(57)【要約】【解決手段】無線端末は、エアーリンクを介して基地局位置を受信し、基地局に対する自分の相対位置を判定し、タイミング調節補正値を決定する。無線端末は、決定されたタイミング補正値を用いて、アップリングシグナリングタイミングを制御し、基地局の受信機において同期を達成する。無線端末は、基地局に対する自分の相対速度を判定し、アップリックキャリア周波数又はベースバンド信号に加わるドップラーシフト調節値を決定する。無線端末は、移動中の基地局の位置を判定し、タイミング補正値及び／又は周波数補正値を決定する。基地局位置は、例えば静止衛星の場合、現在時間と、基地局位置と時間とを相関付ける格納情報とから判定される。基地局位置情報は、航空機基地局の場合、例えばＧＰＳ基地局位置のような、ブロードキャストされた情報から判定される。無線端末は、モバイルでありうる。そして、無線端末位置判定のためのＧＰＳ受信機を含む。【選択図】      図１４
2009503935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信端末を動作させる方法であって、
エアーリンクを介して基地局位置情報を受信することと、
前記受信した基地局位置情報と無線通信端末位置情報とに基づいて、タイミング補正値及び周波数補正値のうちの一方を決定することと
を備える方法。
【請求項２】
前記周波数補正値は、ドップラーシフト補正値である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記タイミング補正値は、アップリンク往復タイミング遅延補正値である請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記基地局位置情報は、位置座標情報である請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記基地局位置情報は、定期的間隔で受信される請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記基地局位置情報は、基地局と無線通信端末との間の判定される距離が、各更新間で１１ｋｍを超えるまで変わらないような、前記基地局と無線通信端末との間の距離を判定するのに十分なレートで通信される請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記基地局位置情報は、基地局位置を１１ミリ秒毎に１度判定するレートか、それを超えるレートで通信される請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記無線通信端末位置情報は、予めプログラムされる請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記無線通信端末位置は、ＧＰＳから判定される請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記無線通信端末位置は、受信された信号の三角測量から判定される請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記無線通信端末は航空車両であり、前記基地局位置情報は、３６秒毎に少なくとも１度送信される請求項４に記載の方法。
【請求項１２】
前記基地局位置情報は、１秒毎に少なくとも１度送られる請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記エアーリンクを介して通信される基地局位置情報が、ＯＦＤＭシグナリングを用いて通信される請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
無線通信端末であって、
エアーリンクを介して基地局位置情報を受信する受信機と、
前記受信した信号から、基地局の位置を判定する基地局位置判定モジュールと、
前記基地局と前記無線通信端末との間の相対距離を判定する相対距離判定モジュールと、
前記判定した相対距離の関数として、タイミング調節動作を実行するタイミング同期モジュールと
を備える無線通信端末。
【請求項１５】
前記基地局位置判定モジュールに接続され、前記基地局に対する前記無線通信端末の相対速度を判定する相対速度判定モジュールを更に備える請求項１４に記載の無線通信端末。
【請求項１６】
前記相対距離判定モジュールに無線通信端末位置情報を提供する無線端末位置判定モジュールを更に備える請求項１５に記載の無線通信端末。
【請求項１７】
異なる時点において、更新された基地局位置情報が受信され、前記相対距離判定モジュールは、前記更新された基地局位置情報を用いて、判定される距離が、連続した距離判定の間で１１ｋｍを超えるまで変わらないように、前記基地局と前記無線通信端末との間の距離を判定するのに十分なレートで動作する請求項１５に記載の無線通信端末。
【請求項１８】
前記基地局位置情報は、１１ミリ秒であるかあるいはそれよりも小さな時間間隔で、前記受信機によって受信される請求項１５に記載の無線通信端末。
【請求項１９】
前記無線通信端末位置は固定されており、前記無線通信端末は、予めプログラムされた無線通信端末位置情報を格納するメモリーを含む請求項１４に記載の無線通信端末。
【請求項２０】
前記無線通信端末は、グローバル測位信号受信機と、前記受信したグローバル測位信号から前記無線通信端末位置を判定する、グローバル測位信号ベースの無線通信端末位置判定モジュールとを含む請求項１５に記載の無線通信端末。
【請求項２１】
前記無線通信端末位置判定モジュールは、複数の基地局から受信した信号から無線通信端末位置を判定する三角測量モジュールである請求項１６に記載の無線通信端末。
【請求項２２】
前記無線通信端末は、航空車両内に存在する請求項１５に記載の無線通信端末。
【請求項２３】
前記基地局位置情報は、３６秒毎に少なくとも１度受信される請求項２２に記載の無線通信端末。
【請求項２４】
前記受信機はＯＦＤＭ受信機であり、前記基地局位置情報は、ＯＦＤＭシグナリングを用いてエアーリンクを介して通信される請求項１４に記載の無線通信端末。
【請求項２５】
前記受信したＯＦＤＭ信号を復号して、前記通信された基地局位置情報を取得するデコーダを更に備える請求項２４に記載の無線通信端末。
【請求項２６】
通信方法であって、
第１の基地局を識別する第１の基地局識別情報を定期的に送信し、
第１の基地局位置情報を定期的に送信する
ように前記第１の基地局を動作させる方法。
【請求項２７】
前記第１の基地局は、移動している基地局であり、前記基地局位置情報を定期的に送信するステップは、
基地局位置における時間にわたった変化を反映するために、前記基地局位置情報を更新することを含む請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記基地局位置情報は、位置座標情報である請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
異なる時点において前記第１の基地局が存在する位置を示し、前記第１の基地局に含まれる格納された位置情報を用いて、前記基地局位置情報が、定期的な間隔で更新される請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１の基地局は、非静止衛星基地局であり、前記格納された位置情報は、前記非静止衛星基地局の軌道経路に関する情報を含む請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記第１の基地局は、前記判定される距離が、位置送信更新の間で１１ｋｍを超えるまで変わらないように、前記基地局と前記無線通信端末との間の距離を判定するのに十分なレートで基地局位置情報を送信する請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記基地局位置情報は、１１ミリ秒毎に少なくとも１つの位置情報が送信されるようなレートで、定期的ベースで送信される請求項２８に記載の方法。
【請求項３３】
グローバル測位信号を受信するように前記第１の基地局を動作させることと、
前記受信したグローバル測位信号から前記第１の基地局位置を判定するように前記第１の基地局を動作させることと
を更に備え、
前記判定された位置は、前記位置情報によって送信される請求項２６に記載の方法。
【請求項３４】
受信した信号を三角測量することによって、位置を判定するように前記第１の基地局を動作させることを更に備える請求項２６に記載の方法。
【請求項３５】
前記受信した信号は、複数の基地局からのＯＦＤＭビーコン信号である請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記第１の基地局は、航空車両に含まれる請求項２８に記載の方法。
【請求項３７】
前記基地局位置情報は、１秒毎に少なくとも１度送られる請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記第１の基地局は、前記位置情報を、ＯＦＤＭシグナリングを用いて、無線通信チャネルを介して送信する請求項２６に記載の方法。
【請求項３９】
ユーザーデータを、ＯＦＤＭシグナリングを用いて無線通信端末へ送信するように前記第１の基地局を動作させることと、
ＯＦＤＭシグナリングを用いて前記無線通信端末から通信されたユーザーデータを受信するように前記第１の基地局を動作させることと
を更に備える請求項２６に記載の方法。
【請求項４０】
少なくともある期間、前記第１の基地局の有効範囲領域に隣接して位置する送信有効範囲領域を有する第２の基地局を、
前記第１の基地局識別情報と異なり、前記第２の基地局を識別する第２の基地局識別情報を定期的に送信し、第２の基地局位置情報を定期的に送信するように動作させることを更に備える請求項２６に記載の方法。
【請求項４１】
前記第１及び第２の基地局は移動している基地局であり、
前記第２の基地局位置情報を定期的に送信するステップは、
前記第２の基地局の時間にわたった位置の変化を反映するために、前記第２の基地局位置情報を更新することを含む請求項２７に記載の方法。
【請求項４２】
前記第１及び第２の基地局は、航空車両ベースの基地局である請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記第１及び第２の基地局は、衛星ベースの基地局である請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
前記第１の基地局は、ＯＦＤＭシグナリングを用いたポータブルな地上ベースの基地局である請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モバイル通信システムに関し、更に詳しくは、タイミング補正及び/又は周波数補正を行うための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動は、無線端末と基地局との間の通信を複雑にする。なぜなら、移動は、通常、無線端末と基地局との間の距離を変化させるからである。無線端末と基地局との間の相対的な位置の変化は、基地局と無線端末との間での信号の通信に必要な時間の変化によって、送信タイミングエラーをもたらす。移動はまた、移動によって生じるドップラーシフトと、送信処理中における基地局と無線端末との間の相対距離の変化との結果として、周波数エラーをももたらす。
【０００３】
特に、移動が非常に遅い場合、幾つかのシステムは、ある程度の移動を許容することができるが、多くのシステムは、基地局と無線端末との間の相対的な移動、例えば速度が増えると、不具合が生じる。これは、例えば車や列車のような移動中の車両で一般に遭遇することである。航空機は、通常、車や列車よりも速く移動するので、飛行中の航空機に位置する無線端末の場合、特に問題となる。
【０００４】
移動が生じるところでは、基地局と無線端末との間の相対距離に関する移動の影響が予測され、距離の変化を補償するために、送信タイミング補正値が生成されると仮定する。更に、距離の変化が知られており、その変化速度も知られているのであれば、ドップラーシフトを補償する周波数補正値が生成される。
【０００５】
移動中の無線端末が、固定された既知の位置に配置された基地局と対話する１つの既知システムでは、無線端末は、基地局位置情報を用いて事前にプログラムされる。事前にプログラムされた既知の基地局位置情報は、その後、ケーブルを介して無線端末に接続された外部全地球測位システム（ＧＰＳ）から得られた無線端末位置情報と組み合わせて使用される。この既知のシステムでは、ＧＰＳ位置情報が、事前にプログラムされた既知の基地局位置情報と比較され、無線端末が通信する基地局の既知の固定位置と、ＧＰＳデバイスによって判定された無線端末の位置との間の相対的な距離が判定される。そして、判定された距離情報における変化が使用され、基地局の固定位置と、移動によって時間とともに変化する無線端末の位置との間の距離における変化速度が推定される。判定された距離変化に基づいて、既知のシステムにおいて、送信タイミング補正値が生成される。一方、ドップラーシフトを補償することが意図された周波数補正値もまた、同じ情報に基づいている。
【０００６】
この既知のシステムは、無線端末に事前にプログラムされた既知の固定位置を基地局が有するシステムに対して適切に動作する一方、無線端末に事前にプログラムされた既知の固定基地局位置に依存するアプローチは、幾つかの欠点を有し、多くのアプリケーションに対して適切ではない。
【０００７】
例えば、無線端末が動作する時間において、基地局の位置が知られていない場合、事前にプログラムされた基地局位置情報ｎ依存するこの周知のアプローチは適切ではないので、無線端末への事前プログラミングのために利用することはできない。そのような位置情報は利用することはできない。なぜなら、無線端末が動作していないとき、基地局も動作していないからである。更に、無線端末が対話を求める基地局は、位置情報が無線端末に事前にプログラムされる基地局のリスト内に含まれていない。なぜなら、例えば、基地局は、別のサービスプロバイダのネットワークに対応しているので、位置情報が無線端末の送信者に利用可能ではないか、又は、無線端末が基地局と対話すると予測されていないからである。また、メモリー制約は、無線端末に事前にプログラムされる基地局位置情報の量を制限することに責任を持つ。例えば、全ての地上基地局の位置を示す情報を用いて無線端末をプログラムすることは、現実的ではない。
【０００８】
この既知のシステムは、基地局の移動を考慮することができず、予め定められた既知の固定位置を有する基地局に依存して、良好な通信をサポートする。基地局位置情報を事前にプログラムすることは、例えば、ネットワークローミングをサポートする必要がない場合のような、幾つかの限定されたアプリケーションに対しては満足いくものかもしれないが、固定基地局位置情報を用いて無線端末をプログラムすることは可能ではないかもしれない。なぜなら、例えば、航空機や非静止衛星のような移動体に基地局が搭載されるかもしれないからである。更に、無線端末が配置された時、無線端末がサービスに入った後に基地局が動作するかもしれないので、特定の基地局の位置はわからないかもしれない。
【０００９】
上記を考慮して、無線端末が、基地局の位置を発見し、その位置情報を用いて、基地局に対する無線端末の位置の変化を考慮し、補償することを可能にする方法及び装置に対するニーズがあることが認識されるべきである。
【発明の開示】
【００１０】
本発明は、タイミング補正及び／又は周波数補正に関する動作を含み、無線端末と基地局との間の通信をサポートする方法及び装置に向けられる。必ずしも全てではないが、幾つかの実施形態では、無線端末と基地局とのうちの少なくとも一方が移動している。
【００１１】
様々な実施形態では、無線端末が、基地局から、エアーリンクを介して信号を受信する。この受信された信号は、基地局の位置を指定する位置情報を含む。無線端末は、受信された基地局信号、例えば、受信された信号で指定された位置情報から判定された基地局位置情報と、無線端末位置情報とに基づいて、タイミング補正値及び周波数補正値のうちの少なくも一方を決定する。幾つかの実施形態では、タイミング補正値は、アップリンク往復タイミング遅延補正値である。幾つか実施形態では、周波数補正値は、ドップラーシフト補正値である。様々な実施形態では、基地局位置情報は、例えば、緯度／経度／高度からなる情報のセットのような位置座標情報である。幾つかのそのような実施形態では、この位置座標情報と共に、対応する時間タグ情報が含まれる。
【００１２】
幾つかの実施形態では、基地局位置情報は、定期的な間隔で通信される。幾つかの実施形態では、基地局位置の通信レートは、判定される距離が、更新間で１１ｋｍを超えるまで変化しないような、基地局と無線端末との間の距離を判定するための十分なレートである。幾つかの実施形態では、基地局位置は、１１ミリ秒毎に１度基地局位置を判定をするか、それを超えるレートで通信される。
【００１３】
例えば、静止している無線端末のような幾つかの無線端末の場合、この無線端末の位置は、事前にプログラムされうる。例えばＧＰＳ機能を含むモバイルノードのような幾つかの無線端末の場合、無線端末の位置は、受信したＧＰＳ信号から判定される。幾つかの無線端末については、無線端末の現在位置が、例えば、複数の基地局から受信したビーコン信号や基地局位置情報信号のような受信信号を用いて、三角測量のような位置決め技術から判定される。幾つかの実施形態では、無線端末は航空車両に位置し、基地局位置情報が、基地局によって、例えば、多元接続直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）システムのような無線通信システムのタイミング同期要件や周波数同期要件をサポートするのに十分なレートで送られ、例えば、３６秒毎に少なくとも１つの基地局位置信号のように、基地局に対する無線端末の期待される最大速度を考慮する。幾つかの実施形態では、基地局位置情報は、毎秒少なくとも１度送られる。例えば、基地局は、位置修正値を毎秒出力するＧＰＳ受信機を用いて、定期的なベースでその位置を決定することができる。そして、基地局は、無線端末にブロードキャストされたその位置メッセージ内で各修正値を通信することができる。
【００１４】
様々な実施形態では、基地局位置情報は、無線端末が、事前に格納された基地局位置情報を有する必要なく、基地局によって送信された信号から、無線端末によって決定される。そのような幾つかの実施形態では、基地局は、特定の時点において、位置を示す信号を送信する。幾つかの実施形態では、基地局は、異なる時点において、どこに位置するかを示すスケジュールを送信する。他の実施形態では、基地局は、基地局が時間にわたって従う経路について、その位置を、信号内に指定することができる。そのような仕様は、基地局速度や方向に加えて、基準位置、その位置に基地局が存在する時間、又は、基準位置からの既知の距離を含む。この情報から、無線端末は、基地局の位置を判定し、提供された情報を用いて、基地局の予測される位置を、時間にわたって計算することができる。
【００１５】
本発明の他の実施形態に従って、基地局位置は、無線端末が通信を希望している基地局の位置を、基地局から受信した信号と、例えば、無線端末によって知られた位置にある他の基地局からの信号のような１又は複数の信号ソースとから三角測量を行うことによって判定される。基地局から受信した信号から得られる基地局基地情報は、例えば、タイミング補正信号や周波数補正信号のような１又は複数の補正信号を生成するために無線端末によって使用される。
【００１６】
移動の効果を考慮することによって、ドップラーシフトや、基地局と無線端末との間を信号が移動するのに要する時間量の変化の効果を補償するために、周波数調整値及び／又はタイミング調整値が生成される。基地局と無線端末との間の相対的な移動に基づいて補正を行うことによって、基地局とモバイルノードとの間で交換される制御シグナリングのタイプやタイミングの低減されたレートで、通信をサポートすることができる。なぜなら、無線端末は、基地局に対するその相対位置の変化を考慮して、信号調節を行い、例えば、タイミング制御処理の一部として、基地局から受信される調節信号及び／又は補正信号を待つ必要が無いからである。
【００１７】
本発明の方法及び装置は、広範囲なアプリケーションに適用可能であるが、特にＯＦＤＭアプリケーションに適している。ＯＦＤＭアプリケーションでは、送信されたシンボルが、例えば、タイミング同期が図られた手法で、基地局において受信される異なる無線端末からのシンボルを用いて、予測可能な方法で基地局に到着できることが重要である。更に、移動によるドップラーシフトの効果を考慮することによって、周波数における移動の効果が考慮され、復号処理中や、例えば基地局へ信号を送信する前に移動によってもたらされる周波数シフトを補正することが可能となる。
【００１８】
本発明の方法及び装置は、基地局に適用可能な様々な機能を有する一方、他の機能はモバイル端末に適用可能である。これら機能は、多くのシステムにおいて共に使用することができるが、これは、全ての実施形態において必ずしも必要ではない。例えば、幾つかの実施形態では、無線端末は、例えば周波数補正値やタイミング補正値のような移動ベースの補正演算を、基地局が送信する位置情報を用いずに行う。
【００１９】
本発明の方法及び装置の更なる多くの利点、実施形態、及び特徴が、以下の詳細記述で説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明に従い、かつ、本発明の方法を用いて実施される典型的な通信システム１００の図である。システム１００は、本発明に従って、無線端末と基地局との間の無線通信に関して、タイミング同期調節及び／又はドップラーシフト周波数調節とを実行する装置及び方法を含む。典型的なシステム１００は、例えば、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）多元接続無線通信システムである。システム１００は、複数のセル（セル１  １０２、セルＭ  １０４）を含んでいる。各セル（セル１  １０２、セルＭ  １０４）はそれぞれ、対応する基地局（ＢＳ  １  １０６、ＢＳ  Ｍ  １０８）の無線有効範囲領域を示す。セル（１０２，１０４）は、３次元の有効範囲領域を含みうる。複数の無線端末（ＷＴ）（ＷＴ  １  １１０，ＷＴ  Ｎ  １１２、ＷＴ  １’  １１４，及びＷＴ  Ｎ’１１６）がシステム１００に含まれる。少なくともＷＴのうちの幾つかはモバイルノード（ＭＮ）である。ＭＮは、システム１００中を移動し、他のＢＳとの無線リンクを確立する。ＢＳは、ＷＴが現在位置しているセルに対応している。図１では、（ＷＴ  １  １１０，ＷＴ  Ｎ  １１２）が、無線リンク（１１８，１２０）を経由してＢＳ  １  １０６にそれぞれ接続される。また、（ＷＴ  １’  １１４，ＷＴ  Ｎ’  １１６）が、無線リンク（１２２，１２４）を経由してＢＳ  Ｍ  １０８にそれぞれ接続される。
【００２１】
ＢＳ（１０６，１０８）はそれぞれ、ネットワークリンク（１２８，１３０）を経由してネットワークノード１２６に接続される。ネットワークノード１２６は、ネットワークリンク１３２を経由して、例えば、ルータ、他の基地局、ＡＡＡサーバノード、ホームエージェントノード等のような他のネットワークノードや、インターネットに接続される。ネットワークリンク１２８，１３０，１３２は、例えば光ファイバリンク、マイクロ波リンク等でありうる。ネットワークノード１２６及びネットワークリンク１２８，１３０，１３２は、様々なＢＳをともにリンクし、コネクションを提供するバックホールネットワークの一部である。これによって、１つのセルに位置するＷＴは、異なるセル内のピアノードと通信できるようになる。
【００２２】
システム１００は、セル当たり１つのセクターを備えたセルを有して示されている。更に、本発明の方法及び装置は、例えばセル当たり２個、３個、あるいはそれ以上のように、セル当たり１より多いセクターを有するシステムや、システムの別の部分において、セル当たり異なる数のセクターを有するシステムにおいても適用可能である。更に、本発明の方法及び装置はまた、少なくとも１つの基地局及び１つの無線端末を含む多くの非セルラ無線通信システムにも適用可能である。
【００２３】
図２は、本発明に従い、かつ、本発明の方法を用いて実施される、例えばＯＦＤＭ基地局のような典型的な基地局２００の図である。典型的なＢＳ２００は、図１のＢＳ（１０６，１０８）のうちの何れかでありうる。典型的なＢＳ２００は、受信機２０２、送信機２０４、プロセッサー２０６、Ｉ／Ｏインターフェース２０８、及びメモリー２１０を含む。これらは、バス２１２を介して共に接続されており、これによって、各要素は、データや情報を交換することができる。
【００２４】
受信機２０２には受信アンテナ２０３が結合されており、これによって、ＢＳ２００は、ＷＴからのアップリンク信号を受信することができる。受信機２０２は、受信したアップリンク信号を復号するデコーダ２１４を含んでいる。送信機２０４には送信アンテナ２０５が結合されており、これによって、ＢＳ２００は、ＷＴへダウンリンク信号を送信することができる。送信機２０４は、ダウンリンク信号によって送信されるデータ／情報を符合化するエンコーダ２１６を含んでいる。Ｉ／Ｏインターフェース２０８は、基地局を、他のネットワークノード及び／又はインターネットに接続する。
【００２５】
幾つかの実施形態では、組込式ＧＰＳ受信機２０７が含まれ、これもバス２１２に接続される。そのような実施形態では、ＧＰＳ受信機が、受信したＧＰＳ信号を処理して、ＢＳの推定位置を取得することができる。幾つかのそのような実施形態では、推定されたＧＰＳ位置が、例えば定期的に、ダウンリンクによってブロードキャストされ、ＷＴによって使用される。幾つかの実施形態では、例えば外部ＧＰＳ受信機やその他の位置ソースデバイスへの外部インターフェースのような外部インターフェース２０９が含まれ、これもまたバス２１２に接続される。外部インターフェース２０９は、ダウンリンクによってブロードキャストされた基地局位置情報を受信する。
【００２６】
メモリー２００は、ルーチン２１８やデータ／情報２２０を含んでいる。例えばＣＰＵのようなプロセッサー２０６は、ルーチン２１８を実行し、メモリー２１０内のデータ／情報を用いて、基地局の動作を制御し、本発明の方法を実施する。ルーチン２１８は、通信ルーチン２２２と基地局制御ルーチン２２４とを含んでいる。通信ルーチン２２２は、ＢＳ２００によって使用される様々な通信プロトコルを実施する。幾つかの実施形態では、通信モジュール２２２はまた、受信機２０２や送信機２０４の動作を制御する。基地局制御ルーチン２２４は、スケジュールモジュール２２６及びＩ／Ｏインターフェース制御モジュール２２６を含んでいる。例えばスケジューラのようなスケジュールモジュール２２６は、例えばアップリンクチャネルセグメントやダウンリンクチャネルセグメントのようなエアーリンクリソースをＷＴユーザーに対してスケジュールする。Ｉ／Ｏインターフェース制御モジュール２２８は、Ｉ／Ｏインターフェース２０８の動作を制御する。様々な実施形態は、基地局位置判定モジュール２３０、ＢＳ位置シグナリングモジュール２３２、及び、ＢＳ時間シグナリングモジュール２３４のうちの１又は複数を含んでいる。ＢＳ位置判定モジュール２３０は、内部及び／又は外部位置表示ソースを用いてＢＳ位置を判定する。幾つかの実施形態では、このモジュール２３０は、ＧＰＳ制御モジュール２３６を含んでいる。ＧＰＳ制御モジュール２３６は、組込式ＧＰＳ受信機２０７の動作と、受信機からの位置情報の転送とを制御する。幾つかの実施形態では、モジュール２３０は、外部インターフェース制御モジュール２３８を含む。外部インターフェース制御モジュール２３８は、外部インターフェース２０８の動作と、インターフェースを経由した位置情報の転送とを制御する。
【００２７】
ＢＳ位置シグナリングモジュール２３２は、基地局位置メッセージの生成と、基地局位置のダウンリンクを経由した送信とを制御する。幾つかの実施形態では、ＷＴが登録する場合、このＷＴにＢＳ位置が通信される。一方、その他の実施形態では、ＢＳ位置が、定期的に送信される。ＢＳ時間シグナリングモジュール２３４は、幾つかの実施形態において、ＢＳ位置が通信される時間を制御し、例えば、定期的な送信スケジュールを維持する。幾つかの実施形態において、ＢＳ時間シグナリングモジュール２３４は、例えば追加時間タグ情報のような時間情報をＢＳ位置に通信する。これによって、ダウンリンクシグナリングを通じて通信されたＢＳ位置メッセージも、固定位置が得られた時間を与えることができる。
【００２８】
データ／情報２２０は、複数のＷＴデータ／情報２４６（ＷＴ  １データ／情報２５０、ＷＴ  Ｎデータ／情報２５２）と、ブロードキャストＢＳ識別情報２５４とを含む。ＷＴ  １データ／情報２５０は、ユーザーデータ２５３、ＷＴ識別情報２５４、及び、デバイス／セッション／リソース情報２５５を含んでいる。様々な実施形態では、ＧＰＳ組込受信機制御情報２５６、外部インターフェース制御情報２５８、位置情報２６２と時間情報２６４とを含むＧＰＳ導出基地局情報２６０、ＢＳ位置情報送信間隔タイミング情報２６６、ＢＳ位置座標情報２６８、ＢＳブロードキャスト時間情報２７０のうちの１又は複数が含まれる。
【００２９】
図３は、本発明に従い、かつ、本発明の方法を用いて実現される典型的な無線端末（ＷＴ）３００の図である。ＷＴ３００は、図１のＷＴ（１１０，１１２，１１４，１１６）のうちの何れかでありうる。典型的なＷＴ３００は、受信機３０２、送信機３０４、プロセッサー３０６、時間ソースモジュール３０５、ユーザーＩ／Ｏデバイス３０８、及びメモリー３１０を含む。これらは、様々な要素がデータや情報を交換するバス３１２を介して互いに接続されている。メモリー３１０は、ルーチン３１８及びデータ／情報３２０を含んでいる。例えばＣＰＵのようなプロセッサー３０６は、ルーチン３１８を実行し、メモリー３１０内のデータ／情報３２０を用いて、ＷＴ３００の動作を制御し、本発明の方法を実現する。
【００３０】
受信機３０２は、例えばビーコン信号やＢＳ位置メッセージを含む基地局からのダウンリンク信号を受信する受信アンテナ３０３に接続されている。受信機３０２は、受信したダウンリンク信号を復号するデコーダ３１４を含む。送信機３０４は、ＷＴ３００が基地局へアップリンク信号を送信する送信アンテナ３０５に接続されている。幾つかの実施形態では、受信機３０２及び送信機３０４のために同じアンテナが使用される。送信機３０４は、アップリンク信号を符号化するエンコーダ３１６と、ベースバンド信号をキャリア信号と結合する変調モジュール３１３とを含む。変調モジュール３１３へのキャリア信号入力やベースバンド信号入力は、本発明に従って、時間補正値及び／又はドップラー周波数補正値を含む。幾つかの実施形態では、ドップラー補正値によってキャリア周波数を調節するキャリア周波数加算器３１５も含まれる。時間ソースモジュール３０５は、ＷＴ３００内の様々なモジュールによって利用される現在時刻を示す。ユーザーＩ／Ｏデバイス３０８は、マイクロフォン、ディスプレイ、キーボード、キーパッド、カメラ、マウス等を含み、ユーザーが音声及び／又はデータを入出力したり、機能を選択したり、デバイス３００を制御することを可能にする。
【００３１】
幾つかの実施形態では、ＷＴ３００のＧＰＳ位置情報を取得するＧＰＳアンテナ３０７に接続されたＧＰＳ受信機３０９と、外部ＧＰＳ出力信号を受信するためのインターフェースを提供するＩ／Ｏインターフェース３１１といったモジュールのうちの１又は複数が含まれ、バス３１２に接続されている。ＧＰＳ受信機３０９及び／又はＩ／Ｏインターフェース３１１とは、例えば、与えられた時間におけるＷＴ３００の位置に対応するＧＰＳ位置、ＧＰＳ受信状態情報、ＧＰＳ受信機状態、及び／又はＷＴ３００の位置を導出するために使用可能な個々の衛星メッセージ等のその他のＧＰＳ情報のようなメッセージを提供する。
【００３２】
ルーチン３１８は、ＷＴ３００によって用いられる様々な通信プロトコルを実行し、受信機３０２及び送信機３０４の制御に関連する幾つかの動作を実行する通信ルーチン３２２を含む。ルーチン３１２は更に、ＷＴ制御ルーチン３２４を含んでいる。ＷＴ制御ルーチン３２４は、基地局位置判定モジュール３２６、相対距離判定モジュール３２８、相対速度判定モジュール３３０、ドップラーシフト調節判定モジュール３３２、クロックモジュール３３６を含むタイミング同期モジュール３３４、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）モジュール３３８を含む。幾つかの実施形態では、ＷＴ制御ルーチン３２４が、ＷＴ位置判定モジュール３４０、Ｉ／Ｏインターフェース制御モジュール３４２、ＧＰＳ受信機制御モジュール３４４、デジタルベースバンド周波数補正値追加モジュール３４６、及び、ＧＰＳベース無線端末位置判定モジュール３４７のようなモジュールのうちの１又は複数を含む。
【００３３】
基地局位置判定モジュール３２６は、受信したダウンリンク信号、時間ソースモジュール３０５によって示される現在時間、及び／又は、例えば、基地局位置を時間と相関付ける情報のような格納情報に基づいて、基地局位置を判定する。幾つかの実施形態では、別の基地局や、別のタイプの基地局に対しては、別の判定方法が使用される。例えば、基地局は移動していない基地局であるか、あるいは移動している基地局であり、自分の現在位置を定期的に送信する。幾つかの実施形態では、基地局位置情報は、１１ミリ秒以下の時間間隔でＷＴ受信機によって受信される。そのような実施形態では、ＷＴが、位置情報を含む受信したダウンリンク信号によって、ＢＳ位置を取得する。そのような実施形態では、移動していない基地局に関して、ＷＴは、例えば可能性のある基地局の各々を位置座標に関連付ける大規模なルックアップテーブルのように、基地局位置のセットの格納情報を含む必要も、維持する必要もない。例えば、エアーボーン（airborne）プラットフォームに搭載された基地局のようなモバイル基地局に関し、基地局の現在位置は、例えば、エアーボーンプラットフォーム内のＧＰＳによって判定され、例えば、ＷＴにブロードキャストされる信号のように定期的に通信される。幾つかの実施形態では、移動していない基地局に関し、格納されたＢＳ基準情報は、ＢＳ識別子をＢＳ位置座標に関連付ける情報を含み、ＢＳ識別子を含む受信ダウンリンク信号が、格納されたＢＳ基準情報とともに用いられてＢＳ位置が得られる。幾つかの実施形態では、格納されたＢＳ基準情報は、移動中の基地局を、日付やその日の時刻の関数である特定の位置に関連付ける情報を含む。例えば、移動中のＢＳは、非静止軌道上の衛星に位置する基地局でありうる。そして、格納されたＢＳ基準情報は、衛星に関連付けられた暦情報や、衛星基地局に関連付けられた識別子情報を含みうる。
【００３４】
相対距離判定モジュール３２８は、基地局と無線端末との間の相対距離を判定し、タイミングオフセット調節信号を生成する。幾つかの実施形態では、更新された基地局位置が、異なる時点において受信され、相対距離判定モジュール３２８が、更新された基地局位置情報を用いて、基地局と無線端末との間の距離を判定するのに十分なレートで動作する。この場合、判定される距離は、連続した距離判定間で、１１ｋｍを超えるまで変わらない。
【００３５】
相対速度判定モジュール３３０は、基地局位置判定モジュール３２６から受信した基地局位置情報から、基地局とＷＴとの間の相対速度を判定する。ドップラーシフト調節判定モジュール３３２は、周波数補正信号であるドップラーシフト調節値を判定するために、モジュール３３０から出力された判定された相対速度を用いる。タイミング同期モジュール３３４は、クロックモジュール３３６を含んでいる。タイミング同期モジュール３３４は、判定された相対距離の関数としてタイミング調節動作を実行する。逆ＦＦＴモジュール３３８は、アップリンク通信のためベースバンド信号を生成する。アップリンクシグナリングの送信タイミングは、タイミング同期モジュール３３４によって影響される。
【００３６】
ＷＴ位置判定モジュール３４０は、無線端末位置情報を、相対距離判定モジュール３２８へ提供する。幾つかの実施形態では、無線端末位置判定モジュール３４０は、異なる時点においてＷＴ位置を判定し、判定されたＷＴ位置情報を、相対速度判定モジュール３３０へ提供する。幾つかの実施形態では、ＷＴ位置判定モジュール３４０は、無線端末の位置を判定するためにＯＦＤＭビーコン信号を用いる。
【００３７】
ＧＰＳベースの無線端末位置判定モジュール３４７は、ＧＰＳ位置を判定するために、無線端末に含まれるＧＰＳ受信機３０９から、及び／又は、外部ＧＰＳ受信機に接続された外部Ｉ／Ｏインターフェース３１１から取得されたＧＰＳ情報を用いる。ＧＰＳ受信機制御モジュール３４４は、例えば、ＧＰＳ受信機の初期化や設定、制御メッセージの送信、定期的に送信される位置メッセージ等の出力メッセージの要求のような、ＧＰＳ受信機３０９及び／又は外部ＧＰＳ受信機の動作を制御するために使用される。Ｉ／Ｏインターフェース制御モジュール３４２は、インターフェース３１１の動作を制御する。幾つかの実施形態では、この制御動作は、ＧＰＳメッセージの再フォーマット、及び／又は、ＷＴに提供されるＧＰＳメッセージのレートの制御を含む。
【００３８】
デジタルベースバンド周波数補正値加算モジュール３４６は、ドップラーシフト調節モジュール３３２によって判定された周波数補正値を、送信されるベースバンド信号へ加える。幾つかの実施形態では、周波数信号補正を行うための別のアプローチとして、送信機３０４が、ドップラーシフト調節モジュール３３２によって判定された周波数補正値を、アップリンク信号のために使用されているキャリア周波数に加えるキャリア周波数加算器３１５を含む。
【００３９】
幾つかの実施形態では、ＷＴ制御モジュール内のモジュールの幾つかは送信機３０４に含まれる。例えば、ＩＦＦＴモジュール３３８及び／又はデジタルベースバンド周波数補正値加算モジュール３４６が送信機３０４に含まれる。
【００４０】
データ／情報３２０は、ユーザーデータ３４８、ＷＴ識別子情報３５０、基地局識別子情報３５１、ユーザー／デバイス／リソース／セッション情報３５２、判定されたＷＴ位置３５４、判定されたＢＳ位置３５６、タイミングオフセット調節信号情報３５８、ドップラーシフト調節信号情報３６０、受信信号情報３６２、送信信号情報３６４、格納されたＢＳ基準情報３６６、キャリア周波数情報３６８、周波数／タイミング構造情報３７０を含む。幾つかの実施形態では、データ／情報３２０は、ＧＰＳ組込式受信機制御情報３７２、外部インターフェース制御情報３７４、位置情報３８０と時間情報３８２とを含むＧＰＳ導出ＷＴ位置情報３７６、受信ＢＳ位置メッセージ３８４、格納されたＷＴ位置３８６のうちの１又は複数を含む。
【００４１】
ユーザーデータ３４８は、送信機３０４によって送信されるか、及び／又は、受信機３０２によって受信されるユーザーデータ／情報のファイル、テキスト、ビデオ、及び音声を含む。無線端末識別情報３５０は、基地局が割り当てたＷＴユーザー識別子を含む。基地局識別情報３５１は、システム内の複数の基地局から基地局を識別する情報を含む。ユーザー／デバイス／セッション／リソース情報３５２は、ＷＴ３００との通信セッション中にあるユーザーを識別する情報、経路情報、ＷＴによって使用される割当済アップリンクチャネルセグメント及びダウンリンクチャネルセグメントを含む。判定されたＷＴ位置３５４は、例えば１又は複数の時間タグされた位置判定のように以前に判定されたＷＴ位置や、現在判定されているＷＴ位置のように判定されたＷＴ３００の位置を含む。ＷＴによって判定された位置情報３５４は、ＷＴ位置判定モジュール３４０、ＧＰＳベースの位置判定モジュール３４７、ＧＰＳ受信機３０９、Ｉ／Ｏインターフェース３１１を経由した外部ＧＰＳ受信機、あるいは、例えば固定ノードに対応する格納されたＷＴ位置のようなソースのうちの何れかでありうる。
【００４２】
判定された基地局位置３５６は、基地局位置判定モジュール３２６からの出力である。情報３５６はまた、例えば、移動中の基地局のような幾つかの基地局に関し、位置判定を、例えば時間タグのような時間に相関付ける情報を含む。タイミングオフセット調節信号３５８は、相対距離判定モジュール３２６の出力であり、タイミング同期モジュール３３４の入力であり、例えば、クロックモジュール３３６の動作を変更するために使用される。ドップラーシフト調節信号情報３６０は、ドップラーシフト調節判定モジュール３３２からの出力であり、デジタルベースバンド周波数補正値加算モジュール３４６か、又は、キャリア加算器３１５かの何れか一方によって使用され、周波数補正値に加えられる。受信信号情報３６２は、受信機３０２によって受信された信号を含んでいる。送信信号情報３６４は、送信機３０４によって通信された信号に関する情報を含んでいる。幾つかの実施形態では、移動していない基地局に関して、格納されたＢＳ基準情報３６６は、ＢＳ識別子をＢＳ位置座標に関連付ける情報を含み、ＢＳ識別子を含む受信ダウンリンク信号が、格納されたＢＳ基準情報３６６とともに使用され、ＢＳ位置が取得される。幾つかの実施形態では、格納されたＢＳ基準情報３６６は、日付及び／又はその日の時刻によって、移動している基地局を特定の位置に関連付ける情報を含む。例えば、移動中のＢＳは、非静止軌道上の衛星に位置する基地局であり、格納されたＢＳ基準情報は、衛星に関連付けられた暦情報と、衛星基地局に関連付けられた識別情報とを含む。キャリア周波数情報３６８は、例えば、ＷＴが通信システム内で使用するネットワーク接続からなる異なる複数の基地局ポイントの各々とのアップリンク信号のために使用されるキャリア周波数を識別する情報を含む。周波数／タイミング構造情報３７０は、例えば、ＯＦＤＭトーンブロック、トーンホッピングシーケンス情報、チャネルセグメント情報、ＯＦＤＭシンボル送信タイミング間隔、及びＯＦＤＭシンボル送信時間間隔のグルーピング、アクセス情報、プロトコル等のようなアップリンクタイミング及びダウンリンクタイミングと、周波数構造とを識別する情報を含む。
【００４３】
ＧＰＳ組込式受信機制御情報３７２は、組込式ＧＳＰ受信機３０９の動作を制御するため、ＧＰＳ受信機制御モジュール３４４によって使用される情報を含む。外部インターフェース制御情報３７４は、Ｉ／Ｏインターフェース３１１を制御するため、Ｉ／Ｏインターフェース制御モジュール３４２によって使用される情報を含む。
【００４４】
ＧＰＳ導出ＷＴ情報３７６は、位置情報３８０と、対応する時間情報３８２とを含む。位置情報３８０は、例えば、ＧＰＳ３０９が判定したＷＴ３００の位置、外部ＧＰＳ受信機が判定したＷＴ３００の位置、又は、ＧＰＳベースのＷＴ位置判定モジュール位置でありうる。時間３８２は、位置情報３８０内の位置の、時間に対応する時間タグでありうる。
【００４５】
受信基地局位置メッセージ３８４は、例えば定期的ベースで通信されるブロードキャスト信号の一部として、エアーリンクによってＷＴ３００へ通信される基地局位置を含む受信メッセージである。例えば定期的にＢＳ位置情報を送信する基地局の場合、送信レートは、例えば、衛星、航空車両ベース、固定地上ベース等のような基地局のタイプに依存する。幾つかの実施形態では、幾つかの基地局について、ＷＴ３００は、基地局位置判定を実行する場合、３６秒毎に少なくとも１度基地局位置情報を受信する。幾つかの実施形態では、幾つかの基地局について、ＷＴ３００は、基地局位置判定を実行する場合、１秒毎に少なくとも１度基地局位置情報を受信する。幾つかの実施形態では、幾つかの基地局について、ＷＴ３００は、基地局位置判定を実行する場合、１１ミリ秒毎に少なくとも１度基地局位置情報を受信する。
【００４６】
例えば静止ＷＴノードに対応する格納されたＷＴ位置情報３８６は、ＷＴに対応する事前プログラムされた位置情報である。
【００４７】
図４は、本発明に従い、かつ、本発明の方法を用いて実施される典型的な無線端末４００の図である。ＷＴ４００は、図１のシステム１００内のＷＴのうちの何れかでありうる。図３のＷＴ３００と同様の名前の要素は、図４及び図５のＷＴ４００と、図５ＡのＷＴ４００’との同様の名前の要素に対応している。図４は、タイミングオフセット調節信号、及び／又は、キャリア周波数調節信号を判定するために使用される典型的な無線端末４００のうちの様々な要素を示す。典型的な無線端末４００は、通信受信機４０２、基地局位置判定モジュール４０４、格納された基地局基準情報４０６、相対距離判定モジュール４０８、相対速度判定モジュール４１０、ドップラーシフト判定モジュール４１２を含む。無線端末４００は、ＧＰＳ受信機４１４、Ｉ／Ｏインターフェース４１６、ＧＰＳベースのＷＴ位置判定決定モジュール４１７、格納されたＷＴ位置４１８、ＷＴ位置判定モジュール４２０のようなオプション要素のうちの少なくとも幾つかからその位置を取得する。特定の実施形態に依存して、オプション要素（４１４，４１６，４１７，４１８，４２０）のうちの異なるものがＷＴ４００に含まれる。
【００４８】
例えばＯＦＤＭ無線通信受信機のような通信受信機４０２は、ＷＴ４００がダウンリンク信号を受信する受信アンテナ４０４に接続されている。様々なダウンリンク信号は、基地局現在位置情報、基地局識別子、及び／又は、ビーコン信号を含みうる。通信受信機４０２は、デコーダ４０３を含む。デコーダ４０３は、幾つかの基地局のために、基地局位置情報を含む例えばＯＦＤＭ受信信号のような受信ダウンリンク信号を復号する。
【００４９】
基地局位置判定モジュール４０４は、受信ダウンリンク信号、現在時刻、及び／又は、格納された情報に基づいて、基地局位置を判定する。幾つかの実施形態では、異なる基地局、又は、異なるタイプの基地局に対して、異なる判定方法が使用される。例えば、基地局は、静止又は移動している基地局であり、定期的に現在位置を送信する。そのような実施形態では、ＷＴは、位置情報を含む受信ダウンリンク信号を介してＢＳ位置を取得することができる。そのような実施形態では、静止している基地局に関し、ＷＴは、例えば可能な基地局の各々を位置座標に関連付けている大きなルックアップテーブルのように、基地局位置のセットの格納情報を含むことも、保持することも必要ない。例えば、エアーボーンプラットフォームに搭載された基地局のようなモバイル基地局に関し、例えばエアーボーンプラットフォーム内のＧＰＳによって基地局の現在位置が判定され、例えばブロードキャスト信号としてＷＴに定期的に通信される。幾つかの実施形態では、移動していない基地局に関し、格納されたＢＳ基準情報４０６が、ＢＳ識別子をＢＳ位置座標に関連付ける情報を含み、ＢＳ識別子を含む受信ダウンリンク信号が、格納されたＢＳ基準情報４０６と共に使用されてＢＳ位置が得られる。幾つかの実施形態では、格納されたＢＳ基準情報４０６は、日付及び／又はその日の時刻によって、移動している基地局を特定の位置に関連付ける情報を含む。例えば、移動中のＢＳは、非静止軌道上の衛星に位置する基地局であり、格納されたＢＳ基準情報は、衛星に関連付けられた暦情報と、衛星基地局に関連付けられた識別情報とを含む。例えば、ＷＴ４００によって維持された正確な時計のような時間ソースモジュール４０５は、基地局位置判定モジュール４０４、及び／又は、計算や情報のタイムスタンプに正確な時計情報を用いるＷＴ４００内のその他のモジュールへ、現在時刻を提供する。
【００５０】
ＷＴ位置は、複数の方法のうちの何れかによって判定されうる。幾つかの実施形態では、ＷＴ４００は、ＧＰＳアンテナ４２２を介してＧＰＳ衛星から信号を受信する組込式ＧＰＳ受信機４１４と、ＷＴ４１４の位置を判定するＧＳＰ受信機４１４とを含む。幾つかの実施形態では、ＷＴ４００は、ＧＰＳアンテナを備えた外部ＧＰＳ受信機に接続されたＩ／Ｏインターフェース４１６を含む。このＧＰＳアンテナは、ＷＴ４００の近傍にともに配置されており、位置情報を出力する。幾つかの実施形態では、ＧＰＳ受信機及び／又はＩ／Ｏインターフェース４１６は、例えば、対応する不確定情報をオプションとして含む位置メッセージ、対応する不確定情報をオプションとして含む位置／速度／時間メッセージ、対応する不確定情報をオプションとして含む個々のＧＰＳ衛星メッセージのようなＧＰＳ信号を出力する。これらメッセージは、ＧＰＳベースのＷＴ位置判定モジュール４１７へ転送される。このモジュール４１７は、データを結合及び／又はフィルタ等することにより処理し、ＷＴ位置を判定する。幾つかの実施形態では、ＧＰＳベースのＷＴ位置判定モジュール４１７は、例えば外挿やその他の位置基準ソースを用いることにより、ＧＰＳ受信中に、ＷＴ位置を推定する。例えばＷＴ４００が固定ノードのような幾つかの実施形態では、格納されたＷＴ位置情報４１８がＷＴ４００内にロードされ利用される。例えば、ＷＴが静止しているノードである場合、ＧＰＳユニットは、インストール時に、サイト位置を判定するために使用され、その後、その情報が、後の使用のために、ＷＴ４００にロードされる。幾つかの実施形態では、ＷＴ位置判定モジュール４２０は、例えば、既知の位置における基地局によって送信された様々なビーコン信号からの相対的な強度測定値を用い、次に、三角測量技術を用いて、ＷＴ位置を判定するために使用される。
【００５１】
相対距離判定モジュール４０８は、判定されたＢＳ位置と、判定又は取得された無線端末位置とを用いて、タイミングオフセット調節信号４２４を計算する。タイミングオフセット調節信号４２４は、初期化中あるいは動作中に計算される。例えば、ＢＳに接続されている間、ＷＴと基地局との間の相対距離があまり変わらず、ＷＴとＢＳとの間の相対速度が低く保たれる幾つかのアプリケーションの場合、通信セッション中、初期タイミング調節信号が、ＷＴとＢＳとの相対距離に基づいて、更なる調節なしで判定され加えられる。例えば、ＷＴとＢＳとの間の相対距離が著しく変動したり、相対速度が高いようなその他の実施形態では、相対距離判定モジュール４０８が、初期タイミングオフセット調節値を判定し、改訂されたタイミングオフセット調節信号を定期的に判定する。
【００５２】
相対速度判定モジュール４１０は、例えば時間情報と調和のとれたＢＳ位置情報とＷＴ位置情報とを用いて、基地局に対する無線端末の相対速度を判定する。例えば、ＢＳ位置信号及びＷＴ位置信号は、速度を計算する相対速度判定モジュールによって、例えば１秒間隔のような既知の間隔で定期的に受信される。幾つかの実施形態では、相対速度判定モジュール４１０は、タイミング回路を含んでおり、最も直近の利用可能なＷＴやＢＳ位置情報が、相対速度判定モジュール４１０に利用可能になる。
【００５３】
ドップラーシフト判定モジュール４１２は、相対速度判定信号を受信し、例えば実施形態に依存して、キャリア周波数加算器やベースバンド周波数補正モジュールへ補正信号４２６を出力する。
【００５４】
図５は、本発明に従い、かつ、本発明の方法を用いて実施される、図４の典型的な別の無線端末の図である。典型的なＷＴ４００は、図４及び図５で例示された要素を含んでいる。図５は、本発明に従って、タイミングオフセット調節信号やキャリア周波数調節信号を適用するために使用される典型的な無線端末４００の様々な要素を例示する。典型的な無線端末４００は、タイミング同期モジュール５０４、逆高速フーリエ変換モジュール５０６、キャリア周波数加算器５１０、キャリア変調モジュレータ５０８、及び送信アンテナ５０２を含んでいる。この典型的な実施形態では、ＩＦＦＴモジュール５０６、キャリア変調モジュレータ５０８、及び周波数加算器５１０は、例えばＯＦＤＭ送信機のような送信機５０３の一部として含まれている。
【００５５】
タイミング及び同期モジュール５０４は、クロックモジュール５１２を含んでいる。例えば受信シンボル番号、スロット番号、シンボルエラー等から取得あるいは導出される情報５１４は、クロックモジュール５１２へ入力される。また、相対距離計算から生成されるタイミングオフセット誤り４２４も、クロックモジュール５１２へ入力される。クロックモジュール５１２は、例えば、送信シンボル番号やスロット番号等を伝搬するような送信信号タイミング信号５１６を生成する。送信信号タイミング信号５１６は、ＩＦＦＴモジュール５０６へ転送される。ＩＦＦＴモジュール５０６は、例えばシンボルのシーケンスのようなベースバンド信号５１８を生成する。また、ここでは、シンボルタイミングが、信号５１６に従って制御される。ベースバンド信号５１８は、モジュレータ５０８へ入力される。
【００５６】
キャリア周波数加算器５１０は、例えば、基地局ネットワーク接続点に関連するノミナルアップリンクキャリア周波数のようなキャリア周波数  
【数１】
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【００５７】
と、ドップラーシフト調節判定モジュール４１２からの補正信号４２６とを受け取る。キャリア周波数加算器５１０は、信号５２０，４２６を加算して、調節されたキャリア信号５２２を生成する。これは、モジュレータ５０８に入力される。
【００５８】
キャリア変調モジュレータ５０８は、調節されたキャリア信号５２２とベースバンド５１８とを変調して、アップリンク送信信号５２４を生成する。これらは、送信アンテナ５０２を経由して基地局へ送信される。
【００５９】
図５Ａは、本発明に従い、かつ、本発明の方法を用いて実施される典型的な無線端末４００’の図である。図５Ａの無線端末４００’は、図５のＷＴ４００の変形である。図５ＡのＷＴ４００’では、ドップラーシフト補正値が、図５の典型的な実施形態における場合のようにミキシングモジュールにおいてキャリア周波数に加えられるのではなく、キャリア周波数ベースバンドにデジタル的に加えられる。例えば２．１ＧＨｚのようにキャリア周波数が非常に高い典型的な場合では、例えば５００Ｈｚ補正値のようなドップラー補正値を加えることは、デジタル的に行われるのであれば、キャリア周波数における場合よりもより正確である。
【００６０】
ＷＴ４００’は、デジタルベースバンド周波数補正値加算モジュール５０７を含む。デジタルベースバンド周波数補正値加算モジュール５０７は、ＩＦＦＴモジュール５０６の出力と、ドップラーシフト調節モジュールからの補正信号４２６とを受け取る。この典型的な実施形態では、ＩＦＦＴモジュール５０６、キャリア変調モジュレータ５０８、及び、デジタルベースバンド周波数補正値加算モジュール５０７が、例えばＯＦＤＭ送信機のような送信機５０３’の一部として含まれる。
【００６１】
モジュール５０７は、補正値４２６までベースバンド周波数をシフトさせる。デジタルベースバンド周波数補正値加算モジュール５０７の出力である周波数補正ベースバンド信号５１８’は、キャリア変調モジュレータ５０８によって受け取られる。モジュレータ５０８はまた、キャリア周波数Ｗ０５２０を受け取る。キャリア変調モジュレータ５０８は、送信アンテナ５０２を経由して送信されるアップリンク送信信号５２４を出力する。
【００６２】
幾つかの実施形態では、モジュール５０７はＩＦＦＴモジュール５０６の下流側にある。他の実施形態では、モジュール５０７は、ＩＦＦＴモジュール５０６の一部として組み込まれる。
【００６３】
図６は、例えば図１のシステム１００のように、本発明に従った典型的な無線通信システム内に存在しうる基地局とＷＴとの別の典型的なタイプの例示する図である。図６００は、地球６０３および大気／空間６０５を含んでいる。地球６０３上では、典型的な地上基地局１  ６０７、地上の固定式の無線端末６１１を含むビル６０９、地上のモバイル式の無線端末６１５を含む車両６１３のような各要素が示される。大気／空間６０５内では、ＧＰＳ衛星（ＧＰＳ衛星１  ６１７、ＧＰＳ衛星Ｎ  ６１９）のネットワークが示される。ＧＰＳ受信機機能が装備されたＷＴやＢＳは、ＧＰＳ衛星信号を受信して、その位置を判定することができる。大気／空間６０５内では、衛星基地局１  ６２３を含む静止衛星６２１、衛星基地局３  ６３１を含む低軌道衛星６２９、衛星基地局２  ６２７を含む静止衛星６２５、エアーボーンＢＳ６３５を含むエアーボーンプラットフォーム６３３、エアーボーンＷＴ６３９を含むエアーボーンプラットフォーム６３７のような要素も示される。
【００６４】
典型的な地上基地局６０７は、例えば位置が固定された基地局であり、その位置は、基地局識別子に関連付けられて、無線端末内の例えばルックアップテーブルとしてメモリー内に格納されうる。基地局識別子は、ビーコン信号の一部として、又は、パイロット信号に含まれて、基地局６０７からブロードキャストすることができる。あるいは、又はそれに加えて、典型的な地上基地局６０７は、その位置が、無線端末が受信して使用するために、たとえば定期的にブロードキャストされる固定式基地局である。このように、無線端末は、接続される固定式基地局の各々の位置を格納するように予めプログラムされる必要は無く、例えば、新たな基地局位置情報を用いて無線端末を再プログラムするも必要なく、追加の局を加えたり、割り当てられた基地局を移動したりして、システムに変更を加えることが可能である。典型的な地上基地局６０７はまた、例えば定期的にその現在位置をブロードキャストする移動可能な基地局でもありうる。例えば、典型的な地上基地局６０７は、追加容量が必要なサイトに一時的に位置するポータブル基地局であるかもしれない。例えば、追加容量は、例えば地方のサイトにおいて、コンベンション、ショー、コンサート、スポーツイベント、売買のような大規模なイベントをサポートするために必要とされる。追加容量はまた、領域における地上通信ネットワークの喪失を補償するためにしばしば必要とされるかもしれない。そのような基地局６０７の一時的な位置は、ＧＰＳを用いて判定され、無線端末ユーザーにブロードキャストされる。
【００６５】
例えば、家庭、オフィス、学校等のようなビルディング６０９は、典型的な地上の固定式無線端末６１１である。この固定式のＷＴ６１１の位置は、例えばＧＰＳによって設置時に判定され、ＷＴ６１１にプログラムされる。このように、ＷＴ６１１は、ＷＴ６１１動作の一部としてＧＰＳ受信機を含める費用無しで、位置情報を用いて、タイミング及び／又はキャリア周波数補正機能から恩恵を受けることができる。
【００６６】
例えば自動車、列車、バス、トラック、ボート、オートバイ等のような車両６１３は、モバイル地上ＷＴ６１５を含んでいる。モバイルＷＴ６１５は、組込式ＧＰＳ受信機や、外部ＧＰＳ受信機からの情報を受け取るための外部インターフェースを含む。幾つかのモバイルＷＴ６１５は、例えば、受信したビーコン信号のような基地局ブロードキャストを処理することに基づいて、例えば三角測量位置判定方法のように、現在のＷＴ位置を判定するその他の手段を含むことができる。幾つかのモバイル地上無線端末６１５は、例えばセル電話、ＰＤＡ、ポータブルＰＣのように、個人によって持ち運ばれるポータブル無線端末である。その個人は、任意の時間において、車両内にいるかもいないかもしれず、移動中であるかもしれないし、移動していないかもしれない。
【００６７】
静止衛星６２１は、衛星基地局６２３を含んでいる。静止衛星は、地上の地点に関し、軌道上の固定位置を維持する。そして、その固定位置を識別する情報は、ＷＴに格納されうる。衛星基地局２  ６２７を含む静止衛星６２５は、反復する時間周期で、地上の地点に関し、その位置を変更することができる。そして、例えば暦のように、任意の時間における衛星位置を識別する情報がＷＴにロードされうる。衛星基地局３  ６３１を含む低軌道衛星６２９は、地球の表面上の地点に関してその位置を変更し、地球の回転と同期しない。低軌道衛星６２９はＧＰＳ受信機を含み、ＧＰＳ受信機は衛星基地局３  ６３１位置を判定し、基地局６３１は、ＷＴによって使用されるその位置を、例えば定期的にブロードキャストする。例えば、航空機やその他の航空車両のようなエアーボーンプラットフォーム６３３は、エアーボーン基地局６３５を含む。エアーボーンプラットフォーム６３３は、例えばＧＰＳ受信機、レーダトラッキング、ローラン、信号三角測量装置、慣性装置のように、エアーボーンＢＳ６３５の位置を判定するための位置判定装置を含む。そして、ＢＳ位置が、ＷＴによって使用されるために。例えば定期的にブロードキャストされる。例えば、飛行機や他の航空車両のようなエアーボーンプラットフォーム６３７は、エアーボーン無線端末６３９を含んでいる。エアーボーンプラットフォーム６３７は、例えばＧＰＳ受信機、レーダトラッキング、ローラン、信号三角測量装置、慣性装置のように、エアーボーンＷＴの位置を判定するための位置判定装置を含む。例えば、エアーボーンＷＴ６３９は、組込式ＧＰＳか、あるいは、エアーボーンプラットフォーム６３７に位置する外部ＧＰＳから、判定された位置情報を受け取るインターフェースを含む。
【００６８】
図７は、本発明に従った初期「開ループ」タイミング演算のために、基地局の無線端末に対する判定された相対距離を用いて無線端末を動作させる典型的な方法のフローチャート７００である。この典型的な方法は、ステップ７０２において始まる。ＷＴは、本発明に従って、既に調節されている。そして、ＷＴとＢＳとの間の距離の推定値である情報７１４を既に判定している。例えば、位置ブロードキャスト情報、ＧＰＳによって導出された位置推定値、格納された位置情報、及び／又は、検出されたビーコン信号に基づく三角測量を用いることを含む様々な方法及び技術が、本発明に従って用いられうる。動作はステップ７０２からステップ７０４に進み、ＷＴが、ＢＳとＷＴとの間の判定された距離に基づいて、往復信号伝搬遅延を計算する。往復信号伝搬遅延＝２×（ＢＳとＷＴとの間の判定された距離）／光速である。その後、ステップ７０６において、ＷＴは、計算された遅延に等しい初期タイミングオフセット値を設定する。ステップ７０８では、ＷＴが、基地局から、例えばビーコン信号のようなダウンリンク信号を受信し、この受信したダウンリンク信号に関する時間基準点を設定する。ステップ７１０では、ＷＴが、この確立された時間基準点と初期時間オフセットとを用いて、初期アクセス要求信号を基地局に送る時間を決定する。そして、ステップ７１２では、ＷＴが、決定された時間において、基地局へ初期アクセス要求信号を送信する。
【００６９】
図８は、本発明に従って実現され、例えばモバイルノード（ＷＴ  Ａ８０４、ＷＴ  Ｂ８０６、ＷＴ  Ｃ８０８）のような複数のＷＴと典型的な基地局８０２とを含む典型的なＯＦＤＭ無線通信システム８００を例示している。基地局位置に対し、ＷＴ  Ａ８０４、ＷＴ  Ｂ８０６、ＷＴ  Ｃ８０８は、近く、中くらい、遠くにそれぞれ位置しており、各ＷＴとＢＳとの間の距離は異なる。ＢＳ８０２は、ＷＴ（８０４、８０６、８０８）の各々によって受信されるビーコン信号８１０をブロードキャストする。しかしながら、それは、異なるＢＳ−ＷＴ距離によって、異なる時間に受信される。図示８１８は、ＢＳの観点からの信号処理を示す。図示（８２０、８２２、８２４）は、ＷＴ  Ａ、ＷＴ  Ｂ、ＷＴ  Ｃの観点からの信号処理を示す。ＷＴの各々は、アップリンク信号を送信する。ＷＴ  Ａはアップリンク信号８１２を送信し、ＷＴ  Ｂはアップリンク信号８１４を送信し、ＷＴ  Ｃはアップリンク信号８１６を送信する。アップリンク送信信号が、基地局において同時に到着するように、ＷＴの各々は、受信したビーコンに関し、異なるタイミングオフセットを使用する。多数の無線端末が同時にアップリンク信号を送信するＯＦＤＭシステムでは、基地局受信機において、タイミングが図られた同期になるように、信号送信回数が制御されることは重要である。多数のＷＴからのＯＦＤＭシンボルが並び（align）、互いに直交することも重要である。図８に示すように、ＷＴの各々は、直交性を達成するために、異なるタイミングオフセットを推定し、このタイミングオフセットを適用する。
【００７０】
図９は、例えば図８のシステムのような典型的なＯＦＤＭシステムで使用されるトーンのセットを示す図面９００である。縦軸９０２は、ＯＦＤＭアップリンクトーンインデックスを示す。一方、横軸９０４は、時間を示す。時間は、ＯＦＤＭシンボル送信時間間隔９０６へ細分化される。グリッド９０８内の各ボックスは、エアーリンクリソースの単位であるトーン−シンボルを示す。各ボックス内の文字は、例えば、アップリンク変調シンボルを送信するためにそのリソースが特化されるＷＴを示す。図示する例では、ＯＦＤＭシンボル送信時間間隔毎に、各ＷＴ（Ａ，Ｂ，Ｃ）に、３トーンが割り当てられる。ここで３トーンのセットは、７つの連続したＯＦＤＭシンボル送信時間間隔について一定であり、例えば、本システムで実施されるアップリンクトーンホッピングパターンに従って変化する。
【００７１】
図１０は、アップリンクシグナリングを受信するＢＳの観点から、連続した２つのＯＦＤＭシンボル送信時間間隔（１００２，１００４）を示している図面１０００である。各ＯＦＤＭシンボル送信時間間隔（１００２，１００４）内には、ノミナルな定期的プレフィックス（ＣＰ）部（１００６，１００８）がある。図１０の送信時間間隔は、図９の最初の２つのシンボル送信時間間隔に相当しうる。ＷＴの各々から受信した信号が正確に並ぶことが望ましいが、タイミング同期誤りが生じうる。ＷＴ  Ｃからの信号が、僅かに早く到着し、ＷＴ  Ａからの信号が僅かに送れて到着するように、ＷＴ（Ａ，Ｂ，Ｃ）の各々は、僅かに違う時間に到着することが分かる。しかしながら、受信された信号の各々は、定期的プレフィクス部が少なくとも部分的にノミナルＣＰスロットと重なるように受信されるので、信号を復元することができる。本発明に従った方法及び装置は、直交性が保たれるように、基地局受信機において、アップリンクタイミング同期を達成し、制御し、維持するために使用される。
【００７２】
図１１は、アップリンクシグナリングを受信する基地局の観点から、２つの連続したＯＦＤＭシンボル送信時間間隔を示す図１１００である。各ＯＦＤＭシンボル送信時間間隔（１１０２，１１０４）中に、ノミナルのＣＰ部分（１１０６，１１０８）が存在する。図１１の送信時間間隔は、図９の７番目と８番目のシンボル送信時間間隔に相当しうる。ＷＴの各々から受信した信号が、正確に並ぶことが望ましいが、タイミング同期誤りが生じうる。ＷＴ  Ｃからの信号が、僅かに早く到着し、ＷＴ  Ａからの信号が僅かに送れて到着するように、ＷＴ（Ａ，Ｂ，Ｃ）の各々は、僅かに違う時間に到着することが分かる。しかしながら、受信された信号の各々は、定期的プレフィクス部が少なくとも部分的にノミナルＣＰスロットと重なるように受信されるので、信号を復元することができる。本発明に従った方法及び装置は、直交性が保たれるように、基地局受信機において、アップリンクタイミング同期を達成し、制御し、維持するために使用される。
【００７３】
図１２は、本発明に従って無線端末を動作させる典型的な方法のフローチャート１２００である。動作はステップ１２０２で始まり、無線端末に電源が投入され、初期化される。動作は、ステップ１２０２からステップ１２０４に移る。ステップ１２０４では、無線端末が、エアーリンクを介して、例えば位置座標情報のような基地局位置情報を受信する。様々な実施形態では、エアーリンクを介して通信された基地局位置情報が、ＯＦＤＭシグナリングを用いて通信される。幾つかの実施形態では、基地局ポジション情報が、定期的な間隔で受信される。例えば、そのような幾つかの実施形態では、基地局と無線端末との間の距離を判定するのに十分なレートで基地局位置が通信される。この場合、判定された距離は、更新間で１１ｋｍを超えるまで変化しない。様々な実施形態では、１１ミリ秒毎に１度基地局位置判定をするか、それを超えるレートで基地局位置が通信される。幾つかの実施形態では、ＷＴは航空車両にあり、基地局位置情報が３６秒毎に少なくとも１度送られる。幾つかの実施形態では、ＷＴは航空車両にあり、基地局位置情報が１秒毎に少なくとも１度送られる。そのような位置情報送信のレートは、幾つかのアプリケーションでは重要であり、例えば、航空機基地局や衛星ベースの基地局のような特定のアプリケーションにおいて遭遇すると予期される特定の移動速度をサポートすることが要求されるシグナリングレートや、制御シグナリング間隔に関連する基地局タイミング構造に対応する問題を反映することができる。幾つかの実施形態では、基地局は、特定の時点において、その位置を示す信号を送信する。そのような幾つかの実施形態では、基地局が、異なる時点において位置する場所を示すスケジュールを送信する。他の実施形態では、基地局は、基地局が時間とともに進む経路に関して、その位置を、送信によって特定することができる。そのような仕様は、基準位置、基地局がその場所にいる時間、又は、基地局速度や方向のみならず、その基準位置からの既知の距離を含みうる。この情報から、無線端末は、基地局の位置を判定し、与えられた情報を用いて、時間にわたった基地局予測位置を計算することができる。
【００７４】
動作はステップ１２０４からステップ１２０６に移る。ステップ１２０６では、無線端末が、受信した基地局位置情報と無線端末位置情報とに基づいて、タイミング補正値及び周波数補正値のうちの一方を決定する。幾つかの実施形態では、タイミング補正値は、アップリンク往復タイミング遅延補正値である。幾つかの実施形態では、周波数補正値は、ドップラーシフト補正値である。幾つかの実施形態では、例えば、組込式ＧＰＳを持たない移動していない無線端末のような無線端末の場合、無線端末位置が、無線端末内に予めプログラムされる。幾つかの実施形態では、例えばＧＰＳ機能を備えたモバイルノードのような少なくとも幾つかの無線端末の場合、ＧＰＳから無線端末位置が判定される。幾つかの実施形態では、例えばＯＦＤＭビーコン処理機能を持つモバイルノードのような少なくとも幾つかの無線端末の場合、例えば、複数の基地局から受信したビーコン信号のような受信信号の三角測量から、無線端末位置が決定される。
【００７５】
図１３は、本発明に従って基地局を動作させる典型的な方法のフローチャート１３００である。動作はステップ１３０２で始まり、基地局に電源が投入され、初期化される。動作は、ステップ１３０２からステップ１３０４及びステップ１３０６に移る。様々な実施形態では、動作は、更に、ステップ１３０２から、ステップ１３０８，１３１０，１３１２，及び１３１４のうちの１又は複数に移る。
【００７６】
ステップ１３０４では、基地局を識別する基地局識別情報を定期的に送信するように基地局が動作される。幾つかの実施形態では、基地局識別情報は、ＯＦＤＭビーコン信号によって通信される。
【００７７】
ステップ１３０６では、例えば位置座標情報のような基地局識別情報を定期的に送信するように基地局が動作される。幾つかの実施形態では、基地局位置情報は、１秒毎に少なくとも１度送信される。様々な実施形態では、ＯＦＤＭシグナリングを用いて、無線通信チャネルによって、基地局位置情報が送信される。例えば、基地局が、移動している基地局である幾つかの実施形態では、ステップ１３０６は、サブステップ１３１６を含む。サブステップ１３１６では、時間にわたる基地局位置の変化を反映するように位置情報を更新するように基地局が動作される。幾つかの実施形態では、異なる時点における基地局の位置を示す、基地局に含まれる格納された位置情報を用いて、定期的な間隔で基地局位置が更新される。そのような幾つかの実施形態では、基地局は非静止衛星であり、格納された位置情報は、衛星基地局の軌道経路に関する情報を含む。幾つかの実施形態では、基地局は、基地局と無線端末との間の距離を判定するのに十分なレートで、基地局位置を送信する。ここで、判定された距離は、位置更新間で１１ｋｍを超えるまで変化しない。幾つかの実施形態では、１１ミリ秒毎に少なくとも１つの位置情報送信となるレートで、定期的ベースで基地局位置が送信される。幾つかの実施形態では、基地局は、特定の時点において、その位置を示す信号を送信する。そのような幾つかの実施形態では、基地局が、異なる時点において位置する場所を示すスケジュールを送信する。他の実施形態では、基地局は、基地局が時間とともに進む経路に関して、その位置を、送信によって特定することができる。そのような仕様は、基準位置、基地局がその場所にいる時間、又は、基地局速度や方向のみならず、その基準位置からの既知の距離を含みうる。この情報から、無線端末は、基地局の位置を判定し、与えられた情報を用いて、時間にわたった基地局予測位置を計算することができる。
【００７８】
ステップ１３０８では、基地局は、グローバル測位信号を受信するように動作する。このグローバル測位信号は、組込式ＧＰＳから受信されるか、あるいは、基地局に接続された外部ＧＰＳから受信される。ステップ１３０９では、基地局は、受信したグローバル測位信号から、基地局位置を判定する。判定された位置情報は、サブステップ１３１６内で使用されるために転送される。
【００７９】
ステップ１３１０では、基地局が、例えば他の基地局からのＯＦＤＭビーコン信号のような複数の基準信号を受信する。そして、ステップ１３２０では、例えば、受信した基準信号を用いた三角測量のような距離判定技術によって、その位置を判定する。この判定された位置情報は、サブステップ１３１６で使用されるために転送される。
【００８０】
ステップ１３１２では、基地局は、ＯＦＤＭシグナリングを用いてユーザーデータを無線端末へ送信するように動作し、ステップ１３１４では、基地局は、ＯＦＤＭシグナリングを用いて無線端末から通信されたユーザーデータを受信するように動作する。
【００８１】
幾つかの実施形態では、基地局は、例えば飛行機、無人航空車両、飛行船、気球等のような航空車両に含まれる。幾つかの実施形態では、基地局は、例えば非静止衛星のような衛星に含まれている。幾つかの実施形態では、基地局は、例えば固定場所に一時的に据え付けられたポータブル地上基地局である。幾つかの実施形態では、基地局は、例えば、移動中の陸上車両又は水上車両に含まれる移動式地上基地局である。
【００８２】
様々な実施形態では、通信システムは、複数の基地局を含む。これら基地局のおのおのは、基地局識別情報及び基地局位置情報を送信する。そのような幾つかの実施形態では、隣接する基地局は、異なる識別情報に関連付けられる。幾つかの実施形態では、例えば異なる航空車両基地局や異なる衛星基地局のように、あるタイプの基地局内の別の基地局が、異なる識別情報を有する。幾つかの実施形態では、基地局識別情報は、例えば、静止中、移動中、陸上、移動中航空車両、静止衛星、非静止衛星のようなクラス識別子を含む。そのような幾つかの実施形態では、基地局位置シグナリングは、基地局のタイプの関数である。
【００８３】
図１４は、本発明に従って無線端末を動作させる典型的な方法のフローチャート１４００である。この典型的な方法はステップ１４０２で始まり、無線端末に電源が投入され、初期化される。動作はステップ１４０２からステップ１４０４に移る。ステップ１４０４では、無線端末が、移動している基地局の位置を判定し、基地局位置１４１０を出力する。幾つかの実施形態では、サブステップ１４０６，１４０８のうちの１つが、移動している基地局の位置を判定するために使用される。
【００８４】
サブステップ１４０６では、無線端末が現在時間を判定し、基地局位置を時間に相関付ける情報を用いて、基地局の現在位置を判定する。例えば、基地局は、非静止衛星でありうる。また、基地局位置を時間に相関付ける情報は、時間の関数である衛星軌道位置情報でありうる。
【００８５】
サブステップ１４０８では、無線端末が、基地局によってブロードキャストされた例えば位置情報や時間情報のような情報から、移動中の基地局の位置を判定する。例えば、基地局は、航空車両内に位置しうる。また、この位置が、定期的にブロードキャストされうる。幾つかの実施形態では、静止位置の時間を示す時間タグとともに基地局位置がブロードキャストされうる。
【００８６】
動作はステップ１４０４からステップ１４１２に移る。ステップ１４１２では、無線端末が、判定された基地局位置に基づいて、タイミング補正値及び周波数補正値のうちの少なくとも１つを決定する。様々な実施形態において、サブステップ１４１４，１４２０，１４２４，１４２６，１４２８，及び１４３０のうちの幾つかが実行される。例えば、無線端末のタイプに依存して、サブステップ１４１４又はサブステップ１４２０が実行され、タイミング補正値が決定される場合にサブステップ１４２４，１４２６が行なわれ、周波数補正値が決定される場合にサブステップ１４２８，１４３０が行なわれる。
【００８７】
サブステップ１４１４では、例えばモバイルノードのような無線端末が、異なる時点におけるその位置を判定する。そのような幾つかの実施形態では、サブステップ１４１６は、サブステップ１４１４の一部として行なわれる。サブステップ１４１６では、無線端末は、無線端末に含まれるＧＰＳ受信機からのＧＰＳ情報を用いてその位置を判定する。
【００８８】
サブステップ１４２０では、移動していない無線端末のような無線端末が、無線端末に格納された予めプログラムされた無線端末位置からその位置を判定する。サブステップ１４１４またはサブステップ１４２０のうちの何れかの出力は、無線端末位置１４２２である。
【００８９】
サブステップ１４２４では、無線端末が基地局位置１４１０と無線端末位置１４２２とを用いて、基地局に対する無線端末の相対位置を判定する。そして、ステップ１４２６では、無線端末が、タイミング同期モジュールに加えられるタイミング調節値を決定する。
【００９０】
サブステップ１４２８では、無線端末が、例えば、位置判定タイミングを考慮している移動中の基地局の少なくとも２つの基地局位置判定値１４１０と、少なくとも１つの無線端末位置判定値１４２２とを用いて、基地局と無線端末との間の相対速度を計算する。そして、ステップ１４３０では、無線端末が、例えばドップラー調節補正値のような周波数補正値を決定して、アップリンクキャリア周波数又はベースバンドアップリンク信号のうちの一方に加えられる。
【００９１】
動作は、ステップ１４１２からステップ１４３２に移る。ステップ１４３２では、無線端末は、決定されたタイミング補正値及び／又は周波数補正値を適用する。
【００９２】
本発明の技術は、ソフトウェア、ハードウェア、及び／又はソフトウェアとハードウェアとの組み合わせを用いて実現されうる。本発明は、例えばモバイル端末のようなモバイルノード、基地局、本発明を実現する通信システムのような装置に向けられる。また、本発明に従った、例えばモバイルノード、基地局、及び／又は、ホストのような通信システムの制御や動作方法である方法にも向けられている。本発明はまた、例えばＲＯＭ，ＲＡＭ，ＣＤ，ハードディスク等のような計算機読取可能媒体にも向けられている。そしてこの媒体は、本発明に従って１又は複数のステップを実行するように計算機を制御するための計算機読取命令を含む。
【００９３】
様々な実施形態において、本明細書に記載するノードは、例えば、信号処理、メッセージ生成、及び／又は送信ステップのような本発明の１又は複数の方法に対応するステップを実行する１又は複数のモジュールを用いて実施される。したがって、幾つかの実施形態では、本発明の様々な機能は、モジュールを用いて実現される。そのようなモジュールは、ソフトウェア、ハードウェア、あるいはソフトウェアとハードウェアとの組み合わせを用いて実現されうる。上述した方法又は方法ステップの多くは、例えばＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク等のメモリーデバイスのような計算機読取可能媒体に含まれるソフトウェアのような計算機実行可能命令を用いて実現することができ、追加ソフトウェアを備えているか、あるいは備えていない汎用コンピュータのような計算機を制御し、例えば１又は複数のノード内において、上述した方法のうちの全て又は一部を実施する。従って、本発明は、例えばプロセッサーや関連するハードウェアのような計算機に対して、上述した方法のうちの１又は複数のステップを実施させる計算機実行可能命令を含む計算機読取媒体に向けられている。
【００９４】
ＯＦＤＭシステムに関して記載されているが、本発明の方法及び装置のうちの少なくとも幾つかは、多くの非ＯＦＤＭシステムや非セルラシステムを含む幅広い範囲の通信システムにも適用可能である。
【００９５】
上述した本発明の方法及び装置に関する多くの更なるバリエーションが、本発明の上記説明を考慮して、当業者に明らかになるであろう。そのようなバリエーションは、本発明の範囲内であると考慮されることになっている。本発明の方法及び装置は、様々な実施形態において、ＣＤＭＡ、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）、及び／又は、アクセスノードとモバイルノードとの間に無線通信リンクを提供するために使用されるその他のタイプの通信技術とともに使用される。幾つかの実施形態では、アクセスノードは、ＯＦＤＭ及び／又はＣＤＭＡを用いてモバイルノードとの通信リンクを確立する基地局として実現される。様々な実施形態では、モバイルノードは、本発明の方法を実施するノートブックコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、又は、受信／送信回路及びロジックやルーチンを含むその他のポータブルデバイスとして実現される。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】図１は、本発明に従い、かつ、本発明の方法を用いて実施される典型的な通信システムの図である。
【図２】図２は、本発明に従い、かつ、本発明の方法を用いて実施される典型的な基地局の図である。
【図３】図３は、本発明に従い、かつ、本発明の方法を用いて実施される典型的な無線端末の図である。
【図４】図４は、本発明に従い、かつ、本発明の方法を用いて実施される典型的な無線端末の図である。
【図５】図５は、本発明に従い、かつ、本発明の方法を用いて実施される、図４の典型的な別の無線端末の図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明に従い、かつ、本発明の方法を用いて実施される典型的な無線端末の図である。
【図６】図６は、本発明に従った典型的な無線通信システム内に存在しうる基地局と無線端末との別の典型的なタイプの基地局と無線端末とを示す図である。
【図７】図７は、本発明に従った初期「開ループ」タイミング演算のために、基地局の無線端末に対する判定された相対距離を用いて無線端末を動作させる典型的な方法のフローチャートである。
【図８】図８は、典型的な基地局と、例えばモバイルノードのような複数の無線端末とを含み、本発明に従って実現される典型的な直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）無線通信システムを例示する図である。
【図９】図９は、例えば図８のシステムのような典型的なＯＦＤＭシステムで使用されるトーンのセットを示す図である。
【図１０】図１０は、アップリンクシグナリングを受信する基地局の観点から、２つの連続したＯＦＤＭシンボル送信時間間隔を示す図である。
【図１１】図１１は、アップリンクシグナリングを受信する基地局の観点から、他の２つの連続したＯＦＤＭシンボル送信時間間隔を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明に従って無線端末を動作させる典型的な方法のフローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明に従って基地局を動作させる典型的な方法のフローチャートである。
【図１４】図１４は、本発明に従って無線端末を動作させる典型的な方法のフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
2009503935.tif 000019
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