(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リピーターを介して信号が受信機に到着したことを決定する方法であって、
ａ）  無線受信機で信号を受信することと；
ｂ）  所定のパターンを前記受信された信号から導き出された情報と比較することと、なお、前記受信された信号から導き出された情報は、複合信号の信号成分についての信号パラメータの星座(constellation)を備え、かつ、前記信号パラメータの星座は、前記複合信号の各々についての信号強度の表示および到達時間の表示を含む；
ｃ）  前記受信された信号から導き出された情報と一致する前記所定のパターンに基づいて、前記受信された信号の少なくとも一部がリピーターを介して移動したことを決定することと；
を備えた方法。
【請求項２】
前記所定のパターンは、基地局送信機の一次送信信号と、異なる二次信号が混合されて成る複合信号を反映する、請求項１の方法。
【請求項３】
前記異なる二次信号は、別個の基地局送信機から取得した信号である、請求項２の方法
。
【請求項４】
前記所定のパターンは、別個の基地局送信機から取得された信号の到着時間の相互関係を反映する、請求項１の方法。
【請求項５】
前記所定のパターンは、別個の基地局送信機から取得された信号の相対強度を反映する、請求項１の方法。
【請求項６】
前記所定のパターンは、さらに、多数の異なる基地局送信機からの信号の相対到着時刻を反映する、請求項５の方法。
【請求項７】
前記信号は、セルラー電話システムの複数の異なる基地局から同期して送信されたパイ
ロット信号である、請求項６の方法。
【請求項８】
信号がリピーターを介して受信機に到着したことを決定する装置であって、
ａ）  受信された無線信号から情報を導き出すように構成された受信機と；
ｂ）前記受信機と通信し、
ｉ）  前記受信された信号から導き出された情報を、記憶された所定のパラメータセットと比較し、なお、前記所定のパラメータセットは、複合信号の信号成分についての信号パラメータの星座(constellation)を備え、かつ、前記信号パラメータの星座は、前記複合信号の各々についての信号強度の表示および到達時間の表示を含む；
ｉｉ)  前記所定のパラメータセットが前記受信された信号から導き出された前記情報の適切な一部を記載するなら、前記受信された信号の少なくとも一部がリピーターを介して到着したことを決定する、
ように構成された処理システムと；
を備えた装置。
【請求項９】
前記導き出された情報は、前記受信された信号内の別個のパイロットシーケンスの到着の相対時刻を反映する、請求項８の装置。
【請求項１０】
前記導き出された情報は、前記受信された信号内の別個のパイロットシーケンスの相対信号強度を反映する、請求項８の装置。
【請求項１１】
前記別個のパイロットシーケンスは、別個の基地局送信機により送信されたパイロットシーケンスを含み、前記導き出された情報は、前記別個のパイロットシーケンスの到着の相対時刻を反映する、請求項１０の装置。
【請求項１２】
前記所定のパラメータの記憶されたセットは、基地局送信機の一次送信信号を、異なる二次信号と混合することにより成る複合信号を反映する、請求項８の装置。
【請求項１３】
前記受信された信号から導き出された前記情報は、別個の信号ソースからの多数の信号の各々についての到着時間と相対的信号強度を含む、請求項８の装置。
【請求項１４】
前記受信機は、ＣＤＭＡ信号を処理するように構成されたＧＰＳ可能なセルラー電話ハンドセットであり、前記多数の信号は、異なるＣＤＭＡ基地局の送信機からのパイロット信号を含み、前記相対的信号強度は、合計信号により分割されるチップエネルギーに関連する、請求項１３の装置。
【請求項１５】
リピーターを介して信号が受信機に到着したことを決定するための所定のパターンを有するデータベースを作成する方法であって、
ａ）  無線受信機で信号を受け取ることと；
ｂ）  前記受信された信号から導き出された情報内のパターンを識別することと、なお、前記受信信号から導き出された情報は、複合信号の信号成分についての信号パラメータの星座(constellation)を備え、かつ、前記信号パラメータの星座は、前記複合信号の各々についての信号強度の表示および到達時間の表示を含む；
ｃ）  前記識別されたパターンを記載するパラメータを、前記データベース内の基準リピーター署名として記憶することと；
を備えた方法。
【請求項１６】
前記ステップｂ)は、さらに、前記複合信号内で複数の成分信号ペアを識別し、各ペアは、起こりうるリピーターの余分な遅延により、分離された時刻に到着することを備える、請求項１５の方法。
【請求項１７】
前記ステップｂ)は、さらに、
ｉ）  第１のセットの成分信号のパラメータから前記無線受信機の位置についての情報を導き出すことと、および
ｉｉ)  第２の成分信号のセットのパラメータが前記導き出された無線受信機の位置と一致しないことを決定することと、
を備える、請求項１５の方法。
【請求項１８】
前記無線受信機はリピーターサーバーのサービスエリア内にあり、前記ステップｂ)は、
さらに、前記受信された信号から導き出された情報を、前記リピーターサーバーの前記サービスエリア内に異なって位置する受信機によって受信された信号から導き出された以前の情報と比較することを具備する、請求項１５の方法。
【請求項１９】
前記既存の署名に関連するリピーターのサービスエリア内にあるべき前記既存の署名に一致することに基づいて決定された受信機によって受信された信号から導き出された情報に基づいて、前記データベース内の既存の署名を改訂することをさらに備えた、請求項１５の方法。
【請求項２０】
リピーターを介して信号が受信機に到着したことを決定するための所定のパターンを有したデータベースを作成する装置であって、
ａ）  受信された無線信号から情報を導き出すように構成された受信機と；
ｂ）  処理システムであって、
ｉ）  前記受信機から導き出された前記情報を取得し、なお、前記受信信号から導き出された情報は、複合信号の信号成分についての信号パラメータの星座(constellation)を備え、かつ、前記信号パラメータの星座は、前記複合信号の各々についての信号強度の表示および到達時間の表示を含む、
ｉｉ）  前記導き出された情報を解析して前記導き出された情報の少なくとも一部のパターンを識別し、および
ｉｉｉ）  次に受信される信号がリピーターを介して到着されるかどうかを決定するために前記識別されたパターンの記載をリピーター署名基準パターンとしてデータベースに記憶する、処理システムと；
を備えた装置。
【請求項２１】
前記処理システムは、さらに、
ｉ）  成分信号の第１のセットのパラメータから、無線受信機の位置についての情報を導き出し、および
ｉｉ）  成分信号の第２のセットのパラメータが前記導き出された無線受信機の位置と一致しないことを決定する、
ように構成される、請求項２０の装置。
【請求項２２】
前記受信機は、リピーターのサーバーのサービスエリア内に位置するように知られており、前記処理システムは、さらに、前記受信機から受信された信号から導き出された情報を、前記リピーターのサービスエリア内に異なって位置する受信機により受信された異なる信号から以前に導き出された情報と比較するように構成される、請求項２０の装置。
【請求項２３】
前記処理システムは、さらに、
ｉ）  対象となる受信機により受信された信号から導き出された情報を前記データベースの既存のリピーター署名と比較することにより、前記リピーターのサービスエリア内に前記対象となる受信機があることを決定し、および
ｉｉ）  その後、前記対象となる受信機の前記導き出された情報を使用して前記既存のリピーター署名を変更するように構成される、請求項２０の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、参照することによりその全体がここに組み込まれる、「ＧＰＳ衛星軌道の通信のための方法及び装置（Method and Apparatus for Communication of GPS Ephemeris)」と題され、２００３年６月２７日に出願された米国仮特許出願第６０／４８３，２０９号の優先権を主張する。
【０００２】
この発明は、一般に、無線通信に関し、特に、リピーターを使用する無線通信ネットワークに関する。
【背景技術】
【０００３】
リピーターを加えることにより通信ネットワークの範囲を拡張することは大抵の場合有用である。多くのリピーターは、単に「ドナー（donor)」ソースから入力を取得し、それを増幅し、「サーバー」アンテナで送信することにより信号を処理する。ある場合には、リピーターは、反復された信号を変更してもよい。例えば、リピーターにより構成されたパケット内に、反復すべきパケットデータをカプセル化してもよい。しかしながら、他の多くの状況では、リピーターは「トランスペアレント」であることが有用かもしれない。すなわち、リピータードナーアンテナに供給されたと同じ信号をリピーターサーバーアンテナから供給し、それによりネットワーク処理は、しばしばリピーターに対する特別な関心なしに進めることができることは有用かもしれない。
【０００４】
リピーターは多くの幾何学図形中で利用されるかもしれない。図１は、ビル１０４の屋上に配置されたドナーアンテナ１０２から信号を取得するリピーターを図解する。ドナーアンテナ１０２は選択された基地局送信器から信号を優先的に受信するように構成してもよい。例えば、基地局ＢＳ１  １０６のセクターｃと精密に調整された状態にある適度の志向性を有する八木アンテナは、ＢＳ１  １０６のセクターｃから送信された信号を優先的に受信する。基地局ＢＳ１  １０６は、ａ−ｃとして識別される３つのセクターを有するセルラー電話基地局のための典型的な構成において示される。各セクターは、別個のＲＦ送信信号を備えていてもよい。
【０００５】
ドナーアンテナ１０２は、例えば増幅器１０８を介して１つ以上のサーバーユニット１１０に接続される。例えば、サーバーユニット１１０は、ＭＳ−２  １１２のような受信機による受信を容易にするためにビル１０４の各フロア上に設けてもよい。そうしないと受信機ＭＳ−２  １１２の受信は、ビル内に配置されるために害されるかもしれない。基地局から受信機へのフォワードパスは図１に図解される。ＭＳ−２  １１２のような受信機から基地局へのリバースパスは、典型的に相補的な方法で設けられるが、レシーバーからの逆パスは、ＢＳ１  １０６のような基地局へ、補足的なやり方で典型的に提供されるが、広範囲に図示または記載されない。
【０００６】
図２は、例えば、セルラシステムの地理的サービスエリアを拡張するために、使用してもよいリピーター構成を図解する。タワー、高いビルまたは他の相対的に遮るもののない場所であってよい場所２０２に支援されて、リピーター２１２は、ドナーアンテナ２０４、増幅器２０６およびサーバーアンテナ２０８を含む。ドナーアンテナ２０４は、主要な基地局２１０に向きが調整されたパラボラアンテナとして示されるが、より少ない指向性のアンテナであってもよい。サーバーアンテナは、一般的に、通常の基地局セクターからの送信のサービスエリアと同等またはそれより広くてもよいサービスエリアを有した相対的に広域上に信号をブロードキャストする。
【０００７】
図３は、基地局３０４のような主要信号源から遠く離れたサーバーアンテナ３０２のようなサーバーアンテナのためにしばしば使用されるリピーター構成を図解する。ドナーピックアップ装置は基地局３０４内に位置していてもよい。信号は多くの可能な方法でピックアップ装置３０６に供給してもよい。それらのうちのいくつかは破線により示される。例えば、信号は、伝送線路中のカプラー３０８から最終ＲＦ増幅器３１０に供給されてもよい。あるいは、信号は、増幅器３１０の後に続くカプラー３１２から提供されてもよい。あるいは、信号は、基地局の送信アンテナ３１６に密結合されたアンテナ３１４によりピックアップされてもよい。次に、ドナーピックアップ３０６によって得られた信号は、リピーターリンク３１８を介して搬送される。リピーターリンク３１８は多数のＲＦ伝送線路および増幅器を含み、信号を、かなりの距離を介してサーバーアンテナ３０２より前の最終リピーター増幅器３２０に搬送してもよい。
【０００８】
しかしながら、リピーターリンク３１８は、基地局３０４から受信されるのと同じ形式で信号を維持する必要はない。例えば、信号が特別なリピーターリンク機構を介して転送することができるように、リピーターリンク３１８は、ドナーピックアップ３０６から受信された信号を、異なる変調またはシグナリングスキームを有する中間の形式に変換してもよい。そのようなリピーターリンク機構は光ファイバーまたはマイクロ波中継局、または何らかの他の適切な機構を含んでいてもよい。中間の形式は例えば、特別のリピーターリンク機構によって固有に使用されるフレーム構造内に、受信された信号内の情報をカプセル化することを含んでいてもよい。最終リピーター増幅器３２０に渡してサーバーアンテナ３０２から送信する前に、信号は、基地局アンテナ３１６から直接送信されていたなら有していたであろう変調とシグナリングスキームの実質的に同じ形式に、典型的に変換される。多くのリピーター構成は、図１−３に図解される構成の変形であり、同様に他のジオメトリーがある。
【０００９】
「透過性」は多くのリピーターの設計目標である。それによって、リピーターは、特別な調整を必要とせずにシステム内で使用されてもよい。各種用途に応じて、リピーターが伝送線路内に含まれているかどうかに関して、システムは注意する必要すらない。しかしながら、特に以下の詳細な記載で述べるように、いくつかのインスタンスにおいては、たとえ、リピーターがシステムに対して透過であるように設計されたとしても、信号がリピーターを介して移動されたことを知る必要がある。
【発明の概要】
【００１０】
１つの観点において、受信機において信号を受信するステップと、所定のパターンを、受信された信号から導き出された情報と比較するステップと、受信された信号から導き出された情報に実質的に一致する所定のパターンに基づいて、受信された信号のいくつかの部分がリピーターを介して移動されたことを決定するステップを含む、信号がリピーターを介して受信機に到着したことを決定する方法が提供される。
【００１１】
他の観点は、信号がリピーターを介して受信機に到着することを決定するために使用してもよい装置を含む。装置は、受信される信号から情報を引き出すための受信機と、引き出された情報を所定のパラメーターの記憶されたセットと比較し、所定のパラメーターのセットが引き出された情報の適切な部分を記載するなら、受信された信号のいくつかの部分がリピーターを介して到着したことを決定するように構成された、受信機と通信している処理システムとを含む。
【００１２】
さらに他の観点は、リピーターを介して送信されなかった類似の信号から、リピーターを介して送信された信号を区別するために、リピーターに複合信号を供給する方法を含む。
【００１３】
この方法は、ドナー送信機システムから一次信号を取得し、少なくとも１つの異なる二次信号を一次信号と加算し、複合信号を作り、リピーターサーバーアンテナから送信するために複合信号を増幅することを含む。
【００１４】
さらなる観点は、リピーターの識別子として、リピーターにより送信される複合信号を確立するための装置を含む。この装置は、第１のカプラーを介してミキサーに接続された一次信号源と、別個の二次カプラーを介してミキサーに接続された異なる二次信号源を含む。この装置はまた、ミキサーの出力を接続する別個の第３のカプラーを含む。このカプラーは、リピーターへの入力として、一次信号源からの信号と、二次信号源からの信号の合成物を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態は、同様の参照番号と記号表示が同様の素子を示す以下の図面を参照することにより、より容易に理解されるであろう。
【００１６】
多くのリピーターは、それらが使用される通信システムに透過であるように意図的に設計されるという事実にもかかわらず、そのようなシステムは、受信機が、リピーターによって送信された信号を受信したことを決定することによって益を得る。
【００１７】
例えば、システムステーション、特に移動局の場所に関する知識が望まれる多くの状況がある。そのような場所を決定するために使用される方法は、受信される信号に関する情報を利用してもよく、そのような受信される信号によって移動される経路についての知識（あるいは仮定）に依存してもよい。したがって信号が移動する実際の経路を識別できなかったことは、そのような信号の解析に基づいて正しい演えきを作ることを妨げるということもあり得る。
【００１８】
位置情報はいくつかのレベルで重要であるかもしれない。第１に、セルラー電話システム内の移動局(ＭＳ）の場所を特定の基地局のサービスエリアに狭めることは有用かもしれない。ＭＳの場所についての詳細な情報は、どの基地局が、その現在の一次基地局からの信号減衰上でＭＳと「ハンドオフ」するのに最良であるかを予測するのに有用かもしれない。位置情報はまた、航法援助、および９１１の呼び出しの源の位置をつきとめる安全サービスのために有用かもしれない。
【００１９】
場所を推定するためにそのような信号についての情報を正しく使用するように、受信された信号の経路を識別する必要がしばしば必要であろう。例えば、少しの間図３を参照すると、受信機ＭＳ１  ３２２の場所について何かを知ることは望ましいかもしれない。ＭＳ１  ３２２は、基地局１  ３０４、特にアンテナ３１６を介して送信するセクターから生じたとして識別する信号を受信する。そのような識別は、受信される信号中の特別な内容の認識、またはパイロット信号内の特定のＰＮ（擬似雑音)コードオフセットの認識に基づいていてもよい。基地局１  ３０４から、実質的に視野方向(ＬＯＳ）経路に沿って、ＭＳ１  ３２２に直接移動したという仮定に基づいて、ＭＳ１  ３２２は、基地局１３０４のサービスエリア内にあるという結論に、ソースの識別は導くかもしれない。しかしながら、この仮定が正しくない場合、およびＭＳ１  ３２２は、ＬＯＳ送信の代わりに遠隔リピーターサーバーアンテナ３０２から信号を受信しているなら、ＭＳ１  ３２２は、実際には、基地局１  ３０４のサービスエリアから数マイル外側にあるかもしれない。したがって、ＭＳ１  ３２２により受信された信号がリピーターを介して移動されたことを知らないなら、ＭＳ１の位置の推定に大きな誤差を生じ得る。
【００２０】
レシーバーの場所も信号の経過時間に基づいて、レンジ切替によって計算してもよい。
【００２１】
受信される信号の実際の経路が未知の場合、そのような場所の計算は、エラーまたは不確実性を免れない。これらの計算は、三角測量のある形式と共に周知の場所からの信号の到着時間（ＴＯＡ）の測定に典型的に基づいている。図２を参照すると、ＭＳ１  ２２２は、リピーターサーバーアンテナ２０８のサービスエリア内にある。基地局ＢＳ３  ２１０からＭＳ１  ２２２へのセクター「ａ」からの信号は、実際には、最初にＢＳ３  ２１０からビル２０２の屋上へ移動し、そしてリピーター２１２により導入される「過度の遅延」の後で、サーバーアンテナ２０８からＭＳ１  ２２２に移動するであろう。これは、ＢＳ３  ２１０からＭＳ１  ２２２への直線ＬＯＳ経路より長いだけでなく、実際の経路もリピーター２１２による付加された遅延を含む。信号がＬＯＳを介して移動したと仮定してＭＳ１  ２２２の場所を推定するために、この信号の移動時間が明示的にまたは暗黙的に使用されるなら、そして受信された信号が実際にリピーター２１２を介して移動したなら、相当大量の誤差が場所の推定に導入されるであろう。信号によって得られた実際の経路についての知識を用いてそのような誤差を回避することができるかもしれない。
【００２２】
したがって、多くの状況において、受信局により受信される前にリピーターを介して信号が移動したことを認識する必要性があるかもしれない。図２に関して上述したように、信号がリピーターを介して移動したことを認識できなかったことは、受信された信号の特性に基づいている局の場所についての推理に誤差を取り込む可能性がある。しかしながら、送信の実際の経路を識別するために作動可能な機構を提供せずに、多くのリピーターは、ドナーソースから受信するアンテナと実質的に同一であるサーバーアンテナ（複数の場合もある)から信号を送信する。この欠陥に対処するために、受信機により受信される無線信号の経路内にリピーターがあるかどうかを決定するために、種々の観点で使用することができる方法および装置を以下に述べる。
【００２３】
反復された信号の検出
多くのリピーターは、データ内容、またはリピーターが反復する信号の変調スキームを変更しないように設計されるだけでなく、リピーターが受信される信号の最も近いソースであることを受信機が決定できるように識別情報を積極的に提供するように設計されていない。いくつかのリピーターは、そのような識別情報を提供するかもしれないが、いくつかの受信機はその識別情報を認識する能力を備えていないかもしれない。いずれにしても、受信された信号が反復されたことを決定する、およびおそらくそのような信号が反復されたことを決定するための方法は有用かもしれない。
【００２４】
受信される信号がリピーターを介して送信されたことを決定するために使用されるかもしれない一般的な方法は、リピーターの「署名」として所定の信号パターンを識別することを含む。この一般的な方法は、様々な特定の形式をとるかもしれない。例えば、リピーター署名は、反復された信号をカプセル化または変更することにより、反復している信号に、リピーター識別データのようなデータを付加することを含んでもよい。他の例として、リピーター署名は、反復された信号上に識別可能な変更を課すことを含んでいてもよい。さらに他の例として、リピーターは、反復された信号のための信号フォーマットのある観点を変更してもよい。熟練工は、これらの１つ以上のこれらの方法を使用して、現在周知である、または将来開発される信号処理技術を用いて、リピーター署名のための認識可能なパターンを作ることができ、従ってリピーターを介して搬送された信号を識別する必要性を解決することができるであろう。
【００２５】
複合信号署名
特定のリピーターによって搬送される別個の信号の合成物に基づくリピーターの署名は、データ内容または反復される信号の変調に明示的な変更を必要とするかもしれないが、その必要はない。ドナーアンテナのようなリピータードナーソースからの信号入力は、別個の信号の組合せを含んでいてもよい（または含むように変更してもよい)。パターンまたは、認識可能な信号の組み合わせが、特定のリピーターによって搬送される複合信号内に予測可能に存在するなら、受信機におけるそのような組み合わせのパターンの認識は、複合信号および実際には、複合信号の各構成要素は、リピーターを介して搬送されたという結論を支持してもよい。
【００２６】
信号の何らかの認識可能な特性（複数の場合もある)は、複合信号の要素を識別するために利用してもよい。従って、そのような特性の組合せは、署名パターンを含む複合信号を予測可能に搬送するリピーターの署名として認識することができるパターンを確立してもよい。もし最初に知られていなければ、そのようなリピーター署名パターンは、リピーターにより搬送され、および、例えばそのような標準パターンのデータベースにおいて、基準パターンとして保存された信号の調査から決定してもよい。リピーターによって最初に搬送された信号が、署名パターンの即座の識別に十分でない場合、そのようなリピーター署名は、そうでなければリピーターにより搬送される信号に信号を付加することにより作ってもよい。一旦基準リピーター署名が確立され、パターンが周知になると、署名パラメーターは、不確定な起源の信号についての情報と比較してもよい。信号についての情報が署名パラメーターと適切に一致するとき、そのような信号がリピーターを介して搬送されたという証拠が発生される。十分なマッチングは、信号の部分（署名と一致する部分）が、署名に関連した特定のリピーターを介して移動した、強い証拠または確証を供給してもよい。
【００２７】
署名のための信号特性
多くの異なる認識可能な特性が既存の信号に利用可能である、または将来の信号において開発されてもよい。例えば、多くのデータ送信はデータをパケットで送信し、各ヘッダーは、識別するヘッダー情報を有する。多くのデータ送信はまた、バーストでデータを送信し、各バーストは、関連するペイロード情報の復号を容易にするために信号タイミングを合わせるために部分的に使用されるプリアンブルを前に付けてもよい。ＡＭ、ＦＭおよびＳＳＢ信号は、周期的タイミング信号のような特別のマーカーを含んでいてもよく、単にそれらの周波数成分に基づいて独立して区別可能であってもよい。ＣＤＭＡセルラー電話基準は、一時的に同期されるパイロット信号を現在要求する。そして、そのようなパイロット信号を生成する基地局セクターは、パイロット信号パターン内のタイムオフセットに基づいて区別してもよい。多くのシステムは、基準と同期した、例えば、全地球測位システム（ＧＰＳ）によって提供される時間表示に同期した所定の時間位置における特徴を有する信号を送信する。信号間の相対的なタイミング、および所定の信号内の特徴の相対的タイミングもまた、識別する情報を提供してもよい。
【００２８】
リピーター複合信号署名を区別するのにしばしば役立つかもしれない他の信号の特性は、複合信号の相対的強度を反映する表示である。例えば、図２を参照すると、移動局ＭＳ２  ２２４がリピーター２１２の近くにあることがわかるかもしれない。従って、ドナーアンテナ２０４に存在する信号と類似の信号がＭＳ２  ２２４に存在するかもしれない。しかしながら、ドナーアンテナ２０４は恐らく、移動局ＭＳ２  ２２４が受信するであろうものとは実質的に異なる相対振幅で信号を受信するであろう。特に、ドナーアンテナ２０４が（図示するパラボラアンテナにより示唆されるように)指向性があるなら、例えば、基地局ＢＳ２  ２２６のセクターｂからの信号よりも少ない減衰で受信されるであろう。恐らく全方向性アンテナを有するＭＳ２  ２２４は、指向性ドナーアンテナ２０４と比べて異なる相対振幅でこれらの信号を受信するであろう。したがって、受信される信号の相対振幅は、ＭＳ２  ２２４によって受信された信号から(リピーター２１２を介して)ＭＳ１  ２２２により受信される信号を区別するために有用かもしれない。さらに、ＭＳ２  ２２４およびＭＳ１    ２２２は同様の強度で基地局ＢＳ１  ２２８のセクターｃから信号を受信するであろうことがあり得る。しかしながら、ＭＳ１  ２２２は、リピーター２１２から増幅された信号を受信するので、（例えば)ＢＳ３  ２１０から受信された信号の相対振幅対ＢＳ１  ２２８から受信される信号の振幅はＭＳ１およびＭＳ２との間で劇的に変化するであろう。
【００２９】
信号強度を反映する有用なパラメーターは、今周知であるかまたはその後開発される何らかの方法で、受信される信号情報から導き出してもよい。例えば、ほとんどすべてのセルラー電話ハンドセットは、信号強度を反映する測定値を提供する。この測定値は一般的にユーザーディスプレイ上で報告される。信号強度パラメーターは、関心のある信号の実際の振幅を反映してもよい。例えば、関心のある信号に割り当てられる電磁スペクトルの部分において受信される電力の表示は、そのようなパラメーターとして使用されてもよい。ＣＤＭＡセルラシステムの場合において、信号強度を反映する１つの共通の測定値は、ＥＣ／ＩＯ（信号によって使用されるスペクトルバンド内のエネルギーの合計で割られたチップあたりのエネルギー）として知られている。受信されるパイロット信号の存在およびタイミングを識別する相関プロセスは、その大きさが、雑音と比較された信号の強度を反映する、「相関ピーク」を生成する。たとえ相関ピークの大きさが実際のＲＦ信号電力という伝統的な意味の信号強度の直接の測定値でなくても、信号強度を反映するそのようなピークの大きさは、非反復される信号から反復される信号を区別するために使用してもよい。利用可能な「絶対的な」強度測定値は、区別する特性として使用するのに適しているだろうけれども、信号強度を反映するほとんどの測定値は、事実上相対的である。信号特性は、反復される信号と非反復される信号とを区別するための根拠を必要とするので、これに関連して「信号強度の表示」への言及は、強度、信号対雑音、明瞭性（歪みが無いこと)または類似のタイプの他の信号特性により実質的に決定される信号のいかなる測定可能な特性を暗示するように広く理解されなければならない。
【００３０】
パイロットシーケンス検出および相関関係
多くの異なるタイプの無線通信は、受信機により要求される、しばしばパイロットワードまたはパイロットシーケンスと呼ばれる、シンボルシーケンスを周期的に送信する。そのようなパイロットシーケンスはデータのバーストに対するプリアンブルとして含まれているかもしれないし、またはペイロードデータ内に配置されるかもしれないし、または単独で送信されるかもしれない。要求されるパイロットシーケンスを有した受信される信号の相関は、相対的な信号強度または品質の測定値を決定するために使用されてもよい、そして相関ピークはまた、そのようなパイロットシーケンスの一時的な位置の表示を供給してもよい。
【００３１】
いくつかのシステムにおいて、パイロットシーケンスは、良く知られた全地球測位システム(ＧＰＳ）から恐らく取得されるような共通の基準時間に同期する時間で異なる送信局から送信される。同期は、異なる送信局からの信号の相対的タイミングに対する予測可能性を提供する。さらに、ほとんどのシステムにおいて、パイロット信号は、周知の固定された電力レベルで異なる局から送信される。この固定された電力レベルはまた、相対的な受信される信号電力レベルのための予測性を供給してもよい。相関する受信される信号および予測されるパイロットシーケンスは、これらの２つの信号特性についての情報を供給してもよい。異なる送信局からの信号間のように、そのような特性間の予測可能な関係は、リピーター署名に有用なそのような関係を作ってもよい。
【００３２】
受信される信号に予測されたパイロットシーケンスを関連させる例は以下に述べられる。
【００３３】
その例は、ＣＤＭＡセルラー電話システムにおけるパイロット信号検出、特に到着時間および「信号強度」特性を示すことを含む。熟練工は、到着時間および信号強度情報を得るために同期する方法でパイロットシーケンスを送信する何らかのシステムに、類似した相関関係技術を使用してもよいことを理解するであろう。さらに、信号強度と到着時間の両方が署名を作成するまたは識別するのに適しているという事実にもかかわらず、これらの例示の詳細は、異なる技術を用いて決定される完全に異なる信号は、異なるタイプの信号から複合信号の署名を得るためにも使用してもよいという事実をあいまいにすべきではない。
【００３４】
ＣＤＭＡセルラー電話システム移動局は、受信された信号を適当なパイロット周波数で復調し、受信された信号を予測されたパイロットシーケンスと比較する。このプロセスは、異なるソースからのパイロットの到着の相対時間についての正確な情報を含んでおり、さらに機能的に受信されるパイロットのための信号強度の表示である振幅成分を含んでいる相関ピークプロファイルを生成する。いくつかのＣＤＭＡシステムのための標準パイロットシーケンスは長さ３２，７６８ユニット（「チップ」）である擬似雑音（「ＰＮ」）シーケンスである。ユニット、すなわちチップは、信号中のシンボルの最大反転レートによって定義される。従って、チップ長は最小のシンボルユニットの長さである。
【００３５】
典型的なＣＤＭＡセルラー通信は、ほぼ０．８１３８μｓの期間を有するチップを使用する。より正確には、各パイロットＰＮシーケンスが２６  ２／３ｍｓ毎に反復するように、完全なＰＮシーケンスは、例示システムにおいて、４つの２０−ｍｓフレームを占有する。周波数、ＰＮシーケンス長、チップ持続期間等のような典型的なＣＤＭＡシステムのパラメーター値は、特定の実施において便宜上選択してもよい。より一般に、熟練工は、典型的なＣＤＭＡシステムとともに、およびＣＤＭＡ以外の（ＴＤＭＡおよびＡＭＰＳのような)通信システムとともに、本明細書における教示を理解することができる。
【００３６】
信号は選択された周波数範囲内で受信され、デジタル化される。デジタル化プロセスは(現在知られているまたは将来開発される)多くの方法で行ってもよいが、典型的には、信号をベースバンドに低減し、次にベースバンド信号を選択されたサンプルレートでサンプリングすることと等価である正味効果を有する。サンプルレートは、典型的には、チップレートの整数倍であるように選択される。例えば、受信される信号は、４倍のチップレートでサンプリングしてもよい。受信される信号は、その後、デジタルサンプルデータ、｛Ｓ（ｎ）｝の結果として生じるシーケンスによって表わされる。受信されるデータシーケンスは、受信されるデータシーケンスを、パイロットシーケンスを含む信号から予測されるであろう記憶されたデータシーケンスに相関させることにより予測されたパイロットシーケンスの存在に対して調べられる。
【００３７】
相関技術は技術的に知られており、任意の適切な技術を使用してもよい。典型的には、Ｎ−サンプルの予測されるパイロットシーケンス｛Ｐ（０）：Ｐ（Ｎ−１）｝は、受信されるデータからのＮの連続するサンプルと協調される。Ｎポイントの各々において、２つのシーケンスからのデータは、一緒に乗算され、その結果はすべてのＮのポイントにわたって加算される。
【数１】
0004542092.tif 000002
【００３８】
結果として生じる和はサンプル時間ｍのための相関値である。次にＮ−ポイントの予測されるシーケンスは、(例えば)１サンプル期間シフトされ、乗算と加算が反復され他の相関値Ｃ(ｍ+１)を生成する。シーケンスがｐサンプルだけシフトされたなら、新しい相関値はＣ（ｍ＋ｐ）になるだろう。ＣＤＭＡセルラーパイロットシーケンスは反復性がある（例えば、３２，７６８チップ毎に反復する)ので、反復期間により分離されたサンプルは、信号を増加するためにのセルのパイロットシーケンスが反復であるので（例えば、３２，７６８のチップごとの繰り返し）、繰返周期によって分離されたサンプルは信号を増加させるために積分してもよい。したがって、サンプルレートがチップレートの４倍なら、すべての１３１，０７２番目のサンプルは累積または積分されるかもしれない。従って、０．８１３８μｓの期間のチップの場合、受信されるＣＤＭＡパイロット信号から導き出される積分ピークのパターンは、２６．６６６７ｍｓ毎に反復するピークの星座を形成する。信号の到着時間は、一般的に＋／−１／２サンプル期間に決定されるであろう。それゆえ、サンプルレートが、０．８１３８μｓサンプル期間あたり４サンプルなら、基本的な時間分解能は、サンプル期間のほぼ１／８、すなわち＋／−０．１μｓ内にある。しかしながら、生の相関ピークデータを補間するためのアルゴリズムは解像度を改良するために使用してもよい。
【００３９】
ＣＤＭＡセルラー電話システム内の異なる基地局セクターは一般的に同パイロットシーケンスを送信する。しかしながら、異なるセクターからのパイロットシーケンスは、時間的ＧＰＳ時間を相殺して、セクターにおいて維持されているＧＰＳ時間に対して異なって同期される。ＰＮシーケンスの各「オフセット」は典型的には、６４チップの整数倍であり、５１２の異なって同期されたパイロットシーケンスまたは「ＰＮＯｆｆｓｅｔｓ」を供給する。したがって、特定の移動局により検出可能であるパイロット信号送信のすべては、３２，７６８チップごとに反復する相関ピークとして現れる。熟練工は、異なるチップ期間に対して容易に調節するだろう。
【００４０】
相関ピーク星座例
図４は、時間に対する相関ピークをマイクロ秒で示す。相関ピークは、図１において図解される構成において、ＭＳ１  １１４により得られるかもしれない。基準ピーク４０２は、ｔ(０)を確立することとして取り扱ってもよく、移動局の内部クロックは、基準ピーク４０２に同期してもよい。ピーク４０２は、ＢＳ１  １０６（図１）のセクター「ｃ」から送信されたパイロット信号を反映する。ＢＳ１  １０６のセクターｃによって送信されたＰＮコードは、この例証のために便宜的に、ＰＮＯｆｆｓｅｔ（０）にある。ＢＳ２のセクター［ａ」および「ｃ」はそれぞれＰＮＯｆｆｓｅｔｓ１および２においてパイロット信号を送信する。それにより、ＢＳ１  １０６のセクター「ｃ」からのＰＮＯｆｆｓｅｔ（０）におけるシーケンス送信に比べて、それぞれ６４チップおよび１２８チップ遅延された時間でそれぞれのシーケンス送信が始まる。そのため、ＢＳ２  １１６のセクター［ａ」および「ｃ」からのパイロットシーケンス送信に対応する相関ピークは、ＰＮＯｆｆｓｅｔｓ（または送信時間遅延)により、それぞれ６４チップおよび１２８チップ（５２．１および１００．２Ｒｓ）だけｔ(０)に続く。対応する相関ピークは、ＢＳ１  １０６からの信号移動時間に比べて、ＢＳ２  １１６からのより長い信号移動時間によりさらに遅延される。ＭＳ１  １１４は、ＢＳ１  １０６から３００ｍのところにあり、そこから、信号はＬＯＳ（視野方向)移動により到着し、従って、１μｓの信号移動遅延に対応し、ＢＳ２  １１６から６００ｍのＬＯＳであり、相関ピーク４０４および４０６がそれぞれ５２．１および１０４．２μｓだけ相関ピーク４０２に続くように、ＢＳ１  １０６からの基準信号に比べて、ＢＳ２  １１６からの信号に対して１μｓの余分な移動時間を結果として生じる。次に、ＢＳ３  １１８のセクター「ａ」はＰＮＯｆｆｓｅｔ  ３（１９２チップ、したがって１５６．３μｓ遅延）でパイロット信号を送信する。また、ＢＳ３  １１８からＭＳ１  １１４までのＬＯＳ信号パスは５００ｍの長さ（１．７μｓの合計移動)である。従って、対応する相関ピーク４０８はｔ（０）の後の１５６．３μｓで現れるであろう。２０８．４μｓ遅延された相関ピーク４１０は、９００ｍの距離（２μｓ付加された遅延)であるＰＮＯｆｆｓｅｔ  ４（２０８．４Ｒｓ遅延)を用いてＢＳ４（図示せず)のセクター「ｂ」からＭＳ１  １１４により受信されるパイロット信号を反映する。２６０．５μｓの遅延における相関ピーク４１２は、１０５０ｍ離れて位置し（２．５μｓの余分な移動遅延)、ＰＮＯｆｆｓｅｔ５（２６０．５μｓ遅延)を使用するＢＳ５（図示せず)のセクター「ｂ］からのパイロット信号による。ＰＮＯｆｆｓｅｔｓは例証を簡単にするために、相関ピークの時間範囲を圧縮するように選択される。異なる基地局セクターは、５１２の利用可能なＰＮＯｆｆｓｅｔｓのうちのいずれかを割り当ててもよい。
【００４１】
相関ピークの大きさは、１／Ｄ２と１／Ｄ４との間のどこかにより減少する傾向がある。但しＤは、局間の距離である。１／Ｄ３の値が例証のために仮定されるであろう。この仮定に従って、相関ピーク４０２（ＢＳ１（ｃ）から３００ｍ）、４０４（ＢＳ２（ａ）から６００ｍ）、４０６（ＢＳ２（ｂ）から６００ｍだがセクターサービスエリアの周辺で多少それ以上になる)、４０８（ＢＳ３（ａ）から５００ｍ）、４１０（ＢＳ４（ｅ）から９００ｍ）および４１２（ＢＳ５（ｆ）から１０５０ｍ）が、それぞれ雑音レベルより上の３０ｄＢ、２０ｄＢ、１９ｄＢ、２３．３ｄＢ、１５．７ｄＢおよび１３．７ｄＢで現れる。図４のグラフは、ｒＡＴＯＡ（相対振幅およびＴＯＡ）と呼んでもよい。なぜなら、グラフは１つ以上の信号並びに同じ信号のための相対ＴＯＡのための相対振幅（または大きさ)を含むからである。
【００４２】
図５のｒＡＴＯＡ星座は、受信機ＭＳ２  １１２（図１）のための相関ピークを図解する。ＭＳ２  １１２はＭＳ１  １１４の近くに物理的にあるが、そのｒＡＴＯＡのピークは、振幅、およびタイミングの差を含めて、ＭＳ１  １１４（図４）のものとは非常に異なる。振幅差のうちのいくつかは、リピーターの増幅（２０ｄＢ）（第１のリピーター増幅器１０８のようなリピーター増幅器およびサーバーユニット１１０の増幅部分の最終的な増幅)による。他の振幅差は、（０ｄＢ乃至−３０ｄＢの範囲であると仮定された)八木アンテナ１０２の利得パターンにより生じた指向性減衰により、さらに他のものは、（−１５ｄＢであると仮定された)ビルによる信号減衰である。タイミング差は、ダイレクト（またはＬＯＳ）シグナルパスによる遅延に加えてリピーターにより導入される０．５μｓの「過度の遅延」から生じる。異なるリピーターによる過度の遅延は、この仮説例より短いものからより長いものまで広範囲に変化する。
【００４３】
図５は、ＭＳ２  １１２がＭＳ１  １１４にさらに直接送信する、あるセクターからの直接送信による相関ピークを測定することを示す；しかしながら、これらの相関ピークは、ビルの減衰により（図４に比べて図５においては)１５ｄＢだけ減衰される。この減衰により、２つのケースでは、（図４に示すように)ＭＳ１  １１４によって受信された信号内で検出される相関ピークは、ＭＳ２  １１２によって受信された信号内の雑音と区別することができない。
【００４４】
直接信号による相関ピークがＭＳ２  １１２のためのｒＡＴＯＡ内に存在する場合、第２の相関ピークは０．５μｓ遅れて現れる。この信号はリピーターにより遅延されかつ増幅されるが、八木アンテナの指向性により可変利得を有する。リピーターの効果、すなわち、八木アンテナ指向性利得の正味は、それぞれＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３、ＢＳ４およびＢＳ５から送信された信号に対して次の通りである：＋２０ｄＢ、＋１０ｄＢ、０ｄＢ、＋１０ｄＢおよび＋５ｄＢ。（この簡単化された例は、リピーターによるさらなる雑音レベルに対処せず、ＢＳ４およびＢＳ５は図示されていないが図４の記載において、それらに割り当てられた位置に留まることに留意する必要がある)。図５の相関ピークの結果として生じるシーケンスは、次の通りである：
ピーク５０２：０μｓにおいて１５ｄＢ；
ピーク５１２：（反復される)０．５μｓにおいて５０ｄＢ；
ピーク５０４：５３．１μｓにおいて５ｄＢ；
ピーク５１４：５３．６μｓにおいて２０ｄＢ；
ピーク５０６：１０５．２μｓにおいて４ｄＢ；
ピーク５１６：１０５．７μｓにおいて１９ｄＢ；
ピーク５０８：１５８μｓにおいて８．３ｄＢ
ピーク５１８：１５８．５μｓにおいて３３．３ｄＢ
ピーク５２０：２１０．８μｓにおいて２５．７ｄＢ；
およびピーク５２２：２６３．４μｓにおいて１８．７ｄＢ。
【００４５】
図４において、２１０．３μｓおよび２６２．９μｓで発見される相関ピークは、図５に示すｒＡＴＯＡにおける雑音と区別することができない。
【００４６】
図６のｒＡＴＯＡは、（図１をも参照して)ＭＳ２  １１２が地下室のような、ビル１０４内の異なる場所に配置されるなら予測されるかもしれない相関ピークを図解する。この場合、直接信号は、図５において１５ｄＢであった代わりに、ビルにより２５ｄＢ減衰される。そのような本質的な減衰のために、唯一の認識可能な反復されていない信号は、ＢＳ１セクター「ｃ」から受信される。さらに、再び図１を参照すると、図５のｒＡＴＯＡ星座を生成するとき、ＭＳ２  １１２は実際よりもリピーターサーバーユニット１１０から離れて位置する。従って、図６に示される反復された信号の相関ピークは、実質的に同じ相対関係を維持するが、図５の対応する相関ピークより−５ｄＢ低い。従って、図６の相関ピークのための振幅／ＴＯＡ対は以下を含む：
ピーク６０２：０μｓにおいて５ｄＢ；
ピーク６１２（残りのすべてがそうであるように反復される)０．５μｓにおいて４５ｄＢ；
ピーク６１４：５３．６μｓにおいて１０ｄＢ；
ピーク６１６：１０５．７μｓにおいて９ｄＢ；
ピーク６１８：１５８．５μｓにおいて２８．３ｄＢ
ピーク６２０：２１０．８μｓにおいて２０．７ｄＢ；
およびピーク６２２：２６２．９μｓにおいて１３．７ｄＢ
ＭＳ２  １１２が、直接信号がほとんど減衰されないビルの屋上に配置されるなら、相関ピーク星座は、相関ピーク４０２、４０４、４０６、４０８、４１０および４１２に相当する（図４を参照して)大きなピークを含むであろう。したがって、ドナーアンテナ１０２、増幅器１０８およびサーバーユニット１１０を含むリピーターのサービスエリア内では、ＭＳ２  １１２をビル１０４の異なる位置に配置することは、ＭＳ２  １１２に対して得られる異なる相関ピーク星座を結果として生じるであろう。しかしながら、反復された送信による相関ピークは、互いに相対的に固定された関係を維持するが、一方非反復された相関ピークは、相対位置において変化する。
【００４７】
ｒＡＴＯＡ星座からリピーター署名を導き出すこと
リピーター署名は、いくつかの方法のいずれかによってｒＡＴＯＡ星座内の情報から導き出してもよい。一つによれば、ほぼ同じ遅延により他の相関ピークに続く多数の相関ピークの存在は、遅延されたピークが、リピーターを介して移動する信号に寄与可能な過度の遅延を経験したことを示唆する。例えば、図５に示される情報はこの観点から反復してもよく、受信機がリピーターサーバーの範囲内にあるという独立した証拠が無いとして、後に到着する信号がリピーターを介して到着したという結論を出してもよい。他の技術によれば、ｒＡＴＯＡ星座のピークはそのような受信される信号の三角測量と一致する受信機の場所を決定するために分析されてもよい。受信機の結果として生じる明白な位置を与えられて、受信された信号の実際の信号強度は、そのような場所において予測されるであろう信号強度と比較してもよい。実際の信号強度がそのような場所で合理的に予測することもあり得る強度より実質的に高いなら、そのような信号はリピーターを介して到着したと結論づけてもよい。さらに他の技術によれば、複数の受信機からの情報（または異なる時間と場所だが同じ受信機において受信された信号)は、比較してもよい。実質的に一定の相対位置を維持するこれらの相関ピークは、他の相関ピークが相対位置に実質的に変化するとき、共通のリピーターを介して送信された信号によると推定してもよい。「実質的に一定の相対位置」は、例えば、１セットの相関ピーク間の相対信号強度（ｒＳＳ）および相対的なＴＯＡ（ｒＴＯＡ）が実質的に一定であることを意味してもよい。
【００４８】
図４、５および６に図解される情報を与えられて、上に概説された技術またはさらの他の方法のうちのいずれかに従ってリピーター署名を推定することは容易に可能である。リピーター署名は、特定のリピーターを介して送信された信号の相関ピークのための予測された関係を反映する一連の相対信号強度／ＴＯＡ（ｒＳＳ／ｒＴＯＡ）基準ポイントの形式を取ってもよい。図４、５および６において示された情報は、リピーター署名基準点が、反復された相関ピークの相対地位を反映する一連のデータのペア（ｄＢでの相対信号強度／μｓでの相対ＴＯＡ)であるように決定されることを可能にする。
【００４９】
署名をｒＡＴＯＡ星座と比較すること
図７は、上述したように、「リピーター署名」７００を作り、対象となる受信機から導き出されたｒＡＴＯＡと比較するプロセスを図解する。実際的な実施では、もちろん、グラフ的に記載される機能は、熟練工により容易に開発されるであろう等価な数値比較により実行される可能性が高いであろう。署名７００の基準ポイントは、ウィンドウ７２４、７２６、７２８、７３０、７３２および７３４の中心内のポイントによりグラフ的に表される。このポイントはそれぞれ、例えば、図６の反復される信号相関ピークの相対位置に一致する、（ｄＢ／μｓで)０／０、−３０／５３．６、−３１／１０５．７、−１６．７／１５８．５、−２４．３／２１０．８および−３１．３／２６３．４において位置する。破線は、基準ポイント間の関係が固定であることを例証するために署名７００の基準点を連結する。更に、リピーターサーバーユニット１１０（図１)の範囲内にある受信機のｒＡＴＯＡにおいて相関ピークが予測されるであろう領域を示すために各基準ポイントについてウィンドウが配置される。そのようなウィンドウの適切なサイズは、採用されるシステムの経験的な特性に依存するであろうが、例証のためにウィンドウは、各基準ポイントから＋／−０．４μｓおよび＋／−２．５ｄＢ拡張する。
【００５０】
図７はまた、署名と受信機のｒＡＴＯＡ７１０との比較をグラフで図解する。
【００５１】
破線により示されるように、全体の署名は、署名７００の「幻影」バージョン７５０により示されるように、受信機のｒＡＴＯＡ上に重ねあわされる。位置決めは、ｒＡＴＯＡ  ７１０の１つの相関ピークの上に、基準ポイント７２４のような１つの基準ポイントを単に重ねることにより実行してもよいし、または周知であるかまたは将来開発されるかどうかにかかわらず、より複雑かつ適切な技術を含んでいてもよい。１ポイントの位置決めの後に、署名受理パターン７５０におけるウィンドウの相対位置は一定のままであり、対象となるｒＡＴＯＡ  ７１０の相関ピークは、それらがウィンドウ内に適合するかどうか確かめるために検査される。図に示すように、署名受理パターン７５０の基準ポイントを囲むウィンドウは、ｒＡＴＯＡ  ７１０の上の位置決めの後で、対応する相関ピーク７１２，７１４、７１６、７１８、７２０および７２２を包含する。他の相関ピークは、７０２、７０４、７０６および７０８を含むｒＡＴＯＡ  ７１０内に存在するが、これらは、受理パターン７００のウィンドウ内に適合しない。
【００５２】
反復された信号が受信されたかどうか、およびしばしば受信された信号のどの成分がリピーターを介して移動したかに関する決定は、対象となるｒＡＴＯＡおよびリピーター署名７００の「優秀性」に基づいてなされてもよい。例えば、図７において例証されるように、署名受理パターン７５０の６つのウィンドウの各々は、対象となるｒＡＴＯＡに対応する相関ピークを包含する。この優れた合致は、ｒＡＴＯＡ  ７１０が導き出される、受信信号が、リピーター署名７００に対応するリピーターから送信された信号を受信したことを強く示唆する。さらに、相関ピーク７１２、７１４、７１６、７１８、７２０および７２２に対応する信号の各々は、リピーターによって送信された複合信号の成分を構成する可能性が高い。同じ推論によって、ピーク７０２、７０４、７０６および７０８は、署名７００に対応するリピーター以外のソースからであるように推定してもよい。
【００５３】
もちろん、受信機は、同時に１つ以上のリピーターからの信号を受信してもよい。そのような場合、２つ以上の異なるリピーター署名は、対象となる受信機により受信される信号から導き出されるｒＡＴＯＡ相関ピーク上で位置決め可能でなければならない。１つのリピーターが比較的離れていれば、より低い振幅相関ピークのうちのいくつかは、受理ウィンドウから紛失するであろうことはあり得る。そのような場合、受理ウィンドウのうちのいくつかだけに対応するピークを見つけることは、少なくとも反復された信号を示すように、および／または適合するピークが恐らく反復されることを示すようにみなしてもよい。また、６ポイントのリピーター署名を上に例証するけれども、それより多いまたは少ないポイントを適切な署名のために用いてもよい。より少ないポイントが署名のために利用可能であるなら、代わりの確実な情報を用いて、問題となっている信号がリピーターを介して搬送されたという結論を協調してもよい。その均一なＴＯＡ差がリピーターの過度の遅延を反映することができたとき、そのような情報は例えば、実質的に均一なＴＯＡ差によって分離されるピークの対の存在を含んでいてもよい。余分な情報の他の例は、対象となる受信機の明白な位置の推定に基づいて予測されるであろう極めて高い振幅ピークの存在である。特定の信号がリピーターを介して移動したという確固たる結論を保証するのに不十分なら、その情報は、リピーターを介して移動したらしいと「疑われる」信号を識別するために依然として使用してもよい。例えば、疑わしい信号は、位置計算および他の測距の使用から取り下げてもよい。
【００５４】
受信機の相関ピーク星座がさらに多くのピークを有し、その多くがリピーター署名の一部ではないであろうということはありそうにもない。受理ウィンドウサイズを縮小するために、比較は段階的に行なってもよい。第１に、署名基準ポイント（例えば、＋／−５ｄＢ、＋／−５μｓ）についての相対的に大きなウィンドウは、上に記載した方法と同様の方法で、ｒＡＴＯＡから「候補」ピークを識別してもよい。次に、「候補」ピークはより正確な位置決め技術により署名ウィンドウの位置を調節するために「候補」ピークが使用されてもよい。例えば、署名の（シフトされた)基準ポイントと、対応する候補相関ピークとの間の距離の逆数の合計を最大にすることにより、近接した一致の数を最大にし、起こりそうな異常値を消去するように、対象となるｒＡＴＯＡに対して署名基準ポイントをシフトしてもよい。そのような改善された位置決めの後で、基準ポイントの回りの範囲は、例えば、＋／−２．０ｄＢおよび＋／−０．１５ｐｓに縮小してもよく、そのような減少された範囲外の相関ピークは、異常値として拒絶してもよい。受信機によって受信された信号から導き出されたｒＡＴＯＡが多くの密集した相関ピークを有するとき、そのような技術は有用かもしれない。
【００５５】
理解することができるように、相関ピーク星座をリピーター署名と比較するために、無制限の数の代替を開発してもよく、その各々は異なる条件下では、有用かもしれない。そして、もちろん、信号パラメーターが、上に記述された「信号強度」プロキシ(proxy)およびＴＯＡ以外なら、そのような信号部分はリピーターを介して到着したという結論を保証するために、受信された信号の一部の署名特性に、リピーター「署名」の基準が十分に一致するということを決定するためにむしろ異なるアルゴリズムが必要になるかもしれないであろう。熟練工は、利用可能な受信される信号の予測可能な顕著な特性に基づいて適切な署名を開発するであろう、そして、実際の受信される信号をそのような開発された署名と比較するためにアルゴリズムを作成するであろう。
【００５６】
署名データベースを作成すること
多くの通信システム、特にセルラー電話システムが多数のリピーターを採用する。上で記載した相関ピーク星座のように、受信機が受信する信号について受信機により導き出される情報は、多くの可能な異なるリピーター署名と比較する必要があるかもしれない。従って、リピーターについての情報のデータベースを開発することは有用であろう。そのようなデータベースは、最初に様々なリピーターのための署名基準を含むであろう。それは、（受信された信号情報と比較されるとき)、反復された信号が受信されたことを決定するために、そして（使用される特性に依存して)恐らく、どの特定の信号が反復されたかを識別するために十分かもしれない。そのようなデータベースはもちろん、各リピーターの位置および／または幾何学図形のように、さらに多くの情報を含んでいてもよい。リピーター署名と一致する報告された信号のヒストリーは、維持してもよく、リピーター署名が経時的変化をするなら、リピーターを自動的に更新するために使用してもよい。そのようなデータベースは中心に維持してもよく、必要に応じて関連部分内の受信機に送ってもよい。データベースが、中心に（すなわち、受信機以外の通信システム位置に)維持されるなら、問題になっている受信機からの信号情報をそのようなデータベースに関連するまたは接続されたコンピューター設備に単に搬送することは、便利かもしれない。例えば、受信機は、相関ピーク星座を発生してもよく、次に、そのような星座を中央処理設備に搬送してもよい。中央処理設備では、受信された信号のいくつかが反復されるかどうか決定するために必要ならば比較を行ってもよい。
【００５７】
上述したような、データベースを作成するためのいくつかの技術は、使用してもよい多種多様の方法を示唆するために簡単に記載してもよい。第１に、アルゴリズムは、信号が反復されることを自動決定するために開発されてもよい。そのようなアルゴリズムは、受信機のＧＰＳ能力により供給されるかもしれないような、独立した位置情報の使用を含んでいてもよい。そのような情報は周知の基地局からのパイロット信号のための予測されるｒＴＯＡｓを決定するために利用してもよい。予測される以上に遅延されるＴＯＡｓは、予測されるよりも高い信号強度（ｒＳＳ）表示を示唆するように、反復された信号を示唆するであろう。位置の推定は、ＭＳと複数のＢＳｓとの間の（いずれかの方向における)信号に基づく計算から導き出してもよい。いくつかの位置推定計算手続きの結果が不可能な位置またはいくつかの場所評価計算の結果が不可能か一貫しない位置を生成するとき、特に推定された位置の不可能または不一致が、過度の信号移動遅延および信号増幅を要求することにより明らかに一致させることができるとき、反復された信号の存在を推測してもよい。さらに、受信機がモバイルなら、いくつかの信号は、相対的一貫性を維持し、一方、他の信号は、互いに明らかにランダムに変化する信号条件を報告する特定の受信機からの信号の比較は、相対的一貫性を維持する信号は実際は、反復器を解して搬送されることを暗示するかもしれない。これらの技術、および他の多くのものを用いてデータを解析し、反復器の署名を自動的に決定し、そのような情報のデータベースを徐々に構築してもよい。
【００５８】
リピーター情報(特に署名情報)のデータベースを作成するための他の技術は、周知のリピーターの近くの周知の受信機を単に動作させることを含んでいてもよい。受信される信号に関する情報を分析してリピーター署名を決定してもよい。ある場合には、これは、（携帯電話のような)受信機の単独使用により行ってもよい。例えば、周知の位置にある受信機の場合、位置情報は、ＴＯＡ、および非反復された信号の信号強度を予測するために十分かもしれない。期待値から分岐する強い信号はリピーターに帰するかもしれない。
【００５９】
受信される信号についての情報が比較できるように、リピーターサービスエリア内の複数の異なる場所から情報を収集することも有用かもしれない。比較に際して、互いに一致した信号強度を維持する信号は、反復が起こり得、一方信号強度が他の信号と独立に変化する信号はあまり反復しそうにない。テスト位置が識別できるタイミング差を供給するように十分に分離されるなら、（特定のリピーターからの信号による)一致相対タイミング関係対（物理的に異なるソース、おそらくダイレクト(direct)からの信号による)不一致相対タイミング関係によって、反復される信号を反復されない信号と区別してもよい。セルラー電話システムにおいて、これらの技術は、周知のリピーター位置から１つまたは２つの呼を作成し、移動局により受信される信号および／または移動局から基地局により受信される信号から導き出された情報を解析することを要求するに過ぎないかもしれない。情報および解析の性質は、署名に使用される信号特性に依存するであろう。例えば、例示ＣＤＭＡセルラー電話システムにおいて、情報は、種々の信号のための相対振幅および相対到着時刻を一般的に含むであろう。従って、データベースは、結局データベースを使用するシステムの特定の署名特性に関する情報を含むであろう。
【００６０】
リピーター情報のデータベースを作成する一部は、リピーター署名の初期推定を作成することを含み、次に微調整が続く。リピーター署名の初期決定は、上述した技術に従って行ってもよい。次に、対象となる受信機によって受信される信号から導き出された情報は、初期署名と比較してもよい；そのような比較のための受け取りウィンドウは、多少拡大するかもしれない。一致を見つけると、対象となる受信機から導き出された情報は、リピーター署名を定義するパラメーターを変更するために組み込まれてもよい。このようにして、送信システムおよび環境における少なくともいくつかの変更は、署名のデータベースにより提供されてもよい。
【００６１】
レンジング(ranging)のための反復された信号情報を使用すること
受信された信号の一部が、特定のリピーターを介して送信されたとして識別されたとき、リピーターに関するさらなる情報は、そのような信号を位置決めの目的のために使用することを可能にしてもよい。コンピューターシステムが、ＴＯＡのような受信された信号についての特性に基づいて受信機の位置を計算するように構成されるなら、ある信号がリピーターを介して到着したという事実は、位置決めのためのそのような特性の使用を無効にするかもしれない（なぜなら経路がダイレクトではないので)。しかしながら、リピーターによって生じた過度の信号遅延を含む実際の経路が識別されるなら、位置決めを推定するための計算で支援するためにそのような実際の経路の観点から解釈し直してもよい。リピーターを介して到着したと決定されるこれらの信号は、そのような計算から省略してもよく、「再構成された」信号特性は、置き換えられてもよい。例えば、再構成された信号は、ソースからリピーターサーバーアンテナへの各信号のための周知の遅延を測定された遅延から減算してもよい。すべてのそのような計算の平均は、リピーターサーバーアンテナから受信機への遅延の表示を供給するであろう。最後に、リピーターサーバーアンテナの地理的位置を、サーバーから受信機への計算された遅延と一緒に使用し、位置を計算するのに使用する再構成されたデータを作成してもよい。
【００６２】
不適切な署名を有するリピーターを補償する  
署名は、リピーターを介して送信された信号からただちに推定されるとは限らないかもしれない。例えば、図２を参照すると、ドナーアンテナ２０４は、指向性が高いので、ＢＳ３  ２１０のセクター「ａ」からの信号以外の信号は、実際には、リピーター２１２に到着しない。たまたま、ＢＳ３  ２１０のセクター「ｂ」からの信号２３０が付近の物体(例えば、障害物２３２)からドナーアンテナ２０４に反射されるなら、そのような信号は、リピーター２１２のための署名の一部を形成するために使用できるかもしれない第２の信号を構成するかもしれない。しかしながら、これらの２つの信号でさえも、（ＭＳ１  ２２２のような受信機によって受信される)信号が反復されるか否かを確実に決定するためにリピーター署名に対して十分でないかもしれない。そのような場合、単に、リピーター署名以外の情報を考察することは有用かもしれない。例えば、そのような他の情報は、特に複数のそのような「早くて弱い」／「遅くて強い」ピーク対が識別されるなら、（ＢＳ３のセクター「ａ」からのような)実質的に弱い信号は、より強い信号前に到着するという考察を含んでいてもよい。
【００６３】
あるいは、リピーター２１２のようなリピーターは署名を追加するために修正してもよい。これは、反復された信号の変調を変え、データを反復された信号に付加し、または、リピーターへの実質的な変更を含む他の技術により、達成してもよい。しかしながら、複合信号の署名が通信システムにより採用されるなら、信頼できる署名を確立するために十分な情報を有するリピーター２１２のドナーサイドに複合信号を作成することは、簡単な事柄かもしれない。例えば、図２において、一次ドナーアンテナ２０４からの給電は、小型の無指向性アンテナ出力と結び付けてもよい。そのような無指向性アンテナは、ドナーアンテナ２０４から増幅器２０６への給電にタップ(tapped)される適切な長さのスタブに過ぎない。そのような小型の無志向性アンテナは、ＢＳ２  ２２６およびＢＳ１  ２２８からの信号および恐らく図示されていないその他を獲得するであろう。これは、リピーターのための確実に識別可能な署名を作成するための十分な成分を有する複合信号を生じるであろう。
【００６４】
特定のリピーターのための複合信号を作成することは、特定のリピーターの構成に応じて、異なって、起こるかもしれない。例えば、図３に示すリピーター構成は、アンテナ(３１４)からの信号を配信するかもしれない（配信しないかもしれない)ドナーピックアップ３０６を含む。ドナーピックアップがドナーアンテナ３１４から受信されるなら、他のソースからの信号のミキシングは、他の基地局からの信号をピックアップするために多方向アンテナを用いて、図２に対して説明したように行われてもよい。しかしながら、一次信号を供給するセクターに加えて異なるセクターを有するので図３に示す構成は、特別な機会を有し、従って、実質的な電力において利用可能な１つ以上の信号を有する。ＢＳ１  ３０４の他のセクターからの信号を（任意の減衰およびミキシング技術により)結合し、信頼できる署名を形成するための十分な情報を有する複合信号を生成してもよい。そのようなミキシングは、カプラー３１２、またはカプラー３０８からの信号に小型の無指向性アンテナの出力を付加することにより達成してもよい。例えば、アンテナ３１４は、基地局の送信アンテナに近接して接続されないがその代わりＢＳ１  ３０４のすべてのセクターからの信号、並びに、基地局３２４および３２６のような他の基地局から受信されるかもしれない信号をピックアップ可能にする無指向性アンテナであってもよい。リピーターのための一次信号はカプラー３０８またはカプラー３１２から供給されてもよく、結果として複合信号がドナーピックアップ３０６に供給される。あるいは、信号は他のセクターのカプラーからタップしてもよく、一次信号と混合されて識別可能なコンポジットを形成してもよい。
【００６５】
さらに他の代案は、単一信号のみが利用可能な状況に対して特に有用かもしれない。別個の信号は、既存の信号を遅延させることにより、そして、所望であれば、既存の信号を減衰させ、これらの別個の信号をコンポジットとして再びミキシングすることにより既存の信号から確立してもよい。別個の信号のそのような生成は持続時間を変える簡単な遅延線によって達成してもよい。そのようなアプローチの利点は、リピーターの簡単な機構的変更は、変調の任意の変更なしにまたは反復された信号のデータを必要とすることなくリピーター署名のための適切な情報を全体的に供給してもよい。ある場合には、一次信号の遅延されたバージョンを利用して、冗長度すなわち、ダイバーシティ送信の形式を供給することにより一次信号のための受信機の正味のビットエラーレートを低減してもよい。もし署名目的にのみ使用されるなら、遅延された信号は十分減衰され、それにより一次信号との干渉は相対的に無視できるかもしれない。この「遅延された」信号の代替物は、確実に識別可能な複合信号を確立するために十分な信号成分を取得するのを支援するための他の技術と組み合わせて使用してもよい。そのような構成は、さらなる潜在的な利点を提供する。なぜならば、信号の遅延されたバージョンは、受信を改善するために利用することができるダイバーシティの形式を構成するからである。受信機は、各遅延されたバージョンを別個に処理し、次に別個に評価された信号を統計的に結合し、送信された信号の改善された推定値に到達するように設計してもよい。
【００６６】
上述の記載は、例示実施を図解し、無線通信におけるリピーターの使用を決定するための方法および装置の観点の新規な特徴を図解する。この方法および装置の代替使用および実施のためのいくつかの示唆が提供されるけれども、そのような代替を余すところなくリストアップまたは記載することはもちろん実際的でない。従って、示された発明の範囲は、添付されたクレームを参照することによってのみ決定されなければならなず、そうでなければ、そのような限定が添付されたクレームに記載されている場合を除いてここに図解される特徴により限定されるべきでない。
【００６７】
上述の記載は、種々の実施形態に適用される本発明の新規な特徴を指摘するけれども、熟練工は、形式におけるさまざまな省略、代替、および変更、および図解された方法およびシステムの詳細は、本発明の範囲から逸脱することなく行ってもよいことを理解するであろう。例えば、熟練工は、広範囲の変調技術、送信器および受信機アーキテクチャ、および、一般的には任意の数の異なるフォーマットを用いて、本明細書に記載された詳細を通信システムに適応させることができるであろう。
【００６８】
上で述べたさまざまな技術は、任意の適切な通信設備内でまたはそれによって行ってもよい。異なる設備は、タスクを例証されたものとは異る方法で分割してもよい。
【００６９】
例えば、レシーバー信号処理は、任意の数の処理モジュールまたはサブセクションで行ってもよい。実際には、そのような信号処理への共通のアプローチは、詳細に記述されていないリバース通信経路を介して受信された信号についての情報を基地局に返送し、その結果、信号情報を中央処理モジュールに供給することを含む。それゆえ、そのような処理の場所は完全に重要ではない。受信機信号処理は、異なる順番でおよび異なる場所で同様に実行してもよい。リピーター信号のための署名特性を確立し、および確立された署名特性を決定し、受信機において受信された信号からの情報と比較するための任意の適切な技術は、上に記載した技術および装置と一緒に使用してもよい。
【００７０】
上に記載した要素の各実用的で新規な組み合わせ、およびそのような要素への均等物の各実用的な組み合わせは、本発明の一実施形態として熟考される。ここに明示的に列挙されるよりも多くの要素の組み合わせが本発明の実施形態として熟考されるので、本発明の範囲は、上述の記載によってよりもむしろ添付されたクレームによって適切に定義される。種々のクレーム構成要件の均等性の意味と範囲内に入るすべての変形例は添付されたクレームの範囲内に包含される。構成要件の特定の組み合わせは、種々の観点で本発明を定義するために、以下に添付された、クレームとして記載される。各クレームは、そのようなシステムまたは方法が、実際には、従来技術の一実施形態ではない限り、文字通りの言葉から、非実質的にのみ異なる任意のシステムおよび方法を包含することが意図される。この目的のために、各クレームにおける各記載された構成要件は、できるだけ広く解釈されるべきであり、さらに従来技術を包含することなく、できる限りそのような構成要件の任意の均等物を包含するように理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は、通信リピーターの第１の幾何学図形の特徴を図解する。
【図２】図２は、通信リピーターの第２の幾何学図形の特徴を図解する。
【図３】図３、通信リピーターの第３の幾何学図形の特徴を図解する。
【図４】図４は、第１の移動局によって受信された信号のための相対的な振幅と、到着時刻（ｒＡＴＯＡ）の星座のグラフである。
【図５】図５は、リピーターの範囲内の第２の移動局により受信される信号のｒＡＴＯＡ星座グラフである。
【図６】図６は、図５のリピーターの範囲内に異なって位置したとき、第２の移動局により受信される信号のｒＡＴＯＡ星座グラフである。
【図７】図７は、グラフ式にｒＡＴＯＡ星座を、リピーター署名と比較する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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