(57)【要約】  測位信号をブロードキャストする送信器を含む位置ロケーションシステム。各ブロードキャストされる測位信号は、擬似乱数測距信号を含む。位置ロケーションシステムは、リモート受信器で受信された測位信号の到着時間を獲得し、測定する、リモート受信器を含む。時間のインターバル中に、少なくとも２つの測位信号は、送信器によって同時に送信され、リモート受信器で同時に受信される。２つの測位信号は、２つの測位信号の各測位信号の帯域幅の約２５％未満であるオフセットだけ互いからオフセットされる搬送波周波数を有する。測位信号の間の相互干渉は、前記リモート受信器を２つの測位信号のうちの選択された信号の周波数に同調させることと、選択された信号を選択された信号の送信された擬似乱数測距信号と一致する基準擬似乱数測距信号に相関させることとによって、減らされる。
2014529729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の測位(positioning)信号をブロードキャストする複数の送信器を含む送信器ネットワークであって、前記複数の測位信号の各測位信号は、擬似乱数(pseudorandom)測距(ranging)信号を含む、送信器ネットワークと、
リモート受信器で受信された前記複数の測位信号の到着時間を獲得し、測定する、リモート受信器と
を含み、
時間のインターバル中に、少なくとも２つの測位信号は、それぞれ前記複数の送信器の異なるメンバによって同時に送信され、前記リモート受信器で同時に受信され、前記少なくとも２つの測位信号は、異なる搬送波周波数を有し、前記異なる搬送波周波数は、前記少なくとも２つの測位信号の各測位信号の帯域幅の２５％未満または２５％と等しいのうちの少なくとも１つである量だけ互いからオフセットされる
位置ロケーションシステム。
【請求項２】
前記オフセットは、前記擬似乱数測距信号のフレームレートと前記フレームレートの分数１／ｎとの合計の倍数であり、ｎは整数である、請求項１に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項３】
前記少なくとも２つの測位信号は、異なる擬似乱数符号を有する、請求項１に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項４】
前記少なくとも２つの測位信号は、同一の擬似乱数符号を有する、請求項１に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項５】
前記擬似乱数測距信号は、複数回連続して繰り返される、請求項１に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項６】
時間の前記インターバル中に、少なくとも２つの追加の測位信号は、前記複数の送信器によって非並行に送信される、請求項１に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項７】
前記少なくとも２つの追加の測位信号は、同一の擬似乱数符号を有する、請求項６に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項８】
前記複数の送信器は、幾何学的パターンに配置され、前記複数の測位信号をブロードキャストするのに複数のタイムスロットを使用する、請求項１に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項９】
前記複数の送信器は、前記複数の測位信号をブロードキャストするのに時間多重化フレーム内でｎ個のタイムスロットを使用する少なくともｍ個の送信器を含み、ｍおよびｎは、正の整数である、請求項８に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項１０】
ｍは、ｎより大きい、請求項９に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項１１】
ｍは、ｎ未満またはｎと等しいのうちの少なくとも１つである、請求項９に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項１２】
前記少なくともｍ個の送信器のうちの少なくとも１つは、時間多重化フレーム内の１つよりも多いスロットに送信する、請求項９に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項１３】
前記少なくともｍ個の送信器のそれぞれは、その擬似乱数測距信号を送信するのにｋ個の擬似乱数符号のセットの中で選択される擬似乱数符号を使用し、ｋは、１より大きい数である、請求項９に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項１４】
ｋは、ｎより大きいまたはｎと等しいのうちの少なくとも１つである、請求項１３に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項１５】
前記複数の送信器のうちの少なくとも１つの送信器は、測位信号の少なくとも２つの連続する時間多重化フレーム内に測位信号を送信する、請求項１に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項１６】
前記少なくとも２つの連続する時間多重化フレームは、主フレームおよび副フレームを含み、測位データは、前記主フレーム内で送信される、請求項１５に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項１７】
補助データは、前記副フレーム内で送信され、前記補助データは、セキュリティデータおよび認証データのうちの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項１８】
測位データは、前記副フレーム内で送信される、請求項１７に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項１９】
前記少なくとも２つの測位信号は、互いの付近にある少なくとも２つの送信器によって同時に送信され、前記少なくとも２つの測位信号は、少なくとも１つの共通パラメータを有する、請求項１に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの共通パラメータは、擬似乱数符号および測位信号データのうちの少なくとも１つである、請求項１９に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項２１】
前記擬似乱数符号は、最大長擬似乱数符号である、請求項２０に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項２２】
前記擬似乱数符号は、ゴールド符号である、請求項２０に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項２３】
前記複数の送信器は、送信器のスーパーグループを含み、前記スーパーグループは、幾何学的パターンに配置された送信器の複数のグループを含み、各グループは、幾何学的パターンに配置された複数の送信器を含む、請求項１に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項２４】
スーパーグループの前記複数のグループは、ｎグループ繰返しパターンを含み、ｎは整数である、請求項２３に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項２５】
前記スーパーグループの前記幾何学的パターンは、グループの六角形パターンを含む、請求項２３に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項２６】
スーパーグループの前記複数のグループは、７つのグループを含む、請求項２３に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項２７】
各グループは、７つの送信器を含む、請求項２６に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項２８】
前記スーパーグループは、時分割多重化（ＴＤＭＡ）通信ネットワーク、符号分割多重化（ＣＤＭＡ）通信ネットワーク、および周波数オフセット多重化（ＦＯＭ）ネットワークのうちの少なくとも１つを含む、請求項２３に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項２９】
前記少なくとも２つの測位信号は、前記複数のグループのうちのグループの少なくとも２つの送信器によって同時に送信される、請求項２３に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項３０】
前記少なくとも２つの測位信号は、異なるグループ内の少なくとも２つの送信器によって同時に送信される、請求項２３に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項３１】
前記複数の測位信号は、擬似乱数符号のセットを含み、前記送信器の前記複数のグループ内の各グループは、擬似乱数符号の前記セットの置換を利用する、請求項２３に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項３２】
擬似乱数符号の前記セットの前記置換は、前記送信器のスロット番号に関して循環的である、請求項３１に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項３３】
前記置換は、前記セット内の各擬似乱数符号をグループ内の各送信器の地理的位置に関連付ける、請求項３１に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項３４】
各グループ内の送信器の位置は、送信タイムスロットに関連する、請求項３３に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項３５】
前記複数のグループの各グループは、前記複数の測位信号をブロードキャストするのに複数のタイムスロットを使用する、請求項２３に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項３６】
前記複数のグループの各グループは、前記複数の測位信号をブロードキャストするのにｎ個のタイムスロットを使用するｎ個の送信器を含み、ｎは、整数である、請求項３５に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項３７】
前記複数のグループの各グループは、前記複数の測位信号をブロードキャストするのにタイムスロットの同一のセットを使用する、請求項３５に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項３８】
グループの各送信器は、前記グループのすべての他の送信器とは異なるタイムスロットにブロードキャストする、請求項３７に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項３９】
スーパーグループの前記複数のグループの各グループは、すべての他のグループの前記擬似乱数符号とは異なる少なくとも１つの擬似乱数符号を使用する、請求項３５に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項４０】
前記少なくとも１つの擬似乱数符号は、ゴールド符号を含む、請求項３９に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項４１】
前記スーパーグループの前記複数のグループの各グループは、すべての他のグループの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用する、請求項３９に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項４２】
前記スーパーグループの前記複数のグループの各グループは、すべての他のグループのからの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用する、請求項３５に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項４３】
前記スーパーグループの前記複数のグループの前記複数の送信器は、その送信の少なくとも一部に共通の擬似乱数符号を使用する、請求項３５に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項４４】
前記擬似乱数符号は、ゴールド符号を含む、請求項４３に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項４５】
前記擬似乱数符号は、最大長擬似乱数シーケンスを含む、請求項４３に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項４６】
前記最大長擬似乱数シーケンスは、ゴールド符号を形成する２つの最大長シーケンスのうちの第１シーケンスを含む、請求項４５に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項４７】
グループの各送信器は、前記グループのすべての他の送信器とは異なる擬似乱数符号を使用してブロードキャストする、請求項３５に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項４８】
スーパーグループの前記複数のグループの各グループは、前記複数のすべての他のグループと同一である擬似乱数符号のセットを使用する、請求項４７に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項４９】
前記スーパーグループの前記複数のグループの各グループは、すべての他のグループからの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用する、請求項４８に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項５０】
前記スーパーグループの各送信器は、前記スーパーグループのすべての他の送信器とは異なる擬似乱数符号を使用してブロードキャストする、請求項３５に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項５１】
前記スーパーグループの前記複数のグループの各グループは、すべての他のグループのからの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用する、請求項５０に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項５２】
スーパーグループの前記複数のグループの各グループは、最大長擬似乱数シーケンスに従う少なくとも１つの擬似乱数符号を使用する、請求項３５に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項５３】
前記スーパーグループの各グループの前記少なくとも１つの擬似乱数符号は、前記スーパーグループのすべての他のグループの前記擬似乱数符号とは異なる、請求項５２に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項５４】
前記スーパーグループの前記複数のグループの各グループは、前記スーパーグループのすべての他のグループの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用する、請求項５３に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項５５】
前記スーパーグループの前記複数のグループの各グループは、すべての他のグループのからの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用する、請求項３５に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項５６】
前記スーパーグループの各グループは、前記スーパーグループのすべての他のグループによって使用される擬似乱数符号とは異なる擬似乱数符号を使用する、請求項５５に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項５７】
スーパーグループの前記複数のグループの各グループは、擬似乱数符号の同一のセットを使用し、各グループの前記擬似乱数符号は、前記複数のグループのすべての他のグループのスロット番号に関して置換される、請求項２３に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項５８】
前記スーパーグループの前記複数のグループの各グループは、すべての他のグループのからの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用する、請求項５７に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項５９】
前記複数の送信器は、送信器の複数のスーパーグループを含み、前記複数のスーパーグループの各スーパーグループは、幾何学的パターンに配置された送信器の複数のグループを含む、請求項２３に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項６０】
グループの各送信器は、前記グループのすべての他の送信器とは異なる擬似乱数符号を使用してブロードキャストする、請求項５９に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項６１】
前記複数のスーパーグループの各スーパーグループは、前記複数のスーパーグループのすべての他のスーパーグループと同一の擬似乱数符号のセットを使用し、各スーパーグループの前記擬似乱数符号は、前記複数のスーパーグループのすべての他のスーパーグループのスロット番号に関して置換される、請求項６０に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項６２】
スーパーグループの前記複数のグループの各グループは、その同一のスーパーグループのすべての他のグループの周波数におけるオフセットとは異なる周波数におけるオフセットを使用する、請求項６１に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項６３】
前記複数のスーパーグループの各スーパーグループ内で、各送信器は、その同一のスーパーグループのすべての他の送信器とは異なる擬似乱数符号を使用してブロードキャストする、請求項５９に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項６４】
各スーパーグループは、すべての他のスーパーグループによって使用されるものと同一の擬似乱数符号のセットを使用し、スーパーグループの前記擬似乱数符号は、すべての他のスーパーグループのスロット番号に関して置換される、請求項６３に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項６５】
前記幾何学的パターンに対応する性能の測定値は、同一の送信パラメータを使用する送信器の間の距離と送信器半径との比である、請求項２３に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項６６】
前記幾何学的パターンに対応する性能の測定値は、前記スーパーグループによって使用される多重化プロトコルに関連する相関排除である、請求項２３に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項６７】
各搬送波周波数は、基本周波数とオフセットのセットの要素との合計であり、オフセットの前記セット内の各オフセットは、最小の非０オフセットの倍数である、請求項２３に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項６８】
オフセットの前記セットは、
０，ｋ０Ｒ＋Ｒ／Ｑ，２ｋ０Ｒ＋２Ｒ／Ｑ，３ｋ０Ｒ＋３Ｒ／Ｑ…，（Ｑ−１）ｋ０Ｒ＋（Ｑ−１）Ｒ／Ｑ
に対応し、ここで、Ｒは、ＰＮフレームレートを表し、ｋ０は、非０整数を表し、Ｑは、オフセットの個数と等しい整数である、請求項６７に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項６９】
前記整数ｋ０は、２と等しいおよび２を超えるのうちの少なくとも１つである大きさを有する、請求項６８に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項７０】
量Ｑは、前記リモート受信器によってコヒーレントに積分される前記測位信号のＰＮフレームの個数と等しい、請求項６８に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項７１】
前記リモート受信器によってコヒーレントに積分される前記測位信号のＰＮフレームの前記個数は、Ｑの整数倍数と等しい、請求項６８に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項７２】
前記量Ｑは、前記スーパーグループ内の送信器のグループの個数と等しく、前記受信器によってコヒーレントに積分される前記測位信号のＰＮフレームの個数は、前記スーパーグループ内の送信器のグループの個数より多い、請求項６８に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項７３】
基本周波数からの搬送波周波数オフセットのセットを含み、前記セット内の各オフセットは、前記複数の測位信号のそれぞれの前記帯域幅の２５％と等しいおよび２５％未満であるのうちの少なくとも１つである、請求項２３に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項７４】
測距データを含む複数の測位信号をブロードキャストする複数の送信器を含む送信器ネットワークと、
リモート受信器で受信された前記複数の測位信号の到着時間(time of arrival)を獲得し、測定するリモート受信器と
を含み、
時間のインターバル中に、少なくとも２つの測位信号は、それぞれ前記複数の送信器の異なるメンバによって同時に送信され、前記リモート受信器で同時に受信され、前記少なくとも２つの測位信号は、異なる搬送波周波数を有し、前記搬送波周波数は、前記少なくとも２つの測位信号の各測位信号の瞬間帯域幅の５０％未満である量だけ互いからオフセットされる
位置ロケーションシステム。
【請求項７５】
前記リモート受信器は、前記少なくとも２つの測位信号のうちの選択された測位信号の周波数に同調し、前記選択された測位信号を前記選択された測位信号の送信された擬似乱数測距信号に一致する基準擬似乱数測距信号と相関させ、前記相関は、選択されない信号によって作られる前記選択された測位信号への相互干渉を減らす、請求項７４に記載の位置ロケーションシステム。
【請求項７６】
複数の測位信号をブロードキャストする複数の送信器を含む位置ロケーションシステム内の送信器であって、前記複数の測位信号は、広帯域擬似乱数測距信号を含み、前記送信器は、
メモリに結合され、少なくとも１つのアプリケーションを実行させるプロセッサであって、前記少なくとも１つのアプリケーションは、
基本周波数とオフセットのセットに属する第１オフセットとの合計から第１周波数を選択し、
前記第１周波数の搬送波を含む第１測位信号を生成し、
前記複数の送信器の第２送信器からの第２測位信号の送信と同時に前記第１測位信号を送信し、前記第２測位信号は、前記基本周波数とオフセットの前記セットに属する第２オフセットとの合計である第２周波数の搬送波を有し、前記第１オフセットおよび前記第２オフセットは、前記複数の測位信号のそれぞれの帯域幅の２５％と等しいおよび２５％未満であるかの少なくとも１つである量だけ異なる
プロセッサ
を含む、送信器。
【請求項７７】
前記第１測位信号および前記第２測位信号は、異なる擬似乱数符号を含む、請求項７６に記載の送信器。
【請求項７８】
前記第１測位信号および前記第２測位信号は、同一の擬似乱数符号を含む、請求項７６に記載の送信器。
【請求項７９】
前記広帯域擬似乱数測距信号は、複数回連続して繰り返される、請求項７６に記載の送信器。
【請求項８０】
前記少なくとも１つのアプリケーションは、前記第１測距信号の少なくとも２つの連続する時間多重化フレーム内で測位信号を送信する、請求項７６に記載の送信器。
【請求項８１】
前記少なくとも２つの連続する時間多重化フレームは、主フレームおよび副フレームを含み、測位データは、前記主フレーム内で送信される、請求項８０に記載の送信器。
【請求項８２】
補助データは、前記副フレーム内で送信され、前記補助データは、セキュリティデータおよび認証データのうちの少なくとも１つを含む、請求項８１に記載の送信器。
【請求項８３】
測位データは、前記副フレーム内で送信される、請求項８２に記載の送信器。
【請求項８４】
前記第２送信器は、前記送信器の付近にあり、前記第１測位信号および前記第２測位信号は、少なくとも１つの共通パラメータを有する、請求項７６に記載の送信器。
【請求項８５】
前記少なくとも１つの共通パラメータは、擬似乱数符号および測位信号データのうちの少なくとも１つである、請求項８４に記載の送信器。
【請求項８６】
前記擬似乱数符号は、最大長擬似乱数符号である、請求項８５に記載の送信器。
【請求項８７】
前記最大長擬似乱数符号は、ゴールド符号を形成する２つの最大長シーケンスのうちの第１シーケンスを含む、請求項８６に記載の送信器。
【請求項８８】
前記擬似乱数符号は、ゴールド符号である、請求項８５に記載の送信器。
【請求項８９】
前記送信器および前記第２送信器は、互いに地理的に隣接する送信器の同一のグループに属する、請求項７６に記載の送信器。
【請求項９０】
前記送信器および前記第２送信器は、送信器の異なるグループに属し、前記異なるグループのそれぞれは、互いに地理的に隣接する送信器を有する、請求項７６に記載の送信器。
【請求項９１】
オフセットの前記セットは、それぞれが前記広帯域擬似乱数測距信号のフレームレートと前記フレームレートの分数１／ｎとの合計の倍数であるオフセットを含み、ｎは、整数である、請求項７６に記載の送信器。
【請求項９２】
オフセットの前記セットの各オフセットは、最小の非０オフセットの倍数である、請求項７６に記載の送信器。
【請求項９３】
オフセットの前記セットは、
０，ｋ０Ｒ＋Ｒ／Ｑ，２ｋ０Ｒ＋２Ｒ／Ｑ，３ｋ０Ｒ＋３Ｒ／Ｑ…，（Ｑ−１）ｋ０Ｒ＋（Ｑ−１）Ｒ／Ｑ
に対応し、ここで、Ｒは、ＰＮフレームレートを表し、ｋ０は、非０整数を表し、Ｑは、オフセットの個数と等しい整数である、請求項９２に記載の送信器。
【請求項９４】
前記整数ｋ０は、２と等しいおよび２を超えるのうちの少なくとも１つである大きさを有する、請求項９３に記載の送信器。
【請求項９５】
量Ｑは、前記リモート受信器によってコヒーレントに積分される前記測位信号のＰＮフレームの個数と等しい、請求項９３に記載の送信器。
【請求項９６】
前記第１測位信号に対する前記第２測位信号の相互干渉は、リモート受信器で、前記リモート受信器を前記第１測位信号の周波数に同調することと、前記受信器によって受信された信号を、前記第１測位信号の送信された擬似乱数測距信号と一致する基準擬似乱数測距信号と相関させることとによって減らされる、請求項７６に記載の送信器。
【請求項９７】
位置ロケーションシステム内の受信器であって、
メモリに結合され、少なくとも１つのアプリケーションを実行させるプロセッサであって、前記少なくとも１つのアプリケーションは
時間のインターバル中に、それぞれが複数の送信器の異なる送信器によって同時に送信される少なくとも２つの測位信号を受信し、前記少なくとも２つの測位信号は、互いと異なる搬送波周波数を有する広帯域擬似乱数測距信号を含み、前記搬送波周波数は、前記少なくとも２つの測位信号の各測位信号の帯域幅の２５％と等しいおよび２５％未満であるかの少なくとも１つである量だけ互いからオフセットされ、
前記少なくとも２つの測位信号のうちの選択された測位信号の周波数に同調し、
前記選択された測位(positioning)信号を、前記選択された測位(ranging)信号の送信された擬似乱数測距信号と一致する基準8reference)擬似乱数測距信号と相関させ(correlates)、前記相関は、選択されない信号によって作られる前記選択された測位信号に対する相互干渉(cross-interference)を減らす
プロセッサ
を含む受信器。
【請求項９８】
前記オフセットは、前記広帯域擬似乱数測距信号のフレームレートと前記フレームレートの分数１／ｎとの合計の倍数であり、ｎは整数である、請求項９７に記載の受信器。
【請求項９９】
前記少なくとも２つの測位信号は、異なる擬似乱数符号を含む、請求項９７に記載の受信器。
【請求項１００】
前記少なくとも２つの測位信号は、同一の擬似乱数符号を含む、請求項９７に記載の受信器。
【請求項１０１】
前記広帯域擬似乱数測距信号は、複数回連続して繰り返される、請求項９７に記載の受信器。
【請求項１０２】
時間の前記インターバル中に、少なくとも２つの追加の測位信号は、受信され、前記少なくとも２つの追加の測位信号は、前記複数の送信器によって非並行に送信される、請求項９７に記載の受信器。
【請求項１０３】
前記少なくとも２つの追加の測位信号は、同一の擬似乱数符号を含む、請求項１０２に記載の受信器。
【請求項１０４】
複数のタイムスロットは、前記少なくとも２つの測位信号を含む複数の測位信号をブロードキャストするのに使用される、請求項９７に記載の受信器。
【請求項１０５】
前記少なくとも２つの測位信号のそれぞれは、測位信号の少なくとも２つの連続する時間多重化フレーム内で送信される測位信号を含む、請求項９７に記載の受信器。
【請求項１０６】
前記少なくとも２つの連続する時間多重化フレームは、主フレームおよび副フレームを含み、測位データは、前記主フレーム内で送信される、請求項１０５に記載の受信器。
【請求項１０７】
補助データは、前記副フレーム内で送信され、前記補助データは、セキュリティデータおよび認証データのうちの少なくとも１つを含む、請求項１０６に記載の受信器。
【請求項１０８】
測位データは、前記副フレーム内で送信される、請求項１０７に記載の受信器。
【請求項１０９】
前記少なくとも２つの測位信号は、互いの付近にある少なくとも２つの送信器によって同時に送信され、前記少なくとも２つの測位信号は、少なくとも１つの共通パラメータを有する、請求項９７に記載の受信器。
【請求項１１０】
前記少なくとも１つの共通パラメータは、擬似乱数符号および測位信号データのうちの少なくとも１つである、請求項１０９に記載の受信器。
【請求項１１１】
前記擬似乱数符号は、最大長擬似乱数符号である、請求項１１０に記載の受信器。
【請求項１１２】
前記最大長擬似乱数符号は、ゴールド符号を形成する２つの最大長シーケンスのうちの第１シーケンスを含む、請求項１１１に記載の受信器。
【請求項１１３】
前記擬似乱数符号は、ゴールド符号である、請求項１１０に記載の受信器。
【請求項１１４】
各搬送波周波数は、基本周波数とオフセットのセットの要素との合計であり、各オフセットは、最小の非０オフセットの倍数である、請求項９７に記載の受信器。
【請求項１１５】
オフセットの前記セットは、
０，ｋ０Ｒ＋Ｒ／Ｑ，２ｋ０Ｒ＋２Ｒ／Ｑ，３ｋ０Ｒ＋３Ｒ／Ｑ…，（Ｑ−１）ｋ０Ｒ＋（Ｑ−１）Ｒ／Ｑ
に対応し、ここで、Ｒは、ＰＮフレームレートを表し、ｋ０は、非０整数を表し、Ｑは、オフセットの個数と等しい整数である、請求項１１４に記載の受信器。
【請求項１１６】
前記整数ｋ０は、２と等しいおよび２を超えるのうちの少なくとも１つである大きさを有する、請求項１１５に記載の受信器。
【請求項１１７】
量Ｑは、前記リモート受信器によってコヒーレントに積分される前記測位信号のＰＮフレームの個数と等しい、請求項１１５に記載の受信器。
【請求項１１８】
前記少なくとも１つのアプリケーションは、受信された測位信号の複数のＰＮフレームをコヒーレントに積分し、ＰＮフレームの個数は、Ｑの整数倍数と等しい、請求項１１５に記載の受信器。
【請求項１１９】
位置ロケーションシステム内で相互干渉を減らす方法であって、
送信器ネットワークの複数の送信器から擬似乱数測距信号を含む複数の測位信号をブロードキャストするステップであって、時間のインターバル中に、少なくとも２つの測位信号がそれぞれ前記複数の送信器の異なるメンバによって同時に送信され、前記少なくとも２つの測位信号は、第１メンバから送信される第１信号および第２メンバから送信される第２信号を含み、前記少なくとも２つの測位信号は、異なる搬送波周波数を有し、前記搬送波周波数は、前記少なくとも２つの測位信号の各測位信号の帯域幅の２５％と等しいおよび２５％未満であるかの少なくとも１つである量だけ互いからオフセットされる、ステップと、
リモート受信器内で、前記少なくとも２つの測位信号を受信するステップと、
前記リモート受信器を前記第１信号の周波数に同調させる(tuning)ことと、受信された信号を前記第１信号の送信された擬似乱数測距信号と一致する基準擬似乱数測距信号に相関させることとによって、前記第１信号に対する前記第２信号の前記相互干渉を減らすステップと
を含む方法。
【請求項１２０】
前記オフセットは、前記擬似乱数測距信号のフレームレートと前記フレームレートの分数１／ｎとの合計の倍数であり、ｎは整数である、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２１】
異なる擬似乱数符号を有する前記少なくとも２つの測位信号を生成するステップを含む、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２２】
同一の擬似乱数符号を有する前記少なくとも２つの測位信号を生成するステップを含む、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２３】
前記擬似乱数測距信号を複数回連続して繰り返すステップを含む、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２４】
前記複数の送信器によって少なくとも２つの追加の測位信号を非並行に送信するステップを含む、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２５】
同一の擬似乱数符号を有する前記少なくとも２つの追加の測位信号を生成するステップを含む、請求項１２４に記載の方法。
【請求項１２６】
前記複数の送信器を幾何学的パターンに配置するステップと、前記複数の測位信号をブロードキャストするのに複数のタイムスロットを使用するステップとを含む、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２７】
前記複数の送信器は、前記複数の測位信号をブロードキャストするのに時間多重化フレーム内でｎ個のタイムスロットを使用する少なくともｍ個の送信器を含み、ｍおよびｎは、正の整数である、請求項１２６に記載の方法。
【請求項１２８】
ｍは、ｎより大きい、請求項１２７に記載の方法。
【請求項１２９】
ｍは、ｎ未満またはｎと等しいのうちの少なくとも１つである、請求項１２７に記載の方法。
【請求項１３０】
前記少なくともｍ個の送信器のうちの少なくとも１つが、時間多重化フレーム内の複数のスロット内に送信するステップを含む、請求項１２７に記載の方法。
【請求項１３１】
ｋ個の擬似乱数符号のセットの中で選択される擬似乱数符号を使用して、前記少なくともｍ個の送信器のそれぞれから前記擬似乱数測距信号を送信するステップであって、ｋは、１より大きい数である、ステップを含む、請求項１２７に記載の方法。
【請求項１３２】
ｋは、ｎより大きいまたはｎと等しいのうちの少なくとも１つである、請求項１３１に記載の方法。
【請求項１３３】
前記複数の送信器のうちの少なくとも１つの送信器から、測位信号の少なくとも２つの連続する時間多重化フレーム内に測位信号を送信するステップを含む、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１３４】
前記少なくとも２つの連続する時間多重化フレームは、主フレームおよび副フレームを含み、測位データは、前記主フレーム内で送信される、請求項１３３に記載の方法。
【請求項１３５】
補助データを前記副フレーム内で送信するステップであって、前記補助データは、セキュリティデータおよび認証データのうちの少なくとも１つを含む、ステップを含む、請求項１３４に記載の方法。
【請求項１３６】
測位データを前記副フレーム内で送信するステップを含む、請求項１３５に記載の方法。
【請求項１３７】
前記少なくとも２つの測位信号を、互いの付近にある少なくとも２つの送信器によって同時に送信するステップを含み、前記少なくとも２つの測位信号は、少なくとも１つの共通パラメータを有する、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１３８】
前記少なくとも１つの共通パラメータは、擬似乱数符号および測位信号データのうちの少なくとも１つである、請求項１３７に記載の方法。
【請求項１３９】
前記擬似乱数符号は、最大長擬似乱数符号である、請求項１３８に記載の方法。
【請求項１４０】
前記擬似乱数符号は、ゴールド符号である、請求項１３８に記載の方法。
【請求項１４１】
前記複数の送信器は、送信器のスーパーグループを含み、前記スーパーグループは、幾何学的パターンに配置された送信器の複数のグループを含み、各グループは、幾何学的パターンに配置された複数の送信器を含む、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１４２】
スーパーグループの前記複数のグループは、ｎグループ繰返しパターンを含み、ｎは整数である、請求項１４１に記載の方法。
【請求項１４３】
前記スーパーグループの前記幾何学的パターンは、グループの六角形パターンを含む、請求項１４１に記載の方法。
【請求項１４４】
スーパーグループの前記複数のグループは、７つのグループを含む、請求項１４１に記載の方法。
【請求項１４５】
各グループは、７つの送信器を含む、請求項１４４に記載の方法。
【請求項１４６】
前記スーパーグループは、時分割多重化（ＴＤＭＡ）通信ネットワーク、符号分割多重化（ＣＤＭＡ）通信ネットワーク、および周波数オフセット多重化（ＦＯＭ）ネットワークのうちの少なくとも１つを含む、請求項１４１に記載の方法。
【請求項１４７】
前記少なくとも２つの測位信号を、前記複数のグループのうちのグループの少なくとも２つの送信器によって同時に送信するステップを含む、請求項１４１に記載の方法。
【請求項１４８】
前記少なくとも２つの測位信号を、異なるグループ内の少なくとも２つの送信器によって同時に送信するステップを含む、請求項１４１に記載の方法。
【請求項１４９】
前記複数の測位信号は、擬似乱数符号のセットを含み、送信器の前記複数のグループ内の各グループは、擬似乱数符号の前記セットの置換を利用する、請求項１４１に記載の方法。
【請求項１５０】
擬似乱数符号の前記セットの前記置換は、前記送信器のスロット番号に関して循環的である、請求項１４９に記載の方法。
【請求項１５１】
前記置換は、前記セット内の各擬似乱数符号をグループ内の各送信器の地理的位置に関連付ける、請求項１４９に記載の方法。
【請求項１５２】
各グループ内の送信器の位置を送信タイムスロットに関連付けるステップを含む、請求項１５１に記載の方法。
【請求項１５３】
前記複数のグループの各グループが、前記複数の測位信号をブロードキャストするのに複数のタイムスロットを使用するステップを含む、請求項１４１に記載の方法。
【請求項１５４】
前記複数のグループの各グループは、前記複数の測位信号をブロードキャストするのにｎ個のタイムスロットを使用するｎ個の送信器を含み、ｎは、整数である、請求項１５３に記載の方法。
【請求項１５５】
前記複数のグループの各グループが、前記複数の測位信号をブロードキャストするのにタイムスロットの同一のセットを使用するステップを含む、請求項１５３に記載の方法。
【請求項１５６】
グループの各送信器が、前記グループのすべての他の送信器とは異なるタイムスロットにブロードキャストするステップを含む、請求項１５５に記載の方法。
【請求項１５７】
スーパーグループの前記複数のグループの各グループが、すべての他のグループの前記擬似乱数符号とは異なる少なくとも１つの擬似乱数符号を使用するステップを含む、請求項１５３に記載の方法。
【請求項１５８】
前記少なくとも１つの擬似乱数符号は、ゴールド符号を含む、請求項１５７に記載の方法。
【請求項１５９】
前記スーパーグループの前記複数のグループの各グループが、すべての他のグループの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用するステップを含む、請求項１５７に記載の方法。
【請求項１６０】
前記スーパーグループの前記複数のグループの各グループが、すべての他のグループのからの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用するステップを含む、請求項１５３に記載の方法。
【請求項１６１】
前記スーパーグループの前記複数のグループの前記複数の送信器が、その送信の少なくとも一部に共通の擬似乱数符号を使用するステップを含む、請求項１５３に記載の方法。
【請求項１６２】
前記擬似乱数符号は、ゴールド符号を含む、請求項１６１に記載の方法。
【請求項１６３】
前記擬似乱数符号は、最大長擬似乱数シーケンスを含む、請求項１６１に記載の方法。
【請求項１６４】
前記最大長擬似乱数シーケンスは、ゴールド符号を形成する２つの最大長シーケンスのうちの第１シーケンスを含む、請求項１６３に記載の方法。
【請求項１６５】
グループの各送信器が、前記グループのすべての他の送信器とは異なる擬似乱数符号を使用してブロードキャストするステップを含む、請求項１５３に記載の方法。
【請求項１６６】
スーパーグループの前記複数のグループの各グループが、前記複数のすべての他のグループと同一である擬似乱数符号のセットを使用するステップを含む、請求項１６５に記載の方法。
【請求項１６７】
前記スーパーグループの前記複数のグループの各グループが、すべての他のグループからの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用するステップを含む、請求項１６６に記載の方法。
【請求項１６８】
前記スーパーグループの各送信器が、前記スーパーグループのすべての他の送信器とは異なる擬似乱数符号を使用してブロードキャストするステップを含む、請求項１５３に記載の方法。
【請求項１６９】
前記スーパーグループの前記複数のグループの各グループが、すべての他のグループのからの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用するステップを含む、請求項１６８に記載の方法。
【請求項１７０】
スーパーグループの前記複数のグループの各グループが、最大長擬似乱数シーケンスに従う少なくとも１つの擬似乱数符号を使用するステップを含む、請求項１５３に記載の方法。
【請求項１７１】
前記スーパーグループの各グループの前記少なくとも１つの擬似乱数符号は、前記スーパーグループのすべての他のグループの前記擬似乱数符号とは異なる、請求項１７０に記載の方法。
【請求項１７２】
前記スーパーグループの前記複数のグループの各グループが、前記スーパーグループのすべての他のグループの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用するステップを含む、請求項１７１に記載の方法。
【請求項１７３】
前記スーパーグループの前記複数のグループの各グループが、すべての他のグループのからの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用するステップを含む、請求項１５３に記載の方法。
【請求項１７４】
前記スーパーグループの各グループが、前記スーパーグループのすべての他のグループによって使用される擬似乱数符号とは異なる擬似乱数符号を使用するステップを含む、請求項１７３に記載の方法。
【請求項１７５】
スーパーグループの前記複数のグループの各グループが、擬似乱数符号の同一のセットを使用するステップと、各グループの前記擬似乱数符号を、前記複数のグループのすべての他のグループのスロット番号に関して置換するステップとを含む、請求項１４１に記載の方法。
【請求項１７６】
前記スーパーグループの前記複数のグループの各グループが、すべての他のグループのからの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用するステップを含む、請求項１７５に記載の方法。
【請求項１７７】
前記複数の送信器は、送信器の複数のスーパーグループを含み、前記複数のスーパーグループの各スーパーグループは、幾何学的パターンに配置された送信器の複数のグループを含む、請求項１４１に記載の方法。
【請求項１７８】
グループの各送信器が、前記グループのすべての他の送信器とは異なる擬似乱数符号を使用してブロードキャストするステップを含む、請求項１７７に記載の方法。
【請求項１７９】
前記複数のスーパーグループの各スーパーグループが、前記複数のスーパーグループのすべての他のスーパーグループと同一の擬似乱数符号のセットを使用するステップと、各スーパーグループの前記擬似乱数符号を、前記複数のスーパーグループのすべての他のスーパーグループのスロット番号に関して置換するステップとを含む、請求項１７８に記載の方法。
【請求項１８０】
スーパーグループの前記複数のグループの各グループが、その同一のスーパーグループのすべての他のグループの周波数におけるオフセットとは異なる周波数におけるオフセットを使用するステップを含む、請求項１７９に記載の方法。
【請求項１８１】
前記複数のスーパーグループの各スーパーグループ内で、各送信器が、その同一のスーパーグループのすべての他の送信器とは異なる擬似乱数符号を使用してブロードキャストするステップを含む、請求項１７７に記載の方法。
【請求項１８２】
各スーパーグループが、すべての他のスーパーグループによって使用されるものと同一の擬似乱数符号のセットを使用するステップと、スーパーグループの前記擬似乱数符号を、すべての他のスーパーグループのスロット番号に関して置換するステップとを含む、請求項１８１に記載の方法。
【請求項１８３】
同一の送信パラメータを有する送信器の間の距離と送信器半径との比を使用して、前記幾何学的パターンに対応する性能を測定するステップを含む、請求項１４１に記載の方法。
【請求項１８４】
前記スーパーグループによって使用される多重化プロトコルに関連する相関排除を使用して、前記幾何学的パターンに対応する性能を測定するステップを含む、請求項１４１に記載の方法。
【請求項１８５】
基本周波数とオフセットのセットの要素との合計として各搬送波周波数を生成するステップを含み、オフセットの前記セット内の各オフセットは、最小の非０オフセットの倍数である、請求項１４１に記載の方法。
【請求項１８６】
オフセットの前記セットは、
０，ｋ０Ｒ＋Ｒ／Ｑ，２ｋ０Ｒ＋２Ｒ／Ｑ，３ｋ０Ｒ＋３Ｒ／Ｑ…，（Ｑ−１）ｋ０Ｒ＋（Ｑ−１）Ｒ／Ｑ
に対応し、ここで、Ｒは、ＰＮフレームレートを表し、ｋ０は、非０整数を表し、Ｑは、オフセットの個数と等しい整数である、請求項１８５に記載の方法。
【請求項１８７】
前記整数ｋ０は、２と等しいおよび２を超えるのうちの少なくとも１つである大きさを有する、請求項１８６に記載の方法。
【請求項１８８】
量Ｑは、前記リモート受信器によってコヒーレントに積分される前記測位信号のＰＮフレームの個数と等しい、請求項１８６に記載の方法。
【請求項１８９】
前記リモート受信器によってコヒーレントに積分される前記測位信号のＰＮフレームの前記個数は、Ｑの整数倍数と等しい、請求項１８６に記載の方法。
【請求項１９０】
前記量Ｑは、前記スーパーグループ内の送信器のグループの個数と等しく、前記受信器によってコヒーレントに積分される前記測位信号のＰＮフレームの個数は、前記スーパーグループ内の送信器のグループの個数より多い、請求項１８６に記載の方法。
【請求項１９１】
基本周波数からの搬送波周波数オフセットのセットを含み、前記セット内の各オフセットは、前記複数の測位信号のそれぞれの前記帯域幅の２５％を超えない、請求項１４１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、２０１１年８月２日に出願した米国特許出願第６１／５１４，３６９号の利益を主張するものである。
【０００２】
本願は、２０１２年６月２８日に出願した米国特許出願第１３／５３５，６２６号の一部継続出願である。
【０００３】
本願は、２００９年９月１０日に出願した米国特許出願第１２／５５７，４７９号、現在は米国特許第８，１３０，１４１号の継続出願である２０１２年３月５日に出願した米国特許出願第１３／４１２，４８７号の一部継続出願である。
【０００４】
本願は、２００９年９月１０日に出願した米国特許出願第１２／５５７，４７９号、現在は米国特許第８，１３０，１４１号の一部継続出願である２０１１年１１月１４日に出願した米国特許出願第１３／２９６，０６７号の一部継続出願である。
【０００５】
本開示は、全般的には測位システムに関する。具体的には、本開示は、広域測位システムに関する。
【背景技術】
【０００６】
全地球測位システム（ＧＰＳ）などの測位システムが、長年にわたって使用されてきた。しかし、悪い信号条件では、これらの従来の測位システムは、劣化した性能を有する可能性がある。
参照による組込み
本明細書で言及される各特許、特許出願、および／または公報は、各個々の特許、特許出願、および／または公報が特に個別に参照によって組み込まれると示される場合と同様に、同一の範囲までその全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明の一実施例は、例えば、広域測位システム（ＷＡＰＳ）におけるセル編成および送信方式に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明の一実施例は、例えば、広域測位システム（ＷＡＰＳ）におけるセル編成および送信方式に関する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態の下の、広域測位システムを示すブロック図である。
【図２】一実施形態の下の、各グループが７セルグループであるセルの複数のグループを含む例のセル編成を示す図である。
【図３】一実施形態の下の、３つのグループ繰返しパターンと共に使用される単一の最大長符号を使用する例のセル編成を示す図である。
【図４】一実施形態の下の、スロット１中に放出する送信器の間の中途に配置された３つの受信器を含む例の構成を示す図である。
【図５Ａ】一実施形態の下の、コヒーレント積分排除（ｃｏｈｅｒｅｎｔ  ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ  ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ）対搬送波周波数オフセット（ｍｏｄｕｌｏフレームレート）のプロットを示す図である。
【図５Ｂ】一実施形態の下の、コヒーレント積分排除対搬送波周波数オフセット（ｍｏｄｕｌｏフレームレート）のプロットを示す図である。
【図６】一実施形態の下の、さまざまなセル構成の性能比較の詳細を示す表である。
【図７】一実施形態の下の、７Ｇ／７Ｆ構成および１Ｍ／７Ｆ構成に関する０ラグオフセット（ｌａｇ  ｏｆｆｓｅｔ）での相互相関を示す表である。
【図８】一実施形態の下の、フレーム積分によるワーストケースコヒーレント積分利得対２つの送信器の間の差分速度のプロットを示す図である。
【図９】一実施形態の下の、ＰＮ符号の７つの別個の置換を示す図である。
【図１０】一実施形態の下の、ランレングス（すなわち、ピークの片側の何個の連続する位相がピークの１／１０２３倍の自己相関を有するのか）に基づく、優先ゴールド符号リストを示す図である。
【図１１】一実施形態の下の、同期されたビーコンを示すブロック図である。
【図１２】一実施形態の下の、リピータ構成を使用する測位システムを示すブロック図である。
【図１３】代替実施形態の下の、リピータ構成を使用する測位システムを示すブロック図である。
【図１４】一実施形態の下の、タワー同期を示す図である。
【図１５】一実施形態の下の、ＧＰＳ統制されるＰＰＳジェネレータを示すブロック図である。
【図１６】一実施形態の下の、ＧＰＳ統制される発振器を示す図である。
【図１７】一実施形態の下の、ＰＰＳと、送信器のアナログセクションがデータを送信することを可能にする信号との間の時間差をカウントする信号図である。
【図１８】一実施形態の下の、差分ＷＡＰＳシステムを示すブロック図である。
【図１９】一実施形態の下の、共通ビュー時間転送（ｃｏｍｍｏｎ  ｖｉｅｗ  ｔｉｍｅ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）を示す図である。
【図２０】一実施形態の下の、両方向時間転送を示す図である。
【図２１】一実施形態の下の、受信器ユニットを示すブロック図である。
【図２２】一実施形態の下の、ＲＦモジュールを示すブロック図である。
【図２３】一実施形態の下の、信号アップコンバージョンおよび／または信号ダウンコンバージョンを示す図である。
【図２４】一実施形態の下の、受信チェーンの１つをＷＡＰＳ信号を受信し処理するために一時的に使用できる、複数の受信チェーンを有する受信器システムを示すブロック図である。
【図２５】一実施形態の下の、測位システム内のクロック共有を示すブロック図である。
【図２６】一実施形態の下の、ＷＡＰＳ受信器からＧＮＳＳ受信器へのアシスタンス転送を示すブロック図である。
【図２７】一実施形態の下の、ＧＮＳＳ受信器からＷＡＰＳ受信器へのエイディング（ａｉｄｉｎｇ）情報の転送を示すブロック図である。
【図２８】一実施形態の下の、ＷＡＰＳアシスタンス情報がＷＡＰＳサーバから提供される例の構成を示す図である。
【図２９】一実施形態の下の、ｈ［ｎ］内の最も早く到着するパスの推定に関する流れ図である。
【図３０】一実施形態の下の、基準相関関数の推定に関する流れ図である。
【図３１】一実施形態の下の、雑音部分空間の推定に関する流れ図である。
【図３２】代替実施形態の下の、雑音部分空間の推定に関する流れ図である。
【図３３】もう１つの代替実施形態の下の、雑音部分空間の推定に関する流れ図である。
【図３４】もう１つの代替実施形態の下の、雑音部分空間の推定に関する流れ図である。
【図３５】もう１つの代替実施形態の下の、雑音部分空間の推定に関する流れ図である。
【図３６】一実施形態の下の、基準標高圧力システムを示すブロック図である。
【図３７】一実施形態の下の、基準標高圧力システムを一体化するＷＡＰＳを示すブロック図である。
【図３８】一実施形態の下の、さまざまなシステムからの距離測定値を使用するハイブリッド位置推定を示すブロック図である。
【図３９】一実施形態の下の、さまざまなシステムからの位置推定値を使用するハイブリッド位置推定を示すブロック図である。
【図４０】一実施形態の下の、さまざまなシステムからの距離推定値および位置推定値の組合せを使用するハイブリッド位置推定を示すブロック図である。
【図４１】一実施形態の下の、ＧＮＳＳ／ＷＡＰＳ位置および／または速度推定値の品質が良い時にセンサのドリフティングバイアス（ｄｒｉｆｔｉｎｇ  ｂｉａｓ）を校正するのを助けるためにＷＡＰＳ／ＧＮＳＳシステムからの位置／速度推定値がフィードバックされる、ハイブリッド位置解の判定に関する流れ図である。
【図４２】一実施形態の下の、明示的フィードバックの必要なしに、センサパラメータ（バイアス、スケール、ドリフトなど）がＧＮＳＳユニットおよび／またはＷＡＰＳユニット内で位置／速度計算の一部として推定されるハイブリッド位置解の判定に関する流れ図である。
【図４３】一実施形態の下の、センサ校正が個々の位置計算ユニットから分離されるハイブリッド位置解の判定に関する流れ図である。
【図４４】一実施形態の下の、センサパラメータ推定が個々の位置計算ユニットの状態の一部として行われるハイブリッド位置解の判定に関する流れ図である。
【図４５】一実施形態の下の、ＷＡＰＳシステムと他のシステムとの間の情報の交換を示す図である。
【図４６】一実施形態の下の、ＦＭ受信器とＷＡＰＳ受信器との間のロケーション推定値、周波数推定値、および時間推定値の交換を示すブロック図である。
【図４７】一実施形態の下の、ＷＬＡＮ／ＢＴトランシーバとＷＡＰＳ受信器との間のロケーション推定値、時間推定値、および周波数推定値の交換を示すブロック図である。
【図４８】一実施形態の下の、セルラトランシーバとＷＡＰＳ受信器との間のロケーション推定値、時間推定値、および周波数推定値の交換を示すブロック図である。
【図４９】一実施形態の下の、並列複素相関器アーキテクチャを示す図である。
【図５０】一実施形態の下の、並列ランダムアクセス読取能力を有する２つの１６ビットシフトレジスタプリミティブから導出される３２ビットシフトレジスタ実施態様を示す図である。
【図５１】一実施形態の下の、シフト動作および読み出し動作レートを示す図である。
【図５２】一実施形態の下の、１０２３×ｎビット加算器を実施する加算器木の構造を示す図である。
【図５３】一実施形態の下の、セッション鍵セットアップを示すブロック図である。
【図５４】一実施形態の下の、暗号化に関する流れ図である。
【図５５】代替実施形態の下の、暗号化に関するセキュリティアーキテクチャを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
受信器の位置を判定するシステムおよび方法を説明する。一実施形態の測位システムは、測位信号をブロードキャストする送信器を含む送信器ネットワークを含む。測位システムは、測位信号および／または衛星信号を獲得し、追跡するリモート受信器を含む。衛星信号は、衛星ベースの測位システムの信号である。リモート受信器の第１モードは、リモート受信器が測位信号および／または衛星信号を使用して位置を計算する、端末ベースの測位を使用する。測位システムは、リモート受信器に結合されたサーバを含む。リモート受信器の第２動作モードは、サーバが測位信号および／または衛星信号からリモート受信器の位置を計算するネットワークベースの測位を含み、ここで、リモート受信器は、測位信号および／または衛星信号を受信し、サーバに転送する。
【００１１】
一実施形態の位置を判定する方法は、測位信号および衛星信号のうちの少なくとも１つをリモート受信器で受信することを含む。測位信号は、複数の送信器を含む送信器ネットワークから受信される。衛星信号は、衛星ベースの測位システムから受信される。この方法は、端末ベースの測位およびネットワークベースの測位のうちの１つを使用してリモート受信器の位置を判定することを含む。端末ベースの測位は、測位信号および衛星信号のうちの少なくとも１つを使用してリモート受信器でリモート受信器の位置を計算することを含む。ネットワークベースの測位は、測位信号および衛星信号のうちの少なくとも１つを使用してリモートサーバでリモート受信器の位置を計算することを含む。
【００１２】
測位信号をブロードキャストする送信器を含む位置ロケーションシステムを説明する。各ブロードキャストされる測位信号は、擬似乱数測距信号を含む。位置ロケーションシステムは、リモート受信器で受信された測位信号の到着時間を獲得し、測定するリモート受信器を含む。時間のインターバル中に、少なくとも２つの測位信号が、送信器によって同時に送信され、リモート受信器で同時に受信される。２つの測位信号は、２つの測位信号の各測位信号の帯域幅の約２５％未満であるオフセットだけ互いからオフセットされた搬送波周波数を有する。測位信号の間の相互干渉は、リモート受信器を２つの測位信号のうちの選択された信号の周波数に同調することと、選択された信号の送信された擬似乱数測距信号に一致された基準擬似乱数測距信号に選択された信号を相関させることとによって減らされる。
【００１３】
次の説明では、説明されるシステムおよび方法の完全な理解を提供し、その説明を可能にするために、多数の具体的な詳細を導入する。しかし、当業者は、これらの実施形態を、特定の詳細のうちの１つまたは複数を伴わずにまたは他のコンポーネント、システムなどを用いて実践できることを了解するであろう。他の場合には、周知の構造または動作は、開示される実施形態の諸態様を不明瞭にすることを避けるために、図示されず、または詳細に説明されない。
【００１４】
図１は、一実施形態の下の測位システムのブロック図である。本明細書で広域測位システム（ＷＡＰＳ）または「システム」とも称する測位システムは、同期されたビーコンと、ビーコンおよび／または全地球測位システム（ＧＰＳ）衛星を獲得し、追跡し、オプションでロケーション計算エンジンを有する受信器ユニットと、送信するビーコン（たとえば、送信器を有するタワー）のインデックスを含むサーバとのネットワークを含む。ＷＡＰＳは、請求インターフェース、プロプライエタリ暗号化アルゴリズム、およびオプションでロケーション計算エンジンをも含む。このシステムは、動作の免許交付された／免許不要の帯域で動作し、ロケーションおよびナビゲーションのためにプロプライエタリ波形を送信する。ＷＡＰＳシステムを、単独で、より良いロケーション解決のために他の測位システムに関連して、または他の測位システムを助けるために、使用することができる。本明細書の文脈では、測位システムは、緯度座標、経度座標、および高度座標のうちの１つまたは複数をローカライズするシステムを含む。
【００１５】
本明細書の説明では、用語「ＧＰＳ」への言及は、ＧＮＳＳ（全地球的航法衛星システム）の最も広義の意味においてである。本明細書で使用される時に、ＧＮＳＳは、Ｇｌｏｎａｓｓなどの他の既存の衛星測位システムならびに少数の例を挙げればＧａｌｉｌｅｏおよびＣｏｍｐａｓｓ／Ｂｅｉｄｏｕなどの将来の測位システムを含むことができる。
【００１６】
ＷＡＰＳの良い性能は、このシステムが相対的に狭いエリア内で動作しつつある時に、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）の使用によって達成することができる。ＴＤＭＡでは、異なるビーコンからの送信は、異なるタイムスロットに送信することによって、互いから区別される。多数のタイムスロット（および、オプションで、同意情報などの補助情報）は、一般に、時間多重化フレームに配置され、しばしば（必ずではないが）１多重化フレームあたり１つまたは複数のタイムスロット内のビーコン送信に配置される。ＴＤＭＡは、少数のタイムスロット（たとえば、１０個）が、送信の１秒あたりに割り振られる時に、効率的である。しかし、より大きい地理的エリア内で動作する時には、相対的に多数のスロットが割り振られない限り（たとえば、５０個から１００個）、複数のタワーからの送信が、ユーザによって同時に受信されることになる可能性がある。実際に、受信器が、異なるタワーまたは送信器から少なくとも２つの同時送信を受信し、これらの同時送信が、追加のコーディング方法によって互いから区別されなければならないことが、大いにあり得る。したがって、そのような変更されたシステムは、もはやＴＤＭＡシステムであるのではなく、ＴＤＭＡと追加の多重化方法とを組み込んだハイブリッドシステムである。
【００１７】
一実施形態の追加の多重化方法は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）を含むことができ、ＣＤＭＡでは、異なるビーコンが、異なる擬似乱数（ＰＮ）拡散符号を割り当てられ、互いからの良い相互相関特性を有する。そのようなＰＮ符号の例が、ゴールド符号であり、ゴールド符号は、ＧＰＳおよび多数の他の通信システムで利用される。その代わりにまたはそれに加えて、多重化方法は、本明細書で「周波数オフセット多重化（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｏｆｆｓｅｔ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）」（ＦＯＭ）と称する方法を含むことができ、ＦＯＭでは、小さい搬送波周波数シフトが、異なるビーコンからの送信を区別するのに使用される。一実施形態では、ＴＤＭＡ、ＣＤＭＡ、および／またはＦＯＭのある組合せが、測位受信器によって同時に受信され得るビーコンからの送信を区別するのに使用される。
【００１８】
擬似乱数拡散符号の繰り返さない期間が、ＰＮフレーム期間と呼ばれ、繰り返さないシーケンスが、ＰＮフレームと呼ばれることに留意されたい。これは、特にＣＤＭＡおよびＴＤＭＡがハイブリッドシステムに組み合わされる時に、上で説明したＴＤＭＡに関連する時間多重化フレームから区別されなければならない。一例として、システムは、１タイムスロットあたり１００個のＰＮフレームと、１（時間）多重化フレームあたり１０個のタイムスロットとを使用することができる。この場合に、時間多重化フレーム期間は、１０００個のＰＮフレーム期間と等しい。次の説明では、用語多重化フレームおよびＰＮフレームが、ＴＤＭＡフレームとＰＮフレームとを区別するのに使用される。文脈が明白である時には、フレームに言及する時に、用語「ＰＮ」および「多重化」を削除する場合がある。
【００１９】
ＷＡＰＳでは、多元接続セルラ通信システムと比較した時に、測位受信器が多数の送信器からの信号を受信し、その到着時間を測定する必要があることに留意されたい。実際に、４つ以上の地理的に分散したビーコンからエネルギーを受信する必要がある。郊外および都市などの多くの環境では、信号のブロックおよび減衰が、これらのソースからの受信タワーレベルを、おそらくは４０ｄＢ以上の大きいダイナミックレンジにわたって拡散させる。これは、受信信号を互いから区別する測位受信器の能力に、はるかにより大きい制約を課す。したがって、そのような環境で動作する測位受信器が、大きいダイナミックレンジにわたって信号を受信し、処理する必要がある。さらに、そのような受信器は、多数のビーコンから受信される信号を同時に検出し、処理もする。
【００２０】
もう１つの考慮事項は、位置ロケーション正確さに対する相互干渉の影響に関する。セルラ通信システムでは、主な関心事は、誤りの低い確率を伴ってデータストリームを復調することである。誤り訂正符号化の使用を介して、所望の信号に対する干渉する信号の影響が、最小化される。しかし、ＷＡＰＳシステムに関して、干渉する信号は、データに影響するだけではなく、位置測定の正確さを減らし、したがって、相互相関の量を減らす必要がある。干渉除去の後に、関心を持たれている残りの信号が、背景雑音および残留干渉に対して３０ｄＢ以上のエネルギーを有することが望ましい。これは、特にマルチパス環境で、正確な測距測定を行うことを可能にする。そのような制約は、通常、セルラ通信システムに関して存在しない。
【００２１】
本明細書の例は、５０個を超える複数のビーコンが、都市環境または広域環境で動作する測位受信器による検出および処理のために必要である可能性があることを示す。上で示したように、純ＴＤＭＡがこれを達成するのに使用される場合には、たとえば５０個以上の多数のタイムスロットが、大きい地理エリアのために働くために要求されるはずである。そのような多数のタイムスロットは、さまざまな悪い結果を有するはずである。たとえば、各ビーコンは、その位置およびさまざまなタイミング相関を含むデータを送信しなければならない。多数のタイムスロットは、すべての必須データを受信するのに必要な非常に長いフレーム期間をもたらす。データが、この問題を克服するために高いレートで送信される場合に、システム感度が損害をこうむる。本明細書で説明されるハイブリッド多重化方法は、これらの問題を克服する。これは、少数のタイムスロットだけが使用されるが、これが、測位受信器が複数のビーコンからの信号を同時に受信することをもたらすからである。本明細書で説明されるハイブリッド多重化方法は、これらの同時に受信される信号を区別する信号分離能力を提供する。
【００２２】
本明細書の実施形態の概念を明瞭に説明するために、それぞれが六角形の地理領域にセンタリングされたビーコンまたは送信器の特定の構成を、本明細書で提供する。本明細書で説明される実施形態は、この構成に限定されるのではなく、この例を介して明瞭に実証される。具体的には、本明細書の説明は、基本的なＴＤＭＡグループが、六角形パターンに配置された７セル「グループ」であり、各グループが７つのタイムスロットを利用すると仮定する。さらに、各送信器が、フレーム期間１ｍｓで長さ１０２３のＰＮ符号を利用すると仮定する。やはり、この限定は、この例だけについて導入され、他のＰＮ符号長さおよびフレーム期間が、同等に適用可能である。
【００２３】
図２に、一実施形態の下の、各グループが７セルグループである、セルまたは送信器の複数のグループ（たとえば、Ｂ、Ｇ、Ｎ、Ｐ、Ｒ、Ｗ、Ｙ）を含む例のセル編成２００を示す。特定のグループ、たとえばＷとマークされたグループは、それを囲む６つの類似するグループ（それぞれが異なる文字命名法、たとえば、Ｒ、Ｂ、Ｐ、Ｙ、Ｎ、Ｇを有する）と一緒に、「スーパーグループ」と呼ばれる。例示的なＴＤＭＡ／ＣＤＭＡ構成は、７つのタイムスロットおよび７つのＰＮ符号を使用し、各７セルグループが、１つのゴールド符号を割り当てられ得、各セル内に示された数字が、異なるスロットを表すようになっている。割り当てられるゴールド符号は、サブグループ内のグループごとに異なる。したがって、この例の構成では、７つの符号だけが、スーパーグループ内の各セルに一意のスロット／符号対を提供するのに必要であり、スーパーグループは、この例では合計４９個のセルを含む。同一の符号およびスロットを有するセルの間の距離は、約７セル幅である。この構成を、各グループが１つのゴールド符号だけを使用し、スーパーグループが合計７個のゴールド符号を使用することを示すために、１Ｇ／７Ｇと称する。
【００２４】
代替構成では、スーパーグループを構成する７つのグループは、異なる周波数オフセット（通常は２〜３ｋＨｚ）を割り当てられる。これが、上で説明した１Ｇ／７Ｇシステムに関連して使用される場合に、これを１Ｇ／７Ｇ−７Ｆと称する。したがって、この場合に、異なるグループは、異なる割り当てられたＰＮを有することだけではなく、異なる周波数オフセットによっても区別される。本明細書で説明するように、周波数オフセットの使用は、相互干渉除去を実質的に改善する。
【００２５】
本明細書で１Ｇ／７Ｆと称するもう１つの代替構成では、１つのＰＮ符号だけが、スーパーグループ内のすべてのセルについて使用される。あるグループ内の各セル（たとえば、７つのセル）は、別々のタイムスロットによって区別され、各グループは、異なる周波数オフセットを有することによって互いから区別される。
【００２６】
もう１つの代替実施形態では、あるグループ内の各セルは、異なるＰＮ符号を割り当てられるが、異なるグループは、７つのＰＮ符号の同一のセットを利用する。異なるグループは、異なる周波数オフセットをも使用する。この構成を、７Ｇ／７Ｆと称する。
【００２７】
さらなる代替構成では、スーパーグループ内の各セルは、一意のゴールド符号を割り当てられる。各グループは、さらに、異なる周波数オフセットを介して互いから区別される。この構成を、７Ｇ／７Ｇ−７Ｆと称する。
【００２８】
上のさまざまな構成は、さまざまな度合の相互干渉性能を提供する。さらに、異なる構成は、信号獲得の方法論および時間ならびにシステムの複雑さに関する言外の意味を有する。これらの構成のいくつかの性能比較を、本明細書で図６の表を参照して説明する。獲得の複雑さおよび時間が、符号の総数と周波数の総数との積に比例することに留意されたい。
【００２９】
ゴールド符号が、上の例ではＰＮ符号として使用されたが、他の符号が可能である。たとえば、一実施形態は、単一の最大長ＰＮシーケンスを含む符号を含む（たとえば、ゴールド符号を形成するのに使用される２つの最大長シーケンスのうちの第１のシーケンス）。符号は、セルグループ内では送信スロット番号によって、セルグループ間ではオフセット周波数によって区別される。これは、上で説明した１Ｇ／７Ｆシステムの変形形態であり、本明細書では１Ｍ／７Ｆと称する。これらの符号は、ゴールド符号を使用する類似する構成より相対的に良い相互相関特性を有する（約５から６ｄＢだけ）。
【００３０】
図３に、一実施形態の下の、３つのグループ（たとえば、Ｂ、Ｒ、Ｎ）繰返しパターンと共に使用される単一の最大長符号を使用する例のセル編成３００を示す。この構成３００の各７セルグループは、所与の周波数オフセット（３つのオフセットのセットからの）内で最大長符号を割り当てられ、各セルグループ内では、図示の数が異なるスロットを表す。この構成を、本明細書では１Ｍ／３Ｆと称し、ここで、Ｍは、以前のゴールド符号を表す「Ｇ」と比較して、「最大長」符号を指定する。
【００３１】
各セルラレイアウト実施形態は、性能の少なくとも２つの測定値によって特徴を表すことができる。性能の第１測定値は、同一の送信パラメータ（たとえば、スロット番号、符号番号、周波数オフセット、および符号位相）を使用する送信器の間の距離とセル半径との間の比率（Ｒ）である。Ｒにする利得は、３．５損失指数を仮定してＲ３．５であり、これは、幾何形状に基づいて、近くの送信器に対して相対的に遠くの送信器について期待すべき排除の個数の表示を提供する。異なる損失係数を使用して、異なるシグナリング環境（たとえば、都市、郊外、田舎など）をモデル化することができるが、図示の単純さのために、３．５損失指数だけが、本明細書で使用される。特定のセルの半径で測定された約４０ｄＢの利得は、一般に、ビルディングによるブロックその他などの他の要因を考慮に入れて、ほとんどの状況で適度なマージンを提供する。上で図２に関して説明したセルラ構成２００は、１３．８３．５すなわち３９．９ｄＢの排除を暗示する、１３．８の（最小）繰返し比を有する。これが、相互相関除去が少なくとも３９．９ｄＢであることを意味するのではなく、遠くのセルが、同一の多重化パラメータを有する近くのセル（すなわち、セル半径と等しい距離にあるセル）に対して相対的にこの数だけ減衰されることを意味することに留意されたい。多重化方法自体は、信号が受信器からの匹敵する距離のセルから受信される時の、異なる多重化パラメータの割り当てによるセルの間の相互干渉除去という重荷を有する。
【００３２】
性能の第２の測定値を、本明細書では「ストラドル排除（ｓｔｒａｄｄｌｅ  ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ）」と称する。受信器が、共通の条件である同一のタイムスロットを占める２つの送信器の間の中途または中途付近にあると仮定すると、受信された信号の一方または他方を処理する能力は、使用される多重化方法によって提供される排除に依存する。図４に、一実施形態の下の、スロット１中に放出する送信器の間の中途に位置決めされた３つの受信器４０１〜４０３（小さい黒い円）を含む例の構成４００を示す。受信器４０１〜４０３は、２つの送信器に最も近い点にあり、受信器４０１は、セルグループＮおよびＷのスロット１送信器に最も近い点にあり、受信器４０２は、セルグループＧおよびＷのスロット１送信器に最も近い点にあり、受信器４０３は、セルグループＲおよびＷのスロット１送信器に最も近い点にある。垂線（「等距離経路」は、後者の場合に等距離軌道を示す。
【００３３】
セルグループＷのセル３とセルグループＧのセル６との間の線上に配置された受信器４０２は、セルグループＷおよびＧのスロット１送信器のいずれかから約２．５５セル半径の距離に配置される。４０２に配置された受信器は、遮られない環境において、通常、グループＷのセル３および４ならびにグループＧのセル６および７からの最も強い信号を見る。これらのセルまでの距離は、それぞれ１、１．７８、１、および１．７８である。したがって、距離２．５５の、Ｗのセル１およびＧのセル１から受信される信号は、理想的には、近くのセルに対して相対的に５ｄＢと１４ｄＢの間だけ減衰されるのみである。したがって、これらの送信器からの信号は、一般に、観察可能であり、４つの最も近い送信器のうちの少なくとも２つに対して信号の強さにおいて匹敵する。さらに、この２つの送信器に対応する受信された信号強度は、４０２からのその等しい距離に起因して、非常に匹敵する。したがって、これらは、特にブロック状況で、位置決定の入手にクリティカルである可能性がある。その結果、受信された信号を、信号処理に従って相関除去することが望ましい。
【００３４】
ゴールド符号について、そのような等距離セルの間の相関排除すなわち「ストラドル排除」は、約２４ｄＢであり、ドップラが存在する場合にはこれより小さくなる可能性がある。異なるセルグループが、フレームレートの倍数だけ間隔をおかれた異なる周波数で送信する最大長符号について、この排除は、３０ｄＢである。追加の排除を達成するために、一実施形態の信号処理は、下で詳細に説明するように、コヒーレント処理を、ＰＮフレーム期間の倍数と等しい時間の期間にわたって実行できるという事実を活用する。下で、フレームレートの整数倍数のグループに間隔を設ける周波数が、複数フレームのコヒーレント加算を介する利得を許容しないことを示す。しかし、ある整数＋分数間隔が、実質的な利得を提供する。したがって、整数＋分数間隔は、４０ｄｂ以上のレベルまでストラドル排除を改善することができる。複数のフレームにまたがるコヒーレント成分の利得は、下で説明する。
【００３５】
複数のＰＮフレームにまたがるコヒーレント積分は、２つの符号の搬送波周波数が異なる場合に、この２つの符号の間の相互相関を減らすことができる。しかし、これは、異なる搬送波を有することが、通常は、１ＰＮフレームあたりの多少より高い相互相関を生じるという事実に鑑みて考慮されなければならない。複数Ｍ個のＰＮフレームの合計は、所望の信号の周波数δｆを有する信号に関するフィルタとして働く。このフィルタの振幅応答特性は、
【００３６】
【数１】
2014529729.tif 000003
【００３７】
によって与えられる。式（１）は、期間１／Ｔｆを有する周波数において周期的であり、ここで、Ｔｆは、ＰＮフレーム期間であり、したがって、積分減少は、領域［０，１／Ｔｆ］での考慮だけを必要とする。
【００３８】
全体的なクロストーク削減は、ＰＮ符号に関連する削減と、複数のフレームにまたがるコヒーレント積分に関連する削減との積である。このクロストーク削減を理解するために、受信器が、ＰＮ符号ｐ（ｔ）を用いるセル内の葬式からＰＮ信号を受信しつつあり、また、ＰＮ符号ｑ（ｔ）および周波数ｆ２で別の送信器からのＰＮ信号をも受信しつつあることを検討されたい。符号ｐおよびｑは、同一とすることができるが、上の実施形態のように、異なるものとすることができる。受信器が、第１信号を仮説として取り上げつつある場合に、受信器は、受信信号エネルギーをｐ（ｔ）と相関させる。ｑ（ｔ）の存在に起因する漏話を、
【００３９】
【数２】
2014529729.tif 000004
【００４０】
になるものとして示すことができ、ここで、相関は、それぞれが持続時間ＴｆのＰＮフレームの個数Ｍ（上の例ではＭ＝７）と等しい時間の期間にわたって行われると仮定される。ここで、θおよびφは、基準位相角および搬送波位相角であり、τは、基準信号と受信（クロストーク）信号とのフレーム境界の間の時間オフセットを表す。式（１）では、Ｃは、量θ、φ、τ、ｆ１、ｆ２、Ｍ、およびＴｆの関数である複素数の一定の大きさの項である。積分の中の項は、周波数差ｆ１−ｆ２を含む、２つのＰＮ符号の（１フレームの）間の環状相互相関である。この相互相関排除レベルが、通常は、ｆ１−ｆ２フレームレートより多少より大きい限り、値において、ｐ（ｔ）およびｑ（ｔ）が同一であるか否かに類似することに留意されたい。用語積分は、定数Ｃを無視して、複数のフレーム期間（ここでは７を仮定する）にわたる相関に起因する追加の排除であり、識別δｆ＝ｆ２−ｆ１を使用して、式（１）と同等の大きさを有する。δｆのゴールド選択は、下で詳細に説明するように、さまざまな状況の下で最良の相互相関排除をもたらす。
【００４１】
周波数オフセットのセットを選択する時には、周波数オフセットが最小オフセット、たとえばδｆ０の倍数になるように周波数オフセットを選択することができる。その後、すべての周波数差も、この最小値の倍数になる。本明細書で説明するように、これは、相互相関排除が、互いからの異なるオフセットを利用する信号のすべての対について最適化される構成を可能にする。さらに、大きくなるようにδｆを選択することによって、動き関連ドップラシフトの存在から生じる可能性があるすべての曖昧さが減る。
【００４２】
オフセットの良い選択は、セット
０，ｋ０Ｒ＋Ｒ／Ｑ，２ｋ０Ｒ＋２Ｒ／Ｑ，３ｋ０Ｒ＋３Ｒ／Ｑ…，（Ｑ−１）ｋ０Ｒ＋（Ｑ−１）Ｒ／Ｑ    （３）
であり、ここで、Ｒは、フレームレートであり、ｋ０は、小さい整数（好ましくは２以上）であり、Ｑは、オフセットの個数と等しい整数（０を含む）である。Ｑが、Ｍになるように選択される場合には、コヒーレントに積分されるフレームの個数は、特に小さいドップラシフトについて、良い相互相関結果を提供する。このリスト内の別のオフセットが使用される場合に、そのオフセットがＱｋ０Ｒ＋Ｒになることに留意されたい。しかし、これは、フレームレートＲの倍数であり、したがって、（１）の周期性から、オフセット０に関してフレーム積分排除を有しない。
【００４３】
図５Ａおよび５Ｂに、一実施形態の下の、コヒーレント積分排除対搬送波周波数オフセット（ｍｏｄｕｌｏフレームレート）のプロット５００および５０１を示す。プロット５０１について、Ｑ＝Ｍであり、これは、７になるように選択される。プロット５０１には、本明細書で説明する７セルグループの各セルに割り当てることができる等しい周波数オフセットを示す分数ロケーション（アスタリスク）が示されている。第１セルは、０周波数オフセットを有すると仮定され、したがって、たとえば、周波数オフセットの整数部分が、２フレームレートの倍数である場合には、７セルグループのセルの周波数オフセットは、０、２＋１／７、４＋２／７、６＋３／７、８＋４／７、１０＋５／７、および１２＋６／７になるように選択することができ、ここで、これらのオフセットのそれぞれは、フレームレートを乗算される（たとえば、１ｋＨｚフレームレートについて、周波数オフセットは、０、２＋１／７ｋＨｚ、４＋２／７ｋＨｚなどである）。プロット５０１では、スーパーグループ内のセルグループの個数と等しくなるようにＭを選択することによって、スーパーグループ内の任意の２つの送信器の間で０相互相関を理想的に達成することができる。これは、「アスタリスク」が、スーパーグループ内の、あるグループ内の送信器と別のグループ内の送信器との間の可能な周波数差を表す、プロット５０１内に示された状況である。ｘ軸を、受信器によって観察される２つの送信器に対応する周波数差（の分数部分）と解釈することができる。０ドップラがある時（受信器が、歩行者状況であるなど、ほとんどまたは全く動きを経験していない時）には、受信された周波数差が、一般に、プロット５０１内で０に配置されることに留意されたい。対照的に、５００では、Ｑは、７になるように選択されるが、積分されるフレームの個数Ｍは、６である。アスタリスクのロケーションは、そのような周波数割り当てが、Ｑ＝Ｍ＝７の場合の無限の減少ではなく、約１５．６ｄＢのみの相互相関減少につながることを示す。それでも、そのような減少は、かなりのものである。非常に大きいＭについて、実質的な減少を、さまざまなＱの値について得ることができる。そのような状況は、良い相互相関減少と共に多数の周波数オフセットを可能にする際に有利であり、あるいはその代わりに、議論したようにドップラシフトの悪影響を最小にすることができる。たとえば、コヒーレントに積分されるフレームの個数が５０である場合に、実質的な相互相関減少（ドップラがない場合）を、５０もの大きさのＱを用いて実現することができる。逆に、Ｑが、この積分時間を用いて７の値のままにされる場合に、異なる周波数割り当てを有する任意の２つの受信される信号の間で少なくとも１３ｄＢ相互相関排除を実現しながら、約１２７Ｈｚの差分ドップラを許容することができる。
【００４４】
受信器が、はっきり感知できる動きを経験しつつある状況では、結果は、受信される信号の間の異なるドップラシフトになり、相対周波数は、変化する。たとえば、プロット５０１上のアスタリスクのロケーションは、左右にわずかに移動する可能性がある。歩く速度などの超低速では、そのようなドップラシフトに起因する劣化は、少ない。超高速では、コヒーレント積分の利得が、送信器のある種の対に関して失われる可能性がある。
【００４５】
地上の状況では、２つの受信器の間の割り当てられた周波数差が、最小の非０数、たとえば、上の例では２  １／７ｋＨｚまたは最大数１２  ６／７ｋＨｚである時に、ドップラ効果に起因する積分利得の大きな減少が発生する可能性がある。他の状況では、この例について、利得は、少なくともプロット５０１内の最大サイドローブレベルまたは約１２．５ｄＢと等しくなる。これは、かなりの利得である。大きい劣化の可能性は、２つのセルサイトが、可能な最小値および最大値である相対周波数オフセット（同一ではないと仮定して）を有し、これらのサイトから受信器によって受信される信号の差分ドップラが正しい符号を有する確立を検討することによって見出すことができる。Ｍ＝Ｑ＝７の場合について、大きいドップラ（たとえば、高速で移動する受信器）を用いると、コヒーレント積分利得が１２．５ｄＢ未満になる確率は、１６．７％未満である。
【００４６】
ゴールド符号の代わりに最大長ＰＮシーケンスを使用する時には、相互相関排除（コヒーレント利得積分を無視して）は、フレームレートの倍数によって周波数においてオフセットされた、別の理想的な符号と比較した時に、下で詳細に説明するように、ほぼ正確にシーケンス長の平方根である。長さ１０２３のシーケンスについて、これは３０．１ｄＢになる。したがって、これは、０周波数オフセットを有する２つの異なるゴールド符号より約６ｄＢ良い。
【００４７】
Ｔｆにわたって周期的であり、最大長シーケンスｓ（ｎ），ｎ＝０，…，Ｌ−１（通常はＬ＝１０２３）を含む、一定振幅波形ｒ（ｔ）の場合を検討されたい。任意の非０整数ｑ（ｍｏｄｕｌｏ符号長）について、積ｓ（ｎ）×ｓ（ｎ＋ｑ）は、最大長シーケンスの位相シフトである。さらに、最大長符号の環状相関特性のインパルス性の性質に起因して、ｓの（環状）スペクトルは、大きさにおいて一定である（ほぼ０であるＤＣを除く）。その結果は、ｒ（ｔ）の相互相関が、フレームレートの倍数である周波数シフトを有するｒ（ｔ）の周波数シフトされた版を用いて計算される時に、一定の大きさの関数が作られることである。より正確には、
【００４８】
【数３】
2014529729.tif 000005
【００４９】
であり、ここで、ｑは、整数であり、ｔｃは、チップ持続時間であり、ｐは、整数であり、ｄは、小さい非０整数である（ｄ／Ｔｆが大きい場合には、チップ形状は、（４）に周波数に対してロールオフさせる）。また、ｒの時間シフトが、実際には環状回転であると仮定する。したがって、Ｃは、ほぼ、ｆ＝０について入手される相関ピークの平方根である定数である。したがって、１０２３長のシーケンスについて、相互相関は、それが０である大きさにおいて均一である（ｑ＝０を除く）。したがって、ｄＢ単位の相互相関排除は、２０ｌｏｇ１０（１／ｓｑｒｔ（１０２３））＝−３０．１ｄＢである。これは、パーセバルの定理またはエネルギーの保存から得られる。
【００５０】
上は、フレームレートの整数倍数である周波数シフトｆについて正確である。すなわち、上で説明したフーリエ変換の特性は、実際には離散フーリエ変換（ＤＦＴ）だけにあてはまる。（整数＋）分数差について、ワーストケース相互相関排除は、周波数シフトに依存して、４．５ｄＢまでより悪くなる可能性がある。これは、図６を参照して本明細書で説明される表６００に反映されている。ｑ＝０の時に、相互相関利得は、他のラグより悪い。式２は、このケースに関して、相互相関利得は、完全に、シヌソイドの積分によって決定される。より大きい周波数オフセットを選択することは、増えたシグナリング帯域幅という犠牲を払ってこの問題を回避する。表６００のデータは、０ラグで、この相関増加が、フレームレートの２  １／７倍の周波数オフセット倍数の場合に、他のラグより約８ｄＢ大きくなる可能性があることを示す。フレームレートの３  １／７倍の倍数を使用すると、０ラグでの相関利得が３ｄＢだけ改善され、フレームレートの４  １／７倍の倍数を使用すると、相関利得はもう２ｄＢだけ改善される。０ラグでのより悪い性能は、最大長シーケンス状況だけではなく、ケース７Ｇ／７Ｆにもあてはまることに留意されたい。というのは、スーパーグループの異なるグループが、その送信器が同一のＰＮを使用し、周波数オフセットによって区別されるのみであるセルを有するからである。
【００５１】
この（０ラグ性能）問題は、セルラグループごとにＰＮ位相をシフトする（より正確には回転する）ことによって回避することができる。たとえば、合計７つのセルラグループ（それぞれ７セルの）がある場合に、各セルラグループは、異なる周波数オフセット（たとえば、（２＋１／７）／Ｔｆの倍数）と、前に示したケースについて７によって除算される（近似的に）ＰＮ長の倍数になるように選択できる異なるＰＮ位相とを使用するはずである。０ラグ問題を回避するもう１つの方法は、７つのＰＮ符号を使用するのみであるが、あるグループから次のグループへ、スロット番号に対して相対的に符号を置換する。これは、７Ｇ／７Ｆの変形形態であり、７Ｇ／Ｐ−７Ｆと呼ぶことができる。これを、下で例によってさらに説明する。
【００５２】
図６に、一実施形態の下の、さまざまなセル構成の性能比較の詳細を示す表６００を示す。図７に、一実施形態の下の、７Ｇ／７Ｆ構成および１Ｍ／７Ｆ構成に関する０ラグオフセットでの相互相関レベルの表７００を示す。
【００５３】
表６００に示された構成は、１グループあたり７セル六角形構成および１スーパーグループあたり７グループ構成を仮定すると繰返し比１３．８を有し、周波数オフセットは、フレームレートの２  １／７倍の倍数である。構成１Ｇ／７Ｇ−７Ｆおよび７Ｇ／７Ｆに関する表６００内の符号排除（０ドップラでの）の計算は、最初の７つのゴールド符号を使用し、符号のすべての対および６つの周波数オフセットにわたって検索した。符号の対ごとに、最大の相互相関ピークが、すべての符号位相および周波数オフセットにわたって見つけられた。これは、符号の対ごとの相関利得と考えられた。これらのケースについて、距離が示される（たとえば、１９．９〜２３．５）時には、その数は、すべての符号対にわたる最悪の相互相関利得からすべての符号対にわたる最良の相互相関利得までに対応する。これらの値の多くは、異なる符号選択に伴ってほとんど変化しない。構成７Ｇ／７Ｇ−７Ｆおよび７Ｇ／７Ｆに関して表６００に示された符号排除距離は、最大の相互相関対４９個の符号のセットにわたる符号の対ごとの符号位相および周波数を見つけ、その後、そのようなピークに関連する相関利得距離を示すことに対応する。
【００５４】
構成７Ｇ／７Ｆおよび１Ｍ／７Ｆに関して表６００に示された符号排除を参照すると、第１の数は、符号の対の間の０の相対符合位相にのみ対応し、ワーストケース周波数オフセットに関し、第１の数は、２より大きい周波数オフセットの整数部分の使用を介して改善され得る。このワーストケースは、２つの符号自体が同一である時に発生する可能性がある。数の第２のセットは、本明細書得説明する相関利得距離である。
【００５５】
最大長符号は、ＧＰＳゴールド符号を形成するのに使用される２つの構成符号のうちの第１の符号と同一のフィードバックタップ［３，１０］を有する。
【００５６】
表６００に示されたワーストケースフレーム積分利得は、２つの送信器の間の所与の差分速度を観察する受信器に対応する。ワーストケースは、周波数オフセットのすべての非０差にわたって計算される。たとえば、受信器が、ある送信器に向かって８０ｋｍ／ｈ（５０ｍｐｈ）、第２の送信器から離れて８０ｋｍ／ｈ（５０ｍｐｈ）で移動しつつあり、合計１６０ｋｍ／ｈ（１００ｍｐｈ）の差分速度を生じる場合がある。差分値９．６ｋｍ／ｈ（６ｍｐｈ）は、歩く速度のワーストケース（多くとも４．８ｋｍ／ｈ（３ｍｐｈ））を表す。このワーストケース状況は、送信される周波数差がフレームレートの２＋１／７倍または２＋６／７倍のいずれかである時に限って発生する。
【００５７】
表６００は、周波数オフセットのセットがフレームレートの２  １／７倍の倍数であると仮定して情報を提供する。しかし、本明細書の説明と一貫して、７Ｇ／７Ｆおよび１Ｍ／７Ｆのケースに関して（表の脚注４を参照されたい）、比較されるＰＮ符号が同一である時には、０相対符合位相（０ドップラ）について符号排除の実質的な劣化がある。この場合に、相関演算は、符号を効果的に二乗し、差分周波数だけを残す。この差分周波数は、その後、１フレームにわたって積分されて、有効「符号排除」を決定する。差分周波数が、フレームレートの正確な倍数である場合には、排除（０ラグでのみ）は無限大になるはずである。しかし、差は、フレームレート＋フレームレートの分数の倍数である。
【００５８】
周波数オフセットが、δｆである場合に、０ラグでのワーストケース相互相関（ｄＢ単位）は、２０  ｌｏｇ１０（｜ｓｉｎｅ（δｆ）｜）である。これは、表７００にリストされており、表７では、周波数オフセットの整数部分ごとに、ワーストケースが、分数オフセット１／７から６／７までにわたって判定された。
【００５９】
表６００および本明細書で説明する７Ｇ／７Ｆケースを参照すると、排除の距離は、０ラグのケースを除いて、１９．９ｄＢから２３ｄＢまでである。表７００から、０ラグ排除は、フレームレートの４倍の整数周波数オフセットについて、２３ｄＢと等しい。フレームレートの３倍であっても、排除は２０．８ｄＢであり、これは、非０ラグの排除の距離以内である。大きい整数オフセットの唯一の不利益は、増えた総帯域幅である。整数オフセット４について、帯域幅の増加は、表７００に示されているように２４  ６／７ｋＨｚである。これは、２ＭＨｚの総信号帯域幅（１ＭＨｚチップレートについて）の約１．２４％にすぎないので、周波数のわずかなシフトの影響は、小さい。中心周波数の距離は、＋／−１２  ３／７ｋＨｚにわたって変化する。したがって、わずかにより幅広い送信フィルタおよび受信フィルタのいずれかを使用して、送信された信号スペクトルの主ローブの取込みを保証することができ、あるいは、信号が、エッジでわずかにより多く減衰されることを許容することができる。１ＭＨｚ＋／−１２  ３／７ｋＨｚでは、信号スペクトル自体は、追加の送信フィルタリングを含まずに下に３８ｄＢである。より内奥をうかがわせることに、領域［１ＭＨｚ−１２  ３／７ｋＨｚ，１ＭＨｚ］内のエネルギーは、主ローブエネルギーの１．３Ｘ１０−６のみであり、したがって、無視することができる。
【００６０】
受信器速度は、表６００の最後の３列に示されているように、多くの場合にコヒーレント合計に起因して有効処理利得を減らすドップラシフトをもたらす。より直接関係するのが、受信器によって観察される２つの送信器のドップラの差である差分ドップラである。９３０ＭＨｚでは、９６ｋｍ／ｈ（６０ＭＰＨ）の速度が、８３．２Ｈｚ（０．０８９５ｐｐｍ）の、静止プラットフォームに対する相対的な最大ドップラに対応する。原理的に、２つの静止プラットフォームの間の差分ドップラは、９６ｋｍ／ｈ（６０ＭＰＨ）で１６６．４Ｈｚもの悪さになる可能性がある。図５を参照すると、これは、最も上のアスタリスクを約１ｋＨｚにある曲線のピークまで移動することができ、したがって、フレーム合計利得がなくなり、あるいは、より下のアスタリスクを原点まで移動させる可能性がある。各ケースは、２つのプラットフォームのそれぞれに関する移動の特定の方向を表す。ワーストケース状況は、珍しくはない可能性があるが、２つの送信するタワーが、車両が移動しつつある道路に沿っている多数の状況があり得る。しかし、主要な道路に沿った周波数オフセットが、分数１／７または６／７だけ異なるのではなく、したがってこの状況の発生の尤度を最小にするように、セルラグループを配置することができる。
【００６１】
たとえば４．８ｋｍ／ｈ（３ＭＰＨ）の速度で歩く歩行者では、最大差分ドップラは、表６００に示されているように性能の小さい低下だけを表す８．３２Ｈｚになるはずである。図８に、一実施形態の下の、フレーム積分によるワーストケースコヒーレント積分利得対２つの送信器の間の差分速度のプロット８００を示す。
【００６２】
図２を参照し、同一レベルの各グループ（たとえば、各Ｂグループ）が７つのＰＮ符号を割り当てられ、異なるレベル（たとえば、Ｂ、Ｇ、Ｎ、Ｐ、Ｒ、Ｗ、Ｙ）が異なる周波数オフセットを表す（たとえば、７つのオフセット）７Ｇ／７Ｆシステムを仮定されたい。各セル内に示された数は、タイムスロットを表す。この例の構成では、繰返し比は１３．８であり、この点で、別の送信器と同一の周波数オフセット、スロット、およびＰＮ符号を有する送信器が存在する。はるかにより大きい繰返し比は、７つのＰＮ符号を置換することによって達成される。すなわち、７つのグループのグループであるスーパーグループを含み、各グループが、それぞれが７つのセルを有する６つの囲むサブグループと一緒に７つのセルを含み、合計４９個のセルがある構成を検討されたい。さらに、６つの類似するスーパーグループが、任意の特定のスーパーグループを囲む。スーパーグループ内のＰＮ符号が、囲むスーパーグループのいずれかと同角スロットに送信されるようにするために、あるスーパーグループから次のスーパーグループへとＰＮ符号が置換される場合に、隣接するスーパーグループ内のセルの間の相互相関は、少なくとも、符号相互相関排除（１９．９〜２３ｄＢ、表６００を参照されたい）によって減らされる。セルは、同一の周波数オフセットを有することができ、したがって、コヒーレント積分からさらに得ることができない。この形で、同一の［タイムスロット、周波数オフセット、ＰＮ符号］３つ組を有しないセルの個数を、合計７ｘ４９＝３４３個に拡張することができる。同一の３つ組を有するセルの最小繰返し比は、約３６であり、したがって、３６３．５すなわち５４．５ｄＢの同一の３つ組を有するセルの排除を暗示し、これは、ＰＮ符号の置換なしで達成可能なものより約１４．６ｄＢ良い。上の構成を、置換がスーパーグループレベルで発生するので、７Ｇ／７Ｆ／Ｐと呼ぶことができる。これが、ＰＮ符号の置換がグループレベルで発生した、前に説明した７Ｇ／Ｐ−７Ｆのケースとは別個であることに留意されたい。
【００６３】
図９に、一実施形態の下の、７Ｇ／Ｐ−７Ｆケースに適切な、ＰＮ符号の７つの別個の置換９００を示す。これらの置換９００は、７セルグループ内の特定の部分（たとえば、最上部）が、ＰＮ符号インデックスを特定のスロット（たとえば、１）に関連し、数が、ＰＮ符号インデックスを表し、どのＰＮ番号もが、１スロット内に２回発生しないことを仮定するものである。別個の置換を達成するもう１つの形は、ＰＮ符号に所与のグループのスロットを関連付け、その後、スロット番号に対する相対的なＰＮ符号の循環シフトによって他のグループにＰＮ符号を割り当てることである。たとえば、ＰＮ符号１から７までが、それぞれ１グループ内でスロット１から７までに割り当てられる場合に、スーパーグループの別のグループは、スロット１から７までにＰＮ符号２、３、４、５、６、７、１を割り当てることができる。同様に、他のグループには、７つの符号の他の循環シフトであるインデックスを用いて符号が割り当てられるはずである。利用される符号の個数が、グループ内の送信器に割り当てられるスロットの個数以上である限り、ＰＮ符号がスーパーグループの複数のメンバによって同時に送信されないように、スロットの個数と等しいグループの個数を用いてスーパーグループを形成することができる。そのような循環シフト手法を、本明細書で議論するように、前述の７Ｇ／７Ｆ／Ｐケースならびに７Ｇ／７Ｇ−７Ｆ／Ｐと称する別のケースで使用することもできる。
【００６４】
パケットがデータセグメントおよび測距セグメントに分割される時、またはその代わりに、交番するパケットがデータ情報および測距情報を含む時に、複数の多重化方法を使用することができる。上で説明した周波数オフセットを有するシステム７Ｇ／７Ｆを検討されたい。測距セクション中に、６つのフレームがコヒーレントに積分されると仮定すると、ストラドル排除を、４０ｄＢ程度またはそれ以上とすることができる。データセクション中には、シンボル持続時間が１フレームである場合に、フレーム積分から利益は導出されない。データセクション中には、排除は、約２１〜２３ｄＢである。これは、特に要求される１シンボルあたりのＳＮＲが、最小信号レベルで８ｄＢを超えない（これは、使用される誤り訂正符号化のタイプに依存する）のみなので、データをサポートするのに適当である。したがって、コヒーレント積分の高いデータレート特性および良い排除特性を、同辞意達成することができる。受信器が、高速の動きを経験しつつある時に、いくつかの場合に、全体的な排除は、コヒーレント積分を用いても、２４ｄＢ程度に悪くなる可能性がある。しかし、信号レベルは、より強くなり、測位がより簡単になると期待される。さらに、幾何形状は、すばやく変化し、悪い相互相関環境を通るすばやい遷移を保証する。
【００６５】
たとえば、上の方法の一実施形態を、これから説明する。この実施形態の下では、７と等しいセルのクラスタが、７Ｇ／７Ｆ／Ｐ構成に従って、スロット付きの配置で使用される。７つの周波数オフセット（１つは０周波数である）が、スーパーグループを構成する７つのセルの７つの異なるグループを区別するのに使用される。使用されるオフセット分離は、（４＋１／７）／フレームレートの倍数であり、これは、０ラグに関する相関劣化を最小にする。７つの異なるスーパーグループは、７つのＰＮ符号の置換を使用して区別され、ここで、１つのスーパーグループ内の各グループは、同一の置換を使用する。高標高送信器は、単一の３つ組［時間、周波数オフセット、ＰＮ符号］を用いる複数の隣接するセルに対応する多重化割り当てを置き換えることができ、代替案では、１つまたは複数の特定のスロットを、そのような送信器のために予約することができる。
【００６６】
前に言及した代替構成は、７Ｇ／Ｐ−７Ｆ構成である。周波数オフセットとＰＮ符号置換との両方が、スーパーグループを構成する７つのセルの７つの異なるグループを区別するのに使用される。この構成は、同一のＰＮ符号が、スーパーグループ内のグループのいずれにおいても同一スロット内で使用されないことを保証する。スーパーグループは、スーパーグループ内の対応するセルが、同一の［スロット、ＰＮ符号、周波数オフセット］３つ組を使用するという点で、互いに干渉する可能性がある。しかし、この手法は、同一のＰＮおよび異なる周波数オフセットを有する、１スーパーグループ内の送信器の間の０ラグでの可能な大きい相互相関を除去する。本明細書で説明するように、この制限は、そうでなければ、他の形で必要なものより大きくセットされた周波数オフセットを選択することによって除去されなければならない。
【００６７】
７Ｇ／７Ｇ−７Ｆ／Ｐと称するもう１つの変形形態は、所与のスーパーグループ内で４９個の異なるＰＮ符号を利用する。スーパーグループ内の各異なるグループは、異なるオフセット周波数を利用する。スーパーグループは、スーパーグループが、隣接するスーパーグループ内のすべてのセルと同一のスロット／周波数／ＰＮ割り当てを有するセルを有しない形での、スーパーグループから別のスーパーグループへの４９個のＰＮ符号の置換によって区別される。この手法は、７つの隣接するスーパーグループ内のすべてのセルのセットにわたる０ラグ相互相関減少問題を回避する。
【００６８】
図１０に、一実施形態の下の、ランレングス（すなわち、ピークの片側の何個の連続する符号位相がピークの１／１０２３倍の自己相関大きさを有するのか）に基づく、優先ゴールド符号リスト１０００を示す。表１０００は、実施により有用である初期フィル仕様と共に、第２ＰＮ符号のシフトレジスタの初期フィルならびに遅延をリストする。第１ＰＮ符号のフィルは、必ずすべて１と等しい。第２ＰＮ符号のフィルは、表１０００で指定される通りである。左から右に読まれるフィルは、第２ＰＮジェネレータの最初の１０個の出力を表す。フィルは、シフトレジスタ内で、シフトレジスタの終りから始めに戻って配置される。第１符号は、ロケーション３および１０にフィードバックタップを有し、必ず、すべて１の初期フィルを有すると仮定される。第２ＰＮ符号は、表１０００で提供される初期フィルと共に、フィードバックタップ（２，３，６，８，９，１０）を有する。ゴールド符号を構成するのに使用される２つの個々の最大長（ＭＬ）符号をも、ゴールド符号と考えることができることに留意されたい。というのは、これらが、ゴールド符号セットの他の符号に関連する相互相関特性を共有するからである。これらが含まれる場合に、これらは、テーブル１０００の先頭に配置されるはずである。というのは、ＭＬ符号であるので、これらが、ピークロケーションを除くすべてのロケーションでピークの１／１０２３倍の大きさを有する自己相関関数を有するからである。
【００６９】
表１０００の１０個のゴールド符号は、フレームレートの４  １／７倍の倍数である周波数オフセットを用いて、その相互相関特性についてテストされた。１０個の符号のセットおよび６つの異なるオフセット差にわたる相互相関関数のピークは、−２０．３ｄＢと−２３．１ｄＢとの間の範囲にわたる。これは、符号の間の遅延の順序での最初の７つのＧＰＳ符号（およびフレームレートの２  １／７倍の倍数である周波数オフセット）の場合に対応する表６００に見られる（図６を参照して上で説明した）ものよりわずかに良い。表６００は、１０個の好ましい符号をリストするが、このリストを、必要なだけ長く継続することができ（長さ１０２３のゴールド符号について１０２５まで）、代替案では、減少するランレングスの順で他のタイプの符号および／または他のタイプの符号長さを投入され得る。
【００７０】
本明細書の説明では、セルラグループ内の異なる送信器は、通常、異なるタイムスロットに送信する。異なるグループ内の同様に配置された送信器は、同時に送信する。しかし、本明細書で説明される方法、特にオフセット周波数多重化を用いる方法は、それに限定されない。たとえば、隣接するセル内の送信器が同時に送信するケースがあり得る。たとえば、いくつかの送信器が２つの（しばしば連続する）スロットに送信することができる。この場合に、一実施形態のシステムは、必要な相互相関排除を達成するために、ＰＮおよびオフセット周波数多重化に頼る。複数のスロットでの送信は、その送信器のデータスループットを高める。セキュリティデータまたは認証データなどの補助データを、副スロットで送信することができる。いくつかの場合に、送信器に、主スロットおよび副スロットを割り当てることができ、送信器は、副スロット中に、小さい量、たとえば６ｄＢから１０ｄＢだけその送信レベルを下げることができる。副スロットが、主にデータを送信するのに、さらには測距目的で使用される場合に、より低いタワーレベルが適切である可能性がある。複数のスロットで送信するもう１つの理由は、よりすばやい同期のためである。受信器は、この状況で信号の初期獲得の追加の機会を有するはずである。送信器に複数のスロットを占有させるもう１つの理由は、１秒あたりの追加お距離測定値および位置ロケーション測定値を提供することである。
【００７１】
互いの付近にある複数の送信器が同一の波形を同時に送信する状況がある。すなわち、ＰＮおよび周波数オフセットと任意のデータとが、同時に送信される複数の信号に共通する場合がある。これの例は、初期同期が発生する可能性があるタイムスロットの始めに発生する可能性がある。近似タイミングを得ることを望む受信器は、これらの場合に、複数の符号および／または周波数オフセットの空間にわたって検索する必要なしに、そのようなタイミングを達成することができる。これを、時々、「サイマルキャスト」送信と称する。そのようなサイマルキャスト送信を用いると、ゴールド符号ではなく最大長ＰＮ符号であるＰＮ符号を使用することが望ましい可能性がある。上で示したように、そのような最大長符号は、その環状自己相関関数が同一の最小大きさのサイドローブを有するので、理想的な自己相関特性を有する。この特性は、検出の高められた確率または減らされた誤警報レートをもたらすことができる。最大長符号を、ゴールド符号生成器の単純な変更によって実施できることに留意されたい。初期フィルは、ゴールド符号を生成するのに使用される２つの生成器の一方の線形フィードバック生成器内ですべて０をプリロードされる。これは、他方の生成器に関連する最大長シーケンスを作る。
【００７２】
一実施形態の周波数オフセット多重化は、送信される信号のそれぞれの全体的な帯域幅に対する相対的な、送信器の間の相対的に小さい周波数オフセットを有する。これは、すべての送信される信号によって示される総帯域幅が、各個々の送信器より実質的に大きくないことを保証する。本明細書で提供される例は、信号帯域幅の１％未満であるオフセットを使用した。しかし、本明細書の実施形態は、送信器の対の間の周波数オフセットの差がはるかにより大きいが、信号帯域幅より小さい状況に適用される。総信号帯域幅を保存するために、しばしば、そのようなオフセット差を信号帯域幅の約２５％未満に、確かに信号帯域幅の５０％未満に保つことが望ましい。一例として、５つの異なる周波数オフセットが使用され、隣接するオフセットの間の差が信号帯域幅の２５％である場合には、要求される総通過帯域は、信号のいずれかの帯域幅の２倍になるはずである。
【００７３】
より大きいオフセットを使用する実施形態は、信号帯域幅が小さく、はっきり感知できるドップラがある状況に適用可能である。これらの場合に、信号の間のより大きいオフセットは、大きい差分ドップラを経験しつつある時であっても信号を周波数において分離可能にすることを可能にする。伝統的な周波数分割多重化方法が、少なくとも信号帯域幅と等しい（通常ははるかにより大きい）オフセットを利用し、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）が、そのオフセットが互いに関して各搬送波に関連する帯域幅の約半分（ヌル−ヌル通過帯域幅によって測定して）である搬送波周波数のセットを使用することに留意されたい。
【００７４】
もう１つの実施形態では、広帯域非擬似乱数測距信号が、本明細書で説明される擬似乱数測距信号の代わりに使用される。たとえば、測距にチャープタイプ信号のセットを使用することができ、このセットは異なるチャープレートを有するチャープ信号を含む（たとえば、周波数対時間レート）。本明細書で説明される実施形態は、この状況に適用される。たとえば、オフセット周波数多重化の使用が適用され、具体的には、本明細書の式（２）は、ｐ（ｔ）およびｑ（ｔ）が異なる送信器によって送信される広帯域信号であり、Ｔｆが広帯域信号の繰り返さない持続時間であり、Ｍが積分される信号の繰返しの回数であり、他の量が本明細書で説明される通りである状態で、適用される。同様に、情報シンボルを、広帯域信号四号を遅いレートで適当に変調する（たとえば、位相反転を使用して）ことによって送信することができる。
ＷＡＰＳのシステムおよび方法
図１１は、一実施形態の下の、同期されたビーコンのブロック図である。図１１ならびに図１を参照すると、一実施形態の同期されたビーコンは、本明細書ではビーコンとも称するが、ＣＤＭＡネットワークを形成し、各ビーコンは、埋め込まれたアシスタンスデータのデータストリームと共に、ゴールド符号シーケンスなどの良い相互相関特性を有する擬似乱数（ＰＲＮ）シーケンスに従って信号を送信する。代替案では、各ビーコン送信器からのシーケンスを、ＴＤＭＡフォーマットの別々のスロットに時間においてスタッガーすることができる。
【００７５】
地上測位システムでは、克服すべき主な課題の１つは、受信器で、遠隔の送信器が近くの送信器によって妨害される、遠近問題である。この問題に対処するために、一実施形態のビーコンは、ＣＤＭＡ技法、ＴＤＭＡ技法、および周波数オフセット技法の組合せを使用する。そのようなシステムは、これらの方法のうちの１つだけではなく、組合せであるので、ハイブリッド多重化システムと称する。一例として、ローカル送信器は、遠近問題を軽減するために、別々のタイムスロット（および、オプションで異なる符号（ＣＤＭＡ））を使用することができる。多少離れた送信器は、異なるＣＤＭＡ符号および／または周波数オフセットを使用しながら、同一のタイムスロットを使用することを許可される。これは、システムの広域スケーラビリティを可能にする。タイムスロッティングを、保証された遠近性能のために決定論的とし、または良い平均遠近性能を提供するためにランダム化することができる。本明細書で示されるように、符号の相互相関性能を改善し、したがって「遠近」問題に対処するために、搬送波信号を、小さい周波数差（たとえば、ゴールド符号繰返し周波数程度）だけオフセットすることもできる。２つのタワーが、同一のタイムスロットを使用するが、異なる符号およびまたはオフセット周波数を使用する時に、受信器での相互相関を、より弱い信号を検出する前のより強い信号の干渉除去を使用することによって、さらに排除することができる。本明細書で説明されるハイブリッド測位システムでは、全体的なシステム性能を最大にするために、タイムスロット、ＣＤＭＡ符号、および周波数オフセットの各送信器組合せに割り当てるために、洗練されたプラニング方法が使用される。これらのパラメータの組合せの個数は、受信器による信号獲得時間を実用的な値にすることを可能にするために、制限される。
【００７６】
さらに、一実施形態のビーコンは、アシスタンスデータを含むプリアンブルを使用することができ、あるいは、データを頑健にするのを助けるためのチャネル推定ならびに順方向誤り検出および／または訂正のために、情報を使用することができる。一実施形態のアシスタンスデータは、波形のパルスの立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジのいずれか、あるいは指定された信号エポックの正確なシステム時刻と、タワーのジオコードデータ（緯度、経度、および高度）と、隣接するタワーのジオコード情報および区域内のさまざまな送信器によって使用されるシーケンスのインデックスと、送信器（オプション）および隣接する送信器のクロックタイミング補正と、ローカル大気補正（オプション）と、ＧＮＳＳ時刻に対するＷＡＰＳタイミングの関係（オプション）と、擬似距離分解能で受信器を助けるための都市環境、準都市環境、田舎環境の表示（オプション）と、ＰＮシーケンスのベースインデックスからのオフセットまたはゴールド符号シーケンスへのインデックスとのうちの１つまたは複数を含むが、これに限定されない。ブロードキャストされる送信データフレーム内で、安全および／または免許管理の理由から単一の受信器または受信器のセットをディスエーブルする情報を含むフィールドを含めることができる。
【００７７】
一実施形態の異なるビーコンおよびタワーからの送信の送信波形タイミングは、共通のタイミング基準に同期される。代替案では、異なるタワーからの送信の間のタイミング差が、既知であり、送信されなければならない。アシスタンスデータは、規則的なインターバルで増分されるタイミングメッセージを除いて、データブロックの個数およびサイズによって決定されるインターバルで繰り返される。アシスタンスデータを、暗号化アルゴリズムを使用して暗号化することができる。拡散符号を、追加のセキュリティのために暗号化することもできる。信号は、アップコンバートされ、事前定義の周波数でブロードキャストされる。送信器内のエンドツーエンド遅延は、ビーコンの間の差分遅延が約３ナノ秒未満であることを保証するために、正確に校正される。送信器のセットをリスンする調査されるロケーションで差分ＷＡＰＳ受信器を使用することによって、そのセット内の送信器に関する相対クロック補正を見つけることができる。
【００７８】
一実施形態のタワー配置は、カバレージおよびロケーションの正確さのために最適化される。タワーの展開は、ネットワーク内のロケーションのほとんどおよびネットワークのエッジで３つ以上のタワーから信号を受信する形で配置され、これらのロケーションのそれぞれでの幾何学的精度劣化（ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ  ｄｉｌｕｔｉｏｎ  ｏｆ  ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ、ＧＤＯＰ）が、正確さ要件に基づく所定のしきい値未満になっている。ＲＦプラニング調査を行うソフトウェアプログラムは、ネットワーク内およびその周囲のＧＤＯＰに関する分析を含むように補強される。ＧＤＯＰは、受信器位置および送信器位置の関数である。ネットワークプラニングにＧＤＯＰを組み込む１つの方法は、次のように最適化をセットアップすることである。最小化すべき関数は、カバレージ体積にわたるＧＤＯＰの平方の体積積分である。体積積分は、受信器位置の（ｘ，ｙ，ｚ）座標に関する。最小化は、所与のカバレージエリア内にあり、それらがカバレージ体積内にあるという制約を受けるｎ個の送信器位置座標（ｘ１，ｙ１，ｚ１），（ｘ２，ｙ２，ｚ２），…（ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ）に関する、すなわち、ｉ＝１，…，ｎについて、ｘｍｉｎ＜ｘ＜ｘｍａｘ、ｙｍｉｎ＜ｙ＜ｙｍａｘ、ｚｍｉｎ＜ｚ＜ｚｍａｘであり、ｘｍｉｎ、ｙｍｉｎ、およびｚｍｉｎは、カバレージ体積の下限であり、ｘｍａｘ、ｙｍａｘ、およびｚｍａｘは、カバレージ体積の上限である。最小化すべき関数を、
【００７９】
【数４】
2014529729.tif 000006
【００８０】
と書くことができる。
【００８１】
さらに、最小化すべき関数に、カバレージ領域Ｒｊの重要性（すなわち、要求される性能品質）に従って重みを付けることができる。
【００８２】
【数５】
2014529729.tif 000007
【００８３】
タワー座標ロケーションに対する追加の制約を、所与の区域内の既に使用可能なタワーのロケーションに基づくものとすることができる。すべての座標の座標化（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｚａｔｉｏｎ）を、通常、正のｘとして平均東、正のｙとして平均北、正のｚとして平均垂直上を有するローカルレベル座標系内で行うことができる。上の制約付き最小化問題を解くソフトウェアは、関数ｆを最小化する最適化された送信器位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１），（ｘ２，ｙ２，ｚ２），…（ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ）を出力する。
【００８４】
【数６】
2014529729.tif 000008
【００８５】
この技法を、広域ネットワーク（都市内など）またはローカル展開（モール内など）の両方について適用することができる。１つの例の構成では、送信器のネットワークは、各メトロポリタンエリアの周囲の三角形／六角形配置で約３０ｋｍの距離だけ分離される。各タワーは、約２０Ｗから１ｋＷ  ＥＩＲＰの範囲の最大電力まで、対応するアンテナを介して放射することができる。もう１つの実施形態では、タワーは、ローカライズされ得、１Ｗもの低い電力レベルで送信することができる。動作の周波数帯は、無線スペクトル内の任意の免許交付された帯域または免許不要の帯域を含む。一実施形態の送信アンテナは、無指向性アンテナ、または、ダイバーシティ、セクタリングなどについて助けることができる複数のアンテナ／アレイを含む。
【００８６】
隣接するタワーは、送信すべき良い相互相関特性を有する異なるシーケンスを使用することによって、またはその代わりに異なる時に同一のシーケンスを送信するために、区別される。これらの区別技法を、組み合わせ、所与の地理的区域だけに適用することができる。たとえば、同一のシーケンスを、異なる地理的区域内のネットワークにまたがって再利用することができる。
【００８７】
ローカルタワーを、所与の地理的区域内に配置して、一実施形態の広域ネットワークタワーを補強することができる。ローカルタワーは、使用される時に、測位の正確さを改善することができる。ローカルタワーを、キャンパス様環境内で展開することができ、あるいは、公衆安全の必要のために、２０〜３０メートルから２〜３キロメートルまでの範囲の距離だけ分離することができる。
【００８８】
タワーは、好ましくは、位置解からのより良い品質の高度推定を容易にするために、さまざまな高さ（類似する高さではなく）に配置される。異なる高さを有する異なる緯度／経度の送信器に加えて、タワーに高さダイバーシティを追加するもう１つの方法は、同一の物理タワー（同一の緯度および経度を有する）の異なる高さに複数のＷＡＰＳ送信器（異なる符号シーケンスを使用する）を有することである。同一タワー上の送信器が遠近問題を引き起こさないので、同一の物理タワー上の異なる符号シーケンスが、同一のスロットを使用できることに留意されたい。
【００８９】
ＷＡＰＳ送信器を、１つまたは複数の他のシステムのために使用される先在するタワーまたは新しいタワー（セルラタワーなど）に配置することができる。ＷＡＰＳ送信器展開コストを、同一の物理タワーまたはロケーションを共有することによって最小化することができる。
【００９０】
ローカライズされた区域（たとえば、倉庫またはモール）内の性能を改善するために、追加のタワーを、広域カバレージに使用される送信器を補強するためにその区域内に配置することができる。代替案では、すべての送信器を設置するコストを下げるために、リピータを、当該の区域内に配置することができる。
【００９１】
上で述べた測位に使用される送信ビーコン信号が、排他的にＷＡＰＳのために作られた送信器である必要があるのではなく、時間において最初に同期される任意の他のシステムまたはそれに関する同期が追加のタイミングモジュールを介して補強されるシステムからの信号とすることができることに留意されたい。代替案では、この信号を、その相対同期を基準受信器を介して判定できるシステムからのものとすることができる。このシステムを、たとえば、既に展開されたものまたは追加の同期能力を伴って新たに展開されるものとすることができる。そのようなシステムの例を、ディジタルＴＶ、アナログＴＶ、またはＭｅｄｉａＦｌｏなどのブロードキャストシステムとすることができる。
【００９２】
ＷＡＰＳネットワークが構成される時に、いくつかの送信ロケーションは、設計またはフィールド測定のいずれかによって決定されるように、ネットワーク内のある他のロケーションより良い場合がある（クラッターを超えるビーコンの高さ、電力レベル）。そのようなビーコンを、直接に、間接に、または受信器がそのようなビーコンから受信された信号に重みを付けるのに使用できるビーコンの「品質」を示すデータビットを符号化することによってのいずれかで、受信器に識別することができる。
【００９３】
図１２は、一実施形態の下の、リピータ構成を使用する測位システムのブロック図である。リピータ構成は、次のコンポーネントを含む。
【００９４】
１）共通ＷＡＰＳ受信アンテナ（アンテナ１）
２）ＲＦ電力増幅器およびさまざまなＷＡＰＳ送信器アンテナ（ローカルアンテナ１〜４）へのスプリッタ／スイッチ接続。
【００９５】
３）ＷＡＰＳユーザ受信器
アンテナ１は、コンポジット信号を受信し、増幅し、ローカルアンテナ１〜４に分配する（切り替える）。切替は、（好ましくは）ユーザ受信器での異なるリピータからの送信のオーバーラップ（衝突）がない形で行われなければならない。送信の衝突を、ガードインターバルの使用を介して回避することができる。スイッチから送信アンテナまでの既知のケーブル遅延は、すべてのローカルリピータに関する全体的な遅延を等化するためにリピータ−増幅器−送信器での遅延を合計することまたはユーザ−受信器でのケーブル遅延によって特定のリピータからの到着の推定時刻を調整することのいずれかによって、補償されなければならない。ＴＤＭＡが、広域ＷＡＰＳネットワーク内で使用される時に、リピータスロット切替レートは、各広域スロット（各スロットは、１つの広域ＷＡＰＳタワーを含む）がすべてのリピータスロット内で発生するように選択される。１つの例の構成は、広域ＴＤＭＡフレーム持続時間の倍数と等しいリピータスロット持続時間を使用する。具体的に言うと、広域ＴＤＭＡフレームが１秒である場合には、リピータスロットを整数秒にすることができる。この構成は、最も単純であるが、ケーブル上のＲＦ信号分布の要件のゆえに、小さい制限された区域内の展開についてのみ適する。ユーザＷＡＰＳ受信器は、位置を計算するためにリピータタワーをリスンする時に、到着時間差を使用し、リピータスロッティング期間中の静的（または準静的）仮定の下で働く。送信がリピータからであるという事実を、各ＷＡＰＳタワー信号が、あるリピータスロットから次のリピータスロットへの同一のタイミング差（ジャンプ）を示すという事実によって自動的に検出することができる。
【００９６】
図１３は、代替実施形態の下の、リピータ構成を使用する測位システムのブロック図である。この構成では、各リピータは、ＷＡＰＳリピータ−受信器と、ローカルアンテナを有する関連するカバレージ補強ＷＡＰＳ送信器（たとえば、屋内とすることができる）とを含む。ＷＡＰＳリピータ受信器は、ＷＡＰＳシステムタイミング情報ならびに１つの広域ＷＡＰＳ送信器に対応するＷＡＰＳデータストリームを抽出できなければならない。ＷＡＰＳシステムタイミングおよび１つの広域ＷＡＰＳ送信器に対応するデータは、対応するローカルエリアＷＡＰＳ送信器に渡され、このローカルエリアＷＡＰＳ送信器は、ＷＡＰＳ信号を再送信することができる（たとえば、異なる符号および同一のスロットを使用して）。送信器は、ローカルアンテナの緯度、経度、および高度など、追加データをその送信に含める。この構成では、ＷＡＰＳユーザ受信器動作（距離測定および位置測定）を、信号がリピータから来つつあるという事実に透過的とすることができる。リピータ内で使用される送信器が、ＧＮＳＳタイミングを抽出するためにＧＮＳＳタイミングユニットを有する必要がないという点で、フルＷＡＰＳビーコンより安価であることに留意されたい。
【００９７】
受信器ユニットの動作のモードに依存して、端末ベースの測位またはネットワークベースの測位のいずれかが、システムによって提供される。端末ベースの測位では、受信器ユニットが、受信器自体の上でユーザの位置を計算する。これは、どこで曲がるかの指示（ｔｕｒｎ−ｂｙ−ｔｕｒｎ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）、ジオフェンシング（ｇｅｏ−ｆｅｎｃｉｎｇ）、その他などのアプリケーションで有用である。ネットワークベースの測位では、受信器ユニットは、タワーから信号を受信し、受信された信号をサーバに通信しまたは送信して、ユーザのロケーションを計算する。これは、Ｅ９１１、ならびに集中サーバによる資産追跡および管理などのアプリケーションで有用である。サーバでの位置計算は、ほぼリアルタイムでまたは、サーバでの精度を改善するために多数のソース（たとえば、ＧＮＳＳ、差分ＷＡＰＳなど）からのデータを用いて後処理することができる。ＷＡＰＳ受信器は、ネットワークベースの測位を容易にするために、サーバ（たとえば、ＳＵＰＬ  Ｓｅｃｕｒｅ  Ｕｓｅｒ  ＰＬａｎｅに似た）からの情報を提供し、入手することもできる。
【００９８】
実施形態のタワーは、自律的にお互いとの同期を維持し、またはネットワークベースの同期を使用する。図１４は、一実施形態の下の、タワー同期を示す。次のパラメータは、同期の態様を記述するのに使用される。
【００９９】
システム送信器時間＝ｔＷＡＰＳ−ｔｘ
絶対時間基準＝ｔＷＡＰＳ＿ａｂｓ
時間調整＝Δｓｙｓｔｅｍ＝ｔＷＡＰＳ−ｔｘ−ｔＷＡＰＳ＿ａｂｓ
絶対時間基準に対してＷＡＰＳシステム時間を同期させることが、不可欠ではないことに留意されたい。しかし、すべてのＷＡＰＳ送信器は、共通のＷＡＰＳシステム時間に同期される（すなわち、すべてのＷＡＰＳ送信器の相対タイミング同期）。ＷＡＰＳシステム時間（存在する場合に）に対する相対的な各送信器のタイミング補正を計算しなければならない。タイミング補正は、電波ＷＡＰＳアシスタンス送信を介して直接に、またはある他の通信手段を介してのいずれかで、受信器が使用可能にされなければならない。アシスタンスを、たとえば、セルラ（または他の）モデムを介して、またはシステム（イリジウム、ディジタルＴＶ、ＭｅｄｉａＦｌｏ、またはセルラシステムのブロードキャストチャネルなど）からのブロードキャストデータを介して、ＷＡＰＳ受信器に配信することができる。代替案では、タイミング補正を、サーバに送信し、サーバで位置を計算する時に使用することができる。実施形態のタワー同期の説明をこれに続ける。
【０１００】
ネットワークベースの同期の下で、タワーは、ローカルエリア内でお互いと同期する。本明細書で詳細に説明するように、タワーの間の同期は、一般に、パルス（より良い時間分解能のために、搬送波上に任意の形の変調を使用して変調することができ、かつ／または拡散符号を使用して拡散することができ、この拡散符号は搬送波を変調する）の送信および受信器上でのパルスエッジへの同期を含む。
【０１０１】
実施形態の自律的同期モードでは、タワーは、ローカルタイミング基準を使用して同期される。タイミング基準は、たとえば、ＧＰＳ受信器、非常に正確なクロックソース（たとえば、原子クロックソース）、ローカル時間ソース（たとえば、ＧＰＳ統制されたクロック）、および信頼できるクロックソースの任意の他のネットワークのうちの１つであり得る。正確に時間同期される、ＸＭ衛星無線機、ＬＯＲＡＮ、ｅＬＯＲＡＮ、ＴＶ信号などからの信号の使用を、タワーの粗いタイミング基準として使用することができる。一実施形態での例として、図１５は、一実施形態の下の、ルビジウム、セシウムまたは水素マスターなどの正確な／安定したタイミングソースを統制するのに使用されるＧＰＳ受信器からのＰＰＳパルスソースのブロック図である。代替案では、図１６に示されているように、ＧＰＳ統制されたルビジウムクロック発振器を使用することができる。
【０１０２】
図１５を参照すると、正確なクロックソース内のＰＬＬの時定数は、より良い短期安定性（または、同等に、短期ＧＰＳ  ＰＰＳ変動のフィルタリング）を提供する十分に大きい数（たとえば、０．５〜２時間の範囲内）にセットされ、ＧＰＳ−ＰＰＳは、より長期的な安定性および広域の「粗い」同期を提供する。送信器システムは、これらの２つのＰＰＳパルス（ＧＰＳユニットおよび正確なクロックソースから）を連続的に監視し、すべての異常を報告する。異常は、２つのＰＰＳソースが数時間の間ロックされた後に、ＰＰＳソースのうちの一方が、タワーネットワーク管理者によって決定される所与の時間しきい値だけ他方のソースから離れてドリフトすることである可能性がある。第３のローカルクロックソースを使用して、異常を検出することができる。異常な挙動の場合に、正しい挙動を示すＰＰＳ信号が、送信器システムによって選択され、監視ステーションに戻って報告される。さらに、正確な時間ソースのＰＰＳ入力とＰＰＳ出力との間の瞬間的な時間差（時間ソースによって報告される）を、送信器によってブロードキャストするか、後処理をする時に使用されるサーバに送信するかのいずれかを行うことができる。
【０１０３】
送信器システムでは、ＰＰＳパルス入力の立ち上がりエッジと送信器のアナログセクションがデータを送信することを可能にする信号の立ち上がりエッジとの間の時間差は、内部で生成される高速クロックを使用して測定される。図１７は、一実施形態の下の、ＰＰＳと、送信器のアナログセクションがデータを送信することを可能にする信号との間の時間差をカウントする信号図である。その差を表すカウントは、データストリームの一部として受信器のそれぞれに送信される。ルビジウム時計（時計は時間／日にわたって安定している）などの非常に安定したクロック基準の使用は、システムが、デバイスが特定のタワーデータをこれ以上変調することができない場合に、デバイス上でタワーごとにこの補正を格納／送信することを可能にする。使用可能なものがある場合に、この補正データを、通信媒体を介してデバイスに送信することもできる。タワーからの補正データを、基準受信器または他のタワーのブロードキャストをリスンするタワー上に取り付けられた受信器のいずれかによって監視することができ、集中サーバに伝えることができる。タワーは、その後にデバイスへの通信リンクを介してそれらのタワーの近くのデバイスにこの情報を広めることができる集中サーバに、このカウント情報を周期的に送信することもできる。代替案では、サーバは、隣接するタワーのためのアシスタンス情報としてこの情報をブロードキャストすることができるようにするために、タワーからの情報（たとえば、現場での）を隣接するタワーに渡すことができる。隣接するタワーのためのアシスタンス情報は、付近のタワーに関する、位置情報（タワーが静的なので）およびタイミング補正情報を含むことができる。
【０１０４】
一実施形態の送信器タイミング補正に似て、真のＰＰＳが使用可能である時には、これを使用して、マルチパスバイアスおよび正確な真の距離を推定することができる。受信器は、たとえばＡＤＣからの、信号のサンプルを使用して距離を推定する。一実施形態の受信器は、高速クロックを使用して、ＰＰＳの発生とサンプルＡＤＣクロックの最初のエッジとの間の時間差を判定する。これは、ＡＤＣサンプルに基づいて受信器によって推定された距離を、真のＰＰＳが発生する時とＡＤＣがデータをサンプリングする時との間の差について補正することを可能にし、したがって、ＡＤＣのサンプルクロック分解能より良い精度までの受信器の真の距離の推定を可能にする。上の段落の議論の文脈では、ＰＰＳは、そのエッジがＧＰＳパルス毎秒（ＰＰＳ）タイミングなどの標準的なタイミングベースに位置合せされるか、これに対する既知のオフセットを有するパルスを指す。
【０１０５】
もう１つの実施形態で、広域差分測位システムを、タワーからのタイミング誤差を補正するために使用することができる。図１８は、一実施形態の下の、差分ＷＡＰＳシステムのブロック図である。基準受信器（あらかじめ調査された位置に配置される）は、付近のすべてのタワーからの信号を受信するのに使用される。差分ＧＰＳの原理がこの方法に適用されるが、地上の場合の非見通し線の影響への対処は、それを独自のものにする。タワーごとの基準受信器の擬似距離（符号位相）測定値は、時間タグ付けされ、その後、サーバに送信される。タワーｊおよびｉについて基準受信器で測定された受信符号の位相ベースの距離を、次のように書くことができる。
【０１０６】
【数７】
2014529729.tif 000009
【０１０７】
ここで、
【０１０８】
【数８】
2014529729.tif 000010
【０１０９】
は、タワーｊの幾何学的距離を送信するための基準受信器であり、ｄｔｒｅｆおよびｄｔｊは、それぞれ共通基準時間（たとえば、ＧＰＳ時間）に関してそれぞれのアンテナに参照される基準受信器クロックオフセットおよび送信器クロックオフセットであり、ｃは光の速度であり、
【０１１０】
【数９】
2014529729.tif 000011
【０１１１】
は、測定雑音である。
【０１１２】
タワーｉおよびｊの間のクロックタイミングの差、ｄｔｉ−ｄｔｊは、上の２つの式を引き、基準受信器から送信タワーまでの既知の幾何学的距離を使用することによって、サーバで計算される。これは、ローバー（ｒｏｖｅｒ）／移動局測定での送信器の間のタイミング差の除去を可能にする。送信タワーで使用されるクロックが比較的安定している時に、時間差ｄｔｉ−ｄｔｊのより良い（たとえば、雑音の少ない）推定値を得るために、時間にわたる平均化を使用することができることに留意されたい。
【０１１３】
ローバー／移動局の擬似距離測定値も、時間タグ付けされ、サーバに送信される。ローバー／移動局で測定された受信符号の位相ベースの距離を、次のように書くことができる：
【０１１４】
【数１０】
2014529729.tif 000012
【０１１５】
上の２つの式を引き、再配置することによって、その結果は
【０１１６】
【数１１】
2014529729.tif 000013
【０１１７】
になる。
【０１１８】
【数１２】
2014529729.tif 000014
【０１１９】
および
【０１２０】
【数１３】
2014529729.tif 000015
【０１２１】
が、測定された量であり、量ｄｔｉ−ｄｔｊが、基準受信器測定値から計算されることに留意されたい。
【０１２２】
【数１４】
2014529729.tif 000016
【０１２３】
および
【０１２４】
【数１５】
2014529729.tif 000017
【０１２５】
のそれぞれを、受信器の未知の座標ならびに送信タワーｉおよびｊの既知の座標に関して書くことができる。３つの距離測定値を用いて、２つの距離差の式を上のように形成して、２次元位置解を得ることができ、あるいは、４つの距離測定値を用いて、３つの距離差の式を上のように形成して、３次元位置を得ることができる。追加の測定値を用いて、最小二乗解を使用して、雑音量
【０１２６】
【数１６】
2014529729.tif 000018
【０１２７】
および
【０１２８】
【数１７】
2014529729.tif 000019
【０１２９】
の影響を最小にすることができる。
【０１３０】
代替案では、タイミング差の補正を、その場で誤差を補正するためおよび移動局での位置計算を容易にするために、移動局へ送り返すことができる。差分補正を、基準局と移動局との両方によって見ることができるのと同一の多くの送信器に適用することができる。この方法は、概念的に、システムがタワー同期なしに動作することを可能にすることができ、あるいは、代替案では、おおまかに同期されたシステムで任意の残存クロック誤差を補正することを可能にすることができる。
【０１３１】
別の手法は、上の差分手法とは対照的なスタンドアロンタイミング手法である。タイミング同期を確立する１つの形は、特定の区域内の各送信タワーでＧＰＳタイミング受信器に同一区域内のＤＧＰＳ基準受信器からのＤＧＰＳ補正値を受信させることによるものである。既知の位置に設置されるＤＧＰＳ基準受信器は、それ自体のクロックを基準クロックと考え、それが追跡するＧＰＳ衛星への擬似距離測定値に対する補正値を見つける。特定のＧＰＳ衛星に関するＤＧＰＳ補正値は、通常、衛星位置誤差およびクロック誤差ならびに電離圏遅延および対流圏遅延に起因する全誤差を含む。ＤＧＰＳ基準受信器とＧＰＳ衛星との間の見通し線がこの近傍内の方向で大きくは変化しないので、この全誤差は、ＤＧＰＳ基準受信器の付近（通常、中心にＤＧＰＳ受信器を備えた約１００ｋｍの半径の区域を有する）で他のＧＰＳ受信器によって行われる任意の擬似距離測定について同一になる。したがって、特定のＧＰＳ衛星についてＤＧＰＳ基準受信器によって送信されたＤＧＰＳ補正値を使用するＧＰＳ受信器は、その衛星のその擬似距離測定値からこの全誤差を除去するために補正値を使用する。しかし、そのプロセスで、そのＧＰＳ受信器は、ＧＰＳ時間に関するＤＧＰＳ基準受信器のクロックバイアスをその擬似距離測定値へ加える。しかし、このクロックバイアスが、すべてのＤＧＰＳ擬似距離補正について共通なので、異なるＧＰＳ受信器のタイミング解に対するその影響は、共通のバイアスである。しかし、この共通のバイアスは、異なるＧＰＳ受信器のタイミングでの相対的なタイミング誤差を与えない。具体的には、これらのＧＰＳ受信器がタイミングＧＰＳ受信器（既知の位置での）である場合に、それらのＧＰＳ受信器のすべてが、ＤＧＰＳ基準受信器のクロックに同期される。これらのＧＰＳタイミング受信器が異なる送信器を駆動する時には、その送信も同期される。
【０１３２】
ＤＧＰＳ基準受信器からの補正値を使用する代わりに、広域補強システム（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ、ＷＡＡＳ）衛星によって送信される同様の補正値を、ＧＰＳタイミング受信器によって使用し、それらが駆動する送信器の送信を同期させることができる。ＷＡＡＳの利益は、基準時間が、ＤＧＰＳ基準システムの基準時間ではなく、正確な原子時計のセットによって維持されるＧＰＳ時間自体であるということである。
【０１３３】
広域にわたるタワー間の正確な時間同期の達成に対するもう１つの手法は、タワー対の間のタイミングを確立するために時間転送技法を使用することである。適用することができる１つの技法を、「共通ビュー時間転送」と称する。図１９に、一実施形態の下の、共通ビュー時間転送を示す。共通の衛星のビューを有する送信器内のＧＰＳ受信器が、この目的のために使用される。共通ビュー内にある衛星に関するタワーのそれぞれからの符号位相および／または搬送波位相測定値は、ＧＰＳ受信器によって周期的に（たとえば、最低限毎秒一回）時間タグ付けされ、これらの測定値が分析されるサーバに送信される。
【０１３４】
ＧＰＳ符号可観測量
【０１３５】
【数１８】
2014529729.tif 000020
【０１３６】
（衛星「ｉ」によって発せられ、受信器「ｐ」によって観察される信号）を、次のように書くことができる。
【０１３７】
【数１９】
2014529729.tif 000021
【０１３８】
ここで、
【０１３９】
【数２０】
2014529729.tif 000022
【０１４０】
は、
【０１４１】
【数２１】
2014529729.tif 000023
【０１４２】
と等しい受信器−衛星の幾何学的距離であり、
【０１４３】
【数２２】
2014529729.tif 000024
【０１４４】
は、信号受信時の受信器アンテナ位置であり、
【０１４５】
【数２３】
2014529729.tif 000025
【０１４６】
は、信号放射時の衛星位置を表し、
【０１４７】
【数２４】
2014529729.tif 000026
【０１４８】
および
【０１４９】
【数２５】
2014529729.tif 000027
【０１５０】
は、それぞれ、電離圏遅延および対流圏遅延であり、
【０１５１】
【数２６】
2014529729.tif 000028
【０１５２】
および
【０１５３】
【数２７】
2014529729.tif 000029
【０１５４】
は、受信器ハードウェア群遅延および衛星ハードウェア群遅延である。変数
【０１５５】
【数２８】
2014529729.tif 000030
【０１５６】
は、アンテナ、受信器にそれを接続するケーブル、および受信器自体内の遅延の影響を含む。さらに、ｄｔｐおよびｄｔｉは、それぞれＧＰＳ時間に関する受信器クロックオフセットおよび衛星クロックオフセットであり、ｃは、光速であり、εＲは、測定雑音である。
【０１５７】
共通ビュー時間転送方法は、単一の差分符号可観測量
【０１５８】
【数２９】
2014529729.tif 000031
【０１５９】
を計算し、これは、
【０１６０】
【数３０】
2014529729.tif 000032
【０１６１】
として２つの受信器（「ｐ」および「ｑ」と呼ばれる）で同時に測定される符号可観測量間の差である。単一の差分可観測量を計算する際に、衛星内の群遅延時間ならびに衛星のクロック誤差が打ち消される。また、上の式で、対流圏摂動および電離圏摂動が打ち消しあう（または、たとえば受信器の分離が大きい場合にモデル化され得る）ことに留意されたい。受信器の間の群遅延差が校正された後に、受信器クロック間の所望の時間差ｃ（ｄｔｐ−ｄｔｑ）を、この式から見つけることができる。複数の時間および衛星測定値にわたる単一の差を、推定される時間差の品質をさらに改善するために組み合わせることができる。
【０１６２】
類似する形で、共通ビュー時間転送のための単一の差分搬送波位相方程式を、次のように書くことができる。
【０１６３】
【数３１】
2014529729.tif 000033
【０１６４】
初期位相曖昧性および整数曖昧性が上式内に存在するので、位相の単一の差を使用して、時間転送を直接に決定することができないことに留意されたい。符号および位相の観察の組み合わされた使用は、符号からの時間差に関する絶対的情報および搬送波位相からの時間差の発生に関する正確な情報を利用することを可能にする。搬送波位相の単一の差での誤差分散は、より良い時間転送追跡につながる符号位相の単一の差よりかなり良い。
【０１６５】
所与の衛星に関するタワーごとの結果の誤差は、補正のためにタワーに送り返され、タワーで適用され、受信器によって行われるべき追加の補正のために通信リンクを介して受信器へ送信されるか、タワーからの他のタイミング補正値と一緒にブロードキャストメッセージとして送信されるかのいずれかである。特定の例で、タワーおよび受信器からの測定値が、より良いロケーション正確さのためにサーバ上で後処理されてもよい。Ｌ１および／もしくはＬ２またはＧａｌｉｌｅｏ／Ｇｌｏｎａｓｓなどの他の衛星システムからＣ／Ａ符号測定値および／または搬送波位相測定値を作る単一チャネルＧＰＳタイミング受信器または多重チャネルタイミング受信器を、共通ビュー時間転送のこの目的のために使用することができる。多重チャネルシステムで、共通のビュー内の複数の衛星からの情報は、受信器によって同一の瞬間に取り込まれる。
【０１６６】
「共通ビュー時間転送」での代替の機構は、ローカルエリア内の異なるタイミングＧＰＳ受信器（それぞれが対応する送信器に供給する）がそのタイミングパルス導出（たとえば、毎秒１パルス）で共通の衛星だけを使用するが、ＧＰＳ（またはＵＴＣ）秒に位置合せすべきタイミングパルスを補正するための試みがなされないことを保証することである。共通ビュー衛星の使用は、タイミングパルスでの共通の誤差（共通ＧＰＳ衛星位置誤差、共通ＧＰＳ衛星クロック誤差、電離圏遅延補償誤差、および対流圏遅延補償誤差など）が、ほぼ同じ大きさだけタイミングパルスでの誤差を引き出すことを保証し、タイミングパルス内の相対誤差は、減らされる。測位では相対的なタイミング誤差のみが問題なので、サーバベースのタイミング誤差補正の必要はない。しかし、サーバは、タイミングパルスを導出する際にどのＧＰＳ衛星を使用すべきかに関して、異なるＧＰＳ受信器にコマンドを与えることができる。
【０１６７】
時間転送の代替方法は、「両方向時間転送」技法である。図２０に、一実施形態の下の、両方向時間転送を示す。お互いに対して時間を計るのに使用される２つのタワーを検討されたい。２つの送信器のそれぞれからの送信は、ＰＰＳパルスで始まり、時間間隔カウンタは、送信タワーの受信セクション（ＷＡＰＳ受信器）上で開始される。受信された信号は、両側で時間間隔カウンタを停止させるのに使用される。時間間隔カウンタからの結果は、ＷＡＰＳサーバへデータモデムリンクを介して送信され、ここで、送信時間と共にこれらの結果が比較され、２つのタワー間のタイミングの誤差を計算することができる。これを、任意の個数のタワーに拡張することができる。この方法では、タワーｉでのカウンタ測定値ΔＴｉとタワーｊでのΔＴｊとの間の関係、およびｉとｊでのクロックの間の時間差ｄｔｉｊを、
【０１６８】
【数３２】
2014529729.tif 000034
【０１６９】
として表すことができ、ここで
【０１７０】
【数３３】
2014529729.tif 000035
【０１７１】
および
【０１７２】
【数３４】
2014529729.tif 000036
【０１７３】
は、タワーの送信器遅延であり、
【０１７４】
【数３５】
2014529729.tif 000037
【０１７５】
および
【０１７６】
【数３６】
2014529729.tif 000038
【０１７７】
は、タワーの受信器遅延である。送信器および受信器の遅延が校正された後に、時間差を推定することができる。
【０１７８】
タワーの間の時間転送に加えて、ＧＰＳ時間に対する相対的なタワーのタイミングを、共通ビュー時間転送に使用されるＧＰＳタイミング受信器によって見つけることができる。
【０１７９】
【数３７】
2014529729.tif 000039
【０１８０】
として距離測定値を使用して、受信器の遅延、衛星クロック誤差、および電離圏誤差／対流圏誤差を計上した後に、ＧＰＳ時間ｄｔｐに対する相対的なローカルクロックの時間補正が計算される。受信器の遅延δＲ，ｐを、群遅延の測定値によって校正することができる。ＧＰＳ衛星ナビゲーションメッセージからの情報（復調を介してまたはサーバからのいずれかで得られる）を、ｄｔｉおよび
【０１８１】
【数３８】
2014529729.tif 000040
【０１８２】
の影響を除去する衛星タイミング補正を計算するのに使用することができる。同様に、対流圏および電離圏の遅延効果は、外部モデルからの補正値を使用して最小化される。電離圏の補正は、たとえばＷＡＡＳメッセージから得ることができる。代替案では、クロックおよび電離圏／対流圏の補正の組合せを、使用可能な時に、擬似距離のためのＲＴＣＭ  ＤＧＰＳ補正から得ることができる。
【０１８３】
ＧＰＳ時間に対するオフセットを、タワーからデータストリームの一部として送信することもできる。これは、ＷＡＰＳ信号を獲得する任意のＷＡＰＳ受信器が、ＧＮＳＳ受信器内のＧＮＳＳ検索要件を大幅に低減するための、正確なＧＰＳ時間および周波数エイディングを提供することを可能にする。
【０１８４】
システムの実施形態で、ブロードキャスト送信器を、ローカライズされた屋内の位置決定を提供するためだけに使用することができる。たとえば、火災時の安全確保応用で、ＷＡＰＳ送信器は、３つ以上のブロードキャスト局（たとえば、消防自動車とすることができる）に配置される。タワーは、前に述べた多くの手段およびブロードキャスト信号のうちの１つによってお互いに同期する。帯域幅およびチッピングレート（ｃｈｉｐｐｉｎｇ  ｒａｔｅ）は、その時のその用途に関するその領域内のスペクトル可用性および正確さ要件に基づいてスケーリングされる。受信器は、デバイスへの通信リンクを介してシステムパラメータについて通知される。
【０１８５】
図２１は、一実施形態の下の、受信器ユニットのブロック図である。ビーコン信号は、受信器ユニット上のアンテナで受信され、ダウンコンバートされ、復調され、暗号化解除され、測位エンジンに供給される。受信器は、信号を正確に再構築するためのすべての情報を提供する。受信アンテナは、無指向性アンテナとすることができ、または、代替案では、ダイバーシティを提供する複数のアンテナ／アレイなどとすることができる。もう１つの実施形態では、ミキシングおよびダウンコンバーションを、ディジタル領域で行うことができる。各受信器ユニットは、一意のハードウェア識別番号およびコンピュータによって生成される秘密鍵を含むか使用する。一般に、各受信器ユニットは、最後の少数のロケーションを不揮発性メモリに格納し、後に最後の少数の格納されたロケーションについて遠隔に照会され得る。所与の区域内のスペクトルの可用性に基づいて、送信器および受信器は、使用可能な帯域幅に適合し、より良い正確さおよびマルチパス分解能のためにチッピングレートおよびフィルタ帯域幅を変更することができる。
【０１８６】
一実施形態で、受信された信号のディジタルベースバンド処理は、ＷＡＰＳ  ＲＦモジュールを有するＧＰＳ  ＲＦセクションからの信号を多重化／供給することによって、市販のＧＰＳ受信器を使用して達成される。図２２は、一実施形態の下の、ＷＡＰＳ  ＲＦモジュールを有する受信器のブロック図である。いくつか例を挙げると、ＲＦモジュールは、低雑音増幅器（ＬＮＡ）、フィルタ、ダウンコンバータ、およびアナログ−ディジタル変換器のうち１つまたは複数を含む。これらのコンポーネントに加えて、信号を、さらに、チップ上、カスタムＡＳＩＣ上、ＦＰＧＡ上、ＤＳＰ上、またはマイクロプロセッサ上での追加処理を使用して、ＧＰＳ受信器の入力要件に適合するように条件付けることができる。信号条件付けは、帯域内雑音または帯域外雑音（ＡＣＩ−隣接チャネル干渉など）に関するディジタルフィルタリング、ＷＡＰＳ受信器の周波数からＧＰＳ  ＩＣへの入力の中間周波数またはベースバンド周波数の変換、ＧＰＳ  ＩＣがＷＡＰＳ信号を処理することができるようにするためのディジタル信号強度の調節、ＷＡＰＳフロントエンドを制御するための自動利得制御（ＡＧＣ）アルゴリズムなどを含むことができる。具体的には、周波数変換は、ＷＡＰＳ  ＲＦモジュールが任意の市販のＧＰＳ受信器と共に動作することを可能にするので、非常に有用な特徴である。もう１つの実施形態では、ＷＡＰＳシステムのための信号条件付け回路を含むＲＦフロントエンドチェーン全体を、ＧＰＳ  ＲＦチェーンを含む既存のＧＰＳダイ上に一体化することができる。
【０１８７】
もう１つの実施形態では、ディジタルベースバンド入力へのアクセスが使用可能ではない場合に、信号を、任意の帯域からＧＰＳ帯域にアップコンバート／ダウンコンバートすることができ、ＧＰＳ受信器のＲＦセクションに供給することができる。図２３に、一実施形態の下の、信号アップコンバージョンおよび／または信号ダウンコンバージョンを示す。
【０１８８】
もう１つの実施形態で、複数のＲＦチェーンまたは同調可能なＲＦチェーンを、広域であれローカルであれ、所与の区域での動作の最も有効な周波数を使用するように、ＷＡＰＳシステムの送信器と受信器との両方に追加することができる。周波数の選択は、スペクトルの清浄度（ｃｌｅａｎｌｉｎｅｓｓ）、伝搬要件などによって決定することができる。
【０１８９】
同様に、ＷＡＰＳは、複数の受信チェーンを含む受信器システム内の受信チェーンを一時的に使用することができる。たとえば、ｗｉｄｅｂａｎｄ  ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）受信器システムは、受信ダイバーシティを改善するために２つの受信チェーンを含む。したがって、ＷＡＰＳが、Ｗ−ＣＤＭＡ受信器システム内で使用される時に、Ｗ−ＣＤＭＡの２つのネイティブ受信チェーンの１つを、ＷＡＰＳ信号の受信および処理に一時的に使用することができる。図２４は、一実施形態の下の、受信チェーンの１つをＷＡＰＳ信号を受信し処理するために一時的に使用できる、複数の受信チェーンを有する受信器システムのブロック図である。この例では、ダイバーシティ受信チェーンを使用して、ＷＡＰＳ信号を一時的に受信し、処理することができる。代替案では、ＧＰＳ受信チェーンを使用して、ＷＡＰＳ信号を一時的に受信し、処理することができる。
【０１９０】
無線フロントエンドを、ＷＡＰＳと別のアプリケーションとの間で共有することができる。フロントエンドのいくつかの部分は、共有することができ、いくつかの部分は、相互排他的な基礎で使用されてもよい。たとえば、ダイ／システムがアンテナを含むＴＶ（ＮＴＳＣ、ＡＴＳＣ、またはＤＶＢ−Ｈ、ＭｅｄｉａＦＬＯなどのシステム）チューナフロントエンドを既に有する場合に、テレビチューナ無線機およびアンテナを、ＷＡＰＳシステムと共有することができる。これらは、システムが所与の時刻にＴＶ信号を受信するかＷＡＰＳ信号を受信するかのいずれかであるという点で、相互排他的な基礎で動作することができる。もう１つの実施形態で、それがそのようなシステムにＷＡＰＳ  ＲＦセクションを追加することをより簡単にする場合に、アンテナを、ＴＶチューナとＷＡＰＳシステムとの間で共有し、両方のシステムが同時に動作することを可能にすることができる。システム／ダイがＦＭ無線機などの無線機を有する場合に、ＲＦフロントエンドを、ＷＡＰＳシステムとＦＭ無線機との両方に対処するように変更することができ、これらの無線機は、相互排他的な基礎で動作することができる。同様の変更を、ＷＡＰＳ  ＲＦ帯域に近い近接する周波数で動作するいくつかのＲＦフロントエンドを有するシステムについて行うことができる。
【０１９１】
ＧＮＳＳサブシステムに使用される、水晶、水晶発振器（ＸＯ）、電圧制御温度補償水晶発振器（ＶＣＴＣＸＯ）、ディジタル制御水晶発振器（ＤＣＸＯ）、温度補償水晶発振器（ＴＣＸＯ）などのクロックソース基準を、ＷＡＰＳ受信器に基準クロックを提供するためにＷＡＰＳ受信器と共有することができる。この共有は、ダイ上またはオフチップで行うことができる。代替案では、セルラ電話機上の任意の他のシステムによって使用されるＴＣＸＯ／ＶＣＴＣＸＯを、ＷＡＰＳシステムと共有することができる。図２５は、一実施形態の下の、測位システム内のクロック共有を示すブロック図である。トランシーバまたはプロセッサシステムブロックが、さまざまなシステムを指すことができることに留意されたい。ＷＡＰＳシステムとクロックを共有するトランシーバシステムを、モデムトランシーバ（たとえば、セルラモデム、ＷＬＡＮモデム、またはＢＴモデム）または受信器（たとえば、ＧＮＳＳ受信器、ＦＭ受信器、またはＤＴＶ受信器）とすることができる。これらのトランシーバシステムは、オプションで、周波数制御のためにＶＣＴＣＸＯまたはＤＣＸＯを制御することができる。トランシーバシステムおよびＷＡＰＳシステムを、単一のダイに一体化することができ、あるいは、別々のダイとすることができ、クロック共有に影響を与えないことに留意されたい。プロセッサは、クロックソースを使用する任意のＣＰＵシステム（ＡＲＭサブシステム、ディジタル信号プロセッサシステムなど）とすることができる。一般に、ＶＣＴＣＸＯ／ＤＣＸＯが共有される時に、他のシステムによって適用される周波数補正は、ＷＡＰＳ動作を容易にするためにできるだけ大きく減速されてもよい。具体的には、ＷＡＰＳ受信器で使用される最大積分時間内の周波数更新は、ＷＡＰＳ受信器のより良い性能（すなわち、ＳＮＲ損失を最小化する）を可能にするために制限され得る。ＷＡＰＳ受信器の状態に関する情報（特に、使用される積分のレベル、ＷＡＰＳシステムの獲得対追跡状態（ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  ｖｅｒｓｕｓ  ｔｒａｃｋｉｎｇ  ｓｔａｔｅ））を、周波数更新のより良い調整のために他のシステムと交換することができる。たとえば、周波数更新を、ＷＡＰＳ取得フェーズ中に一時停止することができ、あるいは、周波数更新を、ＷＡＰＳ受信器がスリープ状態である時にスケジューリングすることができる。通信は、制御信号の形または代替案ではトランシーバシステムとＷＡＰＳシステムとの間で交換されるメッセージの形とすることができる。
【０１９２】
ＷＡＰＳは、ＷＡＰＳと伝統的なＧＰＳシステムとの両方をサポートするために従来のＧＰＳ受信器のベースバンドハードウェアを変更する必要のない形で、タワーから信号およびメッセージをブロードキャストする。これの重要性は、ＷＡＰＳシステムがＧＰＳ  Ｃ／Ａ符号システム（チップレートに影響する）の使用可能な帯域幅の半分のみを有するが、ＷＡＰＳブロードキャスト信号が商用等級のＣ／Ａ符号ＧＰＳ受信器の限界内で動作するように構成されるという事実にある。さらに、信号可用性に基づいて、アルゴリズムは、位置を決定するためにＧＰＳ信号が使用されなければならないのか、または、ＷＡＰＳ信号もしくはその組合せが最も正確なロケーションを得るために使用されなければならないのかを判断する。
【０１９３】
ＷＡＰＳシステム上でゴールド符号の上に送信されるデータを、ハイブリッドＧＮＳＳ−ＷＡＰＳ使用シナリオの場合にＧＮＳＳのアシスタンス情報を送信するのに使用することができる。アシスタンスは、ＳＶ軌道パラメータ（たとえば、天体暦および暦）の形とすることができる。アシスタンスを、ローカルエリアで可視のＳＶに特化することもできる。
【０１９４】
さらに、ＷＡＰＳシステムから入手されるタイミング情報を、ＧＮＳＳシステムのために繊細な時間エイディングとして使用することができる。ＷＡＰＳシステムタイミングが、ＧＰＳ（またはＧＮＳＳ）時間に位置合せされるので、ＷＡＰＳ信号の符号およびビットに合わせることおよび任意のタワーからデータストリームを読み取ることは、ＧＮＳＳ時間の粗い知識を提供する。さらに、位置解決（受信器のクロックバイアスは位置解決の副産物である）は、ＷＡＰＳシステム時間を正確に決定する。ＷＡＰＳシステム時間が知られた後に、繊細な時間エイディングをＧＮＳＳ受信器に提供することができる。タイミング情報を、そのエッジがＷＡＰＳの内部タイムベースに結び付けられる単一のハードウェア信号パルスを使用して転送することができる。ＷＡＰＳシステム時間が、ＧＰＳ時間に（より一般的には、ＧＮＳＳシステムのタイムベースが直関係付けけられるので、ＧＮＳＳ時間と共に）直接にマッピングされることに留意されたい。ＧＮＳＳは、このエッジの受信時に、その内部ＧＮＳＳタイムベースカウントをラッチすることができなければならない。代替案では、ＧＮＳＳシステムは、そのエッジが内部タイムベースに位置合せされるパルスを生成することができなければならず、ＷＡＰＳシステムは、その内部ＷＡＰＳタイムベースをラッチすることができなければならない。その後、ＷＡＰＳ受信器は、この情報を有するメッセージをＧＮＳＳ受信器に送信し、ＧＮＳＳ受信器がそのタイムベースをＷＡＰＳタイムベースにマッピングすることを可能にする。
【０１９５】
同様に、ローカルクロックの周波数推定値を、ＧＮＳＳ受信器に周波数エイディングを提供するのに使用することができる。ＷＡＰＳ受信器からの周波数推定値は、それらが共通クロックを共有していようといまいと、ＧＮＳＳ受信器の周波数推定値を洗練するのに使用することができることに留意されたい。２つの受信器が別々のクロックを有する時に、他方のシステムに対する一方のシステムのクロック周波数を測定するために、追加の校正ハードウェアブロックまたはソフトウェアブロックが必要である。ハードウェアブロックまたはソフトウェアブロックは、ＷＡＰＳ受信器セクション内またはＧＮＳＳ受信器セクション内に設けることができる。その後、ＷＡＰＳ受信器からの周波数推定値を、ＧＮＳＳ受信器の周波数推定値を洗練するのに使用することができる。
【０１９６】
ＷＡＰＳシステムからＧＮＳＳシステムへ送信することができる情報は、ロケーションの推定値を含むこともできる。ロケーションの推定値は、近似（たとえば、ＷＡＰＳタワーのＰＮ符号によって決定される）またはＷＡＰＳシステムでの実際の位置推定値に基づくより正確なものとすることができる。ＷＡＰＳシステムからの使用可能なロケーション推定値を、ＧＮＳＳシステムをよりよく支援するのに使用できる位置のより正確な推定値を提供するために、異なるシステムからの位置の別の推定値（たとえば、セルラＩＤベースの測位からの粗い位置推定値）と組み合わせることができることに留意されたい。図２６は、一実施形態の下の、ＷＡＰＳ受信器からＧＮＳＳ受信器へのアシスタンス転送のブロック図である。
【０１９７】
ＧＮＳＳ受信器は、ロケーション、周波数、およびＧＮＳＳ時間の推定値をＷＡＰＳ受信器へ提供することによって、Ｔｉｍｅ−Ｔｏ−Ｆｉｒｓｔ−Ｆｉｘ（ＴＴＦＦ）、感度、およびロケーション品質に関するＷＡＰＳ受信器の性能を改善するのを助けることもできる。一例として、図２７は、一実施形態の下の、ＧＮＳＳ受信器からＷＡＰＳ受信器へのエイディング情報の転送を示すブロック図である。ＧＮＳＳシステムを、ＬＯＲＡＮ、ｅ−ＬＯＲＡＮ、または同様の地上測位システムによって置換することもできることに留意されたい。ロケーション推定値は、部分的（たとえば、高度または２Ｄ位置）、完全な（たとえば、３Ｄ位置）、または生の距離／擬似距離データ）のいずれかとすることができる。距離／擬似距離データは、ハイブリッド解決策でこの距離情報の使用を可能にするために、ＳＶのロケーション（またはＳＶ軌道パラメータなどのＳＶのロケーションを計算するための手段）と一緒に提供されなければならない。すべてのロケーションエイディング情報は、その品質を示すメトリックと一緒に提供されなければならない。ＧＮＳＳ時間情報（ハードウェア信号を使用してＷＡＰＳシステムに転送され得る）を提供する時に、ＧＰＳ時間に対する相対的なＧＮＳＳ時間のオフセット（存在する場合に）は、ＷＡＰＳ受信器での使用を可能にするために提供されなければならない。周波数推定値を、信頼度メトリック（推定値の推定される品質、たとえば、推定値の最大の期待される誤差を示す）と一緒にクロック周波数の推定値として提供することができる。これは、ＧＮＳＳシステムおよびＷＡＰＳシステムが同一のクロックソースを共有する時に、十分である。ＧＮＳＳシステムおよびＷＡＰＳシステムが別々のクロックを使用する時には、ＷＡＰＳシステムが校正する（すなわち、ＧＮＳＳクロックに関してＷＡＰＳの相対的なクロックバイアスを推定する）ことを可能にするために、ＧＮＳＳクロックも、ＷＡＰＳシステムに提供されなければならず、あるいは、代替案では、ＷＡＰＳシステムは、ＧＮＳＳシステムにそのクロックを提供しなければならず、ＧＮＳＳシステムは、校正推定値（すなわち、ＧＮＳＳクロックに関するＷＡＰＳの相対的なクロックバイアスの推定値）を提供しなければならない。
【０１９８】
ＷＡＰＳ受信器の感度およびＴＴＦＦをさらに改善するために、アシスタンス情報（タワーによって送信される情報から他の形で復号されるものなど）を、他の通信媒体（セルラ電話機、ＷｉＦｉ、ＳＭＳなど）によってＷＡＰＳサーバからＷＡＰＳ受信器に提供することができる。既に使用可能な「暦」情報があれば、受信器は送信波形に時間位置合せする必要があるだけ（ビット位置合せまたは復号の必要はない）なので、ＷＡＰＳ受信器のジョブは、単純になる。データビットを復号する必要性の除去は、ＴＴＦＦを低減し、したがって、受信器がすべてのビットを復号するために電源を連続的にオンにされる必要がないので、電力が節約される。図２８は、一実施形態の下の、ＷＡＰＳアシスタンス情報がＷＡＰＳサーバから提供される例の構成である。
【０１９９】
ビーコンを、ローカル測位をさらに改善するために受信器に加えることができる。ビーコンは、デバイスＩＤに基づくシグネチャを有する波形を周期的に送信する低電力ＲＦ送信器を含むことができる。たとえば、シグネチャを、送信器を一意に識別する符号とすることができる。関連する受信器は、すべての方向でスキャンする時の信号エネルギーピークの発見、または方向発見（信号到着の方向を判定するために複数のアンテナ要素からの信号を使用する）のいずれかを介して、比較的より高い正確さで送信器のロケーションを見つけることができる。
マルチパス信号の解決
マルチパスの解決は、測位システムでクリティカルである。無線チャネルは、しばしば、ランダムな位相および振幅を有するランダムに変化するマルチパスコンポーネントのセットの特徴がある。測位を正確にするために、受信器アルゴリズムが、存在する場合には見通し線（ＬＯＳ）パス（最初の到着パスになる）、または最初に到着するパス（必ずしもＬＯＳコンポーネントではない可能性がある）を解決することが、肝要である。
【０２００】
伝統的な方法は、しばしば次のように動作する。（１）受信された信号は、送信された擬似ランダムシーケンス（たとえば、受信器で既知のゴールド符号シーケンス）と相互相関され、（２）受信器は、結果の相互相関関数の最初のピークを突き止め、最初に到着したパスのタイミングがこのピークの位置によって示されるタイミングと同一であると推定する。最低のマルチパス分離が、使用可能な帯域幅の逆数よりはるかに大きい（しばしばそうではない）限り、これらの方法は有効に機能する。帯域幅は貴重な必需品であり、最小量の帯域幅でマルチパスを解決できる方法は、システムの効率を改善するために強く望まれる。
【０２０１】
チャネル環境（マルチパスおよび信号強度を含む）に依存して、最も早期に到着するパスの推定値を入手する適切な方法が、使用される。最良の解決可能性のために、高分解能の方法が使用されるが、低ＳＮＲでの穏当な性能のために、相互相関ピークサンプルとピークの周囲の相関関数のいくつかの特性とを直接に使用する、より伝統的な方法が適用される。
【０２０２】
次式によって与えられるレートｆｓでサンプリングされた量子化された受信信号ｙ［ｎ］を検討されたい。
【０２０３】
【数３９】
2014529729.tif 000041
【０２０４】
ここで、ｙ［ｎ］は、有効チャネル
【０２０５】
【数４０】
2014529729.tif 000042
【０２０６】
による送信された擬似ランダムシーケンスｘ［ｎ］の畳み込みである受信信号であり、ｈｔｘ［ｎ］は、送信フィルタであり、ｈｒｘ［ｎ］は、受信フィルタであり、ｈ［ｎ］は、マルチパスチャネルである。
【０２０７】
ピーク位置を見つける１つの方法は、明白なピーク位置を囲む値を使用するピーク補間によるものである。補間は、ピークの両側で１つの値を使用する二次方程式とすることができ、ピークの付近の２つ以上のサンプルを使用する高次多項式を使用することができ、あるいは実際のパルス形状に関する最良のあてはめを使用することができる。二次補間の場合には、二次方程式は、ピーク値およびピークを直接に取り囲む値にあてはめられる。二次方程式のピークは、測距に使用されるピーク位置を決定する。この方法はかなり頑健であり、低いＳＮＲでよく機能することができる。
【０２０８】
代替実施形態は、基準位置としてピーク位置以外の値を使用してもよい。ＤＬＬが、相関関数上の基準位置としてピーク位置を実際に使用するが、この方法が、基準としてピークとは異なる点を使用することに留意されたい。この方法は、相関ピークの前方のエッジが立ち下がりエッジよりマルチパスによる影響が少ないという事実によって動機づけられる。たとえば、歪んでいない（チャネル効果のない）相関関数上のピークからのチップＴｃの７５％の点を、基準点として使用することができる。この場合に、この７５％の点と一致する補間されたｚ［ｎ］関数の部分が、選択され、ピークは、この点からＴｃの２５％離れた点として見つけられる。もう１つの代替のピーク相関関数ベースの方法は、ピーク形状（ピークの歪みの測定値、たとえば、ピーク幅など）を使用することができる。ピークロケーションから始めて、ピークの形状に基づいて、ピークロケーションに対する補正が、最初に到着するパスを推定するために判定される。
【０２０９】
高分解能の方法は、マルチパスコンポーネントを突き止めるために固有空間分解を使用する効率的なマルチパス解決法のクラスである。ＭＵＳＩＣ、ＥＳＰＩＲＩＴなどの方法が、このクラスの解決方式に該当する。それらは、同一の所与の帯域幅について、伝統的な方法よりはるかに密接な間隔のマルチパスコンポーネントを効果的に解決することができるという点で非常に強力な方式である。高分解能最早到着時間法は、ピーク値からピーク位置を推測するのではなく、最も早いパスの到着時間を直接に推定することを試みる。下では、送信された信号の粗い獲得が受信器で既に使用可能であり、擬似ランダムシーケンスの開始が受信器でおおまかに知られていると仮定する。
【０２１０】
図２９は、一実施形態の下の、ｈ［ｎ］内の最も早く到着するパスの推定に関する流れ図である。最も早いパスを判定する方法は、次の動作を含むが、これらに限定されない。
【０２１１】
１．受信サンプルｙ［ｎ］を送信シーケンスｘ［ｎ］と相互相関させて結果ｚ［ｎ］を得る。相互相関が、畳み込みに関して
【０２１２】
【数４１】
2014529729.tif 000043
【０２１３】
と書かれる時に、この式を
【０２１４】
【数４２】
2014529729.tif 000044
【０２１５】
として書き直すことができる。ここで、φｘｘ［ｎ］は、擬似ランダムシーケンスの自己相関関数である。
【０２１６】
２．ｚ［ｎ］の最初のピークを突き止め、それをｎｐｅａｋと表す。ｚ［ｎ］のピークの左のｗＬ個のサンプルおよびピークの右のｗＲ個のサンプルを抽出し、このベクトルをｐＶと表す。
【０２１７】
ｐＶ＝［ｚ［ｎｐｅａｋ−ｗＬ＋１］…ｚ［ｎｐｅａｋ＋ｗＲ］］
ベクトルｐＶは、相互相関結果ｚ［ｎ］の有用な部分を表す。理想的な場合に、チャネル歪みがなく、チャネルＢＷが制限されない時に、ｗＬ＝ｗＲ＝ｆｓＴｃを選択することは、受信信号のタイミングを判定するのに十分である。制限されたＢＷの存在下で、擬似ランダム符号ｘ［ｎ］が＋ｌ／−ｌのシーケンスである場合について、ｗＬおよびｗＲを選択する最適な方法は、それぞれ
【０２１８】
【数４３】
2014529729.tif 000045
【０２１９】
のピークの左側および右側に存在する非０値（または、より一般的には、ピーク値の分数と定義された、あるしきい値より大きい値が選択される）としてそれらを選択することである。ｗＬおよびｗＲの選択の際の１つの他の考慮事項は、雑音部分空間に関して十分な情報を入手するのに十分な、相関関係のない雑音サンプルを選択することである。さらに、常識離れしたマルチパスコンポーネントを解決するのを助けるために、特に左側で（すなわち、ｗＬの選択を介する）すべての可能なマルチパスコンポーネントを含むように、整数のｗＬおよびｗＲが選択されなければならない。ｆｓＴｃを超えるあまりに多くのサンプルを含めることは、ｐＶベクトルに導入される雑音の量を増やし、したがって、削減されなければならない。シミュレーションおよび実験を介して、ｗＬおよびｗＲの値の通常のセットは、それぞれ３ｆｓＴｃおよび３ｆｓＴｃである。
【０２２０】
ｚ［ｎ］（および次いでｐＶ）が、チャネルｈ［ｎ］、送信フィルタｈｔｘ［ｎ］、受信フィルタｈｒｘ［ｎ］、および擬似ランダムシーケンスφｘｘ［ｎ］の自己相関関数の影響を含むことに留意されたい。チャネル内の最も早く到着するパスを推定するために、他の影響を除去する必要がある。多くの場合に、送信パルス形状および受信パルス形状は、最良の雑音性能のために一致されるが、その制約は、このアルゴリズムが機能するためには要求されない。基準相関関数は、
【０２２１】
【数４４】
2014529729.tif 000046
【０２２２】
と定義され、これは、最も早く到着するパスの推定にｐＶを使用することができる前に推定され除去される必要がある。
【０２２３】
３．基準相関関数φｒｅｆ［ｎ］が、次に推定される。基準相互相関を入手する１つの方法は、次の通りである。対応するピークベクトルｐＶＲｅｆを入手するために、理想的なチャネル（いわゆる「ケーブル接続されたリンク」）上でステップ１−２を実行する。ピークベクトルｐＶＲｅｆは、基準相関関数φｒｅｆ［ｎ］の有用なサンプルを含む。図３０は、一実施形態の下の、基準相関関数の推定に関する流れ図である。
【０２２４】
「ケーブル接続されたリンク」方法は、送信器フロントエンド（電力増幅器および送信アンテナがバイパスされる）から「理想的な」チャネル（たとえば、ケーブル）を介して受信器フロントエンド（受信アンテナをバイパスする）へ変調された信号を送信することを含む。「理想的な」チャネルが、ある遅延および減衰を有することができるが、他の歪みを全く加えてはならず、高いＳＮＲを有していなければならないことに留意されたい。最良の性能のために、「ケーブル接続された」基準は、擬似ランダムシーケンスが異なる自己相関関数およびしたがって異なる基準を有するので、擬似ランダムシーケンスごとに別々に生成される必要がある。自己相関サイドローブが、十分に減衰されない限りマルチパスについて誤って解釈され得るので、時間分解方法の最良の全体的な性能をもたらす、最良の自己相関関数（具体的には、自己相関サイドローブでのそれらの終了は、ピークと比較して、よく抑制されなければならない）に関してＰＲＮを正しく選択することもクリティカルである。
【０２２５】
送信フィルタ応答が制御されると仮定すると、ケーブル接続されたリンク上の応答の１つの校正が、生産中に受信器ごとに必要である。受信器フィルタ特性を制御することができる（たとえば、一束の受信器について）場合に、応答についてのケーブル接続されたリンク上の校正を、受信器のセットに関する１つの校正測定値へさらに縮小することができる。
【０２２６】
基準相関関数φｒｅｆ［ｎ］を決定する代替の方法は、個々のコンポーネントφｘｘ［ｎ］、ｈｔｘ［ｎ］、およびｈｒｘ［ｎ］を解析的に計算し、基準相関関数φｒｅｆ［ｎ］に到達するためにそれらを畳み込むことである。この方法が、送信フィルタインパルス応答および受信フィルタインパルス応答を実際の実施態様で制御できる度合に依存することに留意されたい。
【０２２７】
４．複数のゴールド符号にわたっておよびさらに複数のビットにわたってコヒーレントに平均化することによって、ｐＶの推定値のＳＮＲを改善する。複数のビットにわたる平均化を、個々のビットが送信されることの判断が行われた後に、コヒーレントに行うことができる。言い替えると、ビットにわたる積分の前に、判断フィードバックを使用する。改善されたＳＮＲを、ステップ１での相互相関関数推定で平均化を実行することによって同等に得ることができることに留意されたい。
【０２２８】
５．長さＮｆｆｔのベクトルｐＶＦｒｅｑおよびｐＶＲｅｆ，Ｆｒｅｑをそれぞれ入手するために、Ｎｆｆｔ−（ｗＬ＋ｗＲ）個のゼロのゼロパディングを伴うｐＶおよびｐＶＲｅｆの長さＮｆｆｔの高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を計算する。Ｎｆｆｔの最適値は、合成チャネルと実際に測定されたチャネルとの両方を使用するシミュレーションを介してマルチパスの解決可能性をチェックすることによって入手される。Ｎｆｆｔの通常の値は、４０９６以上であると分かった。
【０２２９】
ｐＶＦｒｅｑ＝ＦＦＴ［ｐＶ  ゼロパディング］
ｐＶＲｅｆ，Ｆｒｅｑ＝ＦＦＴ［ｐＶＲｅｆ  ゼロパディング］
６．チャネルｈ［ｎ］の周波数領域推定値（雑音によって破壊された）を入手するために、
【０２３０】
【数４５】
2014529729.tif 000047
【０２３１】
を計算する。受信されたシーケンスｙ［ｎ］が、Ｎｏｓ（すなわち、＋／−１／Ｔｃに帯域制限された送信パルス形状について、
【０２３２】
【数４６】
2014529729.tif 000048
【０２３３】
）によってオーバーサンプリングされ、送信パルス成形フィルタおよび受信パルス成形フィルタが、ＢＷ＝１／Ｔｃで完全に帯域制限されている場合に、正確にはＨｆｕｌｌ［ｋ］のＤＣのまわりの
【０２３４】
【数４７】
2014529729.tif 000049
【０２３５】
個の正および負のサンプルは、実際のチャネルの推定値Ｈｒｅａｌ［ｋ］に関して非０である（すなわち、使用可能である）。我々の研究から、我々は、ＤＣの両側の
【０２３６】
【数４８】
2014529729.tif 000050
【０２３７】
個のサンプルが解決アルゴリズムの最良の性能について選ばれなければならず、α＞１が、送信器および受信器で使用される実際のパルス成形フィルタならびに自己相関関数φｘｘ［ｎ］に基づいて選択されると結論した。φｒｅｆ［ｎ］の周波数遷移帯域を含むことが、雑音増強を引き起こし、αが、選択されたサンプルでこれらの周波数を排除するのに十分大きくなるように選択されることに留意されたい。しかし、あまりに大きなαを選択すると、信号情報の損失を引き起こす。小さい余分の帯域幅を有する二乗余弦フィルタ形状に基づく実際の帯域制限された関数に関するα＝１．２５という好ましい選択が、実施態様で使用された。
【０２３８】
７．Ｈｆｕｌｌ［ｋ］のＤＣ成分がインデックス０にある場合に、低減されたＨベクトル、Ｈ［］は、
Ｈ＝［Ｈｆｕｌｌ［Ｎｆｆｔ−Ｎ＋１］…Ｈｆｕｌｌ［Ｎｆｆｔ］Ｈｆｕｌｌ［０］Ｈｆｕｌｌ［１］…Ｈｆｕｌｌ［Ｎ］］
と定義される。
【０２３９】
８．低減されたチャネル推定ベクトルＨ［ｋ］から行列Ｐを構築する。
【０２４０】
【数４９】
2014529729.tif 000051
【０２４１】
ここで、１＜Ｍ＜２Ｎは、パラメータであり、（）’は、複素数の共役を表す。
【０２４２】
低減されたチャネル推定ベクトルＨ［ｋ］の推定された共分散行列Ｒを
Ｒ＝Ｐ×Ｐ’
と定義する。
【０２４３】
Ｍがあまりに小さく（１に近く）なるように選択される場合に、Ｒの固有値は、個数が非常に制限され、その結果、高分解能アルゴリズムは、信号と雑音との間で線引きすることができなくなる。Ｍがあまりに大きく（２Ｎに近く）なるように選択される場合に、共分散を得る際の平均化の量が不適切なので、共分散行列推定値Ｒは、信頼性が低く、得られた共分散行列Ｒは、階数落ちでもある。したがって、その許容可能な範囲のちょうど真中にあるＭの値すなわちＭ＝Ｎは、良い選択である。これも、経験的に確認された。
【０２４４】
９．Ｒ＝ＵＤＶ’
として、Ｒ上で特異値分解（ＳＶＤ）を行う。ここで、Ｕは、左の特異ベクトルの行列であり、Ｖは、右の特異ベクトルの行列であり、Ｄは、特異値の対角行列である。
【０２４５】
１０．ｓＶ＝降順でソートされたＤの対角要素
として、ソートされた特異値のベクトルｓＶを構築する。
【０２４６】
１１．次の重要なステップは、信号および雑音の部分空間を分離することである。言い替えると、特異値ｓＶ［ｎｓ＋ｌ］…ｓＶ［Ｎ］が雑音に対応するように、ベクトルｓＶ内のインデックスｎｓを選択することである。雑音特異値のベクトルを、ｓＶｎｏｉｓｅと定義する。
【０２４７】
雑音部分空間に対応する特異値を分離し、雑音部分空間の基底ベクトルの表現を見つけることが可能な、多数の方法がある。
【０２４８】
ａ）信号対雑音比（たとえば、チップ上のＳＮＲ）の関数Ｔ１＝ｆ（ＳＮＲ）であるＴ１がしきい値である、
【０２４９】
【数５０】
2014529729.tif 000052
【０２５０】
より小さいすべての特異値。
【０２５１】
図３１は、一実施形態の下の、雑音部分空間の推定に関する流れ図である。
【０２５２】
ｂ）
【０２５３】
【数５１】
2014529729.tif 000053
【０２５４】
未満のすべての特異値。ここで、Ｌは、遅延拡散（たとえば、Ｎ／２）より大きい、選択することができるパラメータであり、Ｔ２は、経験的に決定される別のしきい値（通常の値を１０００とすることができる）である。
【０２５５】
図３２は、代替実施形態の下の、雑音部分空間の推定に関する流れ図である。
【０２５６】
ｃ）もう１つの方法は、雑音部分空間および信号プラス雑音部分空間の異なる区分についてＳＮＲを繰り返して推定し、ＳＮＲの別の推定値と比較することによって、雑音部分空間を判定することを含む。図３３は、もう１つの代替実施形態の下の、雑音部分空間の推定に関する流れ図である。
【０２５７】
１）次のようにＳＮＲの推定値を計算する。
【０２５８】
ｉ．雑音がｓＶ（）ｎｓ，ｎｓ＋１，…Ｍによって表されると仮定する。雑音共分散を
【０２５９】
【数５２】
2014529729.tif 000054
【０２６０】
として計算する。
【０２６１】
ｉｉ．信号パワーを
【０２６２】
【数５３】
2014529729.tif 000055
【０２６３】
として計算する。
【０２６４】
ｉｉｉ．ＳＮＲの推定値
【０２６５】
【数５４】
2014529729.tif 000056
【０２６６】
２）ＳＮＲの代替の推定値は、他の方法を介して得られる（たとえば、チップ上のＳＮＲ）。ＳＮＲを直接に推定する１つの方法は、次の通りである：
ｉ．受信されたデータサンプル（周波数誤差の除去ならびにＴｃの間隔があけられたサンプルおよび符号非相関に対する再サンプリングの後に）が、Ｘｉによって与えられる場合（ここで、Ｘｉは、補間されたピーク位置から開始してチップ間隔があけられる）。
【０２６７】
Ｘｉ＝Ｓ＋Ｎｉ
ｉｉ．信号は
【０２６８】
【数５５】
2014529729.tif 000057
【０２６９】
として推定される。
【０２７０】
ｉｉｉ．雑音は
【０２７１】
【数５６】
2014529729.tif 000058
【０２７２】
として推定される。
【０２７３】
ｉｖ．ＳＮＲは
【０２７４】
【数５７】
2014529729.tif 000059
【０２７５】
として推定される。
【０２７６】
３）次の条件
【０２７７】
【数５８】
2014529729.tif 000060
【０２７８】
を満足する雑音特異値をｓＶ（ｎｓ，ｎｓ＋１，…，Ｍ）として選択する。
【０２７９】
ｄ）別の方法は、ｃ）１）を使用して雑音部分空間および信号部分空間の異なる区分についてＳＮＲを繰り返して推定し、
【０２８０】
【数５９】
2014529729.tif 000061
【０２８１】
になるように区分ｎｓｔａｒｔを選択することによって、雑音部分空間を決定することを含む。
【０２８２】
図３４は、もう１つの代替実施形態の下の、雑音部分空間の推定に関する流れ図である。
【０２８３】
ｅ）図３５は、もう１つの代替実施形態の下の、雑音部分空間の推定に関する流れ図である。
【０２８４】
１）
【０２８５】
【数６０】
2014529729.tif 000062
【０２８６】
を定義する。その後、第１のｗＬｅｎ個の特異値は、重要な信号プラス雑音部分空間または雑音部分空間の特異値を表す（特異値の残りは、相関された雑音および信号ならびに量子化効果を表す）。
【０２８７】
２）次のようにＳＮＲの推定値を計算する。
【０２８８】
ｉ．雑音がｓＶ（ｉ）：ｉ＝ｎｓ，ｎｓ＋１…ｗＬｅｎ；ｌ＜ｎｓ≦ｗＬｅｎによって表されると仮定し、
【０２８９】
【数６１】
2014529729.tif 000063
【０２９０】
として雑音分散を計算する。
【０２９１】
ｉｉ．
【０２９２】
【数６２】
2014529729.tif 000064
【０２９３】
として信号パワーを計算する。
【０２９４】
ｉｉｉ．ＳＮＲの推定値
【０２９５】
【数６３】
2014529729.tif 000065
【０２９６】
３）ｎｓｔａｒｔ＝［最小のｎｓ：ＳＮＲｅｓｔ（ｎｓ）＞（ＳＮＲｅｓｔ（ｗＬｅｎ）−ｔｈｒｅｓＤＢ）］と定義する。ｗｉｎＬｅｎまでのｎｓｔａｒｔは、雑音特異値を表す。ｔｈｒｅｓＤＢの通常の値は、１０である。
【０２９７】
１２．ＶＮを構築するために対応する雑音の右特異ベクトルを選択する、すなわち、雑音特異値に対応するＶ内のすべてのベクトルを選択し、雑音部分空間行列ＶＮを構築する。
【０２９８】
１３．第１のパスの到着時間を推定する。
【０２９９】
ａ）
【０３００】
【数６４】
2014529729.tif 000066
【０３０１】
と定義する。
【０３０２】
ｂ）τ（τ∈［τｍａｘ，−τｍａｘ］）の値の範囲について、
【０３０３】
【数６５】
2014529729.tif 000067
【０３０４】
を計算する。検索の分解能Δτは、要求されるだけ小さく選択することができる。一例として、τが０．０５のステップで範囲［−５，５］内で検索されるようにするために、τｍａｘ＝５およびΔτ＝０．０５である。
【０３０５】
１４．Ω（τ）のピークは、粗いピークｎｐｅａｋに対する相対的なチャネルインパルスの位置を提供する。理論上、第１のピークはＬＯＳパスに対応する。基地局からの送信内で符号化することができる伝搬環境に関する情報に基づいて、τｍａｘを制御することが可能である。たとえば、遅延拡散が大きい場合に、τｍａｘを、より大きくなるように（たとえば、１０）選択することができ、遅延拡散がより小さい場合に、τｍａｘを、より小さい値（たとえば、４）として選択することができる。
組合せ方法
上述のスタンドアロンの方法とは別に、多数の他の組合せ方法が可能である。チップ上のＳＮＲに基づいた方式の組合せは、有効な方法である。次では、実際に実現することができる組合せ方式のリストを説明する。
【０３０６】
１．ｃｈｉｐＳＮＲＲｅｆより小さいｃｈｉｐＳＮＲについて、雑音特異値を選択するために方法１２（ｄ）を選択する。そうでない場合には、方法１２（ａ）を選択する。
【０３０７】
２．ｃｈｉｐＳＮＲＲｅｆより大きいｃｈｉｐＳＮＲについて、雑音特異値を選択し、ピーク位置を推定するために方法１２（ｄ）を選択する。そうでない場合には、相互相関関数ｚ［ｎ］から開始して、直接ピーク推定技術（ピーク補間、ピーク形状など）を使用する。
【０３０８】
３．ｃｈｉｐＳＮＲＲｅｆより小さいｃｈｉｐＳＮＲについて、雑音特異値を選択するために方法１２（ｅ）を選択する。そうでない場合には、方法１２（ａ）を選択する。
【０３０９】
ｃｈｉｐＳＮＲＲｅｆの一般的な値は、１０ｄＢである。
位置の計算
受信器ユニットのロケーションは、端末ユニットまたはサーバのいずれかで使用可能な測位エンジンによって決定される。受信器は、システムからの距離測定値を使用するか、他の機会の信号（ｓｉｇｎａｌ  ｏｆ  ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｙ）からの任意の測定値とシステム距離測定値とを組み合わせることができる。測定値が既知のロケーションから導出されるならば、距離測定の十分なセットが、位置決定をもたらす。３Ｄ空間内の距離の式は、
【０３１０】
【数６６】
2014529729.tif 000068
【０３１１】
によって与えられる。
【０３１２】
送信器のロケーションは、（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）によって与えられ、モバイルユニットの未知のロケーションは、あるローカル座標フレーム内で（Ｘ，Ｙ，Ｚ）によって与えられる。３つ以上の送信器が、定点を計算するのに使用される３つ以上の距離測定値を作る。受信器の時間がＷＡＰＳタイミングと同期されないので、測定値は、受信器時間バイアスの付加的な項目をも有する。
【０３１３】
Ｒｉ＝ｒｉ＋ｃΔｔ
この式は、後に「擬似距離測定式」と呼ばれる。送信器がタイミング同期されるので、時間バイアスが共通であることに留意されたい。各送信器からの送信に埋め込まれるデータストリームから使用可能な送信タイミング補正のために、擬似距離を補正しなければならない。このデルタ時間バイアスは、新たな未知のパラメータを作成し、したがって、最低４つの測定値が解に使用される。気圧高度計測定は、解のために必要な情報を
Ｂａｒｏ＝（Ｚｂ−Ｚ）
として提供する。
【０３１４】
これらの非線形連立方程式を解く１つの方法は、任意の初期点で問題を線形化し、その後、最終的な解に反復してつながるように、この初期位置に対する補正を反復して見つけることである。
【０３１５】
この方法は、Ｘ，Ｙ，Ｚ解について初期の推測を使用し、したがって、送信器の重心は、
【０３１６】
【数６７】
2014529729.tif 000069
【０３１７】
として使用される。最終位置の解は、
（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Δｔ）＝（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０，Δｔ０＝０）＋（ｄＸ，ｄＹ，ｄＺ，ｄΔｔ）
の形式であると仮定される。幾何学的な距離は、（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Δｔ）＝（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０，Δｔ０）に関するテイラー級数で展開することができる。
【０３１８】
【数６８】
2014529729.tif 000070
【０３１９】
ここで、推定された距離は、
【０３２０】
【数６９】
2014529729.tif 000071
【０３２１】
として計算され、偏導関数は、
∂Ｒ／∂ｘ＝∂ｒ／∂ｘ＝（ｘｉ−Ｘ）／ｒｉ              ∂Ｒ／∂Δｔ＝ｃ
∂Ｒ／∂ｙ＝∂ｒ／∂ｙ＝（ｙｉ−Ｙ）／ｒｉ
∂Ｒ／∂ｚ＝∂ｒ／∂ｚ＝（ｚｉ−Ｚ）／ｒｉ
によって与えられる。
【０３２２】
この実施形態では、４つの未知数を有する４つの一次方程式が示される。追加の距離推定は、行列内により多くの行を作る。その結果は、式の組
【０３２３】
【数７０】
2014529729.tif 000072
【０３２４】
である。観察行列の最後の行は、気圧高度計測定値を表す。３つの１の列は、すべての３つの距離について同一の時間バイアスを表す。これらの式は、Ａｘ＝ｂの形をしている。解は、ｘ＝Ａ−１＊ｂである。気圧計測定値がない場合に、もう１つの追加の測定が、上の行列の行１から３に類似する追加の行を追加することに留意されたい。この追加の測定は、受信器の高度の推定を可能にする。未知数の個数より多くの使用可能な測定値がある時には、解は、Ａ＋＝（ＡＴＡ）−１ＡＴによって与えられるＡの擬似逆行列に基づき、最小二乗解は、ｘ＝Ａ＋−１ｂによって与えられることに留意されたい。測定の品質が等しくない時に、最小二乗の意味で式Ａｘ＝ｂを解く最適な形は、各式からの誤差についてＳＮＲに比例した重みを使用することである。これは、Ａ＋＝（ＡＴＷＡ）−１ＡＴＷである解ｘ＝Ａ＋−１ｂにつながる。対角重み付け行列Ｗは、測定値の雑音分散に比例した重みによって形成される。これらの式の解は、
【０３２５】
【数７１】
2014529729.tif 000073
【０３２６】
になるように、Ｘ、Ｙ、Ｚ、およびデルタ時間推定値に対するデルタ補正値を作る。
【０３２７】
これによって、本方法の最初の反復が完了する。更新された位置および時間バイアス推定値が、初期の推測を置換し、アルゴリズムは、デルタパラメータがあるしきい値未満になるまで継続する。通常の停止点は、あるしきい値未満（たとえば、１メートル）のデルタ値のノルムに関するものである。
【０３２８】
ＧＰＳでの連立一次方程式は、アルゴリズムが最終的なユーザロケーションに収束するように、最小二乗法およびユーザのロケーションに関する初期の推測を使用して解かれる。線形化は、衛星とユーザ位置との間の距離が地上のユーザ位置と推測される位置との間の距離より大きいという基本的な仮定に基づく。地上環境（小さい形状を有する）で方程式の同一の組が機能するために、初期の推測は、重心（上述の）、受信される信号が最強である送信器に近い点に基づくものとすることができ、あるいは反復のない式のシーケンスによって閉じた形の解を与える直接的な方法によって得ることができる。初期の推測が、重心、または受信信号が最強である送信器に近い点である時には、初期の推測は、最小二乗法を使用して改善される。初期の推測が反復のない式のシーケンスによる閉じた形の解を与える直接的な方法によって得られる時には、初期解自体が最終解であり、この解は、それらの測定値（信号強度および仰角などのパラメータから得られる）の期待される誤差を使用することによって、重み付けされた個々の測定値と共に、未知数より多数の測定値（したがって、式）が存在する時に限って、最小二乗法を使用して改善される。さらに、測定のシーケンスが時間内に処理されなければならない場合には、上のように得られた解を、最適解の「軌跡」を得るためにカルマンフィルタに供給することができる。
【０３２９】
地上の場合の線形化問題を克服するもう１つの手法は、非線形最小化問題として（具体的には、重み付けされた非線形最小二乗問題として）式の組を定式化することを含む。具体的には、最小化されるべき非線形目的関数は、
【０３３０】
【数７２】
2014529729.tif 000074
【０３３１】
と定義される。重みＷｉは、測定された距離ＲｉのＳＮＲに反比例するように選択される。受信器ロケーションの最良の推定値は、目的関数を最小化する（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Δｔ）のセットとして得られる。気圧計または他の高度エイディングが使用可能な時には、目的関数は、
【０３３２】
【数７３】
2014529729.tif 000075
【０３３３】
に変更される。
【０３３４】
この方法に基づく位置解決は、特に小さい形状の地上システム構成の下で、より安定で頑健になる。この構成で、受信器座標の小さい変化は、観察行列を大きく変化させ、時々線形化された反復が収束しないことにつながる。目的関数の形状に影響する測定値の残留バイアスに起因して、極小値への収束または発散がよりしばしば生じ、その結果、極小値が存在することができるようになる。残留バイアスは、屋内／都市渓谷（ｕｒｂａｎ  ｃａｎｙｏｎ）環境で非常にありふれたものになり得る。上の非線形方程式は、小さい形状の線形化問題の克服に加えて、測定バイアスに対して位置アルゴリズムを頑健にする。
【０３３５】
関数ｆの最小化を実行して最適なＸ，Ｙ，Ｚを得る１つの手法は、関数の大域的最小点を見つけるために遺伝的アルゴリズム（差分進化など）を使用することである。そのようなアルゴリズムの使用は、マルチパスバイアスが距離測定値に存在する時に小さい形状の地上測位で生じる極小値を解決策が回避することを可能にする。
【０３３６】
線形最小二乗法または非線形最小二乗法のどちらが擬似距離測定式を解くのに使用されるのかに関係なく、品質メトリックが位置推定値と一緒に提供されることが重要である。位置品質メトリックは、擬似距離測定式残差、測定の品質、ならびに推定される位置に対する相対的なタワーの形状の関数でなければならない。ｉ番目のタワー測定の擬似距離測定残差は、
【０３３７】
【数７４】
2014529729.tif 000076
【０３３８】
によって与えられる。平均の重み付けされたｒｍｓ擬似距離残差は、
【０３３９】
【数７５】
2014529729.tif 000077
【０３４０】
によって与えられる。ＨＤＯＰ、ＶＤＯＰ、ＰＤＯＰは、Ｈ＝（ＡＴＡ）−１Ａｒの対角要素から
【０３４１】
【数７６】
2014529729.tif 000078
【０３４２】
と定義される。特定のＳＮＲでの擬似距離ＲＭＳ（二乗平均平方根）誤差は
【０３４３】
【数７７】
2014529729.tif 000079
【０３４４】
によって与えられる。ここで、ｆは、一般に、その引数の非線形単調減少関数である。関数ｆを、信号ＢＷおよび受信器ＢＷの関数として特定の受信器構成について解析的に導出することができ、または、代替案では、ＳＮＲを距離誤差にマッピングするテーブルとしてシミュレーションから見つけることができる。
【０３４５】
２Ｄ位置の品質メトリックは、
【０３４６】
【数７８】
2014529729.tif 000080
【０３４７】
と定義される。同様に、高度および３Ｄ位置の品質メトリックは、
【０３４８】
【数７９】
2014529729.tif 000081
【０３４９】
によって与えられる。量αは、所望の信頼度のレベルに基づいて選択される。たとえば、３の値は、９５％の信頼度を得るのに使用され、１の値は、６８％の信頼度に使用される。
【０３５０】
ＷＡＰＳシステムを使用する測位のもう１つの方法は、差分方式でのＷＡＰＳ基準受信器の使用を含む。「差分広域測位システム」に示され、タイミング同期のコンテキストで議論されるように、ＷＡＰＳタワーおよび基準受信器の緯度、経度、高度と一緒の、タイムスタンプされた基準受信器測定値を、特定のタイムスタンプでのＷＡＰＳタワー送信の間のタイミングデルタを判定するのに使用することができる。送信器の間のタイミングデルタが分かった後に、距離の式を、もう一度単一の共通時間バイアスを有するように約することができる。その後、ＷＡＰＳ受信器は、ＷＡＰＳデータストリームの復調（たとえば、データストリームからタイミング補正を抽出するため）を回避することができる。ＷＡＰＳ受信器測定値を、サーバに送信することができ、次に、位置を、サーバで計算することができ、あるいは代替案では、基準受信器測定値を、ＷＡＰＳ受信器に中継することができ、位置を、そこで計算することができる。ＷＡＰＳタワーの緯度、経度および高度が既に知られている／位置計算での使用に使用可能であると仮定する。ＷＡＰＳデータストリームが保護される場合に、この差分システムは、タイミング補正の目的のために、保護されたデータストリームからデータを抽出する必要を回避することができる。
【０３５１】
ＷＡＰＳシステムから測位を得るためのもう１つの代替の方法は、ＲＳＳＩフィンガープリンティング（ｆｉｎｇｅｒ−ｐｒｉｎｔｉｎｇ）技法を使用する。ＷＡＰＳタワー送信電力／ロケーションおよびＲＳＳＩレベルのデータベースは、測位が要求される区域内のトレーニング測定値に基づいて所与の目標区域について構築される。ＲＳＳＩデータベースを、解を改善するために到来角（ＡＯＡ）情報によって増強することもできることに留意されたい。ＷＡＰＳ受信器ＲＳＳＩ測定値（およびおそらくはＡＯＡ測定値）は、その後、ロケーション推定値を得るためにこのデータベースをルックアップするのに使用される。ＷＡＰＳ  ＲＳＳＩ測定値を使用する代替の方法は、伝搬モデル（または単純な外挿／補間技法）を使用して測定値を距離推定値に変換し、次に、位置を判定するために三辺測量を使用することである。これらのフィンガープリンティング技法でのＲＳＳＩ測定値を、距離に変換することができる任意の他の測定値によって置換できることに留意されたい。
【０３５２】
ＷＡＰＳインフラストラクチャを使用して位置を計算する代替の方法は、ＷＡＰＳタワーロケーションの以前の知識なしにＷＡＰＳシステムから測位を得るブラインド法を使用する。この方法で、ＷＡＰＳタワーの近似ロケーションは、フィールド測定によって（たとえば、ＧＮＳＳタグ付けされたロケーションにあるＷＡＰＳタワーの周囲の多数の角度からＲＳＳＩを測定することと、その後、ＷＡＰＳタワーロケーションを推定するためにこれらのロケーションのＲＳＳＩに基づく加重平均を使用することとによって）判定される。その後、ＲＳＳＩフィンガープリンティング方法のうちのいずれかを、位置を判定するのに使用することができる（たとえば、上の段落で説明されているように）。
【０３５３】
ＷＡＰＳインフラストラクチャを使用して位置を計算する代替の方法を使用して、位置をオフラインで計算することができる。位置計算は、オプションで近似位置およびＷＡＰＳ時間タグと一緒に、ＷＡＰＳ受信器からのＷＡＰＳ信号のサンプルセグメントを格納することを含む（たとえば、格納されたデータは、低ＩＦでのＩデータまたはベースバンドでのＩＱデータとすることができる）。信号を獲得できるのに十分なサンプルを格納することが十分であることに留意されたい。サンプルは、ＷＡＰＳタワーへの距離を検索し、獲得し、計算するために後に処理される。この方法は、オフラインデータを使用して、サーバ上の中央データベースに格納され得るタワーロケーションおよびタイミング補正情報をルックアップすることができる。オフライン位置計算のこの方法は、デバイス上のメモリのみのコストでＷＡＰＳ測位をサポートする能力を提供する。この方法の他の利益は、ＷＡＰＳ  ＩＱデータを格納するのに要する時間が非常に短いので、位置にすばやくタグ付けすることを必要とするが、正確な位置が瞬時に必要ではない応用例にとって便利なものになることである。この方法の１つの可能な応用は、写真のジオタギング（ｇｅｏ−ｔａｇｇｉｎｇ）に関するものとすることができる。
【０３５４】
測位に対する別の手法は、上で示した符号位相測定値に加えて搬送波位相測定値を使用する。搬送波位相測定値を、
φｉ（ｔ０）＝ｒｉ（ｔ０）＋Ｎｉλ＋Δｔ
と書くことができる。さまざまな技法を、搬送波位相測定値での整数曖昧性Ｎｉを解決するのに使用することができる。符号位相測定、複数の周波数での測定、および／または他の方法を、曖昧性を解決するのに使用することができる。その後、時間ｔｋでの搬送波位相測定値は、正確な初期位置から開始する位置の正確な追跡を提供することができる。将来の時間での搬送波位相測定値を、
φｉ（ｔｋ）＝ｒｉ（ｔｋ）＋Ｎｉλ＋Δｔ
と書くことができる。
【０３５５】
搬送波位相測定がサイクルスリップを有していない限り、Ｎｉは変化せず（すなわち、信号は連続位相ロックを用いて追跡されなければならない）、新しいロケーションを、最小二乗法を使用して計算することができる。代替案では、これらの測定値を、新たな位置状態を更新するためにカルマンフィルタで使用することができる。位相ロックが失われる場合には、整数曖昧性の新たな値を計算する必要がある。
【０３５６】
もう１つの手法は、上で説明した基準受信器に対する相対的な差分測位を使用する。差分測位を、符号測定値、搬送波測定値、またはこの両方の組合せのいずれかを使用して行うことができる。単一の差分可観測量は、
【０３５７】
【数８０】
2014529729.tif 000082
【０３５８】
【数８１】
2014529729.tif 000083
【０３５９】
として、基準受信器ｒおよび受信器ｓからの同一のタワーの測定値を引くことによって、符号および搬送波位相について計算される。
【０３６０】
送信器でのすべてのタイミング誤差が、これらの可観測量に現れず、したがって、システムが非同期または不完全に同期される時であっても、位置解決が可能になることに留意されたい。さらに、対流圏の遅延が短いベースライン（すなわち、基準受信器ｒと受信器ｓとの間の距離）についてローカルエリアで相関する可能性が高いので、測定値のすべての対流圏遅延誤差は、ほとんど相殺する。通信チャネルは、位置計算のために基準受信器ｒから受信器ｓに距離測定値および搬送波測定値を送信するのに使用される。あるいは、代替案では、受信器ｓおよび受信器ｒは、位置計算のためにサーバに距離および搬送波を通信する必要がある。
【０３６１】
任意の位置解決法で、受信器の高さを、地形図上の配置または気圧感知を使用して判定することができる。地図上の配置を使用して、三辺測量中に、ユーザのロケーションを、地形データベースに基づいて地形上にあるように制約することができ、ユーザの高さが、判定される。ユーザの高さを、地形の上のある高さ以内になるように制約することもできる。たとえば、区域内で最も高い建物に基づいて、地形より上の最大の高度を制約することができる。この種の制約は、高さの解の品質を改善することができる（たとえば、バイアスされた距離測定値を使用する時に時々作られる曖昧な解を除去することによって）。
【０３６２】
さらに、屋内の建物の地図が使用可能な場合に、情報を（可能なユーザロケーションでの関連する制約と一緒に）、位置解決を支援するのに使用することができる。たとえば、物理的制限を使用して、ユーザ動きモデルを制約し、これによって、追跡カルマン位置フィルタの品質を改善することができる。建物の地図のもう１つの使用は、タワーから屋内ロケーションまでの物理的環境に基づいて、特定のタワーの距離測定値の品質を判定／推定することである。距離品質のより良い推定値を、より良い位置推定値につながる位置計算に重み付けするのに使用することができる。
【０３６３】
気圧センサを使用する時に、校正された気圧センサを、受信器端末が高度で上または下へ移動される時の圧力差を測定するのに使用することができる。これは、受信器の高さを判定するために、異なる高度での圧力の校正された値または平均値と比較される。
【０３６４】
位置解を計算する際に、二次元の位置に関して要求される最低限の３つの測定値よりも多い追加の測定値が使用可能である時に、測定値の一貫性のチェックに基づく受信器の整合性の監視は、「異常値」測定値を除外するのに使用される。「異常値」測定値は、送信器でのタイミング同期の喪失またはマルチパスなどのチャネル効果に起因するものである可能性がある。
標高を判定するための高度計ベースの手法
一実施形態のＷＡＰＳシステムは、ユーザ標高の判定を支援する高度計（圧力センサ）を含む。圧力センサから使用可能な唯一の情報は、測定の時刻および場所での大気圧である。これをセンサの標高の推定値に変換するために、複数の追加の情報が必要である。空気の柱の重さに基づく、圧力を標高に関係付ける標準的な式は、次の通りである。
【０３６５】
【数８２】
2014529729.tif 000084
【０３６６】
ここで、ｚ１およびｚ２は、２つの標高であり、Ｐ１およびＰ２は、これらの標高での圧力であり、Ｔは、気温である（Ｋ単位）。Ｒ＝２８７．０５２ｍ２／Ｋｓ２は、気体定数であり、ｇ＝９．８０６６５ｍ／ｓ２は、重力に起因する加速度である。この式が、圧力の差に関して標高の差を判定する相対情報を提供することに留意されたい。この式は、一般に、ｚ２＝０と共に使用され、その結果、Ｐ２は、海面気圧である。海面空気圧は、気象条件およびロケーションに伴って大きく変化するので、海面気圧は、標高が判定される現場での温度および圧力に加えて必要である。Ｔ＝１５ＣおよびＰ＝１０１３２５Ｐａの標準大気条件を適用する時に、標高の１ｍの増加が、圧力の１２．０１Ｐａの減少に対応することが分かる。
【０３６７】
したがって、１ｍの分解能で標高を判定するために、海面気圧が、３６Ｐａより大幅に微細な正確さで既知でなければならない。Ｔが、ケルビン単位で測定されるので、温度の３℃（またはＫ）の誤差が、標高の約１％の誤差に対応することに留意する価値もある。これは、海面より大きく高い標高を判定する時、および高い建物内のより上の階を解決することを試みる時に、大きくなる可能性がある。したがって、１ｍの分解能で標高を判定するために、高い正確さおよび分解能を有する圧力センサが必要である。モバイルデバイス内におさめるために、これらのセンサは、低コスト、低電力、小サイズでなければならない。市販気象グレードセンサが、このレベルの正確さまたは分解能を提供せず、標高を判定するために必要なレートで更新されないことに留意されたい。
【０３６８】
１ｍの正確さで標高を判定するための鍵は、十分にローカルで、十分に正確な基準圧力情報を提供するシステムを有することである。このシステムは、変化する気象条件を取り込むために、温度において未知のロケーションに近く、距離および時間において近い測定値を提供できなければならず、最終的に、十分に正確でなければならない。したがって、一実施形態の標高判定システムは、十分な正確さで未知のロケーションの圧力および温度を判定するモバイルセンサと、十分な正確さで、未知のロケーションに十分に近い既知のロケーションの圧力および温度を判定する基準センサのアレイと、すべての基準センサデータ、基準センサロケーション、および他の補強する情報を入力し、ＷＡＰＳネットワーク内の当該のロケーションでの正確な基準圧力推定値を生成する補間ベースの推定アルゴリズムと、基準情報を十分にタイムリーな形で提供するための基準センサとモバイルセンサとの間の通信リンクとを含むが、これに限定されない。これらの要素のそれぞれを、下で詳細に説明する。
【０３６９】
図３６は、一実施形態の下の、基準標高圧力システムのブロック図である。一般に、基準標高処理システムまたは基準システムは、基準センサユニットの少なくとも１つのセットを含む基準センサアレイを含む。基準センサユニットの各セットは、既知ロケーションで位置決めされた少なくとも１つの基準センサユニットを含む。このシステムは、リモート受信器の位置で大気データを収集する大気センサを含むかこれに結合されたリモート受信器をも含む。プロセッサ上で走行する測位アプリケーションは、リモート受信器に結合されるか、そのコンポーネントである。測位アプリケーションは、大気データおよび基準センサアレイの基準センサユニット（１つまたは複数）からの基準データを使用して、リモート受信器の位置での基準圧力推定値を生成する。測位アプリケーションは、基準圧力推定値を使用して、リモート受信器の標高を計算する。
【０３７０】
より具体的には、基準標高圧力システムは、未知のロケーションでの圧力および温度を十分な正確さで判定するモバイルセンサを含み、モバイルセンサは、リモート受信器のコンポーネントであるか、これに結合される。このシステムは、リモート受信器のロケーションに適当な既知のロケーションでの圧力および温度を正確に判定する少なくとも１つの基準センサユニットを含む基準センサアレイを含む。基準センサユニットは、基準情報を提供するためにリモート受信器および／または中間デバイス（たとえば、センサ、リピータなど）（図示せず）と通信する。このシステムは、一実施形態では、すべての基準センサデータ、基準センサロケーション、および他の増強する情報を入力し、当該のロケーションでの相対的に正確な基準圧力推定値を生成する、補間ベースの推定アルゴリズムである、測位アプリケーションを含む。測位アプリケーションを、リモート受信器のコンポーネントにすることができ、リモートサーバまたは他の処理デバイス上でホスティングすることができ、あるいは、リモート受信器とリモート処理デバイスとの間で分散させることができる。
【０３７１】
図３７は、一実施形態の下の、基準標高圧力システムを一体化するＷＡＰＳのブロック図である。本明細書で説明するように、ＷＡＰＳは、同期されたビーコンのネットワーク、ビーコンおよび／または全地球測位システム（ＧＰＳ）衛星を獲得し、追跡する（および、オプションで、ロケーション計算エンジンを有する）受信器ユニット、ならびに、タワーのインデックス、請求インターフェース、およびプロプライエタリ暗号化アルゴリズム（および、オプションで、ロケーション計算エンジン）を含むサーバを含む。このシステムは、免許交付された／免許不要の動作の帯域で動作し、ロケーションおよびナビゲーションの目的でプロプライエタリ波形を送信する。ＷＡＰＳシステムを、より正確なロケーション解を提供するために、他の測位システムまたはセンサシステムに関連して使用することができる。基準圧力推定値を使用して計算されたリモート受信器の標高を、高度推定値として明示的にまたは任意の位置ロケーションシステム内の位置計算を助けるために暗黙のうちにのいずれかで使用することができることに留意されたい。
【０３７２】
１つの例のシステムは、基準標高圧力システムをＷＡＰＳと一体化する。一般に、一体化されたシステムは、少なくとも測距信号および測位システム情報を含む測位信号をブロードキャストする送信器を含む地上送信器ネットワークを含む。測距信号は、測距信号をブロードキャストする送信器までの距離を測定するのに使用される情報を含む。このシステムは、既知のロケーションに位置決めされた少なくとも１つの基準センサユニットを含む基準センサアレイを含む。リモート受信器は、リモート受信器の位置での大気データを収集する大気センサを含み、またはこれに結合される。プロセッサ上で走行する測位アプリケーションが、リモート受信器に結合され、またはそのコンポーネントである。測位アプリケーションは、大気データおよび基準センサアレイの基準センサユニットのセットからの基準データを使用してリモート受信器の位置での基準圧力推定値を生成する。測位アプリケーションは、基準圧力推定値と、測位信号および衛星ベースの測位システムの信号である衛星信号のうちの少なくとも１つから導出された情報とを使用して、標高を含むリモート受信器の位置を計算する。
【０３７３】
より具体的には、この一体化されたシステムは、未知のロケーションでの圧力および温度を十分な正確さで判定するモバイルセンサを含む。モバイルセンサは、リモート受信器のコンポーネントであるかこれに結合されるが、これに限定されない。このシステムは、リモート受信器のロケーションに適当な既知のロケーションでの圧力および温度を正確に判定する少なくとも１つの基準センサユニットを含む基準センサアレイを含む。基準センサユニットは、基準情報を提供するためにリモート受信器および／または中間デバイス（たとえば、センサ、リピータなど）（図示せず）と通信する。基準センサユニットを、１つまたは複数のＷＡＰＳ送信器と同一位置に配置することができ、かつ／または他の既知のロケーションに別々に配置することができる。このシステムは、一実施形態では、すべての基準センサデータ、基準センサロケーション、および他の増強する情報を入力し、当該のロケーションでの基準圧力推定値を生成する、補間ベースの推定アルゴリズムである、測位アプリケーションを含む。測位アプリケーションを、リモート受信器のコンポーネントにすることができ、ＷＡＰＳサーバまたは他の処理デバイス上でホスティングすることができ、あるいは、リモート受信器とＷＡＰＳサーバとの間で分散させることができる。
【０３７４】
上で注記したように、モバイルセンサは、３６Ｐａより大幅に微細な分解能および正確さで圧力を判定できなければならない。多くの圧力センサは、非理想的なセンサ性能の補償を提供するために、組込み温度センサを有するが、自己加熱効果に起因して、これらのセンサは、外部の気温の十分に正確な測定値を提供しない可能性がある。正確なセンサが市販されていない場合であっても、適当な分解能を有するセンサが使用可能である場合には、それらを、フロアレベルでの高度推定のために使用することができる。一実施形態のモバイルセンサは、約３６パスカル未満の分解能で基準圧力データを判定し、摂氏約３度と等しいまたはそれ未満のうちの少なくとも１つの分解能で温度データを判定する。
【０３７５】
これらのセンサは、２〜３個のサンプルの平均化などの穏当なフィルタリング技法によって補正できる固有の短期安定性問題および長期安定性問題を有する。各センサは、たとえばルックアップテーブルによって校正されまたは補償される必要がある、温度に伴って変化し得るオフセットを有する場合もある。
【０３７６】
十分な校正を用いると、これらのセンサは、必要な正確さを提供しなければならない。いくつかのセンサは、高速の動きに敏感である場合もある。いくつかのヒューリスティックルールを使用して、高い速度または加速度が認められる時の圧力情報の使用を制限することができる。しかし、高い速度は、屋内環境ではめったに経験されない。高速で移動する時には、ＧＰＳ測位および地図データが、通常、十分な垂直位置情報を提供する。
【０３７７】
センサが、外部の空気に露出されるが、風、通風、または他の空気移動には露出されない形で取り付けられなければならないことにも留意されたい。通常の消費者製品の内部への取付けまたは位置決めは、許容できる結果をもたらさなければならない。バッテリコンパートメントおよびコネクタは、直接の空気の移動をすべて防ぎながら、外部の空気がセンサに達するための間接経路を提供する。しかし、防水デバイスは、センサに外部へのアクセスを与えるために特殊な準備を必要とするはずである。
【０３７８】
基準センサは、専用の場所で、はるかに小さい体積で展開され、したがって、相対的に良い正確さを、基準システム内で得ることができ、大量の全体的な誤差バジェット（ｅｒｒｏｒ  ｂｕｄｇｅｔ）をモバイルセンサに割り当てることが可能になる。天候高度計および航空機高度計などの絶対圧力センサの既存市場は、一実施形態の応用例と同一の高い正確さ要件を有しない。基準応用例では、一実施形態は、冗長性と測定値の平均化による改善された正確さとの両方のために、複数のセンサを使用する。さらに、センサを、センサが露出される温度範囲を制限し、この制限された温度範囲についてセンサを最適に校正するために、パッケージ化することができる。
【０３７９】
基準システムは、２〜３秒から２〜３分程度の時間スケールで正確さを改善するために、個々の測定値を平均化しまたは他の形でフィルタリングしなければならない。基準センサの高さは、「ｃｍ」レベルの正確さで測定されなければならず、屋外の気温は、継続的に測定され、ログに記録されなければならず、センサは、気圧を測定するために外気に露出されなければならないが、風、通風、または他の大きい空気移動にさらされてはならず（バッフルまたは他のパッケージングを使用して、センサへの間接経路に沿って空気を向けることができる）、センサは、防水エンクロージャが外気圧の測定を妨げる可能性があるので、防水エンクロージャ内に密閉されてはならない。一実施形態の基準センサは、約３６パスカル未満の分解能で基準圧力データを判定し、摂氏約３度と等しいまたはそれ未満のうちの少なくとも１つの分解能で温度データを判定する。
【０３８０】
一実施形態は、補間ベースの基準圧力推定を可能にする。各ＷＡＰＳ送信器タワーでの圧力測定値および温度測定値ならびにタワーロケーションおよび他の補強する情報を与えられて、一実施形態は、ユーザ高さ推定の基準値として、モバイルユーザロケーションでの海面大気圧を予測する。したがって、大気圧面勾配モデルが、生成され、各タワーサイトでの圧力測定値は、このモデルのローカル変更に関するサンプルデータとして働く。したがって、この推定アルゴリズムは、ビーコンタワーで取り込まれた直接測定値に匹敵する、ユーザロケーションでの基準圧力正確さを校正する。
【０３８１】
この補間の定式化の説明を、下で説明する。ＷＡＰＳネットワークの１つ内で、ｎ個の送信器タワーでの基準気圧圧力センサを与えられて、同等の海面大気圧が、基準センサ出力に基づいて推定される。これは、２ステップで行われるが、それに限定されない。
【０３８２】
第１ステップでは、送信器タワーｉでの海面の上の基準センサ高さｈｉ（メートル単位）ならびに基準センサからの圧力読みｐｉ（パスカル単位）および温度読みＴｉ（ケルビン単位）を与えられて、等価海面大気圧Ｐｉ（パスカル単位）が、下の式を使用して、緯度ｘｉおよび経度ｙ（度単位）ｉを有するロケーションで計算される。
【０３８３】
【数８３】
2014529729.tif 000085
【０３８４】
ここで、ｇは、重力加速度定数であり、Ｒは、空気の比気体定数である。第２ステップとして、ＷＡＰＳネットワークのｎ個すべての送信器ロケーションでの等価海面大気圧を計算し、ＷＡＰＳを用いるユーザの緯度情報ｘ０および経度情報ｙ０を入手した後に、等価値海面気圧が、下の式を用いてユーザロケーションＰ０で推定される。
【０３８５】
【数８４】
2014529729.tif 000086
【０３８６】
ここで、Ｗｉ＝Ｗｉ（ｘ０，ｙ０，ｘｉ，ｙｉ）は、ユーザロケーションと基準サイトｉロケーションとの両方に依存する重み付け関数である。
【０３８７】
一実施形態の通信リンクは、モバイルセンサによって使用される情報を提供する。一実施形態は、２〜３秒から２〜３分おきに１回、圧力更新をブロードキャストするが、これに限定されない。
【０３８８】
基準システムが、基準情報を低い頻度でブロードキャストする場合に、モバイルユニットは、最後の情報を受信し、次のブロードキャストの前に必要な場合に格納するために、ブロードキャストを継続的に監視する、新しい標高を計算する前に次のブロードキャストを待つ、必要な時に最新の情報について基準システムを「プルし」または照会する、のうちの少なくとも１つを実行する。基準システムが情報をブロードキャストするのではない、一実施形態のプル手法は、システム帯域幅を最小にする。しかし、プルは、基準システムとモバイルとの間の両方向通信を使用し、複数の基準サイトが、任意のモバイル計算に使用されるので、モバイルが、そのモバイルがどの基準サイトに照会しなければならないのかを判定することを必要とする。待ち時間を短く保ちながらモバイルによる監視を最小にするための良い妥協は、基準システムに、測定を更新するのに要する時間より頻繁にデータをブロードキャストさせることである。
【０３８９】
一実施形態は、情報内容に関する２つの可能な手法を含む。第１の手法は、モバイルに、計算のすべてを実行させ、この場合に、基準によって送信される情報は、１メートルの正確さを伴う基準ロケーション（緯度および経度）、０．１〜０．２ｍの正確さを伴う基準センサの高さ、基準サイトでの測定された気温（あるフィルタリングの後の）、１Ｐａの正確さを伴う基準サイトでの測定された気圧（フィルタリング、センサ温度補償、およびオフセットなどの任意の他のローカル校正の後の）、および信頼度の尺度を含むが、これに限定されない。
【０３９０】
代替案では、基準サイトは、その温度測定値および圧力測定値を使用して、等価海面気圧を計算することができる。この手法が使用される場合に、ブロードキャストされる情報のリストは、１メートルの正確さを伴う基準ロケーション（緯度および経度）、０．１〜０．２ｍの正確さを伴う基準センサの高さ、基準サイトでの計算された等価海面気圧（１Ｐａの正確さを伴う）、および信頼度の尺度を含むが、これに限定されない。
【０３９１】
一実施形態は、送信されるデータのビットをも減らすが、ある既知の定数に対する相対的なデータのそれぞれをブロードキャストする。たとえば、基準サイトが、モバイルサイトに相対的に近く、したがって、整数部分を仮定して、緯度および経度の分数の度のみを送信することができる。同様に、気圧は、通常は１０５パスカル程度であるが、標準大気から２〜３千Ｐａだけ変化するのみである。したがって、一実施形態は、絶対圧力をブロードキャストすること対して帯域幅を減らすために、標準大気圧からのオフセットをブロードキャストする。
【０３９２】
ＧＰＳまたは類似するシステムから入手される緯度および経度は、都市応用例では特に有用ではない。その代わりに、緯度および経度を所在地住所にマッピングするために、データベースが必要である。標高は、垂直次元内で類似する制限を有する。有用なパラメータは、ある人が何階にいるかである。これは、大地レベル標高および建物の各階の高さのデータベースへのアクセスがある場合に、標高情報から正確に判定することができる。約３階までの低い建物について、マッピングまたは類似するデータベースから大地レベル標高を知り、フロア高さを推定することで十分である場合がある。より高い建物について、フロア高さに関するより正確な情報が必要になる。
【０３９３】
これは、スマート学習アルゴリズムを実施する機会を提示する。たとえば、セル電話機が、フロアから１ｍと２ｍとの間で持ち運ばれると仮定することができる。したがって、一実施形態のシステムは、建物内の多数のセル電話機の標高を累算することができ、このデータは、各フロアから約１．５ｍに密集すると期待される。十分なデータがあれば、建物内の各フロアの高さに関する信頼度を展開することが可能である。したがって、データベースを、経時的に学習させ、洗練することができる。そのようなアルゴリズムは、ランプまたはフロアの間の中二階を有する建物でより複雑になるが、それでも、建物の大多数に関して有用なデータを生成することができる。
【０３９４】
センサオフセットおよび潜在的に他のパラメータを、製造時に校正することができる。これは、基準情報を提供する既知の良いセンサと共に、ある範囲の温度および圧力を通ってセンサをサイクルさせることによって可能でなければならない。これらの校正パラメータは、加齢に伴ってゆっくりとドリフトする可能性が高い。したがって、一実施形態は、経時的に校正を徐々に更新するのにアルゴリズムを使用する（たとえば、アルゴリズムは、センサが既知の高さで静止している時を認識し、これらの条件の下で校正テーブルを更新する）。
【０３９５】
人のロケーションを判定する一般的な応用例に加えて、一実施形態は、絶対標高情報を必要としないが、より正確な相対標高情報を使用する特殊化された応用例を含むことができる。たとえば、建物内で倒れた消防士を見つけることは、救援隊に対する相対的な倒れた人の位置が正確に知られることを必要とするが、絶対位置はさほど重要ではない。相対測位における追加の精度は、応用の始めに余分な手作業のステップを有することによって可能になるはずである。たとえば、すべての消防士が、建物に入る前に、建物の入口などの既知のロケーションでそこの追尾装置を初期化することができる。その点に対する相対的な彼らの位置、したがってお互いに対する相対的な彼らの位置を、絶対標高が正確ではなく、気象関連圧力変化を完全には補償できない場合であっても、ある時間期間にわたって非常に正確に判定することができる。同様に、絶対測定から入手可能なものより高い精度を要求するショッピング関連応用例を、モールの既知の点でユーザにボタンを押させることによって実施することができる。その点に対する相対的な彼らの位置を、ある時間期間にわたって非常に正確に判定することができる。
【０３９６】
代替案では、モバイルビーコンをローカル基準として利用して、特定のロケーションでより高い正確さを提供することができる。たとえば、ショッピングモールは、それ自体の基準センサを有して、モール内でより高い正確さを提供することができる。同様に、消防自動車は、基準センサを備えて、火災現場でローカル基準情報を提供することができる。
【０３９７】
低コスト圧力センサは、正しい読みからのオフセットを有するという点で問題を有する。実験は、このオフセットが、数週間から数ヶ月の時間スケールで非常に安定していることを示した。しかし、このオフセットは、数ヶ月から数年の期間にわたって時間に伴ってゆっくりとドリフトする可能性が高い。製造時に、このオフセットを測定し、これを補償することは単純であるが、その補償が、製品の寿命にわたって正確なままである可能性は低い。したがって、現場で再校正する手段が必要である。
【０３９８】
一実施形態のセンサを、それが既知の標高にあり、大気圧が既知である場合に再校正することができる。この実施形態は、センサが既知の標高にある実用的状況を識別する。たとえば、センサが、ＧＰＳ能力を有するデバイス内にあり、ＧＰＳ衛星が強い信号強度を伴って受信されつつある場合には、ＧＰＳによって導出された高度は、非常に正確でなければならない。良い信号条件の下で経時的にＧＰＳ高度からの逸脱を累算することは、センサ校正に必要な補正の推定値を提供することができる。
【０３９９】
同様に、センサシステムは、ユーザの習慣を学習し、この情報を使用して、後に校正を訂正することができる。たとえば、ユーザが、一貫して、夜間に彼女の電話機を同じ場所に置く場合に、センサは、おそらくは深夜などの特定の時に、このロケーションでの高度を追跡し始めることができる。当初に、これらの値は、累算され、そのロケーションでの真の高度として格納される。数ヶ月後に、センサが、夜の同一の時間に同一のロケーションにあると判定する時に、センサは、以前に判定された真の高度からの逸脱を追跡し始めることができる。これらの逸脱を累算して、校正に対する補正をゆっくりと生成することができる。これらの手法は、現在の大気圧の知識をも使用するので、ＷＡＰＳネットワークによって提供される基準圧力測定値を使用する。
【０４００】
圧力読みから高度を判定する標準プロセスは、基準ロケーションでの測定値を等価海面気圧に変換することと、その後、これを使用して未知の圧力センサの高度を判定することとを含む。標準的な式は、
【０４０１】
【数８５】
2014529729.tif 000087
【０４０２】
である。高さが、通常は地球の表面から離れる方を正として測定されるので、マイナス記号が追加されていることに留意されたい。さらに、対数は、これが自然対数なので、「ｌｎ」に訂正されている。この式は、海面の上の高さｚを、その点の大気温度（Ｔ）および圧力（Ｐ）ならびにその点の下の海面空気圧（Ｐ０）に関係付ける。
【０４０３】
この式の適用に伴う１つの追加の問題は、高さが、正確に知られてはいない測定された量である温度に正比例することである。これは、温度の１％の誤差が、高さの１％の誤差をもたらすことを意味する。海面付近で使用される時に、これは、大きい問題にはならない。しかし、この式が、高い建物内で、特にデンバーなどのより高い標高区域内で適用される時には、高さの１％の誤差は、フロアレベル標高を解決することを試みる時に、大きくなる可能性がある。たとえば、デンバーの標高は、約１６０８ｍである。したがって、温度の１％の誤差は、１６ｍの海面上の高さの誤差をもたらす。これは、ほぼ５フロアである。
【０４０４】
温度の正確さに対するこの感度を回避する１つの形は、上の式が実際には相対的な式であることを認識することである。すなわち、この式を、
【０４０５】
【数８６】
2014529729.tif 000088
【０４０６】
に一般化することができ、ここで、ｚ１およびｚ２は、任意の２つの標高であり、Ｐ１およびＰ２は、これらの標高での圧力である。ｚ２に０がセットされ、したがってＰ２が海面気圧になったのは、単に慣習の問題である。
【０４０７】
基準点として海面を使用するのではなく、任意の便利な標高を使用することができる。たとえば、都市の平均標高は、穏当であり、あるいは、圧力データの収集に使用される基準センサの平均標高が、役に立つ。高さの差を小さく保つ基準標高が使用される限り、温度誤差の影響は、大きくはない。唯一の要件は、システム内で用いられるすべてのデバイスが、どの基準標高が使用されつつあるのかを知ることである。
【０４０８】
地球上のある点の標高（ｚ）、その点での大気圧（Ｔ）および圧力（Ｐ）、ならびにその点の下の海面空気圧（Ｐ０）を、
【０４０９】
【数８７】
2014529729.tif 000089
【０４１０】
として関係付ける標準的な式がある。この式では、海面と当該の点との間に一定の温度の空気の柱があると仮定する。したがって、使用される海面気圧は、当該の点が真の海面の近くにない可能性があるので、仮想の構成物であり、必ずしも海面での実際の圧力ではない。
【０４１１】
物体の標高を判定する標準的なプロセスは、２ステッププロセスである。まず、海面気圧が、既知の標高の点での温度および圧力を測定することと、その後にＰ０について解くためにこの式を逆数にすることとによって判定される。次に、未知の標高の点での温度および圧力が、測定され、この式が、未知の標高を判定するために適用される。
【０４１２】
このプロセスに暗黙のうちに含まれるのは、基準に関して離着陸場での測定値を使用する、離着陸場に接近する航空機について典型的であるように、当該の唯一のパラメータが、同一の水平ロケーションの上の他の物体の高さであるという仮定である。通常、他の目的のための高さ判定に関心を持つ人は、一般に基準ロケーションの付近にあるがその真上ではない高さの判定にこの概念を拡張してきた。この拡張は、海面気圧が、付近の当該のロケーションと基準ロケーションとの間で変化しないと仮定する。
【０４１３】
したがって、このプロセスには、３つの仮定がある。第１の仮定は、温度が、基準ロケーションからその下の仮想海面点まで一定であることである。第２の仮定は、温度が、当該の点からその下の仮想海面点まで一定であることである。第３の仮定は、海面気圧が、基準ロケーションと当該の点とで同一であることである。しかし、海面気圧は、温度に依存するので、海面気圧が２つのロケーションで同一であると仮定することは、温度がこれらのロケーションで同一であることを暗示する。したがって、基準ロケーションと当該の点とで異なる温度が測定される場合には、これらの仮定のうちの１つに違反している。測定は、２〜３キロメートルの距離にわたってさえ、標高判定にとって大きいものになり得る温度差および圧力差があることを示した。
【０４１４】
所与のロケーションでの標高変化にまたがる一定温度の仮定は、大気の平衡モデルの一部であり、おそらくは必要である。唯一の代替案は、風、地表加熱、対流、および乱気流の影響を含む、大気の完全な動的モデルであるはずである。大気データは、少なくとも長距離のスケールで、一定温度モデルが、１ｋｍ未満の標高での非常に良い近似であることを暗示する。より高い標高では、線形の減率が、しばしば適用される。
【０４１５】
一実施形態は、基準ロケーションと当該の点との間の一定海面気圧の仮定を緩和する。一実施形態の第１の手法は、上のように判定された基準ロケーションの海面気圧を採用するが、理想気体の法則をさらに適用して、これを標準温度での海面気圧に変換する。その後、標準温度でのこの海面気圧が、当該の点で同一であると仮定する。新しいロケーションでの温度は、これをそのロケーションの海面気圧に変換するのに使用され、その後、上の式を適用して、標高を判定する。
【０４１６】
一実施形態の第２の手法は、基準ロケーションのネットワークを使用して、リアルタイムで水平ロケーションを有する等価海面気圧の変動を判定する。その後、この複数の測定値を組み合わせて、当該の点での海面気圧の最良の推定値を判定する。最良の推定値を判定する少なくとも２つの可能な形がある、すなわち、重み付けが特定の基準点から当該の点までの水平距離の関数である加重平均手法と、基準ロケーションでの計算された海面気圧に最もよくあてはまり、当該の点での海面気圧の推定値を補完するのに使用できる二次表面を作成するための最小二乗適合とである。
【０４１７】
上で説明した２つの手法を組み合わせることもできる。すなわち、各基準ロケーションで、標準温度での海面気圧が判定され、これらのデータが、上の技法のうちの１つを使用して組み合わされて、当該の点での標準温度での海面気圧の最良の推定値を生成する。
【０４１８】
さらに、高度計を使用する時に、一実施形態は、ロケーションおよび高度計データに対して継続的に作用するハードウェアフィルタまたはソフトウェアフィルタへのアプリケーションレベルデータを使用することによって、エアコンディショナの状態の変化（たとえば、電源をオンにされるなど）または自動車の窓が開かれるなど、圧力の突然の動きを認識する。
【０４１９】
さらに、風力計を、ビーコンで使用して、風の流れの方向を判定することができ、この方向は、大気圧勾配のインジケータであると考えられる。風力計をコンパスと一緒に使用して、風の流れの正確な方向およびレベルを判定することができ、この方向およびレベルを使用して、ユーザのセンサの変動を補正し、かつ／またはフィルタによって除去することができる。
【０４２０】
所与の建物のフロアごとの高さを、ユーザが階段を介してその建物を歩き、各フロア、ランプなどに関する情報を収集することを含むがこれに限定されないさまざまな方法によって判定することができる。さらに、電子ダイアグラム（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｄｉａｇｒａｍ）を使用して、各フロアの相対的な高さを判定することができる。
【０４２１】
高さが、ＷＡＰＳまたは高度計のいずれかに基づいて推定される時に、地形、建物の高さ、周囲の建物の高さ、その他などの情報を使用して、高さ解を制約することができる。
【０４２２】
長い時間期間（数日、数ヶ月、年）にわたって基準センサから収集されたヒストリカル基準圧力データと一緒に、平均圧力が所与のロケーションで既知になった後に、その平均圧力を使用して、そのロケーションでの圧力に基づいて高さを予測可能に判定することができる（校正またはユーザ入力なしで）。
【０４２３】
一実施形態では、ユーザの高さを、ユーザのセンサからのデータを使用することと、これを基準センサからのデータと組み合わせることとによって、リモートサーバ上で計算することができる。この方法では、建物情報、クラウドソーシングされる情報、その他などの他の情報をも、ユーザの正確な高度を判定するのに使用することができる。
【０４２４】
ユーザが、その高さが既知の別のユーザに非常に近接している場合には、この情報を使用して、未知のユーザの高さを判定することができる。
【０４２５】
ネットワークの一実施形態では、基準センサは、必ずしもＷＡＰＳビーコンと同一位置に配置される必要がない。サーバへのデータ接続を有する独立センサのより微細なグリッドまたはより粗いグリッドを、基準圧力測定に使用することができる。集中化サーバは、モバイルに基準圧力情報を送信するか、ＷＡＰＳデータストリームの一部としてモバイルに送信される必要があるデータについて送信器に指示するかのいずれかを行うことができる。
【０４２６】
もう１つの実施形態では、ＷＡＰＳシステムは、建物などのより小さい区域内の圧力、温度などの追加のセンサ情報を提供する、追加の単純化されたビーコン（補足ビーコン）を使用する。この送信を、主ＷＡＰＳタイミングビーコンに対して同期または非同期とすることができる。さらに、補足ビーコンは、センサデータがそこからモバイルユニットに広められる集中化サーバにセンサデータをアップロードするか、ＷＡＰＳモバイル受信器によって復調できるＰＲＮ符号の事前定義のセット上でそのデータを送信するかのいずれかを行うことができる。
【０４２７】
基準圧力ネットワークを、所与のローカルエリアに関する正確さ要件およびヒストリック圧力変動データに基づいて最適化することができる。たとえば、非常に正確な測定が必要である場合に、基準センサを、その建物またはモール内に展開することができる。
【０４２８】
ＷＡＰＳビーコンネットワークは、基準圧力データと一緒に、測地学などの他の応用例によって利用できる、非常に短い時間間隔を有する正確な圧力測定値および温度測定値の閉じたネットワークを形成する。
【０４２９】
他のセンサからのデータと組み合わされた圧力の変化の速度を、ユーザがエレベータを介して進んだかどうかを判定するのに使用できる垂直速度を判定するのに使用することができる。これは、緊急状況および／または追跡応用で非常に有用になり得る。
【０４３０】
フロア高さを推定するのに必要なものより低い分解能を有するセンサの場合に、静的な条件の下で、経時的な圧力測定値の平均化を使用して、基準データに基づいてユーザ高さを入手することができる。
ハイブリッド測位および他のシステムとの情報交換
実施形態のシステムを、測位を提供するために、任意の「機会の信号」と組み合わせることができる。機会の信号の例は、ＧＰＳ受信器、Ｇａｌｉｌｅｏ、Ｇｌｏｎａｓｓ、アナログＴＶ信号またはディジタルＴＶ信号、ＭｅｄｉａＦＬＯ、Ｗｉ−Ｆｉなどのシステムからの信号、ＦＭ信号、ＷｉＭａｘ、セルラ（ＵＭＴＳ、ＬＴＥ、ＣＤＭＡ、ＧＳＭなど）、ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ならびに、ＬＯＲＡＮ受信器およびｅ−ＬＯＲＡＮ受信器のうちの１つまたは複数を含むが、これらに限定されない。
【０４３１】
信号タイプにかかわらず、機会の信号は、距離測定または信号強度などの距離測定のための代用物を提供する。距離に関するこの代用物は、ロケーションの推定値を得るために適切に重み付けされ、組み合わせられる。重み付けは、受信された信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）を使用することができ、あるいは、代替案では、受信器の環境を定義するメトリック（たとえば、アシスタンスデータからの、都市、郊外、地方の環境の知識、アプリケーションからの入力に基づく、受信器が屋内または屋外のどちらにあるのか）を使用することができる。これは、通常、実施形態のシステムが利用不能であるか、信号カバレージが制限された環境で行われる。特定の測定のための重みにＳＮＲを使用する時に、重みは、位置を得るためにＷＡＰＳ測定値ならびに他のシステム測定値の最適な組合せを可能にするために、単にＳＮＲの逆関数（またはより低いＳＮＲを有する信号により低い重みを提供する任意の他の関数）とすることができる。最終的な測位解は、追加の信号ソースから距離測定値をとることと、ＷＡＰＳ距離測定値と組み合わせることと、緯度、経度および高度について位置解を導出することとによって、または、追加のソース／デバイスからの位置測定値およびＷＡＰＳシステムからの位置測定値をとることと、異なるシステムからの位置品質メトリックに基づくこれらのロケーション測定値の組合せを使用して最適化されたロケーション解を提供することとによって、のいずれかで計算することができる。ＷＡＰＳ測定値／ＷＡＰＳ位置推定値を使用してハイブリッド解を得るさまざまな構成を、図３８、図３９および図４０に示す。下で説明するアーキテクチャのいずれをも、システムのハードウェア区分およびソフトウェア区分に依存する使用のために選択することができる。
【０４３２】
図３８は、一実施形態の下の、さまざまなシステムからの距離推定値を使用するハイブリッド位置推定のブロック図である。距離測定値は（関連付けられた距離品質メトリックと一緒に）、ＧＮＳＳおよび他の測位システムから使用され、ハイブリッド位置エンジンによって単一の最適位置解に組み合わせられる。このアーキテクチャは、それらから最良の位置推定値を得るのに使用可能なデータを使用することに関して最適である。
【０４３３】
図３９は、一実施形態の下の、さまざまなシステムからの位置推定値を使用するハイブリッド位置推定のブロック図である。異なるシステムからの独立の位置推定値が、位置品質と一緒に、最良の品質を有するものを選択するのに使用される。このアーキテクチャは、異なる測位システムがよく分離されるので、実施し一体化するのが最も簡単である。
【０４３４】
図４０は、一実施形態の下の、さまざまなシステムからの距離推定値および位置推定値の組合せを使用するハイブリッド位置推定のブロック図である。たとえば、ＷＬＡＮ測位システムからの位置推定値を、最良の解に到達するために、ＧＮＳＳシステムおよびＷＡＰＳシステムからの距離測定値からの位置推定値と比較することができる。
【０４３５】
加速度計およびジャイロなどの慣性ナビゲーションセンサ（ＩＮＳ）、ｅ−コンパスなどの磁気センサ、高度計などの圧力センサを使用して、追跡モードでの使用のために、ＷＡＰＳシステムにロケーションエイディング情報（疎結合と呼ばれる）または生のセンサ測定値（密結合と呼ばれる）を提供することができる。
【０４３６】
加速度計を、サーバへの位置報告を更新する頻度を判定するために一実施形態の受信器内で使用することができる。位置解および加速度計測定値のシーケンスの組合せを使用して、静的な位置、一定の速度、および／または他の移動を検出することができる。次に、この移動データまたは情報を使用して、更新の頻度を判定することができ、たとえば、一様でない動きがある時に、更新の頻度に比較的高い頻度をセットすることができ、受信器が一定の速度であるか所定の時間期間にわたって静止している時に、更新の頻度を下げて、電力を節約することができる。
【０４３７】
センサまたは位置の測定を、位置フィルタ（カルマンフィルタなどの）で位置解に組み合わせることができる。センサ測定値がＷＡＰＳハイブリッド位置エンジン内でＧＮＳＳ測定値およびＷＡＰＳ測定値と組み合わせられる、２タイプの密結合アーキテクチャを、図４１および図４２に示す。図４１は、一実施形態の下の、ＧＮＳＳ／ＷＡＰＳ位置および／または速度推定値の品質が良い時にセンサのドリフティングバイアスを校正するのを助けるためにＷＡＰＳ／ＧＮＳＳシステムからの位置／速度推定値がフィードバックされる、ハイブリッド位置解の判定に関する流れ図である。このアーキテクチャは、アルゴリズムのセンサ校正部分と位置計算部分とを区分することによって、アルゴリズム定式化を単純にする。しかし、この方法の欠点は、ＷＡＰＳ／ＧＮＳＳ推定値を使用してセンサを再校正するための良い時がいつなのかを判断する際の複雑さである。
【０４３８】
図４２は、一実施形態の下の、明示的フィードバックの必要なしに、センサパラメータ（バイアス、スケール、ドリフトなど）がＧＮＳＳユニットおよび／またはＷＡＰＳユニット内で位置／速度計算の一部として推定されるハイブリッド位置解の判定に関する流れ図である。たとえば、センサパラメータを、受信器の位置／速度の追跡に使用されるカルマンフィルタの状態ベクトルの一部として含めることができる。このアーキテクチャは、位置とセンサパラメータとの両方を更新するために、情報が１つの組み合わされたフィルタ内で使用されるという点で、最適解を提供する。
【０４３９】
選択ユニットがＧＮＳＳエンジンからの位置推定値とＷＡＰＳエンジンからの位置推定値との間で選択する疎結合を、図４３および図４４に示す。選択ユニットを、ＷＡＰＳ位置ユニットまたはＧＮＳＳ位置ユニットの一部とすることができることに留意されたい。図４３は、一実施形態の下の、センサ校正が個々の位置計算ユニットから分離されるハイブリッド位置解の判定に関する流れ図である。図４４は、一実施形態の下の、センサパラメータ推定が個々の位置計算ユニットの状態の一部として行われるハイブリッド位置解の判定に関する流れ図である。
【０４４０】
選択が、１つのシステムからの情報のみを使用するので、疎結合方法は、一般に密結合方法より悪い。疎結合方法または密結合方法の中で、方法は、位置を判定するために生のセンサ測定値と一緒に距離を使用し、１つの最適フィルタ内のセンサパラメータは、センサパラメータおよび位置が別々に計算される時より良い。その結果、性能の展望から好ましい方法は、暗黙のセンサパラメータ推定を有する密結合システムである。しかし、ハードウェア／ソフトウェアプラットフォームの区分に依存して、これらの方法のうちの１つまたは複数を、簡単に実施でき、その理由から選択することができる。
【０４４１】
情報を、ＷＡＰＳシステムと、同一のプラットフォーム上の他のトランシーバシステム（携帯電話、ラップトップ、ＰＮＤなど）との間で交換することもできる。トランシーバシステムは、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈトランシーバ、ＷＬＡＮトランシーバ、ＦＭ受信器／送信器、ディジタルＴＶシステムまたはアナログＴＶシステム、ＭｅｄｉａＦＬＯ、ＸＭ無線／Ｉｒｉｄｉｕｍなどの衛星通信システム、ＧＳＭ／ＵＭＴＳ／ｃｄｍａ２０００  １ｘ／ＥＶＤＯまたはＷｉＭａｘ）などのセルラモデムトランシーバとすることができる。図４５に、一実施形態の下の、ＷＡＰＳシステムと他のシステムとの間の情報の交換を示す。システムの間の情報の交換は、いずれかのシステムの性能を改善することができる。ＷＡＰＳシステム時間がＧＰＳ時間に合わせられるので、ＷＡＰＳシステムは、任意の他のシステムに良い品質のタイミング推定値および周波数推定値を提供することができる。ＷＡＰＳシステムへの時間推定値および周波数推定値は、符号および周波数でのＷＡＰＳ獲得検索空間を縮小することができる。さらに、ＷＡＰＳシステムは、他のトランシーバシステムにロケーション情報を提供することができる。同様に、他のシステムが、使用可能なロケーション情報（部分的な位置、たとえば、高度もしくは２Ｄ位置、または完全な位置、たとえば３Ｄ位置もしくは生の距離／擬似距離／距離の差）を有する場合に、そのロケーション情報を、ロケーション品質メトリックを伴ってまたはこれを伴わずに、ＷＡＰＳシステムに提供することができる。距離／擬似距離データは、ハイブリッド解でこの距離情報の使用を可能にするために、送信器のロケーション（または送信器ロケーションから任意の受信器ロケーションまでの距離を計算する他の手段）と一緒に提供されなければならない。２つの送信器に対応する距離の差は、２つの送信器のロケーションと一緒に提供されなければならない。ＷＡＰＳシステムは、その位置解決を支援するためにこの情報を使用する。代替案では、ロケーション情報を、既知の送信器ロケーションから受信器デバイスまでの距離（または擬似距離）の形で提供することができる。これらの距離（または擬似距離）は、ハイブリッド位置を計算するために、測位アルゴリズムによってＷＡＰＳ距離と組み合わせられる。
【０４４２】
特定のシステムおよびそれらの間で交換することができる情報の例を、図４６、図４７および図４８に示す。
【０４４３】
図４６は、一実施形態の下の、ＦＭ受信器とＷＡＰＳ受信器との間のロケーション推定値、周波数推定値、および時間推定値の交換を示すブロック図である。ＷＡＰＳシステムからのロケーション推定値を、ＦＭ受信器に提供することができる。その後、このロケーション推定値を、たとえば、ローカル領域内のアクティブなＦＭ無線局を自動的に判定するのに使用することができる。ＦＭ信号は、ＲＤＳ−Ｒａｄｉｏ  Ｄａｔａ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）送信をも含むことができる。ＦＭ局のロケーションが、ＲＤＳ／ＲＢＤＳデータストリーム（たとえば、送信器サイトに関するデータを提供し、都市および州の名を与え、ＤＧＰＳナビゲーションデータを提供する、ロケーションアンドナビゲーション（Ｌｏｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ、ＬＮ）特徴）に含まる場合に、この情報を使用して、ＷＡＰＳ受信器にロケーションエイディングを提供することができる。ＷＡＰＳシステムからの周波数推定値を、特定の局に関するＦＭ受信器同調時間を減らすのに簡単に使用することができる。他の方向で、ＦＭ受信器での推定値の周波数品質は、ＦＭ無線局送信品質に基づく。ＷＡＰＳシステムでの時間推定値は、ＧＰＳ時間に基づき、時間は、タイミング位置合せを援助するためにＦＭ受信器に転送され得る。ＲＤＳ／ＲＢＤＳ送信でのクロック時間（ＣＴ）特徴を、ＲＤＳデータストリームに対する相対的なタイミングを判定するのに使用することができ、ＷＡＰＳ受信器に転送することができる。
【０４４４】
図４７は、一実施形態の下の、ＷＬＡＮ／ＢＴトランシーバとＷＡＰＳ受信器との間のロケーション推定値、時間推定値、および周波数推定値交換を示すブロック図である。一般に、これらのＷＬＡＮ／ＢＴトランシーバは、正確な周波数推定値を有しておらず、その結果、周波数推定値は、非常に粗く、したがって、ＷＬＡＮ／ＢＴトランシーバからＷＡＰＳ受信器へのそのような推定値の転送は、限られた価値を有する可能性がある。逆方向で、ＷＡＰＳ周波数推定値は、ＷＬＡＮシステム上での周波数獲得に要する時間を減らすことができる。たとえば、無線ＬＡＮ  ＡＰ（アクセスポイント）ビーコン上のタイムスタンプから抽出されるタイミング情報を、ＷＡＰＳ獲得を支援するためにＷＡＰＳシステムへ転送することができる。これをＷＡＰＳシステムに役立つようにするためには、ＧＰＳ時間に対する相対的なＷＬＡＮタイミングのある参照が必要であることに留意されたい。同様に、ＷＬＡＮ／ＢＴシステムが、使用可能なロケーション推定値（部分的な位置、たとえば、高度もしくは２Ｄ位置、または完全な位置、たとえば、３Ｄ位置もしくは生の距離／擬似距離）を有する場合に、そのロケーション情報を、ＷＡＰＳシステムに対するロケーション品質メトリックと共にまたはこれを伴わずに提供することができる。ＷＬＡＮ位置推定値を、単に、付近のサービングＡＰまたは他の「可聴」ＡＰのジオロケーションとすることができる。ＷＬＡＮ位置推定値は、部分的とすることもでき、たとえば、問題のＡＰのフロアに基づいた高度推定値とすることができる。ＷＬＡＮロケーション情報は、既知の送信器ＡＰロケーションに対する距離推定値（たとえば、ＷＬＡＮシステムは、距離推定値を判定するためにラウンドトリップタイム測定値を使用することができる）または２つの送信ＡＰの間の距離差推定値とすることもできる。
【０４４５】
図４８は、一実施形態の下の、セルラトランシーバとＷＡＰＳ受信器との間のロケーション推定値、時間推定値、および周波数推定値の交換を示すブロック図である。セルラシステムからのロケーション推定値（部分的な、完全なまたは生の距離／距離の差）（ＴＤＯＡ、ＡＦＬＴ、または他の同様のセルラ信号のＦＬもしくはＲＬベースの測位方法からなど）を、より良い位置推定値を得るためにこれらの測定値を使用するＷＡＰＳシステムに提供することができる。セルラモデムの周波数追跡ループからの周波数推定値を、周波数検索空間を減らし、したがってＷＡＰＳ獲得時間（すなわち、ＴＴＦＦ）を改善するために、ＷＡＰＳシステムに提供することができる。セルラシステムからの時間推定値を、符号検索空間を減らしまたはビットおよびフレーム位置合せを支援するために、ＷＡＰＳシステムに提供することもできる。たとえば、ｃｄｍａ２０００／１ｘ  ＥＶＤＯなどの、ＧＰＳ時間に同期されるシステムは、ＷＡＰＳシステムに微細な時間推定値を提供することができるが、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ／ＥＧＰＲＳ／ＵＭＴＳなどの非同期（送信がＧＰＳなどの時間スケールに良好に同期されない）セルラシステムは、粗い時間推定値を提供することができる。
【０４４６】
ＷＡＰＳシステム時間が、ＧＰＳ時間に合わせられるので、ＷＡＰＳシステムは、同一のプラットフォーム上にない場合であっても、任意の他のシステムに良い品質のタイミング推定値および周波数推定値を提供することができる。たとえば、ＷＡＰＳシステムを使用して、ＧＰＳの秒境界と位置合せされたｐｐｓ（パルス毎秒）または関連付けられたＧＰＳ時間を有する単一パルス信号などの周期的なハードウェア信号を介して、ピコ／フェムト−セルＢＴＳにタイミング情報を提供することができる。
【０４４７】
上で説明したように、一実施形態のＷＡＰＳシステムによって使用されるスペクトルは、免許交付されたまたは免許不要の帯域または周波数を含むことができる。代替案では、ＷＡＰＳシステムは「ホワイトスペース」スペクトルを使用することができる。ホワイトスペーススペクトルは、ＷＡＰＳシステムがローカルエリアで空きである（ＴＶのホワイトスペースに制限されない）と感知しまたは判定し、そのスペクトル内でロケーションビーコンを送信する、任意のスペクトルと定義される。一実施形態の送信器は、未使用スペクトルを検出するため、および／またはスペクトルを調整する集中化データベースにジオロケーション（簡単にＧＰＳタイミング受信器から得ることができる）を通信するために、スペクトル感知技術を使用することができる。受信器は、これらのビーコンをリスンするためのスペクトル感知技術を含むことができ、あるいは、もう１つの実施形態で、通信媒体を使用して、同調すべき周波数について通知され得る。ＷＡＰＳシステムは、動的なホワイトスペースの可用性または割り当てに適合することができる（送信器が、送信すべきスペクトルおよび／または送信する必要がある時間持続時間のいずれかを割り当てる集中化データベースに、送信器のジオロケーションをブロードキャストすることを要求される場合に）。ＷＡＰＳシステムは、このスペクトルで連続的にブロードキャストすることができ、あるいは、スペクトルに関する集中化調整サービスによる制御の通りに他のシステムとスペクトルを共有することができる。ＷＡＰＳシステムコンポーネントのチッピングレートおよびデータレートを、任意の所与の時に正確さ要件ならびに／または信号パワーおよび帯域幅の可用性に合わせて動的に変更することができる。システムパラメータを、受信器によって感知することができ、あるいは、通信媒体を介して受信器に通信することができる。送信器は、ローカルネットワークを形成することができ、あるいは、より広い地理的区域でのスペクトル可用性の場合に、連続的なネットワークを形成することができる。
【０４４８】
一実施形態の送信器は、時分割された形で、同一の送信システム上で他のネットワークと共存することもできる。たとえば、同一のスペクトルを、ロケーションアプリケーションとスマートグリッドアプリケーションとの間で時分割された形で使用することができる。送信器は、最大の使用可能な電力レベルを使用するブロードキャスト送信器であり、スペクトル感知に基づいてまたは集中化調整サーバによる要求の通りに、その電力レベルを動的に調節することができる。受信器は、スペクトル感知を使用することができ、あるいは、受信器に、通信媒体（ホワイトスペーススペクトルとすることもできる）によってその時のシステムパラメータおよびウェイクアップ時間について通信することができる。
【０４４９】
スペクトル可用性に基づいて、一実施形態のＷＡＰＳシステムは、ＴＶホワイトスペースの１つのチャネル（６ＭＨｚ帯域幅）を使用することができ、あるいは、複数のチャネルが使用可能な場合に、より良いマルチパス解決に複数の周波数帯域を使用することができる。隣接チャネルが使用可能な場合には、チャネルボンディング（たとえば、隣接チャネルを組み合わせること）を使用することができる。増加した帯域幅を、より良いマルチパス解決、より高い精度のためのより高いチッピングレートなどに使用することができる。代替案では、使用可能な帯域幅を、近遠問題および／またはマルチパス解決を解決するのを助けるために、ＦＤＭＡの下で使用することができる。
【０４５０】
複数のホワイトスペース帯域でのＷＡＰＳ波形のホワイトスペース送信／受信は、ＷＡＰＳ搬送波位相測定に関するよりよくより高速な整数曖昧性解決を可能にすることができる。これは、ＷＡＰＳを使用する、比較的高い正確さ（１波長未満のオーダーの）の単一点測位を可能にする。
【０４５１】
ホワイトスペース帯域幅を、調査されたロケーションでの基準受信器とその位置が見つけられるべき受信器との間でＷＡＰＳ内の通信チャネル（基準受信器が使用される場合）として使用することもできる。
【０４５２】
免許交付された帯域内のＷＡＰＳシステムが広域ネットワークで使用可能な時に、タワーのホワイトスペースベースのローカルネットワークを、ＷＡＰＳ受信器のロケーション正確さを増強するのに使用することができる。受信器は、両方の周波数を同時にリスンするか、または免許交付された帯域とホワイトスペース帯域との間で切り替えて、適切な周波数に同調するように設計され得る。
【０４５３】
ホワイトスペース帯域を、ロケーションエイディングおよびクロックバイアス、衛星天体暦などのような他のアシスタンス情報について、ＷＡＰＳ、ＧＰＳまたはＡＧＰＳシステムにアシスタンス情報を送信するのに使用することもできる。
【０４５４】
広い分離を有する複数の周波数が使用可能である場合に、ＷＡＰＳシステムは、より良いマルチパス性能を提供するために、周波数のダイバーシティを利用するように設計され得る。
相関器実施態様
任意のＣＤＭＡ受信器（または送信ビットストリームの一部として擬似ランダム符号を使用する受信器）で、そのＰＲＮ符号との受信信号の相関は、必須である。行うことができる並列相関が多ければ多いほど、チャネルを獲得するのに要する時間が高速になる。長さ１０２３の最大長さシーケンス、２×によってオーバーサンプリングされる入力信号を使用する、信号の並列複素相関器アーキテクチャのブルートフォース実施態様を、図４９に示す。偶数サンプルおよび奇数サンプルは、２×オーバーサンプリングされたデータに対応する。シフトレジスタは、「ｃｌｋ」のレートでシフトされる。ＰＲＮジェネレータは、基準ＰＲＮを生成し、ｃｌｋ／２のレートでシフトされる。各サイクルでの相関合計は、式
【０４５５】
【数８８】
2014529729.tif 000090
【０４５６】
を使用して計算され、ここで、ｘ［ｎ］は、複素入力であり、ｇｃｒｅｆ［ｋ］は、ＰＲＮ基準波形であり、ｃｏｒｒｓｕｍ［ｎ］は、相関器からの複素出力である。図４９に、偶数サンプルおよび奇数サンプルが同一の乗算器および加算器木を共有する１つの最適化を示す。
【０４５７】
上で示したものなどの実施態様は、シフトレジスタ用の２０４６＊２＊ｎ入力ビットフリップフロップ、１０２３個の１×ｎ入力乗算器、および１０２３個の積を合計する加算器を必要とする。一例として、入力ビット幅が２ビットサンプルである場合には、１０２３個の１×２乗算器が必要であり、１０２３個のこれらの乗算が、１クロックサイクルで合計されなければならない。これは、ハードウェアの面積、タイミング、および電力に関して面倒な実施態様になる可能性がある。具体的には、ＦＰＧＡ実施態様で、乗算器および加算器構造のブルートフォース実施態様は、制限されたリソースを考慮すると、実施が不可能である可能性がある。
【０４５８】
一実施形態は、技術的現状のＦＰＧＡ内で使用可能な構造を活用する、この実施態様に対する新規の手法を含む。近代のＦＰＧＡは、論理要素およびストレージ要素を実施する、複数の構成可能論理ブロック（ＣＬＢ）を含む。ＣＬＢの本質的部分を形成するルックアップテーブルを、直列シフトインを有するが、ストレージ要素への並列ランダムアクセスを有するシフトレジスタとして再プログラムすることもできる。この実施態様を、相関を計算する効率的な手法として、およびＦＰＧＡ（プロトタイピングに使用される）からＡＳＩＣ（大量生産ボリューム用）への簡単な移植パスとして、ＡＳＩＣ実施態様で使用することもできる。
【０４５９】
シフトレジスタ実施態様に移ると、特定のＦＰＧＡは、ＣＬＢにマッピングされるシフトレジスタプリミティブを有する。いくつかのＦＰＧＡは、１６ビットシフトレジスタを有し、いくつかのＦＰＧＡは、３２ビットシフトレジスタマッピングを有する。図５０に、並列ランダムアクセス読取能力を有する２つの１６ビットシフトレジスタプリミティブから導出される３２ビットシフトレジスタ実施態様を示す。この例の実施態様では、１６ビットシフトレジスタグループプリミティブが、３２ビットシフトレジスタを構築するのに使用される。３２個のそのような３２ビットシフトレジスタが、直列に並べられて、１０２４ビットシフトレジスタを形成する。図５１に示されているように、シフト動作は、「ｃｌｋ」レートで発生し、読み出し動作は、クロックレートの３２倍で発生する。
【０４６０】
加算器木は、１０２３×ｎビット加算器を実施するために複雑になる可能性もある。特定のＦＰＧＡの場合に、１０２３×ｎビット順次加算器として使用できる４８ビットＤＳＰスライスが使用可能である。この実施態様のハードウェア構造を、図５２に示す。シフトレジスタの３２個のグループからの３２個の値は、８つの加算の４つのグループに分割される。この例では、２ビット入力が使用される。各８数加算器は、１０ビット出力を作り、この出力は、４８ビット加算器内の１２ビットグループ内で位置合せされる。合計の増加の余地が与えられる。３２サイクル後に、１０２４ビットの合計が、１２ビット加算器の４つのグループを１つの１４ビット合計に加算することによって得られる。
暗号化およびセキュリティ
一実施形態のシステム内で、オーバーヘッド情報を、暗号化アルゴリズムを使用して暗号化することができる。これは、ユーザが、システムを使用し、システムの使用について請求され、情報セキュリティを制御する手段を提供することを可能にする。鍵を、信号を暗号化解除するために適用することができる。鍵は、ＰＣ、無線ネットワーク、ハードウェアドングルを使用して得ることができ、あるいは、鍵が任意の意図されないソースによってアクセス不能である形でデバイスの不揮発性メモリに焼きつけることができる。
【０４６１】
一実施形態の暗号化は、データセキュリティと認証との両方を提供する。暗号化を使用して保護される主要なコンポーネントは、送信器、受信器、およびサーバ通信である。送信器認証は、悪意のある送信器が拒絶され得るようにするために、送信器を曖昧さなしに識別することを含む。受信器認証は、真正の受信器のみが送信された情報を利用することができるようなものである。受信器認可は、認可される受信器（真正の受信器）のみが動作を許可されるようなものである。サーバ通信は、受信器とサーバとの間の通信および送信器とサーバとの間の通信が保護されるように暗号化される。また、ユーザデータ保護は、ロケーション追跡ユーザデータベースが認可されないアクセスからの保護を要求するので、暗号化される。
【０４６２】
一実施形態の暗号化方法は、おおまかに２つのタイプすなわち、対称鍵暗号法および非対称鍵暗号法に分類することができる。対称鍵暗号化は、認証と暗号化との両方を提供するが、非対称鍵暗号化は、公開鍵が誰にでも使用可能であるので、秘密鍵所有者の認証を提供する。データの対称鍵暗号化は、所与の同様のリソースより一桁分高速である。３ＤＥＳおよびＡＥＳは、対称鍵暗号作成法の例である。両方の方法の組合せは、一実施形態の暗号化アーキテクチャの一部として使用される。
【０４６３】
無線（ＯＴＡ）ブロードキャストメッセージは、一般的なブロードキャストメッセージまたはシステムメッセージを含むことができる。一般的なブロードキャストメッセージは、受信器がそのロケーションを判定するのを援助する、ロケーション情報、送信器タイミングカウント、および他の関連情報など、各送信器に固有のデータを含む。システムメッセージは、暗号化鍵を構成し、受信器をイネーブル／ディスエーブルし、または受信器の特定のセットにターゲティングされた一方向プライベート情報の交換に使用される。
【０４６４】
一実施形態のメッセージの一般的なフォーマットは、メッセージタイプ（パリティ／ＥＣＣ保護）、暗号化されたメッセージ、および暗号化されたメッセージＥＣＣを含む。暗号化されたメッセージのＥＣＣは、メッセージが暗号化された後に計算される。
【０４６５】
ＯＴＡブロードキャストは、周期的に、おそらくは毎秒、送信されるフレームを含む。チャネルデータレートに依存して、メッセージを、複数のフレームにわたって分割（セグメント化）することができる。各フレームは、フレームタイプおよびフレームデータを含む。フレームタイプ（パリティ保護される）は、これがメッセージの最初のフレームであるかどうかまたはこれが連続するフレームであるかどうかを示し、他の目的に使用され得る低レベルのフォーマットのフレームを示すこともできる。フレームデータは、本質的に、セグメント化されたメッセージまたは低レベルのデータフレームである。
【０４６６】
ＯＴＡシステムメッセージを、システムメッセージタイプに依存して、セッション鍵または送信器の秘密鍵のいずれかによって暗号化することができる。ＯＴＡの一般的なブロードキャストメッセージは、本明細書で説明するように、送信器と受信器との両方がネゴシエートしたセッション鍵を用いる対称鍵アルゴリズムを使用して暗号化される。これは、相互認証を提供する、すなわち、送信器を、受信器によって認証することができ、認証された受信器だけが、ＯＴＡブロードキャストを復号することができる。セッション鍵は、すべての送信器および受信器に既知であり、周期的に変更される。鍵変更メッセージは、過去の２〜３個のセッション鍵を使用して暗号化され、ある時間期間にアクティブでなかった受信器が現在のセッション鍵に同期することを可能にする。
【０４６７】
ＯＴＡブロードキャストは、送信器の秘密鍵によって暗号化された周期的なシステムメッセージをも含む。受信器は、関連付けられた公開鍵を使用することによって、送信器の真正性を曖昧さなしに識別することができる。セッション鍵が危険にさらされる場合に、この機構は、認可されない送信器を実施できないことを保証する。
【０４６８】
図５３は、一実施形態の下の、セッション鍵セットアップのブロック図である。各受信器は、一意のデバイスＩＤおよびデバイス固有鍵を備える。図５４は、一実施形態の下の、暗号化に関する流れ図である。ＷＡＰＳシステムデータサーバは、デバイスＩＤ／デバイス固有鍵ペアリングのデータベースを維持する。受信器とＷＡＰＳデータサーバとの間の受信器初期化は、受信器タイプに固有のデータ接続（ＧＰＲＳ／ＵＳＢ／モデムなど）を使用して容易にされる。この接続は、デバイスがデバイスＩＤによってそれ自身を識別した後に、デバイス固有鍵を使用して暗号化される。この初期化中に、現在のセッション鍵、送信器公開鍵、および免許交付期間（すなわち、受信器が認可される持続時間）が交換される。受信器初期化は、受信器が現在のセッション鍵（初期のパワーアップ）を失った時またはそのセッション鍵が同期外れである（拡張されたパワーオフ）場合に実行され得る。セッション鍵は、周期的に更新され、更新に使用される新しい鍵は、以前のＮ個の鍵を使用して暗号化される。
【０４６９】
ＯＴＡデータレートは、受信器を認証するための唯一の機構であるのに不適切である可能性がある。しかし、一実施形態のシステムメッセージプロトコルは、デバイスＩＤ固有のおよびデバイスＩＤ距離ベースの受信器認証をサポートする。
【０４７０】
危険にさらされたセッション鍵は、すべての受信器を再初期化することを必要とする。したがって、セッション鍵ストレージは、デバイス内で改竄防止されなければならない。デバイスの暗号境界の外（すなわち、任意の種類の付属のストレージ）に格納されるセッション鍵は、デバイスの保護された鍵を使用して暗号化される。
【０４７１】
送信器が、その秘密鍵を使用して認証情報を周期的に送信するので、危険にさらされたセッション鍵を使用して、送信器になりすますことはできない。したがって、送信器の秘密鍵は、絶対に危険にさらされてはならない。
【０４７２】
図５５に示された代替の実施形態で、鍵を、ＷＡＰＳサーバからの通信リンクを介して受信器に直接的に配信することができ、あるいは、サードパーティアプリケーションもしくはサービスプロバイダを介してルーティングすることができる。鍵は、ある有効性期間を有することができる。鍵を、顧客との契約上の合意に基づいて、アプリケーションごとの基礎でまたはデバイスごとの基礎で使用可能にすることができる。受信器上のアプリケーションまたはネットワーク上のアプリケーションのいずれかによって位置要求がなされるたびに、鍵は、ＷＡＰＳエンジンから位置または位置を計算するためのパラメータを取り出す前に、有効性についてチェックされる。ＷＡＰＳサーバに対する鍵および情報の交換は、プロプライエタリプロトコルを使用して、またはＯＭＡ  ＳＵＰＬなどの標準プロトコルを介して起こり得る。
【０４７３】
システムのセキュリティアーキテクチャを、図５３および図５５に示されたアーキテクチャの組合せとして実施することができる。
【０４７４】
パラメータセンサを、センサからの測定値に時間タグを付けるため、かつ／またはロケーションタグを付けるために、ＷＡＰＳシステムの受信器に一体化することができる。パラメータセンサは、２〜３の例を挙げると、温度センサ、湿度センサ、重量センサ、およびスキャナタイプのセンサを含むことができるが、これらに限定されない。たとえば、Ｘ線検出器を使用して、追跡される受信器、または追跡される受信器を含むデバイスが、Ｘ線機器を通り抜けるかどうかを判定することができる。Ｘ線イベントの時刻およびＸ線機器のロケーションを、検出器によってタグ付けすることができる。さらに、他のパラメータセンサを、センサからの測定値に時間タグ付けとロケーションタグ付けとの両方を行うために、ＷＡＰＳシステムに一体化することができる。
【０４７５】
ユーザは、個人または資産に関して、使用ごとに、デバイス上のアプリケーションごとに、毎時、毎日、毎週、毎月、および毎年の基礎で、システムについて費用請求され得る。
【０４７６】
受信器ユニットのロケーションおよび高さを、通信プロトコルを使用して、端末上の任意のアプリケーションまたはネットワークサーバに送信することができる。代替案では、生の距離測定値を、通信プロトコルを介してネットワークに送信することができる。通信プロトコルは、端末上のアプリケーションへの、または標準もしくはプロプライエタリの無線プロトコルを介するサーバへの、標準のシリアルインターフェースまたは他のディジタルインターフェースとすることができる。標準プロトコルを介してサーバに結合しまたは接続する可能な方法は、サーバに接続された別の電話への、または、代替案では、ウェブサーバへの無線データサービスを介しての、ＳＭＳメッセージングの使用を含む。送信される情報は、緯度／経度、高さ（使用可能な場合に）、およびタイムスタンプのうちの１つまたは複数を含む。サーバまたは端末ユニット上のアプリケーションは、位置決定を開始することができる。ユーザのロケーションを、サーバから、またはサーバ上のアプリケーションによって、直接に通信することができる。
【０４７７】
ＧＰＳ受信器とは独立のＷＡＰＳスタンドアロンシステムを、デバイスのロケーションを判定するのに使用することができる。ＷＡＰＳシステム単独、または一体化されたＷＡＰＳならびにＧＰＳおよび／もしくは他の測位システムを、媒体カード上で媒体ストレージカード（ＳＤカードなど）と共存するように実施することができる。ＷＡＰＳシステム単独、または一体化されたＷＡＰＳならびにＧＰＳシステムおよび／もしくは他の測位システムを、ＳＩＭカードを追跡できるようにするために、セルラ電話Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌｅ（ＳＩＭ）カード上で共存するように実施することができる。
搬送波位相を用いる正確な測位
さらに精度を改善する（１ｍ未満まで）ためにＷＡＰＳシステム性能を増強する１つの方法は、下で説明するような搬送波位相測位システムを実施することである。ビーコンは、通常のＷＡＰＳ送信器としてセットアップされる。この方法について、簡単な連続的位相追跡を容易にするためにＴＤＭＡスロッティングを使用しないことが望ましい可能性がある（が、必須ではない）。ＴＤＭＡが使用されない時に、近遠問題を、受信器での干渉除去および増加したダイナミックレンジを介して克服することができる。そのような方法をサポートするＷＡＰＳ受信器は、すべての可視の衛星について連続的な形で符号位相および搬送波位相を測定し、タイムスタンプをすることができる。さらに、連続的な形で符号および搬送波位相の同様な測定を行うこともできる基準受信器が、既知の調査されたロケーションにある。ＷＡＰＳ受信器および基準受信器からの測定値を、デバイスまたはサーバのいずれかで位置を計算するために組み合わせることができる。そのようなシステムの構成は、差分ＷＡＰＳシステムと同一である。
【０４７８】
搬送波位相測定は、符号位相測定より正確であるが、整数曖昧性と呼ばれる、未知の整数個数の搬送波位相サイクルを含む。しかし、曖昧性解決と呼ばれる、整数曖昧性を見つける形がある。ここでは、改善された精度のために、ユーザ受信器位置について反復して解くための極小値検索アルゴリズムの拡張を使用し、複数のエポックで測定値を使用する１つの方法を検討する。
【０４７９】
まず、次の、単一のエポックでのユーザ受信器での搬送波位相測定を検討されたい。
【０４８０】
【数８９】
2014529729.tif 000091
【０４８１】
ここで、φ、λ、ｆ、およびＮは、それぞれ搬送波位相、波長、周波数、および整数サイクルであり、ｄｔは、クロックバイアスであり、ｒは、距離であり、εは、測定誤差であり、下付きｕは、ユーザ受信器を表し、ｋは、送信器番号を表す。
【０４８２】
距離は、ユーザ位置ｐｕおよび送信器位置ｐ（ｋ）に関して、
【０４８３】
【数９０】
2014529729.tif 000092
【０４８４】
として与えられる。
【０４８５】
送信器クロックバイアスの知識の誤差を除去するために、対応する搬送波位相方程式
【０４８６】
【数９１】
2014529729.tif 000093
【０４８７】
を用いて、既知の位置の別の受信器（基準受信器と呼ばれる）を検討されたい。ここで、下付きｒは、基準受信器を表し、（１）から（２）を引いて
【０４８８】
【数９２】
2014529729.tif 000094
【０４８９】
が得られ、これは
【０４９０】
【数９３】
2014529729.tif 000095
【０４９１】
と書かれ、ここで、（・）ｕｒ＝（・）ｕ−（・）ｒである。
【０４９２】
ｄｔｕｒは関心を持たれていないので、インデックス（ｋ）の異なる値について（５）の差分を計算することによってこれを除去して、いわゆる二重の差分可観測量の式
【０４９３】
【数９４】
2014529729.tif 000096
【０４９４】
が得られ、ここで、
【０４９５】
【数９５】
2014529729.tif 000097
【０４９６】
である。
【０４９７】
次に、式（６）は
【０４９８】
【数９６】
2014529729.tif 000098
【０４９９】
としての
【０５００】
【数９７】
2014529729.tif 000099
【０５０１】
を介する未知のユーザ位置ｐｕでの式であり、ここで、
（８）          γ（ｋｌ）＝‖ｐｒ−ｐ（ｋ）‖−‖ｐｒ−ｐ（ｌ）‖
である。
【０５０２】
通常、二重の差分計算に使用される送信器ｌは、送信器のうちの１つであり、便宜上それをｌとしてラベル付けすることは
【０５０３】
【数９８】
2014529729.tif 000100
【０５０４】
または
（１０）        φ＝λ−１・ｆ（ｐｕ）＋Ｎ＋ε
としての行列の形の式につながる。
【０５０５】
式（１０）は未知のユーザ位置ｐｕでの非線形式である。極小値検索アルゴリズムは、一次方程式で機能し、したがって、式（１０）は線形化され、次のように反復して解かれる。反復ｍで、ｐｕへの近似は
【０５０６】
【数９９】
2014529729.tif 000101
【０５０７】
であり、ここで
【０５０８】
【数１００】
2014529729.tif 000102
【０５０９】
かつ
【０５１０】
【数１０１】
2014529729.tif 000103
【０５１１】
であり、ここで、
【０５１２】
【数１０２】
2014529729.tif 000104
【０５１３】
ただし、ｌ（ｋ）は、見通し線行ベクトル
【０５１４】
【数１０３】
2014529729.tif 000105
【０５１５】
である。
【０５１６】
次に、式（１０）は
（１３）  ｙ＝Ｇ・ｘ・＋Ｎ＋ε
と書かれ、ただし、
【０５１７】
【数１０４】
2014529729.tif 000106
【０５１８】
、
【０５１９】
【数１０５】
2014529729.tif 000107
【０５２０】
、かつｘ＝Δｐｕである。
【０５２１】
式（１３）は、ｘ＝Δｐｕで線形であり、下で与えられる極小値検索アルゴリズムを使用してΔｐｕについて解かれる。そのようにして得られたΔｐｕを使用して、式（１１）は、反復ｍでのｐｕを得るのに使用され、次に、そのようにして得られたｐｕは、次の反復（ｍ＋１）で
【０５２２】
【数１０６】
2014529729.tif 000108
【０５２３】
として使用される。反復は、Δｐｕが収束を判断するのに十分に小さくなるまで、継続される。反復の初めで、
【０５２４】
【数１０７】
2014529729.tif 000109
【０５２５】
を、符号位相ベースの解から得ることができる。
【０５２６】
ここで、式（１３）を解くことを検討されたい。Ｑｄｄを、二重差分搬送波位相誤差ベクトルの共分散行列であるものとする。これは、次のように得られる。単一の差分可観測量
【０５２７】
【数１０８】
2014529729.tif 000110
【０５２８】
での誤差の分散は、Ｑｕ＋Ｑｒであり、ここで、ＱｕおよびＱｒは、送信器ｋとは独立と仮定されるそれぞれの搬送波位相誤差分散である。
【０５２９】
【数１０９】
2014529729.tif 000111
【０５３０】
の分散は、２・（Ｑｕ＋Ｑｒ）であり、ｊ≠ｋの
【０５３１】
【数１１０】
2014529729.tif 000112
【０５３２】
と
【０５３３】
【数１１１】
2014529729.tif 000113
【０５３４】
との間の相互分散は、Ｑｕ＋Ｑｒであり、これは、共通項
【０５３５】
【数１１２】
2014529729.tif 000114
【０５３６】
の分散である。したがって、
【０５３７】
【数１１３】
2014529729.tif 000115
【０５３８】
である。
【０５３９】
（１３）の加重最小二乗解は、
【０５４０】
【数１１４】
2014529729.tif 000116
【０５４１】
ただし、ＧＬは、Ｇの左逆行列であり、
【０５４２】
【数１１５】
2014529729.tif 000117
【０５４３】
である。
【０５４４】
残差のベクトルは
【０５４５】
【数１１６】
2014529729.tif 000118
【０５４６】
であり、これはＮの関数であり、極小値検索は
【０５４７】
【数１１７】
2014529729.tif 000119
【０５４８】
としてＮに関して残差の加重ノルム二乗を最小にすることを試みる。（１７）を解くために、Ｎが整数であるという制約の下で、
（１８）  Ｗ・Ｎ≒Ｗ・ｙ
を解くことを検討されたい。Ｗはべき等（ＷＴ＝ＷかつＷ・Ｗ＝Ｗ）なので、Ｗ・（ｙ−Ｎ）≒０かつ（ｙ−Ｎ）Ｔ・ＷＴ・Ｗ・（ｙ−Ｎ）＝（ｙ−Ｎ）Ｔ・Ｗ・（ｙ−Ｎ）＝ｃ（Ｎ）≒０である。したがって、Ｎの検索は、（１８）を満足するＮに制限される。
【０５４９】
Ｎについて解いた後に、ｘ＝Δｐｕの推定値は、式（１５）から得られる。それぞれ次元（ｎ−１）×３および３×（ｎ−１）の行列ＧおよびＧＬは、（ｎ−１）＞３であり、したがって（ｎ−１）×（ｎ−１）行列ＳおよびＷが最大階数（ｎ−１）から３だけ足りないので、それぞれ階数３を有する。
【０５５０】
式（１８）でＷのＱＲ分解（ＬＵ分解を使用することもできる）を使用すると、
（１９）  Ｒ・Ｎ＝ＱＴ・Ｗ・ｙ
であり、ここで、Ｑは、正規直交行列（Ｑ−１＝ＱＴ）であり、Ｒは、上三角行列であり、その結果
【０５５１】
【数１１８】
2014529729.tif 000120
【０５５２】
であり、
【０５５３】
【数１１９】
2014529729.tif 000121
【０５５４】
である。
【０５５５】
したがって、
【０５５６】
【数１２０】
2014529729.tif 000122
【０５５７】
の解は、整数値を有する３次元ボックス内でＮ２を検索し、（２１）からＮ１を入手し、（１７）でｃ（Ｎ）を最小にするＮを選ぶことによって、得られる。Ｎ２の検索は、以前の反復からのＮ２の値を中心とする。第０反復で、
【０５５８】
【数１２１】
2014529729.tif 000123
【０５５９】
の分数部分として入手されるＮの後ろの部分であるＮ２、
【０５６０】
【数１２２】
2014529729.tif 000124
【０５６１】
は、符号位相ベースの解である。３次元検索ボックスのサイズは、符号位相ベースの解の不確実性に依存する。このボックスを、より小さいサブボックスに分割することができ、各より小さいサイズのサブボックスの中心を、初期の
【０５６２】
【数１２３】
2014529729.tif 000125
【０５６３】
として試みることができる。
【０５６４】
上の方法は、位置を判定するために測定値の単一のエポック（瞬間）を使用した。下の説明では、単一エポック法に対する拡張を説明する。複数のエポック測定値は、時間的に十分に近く測定され、ここで、ユーザ受信器の移動は、無視できる。さらに、新たな未知の整数曖昧性が後続のエポックで導入されないようにするために、初期エポックの整数曖昧性は、後続エポックで同一のままである。送信器ロケーションが固定される（衛星の送信器の動きが見通し線を変化させ、したがって独立の式を与えるＧＮＳＳの場合とは異なって）ので、複数のエポック測定値は、独立の式を与えない。したがって、複数のエポック測定値は、整数曖昧性について浮動小数点曖昧性として解く際に助けとならない（独立の式の個数が未知の曖昧性と３つの位置座標との合計の個数より大きくなるＧＮＳＳの場合とは異なって）。しかし、複数のエポック測定値は、より多くの搬送波位相測定誤差を許容し、それでも、成功の曖昧性解決を可能にする。複数のエポックの場合に、式（１３）は
【０５６５】
【数１２４】
2014529729.tif 000126
【０５６６】
になる。上の式のような単一のエポックの場合についての展開に従って、問題は
【０５６７】
【数１２５】
2014529729.tif 000127
【０５６８】
になるＮを見つけるという問題に帰着し、ここで、
【０５６９】
【数１２６】
2014529729.tif 000128
【０５７０】
である。次に、Ｎについて（２３）を解くために、
【０５７１】
【数１２７】
2014529729.tif 000129
【０５７２】
ただし、
【０５７３】
【数１２８】
2014529729.tif 000130
【０５７４】
を、
【０５７５】
【数１２９】
2014529729.tif 000131
【０５７６】
のＱＲ分解（ＬＵ分解を使用することもできる）を使用し、上の（１９）から（２１）の式に従って解くことを検討されたい。やはり、Ｎについて解かれた後に、ｘ＝Δｐｕの推定値が、式（１５）から得られる。このｘ＝Δｐｕの推定値が小さい場合には、式（１１）での反復は、ユーザ位置ｐｕを得るために停止される。通常、ｘの各成分が大きさにおいて１ｅ−６より小さい場合に、収束が宣言され、反復が停止される。
【０５７７】
次のステップは、収束したユーザ位置ｐｕが正しいものであるかどうかを検証することである。これは、ｍｏｄ（φ−λ−１・ｆ（ｐｕ）−Ｎ，λ）として（１０）から得られる残差に基づいて行われる。各エポックの残差の絶対値の最大値が、
【０５７８】
【数１３０】
2014529729.tif 000132
【０５７９】
未満である場合に、収束した解は、解として受け入れられ、そうでない場合には、検索は、新たなサブボックスを選択することによって継続される。通常、検証テストでのスケール係数κは、５になるように選択することができる。解が検証された後に、上で説明した差分ＷＡＰＳシステムは、１ｍに近いまたは１ｍより良い正確さを達成することができる。
【０５８０】
この差分ＷＡＰＳ搬送波位相システムを、基準受信器の追加を介して従来のＷＡＰＳシステムの上にオーバーレイすることができ、あるいはスタンドアロンとすることができる。差分ＷＡＰＳ搬送波位相システムは、あるローカライズされた目標区域（モール、倉庫、その他など）での非常に正確な測位を配信するのに使用することができる。
【０５８１】
Ｗ−ＣＤＭＡシステムでは、２つの受信チェーンが、受信ダイバーシティを改善するのに使用される。ＷＡＰＳが、Ｗ−ＣＤＭＡと共存する時に、受信チェーンの一方を、ＷＡＰＳ信号の受信および処理のために一時的に使用することができる。Ｗ−ＣＤＭＡアーキテクチャおよびＣＤＭＡアーキテクチャのある種の場合に、Ｗ−ＣＤＭＡ／ＣＤＭＡ信号の処理を一時的に延期しながらＷＡＰＳ帯域に受信器を同調し、ＷＡＰＳ信号を処理することによって、受信チェーン全体を、Ｗ−ＷＡＰＳ信号を受信するために再利用することができる。ＧＳＭ受信チェーンがＷ−ＣＤＭＡ受信チェーンと多重化されるある種の他の実施形態では、受信器を、さらに、ＷＡＰＳ受信に関する使用のために時分割することができる。
【０５８２】
どのタワーからのどの信号がＷＡＰＳシステムまたは任意の他のＴＤＭＡシステムで位置判定に使用されるのかが判定された後に、電力を節約するために、一実施形態の受信器のほとんどは、信号が検出されず、かつ／またはスロット内に放射するタワーからの信号が位置判定に使用されない、のいずれかであるスロット中に、オフに切り替えられる。動き、位置の変化、または信号条件の変化の検出の場合に、一実施形態の受信器は、どのスロットを位置計算の次のセットに使用できるのかを判定するために、すべてのスロットについてオンに切り替えられる。
【０５８３】
本明細書で説明される実施形態は、複数の測位信号をブロードキャストする複数の送信器を含む送信器ネットワークを含む位置ロケーションシステムを含む。複数の測位信号の各測位信号は、擬似乱数測距信号を含む。このシステムは、リモート受信器で受信された複数の測位信号の到着時間を獲得し、測定する、リモート受信器を含む。時間のインターバル中に、少なくとも２つの測位信号は、それぞれ複数の送信器の異なるメンバによって同時に送信され、リモート受信器で同時に受信される。少なくとも２つの測位信号は、異なる搬送波周波数を有する。異なる搬送波周波数は、少なくとも２つの測位信号の各測位信号の帯域幅の２５％未満または２５％と等しいのうちの少なくとも１つである量だけ互いからオフセットされる。
【０５８４】
本明細書で説明する実施形態は、複数の測位信号をブロードキャストする複数の送信器を含む送信器ネットワークであって、複数の測位信号の各測位信号は、擬似乱数測距信号を含む、送信器ネットワークと、リモート受信器で受信された複数の測位信号の到着時間を獲得し、測定する、リモート受信器とを含み、時間のインターバル中に、少なくとも２つの測位信号は、それぞれ複数の送信器の異なるメンバによって同時に送信され、リモート受信器で同時に受信され、少なくとも２つの測位信号は、異なる搬送波周波数を有し、異なる搬送波周波数は、少なくとも２つの測位信号の各測位信号の帯域幅の２５％未満または２５％と等しいのうちの少なくとも１つである量だけ互いからオフセットされる位置ロケーションシステムを含む。
【０５８５】
一実施形態のオフセットは、擬似乱数測距信号のフレームレートとフレームレートの分数１／ｎとの和の倍数であり、ｎは整数である。
【０５８６】
一実施形態の少なくとも２つの測位信号は、異なる擬似乱数符号を有する。
【０５８７】
一実施形態の少なくとも２つの測位信号は、同一の擬似乱数符号を有する。
【０５８８】
一実施形態の擬似乱数測距信号は、複数回連続して繰り返される。
【０５８９】
一実施形態の時間のインターバル中に、少なくとも２つの追加の測位信号は、複数の送信器によって非並行に送信される。
【０５９０】
一実施形態の少なくとも２つの追加の測位信号は、同一の擬似乱数符号を有する。
【０５９１】
一実施形態の複数の送信器は、幾何学的パターンに配置され、複数の測位信号をブロードキャストするのに複数のタイムスロットを使用する。
【０５９２】
一実施形態の複数の送信器は、複数の測位信号をブロードキャストするのに時間多重化フレーム内でｎ個のタイムスロットを使用する少なくともｍ個の送信器を含み、ｍおよびｎは、正の整数である。
【０５９３】
一実施形態の変数ｍは、ｎより大きい。
【０５９４】
一実施形態の変数ｍは、ｎ未満またはｎと等しいのうちの少なくとも１つである。
【０５９５】
一実施形態の少なくともｍ個の送信器のうちの少なくとも１つは、時間多重化フレーム内の複数のスロット内に送信する。
【０５９６】
一実施形態の少なくともｍ個の送信器のそれぞれは、その擬似乱数測距信号を送信するのにｋ個の擬似乱数符号のセットの中で選択される擬似乱数符号を使用し、ｋは、１より大きい数である。
【０５９７】
一実施形態の変数ｋは、ｎより大きいまたはｎと等しいのうちの少なくとも１つである。
【０５９８】
一実施形態の複数の送信器のうちの少なくとも１つの送信器は、測位信号の少なくとも２つの連続する時間多重化フレーム内に測位信号を送信する。
【０５９９】
一実施形態の少なくとも２つの連続する時間多重化フレームは、主フレームおよび副フレームを含み、測位データは、主フレーム内で送信される。
【０６００】
一実施形態の補助データは、副フレーム内で送信され、補助データは、セキュリティデータおよび認証データのうちの少なくとも１つを含む。
【０６０１】
一実施形態の測位データは、副フレーム内で送信される。
【０６０２】
一実施形態の少なくとも２つの測位信号は、互いの付近にある少なくとも２つの送信器によって同時に送信され、少なくとも２つの測位信号は、少なくとも１つの共通パラメータを有する。
【０６０３】
一実施形態の少なくとも１つの共通パラメータは、擬似乱数符号および測位信号データのうちの少なくとも１つである。
【０６０４】
一実施形態の擬似乱数符号は、最大長擬似乱数符号である。
【０６０５】
一実施形態の擬似乱数符号は、ゴールド符号である。
【０６０６】
一実施形態の複数の送信器は、送信器のスーパーグループを含み、スーパーグループは、幾何学的パターンに配置された送信器の複数のグループを含み、各グループは、幾何学的パターンに配置された複数の送信器を含む。
【０６０７】
一実施形態のスーパーグループの複数のグループは、ｎグループ繰返しパターンを含み、ｎは整数である。
【０６０８】
一実施形態のスーパーグループの幾何学的パターンは、グループの六角形パターンを含む。
【０６０９】
一実施形態のスーパーグループの複数のグループは、７つのグループを含む。
【０６１０】
一実施形態の各グループは、７つの送信器を含む。
【０６１１】
一実施形態のスーパーグループは、時分割多重化（ＴＤＭＡ）通信ネットワーク、符号分割多重化（ＣＤＭＡ）通信ネットワーク、および周波数オフセット多重化（ＦＯＭ）ネットワークのうちの少なくとも１つを含む。
【０６１２】
一実施形態の少なくとも２つの測位信号は、複数のグループのうちのグループの少なくとも２つの送信器によって同時に送信される。
【０６１３】
一実施形態の少なくとも２つの測位信号は、異なるグループ内の少なくとも２つの送信器によって同時に送信される。
【０６１４】
一実施形態の複数の測位信号は、擬似乱数符号のセットを含み、送信器の複数のグループ内の各グループは、擬似乱数符号のセットの置換を利用する。
【０６１５】
一実施形態の擬似乱数符号のセットの置換は、送信器のスロット番号に関して循環的である。
【０６１６】
一実施形態の置換は、セット内の各擬似乱数符号をグループ内の各送信器の地理的位置に関連付ける。
【０６１７】
一実施形態の各グループ内の送信器の位置は、送信タイムスロットに関連する。
【０６１８】
一実施形態の複数のグループの各グループは、複数の測位信号をブロードキャストするのに複数のタイムスロットを使用する。
【０６１９】
一実施形態の複数のグループの各グループは、複数の測位信号をブロードキャストするのにｎ個のタイムスロットを使用するｎ個の送信器を含み、ｎは、整数である。
【０６２０】
一実施形態の複数のグループの各グループは、複数の測位信号をブロードキャストするのにタイムスロットの同一のセットを使用する。
【０６２１】
一実施形態のグループの各送信器は、グループのすべての他の送信器とは異なるタイムスロットにブロードキャストする。
【０６２２】
一実施形態のスーパーグループの複数のグループの各グループは、すべての他のグループの擬似乱数符号とは異なる少なくとも１つの擬似乱数符号を使用する。
【０６２３】
一実施形態の少なくとも１つの擬似乱数符号は、ゴールド符号を含む。
【０６２４】
一実施形態のスーパーグループの複数のグループの各グループは、すべての他のグループの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用する。
【０６２５】
一実施形態のスーパーグループの複数のグループの各グループは、すべての他のグループのからの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用する。
【０６２６】
一実施形態のスーパーグループの複数のグループの複数の送信器は、その送信の少なくとも一部に共通の擬似乱数符号を使用する。
【０６２７】
一実施形態の擬似乱数符号は、ゴールド符号を含む。
【０６２８】
一実施形態の擬似乱数符号は、最大長擬似乱数シーケンスを含む。
【０６２９】
一実施形態の最大長擬似乱数シーケンスは、ゴールド符号を形成する２つの最大長シーケンスのうちの第１シーケンスを含む。
【０６３０】
一実施形態のグループの各送信器は、グループのすべての他の送信器とは異なる擬似乱数符号を使用してブロードキャストする。
【０６３１】
一実施形態のスーパーグループの複数のグループの各グループは、複数のすべての他のグループと同一である擬似乱数符号のセットを使用する。
【０６３２】
一実施形態のスーパーグループの複数のグループの各グループは、すべての他のグループからの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用する。
【０６３３】
一実施形態のスーパーグループの各送信器は、スーパーグループのすべての他の送信器とは異なる擬似乱数符号を使用してブロードキャストする。
【０６３４】
一実施形態のスーパーグループの複数のグループの各グループは、すべての他のグループのからの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用する、請求項５０に記載の位置ロケーションシステム。
【０６３５】
一実施形態のスーパーグループの複数のグループの各グループは、最大長擬似乱数シーケンスに従う少なくとも１つの擬似乱数符号を使用する。
【０６３６】
一実施形態のスーパーグループの各グループの少なくとも１つの擬似乱数符号は、スーパーグループのすべての他のグループの擬似乱数符号とは異なる。
【０６３７】
一実施形態のスーパーグループの複数のグループの各グループは、スーパーグループのすべての他のグループの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用する。
【０６３８】
一実施形態のスーパーグループの複数のグループの各グループは、すべての他のグループのからの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用する。
【０６３９】
一実施形態のスーパーグループの各グループは、スーパーグループのすべての他のグループによって使用される擬似乱数符号とは異なる擬似乱数符号を使用する。
【０６４０】
一実施形態のスーパーグループの複数のグループの各グループは、擬似乱数符号の同一のセットを使用し、各グループの擬似乱数符号は、複数のグループのすべての他のグループのスロット番号に関して置換される。
【０６４１】
一実施形態のスーパーグループの複数のグループの各グループは、すべての他のグループのからの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用する。
【０６４２】
一実施形態の複数の送信器は、送信器の複数のスーパーグループを含み、複数のスーパーグループの各スーパーグループは、幾何学的パターンに配置された送信器の複数のグループを含む。
【０６４３】
一実施形態のグループの各送信器は、グループのすべての他の送信器とは異なる擬似乱数符号を使用してブロードキャストする。
【０６４４】
一実施形態の複数のスーパーグループの各スーパーグループは、複数のスーパーグループのすべての他のスーパーグループと同一の擬似乱数符号のセットを使用し、各スーパーグループの擬似乱数符号は、複数のスーパーグループのすべての他のスーパーグループのスロット番号に関して置換される。
【０６４５】
一実施形態のスーパーグループの複数のグループの各グループは、その同一のスーパーグループのすべての他のグループの周波数におけるオフセットとは異なる周波数におけるオフセットを使用する。
【０６４６】
一実施形態の複数のスーパーグループの各スーパーグループ内で、各送信器は、その同一のスーパーグループのすべての他の送信器とは異なる擬似乱数符号を使用してブロードキャストする。
【０６４７】
一実施形態の各スーパーグループは、すべての他のスーパーグループによって使用されるものと同一の擬似乱数符号のセットを使用し、スーパーグループの擬似乱数符号は、すべての他のスーパーグループのスロット番号に関して置換される。
【０６４８】
一実施形態の幾何学的パターンに対応する性能の測定値は、同一の送信パラメータを使用する送信器の間の距離と送信器半径との比である。
【０６４９】
一実施形態の幾何学的パターンに対応する性能の測定値は、スーパーグループによって使用される多重化プロトコルに関連する相関排除である。
【０６５０】
一実施形態の各搬送波周波数は、基本周波数とオフセットのセットの要素との合計であり、オフセットのセット内の各オフセットは、最小の非０オフセットの倍数である。
【０６５１】
一実施形態のオフセットのセットは、
０，ｋ０Ｒ＋Ｒ／Ｑ，２ｋ０Ｒ＋２Ｒ／Ｑ，３ｋ０Ｒ＋３Ｒ／Ｑ…，（Ｑ−１）ｋ０Ｒ＋（Ｑ−１）Ｒ／Ｑ
に対応し、ここで、Ｒは、ＰＮフレームレートを表し、ｋ０は、非０整数を表し、Ｑは、オフセットの個数と等しい整数である。
【０６５２】
一実施形態の整数ｋ０は、２と等しいおよび２を超えるのうちの少なくとも１つである大きさを有する。
【０６５３】
一実施形態の量Ｑは、前記リモート受信器によってコヒーレントに積分される測位信号のＰＮフレームの個数と等しい。
【０６５４】
一実施形態のリモート受信器によってコヒーレントに積分される測位信号のＰＮフレームの個数は、Ｑの整数倍数と等しい。
【０６５５】
一実施形態の量Ｑは、スーパーグループ内の送信器のグループの個数と等しく、前記受信器によってコヒーレントに積分される測位信号のＰＮフレームの個数は、スーパーグループ内の送信器のグループの個数より多い。
【０６５６】
一実施形態のロケーションシステムは、基本周波数からの搬送波周波数オフセットのセットを含み、セット内の各オフセットは、複数の測位信号のそれぞれの帯域幅の２５％と等しいおよび２５％未満であるのうちの少なくとも１つである。
【０６５７】
本明細書で説明される実施形態は、測距データを含む複数の測位信号をブロードキャストする複数の送信器を含む送信器ネットワークを含む位置ロケーションシステムを含む。このシステムは、リモート受信器で受信された複数の測位信号の到着時間を獲得し、測定するリモート受信器を含む。時間のインターバル中に、少なくとも２つの測位信号は、それぞれ複数の送信器の異なるメンバによって同時に送信され、リモート受信器で同時に受信される。少なくとも２つの測位信号は、異なる搬送波周波数を有する。搬送波周波数は、少なくとも２つの測位信号の各測位信号の瞬間帯域幅の５０％未満である量だけ互いからオフセットされる。
【０６５８】
本明細書で説明される実施形態は、測距データを含む複数の測位信号をブロードキャストする複数の送信器を含む送信器ネットワークと、リモート受信器で受信された複数の測位信号の到着時間を獲得し、測定するリモート受信器と含み、時間のインターバル中に、少なくとも２つの測位信号は、それぞれ複数の送信器の異なるメンバによって同時に送信され、リモート受信器で同時に受信され、少なくとも２つの測位信号は、異なる搬送波周波数を有し、搬送波周波数は、少なくとも２つの測位信号の各測位信号の瞬間帯域幅の５０％未満である量だけ互いからオフセットされる位置ロケーションシステムを含む。
【０６５９】
一実施形態のリモート受信器は、少なくとも２つの測位信号のうちの選択された測位信号の周波数に同調し、選択された測位信号を選択された測位信号の送信された擬似乱数測距信号に一致する基準擬似乱数測距信号と相関させ、相関は、選択されない信号によって作られる選択された測位信号への相互干渉を減らす。
【０６６０】
本明細書で説明される実施形態は、複数の測位信号をブロードキャストする複数の送信器を含む位置ロケーションシステム内の送信器を含む。複数の測位信号は、広帯域擬似乱数測距信号を含む。送信器は、メモリに結合され、基本周波数とオフセットのセットに属する第１オフセットとの合計から第１周波数を選択する少なくとも１つのアプリケーションを実行させるプロセッサを含む。アプリケーションは、第１周波数の搬送波を含む第１測位信号を生成する。アプリケーションは、複数の送信器の第２送信器からの第２測位信号の送信と同時に第１測位信号を送信する。第２測位信号は、基本周波数とオフセットのセットに属する第２オフセットとの合計である第２周波数の搬送波を有する。第１オフセットおよび第２オフセットは、複数の測位信号のそれぞれの帯域幅の２５％と等しいおよび２５％未満であるのうちの少なくとも１つである量だけ異なる。
【０６６１】
本明細書で説明される実施形態は、複数の測位信号をブロードキャストする複数の送信器を含む位置ロケーションシステム内の送信器であって、複数の測位信号は、広帯域擬似乱数測距信号を含み、送信器は、メモリに結合され、少なくとも１つのアプリケーションを実行させるプロセッサであって、少なくとも１つのアプリケーションは、基本周波数とオフセットのセットに属する第１オフセットとの合計から第１周波数を選択し、第１周波数の搬送波を含む第１測位信号を生成し、複数の送信器の第２送信器からの第２測位信号の送信と同時に第１測位信号を送信し、第２測位信号は、基本周波数とオフセットのセットに属する第２オフセットとの合計である第２周波数の搬送波を有し、第１オフセットおよび第２オフセットは、複数の測位信号のそれぞれの帯域幅の２５％と等しいおよび２５％未満であるのうちの少なくとも１つである量だけ異なるプロセッサを含む、送信器を含む。
【０６６２】
一実施形態の第１測位信号および第２測位信号は、異なる擬似乱数符号を含む。
【０６６３】
一実施形態の第１測位信号および第２測位信号は、同一の擬似乱数符号を含む。
【０６６４】
一実施形態の広帯域擬似乱数測距信号は、複数回連続して繰り返される。
【０６６５】
一実施形態の少なくとも１つのアプリケーションは、第１測距信号の少なくとも２つの連続する時間多重化フレーム内で測位信号を送信する。
【０６６６】
一実施形態の少なくとも２つの連続する時間多重化フレームは、主フレームおよび副フレームを含み、測位データは、主フレーム内で送信される。
【０６６７】
一実施形態の補助データは、副フレーム内で送信され、補助データは、セキュリティデータおよび認証データのうちの少なくとも１つを含む。
【０６６８】
一実施形態の測位データは、副フレーム内で送信される。
【０６６９】
一実施形態の第２送信器は、送信器の付近にあり、第１測位信号および第２測位信号は、少なくとも１つの共通パラメータを有する。
【０６７０】
一実施形態の少なくとも１つの共通パラメータは、擬似乱数符号および測位信号データのうちの少なくとも１つである。
【０６７１】
一実施形態の擬似乱数符号は、最大長擬似乱数符号である。
【０６７２】
一実施形態の最大長擬似乱数符号は、ゴールド符号を形成する２つの最大長シーケンスのうちの第１シーケンスを含む。
【０６７３】
一実施形態の擬似乱数符号は、ゴールド符号である。
【０６７４】
一実施形態の送信器および第２送信器は、互いに地理的に隣接する送信器の同一のグループに属する。
【０６７５】
一実施形態の送信器および第２送信器は、送信器の異なるグループに属し、異なるグループのそれぞれは、互いに地理的に隣接する送信器を有する。
【０６７６】
一実施形態のオフセットのセットは、それぞれが広帯域擬似乱数測距信号のフレームレートとフレームレートの分数１／ｎとの合計の倍数であるオフセットを含み、ｎは、整数である。
【０６７７】
一実施形態のオフセットのセットの各オフセットは、最小の非０オフセットの倍数である。
【０６７８】
一実施形態のオフセットのセットは、
０，ｋ０Ｒ＋Ｒ／Ｑ，２ｋ０Ｒ＋２Ｒ／Ｑ，３ｋ０Ｒ＋３Ｒ／Ｑ…，（Ｑ−１）ｋ０Ｒ＋（Ｑ−１）Ｒ／Ｑ
に対応し、ここで、Ｒは、ＰＮフレームレートを表し、ｋ０は、非０整数を表し、Ｑは、オフセットの個数と等しい整数である。
【０６７９】
一実施形態の整数ｋ０は、２と等しいおよび２を超えるのうちの少なくとも１つである大きさを有する。
【０６８０】
一実施形態の量Ｑは、前記リモート受信器によってコヒーレントに積分される測位信号のＰＮフレームの個数と等しい。
【０６８１】
一実施形態の第１測位信号に対する第２測位信号の相互干渉は、リモート受信器で、リモート受信器を第１測位信号の周波数に同調することと、受信器によって受信された信号を、第１測位信号の送信された擬似乱数測距信号と一致する基準擬似乱数測距信号と相関させることとによって減らされる。
【０６８２】
本明細書で説明される実施形態は、位置ロケーションシステム内の受信器を含む。受信器は、メモリに結合され、時間のインターバル中に、それぞれが複数の送信器の異なる送信器によって同時に送信される少なくとも２つの測位信号を受信する少なくとも１つのアプリケーションを実行させるプロセッサを含む。少なくとも２つの測位信号は、互いと異なる搬送波周波数を有する広帯域擬似乱数測距信号を含む。搬送波周波数は、少なくとも２つの測位信号の各測位信号の帯域幅の２５％と等しいおよび２５％未満であるのうちの少なくとも１つである量だけ互いからオフセットされる。アプリケーションは、少なくとも２つの測位信号のうちの選択された測位信号の周波数に同調する。アプリケーションは、選択された測位信号を、選択された測位信号の送信された擬似乱数測距信号と一致する基準擬似乱数測距信号と相関させる。相関は、選択されない信号によって作られる選択された測位信号に対する相互干渉を減らす。
【０６８３】
本明細書で説明される実施形態は、ロケーションシステム内の受信器であって、メモリに結合され、少なくとも１つのアプリケーションを実行させるプロセッサであって、少なくとも１つのアプリケーションは時間のインターバル中に、それぞれが複数の送信器の異なる送信器によって同時に送信される少なくとも２つの測位信号を受信し、少なくとも２つの測位信号は、互いと異なる搬送波周波数を有する広帯域擬似乱数測距信号を含み、搬送波周波数は、少なくとも２つの測位信号の各測位信号の帯域幅の２５％と等しいおよび２５％未満であるのうちの少なくとも１つである量だけ互いからオフセットされ、少なくとも２つの測位信号のうちの選択された測位信号の周波数に同調し、選択された測位信号を、選択された測位信号の送信された擬似乱数測距信号と一致する基準擬似乱数測距信号と相関させ、相関は、選択されない信号によって作られる選択された測位信号に対する相互干渉を減らすプロセッサを含む受信器を含む。
【０６８４】
一実施形態のオフセットは、広帯域擬似乱数測距信号のフレームレートとフレームレートの分数１／ｎとの和の倍数であり、ｎは整数である。
【０６８５】
一実施形態の少なくとも２つの測位信号は、異なる擬似乱数符号を含む。
【０６８６】
一実施形態の少なくとも２つの測位信号は、同一の擬似乱数符号を含む。
【０６８７】
一実施形態の広帯域擬似乱数測距信号は、複数回連続して繰り返される。
【０６８８】
一実施形態の時間のインターバル中に、少なくとも２つの追加の測位信号は、受信され、少なくとも２つの追加の測位信号は、複数の送信器によって非並行に送信される。
【０６８９】
一実施形態の少なくとも２つの追加の測位信号は、同一の擬似乱数符号を含む。
【０６９０】
一実施形態の複数のタイムスロットは、少なくとも２つの測位信号を含む複数の測位信号をブロードキャストするのに使用される。
【０６９１】
一実施形態の少なくとも２つの測位信号のそれぞれは、測位信号の少なくとも２つの連続する時間多重化フレーム内で送信される測位信号を含む。
【０６９２】
一実施形態の少なくとも２つの連続する時間多重化フレームは、主フレームおよび副フレームを含み、測位データは、主フレーム内で送信される。
【０６９３】
一実施形態の補助データは、副フレーム内で送信され、補助データは、セキュリティデータおよび認証データのうちの少なくとも１つを含む。
【０６９４】
一実施形態の測位データは、副フレーム内で送信される。
【０６９５】
一実施形態の少なくとも２つの測位信号は、互いの付近にある少なくとも２つの送信器によって同時に送信され、少なくとも２つの測位信号は、少なくとも１つの共通パラメータを有する。
【０６９６】
一実施形態の少なくとも１つの共通パラメータは、擬似乱数符号および測位信号データのうちの少なくとも１つである。
【０６９７】
一実施形態の擬似乱数符号は、最大長擬似乱数符号である。
【０６９８】
一実施形態の最大長擬似乱数符号は、ゴールド符号を形成する２つの最大長シーケンスのうちの第１シーケンスを含む。
【０６９９】
一実施形態の擬似乱数符号は、ゴールド符号である。
【０７００】
一実施形態の各搬送波周波数は、基本周波数とオフセットのセットの要素との合計であり、各オフセットは、最小の非０オフセットの倍数である。
【０７０１】
一実施形態のオフセットのセットは、
０，ｋ０Ｒ＋Ｒ／Ｑ，２ｋ０Ｒ＋２Ｒ／Ｑ，３ｋ０Ｒ＋３Ｒ／Ｑ…，（Ｑ−１）ｋ０Ｒ＋（Ｑ−１）Ｒ／Ｑ
に対応し、ここで、Ｒは、ＰＮフレームレートを表し、ｋ０は、非０整数を表し、Ｑは、オフセットの個数と等しい整数である。
【０７０２】
一実施形態の整数ｋ０は、２と等しいおよび２を超えるのうちの少なくとも１つである大きさを有する。
【０７０３】
一実施形態の量Ｑは、前記リモート受信器によってコヒーレントに積分される測位信号のＰＮフレームの個数と等しい。
【０７０４】
一実施形態の少なくとも１つのアプリケーションは、受信された測位信号の複数のＰＮフレームをコヒーレントに積分し、ＰＮフレームの個数は、Ｑの整数倍数と等しい。
【０７０５】
本明細書で説明される実施形態は、位置ロケーションシステム内で相互干渉を減らす方法を含む。この方法は、送信器ネットワークの複数の送信器から擬似乱数測距信号を含む複数の測位信号をブロードキャストするステップを含む。時間のインターバル中に、少なくとも２つの測位信号は、それぞれ複数の送信器の異なるメンバによって同時に送信される。少なくとも２つの測位信号は、第１メンバから送信される第１信号および第２メンバから送信される第２信号を含む。少なくとも２つの測位信号は、異なる搬送波周波数を有する。搬送波周波数は、少なくとも２つの測位信号の各測位信号の帯域幅の２５％と等しいおよび２５％未満であるのうちの少なくとも１つである量だけ互いからオフセットされる。方法は、リモート受信器内で、少なくとも２つの測位信号を受信するステップを含む。方法は、リモート受信器を第１信号の周波数に同調させることと、受信された信号を第１信号の送信された擬似乱数測距信号と一致する基準擬似乱数測距信号に相関させることとによって、第１信号に対する第２信号の相互干渉を減らす。
【０７０６】
本明細書で説明される実施形態は、位置ロケーションシステム内で相互干渉を減らす方法であって、送信器ネットワークの複数の送信器から擬似乱数測距信号を含む複数の測位信号をブロードキャストするステップであって、時間のインターバル中に、少なくとも２つの測位信号は、それぞれ複数の送信器の異なるメンバによって同時に送信され、少なくとも２つの測位信号は、第１メンバから送信される第１信号および第２メンバから送信される第２信号を含み、少なくとも２つの測位信号は、異なる搬送波周波数を有し、搬送波周波数は、少なくとも２つの測位信号の各測位信号の帯域幅の２５％と等しいおよび２５％未満であるのうちの少なくとも１つである量だけ互いからオフセットされる、ステップと、リモート受信器内で、少なくとも２つの測位信号を受信するステップと、リモート受信器を第１信号の周波数に同調させることと、受信された信号を第１信号の送信された擬似乱数測距信号と一致する基準擬似乱数測距信号に相関させることとによって、第１信号に対する第２信号の相互干渉を減らすステップとを含む方法を含む。
【０７０７】
一実施形態のオフセットは、擬似乱数測距信号のフレームレートとフレームレートの分数１／ｎとの和の倍数であり、ｎは整数である。
【０７０８】
一実施形態の方法は、異なる擬似乱数符号を有する少なくとも２つの測位信号を生成するステップを含む。
【０７０９】
一実施形態の方法は、同一の擬似乱数符号を有する少なくとも２つの測位信号を生成するステップを含む。
【０７１０】
一実施形態の方法は、擬似乱数測距信号を複数回連続して繰り返すステップを含む。
【０７１１】
一実施形態の方法は、複数の送信器によって少なくとも２つの追加の測位信号を非並行に送信するステップを含む。
【０７１２】
一実施形態の方法は、同一の擬似乱数符号を有する少なくとも２つの追加の測位信号を生成するステップを含む。
【０７１３】
一実施形態の方法は、複数の送信器を幾何学的パターンに配置するステップと、複数の測位信号をブロードキャストするのに複数のタイムスロットを使用するステップとを含む。
【０７１４】
一実施形態の複数の送信器は、複数の測位信号をブロードキャストするのに時間多重化フレーム内でｎ個のタイムスロットを使用する少なくともｍ個の送信器を含み、ｍおよびｎは、正の整数である。
【０７１５】
一実施形態の変数ｍは、ｎより大きい。
【０７１６】
一実施形態の変数ｍは、ｎ未満またはｎと等しいのうちの少なくとも１つである。
【０７１７】
一実施形態の方法は、少なくともｍ個の送信器のうちの少なくとも１つが、時間多重化フレーム内の複数のスロット内に送信するステップを含む。
【０７１８】
一実施形態の方法は、ｋ個の擬似乱数符号のセットの中で選択される擬似乱数符号を使用して、少なくともｍ個の送信器のそれぞれから擬似乱数測距信号を送信するステップであって、ｋは、１より大きい数である、ステップを含む。
【０７１９】
一実施形態の変数ｋは、ｎより大きいまたはｎと等しいのうちの少なくとも１つである。
【０７２０】
一実施形態の方法は、複数の送信器のうちの少なくとも１つの送信器から、測位信号の少なくとも２つの連続する時間多重化フレーム内に測位信号を送信するステップを含む。
【０７２１】
一実施形態の少なくとも２つの連続する時間多重化フレームは、主フレームおよび副フレームを含み、測位データは、主フレーム内で送信される。
【０７２２】
一実施形態の方法は、補助データを副フレーム内で送信するステップであって、補助データは、セキュリティデータおよび認証データのうちの少なくとも１つを含む、ステップを含む。
【０７２３】
一実施形態の方法は、測位データを副フレーム内で送信するステップを含む。
【０７２４】
一実施形態の方法は、少なくとも２つの測位信号を、互いの付近にある少なくとも２つの送信器によって同時に送信するステップを含み、少なくとも２つの測位信号は、少なくとも１つの共通パラメータを有する。
【０７２５】
一実施形態の少なくとも１つの共通パラメータは、擬似乱数符号および測位信号データのうちの少なくとも１つである。
【０７２６】
一実施形態の擬似乱数符号は、最大長擬似乱数符号である。
【０７２７】
一実施形態の擬似乱数符号は、ゴールド符号である。
【０７２８】
一実施形態の複数の送信器は、送信器のスーパーグループを含み、スーパーグループは、幾何学的パターンに配置された送信器の複数のグループを含み、各グループは、幾何学的パターンに配置された複数の送信器を含む。
【０７２９】
一実施形態のスーパーグループの複数のグループは、ｎグループ繰返しパターンを含み、ｎは整数である。
【０７３０】
一実施形態のスーパーグループの幾何学的パターンは、グループの六角形パターンを含む。
【０７３１】
一実施形態のスーパーグループの複数のグループは、７つのグループを含む。
【０７３２】
一実施形態の各グループは、７つの送信器を含む。
【０７３３】
一実施形態のスーパーグループは、時分割多重化（ＴＤＭＡ）通信ネットワーク、符号分割多重化（ＣＤＭＡ）通信ネットワーク、および周波数オフセット多重化（ＦＯＭ）ネットワークのうちの少なくとも１つを含む。
【０７３４】
一実施形態の方法は、少なくとも２つの測位信号を、複数のグループのうちのグループの少なくとも２つの送信器によって同時に送信するステップを含む。
【０７３５】
一実施形態の方法は、少なくとも２つの測位信号を、異なるグループ内の少なくとも２つの送信器によって同時に送信するステップを含む。
【０７３６】
一実施形態の複数の測位信号は、擬似乱数符号のセットを含み、送信器の複数のグループ内の各グループは、擬似乱数符号のセットの置換を利用する。
【０７３７】
一実施形態の擬似乱数符号のセットの置換は、送信器のスロット番号に関して循環的である。
【０７３８】
一実施形態の置換は、セット内の各擬似乱数符号をグループ内の各送信器の地理的位置に関連付ける。
【０７３９】
一実施形態の方法は、各グループ内の送信器の位置を送信タイムスロットに関連付けるステップを含む。
【０７４０】
一実施形態の方法は、複数のグループの各グループが、複数の測位信号をブロードキャストするのに複数のタイムスロットを使用するステップを含む。
【０７４１】
一実施形態の複数のグループの各グループは、複数の測位信号をブロードキャストするのにｎ個のタイムスロットを使用するｎ個の送信器を含み、ｎは、整数である。
【０７４２】
一実施形態の方法は、複数のグループの各グループが、複数の測位信号をブロードキャストするのにタイムスロットの同一のセットを使用するステップを含む。
【０７４３】
一実施形態の方法は、グループの各送信器が、グループのすべての他の送信器とは異なるタイムスロットにブロードキャストするステップを含む。
【０７４４】
一実施形態の方法は、スーパーグループの複数のグループの各グループが、すべての他のグループの擬似乱数符号とは異なる少なくとも１つの擬似乱数符号を使用するステップを含む。
【０７４５】
一実施形態の少なくとも１つの擬似乱数符号は、ゴールド符号を含む。
【０７４６】
一実施形態の方法は、スーパーグループの複数のグループの各グループが、すべての他のグループの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用するステップを含む。
【０７４７】
一実施形態の方法は、スーパーグループの複数のグループの各グループが、すべての他のグループのからの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用するステップを含む。
【０７４８】
一実施形態の方法は、スーパーグループの複数のグループの複数の送信器が、その送信の少なくとも一部に共通の擬似乱数符号を使用するステップを含む。
【０７４９】
一実施形態の擬似乱数符号は、ゴールド符号を含む。
【０７５０】
一実施形態の擬似乱数符号は、最大長擬似乱数シーケンスを含む。
【０７５１】
一実施形態の最大長擬似乱数シーケンスは、ゴールド符号を形成する２つの最大長シーケンスのうちの第１シーケンスを含む。
【０７５２】
一実施形態の方法は、グループの各送信器が、グループのすべての他の送信器とは異なる擬似乱数符号を使用するステップを含む、請求項１５３に記載の方法。
【０７５３】
一実施形態の方法は、スーパーグループの複数のグループの各グループが、複数のすべての他のグループと同一である擬似乱数符号のセットを使用するステップを含む。
【０７５４】
一実施形態の方法は、スーパーグループの複数のグループの各グループが、すべての他のグループからの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用するステップを含む。
【０７５５】
一実施形態の方法は、スーパーグループの各送信器が、スーパーグループのすべての他の送信器とは異なる擬似乱数符号を使用してブロードキャストするステップを含む。
【０７５６】
一実施形態の方法は、スーパーグループの複数のグループの各グループが、すべての他のグループのからの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用するステップを含む。
【０７５７】
一実施形態の方法は、スーパーグループの複数のグループの各グループが、最大長擬似乱数シーケンスに従う少なくとも１つの擬似乱数符号を使用するステップを含む。
【０７５８】
一実施形態のスーパーグループの各グループの少なくとも１つの擬似乱数符号は、スーパーグループのすべての他のグループの擬似乱数符号とは異なる。
【０７５９】
一実施形態の方法は、スーパーグループの複数のグループの各グループが、スーパーグループのすべての他のグループの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用するステップを含む。
【０７６０】
一実施形態の方法は、スーパーグループの複数のグループの各グループが、すべての他のグループのからの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用するステップを含む。
【０７６１】
一実施形態の方法は、スーパーグループの各グループが、スーパーグループのすべての他のグループによって使用される擬似乱数符号とは異なる擬似乱数符号を使用するステップを含む。
【０７６２】
一実施形態の方法は、スーパーグループの複数のグループの各グループが、擬似乱数符号の同一のセットを使用するステップと、各グループの擬似乱数符号を、複数のグループのすべての他のグループのスロット番号に関して置換するステップとを含む。
【０７６３】
一実施形態の方法は、スーパーグループの複数のグループの各グループが、すべての他のグループのからの周波数におけるオフセットとは異なるオフセットを使用するステップを含む。
【０７６４】
一実施形態の複数の送信器は、送信器の複数のスーパーグループを含み、複数のスーパーグループの各スーパーグループは、幾何学的パターンに配置された送信器の複数のグループを含む。
【０７６５】
一実施形態の方法は、グループの各送信器が、グループのすべての他の送信器とは異なる擬似乱数符号を使用してブロードキャストするステップを含む。
【０７６６】
一実施形態の方法は、複数のスーパーグループの各スーパーグループが、複数のスーパーグループのすべての他のスーパーグループと同一の擬似乱数符号のセットを使用するステップと、各スーパーグループの擬似乱数符号を、複数のスーパーグループのすべての他のスーパーグループのスロット番号に関して置換するステップとを含む。
【０７６７】
一実施形態の方法は、スーパーグループの複数のグループの各グループが、その同一のスーパーグループのすべての他のグループの周波数におけるオフセットとは異なる周波数におけるオフセットを使用するステップを含む。
【０７６８】
一実施形態の方法は、複数のスーパーグループの各スーパーグループ内で、各送信器が、その同一のスーパーグループのすべての他の送信器とは異なる擬似乱数符号を使用してブロードキャストするステップを含む。
【０７６９】
一実施形態の方法は、各スーパーグループが、すべての他のスーパーグループによって使用されるものと同一の擬似乱数符号のセットを使用するステップと、スーパーグループの擬似乱数符号を、すべての他のスーパーグループのスロット番号に関して置換するステップとを含む。
【０７７０】
一実施形態の方法は、同一の送信パラメータを有する送信器の間の距離と送信器半径との比を使用して、幾何学的パターンに対応する性能を測定するステップを含む。
【０７７１】
一実施形態の方法は、スーパーグループによって使用される多重化プロトコルに関連する相関排除を使用して、幾何学的パターンに対応する性能を測定するステップを含む。
【０７７２】
一実施形態の方法は、基本周波数とオフセットのセットの要素との合計として各搬送波周波数を生成するステップを含み、オフセットのセット内の各オフセットは、最小の非０オフセットの倍数である。
【０７７３】
一実施形態のオフセットのセットは、
０，ｋ０Ｒ＋Ｒ／Ｑ，２ｋ０Ｒ＋２Ｒ／Ｑ，３ｋ０Ｒ＋３Ｒ／Ｑ…，（Ｑ−１）ｋ０Ｒ＋（Ｑ−１）Ｒ／Ｑ
に対応し、ここで、Ｒは、ＰＮフレームレートを表し、ｋ０は、非０整数を表し、Ｑは、オフセットの個数と等しい整数である。
【０７７４】
一実施形態の整数ｋ０は、２と等しいおよび２を超えるのうちの少なくとも１つである大きさを有する。
【０７７５】
一実施形態の量Ｑは、前記リモート受信器によってコヒーレントに積分される測位信号のＰＮフレームの個数と等しい。
【０７７６】
一実施形態のリモート受信器によってコヒーレントに積分される測位信号のＰＮフレームの個数は、Ｑの整数倍数と等しい、請求項１８６に記載の方法。
【０７７７】
一実施形態の量Ｑは、スーパーグループ内の送信器のグループの個数と等しく、前記受信器によってコヒーレントに積分される測位信号のＰＮフレームの個数は、スーパーグループ内の送信器のグループの個数より多い。
【０７７８】
一実施形態の方法は、基本周波数からの搬送波周波数オフセットのセットを含み、セット内の各オフセットは、複数の測位信号のそれぞれの帯域幅の２５％を超えない。
【０７７９】
本明細書に記載されたコンポーネントを、一緒にまたは別々のロケーションに配置することができる。通信パスは、コンポーネントを結合し、コンポーネントの間でファイルを通信しまたは転送する任意の媒体を含む。通信パスは、無線接続、有線接続、およびハイブリッド無線／有線接続を含む。通信パスは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、プロプライエタリネットワーク、オフィス間ネットワークまたはバックエンドネットワーク、およびインターネットを含むネットワークへの結合または接続をも含む。さらに、通信パスは、フロッピーディスク、ハードディスクドライブ、およびＣＤ−ＲＯＭディスクなどの取外し可能固定媒体、ならびにフラッシュＲＡＭ、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ（ＵＳＢ）接続、ＲＳ−２３２接続、電話回線、バス、および電子メールメッセージを含む。
【０７８０】
本明細書で説明されたシステムおよび方法の諸態様を、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルアレイロジック（ＰＡＬ）デバイス、電気的にプログラム可能な論理デバイス、電気的にプログラム可能なメモリデバイス、および標準セルベースのデバイスなどのプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、ならびに特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含む、さまざまな回路のいずれかにプログラムされた機能として実施することができる。システムおよび方法の態様を実施するいくつかの他の可能性は、メモリ（電子的消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）など）を有するマイクロコントローラ、組込みマイクロプロセッサ、ファームウェア、ソフトウェアなどを含む。さらに、システムおよび方法の諸態様を、ソフトウェアベースの回路エミュレーション、ディスクリート論理（シーケンシャルおよび組合せ）、カスタムデバイス、ファジイ（ニューラル）論理、量子デバイス、および上のデバイスタイプのいずれかのハイブリッドを有するマイクロプロセッサ内で実施することができる。もちろん、基礎になるデバイス技術を、さまざまなコンポーネントタイプ、たとえば、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）などの金属酸化物電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）技術、エミッタ結合型論理回路（ＥＣＬ）などのバイポーラ技術、ポリマ技術（たとえば、シリコン共役ポリマ構造および金属共役ポリマ金属構造）、混合されたアナログおよびディジタル、その他で提供することができる。
【０７８１】
文脈が他の形で明確に要求しない限り、本明細書および特許請求の範囲の全体にわたって、語「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（含む）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む）」などは、排他的または網羅的な意味ではなく、包括的な意味で、すなわち、「を含むがそれに限定されない」という意味で解釈されなければならない。単数または複数を使用する語は、それぞれ、複数または単数をも含む。さらに、語「本明細書で」、「以下に」、「上記の」、「以下の」、および同様の意味の語は、本願で言及される時に、本願の任意の特定の部分ではなく全体として本願を指す。語「または」が２つ以上の項目のリストに関して使用される時に、その語は、リスト内の項目のうちの任意のもの、リスト内の項目のすべて、およびリスト内の項目の任意の組合せ、というその語の解釈のすべてを包含する。
【０７８２】
本システムおよび方法の実施形態の上の説明は、網羅的であることは意図されず、また、本システムおよび方法を開示された正確な形態に限定することも意図されていない。本システムおよび方法の特定の実施形態およびその例は、説明のために本明細書で説明され、当業者が認めるように、さまざまな同等の変更が、本システムおよび方法の範囲内で可能である。本明細書で提供される本システムおよび方法の教示は、上で説明したシステムおよび方法のためだけでなく、他のシステムおよび方法に適用することができる。上で説明したさまざまな実施形態の要素および行為を、さらなる実施形態を提供するために組み合わせることができる。これらおよび他の変更を、上の詳細な説明に照らして本システムおよび方法に対して行うことができる。
【０７８３】
一般に、次の特許請求の範囲では、使用される用語は、システムおよび方法を本明細書および特許請求の範囲に開示された特定の実施形態に限定するように解釈されるべきでなく、特許請求の範囲の下で動作するすべてのシステムおよび方法を含むように解釈されなければならない。したがって、システムおよび方法は、本開示によって限定されるのではなく、その範囲は、特許請求の範囲によって全体的に決定されなければならない。本システムおよび方法のある種の態様が、ある請求項の形で下に提示されるが、本発明人は、任意の数の請求項の形でシステムおよび方法のさまざまな態様を企図している。したがって、本発明人は、システムおよび方法の他の態様について追加の請求項の形を追求するべく、本願を提出した後に追加の請求項を加える権利を保留する。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年4月4日(2014.4.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信器に複数の測位信号をブロードキャストさせるように構成された位置ロケーションシステムであって、前記複数の測位信号は、１つまたは複数の広帯域擬似乱数測距信号を含み、前記システムは、
基本周波数とオフセットのセットに属する第１オフセットとの合計から第１周波数を選択し、
前記第１周波数の搬送波を含む第１測位信号を生成し、
送信器に、第２送信器からの第２測位信号の送信と同時に前記第１測位信号を送信させ、前記第２測位信号は、前記基本周波数とオフセットの前記セットに属する第２オフセットとの合計である第２周波数の搬送波を有し、前記第１オフセットおよび前記第２オフセットは、前記複数の測位信号のそれぞれの帯域幅の２５％と等しいおよび２５％未満であるのうちの少なくとも１つである量だけ異なる
ように動作可能な少なくとも１つのプロセッサを含む、システム。
【請求項２】
前記第１測位信号および前記第２測位信号は、異なる擬似乱数符号を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１測位信号および前記第２測位信号は、同一の擬似乱数符号を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記広帯域擬似乱数測距信号は、複数回連続して繰り返される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つのアプリケーションは、前記第１測位信号の少なくとも２つの連続する時間多重化フレーム内に測位信号を送信する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記少なくとも２つの連続する時間多重化フレームは、主フレームおよび副フレームを含み、測位データは、前記主フレーム内で送信される、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
補助データは、前記副フレーム内で送信され、前記補助データは、セキュリティデータおよび認証データのうちの少なくとも１つを含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
測位データは、前記副フレーム内で送信される、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記第２送信器は、前記送信器の付近にあり、前記第１測位信号および前記第２測位信号は、少なくとも１つの共通パラメータを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの共通パラメータは、擬似乱数符号および測位信号データのうちの少なくとも１つである、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記擬似乱数符号は、最大長擬似乱数シーケンスを使用して構築される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記最大長擬似乱数シーケンスは、ゴールド符号を形成する２つの最大長シーケンスのうちの第１シーケンスである、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記擬似乱数符号は、ゴールド符号である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記送信器および前記第２送信器は、互いに地理的に隣接する送信器の同一のグループに属する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記送信器および前記第２送信器は、送信器の異なるグループに属し、前記異なるグループのそれぞれは、互いに地理的に隣接する送信器を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
オフセットの前記セットは、それぞれ前記広帯域擬似乱数測距信号のフレームレートと前記フレームレートの分数１／ｎとの合計の倍数であるオフセットを含み、ｎは、整数である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
オフセットの前記セット内の各オフセットは、最小の非０オフセットの倍数である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
オフセットの前記セットは、
０，ｋ０Ｒ＋Ｒ／Ｑ，２ｋ０Ｒ＋２Ｒ／Ｑ，３ｋ０Ｒ＋３Ｒ／Ｑ…，（Ｑ−１）ｋ０Ｒ＋（Ｑ−１）Ｒ／Ｑ
に対応し、ここで、Ｒは、ＰＮフレームレートを表し、ｋ０は、非０整数を表し、Ｑは、オフセットの個数と等しい整数である、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記整数ｋ０は、２と等しいおよび２を超えるのうちの少なくとも１つである大きさを有する、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
量Ｑは、前記リモート受信器によってコヒーレントに積分される前記測位信号のＰＮフレームの個数と等しい、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第１測位信号に対する前記第２測位信号の相互干渉は、リモート受信器で、前記リモート受信器を前記第１測位信号の周波数に同調することと、前記受信器によって受信された信号を、前記第１測位信号の送信された擬似乱数測距信号と一致する基準擬似乱数測距信号と相関させることとによって減らされる、請求項１に記載のシステム。
【国際調査報告】
2014529729.tif 000189