(57)【要約】  あるイベントが発生するか、あるいはあるメッセージを受信すると、支援および補助データを収集し、衛星測位システム対応装置にそれらを送信する仮想衛星システムサーバであって、この仮想衛星システムサーバは、また、位置データを含むとともに他の装置がその位置を確定するためにどの仮想衛星システムサーバが、支援又は補助情報を求める別の装置に応答することができるかを決定するロケーションサーバを有することができる。【選択図】  図２
2008504526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信機と送信機とを有する装置であって、
コントローラと、
前記コントローラに結合されたメモリと、
前記受信機から測位データを受信し、前記測位データを前記メモリ内に格納することができる仮想衛星システムサーバであって、前記測位データはイベントが発生すると送信可能となる、仮想衛星システムサーバと、を含む装置。
【請求項２】
前記イベントに応答して、前記測位データを前記送信機により送信するかどうかを判断するロケーションサーバをさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
測位データを含むメッセージを受信する受信機をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記送信機による送信のために、前記メモリからの測位データを使用して前記コントローラにより作成されるシャトルメッセージをさらに含む、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記測位データは、アルマナック、エフェメリス、ＧＰＳ時刻、ＤＧＰＳデータ、ＧＰＳ／ＵＴＣ時差、電離圏補正値から選択された少なくとも一つのタイプのデータである、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記仮想衛星サーバシステムは無線装置内に設置される、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記仮想衛星サーバシステムはネットワークエンティティ内に設置される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
測位データを含む測位信号を衛星測位システムから受信する工程と、
位置を確定するために、追加の測位データが必要かどうかを判断する工程と、
仮想衛星システムサーバから前記追加測位データを要求する、測位データを含むメッセージを生成する工程と、
前記追加測位データを含む前記仮想衛星システムサーバから、前記追加測位データを含む別のメッセージを受信する工程と、を含む位置決定方法。
【請求項９】
測位データを含む別の仮想衛星システムサーバからメッセージを受信する工程と、
前記測位データと、前記仮想衛星システムサーバ内に含まれる測位データとを比較する工程と、
前記メッセージが前記仮想衛星システムサーバ内に含まれる前記測位データより新しい位置データを含む場合、前記仮想衛星システムサーバ内に前記測位データを格納する工程と、を含む、請求項８に記載の位置決定方法。
【請求項１０】
前記測位データの一部を格納する工程は、
アルマナック、エフェメリス、ＧＰＳ時刻、ＤＧＰＳデータ、ＧＰＳ／ＵＴＣ時差、電離圏補正値からなる測位データタイプから少なくとも一つのタイプの測位データを格納することをさらに含む、請求項９に記載の位置決定方法。
【請求項１１】
送信機と受信機を有するネットワーク装置であって、
コントローラと、
前記コントローラに結合されたメモリと、
仮想衛星システムサーバに、測位データを前記メモリ内に格納するとともに、前記ネットワーク装置における要求の受信に応答して、前記メモリから前記測位データを検索させる、前記コントローラにより実行される複数の命令とを含む、装置。
【請求項１２】
前記複数の命令は、
ロケーションサーバに前記仮想衛星システムサーバが前記要求に応答するかどうかを識別させる、前記コントローラにより実行される別の複数命令をさらに含む、請求項１１に記載のネットワーク装置。
【請求項１３】
受信機と送信機とを有する装置であって、
コントローラと、
前記コントローラに結合されたメモリと、
前記受信機でメッセージを受信すると測位データを処理し、前記メモリ内に前記測位データを格納することができる仮想衛星システムサーバ手段であって、イベントが発生すると前記仮想衛星システムサーバ手段により前記測位データは送信可能となる、仮想衛星システムサーバ手段とを含む装置。
【請求項１４】
前記イベントに応答して、前記測位データを前記送信機により送信するかどうかを判断するロケーションサーバ手段をさらに含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記測位データは、アルマナック、エフェメリス、ＧＰＳ時刻、ＤＧＰＳデータ、ＧＰＳ／ＵＴＣ時差、電離圏補正値から選択された少なくとも一つのタイプのデータである、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記仮想衛星サーバシステムは無線装置内に設置される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記仮想衛星サーバシステムはネットワークエンティティ内に設置される、請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
位置決定方法を実現するための複数の命令を含む機械読取り可能媒体であって、
前記複数の命令は、
測位データを含む測位信号を衛星測位システムから受信し、
位置を確定するために、追加の測位データが必要かどうかを判断し、
仮想衛星システムサーバから前記追加測位データを要求する、測位データを含むメッセージを生成し、
前記仮想衛星システムサーバから、前記追加測位データを含む別のメッセージを受信する、ための命令を含む、機械読取り可能媒体。
【請求項１９】
測位データを含む別の仮想衛星システムサーバからメッセージを受信し、
前記測位データと、前記仮想衛星システムサーバ内に含まれる測位データとを比較し、
前記測位データが前記仮想衛星システムサーバ内に含まれる測位データより新しい場合、前記測位データを前記仮想衛星システムサーバ内に格納する、ための複数の命令をさらに含む、請求項１８に記載の機械読取り可能媒体。
【請求項２０】
前記測位データを格納するための前記命令は、
アルマナック、エフェメリス、ＧＰＳ時刻、ＤＧＰＳデータ、ＧＰＳ／ＵＴＣ時差、電離圏補正値からなる測位データタイプから少なくとも一つのタイプの測位データを格納するための複数の命令をさらに含む、請求項１９に記載の機械読取り可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、米国特許法１１９（ｅ）条に基づき、Ｇｒｅｇｏｒｙ  Ｂ．Ｔｕｒｅｔｚｋｅｙらによる２００１年５月２１日出願の米国仮特許出願第６０／２９２，７７４号明細書（表題「エンドユーザーの無線端末を使用することにより無線ネットワークを同期させる方法」：ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＳＹＮＣＨＲＯＮＩＺＩＮＧ  Ａ  ＲＡＤＩＯ  ＮＥＴＷＯＲＫ  ＵＳＩＮＧ  ＥＮＤ  ＵＳＥＲ  ＲＡＤＩＯ  ＴＥＲＭＩＮＡＬＳ）からの優先権を主張する、Ｇｒｅｇｏｒｙ  Ｂ．Ｔｕｒｅｔｚｋｅｙらによる２００２年５月２１日出願の米国出願第１０／１５４，１３８号明細書（表題「エンドユーザーの無線端末を使用することにより無線ネットワークを同期させる方法」）の一部継続出願であり、その優先権を主張する２００４年６月２３日出願の米国特許出願第１０／８７４，７７５号明細書（表題「仮想衛星測位システムサーバ：Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｓｅｒｖｅｒ」）からの優先権を主張し、その全体を参照により本明細書に援用する。
【０００２】
本発明は、概して衛星測位システム（Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ：ＳＡＴＰＳ）に関し、特に、仮想衛星測位システムサーバによる位置データ収集と配布に関する。
【背景技術】
【０００３】
米国政府により管理される全地球測位システム（ＧＰＳ）などの衛星測位システム（ＳＡＴＰＳ）は、無線航法に基づく。ＧＰＳシステムは、均等に分散された６つの軌道において、地球の上方１１，０００海里を周回する２４個の衛星（加えて、軌道上の予備衛星）のネットワークを有する衛星に基づいたナビゲーションシステムである。各ＧＰＳ衛星は１２時間毎に地球を周回する。
【０００４】
ＧＰＳ衛星の主要機能は時計として働くことである。各ＧＰＳ衛星は、搭載されている１０．２３ＭＨｚのセシウム原子時計からその信号を取得する。各ＧＰＳ衛星は、それぞれ独自の擬似ノイズ（ＰＮ）コードを有するスペクトル拡散信号を送信する。明確に異なるＰＮコードシーケンスを使用し同一スペクトルにいくつかの信号を送信することにより、複数のＧＰＳ衛星は、互いに干渉することなく同じ帯域幅を共有することができる。ＧＰＳシステムにおいて使用されるコードは、１０２３ビット長であり、１．０２３メガビット／秒の割合で送信され、約１マイクロ秒に１回、「チップ」と呼ばれることもある時刻マークを与える。このシーケンスは１ミリ秒毎に一回繰り返され、粗捕獲コード（Ｃ／Ａコード：ｃｏａｒｓｅ  ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  ｃｏｄｅ）と呼ばれる。２０回のサイクル毎に、コードは、位相を変えることができ、他のＧＰＳ衛星についての「アルマナック（ａｌｍａｎａｃ）」データを含む１５００ビット長メッセージを符号化するために使用される。
【０００５】
ＧＰＳ関係当局により指定された３２個のＰＮコードがある。そのＰＮコードのうち２４個は軌道上の現在のＧＰＳ衛星に属し、第２５番目のＰＮコードは、どのＧＰＳ衛星にも割り当てられないものとして指定される。残りのＰＮコードは、古いユニット又は故障しつつあるユニットを置換する新しいＧＰＳ衛星において使用することができる予備コードである。ＧＰＳ受信機は、様々なＰＮシーケンスを使用することにより信号スペクトルをサーチして一致するものを求めることができる。ＧＰＳ受信機が一致するものを見出した場合、ＧＰＳ受信機は当該信号を生成したＧＰＳ衛星を識別したことになる。
【０００６】
地上ベースのＧＰＳ受信機は、その位置を確定するために、三角測量と呼ばれるラジオレンジ測定法の変形を使用する。ＧＰＳによる位置決定法は、無線ビーコンがもはや静止していないという点で従来の無線方位測定（ＲＤＦ）技術とは異なる。この無線ビーコンは、地球の軌道を周回する際、秒速約１．８マイルの速度で宇宙空間中を移動する衛星である。宇宙空間をベースとしたことにより、ＧＰＳシステムは、三角測量などの方法を利用することにより事実上地球上の任意の地点の位置を確定するために用いることができる。
【０００７】
三角測量法は、ＧＰＳ衛星から時刻信号を取得するＧＰＳ受信ユニットに依存する。実際の時間を認識し、それをＧＰＳ衛星から受信された時間と比較することにより、受信機は、ＧＰＳ衛星までの距離を計算することができる。例えば、ＧＰＳ衛星が受信機から１２，０００マイルのところに存在する場合、受信機は、そのＧＰＳ衛星から１２，０００マイルの半径により定義される位置球面上のどこかに位置しているはずである。次に、ＧＰＳ受信機が第２のＧＰＳ衛星の位置を確認すると、ＧＰＳ受信機は、第２のＧＰＳ衛星の周りの位置球面に基づいて、受信機の位置を計算することができる。上記２つの球面は、交差し、ＧＰＳ受信機がその位置円内のどこかに位置する円を形成する。第３のＧＰＳ衛星までの距離を確認することにより、ＧＰＳ受信機は第３のＧＰＳ衛星の周りの位置球面を投影することができる。次に、第３のＧＰＳ衛星の位置球面は、最初の２つのＧＰＳ衛星の位置球面の交差により形成された位置円と２点だけで交差する。位置球面が可能性のある２つの位置点の一つと交差するもう一つのＧＰＳ衛星の位置球面を確定することにより、ＧＰＳ受信機の正確な位置が、地上に位置する当該位置点であると確定される。また、第４のＧＰＳ衛星は、受信機の時計誤差を解決するために使用される。すべてのＧＰＳ衛星の位置を捕捉し得る一意的な時間オフセットが存在するから、最終的に、正確な時刻を決定することができる。この三角測量法は、３０メートルオーダーの位置精度をもたらすことができる。しかしながら、ＧＰＳによる位置決定の精度は、信号強度と多重経路反射により低下されることがある。
【０００８】
１１個ものＧＰＳ衛星を、一つのＧＰＳ受信機により一度に受信することができる。峡谷などの特定の環境において、いくつかのＧＰＳ衛星は遮蔽されることがあり、このＧＰＳ位置確定システムは、地平線近くのＧＰＳ衛星のような比較的弱い信号強度を有するＧＰＳ衛星に依存して位置情報を求める場合がある。他の場合では、頭上の葉群が、ＧＰＳ受信機ユニットにより受信される信号強度を低減するかもしれない。いずれの場合も、信号強度は低減されるかあるいは完全に遮断されるかもしれない。このような場合、支援情報を使用して位置決定を支援することができる。
【０００９】
通信を行うために無線周波スペクトルを用いる方法が数多くある。例えば、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）システムでは、周波数帯域は一連の周波数スロットに分割され、異なる送信機には異なる周波数スロットが割り当てられる。時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システムでは、各送信機が送信することができる時間が、あるタイムスロットに限定され、その結果、送信機は、割り当てられた期間中のみに、順番に自身のメッセージを送信する。ＴＤＭＡでは、各送信機が送信する周波数は、一定周波数であってもよいし、あるいは連続的に変化してもよい（周波数ホッピング）。
【００１０】
前述のように、多数のユーザに無線周波スペクトルを割り当てる別の方法は、スペクトル拡散としても知られた符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）を使用することによる。ＣＤＭＡでは、すべてのユーザは常に同じ周波数帯域で送信する。各ユーザは、その送信を他のすべてと区別するために使用される専用コードを有する。このコードは、情報を帯域全体にわたって拡散するので、一般に拡散コードと呼ばれる。また、このコードは、一般に擬似ノイズ又はＰＮコードと呼ばれる。ＣＤＭＡ通信では、通信データの各ビットは、送信データが「１」であれば当該の特定ユーザの拡散コードで置換され、送信データが「０」であればその拡散コードの反転により置換される。
【００１１】
受信機ユニットで送信を復号化するためには、コードを「逆拡散」する必要がある。逆拡散処理では、入力信号を取り込み、チップ毎に、入力信号に拡散コードのチップを掛けその結果を合計する。この処理は、一般的には相関として知られ、信号はＰＮコードで相関されると一般的には言われる。逆拡散処理の結果、他のすべての送信からオリジナルデータを分離し、オリジナル信号が再生される。ＣＤＭＡシステムに使用されるＰＮコードの特性は、一つのスペクトル拡散コードの存在が別のコードの復号化の結果を変化させないということである。一つのコードが別のコードの存在に干渉しないという特性は、しばしば直交性と呼ばれ、この特性を有するコードは、直交していると言われる。スペクトル拡散信号からデータを抽出する処理は、相関、デコード、逆拡散など多くの用語により一般的に知られている。これらの用語は、本明細書では交換可能に用いられる。スペクトル拡散方式により使用されるコードは、限定しないがＰＮ（擬似ノイズ）コード、ＰＲＣ（擬似ランダムコード）、拡散コード、逆拡散コード、および直交コードを含む様々な用語で一般的に呼ばれる。これらの用語も、本明細書では交換可能に用いられる。
【００１２】
ＣＤＭＡがしばしばスペクトル拡散と呼ばれるのは、ＣＤＭＡがデータを送信するのに厳密に必要なものより広い送信スペクトルの全域に亘ってデータを拡散するからである。スペクトル拡散は多くの利点を有する。一つの利点は、送信データがスペクトル全体にわたって拡散されるので、他のいくつかのプロトコルより、スペクトル拡散がより干渉に耐えることができることである。別の利点は、メッセージを低電力で送信することができ、しかも依然として復号化できるということである。さらに別の利点は、いくつかの信号を、同じ周波数にチューニングされた一つの受信機で同時に受信することができるということである。
【００１３】
ＧＰＳシステムは、そのデータを地上ユニットに伝達するために拡散スペクトル技術を用いる。拡散スペクトルの使用は、特に衛星測位システムでは有利である。拡散スペクトル技術は、ＧＰＳ受信機ユニットが単独の周波数上で動作できるようになり、これにより、複数の周波数が使用される場合に他の帯域を切り替え、チューニングするために必要な付加的な電子部品を節約することができる。拡散スペクトルは、また、ＧＰＳ受信機の消費電力要件を最小限にする。ＧＰＳ送信機は、例えば５０ワット以下を必要とし、しかもかなりの干渉に耐える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ＧＰＳシステムは広範に利用可能であるが、その性能を低下させるか、あるいはＧＰＳ受信機などの個々のＧＰＳ衛星測位システム受信機ユニットの有効性を阻害する状態がある。ただし、位置を確定するのにあまり有効でないＧＰＳ受信機がある一方で、阻害されることなくその位置を確定することができる他のＧＰＳ受信機もある。
【００１５】
可視ＧＰＳ衛星を捕捉するＧＰＳ受信機ユニットの能力を改善する周知の手法としては、固定された地上ネットワークにより提供されるタイミング信号、あるいは固定ネットワーク装置内に格納されたアルマナックデータおよびエフェメリスデータなどの支援情報を使用することがある。しかしながら、ＧＰＳ受信機ユニットは、ＧＰＳ衛星と同様に地上ネットワークからの信号を受信することに問題がある場合がある。さらに、固定ネットワークソリューションを実施するには、ネットワークオペレータにより購入され維持される設備の費用が必要となる。また、固定ネットワークソリューションでは、ネットワークの停止および故障の影響を受けやすい。ネットワークソリューションの拡張は、かなりのコストでネットワークに付加的ハードウェアを追加することが制限されることがよくある。
【００１６】
ＧＰＳ衛星を捕捉し、ＧＰＳ受信機ユニットの位置を確定するＧＰＳ受信機ユニットの能力を高める従来の手法は、ＧＰＳ受信機ユニットが移動電話ネットワークなど別のネットワークから支援データ又は割り当てデータを受信するように構成されていることが必要とされていた。しかしながら、このような手法は、様々なタイプのネットワークの数と、ネットワークインフラストラクチャのコストと、固定ネットワーク内で発生し得る故障停止による内在的な問題があり、最適であるとは言い難い。
【００１７】
したがって、ＧＰＳ受信機ユニットの位置確定能力を改善するために、上述の欠点および従来経験された他の欠点を克服する方法とシステムの要求がある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に係るシステムは、無線装置内やＧＰＳ対応無線装置内や固定ネットワーク要素内に設置可能な、あるいは、ＧＰＳ対応装置がアクセス可能な、仮想衛星システムサーバを提供する。仮想衛星システムサーバは、ＧＰＳ対応装置の位置を確定するのに、あるいは、ＧＰＳ衛星の捕捉時間の低減を支援するのに十分なＧＰＳ衛星からの衛星測位データを受信することができないＧＰＳ対応装置に対し、支援又は補助位置データを受信し、格納し、送信することができる。
【００１９】
仮想衛星システムサーバは、例えば移動局、ＰＤＡ、ブルートゥース対応装置などの無線装置内に実現することができる。仮想衛星システムサーバを有する無線装置は、他の仮想衛星システムサーバ、又は、固定ネットワークベースのロケーションサーバに対し、支援情報又は他の情報を提供することができる。また、無線装置は仮想衛星システムサーバの有無にかかわらず、仮想衛星システムサーバ対応装置から支援又は補助情報を受信することができる。
【００２０】
本発明のその他のシステム、方法、特徴、および利点は、以下の図面と詳細な説明を検討することにより当業者には明白となるであろう。このようなすべての付加的なシステム、方法、特徴、および利点は本明細書に含まれ、本発明の範囲内であり、添付の特許請求範囲により保護されるように意図している。
【００２１】
添付図面における構成要素は、必ずしも寸法が基準化されていなく、むしろ本発明の原理を図示することに重点が置かれる。添付図面において、同様な参照符号は、異なる図面にわたり対応する部分を示す。
【実施例】
【００２２】
先に検討された周知の手法とは異なり、仮想衛星システムサーバは、多数の衛星システムサーバを、例えば移動電話ネットワーク、ブルートゥースネットワーク、８０２．１１無線ネットワークといった無線ネットワーク全体にわたって配置できるようにする。固定ネットワークのＧＰＳ基準受信機の形態とは異なり、仮想衛星システムサーバは、ＧＰＳ対応無線装置を支援するネットワークの信頼性を高める一方で、ネットワークオペレータがネットワーク全体にわたって高価な固定ＧＰＳ基準受信機を導入することを回避することがきるようにする。
【００２３】
まず図１を参照すると、衛星測位システム１００の機能的な枠組が示されている。複数の衛星（その一つは１０２を示す）は、衛星群として地球を周回する。このような衛星群の例は、米国政府により運営される全地球測位システム（ＧＰＳ）である。衛星１０２は、移動局１０８、ＧＰＳ基準受信機１１０などのＧＰＳ対応装置と通信１０４，１０６を行う。移動局１０８は、ＧＰＳクライアント１１２、及び、例えば移動電話やブルートゥースや８０２．１１タイプの無線ネットワークのような通信ネットワーク、及び／又はデータネットワーク１１７と通信を行うことができる通信部（通話処理部）１１４を有してよい。
【００２４】
ＧＰＳ基準受信機１１０は、ＧＰＳ受信機から測位データを収集する。測位データは、エフェメリス、アルマナック、ＧＰＳ時刻、および他のＧＰＳデータを含んでよい。ＧＰＳ基準受信機１１０は、ＮＭＥＡ−１０８、ＲＴＣＭ１０４、及び／又は適当なメッセージ形式などのプロトコルを搬送するＲＳ２３２リンク１１３などの通信リンクを介してＧＰＳデータセンタ１１５と通信することができる。ＧＰＳデータセンタ１１５は、ＧＰＳ基準受信機１１０により受信された測位データを格納する。
【００２５】
ＲＳ２３２リンク１１３は、若干の例を挙げると、電話回線網（公衆電話回線網システム：Ｐｕｂｌｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）やマイクロ波通信方式リンクのような専用リンク上で伝送することができる。ＧＰＳデータセンタ１１５は、ＴＣＰ／ＩＰ接続１１８を通してＧＰＳサーバ１１６と通信することができる。
【００２６】
ＧＰＳサーバ１１６は、位置を確定するために、ＧＰＳ基準受信機１１０から受信されＧＰＳデータセンタ１１５に格納された測位データを処理することができる。さらに、ＧＰＳサーバ１１６は、他の装置から測位データを受信し、その測位データを処理することにより位置を確定することができる。次に、ＧＰＳサーバ１１６は、その測位結果を他の装置に応答する。ＧＰＳサーバ１１６は、ＴＣＰ／ＩＰリンク１２２を通してメインサーバ１２０と通信を行うことができる。
【００２７】
また、メインサーバ１２０は、別のＴＣＰ／ＩＰリンク１２６を通してユーザ１２４と通信を行うことができる。メインサーバ１２０は、ユーザ１２４から地上位置のリクエストを受信し、ＧＰＳサーバ１１６と移動局１０８との間のトランスポートメカニズムを提供し、最終的にユーザ１２４に地上位置情報を戻すことができる。ユーザ１２４は、緊急通報受付所（ｐｕｂｌｉｃ  ｓａｆｅｔｙ  ａｎｓｗｅｒｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ（ＰＳＡＰ））用の拡張９１１（Ｅ９１１）サーバ、又は、例えば近くのレストラン、店舗、又は、娯楽会場の場所を提供するような他のデータサービス用サーバであってもよい。ネットワーク要素１１０，１１５，１１６，１２０，１２４は個別のネットワーク要素として示される。他の実施形態では、これらのネットワーク要素は組合わされたり、ネットワーク内で再配置することができる。
【００２８】
ＧＰＳサーバ１１６は、無線インターフェース１２８を通して移動局１０８と通信を行う。移動局１０８は、限定しないが、移動電話、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、携帯型コンピューター、個人用ディジタル情報処理端末（ＰＤＡ）、ＰＣＳ装置、およびブルートゥース対応装置のような電気装置であってよい。無線インターフェース１２８は、若干の例を挙げると、例えばＩＳ８０１、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＡＭＰ、ＮＡＭＰ、ｉＤＥＮのような移動電話標準規格、又は、ブルートゥース又はＷｉ−Ｆｉのような他の無線通信規格であってよい。無線インターフェース１２８は、基地局やＰＳＴＮのような伝送網に接続されたネットワーク塔のようなネットワーク１１７のインフラストラクチャを通して送信することができる。
【００２９】
図２に、仮想衛星システムサーバ（ＶＳＳＳ）２０２を実現するＧＰＳクライアント１１２を有する図１の移動局１０８のブロック線図を例示する。ＧＰＳ対応移動局１０８のＧＰＳクライアント１１２は、ＧＰＳ  ＲＦ受信機２０４、コントローラ２０６、同期型ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）２０８、フラッシュメモリ２１０、バス２１２、および論理プロセッサブロック２１４を有する。ＧＰＳ  ＲＦ受信機２０４は、アンテナ２１６を介し測位信号（本実施形態の拡散スペクトル信号）を受信する。コントローラ２０６は、仮想衛星システムサーバ２０２、ＧＰＳ  ＲＦ受信機２０４、及び論理プロセッサブロック２１４と通信を行う。
【００３０】
コントローラ２０６は、メモリ（即ち、ＳＤＲＡＭ２０８、フラッシュメモリ２１０）に格納された複数の命令を実行し、受信拡散スペクトル信号を処理する論理プロセッサブロック２１４により生成された結果に作用する。別の実施形態では、フラッシュメモリ２１０は読み取り専用メモリ又は他のタイプの再プログラム可能なメモリであってよい。論理プロセッサ２１４は、Ａ／Ｄ変換器、整合フィルタ、相関器、又はこれらディジタル論理デバイスとＧＰＳスペクトル拡散信号のような測位信号の処理を支援する他の論理デバイスとの組み合わせであってよい。コントローラ２０６は、バス２１２を通してＳＤＲＡＭ２０８とフラッシュメモリ２１０にアクセスする。
【００３１】
コントローラ２０６は、また、ベースバンド処理装置に加えプロセッサ又はコントローラを有することでき、アンテナ２１８を介して無線ネットワークと通信を行うことができるホスト部又は通話処理部１１４と通信を行うことができる。プロセッサ又はコントローラは、Ｉ＆Ｑ測定の処理、又は通話処理部１１４におけるデータネットワーク１１７からのディジタルＲＦの処理を行う。通話処理部１１４は、Ｉ＆Ｑ測定を受信するためにコントローラ２０６と通信を行うことができる。あるいは、別の実施形態では、通話処理部１１４はＧＰＳ  ＲＦ受信機２０４と通信を行い、ディジタルＲＦデータを受信することができる。通話処理部１１４の処理部は、Ｉ＆Ｑ測定を処理するためにプロセッサ又はコントローラが実行する複数の命令を備えたメモリを有することができる。
【００３２】
コントローラ２０６がＧＰＳ対応移動局１０８の位置を確定できなかった場合、追加のデータ又は支援データを使用することができる。このようなデータは、仮想衛星システムサーバ２０２から検索することができる。仮想衛星システムサーバ２０２は、ＧＰＳクライアント１１２又は通話処理部１１４内に局所的に存在することができる。仮想衛星システムサーバ２０２に含まれ得るデータは、限定しないが、アルマナック、エフェメリス、ＧＰＳ時刻、およびＤＧＰＳデータを含む。コントローラ２０６は、ＧＰＳ対応移動局１０８の位置を確定するために、仮想衛星システムサーバ２０２に含まれる支援データ又は補助データにアクセスすることができる。
【００３３】
ＧＰＳ対応移動局１０８の位置が確定されると、現在のアルマナック、エフェメリス、ＧＰＳ時刻、ＤＧＰＳデータなどのデータを、ＧＰＳクライアント１１２内に存在し得る仮想衛星システムサーバ２０２に送信することができる。さらに、仮想衛星システムサーバ２０２の定期的な更新は、所定間隔又はイベントの発生時にすることができる。イベントの例としては、無線ネットワークを介したトークンの受信、無線ネットワークを介した送信メッセージの受信、タイマーの終了時、新しい衛星信号がＧＰＳ  ＲＦ受信機２０４により受信された時を挙げることができる。
【００３４】
ＧＰＳ対応移動局１０８のＧＰＳクライアント１１２は、仮想衛星システムサーバと通信を含み得る自律モード、ネットワーク補助モード、およびネットワーク中心モードといった、様々なモードを有してよい。図２では、ＧＰＳクライアント１１２は、通話処理部１１４により使用されるＩ＆Ｑ測定サンプルなどの生データを生成するコントローラ２０６を備えたセンサとして機能する。この構成では、多機能部のより大きなパワーを使用して比較的弱い信号を捕捉することができる。
【００３５】
アクティブモードのＧＰＳ対応移動局１０８は、センサ機能としてＧＰＳクライアント１１２を動作させる複数の命令を実行することができる。センサ機能は、ＧＰＳクライアント１１２に、アンテナ２１６を介しＧＰＳ  ＲＦ受信機２０４で拡散スペクトル信号を受信させ、コントローラ２０６により生の擬似距離データ（ｒａｗ  ｐｓｅｕｄｏ  ｒａｎｇｅ  ｄａｔａ）を生成させる。次に、生の擬似距離データは、通信路１２２を通して通話処理部１１４に送信される。次に、通話処理部１１４の処理能力は、緯度、経度、高度、時刻、進行方向、及び速度を計算するコントローラ２０６に関連して使用することができる。通話処理部１１４は、コントローラ２０６に位置データを単に渡すか、ＧＰＳクライアントのホストとして働くか、あるいは位置データを前処理／処理することができる。したがって、付加された通話処理部１１４の処理能力を、位置決定を支援するために使用することができる。センサ機能の別の利点は、比較的弱い（−１６２ｄｂｍ程度）信号を捕捉する能力である。センサ機能は、ＧＰＳクライアント１１２を組込む装置に最も大きな影響を及ぼし得るが、比較的弱い衛星信号を捕捉して、より迅速に捕捉信号を自動追尾する能力がもたらされる。
【００３６】
メモリは、図２ではＳＤＲＡＭ２０８又はフラッシュメモリ２１０として図示されるが、本発明に係るシステムと方法の全体又は一部は、他の機械読取り可能媒体（例えば、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、およびＣＤ−ＲＯＭなどの２次メモリ）上、ネットワークから受信される信号上、あるいは現在公知の、あるいは、最新のＲＯＭやＲＡＭの他の形態上に格納されるか又はそこから読み出すことができるということを当業者は十分に理解するであろう。さらに、ＧＰＳ対応移動局１０８の特定の構成要素が説明されたが、本発明に係る方法、システム、および製品と共に使用するのに好適な測位システムは、付加的又は異なる構成要素を含んでいてもよいということを当業者は十分に理解するであろう。例えば、コントローラ２０６は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、中央処理装置として働く他のタイプの個別回路又はそれらの組み合わせ、８ビットの倍数以外のサイズのブロックでデータを処理する特別設計のＤＳＰであってもよい。メモリ２０８は、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、又は他のタイプの読み出し／書き込み可能なメモリであってよい。
【００３７】
図３に、ＧＰＳ基準受信機１１０、ＧＰＳデータセンタ１１５、及びＧＰＳサーバ１１６の機能を実現する仮想衛星システムサーバ２０２を有する図２のＧＰＳ対応移動局１０８の内部のブロック線図を示す。ＧＰＳクライアント１１２は、移動局１０８において実現できる内部ＧＰＳ基準受信機部３０２とＧＰＳデータセンタ部３０４とＧＰＳサーバ３０６とから構成される仮想衛星システムサーバ２０２を有する。仮想衛星システムサーバ２０２は、ＧＰＳ支援データソースとして（航行時）、あるいはＧＰＳ支援データユーザーとして（衛星を捕捉しようとする時）使用することができる。したがって、共通の地理的エリア（近傍と呼ぶ）内にある仮想衛星システムサーバを有する他の移動局は、所与の移動局に対してＧＰＳ支援データを提供することもできるし、あるいは、その仮想衛星システムサーバを有する他の移動局は衛星を捕捉しようとする場合に、支援を要求してもよい。仮想衛星システムサーバ２０２の使用により、ネットワーク全体にわたって固定の実際の／物理的なＧＰＳ基準受信機を導入する費用が節約される。
【００３８】
移動局１０８は、ネットワーク支援ＧＰＳモードで動作することができ、これにより、支援を提供するために必要な全てのエフェメリスとアルマナックデータ全体を収集するのに十分に長い間電源を「オン」することができる。電源「オン」時間は１〜１０秒間であってよく、エフェメリスデータの収集には最大でおよそ３０秒間が必要とされるが、移動局が厳しい環境にある場合には該データ収集は不可能である。他の実施形態では、支援ＧＰＳモードは、エフェメリスデータ及び／又はアルマナックデータの一部を収集し送信するのに十分に長い間、その電源を「オン」することができる。移動局１０８は、航行データ又はメッセージのごく一部分のみ（即ち、１ワード又はせいぜい１サブフレーム）を収集してもよく、その情報は、他の移動局により収集された他の数片のデータと合成することができる。測位データは、部分的なデータを伝送するシャトルメッセージを使用することにより移動局から移動局へ、又は装置から装置へ移動され、現在該シャトルメッセージを所有する装置により更新される。このデータが収集されると、データは、移動局、又は、十分な情報を直接に利用できないが十分な情報がシャトルメッセージ内にある場所で復号化することができる。
【００３９】
シャトルメッセージで移動される測位データは、様々な処理レベルであってもよい。測位データは、直ちに衛星を捕捉するために使用することができる完全な現在有効な一組の測位データであってよい。また、該データは、収集および検証の様々なレベルの不完全な生データであってもよく、将来の測位データに適用することができる。このデータは、シャトルメッセージのバックグラウンドで収集され、完全な現在確認された一組の測位データで置き換えることができる。したがって、将来の測位データを並行して作成するとともに、ＧＰＳ衛星の捕捉を速めるという、シャトルメッセージから同時に得られる利点がある。他の実施形態では、シャトルメッセージは、現在確認された一組の測位データを単に集めて提供してよい。
【００４０】
図４に、他の移動局４０４，４０６から情報を受信する、無線ネットワーク４０２内の仮想衛星サーバ２０２を備えた図１のＧＰＳ対応移動局１０８を例示する。他の移動局は、通信が移動局１０８と４０６との間で可能な限り、移動局４０４のように無線ネットワーク内に、あるいは無線ネットワーク４０６外に位置してよい。このような通信の例は、移動電話ネットワーク４０２ではなくブルートゥースネットワークを使用して通信を行う移動局１０８，４０６であろう。無線ネットワーク４０２は、共通に設置されたＧＰＳ基準受信機１１０とＧＰＳデータセンタ１１５を有するＧＰＳサーバ１１６を含むとともにアンテナ４１０とＧＰＳアンテナ４１２に接続された基地局４０８を有する。仮想衛星システムサーバ４１２を有する他の無線装置４０４もまた、無線ネットワーク４０２内に存在する。無線ネットワーク４０２外の第３の装置４０６もまた仮想衛星システムサーバ４１４を含む。第３の装置４０６は、仮想衛星システムサーバ４１４を含むブルートゥース対応無線装置であってよい。
【００４１】
追加の装置４０４，４０６は、公衆電話交換網、及び／又はマイクロ波のような他のネットワークに接続された基地局を介してネットワーク４０２のネットワークインフラストラクチャ内に確立された通信リンク１１７を介して（又は、制御通信チャネルを通して）ＧＰＳ対応移動局１０８と通信を行うことができる。無線装置４０６は無線ネットワーク４０２外に存在するものとして示され、無線装置４０４は無線ネットワーク４０２内に存在する。無線装置１０８，４０６、及び移動局４０４は無線装置として示されるが、他の実施形態においては無線装置、有線装置、又は可搬の有線／無線装置であってよい。
【００４２】
ＧＰＳ対応移動局１０８は、ＧＰＳ信号１１０からその位置を確定することができないが、図３のＧＰＳ基準受信機３０２とＧＰＳデータセンタ３０４のような仮想衛星システムサーバ２０２を所有する場合、図４のＧＰＳ対応移動局１０８は、アンテナ４１０を介した基地局４０８、無線装置４０４などネットワーク４０２内に位置する他の装置又は他の無線装置４０６の他の衛星測位システムサーバから支援又は補助情報を要求することができる。送信メッセージは、他の装置から支援又は補助情報を要求するＧＰＳ対応移動局１０８により制御通信路を通して送信することができ、次に、仮想衛星サーバシステムを有する他の装置４０８，４０４，４０６が応答することができる。他の実施形態では、この応答は、ＧＰＳ対応移動局１０８と他の装置４０４，４０６，４０８との間に確立された音声又はデータチャネルを通して送信することができる。このような通信は、仮想衛星システムサーバ２０２で終端される矢印を有する破線として図４に示される。
【００４３】
図５に、仮想ＧＰＳデータセンタ（ＶＧＤＣ）５０２内に組み込まれたネットワーク要素１１０，１１５のブロック図を示す。ＶＧＤＣ２０２はＧＰＳサーバ１１６と通信を行う。次に、ＧＰＳサーバ１１６は、それぞれの移動局（図示せず）内にも存在し得るＧＰＳクライアント５０２、追加のＧＰＳクライアント５０４，５０６と通信を行う。ＧＰＳクライアント５０２，５０４，５０６は、支援又は補助情報を受信するためにＧＰＳサーバ１１６と通信を行うことができる。あるいは、ＧＰＳクライアント５０２，５０４，５０６が、無線又は携帯装置のＧＰＳデータセンタ内の仮想衛星システムサーバ２０２のサブセットである仮想ＧＰＳデータセンタ５０８の機能を含んでもよい。仮想ＧＰＳデータセンタは、ネットワーク内のインフラストラクチャとして固定されたＧＰＳサーバ１１６と通信を行う。
【００４４】
ＶＧＤＣ５０８は、およその位置を確定し、アルマナックデータ、エフェメリスデータを捕捉し、仮想ＧＰＳデータセンタ２０２内にその情報を格納することができる。ＶＧＤＣ５０８に含まれる情報は、ＧＰＳサーバ１１６と交換することができる。いったんＧＰＳサーバ１１６により捕捉された情報は、ＧＰＳクライアント１  ５０２、ＧＰＳクライアント２  ５０４、ＧＰＳクライアント３  ５０６など他のＧＰＳクライアントからアクセス可能である。
【００４５】
図６に、ＶＳＳＳ２０２内に実現されたネットワーク要素１１０，１１５，１１６を図示するブロック線図を示す。ポイントツーポイント接続によりＧＰＳクライアント５０２，５０４，５０６と通信を行うネットワーク要素が示される。ＶＳＳＳは、ＶＳＳＳ２０２内にＧＰＳ基準受信機１１０、ＧＰＳデータセンタ１１５、ＧＰＳサーバ１１６の機能を結集する。結集された機能は、移動局１０８などの無線装置が、アルマナックデータ、エフェメリスデータ及び位置データなどの位置データを受信することができるだけでなく、ネットワークベース又は無線ベースでよい他の仮想衛星システムサーバからこのようなデータを受信し格納できるようにする。したがって、仮想衛星システムサーバ間のポイントツーポイント通信を、位置データを転送し共有するために確立することができる。さらに、仮想衛星システムサーバ６０２は、仮想衛星システムサーバから支援又は補助情報を要求できるのみの他のＧＰＳクライアントに、支援データ又は補助データを提供することができる。
【００４６】
図７に、無線ネットワーク４０２内で、仮想衛星システムサーバ２０２を有するＧＰＳ対応装置１０８と通信を行うＧＰＳ対応装置７０２を示す。ＧＰＳ対応装置７０２は、アンテナ２１６に接続された衛星測位システム（ＳＡＴＰＳ）受信機を有する。ＧＰＳクライアント１１２内に含まれる仮想衛星システムサーバ２０２を有するＧＰＳ対応装置１０８は、インフラストラクチャ、即ち、アンテナ２１８を介して基地局４０８を使用することにより、無線ネットワーク４０２を介してＧＰＳ対応装置７０２と直接に通信７０６を行うことができる。ＧＰＳ対応装置１０８内の仮想衛星システムサーバ２０２は、他の移動体通信装置に支援及び／又は補助データを提供する。仮想衛星システムサーバ２０２に依存するが、ＧＰＳサーバは、ネットワーク内に実現されてもよいし、あるいは仮想衛星システムサーバ２０２の一部であってもよい。仮想位置システムサーバ２０２は、ＧＰＳ対応クライアント１１２内に存在してもよいし、あるいは携帯電話のような無線装置の通話処理ユニット１１４内に存在してもよい。仮想衛星システムサーバ２０２を有するＧＰＳ対応クライアント１１２は、要求する無線装置７０２と同じ無線ネットワーク内に存在しても存在しなくてもよい。無線ネットワーク４０２は、支援及び／又は補助データの送信１１７を使用可能にする。無線ネットワーク４０２は、一般制御チャネルを介してか、あるいは、接続指向セッション又は非接続セッションを介する他の実施形態で実現されてもよい。さらに他の無線システムでは、上記接続は、ＩＰベアラ上の複数の無線装置間に直接的であってもよいし、あるいは、インスタントメッセージングのようなネットワーク機能を介してもよい。
【００４７】
仮想衛星システムサーバ２０２は、ＧＰＳ受信機と、ＧＰＳデータセンタと、その位置を確定しようとする装置を支援又は補助するために必要に応じＧＰＳ衛星情報を提供するＧＰＳサーバとを実現する。仮想衛星システムサーバ２０２は、基地局４０８のようにネットワークエンティティ内にあるいは他の装置内に存在してよい。仮想衛星システムサーバ２０２は、仮想衛星システムサーバ２０２を実現する一組の命令を実行する無線装置のコントローラを使用してもよいし、あるいは個別のコントローラを有してもよい。仮想衛星システムサーバ２０２は、携帯型ＰＤＡ、携帯電話、および他の無線および非無線携帯機器内のＧＰＳクライアント内に存在してよい。
【００４８】
図８に、複数のＧＰＳクライアント５０２，５０４，５０６と通信を行う仮想衛星システムサーバ６０２のブロック線図を示す。この実施形態では、仮想衛星システムサーバ６０２は、図１のＧＰＳクライアント１１２のようなＧＰＳクライアント内に、ＧＰＳ基準受信機１１０、ＧＰＳデータセンタ１１５、およびＧＰＳサーバ１１６のネットワーク機能を結集している。ＧＰＳサーバ１１６は、複数のＧＰＳクライアント５０２，５０４，５０６と通信を行うことができる。同様に、仮想衛星システムサーバ６０２は、図６のポイントツーポイントタイプの通信とは対照的に、複数のＧＰＳクライアント５０２，５０４，５０６と通信８０２，８０４，８０６を行うことができる。
【００４９】
この実施形態の部品は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアの組み合わせで実現することができる。本発明の形態は、メモリ内の命令として実現することができ、そして本発明に係るシステムと方法の全て又は一部は、他の機械読取り可能媒体（例えば、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及びＣＤ−ＲＯＭなどの２次メモリ）上、ネットワークから受信される信号上、あるいは現在公知かあるいは最新のＲＯＭ又はＲＡＭの他の形態上に格納されるか又はそこから読み出すことができるということを当業者は十分に理解するであろう。
【００５０】
上述の実施形態の説明は、図解と説明を目的として提示された。上述の説明は、網羅的ではなく、開示された厳密な形態に、請求範囲の発明を制限するものではない。修正と変形は、上記説明に照らして可能であるか、あるいは本発明を実行することにより得られる。例えば、説明した実施形態はソフトウェアを含むが、本発明は、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせとして、あるいはハードウェアだけで実現されてよい。また本実施形態がシステムにより異なり得るということに留意されたい。本特許請求の範囲及びそれらの同等のものが、本発明の範囲を定義する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】ＧＰＳデータセンタを有する衛星測位システムの機能的な枠組を図示する。
【図２】仮想衛星システムサーバを実現するＧＰＳクライアントを備えた図１の移動局のブロック線図である。
【図３】ＧＰＳ基準受信機およびＧＰＳデータセンタの機能を実現する仮想衛星システムサーバを有する図２のＧＰＳ対応移動局の内部のブロック線図である。
【図４】他の無線装置から情報を受信する、無線ネットワーク内の仮想衛星サーバを有する図２のＧＰＳ対応移動局を図示する。
【図５】図２の仮想衛星システムサーバ内に合成されたネットワーク要素のブロック表現である。
【図６】仮想衛星システムサーバ内に実現されるネットワーク要素を図示するブロック線図である。
【図７】無線ネットワーク内で、図２の仮想衛星システムサーバを有する別のＧＰＳ対応装置と通信を行うＧＰＳ対応装置である。
【図８】複数のＧＰＳクライアントと通信を行う図６の仮想衛星システムサーバのブロック線図である。
【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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