(57)【要約】  受信機（ＵＥ）は、複数のアンテナを有し、ワイヤレス通信ネットワークの異なるセルの複数の送信機から複数の無線信号を受信する。各無線信号は、測位基準信号（ＰＲＳ）シーケンスを有し、複数のパス成分を含む無線チャネルを介して受信機（ＵＥ）に送信される。受信機（ＵＥ）は、無線信号を処理してパス成分についてＰＲＳシーケンスの到来時間（ＴｏＡ）を推定し、パス成分についてＰＲＳシーケンスのパス強度（ＰＳ）値を決定する。受信機（ＵＥ）の位置は、ＴｏＡおよびＰＳ値を使用して推定される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信機であって、
各々がアンテナパターンを有する複数のアンテナ（１２０）を備え、
前記受信機（ＵＥ）は、ワイヤレス通信ネットワークの異なるセルの複数の送信機から複数の無線信号を受信するように構成され、各無線信号は、測位基準信号（ＰＲＳ）シーケンスを含み、各無線信号は、複数のパス成分を含む無線チャネルを介して前記受信機（ＵＥ）に送信され、
前記受信機（ＵＥ）は、前記無線信号を処理してパス成分について前記ＰＲＳシーケンスの到来時間（ＴｏＡ）を推定し、パス成分について前記ＰＲＳシーケンスのパス強度（ＰＳ）値を決定するように構成され、
前記受信機（ＵＥ）の位置は、前記ＴｏＡおよび前記ＰＳ値を使用して推定される、受信機。
【請求項２】
前記受信機（ＵＥ）が、前記無線チャネルの特定の数（Ｐ）のパス成分または前記無線チャネルのすべてのパス成分の前記ＰＳ値を決定するように構成される、請求項１に記載の受信機。
【請求項３】
前記受信機（ＵＥ）が、前記ＴｏＡおよび前記ＰＳ値をロケーションサーバに送信するように構成され、前記ロケーションサーバが、前記受信機（ＵＥ）の前記位置を推定する、請求項１または２に記載の受信機。
【請求項４】
パス成分の前記ＰＳ値が、前記受信機（ＵＥ）の前記アンテナパターンおよび前記パス成分の受信方向に依存する方向依存項を含み、前記受信機（ＵＥ）が、前記方向依存項を含む前記ＰＳ値を返して前記受信機（ＵＥ）の前記位置を推定するように構成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項５】
パス成分の前記ＰＳ値が、前記受信機（ＵＥ）の前記アンテナパターンおよび前記パス成分の前記受信方向に依存する方向依存項を含み、前記受信機（ＵＥ）が、前記方向依存項を含む前記ＰＳ値を処理して前記方向依存項を減少または除去し、前記方向依存項を含まない補正ＰＳ値を決定し、前記補正ＰＳ値を返して前記受信機（ＵＥ）の前記位置を推定するように構成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項６】
前記受信機（ＵＥ）が、
前記アンテナ（１２０）で受信された前記信号を送信セルの前記ＰＲＳシーケンスを使用して前記受信機（ＵＥ）で生成された信号と相関させ、遅延（τ）に依存する相関値のベクトル（ｒ）を取得し、
前記アンテナ（１２０）の応答を定義するアンテナステアリングベクトル（ｂ）、および相関値の前記ベクトル（ｒ）を使用して相関関数（ｈ）の値を決定し、
前記相関関数（ｈ）からＰ個の最強ピークを決定し、
前記Ｐ個のピークから前記パス成分の前記ＴｏＡを決定し、かつ
前記パス成分の前記補正ＰＳ値を決定するように構成される、請求項５に記載の受信機。
【請求項７】
前記受信機（ＵＥ）が、前記Ｐ個の最強ピークから到来角（ＡｏＡ）を決定するように構成される、請求項６に記載の受信機。
【請求項８】
前記受信機（ＵＥ）が、前記アンテナ（１２０）の前記応答を定義する、前記受信信号および前記アンテナステアリングベクトル（ｂ）を使用した高分解能パラメータ推定手法に基づいて前記パス成分の到来角（ＡｏＡ）、到来時間ＴｏＡおよび前記補正ＰＳ値を決定するように構成される、請求項５に記載の受信機。
【請求項９】
前記アンテナステアリングベクトル（ｂ）が、ステアリングベクトルの辞書に記憶され、ステアリングベクトルの前記辞書が、到来角方向に依存して前記アンテナ（１２０）の前記応答を定義するアンテナステアリングベクトル（ｂ）のセット、または到来角方向に依存せずに前記アンテナ（１２０）の前記応答を定義する固定の一意のアンテナステアリングベクトル（ｂ）のセットを含む、請求項６〜８のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１０】
前記ステアリングベクトルが、前記受信機の配向に依存して前記辞書から選択される、請求項９に記載の受信機。
【請求項１１】
ステアリングベクトルの前記辞書が、データベースに記憶され、前記受信機（ＵＥ）が、前記データベースにアクセスするかまたは前記データベースをダウンロードするように構成される、請求項９または１０に記載の受信機。
【請求項１２】
前記送信機のうちの１つのＴｏＡを基準ＴｏＡとして使用して相対信号タイミング差（ＲＳＴＤ）を取得するように構成され、前記ＲＳＴＤが、前記ＴｏＡの代わりに送信される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１３】
前記受信機（ＵＥ）が、前記送信機のうちの１つのパス強度値を基準として使用して相対パス強度差（ＲＰＳＤ）を取得するように構成され、前記ＲＰＳＤが、前記ＰＳ値の代わりに送信される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１４】
各ＰＲＳシーケンスが、セル識別子と関連付けられており、前記受信機（ＵＥ）が、各ＰＲＳシーケンスについて前記関連するセル識別子をさらに取得するように構成され、前記受信機（ＵＥ）の位置が、前記取得されたセル識別子を使用してさらに推定される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１５】
１つまたは複数のセンサを備え、前記受信機（ＵＥ）が、前記１つまたは複数のセンサからのデータを使用して前記受信機（ＵＥ）の配向を計算し、前記配向を前記ロケーションサーバ（１１０）に送信するように構成される、請求項２〜１４のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１６】
前記パス強度（ＰＳ）値が、セルの前記送信無線信号と干渉する信号の干渉レベルに対応する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１７】
前記無線チャネルの前記パス成分が、見通し内（ＬＯＳ）パス成分および／または見通し外（ＮＬＯＳ）パス成分を含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の受信機（ＵＥ）と、
複数の送信機（ＢＳ）とを備える、ワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項１９】
ロケーションサーバ（１１０）を備え、前記受信機（ＵＥ）の位置が、前記ロケーションサーバ（１１０）によって推定される、請求項１８に記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項２０】
前記受信機（ＵＥ）が、移動端末であり、前記送信機（ＢＳ）が、基地局であり、前記ワイヤレス通信ネットワークが、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）ベースの信号を使用する、請求項１８または１９に記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項２１】
前記ＩＦＦＴベースの信号が、ＣＰを有するＯＦＤＭ、ＣＰを有するＤＦＴ−ｓ−ＯＦＤＭ、ＣＰを有さないＩＦＦＴベースの波形、ｆ−ＯＦＤＭ、ＦＢＭＣまたはＵＦＭＣを含む、請求項２０に記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項２２】
ＣＰを有するＯＦＤＭが、ダウンリンク送信に使用され、ＣＰを有するＤＦＴ−ｓ−ＯＦＤＭまたはシングルトーン送信が、アップリンク送信に使用される、請求項２１に記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項２３】
複数のアンテナ（１２０）を有する受信機（ＵＥ）によって、ワイヤレス通信ネットワークの異なるセルの複数の送信機から複数の無線信号を受信することであって、各アンテナは、アンテナパターンを有し、各無線信号は、測位基準信号（ＰＲＳ）シーケンスを含み、各無線信号は、複数のパス成分を含む無線チャネルを介して前記受信機（ＵＥ）に送信されることと、
前記無線信号を処理してパス成分について前記ＰＲＳシーケンスの到来時間（ＴｏＡ）を推定し、パス成分について前記ＰＲＳシーケンスのパス強度（ＰＳ）値を決定することと、
前記ＴｏＡおよび前記ＰＳ値を使用して前記受信機（ＵＥ）の位置を推定することとを含む、方法。
【請求項２４】
コンピュータで実施されたときに請求項２３に記載の方法を実行する命令を記憶するコンピュータ可読媒体を備える、非一時的コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレス通信ネットワークまたはシステムの分野に関し、より具体的には、そのようなネットワークにおける移動端末のようなユーザ機器の位置特定に関する。例は、ワイヤレス通信ネットワークにおけるユーザ機器の位置決定または位置特定における複数の時間差測定のための信号強度推定を説明する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、それぞれのセル１００１〜１００５によって概略的に表される基地局を囲む特定のエリアを各々が担当する、複数の基地局ｅＮＢ１〜ｅＮＢ５を含む、ワイヤレス通信ネットワークまたはワイヤレス通信システムなどのネットワークインフラストラクチャの一例の概略図である。基地局は、セル内のユーザを担当するために設けられる。ユーザは、固定デバイスまたは移動デバイスであってもよい。さらに、ワイヤレス通信システムは、基地局またはユーザに接続するＩｏＴデバイスによってアクセスされ得る。ＩｏＴデバイスは、電子装置、ソフトウェア、センサ、アクチュエータなどを内蔵した物理デバイス、車両、建物および他のアイテム、ならびにこれらのデバイスが既存のネットワークインフラストラクチャにわたってデータを収集および交換することを可能にするネットワーク接続性を含み得る。図１は、５つのセルのみの例示的な図を示すが、ワイヤレス通信システムは、そのようなセルをさらに含んでもよい。図１は、セル１００２にあり、基地局ｅＮＢ２によって担当されるユーザ機器（ＵＥ）とも呼ばれる２人のユーザＵＥ１およびＵＥ２を示す。基地局ｅＮＢ４によって担当される別のユーザＵＥ３は、セル１００４に示されている。矢印１０２１、１０２２および１０２３は、データをユーザＵＥ１、ＵＥ２およびＵＥ３から基地局ｅＮＢ２、ｅＮＢ４に送信するための、またはデータを基地局ｅＮＢ２、ｅＮＢ４からユーザＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３に送信するためのアップリンク／ダウンリンク接続を概略的に表す。さらに、図１は、セル１００４の２つのＩｏＴデバイス１０４１および１０４２を示し、これらは固定または移動デバイスであり得る。ＩｏＴデバイス１０４１は、矢印１０６１によって概略的に表されるようにデータを受信および送信するために基地局ｅＮＢ４を介してワイヤレス通信システムにアクセスする。ＩｏＴデバイス１０４２は、矢印１０６２によって概略的に表されるようにユーザＵＥ３を介してワイヤレス通信システムにアクセスする。
【０００３】
ワイヤレス通信システムは、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システム、ＬＴＥ規格によって定義された直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）システム、またはＣＰを有するまたは有さない任意の他のＩＦＦＴベースの信号、例えばＤＦＴ−ｓ−ＯＦＤＭのような周波数分割多重に基づく任意のシングルトーンまたはマルチキャリアシステムとすることができる。多重アクセスのための非直交波形のような他の波形、例えばフィルタバンクマルチキャリア（ＦＢＭＣ）を使用してもよい。
【０００４】
図１に示されたもののようなワイヤレス通信ネットワークでは、セルに一定の精度でＵＥを配置することが望ましい場合がある。セル内にＵＥを配置するための１つの手法は、ＬＴＥなどのセルラ通信ネットワークで使用され得る観測到着時間差（ＯＴＤＯＡ）推定に基づいており、例えば、参考文献［２］および［３］に記載のように、１つまたは複数の周辺基地局（ｅＮＢ）からユーザ機器ＵＥで受信する測位基準信号（ＰＲＳ）を使用した到来時間（ＴｏＡ）推定値の計算に依存するダウンリンク測位方法である。ＰＲＳシーケンスは、測位目的のために設計され、セル内のすべての無線端末にブロードキャストされるダウンリンク信号である。ＰＲＳシーケンスは、基地局のアンテナまたは遠隔無線ヘッド（ＲＲＨ）から同じ送信電力で全方向に放射され、セルの任意のロケーションにいる全ユーザをカバーする、すなわち、セル全体をカバーする。ＰＲＳシーケンスを異なるセルと区別するために、各ＰＲＳシーケンスは、物理セル識別子（ＰＣＩ）とも呼ばれるセル固有の識別子と関連付けられている。ＰＣＩは、特定のエリアにおいて固有のものであり、セル、したがってＰＲＳシーケンスを識別するために使用される。平面において固有の位置を取得するためには、ＵＥの内部タイムベースに対して、幾何学的に分散した基地局から少なくとも３つのタイミング測定値が必要である。参考文献［４］に記載のように、４つの基地局が三次元空間の固有の位置を取得するために必要とされる。
【０００５】
図２は、３つの基地局を使用したＯＴＤＯＡ測定の概略図であり、図は、参考文献［４］から得られた画像に基づいている。基地局ｅＮＢ１〜ｅＮＢ３は、ＰＣＩと関連付けられたそれぞれのＰＲＳシーケンスを送出する。基地局ｅＮＢ１は、ＰＲＳシーケンスＰＲＳ１を送出し、基地局ｅＮＢ２は、ＰＲＳシーケンスＰＲＳ２を送出し、基地局ｅＮＢ３は、ＰＲＳシーケンスＰＲＳ３を送出する。基地局ｅＮＢ１〜ｅＮＢ３は、ワイヤレス通信ネットワークの異なるセルを担当する。図２は、上で説明したように、各基地局から一方向にのみそれぞれのＰＲＳシーケンスを送信することを示しているが、各基地局は、それぞれのセル内の任意のロケーションにいる全ユーザをカバーするためにシーケンスを全方向に送信する。図２の例では、ユーザ機器は、ロケーション１０８にあると仮定される。ロケーション１０８のＵＥは、それぞれの基地局からＰＲＳシーケンスＰＲＳ１〜ＰＲＳ３を受信する。ロケーション１０８のＵＥは、ＵＥの内部タイムベースに対して３つのＴｏＡτ１、τ２、τ３を測定する。基地局ｅＮＢ１が基準基地局として選択され、２つのＯＴＤＯＡが他の基地局のＴｏＡ測定値から基準基地局ｅＮＢ１のＴｏＡを減算することによって取得され、観測到来時間差として、相対信号タイミング差（ＲＳＴＤ）とも呼ばれる値ｔ２，１＝τ２−τ１およびｔ３，１＝τ３−τ１が得られる。相対信号タイミング差は、ロケーション１０８でユーザ機器を担当する基地局ならびにロケーションサーバにフィードバックされる。ロケーションサーバは、基地局の一部であり得るか、または図１の１１０で示されるように、基地局とは別の素子であり得る。ロケーションサーバ１１０は、ネットワーク構造全体の一部とすることができ、図１に示す基地局の各々に接続することができるが、図１には１つの接続のみが点線で示されている。ＲＳＴＤ値は、ＵＥと基地局との間の幾何学的距離に関連し、図２の線τ３−τ１および線τ２−τ１によって示されるように、基地局のそれぞれのロケーションの周りの双曲線を定義する。基地局座標およびＵＥと基準基地局ｅＮＢ１との間の時間オフセットの知識に基づいて、ロケーションサーバは、ＵＥの位置を決定することができる。図２では、各ＴｏＡ測定値τｉが不確かな精度を有するので、双曲線は、測定の不確実性を示す幅で示されている。推定されたＵＥロケーションは、２つの双曲線の交差エリアである。
【０００６】
ＵＥによるＴｏＡ測定値およびＲＳＴＤ報告のために、各基地局から最初に到着する信号パスは、正確に推定されるべきである。純粋な見通し内（ＬｏＳ）チャネル条件では、ＴｏＡ推定値は、ＵＥで知られているＰＲＳシーケンスとの受信信号の相互相関における最初に検出されたＬｏＳピークを反映するので、ＴｏＡはＵＥと基地局との間の距離に直接対応する。これにより、ＵＥの正確な位置推定値が可能になる。しかしながら、マルチパスチャネル環境では、ＴｏＡ推定値、ひいてはＲＳＴＤ測定値は、ＬｏＳパスの妨害によって、またはチャネルの見通し外（ＮＬｏＳ）信号パス成分によってバイアスされる可能性があり、そのような状況では、ＵＥは、最初に到着する信号パスを正確に検出しない場合があり、誤った距離情報につながる可能性がある。
【０００７】
セル内でＵＥを位置特定するための上述の手法は、複数の基地局によって送信されるＰＲＳシーケンスを使用する。各基地局は、全ユーザをカバーするために同じＰＲＳシーケンスを全方向に送出する。位置特定を可能にするために、少なくとも３つの基地局が必要とされる。さらに、無線伝搬チャネルは、マルチパス伝搬および遮蔽またはフェージング状態の影響を受ける可能性があり、その結果、ＲＳＴＤ測定値が正確ではないかもしれない。マルチパスとは、反射、回折および散乱のために、送信された信号が異なるパスを介して受信機に到達したときに移動システムのチャネルで発生する現象であり、フェージングを生じさせる。これは、関連するセル識別子を有する同じＰＲＳシーケンスを全方向に送信する基地局ＢＳによって担当されるセルｉ内のＵＥ、すなわちシーケンスＰＲＳｉを表す図３に概略的に表されている。ＰＲＳシーケンスＰＲＳｉは、障害物１１２１が信号を散乱または遮蔽して障害物１１２１の後ろにパス損失があるために、ＵＥで直接受信されない可能性がある。ＵＥは、障害物１１２２における信号の反射および／または障害物１１２３における回折に起因してシーケンスＰＲＳｉを受信することがある。言い換えれば、送信された信号ＰＲＳｉは１つだけであるが、信号パスにおける建物、丘および木のような障害物１１２１〜１１２３は、信号を様々な方向から異なる遅延でＵＥに到達させる。マルチパスは、例えば、受信機ＵＥが最初に到着するパスを検出したとしても、見通し外パスが存在する場合にＴｏＡ推定における誤差の原因となり得る。
【０００８】
マルチパスチャネルシナリオにおける位置精度を改善するために、時間ベースのロケーション推定のための多数のＮＬｏＳ誤差軽減技法が記載されている（例えば、参考文献［６］、［７］、［８］、［９］、［１０］および［１１］参照）。１つのＮＬｏＳ誤差軽減技法は、ＮＬｏＳ破損ＴｏＡ測定値（ＮＬｏＳ  ｃｏｒｒｕｐｔｅｄ  ＴｏＡ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ）が測定値の総数のごく一部である、すなわち、ＵＥと基地局との間のリンクの一部がＬｏＳチャネルパスを含むと仮定することができる。別の手法は、ＬｏＳシナリオについて予想される測定値とのそれらの不一致のためにＮＬｏＳ破損ＴｏＡ測定値を検出することができ、その結果、例えば、参考文献［８］および［１２］に記載のように、ＵＥと基地局との間のＮＬｏＳリンクが識別され、ＵＥ位置の位置特定のために無視することができる。さらに他の手法は、ＵＥと基地局との間のすべてのリンクを使用し、参考文献［１３］に記載のように、ＮＬｏＳ寄与を最小にするためのＴｏＡ測定値の重み付けまたはスケーリングを導入するか、または参考文献［１４］に記載のように、ＮＬｏＳ誤差を検出して情報を使用し、すべての可能なＵＥロケーションを計算することができる。
【０００９】
図１に示すように、ワイヤレス通信ネットワークの基地局は、例えば複数のアンテナ素子を含むアンテナアレイによって形成された複数のアンテナＡＮＴを含み、ＵＥはまた、２つ以上のアンテナを含むことができる。ＵＥと基地局の両方が複数のアンテナを装備しているシナリオでは、ＬｏＳまたはＮＬｏＳパス成分のＯＴＤＯＡ測定値に加えて、ロケーションに依存しないパラメータが利用されてもよく、例えばＵＥにおける到来角（ＡｏＡ）および基地局における出発角（ＡｏＤ）が使用されてもよい。ＮＬｏＳ誤差のみを検出してこれらの誤差の影響を除去する代わりに、位置特定技法の例は、ＮＬｏＳパス成分によって暗示される可能なＵＥロケーションの幾何学的関係を利用することによってＮＬｏＳチャネル伝搬から利益を得ることができる。そのような技法は、例えば、参考文献［１５］および［１６］に記載されており、パス依存パラメータＡｏＤ、ＡｏＡおよびパス距離ｄの知識を仮定して、マルチパスチャネル伝搬環境のパラメータ記述に依存している。
【００１０】
マルチパスチャネルシナリオにおける位置精度を改善するために、ＵＥによって送られたＴｏＡ測定報告を複数のＲＳＴＤ測定値によって担当する基地局に拡張することが、参考文献［１７］において提案されている。相互相関関数においてＵＥがＬＯＳピークと見なすものに対応する、ＵＥ−セルリンクごとの単一のＲＳＴＤ測定報告のみを送る代わりに、２つ以上のＲＳＴＤ値が基地局にフィードバックされる。複数のＲＳＴＤ値は、例えば、マルチパス成分のＴｏＡ推定値を表すＰＲＳ相関関数の複数のピークに対応する。ロケーションサーバは、改善された測位性能をもたらす可能性がある複数のＲＳＴＤ仮説に基づいてＵＥ位置特定を実行することができる。この手法はまた、例えば周辺基地局から送られたＰＲＳシーケンスの強い相関のために干渉が発生する状況における干渉シナリオにおいても適用され得る。そのようなシナリオにおける複数のＲＳＴＤ測定値は、干渉する信号に関連するピークに対応し得る。これはまた、ロケーションサーバで複数のＲＳＴＤ仮説によって処理され得る。複数のＲＳＴＤ測定手法を示す一例が図４に示されており、ｅＮＢ１およびｅＮＢ３については、チャネルのＬＯＳパス成分に対応する２つのＴｏＡ推定値が存在し、ｅＮＢ２については、弱いＬＯＳ成分または干渉する信号によって引き起こされる２つのＴｏＡ推定値が存在する、この例では、ロケーションサーバに報告されるＲＳＴＤ値は、（τ１−τ２；τ１−τ３；τ１−τ２，１；τ１−τ２，２）によって与えられる（参考文献［１７］参照）。ｅＮＢ２に対する複数のＲＳＴＤ値は、ロケーションサーバにおけるＵＥ位置の複数の仮説を計算するために使用される（図４のハッチングエリア参照）。可能なＵＥロケーションの尤度関数を考慮すると、より正確なＵＥ位置を推定する確率は、単一のＲＳＴＤ  ＵＥフィードバックと比較して複数のＲＳＴＤ  ＵＥフィードバックで著しく増加することが観察され得る（参考文献［１７］参照）。
【００１１】
上述のように、ＵＥは、無線信号を送信または受信するための複数のアンテナ、例えば、アンテナアレイを装備することができる。各アンテナは、特定の方向または角度からアンテナで受信された信号に対するアンテナの応答を記述するアンテナパターンを有する。例えば、アンテナパターンは、第１の方向からアンテナで受信された信号が増幅され、第２の方向から受信された信号が減衰または抑制されることを示す。ＵＥのそれぞれのアンテナは、同じまたは異なるアンテナパターンを有することができる。図５は、ＵＥの異なるアンテナのアンテナパターン、およびマルチパスチャネル環境におけるＬｏＳおよびＮＬｏＳパス成分がそのようなアンテナでどのように受信され得るかの例を示す。図５（ａ）は、ＵＥの第１のアンテナＡＮＴ１のアンテナパターンを示す。アンテナＡＮＴ１は、メインローブ１１４１と、それぞれのサイドローブおよびヌル１１８ａ１、１１８ｂ１および１１８ｃ１とを含むアンテナパターンを有する。メインローブ１１４１が向けられた方向に受信された信号は、増大した感度で受信され、それぞれのサイドローブおよびヌル１１８ａ１、１１８ｂ１、１１８ｃ１が向けられた方向から受信された信号は、低減された感度で受信される。例えば、メインローブの方向に受信された信号は、増幅され得るが、サイドローブの方向から受信されたそれらの信号は、減衰または抑制され得る。図５（ｂ）は、ＵＥの第２のアンテナＡＮＴ２のアンテナパターンを示す。第２のアンテナＡＮＴ２は、メインローブ１１４２と、それぞれのサイドローブおよびヌル１１８ａ２、１１８ｂ２および１１８ｃ２とを含むアンテナパターンまたは指向性を有する。図５（ｂ）の例では、第２のアンテナＡＮＴ２のアンテナパターンは、図５（ａ）に示す第１のアンテナＡＮＴ１のアンテナパターンと同じである。図５（ａ）および図５（ｂ）の例では、メインローブは、ｘ／ｙ平面のｘ軸に沿って０°の角度で配向されている。サイドローブは、０°〜３６０°の方向に向けられる。他の例によれば、第２のアンテナＡＮＴ２のアンテナパターンは、第１のアンテナＡＮＴ１のアンテナパターンとは異なっていてもよい。図５（ｃ）は、そのような異なるアンテナパターンの一例を示し、これは第２のアンテナＡＮＴ２のアンテナパターンであり得るか、またはこの例に示すように、ＵＥの第３のアンテナＡＮＴ３のアンテナパターンである。第３のアンテナＡＮＴ３のアンテナパターンまたは指向性もまた、メインローブ１１４３と、それぞれのサイドローブおよびヌル１１８ａ３、１１８ｂ３および１１８ｃ３とを有する。図５（ｃ）の例では、メインローブは、ｘ／ｙ平面のｘ軸に対してある角度で配向され、サイドローブは、異なる方向を向いている。第１および第２のアンテナパターンと比較すると、第３のアンテナパターンのそれぞれのローブは異なる方向に向けられ、それにより第１および第２のアンテナのメインローブ１１４１および１１４２が向けられた第１の方向から受信された信号は、第３のアンテナよりも第１および第２のアンテナによって高く増幅され、または、言い換えれば、第３のアンテナによって減衰される。
【００１２】
図５（ｄ）は、図５（ａ）に示すアンテナのように、マルチパスチャネル環境におけるＬｏＳおよびＮＬｏＳパス成分がＵＥのアンテナでどのように受信され得るかを示す。基地局ＢＳは、ＰＲＳシーケンスＰＲＳｉを搬送する信号を送信し、基地局ＢＳとＵＥとの間に直接パス、ＬＯＳパス、ならびに間接パス、ＮＬＯＳパスが存在し、それに沿って信号ＰＲＳｉが物体、例えば１１２に反映される。ＬＯＳパスを介して受信された信号は、アンテナＡＮＴ１の上側サイドローブの１つまたはヌル１１８ａ１が向けられた方向から受信され、間接またはＮＬＯＳパス成分は、メインローブ１１４１で受信される。ＬＯＳパスの信号は、アンテナＡＮＴ１による減衰または無効化さえも受けるので、ＵＥは、ＬＯＳの信号強度を抑制し得るアンテナＡＮＴ１のアンテナパターンの影響により、ＬＯＳパスとなるアンテナＡＮＴ１に最初に到着する信号パスを正確に検出できない可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、移動通信ネットワークにおける受信機の位置特定をより高い精度で可能にする手法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的は、独立請求項に定義されている主題によって達成される。
【００１５】
実施形態は、従属請求項に定義されている。
【００１６】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態をさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ワイヤレス通信システムの一例の概略図である。
【図２】３つの基地局を使用したＯＴＤＯＡ測定の概略図である。
【図３】基地局ＢＳによって担当されるセルｉ内のＵＥが関連するセル識別子と共に同じＰＲＳシーケンスを全方向に送信することを表す図である。
【図４】複数のＲＳＴＤ測定手法を示す一例である。
【図５（ａ）】ＵＥの異なるアンテナのアンテナパターンの例を示す図である。
【図５（ｂ）】ＵＥの異なるアンテナのアンテナパターンの例を示す図である。
【図５（ｃ）】ＵＥの異なるアンテナのアンテナパターンの例を示す図である。
【図５（ｄ）】マルチパスチャネル環境におけるＬｏＳおよびＮＬｏＳパス成分がそのようなアンテナでどのように受信され得るかの例を示す図である。
【図６】本明細書に記載の本発明の手法による、ＵＥを位置特定するための動作しているワイヤレス通信ネットワークの一例を示す図である。
【図７】情報を送信機から受信機に送信するためのワイヤレス通信システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下において、本発明の好ましい実施形態は、同じまたは同様の機能を有する要素が同じ参照符号によって参照される添付の図面を参照してさらに詳細に説明される。
【００１９】
図６は、本明細書に記載の本発明の手法による、ＵＥを位置特定するための動作しているワイヤレス通信ネットワークの一例を示す。より具体的には、図６は、障害物１１２１が存在しないために基地局ＢＳｉからユーザ機器ＵＥへのＬＯＳパス成分が存在し、セルｊおよびｋの追加の基地局が示されることを除いて図３のものと同様の状況を示し、これは、ＵＥで受信されるそれぞれのＰＲＳシーケンスＰＲＳｊおよびＰＲＳｋを送る。セル境界は、破線で示されている。さらに、図６は、複数のアンテナ１２０を含むＵＥの拡大図を示す（アンテナ１．．．Ｎ参照）。アンテナは、図５を参照して上述したようにそれぞれのアンテナパターンを有することができ、それによりそれぞれのＮ個のアンテナで受信される信号ＰＲＳｉ、ＰＲＳｉおよびＰＲＳｊに関連するＬＯＳおよびＮＬＯＳパス成分は、パス成分がアンテナのメインローブが向けられた方向から受信されるのでＵＥのアンテナのいくつかによって増幅され得、パス成分は、それらがアンテナのサイドローブおよびヌルが向けられた方向から受信されるときにＵＥの他のアンテナによって減衰または抑制される。本明細書に記載の本発明の手法に従って、ＵＥは、図６の拡大図に示すように、それぞれの基地局ＢＳｉ〜ＢＳｋから送られたＰＲＳシーケンスに関連する検出されたパス成分の到来時間を推定する。複数の個々のパス成分のパス強度ＰＳは、ＵＥで評価または推定される。ＰＳ情報は、無線チャネルのパス成分のパス強度に対応してもよく、または干渉する信号のレベルに対応してもよい。ＵＥは、パス成分のＴｏＡおよびＰＳ値を図１に示すロケーションサーバ１１０に接続され得る担当する基地局ＢＳｉに送信することができる。ロケーションサーバは、受信されたＴｏＡおよび受信されたＰＳ値に基づいて、ＴｏＡに基づいてのみ動作する状況と比較して、ＵＥの位置をより正確にまたは厳密に推定することができる。
【００２０】
本発明の手法は図５に示すようなメインおよびサイドローブを含む特定のアンテナパターンを有するアンテナを参照して説明されているが、本発明は、そのようなアンテナパターンに限定されないことに留意されたい。本発明の手法は、指向性を有さない、すなわち、メインローブを含むアンテナパターンを含む、任意のアンテナパターンに使用することができる。
【００２１】
例によれば、ＴｏＡの代わりに、ＵＥは、複数のパス成分のＴＤｏＡに対応するＲＳＴＤ値を返してもよい。さらに、ＰＳ値の代わりに、ＵＥは、基準として送信機のうちの１つのパス強度値を使用して相対パス強度差（ＲＰＳＤ）を返すことができる。
【００２２】
パス強度または干渉レベルについての追加の情報は、ＵＥの位置推定値を改善するためにロケーションサーバで利用され得る。例えば、ロケーションサーバが複数の対のＲＳＴＤ／ＴｏＡおよびＲＰＳＤ／ＰＳの組合せを使用する追跡方式を含むとき、無線チャネルのＬＯＳパス成分は、遅延およびパス強度の変化に関してかなり決定的に挙動するので、純粋なＲＳＴＤ測定値と比較してより厳密に識別され得る。結果として、増加した分散を示す位置推定値は、マルチパス観測として分類され得、安定したロケーション推定値を取得するためにドロップまたは重み付けすることができる。
【００２３】
他の例によれば、基地局またはロケーションサーバは、強いＲＳＴＤおよびＲＰＳＤ値のセットのみ、例えばＵＥによって推定された上位ｍ値、または遅延およびパス強度の各々を含む特定のＲＳＴＤおよびＲＰＳＤ対のセットを要求することができる。また、複数のアンテナ１２０を有するＵＥを考慮するとき、アンテナポートの特定のセットからのＲＳＴＤ／ＴｏＡおよびＲＰＳＤ／ＰＳのフィードバックが要求され得る。例えば、フィードバックは、１つまたは複数のポートが信頼できるまたは正しい信号を提供しないと決定されたときに、例えば、信号レベルが閾値を下回ったとき（ポートの欠陥が原因である可能性がある）にアンテナポートの特定のセットから要求され得る。他の例では、低減された処理電力のみがＴｏＡおよびＰＳ値を決定するためにＵＥで使用されるかまたは利用可能になるときに、フィードバックがアンテナポートの特定のセットから要求され得る。さらに、それぞれのパス成分のＡｏＡを推定する能力を有するＵＥを考慮するとき、遅延、ＡｏＡおよびパス強度を含む特定のＲＳＴＤおよびＲＰＳＤ対のセットが要求され得る。
【００２４】
さらなる例によれば、パス強度または干渉する信号レベルは、ＵＥセルリンクのＵＥ受信信号電力から取得することができる。ＵＥのアンテナのうちの１つからＵＥで受信された信号は、このアンテナで受信されたマルチパスチャネルについての情報を含むが、図５を参照して上述したように、アンテナによってＵＥに提供される信号もまたアンテナのアンテナパターンに依存し、すなわち、受信アンテナパターンに依存する項とも呼ばれる、アンテナパターンに依存する信号部分を含む。上述のように、ＵＥ受信アンテナ１２０の各々は、個々のチャネルパス成分からの測定された受信電力がアンテナのパス成分の受信方向に依存するようにアンテナパターンを有することができる。例えば、これは実際に強いパスが減衰され、弱いパスがより高い利得を得ることを意味し得る。これに対処するために、本発明の手法の例によれば、ＵＥは、アンテナディエンベディングを実行することによって検出されたチャネルパス成分のパス強度または干渉レベルを推定する。言い換えれば、ＵＥは、ＵＥのそれぞれのアンテナによって特定のパス成分について取得されたパス強度情報から方向依存項を減少または除去するように構成される。例によれば、ＵＥは、チャネルの最も強い、好ましくはＬｏＳ成分の到来方向に関して振幅および位相におけるそのアンテナポート出力の依存性についての情報、例えば辞書を取得する。例えば、ＵＥは、受信アンテナ素子のサブセットを選択するために使用されるアンテナステアリングベクトルまたはアンテナ切り替え＆結合メトリックに依存し得る。アンテナパターンに基づいて、ＵＥは、取得されたパス強度から特定のアンテナパターンによる方向依存項を除去または排除し、それによってＵＥアンテナの特性による項を実質的に含まないパス強度値をロケーションサーバに提供する。
【００２５】
例によれば、ＵＥの配向は、辞書から使用されるアンテナパターンを選択するために使用され得る。受信信号を処理するためのＵＥの配向に依存するアンテナパターンは、辞書から選択されてもよい。例えば、ＵＥの配向が、ＵＥがユーザによって手および／または頭に保持されていることを示す場合、そのようなアンテナパターンを使用して取得されたデータは信頼性が低いと考えられるため、いくつかのアンテナパターンは処理のために無視され得る。他の例によれば、アンテナディエンベディングは、特定のＵＥの配向と関連付けられたそれらのアンテナパターンに基づいてのみ実行される。ＵＥは、１つまたは複数のセンサＳを含むことができ、その出力または情報信号は、ＵＥの配向を決定するための基礎を形成する。単一の情報信号または情報信号の組合せが提供されてもよい。例えば、ジャイロスコープセンサによって提供される情報は、空間のＵＥの絶対配向を検出するために使用され得、カメラまたは光センサによって提供される情報は、ＵＥの保持位置を検出するために使用され得る。ＵＥのカメラによって生成された暗い画像は、アンテナが物体によってカバーされていることを示し、肌の色は、ＵＥが手または耳に保持されていることを示すことができる。明るい色は、物体による妨害がないことを示すことができる。配向決定は、ＵＥで実行されてもよく、またはセンサからのそれぞれの情報は、基地局またはロケーションサーバでＵＥの配向を追跡するために基地局にシグナリングされてもよい。
【００２６】
ＵＥアンテナパターンは、偏波にも依存する例に従って、複雑な三次元アンテナパターンによって記述されてもよく、自由空間の異なる角度でアンテナにおいて受信される電磁波の大きさおよび位相の観点から相対的な電界強度を記述する。しかしながら、ＵＥアンテナの近くに位置した金属製の取り付け構造または他の物体は、近接場歪みをもたらし、それによりＵＥアンテナの有効なアンテナパターンは、自由空間で測定されたアンテナパターンとは異なる可能性がある。例によれば、例えば、それらのそれぞれのアンテナステアリングベクトルによって記述される複数のアンテナパターンの辞書またはマップを保持するためにデータベースが提供されてもよい。アレイステアリングベクトルは、すべてのアンテナでの衝突波の方向に応じてＵＥのアンテナパターンを記述する。アンテナパターンは、ＵＥの使用に依存し得、例えば、アンテナパターンは、ＵＥを手に保持しているとき、または物体がアンテナを遮るときに異なる可能性がある。辞書は、ＵＥに、またはＵＥから離れたデータベース、例えば、ロケーションサーバに記憶することができる。例によれば、ＵＥは、例えば、ロケーションサーバからデータベースをダウンロードすることができる。ＵＥで受信された信号は、辞書に保持されたアンテナパターンに関連することができ、特定のＵＥアンテナアレイの放射パターンを含まない異なるパス成分のパス強度情報の抽出を可能にする。ＵＥアンテナパターンのこの「ディエンベディング」は、ＵＥアンテナパターンを含まないチャネルまたはパス記述をもたらす。
【００２７】
以下に説明する例によれば、Ｐ個の対
2019536024.tif 000002
またはＰ個のトリプレット
2019536024.tif 000003
は、ＵＥからロケーションサーバに送られ、ｐ＝１．．．Ｐ、
2019536024.tif 000004
＝遅延、
2019536024.tif 000005
＝パス強度、および
2019536024.tif 000006
＝到来角（ＡｏＡ）である。対／トリプレットは、一例として、相関ベースの手法に基づいて、または最尤ベースの手法に基づいて生成される。例えばロケーションサーバで受信された情報に基づいて、複数の仮説検定がこの情報、例えば、パス強度情報を使用して実行されてＵＥロケーションを決定することができる。
【００２８】
相関ベースの手法
方位角次元のみに沿って放射および受信するアンテナアレイ１２０（図６参照）を考慮すると、特定の方向に対するアレイステアリングベクトルθは、ベクトル
2019536024.tif 000007
として定義される。このセットΩは、すべての可能なアレイステアリングベクトル、すなわち、
2019536024.tif 000008
を記述する。最初に、その存在を決定するために特定のＰＲＳシーケンスを埋め込んだ受信信号は、それぞれの相関ピークからＴｏＡを取得するように同じＰＲＳシーケンスを使用して受信機で生成された信号と相関される。
2019536024.tif 000009
が遅延／ＴｏＡにおいてＮ個のアンテナポートで取得された相関値のセットτであると考えると、この例によれば、到来角（ＡｏＡ）、到来時間（ＴｏＡ）およびパス強度を含むＰ個のトリプレットは、以下のように決定または取得することができる：
１．修正相関関数
2019536024.tif 000010
を計算する。この項λは、特定の角度において限りなく小さいアンテナ利得が原因で
2019536024.tif 000011
の値が大きく増加するのを防ぐための小さな定数である。
【００２９】
２．
2019536024.tif 000012
、
2019536024.tif 000013
のＰ個の主ピークに対応する角度および遅延を決定する。
【００３０】
３．対応するパス強度は、
2019536024.tif 000014
として計算され、シンボル
2019536024.tif 000015
は、擬似逆行列を表す。
【００３１】
４．Ｐ個の対
2019536024.tif 000016
またはＰ個のトリプレット
2019536024.tif 000017
をＵＥからロケーションサーバに返す。
【００３２】
５．ロケーションサーバは、遅延情報に加えて、パス強度情報
2019536024.tif 000018
も使用してＵＥロケーションを決定するために複数の仮説検定を実施することができる。
【００３３】
例によれば、上述のように、ＵＥの配向はまた、例えばジャイロスコープからのまたはＵＥの光センサからのそれぞれの信号に基づいてロケーションサーバに返すことができる。さらに、例によれば、ロケーションサーバに送られるＰ個の遅延
2019536024.tif 000019
は、基準値に対して、ＴｏＡ値を直接表してもよく、またはＲＳＴＤ値であってもよく、基準値は、第１の値としてロケーションサーバに送られるか、または要求に応じてロケーションサーバに供給される。さらに、例によれば、ロケーションサーバに送られるＰ個のパス強度
2019536024.tif 000020
は、基準値に対して、パス強度値を直接表してもよく、またはＲＰＳＤ値であってもよく、基準値は、第１の値としてロケーションサーバに送られるか、または要求に応じてロケーションサーバに供給される。
【００３４】
相関ベースの手法の別の例によれば、アレイステアリングベクトルのセットは、到来角、すなわち、
2019536024.tif 000021
とはほとんどまたは全く関係のない、「アレイ応答辞書」とも呼ばれるアレイ応答の固定セットを有することができる。そのような状況では、この例によれば、到来時間（ＴｏＡ）およびパス強度を含むＰ個の対は、以下のように決定または取得することができる：
１．修正相関関数を以下
2019536024.tif 000022
のように決定する。
【００３５】
２．
2019536024.tif 000023
：
2019536024.tif 000024
のＰ個の主ピークに対応するアレイ応答ベクトルインデックスおよび遅延を決定し、パス強度を以下
2019536024.tif 000025
のように決定する。
【００３６】
最尤ベースの手法
他の例によれば、パス強度は、最尤推定を使用して決定され得る。最尤推定を使用するときには明示的な相関関数が計算されず、むしろ、受信信号のモデルがＴｏＡおよびＡｏＡを決定するために使用される。一例として、ＭＩＭＯ−ＯＦＤＭシステムは、ＵＥにおいてＭ個のサブキャリアとＮ個のアンテナとを有すると仮定され、受信ベクトルの１つのスナップショット、例えば遅延／ＴｏＡτの特定のインスタンスにおける受信ベクトルは、以下のように表現され得る：
2019536024.tif 000026
この式のパラメータは、以下の通りである：
2019536024.tif 000027
は、パス強度である。
2019536024.tif 000028
は、
2019536024.tif 000029
の加法性ホワイトガウスノイズベクトルである。
2019536024.tif 000030
は、以下の構造を有する受信ベクトルである：
2019536024.tif 000031
2019536024.tif 000032
は、ｍ番目のサブキャリアおよびｎ番目のアンテナからの受信シンボルである。
2019536024.tif 000033
は、以下の構造を有するチャネル行列である：
2019536024.tif 000034
2019536024.tif 000035
、
2019536024.tif 000036
であり、
2019536024.tif 000037
は、アレイステアリング行列である。
【００３７】
他の例によれば、チャネル行列Ｈは、以下のように表すことができる：
2019536024.tif 000038
、
シンボル
2019536024.tif 000039
は、クロネッカー積を表す。パス重みとも呼ばれるパス強度、ならびに対応するＡｏＡおよびＴｏＡに対する最尤解は、以下のように決定される：
2019536024.tif 000040
2019536024.tif 000041
2019536024.tif 000042
は、ノイズ部分空間への射影であり、
2019536024.tif 000043
は、受信ベクトルの相関行列である。
【００３８】
上述のように、上記の解決策は、受信ベクトルの１つのスナップショットを考慮しているが、性能を改善するために複数のスナップショットに容易に拡張することができる。
【００３９】
相関ベースの手法と同様に、最尤ベースの手法においても、アレイ応答辞書、すなわち到来角とほとんどまたは全く関係のないアレイ応答の固定セットを使用することができる。この場合、ステアリングベクトルと到来角との間にほとんどまたは全く関係がないとき、推定は、以下のように実行することができる：
2019536024.tif 000044
2019536024.tif 000045
2019536024.tif 000046
。
【００４０】
上述の例は、遅延情報に加えて、ＵＥの位置を推定することに関して有利であり、チャネルパス成分のパス強度情報もまた、ＵＥ側で決定される。ロケーションサーバは、ＵＥ位置の複数の仮説検定のために、例えば、ＲＳＴＤ／ＴｏＡ値に関して参考文献［１７］に記載されているように、ＲＳＴＤ／ＴｏＡをＲＰＳＤ／ＰＳ値と共に使用してＵＥ位置推定値を改善するだけである。さらに、パス強度情報は、位置推定値を改善することを可能にするＬＯＳパス成分とＮＬＯＳパス成分とを区別するために使用され得る。
【００４１】
本発明の実施形態は、移動端末またはＩｏＴデバイスのような基地局、ユーザを含む、図１に示すようなワイヤレス通信システムにおいて実装されてもよい。図７は、送信機ＴＸと受信機ＲＸとの間で情報を通信するためのワイヤレス通信システム２５０の概略図である。送信機ＴＸと受信機ＲＸの両方は、複数のアンテナＡＮＴＴＸ、ＡＮＴＲＸまたは複数のアンテナ素子を有するアンテナアレイを含む。矢印２５２によって示すように、信号は、無線リンクのようなワイヤレス通信リンクを介して送信機ＴＸと受信機ＲＸとの間で通信される。送信は、図１を参照して上述した技法のうちの１つに従うことができる。
【００４２】
送信機ＴＸとＲＸとの間のシグナリングは、本発明の上述の実施形態に従う。例えば、受信機ＲＸは、アンテナＡＮＴＲＸを介してワイヤレス通信ネットワークの異なるセルの複数の送信機から複数の無線信号を受信し、信号を信号プロセッサ２５４に適用する。各無線信号は、測位基準信号（ＰＲＳ）シーケンスを含む。受信機ＲＸは、無線信号を処理して各ＰＲＳシーケンスの到来時間（ＴｏＡ）を推定し、異なるＴｏＡに関して各受信無線信号のパス強度を決定する。受信機の位置は、到来時間および決定されたパス強度を使用して推定される。位置は、ワイヤレス通信ネットワークの受信機ＲＸ、送信機またはロケーションサーバで推定することができる。後者の場合、ＴｏＡおよびＰＳ値は、無線リンク２５２を介して送信機／ロケーションサーバに通信されてもよい。送信機ＴＸは、受信機ＲＸに送信される信号を生成するために信号プロセッサ２５６を備える。送信機ＴＸは、１つまたは複数のアンテナＡＮＴＴＸを介して測位基準信号（ＰＲＳ）シーケンスを有する無線信号を送信することができる。
【００４３】
説明された概念のいくつかの態様は装置の文脈で説明されているが、これらの態様はまた、対応する方法の説明を表し、ブロックまたはデバイスが方法ステップまたは方法ステップの特徴に対応することは明らかである。同様に、方法ステップの文脈で説明された態様はまた、対応する装置の対応するブロックまたは項目または特徴の説明を表す。
【００４４】
特定の実装要件に応じて、本発明の実施形態は、ハードウェアまたはソフトウェアで実装することができる。実装は、電子的に読み取り可能な制御信号が記憶され、それぞれの方法が実行されるようにプログラマブルコンピュータシステムと協働する（または協働することができる）デジタル記憶媒体、例えばクラウドストレージ、フロッピーディスク、ＤＶＤ、Ｂｌｕｅ−Ｒａｙ、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはＦＬＡＳＨメモリを使用して実行されてもよい。したがって、デジタル記憶媒体は、コンピュータ可読であり得る。
【００４５】
本発明によるいくつかの実施形態は、本明細書に記載の方法の１つが実行されるように、プログラマブルコンピュータシステムと協働することができる電子的に読み取り可能な制御信号を有するデータキャリアを備える。
【００４６】
一般に、本発明の実施形態は、プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品として実装することができ、プログラムコードは、コンピュータプログラム製品がコンピュータで実行されるときに方法の１つを実行するように動作可能である。プログラムコードは、例えば機械可読キャリアに記憶することができる。
【００４７】
他の実施形態は、機械可読キャリアに記憶された、本明細書に記載の方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムを備える。言い換えれば、本発明の方法の一実施形態は、したがって、コンピュータプログラムがコンピュータで実行されるときに、本明細書に記載の方法の１つを実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。
【００４８】
したがって、本発明の方法のさらなる実施形態は、本明細書に記載の方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムを記録したデータキャリア（またはデジタル記憶媒体、またはコンピュータ可読媒体）である。したがって、本発明の方法のさらなる実施形態は、本明細書に記載の方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムを表すデータストリームまたは一連の信号である。データストリームまたは一連の信号は、例えばデータ通信接続を介して、例えばインターネットを介して転送されるように構成されてもよい。さらなる実施形態は、本明細書に記載の方法の１つを実行するように構成または適合された処理手段、例えばコンピュータ、またはプログラマブルロジックデバイスを備える。さらなる実施形態は、本明細書に記載の方法の１つを実行するためのコンピュータプログラムをインストールしたコンピュータを備える。
【００４９】
いくつかの実施形態では、プログラマブルロジックデバイス（例えばフィールドプログラマブルゲートアレイ）を使用して、本明細書に記載の方法の機能の一部またはすべてを実行することができる。いくつかの実施形態では、フィールドプログラマブルゲートアレイは、本明細書に記載の方法の１つを実行するためにマイクロプロセッサと協働することができる。一般に、方法は、好ましくは、任意のハードウェア装置によって実行される。
【００５０】
上述の実施形態は、本発明の原理を説明するための例示にすぎない。本明細書に記載の構成および詳細の修正および変形は、当業者にとって明らかであるものと理解される。したがって、差し迫った特許請求の範囲だけによって制限され、本明細書の実施形態の記載および説明によって示される具体的な詳細によって制限されないことが意図される。
【００５１】
参考文献
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【００５９】
［９］  Ｐ．Ｃｈｅｎ，“Ａ  ｎｏｎｌｉｎｅ−ｏｆ−ｓｉｇｈｔ  ｅｒｒｏｒ  ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｉｎ  ｌｏｃａｔｉｏｎ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ，”  ｉｎ  Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎ．Ｎｅｔｗ．Ｃｏｎｆ．，Ｎｅｗ  Ｏｒｌｅａｎｓ，ＬＡ，Ｓｅｐ．２１−２４，１９９９，ｖｏｌ．１，ｐｐ．３１６−３２０．
【００６０】
［１０］  Ｌ．Ｃｏｎｇ  ａｎｄ  Ｗ．Ｚｈｕａｎｇ，“Ｎｏｎ−ｌｉｎｅ−ｏｆ−ｓｉｇｈｔ  ｅｒｒｏｒ  ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ  ｉｎ  ＴＤＯＡ  ｍｏｂｉｌｅ  ｌｏｃａｔｉｏｎ，”  ｉｎ  Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎ．Ｃｏｎｆ．，Ｓａｎ  Ａｎｔｏｎｉｏ，ＴＸ，Ｎｏｖ．２５−２９，２００１，ｖｏｌ．１，ｐｐ．６８０−６８４．
【００６１】
［１１］  Ｓ．ＡＩ−Ｊａｚｚａｒ，Ｊ．Ｃａｆｆｅｒｙ，ａｎｄ  Ｈ．Ｙｏｕ，“Ａ  ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｍｏｄｅｌ  ｂａｓｅｄ  ａｐｐｒｏａｃｈ  ｔｏ  ＮＬＯＳ  ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ  ｉｎ  ＴＯＡ  ｌｏｃａｔｉｏｎ  ｓｙｓｔｅｍｓ，”  ｉｎ  Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ  Ｖｅｈ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｃｏｎｆ．，Ｂｉｒｍｉｎｇｈａｍ，ＡＬ，Ｍａｙ  ６−９，２００２，ｖｏｌ．２，ｐｐ．８６１−８６５．
【００６２】
［１２］  Ｙ．Ｃｈａｎ，Ｗ．Ｙ  Ｔｓｕｉ，Ｈ．Ｃ．Ｓｏ，Ｐ．Ｃｈｉｎｇ，,,Ｔｉｍｅ−ｏｆ−ａｒｒｉｖａｌ  ｂａｓｅｄ  ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｕｎｄｅｒ  ＮＬＯＳ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊａｎ．２００６，ｖｏｌ．５５，ｐｐ．１７  −  ２４．
【００６３】
［１３］  Ｓ．Ｖｅｎｋａｔｒａｍａｎ，Ｊ．Ｊ．Ｃａｆｆｅｒｙ，ａｎｄ  Ｈ．−Ｒ．Ｙｏｕ，“Ａ  ｎｏｖｅｌ  ＴｏＡ  ｌｏｃａｔｉｏｎ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｕｓｉｎｇ  ｌｏｓ  ｒａｎｇｅ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ＮＬＯＳ  ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｖｅｈ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，ｖｏｌ．５３，ｎｏ．５，ｐｐ．１５１５  −  １５２４，２００４．
【００６４】
［１４］  Ｌ．Ｃｏｎｇ  ａｎｄ  Ｗ．Ｚｈｕａｎｇ，“Ｎｏｎｌｉｎｅ−ｏｆ−ｓｉｇｈｔ  ｅｒｒｏｒ  ｍｉｔｉｇａｔｉｏｎ  ｉｎ  ｍｏｂｉｌｅ  ｌｏｃａｔｉｏｎ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎ．，ｖｏｌ．４，ｎｏ．２，ｐｐ．５６０−５７３，Ｍａｒ．２００５．
【００６５】
［１５］  Ｈ．Ｍｉａｏ，Ｋ．Ｙｕ，ａｎｄ  Ｍ．Ｊ．Ｊｕｎｔｔｉ，“Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  ｆｏｒ  ＮＬＯＳ  ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ：  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｃｒａｍｅｒ−Ｒａｏ  ｂｏｕｎｄｓ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｖｅｈ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，ｖｏｌ．５６，ｎｏ．５，ｐｐ．２５６８  −  ２５８０，２００７．
【００６６】
［１６］  Ｋ．Ｐａｐａｋｏｎｓｔａｎｔｉｎｏｕ，Ｄ．Ｓｌｏｃｋ，“ＮＬＯＳ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｓｐｅｅｄ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ，”  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｃｏｎｔｒｏｌ  ａｎｄ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，２００８．ＩＳＣＣＳＰ  ２００８．３ｒｄ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐ．，ｐｐ．１３０８−１３１３，Ｍａｒｃｈ  ２００８．
【００６７】
［１７］  Ｒｌ−１６３９７８  Ｒｉｃｈｅｒ  ＲＳＴＤ  ｒｅｐｏｒｔｉｎｇ  ｆｏｒ  ｉｎｄｏｏｒ  ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ，Ｅｒｉｃｓｓｏｎ，２０１６−０５−１４
【図１】
2019536024.tif 000047
【図２】
2019536024.tif 000048
【図３】
2019536024.tif 000049
【図４】
2019536024.tif 000050
【図５（ａ）】
2019536024.tif 000051
【図５（ｂ）】
2019536024.tif 000052
【図５（ｃ）】
2019536024.tif 000053
【図５（ｄ）】
2019536024.tif 000054
【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年11月27日(2018.11.27)
【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】
受信機であって、
各々がアンテナパターンを有する複数のアンテナ（１２０）を備え、
前記受信機（ＵＥ）は、ワイヤレス通信ネットワークの異なるセルの複数の送信機から複数の無線信号を受信するように構成され、各無線信号は、測位基準信号（ＰＲＳ）シーケンスを含み、各無線信号は、複数のパス成分を含む無線チャネルを介して前記受信機（ＵＥ）に送信され、
前記受信機（ＵＥ）は、前記無線信号を処理してパス成分について前記ＰＲＳシーケンスの到来時間（ＴｏＡ）を推定し、パス成分について前記ＰＲＳシーケンスのパス強度（ＰＳ）値を決定するように構成され、
前記受信機（ＵＥ）の位置は、前記ＴｏＡおよび前記ＰＳ値を使用して推定され、
前記アンテナパターンに基づいて、前記受信機（ＵＥ）は、前記決定されたＰＳ値から特定のアンテナパターンによる方向依存項を除去または排除し、それによって前記受信機（ＵＥ）のアンテナ特性による項を実質的に含まないＰＳ値を提供するように構成される、受信機。
【請求項２】
前記受信機（ＵＥ）が、前記無線チャネルの特定の数（Ｐ）のパス成分または前記無線チャネルのすべてのパス成分の前記ＰＳ値を決定するように構成される、請求項１に記載の受信機。
【請求項３】
前記受信機（ＵＥ）が、前記ＴｏＡおよび前記ＰＳ値をロケーションサーバに送信するように構成され、前記ロケーションサーバが、前記受信機（ＵＥ）の前記位置を推定する、請求項１または２に記載の受信機。
【請求項４】
前記受信機（ＵＥ）が、前記ＰＳ値を処理して方向依存項を減少または除去し、前記方向依存項を含まない補正ＰＳ値を決定し、前記補正ＰＳ値を返して前記受信機（ＵＥ）の前記位置を推定するように構成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項５】
前記受信機（ＵＥ）が、
前記アンテナ（１２０）で受信された前記信号を送信セルの前記ＰＲＳシーケンスを使用して前記受信機（ＵＥ）で生成された信号と相関させ、遅延（τ）に依存する相関値のベクトル（ｒ）を取得し、
前記アンテナ（１２０）の応答を定義するアンテナステアリングベクトル（ｂ）、および相関値の前記ベクトル（ｒ）を使用して相関関数（ｈ）の値を決定し、
前記相関関数（ｈ）からＰ個の最強ピークを決定し、
前記Ｐ個のピークから前記パス成分の前記ＴｏＡを決定し、かつ
前記パス成分の前記補正ＰＳ値を決定するように構成される、請求項４に記載の受信機。
【請求項６】
前記受信機（ＵＥ）が、前記Ｐ個の最強ピークから到来角（ＡｏＡ）を決定するように構成される、請求項５に記載の受信機。
【請求項７】
前記受信機（ＵＥ）が、前記アンテナ（１２０）の前記応答を定義する、前記受信信号および前記アンテナステアリングベクトル（ｂ）を使用した高分解能パラメータ推定手法に基づいて前記パス成分の到来角（ＡｏＡ）、到来時間ＴｏＡおよび前記補正ＰＳ値を決定するように構成される、請求項４に記載の受信機。
【請求項８】
前記アンテナステアリングベクトル（ｂ）が、ステアリングベクトルの辞書に記憶され、ステアリングベクトルの前記辞書が、到来角方向に依存して前記アンテナ（１２０）の前記応答を定義するアンテナステアリングベクトル（ｂ）のセット、または到来角方向に依存せずに前記アンテナ（１２０）の前記応答を定義する固定の一意のアンテナステアリングベクトル（ｂ）のセットを含む、請求項５〜７のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項９】
前記ステアリングベクトルが、前記受信機の配向に依存して前記辞書から選択される、請求項８に記載の受信機。
【請求項１０】
ステアリングベクトルの前記辞書が、データベースに記憶され、前記受信機（ＵＥ）が、前記データベースにアクセスするかまたは前記データベースをダウンロードするように構成される、請求項８または９に記載の受信機。
【請求項１１】
前記送信機のうちの１つのＴｏＡを基準ＴｏＡとして使用して相対信号タイミング差（ＲＳＴＤ）を取得するように構成され、前記ＲＳＴＤが、前記ＴｏＡの代わりに送信される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１２】
前記受信機（ＵＥ）が、前記送信機のうちの１つのパス強度値を基準として使用して相対パス強度差（ＲＰＳＤ）を取得するように構成され、前記ＲＰＳＤが、前記ＰＳ値の代わりに送信される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１３】
各ＰＲＳシーケンスが、セル識別子と関連付けられており、前記受信機（ＵＥ）が、各ＰＲＳシーケンスについて前記関連するセル識別子をさらに取得するように構成され、前記受信機（ＵＥ）の位置が、前記取得されたセル識別子を使用してさらに推定される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１４】
１つまたは複数のセンサを備え、前記受信機（ＵＥ）が、前記１つまたは複数のセンサからのデータを使用して前記受信機（ＵＥ）の配向を計算し、前記配向を前記ロケーションサーバ（１１０）に送信するように構成される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１５】
前記パス強度（ＰＳ）値が、セルの前記送信無線信号と干渉する信号の干渉レベルに対応する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１６】
前記無線チャネルの前記パス成分が、見通し内（ＬＯＳ）パス成分および／または見通し外（ＮＬＯＳ）パス成分を含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の受信機。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の受信機（ＵＥ）と、
複数の送信機（ＢＳ）とを備える、ワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項１８】
ロケーションサーバ（１１０）を備え、前記受信機（ＵＥ）の位置が、前記ロケーションサーバ（１１０）によって推定される、請求項１７に記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項１９】
前記受信機（ＵＥ）が、移動端末であり、前記送信機（ＢＳ）が、基地局であり、前記ワイヤレス通信ネットワークが、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）ベースの信号を使用する、請求項１７または１８に記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項２０】
前記ＩＦＦＴベースの信号が、ＣＰを有するＯＦＤＭ、ＣＰを有するＤＦＴ−ｓ−ＯＦＤＭ、ＣＰを有さないＩＦＦＴベースの波形、ｆ−ＯＦＤＭ、ＦＢＭＣまたはＵＦＭＣを含む、請求項１９に記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項２１】
ＣＰを有するＯＦＤＭが、ダウンリンク送信に使用され、ＣＰを有するＤＦＴ−ｓ−ＯＦＤＭまたはシングルトーン送信が、アップリンク送信に使用される、請求項２０に記載のワイヤレス通信ネットワーク。
【請求項２２】
複数のアンテナ（１２０）を有する受信機（ＵＥ）によって、ワイヤレス通信ネットワークの異なるセルの複数の送信機から複数の無線信号を受信することであって、各アンテナは、アンテナパターンを有し、各無線信号は、測位基準信号（ＰＲＳ）シーケンスを含み、各無線信号は、複数のパス成分を含む無線チャネルを介して前記受信機（ＵＥ）に送信されることと、
前記無線信号を処理してパス成分について前記ＰＲＳシーケンスの到来時間（ＴｏＡ）を推定し、パス成分について前記ＰＲＳシーケンスのパス強度（ＰＳ）値を決定することと、
前記ＴｏＡおよび前記ＰＳ値を使用して前記受信機（ＵＥ）の位置を推定することとを含み、
前記アンテナパターンに基づいて、特定のアンテナパターンによる方向依存項は、前記決定されたＰＳ値から除去または排除され、それによって前記受信機（ＵＥ）のアンテナ特性による項を実質的に含まないＰＳ値を提供する、方法。
【請求項２３】
コンピュータで実施されたときに請求項２２に記載の方法を実行する命令を記憶するコンピュータ可読媒体を備える、非一時的コンピュータプログラム製品。
【国際調査報告】
2019536024.tif 000057
2019536024.tif 000058
2019536024.tif 000059