(57)【要約】【課題】無線測位システムの端末での信号の識別成分の到達情報の時間に世界時を関連付ける方法を提供する。【解決手段】無線測位システムの端末での信号の識別された成分の到達時間情報に世界時を関連付ける方法。本方法では、関連する世界時タグを有するマーカ信号がタイミングデバイスから得られ（又はマーカ信号が、独立した発振器から得られて、世界時タグがマーカ信号に割り当てられ）、マーカ信号と（又は、それぞれ識別成分の到達時間情報と）発振器との間の時間又は位相関係が測定される。発振器に対する識別成分の到達時間情報が判断され、世界時タグ及び測定時間又は位相関係から識別成分の到達時間情報に対応する世界時が計算され、その後、計算された世界時が、到達時間情報に関連付けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線測位システムの端末での信号の識別された成分の到達時間情報に世界時を関連付ける方法であって、
関連する世界時タグを有するマーカ信号をタイミングデバイスから取得する段階と、
前記マーカ信号と独立した発振器との間の時間又は位相関係を測定する段階と、
前記独立した発振器に対する識別された成分の到達時間情報を判断する段階と、
前記世界時タグ及び前記測定された時間又は位相関係から前記識別成分の前記到達時間情報に対応する世界時を計算する段階と、
前記計算された世界時を前記到達時間情報に関連付ける段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
信号の識別された成分の到達時間情報に世界時を関連付ける方法であって、
独立した発振器からマーカ信号を取得する段階と、
前記マーカ信号に世界時タグを割り当てる段階と、
前記独立した発振器に対する識別された成分の到達時間情報を判断する段階と、
前記世界時タグ及び前記判断された相対到達時間情報から前記識別成分の前記到達時間情報に対応する世界時を計算する段階と、
前記計算された世界時を前記到達時間情報に関連付ける段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
前記到達時間情報は、受信のインスタント、又は前記識別成分が検出される時のインスタントに対応する遅延時間であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記到達時間情報は、受信信号の識別成分の予測した将来到達時間に関連していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記到達時間情報の複数の測定値が、将来、現在、又は過去のイベントのより良好な推定値を生成するように、組み合わされることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記マーカ信号が、データワードの到達、又はバイナリ論理デバイスの状態変化、又はプロセッサ上で実行中のソフトウエアプログラム内のフラグ、又は例えば位相測定デバイスにおいて少なくとも１つの特定のアナログ値に達する地点のような識別可能な移行であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記タイミングデバイスによって生成されるマーカ信号に関連する世界時タグは、マーカ自体の世界時を特定することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記タグは、１つ又はそれよりも多くのプロセッサ上で実行中のソフトウエアプログラム間で送信されるメッセージ又はデータワードであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記タグは、レジスタ、又はタイミングデバイスによって世界時との整合が保たれているクロックから取得されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記時間タグが、誤っている世界時を特定し、識別された成分の受信の世界時が既に既知である場合には、前記時間マーカにおける誤差が、決定されることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記マーカ信号は、前記独立した発振器の位相に対して測定されることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記位相は、前記独立した発振器によってトリガされるカウンタの使用により、決定されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
適切な時間間隔で分けられた２つのマーカ信号、並びにそれらの時間タグが、タイミングデバイスによって供給され、次に、前記独立した発振器位相又はカウンタ状態におけるそれぞれの差が、発振器の周波数を計算するのに使用され、計算された発振器の周波数は、
推定到達時間情報における誤差を補正するために使用されることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
無線測位システムの無線端末であって、
信号の世界時が既知であるマーカ信号を生成するためのタイミングデバイスと、
独立した発振器と、
前記タイミングデバイスから前記マーカ信号を取得し、該マーカ信号と前記独立発振器の間の時間又は位相関係を測定し、該発振器に対する識別成分の到達時間情報を判断し、前記世界時のタグ及び該測定された時間又は位相関係から該識別成分の該到達時間情報に対応する世界時を計算し、かつ該計算された世界時を該到達時間情報に関連付けるように配置されたプロセッサと、
を有することを特徴とする端末。
【請求項１５】
無線測位システムの無線端末であって、
世界時タグを生成するタイミングデバイスと、
独立した発振器と、
前記独立した発振器からマーカ信号を取得し、該マーカ信号に前記世界時タグを割り当て、該発振器に対する識別成分の到達時間情報を判断し、該世界時タグ及び前記測定された時間又は位相関係から該識別成分の該到達時間情報に対応する世界時を計算し、かつ該計算された世界時を該到達時間情報に関連付けるように配置されたプロセッサと、
を有することを特徴とする端末。
【請求項１６】
通信ネットワークの端末を含むことを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の無線端末。
【請求項１７】
前記独立した発振器は、自励発振器であることを特徴とする請求項１４から請求項１６のいずれか１項に記載の無線端末。
【請求項１８】
前記マーカ信号は、前記プロセッサの前記独立発振器の位相に対して測定されることを特徴とする請求項１４から請求項１７のいずれか１項に記載の無線端末。
【請求項１９】
前記プロセッサは、前記位相を判断するために前記独立発振器によってトリガされるカウンタを含むことを特徴とする請求項１８に記載の無線端末。
【請求項２０】
前記カウンタは、ハードウエアデバイスであることを特徴とする請求項１９に記載の無線端末。
【請求項２１】
前記カウンタは、前記プロセッサで実行されるソフトウエア構成要素であることを特徴とする請求項１９に記載の無線端末。
【請求項２２】
請求項１乃至１３のいずれか１項記載の方法を含む通信ネットワークの端末の位置を見出す方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、通信又は他のネットワークの端末の位置を見出すためのシステムに関し、特に、（ＧＰＳ又はＧａｌｉｌｅｏのような）衛星測位システムの受信機のような関連デバイスに対する時間支援の提供に関する。具体的には、本発明は、無線測位システムの端末での信号の識別成分の到達情報の時間に世界時を関連付ける方法を提供する。
【背景技術】
【０００２】
１つ又はそれよりも多くの送信機から受信した信号を使用する移動体無線端末向けの測位技術は、多年にわたり幅広く使用されている。このようなシステムは、送信機の地上ネットワーク（例えば、Ｌｏｒａｎ）及び特に受信機の位置を特定するために配備された衛星群（例えば、ＧＰＳ及びＧａｌｉｌｅｏ）、並びにセルラー式移動電話ネットワーク（例えば、ＷＯ−Ａ−９７−１１３８４）又はＴＶ及びラジオ送信機ネットワーク（例えば、ＥＰ−Ａ−０３０３３７１）のような汎用無線ネットワークを用いる方法を含む。
【０００３】
例えば、セルラー式移動電話ネットワーク内では、端末の位置は、使用中の送信機と端末の間の時間遅延、使用中の及び隣接する送信機から受信した信号の強度、又は受信信号の入射角のような情報によって強化された使用中のセルのアイデンティティに基づくと考えられる。改善された位置は、２つ又はそれよりも多くの送信源から端末で受信した信号の観測到達時間差（ＯＴＤＡ）を用いて得ることができる。
【０００４】
ＯＴＤＡ法は、セルラー無線ネットワーク内で利用可能な信号のみを使用して良好な位置精度を与える。しかし、これらの方法は、測位方程式を解くために送信機間の正確な伝送時間オフセットを判断することを必要とする。これは、付加的な受信機を有する位置測定ユニット（ＬＭＵ）を用いて行うことができる。ＬＭＵは、それらのＯＴＤＡ測定値がネットワークタイミングモデルに直接変換可能であるように既知の地点に配置される（例えば、ＷＯ−Ａ−００−７３８１３を参照）。
【０００５】
代替的に、例えば、未知の位置にある地理的に全く異なる２つの端末によって行われた既知の位置にあるいくつかの地理的に全く異なる送信機からの信号の測定値を用いて、ＬＭＵを必要とせずに端末の位置及び測定された送信機間の全てのタイミングオフセットの両方を計算することができる技術（ＷＯ−Ａ−００−７３８１４を参照）を使用することができる。
【０００６】
ＧＰＳのような衛星測位システムは、受信機が十分な衛星信号を受信することができるという条件の下で正確な解をもたらす。衛星信号は、世界的に定められた標準時、例えば、「ＧＰＳ時」又は「協定世界時ＵＴＣ」の共通時間基準に関連付けられている。例えば、ＧＰＳ内では、衛星群内の各衛星は、安定的な原子時計を有しており、その時刻は、連続して測定され、地上にある単一の基準クロックと比較される。各衛星クロックの時刻は、基準クロックとの整合に向けて誘導され、２つのクロック間の時間差を説明する３パラメータモデルが導出される。３個のパラメータは、衛星にアップロードされ、衛星によりクロック補正パラメータとして同報通信される。これは、パラメータに基づいて補正が為された後に衛星クロックを地上ベースの基準クロックと緊密に整合させる効果を有する。衛星測位システムは、受信機のアンテナが明瞭な上空視界を有する状況では良好に作動するが、屋内又は上空の視野が遮られている場合は作動が不十分であるか又は全く作動しない。別の問題は、これらのシステムは、コールドスタートからの「初期測位」を獲得するのに長時間かかる点、従って、これらが最良に作動するのは衛星信号を継続的に追跡している時である点である。
【０００７】
これらの問題を克服する試みにおいて、衛星測位システムに「支援」を提供するために様々な提案が為されている。例えば、ＵＳ５、６６３、７３５は、標準時又は周波数を組み込み、この標準時又は周波数を用いてデータビットの到達時間に対するＧＰＳ時を判断する別の無線受信機を用いた付加的な無線信号の供給を開示している。別の例（ＷＯ−Ａ−９９−４７９４３を参照）では、移動体セルラー電話ネットワークは、送信基地局（ＢＴＳ）でＧＰＳ信号を受信し、送信基地局に移動体電話機の位置を計算させるようになっている。
【０００８】
更に別の展開（ＵＳ２００２−０１６８９８８Ａを参照）では、ＧＰＳユニットは、典型的に移動通信システムの一部である基準信号受信機を含む位置決定システム（ＰＤＥ）を有し、基準信号受信機によって受信される基準信号の一部がＰＤＥに送信され、ＧＰＳユニット作動を助けるために使用することができる付加的なタイミングデータを提供する。
【０００９】
リンクを通じた支援データの送信は、長年にわたり当業技術で公知である。最も初期の例の１つは、１９８６年に提供されている。「ホワイトサンズミサイル発射場インタフェース管理文書」は、双方向通信リンクを通じた位置通報を開示しており、それによってＷＧＳ８４フォーマットで適宜定められる測地座標基準フレームに基づく疑似射程又は計算地点のいずれかの転送が可能となった。射程用途ジョイントプログラムへの入札予定者に対して米国政府が発行した１９８６年の「ＩＣＤ  ＧＰＳ  １５０」は、特に、衛星軌道、衛星位置、及び時間情報の送信による移動体ＧＰＳ受信機のためのサポートを組み込んでいる。双方向データリンクを用いた移動体ＧＰＳ受信機をサポートするこれらのデータフォーマットは、１９８６年から実際的に使用されている。支援データの更に別の例は、１９９１年５月９日に出願されて１９９３年７月６日に付与されたＵＳ５、２２５、８４２（Ｂｒｏｗｎ他）で教示されており、初期化データが遠隔端末（センサ）に送信されて、センサが複数の可視ＧＰＳ衛星を捕捉して追跡することを可能にする。支援データは、１つ又はそれよりも多くの物体の位置の初期推定値及び衛星選択テーブルを含む。
【００１０】
衛星測位システム受信機に支援データを提供することにより、その性能を高めることができる。更に、正確なタイミング支援は、関連するチップセットの複雑さを軽減させる。支援データは、３つの要素、すなわち、（ａ）衛星情報、（ｂ）時間補助、及び（ｃ）受信機の位置の推定の全て又は一部を含むことができる。
【００１１】
衛星情報を得るために衛星信号を継続的にモニタする１つ又はそれよりも多くの基準受信機に連結されたサーバによって衛星情報が提供される方法は、当業技術で公知である。ＧＰＳシステムにおいては、この情報はまた、衛星信号を受信することができる時に常にＧＰＳ受信機によって衛星信号から直接獲得することができる。時間補助は、ネットワーク信号から獲得することができ、そのタイミングは、ネットワークベースの機器によって事前に衛星時間基準に関連付けられている。受信機の位置の推定は、ＯＴＤＡに基づく方法のようなネットワーク測位法を使用して得ることができる。当業技術のあらゆる場合では、支援データは、移動体セルラーネットワークによって提供されるデータチャンネルを使用してＧＰＳ受信機に送信される。
【００１２】
本出願人のＷＯ−Ａ−００−７３８１３及びＷＯ−Ａ−００−７３８１４（これらは、引用により本明細書に組み込まれている）で、本出願人は、セルラー無線ネットワークにおける送信機間のタイミング関係を定めるタイミングモデルを構成して維持する通信システム及び方法を説明している。このシステムはまた、受信機の位置も計算する。このようなシステムの１つ又はそれよりも多くの送信機からの信号のタイミングをＧＰＳ時間基準に連結することにより、このネットワークタイミングモデルを使用してネットワーク内のあらゆる送信機から送信された信号のＧＰＳ時間基準に対するタイミングを推測し、それによってタイミング支援情報をＧＰＳ受信機に与えることができる。位置推定も、ＧＰＳ受信機に提供することができる。
【００１３】
支援システムを説明する他の参考文献には、ＵＳ６、４２９、８１５Ａ、ＵＳ２００２−００７５９４２Ａ、ＵＳ２００２−００６８９９７Ａ、ＵＳ２００２−０１２３３５２Ａ、ＷＯ−Ａ−０２−０９１６３０、及びＷＯ−Ａ−０１−３３３０２が含まれる。
【００１４】
ＵＳ６４４５９２７（Ｋｉｎｇ他）では、端末内に搭載されているＧＰＳセットから得られるＧＰＳ位置情報に対して基地局からの通信信号の到達時間の移動体端末によって為された測定を使用して通信ネットワーク内の基地局の位置を計算する方法が説明されている。重要な特徴は、解を見つけることができる前に端末が最低限３つの地理的に離散した場所に位置する必要があることである。本出願の発明は、基地局の場所に関しては、それが方法内で提供される情報であるためにそれには関連していない。
【００１５】
ＵＳ６６０３９７８（Ｃａｒｌｓｓｏｎ他）では、トラフィック及び制御チャンネルが必ずしも同期化されていないアクティブな呼セッション中に、移動体端末内に配置されたＧＰＳ受信機に対して無線通信信号を通じて時間情報支援を提供する方法及び装置が提供されている。本出願の発明とは異なり、これは、位置測定ユニット（ＬＭＵ）及びネットワーク内の基地局に関連するＧＰＳ受信機を用いて達成することができ、時間オフセットは、通信チャンネルを通じて移動体端末に送信される。
【００１６】
ＵＳ２００２／０１６８９８８Ａ１（Ｙｏｕｎｉｓ）の下に開示された特許出願では、タイミング支援は、端末及びネットワーク内の１つ又はそれよりも多くの受信機の両方において受信される基準信号（例えば、公共同報通信信号）を使用することにより移動体端末内のＧＰＳセットに対して提供される。端末は、受信基準信号の断片をＧＰＳ補助情報に対する要求と共にネットワークベースの計算ノードに送信し、ここで基準信号に対する時間オフセットが判断される。時間オフセットは、この情報を用いてＧＰＳ信号を取得する端末に返送される。上述のように、本出願の発明は、ネットワーク内のどのようなＧＰＳ時間オフセットも計算せず、通信リンク上でこのような情報を送信することもない。更に、本出願の発明は、通信リンク上で基準信号の断片を送信しない。
【００１７】
ＵＳ６０８４５４７では、履歴情報を使用して無線測位の精度を高める位置計算システムが開示されている。このシステムは、受信機配列同期のためにクロックカウンタに対して到着信号をラッチするが、例えば、受信機内の独立した発振器を利用することにより、「世界時」、すなわち、ＵＴＣのような定められた起点を有する明確な時間を利用することも、到着信号をそれに関連付けることもない。
【００１８】
従って、要約すれば、衛星測位技術を用いて移動体受信機の位置を特定するための既存のシステムは、セルラー移動体無線ネットワークの使用中の基地局から受信する信号（ダウンリンク）のような別の信号のタイミングに基づく正確な時間補助がそれらに供給される場合に改善することができることが公知である。時間補助は、衛星測位受信機により使用されて、所定の衛星信号を検出するための検索に要する時間オフセットの範囲を小さくする。正確な時間補助の生成には、衛星測位システムの衛星信号（衛星時間基準）とセルラーネットワークのダウンリンク信号との間の時間関係を知る必要がある。タイミングは、固定の既知の場所に設けられたＬＭＵ又はＷＯ−Ａ−００−７３８１３及びＷＯ−Ａ−００−７３８１４に説明されるようなネットワークベースのシステムのいずれかを用いて測定され、かつ相互に連結することができる。次に、ネットワーク内の１つ又はそれよりも多くのＧＰＳのＬＭＵを使用して、ネットワークタイミングとＧＰＳ時間基準との間のオフセットを見出すことができる。従って、このような場合、時間補助は、適正に装備された地上無線ネットワークに対して移動体端末がアクセスを有する時にのみ利用可能である。更に、ネットワーク内部及びネットワークと移動体端末の間の両方で膨大な量の信号伝達及びメッセージングが必要である。
【００１９】
較正された時間情報、すなわち、ＧＰＳ時又はＵＴＣのような基準時に正確に関連付けられた時間情報は、多くの目的のために使用することができる。これらの１つは、上述のように、信号の到達時間の不確実性を低減することにより、従って、受信機が信号を検出するための検索に要する時間オフセットの範囲を小さくすることにより、ＧＰＳ又は他の衛星測位受信機が特定の衛星からの信号に固定して自動追尾するのを助けることである。較正時間情報の別の使用法は、基線（長さ数千キロメートルの場合もある）の各端にある２つの無線天体受信機が、受信機帯域幅の逆数（すなわち、５ＭＨｚの帯域幅の場合は約２００ナノ秒）に等しい時間精度内で相互に同期すべきである「超長基線電波干渉計」におけるものである。
【００２０】
上述の従来技術は、一般的に、衛星測位受信機に対する時間補助の提供に関するものである。更に必要とされるものは、通信ネットワークから信号を受信する通信受信機から衛星測位受信機に時間情報が転送される端末内での方法及び装置である。これは、いくつかの理由のために容易ではない。
【００２１】
第１に、市販の端末でこれが為される方法は、費用効率が高くなければならない。
【００２２】
第２に、ネットワーク信号内のシグニチャーの受信と、端末内のベースバンドプロセッサによる信号の検出との間には常に処理遅延がある。この遅延は、ミリ秒単位で測定される場合があり、従って、数マイクロ秒のレベルで良好な時間補助が必要な時には相当な長さになる。遅延は、例えば、処理又は一連の処理の実行時間による固定成分、及び必要な処理がトリガされるか又は実行中の処理が完了するための待機時間に起因する場合があるランダム成分の両方を含むと考えられる。
【００２３】
第３に、移動体端末の位置は変化するので、時間情報は、移動体端末及び送信源の相対的な場所に依存する伝送遅延（伝播時間成分）を有する。
【００２４】
第４に、一部のシステムでは、通信システム自体及び他のユーザによる使用のために、リターン経路を通じて、受信された時間情報の較正をこの通信システムに転送する必要があると考えられる。
【００２５】
ＵＳ６、８６５、３８０（ＥＰ−Ａ−１２２９３４４）において、Ｓｙｒｊａｒｉｎｎｅは、通信モジュールから「特殊ハードウエア経路」（すなわち、有線リンク）に沿ってユーザモジュール（例えば、ＧＰＳ受信機）にパルスが向けられ、重大なランダム遅延がないようにする方法を教示している。この発明は、実施は容易であるが、トリガパルスの生成における処理遅延を扱うことができないので、マイクロ秒の精度を有する良好な時間補助の提供には使用することができない。Ｓｙｒｊａｒｉｎｎｅは、通信又はユーザモジュールの動きを補償するためにトリガパルスのタイミングを補正するという問題も扱っていない。
【００２６】
必要とされるものは、従来技術の欠点を修正することができる方法である。多くの場合に、通信信号の到達を瞬時に検出することを試みるよりも、ＧＰＳ受信機内のような世界時源から直接にトリガパルスのような「マーカ信号」を生成することが望ましい。
【００２７】
【特許文献１】ＷＯ−Ａ−９７−１１３８４
【特許文献２】ＥＰ−Ａ−０３０３３７１
【特許文献３】ＷＯ−Ａ−００−７３８１３
【特許文献４】ＷＯ−Ａ−００−７３８１４
【特許文献５】ＵＳ５、６６３、７３５
【特許文献６】ＷＯ−Ａ−９９−４７９４３
【特許文献７】ＵＳ２００２−０１６８９８８Ａ
【特許文献８】ＵＳ５、２２５、８４２
【特許文献９】ＵＳ６、４２９、８１５Ａ
【特許文献１０】ＵＳ２００２−００７５９４２Ａ
【特許文献１１】ＵＳ２００２−００６８９９７Ａ
【特許文献１２】ＵＳ２００２−０１２３３５２Ａ
【特許文献１３】ＷＯ−Ａ−０２−０９１６３０
【特許文献１４】ＷＯ−Ａ−０１−３３３０２
【特許文献１５】ＵＳ６４４５９２７
【特許文献１６】ＵＳ６６０３９７８
【特許文献１７】ＵＳ２００２／０１６８９８８Ａ１
【特許文献１８】ＵＳ６０８４５４７
【特許文献１９】ＵＳ６、８６５、３８０
【特許文献２０】ＥＰ−Ａ−１２２９３４４
【特許文献２１】ＷＯ−Ａ−２００５／０７１４３０
【非特許文献１】「ホワイトサンズミサイル発射場インタフェース管理文書」、１９８６年
【非特許文献２】「ＩＣＤ  ＧＰＳ  １５０」、米国政府、１９８６年
【発明の開示】
【００２８】
本発明によれば、無線測位システムの端末において、世界時を信号の識別された成分の端末における到達時間情報に関連付ける方法が提供され、本方法は、関連する世界時タグを有するマーカ信号をタイミングデバイスから取得する段階と、マーカ信号と独立した発振器の間の時間又は位相関係を測定する段階と、独立した発振器に対する識別された成分の到達時間情報を判断する段階と、世界時タグ及び測定された時間又は位相関係から識別成分の到達時間情報に対応する世界時を計算する段階と、計算された世界時を到達時間情報に関連付ける段階とを含む。
【００２９】
本発明はまた、無線測位システムの無線端末を含み、端末は、その世界時が既知であるマーカ信号を生成するためのタイミングデバイスと、独立した発振器と、タイミングデバイスからマーカ信号を取得し、マーカ信号と独立した発振器との間の時間又は位相関係を測定し、発振器に対する識別成分の到達時間情報を判断し、世界時タグ及び測定された時間又は位相関係から識別成分の到達時間情報に対応する世界時を計算し、かつ計算された世界時を到達時間情報に関連付けるように配置されたプロセッサとを有する。
【００３０】
端末は、ＧＳＭ、ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、Ｗ−ＣＤＭＡなどのような通信ネットワークの端末とすることができるが、それはまた、放送テレビ又はラジオ、又はローカルエリアネットワークのアクセスポイントのような特定の送信源により送信される無線信号、又は他の端末からの伝送を受信することができる独立デバイスとすることもできる。本発明の範囲は、無線伝送の性質又は目的により制限されることはない。
【００３１】
端末によって受信される信号は、上述のようにあらゆる種類とすることができるが、到達時間情報を判断することができる成分を含んでいなければならない。この情報は、受信のインスタントとすることができ、又は識別された成分が検出される時のインスタントに対応する遅延された時間とすることができる。特定の用途において、時間情報は、識別成分との明確な時間又は位相関係を有する受信信号の別の特性に対応するインスタントとすることができる。例えば、この情報は、制御チャンネルにおける特定のフレーム移行の受信時刻を参照することができる。ＧＳＭ端末の場合、識別された成分は、「ブロードキャスト制御チャンネル（ＢＣＣＨ）上で搬送される拡張トレーニングシーケンス（ＥＴＳ）とすることができるであろう。Ｗ−ＣＤＭＡ端末は、「主同期チャンネル」のデータワードを使用することができると考えられる。
【００３２】
到達時間情報は、識別される成分が反復的であるか、又は識別された成分の到達が別の識別された成分の以前の到達により予測されていたかのいずれの場合においても、直前の段落で言及された成分のように、受信信号の識別成分の将来的な予測到達時間を参照することができる。
【００３３】
一般的に、通信ネットワークの端末に対しては、ネットワークの送信基地局から受信される信号との同期を可能にする必要があるので、この種の同期パターンは通常的である。テレビに使用されるような他の送信源の場合には、識別された成分は、フレーム又はライン同期パルスのような伝送マーカとすることができ、又はこの目的のために特別に挿入される変調の成分とすることができる。一部の環境においては、送信源全体にパルスを与えることができるので、この場合の識別された成分は、端末により受信される次の又は将来的なパルスとすることができる。これらの場合、識別される成分は反復的である。例えば、ＥＴＳは、約５０ｍｓ間隔で反復する。しかし、識別された成分の反復は、本発明の必要要件ではなく、単一のパルス、識別子、又は他の成分を使用することができると考えられる。
【００３４】
反復的識別成分を使用すると、到達時間情報のいくつかの測定値を平均化して将来、現在、又は過去のイベントのより良好な推定値を生成することが可能になる。このようにして受信信号のタイミングを確立すれば、本発明の方法は、入来信号における例えば伝送又は経路変動により生じるタイミングにおける摂動を測定するための用途において又は整合性検査として使用することができる。
【００３５】
タイミングデバイスは、その世界時が既知であるマーカ信号を生成することが可能なデバイスとすることができる。例えば、端末は、ＧＰＳ又はＧａｌｉｌｅｏのような測位システムの衛星によって送信される信号を受信することができる衛星受信機を収容することができる。この場合、衛星受信機は、完全な位置及び時間の解、例えば、ＧＰＳ時又は既知のオフセットの補正後の「協定世界時（ＵＴＣ）」を取得した状態で、衛星時間基準に整合された時間マーカを生成することができる。これらのマーカは、一定間隔の刻み又はパルス、又は必要に応じて送信される単一マーカとすることができる。
【００３６】
マーカ信号は、データワードの到達、又はバイナリ論理デバイスの状態変化、又はプロセッサ上で実行中のソフトウエアプログラム内のフラグ、又は例えば位相測定デバイスにおいて少なくとも１つの特定のアナログ値に達する地点のような識別可能な移行とすることができる。
【００３７】
タイミングデバイスによって生成されるマーカ信号に関連する世界時タグは、マーカ自体の世界時を特定する。タグは、１つ又はそれよりも多くのプロセッサ上で実行中のソフトウエアプログラム間で送信されるメッセージ又はデータワードとすることができ、又は所定の開始点から１回カウントアップするなどでレジスタから取得することができ、又はタイミングデバイスによって世界時との整合が保たれているクロックから取得することができる。時間タグは、マーカ信号よりも前に、同時に、又は後に生成することができる。
【００３８】
時間タグは、誤っている（すなわち、期待測定誤差範囲内でない）世界時を特定することができる。これは、例えば、タイミングデバイスの電源が投入されたばかりの時、又は例えば信号受信の失敗などによりタイミングデバイスが同期維持の手段を一時的に失った場合と考えられる。次に、本発明は、識別された成分の受信の世界時が既に既知である場合には、時間マーカにおける誤差を明確にするために適用することができる。これは、本発明を用いるか、又は通信リンク上で又は端末に関連する遠隔又はローカルの他のタイミングデバイスによって供給される情報のような他の手段を通じた事前の関連付け／較正によるためであるとすることができる。ＷＯ−Ａ−２００５／０７１４３０の方法は、１つ又はそれよりも多くの受信機を有する移動体端末内で未較正の時間情報を較正する段階を説明している。
【００３９】
好ましくは、独立した発振器は、自励発振器である。独立した発振器は、時間基準として作動し、端末に関連するあらゆる発振器とすることができる。マーカ信号は、独立した発振器の位相に対して測定することができ、特定の実施例では、位相は、発振器によってトリガされるカウンタを用いることで判断することができる。カウンタは、あらゆるカウンタ、例えば、ハードウエアデバイス又はプロセッサ上で実行されるソフトウエア構成要素とすることができる。計数が変化する速度は、上下方向のいずれでも既知でなければならず、又はそれは、測定又は計算することもできる。
【００４０】
カウンタを駆動する独立した発振器における周波数誤差は、常に、時間マーカに対する識別成分の到達時間の推定値において誤差を生じさせる。より良好な精度が要求される場合には、適切な時間間隔で分けられた２つの時間マーカ信号及びそれらの時間タグをタイミングデバイスによって供給することができる。次に、発振器位相又はカウンタ状態におけるそれぞれの差を用いて、発振器の周波数を計算することができる。次に、計算された発振器の周波数を用いて推定到達時間情報の誤差を補正することができる。
【００４１】
ＧＳＭ端末の場合、カウンタは、ビットレートの４倍で実行し、端末の水晶発振器から導出されるクロック信号により駆動されるクウォータービットカウンタとすることができるであろう。カウンタは、受信信号と同期する必要はない。
【００４２】
別の実施例では、独立した発振器の位相は、デジタル又はアナログの位相ロックループで測定することができる。
【００４３】
識別された成分の受信のインスタントは、瞬時に測定する必要はなく、一般的に、瞬時に測定しないことが便利な場合もある。例えば、識別された成分としてＥＴＳを使用するＧＳＭ端末においては、多くの場合にベースバンドデータストリームがバッファに格納され、受信のインスタント後の何らかの時間に相互相関がデジタル的に実行される。この処理遅延は、一定でない場合があり、較正によって取り除くことができるので、本発明の特定の用途によっては実際には問題にならないと考えられる。しかし、一部の用途においては、識別成分が検出された状態で、バッファ及び処理の前の時点に戻って受信のインスタントを参照することができるように、独立した発振器の瞬時の計数値を用いてベースバンドデータストリームの各サンプルにタグ付けを行うことが便利な場合がある。通信受信機のアナログ部に関連する遅延が存在する場合もあるが、これは非常に小さいと考えられ、実際には一定であり、必要に応じて較正により取り除くことができるであろう。
【００４４】
世界時を識別成分の到達時間情報に関連付けるための計算は容易であり、以下の例によって示す。端末は、１ＭＨｚで実行するカウンタを駆動する独立した発振器を含む。ＧＰＳ受信機は、（秒単位で指定される）世界時τの時にマーカ信号を生成する。この時点でのカウンタ状態は、Ｎであると測定される。端末によって受信される信号の識別された成分の受信は、識別された成分がカウンタ状態Ｍ（非整数値が可能）にあることを検出して測定する処理によって判断される。次に、識別成分の受信の世界時は、ｆを１０6として以下のＴによって与えられる。
【数１】
2009530625.tif 000003
（１）
【００４５】
本発明の一部の用途においては、タイミングデバイスにマーカ信号を供給する方が上述のような逆の場合よりも好ましいことがある。
【００４６】
本発明の第２の態様によれば、無線測位システムの端末において、世界時を信号の識別成分の端末での到達時間情報に関連付ける方法が提供され、本方法は、独立した発振器からマーカ信号を取得する段階と、マーカ信号に世界時タグを割り当てる段階と、独立した発振器に対する識別された成分の到達時間情報を判断する段階と、世界時タグ及び判断された相対的な到達時間情報から識別成分の到達時間情報に対応する世界時を計算する段階と、計算された世界時を到達時間情報に関連付ける段階とを含む。
【００４７】
マーカ信号は、自励発振器とすることができる発振器によって駆動されるカウンタを用いて、例えば、独立した発振器の状態（その累積位相）が予め設定された値に適合する場合は常に生成することができる。マーカ信号は、カウンタが自己の全計数を通過するか、又は０に戻してリセットされるか、又は特定のカウンタビットが「ゼロ」から「１」に変化する時に発生する１クロックサイクル継続するパルスとすることができる。多くの手法が可能であり、マーカ信号は、１回だけ又は定期的に生成することができるが、各々の場合に、特定のマーカ信号が生成される時のカウンタの状態、及び従って独立発振器の状態を知る必要がある。
【００４８】
マーカ信号は、上述のようなＧＰＳ受信機のようなタイミングデバイスに送信することができ、そこで時間タグが割り当てられる。
【００４９】
本発明の第２の態様はまた、無線測位システムの無線端末を含み、端末は、世界時タグを生成するタイミングデバイスと、独立した発振器と、独立した発振器からマーカ信号を取得し、マーカ信号に世界時タグを割り当て、発振器に対する識別成分の到達時間情報を判断し、世界時タグ及び測定時間又は位相関係から識別成分の到達時間情報に対応する世界時を計算し、かつ計算された世界時を到達時間情報に関連付けるように配置されたプロセッサとを有する。
【００５０】
ここで、添付図面を参照して、本発明及び本発明を配備することができるシステムの実施例を以下で更に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
図１は、関連する使用中の送信基地局１０２及び隣接する送信基地局１０３及び１０４を有するＧＳＭ通信ネットワーク１０１の端末１００を示している。端末１００は、ネットワーク１０１から伝送を受信するための受信機２０１を含む通信モジュールを有するが、衛星測位システム１０５、具体的には、衛星１０６、１０７、１０８などからＧＰＳ信号を受信するための受信機２０８も有する。
【００５２】
図２には、端末１００がより詳細に示されている。通信モジュールの受信機２０１は、アンテナ２０２を通じて通信ネットワーク１０１から信号を受信し、リンク２０３を通じてベースバンドＩ及びＱサンプル（すなわち、同相及び直角位相）をプロセッサ２０４に転送する。プロセッサは、信号内の識別された成分、この場合はＥＴＳの到達を認識することができるソフトウエアプログラム２０５を実行中である。プロセッサ２０４は、双方向リンク２０７を通じてクロック信号、計数データ、及びパルスをカウンタ２０６から受信する。ＧＰＳ受信機２０８は、衛星１０６、１０７、１０８などからアンテナ２０９を通じて自己の信号を受信して、リンク２０９及び２１１を通じてプロセッサ２０４と通信を行う。ソフトウエアプログラム２１０もプロセッサ２０４上で実行中であり、本発明の方法を実行し、すなわち、世界時を端末によるＥＴＳの受信に関連付ける。
【００５３】
図３に示されている流れ図を参照して本発明の方法の実施例を示す。ＧＰＳ受信機２０８は、マーカ信号を関連の時間タグと共に段階３０１で生成する。これは、マーカ信号にＧＰＳ時のラベル付けを行う。ＧＰＳ受信機が完全な位置及び時間の解を最近取得していた場合は（通常は、少なくとも４つの衛星からの信号を受信する必要がある）、時間タグは正確であることになる。しかし、下記に示すように、時間タグは誤っている場合がある。マーカ信号、この場合はパルス、及び時間タグは、プロセッサ２０４上で実行中のソフトウエアプログラム２１０にリンク２０９を通じて送信される（段階３０２）。プロセッサは、この場合は１ＭＨｚのクロック速度を有する１６ビットの連続アップカウンタであるカウンタ２０６の状態を読み取ることにより応答する（段階３０３）。カウンタ状態は、式１のＮの値である。
【００５４】
一方、段階３０１から３０３までとは非同期的に、通信受信機２０１は、段階３０４でＥＴＳを受信して（これらは、５０ｍｓ毎又はその程度で発生する）、リンク２０３を通じて対応するベースバンドＩ及びＱサンプルをプロセッサ２０４に転送する。カウンタ２０６は、プロセッサ２０５に定期的に割り込みを行い、プロセッサは、カウンタ状態を対応するＩ及びＱサンプルに関連付けることにより応答する。プログラム２０５は、ＥＴＳテンプレートとの複素相互相関、及び次に補間を実行し、その結果、それは、計算後に、サブカウント精度を有するカウンタに対するＥＴＳの到達のインスタントの値を有する（段階３０５）。式１のＭに等しいこの値は、段階３０６でソフトウエアプログラム２１０に転送される。
【００５５】
ソフトウエアプログラム２１０は、ここで、式１を用いてＥＴＳのＧＰＳ時を計算することができる（段階３０７）。カウンタ２０６の速度は、正確に１ＭＨｚと仮定される。マーカ信号の生成とＥＴＳの到達の間に経過した時間が十分に短いという条件の下で、カウンタ速度誤差は無視することができる。より良好な精度が要求される場合には、適切な時間間隔で分けられた２つのマーカ信号、並びにそれらの時間タグτ1及びτ2をＧＰＳ受信機２０８によって供給することができる。次に、カウンタの状態Ｃ1及びＣ2における各々の差を用いて、以下の式によりカウンタ速度を計算することができ、ここで、式（１）のｆの代わりに値ｆcが使用されている。
【数２】
2009530625.tif 000004
（２）
【００５６】
本発明の方法はまた、衛星信号の取得又は再取得の支援のためにＧＰＳ受信機にＧＰＳ時を提供するのに使用することができる。この場合、ソフトウエアプログラム２１０は、上述のような最新の較正を実行したことから、又は他の場所から（例えば、ネットワーク１０１内のサーバから）送信される情報からＥＴＳ信号のＧＰＳ時に対する較正を利用することができると仮定される。プロセッサは、次に、段階３０１でＧＰＳ受信機により供給されたＧＰＳ時間タグとＥＴＳの到達及び較正情報から計算されたＧＰＳ時との間の差を計算する付加的な段階３０８を行うことができる。これは、リンク２１１を通じてクロック誤差としてＧＰＳ受信機に供給することができる。このクロック誤差計算は、代わりにＧＰＳ受信機内部で実行することができる。この場合には、ＥＴＳの受信及び較正情報から計算された世界時がＧＰＳ受信機に供給される。
【００５７】
図４に示す流れ図を参照して、本発明の第２の態様の方法の実施例を示す。カウンタ２０６は、１６ビットの連続アップカウンタであり、それは、計数が６５、５３５の全計数から０に移行する時は常に、マーカ信号、この場合はパルスを段階４０１で生成する。このカウンタのクロック速度は、１ＭＨｚであり、従って、これらのパルスは、約６５ｍｓ毎に発生する。パルスは、リンク２０７及び２１１を通じてＧＰＳ受信機２０８に供給されて（段階４０２）、ここでＧＰＳ受信機は、ＧＰＳ時を測定する（段階４０３）。この場合に、ＧＰＳ受信機は、パルスを期待するように事前準備されており、自己の内部クロックがＧＰＳ時（この例では世界時）に較正されるように完全な位置及び時間の解を計算している。リンク２１１を通じたマーカ信号パルスの到達により、現在のＧＰＳ時においてレジスタがラッチされ、この時間が読み出されて、時間タグとしてリンク２０９を通じてプロセッサ２０４に送り戻される（段階４０４）。
【００５８】
一方、段階４０１から４０４までとは非同期的に、通信受信機２０１は、段階４０５でＥＴＳを受信して、リンク２０３を通じて対応するベースバンドＩ及びＱサンプルをプロセッサ２０４に転送する。カウンタ２０６は、プロセッサ２０５に定期的に割り込みを行い、プロセッサは、カウンタ状態を対応するＩ及びＱサンプルに関連付けることにより応答する。プログラムは、ＥＴＳテンプレートとの複素相互相関、及び次に補間を実行し、その結果、計算後に、プログラムは、サブカウント精度を有するカウンタに対するＥＴＳの到達のインスタントの値を有する（段階４０６）。この値は、段階４０７でソフトウエアプログラム２１０に転送される。
【００５９】
ソフトウエアプログラム２１０は、ここで、式１を用いてＥＴＳのＧＰＳ時を計算することができる（段階４０８）。カウンタ２０６の速度は、正確に１ＭＨｚと仮定される。上述の最初の例のように、実際の周波数は、ＧＰＳ受信機２０８によって測定されるカウンタ２０６からの２つの連続するマーカ信号、及びＧＰＳ時の差から推定されるカウンタ速度、及び１つのパルスと次のパルスの間のカウンタ状態の変化（この例では６５、５３６）を用いて判断することができる。
【００６０】
本発明の方法はまた、衛星信号の取得又は再取得の支援のためにＧＰＳ受信機にＧＰＳ時を提供するのに使用することができる。この場合、ソフトウエアプログラム２１０は、上述のような最新の較正を実行したことから、又は他の場所から（例えば、ネットワーク１０１内のサーバから）送信される情報からＥＴＳ信号のＧＰＳ時に対する較正を利用することができると仮定される。プロセッサは、次に、段階４０４でＧＰＳ受信機により供給されたＧＰＳ時間タグとＥＴＳの到達及び較正情報から計算されたＧＰＳ時との間の差を計算する付加的な段階４０９を行うことができる。これは、リンク２１１を通じてクロック誤差としてＧＰＳ受信機に供給することができる。このクロック誤差計算は、代わりにＧＰＳ受信機内部で実行することができる。この場合には、ＥＴＳの受信及び較正情報から計算された世界時がＧＰＳ受信機に供給される。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】通信ネットワークの端末、送信基地局、及びＧＰＳ衛星を有するシステムを示す図である。
【図２】本発明を具現化する端末を示す図である。
【図３】本発明の第１の態様の流れ図である。
【図４】第２の態様の流れ図である。
【符号の説明】
【００６２】
１００  端末
１０１  ＧＳＭ通信ネットワーク
１０２  使用中の送信基地局
１０５  衛星測位システム
【図１】
2009530625.tif 000005
【図２】
2009530625.tif 000006
【図３】
2009530625.tif 000007
【図４】
2009530625.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成21年2月13日(2009.2.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線測位システムの端末での信号の識別された成分の到達時間情報に世界時を関連付ける方法であって、
関連する世界時タグを有するマーカ信号をタイミングデバイスから取得する段階と、
前記マーカ信号と独立した発振器との間のタイミング関係を測定する段階と、
前記独立した発振器に対して、前記識別された成分の到達時間情報を判断する段階と、
前記世界時タグ及び前記測定されたタイミング位相関係から前記識別された成分の前記到達時間情報に対応する世界時を計算する段階と、
前記計算された世界時を前記到達時間情報に関連付ける段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
信号の識別された成分の到達時間情報に世界時を関連付ける方法であって、
独立した発振器からマーカ信号を取得する段階と、
前記マーカ信号に世界時タグを割り当てる段階と、
前記独立した発振器に対して、前記識別された成分の到達時間情報を判断する段階と、
前記世界時タグ及び前記判断された相対到達時間情報から前記識別された成分の前記到達時間情報に対応する世界時を計算する段階と、
前記計算された世界時を前記到達時間情報に関連付ける段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
前記到達時間情報は、受信のインスタント、又は前記識別成分が検出される時のインスタントに対応する遅延時間であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記到達時間情報は、受信信号の識別成分の予測した将来到達時間に関連していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記到達時間情報の複数の測定値が、将来、現在、又は過去のイベントのより良好な測定値を生成するように、組み合わされることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記マーカ信号が、データワードの到達、又はバイナリ論理デバイスの状態変化、又はプロセッサ上で実行中のソフトウエアプログラム内のフラグ、又は例えば位相測定デバイスにおいて少なくとも１つの特定のアナログ値に到達する地点のような識別可能な移行であることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記タイミングデバイスによって生成されるマーカ信号に関連する世界時タグは、マーカ自体の世界時を特定することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記タグは、１つ又はそれよりも多くのプロセッサ上で実行中のソフトウエアプログラム間で送信されるメッセージ又はデータワードであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記タグは、レジスタ、又はタイミングデバイスによって世界時との整合が保たれているクロックから取得されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記時間タグが、誤っている世界時を特定し、識別された成分の受信の世界時が既に既知である場合には、前記時間マーカにおける誤差が、決定されることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記マーカ信号は、前記独立した発振器の位相に対して測定されることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記位相は、前記独立した発振器によってトリガされるカウンタの使用により、決定されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
適切な時間間隔で分けられた２つのマーカ信号、並びにそれらの時間タグが、タイミングデバイスによって供給され、次に、前記独立した発振器位相又はカウンタ状態におけるそれぞれの差が、発振器の周波数を計算するのに使用され、計算された発振器の周波数は、推定到達時間情報における誤差を補正するために使用されることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
無線測位システムの無線端末であって、
信号の世界時が既知であるマーカ信号を生成するためのタイミングデバイスと、
独立した発振器と、
前記タイミングデバイスから前記マーカ信号を取得し、該マーカ信号と前記独立発振器の間のタイミング関係を測定し、該発振器に対して識別成分の到達時間情報を判断し、前記世界時のタグ及び該測定されたタイミング位相関係から該識別成分の該到達時間情報に対応する世界時を計算し、かつ該計算された世界時を該到達時間情報に関連付けるように配置されたプロセッサと、
を有することを特徴とする端末。
【請求項１５】
無線測位システムの無線端末であって、
世界時タグを生成するタイミングデバイスと、
独立した発振器と、
前記独立した発振器からマーカ信号を取得し、該マーカ信号に前記世界時タグを割り当て、該発振器に対して識別成分の到達時間情報を判断し、該世界時タグ及び該判断された到達時間から該識別成分の該到達時間情報に対応する世界時を計算し、かつ該計算された世界時を該到達時間情報に関連付けるように配置されたプロセッサと、
を有することを特徴とする端末。
【請求項１６】
通信ネットワークの端末を含むことを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の無線端末。
【請求項１７】
前記独立した発振器は、自励発振器であることを特徴とする請求項１４から請求項１６のいずれか１項に記載の無線端末。
【請求項１８】
前記マーカ信号は、前記プロセッサの前記独立発振器の位相に対して測定されることを特徴とする請求項１４から請求項１７のいずれか１項に記載の無線端末。
【請求項１９】
前記プロセッサは、前記位相を判断するために前記独立発振器によってトリガされるカウンタを含むことを特徴とする請求項１８に記載の無線端末。
【請求項２０】
前記カウンタは、ハードウエアデバイスであることを特徴とする請求項１９に記載の無線端末。
【請求項２１】
前記カウンタは、前記プロセッサで実行されるソフトウエア構成要素であることを特徴とする請求項１９に記載の無線端末。
【請求項２２】
請求項１乃至１３のいずれか１項記載の方法を含む通信ネットワークの端末の位置を見い出す方法。
【国際調査報告】
2009530625.tif 000009
2009530625.tif 000010