(57)【要約】【課題】ユーザデバイスの位置を判定するためのコンピュータプログラム製品、装置、ならびに方法を提供する。【解決手段】複数のＤＴＶトランスミッタからの複数のデジタルテレビジョン（ＤＴＶ）放送信号をユーザデバイスにおいて受信し、ＤＴＶ放送信号に基づいてユーザデバイスと各ＤＴＶトランスミッタとの間の擬似距離を判定し、この擬似距離と各ＤＴＶトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定する。ＤＴＶ信号の例としては、米国テレビジョン規格委員会（ＡＴＳＣ）信号、欧州通信規格機構デジタルビデオ放送地上波（ＤＶＢ−Ｔ）信号、および日本地上デジタルテレビジョン放送方式（ＩＳＤＢ−Ｔ）信号を含んでいる。【選択図】図１
2004109139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　ユーザデバイスの位置を判定する方法であり：
　複数のＤＴＶトランスミッタからの複数のデジタルテレビジョン（ＤＴＶ）放送信号をユーザデバイスにおいて受信し；
　ＤＴＶ放送信号に基づいてユーザデバイスと各ＤＴＶトランスミッタとの間の擬似距離を判定し；
　この擬似距離と各ＤＴＶトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定することからなる方法。
【請求項２】
　ユーザデバイスの位置の判定は：
　１つのＤＴＶトランスミッタにおけるトランスミッタクロックと既知の時間基準との間の差に基づいて擬似距離を調節し；
　調節された擬似距離と各ＤＴＶトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定することからなる、
　請求項１記載の方法。
【請求項３】
　ＤＴＶ放送信号は米国テレビジョン規格委員会（ＡＴＳＣ）信号であり、擬似距離はＡＴＳＣフレームにおける既知のデジタルシーケンスに基づいて判定される請求項１記載の方法。
【請求項４】
　既知のデジタルシーケンスは同期コードである請求項３記載の方法。
【請求項５】
　同期コードはＡＴＳＣデータフレームにおけるフィールド同期セグメントである請求項４記載の方法。
【請求項６】
　同期コードはＡＴＳＣデータフレームにおけるデータセグメント内の同期セグメントである請求項４記載の方法。
【請求項７】
　ＤＴＶ放送信号は欧州通信規格機構（ＥＴＳＩ）デジタルビデオ放送地上波（ＤＶＢ−Ｔ）信号であり、擬似距離はＤＴＶ放送信号内の既知の成分に基づいて判定される請求項１記載の方法。
【請求項８】
　既知の成分はスキャッタパイロットキャリアである請求項７記載の方法。
【請求項９】
　ユーザデバイスの位置判定は：
　ユーザデバイス内のローカル時間基準とマスタ時間基準との間のオフセットを判定し；
　擬似距離、各ＤＴＶトランスミッタの位置、およびオフセットに基づいてユーザデバイスの位置を判定する、
　ことを含む請求項１記載の方法。
【請求項１０】
　オフセットを使用してユーザデバイスの次の位置を判定することをさらに含む請求項９記載の方法。
【請求項１１】
　擬似距離の判定は：
　各ＤＴＶ信号の一部を記憶し；
　続いて前記記憶された一部のそれぞれとユーザデバイスによって形成された信号とを相関させて擬似距離を生成することを含む請求項１記載の方法。
【請求項１２】
　擬似距離の判定は：
　ＤＴＶ信号が受信された際にＤＴＶ信号のそれぞれとユーザデバイスによって形成された信号とを相関させて擬似距離を生成することを含む請求項１記載の方法。
【請求項１３】
　ユーザデバイスの位置判定は：
　ユーザデバイスが存在している概略的な地理的範囲を判定し；
　擬似距離とこの概略的な地理的範囲とに基づいてユーザデバイスの位置を判定する、
　ことを含む請求項１記載の方法。
【請求項１４】
　概略的な地理的範囲はユーザデバイスと通信可能にリンクされた追加的なトランスミッタのフットプリントである請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
　ユーザデバイスの位置判定は：
　ユーザデバイスの周囲における対流圏伝搬速度を判定し；
　この対流圏伝搬速度に基づいて各擬似距離の数値を調節し；
　調節された擬似距離および各ＤＴＶトランスミッタの位置に基づいてユーザデバイスの位置を判定する、
　ことを含む請求項１記載の方法。
【請求項１６】
　ユーザデバイスの位置の判定は：
　ユーザデバイスの周囲の地形高度に基づいて各擬似距離を調節し；
　調節された擬似距離および各ＤＴＶトランスミッタの位置に基づいてユーザデバイスの位置を判定する、
　ことを含む請求項１記載の方法。
【請求項１７】
　ユーザデバイスと通信可能にリンクされた追加的なトランスミッタの識別と、この追加的トランスミッタと受信したＤＴＶ放送信号とを相関させる記憶された表に基づいてＤＴＶ信号を選択することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項１８】
　ユーザからの位置の入力を受容し；
　この位置入力に基づいてＤＴＶ信号を選択することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項１９】
　位置の指紋を構成するために受信可能なＤＴＶ信号を走査し；
　指紋と既知の位置の既知の指紋に一致する記憶された表とに基づいて擬似距離を判定するために使用するＤＴＶ放送信号を選択する、
　ことをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項２０】
　ＤＴＶトランスミッタからの冗長擬似距離に基づいて各擬似距離の完全性を検査するためにレシーバ自律完全性監視（ＲＡＩＭ）を使用することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項２１】
　ユーザデバイスの位置を判定する方法であり：
　複数のＤＴＶトランスミッタからの複数のデジタルテレビジョン（ＤＴＶ）放送信号をユーザデバイスにおいて受信し；
　ＤＴＶ放送信号に基づいてユーザデバイスと各ＤＴＶトランスミッタとの間の擬似距離を判定し；
　この擬似距離と各ＤＴＶトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定するように構成された位置サーバに擬似距離を伝送することからなる方法。
【請求項２２】
　擬似距離の判定は：
　ＤＴＶ放送信号の成分のＤＴＶトランスミッタのうちの１つからの送信時間を判定し；
　この成分のユーザデバイスにおける受信時間を判定し；
　送信時間と受信時間との間の差を判定する、
　ことを含む請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
　ＤＴＶ放送信号は米国テレビジョン規格委員会（ＡＴＳＣ）信号であり、成分はＡＴＳＣフレームにおける既知のデジタルシーケンスである請求項２１記載の方法。
【請求項２４】
　成分は同期コードである請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
　同期コードはＡＴＳＣデータフレームにおけるフィールド同期セグメントである請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
　同期コードはＡＴＳＣデータフレームにおけるデータセグメント内の同期セグメントである請求項２４記載の方法。
【請求項２７】
　ＤＴＶ放送信号は欧州通信規格機構（ＥＴＳＩ）デジタルビデオ放送地上波（ＤＶＢ−Ｔ）信号である請求項２１記載の方法。
【請求項２８】
　成分はスキャッタパイロットキャリアである請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
　擬似距離の判定は：
　各ＤＴＶ信号の一部を記憶し；
　続いて前記記憶された一部のそれぞれとユーザデバイスによって形成された信号とを相関させて擬似距離を生成することを含む請求項２１記載の方法。
【請求項３０】
　擬似距離の判定は：
　ＤＴＶ信号が受信された際にＤＴＶ信号のそれぞれとユーザデバイスによって形成された信号とを相関させて擬似距離を生成することを含む請求項２１記載の方法。
【請求項３１】
　ユーザデバイスの位置を判定する方法であり：
　ユーザデバイスから複数の擬似距離を受信し、各擬似距離はユーザデバイスと複数のＤＴＶトランスミッタのうちの１つとの間においてＤＴＶトランスミッタによって放送されたＤＴＶ信号に基づいて判定され；
　擬似距離と各ＤＴＶトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定することからなる方法。
【請求項３２】
　ユーザデバイスの位置の判定は：
　１つのＤＴＶトランスミッタにおけるトランスミッタクロックと既知の時間基準との間の差に基づいて擬似距離を調節し；
　調節された擬似距離と各ＤＴＶトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定することからなる、
　請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
　ＤＴＶ放送信号は米国テレビジョン規格委員会（ＡＴＳＣ）信号であり、擬似距離はＡＴＳＣフレームにおける既知のデジタルシーケンスに基づいて判定される請求項３１記載の方法。
【請求項３４】
　既知のデジタルシーケンスは同期コードである請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
　同期コードはＡＴＳＣデータフレームにおけるフィールド同期セグメントである請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
　同期コードはＡＴＳＣデータフレームにおけるデータセグメント内の同期セグメントである請求項３４記載の方法。
【請求項３７】
　ＤＴＶ放送信号は欧州通信規格機構（ＥＴＳＩ）デジタルビデオ放送地上波（ＤＶＢ−Ｔ）信号であり、擬似距離はＤＴＶ放送信号内の既知の成分に基づいて判定される請求項３１記載の方法。
【請求項３８】
　既知の成分はスキャッタパイロットキャリアである請求項３７記載の方法。
【請求項３９】
　ユーザデバイスの位置判定は：
　ユーザデバイス内のローカル時間基準とマスタ時間基準との間のオフセットを判定し；
　擬似距離、各ＤＴＶトランスミッタの位置、およびオフセットに基づいてユーザデバイスの位置を判定する、
　ことを含む請求項３１記載の方法。
【請求項４０】
　オフセットを使用してユーザデバイスの次の位置を判定することをさらに含む請求項３９記載の方法。
【請求項４１】
　ユーザデバイスの位置判定は：
　ユーザデバイスが存在している概略的な地理的範囲を判定し；
　擬似距離とこの概略的な地理的範囲とに基づいてユーザデバイスの位置を判定する、
　ことを含む請求項３１記載の方法。
【請求項４２】
　概略的な地理的範囲はユーザデバイスと通信可能にリンクされた追加的なトランスミッタのフットプリントである請求項４１記載の方法。
【請求項４３】
　ユーザデバイスの位置判定は：
　ユーザデバイスの周囲における対流圏伝搬速度を判定し；
　この対流圏伝搬速度に基づいて各擬似距離の数値を調節し；
　調節された擬似距離および各ＤＴＶトランスミッタの位置に基づいてユーザデバイスの位置を判定する、
　ことを含む請求項３１記載の方法。
【請求項４４】
　ユーザデバイスの位置の判定は：
　ユーザデバイスの周囲の地形高度に基づいて各擬似距離を調節し；
　調節された擬似距離および各ＤＴＶトランスミッタの位置に基づいてユーザデバイスの位置を判定する、
　ことを含む請求項３１記載の方法。
【請求項４５】
　ユーザデバイスの位置を判定する装置であり：
　複数のＤＴＶトランスミッタからの複数のデジタルテレビジョン（ＤＴＶ）放送信号をユーザデバイスにおいて受信する手段と；
　ＤＴＶ放送信号に基づいてユーザデバイスと各ＤＴＶトランスミッタとの間の擬似距離を判定する手段と；
　この擬似距離と各ＤＴＶトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段とからなる装置。
【請求項４６】
　ユーザデバイスの位置を判定する手段は：
　１つのＤＴＶトランスミッタにおけるトランスミッタクロックと既知の時間基準との間の差に基づいて擬似距離を調節する手段と；
　調節された擬似距離と各ＤＴＶトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段と、
　からなる請求項４５記載の装置。
【請求項４７】
　ＤＴＶ放送信号は米国テレビジョン規格委員会（ＡＴＳＣ）信号であり、擬似距離はＡＴＳＣフレームにおける既知のデジタルシーケンスに基づいて判定される請求項４５記載の装置。
【請求項４８】
　既知のデジタルシーケンスは同期コードである請求項４７記載の装置。
【請求項４９】
　同期コードはＡＴＳＣデータフレームにおけるフィールド同期セグメントである請求項４８記載の装置。
【請求項５０】
　同期コードはＡＴＳＣデータフレームにおけるデータセグメント内の同期セグメントである請求項４８記載の装置。
【請求項５１】
　ＤＴＶ放送信号は欧州通信規格機構（ＥＴＳＩ）デジタルビデオ放送地上波（ＤＶＢ−Ｔ）信号であり、擬似距離はＤＴＶ放送信号内の既知の成分に基づいて判定される請求項４５記載の装置。
【請求項５２】
　既知の成分はスキャッタパイロットキャリアである請求項５１記載の装置。
【請求項５３】
　ユーザデバイスの位置を判定する手段は：
　ユーザデバイス内のローカル時間基準とマスタ時間基準との間のオフセットを判定する手段と；
　擬似距離、各ＤＴＶトランスミッタの位置、およびオフセットに基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段と、
　からなる請求項４５記載の装置。
【請求項５４】
　オフセットを使用してユーザデバイスの次の位置を判定する手段をさらに含む請求項４５記載の装置。
【請求項５５】
　擬似距離を判定する手段は：
　各ＤＴＶ信号の一部を記憶する手段と；
　続いて前記記憶された一部のそれぞれとユーザデバイスによって形成された信号とを相関させて擬似距離を生成する手段を含む請求項４５記載の装置。
【請求項５６】
　擬似距離を判定する手段は：
　ＤＴＶ信号が受信された際にＤＴＶ信号のそれぞれとユーザデバイスによって形成された信号とを相関させて擬似距離を生成する手段を含む請求項４５記載の装置。
【請求項５７】
　ユーザデバイスの位置を判定する手段は：
　ユーザデバイスが存在している概略的な地理的範囲を判定する手段と；
　擬似距離とこの概略的な地理的範囲とに基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段と、
　を含む請求項４５記載の装置。
【請求項５８】
　概略的な地理的範囲はユーザデバイスと通信可能にリンクされた追加的なトランスミッタのフットプリントである請求項５７記載の装置。
【請求項５９】
　ユーザデバイスの位置を判定する手段は：
　ユーザデバイスの周囲における対流圏伝搬速度を判定する手段と；
　この対流圏伝搬速度に基づいて各擬似距離の数値を調節する手段と；
　調節された擬似距離および各ＤＴＶトランスミッタの位置に基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段と、
　を含む請求項４５記載の装置。
【請求項６０】
　ユーザデバイスの位置を判定する手段は：
　ユーザデバイスの周囲の地形高度に基づいて各擬似距離を調節する手段と；
　調節された擬似距離および各ＤＴＶトランスミッタの位置に基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段と、
　を含む請求項４５記載の装置。
【請求項６１】
　ユーザデバイスと通信可能にリンクされた追加的なトランスミッタの識別と、この追加的トランスミッタと受信したＤＴＶ放送信号とを相関させる記憶された表に基づいてＤＴＶ信号を選択する手段をさらに含む請求項４５記載の装置。
【請求項６２】
　ユーザからの位置の入力を受容する手段と；
　この位置入力に基づいてＤＴＶ信号を選択する手段をさらに含む請求項４５記載の装置。
【請求項６３】
　位置の指紋を構成するために受信可能なＤＴＶ信号を走査する手段と；
　指紋と既知の位置の既知の指紋に一致する記憶された表とに基づいて擬似距離を判定するために使用するＤＴＶ放送信号を選択する手段と、
　をさらに含む請求項４５記載の装置。
【請求項６４】
　ＤＴＶトランスミッタからの冗長擬似距離に基づいて各擬似距離の完全性を検査するためにレシーバ自律完全性監視（ＲＡＩＭ）を使用する手段をさらに含む請求項４５記載の装置。
【請求項６５】
　ユーザデバイスの位置を判定する装置であり：
　複数のＤＴＶトランスミッタからの複数のデジタルテレビジョン（ＤＴＶ）放送信号をユーザデバイスにおいて受信する手段と；
　ＤＴＶ放送信号に基づいてユーザデバイスと各ＤＴＶトランスミッタとの間の擬似距離を判定する手段と；
　この擬似距離と各ＤＴＶトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定するように構成された位置サーバに擬似距離を伝送する手段とからなる装置。
【請求項６６】
　擬似距離を判定する手段は：
　ＤＴＶ放送信号の成分のＤＴＶトランスミッタのうちの１つからの送信時間を判定する手段と；
　この成分のユーザデバイスにおける受信時間を判定する手段と；
　送信時間と受信時間との間の差を判定する手段と、
　を含む請求項６５記載の装置。
【請求項６７】
　ＤＴＶ放送信号は米国テレビジョン規格委員会（ＡＴＳＣ）信号であり、成分はＡＴＳＣフレームにおける既知のデジタルシーケンスである請求項６５記載の装置。
【請求項６８】
　成分は同期コードである請求項６７記載の装置。
【請求項６９】
　同期コードはＡＴＳＣデータフレームにおけるフィールド同期セグメントである請求項６８記載の装置。
【請求項７０】
　同期コードはＡＴＳＣデータフレームにおけるデータセグメント内の同期セグメントである請求項６８記載の装置。
【請求項７１】
　ＤＴＶ放送信号は欧州通信規格機構（ＥＴＳＩ）デジタルビデオ放送地上波（ＤＶＢ−Ｔ）信号である請求項６５記載の装置。
【請求項７２】
　成分はスキャッタパイロットキャリアである請求項７１記載の装置。
【請求項７３】
　擬似距離を判定する手段は：
　各ＤＴＶ信号の一部を記憶する手段と；
　続いて前記記憶された一部のそれぞれとユーザデバイスによって形成された信号とを相関させて擬似距離を生成する手段とを含む請求項６５記載の装置。
【請求項７４】
　擬似距離を判定する手段は：
　ＤＴＶ信号が受信された際にＤＴＶ信号のそれぞれとユーザデバイスによって形成された信号とを相関させて擬似距離を生成することを含む請求項６５記載の装置。
【請求項７５】
　ユーザデバイスの位置を判定する装置であり：
　ユーザデバイスから複数の擬似距離を受信する手段を備え、各擬似距離はユーザデバイスと複数のＤＴＶトランスミッタのうちの１つとの間においてＤＴＶトランスミッタによって放送されたＤＴＶ信号に基づいて判定され；
　擬似距離と各ＤＴＶトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段を備える装置。
【請求項７６】
　ユーザデバイスの位置を判定する手段は：
　１つのＤＴＶトランスミッタにおけるトランスミッタクロックと既知の時間基準との間の差に基づいて擬似距離を調節する手段と；
　調節された擬似距離と各ＤＴＶトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段と、
　からなる請求項７５記載の装置。
【請求項７７】
　ＤＴＶ放送信号は米国テレビジョン規格委員会（ＡＴＳＣ）信号であり、擬似距離はＡＴＳＣフレームにおける既知のデジタルシーケンスに基づいて判定される請求項７５記載の装置。
【請求項７８】
　既知のデジタルシーケンスは同期コードである請求項７７記載の装置。
【請求項７９】
　同期コードはＡＴＳＣデータフレームにおけるフィールド同期セグメントである請求項７８記載の装置。
【請求項８０】
　同期コードはＡＴＳＣデータフレームにおけるデータセグメント内の同期セグメントである請求項７８記載の装置。
【請求項８１】
　ＤＴＶ放送信号は欧州通信規格機構（ＥＴＳＩ）デジタルビデオ放送地上波（ＤＶＢ−Ｔ）信号であり、擬似距離はＤＴＶ放送信号内の既知の成分に基づいて判定される請求項７５記載の装置。
【請求項８２】
　既知の成分はスキャッタパイロットキャリアである請求項８１記載の装置。
【請求項８３】
　ユーザデバイスの位置を判定する手段は：
　ユーザデバイス内のローカル時間基準とマスタ時間基準との間のオフセットを判定する手段と；
　擬似距離、各ＤＴＶトランスミッタの位置、およびオフセットに基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段と、
　を含む請求項７５記載の装置。
【請求項８４】
　オフセットを使用してユーザデバイスの次の位置を判定する手段をさらに含む請求項８３記載の装置。
【請求項８５】
　ユーザデバイスの位置を判定する手段は：
　ユーザデバイスが存在している概略的な地理的範囲を判定する手段と；
　擬似距離とこの概略的な地理的範囲とに基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段と、
　を含む請求項７５記載の装置。
【請求項８６】
　概略的な地理的範囲はユーザデバイスと通信可能にリンクされた追加的なトランスミッタのフットプリントである請求項８５記載の装置。
【請求項８７】
　ユーザデバイスの位置を判定する手段は：
　ユーザデバイスの周囲における対流圏伝搬速度を判定する手段と；
　この対流圏伝搬速度に基づいて各擬似距離の数値を調節する手段と；
　調節された擬似距離および各ＤＴＶトランスミッタの位置に基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段と、
　を含む請求項７５記載の装置。
【請求項８８】
　ユーザデバイスの位置を判定する手段は：
　ユーザデバイスの周囲の地形高度に基づいて各擬似距離を調節する手段と；
　調節された擬似距離および各ＤＴＶトランスミッタの位置に基づいてユーザデバイスの位置を判定する手段と、
　を含む請求項７５記載の装置。
【請求項８９】
　ユーザデバイスの位置を判定するためのものであり、請求項１ないし４４のいずれかに記載の方法をプログラム可能なプロセッサに実行させるよう動作する命令を含んだ、コンピュータによって読取り可能な媒体に実装されたコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
　発明の背景
　産業上の利用分野
　本発明は一般的に位置判定に係り、特にＤＴＶ信号を使用する位置判定に関する。
【０００２】
　関連技術の説明
　無線信号を使用した二次元の緯度／経度位置確認システムの方式が以前から知られている。広範な用途において、ロランＣおよびオメガとして知られる地上システムならびにトランジットとして知られる衛星に基づいたシステムが使用されている。また普及が拡大している別の衛星に基づいたシステムが全地球位置把握システム（ＧＰＳ）である。
【０００３】
　１９７４年に初めて考案されたＧＰＳは位置確認、ナビゲーション、測量、時間時間伝達に広く使用されている。ＧＰＳシステムは次同期の１２時間軌道内の２４個の軌道衛星の集合に基づいている。各衛星は精密なクロックを搭載するとともに擬似距離を決定するために正確に追尾することができる擬似ノイズ信号を伝送する。４個あるいはそれより多い衛星を追尾することによって、世界中で三次元における正確な位置をリアルタイムで判定することができる。より詳細な点については、１９９６年、ワシントンＤＣの衛星通信フォーラムにおけるＢ．Ｗ．パーキンソン氏およびＪ．Ｊ．スピルカー・ジュニア氏による“全地球位置把握システム：原理および応用”第１および２巻に記載されている。
【０００４】
　ＧＰＳはナビゲーションおよび位置確認技術を革命的に進化させた。しかしながらＧＰＳは場合よって効果が低下する。ＧＰＳ信号は比較的低い出力（１００ワット未満）で大きな距離を伝送されるため、受信される信号の強さは比較的低いものとなる（多方向アンテナによって受信した場合−１６０ｄＢの領域となる）。従って障害物が存在する場合あるいは屋内においては信号が限定的にしか利用できないかあるいは利用不可能となる。
【０００５】
　またアナログ方式のＮＴＳＣテレビ信号を使用して位置を検出するシステムも提案されている。この提案は１９９６年４月２３日に公告された米国特許第５５１０８０１号“テレビ放送信号を使用した位置判定システムおよび方法”に記載されている。しかしながら、現状のアナログＴＶ信号はＴＶのセットスイープ回路を比較的粗く同期化するための水平および垂直パルスを含んでいる。さらに、２００６年に連邦通信委員会（ＦＣＣ）がＮＴＳＣ信号を停止して高付加価値のスペクトルを再割り当てすることを判断する予定になっており、従ってより高付加価値の目的に対して入札が行われる。
【０００６】
　発明の概要
　一般的に、本発明の特徴は、ユーザデバイスの位置を判定するコンピュータプログラム製品、装置、ならびに方法である。これは、ユーザデバイスにおいて複数のＤＴＶトランスミッタから複数のデジタルテレビジョン（ＤＴＶ）放送信号を受信し、ＤＴＶ放送信号に基づいてユーザデバイスと各ＤＴＶトランスミッタとの間の擬似距離を判定し、擬似距離と各ＤＴＶトランスミッタの位置とに基づいてユーザデバイスの位置を判定することを含んでいる。
【０００７】
　典型的な実施形態は以下の特徴のうちの１つあるいは複数を含んでいる。ユーザデバイスの位置の判定が、１つのＤＴＶトランスミッタにおけるトランスミッタクロックと既知の時間基準との間の差に基づいて擬似距離を調節することを含んでいる。ＤＴＶ放送信号は米国テレビジョン規格委員会（ＡＴＳＣ）信号であり、擬似距離はＡＴＳＣフレームにおける既知のデジタルシーケンスに基づいて判定される。既知のデジタルシーケンスは同期コードである。同期コードはＡＴＳＣデータフレームにおけるフィールド同期セグメントである。同期コードはＡＴＳＣデータフレームにおけるデータセグメント内の同期セグメントである。ＤＴＶ放送信号は欧州通信規格機構（ＥＴＳＩ）デジタルビデオ放送地上波（ＤＶＢ−Ｔ）信号である。擬似距離はＤＴＶ放送信号内の既知の成分に基づいて判定される。既知の成分はスキャッタパイロットキャリアである。ユーザデバイスの位置判定は、ユーザデバイス内のローカル時間基準とマスタ時間基準との間のオフセットを判定することを含む。実施形態は、オフセットを使用してユーザデバイスの次の位置を判定することを含んでいる。擬似距離の判定は、各ＤＴＶ信号の一部を記憶し；続いて前記記憶された一部のそれぞれとユーザデバイスによって形成された信号とを相関させて擬似距離を生成することを含む。擬似距離の判定は、ＤＴＶ信号が受信された際にＤＴＶ信号のそれぞれとユーザデバイスによって形成された信号とを相関させて擬似距離を生成することを含む。ユーザデバイスの位置判定は、ユーザデバイスが存在している概略的な地理的範囲を判定し；擬似距離とこの概略的な地理的範囲とに基づいてユーザデバイスの位置を判定することを含む。地理的範囲はユーザデバイスと通信可能にリンクされた追加的なトランスミッタのフットプリントである。ユーザデバイスの位置判定は、ユーザデバイスの周囲における対流圏伝搬速度を判定し；この対流圏伝搬速度に基づいて各擬似距離の数値を調節することを含む。ユーザデバイスの位置の判定は、ユーザデバイスの周囲の地形高度に基づいて各擬似距離を調節することを含む。実施形態は、ユーザデバイスと通信可能にリンクされた追加的なトランスミッタの識別と、この追加的トランスミッタと受信したＤＴＶ放送信号とを相関させる記憶された表に基づいてＤＴＶ信号を選択することを含む。実施形態は、ユーザからの位置の入力を受容し；この位置入力に基づいてＤＴＶ信号を選択することを含む。実施形態は、位置の指紋を構成するために受信可能なＤＴＶ信号を走査し；指紋と既知の位置の既知の指紋に一致する記憶された表とに基づいて擬似距離を判定するために使用するＤＴＶ放送信号を選択することを含む。実施形態は、ＤＴＶトランスミッタからの冗長擬似距離に基づいて各擬似距離の完全性を検査するためにレシーバ自律完全性監視（ＲＡＩＭ）を使用することを含む。
【０００８】
　本発明の実施形態は以下の特徴のうちのいずれか１つあるいは複数を含むことが好適である。本発明の実施形態は、携帯電話、ワイヤレスＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）、ポケットベル、自動車、ＯＣＤＭＡ（符号分割光多重通信方式）トランスミッタ、ならびにその他のデバイスのホストの位置を判定するために使用することが好適である。本発明の実施形態はＤＴＶ信号を使用するものであり、これは米国において優れた到達範囲を有するとともに、その普及は連邦通信委員会によって薦められている。本発明の実施形態は、デジタル放送局の改変は全く必要としない。
【０００９】
　ＤＴＶ信号はＧＰＳに比べて４０ｄＢ超出力が大きい利点を有し、また衛星システムが提供し得るものよりも幾何学的配列の点で優れており、これによって障害物が存在する場合あるいは屋内においても位置確認が可能になる。ＤＴＶ信号はＧＰＳに比べて約６ないし８倍の帯域幅を有し、これによってマルチパス現象を最小限に抑えることができる。距離測定に使用されるＤＴＶ信号内の高出力および成分特性（例えばＡＴＳＣ−ＤＴＶ信号の低いデューティファクタ／分散した周波数のため、処理要求は最小限のものとなる。本発明は、ＧＰＳ技術が必要とするものに比べてはるかに低コスト、低処理速度および低出力のデバイスで実施することができる。
【００１０】
　ＧＰＳ等の衛星システムと対照的に、ＤＴＶトランスミッタとユーザとの間の距離はＧＰＳに比べて極めて緩慢に変化する。従ってＤＴＶ信号はドップラー効果によって大きな影響は受けない。このことによって信号を時間周期で積算することが可能になり、その結果極めて効果的な信号補足が得られる。
【００１１】
　従来の携帯電話システムに比べてＤＴＶ信号の周波数は実質的に低いものとなり従ってより良好な伝搬特性を有する。例えば、ＤＴＶ信号は携帯電話信号よりも大きな回折を有し、従って山の影響が少なくより大きな到達範囲を有する。さらに、この信号は建物および自動車を介する伝搬特性もより良好なものとなる。
【００１２】
　携帯電話に対する地上波到着角度／到着時間位置確認システムと異なって、本発明の実施は携帯電話基地局のハードウェアの変更を必要とせず、また１ｍの単位の精度を実現することができる。携帯電話に使用する場合、この技術はエアインタフェースに依存しておらず、ＧＳＭ（グローバルシステムモバイル）、ＡＭＰＳ（アドバンスドモバイルフォーンサービス）、ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）、ＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）等のいずれの方式でも可能である。広帯域のＵＨＦ（極超短波）周波数がＤＴＶトランスミッタに割り当てられている。従って、システム内に構成されたリダンデンシーが存在し、これは吸収、マルチパス、およびその他の減衰要因による特定周波数のディープフェードを防止することができる。
【００１３】
　本発明の１つまたは複数の実施例の詳細は、添付図面を参照しながら以下に説明される。本発明のその他の特徴、対象、ならびに利点は、以下の詳細な説明および図面、ならびに請求の範囲によって明らかにされる。
【００１４】
　好適な実施例の詳細な説明
　本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照しながら以下に記す発明の詳細な説明および添付の請求項によってより明らかにされる。
【００１５】
　序論
　デジタルテレビジョン（ＤＴＶ）は普及しつつある。ＤＴＶは１９９８年に最初に米国で実用化された。２０００年の末には、ＤＴＶ信号を放送する１６７局が稼動していた。２００１年２月２８日現在で、１２００のＤＴＶ設置許可がＦＣＣによって発効されている。ＦＣＣの目標によれば、全てのテレビジョン伝送が早急にデジタルとなりアナログ信号が廃止されるべきであるとされている。公共放送局はその免許を保持するために２００２年５月１日までにデジタル化しなければならない。民間ステーションは２００３年５月１日までにデジタル化しなければならない。米国内に１６００超のＤＴＶトランスミッタの設置が期待されている。
【００１６】
　新しいＤＴＶ信号は、割り当てられた６ＭＨｚチャネルで伝送されるマルチプルスタンダードデフィニションＴＶ信号または高精細度信号を送信することを可能にする。これらの新しいアメリカテレビ規格委員会（ＡＴＳＣ）ＤＴＶ信号はアナログＮＴＳＣ−ＴＶ信号と全く異なっており、新しい６ＭＨｚ周波数チャネルにおいて伝送され、全く新しい能力を備えている。
【００１７】
　発明者等はＡＴＳＣ信号が位置確認に使用できることを認識し、それを実行するための技術を開発した。この技術はＡＴＳＣ−ＤＴＶトランスミッタの周囲で使用することができ、その際のトランスミッタからの距離範囲は典型的なＤＴＶ受信範囲よりも遥かに広いものとなる。ＤＴＶ信号の高い出力のため、この技術は屋内においても手持ち受信機によって使用することができ、従って拡大された救急９１１（１１９番）サービスのための解決策を提供することができる。
【００１８】
　ここに開示されている技術は、近年欧州通信規格機構（ＥＴＳＩ）によって採用されたデジタルビデオ放送（ＤＶＢ）規格のＤＴＢ信号にも同様に適用可能である。例えば、ここに示されている技術は、ＤＶＢ信号内に埋包されたスキャッタパイロットキャリア信号と共に使用することができる。ＤＶＢスキャッタパイロットキャリア信号は８６８個の均等に離間配置されたパイロットキャリア信号の集合であり、そのそれぞれが連続的に増加する４つの周波数にわたってチャープ状にホップする周波数である。これらの技術はさらに日本地上デジタルテレビジョン放送方式（ＩＳＤＢ−Ｔ）と呼ばれるＤＴＶ信号にも適用可能である。これらの技術はさらに既知のデータシーケンスを伝送するものを含むその他のＤＴＶ信号に適用可能である。
【００１９】
　ＧＰＳのデジタル擬似ノイズコードとは対照的に、ＤＴＶ信号はわずか数マイルの距離のトランスミッタから受信され、トランスミッタはメガワットレベルのまでの信号を発信する。加えて、ＤＴＶアンテナは１４ｄＢの単位の大きなアンテナゲインを有する。従って、ＤＴＶ信号は屋内で受信するために充分な出力を有している。
【００２０】
　本発明の特定の実施形態は、ＤＴＶ８−ａｒｙベスティジアルサイドバンド変調（８ＶＳＢ）のデータ信号の復調および復号とは対照的にＤＴＶ信号同期コードのみを使用する。従って、ＤＴＶ信号は、単一データシンボルの周期の約１００万倍の周期で相関する。従って、ＤＴＶタワーから相当な距離において屋内で信号を追跡する可能性が大幅に拡大する。さらに、デジタル信号処理の使用を通じて、これらの新しい追跡技術を単一の半導体チップ内で実施することが可能となっている。
【００２１】
　以下に記すように、本発明の実施形態は“スキャッタパイロット信号”と呼ばれるＤＶＢ−Ｔ信号の成分を使用する。スキャッタパイロットの使用はいくつかの理由から好適である。第一に、これは屋内およびＤＴＶトランスミッタから大きな距離をおいての位置判定を可能にする。従来のＤＴＶレシーバは一時点に１つのデータ信号のみを使用し、また信号のエネルギーによってＤＴＶトランスミッタからの距離が限定されている。これに対して、本発明の実施形態は、複数のスキャッタパイロット信号のエネルギーを同時に使用し、これによってＤＴＶトランスミッタからの距離が従来のＤＴＶの受信より大きくなっても動作することが可能になる。さらに、スキャッタパイロットはデータによって変調されない。このことは２つの理由から好適である。第１に、スキャッタパイロット内の全ての出力が位置判定に使用可能になり；いずれの出力もデータ専用にはならない。第２にスキャッタパイロットはデータ変調がもたらす減衰の影響を受けることなく長い時間周期で観察可能である。従って、ＤＴＶタワーから相当に離れた距離において屋内で信号を追跡する可能性が大幅に拡大する。さらに、デジタル信号プロセッシングの使用によって、この新しい追跡技術を単一の半導体チップ内で実行することが可能となる。
【００２２】
　概略位置確認
　図１を参照すると、例示的な構成形態１００は、無線リンクを介してベースステーション１０４と交信するユーザデバイス１０２を備えている。一実施形態において、ユーザデバイス１０２は無線電話とし、ベースステーション１０４は無線電話基地局とされる。一実施形態においてベースステーション１０４はモバイルＭＡＮ（メトロポリタンネットワーク）またはＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）の一部とされる。
【００２３】
　図１は本発明の種々の側面を示すためのものであるが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、“ユーザデバイス”は、ここで記述されるＤＴＶ位置確認を実施することができるいずれかの対象物を示している。ユーザデバイスの例には、ＰＤＡ、携帯電話、自動車および車両、またはＤＴＶ位置確認を実施することができるチップまたはソフトウェアを含むことができるいずれかの対象物が含まれる。対象物は、“デバイス”であること、または“ユーザ”によって操作されることに限定されない。
【００２４】
　図２にはユーザの位置を判定する方法が示されている。ユーザデバイス１０２は複数のＤＴＶトランスミッタ１０６Ａおよび１０６Ｂないし１０６Ｎを介してＤＴＶ信号を受信する（ステップ７０２）。
【００２５】
　どのＤＴＶチャネルを位置確認に使用するか選択するために多様な方法が使用し得る。一実施形態において、ＤＴＶ位置サーバ１１０がモニタするための最適なＤＴＶチャネルをユーザデバイス１０２に伝達する。一実施形態において、ユーザデバイス１０２はベースステーション１０４を介してＤＴＶ位置サーバ１１０とメッセージの交換を行う。位置実施形態において、ユーザデバイス１０２はベースステーション１０４のアイデンティティとベースステーションとＤＴＶチャネルを相関させる記録された表に基づいてモニタするＤＴＶチャネルを選択する。別の実施形態において、ユーザデバイス１０２はユーザが入力した例えば一番近い都市名等の概略的な地域表示を示す位置を受領することができ；この情報を処理するＤＴＶ信号の選択に使用する。一実施形態において、ユーザデバイス１０２は受信可能なＤＴＶ信号をスキャンしてこの受信可能なＤＴＶチャネルの出力レベルに基づいて位置の指紋を構成する。ユーザデバイス１０２はこの指紋を既知の位置を伴った既知の指紋に相当する記録された表と比較して処理するためのＤＴＶチャネルを選択する。
【００２６】
　ユーザデバイス１０２はユーザデバイス１０２と各ＤＴＶトランスミッタ１０との間の擬似距離を判定する（ステップ７０４）。各擬似距離は、ＤＴＶ放送信号の一成分のトランスミッタ１０８からの伝送時間とこの成分のユーザデバイス１０２おける受信時間との間の時間差、ならびにユーザデバイスにおけるクロックオフセットを示すものである。
【００２７】
　ユーザデバイス１０２はこの擬似距離をＤＴＶ位置サーバ１１０に伝送する。一実施形態において、ＤＴＶ位置サーバはベースステーション１０４内あるいはその近くに配置される。
【００２８】
　ＤＴＶ信号はさらに複数のモニタユニット１０８Ａないし１０８Ｎによって受信される。各モニタユニットはトランシーバおよびプロセッサを含んだ小さなユニットとして実施され、電柱、ＤＴＶトランスミッタ１０６、またはベースステーション１０４等の適切な場所に設置することができる。一実施形態においてモニタユニットは衛星上に設置される。
【００２９】
　各モニタユニット１０８は、そこからのＤＴＶ信号を受信する各ＤＴＶトランスミッタ１０６に対してそのＤＴＶのローカルクロックと基準クロックとの間のタイムオフセットを計測する。一実施形態において、基準クロックはＧＰＳ信号から抽出される。基準クロックの使用によって、各モニタユニット１０８が基準クロックに相対してタイムオフセットを決定し得るため、複数のモニタユニット１０８が使用される際に各ＤＴＶトランスミッタ１０６に対するタイムオフセットを判定することが可能になる。従って、モニタユニット１０８のローカルクロック内におけるオフセットはこの決定に影響を与えない。
【００３０】
　別の実施形態においては外部時間基準が必要とされない。この実施形態によれば、単一のモニタユニットが、ユーザデバイス１０２が行っているように同一のＤＴＶトランスミッタからの全てのＤＴＶ信号を受信する。実際には、単一のモニタユニットのローカルクロックが時間基準として機能する。
【００３１】
　一実施形態において、各タイムオフセットは固定のオフセットとして形成される。別の実施形態において、各タイムオフセットはａ，ｂ，ｃおよびＴによって示される以下の二次の多項式として形成される。
【００３２】
【数１】
2004109139.tif 000003
いずれの実施形態においても、測定された各タイムオフセットは、インターネットまたは安全なモデム接続等を使用して定期的にＤＴＶ位置サーバに伝送される。一実施形態において、各モニタユニット１０８の位置はＧＰＳサービスを用いて決定される。
【００３３】
　ＤＴＶロケーションサーバ１１０は、各ＤＴＶトランスミッタ１０６の位相中心（すなわち位置）を説明する情報をデータベース１１２から受領する。位置実施形態において、ＤＴＶトランスミッタ１０６の位相中心は異なった位置においてモニタユニット１０８を使用して計測され、位相中心が直接的に計測される。別の実施形態において、各ＤＴＶトランスミッタ１０６の位相中心はアンテナ位相中心を監視することによって計測される。
【００３４】
　位置実施形態において、ＤＴＶ位置サーバ１１０は、ユーザデバイス１０２の周辺の気温、気圧、湿度を示す気象情報を気象サーバ１１４から受信する。この気象情報はインターネットおよびＮＯＡＡ等の他のソースから入手することができる。ＤＴＶ位置サーバ１１０は、例えばＢ．パーキンソン氏およびＪ．スピルカー・ジュニア氏等による１９９６年のワシントンＤＣにおけるＡＩＡＡ第１巻“グローバルポジショニングシステム−セオリーおよびアプリケーション”、Ｊ．スピルカー・ジュニア氏による第１７章“ＧＰＳにおける対流圏現象の影響”（これはここにおいて参照に組み入れてある）の技術を使用して気象情報から対流圏伝搬速度を判定する。
【００３５】
　ＤＴＶ位置サーバ１１０は、さらにユーザデバイス１０２の一般的な地理情報を示す情報をベースステーション１０４から受信する。例えば、この情報は携帯電話が位置しているセルまたはセル区部を示すことができる。以下に記述するように曖昧性解消のために使用される。
【００３６】
　ＤＴＶ位置サーバ１１０は、擬似距離および各トランスミッタの位置に基づいてユーザデバイス１０２の位置を判定する（ステップ７０６）。図３には３つのＤＴＶトランスミッタ１０６を使用する位置判定の幾何学配置が示されている。ＤＴＶトランスミッタ１０６Ａは位置（ｘ１，ｙ１）に存在している。ユーザデバイス１０２とＤＴＶトランスミッタ１０６Ａとの間の距離はｒ１とする。ＤＴＶトランスミッタ１０６Ｂは位置（ｘ２，ｙ２）に位置している。ユーザデバイス１０２とＤＴＶトランスミッタ１０６Ｂとの間の距離はｒ２とする。ＤＴＶトランスミッタ１０６Ｎは位置（ｘ３，ｙ３）に存在している。ユーザデバイス１０２とＤＴＶトランスミッタ１０６Ｎとの間の距離はｒ３とする。
【００３７】
　ＤＴＶ位置サーバ１１０は対流圏伝搬速度および対応するＤＴＶトランスミッタ１０６のタイムオフセットに従って擬似距離の数値を調整することができる。ＤＴＶ位置サーバ１１０はデータベース１１２からの位相中心情報を使用してＤＴＶトランスミッタ１０６の位置を判定する。
【００３８】
　ユーザデバイス１０２は、３つの未知数すなわち位置（ｘ，ｙ）およびユーザデバイス１０２のクロックオフセットＴを解くために３つあるいはそれより多い擬似距離計測値を使用する。別の実施形態において、ここに開示されている技術は三次元すなわち緯度、経度、および標高において位置を判定するために使用され、ＤＴＶトランスミッタの標高等の要素を含むことができる。
【００３９】
　３つの擬似距離計測値ｐｒ１，ｐｒ２，およびｐｒ３は以下の式によって与えられる。
【００４０】
【数２】
2004109139.tif 000004
【００４１】
【数３】
2004109139.tif 000005
【００４２】
【数４】
2004109139.tif 000006
　３つの距離は以下の式で表すことができる。
【００４３】
【数５】
2004109139.tif 000007
【００４４】
【数６】
2004109139.tif 000008
【００４５】
【数７】
2004109139.tif 000009
ここで、Ｘはユーザデバイス１０２の二次元のベクトル位置（ｘ，ｙ）を示し、Ｘ１はＤＴＶトランスミッタ１０６Ａの二次元のベクトル位置（ｘ１，ｙ１）を示し、Ｘ２はＤＴＶトランスミッタ１０６Ｂの二次元のベクトル位置（ｘ２，ｙ２）を示し、Ｘ３はＤＴＶトランスミッタ１０６Ｎの二次元のベクトル位置（ｘ３，ｙ３）を示す。これらの関係によって３つの等式が成立し、これによって３つの未知数ｘ，ｙ，およびＴが解かれる。ＤＴＶ位置サーバ１１０はこれらの等式を既知の一般的方法によって解く。ユーザデバイス１０２の位置は、ユーザにサービスを提供するために使用される。例えば、ユーザの位置がサービスプロバイダシステム１２０に伝送されるか、あるいはサービスプロバイダシステム１２０がＤＴＶ位置サーバ１１０からユーザの位置を取得することができる。いずれの方式においてもサービスプロバイダシステム１２０がユーザの位置にアクセスする。
【００４６】
　別の実施形態において、ユーザデバイス１０２は擬似距離を計算せず、むしろ擬似距離を計算するために充分であるＤＴＶ信号の測定値を取り込み、この測定値をＤＴＶ位置サーバ１１０に伝送する。ＤＴＶ位置サーバ１１０はこの測定値に基づいて擬似距離を計算し、前述したようにこの擬似距離に基づいてユーザの位置を計算する。
【００４７】
　別の実施形態において、デバイス１０２の位置はユーザデバイス１０２によって計算される。この実施形態においては、全ての必要な情報がユーザデバイス１０２に送信される。この情報はＤＴＶ位置サーバ１１０、ベースステーション１０４、１つまたは複数のＤＴＶトランスミッタ１０６、またはそれらいずれかの組合せを介してユーザデバイスに伝送することができる。ユーザデバイス１０２はその後擬似距離を計測し、前述した連立方程式を解く。この実施形態についてさらに説明する。
【００４８】
　ユーザデバイス１０２は各ＤＴＶトランスミッタのローカルクロックと基準クロックとの間のタイムオフセットを受信する。ユーザデバイス１０２はさらに各ＤＴＶトランスミッタ１０６の位相中心を示す情報をデータベース１１２から伝送する。
【００４９】
　ユーザデバイス１０２はＤＴＶ位置サーバ１１０によって計算された対流圏伝搬速度を受信する。別の実施形態において、ユーザデバイス１０２はこのユーザデバイス１０２の周囲の気温、気圧、および湿度を示す気象情報を気象サーバ１１４から受信し、一般的な手法を使用してこの気象情報から対流圏伝搬速度を判定する。
【００５０】
　ユーザデバイス１０２はさらにベースステーション１０４からこのユーザデバイス１０２の大まかな位置を示す情報を受信する。例えば、この情報は携帯電話が位置しているセルまたはセル区部を示すことができる。この情報は以下に説明するように曖昧性解消に使用することができる。
【００５１】
　ユーザデバイス１０２は複数のＤＴＶトランスミッタ１０６からＤＴＶ信号を受信し、ユーザデバイス１０２と各トランスミッタ１０６との間の擬似距離を判定する。ユーザデバイス１０２はその後擬似距離およびトランスミッタの位相中心に基づいて位置を判定する。
【００５２】
　これらの実施形態のいずれにおいても、２つのＤＴＶトランスミッタのみが使用可能であればよく、ユーザデバイス１０２の位置はこれら２つのＤＴＶトランスミッタならびに先行した位置判定中に計算されたオフセットＴを使用して判定される。Ｔの値は一般的な手法に従って記録あるいは保持することができる。
【００５３】
　一実施形態においては、ベースステーション１０４がユーザデバイス１０２のクロックオフセットを判定する。この実施形態においては、２つのＤＴＶトランスミッタのみが位置判定のために必要とされる。ベースステーション１０４はＤＴＶ位置サーバ１１０にクロックオフセットＴを伝送し、これは各ＤＴＶトランスミッタに対して計算された擬似距離からユーザデバイス１０２の位置を判定する。
【００５４】
　別の実施形態において１つあるいは２つのＤＴＶトランスミッタのみが、位置判定のために使用可能である場合、位置判定を増強するためにＧＰＳが使用される。
【００５５】
　図４には、２つの別々のＤＴＶアンテナ１０６Ａおよび１０６ＢからＤＴＶ信号を受信するユーザデバイス１０２の位置確認計算の簡単な例が示されている。各伝送アンテナ１０６Ａおよび１０６Ｂに関する一定の距離の円９０２Ａ９０２Ｂがそれぞれ図示されている。ユーザデバイスクロックオフセット校正を含むユーザデバイスの位置が２つの円９０２Ａおよび９０２Ｂの交差点９０４Ａおよび９０４Ｂのうちのいずれか１つの上に存在する。ベースステーション１０４がそのフットプリント（その到達範囲）９０６のうちのどの区部９０８にユーザデバイスが位置するかを判定し得ることを知ることによって曖昧性を解消することができる。勿論、２つよりも多いＤＴＶトランスミッタが存在する場合、曖昧性は３つの円の交差部分から解消することができる。
【００５６】
　一実施形態において、ユーザデバイス１０２は、最も近い都市の名前等概略的に地域を示したユーザからの入力を受領することができる。一実施形態においてユーザデバイス１０２は位置の指紋を形成するために使用可能なＤＴＶチャネルをスキャンする。ユーザデバイス１０２は、この指紋を既知の位置の既知の指紋に符合する記録された表と比較しその時点のユーザデバイス１０２の位置を確認する。
【００５７】
　一実施形態において、位置計算は地形の隆起の影響を含んでいる。従って、丘陵および谷を含んだ地形においては、ＤＴＶアンテナ１０６の位相中心に関して等距離の円が変形させられる。図５には、周囲の土地と同じ標高に位置するＤＴＶトランスミッタ１０６の等距離円１００２に対する単一の丘１００４の影響が示されている。
【００５８】
　ユーザ位置の計算は、データベースとして地域地形図を有する単純なコンピュータを使用して容易に計算することができ、これは地表面、ジオイドにおけるユーザの標高の影響を計算に含めることを可能にする。この計算は、図５に示されているように、等距離円の歪作用を有している。
【００５９】
　ＤＴＶ位置確認の利点
　ＤＴＶ信号に基づいたデバイス１０２の位置を判定は多くの利点を有している。まず、ＤＴＶ信号は優れた到達範囲を有している。米国においてはＤＴＶ信号の使用が連邦通信委員会によって推奨されている。２０００年末現在１６６個以上のＤＴＶトランスミッタが稼動しており、連邦通信委員会は２００６年に全てのテレビ放送が新しくデジタルチャネルに割り当てられるという目標を挙げている。同様な放送範囲が欧州および日本でも期待されている。
【００６０】
　ＧＰＳに比べて、ＤＴＶ信号は４０ｄＢ超出力が大きい利点を有し、また衛星システムが提供し得るものよりも幾何学的配列の点で優れており、これによって通常ＧＰＳ信号の受信が極めて困難になる障害物が存在する場合あるいは屋内においても位置確認が可能になる。ＤＴＶ信号はＧＰＳに比べて約６ないし８倍の帯域幅を有し、これによってマルチパス現象を最小限に抑えることができる。距離測定に使用されるＤＴＶ信号内の高出力および成分特性（例えばＡＴＳＣ−ＤＴＶ信号の低いデューティファクタおよびＥＴＳＩ−ＤＴＶ信号の分散した周波数）のため、処理要求は最小限のものとなる。本発明は、ＧＰＳ技術が必要とするものに比べてはるかに低コスト、低処理速度および低出力のデバイスで実施することができる。加えて、ＤＴＶトランスミッタとユーザとの間の距離はＧＰＳに比べて極めて緩慢に変化する。従ってＤＴＶ信号はドップラー効果によって大きな影響は受けない。このことによって信号を時間周期で積算することが可能になり、その結果極めて効果的な信号捕捉が得られる。
【００６１】
　従来の携帯電話システムに比べてＤＴＶ信号の周波数は実質的に低いものとなり従ってより良好な伝搬特性を有する。例えば、ＤＴＶ信号は携帯電話信号よりも大きな回折を有し、従って山の影響が少なくより大きな到達範囲を有する。さらに、この信号は建物および自動車を介する伝搬特性もより良好なものとなる。携帯電話の位置を確認するために使用する場合、地上波到着角度／到着時間位置確認システムと異なって、本発明の実施は携帯電話基地局のハードウェアの変更を必要とせず、また１ｍの単位の精度を実現することができる。この技術はエアインタフェースに依存しておらず、ＧＳＭ（グローバルシステムモバイル）、ＡＭＰＳ（アドバンスドモバイルフォーンサービス）、ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）、ＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）等のいずれの方式でも可能である。広帯域のＵＨＦ（極超短波）周波数がＤＴＶトランスミッタに割り当てられている。従って、システム内に構成されたリダンデンシーが存在し、これは吸収、マルチパス、およびその他の減衰要因による特定周波数のディープフェードを防止することができる。
【００６２】
　ＡＴＳＣ位置確認
　図６ないし図１８には米国テレビジョン規格委員会（ＡＴＳＣ）ＤＴＶ信号を使用する種々のレシーバが示されている。ＤＴＶは１９９８年に最初に米国で実用化された。２０００年の末には、ＤＴＶ信号を放送する１６７局が稼動していた。２００１年２月２８日現在で、１２００のＤＴＶ設置許可がＦＣＣによって発効されている。ＦＣＣの目標によれば、全てのテレビジョン伝送が早急にデジタルとなりアナログ信号が廃止されるべきであるとされている。公共放送局はその免許を保持するために２００２年５月１日までにデジタル化しなければならない。民間ステーションは２００３年５月１日までにデジタル化しなければならない。米国内に１６００超のＤＴＶトランスミッタの設置が期待されている。
【００６３】
　新しいＤＴＶ信号は、割り当てられた６ＭＨｚチャネルで伝送されるマルチプルスタンダードデフィニションＴＶ信号または高精細度信号を送信することを可能にする。これらの新しいアメリカテレビ規格委員会（ＡＴＳＣ）ＤＴＶ信号はアナログＮＴＳＣ−ＴＶ信号と全く異なっており、新しい６ＭＨｚ周波数チャネルにおいて伝送され、全く新しい能力を備えている。
【００６４】
　発明者等はＡＴＳＣ信号が位置確認に使用できることを認識し、それを実行するための技術を開発した。この技術はＡＴＳＣ−ＤＴＶトランスミッタの周囲で使用することができ、その際のトランスミッタからの距離範囲は典型的なＤＴＶ受信範囲よりも遥かに広いものとなる。ＤＴＶ信号の高い出力のため、この技術は屋内においても手持ち受信機によって使用することができる。
【００６５】
　ＧＰＳのデジタル擬似ノイズコードとは対照的に、ＤＴＶ信号はわずか数マイルの距離のトランスミッタから受信され、トランスミッタはメガワットレベルのまでの信号を発信する。加えて、ＤＴＶアンテナは１４ｄＢの単位の大きなアンテナゲインを有する。従って、ＤＴＶ信号は屋内で受信するために充分な出力を有している。
【００６６】
　特定のレシーバ構成はＤＴＶ８−ａｒｙベスティジアルサイドバンド変調（８ＶＳＢ）のデータ信号の復調および復号とは対照的にＤＴＶ信号同期コードのみを使用する。従って、ＤＴＶ信号は、単一データシンボルの周期の約１００万倍の周期で相関する。従って、ＤＴＶタワーから相当な距離において屋内で信号を追跡する可能性が大幅に拡大する。さらに、デジタル信号処理の使用を通じて、これらの新しい追跡技術を単一の半導体チップ内で実施することが可能となっている。
【００６７】
　図６には、受信したＤＴＶ信号のサンプルを取り入れて使用するためのサンプラの構成１１００が示されている。位置実施形態において、サンプラ１１００はユーザデバイス１０２内において実施される。別の構成形態において、サンプラ１１００はモニタユニット１０８内において実施される。当業者において明らかであるように、ＤＴＶ信号の正確な提示を得るためにサンプリング速度は充分に高いことが必要である。
【００６８】
　サンプラ１１００はＤＴＶ信号１１０２をアンテナ１１０４で受信する。無線周波数（ＲＦ）アンプ／フィルタ１１０６は受信したＤＴＶ信号を増幅およびフィルタリングする。ローカルオシレータクロック１１１６およびミキサ１１０８Ｉおよび１１０８Ｑが信号をダウンコンバートして同期（Ｉ）および直角位相（Ｑ）サンプルをそれぞれ形成する。ＩおよびＱサンプルはそれぞれ低域通過フィルタ（ＬＰＦ）１１１０Ｉおよび１１１０Ｑによってフィルタリングされる。アナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）１１１２はＩおよびＱサンプルをデジタル形式に変換する。デジタルＩおよびＱサンプルはメモリ１１１４内に記録される。
【００６９】
　図７には、サンプラ１１００によって形成されたＤＴＶ信号サンプルの相関ピークを検索するために使用される非干渉性相関器の構成１２００が示されている。別の構成形態において、相関器１２００はモニタユニット１０８内において実施される。
【００７０】
　相関器１２００はメモリ１１１４からＤＴＶ信号のＩおよびＱサンプルを受領する。相関器１２００は中間周波数（ＩＦ）においてサンプルを処理する。その他の構成形態において、サンプルはアナログまたはデジタル形式で処理され、中間周波数（ＩＦ）またはベースバンドにおいて動作することができる。
【００７１】
　コードジェネレータ１２０２がコードシーケンスを生成する。一実施形態において、コードシーケンスは上昇する余弦波形である。コードシーケンスはＡＴＳＣフレームにおけるいずれかの既知のデジタルシーケンスとすることができる。一構成形態において、コードは同期コードである。一実施形態において、同期コードはＡＴＳＣデータフレーム内のフィールド同期セグメントである。別の構成形態において、同期コードはＡＴＳＣデータフレーム内のデータセグメント内の同期セグメントである。さらに別の構成形態において、同期コードはＡＴＳＣデータフレーム内のフィールド同期セグメントとＡＴＳＣデータフレーム内のデータセグメント内の同期セグメントの両方を含んでいる。例えばパイロット、シンボルクロック、キャリア等の別のＤＴＶ信号の成分は位置確認のために使用することができる。しかしながら、高い繰り返し速度を有するこれらの信号の使用は固有の曖昧性を生成する。このような曖昧性を解消する技術は当業者において既知である。この種の技術の１つが、Ｍ．ラビノビッツ博士による論文、“整数サイクル曖昧性の高速解消のためのＧＰＳと低軌道衛星とを組み合わせた差動キャリアフェーズナビゲーションシステム”（２０００年スタンフォード大学電気工学科）の第１２９−７６頁に記載されており、これはここにおいて参照に組み入れてある。
【００７２】
　ミキサ１２０４Ｉおよび１２０４ＱはそれぞれＩおよびＱサンプルをコードジェネレータ１２０２によって形成されたコードと組み合わせる。ミキサ１２０４Ｉおよび１２０４Ｑの出力はそれぞれフィルタ１２０６Ｉおよび１２０６Ｑによってフィルタリングされ加算器１２０７に付加される。この合計は二乗デバイス１２０８に付加される。フィルタ１２０９は一般的な技術に従って非干渉性相関の検波を行う。コンパレータ１２１０は相関出力を予め設定された閾値と比較する。相関出力が閾値未満に降下すると、サーチコントロール１２１２が、加算器１２１４に追加的なパルスをクロック１２１６によって形成されたクロック波形に付加させ、これによってコードジェネレータを１シンボル進行させ処理を繰り返す。好適な実施例において、クロック波形は１０．７６ＭＨｚの公称クロック速度を有し、クロック速度またはシンボル速度と受信したＤＴＶ信号を符合させる。
【００７３】
　相関出力が最初に閾値を越えた際に処理が実行される。相関出力を形成したタイムオフセットがそのＤＴＶトランスミッタ１０６の擬似距離として使用される。
【００７４】
　レシーバ相関器および整合フィルタ内において、２つの重要なレシーバのデグラデーションの発生源が存在する。ユーザデバイスローカルオシレータはしばしば比較的貧弱な周波数の安定性を有する。この非安定性は２つの異なったレシーバパラメータに影響を与える。第１に、これはレシーバ信号内に周波数オフセットを発生させる。第２に、受信したビットパターンを基準クロックのシンボル速度に対してスリップさせる。これら両方の作用がレシーバの積分時間を制限し、そのためレシーバの処理ゲインを制限する可能性がある。積分時間はレシーバの基準クロックを修正することによって増加させることができる。一実施形態において、遅延ロックループ（ＤＬＬ）が自動的にレシーバクロックを修正する。
【００７５】
　別の実施形態において、ＮＣＯ（数値制御オシレータ）１２１８がレシーバのクロック周波数を調整して入力した受信信号クロック周波数と符合させユーザデバイス１０２内のローカルオシレータのドリフトおよび周波数オフセットを補償する。クロック周波数の精度の増加によって、レシーバ相関器のより長い積分時間およびより良好な動作が可能になる。ＮＣＯ１２１８の周波数制御入力は、レシーバシンボルクロック速度同期器、ＡＴＳＣパイロットキャリアの追跡、またはＮＣＯ１２１８内に装備されたその他のクロック速度選別器等の、可能ないくつかのソースから抽出することができる。
【００７６】
　現在のＡＴＳＣ信号は、先進テレビジョンシステム委員会による２０００年３月１６日付の“ＡＴＳＣデジタルテレビジョン規格および改正第１号”に記載されている。このＡＴＳＣ信号は８−ａｒｙベスティジアルサイドバンド変調（８ＶＳＢ）を使用する。ＡＴＳＣ信号のシンボル速度は１０．７６２２３７ＭＨｚであり、これは２７．００００００ＭＨｚのクロックから抽出される。図８にはＡＴＳＣフレームの構成１３００が示されている。フレーム１３００はそれぞれ８３２シンボルからなる合計６２６個のセグメントからなり、合計５２０８３２シンボルを有している。各フレームには２つのフィールド同期セグメントが存在する。各フィールド同期セグメントに３１２個のデータセグメントが続いている。各セグメントは同期目的で使用される４個のシンボルから始まっている。
【００７７】
　図９にはフィールド同期セグメントの構成１４００が示されている。フレーム１３００内の２つのフィールド同期セグメント１４００は、第２のフィールド同期セグメント内において６３シンボルのミドルセットが反転している点においてのみ異なっている。
【００７８】
　データセグメントの構成１５００が図１０に示されている。データセグメント１５００の最初の４個のシンボル（これらは−１，１，１，−１である）はセグメント同期に使用される。セグメント１５００内のその他の８２８個のシンボルはデータを搬送する。変調スキームが８ＶＳＢであるため、各シンボルは３ビットのコードデータを搬送する。速度２／３符号化スキームが使用されている。
【００７９】
　本発明の実施形態は、未来型ＤＴＶ信号の使用拡大を促進する。例えば、ＡＴＳＣ信号特性は高速度１６ＶＳＢ信号を可能にする。しかしながら、１６ＶＳＢ信号は８ＶＳＢ信号と同じフィールド同期パターンを有している。従って、本発明の単一の実施形態は、８ＶＳＢおよび１６ＶＳＢ信号の双方と共に等しく動作するよう設計することができる。
【００８０】
　８ＶＳＢ信号はフィルタリングによって構成される。Ｊ．Ｇ．プローキス氏の“デジタル通信”１９９５年マクグローヒル第３版に記載されているように、シンボルパルスの同位相セグメントは上昇する余弦特性を有している。パルスは以下の式で示すことができる：
【００８１】
【数８】
2004109139.tif 000010
ここでＴはシンボル周期であり、
【００８２】
【数９】
2004109139.tif 000011
さらにβ＝０．０５７６２である。この信号は以下の周波数特性を有する：
【００８３】
【数１０】
2004109139.tif 000012
これから、一側の信号大域幅が（１＋β）１０．７６２２３７ＭＨｚ＝５．３８ＭＨｚ＋０．３１ＭＨｚであることが明白である。この同期パルスからＶＳＢ信号を形成するために信号がフィルタリングされ、従って低い側波帯の小さな部分のみが残留する。このフィルタリングは以下の数式で示すことができる：
【００８４】
【数１１】
2004109139.tif 000013
ここで
【００８５】
【数１２】
2004109139.tif 000014
ここでＨα（ｆ）は低い側波帯の残留分を分離するよう設計されるフィルタである。図１１にはＨα（ｆ）のゲイン関数のプロットが示されている。このフィルタはＨα（−ｆ）＝−Ｈα（ｆ）およびＨα（ｆ）＝０，ｆ＞αの特性を満たしている。
【００８６】
　Ｕ（ｆ）Ｐ（ｆ）の応答は以下のように示される：
【００８７】
【数１３】
2004109139.tif 000015
ここで、
【００８８】
【数１４】
2004109139.tif 000016
はＰ（ｆ）のヒルベルト変換である。ＶＳＢパルスは以下のように示される：
【００８９】
【数１５】
2004109139.tif 000017
ベースバンドパルスは、
【００９０】
【数１６】
2004109139.tif 000018
ここでｐｖｉ（ｔ）は同期成分、ｐｖｑ（ｔ）は垂直成分であり、
【００９１】
【数１７】
2004109139.tif 000019
となる。
【００９２】
　データが伝送される前に、ＡＴＳＣ信号はさらにキャリア信号を包埋し、これはデータ信号よりも−１１．５ｄＢ低い出力を有している。このキャリアは信号の干渉性復調を補助する。従って伝送された信号は以下の数式で示すことができる：
【００９３】
【数１８】
2004109139.tif 000020
ここでＣｎは８−レベルデータ信号である。
【００９４】
　図１２には、モニタユニット１０８の一実施形態が示されている。アンテナ１７０４はＧＰＳ信号１７０２を受信する。ＧＰＳタイムトランスファユニット１７０６はＧＰＳ信号に基づいたマスタクロック信号を生成する。ＤＴＶトランスミッタクロックのオフセットを判定するために、ＮＣＯ（数値制御オシレータ）フィールド同期タイマ１７０８Ａがマスタクロック信号に基づいてマスタ同期信号を生成する。マスタ同期信号は、ＡＴＳＣセグメント同期信号およびＡＴＳＣフィールド同期信号のいずれかあるいは両方を含むことができる。一実施形態において、全てのモニタユニット１０８内のＮＣＯフィールド同期タイマ１７０８Ａが基準の日付および時間に同期する。ユーザユニット１０２が実行する全ての同じＤＴＶトランスミッタからのＤＴＶ信号を単一のモニタユニット１０８が受信する実施形態において、このモニタユニット１０８をユーザデバイス１０２の位置を判定する目的のために他のいずれかのモニタユニットと同期化する必要はない。また、この種の同期化は、全てのモニタステーション１０８、または全てのＤＴＶトランスミッタが共通のクロックに同期化される場合も必要でなくなる。
【００９５】
　ＤＴＶアンテナ１７１２は複数のＤＴＶ信号１７１０を受信する。別の実施形態においては複数のＤＴＶアンテナが使用される。増幅器（アンプ）１７１４はＤＴＶ信号を増幅する。１つまたは複数のＤＴＶチューナ１７１６Ａないし１７１６Ｎは、それぞれ受信されたＤＴＶ信号内のＤＴＶチャネルにチューンしＤＴＶチャネル信号を形成する。複数のＮＣＯフィールド同期タイマ１７０８Ｂないし１７０８ＭのそれぞれはＤＴＶチャネル信号の１つを受信する。複数のＮＣＯフィールド同期タイマ１７０８Ｂないし１７０８ＭのそれぞれはＤＴＶチャネル信号のチャネル同期信号を抽出する。チャネル同期信号はＡＴＳＣセグメント同期信号およびＡＴＳＣフィールド同期信号のいずれかあるいは両方を含むことができる。ＤＴＶ信号内のパイロット信号およびシンボルクロック信号は捕捉の補助の目的で使用することが理解される。
【００９６】
　複数の加算器１７１８Ａないし１７１８Ｎのそれぞれはマスタ同期信号とチャネル同期信号のうちの１つの間のクロックオフセットを生成する。プロセッサ１７２０がフォーマットを行い結果のデータをＤＴＶ位置サーバ１１０に伝送する。一実施形態において、測定される各ＤＴＶチャネルに対して、このデータはＤＴＶトランスミッタの識別番号、ＤＴＶチャネル番号、ＤＴＶトランスミッタの位相中心、およびクロックオフセットを含んでいる。このデータは、無線リンク、およびインターネットを含む多数の方式のいずれかによって伝送することができる。一実施形態において、このデータは予備ＭＰＥＧパケットとしてこのＤＴＶチャネル自体の上で送信される。
【００９７】
　マルチパス現象を緩和する有効な方式の１つは、これより前あるいは後のハードウェアセットアップにおけるサンプリングを使用するよりも、完全な自動相関関数をサンプリングすることである。マルチパス現象は最も早い相関ピークを選択することによって緩和することができる。
【００９８】
　短い遅延をもって位置が計算される場合、単純な方式はソフトウェアレシーバを使用することであり、これはフィルタリングされた信号をサンプリングしこのサンプルをＤＳＰ上のファームウェア内で処理する。
【００９９】
　図１３には、ソフトウェア内における追跡の位置実施形態１８００が示されている。アンテナ１８０２は磁気双極子またはＤＴＶ信号を受信することができるその他のアンテナとすることができる。帯域通過フィルタ１８０４はＤＴＶ信号スペクトル全体をＬＮＡ１８０６に伝送する。一実施形態において、フィルタ１８０４は、帯域通過フィルタがデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１８１４の制御下において特定のＤＴＶチャネルに対するスペクトルを通過させるように調整することができる。
【０１００】
　低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）１８０６は選択された信号を増幅してＤＴＶチャネルセレクタ１８０８に送信する。ＤＴＶチャネルセレクタ１８０８は、ＤＳＰ１８１４の制御下において特定のＤＴＶチャネルを選択し、選択されたチャネル信号を従来の方法によってＵＨＦ（超高周波）からＩＦ（中波）へフィルタリングおよびダウンコンバートする。増幅器（ＡＭＰ）１８１０は選択されたＩＦチャネル信号を増幅する。アナログ−デジタルコンバータおよびサンプラ（Ａ／Ｄ）１８１２はＤＴＶチャネル信号ｓ（ｔ）のデジタルサンプルを形成し、このサンプルをＤＳＰ１８１４に伝送する。
【０１０１】
　次に干渉性ソフトウェアレシーバに対するＤＳＰ１８１４によるＤＴＶチャネル信号処理について記述する。ダウンコンバートされたサンプル信号に対する名目オフセット周波数が仮定される。この信号がベースバンドにダウンコンバートされる場合、名目オフセットは０Ｈｚとなる。このプロセスは、信号ｓ（ｔ）のサンプルに基づいて完全な自動相関関数を生成する。このプロセスは低デューティファクタ信号に対して遥かに効果的に実施することができる。データサンプルの周期をＴｉ、ωｉｎを入力されたサンプリング信号の名目オフセット、ωｏｆｆｓｅｔを可能な最大のオフセット周波数とすると、ドップラー効果のためシフトおよびオシレータ周波数がドリフトする。プロセスは以下に示す擬似コードを実施する。
・　Ｒｍａｘ＝０
・　複合コード信号を形成
【０１０２】
【数１９】
2004109139.tif 000021
ここで
【０１０３】
【数２０】
2004109139.tif 000022
はデータ信号に対応する全てのシンボルに対して０、同期信号に対応する全てのシンボルに対して非０となる。
・　ω＝ωｉｎ−ωｏｆｆｓｅｔからωｉｎ＋ωｏｆｆｓｅｔまででステップが
【０１０４】
【数２１】
2004109139.tif 000023
に対して
　　・　複合混合信号を形成
【０１０５】
【数２２】
2004109139.tif 000024
　　・　入力信号ｓ（ｔ）と混合信号ｓｍｉｘ（ｔ）を結合
【０１０６】
【数２３】
2004109139.tif 000025
　　・　相関関数
【０１０７】
【数２４】
2004109139.tif 000026
を計算
　　・　
【０１０８】
【数２５】
2004109139.tif 000027
である場合、
【０１０９】
【数２６】
2004109139.tif 000028
・　次のω
　プロセスからの退出に関して、Ｒｓｔｏｒｅ（τ）は入力信号ｓ（ｔ）と複合コード信号ｓｃｏｄｅ（ｔ）との間の相関を蓄積する。Ｒｓｔｏｒｅ（τ）はより小さいステップのωで検索を行うことによってさらに高精度化することができる。ωの最初のサイズはナイキストレート２π／Ｔｉの半分よりも小さいことが必要である。最大相関出力を形成するタイムオフセットτが擬似距離として使用される。
【０１１０】
　次に、ソフトウェア内における非干渉性相関の生成技術について記述する。この方法は図６および図７のハードウェアレシーバをエミュレートする。ブロック線図においてはＩおよびＱチャネルが別々に処理されるが、ＩおよびＱ成分は混合信号を形成するためにソフトウェア内で結合されることが理解される。非干渉性相関器が検波を行うため、中間周波数の範囲を検索することは必要でない。このプロセスは以下に示す擬似コードを実行する。
・　同相および垂直位相コード信号を形成
【０１１１】
【数２７】
2004109139.tif 000029
、
【０１１２】
【数２８】
2004109139.tif 000030
ここで合計はｎより大きくなり、
【０１１３】
【数２９】
2004109139.tif 000031
はデータ信号に対応する全てのシンボルに対して０、同期信号に対応する全てのシンボルに対して非０となる。ここでｃｉは自動相関Ｒｉを有し、ｃｑは自動相関Ｒｑを有し、またその相互相関はＲηとなることが理解される。
・　τ＝０ないしＴｐｅｒまででステップがＴｓａｍｐただしＴｐｅｒは使用されるコードの周期、Ｔｓａｍｐはサンプルインタバルであることに対し、
　　・　基準コード混合信号を形成
【０１１４】
【数３０】
2004109139.tif 000032
ここでωは入力信号の名目ＩＦ周波数、υは入力信号に対する混合信号の周波数オフセット、φは入力信号から混合信号の位相オフセットである。
【０１１５】
　　・　入力信号ｓ（ｔ）と基準コード混合信号ｓｍｉｘ（ｔ）を結合
【０１１６】
【数３１】
2004109139.tif 000033
　　・　低域通過フィルタｓｃｏｍｂ（ｔ）がｓｆｉｔ（ｔ）を形成、従ってｓｆｉｔ（ｔ）の期待される数値は
【０１１７】
【数３２】
2004109139.tif 000034
によって与えられ、ここでＲｉ（τ）＝−Ｒｑ（τ）である事実を利用した。
【０１１８】
　　・　ｓｆｉｔ（ｔ）上において検波を実行（例えば積算およびフィルタリングによって）して非干渉性相関を生成：
【０１１９】
【数３３】
2004109139.tif 000035
・　次のτ
　最大相関出力を形成するタイムオフセットτが擬似距離として使用される。
【０１２０】
　非干渉性相関ｚ（τ）は同相および直角位相成分の両方における信号出力を利用することが理解される。しかしながら、この結果として非干渉性相関を形成する信号の有効帯域幅は半分となる。非干渉性相関器の出力は図１４に示されている。上部のプロットは約８×１０−５秒のインタバルに対する相関ピークを示している。下方のプロットは相関ピークの３ＭＨｚの有効帯域幅を示している。
【０１２１】
　前述したものと類似のソフトウェア内における追跡技術をカリフォルニア州サンノゼ市から発信してカリフォルニア州パオロアルト市の屋内で受信されたＤＴＶ伝送に適用した。この例は単に説明目的のものであり、本発明の視点における限定を成すものではない。図１５には、サンノゼ市からのＫＩＣＵチャネル５２ＤＴＶ放送の信号の１ｍｓのサンプルにおけるスペクトル例を示している。この信号は２７ＭＨｚの中央周波数にダウンコンバートされ、これは１秒当たり１００メガサンプルのサンプリング速度に対する０．５４のデジタル周波数に相当する。この信号は６ＭＨｚの帯域幅にデジタル帯域通過フィルタリングされる。
【０１２２】
　結果の６ＭＨｚ信号の同位相および直角位相成分に対する、計算された自動相関関数が図１６に示されている。これは各セグメントの開始における４つのデータ同期シンボルのみに対する相関であることが理解される。
【０１２３】
　６ＭＨｚ信号の特性が図１７に示されている。図１７には同位相チャネルの自動相関ピークの一部が示されている。曲線の円滑性から、Ｓ／Ｎ比が高いことが理解される。加えて、ピークの曲率は大きな信号帯域幅を示しており、これによってこの信号のマルチパスに対しての強さをもたらす。
【０１２４】
　図１８には相関器１２００の動作シミュレーションの結果が示されている。このシミュレーションはウルフマンリサーチによって製造された数学ソフトウェアを使用して導出された。シミュレーション入力はサンプラ１１００によってメモリ１１１４内に記録されたＩおよびＱデジタルサンプルである。
【０１２５】
　図１８には、１０．７６ＭＨｚの複合サンプル速度および２４２ｍｓの積分時間または１０フィールドにおけるシンボル同期サンプルに対する非干渉性相関結果が示されている。このシミュレーションはサンプルが１／２シンボルまたは０．０５μｓによってオフセットされる最悪のケースである。
【０１２６】
　シミュレーションはさらに６ＭＨｚの帯域幅で−２７ｄＢのガウスノイズおよびＳ／Ｎ比（ＳＮＲ）を含んでいる。このサンプリングの位相オフセットによって２ｄＢの低下が生じるが、依然として性能は優れている。通常のＤＴＶ受信は約＋１８ｄＢのＳＮＲを必要とする。相関器１２００は１８＋２７＝４５ｄＢの通常のＤＴＶ未満のＳＮＲで追跡情報をリカバーすることができる。この結果は整合フィルタが使用されている際にサンプリングクロックの正確な相関を必要とする。しかしながら、時間ゲート遅延ロックループ（ＤＬＬ）は自動的にそのクロックを受信した信号に同期させ同じ結果を生成する。
【０１２７】
　ＥＴＳＩ位置確認
　図１９ないし図２９には、ヨーロッパ通信規格機構（ＥＴＳＩ）ＤＴＶ信号を使用するための種々のレシーバが示されている。ＥＴＳＩはヨーロッパの地上波ＤＴＶ信号を定義しており、ここではデジタルビデオ放送地上波（ＤＶＢ−Ｔ）信号と呼称する。この新しいＤＴＶ信号はマルチプルスタンダードデフィニションＴＶ信号または高精細度信号を割り当てられた８ＭＨｚで送信することを可能にする。この新しいＤＶＢ−ＴＤＴＶ信号はアナログＮＴＳＣ−ＴＶ信号と全く異なっており、新しい８ＭＨｚ周波数チャネルにおいて伝送され、全く新しい能力を備えている。
【０１２８】
　発明者等はＤＶＢ−Ｔ信号が位置確認に使用できることを認識し、それを実行するための技術を開発した。この技術はＤＶＢ−ＴＤＴＶトランスミッタの周囲で使用することができ、その際のトランスミッタからの距離範囲は典型的なＤＴＶ受信範囲よりも遥かに広いものとなる。ＤＴＶ信号の高い出力のため、この技術は屋内においても手持ち受信機によって使用することができる。
【０１２９】
　ここに開示されている技術および前述のＡＴＳＣ−ＤＴＶ信号は、当業者において周知であるように、既知のデータシーケンスを含むその他のＤＴＶ信号に、単にこの既知のデータシーケンスを受容するように相関器を改変することによって適応することができる。この技術は、さらに衛星ラジオ等の広範なその他の直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号にも適用することができる。
【０１３０】
　ＧＰＳのデジタル擬似ノイズコードとは対照的に、ＤＴＶ信号はわずか数マイルの距離のトランスミッタから受信され、トランスミッタはメガワットレベルのまでの信号を発信する。加えて、ＤＴＶアンテナは１４ｄＢの単位の大きなアンテナゲインを有する。従って、ＤＴＶ信号は屋内で受信するために充分な出力を有している。
【０１３１】
　以下に記すように、本発明の実施形態は“スキャッタパイロット信号”と呼ばれるＤＶＢ−Ｔ信号の成分を使用する。スキャッタパイロットの使用はいくつかの理由から好適である。第一に、これは屋内およびＤＴＶトランスミッタから大きな距離をおいての位置判定を可能にする。従来のＤＴＶレシーバは一時点に１つのデータ信号のみを使用し、また信号のエネルギーによってＤＴＶトランスミッタからの距離が限定されている。これに対して、本発明の実施形態は、複数のスキャッタパイロット信号のエネルギーを同時に使用し、これによってＤＴＶトランスミッタからの距離が従来のＤＴＶの受信より大きくなっても動作することが可能になる。さらに、スキャッタパイロットはデータによって変調されない。このことは２つの理由から好適である。第１に、スキャッタパイロット内の全ての出力が位置判定に使用可能になり；いずれの出力もデータ専用にはならない。第２にスキャッタパイロットはデータ変調がもたらす減衰の影響を受けることなく長い時間周期で観察可能である。従って、ＤＴＶタワーから相当に離れた距離において屋内で信号を追跡する可能性が大幅に拡大する。さらに、デジタル信号プロセッシングの使用によって、この新しい追跡技術を単一の半導体チップ内で実行することが可能となる。
【０１３２】
　図１９には擬似距離測定値の生成に使用するためのレシーバの実施形態２４００が示されている。一実施形態において、レシーバ２４００はユーザデバイス１０２内で実施される。別の実施形態において、レシーバ２４００はモニタユニット１０８内で実施される。
【０１３３】
　ＲＦサンプラおよび量子化器２４０６が地域内の各ＤＴＶ信号２４０２に対してアンテナ２４０４、ＲＦ増幅器を継続的に調節し、信号をＩＦまたはベースバンドにダウンコンバートする。広帯域にフィルタリングされた８ＭＨｚの帯域幅を有する信号はＲＦサンプラおよび量子化器２４０６によってサンプリングおよび量子化される。その後４個あるいはそれより多いシンボルインタバルを有する量子化された信号がメモリ２４０８内に記録される。好適には、略０．１ｓまたはそれより長い持続時間を有する、実質的により長いセグメントが平均化時間およびノイズ特性を改善するために使用される。
【０１３４】
　ミキサ２４１０と相関器および積分器２４１２とが、継続的に記録された信号の時間セグメントを、スキャッタパイロット発生器２４１８によって生成された種々のタイムオフセットバージョンの基準スキャッタパイロットキャリアと相関させる。自動相関関数のピークを検出するために、基準信号が予め設定された時間ステップをもって時間的にステップアップされる。このステップの大きさは、自動相関関数のピークを確認するために充分な数の自動相関関数のサンプルを形成し得るように選択する。一実施形態において、自動相関ピークの推定値を得るために最初に大きなステップを使用し；その推定値を高精度化するためにさらに小さいステップが使用される。以下に記述するように、本発明の実施例は１／（１１１６＊２０，０００）＝２４４ｎｓの間隔の時間サンプルを使用している。相関器サーチコントロール２４２０が自動相関関数における主要なピークを検索し、検出した場合その擬似距離の測定値をデジタル化された形式に変換する。レシーバ２４００はその後その地域内の他のＤＴＶタワーから受信可能な他のＤＴＶ信号２４０２上で同じ機能のセットを継続的に実施する。同じＤＴＶタワーから送信された信号の測定を複数行う必要はない。その後、３つまたはそれより多い擬似距離測定値がデジタル携帯電話またはその他の無線リンクによってＤＴＶ位置サーバ１１０に伝送される。
【０１３５】
　加入者のハンドセットあるいはその他のデバイスの位置確認はその加入者が位置確認を必要とする場合にのみ実行されることが理解される。ゆっくり歩行、自動車でゆっくり走行、あるいは屋内または屋外に座っていて、緊急事態におかれている加入者に対して、この位置情報が測定されることは極稀である。従って、電池あるいはその他の電源は極めて小さいものとなる。
【０１３６】
　レシーバ２４００はデジタル信号の合計の相互相関を実施するが、別の実施形態において例えばＦＦＴ／ＤＦＴ（高速フーリエ変換／離散フーリエ変換）を使用することにより回路を簡略化し得ることは当業者において明らかである。さらに、レシーバ２４００は中間周波数（ＩＦ）でサンプルを処理するが、別の実施形態においてサンプルはアナログあるいはデジタル形式で処理され、またＩＦまたはベースバンドで動作することができる。さらに別の実施形態においてサンプルは周波数領域で処理される。
【０１３７】
　ＤＶＢ−Ｔ構造内の他の信号も位置確認に使用することができる。例えば、連続的なパイロット信号に対してワイドレイニング技術を適用することができる。しかしながら、この種のワイドレイニング等の技術は固有の周期的曖昧性解消を含んでいる。この種の曖昧性を解消する技術は周知である。この種の技術の１つが、Ｍ．ラビノビッツ博士による論文、“整数サイクル曖昧性の高速解消のためのＧＰＳと低軌道衛星とを組み合わせた差動キャリアフェーズナビゲーションシステム”（２０００年スタンフォード大学電気工学科）の第５９−７６頁に記載されており、これはここにおいて参照に組み入れてある。
【０１３８】
　レシーバ相関器および整合フィルタ内において、２つの重要なレシーバのデグラデーションの発生源が存在する。ユーザデバイスローカルオシレータはしばしば比較的貧弱な周波数の安定性を有する。この非安定性は２つの異なったレシーバパラメータに影響を与える。第１に、これはレシーバ信号内に周波数オフセットを発生させる。第２に、受信したビットパターンを基準クロックのシンボル速度に対してスリップさせる。これら両方の作用がレシーバの積分時間を制限し、そのためレシーバの処理ゲインを制限する可能性がある。積分時間はレシーバの基準クロックを修正することによって増加させることができる。一実施形態において、遅延ロックループ（ＤＬＬ）が自動的にレシーバクロックを修正する。
【０１３９】
　別の実施形態において、ＮＣＯ（数値制御オシレータ）２４１４がレシーバのクロック周波数を調整して入力した受信信号クロック周波数と符合させユーザデバイス１０２内のローカルオシレータのドリフトおよび周波数オフセットを補償する。クロック周波数の精度の増加によって、レシーバ相関器のより長い積分時間およびより良好な動作が可能になる。ＮＣＯ２４１４の周波数制御入力は、マスタクロック２４１６、レシーバシンボルクロック速度同期器、ＤＶＮ−Ｔパイロットキャリアの追跡、またはＮＣＯクロック２４１４内に装備されたその他のクロック速度選別器等から抽出することができる。
【０１４０】
　現在のＤＶＢ−Ｔ信号はデジタルビデオ放送（ＤＶＢ）と呼ばれる文書に説明されており；デジタル地上波テレビのためのフレーミング構造、チャネルコーディングおよび変調が記載されており、文書番号はＥＴＳＩ　ＥＮ３００７４４第１．４．１版（２００１年１月）である。ＤＶＢ−Ｔ信号は、１５１２または６０４８の分離したキャリーを使用して１８８バイトＭＰＥＧ（ムービングピクチャエクスパートグループ）を搬送する複合垂直周波数分割多重（ＯＦＤＭ）信号である。これらの成分の殆どはビデオＴＶ信号の不規則データ変調を搬送するものであり、低い信号レベルにおいては精密な追跡のために利用しにくいものである。位置確認の目的のためには、ユーザデバイスはＤＶＢ−Ｔ信号の全ての情報内容が受信可能でない場所に位置していてもよいことが理解される。
【０１４１】
　しかしながら、ＤＶＢ−ＴＤＴＶ信号は、ここに記述する位置確認に使用可能な追加的な成分を埋包して含むことが可能である。例えば、ＤＶＢ−ＴＤＴＶ信号は２つのタイプの周期的広帯域パイロット信号を含むことができる。この信号はいずれも連続的なパイロットキャリアの集合およびスキャッタパイロットキャリアの集合を含む。ＤＶＢ−Ｔ信号は２つのモード：２Ｋおよび８Ｋを有する。これら２つのモードのパラメータのいくつかを下の表１に記す。本発明の実施形態は８Ｋ信号に関して説明するが、この技術は２Ｋ信号にも適用可能である。
【０１４２】
【表１】
2004109139.tif 000036
　加えて、ここで本発明の実施形態は８ＭＨｚＤＶＢ−Ｔ信号に関して記述しているが、その他の帯域幅を有する信号を使用する実施形態も可能である。さらに、本発明の実施形態はＤＶＢ−Ｔ信号の帯域幅の一部を使用することもできる。例えば、本発明の一実施形態は８ＭＨｚのＤＶＢ−Ｔ信号のうちの６ＭＨｚのみを使用して有効な結果を得ることができる。本発明の実施形態は、ＤＶＢ−Ｔ信号の将来の進化を利用してさらに強化することができる。
【０１４３】
　８ＫモードにおけるＤＶＢ−Ｔ連続パイロット信号は、以下に記述されるようにＰＮシーケンスによって選択された一定の基準バイナリ±１の振幅をそれぞれ有する１７７個のキャリアとすることができる。キャリアは１１１６Ｈｚの間隔で配置されている。最初の５０個のキャリア周波数のキャリア番号が図２０に示されている。１つのキャリアの周波数はキャリア番号と１１１６Ｈｚの積を取ることによって求められる。図２１には連続するパイロットキャリアの最初の５０個のキャリアが示されている。垂直軸はキャリア番号である。いずれか２つの連続するパイロットキャリアの間の最小周波数オフセットは３×１１１６Ｈｚであり、これはこれらの連続するキャリアの時間曖昧性を決定する。この信号は一般的に距離測定に使用されるサイドトーンレンジング信号になぞらえることができる。しかしながら、これは出力が１７７の分離したキャリアによって分割される点において異なっている。しかしながら、これに代えてこの信号をＦＦＴ手法によって形成された１７７個のキャリアの合成基準波形と相関させることができる。しかしながら、合成連続パイロット信号は貧弱な自動相関関数を有しており、図２２に示されるように多数の大きなスペクトルサイドローブを伴っている。
【０１４４】
　図２２には、８Ｋモードにおける１７７個の並列キャリアを有する合成連続パイロットキャリアの機能が示されている。水平軸上の時間の増加は１／１１１６ｓで与えられている。信号は１１１６×２０，０００サンプル／ｓでサンプリングされる。しかしながら、この信号のサイドローブレベルは非常に高く、０．２超の大きさからなる多くのピークを伴っている。
【０１４５】
　８Ｋのスキャッタパイロットキャリアは５６８個の均一に分配されたパイロットキャリアの集合であり、各周波数がチャープ状にホップして４つの連続する周波数にわたったものである。従って、各パイロットは１２×１１１６Ｈｚの積算である周波数から開始し、シンボル持続時間（１／１１１６ｓ）の残りの部分にわたってこの周波数に留まる。次のシンボルに対してパイロットは新しい周波数にホップし、これは３×１１１６Ｈｚ高いものとなり、±１符号を有する。パイロットはこの増加を全部で３回の増加繰り返しその後元の周波数に回帰する。この５６８個のスキャッタパイロットのうちの最初の５個の周波数ホップが図２３に示されている。パイロットキャリアの各時間増加において周波数において１１１６Ｈｚの増加が３回行われる。６８１６／１２＝５６８スキャッタパイロットのそれぞれが１２×１１１６＝１３，３９２Ｈｚで離間している。２Ｋモードにおいては５３，５６８Ｈｚで離間した１４２個のスキャッタパイロットが存在する。
【０１４６】
　各パイロットキャリアは、±１符号で１１ステージシフトレジスタのＰＮシーケンスによって以下の多項式をもって支配されるものとして与えられる：
【０１４７】
【数３４】
2004109139.tif 000037
このＰＮシーケンスは以下のシーケンスを生成する：
【０１４８】
【数３５】
2004109139.tif 000038
ここで、ｋは前述したような各パイロットキャリアの周波数である。従って、パイロットキャリアが新しい周波数に変化するごとにその符号がｗ［ｋ］に従って変化する。
【０１４９】
　従って、各スキャッタパイロットの周波数は以下のようにｔおよびｐの関数として示すことができる：
【０１５０】
【数３６】
2004109139.tif 000039
ここでｐはパイロットの番号、ｎ［ｔ］は量子化された時間インタバルである：
【０１５１】
【数３７】
2004109139.tif 000040
５６８個のｐの数値のそれぞれに対する各信号成分は以下のようになる：
【０１５２】
【数３８】
2004109139.tif 000041
全体のスキャッタパイロット信号は５６８個の周波数がホップする個々のパイロットキャリアの合計となる：
【０１５３】
【数３９】
2004109139.tif 000042
　図２４には符号転換の無い一キャリア例の波形が８回の増加にわたって示されている。これは秒で示されている。このスキャッタパイロットキャリアは全部で６８１６／１２＝５６８個のキャリアを有し、そのそれぞれが連続的に４つの周波数にわたって、すなわち全部で５６８×４＝２２７２個の周波数にわたってチャープ状にホップしている。
【０１５４】
　図２５には、別の視点でスキャッタパイロットキャリアが示されている。図２５において、斜線は５６８個の８Ｋスキャッタパイロットキャリアを示しており、これは６８１４／４＝１７０４個のシンボルインタバルの７．６１ＮＨｚ（６８１６のキャリア番号）の帯域全体にわたってステップ上にチャープしている。各チャープキャリアは７．６１ＭＨｚの周波数帯をステップ状に掃引する。ここで示された数は８Ｋモードに対応するものであり、ここでシンボル持続時間は８９６μｓである。２Ｋモードに対応する数字はカッコ内に示されており、ここでシンボル持続時間は２２４μｓである。
【０１５５】
　この信号は図２６−図２８に示されるように極めて良好な自動相関関数を有している。図２６には５６８個の周波数がホップするスキャッタパイロットキャリアの複合集合の自動相関関数が示されている。複合信号は１１１６×２０００＝２２．３２ＭＨｚの速度でサンプリングされる。従って、スキャッタパイロットキャリアの４シンボルの時間増加周期にわたって８０，０００個のサンプルが存在する。ダブレットの下側にある４つのサイドローブを除いて、この信号は非常に低いサイドローブ相互相関を有することが理解される。図２７および図２８には遥かに小さな時間増加にわたって詳細が示されている。
【０１５６】
　図２７には、最初の１００回の時間増加にわたって観察されたスキャッタパイロット合成信号の詳細構造が示されている。ピーク以外の部分の自動相関関数が低いレベルにあることが理解される。
【０１５７】
　図２８には、スキャッタパイロット合成キャリアのダブレットサイドボードの構造が示されている。再び、メインピークおよび４つのサイドローブピーク以外の部分の自動相関関数数値が極めて低いことが理解される。
【０１５８】
　図２９には、モニタユニット１０８の実施形態３４００が示されている。アンテナ３４０４がＧＰＳ信号３４０２を受信する。ＧＰＳタイムトランスファユニット３４０６がＧＰＳ信号に基づいてマスタクロック信号を形成する。ＤＴＶトランスファクロックのオフセットを決定するために、ＮＣＯ（数値制御オシレータ）コード同期タイマ３４０８Ａがマスタクロック信号に基づいてマスタ同期信号を生成する。マスタ同期信号はＤＶＢ−Ｔスキャッタパイロットキャリアを含むことができる。一実施形態において、全てのモニタユニット１０８におけるＮＣＯフィールド同期タイマ３４０８Ａは基準の日付および時間に同期される。ユーザユニット１０２が実行する全ての同じＤＴＶトランスミッタからのＤＴＶ信号を単一のモニタユニット１０８が受信する実施形態において、このモニタユニット１０８をユーザデバイス１０２の位置を判定する目的のために他のいずれかのモニタユニットと同期化する必要はない。また、この種の同期化は、全てのモニタステーション１０８、または全てのＤＴＶトランスミッタが共通のクロックに同期化される場合も必要でなくなる。
【０１５９】
　ＤＴＶアンテナ３４１２は複数のＤＴＶ信号３４１０を受信する。別の実施形態においては複数のＤＴＶアンテナが使用される。増幅器（アンプ）３４１４はＤＴＶ信号を増幅する。１つまたは複数のＤＴＶチューナ３４１６Ａないし３４１６Ｎは、それぞれ受信されたＤＴＶ信号内のＤＴＶチャネルにチューンしＤＴＶチャネル信号を形成する。複数のＮＣＯフィールド同期タイマ３４０８Ｂないし３４０８ＭのそれぞれはＤＴＶチャネル信号の１つを受信する。複数のＮＣＯフィールド同期タイマ３４０８Ｂないし３４０８ＭのそれぞれはＤＴＶチャネル信号のチャネル同期信号を抽出する。チャネル同期信号はＡＴＳＣセグメント同期信号およびＡＴＳＣフィールド同期信号のいずれかあるいは両方を含むことができる。一実施例において、ＤＴＶ−Ｔ信号内の連続するパイロット信号およびシンボルクロック信号は捕捉の補助の目的で使用される。
【０１６０】
　複数の加算器３４１８Ａないし３４１８Ｎのそれぞれはマスタ同期信号とチャネル同期信号のうちの１つの間のクロックオフセットを生成する。プロセッサ３４２０がフォーマットを行い結果のデータをＤＴＶ位置サーバ１１０に伝送する。一実施形態において、測定される各ＤＴＶチャネルに対して、このデータはＤＴＶトランスミッタの識別番号、ＤＴＶチャネル番号、ＤＴＶトランスミッタの位相中心、およびクロックオフセットを含んでいる。このデータは、無線リンク、およびインターネットを含む多数の方式のいずれかによって伝送することができる。一実施形態において、このデータは予備ＭＰＥＧパケットとしてこのＤＴＶチャネル自体の上で送信される。
【０１６１】
　別の実施形態において、レシーバはソフトウェアベースのものである。例えば、図１３のレシーバ１８００は入力したＤＴＶ信号を処理するようにプログラムすることができる。
【０１６２】
　次に干渉性ソフトウェアレシーバに対するＤＳＰ１７１４によるＤＴＶチャネル信号処理について記述する。ダウンコンバートされたサンプル信号に対する名目オフセット周波数が仮定される。この信号がベースバンドにダウンコンバートされる場合、名目オフセットは０Ｈｚとなる。このプロセスは、信号ｓ（ｔ）のサンプルに基づいて完全な自動相関関数を生成する。このプロセスは低デューティファクタ信号に対して遥かに効果的に実施することができる。サンプリングされたデータの周期をＴｉ、ωｉｎを入力されたサンプリング信号の名目オフセット、ωｏｆｆｓｅｔを可能な最大のオフセット周波数とすると、ドップラー効果のためシフトおよびオシレータ周波数がドリフトする。プロセスは以下に示す擬似コードを実施する。
・　Ｒｍａｘ＝０
・　複合コード信号を形成
【０１６３】
【数４０】
2004109139.tif 000043
ここでＣｉは同期ベースバンド信号を示す関数、Ｃｑは垂直位相ベースバンド信号を示す関数である。
・　Ｆ｛ｓｃｏｄｅ｝＊を計算、ここでＦはフーリエ変換の演算子、＊は共役オペレータある。
・　ω＝ωｉｎ−ωｏｆｆｓｅｔからωｉｎ＋ωｏｆｆｓｅｔまででステップがπ／２Ｔ１に対して
　　・　複合混合信号を形成
【０１６４】
【数４１】
2004109139.tif 000044
　　・　入力信号ｓ（ｔ）と混合信号ｓｍｉｘ（ｔ）を結合
【０１６５】
【数４２】
2004109139.tif 000045
　　・　相関関数
【０１６６】
【数４３】
2004109139.tif 000046
を計算
　　・　
【０１６７】
【数４４】
2004109139.tif 000047
である場合、
【０１６８】
【数４５】
2004109139.tif 000048
・　次のω
　プロセスからの退出に関して、Ｒｓｔｏｒｅ（τ）は入力信号ｓ（ｔ）と複合コード信号ｓｃｏｄｅ（ｔ）との間の相関を蓄積する。Ｒｓｔｏｒｅ（τ）はより小さいステップのωで検索を行うことによってさらに高精度化することができる。ωの最初のサイズはナイキストレート２π／Ｔｉの半分よりも小さいことが必要である。最大相関出力を形成するタイムオフセットτが擬似距離として使用される。
【０１６９】
　追加的な位置確認例
　本発明の多数の実施例ついて記述した。しかしながら、本発明の精神および視点から逸脱することなく種々の設計変更が可能であることが理解される。例えば、特定のＡＴＳＣおよびＤＶＢ−Ｔ信号に関して多くの特徴を記述した。しかしながら、本発明は、ジャパニーズインテグレーテッドデジタル地上波放送（ＩＳＤＢ−Ｔ）等のその他のＤＴＶ信号にも適用可能である。
【０１７０】
　別の例において、本発明はデジタル電子回路、またはコンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせによって実施することができる。種々の信号および信号処理技術がデジタルあるいはアナログ領域において実施可能である。本発明の装置は、プログラマブルプロセッサによって実行するために機械読取可能な記憶デバイス内に実装されたコンピュータプログラムとして実施することができ；また本発明の方法ステップは命令プログラムを実行するプロセッサによって本発明の機能を実行しデータを入力して出力を形成することによって実施することができる。本発明は、受信データに結合されデータ記憶システムから、またはこれに対して命令およびデータを送受信する少なくとも１つのプログラマブルプロセッサと、少なくとも１つの入力デバイスおよび少なくとも１つの出力デバイスを含んだプログラマブルシステム上で実行可能な１つまたは複数のコンピュータプログラム内で有効に実施することが可能である。各コンピュータプログラムは高級手続き言語または目的指向プログラム言語内において実行するか、あるいは必要に応じてアセンブリまたは機械語内において実行することができ；この言語はコンパイルされたものあるいは翻訳された言語とすることができる。好適なプロセッサには、例えば、汎用または特定用途のマイクロプロセッサの両方が含まれる。一般的に、プロセッサは読取り専用メモリ（ＲＯＭ）および／またはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）から命令およびデータを受信する。一般的に、コンピュータはデータファイルを記憶するために１つまたは複数の大容量記憶装置を備えており；これは内蔵ハードディスクまたは取り外し可能なディスク等の磁気ディスク；光磁気ディスク；および光ディスク等を含んでいる。コンピュータプログラム命令およびデータを実装するために適した記憶装置は、例えばＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、およびフラッシュメモリデバイス等を含む全てのタイプの不揮発メモリ；内蔵ハードディスクまたは取り外し可能なディスク等の磁気ディスク；光磁気ディスク；およびＣＤ−ＲＯＭディスクとすることができる。前述のもののいずれかは、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって補完されるかあるいはその中に組み込むことができる。
【０１７１】
　別の例として、同位相および直角位相チャネルを使用してＡＴＳＣ信号を追跡する方法について記述したが、同位相チャネルのみ、直角位相チャネルのみ、あるいはそれらの組合せを使用して精密な追跡を提供し得ることが理解される。
【０１７２】
　さらに、多様な形式の一般的な遅延ロックループ（ＤＬＬ）を使用しまた種々のタイプの整合フィルタを使用するＤＴＶ信号の追跡方法があることが理解される。
【０１７３】
　本発明の実施形態は、ＤＴＶ信号の低いデューティファクタを多様な方式で利用する。例えば、１つの実施形態は時間ゲート遅延ロックループ（ＤＬＬ）を使用しており、これは、Ｊ．Ｊ．スピルカー・ジュニア氏の“衛星によるデジタル通信”（プレンティスホール、イングルウッドクリフ、ニュージャージー州、１９７７年第１８−６章）に記載されている。他の実施形態は、干渉性、非干渉性、準干渉性ＤＬＬを含む多様なＤＬＬを使用しており、これはＪ．Ｊ．スピルカー・ジュニア氏の“衛星によるデジタル通信”（プレンティスホール、イングルウッドクリフ、ニュージャージー州、１９７７年第１８−６章）、Ｂ．パーキンソン氏およびＪ．スピルカー・ジュニア氏による“グローバルポジショニングシステム−理論および適用”（ＡＩＡＡ、ワシントンＤＣ、１９９６年第１巻第１７章）、およびＪ．Ｊ．スピルカー・ジュニア氏による“信号追跡理論の基本”等に記載されている。他の実施形態は再循環整合フィルタ等の種々のタイプの整合フィルタを使用する。
【０１７４】
　最後の例として、いくつかの実施形態においてＤＴＶサーバ１１０は、例えばＤＴＶトランスミッタから取得可能な擬似距離等のシステムレベルで取得可能な冗長信号を使用し、各ＤＴＶチャネルおよび擬似距離を認可するための追加的なチェックを実行し、誤ったＤＴＶチャネルを確認する。この技術の一つが一般的なレシーバ自律完全性監視（ＲＡＩＭ）である。
【０１７５】
　従って、本発明の視点の範囲内においてその他の実施形態も可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１７６】
【図１】無線リンクを介してベースステーションと通信するユーザデバイスを含んだ本発明の実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態の動作を示す説明図である。
【図３】３つのＤＴＶトランスミッタを使用する位置判定の幾何学的配置を示す説明図である。
【図４】２つの別々のＤＴＶトランスミッタからのＤＴＶ信号を受信するデバイスのための単純化した位置確認計算の例を示す説明図である。
【図５】周りの土地と同じ海抜に位置するＤＴＶトランスミッタを中心とする円内に存在する単一の山の影響を示す説明図である。
【図６】受信したＤＴＶ信号のサンプルを取り入れるサンプラの使用方式の実施を示す説明図である。
【図７】図６のサンプラによって形成されたＤＴＶ信号サンプルの相関ピークの検索に使用する非干渉性相関器の実施を示す説明図である。
【図８】ＡＴＳＣフレームの構造を示す説明図である。
【図９】ＡＴＳＣフレームのフィールド同期化セグメントの構造を示す説明図である。
【図１０】ＡＴＳＣのデータセグメントの構造を示す説明図である。
【図１１】ＡＴＳＣ−ＤＴＶ信号を生成する際に使用されるフィルタのゲイン関数の曲線を示す説明図である。
【図１２】モニタユニットの実施を示す説明図である。
【図１３】ソフトウェアによって追跡を行う一実施形態を示す説明図である。
【図１４】非干渉性相関器の出力曲線を示した説明図である。
【図１５】サンノゼ市からのＫＩＣＵチャンネル５２のＤＴＶ放送の信号の１ｍｓサンプルの例示的なスペクトルを示す説明図である。
【図１６】結果として得られた６ＭＨｚ信号の同相および直交成分に対する計算された自動相関関数を示す説明図である。
【図１７】６ＭＨｚの信号の特性を示した説明図である。
【図１８】図７の相関器の動作のシミュレーション結果を示す説明図である。
【図１９】ＥＴＳＩ−ＤＴＶに基づいた擬似距離測定の生成に使用するレシーバの実施を示す説明図である。
【図２０】最初の５０個の連続するパイロットキャリアのキャリア番号を示す説明図である。
【図２１】連続するパイロットキャリアの最初の５０個のキャリアを示した説明図である。
【図２２】８Ｋモードにおいて１７７個の平行キャリアを有する合成連続パイロットキャリアの自動相関関数を示す説明図である。
【図２３】５個の分散したパイロットキャリアの周波数のホップを示した説明図である。
【図２４】８回の増加にわたった符号反転を伴わないキャリアの一例の波形を示す説明図である。
【図２５】分散したパイロットキャリアの別の例を示す説明図である。
【図２６】５６８個の周波数がホップする分散キャリアの合成セットの自動相関関数を示す説明図である。
【図２７】最初の１００回の増加にわたって観察したスキャッタパイロット合成信号の詳細な微細形状を示す説明図である。
【図２８】分散したパイロット合成キャリアのダブレットサイドローブの微細形状を示した説明図である。
【図２９】モニタユニットの実施を示す説明図である。
【図１】
2004109139.tif 000049
【図２】
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【図３】
2004109139.tif 000051
【図４】
2004109139.tif 000052
【図５】
2004109139.tif 000053
【図６】
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【図７】
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【図８】
2004109139.tif 000056
【図９】
2004109139.tif 000057
【図１０】
2004109139.tif 000058
【図１１】
2004109139.tif 000059
【図１２】
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【図１３】
2004109139.tif 000061
【図１４】
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【図１５】
2004109139.tif 000063
【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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