(57)【要約】  複数の送信源１０１〜１０５からの信号を受信するための受信機２０２を備えた端末１０６内においてそれらの位置と送信時間オフセットは未知であり、このような端末において２つの時刻の間の時間変化（経過時間）を決定するための方法が提供される。端末１０６の第１の位置１において、前記複数の送信源の１つまたはリファレンスまたは端末クロックに関して、前記複数の送信源からの信号の受信の時間または段階を表す信号パラメータの、第１の時刻に揃えられた第１の集合の測定値を取得する。次に、端末１０６の第２の位置２において、前記複数の送信源の１つ以上または前記リファレンスまたは前記端末クロックに関して、前記複数の送信源からの信号の受信の時間または段階を表す信号パラメータの、第２の時刻に揃えられた対応する第２の集合の測定値を取得する。前記第１および第２の集合のそれぞれの時刻に揃えられた測定値を組み合わせて、端末１０６において前記組み合わされた前記第１および第２の集合のそれぞれの時刻に揃えられた測定値の変化から前記第１の時刻と前記第２の時刻との間の経過時間を計算する。
2010528495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信源からの信号を受信するための受信機を備えた移動端末内において前記複数の送信源の位置と送信時間オフセットは未知であり、斯かる移動端末において２点の端末位置および時刻の間の経過時間（時間変化）を決定するための方法であって、
前記移動端末の第１の位置において、前記複数の送信源の１つまたはリファレンスまたは移動端末クロックに関して、前記複数の送信源からの信号の受信の時間または段階を表す信号パラメータの、第１の時刻に揃えられた第１の集合の測定値を取得するステップと、
前記移動端末の第２の位置において、前記複数の送信源の１つ以上または前記リファレンスまたは別のリファレンスまたは前記移動端末クロックに関して、前記複数の送信源からの信号の受信の時間または段階を表す信号パラメータの、第２の時刻に揃えられた対応する第２の集合の測定値を取得するステップと、
前記第１および第２の集合のそれぞれの時刻に揃えられた測定値を組み合わせて、前記移動端末においてその組み合わされた前記第１および第２の集合のそれぞれの時刻に揃えられた測定値から前記第１の時刻と前記第２の時刻との間の経過時間を計算するステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記移動端末はシングルチャネル受信機を内蔵し、前記測定値は自走端末クロックに関して順次生成され、次いで、既知の移動端末クロックレートを用いてある共通の時刻に揃えられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記移動端末はマルチチャネル受信機を内蔵し、前記測定値は並行して同時に生成され、このため自動的に同時刻に揃えられていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記複数の送信源の１つ以上またはリファレンスまたは移動端末クロックに関して、前記複数の送信源からの信号の受信の時間または段階を表すパラメータの測定値の更なる集合も生成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記測定値は前記移動端末に付随する発振器によって駆動される端末クロックに関して生成され、第１、第２および第３の時刻に揃えられた上で、前記端末クロックのオフセットの第１の変化率と第２の変化率の両方がネットワーク伝送に関して決定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記送信源はセルラ無線通信システムにおける基地局送信機であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記測定値の集合は送信信号フレーム番号を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
第１および第２の時刻で受信されたフレーム番号の平均値とフレーム番号の平均増加率が決定され、世界時（ユニバーサルタイム）間隔は第１および第２の時刻で受信されたフレーム番号の平均値の間の差分をフレーム番号の平均増加率で割ったものとして計算されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記測定値の集合は送信信号フレーム境界を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記測定値の集合は送信信号同期パタンを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
位置測定システムの移動端末であって、複数の送信源からの信号を受信するための受信機を備えており、移動端末内において前記複数の送信源の位置と送信時間オフセットは未知であり、当該移動端末は更に、
前記複数の送信源の１つまたはリファレンスまたは移動端末クロックに関して複数の時刻において前記複数の送信源からの信号の受信の時間または段階を表す測定値の集合を取得し、それらをそれぞれの時刻に揃えるための手段と、
個々の集合の測定値を組み合わせて、当該端末においてその組み合わされたそれぞれの時刻に揃えられた測定値の集合から第１の時刻と第２の時刻との間の経過時間を計算するように構成された手段と、
を備えていることを特徴とする移動端末。
【請求項１２】
衛星測位モジュールを備えており、前記第１の時刻と前記第２の時刻との間の経過時間は該衛星測位モジュールへ渡されることを特徴とする請求項１１に記載の移動端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信源からの送信を受信することが可能な移動端末内における計時技術に関し、特に、ある時刻と別の時刻との間の時間変化（経過時間）を移動端末に付随するクロックから利用できるよりも高い精度で測定することを可能にする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動端末において正確な時間情報を必要とするいくつかの理由が存在するが、ここでは特に衛星測位受信機をサポートする必要性に関心がある。例えば、通信システムの携帯電話機において、端末の位置を緊急サービスに提供するためにあるいは他の何らかのロケーションベースのサービスを利用するためにＧＰＳ受信機が使用されることがある。このような環境において遭遇する問題は、衛星信号がひどく減衰する建物その他の遮蔽空間内部に携帯電話機が存在する可能性が当然あることである。ＧＰＳ受信機は通常、視野内の各衛星からの信号を取得するために、長い積分時間を含む長期にわたるサーチを実行する必要があり、このため、位置が利用可能となるかまたは取得プロセスが失敗する前に受け入れ難い遅延（時間）がもたらされる。正確な時間および／または周波数情報を利用できるＧＰＳ受信機においては、時間および／または周波数のサーチウィンドウを狭めることが可能であり、より少ない相関とより短いサーチで済むので、この遅延は短縮可能である。時間および／または周波数情報が十分正確であれば、ＧＰＳ受信機が再取得（re-acquisition）モードで稼働できるのに十分な精度で統合すべきオフセットを特定することが可能になり、その結果、受信機がオンに切り替えられる必要のある時間の長さが短縮され、このため端末の計算および電力リソースの枯渇が抑制される。
【０００３】
時間情報を提供する方法の１つは、通信ネットワークからの信号を利用することである。国際公開第２００５／０７１４３０号パンフレットには、ＧＳＭまたはＷ−ＣＤＭＡなどの技術を利用するネットワークがいかにして安定だが非同期の時間リポジトリ（repository of time）と見なせるかが示されている。ＧＰＳ受信機を使用する携帯電話機において、完全な位置・時間修正を取得するために較正が最初に実行される。端末はネットワーク送信機位置のデータベースも有しており、各送信機から当該端末への飛行時間を計算することが可能である。さらに、ネットワークは送信が任意の時間オフセットを持つように同期していない場合があるが、端末は例えば国際公開第００／７３８１３号パンフレットおよび国際公開第００／７３８１４号パンフレットにおいて教示されているような方法を用いて決定することができるこれらの送信時間オフセットのリストにアクセスできるかまたは斯かるリストを保持することが可能である。それ故、較正はＧＰＳ時間に関して送信時間オフセットを確定する。後の時刻、例えば移動端末が建物内に移動してＧＰＳ信号が減衰する時などに、ＧＰＳ時間はネットワーク送信機からの信号の受信から較正値と一緒に取得することが可能である。こうして、移動端末がオフに切り替えられている可能性のある期間にわたって維持され、ＧＳＭ方式ではマイクロ秒未満レベルの精度であることが可能な時間支援をＧＰＳ受信機に提供するローバストな方法が実現される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
国際公開第２００５／０７１４３０号パンフレットの中で教示された方法で遭遇する問題は、端末は送信機位置のデータベースを持つ必要があり、各基地局が使用中の無線周波数チャネルのプランである動作周波数プランをアンテナの指向特性と共に知る必要もある場合があるという点である。一部の環境では、低減した精度で、端末において受信したネットワーク信号を用いて、それらがどこから来たのかについての知識なしに、かつそれらの送信時間オフセットを知る必要もなしに、ある１つの時刻と別の時刻との間の時間間隔を測定することが可能であることを我々は認識している。斯かる測定された時間間隔は、較正段階が全く実行されていないという点で世界時（ＵＴ：universal time）とは直接関係がない。時間間隔は、ネットワーク送信機をコントロールするクロックの平均に関して測定されるが、それらのクロックは速くまたは遅く時を刻んでいる可能性があり、かつ互いに独立な場合がある。それでもなお、（実際のケースで通常あてはまるように）十分安定な発振器によってコントロールされるネットワークでは、この“平均ネットワーク時間”間隔は世界時（ＵＴ）間隔（ＧＰＳ時間を用いて測定されたものなど）に有用なほど十分に近い可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、複数の送信源からの信号を受信するための受信機を備えた移動端末内において前記複数の送信源の位置と送信時間オフセットは未知であり、斯かる移動端末において２点の端末位置および時刻の間の経過時間（時間変化）を決定するための方法を提供する。本方法は、
前記移動端末の第１の位置において、前記複数の送信源の１つまたはリファレンスまたは移動端末クロックに関して、前記複数の送信源からの信号の受信の時間または段階を表す信号パラメータの、第１の時刻に揃えられた第１の集合の測定値を取得するステップと、
前記移動端末の第２の位置において、前記複数の送信源の１つ以上または前記リファレンスまたは別のリファレンスまたは前記移動端末クロックに関して、前記複数の送信源からの信号の受信の時間または段階を表す信号パラメータの、第２の時刻に揃えられた対応する第２の集合の測定値を取得するステップと、
前記第１および第２の集合のそれぞれの時刻に揃えられた測定値を組み合わせて、前記移動端末においてその組み合わされた前記第１および第２の集合のそれぞれの時刻に揃えられた測定値から前記第１の時刻と前記第２の時刻との間の経過時間を計算するステップとを有する。
【０００６】
送信源は、任意の目的のためにセットアップされた任意のタイプの任意の送信機でよい。これらの送信源は、アナログネットワークとデジタルネットワークの両方を含むほか、パブリックアクセスが可能なネットワークと警察部隊などのプライベートグループに限定されたネットワークの両方を含む、通信ネットワークの送信機を含む。特に関連があるのはＧＳＭ、ＣＤＭＡ、およびＷＣＤＭＡといった第２世代と第３世代の公衆デジタル通信ネットワークである。しかしながら、本発明はこれらの名指しされたネットワークへの用途に限定されないが、送信源からの信号の到達の時間または段階が端末において測定可能な任意のシステムで適用可能であることに留意すべきである。通信ネットワークは通常、８００ＭＨｚ乃至３０００ＭＨｚの範囲の無線周波数で動作するが、本発明は、電磁タイプであれ音声タイプであれその他の放射タイプであれ、任意の周波波における、任意の種類の任意の伝送に適用できる。本発明は、時間変化（経過時間）の決定精度を増大させるために、端末が例えばＧＳＭおよびＷ−ＣＤＭＡネットワークの両方から同時に信号を受信する、あるいは同一タイプであるが異なる運営者によって運営される２つのネットワークから信号を受信する、多重ネットワークの利用にも適用できる。
【０００７】
端末は、送信源から放射された信号を受信することが可能であり、かつ信号パラメータの到達の時間または段階を測定することが可能な受信機が装備されなければならない。信号パラメータは搬送波またはその上で変調されたコンポーネントのフェーズである場合がある。受信時刻はフレーム境界または同期パタンといった信号内の所定の変調リファレンスの時刻である場合がある。両ケースとも、測定値は移動端末に付随するローカル発振器によって生成された信号またはそれから（例えば位相ロックループまたはカウンタを使用して）派生した信号に関して生成されることがある。測定値は移動端末によって受信された信号の１つ、またはそれらの２つ以上から派生した複合リファレンスに関して生成される場合もある。送信が規定の変調データコンポーネント（例えばＧＳＭ信号におけるフレーム番号など）を含む場合、測定値はそれらのコンポーネントの到達時刻に基づく場合がある。
【０００８】
通信ネットワークで利用される例えば携帯電話機などの一部の移動端末は異なる送信源からの信号のパラメータを測定するために異なる受信チャネルの間で切り替えられなければならないシングルチャネル受信機を内蔵する。この場合、測定値はリファレンス（reference）、例えば自走端末クロック（free-running terminal clock）に関して順次生成され、次いで既知の端末クロックレートを用いて共通の時刻に揃えられなければならない。このようにして、測定値は、測定値を並行して生成することが可能なマルチチャネル受信機によってあたかもそれらが全て同じ時刻で生成されたかのように揃えられることが許される。遅く進むことも速く進むこともある端末クロックに付随する誤差は一般に、測定値の集合が生成される期間が十分短いとすれば無視可能である。
【０００９】
本発明の特別な特徴は、移動端末における時間（の）変化が決定できる精度を改善するために送信機の位置の知識が使われることがあっても、送信機の位置は既知である必要はないということである。更なる特徴は、ネットワーク伝送自体は互いに同期している必要はないということである。すなわち、特別なフェーズまたは変調フィーチャが任意の時間基準に関して未知のオフセットで送信される。さらに、それらの送信時間オフセットは既知である必要はない。このことは、本発明は、同期しているか否かに関わらず、ＣＤＭＡ（同期型）、ＧＳＭおよびＷ−ＣＤＭＡ（非同期型）などの、任意のネットワークタイプに適用できることを意味する。
【００１０】
経過時間は、２つの端末時刻の間で測定される。すなわち、経過時間は移動端末が第１の位置にある第１の時刻と移動端末が第２の位置にある第２の時刻との間で測定される。第１および第２の位置は、状況によっては同じ位置であることが可能だが、しかし、本発明のポイントは、第１および第２の時刻の間の時間差または経過時間を測定することにあるので、第１および第２の時刻は異なっていなければならない。第３、第４、第５等々の時刻における第３、第４、第５等々における位置で生成された測定値が端末クロックモデルの更なるパラメータを決定するために使用されることがある。例えば、測定値が移動端末に付随する発振器によって駆動される端末クロックを参照し、従って第１、第２および第３の時刻に揃えられる場合、ネットワーク伝送に関して端末クロックのオフセットの第１および第２の変化率がオフセット（バイアス）の変化とともに決定されることがある。このようにして、ネットワークの全部のセクションは単一の高仕様時間基準によって調整されており、高安定水晶時計または原子周波数基準によって個別に支配されることがあるネットワーク送信機の安定特性に対して、安価な水晶発振器によっておおざっぱに調整されている可能性のある端末クロックの変動を特徴付けることが可能である。
【００１１】
従って、第１および第２の移動端末位置の間の時間（の）変化は、今しがた述べたように端末クロックがネットワーク伝送に関して特徴付けられていると、端末クロックによって与えられる表示から直接得られる。例えば、クロックバイアス（オフセット）の変化率などの他のパラメータが測定されている場合には、移動端末の発振器の周波数オフセットなどの他のパラメータの正確な推定値を提供することも可能である。これは、例えば移動端末が衛星測位装置を内蔵している場合に有用かもしれない。移動端末における衛星測位の利用に伴う問題の１つは、信号が非常に減衰される建物その他の遮蔽された環境内部で移動端末が頻繁に用いられることである。衛星受信機は、正確な時間＆周波数情報の形の支援を必要とすることがあり、これは本発明を使用して提供することができる。例えば、衛星受信機が過去に位置＆時間ソリューションを取得した場合で、かつ本発明の方法がその時点と現時点との間の時間間隔を決定するために使用された場合、衛星受信機（一時的にオフに切り替えられている可能性がある）には衛星時間の正確な推定値が提供でき、その結果、そのサーチウィンドウを狭めて、衛星測位ソリューションをより迅速に取得することが可能となる。
【００１２】
測定値を組み合わせるステップは例えば、各集合の全ての測定値を平均化すること、または２つの測定値集合における各送信源からの信号の受信時刻の対応する測定値の間の差分を平均化することを含むことがある。この平均化処理は相加平均、幾何平均、あるいはメディアン（median）またはインナー（inner）パーセンタイル（percentile）といった測定値の異なる統計処理に基づくものでよい。一部の幾何学的に依存する誤差の推定および除去を可能にするために、各集合における対応する測定値の個々の違いが移動端末の移動方向に対する送信源の物理的配置を推定するために使用されることがある。第３、第４、第５等々の位置で生成される更なる測定値集合がより高次の効果を推定するために必要とされる場合がある。
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、位置測定システムの移動端末も提供する。本端末は、複数の送信源からの信号を受信するための受信機を備え、前記複数の送信源の位置と送信時間オフセットは端末内において未知である。本端末は更に、
前記複数の送信源の１つまたはリファレンスまたは移動端末クロックに関して複数の時刻において前記複数の送信源からの信号の受信の時間または段階を表す測定値の集合を取得し、それらをそれぞれの時刻に揃えるための手段と、
個々の集合の測定値を組み合わせて、当該端末においてその組み合わされたそれぞれの時刻に揃えられた測定値の集合から第１の時刻と第２の時刻との間の経過時間を計算するように構成された手段とを備える。
【００１４】
以下、本発明による方法の１例とその方法が実行可能な本発明によるシステムのいくつかの例を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】通信ネットワークの移動端末と送信基地局とを有する通信システムの一例を示す図である。
【図２】本発明を適用した移動端末の構成例を示す図である。
【図３】本発明を適用したときのシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１に本発明が適用される通信システムの一例を示す。ＧＳＭ移動端末１０６は、通信ネットワーク１００、本例ではＧＳＭネットワークの送信基地局（ＢＴＳ：base transceiver stations）１０１〜１０５からブロードキャストされた信号を受信する。全てのＢＴＳは、５０ｍｓくらいおきに既知フォーマットの同期バーストを送信することが標準的であることに留意すべきである。通常動作において、ネットワーク内の例えば移動端末１０６といった任意の端末は、ネットワーク内における通信で使用されるプロセスの一部として、これらのバーストを用いてその内部クロックをサービスを提供しているＢＴＳ（serving BTS）から受信した信号と同期させ、近隣のＢＴＳ達（ＧＳＭネットワークでは同期していない）からの信号の近似的なオフセットを決定する。本発明の斯かる実施形態において、同期バーストは各ＢＴＳからの信号の受信時刻の指標としても利用される。
【００１７】
図２は、移動端末１０６の主要コンポーネントを示したものである。ＢＴＳ信号は、アンテナ２０１によって受信され、この種の受信機で通常見つかるコンポーネント（図２には図示されていない）を含む通信受信機２０２に送られる。ベースバンドＩ＆Ｑ（in-phase and quadrature）デジタルサンプルがリンク２０６を通じてプロセッサモジュール２０４に送られる。ＩＱサンプルのタイミングは、リンク２０５を介して通信受信機２０２とプロセッサモジュール２０４の両方に接続された端末クロックモジュール２０３と関連付けられる。プロセッサ２０４において、同期バーストに相当するＩ＆Ｑサンプルはテンプレートとの相互相関（cross-correlation）が実行され、端末クロックに関して相互相関のピークの時間オフセットを見つけるために補間（interpolation）が実行される。
【００１８】
サービスを提供している近隣ＢＴＳ達からの信号に関して、以下の様に１セットの測定値が生成される。受信機２０２は、受信可能なＢＴＳのリストの最初のＢＴＳにチューニングされ、その後、その他のＢＴＳ達の各ＢＴＳに順にチューニングされる。そして、各ケースごとに相互相関と補間が実行され、値がプロセッサメモリに保存される。一連の手続きの最後に、それらの１つに対応するタイミングが各近隣ＢＴＳのタイミングから差し引かれ、最初のＢＴＳからの信号の到達に関して１セットの時間が取得できる。代わりに、斯かる減算ステップは省略される。この場合、１セットの測定値は全て端末クロックに関連している。タイミング自体は受信フレーム番号で表すことができる。
【００１９】
本発明の本質は、次の様なフレーム番号の観点からの数学的な記述を考察することによって理解することができる。（フレーム番号は、ＧＳＭ-ＢＴＳによって送信されたデータの、各セクションまたはフレームに付随する番号である。フレーム番号はゼロから始まり、一定速度で一様にインクリメント（漸増）し、最大カウント数に到達した後、２、３時間おきにゼロにリセットされる。）ＵＴ（世界時）、例えばＧＰＳ時間は、τで表される。τの値は、同時にあらゆる場所で同一である。また、τは一様な速度で増大すると仮定される。最初に、単一のＢＴＳからの信号Ａを考える。最初の時刻τ1（端末位置１における）において、移動端末はＢＴＳ-Ａからフレーム番号ＦA1を受信する。ＢＴＳによって送信されたフレーム番号は、次式で与えられる一様な速度で増大する。
【数１】
2010528495.tif 000003
（フレーム番号は、定期的なリセットで補正されていると仮定する。）次の任意の時刻τにおいて、移動端末が同じ場所に留まっているという条件で、移動端末によって受信されたフレーム番号ＦA2は次式に基づいてＵＴ（世界時）を表す。
【数２】
2010528495.tif 000004
こうして、移動端末における時間はそれが同じ端末位置に留まっている限りはＢＴＳから受信したフレーム番号から知ることができる。
【数３】
2010528495.tif 000005
の値は、それが実際にどのように変化したとしても２つの時刻１と２の間のＦAの等価変化率を表す。
【００２０】
フレーム番号ＦA1は、実際には世界時
【数４】
2010528495.tif 000006
に送信された。ここで、ｄA1は端末位置１とＢＴＳ−Ａとの間の距離であり、
【数５】
2010528495.tif 000007
は無線波の伝搬速度である。次に、移動端末はＢＴＳ−Ａから距離ｄA2にある異なるポジション（端末位置２）に移動すると考える。時刻τ2において、フレーム番号ＦA2が受信される。ＢＴＳから移動端末まで伝搬するのに要する時間は
【数６】
2010528495.tif 000008
である。従って、移動端末１０６におけるフレーム番号ＦA1の到達時刻とフレーム番号ＦA2の到達時刻の時間間隔（τ2−τ1）は次式で与えられる。
【数７】
2010528495.tif 000009
式（３）は、ｄA1とｄA2と
【数８】
2010528495.tif 000010
が既知であるとすれば、時刻１と時刻２の間の世界時間隔はフレーム番号ＦA1とフレーム番号ＦA2の受信から導出することが可能であることを示している。実際は、ＢＴＳはセントラルソース（central source）からトレーニングされている場合があるＨＱ（高品質）発振器によって制御され、このためフレーム番号レートは厳しい限度内で設定できることに留意する。
【００２１】
上記の解析は、２以上のＢＴＳ１０１〜１０５からの信号を含むように拡張することができる。実際、ＧＳＭなどの非同期方式では、送信は非同期であり、各ＢＴＳに付随する未知の送信時間オフセットαが存在する。αの値は任意の原点に関する等価メートル距離で表される。
【００２２】
移動端末１０６によっていくつかのＢＴＳから受信されたフレーム番号の１セットの測定値（測定値の集合）が２つの端末位置・時刻１、２の各々において得られる（図１参照）。本発明のシンプルな実施形態では、各集合内の測定値は単一の平均フレーム番号Ｆ~を得るために平均化される。Ｎ基のＢＴＳのｋ番目（ｋ＝１，．．．，Ｎ）のＢＴＳから移動端末１０６によって端末位置ｉ（ｉ＝１，２）で受信されたフレーム番号をＦkiとする。このとき測定値集合の平均フレーム番号は次式で与えられる。
【数９】
2010528495.tif 000011
ｋ番目のＢＴＳの位置ベクトルが任意の原点に関してｂkであり、かつ、ｉ番目の端末位置が同じ原点に関してｒiでれば、式（３）は次の様に表される。
【数１０】
2010528495.tif 000012
垂直バーはそれらに挟まれたベクトルの絶対値（ノルム）を表す。また、
【数１１】
2010528495.tif 000013
はフレーム番号の平均増加率を表しており、
【数１２】
2010528495.tif 000014
である。ベクトルの原点を端末位置１に設定すると次式が得られる。
【数１３】
2010528495.tif 000015
上式において、ベクトルｓは端末位置１を原点として端末位置２を表す位置ベクトルである。
【００２３】
式（６）は、測定されるもの
【数１４】
2010528495.tif 000016
と本当の時間間隔τ2−τ1の間の関係を示している。ＢＴＳ発振器が全て完全で公称周波数通りであったとしたならば、かつ移動端末が同じ位置に留まっていたとしたならば、時刻１と時刻２の間の世界時間隔はフレーム番号の平均値から誤差なく導出されたであろう。より現実的なケースは、２つの移動端末位置の間の距離ｓはＢＴＳまでの距離と比較して小さいと考えることである。θkがベクトルｓとベクトルｂkが成す角度であれば、つまり次式であれば、
【数１５】
2010528495.tif 000017
式（６）の総和項は次式のように近似される。
【数１６】
2010528495.tif 000018
ＢＴＳ達が移動端末位置の周りを偏在することなく十分バランス良く取り囲んでいるという仮定の下では、ｃｏｓθkの平均値は近似的にゼロであり、また平均値
【数１７】
2010528495.tif 000019
は第１の移動端末位置からＢＴＳまでの（長い）平均距離である。式（８）を式（６）に代入すると、
【数１８】
2010528495.tif 000020
がｓと比べて十分大きければ次式が近似的に得られる。
【数１９】
2010528495.tif 000021
式（９）は、フレーム番号の平均値の差分は測定が行われた時刻の間の世界時間隔に近似的に等しいことを示している。
【００２４】
端末クロックモデルは、２以上の位置で生成された測定値から推定することができる。例えば、端末クロック・バイアスレート（bias rate）が一定であるという仮定の下では、端末クロック時間は次の様に書き表すことができる。
【数２０】
2010528495.tif 000022
ε0は一定のオフセットであり、
【数２１】
2010528495.tif 000023
は一定のバイアスレートである。τに式（９）を用いて代入すると次式が得られる。
【数２２】
2010528495.tif 000024
従って、端末クロック・バイアスレートは、端末クロックの読みがそれぞれε1とε2である２つの時刻において受信されたフレーム番号の平均値から推定することができる。バイアスレートは、移動端末の発振器周波数と直接関係している。ＧＰＳに同じ発振器が使用される場合、クロックバイアスレートの推定値はＧＰＳ受信機への周波数支援を提供する。
【００２５】
本発明の有用性は、商用ＧＳＭネットワークの路上試験で収集された測定値を用いて検証された。テスト用車両がたどったルートを図３（ｂ）に示す。テストは地図の左上の角から始まり、指示されたルートを地図の右下の角にある終点まで進んだ。ルートに沿った規則的な間隔で、受信できたＢＴＳのＩＤと位置が記録された。概説した上記方法は、各テストポイントごとに、検出されたＢＴＳからの信号の受信時刻が測定できているという仮定を置くことによってシミュレートされた。本発明の方法を用いて推定された時刻と本当の時刻との誤差が複数のテストポイントの各ペアごとに計算された。この結果は図３（ａ）にプロットされている。比較のため、発散している実線は始点を基準とした飛行時間に伴う誤差を示しており、それは３００ｍの距離あたり１μｓである。式（９）の導出の際に置かれた仮定は、５０ｋｍの長さを超える移動において１５μｓ未満（１つの標準偏差）の誤差をもたらす。
【図１】
2010528495.tif 000025
【図２】
2010528495.tif 000026
【図３】
2010528495.tif 000027
【国際調査報告】
2010528495.tif 000028
2010528495.tif 000029
2010528495.tif 000030
2010528495.tif 000031