(57)【要約】  ＧＳＭまたはＵＭＴＳ通信ネットワークのためのネットワーク・オーバーレイ・ワイヤレス位置検出解決策において、ＢＴＳを同期させることによって、遥かに効率的にスペクトルを利用することを可能にする。このためには、タイミング信号を全てのＢＴＳに分配すること、または衛星に基づくタイミング・ユニットをサイト毎に設置することが必要となる可能性がある。本発明は、ワイヤレス・デバイスの位置を突き止める目的のために、位置測定ユニット（ＬＭＵ）をＢＴＳサイトの一部または全部に設置するアーキテクチャを提供する。ＬＭＵは、種々の位置検出技法のサポートにおいて、セルラ・ネットワークにおける種々のアップリンクおよび／またはダウンリンク信号のタイミングを測定するために用いられる。これらのＬＭＵは、ＧＰＳに基づくタイミング基準モジュールを含むことができ、全てのＬＭＵの時間軸を同期させるために用いることができる。ＢＴＳ同期の全体的なコストを削減するために、ＬＭＵはシリアルまたはその他のインターフェース上でタイミング信号を分配する。タイミング信号は、周期的な電気パルスと、時間記述情報とを含み、他のノードでも入手可能であり、同期のために用いられる。電気パルスおよび時間記述情報のフォーマットを、種々のＢＴＳ種別が要求する種々のフォーマットに合わせるために、ハードウェアおよびソフトウェアを通じて修正する。例えば、ＬＭＵが共に配置されているＢＴＳは、殆どまたは全くコストをかけずに同期信号を受信することができる。ここで記載する外部インターフェース・ユニット（ＥＩＵ）は、種々のＢＴＳハードウェア・フォーマットに合わせるために用いることができる。ＬＭＵが装備されていないＢＴＳサイトでは、タイミング測定ユニット（ＴＭＵ）を用いることができる。ＴＭＵは、ＬＭＵが供給するのと御同じフォーマットでＢＴＳ時間信号を供給する単一の機能を有する。ＴＭＵが供給する時間信号は、ＬＭＵが供給する信号と同期している。このタイミングのみのＴＭＵは、アップリンクおよびダウンリンクいずれの信号測定機能もサポートしないので、ＬＭＵよりもコストが低い。この手法により、比較的低コストでセルラの操作者がＢＴＳを同期させることが可能となる。
2008530901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送受信基地局（ＢＴＳ）のネットワークを備えているワイヤレス通信システムのネットワーク・オーバーレイ・ワイヤレス位置検出解決策において、複数のＢＴＳをタイミング信号と同期させるステップを備えており、少なくとも１つのＢＴＳにタイミング測定ユニット（ＴＭＵ）によって前記タイミング信号を供給する、スペクトル改善方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記ワイヤレス通信システムは、ＧＳＭ通信ネットワークを備えている、方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、前記ワイヤレス通信システムは、ＵＭＴＳ通信ネットワークを備えている、方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項記載の方法において、前記タイミング信号は、場所測定ユニット（ＬＭＵ）またはタイミング測定ユニット（ＴＭＵ）のいずれかによって各ＢＴＳに供給する、方法。
【請求項５】
請求項４記載の方法において、各ＬＭＵおよびＴＭＵは、ＧＰＳに基づくタイミング基準モジュールと、周期的タイミング信号を発生する手段とを備えており、前記周期的タイミング信号を、他方のＬＭＵおよびＴＭＵの各々が発生するタイミング信号と、予め指定した精度の範囲内で同期させる、方法。
【請求項６】
請求項５記載の方法において、前記ＬＭＵは、位置検出技法をサポートする前記セルラ・ネットワークにおけるアップリングおよび／またはダウンリンク信号のタイミングを測定するために用いられる、方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法において、前記ＬＭＵおよびＴＭＵは、周期的電気パルスおよび時間記述情報を含む、タイミング信号を分配する、方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法において、種々のＧＴＳ種別によって要求されるフォーマットに合わせるために、ハードウェアおよびソフトウェアによって、前記電気パルスおよび時間記述情報のフォーマットを修正する、方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法において、ＬＭＵと共に配置されている前記ＢＴＳは、殆どまたは全くハードウェア・コストをかけずに、同期信号を受信し、前記ＬＭＵが装備されていないＢＴＳには、前記ＬＭＵが供給する信号と同じフォーマットのＢＴＳ時間信号を供給する単一機能を有するＴＭＵを装備し、前記ＴＭＵが供給する時間信号は、前記ＬＭＵが供給する信号と同期しており、前記タイミングのみのＴＭＵは、アップリンクおよびダウンリンクいずれの信号測定機能もサポートしないので、ＬＭＵよりもコストが低い、方法。
【請求項１０】
送受信基地局（ＢＴＳ）のネットワークを備えているワイヤレス通信システムと関連して用いるネットワーク・オーバーレイ・ワイヤレス位置検出システムであって、複数の位置測定ユニット（ＬＭＵ）と、少なくとも１つのタイミング測定ユニット（ＴＭＵ）と、複数のＢＴＳをタイミング信号と同期させる機構とを備えており、前記少なくとも１つのＴＭＵによって前記タイミング信号を少なくとも１つのＢＴＳに供給する、ネットワーク・オーバーレイ・ワイヤレス位置検出システム。
【請求項１１】
請求項１０記載のワイヤレス位置検出システムにおいて、前記ワイヤレス通信システムは、ＧＳＭ通信ネットワークを備えている、ワイヤレス位置検出システム。  
【請求項１２】
請求項１０記載のワイヤレス位置検出システムにおいて、前記ワイヤレス通信システムは、ＵＭＴＳ通信ネットワークを備えている、ワイヤレス位置検出システム。
【請求項１３】
請求項１０から１２までのいずれか１項記載のワイヤレス位置検出システムにおいて、前記タイミング信号は、場所測定ユニット（ＬＭＵ）またはタイミング測定ユニット（ＴＭＵ）のいずれかによって各ＢＴＳに供給する、ワイヤレス位置検出システム。
【請求項１４】
請求項１３記載のワイヤレス位置検出システムにおいて、各ＬＭＵおよびＴＭＵは、ＧＰＳに基づくタイミング基準モジュールと、周期的タイミング信号を発生する手段とを備えており、前記周期的タイミング信号を、他方のＬＭＵおよびＴＭＵの各々が発生するタイミング信号と、予め指定した精度の範囲内で同期させる、ワイヤレス位置検出システム。
【請求項１５】
請求項１４記載のワイヤレス位置検出システムにおいて、前記ＬＭＵは、位置検出技法をサポートする前記セルラ・ネットワークにおけるアップリングおよび／またはダウンリンク信号のタイミングを測定するために用いられる、ワイヤレス位置検出システム。
【請求項１６】
請求項１５記載のワイヤレス位置検出システムにおいて、前記ＬＭＵおよびＴＭＵは、周期的電気パルスおよび時間記述情報を含む、タイミング信号を分配する、ワイヤレス位置検出システム。
【請求項１７】
請求項１６記載のワイヤレス位置検出システムにおいて、種々のＧＴＳ種別によって要求されるフォーマットに合わせるために、ハードウェアおよびソフトウェアによって、前記電気パルスおよび時間記述情報のフォーマットを修正する、ワイヤレス位置検出システム。
【請求項１８】
請求項１７記載のワイヤレス位置検出システムにおいて、ＬＭＵと共に配置されている前記ＢＴＳは、殆どまたは全くハードウェア・コストをかけずに、同期信号を受信し、前記ＬＭＵが装備されていないＢＴＳには、前記ＬＭＵが供給する信号と同じフォーマットのＢＴＳ時間信号を供給する単一機能を有するＴＭＵを装備し、前記ＴＭＵが供給する時間信号は、前記ＬＭＵが供給する信号と同期しており、前記タイミングのみのＴＭＵは、アップリンクおよびダウンリンクいずれの信号測定機能もサポートしないので、ＬＭＵよりもコストが低い、ワイヤレス位置検出システム。
【請求項１９】
送受信基地局（ＢＴＳ）のネットワークを備えているワイヤレス通信システムと関連して用いるワイヤレス位置検出システムであって、複数の位置測定ユニット（ＬＭＵ）と、少なくとも１つのタイミング測定ユニット（ＴＭＵ）とを備えており、前記ＬＭＵおよび少なくとも１つのＴＭＵは、複数のＢＴＳをタイミング信号によって同期させるように動作し、前記ＢＴＳのうち少なくとも１つには前記少なくとも１つのＴＭＵによって前記タイミング信号が供給され、各ＬＭＵおよびＴＭＵは、ＧＰＳに基づくタイミング基準モジュールと、時間記述情報と、他のＬＭＵおよびＴＭＵの各々が発生するタイミング信号と同期させた周期的タイミング信号とを発生する手段とを備えている、ワイヤレス位置検出システム。
【請求項２０】
請求項１９記載のワイヤレス位置検出システムにおいて、ＬＭＵと共に配置されている前記ＢＴＳは、殆どまたは全くハードウェア・コストをかけずに、同期信号を受信し、前記ＬＭＵが装備されていないＢＴＳには、前記ＬＭＵが供給する信号と同じフォーマットのＢＴＳ時間信号を供給する単一機能を有するＴＭＵを装備し、前記ＴＭＵが供給する時間信号は、前記ＬＭＵが供給する信号と同期しており、前記ＴＭＵは、アップリンクおよびダウンリンクいずれの信号測定機能もサポートしないので、ＬＭＵよりもコストが低い、ワイヤレス位置検出システム。
【請求項２１】
請求項２０記載のワイヤレス位置検出システムにおいて、前記ワイヤレス通信システムは、ＧＳＭ通信ネットワークを備えている、ワイヤレス位置検出システム。  
【請求項２２】
請求項２０記載のワイヤレス位置検出システムにおいて、前記ワイヤレス通信システムは、ＵＭＴＳ通信ネットワークを備えている、ワイヤレス位置検出システム。
【請求項２３】
請求項２０記載のワイヤレス位置検出システムにおいて、種々のＧＴＳ種別によって要求されるフォーマットに合わせるために、ハードウェアおよびソフトウェアによって、前記タイミング信号および時間記述情報のフォーマットを修正する、ワイヤレス位置検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（相互引用）
本願は、２００５年２月１１日に出願され、"Base Transceiver Station (BTS) Synchronization"（送受信基地局（ＢＴＳ）の同期）と題する米国仮特許出願第６０／６５２，２６５号の優先権を主張する。その内容は、ここで引用したことにより、本願にも全体が含まれるものとする。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、一般的には、ワイヤレス位置検出システムおよび関連するワイヤレス通信システムの分野に関し、更に特定すれば、オーバーレイ・ワイヤレス位置検出システム（ＷＬＳ）と結合されているＧＳＭまたはＵＭＴＳネットワークの送受信基地局（ＢＴＳ）を同期させるシステムに関するが、これだけに限定する訳ではない。
【背景技術】
【０００３】
本発明は、特に、ＧＳＭおよびＵＭＴＳシステムなどと共に用いるのに適しているが、必ずしもこれらに限られるのではない。ＧＳＭは、Global System for Mobile （汎ヨーロッパ・ディジタル移動通信システム）通信を表し、ヨーロッパおよび世界のその他の地域でも広く用いられているディジタル移動電話システムであり、一方ＵＭＴＳは、Universal Mobile Telecommunications System（包括的移動体通信システム）を表し、ＧＳＭ規格に基づく第三世代（３Ｇ）ブロードバンド・システムである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本明細書は、ネットワーク同期の目的のために、汎地球測位システム（ＧＰＳ）から得られるタイミング情報をワイヤレス通信システムの基地局に供給するためのシステムおよび方法について記載する。例えば、ＧＳＭネットワークの同期によって、数種類の方法でワイヤレス通信業者に利益を与えることができる。非同期ＧＳＭネットワークでは、周波数再利用によって生ずる共同チャネル干渉を同期によって低減することができる。ノイズ／共同チャネル干渉レベルを低下することにより、周波数再利用パターンを一層厳密にすることができ、通信業者はシステム容量（例えば、アーラン容量）を増大するまたは音声／データ品質を改善することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下の文章は、本発明のいくつかの重要な態様を要約しており、本明細書において更に詳しく説明する。
１．送受信基地局（ＢＳＴ）のネットワークを備えているワイヤレス通信システム、例えば、ＧＳＭまたはＵＭＴＳ通信ネットワーク、のためのネットワーク・オーバーレイ・ワイヤレス位置検出解決策において、ＢＴＳを同期させることによってスペクトルを改善する方法およびシステム。
２．前述の方法およびシステムにおいて、位置測定ユニット（ＬＭＵ）またはタイミング測定ユニット（ＴＭＵ）のいずれかによって、各ＢＴＳにタイミング信号を供給する。
３．前述の方法およびシステムにおいて、各ＬＭＵおよびＴＭＵが、ＧＰＳ系タイミング基準モジュールと、周期的タイミング信号を発生する手段を備えており、この周期的タイミング信号を、予め指定した精度の範囲内で、他の各ＬＭＵおよびＴＭＵが発生するタイミング信号と同期させる。
４．前述の方法およびシステムにおいて、ＬＭＵを用いて、種々の位置検出技法をサポートするセルラ・ネットワークにおける種々のアップリンクおよび／またはダウンリンク信号のタイミングを測定する。
５．前述の方法およびシステムにおいて、ＬＭＵおよびＴＭＵは、周期的電気パルスおよび時間記述情報を含む、タイミング信号を分配する。
６．前述の方法およびシステムにおいて、種々のＢＴＳ機種が要求する種々のフォーマットに合うように、電気パルスおよび時間記述情報のフォーマットをハードウェアおよびソフトウェアによって修正する。
７．前述の方法およびシステムにおいて、同じ位置にＬＭＵを有するＢＴＳが、殆どまたは全くハードウェア・コストをかけずに、同期信号を受信し、ＬＭＵが装備されていないＢＴＳサイトにはＴＭＵを装備し、ＴＭＵが、ＬＭＵが供給するのと同じフォーマットでＢＴＳ時間信号を供給する単一の機能を有し、ＴＭＵが供給する時間信号を、ＬＭＵが供給する信号と同期させ、タイミングのみのＴＭＵは、アップリンクおよびダウンリンク信号測定機能を全くサポートしないために、ＬＭＵよりもコストが低い。
【０００６】
尚、「同期される」時間信号の概念は、実質的に同一の形状や同時に発生する信号に限定されるのではない。例えば、２つの信号は、時間的にずれていても、関係がわかっていれば、本発明の主旨上、十分に同期が取れていると見なすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
１．概要
本発明は、特に、ＧＳＭ通信ネットワーク用ネットワーク・オーバーレイ解決策(network overlay solution)と関連付けて用いるのに適している。ＧＳＭネットワークは、European Telecommunications Standards Institute（ＥＴＳＩ）によって仕様が決められ、3rd Generation Partnership Project（３ＧＰＰ）によって拡大されている。最大限統合化されたＧＳＭ仕様に準拠した位置検出サービス解決策では、ＳＭＬＣ（Serving Mobile Location Center：担当移動体位置検出局）は、既存のＢＳＣ（Base Station Controller：基地局制御装置）またはＰＣＵ（Packet Control Unit:パケット制御ユニット）に依存して、ＭＳ（Mobile Station：移動局、即ち、位置検出対象の移動ユニット）についてのＲＦ割り当て情報を提供する。アップリンクおよびダウンリンク制御チャネルを監視するためにＬＭＵを修正することにより、緊急時のみのオーバーレイ位置検出解決策を実施することが可能となる。これは、ＦＣＣのＥ９１１指令を満たし、既存のＧＳＭやネットワークに対して何の修正も必要としない。このような解決策のためのアーキテクチャの一例を図１に示す。（このアーキテクチャの情報を更に求めたい場合は、２００２年９月３日に出願され、２００４年１０月１４日に公開された米国特許出願第２００４０２０３４２９号"E911 Overlay Solution for GSM, for Use in a Wireless Location System"（ワイヤレス位置検出システムにおいて用いるためのＧＳＭ用Ｅ９００オーバーレイ・ソリューション）を参照のこと）。
【０００８】
図１に示すように、Ｅ９１１オーバーレイ・ソリューションは以下の要素を備えている。
１．送受信基地局（ＢＴＳ）１０４に結合されている受信／送信アンテナ１０２Ａと、基地局制御装置（ＢＳＣ）１０６と、移動交換局（ＭＳＣ）１０８と、ゲートウェイ移動位置検出局（ＧＭＬＣ）１１０を含むＧＳＭ通信ネットワーク１００。これらの構成要素およびサブシステムの全ては、当技術分野では周知である。3GPP TS 03.71 V8.6.0 (2002-06)を参照のこと。
２．破線で示すように、ＢＴＳ１０４と共に配置することができ、移動局からのＲＦ信号を受信するアンテナ１０２Ａを共有するようにした、位置測定ユニット（ＬＭＵ）２００Ａ。ＬＭＵ２０２Ａは、内部ＧＰＳ受信機を含むことができるので、ＧＰＳアンテナ２０２Ａも設けることができる。ＬＭＵは、ＢＴＳがＭＳに送信する順方向チャネル信号を監視し復調する能力も設けることができる。この順方向リンク監視ポートは、別個のアンテナに、または直接ＢＴＳ順方向リンク経路に接続することもできる。加えて、本システムは、所与の呼に対して、ＬＭＵ２００Ａの場合には主ＬＭＵとなり、そして１つ以上の協同ＬＭＵ、例えば、２００Ｂで示すＬＭＵとなるように構成することができる。協同ＬＭＵは、全体的に主ＬＭＵと同一に構成されているので、これらはＧＰＳアンテナ２０２Ｂに接続され、ＢＴＳと共に位置するのが通例である。
３．ＬＭＵは、Serving Mobile Location Center （ＳＭＬＣ）３００に結合されており、一方ＳＭＬＣ３００は、Gateway Mobile Location Center（ＧＭＬＣ：ゲートウェイ移動体位置検出局）またはMobile Positioning Center（ＭＰＣ：移動体測地局）４００に結合されている。ＬＭＵ、ＳＭＬＣ，ＧＭＬＣ、およびＭＰＣの概念は、先に引用したＧＳＭ仕様文書から見ることができるので、周知である。
４．また、図１は移動局５００も示す。勿論、通例多くのこのようなユニットが地理的領域内で動作しており、所与の時点において１台よりも多いユニットが緊急通話に関与している可能性がある。
【０００９】
ＧＳＭまたはＵＭＴＳシステムのようなセルラ／ワイヤレス・システムでは、ＢＴＳを同期させることによって、スペクトル利用度を遥かに効率的にすることができる。例えば、ＢＴＳの同期によって、単位帯域幅当たり１０〜２０％多い音声通話を達成することができる。ネットワークの多数のＢＴＳを適当なレベルの精度まで同期させることは、困難であり、タイミング信号を全てのＢＴＳに分配し、各サイトに、衛星を用いたタイミング・ユニットを設置することが必要となる。衛星を用いたタイミング・ユニットは高価であり、ＢＴＳサイトにおいて貴重な電力や空間を使い果たすことになる。
【００１０】
本発明は、ワイヤレス・デバイスの位置検出を目的として、ＢＴＳサイトの一部または全部に、位置測定ユニット（ＬＭＵ）を設置するアーキテクチャを提供する。ＬＭＵは、種々の位置検出技法をサポートするセルラ・ネットワークにおける種々のアップリンクおよび／またはダウンリンク信号のタイミングを測定するために用いられる。これらのＬＭＵは、ＧＰＳに基づくタイミング基準モジュールを含むことができ、全てのＬＭＵの時間軸を同期させるために用いられる。これによって、位置検出のサポートにおいて、相対的時間差測定を行うことが可能となる。
【００１１】
ＢＴＳ同期の全体的なコストを削減するために、ＬＭＵは、周期的な電気パルスおよび時間記述情報を含むタイミング信号を、シリアルまたはその他のインターフェース上で分配する。タイミング信号は、同期のために他のノードが使用することができる。電気パルスおよび時間記述情報のフォーマットは、種々のＢＴＳ機種が要求する種々のフォーマットに合うように、ハードウェアおよびソフトウェアによって修正する。例えば、ＬＭＵが共に位置するＢＴＳは、殆どまたは全くハードウェア・コストをかけずに、同期信号を受信することができる。後に説明するＥＩＵを用いて、種々のＢＴＳハードウェア・フォーマットに合わせる。
【００１２】
全てのＢＴＳサイトにＬＭＵを装備するのではない。ＬＭＵがないサイトでは、タイミング測定ユニット（ＴＭＵ）を用いることができる。ＴＭＵは、ＬＭＵが供給するのと同じフォーマットでＢＴＳ時間信号を供給する単一の機能を有する。ＴＭＵが供給する時間信号を、ＬＭＵが供給する信号と同期させる。タイミングのみのＴＭＵは、アップリンクおよびダウンリンク信号測定機能を全くサポートしないために、ＬＭＵよりもコストが低い。
【００１３】
２．ＢＴＳ同期
本発明によれば、ＬＭＵは高性能ＧＰＳ受信機を内蔵し、位置検出システム内部にある全てのＬＭＵに対して共通の高精度タイミング基準を供給する。ＧＰＳ受信機は、基地局ネットワークを同期させる目的のために、即ち指定の正確度以内でＢＴＳを同期させるために、共に位置する基地局にタイミング基準を供給することができる。本発明の実施態様の一例では、ＬＭＵは、ネットワーク同期インターフェースを内蔵しており、関連するＢＴＳ上の対応するインターフェースと互換性を保つように、このインターフェースを合わせることができる。つまり、ソフトウェア修正の追加によって、既存のＬＭＵを、ＢＴＳインターフェースと互換性のある構成にアップグレードすることができる。このソフトウェアのアップグレードを、ＢＳＳタイミング・オプション（ＢＴＯ：BSS Timing Option）と呼び、既存のＬＭＵ／ＢＴＳの中に設置することができ、新たなＬＭＵと共に出荷することができる。
【００１４】
ＬＭＵが設置されていないＢＴＳサイトでは、タイミング測定ユニット（ＴＭＵ）を用いるとよい。ＴＭＵは、ＧＰＳ受信機、およびＢＴＳタイミング・インターフェースに準拠するために必要なソフトウェアを内蔵する。市場(market)は、ＢＴＯおよびＴＭＵタイミング・モジュールを有するＬＭＵの混合を内蔵することができ、あるいは通信業者は、ＬＭＵが未だ設置されていない場合、市場を同期させるためにＴＭＵだけを用いることを選択してもよい。
【００１５】
タイミング測定ユニットは、単体の製品であり、ワイヤレス位置検出システムとは独立して展開することができる。ＴＭＵは、正確なタイムスタンプを確立する目的のために、ＧＰＳアンテナを含む組み込み型のＧＰＳ受信機を内蔵している。クロッキング出力は、毎秒１パルス（ＰＰＳ）の信号と、タイミング情報とを含む。ＴＭＵは、展開される個々のＢＴＳ機器と共に用いるのに合わせて開発された、予め指定されたフォーマットでデータを供給する。
【００１６】
TruePosition基地局同期製品は、数種類の方法で用いることができ、以下に明記し図２に示す通りである。
１．位置検出能力も同期能力もないグリーン・フィールド展開(green-field deployment)。
２．位置検出能力を含ませるために、既に同期されているＢＴＳをアップグレードする場合。
３．同期を組み込むために、位置検出可能なＢＴＳをアップグレードする場合。
【００１７】
３．タイミング測定ユニット（実施形態例）
ワイヤレス通信業者によって同期ＧＳＭ動作を可能にするために、ＴＭＵを展開して、周期的信号および関連するタイミング・データ情報をＢＴＳに供給することができる。ＴＭＵは、好ましくは、この周期的信号および関連するタイミング・データ情報を、例えば、ＲＳ−４２２通信インターフェースを通じて、ＢＴＳに供給するように設計されたＧＰＳ受信機を含む。
【００１８】
実施形態の一例では、ＴＭＵは、単体デバイスであり、ＧＰＳ受信機／エンジン（ＧＰＳ）、８０Ｃ５１マイクロコントローラ（Ｃ５１）、タイミング情報をＢＴＳに供給するシリアル・インターフェース、およびコンソール・インターフェースを内蔵する。ＴＭＵの目的は、ＧＰＳから高精度の時間情報を取り込み、それをＢＴＳに供給することである。タイミングは、毎秒１パルス（ＰＰＳ）の信号という形態でＢＴＳに供給され、この信号の前に、パルスの立ち上がりエッジにおいて正確な時間を告知するシリアル・メッセージがある。
【００１９】
ＴＭＵは、高精度のタイミング情報をＢＴＳに供給することができる時間量を最大限増大させようとする。このために、ＴＭＵは停電後できるだけ素早くＧＰＳをオンラインに移し、可能なときはいつでもこれをオンラインに維持する対策を講ずる。
【００２０】
保守および検査をサポートするために、ＴＭＵは３つの動作モード、即ち、ブート・モード、検査モード、および動作モードを有する。ブート・モードは、ＴＭＵのファームウェアを、生産後に更新することができる。検査モードは、ＴＭＵハードウェア・プラットフォームの検査および診断をサポートする。動作モードは、タイミングをＢＴＳに供給する主なＴＭＵの機能性を設ける。
【００２１】
ＴＭＵは、２つの主要な利用のために、前述のような同期情報を提供する。
１）ＬＭＵがＢＴＳにない場合。ＬＭＵがある場合、外部インターフェース・ユニット（ＥＩＵ）を通じてＬＭＵが同期情報を提供する。外部インターフェース・ユニットは、１ＰＰＳ信号、および関連するタイミング情報信号を取り込み、双方の信号をＲＳ−４２２通信フォーマットに変換してＢＴＳにインターフェースする。
２）ＬＭＵが、既にその信号出力能力を利用している機器と共に展開されている場合、タイミング信号を供給することができないようにする。
【００２２】
図３は、ＴＭＵの内部アーキテクチャおよび外部インターフェースの実施形態例を示す。受信したＧＰＳ衛星信号は、ＴＭＵ内部ＧＰＳ受信機に入力される。内部のマイクロコントローラが次の能力を設ける。
１）必要に応じてシリアル・フォーマットでＧＰＳタイミング信号をフォーマットする。
２）外部ＲＳ−２３２コンソール・ポートを通じたＴＭＵファームウェアのアップグレード。
３）ＴＭＵの正常／異常(health)、および同期ステータスを示す三色ＬＥＤの制御。
４）フロント・パネルのリセット・スイッチによるリセット機能。
【００２３】
ＧＰＳ受信機から出力される１ＰＰＳ信号、およびマイクロコントローラから出力される、フォーマットされたシリアル・タイミング・データ信号は、双方共、ＲＳ−４２２信号レベルに変換され、ＢＴＳに出力される。１ＰＰＳおよびシリアル・データ信号は、四出力コネクタを備えた４つの４ポートに取り出される。各出力ポートは、ＲＳ−４２２信号レベルの１ＰＰＳおよびシリアル・データ出力を供給する。
【００２４】
ＴＭＵのマイクロコントローラ・ファームウェアは、ＲＳ−２３２コンソール・ポートを通じてアップグレードすることができる。
ＴＭＵは、図３に示すようなＲＳ−４２２信号レベルで、同期タイミング・データ・メッセージおよび１ＰＰＳ信号をＢＴＳに送信する。ＢＴＳへの同期タイミング・データ・インターフェースは、シリアル通信リンクとするとよい。
４出力ポートの各々においてＴＭＵが分配する１ＰＰＳ信号は、ＵＴＣ時間に対して、周波数が１Ｈｚであり、精度が１００ｎｓＲＭＳである。
【００２５】
シリアル通信リンクの物理レイヤは、ＲＳ−４２２ＵＡＲＴに基づく。具体的な特性は次の通りである。
・ＢＴＲにおける終端が１００オームのＲＳ−４２２。
・９６００ビット／秒
・パリティ無し
・１開始ビット
・８ビットのデータ長
・１停止ビット
【００２６】
ＴＭＵにおけるＲＳ−４２２送信機は、１ＰＰＳ信号を駆動する。ＴＭＵ出力ポートの各々において、１０％から９０％への立ち上がり時間は、１０ｎｓ未満であればよい。ＢＴＳは、組み込み型１００オーム終端を含むとよい。
【００２７】
同期データは、１ＰＰＳパルスの前にある。タイミングの詳細については図４を参照のこと。図４における矢印は、ＰＰＳパルス−パルスの立ち上がりエッジを示す。タイミング情報を収容しているデータ信号は、対応するＰＰＳパルスの前にある。
【００２８】
図５は、ＧＳＭまたはＵＭＴＳネットワークを示す模式図であり、ＬＭＵまたはＴＭＵから取り込んだタイミング情報を用いてＢＴＳを同期させる。ＬＭＵは、ここで論ずるようなＢＴＳインターフェース要件に応じて、ＥＩＵを必要としてもしなくてもよい。
【００２９】
ＴＭＵ動作記述（実施形態例）
先に論じたように、ＴＭＵはＢＴＳにタイミングを供給し、これによってＢＴＳはその動作をそのネットワークにおける他のＢＴＳと同期させることが可能となる。ＴＭＵは、その一体ＧＰＳ受信機からタイミング情報を得て、ＢＴＳにＰＰＳ信号、周期的ＰＰＳ報告、および位置データ・メッセージを供給する。ＴＭＵは、ＬＭＵがない場所、または展開したＬＭＵからはタイミング信号を入手できない場所に展開される。ＬＭＵが展開されている場合、ＬＭＵは、ＥＩＵを用いることにより、ＴＭＵと同じタイミング機能性を供給することができる。同期ＢＴＳは、無線資源の正確な管理によって、ネットワーク容量を増大させることができる。
【００３０】
ＴＭＵソフトウェアは、好適な実施態様では、３つの動作モード、ブート・モード、検査モード、および動作モードをサポートする。各モードは、他のモードへの切換を許可する機構を設けるが、各モードは独立しており、互いに排他的である。即ち、ブート・モードは検査モード機能性をサポートせず、検査モードはブート・モード機能性をサポートせず、ブート・モードも検査モードもいずれの動作機能性も設けておらず、動作モードは他の２つのモードのいずれの機能性もサポートしない。
【００３１】
いずれモードの機能性を利用するためでも、しかるべき機構（通常はコンソール・コマンド）によってＴＭＵを最初にそのモードに切り換えなければならない。一旦特定のモードに切り換えたなら、他のモードの機能性は得られないことは言外である。例えば、検査モードに切り換えたなら、ＢＴＳへの時間同期は不可能となる。何故なら、この機能性は動作モードによってのみサポートされるからである。ＢＴＳタイミング同期は、ＴＭＵを動作モードに戻すまで、再開することはできない。
【００３２】
ある条件下では、一方から他方のモードへの切換が妨げられる可能性がある。例えば、有効なプログラム画像がない場合、ブート・モードから切り換えることはできない。加えて、ある条件下では、モードの自動切換を行うことができる。例えば、ＴＭＵは、有効なプログラム画像がない場合、リセット時に自動的にブート・モードに切り替わる。
【００３３】
ＴＭＵの現在のモードは、コンソール・プロンプトによって特定することができる。コンソール・プロンプトは現在のモードを以下のように標示する。
・「ＴＭＵ＞」  動作モード
・「Ｂｏｏｔ＞」  ブート・モード
・「Ｔｅｓｔ＞」  検査モード
【００３４】
ブート・モード
ブート・モードでは、ＴＭＵソフトウェアを現場において更新することができる。ブート・モードでは、コンソール・ポートを通じてソフトウェア画像をダウンロードすることができる。ダウンロードした画像は、フラッシュ・メモリに格納されている画像と置き換わる。この方法を用いると、画像の検査モードおよび動作モードの部分のみを置き換えることができる。画像のブート・モード部分を置き換えることができるのは、生産中またはＪＴＡＧポートを通じてのみである。
【００３５】
ブート・モードにはコンソール・コマンドによって入ることができ、あるいは有効なプログラム画像が見つかっていない場合には、リセットに続いて自動的に呼び出すことができる。ウオッチドック(watchdog：監視）の時間切れというようなある種の異常状態によってリセットが生じる可能性があり、次いでブート・モードが呼び出される結果となる場合がある。リセットは、リセット・ボタンを押下することによって、電力を巡回する(cycling power)ことによって、またはコンソール・コマンドによって実施することができる。ブート・モードは、有効なプログラム画像がなければ、終了することができない。ブート・モードを終了することに成功した場合、ＴＭＵは動作モードに戻る。
【００３６】
検査モード
検査モードは、ＴＭＵハードウェアの機能を直接実行するコンソール・コマンドをサポートする。コマンドは、概略的に、低レベル・コマンドまたは高レベル・コマンドのいずれかである。低レベル・コマンドは、直接ＴＭＵハードウェアを操作し、操作者にとっては殆どまたは全く変換(translation)が行われない。低レベル・コマンドは、ボード・レベルの検査やトラブルシューティングに有用である。高レベル・コマンドは、信号の解釈を行い、信号の組み合わせを操作して、操作者によるハードウェアとの相互作用をサポートする。これらのコマンドは、動作上の問題を診断するときに有用である。
【００３７】
検査モードは、製造検査、実装、現場での障害診断、および修理のときに用いることを意図している。検査モードは、訓練を受けた技能者が用いることを意図している。検査モードはいずれのリセットによっても終了し、ＴＭＵは動作モードに戻る（有効なプログラム画像がある場合に限る）。
【００３８】
動作モード
動作モードは、ＴＭＵの主要なモードである。動作モードにあるとき、ＴＭＵは自律的にその主要な目標に向けて機能し、正確な時間同期情報をＢＴＳに供給する。動作モードにあるとき、ＴＭＵはアラームおよびステータス情報をコンソール・ポートに送ることができる。加えて、動作モードは、動作状態の問い合わせ、および動作パラメータの操作を許可するコンソール・コマンドをサポートする。
【００３９】
有効なプログラム画像がある場合、いずれのリセットの後でも自動的に動作モードに入る。動作モードは、コンソール・コマンドによって検査モードまたはブート・モードを呼び出すことによって終了することができる。動作モードは、ある障害条件が検出された場合に、自動的に終了する場合もある。
【００４０】
動作状態
ＴＭＵのフロント・パネル・ステータスＬＥＤは、ＴＭＵの現在の状態を反映する。ＴＭＵの状態は、その動作モード、および終了状態によって決定する。１０通りの可能なＬＥＤ状態の内、以下の状態のみを有効と定義する。ＬＥＤ状態は常に現行の状態を示す。
【００４１】
・赤点灯（障害）−これは、ＴＭＵが正常に機能することができず、有資格の技能者によって交換または修理しなければならないというような、障害を示す。
・緑点滅（初期化）−これは、ＴＭＵが動作状態にあり、予測しない状態が検出されていないことを示す。この状態は、リセットの直後にのみ存在することができ、ＢＴＳにタイミングを供給するために必要な条件がまだ確立されていないことを示す。リセットに続いて２分以内に必要とされる条件を確立することができない場合、状態は点滅琥珀色に移る。一旦この状態が終了したならば、ＴＭＵは再度リセットされるまでこの状態には戻らない。
【００４２】
・緑点灯（最大機能性）−これは、ＴＭＵが正常に動作しており、未処理の警告状態がなく、ＢＴＳに高精度のタイミングを供給していることを示す。
・点滅琥珀色（故障）−これは、ＴＭＵは完全に機能するが、ＴＭＵがＢＴＳにタイミングを供給することを妨げる条件または警報が存在することを示す。この状態は、常に、ＴＭＵ自体を交換しても問題を回避することにならないような、外部の影響の結果である。未処理の条件全てを解明すれば、ＴＭＵは緑点灯の状態に戻る。
【００４３】
警報およびステータス・メッセージ
動作モードにおいて、ＴＭＵは、高精度のタイミング情報をＢＴＳに供給するその能力に影響を及ぼし得る状態を監視する。加えて、そのプログラミングの実行中に遭遇する例外または条件にも注目する。これらの条件に関するメッセージをコンソールに送る。これらのメッセージは、警報またはステータスのいずれかである。ステータス・メッセージは、純粋に情報であり、いずれの関心事も示すことができる。ステータス・メッセージの発行は、ＴＭＵには何ら影響を及ぼさない。警報は、ＴＭＵの性能に影響を及ぼす虞れがある条件を示す。警報が発せられると、ＴＭＵ状態が変化する場合がある。多数の警報が示される場合、最も厳しい状態を想定する。
【００４４】
【表１−１】
2008530901.tif 000003
【００４５】
【表１−２】
2008530901.tif 000004
【００４６】
【表１−３】
2008530901.tif 000005
【００４７】
【表１−４】
2008530901.tif 000006
【００４８】
動作プロセス
この章では、手順を説明し、次いでＴＭＵソフトウェアの例を説明する。初期起動処理の一部に例外がある以外、全ての手順は動作モードに言及する。
【００４９】
起動
Ｃ５１のリセットの後にはいつでも、起動手順を実行する。起動プロセスの目的は、プラットフォームを持ち出し、動作状態を確立することである。また、起動手順は、ＴＭＵプラットフォームの自己チェック、およびソフトウェア完全性検査も行う。ソフトウェア完全性検査で不合格となった場合、ＴＭＵはブート・モードに入る。
【００５０】
Ｃ５１制御の確立
起動手順の最初の部分では、Ｃ５１の動作を確立し、ＴＭＵプラットフォームの制御に合わせてＩ／Ｏを構成する。
１．ソフトウェア画像が存在することをチェックする。
２．ソフトウェア画像の完全性をチェックする。  
３．Ｃ５１Ｉ／Ｏマッピングを構成する。
４．ＢＴＳへのＰＰＳおよびシリアル出力を禁止する。
５．ＬＥＤ駆動を構成する。
６．外部発振器を検査し、これに切り換える。
７．シリアル通信ポートを構成する。
【００５１】
ＧＰＳの制御確立
起動手順の２番目の部分では、ＧＰＳの制御を確立する。ＧＰＳの制御を確立するとき、ＴＭＵは、ワーム(warm)またはコールド(cold)・リスタートのいずれかを行うことができる。コールド・リスタートでは、ＧＰＳエンジンを完全に初期化しなおさなければならず、以前の情報は全て失われることを想定する。これらの条件の下では、タイミングを再度確立できるようになるまでに数分かかる場合がある。ワーム・リスタートでは、ＧＰＳに格納されている情報を保存することによって素早くタイミングを再度確立しようとする。これが可能なのは、ＧＰＳがＴＭＵとは独立したサブシステムであるからである。ボタン・リセットのように、条件によっては、Ｃ５１はリセットされるがＧＰＳはリセットされない場合もある。加えて、電源は遮断されていないので、ＧＰＳは正常に動作し続けている。これらの場合、ワーム・リスタートでは、その動作を中断することなく、ＧＰＳの制御を確立する。
【００５２】
ＧＰＳのコールド・リスタートは、以下の条件のいずれかが存在する場合、またはワーム・リスタートを試行する場合に行われる。
・Ｃ５１においてパワー・オン・リセットが生じた。
・ハード自己検査が命令された。
・ＧＰＳが通信に応答しない。
・ＧＰＳ自己検査がエラーを示す。
・ＬＥＤ状態が緑点灯以外である間に、リセット・ボタンが押下された。
【００５３】
コールド・リスタート
ＧＰＳのコールド・リスタートは、次のステップを伴う。
１．ＧＰＳのリセット信号ラインをアサートすることによって、ＧＰＳにハード・リセットを与える。
２．$PFEC, GPclr,1コマンドを送る。
３．周期的報告メッセージを全て停止する。
４．自己検査を行う。
５．周期的メッセージに対してタイミングを構成する。
６．ケーブル長によるＰＰＳ遅延を構成する。
７．ＰＰＳ制御モードを常に出力するように設定する。
８．位置確定に移る。
【００５４】
ワーム・リスタート
ＧＰＳのワーム・リスタートは、次のステップを伴う。
１．ＧＰＳのリセット信号ラインをアサートすることによって、ＧＰＳにハード・リセットを与える。
２．#PFEC, GPclr,2コマンドを送る。
３．周期的報告メッセージを全て停止する。
４．ＧＰＳが応答メッセージを返送できない場合、コールド・リスタートを行う。
５．自己検査を行う。
６．バックアップしたデータが劣悪であることを自己検査が示す場合、コールド・リスタートを行う。
７．周期的メッセージに対してタイミングを構成する。
８．ケーブル長によるＰＰＳ遅延を構成する。
９．ＰＰＳ制御モードを常に出力するように設定する。
１０．位置確定に移る。
【００５５】
位置の確定
一旦ＴＭＵがＧＰＳの制御を確立したなら、その次の目的はその位置を確定することである。ＧＰＳは、高精度の時間情報を生成できるようになるには、その前にその位置を決定しておかなければならない。ワーム・リスタートに続いて、ＴＭＵはＧＰＳをチェックして、位置が既に分かっており、ＧＰＳによって固定(fix)（固定観察モード）されているか否か判定を行う。位置が分かっておりしかも固定されている場合、ＴＭＵはＧＰＳから場所(location)を読み取り、通常通りに処理を進める。位置が分かっているが固定されていない場合、ＴＭＵは場所を読み取り、自己調査に進む。自己調査については、次の章において説明する。位置が分かっていない場合（またはコールド開始の場合）、ＴＭＵはその位置を確定する処理を進める。
【００５６】
ＴＭＵは、その位置情報（緯度、経度、および高度）を３つの情報源の１つ、即ち、コンソール入力、不揮発性メモリ、または自己調査から得ることができる。ＴＭＵは、その不揮発性メモリに、それが最後に知った場所を格納する。その現在の位置を判定するために、ＴＭＵはＧＰＳを推定観測モードに設定し、初期位置をその最後に知った場所に設定する。次いで、ＴＭＵは自己調査の処理に進む。
【００５７】
位置は、手作業でコンソール・コマンドを通じて入力することができる。これが行われる場合、場所は、不揮発性メモリに格納されている場所データと入れ代わり、ＧＰＳは推定観測モードに設定され、指定場所データがＧＰＳに初期位置として書き込まれる。次いで、ＴＭＵは自己調査の処理に進む。
【００５８】
位置が分からず、最後に格納した場所がなく、コンソール入力もない場合、ＴＭＵは完全に自己調査プロセスを拠り所とする。この場合、ＧＰＳは推定観察モードに設定され、最後に分かった場所が初期位置として用いられる。次いで、自己調査プロセスが許可され、場所情報を訂正する。最後に分かった場所が実際の場所から非常に離れている場合、その時間同期を確立するためには、時間量を延長しなければならない場合もある。
【００５９】
自己調査
ＴＭＵは、その正確な位置を判定するために自己調査プロセスを利用し、これによって最も精度が高いタイミングを生成する。場所を判定するために、ＴＭＵはＧＰＳを推定観察モードに移行させる。このモードでは、ＧＰＳは、それが観察することができる衛星から、その場所を判定する。自己調査を行っている間、ＴＭＵは周期的にＧＰＳから場所情報を読み取り、平均場所を計算する。尚、一旦初期場所がＧＰＳによって確定されたなら、自己調査のために、ＴＭＵが時間同期情報を出力するのが妨げられることはないことを注記しておく。自己調査プロセスは１２時間までは継続する。自己調査期間の満了時に、ＧＰＳを固定観察モードに設定し、計算した平均場所を設定する。自己調査によって判定した場所は、ＴＭＵ不揮発性メモリに格納されている、最後に分かった場所と入れ代わる。
【００６０】
位置の平均
自己調査を行っている間、$GPGGAメッセージにおいて、毎分１回、推定場所情報を得る。ＴＭＵは、緯度、経度、および高度パラメータについて独立して平均を取る。ＴＭＵは、各パラメータの整数部分に対して多数決アルゴリズムを実施し、少数部分の平均を実施する。緯度および経度の整数部分は、度および整数の分を含む。高度の整数部分は、１００メートルの桁全体である。少数部分は、１００を法とする経度または緯度および高度の分の少数である。
【００６１】
整数部分に対して、多数決アルゴリズムは、現在の報告値、２つの直前の観察値、および最後に分かった場所（ＬＫＬ）の値を観察する。３つの報告値の整数部分が互いに一致するがＬＫＬとは一致しない場合、ＬＫＬを破棄し、一致した整数部分で置き換える。例えば、３つの最新の緯度値の整数部分は一致するがＬＫＬとは一致しない場合、ＬＫＬの整数部分を一致した値と置き換える。ＬＫＬの少数部分は、一致する値の少数部分の平均と置き換える。
【００６２】
４つの値の整数部分が全て一致した場合、最も新しい値の少数部分とＬＫＬとの平均を取る。最も新しい値を除いて全ての値が一致した場合、最も新しい値の少数部分とＬＫＬとの平均を取らない。少数部分は、ＬＫＬを最後に置き換えた後における寄与の単純な平均によって計算する。
【００６３】
多数決アルゴリズムは、平均を異常な場所の影響から保護する役割を果たす。場所の平均の安定性を判定し、固定位置モードへの素早く変化することを可能にするために、追加のルールまたはアルゴリズムを採用してもよい。
【００６４】
最後に分かった場所
ＴＭＵは、その不揮発性メモリに、それが最後に知った場所を格納する。この場所は、ＧＰＳ時間出力の確定を早めるのに利用される。不揮発性メモリの消耗(wear)を最少に抑えるために、以下の条件の内１つが生じた場合にのみ値を更新する。
・コンソール・コマンドを通じて手作業で場所が入力されたとき。
・自己調査処理の完了時。
・自己調査平均が、格納されている場所よりも、緯度または経度が１／１００分よりも多く、または高度が１０メートルよりも多く異なる場合。
【００６５】
アンテナ・ケーブル長
ＧＰＳアンテナまでのケーブルの長さが、ＰＰＳの精度に影響を及ぼす可能性がある。ＴＭＵは、この値を設置の間に手作業で入力する必要がある。POSITIONコンソール・コマンドが、この目的のために設けられている。ケーブル長は、不揮発性メモリに格納され、ＧＰＳを構成する毎に利用される。
【００６６】
ＢＴＳへの出力の初期化
ＴＭＵは、タイミング・データの出力を直ちに開始するように、ＧＰＳを構成する。ＴＭＵは、ＰＰＳ信号を直ちに出力し始めるように、ＧＰＳを構成する。ＧＰＳが固定観察モードにある場合、ＰＰＳは衛星が１機利用可能である限り高精度である。ＧＰＳが推定観察モードにある場合、位置を定めるために４機の衛星が利用可能であり、ＵＴＣパラメータが入手可能であり、衛星に対するエフェメリス・データ(ephemeris data)が入手可能であり、ＵＴＣ計算が完了していれば、ＰＰＳは高精度となる。
【００６７】
ＴＭＵは、初期化の後直ちに、周期的パルス報告（GPppr)および位置データ報告（GPGGA）をＢＴＳに送り始める。ＰＰＳ信号がＧＰＳから入手可能になると直ちに、ＴＭＵもＰＰＳ信号をＢＴＳに配信し始める。しかしながら、前述の緑点灯と印した表における警報状態全てが解消するまでは、GPpprのGPSSステータス・フィールドは「PPS未同期」と指示する。
【００６８】
タイミング精度向上のサポート
ＴＭＵは、ＧＰＳにそのDGPSおよびTRAIM造作を利用させることによって、できるだけ高いタイミング精度をサポートしようとする。
【００６９】
同期損失
一旦タイミング出力の開始に成功すると、いずれの危急な警報の発生においても、GPpprのGPSSステータスは、条件が解消するまで、「PPS未同期」と指示する。
【００７０】
ＢＴＳメッセージのサポート
ＴＭＵは、義務的なメッセージのみをサポートする。加えて、これらのメッセージにおける義務的なフィールドのみをサポートする。これらのメッセージは次の通りである。
１．周期的PPS報告
２．位置データ報告
【００７１】
周期的PPS報告（$PTP, GPppr）
周期的PPS報告のGPS TOW 標準偏差フィールドには、以下のように入力する(populate)。
・５機以上の衛星を測地に用いる場合、このフィールドを５０nsecに設定する。
・４機以下の衛星を測地に用いる場合、このフィールドを１００nsecに設定する。
・利用可能な衛星がない場合、GPSステータス・フィールドを（３）PPS未同期に設定する。
【００７２】
位置データ（&GPGGA)
任意のフィールド、DGPS Data Time、DGPS Station ID、およびchecksumは設けられない。フィールドDOP、Geoid of Altitude（高度の地球体）、およびUnit of Geoid （地球体の単位）は、空白に設定する。
【００７３】
コンソール・ポートの動作
コンソール・ポートは、ＡＳＣＩＩ端末または端末エミュレーション・ソフトウェアによるＴＭＵの人間相互作用および監視を可能にする。リセットに続いて、またはコマンド・プロンプトにおいてescapeを入力することによって、コンソール・インターフェースはステータス標示モードに入る。このモードでは、警報およびその他のイベント・ドリブン・ステータス・ストリングがコンソールに送られる。コンソールは、これらのストリングを収集して、ＴＭＵの動作および動作状態(health)を監視することができる。
【００７４】
ステータス標示モードにある間にenter keyを押下すると、コンソール・インターフェースはコマンド入力モードに入り、コマンド・プロンプトを発行する。コマンド・プロンプトは、ＴＭＵの現在の動作モード、即ち、ブート、検査、または動作を反映する。次いで、コマンドを入力することができ、結果がコンソールに送られる。全ての自発的警報およびステータス・ストリング出力は、コマンド入力モードにある間は禁止される。
【００７５】
利用可能なコマンドは、ＴＭＵの動作モードによって制限される。操作者は、所望のコマンドへのアクセスを得るために、モードを変更することもあり得る。操作者は、いずれのＴＭＵ動作モードにしても、それを呼び出した場合の結果を知っておく方がよい。
【００７６】
４．外部インターフェース・ユニット（ＥＩＵ）（実施形態例）
先に論じたように、同期ＧＳＭ動作を可能にするためには、１ＰＰＳ信号をＢＴＳに供給すればよい。既にＬＭＵが展開されているサイトでは、１ＰＰＳ信号は既に既存のＬＭＵ上において入手可能な場合もある（何故なら、ＬＭＵは組み込み型のＧＳＰ受信機を含むからである）。しかしながら、ある種のＢＴＳ機器では、以下のことが該当する。
・１ＰＰＳ信号を、この用途に合ったＲＳ−４２２信号レベルに変換する必要がある。
・１ＰＰＳ変換に加えて、１ＰＰＳ信号に関するタイミング情報も、ＢＴＳ機器製造業者（例えば、Ericsson社）が要求する企業固有のプロトコルを用いて、ＲＳ−４２２インターフェースを通じて送らなければならない。
【００７７】
これら２つの動作を行うプロトコル変換ハードウェア・ユニットをＥＩＵと呼び、既にＬＭＵが展開されているセル・サイトに適用することができる。
【００７８】
ＧＢＥおよびｍＥ−ボード接続性に対する影響
・ＥＩＵは、ＬＭＵ上にある９ピンＲＳ−２３２シリアル・ポートに接続されることになる。これは、ＡＯＡ展開においてＧＢＥ（地上系電子回路）を接続するためにも用いられるのと同じポートである。したがって、これらの現在の形態では、ＧＢＥおよびＥＵを同時に展開することはできない。したがって、ＥＩＵを設置すると、ＡＯＡの展開ができなくなる。この問題に対する解決策は、ＡＯＡを必要とする場合に、ＥＩＵの代わりにＴＭＵを用いることである。
【００７９】
・前述の問題は、環境ボード（場合によっては、ミニ環境ボード、またはｍＥ−ボードとも呼ばれる）を用いる場合も同様である。
【００８０】
アーキテクチャ
ＥＩＵのアーキテクチャの一例を図６に示す。これは、ＥＩＵの内部アーキテクチャおよび外部インターフェースを示す。これは、ＬＭＵ側における９ピン・シリアル・ポートおよび１ＰＰＳに接続し、これらのインターフェース双方を、ＢＴＳとの接続のために、ＲＳ−４２２信号レベルに変換する。１ＰＰＳおよびシリアル・データ信号は、４つの４ポートに送り出される。４ポートは、四出力コネクタを構成する。各出力ポートは、１ＰＰＳおよびシリアル・データ出力双方を、ＲＳ−４２２信号レベルで供給する。
【００８１】
ＬＭＵ−Ｎインターフェース
例示のＥＩＵは、タイミング・メッセージをそのＬＭＵインターフェースから、ＲＳ−２３２信号フォーマット／レベルで受け取る。ＲＳ−２３２信号接続ピン出力は、表１に示す通りである。ＥＩＵは、その１ＰＰＳポートを通じてＬＭＵから１ＰＰＳ信号を受け取る。１ＰＰＳ  ＥＩＵポートは、外部からは５０オーム負荷となって見える。
【００８２】
【表２】
2008530901.tif 000007
【００８３】
ＢＴＳインターフェース
図４に示すように、ＥＩＵは、ＬＭＵ同期データ・メッセージおよび１ＰＰＳ信号を、ＲＳ−４２２信号レベルでＢＴＳに送信する。ＢＴＳへの同期データ・インターフェースは、シリアル通信リンクである。
【００８４】
１ＰＰＳ信号の周波数は１Ｈｚであり、精度は、ＵＴＣ時間に関して１ＰＰＳ  ＥＩＵ出力において１００ｎｓＲＭＳである。
ポート毎の信号接続ピン出力を以下の表に示す。
【００８５】
【表３】
2008530901.tif 000008
【００８６】
シリアル通信リンク
シリアル通信リンクの物理例やは、ＲＳ−４２２ＵＡＲＴに基づく。具体的な特性は次の通りである。
・ＢＴＳにおいて終端が１００オームのＲＳ−４２２インターフェース
・９６００ビット／秒
・パリティなし
・１開始ビット
・８ビット・データ長
・１停止ビット
【００８７】
１ＰＰＳ
ＥＩＵにおけるＲＳ−４２２送信機は、１ＰＳＳ信号を駆動する。１０〜９０％立ち上がり時間は、ＥＩＵ出力において１０ｎｓ未満である。ＢＴＳには１００オームの終端が組み込まれている。
【００８８】
５．結論
本発明の真の範囲は、ここに開示した、現時点における好適な実施形態例に限定されるのではない。例えば、前述のワイヤレス位置検出システムの開示では、ＬＭＵ、ＴＭＵ、ＥＩＵ、ＢＴＳ、ＢＳＣ、ＳＭＬＣ等のような、説明用語が用いられているが、特許請求の範囲の保護範囲を限定するように、またはそれ以外でもワイヤレス位置検出システムの発明の態様が、開示した特定の方法および装置に限定されることを暗示するように解釈してはならない。更に、当業者には言外であろうが、ここに開示した発明の態様は、その多くがＴＤＯＡ技法に基づかない位置検出システムにも適用可能である。このような非ＴＤＯＡシステムでは、ＴＤＯＡ計算を行うための前述のＳＭＬＣは、不要となる。同様に、本発明は、特定的な構築としたＬＭＵを採用するシステムや、特定のお種類の受信機、コンピュータ、信号プロセッサを採用するシステムにも限定されることはない。ＬＭＵ、ＳＭＬＣ等は、本質的にプログラム可能なデータ収集および処理デバイスであり、ここに開示した発明の概念から逸脱することなく、種々の形態を取ることができる。ディジタル信号処理およびその他の処理機能のコストが急激に低下していることを考えると、本システムの発明をなす動作を変更することなく、例えば、特定の機能のための処理を、ここで記載した機能要素（ＳＭＬＣのような）の１つから他の機能要素（ＬＭＵのような）に移転することも容易に可能である。多くの場合、ここに記載した実施態様（即ち、機能要素）の場所は、単に設計者の好みであり、ハードの要件ではない。したがって、明示的に限定することとした場合を除いて、特許請求の範囲の保護範囲は、前述の具体的な実施形態には限定されないものとする。
【００８９】
加えて、本明細書における制御チャネルまたは音声チャネルに対するいずれの引用も、特定のエア・インターフェースに好ましい用語が何であっても、全ての種類の制御または音声チャネルに言及するものとする。更に、世界中では更に多くの種類のエア・インターフェース（例えば、ＩＳ−９５、ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、およびＵＭＴＳ  ＷＣＤＭＡ）が用いられており、逆のことが示されない限り、いずれのエア・インターフェースであっても、本明細書において記載した発明概念から除外する意図はない。実際、いずれの場所において用いられている他のインターフェースも、前述のインターフェースと同様のクラスであることを、当業者であれば認めるはずである。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】図１は、緊急時のみのオーバーレイ位置検出解決策の実施形態例を模式的に示す。
【図２】図２は、本発明にしたがって基地局同期製品（ＬＭＵおよびＴＭＵ）を展開する数種類の方法を示す。
【図３】図３は、ＴＭＵの内部アーキテクチャおよび外部インターフェースの実施形態例を示す。
【図４】図４は、１ＰＰＳタイミング信号と同期データとの間の関係例を示す。
【図５】図５は、同期／位置検出可能ＢＴＳおよび同期／位置検出不能ＢＴＳの混合を含むＧＳＭ／ＵＭＴＳネットワークの一例を示す。
【図６】図６は、外部インターフェース・ユニット（ＥＩＵ）のアーキテクチャの一例を示す。
【図１】
2008530901.tif 000009
【図２】
2008530901.tif 000010
【図３】
2008530901.tif 000011
【図４】
2008530901.tif 000012
【図５】
2008530901.tif 000013
【図６】
2008530901.tif 000014
【国際調査報告】
2008530901.tif 000015