(57)【要約】  アナログ放送テレビ信号に存在するチャープ型信号の既知の特性に基づいて相関基準信号を生成し、チャープ型信号からなるアナログ放送テレビ信号をユーザー端末で受信し、アナログ放送テレビ信号を相関基準信号と相関させて擬似距離を得ることからなっており、ユーザー端末の位置は擬似距離とアナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいて決定されることを特徴とするユーザー端末の位置を決定する方法と装置とコンピューター読み取り可能メディア。
2005509861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ放送テレビゴースト除去基準信号の既知の特性に基づいて相関基準信号を生成し、前記ゴースト除去基準信号からなるアナログ放送テレビ信号をユーザー端末で受信し、前記アナログ放送テレビ信号を前記相関基準信号と相関させて擬似距離を得ることからなり、前記ユーザー端末の位置は前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいて決定されることを特徴とするユーザー端末の位置を決定する方法。
【請求項２】
さらに、前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することからなる請求項１記載の方法。
【請求項３】
さらに、前記擬似距離とデジタル放送テレビ信号に基づいて計算される擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号及び前記デジタル放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することからなる請求項２記載の方法。
【請求項４】
さらに、前記相関の結果のピークを同定して前記擬似距離を得ることからなる請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記ユーザー端末の前記位置は、前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機での送信機クロックと既知の時間基準との間の差に基づいて前記擬似距離を調整し、調整された前記擬似距離と前記テレビ送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することによって決められることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
さらに、別のアナログ放送テレビ信号に基づいて別の擬似距離を決定し、前記擬似距離と前記別の擬似距離とを時間のある瞬間に投影して前記ユーザー端末の前記クロックのいかなる１次の項も除去することからなる請求項１記載の方法。
【請求項７】
さらに、タイムゲート遅延ロックループを利用して前記ゴースト除去基準信号を追跡することからなる請求項１記載の方法。
【請求項８】
アナログ放送テレビゴースト除去基準信号の既知の特性に基づいて相関基準信号を生成する手段と、前記ゴースト除去基準信号からなるアナログ放送テレビ信号をユーザー端末で受信する手段と、前記アナログ放送テレビ信号を前記相関基準信号と相関させて擬似距離を得る手段とからなり、前記ユーザー端末の位置は前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいて決定されることを特徴とするユーザー端末の位置を決定する装置。
【請求項９】
さらに、前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定する手段からなる請求項８記載の装置。
【請求項１０】
さらに、前記擬似距離とデジタル放送テレビ信号に基づいて計算される擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号及び前記デジタル放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することからなる請求項９記載の装置。
【請求項１１】
さらに、前記相関の結果のピークを同定して前記擬似距離を得る手段からなる請求項８記載の装置。
【請求項１２】
前記ユーザー端末の前記位置は、前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機での送信機クロックと既知の時間基準との間の差に基づいて前記擬似距離を調整し、調整された前記擬似距離と前記テレビ送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することによって決められることを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１３】
さらに、別のアナログ放送テレビ信号に基づいて別の擬似距離を決定する手段と、前記擬似距離と前記別の擬似距離とを時間のある瞬間に投影して前記ユーザー端末の前記クロックのいかなる１次の項も除去する手段とからなる請求項８記載の装置。
【請求項１４】
さらに、タイムゲート遅延ロックループを利用して前記ゴースト除去基準信号を追跡する手段からなる請求項８記載の装置。
【請求項１５】
アナログ放送テレビゴースト除去基準信号の既知の特性に基づいて相関基準信号を生成する信号生成器と、前記ゴースト除去基準信号からなるアナログ放送テレビ信号をユーザー端末で受信する受信機と、前記アナログ放送テレビ信号を前記相関基準信号と相関させて擬似距離を得る相関器とからなり、前記ユーザー端末の位置は前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいて決定されることを特徴とするユーザー端末の位置を決定する装置。
【請求項１６】
さらに、前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定するプロセッサーからなる請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
前記プロセッサーは、前記擬似距離とデジタル放送テレビ信号に基づいて計算される擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号及び前記デジタル放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することを特徴とする請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
前記プロセッサーは、前記相関の結果のピークを同定して前記擬似距離を得ることを特徴とする請求項１５記載の装置。
【請求項１９】
前記ユーザー端末の前記位置は、前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機での送信機クロックと既知の時間基準との間の差に基づいて前記擬似距離を調整し、調整された前記擬似距離と前記テレビ送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することによって決められることを特徴とする請求項１５記載の装置。
【請求項２０】
前記プロセッサーは、別のアナログ放送テレビ信号に基づいて別の擬似距離を決定し、前記擬似距離と前記別の擬似距離とを時間のある瞬間に投影して前記ユーザー端末の前記クロックのいかなる１次の項も除去することを特徴とする請求項１５記載の装置。
【請求項２１】
さらに、前記ゴースト除去基準信号を追跡するタイムゲート遅延ロックループからなる請求項１５記載の装置。
【請求項２２】
ユーザー端末の位置を決定する方法を実行するためにコンピューターによって実行可能な命令を具体化するコンピューター読み取り可能メディアであって、その方法は、アナログ放送テレビゴースト除去基準信号の既知の特性に基づいて相関基準信号を生成し、前記ゴースト除去基準信号からなるアナログ放送テレビ信号をユーザー端末で受信し、前記アナログ放送テレビ信号を前記相関基準信号と相関させて擬似距離を得ることからなっており、前記ユーザー端末の位置は前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいて決定されることを特徴とするコンピューター読み取り可能メディア。
【請求項２３】
さらに、前記方法は前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することからなることを特徴とする請求項２２記載のメディア。
【請求項２４】
さらに、前記方法は前記擬似距離とデジタル放送テレビ信号に基づいて計算される擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号及び前記デジタル放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することからなることを特徴とする請求項２３記載のメディア。
【請求項２５】
さらに、前記方法は前記相関の結果のピークを同定して前記擬似距離を得ることからなることを特徴とする請求項２２記載のメディア。
【請求項２６】
前記ユーザー端末の前記位置は、前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機での送信機クロックと既知の時間基準との間の差に基づいて前記擬似距離を調整し、調整された前記擬似距離と前記テレビ送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することによって決められることを特徴とする請求項２２記載のメディア。
【請求項２７】
さらに、前記方法は別のアナログ放送テレビ信号に基づいて別の擬似距離を決定し、前記擬似距離と前記別の擬似距離とを時間のある瞬間に投影して前記ユーザー端末の前記クロックのいかなる１次の項も除去することからなることを特徴とする請求項２２記載のメディア。
【請求項２８】
さらに、タイムゲート遅延ロックループを利用して前記ゴースト除去基準信号を追跡することからなることを特徴とする請求項２２記載のメディア。
【請求項２９】
アナログ放送テレビ信号に存在するチャープ型信号の既知の特性に基づいて相関基準信号を生成し、前記チャープ型信号からなるアナログ放送テレビ信号をユーザー端末で受信し、前記アナログ放送テレビ信号を前記相関基準信号と相関させて擬似距離を得ることからなっており、前記ユーザー端末の位置は前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいて決定されることを特徴とするユーザー端末の位置を決定する方法。
【請求項３０】
前記チャープ型信号は垂直間隔テスト信号であることを特徴とする請求項２９記載のメディア。
【請求項３１】
前記チャープ型信号はゴースト除去基準信号Ａ、ゴースト除去基準信号Ｂ、又はゴースト除去基準信号Ｃであることを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３２】
さらに、前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することからなる請求項２９記載の方法。
【請求項３３】
さらに、前記擬似距離とデジタル放送テレビ信号に基づいて計算される擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号及び前記デジタル放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することからなる請求項３２記載の方法。
【請求項３４】
さらに、前記相関の結果のピークを同定して前記擬似距離を得ることからなる請求項２９記載の方法。
【請求項３５】
前記ユーザー端末の前記位置は、前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機での送信機クロックと既知の時間基準との間の差に基づいて前記擬似距離を調整し、調整された前記擬似距離と前記テレビ送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することによって決められることを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３６】
さらに、別のアナログ放送テレビ信号に基づいて別の擬似距離を決定し、前記擬似距離と前記別の擬似距離とを時間のある瞬間に投影して前記ユーザー端末の前記クロックのいかなる１次の項も除去することからなる請求項２９記載の方法。
【請求項３７】
さらに、タイムゲート遅延ロックループを利用して前記チャープ型信号を追跡することからなる請求項２９記載の方法。
【請求項３８】
アナログ放送テレビ信号に存在するチャープ型信号の既知の特性に基づいて相関基準信号を生成する手段と、前記チャープ型信号からなるアナログ放送テレビ信号をユーザー端末で受信する手段と、前記アナログ放送テレビ信号を前記相関基準信号と相関させて擬似距離を得る手段とからなっており、前記ユーザー端末の位置は前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいて決定されることを特徴とするユーザー端末の位置を決定する装置。
【請求項３９】
前記チャープ型信号は垂直間隔テスト信号であることを特徴とする請求項３８記載の装置。
【請求項４０】
前記チャープ型信号はゴースト除去基準信号Ａ、ゴースト除去基準信号Ｂ、又はゴースト除去基準信号Ｃであることを特徴とする請求項３８記載の方法。
【請求項４１】
さらに、前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定する手段からなる請求項３８記載の装置。
【請求項４２】
さらに、前記擬似距離とデジタル放送テレビ信号に基づいて計算される擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号及び前記デジタル放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することからなる請求項４１記載の装置。
【請求項４３】
さらに、前記相関の結果のピークを同定して前記擬似距離を得る手段からなる請求項３８記載の装置。
【請求項４４】
前記ユーザー端末の前記位置は、前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機での送信機クロックと既知の時間基準との間の差に基づいて前記擬似距離を調整し、調整された前記擬似距離と前記テレビ送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することによって決められることを特徴とする請求項３８記載の装置。
【請求項４５】
さらに、別のアナログ放送テレビ信号に基づいて別の擬似距離を決定する手段と、前記擬似距離と前記別の擬似距離とを時間のある瞬間に投影して前記ユーザー端末の前記クロックのいかなる１次の項も除去する手段からなる請求項３８記載の装置。
【請求項４６】
さらに、タイムゲート遅延ロックループを利用して前記チャープ型信号を追跡する手段からなる請求項３８記載の装置。
【請求項４７】
アナログ放送テレビ信号に存在するチャープ型信号の既知の特性に基づいて相関基準信号を生成する信号生成器と、前記チャープ型信号からなるアナログ放送テレビ信号をユーザー端末で受信する受信機と、前記アナログ放送テレビ信号を前記相関基準信号と相関させて擬似距離を得る相関器とからなっており、前記ユーザー端末の位置は前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいて決定されることを特徴とするユーザー端末の位置を決定する装置。
【請求項４８】
前記チャープ型信号は垂直間隔テスト信号であることを特徴とする請求項４７記載の装置。
【請求項４９】
前記チャープ型信号はゴースト除去基準信号Ａ、ゴースト除去基準信号Ｂ、又はゴースト除去基準信号Ｃであることを特徴とする請求項４７記載の方法。
【請求項５０】
さらに、前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定するプロセッサーからなる請求項４７記載の装置。
【請求項５１】
前記プロセッサーは、前記擬似距離とデジタル放送テレビ信号に基づいて計算される擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号及び前記デジタル放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することを特徴とする請求項５０記載の装置。
【請求項５２】
前記プロセッサーは、前記相関の結果のピークを同定して前記擬似距離を得ることを特徴とする請求項４７記載の装置。
【請求項５３】
前記ユーザー端末の前記位置は、前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機での送信機クロックと既知の時間基準との間の差に基づいて前記擬似距離を調整し、調整された前記擬似距離と前記テレビ送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することによって決められることを特徴とする請求項４７記載の装置。
【請求項５４】
前記プロセッサーは、別のアナログ放送テレビ信号に基づいて別の擬似距離を決定し、前記擬似距離と前記別の擬似距離とを時間のある瞬間に投影して前記ユーザー端末の前記クロックのいかなる１次の項も除去することを特徴とする請求項４７記載の装置。
【請求項５５】
さらに、前記チャープ型信号を追跡するタイムゲート遅延ロックループからなる請求項４７記載の装置。
【請求項５６】
ユーザー端末の位置を決定する方法を実行するコンピューターによって実行可能な命令を具体化するコンピューター読み取り可能メディアであって、その方法は、アナログ放送テレビ信号に存在するチャープ型信号の既知の特性に基づいて相関基準信号を生成し、前記チャープ型信号からなるアナログ放送テレビ信号を前記ユーザー端末で受信し、前記アナログ放送テレビ信号を前記相関基準信号と相関させて擬似距離を得ることからなっており、前記ユーザー端末の位置は前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいて決定されることを特徴とするコンピューター読み取り可能メディア。
【請求項５７】
前記チャープ型信号は垂直間隔テスト信号であることを特徴とする請求項５６記載のメディア。
【請求項５８】
前記チャープ型信号はゴースト除去基準信号Ａ、ゴースト除去基準信号Ｂ、又はゴースト除去基準信号Ｃであることを特徴とする請求項５６記載の方法。
【請求項５９】
さらに、前記方法は前記擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することからなることを特徴とする請求項５６記載のメディア。
【請求項６０】
さらに、前記方法は前記擬似距離とデジタル放送テレビ信号に基づいて計算される擬似距離と前記アナログ放送テレビ信号及び前記デジタル放送テレビ信号の前記送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することからなることを特徴とする請求項５９記載のメディア。
【請求項６１】
さらに、前記方法は、前記相関の結果のピークを同定して前記擬似距離を得ることからなることを特徴とする請求項５６記載のメディア。
【請求項６２】
前記ユーザー端末の前記位置は、前記アナログ放送テレビ信号の前記送信機での送信機クロックと既知の時間基準との間の差に基づいて前記擬似距離を調整し、調整された前記擬似距離と前記テレビ送信機の前記位置とに基づいて前記ユーザー端末の前記位置を決定することによって決められることを特徴とする請求項５６記載のメディア。
【請求項６３】
さらに、前記方法は別のアナログ放送テレビ信号に基づいて別の擬似距離を決定し、前記擬似距離と前記別の擬似距離とを時間のある瞬間に投影して前記ユーザー端末の前記クロックのいかなる１次の項も除去することからなることを特徴とする請求項５６記載のメディア。
【請求項６４】
さらに、タイムゲート遅延ロックループを使用して前記チャープ型信号を追跡することからなることを特徴とする請求項５６記載のメディア。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
この出願は、マシュー・ラビノヴィッツとジェームズ・Ｊ・スピルカーとによって２００１年２月２日に出願された米国仮特許出願第６０／２６５，６７５号「衛星及び／又は地上波構造基盤を利用したナビゲーション及び／又はデータ通信のシステムと方法」と、ジェームズ・Ｊ・スピルカーによって２００１年４月３日に出願された米国仮特許出願第６０／２８１，２７０号「移動無線リンクでの高精度位置標定のためのＥＴＳＩ  ＤＶＢ地上波デジタル放送テレビ信号の利用」と、ジェームズ・Ｊ・スピルカーとマシュー・ラビノヴィッツとによって２００１年４月３日に出願された米国仮特許出願第６０／２８１，２６９号「移動受信機への低データ速度放送用ＡＴＳＣ規格ＤＴＶチャンネル」と、ジェームズ・Ｊ・スピルカーとマシュー・ラビノヴィッツとによって２００１年５月２５日に出願された米国仮特許出願第６０／２９３，８１２号「ＤＴＶモニターシステム装置（ＭＳＵ）」と、ジェームズ・Ｊ・スピルカーとマシュー・ラビノヴィッツとによって２００１年５月２５日に出願された米国仮特許出願第６０／２９３，８１３号「ＤＴＶ位置標定範囲とＳＮ比性能」と、マシュー・ラビノヴィッツによって２００１年１０月２３日に出願された米国仮特許出願（ＴＢＳ、代理人整理番号６４８７ＰＲＯ）「位置決定用途用のアナログテレビ信号処理」との利益を主張する。また、この出願はマシュー・ラビノヴィッツとジェームズ・Ｊ・スピルカーとによって２００１年６月２１日に出願された米国非仮特許出願第０９／８８７，１５８号「デジタル放送テレビ信号を利用した位置標定」の利益を主張する。全ての先行文献の件名はここで参照に引用されている。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、一般的に位置決定に関し、特にアナログ放送テレビ信号を利用した位置決定に関する。
【０００３】
無線信号を利用した２次元緯度／経度位置標定システムの方法が長く存在していた。ロラン・Ｃとオメガなどの地上波システムやトランジットとして知られる衛星ベースシステムが広範囲な利用において存在していた。高まる人気を享受している別の衛星ベースシステムは全地球測位システム（ＧＰＳ）である。
【０００４】
最初１９７４年に考案され、ＧＰＳは位置標定、ナビゲーション、調査及び時間移送に広く使用されている。ＧＰＳシステムは副同期１２時間軌道での２４軌道上衛星の一群を基礎にしている。各衛星は精度クロックを運んでおり、擬似ノイズ信号を送信し、正確に追跡されて擬似距離を決定することができる。４つ以上の衛星を追跡することで世界中リアルタイムで３次元の正確な位置を決定することができる。Ｂ・Ｗ・パーキンソンとＪ・Ｊ・スピルカー・ジュニアの「全地球測位システム−理論と応用」１，２巻ＡＩＡＡ、ワシントンＤＣ（１９９６年）により詳細に記載されている。
【０００５】
ＧＰＳはナビゲーションと位置標定の技術に大変革をもたらした。しかしながら、ある状況ではＧＰＳはあまり効果的ではない。なぜなら、ＧＰＳ信号は比較的低い電力レベル（１００ワット未満）で長距離を送信されるため、受信される信号の強度は比較的に弱い（全方向アンテナによって受信されるとして−１６０ｄＢｗのレベルである）。したがって、信号は閉塞物の存在下や建物の中ではわずかに有用であるか全く役に立たない。
【０００６】
システムは位置を決定する従来のアナログのナショナルテレビシステム委員会（ＮＴＳＣ）のテレビ信号を利用して提案されている。この提案は１９９６年４月２３日に発行された米国特許番号第５，５１０，８０１号公報の「テレビ放送信号を利用した位置決定システムと方法」と題名を付けられた米国特許に見られる。しかしながら、開示された技術はいくつかの大きな欠点を持っている。その技術は大幅に減衰した信号を使用することができず、従来のアナログテレビ受信機は水平同期又はクロミナンスバーストから同期タイミングを抽出することができない。その技術はアナログ送信機クロックの振動数オフセットと短期不安定性に対応することができず、ユーザーが連続的にあるチャンネルから次へとサンプリングしなければならないため大きな位置誤差を引き起こした。その技術はクロミナンスキャリアで、特にマルチパスの存在下で、周期曖昧性を解消することができない。さらに、その技術は人間が信号を使用することができず、可変の特徴を有していてアナログテレビ受信機の性能に影響しないというナビゲーションシステムの性能（例えば、帰線消去パルス、水平同期パルス、及びクロミナンスバーストの可変形状と持続時間）にかなり影響する。さらに、これらの技術は、信号を利用せず、マルチパスの存在下で２，３メートルの精度までの正確な距離測定を可能にする。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の実施例は、アナログ放送テレビ（ＴＶ）信号に存在するゴースト除去基準（ＧＣＲ）信号を利用した位置標定用の信号処理技術を記載する。これらの技術はノイズ床より下の信号を追跡することができ、従来のテレビ信号受信機はタイミング情報を得ることができない。これらの技術は典型的なテレビ受信機よりはるかに正確な方法でタイミング情報を抽出する。また、これらの技術はアナログテレビ信号の全ての可変な特性に適応し、これらのバリエーションは位置標定の正確さに影響しない。
【０００８】
これらの技術は典型的なアナログテレビ受信距離よりはるかに大きい送信機からの距離で使用可能である。アナログテレビ信号は高電力であるので、これらの技術は携帯用受信機で屋内でも使用でき、したがって位置標定の解決策に拡張９１１（Ｅ９１１）システムの必要性を提供する。
【０００９】
ここで開示される技術は、いくつかの利点を提供する。その技術は位置標定に要求される離れたテレビ送信機からのテレビ信号の受信に対応する低い受信ＳＮ比（ＳＮＲ）で効果的である。低いアンテナ利得と屋内環境での小さい移動端末に対して、これは絶対必要な条件である。その技術は広帯域幅ＧＣＲ信号のためにマルチパス信号に対して識別できる。その技術は単一の受信要素の連続的な使用を可能にし、単一の電子回路のセットは時間分割方式で多重テレビ信号を観察することができ、それによって実質的にコストを削減することができる。
【００１０】
一般的に、ある態様では、本発明はユーザー端末の位置を決定する方法と装置とコンピューター読み取り可能メディアを特徴付ける。それは、アナログテレビ放送ゴースト除去基準信号の既知の特性に基づいて相関基準信号を生成し、ユーザー端末でゴースト除去基準信号からなるアナログ放送テレビ信号を受信し、相関基準信号とアナログ放送テレビ信号を相関させて擬似距離を得ることからなり、ここでユーザー端末の位置は擬似距離とアナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいて決定される。
【００１１】
特定の実施例は下記の特徴を１つ以上含むことができる。実施例は擬似距離とアナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいてユーザー端末の位置を決定することから構成されることができる。実施例は、擬似距離とデジタル放送テレビ信号に基づいて計算された擬似距離とアナログ放送テレビ信号及びデジタル放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいたユーザー端末の位置を決定することからなることができる。実施例は、相関結果のピークを同定して擬似距離を得ることからなることができる。ユーザー端末の位置は、アナログ放送テレビ信号の送信機での送信機クロックと既知の時間基準との間の差に基づいて擬似距離を調整し、調整された擬似距離とテレビ送信機の位置とに基づいてユーザー端末の位置を決定することによって決められる。実施例は、別のアナログ放送テレビ信号に基づいた別の擬似距離を決定し、擬似距離と別の擬似距離とを時間のある瞬間に投影してユーザー端末のクロックの１次の項を取り除くことから構成されることができる。実施例は、時間ゲート遅延ロックループを使用してゴースト除去基準信号を追跡することからなることができる。
【００１２】
一般的に、ある態様では、本発明はユーザー端末の位置を決定する方法と装置とコンピューター読み取り可能メディアを特徴付ける。それはアナログ放送テレビ信号に存在するチャープ型信号の既知の特性に基づいて相関基準信号を生成し、ユーザー端末でチャープ型信号からなるアナログ放送テレビ信号を受信し、アナログ放送テレビ信号を相関基準信号と相関させてそれによって擬似距離を得ることからなり、ここでユーザー端末の位置は擬似距離とアナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいて決定されるものである。
【００１３】
特定の実施例は、下記の特徴を１つ以上含むことができる。チャープ型信号は垂直間隔テスト信号である。チャープ型信号はゴースト除去基準信号Ａと、ゴースト除去基準信号Ｂ、あるいはゴースト除去基準信号Ｃである。実施例は、擬似距離とアナログ放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいてユーザー端末の位置を決定することからなることができる。実施例は、擬似距離とデジタル放送テレビ信号に基づいて計算された擬似距離とアナログ放送テレビ信号及びデジタル放送テレビ信号の送信機の位置とに基づいてユーザー端末の位置を決定することからなることができる。実施例は、相関結果のピークを同定し、それによって擬似距離を得ることからなることができる。ユーザー端末の位置は、アナログ放送テレビ信号の送信機での送信機クロックと既知の時間参照との間の差に基づいて擬似距離を調整し、調整された擬似距離とテレビ送信機の位置とに基づいてユーザー端末の位置を決定することによって決められる。実施例は、別のアナログ放送テレビ信号に基づいて別の擬似距離を決定し、その擬似距離と別の擬似距離を時間のある瞬間に投影してユーザー端末のクロックの１次の項を取り除くことからなることができる。実施例はタイムゲート遅延ロックループを使用してチャープ型信号を追跡することからなることができる。
【００１４】
１つ以上の実施例の詳細は、添付図面と以下の明細書に記載される。他の特徴は明細書と図面及び特許請求の範囲から明らかであるだろう。
【００１５】
この明細書で使用される各参照符号の先頭数字は、その参照符号が最初に現れる図の番号を示す。
【発明の詳細な説明】
【００１６】
ここで使用されたように、「サーバー」という語は一般的に電子デバイスあるいはメカニズムを言及し、「メッセージ」という語は一般的にハードウェア、ソフトウェア、或いはそれらの組み合わせを言及する。これらの語は後に続く記載の簡潔にするために用いられる。ここで記述されたサーバーとメカニズムはいかなる標準の一般目的用コンピューターでも実施されることができるか、或いは特別化されたデバイスとして実施されることができる。
【００１７】
本発明の実施例はＮＴＳＣ（ナショナルテレビシステム委員会）規格を参照して以下に記載され、それは米国、カナダ、メキシコ、その他の国で採用されている。最近、米国ＮＴＳＣアナログテレビシステムへの新しい補正が提案されて、ＡＴＳＣによって採用され、今やアナログテレビ送信に組み込まれている。この補正はＮＴＳＣ用のゴースト除去基準（ＧＣＲ）信号と呼ばれ、たいていのＮＴＳＣアナログ放送テレビ信号に存在している。新しいＧＣＲ信号のこの目的は、受信されたテレビ信号でマルチパスによって引き起こされる「ゴースト」を減少させたり除去したりすることをテレビ受像機に可能にすることである。これらのゴーストはアナログテレビ受信を劣化させることができ、頻繁にひどく劣化させる。発明者は、その意図された目的と完全に異なる目的のためにこの新しいＧＣＲ信号を利用することを提案する。すなわち、携帯電話端末などの移動可能なユーザー端末の正確な位置決定にそれを使用することである。これらの技術は、ＮＴＳＣテレビ信号に関して論じられる一方で、それらは同様のＧＣＲ信号を採用しているヨーロッパ、日本、韓国で使用されるような他のテレビ信号に等しく適用可能である。
【００１８】
正確な位置決定のためのＧＣＲの利用
ＮＴＳＣ規格では、ＧＣＲ信号は広帯域幅の「チャープ」型信号であり、ＮＴＳＣ垂直帰線消去パルスのライン１９で周期的に挿入される。このＧＣＲ信号は、およその持続時間３５．５マイクロ秒間で０付近から４．２ＭＨｚまで変動する直線的に増加する振動数に伴ったサイン波である。ＧＣＲ信号は、マイクロ秒の小数の非常に狭い自己相関幅を有し、水平及び垂直の帰線消去パルスなどのＮＴＳＣアナログテレビ信号の基準要素で利用可能ではないという固有の特徴を有している。世界中で使用される他のＧＣＲ基準はＮＴＳＣ  ＧＣＲ信号に対して異なるフォーマットを有していることに注意しなければならない。例えば、ＮＴＳＣ規格と異なるあるＧＣＲ信号は垂直帰線消去パルスのセグメント上に変調されたシュードランダムノイズ（ＰＮ）シーケンスを含む。また、この信号は非常に狭い自己相関関数を有しており、この開示を読んだ後、ここに開示されたものと類似の技術を利用した位置決定にその信号を使用するその方法は当業者には明白であるだろう。ＮＴＳＣ規格と異なる別のタイプのＧＣＲ信号はサイン関数によって特徴付けられる上り波形を有するバー信号を含む。この信号の第１次導関数が狭い自己相関関数を有することに注目しなければならない。この開示を読んだ後では、ＮＴＳＣ  ＧＣＲ信号に対してここで開示されるものと類似の技術を利用した位置決定にこの信号を使用する当業者には明白であるだろう。
【００１９】
図１を参照すると、実施例１００は空中線を介して基地局１０４と通信するユーザー端末１０２を含む。ある実施例では、ユーザー端末１０２は無線電話であり、基地局１０４は無線電話基地局である。ある実施例では、基地局１０４は移動ＭＡＮ（メトロポリタンエリアネットワーク）又はＷＡＮ（広域ネットワーク）の一部である。
【００２０】
図１は、本発明の様々な態様を説明するのに使用されるが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。例えば、「ユーザー端末」という句は記載されるテレビ位置標定を実施できるいずれかのメカニズムを言及することを意味する。ユーザー端末の例は携帯情報端末（ＰＤＡ）、移動電話、自動車や他の乗り物、テレビ位置標定を実施するチップ又はソフトウェアを備えることができるいずれかのメカニズムを含む。それは、「端末」である物体又は「ユーザー」によって操作される物体に限定されることを意図しない。
【００２１】
テレビ位置情報サーバーによって実行される位置標定
図２は、実施例１００の操作を説明する。ユーザー端末１０２は複数のテレビ送信機１０６Ａ及び１０６Ｂから１０６Ｎまでのテレビ信号を受信する（ステップ２０２）。様々な方法が、位置標定で使用するべきテレビチャンネルを選択するために利用されることができる。ある実施例では、テレビ位置情報サーバー１１０は多岐に亘る最良のテレビチャンネルをユーザー端末１０２に伝える。ある実施例では、ユーザー端末１０２は基地局１０４によってテレビ位置情報サーバー１１０とメッセージを交換する。ある実施例では、ユーザー端末１０２はテレビチャンネルを選択し、基地局１０４の同定と基地局とテレビチャンネルを相関させる記憶表とに基づいてモニターする。別の実施例では、ユーザー端末１０２はユーザーからの位置情報入力を受容することができ、それは最近接都市の名前などの地域の一般的指示を与え、処理用テレビチャンネルを選択するこの情報を使用する。ある実施例では、ユーザー端末１０２は利用可能テレビチャンネルを走査して、利用可能テレビチャンネルの電力レベルに基づいて位置情報のフィンガープリントを組み合わせる。ユーザー端末１０２はこのフィンガープリントを記憶表と比較し、既知のフィンガープリントを既知の位置情報と照合してその位置を決定して処理用テレビチャンネルを選択する。別の実施例では、ユーザー端末１０２は利用可能な信号全てについて擬似距離の測定をし、これらの擬似距離を位置情報サーバー１１０に通信させ、テレビ送信機１０６の位置に基づいてユーザー端末１０２の位置を決定する。
【００２２】
ユーザー端末１０２は、ユーザー端末１０２と各テレビ送信機１０６との間の擬似距離を決定する（ステップ２０４）。各擬似距離は、テレビ放送信号内のＧＣＲ信号バーストの送信機１０８からの送信時間とＧＣＲ信号バーストのユーザー端末１０２での受信時間との間の時間差（或いは等価な距離）を表し、同様にユーザー端末とモニター装置１０８との間のクロックオフセットと、テレビ放送信号の成分の送信時間におけるクロックオフセットとを表す。
【００２３】
ユーザー端末１０２はテレビ位置情報サーバー１１０に擬似距離を送信する。ある実施例では、テレビ位置情報サーバー１１０は、ここに記載される操作を実行するよう設計されたソフトウェアを実行する一般目的用コンピューターとして実施される。ある実施例では、テレビ位置情報サーバー１１０はＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）として実施される。ある実施例では、テレビ位置情報サーバー１１０は基地局１０４内又はその近傍で実施される。
【００２４】
また、テレビ信号は複数のモニター装置１０８Ａから１０８Ｎによって受信される。各モニター装置はトランシーバーやプロセッサーを含む小さい装置として実施されることができ、電柱、テレビ送信機１０６、又は基地局１０４などの便利な位置に搭載されることができる。ある実施例では、モニター装置は衛星上で実施されることができる。
【００２５】
モニター装置１０８は各ＧＣＲ信号バーストの送信回数に関する情報を測定する。モニター装置１０８は一般的に正確な測定のために温度補正型水晶発振器又はルビジウム規格によって制御される。モニター装置１０８はテレビ位置情報サーバー１１０への送信回数に関する情報を送信する。ユーザー端末１０２は各テレビ送信機１０６によって発せられるＧＣＲ信号を追跡し、各テレビ送信機に対して擬似距離を測定する。ユーザー端末１０２はテレビ位置情報サーバー１１０へ測定された擬似距離を送信する。それから、テレビ位置情報サーバー１１０は送信回数に関する情報と擬似距離とを組み合わせ、ユーザー端末１０２の位置を計算する。ユーザー端末１０２の位置は、ユーザー端末１０２に中継されて戻る。ユーザー端末１０２は緊急時にこの情報をＥ９１１サービスオペレータに送信することができ、他の目的のためにこの情報を使用することができる。
【００２６】
各モニター装置１０８は、それがテレビ信号を受信するテレビ送信機それぞれに対してそのテレビ送信機のローカルクロックと基準クロックとの間のタイムオフセットを測定する。ある実施例では、基準クロックはＧＰＳ信号から生じる。基準クロックを使用すると、多元モニター装置１０８が使用される場合に各テレビ送信機１０６に対してタイムオフセットを決定することが可能となり、これは各モニター装置１０８が基準クロックを参照してタイムオフセットを決定することができるからである。したがって、モニター装置１０８のローカルクロックのオフセットはこれらの決定に影響しない。
【００２７】
別の実施例では、外部の時間参照は必要ではない。この実施例に従って、単一のモニター装置はユーザー端末１０２と同じテレビ送信機の全てからテレビ信号を受信する。結局、単一のモニター装置のローカルクロックは時間基準として機能する。
【００２８】
ある実施例では、各タイムオフセットは固定されたオフセットとしてモデル化される。別の実施例では、各タイムオフセットはａ，ｂ，ｃ及びＴによって記載されることができる以下の形式の２次の多項式フィットとしてモデル化される。
【００２９】
オフセット=a+b(t-T)+c(t-T)2                            （１）
どちらかの実施例で、測定された各タイムオフセットはインターネットや固定されたモデム接続などを使用してテレビ位置情報サーバーに周期的に送信される。ある実施例では、各モニター装置１０８の位置はＧＰＳ受信機を使用して決定される。
【００３０】
テレビ位置情報サーバー１１０はデータベース１１２からの各テレビ送信機１０６の位相中心（つまり位置）を表す情報を受信する。ある実施例では、各テレビ送信機１０６の位相中心は、異なる位置でモニター装置１０８を使用して測定され、直接位相中心を測定する。別の実施例では、各テレビ送信機１０６の位相中心はアンテナ位相中心を調査することによって測定される。
【００３１】
ある実施例では、テレビ位置情報サーバー１１０はユーザー端末１０２近傍での気温、大気圧、湿度を表す天気情報を天気情報サーバー１１４から受信する。天気情報はインターネットやＮＯＡＡなどの他の情報源から利用可能である。テレビ位置情報サーバー１１０は、Ｂ・パーキンソンとＪ・スピルカー・ジュニアによる「全地球測位システム−理論と応用」ＡＩＡＡ、ワシントンＤＣ（１９９６年）１巻１７章“Ｊ・スピルカー・ジュニアによるＧＰＳへの対流圏効果”に開示されるような技術を使用して、天気情報から対流圏伝播速度を決定する。
【００３２】
また、テレビ位置情報サーバー１１０はユーザー端末１０２の一般地理的位置を同定する情報を基地局１０４から受信することができる。例えば、情報は携帯電話が位置する範囲内のセルやセルセクターを同定することができる。この情報は以下に記載されるような曖昧性の解消のために使用される。
【００３３】
ある実施例では、テレビ位置情報サーバー１１０は擬似距離と各送信機の位置に基づいてユーザー端末の位置を決定する（ステップ２０６）。図３は、３つのテレビ送信機１０６を使用して位置決定の構造を描写している。テレビ送信機１０６Ａは位置（ｘ１，ｙ１）に位置する。ユーザー端末１０２とテレビ送信機１０６Ａとの間の距離はｒ１である。テレビ送信機１０６Ｂは位置（ｘ２，ｙ２）に位置する。ユーザー端末１０２とテレビ送信機１０６Ｂとの間の距離はｒ２である。テレビ送信機１０６Ｎは位置（ｘＮ，ｙＮ）に位置する。ユーザー端末１０２とテレビ送信機１０６Ｎとの間の距離はｒＮである。
【００３４】
テレビ位置情報サーバー１１０は対流圏伝播速度に従って各擬似距離の値を調整することができる。さらに、テレビ位置情報サーバーは上記の方程式（１）に表されるような相当するテレビ送信機１０６に対するクロックオフセットに対して擬似距離を調整する。例えば、テレビ送信機１０６はクロックオフセットを有しており、ざっと１０６分の１の振動数オフセットを生じると仮定すると１秒は送信機１０６Ａと１０６Ｎに対してユーザー端末１０２での擬似距離測定値を分離する。これらの測定値が方程式（１）でモデル化されたようにクロックオフセットに従って補正されない場合、２つの測定値の間にはざっと３００メートルの有効な距離誤差が生じるだろう。テレビ位置情報サーバー１１０はデータベース１１２からの位相中心情報を使用し、各テレビ送信機１０６の位置を決定する。
【００３５】
今、簡略化された位置標定プロセスが記載され、ユーザーデバイスのクロックオフセットは単一の一定オフセットＴによってモデル化されることができると仮定される。ユーザー測定値が時間のある同じ瞬間に投影される場合、又はユーザークロックが携帯電話基地局又は安定したテレビ送信機からのクロック基準を使用して安定化する場合、この仮定は真実である。ユーザー端末１０２は３つ以上の擬似距離測定をして３つの未知数、すなわちユーザー端末１０２の位置（ｘ、ｙ）とクロックオフセットＴに対して解く。他の実施例では、ここで開示された技術を使用して経度、緯度、高さのような３次元の位置を決定し、ＤＴＶ送信機の高さなどの要素を含むことができる。
【００３６】
３つの擬似距離測定値ｐｒ１，ｐｒ２，及びｐｒＮが以下の式で与えられ、
pr1=r1+T                                                （２ａ）
pr2=r2+T                                                （３ａ）
prN=rN+T                                                （４ａ）
ここで、クロックオフセットＴは距離の単位である。ちなみに、Ｔは光速によって乗じられたタイミングオフセットを表す。３つの距離は以下の式であらわされることができ、
r1=|X-X1|                                                （５）
r2=|X-X2|                                                （６）
rN=|X-XN|                                                （７）
ここで、Ｘはユーザー端末の２次元ベクトル位置（ｘ、ｙ）を表し、Ｘ１はＤＴＶ送信機１０６Ａの２次元ベクトル位置（ｘ１，ｙ１）を表し、Ｘ２はＤＴＶ送信機１０６Ｂの２次元ベクトル位置（ｘ２，ｙ２）を表し、ＸＮはＤＴＶ送信機１０６Ｎの２次元ベクトル位置（ｘＮ，ｙＮ）を表す。これらの関係は３つの方程式を成立させ、そこで３つの未知数ｘ、ｙ、Ｔに対して解く。
【００３７】
今、ユーザー端末１０２で測定値を時間の通常の瞬間に投影する手法が記載されている。ユーザー端末１０２のクロックが安定化して携帯電話基地局又はテレビ送信機１０６からの信号を使用して補正されるなら、これは必要ないことに注意しなければならない。ユーザークロックが安定化していないか補正されない場合、ユーザークロックオフセットは時間の関数Ｔ（ｔ）であると考えられることができる。小さい時間間隔Δに対して、クロックオフセットＴ（ｔ）は定数と１次の項によってモデル化されることができる。すなわち、以下の式である。
【００３８】
【数１】
2005509861.tif 000003
【００３９】
今、時間の関数としてクロックオフセットを扱う方程式（２ａ）から（４ａ）を再考する。結果、擬似距離測定値もまた時間の関数である。簡略化のために間隔Δに渡って距離は実質的に定数のままである。擬似距離測定値は以下の式で記載されることができる。
【００４０】
pr1(t1)=r1+T(t1)                                        （２ｂ）
pr2(t2)=r2+T(t2)                                        （３ｂ）
prN(tN)=rN+T(tN)                                        （４ｂ）
【００４１】
ある実施例では、ユーザー端末１０２は、最初の組の測定値の後ある時間Δでの別の組の擬似距離測定値を開始する。これらの測定値は以下の式で記載されることができる。
【００４２】
【数２】
2005509861.tif 000004
【００４３】
【数３】
2005509861.tif 000005
【００４４】
【数４】
2005509861.tif 000006
【００４５】
ユーザー端末１０２は、時間のある通常の点に全ての擬似距離測定値を投影して１次の項の影響は効果的に取り除かれる。例えば、ある通常の基準時間ｔ０が使用される場合を考える。方程式（２ｂ−４ｂ）と（２ｃ−４ｃ）を適用すると、以下のように時間のある通常の瞬間に測定値を投影できることを示すことは正攻法である。
【００４６】
pr1(t0)=pr1(t1)+[pr1(t1+Δ)-pr1(t1)](t0-t1)/Δ        （２ｄ）
pr2(t0)=pr2(t2)+[pr2(t2+Δ)-pr2(t2)](t0-t2)/Δ        （３ｄ）
prN(t0)=prN(tN)+[prN(tN+Δ)-prN(tN)](t0-tN)/Δ        （４ｄ）
【００４７】
投影されたこれらの擬似距離測定値は位置情報サーバーと通信され、それらを使用して３つの未知数ｘ、ｙ、Ｔを解く。方程式（２ｄ−４ｄ）での投影は正確ではなく、２次の項が計上されていない。しかしながら、生じる誤差は重大ではない。当業者は各投影に対して２つ以上の擬似距離を測定することによってその２次の項とより高次の項が計上されることができることを認識するだろう。また、時間の同じ瞬間に擬似距離測定値を投影するというこの概念を実施する多くの他のアプローチ法が存在することに注目しなければならない。例えばあるアプローチ法は、Ｊ・Ｊ・スピルカー・ジュニアによる「衛星によるデジタル通信」プレンティスホール、イングルウッドクリフ、ニュージャージー（１９７７年、１９９５年）と、Ｂ・Ｗ・パーキンソン及びＪ・Ｊ・スピルカー・ジュニアによる「全地球測位システム−理論と応用」１巻ＡＩＡＡ、ワシントンＤＣ（１９９６年）とに開示されるような遅延ロックループを実施するもので、両方ともここに参照として引用されている。分離追跡ループは各ＤＴＶ送信機１０６に専用であることができる。これらの追跡ループは効果的に擬似距離測定値間を補間する。これらの追跡ループのそれぞれの状態は時間の同じ瞬間でサンプリングされる。
【００４８】
別の実施例では、ユーザー端末１０２は擬似距離を計算しないが、擬似距離を計算するのに十分であるテレビ信号を測定してテレビ位置情報サーバー１１０にこれらの測定値を送信する。テレビ位置情報サーバー１１０は測定値に基づいた擬似距離を計算し、上記のように擬似距離に基づいて位置を計算する。
【００４９】
ユーザー端末により実行される位置標定
別の実施例では、ユーザー端末１０２の位置はユーザー端末１０２によって計算される。この実施例では、全ての必要な情報はユーザー端末１０２に送信される。この情報はテレビ位置情報サーバー１１０、基地局１０４、１つ以上のテレビ送信機１０６、或いはいずれかのそれらの組み合わせによってユーザー端末に送信されることができる。ユーザー端末１０２は擬似距離を測定し上記の連立方程式を解く。この実施例は今記載される。
【００５０】
ユーザー端末１０２は各テレビ送信機のローカルクロックと基準クロックとの間のタイムオフセットを受信する。また、ユーザー端末１０２はデータベース１１２から各テレビ送信機１０６の位相中心を表す情報を受信する。
【００５１】
ユーザー端末１０２はテレビ位置情報サーバー１１０によって計算される対流圏伝播速度を受信する。別の実施例では、ユーザー端末１０２はユーザー端末１０２近傍の気温、大気圧、湿度を表す天気情報を天気情報サーバー１１４から受信し、従来の技術を利用して天気情報から対流圏伝播速度を決定する。
【００５２】
また、ユーザー端末１０２は基地局１０４からユーザー端末１０２のおよその位置を同定する情報を受信することができる。例えば、その情報は携帯電話が位置するセル又はセルセクターを同定することができる。この情報は以下に記載されるように曖昧性を解消するのに使用される。
【００５３】
ユーザー端末１０２は、複数のテレビ送信機１０６からテレビ信号を受信してユーザー端末１０２と各テレビ送信機１０６との間の擬似距離を決定する。ユーザー端末１０２は擬似距離と送信機の位相中心とに基づいてその位置を決定する。
【００５４】
これらの実施例のいずれかでは、２つのテレビ送信機のみが利用可能であり、ユーザー端末１０２の位置は２つのテレビ送信機と前の位置決定の間に計算されたオフセットＴとを利用して決定されることができる。Ｔの値は従来の方法にしたがって格納されるかまたは維持されることができる。
【００５５】
ある実施例では、基地局１０４はユーザー端末１０２のクロックオフセットを決定する。この実施例では、２つのテレビ送信機のみが位置決定に必要である。基地局１０４はテレビ位置情報サーバー１１０にクロックオフセットＴを送信し、各テレビ送信機に対して計算された擬似距離からユーザー端末１０２の位置を決定する。
【００５６】
別の実施例では、１つ又は２つのテレビ送信機のみが位置決定に利用可能である場合、ＧＰＳは位置決定を拡大するのに使用される。
【００５７】
図４は、ある実施例に係る受信したアナログ放送テレビ信号のサンプルをとるのに使用される受信機４００を描写する。ある実施例では、サンプラー４００はユーザー端末１０２内で実施される。そのような小型の無線デバイスの受信機を実施する手法は、ジェームズ・オームラとジェームズ・Ｊ・スピルカー・ジュニアとマシュー・ラビノヴィッツとによって２００１年７月３１日に出願された米国仮特許出願番号６０／３０９，２６７号公報「測位無線デバイスへの適用を有するデジタルテレビ信号を追跡する方法とシステム」に記載されている。サンプリング速度はテレビ信号の正確な表示を得るのに十分高く、当業者には明白であるだろう。
【００５８】
受信機４００はアンテナ４０４でテレビ信号４０２を受信する。無線周波数（ＲＦ）アンプ／フィルター４０６は受信したテレビ信号を増幅してフィルタリングする。局部発振器クロック４１６とミキサー４０８Ｉと４０８Ｑは信号を逓降変換して同相（Ｉ）と方形（Ｑ）のサンプルをそれぞれ生成する。Ｉ及びＱサンプルはそれぞれローパスフィルター（ＬＰＦ）４１０Ｉと４１０Ｑによってフィルタリングされる。逓降変換を実施するあるアプローチ法では直接逓降変換構造を使用しており、信号はベースバンドへ直接逓降変換される。これは非常に安価なＲＦ（無線周波数）ハードウェアを可能にし、フィルター４１０が効果的に隣接するチャンネル干渉を排除することを可能にする。アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）４１２はＩ及びＱサンプルをデジタル形式に変換する。デジタルＩ及びＱサンプルはメモリー４１４に格納される。
【００５９】
ＧＣＲ信号特性
図５は、コンピューター生成ＮＴＳＣ  ＧＣＲ信号バーストを示す。この信号はある実施例に対して詳細に記載される。ＧＣＲ信号の他の形式はこのセクションの終わりに簡潔に記載される。ＮＴＳＣ  ＧＣＲ信号はチャープ型信号であって、受信した信号のマルチパス反射によって引き起こされる表示されたテレビ画像のゴーストを除去する目的で米国ＮＴＳＣアナログ信号に追加されている。ＧＣＲ信号は約３５．５マイクロ秒の持続時間のサイン波バーストであって、振動数が約４．２ＭＨｚまで上がる直線的に変化する振動数を有する。水平ライン速度は１５．７３２６５ｋＨｚである。ＧＣＲ信号は垂直帰線消去パルス間隔毎に起こり、２６２と２６３の水平ライン間で交互に起こる。ＧＣＲ信号は垂直帰線消去間隔のライン１９で送信される。ＧＣＲ波形は８−フレームのスーパーフレームで送信される。ＧＣＲ信号の符号は｛＋，−，＋，−，−，＋，−，＋｝の形式をとる。したがってＧＣＲ信号は８フレームのスーパーフレームでゼロ平均値を有する。さらに、ＧＣＲ信号は国際電気通信連合（ＩＴＵ）勧告ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．１１２４−３のアナログテレビシステムでのゴースト除去のための基準信号（クエスチョンＩＴＵ−Ｒ５５／１１）、（１９９４−１９９５−１９９８−２００１）に記載され、その開示は全体にここに参照として組み込まれる。
【００６０】
ＧＣＲ信号バーストは標準的にテレビ受信機内のデジタル処理によって使用され、テレビ画面からゴースト像を除去する。本発明の実施例は完全に異なる理由で、つまり正確な位置標定のためにＧＣＲ信号ゴーストを使用する。
【００６１】
図６は、ＧＣＲバースト信号のおよその電力スペクトル密度を示す。垂直の目盛りはｄＢである。このチャープ型ＧＣＲ信号はいくつかのブロードバンドレーダーで使用されるものと類似しており、ブロードバンドの比較的フラットなスペクトルを有する。
【００６２】
ＧＣＲ信号バーストは高電力レベルで高エネルギーで送信されてテレビのほとんど全てのシングルラインをとるだけでなく、その広域スペクトル帯域幅はそれに非常に小さいサイドローブと他の曖昧性を有する狭い自己相関関数を与える。さらに、それは（垂直帰線消去間隔で）フレーム毎に一度だけ送信されるので、比較的大きいマルチパス反射でさえ小さい劣化を引き起こす。図７は、２８．６４メガシンボル／秒のサンプル速度でサンプリングされる場合、ＧＣＲ信号に対する計算された自己相関関数を示す。したがって、サンプルは３４．９２ナノ秒あるいは約３５フィート離間している。図８は、図７に示されるＧＣＲ自己相関関数の拡大図を示す。ＧＣＲ信号バースト自己相関関数の狭い幅はＧＣＲ信号バーストを正確な擬似距離測定値に対して有用にし、さらにマルチパス効果を緩和する。この特徴はＧＣＲ信号のないＮＴＳＣ信号の前のバージョンでは利用可能ではない。
【００６３】
ＮＴＳＣ信号上のＧＣＲ変調
図９は、ＮＴＳＣ信号ドキュメンテーションで示されるようにＮＴＳＣ信号スペクトルを表す。ルミナンスキャリアは６ＭＨｚバンドのより低い端部の上の１．２５ＭＨｚで示される。しかしながら、図９は、誤差の中でルミナンスキャリアｆｃがブレークポイント９０２の上の０．７５ＭＨｚで示されるが、実際には６ＭＨｚチャンネルのより低い端部９０４の上１．２５ＭＨｚに位置する。クロミナンスサブキャリアはルミナンスキャリアの上３．５７９５４５ＭＨｚである。ＧＣＲ信号に使用されるビデオルミナンス情報は上部側波帯上の４．２ＭＨｚまで延長し、より低い側波帯上約０．７５ＭＨｚまで延長するだけである。
【００６４】
ＧＣＲ信号は割り当てられた６ＭＨｚのチャンネルのより低い端部の上の１．２５ＭＨｚのキャリア上の振幅変調としてのルミナンスキャリアの一部として送信される。いくつかのＮＴＳＣチャンネルは正確な６ＭＨｚの増分からわずかにオフセットされる。ルミナンス変調と水平及び垂直同期／帰線消去は残留側波帯変調され、より低い側波帯は約０．７５ＭＨｚまでだけ延長し、上部側波帯は約４．２ＭＨｚまで延長する。したがって、ＧＣＲ信号はより低い０．７５ＭＨｚで、それがその振動数より上で有するより３ｄＢ大きいエネルギーを有する。クロミナンス信号はＧＣＲ信号と同時には現れず、それらのスペクトルが重なったとしても２つの間に干渉はない。
【００６５】
ＧＣＲ信号の実験的確認
ＧＣＲ信号の予測される性能は、サンフランシスコベイエリアのＮＴＳＣ信号であるチャンネル４４をテストすることによって確認された。図１０は、ＧＣＲ信号の受信された同相成分を示す。いくつかのその影響の名前を挙げると干渉信号、ノイズ、マルチパスフェーディングにより信号は理想的なＧＣＲ信号と異なる。図１１は、ＧＣＲ信号の受信されたスペクトルを示し、マルチパスフェーディングの影響を含む。図１２は、ＧＣＲ信号を含むラインに隣接する水平パルスを含む垂直帰線消去間隔を示す。図１３は、再生されたＧＣＲ自己相関関数を示す。狭い自己相関特性と図７及び８に示されるコンピューター生成自己相関との類似性に注意しなければならない。
【００６６】
信号処理
図１４は、ある実施例に係る、２つ以上のＧＣＲバーストを含むテレビ信号の格納されたサンプルから擬似距離を得る際に、図４のプロセッサー４２０によって実行されるプロセス１４００を表すフローチャートである。この開示の別表はプロセス１４００の詳細をさらに説明する注釈を付けられた擬似コードを含む。テレビサンプルを格納してソフトウェア内の信号を処理する手法は本発明のある実施例だけであることに気付いていただきたい。この開示を読んだ後では、同じ基礎的手法がハードウェアで実施されうることは当業者には明白であるだろう。
【００６７】
テレビ信号のサンプルは、それぞれがＧＣＲバーストを含むいくつかの垂直帰線消去間隔を含む。信号がベースバンドに逓降変換されてローパスフィルターにかけられる場合、図４で説明され前に記載されるように、ステップ１４０４及び１４０６を省略することができる。しかしながら、信号がいくつかの中間周波数に変換される場合、信号がさらにデジタルでフィルタリングされるステップ１４０４で始まり、望まない隣接チャンネル干渉とノイズとおそらくいかなる狭帯域干渉とを除去することができる（ステップ１４０４）。これらの望ましくない障害をフィルタリングで除去する手法はその技術でよく知られている。
【００６８】
プロセス１４００は結果として生じる信号を逓降変換して選択されたテレビチャンネルに対してベースバンド信号を得る（ステップ１４０６）。ある実施例では、これはテレビチャンネル信号と同相及び方形のミキシング信号との最初のミキシングによって達成されて、その後その結果をフィルタリングする。
【００６９】
ある実施例では、プロセス１４００は、結果として生じた信号に存在する水平同期信号から大雑把なタイミング情報を抽出し、ＧＣＲ信号に対するサーチを加速する（ステップ１４０８）。いくつかの実施例では、この大雑把なタイミング情報は、結果として生じる信号を参照波形と相関させることによって抽出され、水平同期信号の複製を作成して相関された出力のピークを決定する。水平同期信号の速い反復速度によって、この信号からの大雑把なタイミング情報の抽出は高計算能率で達成されることができる。この水平同期タイミング情報を抽出するある手法は、マシュー・ラビノヴィッツとジェームズ・Ｊ・スピルカーによって２００２年１月２２日に出願された米国非仮特許出願番号１０／０５４，３０２号公報「アナログ放送テレビ信号を利用した位置標定」に開示され、その開示は全体にここに参照として引用される。上記のように、水平同期タイミングは正確な位置標定には不十分であり、したがってＧＣＲ信号バーストの検索を加速するためだけに使用される。ＧＣＲバーストとそのＧＣＲ信号バーストに直接先行する水平同期信号との間の時間分離は比較的よく知られているので、その検索は加速される。しかしながら、このステップ（１４０８）は必要ではない。
【００７０】
プロセス１４００はＧＣＲバーストを検索し、一般的に最も早いサンプルで始まり、最も遅いサンプルの方へ働く（ステップ１４１０）。ある実施例では、プロセス１４００はまずサーチウィンドウのサイズか又は検索するサンプルのある数を決定し、水平同期信号から抽出される大雑把なタイミング情報を使用して最初のＧＣＲバーストを見つける。このサーチウィンドウのサイズは、送信機と受信機でのクロック不確定性のような要素と、最初の大雑把なタイミングが水平同期信号から抽出されうる精度とによって決定される。サーチウィンドウは、次のＧＣＲバーストの最初のサンプルを完全に含むのに十分大きいものである必要がある。ある実施例では、各水平ラインセグメントに対するサーチウィンドウは、最初のＧＣＲバーストが見つけられるまで連続的に検索される。好適な実施例では、相関結果があるエネルギー閾値を越えるまで基準ＧＣＲ信号をサンプルデータと相関させることによって検索が実行される。
【００７１】
最初のＧＣＲバーストが見つけられると、プロセス１４００はそのサンプルでの次のＧＣＲバーストに対する次の垂直フィールドを検索する（ステップ１４１２）。ある実施例では、サーチウィンドウは続いて起こるＧＣＲバーストを検索するのに使用されるよう確立される。サーチウィンドウは、続いて起こるＧＣＲバーストの最初のサンプルがそのウィンドウ内にあるのに十分大きくなければならない。ＮＴＳＣ基準では、連続的ＧＣＲバーストは２６２及び２６３水平ラインによって交互に分離されることに注意しなければならない。このようにして、ある実施例では、最初のＧＣＲバーストが見つけられると、そのバーストの後に続く２６２番目の水平ラインは次のＧＣＲバーストに対して検索される。次のＧＣＲバーストがこのラインで見つけられない場合、２６３番目のラインはＧＣＲバーストに対して検索される。プロセス１４００は残っているＧＣＲバーストを同様の方法で位置づける。
【００７２】
プロセス１４００はＧＣＲバーストを線形に組み合わせる（ステップ１４１４）。この線形の組み合わせは８フレームのスーパーフレームに渡るＧＣＲバーストの符号反転を考慮に入れて、使用される全てのＧＣＲバーストのエネルギーを建設的に加える。結果生じる信号は、変化する遅延期間を使用して基準信号と相関される。プロセス１４００は擬似距離として最大相関結果を得る遅延を同定する（ステップ１４１８）。もちろん、擬似距離を決定するアプローチ法は他にも多くあって、この開示を読んだ後では当業者には明白であるだろう。例えば、タイムゲート遅延ロックループを使用したハードウェアのアプローチ法が採用され、擬似距離は遅延ロックループの状態をサンプリングすることによって得られる。
【００７３】
非干渉性又は干渉性相関器
図１５は、相関器１５００の簡略化されたブロック図を示し、干渉性か又は非干渉性の操作のどちらかで使用されることができる。一般的に、受信される信号は、受信されてサンプリングされて量子化されてリアルタイムで又は格納されたデータ上で操作するオフラインプロセッサーでのどちらかで処理される。
【００７４】
最初、ＲＦ  ＮＴＳＣテレビ信号は調節可能なバンドパスフィルター１５０２によってフィルタリングされ、ミキサー１５０４と局部発振器１５０６によって逓降変換され、バンドパスフィルター１５０７によってフィルタリングされ、サンプラー／量子化器１５０８によってサンプリングされて量子化される。クロック１５１０はＧＣＲ生成器１５１２を駆動し、ＧＣＲ信号のタイムゲートレプリカを生成する。ミキサー１５１４は量子化された信号とそのレプリカを組み合わせる。その結果は干渉性又は非干渉性であることができる相関器積算器１５１６に通される。ＧＣＲ信号の時間遅延レプリカ又は基準信号が入射ＧＣＲ信号と時間整列する場合、相関器積算器１５１６は大きい出力を発生する。ある実施例では、相関器積算器から最も高くて大きい出力を発生する時間遅延は擬似距離である。あるいは、信号は同相／方形のサンプリング及び量子化によって処理されることができる。単一のＧＣＲバースト信号は処理されることができ、より多い処理利得が要求される場合、８フレームの１つ以上のスーパーフレームのそれぞれは使用されることができる。
【００７５】
相関技術
多くの異なる相関技術がＧＣＲ信号と様々な基準信号とともに使用されて位置標定の擬似距離を得ることができる。これらの実施例のいくつかは今議論される。もちろん、さらに別の相関技術が使用されることができる。これらの技術は単独で或いは組み合わせて使用されることができる。振動数領域のＧＣＲ信号のベースバンド表示は図１６に示される。ある振動数オフセットωとある位相オフセットφでのＧＣＲ信号は以下の式で表されることができ、
【００７６】
【数５】
2005509861.tif 000007
ここで、ｈ２はｇ２のヒルバート変換を表す。図１７は、ある実施例に係る相互相関器１７００の機能的ブロック図である。ミキサー１７０２及び１７０４はｓ［ｔ］を基準信号ｒｉ［ｔ］及びｒｑ［ｔ］とそれぞれ組み合わせ、ここで、
【００７７】
【数６】
2005509861.tif 000008
【００７８】
【数７】
2005509861.tif 000009
同相で方形の成分をそれぞれ生成する。有限のメモリー積算器（ＦＭＩ）１７０６及び１７０８はそれぞれ同相で方形の成分をＧＣＲ信号の幅に渡って積算し、持続時間は約３５．５マイクロ秒である。結果生じる信号はそれぞれ２乗法デバイス１７１０及び１７１２によって処理される。結果生じる信号は加算器１７１４によって加算されて相関結果ｗ［ｔ］を生成する。入射信号に対して遅延τによって時間に合わせて基準信号を連続的にシフトして基準信号の各時間遅延τに対する相関結果を得ることによって、完全な相関関数を生成することに注意しなければならない。
【００７９】
図１８は、自己相関関数を示し、
r1=g1*g1                                          （１２）
そして、
r2=g2*g2                                          （１３）
ｇ２成分は中心振動数２．７２５ＭＨｚと帯域幅２．９５ＭＨｚを有するバンドパス信号であることを認識する。図１９は、相互相関結果を示す。
【００８０】
c2=g2*h2                                          （１４）
【００８１】
図２０は、全ＧＣＲ信号と全波形基準信号との間の相互相関結果ｗａを示す。
【００８２】
【数８】
2005509861.tif 000010
ここでτは遅延誤差であり、相互相関結果ｗａは次式で与えられる。
【００８３】
【数９】
2005509861.tif 000011
【００８４】
この表現は、最後の項の存在を除いては主なサイドローブを有しない。
【００８５】
ある実施例は、ＧＣＲ信号をｇ１とｇ２の項と別々に相関させ、２つの相関結果を加算する。各結果はｓｉｎ  ｘ／ｘ関数の小さいサイドローブを有する。ＧＣＲ信号はｇ１コサインとサインの項と相関されて次式を得る。
【００８６】
【数１０】
2005509861.tif 000012
ＧＣＲ信号はｇ２コサインとサインの項と別々に相関されて次式を得る。
【００８７】
【数１１】
2005509861.tif 000013
【００８８】
図２１は、非干渉性出力ｗｇ１とｗｇ２を示す。図２２はその和を上記で議論された総相関結果ｗａと比較し、
wg=wg1+wg2                                      （１９）
ここで、ｗａとｗｇは同じピーク値に標準化されている。別々の和ｗｇはより低いサイドローブを有するが、それはより広域で総相関結果ｗａの２つのサイドローブピークを網羅することに注意しなければならない。
【００８９】
ある実施例では、受信されたＧＣＲ信号はフィルタリングされてｇ１信号のより低い側波帯を除去し、図２３に示される信号ｇを生成する。除去されたより低い側波帯を伴うフィルタリングされた信号は次式で表されることができ、
sb[t]=g[t]cos[ωt+φ]+h[t]sin[ωt+φ]          （２０）
ここで、ｈ［ｔ］はｇ［ｔ］のヒルバート変換である。この全帯域幅信号に対する非干渉性相互相関器出力は次の形式を有しており、
【００９０】
【数１２】
2005509861.tif 000014
ここで、
【００９１】
【数１３】
2005509861.tif 000015
そして、
【００９２】
【数１４】
2005509861.tif 000016
【００９３】
図２４は相関結果ｗｂを上記で議論される総相関結果ｗａと比較する。主なサイドローブが考えられる場合、結果ｗｂはより狭い総相関ピークを有する。
【００９４】
さらに、ある実施例では、ＧＣＲ信号スペクトルを形成することによって相互相関サイドローブを減衰させる。上記で論じられたように、ＧＣＲ信号は単に遅延を実行することによってコサイン２乗スペクトルにフィルタリングされ、信号上に操作を加えることができる。別のシンプルな手法は、１次のバターワースフィルターを利用してわずかに上部スペクトル領域をフィルタリングしてＧＣＲ信号の４．２ＭＨｚ帯域幅の０．７５で３ｄＢの減衰として生成する。図２５は、結果生じる自己相関（実線で示される）をフィルタリングされていない方形のスペクトル（破線で示される）と比較する。少量のフィルタリングでさえスペクトルのサイドローブを減衰させることに気付いていただきたい。しかしながら、それはまた総ＧＣＲ電力における損失のためにピーク値を低下させる。
【００９５】
他のチャープ型テレビ信号を使用した位置標定
上記で議論したように、ＮＴＳＣアナログテレビ信号はタイミング再生の良好な手段として使用されうるＧＣＲ信号を有することがよくある。ＩＴＵ無線通信総会の勧告にしたがって、書類番号ＩＴＵ―Ｒ  ＢＴ．１１２４−３に記録されており、３つの異なる種類のＧＣＲ信号規格、すなわちＡ、Ｂ、Ｃが存在する。これらの信号のそれぞれは、世界の異なる地域で使用され、本発明の実施例に係る位置決定に使用されることができる。ＧＣＲ信号Ｃはチャープ信号であって、例えば上記のように米国でのＮＴＳＣによって使用される。また、ＧＣＲ信号ＣはＰＡＬとＳＥＣＡＭシステムに対して使用されることができる。ＧＣＲ信号Ｂは擬似ノイズ（ＰＮ）シーケンスであり、例えば韓国でのＮＴＳＣシステムによって使用される。ＰＮ信号の自己相関関数は非常に狭く、従って距離測定にとって大変良好であることに注意しなければならない。この開示を読んだ後では、当業者はＧＣＲ信号ＢがＧＣＲ信号Ｃと同様のやり方で使用されることができる。ある実施例では、同じ受信機の構造がＧＣＲ信号Ａに対して使用され、基準信号はＧＣＲ信号Ｂを複製したＰＮシーケンスであることを除く。
【００９６】
ＧＣＲ信号Ｃはサイン関数の上がり波形を有するバー信号である。これは日本で、ＮＴＳＣシステムに対して広範囲に亘って使用される。あるフィールドから別へと異なるカラーとルミネセンス信号要素の影響を除去するために、ＧＣＲバーストは８フィールドシーケンスで配置される。干渉する信号から最小の歪みを伴う単一のＧＣＲ信号を構築するために、８つのフィールドＳ１からＳ８からのＧＣＲ信号を次式に従って組み合わせる。
【００９７】
Sgcr=S1-S5+S6-S2+S3-S7+S8-S4                        （２３）
もちろん、８つのフィールドシーケンスの多くの組を組み合わせて処理利得を増大することができる。結果生じる信号Ｓgcrは狭い自己相関特性を有しない。しかしながら、その導関数は狭い自己相関特性を有していて正確な距離測定に使用されることができる。結果的に、当業者は類似の手法がＧＣＲ信号Ａ及びＢに適用されるものとして使用されることができると認識するだろう。ある実施例では、フィルタリングされたＧＣＲ信号Ａの導関数は相関前に計算され、相関基準はＧＣＲ信号Ａの導関数の理想化されたレプリカである。サンプリングされた信号が微分される場合ノイズペナルティが起こるため、別のアプローチ法は基準ＧＣＲ信号の導関数のみを使用する。例えば、図２６は、ある実施例を説明しており、測定された信号の微分をとることなくＧＣＲ信号Ａを追跡するものである。図２６は最適なタイムゲート遅延ロック追跡ループを説明する。入射信号は微分機２６１０で生成されるＧＣＲ信号Ａの導関数とミキサー２６０２によってミキシングされる。組み合わせられた信号はループ追跡フィルター２６０４に入力され、その出力は数値制御オシレーター（ＮＣＯ）２６０６を駆動し、代わってＧＣＲ信号Ａ基準発生器２６０８を駆動する。遅延ロックループはタイムゲートされて、ＧＣＲバーストが入射信号上で起こる場合に関連する時間での２つの入射及び基準信号のミキシングのみであることに気付いていただきたい。このタイムゲート構造を使用すると受信機はあるテレビチャンネルから別へ跳ぶことができ、別々のコントロールループがそれらのチャンネルのそれぞれを同時に追跡する。タイムゲート構造は実質的に省電力を可能にする。各関連するテレビチャンネルに対するＧＣＲバースト上の最初のタイミングが得られると、受信機はＧＣＲ信号エネルギーを得るためだけに短いバーストでオンにされることができる。この手法が全てのＧＣＲ規格と他の低デューティ要素同期信号とにどのように適用されることができるかは当業者には明らかであるだろう。
【００９８】
ＧＣＲ信号に加えてタイミングに役立つ別のテレビ信号があり、１シーケンスの増加するトーンからなる。その信号は垂直間隔テスト信号（ＶＩＴＳ）であり、ＮＴＳＣ仕様信号送信規格２１．５５によって記載される。ＶＩＴＳ波形は垂直帰線消去間隔のフィールド１、ライン１７に送信されることができる。図２７は、そのパルスのいくつかを除外するＶＩＴＳ波形の例を示す。時間の単位はマイクロ秒である。ＶＩＴＳ波形の階段と段差は示されていない。
【００９９】
この波形のＦＣＣバージョンでは、振動数は連続して０．５，１．２５，２．０，３．０，３．５８，４．１ＭＨｚである。最大振幅はおよそ６０ＩＲＥユニットである。図２８は、ＶＩＴＳ信号が２７ＭＨｚでサンプリングされてこの時間間隔の外側でゼロであると考えられる場合の２乗された自己相関関数を示す。時間の目盛りは１／２７マイクロ秒である。したがって、サンプル２７は１マイクロ秒に相当する。図２９は、２７ＭＨｚのサンプル速度に対する０から３０のサンプル範囲の図２８の一部分を示す。ピークはサンプル１であり０ではない。この２８ＭＨｚのサンプル速度に対して、あるサンプルオフセットは約３７フィートの自由な空間でタイムオフセットに相当する。２乗された自己相関の幅の片側は約２サンプル或いは約６０フィートである。このようにして、ＶＩＴＳ信号は正確なタイミングに対するＧＣＲ信号の有用な増大又は置換である。さらに、発明者は、他のチャープ型信号が位置標定に本発明とともに使用されることができると考えている。
【０１００】
本発明の多くの実施例が記載されてきた。しかしながら、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な修正がなされることができると理解されるだろう。例えば、他のチャープ型信号は位置標定にＧＣＲ信号の代用として使用されることができる。位置標定の擬似距離はアナログテレビ放送に存在するチャープ型信号に基づいて生成される擬似距離だけでなくデジタルテレビ（ＤＴＶ）放送信号から生じる擬似距離も含むことができる。ＤＴＶ放送信号に基づいて擬似距離を生成する技術は、マシュー・ラビノヴィッツとジェームズ・Ｊ・スピルカーによって２００１年６月２１日に出願された米国非仮特許出願第０９／８８７，１５８号「デジタル放送テレビ信号を利用した位置標定」に開示されており、その開示は全体にここで参照として引用される。ＧＣＲ信号はタイムゲート遅延ロックループ技術を使用して追跡されることができ、それはマシュー・ラビノヴィッツとジェームズ・Ｊ・スピルカーによって２００２年１月２２日に出願された米国非仮特許出願第１０／０５４，２６２号「デジタルテレビ信号のタイムゲート遅延ロックループ追跡」に開示されており、その開示は全体にここで参照として引用される。したがって、他の実施例は特許請求の範囲の内である。
【０１０１】
【数１３】
2005509861.tif 000017
【０１０２】
【数１４】
2005509861.tif 000018
【０１０３】
【数１５】
2005509861.tif 000019
【０１０４】
【数１６】
2005509861.tif 000020
【０１０５】
【数１７】
2005509861.tif 000021
【０１０６】
【数１８】
2005509861.tif 000022
【０１０７】
【数１９】
2005509861.tif 000023
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】空中線を介して基地局と通信するユーザー端末を含む実施例を示す。
【図２】図１の実施例の工程を説明する。
【図３】３つのテレビ送信機を使用して位置決定の構造を描写する。
【図４】ある実施例に係る受信したアナログ放送テレビ信号のサンプルをとるのに使用する受信機を描写する。
【図５】コンピューターで生成されたＮＴＳＣ ＧＣＲ信号バーストを示す。
【図６】ＧＣＲバースト信号のおよその電力スペクトル密度を示す。
【図７】２８．６４メガシンボル／秒のサンプル速度でサンプリングされた場合のＧＣＲ信号用の計算された自己相関関数を示す。
【図８】図７で示されたＧＣＲ自己相関関数の拡大図を示す。
【図９】ＮＴＳＣ信号ドキュメンテーションに示されるようなＮＴＳＣ信号スペクトルを表す。
【図１０】サンフランシスコベイエリアのＮＴＳＣ信号であるチャンネル４４に対するＧＣＲ信号の受信された同相成分を示す。
【図１１】マルチパスフェーディングの影響を含む受信されたＧＣＲ信号スペクトルを示す。
【図１２】ＧＣＲ信号を含むラインに隣接する水平パルスを有する垂直帰線消去間隔を示す。
【図１３】再生されたＧＣＲ自己相関関数を示す。
【図１４】ある実施例に係る２つ以上のＧＣＲバーストを含むテレビ信号の格納されたサンプルから擬似距離を得る場合に、図４のプロセッサーによって実行されるプロセスを表すフローチャートである。
【図１５】干渉性或いは非干渉性操作のどちらかで使用されることができる相関器の簡略化されたブロック図を示す。
【図１６】その振動数領域でのＧＣＲ信号のベースバンド表示を示す。
【図１７】ある実施例に係る相互相関器の機能的ブロック図である。
【図１８】図１７の相互相関器に対する自己相関関数を示す。
【図１９】図１７の相互相関器に対する相互相関結果を示す。
【図２０】全波形基準信号との全ＧＣＲ信号の相互相関結果を示す。
【図２１】ある実施例の非干渉性出力を示す。
【図２２】図２１の非干渉性出力の合計を図２０の総相関結果と比較したもので、ここでｗａとｗｇは同じピーク値に標準化されている。
【図２３】受信したＧＣＲ信号がフィルタリングされてｇ１信号のより低い側波を取り除く場合の結果を示す。
【図２４】図２３の信号を用いた相関結果を図２０の総相関結果と比較したものである。
【図２５】ある実施例に対して自己相関（実線で示される）をフィルタリングされていない方形のスペクトル（破線で示される）と比較したもので、ＧＣＲ信号スペクトルを形作ることによって相互相関サイドローブをさらに減少させる。
【図２６】測定した信号の微分を取ることなくＧＣＲ信号Ａを追跡するある実施例を説明する。
【図２７】そのパルスのいくつかを除外するＮＴＳＣ垂直間隔テスト信号波形の例を示す。
【図２８】ＶＩＴＳ信号が２７ＭＨｚでサンプリングされてこの時間間隔の外側でゼロであると考えられる場合の２乗された自己相関関数を示す。
【図２９】２７ＭＨｚのサンプル速度に対する０から３０サンプルの範囲の図２８の一部を示す。
【図１】
2005509861.tif 000024
【図２】
2005509861.tif 000025
【図３】
2005509861.tif 000026
【図４】
2005509861.tif 000027
【図５】
2005509861.tif 000028
【図６】
2005509861.tif 000029
【図７】
2005509861.tif 000030
【図８】
2005509861.tif 000031
【図９】
2005509861.tif 000032
【図１０】
2005509861.tif 000033
【図１１】
2005509861.tif 000034
【図１２】
2005509861.tif 000035
【図１３】
2005509861.tif 000036
【図１４】
2005509861.tif 000037
【図１５】
2005509861.tif 000038
【図１６】
2005509861.tif 000039
【図１７】
2005509861.tif 000040
【図１８】
2005509861.tif 000041
【図１９】
2005509861.tif 000042
【図２０】
2005509861.tif 000043
【図２１】
2005509861.tif 000044
【図２２】
2005509861.tif 000045
【図２３】
2005509861.tif 000046
【図２４】
2005509861.tif 000047
【図２５】
2005509861.tif 000048
【図２６】
2005509861.tif 000049
【図２７】
2005509861.tif 000050
【図２８】
2005509861.tif 000051
【図２９】
2005509861.tif 000052
【国際調査報告】
2005509861.tif 000053