことなど）ために使用されることが可能である。
【００７３】
この分類は、探索ウィンドウのサイズを調整するために使用されることが可能である。
【００７４】
一般に、この分類は測定が入手される方法を変更するために、複数の方法の中で使用されることが可能である。その場合、測定の第２のセットはより有用で効率的なものであってもよい。
【００７５】
信頼のレベルは、分類の結果として別途開始される任意の行為を変更（または除去）するために使用されることが可能である。例えば低い信頼レベルは、分類が誤っているかもしれず、したがってより保守的な方法がとられるかもしれないということを示唆するものである。一方で高い信頼レベルは、エネルギーを節約するために、より積極的な方法を可能にする。
【００７６】
形態分類の例
この例では、無線技術はＣＤＭＡであり、すべての利用可能な測定はＡＦＬＴ（すなわち基地局の順方向リンク測定）である。典型的に、測定されるＡＦＬＴ信号強度は、パイロットＳＮ比（ＳＮＲ、Ｅｃ／Ｎｏ）として表される。ＣＤＭＡシステムでは、ＳＮＲは所望の信号の受信電力の関数であるだけではなく、干渉の関数でもある。したがってユーザロケーションを適切に範疇化するために、すべての測定される信号強度値を一緒に評価しなければならない。
【００７７】
総受信電力（ＲＳＳＩ）が使用されるのであれば、可能な改善が達成されることが可能である。総受信電力は、同じＣＤＭＡ周波数上で動作するすべての基地局からの信号を含む。総受信電力が都市部の環境の中で低い場合、ユーザのロケーションはおそらくは屋内であるか、またはそれ以外では遮断された場所である。総受信電力はすでに、ＩＳ−８０１ＡＦＬＴ測定レポートの一部である（Ｐｒｏｖｉｄｅ  Ｐｉｌｏｔ  Ｐｈａｓｅ  ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔメッセージまたはＰｒｏｖｉｄｅ  Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔメッセージ）。
【００７８】
個々のパイロットＳＮＲと総受信電力との両方がロケーションの範疇化の中で一緒に使用されるのであれば、さらなる改善でさえも達成されることが可能である。密集した都市部環境の屋外のセルによってビル内の範囲が与えられる場合、おそらくＵＥは少数のパイロット信号しか見つけることができない。一方で単一の強いパイロットは、ユーザが屋外でセルサイトの近くにいるということか、または屋内で、範囲が中継器もしくはマイクロセルによって与えられるということを意味する。ＵＭＴＳシステムでは、基地局はパイロットの送信電力についての情報をブロードキャストする。パイロット送信電力のレベルに基づいて、セルの種類を決定することが可能であり、その後セルの種類は範囲の種類（すなわち屋内対屋外）を決定する際に使用されることが可能である。一方、中から弱の強度の多くのパイロットは、ＵＥが屋外に置かれているということを意味してもよい。
【００７９】
可能なシナリオおよび結果として生じる分類の概要は、表１を使用した例の中で、以下で一覧にされている。
【００８０】
表１：分類例：（すべての観測されたパイロットについての）総パイロット強度および総受信電力
以下のものは、１つの単純な分類例を示す表である。この表は、分類がどのようにして行われるのかを全般的に示すために使用されるものであり、ユーザ形態を分類するためのその他の方法が実施されることが可能であることは明らかであろう。例えば以下では、図６Ａ〜６Ｄを参照して、別のより詳細な分類が説明される。例えば、さらなる詳細を示すために、および／または計算および決定の中でさらなる測定を利用するために、多くの代替の分類システムが実装されることが可能である。
【００８１】
以下の表では、ユーザ形態を分類するために、（すべての観測されたパイロットについての）総パイロット強度および総受信電力が使用される。
【００８２】
すべてのＥｃ／Ｎｏ    ＲＳＳＩ    可能な分類
低                    低          屋内
低                    高          屋外
高                    低          田舎または範囲の端部
高                    高          屋外、屋内の中継器またはマイクロセル
最初に、特定の測定（Ｅｃ／ＮｏおよびＲＳＳＩ）は、「高」または「低」のいずれかに範疇化されなければならないということに留意されたい。このため所定の数は、単に「高」または「低」の結論を決定するために使用されてもよい。そうした単純なシステムは、観測される測定が明確に「高」または明確に「低」である場合には十分なものとなりうるが、多くの例では、観測される測定は「高」または「低」のいずれかとして簡単に範疇化されない中間の範囲に入る場合がある。そうした状況では、観測された測定をより正確に範疇化するためにアルゴリズムが使用されてもよい。また、分類の信頼レベルを決定する際に、中間の範囲の測定の付近のものが使用されることが可能であり、例えば測定の各々が中間付近にある場合、信頼レベルは低いものとなる。低い信頼レベルは「分類なし」か、または正確である可能性の低い「可能な分類」として解釈されることができる。
【００８３】
したがって、分類システムを実装する場合、分類のための実際のアルゴリズムは複雑なものである場合があり、この例の中で述べられているものの他に、複数の要素または観測結果を利用する場合がある。
【００８４】
報告されるパイロットのＥｃ／Ｎｏはお互いに独立していないということに留意されたい。１つのパイロットが高いＥｃ／Ｎｏを有する場合、強いパイロットは他のものに対する干渉物として作用することから、その他のパイロットは必然的に低いＥｃ／Ｎｏを有する。１つの非常に強いパイロットは、大部分のその他の周囲のパイロットが測定するのでさえあまりにも弱くなるということを意味し、したがって単に１つの強いパイロットが存在することは、報告されるパイロットの数が少なくなるということを意味する。逆の言明は真ではない：少数の報告されるパイロットのみの観測は、報告されるパイロットのうちの任意のものが強いということを必ずしも意味するものではない。先に述べられたように、少数の報告されるパイロットの観測および低いＲＳＳＩは一般に、装置が屋内にあるということを意味し、このことはＵＥの形態を分類するために役立つ可能性がある。
【００８５】
形態分類の例
ここで、１つの実施形態の中でユーザの形態を分類するためのオペレーションの流れ図をともに示す図６Ａおよび６Ｄを参照する。これらのオペレーションは、決定しきい値（Ｎ１〜Ｎ３およびＴ１〜Ｔ１２）を使用する。決定しきい値は分析的または数値的シミュレーション方法に基づいて、事前に定義されてもよい。最良の決定しきい値を決定する別の特定の適切な方法は、最良の決定しきい値を観測に基づいて、わかっている形態のロケーションで入手されたサンプル測定のセットから導き出すことである。一旦十分に大量のサンプルデータのセットが収集されると、複数の試験的しきい値セットが選択されることが可能であり、サンプルセットは試験的しきい値セットの各々に従って処理されることが可能である。（テストの形態分類器の出力決定を、わかっているロケーションのわかっている形態と比較する場合）誤り率が最低の決定を与えるしきい値セットが選択され、形態分類器２７で使用されることが可能である。可能な試験的しきい値セットの数が多いために、試験的しきい値セットが分割されることが重要である場合がある。これは、（図６Ａ〜６Ｄで示されているものなどの）分類オペレーションの流れの独立したブランチの中のしきい値が、お互いに対していかなる影響も有しておらず、それぞれに最適化されることが可能であり、したがって、それらのすべての組み合わせが仮定される必要はないということを意味する。
【００８６】
一般に異なる地理的エリアは、異なるしきい値設定を必要とする場合がある。例えば、所与のエリアで使用される一般の建設資材は、分類が部分的または全体的にＲＳＳＩに基づく場合、屋内／屋外の分類に影響を及ぼす可能性がある。この場合、形態分類器２７は所定の値のセットからオペレーティングしきい値を選択してもよく、この選択は、最初の大まかなＵＥ位置推定値から導き出された地理的エリアに基づく。
【００８７】
図６Ａ〜６Ｄで示されているオペレーションは、実際には例えばＵＥの中か、またはＰＤＥなどの遠隔サーバの中など、任意の適切な場所で実行されてもよい。これらの流れ図では便宜上、テスト結果は「より大きい」か、または「未満」のいずれかである。結果が等しいということがわかる場合、テスト結果は任意で「より大きい」か、または「未満」のいずれかに割り当てられてもよい。
【００８８】
６０で、分類オペレーションは、近くにある様々な基地局からＵＥで受信された信号に基づいて、ユーザの形態の予測を開始する。
【００８９】
６１で、新たな測定のセットが取得される。これらの測定は典型的にＵＥによって作成されたものを含んでよく、この例のために各々のＲＳＳＩ、観測されたパイロットの数、Ｅｃ／Ｎｏ、ＲＴＤおよびエネルギープロファイルを含んでもよい。エネルギープロファイルの動的変動値もまた計算され、必要な測定を提供するために、任意のその他の必要な計算が実行される。本明細書では、これらの測定のすべては、例えば先の定義のセクションの中で定義されている。
【００９０】
６２で、測定されたＲＳＳＩ値は第１しきい値Ｔ１（ＲＳＳＩしきい値）と比較される。測定されたＲＳＳＩ値がＴ１未満である場合、オペレーションは図６Ｃに示されている流れ図のポジションＢに進む。しかしながら測定されたＲＳＳＩ値がＴ１よりも大きい場合、次いで６３で（最近の探索の中で見つけ出されたパイロットの数である）パイロットの数は所定のしきい値の数Ｎ１と比較される。
【００９１】
６３から、パイロットの数が所定の数Ｎ１未満である場合、次いでオペレーションは図６Ｂに示されている流れ図のポジションＡに進む。しかしながら、パイロットの数が数Ｎ１未満である場合、オペレーションは６４へ進む。
【００９２】
６４で、（少なくとも１つのパイロットについての）Ｅｃ／Ｎｏが所定の第２しきい値Ｔ２（Ｓ／Ｎしきい値）よりも大きいかどうかを決定するために、テストが実行される。Ｅｃ／Ｎｏが第２しきい値よりも大きくない場合、それは分類の根拠とするために十分に強い信号がないということを意味し、オペレーションは新たな測定のセットを取得するために６１へ戻り、そこから続くオペレーションを繰り返す。しかしながら、少なくとも１つのパイロットについてのＥｃ／Ｎｏが第２しきい値よりも大きい場合、次いでオペレーションは６５へ進む。
【００９３】
６５で、テストは測定された往復距離（ＲＴＤ）を使用して実行される。最大ＲＴＤ（すべての観測されたパイロットについての最大値）は所定の第３しきい値Ｔ３よりも大きい場合、次いで６６で、ＵＥはおそらく基地局（セル）近くの屋外に置かれているという分類が行われる。しかしながら最大ＲＴＤがしきい値Ｔ３未満である場合、次いで６７で、ＵＥは局所範囲で（例えば内部に中継器を有するビル内など）屋内に置かれているという分類が行われる。
【００９４】
図６Ｂは、６３から、パイロットの数が所定の数Ｎ１未満である場合に実行されるオペレーションの流れ図である。図６Ｂの最初のオペレーションは７０で行われる。
【００９５】
７０で、（少なくとも１つのパイロットのための）Ｅｃ／Ｎｏが所定の第４しきい値Ｔ４よりも大きいかどうかを決定するために、テストが実行される。Ｅｃ／Ｎｏが所定のしきい値未満である場合、おそらくＵＥは密集した環境にあり、オペレーションは７１へ進む。
【００９６】
７１で、エネルギープロファイルの動的変動値が第５の所定のしきい値Ｔ５と比較される。エネルギープロファイルの動的変動値が第５の所定のしきい値Ｔ５よりも大きい場合、大きな変動値はＵＥがおそらく移動中であることを示し、７２で、ＵＥは（例えば多くのビルが回りにある）密集した屋外の都市環境にあり、かつ移動中であるという分類が行われる。
【００９７】
７１へ戻ると、エネルギープロファイルの動的変動値が第５しきい値Ｔ５よりも小さい場合、次いでオペレーションは７３へ進む。
【００９８】
７３で、測定された往復距離（ＲＴＤ）を使用してテストが実行される。最大ＲＴＤ（すべての観測されたパイロットについての最大値）が所定の第６しきい値Ｔ６よりも大きい場合、次いで７４で、ＵＥは高層ビルの中の窓の近くに置かれているという分類が行われる。しかしながら、ＲＴＤが第６しきい値Ｔ６未満である場合、次いで７５で、ＵＥは密集した都市環境の中の屋外に置かれており、実質的に静止中であるという分類が行われる。
【００９９】
７０に戻ると、少なくとも１つのＥｃ／Ｎｏが所定の第４しきい値Ｔ４よりも大きい場合、比較的強い信号が見つけ出されており、ＵＥはおそらく空地（例えば都市近郊）設定の屋外にある。次いでオペレーションは７６へ進む。
【０１００】
７６で、エネルギープロファイルの動的変動値が第７の所定のしきい値Ｔ７と比較される。エネルギープロファイルの動的変動値が第７しきい値Ｔ７よりも大きい場合、大きな変動値はＵＥがおそらく移動中であるということを示し、７７で、ＵＥが都市近郊の環境の屋外にあり、かつ移動中であるという分類が行われる。しかしながら、エネルギープロファイルの動的変動値が第７しきい値Ｔ７よりも小さい場合、７８に示されているように、ＵＥは屋外の都市近郊にあり、かつ実質的に静止しているものとして分類される。
【０１０１】
図６Ｃは、６２（図６Ａ）から、ＲＳＳＩが第１しきい値Ｔ１未満である場合に実行されるオペレーションの流れ図である。図６Ｃの第１オペレーションは８０で行われる。
【０１０２】
８０で、観測されたパイロットの数が所定の第２の数Ｎ２未満であるかどうかを決定するために、テストが実行される。観測されたパイロットの数が第２の数Ｎ２未満である場合、ほんの少数のパイロットが観測されており、オペレーションは８１へ進む。
【０１０３】
８１で、測定された往復距離（ＲＴＤ）を使用してテストが実行される。最大ＲＴＤ（すべての観測されたパイロットについての最大値）が所定の第８しきい値Ｔ８よりも大きい場合、次いで８２で、ＵＥが非局所範囲の屋内の奥にある場所で、基地局（セルサイト）の近くにあるという分類が行われる。しかしながら、最大ＲＴＤが第８しきい値Ｔ８未満である場合、次いでオペレーションは８３へ進む。
【０１０４】
８３で、エネルギープロファイルの動的変動値は、第９の所定のしきい値Ｔ９と比較される。エネルギープロファイルの動的変動値が第９しきい値Ｔ９よりも大きい場合、大きな変動値は、ＵＥがおそらく移動中であるということを示し、８４で、ＵＥが田舎エリアにあり、かつ移動中であるという分類が行われる。しかしながら、エネルギープロファイルの動的変動値が第９しきい値Ｔ９よりも小さい場合、次いで８５で、ＵＥが田舎の環境にあり、実質的に静止中であるという分類が行われる。
【０１０５】
８０に戻ると、観測されたパイロットの数が所定の第２の数Ｎ２よりも少なくない（すなわち多い）場合、比較的多数のパイロットが観測されている。次いでオペレーションは８６へ進む。
【０１０６】
８６で、（少なくとも１つのパイロットのための）Ｅｃ／Ｎｏが所定の第１０しきい値Ｔ１０よりも大きいかどうかを決定するために、テストが実行される。Ｅｃ／Ｎｏが所定のしきい値未満である場合、次いでオペレーションは８７へ進む。
【０１０７】
８７で、エネルギープロファイルの動的変動値は、第１１の所定のしきい値Ｔ１１と比較される。エネルギープロファイルの動的変動値がしきい値Ｔ１１よりも大きい場合、大きな変動値はＵＥがおそらく移動中であるということを示し、８８で、ＵＥが範囲の端部で屋外の都市近郊の環境にあり、かつ移動中であるという分類が行われる。しかしながら、エネルギープロファイルの動的変動値が第１１しきい値Ｔ１１よりも小さい場合、次いで８９で、ＵＥの形態は、屋外の都市近郊エリアにあり、かつ実質的に静止中に分類される。
【０１０８】
８６に戻ると、（少なくとも１つのパイロットについての）Ｅｃ／Ｎｏが所定の第１０しきい値Ｔ１０よりも大きい場合、比較的強いパイロット信号が観測されている。次いでオペレーションは９０へ進む。
【０１０９】
９０で、観測されたクラスタの数が所定の第３の数Ｎ３よりも大きいかどうかを決定するために、テストが実行される。クラスタの数が所定の第３の数Ｎ３よりも大きい場合、次いで９１で、ＵＥは（窓の近くではない）ビルの中間あたりの屋内の環境にあり、局所範囲は存在しないという分類が行われる。しかしながらクラスタの数がＮ３よりも少ない場合、流れ図のポジションＣによって示されているように、オペレーションは図６Ｄに進む。
【０１１０】
図６Ｄは、９０（図６Ｃ）から、クラスタの数が第３の数Ｎ３よりも少ない場合に実行されるオペレーションの流れ図である。オペレーションはＣから進み、図６Ｄの第１オペレーションは９２で行われる。
【０１１１】
９２で、エネルギープロファイルの動的変動値は第１２の所定のしきい値Ｔ１２と比較される。エネルギープロファイルの動的変動値がしきい値Ｔ１２よりも大きい場合、大きな変動値はＵＥがおそらく移動中であるということを示し、９３で、ＵＥが屋外の都市近郊の環境にあり、かつ移動中であるという分類が行われる。しかしながら、エネルギープロファイルの動的変動値が第１２しきい値Ｔ１２よりも小さい場合、次いで９４で、ＵＥの形態は屋外の都市近郊エリアにあり、かつ実質的に静止中に分類される。
【０１１２】
多くの場合、一部のアプリオリの情報によって、形態分類器は図６Ａ〜６Ｄで示されている決定ブランチの一部を迂回することができるということに留意されたい。例えば、最初の大まかなＵＥロケーション推定値はすでに、ロケーションが都市部、都市近郊などでなければならないのかどうかを示してもよい。別の例は、パイロットのＩＤのものに関連した記憶された情報が、形態分類で役立つ追加情報を提供してもよいというものである。ＵＥが、例えば屋内の範囲を示すために、知られている基地局によって送信されたパイロットの高いＳＮＲを測定する場合、これは、ＲＳＳＩなどのその他の要素に関係なく、ＵＥが屋内にあるということの強力なしるしである。形態分類器の決定の確実性を高めるために、任意の前述のような外部情報が使用されることが可能である。
【０１１３】
形態分類の使用
形態分類は一旦十分な信頼レベルで決定されると、複数の異なる方法で支援データを生成するために使用されることが可能である。以下に、いくつかの例が挙げられている。
【０１１４】
１）要求を行うエンティティは、さらなるＡＦＬＴまたはＧＰＳ探索を可能／不可能にしてもよい。例えば、ユーザのロケーションが実質的にＧＰＳ信号に対してブロックされていることがわかる場合、広範囲にわたる信号探索でハードウェアリソースを無駄にすることを回避するために、さらなる探索はしばらくの間不可能にされてもよい。
【０１１５】
２）形態分類は、任意の感度支援メッセージを送信するかどうかを決定するために使用されてもよい。ユーザのロケーションが屋内にあるが完全にはブロックされていないと決定される場合、基地局はロケーション基準信号の探索の効率性を向上させるために、効率的に感度支援データをＵＥに送信することができる。しかしながらユーザのロケーションが屋外であると決定される場合、感度支援データの送信は必要ではなく、回避されることが可能であり、したがってシステムリソースを節約する。
【０１１６】
３）探索される信号源の数は、形態分類に基づいて調整されることが可能である。
【０１１７】
４）探索ウィンドウのサイズは、形態分類に基づいて調整されることが可能である。
【０１１８】
分類における特定の信頼レベルは、上述のオペレーションのうちの任意のものを調整するために使用されてもよく、例えば低い信頼レベルは、探索ウィンドウのサイズおよび探索される信号の数が増えていることを示唆するものである。
【０１１９】
シミュレーション結果
ここで図７を参照する。一例として、シミュレーションは１つの例の有用性を示すために実行されたものであり、その結果は図７に示されている。特に図７は、２つの異なる予想信号レベルについて、（ＧＰＳ  Ｃ／Ａチップの中の）探索ウィンドウサイズの関数として検出の確率を曲線で示すものである。このために２つの場合が仮定されており、第１の場合では、ＧＰＳ衛星から受信された信号強度は（衛星が遮られていないことに対応する）１３０ｄＢｍであると仮定されている。第２の場合では、ＧＰＳ衛星から受信された信号強度は（衛星がブロックされていることに対応する）１３７ｄＢｍであると仮定されている。いずれの場合でも、ＵＥは８つの衛星を探索するように指示されており、総探索時間はおよそ３秒であった。
【０１２０】
シミュレーションでは、１Ｃ／Ａチップから３０Ｃ／Ａチップまで変化する探索ウィンドウサイズに対応した副次的な場合が考慮されている。各々の探索ウィンドウサイズの場合について、３０，０００の測定がシミュレートされており、検出確率が決定されている。検出確率は、イベントの相対周波数が１）真の信号コード位相が探索ウィンドウ内に入ること、および２）探索ビンの中の統合された信号＋雑音が検出しきい値を上回ることの両方の条件を満たした場合に決定されている。
【０１２１】
このシミュレーションでは、真の信号のポジションは、標準偏差がおよそ１０Ｃ／Ａチップのガウス分布を有するものと仮定されている。検出しきい値は、目標の０．０００１実効誤警報率（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  ｆａｌｓｅ  ａｌａｒｍ  ｒａｔｅ）に基づいて決定されたものである。実効誤警報率は、検出しきい値を上回る探索ウィンドウ内の任意の探索ビンの中の統合されたノイズの確率であり、したがってＧＰＳ信号が存在していなくても、ＵＥがＧＰＳ信号を見つけたと宣言するようにする。探索ビンあたりの誤警報率は、以下のように実効誤警報率から計算されたものである。
【数１】
2009506676.tif 000003
【０１２２】
この式で、Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ＿Ｆａｌｓｅ＿Ａｌａｒｍ＿Ｒａｔｅ＝１０−４であり、ＷＩＮは探索ビンの数であり、ここでは探索ウィンドウサイズの２倍に等しい。２の係数は、Ｃ／Ａチップごとに２つのサンプルが取られているという事実の結果である。
【０１２３】
次いで、しきい値は以下のように計算されることが可能である。
【数２】
2009506676.tif 000004
【０１２４】
上記において、測定雑音は白色ガウスとして概算される。
【０１２５】
統合された信号の（ｄＢでの）ＳＮＲは以下のように決定されたものである。
【数３】
2009506676.tif 000005
【０１２６】
この式でＧＰＳ＿ｓｉｇｎａｌ＿ｓｔｒｅｎｇｔｈは−１３０ｄＢｍか、または−１３７ｄＢｍのいずれかである。
【０１２７】
Ｔｈｅｒｍａｌ＿ｎｏｉｓｅは−１７４ｄＢｍ／Ｈｚであり、以下のようにして得られることが可能である。
【数４】
2009506676.tif 000006
【０１２８】
Ｒｅｃｅｉｖｅｒ＿ｎｏｉｓｅ＿ｆｉｇｕｒｅは−５ｄＢであり、
Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ＿ｔｉｍｅは以下のように計算される。
【数５】
2009506676.tif 000007
【０１２９】
この式では、先に説明されたように、Ｔｏｔａｌ＿ｓｅａｒｃｈ＿ｔｉｍｅは３ｓであり、Ｎｕｍ＿ＳＶは８であり、ＷＩＮは上述した探索されるビンの数である。
【０１３０】
上のすべての仮定を用いて、シミュレーション結果は図７のグラフに示されている。−１３０ｄＢｍのＧＰＳ信号レベルに対応するプロットは１０１で示されており、−１３７ｄＢｍのＧＰＳ信号レベルに対応するプロットは１０２で示されている。この例のプロットからわかるとおり、検出確率は、信号強度が−１３７ｄＢｍであると予想される場合には、探索ウィンドウサイズが１０Ｃ／Ａチップに設定されるときに最大となり、一方信号強度が−１３０ｄＢｍであると予想される場合には探索ウィンドウサイズが３０Ｃ／Ａチップの近くに設定されるときに最大となる。したがって、探索ウィンドウサイズが予想される信号強度の関数とされる場合に、性能が改善されることが可能であるということが示される。
【０１３１】
探索される衛星の数も予想される信号強度の関数とされるのであれば、さらなる改善が達成されることが可能であるということに留意されたい。
【０１３２】
これらの教示を考慮して、本発明の精神または範囲から逸脱することなく、代替の実施形態が実装されてもよいということは当業者には明らかであろう。本発明は、上述の明細書および添付の図面と合わせて考慮される場合に、すべての前述のような実施形態および変更形態を含む冒頭の特許請求の範囲によってのみ制限されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】ＧＰＳ信号を発する衛星、複数の基地局を含む移動通信システム、および１つまたは複数の基地局と通信するＵＥを含む通信および位置ロケーションシステム環境を示す図である。
【図２】形態分類器／支援器を含むＵＥの構成図である。
【図３】形態分類器／支援器を含むＵＥの１つの実施形態の構成図である。
【図４】ユーザの形態を分類し、結果として生じる分類を使用してＵＥがより効率的に動作するように制御し、それによってシステムリソースを節約する方法の流れ図である。
【図５】流れ図内により具体的な詳細および例を含む、図４と同様の流れ図である。
【図６Ａ】１つの実施形態におけるユーザの形態を分類するオペレーションの流れ図である。
【図６Ｂ】１つの実施形態におけるユーザの形態を分類するオペレーションの流れ図である。
【図６Ｃ】１つの実施形態におけるユーザの形態を分類するオペレーションの流れ図である。
【図６Ｄ】１つの実施形態におけるユーザの形態を分類するオペレーションの流れ図である。
【図７】２つの異なる予想信号レベルのための検索ウィンドウサイズの関数として、検出の可能性を曲線で示すグラフである。
【図１】
2009506676.tif 000008
【図２】
2009506676.tif 000009
【図３】
2009506676.tif 000010
【図４】
2009506676.tif 000011
【図５】
2009506676.tif 000012
【図６Ａ】
2009506676.tif 000013
【図６Ｂ】
2009506676.tif 000014
【図６Ｃ】
2009506676.tif 000015
【図６Ｄ】
2009506676.tif 000016
【図７】
2009506676.tif 000017
【国際調査報告】
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