(57)【要約】無線通信ネットワーク内の基地局は、正規位置探索セッション中に少なくとも一つのハイブリッド移動局から得られる測位データにより、ＧＰＳシステム時間に対して較正される。従って、較正データを外部較正機器から取得する必要はなく、基地局内の擾乱やドリフトを補償するために、基本的には連続的に較正を実行できる。ハイブリッド移動局の操作者が無線電話の呼を発信または応答する時にのみ発生する正規位置探索セッションを用いることによりプライバシーの心配は軽減される。好ましい実施において、このネットワークは符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）を用い、ハイブリッド移動局はネットワークへ改良型順方向回線三辺測量（ＡＦＬＴ）もしくはＧＰＳ位置探索データを提供できる。
2005531940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信ネットワーク内の基地局を全地球測位システム（ＧＰＳ）時間に対して較正する方法であって、
上記方法が正規位置探索セッション中に一つ以上のハイブリッド移動局から得た測位データから基地局時間オフセットを計算し、測位データはＧＰＳ擬似距離測定データ、およびハイブリッド移動局と基地局間に伝送される信号に対する伝搬遅延に基づく測位データとを含む方法。
【請求項２】
基地局をＧＰＳ時間に対して較正するための較正データを、無線通信ネットワーク内への入力として較正機器から外的に取得しない請求項１に記載の方法。
【請求項３】
基地局較正は基地局内の擾乱に対して基本的に連続ベースで行うことを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ハイブリッド移動局からの測位データの収集は、ハイブリッド移動局が無線電話の呼を発信または応答する時にのみ行う請求項１に記載の方法。
【請求項５】
基地局がＧＰＳ捕捉データをハイブリッド移動局に提供する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
マルチパスに起因する顕著な伝搬遅延が相当の尤度である時に、ハイブリッド移動局と基地局間に送信される信号に対する伝搬遅延に基づく測位データを除外することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
移動局の少なくとも一つと基地局の少なくとも一つとの間に送信される信号に対する伝搬遅延に基づく測位データを、基地局の前記少なくとも一つとハイブリッド移動局の前記少なくとも一つとの間の距離が一定距離を超える時には、除外することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
移動局の少なくとも一つと基地局の少なくとも一つの間に送信される信号に対する伝搬遅延に基づく測位データを、基地局の前記少なくとも一つとハイブリッド移動局の前記少なくとも一つとの間に送信される信号強度が一定の信号強度より小さい時には、除外することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも５個のＧＰＳ衛星からの擬似距離測定値から冗長性のある位置決定が計算できない時、ハイブリッド移動局の少なくとも一つのＧＰＳ位置決定を除外することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも５個のＧＰＳ衛星による冗長性のある位置決定間に一定の偏差より大きい偏差がある時、ハイブリッド移動局の少なくとも一つのＧＰＳ位置決定を除外することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
基地局タイミングオフセットの統計量を収集すること、およびこの収集した統計量に基いて、マルチパス誤差に関わる基地局タイミング測定を除去するために、計算した基地局のタイミングオフセットの平均下界を計算すること、とを含む請求項１に記載した方法。
【請求項１２】
平均基地局タイミングオフセットより大きい標準偏差の一定数値より大きい一つの基地局タイミングオフセット測定値を除去することを含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
基地局の少なくとも一つの設置または変更と、正規位置探索セッション中にハイブリッド移動局の少なくとも一つから得た測位データを用いて基地局の前記少なくとも一つが較正されるまで、通信ネットワーク内の移動局の位置決定のための前記基地局の少なくとも一つからの信号の利用を除外すること、とを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
較正データが安定な統計量をもつことが観測される時は、基地局の前記少なくとも一つは較正されていると決定することを含む請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線通信ネットワーク内の基地局を全地球測位システム（ＧＰＳ）時間に対して較正する方法であって、
前記方法は正規位置探索セッション中に一つ以上のハイブリッド移動局から得た測位データから基地局オフセットを計算し、この測位データにはＧＰＳ擬似距離測定データと改良型順方向回線三辺測定（ＡＦＬＴ）測位データとがあることを含む方法。
【請求項１６】
基地局内の擾乱またはドリフトを補償するために基本的に連続ベースで基地局較正を実行することを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
ハイブリッド移動局からの測位データの収集はハイブリッド移動局が電話の呼を発信または応答する時にのみ行う請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
基地局がハイブリッド移動局へＧＰＳ捕捉データを提供する請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
基地局の少なくとも一つの設置または変更と、正規位置探索セッション中に少なくとも一つのハイブリッド移動局から得た測位データを用いて基地局の前記少なくとも一つが較正されるまでは、通信ネットワーク内の移動局のＡＦＬＴ測位のための基地局の前記少なくとも一つからのパイロット信号の利用を除外すること、とを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線通信ネットワーク内の基地局を全地球測位システム（ＧＰＳ）時間に対して較正する方法であって、
前記方法は正規位置探索セッション中に一つ以上のハイブリッド移動局から得た測位データから基地局タイミングオフセットを計算し、この測位データはＧＰＳ擬似距離測定データおよび改良型順方向回線三辺測定（ＡＦＬＴ）測位データを含み、基地局較正は基地局内の擾乱を補償するために基本的に連続ベースで実施され、ハイブリッド移動局が無線電話の呼を発信または応答する時にのみハイブリッド移動局から測位データを収集し、基地局はハイブリッド移動局へＧＰＳ捕捉データを提供することを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的には移動通信、より詳細には、移動通信ネットワーク内の移動局の位置決定に関する。本発明は具体的には移動局の位置決定精度を保つための基地局時間の較正に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信ネットワークはネットワークの移動端末の位置を探索するための一層高度な能力を提供しつつある。法的規則により、移動端末が米国では９１１発信のような緊急サービスへ発呼する時には、ネットワークオペレータに移動端末の位置を報告するよう要求することができる。符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ディジタルセルラネットワークにおいて、位置探索能力は改良型順方向回線三辺測定（Advanced Forward Link Trilateration:ＡＦＬＴ）により与えられる。これは、移動局（ＭＳ）の位置を、移動局が測定した基地局からの無線信号の到着時間から計算するものである。より進歩した方法はハイブリッド位置探索である。これは移動局が全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機を使用し、位置をＡＦＬＴとＧＰＳ測定値の双方に基づいて計算するものである。このハイブリッド技術のさらなる応用は、ＧＰＳ同期セルラネットワークから得た時間をＧＰＳ測定値の取得および移動局の位置計算に用いるときである。
【０００３】
ＡＦＬＴかハイブリッド法で決定される位置の精度は各基地局の送信機のタイムベースの精度に一部依存している。例えば米国ヴァージニア州アーリントンにある米国電気通信工業会（ＴＩＡ）が刊行したＩＳ‐９５Ａ（ＣＤＭＡ）標準は基地局から移動局への伝送時間に１０マイクロ秒までの不確定さを許容している。ＩＳ‐９５Ａの「基地局伝送時間」というタイトルの７．１．５．２章には「すべての基地局はパイロットＰＮ系列をＣＤＭＡシステム時間の±３μｓ以内で放射すべきであり、またパイロットＰＮ系列をＣＤＭＡシステム時間の±１０μｓ以内で放射しなければならない。一つの基地局により放射されるすべてのＣＤＭＡチャネルは相互に±１μ秒以内でなければならない。」と記述されている。無線信号は毎秒３×１０８ｍの光の速度で伝搬するため、伝送時間における１０マイクロ秒のオフセットは距離誤差に言い換えれば３キロメートルとなる。
【０００４】
基地局間の時間同期を保持するために、基地局はお互いに同期させるかまたは一つの共通タイムベースに同期させることができる。例えば、ＧＰＳが共通タイムベースとして用いられるし、また各基地局がＧＰＳ受信機を含むことができる。ＧＰＳシステムは地上１１，０００海里の軌道内に一群の２４個の衛星（プラス予備機）を含む。各衛星は原子時計を有し、擬似乱数符号で変調したキャリア信号および毎秒５０ビットで変調した航法メッセージを送信する。各衛星から送信される航法メッセージはＧＰＳシステム時間、クロック訂正パラメータ、電離層遅延モデルパラメータ、衛星の天体位置表とヘルス、および他の衛星に対する軌道情報（アルマナック）とヘルスをも含んでいる。４個以上の衛星からのＧＰＳ信号はＧＰＳシステム時間とＧＰＳ受信機の地理的位置を計算するために使用することができる。
【０００５】
ＧＰＳシステムはＣＤＭＡに対して安定したタイムベースを提供できるにも拘わらず、ＧＰＳシステム時間の基準点は各基地局のＧＰＳアンテナであり、ＣＤＭＡシステム時間の基準点は各基地局のＣＤＭＡアンテナである。各基地局にはそれぞれにＧＰＳシステム時間とＣＤＭＡ信号伝送の間の時間オフセットがあり得る。この時間オフセットはＧＰＳアンテナからＧＰＳ受信機まで、ＧＰＳ受信機からＣＤＭＡ送信機まで、およびＣＤＭＡ送信機からＣＤＭＡアンテナまでの伝搬遅延または位相シフトの変動に起因するものである。従って、ＡＦＬＴ位置決定における距離測定誤差を減少するため、およびハイブリッド位置決定におけるタイミング並びに距離測定誤差を減少するためには、各基地局は基地局設置完了後に専用の試験装置で個別に較正されなければならない。この較正プロセスで得られる結果は各基地局のパイロットに対する時間オフセットである。この時間オフセットは移動局の位置計算中にアクセス可能なデータベースに格納される。以後発生するいかなるハードウェア変更も基地局の再較正とデータベース更新を必要とする。これらすべてはコストのかかるプロセスであることを示している。
【０００６】
基地局を相互に同期させる他の方法がある。これはソフトハンドオフ時に移動局が送信するパイロット信号強度メッセージ（ＰＳＳＭ）メッセージを、アクティブ状態の両基地局で行う往復遅延（ＲＴＤ）測定値と組み合わせることに基づくものである。この方法により、基地局をお互いに同期させることができるが、基地局ネットワーク全体にわたるＧＰＳ時間との同時性を保持することは困難である。
【０００７】
現在、移動端末の位置決定の精度を向上させるために移動端末内にＧＰＳ受信機が組み込まれるようになっている。これらのＧＰＳ端末は自律的でありすべてのＧＰＳ捕捉機能と位置計算を行うことができる。あるいはこれらは非自律的（無線支援として知られる）であり、ＧＰＳ捕捉データ提供とおそらく位置計算を行うことをセルラネットワークに頼っている。ＧＰＳ支援データをネットワークから受信することにより、ＧＰＳ適応性を持つ移動端末はＧＰＳ衛星から時間と位置データを典型的な電話中に約１０秒以内に得ることができる。ほとんどの、ではないにしても、多くのＧＰＳ適応性を持つＣＤＭＡ無線電話は、無線電話からの呼を扱う基地局の要求に応じてＧＰＳとＡＦＬＴの位置情報双方を提供することのできるハイブリッド適応性を持つ無線支援ＧＰＳ受信機であると予測される。位置探索セッションは、どこで位置計算を行うかにより、ＭＳ支援またはＭＳベースとなり得る。ＭＳ支援の場合、移動局は生のまたは処理前の測定データを基地局に送り返す。次にネットワークエンティティが位置を計算する。ＭＳベースの場合は、位置計算は移動局の中で行われる。
【０００８】
ＡＦＬＴ、ＧＰＳ，およびハイブリッド受信機を用いた、ＭＳベースおよびＭＳ支援の場合双方に適用できるＣＤＭＡ位置探索のためのメッセージプロトコルとフォーマットは、参考のためここに引用したＴＩＡ／ＥＩＡ標準ＩＳ‐８０１  ２００１「二モードスペクトル拡散システム位置決定サービス標準―補遺」として刊行されている。この標準の４‐４３ページに、各基地局はＣＤＭＡパイロット擬似乱数（ＰＮ）系列を送信する基地局アンテナのＧＰＳ基準時間補正を送信しなければならないと規定されている。
【０００９】
もう一つの位置探索法は測定が移動局ではなくネットワークエンティティでなされるものである。これらのネットワークベースの方法の一例は利用基地局によって実行されるＲＴＤ測定である。移動局が行う測定は、計算した位置の有用性と精度を向上させるために、ネットワークベースの測定と組み合わせることができる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
全地球測位システム（ＧＰＳ）時間に対して無線通信ネットワーク内の基地局を較正するために、正規位置探索セッション中に少なくとも一つのハイブリッド移動局から得られる測位データから基地局タイミングオフセットが計算される。測位データはＧＰＳ測定値および基地局とハイブリッド移動局間を伝送される信号に対する伝搬遅延に関するデータを含む。例えばネットワークは符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）無線通信ネットワークであり、測位データはＧＰＳ測定データおよび場合により改良型順方向回線三辺測定（ＡＦＬＴ）データを含む。
【００１１】
好ましい実施において、基地局較正は基地局内の擾乱を補償するために実質的に連続ベースで行われる。ハイブリッド移動局からの測位データの収集はハイブリッド移動局が無線電話の呼の発信または応答する時にのみ発生し、基地局はハイブリッド移動局にＧＰＳ捕捉データを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の他の目的と利点は付図を参照して以下の詳細な説明を読むことにより明白となるだろう。
本発明は種々の変形および代替的形態を許容するが、実施具体例は図面で例として示し、また詳細にわたって説明されるだろう。しかし、本発明の形態は、示される特定の形態に限定することは意図されていず、これに反して、付属の特許請求範囲で定義される本発明の範囲内にあるすべての変形、均等物、代替物を包含することが意図されていることが理解されるべきである。
【００１３】
図１は、本発明に従って移動電話機の位置決定と基地局を較正するためのＧＰＳシステムを用いたＣＤＭＡセルラ電話ネットワークを示す。図１は、また、地球１６の表面上で５角形アレイ状に固定位置に配置した５個のＣＤＭＡ基地局１１，１２，１３，１４，１５を示す。地上約１１，０００海里に基地局１１から１５と見通し内通信する少なくとも５個のＧＰＳ衛星１７，１８，１９，２０，２１がある。基地局の通信範囲内に多数の移動ＣＤＭＡ電話機２２，２３がある。これらは上で引用したＴＩＡ標準文書では移動局（ＭＳ）と呼ばれる。これらの移動局（ＭＳ）はＡＦＬＴ移動局２２のようなＡＦＬＴのみの移動局、およびハイブリッド移動局２３のようなハイブリッド移動局を含む。
【００１４】
ＣＤＭＡネットワークはＡＦＬＴ移動局２２とハイブリッド移動局２３の位置を、基地局からのいわゆるパイロット無線信号の到着時間を測定して移動局の周知のＡＦＬＴ法を利用して決定できる。到着時間は移動局のタイムベースと比較したパイロット位相測定により示される。移動局のタイムベースにおける任意の時間オフセットの影響を除去するために、隣接基地局のそれぞれのペアからのパイロット位相測定値の差を計算する。ほとんどの場合、各差によって移動局が特定の双曲線上に定められる。双曲線の交差点が移動局の位置を定める。
【００１５】
ＣＤＭＡネットワークは周知のＧＰＳ法を用いてハイブリッド局２３の位置を決定できる。各ＣＤＭＡ基地局１１から１５には、ＧＰＳシステムタイムベースを基準にしたＣＤＭＡシステムタイムベースを用意するために、ＧＰＳ衛星１７から２１の内少なくとも一つの衛星の搬送波と擬似乱数符号系列を受信するＧＰＳ受信機がある。ハイブリッド移動局がＣＤＭＡネットワークを用いて位置探索セッションに加わる場合、利用基地局はハイブリッド移動局にＧＰＳ捕捉データを送信することができる。ハイブリッド移動局２３は、各ＧＰＳ衛星１７から２１と移動局間の擬似距離の測定値を約１０秒以内に得るために、ＧＰＳ捕捉データを用いることができる。ＭＳ支援の解法の場合、ハイブリッド移動局２３はこの擬似距離測定値を利用基地局へ送信する。図３を参照して以下に述べるように、位置決定エンティティ（ＰＤＥ）は４個以上の擬似距離測定値からハイブリッド移動局２３の地理的位置を計算できる。他の方法としては、ＭＳベースの解法の場合、移動局の地理的位置は移動局自身で計算できる。
【００１６】
図２は図１のセルラ電話ネットワークにおける各基地局の機能ブロックを示す。基地局１１はＧＰＳシステム時間を基準とする基地局タイムベース３２を提供するＧＰＳ受信機３１を含む。ＧＰＳ受信機３１はＧＰＳアンテナ３９から信号を得る。基地局はさらにＣＤＭＡネットワーク内の移動局と通信するためのＣＤＭＡ送受信機３３を含む。ＣＤＭＡ送受信機３３は基地局タイムベース３２からＣＤＭＡシステム時間を得る。ＣＤＭＡ送受信機３３はＣＤＭＡアンテナ４０を通じて無線信号を送信し受信する。
【００１７】
図３は図１のセルラ電話ネットワークの固定的機器のブロック図である。移動交換センター（ＭＳＣ）３４は、基地局１１と銅線または光ファイバのような多数の電話線３５との間の音声信号と通信データを接続する。移動測位センター（ＭＰＣ）３６は移動交換センター３４に接続されている。このＭＰＣ３６は位置探索アプリケーションを取り扱い、網間接続機能（ＩＷＦ）３７とデータネットワーク回線３８を通じて位置データを外部データネットワークと接続する。位置決定エンティティ（ＰＤＥ）４１は位置探索データを収集しフォーマットする。このＰＤＥ４１は移動局に無線支援を提供し位置計算を実行する。このＰＤＥ４１はＭＰＣ３６とＭＳＣ３４に接続されている。ＰＤＥ４１は較正データベース４２を取り扱う。ＰＤＥ４１および較正データベース４２は、たとえば通常のディジタル計算機またはワークステーションを用いて実施される。実際には、計算機のプロセッサは、ＰＤＥ４１として動作するように、以下の図４から図８のフローチャートに従ってプログラムを実行する。較正データベース４２はハードディスクまたはディジタル計算機もしくはワークステーションのメモリに格納される。
【００１８】
上に述べたように、基地局が設置または変更された時、基地局タイムベース（図２の３２）の較正に関する問題がある。各基地局には個々にＧＰＳシステム時間とＣＤＭＡ信号伝送との間の時間オフセットがあり得る。この時間オフセットはＧＰＳアンテナ（図２の３９）からＧＰＳ受信機（図２の３１）まで、ＧＰＳ受信機からＣＤＭＡ送受信機（図２の３３）まで、およびＣＤＭＡ送受信機からＣＤＭＡアンテナ（図２の４０）までの伝搬遅延または位相シフトの変動に起因するものである。従って、ＡＦＬＴ位置決定における距離測定誤差を減少するため、およびハイブリッド位置決定における時間測定と距離測定誤差を減少するためには、例えば位置決定エンティティ（図３のＰＤＥ４１）が使用する較正データベース（図３の４２）内にその基地局に対する時間オフセットを格納することにより、各基地局は基地局設置完了後に較正されるべきである。さらに、後にハードウェア交換が発生したら、基地局を再較正しデータベースを更新することが望ましい。
【００１９】
ここに開示したように、この問題は正規位置探索セッション中に少なくとも一つのハイブリッド移動局２３から得られる測位データを用いて基地局１１，１２，１３，１４，１５を較正することにより解決される。従って、較正データを外部的に較正機器から得る必要がない。むしろ、ＰＤＥ（図３の４１）は内部的に較正データを計算し、その較正データを較正データベース（図３の４２）に格納することが連続的にできる。さらに、プライバシーの心配を軽減するために、正規位置探索セッションはハイブリッド移動局の操作者が無線電話の呼の発信または応答する時にのみ発生させることができる。この場合ＣＤＭＡシステムは操作者の認知と承認無しには操作者の位置を決定しない。
【００２０】
図４から図７は、全体としてＣＤＭＡシステム内のハイブリッド移動局が位置探索セッションを実行する時に実行される手順のフローチャートを構成する。利用基地局の較正のための操作がフローチャートに示されている。最初のステップ５１で、もしハイブリッド移動局が位置探索セッションの実行プロセス中でなければ較正手順は終了する。それ以外はステップ５２に進む。
【００２１】
ステップ５２で、ＰＤＥ（図３の４１）は支援データが移動局に送られる必要があるかどうかを決定する。もし支援が必要なら、ステップ５３で利用基地局は支援データをハイブリッド移動局に送り、ステップ５４に進む。それ以外は直接ステップ５４へ進む。ステップ５４で、ハイブリッド移動局は、ハイブリッド移動局の位置を決定するための最良の信号を提供する少なくとも５個のＧＰＳ衛星からＧＰＳ符号位相（すなわち擬似距離）測定値を取得する。ハイブリッド移動局２３において、利用基地局から受信したパイロット位相と比較した符号位相測定がなされるべきである。これらの測定は直接または間接的になされるかもしれない。ステップ５５において、もしハイブリッド移動局が５個以上のＧＰＳ衛星に対して十分な品質の擬似距離測定値を取得していなければ、手順は終了する。（基地局較正機能のない正規位置探索セッションはさらに続行するかもしれないことに注意）。擬似距離測定値の品質は受信ＳＮ比に基づいて確認することができる。また相関ピークの形状（広いピークはマルチパス誤差を示すかもしれない）または他の要素を観測することによっても確認できるだろう。それ以外は、ステップ５６へ進む。
【００２２】
ステップ５６において、位置探索計算を実行するエンティティは、ハイブリッド移動局から、測定したＧＰＳ衛星のそれぞれに対する擬似距離測定値を受信し、移動局の位置を周知の航法解法を用いて計算する。ＭＳ支援法の場合、このエンティティはＰＤＥ（図３の４１）で良い。一方ＭＳベースの場合、このエンティティは移動局そのものである。航法解法は結果として移動局位置推定値、平均擬似距離バイアス（すなわち移動局クロックバイアス）および位置解のコスト（すなわち残留擬似距離誤差の二乗平均）を提供する。ＭＳベースの場合、位置推定値と移動局クロックバイアスはＭＳからＰＤＥへ返される。航法解法において少なくとも５個の測定値が用いられるため、解のコストはＧＰＳ測定の完全性の良い指標である。従って、図５のステップ５７において、もし解のコストが予め定めた最大値（ＣＭＡＸ）より大きければ、較正手順は終了する。それ以外はステップ５８へ進む。解のコストが得られない時は、（例えばＰＤＥにそれを返さないＭＳベースの実施において）ステップ５７は除外しても良い。この場合およびすべての他の場合、ステップ５７の解のコストの閾値化は測定値の標準偏差推定に基づく閾値化で代用するか拡大される。この標準偏差推定は測定した信号特性（ＳＮ比のような）に基づくか、あるいは複数の位置決定における測定値の集合から導いた統計的特性に基づいても良い。
【００２３】
図５のステップ５８において、ＰＤＥは、利用基地局の既知の固定位置とステップ５６で計算したＧＰＳの位置とから、ＢＳとＭＳの間の距離を計算する。移動局のシステムクロックに影響する利用パイロットマルチパスの尤度を最少にしながら、利用基地局とＭＳ間の見通し内信号の確率を最大化するために、距離の閾値処理を適用することは有用である。従って、ステップ５９において、もし距離が予め定めた最大距離（ＲＭＡＸ）より大きければ、較正手順は終了する。それ以外は、ステップ６０に進む。ステップ６０において、ＲＴＤ測定値の取得可能性がテストされる。もしＲＴＤ測定値（典型的には利用基地局により提供され、移動局が報告する移動局の受信‐送信タイミングオフセットによって補正される）が取得可能でなければステップ６２に進む。それ以外はステップ６１に進む。ステップ６１において、ステップ５８で計算したＢＳとＭＳ間の距離はｃを光速としてｃ＊ＲＴＤ／２と比較される。もしこの差が予め定めた最大値（ＥＭＡＸ）より大きいか、予め定めた最小値（ＥＭＩＮ）より小さければ、較正手順は終了する。（この観測差は、ＲＴＤ測定値に信頼性があると分かっていれば、較正の計算時にマルチパス補正項として用いることができることに注意）。それ以外はステップ６２へ進む。
【００２４】
ステップ６２において、ハイブリッド移動局は利用パイロット信号強度を測定する。ステップ６３において、もしこのパイロット信号強度が予め定めた最小信号強度（ＳＭＩＮ）以上でなければ、較正手順は終了する。それ以外はステップ６４へ進む。
ステップ６４において、利用基地局から移動局への伝搬時間推定値が計算される。この伝搬時間推定値はステップ５８で計算された利用基地局から移動局までの距離、またはステップ６１で使用したＲＴＤ値、またはそれらの組み合わせに基づくことができる。
【００２５】
ステップ６５において、利用基地局時間オフセット推定値が計算される。この時間オフセットはステップ５６で計算された移動局クロックバイアスと、ステップ６４で計算された利用基地局と移動局間の伝搬遅延との間の差として推定される。（代替的には、利用基地局時間オフセットは擬似距離測定に基づいて直接推定できる。ＧＰＳ暦、すなわち衛星の空間位置を知ることにより、ハイブリッド移動局により観測されうる理論的ＧＰＳ符号位相を計算できる。また、返された擬似距離測定値と理論的符号位相間の差は擬似距離バイアスである。もし、この擬似距離バイアスが、ステップ６４で計算された利用基地局と移動局間伝搬遅延により補正されると、その結果は基地局時間オフセット推定値となるだろう。基地局時間オフセット推定値は多数の衛星にわたる擬似距離バイアスを平均することにより改善されうる）。次にステップ６６へ進む。
【００２６】
ステップ６６において、複数の補正項を適用してステップ６５で得た利用基地局時間オフセット推定値の精度を上げる。残留ＣＤＭＡマルチパス効果に起因する時間オフセット推定誤差は既知の局地的信号伝搬環境に基づいて推定され補正されうる。例えば、もしステップ５６で決定された位置において、ある量のマルチパス付加遅延が予測されることが分かっていれば、この予測遅延は補正項として適用されても良い。ハイブリッド移動局内のＣＤＭＡとＧＰＳ処理間の内部非対称性による基地局時間オフセット推定誤差は、特定形式の移動局に対する較正データが得られれば、補償されうる。これは特定移動局に関する移動局の電子的通し番号のような情報をＰＤＥへ転送することを必要とするかもしれない。代替的には、ハイブリッド移動局内のＣＤＭＡとＧＰＳ処理間の内部非対称性に対する補正は省略できる。その場合移動局時間オフセットは基地局の補償の重要な要素となる。いずれにしても、ハイブリッド移動局内のＣＤＭＡとＧＰＳ処理間の内部非対称性がどこかで補償されない限り、これは測位精度に影響しない。
【００２７】
収集した統計量に基づいて、ステップ６６で計算された補正基地局時間オフセット推定値の平均下界は基地局時間較正に相当するだろう。より高い基地局時間オフセット推定値はマルチパス伝搬によって影響を受けていると仮定することができる。閾値化はマルチパスに関連する誤差の影響を除去する。例えば図７のステップ６７において閾値は収集した統計量に基づいて計算される。この例では、基地局時間オフセット推定閾値は平均基地局時間オフセットと二つの標準偏差の和として計算される。マルチパスによる時間オフセット推定誤差は零でない平均値を有しているため、基地局時間オフセット推定値の平均周りに非対称閾値レベルを設けることは有益かもしれない。もし真の基地局時間オフセットが急変しうると予測されていれば、閾値は緩和される必要があるかもしれない、あるいは好ましくは、閾値を決定するためにより洗練された統計的方法を使うことができる。これは基地局時間オフセットにおけるジャンプ後に較正プロセスを続けられるようにするために必要なことである。そうでなければ、後続するすべての時間オフセット推定値はマルチパスに影響を受けていると見なされ、較正プロセスは無効となるかもしれない。そのような統計的方法は、例えば、より低い値へ偏倚している局地的バイアスを持ったすべての収集推定値の経時重み付き（ａｇｅ  ｗｅｉｇｈｔｅｄ）確率密度関数を計算し、最大ピーク値を選択することでも良い。ステップ６８において、基地局時間オフセット推定値が閾値より大きければ、基地局時間オフセット推定値は、顕著なマルチパス誤差を含むと推定されるため、較正手順は終了する。それ以外はステップ６８から６９へ進む。利用パイロット信号にはマルチパスの影響がないことを他の方法で確認することができれば、ステップ６８の閾値化は除外できる。
【００２８】
ステップ６９において、基地局時間オフセット推定値は較正データベースに格納される。ステップ７０において、平均および標準偏差のような基地局時間オフセット推定値の統計量は、一つ前のステップ６９において較正データベースに加えられた基地局時間オフセット推定値に基づいて再計算される。例えば最初の較正プロセスが始まる時のような、統計量を計算するために十分なデータがない時は、予め定めた平均および（十分大きい）標準偏差が初期設定時に仮定される。ステップ７１において、利用基地局内に蓄積された利用基地局のタイミングオフセットは、一つ前のステップ７０で計算された平均基地局時間オフセット推定値の新しい値で更新される。
【００２９】
図８は基地局が設置または変更された後に基地局較正を行うための位置決定エンティティによって実行される手順のフローチャートである。基地局が較正されていないことが分かっている時は、すなわち初期配置時またはタイミングの不安定性を観測した時、ＰＤＥはＡＦＬＴの解から対応するパイロットを一時的に除外することができる。従って、ステップ８１において、較正データベースにおける基地局の属性は「未較正」にセットされ、この属性は、ＡＦＬＴの解から対応するパイロットを一時的に除外するためにＰＤＥによって検査される。ステップ８２において、さらにＰＤＥはこれらパイロットを利用する移動体に対してＧＰＳ符号位相ウインドウサイズを大きくするためにこの属性を検査する。ステップ８３において較正データを収集し、ステップ８４で統計量が安定していることを確認した後、ステップ８５において、ＰＤＥはＡＦＬＴおよびハイブリッドの解を再作動させる。例えば、ステップ８４で、較正データベースに入れた最新の連続１０個の基地局時間オフセット推定値に対する基地局の平均基地局時間オフセット推定値は、較正データベースに入れた直前の連続１０個の基地局時間オフセット推定値に対する較正データベースに入れた平均基地局時間オフセット推定値と比較される。また、もし平均値が一定のパーセント、例えば５パーセント、以下の差であれば、基地局時間オフセット推定値の統計量は安定と見なされる。
【００３０】
上記を考慮して、正規位置探索セッション中に少なくとも一つのハイブリッド移動局から得た測位データを利用して無線通信ネットワーク内の基地局をＧＰＳシステム時間に対して較正する方法を述べた。従って、較正データを外部較正機器から取得する必要がなく、基地局内のいかなる擾乱をも補正するために、連続ベースで較正が実行されうる。ハイブリッド移動局の操作者が無線電話の呼の発信または応答する時にのみ発生する正規位置探索セッションを用いることによってプライバシーの心配は軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に従って移動電話機を位置決定し基地局を較正するためのＧＰＳシステムを用いたセルラ電話ネットワークを示す。
【図２】図１のセルラ電話ネットワーク内の基地局のブロック図である。
【図３】位置決定エンティティを含む図１のセルラ電話ネットワークの固定的機器である。
【図４】ハイブリッド（ＧＰＳおよびＡＦＬＴ）位置決定機能を持つ移動局を用いて基地局のタイムベースを較正するための位置決定エンティティによって実行される手順のフローチャートを構成する。
【図５】ハイブリッド（ＧＰＳおよびＡＦＬＴ）位置決定機能を持つ移動局を用いて基地局のタイムベースを較正するための位置決定エンティティによって実行される手順のフローチャートを構成する。
【図６】ハイブリッド（ＧＰＳおよびＡＦＬＴ）位置決定機能を持つ移動局を用いて基地局のタイムベースを較正するための位置決定エンティティによって実行される手順のフローチャートを構成する。
【図７】ハイブリッド（ＧＰＳおよびＡＦＬＴ）位置決定機能を持つ移動局を用いて基地局のタイムベースを較正するための位置決定エンティティによって実行される手順のフローチャートを構成する。
【図８】基地局を設置後または変更後の基地局の較正を処理するために位置決定エンティティにより実行される手順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６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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