(57)【要約】無線通信ネットワークにおける未変更の無線アセットの位置は、通信シーケンスの異なるネットワーク受信機への到着時間差を使用して識別されるであろう。タイムスタンプ装置は、通信シーケンスにタイムスタンプを押すために、信号復号器と並行して相関回路を含んでもよい。セル型無線ネットワークは、空間的タイムスタンプ密度を高めるために周波数で多重化されるであろう。位置識別情報をネットワーク装置に供給するために、タグを受動的アセットに取り付けてもよい。標準的８０２．１１無線周波数構造を一斉通報するアセットの位置が識別されるであろう。また、通信シーケンスを相関させる段階に固有のノイズは、選択された相関関数を使用することにより低減されるであろう。
2004514356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期信号発生器と、
前記発生器と電気通信状態にあり、８０２．１１通信シーケンスにタイムスタンプを押すように形成された少なくとも１つのネットワーク・リソースと、
を含むことを特徴とする、無線アセットの位置を識別するための装置。
【請求項２】
前記リソースは、８０２．１１データパケットにタイムスタンプを押すように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記リソースは、８０２．１１ａデータパケットにタイムスタンプを押すように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記リソースは、８０２．１１ｂデータパケットにタイムスタンプを押すように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
ある位置での通信シーケンスの到着時間の推定値をもたらすシステムであって、
無線周波数信号を受信する装置と、
前記装置と電子通信状態にある第１の回路と、
を含み、
前記第１の回路は、
ａ．二記号相関器、
ｂ．三記号相関器、
ｃ．四記号相関器、
ｄ．五記号相関器、
ｅ．Ｎは５よりも大きい整数であるＮ記号相関器、及び
ｆ．ａからｅのうちの少なくとも２つの組合せ、
のグループから選択された少なくとも１つの相関器を含む、
ことを特徴とするシステム。
【請求項６】
前記第１の回路は、滑り相関器を含むことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
並列に配置された少なくとも２つの相関器を含むことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記装置と電子通信状態にあり、前記通信シーケンスを復号するように形成されている第２の回路を更に含むことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１の回路と電子通信状態にあり、前記相関器が発生した相関信号においてマルチパスピークを視野方向ピークから分離するように形成されている第３の回路を更に含むことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１の回路と電子通信状態にあり、前記到着時間を指示する信号を出力するように形成されている第４の回路を更に含むことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１１】
前記装置と電子通信状態にあり、前記通信シーケンスの移動送信装置識別コードを構文解析するように形成されている第５の回路を更に含むことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１２】
前記装置は、前記装置と電子通信状態にあるアンテナを含むことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１３】
前記装置は、
中央演算処理装置と、
前記中央演算処理装置が制御し、前記アンテナと電子通信状態にある無線モジュールと、
を含む、ことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記モジュールは、
ａ．ＰＣＭＣＩＡカード、
ｂ．「ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ（登録商標）」カード、及び
ｃ．ミニＰＣＩカード、
のグループから選択される、ことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
追跡回路出力を有する搬送波追跡回路と、
相関回路出力を有するチッピングコード相関回路と、
タイムスタンプ回路と、
受信機インタフェースと、
を含み、
前記相関回路は、前記追跡回路及び前記受信機インタフェースと直列電子通信状態にあり、
前記タイムスタンプ回路は、前記追跡回路出力、前記相関回路出力、及び、前記受信機インタフェースに接続されている、
ことを特徴とする、無線信号を処理する信号処理回路。
【請求項１６】
前記タイムスタンプ回路は、マルチパスプロセッサを含むことを特徴とする請求項１５に記載の回路。
【請求項１７】
前記相関器及び前記インタフェースと直列電子通信状態にあって、前記相関器と前記インタフェースとの間にあるスクランブル解読回路を更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の回路。
【請求項１８】
前記追跡回路を前記タイムスタンプ回路に接続する相関器バイパスを更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の回路。
【請求項１９】
信号を第１の周波数で受信するように形成された少なくとも１つの第１の受信機対と、信号を第２の周波数で受信するように形成された少なくとも１つの第２の受信機対とを有する通信ネットワークにおけるアセットの位置を識別する方法であって、
第１の受信機対を使用して、第１の通信シーケンスをアセットから受信する段階と、
第２の受信機対を使用して、第２の通信シーケンスを前記アセットから受信する段階と、
前記第１の受信機対に対応する第１の到着時間差と、前記第２の受信機対に対応する第２の到着時間差とを使用して位置を識別する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記ネットワークが、第３の周波数で受信するように形成された少なくとも１つの第３の受信機対を含む時、
前記第３の受信機対を使用して第３の通信シーケンスを前記アセットから受信する段階を更に含み、
前記識別段階は、前記第３の受信機対に対応する第３の到着時間差を使用する段階を更に含む、
ことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ネットワークが、追加の周波数で受信するように形成された少なくとも１つの追加の受信機対を含む時、
前記追加の受信機対を使用して、前記追加の周波数で追加の通信シーケンスを前記アセットから受信する段階を更に含み、
前記識別段階は、前記追加の受信機対に対応する追加の到着時間差を使用する段階を更に含む、
ことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記受信段階の各々は、少なくとも１つのＩＥＥＥ（米国電気電子学会）８０２．１１適合無線通信シーケンスを受信する段階を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記第２の受信機対が補助受信機を含む時、前記第２の通信シーケンスを受信する段階は、前記補助受信機の作動周波数を切り替える段階を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
信号を第１の周波数で受信するように形成された少なくとも１つの第１の受信機対と、信号を第２の周波数で受信するように形成された少なくとも１つの第２の受信機対とを有する通信ネットワークに、位置を有するアセットに対応する位置推定情報を供給する方法であって、
位置を推定するように形成された第１の通信シーケンスを第１の周波数で送信する段階と、
前記位置を推定するように形成された第２の通信シーケンスを第２の周波数で送信する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
前記ネットワークが、信号を第３の周波数で受信するように形成された少なくとも１つの第３の受信機対を含む時、前記位置を推定するように形成された第３の通信シーケンスを前記第３の周波数で送信する段階を更に含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記ネットワークが、追加の周波数で受信するように形成された少なくとも１つの追加の受信機対を含む時、前記位置を推定するように形成された追加の通信シーケンスを前記追加の周波数で送信する段階を更に含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記送信段階の各々は、少なくとも１つのＩＥＥＥ８０２．１１適合無線通信シーケンスを送信する段階を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
通信ネットワークにおける移動アセットの位置を選択的に識別する方法であって、
アセットを識別するアセット識別子を有する通信シーケンスを前記アセットから受信する段階と、
前記アセット識別子が選択された識別子に対応する時、位置をオプションとして推定する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２９】
前記受信段階は、固有のアセット識別子を有する通信シーケンスを受信する段階を含むことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
少なくとも１つの移動アセット識別子を選択する段階を更に含むことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
少なくとも１つの移動アセット識別子を記憶する段階を更に含むことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
前記アセット識別子を選択された識別子と比較する段階を更に含むことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３３】
前記ネットワーク内の受信機での前記通信シーケンスの到着時間に対応する、前記通信シーケンスの少なくとも１つの到着時間を計算する段階を更に含むことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３４】
前記推定段階は、少なくとも２つの到着時間を使用して到着時間差を定量化する段階を含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
受信機におけるデータ信号の到着時間の推定値をもたらす方法であって、
データ信号を受信する段階と、
前記信号を復調する段階と、
復号された信号を形成するために前記信号を復号する段階と、
前記データ信号がタイムスタンプに向けて符号化されていない場合、前記復号された信号に対する相関関数をオプションとして選択する段階と、
前記相関関数を使用して到着時間を推定する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３６】
前記データ信号がタイムスタンプに向けて符号化されているか判断する段階を更に含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記データ信号を無線アセットから送信する段階を更に含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記送信段階は、前記到着時間推定値を判断するために選択された予め選択された基準信号に対応する通信シーケンスを発生させる段階を含むことを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記発生段階は、少なくとも２つの連続した同一記号のシーケンスを発生させる段階を含むことを特徴とする請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記少なくとも２つの連続した同一記号のシーケンスを発生させる段階は、一連のチッピングコードを発生させる段階を含む、
ことを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記オプションとして相関関数を選択する段階は、基準シーケンスを選択する段階を含み、
前記相関関数は、前記基準シーケンスに依存する、
ことを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項４２】
前記復号された信号が予め選択された到着時間推定シーケンスを含む時、前記基準信号を選択する段階は、予め選択された基準シーケンスを識別する段階を含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記復号された信号の表現をバッファに記憶する段階、
を更に含み、
前記推定段階は、前記予め選択された基準シーケンスを前記表現と相関させる段階を含む、
ことを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記基準シーケンスを選択する段階は、前記シーケンスを選択するために前記復号された信号にルールを適用する段階を含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４５】
前記適用段階は、複数の記憶された基準シーケンスの少なくとも１つに対応する通信シーケンスを前記復号された信号内で識別する段階を含むことを特徴とする請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記復号された信号の表現をバッファに記憶する段階、
を更に含み、
前記推定段階は、前記基準シーケンスを前記表現と相関させる段階を含む、
ことを特徴とする請求項４４に記載の方法。
【請求項４７】
前記識別段階は、
ａ．単一「バーカー」コードシーケンス、
ｂ．一組の「バーカー」コードシーケンス、
ｃ．一組の同一「バーカー」コードシーケンス、
ｄ．単一ＰＮコード、
ｅ．一組のＰＮコード、
ｆ．一組の同一ＰＮコード、及び
ｇ．ａからｆのうちの任意の組合せ、
のグループから選択された通信シーケンスを前記復号された信号内で識別する段階を含むことを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
前記オプションとして基準シーケンスを選択する段階は、
ａ．単一「バーカー」コードシーケンス、
ｂ．一組の「バーカー」コードシーケンス、
ｃ．一組の同一「バーカー」コードシーケンス、
ｄ．単一ＰＮコード、
ｅ．一組のＰＮコード、
ｆ．一組の同一ＰＮコード、及び
ｇ．ａからｆのうちの任意の組合せ、
のグループから選択された基準シーケンスを選択する段階を含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４９】
前記推定段階は、
前記データ信号と基準シーケンスとを使用して前記関数を評価する段階と、
前記関数を使用して、少なくとも１つの到着時間推定量の値を判断する段階と、
を含む、ことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項５０】
前記判断段階は、前記少なくとも１つの到着時間推定量の値の平均を計算する段階を含むことを特徴とする請求項４９記載の方法。
【請求項５１】
前記到着時間を前記平均に等しく設定する段階を更に含むことを特徴とする請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記判断段階は、極値を計算する段階を含むことを特徴とする請求項４９に記載の方法。
【請求項５３】
前記計算段階は、
ａ．実質的な最大値、及び
ｂ．実質的な最小値
のグループから選択された量を計算する段階を含むことを特徴とする請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記到着時間推定量の値に対応する時間値を判断する段階を更に含むことを特徴とする請求項４９に記載の方法。
【請求項５５】
前記到着時間推定量の値に対応する時間値を、
ａ．アクセスポイントのクロック時間、及び
ｂ．ネットワークのクロック時間
のグループから選択された時間を使用して計算する段階を更に含むことを特徴とする請求項４９に記載の方法。
【請求項５６】
前記推定段階は、前記相関関数に対応する相関信号において、マルチパス成分を視野方向信号成分から分離する段階を含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項５７】
前記分離段階は、前記相関信号におけるピークの前縁を検出する段階を含むことを特徴とする請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記分離段階は、チャンネル推定を実行する段階を含むことを特徴とする請求項５６に記載の方法。
【請求項５９】
前記データ信号がタイムスタンプに向けて符号化されている場合、前記復号された信号に対する相関関数をオプションとして選択する段階を更に含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項６０】
前記復号された信号において、
ａ．単一「バーカー」コードシーケンス、
ｂ．一組の「バーカー」コードシーケンス、
ｃ．一組の同一「バーカー」コードシーケンス、
ｄ．単一ＰＮコード、
ｅ．一組のＰＮコード、
ｆ．一組の同一ＰＮコード、
ｇ．ａからｆのうちの任意の組合せ、
ｈ．単一ＣＣＫ記号、
ｉ．一組のＣＣＫ記号、
ｊ．一組の同一ＣＣＫ記号、
ｋ．単一ＰＢＣＣ記号、
ｌ．一組のＰＢＣＣ記号、
ｍ．一組の同一ＰＢＣＣ記号、
ｎ．単一ＯＦＤＭ記号、
ｏ．一組のＯＦＤＭ記号、
ｐ．一組の同一ＯＦＤＭ記号、及び
ｑ．ｈからｐのうちの任意の組合せ、
のグループから選択された通信シーケンスを識別する段階を更に含むことを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記推定段階は、
ａ．単一「バーカー」コードシーケンス、
ｂ．一組の「バーカー」コードシーケンス、
ｃ．一組の同一「バーカー」コードシーケンス、
ｄ．単一ＰＮコード、
ｅ．一組のＰＮコード、
ｆ．一組の同一ＰＮコード、
ｇ．ａからｆのうちの任意の組合せ、
ｈ．単一ＣＣＫ記号、
ｉ．一組のＣＣＫ記号、
ｊ．一組の同一ＣＣＫ記号、
ｋ．単一ＰＢＣＣ記号、
ｌ．一組のＰＢＣＣ記号、
ｍ．一組の同一ＰＢＣＣ記号、
ｎ．単一ＯＦＤＭ記号、
ｏ．一組のＯＦＤＭ記号、
ｐ．一組の同一ＯＦＤＭ記号、及び
ｑ．ｈからｐのうちの任意の組合せ、
のグループから選択された基準信号を選択する段階を含むことを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項６２】
各々が既知の場所に位置する少なくとも第１の受信装置と第２の受信装置とを有する通信ネットワークにおけるアセットの位置を識別する方法であって、
データ信号がタイムスタンプに向けて符号化されていない場合、復号された信号に対する相関関数をオプションとして選択する段階と、
アセットが送信した通信シーケンスの第１の受信装置への到着に対応する第１の到着時間を前記相関関数を使用して推定する段階と、
前記通信シーケンスの第２の受信装置への到着に対応する第２の到着時間を前記相関関数を使用して推定する段階と、
前記第１及び第２の到着時間を使用して、第１の到着時間差を計算する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項６３】
前記データ信号がタイムスタンプに向けて符号化されていない場合、前記復号された信号に対する相関関数をオプションとして選択する段階を更に含むことを特徴とする請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
前記第１の受信機を使用して前記通信シーケンスを受信する段階を更に含むことを特徴とする請求項６２に記載の方法。
【請求項６５】
前記第２の受信機を使用して前記通信信号を受信する段階を更に含むことを特徴とする請求項６２に記載の方法。
【請求項６６】
前記相関関数を選択する段階を更に含むことを特徴とする請求項６２に記載の方法。
【請求項６７】
前記選択段階は、前記相関関数を選択するために前記通信シーケンスに関する情報を使用する段階を含むことを特徴とする請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
前記計算段階は、前記第１の到着時間を前記第２の到着時間から差し引く段階を含むことを特徴とする請求項６３に記載の方法。
【請求項６９】
前記第１の到着時間差を使用して前記位置を推定する段階を更に含むことを特徴とする請求項６３に記載の方法。
【請求項７０】
前記計算段階は、第１の複数のアセット位置の解を判断する段階を含むことを特徴とする請求項６３に記載の方法。
【請求項７１】
前記ネットワークが少なくとも１つの追加の受信装置を含む時、前記推定段階は、
前記追加の受信装置を使用して、第２の複数のアセット位置の解を判断する段階と、
前記第１及び第２の複数のアセット位置の解を使用して前記位置を識別する段階と、
を更に含む、ことを特徴とする請求項７０に記載の方法。
【請求項７２】
前記識別段階は、前記第１の複数解と前記第２の複数解との交差点を推定する段階を含むことを特徴とする請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
前記識別段階は、双曲線三辺測量を使用する段階を含むことを特徴とする請求項７１に記載の方法。
【請求項７４】
前記第２の複数解を判断する段階は、前記アセットと前記追加の受信装置との間の距離を推定する段階を含むことを特徴とする請求項７１に記載の方法。
【請求項７５】
前記推定段階は、前記通信信号の移動時間を計算する段階を含むことを特徴とする請求項７４に記載の方法。
【請求項７６】
前記距離の推定段階は、前記通信信号の信号強度を推定する段階を含むことを特徴とする請求項７４に記載の方法。
【請求項７７】
前記第２の複数解を判断する段階は、前記通信信号の前記追加受信機への到着に対応する第３の到着時間を使用して、前記第３の到着時間と前記第１及び第２の到着時間のうちの１つとの間の差に実質的に等しい第２の到着時間差を計算する段階を含むことを特徴とする請求項７１に記載の方法。
【請求項７８】
前記ネットワークが少なくとも第３の受信機と第４の受信機とを含む時、前記第２の複数解を判断する段階は、前記通信信号の前記第３の受信機への到着に対応する第３の到着時間と、前記通信信号の前記第４の受信機への到着に対応する第４の到着時間とを使用して、前記第３及び第４の到着時間の間の差に実質的に等しい第２の到着時間差を計算する段階を含むことを特徴とする請求項７１に記載の方法。
【請求項７９】
各々が既知の場所に位置する第１の受信装置と第２の受信装置とを有する通信ネットワークにおけるアセットの位置を識別する方法であって、
相関関数を使用して、アセットからの通信信号の第１ステーションへの到着に対応する１つよりも多い第１の到着時間推定量の値を推定する段階と、
前記相関関数を使用して、前記通信信号の第２ステーションへの到着に対応する１つよりも多い第２の到着時間推定量の値を推定する段階と、
前記第１及び第２の到着時間推定量を使用して到着時間差を計算する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項８０】
前記計算段階は、
１つの第１の到着時間推定量の値に対応する第２の到着時間推定量の値の各々に対して、前記第２の到着時間推定量の値と前記第１の到着時間推定量の値との間の差を定量化する段階と、
少なくとも２つの差が定量化された場合、前記差を平均する段階と、
を含む、ことを特徴とする請求項７９に記載の方法。
【請求項８１】
前記平均する段階は、前記到着時間差を前記第１及び第２の到着時間推定量の値の平均に等しく設定する段階を含むことを特徴とする請求項７９に記載の方法。
【請求項８２】
前記第１の受信機を使用して前記通信信号を受信する段階と、
前記第２の受信機を使用して前記通信信号を受信する段階と、
を更に含むことを特徴とする請求項７９に記載の方法。
【請求項８３】
前記相関関数を選択する段階を更に含むことを特徴とする請求項７９に記載の方法。
【請求項８４】
少なくとも３つの受信機を有する通信ネットワークにおけるアセットの位置を識別する方法であって、
復号された信号を形成するために、アセットからのデータ信号を復号する段階と、
前記復号された信号がタイムスタンプに向けて符号化されているか判断する段階と、
通信シーケンスの受信機への到着時間を推定するための相関関数を選択する段階と、
前記通信シーケンスの前記受信機の対応する方への到着時間に対応する少なくとも１つの到着時間推定値を前記受信機の各々に関して収集する段階と、
前記推定値の少なくとも２つの対の各々に対して差を計算する段階と、
前記差を使用して位置を推定する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項８５】
前記推定段階は、各差に対して少なくとも１つのアセット位置解集合を形成する段階を含むことを特徴とする請求項８４に記載の方法。
【請求項８６】
前記推定段階は、
少なくとも１つの解集合判断基準を設定する段階と、
前記判断基準を満足しない解集合を破棄する段階と、
を更に含む、ことを特徴とする請求項８４に記載の方法。
【請求項８７】
前記解集合判断基準は、前記ネットワークの幾何学的形態に基づくことを特徴とする請求項８６に記載の方法。
【請求項８８】
前記解集合判断基準は、到着時間推定値の精度の指数に基づくことを特徴とする請求項８６に記載の方法。
【請求項８９】
前記推定段階は、前記解集合を使用して、前記位置の最大尤度推定量を見つける段階を更に含むことを特徴とする請求項８５に記載の方法。
【請求項９０】
各到着時間推定値を前記推定値の精度指数に比例して重み付けする段階を更に含むことを特徴とする請求項８９に記載の方法。
【請求項９１】
前記推定段階は、前記解集合を使用して、前記位置の最小二乗法による推定値を見つける段階を更に含むことを特徴とする請求項８５に記載の方法。
【請求項９２】
各々が既知の場所に位置する少なくとも第１の受信装置と第２の受信装置とを有する通信ネットワークにおけるアセットの位置を識別する方法であって、
アセットが送信した８０２．１１通信シーケンスの、その第１の受信装置への到着に対応する第１の到着時間を推定する段階と、
前記シーケンスの、その第２の受信装置への到着に対応する第２の到着時間を推定する段階と、
前記第１及び第２の到着時間を使用して、第１の到着時間差を計算する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９３】
前記第１の受信機を使用して前記通信シーケンスを受信する段階を更に含むことを特徴とする請求項９２に記載の方法。
【請求項９４】
前記第２の受信機を使用して前記通信信号を受信する段階を更に含むことを特徴とする請求項９２に記載の方法。
【請求項９５】
前記計算段階は、前記第１の到着時間を前記第２の到着時間から差し引く段階を含むことを特徴とする請求項９２に記載の方法。
【請求項９６】
前記第１の到着時間差を使用して前記位置を推定する段階を更に含むことを特徴とする請求項９２に記載の方法。
【請求項９７】
前記推定段階は、前記アセットに対する第１の複数の位置の解を判断する段階を含むことを特徴とする請求項９２に記載の方法。
【請求項９８】
前記ネットワークが少なくとも１つの追加の受信装置を含む時、前記推定段階は、
前記追加の受信装置を使用して、第２の複数のアセット位置の解を判断する段階と、
前記第１及び第２の複数のアセット位置の解を使用して前記位置を識別する段階と、
を更に含む、ことを特徴とする請求項９７に記載の方法。
【請求項９９】
前記識別段階は、前記第１の複数解と前記第２の複数解との交差点を推定する段階を含むことを特徴とする請求項９８に記載の方法。
【請求項１００】
前記識別段階は、双曲線三辺測量を使用する段階を含むことを特徴とする請求項９８に記載の方法。
【請求項１０１】
前記第２の複数解を判断する段階は、前記アセットと前記追加の受信装置との間の距離を推定する段階を含むことを特徴とする請求項９８に記載の方法。
【請求項１０２】
前記推定段階は、前記通信信号の移動時間を計算する段階を含むことを特徴とする請求項１０１に記載の方法。
【請求項１０３】
前記距離の推定段階は、前記通信信号の信号強度を推定する段階を含むことを特徴とする請求項１０１に記載の方法。
【請求項１０４】
前記第２の複数解を判断する段階は、前記通信信号の前記追加受信機への到着に対応する第３の到着時間を使用して、前記第３の到着時間と前記第１及び第２の到着時間のうちの１つとの間の差に実質的に等しい第２の到着時間差を計算する段階を含むことを特徴とする請求項９８に記載の方法。
【請求項１０５】
前記ネットワークが少なくとも第３の受信機と第４の受信機とを含む時、前記第２の複数解を判断する段階は、前記通信信号の前記第３の受信機への到着に対応する第３の到着時間と、前記通信信号の前記第４の受信機への到着に対応する第４の到着時間とを使用して、前記第３及び第４の到着時間の間の差に実質的に等しい第２の到着時間差を計算する段階を含むことを特徴とする請求項９８に記載の方法。
【請求項１０６】
各々が既知の場所に位置する第１の受信装置と第２の受信装置とを有する通信ネットワークにおけるアセットの位置を識別する方法であって、
アセットからの８０２．１１通信信号の第１ステーションへの到着に対応する１つよりも多い第１の到着時間推定量の値を推定する段階と、
前記通信信号の第２ステーションへの到着に対応する１つよりも多い第２の到着時間推定量の値を推定する段階と、
前記第１及び第２の到着時間推定量を使用して到着時間差を計算する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０７】
前記計算段階は、
１つの第１の到着時間推定量の値に対応する第２の到着時間推定量の値の各々に対して、前記第２の到着時間推定量の値と前記第１の到着時間推定量の値との間の差を定量化する段階と、
少なくとも２つの差が定量化された場合、前記差を平均する段階と、
を含む、ことを特徴とする請求項１０６に記載の方法。
【請求項１０８】
前記平均する段階は、前記到着時間差を前記第１及び第２の到着時間推定量の値の平均に等しく設定する段階を含むことを特徴とする請求項１０６に記載の方法。
【請求項１０９】
前記第１の受信機を使用して前記通信信号を受信する段階と、
前記第２の受信機を使用して前記通信信号を受信する段階と、
を更に含むことを特徴とする請求項１０６に記載の方法。
【請求項１１０】
相関関数を選択する段階を更に含むことを特徴とする請求項１０６に記載の方法。
【請求項１１１】
少なくとも３つの受信機を有する通信ネットワークにおけるアセットの位置を識別する方法であって、
８０２．１１通信シーケンスの受信機への到着時間を推定する段階と、
前記通信シーケンスの前記受信機の対応する方への到着時間に対応する少なくとも１つの到着時間推定値を前記受信機の各々に関して収集する段階と、
前記推定値の少なくとも２つの対の各々に対して差を計算する段階と、
前記差を使用して位置を推定する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１２】
前記推定段階は、各差に対して少なくとも１つのアセット位置解集合を形成する段階を含むことを特徴とする請求項１１１に記載の方法。
【請求項１１３】
前記推定段階は、
少なくとも１つの解集合判断基準を設定する段階と、
前記判断基準を満足しない解集合を破棄する段階と、
を更に含む、ことを特徴とする請求項１１１に記載の方法。
【請求項１１４】
前記解集合判断基準は、前記ネットワークの幾何学的形態に基づくことを特徴とする請求項１１３に記載の方法。
【請求項１１５】
前記解集合判断基準は、到着時間推定値の精度の指数に基づくことを特徴とする請求項１１３に記載の方法。
【請求項１１６】
前記推定段階は、前記解集合を使用して、前記位置の最大尤度推定量を見つける段階を更に含むことを特徴とする請求項１１２に記載の方法。
【請求項１１７】
各到着時間推定値を前記推定値の精度指数に比例して重み付けする段階を更に含むことを特徴とする請求項１１６に記載の方法。
【請求項１１８】
前記推定段階は、前記解集合を使用して、前記位置の最小二乗法による推定値を見つける段階を更に含むことを特徴とする請求項１１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
関連出願との相互参照
本出願は、本明細書においてその全内容が引用により援用されている、現在出願中の２００１年２月２０日出願の米国特許仮出願第６０／２７０、２５４号、及び、２０００年１１月１４日出願の第６０／２４８、３５７号からの恩典を主張するものである。
【０００２】
（背景技術）
本開示は、無線又は一部無線通信ネットワーク内のアセットの位置を追跡する装置及び方法に関する。特に、本開示は、移動送信機により一斉通報された１つ又は複数の通信シーケンスの受信機への到着時間（以下、ＴＯＡという）の使用によるアセット位置の識別に関する。ＴＯＡの推定は、通信シーケンスの「タイムスタンプ」と呼ばれることがある。
通信シーケンス到着時間の正確な推定は、通信ネットワーク内にある受信機と共に測距又は三角測量技術を使用して移動アセットの位置を測定する時に必要になるであろう。ネットワーク内のアセットの数、通信トラフィック量、又は、タイムスタンプを押す事象の割合が増えるにつれて、タイムスタンプ性能及び全体的なネットワーク性能が下がる場合がある。通常、全ての一斉通報パケットに関連してネットワーク内にある全ての無線アセットの位置を識別することは必要ではない。しかし、全ての受信パケットにタイムスタンプを押さなければ目標とするパケットにタイムスタンプを押すことが不可能な場合があるので、ネットワークの作動はしばしば非効率である。
いくつかの無線ネットワークでは、アクセスポイントアーキテクチャがネットワーク性能を限定する場合がある。アクセスポイントは、無線アセット位置の正確な推定値を発生させるほど素早くタイムスタンプ処理を実行させないことが多い。
【０００３】
無線通信ネットワークは、多くの場合、隣接するセルが異なるチャンネルで作動するセル型アーキテクチャを有する。これらのセルは、通信信号間の干渉を最小限に抑えるために、チャンネル間の物理的な距離を最大にするように配置される。この配置は、ネットワークユーザが利用できる空間的バンド幅を最大にするが、所定のチャンネル上でタイムスタンプに利用可能な受信機の密度を下げることにより、しばしば位置推定精度を低下させる。
無線通信ネットワークは、益々、８０２．１１無線周波数信号構造を使用するように設計されている。この規格が普及するにつれて、標準８０２．１１パケットを一斉通報する無線アセットの位置を識別することが益々有益になるであろう。
【０００４】
多くの場合、無線通信ネットワークの近くにある「受動的」アセットの位置を識別することが必要である。例えば、貨物作業場ではパレットの位置を追跡することが必要であろう。１つの解決策は、能動的タグを受動的アセットに取り付けることである。タグは、しばしば一定の予定表と単一の周波数とに基づく特別の信号を送信する。ネットワークが予定された送信を受信しない場合、位置情報が失われるであろう。予定が固定されたタグは、送信時期を「選択する」ことができないので、開かれた「放送時間」の期間を最適に利用することができない。従って、通信量の多い通信ネットワークでは、位置の推定が特に困難又は非効率的になり得る。単一周波数のタグは、多重周波数セル型ネットワークにおいて最適に追跡可能でない場合がある。
タイムスタンプ手法は、しばしば、相関に基づく信号処理技術（信号復号技術と類似）を使用する。公知の相関技術（例えば、相互相関アーチファクト）に固有のノイズは、タイムスタンプ精度を低下させる可能性がある。
【０００５】
単一通信シーケンス送信による多数の信号の到着（以下、「マルチパス」という）は、復号された信号の品質を低下させ、シーケンス検出を困難にするであろう。マルチパスは、「視野方向」信号の後に受信機に到着する送信エコーを送信機に近い構造物が生成する時に起こる場合がある。「視野方向」（以下、「ＬＯＳ」いう）信号とは、送信機と受信機の間の最短経路を横切る送信信号の部分である。ＬＯＳ信号は、構造物を通過してもよい。ＬＯＳ経路は、可視スベクトルにおいては不透明なことがある。マルチパスは、復号データ信号を擬似データシーケンスで汚染し、ＬＯＳデータシーケンスの検出を困難にする場合がある。ＬＯＳ信号は、それらが通過する構造物により減衰されることがあるので、マルチパスは、ＬＯＳ信号よりも強い信号を有する擬似シーケンスを発生させることがある。
【０００６】
従って、無線アセットの位置を識別する効率的な装置及び方法を提供することが必要であろう。
無線アセットの位置を正確に識別する装置及び方法を提供することもまた必要であろう。
８０２．１１信号構造を一斉通報する無線アセットの位置を識別する装置及び方法を提供することが更に必要であろう。
位置識別のために受動的アセットを効率的にタグ付けする装置及び方法を提供することが更にまた必要であろう。
【０００７】
（発明の開示）
本発明の目的は、無線通信ネットワーク内の無線アセットの位置を識別する改良された装置及び方法を提供することである。
本発明の原理に従って、データ信号の受信機への到着時間の推定をもたらす装置及び方法が準備されるであろう。いくつかの実施形態では、データ信号を受信、復調、及び、復号して復号信号にしてもよい。復号信号は、ＴＯＡの推定に好ましいシーケンスを得るために解析されてもよい。好ましいＴＯＡシーケンスが検出された場合、変調信号と相関させるために相関関数が選択されるであろう。相関関数は、データシーケンスの相関特性に基づいて得られる法則を使用して選択されてもよい。ＴＯＡは、相関関数、相関関数の値、又は、その組合せを使用して推定されるであろう。
本発明の上記及び他の目的及び利点は、全体を通して同じ参照符号が同じ部分を意味する添付図面と共に以下の詳細説明を考察すれば明らかになるであろう。
【０００８】
（発明を実施するための最良の形態）
通信ネットワークにおける無線アセットの位置を識別するシステム及び方法が準備される。本発明のいくつかの実施形態は、同期信号発生器、及び、無線アセットが一斉通報した通信シーケンスにタイムスタンプを押すように形成されたネットワーク・リソースを含んでもよい。各ネットワーク・リソースは、同期信号発生器と電気通信していてもよい。各手段は、通信シーケンスにタイムスタンプを押すように形成されるであろう。
【０００９】
同期信号は、ネットワーク・リソースに存在するクロックを同期させるのに使用されるであろう。ネットワーク・リソースからの到着時間推定値（以下、ＴＯＡ推定値という）を使用して、無線アセットの位置を識別してもよい。いくつかの実施形態では、異なるネットワーク・リソースに到着する通信シーケンスに関するＴＯＡ推定値間の差異が位置識別のために使用されるであろう。異なるネットワーク・リソースに到着する通信シーケンスに関するＴＯＡの差異は、本明細書で「ＴＤＯＡ」と呼ぶことがある。ＴＤＯＡを使用して、可能な無線アセット位置の解集合を判断してもよい。第２のＴＤＯＡを使用して、その解集合内の推定アセット位置が識別されるであろう。いくつかの実施形態では、双曲線三辺測量を使用して、ＴＤＯＡを無線アセット位置推定値に変換してもよい。
いくつかの実施形態では、ＩＥＥＥ（米国電気電子工学会）８０２．１１通信シーケンスにタイムスタンプが押されるであろう。この通信シーケンスには、８０２．１１無線周波数信号構造が含まれていてもよく、８０２．１１パケットを含んでいてもよい。
【００１０】
本発明のいくつかの実施形態は、無線通信ネットワーク内のある位置における通信シーケンスのＴＯＡ推定を準備するＴＯＡ推定装置を提供するであろう。ＴＯＡ推定装置は、１つ又はそれ以上の通信シーケンスを受信する１つ又はそれ以上の受信機を含んでもよい。ＴＯＡ推定値は、通信シーケンス又は通信シーケンスの一部分の到着時間の推定値であってもよい。通信シーケンスは、一連の情報記号を含むであろう。情報記号は、ＰＮコード、ＣＣＫ記号、ＰＢＣＣ記号、又は、他の適切な任意の情報記号であってもよい。通信シーケンスでは、高品質の自己相関特性を有する情報記号のパターンがタイムスタンプに好ましいであろう。ノイズの多い自己相関特性を有する情報記号のパターンは、タイムスタンプに不利な場合がある。
【００１１】
通信シーケンス又はその一部分に付随する信号の前縁を、ＴＯＡと定義してもよい。通信シーケンス又はその一部分から得られた相関信号のピーク（以下で検討する）が、ＴＯＡを定義するのに使用されるであろう。通信シーケンス又はその一部分の他の任意の適切な特徴を使用してＴＯＡを定義してもよい。ネットワーク内の多数の受信機が通信シーケンスに関して同じＴＯＡ定義を使用する場合、ＴＯＡ間の差異が正確に推定されるであろう。
【００１２】
いくつかの実施形態では、ＴＯＡ推定装置は、無線周波数信号を受信する装置、及び、その無線周波装置と電子通信する第１の回路を含むであろう。第１の回路は、受信通信シーケンスの相関関数のピークを検出するように形成されてもよい。
第１の回路は、通信シーケンスのＴＯＡ推定に有利な部分を検出する相関器として機能するであろう。相関器は、通信シーケンスに選択された基準関数を掛ける滑り相関器であってもよい。通信シーケンスと選択された基準関数との積は、相関信号を形成するのに使用されるであろう。
【００１３】
第１の回路は、一記号、二記号、三記号、四記号、又は、五記号相関器を含んでもよく、各相関器の各記号は、受信通信シーケンスに存在し得る情報記号に対応する。二記号相関器は、通信シーケンスの２つの連続した対応する記号のパターンを検出するのに使用されるであろう。また、三記号相関器は、通信シーケンスの３つの連続した対応する記号のパターンを検出するのに使用されるであろう。より大きな「長さ」を有する相関器を使用して、通信シーケンスに存在し得るより長い記号パターンを検出してもよい。
第１の回路は、Ｎを任意の正の整数とした時、Ｎ記号相関器を含むであろう。また、第１の回路は、異なる長さの相関器の組合せを含むであろう。いくつかの実施形態において、本システムは、直列に配置された相関器を含んでもよい。また、いくつかの実施形態においては、本システムは、並列に配置された相関器を含んでもよい。
【００１４】
いくつかの実施形態では、ＴＯＡ推定装置は、受信機が受信した通信シーケンスを復号するように形成された第２の回路を含むであろう。例えば、８０２．１１ｂ適合無線ネットワークでは、１ビット（「バーカー」シーケンス）相関器が復号器としてしばしば使用される。（本明細書で用いる場合、８０２．１１という用語は、８０２．１１ａ及び８０２．１１ｂを含む、８０２．１１系の無線通信ネットワーク仕様のいずれも含む場合がある。）
【００１５】
いくつかの実施形態では、ＴＯＡ推定装置は、マルチパス信号成分を相関器出力信号（相関器信号と呼ばれることがある）から濾過するように形成された第３の回路を含むであろう。マルチパス信号は、構造物からの通信信号の反射である。マルチパス信号は、多くの場合、その対応する直接信号、すなわち「視野方向」信号が受信された後で受信される。所定の視野方向信号の反射により、多くのマルチパス信号が発生される場合がある。視野方向信号は構造物を通って伝播する間に弱められるので、マルチパス信号の方が視野方向信号よりも強いであろう。従って、相関信号に対する視野方向信号の寄与を識別することが必要な場合がある。
【００１６】
いくつかの実施形態では、ＴＯＡ推定装置は、到着時間推定値を示す信号を出力するように形成された第４の回路を含むであろう。いくつかの実施形態では、ＴＯＡ推定装置は、前記通信シーケンスにおける移動アセット装置識別コードを構文解析するように形成された第５の回路を含む場合がある。移動アセット識別コードは、「媒体アクセス制御」（以下、ＭＡＣという）アドレスを含んでもよい。また、移動アセット識別コードは、「インターネットプロトコル」（以下、「ＩＰ」という）アドレスを含むであろう。第５の回路は、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとの間の変換を実行してもよい。この変換は、例えば「アドレス解決プロトコル」又は「逆アドレス解決プロトコル」を使用して実行されるであろう。移動アセット識別コードは、システム管理者が選択してもよい。また、移動アセット識別コードは、８０２．１１識別コードであってもよい。更に、移動アセット識別コードは、固有のコードであってもよく、固有でないコードであってもよい。
【００１７】
いくつかの実施形態では、ＴＯＡ推定装置は、通信シーケンスを復調する回路を含むであろう。また、いくつかの実施形態では、ＴＯＡ推定装置は、通信シーケンスを受信するアンテナを含むであろう。いくつかの実施形態では、ＴＯＡ推定装置は、到着時間推定に必要なタスクを実行する中央演算処理装置を含んでもよく、この中央演算処理装置は、パーソナルコンピュータであってもよい。いくつかの実施形態では、ＴＯＡ推定装置は、無線モジュール（米国カリフォルニア州パロアルト、私書箱５１５３７に所在するコンパクトフラッシュ・アソシエーションの「コンパクトフラッシュ（ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ）（登録商標）」、米国カリフォルニア州９５１３４、サンホセ、スイート２０９、ファースト・ストリート、ノース２６３５に所在するＰＣＭＣＩＡの「ＰＣカード（登録商標）」、及び、ＰＣＩ・Ｓ・Ｉ・Ｇにより管理されているフォームファクタである「ミニＰＣＩ」という名称で入手可能なものなど）を含むであろう。
【００１８】
いくつかの実施形態では、本発明は、「選択傾聴」により移動アセット位置を選択的に識別するように形成された受信機を含む装置ネットワークを含むであろう。この受信機は、通信シーケンスを移動アセットから受信し、アセットが選択された識別子に対応する識別子を有する場合には、アセットの位置をオプションとして推定してもよい。この選択された識別子は、固有の識別子であってもよく、固有でない識別子であってもよい。また、選択された識別子は、システムのユーザにより選択されてもよく、ネットワーク・リソースのメモリに記憶されてもよい。ネットワーク送信機は、選択された無線アセットに警報を発してアセットに通信シーケンスを一斉通報させてもよい。ネットワークは、次にそのシーケンスにタイムスタンプを押すであろう。
【００１９】
いくつかの実施形態では、本発明は、ＴＯＡ推定装置のネットワークを含むであろう。各装置は、特定の周波数で作動するように形成された受信機を含み、ネットワークは、異なる周波数で伝播する信号のタイムスタンプを行うように形成された多数のＴＯＡ推定装置を含んでもよい。ＴＯＡ推定装置のグループを同じ周波数に割り当ててもよく、１つのグループの割り当てられた周波数は、他のグループの割り当てられた周波数と異なるであろう。装置は、セル型の構成に分配されてもよい。異なる周波数での一斉通報又は受信を伴う無線アセット位置を識別する方法は、本明細書において「周波数多重化」方法と呼ぶことがある。
【００２０】
ネットワークは、第１のグループからの１つ又はそれ以上のＴＯＡ推定装置を使用して、無線アセットから通信シーケンスを第１の周波数で受信するように形成されるであろう。ネットワークは、その後、第２のグループの１つ又はそれ以上のＴＯＡ推定装置を使用して、第２の周波数で通信シーケンスを無線アセットから受信するであろう。１つ又はそれ以上の追加の周波数で作動する１つ又はそれ以上の対応する追加ＴＯＡ推定装置グループを使用して、１つ又はそれ以上の対応する追加通信シーケンスを無線アセットから受信してもよい。いくつかの実施形態では、無線アセット送信は、利用可能なネットワーク周波数の全て又は一部を通じて、無線アセット位置が送信の間に実質的に変化しないことを確実にする十分に短い時間に進行するであろう。各ＴＯＡ推定装置は、その装置のそれぞれの周波数で受信した通信シーケンスにタイムスタンプを押すはずである。
【００２１】
ＴＯＡ推定装置が生成したＴＯＡ推定値から、無線アセット位置の１つ又はそれ以上の推定値が計算されるであろう。ＴＤＯＡは、同じ又は異なるグループから選択されたＴＯＡの対から得られてもよく、移動アセット位置を識別するのに有利に配置されたＴＯＡ推定装置から得られてもよい。有利に配置された装置には、無線アセットの近くの装置が含まれ、また、位置識別計算に有利なパターンで（例えば、移動ユニットを取り囲む三角形パターンで）空間的に分配された装置が含まれるであろう。
いくつかの実施形態では、無線アセット位置の大雑把な推定をもたらすために、予備的な位置識別計算が行われるであろう。これらの実施形態のあるものは、移動アセット位置の予備的推定値に基づいて選択されたＴＯＡ推定装置からの到着時間推定値を使用し、高精度の推定を行うであろう。
【００２２】
いくつかの実施形態では、ＴＯＡ推定装置は、１つよりも多い周波数で通信信号を受信するように形成されるであろう。例えば、ネットワークで利用可能な全ての周波数で通信シーケンスを受信するように装置を形成してもよい。装置は、ネットワークで利用可能な各周波数で通信シーケンスを受信するように形成された少なくとも１つの受信機を含むであろう。いくつかの実施形態では、ネットワークの全てのＴＯＡ推定装置を、全ての利用可能な周波数で通信シーケンスを受信するように形成してもよい。これらの実施形態では、利用可能な周波数のいずれか１つで作動する無線アセットは、ネットワークの全てのＴＯＡ推定装置によりタイムスタンプを押されることになる通信シーケンスを一斉通報するであろう。
【００２３】
多重周波数で通信シーケンスを受信するように形成されたＴＯＡ推定装置を含むいくつかの実施形態では、装置は、主受信機及び少なくとも１つの補助受信機を含むであろう。主受信機は、割り当てられた周波数で通信シーケンスを受信するように形成され、補助受信機は、ある周波数の範囲（例えば、ネットワークの全ての利用可能周波数）を通して交番するように形成されてもよい。ネットワークは、補助受信機を特定の時間に選択された周波数で強制的に作動させる中央制御装置を含んでもよい。例えば、この制御装置は、全ての補助受信機を一連の異なる周波数を通して同時に進行させるであろう。この異なる周波数は、全ての利用可能周波数を含んでもよい。全ての補助受信機が特定周波数に切り替えられている合間は、その周波数で無線アセットが一斉通報した通信シーケンスに対して、潜在的にはネットワークの全てのＴＯＡ装置を使用してタイムスタンプが押されるであろう。
【００２４】
本発明のいくつかの実施形態は、ＴＯＡ推定のための一連の通信シーケンスを一斉通報するように形成された無線アセットを含むであろう。その実施形態のいくつかにおいて、無線アセットは、ネットワークの受信機が使用する一連の異なる周波数を使用して一連の通信シーケンスを一斉通報してもよい。また、これらの実施形態のいくつかにおいて、無線アセットは、ＴＯＡ推定のための通信シーケンスを所定の周波数で繰り返し送信するように形成されてもよい。アセットの位置を識別する目的で無線アセットにより送信される通信シーケンスは、本明細書で位置識別情報と呼ぶことがある。
【００２５】
本発明のいくつかの実施形態は、通信ネットワーク内又はその近くにあると思われる移動物品に取り付けてもよいタグを含むであろう。タグについては、本明細書においてその全内容が引用により援用されている、２０００年１１月１４日出願の米国特許出願番号６０／２４８、３５７で説明されている。タグは、位置識別情報をネットワークに供給するように形成されるであろう。位置識別情報は、ネットワークに適する任意の書式でデータを含んでもよい。例えば、タグは、８０２．１１適合データを送信するであろう。いくつかの実施形態では、タグは、所定の時間だけ待機し、ネットワークチャンネル上の無線周波数エネルギの存在を検出し（例えば、エネルギ検出器を使用して）、無線周波数エネルギが所定の閾値よりも十分に少ない場合には位置識別情報をネットワークに送信するように形成されてもよい。タグは、「スリープ」モードで待機してもよく、スリープモードでは、低減された電力のみを要するであろう。スリープモードは、タグ内のタイマによって割り込まれてもよく、ネットワーク端末からの「目覚まし」コールで割り込まれてもよい。
【００２６】
タグは、第１の試験された周波数での無線周波数エネルギが閾値未満でない場合、異なるネットワーク周波数に切り替わるように形成されるであろう。いくつかの実施形態では、タグは、クリアチャンネルが検出されるまで異なるネットワーク周波数に継続して切り替わってもよい。クリアチャンネルが検出されると、タグは、位置識別情報をネットワーク受信機に送信するであろう。いくつかの実施形態では、位置識別情報を一斉通報する前に所定のチャンネルがクリアになるまで待機するようにタグを形成してもよい。
【００２７】
いくつかの実施形態では、タグは、周波数多重化処理のために多重周波数で位置識別情報を送信するように形成されるであろう。例えば、タグは、セル型ネットワークの１つよりも多いチャンネル上で位置識別情報を一斉通報するように多数の送信機を含んでもよい。いくつかの実施形態では、タグは、例えば１つの同調可能送信機を使用して、多重チャンネル上で位置識別情報を順次一斉通報するであろう。
【００２８】
いくつかの実施形態では、タグは、アセット識別情報を送信するであろう。アセット識別情報は、タグ自体を識別する情報を含んでもよく、タグが取り付けられている移動物品を識別する情報を含んでもよい。また、アセット識別情報は、ＭＡＣアドレス、ＭＡＣアドレスの一部分、ＩＰアドレス、ＩＰアドレスの一部分、又は、タグ又はタグが取り付けられている移動物品を識別するのに適切なあらゆる固有又は固有でない情報を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、タグは、データをネットワーク送信機から受信するように形成されるであろう。これらの実施形態のいくつかにおいて、タグは、目覚し信号をネットワーク端末から受信するように形成されてもよい。
【００２９】
本発明は、受信機での通信シーケンスのＴＯＡを推定する方法及び／又は装置を含むであろう。ＴＯＡ推定技術については、本明細書においてその全内容が引用により援用されている、２００１年２月２０日出願の米国特許仮出願番号６０／２７０、２５４で検討されている。通信シーケンスは、データ信号又はデータ信号の一部分に存在するであろう。いくつかの実施形態では、本発明は、データ信号を受信し、そのデータ信号を復調し（例えば、通信シーケンスを生み出すために）、そのデータ信号から復号信号を形成し（例えば、ビットシーケンスを生み出すために）、選択された又は予め選択された相関関数を使用してデータ信号のＴＯＡを推定する方法を含むであろう。
【００３０】
相関関数を使用してＴＯＡを推定する実施形態では、相関関数は、通信シーケンス及び選択された基準信号の表現を含むであろう。相関関数は、データ信号の選択可能な部分に亘って評価されてもよい。必要に応じてバッファに記憶されてもよいデータ信号、及び、基準信号は、基準信号がデータ信号又はデータ信号の一部分と最も強く相関する時に相関関数が最大値を持つことを可能にする方法で結合されるであろう。このような最大値が生じる時間（データ信号又は他の任意の時間的基準の開始点に対して）を、データ信号のＴＯＡとして定義してもよい。
【００３１】
データ信号は、ＴＯＡ推定装置が認識するように符号化された信号であってもよい。例えば、タイムスタンプに有利な予め選択された通信シーケンスをデータ信号に挿入し、タイムスタンプ精度を向上させてもよい。符号化されたデータ信号を認識するＴＯＡ推定装置は、予め選択された通信シーケンスと相関される時、予め選択された基準信号を使用して高品質の相関信号を発生させるであろう。公知の通信シーケンスを受信するように形成された本発明の実施形態では、ＰＮコード、ＣＣＫ記号、ＰＢＣＣ記号、又は、ＯＦＤＭ記号のシーケンスにタイムスタンプが押されてもよい。これらの実施形態では、予め選択された基準信号は、ＰＮコード、ＣＣＫ記号、ＰＢＣＣ記号、又は、ＯＦＤＭ記号から選択された信号を含むであろう。データ信号は、タイムスタンプのために、例えばデータ信号ヘッダ（例えば、８０２．１１パケットヘッダ）又はデータパケットの記号を所定の値に設定することにより符号化されてもよい。いくつかの実施形態では、データ信号を符号化し、そのシーケンスにタイムスタンプを押すようにＴＯＡ推定装置に命令してもよい。
【００３２】
データ信号は、符号化されてＴＯＡ推定装置が認識するようになっていない信号であってもよい。符号化されていない信号が受信された時、データ信号を監視して、１つ又はそれ以上の記憶された基準信号を使用する相関に有利であり得る通信シーケンスが検出されるであろう。潜在的に有利な通信シーケンスが検出された時、検出されたシーケンスと強く相関することが知られている基準信号を通信シーケンスと結合し、相関信号を生成してもよい。有利な通信シーケンスに関してデータ信号を監視する本発明の実施形態は、「バーカー」コード、ＰＮコード、スペクトル拡散コード（例えば、ＤＳＳＳチッピングコード）、又は、他の任意の適切なコードのシーケンスを検出するであろう。
本発明のいくつかの実施形態では、ＴＯＡ推定値は、相関関数の値をＴＯＡパラメータ又は推定量に関して最大又は最小にすることにより判断されるであろう。例えば、相関関数の独立変数の最尤見積り（又は、「ピーク」）としてＴＯＡ推定値を定義してもよい。
【００３３】
本発明のいくつかの実施形態では、ＴＯＡ推定値を使用して、通信シーケンスの到着と同期信号の一部分との間の時間差が計算されるであろう。また、いくつかの実施形態では、ＴＯＡ推定値を使用して、通信シーケンスとクロック信号の基準部分との間の時間差が計算されるであろう。クロック信号は、ＴＯＡ推定装置の内部のクロックで発生させてもよく、ＴＯＡ推定装置の外部のクロックで発生させてもよい。本発明のいくつかの実施形態では、ＴＯＡ推定値を使用して、第１の受信機で受信された通信シーケンスと第２の受信機で受信された同じ通信シーケンスとの間の時間差が計算されるであろう。いくつかの実施形態では、ＴＯＡ推定値を使用して、第１の通信シーケンスと第２の通信シーケンスとの間の時間差が計算されるであろう。第１及び第２の通信シーケンスは、同じ受信機又は異なる受信機で受信してもよい。
【００３４】
本発明のいくつかの実施形態は、相関信号からのマルチパス信号成分の濾過又は除去を準備するであろう。マルチパスは、相関信号内で恐らく重複しているピークから成るグループの前縁を検出することによって除去されてもよい。また、マルチパスは、チャンネル推定を使用して視野方向相関信号成分から分離してもよい。チャンネル推定を使用する実施形態では、通信チャンネルは、第１のインパルスが視野方向インパルスであると仮定される一連の離散的インパルス関数としてモデル化されるであろう。マルチパスのない理想的な相関信号を実際の相関信号と共に使用して、推定チャンネルを構築してもよい。推定チャンネルを使用して、視野方向インパルスとマルチパスインパルスとが分離されるであろう。
【００３５】
本発明のいくつかの実施形態では、通信シーケンスのＴＯＡを推定するシステム又はシステム構成要素が提供されるであろう。これらの実施形態のいくつかは、データ信号を受信、復調、復号、バッファに記憶、処理、又は、濾過する装置を含んでもよい。いくつかの実施形態は、ＴＯＡ推定値を他のネットワーク・リソースに出力する装置を含むであろう。また、いくつかの実施形態は、多数の相関器を含んでもよく、これらの実施形態のいくつかでは、相関器を互いに並列に配置してもよい。
【００３６】
本発明のいくつかの実施形態は、通信シーケンスのＴＯＡを通信ネットワークの受信機において推定する回路を含むであろう。この回路は、搬送波追跡回路を含んでもよく、タイミングループを含んでもよい。また、搬送波追跡回路を使用して、無線信号を受信するのに使用される受信機の発振周波数を調節してもよい。
回路は、スペクトル拡散通信シーケンス（例えば、直接スペクトル拡散通信シーケンス）を一連の復号化二進記号に復号し得るチッピングコード相関器を含んでもよい。チッピングコード相関器は、相関関数を使用して通信シーケンスを復号することができ、その相関関数は、通信シーケンスのチッピングコードに適合する記号のシーケンスを含むであろう。また、チッピングコード相関器は、搬送波追跡回路から出力された信号に対して作用するであろう。チッピングコード相関器からの出力は、追跡回路制御のために搬送波追跡回路にフィードバックされてもよい。
【００３７】
回路は、通信シーケンスと共に１つ又は複数の相関関数を使用して相関信号を発生し得るタイムスタンプ回路を含んでもよい。タイムスタンプ回路は、通信シーケンスの到着時間を推定するために相関信号を使用するであろう。タイムスタンプ回路は、マルチパス相関信号成分を視野方向相関信号成分から分離するための回路を含んでもよい。タイムスタンプ回路は、搬送波追跡回路からの出力に対して作用するであろう。
【００３８】
回路は、ＭＡＣインタフェースであり得る受信機インタフェースを含んでもよい。いくつかの実施形態では、搬送波追跡回路、チッピングコード相関器、及び、受信機インタフェースは、直列に接続されるであろう。また、いくつかの実施形態では、タイムスタンプ回路は、搬送波追跡回路及び相関器の両方からの出力を受信してもよく、追跡回路からの出力は、相関器バイパスを通じてタイムスタンプ回路に供給されてもよい。これらの実施形態のいくつかでは、追跡回路からの出力は、相関器からの出力と共に使用され、ＴＯＡ推定に使用される通信シーケンス内のシーケンスを検出するであろう。タイムスタンプ回路の出力は、ネットワーク・リソースとの通信のために受信機インタフェースに接続されてもよい。
【００３９】
いくつかの実施形態は、相関回路の出力に接続された復号器回路を含み、この復号器回路は、相関回路出力を復号して、例えば低いデータ通信速度のために一連の二進情報記号を発生させるであろう。復号器回路は、搬送波追跡信号の出力に接続されてもよい。復号器は、追跡回路出力を復号して、例えば高いデータ通信速度のために一連の二進情報記号を発生させるであろう。
いくつかの実施形態は、復号された信号を受信してスクランブル解読された信号を受信機インタフェースに出力し得るスクランブル解読回路を含んでもよい。
【００４０】
本発明は、アセットが一斉通報した通信シーケンスにタイムスタンプを押すように形成されたネットワーク・リソースを使用して無線アセットの位置を識別する装置及び／又は方法を含むであろう。いくつかの実施形態では、タイムスタンプを押すネットワーク・リソースは、ＴＯＡ推定装置を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、無線アセットが一斉通報した通信シーケンスのＴＯＡは、ＴＯＡ推定装置によって推定されるであろう。ＴＯＡは、選択された相関関数を使用して推定されてもよい。同じ通信シーケンスのＴＯＡは、次に第２のＴＯＡ推定装置で推定されるであろう。
【００４１】
２つのＴＯＡのＴＤＯＡ（到着時間差）を使用して、通信シーケンスが送信された可能性がある位置の集合を形成してもよい。到着時間差を使用して無線アセットの位置を識別する技術については、本明細書においてその全内容が引用により援用されている、２０００年１１月１４日出願の米国特許仮出願番号６０／２４８、３５７で説明されている。この集合は、双曲線であってもよい。いくつかの実施形態では、各ＴＯＡ推定装置は、ＴＯＡの量を表す内部クロック又はカウンタを有してもよく、ネットワークのＴＯＡ推定装置に含み得るクロックは、異なるＴＯＡ推定装置で得られたＴＯＡから導かれたＴＤＯＡの計算を可能にするために、同期化又は較正されるであろう。
【００４２】
第１のＴＯＡ推定装置対により発生されたＴＤＯＡは、本明細書では第１のＴＤＯＡと呼び、第１のＴＤＯＡに対応する可能な位置セットを第１の解集合と呼ぶことがある。第１の解集合と共に追加の位置情報を使用して、アセットの位置を識別してもよい。いくつかの実施形態では、この追加位置情報は、ＴＯＡ推定装置で位置識別情報を取得する間にアセット位置に発生し得るのが小さな変化のみであることを確実にするために十分にすばやく取得されるであろう。
【００４３】
追加位置情報は、例えば、第１の双曲線と交差する第２の双曲線を形成し得る少なくとも１つの追加のＴＤＯＡ解集合を含んでもよい。追加のＴＤＯＡ解集合は、第１の対のＯＡ推定装置とは異なるＴＯＡ推定装置から得られてもよく、第１の対の一方のＴＯＡと、第１の対に含まれないＴＯＡ推定装置からの１つのＴＯＡとから得られてもよい。多くの追加ＴＤＯＡ解集合が使用されてもよく、アセット位置のアイデンティティは、２つの解集合の最も可能性の高い又は最も推定精度が高い交差点として定義されるであろう。いくつかの実施形態では、交差点の最小２乗法による推定値を使用してアセット位置が識別され、また、いくつかの実施形態では、交差点の最大尤度推定量を使用してアセット位置が識別されてもよい。
【００４４】
追加位置情報は、最初のＴＯＡ推定装置対の外部にあるＴＯＡ推定装置からの距離（又は、範囲）推定値を含んでもよい。送信時間及び受信時間の両方が既知である時、この範囲は、通信シーケンスを移動アセットから受信することによって測定されるであろう。また、範囲は、ＴＯＡ推定装置から移動アセットに信号を送信し、「エコー」信号を移動アセットから受信し、往復の伝送時間を使用して範囲を計算することにより測定されてもよい。例えば、８０２．１１通信ネットワークでは、エコー信号は、８０２．１１応答フレーム（「ＡＣＫ」）であろう。いくつかの実施形態では、送信信号の受信とエコー信号の一斉通報との間の遅延を正確に制御して、正確な往復伝送時間の推定値を形成してもよい。また、範囲は、通信信号を無線アセットから受信し、信号強度減衰を使用して範囲を推定することにより測定してもよく、他の任意の適切な手段を使用して測定してもよい。
【００４５】
追加の位置情報は、移動アセットの位置に関する物理的、地理的、又は、幾何学的な制約を含んでもよい。例えば、第１のＴＤＯＡは、ネットワークのいくつかのセクターを通過するであろう。移動アセットがセクターのうちの１つ又はそれ以上の中に存在しないことが既知である場合、それらのセクターを可能な位置から除外してもよく、残りのセクターを使用してアセットの位置が識別されるであろう。
【００４６】
本発明のいくつかの実施形態では、ＴＤＯＡは、ＴＯＡ推定装置の任意の対からのＴＯＡ間の多数の差異の平均として定義してもよい。例えば、第１のＴＯＡ推定装置は、通信シーケンスを移動アセットから受信し、３つの異なるＴＯＡを発生させてもよい。第２のＴＯＡ推定装置は、通信シーケンスを移動アセットから受信し、３つの対応するＴＯＡを発生させてもよい。対応するＴＯＡのこの３つの対から差異を計算することにより、３つのＴＤＯＡが発生され、それらは、次に平均されて、有効ＴＤＯＡとして定義されるであろう。各ＴＯＡ推定装置での連続的なＴＯＡは、通信シーケンスへの同じ相関関数の反復適用、異なる連続相関関数の適用、多数のＴＯＡ推定値を発生させる単一相関関数（以下を参照されたい）の適用、又は、他の任意の適切な方法により発生されるであろう。
【００４７】
いくつかの実施形態では、受信した通信シーケンスに対して多数のＴＯＡを発生させた時（例えば、多数の独立ＴＯＡ推定装置対が通信シーケンスを受信した時）、２つよりも多い解集合の交差を見つけることが必要であろう。２つよりも多い解集合がある時は、最も可能性が高い位置のアイデンティティを推定する、最小２乗法、最大尤度、又は、他の任意の適切な方法を使用してアセット位置を判断してもよい。
【００４８】
２つよりも多い解集合がある時は、そのうちの１つ又はそれ以上を破棄することが必要な場合がある。例えば、いくつかの実施形態では、内在するＴＯＡデータに付随するノイズが所定の閾値を上回る場合、ノイズを有する解集合が破棄されるであろう。いくつかの実施形態は、同じ通信シーケンスについて得られた他の解集合と比べて「異常値」である解集合を破棄するであろう。最大尤度推定を使用して位置のアイデンティティを判断する実施形態では、各解集合は、解集合に存在するノイズ量に従って重み付けされてもよい。このようにして、よりノイズの多いＴＤＯＡ解集合は、ノイズの少ないＴＤＯＡ解集合に対して無視されるであろう。
【００４９】
本発明のいくつかの実施形態は、ネットワークのＴＯＡ推定装置クロックを同期させるタイミングケーブルを含んでもよい。実施形態のいくつかでは、このケーブルは、高周波正弦波を供給するであろう。また、これらの実施形態のいくつかにおいて、ケーブルは、高周波方形波を供給するであろう。同期信号は、ネットワーク・リソースにより発生されてもよく、また、例えば位相同期ループを使用してＴＯＡ推定装置により増幅されてもよい。ＴＯＡ推定装置において、信号は、増幅され、濾過され、波形化され、あるいは、他の任意の適切な方法により処理されるであろう。信号は、デジタルカウンタを駆動するように形成されたデジタル信号を生成するように処理されてもよく、このデジタルカウンタは、通信ネットワークのＴＯＡ推定装置のためのＴＯＡクロックの役目をするであろう。
【００５０】
いくつかの実施形態では、同期信号を周期的に変調することにより、ネットワークのＴＯＡ推定装置クロックが同期されるであろう。周期的変調は、グローバルクロックリセットとして使用してもよく、また、ＴＯＡ推定装置の復調器を使用して周期的変調を検出してもよい。復調器は、デジタルカウンタをリセットするであろう。いくつかの実施形態では、周期的変調は、選択された数のサイクル又はパルスに対して信号の高周波成分を除去することにより達成されるであろう。単一パルスよりも大きいタイムアウトを有する再トリガ可能ワンショットを使用し、欠如しているパルスを検出してクロックリセットを発生させてもよい。ＴＯＡ推定装置は、例えば最大３２ビットを有することがある大型カウンタを含んでもよく、いくつかの実施形態では、カウンタは、３２ビットよりも多いビット数を有するであろう。
【００５１】
本発明のいくつかの実施形態は、個々のＴＯＡ推定装置に付随する異なる一定の遅延を補償する較正処理を含んでもよい。これらの遅延には、以下に限定されないが、受信機及びケーブルにおける遅延が含まれるであろう。遅延は、定量化されて、ＴＯＡ推定装置により発生されたＴＯＡ推定値を使用して計算された無線アセット位置推定値を調節するのに使用されてもよい。いくつかの実施形態では、遅延は、メモリに記憶されるであろう。
【００５２】
本発明の原理に従った実施形態の典型的な例が図１〜図２４に示されている。
図１は、受信機１１０及びプロセッサ１２０を含む例示的なＴＯＡ推定装置１００を示す。ＴＯＡ推定装置１００は、信号をアセット１３０のような無線アセットに送信するための送信機を含むであろう。いくつかの実施形態では、ＴＯＡ推定装置１００は、８０２．１１適合アクセスポイント又は他の任意の適切なアクセスポイントのような無線ネットワーク・アクセスポイントであるか、又は、その一部であってもよい。いくつかの実施形態では、装置１００は、アクセスポイントに通常付随する、送信機のような構成要素を含まないことがある。受信機１１０は、通信信号１１２を１３０のような無線アセットから受信するであろう。無線アセット１３０は、移動パーソナルコンピュータ、パームトップ・コンピュータ、手持ち式パーソナルコンピュータ、自動車用パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、携帯電話／ＰＤＡ組合せ品、無線タグ、無線買物装置、無線在庫管理装置、又は、無線通信信号の送信に適する他の任意の装置であってもよい。無線アセット１３０は、ワイヤを通じて通信信号を送信する。
【００５３】
受信機１１０は、無線アセット１３０からの通信信号１１２を受信、復調、及び、復号するのに必要ないかなるハードウエア、ファームウエア、又は、ソフトウエアをも含むであろう。いくつかの実施形態では、信号処理タスクは、受信機１１０及びプロセッサ１２０間で分配又は共有されてもよい。例えば、受信機１１０は、通信信号１１２を復調し、プロセッサ１２０は、復号及びＴＯＡ解析タスクを実行するであろう。いくつかの実施形態では、プロセッサ１２０は、通信信号１１２を受信機１１０から受信し、その信号を復調し、適切な信号処理及び／又は解析ハードウエア又はソフトウエアを使用してＴＯＡ解析タスクを実行してもよい。いくつかの実施形態では、受信機１１０及びプロセッサ１２０のタスクは、単一の構成要素の中に（例えば、アクセスポイントに）統合されるであろう。
【００５４】
プロセッサ１２０は、例えば、パーソナルコンピュータ、パームトップコンピュータ、手持ち式パーソナルコンピュータ、自動車用パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話、携帯電話／ＰＤＡ組合せ品、セットトップボックス、携帯コンピュータ、インターネットサーバ、ネットワークサーバ、シン・サーバ、又は、通信信号の処理や信号解析ツールのサポートに適する他の任意の装置に付随されるであろう。
ユーザ１４０は、任意の適切な有線又は無線手段を通じてシステム１００と通信してもよい。システム１００のいくつかの実施形態では、１４０のようなユーザは、キーパッド、キーボード、タッチパッド、又は、他の任意の適切なインタフェースを通じてプロセッサ１２０と対話するであろう。ユーザ１４０は、クライアント又はホストプロセッサであってもよい。
【００５５】
図２は、ＴＯＡ推定装置１００に関連して説明したものに類似の機能を提供し得る例示的なＴＯＡ推定装置２００を示す。ＴＯＡ推定装置２００は、無線信号を無線アセットから受信し得るアンテナ２１０を含み、いくつかの実施形態では、アンテナ２１０は、無線信号を無線アセットに送信するであろう。いくつかの実施形態では、ＴＯＡ推定装置２００は、有線媒体を通じてＴＯＡ推定情報をユーザに伝送してもよく、また、いくつかの実施形態では、無線媒体を通じてＴＯＡ推定情報をユーザに伝送してもよい。いくつかの実施形態では、ＴＯＡ推定装置２００は、送信能力を含まないことがある。
【００５６】
いくつかの実施形態では、無線モジュール２３０及び／又は高分解能タイミングモジュール２４０と対話し得る中央演算処理装置２２０は、アンテナ２１０により受信された信号を復調し、その信号を復号し、直列又は並列相関タスクを実行し、混成直列並列相関タスクを実行し、必要に応じてバッファ記憶、データ操作、及び、データ書式化を実行してシステム２００が受信する通信シーケンスに対してＴＯＡ推定値を発生させる又は出力するであろう。処理装置２２０は、適切な任意の信号処理及び／又は解析のためのハードウエア又はソフトウエアを使用し得る。
【００５７】
本発明のいくつかの実施形態では、無線モジュール２３０は、同相及び直交無線信号成分Ｉ及びＱを、高分解能タイミングモジュールであり得るタイミングモジュール２４０に供給してもよい。また、無線モジュール２３０は、補助信号をタイミングモジュール２４０に供給する。例えば、無線モジュール２３０は、ＲＳＳＩ信号（例えば、信号強度測定用）、ＭＤ−ＲＤＹ信号（例えば、データフレーム用）、ＲＸＣＬＫ信号（例えば、計時データ用）、及び、ＲＸＤ信号（例えば、受信データ伝送用）を準備するであろう。
【００５８】
いくつかの実施形態では、タイミングモジュール２４０は、データ取得モジュール２４１、ＲＳＳＩアナログ／デジタル変換モジュール２４２、タイマモジュール２４３、アセットＩＤ構文解析モジュール２４４、設定レジスタ２４５、相関モジュール２４６、及び、他の任意の適切なモジュールを含むであろう。データ取得モジュール２４１は、通信シーケンスを信号Ｉ及びＱから取得し、アナログ信号をデジタル信号に変換してもよい。タイマモジュール２４３は、発振器及びカウンタを含み、システム２００が受信した通信信号にタイムスタンプを押すための時間基準値を供給するであろう。タイマモジュール２４３を使用して、無線モジュール２３０により送信された信号にタイムスタンプを押してもよい。送信信号のタイムスタンプは、受信信号のＴＯＡと共に使用され、ＴＯＡ推定装置２００と無線アセットとの間の信号の往復伝送時間を推定するであろう。タイマモジュール２４３は、異なるＴＯＡ推定装置で受信された２つのＴＯＡ間の差異を計算し得るように、ネットワークに存在し得るＴＯＡ推定装置の他のタイマモジュールと同期させてもよい。いくつかの実施形態では、タイマモジュールは、同期信号をネットワーク・リソースから受信するであろう。例えば、受信通信シーケンスに存在し得る無線アセット識別情報（例えば、ＭＡＣアドレス）を構文解析するために、アセットＩＤ構文解析モジュール２４４があってもよい。構文解析モジュール２４４は、識別情報を構文解析するためにデータフィルタを含むであろう。設定レジスタ２４５があってもよく、例えば、選択的タイムスタンプのために（例えば、上述のような）無線アセット識別情報を記憶するのに使用されるであろう。また、相関モジュール２４６があってもよく、相関関数を通信シーケンスに適用することによってＴＯＡ推定値を発生させるであろう。相関モジュール２４６は、マルチパス処理構成要素を含んでもよい。
【００５９】
いくつかの実施形態では、タイミングモジュール２４０は、アセットＩＤ、ＴＯＡ推定値、Ｉ／Ｑデータ、ＲＳＳＩ、又は、他の任意の適切な情報を中央演算処理装置２２０に供給するであろう。装置２２０は、タイミングユニット２４０から受信した情報を処理し、アセットＩＤ、ＴＯＡ推定値、Ｉ／Ｑデータ、ＲＳＳＩ、信号強度、往復伝播時間、又は、無線アセットまでの距離のような情報や他の任意の適切な情報を無線又は有線手段を通じて他のネットワーク・リソースに供給してもよい。また、装置２２０は、ＴＤＯＡの計算のためにアセットＩＤ及びＴＯＡを中央アセット位置識別プロセッサに供給してもよい。
【００６０】
図３は、通信ネットワーク３１０に組み込まれた、ＴＯＡ推定装置１００及び２００と類似であり得るＴＯＡ推定装置３００を示す。通信ネットワーク３１０は、ネットワークサーバ３２０によりサポートされ、ローカルエリアネットワーク、広域ネットワーク、メトロポリタン・エリア・ネットワーク、イントラネット、エクストラネット、他のあらゆる種類の通信ネットワーク、又は、あらゆるそのようなネットワークのいかなる無線又は一部無線形態であってもよい。ネットワークサーバ３２０は、インターネット３３０又は他のいかなる電子通信ネットワークと通信してもよく、ネットワーク３１０は、有線アセット３４０を含むであろう。ＴＯＡ推定装置３００、サーバ３２０、インターネット３３０、有線アセット３４０、及び、無線アセット３５０のような形態は、本明細書でネットワーク・リソースと呼ぶことがある。有線アセット３４０は、パーソナルコンピュータ、パームトップコンピュータ、手持ち式パーソナルコンピュータ、携帯情報端末、セットトップボックス、携帯コンピュータ、インターネットサーバ、ＬＡＮサーバ、シン・サーバ、又は、他の任意の適切な処理装置であってもよい。ＴＯＡ推定装置３００の１つ又はそれ以上は、３５０のような無線アセットから受信された信号のＴＯＡを推定するであろう。ネットワークサーバ３２０、有線アセット３４０のうちの１つ、ＴＯＡ推定装置３００のうちの１つ、又は、他の任意の適切なネットワーク・リソースは、ＴＯＡ推定装置３００に存在し得るクロックを同期させるための同期信号を発生させてもよい。
【００６１】
図４は、通信ネットワークの無線アセット位置の識別に関する本発明のいくつかの実施形態に関連し得る例示的段階の一般化された流れ図を示す。図４に示す段階は単に例示的であり、いかなる適切な順番で実行してもよい。実際には、追加の段階があってもよく、又は、いくつかの段階を削除してもよい。図４に示す段階のいくつかは、無線信号を受信する段階を伴ってもよく、無線信号を送信する段階を伴ってもよく、信号を処理する段階を伴ってもよい。これら及び他の段階は、図１に示すシステム１００、図２に示すシステム２００、及び、図３に示すシステム３１０の要素の一部又は全てを含む、あらゆる適切な装置を使用して実行されるであろう。
【００６２】
段階４１０では、ＴＯＡ推定装置又はＴＯＡ推定装置のグループは、少なくとも１つの通信シーケンスを無線アセットから受信するであろう。いくつかの実施形態では、異なる周波数で作動するＴＯＡ推定装置により通信シーケンスが受信されてもよい。段階４２０では、１つ又はそれ以上の通信シーケンスにタイムスタンプが押されるであろう。いくつかの実施形態では、タイムスタンプ段階は、ＴＯＡ推定装置において局所的に実行されるであろう。段階４２２では、処理装置は、ＴＯＡ推定値をネットワークＴＯＡ推定装置から収集し、ＴＯＡ対に対してＴＤＯＡを計算するであろう。段階４２４では、ＴＤＯＡを使用して、無線アセット位置を識別するための無線アセットＴＤＯＡ解集合が発生されるであろう（例えば、双曲線三辺測量を使用して）。
段階４２６では、測距信号の一斉通報時間（以下、「ＴＯＢ」）と共にＴＯＡが使用されて、ＴＯＡ推定装置と無線アセットとの間の距離が推定されるであろう。例えば、ＴＯＢ、ＴＯＡ、及び、信号処理に伴うあらゆる遅延を使用して、往復信号伝播時間を計算してもよい。信号の伝播速度を使用して、距離が推定されるであろう。
【００６３】
いくつかの実施形態では、段階４３０において、受信した通信シーケンスの信号強度を推定してもよい。これらの実施形態のいくつかでは、ＴＯＡ推定装置で局所的に信号強度が推定されるであろう。いくつかの実施形態では、無線アセット送信機における信号強度と共に受信機における信号強度を使用して、信号減衰を計算してもよい。段階４２６では、信号強度又は減衰を使用して、無線アセットとＴＯＡ推定装置との間の距離が推定されるであろう。段階４２８では、無線アセット位置を例えば三角測量を使用して識別するために、位置が既知の異なる受信機からの距離の推定値が使用されるであろう。
【００６４】
段階４４０では、通信シーケンス搬送波信号位相を使用して、通信シーケンスのＴＯＡ推定装置への到着角度（以下、「ＡＯＡ」）が推定されるであろう。無線アセットからの通信シーケンス又は一連の通信シーケンスについて１つよりも多いＡＯＡが既知である時、２つ又はそれ以上の搬送波信号伝播方向ベクトルの交差を使用して無線アセット位置を識別してもよい。
いくつかの実施形態では、ＴＤＯＡ解集合、無線アセットとＴＯＡ推定装置との間の距離、搬送波信号伝播方向、又は、その任意の結合又は副結合を組み合わせる混成方法を使用して無線アセット位置を識別してもよい。
【００６５】
図５は、周波数多重化を使用して無線アセットの位置を識別するのに使用し得る例示的なセル型無線通信ネットワーク５００のアーキテクチャを示す。ネットワーク５００は、図３に示すネットワーク３１０の要素の一部又は全てを含んでもよい。ネットワーク５００は、選択された周波数で作動する多くのセルを有し、そのセル内に示された周波数は、１次作動周波数（例えば、「割り当てられた」周波数）である。いくつかの実施形態では、ＴＯＡ推定装置は、１次周波数と異なる少なくとも１つの周波数で作動する場合がある。各セルは、１つ又はそれ以上の受信装置又はアクセスポイントを有するであろう。いくつかの実施形態では、各セルは、１００のような１つ又はそれ以上のＴＯＡ推定装置を有してもよい。ネットワーク５００は、３つの１次作動周波数ｆ１、ｆ２、及び、ｆ３を有するが、本発明は、これよりも多いか又は少ない数の１次作動周波数を有するネットワークを含んでもよい。ｆ３セル内に位置する無線アセット５２０は、周波数ｆ１、ｆ２、及び、ｆ３で作動する近くの受信装置の範囲内にある。３つの作動周波数のうちの１つが他の通信トラフィックで「使用中」の場合、無線アセット５２０は、他の２つの周波数のうちの少なくとも１つを使用して通信を試みるであろう。
【００６６】
いくつかの実施形態では、主としてセルに割り当てられた作動周波数で送受信するように、各セル内のＴＯＡ推定装置を形成してもよい。無線アセット５２０が例えばｆ１で通信シーケンスを一斉通報した場合、セルＤ、Ｅ、及び、Ｂに位置するＴＯＡ推定装置は、その通信シーケンスを受信してタイムスタンプを押すであろう。本発明のいくつかの実施形態では、無線アセット５２０は、少なくとも１つの追加の周波数で通信シーケンスを一斉通報し、他の（例えば、より近接した）ＴＯＡ推定装置でのタイムスタンプを可能にしてもよい。例えば、無線アセット５２０は、通信シーケンスを第１に周波数ｆ１、第２に周波数ｆ２、及び、第３に周波数ｆ３で一斉通報し、その結果、近傍のセルＡ、Ｂ、及び、Ｃの装置に対して通信シーケンスにタイムスタンプを押させるであろう。いくつかの実施形態では、無線アセット５２０は、並列送信機を使用して多数の周波数で通信シーケンスを同時に一斉通報してもよく、また、いくつかの実施形態では、無線アセット５２０は、多数の周波数で連続的に通信シーケンスを一斉通報してもよい。
【００６７】
いくつかの実施形態では、１次周波数から２次周波数、３次周波数、又は、異なる周波数に切り替わるようにセル内のＴＯＡ推定装置を形成してもよい。セル内のＴＯＡ推定装置は、１つの周波数から別の周波数に切り替わり、例えば単一の周波数（本明細書では「目標」周波数と呼ぶことがある）で一斉通報するように形成された無線アセットから通信シーケンスを受信してタイムスタンプを押すであろう。いくつかの実施形態では、ネットワークのＴＯＡ推定装置の一部又は全ては、タイムスタンプのための通信シーケンスを受信するために、実質的に同時に目標周波数に切り替わるように形成されてもよい。
【００６８】
図６から図９は、周波数多重化を使用して通信ネットワーク内の無線アセットの位置を識別する段階に関連し得る例示的段階の一般化された流れ図を示す。図６から図９に示す段階は例示的なものであり、任意の適切な順番で実行してもよい。実際には、追加の段階があってもよく、又は、段階のいくつかを削除してもよい。図６に示す段階のいくつかは、無線アセットを使用して無線信号を発生及び／又は送信する段階を伴ってもよく、任意の適切な装置で実行されてもよい。例えば、図６に示す段階の一部又は全ては、図１に示す無線アセット１３０のような無線アセットを使用して実行されるであろう。無線信号を受信するか、又は、信号を処理する段階を伴う図７から図９に示す段階のいくつかは、図１に示すシステム１００、図２に示すシステム２００、及び、図３に示すネットワーク３１０、及び、図５に示すネットワーク５００の要素の一部又は全てを含む、任意の適切な装置を使用して実行してもよい。
【００６９】
図６に示す段階６１０では、無線アセットは、通信ネットワークの受信装置がタイムスタンプに使用し得る信号を一斉通報する前に、選択された時間だけ待機するであろう。ネットワークは、図３に示すネットワーク３１０、又は、図５に示すネットワーク５００と類似なものであってもよい。ネットワーク５００のような多重周波数セル型ネットワークを伴う実施形態では、無線アセットは、選択された時間の終わりに周波数ｆ１で通信シーケンスを一斉通報するであろう（段階６２０において）。段階６３０では、無線アセット送信機は、周波数ｆ２に切り替わって通信シーケンスを一斉通報し、段階６４０では、周波数ｆ３に切り替わって通信シーケンスを一斉通報するであろう。
いくつかの実施形態では、無線アセット送信機は、段階６４０にｆ２＋ｎで示すような、通信ネットワークで利用可能な作動周波数に対応する追加の周波数に切り替わるであろう。いくつかの実施形態では、異なる周波数で一斉通報された通信シーケンスは、実質的に同一であってもよく、また、いくつかの実施形態では、異なる周波数で一斉通報された通信シーケンスは、異なってもよい。
【００７０】
図７は、周波数多重化手法で使用し得る例示的段階を示し、その場合、各々がグループに割り当てられた周波数で作動するＴＯＡ推定装置のグループを使用して、通信ネットワーク内の無線アセットの位置が識別されるであろう。例証のために、ネットワークは、３つのグループ（グループＩ、グループＩＩ、グループＩＩＩ）のＴＯＡ推定装置に分割できるであろう。いくつかの実施形態では、ネットワークをこれよりも少ないグループに分けてもよく、いくつかの実施形態では、ネットワークをこれよりも多いグループに分けてもよい。段階７００では、ネットワークは、無線アセットにより周波数ｆ１で一斉通報された通信シーケンスをグループＩの装置を使用して受信するであろう。段階７０５では、グループＩの装置は、その通信シーケンスにタイムスタンプを押してもよい。段階７０１では、ネットワークプロセッサは、グループＩで推定されたＴＯＡ対からＴＤＯＡを計算してもよい。段階７１５では、グループＩのＴＯＡから得られた各ＴＤＯＡについて、１つ又はそれ以上の可能な無線アセット位置を含む解集合が発生されるであろう。
【００７１】
段階７２０では、ネットワークは、無線アセットにより周波数ｆ２で一斉通報された通信シーケンスをグループＩＩの装置を使用して受信するであろう。グループＩＩの装置及び周波数ｆ２で受信された通信シーケンスを伴う段階７２５から段階７３５の処理は、グループＩの装置及び周波数ｆ１で受信された通信シーケンスを伴う段階７０５から段階７１５の処理と類似であってもよい。段階７４０では、ネットワークは、無線アセットにより周波数ｆ３で一斉通報された通信シーケンスをグループＩＩＩの装置を使用して受信するであろう。グループＩＩＩの装置及び周波数ｆ３で受信された通信シーケンスを伴う段階７４５から段階７５５の処理は、グループＩの装置及び周波数ｆ１で受信された通信シーケンスを伴う段階７０５から段階７１５の処理と類似であってもよい。段階７６０では、ネットワークプロセッサは、段階７１５、段階７３５、及び、段階７５５で発生された解集合のうちの１つ又はそれ以上を使用して無線アセットの位置を識別するであろう。段階７１５、段階７３５、及び、段階７５５で発生された解集合が全部で１つだけの場合、無線アセット位置を識別するには、更に多くの情報が必要であろう。新しい多重周波数タイムスタンプサイクルを始めるには、段階７６０に続いて段階７００に戻ればよい。
【００７２】
図８は、周波数多重化手法で使用し得る例示的段階を示し、その場合、１つ又はそれ以上の補助受信機を含むＴＯＡ推定装置を使用して通信ネットワーク内の無線アセットの位置が識別されるであろう。補助受信機がＴＯＡ推定装置内にあってもよく（例えば、１次周波数で作動する１次受信機に加えて）、１次周波数での受信を妨害することなく１次作動周波数以外の周波数での信号受信をもたらすであろう。段階８２０では、同一周波数で作動する補助受信機が、通信シーケンスを無線アセットから受信し、段階８３０では、通信シーケンスの各受信機でのＴＯＡが推定されるであろう（例えば、各受信機に付随したＴＯＡ推定装置を使用して）。段階８４０では、受信機において推定されたＴＯＡ対からＴＤＯＡが計算され、段階８５０では、段階８４０において得られた各ＴＤＯＡについて、１つ又はそれ以上の可能な無線アセット位置を含む解集合が発生されるであろう。段階８６０では、段階８５０で発生された解集合の１つ又はそれ以上を使用して無線アセット位置を識別してもよい。段階８５０において発生された解集合が１つだけの場合、無線アセット位置を識別するには追加情報が必要であろう。段階８７０では、補助受信機を新しい同一周波数に切り替え、新しい周波数で受信し得る通信シーケンスを使用して無線アセット位置サイクルが反復されるであろう。本発明のいくつかの実施形態では、補助受信機は存在しないであろう。これらの実施形態では、１次受信機は、段階８２０から段階８７０を実行するために異なる周波数に切り替えられるように形成されるであろう。
【００７３】
図９は、無線アセットに対して「選択的傾聴」を実行するためにネットワークが実行し得る例示的段階を示す。いくつかの実施形態では、予め選択された無線アセットの集合の要素である無線アセットから受信された通信シーケンスにタイムスタンプが押されるであろう。段階９１０では、位置識別が必要な無線アセットに対応する１つ又はそれ以上の無線アセット識別子を選択してもよい。段階９２０では、選択された識別子が記憶され、段階９３０では、無線アセットからの通信シーケンスをネットワークが受信するであろう。段階９４０では、アセット識別子を通信シーケンスから構文解析して送信中の無線アセットのアイデンティティを判断してもよく、段階９５０では、受信した識別子を予め選択された識別子と比較してもよい。受信識別子が予め選択された識別子と適合しない場合、ＴＯＡ又は位置識別処理は発生しないであろう。処理は、段階９３０に戻り、ネットワークは、可能な位置識別のために新しい通信シーケンスを受信するであろう。受信識別子が予め選択された識別子と適合した場合、段階９６０において通信シーケンスのＴＯＡを推定してもよい。段階９３０から段階９６０は、多数の受信装置にそれぞれ対応する多数のＴＯＡを段階９６０で推定し得るように、ネットワークの多数の受信装置において実行されるであろう。段階９７０では、段階９６０からのＴＯＡ推定値を使用して無線アセット位置を識別してもよい。いくつかの実施形態では、段階９６０及び段階９７０は、位置識別に使用し得る非ＴＯＡ量を推定及び／又は処理する段階を伴う場合がある。例えば、段階９６０及び段階９７０は、図４に示す段階４２４、段階４２６、段階４２８、段階４３０、段階４４０、及び、段階４４２のうちの１つ又はそれ以上を含んでもよい。
【００７４】
図１０は、位置識別を目的として移動物品に取り付けてもよい無線タグ１０００のための例示的なアーキテクチャを示す。アンテナ１０１０は、信号を通信ネットワークの装置（図１に示すシステム１００、及び、図２に示すシステム２００など）に対して送受信するであろう。ネットワークに一斉通報するための通信シーケンスを発生させるために、無線送信機１０２０があってもよい。送信機１０２０は、異なる周波数の搬送波信号を使用して通信シーケンスを変調するように形成されるであろう。いくつかの実施形態では、無線アセット位置識別に有利な通信シーケンスを選択してもよく、いくつかの通信シーケンスには、無線アセット識別情報が含まれるであろう。タグ１０００内に制御装置１０４０があってもよく、それは、無線受信機１０３０及びクリアチャンネル検出器１０６０と対話して通信チャンネル上の無線周波数トラフィックの存在を検出するであろう。いくつかの実施形態では、無線受信機１０３０は存在しないであろう。これらの実施形態では、クリアチャンネル検出器１０６０を使用してチャンネルがクリアかどうか判断してもよく、クリアチャンネル検出器１０６０は、エネルギ検出器であってもよい。タグ１０００は、受信機１０３０及び検出器１０６０を使用してチャンネル上のトラフィックを「傾聴する」であろう。チャンネルがクリアな場合、タグ１０００は、そのチャンネルで通信シーケンスを一斉通報してもよい。トラフィックがチャンネル上に存在する場合、制御装置１０４０は、クリアチャンネルが検出されるまで、受信機１０３０を連続する異なる傾聴周波数に切り替えるであろう。制御装置１０４０は、次に、送信機１０２０をクリアチャンネルに切り替えて通信シーケンスを一斉通報するであろう。制御装置１０４０が制御し得る送信／受信スイッチ１０５０があってもよく、アンテナ１０１０を送信機１０２０又は受信機１０３０のいずれかと通信するように切り替える。
いくつかの実施形態では、受信機１０３０は、通信シーケンスを一斉通報してネットワークがタグ位置を識別できるようにする命令を含むネットワークからの信号を受信するように形成されるであろう。タグ１０００は、電源１０８０から電力供給されてもよい。いくつかの実施形態では、低電力で作動させて電源１０８０への負荷を低減させるために構成要素グループ１０７０を形成してもよい。
【００７５】
図１１は、移動物品に関する位置識別情報を通信ネットワークに供給する段階に関連し得る例示的段階の一般化された流れ図を示す。図１１に示す段階は例示的なものであり、任意の適切な順番で実行してもよい。実際には、追加の段階があってもよく、又は、段階のいくつかを削除してもよい。図１１に示す段階のいくつかは、タグを使用して無線信号を発生及び／又は送信する段階を伴ってもよく、任意の適切な装置で実行してもよい。例えば、図１１に示す段階の一部又は全ては、図１に示す無線アセット１３０などの無線アセット（図１０に示すタグ１０００を含む）、又は、任意の適切な装置を使用して実行してもよい。簡素化のために、図１１に示す段階は、１０００のようなタグにより実行されると仮定されることになる。
【００７６】
段階１１１０では、タグは、スリープモードに維持されてもよく、本発明のいくつかの実施形態では、スリープモードは、例えば図１０に示す電源１０８０の電力を節約するであろう。ネットワーク送信機であってもよい送信機は、目覚し信号をタグに送信し、目覚し信号は、タグ近くに送信された強力なＲＦ信号であってもよい。段階１１２０では、タグは、エネルギ検出器を使用して目覚し信号を受信し、所定時間の終わりまでに目覚し信号が受信されない場合、タグは、段階１１３０において自動的に目覚めるように形成されるであろう。送信機及び受信機回路（図１０に示す構成要素グループ１０７０にあるものなど）は、段階１１２５において電力が供給されてもよく、目覚し信号が受信された場合、段階１１２５で送信機及び受信機回路に電力が供給されるであろう。送信機及び受信機回路に電力が供給された後、タグは、段階１１４０において、通信シーケンスを一斉通報するのに通信チャンネルがクリアであるかどうか判断してもよい。いくつかの実施形態では、エネルギ検出器を使用して段階１１４０が実行されるであろう。図１１に示す段階のいくつかは、８０２．１１信号を一斉通報するように形成されているが完全に８０２．１１準拠ではないタグ（例えば、図１０に示すタグ１０００と類似のタグ）により実行されてもよい。例えば、タグは、受信機を含まない場合がある。チャンネルが一斉通報に対してクリアではない場合、段階１１５０において、タグは、遅延を作動させるであろう。段階１１５０は、段階１１４０に戻ってチャンネルを再度検査する前に予め選択された遅延を準備するバックオフ・アルゴリズムの使用を含んでもよい。このバックオフ・アルゴリズムは、８０２．１１準拠バックオフ・アルゴリズムであってもよい。いくつかの実施形態では、タグをスリープモードに戻す段階１１１０への戻りが段階１１５０に続いてもよい。いくつかの実施形態では、段階１１４０は、連続する異なる周波数のトラフィックを検出する段階を含むであろう。
【００７７】
段階１１４０でクリアチャンネルが検出された時、タグは、段階１１６０で通信シーケンスを一斉通報するであろう。すなわち、通信シーケンスは、段階１１４０で検出されたクリアチャンネル上で一斉通報されるであろう。段階１１６０で一斉通報された通信シーケンスは、タグ又はタグが取り付けられた物品を識別する情報を含んでもよい。例えば、この段階が異なる種類の無線アセットにより実行される場合、通信シーケンスには、任意の適切な識別情報が含まれるであろう。通信シーケンスは、位置識別情報を含んでもよく、ＩＥＥＥ８０２．１１通信規格に適合する記号を含んでもよい。
【００７８】
段階１１７０では、タグは、データをネットワークに伝送してもよく、８０２．１１通信プロトコルを使用してデータをネットワークに伝送するであろう。伝送されるデータは、バッテリ状態情報、タグ温度情報、又は、他の任意の適切な情報を含んでもよい。いくつかの実施形態では、タグは、段階１１８０において、別のチャンネルで通信シーケンスを一斉通報してもよい。そうする場合、処理は段階１１４０に戻り、新しいクリアチャンネルが求められるであろう。そうでなければ、処理は再び段階１１１０に戻り、タグをスリープモードに戻すであろう。
【００７９】
図１２から図２０は、通信シーケンスのタイムスタンプを提供し得る本発明の実施形態に伴うであろう原理、方法、及び、装置のいくつかを示す。
相関関数は、通信シーケンスに存在する記号におけるパターンを検出するのに使用されるであろう。相関関数のローカル又はグローバルな極値は、強い自己相関特性を有する記号パターンに対応し、強い自己相関特性を有する記号パターンは、容易に観察されて再現可能な相関関数ピークを生じるであろう。このようなピークの時間値は、受信データ信号のＴＯＡ推定値又はタイムスタンプとして使用される。いくつかの実施形態では、相関関数Ｃ（τ）は、以下のように定義されるであろう。
2004514356.tif 000003
ここで、ｔは時間の単位であり、ｄ（ｔ）は時間に依存し得る復調受信信号を表し、Ｒ（ｔ）は基準信号を表す。Ｒ（ｔ）は、Ｄ（ｔ）に存在する記号のパターンに対応するであろう。−Ｔ及びＴは、それぞれ、Ｃ（τ）が評価される（又は、極値を得るために走査される）時間間隔の始めと終わりであり得る。Ｄ（ｔ）に対するＴＯＡ推定値は、Ｃ（τ）に極値を持たせるτの値として定義してもよい。この極値は、最大値であってもよく、最小値であってもよい。Ｃ（τ）の極値に相当するτの値は、
2004514356.tif 000004
と呼ばれるであろう。
【００８０】
図１２は、Ｄ（ｔ）及びＲ（ｔ）の典型的な例に対するＣ（τ）の例を示す。この例では、Ｄ（ｔ）は、３つの連続した同一情報記号の連結を含む通信シーケンスである。「＋」で指示された各記号は、ＰＮコードとして示されている。例えば、ＰＮコードは、「バーカー」コードであってもよい。記号はＰＮコードとして示されているが、本明細書で検討される原理は、ＰＢＣＣ、ＣＣＫ、ＯＦＤＭ、又は、他の任意の適切な記号に適用されるであろう。Ｒ（ｔ）は、Ｄ（ｔ）に存在し得る情報記号又は情報記号のパターンに対応するように選択してもよい。図１２に示す例では、Ｒ（ｔ）は、単一反復情報記号（「＋」）と同じものである。Ｄ（ｔ）におけるＲ（ｔ）の各発生に対して、Ｃ（τ）はピーク値を有する。局所的なＣ（τ）のピークＣ１、Ｃ２、及び、Ｃ３にそれぞれ対応する推定量
2004514356.tif 000005
のいずれもがＴＯＡ推定値として選択されてもよい。いくつかの実施形態では、Ｄ（ｔ）のＴＯＡは、
2004514356.tif 000006
のような推定量の平均として定義されてもよい。例えば、Ｄ（ｔ）のＴＯＡは、以下のように定義されるであろう。
2004514356.tif 000007
ここで、
2004514356.tif 000008
は、与えられたＤ（ｔ）に対するＮ個の
2004514356.tif 000009
推定値の平均である。
【００８１】
図１３は、図１２に示すものと類似のＤ（ｔ）の例を示すが、図１２で「−」で識別される第２の情報記号の「極性」が逆になっている。（逆「極性」の情報記号は、本明細書で使用される場合、与えられた相関関数に対して逆符号の相関信号を生成する。）Ｃ（τ）の対応する第２のピークは、負の値を有する。任意の時点のＣ（τ）の値は、ｔの値の範囲（すなわち、−ＴからＴまで）に依存するために、Ｃ（τ）は、Ｄ（ｔ）の極性の変化に敏感であり得る。その結果、Ｃ（τ）において１３００のような相互相関ノイズが観察されるであろう。ノイズ１３００は、ノイズと視野方向信号成分とが類似のマグニチュードであり得るために、視野方向信号成分をマルチパスから分離することを困難にする場合がある。
【００８２】
図１４は、Ｃ（τ）の２つの典型的な例を示す。波形１４００は、図１２に示すものと同一である。波形１４５０は、波形１４００に比べて高められたピークマグニチュードを有する。Ｄ（ｔ）に存在し得る情報記号の連結に相当する基準信号を使用して、ピークマグニチュードを高めてもよい。例えば、以下のように定義された相関関数Ｃ’（τ）は、信号Ｒ’（ｔ）を含むであろう。
2004514356.tif 000010
Ｒ’（ｔ）は、連結したＤ（ｔ）情報記号を含んでもよい。例えば、Ｒ’（ｔ）は、図１２に示す３つの連続した記号（それぞれ「＋」で示されている）の連結であってもよい。
【００８３】
図１５は、本発明のいくつかの実施形態に関連し得る例示的段階の一般的な流れ図を示す。図１５に示す段階は例示的であり、任意の適切な順番で実行してもよい。実際には、追加の段階があってもよく、又は、段階のいくつかを削除してもよい。図１５に示す段階のいくつかは、無線信号を受信する段階を伴ってもよく、無線信号を処理する段階を伴ってもよい。これら及び他の段階は、図１に示す受信機１１０のような受信機、及び、図２に示すＴＯＡ推定装置２００に含まれるものなどの装置を有する任意の適切な装置を使用して実行されるであろう。
【００８４】
明確にするために、以下の検討は、図１５に示す段階を実行するのに適したあらゆるシステムを含むことを意図した「システム」により実行された場合の図１５の段階について説明する。システムは、段階１５１０においてデータ信号を受信するであろう。図１に示す無線アセット１３０又は図３に示す無線アセット３５０のような無線アセットからデータ信号を受信してもよい。段階１５２０において、データ信号は、復調されて復調信号を生じるであろう。段階１５３０において、システムは、データ信号をバッファに記憶してもよい。バッファに記憶された信号は、情報シーケンスが以下で説明する要領で検出された時に使用されるであろう。復調信号は、段階１５４０において、例えば相関及びデジタル化により、復号されて一連の復号化二進データにされてもよい。段階１５５０において、復号化二進データは、バッファに記憶されるであろう。
【００８５】
いくつかの実施形態では、段階１５６０において、バッファに記憶された二進データが解析され、情報記号の有利なパターンの存在が検出されてもよい。段階１５７０において、Ｒ（ｔ）のような基準信号を含むＣ（τ）のような相関関数が評価されるであろう。（簡素化のために、Ｃ（τ）及びＲ（ｔ）を利用する段階が図１５〜図１７に関連して示されて検討されているが、図１５〜図１７及び本明細書におけるその説明の範囲は、Ｃ（τ）及びＲ（ｔ）の代わりに連結情報記号が基準関数として選択された時、それぞれＣ’（τ）及びＲ’（ｔ）を利用する対応する段階を含む。）
【００８６】
段階１５７５において、相関信号の品質検査を実行してもよい（例えば、Ｃ（τ）に対して）。相関信号品質は、ＳＮ比、ピークマグニチュード、又は、他の任意の適切な指標などの客観的な尺度を使用して定量化されるであろう。
相関信号Ｃ（τ）が十分な品質を有する場合、段階１５８０において、視野方向信号成分は、マルチパスから分離されるであろう。段階１５８０は、前縁検出のための段階１５８５を含んでもよく、チャンネル推定のための段階１５９０を含んでもよい。チャンネル推定には、「ＭＵＳＩＣ」のような超分解能技術、又は、他の任意の適切なチャンネル推定技術が含まれるであろう。
【００８７】
段階１５８０において、システムは、ＴＯＡを推定するであろう。いくつかの実施形態では、システムは、Ｃ（τ）を最大にして、
2004514356.tif 000011
を判断してもよい。システムは、ＴＯＡを
2004514356.tif 000012
として定めてもよい。Ｃ（τ）が負の値を持つことができるいくつかの実施形態では、システムは、Ｃ（τ）を最小して、
2004514356.tif 000013
を判断するであろう。いくつかの実施形態では、システムは、ＴＯＡを相関ピークの前縁であるように定めてもよい。例えば、段階１５９０において、図１５Ａに示す視野方向ピーク１５０２は、マルチパスピーク１５０４（同じく図１５Ａに示す）から分離されてもよい。視野方向ピーク１５０２の前縁１５０３は、通信シーケンスのＴＯＡとして定められるであろう。視野方向パルスがマルチパスパルスの前に受信されるために、ピーク１５０２は、ピーク１５０４と区別されてもよい。（マルチパス信号は、視野方向信号よりも長い伝播経路を有するであろう。）いくつかの実施形態では、視野方向ピーク１５０２は、マルチパスピーク１５０４に重なるか又は同化してもよく、これらの場合には、段階１５８５において、同化したパルスの前縁がＴＯＡとして定められるであろう。
【００８８】
図１６は、図１５の１５６０のような段階に関連し得る例示的段階を示す。これらの段階は、例示的なものであり、任意の適切な順番で実行してもよい。実際には、追加の段階があってもよく、又は、段階のいくつかを削除してもよい。段階１６１０では、システムは、受信されたデータ信号がＴＯＡによって符号化されていることを確認又は判断するであろう。例えば、無線アセットは、ＴＯＡ推定に有利な予め選択された通信シーケンスを含むデータ信号を送信してもよく、この予め選択された通信シーケンスは、データパケット内の所定の位置（例えば、データパケットのｎ番目のビットで始まる）に置かれてもよい。いくつかの実施形態では、システムは、ＴＯＡ推定通信シーケンスがパケット内の所定の場所に位置するというデータパケット内の指標を検出するように形成されるであろう。予め選択された通信シーケンスは、ＰＢＣＣ記号、ＣＣＫ記号、及び、ＯＦＤＭ記号を含んでもよく、予め選択された情報シーケンスは、ＰＮコードを含んでもよい。
【００８９】
予め選択された通信シーケンスがシステムにより受信された時、段階１６１０に続いて段階１６２０があってもよく、段階１６２０では、基準信号は、一連の１つ又はそれ以上のＣＣＫ記号、ＰＢＣＣ記号、ＯＦＤＭ記号、又は、ＰＮコードに等しいと設定されるであろう。
システムがタイムスタンプ向けに符号化されていないデータパケットを受信した時、段階１６３０に示すように、データ信号の監視が実行されるであろう。データ信号の監視段階は、タイムスタンプに有利な情報記号パターンの存在に関してデータ信号の復号化バージョンを監視する段階（例えば、段階１５５０から）を含んでもよい。各ビットの復号化されたデータは、図１２及び図１３のＤ（ｔ）のような通信シーケンス内に存在し得る１つの情報記号に対応するであろう。また、ビットストリームの有利なパターンを検出した後、タイムスタンプのために、そのパターンに対応する基準信号が復調信号との相関のために選択されるであろう。
【００９０】
例えば、バッファは、各ビットがＤ（ｔ）内の記号に対応するＮ個のビットを、Ｎ個のビットが受信及び復号された順番で記憶するであろう。従って、タイムスタンプに有利な一連のビットがビットストリームで検出された場合、システムは、タイムスタンプのためのビットストリームシーケンスに対応する、バッファに記憶されたデータ信号内の記号を目標にしてもよい。明確にするために、タイムスタンプに向けて目標とされる記号の集合を本明細書では「Ｍ」と呼ぶであろう。Ｍが１つよりも多い情報記号を含む時、システムは、Ｍの部分集合「Ｐ」に対して相関されてもよい。Ｐは、Ｍの中央部分集合であってもよく、例えば、システムは、Ｍが５つの情報記号を有する場合、Ｐ、つまり、Ｍの３つの中央情報記号（すなわち、Ｍの第２、第３、及び、第４の記号）と強く相関する基準信号（Ｒ（ｔ）又はＲ’（ｔ））を選択するように形成されるであろう。
【００９１】
いくつかの実施形態では、システムは、段階１６１０を実行しなくてもよい。これらの実施形態のいくつかにおいては、システムは、基準信号を通信シーケンス内の１つ又は複数の所定情報記号と相関させるように形成されるであろう。例えば、システムは、相関関数を通信シーケンスの第１の情報記号に適用するように形成されてもよい。別の実施例では、通信シーケンスの第２〜第４の情報記号を使用して相関を取るようにシステムを形成してもよい。基準信号と相関させるのに、通信シーケンス内の１つ又は複数の任意の適切な記号が選択されるであろう。
【００９２】
図１７は、図１６の段階１６３０に関連し得るＮ、Ｄ（ｔ）、及び、Ｐの例と、図１６の段階１６４０に関連し得るＲ（ｔ）の対応する例とを示す。（本図の目的に則して、Ｒ（ｔ）は、式３でＲ’（ｔ）として表されたものなどの単一及び連結基準信号を意味する。）
図１７の例１〜例５の各々は、復号されたデータ信号Ｄ（ｔ）のセグメントを保持する１２ビットの大きさＮを有するバッファを含む。Ｄ（ｔ）の各記号は、正の極性記号又は負の極性記号を示すためにそれぞれ「＋」又は「−」で表されている（図１２及び図１３で用いた慣例に従って）。Ｍは、Ｄ（ｔ）に存在し得る記号の集合である。Ｐは、Ｍに存在し得る記号の部分集合であり、基準信号Ｒ（ｔ）との相関に関して目標にされてもよい。Ｒ（ｔ）の各記号は、正の極性記号を示す「＋」で表されている。図１７は、正の極性記号のみを有するＲ（ｔ）を示すが、Ｒ（ｔ）は、必要に応じて、１つ又はそれ以上の負の極性記号を含んでもよい。いくつかの実施形態では、Ｒ（ｔ）は、Ｐに存在する一連の情報記号と同一の一連の情報記号であってもよい。
【００９３】
実施例１では、孤立した正の極性記号のみが存在する。システムは、Ｐの単一記号との相関のために単一の記号基準信号Ｒ（ｔ）を選択するであろう。実施例２では、Ｍは２つの記号を含み、システムは、Ｍの単一目標記号Ｐとの相関のために単一記号基準信号Ｒ（ｔ）を選択するであろう。システムは、Ｍにおける後続記号を目標にして、Ｃ（τ）に得られるピークの前縁ノイズ（相互相関ノイズなど）を小さくし、ＴＯＡ推定精度を向上させてもよい（例えば、マルチパスが存在する場合）。実施例３では、Ｍは３つの記号を含み、システムは、単一記号Ｒ（ｔ）との相関のために中央の記号Ｐを目標にするであろう。Ｍに存在する数よりも少ない記号を有するＲ（ｔ）との相関のために、Ｍにおける記号の中央部分集合を目標にすることは有益であり、これは、Ｃ（τ）（又は、Ｃ’（τ））のノイズを小さくするであろう。実施例４及び実施例５は、Ｍの中央記号を目標にすることを示す。実施例４では、システムは、Ｍの４つの記号の中央にある２つの記号（Ｐ）を目標にしており。Ｐは、２つの記号を有するＲ（ｔ）と相関されてもよい。実施例５では、システムは、Ｍの５つの記号の中央にある３つの記号（Ｐ）を目標にしており、Ｐは、３つの記号を有するＲ（ｔ）と相関されてもよい。
【００９４】
いくつかの実施形態では、基準信号Ｒ（ｔ）のライブラリは、ルックアップ表に記憶されるであろう。検出された可能なシーケンスの範囲によってルックアップ表に索引を付してもよい。従って、検出シーケンスを使用して、最適な相関信号を生成し得る基準信号が選択されるであろう。いくつかの実施形態では、受信されたデータ信号の任意の検出シーケンスについて、Ｒ（ｔ）の可能な選択に優先順位を付けるためのルールを形成してもよい。適当なＲ（ｔ）の選択により、図１４に示すパルスのように、相互相関ノイズをほとんど又は全く持たないパルスを有する相関信号が生成されるであろう。
【００９５】
図１８は、本発明のいくつかの実施形態に伴う例示的段階の一般化された流れ図を示す。図１８に示す段階は、例示的なものであり、任意の適切な順番で実行されてもよい。実際には、追加の段階があってもよく、又は、段階のいくつかを削除してもよい。図１８に示す段階のいくつかは、無線信号を受信し、信号を処理する段階を伴ってもよい。これら及び他の段階は、図１に示す受信機１１０のような受信機、及び、図２に示すＴＯＡ推定装置２００に含まれるもののような装置を有する、任意の適切な装置を使用して実行されるであろう。
【００９６】
明確にするために、以下の検討では、図１８に示す段階を、その段階を実行するのに適する任意のシステムを含むように意図された「システム」により実行するものとして説明されるであろう。システムは、段階１８１０においてデータ信号を受信してもよい。データ信号は、図１に示す無線アセット１３０又は図３に示す無線アセット３５０のような無線アセットから受信され、段階１８１２において復調されて、復調信号を生じるであろう。復調信号は、図１５に関連して上述したものと類似であってもよく、段階１８１４において、並列相関と、他の任意の適切な処理、濾過、又は、バッファに記憶する段階とを含む並列処理のために分割されてもよい。
【００９７】
式（１）又は（３）のＤ（ｔ）に対応し得る復調信号は、段階１８２０、１８２２、１８２４、１８２６、及び、１８２８において、多数の相関器に同時に送られてもよい。段階１８２２、１８２４、及び、１８２８は、一記号、二記号、及び、三記号相関を同時に実行することを可能にするであろう。段階１８２２の相関は、式（１）のＲ（ｔ）に対応する基準信号を使用してもよく、段階１８２４〜段階１８２８の相関は、段階１８２４〜段階１８２８が連結基準信号に関連し得るので、式（３）のＲ’（ｔ）に対応する基準信号を使用するであろう。段階１８２８において、段階１８２２〜段階１８２６の一部又は全てと同時に、段階１８２２〜段階１８２６のものよりも長い情報記号のシーケンスを伴う相関を実行してもよい。段階１８２２〜段階１８２８のいずれにおいても、システムは、図１７に関連して上記で定めたような目標記号の集合Ｍ、又は、目標記号の部分集合Ｐを使用する相関を可能にする十分な数の記号を記憶するであろう。
【００９８】
システムは、段階１８２０及び段階１８３０を使用して　復調されたデータ信号におけるシーケンスを検出し、段階１８２０において、例えば一記号相関器を使用して、復調されたデータ信号を復号するであろう。復号相関器は、段階１８２２で使用し得る一記号相関器と類似又は同一であってもよい。段階１８２０において復調データは復号器を通って流れるので、得られるビットは、段階１８３０でのシーケンス検出のためにバッファに記憶されるであろう。シーケンスが検出された後、段階１８４０において、検出されたシーケンスと強く相関することが既知の基準信号に基づく相関信号（例えば、段階１８２２〜段階１８２８において生成されたもの）が選択されてもよい。段階１８３２〜段階１８３８は、各々、段階１８２２〜段階１８２８で生成された相関信号からマルチパス信号を濾過するのに使用し得るマルチパス処理段階（図１８では「ＭＰＰ」）である。
【００９９】
段階１８５０では、システムは、選択された相関関数を最大にすることにより、ＴＯＡ推定値を
2004514356.tif 000014
のような推定量として定めるであろう。いくつかの実施形態では、相関関数は、
2004514356.tif 000015
を評価するのに最小化を必要する方法で形成されてもよい。
【０１００】
いくつかの実施形態では、段階１８３２〜段階１８３８において、システムは、前縁検出、チャンネル推定、又は、その組合せを使用してＴＯＡ推定値を形成するであろう。（前縁検出及びチャンネル推定については、特に図１５及び図１５Ａに関連して上記で検討されている。）これらの実施形態では、段階１８４０は、ＴＯＡ推定値を段階１８３２〜段階１８３８の結果から選択する段階を伴うであろう。これらの実施形態では、段階１８５０において、
2004514356.tif 000016
のような推定量を判断してＴＯＡ推定値を定めることは不要であろう。
【０１０１】
図１９は、図１８に示す段階のいくつかを実行するのに使用し得る例示的なバッファ１９００（復号データ用）、１９２２（情報記号用）、及び、１９３２（情報記号用）を示す。復調信号１９０２は、復号器１９０４、相関器１９２０、及び、相関器１９３０に通されるであろう。復号器１９０４は、１９０８のようなパターンの検出のために、出力１９０６をシーケンス検出器１９０７のバッファ１９００に通してもよい。この典型的な実施例では、パターン１９０８は、初期ビット１９０９及び最終ビット１９１０を含む、５つの連続する同一ビットを含む。パターン１９０８の値と異なる値を有するビット１９１１は、パターン１９０８の終わりを表示してもよい。それぞれのバッファ１９２２及び１９３２にある一記号相関器１９２０及び三記号相関器１９３０は、同時に、それぞれの相関信号Ｃ１及びＣ３を発生させるであろう。Ｍ１、Ｐ１、及び、Ｒ１、及び、Ｍ３、Ｐ３、及び、Ｒ３は、各々、一記号相関器及び三記号相関器に関して図１７に示されたＭ、Ｐ、及び、Ｒに対応する。
【０１０２】
パターン１９０８の検出を使用して、ＴＯＡ測定に使用される相関器出力（例えば、Ｃ１又はＣ３）の１つを選択してもよい。図１９に示す実施例では、Ｃ３がＣ１よりも強いと予想し得るので、Ｃ３が選択されるであろう。Ｃ３は、五記号部分集合（Ｍ）の中央にある三記号部分集合（Ｐ）との三記号基準信号（Ｒ（ｔ））の相関に基づいているために、Ｃ１よりも強いと思われる。これと対照的に、Ｃ１は、一記号部分集合（Ｍ）の中央にある一記号部分集合（Ｐ）との一記号基準信号（Ｒ１（ｔ））の相関に基づいている。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、シーケンス検出器１９０７は、復号器出力１９０６の情報シーケンスを検索するのに使用される判断基準を変更するように形成されるであろう。例えば、一連の５つの連続同一記号を検索するように検出器１９０７をプログラムしてもよい。所定の数のビットが解析された後で（又は、所定の期間が経過した後、又は、その両方で）、このようなシーケンスが検出されなかった場合、復号器は、見つける可能性がより高いパターン（例えば、より短いパターン）の検索に自動的にシフトするであろう。いくつかの実施形態では、多くの検索方法を使用してもよい。いくつかの実施形態では、検出器１９０７は、異なるビットパターンを識別するために、復号器出力１９０６の一部又は全てを再走査するのに適する処理機能及びバッファ能力を有するであろう。
【０１０４】
図２０は、図１６及び図１８に示す段階のいくつかを実行するのに使用し得る例示的なＴＯＡ推定装置２０００を示す。無線受信機２０１０は、図１に示す受信機１１０と類似であってもよく、図２に示す中央演算処理装置２２０及び無線モジュール２３０の組合せと類似であってもよい。システム２０００の他の構成要素は、システム１００のプロセッサ１２０、システム２００のタイミングモジュール２４０、又は、他の任意の適切な信号処理装置の中に統合されてもよい。システム２０００は、図３に示すネットワーク３１０のような通信ネットワークと通信するであろう。
【０１０５】
アンテナ２０１２は、搬送波信号上で変調された通信シーケンスを図１に示す無線アセット１３０のような無線アセットから受信するであろう。無線受信機２０１０は、Ａ／Ｄ変換器２０１４及び２０１６により各々デジタル化し得るベースバンド同相（Ｉ）信号及び直交（Ｑ）信号を搬送波追跡回路２０２０に供給してもよい。回路２０２０は、システム２０００のタイミングを搬送波信号と同期させるために、搬送波信号追跡及び／又はタイミングループを含むであろう。また、追跡回路２０２０は、通信シーケンスを復号するために、同期された通信シーケンスをチッピングコード相関器に供給してもよい。フィードバックループ２０３２は、追跡制御のために回路２０２０にフィードバックを供給するであろう。相関器２０３０は、相関信号を復号器２０５０に供給してもよい。復号器２０５０は、経路２０３５を通じて追跡回路２０２０から受信した高データ転送速度変調記号を復号するであろう。高データ転送速度変調記号は、ＰＢＣＣ、ＣＣＫ、及び、他の任意の適切な高データ転送速度変調記号などの８０２．１１データ構造を含んでもよい。スクランブル解読器２０６０があってもよく、復号及び復調された通信シーケンスをスクランブル解読するであろう。ＭＡＣインタフェース２０７０は、スクランブル解読された通信シーケンスをネットワーク・リソースに供給してもよい。
【０１０６】
回路２０２０は、ＴＯＡ推定のために、同期された通信シーケンスをタイムスタンプ回路２０４０に供給するであろう。バイパス２０２２があってもよく、回路２０４０が相関器２０３０と実質的に並列にタスクを実行するのを可能にする。回路２０４０は、１つ又はそれ以上のＴＯＡ推定相関器を含んでもよい。いくつかの実施形態では、回路２０４０は、図１８に示すデータ信号復号段階１８２０を実行し、また、いくつかの実施形態では、回路２０４０は、シーケンス検出段階１８３０、マルチビット相関段階１８２２〜段階１８２８、マルチパス処理段階１８３２〜段階１８３６、推定量選択段階１８４０、ＴＯＡデータ出力段階１８５０、又は、タイムスタンプに適する他のあらゆる段階のような図１８に示す段階を実行するであろう。ＭＡＣインタフェース２０７０は、ＴＯＡ推定値を回路２０４０から受信し、そのＴＯＡ推定値をネットワーク・リソースに供給してもよい。
【０１０７】
図２１は、無線アセットの位置を識別するのに使用し得る例示的ネットワーク２１００を示す。ネットワーク２１００は、多数のＴＯＡ推定装置を含んでもよい。簡素化のために、３つのＴＯＡ推定装置Ａ（２１１０）、ＴＯＡ推定装置Ｂ（２１２０）、及び、ＴＯＡ推定装置Ｃ（２１３０）のみが図２１に示されている。このＴＯＡ装置は、ケーブル２１０２と電子通信するであろう。無線アセットは、まだ識別されていない位置Ｐに位置し、ＴＯＡ推定装置Ａ、Ｂ、及び、Ｃが受信し得る通信シーケンスを一斉通報するであろう。所定のＴＯＡ推定装置対のＴＤＯＡを使用して、点Ｐを含み得る解集合（上記で検討したような）を発生させることができる。例えば、ＴＯＡ推定装置Ｂ及びＣに到着する通信シーケンスについて計算し得るＴＤＯＡＢＣを使用して、無線アセットとシステムＢ及びＣの各々との間の距離の差によって形成された双曲線を作り出してもよい。ＴＤＯＡＢＣと距離差との関係は、次式により与えられるであろう。
2004514356.tif 000017
ここで、ｃは、通信シーケンスの伝播速度、ｒＢは、無線アセットとＴＯＡ推定装置Ｂとの間の距離、ｒＣは、無線アセットとＴＯＡ推定装置Ｃとの間の距離である。次に量（ｒＢ−ｒＣ）を使用して、Ｐ又はその推定値を含む曲線（例えば、双曲線）を形成してもよい。また、Ｐを含み得る第２の解集合を、例えばシステム対Ａ及びＢ、又は、システム対Ａ及びＣを使用して生み出されたＴＤＯＡを使用して発生させてもよい。追加のＴＯＡ推定装置（図示しない）からのＴＯＡ推定値は、位置Ｐを識別するための１つ又はそれ以上の解集合を発生させるために使用されるであろう。
【０１０８】
主クロック２１０４は、同期信号をケーブル２１０２を通じてＴＯＡ推定装置に供給するであろう。同期信号を使用して、装置に存在し得るクロック、タイマ、又は、カウンタを同期させてもよい。同期信号は、リセットパルスをＴＯＡ推定装置に送り、装置クロックを同時に強制的にリセットさせるであろう。ケーブル２１０２が電力線（例えば、「エサーネット」ＤＣ電力線）を含む時は、電力線を使用して同期信号を送信してもよい。例えば、同期信号をＤＣ電力信号に追加するか、又は、容量的に結合させてもよい。ケーブル２１０２がデータ伝送路を含む時は、データ伝送路を使用して同期記号を送信してもよい。例えば、ケーブル２１０２は、ツイストペア線（例えば、「エサーネット」データ伝送路）を含むであろう。同期信号は、ツイストペアで搬送されるデータ信号上に重ね合わせてもよい。ＴＯＡ推定装置においては、濾過、同相分除去、又は、その組合せを使用して、タイミング信号とデータ信号とが分離されるであろう。異なるＴＯＡ推定装置は、異なる一定の遅延を有してもよい。例えば、クロック２１０４とＴＯＡ推定装置との間のケーブルの長さが異なる場合、又は、装置の処理速度が異なる場合、装置が発生したＴＯＡは、同期後でさえもオフセットを含む場合がある。オフセットは定量化され、ＴＤＯＡが計算される前に、ＴＯＡ推定値は自動的に補償されるであろう。いくつかの実施形態では、無線同期信号を装置２１１０〜２１３０に一斉通報するためにビーコンを準備してもよい。
【０１０９】
図２２及び図２３は、ＴＤＯＡを使用する無線アセット位置識別に関する本発明のいくつかの実施形態に伴う例示的段階の一般的な流れ図を示す。図２２及び図２３に示す段階は、例示的なものであり、任意の適切な順番で実行されるであろう。実際には、追加の段階があってもよく、又は、段階のいくつかを削除してもよい。また、図２２及び図２３に示す段階のいくつかは、無線信号を受信する段階、及び、信号を処理する段階を伴ってもよい。これら及び他の段階は、図１に示すシステム１００（例えば、受信機１１０を含む）、及び、図２に示すシステム２００を含む任意の適切な装置を使用して実行されるであろう。
【０１１０】
段階２２１０では、無線アセット位置識別に使用されるネットワークＴＯＡ推定装置のクロックは、選択されたネットワーク時間信号又はカウンタと同期されるであろう。また、段階２２２０では、第１のＴＯＡ推定装置は、通信シーケンスを無線アセットから受信し、ＴＯＡ１（第１のＴＯＡ推定値）を発生させるであろう。段階２２３０では、ＴＯＡ１は、ネットワーク時間と照合されてもよい。段階２２４０では、第２のＴＯＡ推定装置は、通信シーケンスを受信し、ＴＯＡ２（第２のＴＯＡ推定値）を発生させるであろう。段階２２５０において、ＴＯＡ２は、ネットワーク時間と照合されてもよい。段階２２６０では、ＴＯＡ１及びＴＯＡ２を使用してＴＤＯＡが計算され、次に、段階２２７０において、可能な無線アセット位置の集合が発生されるであろう。段階２２１０〜段階２２６０を繰り返して、可能な無線アセット位置の１つ又はそれ以上の追加の解集合を発生させてもよい。
【０１１１】
図２３は、多数のＴＯＡ推定装置が多数のＴＤＯＡ推定値を形成し得る時に実行されるであろう例示的段階を示す。段階２３１０では、一斉通報された通信シーケンスに関連して発生されたＴＯＡ推定値が収集されるであろう。段階２３２０では、１つのＴＯＡ推定装置が、基準ＴＯＡ推定装置として指定されてもよい。段階２３３０では、非基準ＴＯＡ推定装置からのＴＯＡは、基準システムが発生したＴＯＡと共に使用され、非基準システムの各々についてＴＤＯＡを計算するであろう。いくつかの実施形態では、１つよりも多い基準システムを指定してもよい。段階２３４０では、各ＴＤＯＡを使用して、アセット位置解集合が発生されるであろう。段階２３５０では、物理的に不合理であるか又は不可能であり（「区域外」）、ノイズにより品質低下しており、又は、それ以外で劣っている解集合を破棄してもよい。段階２３６０では、段階２３５０で選択を行なった後に少なくとも２つの解集合が残っている場合、無線アセット位置は、残りの解集合と、最小二乗推定法、最大尤度推定法、ノイズ重み付き最大尤度推定法、又は、他の任意の適切な推定方法などの解推定方法とを使用して識別されるであろう。段階２３５０の後で残っている解集合の数が２未満である場合、段階２３７０を用いて処理を進めてもよいが、位置は識別されない。
【０１１２】
図２４は、無線アセットが一斉通報した通信シーケンスに付随する例示的な相関信号ＣＡ（τ）及びＣＢ（τ）を示す。各々が相関信号を発生し得る多数のＴＯＡ推定装置が通信信号を受信してもよい。例えば、図２１に示すＡ及びＢのようなＴＯＡ推定装置を使用して、各々、ＣＡ（τ）及びＣＢ（τ）を発生してもよい。ＣＡ（τ）及びＣＢ（τ）は、図１２に示すＣ（τ）と類似であってもよい。図２５では、ＣＡ及びＣＢは、各々、時間変数τＡ及びτＢに依存し、それらは、各々、システムＡ及びＢの内部クロック又はカウンタと照合されるであろう。また、これらの内部クロックは、τＡ及びτＢが同じ基準に同期及び照合されるように同期されるであろう。ＣＡは、例えば、ＴＯＡ推定量
2004514356.tif 000018
にそれぞれ対応するピークＣＡ１、ＣＡ２、ＣＡ３、及び、ＣＡ４を有してもよい。また、ＣＢは、例えば、ＴＯＡ推定量
2004514356.tif 000019
にそれぞれ対応するピークＣＢ１、ＣＢ２、ＣＢ３、及び、ＣＢ４を有してもよい。推定量は、式１を使用して判断されるであろう。両システムＡ及びＢからの推定量を含むＴＯＡ推定量の対を使用して、多数のＴＤＯＡを発生させてもよい。例えば、図２４に示すＴＤＯＡ１は、
2004514356.tif 000020
から発生され、ＴＤＯＡ２は、
2004514356.tif 000021
から発生されるであろう。４つのＴＤＯＡが図２４に示されているが、いくつかの実施形態は、４つよりも多いＴＤＯＡを発生させてもよい。図２４に示すＴＤＯＡは、
2004514356.tif 000022
のようなＴＯＡ推定値に基づくものであるが、いくつかの実施形態は、平均ＴＤＯＡを計算するために、前縁検出、チャンネル推定、又は、その組合せに基づくＴＯＡ推定値を使用するであろう。図２４に示すＴＤＯＡは、「仮のＴＤＯＡ」と呼ぶことがある。いくつかの実施形態では、仮のＴＤＯＡの平均を使用して、図２１〜図２３を参照して検討されたような無線アセットに対する可能なアセット位置の解集合が発生されるであろう。
【０１１３】
すなわち、無線通信ネットワークにおける無線アセット位置を識別する装置及び方法がもたらされたことがわかる。当業者は、本発明が説明された実施形態以外でも実施することができること、及び、説明された実施形態が限定するものではなく例証目的て提示したものであり、本発明が特許請求の範囲によってのみ限定されることを認めるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の原理に従って無線アセット位置識別システムと共に使用し得る例示的装置を示す概略図である。
【図２】
本発明の原理に従って無線アセット位置識別システムと共に使用し得る別の例示的装置を示す図である。
【図３】
図１及び図２に示すような装置を使用する例示的通信ネットワークを示す概略図である。
【図４】
本発明の原理に従って無線アセット位置識別の間に実行し得る例示的段階を示す流れ図である。
【図５】
本発明の原理に従う例示的通信ネットワーク・アーキテクチャの概略図である。
【図６】
本発明の原理に従って無線アセット位置識別の間に実行し得る例示的段階を示す別の流れ図である。
【図７】
本発明の原理に従って無線アセット位置識別の間に実行し得る例示的段階を示す更に別の流れ図である。
【図８】
本発明の原理に従って無線アセット位置識別の間に実行し得る例示的段階を示す更に別の流れ図である。
【図９】
本発明の原理に従って無線アセット位置識別の間に実行し得る例示的段階を示す更に別の流れ図である。
【図１０】
本発明の原理に従って無線アセット位置識別システムと共に使用し得る別の例示的装置を示す概略図である。
【図１１】
本発明の原理に従って無線アセット位置識別の間に実行し得る例示的段階を示す更に別の流れ図である。
【図１２】
例示的な受信データと本発明の原理に従う対応する例示的な相関信号とを示す図である。
【図１３】
他の例示的な受信データと対応する例示的な相関信号とを示す図である。
【図１４】
本発明の原理に従う２つの例示的な相関信号を示す図である。
【図１５】
本発明の原理に従って無線アセット位置識別の間に実行し得る例示的段階を示す更に別の流れ図である。
【図１５Ａ】
本発明の原理に従って処理し得る例示的な相関信号を示す図である。
【図１６】
図１５に示す段階を実行するのに伴うことがある例示的段階を示す流れ図である。
【図１７】
例示的な受信データシーケンスと本発明の原理に従う例示的な相関方法とを示す図である。
【図１８】
本発明の原理に従って無線アセット位置識別の間に実行し得る例示的段階を示す更に別の流れ図である。
【図１９】
本発明の原理に従って無線アセット位置識別の間に実行し得る例示的段階を示す更に別の流れ図である。
【図２０】
本発明の原理に従って無線アセット位置識別システムと共に使用し得る例示的装置を示す図である。
【図２１】
本発明の原理に従う無線アセット位置識別システムの一部分の概略図である。
【図２２】
本発明の原理に従って無線アセット位置識別の間に実行し得る例示的段階を示す更に別の流れ図である。
【図２３】
本発明の原理に従って無線アセット位置識別の間に実行し得る例示的段階を示す更に別の流れ図である。
【図２４】
本発明の原理に従って無線アセット位置識別において使用し得る２つの例示的な相関信号を示す図である。
【図１】
2004514356.tif 000023
【図２】
2004514356.tif 000024
【図３】
2004514356.tif 000025
【図４】
2004514356.tif 000026
【図６】
2004514356.tif 000027
【図７】
2004514356.tif 000028
【図８】
2004514356.tif 000029
【図９】
2004514356.tif 000030
【図１０】
2004514356.tif 000031
【図１１】
2004514356.tif 000032
【図１５】
2004514356.tif 000033
【図１６】
2004514356.tif 000034
【図１７】
2004514356.tif 000035
【図１８】
2004514356.tif 000036
【図１９】
2004514356.tif 000037
【図２０】
2004514356.tif 000038
【図２１】
2004514356.tif 000039
【図２２】
2004514356.tif 000040
【図２３】
2004514356.tif 000041
【国際公開パンフレット】
2004514356.tif 000042
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2004514356.tif 000155
2004514356.tif 000156
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004514356.tif 000157
【国際調査報告】
2004514356.tif 000158
2004514356.tif 000159
2004514356.tif 000160
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