(57)【要約】  サービス中の移動体定位センター（ＳＭＬＣ）は、無線定位システム（ＷＬＳ）が関心対象移動体（ＭＯＩ）の定位タスクを課されたことに応じて、非連続送信（ＤＴＸ）モードで作動中のＭＯＩに関連する位置決め要求を受信する。複数の位置測定ユニット（ＬＭＵ）に、電波周波数（ＲＦ）エネルギーを受信してデジタル化するよう指示が下される。ＬＭＵにおいて、関心対象信号が受信され、受信検出指標を生成するために、既知のトレーニングシーケンスと相互に関連づけられる。検出指標は、他の移動体装置からの干渉があったとしても、ＭＯＩを優先するように重み付けされる。ＳＭＬＣは、最も重み付けされた検出指標を有するＬＭＵを参照サイトとして選択し、より低く重み付けされて、閾値を超える検出指標を有する２つ以上のＬＭＵを協働サイトとして選択する。受信した関心対象信号は、復調され、復調データは協働サイトに分配される。協働サイトは、参照波形を生成し、各協働サイトにおいてＴＤＯＡ測定値を生成するために参照波形と記憶していたデータとを相互に関連づけ、ＴＤＯＡ測定値は、ＭＯＩ位置情報の演算に使用される。
2014502432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局のセルラー配置、周波数再使用パターン、および周波数ホッピングパターンを使用する移動体装置にサービスを提供する無線通信ネットワーク（ＷＣＮ）と関連付けられる無線定位システム（ＷＬＳ）において使用される方法であって、
前記ＷＬＳと関連付けられたサービス中の移動体定位センター（ＳＭＬＣ）において、前記ＷＣＮにおいて非連続送信（ＤＴＸ）モードで作動中の関心対象移動体（ＭＯＩ）に関する位置決め要求を受信するステップと、
前記位置決め要求に応じて、前記ＷＬＳにＭＯＩの定位のタスクを課すステップであり、前記ＭＯＩ周辺のサイトの複数の位置測定ユニット（ＬＭＵ）に対して電波周波数（ＲＦ）エネルギーを受信してデジタル化し、前記ＲＦエネルギーを表す信号データを記憶するよう指示するための指令を前記ＳＭＬＣから、前記ＬＭＵに通信するステップを含むステップと、
前記複数のＬＭＵにおいて、受信検出指標を生成するために、関心対象信号を受信し、既知のミッドアンブル、プリアンブル、またはポストアンブルを前記受信した関心対象信号と相互に関連づけるステップと、
前記ＷＣＮ内で作動する他の移動体装置からの干渉が存在してもＭＯＩを優先するように、前記複数のＬＭＵの各々によって生成された前記検出指標を重み付けするステップと、
前記ＳＭＬＣにおいて、最も重み付けされた検出指標を有するＬＭＵを参照サイトとして選択し、より低く重み付けされた、閾値を超える検出測定基準を有する２つ以上のＬＭＵを協働サイトとして選択するステップと、
前記参照サイトにおいて、受信したＳＯＩをサンプリングし、サンプルデータを前記ＳＭＬＣに通信するステップと、
前記ＳＭＬＣにおいて、前記サンプルデータを前記協働サイトに分配するステップと、
前記協働サイトにおいて、前記サンプルデータから参照波形を生成し、前記協働サイトの各々において到達時間差（ＴＤＯＡ）測定値を生成するために、前記参照波形を記憶された信号データと相互に関連づけるステップと、
前記協働サイトから前記ＳＭＬＣに、前記ＴＤＯＡ測定値を通信するステップと、
前記ＳＭＬＣにおいて、前記ＭＯＩの位置、速度、および誤差推定を演算するステップと
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記位置決め要求は、チャンネル割り当てと、サービス中セルの識別情報を含むネットワーク情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記位置決め要求はさらに、ミッドアンブル、プリアンブル、またはポストアンブル検出のためのトレーニングシーケンスと、周波数ホッピングパターンおよびタイムスロット情報とを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記重み付けは、フレームオフセットリストの数値的分布に基づくものであり、
より大きいオフセットが介在した小さいオフセットの群を有するフレームオフセットシーケンスが、より均一に分布したオフセットのシーケンスに比して好適であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記重み付けは、前記フレームオフセットの一部を放棄し、残りのオフセット値を平均化し、前記参照サイトの選択において使用された前記重み付け検出指標を生成するための重み付け因子で、各ＬＭＵによって生成された前記検出指標を分割するステップを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
規定数を検出フレーム数を表す数で除算することにより、重み付け因子を導出するステップをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記検出指標のアプローチは、前記ＭＯＩが前記検出データ内に存在する場合のみ適用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記複数のＬＭＵは、セクター毎に少なくとも１つのアンテナポートを含む、サイト毎の多数のアンテナポートを介して、前記関心対象信号を受信することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
演算された位置データを、要求元のネットワーク実体または指定先のネットワーク実体に通知するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記重み付けは、前記ＳＭＬＣにおいて実施されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記重み付けは、前記ＬＭＵの各々において実施され、
前記複数のＬＭＵの各々から前記ＳＭＬＣに、前記重み付け検出指標を通信するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
システムであって、
基地局のセルラー配置、周波数再使用パターン、および周波数ホッピングパターンを使用する移動体装置にサービスを提供する無線通信ネットワーク（ＷＣＮ）と、
複数の位置測定ユニット（ＬＭＵ）と、サービス中の移動体定位センター（ＳＭＬＣ）とを備え、前記ＷＣＮに対して動作可能に連結された無線定位システム（ＷＬＳ）とを備え、
前記システムは以下の動作を実行し、以下の動作とは、
前記ＳＭＬＣにおいて、前記ＷＣＮにおいて非連続送信（ＤＴＸ）モードで作動中の関心対象移動体（ＭＯＩ）に関する位置決め要求を受信するステップと、
前記位置決め要求に応じて、前記ＷＬＳにＭＯＩの定位のタスクを課すステップであり、複数の位置測定ユニット（ＬＭＵ）に対して電波周波数（ＲＦ）エネルギーを受信してデジタル化し、前記ＲＦエネルギーを表す信号データを記憶するよう指示するための指令を前記ＳＭＬＣから、前記ＬＭＵに通信するステップを含むステップと、
前記複数のＬＭＵにおいて、受信検出指標を生成するために、関心対象信号を受信し、既知のミッドアンブル、プリアンブル、またはポストアンブルの少なくとも１つを含む既知のトレーニングシーケンスを、前記受信した関心対象信号と相互に関連づけるステップと、
前記ＷＣＮ内で作動する他の移動体装置からの干渉が存在してもＭＯＩを優先するように、前記複数のＬＭＵの各々によって生成された前記検出指標を重み付けするステップと、
前記ＳＭＬＣにおいて、最も重み付けされた検出指標を有するＬＭＵを参照サイトとして選択し、より低く重み付けされた、閾値を超える検出測定基準を有する２つ以上のＬＭＵを協働サイトとして選択するステップと、
前記参照サイトにおいて、受信したＳＯＩをサンプリングし、サンプルデータを前記ＳＭＬＣに通信するステップと、
前記ＳＭＬＣにおいて、前記サンプルデータを前記協働サイトに分配するステップと、
前記協働サイトにおいて、前記サンプルデータから参照波形を生成し、前記協働サイトの各々において到達時間差（ＴＤＯＡ）測定値を生成するために、前記参照波形を記憶された信号データと相互に関連づけるステップと、
前記協働サイトから前記ＳＭＬＣに、前記ＴＤＯＡ測定値を通信するステップと、
前記ＳＭＬＣにおいて、前記ＭＯＩの位置推定を演算するステップとであることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
前記システムはさらに、前記ＳＭＬＣにおいて、チャンネル割り当てと、サービス中セルの識別情報を含むネットワーク情報とを含む位置決め要求を受信することを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記システムはさらに、前記ＳＭＬＣにおいて、トレーニングシーケンスと、周波数ホッピングパターンおよびタイムスロット情報とを含む位置決め要求を受信することを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記システムはさらに、前記重み付けをフレームオフセットリストの数値的分布に基づかせ、
より大きいオフセットが介在した小さいオフセットの群を有するフレームオフセットシーケンスが、より均一に分布したオフセットのシーケンスに比して好適であることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記重み付けは、前記フレームオフセットの一部を放棄し、残りのオフセット値を平均化し、前記参照サイトの選択において使用された前記重み付け検出指標を生成するための重み付け因子で、各ＬＭＵによって生成された前記検出指標を分割するステップを含むことを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記システムはさらに、規定数を検出フレーム数を表す数で除算することにより、重み付け因子を導出することを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１８】
前記システムはさらに、前記検出指標のアプローチを、前記ＭＯＩが前記検出データ内に存在する場合のみに適用することを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１９】
前記システムはさらに、前記複数のＬＭＵにおいて、セクター毎に少なくとも１つのアンテナポートを含む、サイト毎の多数のアンテナポートを介して、前記関心対象信号を受信することを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項２０】
前記システムはさらに、演算された位置データを、要求元のネットワーク実体または指定先のネットワーク実体に通知することを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項２１】
前記システムはさらに、前記重み付けを前記ＳＭＬＣにおいて実施することを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項２２】
前記システムはさらに、前記重み付けを前記ＬＭＵの各々において実施し、
前記複数のＬＭＵの各々から前記ＳＭＬＣに、前記重み付け検出指標を通信することを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項２３】
基地局のセルラー配置、周波数再使用パターン、および周波数ホッピングパターンを使用する移動体装置にサービスを提供する無線通信ネットワーク（ＷＣＮ）と、複数の位置測定ユニット（ＬＭＵ）およびサービス中の移動体定位センター（ＳＭＬＣ）を含む無線定位システム（ＷＬＳ）とを備えたシステムを制御するための、複数のコンピュータ読取可能な指示を備えた有形のコンピュータ読取可能媒体であって、前記指示により、
前記ＳＭＬＣにおいて、前記ＷＣＮにおいて非連続送信（ＤＴＸ）モードで作動中の関心対象移動体（ＭＯＩ）に関する位置決め要求を受信するステップと、
前記位置決め要求に応じて、前記ＷＬＳにＭＯＩの定位のタスクを課すステップであり、複数の位置測定ユニット（ＬＭＵ）に対して電波周波数（ＲＦ）エネルギーを受信してデジタル化し、前記ＲＦエネルギーを表す信号データを記憶するよう指示するための指令を前記ＳＭＬＣから、前記ＬＭＵに通信するステップを含むステップと、
前記複数のＬＭＵにおいて、受信検出指標を生成するために、関心対象信号を受信し、既知のトレーニングシーケンスを前記受信した関心対象信号と相互に関連づけるステップと、
前記ＷＣＮ内で作動する他の移動体装置からの干渉が存在してもＭＯＩを優先するように、前記複数のＬＭＵの各々によって生成された前記検出指標を重み付けするステップと、
前記ＳＭＬＣにおいて、最も重み付けされた検出指標を有するＬＭＵを参照サイトとして選択し、より低く重み付けされた、閾値を超える検出測定基準を有する２つ以上のＬＭＵを協働サイトとして選択するステップと、
前記参照サイトにおいて、受信したＳＯＩをサンプリングし、サンプルデータを前記ＳＭＬＣに通信するステップと、
前記ＳＭＬＣにおいて、前記サンプルデータを前記協働サイトに分配するステップと、
前記協働サイトにおいて、前記サンプルデータから参照波形を生成し、前記協働サイトの各々において到達時間差（ＴＤＯＡ）測定値を生成するために、前記参照波形を記憶された信号データと相互に関連づけるステップと、
前記協働サイトから前記ＳＭＬＣに、前記ＴＤＯＡ測定値を通信するステップと、
前記ＳＭＬＣにおいて、前記ＭＯＩの位置推定を演算するステップと
を実施させることを特徴とする有形のコンピュータ読取可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１０年１０月８日出願の米国特許出願番号１２／９００，８５８の利益を主張し、その開示内容全体を参照としてここに組み込む。
【０００２】
技術分野
本発明は、通常、アナログまたはデジタルセルラーシステム、パーソナルコミュニケーションシステム（ＰＣＳ）、拡張特殊化移動体無線（ＥＳＭＲ）、およびその他タイプの無線通信システムにおいて使用されるような、移動局（ＭＳ）とも称される無線装置の定位方法および装置に係る。より具体的には、本発明は、無線定位システム（ＷＬＳ）における相関処理のための干渉同一チャンネル信号の存在下における補正参照信号の検出および選択システムおよび方法に係るが、これに限定されるものでない。
【背景技術】
【０００３】
背景
テキサス州ヒューストンのＴｒｕｅＰｏｓｉｔｉｏｎ社によって１９９８年に最初に商業展開されて以来、オーバーレイネットワーク基盤無線定位システムは、緊急時サービス定位を含む定位基盤サービスをサポートして幅広く展開されてきた。ネットワーク基盤システムは、到達時間（ＴＯＡ）、到達時間差（ＴＤＯＡ）、到達出力（ＰＯＡ）、到達出力差（ＰＤＯＡ）、または到達角度（ＡｏＡ）による位置計算において使用される無線装置起源のアップリンク移動体送信の受信に依存するものである。ネットワーク基盤位置計算は、移動体基盤測定、付随情報、またはその他のネットワーク基盤位置計算との組み合わせにより、ハイブリッド定位を形成することができる。
【０００４】
広範な従来技術において実現され知られているように、定期的に、確実かつ迅速にセルラー無線通信装置を定位する能力は、公共の安全における甚大な公益の利益と、商業的生産性における利便性とを提供する潜在力を有する。
【０００５】
セルラーネットワークは、周波数再使用を活用するよう設計されている。つまり、隣接および同一チャンネル干渉を制御するため、電波送信周波数は、おおよそ連続的にセルラーネットワークにおいて注意深く計画および調査されている。周波数計画に加え、種々の無線通信プロトコルも、隣接および同一チャンネル干渉を最小化し、かつ克服するように設計されている。こういった干渉を最小化する技術には、ＡＭＰＳにおけるＳＡＴトーン、ＩＳ−１３６におけるカラーコード、ＧＳＭ（登録商標）における周波数ホッピングパターン、ＣＤＭＡ（ＩＳ−９５およびＩＳ−２０００）およびＵＭＴＳ（Ｗ−ＣＤＭＡとしても周知である）におけるコード分離、およびＬＴＥにおける周波数ホッピングパターンとゼロ自己相関Ｚａｄｏｆｆ−ｃｈｕシーケンスとの双方が含まれる。
【０００６】
ネットワーク基盤ＷＬＳは、地理的に分散した陸上受信機における関心対象移動体からの信号受信に依存するため、送信分離のために基本セルラーネットワークの地理的再使用パターンに依存することができず、同一チャンネル干渉の尤度は増加する。
【０００７】
米国特許第５，３２７，１４４号「携帯電話定位システム」および米国特許第６，０４７，１９２号「ロバストかつ効率的な位置特定システム」に詳述するように、地理的に離間した無線受信機によって受信された信号の相関処理は、到達時間差（ＴＤＯＡ）、到達角度（ＡｏＡ）、およびハイブリッドＴＤＯＡ／ＡｏＡ位置および速度推定の生成において周波数再使用セルラーシステムにおいて見出されるような極めて弱い信号とともに使用される。
【０００８】
本明細書に開示の発明的技術および概念は、幅広く使用されるＩＳ−１３６（ＴＤＭＡ）、ＧＳＭ、およびＯＦＤＭ無線システム、およびＯＦＤＭ基盤ＷＩＭＡＮ（ＩＥＥＥ−８０２．１６）、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ−８０２．２０）、およびロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）発展型ユニバーサル地上無線アクセスネットワーク（ＥｕＴＲＡＮ）を含む時分割および周波数分割多重（ＴＤＭＡ／ＦＤＭＡ）電波通信システムに適用される。前述の移動体通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ）モデルは一例であり、本発明が使用されてもよい環境を限定するものでない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以下の米国特許は、無線定位システムと関連の干渉消去およびアンテナ選択のためのシステムおよび方法を開示する。２００４年７月２０日付の米国特許第６，７６５，５３１Ｂ２号「無線定位システムにおいて使用される位置計算における干渉取消システムおよび方法」および２００３年１２月９日付の米国特許第６，６６１，３７９「無線定位システムのためのアンテナ選択方法およびシステム」である。これらは、ここに開示する発明の主題に関連するさらなる背景情報を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
概要
無線通信システムにおいて、地理的に分散した陸上受信機を使用するネットワーク基盤無線定位システムは、関心対象の移動体から受信した信号に干渉を伴うことがある。受信信号と予測信号との相関整合の使用により、無線定位システムは、各受信機における検出フレームシーケンスの判定を行うことができる。ＧＳＭネットワークにおける非連続送信モード（ＤＴＸ）のようなモードでは、移動体は、その割り当てられたフレームすべてにおいて送信を行うものでない。移動体がＤＴＸである一方で、周波数・時間割り当ての組み合わせが未使用であってもよいＬＴＥ環境においても同様のことが言える。ネットワークは、ＤＴＸモードの際に送信のために移動体が選択するフレームを正確に把握するものでないが、移動体送信は「バースト」に発生する傾向にあり、検出フレームのパターンは、関心対象の移動体が識別されている尤度を判定するために解析可能である。有効とされる他の検出に対する大きなフレームオフセットを無視し、かつバースト送信を示す小さな繰り返しフレームオフセットを優先する方向へ検出指標をバイアスすることにより、干渉移動体に関わらず関心対象移動体の選択を向上することとなり、したがって、位置推定のための正確な参照信号の判定が可能となる。
【００１１】
図面の簡単な説明
以上の概要および以下の詳細な説明は、添付の図面とともに読むことで一層理解されるものである。本発明を説明する目的で、図面には本発明の一例としての構成を示したが、本発明は、開示の特定の方法および手段に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、無線通信ネットワーク内に展開される無線定位システムの概略を描くものである。
【図２ａ】図２ａは、定位対象移動体の周波数ホッピング送信を説明するものである。
【図２ｂ】図２ｂは、干渉移動体の周波数ホッピング送信を説明するものである。
【図３ａ】図３ａは、関心対象移動体からの信号と予測信号との相関を表す相関信号を描くものである。
【図３ｂ】図３ｂは、干渉移動体からの信号と予測信号との相関を表す相関信号を描くものである。
【図４ａ】図４ａは、無線通信システムにおける７セルの周波数再使用パターンを図示するものである。
【図４ｂ】図４ｂは、無線通信システムにおける４セルの周波数再使用パターンを図示するものである。
【図４ｃ】図４ｃは、無線通信システムにおける３セルの周波数再使用パターンを図示するものである。
【図４ｄ】図４ｄは、無線通信システムにおける１セルの周波数再使用パターンを図示するものである。
【図５】図５は、２つのステージ信号受信と、無線定位のための選択を図式的に描くものである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施形態の詳細な説明
以下、本発明の一例としての実施形態を説明する。まず問題の大筋につき詳細に説明し、続いてその解決策につき、より詳細な説明を行う。
【００１４】
無線使用が増加し、スペクトル効率の必要性が増すにつれて、無線ネットワークオペレータは、潜在的トラフィックを最大化すべく、周波数再使用パターンおよび電力設定を調整する。周波数再使用パターンの例は、図４ａ、４ｂ、４ｃ、および４ｄに見出すことができる。電力制御の一形式として、移動体が非作動期間中に送信を大幅に減じる非連続送信（ＤＴＸ）がある。ＤＴＸは、近隣セルの干渉を減じるといった利点と、移動体装置の電力消費を低減するといった利点の二重の利点を有するため、非常に好適な動力制御オプションである。
【００１５】
アップリンク（移動体から基地局への）電波信号を収集してタイムスタンプを行うために地理的に分散された受信機を使用するネットワーク基盤無線定位システムでは、無理な周波数再使用とＤＴＸの実施との双方により、干渉移動体が関心対象移動体と間違われる可能性を増してしまう。シナリオの一例として、セルラー無線ネットワーク内の基地局によるサービスが提供中である関心対象移動体（定位対象移動体）が作動中で、かつＤＴＸにある。ＤＴＸモードにおいて、移動体は中途に送信を長期間行わない「バースト性」モード（ＧＳＭの場合は通常４つの連続フレーム）で送信を行う。干渉移動体には、近隣または最寄のセルにおける近くの基地局によってサービスが提供される。干渉移動体もまた干渉の可能性が増すＤＴＸにあってよいが、本例の場合は異なる。２つの基地局のタイミングは、極めて短い（こういった事象は、ＧＳＭシステムまたはＯＦＤＭ基盤ＬＴＥシステムのような非同期ＴＤＭＡ／ＦＤＭＡシステムにおいてランダムに発生し得る）。２つの移動体は、同一のトレーニングシーケンスおよび異なる周波数ホッピングパターンに割り当てられるが、いずれかの周波数は双方の移動体によって使用され、ホッピングパターンはランダムに衝突し、結果として双方の移動体は同時に同一の周波数に割り当てられる。タイミングはプリアンブル／ミッドアンブル（またはポストアンブル）の検出には非常に短いため、干渉移動体からのアップリンクフレームが関心対象移動体からのフレームと間違われ得る。
【００１６】
ＷＬＳには、関心対象移動体の定位のタスクが課される。無線通信ネットワーク（ＷＣＮ）により、ＷＬＳでは、ネットワークおよび電波チャンネル情報が利用可能となる。ＧＳＭにおいて、この情報はサービス中のセル、電波周波数、トレーニングシーケンス（本例の場合はミッドアンブルであるが、これはプリアンブルであってもポストアンブルであってもよい）、周波数ホッピングパターン、およびタイムスロットを含む。この情報を使用することにより、ＷＬＳは、後の相関処理のための参照信号として機能する最高品質の信号を収集するためにサービス中のセルに対して事前確立された一次セクターと二次セクターとに割り当てられたＬＭＵにタスクを課す。この信号処理方法および結果としてのゲインにより、多数のアンテナ要素を特定の定位試行に関与させることができる。多数のアンテナ要素により、特定の相互作用セルサイトにおける局所的干渉への耐性を高め、精度の変動を減じ、良好な歩留まり（一度の定位試行に対して９９％超）を得ることができ、建造物による減衰にも拘らず、屋内において信頼性の高い性能を発揮する能力を提供するとともに、定位プロセスにおける統計的成功率を向上する。
【００１７】
ＧＳＭシステムにおいて、ミッドアンブル（送信トレーニングシーケンスを含む）はすべてのフレームに存在し、かつＷＬＳに対して既知であるため、ＷＣＮ提供トレーニングシーケンスを受信済ミッドアンブルと相関することにより、関心対象移動体からの参照信号の品質指標で、迅速な検出および分類が可能となる。ＧＳＭトレーニングシーケンスは８つのみしか規定されていないため、小領域内における同一ミッドアンブルの再使用が一般的に行われる。
【００１８】
しかしながら、同一ミッドアンブルを使用し、そのタイムスロットにおいて関心対象移動体に割り当てられた同一周波数上でランダムにホッピングする干渉移動体が、最も高い検出指標を提供する１つ以上の二次ＬＭＵセクターにおいて十分に検出される場合、誤った信号が参照信号として選択されることがある。干渉移動体が参照として一旦選択されると、その後、その波形が相互作用する受信機へと分配され、ＷＬＳによって定位される。干渉移動体は強い参照信号を提供するため、干渉移動体（かつ、関心対象移動体ではない）の定位結果はしばしば、精密であり、かつ信頼性が高い。実際には誤った移動体が定位されているので、高い信頼性にも拘らず、その不正確さは数キロメートル範囲となり得る。この精密でありながら不正確な定位は、駆動テストによって発見された場合、「不確実定位」と見做された。この専門用語を以下に繰り返す。
【００１９】
不確実定位の発生を最少化するために、干渉移動体が存在しても目標となる関心対象移動体を優先する検出指標に重み付けを行う方法を創造した。検出指標アプローチは、基本ＷＣＮに衝撃を伴わず、変更を加える必要がないため、好まれた。二次セクターの数の制限等、コアＷＬＳアルゴリズムに対する変更も、そのような変更がＷＬＳ全体の精度を低下させ、マーケット毎に変化するセルサイト密度とセルサイト展開密度（ＬＭＵと共同配置されるＢＴＳの数）とに合致するよう調整が必要となる場合があるために却下された。重み付けアルゴリズムの重要要素は、フレームオフセットリストの数値的分布に基づく。ＤＴＸ無音期間を表すより大きなオフセットが散在した小さいオフセットのシーケンス（例えば、連続的フレームの群を表す）を伴うフレームオフセットシーケンスは、干渉シーケンスがより高い検出指標および／またはより多い検出フレームを有していても、より均一に分散したオフセット（２つのホッピングシーケンスにおけるランダムな衝突を表す）のシーケンスに比して好適である。
【００２０】
検出ＬＭＵと干渉ＬＭＵとの信号強度間において、一貫した関係は見出されなかった。検出されたバースト数により、他の受信機の検出指標でなく、ある一受信機の検出指標に重み付けを行うことは、一般的にはよいインジケータと見做されたが、ＭＯＩのＤＴＸのため、依然としてＭＯＩでなく、干渉移動体を選択させてしまい得る。
【００２１】
試験により、次に検出されたバースト間のフレーム数（フレームオフセット）を評価することで重み付けする検出指標が判定された際に、ＭＯＩをより選択していることが示された。ＧＳＭシステムにおいて、ＤＴＸモードにある移動体装置は通常、４つの連続フレームの群で送信を行うが、干渉電話のホッピングパターンはランダムに衝突するようになる。
【００２２】
連続的または略連続的なフレームの群にフォーカスすることが望ましい一方で予期される長い無音期間は無視されるため、重み付け因子は、フレームオフセットの一部（例えば、数値的により大きな半分）を切り捨て、残りのオフセット値を平均化することによって生じた。そして各ＬＭＵからの検出指標は、参照選択に使用する重み付け指標セットの生成のため、その重み付け因子によって分割される。
【００２３】
検出アルゴリズムはさらに、検出されたフレーム数を考慮し、かつ検出されたフレーム数が非常に小さい場合も正確に対処するために調整された。
【００２４】
修正アルゴリズムは、誤った移動体の選択を行った明らかな圧倒的に多くのケースと、それ以外のケースにおいては誤った参照選択を行った僅かな例を同じと見なした。
【００２５】
試験では、修正アルゴリズムによるシミュレーションにおけるフィールド収集データが使用されたため、定位の向上はマーケット毎に大きく異なり、最大誤差を含む呼出へと非常に重く歪曲されている。本方法により対応した場合、干渉移動体は、同一のトレーニングシーケンスとそのホッピングシーケンス内に同一チャンネルのうちの少なくとも一部とを使用するセルによってサービスを提供する際、十分に離間しており、セルサイトは通常、少なくとも約２倍、領域内で隔てられている。
【００２６】
参照検出指標および重み付け指標
参照信号の選択に際し、一次ＬＭＵおよび二次ＬＭＵセットは、関心対象信号、ここでは確立済チャンネル上のアップリンク信号におけるミッドアンブルまたはＣＺシーケンスの復調を行うためにＳＭＬＣによって要求される。そして各ＬＭＵ（一次および全二次ＬＭＵ）は、以下を含む応答を返す。
・最強受信アンテナ（セクター）
・最強受信アンテナにおける信号強度
・チャンネルからの周波数オフセット
・計数済フレーム
・参照検出指標（ＲＤＭ）
ＲＤＭは、収集されたトレーニングシーケンス内の損傷ビット数と検出フレーム数とに基づき、ミッドアンブルにつき算出された信号対雑音比（ＳＮＲ）から、ＬＭＵ内部で算出される。
【００２７】
一例としての実施形態によると、一次または二次ＬＭＵは各々、最強（最良信号／雑音）受信セクターに対して単一ＲＤＭを返す。他の実施形態によると、前述の重み付け技術を使用した参照選択性能を向上するために、各ＬＭＵは各受信セクター毎に独立してＲＤＭ情報を返してもよく、あるいは重み付けアルゴリズムが、ＬＭＵの最良セクターの選択に先立って、ＬＭＵ内において各セクターに個別に適用することもできる。
【００２８】
その後ＳＭＬＣは、一次および二次ＬＭＵの各々から受信したＲＤＭに重み付けを行う。一例としての重み付け式は、
重み付けＲＤＭ＝ＲＤＭ＊Ｗｓｅｃｔｏｒ＊Ｗｓｅｑｕｅｎｃｅ＊ｓｑｒｔ（ＮｕｍＦｒａｍｅｓ）であり、
・ＮｕｍＦｒａｍｅｓ＝参照選択段階において同ＬＭＵにより検出されたフレーム数
・ＭａｘＦｒａｍｅｓ＝要求されたフレーム数（通常、トラフィックチャンネルの定位に対して４８個）
・ＲＤＭ＝参照選択段階において同ＬＭＵにより受信された検出指標
・Ｗｓｅｃｔｏｒ＝２…指標がサービス中セクターから導出された場合
＝１．５…指標がサービス中サイトの異なるセクターから導出された場合
＝１…それ以外
・Ｗｓｅｑｕｅｎｃｅ＝
・（ＮｕｍＦｒａｍｅｓ／１０）…  ＮｕｍＦｒａｍｅｓ≦５の場合
・（１／フレームオフセットの中央値に満たないフレームオフセットの平均）［原則的にＧＳＭ＿ＴＤＯＡ＿ＤＥＴＥＣＴＩＯＮメッセージにおけるフレームオフセットの数値的により大きな半分を切り捨て、残りの値を平均化する］６≦ＮｕｍＦｒａｍｅｓ≦ＭａｘＦｒａｍｅｓの場合
・その他、ＮｕｍＦｒａｍｅｓ＝ＭａｘＦｒａｍｅｓの場合は１
その後ＳＭＬＣは、参照として、最も高く重み付けされた指標を有するＬＭＵ（またはＬＭＵセクター）を選択するようになる。返還されたＲＤＭがすべて０であった場合、ＷＣＮ指定のサービス中セクターが、ＬＭＵ信号収集のために自動選択される。
【００２９】
図１は、ネットワーク基盤無線定位設備１０６および１０７を備えた無線通信ネットワーク１０１を描いたものである。無線通信ネットワーク（ＷＣＮ）１０１は、電波または有線手段１１２によって順に公共陸上移動体ネットワーク（ＰＬＭＮ）および公共データネットワーク（ＰＤＮ）１０９に相互接続されるコアネットワーク１０８へと相互接続される分散された送信機基地局（ＢＴＳ）、または、アクセスポイント１０３、１０４、１０５、１０６、および１１０を備える。本例において、ＷＣＮ１０１と全ＢＴＳ１０３、１０４、１０５、および１１０は、圧縮が容易な非セクター方式の全方向性セルである。
【００３０】
ネットワーク基盤無線定位システム（ＷＬＳ）は、位置測定ユニット（ＬＭＵ）または信号収集システム（ＳＣＳ）として既知の地理的に分散された受信機ネットワーク１０６を含む。位置受信機１０６は、ＢＴＳ１０３、１０４、１０５、および１０６内に共通ホストを有するか、または  ＢＴＳ１０３、１０４、１０５、および１０６と共同配置されることにより、電気的かつ環境的なアンテナ資源を共有する。一部のＢＴＳ１１０は、共同配置位置受信機を有さない。位置受信機１０６は、有線または無線のデータリンク１１０を介してサービス中の移動体定位センター（ＳＭＬＣ）１０７へバックホールされる。
【００３１】
移動体装置１０２（携帯電話、セル方式電話、移動局（ＭＳ）またはユーザ装置（ＵＥ）として既知である）が定位される場合、コアネットワーク１０８は、定位対象の移動体装置１０２に係る電波チャンネルおよびネットワーク情報をＳＭＬＣ１０７に提供する。このネットワーク情報は、サービス中セル１０３の識別情報を含む。ＳＭＬＣ１０７は、無線定位の信号収集フェーズにおいて使用可能な位置受信機１０６を備えた近隣セル１０４および最寄のセル１０５の判定を可能にするＷＣＮ１０１に係るデータベース化情報を有する。
【００３２】
図２ａは、定位対象移動体（関心対象移動体またはＭＯＩとしても既知である）からのアップリンク（移動体からＢＴＳへの）送信に対する時間２０１および周波数２０２のマップを描いたものである。ＧＳＭおよびＬＴＥ無線通信ネットワークと同様に、移動体送信は既知のシーケンスでホッピングされる。ここに描かれた一例としてのシーケンスは、サンプル期間２０４および受信周波数範囲２０３に亘ってホッピングされた８つのフレームを有している。
【００３３】
４番目にホッピングされた送信フレーム２０５に示すように、各フレームは、既知のビットシーケンスまたはＺＣシーケンス２０６のトレーニングシーケンスを含む。トレーニングシーケンスは、アップリンク送信の同期のためＧＳＭにおいて使用され、ＭＳから送信される全フレームにおいて必須である。ＬＴＥにおいては、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕシーケンスが、周波数領域のチャンネル推定実施のためにパイロット信号として使用され、また全アップリンクフレームにおいて発生しなければならない。図２ａ中、移動体装置はＤＴＸモードに置かれており、ホッピングシーケンス２０７内の以降のフレームは送信されない。
【００３４】
図２ｂは、干渉移動体から実際の関心対象移動体へのアップリンク（移動体からＢＴＳへの）送信の時間２０１および周波数２０２マップを描いたものである。ＧＳＭおよびＬＴＥ無線通信ネットワークと同様に、移動体送信は既知のシーケンスでホッピングされる。ここに一例として描いたシーケンスは、サンプル期間２０４と受信周波数範囲２０３とに亘り、ホッピングされた８つのフレームを有する。ホッピングパターンにおける周波数は、フレームｆ（ｑ）、ｆ（ｑ＋４）、ｆ（ｑ＋６）、およびｆ（ｑ＋７）においてのみ、ＭＯＩ（図２ａ）アップリンク送信と整合することに留意されたい。
【００３５】
ホッピングされた送信フレーム２０８に示すように、干渉移動体は、ＭＯＩと同一周波数、かつ（略）同一の時間でフレーム２０８を送信する。干渉フレーム２０８もまた、（ＧＳＭにおける）既知のビットシーケンス、または（ＬＴＥにおける）ＺＣシーケンス２０８のトレーニングシーケンスを含む。
【００３６】
図３ａおよび３ｂは、受信信号とホッピングされたトレーニングシーケンスとの間の相互関連づけとして表された、関心対象移動体と干渉移動体との間の衝突を示すために使用される。トレーニングシーケンスは、受信信号と直接相関するか、または相関よりむしろ受信信号から復調することができる。図３ａは、関心対象移動体（ＭＯＩ）からの受信信号とトレーニングシーケンスとの間の相互関連づけを示すものである。この時間３０１および相関３０２グラフは、図２ａに示す信号３０３と同様に８つのフレームを示しているが、再変調トレーニングシーケンスと相互に関連づけられている。ＤＴＸゆえに、フレームｑ、ｑ＋１、ｑ＋２、およびｑ＋３のみがＭＯＩによって送信されている。検出閾値３０４は、誤判定を防ぐために設けられている。信号３０３が８つのフレームのうちの４つにおいて検出閾値を超えるものの非常に高い出力であり、図３ｂに詳述した干渉信号に比して強い信号を表している。検出されたフレームのシーケンスは、連続する検出間のフレーム数を表す一連のオフセットにおいて示されている。ＭＯＩの場合、図３ａに対応するオフセットは１、１、１、によって表し得る。これは、連続的送信フレームのバーストからなる送信であることを示している。
【００３７】
図３ｂは、干渉移動体からの受信信号とトレーニングシーケンスとの間の相互関連付けを示すものである。この時間３０１および相関３０２のグラフは、図２ｂに示す信号３０５と同様に８つのフレームを示すが、再変調トレーニングシーケンスと相互に関連づけられている。この場合、干渉移動体はＤＴＸにはなく、それに割り当てられたシーケンス内の各フレームを送信するが、受信機はＭＯＩ（図２ａ）のホッピングシーケンスに追従するため、各フレームにおいてＭＯＩに割り当てられた周波数で送信されるフレームのみが検出される。検出閾値３０４は、誤判定を防ぐために設けられている。干渉信号３０５との相関は、８つのフレームのうち３つにおいて検出閾値３０４を超える。干渉信号は、ＭＯＩに比して（最寄のＬＭＵに対して）より高い出力レベルにあることが有り、これは干渉体がより高い非重み付け指標を生成するのに貢献することとなり、正確な参照選択に混乱を招くこととなる。干渉移動体の場合、図３ｂに対応するオフセットは、４、２、１によって表し得る。これは、２つの移動体のホッピングシーケンスがランダムに衝突していることを示す。
【００３８】
セルラー周波数再使用パターンは元来、ユーザ間の同一チャンネル干渉を最少化するために着想された。大きいセルラー再使用パターン（例えば、１１セルや７セル）もまた、基地局間の周波数使用調整が不要であるといった利点を有する。セルラー再使用パターンは、システムスループット全体を増加させるために強化されるため、ネットワーク基盤無線定位の実施中には干渉移動体装置の機会が増すことになる。図４ａ、４ｂ、４ｃ、および４ｄにおいて、周波数は文字で表されている。
【００３９】
図４ａは、隣接および最寄のセルが異なる周波数を使用する場合の典型的な７セル再使用パターンを示すものである。実際には、干渉移動体送信がＢＴＳ直径２つ分超離れた箇所から送られる。
【００４０】
図４ｂは、４セル再使用パターンを示すものである。本パターンにおいて、干渉移動体送信は、少なくともＢＴＳ直径全体分ほど減衰されて到着するようになる。
【００４１】
図４ｃは、３セル再使用パターンを示すものである。本パターンにおいて、干渉移動体送信は、少なくともＢＴＳ直径分減衰されて到着するようになる。
【００４２】
図４ａは、１セル再使用パターンを示すものである。本パターンにおいて、干渉移動体送信が予期され、干渉を最少化するためのＢＴＳ間調整と、干渉を緩和するための高度信号処理とが要求されてもよい。
【００４３】
図５は、位置計算にアップリンク到達時間差（Ｕ−ＴＤＯＡ）を使用するネットワーク基盤無線定位システムのための全体定位プロセスを示すものである。まず、無線ネットワークとの電波通信において、移動体装置がアクティブになる５０１。アップリンク送信は制御中かまたはトラフィック／データチャンネルにあってもよい。ＢＳＣ／ＭＳＣは、ＳＭＬＣに対してチャンネル割り当ておよびネットワーク情報を伴う位置決め要求を与え５０２、ＷＬＳにタスクを課す。ＳＭＬＣは、ＲＦエネルギーをデジタル化して記憶するため、サービス中のセルに基づいて周辺サイトのＬＭＵに指令を送る５０３。ＬＭＵは、必ずセクター毎に１つ以上となるよう、基地局毎の多数のアンテナポートにおいて関心対象信号を受信する５０４が、これは一次および二次セクターの双方が同一ＬＭＵにあり得ることを意味する。既知のミッドアンブル（またはプリアンブルまたはポストアンブル）を使用して、受信品質指標を生成するために受信信号との相互関連づけを使用する５０５。この品質指標は、指令を受けたすべてのＬＭＵによってＳＭＬＣに伝達される５０６。
【００４４】
最良の検出指標を有するＬＭＵ（通常、サービス中のセルサイトのサービス中セクター）は、参照としてＳＭＬＣによって選択される一方で、閾値を超えるより低い検出指標を有するＬＭＵは、協働受信機として選択される５０７。
【００４５】
その後、参照サイトのＬＭＵは、自らが受信した波形データを分配し、ＳＭＬＣに対してそれを送信する５０８。復調データが、すべての周辺ＬＭＵに分配される５０９。ＬＭＵは、ＴＤＯＡ測定値の演算のために、参照波形を記憶していた信号データと相互に関連づける５１０。その後、ＬＭＵは、その測定値をＳＭＬＣに返す５１１。
【００４６】
ＳＭＬＣは、位置、速度、および誤差推定を演算する５１２。その後、ＳＭＬＣは、位置データを要求元または指定先のネットワーク実体に対して通知する５１３。
結論
本発明の真の範囲は、本明細書に記載の一例としての、または現段階で好適な実施形態に限定されるものでない。例えば、図１に描かれる無線通信ネットワーク（ＷＣＮ）内に展開された無線定位システム（ＷＬＳ）について上述した一例としての詳細は、以下に記載の請求項によって規定される保護範囲から逸脱しない限りにおいて、変更が可能である。多くの場合、本明細書に記載の実施箇所（すなわち機能的要素）は、単に設計者の嗜好であり、厳格に要求されるものでない。本明細書に記載の発明的技術および概念は、種々の時分割および周波数分割多重（ＴＤＭＡ／ＦＤＭＡ）電波通信システムに適用される。これらには、広範に使用されているＩＳ−１３６（ＴＤＭＡ）、ＧＳＭ、ＯＦＤＭ（ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）無線システム、およびＣＤＭＡ（ＩＳ−９５、ＩＳ−２０００）やＷ−ＣＤＭＡとしても既知であるユニバーサルモバイルテレコミュニケーションズシステム（ＵＴＭＳ）等の符号分割無線通信システムが含まれる。移動体通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ）モデルは、一例であり、本発明が使用されてもよい唯一の環境ではない。
【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図１】
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【図５】
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【国際調査報告】
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