(57)【要約】【解決手段】多数の基地局から遠隔端末において受信される送信の到着時刻をより正確に測定するための技術。第１の観点において、割当てられていない指プロセッサを用いて、アクティブセットに無い基地局からの送信の到着時刻を処理し測定する。他の観点において、割当てのために指プロセッサが利用できないなら、測定のために使用される基準発振器の更新間の時間期間に到着時刻を測定できる。遠隔端末の位置を決定するための方法に従って、遠隔端末とアクティブ通信している１つ以上の基地局の第１セットが識別され、第１セットの各基地局は少なくとも１つの指プロセッサが割当てられる。遠隔端末とアクティブ通信していない１つ以上の基地局の第２セットも識別され、利用可能な指プロセッサが、第２セットの少なくとも１つの基地局の各々に割当てられる。従って（信号到着）時間測定がさらなる処理のために供給される。精度を改良するために、狭い時間窓内で測定を実行できる。【選択図】図２
2004511990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記工程を具備する、通信システムにおいて遠隔端末の位置を決定するための方法：
遠隔端末とアクティブ通信をしている１つ以上の基地局の第１セットを識別する；
レーキ受信器の少なくとも１つの指プロセッサを前記第１セットの各基地局に割当てる；
前記遠隔端末とアクティブ通信していない１つ以上の基地局の第２セットを識別する；
利用可能な指プロセッサを前記第２セットの少なくとも１つの基地局の各々に割当てる；
少なくとも１つの指プロセッサが割当てられた各基地局に対して時間測定を実行する；および
指プロセッサが割当てられた基地局に対して得た時間測定を示す出力を供給する。
【請求項２】
前記時間測定は、前記第１および第２セットの基地局からの送信の到着時刻を示す、請求項１の方法。
【請求項３】
前記時間測定は、Ｗ−ＣＤＭＡ規格に従って割当てられた基地局のためのＳＦＮ−ＳＦＮ測定に相当する、請求項１の方法。
【請求項４】
前記割当てられた基地局に対する時間測定は時間的にほぼ同じ例において実行される、請求項１の方法。
【請求項５】
前記時間測定に基づいて割当てられた基地局対間の時間オフセットを決定する工程をさらに具備し、前記出力は決定された時間オフセットを示す、請求項１の方法。
【請求項６】
前記決定された時間オフセットに基づいて遠隔端末の位置を決定する工程をさらに具備する、請求項５の方法。
【請求項７】
前記遠隔端末の位置は三辺測量を用いて決定される、請求項６の方法。
【請求項８】
各割当てられた基地局に対する前記時間測定は、前記基地局に対して受信した最も早く到着するマルチパスに基づく、請求項１の方法。
【請求項９】
前記割当てられた基地局に対する前記時間測定は、特定のチャネルに関する送信に基づく、請求項１の方法。
【請求項１０】
前記特定のチャネルはブロードキャストチャネルである、請求項９の方法。
【請求項１１】
前記割当てられた基地局に対する前記時間測定は、前記基地局により送信されるパイロット基準に基づく、請求項１の方法。
【請求項１２】
前記実行工程は、
前記基地局に対してマルチパスを処理してサンプルを得る工程と；および
前記サンプルを処理して特定の送信のための無線フレームの開始を決定する工程を含み；
前記時間測定は前記無線フレームの開始を示す、請求項１の方法。
【請求項１３】
前記時間測定は少なくとも３つの基地局または衛星に対して実行される、請求項１の方法。
【請求項１４】
前記時間測定は８チップまたはより細かい分解能で決定される、請求項１の方法。
【請求項１５】
前記時間測定は補間法を用いて実行され改良された分解能を得る、請求項１の方法。
【請求項１６】
前記通信システムはＷ−ＣＤＭＡ規格に準拠する、請求項１の方法。
【請求項１７】
下記工程を具備する、通信システムにおいて遠隔端末の位置を決定するための方法：
遠隔端末とアクティブ通信している１つ以上の基地局の第１セットを識別する；
レーキ受信器の少なくとも１つの指プロセッサを前記第１セットの各基地局に割当てる；
割当てられた指プロセッサを用いて前記第１セットの各基地局に対して時間測定を実行する；
前記遠隔端末とアクティブ通信していない１つ以上の基地局の第２セットを識別する；および
１つ以上の処理素子を用いて前記第２セットの各基地局に対して時間測定を実行する；および
前記第１および第２セットの基地局に対する時間測定は前記時間測定を実行するために使用される基準クロックのための制御信号の更新間で実行される。
【請求項１８】
前記時間測定は前記第１および第２セットの基地局からの送信の到着時刻を示す、請求項１７の方法。
【請求項１９】
前記第２セットの基地局に対する時間測定は前記基地局により送信されるパイロット基準にもとづく、請求項１７の方法。
【請求項２０】
前記第２セットの基地局に対する時間測定は探索素子を用いて実行される、請求項１７の方法。
【請求項２１】
前記第２セットの前記基地局に対する前記時間測定はシーケンシャルに実行される、請求項１７の方法。
【請求項２２】
前記第２セットの前記基地局に対する前記時間測定は、前記制御信号の更新からの特定の遅延期間後に実行される、請求項１７の方法。
【請求項２３】
下記を具備する通信システムにおける遠隔端末：
受信した信号を受信し、処理し、２値化し、サンプルを供給するように動作する第１受信器；および
前記第１受信器と接続され、サンプルを受信して処理し、複数の基地局から遠隔端末において受信した送信の到着時刻を示す時間測定を供給するように動作するレーキ受信器；
前記レーキ受信器は複数の指プロセッサを含み、１つ以上の指プロセッサの第１セットが、前記遠隔端末とアクティブ通信する１つ以上の基地局の第１セットに割当てられ、１つ以上の指プロセッサの第２セットが、前記遠隔端末とアクティブ通信していない１つ以上の基地局の第２セットに割当てられ、前記第１および第２セットの基地局に割当てられた指プロセッサは、前記基地局から受信した送信に関して時間測定を実行するように動作する。
【請求項２４】
前記時間測定は、時間的にほぼ同じ例で実行される、請求項２３の遠隔端末。
【請求項２５】
各基地局に対する前記時間測定は前記基地局に対して受信した最も早く到着するマルチパスに基づく、請求項２３の遠隔端末。
【請求項２６】
前記基地局に対する前記時間測定は特定のチャネルに関する送信に基づく、請求項２３の遠隔端末。
【請求項２７】
下記を具備する通信システムにおける遠隔端末：
変調された信号を受信し、処理し、２値化し、サンプルを供給するように動作する第１受信器；および
前記第１受信器と接続され、サンプルを受信して処理し、複数の基地局から前記遠隔端末装置において受信した送信の到着時刻を示す時間測定を供給するように動作するレーキ受信器；前記レーキ受信器は、複数の指プロセッサを含み、１つ以上の指プロセッサが第１セットの各基地局に割当てられ、前記指プロセッサおよび探索素子は各々、前記第１および第２セットの各基地局に対して時間測定を実行するように動作し、前記第１および第２セットの基地局に対する時間測定は、前記時間測定を実行するために使用される基準クロックのための制御信号の更新間で実行される。
【請求項２８】
前記第２セットの１つ以上の基地局に対する時間測定はシーケンシャルに実行される、請求項２７の遠隔端末。
【請求項２９】
前記第２セットの基地局は、前記遠隔端末とアクティブ通信していない、請求項２７の遠隔端末。
【請求項３０】
前記第２セットの基地局に対する時間測定は前記基地局により送信されるパイロット基準に基づく、請求項２７の遠隔端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はデータ通信に関する。特に、この発明はＣＤＭＡ通信システムにおいて複数の基地局から受信した信号のタイミングを測定するための新規で改良された方法および装置に関する。
【０００２】
【関連出願の記載】
近年の通信システムは種々のアプリケーションをサポートする必要がある。そのような通信システムの１つは、地上波リンクを介してユーザ間で音声およびデータ通信をサポートする符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システムである。多重アクセス通信システムにおけるＣＤＭＡ技術の使用は、米国特許第４，９０１，３０７号（発明の名称：「衛星または地上波リピータを用いたスペクトル拡散多重アクセス通信システム」）および米国特許第５，１０３，４５９号（発明の名称：「ＣＤＭＡ携帯電話システムにおいて波形を発生するためのシステムおよび方法」）に開示されている。特定のＣＤＭＡシステムは１９９７年１１月３日に出願された米国特許出願シリアル番号第０８／９６３，３８６号（発明の名称：「高速パケットデータ転送のための方法および装置」）に開示されている。これらの特許および特許出願はこの発明の譲受人に譲渡され、参照することにより、ここに組み込まれる。
【０００３】
ＣＤＭＡシステムは一般に１つ以上の規格に準拠するように設計されている。そのような規格は、「デュアルモード広域スペクトル拡散セルラシステムのためのＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５遠隔端末−基地局互換規格」（ＩＳ−９５規格）を含む。この規格は、「第三世代パートナーシッププロジェクト」（３ＧＰＰ）という名前の協会により提供され、文書番号３Ｇ　ＴＳ　２５．２１１、２５．２１２、２５．２１３、２５．２１４、２５．１３３、２５．３０５、２５．３３１および３Ｇ　ＴＲ　２５．９２６（Ｗ−ＣＤＭＡ規格）、および「ｃｄｍａ２０００　スペクトル拡散システムのためのＴＲ−４５．５物理層規格」（ｃｄｍａ２０００規格）に具現化されている。新しいＣＤＭＡ規格は継続的に提案され使用のために採用されている。これらのＣＤＭＡ規格は参照することによりここに組み込まれる。
【０００４】
ＣＤＭＡシステムは音声およびデータ通信をサポートするように動作することができる。特定の通信の期間（例えば音声呼）、遠隔端末は１つ以上の基地局とアクティブな通信を行なうことができ、これらの基地局は一般に遠隔端末の「アクティブセット」に入れられる。遠隔端末はまた、例えばパイロット、ページング、ブロードキャスト等のような他の種類の送信のために１つ以上の他の基地局からの信号を受信することもできる。
【０００５】
ＣＤＭＡシステムは遠隔端末の位置を判断する能力を有するように設計することができる。事実、連邦通信委員会（ＦＣＣ）は機能強化された緊急９１１（Ｅ−９１１）サービスのためのサポートを命じた。それにより、９１１通話における遠隔端末の位置を公衆安全応答ポイント（ＰＳＡＰ）に送信する必要がある。位置を決定するために、多数の基地局からの送信の到着時刻が遠隔端末において測定される。従って信号到着時刻間の差を計算することができ、擬似距離に変換することができる。次にこの擬似距離を用いて遠隔端末の位置が決定される。
【０００６】
信号到着時刻を測定するに際し、種々の課題に出会うことになる。例えば無線通信システムにおいて、測定値が時間的に接近していないならば、遠隔端末の移動度は到着時刻測定の精度に影響を与えるかもしれない。また、到着時刻は一般に遠隔端末の内部タイミングに基づいて測定される。これは、遠隔端末が通信している基地局の１つのタイミングを追跡するように連続的に調節可能である。遠隔端末の移動と時間基準における変化（不確実さ）は到着時刻測定の精度に影響を与え、遠隔端末の位置の精度の悪い評価に変換される恐れがある。
【０００７】
従って、到着時刻測定の精度を改良するために使用できる技術は、遠隔端末の評価された位置の精度を向上することができ、非常に望まれている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、多数の基地局から遠隔端末において受信した送信の到着時刻をより有利に測定するための種々の技術を提供する。この発明の第１の観点に従って、割当てられていない指プロセッサは、遠隔端末のアクティブセットにない基地局からの送信の到着時刻を処理し測定するために使用される。この発明の他の観点において、指プロセッサがアクティブセットにない基地局への割当てに利用できない場合には、到着時刻は、その測定に使用される基準クロックの更新間の時間期間に測定することができる。これは、基地局の１つのタイミングを追跡するように調節されるので、基準クロックのスルーイング（ｓｌｅｗｉｎｇ）による悪影響を低減することができる。移動遠隔端末の移動による悪影響を低減するために、到着時刻はできるだけ短い時間窓内で測定することができる。
【０００９】
この発明の観点は、通信システム内の遠隔端末の位置を決定するための方法を提供する。この方法に従って、遠隔端末とアクティブな通信を行なっている１つ以上の基地局の第１のセットが識別され、第１セット内の各基地局は、レーキ受信器の少なくとも１つの指プロセッサが割当てられる。遠隔端末とアクティブな通信をしていない１つ以上の基地局の第２のセットも識別され、利用可能な指プロセッサが第２のセットの少なくとも１つの基地局の各々に割当てられる。従って、（信号到着）時刻測定（例えば、Ｗ−ＣＤＭＡにより定義されるＳＦＮ−ＳＦＮ測定、またはＩＳ−８０１により定義されるパイロット位相測定）が少なくとも１つの指プロセッサが割当てられた各基地局に対して実行される。割当てられた基地局に対して得た時刻測定を示す出力はさらなる処理のために（例えばシステムに）供給される。指プロセッサは並列に動作するので、測定はほぼ同時刻に実行することができる。これは位置標定技術に対する測定の有用性を改良する。
【００１０】
遠隔端末の位置を決定するために、３つまたは４つの基地局および／または衛星に対して最も速く到着するマルチパスの到着時刻を測定することができる。
【００１１】
この発明の種々の観点、実施形態および特徴は以下にさらに詳細に記載する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の特徴、性質、および利点は明細書全体にわたって、同一部には同符号を付した図面とともに以下に記載した詳細な説明からより明白になるであろう。
【００１３】
図１は多数のユーザをサポートする通信システム１００の図である。システム１００は多数のセル１０２ａ乃至１０２ｇに対して通信を供給する。各セル１０２は対応する基地局１０４によりサービスされる。種々の遠隔端末１０６がシステム全体に渡って分散される。実施形態において、各遠隔端末１０６は、遠隔端末がソフトハンドオフ状態にあるかどうかに応じて、いつなんどきでもダウンリンクおよびアップリンク上の１つ以上の基地局１０４と通信することができる。ダウンリンク（順方向リンク）は基地局から遠隔端末への送信に言及し、アップリンク（逆方向リンク）は遠隔端末から基地局への送信に言及する。システム１００は、ＩＳ−９５、ｃｄｍａ２０００、および他の規格またはそれらの組合せのような１つ以上のＣＤＭＡ規格に準拠するように設計してもよい。
【００１４】
図１に示すように、基地局１０４ａはダウンリンク上の遠隔端末１０６ａおよび１０６ｊに送信し、基地局１０４ｂは遠隔端末１０６ｂ、１０６ｅ、および１０６ｊに送信し、基地局１０４ｃは遠隔端末１０６ａ、１０６ｃ、および１０６ｄに送信する、等々である。図１において、矢印のついた実線は、基地局から遠隔端末へのユーザ特定データ送信を示す。矢印のついた破線は遠隔端末がパイロットおよび他の搬送波を受信しているが、基地局からユーザ特定データ送信はしていないことを示す。簡単のためにアップリンク通信は図１には示していない。
【００１５】
位置決定のようなあるアプリケーションに対して、遠隔端末１０６は、１つ以上の衛星航法システム（ＧＰＳ）衛星１０８からの送信も受信してもよい。以下に詳細に記載するように、衛星送信を用いて基地局測定値を補い、遠隔端末の位置を決定することができる。
【００１６】
図２はダウンリンク送信のための信号処理の実施形態の簡単化されたブロック図である。基地局１０４において、データは一般にパケットで、データソース２１２からエンコーダ２１４に送信される。エンコーダ２１４は特定のＣＤＭＡシステムまたは実現される規格に応じて多数の機能を実行する。そのような機能は一般に、必要な制御フィールド、巡回冗長検査（ＣＲＣ）ビット、および符号テールビットで各データパケットをフォーマッティングすることを含む。次に、エンコーダ２１４は１つ以上のフォーマット化されたパケットを特定の符号化方式で符号化し、符号化されたパケット内でシンボルをインターリーブ（すなわち整理し直す）する。エンコーダ２１４はまた、（例えばビットを反復またはパンクチャすることにより）パケットのレートマッチングを実行してもよい。
【００１７】
インターリーブされたパケットは変調器（ＭＯＤ）２１６に供給され（ＩＳ−９５ＣＤＭＡシステムの場合）スクランブル用シーケンスでスクランブルし、チャネル化符号でカバーし、拡散符号（例えば短いＰＮＩ符号およびＰＮＱ符号）で拡散する。拡散符号を用いた拡散はＷ−ＣＤＭＡ規格により「スクランブル」と呼ばれる。チャネル化符号は、特定のＣＤＭＡシステムまたは実現される規格に応じて（Ｗ−ＣＤＭＡシステムの場合）直交可変拡散因子（ＯＶＳＦ）符号、（ＩＳ−９５ＣＤＭＡシステムの場合）ウオルシュ符号、またはその他の直交符号であり得る。次に、拡散データは送信器（ＴＭＴＲ）２１８に供給され、直交変調され、濾波され、増幅され、１つ以上の変調された信号を発生する。変調された信号は１つ以上のアンテナ２２０から無線で送信される。ダウンリンク処理は、適用可能なＣＤＭＡ規格においてさらに詳細に記載される。
【００１８】
受信器装置において、１つ以上の基地局１０４からの変調された信号はアンテナ２３０により受信され、受信器（ＲＣＶＲ）２３２に導かれる。受信器２３２は受信した信号を濾波し、増幅し、直交変調し、および２値化する。２値化されたサンプルは次に復調器（ＤＥＭＯＤ）２３４に供給され、逆拡散符号で逆拡散（または逆スクランブル）され、（恐らく）（ＩＳ−９５ＣＤＭＡシステムの場合）逆スクランブル符号で逆スクランブルされ、処理される各物理チャネルに対してチャネル化符号でデカバー（ｄｅｃｏｖｅｒ）される。逆拡散符号、逆スクランブル符号、およびチャネル化符号は送信器装置において使用される符号に相当する。次に復調されたデータはデコーダ２３６に供給される。デコーダ２３６はエンコーダ２１４で実行した機能の逆を実行する（例えばデインターリービング、デコーディングおよびＣＲＣチェック機能）。復号されたデータはデータシンク２３８に供給される。コントローラ２４０は復調器２３４およびデコーダ２３６の動作を指示することができる。
【００１９】
上述したように、ブロック図はダウンリンク上のパケットデータ、メッセ−ジング、音声、ビデオ、およびその他の通信の送信をサポートする。双方向通信システムはまた、遠隔局から基地局へのアップリンク送信もサポートする。しかしながら、簡単のために、アップリンク処理は図２に示していない。
【００２０】
図１に戻ると、各遠隔端末１０６はダウンリンク上の１つ以上の基地局１０４からのユーザ特定された送信および／または一般送信を受信することができる。例えば、遠隔端末１０６ｅは基地局１０４ｄおよび１０４ｅからのユーザ特定（すなわち専用の）送信を同時に受信する。各遠隔端末１０６は一般にアクティブ通信している基地局のリストを保持する。このリストは一般に遠隔端末のアクティブセットと呼ばれる。各遠隔端末１０６は、遠隔端末がアクティブ通信を行なうことのできるまたは行なうことのできない他の基地局からの他の一般的（すなわちユーザ専用でない）送信（例えば、パイロット、ページング、ブロードキャスト等）も受信することができる。これらの他の基地局は遠隔端末により保持される第２リストに入れることができる。簡単のために、ここでは、アクティブセットにある基地局を「アクティブ」基地局と呼び、第２リストにある基地局を「非アクティブ」基地局と呼ぶ。
【００２１】
図３は多数の基地局（この例では３つ）から遠隔端末において受信される送信を示す図である。いくつかのＣＤＭＡシステムの場合（例えばＷ−ＣＤＭＡシステムの場合）、複数の基地局からの送信は同期していなくてもよい。これらのＣＤＭＡシステムの場合、無線フレームは、異なる基地局に対して異なる時刻に開始して送信することができる。さらに、基地局と遠隔端末との間の距離に応じて、送信の伝搬時間は各基地局に対して異ならせることができる。従って、異なる基地局からの送信は一般に異なる時刻に遠隔端末により受信される。
【００２２】
いくつかのアプリケーションの場合、複数の基地局からの送信の到着時刻を知ることが有用または必要である。遠隔端末において測定された信号到着時刻を用いて種々の基地局から受信した送信間の時間差または時間オフセットΔＴを計算することができる。（Ｗ−ＣＤＭＡシステムについて言えば）基地局が非同期に送信するなら、そして伝搬時間は可変できるので、時間オフセットΔＴは何らかの（ランダムな）値を取ることができる。
【００２３】
図３に示すように、基地局２から受信した無線フレーム（Ｂ１、Ｂ２、・・・）は基地局１から受信した無線フレーム（Ａ１、Ａ２、・・・）からΔＴ１，２だけ時間的にずれている。同様に、基地局３から受信した無線フレーム（Ｃ１，Ｃ２、・・・）は基地局１から受信した無線フレームからΔＴ１，３だけずれている。時間オフセットΔＴ１，２およびΔＴ１，３は特定の関係によって定義されない。
【００２４】
時間オフセットΔＴは種々のアプリケーションに使用することができる。例えば、Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおいて、ＳＦＮ−ＳＦＮ（システムフレーム番号）測定（図３の時間オフセットΔＴに等しい）は遠隔端末により行なうことができ、システムに送られる。従って、新しい基地局からの送信は、ハンドオーバプロセスの一部として補償することができる。この補償は異なる基地局からの無線フレームが移動局（またはユーザ機器、ＵＥ）により受信される時刻を大体合わせる。ハンドオーバ期間中における新しい基地局と現在の基地局との間の時間オフセットは遠隔端末に対して固有である。一般に粗いＳＦＮ−ＳＦＮ測定（例えば１チップまたはそれより悪い分解能）はこのアプリケーションに適当である。
【００２５】
他のアプリケーションにおいて、時間オフセットを用いて遠隔端末の位置を決定する。三辺測量技術において、多数の基地局からの送信の到着時刻は遠隔端末において測定される。次に時間オフセットが計算され、基地局への距離を導き出すために使用され、次に、遠隔端末の位置を決定するために使用される。このアプリケーションの場合、正確な到着時刻測定が必要であり、測定のより高い精度は遠隔端末の位置のより正確な推定になる。例えば、１．２２８８Ｍｃｐｓのチップレートにおいて、一時的な分解能の１チップはほぼ２２４メートルの空間分解能と同じである。位置推定精度は測定の「空間分解能」の関数であり、基地局の幾何学（移動局に対する位置）の関数である。与えられた幾何学に対して、より良い空間分解能はより良い位置推定制度を生じる。サブチップ分解能（例えば１／２チップ、１／４、１／８、１／１６等）はより正確な位置推定を可能にさせる。例えば、１．２２８８Ｍｃｐｓのチップにおける１／１６チップ分解能はほぼ１５メートルの空間分解能と同じである。そして、Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおいて、チップレートは３．８４Ｍｃｐｓであり、これは改善された空間分解能を提供することができる。
【００２６】
上述したように、正確な到着時刻測定を行なう場合、種々の課題がある。第１に、移動している遠隔端末に対して、関心のあるすべての基地局に対する信号到着時刻は時間的に接近して（例えば同時に）測定されなければならないので、遠隔端末の移動による悪影響が低減されまたは最小化される。基地局からの送信に対する到着時刻が異なる時間に測定されるなら、その測定は、遠隔端末による移動の量に対応するエラーを含む。例えば、時速１２０ｋｍで移動している遠隔端末の場合、２００ｍｓｅｃ離れて行なわれる測定は、２００ｍｓｅｃの時間期間中に遠隔端末が移動した距離である、ほぼ１２メートルのエラーになるであろう。
【００２７】
第２に、到着時刻は、遠隔端末の時間基準の更新が測定精度の最小に影響を与えるように測定しなければならない。遠隔端末は一般に最も「重要な」基地局のタイミングを追跡するように動作する基準発振器を含む。特定のシステムの実現によって、最も重要な基地局は最も早く到着する基地局または最も強い基地局を表すことができる。移動遠隔端末の場合、最も重要な基地局として指定される基地局は一般に、遠隔端末がシステムを動き回るにつれ変化する。従って基準発振器は、新しい基地局のタイミングを追跡しようとして、現在の重要な基地局の時間基準から新しい重要な基地局の時間基準に調節（すなわちスルーイング（ｓｌｅｗｉｎｇ））される。基地局の信号到着時刻が時間上の２以上の異なる点で測定され、かつこの期間に基準発振器のスルーイングが行なわれているなら、測定は異なる時間基準で有効に行なわれているので、測定精度を妥協することができる。
【００２８】
遠隔端末の移動と基準発振器のスルーイングは到着時刻測定の精度に悪影響を与える。悪影響を低減するために、関心のあるすべての基地局の信号到着時刻はできるだけ時間的に接近して測定しなければならない。これが達成されるなら、すべての基地局の測定はほぼ相殺するように同様に影響される。
【００２９】
ＣＤＭＡシステムの遠隔端末は一般にダウンリンク上の１つ以上の送信を処理するためにレーキ受信器を採用する。レーキ受信器は一般に探索素子および多数の指プロセッサを含む。探索素子は受信した信号の強い例（すなわちマルチパス）を探索する。次に、指プロセッサが最も強いマルチパスを処理するために割当てられ、これらのマルチパスに対して復調されたシンボルを発生する。次に、すべての割当てられた指プロセッサからの復調されたシンボルは結合され、送信されたデータの改良された推定である再生されたシンボルを発生する。レーキ受信器は、１つ以上の基地局からの複数の信号路を介して受信したエネルギーを効率的に結合するために使用することができる。レーキ受信器の特定の設計は以下に記載する。
【００３０】
レーキ受信器の利用可能な指プロセッサは１つ以上の基地局からのマルチパスを処理するように割当てることが出来る。指プロセッサは一般に、遠隔端末のアクティブセットにある基地局からのマルチパスを処理するように割当てられるのみである。ある動作モード（例えばスリープモード）において、レーキ受信器は短い時間期間、ページングまたは基地局からの他の送信を処理するために動作し、基地局のための通信があるかどうかを決定することができる（そして、スリープに戻る）。指プロセッサは伝統的に送信を処理するために使用されタイミングを測定するためには使用されない。
【００３１】
多くの場合、通信セッションの期間、アクティブセットにある基地局からのマルチパスを処理するためにすべての利用可能な指プロセッサが割当てられるわけではない。例えば、１０の指プロセッサが利用可能であり、２つのアクティブ基地局からのマルチパスを処理するために６つの指プロセッサを割当てることができる。この場合、４つの指プロセッサは他の使用のために利用可能である。一般に指プロセッサを質の悪いマルチパスに割当てることは望ましくない。これは、これらのマルチパスからの雑音が総合的な推定を改良するよりもむしろ悪化させるかもしれないからである。
【００３２】
この発明の観点に従って、割当てられていない指プロセッサは、アクティブセットにない基地局からの送信の到着時刻を処理し測定するために使用される。上述したように、多数の指プロセッサは一般に多数のマルチパスを処理するために利用可能である。利用可能な指プロセッサのいくつかは、アクティブセットにある各基地局のための１つ以上のマルチパスを処理するために割当てられる。従って、割当てられない指プロセッサはアクティブセットに無い基地局のためのマルチパスを処理するために割当てることが出来る。
【００３３】
遠隔端末の位置を決定するために、指プロセッサは、３つまたは４つの基地局および／または衛星から少なくとも１つのマルチパスを処理するために割当てることが出来る。精度を改良するために、割当てられた指プロセッサは、すべての基地局のための信号到着時刻がほぼ同時に測定されるように動作される。測定をほぼ同時に行なうことにより、遠隔端末の移動および基準発振器のスルーイングに相関する悪影響が改善される。
【００３４】
探索素子はアクティブな基地局および非アクティブな基地局のためにマルチパスを（継続的に）探索するように動作することができる。これは、２値化サンプルを種々のＰＮオフセットと関連づけ、各ＰＮオフセットに対する信号品質を計算することにより達成可能である。利用可能な指プロセッサは、特定のアプリケーションに対して必要な数だけの多数の基地局の各々に対して十分な強度の発見されたマルチパスに割当てることができる。例えば、位置決定の場合、３つまたは４つの基地局または衛星に対するマルチパスが処理される。
【００３５】
実現される特定のアプリケーションに応じて、指プロセッサは異なる種類のマルチパスに割当てるようにしてもよい。位置決定の場合、指プロセッサは特定の信号品質を超える、最も早く到達するマルチパスに割当てることが出来る。直接視野方向送信の場合、最も早く到達するマルチパスは最も強いマルチパスでもある。しかしながら、送信パスの反射により、マルチパスは、マルチパスにより経験される遅延量に応じて遠隔端末装置において建設的または破壊的に追加することができる。従って、必ずしも最も早いマルチパスが最も強いマルチパスでないかもしれない。位置決定の場合、視野方向（および距離）を示す可能性が高いので、最も早いマルチパスが一般に処理される。
【００３６】
レーキ受信器はチップ未満の時間分解能で受信した信号を処理する能力を有するように設計することができる。例えば、いくつかのレーキ受信器は１／８チップ分解能またはそれより細かい分解能を有するように設計される。これは受信した信号をチップレートの８倍で２値化し処理することにより達成することができる。増加した分解能は、より正確な位置決定に変換することができる。位置決定の精度をさらに改良するために、補間を用いて２値化されたサンプルから特定の時間オフセットを持つ補間されたサンプルを発生することができる。次に補間されたサンプルは２値化されたサンプルと同様に処理することができる。
【００３７】
一実施形態において、信号到着時刻を測定するために（例えばＳＦＮ−ＳＦＮ測定を実行するために）必要な時間期間のみアクティブセットにない基地局に、利用可能な指プロセッサが割当てられる。他の実施形態において、指プロセッサは長期的に（指プロセッサが別のアクティブ基地局に対して必要になるまで）非アクティブ基地局に割当てられる。この長期の割当てによって、指プロセッサは処理される基地局からの送信のタイミングを追跡することができ、到着時刻測定の精度を改善することができる。
【００３８】
レーキ受信器は一般にすべての割当てられた指プロセッサからの復調されたシンボルを結合するように設計される。しかしながら、指プロセッサは、アクティブセットにない基地局に割当てることができ、信号到着時刻測定を行なうためにのみ使用されるので、この発明のレーキ受信器は、非アクティブ基地局からのシンボルがアクティブ基地局からのシンボルと結合しないように設計され動作される。
【００３９】
信号到着時刻を測定するために、基地局からの種々の種類の送信を処理することができる。例えば、トラヒックチャネル上のデータ送信、パイロットチャネル上のパイロット、ページング上のメッセージおよびブロードキャストチャネル等を処理し、信号到着時刻を決定することができる。あるＣＤＭＡシステム（例えばＷ−ＣＤＭＡシステム）の場合、種々の種類のチャネルに対する送信は同期していなくてよい。実施形態において、すべての基地局からの特定の種類のチャネル（例えばブロードキャストチャネル）は処理のために選択することができる。他の実施形態において、指プロセッサは異なる基地局に対して異なる種類のチャネルを処理するように設計される。遠隔端末により処理されるチャネルのアイデンティティはシステムに供給することができる。したがって、システムは異なるチャネル種類間の時間オフセットを決定することができ、測定された到着時刻を適当に補償することができる。
【００４０】
特にＷ−ＣＤＭＡシステムに適用可能な特定の実施形態において、ブロードキャストチャネルに基づいて信号到着時刻が測定される。Ｗ−ＣＤＭＡ規格は（論理）ブロードキャスト制御チャネルを定義する。ブロードキャスト制御チャネルは（トランスポート）ブロードキャストチャネルにマッピングされる。（トランスポート）ブロードキャストチャネルはさらに（物理）主要共通制御チャネル（Ｐ−ＣＣＰＣＨ）にマッピングされる。ブロードキャスト制御チャネルは、メッセージを遠隔端末にブロードキャストするために使用されるより高い層のチャネルである。ブロードキャストメッセージは、Ｐ−ＣＣＰＣＨ上の（１０ｍｓｅｃ）無線フレームで送信される。Ｐ−ＣＣＰＣＨは技術的に知られた方法で処理して、無線フレームの開始を決定することができ、基地局に対して信号到着時刻を表すために使用することができる。従って、基地局間の時間オフセットは、これらの基地局からの無線フレームの開始間の差として計算することができる。Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおけるブロードキャストチャネルは上述した３Ｇ　ＴＳ、２５．１３３、２５．３０５および２５．３３１文書に詳細に記載されている。
【００４１】
ブロードキャストチャネル以外にも、他の送信およびチャネルを処理して、信号到着時刻を決定することができる。例えばＰＮオフセットに基づいて、パイロット基準を処理し、信号到着時刻を決定することができる。（割当てられたトラヒック上の）ユーザ特定データ送信も処理し、信号到着時刻を決定することができる。
【００４２】
図３に戻ると、第１基地局からの特定のチャネル（例えばブロードキャストチャネル）に対する最も早いマルチパスを処理することができ、このチャネルに対する無線フレームの開始をｔ１で生じるように決定することができる。同様に、第２および第３の基地局に対する最も早いマルチパスを同様に処理することができ、これらの基地局に対する無線フレームの開始をそれぞれｔ２およびｔ３で生じるように決定することができる。図３に示していないが、第４の基地局に対する最も早いマルチパスも処理することができ、この基地局に対して無線フレームの開始を決定することができる。１つ以上の基地局が遠隔端末のアクティブセットに無くてもよいが、利用可能であれば、到着時刻測定のために指プロセッサが割当てられる。すべての基地局に対する処理はほぼ同時に達成することができる。
【００４３】
次に、基地局に対する測定された信号到着時刻に基づいて、時間オフセットを決定することができる。基地局の１つ（例えば最も早く到達するマルチパスを有した基地局）を基準基地局として選択することができる。従って、この基準基地局に対して他の基地局の時間オフセットを計算することができる。図３に示す例の場合、第１および第２基地局との間の時間オフセットは（ΔＴ１，２＝ｔ１−ｔ２）として計算することができ、第１および第３基地局との間の時間オフセットは（ΔＴ１，３＝ｔ１−ｔ３）として計算することができる。
【００４４】
３つまたは４つの基地局および／または衛星に対して最も早く到着するマルチパスに対する到着時刻に基づく遠隔端末の位置の決定は、３ＧＰＰ２５．３０５、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−８０１、およびＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−８１７規格文書、および１９９９年１０月２９日に出願された米国特許出願シリアル番号第０９／４３０，６１８（発明の名称：「低減された数の衛星および同期および非同期の基地局を用いた位置決定のための方法および装置」）に記載された技術に従って達成することができる。これらの文書および出願は参照することによりここに組み込まれる。位置決定は、位置決定エンティティー（ＰＤＥ）またはＳＭＬＣにより実行可能である。ＰＤＥまたはＳＭＬＣは無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）内のＭＳＣ内に配置することができ、または、独立して存在することができる。
【００４５】
図４は計算された時間オフセットに基づいて遠隔端末の位置の決定を示す図である。実施形態において、時間オフセットを示すＳＦＮ−ＳＦＮ測定値は移動交換局（ＭＳＣ）に供給することができ、遠隔端末の位置を決定するためにさらに処理することができる。ＭＳＣは基地局の実際のタイミングとロケーションの知識を有する。次に、ＭＳＣは測定された時間オフセットΔＴ１，２およびΔＴ１，３から、これらの基地局に対する実際の送信時間を減算することにより実際の（真の）時間オフセットΔＴＡ１，２およびΔＴＡ１，３を決定することができる。次に、ＭＳＣはそれぞれ実際の時間オフセットΔＴＡ１，２およびΔＴＡ１，３に対する放物線４１０ａおよび４１０ｂを決定することができる。遠隔端末の位置は２つの放物線の交点として識別することができる。
【００４６】
他の実施形態において、遠隔端末は基地局の実際のタイミングとロケーションを受信し、この情報と計算された時間オフセットΔＴ１，２およびΔＴ１，３に基づいてその位置を推定する。次に遠隔端末は１つ以上の基地局に送信することができる。
【００４７】
信号到着時刻測定に基づく遠隔端末の位置の決定は、２０００年６月２７日に発行された米国特許番号第６，０８１，２２９（発明の名称：「無線ＣＤＭＡトランシーバの位置を決定するためのシステムおよび方法」）、１９９９年１０月１９日に発行された特許番号第５，９７０，４１３（発明の名称：「ＣＤＭＡセルラ電話システムにおける移動加入者の位置を決定するための電話音声情報トラヒックを運ぶために利用できない周波数を用いること」）、および１９９９年１月１２日に発行された米国特許番号第、５，８５９，６１２（発明の名称：「ＣＤＭＡセルラ電話システムにおける移動加入者の位置を決定するために回転ビームを有したアンテナを用いる方法」）に詳細に記載されている。これらの特許は、この発明の譲受人に譲渡され、参照することにより、ここに組み込まれる。
【００４８】
図５は遠隔端末の位置を決定するための処理の実施形態のフロー図である。この場合、１つ以上の指プロセッサが、アクティブセットに無い１つ以上の基地局に割当てられる。始めにステップ５１２において、遠隔端末のアクティブセットにある基地局が識別される。次に、ステップ５１４において、遠隔端末の位置を決定するために処理する必要があるさらなる基地局の数を決定する。その後、ステップ５１６において、探索素子が動作されさらなる基地局のマルチパスを見つけ、ステップ５１８において、利用可能な指プロセッサが各さらなる基地局の（最も早く到着する）マルチパスに割当てられる。
【００４９】
次に、ステップ５２２において、指プロセッサが動作され、すべての割当てられた基地局（すなわち、１つ以上の指プロセッサが割当てられた基地局）からの送信の到着時刻が決定される。到着時刻は、遠隔端末による移動および基準発振器のスルーイングによる悪影響を最小にするためにほぼ同じ時刻に測定することができる。次に、ステップ５２４において、基地局対間の時間オフセットが、測定された到着時刻に基づいて決定され、ステップ５２６においてシステムに報告される。従って、システムは、報告された時間オフセットに基づいて遠隔端末の位置を決定することができる。
【００５０】
基地局に対するマルチパスは、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）またはその他のクロック源で有り得る基準発振器により発生されるクロック信号に基づいて遠隔端末により処理される。基準発振器は一般に処理されるマルチパスの１つののタイミングを追跡するように動作される。例えば、基準発振器は最も早く到着するマルチパス、最も強いマルチパス、またはその他のマルチパスのタイミングを追跡するように動作可能である。遠隔端末が通信システムを動き回るとき、または複数の基地局と通信しているとき、または一方の重要な基地局かから他方の基地局にハンドオフするとき、基準発振器は新しい基地局のタイミングを追跡するように調節可能である。従って基準発振器は一方の時間基準から他方の時間基準にスルーイングすることができる。
【００５１】
受信された信号は基準発振器からのクロック信号に基づいて処理され、従って、到着時刻測定は基準発振器への調節により影響される。すべての基地局に対して信号到着時刻が時間的にほぼ同じ時点で測定されるなら、その測定は同様にクロック信号により影響される。しかしながら、ある場合には、遠隔端末の位置を決定するために必要なすべての基地局に対する割当てに対して指プロセッサが利用できない。この場合、信号到着時刻は同時に測定することは出来ず、いくつかの測定はシーケンシャルに行なう必要がある。この発明の他の観点に従って、アクティブセットに無い基地局への割当てに対して指プロセッサが利用できないなら、これらの基地局に対する信号到着時刻は、基準発振器の更新間の時間期間に遠隔端末において測定される。これは、到着時刻測定の精度に関して、基準発振器にスルーイングによる悪影響を低減することができる。遠隔端末の移動による悪影響を低減するために、信号到着時刻はできるだけ短い時間窓内で測定することができる。
【００５２】
遠隔端末における基準発振器は一般に特定の更新レート（例えば特定の設計の場合２００ｍｓｅｃ毎に１回）で更新される。各更新事例において、特定の制御値が基準発振器に供給され、基準発振器を重要な基地局のタイミング方向に移動させる。従って、基準発振器は特定（例えばＲＣ）の応答特性に基づいて現在の状態から最終状態に移動する。次の更新事例において、別の制御値を供給してもよく、基準発振器はもう一度同様に移動する。
【００５３】
測定の幾つかは基準発振器の測定前に行なわれ、他の測定は更新後に行なわれるように信号到着時刻が測定されるなら、基準発振器のスルーイングは測定の精度に悪影響を与える。スルーイングの影響を低減するために、関心のあるすべての基地局に対する信号到着時刻は基準発振器の更新間に測定される。信号到着時刻はまた、基準発振器をいつか最終値方向に安定化可能にするために更新後の特定の時間期間ｔＤＥＬＡＹ、測定することができる。遅延期間ｔＤＥＬＡＹは基準発振器の特定の設計に基づいて選択可能であり、基準発振器が特定の値（例えば最終値の９０％）に到達するように選択してもよい。遅延期間ｔＤＥＬＡＹを通過後、信号到着時刻は種々の態様で測定可能である。
【００５４】
一実施形態において、探索素子は、アクティブセットにない基地局に対する信号到着時刻を測定するために採用される。始めに、探索素子は受信した信号を処理し、強いマルチパスを探索する。これは種々のＰＮオフセットにおいて、受信した信号のパイロットを探索することにより達成することができる。従って非アクティブ基地局に対する潜在的パイロットのリストを編集することができる。このリストは特定の信号品質を超える識別されたパイロットを含む。
【００５５】
信号到着時刻を測定するために、探索素子はリスト内の各パイロットに同期することができる。パイロットのＰＮオフセットは以前に決定されていたので、探索素子はより短い時間期間でパイロットに同期することができ、最後に処理されてからのパイロットの動きの量により一部は指示されることになる。各同期されたパイロットに対して、探索素子は信号到着時刻を測定する。ほぼ同時に、割当てられた指プロセッサはまた、（アクティブセットにある）他の基地局に対する信号到着時刻を測定するように動作する。かさねて、関心のあるすべての基地局に対する信号到着時刻はできるだけ短い時間で測定し、遠隔端末による移動（もしあれば）の影響を最小にすることができる。探索素子および指プロセッサからの測定された到着時刻は、次に、上述した方法で処理される。
【００５６】
探索素子による信号到着時刻の測定はスケジュールすることができる。基準発振器の更新間の時間期間において、多数の基地局に対する信号到着時刻はシーケンシャルに測定することができる。例えば、これらの基地局からのパイロットは良い結果を供給するように決定された特定の順番で処理することができる。
【００５７】
異なる基地局からのパイロットがシーケンシャルに処理されるように潜在的パイロットのリストを詳しく検討することができる。１つの実現方法において、各基地局に対する最も早く到着するパイロットが最初に処理され、第２基地局に対して最も早く到着するパイロットが次に処理され、等々である。他の実現方法において、各基地局に対して最善の信号品質を有するパイロットはシーケンシャルの順番に処理される。例えば、第１の基地局に対する（最高の信号品質の）パイロットが最初に処理され、第２基地局に対する（最高信号品質の）パイロットが次に処理され、等々である。異なる処理順番も考慮することが出来、この発明の範囲内である。
【００５８】
上述したように、信号到着時刻はパイロットに基づいて探索素子により測定することができる。あるいは、信号到着時刻は、無線フレームを処理することにより測定することができる。他の実施形態において、１つ以上の以前に割当てられた指プロセッサが採用され、アクティブセットに無い基地局に対する信号到着時刻を測定する。アクティブ基地局に対して最も低い信号品質マルチパスに割当てられた指プロセッサは再割り当てのために選択することができる。指プロセッサは、信号到着時刻を測定するために必要な時間期間再割り当てすることができ、その後、アクティブ基地局に戻ることができる。再割り当てされた指プロセッサは、上述した方法と同様な方法で非アクティブ基地局に対する信号到着時刻を測定するように動作することができる。
【００５９】
図６は遠隔端末の位置を決定するための処理の実施形態のフロー図である。この場合、指プロセッサは、アクティブセットに無い基地局に対する割当てに対して利用できない。始めに、ステップ６１２において、遠隔端末のアクティブセットにある基地局が識別される。次に、ステップ６１４において、遠隔端末の位置を決定するために処理する必要のあるさらなる基地局の数が決定される。その後、２つの処理パスを介して基地局に対する信号到着時刻が決定される。
【００６０】
一方の処理パスにおいて、ステップ６３２において、さらなる基地局に対する潜在的パイロットのリストが編集される。次に、ステップ６３４において、処理されていないさらなる基地局のためのパイロットがリストから選択される。選択されたパイロットは、さらなる基地局に対する最も早いマルチパスであり得る。ステップ６３６において、（例えば探索素子または再割り当てされた指プロセッサを用いて）このさらなる基地局からの送信の到着時刻が決定される。次に、ステップ６３８において、すべてのさらなる基地局が処理されたかどうかの判断がなされる。判断がＮＯであれば、プロセスはステップ６３４に戻り、処理のために別のさらなる基地局の別のパイロットが選択される。そうでなければ、プロセスはステップ６４２に進む。
【００６１】
他方の処理において、ステップ６２６において、１つ以上の指プロセッサが割当てられた基地局に対する信号到着時刻が決定される。アクティブ基地局に対する信号到着時刻はほぼ同時に測定することができ、この測定は、さらなる基地局に対して信号到着時刻が測定されている時刻またはその付近において行なうことができる。次に、プロセスはステップ６４２に続く。
【００６２】
次に、ステップ６４２において、基地局対間の時間オフセットが測定された信号到着時刻に基づいて決定され、ステップ６４４においてシステムに報告される。次に、システムは、時間オフセットに基づいて遠隔端末の位置を決定することができる。
【００６３】
この発明のさらに他の観点に従って、遠隔端末の位置はハイブリッド方式を用いて決定され、それにより、１つ以上の基地局および１つ以上のＧＰＳ衛星に対して信号到着時刻が測定され、この測定は時間的に近接しておよび／または利用可能な（割当てられていない）指プロセッサを用いて行なわれる。ＧＰＳ衛星に対する信号到着時刻の測定は一般に衛星に対する明瞭な視野方向を必要とする。従って、ＧＰＳの使用は一般に障害物の無い戸外の使用に限定され、一般にビル内での応用や、群葉またはビルのような障害物がある場所では利用できない。しかしながら、ＧＰＳは広範囲にわたる受信地域を有し、４つ以上のＧＰＳ衛星を事実上どこからでも（潜在的に）受信可能である。それに反して、基地局は一般に居住エリアに位置するが、信号はビルや他の障害物を貫通することができる。従って、基地局は街中でおよび（潜在的に）ビル内で位置を決定するために有利に使用することができる。位置決定は、上述した３ＧＰＰ　２５．３０５、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−８０１、およびＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−８１７規格文書および出願シリアル番号第０９／４３０，６１８に記載された技術に従って達成することができる。
【００６４】
ハイブリッド方式に従って、各基地局および各ＧＰＳ衛星は送信ノードを表す。遠隔端末の位置を決定するために、３つ以上の（空間的に位置合せされていない）ノード（基地局および／または衛星）が処理される。４番目のノードを高度を与えるために使用することができ、より一層の精度を与えることもできる（すなわち、測定された到着時刻における不確実さを低減することができる）。信号到着時刻は送信ノードに対して決定することができ、擬似距離を計算するために使用され、擬似距離は、（例えば三辺測量技術を介して）遠隔端末の位置を決定するために使用することができる。測定を同時にまたはほぼ同時に行なうなら、上述したスルーイングおよび移動による悪影響を低減することができる。
【００６５】
迅速かつ正確に遠隔端末の位置を決定するための能力は種々のアプリケーションに有利に使用することができる。１つのアプリケーションにおいて、ある状況下（例えば９１１通話中の緊急時）では、遠隔端末の位置が自動的にシステムに報告される。他のアプリケーションにおいて、（例えば行方不明の遠隔端末を検索するために）遠隔端末の位置を確認することができる。遠隔端末の位置を見つける要求を受信すると、遠隔端末に必要な測定を実行させることを命令するためのメッセージを送信することができる。さらに他のアプリケーションにおいて、遠隔端末の位置を用いて、より関連した情報を供給することができる。例えばユーザが迷った場合、遠隔端末の位置を確認することができ、その位置から道案内をするために使用することができる。他の実施例として、ユーザがイタリアンレストランを探したい場合、遠隔端末の位置を決定することができ、最も近いイタリアンレストランを見つけるために使用することができる。この特徴はまた、例えば最も近いガソリンスタンド、レストラン、スーパーマーケット、下宿屋等の位置を見つけるために使用することができる。
【００６６】
図７は多数の基地局からの送信を受信し復調するために使用することができるレーキ受信器（ｒａｋｅ ｒｅｃｅｉｖｅｒ）７００の実施形態のブロック図である。レーキ受信器７００は図２に示す復調器２３４を実現するために使用することができる。１つ以上の基地局からの１つ以上のＲＦ変調された信号が受信器２３２により処理され２値化され、（ＩＩＮ）および（ＱＩＮ）が発生され、レーキ受信器７００に供給される。一般的な実現方法において、受信した信号は、受信した信号のチップレートｆｃよりも高いサンプルレートｆｓでサンプリングされる。例えば、ＩＳ−９５ＣＤＭＡシステムの場合、チップレートはｆｃ＝１．２２８８Ｍｃｐｓ（またはＷ−ＣＤＭＡの場合３．８４Ｍｃｐｓ）であり得るが、サンプルレートは例えば８倍（すなわち８ｘｃｈｉｐ）、１６倍（すなわち、１６ｘｃｈｉｐ）、３２倍（すなわち３２ｘｃｈｉｐ）またはチップレートの他の倍数であってよい。より高いサンプルレートはマルチパス上で「ズームイン」するためのタイミングの微調整を可能にする。
【００６７】
図７に示すように、受信器２３２からの２値化されたＩＩＮおよびＱＩＮサンプルは多数の指プロセッサ７１０ａ乃至７１０ｋに供給される。各割当てられた指プロセッサ７１０内において、ＩＩＮおよびＱＩＮサンプルはＰＮ逆拡散変調器７２０に供給される。ＰＮ逆拡散変調器７２０はまた（複合）ＰＮシーケンスを受信する。複合ＰＮシーケンスは実現される特定のＣＤＭＡの設計に従って発生され、あるＣＤＭＡシステムの場合、短いＩＰＮシーケンスおよびＱＰＮシーケンスを、長いＰＮシーケンスと乗算することにより発生される。ＩＳ−９５ＣＤＭＡシステムの場合、短いＰＮシーケンスを用いて、送信基地局においてデータを拡散し、長いＰＮシーケンスは受信者である遠隔端末に割当てられたデータをスクランブルするのに使用される。複合ＰＮシーケンスは、その指プロセッサにより処理される特定のマルチパスに対応する時間オフセットを有して発生される。
【００６８】
ＰＮ逆拡散変調器７２０は複合ＩＩＮサンプルおよび複合ＱＩＮサンプルと複合ＰＮシーケンスとの複合乗算を実行し、複合逆拡散ＩＤＥＳサンプルおよびＱＤＥＳサンプルをデカバーエレメント７２２および７３２に供給する。デカバーエレメント７２２は、データをカバーするために使用された１つ以上のチャネル化符号（例えばウオルシュ符号またはＯＶＳＦ符号）で逆拡散サンプルをデカバーし、複合デカバーされたサンプルを発生する。デカバーされたサンプルは次にシンボルアキュムレータ７２４に供給される。シンボルアキュムレータ７２４はチャネル化符号の長さにわたってサンプルを蓄積し、デカバーされたシンボルを発生する。デカバーされたシンボルは次にパイロット復調器７２６に供給される。
【００６９】
ダウンリンクの場合、パイロット基準は一般に他のデータ送信に沿って送信される。実現される特定のＣＤＭＡ規格に応じて、パイロット基準は、時分割多重方式（ＴＤＭ）または符号分割多重方式（ＣＤＭ）を用いて送信することができる。いずれの場合においても、パイロットは一般に特定のチャネル化符号を用いてチャネル化される。従って、デカバーエレメント７３２は、基地局においてパイロット基準をカバーするために使用された特定のチャネル化符号（例えばＩＳ−９５ＣＤＭＡシステムの場合ウオルシュ符号０）を用いて逆拡散サンプルをデカバーする。デカバーされたパイロットサンプルは次にアキュムレータ７３４に供給され、特定の時間間隔にわたって蓄積され、パイロットシンボルを発生する。蓄積時間間隔はパイロットチャネル化符号の期間、全体のパイロット基準期間、またはその他の時間間隔であり得る。次にパイロットシンボルはパイロットフィルタ７３６に供給され、パイロット復調器７２６に供給されるパイロット推定値を発生するために使用される。パイロット推定値はデータが存在するときその時間期間に対する推定されるまたは予測されるパイロットシンボルである。
【００７０】
パイロット復調器７２６はパイロットフィルタ７３６からのパイロット推定値を用いてシンボルアキュムレータ７２４からのデカバーされたシンボルのコヒーレント復調を実行し、復調されたシンボルをシンボル結合器７４０に供給する。コヒーレント復調は技術的に知られた方法で、デカバーされたシンボルとパイロット推定値との内積および外積を実行することにより達成することができる。シンボル結合器７４０はアクティブ基地局に割当てられた指プロセッサ７１０からの復調されたシンボルを受信しコヒーレントに結合し、再生されたシンボルを出力し、次の処理素子に供給される。
【００７１】
探索素子７１２はＰＮ逆拡散変調器およびＰＮ発生器を含むように設計することができる。ＰＮ発生器は最も強いマルチパスの探索において、おそらくコントローラ２４０による指示により、種々の時間オフセットにおいて、複合ＰＮシーケンスを発生する。探索される時間オフセット毎に、ＰＮ逆拡散変調器はＩＩＮおよびＱＩＮを受信して、特定の時間オフセットにおける複合ＰＮシーケンスでＩＩＮおよびＱＩＮを逆拡散し、逆拡散されたサンプルを供給する。次に、信号品質推定器７５０は逆拡散されたサンプルの品質を推定する。これは、各逆拡散されたサンプルのエネルギー（すなわちＩＤＥＳ２＋ＱＤＥＳ２）を計算し、特定の時間期間（例えば、パイロット基準期間）にわたってエネルギーを蓄積することにより達成することができる。探索素子は多数の時間オフセットにおいて探索を実行し、最も高い信号品質測定値を持つマルチパスが選択される。従って、利用可能な指プロセッサ７１０はこれらのマルチパスを処理するために割当てることができる。
【００７２】
ＣＤＭＡシステムのためのレーキ受信器の設計および動作については、米国特許第５，７６４，６８７（発明の名称：「スペクトル拡散多重アクセス通信システムのための移動復調器アーキテクチャ」）、および米国特許第５，４９０，１６５（発明の名称：「複数の信号を受信することのできるシステムにおける復調素子割当て」）に詳細に記載されている。これらの特許はこの発明の譲受人に譲渡され、参照することによりここに組み込まれる。
【００７３】
図７はレーキ受信器の特定のデザインを示す。他のレーキ受信器構造および実現方法も使用することができ、この発明の範囲内である。例えば、他のレーキ受信器の設計において、サンプルがバッファに記憶され、異なる時間オフセットにおけるサンプルのセグメントが後で検索され処理される。この設計において、実現できる指プロセッサの数はレーキ受信器の処理速度により制限される。他のレーキ受信器の設計も考慮することができ、この発明の範囲内である。
【００７４】
図７はまたレーキ受信器７００の素子に対してクロック信号を発生するために使用される回路を示す。位相ロックループ（ＰＬＬ）７６２は重要な基地局のためのパイロット推定値を受信し、受信したパイロットの位相を決定し、制御信号を発生する。制御信号は特定の更新レート（例えば２００ｍｓｅｃに１回またはその他の時間期間）で更新可能である。クロック発生器７６４はＰＬＬ７６２から制御信号を受信する基準発振器を含み、パイロットの位相を追跡するようにそれに応じて周波数を調節する。次に、クロック発生器７６４は基準発振器に基づいてクロック信号を発生し、クロック信号をレーキ受信器７００内の種々の素子に供給する。
【００７５】
ここに記載した処理装置（例えば、レーキ受信器、デコーダ、コントローラその他）は種々の方法で実現することができる。例えば各処理装置は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、またはここに記載した機能を実行するように設計された他の電子回路で実現可能である。処理装置は１つ以上の集積回路に集積可能である。また、処理装置は、ここに記載した機能を達成する命令コードを実行するように動作する汎用のまたは特に設計されたプロセッサで実現可能である。従って、ここに記載した処理装置は、ハードウエア、ソフトウエアまたはそれらの組合せを用いて実現可能である。
【００７６】
好適実施形態の上述した記載は当業者がこの発明を作成しまたは使用可能にするために提供される。これらの実施形態に対する変形例は当業者には容易に明白であり、ここに定義される一般的原理は発明力の使用なしに他の実施形態に適用可能である。従って、この発明はここに示した実施形態に限定されることを意図したものではなく、ここに開示した原理と新規な特徴に一致する最も広い範囲に一致する。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１はこの発明を実現可能な通信システムの簡単化されたブロック図である。
【図２】
図２はダウンリンク送信のための信号処理の実施形態の簡単化されたブロック図である。
【図３】
図３は多数の基地局から遠隔端末において受信される送信を示す図である。
【図４】
図４は基地局および／または衛星からの送信間の計算されたタイムオフセットに基づいて遠隔端末の位置の推定を示す図である。
【図５】
図５は、指プロセッサがアクティブセットにない基地局に割当てられる、遠隔端末の位置を決定するための処理の実施形態のフロー図である。
【図６】
図６は指プロセッサがアクティブセットにない基地局への割当てに利用できない、遠隔端末の位置を決定するための処理の実施形態のフロー図である。
【図７】
図７はこの発明の種々の観点を実現するために使用されるレーキ受信器の実施形態のブロック図である。
【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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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004511990.tif 000044
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【国際調査報告】
2004511990.tif 000046
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