(57)【要約】この発明の原理に従って、クライアント・ユニット（１０２）は、双方向無線トランシーバ（１０８）および特に位置または状況が非支援の固定を不可能または非実用的にする、サーバ支援されたグローバル・ポジション固定を実行するためのマネージャ（１１６）と統合されるクライアントＧＰＳ受信器（１０４）を具備する。サーバ・ユニット（１２０）もまた、第２の双方向無線トランシーバ（１２６）およびサーバ・マネージャ（１３０）と関連して供給される。第１および第２のマネージャ（１１６および１３０）は通信マネージャとして機能し、それぞれＲＦチャネル・トラフィックを検出するためのモジュールを備えて、トランシーバ（１０８および１２６）の送信器部をイネーブルにする。システムはまたクライアント・ユニットを識別するためにクライアント・ユニットから基地局に送られたデータを添える識別符号を供給することができる。【選択図】図１
2005506521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記を具備するサーバ支援された位置検出システム：
グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）衛星から第１セットの衛星ポジショニング信号データを受信するための、クライアントＧＰＳ受信器回路、該第１セットのデータは該クライアントＧＰＳ受信器の位置を独立して確立するには不十分である；
該第１セットのデータを送信するためのクライアント送信器；
無線周波数（ＲＦ）チャネル上の無線トラフィックを検出するためのクライアント・キャリヤ検出モジュール；
無線トラフィックが該ＲＦチャネル上で検出されない時に該クライアント送信器をイネーブルにするためのクライアント送信イネーブル・モジュール；
該クライアント送信器から該第１セットのデータを受信するためのサーバ受信器；および
該サーバ受信器に連結され、該サーバ受信器により受信された該衛星データを分析するように構成されたサーバ、該サーバは該クライアントＧＰＳ受信器の該位置に関する位置情報を生成するために該第１セットのデータおよび付加的な衛星ポジショニング信号データを使用する。
【請求項２】
該付加的な衛星ポジショニング信号データを生成するために該サーバに関連する付加的なＧＰＳ受信器回路をさらに具備する、請求項１のシステム。
【請求項３】
該クライアント送信器を識別する独特の符号を生成するためにクライアント識別子モジュールをさらに具備する、請求項１のシステム。
【請求項４】
該クライアント・キャリヤ検出モジュールおよび該クライアント送信イネーブル・モジュールがクライアント・プロセッサにより実行される一連のプログラム命令を備える該クライアント・プロセッサをさらに具備する、請求項１の装置。
【請求項５】
該位置情報を表示するための表示スクリーンおよびキーボードを備える、サーバ・ユーザ・インターフェイス・モジュールをさらに具備する、請求項１の装置。
【請求項６】
該サーバ・ユーザ・インターフェイス・モジュールは該位置情報を指示するためのローカル・マップの表記を備える請求項５の装置。
【請求項７】
下記をさらに具備する、請求項１の装置；
該位置情報を受信するためのクライアント受信器；
該クライアント受信器に該位置情報を送信するためのサーバ送信器；
ＲＦチャネル上の無線トラフィックを検出するためのサーバ・キャリヤ検出モジュール；および
無線トラフィックが該ＲＦチャネル上で検出されない時に該サーバ送信器をイネーブルにし、それにより該クライアント受信器に該位置情報を送信するためのサーバ送信イネーブル・モジュール。
【請求項８】
該位置情報を表示するためのディスプレイを備える、クライアント・ユーザ・インターフェイスをさらに具備する、請求項７の装置。
【請求項９】
該クライアント・ユーザ・インターフェイスが該位置情報を指示するためのローカル・マップの表記をさらに具備する請求項８の装置。
【請求項１０】
該ベース・キャリヤ検出モジュールおよびベース送信イネーブル・モジュールはベース・プロセッサにより実行される一連のプログラム命令を備える該ベース・プロセッサをさらに具備する、請求項７の装置。
【請求項１１】
下記を具備する、サーバ支援された位置検出の方法：
クライアント・ユニットの位置を要求する；
該位置要求に応じて該クライアント・ユニットで複数の衛星グローバル・ポジション信号を検出する；
該複数の衛星信号のセグメントを獲得する；
双方向無線を介してサーバ・ユニットに該獲得された衛星信号を表示するデータパケットを送信する；
該衛星信号セグメントの分析により該クライアント・ユニットの該位置を決定する；
ユーザ・インターフェイスで該クライアント・ユニットの該位置を表示する。
【請求項１２】
下記を備える該局に該データ・パケットを送信する請求項１０の方法：
選択された無線周波数（ＲＦ）チャネル上に現存する無線トラフィックを検出するために該選択されたＲＦチャネルを監視する；および
現存無線トラフィックが無い時は、該クライアント・ユニットから該選択されたＲＦチャネル上の該サーバ・ユニットに該データパケットを送信する。
【請求項１３】
該送信されたデータ・パケットに識別データを付加することをさらに具備する請求項１２の方法、該識別データは該クライアント・ユニットの独特の識別を提供する。
【請求項１４】
下記をさらに具備する、請求項１１の方法：
選択された無線周波数（ＲＦ）チャネル上に現存する無線トラフィックを検出するために該選択されたＲＦチャネルを監視する；および
現存無線トラフィックが無い時は、該サーバ・ユニットから該選択されたＲＦチャネル上の該クライアント・ユニットに該位置情報を送信する。
【請求項１５】
該位置要求が該クライアント・ユニットで生起する請求項１１の方法、該方法は該双方向無線を介して該クライアント・ユニットに該位置を指示するデータを送信することをさらに具備する。
【請求項１６】
下記を備える、該クライアント・ユニットに該位置データを送信する請求項１５の方法：
該位置データを位置情報パケット中に組み込む；
選択された無線周波数（ＲＦ）チャネル上に現存する無線トラフィックを検出するために該選択されたＲＦチャネルを監視する；および
現存無線トラフィックが無い時は、該サーバ・ユニットから該選択されたＲＦチャネル上の該クライアント・ユニットに該位置情報パケットを送信する。
【請求項１７】
該位置情報パケットに識別データを付加することをさらに具備する請求項１６の方法、該識別データは該クライアント・ユニットの独特の識別を提供する。
【請求項１８】
該クライアント・ユニットで複数の衛星グローバル・ポジション信号を検出することおよび該位置要求の受信に先立ってセグメントが獲得される、請求項１１の方法。
【請求項１９】
該複数の衛星グローバル・ポジション信号を該クライアント・ユニットで検出することおよびセグメントの獲得が周期的に実行されること、および要求を受信するステップに続いて該サーバにデータ・パケットを送信することは直近のデータ・パケットを送信することを備える、請求項１８の方法。
【請求項２０】
該ユーザ・インターフェイスは該クライアント・ユニットの一部であることおよび該クライアント・ユニットの該位置を表示することは該位置をディスプレイ上に表示することを備える請求項１１の方法。
【請求項２１】
ローカル・マップを表示することおよび該クライアント・ユニットの該位置を該ローカル・マップ上に表示することをさらに具備する、請求項２０の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に位置決定に関し、特に、無線ネットワークにおけるサーバ支援された(sever-assisted)位置決定技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）受信器は様々なＧＰＳ（またはＮＡＶＳＴＡＲ）衛星から同時に送信された信号の相対到着時間を計算することにより、それらの位置を正常に決定する。これらの衛星は、それらのメッセージの部分として、“天体暦”データと呼ばれる、クロックタイミング上のデータと同様に両衛星ポジショニング・データを送信する。ＧＰＳ信号を探索して取得すること、様々な衛星に関する天体暦データを読み取ることおよびこのデータから受信器の位置を計算することの処理は時間を消費しており、しばしば数分を必要としている。多くの場合、この長い処理時間は受入れられず、さらに、超小型化携帯用における電池寿命を大いに限定する。
【０００３】
最近のＧＰＳ受信器の他の限界は、複数の衛星が障害物無しの明瞭な視界内にあり、そして良好な品質のアンテナがそのような信号を受信するために正確に配置されている状態に、好結果の動作が限定されることである。そのように、それらは携帯用、ボディ装着用の用途において、有意な群葉や建物妨害のある地域（例えば、都会の谷間）内、および建物内の適用においては正常に使用できない。
【０００４】
この問題への１つの既知の解答は、ＧＰＳ受信器と統合された、セルラ電話機の使用を含んでいる。セルラ・リンクは、移動ＧＰＳユニット、またはクライアントと、第２のセルラ・ユニットおよびコンピュータ・プロセッサ、またはサーバと関連するところの第２の、固定式の、ＧＰＳ受信器との間に確立される。移動ＧＰＳ受信器は使用可能な衛星信号のスナップショット(anapshot)と呼ばれるものを得る。すなわち、移動ＧＰＳ受信器は視界のその線内で使用できるほど多くの衛星からの短期間の信号を記録する。上述されたように、これらの信号は、建物または群葉等に極めて接近している可能性がある移動ＧＰＳ受信器の位置によって、減衰されて断片的にされ得る。
【０００５】
特許文献１（米国特許番号第６，１３１，０６７号）に記述された１つの既知の方法により、これらの断片的な信号はディジタル化されて、セルラ・リンクを介して、クライアントから第２のＧＰＳ受信器およびサーバに送信される。その間に、第２のＧＰＳ受信器はそれ自身のアンテナの視界線内のＧＰＳ衛星からの信号を記録しており、そのアンテナは固定搭載式のアンテナであり、それは使用可能な衛星からの送信を妨害無しで受信する位置に置かれる。第２のＧＰＳ受信器に関連するサーバはその後２つの受信器の信号を比較する仕事をする。第２のＧＰＳ受信器により受信された完全な信号に対して移動ＧＰＳ受信器からの断片的な信号を分析することによって、サーバは本質的に“空白を埋め”て、移動ＧＰＳ受信器で受信された信号を完成することができる。サーバはその後これらの復元された信号を得ることができ、そして既知の方法を使用して、移動ＧＰＳ受信器の位置を正確に決定することができる。
【特許文献１】
米国特許番号第６，１３１，０６７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
第２のＧＰＳ受信器または基地局により供給される支援の量は有意に変更できる。それはマッチング処理および前述されたような信号分析を実行するまで、特定の衛星に関する蓄積された情報を同様に少量送信している可能性がある。しかしながらすべての場合に、サーバ支援された位置付け技術はセルラ・リンクか、双方向通信リンクがクライアントとサーバとの間に連続的に確立されるような何か他の専用の送信メディアの使用を必要とする。
【０００７】
他の環境では、セルラ電話網は使用できず、そして無線通信が当事者間に提供される。当分野の技術者が認めることができるように、無線通信は選択された周波数で送信する単一の送信器および送信された信号を検出することができる選択された周波数に同調されたいずれかの受信器と断続する。送信器が送信を完了した時には、選択された周波数はいずれか他の送信器により利用可能である。このように、特定の周波数またはチャネルはいずれの送信器も利用できる。上述されたサーバ支援された位置付け技術は無線通信のための従前の双方向無線において実施されることはできず、指定された双方向通信リンクを許可しない。したがって、双方向無線システムにおいてサーバ支援された位置技術(location technology)についての重要な要求が認められ得る。本発明はこの、そして下記の詳細説明と添付の図とから明白になるであろうように、他の利点を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
サーバ支援された位置検出装置はグローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）衛星から衛星ポジショニング信号データを受信するためのクライアントＧＰＳ受信器回路を具備する。クライアントＧＰＳ受信器により受信された衛星位置データはクライアントＧＰＳ受信器の位置を独立して(independently)確立するには不十分である。クライアントは衛星データを送信するための送信器をさらに備える。クライアント・キャリヤ検出モジュールは選択された無線周波数（ＲＦ）チャネル上の無線トラフィックを検出するために使用される。クライアント送信イネーブル・モジュールはＲＦチャネル上に無線トラフィックが検出されない時にクライアント送信器をイネーブルにする。
【０００９】
サーバ受信器はクライアント送信器からデータを受信する。サーバ受信器に連結されたサーバはサーバ受信器により受信された衛星データを分析するように構成される。サーバはクライアントＧＰＳ受信器の位置に関する位置情報を生成するために、受信された衛星データおよび付加的な衛星データを使用する。
【００１０】
位置情報は遠隔的に使用されるかクライアント・ユニットに戻されてもよい。位置情報をクライアント・ユニットに戻すために、システムは位置情報を受信するためのクライアント受信器と、クライアント受信器に位置情報を送信するためのサーバ送信器とをさらに具備する。サーバ・ユニットはＲＦチャネル上の無線トラフィックを検出するためのサーバ・キャリヤ検出モジュールと、無線トラフィックをＲＦチャネル上で検出しない時にサーバ送信器をイネーブルにし、それによってクライアント受信器に位置情報を送信するためのサーバ送信イネーブル・モジュールとをさらに具備する。代替の実施形態では、クライアントは位置情報を表示するためのクライアント・ユーザ・インターフェイスをさらに具備してもよい。クライアント・ユーザ・インターフェイスは位置情報を指示するためのローカル・マップの表記をさらに具備してもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明はクライアント双方向無線使用のグローバル・ポジションを確立するための方法および装置に関する。便宜上、この発明はクライアント−サーバ構造の形式で記述され、ここでは術語“クライアント”は、双方向無線に統合されるかまたはそれと関連するシステムの一部を指し、そしてそのために正確な位置情報が要求される。術語“サーバ”はサーバ双方向無線と関連するシステムの一部を指し、それはそれによってクライアントの位置が正確に決定されることができるデータを供給する。
【００１２】
一般に、双方向無線周波数通信は、いずれか与えられた無線周波数（ＲＦ）チャネル上のトラフィックを管理するための非公式のプロトコルを開発した。術語“チャネル”はこの中で使用されるように、いずれかの無線周波数を指す。ＲＦスペクトルのある部分は所定の周波数を有するチャネルに割り当てられる。しかしながら、本発明の原理は所定の周波数を有するスペクトルの部分に限定されない。このように、チャネルは単純にユーザにより選択されたいずれかの周波数を指している。
【００１３】
与えられたチャネル上で放送したいと思うユーザは、そのチャネル上の他の通信トラフィックの存在を検出するために、まず最初にそのチャネルに同調した受信器を聞く。そのチャネル上に他の通信トラフィックが無ければ、ユーザは同じ周波数で送信器を活性化するボタン、時にはプッシュ・トゥ・トーク（ＰＴＴ）ボタンと呼ばれる、を押して、マイクロフォンに話す。ユーザは送信を止めるためにボタンを放して、そのチャネル上の応答を聞く。応答したいと思う、第２のユーザは、応答する前に同じ手順に従い、まず最初にそのチャネル上の他のトラフィックを聞き、その後ＰＴＴボタンを押して、応答のマイクロフォンに話す。無線トラフィックが重い地域では、２，３の会話がほぼ同時に進行することは稀ではない。そのような事象では、ユーザＣがユーザＤと会話したいと同時に、ユーザＡがユーザＢと会話したいかもしれない。ユーザＡはユーザＢに質問したいが、ユーザＢが応答する前に、ユーザＣがユーザＤを呼ぶ可能性がある。受け入れられたプロトコルによれば、ユーザＢは、ユーザＡの質問に応答する前のそのチャネル上のトラフィックが途切れるまで待たねばならない。この非公式のプロトコルに従うことの失敗は、その結果、２人のユーザ（例えば、ユーザＢとユーザＣ）に同時に送信することになるかもしれない。結果として生じる混信は、そのチャネル上で通信することをいずれのユーザに対しても不可能にする可能性がある。
【００１４】
セルラ電話機のような移動体装置が、セルラ・リンク、または何か他の専用の伝送メディアを使用してその位置を決定する時には、装置（即ち、クライアントとサーバ）はあたかも互いにケーブルをつけられているように動作することができる。すなわち、セルラ・ネットワークは、それを介してクライアントとサーバとが中断無しに通信できる、専用チャネルを割り当てる。符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）無線システムのような、他の無線システムでは、各クライアント・ユニットは、各クライアント・ユニットが基地局と連続の専用通信リンクを効果的に持つように、独特の符号を割り当てられる。これと対比して、双方向無線通信を使用して動作する装置は、無線周波数チャネルが私有でも独占的でもない事実と戦わなければならない。
【００１５】
サーバ支援されたＧＰＳポジショニング・システムの場合には、上述された非公式プロトコルは、それがセルラ通信用に開発された方法に従って動作することを不可能にする。サーバがクライアントの正確な位置を計算している期間中は、クライアント装置とサーバ装置との間のリンク上に通信は無い。例えば、その中でクライアントＧＰＳ受信器がローカル衛星からの使用可能な信号を記録するスナップショットを実行するには、ある時間の条件がある。またクライアントの位置を確立するのに必要な種々のステップを実行するために、サーバに対して多くの秒、または同等の分を要するかもしれない。そのような活性化は、他のユーザが混信無しにそのチャネル上に送信することをさせないので、クライアント装置は送信器をアクティブ状態に維持することができない。さらに、もしクライアント装置が絶えず送信状態に維持されれば、クライアント装置は応答データをサーバ装置から受信できないであろう。このように、従前の無線システムは一度に１方向のみに送信し、そして送信装置は受信するために送信を止めることが必要である。送信におけるこれらの途切れの間、他の無線トラフィックはクライアントとサーバとの間のリンクを中断させることができる。
【００１６】
図１は、機能ブロック図の形式で、本発明の原理に従って構成されたシステム１００の基本動作を図示する。クライアント・ユニット１０２はＧＰＳアンテナ１０６に連結されたＧＰＳ受信器１０４と、無線アンテナ１１０に連結された双方向無線トランシーバ１０８とを備える。
【００１７】
クライアント・ユニット１０２はまたクライアント・マネージャ１１６を備える。術語“クライアント・マネージャ”は便宜のためのみに使用され、そしてここに記述されるように実行されるすべての機能が単一の装置または要素によって実行されることを示唆する意味ではない。むしろ、本発明の原理に従って、機能は単一の装置または複数の装置、ハードウェア，ソフトウェアまたはファームウェアを組み込むこと、あるいはそれの組み合わせにより実行されてもよい。
【００１８】
サーバ・ユニット１２０はＧＰＳアンテナ１２４に連結されたＧＰＳ受信器１２２と、無線アンテナ１２８に連結された双方向無線トランシーバ１２６とを有する。サーバ・ユニット１２０はまたサーバ・マネージャ１３０を備える。術語“サーバ・マネージャ”はまた、本発明の原理に従って、１装置、または複数装置により実行される複数の機能を指示するために非常に広い意味で使用される。
【００１９】
上記したように、術語“クライアント”はそれの正確な位置を独立して決定できないシステム１００の一部を指し、一方、術語“サーバ”はクライアントからデータを受信して、クライアント装置の位置を正確に決定するために独立して得られたデータとともにこのクライアント・データを使用する。
【００２０】
典型的な実施形態では、クライアント・ユニット１０２は、警察官や消防士によって使用され得るような、移動双方向無線内で実施されることができる。サーバ・ユニット１２０は、警察や消防部門のための中央派遣センタのような、基地局内で実施されることができる。しかしながら、当分野の技術者は、サーバ・ユニット１２０が移動体ユニットであってもよい一方で、クライアント・ユニット１０２は固定位置にあってもよいことを認めることができる。本発明は単純に、それ自身の位置を独立して計算できないが、サーバ・ユニットによるクライアント・ユニットの位置の計算を可能とするために断片的なまたは不完全な位置データを第２の構成部分（すなわち、サーバ・ユニット１２０）に送信できる１構成部分（すなわち、クライアント・ユニット１０２）を有する。
【００２１】
クライアント・ユニット１０２の位置が必要な時には、その位置はセルラ電話システムに関して記述されたものと同様の方法で決定される。すなわち、クライアントＧＰＳ受信器１０４は使用可能なＧＰＳ衛星送信を１つまたはそれ以上のＧＰＳ衛星１５０から衛星リンク１５２を介して獲得する。もしクライアント・ユニット１０２が十分な数の衛星１５０と共に衛星リンク１５２を確立できたならば、クライアント・ユニットは従前のＧＰＳ技術を使用してそれ自身の位置を決定できる。しかしながら、本発明は、クライアント・ユニット１０２が十分な数の衛星１５０との衛星リンク１５２を確立できないか、または十分な長さの時間の間に衛星リンクを確立できない環境での動作を予定する。完全なセットのＧＰＳデータの代わりに、クライアント・ユニット１０２はＧＰＳデータの“スナップショット”と呼ばれることができる、断片的なあるいは不完全なＧＰＳデータのみを獲得する。術語“スナップショット”は、ＧＰＳ受信器１０４を用いて視界の線内の衛星１５０から、衛星信号を探索し、そして位置決定をさせるには不十分である断片的なまたは不完全なＧＰＳ信号を記録する仕事を指すために使用される。
【００２２】
双方向無線インターフェイスを管理するクライアント・マネージャ１１６とサーバ・マネージャ１３０とを用いて、スナップショットから収集されたデータは無線伝送１５６を介してクライアント・ユニット１０２からサーバ・ユニット１２０に送信される。サーバ・ユニット１２０はクライアント・ユニット１０２により収集されたデータをサーバＧＰＳ受信器１２２により同時に収集されたデータと比較し、それにより要求されるように断片的なデータの復元を可能とする。結果としての情報はクライアント・ユニット１０２の位置を正確に決定するためにサーバ・ユニット１２０により分析される。
【００２３】
クライアント・マネージャ１１６とサーバ・マネージャ１３０とは、クライアント・ユニット１０２とサーバ・ユニット１２０との間のデータの流れを制御する。図２はクライアント・ユニット１０２の機能モジュールを、より詳細に、示し、一方図３は同様にサーバ・ユニット１２０を図示する。
【００２４】
図２に図示された、この発明の１実施形態では、トランシーバ１０８は送信器２００および受信器２０２として機能的に図示される。１実施形態では、トランシーバ１０８はＧＰＳ受信器１０４と１つの単一ユニットに統合される。図２に示されるように、トランシーバ１０８は１アンテナ１１０を、そしてＧＰＳ受信器は第２のアンテナ１０６を有してもよく、またはそれらは単一のアンテナ（図示せず）を共有してもよい。
【００２５】
同じユニットに統合されてもクライアント・マネージャ１１６は、プロセッサ２０４とメモリ２０６とを有している。プロセッサ２０４は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特殊用途向け集積回路、ディジタル信号プロセッサ、または同種類のもののような、いずれか従前の処理装置により実施されることができる。クライアント・メモリ２０６はランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）および読出し専用メモリ（ＲＯＭ）を有してもよく、そしてまた不揮発性ＲＡＭを有してもよい。クライアント・メモリ２０６は、クライアント・ユニット１０２の多くの機能を実施するためにＣＰＵ２０４により実行される命令とデータとを備える。例えば、クライアント・メモリ２０６はキャリヤ検出モジュール２０８、送信器イネーブル・モジュール２１０、およびユニット識別子モジュール２１２を具備するソフトウェアまたはファームウェアで供給されてもよい。
【００２６】
アプリケーションの特定の要求条件に従って構成されたユーザ・インターフェイス・モジュール２１６がさらに含まれる。典型的なユーザ・インターフェイス２１６は、手持ち式またはボディ装着式の装置の場合には、キーパッド付きの小ディスプレイを具備し、あるいは車載ユニットにおいて使用されてもよいような、キーボード付きのより大型のコンピュータ・スクリーンを具備してもよい。もしクライアント・ユーザ・インターフェイス２１６が液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のような小ディスプレイを備えるならば、クライアント・ユーザ・インターフェイスは、実例によって、緯度および経度座標を使用しているクライアント・ユニット１０２の位置を指示することができる。もしクライアント・ユーザ・インターフェイス２１６がコンピュータ・ディスプレイを備えるならば、他のオプションのデータがユーザに提供されることができる。例えば、隣接した環境に関してクライアント・ユニット１０２の位置を指示するための手段と共に局部地域の地図の地理的な表記は、もう１つの可能性のあるユーザ・インターフェイスである。
【００２７】
上述された種々の構成部分はバス・システム２２０により一緒に連結され、これはデータ・バス、コントロール・バス、パワー・バス、および同種類のものを含んでもよい。しかしながら、明確にするために、種々のバスは図２ではバス・システム２２０として図示される。当分野の技術者は、種々のモジュール間の実際の通信リンクは、形状によって変化するであろうこと、およびモジュールが単一の装置に統合される実施の形態における集積回路内の導電性の通路と同様に単純であってもよいこと、またはプリント回路ボード・トレース、電子ケーブル、コネクタ、光ケーブル、またはクライアント・ユニット１０２のモジュール間に確実な通信を提供するために役立つであろういずれか他のメディアであってもよいことを認めるであろう。
【００２８】
図３はサーバ・ユニット１２０の典型的な構成である。基地局の種々の構成部分は単一のユニットに統合されても、されなくてもよい。例えば、サーバ・ユニット１２０は、その中でサーバ・トランシーバ１２６がＧＰＳ受信器１２２と統合される統合システムであってもよい。サーバ・トランシーバ１２６は１アンテナ１２８を、そしてＧＰＳ受信器１２２は第２のアンテナ１２４を有してもよく（図３に示されるように）、またはそれらは単一のアンテナ（図示せず）を共有してもよい。サーバ・マネージャ１３０はサーバ・ユニット１２０に統合されてもよく、またはサーバ・トランシーバ１２６およびＧＰＳ受信器１２２からある距離に配置されてもよい。さらに他の代替の実施形態では、リモート・プロセッサ（図示せず）は断片的なデータをサーバ・トランシーバ１２６を介してクライアント・ユニット１０２から受信し、そして完全なＧＰＳデータをＧＰＳ受信器１２２から受信することができ、そして計算を実行する。結果としての位置情報はサーバ・トランシーバ１２６を介してクライアント・ユニット１０２に中継し返されてもよい。しかしながら、上述された計算はサーバ・ユニット１２０により実行される必要はない。サーバ・トランシーバ１２６はＲＦ送信器３００およびＲＦ受信器３０２として図３に機能的に図示される。
【００２９】
サーバ・マネージャ１３０は、クライアント・ユニット１０２内のクライアント・マネージャ１１６と同様な機能を実行し、そしてサーバ・プロセッサ３０４およびサーバ・メモリ３０６のような、同様の構成部分を備える。プロセッサ３０４は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特殊用途向け集積回路、ディジタル信号プロセッサ、または同種類のもののような、いずれか従前の処理装置により実施されてもよい。サーバ・メモリ３０６はランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）および読出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含んでもよく、そしてまた不揮発性ＲＡＭを含んでもよい。サーバ・メモリ３０６は、サーバ・ユニット１２０の多くの機能を実施するためにプロセッサにより実行される命令とデータとを備える。例えば、サーバ・メモリ３０６はキャリヤ検出モジュール３０８、送信器イネーブル・モジュール３１０、およびベース識別子モジュール３１２を具備するファームウェアまたはソフトウェア・プログラムで供給されてもよい。
【００３０】
ユーザ・インターフェイス・モジュール３１６はこの出願の特定の要求条件に従って構成される。クライアント・ユーザ・インターフェイス２１６（図２参照）に関して上記したようにサーバ・ユーザ・インターフェイス３１６は、ディスプレイと、キーパッドまたはキーボードのような、ユーザ入力装置とを含んでもよい。簡潔にするために、これらの要素は図３には図示されない。しかしながら、上記したように、サーバ・ユーザ・インターフェイス３１６のディスプレイ部（図示せず）はクライアント・ユニット１０２の位置を指示するデータを供給するための簡単な英数字によるディスプレイであってもよく、あるいは隣接した環境に関してクライアント・ユニットの位置を指示するためのマップ・オーバレイ(overlay)のような、付加的なデータを供給するためのコンピュータ・ディスプレイであってもよい。
【００３１】
上述された種々の構成部分はバス・システム３２０により一緒に連結され、これはデータ・バス、コントロール・バス、パワー・バス、および同種類のものを含んでもよい。しかしながら、明確にするために、種々のバスは図３ではバス・システム３２０として図示される。さらに、構造的によりはむしろ機能的に図示されているバス・システム３２０は、実際に数タイプの接続の少なくとも１つであってもよい。従ってサーバ・ユニット１２０の構成部分は互いに物理的に別種であってもよく、コネクタは特定の要求条件に従って選択されるであろうが、電子ケーブル、光ケーブル、ネットワーク接続、インターネット・リンク、または構成部分の間に必要な通信を確立するための他の手段を含んでもよい。
【００３２】
図１乃至３を参照して、システム１００の動作が今記述される。クライアント・ユニット１０２の位置が望まれる時に、ユーザは位置要求をクライアント・インターフェイス２１６（図２参照）で開始する。位置要求に応じて、ＧＰＳ受信器１０４はスナップショットを得て、ＧＰＳ受信器１０４が獲得処理を実行するためにイネーブルである時に視界の線内にあるだけ多くのＧＰＳ衛星１５０（図１参照）からの送信セグメント(segment)を獲得する。ＧＰＳ受信器１０４はその後送信セグメントをディジタル化してそれらをデータ・パケットに収集し、それはクライアント・マネージャ１１６に渡される。
【００３３】
ユニット識別子モジュール２１２は特定のクライアント・ユニット１０２を識別する独特のＩＤ符号を発生し、そしてこのＩＤ符号をデータ・パケットに付加し、それは符号とＧＰＳ受信器１０４からのディジタル化された情報を備える。ＩＤ符号は多くの異なるクライアント・ユニット１０２が１つの地理的地域内で動作している可能性がある時に特に有用である。例えば、システム１００は市内でタクシー団を追跡するために使用されることができる。独特のＩＤ符号は各タクシー間で区別することができる。もし単一のクライアント・ユニット１０２のみがシステム内にあれば、そのときは独特なＩＤ符号は不要である。
【００３４】
キャリヤ検出モジュール２０８（図２参照）は無線周波数チャネル上の無線トラフィックを検出する。キャリヤ検出モジュール２０８は、所定のしきい値以上のエネルギー・レベルを有する送信信号用のＲＦチャネルをモニタするような、既知の技術を使用する。もし無線トラフィックがＲＦチャネル上にあれば、送信器イネーブル・モジュール２１０は送信器２００の活性化を防ぐ。これはＲＦ衝突および結果としての混信を避ける。無線トラフィックがＲＦチャネル上に無ければ、送信器イネーブル・モジュール２１０は少なくとも１つのデータ・パケットを無線伝送１５６（図１参照）を介してサーバ・ユニット１２０に送信するために、送信器２００をイネーブルにする。
【００３５】
図３を参照して、サーバ・ユニット１２０の受信器３０２は伝送されたデータ・パケットを受信する。サーバ・ユニット識別子３１２はクライアント・ユニット１０４の独特の符号を承認し、そしてサーバ・マネージャ１３０はこの伝送を受け入れる。サーバ・プロセッサ３０４はデータを抽出して、前述したように位置分析を実行し、そしてクライアント・ユニット１０４の正確な位置を確立する。サーバＧＰＳ受信器１２２からのＧＰＳデータとともにスナップショット・データを使用してクライアント・ユニット１０４を位置付けする手順は当分野で周知であり、そしてこの中に詳細に記述される必要はない。
【００３６】
サーバ・プロセッサ３０４は無線伝送１５６（図１参照）上で伝送されたデータを使用してクライアント・ユニット１０４の位置を正確に確立することができる。サーバ・プロセッサ３０４はクライアント・ユニット１０２に関する位置情報を発生する。この位置情報は位置情報パケットにディジタル的に組み立てられる。サーバ識別子モジュール３１２はその後クライアント・ユニット１０２を識別する独特の符号を発生して付加する。
【００３７】
サーバ・キャリヤ検出モジュール３０８は無線周波数チャネル上の無線トラフィックを検出する。もし無線トラフィックがＲＦチャネル上にあれば、送信器イネーブル・モジュール３１０は送信器３００の活性化を防ぐ。これはＲＦ衝突と、結果としての混信とを避ける。無線トラフィックがＲＦチャネル上に無ければ、送信器イネーブル・モジュール３１０は位置情報を無線伝送１５６（図１参照）を介してクライアント・ユニット１０２に送信するために、送信器３００をイネーブルにする。このように、システム１００は無線伝送１５６を介してクライアント・ユニット１０２とサーバ・ユニット１２０との間の情報の交換を可能とする。同時に、システム１００は、他のＲＦトラフィックが選択されたＲＦチャネル上に既にある時に送信により混信を引き起こす可能性のあるクライアント・ユニット１０２かまたはサーバ・ユニット１２０による偶然の送信を防ぐ。
【００３８】
再び図２に戻って、クライアント・ユニット１０２のＲＦ受信器２０２は送信された位置情報パケットを受信する。クライアント・ユニット識別子モジュール２１２は独特のＩＤ符号を検出し、この符号は位置情報パケットをクライアント・ユニット１０２のために適切なものとして識別し、そして位置情報を抽出して、位置情報パケットを復号する。クライアント・ユニット１０２の位置はユーザ・インタフェイス２１６で表示される。
【００３９】
システム１００の動作は図４のフローチャートに図示され、そこではスタート４００で、少なくとも１つのクライアント・ユニット１０２（図１参照）と１つのサーバ・ユニット１２０とが使用可能である。ステップ４０２では、クライアント・ユニット１０２の位置を決定するために１つの要求がある。上で検討した、１実施例では、クライアント・ユニット１０２のユーザはその位置をユーザ・インターフェイス２１６（図２参照）を介して手動で要求する。しかしながら、当分野の技術者は多数の異なる技術がクライアント位置を要求するために使用されてもよいことを認識するであろう。例えば、クライアント１０２はクライアント位置要求を所定の時間間隔で自動的に発生してもよい。さらに他の代替の実施形態では、もしユーザが最近、ユーザ・インターフェイス２１６を介して手動要求を発生しなかったならば、クライアント・ユニット１０２はクライアント位置についての要求を周期的に発生してもよい。
【００４０】
さらに他の代替の実施形態では、サーバ・ユニット１２０がステップ４０２でクライアント位置を要求してもよい。この実施形態では、サーバ・ユニット１２０は無線伝送１５６（図１参照）を介して位置要求を送信してもよい。この実施形態では、クライアント・ユニット１０２はサーバ・ユニット１２０により送信された要求に自動的に応答してもよく、あるいはユーザ・インターフェイス２１６を介してクライアント位置についての要求を活性化するようにユーザを促してもよい。もしクライアント・ユニット１０２が自動的に応答すれば、クライアント・ユニット１０２の位置は、ユーザに明白な方法で決定されてもよい。
【００４１】
ステップ４０２におけるクライアント位置を要求する特定のエンティティ(entity)にかかわらず、ステップ４０４ではクライアント・ユニット１０２は断片的なＧＰＳデータを獲得することによりその要求に応ずる。上記で検討したように、断片的なＧＰＳデータは、クライアント・ユニット１０２がそれ自身の位置を独立して決定できないようなある方法において不十分であるかまたは不完全であるＧＰＳデータを単純に参照する。
【００４２】
ステップ４０６では、クライアント・キャリヤ検出モジュール２０８（図２参照）は選択されたＲＦチャネル上のＲＦトラフィックをモニタする。決定４１０では、クライアント・ユニット１０２はＲＦチャネルが使用可能かどうかを決定する。もしＲＦチャネルが使用できなければ（即ち、無線トラフィックが既にそのＲＦチャネル上にある）、決定結果４１０はＮＯである。この事態では、クライアント・ユニット１０２はステップ４０６に戻って、ＲＦチャネルが使用可能になるまでＲＦトラフィックをモニタし続ける。もしＲＦチャネルが使用可能であれば、決定結果４１０はＹＥＳである。この事態では、ステップ４１２において、送信器イネーブル・モジュール２１０は、双方向無線伝送１５６を介してディジタル化された断片的なＧＰＳデータの伝送を可能とするために、送信器２００をイネーブルにする。
【００４３】
ステップ４１４では、サーバ・プロセッサ３０４はクライアント・ユニット１０２の位置を正確に決定するためにサーバＧＰＳ受信器１２２により供給されたデータと一緒に伝送されたデータを使用する。
【００４４】
一度クライアント１０２の位置が正確に決定されると、サーバ・ユニット１２０は無線伝送１５６を介して位置情報をクライアント・ユニット１０２に返送することができる。ステップ４１６では、サーバ・キャリヤ検出モジュール３０８（図３参照）は選択されたＲＦチャネル上のＲＦトラフィックをチェックする。決定４２０では、システムはＲＦチャネルが使用可能かどうかを決定する。もしＲＦチャネルが使用できなければ（即ち、他の無線トラフィックがそのＲＦチャネル上に既に送信されている）、そのとき決定結果４２０はＮＯである。この事態では、サーバ・ユニット１２０はステップ４１６に戻って、ＲＦチャネルが使用可能になるまでＲＦトラフィックをモニタし続ける。ＲＦチャネルが使用可能である時は、決定結果４２０はＹＥＳである。この事態では、ステップ４２２において、サーバ送信器イネーブル・モジュール３１０は、無線伝送１５６を介してサーバ・ユニット１２０からクライアント・ユニット１０２への位置情報の送信を可能とするために、サーバ送信器３００をイネーブルにする。一度位置情報が送信されると、処理は４２４で終了する。
【００４５】
この方法では、システム１００はクライアント・ユニット１０２とサーバ・ユニット１２０との間の無線周波数リンクを使用してクライアント・ユニットの位置を正確に決定するためのサーバ支援された技術を提供する。
【００４６】
上述されたシナリオに他の変種があることは、当分野の技術者には明白であろう。クライアント・ユニット１０２の位置についての要求はクライアント・ユニット１０２またはサーバ・ユニット１２０で生起し、いずれの場合にも、サーバ・ユニット１２０は付けられた独特の識別符号と共に位置要求を送信する。類似のＩＤ符号を有するクライアント・ユニット１０２はスナップショットを得ることにより応答し、そして位置情報がサーバ・ユーザ・インターフェイス３１６で表示されることを除いては、処理が記述されたように続くであろう。もしサーバ・ユニット１２０が位置要求を始めれば、クライアント・ユニット１０２に位置を提供する必要はなくなる可能性がある。この例では、図４に図示された手順４１６乃至４２２を実行する必要はなくなる。
【００４７】
本発明の原理に従って、そしてそれの種々の実施形態では、記述された装置は多くのアプリケーションにおいて有用であり得る。例えば、タクシーやメッセンジャーにより運ばれるクライアント・ユニットは、スナップショットを自動的に得、そして配車係に正確な位置情報を実時間で供給して、調節された間隔でデータ・パケットを送信するようにプログラムされることができる。
【００４８】
警察や救急隊員により運ばれるクライアント・ユニットは、周期的な間隔でスナップショットを得て、そのデータを蓄積するようにプログラムされることができる。緊急の事態では、ユーザは直近のスナップショット・データを送信するであろう。これはスナップショット手順に関連する遅れを削除し、そしてまたユニットが建物内などで、ＧＰＳ衛星送信から完全に陰になる状況においても概略の位置を供給するであろう。
【００４９】
この発明について多くの他のアプリケーションがあることは当分野の技術者には明白であろう、その各々はこの中に記述された実施形態に変化を必要とするであろう、そしてそれはこの発明の範囲内に含まれるべきと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の１実施例の機能ブロック図を図示する。
【図２】図１のクライアント・ユニットの構成部分を図示する機能ブロック図である。
【図３】図１の基地局の構成部分を図示する機能ブロック図である。
【図４】本発明の動作を図示するフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１００‥システム，１０８‥トランシーバ，１１６‥クライアント・マネージャ，１２０‥サーバ・ユニット，１３０‥サーバ・１５０‥ＧＰＳ衛星，１５２‥衛星リンク，１５６‥無線伝送，２２０‥バスシステム，マネージャ，３２０‥バスシステム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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