(57)【要約】      （修正有）【課題】位置決めネットワークのネットワーク計画立案および展開に関し、位置決めサービス用システムの性能を評価できる装置を提供する。【解決手段】無線通信システムにモバイルユニット位置決め性能を追加するためにいくつかの異なるアプローチがとられ、これらのアプローチは衛星系技術だけでなく地上波技術を含み、異なるこのようなアプローチが、無線通信のための特定の既存または提案されたシステムに関連して評価かつ比較される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象領域に少なくとも部分的に関連する情報の構造的集合と、
少なくとも１つの処理ユニットを備えており、
前記少なくとも１つの処理ユニットが前記情報の構造的集合の少なくとも一部を処理し、さらなる情報を生成し、
前記さらなる情報は、前記対象領域内における無線ユニットの位置を決定する少なくとも１つのシステムの予測位置決め性能に少なくとも部分的に関連する装置。
【請求項２】
前記さらなる情報は性能基準に基づく前記予測位置決め性能の評価を含んでおり、前記性能基準は、許可できる度合いの精度で位置が決定される対象領域の百分率、決定された位置に関連する不確定性のエリア、位置を決定するのに必要な最小時間、提供される位置決めに対するリクエストの数、位置決め決定が更新されるレート、および位置決めに関連するコストのうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記情報の構造的集合が、前記対象領域内で展開されるセルラ電話ネットワークの一部に少なくとも部分的に関する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記無線ユニットがセルラ電話を備えている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記無線ユニットが少なくとも部分的に、前記対象領域内の前記無線ユニットの位置に関する情報を搬送しない無線チャネルを通信する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記無線チャネルが無線周波数チャネルを備えている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記無線チャネルが少なくとも音声情報を搬送する、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記情報の構造的集合が、前記対象領域に関するトポロジカル情報、前記対象領域に関する人口学的情報、および前記対象領域内の人口分布に関する情報のうちの少なくとも１つを備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記情報の構造的集合が、デマンドベクタを含んでおり、前記デマンドベクタの各要素は複数のビンの少なくとも１つに対応する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記デマンドベクタが、カスタムデマンドマップ、土地使用マップ、人口密度マップ、および人口学的情報のうちの少なくとも１つに少なくとも部分的に基づいている、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記情報の構造的集合が前記対象領域の表示を含んでおり、前記対象領域の前記表示は、各ビンが前記対象領域のエリア要素およびボリューム要素のうちの１つに対応する、複数のビンを備えている、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記予測位置決め性能が前記複数のビンの少なくとも一部の各々に対応する値を含んでおり、前記値の各々は前記対応するビン内の無線ユニットの位置の配置に関する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記情報の構造的集合が伝搬損失マトリックスを含んでおり、前記伝搬損失マトリックスの各要素は前記複数のビンの１つ以上に対応する、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記伝搬損失マトリックスの少なくとも一部の前記要素の各々の前記値は、経路損失モデルおよび回折損失モデルのうちの少なくとも１つに基づいている、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記経路損失モデルは、自由空間損失モデル、短期モデル、および長期モデルのうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記対象領域内の無線ユニットの位置を決定する前記少なくとも１つのシステムが地上位置決めシステムを含んでおり、前記地上位置決めシステムは複数の基地局を備えている、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記地上位置決めシステムが、オーバレイインフラ系システムおよび統合インフラ系システムのうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記地上位置決めシステムが、前記無線ユニットからの信号の到着の時間差に少なくとも基づいて、前記無線ユニットの前記位置を決定する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記予測位置決め性能の少なくとも一部が、少なくとも部分的にフォワードリンク解析を使用して得られる、請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
前記予測位置決め性能の少なくとも一部が、少なくとも部分的にリバースリンク解析を使用して得られる、請求項１６に記載の装置。
【請求項２１】
前記リバースリンク解析が、前記無線ユニットの実効放射電力に少なくとも部分的に基づいている、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記リバースリンク解析が、前記複数のビンの特定された１つと前記複数の基地局ユニットの少なくとも１つとの間の最大許容経路損失に少なくとも部分的に基づいている、請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
前記予測位置決め性能が、位置決めに関するエラーの解析を含んでおり、前記位置決めに関するエラーは、ノイズによるエラー、マルチパスインタフェースによるエラー、および量子化によるエラーのうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項１６に記載の装置。
【請求項２４】
前記位置決めに関するエラーが、前記複数の基地局ユニットの少なくとも１つの位置の不確定性および前記無線ユニットからの信号の送信時間の不確定性のうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記位置決めに関するエラーの解析が少なくとも１つのあいまい性要因の算出を含んでおり、前記少なくとも一つのあいまい性要因は、精密度の希釈（ＤＯＰ）、幾何学的ＤＯＰ、位置ＤＯＰ、水平ＤＯＰ、および時間ＤＯＰのうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
前記対象領域内の無線ユニットの位置を決定する前記少なくとも１つのシステムは衛星系位置決めシステムを備えている、請求項１３に記載の装置。
【請求項２７】
前記衛星系位置決めシステムは、スタンドアローンモバイルユニット系システム、ネットワーク支援システム、およびネットワーク系システムのうちの１つを含んでいる、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記衛星系位置決めシステムが、ナブスター（ＮＡＶＳＴＡＲ）およびグロナス（ＧＬＯＮＡＳＳ）グローバルポジショニング衛星システムのうちの少なくとも１つの衛星からの信号を受信する、請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】
前記予測位置決め性能は、所定時のグローバルポジショニング衛星システムの複数の衛星の位置の算出に少なくとも部分的に基づいている、請求項２６に記載の装置。
【請求項３０】
前記予測位置決め性能は、所定のビンでのグローバルポジショニング衛星システムの複数の衛星の可視性に少なくとも部分的に基づいている、請求項２６に記載の装置。
【請求項３１】
前記予測位置決め性能は位置決めに関するエラーの解析を含んでおり、前記位置決めに関するエラーは、ノイズによるエラー、マルチパスインタフェースによるエラー、および量子化によるエラーのうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項２６に記載の装置。
【請求項３２】
前記位置決めに関するエラーは、大気条件に関連するエラーおよび選択的有効性に関連するエラーのうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記位置決めに関するエラーの解析が少なくとも１つのあいまい性要因の算出を含んでおり、前記少なくとも一つのあいまい性要因は、精密度の希釈（ＤＯＰ）、幾何学的ＤＯＰ、位置ＤＯＰ、垂直ＤＯＰ、水平ＤＯＰ、時間ＤＯＰ、および相対的ＤＯＰのうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項３１に記載の装置。
【請求項３４】
前記対象領域内に配置される無線ユニットの位置を決定する少なくとも１つのシステムはハイブリッド位置決めシステムを備えており、前記ハイブリッド位置決めシステムは地上位置決めシステムの少なくとも一部と衛星系位置決めシステムの少なくとも一部を含んでいる、請求項１３に記載の装置。
【請求項３５】
対象領域に少なくとも部分的に関する情報の構造的集合であって、前記対象領域のサンプリングされた表象を備えており、さらに前記対象領域内に展開される基地局ユニットに関する情報を備えている構造的集合と、少なくとも１つの処理ユニットを備えており、前記少なくとも１つの処理ユニットは前記情報の構造的集合の少なくとも一部を処理し、さらなる情報を生成し、前記さらなる情報は、前記対象領域内の無線ユニットの位置を決定する少なくとも１つのシステムの予測位置決め性能に少なくとも部分的に関し、前記さらなる情報は、フォワードリンク解析、リバースリンク解析、およびグローバルポジショニング衛星を使用する位置決めの解析のうちの少なくとも１つに少なくとも部分的に基づいていることを備える装置。
【請求項３６】
トポロジカルデータベースと、
伝搬損失マトリックスと、
少なくとも１つの処理ユニットを備えており、
前記トポロジカルデータベースは対象領域に少なくとも部分的に関し、前記伝搬損失マトリックスの前記要素の少なくとも一部のうちの各々は前記対象領域の位置間の経路損失を表しており、
前記少なくとも１つの処理ユニットはフォワードリンク解析およびリバースリンク解析のうちの少なくとも１つを実行し、少なくとも１つのリンク解析は前記トポロジカルデータベースからの情報と前記伝搬損失マトリックスからの情報に少なくとも部分的に基づいており、前記少なくとも１つの処理ユニットは、前記対象領域について、無線ユニット
位置決めシステムの予測位置決め性能に関する情報を出力する装置。
【請求項３７】
前記処理ユニットは複数のグローバルポジショニング衛星の位置を複数の時間に算出し、
前記処理ユニットは衛星の可視性解析を実行する、請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
前記処理ユニットはハイブリッド位置決めシステムの予測位置決め性能に関する情報を出力する、請求項３６に記載の装置。
【請求項３９】
前記装置がさらにデマンドベクタを備えており、少なくとも１つのリンク解析が前記デマンドベクタからの情報に少なくとも部分的に基づいている、請求項３６に記載の装置。
【請求項４０】
対象領域に少なくとも部分的に関する情報の構造的集合にアクセスすることと、
前記情報の構造的集合の少なくとも一部を処理することと、
さらなる情報を生成することを備えており、前記さらなる情報は、前記対象領域内の無線ユニットの位置を決定する少なくとも１つのシステムの予測位置性能に少なくとも部分的に関する方法。
【請求項４１】
機械読み取り可能コードを記憶しているデータ記憶媒体であって、前記機械読み取り可能コードは論理要素のアレイによって実行される命令を備えており、方法を定義する前記命令は、
対象領域に少なくとも部分的に関する情報の構造的集合にアクセスすることと、
前記情報の構造的集合の少なくとも一部を処理することと、
さらなる情報を生成することを備えており、前記さらなる情報は、前記対象領域内の無線ユニットの位置を決定する少なくとも１つのシステムの予測位置性能に少なくとも部分的に関することを備えるデータ記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
Ｉ．発明の属する技術分野
本発明は位置決めネットワークのネットワーク計画立案および展開に関する。更に詳細には、本発明は位置決めサービス用システムの性能評価に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＩ．関連技術および全体的背景の説明
モバイル通信用無線システムには例えばセルラ電話ネットワーク、広帯域パーソナル移動通信サービス（ＰＣＳ）、無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、衛星通信システム、双方向無線システムなどが含まれる。これらのシステムには、電話または無線送受器、車両系トランシーバ、無線データモデムなどのモバイル（移動型）ユニット、または、無線ローカルループ（ＷＬＬ）局などのような半固定ユニットさえも含まれる。また、多くのこの種システムは、それらの場所が固定され、モバイルユニットおよびおそらく相互に、および／または、外部ネットワークと通信する１つ以上の基地局ユニットを含むインフラを有する。セルラ電話ネットワークにおいては、例えば、基地ユニットはモバイルユニットと公衆交換電話網との間のインターフェイスを提供し、認証および請求書作成機能を実施するために記録所と通信し、呼出し管理機能および引渡し機能を実施するために相互に会話することもあり得る。
【０００３】
特定の移動ユニットの位置を決める能力を加えることによって、モバイル通信のための特定無線システムを改良することが望ましい。その理由の１つは連邦通信指令書（ドケット第９４〜１０２号、第３レポートおよび１９９９年９月１５日に採択され、１９９９年１０月６日に公表された規則）によって公布された規則である。即ち、この規則によれば、米国における全てのセルラ搬送波は、２００１年１０月までに、９１１コールを行うセルラ電話の位置を、コールの６７％に関しては５０メートル以内に、また、コールの９５％に関しては１５０メートル以内に決定可能にしなくてはならないとされている。無線通信システムにおける位置決め能力の上記以外の他の用途には例えばナビゲーションおよび車両フリート管理サポートのような付加価値消費者機能が含まれる。
【０００４】
位置を決めるためには幾つかの異なるアプローチが実行されてもよい。これらのアプローチには、地上波方法に限定されることなく、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）方法および地上波方法とＧＰＳ方法のハイブリッドが含まれる。これらの方法を無線通信用のあらゆる特定システムに適用した場合の相対的性能は、適用される当該システムおよび当該システムが配備されている領域の特性に或る程度依存する。従って、或る特定の方法の採択または実施に関係する以前に、或るシステム内の１つ以上のこれらのアプローチの性能評価が可能であることが望ましい。従って、既存のまたは提案中の無線通信システムの性能を位置決めに関して評価するために使用できる方法または装置が必要である。また、新規システムの計画立案および設計段階において、或いは、既存のシステムの改良または問題検討に際して、位置を決定するための幾つかの異なるアプローチの性能を比較することが可能であることも望ましい。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の実施形態に従った装置においては、対象領域に関する情報の構造的集合（例えばデータベース、アレイ、マトリックス、コンパイルのうち１つ以上）が提供される。また、情報の構造的集合を少なくとも部分的に処理する少なくとも１つの処理ユニットが装備される。情報は対象領域内の移動または静止無線ユニットの位置に関する処理ユニットによって生成される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の一実施形態における装置のブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における方法のフローチャートである。
【図３】実効放射電力（ＥＲＰ）計算を用いたリバースリンク解析のフローチャートである。
【図４】最大許容経路損失計算を用いたリバースリンク解析のフローチャートである。
【図５】フォワードリンク解析のフローチャートである。
【図６】衛星系位置決めシステムの解析フローチャートである。
【図７】衛星の可視性解析のフローチャートである。
【符号の説明】
【０００７】
Ｍ１０  伝搬損失マトリックス
Ｍ２０  位相データベース
Ｍ３０  ＧＰＳシミュレーション
Ｍ４０  フォワードおよびリバースリンク解析、地理的位置決めシステムの評価
Ｍ５０  デマンドベクトル
Ｍ６０  衛星可視性解析および衛星系位置決めシステムの評価
Ｍ７０  混成位置決めシステムの評価
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の実施形態に従った無線ユニットの所在場所を位置決めするための方法または装置は幾つかの異なるアプローチの性能を評価するために使用可能である。この種の方法または装置は、例えば、設計、配備、改良、または、問題探索に際して使用可能である。
【０００９】
実装に関する具体的な詳細事項は、符号分割多重アクセス方式（ＣＤＭＡ）セルラ電話網に関して記述されることが可能であるが、本発明は、通信がアナログまたはデジタルリンクを介して実施されるかどうか、および、無線回線へのアクセスがＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＣＤＭＡ、または、他の多重アクセス方式に順応するかどうかには無関係に、あらゆる既存のまたは提案中の無線通信用システムに適用可能である。
【００１０】
また、用語「決めること」は、ここでは能動的な意味に使用可能であり、「無線位置決め」というフレーズにおける様に物体の物理的位置を定義する動作を示すか、或いは、受動的な意味において「基地局ユニットの所在位置」という慣用句におけるように物体が所在する物理的な点を示すことを理解されたい。
【００１１】
無線位置決め技法はおおまかに３つの範疇に分割可能である。即ち、地上波、ＧＰＳ、および、地上波方法とＧＰＳ系ハイブリッドである。これら３つの範疇から選出した諸例を次に示す。
【００１２】
オーバーレイインフラ系アプローチ：受信機、および／または、位置決め専用アンテナが固定位置に所在するシステムに加えられる（または、「その上に配備される」）。これらの受信機は何等かの既存基地局ユニットと共に設置されても差し支えないが、必ずしもその必要はない。
【００１３】
集積インフラ系アプローチ：位置決めを支援するために追加処理機能がシステムに追加される。ただし、受信機またはアンテナは一切追加されない。
【００１４】
スタンドアロンモバイルユニット系衛星アプローチ：各モバイルユニットは位置決め衛星から受信した信号からそれ自体の位置を算定する。
【００１５】
ネットワーク支援衛星アプローチ：各モバイルユニットは地上ネットワークからの支援信号および衛星からの位置決め信号を受信する。
【００１６】
ネットワーク系衛星アプローチ：各モバイルユニットは地上ネットワークから支援信号を受信し、位置決め衛星からの位置決めデータを測定し、これらの信号に関するデータをインフラに送る。次に、インフラ内の１つ以上の処理ユニットはこのデータからモバイルユニットの位置を決定する。
【００１７】
ハイブリッドアプローチ：各モバイルユニットは地上ネットワークから支援信号および地上ネットワークおよび位置決め衛星の両方から位置決めデータを受信する。位置決めデータはモバイルユニットによって位置算定に使用可能であり、無線ユニットの位置を決定するためにインフラ内の１つ以上の処理ユニットへ送られることが可能である。
【００１８】
１つ以上のこの種方式の評価は幾つかの性能測定に基づいて実施される。評価の結果は、種々異なるフォーマットにおいて表示、および／または、記憶され、重み付けの目的で統計情報と組み合わせることも可能である。
【００１９】
データベース
本発明の実施形態に従った装置は既存のまたは提案中の無線通信システムの少なくとも一部分が配備されている物理的エリアに対応する対象領域の文脈において作動する。通信システムの性質および所要位置決め能力に従って、対象領域は地上エリア（例えば、セルラ電話網に関して）であるか、または、建築物または他の構造物（例えば、無線ＬＡＮのための）の部分であることも可能であり、室内および戸外両方のエリアを含むこともあり得る。
【００２０】
この種の装置は対象領域および既存または提案中のインフラについての情報の構造的集合を含む。この情報の構造的集合には次に示すような情報を記憶する１つ以上のデータベースが含まれる。
【００２１】
例えば地形トポロジおよび質、建築物および他の人工構造物の特徴と場所および特性などのような対象領域に関する物理的情報、および、領域と伝播する信号の間の相互作用に関する他の情報。
【００２２】
例えば既存または提案中の基地局ユニットの個数、場所、高さ、および、構成その他の特性などのような対象領域におけるインフラに関する情報。
【００２３】
例えば人口または顧客の分布、土地利用または地区別地図、および、ネットワーク利用密度データ対象領域またはモバイルユニットが特定の場所で発見される確率に関する人口統計的情報。
【００２４】
その上、対象領域は、二次元（例えば、経度および緯度別にサンプリングされた）、または、三次元（例えば、経度、緯度、高度別にサンプリングされた）いずれかにおける多数の離散型ビンのように装置内で表される。換言すれば、各ビンは対象領域の部位要素（量要素）に対応する。セルラ電話網に関して、各次元において３０から１００メートル程度のビンサイズが適切であることが判明している。更に限定されたエリア内のネットワークに関して、相応して同じビンサイズが望ましい。対象領域内の或る特定エリアを他のエリアよりも更に詳細にモデル化することが望ましいように、全てのビンが同じサイズまたは次元数でなくても差し支えないことに留意されたい。この表現は、装置によって生成される（例えば、ユーザによる対象領域選定に従って）か、または、個別のアイテムとして、または、情報の構造的集合の一部としてロードされることが可能である。以下に述べるように、各ビン（一般にビンの中心点）に関して算定された１組の値は特定のアプローチに関してその位置における位置決定能力の質を予測する基礎を提供する。本発明の実施形態に従った装置は、これらの値の算定およびここで検討する他の計算を実施するために１つ以上の処理ユニットを含むことが可能である。
【００２５】
前処理
本発明の実施形態に従った装置の使用に際して、対象領域に関する合成された伝播損失マトリックスを求めることが望ましい。このマトリックスは、二次元、および／または、三次元であって差し支えなく、各基地局と対象領域内の様々な位置との間で伝播する信号に関する伝播損失の程度を表す。この種のマトリックスは情報の構造的集合の一部分としてロードすることが可能であり、その代りに、例えばＱＥＤｅｓｉｇｎのようなネットワーク解析ツールを用いるか、または、「無線ネットワーク計画立案ツール」（ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＮＥＴＷＯＲＫ  ＰＬＡＮＮＩＮＧ  ＴＯＯＬ）と題する１９９８年１月２０日に発行され本発明の譲受人に譲渡済みの米国特許第５，７１０，７５８号の記述に従って生成可能である。このマトリックスの構成に際しては、１つ以上の経路損失モデルを使用し、選択し、または、組み合わせることが可能であり、これらのモデルには、例えば、自由空間損失モデル、Ｒｉｃｅａｎ、Ｒａｙｌｅｉｇｈ（戸外環境用）またはＮａｋａｇａｍｉ（室内環境用）のような短期モデル、または、長距離またはＯｋｕｍｕｒａ、Ｈａｔａ、Ｌｅｅ、および、その他によって開発された長期モデルが含まれる。当該技術分野においては多くのこの種適切な経路損失モデルが知られおり、例えば、Ｒａｙｍｏｎｄ  Ｓｔｅｅｌｅ編集、Ｊｏｈｎ  ＷｉｌｅｙおよびＩＥＥＥＰｒｅｓｓにより、ニューヨーク（ＮＹ）、１９９２年発行の「Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ」の第２章に記載されている。単独で、或いは、ここに参照済みのモデルのような他のモデルとの組み合わせによって、回折損モデルも同様に使用可能である。対象領域の表現には、異なるサイズ、および／または、異なる次元のビンが含まれても差し支えなく、同様に、合成された伝播損失マトリックス値によって表されるエリアと対象領域表現のビンとの間の一対一対応は必ずしも必要でないが、合成された伝播損失マトリックスの或る値は異なるサイズのエリアまたは他の同じ次元以外の次元に対応できる。同様に、異なる経路損失モデルはマトリックスの異なる部分に関して使用可能である。
【００２６】
同様に、対象領域に関するデマンドベクトルを求めるか、或いは、生成することは有用である。このベクトルは対象領域内の様々な位置における位置決めサービスに関する実際のまたは計画された需要を示す。この種の需要情報は別の設計ツール（例えばＱＥＤｅｓｉｇｎ）からインポートされ、別のソースからダウンロードされ、或いは、次のような形式でユーザにより指定されることが可能でありうる。  均一デマンドの場合、デマンド情報は一般的に、例えば、領域全体に関して均一値であるように指定される。
【００２７】
カスタムデマンドマップ、各ビンに関するデマンド値を含む。
【００２８】
土地利用および土地利用アーランマッピング、この場合、土地利用カテゴリはＥｒｌａｎｇ／ｋｍ２で表される需要に関してマッピングされる。次に、土地利用マップは、対象領域における需要を指定するために土地利用アーランマッピング表と共に用いられる。
【００２９】
デマンド情報に関する他の情報源には、ネットワーク使用レコード、人口密度マップ、調査、および、他の人口統計的情報が含まれる。装置が例えば表示段階のような後の段階までデマンド情報にアクセスしない場合には、このベクトルのローディングまたは生成が遅延し、従って、ランダムアクセス記憶必要条件を緩和することがあり得る。
【００３０】
地理的方式を用いた位置決めシステムの可用性（または、歩留り）を評価するために使われる一尺度は基地局ユニットｉの感度Ｓ１である。特定の位置においてモバイルユニットによって伝送された信号が特定の基地局ユニットによって十分な強度で受信可能かどうかを決定するためにこの尺度は有用である。その上、衛星信号を受信する際における無線ユニットの感度は、無線ユニットが衛星位置決め信号を獲得できるかどうかを決定するための衛星系方式に関連する。ＣＤＭＡネットワークにおいて、例えば、所与の基地局ユニットの感度Ｓ１は次式によって特徴付けられる。
【数１】
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【００３１】
ここに、ｋはボルツマン定数（１．３８ｘ１０−２３  Ｊｏｕｌｅ／ｄｅｇ  Ｋｅｌｖｉｎ）であり、Ｔ１はケルビン温度目盛による受信機温度であり、Ｒは記号／ｓで表したデータレートであり、Ｆｉは受信機受ノイズ値であり、Ｘは逆リンクローディング係数であり、Ｅｂ／Ｎｔはエネルギ電力当たり指向対所要の解像度と検出および偽警報確率を達成するために必要なノイズ電力スペクトル密度に対するビット当たりエネルギの最小比率である。ただし本発明はＣＤＭＡを使用するネットワークに限定されることなく無線通信用のあらゆるシステムに適用可能であることに留意されたい。
【００３２】
感度に関するこの特定な式において、第１項は受信機の熱雑音を表し、第２項は受信機の本質的なノイズ（理想的受信機に関してＦｉ＝０）を表し、第３項は位置決めプロセスによって必要とされる処理機能をサポートするために必要な最小のＳＮ比（ＳＮＲ）であり、第４項（そのアナログは幾つかの送信機を有する他のあらゆるシステムに関する感度表現式において見られるが）ＣＤＭＡシステムに特有である。デフォルトに関しては、５０％の値（即ち、現行負荷または活動的であるモバイルユニットの個数が容量の５０％である）をＸに関するデフォルトとして選定可能である。
【００３３】
本発明の実施形態に従った装置において、各基地局ユニットからの１つ以上の感度値は特定の位置決め方法の解析が開始される以前にロードされるかまたは生成されても差し支えない。また、クラーメルラオ理論はピークエネルギの位置決定予測における誤差の分散（位置決定は信号到着時間に関連する）はＥｂ／Ｎｔに逆比例することを意味することに留意されたい。
【００３４】
地上解析および評価
地上位置決め技法は衛星系アプローチよりも優れた幾らかの利点を提供する。
【００３５】
例えば信号有効範囲は室内の方が優れていて、修理および改良のために装置へアクセスすることが比較的容易である。また、幾らかの地上方法はモバイルユニットを修正することなしに実施可能である。特定の地上方法ではインフラにハードウェアを追加することが（例えば、基地局ユニットと共に配備可能かまたは配備不可能なオーバレイ受信機、および／または、アンテナの形で）必要であるが、既存のハードウェアを用いて実施可能な追加処理タスクのみを必要とする他の方法が実施可能である。
【００３６】
地上位置決めシステムは信号減衰、到着角度（ＡＯＡ）、または、到着時間（ＴＯＡ）／到着時間差（ＴＤＯＡ）に基づいて作動可能である。ＣＤＭＡ移動送信機の厳しい電力制御は信号減衰に基づく位置決めの実現可能性を支持するが、距離が信号の減衰を生じさせるほかに多くの理由の故にこの種の方法は好ましくない。同様に、十分な位置決定精度を持つＡＯＡシステムを実現するために要求されるアンテナの性質の特殊化は一般にＴＯＡまたはＴＤＯＡ方法に重点を置くことになる。ただし、本発明の実施形態に従った方法または装置はあらゆるこの種のシステムを評価するために使用可能であることに留意されたい。
【００３７】
地上方法を使用する位置決めシステムの可用性を評価する際に使用可能な他の尺度はモバイルユニットにおいて基地局ユニットｉから受信する信号のＳＮ比である。この尺度は基地局ユニットから伝送された信号がモバイルユニットの位置において見えるかどうかを決定する際に有用である。
【００３８】
到着時差（ＴＤＯＡ）
モバイルユニットによって伝送された信号はマイクロセカンド当たり約１、０００フイートの速度で伝播する。基地局ユニットによる信号受け取りに際して信号の伝播時間を非常に正確に測定可能であれば（即ち、送信時間とＴＯＡの間の差が高正確度で既知であれば）、半径が伝播遅延と光速の積によって規定され、その中心が基地局ユニットである円に沿ってモバイルユニットの位置が所在することが決定可能である。異なる基地局に中心を置く２つのこの種の円は２点において重なるので、二次元位置決めの明確な決定を支持するためには、３箇所に所在する異なる基地局ユニットによって伝播時間が正確に測定可能でなければならないことが分かるはずである。三次元位置決めが必要であれば、伝播時間は異なる４箇所に所在する基地局現場によって正確に測定可能でなければならない。
【００３９】
多くの実用的状況において、時計の不正確性が到着時間を正確に知ることを妨げ、その代りに、到着時差（ＴＤＯＡ）技法の使用が可能である。各基地局ユニットにおける受信に際して、当該信号はタイムスタンプされる。１対の基地局ユニットＡおよびＢで受信される同一信号のタイムスタンプを比較することにより、基地局ユニットＢからの距離よりも基地局ユニットＡからの距離が遠い分岐部分上の全ての点が一定距離に所在するように双曲線（または、面）の一分岐部分を描くことができる。この場合、この一定距離は光速とタイムスタンプの差の積である。３箇所の異なる基地局の間のタイムスタンプの対を比較することにより、２つの異なる双曲線分岐部が規定可能であり、一意的な二次元位置がこれらの交差から識別可能なはずである。この位置決め方法は双曲線三辺測量と呼ばれる技法の一形式である。既に検討した伝播遅延方法の場合と同様に、三次元の位置を正確に位置決めするには４箇所の基地局ユニットからの測定値を求めることが必要であることに留意されたい。明らかに、どちらの方法においても、幾つかの基地局ユニットにとってモバイルユニットが見えることが必要である。
【００４０】
逆リンク解析
地上方式（例えば、ＴＤＯＡ方法の実施）の性能を評価するために、２つの異なる解析形式のどちらか一方または両方を使用可能である。一方の形式は逆リンク解析であって、モバイルユニットによって伝送される信号が調査中の位置決め方法を達成するために十分な強度を持つ所要個数の基地局ユニットへ到着するに十分な強度を持つかどうかを示す方法である。
【００４１】
特定のビン内に所在する送信機が特定の基地局ユニットにとって見えるかどうかを決定するためには、既に参照済みの米国特許第５，７１０，７５８号の装置において実施される場合に類似のサブタスクとして、到着時における信号の質を決定しなければならない。この決定に関して適用可能な判定基準は最大許容経路損失Ｌｍａｘ’であり、次式で表される。
【数２】
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【００４２】
ここにＰｍａｘは当該ビン内の位置におけるモバイルユニットの最大送信電力であり、ＳＩは基地局ユニットｉの感度（例えば、既に算定済み）である。合成伝播損失マトリックスからの値が当該ビンと基地局ユニットｉとの間の推定経路損失がＬｍａｘ’未満であることを示す場合には、基地局ユニットｉは当該ビン内の移動局からの信号を受信可能であるものと仮定する（換言すれば、モバイルユニットは基地局ユニットｉにとって見えるビン内に所在する位置から電力Ｐｍａｘで送信中である）。
【００４３】
別の可能な判定基準は特定の基地局ユニットにおいて受信されるべき信号が必要とする送信電力レベルとして算定されるモバイルユニットの実効放射電力（ＥＲＰ）である。特定の基地局ユニットｉを対象とする場合における特定のビンｋ内に所在するモバイルユニットのＥＲＰは次式で表される。
【数３】
2012010334.tif 000005
【００４４】
ここに、ビンｋから基地局ユニットｉまでの経路に関する経路損失ＦＬｋ，ｊは次式で定義される。
【数４】
2012010334.tif 000006
【００４５】
即ち、ビンｋにおけるモバイルユニットの非指向性空中線利得Ｇｍ、ビンｋと基地局ユニットｉの間の経路損失Ｌ（例えば、合成伝播損失マトリックスから）、および、ビンｋの方向における基地局ユニットｉの指向性空中線利得Ｇｂの積である。ＥＲＰがＰｍａｘ’以下であれば、ビンｋ内の位置から電力Ｐｍａｘにおいて送信中のモバイルユニットは基地局ユニットｉにとって見えるものと推測される。
【００４６】
ＣＤＭＡシステムはＴＤＯＡ測定において特定の利点を持つが（例えば、それらの広い帯域幅および多重経路妨害に対する抵抗に起因する）、大抵のこの種システムにおいては実行される電力制御に起因して問題が起きることがあり得る。システムの最大容量を達成するためには、モバイルユニットの全ての信号が概略同一電力レベルにおいて受信されることが重要である。従って、その制御基地局ユニットに近いモバイルユニットはその電力出力を減少するように指示されることになる。ただし、位置決めに関して、この動作は他の基地局ユニットにとってモバイルユニットの可視性を低下させ、モバイルユニットが基地局ユニットに接近するにつれて、モバイルユニットの位置決めが更に困難になるという異常な結果を生じさせて望ましくない影響を及ぼす。
【００４７】
大多数のユーザに対してシステムの完全性を維持するために、決定的に重要ではない付加価値消費者サービスが許容されることがあり得る。ただし、非常事態などのような特定の状況下では、他のトラヒックへの影響には無関係にその位置決めが実施されるようにモバイルユニットが利用可能な最大電力における送信が許容されることが望ましい。この能力については、Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｓ（ＴＪＡ／ＥＩＡ）（Ａｒｌｉｎｇｔｏｎ、ＶＡ）出版のＩＳ−９５Ｂ規格第６．６．４．１．７項に記載されている。従って、位置決め評価におけるモバイルユニットの動作に関する両タイプについて考察することが望ましい。
【００４８】
フォワードリンク解析
例えば、モバイルユニットが所要個数の十分な強度を有する基地局ユニットからの信号を受信可能かどうかを決定するためにフォワードリンク解析を実施することにより地理的位置決め用システムも評価可能である。ＣＤＭＡシステムに関する有用な一尺度は、全入力電力スペクトル密度Ｉｔ対パイロットチップエネルギＥｃの比率（各基地局ユニットおよび各ビンに関して算定される）である。
【数５】
2012010334.tif 000007
【００４９】
ここに、ｐは基地局ユニットの電力増幅器の全出力であり、ξはパイロット回線に割り当てられた信号の部分であり、Ｌは基地局ユニットとビン内の位置の間の経路損失であり、Ｎはモバイルユニットの低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）への入力における熱ノイズ電力スペクトル密度であり、Ｉは他の基地局ユニットに起因する妨害の電力スペクトル密度であり、Ｂはモバイルユニットの帯域幅である。Ｅｔ／Ｉｃに関して得られた値が事前決定されたしきい値より大きい場合には、基地局ユニットからのパイロット信号は、当該ビン内における位置決め用に使用しても差し支えないと推定される。
【００５０】
誤差解析
フォワードまたはリバースリンク解析いずれかに関して検討することとし、位置決めされた位置の精度は、信号の個数のほかに他の要因によって影響される。リバースリンクにおける位置決め精度に影響する要因には、例えば、ノイズ、多重経路妨害、および、量子化に起因するＴＯＡ測定誤差が含まれる。フォワードリンクに関して、位置決め精度に影響する要因にはノイズ、多重通路妨害、および、量子化に起因するパイロット位相測定誤差が含まれる。これらの測定誤差に加えて、基地局の位置における不確定性（「位置誤差」）および信号の送信時間も位置決め精度に影響する。
【００５１】
ノイズに起因する測定誤差はバイアスなし推定器の分散にクラーメルラオ下側バウンドを適用することによって推定可能である。量子化に起因する測定誤差はサンプリングレートの増大によって減少させることができるので、本発明の実施形態に従った装置は全時間、および／または、全空間に亙り、異なるサンプリングレートにおける評価を支援することが可能である。
【００５２】
本発明の実施形態に従った装置において、上記のような誤差はリバースおよびフォワードリンク解析のために曖昧係数配列体内に凝縮されることが可能である。
【００５３】
適当な曖昧係数の一例は精度の希薄化（ＤＯＰ）であり、位置誤差と変動誤差の間の比率が表される。（例えば、上記のような誤差が含まれる）：
【数６】
2012010334.tif 000008
【００５４】
ここに、σｘおよびσｙはｘ軸およびｙ軸の位置誤差の標準偏差を示し、σｓは変動誤差の標準偏差を示す。他の適当な曖昧係数は幾何学ＤＯＰ（ＧＤＯＰ）であり、３個の基地局ユニットＢ１‘Ｂ２’Ｂ３およびモバイルユニットＭに関して次式で算定される。
【数７】
2012010334.tif 000009
【００５５】
ここに、θ２はＢ２からＭとＢ１による角度を示し、θ３はＢ３からＭとＢ１による角度を示す。他の適当な曖昧係数の形式には位置ＤＯＰ（ＰＤＯＰ）、水平ＤＯＰ（ＨＤＯＰ）、および、時間ＤＯＰ（ＴＤＯＰ）が含まれる。曖昧係数アレイは対象領域の式に対応して算定可能であるか（即ち、各ビンに関して１つの係数）または、異なる方法で組み立て可能である（例えば、当該領域の一部分に他の領域よりも更に詳細な部分を作る）。
【００５６】
衛星シミュレーションおよび評価
位置決定の地理的技法の代替または補完として、衛星系位置決め技法を使用可能である。この種技法との使用に適した位置決め衛星システムの一例はＮＡＶＳＴＡＲ大域位置決め衛星（ＧＰＳ）システムであり、他の一例はＧＬＯＮＡＳＳ  ＧＰＳシステムである。各々の場合において、モバイルユニットは、位置決め衛星によって伝送された信号を処理または少なくとも獲得するための追加能力を備えなければならない。一方法において（即ち、スタンドアロン）、モバイルユニットはそれ自体の位置を算定し、１つ以上の基地局ユニットにそれを報告する。他の一例おいて（即ち、ネットワーク系）、モバイルユニットは衛星から受信した信号に関するデータを報告し、モバイルユニットの位置は基地局ユニットによってこのデータから決定される。第３の方法において（即ち、ネットワーク支援
）、モバイルユニットと基地局ユニットの両方が位置決定に直接貢献する。
【００５７】
衛星系アプローチの評価において、本発明の一実施形態に従った装置は、事前決定された期間に亙り、事前決定された解像度において（例えば、１週間周期に亙り１分間隔で）全ての（または、選定された個数の）ＧＰＳの位置を算定する。この種の衛星位置情報は、例えばアルゴリズム、および、Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ（グローバル位置決めシステム標準位置決めサービス信号仕様）１９９５年６月２日再版のセクション２．５（Ｕｓｅｒ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ）に記載の方法を用いて計算される。
【００５８】
仰角マスク角度は、当該衛星の仰角が仰角マスク角度より高い場合に限り当該衛星が見えると推定されることを示すように選定される（例えば５度）。特定の時間における各ビンに関しては（または、その代りに少なくとも事前決定された個数の基地局ユニットによって見えると決定された各ビンに関しては）各衛星の方位および仰角は当該ビンに関して算定され、その時刻に当該衛星が見えるかどうかが決定される。これらの角度は例えば下記のようなアルゴリズムを用いて計算可能である。
【００５９】
１）ビンの緯度および経度（それぞれ、ｌａｔｕ、および、ｌｏｎｕ）を計算し、また、地球中心地球固定（ＥＣＥＦ）座標系（ｘｕ‘ｙｕ’ｚｕ）におけるビンの座標を計算する。
【００６０】
２）次式により係数Ｒを計算する。
【数８】
2012010334.tif 000010
【００６１】
３）次式により東、北、上係数を計算する。
【数９】
2012010334.tif 000011
【００６２】
ここに、ｘｓ’、ｙｓ’、ｚｓは衛星の座標ＥＣＥＦである
４）次式により係数ｒを計算する。
【数１０】
2012010334.tif 000012
【００６３】
（５）次式により衛星の仰角を計算する。
【数１１】
2012010334.tif 000013
【００６４】
知識により衛星の方位角度を計算する。
【数１２】
2012010334.tif 000014
【００６５】
ここに、ｔａｎ―４は四象限アークタンジェント関数を示す。衛星の仰角が仰角マスク角度より低い場合には、当該衛星は、この時刻に、このビンから見えなものと推定される。そうでないならば、当該ビンが開けた場所（即ち、都市でない場所）に所在する場合には、衛星が見えるものと推定される。
【００６６】
都市地域に対応するビンに関しては、建築物の高さ、街路の方位および街路幅などの地形図的パラメータも考慮されるものとする。都市の位置から見た衛星の可視性を予測するためのアルゴリズムを次に示す。
【００６７】
１）以下の式により、衛星の方位角度の方向に所在する建築物による仰角限定値ｌを計算する。
【数１３】
2012010334.tif 000015
【００６８】
街路の方位が北南であるならば、次式を用いる。
【数１４】
2012010334.tif 000016
【００６９】
街路の方位が東西である場合には、ｓｔｒｅｅｔ＿ｗｉｄｔｈは街路の幅であり、ａｚｉｍｕｔｈは衛星の方位角度である。２）次式により障害角度を計算する。
【数１５】
2012010334.tif 000017
【００７０】
ここに、ｂｌｄｇ＿ｈｔは衛星の方位角の方向における建築物の高さである。衛星の仰角が障害角度より大きいならば、衛星はこの時刻に見えるものと推定される。そうでなければ、衛星へ視線は建築物によって妨害されるものとする。
【００７１】
この種の計算は衛星と時間とビンの各所要組合わせに関してこの種の計算は完成済みであり、見えている衛星の平均個数は各時刻における各ビンに関して、例えば、ＤＯＰのような曖昧係数と共に計算可能である。
【００７２】
ハイブリッド技法の評価
都市環境において、位置決めのための地上方法は衛星系アプローチよりも良好に作動するものと予測される。トンネル、「都市の峡谷」効果に起因する衛星可視角度が限定されること、信号反射による多重経路妨害の故に衛星系アプローチの精度は都市環境においては性能が低下する。都市でない環境においてさえも、例えば樹木天蓋のような頭上の障害物が衛星とモバイルユニットの間の経路を阻止する傾向がある。
【００７３】
基地局ユニット間の距離が更に大きい田園領域その他のエリアにおいて、モバイルユニットは幾つかの異なる基地局ユニットに見えることが必要であるために地上方法は失敗することがあり得る。他方、衛星系アプローチは、障害のない田園環境においては一般に非常に良く作動する傾向がある。
【００７４】
これらの問題に対する有望な解決方法は地上解決方法をＧＰＳ解決方法と合併させることである。この種のハイブリッド（混成）方法は地上方法の場合よりも少ない基地局に見えるモバイルユニットの位置決めが可能である。この場合、位置決めを必要とする地上方法はＧＰＳ方法の場合よりも必要とするＧＥＳ衛星の個数は少ないはずである。本発明の一実施形態に従った装置において、ユーザは、ここに述べる複数の他の方法に関する解析結果、および／または、評価結果を合併することによってハイブリッドを選択して、評価することを可能にする。
【００７５】
評価および表示
特定の方法の性能評価および異なる方法間の比較には次に示す１つ以上の要因が含まれる。
【００７６】
サービスの可用性：位置決定の失敗あるいは許可できない精度をもつ決定の尺度。この尺度は、位置決定サービスが許容できる精度で支持される（例えば、エリアあるいは加入者数の観点からの）対象範囲の百分率として特徴付けることが可能である。
【００７７】
カバリッジ：地理的（例えばエリア）または人口統計的（例えば、顧客または土地利用）またはこの種特徴の組合わせ）。
【００７８】
精度：指示された位置の不確定性の尺度（例えば、メータＲＭＳまたは累積的分布に関して）。
【００７９】
遅延：位置決めに必要な最小時間の尺度。
【００８０】
キャパシティ：サービスを受けることのできるリクエスト件数、および、位置が更新されるレート。
【００８１】
信頼性：システム可用性の尺度。
【００８２】
発信の複雑度：それによって位置決めが報告されるメカニズムの複雑さの尺度。管理：位置決めシステムの保守整備および運営に関連した複雑性およびコストの尺度。
【００８３】
一旦、特定の評価が完成すると、結果を表示または記憶する準備は整っている。本発明の一実施形態に従った装置においては、対象領域のマップが表示される。この表示では、例えば、適用された解決方法、または、基地局ユニット、および／または、各ビンにおいて見える衛星の個数を示すためにカラーコードが用いられる。表示される他の情報にはその位置決定が可能であるモバイルユニットの百分率および各ビンにおける予測される位置精度が含まれる。評価情報、および／または、この種情報の統計的解析結果はオフラインまたは将来における使用、または、連絡、または、解析用に記憶される。
【００８４】
地上システム評価のための有用な統計情報には基地局ユニットの個数、信号強度、ＳＮ比、Ｎ個の基地局ユニットを見ることのできるビンの百分率、（ここに、Ｎは事前決定された或る数値である）、Ｎ個殆どの基地局ユニットで見ることの出来るビンの百分率、Ｎ個の基地局ユニットを見ることの出来るモバイルユニットの百分率、Ｎ個殆どの基地局ユニットを見ることのできるモバイルユニットの百分率が含まれ得る。衛星システムの評価に関して、有用な統計情報には、見える衛星の個数、ＳＮ比、仰角、ドプラーシフト、Ｎ個の衛星を見ることのできるビンの百分率（ここに、Ｎは事前決定された或る数値である）、Ｎ個殆どの衛星を見ることのできるモバイルユニットの百分率、Ｎ個の衛星を見ることのできるモバイルユニットの百分率、Ｎ個殆どの衛星を見ることのできるモバイルユニットの百分率が含まれ得る。
【００８５】
実装
図１は本発明の一実施形態に従ったモジュール形式の装置である。既に検討したように、本装置は伝播損失マトリックスＭ１０、デマンドベクトルＭ５０、トポロジカルデータベースＭ２０、ＧＰＳシミュレーションエンジンＭ３０を有する。これらの資源は選定された地上位置決めシステムの評価を実施するためにモジュールＭ４０においてアクセスされ、選定された衛星系位置決めシステムの評価を実施するためにモジュールＭ６０においてアクセスされる。この種評価の結果は、選定されたハイブリッドの位置決めシステムの評価を求めるために、モジュールＭ７０において組み合わせ可能である。既に検討したように、情報の構造的集合には、伝播損失マトリックスＭ１０、トポロジカルデータベースＭ２０、デマンドベクトルＭ５０のいずれか１つ以上が含まれ、一方では、モジュールＭ３０、Ｍ４０、Ｍ６０、Ｍ７０の操作が、マイクロプロセッサまたは類似の論理エレメントアレイのような１つ以上の処理ユニットによって実施される。
【００８６】
本装置の実装は大幅に変化することがあり得る。一実装において、ただ１つの地理的位置決めシステムがサポートされ、モジュールＭ３０、Ｍ６０、Ｍ７０は除去可能である。逆に、別の一実装は衛星系システムのみをサポート可能であり、この場合、モジュールＭ１０、Ｍ４０、Ｍ７０は省略可能である。用途によってはデマンドベクトルＭ５０は必要ないこともあり得る。同様に、用途によっては、モジュールＭ４０におけるフォワードリンクおよびリバースリンク解析の中の１つを削除可能である。
【００８７】
図２は本発明の一実施形態に従った方法を示す。タスクＰ１０において、対象領域はビンに分割される。このタスクには既に説明したように対象領域の表現を生成またはロードすることが含まれる。タスクＰ２０においては、対象領域に関する伝播損失マトリックスがアクセスされる。再び、このマトリックスは局所的に生成されるか、または、記憶装置からロードされ得る。
【００８８】
タスクＰ３０において、デマンドベクトルが初期化される。既に言及したように、このベクトルは記憶装置からロードされるか、または、土地利用マップ、ネットワーク使用レコード、等々のような情報から生成され得る。デマンドベクトルは解析結果を基準化するために用いられるので、このタスクはこの種結果が入手されるまで遅延することがあり得ることに留意されたい。更に限定された実装においては、このタスクは省略されることがあり得る。
【００８９】
リバースリンク解析はタスクＰ４０において実施される。ＥＲＰ（実効放射電力）計算を使用する解析に関して、このタスクは図３に更に詳細に示されている。特定のビンおよび基地局ユニットはそれぞれサブタスクＰ１１０およびＰ１２０において選択され、この基地局ユニットの感度はサブタスクＰ１３０において、例えば上記の式（１）を用いて計算される。（その代りに、この値は記憶装置その他のソースからロードされることもあり得る。）このビンにおけるモバイルユニットのＥＲＰはサブタスクＰ１４０において、例えば上記の式（３）および（４）を用いて計算される。サブタスクＰ１５０において、ＥＲＰがモバイルユニットに最大送信電力（または、何等かの他のしきい値）より大きいことが判明した場合には、信号が基地局ユニットによって検出できないことが結論される（即ち、モバイルユニットはこの基地局ユニットにとって見えないということである）（サブタスクＰ１６０）。そうでない場合には、モバイルユニットはこの基地局ユニットにとって見えるものと推定される（サブタスクＰ１７０）。サブタスクＰ１８０において、サブタスクＰ１６０またはＰ１７０の結果が記憶される。
【００９０】
サブタスクＰ１９０において、考察されるべき次の基地局ユニットが選定される。例えば、距離、阻止する土地の形成または建築物、ジャマーその他の妨害ソースなどに起因して選定されたビンにおいてモバイルユニットが見えない基地局ユニットに関しては結果を計算する必要がないことに留意されたい。
【００９１】
サブタスク２００において、テスト中の方法による決定に従って選定されたビンの位置決定に関し、１つ以上の曖昧係数が計算される。これらの係数にはＤＯＰ（上記の式（６）に従って算定可能）またはＧＤＯＰ（上記の式（７）に従って算定可能）が含まれる。このビンにおけるモバイルユニットは事前決定された数（例えば３）よりも少ない個数の基地局ユニットに見えるはずであることが決定された場合には、当該ビンは位置決定不能と称し、サブタスクＰ２００およびＰ２１０はスキップされることに留意されたい。サブタスクＰ２１０の精度解析において、このビンにおけるモバイルユニットに関する位置決めの結果についての予測精度を決定するために、（他の既知または予測誤差と共に）曖昧係数が用いられる。サブタスクＰ２２０において、本タスクはその次のビンに関して再開
始される：ビンが残存しないならば、本タスクは終了する。
【００９２】
図４は、ＥＲＰでなくて最大経路損失の判定基準を用いてリバースリンク解析に関してタスクＰ４０において実施されるサブタスクを示す。（ａ）最大許容経路損失のサブタスクＰ１４５における計算（例えば上記の式（２）に従う）が計算サブタスクＰ１４０と置き換わること、および（ｂ）このビンにおけるモバイルユニットから選定された基地局ユニットまでの経路に関する経路損失とこの値のサブタスクＰ１５５における比較（例えば上記の式（４）に従う）がテストサブタスクＰ１５０と置き換わることを除けば、これらのサブタスクは既に検討した図３に示すサブタスクと同じである。
【００９３】
フォワードリンク解析はタスクＰ５０において実施され、図５はこのタスクを一層詳細に示す。この図における多くのサブタスク（即ち、サブタスクＰ３１０、Ｐ３２０、Ｐ３８０、Ｐ３９０、Ｐ４００、Ｐ４１０、Ｐ４２０）は、上記の図３および４における対応するサブタスク（即ち、それぞれ、サブタスクＰ１１０、Ｐ１２０、Ｐ１８０、Ｐ１９０、Ｐ２００、Ｐ２１０、Ｐ２２０）に類似した演算を実施する。サブタスクＰ３３０において、選定された基地局ユニットによって出力された信号の電力が計算される（または、ロードされる）。サブタスクＰ３４０において、比率Ｅｃ／Ｉｔの値が例えば上述式（５）に従って計算される。この値がテストサブタスクＰ３５０において事前決定されたしきい値未満でないことが決定されるならば、位置決めにはパイロット信号が有用であるということがサブタスクＰ３７０において結論される。そうでない場合には、位置決めにはパイロット信号が有用でないということがサブタスクＰ３６０において結論される。      
タスクＰ６０において、衛星解析が実施される。このタスクを図６に一層詳細に示す。仰角マスク角度はサブタスクＰ５００において選定され、ビンはサブタスクＰ５１０において選定される。サブタスクＰ５２０において、選定されたビンは、建築物または他の構造体への近接程度、人口密度等のような係数に応じて開らけた土地かまたは都市として分類される。
【００９４】
サブタスクＰ５３０において、衛星の可視性解析が、例えば図７に詳しく記載されているように実施される。サブサブタスクＰ６００およびＰ６２０において、特定の衛星および時刻が選択される。選定された時刻における選定された衛星の位置は、例えば、既に参照したようにＧＰＳ仕様のセクション２．５に従ってサブサブタスクＰ６２０において計算される。サブサブタスクＰ６３０において、選定されたビンに対する衛星の方位および仰角が例えば上式（１１）および（１２）に従って計算される。サブサブタスクＰ６４０において、仰角と仰角マスク角度が比較される。（このテストの結果が知られるまで、方位角度を計算することは厳密に言えば必要ではないことに留意されたい）。仰角が仰角マスク角度より大きくないならば、衛星は見えず、この結果はサブサブタスクＰ６６０に記
憶される。そうでない場合には、ビンの分類がサブサブタスクＰ６５０において参照される。ビンが開けた状態であると分類された場合には、衛星は当該ビンにおいて見えるものと推定され、この結果はサブサブタスクＰ６６０において記憶される。      
サブサブタスクＰ６５０のテストによって、選定されたビンが都市型であると分類された場合には、当該ビンに関する都市型パラメータ（例えば、街路幅および方位、および、街路の各側における建築物の平均高さ）がサブサブタスクＰ６７０において検索される。サブサブタスクＰ６８０において、ビンの障害角度が例えば上記の式（１５）に従って計算される。テストサブサブタスクＰ６９０によって、衛星の仰角がビンの障害角度を超過することが決定された場合には、衛星は見えるものと推定され、この結果はサブサブタスクＰ６６０に記憶される。そうでない場合には、衛星は見えないものと推定され、この結果は記憶される。テストサブサブタスクＰ７００およびＰ７１０は、この種の選択が使い果たされて、サブタスクが終了するまで、その次の時刻または衛星に関して本サブタスクを反復させる。このようにして、任意の指定時刻に各ビンから見える衛星の個数に関する結果および統計資料が決定可能である。
【００９５】
サブタスクＰ５４０において、テスト中の方法によって決定されるように、当該ビンの位置決めに関して１つ以上の曖昧係数が計算される。（選定されたビンから見える衛星の個数が事前決定された最小数よりも少ないことが決定された場合には、サブタスクＰ５４０およびＰ５５０は実施される必要がないことに留意されたい。）これらの係数には、例えば水平ＤＯＰ（緯度および経度データの品質）、垂直ＤＯＰ（仰角データの品質）、位置ＤＯＰ（三次元測定値の品質）、時間ＤＯＰ（時間決定の品質）、幾何学ＤＯＰ（時間決定を含む三次元測定の品質）または、相対ＤＯＰ（例えば６０秒のような時間的間隔に正規化された測定値の品質）のようなＤＯＰ係数が含まれることがあり得る。サブタスクＰ５６０において、テスト中の衛星系位置決めシステムの精度は、選定されたビンにおい
て見える衛星信号の個数および当該ビンにおけるＤＯＰ統計資料に加えて次の係数の１つまたは複数を考慮することによって予測可能である。
【００９６】
ノイズに起因する疑似範囲測定誤差。この解析を実施するためにクラメール・ラオバウンドを使用可能である。
【００９７】
多重経路妨害による疑似範囲測定誤差。
【００９８】
量子化による疑似範囲測定誤差。
【００９９】
残留電離層および対流圏遅延に起因する誤差。
【０１００】
残留選択的可用性誤差。
【０１０１】
ビン容器が処理されるべき更なるビンが残っていることをテストサブタスクＰ５６０が示している場合には、タスクはサブタスクＰ５１０において再び開始する。そうでない場合には、タスクＰ６０は終了し、その評価が望ましいあらゆるハイブリッドシステムの解析はタスクＰ７０において実施される。タスクＰ８０において、タスクＰ４０、Ｐ５０、Ｐ６０、および／または、Ｐ７０の解析結果はデマンドベクトルの適用によって基準化され、これらの結果はタスクＰ９０において表示、記憶、および／または、伝送される。
【０１０２】
多くの場合、演算は並列またはここに明白に示されている順序とは異なるループ順序において実施される。例えば、全ての時刻における全ての衛星に関する位置情報は１バッチにおいて計算可能である。（典型的実装においては、時間は１分間隔で分割され、衛星位置決め計算は１週間以上の期間に渡る）。その代りに、常時全てのビン上に所在する１つの衛星に関する位置決め情報は、その次の衛星に関する位置決め情報の準備が整う以前に処理され、排出されることも可能である。
【０１０３】
好ましい一実施形態に関する前述の説明は当該技術分野における当業者による本発明の実施または使用を可能にするように提供される。これらの実施形態への種々様々な修正が可能であり、ここに呈示された総称原理は他の実施形態にも同様に適用可能である。例えば、既に検討した規則を満足させることを保証するように一旦、正確な位置決定能力が付加されると、位置決定に関するさらなる特徴が高価な代償を支払うことなしに追加可能であり、以下の例に示すように、コスト節減および歳入生成を促進することに留意されたい。
【０１０４】
位置に応じた請求書作成。
【０１０５】
非常事態管理。
【０１０６】
詐欺の検出および管理。
【０１０７】
法施行の追跡。
【０１０８】
集団管理。
【０１０９】
在庫監視。
【０１１０】
ネットワーク最適化。
【０１１１】
従って、本発明の一実施形態にはこの種のサービスに関する評価またはコスト対利益解析が含まれる。
【０１１２】
その上、本発明の一実施形態に従った装置は専用装置として機能し、または、本発明に一実施形態に従った方法は汎用マイクロコンピュータ、ワークステーション、または、類似の仕方で実施するためのサーバを可能にするソフトウェアにおいて実行可能である。従って、本発明は、そこに記憶された機械読取り可能コード、例えば、マイクロプロセッサまたは他のディジタル信号処理デバイスなどのような論理エレメントの配列体によって実行可能な命令を有する機械読取り可能コードを備えたデータ記憶媒体として具体化可能である。従って、本発明は、上述した実施形態に限定されることを意図したものでなく、あらゆる仕方において開示されている原理および新奇な特徴と一貫性をもつ広い範囲に適合することを意図するものである。
【０１１３】
本発明の一実施形態に従った方法または装置の更なる用途において、本システムの処理必要条件を評価するために位置決めステム内の発信トラヒック計画が立案されている。一例として、モジュール（ハードウェア、および／または、ソフトウェアにおいて実現可能な）はモバイルユニットとこれら装置の位置を算定するサーバとの間で交換される幾つかの予期されたメッセージを統計資料として予測する。これらの統計資料は、本システムの必要な能力としてのこの種機能（即ち、所与の瞬間において幾つの位置決定リクエストが未決状態であるか）、および／または、本システムの最小情報処理量（即ち、システムが所与の期間中に幾つの位置決めリクエストを処理可能でなくてはならないか）を評価するためにモジュールまたは他のデバイスによって使用可能である。
【０１１４】
本発明の一実施形態に従った方法または装置は、信号レベルおよびＴＤＯＡ測定値のようなパラメータを推定するために使用される予測モデルを評価するために較正、および／または、更新技法を使用して洗練することが可能である。一例においては、これらパラメータの実測値がモデルを調節および洗練するための基本線として用いられている。
【０１１５】
本発明の一実施形態に従った方法または装置の更なる用途において、本方法または本装置はモバイルユニットの現実の、或いは、シミュレートされた位置決めをサポートするために用いられる。一例においては、測定値のベクトルが対象領域内のビンとマッチさせられる。測定値のこのベクトルは現実のモバイルユニットによって報告されるか、或いは、シミュレートされたモバイルユニットによって出力されることが可能である。
【図１】
2012010334.tif 000018
【図２】
2012010334.tif 000019
【図３】
2012010334.tif 000020
【図４】
2012010334.tif 000021
【図５】
2012010334.tif 000022
【図６】
2012010334.tif 000023
【図７】
2012010334.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成23年7月8日(2011.7.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象領域に少なくとも部分的に関連する情報の構造的集合と、
少なくとも１つの処理ユニットを備えており、
前記少なくとも１つの処理ユニットが前記情報の構造的集合の少なくとも一部を処理し、さらなる情報を生成し、
前記さらなる情報は、前記対象領域内における無線ユニットの位置を決定する少なくとも１つのシステムの予測位置決め性能に少なくとも部分的に関連する装置。
【外国語明細書】
2012010334000001.pdf