(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非同期移動体通信システム内の複数の基地局の相対タイミングを推定する方法であって、
第１移動局が、前記複数の基地局の中の第１基地局によって伝送された第１ダウンリンク信号と前記複数の基地局の中の第２基地局によって伝送された第２ダウンリンク信号とを受信するステップと、
前記第１移動局が、前記第１基地局と前記第２基地局とへアップリンク信号を伝送するステップと、
ネットワークコントローラが、
前記アップリンク信号の前記第１基地局における受信時刻と前記第２基地局における受信時刻と、
前記第１ダウンリンク信号の伝送時刻と前記第２ダウンリンク信号の伝送時刻と、
前記第２ダウンリンク信号の受信時刻と前記アップリンク信号の伝送時刻との間の前記第１移動局における時間差と
を用いて、
前記第１基地局の時間基準と前記第２基地局の時間基準との間の推定相対時間差を計算するステップと
を有し、
前記アップリンク信号の受信時刻と、前記第１ダウンリンク信号の伝送時刻と、前記第２ダウンリンク信号の伝送時刻とは、それぞれの信号を送信する基地局又は受信する基地局の時間基準におけるものであり、前記計算は、前記第１移動局と前記第１基地局との間の伝搬遅延と、前記第１移動局と前記第２基地局との間の伝搬遅延とを更に用いて行う
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ネットワークコントローラが、第２移動局と、前記第１基地局と前記第２基地局との中の少なくとも１つとの間の距離を決定することによって前記第１基地局と前記第２基地局との中の少なくとも１つに対する前記第２移動局の少なくとも１つの可能な位置を計算するために前記推定相対時間差を利用するステップを更に有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ネットワークコントローラが、前記第２移動局と前記複数の基地局の各々との間の距離を計算するために複数の異なった対をなす前記基地局間の複数の相対時間差を使用することによって前記第２移動局の位置を決定するステップを更に有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ネットワークコントローラが、第２移動局によって伝送されたアップリンク信号の前記第１基地局における受信時刻と前記第２基地局における受信時刻とを使用してかつ前記推定相対時間差を使用して前記第２移動局の少なくとも１つの可能な位置を決定するステップを更に有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ネットワークコントローラが、前記第１移動局及び第２移動局の各々によって伝送されたダウンリンク信号の前記第２移動局における受信時刻を使用してかつ前記推定相対時間差を使用して前記第２移動局の少なくとも１つの可能な位置を決定するステップを更に有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ネットワークコントローラが、第２移動局へ前記推定相対時間差の値を伝送するステップを更に有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ネットワークコントローラが、前記第２移動局の近似位置に基づいて、前記第２移動局と前記第１基地局との間に伝送された信号の伝搬遅延と前記第２移動局と前記第２基地局との間に伝送された信号の伝搬遅延とを推定するステップと、
前記ネットワークコントローラが、前記移動局での局域推定相対時間差値を決定するために、前記推定した伝搬遅延を用いて前記推定相対時間差値を調節するステップと、
前記第２移動局が、前記局域推定相対時間差値と整合フィルタ出力信号との相関をとるステップと、
前記第２移動局が、前記相関をとるステップの結果に基づいてセル探索を開始するステップと
を更に有することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第２移動局が、前記推定相対時間差値と整合フィルタ出力信号との相関をとるステップと、
前記第２移動局が、前記相関をとるステップの結果に基づいてセル探索を開始するステップと
を更に有することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記推定相対時間差が前記第１基地局と前記第２基地局とを同期させるために使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ネットワークコントローラが、計算した前記推定相対時間差を相対時間差テーブルに格納するステップを更に有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１移動局がハンドオーバの状態にあることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
非同期移動体電気通信網内の移動局と基地局との間のタイミングを容易にする方法であって、
ネットワークコントローラが、複数の移動局によって測定され、少なくとも２つの基地局の時間基準の測定差を含む相対タイミング差データを、前記複数の移動局の各々から受信するステップと、
前記ネットワークコントローラが、受信された前記相対タイミング差データに基づいて、少なくとも２つの基地局の時間基準の差の推定値を表す相対タイミング差推定を決定するステップと、
前記ネットワークコントローラが、測定対象の移動局と、前記相対タイミング差推定として時間基準の差が測定される前記少なくとも２つの基地局との間の伝搬遅延を計算するステップと、
前記ネットワークコントローラが、相対タイミング差テーブルに前記相対タイミング差推定を記憶するステップと、
前記ネットワークコントローラが、受信する移動局へ前記相対タイミング差推定を伝送するステップと
を有することを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記相対タイミング差推定は、前記複数の移動局から受信した複数の測定差から前記相対タイミング差推定値を計算することによって決定されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ネットワークコントローラが、前記相対タイミング差推定についての不確定性の範囲を推定するステップと、
前記ネットワークコントローラが、前記受信する移動局へ前記不確定性の範囲を伝送するステップと
を更に有することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記受信する移動局へ伝送された前記相対タイミング差推定は、前記受信する移動局の位置を推定するために使用されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記相対タイミング差推定は、前記複数の移動局の中の１つから受信した測定差であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記受信する移動局へ伝送された前記相対タイミング差推定は、前記受信する移動局がセルと同期することの援助をするために使用されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記相対タイミング差推定とともに隣接セル・リストからのデータが伝送されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
非同期移動体電気通信システムであって、
複数の移動局へデータを伝送しかつ前記複数の移動局からデータを受信する複数の基地局であって、前記移動局によって測定され、前記複数の基地局のうちの２つの基地局の時間基準による測定差を含む、各移動局からの相対タイミング差データを、個々に受信する複数の基地局と、
複数の項目の各々に前記相対タイミング差データから計算された相対タイミング差推定が記述された相対タイミング差テーブルを記憶するとともに、各相対タイミング差推定の不確定推定値を記憶するレジスタと
を有し、
前記複数の基地局の中の第１基地局が、受信する移動局と前記複数の基地局の中の第２基地局との間の通信のタイミングを容易にするために、前記受信する移動局へ相対タイミング差推定を伝送する
ことを特徴とする非同期移動体電気通信システム。
【請求項２０】
前記レジスタは、隣接セル・リストを更に記憶することを特徴とする請求項１９に記載の非同期移動体電気通信システム。
【請求項２１】
移動体通信システム内の複数の基地局を同期させるシステムであって、
前記複数の基地局の中の第１基地局であって、前記第１基地局と隣接基地局との間の推定タイミング差の情報を含む少なくとも１つの推定相対時間差値と、当該少なくとも１つの推定相対時間差値に関連する少なくとも１つの不確定性値を、放送又は伝送するよう動作する第１基地局と、
前記少なくとも１つの推定相対時間差値と前記少なくとも１つの不確定性値とを受信する移動局と
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２２】
前記移動局は、前記少なくとも１つの推定相対時間差値と整合フィルタ出力との相関をとりかつセル探索を開始するように動作可能であることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記移動局は、前記少なくとも１つの推定相対時間差値を前記整合フィルタ出力と比較し、かつ前記少なくとも１つの推定相対時間差値が整合フィルタ出力信号ピークに相当する公算があるかどうかを判断するように動作可能であることを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記移動局は、前記少なくとも１つの推定相対時間差値と整合フィルタ出力信号ピークとの相関をとった結果に基づいてスクランブリング符号を選択するように動作可能であることを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項２５】
前記移動局は、前記第１基地局へ隣接セル品質報告と一緒に前記少なくとも１つの推定相対時間差値を伝送することを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２６】
前記第１基地局と関連した基地局コントローラがデータベースに前記少なくとも１つの推定相対時間差を記憶することを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２７】
前記第１基地局は、隣接リスト・メッセージで前記少なくとも１つの推定相対時間差値を放送又は伝送するように動作可能であることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２８】
前記移動体通信システムは、非同期ＤＳ−ＣＤＭＡシステムを含むことを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
（発明の技術分野）
【０００２】
本願は、一般に移動体通信分野に、かつ特に非同期符号分割多元接続（Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｌｐｅ  Ａｃｃｅｓｓ；  ＣＤＭＡ）移動体通信システム内の基地局のタイミングを容易にする方法及びシステムに関する。
【０００３】
（関連技術の説明）
ダイレクトシーケンスＣＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ−Ｓｅｑｕｅｎｃｅ  ＣＤＭＡ；  ＤＳ−ＣＤＭＡ）移動体通信システムは、インタセル（ｉｎｔａ−ｃｅｌｌ）同期又はインタセル非同期システムのどちらかであり得る。換言すれば、インタセル同期システム内の基地局（ｂａｓｅ  ｓｔａｔｉｏｎ；  ＢＳ）は互いに精確に同期しており、及びインタセル非同期システム内のＢＳは同期していない。特に、非同期ＢＳは共通時間基準を共用せず、したがって、それらの伝送は随意性を有し、互いに対して所定タイミングを有さない。インタセル同期システムの例は、ノース・アメリカンＩＳ−９５（Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  ＩＳ−９５）システムである。インタセル非同期システムの例は、ＣＯＤＩＴ技術明細書、ＥＴＳＩ  ＳＭＧ２グループ・アルファ（ＥＴＳＩ  ＳＭＧ２  Ｇｒｏｕｐ  Ａｌｐｈａ）技術明細書、及びＡＲＩＢ技術明細書に提案されたワイドバンドＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ  ＣＤＭＡ；  ＷＣＤＭＡ）システムである。
【０００４】
インタセル同期システムの主な欠点は、ＢＳが（μｓレベルの短さにまで）非常に精確に同期しなければならないと云うことである。この高レベルの精度は、典型的に、全地球測位システム（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ；  ＧＰＳ）受信機のような、基地局と共設（ｃｏ−ｌｏｃａｔｅ）された高精度時間基準の使用を通して与えられる。しかしながら、衛星信号伝搬の見通し性質が理由で、このような共設基準の使用は、地下、建物内、又はトンネル内に設置されたＢＳには実行可能でない公算がある。他の関連欠点は、ＧＰＳシステムが政府機関によって管理されると云うことである。したがって、ＢＳ網同期のためのＧＳＰ受信機の使用は、或る国の領域では望ましくないことがある。これらの欠点が、なぜインタセル非同期システムがいま考慮されつつあるかの主な理由である。
【０００５】
インタセル非同期システムが適正に働くためには、取り組む必要がある２つの極めて重要な機能上の論争点がある。それらは、（１）ソフト・ハンドオーバ（Ｓｏｆｔ  Ｈａｎｄｏｖｅｒ；  ＳＯＨＯ）、及び（２）セル探索（Ｃｅｌｌ−Ｓｅａｒｃｈ）である。ＳＯＨＯの状態では、移動局（ｍｏｂｉｌｅ  ｓｔａｔｉｏｎ；  ＭＳ）は、同時に２つ以上のＢＳと通信中である。ＳＯＨＯを容易にするためには、ＭＳは、付近の他のＢＳを絶えず走査する。それによって、ＭＳは、多数のＢＳから受信した信号品質を監視しかつそれらのＢＳについて時間遅延を決定することができる。ＳＯＨＯが起こるためには、ハンドオーバされるＭＳは、バッファリング要件を最少減にするために（すなわち、ＢＳ信号間の時間差が小さいほど大きい時間差に比べて小さいバッファ・エリアを要求する）、「ソース」ＢＳの信号とほぼ同じ時刻に「ターゲット」ＢＳの信号を受信することができなければならない。また、ターゲットＢＳは、処理を行う資源を甚だしく消耗することなくＭＳ信号を見付けることができなければならない。
【０００６】
これらのＳＯＨＯ論争点は「パーコール（ｐｅｒ−ｃａｌｌ）」同期化技術によって同期システムについて解決され、この技術は、「ＣＤＭＡに基づく第３世代移動体無線システム対する設計研究」、Ａ・バイアー他、ＩＥＥＥ  ＪＳＡＣ、巻１２、７３３〜７４３頁、１９９４年５月（“Ａ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ｓｔｕｄｙ  ｆｏｒ  ａ  ＣＤＭＡ−Ｂａｓｅｄ  Ｔｈｉｒｄ−  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｙｓｔｅｍ，”ｂｙ  Ａ．Ｂａｉｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，ＩＥＥＥ  ＪＳＡＣ，Ｖｏｌ．１２，ｐｐ．７３３−７４３，Ｍａｙ  １９９４）に開示されている。この技術を使用して、ＳＯＨＯに係わるＭＳがターゲットＢＳとソースＢＳとの間の時間差を計算しかつ網に報告する。網は、基地局コントローラ（Ｂａｓｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；  ＢＳＣ）又は無線網コントローラ（Ｒａｄｉｏ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；  ＲＮＣ）を通して時間差についてターゲットＢＳに通知する。それで、ターゲットＢＳは、その差を補償するように、係わるＭＳに対して意図した信号に対するその受信及び伝送タイミングを調節することができる。
【０００７】
類似の既知のＳＯＨＯ技術が使用されており、この技術ではＭＳがターゲットＢＳの伝送とソースＢＳの伝送との間のタイミング差ではなくむしろターゲットＢＳの伝送とそのＭＳ自体の伝送との間のタイミング差を報告する。しかしながら、ＭＳの伝送／受信タイミング関係は常に固定されているから、２つの上に説明したＳＯＨＯ技術は本質的には等価である。これらの技術は、移動体援用ハンドオーバ（ｍｏｂｉｌｅ  ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｈａｎｄｏｖｅｒ；  ＭＡＨＯ）と称される。換言すれば、ＭＳは、ターゲットＢＳがターゲットＢＳとソースＢＳとの間のタイミングの差を補償するのを援助する。
【０００８】
セル探索は、ＭＳがＢＳとチップ同期、スロット同期、フレーム同期を達成し、かつＢＳのダウンリンク・スクランブリング符号を検出する手順を一般に称する。この手順は、電源投入（初期同期）中にに使用され、及びその後は休止中に又はＭＳがＳＯＨＯ候補ＢＳを探索している間の活性モード中に連続的に使用される。同期システムでは、同じスクランブリング符号を全てのＢＳが使用することができると云う理由で、セル探索を効率的に（すなわち、相対的に低レベルの複雑性で以て）遂行することができる。そのような訳で、ＭＳは、単一整合フィルタ（又は類似の機能性）のみを使用してＢＳの完全な探索を遂行することができる。しかしながら、この同じ技術を非同期システムには簡単に使用することはできない。その理由は、異なったＢＳによって異なったスクランブリング符号が使用されると云うことにある。したがって、非同期ＣＤＭＡシステム向け低複雑性、敏速なセル探索手順の必要が起こっている。
【０００９】
非同期ＣＤＭＡシステム向け敏速、多重ステップ、セル探索手順が提案されており、それによれば各ＢＳが１つの不変調記号を伝送する。この伝送された記号は、各フレームの各スロット内で、スクランブリング符号なしで、大域的に知られた短符号によって拡散される。１つのこのような提案では、この記号は「パーチ１長符号被マスク記号（Ｐｅｒｃｈ  １  Ｌｏｎｇ  Ｃｏｄｅ  Ｍａｓｋｅｄ  Ｓｙｍｂｏｌ；  ＬＣＭＳ）」と表記される。第２提案では、この記号は、「主同期化チャネル（Ｐｒｉｍａｒｙ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｃｈａｎｎｅｌ）」すなわち主ＳＣＨと表記される。提案された多重ステップ手順によると、ＭＳは、それゆえ、主ＳＣＨに整合している単一整合フィルタを使用して、ＢＳのチップ・タイミング及びスロット・タイミングを見付けることができる。その後、ＭＳは、ＢＳのフレーム・タイミング及び（提案された多重ステップ手順で１フレームにまたがる）ダウンリンク・スクンブリング符号を依然として見付けなければならない。ＭＳは、「パーチ２ＬＣＭＳ」又は「二次ＳＣＨ」と表記される第２の規則的に伝送される記号を検出することによってＢＳのフレーム・タイミングを見付けることができる。
【００１０】
この第２記号は、第１記号と並列に伝送されるが、しかし第２記号は（やはりスクランブリング符号なしで）第２短符号によって拡散される。第２記号もまたフレーム当たり一意繰返し変調パターンを有してよく、このパターンを検出することによって、ＭＳはＢＳのフレーム・タイミングを決定することができる。第２記号に対して使用された拡散する符号は、可能なスクランブリング符号のどの群に実際に使用したスクランブリング符号が属するかをＭＳに表示する。それで、ＭＳは、上に識別したフレーム・タイミングに（又は異なった可能なフレーム・タイミングに）、スクランブリング符号を、表示された群に属するスクランブリング符号と相関させることによって、見付けることができる。しかしながら、提案された多重ステップ手順に伴う問題は、セル探索の複雑性のレベルが、特に（ＭＳが規則制で遂行しなければならない）ＳＯＨＯ候補探索の場合に、依然相対的に高いと云うことである。
【００１１】
インタセル非同期システムに伴う他の問題は、ＢＳ間のタイミング差がＭＳの位置を決定することを困難にすると云うことである。システム内のＭＳの位置を決定する能力を有する移動体通信システムは、ますます望ましくなりつつある。現在、移動体の位置決めは、ＧＰＳシステムのような外部システムの使用によって一般に遂行される。しかしながら、好適には、移動体位置決めは、このような外部システムの必要を伴わずにセルラ・システム自体によって遂行されることであろう。このようなセルラ位置決めを遂行するためには、ＭＳといくつかの異なったＢＳの各々との間の絶対又は相対距離を精確に決定する方法が必要である。それらの距離は、ＭＳといくつかの異なったＢＳとの間に伝送された信号についての伝搬時間測定、到達時間（ｔｉｍｅ  ｏｆ  ａｒｒｉｖａｌ；  ＴＯ）測定、又は到達の時間差（ｔｉｍｅ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｆ  ａｒｒｉｖａｌ；ＴＤＯＡ）を使用して、計算される。いったん、これらの測定が利用可能になるならば、ＭＳの地理的位置を計算するいくつものアルゴリズムが存在する。例えば、ＴＯＡ方法に従えば、ＭＳからＢＳの各々までの距離は、ＴＯＡ測定を使用して得られる。これらの距離の各々は、それぞれのＢＳを中心とする円の半径として概念化することができる。換言すれば、ＴＯＡ測定は特定ＢＳからのＭＳの半径方向距離（ｒａｄｉａｌ  ｄｉｓｔａｎｃｅ）を決定するために使用することができるが、しかしその方向は単一ＴＯＡ測定に基づいて決定することはできない。それゆえ、ＭＳは計算された半径によって定義される円上のどこにも存在することができる。しかしながら、いくつかの異なったＢＳの各々と関連した円の交差点を決定することによって、ＭＳの位置を決定することができる。他方、ＴＤＯＡ方法は、２つのＢＳ間のＴＤＯＡを決定するためにこれら２つのＢＳ間のＴＯＡの差を使用する。その場合、ＭＳの位置は、ＴＤＯＡ計算に従って、曲線、すなわち、双曲線に沿っていると推定される。３つ以上のＢＳを使用して、２つ以上のこのような曲線を得ることができる。これらの曲線の交差点がＭＳの近似位置を与える。
【００１２】
最も簡単な移動体位置決め技術では、ＳＯＨＯがいくつものＢＳへ行われる。これらのハンドオーバの各々の間中、各ＢＳとＭＳとの間の伝搬時間を測定することができる。次いで、移動体の位置を三角測量によって決定することができる。この位置決め方法は、移動体無線設計にほんの僅かの変化しか伴わないと云う理由から実施するのが最も簡単である。加えて、ＢＳは絶対時間基準を必要としない、すなわち、この方法は非同期セル・システムに使用されることがある。しかしながら、ＢＳ間の地理的分離が理由で、２つの他の地理的に設置されたＢＳへのハンドオーバが少数の場合にのみ可能である。換言すれば、ＭＳが１つのＢＳに接近しているとき、他のＢＳとのＳＯＨＯはしばしば不可能であることになる。これは、普通、ＭＳと多数ＢＳとの間の信号の「可聴性（ｈｅａｒａｂｉｌｉｔｙ）」が不満足であると云う理由による。
【００１３】
他の可能な解決は、ＢＳにおいてアンテナ・アレイを使用することである。ＢＳがアンテナ・アレイを有するとき、ＭＳの位置はアップリンク信号が伝搬しつつある方向を推定しかつ通信信号の往復遅延を測定することによって計算することができる。この方法では、ＭＳは、その位置を計算するために１つのＢＳと通信していることが必要なだけである。しかしながら、位置決め目的のためのアンテナ・アレイの広く行きわたった使用は、高価に付く。更に、アップリンク及びダウンリンクの多重路伝搬特性の影響が、信号が建物及び他の構造物から頻繁に反射される特に都市部では、アンテナ・アレイをしばしば望ましくないものにする。
【００１４】
上に述べたように、ＧＳＰを、余分の無線受信機を使用しないで、移動体に組み入れることがまた可能である。しかしながら、この方法は、ＭＳ内に過剰な計算上の複雑性及び受信機の複雑性を要求する。
【００１５】
他の解決は、ＢＳによってＭＳへ、又はＭＳによってＢＳへ伝送された信号の伝搬時間、ＴＯＡ、又はＴＤＯＡを測定することである。例えば、ダウンリンク解決を使用することができ、この使用は、ＣＤＭＡの場合、ＭＳがいくつかの異なったＢＳによって伝送されるパイロット・チャネル・データのＴＯＡを測定する。これに代えて、アップリンク解決を使用することができ、この使用ではいくついかのＢＳの各々が移動体によって多数のＢＳへ伝送された信号のＴＯＡを測定する。しかしながら、これらの方法の両方共、それらＢＳ内に絶対時間基準又は精確相対時間基準、或はそれらＢＳの同期を要求する。したがって、ダウンリンク解決及びアップリンク解決の両方共、普通、非同期網内に余分のハードウェア（例えば、ＢＳのタイミングを得るためにＢＳに設置されたＧＳＰ受信機）を要求する。
【００１６】
非同期網内のセル探索及び移動体位置決めの複雑性を和らげ及び探索、位置決めの間中使用されて処理を行うリソースを減らすシステム及び方法が必要とされる。特に、セル探索に関する複雑性のレベルを低めかつ探索速度を高める援助をするためかつ簡単化移動体位置決め解決を可能とするために可能な限り多くの事前（ｐｒｉｏｒｉ）探索情報を利用するのが利点となるであろう。下に詳細に説明するように、本発明は、上に説明した問題を見事に解決する。
【００１７】
（発明の要約）
非同期ＣＤＭＡ移動体通信システム内の基地局のタイミングを容易にする方法及びシステムが提供され、それによってソースＢＳＣ（又はＲＮＣ）がソースＢＳと隣接セル・リスト上のＢＳの各々との間の相対時間差（Ｒｅｌａｔｉｖｅ  Ｔｉｍｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ；  ＲＴＤ）の推定を（例えば、隣接セル・リスト・メッセージで）ＭＳへ送信する。ＳＯＨＯ目的のために、複数のＭＳが推定ＲＴＤを隣接ＢＳに関する信号品質情報と一緒に網へ報告することができる。各ＢＳはＲＴＤ推定テーブルを維持することができ、このテーブルはＭＳから受信されたＲＴＤ報告から連続的に更新され得る。その後、ＢＳは、このＲＴＤ推定テーブルから項目を、相当するスクランブリング符号と一緒に、ＭＳへ送信することができる。この新規な技術を使用して、ＢＳは相対タイミング差を知っている。したがって、ＭＳが潜在ターゲットＢＳについてセル探索を開始するとき、ＭＳはそのソースＢＳに比較してのそのターゲットＢＳのタイミングの推定を既に有している。そのような訳で、その結果起こる、非同期ＣＤＭＡに使用されるセル探索手順は、かなり低レベルの複雑性しか有さず、かつ先行手順を用いるよりも遥かに敏速に達成することができる。
【００１８】
本発明の他の態様では、ＲＴＤを推定するために使用されるＭＳとＢＳとの間の伝搬遅延を勘定することによって推定ＲＴＤの精度を極めて改善することができる。これらの改善されたＲＴＤは、セル探索を遂行するに当たってタイミング推定を更に改善するために使用することができる。これらの改善されたＲＴＤは、移動体通信システム内のＭＳの位置を計算するためにまた使用することができる。いったん、高度に精確なＲＴＤが知られると、ＭＳとＢＳとの間の距離は、ＭＳといくつかのＢＳとの間を走行する信号の伝搬時間、ＴＯＡ、又はＴＤＯＡを使用して容易に決定することができる。
【００１９】
本発明の重要な技術的利点は、非同期ＣＤＭＡ移動体通信システム内の隣接ＢＳが相対タイミング差を知っていると云うことである。
【００２０】
本発明の他の重要な技術的利点は、非同期ＣＤＭＡ移動体通信システム内のＭＳのハードウェア及びソフトウェア複雑性が和らげられると云うことである。
【００２１】
なお、本発明の他の重要な技術的利点は、非同期ＣＤＭＡ移動体通信システム内のセル探索手順の複雑性の総合レベルが著しく低められると云うことである。
【００２２】
なおまた、本発明の他の重要な技術的利点は、非同期ＣＤＭＡ移動体通信システム内で遂行されるセル探索の速度が先行手順に比較して著しく高められると云うことである。
【００２３】
本発明の他の重要な技術的利点は、容易に得られるデータについての簡単な計算によってかつ外部システムなしで移動体位置決めを非同期ＣＤＭＡ移動体通信システム内で決定することができると云うことである。
【００２４】
本発明の方法及び装置の更に完全な理解が、添付図面と関連して読まれるとき下記の詳細な説明を参照することによって、得られると云ってよい。
【００２５】
（図面の詳細な説明）
本発明の好適実施の形態及びその利点が図１から５を参照することによって最も良く理解され、同等の符号が種々の図面の同等及び相当する部品に対して使用されている。
【００２６】
本質的に、非同期ＣＤＭＡシステムでは、ＢＳＣがそのＢＳの全てに対するダウンリンク・スクランブリング符号を「知る」。典型的に、隣接セルのリストが（休止モードで動作しているＭＳに対して）各セル内で放送され、又は（活性モードで動作しているＭＳに対して）専用制御チャネルで伝送される。ＭＳが隣接セル情報を受信するとき、そのＭＳは潜在ＳＯＨＯ候補セルであるリストされた隣接セルのスクランブリング符号を決定する。候補ＳＯＨＯセルについてのこのスクランブリング符号情報のこのような事前知識を有することが、ＭＳに合計ＳＯＨＯセル探索時間（又は複雑性レベル）を短縮することを可能とする。その理由は、可能なスクランブリング符号の数が初期同期化（電力投入）に対する数に比較して減らされることにある。しかしながら、たとえＭＳによって探索されるスクランブリング符号の集合が比較的小さくても、ＭＳはこれらの符号のタイミングを依然として知らない。タイミング情報のこの欠如がなぜ非同期システム・セル探索に対する現行の提案が同期システム・セル探索よりも多くの時間を要する（及び更に複雑である）かの主な理由である。
【００２７】
本発明は、ソースＢＳにソースＢＳとその隣接セル・リスト上のＢＳの各々との間の推定ＲＴＤをＭＳへ（隣接セル・リストと一緒に）送信させることによってタイミング情報の欠如の問題を解決する。換言すると、隣接ＢＳのスクランブリング符号のみをＭＳへ送信する代わりに、ソースＢＳが隣接ＢＳの推定ＲＴＤの各々をまた伝送する。ＳＯＨＯ目的のために、ＭＳは、（規則制で、或る事象にトリガされて、又はＢＳＣからの要求に応じて）推定ＲＴＤを隣接ＢＳについての信号品質情報（例えば、信号強度、信号対干渉比、又はＳＩＲ等）と一緒に網へ報告することができる。したがって、各ＢＳＣはＲＴＤ推定テーブルを維持することができ、このテーブルをＭＳから受信したＲＴＤ報告から連続的に更新することができる。本発明の好適実施の形態では、ＲＴＤ推定テーブルは、ＢＳＣにおいてデータベースに維持される。
【００２８】
その後、ＢＳＣは隣接セル・リスト・メッセージでこのＲＴＤ推定テーブルから項目を、相当するスクランブリング符号と一緒に、送信することができる（と共に、ＢＳＣはそれが先行メッセージでＭＳへ既に送信してある推定ＲＴＤ情報の追跡を維持する）。この新規な技術を使用して、ＢＳは相対タイミング差を知っている。したがって、模範的実施の形態では、ＭＳが潜在ターゲットＢＳの探索を開始するとき、ＭＳはそのソースＢＳに比較しての（すなわち、ＲＴＤ情報からの）ターゲットＢＳのタイミングの推定を既に有している。そのような訳で、その結果の、非同期ＣＤＭＡシステムに使用されたセル探索手順は、先行技術を用いてよりも遥かに敏速に達成することができる。ＭＳが潜在ターゲットＢＳと同期してあるとき、ＭＳはＲＴＤの改善推定を有し、これを、立ち代わって、ＭＳがソースＢＳへ（好適には、潜在ターゲットＢＳについての品質情報と一緒に）報告することができる。それで、ソースＢＳ（又はその関連ＢＳＣ）は、ＲＴＤ推定テーブル内のこの項目を更新することができる。
【００２９】
更に特に、図１は、本発明の好適実施の形態に従って、非同期ＣＤＭＡ移動体通信システム内のＢＳのタイミングを容易にしかつハンドオーバ候補セル探索の速度を高めるために使用することができる模範的方法１００を説明する流れ図である。図１に示した模範的方法のステップ１０４で、ＢＳＣが（好適には、ＢＳＣでデータベースに維持された）ＲＴＤ推定テーブルからソースＢＳとそれぞれのハンドオーバ候補ＢＳとの間の複数のＲＴＤ推定と一緒に、それぞれのスクランブリング符号を用いて隣接セル・リスト（例えば、ＩＳ−９５システムにおける「隣接集合（ｎｅｉｇｈｂｏｒ  ｓｅｔ）」を準備する。ステップ１０６で、ソースＢＳが「隣接リスト・メッセージ」でスクランブリング符号を備えた隣接セル・リスト及びＲＴＤ推定を係わるＭＳへ放送又は伝送する。実際には、ＢＳＣは、ＭＳが既に有するかもしれないＲＴＤ情報を不必要に重複しないために、そのＢＳＣがＭＳへ送信する推定ＲＴＤの追跡を維持する。この時点で、ＭＳは、それが同期することのできる相手のＢＳのリストをいまや受信している（かつまたそれについての品質情報を報告する）。受信された隣接リスト・メッセージは、（下に更に詳細に説明する）不確定推定をまた含むことができる。ＭＳは、局部メモリに隣接セル・リスト情報を記憶する。
【００３０】
ステップ１０８で、容易に手にした事前隣接セルＲＴＤ推定（タイミング）情報を、他の相当する隣接セル情報と一緒に、用いて、ＭＳは、従来の整合フィルタ構成を使用して一次セル探索を開始することができる。一次セル探索整合フィルタを利用することにより、ＭＳがハンドオーバ候補セルとみなすに十分な品質で受信することができるＢＳに相当する信号ピークが生成される。ステップ１１０で、ＭＳは、ＲＴＤ推定値と生成した整合フィルタ信号ピークとの相関をとり、どのピークが隣接セル・リスト内のどのスクランブリング符号に相当する公算が最もあるかを判断する（ステップ１１２）。ステップ１１４では、ステップ１１２で生成された相関に基づいて、ＭＳは、隣接セル・リストから最適なハンドオーバ候補セルに対応するスクランブリング符号を選択することができる。次いで、ＭＳは、セル探索を開始することができる（ステップ１１６）。
【００３１】
論理的には、もし上に説明したＲＴＤ推定が完全に精確であるならば、ＭＳはＲＴＤ「推定」情報に相当しない整合フィルタ出力信号ピークの全てを（アップフロント（ｕｐ−ｆｒｏｎｔ））破棄することができるであろう。この仮設的状況では、スクランブリング符号相関手順（例えば、ステップ１１２）も一緒に省くことができるであろう。しかしながら、いかなる場合にも、本発明に従えば、隣接セル・リストから公算の最もあるハンドオーバ候補セルを決定するためにＲＴＤ推定をＭＳが利用することは、ＭＳに整合フィルタ・ピークの著しい数を無視すること、及び／又はこれらのピークの或る種のものを相当するスクランブリング符号と関連させることを可能とし、このことがセル探索手順の複雑性を著しく和らげかつ探索の速度を著しく高める。
【００３２】
上に説明した発明の方法を使用することによって、各ＢＳ（セル）は、それに接続されたＭＳの援助で、その隣接ＢＳ（セル）に対する相対タイミング差を知っている。もし、或る理由から、特定ＢＳに接続されたＭＳがないならば、そのＢＳに相当するＲＴＤ推定テーブルが更新されない。したがって、隣接ＢＳどうし間の相対タイミングが連続的にシフトしているかもしれないから、このＢＳに対するＲＴＤ推定テーブル項目の不確定性（又は分散（ｖａｒｉａｎｃｅ））が強まることになる。一般に、ＲＴＤ推定の不確定性は時間と共に強まると云えるが、しかしこの不確定性は（例えば、ＭＳから受信されたＲＴＤ報告等に基づいて）更新が完了した直後には典型的に最も弱い。したがって、通信システムをＭＳ不活動の期間（例えば、夜、又は私設屋内システムの休日中）いっそう堅牢であるようにするためには、先に説明したように、ＲＴＤ不確定性推定を、隣接リスト・メッセージで、ＲＴＤ推定と一緒にＢＳから放送又は伝送することができる。ＭＳは、それに従って、例えば、その時間−探索窓をセット（例えば、増大）して、不確定性の追加レベルに対処する。それゆえ、ＭＳは、ＢＳのＲＴＤについての相対的に不確定な知識を持つそれらのＢＳに適応することができ、かつまた、相対的に確かなＲＴＤ推定が提供されてあるときその複雑性レベルを最低限低める。
【００３３】
比較的長い期間にわたり余りに少数の活性ＭＳしかないときに出合う不確定性問題を更に少なくする追加の方法は、システム全体を通して固定位置に「ダミー」ＭＳを置くことである。これらの「ダミー」ＭＳは限定機能性を有することができ、かつこのＭＳを、相対的に強い不確定性ＲＴＤ推定テーブルを有するＢＳによって、いっそう現在に則してＲＴＤを更新するために、呼び出すことができる。それゆえ、このような「ダミー」ＭＳを、利点になるように、それらが複数のＢＳによって到達され得る所（例えば、セル境界の近くに）設置することができる。
【００３４】
図２は、本発明の好適実施の形態に従って、ＢＳのタイミング（例えば、既知の相対タイミング差）を容易にしかつセル探索の速度を高める方法１００（図１）を実施するために使用することができる模範的移動体通信システム２００の簡単化ブロック図である。システム２００は、好適には、非同期ＣＤＭＡ移動体通信システムであって、例示目的のために、３つのＢＳと３つのＭＳを含む。しかしながら、云うまでもなく、示したＢＳ及びＭＳの数は例示目的のために過ぎず、典型的システムは４つ以上のＢＳ及び４つ以上のＭＳを含むことができる。この例に対しては、ＭＳ１が活性モードで動作しておりかつエア・インタフェース・リンク２０２を経由してＢＳ１に接続されている。方法１００（図１）のステップ１０６に従って、ＭＳ１は、ＢＳＣ２０４からそれぞれのＲＴＤ推定及び、オプショナルに、専用制御チャネル上の関連不確定性推定を（ＢＳ１がいったんＭＳ１に「接続」されている限りＢＳ１を経由して）受信してある。ＲＴＤ推定テーブル内の項目としてリストされた隣接（セル）の中の少なくとも２つは、ＢＳ２及びＢＳ３である。周期制で（又は要求に応じて）、ＭＳ１は、これらのＢＳの品質（信号強度、ＳＩＲ、信号対雑音比すなわちＳＮＲ、ビット誤り率すなわちＢＥＲ等）を監視しかつ（ＢＳ１を経由して）ＢＳＣ２０４に報告する。ＭＳ１はＢＳＣ２０４から（ＢＳ１を経由して）ＲＴＤ推定を受信してあるから、ＭＳ１がＢＳ２及びＢＳ３を探索する少なくとも最初の機会中、ＭＳ１はそれ自体をＢＳ２及びＢＳ３と相対的に敏速に同期することができる。ＭＳ１がＢＳ２（又はＢＳ３）と同期してあるとき、ＭＳ１がそのＢＳについて「良好な」ＲＴＤ推定を有すると想定することができる。周期制で、又は要求に応じて、ＭＳ１は、隣接セル・リスト内の項目の少なくとも１つの推定信号品質を（ＢＳ１を経由して）ＢＳＣ２０４に報告することができる。品質推定に加えて、ＭＳ１は、現在ＲＴＤ推定をＢＳＣ２０４にまた報告することができる。
【００３５】
ＭＳ２にとってセル探索状況は、示した例では、ＭＳ２がＢＳ１及びＢＳ２の両方とのＳＯＨＯに係わっており、かつ１つだけの他のＢＳ（例えば、エア・インタフェース・リンク２１４を経由してＢＳ３）を監視することを除き、ＭＳ１のそれと類似している。この例では、ＭＳ３は休止モードで動作している（接続をセットアップされていない）が、しかしＭＳ３は、それが聴く「最良のもの」と考えるＢＳの放送チャネルで受信した隣接セル・リストに従ってそれらＢＳを依然監視することができる（例えば、この場合、ＢＳ３はエア・インタフェース・リンク２１８を経由する）。そのような訳で、ＭＳ３は、（エア・インタフェース・リンク２０８を経由して）ＢＳ１を、及び（エア・インタフェース・リンク２１２を経由して）ＢＳ２を監視することがまたできる。やはり、ＢＳ３によるＲＴＤ推定放送は、ＭＳ３がＢＳ１及びＢＳ２といっそう敏速に同期するのを、又は少なくとも初回に同期手順が起こるのを援助する。それゆえ、セル探索の複雑性が和らげられ、かつセル探索の速度がそれによって著しく高められる。
【００３６】
好適には、移動体通信システム２００内で動作する各ＭＳが、周期制で又は要求に応じて、その測定したＲＴＤ推定を（ＢＳ１を経由して）ＢＳＣ２０４へ伝送することになる。ＢＳＣ２０４は、ＭＳから受信したＲＴＤ推定をＲＴＤ推定テーブルに記憶する。これに代えて、ＲＴＤ推定テーブル（すなわち、１対をなす基地局間の推定差を表す）に記憶された各項目を複数の異なったＭＳから受信された推定に基づいて計算することができる。例えば、記憶された推定は、先行ｘの受信された推定の平均を構成するか、又は先行するｙ分に受信された推定からなることができる。テーブル内の値を、先行推定を置換することによって、又は新たに受信されたデータに基づいて特定推定を再計算することによって更新することができる。次いで、テーブルに記憶された値を、上に説明したように、隣接セル・リストと一緒に、他のＭＳへ送信して、必要に従って、それらのＭＳが隣接ＢＳと同期するのを援助する。加えて、当業者が承知するように、ＲＴＤ推定テーブルをＢＳＣ２０４に記憶する必要はなく、むしろそのテーブルを網内のどこかに仮想的に設置された１つ以上のデータベース（例えば、ＭＳＣと関連したレジスタ又は全体的に別個のデータベース）に記憶することができる。
【００３７】
本発明の他の態様では、ＲＴＤ推定をＭＳの位置を決定するために使用することができる。しかしながら、位置決め計算は、セル探索の場合よりも精確なＲＴＤ推定を要求する。これは、移動体位置決め構想がＭＳと複数のＢＳの各々との間の伝搬遅延の決定に又は種々のＢＳの間のＴＯＡ又はＴＤＯＡ測定に本質的に依存すると云う理由による。ほとんどの場合、セル探索の速度は、伝搬遅延を勘定することを要せずして著しく改善することができる。それゆえ、ＢＳの各々からＭＳによって受信されたダウンリンク信号の伝搬遅延の影響を考慮することなく１つ以上の移動体によって測定された２つのＢＳ間の時間差についてのＲＴＤ推定の基づくことで通常充分である。他方、移動体位置決めを遂行するには、ＲＴＤのいっそう精確な推定が必要とされる。
【００３８】
本発明は、この問題を改善ＲＴＤ（ｉｍｐｒｏｖｅｄ  ＲＴＤ）を計算することによって解決し、この計算はアップリンク信号及びダウンリンク信号の伝搬遅延を勘定する。本質的に、改善ＲＴＤは、第１ＢＳがそのダウンリンク信号を伝送し始める時刻と第２ＢＳがそのダウンリンク信号を伝送し始める時刻との差である。この改善ＲＴＤ推定は、次を使用して計算することができる。すなわち、（１）注目のそれぞれのＢＳの各々において測定されたそれら注目のＢＳでのアップリンク信号の局域受信時刻及びダウンリンク信号の伝送時刻、及び（２）移動体によって報告された、それらＢＳからのダウンリンク信号のＭＳにおけるＴＯＡ差。この改善ＲＴＤ情報を、他の移動体によって位置決め目的のために使用することができる。
【００３９】
好適実施の形態では、改善ＲＴＤ推定がＢＳＣ又はＭＳＣにおいてデータベースに記憶される。その後、第２ＭＳに対する位置決め決定が（規則制で、或る事象にトリガされて、或はＢＳＣ又はＭＳによるリクエストに応じて）所望される。第２ＭＳは、各ＢＳからのダウンリンク信号の第２ＭＳにおける受信時刻に基づいてそれらのＢＳ間の時間差を測定しかつ測定時間差をＢＳＣに報告する。次いで、ＢＳＣは、特定対をなすＢＳ間の記憶された改善ＲＴＤ推定をＭＳによって報告された同じ対をなすＢＳ間の測定時間差と比較する。この比較に基づいて、いくつかのＢＳの各々とＭＳとの間の伝搬遅延を計算することができ、かつそのＭＳ位置の精確な決定を行うことができる。やはり、ＴＯＡ測定又はＴＤＯＡ測定を位置決定に使用することがまたできる。しかしながら、どの位置決め方法を使用するかにかかわらず、位置決め計算は、移動体環境内の伝搬遅延の存在に本質的に依存する。
【００４０】
一般に、たとえ３部分（ｔｈｒｅｅ−ｐａｒｔ）ＳＯＨＯ（すなわち、ＳＯＨＯが３つの異なったＢＳに係わる）が起こり得ても、或る１つのＭＳによる各ＲＴＤ推定の決定は２つのみのＢＳに係わる。多数の異なったＳＯＨＯ手順中ＲＴＤ決定を繰り返すことによって、かなりの数の可能な対をなすＢＳ間の改善推定ＲＴＤを決定することができる。それで、改善ＲＴＤ推定は、他のＭＳ（例えば、推定ＲＴＤ計算に係わらなかったＭＳ）によって、これら他のＭＳの位置を決定するために普通使用される。しかしながら、承知のように、推定ＲＴＤ計算に係わったＭＳの位置も改善ＲＴＤ推定を使用して決定することがまたできる。いかなる場合にも、位置決め手順は推定位置の精度を改善するために、好適には、可能な限り多くのＢＳを利用する。
【００４１】
図３は、ＳＯＨＯ中の又はＳＯＨＯに入ろうとしているＭＳの概略を示す。第１基地局ＢＳ１が、第１基地局ＢＳ１の時間基準で測定された時刻Ｔt1にダウンリンク信号３０２のフレーム（パイロット・フレーム又はトラフィック・フレームのどちらか）を伝送する。移動局ＭＳ１からのアップリンク信号３０４が、第１基地局ＢＳ１の時間基準でまた測定された時刻Ｔr1に第１基地局ＢＳ１によって受信される。同様に、第２基地局ＢＳ２が、第２基地局ＢＳ２の時間基準で測定された時刻Ｔt2にダウンリンク信号３０６を伝送し、及び時刻Ｔr2に移動局ＭＳ１からのアップリンク信号３０４を受信する。一般に、非同期網内の２つの基地局は、相対時間差（ＲＴＤ）Δを持つことになる。換言すれば、もし（パイロット・フレームの伝送のような）事象が時刻Ｔ1 に基地局ＢＳ１に起こるならば、相当する事象が
【００４２】
【数１】
0004373002.tif 000002
【００４３】
時刻に第２基地局ＢＳ２に起こることになる。いったんＲＴＤΔが知られると、それを他のＭＳによって移動体位置決めに使用することができる。
【００４４】
加えて、各ダウンリンク信号は、パイロット・チャネル・フレームの伝送時刻に対してオフセットｔ1 を有する。それゆえ、第１基地局ＢＳ１からのトラフィック・チャネル・データが次の時刻に伝送される。
【００４５】
【数２】
0004373002.tif 000003
【００４６】
ここに、Ｔp1は、第１基地局ＢＳ１からのパイロット・チャネル・フレームの伝送時刻である。同様に、ＢＳ２からのダウンリンク信号のトラフィック・チャネル・データが次の時刻に伝送される。
【００４７】
【数３】
0004373002.tif 000004
【００４８】
ＳＯＨＯが開始されるとき、移動局ＭＳ１は、パイロットを単に聴きかつｔ2 ＝０である。その後で、移動局ＭＳ１がＳＯＨＯ中のとき、第２基地局ＢＳ２がデータを伝送することになり、かつそれらの信号のオセットｔ2 が調節されるので第１基地局ＢＳ１からのデータと第２基地局ＢＳ２からのデータが近似的に同時刻にその移動体に到達するようになる。下記の議論では、総称的シナリオを考えることができ、このシナリオではオフセットｔ1 及びｔ2 が知られていると仮定する。このシナリオは、ＳＯＨＯ開始の場合及びＳＯＨＯが既にセットアップの場合の両方を取り扱う。
【００４９】
図４は、図３のシステム内で伝送及び受信される種々のＳＯＨＯ信号の相対タイミング線図を示す。この図中の全ての時刻は、共通の任意の時間基準で示してある。しかしながら、本発明に従ってＲＴＤ計算を行う目的のために、各事象の時刻は、その事象と関連した局（すなわち、ＭＳ又はＢＳ）の局域時間基準で報告される。
【００５０】
第１基地局ＢＳ１の時間基準で測定された時刻Ｔt1に、パイロット又はトラフィック・フレーム４０２が第１基地局ＢＳ１によって伝送される。フレーム４０２は、移動局ＭＳ１の時間基準で測定される時刻Ｔmr1 に移動局ＭＳ１によって受信される。時刻Ｔmr1 は伝搬遅延時間τ1 だけ伝送時刻より遅延され、この伝搬遅延時間は信号が第１基地局ＢＳ１から移動局ＭＳ１へ又はこの逆に走行するために要する時間である。移動局ＭＳ１は、そのアップリンク信号４０４を時刻Ｔmtに伝送する。簡単のためにかつ一般適用性を失うことなく、移動局ＭＳ１がそのアップリンク信号４０４をそれが第１基地局ＢＳ１からダウンリンク信号４０２を受信する同時刻に伝送すると仮定する。それゆえ、
【００５１】
【数４】
0004373002.tif 000005
【００５２】
かつアップリンク信号４０４が次の時刻に第１基地局ＢＳ１に受信される。
【００５３】
【数５】
0004373002.tif 000006
【００５４】
移動局ＭＳ１からのアップリンク信号４０４が時刻Ｔr2に第２基地局ＢＳ２に受信されかつ伝搬遅延時間τ2 だけ伝送時刻Ｔmtより遅延される。
【００５５】
第２基地局ＢＳ２が時刻Ｔt2にトラフィック又はパイロット・フレーム４０６をまた伝送する。伝搬遅延τ2 の後、ダウンリンク信号４０４が移動局ＭＳ１によって時刻Ｔmr2 に受信される。
【００５６】
ＲＴＤΔを計算するために、移動局ＭＳ１が第２基地局ＢＳ２からのダウンリンク信号４０６の受信時刻Ｔmr2 と移動局ＭＳ１からのアップリンク信号４０４の伝送時刻Ｔmtとの間の時間差ｔdiffを報告する。それゆえ、
【００５７】
【数６】
0004373002.tif 000007
【００５８】
注意を要するのは、図４で時間差ｔdiffが相対的に大きいが、これは典型的に初期捕捉シナリオを表示すると云うことである。
【００５９】
上の表記法（ｎｏｔａｔｉｏｎ）を使用して、第２基地局ＢＳ２におけるアップリンク信号の受信時刻Ｔr2を下記の式で表すことができる。
【００６０】
【数７】
0004373002.tif 000008
【００６１】
最後に、ｔdiffを下記の式で表すことができる。
【００６２】
【数８】
0004373002.tif 000009
【００６３】
これは、第２基地局ＢＳ２からのダウンリンク信号４０６（ＳＯＨＯ開始におけるパイロット・フレーム又はＳＯＨＯ中のトラフィック・データのどちらか）の到来時刻Ｔmr2 を移動局ＭＳ１からのアップリンク信号４０４の伝送時刻Ｔmtから減算することによって得られ、全て第２基地局ＢＳ２の時間基準で測定される。それゆえ、当業者に云うまでもないように、第２基地局の時間基準で、
【００６４】
【数９】
0004373002.tif 000010
【００６５】
いま、３つの等式（５）、（７）、（８）、及び次の３つの未知数がある。すなわち、１）移動局ＭＳ１と第１基地局ＢＳ１との間の伝搬遅延時間τ1 、２）移動局ＭＳ１と第２基地局ＢＳ２との間の伝搬遅延時間τ2 、及び３）第１基地局ＢＳ１と第２基地局ＢＳ２との間の時間差Δである。解いてΔを得るのは容易で、
【００６６】
【数１０】
0004373002.tif 000011
【００６７】
これが基地局ＢＳ１とＢＳ２との間の所望ＲＴＤΔに対する解である。
【００６８】
本発明の好適実施の形態に従えば、移動局ＭＳ１は時間差ｔdiffを、及び基地局ＢＳ１とＢＳ２はそれらそれぞれの伝送時刻及び受信時刻を網に報告する。次いで、ＲＴＤΔの計算がＢＳＣ又はＭＳＣで行われる。代替実施の形態では、この計算は、いったん必要なタイミング・データが供給されると、移動局ＭＳ１で又は基地局で行われる。
【００６９】
非同期移動体通信システム内の種々の対をなすＢＳ間の改善ＲＴＤ推定を計算することによって、アップリンク又はダウンリンク解決を絶対時間基準の必要なくシステム内のＭＳの位置を決定するために使用することができる。例えば、図５は、本発明の１実施の形態に従う、非同期ＣＤＭＡ移動体通信システム内のＢＳのタイミングを容易にしかつ選択されたＭＳの位置を決定する１つの可能な方法５００を説明する流れ図である。当業者が承知するように、ＴＯＡ又はＴＤＯＡのような数々の他の位置決め方法を本発明に従って位置決めを容易にするために改善ＲＴＤ推定と関連して使用することがまたできる。ステップ５０４で、ＢＳＣは、ＢＳＣによって制御される又は隣接セル・リスト上にリストされている種々の対をなすＢＳ間の複数の改善ＲＴＤ推定を計算する。この計算は、移動体通信システム内の他のＭＳによって供給されたデータを使用することによって行われる。したがって、高度に精確なＲＴＤ推定を計算するように伝搬遅延の影響が計算に入れられる。好適には、これらの改善ＲＴＤ推定のテーブルがＢＳＣのデータベースに記憶される。ステップ５０６で、選択されたＭＳが隣接セル内のＢＳを監視する。本位置決め方法５００の目的のために、これは、例えば、ＢＳによって周期的に伝送される既知のシーケンスを監視することに係わる。この監視手順は、潜在ハンドオーバ候補についてのＢＳの普通の監視を含むことができる。注意を要するのは、ＢＳからの既知のシーケンスの監視は、限定「可聴性」がそのＢＳとのＳＯＨＯを禁止する場合であっても、通常遂行することができると云うことである。
【００７０】
ステップ５０８で、ＭＳはいくつかのＢＳによって伝送されたダウンリンク信号のＴＯＡを測定する。各ＴＯＡ測定は、ＭＳの時間基準で或はソースＢＳ又は或る他のＢＳ対する相対値として測定することができる。ＴＯＡ測定は、各ＴＯＡ測定に相当するＢＳを識別する情報と一緒に局部メモリに一時的に記憶される。次いで、このデータが更に処理されるためにＢＳＣへ送信される。ステップ５０８の測定をパイロット・チャネル・データ又はトラフィック・チャネル・データについて行うことができる。ＢＳはオフセットｔ1 を一般に「知る」から、トラフィック・チャネルが使用されているときでもＢＳ間の時間差（すなわち、ＢＳのパイロット・フレーム伝送間の時間差）は知られている。ステップ５１０で、ＢＳＣは、ＲＴＤ推定をＴＯＡ測定に加算することによって、種々のＢＳ間のＲＴＤを勘定するためにＴＯＡ測定を調節する。ステップ５１２で、伝搬遅延時間が調節されたＴＯＡ測定を使用して各ダウンリンク信号ついて計算され、かつＭＳの位置が計算された伝搬遅延時間を使用してステップ５１４で推定される。次いで、位置決め情報を、例えば、ＭＳへ伝送し、ＢＳＣに記憶し、又はホーム・ロケーション・レジスタ（Ｈｏｍｅ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｒｅｇｉｓｔｅｒ；ＨＬＲ）へ送信することができる。代替実施の形態では、ステップ５１０、５１２、及び５１４の計算をＭＳ、ＭＳＣ内で、又は網内の或る他の位置で行うことができる。
【００７１】
図５に示した方法５００は、ダウンリンク信号のＴＯＡについてＭＳで行われた測定に基づいて位置決め推定を与える。他の代替実施の形態では、移動体位置決めは、アップリンク信号を使用して決定される。アップリンク解決は、ステップ５０８でダウンリンク信号のＴＯＡを測定する代わりに、ＴＯＡ測定がＭＳによって伝送されるアップリンク信号について多数のＢＳにおいて行われることを除き、ダウンリンク解決と本質的に同じである。次いで、これらのアップリンク信号測定がＢＳＣ又はＭＳＣへ供給され、かつ、ダウンリンク解決方法５００のステップ５１０及び５１２におけるように、調節されたＴＯＡ測定及び伝搬遅延時間が計算される。
【００７２】
標準ＲＴＤ推定と関連して上に論じたように、改善ＲＴＤ推定における不確定性は、もし特定ＢＳに対するそのＲＴＤ推定テーブルが更新されないならば、時間と共にまた強まることになる。しかしながら、位置決め目的のためには、ＲＴＤ推定の要求される精度は、セル探索の文脈におけるよりも遥かに高い。それゆえ、ＳＯＨＯ中に得られた改善ＲＴＤ推定は、ＢＳ内のクロックが互いと比較してドリフトしていないように、充分に最近のものであるべきである。そうでなければ、精確移動体位置決め決定を遂行することは、たとえ不可能でないにしても、困難なことになる。標準ＲＴＤ推定文脈の中で不確定性問題に取り組む上に説明したのと同じ方法の多くが、改善ＲＴＤ推定文脈の中で不確定性に取り組むために同じ仕方で使用することができる。
【００７３】
改善ＲＴＤ推定を得る方法は、図１及び２と関連して説明したセル探索プロセスを更に改善するために使用することがまたできる。セル探索方法１００（図１参照）の１好適実施の形態において、ＳＯＨＯ中のＭＳによって報告された時間差はＲＴＤ推定を計算するために直ちに使用され、ＢＳからの情報は要求されない。それゆえ、図４を再び参照すると、標準ＲＴＤ推定は、第１基地局ＢＳ１からのダウンリンク信号のＭＳの受信時刻Ｔmr1 を第２基地局ＢＳ２からのダウンリンク信号のＭＳの受信時刻Ｔmr2 から減算したものに等しい。図４で、この値は時間差ｔdiffによって示されている。ＭＳによって報告された時間差の直接の使用は、先行セル探索手順に優る著しい改善をもたらしかつ、ほとんどの場合、セル探索プロセスの複雑性を著しく和らげて他の潜在位置決め方法に見られた問題を克服する。
【００７４】
しかしながら、いっそう高い精確性が要求されるならば、ＳＯＨＯ探索を行うＭＳ内のタイミング不正確性は、伝搬遅延を計算に入れる改善ＲＴＤ推定を使用することによって５０パーセントほども更に弱めることができる。改善ＲＴＤ推定を使用することによって、ＭＳがセル探索プロセス中に探索しなければならない時間遅延の集合が、特に先行技術のセル探索方法と比較するとき、かなり小さくされる。その場合、セル探索不確定性区間は、セルの寸法及びセルの区域化（ｓｅｃｔｏｒｉｚａｔｉｏｎ）の量に依存することになる。例えば、約３０キロメータのセル半径を有する非区域化セル・システムでは、移動体の位置が３セル半径内にまで推定することができると仮定すると、不確定性は３００マイクロ秒未満である。対照的に、先行セル探索方法に対する正規探索窓は、約１０ミリ秒である。それゆえ、改善推定ＲＴＤの使用は、探索複雑性に２桁の大きさの改善を施す。それらの結果は、もっと小形のセル又は区域セルを持つセルラ・システムでは更に良好でさえある。ターゲットＢＳとセル探索を遂行中の移動体との間の往復遅延を推定することによって、特に区域化セルの場合、セル探索に対する不確定性区間を更に縮めることもまた可能である。推定往復遅延は、ＲＴＤ計算を行うとき又はもし移動体の近似位置が知られているならば利用可能なデータから容易に計算することができる。
【００７５】
本発明の方法及び装置のいくつかの好適実施の形態が添付図面に示されかつ上の詳細な説明で説明されたが、云うまでもなく本発明は開示された実施の形態に限定されない。例えば、本発明に従って行われる、ＢＳの相対タイミングの測定は、ＢＳの疑似同期に対してもまた使用することができる。それゆえ、本発明は、前掲の特許請求の範囲に記載されかつ定義された本発明の精神に反することなく数々の再構成、変形、及び置換を行う能力を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の好適実施の形態に従って、非同期ＣＤＭＡ移動体通信システム内で基地局のタイミングを容易にするために使用することができる模範的方法を示す流れ図である。
【図２】  本発明の好適実施の形態に従って、図１に示した方法を実施するために使用することができる模範的移動体通信システムの簡単化ブロック図である。
【図３】  本発明の好適実施の形態に従って、非同期ＣＤＭＡ移動体通信システム内でＳＯＨＯ中の又はＳＯＨＯに入ろうとしているかつＢＳの改善タイミング計算を容易にするために使用することができるＭＳの簡単化ブロック図である。
【図４】  図３に描いたＳＯＨＯシナリオに係わる信号の相対タイミング線図である。
【図５】  本発明の１好適実施の形態に従って、ＭＳの位置を決定するために使用することができる模範的方法を示す流れ図である。
【図１】
0004373002.tif 000012
【図２】
0004373002.tif 000013
【図３】
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【図４】
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【図５】
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