(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムにおいて遠隔ユニットの位置を特定する方法であって：
前記遠隔ユニットに対して、第１メッセージを送付する段階であって、前記第１メッセージが前記遠隔ユニットに対して、サービス提供基地局に第２メッセージを送付することを命令する段階；
前記第１メッセージに応答して前記遠隔ユニットから送信される前記第２メッセージを受信する段階；
前記第２メッセージから、前記サービス提供基地局および近隣基地局を決定する段階；
前記遠隔ユニットに対して第３メッセージを送付する段階であって、前記第３メッセージが前記遠隔ユニットに対して、第４メッセージを前記サービス提供基地局および前記近隣基地局に送付することを命令する段階；
前記近隣基地局に対して、前記第４メッセージを獲得するために受信要素を同調することを命令する段階；
前記第４メッセージを受信する段階；および
前記第４メッセージから、前記遠隔ユニットの位置を決定する段階；
を具備することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第３メッセージが、前記遠隔ユニットに対して、所定の時間的期間の間、指定される電力レベルで、前記第４メッセージを送信することをさらに命令することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
さらに、前記近隣基地局に対して、所定の時刻に前記第４メッセージを受信することを命令する段階を具備することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第１メッセージは割り当てられたトラフィック・チャネルによって前記遠隔ユニットに通信されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
通信システムにおいて遠隔ユニットの位置を特定する方法であって：
前記通信システム内の複数の基地局に対して、第１メッセージを送信することを命令する段階であって、前記第１メッセージが、前記遠隔ユニットに指定される時刻に第２メッセージを送信させる命令と、前記遠隔ユニットが前記第２メッセージの送信を開始すべき特定の時刻とを具備する段階；
前記複数の基地局に対して、前記第２メッセージを獲得するために受信要素を同調することを命令する段階；
前記複数の基地局において前記第２メッセージを受信する段階；および
前記第２メッセージから前記遠隔ユニットの位置を決定する段階；
を具備することを特徴とする方法。
【請求項６】
前記通信システム内の前記複数の基地局に対して前記第１メッセージを送信することを命令する前記段階が、前記遠隔ユニットが前記第２メッセージの送信を継続すべき時間的期間と、前記遠隔ユニットが前記第２メッセージを送信すべき電力レベルとを具備する前記第１メッセージを送信することを命令する段階を備えることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記第１メッセージが、前記遠隔ユニットに対して、所定の時間的期間の間、前記遠隔ユニットが前記第２メッセージを送信すべき電力レベルにおいて前記第２メッセージを送信することをさらに命令することを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記第１メッセージは割り当てられたトラフィック・チャネルによって前記遠隔ユニットに対して通信されることを特徴とする請求項５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、一般にワイヤレス通信システムに関し、特にワイヤレス通信システムにおける遠隔ユニットの位置特定のための方法および装置に関する。
発明の背景
ワイヤレス通信システムにおける遠隔ユニットの位置を、三辺測量法を用いて決定できることは周知である。このような方法により、遠隔ユニットと複数の基地局との間の距離を、遠隔ユニットと各基地局との間を伝わる信号の時間遅延の測定を基にして計算する。遠隔ユニットの位置を計算するこのような従来技術による方法は、本明細書に参考文献として含まれるGhosh他による米国特許第５，５０８，７０８号「Method and Apparatus for Location Finding in a CDMA System」に開示される。米国特許第５，５０８，７０８号に開示される如く、遠隔ユニットの位置特定を行いたい場合は、遠隔ユニットから複数の基地局に対して送信されるアップリンク信号を分析して、各基地局における伝播遅延の差を決定する。この伝播遅延差から、各基地局から遠隔ユニットへの距離が計算され、遠隔ユニットの位置が決定される。
従来技術による位置特定方法は、遠隔ユニットの位置を正確に決定することができるが、この方法には、能動的にアップリンク信号を送信中の遠隔ユニットの位置を決定することしかできないという制約がある。アイドル状態の（すなわちページング・チャネルを監視中であるがアップリンク信号を能動的には送信しない）遠隔ユニットが多い商業的設定においては、従来技術による位置特定方法は、通信システムを利用する大多数の遠隔ユニットに関して使用することができない。かくして、アップリンク信号を能動的に送信中でない遠隔ユニットの位置を推定することのできる通信システムにおける遠隔ユニットの位置特定を行うための方法および装置が必要である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の好適な実施例による通信システムを示すブロック図である。
第２図は、本発明の好適な実施例による第１図の通信システムを動作する方法を示す流れ図である。
第３図は、本発明の好適な実施例による位置特定ページ・メッセージを示す。
第４図は、本発明の好適な実施例による第１図の遠隔ユニットのブロック図である。
第５図は、本発明の好適な実施例による第４図の論理ユニットを動作する方法を示す流れ図である。
第６図は、本発明の代替実施例による第１図の通信システムを動作する方法を示す流れ図である。
第７図は、本発明の代替実施例による位置特定要求メッセージを示す。
第８図は、本発明の代替実施例による論理ユニットを動作する方法を示す流れ図である。
図面の詳細説明
一般的に、ワイヤレス通信システムにおける遠隔ユニットの位置は、ページング・チャネル上に遠隔ユニットに対して通信される第１ページ（広域位置特定ページ）を開始する通信システム内のすべての基地局によって決定される。サービス提供基地局および近隣基地局が、遠隔ユニットの広域位置特定ページに対する応答から決定され、これらの基地局には、位置特定中に遠隔ユニットが送信するデータを獲得するために受信要素を同調する命令が与えられる。次に第２メッセージ（位置特定ページ・メッセージ）がサービス提供基地局を介して遠隔ユニットに通信される。位置特定ページ・メッセージは、遠隔ユニットの位置特定を行うことができるように、電力レベルを上げながら、所定の回数だけ周知の遠隔ユニット位置特定メッセージ（RULM: Remote Unit Location Message）を定期的に送信することを遠隔ユニットに命ずる。
本発明は、通信システムにおける遠隔ユニットの位置特定方法を包含する。本方法は、遠隔ユニットに第１メッセージを送付して、遠隔ユニットが第２メッセージをサービス提供基地局に送付することを命ずる段階によって構成される。基地局は、第１メッセージに応答して遠隔ユニットから送信される第２メッセージを受信し、第２メッセージからサービス提供基地局および近隣基地局を決定する。次に、遠隔ユニットに対して第３メッセージが送付され、遠隔ユニットがサービス提供基地局および近隣基地局に第４メッセージを送付することを命ずる。第４メッセージの受信後、第４メッセージを分析することにより遠隔ユニットの位置が決定される。
本発明の代替実施例は、通信システムにおける遠隔ユニットの位置特定方法を包含する。本方法は、通信システム内の複数の基地局に対して、第１メッセージを送信することを命ずる段階によって構成される。第１メッセージは、遠隔ユニットに対して、指定される時刻に第２メッセージを送信することを命ずる。第１メッセージには、送信されるべき第２メッセージと第２メッセージの送信を開始する時間的期間とを示すフィールドが含まれる。第２メッセージの受信後、第２メッセージを分析することにより位置が決定される。
さらに別の実施例は、メッセージを遠隔ユニットに送信することのできる通信システムを包含する。本通信システムは、メッセージを送信する送信機によって構成される。本発明の好適な実施例においては、メッセージは、遠隔ユニットにより送信される第２メッセージを示すフィールドを含む。また、メッセージには、第２メッセージを送信すべき時期を示すフィールドと遠隔ユニットが第２メッセージを送信する初期電力とを示すフィールドとが含まれる。さらに、通信システムには第２メッセージを受信し、遠隔ユニットの位置を決定する位置サーチャ（location searcher）が含まれる。
第１図は、本発明の好適な実施例による通信システムを示すブロック図である。ワイヤレス通信システム１００は、好ましくは、符号分割多重接続（CDMA:Code Division Multiple Access）システム・プロトコルを利用するセルラ通信システムであるが、本発明の代替の実施例においては、通信システム１００は、アンプス（AMPS: Advanced Mobile Phone Service）プロトコル，汎ヨーロッパ・デジタル化移動体通信システム（GSM: Global System for Mobile Communications）プロトコル，パーソナル・デジタル・セルラ（PDC: Personal Digital Cellular）プロトコルまたは米国デジタル・セルラ（USDC: United States Digital Cellular）プロトコルなどの任意のアナログまたはデジタルのシステム・プロトコルを利用することができる。通信システム１００は、遠隔ユニット１１３と、補助基地局１５６，中央基地局コントローラ（CBSC: Centralized Base Station Controller）１６０，移動交換センター（MSC：Mobile Switching Center）１６５，ホーム位置特定レジスタ（HLR: Home Location Register）１６６および基地局１０１を含むワイヤレス・インフラストラクチャ設備とによって構成される。図示されるように、基地局１０１は、独立したレーキ入力１１０，１２０，１３０に給電する共通RFフロント・エンド１０５を有する。CDMAシステム・プロトコルを利用する通信システムは、本明細書に参考文献として含まれる１９９３年７月電気通信工業会（ワシントンDC）発行のTIA/EIA暫定規準IS-95Aの二重モード広帯域拡散スペクトル・セルラ・システムのための移動局−基地局互換性標準（Mobile station-Base Station Compatibility Standards for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular Systems）（IS-95A）に詳細に説明される。
本発明の好適な実施例による通信システム１００の動作は、次のように行われる：位置特定要求を開始するために、MSC１６５などの地域装置，オペレーション・センター１７０または公衆電話交換網（PSTN: Public Switched Telephone Network）１７５などの被接続ネットワーク内でコマンドが発される。位置を特定される遠隔ユニットに関する識別子情報を含む位置特定要求がMSC１６５に入る。本発明の好適な実施例においては、位置特定要求は、HLR１６６内にある位置サーチャ１６７に伝えられる。HLR１６６は、セルラ・システム内のすべての基地局に対して、遠隔ユニット１１３に第１メッセージを送付することを命ずる。詳しくは、セルラ・システム内のすべての基地局が第１ページ（以下広域位置特定ページと称する）を始動し、これがページング・チャネル上で遠隔ユニット１１３に通信される。本発明の好適な実施例においては、広域位置特定ページは、スロット化ページ・メッセージ（IS-95A，セクション7.7.2.3.2.5），ページ・メッセージ（IS-95A，セクション7.7.2.3.2.6）および一般ページ・メッセージ（IS-95A，セクション7.7.2.3.2.17）のいずれかであるが、他のページも同様に利用することができる。本発明の好適な実施例においては、広域位置特定ページは、遠隔ユニット１１３の概略位置を決定するために利用される。遠隔ユニット１１３は、メッセージをサービス提供基地局に送信することにより、広域位置特定ページに応答する。本発明の好適な実施例においては、遠隔ユニット１１３は、広域位置特定ページに応答してサービス提供基地局に対し肯定応答命令（Ack）を送付し、これがCBSC１６０を通じてHLR１６６に伝えられる。詳しくは、AckはIS-95A，セクション6.7.1.3.2.5に説明されるページ応答メッセージであるが、本発明の代替実施例においては、広域位置特定ページは遠隔ユニット１１３がRULMを送付することで応答する位置特定ページ・メッセージである。
続いて、HLR１６６は（遠隔ユニット１１３のAckから）遠隔ユニット１１３にサービスを提供する基地局（すなわち、遠隔ユニットに基準パイロットを与えるサービス提供基地局）を決定する。サービス提供基地局を決定すると、HLR１６６は、（内部データベース１６８にアクセスすることにより）サービス提供基地局に隣接する基地局を決定し、CBSC１６０に対して、近隣基地局の受信要素を、位置特定中に遠隔ユニット１１３がまもなく送信するデータを得るよう同調することを命ずる。本発明の好適な実施例においては、遠隔ユニット１１３にはデータを通信すべき時期が命じられ、遠隔ユニット１１３が送信する時期に関して、すべての基地局に命令が出される。（下記に説明するように、遠隔ユニットの送信を探すときのサーチ・ウィンドウを軽減するために、近隣基地局にタイミング情報が与えられる。このウィンドウは、遠隔ユニットの広域位置特定ページに対するAckを復調する際に得られる特定のパラメータ（たとえばAckの遅延および到達角度）を考慮することにより、さらに軽減することができる。）
続いて、サービス提供基地局および近隣基地局に対して、遠隔ユニット１１３を求めて「傾聴」することが命じられると、HLR１６６はCBSC１６０に対してサービス提供基地局を介して遠隔ユニット１１３に対しページング・チャネル上に第２メッセージ（位置特定ページ・メッセージ）を送信することが命じられる。位置特定ページ・メッセージは、遠隔ユニット１１３に対して、周知の遠隔ユニット位置特定メッセージ（RULM）を電力レベルを上げながら所定の回数だけ周期的に送信することを命ずる。（位置特定ページ・メッセージに関する詳細は第３図を参照して後述される）。本発明の好適な実施例においては、遠隔ユニット１１３は、遠隔ユニット自身の公衆ロング・コードを用いてトラフィック・チャネル上にRULMを送信して、遠隔ユニット１１３の増大電力送信が他の遠隔ユニット１１３からの通常のアクセス・チャネルに影響を与えないようにする。しかし、本発明の代替実施例においては、遠隔ユニット１１３は他のチャネル（たとえばアクセス・チャネル）を介してRULMを送信することもある。また、本発明の代替実施例においては、遠隔ユニット１１３はRULM送信のために確保される特定の周波数を利用してRULMを送信することもできる。詳しくは、システム干渉を軽減するために、遠隔ユニット１１３は、通常のトラフィック・チャネル送信に用いられるのとは異なる周波数上にRULMを送信するよう命じられることがある。
続いて、基地局１０１のRULMプロセッサ１５０（および近隣基地局の同様のプロセッサ）が検出器１４０を用いて、システム・クロック３５３を介してRULM到着時刻を測定することにより、遠隔ユニット１１３と基地局との間のRULMの伝播遅延を決定する。これは、指定されるグループの疑似ノイズ（PN：Pseudo Noise）チップの先端の立ち上がり時刻を全基地が決定する、たとえば所定数のチップについて６４番目のチップ毎に立ち上がり時間を決定することにより米国特許第５，５０８，７０８号に開示される如く実行することができる。あるいは、他の位置特定方法（たとえば米国特許第５，５８３，５１７号「Multi-Path Resistant Frequency-Hopped Spread Spectrum Mobile Location System」または米国特許第３，８８６，５５４号「Method and Apparatus for Improving the Accuracy of a Vehicle Location System」）を用いても実行することができる。充分なデータが収集されると、HLR１６６は、サービス提供基地局に対して、遠隔ユニット１１３に肯定応答（Ack）を送付することを命じて、送信を停止することを命ずる。各基地局における伝播遅延は、次に各基地局１０１により、その基地局識別子と共に指定される装置、たとえばBSC１６０の位置サーチャ１６１またはHLR１６６の位置サーチャ１６７などに転送され、遠隔ユニット１１３と複数の基地局との間の距離が（伝播遅延測定の測定値に基づいて）計算されて、遠隔ユニット１１３の位置が決定される。
第２図は、本発明の好適な実施例による第１図の通信システムを動作する方法を示す流れ図である。論理の流れは段階２０１で始まり、ここで位置特定要求が始動される。次に、段階２１０において、位置サーチャ１６７が通信システム１００内のすべての基地局に対し、広域位置特定ページを送信することを命ずる。上記のように、広域位置特定ページはページに対する遠隔ユニット１１３の応答から遠隔ユニット１１３の概略位置を決定する。
続いて、段階２１５において、位置サーチャ１６７が、遠隔ユニット１１３が広域位置特定ページに応答したか否かを判断し、ノーの場合は論理の流れは段階２４０に進み、ここでエラー・メッセージが位置特定を要求した地域装置に送信され、論理の流れは段階２６５で終了する。段階２１５において、遠隔ユニット１１３が広域位置特定ページに応答したと判断されると、位置サーチャ１６７がサービス提供基地局および近隣基地局を決定し（段階２２０）、サービス提供基地局および近隣基地局に対して遠隔ユニット１１３からデータ（RULM）を得るよう命ずる（段階２２５）。本発明の好適な実施例においては、内部データベース１６８に格納される近隣基地局は、サービス提供基地局に対する地理的近接性および伝播の近接性により決定されるが、本発明の代替の実施例においては、近隣基地局を他のパラメータ（たとえば、広域位置特定ページに対する遠隔ユニット１１３のAckの受信される遅延および／またはセクタ）により決めることもできる。段階２３０において、位置特定ページ・メッセージが遠隔ユニット１１３に送信される。上記の如く、位置特定ページ・メッセージは遠隔ユニット１１３に対して、指定された時刻に既知のRULMを送信することを命ずる。（すなわち、位置特定ページ・メッセージは、RULMが送信されるべき時刻と共に遠隔ユニット１１３が送信するRULMを識別する）。さらに、位置特定ページ・メッセージは、遠隔ユニット１１３に対して、電力レベルを上げながら所定の回数の間RULMの送信を続けることも命ずる。基地局１０１のRULMプロセッサ１５０（および他の近隣基地局の同様のプロセッサ）は、検出器１４０およびシステム・クロック１５３を利用して、RULMのチップ受信時刻を決定する（段階２３５）。段階２４５において、遠隔ユニット１１３の位置を正確に推定するために充分なデータが収集されたか否かが判断され、ノーの場合は、論理の流れは段階２５０に進んで、ここで位置サーチャ１６６により、遠隔ユニット１１３が依然としてRULMを送信中であるか否かが判断される。段階２５０において、遠隔ユニット１１３がRULMを送信中であると判断されると、論理の流れは段階２３５に戻り、RULM受信時刻が再決定される。しかし、段階２５０において、遠隔ユニット１１３がRULMの送信を中止したと判断されると、論理の流れは段階２４０に進み、ここで位置特定を要求する地域装置にエラー・メッセージが送信されて、論理の流れは段階２５６で終了する。
正確な位置特定を行うのに充分なデータが収集されたと判断されると（段階２４５）、論理の流れは段階２５５に進み、ここで位置サーチャ１６７がサービス提供基地局に対して、遠隔ユニット１１３にAckを送付することを命令して、遠隔ユニットがRULMの送信を停止することを命ずる。論理の流れは段階２６０に進み、ここで指定される装置、たとえばCBSC１６０の位置サーチャ１６１またはHLR１６６の位置サーチャ１６７が遠隔ユニット１１３の位置を決定する。位置は、位置特定を要求する指定の装置に送られ（段階２６０）、論理の流れは段階２６５で終了する。
第３図は、本発明の好適な実施例による位置特定ページ・メッセージを示す。好適な実施例においては位置特定ページ・メッセージは、標準のページング・チャネル上で遠隔ユニット１１３に通信される可変ビット・メッセージであり、以下の表１に記述されるフィールドを含む：
0003869020.tif 000002
0003869020.tif 000003
0003869020.tif 000004
表１に記述されるように、INC_PWRはIS-95A，セクション6.1.2.3.1に記される遠隔ユニットの公称送信電力より１０dB高くセットされるが、本発明の代替の実施例においては、INC_PWRはページ応答メッセージからHLR１６６により決定される。詳しくは、代替実施例においては、INC_PWRは広域位置特定ページに対する遠隔ユニット１１３のAckの遅延に反比例する値である。また、さらに別の代替実施例においては、INC_PWRはシステム条件から決められる。詳しくは、基地局１０１が伝えるトラフィック量が閾値より高いか、あるいは遠隔ユニット１１３が複数の基地局１０１と通信することができる（たとえば、遠隔ユニット１１３が広域位置特定ページに対するAckにおいて、どの基地局１０１が通信のために充分な信号を有するかを示す）場合は、INC_PWRは５dBに下げられる。INC_PWRを決定するさらに別の代替法は、遠隔ユニット１１３が、INC_PWRおよびPWR_STEPを許される限りの最大値にできるだけ速やかに満電力において送信することである。
第４図は、本発明の好適な実施例による第１図の遠隔ユニット１１３を示すブロック図である。遠隔ユニット１１３は、論理ユニット４０１，コーダ４０５，畳込エンコーダ４０９，インターリーバ４１３，直交変調器４１５，スクランブラ／スプレッダ４２１，乗算器４１４，増幅器４１２，システム・クロック４３３，メモリ４３５および上方変換器４２３によって構成される。遠隔ユニット１１３は、IS-95Aに記述されるCDMAシステム・プロトコルを使用して信号４２７を送信する。遠隔ユニット１１３の動作は次のように実行される：論理ユニット４０１が、送信すべきRULMと、この送信の時刻，チャネル，周波数および電力レベルとを決定する。上記の如く、通信されるRULMは遠隔ユニットにより受信されるメモリ４３５に格納される位置特定ページ・メッセージから決定される。論理ユニット４１０が送信すべきRULMを決定すると、論理ユニット４０１は遠隔ユニット１１３を適切な周波数（NEW_FREQが１の場合RULM_FREQ）に同調させ、クロック４３３と位置特定ページ・メッセージのACTION_TIMEの両方により決められる時刻にRULMを出力する。本発明の好適な実施例においては、RULMはデータ・ビット・ストリーム４０３として出力される。データ・ビット・ストリーム４０３は、可変速度コーダ４０５に入り、コーダ４０５が可変送信データ速度を有する一連の送信チャネル・フレームからなる信号４０７を生成する。IS-95Aに述べられるように、各フレームの送信データ速度は、データ・ビット・ストリーム４０３の特性に依存する。エンコーダ・ブロック４１１は、畳込エンコーダ４０９とインターリーバ４１３とを備える。畳込エンコーダ４０９においては、各フレームは畳込エンコーディング・アルゴリズムなど、その後のフレーム解読を容易にする周知のアルゴリズムを用いて、１／３比エンコーダによりエンコードされる。インターリーバ４１３は、ブロック挟み込み法などの周知の方法を用いて、フレームの内容を混ぜる。挟み込まれたビットは、増幅器４１２と乗算器４１４とを介して増幅される。デジタル・コード化され、挟み込まれたビットの各フレームは、６個のコード化ビットからなる９６個のグループ、すなわち合計５７６ビットを含む。６個のコード化ビットの各グループは、ウォルシュ・コードなど、６４個のシンボルのうちの１個を指す指標となる。ウォルシュ・コードは、６４ｘ６４のアダマール行列、すなわち２の累乗の寸法を持つビットの平方行列の１行または１列に対応する。通常、ウォルシュ・コードによって構成されるビットを、ウォルシュ・チップと呼ぶ。フレーム内の９６個のウォルシュ・コード指標の各々がM列直交変調器４１５（M-ary orthogonal modulator）に入力される。これは好ましくは６４列直交変調器である。入力された各ウォルシュ・コード指標について、M列直行変調器４１５は、出力４１９において、対応する６４ビットのウォルシュ・コードＷ４１７を生成する。かくして、一連の９６個のウォルシュ・コードＷ４１７が、M列直交変調器４１５に入力される各フレームについて生成される。
特に、スクランブラ／スプレッダ・ブロック４２１は、第１疑似乱数ノイズ・シーケンス（ロング・コード）と第２疑似乱数ノイズ・シーケンスを周知のスクランブル法を用いて一連のウォルシュ・コードＷ４１７に適応する。本発明の好適な実施例においては、ロング・コードは遠隔ユニット１１３に割り当てられる公衆ロング・コードであるが、代替の実施例においては、ロング・コードはアクセス・チャネル・ロング・コードである。ブロック４２３において、スクランブルされた一連のウォルシュ・コードＷ４１７（RULMを表す）が、オフセット・バイナリ相偏移（BPSK: binary phase-shift keying）変調プロセスまたは他の変調プロセスを用いて位相変調され、上方変換された後、アンテナ４２５から通信信号４２７として送信される。
通常の動作中は、クロック４３３は、最も強い基地局１０１からの送信に同調することによりシステム時刻を駆動する。遠隔ユニット１１３が位置特定ページ・メッセージを受信すると、システム時刻は位置特定期間中は変更されない。本発明の好適な実施例においては、遠隔ユニットが元の基地局１０１との同期を維持できない場合は、Ackが遠隔ユニット１１３から送付されて、位置特定信号化を終了させる。本発明の代替実施例においては、遠隔ユニットは最も強い基地局からシステム時刻を駆動するが、RULMの送信中はシステム時刻の新しい推定値にクロックを更新しない。
第５図は、本発明の好適な実施例による第４図の論理ユニット４０１を動作する方法を示す流れ図である。論理の流れは段階５０１で始まり、ここで遠隔ユニット１１３が基地局から位置特定ページ・メッセージを受信する。次に段階５０５において、論理ユニット４０１は、位置特定ページ・メッセージのCOMMANDフィールドが「０１」であるか否かを判断し、ノーの場合は論理の流れは段階５７５で終了する。「０１」の場合は、論理の流れは段階５１０に進み、ここでSEQ_INDが「１」または「０」にセットされるか否かを判断する。段階５１０においてSEQ_INDが「０」にセットされる場合、遠隔ユニット１１３はRULMをトラフィック・チャネル・プレアンブルに等しくセットし（段階５１５）、そうでない場合はRULMはSEQに等しくセットされる（段階５２０）。
論理の流れは段階５２５に進み、ここで論理ユニット４０１がクロック４３３のからシステム時刻にアクセスし、RULMを通信すべき時刻を決定する。段階５２５において、システム時刻がACTION_TIMEよりも大きい場合、論理の流れは段階５３０に進む。大きくない場合は、論理の流れは段階５２５に戻る。段階５３０において、論理ユニット４０１は、現在の時刻がRULMが開始される（ACTION_TIME_FRM）フレームにRULMが送付されない部分（MSG_SETUP_SIZE）を加えたものよりも大きいか否かを判断する。言い換えると、論理ユニットは、現在の時刻＞１６＊（ACTION_TIME_FRM）＋MSG_SETUP_SIZEであるか否かを判断し、ノーの場合は、論理の流れは段階５３０に戻る。イエスの場合は、論理の流れは段階５３５に進み、そこでMSG_SIZEに等しい電力制御グループ数だけ、INC_PWRに等しい増分送信電力レベルにおいてRULMが送信される。詳しくは、論理ユニット４０１が増幅器４１２に対して、RULMを所定の量だけ増分することを命じ、RULMは遠隔ユニット１１３によってMSG_SIZE電力制御グループの間継続して通信される。本発明の好適な実施例においては、通信システム１００内のすべてのサービス提供基地局および近隣基地局には、位置特定ページ・メッセージが提供され、遠隔ユニットがRULMを送信する時刻およびフレームと共にRULMの正確な内容を決定する。これは、通信システム１００内のすべてのサービス提供基地局および近隣基地局が遠隔ユニット１１３により送信されるRULMの受信のために受信要素を同調すべきときを知るために行われる。
続いて、段階５４０において、論理ユニット４０１が、増幅器４１２に対して、PWR_STEPだけ増分送信電力レベルを増加することを命じ、カウンタ４０２がそれを標示する。本発明の好適な実施例においては、論理ユニット４１２がメモリ４３５から公称電力レベルを読み出し、それに新たに計算されたINC_PWRを加えて、増幅器４１２にこの電力で送付することを命ずる。代替の実施例においては、論理ユニット１１３が前回のRULM中の公称電力を現在値と比較して、２つの値のうち大きなほうをメモリ４３５内に格納し、新たに計算されたINC_PWRに加える。別の代替の実施例においては、論理ユニット４０１は増幅器４１２に対して、送信電力レベルをINC_PWRから決定された絶対値にセットし、MSG_SIZE間隔中の公称電力を無視することを命ずる。論理の流れは段階５５０に進む。
段階５５０において、論理ユニット４０１は、３つの条件を判定する；すなわち、１）RULM送信の最大数を超える場合、２）遠隔ユニット１１３が所定回数よりも多く満電力においてRULMを送信した場合、そして３）基地局が位置決定に充分なデータを受信した場合である。本発明の好適な実施例においては、これらの条件は、１）カウンタ（ｎ）がMAX_MSGSを超えたか否かを判断する，２）遠隔ユニット１１３がMAX_FULL_PWRメッセージよりも多くのメッセージについて満電力でRULMを送信したか否かを判断する，３）Ackが基地局から受信され、遠隔ユニットがRULM送信を中止すべきであると示されたか否かを判断することにより判定される。段階５５０において、これらの条件すべてが偽である場合、論理の流れは段階５５５に進み、ここでACTION_TIMEがMSG_PERIODだけ増分され、次に段階５２５で次の送信の時期を待機する。その他の場合は論理の流れは段階５５７に進む。
RULM送信を中止することが決定されると、Ｎを「０」にセットする（段階５５７）ことにより、カウンタ４０２がリセットされ、Ackが送信されて、RULMの通信が中断されたことが示される（段階５６０）。次に、段階５６５において、論理ユニット４０１は、遠隔ユニット１１３が周期的にRULM送信を実行すべきか否かを判断する。これは、REPEAT_TIME＞０であるか否かを判断することにより実行される。段階５６５において、REPEAT_TIME＞０であると判断されると、論理の流れは段階５７０に進み、ここで遠隔ユニット１１３はREPEAT_TIMEの期間だけ待機して、段階５０５に戻る。段階５６５において、REPEAT_TIMEが「０」以下であると判断されると、論理の流れは段階５７５で終了する。
表２は、ページ・メッセージのSEQフィールドがすべて０以外の場合の期間的に２フレーム分の、RULMのデータ・ビット・ストリーム４０３を示す。表２に示されるデータ・ストリームの時間配列は、まず左から右に、次に上から下へと進む。本発明の好適な実施例においては、BURST_TYPEビットはオペレータ１７０により決まり、SEQビットは表１のSEQフィールドのものである。
0003869020.tif 000005
第６図は、本発明の代替実施例による第１図の通信システムを動作する方法を示す流れ図である。代替の実施例においては、遠隔ユニットは位置特定が望まれるときにトラフィック・チャネル上で能動的に送信中である。論理の流れは段階６０１で始まり、ここでトラフィック・チャネル上で既に基地局１０１と通信状態にある遠隔ユニットに関して位置特定要求メッセージが始動される。次に、位置サーチャ１６７が、能動的な近隣基地局を決定し（段階６２０）、能動近隣基地局に対して遠隔ユニット１１３からデータ（RULM）を得るよう命ずる（段階６２５）。本発明の代替の実施例においては、内部データベース１６８に格納される近隣基地局は、遠隔ユニット１１３と通信状態にある能動基地局１０１への地理的近接性および伝播近接性により決定される。しかし、さらに別の代替実施例においては、近隣基地局は、他のパラメータ、たとえばトラフィック・チャネル上の遠隔ユニットのフレームの遅延などによっても決定される。
段階６３０において、位置特定要求メッセージが能動基地局１０１により遠隔ユニット１１３に送信される。位置特定要求メッセージは、遠隔ユニット１１３に対して、特定の時刻に電力レベルを増大させながら既知のRULMを送信することを命ずる。また、位置特定要求メッセージは、遠隔ユニット１１３に対して、所定の期間の間RULMの送信を継続することも命ずる。基地局１０１のRULMプロセッサ１５０（および他の近隣基地局の同様のプロセッサ）は、検出器１４０およびシステム・クロック１５３を利用して、RULMのチップ受信時刻を決定し（段階６３５）、さらに段階６４５において、遠隔ユニット１１３の位置を正確に推定するために充分なデータが収集されたか否かを判断する。得られていない場合は、論理の流れは段階６５０に進み、ここで位置サーチャ１６６が遠隔ユニット１１３がまだRULMを送信中であるか否かを判断する。段階６５０において、遠隔ユニット１１３が依然としてRULMを送信中であると判断されると、論理の流れは段階６３５に戻り、チップ受信時刻が再決定される。しかし段階６５０において、遠隔ユニット１１３がRULMの送信を中止したと判断されると、論理の流れはデータ終点メッセージを段階６６０で送付する。
正確な位置特定のために充分なデータが収集されたと判断されると（段階６４５）、論理の流れは段階６５５に進み、ここで位置サーチャ１６７が能動基地局１０１に対して、遠隔ユニット１１３にAckを送付して、遠隔ユニット１１３がRULMの送信を中断するよう命ずることを命令する。論理の流れは段階６６０に進み、ここで指定される装置、たとえばCBSC１６０の位置サーチャ１６１またはHLR１６６の位置サーチャ１６７が遠隔ユニット１１３の位置を決定する。この位置は位置特定を要求する師弟の装置に送られ（段階６６０）、論理の流れは段階６６５で終了する。
第７図は、本発明の代替実施例による位置特定要求メッセージを示す。代替の実施例においては、基地局１０１は、１フレームを位置特定要求メッセージで置き換えることにより、指定されたトラフィック・チャネル上の、遠隔ユニット１１３に対する通常のトラフィック・チャネル・フレームの送信に割り込む。位置特定要求メッセージは、以下の表３に示すフィールドが含まれる：
0003869020.tif 000006
0003869020.tif 000007
0003869020.tif 000008
本発明の好適な実施例においては、MSG_SETUP_SIZEおよびMSG_SIZEの値を合計して整数のフレームにならない場合は、最後のフレームをSEQビットで埋めて、公称電力で送信する。
第８図は、本発明の代替の実施例による第４図の論理ユニット４０１を動作する方法を示す流れ図である。上記の如く、本発明の代替実施例は、遠隔ユニット１１３がトラフィック・チャネル上で能動的に送信中に遠隔ユニット１１３の位置を特定する。論理の流れは段階８０１で始まり、ここで遠隔ユニット１１３は基地局から位置特定要求メッセージを受信する。次に段階８０５において、論理ユニット４０１は、位置特定要求メッセージのCOMMANDフィールドが「０１」であるか否かを判断し、ノーの場合は論理の流れは段階８７５で終了する。イエスの場合は、論理の流れは段階８１０に進み、ここでSEQ_INDが「１」または「０」にセットされているか否かを判断する。段階８１０において、SEQ_INDが「０」にセットされている場合は、遠隔ユニット１１３はRULMをトラフィック・チャネル・プレアンブルに等しくセットし（段階８１５）、そうでない場合はRULMはSEQに等しくセットされる（段階８２０）。
論理の流れは段階８２５に進み、ここで論理ユニット４０１がクロック４３３からシステム時刻にアクセスし、RULMを通信すべき時刻を決定する。段階８２５においてシステム時刻がACTION_TIMEよりも大きい場合は、論理の流れは段階８３０に進む。そうでない場合は、論理の流れは段階８２５に戻る。段階８３０において、論理ユニットは、現在の時刻がRULMが始まるフレーム（ACTION_TIME_FRM）にRULMが公称電力で送付される部分（MSG_SETUP_SIZE）を加えた値より大きいか否かを判断する。言い換えると、論理ユニットは、現在の時刻＞１６＊（ACTION_TIME_FRM）＋MSG_SETUP_SIZEであるか否かを判断し、ノーの場合は論理の流れは段階８３０に戻る。イエスの場合は、論理の流れは段階８３５に進み、ここでMSG_SIZEに等しい電力制御グループ数の間、INC_PWRに等しい増分送信電力レベルにおいて、RULMがトラフィック・チャネル上に通信される。詳しくは、論理ユニット４０１は、増幅器４１２に対して、MSG_SIZE期間の間、所定の量だけRULMを増幅することを命じ、RULMは少なくともMSG_SETUP_SIZE＋MSG_SIZE個の電力制御グループの間、遠隔ユニット１１３により引き続き通信される。本発明の代替実施例においては、通信システム１００内のすべてのサービス提供基地局および近隣基地局には、位置特定要求メッセージが与えられて、遠隔ユニット１１３がRULMを送信する時刻およびフレームと共にRULMの正確な内容が決定される。これは、通信システム１００内のすべてのサービス提供基地局および近隣基地局が遠隔ユニット１１３が送信するRULMの受信のために受信要素をいつ同調すべきかを知るために実行される。本発明の好適な実施例においては、遠隔ユニット１１３はRULMのMSG_SIZE期間の送信中は、基地局１０１からの電力制御ビット・コマンドを無視するが、代替の実施例においては、遠隔ユニット１１３はRULMの送信中に電力制御ビットの値によりその送信電力を調整する。また、本発明の代替実施例においては、遠隔ユニット１１３は遠隔ユニット自信の公衆ロング・コードを用いてトラフィック・チャネル上にRULMを送信して、遠隔ユニット１１３の増大電力送信が他の遠隔ユニット１１３からの正常なアクセス・チャネル・メッセージに影響を与えないようにする。しかし、本発明の代替実施例においては、遠隔ユニット１１３は他のチャネル（たとえばアクセス・チャネル）を介してRULMを送信することもできる。さらに、本発明の代替実施例においては、遠隔ユニット１１３はRULM送信のために確保される特定の周波数を利用してRULMを送信することができる。詳しくは、システム干渉を軽減するために、遠隔ユニット１１３には、通常のトラフィック・チャネル送信に利用されるものとは異なる周波数でRULMを送信するという命令が出される。遠隔ユニット１１３はRULMを新たな周波数で送信するので、通信システム１００は新規の周波数上のRULM受信を新たな周波数へのハード・ハンドオフを実行する補助として利用することができる。言い換えると、通信システム１００は、新規の周波数におけるRULM受信品質を判定し、その周波数に対するハード・ハンドオフが許容できるか否かを判断することができる。
続いて、段階８４０において、論理ユニット４０１は増幅器４１２に対し、PWR_STEPだけ送信電力レベルを増大させることを命じ、カウンタ４０２がそれを標示する（段階８４５）。本発明の好適な実施例においては、論理ユニット４１２は、メモリ４３５から公称電力レベルを読み出し、それを新たに計算されたINC_PWRに加える。代替の実施例においては、論理ユニット１１３は、前回のRULM中の公称電力を現在のものと比較し、２つのうち大きなほうをメモリ４３５に格納し、それを新たに計算したINC_PWRに加える。論理の流れは段階８５０に進む。別の代替実施例においては、論理ユニット４０１は、増幅器４１２に対し、送信電力レベルを、INC_PWRから決定された絶対値にセットし、MSG_SIZE期間中の公称電力を無視することを命ずる。
段階８５０において、論理ユニット４０１は、３つの条件を判定する；すなわち、１）RULM送信の最大数を超える場合、２）遠隔ユニット１１３が所定回数よりも多く満電力においてRULMを送信した場合、そして３）基地局が位置決定に充分なデータを受信した場合である。本発明の代替実施例においては、これらの条件は、１）カウンタ４０２がMAX_MSGSを超えたか否かを判断する，２）遠隔ユニット１１３がMAX_FULL_PWRよりも多く満電力でRULMを送信したか否かを判断する，３）Ackが基地局から受信され、遠隔ユニットがRULM送信を中止すべきであると示されたか否かを判断することにより判定される。段階８５０において、これらの条件すべてが偽である場合、論理の流れは段階８５５に進み、ここでACTION_TIMEがMSG_PERIODだけ増分され、次に段階８２５で次の送信の時期を待機する。その他の場合は論理の流れは段階８６０に進み、ここでＮを「０」にセットすることによりカウンタ４０２がリセットされる。論理の流れは段階８７５で終了する。
本発明は、特定の実施例に関して図示および説明されたが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく形態および詳細において種々の変更が可能であることは当業者には理解頂けよう。また、このような変更は以下の請求項の範囲内に入るものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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