(57)【要約】  オーバーレイＵ−ＴＤＯＡベースのワイヤレス位置検出システムにおいて、通例ＢＴＳと一緒に配置するＬＭＵを用いて、順方向チャネルおよび逆方向チャネル双方において無線シグナリングを収集する。Ｕ−ＴＤＯＡサービス・エリアの区間にアップリンク復調制限またはダウンリンク・ビーコン発見制限がある散在ＬＭＵ配備を補償するための技法を用いる。【選択図】図３Ｂ
2010525671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
初期ネットワーク設計から散在ワイヤレス位置検出システム（ＷＬＳ）を設計するための反復方法であって、
ダウンリンク・ビーコン発見、精度、およびアップリンク復調の性能制限要因のうち少なくとも１つが前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼすかを決定するために、予備ネットワーク設計分析を実行するステップと、
前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼすと決定された性能制限要因に基づいて、前記初期ネットワーク設計を修正するステップと、
を備えた、方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記ＷＬＳは、複数の地理的に散在した位置測定ユニット（ＬＭＵ）を含む、アップリンク到達時間差（Ｕ−ＴＤＯＡ）システムを備えた、方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、複数の地理的に散在した基地送受信局（ＢＴＳ）を備えたＧＳＭワイヤレス通信システムに、前記ＷＬＳを重ね合わせる、方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法であって、更に、相互同期セル・セクタの少なくとも１つのクラスタを特定し、前記初期ネットワーク設計を生成するためにインテリジェント・ネットワーク設計プロセスを実行するステップを備えた、方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法であって、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因が精度であるという決定に基づいて、以下の行為のうち少なくとも１つを実行することによって、前記初期ネットワーク設計を修正するステップを備えており、前記行為が、
１つ以上の位置測定ユニット（ＬＭＵ）において積分時間を増加する行為、
前記ＷＬＳに、ハイブリッド到達時間差（ＴＤＯＡ）／強化セル特定（ＥＣＩＤ）位置検出プロセスを配備する行為、
前記ＷＬＳに、ハイブリッド時間ＴＤＯＡ／到達角度（ＡｏＡ）位置検出プロセスを配備する行為、および
少なくとも１つのＬＭＵを前記ネットワーク設計に追加する行為、
である、方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法であって、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はないという決定に基づいて、前記ネットワーク設計から少なくとも１つの位置測定ユニット（ＬＭＵ）を除去するステップ、を備えた、方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法であって、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はダウンリンク・ビーコン発見であるという決定に基づいて、
少なくとも１つの強化ダウンリンク・アンテナを配備するステップ、
を備えた、方法。
【請求項８】
請求項１記載の方法であって、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はダウンリンク・ビーコン発見であるという決定に基づいて、
ダウンリンク干渉キャンセルを配備するステップ、
を備えた、方法。
【請求項９】
請求項１記載の方法であって、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はダウンリンク・ビーコン発見であるという決定に基づいて、
基地送受信局（ＢＴＳ）同期を配備するステップ、
を備えた、方法。
【請求項１０】
請求項１記載の方法であって、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はダウンリンク・ビーコン発見であるという決定に基づいて、
少なくとも１つの位置測定ユニット（ＬＭＵ）を前記ネットワーク設計に追加するステップ、
を備えた、方法。
【請求項１１】
請求項１記載の方法であって、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はダウンリンク・ビーコン発見であるという決定に基づいて、
エービス監視システム（ＡＭＳ）が配備されていないことを決定し、次いで特定したサイトにおいて少なくとも１つのダウンリンク専用位置測定ユニット（ＬＭＵ）を配備するステップ、
を備えた、方法。
【請求項１２】
請求項１記載の方法であって、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はダウンリンク・ビーコン発見であるという決定に基づいて、
エービス監視システム（ＡＭＳ）が配備されていることを決定し、次いで、強化ビーコン同期（ＥＢＳ）およびＡＭＳ派生ビーコン・タイミング機能の使用をイネーブルするステップ、
を備えた、方法。
【請求項１３】
請求項１記載の方法であって、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はアップリンク復調であるという決定に基づいて、
通信システム復調データがイネーブルされていることを決定し、復調データ構造(demodulated data feature)をイネーブルするステップ、
を備えた、方法。
【請求項１４】
請求項１記載の方法であって、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はアップリンク復調であるという決定に基づいて、
通信システム復調データがイネーブルされていないことを決定し、エービス監視システム（ＡＭＳ）が配備されていないことを決定し、ミッドアンブル専用補正機構をイネーブルするステップ、
を備えた、方法。
【請求項１５】
請求項１記載の方法であって、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はアップリンク復調であるという決定に基づいて、
通信システム復調データがイネーブルされていないことを決定し、エービス監視システム（ＡＭＳ）が配備されていることを決定し、ＡＭＳ派生復調データ構造をイネーブルするステップ、
を備えた、方法。
【請求項１６】
請求項１記載の方法であって、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はアップリンク復調であるという決定に基づいて、
少なくとも１つの位置測定ユニット（ＬＭＵ）を前記ネットワーク設計に追加するステップ、
を備えた、方法。
【請求項１７】
請求項１記載の方法であって、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はアップリンク復調であるという決定に基づいて、
少なくとも１つの専用アンテナ設備を前記ネットワーク設計に追加するステップ、
を備えた、方法。
【請求項１８】
コンピュータ読み取り可能媒体上に格納されたソフトウェア・ツールであって、複数の地理的に散在する位置測定ユニット（ＬＭＵ）を含む散在アップリンク到達時間差（Ｕ−ＴＤＯＡ）ワイヤレス位置検出システム（ＷＬＳ）を設計するための反復方法を実行するためのコンピュータ読み取り可能命令を含み、複数の地理的に散在する基地送受信局（ＢＴＳ）を備えたＧＳＭワイヤレス通信システムに前記ＷＬＳを重ね合わせ、前記反復方法は、
初期ネットワーク設計を提供するステップと、
ダウンリンク・ビーコン発見、精度、およびアップリンク復調の性能制限要因のうち少なくとも１つが前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼすかを決定するステップと、
前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼすと決定された性能制限要因に基づいて、前記初期ネットワーク設計を修正するステップと、
を備えた、ソフトウェア・ツール。
【請求項１９】
請求項１８記載のソフトウェア・ツールにおいて、前記反復方法は、更に、相互同期セル・セクタの少なくとも１つのクラスタを特定し、前記初期ネットワーク設計を生成するステップ、を備えた、ソフトウェア・ツール。
【請求項２０】
請求項１８記載のソフトウェア・ツールにおいて、前記反復方法は、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因は精度であるという決定に基づいて、以下の行為のうち少なくとも１つを実行することにより、前記初期ネットワーク設計を修正するステップを備えており、前記行為が、
１つ以上の位置測定ユニット（ＬＭＵ）において積分時間を増加する行為、
前記ＷＬＳに、ハイブリッド到達時間差（ＴＤＯＡ）／強化セル特定（ＥＣＩＤ）位置検出プロセスを配備する行為、
前記ＷＬＳに、ハイブリッド時間ＴＤＯＡ／到達角度（ＡｏＡ）位置検出プロセスを配備する行為、および
少なくとも１つのＬＭＵを前記ネットワーク設計に追加する行為、
である、ソフトウェア・ツール。
【請求項２１】
請求項１８記載のソフトウェア・ツールにおいて、前記反復方法は、更に、
前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はないという決定に基づいて、前記ネットワーク設計から少なくとも１つの位置測定ユニット（ＬＭＵ）を除去するステップ、を備えた、ソフトウェア・ツール。
【請求項２２】
請求項１８記載のソフトウェア・ツールであって、前記反復方法は、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はダウンリンク・ビーコン発見であるという決定に基づいて、
少なくとも１つの強化ダウンリンク・アンテナを配備するステップ、
を備えた、ソフトウェア・ツール。
【請求項２３】
請求項１８記載のソフトウェア・ツールにおいて、前記反復方法は、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はダウンリンク・ビーコン発見であるという決定に基づいて、
ダウンリンク干渉キャンセルを配備するステップ、
を備えた、ソフトウェア・ツール。
【請求項２４】
請求項１８記載のソフトウェア・ツールにおいて、前記反復方法は、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はダウンリンク・ビーコン発見であるという決定に基づいて、
基地送受信局（ＢＴＳ）同期を配備するステップ、
を備えた、ソフトウェア・ツール。
【請求項２５】
請求項１８記載のソフトウェア・ツールにおいて、前記反復方法は、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はダウンリンク・ビーコン発見であるという決定に基づいて、
少なくとも１つの位置測定ユニット（ＬＭＵ）を前記ネットワーク設計に追加するステップ、
を備えた、ソフトウェア・ツール。
【請求項２６】
請求項１８記載のソフトウェア・ツールにおいて、前記反復方法は、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はダウンリンク・ビーコン発見であるという決定に基づいて、
エービス監視システム（ＡＭＳ）が配備されているか否か判定し、配備されていない場合、特定したサイトにおいて少なくとも１つのダウンリンク専用位置測定ユニット（ＬＭＵ）を配備するステップ、
を備えた、ソフトウェア・ツール。
【請求項２７】
請求項１８記載のソフトウェア・ツールにおいて、前記反復方法は、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はダウンリンク・ビーコン発見であるという決定に基づいて、
エービス監視システム（ＡＭＳ）が配備されているか否か判定し、配備されている場合、強化ビーコン同期（ＥＢＳ）およびＡＭＳ派生ビーコン・タイミング機能の使用をイネーブルするステップ、
を備えた、ソフトウェア・ツール。
【請求項２８】
請求項１８記載のソフトウェア・ツールにおいて、前記反復方法は、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はアップリンク復調であるという決定に基づいて、
通信システム復調データがイネーブルされているか否か決定し、イネーブルされている場合、復調データ構造をイネーブルするステップ、
を備えた、ソフトウェア・ツール。
【請求項２９】
請求項１８記載のソフトウェア・ツールにおいて、前記反復方法は、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はアップリンク復調であるという決定に基づいて、
通信システム復調データがイネーブルされているか否か決定し、イネーブルされていない場合、エービス監視システム（ＡＭＳ）が配備されていないことを決定し、ミッドアンブルのみの補正機構をイネーブルするステップ、
を備えた、ソフトウェア・ツール。
【請求項３０】
請求項１８記載のソフトウェア・ツールにおいて、前記反復方法は、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はアップリンク復調であるという決定に基づいて、
通信システム復調データがイネーブルされているか否か判定し、イネーブルされていない場合、エービス監視システム（ＡＭＳ）が配備されていることを決定し、ＡＭＳ派生復調データ構造をイネーブルするステップ、
を備えた、ソフトウェア・ツール。
【請求項３１】
請求項１８記載のソフトウェア・ツールにおいて、前記反復方法は、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はアップリンク復調であるという決定に基づいて、
少なくとも１つの位置測定ユニット（ＬＭＵ）を前記ネットワーク設計に追加するステップ、
を備えた、ソフトウェア・ツール。
【請求項３２】
請求項１８記載のソフトウェア・ツールにおいて、前記反復方法は、更に、前記初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はアップリンク復調であるという決定に基づいて、
少なくとも１つの専用アンテナ設備を前記ネットワーク設計に追加するステップ、
を備えた、ソフトウェア・ツール。
【請求項３３】
ワイヤレス位置検出システム（ＷＬＳ）の作動において用いる方法であって、
復調データ・ビットの集合を供給するために、リンク監視サブシステム（ＬＭＳ）を用いるステップと、
基準信号を生成するために、前記復調データ・ビットを使用するステップと、
位置検出プロセスにおいて使用するため、到達時間差（ＴＤＯＡ）推定値を求めるために、位置測定ユニット（ＬＭＵ）を配備した遠隔受信サイトにおける少なくとも１つの記録受信信号に、前記基準信号を相関付けるステップと、
を備えた、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
相互引用
本願は、２００７年４月１８日に出願し、"Sparsed U-TDOA Wireless Location Networks"と題する米国特許出願第１１／７３６，８６８号の優先権を主張する。この出願をここで引用したことにより、その内容全体が本願にも含まれるものとする。
【０００２】
本明細書において記載する主題は、以下の同時係属中の出願に記載されている主題に関係がある。２００７年４月１８日出願の"Sparsed U-TDOA Wireless Location Networks"（散在Ｕ−ＴＤＯＡワイヤレス位置検出ネットワーク）と題する米国特許出願第１１／７３６，９０２号（代理人整理番号ＴＰＩ−０８４９）、２００７年４月１８日出願の"Sparsed U-TDOA Wireless Location Networks"（散在Ｕ−ＴＤＯＡワイヤレス位置検出ネットワーク）と題する米国特許出願第１１／７３６，９２０号（代理人整理番号ＴＰＩ−０８５０）、および２００７年４月１８日出願の"Sparsed U-TDOA Wireless Location Networks"（散在Ｕ−ＴＤＯＡワイヤレス位置検出ネットワーク）と題する米国特許出願第１１／７３６，９５０号（代理人整理番号ＴＰＩ−０８５１）。
技術分野
本発明は、一般的には、アナログまたはディジタル・セルラ・システム、個人通信システム（ＰＣＳ）、強化特殊化移動体無線機（ＥＳＭＲ）、およびその他の種類のワイヤレス通信システムにおいて用いられるような、移動局（ＭＳ）とも呼ばれる、ワイヤレス・デバイスの位置検出方法および装置に関する。更に特定すれば、本発明は、ワイヤレス位置検出システム（ＷＬＳ）の受信機配備密度を低下させ、これによってこのような配備の全体的なコストを削減する方法に関する。
【従来技術】
【０００３】
Ａ．ワイヤレス位置検出
ワイヤレス位置検出システムに関する初期の業績が、１９９４年７月５日付けの米国特許第５，３２７，１４４号"Cellular Telephone Location System"（セルラ電話機位置検出システム）（特許文献１）に記載されている。これは、到達時間差（ＴＤＯＡ）技法を用いてセルラ電話機の位置を検出するシステムを開示する。この特許およびその他の例示的特許（以下で論ずる）は、本発明の譲受人であるTruePosition, Inc.に譲渡されている。’１４４特許は、アップリンク到達時間差（Ｕ−ＴＤＯＡ）セルラ電話機位置検出システムと呼ぶことができるものについて記載している。記載されたシステムは、１つ以上のセルラ電話機からの制御チャネル送信を監視し、中央処理または局ベースの処理を用いて電話機（群）の地理的位置（群）を計算するように構成されている。TruePosition社およびその他は、当初の発明概念に対して重要な強化を開発し続けている。Ｕ−ＴＤＯＡ  ＷＬＳの一例を図１に示す。図示のように、本システムは４つの主要サブシステム、信号収集システム（ＳＣＳ）１０、ＴＤＯＡ位置検出プロセッサ（ＴＬＰ）１２、アプリケーション・プロセッサ（ＡＰ）１４、およびネットワーク動作プロセッサ（ＮＯＣ）１６を含む。各ＳＣＳは、制御チャネルおよび音声チャネル双方上においてワイヤレス送信機によって送信されるＲＦ信号を受信することを責務とする。一般に、ＳＣＳ（ここでは、ＬＭＵ、即ち、位置測定ユニットと呼ぶこともある）をワイヤレス通信事業者のセル・サイトに設置することが好ましく、したがって、基地局と並列に動作する。各ＴＬＰ１２は、ＳＣＳ１０のネットワークを管理し、位置検出計算において用いることができるディジタル信号処理（ＤＳＰ）リソースの集中的集合体(pool)を設けることを責務とする。ＳＣＳ１０およびＴＬＰ１２は、一緒に動作して、ワイヤレス送信機の位置を判定する。ＳＣＳ１０およびＴＬＰ１２の双方は、大量のＤＳＰリソースを内蔵しており、これらのシステムにおけるソフトウェアは、処理時間、通信時間、整列時間、およびコスト間のトレードオフに基づいて、個々の処理機能をいつ実行するか判定するように動的に動作することができる。加えて、ＷＬＳは、複数のＳＣＳ領域を含むことができ、その各々は複数のＳＣＳ１０を備えている。例えば、「ＳＣＳ領域１」はＳＣＳ１０Ａおよび１０Ｂを含み、これらはそれぞれのセル・サイトに位置し、これらのセル・サイトにおける基地局とアンテナを共有する。端数Ｔ１／Ｅ１ラインを最大Ｔ１／Ｅ１ラインにインターフェースするために間引き／挿入ユニット(drop and insert unit)１１Ａおよび１１Ｂが用いられており、ディジタル・アクセスおよび制御システム（ＤＡＣＳ）１３Ａに結合されている。このＤＡＣＳ１３Ａおよび別のＤＡＣＳ１３Ｂは、ＳＣＳ１０Ａ、１０Ｂ等と複数のＴＬＰ１２Ａ、１２Ｂ等との間の通信のために用いられる。図示のように、ＴＬＰは通例一括配置され、イーサネット（登録商標）・ネットワーク（バックボーン）および第２の冗長イーサネット（登録商標）・ネットワークを通じて相互接続されている。また、イーサネット（登録商標）・ネットワークには、複数のＡＰ１４Ａおよび１４Ｂ、複数のＮＯＣ１６Ａおよび１６Ｂ、ならびに端末サーバ１５も結合されている。ルータ１９Ａおよび１９Ｂが、１つのＷＬＳを１つ以上の別のワイヤレス位置検出システム（群）に結合するために用いられる。
【０００４】
図１Ａは、標準的なワイヤレス通信システム（ＷＣＳ）１００を代表するコンポーネントを示し、セルラ電話ネットワーク等の形態をなすことができる。図１Ａに表す技術は、汎ヨーロッパ・ディジタル移動通信システム（ＧＳＭ）インフラストラクチャに典型的な用語の一部を用いて表現するが、この技術は、全世界移動体電気通信システム（ＵＭＴＳ）を記述する第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）のような、その他の規格によるセルラ・ワイヤレス通信の実現にも、相応して適用可能であり、有効である。図１Ａにおいて、ワイヤレス移動体通信ユニット、即ち、移動局（ＭＳ）１０１は、送信を搬送する無線周波数（ＲＦ）リンクを通じて、基地送受信局（ＢＴＳ）１０２との間で通信を行う。図１Ａにおいて破線の円で強調するように、ＢＴＳの設備は、アップリンク受信機（Ｕ＿Ｒｘ）およびダウンリンク送信（Ｄ＿Ｔｘ）アンテナ（群）、ならびにワイヤレス通信を搬送するしかるべき信号に合わせた付帯ケーブルを含む。１組の（通例３つ）ＢＴＳセル・セクタ（またはセクタ化したセルラ動作エリア）が、ＢＴＳ端末位置において配備されるアンテナ（群）応対する局在化通信エリア即ちセル（担当ＢＴＳの周囲）をカバーする。各セル・セクタは、その一意のセル・グローバル識別子（ＣＧＩ、この用語は、本明細書では、ＢＴＳセル設備に言及する際にも用いられる）によって特定される。各ＢＴＳは、個々にまたは独立して、仕様許容度の範囲内で、名目時間軸周波数で動作する独立した発振器に基づいて、その送信ダウンリンク信号に対して、その時間軸即ち時間−標準／基準を発生することができる。ＧＳＭサービスについては、準拠する標準的ＢＴＳ時間軸基準が、１３ＭＨｚで動作するように指定されており、許容度は０．０５ｐｐｍ即ち０．６５Ｈｚ以内である。１組の種々のＢＴＳが、更に広い動作領域をカバーし、基地局コントローラ（ＢＳＣ）１０３によって制御される。ＢＳＣは、そのドメインにおいて動作するＭＳおよびＢＴＳを管理し、この管理には、ＭＳが１つのＢＴＳのセルのセルラ・カバリッジから別のＢＴＳに移動する際に、個々のＭＳとのＲＦリンクの完全性に対する責務の、１つのＢＴＳから他方へのハンドオーバーを含む。更に低いレベルの通信管理においても同様に、ＢＳＣは１つのＢＴＳセクタから別のＢＴＳへのＭＳのハンドオーバーを管理し、ＢＴＳは、そのドメインにおけるハンドオーバーの実行成功を検出する。更に高いレベルの管理では、移動体交換局（ＭＳＣ）１０４が複数のＢＳＣを管理する。ＷＣＳ動作をサポートする際、個々の担当ＣＧＩ（ＳＣＧＩ）の制御下で動作するＭＳはいずれも、それ自体をＳＣＧＩの送信ＢＴＳダウンリンク「ビーコン」信号に同期させるために用いられ、つまり、別個のＢＴＳからの信号は、ＧＰＳ時間軸のような、共通時間標準に同期させる必要はない。
【０００５】
図１Ｂは、ワイヤレス通信システムの付属物として協同するＷＬＳを示す。この例では、ＷＬＳは担当移動体位置検出局（ＳＭＬＣ）１１０と呼ばれる。インフラストラクチャに基づく、即ち、「オーバーレイ」ＷＬＳは、図１Ｂに図示するコンポーネントのオーバーレイ構成で表すことができる。図１Ｂにおいて、対象のＭＳ／ＵＥ１０１からの通信チャネルにおけるＲＦアップリンク信号は、ＬＭＵ１１２によって受信および測定される。ＬＭＵ１１２は、通信システムの動作ドメイン全域に分布する位置に配備されている。（用語について注記する。３ＧＰＰ  ＧＳＭの用語体系では、「ＳＭＬＣ」という用語はＷＬＳ全体を指すが、一方、別のコンテキストでは、「ＳＭＬＣ」は「ＷＬＰ」と呼ばれるサブシステム・コンポーネントを指す。また、本明細書において用いる場合、３ＧＰＰ用語「ＬＭＵ」は、送信ＲＦ信号を受信し（例えば、位置に関する）信号特性を測定する、地理的に散在するＳＭＬＣ／ＷＬＳコンポーネントを指すが、背景技術の別のコンテキストまたは記載では、このようなコンポーネントは信号収集システム「ＳＣＳ」と呼ばれることもある。）通例、図１Ａ上における図１Ｂの「重ね合わせ」によって可視化できるように、ＬＭＵ１１２は、ＢＴＳ１０２の設備に配備され、つまり、ＬＭＵは、通常、通信のために配備されたアンテナ（群）からＢＴＳが用いる同じ信号フィードへの多重結合を通じて、位置検出に関する測定のために、そのアップリンク受信（Ｕ＿Ｒｘ）信号にアクセスする、即ち、「取り出す」(tap)。分散したＬＭＵサイトにおける（位置検出に関する）データの収集および測定の時間軸同期のために、ＬＭＵはＰＧＳ信号に、ケーブルを用いてＰＧＳ−受信（ＧＰＳ＿Ｒｘ）アンテナを通じてアクセスする。これは、図１Ｂにおいて破線の円において強調されている。加えて、ＬＭＵは、ケーブルを用いてダウンリンク−受信（Ｄ＿Ｒｘ）アンテナを通じてＢＴＳダウンリンク送信も検知する。図１Ｂに図示するように、ＬＭＵは、必ずしもそうとも限らないが、ＢＴＳサイトに配備されるのが通例であるが、かならずしもＢＴＳと１対１で配備されるのでもない。複数のＬＭＵによって抽出した受信信号特性の測定値は、ワイヤレス位置検出プロセッサ（ＷＬＰ）２０３によって管理および収集するが、ＷＬＰ２０３の各々は、複数のＬＭＵの動作を指令する。ＷＬＰは、対象となる個々のＭＳの測定値を提供する作業を割り当てられた個々のＬＭＵの選択を監視する(oversee)。恐らくはその直接的な制御下にないＬＭＵを管理する別のＷＬＰを通じたものも含む、しかるべく測定された信号データを受信すると、ＷＬＰは、通例、このデータに基づいて、データを評価し、任意の（位置）推定値を決定する。通例、ＷＬＰは、複数のＢＳＣによって対応する通信サービスが提供される地理的領域をカバーするＬＭＵの動作を管理することができる。ＳＭＬＣのワイヤレス位置検出ゲートウェイ（ＷＬＧ）１１４は、ＷＬＰの全体的制御および作業の割り当てを行う。ＷＬＧは、通例（必ずしもそうとは限らないが）、ＭＳＣ１０４と一緒に配置される（そして、それとインターフェースすることができる）。ＷＬＧは、通信システム内においてそれが担当する複数のＢＳＣ��インターフェースして、位置検出に関する要求、情報、またはデータを交換する。ＷＬＧは、位置検出−サービス要求の妥当性を判定し、位置検出−決定結果を、許可された受信先に配布する(disperse)。
【０００６】
Ｕ−ＴＤＯＡ  ＷＬＳ（およびその他の位置検出システム）の性能は、通常、１つ以上の円形誤差確率として表現する。米国連邦通信委員会（ＦＣＣ）は、9-1-1 Phase II通達の一部として、Ｕ−ＴＤＯＡシステムのようなネットワークベースのシステムは、緊急サービス発呼者の６７％に対して１００メートル（１００ｍ即ち３２８．１フィート）の精度、そして緊急サービス発呼者の９５％に対して３００メートル（３００ｍ即ち９８４．２５フィート）の精度を満たすことが要求されている。正確度の要件は、配備する位置検出サービス毎にばらつきがあるが、Ｕ−ＴＤＯＡ位置検出システムの正確度（例えば、クラメール・ラオ境界によって予測したようなもの）が、ＢＴＳよりも少ないＬＭＵを配備することによって、位置検出サービス品質を超過するような場合、このような配備は、システムのコストを低減するので、有利であろう。
【０００７】
本明細書に記載する本発明の技法および概念は、広く用いられているＩＳ−１３６（ＴＤＭＡ）、ＧＳＭ、およびＯＦＤＭワイヤレス・システムを含む時間および周波数分割多元接続（ＴＤＭＡ／ＦＤＭＡ）無線通信システムや、ＣＤＭＡ（ＩＳ−９５、ＩＳ−２０００）のような符号分割無線通信システム、および万国移動体電気通信システム（ＵＴＭＳ）にも該当する。後者は、Ｗ−ＤＣＭＡとしても知られている。先に論じた汎ヨーロッパ・ディジタル移動通信システム（ＧＳＭ）モデルは、一例であるが、本発明を用いることができる唯一の環境ではない。
Ｂ．散在ＷＬＳを構築する際の問題点
非散在Ｕ−ＴＤＯＡシステム（ＢＴＳ毎に１つのＬＭＵがあるＵ−ＴＤＯＡシステム）では、ＬＭＵは、常駐セル(resident cell)からのダウンリンク信号（ビーコンまたはブロードキャスト制御チャネル（ＢＣＣＨ））を検出し復調することができる。次いで、測定したタイミングを、ＬＭＵのＧＰＳベースのクロックによって決定する、システム時間と比較し、ついで格納または他のＬＭＵに転送するために、ＳＭＬＣに送る。すると、各ＬＭＵは素早くアップリンク・メッセージングを復調することができる。何故なら、チャネルおよびタイムスロットは位置検出要求において規定されており、隣接するセルおよびセクタ毎のシステム時間からのフレーム・タイミングずれは、分かっているからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
散在Ｕ−ＴＤＯＡシステム（配備比率がＢＴＳ毎に１ＬＭＵ未満であるＵ−ＴＤＯＡシステム）では、選択的配備（「散在」）の結果無線発信機(radio emitter)（移動体デバイス）と無線受信機（ＬＭＵ）の間の距離が広がると、Ｕ−ＴＤＯＡ位置検出精度に悪影響を及ぼし、ＧＳＭ環境において必要とされる、フレーム・タイミングずれを決定するＬＭＵの能力に支障を来す。ＬＭＵは、ＴＤＯＡに必要なタイムスタンプを発生するためには、（１）セル・ダウンリンク・ビーコンを検出および復調して、セル・タイミングを決定し、（２）アップリンク信号を検出および復調しなければならない。ノイズ、隣接チャネルの干渉、共通チャネル干渉がある中で、そしてセル半径の数個分の距離において、ＬＭＵがアップリンクおよびダウンリンク信号双方を受信し復調しなければならないため、ＬＭＵ配備コストを極力抑えることは難しくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
次の摘要は、以下で更に詳細に説明する例示的な実施形態の様々な形態を説明することを意図している。この摘要は、開示する主題の発明的形態を全て網羅することを意図するのではなく、以下で明記する特許請求の範囲の保護範囲を限定することを意図するのでもない。
【００１０】
オーバーレイＵ−ＴＤＯＡベースのワイヤレス位置検出システムにおいて、通例ＢＴＳと一緒に配置するＬＭＵを用いて、順方向チャネルおよび逆方向チャネル双方において無線シグナリングを収集する。各ＢＴＳサイトにＬＭＵを配備しない場合、散在配備、ビーコン受信およびアップリンク受信が、Ｕ−ＴＤＯＡシステムの性能およびサービス・エリアを制限する可能性がある。本発明の目標は、ＬＭＵ配備コストを最小限に抑える方法およびシステムを提供することである。例示する実施形態は、散在によってＵ−ＴＤＯＡ配備のコストを最小限に抑えるための多数の技法を提供する。これらの技法は、図３に示すように適用すれば、ＬＭＵに対するＢＴＳの配備比を低下させることができ、したがってＵ−ＴＤＯＡワイヤレス位置検出システムの全体的コストを削減することができる。
【００１１】
本発明は、散在ワイヤレス位置検出システム（ＷＬＳ）を設計するための反復方法として、そして、反復設計方法を実行する際に用いるソフトウェア・ツールとして具体化することができる。例えば、実施形態の一例では、反復方法は、初期ネットワーク設計を生成するためにインテリジェント・ネットワーク設計を実行するステップと、以下の性能制限要因、即ち、ダウンリンク・ビーコン発見、精度、およびアップリンク復調のうち少なくとも１つが初期ネットワーク設計に影響を及ぼすことを決定するために、予備ネットワーク設計分析を実行するステップと、初期ネットワーク設計に影響を及ぼすと決定された性能制限要因に基づいて、初期ネットワーク設計を修正するステップとを含む。
【００１２】
ＷＬＳは、複数の地理的に散在した位置測定ユニット（ＬＭＵ）を含む、Ｕ−ＴＤＯＡシステムを備えており、複数の地理的に散在した基地送受信局（ＢＴＳ）を備えているＧＳＭワイヤレス通信システムに、ＷＬＳを重ね合わせることができる。加えて、反復方法の現在における好適な実施形態は、インテリジェント・ネットワーク設計プロセスを実行する前に、相互同期(co-synchronized)セル・セクタの少なくとも１つのクラスタを特定するステップを備えている。
【００１３】
一例示実施形態では、本方法は、更に、初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因が精度であるという決定に基づいて、少なくとも１つのＬＭＵをネットワーク設計に追加するステップを備えている。この例示実施形態は、更に、初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因はないという決定に基づいて、ネットワーク設計から少なくとも１つのＬＭＵを除去するステップを含んでもよい。
【００１４】
性能制限要因がダウンリンク・ビーコン発見である場合、本方法は、更に、少なくとも１つの強化ダウンリンク・アンテナを配備するステップ、ダウンリンク干渉キャンセルを配備するステップ、ＢＴＳ同期を配備するステップ、少なくとも１つのＬＭＵをネットワーク設計に追加するステップ、またはこれらの任意のものの組み合わせも含むことができる。また、性能制限要因がダウンリンク・ビーコン発見である場合、本方法は、エービス監視システム（ＡＭＳ）が配備されているか否か判定し、配備されていない場合、特定したサイトにおいて少なくとも１つのダウンリンク専用ＬＭＵを配備するステップを含むこともできる。ＡＭＳが配備されている場合、本方法は、強化ビーコン同期（ＥＢＳ）およびＡＭＳ派生ビーコン・タイミング機能の使用をイネーブルするステップを含むこともできる。
【００１５】
性能制限要因がアップリンク復調である場合、本方法は、更に、通信システム復調データがイネーブルされているか否か判定し、イネーブルされている場合、復調データ構造(demodulated data feature)をイネーブルし、イネーブルされていない場合、ＡＭＳが配備されていないことを決定し、ミッドアンブルのみの補正機構をイネーブルするステップを含むことができる。加えて、通信システム復調データがイネーブルされていない場合、本方法は、ＡＭＳが配備されていることを決定し、ＡＭＳ派生復調データ構造をイネーブルするステップを含むことができる。初期ネットワーク設計に影響を及ぼす性能制限要因がアップリンク復調である場合、本方法は、更に、少なくとも１つのＬＭＵをネットワーク設計に追加するステップ、および／または専用アンテナ設備をネットワーク設計に追加するステップを備えることもできる。尚、リンク監視システム、例えば、ＡＭＳから復調ビットを入手することにより、非散在環境であっても、ＬＭＵのコストおよび複雑さを低減できることも注記しておく。
【００１６】
本明細書に開示する実施形態のその他の形態については、以下で説明する。  
【図面の簡単な説明】
【００１７】
以上の摘要および以下の詳細な説明は、添付図面と合わせて読むと、一層良く理解できる。本発明を例示する目的で、本発明の構造例を図面に示すが、本発明は、開示する具体的な方法および手段に限定されるのではない。図面において、
【図１】図１は、ワイヤレス位置検出システムを模式的に示す。
【図１Ａ】図１Ａは、ワイヤレス通信システム（ＷＣＳ）の主要コンポーネントの代表的構成を図示する。
【図１Ｂ】図１Ｂは、担当移動体位置検出局（ＳＭＬＣ）と呼ばれることもある、オーバーレイＷＬＳの主要コンポーネントの代表的構成を示す。
【図２】図２は、ＧＳＭ／ＧＰＲＳ基準モデルを模式的に図示する。
【図３Ａ】図３Ａは、事前設置分析の結果、シミュレーション・モデリング、およびサイトで判定した経験的結果に基づいて、Ｕ−ＴＤＯＡシステムを散在させるために用いることができる技法の進展を示すフローチャートである。
【図３Ｂ】図３Ｂは、事前設置分析の結果、シミュレーション・モデリング、およびサイトで判定した経験的結果に基づいて、Ｕ−ＴＤＯＡシステムを散在させるために用いることができる技法の進展を示すフローチャートである。
【図３Ｃ】図３Ｃは、事前設置分析の結果、シミュレーション・モデリング、およびサイトで判定した経験的結果に基づいて、Ｕ−ＴＤＯＡシステムを散在させるために用いることができる技法の進展を示すフローチャートである。
【図３Ｄ】図３Ｄは、事前設置分析の結果、シミュレーション・モデリング、およびサイトで判定した経験的結果に基づいて、Ｕ−ＴＤＯＡシステムを散在させるために用いることができる技法の進展を示すフローチャートである。
【図３Ｅ】図３Ｅは、事前設置分析の結果、シミュレーション・モデリング、およびサイトで判定した経験的結果に基づいて、Ｕ−ＴＤＯＡシステムを散在させるために用いることができる技法の進展を示すフローチャートである。
【図３Ｆ】図３Ｆは、事前設置分析の結果、シミュレーション・モデリング、およびサイトで判定した経験的結果に基づいて、Ｕ−ＴＤＯＡシステムを散在させるために用いることができる技法の進展を示すフローチャートである。
【図３Ｇ】図３Ｇは、事前設置分析の結果、シミュレーション・モデリング、およびサイトで判定した経験的結果に基づいて、Ｕ−ＴＤＯＡシステムを散在させるために用いることができる技法の進展を示すフローチャートである。
【図４】図４は、ビーコンのみのＬＭＵに用いることができる、ビーコン発見用プロセスおよびメッセージングを示す。
【図５】図５は、散在ＴＤＯＡネットワークを示し、ＴＤＯＡ双曲線の幅が、ＬＭＵクロックと、マルチパス無線伝搬によって生ずる解明不能な信号タイミングとの間のタイミング誤差によるものであることを説明する際に以下で参照する。これらの誤差をＧＤＯＰで乗算することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
これより、本発明の例示的実施形態について説明する。最初に、問題点の詳細な全体像を提示し、次いで本解決策の更に詳細な説明を行う。
Ａ．全体像
Ｕ−ＴＤＯＡシステムのコストを削減する取り組みでは、通信ネットワークにおけるセル・サイトの部分集合に受信機を設置するとよい。先に論じたように、ＢＴＳ毎に１つのＬＭＵを有するＵ−ＴＤＯＡシステムでは、各ＬＭＵは、その常駐セル（例えば、それと一緒に位置するＢＴＳ）からのダウンリンク・ビーコンまたはブロードキャスト制御チャネル（ＢＣＣＨ）を検出し復調することができる。次いで、測定したタイミングを、ＬＭＵのＧＰＳベースのクロックによって決定する、システム時間と比較し、ついで格納または他のＬＭＵに転送するために、ＳＭＬＣに送る。これによって、各ＬＭＵはアップリンク・メッセージングを復調することが可能となる。
【００１９】
散在Ｕ−ＴＤＯＡシステム（配備比率がＢＴＳ毎に１ＬＭＵ未満であるＵ−ＴＤＯＡシステム）では、選択的配備（「散在」）の結果無線発信機(radio emitter)（移動体デバイス）と無線受信機（ＬＭＵ）の間の距離が広がると、Ｕ−ＴＤＯＡ位置検出精度に悪影響を及ぼす。これは、ＳＮＲが距離と共に低下し、共通チャネル干渉が増大し、ＧＤＯＰの効果が増大するからである。加えて、散在Ｕ−ＴＤＯＡシステムでは、ＬＭＵは、常駐セルおよびセクタの無線信号タイミングを決定するだけでなく、常駐ＬＭＵを有していないあらゆる周囲のセルおよびセクタの無線信号タイミングも決定しなければならない。ＬＭＵに近接する非常駐セルおよびセクタのビーコンを受信し復調する能力は、フレーム・タイミングのずれを決定するために用いられる。
【００２０】
フレーム・タイミングの先験的知識は、移動体電話機のような、ＧＳＭデバイスのＵ−ＴＤＯＡ位置検出に用いられる。各ＧＳＭ周波数チャネルは、８台までの移動局によって共有される。周波数当たり最大８人のユーザがいるので、ＧＳＭフレーム当たり８つのタイムスロット（ＴＳ）がある。したがって、各移動体は、１つのタイムスロットにチャネルを用い、次のフレームにおいて再度その順番が巡ってくるのを待つ。移動体送信機は、そのアクティブ・タイムスロットの間だけオンになる。１つのタイムスロットにおいて送信を行い、残りの７つのタイムスロットにおいてアイドル状態のままでいなければならないと、ＲＦ電力のオン／オフ切換メカニズムに対する要求が非常に厳しくなる。移動局が仕様にしたがって動作しないと、隣接するタイムスロットまたは隣接するチャネルにおいて、他の移動局を混乱させることになる。位置検出要求からのＷＬＳタスク割り当て情報(tasking information)は、チャネル情報を収容している。このチャネル情報は、ワイヤレス通信システム、または追加された監視サブシステムによって供給され、対象の移動体に割り当てられたタイムスロットを含むが、ビーコン発見プロセスから得られるフレーム・タイミング情報はなく、ＬＭＵが信頼性高くタイムスロット間で区別する簡単な方法はない。
【００２１】
周囲のセルまたはセクタからのビーコンを検出できないということは、位置検出要求に先だって、フレーム・タイミングを得ることができず、指定されたチャネルから長期間の無線エネルギを収集する必要性により、ＬＭＵ位置検出率が著しく低下し、ＷＬＳが殆どの制御チャネルの位置検出を行うことが不可能となり、その上(higher)、Ｕ−ＴＤＯＡ位置検出の信号収集フェーズにおける呼のハンド・オフのために、位置検出をし損じることを意味する。
【００２２】
ＬＭＵは、ＴＤＯＡに必要なタイムスタップを発生するためには、（１）セル・ダウンリンク・ビーコンを検出および復調して、セル・タイミングを決定し、（２）アップリンク信号を検出および復調しなければならない。ダウンリンク信号は、隣接するセルおよびセクタから、ならびにＬＭＵが潜在的に担当することができるセルおよびセクタから来る。アップリンク信号は、常駐セルに、または近隣にある任意の担当セルに宛てることができ、これらのセルが担当する任意の地点から発することができる。ノイズ、隣接チャネルの干渉、共通チャネル干渉がある中で、そしてセル半径の数個分の距離において、ＬＭＵがアップリンクおよびダウンリンク信号双方を受信し復調しなければならないため、ＬＭＵ配備コストを極力抑えることは難しくなる。本発明の目標は、このようなＬＭＵ配備コストを極力抑えるために、多岐に亘る技法を提供することである。  
【００２３】
要約すると、ビーコンの発見には、以下による問題がある。
・共通チャネル干渉
・隣接チャネル干渉
・受信機飽和
・指向性アンテナの配備
・アンテナのダウンティルト(downtilt)
・近遠効果(near-far effects)
都市エリアにおけるＧＳＭネットワークにおいて、ＢＴＳに対して１：１の比率未満でＬＭＵを配備した場合、限定要因となるのは、ビーコン（ＢＣＣＨ）発見およびアップリンク復調であり、位置検出精度ではないことを観察した。アップリンク復調が問題となるのは、ＴＤＯＡ値測定の成功が「明瞭な」（高ＳＮＲ、低位相ノイズ、低干渉等）基準信号を拠り所としており、この基準信号を、複数のサイトからの測定信号を相関付けて、基準信号と各サイトにおいて受信した信号との間におけるＴＤＯＡの推定値を提供するからである（米国特許第５，３２７，１４４号、第６，０４７，１９２号、第６，４００，３２０号、第６，４８３，４６０号、および第６，６６１，３７９号を参照のこと）。アップリンク復調が制限されるエリアでは、ＬＭＵにおいて基準信号として作用するに足る十分な品質の信号が得られない。
【００２４】
アップリンク復調には、以下による問題がある。
・共通チャネル干渉
・隣接チャネル干渉
・受信機飽和
・指向性アンテナの配備
・アンテナのダウンティルト
・近遠効果
・放射伝搬損失、信号吸収および回折損失、ならびにマルチパス信号転化による経路損失
TruePosition社は、散在によってＵ−ＴＤＯＡ配備のコストを極力抑える技法を多数開発している。これらの技法は、ＬＭＵ対ＢＴＳ配備比を低下するため、したがってＵ−ＴＤＯＡワイヤレス位置検出システムの全体的なコストを低減するために、図３Ａから図３Ｇに示すように適用する。図３Ａから図３Ｇは、本発明によるプロセスの実現例の一例のフローチャートである。図示するステップを以下に纏める。
【００２５】
ステップ３００：散在設計プロセスを開始する。
ステップ３０１：共通同期(co-synchronized)セル・セクタのクラスタを特定する。
ステップ３０２：インテリジェント・ネットワーク設計プロセスを実行する。
ステップ３０３：予備ネットワーク設計分析を実行する。
ステップ３０４：性能限定要因を決定する。
（Ａ）ダウンリンク・ビーコン発見−図３Ｂ、図３Ｃに進む。
（Ｂ）精度−図３Ｄに進む。
（Ｃ）なし−図３Ｅに進み、ＬＭＵ（群）を除去する（ステップ３２１）。または
（Ｄ）アップリンク復調−図３Ｆおよび図３Ｇに進む。
【００２６】
図３Ｂに示すように、「ダウンリンク・ビーコン発見限定」状況では、以下のステップを実行する。
ステップ３０５：強化ダウンロード・アンテナを配備する。
ステップ３０６：ダウンリンク干渉キャンセルを配備する。
ステップ３０７：ＢＴＳ同期を配備する。
ステップ３０８：追加のＬＭＵ（群）をサービス・エリアに追加する。
加えて、ステップ３１０において、本プロセスは、ＡＭＳ（エービス監視システム）が配備されているか否か判定する（図３Ｃ参照）ことを含む。配備されていない場合、ステップ３１１に進む。配備されている場合、ステップ３１２に進む。
ステップ３１１：ダウンリンク専用ＬＭＵを、特定したサイトに配備する。
ステップ３１２：ＥＢＳ（強化ビーコン同期）およびＡＭＳ派生ビーコン・タイミング機能の使用をイネーブルする。
【００２７】
図３Ｂおよび図３Ｃに示すように、これらのプロセス双方の後にステップ３０９が続く。再度インテリジェント・ネットワーク設計プロセスを実行する。このときは、更新した設計仕様を用いる。
【００２８】
図３Ｄに示すように、「精度限界」状況では、以下のステップを実行する。
ステップ３１３：信号積分時間を増加する。
ステップ３１４：ＴＤＯＡ／ＥＣＩＤハイブリッドを配備する。
ステップ３１５：ＴＤＯＡ／ＡｏＡハイブリッドを配備する。
ステップ３０８：追加のＬＭＵ（群）をサービス・エリアに追加する。
図３Ｆおよび図３Ｇは、「アップリンク復調限界」想定場面に対するプロセス・ステップを示す。これらのステップは以下を含む。
ステップ３１６：通信システムの復調データがイネーブルされているか否か判定する。されていない場合、ステップ３１０に進み、されている場合、ステップ３１９に進む。
ステップ３１９：復調データ構造(demodulated data feature)をイネーブルする。
ステップ３１７：ミッドアンブル専用補正機構をイネーブルする。
ステップ３１８：ＡＭＳ派生復調データ構造をイネーブルする。（ＡＭＳから復調データを入手すると、ＬＭＵのコスト削減および複雑度低下が可能になる。これは、散在化を問題にしない場合でも、有効である）。
【００２９】
また、図３Ｇに示すように、「アップリンク復調限界」の場合、プロセスは以下を含む。
ステップ３０８：追加のＬＭＵ（群）をサービス・エリアに追加する。
ステップ３２０：専用アンテナ設備を追加する。
ここでも再度、図３Ｆおよび図３Ｇに示したように、これらのステップの後には、ステップ３０９が続き、更新した設計仕様を用いて、インテリジェント・ネットワーク設計を実行する。
【００３０】
以下のサブセクションＣでは、本発明の技法について更に詳しく説明する。しかしながら、最初に、ＧＳＭ基準モデルの非限定的論述を行い、本発明の実施形態を用いることができる、適したコンテキストの代表例（唯一ではない）を提示する。
Ｂ．ＧＳＭネットワーク基準モデル
図２は、ＧＳＭネットワーク基準モデルを示す（この図は、GSM 03.71, Revision8.9.0 section 5.6)の３ＧＰＰ標準化包括的ＬＣＳ論理アーキテクチャの修正である）。ここで、本発明技術の現時点における好ましい実施形態の残りの説明について、更に別のコンテキストを規定するために、この基準モデルについて論ずる。ＧＳＭネットワーク基準モデルの概括説明は、本発明をＧＳＭネットワーク基準モデルに準拠したシステムに限定することを示唆しようとするのでは決してない。以下の段落は、図２に示した要素を要約する。
【００３１】
２１０  ＢＴＳ  −  ＧＳＭシステムにおいて、ＢＴＳ（基地送受信局）は、ＧＳＭ無線インターフェースを終端させる。各ＢＴＳは、ある数のＴＲＸ（送受信機）、増幅器、フィルタ、およびアンテナを含む。ＢＴＳという用語には、電子デバイスを収容するために必要な、電力、環境シェルタ、および環境制御が含まれる。ＢＴＳは、Ｕｍ無線インターフェースを通じてＭＳ（移動局）に接続し、エービス・インターフェースを通じてＢＳＣに接続する。
【００３２】
２２０  Ｕ−ＴＤＯＡ  ＬＭＵ  −  ＬＭＵ（位置測定ユニット）は、Ｕ−ＴＤＯＡをサポートするために無線測定を行い、無線アンテナおよび設備を協同使用することを考慮して、ＢＴＳと一緒に設置されているのが通例である。ＬＭＵが入手する全ての位置測定値および補助測定値は、当該ＬＭＵと関連のある特定のＳＭＬＣに供給される。これらの測定のタイミング、性質、および任意の州規制に関する命令は、ＳＭＬＣによって供給されるか、またはＬＭＵにおいて予め管理されている。地理的に分散されたＵ−ＴＤＯＡ  ＬＭＵは、専用の接続によってＳＭＬＣに接続される。
【００３３】
２２３  Ｌｅインターフェース  −  ３ＧＰＰ標準化Ｌｅインターフェース（3GPP TS 23.171において標準化されている、ＯＭＡ／ＬＩＦ移動体位置検出プロトコル３．２．１）が、ＧＭＬＣと通信して位置検出を要求し、位置検出応答を受信するために、ＬＢＳアプリケーション（ＬＣＳクライアント）によって用いられる。提供されるサービスには、標準的即座位置検出、緊急時即座位置検出、標準的位置検出報告、緊急時位置検出報告、および誘発(triggered)位置検出報告が含まれる。
【００３４】
２２４  Ｌｂインターフェース  −  Ｌｂインターフェースは、ＢＳＣとＳＭＬＣとの間における通信を可能にする、標準化メッセージング・インターフェースである。このインターフェースを通じて、ＧＳＭネットワークは、位置検出要求を直接ＷＬＳに誘発し、次いで、ＷＬＳはＢＳＣから追加チャネル・データを入手して、位置検出プロセスを完了する。この位置検出情報は、次に、ＧＳＭネットワークによって要求元のＬＢＳアプリケーションまたは指定されたＬＢＳアプリケーションに導かれる。Ｌｂインターフェースは、ＳＳ７またはＳＩＧＴＲＡＮトランスポートのいずれかを用いて利用可能である。ＡＭＳならびに全ての関連するインターフェースおよびプローブが設置されている場合、Ｌｂインターフェースは任意となる。ＡＭＳおよびＬｂの双方は、同じネットワークにおいて動作することもできる。
【００３５】
２２５  Ａ受動タップ  −  受動タップの使用により、ＡＭＳをＡインターフェースにインターフェースする。受動タップの典型的な実現例は、ディジタル交互接続またはディジタル・アクセス交換（ＤＡＸ）によるインターフェース・メセージングの複製によるものである。
【００３６】
２２６  エービス受動タップ  −  受動タップの使用によりＡＭＳをエービス・インターフェースにインターフェースする。受動タップの典型的な実現例は、ディジタル交互接続またはディジタル・アクセス交換（ＤＡＸ）によるインターフェース・メセージングの複製によるものである。
【００３７】
２２７  ＨＬＲ  −  ＨＬＲ（ホーム・ロケーション・レジスタ）は、ＨＰＬＭＮ（ホーム公衆陸上移動体ネットワーク：Home Public Land Mobile Network)内部にあるデータベースである。ＨＬＲは、ユーザ加入情報の維持を責務とする。ＨＬＲは、ＭＴ（移動体終端）呼、ＳＭＳ（ショート・メッセージ・サービス）についてのルーティング情報を提供する。ＨＬＲは、位置検出要求のルーティング、および常時質問（ＡＴＩ：Any Time Interrogation)動作についてのセル／セクタ情報を提供する。
【００３８】
２２８  ＧＳＭ  ＳＣＦ  −  ｇｓｍＳＣＦ（ＧＳＭサービス制御機能）は、ＩＮサービスを呼び出す呼毎に、インテリジェント・ネットワーク（ＩＮ）制御環境を定める。また、ｇｓｍＳＣＦは、ＩＮサービスと関連のあるサービス・ロジックを格納する。位置検出に基づくサービスのために、ｇｓｍＳＣＦは、ＧＳＭ  ＭＡＰネットワークへの相互接続にＬｃインターフェースを用いる。Ｌｃインターフェースは、ＣＡＭＥＬフェーズ３および４のみにおいて摘要可能である。ｇｓｍＳＣＦと関連のある手順およびシグナリングは、GSM 03.78（現在の3GPP TS 23.078)およびGSM 09.02（現在の3GPP TS 29.002）においてそれぞれ定められている。ｇｓｍＳＣＦのＩＮ機能に関する位置検出には、ＡＴＩ（常時質問）およびＡＬＲ（アクティブ位置読み出し）手順を用いた、加入者位置についての質問が含まれる。
【００３９】
２２９  Ｅ５＋インターフェース  −  Ｅ５＋インターフェース２２９は、ANSI/ESTI standard J-STD-036 "Enhanced Wireless 9-1-1 Phase II"（強化ワイヤレス９−１−１フェーズＩＩ）に記載されているＥ５インターフェースに基づく。このインターフェースは、ＳＭＬＣのＷＬＧコンポーネントとＧＭＬＣとの間にあり、ＧＭＬＣが直接位置検出をＳＭＬＣに要求することを可能にする。また、Ｅ５＋インターフェースによって、ＳＭＬＣは、一時的保存またはＬｅインターフェースを通じたＬＢＳアプリケーションへの即座配信のために、自律的に明らかにされた位置を直接ＧＭＬＣに押し込むことが可能となる。
【００４０】
２３０  ＭＳＣ  −  ＭＳＣ（移動体交換局）は、ＭＳ加入許可、ならびにＧＳＭ  ＬＣＳの呼関係および非呼関係測位要求を責務とする機能性を内蔵する。ＭＳＣは、Ｌｇインターフェースを通じてＧＭＬＣにアクセス可能であり、Ｌｓインターフェースを通じてＳＭＬＣにアクセス可能である。Ｇｓインターフェースを通じてＳＧＳＮに接続する場合、移動局がＧＰＲＳに取り付けられているか否かチェックし、移動局をＡインターフェースまたはＧｓインターフェースのどちらでページするか判定する。
【００４１】
２３１  Ｌｇインターフェース  −  ＧＭＬＣ（ゲートウェイ移動体位置検出局）とＶＭＳＣ（被訪問移動体位置検出局：Visited Mobile Location Center)との間における３ＧＰＰ標準化インターフェース。
【００４２】
２３２  Ｌｈインターフェース  −  ＧＭＬＣとＨＬＲとの間における３ＧＰＰ標準化インターフェース。このインターフェースを用いた通信は、ＧＳＭ−ＭＡＰネットワーク上で行われる。
【００４３】
２３３  Ｌｃインターフェース  −  ＧＭＬＣとｇｓｍＳＣＦとの間における３ＧＰＰ標準化インターフェース。このインターフェースを用いた通信は、ＧＳＭ−ＭＡＰネットワーク上で行われる。
【００４４】
２３８  ＧＳＭ  ＭＡＰネットワーク  −  ＭＡＰプロトコルを用いる、ＳＳ７ベースのネットワークであり、移動体セルラ・ネットワークの分散ノード間におけるリアル・タイム・アクセス、ルーティング、および通信を可能にする。
【００４５】
２４０  ＢＳＣ  −  ＢＳＣ（基地局コントローラ）は、ＧＳＭアーキテクチャ内部の機能エンティティであり、移動局へのＲＲ（無線リソース）の割り当て、ＢＳＣが制御するＢＴＳ間における周波数管理およびハンドオーバーを責務とする。Ｕ−ＴＤＯＡ位置検出システムでは、ＢＳＣはＳＭＬＣに無線チャネル情報および特性を供給する。ＢＳＣは、エービス・インターフェースを通じてＢＴＳに接続され、Ａインターフェースを通じてＭＳＣに接続され、Ｌｂインターフェースを通じてＳＭＬＣに接続されている。
【００４６】
２５０  ＡＭＳ  −  ＡＭＳ（Ａ／エービス監視システム）については、２００４年８月２４日付けの"Monitoring of Call Information in a Wireless Location System" （ワイヤレス位置検出システムにおける呼情報の監視）と題するTruePosition社の米国特許第６，７８２，２６４号に記載されており、更に、２００５年６月１０日に出願され"Advanced Triggers for Location-based Service Applications in a Wireless Location System"（ワイヤレス位置検出システムにおける位置検出に基づくサービス・アプリケーションのための高度トリガ）と題する米国公開特許出願第２００６０００３７７５号において説明されている。ＡＭＳ（またはＬＭＳ）は、エービスおよび／またはＡインターフェースを受動的に監視して、位置検出誘起イベント、メッセージング、およびＳＭＬＣに自律的（ワイヤレス通信システムの観点から）Ｕ−ＴＤＯＡ、ＣＧＩ、ＣＧＩ＋ＴＡ、およびＥＣＩＤ位置検出計算を実行することを可能にする加入者情報を待つ。ＡＭＳは、ディジタル通信リンクを通じてＳＭＬＣに接続されている。Ｌｂインターフェースが設置されている場合、ＡＭＳ、ならびに全ての関連するインターフェースおよびプローブは任意となる。ＡＭＳおよびＬｂの双方は、同じネットワーク内で動作することもできる。
【００４７】
２６０  ＳＭＬＣ  −  担当移動体位置検出局（ＳＭＬＣ）は、ＬＣＳをサポートするために用いる機能性を内蔵する。１つのＰＬＭＮには、１つよりも多いＳＭＬＣがあってもよい。ＳＭＬＣは、ＭＳの測位を実行するために用いられるリソースの全体的な調整およびスケジューリングを管理する。また、最終的な位置検出推定値および精度の計算も行う。ＳＭＬＣは、Ｌｂインターフェース上における、目標ＭＳに応対するＢＳＣへのシグナリングを通じて、測位をサポートする。ＳＭＬＣは、別のＳＭＬが所有する情報およびリソースへのアクセスを可能にするために、Ｌｐインターフェースをサポートすることもできる。ＳＭＬＣは、それが担当するエリア内においてＭＳ加入者の位置を検出するため、または位置検出を補助するために無線インターフェース測定値を入手する目的で、多数のＬＭＵを制御する。ＳＭＬＣは、処理能力およびそのＬＭＵの各々が生成する測定の種類によって管理される。ＳＭＬＣとＵ−ＴＤＯＡ  ＬＭＵとの間におけるシグナリングは、専用ディジタル接続を通じて転送される。ＡＭＳおよびＧＭＬＣへのＥ５＋インターフェースへのディジタル接続により、ＳＭＬＣおよびＬＭＵは、ＡＭＳが用意した誘起および無線情報に基づいて自律的位置検出を行い、自律的位置をＧＭＬＣにプッシュすることが可能になる。
【００４８】
２７０  ＷＬＰ  −  ＳＭＬＣクラスタのワイヤレス位置検出プロセッサ（ＷＬＰ）コンポーネントは、ＷＬＧが選択する１つまたは複数の技術を用いて、担当するＬＭＵからの情報を積分して、発呼元またはワイヤレス・デバイスの位置を計算する。ＷＬＰは、ディジタル通信リンクを通じて、担当するＬＭＵおよびＷＬＰに接続する。
【００４９】
２８０  ＷＬＧ  −  ワイヤレス位置検出ゲートウェイ（ＷＬＧ）は、ワイヤレス・ネットワークと通信して、位置検出要求を受信し、用途に合った最良の位置検出方法を決定し、位置検出記録をネットワークに返送する。ワイヤレス・ネットワークへの接続は、ＡＭＳを用いて、受動的とすることができ、あるいはＢＳＣへのＬｂインターフェース相互接続を用いて、能動的とすることもできる。
【００５０】
２９０  エービス  −  エービス・インターフェースは、ＢＴＳとＢＳＣとの間におけるＧＳＭ標準化シグナリング・インターフェースである。
２９５  Ａ  −  Ａインターフェースは、ＢＳＣとＭＳＣとの間の、ＧＳＭネットワーク・アーキテクチャにおける標準化インターフェースである。このインターフェースは、シグナリングおよびトラフィック用チャネルをサポートする。
【００５１】
２９６  ＧＭＬＣ  −  ＧＭＬＣ（ゲートウェイ移動体位置検出局）は、位置検出に基づくサービス（ＬＢＳ）（ＬＣＳ（位置検出サービス）としても知られている）をサポートするために用いられる、認証、アクセス制御、管理およびアカウンティング機能性を内蔵する。１つのＰＬＭＮ（公衆陸上移動体ネットワーク）には、１つよりも多いＧＭＬＣがあってもよい。ＧＭＬＣは、ＧＳＭまたはＵＭＴＳネットワークにおいて外部ＬＢＳまたはＬＣＳクライアントがアクセスする最初のノードである。ゲートウェイ移動体位置検出局（ＧＭＬＣ）の処理能力は、以下の規格において定められている。GSM 03.71（位置検出サービス（ＬＣＳ）−機能に関する説明）、3GPP TS 23.271（ＬＣＳの機能段階２の説明）、移動体アプリケーション部プロトコル(Mobile Application Part Protocol)（3GPP TS 09.02 "MAP"）、およびＣＡＭＥＬ（3GPP TS 23.079）。更に別の機能性ＧＭＬＣ機能性は、下記を含む。
【００５２】
・位置検出クライアント制御機能（ＬＣＣＦ）：位置検出クライアント制御機能（ＬＣＣＦ）は、複数のアプリケーション・サーバ／位置検出クライアント機能（ＬＣＦ）に向かう外部インターフェースを管理する。ＬＣＣＦは、位置検出クライアント許可機能（ＬＣＡＦ）との相互作用を通じてクライアント検証および許可を要求することにより（即ち、ＬＣＳクライアントが加入者を測位することを許可されていることを検証する）、ワイヤレス運営業者(wireless operator)内におけるＬＣＳクライアントを特定する。ＬＣＣＦは、位置検出サービス（ＬＣＳ）のために移動性管理を扱い、例えば、測位要求をＶＬＲに転送する。ＬＣＣＦは、最終的な測位推定値が、再試行／拒否を目的とするＱｏＳを満たすか否か判定する。ＬＣＣＦは、相互測位要求間において、測位要求のフロー制御に備える。位置検出クライアント座標変換機能（ＬＣＣＴＦ）に、ローカル座標への変換を実行するように指令することもできる。また、位置検出システム課金機能（ＬＳＢＦ）を通じて、請求(charging)および課金(billing)関係データを発生する。
【００５３】
・位置検出クライアント許可機能（ＬＣＡＦ）：位置検出クライアント許可機能（ＬＣＡＦ）は、クライアントにアクセスを与え、更に加入許可を与えることを責務とする。具体的には、ネットワークへのアクセスを要求するＬＣＳクライアントに許可を与え、クライアントの加入を許可する。ＬＣＡＦは、特定のＭＳの位置検出情報を要求するＬＣＳクライアントに、許可を与える。
【００５４】
・位置検出システム課金機能（ＬＳＢＦ）：位置検出システム課金機能（ＬＳＢＦ）は、位置検出サービス（ＬＣＳ）に関係するネットワーク内における活動に対して請求および課金することを責務とする。これは、クライアントおよび加入者双方に請求および課金することを含む。具体的には、ＬＳＢＦは、請求関係データ、およびＰＬＭＮ間のアカウンティングのためのデータを収集する。
【００５５】
・位置検出システム運用機能（ＬＳＯＦ）：位置検出システム運用機能（ＬＳＯＦ）は、データ、測位能力、クライアントおよび加入に関するデータ（ＬＣＳクライアント・データおよびＭＳデータ）、妥当性判断、障害管理、ならびにＧＭＬＣの性能管理を提供することを責務とする。
【００５６】
・位置検出クライアント座標変換機能（ＬＣＣＴＦ）：位置検出クライアント座標変換機能（ＬＣＣＴＦ）は、世界共通(universal)緯度および経度系にしたがって表現された位置検出推定値の、ＬＣＦが理解し、位置検出情報として知られる、ローカル地理系にしたがって表現された位置検出推定値への変換を行う。特定のＬＣＦに必要なローカル系は、加入者情報からわかるか、またはＬＣＦによって明示的に指示される。
【００５７】
２９７  ＬＢＳ  −  ＬＢＳアプリケーション（ＬＣＳクライアント）は、ＧＭＬＣへの位置検出要求を開始し、ＧＭＬＣから位置検出応答を受信することができる。ＡＭＳがＷＬＳの一部として配備されている場合、自律的受動位置検出を可能にするために、誘起イベント、メッセージング、またはＡＭＳに関する加入者情報を予め設定(pre-configure)することを、ＬＢＳアプリケーションに許可してもよい。
【００５８】
Ｃ．散在Ｕ−ＴＤＯＡネットワークの実現
指定レベルのＵ−ＴＤＯＡ性能を保持しつつ、最小数のサイトにＬＭＵを配備するために、図３Ａから図３Ｇに示した散在化プロセスを実行することができる。以下のサブセクションでは、以下の話題について更に詳しく取り組む。基地局タイミング分析、散在化に合ったインテリジェント・システムの設計、予測カバレッジ・エリア、予測サイト密度、および予測責任エリア；ダウンリンク・カバレッジ要件および二次セクタ・カバレッジ要件；散在化分析のための予備システム設計；ダウンリンク・ビーコン発見制限性能；アップリンク復調制限性能；ダウンリンク・ビーコン発見制限性能の改善、ダウンリンク・ビーコン発見制限性能を改善するための強化ダウンリンク・アンテナ、およびダウンリンク・ビーコン発見制限性能を改善するためのリンク監視；ビーコン同期の強化；ダウンリンクのみのＬＭＵ配備；アップリンク復調制限性能の改善、アップリンク復調制限性能を改善するためのリンク監視、アップリンク復調制限性能を改善するための既知のシーケンス相関；ならびに代替実施形態。
【００５９】
基地局タイミング分析（図３Ａにおけるステップ３０１参照）
一旦性能パラメータを確定し、関連するワイヤレス・システム・データを収集したが、予備システム設計を完了できる前では、ワイヤレス・ネットワーク・タイミング・ソースを評価しなければならない。ＧＳＭのようなＴＤＭＡベースのシステムでは、既知送受信局（ＢＴＳ）は、常時同期が取られていない。即ち、基地局は、共通クロック基準なしで配備されている。ＧＳＭベースの送受信局に対する精度要求は、ＥＴＳＩ組織（ヨーロッパ電気通信規格機関）によって、GSM 05.10推奨"Radio Subsystem synchronization"において以下のように定式化されている。  
【００６０】
５．１  ＢＳは、ＲＦ周波数発生および時間軸のクロッキング(clocking)双方のために０．０５ｐｐｍよりも高い絶対精度の１つの周波数ソースを用いることとする。全てのキャリアについて、ＢＳと同じソースを用いることとする。
【００６１】
この要件の結果、１つのＣＧＩ内部のチャネルは同期が取られることになる。（ＣＧＩは、無指向性アンテナの場合、セルとすることができ、指向性アンテナの場合、セルの１セクタとすることができる。）共通システム・クロック基準に基づく大規模な地理的ＢＴＳ配備が難しいために、他のＧＳＭ  ＢＴＳ間におけるチャネルの同期については、要件が存在しない。ＧＳＭ基地局は、従前より、その要求周波数精度を得る際、基地局内部における水晶発振器を、Ｔ１／Ｅ１回線逆送設備からの復元クロック信号にロックしていた。逆送によって送信される主要基準ソース（ＰＲＳ）に基づくタイミング信号によって、埋め込み型発振器を十分な精度以内に較正したまま保持する。
【００６２】
ＧＳＭ要件ではないが、製造業者による機器配備および設計選択のために、共通に時間を合わせ、相互同期セクタ、および場合によっては隣接するセルのクラスタが、ワイヤレス位置検出システムのサービス・エリア内に存在することもあり得る。また、ＧＳＭ仕様によって要求されるのではないが、NavStar Global Position System (GPS)衛星ナビゲーション・システムの米国空軍の導入後、ＧＳＭ運営業者に広く利用可能なこととして、ＧＰＳ無線信号およびメッセージングから得られるタイミングによって、ＧＳＭシステムを相互同期にすることができる。同等のタイミング能力(timing ability)は、いずれの汎地球衛星ナビゲーション・システムまたは地域特定衛星ナビゲーション・システムからでも入手可能であることが予期される。
【００６３】
ＢＴＳ同期に関する更に別の情報が、２００５年４月２５日出願の国際特許出願ＷＯ０６０８８４７２Ａ１、"Base Transceiver Station (BTS) Synchronization"（基地送受信機（ＢＴＳ）同期）において見出すことができる。この文書は、ＧＳＭまたはＵＭＴＳ通信ネットワークに対するネットワーク・オーバーレイ・ワイヤレス位置検出解決策において、タイミング信号を全てのＢＴＳに配信すること、または各サイトにおいて衛星ベースのタイミング・ユニットを設置することが必要となる可能性がある、ＢＴＳの同期によって、どのようにすればスペクトルを一層効率的に利用することができるかについて記載する。この解決策の一例では、ワイヤレス・デバイスの位置検出を目的として、ＢＴＳサイトの一部または全部にＬＭＵを設置する。ＬＭＵは、種々の位置検出技法のサポートのために、セルラ・ネットワークにおける種々のアップリンクおよび／またはダウンリンク信号のタイミングを測定するために用いられる。これらのＬＭＵは、ＧＰＳベースのタイミング基準モジュールを含むことができ、これは、全てのＬＭＵの時間軸を同期させるために用いることができる。ＢＴＳ同期の全体的コストを低減するために、ＬＭＵは、シリアル・インターフェースまたは他のインターフェース上において、タイミング信号を配信する。タイミング信号は、周期的電気パルスおよび時間記述情報を含み、他のノードが同期に用いるために利用可能である。電気パルスおよび時間記述情報のフォーマットは、種々のＢＴＳタイプが要求する種々のフォーマットに適合するために、ハードウェアまたはソフトウェアによって修正する。例えば、ＢＴＳがＬＭＵと一緒に配置されている場合、ほとんどまたは全くハードウェア・コストをかけることなく、同期信号を受信することができる。種々のＢＴＳハードウェア・フォーマットに適合するために、外部インターフェース・ユニット（ＥＩＵ）を用いることもできる。ＬＭＵが装備されていないＢＴＳサイトでは、タイミング測定ユニット（ＴＭＵ）を用いることができる。ＴＭＵは、ＬＭＵが供給するのと同じフォーマットでＢＴＳ時間信号を供給する１つの機能を有する。ＴＭＵが供給する時間信号は、ＬＭＵが供給する信号と同期している。このタイミング専用ＴＭＵは、ＬＭＵよりもコストが低い。何故なら、これはアップリンク信号測定機能もダウンリンク信号測定機能もサポートしないからである。この手法により、セルラ運営業者は比較的低いコストでＢＴＳを同期させることができる。
【００６４】
一旦ＢＴＳのタイミング分析、つまりサービス・エリアにおける無線チャネルの分析が完了したなら、ダウンリンク・チャネル・フレーミングのマップを作成することができる。サービス・エリア全域におけるタイミング分析が完了したとき、予備配備設計を実行することができる。
【００６５】
散在化のためのインテリジェント・システム設計（図３Ａにおけるステップ３０２参照）
本発明の譲受人であるTruePosition, Inc.は、インテリジェント・システム設計ツールを製作する。システム計画アプリケーションは、市場設計プロセスの間に、自動ＬＭＵサイト選択を行う。この機構は、ＬＭＵのＢＴＳに対する１００％未満の配備率（「散在」システム）で、判断基準に基づくＬＭＵサイトの選択を市場に組み入れる。
【００６６】
インテリジェント・システム設計ツールは、最良の位置検出性能を提供するＬＭＵサイトの集合を自動的に選択する。これを行うために、システム計画ソフトウェア・ツールは、冗長計量値に基づいてキャリア基地局を順序付け、次いで冗長計量値が最も低いサイトを、１回に１箇所ずつ除去していく。但し、そのサイトに対して、ダウンリンク・カバレッジ要件または二次セクタ・カバレッジ要件が満たされない場合は除外する。冗長計量値は、各除去の後に、計算する。サイトの除去は、目標とするＬＭＵ配備率を達成するまで、またはサイトの一覧(pool)がなくなるまで継続する。
【００６７】
サイトについての冗長計量値は、サイトについての数個の基本的計量値を乗算することによって得られる。
【００６８】
【数１】
2010525671.tif 000003
ここで、Ｋ＝０．５、Ｌ＝１、Ｍ＝１である。
尚、定数Ｋ、Ｌ、およびＭは、経験的に決定されていることを注記しておく。
カバレッジ・エリア：基地局のカバレッジ・エリアは、基地局セクタをＷＬＳにおける協同機として用いることができる、平方キロメートルを単位とする大まかな面積である。この面積を計算するには、一定の閾値電力が得られる距離を求める。電力計算は、精巧な無線伝搬／経路損失モデル（拡張COST231-Hataモデルのようなモデル）に基づく。したがって、カバレッジ・エリアの計算に寄与するアンテナ・パラメータは、次の通りである。
【００６９】
高さ（ａｇｌ）（サイトが高い程、カバレッジは良くなる）
平均海抜上の高さ（ａｍｓｌ）（有効な高さを見出すために用いられる）
垂直ビーム幅（値が小さい程、カバレッジは良くなる）
水平ビーム幅
ティルト（０に近い程よく、例えば、ティルトが１０の場合、カバレッジを著しく縮小する可能性がある）
アンテナ利得（利得が大きい程、カバレッジは良くなる）
セクタ数
アンテナの個々のプロパティを考慮するためには、アンテナ・パラメータが必要となる。
【００７０】
サイト密度：サイト密度とは、対象基地局の近傍における、１平方キロメートル当たりの平均サイト数である。この値は、基地局からＲキロメートルよりも近くにあるサイトのみを考慮する。Ｒは、２０番目に近いサイトまでの距離として選択する。システム計画ツールの計算では、初期（除去が全く行われていないとき）サイト密度のみを用いる。初期サイト密度は、基地局を設置する環境と相関がある。例えば、都市、郊外、および田園環境では、サイト密度が異なるはずである。
【００７１】
責任エリア：これは、ある領域（ボロノイ領域(Voronoi region)）に接するエリアであり、その各地点が、現在の基地局の方に、他のいずれの基地局よりも近い場合である。責任エリアは、各基地局をコンフィギュレーションから除去する毎に、再計算する。この再計算は、サイトの均一な分散、およびＵ−ＴＤＯＡ計算のための協同機のジェオメトリ改善を促進する。
【００７２】
ダウンリンク・カバレッジ要件：インテリジェント・システム設計ツールは、キャリアのサイトマップからＬＭＵを除去した後であっても、そのサイトのダウンリンク・チャネル（群）を、残りのＬＭＵサイトに設置されているダウンリンク・アンテナによって正しく監視し続けられることを確保しなければならない。これらの要件には、何らかの安全マージンを含むことができる最小ダウンリンクＳＮＲ、および非ＬＭＵタワーが扱う呼を監視できなければならないダウンリンク・アンテナの最小数が含まれる。これらの要件をチェックするために、ツールは、地勢損失を考慮する伝搬モデルを用いる。このプログラムは、ネットワークの相互同期設定に応じて、この要件に対して異なる解釈を行う。通常非同期であるネットワーク（例えば、ＧＳＭ）では、２つ以上のセル・セクタ（ＣＧＩ）を同期させ、これらが同じ相対的フレーム・タイミングおよびフレーム数を有するようにした場合、これらのセル・セクタは、相互同期していると言われる。これは、所与のサイトにおける全てのセル・セクタ（通例、２、３、または６）を互いに相互同期にすることによって、ＧＳＭネットワークにおいて見受けられることもある。
【００７３】
二次セクタ・カバレッジ要件：「二次セクタ」とは、移動局からのアップリンク信号を引き続き復調することができる担当セクタ以外のセクタ／ＣＧＩである。一次セクタおよび二次セクタは全て、冗長性に備えるために、アップリンク信号の復調作業を割り当てられている。二次セクタ・カバレッジ要件によって、精度格子(accuracy grid)の各代表点において、十分な数の二次セクタを求められることを確保する。これらの要件には、二次となるべき最小ＳＮＲ、ならびに０、１、２、および３つの二次セクタを有する地点の割合が含まれる。これらの要件をチェックするために、インテリジェント・システム・ツールは、地勢損失、およびキャリアが供給したカバレッジ多角形を考慮する、当初の伝搬モデルを用いる。インテリジェント・システム設計ツールは、サイト当たり１つ未満のＬＭＵを用いる先験的Ｕ−ＴＤＯＡシステム設計（基準線設計）を作成することを、運営業者に可能にする。これによって、運営業者は、いずれの要求精度レベルに対しても、最小数のＬＭＵを配備し、不要なＬＭＵ配備に伴うコストを節約することが可能になる。
【００７４】
初期基準線設計（図３Ａ、ステップ３００、３０１、３０２）
インテリジェント・システム設計ツールは、散在ＬＭＵ配備の想定場面において、どのサイトを配備せずに残しておくことができるかを定めるツールである。
【００７５】
所望の散在目標配備比（基地局当たり１つ未満のＬＭＵの比）で、最良のシステム性能を達成し、システム設計に至るようにＬＭＵを配備すべきサイトを特定するために、インテリジェント・システム設計ツールを用いる。この設計を、初期基準線設計と呼ぶ。この初期基準線設計は、ビーコン発見制限、アップリンク復調制限、または精度制限があるエリアを含むことがあり得る。散在設計プロセスの繰り返し毎に、新たな候補設計を開発する。
【００７６】
インテリジェント・システム設計ツールが作動すると、地理的サービス・エリアの地点毎に、サービス・エリア内またはその付近におけるあらゆる潜在的なＬＭＵサイトからのＴＤＯＡ基準線の集合を作成する。ＴＤＯＡ位置検出に潜在的に伴うＬＭＵを用いる任意の地点に対する潜在的なＴＤＯＡ基準線の数（無線伝搬モデルからの予測受信信号強度によって決定する）は、以下の式で表される。
【００７７】
【数２】
2010525671.tif 000004
【００７８】
ネットワークの配備率を制限する要因は、ステップの進展の中で特定することができる。
最初にチェックする項目は、ダウンリンク・ビーコン発見である。これを分析するには、各ビーコンの送信電力、および送信アンテナから、ＬＭＵを配備する候補である各サイトへのダウンリンク信号の経路損失を考慮することにより、可能となる。これによって、各ＬＭＵにおける受信電力レベルが求められる。受信機感度特性に基づいて、各ＬＭＵが所与のダウンリンク・ビーコンを発見できるか否か判定することができる。少なくとも１つのＬＭＵ（または、冗長性が要求される場合はそれ以上）によって各ビーコンを発見することができる限り、設計は、ダウンリンク・ビーコン発見の制限がない。少なくとも１つのＬＭＵにおいていずれかのビーコンを発見できない場合、システム設計はこの要因によって制限され、この状況が解消されるまで、この設計にＬＭＵを追加しなければならない。
【００７９】
一旦少なくとも１つのＬＭＵによって全てのビーコンを発見することができたならば、次の制限要因、アップリンク復調を評価することができる。基地局の受信感度およびそのサイトが担当する異なるエリアに対する経路損失に基づいて、このリンクを維持するために必要な移動体アップリンク信号の最小送信電力を、各位置において決定することができる。この移動体アップリンク送信電力、および同様の経路損失計算に基づいて、周囲にあるＬＭＵサイトにおける受信電力レベルを決定することができる。この受信電力が、ＬＭＵを配備する候補である少なくとも１つのサイトにおいて信号を復調するためにＬＭＵが必要とする最小信号強度よりも大きい場合、システム設計は、アップリンク復調の制限がない。セル・サイトによって移動体に応対できるエリアがあるが、アップリンク信号が、復調を可能にする十分な電力レベルでいずれのＬＭＵサイトにも伝搬しない場合、システムはアップリンク復調によって制限され、この状況が解消されるまで、この設計にＬＭＵを追加しなければならない。
【００８０】
一旦全てのビーコンを発見し終えて、設計におけるセル・サイトによってサービス提供が可能な全てのエリアを、配備したＬＭＵによって復調することができたなら、最終チェックを行って、システム設計に精度の制限があるか否か判定することができる。これには、設計におけるセル・サイトが応対する位置においてリンクを維持するために用いられる最小移動体アップリンク送信電力を最初に決定することを伴う。この送信電力、および周囲にある全てのＬＭＵサイトまでの経路損失から、周囲のＬＭＵの各々における受信信号電力を決定することができる。この信号レベルが、復調感度レベルよりもかなり低いＴＤＯＡ検出感度レベルよりも高ければ、そのＬＭＵは、このエリアからの移動体の位置検出のために協同するＬＭＵと見なされる。このような協同ＬＭＵを全て特定する。領域におけるサイトの地勢および密度を用いて、ＴＤＯＡ測定におけるマルチパス誘発の拡散を推定する。これら協同ＬＭＵのジェオメトリ、およびマルチパス拡散に基づいて、このエリアに対する推定位置検出精度を計算することができる。このプロセスを、設計におけるセル・サイトが応対する全てのエリアについて繰り返し、設計全体についての総合的位置検出精度を求める。この精度レベルが設計の要件を満たす場合、システム設計には精度の制限がないことになる。推定精度レベルが、設計要件に満たない場合、システムは精度の制限があり、この状況が解消されるまで、追加のＬＭＵをこの設計に追加しなければならない。
【００８１】
初期基準設計の見直し（図３Ａ、ステップ３０３）
序文：ＷＬＳ候補設計へのＬＭＵの追加
初期基準線設計即ち候補設計において定められた、地理的サービス・エリアが定められたサービス・エリアの中に、ビーコン発見制限、アップリンク復調制限、または精度制限があるエリアが場合、初期散在率または現散在率を低下させて、ＬＭＵを初期基準線設計に追加しなければならない。
【００８２】
ＬＭＵの追加は、ＬＭＵ毎に行われる。最初に、性能制限および性能が制限されている地理的エリアを特定する。利用可能であるが、現在ＬＭＵをホストしていない基地局で、影響を受けるエリアを有する基地局か、または影響を受けるエリアに地理的に隣接する基地局を特定する（影響を受けるエリアにおいて、使用されていない基地局が利用可能である場合、代わりのサイト配置(siting arrangement)、例えば、他のワイヤレス・キャリアまたは他の無線サービスによって用いられているセル・サイトを考慮することができる）。これらの潜在的なサイトの各々について、前述の技法を用いて、ＬＭＵを追加すべき次に最良のサイトを特定するために、システム・ツールを用いる。
ビーコン制限に対するＬＭＵ（群）の追加（図３Ｂ、ステップ３０８）
あるエリアにビーコン制限がある場合、システム計画ツールは、潜在的なＬＭＵサイト毎にビーコン発見リストを予測するために用いられる。次に、潜在的な各ＬＭＵサイトの予測ビーコン発見リストを、既存のＬＭＵ配置によって発見されると予測されなかったビーコンのリストと比較する。全てのビーコンが発見可能となり、ビーコン・リストにおける冗長量（複数のＬＭＵによってビーコンが発見される回数）が最小になるまで、ＬＭＵを設計に追加する。
【００８３】
アップリンク復調制限に対するＬＭＵの追加（図３Ｇ、ステップ３０８）
あるエリアにアップリンク復調制限がある場合、システム計画ツールは、潜在的なＬＭＵサイト毎に、アップリンク復調性能を予測するために用いられる。次いで、潜在的な各ＬＭＵサイトの予測アップリンク復調エリアを、既存のＬＭＵ配置では十分にカバーされないエリアと比較する。アップリンク復調制限があるエリアが排除され、影響を受けるエリアに近接するＬＭＵからのあらゆる重複カバレッジが最小になるまで、ＬＭＵを設計に追加する。
【００８４】
精度制限に対するＬＭＵの追加（図３Ｄ、ステップ３０８）
あるエリアに精度制限がある場合、システム計画ツールは、潜在的な各ＬＭＵサイト毎にシステム精度性能の改善を予測するために用いられる。サイト毎に、システム計画ツールは、現在の候補設計の中で既に存在するＬＭＵ配置全体に追加されるサイトに基づいて、サービス・エリア全体に対する精度予測を１つのサイトを追加しても、精度性能が十分に改善しない場合、潜在的ＬＭＵサイトの対毎に、このプロセスを繰り返す。ＬＭＵを追加し、新たな潜在的ネットワーク設計各々における予測精度を評価するこのプロセスは、精度性能閾値に達するまで、または全ての潜在的ＬＭＵサイトがＬＭＵによって占められるまで繰り返される。
【００８５】
潜在的ＬＭＵサイトのリストが底を突いた場合、追加の代替サイト構成、例えば、他のワイヤレス・キャリアまたは他の無線サービスが用いるセル・サイト、あるいは専用設備を有する単体ＬＭＵサイトを考慮することができる。
序文：ＷＬＳ設計からのＬＭＵの除去（図３Ｅ、ステップ３２１）
候補設計の初期基準線設計が、ビーコン発見制限、アップリンク復調制限、または精度制限がある規定地理的サービス・エリアの中にエリアを含まない場合、散在率を上昇させ、初期基準線設計即ち候補設計からＬＭＵ（群）を除去することができる。
【００８６】
設計からＬＭＵを削除するには、システム計画ツールを用いて、除去すべき次に最良のＬＭＵを特定する。候補設計における全てのＬＭＵを考慮する。初期基準線設計からＬＭＵを除去する決定は、ビーコンおよび精度双方についての冗長性に基づく。
ビーコン制限性能の劣化を伴わないＬＭＵ（群）の除去
設計から除去するために潜在的ＬＭＵを決定する際における最初のステップは、設計におけるＬＭＵ毎のビーコン・リストの試験である。システム計画ツールは、各ＬＭＵによって発見されるビーコンを予測するために用いられる。次いで、予測したビーコンの任意のものが、他のＬＭＵによって発見されると予測されるか否か判定するために、システム計画ツールが用いられる。あるＬＭＵによって発見されたビーコンの全てが他のＬＭＵによっても発見される場合、このＬＭＵは、除去の候補となる。どのＬＭＵを最初に設計から除去するかを判定するのは、ビーコンの冗長性レベルである。設計からのＬＭＵの除去は、ビーコン発見の冗長性が最小になるまで、他の散在に関する性能問題（精度、アップリンク復調等）の発生を阻みつつ、繰り返すことができる。理想的な最大散在システムでは、ビーコン冗長性はない。
【００８７】
尚、ビーコン冗長度の判定は、配備したシステムにおいて、ＬＭＵ受信ビーコン・リストの試験から実行することができ、システム最適化またはワイヤレス・ネットワーク構成設定し直し(reconfiguration)の場合には、理論的伝搬モデルから判定したものの代わりに、実際のビーコン性能を用いることができることに注意していただきたい。
アップリンク復調性能の劣化を伴わないＬＭＵ（群）の除去
設計から除去する潜在的ＬＭＵを決定する際における次のステップは、設計におけるＬＭＵ毎のアップリンク信号強度の試験である。
【００８８】
アップリンク復調性能に基づいて、更新した設計から除去することができるＬＭＵの特定を行うには、初期基準線設計に合わせて作成された無線伝搬モデルを用いる。この初期基準線モデルは、ビーコン発見において冗長度に基づいてＬＭＵの除去を反映するように既に変更されている。この更新モデルは、ビーコン発見冗長度を最小化し、初期状態ではアップリンク復調性能制限エリアを有していない。
【００８９】
この段階において、サービス・エリア内において可能な全ての送信地点について、全てのＬＭＵにおける受信信号強度を試験する。合格の場合（復調できる程に強い）、２つ以上のＬＭＵにおいて信号受信を予測し、次いで受信は冗長であると言う。特定のＬＭＵによって受信および復調されることが予測された信号の集合が完全に冗長である場合、他の散在に関する性能問題（精度およびビーコン発見）の発生を阻みつつ、そのＬＭＵを現行の設計から除去することができる。
【００９０】
尚、アップリンク復調冗長性の判定は、配備したシステムにおいて、ＬＭＵ受信信号記録の試験から実行することができ、システム最適化またはワイヤレス・ネットワーク構成設定し直し(reconfiguration)の場合には、理論的伝搬モデルから判定したものの代わりに、実際のアップリンク復調性能を用いることができることに注意していただきたい。
精度性能の劣化を伴わないＬＭＵ（群）の除去
精度制限は、精度数値(accuracy numbers)に対してある種の目標（例えば、ネットワークベースの位置検出システムに対するFCC Phase II通達）を満たすことに関して考えるべきである。現設計が要求精度目標を満たしていない場合、そのシステムは精度制限があることになる。即ち、精度要求を満たしていないので、候補設計からのＬＭＵ除去による追加の散在化を行うことはできない。
【００９１】
散在ＷＬＳにおいて、ビーコン発見にもアップリンク復調性能にも制限されない場合、精度制限エリアの主な決定要因は、正確度(precision)の水平幾何学的希釈（ＨＤＯＰまたはＧＤＯＰ：Horizontal Geometric Dilution of Precision）である。
【００９２】
位置検出誤差、測定誤差、および幾何学的形状の間には、ある関係が存在する。幾何学的形状の効果は、測定誤差を増大させる、または計算結果の正確度を希釈するように作用するスカラー量によって表される。この量を、精度の水平希釈（ＨＤＯＰ）と呼び、二乗平均根（ＲＭＳ）位置誤差のＲＭＳ測定誤差σに対する比である。数学的には、次のように書くことができる。
【００９３】
【数３】
2010525671.tif 000005
ここで、σｎ２およびσｅ２は、測定値の共分散行列からの水平成分の分散である。物理的に、最良のＨＤＯＰが実現するのは、基準線ＬＭＵ対間のＴＤＯＡ双曲線の交差が直交となるときである。理想的なＨＤＯＰ状況が生ずるのは、発信元が円の中心にあり、受信サイトの全てが、円の円周の周りに均一に分散されているときである。
【００９４】
精度要件を満たすまたはこれを超過する候補システムにおいて、除去できそうなＬＭＵの決定は、システム計画ツールが発生したサービス・エリアの精度プロットの試験、およびサービス・エリアにおける各地点について発生した、各ＬＭＵ対間におけるＴＤＯＡ基準線の試験によって行われる。
【００９５】
システム計画ツールは、予測ＴＤＯＡ双曲線基準線における冗長度、および基準線における直交度の双方を考慮する。冗長な基準線は、精度向上には寄与せず、したがって排除することができる。直交度が低い基準線は、実際に測定の低精度を増大させる可能性があり、したがって極力抑えなければならない。ＬＭＵが、低直交度のＴＤＯＡ双曲線基準線を生成する場合、それを除去し、ＷＬＳ精度性能を計算し直すことができる。尚、配備したシステムの精度性能は、検査送信に対して計算した位置の既知の実際の位置に対する試験から判定できることに注意していただきたい。配備したシステムに精度制限エリアが生じた場合、その情報を無線伝搬モデルに送り込み、新たな基準線設計を計算することができる。新たな基準線から、インテリジェント設計プロセス全体を繰り返し、ＬＭＵ追加または削除に向いた潜在的なサイトを決定することができる。
【００９６】
散在化分析のための予備システム設計（図３Ａにおけるステップ３０３参照）
散在化分析のための予備システム設計を用いて、設計計画および評価アプリケーションによって生成したインテリジェント・システム設計に、ＴＤＯＡ性能制限要因が存在するか否か判定する。ネットワークにおけるセル・サイトに１対１未満の比率でＬＭＵを配備する（散在配備）ことができるか否かは、３つの主要な要因によって制限される。即ち、ダウンリンク・ビーコン発見、アップリンク復調、および精度である。これらを、図３Ｂおよび図３Ｃ（ダウンリンク・ビーコン発見制限）、図３Ｄおよび図３Ｅ（精度制限）、ならびに図３Ｆおよび図３Ｇ（アップリンク復調制限）に表す。
【００９７】
ネットワークの配備比率を制限する要因は、累進ステップ(progressive step)において特定することができる。
チェックする最初の項目は、ダウンリンク・ビーコン発見である。これを分析するには、各ビーコンの送信電力、および送信アンテナから、ＬＭＵを配備する候補である各サイトへのダウンリンク信号の経路損失を考慮することにより、可能となる。これによって、各ＬＭＵにおける受信電力レベルが求められる。受信機感度特性に基づいて、各ＬＭＵが所与のダウンリンク・ビーコンを発見できるか否か判定することができる。少なくとも１つのＬＭＵ（または、冗長性が要求される場合はそれ以上）によって各ビーコンを発見することができる限り、設計は、ダウンリンク・ビーコン発見の制限がない。少なくとも１つのＬＭＵにおいていずれかのビーコンを発見できない場合、システム設計はこの要因によって制限され、この状況が解消されるまで、この設計にＬＭＵを追加しなければならない。
【００９８】
一旦少なくとも１つのＬＭＵによって全てのビーコンを発見することができたならば、次の制限要因、アップリンク復調を評価することができる。基地局の受信感度およびそのサイトが担当する異なるエリアに対する経路損失に基づいて、このリンクを維持するために必要な移動体アップリンク信号の最小送信電力を、各位置において決定することができる。この移動体アップリンク送信電力、および同様の経路損失計算に基づいて、周囲にあるＬＭＵサイトにおける受信電力レベルを決定することができる。この受信電力が、ＬＭＵを配備する候補である少なくとも１つのサイトにおいて信号を復調するためにＬＭＵが必要とする最小信号強度よりも大きい場合、システム設計は、アップリンク復調の制限がない。セル・サイトによって移動体に応対できるエリアがあるが、アップリンク信号が、復調を可能にする十分な電力レベルでいずれのＬＭＵサイトにも伝搬しない場合、システムはアップリンク復調によって制限され、この状況が解消されるまで、この設計にＬＭＵを追加しなければならない。
【００９９】
一旦全てのビーコンを発見し終えて、設計におけるセル・サイトによってサービス提供が可能な全てのエリアを、配備したＬＭＵによって復調することができたなら、最終チェックを行って、システム設計に精度の制限があるか否か判定することができる。これには、設計におけるセル・サイトが応対する位置においてリンクを維持するために用いられる最小移動体アップリンク送信電力を最初に決定することを伴う。この送信電力、および周囲にある全てのＬＭＵサイトまでの経路損失から、周囲のＬＭＵの各々における受信信号電力を決定することができる。この信号レベルが、復調感度レベルよりもかなり低いＴＤＯＡ検出感度レベルよりも高ければ、そのＬＭＵは、このエリアからの移動体の位置検出のために協同するＬＭＵと見なされる。このような協同ＬＭＵを全て特定する。領域におけるサイトの地勢および密度を用いて、ＴＤＯＡ測定におけるマルチパス誘発の拡散を推定する。これら協同ＬＭＵのジェオメトリ、およびマルチパス拡散に基づいて、このエリアに対する推定位置検出精度を計算することができる。このプロセスを、設計におけるセル・サイトが応対する全てのエリアについて繰り返し、設計全体についての総合的位置検出精度を求める。この精度レベルが設計の要件を満たす場合、システム設計には精度の制限がないことになる。推定精度レベルが、設計要件に満たない場合、システムは精度の制限があり、この状況が解消されるまで、追加のＬＭＵをこの設計に追加しなければならない。
【０１００】
ダウンリンク・ビーコン発見制限
最初の性能制限要因は、ダウンロード・ビーコン発見である。Ｕ−ＴＤＯＡ技法を用いてＧＳＭネットワーク上において移動局の位置を検出するには、移動局が用いているＧＳＭフレーム・タイミングの知識が必要となる。移動体のフレーム・タイミングは、各セクタによってそのダウンリンクＢＣＣＨチャネルにおいてブロードキャストされるフレーム・タイミングによって定められる。一般に、ＧＳＭネットワーク内にある各セル・セクタは、独立したフレーム・タイミングを有する。各セル・サイトにＬＭＵを配備すると、各ＬＭＵは、そのサイトにおいて、これらのセルが送信するＢＣＣＨをデコードすることによって、セルのフレーム・タイミングを取得する。このプロセス（図４に示す）を、ビーコン発見と呼ぶ。散在配備を用いると、ＬＭＵが配備されていないセルのフレーム・タイミングは、近隣サイトにおけるＬＭＵによって発見しなければならない。ＬＭＵ配備の比率が低すぎる場合、これらのセルに対してビーコンを発見できないＬＭＵが出てくる。その場合、ＭＳが発呼し、それをビーコンを発見できないセルが担当する場合、ＭＳの位置を検出することはできない。この配備を、ダウンリンク・ビーコン発見に制限があると言う。
【０１０１】
完璧を期するために、図４に示すビーコン発見プロセスをここで要約する。図示のように、このプロセスは以下のステップを含む。
１．ＭＳがＲＡＣＨ上でアクセス・バーストを送信する。この移動体が発信した呼は、対象のＣＧＩおよび基準ＣＧＩの任意のものにおいて発呼される。いずれのＭＳが専用チャネルを要求しても、このプロセスが誘起される。
２．ＲＡＣＨ信号をＢＴＳが受信し、ＢＴＳがチャネル要求メッセージをＢＳＣおよびＡＭＳ（エービス監視システム）に送る。チャネル要求メッセージは、目標ＣＧＩのＲＦＮデータを収容している。
３．位置検出ゲートウェイ（ＬＧ）が、ＲＦＮ同期照会メッセージをＡＭＳに送り、ＡＭＳはＲＦＮ同期応答によって応答する。ＲＦＮ同期応答は、１組のＣＧＩ、ＡＲＦＣＮ、ＲＦＮ、およびエービスＴＳデータを収容する。
４．次に、ＬＧが強化同期監視（ＡＦＲＣＮ int）メッセージをＬＭＵに送り、ＬＭＵには、供給されたビーコン・チャネル上において、ＧＰＳ時間に対して、５１マルチフレーム境界を発見するタスクが割り当てられる。
５．ＬＭＵは、ＬＧに、ＧＳＭ同期報告（syncType＝強化）メッセージで応答する。ＬＧは、最終的な計算を行い、調節したＲＦＮのＧＰＳタイムスタンプに対するマッピングを求める。このマッピングをＬＧの同期表に記録する。
６．他の対象ＣＧＩについて、このプロセスを繰り返す。
アップリンク復調制限
第２の性能制限要因は、移動局からのアップリンク送信を復調する能力である。これは、協同するＬＭＵにおいてＴＤＯＡ測定を行うために用いられる基準信号を導出するために必要となる。
【０１０２】
ＬＭＵが各セル・サイトに配備されている場合、呼関係メッセージまたは非呼関係メッセージが送信されるサイトにおけるＬＭＵは、アップリンク信号を容易に復調することができる。散在配備を用いると、ＬＭＵが配備されていないセルにおける発呼に対するアップリンク信号は、近隣のセルにあるＬＭＵによって復調しなければならない。ＬＭＵ配備の比率が低すぎる場合、あるセルにおいて、ＬＵＭＵが、当該セル上における発呼に関するアップリング信号を復調できないという事態が生ずる。その場合、これらのセル上の発呼は、突き止めることができない。この配備を、アップリンク復調に制限があると言う。
【０１０３】
精度制限
場合によっては、アップリンク復調の制限や、ダウンリンク・ビーコン発見の制限がなくても、Ｕ−ＴＤＯＡ配備は精度に制限がある可能性がある。精度に制限があるＵ−ＴＤＯＡ配備は、主に、正確度の幾何学的希釈（ＧＤＯＰ）である。全ての多元的システムに共通して、ＧＤＯＰは、ＴＤＯＡ発生双曲線が交差する(intercept)角度が狭いことのために、ＴＤＯＡ  ＬＭＵ配備において生ずる。ＧＤＯＰ増大(multiplier)の影響により、エリアにおける位置検出誤差が設計仕様よりも大きくなった場合、このエリアは精度制限がある。図５は、無線マルチパス環境によって誘発されたタイミングおよび測定誤差、ならびに実際のＵ−ＴＤＯＡシステムにおける種々のタイミングおよび測定誤差によって広がったＴＤＯＡ双曲線を呈する、散在化Ｕ−ＴＤＯＡネットワークの図示例を示す。
【０１０４】
サービス・エリアにおけるＧＤＯＰを低下させ、これによって精度制限エリアを除去するために、サービス・エリアを超えた追加のＬＭＵ配備を用いることもできる。Ｕ−ＴＤＯＡシステムにおいて精度制限エリアに対処するための他の技法には、ハイブリッド位置検出技術の追加が含まれる。
【０１０５】
図３Ｄのステップ３１４は、予測した精度制限エリアを補償するための、Ｕ−ＴＤＯＡシステムへの強化セル−ＩＤ（ＥＣＩＤ）の追加を示す。Ｕ−ＴＤＯＡシステムでは、現場(in-situ)ワイヤレス・ネットワークベースの位置検出技法への後退が可能である。これらのネットワークベースの位置検出技法は、サービス・エリアの基礎的な地理およびワイヤレス・ネットワークのトポロジのＳＭＬＣの知識に基づいて、位置を求めるために、セル−ＩＤまたはセクタ付きセル−ＩＤ(Cell-ID with sector)を用いることを含む。
【０１０６】
無線伝搬遅延情報（「タイミング進み」または「往復時間」）および移動体発生ビーコン電力測定値は、ＢＴＳビーコン電力レベルのＳＭＬＣの知識と共に用いると、基本的なセル−ＩＤ／セクタ位置検出を有効に改善することができる（利用可能であれば）。この技法、強化セルＩＤ（ＥＣＩＤ）は、基本的セル−ＩＤ技法に対する潜在的な精度向上である。ＥＣＩＤ位置検出は、位置を求めるためにワイヤレス・ネットワークから得られる、追加のタイミング進み（ＴＡ）および電力測定（ＰＭ）情報を用いることによって行われる。セル−ｉｄ（ＣＧＩ）およびタイミング進み（ＴＡ）を後退として用いることは、ＥＣＩＤ計算において本来備わっていることである。何故なら、ＣＧＩおよびＴＡの双方は、ネットワーク測定報告（ＮＭＲ）において入手可能なビーコン電力測定値の数や有用性には関係なく、ＳＭＬＣに入手可能であるからである。これらのネットワークベースの位置検出手法は、履歴使用データおよび無線伝搬モデルを用いて精度を高めようとする試行において用いられる統計的方法であるので、当業者には周知である。
【０１０７】
散在Ｕ−ＴＤＯＡ配備では、Ｕ−ＴＤＯＡカバレッジが、サービス・エリアの大部分にわたって十分な性能を提供することが予期される。しかしながら、散在Ｕ−ＴＤＯＡネットワークにおいて固有のダウンリンク・ビーコン発見の問題、およびアップリンク復調の問題、ならびに、無線環境の、気まぐれではないが、不安定な本質のために、位置検出のカバレッジ・ホール(coverage hole)（精度が不十分または存在しないエリア）が存在する場合もある。
【０１０８】
カバレッジ・ホール（ＴＤＯＡシステムに精度の制限がある地理的エリア）に対する１つの矯正手段は、追加ＬＭＵの設置である。この手法は、図３Ｇのステップ３０８および図３Ｄのステップ３０８（精度制限）に示すが、配備（ＬＭＵ：ＢＴＳ）比が高くなる。この手法がワイヤレス運営業者にとって満足できないのであれば、ハイブリッドＵ−ＴＤＯＡ／ＥＣＩＤシステムを配備することもできる。位置検出カバレッジ不足の問題を潜在的に直せることに加えて、ハイブリッドＵ−ＴＤＯＡ／ＥＣＩＤシステムの配備により、提供する位置検出に基づくサービス（ＬＢＳ）の用途毎に、位置検出サービス品質に差を付けることも可能になる。ＥＣＩＤは、特に、移動体デバイスが会話状態にある間の追跡というような、周期的な更新によって低から中程度の精度を必要とするＬＢＳの用途には有用である。
【０１０９】
ＥＣＩＤ位置に対する信号収集は、移動体デバイスにおいて、給電が多い順方向（ＢＴＳから移動体デバイスへの）チャネルを用いて行われるので、ＥＣＩＤ性能は、Ｕ−ＴＤＯＡ配備を収集する散在配備逆方向チャネルに起因する性能制限要因とは無関係である。
【０１１０】
ＧＳＭ  ＥＣＩＤは、担当セル・サイトからの範囲（タイミング進み（ＴＡ）または往復時間（ＲＴＴ））、および到達電力差測定（ＰＤＯＡ））と結合した、セルおよびセクタ（ＣＧＩ）に基づく手法である。担当セルに加えて、セクタ（もしあれば）およびタイミング進み、ネットワークにおける各ビーコンの送信電力は、分かっているはずであり、各担当セクタ（送信アンテナ）の位置は、ＳＭＬＣがＰＤＯＡを正確に計算するために、分かっているはずである。ＰＤＯＡ計算の代用として、較正した格子に対するビーコン強度のデータベースを、パターン照合と共に用いることができる。担当セルまたはセクタ内部の格子は、移動体ビーコン受信パターンを記録することにより、または高度な無線伝搬モデルによって較正することができる。
【０１１１】
また、ＥＣＩＤは、異なるＵ−ＴＤＯＡサービス・エリアまたはネットワーク間における境界エリア上での中程度の精度の位置検出に唯一適した方法でもある。境界エリアとは、Ｕ−ＴＤＯＡ精度が、広いセル間隔および貧弱なネットワーク・トポロジのために、低くなる可能性が高く、その結果ＧＤＯＰが高くなるエリアである。広いセル間隔は、散在的に応対するエリア内に境界エリアを置こうとする運営業者の傾倒に起因する。乏しいネットワーク・トポロジは、鋭い直線的境界上に異なるＵ−ＴＤＯＡネットワークを配備した結果である。Ｕ−ＴＤＯＡサービス・エリアにおける境界は、運営業者の通信ネットワークの配備境界、Ｕ−ＴＤＯＡネットワークが、ＬＭＵによって作成したＴＤＯＡ情報を共有できないこと、またはＵ−ＴＤＯＡベースのワイヤレス位置検出システムを提供するために２つ以上の販売業者を用いる運営業者の選択に起因する可能性がある。
【０１１２】
ＥＣＩＤを用いると、移動体受信機は信号収集地点として作用するので、ビーコン無線電力は、移動体によって、担当ネットワークおよび隣接ネットワークの双方から収集することができる。ＳＭＬＣは、担当ネットワークＬＭＵベースのダウンリンク・ビーコン受信機によって収集した、隣接ネットワーク送信機位置および周波数を知っているので、隣接エリアまたはネットワークに基づいて相互動作するＬＭＵに頼ることなく、隣接ネットワークが受信するビーコンを、ＥＣＩＤ位置検出計算に用いることが可能になる。
【０１１３】
図３Ｄのステップ３１５は、精度制限性能と闘うためのＡｏＡのＵ−ＴＤＯＡへの追加を示す。米国特許第６，１０８，５５５号（２０００年８月２２日）、および第６，１１９，０１３号（２０００年９月１２日）を参照のこと。これら双方の名称は、"Enhanced Time Difference Localization System"（強化時間差位置測定システム）である。
【０１１４】
ダウンリンク・ビーコン発見制限性能の改善
ＧＳＭまたはＵＭＴＳのような非同期ネットワークでは、１つの基地局によって放射された信号の他方に対する送信時間ずれは分からないので、ＬＭＵはビーコン・タイミングを監視してフレーム・タイミングを決定しなければならない。ＬＭＵ配備が１：１（ＢＴＳ：ＬＭＵ）未満であると、セルの無線送信のタイミングは、常駐ＬＭＵによって決定するのではなく、隣接するセルまたは別のセルにおけるＬＭＵから決定しなければならない。
【０１１５】
以下に、散在配備においてダウンリンク・ビーコン発見を容易にする技法を示す。
ダウンリンク・アンテナの強化（図３Ｂにおけるステップ３０５）
性能制限要因がダウンリンク・ビーコン発見である場合、最初のそして最も費用がかからない選択肢は、強化したダウンリンク・アンテナを、性能制限エリアの近辺において特定されたＬＭＵサイトに追加することである。強化ダウンリンク受信アンテナの使用により、ＬＭＵは、散在配備における周囲のセルおよびセクタからブロードキャストされるビーコン（ＧＳＭにおけるＢＣＣＨ）をより良く検出し復調することが可能になる。ダウンリンク・アンテナの配備は、ＬＭＵへの直接実装によって行うことができるが、セル・タワー外部またはセル・タワー上に取り付けられたアンテナの方が、減衰が少ない環境を提供するので、受信が改善する。
【０１１６】
しかしながら、ダウンリンク・アンテナには、減衰が多すぎるだけでなく、減衰が少なすぎるという問題が生ずる可能性がある。ダウンリンク受信機は、ビーコンがそのように高い電力で送信されるという事実が問題になる可能性がある。例えば、１つのＢＴＳまたはその付近にＬＭＵが（その受信アンテナと共に）配置されていると、ＢＴＳからのビーコンは非常に高い電力で受信される。ＧＳＭ波形の性質のために、これらのビーコンからのエネルギの大部分が隣接する周波数チャネルに溢れ出る。ＬＭＵが配されていない近隣サイト（散在サイト）が、それらのビーコンをこれら隣接チャネルの１つにおいて送信している場合、強いローカル・ビーコンからの溢出は、遠隔サイトからのより弱いビーコンを検出および復調するのを非常に困難にする可能性がある。
【０１１７】
隣接チャネルの問題に加えて、場合によっては（ＬＭＵダウンリンク受信アンテナがキャリアの送信アンテナに近接して置かれている、屋上配備のような場合）、ローカル・ビーコンは非常に強いので、これらはＬＭＵのフロント・エンドで飽和してしまい、隣接チャネル上でなくても、いずれのリモート・ビーコンも検出が不可能となる。この想定場面では、安価な回線減衰器を導入して、ＬＭＵのダウンリンク受信機における受信信号レベルを低下させて飽和に至らないようにすることによって、成功が得られる場合がある。回線減衰によって、以前は発見できなかった多くのリモート・ビーコンが発見されるようになる可能性がある。
【０１１８】
物理的なアンテナ配置、および回線減衰器の適用を最適化することの他に、第３の技法、つまり、プログラム可能なノッチ・フィルタをアンテナ・フィードに適用することも、用いることができる。同じ場所に配置されているホストＢＴＳからの周波数（群）を濾波することにより、リモート・ビーコンの受信を劣化させることなく、飽和の問題が緩和する。この手法では、運営業者の周波数計画の流動性、およびホストＢＴＳを含む新たな周波数割り当てを調節する必要性のために、プログラム可能なフィルタが必要となる。
ビーコン同期改善のためのリンク監視（図３Ｃのステップ３１２）
２００４年８月２４日付け米国特許第６，７８２，２６４号"Monitoring of Call Information in a Wireless Location System"（ワイヤレス位置検出システムにおける呼情報の監視）に開示され、更に、２００５年６月１０日に出願され"Advanced Triggers for Location-based Service Applications in a Wireless Location System"（ワイヤレス位置検出システムにおける位置検出に基づくサービス・アプリケーションのための高度トリガ）と題する米国公開特許出願第２００６０００３７７５号において更に拡張されているように、エービス監視システム（ＡＭＳ）またはリンク監視システム（ＬＭＳ）を、ワイヤレス位置検出システムと共に配備して、位置検出システムを誘起する受動的手段を供給することができる。コスト節約対策として、オーバーレイＬＭＳを配備してエービス（ＢＴＳからＢＳＣへの）リンクだけを配備することもでき、あるいは必要なＬＭＳ機能性を直接ＢＳＣに組み込むこともできる。ＡＭＳまたはＬＭＳ機能性を配備することにより、より密度が低いＬＭＵ配備を考慮したある種の技法も可能になる。
【０１１９】
強化ビーコン同期機構は、ＬＭＳまたはＡＭＳを用いて、関与するＢＴＳユニットのエービス・リンクを監視し、更に、素早くかつ確実にＧＳＭフレーム番号情報にアクセスすることにより、レイテンシを低減し、システム・スループットを向上させる。この強化同期技法は、ＧＳＭビーコン発見、およびそれらそれぞれのＧＰＳ時間に対するマッピングに対するシステム感度を高める。この技法を用いると、エービス・モニタは、絶対フレーム番号（ＦＮ）のＧＰＳ時間に対するマッピングを部分的に記述する同期情報を提供する。ＬＭＳが供給するパラメータは、ＲＦＮ（短縮フレーム番号、Ｔ１’、Ｔ２、Ｔ３）、ＧＳＭフレーム番号の部分的記述を含む。この情報を、ダウンリンク経路を監視するＬＭＵによって直接行われた観察および計算と組み合わせて、更にタイミング解決策に収束させる。
【０１２０】
具体的に、「ビーコン同期」とは、システムが、特定のＣＧＩによって用いられる絶対フレーム時間基準を決定する方法であり、絶対時間基準は、スーパーフレーム・シーケンスを時間の関数として決定するために用いられる。Ｕ−ＴＤＯＡシステムは、フレーム番号（ＦＮ）のタイミングの正確な知識を拠り所として、正しい時刻に正しいチャネル上において、周波数ホップ信号(frequency-hopped signal)を適正に収集する。強化ビーコン同期は、ＬＭＳからの粗雑なフレーム番号（ＦＮ）測定値を、ダウンリンク上の検出プロセスと組み合わせて用い、通常のダウンリンク・ビーコン監視の場合よりも１１ｄＢ低い信号対ノイズ非（ＳＮＲ）においてビーコン・タイミングを測定可能にする。このように感度を高めることにより、一層離れたＬＭＵがビーコンを検出することが可能になり、更に散在したＬＭＵの配備が促進される。
【０１２１】
絶対フレーム・タイミング基準を決定する一般的な機能は、基本的なビーコン同期プロセスの間に開始する。ＬＭＵは、４ステップ・プロセスを実行して、ＧＳＭフレームとＧＰＳ時間との間におけるタイミング同期を得る。
【０１２２】
１．ＬＭＵは、周波数制御チャネル（ＦＣＣＨ）を検出する。これは、ＢＴＳにおける周波数ずれを補正するために用いられる。
２．ＬＭＵは、高精度のタイミングを得るために、同期チャネル（ＳＣＨ）を検出する。ＬＭＵはフレーム・タイミングを知っているが、絶対フレーム番号や、どのセルが送信しているのか（ＣＧＩ）については知らない。
３．ＬＭＵは、ブロードキャスト制御チャネル（ＢＣＣＨ）を復調し、フレーム番号およびＣＧＩをデコードする。尚、信号の復調は、前述のステップ１および２よりも遥かに高いＳＮＲを拠り所とする。これは、検出が復調よりも簡単であるからである。
４．この絶対フレーム・タイミング基準は、ＬＭＵがＵ−ＴＤＯＡ位置検出プロセスにおける信号収集を補助するために利用することができる。
強化ビーコン同期は、次のようにして、基本的なビーコン同期プロセス上に構築する。
【０１２３】
１．ＡＭＳは、強化プロセスを必要とするＢＴＳ毎に、複数の測定値を供給する。これらの測定値は、ＣＧＩを含む。
２．これらのメッセージの相関付けを行い、短縮フレーム番号（フレーム番号全体を表すのに必要な２２ビット中１６ビット）、およびＧＳＭフレームとＧＰＳ時間との間における時間同期の大まかな推定値を導き出す。
３．短縮フレーム番号（２２ビット中１６ビット）情報をＬＭＵに送る。次いで、ＬＭＵは、ＦＣＣＨおよびＳＣＨ検出（前述のステップ１および２）を実行し、高精度の時間整合(time alignment)を戻す。ＬＭＵはもはやＢＣＣＨチャネルを復調する必要がないので、ＳＮＲを低くして検出を実行することができる。
４．ＬＭＵが供給する高精度のタイミングを、既に計算してある短縮フレーム番号と組み合わせる。こうして、このフレーム番号は、ＬＭＵによる位置検出のための信号収集において補助するために利用可能になる。
ダウンリンク専用ＬＭＵ配備（図３Ｃのステップ３１１）
ダウンリンク・ビーコン制限エリアにおいて位置検出システムの性能を向上させる１つの技法は、ダウンリンク専用ＬＭＵユニットの設置の絞り込みである。低価格で設置が容易な受信ユニットを配備して、図４に示すプロセスを用いてＬＭＵを配備することなく、セル・サイトにおいてダウンリンク・ビーコン・タイミングを測定する。配備するＬＭＵの数を減少させ、ビーコン・カバレッジ「ホール」を埋めるためにビーコン発見を行う（しかし、位置検出プロセスにおいて協同することはできない）ユニットを設置することによって、システム全体のコスト削減を達成する。このユニットは、ＳＭＬＣに転送するための、ＳＭＬＣまたはその他のＬＭＵへの有線またはワイヤレス逆送を用いることもできる。逆送は、タイミング収集とは無関係であるので、可変リンク・レイテンシは動作に影響を及ぼさない。
【０１２４】
ダウンリンクＬＭＵは、生のタイミング・データを収集するために用いることができ、あるいはＧＰＳシステムからのずれをローカルに計算することが可能になるように、ＧＰＳモジュールと共に配備することができる。ＧＰＳモジュールと共に配備すると、ビーコン・タイミングずれを供給するプロセスが簡素化するが、ＧＰＳモジュールは、ユニットのコストおよびサイズの増大を招き、その実装がＧＰＳカバレッジを有するエリアに限られる。ローカル・クロック・ソースまたは他のビーコンからのずれを用いると、ＧＰＳモジュールを不要にすることができ、ＧＰＳ受信機およびＧＰＳアンテナのコストが節約でき、一層柔軟な実装選択肢（配備したＬＭＵに共通のビーコンを検出できなければならない）が許されるが、共通の被観察ビーコンからのビーコン・タイミングずれを計算するには、ＳＭＬＣを拠り所とする。
【０１２５】
全てのビーコンは、互いに対して、または他の何らかの任意時間に対して、時間を合わせることができる。この時間合わせ手法は、ビーコン発見の目的には精細であるが、Ｕ−ＴＤＯＡ測定に対しては十分なタイミング精度が得られないので、ＬＭＵサイトでは、高精度のＧＰＳに基づくタイミングがなおも必要となる。ビーコン発見は、マイクロ秒単位ではかなりの間オフにしておいても、機能することができるが、高精度のＵ−ＴＤＯＡは、Ｕ−ＴＤＯＡの計算に２５〜５０ナノ秒までのクロック精度を必要とする。
【０１２６】
ダウンリンクＬＭＵユニットは、内部アンテナを用いてもよいが、受信するビーコンの数が不十分であるという状況において利得を増大させるための外部アンテナをサポートすることができる。
【０１２７】
典型的なユニットの受信システムは、単一チャネルであり、ダイバシティ受信を可能にするために複数のアンテナをサポートする。マルチバンド配備を維持すると、ユニットは複数の周波数帯域を跨いで同調することができる。受信ユニットは、ダウンリンク受信をサポートするように設計されているが、ワイヤレス逆送を可能にするために、ワイヤレス送受信機とでないと結合することはできない。ユニットは、ビーコン検索、およびビーコン・タイミングまたはローカル・クロックからのまたは他のビーコンに関するビーコンずれタイミングの報告を専門に行う。
【０１２８】
初期分析において得られたワイヤレス通信ネットワークの知識を用いるという、非常に限られた場合では、相互同期クラスタを用いて、ＬＭＵが検出することができるビーコンからのビーコン・タイミングを、ＬＭＵが検出することができないが、検出されたビーコンと相互同期されていることが分かっているビーコンにマッピングすることが可能である。これは、多くの場合、セル・サイト内にあるセクタに当てはまるが、共通クロックによるＢＴＳ同期を用いる場合には、他のグループにも適用することができる。
【０１２９】
アップリンク復調制限性能の改善（図３Ｆおよび図３Ｇ参照）
予備ネットワーク設計分析（ステップ３０３、図３Ａ）が、散在Ｕ−ＴＤＯＡ配備がアップリンク復調に制限があることを示す場合、アップリンク復調制限性能を緩和または補正するために、５つの技法を用いることができる。これらのうち最初の技法（ステップ３１９、図３Ｆ）では、無線メッセージまたはビット・シーケンス（群）を、信号相関付け処理のための代表的信号(representative signal)への再変調のための逆チャネル（移動体デバイスから基地局へ）無線メッセージからワイヤレス位置検出システムに転送するように構成されている必要がある。
【０１３０】
第２の技法（ステップ３１８、図３Ｆ）では、ＡＭＳまたはＬＭＳを必要とし、信号相関付け処理のための代表的信号への再変調のために、逆チャネル無線メッセージングからビット・シーケンス（群）を抽出する。
【０１３１】
第３の技法（ステップ３１７、図３Ｆ）は、信号相関付け処理のための無線メッセージングにおいて既知のビット・シーケンスのみを用いることによって、信号復調および受動監視の必要性を回避する。
【０１３２】
アップリング復調制限エリアに立ち向かう第４の技法（ステップ３２０、図３Ｇ）は、専用アンテナを追加すること、または利用可能な全てのアンテナからの入力を組み合わせる信号処理を、影響を受ける地理的エリアの中またはその付近にあるＬＭＵに追加することである。ＬＭＵは、影響を受けるエリア内部における地点について予測したＳＮＲの改善、および結果的に得られるＴＤＯＡ双曲線（群）の直交性に基づいて選択する。
【０１３３】
第５の技法（ステップ３０８、図３Ｇ）は、現行のＴＤＯＡ設計にアップリンク復調制限があるエリアの中またはその付近にＬＭＵ（群）を追加することである。ＬＭＵの位置は、システム設計、計画および評価ツール、ならびに以前に説明したモデルから得られるデータに基づいて選択する。
復調データの転送（図３Ｆ、ステップ３１６および３１９）
先に紹介したように、ワイヤレス通信ネットワークは、逆制御および／またはトラフィック無線チャネル上で発生するビット・シーケンスをサンプリングし転送することができる。
【０１３４】
次いで、このビット・シーケンスまたはサンプルを変調して、ベースバンド信号を生成する。こうして、この再変調ベースバンド信号を基準信号として用いる。更に、基準信号を、ＬＭＵを配備した受信サイトにおいて記録した受信信号と相関付けて、理想的な基準とこれらのサイトにおいて受信した信号との間におけるＴＤＯＡ推定値を得ることができる。（１９９４年７月５日付け米国特許第５，３２７，１４４号"Cellular Telephone Location System"（セルラ電話機位置検出システム）および２０００年４月４日付け米国特許第６，０４７，１９２号"Robust Efficient Localization System"（ロバストな効率的位置測定システム）を参照のこと。）
この技法は、特に、内部ＢＴＳ通信経路を用いてビット・シーケンスが素早く配信される基地局送受信機にＬＭＵ機能性を組み込んだ場合に適している。ＬＭＵをワイヤレス通信システムと統合することにより、ワイヤレス位置検出システム配備から単体受動監視デバイスの必要性およびコストを排除する。
アップリンク性能向上のためのリンク監視（図３Ｆ、ステップ３１０および３１８）
先に論じたように、リンク監視サブシステム（ＬＭＳ）を用いると、位置検出システムを誘起させる受動的手段を供給することができる。また、ＬＭＳシステムは、アップリンク復調性能を向上させることによって、より密度が低いＬＭＵ配備を考慮したある種の技法も可能にする。非散在Ｕ−ＴＤＯＡ配備では、基準信号は、通常、担当セル内に常駐するＬＭＵ、または隣接するセルに常駐するＬＭＵによって生成する。散在配備では、誤差を最小に抑えて復調できる十分な品質で信号を満足に受信することができるＬＭＵがない場合もある。この場合、ＬＭＳ（またはＡＭＳ）を用いて、信号に含まれていたビット・シーケンス・サンプルを取り込むことができる。次いで、このサンプルを再変調し、ベースバンド信号を生成する。次いで、この再変調したベースバンドを、基準信号として用いる。更に、基準信号を、ＬＭＵを配備した受信サイトにおいて記録した受信信号と相関付けて、理想的な基準とこれらのサイトにおいて受信した信号との間におけるＴＤＯＡ推定値を得ることができる。（１９９４年７月５日付け米国特許第５，３２７，１４４号"Cellular Telephone Location System"（セルラ電話機位置検出システム）参照。）ここでも、先に注記したように、ＡＭＳまたは他のリンク監視システムから復調データを入手することにより、ＬＭＵのコスト／複雑さを低減することができる。これは、散在化が争点でない場合でも利点となる。
アップリンク性能向上のための既知シーケンスの相関付け（ステップ３１７、図３Ｆ）
ＴＤＯＡ値の測定に成功するには、「明瞭な」（高ＳＮＲ、低位相ノイズ、低干渉等）基準信号が必要となり、この基準信号を、複数のサイトからの測定信号と相関付けて、基準信号と各サイトにおいて受信した信号との間におけるＴＤＯＡの推定値を提供する。この基準信号は、通例、非散在Ｕ−ＴＤＯＡネットワークでは２つの方法のうち１つで取得する。最初の手法は、移動体に近いサイト（例えば、担当セル・サイト）において受信した信号を基準信号として用いることである。この手法は、至近のサイトにおける受信信号もかなり明瞭である（無線干渉またはノイズによって転化されていない）というようなリンク案であることを想定している。第２の手法は、１つのサイトにおいて受信信号を復調（そして、必要であれば、デコード）し、次いでこのデータを用いて、受信サイトにおける期待波形を発生することにより、理想的な基準信号を再現することである。この手法は、１つ以上のサイトにおいて、最小限の誤差で復調できる十分な品質で信号を受信することを想定している。
【０１３５】
散在ＬＭＵ配備の場合、これらの手法のいずれでも、適当な基準信号が得られない可能性がある。この想定場面は、ＬＭＵが移動局から高品質の信号を受信するような位置に移動体がいることによって生ずる可能性がある。この場合、最初の手法では、信号のＳＮＲが低くなり、相応しい基準信号としての役割を果たせない。信号の品質は、ＬＭＵを配備する全てのサイトでは貧弱であるので、基準を再現する第２の手法もうまく行かない。何故なら、品質が貧弱な信号を信頼性高く復調することはできないからである（多くのビット・エラーを有する可能性が高い）。
【０１３６】
しかしながら、多くの波形はパターンが分かっており（例えば、ＧＳＭのミッドアンブルにおける訓練シーケンス・コード、ＩＳ−１３６における同期およびＤＶＣＣ等）、取得、同期、および／または等価において補助するための未知のユーザ・データと共に送信される。これらのパターンについて予め分かっていれば、これら既知の土地(field)と関連付けて期待受信波形を表す理想的な基準を発生することができる。次いで、この基準を、ＬＭＵを配備した受信サイトにおける受信信号と相関付け、理想的な基準とこれらのサイトにおける受信信号との間におけるＴＤＯＡ推定値を供給する。（２０００年４月４日付け米国特許第６，０４７，１９２号"Robust Efficient Localization System"（ロバストな効率的位置測定システム）を参照のこと。）
【０１３７】
Ｄ．結論
本発明の真の範囲は、本明細書に開示した現在における好適な実施形態には限定されない。例えば、前述のワイヤレス位置検出システムの現在における好適な実施形態の開示では、信号収集システム（ＳＣＳ）、ＴＤＯＡ位置検出プロセッサ（ＴＬＰ）、アプリケーション・プロセッサ（ＡＰ）、位置測定ユニット（ＬＭＵ）等のような、説明用語が用いられているが、これらは、以下の請求項の真の範囲を限定するように解釈したり、それ以外では、ワイヤレス位置検出システムの発明的形態が、開示した特定の方法および装置に限定されることを暗示するように解釈してはならない。更に、当業者には言うまでもないであろうが、本明細書に開示した発明的形態の多くは、ＴＤＯＡ技法に基づかない位置検出システムにおいても適用することができる。例えば、本発明は、前述のように構成したＳＣＳを採用するシステムには限定されない。ＳＣＳ、ＴＬＰ等は、本質的に、プログラム可能なデータ収集および処理デバイスであり、本明細書に開示した発明的概念から逸脱することなく、種々の形態を取ることができる。ディジタル処理およびその他の処理機能の急速に低下するコストを考えると、例えば、特定の機能に対する処理を、本明細書において記載した機能要素の１つ（ＴＬＰのような機能要素）から別の機能要素（ＳＣＳのような機能要素）に移転することは、システムの発明的動作を変更することもなく、容易に可能である。多くの場合、本明細書に記載した実現例（即ち、機能的要素）の場所は、単に設計者の好みに過ぎず、厳格な要件ではない。したがって、明示的に限定され得る場合を除いて、以下の請求項の保護範囲は、前述した具体的な実施形態には限定されないこととする。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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