(57)【要約】  受信機（たとえば、第１のロケーションにおけるローカルユニットの第１のトランシーバまたはローカル受信機）と送信機（たとえば、第２のロケーションにおけるリモートユニットの第２のトランシーバまたはリモート送信機）との間で送られるＯＦＤＭ信号の選択されたサブキャリアからの距離のセットを判断するためのシステム、装置および方法が提示される。距離のセットは、正しい距離に関してあいまいである。あいまいな距離のこのセット中の各距離が、送信機と受信機との間の可能な距離を表す。距離あいまいさは、ＯＦＤＭ信号からの追加のサブキャリアを使用すること、および／あるいは受信機の最新の知る位置を使用すること、および／あるいは２つ、３つまたはそれ以上の送信機までの距離を見つけることによって、解決され得る。その距離は、受信機のロケーション推定値を見つけるために他の距離とともに使用され得る。
2016503492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）サブキャリアに基づく無線測距のための方法であって、前記方法は、
第１のトランシーバにおいて、第２のトランシーバから受信ＯＦＤＭ信号を受信することと、
過半数未満の前記ＯＦＤＭサブキャリアを備える少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを選択することと、
少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットからのビート周波数を有する自己相関結果を与えるために前記受信ＯＦＤＭ信号の少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットを自己相関することと、ここにおいて、前記自己相関結果が複数の可能な距離を備える、
を備える、方法。
【請求項２】
前記第１のトランシーバから、前記第２のトランシーバに送信ＯＦＤＭ信号を送信すること
をさらに備え、
ここにおいて、前記第２のトランシーバから受信された、前記受信ＯＦＤＭ信号が、前記第２のトランシーバにおいて前記送信ＯＦＤＭ信号を受信したことに応答して前記第２のトランシーバによって送られる、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットを選択することが、
最低使用可能周波数を有する第１のサブキャリアを選択することと、
最高使用可能周波数を有する第２のサブキャリアを選択することと
を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットがパイロット信号を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットが既知の信号を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットが未知であるが判断可能な信号を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
単一の距離を判断するために前記自己相関結果におけるあいまいさを解決することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のトランシーバにおいて、第３のトランシーバから第２の受信ＯＦＤＭ信号を受信することと、
第２の複数の可能な距離を備える第２の自己相関結果を与えるために前記第２の受信ＯＦＤＭ信号の少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットを自己相関することと
をさらに備え、
ここにおいて、前記自己相関結果における前記あいまいさを解決することが、
前記自己相関結果からの前記複数の可能な距離のうちの距離と、
前記第２の自己相関結果前記第２の複数の可能な距離のうちの距離と
の交点を判断することを備える、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のトランシーバにおいて、第４のトランシーバから第３の受信ＯＦＤＭ信号を受信することと、
第２の複数の可能な距離を備える第３の自己相関結果を与えるために前記第３の受信ＯＦＤＭ信号の少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットを自己相関することと
をさらに備え、
ここにおいて、前記自己相関結果における前記あいまいさを解決することが、
前記自己相関結果からの前記複数の可能な距離のうちの距離と、
前記第２の自己相関結果前記第２の複数の可能な距離のうちの距離と、
前記第３の自己相関結果第３の複数の可能な距離のうちの距離と
の交点を判断することを備える、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記自己相関結果における前記あいまいさを解決することが、少なくとも２つの距離の交点を見つけることを備える、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記自己相関結果における前記あいまいさを解決することが、最近の位置推定値を使用することをさらに備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記自己相関結果における前記あいまいさを解決することが、少なくとも３つの距離の交点を見つけることを備える、請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
前記自己相関結果における前記あいまいさを解決することが、最近の位置推定値に基づく距離を選択することを備える、請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のトランシーバおよび前記第２のトランシーバが同期クロックを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のトランシーバおよび前記第２のトランシーバが非同期クロックを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１のトランシーバが第１のアクセスポイントを備え、前記第２のトランシーバが第２のアクセスポイントを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１のトランシーバがアクセスポイントを備え、前記第２のトランシーバが移動局を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１のトランシーバが移動局を備え、前記第２のトランシーバがアクセスポイントを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１のトランシーバが第１の移動局を備え、前記第２のトランシーバが第２の移動局を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記複数の可能な距離をサーバに報告することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）サブキャリアに基づく無線測距のためのモバイルデバイスであって、前記モバイルデバイスは、
第１のトランシーバと、
前記第１のトランシーバに結合されたプロセッサと
を備え、前記プロセッサは、
前記第１のトランシーバにおいて、第２のトランシーバから受信ＯＦＤＭ信号を受信することと、
過半数未満の前記ＯＦＤＭサブキャリアを備える少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを選択することと、
少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットからのビート周波数を有する自己相関結果を与えるために前記受信ＯＦＤＭ信号の少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットを自己相関することと、ここにおいて、前記自己相関結果が複数の可能な距離を備える、
を行うように構成された、
モバイルデバイス。
【請求項２２】
前記プロセッサが、
前記第１のトランシーバから、前記第２のトランシーバに送信ＯＦＤＭ信号を送信する
ようにさらに構成され、
ここにおいて、前記第２のトランシーバから受信された、前記受信ＯＦＤＭ信号が、前記第２のトランシーバにおいて前記送信ＯＦＤＭ信号を受信したことに応答して前記第２のトランシーバによって送られる、
請求項２１に記載のモバイルデバイス。
【請求項２３】
前記プロセッサが、少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットを選択するようにさらに構成され、
最低使用可能周波数を有する第１のサブキャリアを選択することと、
最高使用可能周波数を有する第２のサブキャリアを選択することと
を行うように構成された、請求項２１に記載のモバイルデバイス。
【請求項２４】
前記プロセッサが、単一の距離を判断するために前記自己相関結果におけるあいまいさを解決するようにさらに構成された、請求項２１に記載のモバイルデバイス。
【請求項２５】
前記プロセッサが、
前記第１のトランシーバにおいて、第３のトランシーバから第２の受信ＯＦＤＭ信号を受信することと、
第２の複数の可能な距離を備える第２の自己相関結果を与えるために前記第２の受信ＯＦＤＭ信号の少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットを自己相関することと
を行うようにさらに構成され、
ここにおいて、前記自己相関結果における前記あいまいさを解決するように構成された前記プロセッサが、
前記自己相関結果からの前記複数の可能な距離のうちの距離と、
前記第２の自己相関結果前記第２の複数の可能な距離のうちの距離と
の交点を判断するように構成された、
請求項２４に記載のモバイルデバイス。
【請求項２６】
前記自己相関結果における前記あいまいさを解決するように構成された前記プロセッサが、少なくとも２つの距離の交点を見つけるように構成された、請求項２５に記載のモバイルデバイス。
【請求項２７】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）サブキャリアに基づく無線測距のためのモバイルデバイスであって、前記モバイルデバイスは、
第１のトランシーバにおいて、第２のトランシーバから受信ＯＦＤＭ信号を受信するための手段と、
過半数未満の前記ＯＦＤＭサブキャリアを備える少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを選択するための手段と、
少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットからのビート周波数を有する自己相関結果を与えるために前記受信ＯＦＤＭ信号の少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットを自己相関するための手段と、ここにおいて、前記自己相関結果が複数の可能な距離を備える、
を備える、モバイルデバイス。
【請求項２８】
前記第１のトランシーバから、前記第２のトランシーバに送信ＯＦＤＭ信号を送信するための手段
をさらに備え、
ここにおいて、前記第２のトランシーバから受信された、前記受信ＯＦＤＭ信号が、前記第２のトランシーバにおいて前記送信ＯＦＤＭ信号を受信したことに応答して前記第２のトランシーバによって送られる、
請求項２７に記載のモバイルデバイス。
【請求項２９】
少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットを選択するための前記手段が、
最低使用可能周波数を有する第１のサブキャリアを選択するための手段と、
最高使用可能周波数を有する第２のサブキャリアを選択するための手段と
を備える、請求項２７に記載のモバイルデバイス。
【請求項３０】
単一の距離を判断するために前記自己相関結果におけるあいまいさを解決するための手段をさらに備える、請求項２７に記載のモバイルデバイス。
【請求項３１】
前記第１のトランシーバにおいて、第３のトランシーバから第２の受信ＯＦＤＭ信号を受信するための手段と、
第２の複数の可能な距離を備える第２の自己相関結果を与えるために前記第２の受信ＯＦＤＭ信号の少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットを自己相関するための手段と
をさらに備え、
ここにおいて、前記自己相関結果における前記あいまいさを解決するための前記手段が、
前記自己相関結果からの前記複数の可能な距離のうちの距離と、
前記第２の自己相関結果前記第２の複数の可能な距離のうちの距離と
の交点を判断するための手段を備える、
請求項３０に記載のモバイルデバイス。
【請求項３２】
前記自己相関結果における前記あいまいさを解決するための前記手段が、少なくとも２つの距離の交点を見つけるための手段を備える、請求項３１に記載のモバイルデバイス。
【請求項３３】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）サブキャリアに基づく無線測距のための、その上に記憶されたプログラムコードを含む不揮発性コンピュータ可読記憶媒体であって、前記プログラムコードは、
第１のトランシーバにおいて、第２のトランシーバから受信ＯＦＤＭ信号を受信することと、
過半数未満の前記ＯＦＤＭサブキャリアを備える少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを選択することと、
少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットからのビート周波数を有する自己相関結果を与えるために前記受信ＯＦＤＭ信号の少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットを自己相関することと、ここにおいて、前記自己相関結果が複数の可能な距離を備える、
を行うためのコードを備える、
不揮発性コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項３４】
前記第１のトランシーバから、前記第２のトランシーバに送信ＯＦＤＭ信号を送信する
ためのコードをさらに備え、
ここにおいて、前記第２のトランシーバから受信された、前記受信ＯＦＤＭ信号が、前記第２のトランシーバにおいて前記送信ＯＦＤＭ信号を受信したことに応答して前記第２のトランシーバによって送られる、
請求項３３に記載の不揮発性コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項３５】
少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットを選択するためのコードが、
最低使用可能周波数を有する第１のサブキャリアを選択することと、
最高使用可能周波数を有する第２のサブキャリアを選択することと
を行うためのコードを備える、請求項３３に記載の不揮発性コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項３６】
単一の距離を判断するために前記自己相関結果におけるあいまいさを解決するためのコードをさらに備える、請求項３３に記載の不揮発性コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項３７】
前記第１のトランシーバにおいて、第３のトランシーバから第２の受信ＯＦＤＭ信号を受信することと、
第２の複数の可能な距離を備える第２の自己相関結果を与えるために前記第２の受信ＯＦＤＭ信号の少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットを自己相関することと
を行うためのコードをさらに備え、
ここにおいて、前記自己相関結果における前記あいまいさを解決するためのコードが、
前記自己相関結果からの前記複数の可能な距離のうちの距離と、
前記第２の自己相関結果前記第２の複数の可能な距離のうちの距離と
の交点を判断するためのコードを備える、
請求項３６に記載の不揮発性コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項３８】
前記自己相関結果における前記あいまいさを解決するためのコードが、少なくとも２つの距離の交点を見つけるためのコードを備える、請求項３７に記載の不揮発性コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項３９】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）サブキャリアに基づく無線測距のための方法であって、前記方法は、
第１のトランシーバにおいて、第２のトランシーバから受信ＯＦＤＭ信号を受信することと、
少なくとも３つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを選択することと、
距離を備える自己相関結果を与えるために前記受信ＯＦＤＭ信号の少なくとも３つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットを自己相関することと
を備える、方法。
【請求項４０】
単一の距離を判断するために前記自己相関結果におけるあいまいさを解決することをさらに備える、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
少なくとも３つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットが、ＯＦＤＭサブキャリアの総数の１０％未満の数を備える、請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
前記第１のトランシーバから、前記第２のトランシーバに送信ＯＦＤＭ信号を送信すること
をさらに備え、
ここにおいて、前記第２のトランシーバから受信された、前記受信ＯＦＤＭ信号が、前記第２のトランシーバにおいて前記送信ＯＦＤＭ信号を受信したことに応答して前記第２のトランシーバによって送られる、
請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】
少なくとも３つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットを選択することが、
最低使用可能周波数を有する第１のサブキャリアを選択することと、
最高使用可能周波数を有する第２のサブキャリアを選択することと
を備える、請求項３９に記載の方法。
【請求項４４】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）サブキャリアに基づく無線測距のためのモバイルデバイスであって、前記モバイルデバイスは、
第１のトランシーバと、
前記第１のトランシーバに結合されたプロセッサと
を備え、前記プロセッサは、
前記第１のトランシーバにおいて、第２のトランシーバから受信ＯＦＤＭ信号を受信することと、
少なくとも３つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを選択することと、
距離を備える自己相関結果を与えるために前記受信ＯＦＤＭ信号の少なくとも３つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットを自己相関することと
を行うように構成された、
モバイルデバイス。
【請求項４５】
前記プロセッサが、単一の距離を判断するために前記自己相関結果におけるあいまいさを解決するようにさらに構成された、請求項４４に記載のモバイルデバイス。
【請求項４６】
少なくとも３つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットが、ＯＦＤＭサブキャリアの総数の１０％未満の数を備える、請求項４４に記載のモバイルデバイス。
【請求項４７】
前記プロセッサが、
前記第１のトランシーバから、前記第２のトランシーバに送信ＯＦＤＭ信号を送信する
ようにさらに構成され、
ここにおいて、前記第２のトランシーバから受信された、前記受信ＯＦＤＭ信号が、前記第２のトランシーバにおいて前記送信ＯＦＤＭ信号を受信したことに応答して前記第２のトランシーバによって送られる、
請求項４４に記載のモバイルデバイス。
【請求項４８】
少なくとも３つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットを選択するように構成された前記プロセッサが、
最低使用可能周波数を有する第１のサブキャリアを選択することと、
最高使用可能周波数を有する第２のサブキャリアを選択することと、
中間使用可能周波数を有する第３のサブキャリアを選択することと
を行うように構成された、請求項４４に記載のモバイルデバイス。
【請求項４９】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）サブキャリアに基づく無線測距のためのモバイルデバイスであって、前記モバイルデバイスは、
第１のトランシーバにおいて、第２のトランシーバから受信ＯＦＤＭ信号を受信するための手段と、
少なくとも３つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを選択するための手段と、
距離を備える自己相関結果を与えるために前記受信ＯＦＤＭ信号の少なくとも３つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットを自己相関するための手段と
を備える、モバイルデバイス。
【請求項５０】
単一の距離を判断するために前記自己相関結果におけるあいまいさを解決するための手段をさらに備える、請求項４９に記載のモバイルデバイス。
【請求項５１】
少なくとも３つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットが、ＯＦＤＭサブキャリアの総数の１０％未満の数を備える、請求項４９に記載のモバイルデバイス。
【請求項５２】
前記第１のトランシーバから、前記第２のトランシーバに送信ＯＦＤＭ信号を送信するための手段
をさらに備え、
ここにおいて、前記第２のトランシーバから受信された、ＯＦＤＭ信号を受信するための前記手段が、前記第２のトランシーバにおいて前記送信ＯＦＤＭ信号を受信したことに応答して前記第２のトランシーバによって送られる、
請求項４９に記載のモバイルデバイス。
【請求項５３】
少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットを選択するための前記手段が、
最低使用可能周波数を有する第１のサブキャリアを選択するための手段と、
最高使用可能周波数を有する第２のサブキャリアを選択するための手段と、
中間使用可能周波数を有する第３のサブキャリアを選択するための手段と
を備える、請求項４９に記載のモバイルデバイス。
【請求項５４】
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）サブキャリアに基づく無線測距のための、その上に記憶されたプログラムコードを含む不揮発性コンピュータ可読記憶媒体であって、前記プログラムコードは、
第１のトランシーバにおいて、第２のトランシーバから受信ＯＦＤＭ信号を受信することと、
少なくとも３つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを選択することと、
距離を備える自己相関結果を与えるために前記受信ＯＦＤＭ信号の少なくとも３つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットを自己相関することと
を行うためのコードを備える、
不揮発性コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項５５】
単一の距離を判断するために前記自己相関結果におけるあいまいさを解決するためのコードをさらに備える、請求項５４に記載の不揮発性コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項５６】
前記第１のトランシーバから、前記第２のトランシーバに送信ＯＦＤＭ信号を送信する
ためのコードをさらに備え、
ここにおいて、前記第２のトランシーバから受信された、受信ＯＦＤＭ信号のための前記コードが、前記第２のトランシーバにおいて前記送信ＯＦＤＭ信号を受信したことに応答して前記第２のトランシーバによって送られる、
請求項５４に記載の不揮発性コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項５７】
少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアの前記サブセットを選択するためのコードが、
最低使用可能周波数を有する第１のサブキャリアを選択することと、
最高使用可能周波数を有する第２のサブキャリアを選択することと、
中間使用可能周波数を有する第３のサブキャリアを選択することと
を行うためのコードを備える、請求項５４に記載の不揮発性コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]  本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１２年１０月１９日に出願された、「Indoor radio ranging based on a subset of subcarriers employed by orthogonal frequency division multiplexing (OFDM)」と題する米国出願第１３／６５６，３９８号の優先権を主張する。
【０００２】
[0003]  本開示は、一般に、ワイヤレス位置推定のためのシステム、装置および方法に関し、より詳細には、ＯＦＤＭサブキャリアのサブセットの自己相関に基づく屋内測距に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0005]  移動局は、ＧＰＳを使用して、移動局の現在位置を見つけ、良好なフィックスを行い得る。しかしながら、屋内では、ＧＰＳ信号が遮断され、良好なＧＰＳフィックスが当てにならないかまたは不可能である。移動局は、（たとえば、加速度計、ジャイロメータおよび磁力計から）内部センサーに切り替え、移動局が最新の良好なフィックスからどのくらい遠くに、どの方向に移動したかを判断し得る。代替的に、移動局は、近くのワイヤレスアクセスポイント（ＡＰ）からのＲＳＳＩおよび／またはＲＴＴ測定値を記録し得る。ＲＳＳＩ測定値は測距のために使用され得るが、得られた距離は、５０〜１００フィートの高度の不確実性を有する。ＲＴＴ測定値は、より低い程度の不確実性を与えるが、その不確実性は、依然として１０〜５０フィートであり得る。３つ以上のＡＰまでの距離を推定することによって、移動局は、それのロケーションを推定するために三辺測量を使用し得るが、上記程度の不確実性は残る。
【０００４】
[0006]  必要なものは、より高い精度で移動局の距離と位置とを判断するための方法である。
【発明の概要】
【０００５】
[0007]  送信機と受信機との間の距離のセットを判断するためのシステム、装置および方法が開示される。距離のセットは、ＯＦＤＭ信号からの追加のサブキャリアを使用すること、第１のロケーションにおける受信機（たとえば、ローカルユニットまたは第１のトランシーバ）の最新の知る位置を使用すること、および／あるいは２つ、３つまたはそれ以上の送信機（たとえば、リモートユニットあるいは１つまたは複数の第２のトランシーバ）までの距離を見つけることによって、単一のあいまいでない距離に変換され得る。その距離は、受信機のロケーションを見つけるために他の距離とともに処理され得る。
【０００６】
[0008]  いくつかの態様によれば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）サブキャリアに基づく無線測距のための方法であって、本方法は、第１のトランシーバにおいて、第２のトランシーバから受信ＯＦＤＭ信号を受信することと、過半数未満のＯＦＤＭサブキャリアを備える少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを選択することと、少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットからのビート周波数を有する自己相関結果を与えるために受信ＯＦＤＭ信号の少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを自己相関させることと、ここにおいて、自己相関結果が複数の可能な距離を備える、を備える、方法が開示される。
【０００７】
[0009]  いくつかの態様によれば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）サブキャリアに基づく無線測距のためのモバイルデバイスであって、本モバイルデバイスは、第１のトランシーバと、第１のトランシーバに結合されたプロセッサとを備え、プロセッサは、第１のトランシーバにおいて、第２のトランシーバから受信ＯＦＤＭ信号を受信することと、過半数未満のＯＦＤＭサブキャリアを備える少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを選択することと、少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットからのビート周波数を有する自己相関結果を与えるために受信ＯＦＤＭ信号の少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを自己相関させることと、ここにおいて、自己相関結果が複数の可能な距離を備える、を行うように構成された、モバイルデバイスが開示される。
【０００８】
[0010]  いくつかの態様によれば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）サブキャリアに基づく無線測距のためのモバイルデバイスであって、本モバイルデバイスは、第１のトランシーバにおいて、第２のトランシーバから受信ＯＦＤＭ信号を受信するための手段と、過半数未満のＯＦＤＭサブキャリアを備える少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを選択するための手段と、少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットからのビート周波数を有する自己相関結果を与えるために受信ＯＦＤＭ信号の少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを自己相関させるための手段と、ここにおいて、自己相関結果が複数の可能な距離を備える、を備える、モバイルデバイスが開示される。
【０００９】
[0011]  いくつかの態様によれば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）サブキャリアに基づく無線測距のための、その上に記憶されたプログラムコードを含む不揮発性コンピュータ可読記憶媒体であって、プログラムコードは、第１のトランシーバにおいて、第２のトランシーバから受信ＯＦＤＭ信号を受信することと、過半数未満のＯＦＤＭサブキャリアを備える少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを選択することと、少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットからのビート周波数を有する自己相関結果を与えるために受信ＯＦＤＭ信号の少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを自己相関させることと、ここにおいて、自己相関結果が複数の可能な距離を備える、を行うためのコードを備える、不揮発性コンピュータ可読記憶媒体が開示される。
【００１０】
[0012]  いくつかの態様によれば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）サブキャリアに基づく無線測距のための方法であって、本方法は、第１のトランシーバにおいて、第２のトランシーバから受信ＯＦＤＭ信号を受信することと、少なくとも３つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを選択することと、ある距離を備える自己相関結果を与えるために受信ＯＦＤＭ信号の少なくとも３つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを自己相関させることとを備える、方法が開示される。
【００１１】
[0013]  いくつかの態様によれば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）サブキャリアに基づく無線測距のためのモバイルデバイスであって、本モバイルデバイスは、第１のトランシーバと、第１のトランシーバに結合されたプロセッサとを備え、プロセッサは、第１のトランシーバにおいて、第２のトランシーバから受信ＯＦＤＭ信号を受信することと、少なくとも３つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを選択することと、ある距離を備える自己相関結果を与えるために受信ＯＦＤＭ信号の少なくとも３つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを自己相関させることとを行うように構成された、モバイルデバイスが開示される。
【００１２】
[0014]  いくつかの態様によれば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）サブキャリアに基づく無線測距のためのモバイルデバイスであって、本モバイルデバイスは、第１のトランシーバにおいて、第２のトランシーバから受信ＯＦＤＭ信号を受信するための手段と、少なくとも３つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを選択するための手段と、ある距離を備える自己相関結果を与えるために受信ＯＦＤＭ信号の少なくとも３つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを自己相関させるための手段とを備える、モバイルデバイスが開示される。
【００１３】
[0015]  いくつかの態様によれば、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）サブキャリアに基づく無線測距のための、その上に記憶されたプログラムコードを含む不揮発性コンピュータ可読記憶媒体であって、プログラムコードは、第１のトランシーバにおいて、第２のトランシーバから受信ＯＦＤＭ信号を受信することと、少なくとも３つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを選択することと、ある距離を備える自己相関結果を与えるために受信ＯＦＤＭ信号の少なくとも３つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを自己相関させることとを行うためのコードを備える、不揮発性コンピュータ可読記憶媒体が開示される。
【００１４】
[0016]  様々な態様が例として図示され説明される、以下の発明を実施するための形態から、当業者には他の態様が容易に明らかになることを理解されたい。図面および発明を実施するための形態は、本質的に例示的なものと見なされるべきであり、限定的なものと見なされるべきではない。
【００１５】
[0017]  本発明の実施形態について、図面を参照しながら、単に例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】[0018]  第１のロケーションにおける第１の受信機（たとえば、第１のトランシーバまたはローカルユニット）が一方向移動時間（ＯＷＴＴ：one-way travel time）を生成するためにＯＦＤＭ信号をキャプチャする、互いに同期された、第１の受信機と第２のロケーションにおける第２の送信機（たとえば、第２のトランシーバまたはリモートユニット）とを示す図。
【図２】[0019]  ラウンドトリップ時間（ＲＲＴ）を生成するためにＯＦＤＭ信号を送信および受信するための、第１のロケーションにおける第１のトランシーバ（たとえば、ローカルユニット）と第２のロケーションにおける第２のトランシーバ（たとえば、リモートユニット）とを示す図。
【図３】[0020]  周波数領域におけるＯＦＤＭ信号を示す図。
【図４】[0021]  ＯＦＤＭ信号からの単一のサブキャリアを示す図。
【図５】[0022]  ＯＦＤＭ信号の単一のサブキャリアの自己相関からの結果を示す図。
【図６】[0023]  本発明のいくつかの実施形態による、ＯＦＤＭ信号からの２つのサブキャリアの選択を示す図。
【図７】[0024]  本発明のいくつかの実施形態による、ＯＦＤＭ信号の２つのサブキャリアの自己相関からの結果を示す図。
【図８】[0025]  本発明のいくつかの実施形態による、ＯＦＤＭ信号からの３つのサブキャリアの選択を示す図。
【図９】[0026]  本発明のいくつかの実施形態による、ＯＦＤＭ信号の３つのサブキャリアの自己相関からの結果を示す図。
【図１０】[0027]  ＯＦＤＭ信号のすべてのサブキャリアの自己相関からの結果を示す図。
【図１１】[0028]  本発明のいくつかの実施形態による、ＯＦＤＭ信号の２つ〜数個のサブキャリアの自己相関を使用する、移動局とアクセスポイントとの間など、２つのトランシーバ間のいくつかの可能な距離を示す図。
【図１２】本発明のいくつかの実施形態による、ＯＦＤＭ信号の２つ〜数個のサブキャリアの自己相関を使用する、移動局とアクセスポイントとの間など、２つのトランシーバ間のいくつかの可能な距離を示す図。
【図１３】[0029]  位置推定のためのＯＦＤＭサブキャリアの自己相関から生成された距離円の様々な交点を示す図。
【図１４】位置推定のためのＯＦＤＭサブキャリアの自己相関から生成された距離円の様々な交点を示す図。
【図１５】[0030]  本発明のいくつかの実施形態による、様々なアクセスポイントおよび移動局の構成を示す図。
【図１６】本発明のいくつかの実施形態による、様々なアクセスポイントおよび移動局の構成を示す図。
【図１７】本発明のいくつかの実施形態による、様々なアクセスポイントおよび移動局の構成を示す図。
【図１８】本発明のいくつかの実施形態による、様々なアクセスポイントおよび移動局の構成を示す図。
【図１９】本発明のいくつかの実施形態による、様々なアクセスポイントおよび移動局の構成を示す図。
【図２０】本発明のいくつかの実施形態による、様々なアクセスポイントおよび移動局の構成を示す図。
【図２１】[0031]  ＯＦＤＭサブキャリアに基づく無線測距のための方法を示す図。
【図２２】[0032]  本発明のいくつかの実施形態による、トランシーバの可能な構成を示す図。
【図２３】本発明のいくつかの実施形態による、トランシーバの可能な構成を示す図。
【図２４】[0033]  モバイルデバイスの位置推定値を判断するための方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
[0034]  添付の図面とともに以下に示す発明を実施するための形態は、本開示の様々な態様を説明するものであり、本開示が実施され得る唯一の態様を表すものではない。本開示で説明する各態様は、本開示の例または説明として与えられるにすぎず、必ずしも他の態様よりも好適であるまたは有利であると解釈されるべきであるとは限らない。発明を実施するための形態は、本開示の完全な理解を与えるための具体的な詳細を含む。ただし、本開示はこれらの具体的な詳細なしに実施され得ることが当業者には明らかであろう。場合によっては、本開示の概念を不明瞭にしないように、よく知られている構造およびデバイスをブロック図の形式で示す。頭字語および他の記述的専門用語は、単に便宜のためにおよび明瞭にするために使用され得、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１８】
[0035]  本明細書で説明する位置判断技法は、ワイヤレスワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、ワイヤレスパーソナルエリアネットワーク（ＷＰＡＮ）などの様々なワイヤレス通信ネットワークに関連して実装され得る。「ネットワーク」および「システム」という用語は、しばしば互換的に使用される。ＷＷＡＮは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ネットワーク、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワーク、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）ネットワーク、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）ネットワーク、シングルキャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）ネットワーク、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）などであり得る。ＣＤＭＡネットワークは、ｃｄｍａ２０００、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ（登録商標））などの１つまたは複数の無線アクセス技術（ＲＡＴ）を実装し得る。ｃｄｍａ２０００は、ＩＳ−９５、ＩＳ−２０００、およびＩＳ−８５６規格を含む。ＴＤＭＡネットワークは、モバイル通信用グローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標）：Global System for Mobile Communications）、デジタルアドバンストモバイルフォンシステム（Ｄ−ＡＭＰＳ：Digital Advanced Mobile Phone System）、または何らかの他のＲＡＴを実装し得る。ＧＳＭおよびＷ−ＣＤＭＡは、「第３世代パートナーシッププロジェクト」（３ＧＰＰ：3rd Generation Partnership Project）と称する団体からの文書に記載されている。ｃｄｍａ２０００は、「第３世代パートナーシッププロジェクト２」（３ＧＰＰ２：3rd Generation Partnership Project 2）と称する団体からの文書に記載されている。３ＧＰＰおよび３ＧＰＰ２の文書は公的に入手可能である。ＷＬＡＮは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘネットワークであり得、ＷＰＡＮは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ネットワーク、ＩＥＥＥ８０２．１５ｘネットワーク、または何らかの他のタイプのネットワークであり得る。本技法はまた、ＷＷＡＮ、ＷＬＡＮ、および／またはＷＰＡＮの任意の組合せに関して実装され得る。
【００１９】
[0036]  衛星測位システム（ＳＰＳ）は、一般に、送信機から受信された信号に少なくとも部分的に基づいて地球上または地球上空のエンティティのロケーションをそれらのエンティティが判断できるように配置された送信機のシステムを含む。そのような送信機は、一般に、設定された数のチップの反復擬似ランダム雑音（ＰＮ）コードでマークされた信号を送信し、地上制御局、ユーザ機器および／またはスペースビークル上に配置され得る。特定の例では、そのような送信機は地球周回軌道衛星ビークル（ＳＶ）上に配置され得る。たとえば、全地球測位システム（ＧＰＳ）、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧＬＯＮＡＳＳ、またはＣｏｍｐａｓｓなどのグローバルナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）のコンスタレーション中のＳＶは、（たとえば、ＧＰＳの場合のように各衛星について異なるＰＮコードを使用して、またはＧＬＯＮＡＳＳの場合のように異なる周波数上の同じコードを使用して）コンスタレーション中の他のＳＶによって送信されたＰＮコードとは区別可能であるＰＮコードでマーキングされた信号を送信し得る。いくつかの態様によれば、本明細書で提示する技法は、ＳＰＳのためのグローバルシステム（たとえば、ＧＮＳＳ）に限定されない。たとえば、本明細書で提供する技法は、たとえば、日本の準天頂衛星システム（ＱＺＳＳ：Quasi-Zenith Satellite System）、インドのインド地域航法衛星システム（ＩＲＮＳＳ：Indian Regional Navigational Satellite System）、中国のＢｅｉｄｏｕなどの様々な地域システム、ならびに／あるいは１つまたは複数の全地球および／または地域航法衛星システムに関連付けられ得るか、または場合によってはそれらのシステムとともに使用することが可能であり得る様々なオーグメンテーションシステム（たとえば、衛星ベースオーグメンテーションシステム（ＳＢＡＳ：Satellite Based Augmentation System））に適用され得るか、または場合によってはそれらのシステムにおいて使用することが可能であり得る。限定ではなく例として、ＳＢＡＳは、たとえば、ワイドエリアオーグメンテーションシステム（ＷＡＡＳ：Wide Area Augmentation System）、欧州静止ナビゲーションオーバーレイサービス（ＥＧＮＯＳ：European Geostationary Navigation Overlay Service）、多機能衛星オーグメンテーションシステム（ＭＳＡＳ：Multi-functional Satellite Augmentation System）、ＧＰＳ支援ジオオーグメンテッドナビゲーションまたはＧＰＳおよびジオオーグメンテッドナビゲーションシステム（ＧＡＧＡＮ：GPS Aided Geo Augmented NavigationまたはGPS and Geo Augmented Navigation system）など、完全性情報、差分補正などを与える（１つまたは複数の）オーグメンテーションシステムを含み得る。したがって、本明細書で使用するＳＰＳは、１つまたは複数の全地球および／または地域航法衛星システムならびに／あるいはオーグメンテーションシステムの任意の組合せを含み得、ＳＰＳ信号は、ＳＰＳ信号、ＳＰＳ様の信号、および／またはそのような１つまたは複数のＳＰＳに関連する他の信号を含み得る。
【００２０】
[0037]  セルラー電話、モバイルフォンまたは他のワイヤレス通信デバイス、パーソナル通信システム（ＰＣＳ：personal communication system）デバイス、パーソナルナビゲーションデバイス（ＰＮＤ：personal navigation device）、個人情報マネージャ（ＰＩＭ：Personal Information Manager）、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ラップトップ、あるいはワイヤレス通信および／またはナビゲーション信号を受信することが可能である他の好適なモバイルデバイスなど、移動局（ＭＳ）またはユーザ機器（ＵＥ）と呼ばれることがある、本明細書で使用するモバイルデバイス。また、「移動局」という用語は、衛星信号受信、支援データ受信、および／または位置に関係する処理が当該デバイスで発生するかパーソナルナビゲーションデバイス（ＰＮＤ）で発生するかにかかわらず、短距離ワイヤレス、赤外線、ワイヤライン接続、または他の接続などによってＰＮＤと通信するデバイスを含むものとする。また、「移動局」は、衛星信号受信、支援データ受信、および／または位置に関係する処理が当該デバイスで発生するか、サーバで発生するか、またはネットワークに関連する別のデバイスで発生するかにかかわらず、インターネット、ＷｉＦｉ（登録商標）、または他のネットワークなどを介してサーバとの通信が可能である、ワイヤレス通信デバイス、コンピュータ、ラップトップなどを含む、すべてのデバイスを含むものとする。上記の任意の動作可能な組合せも「モバイルデバイス」と見なされる。
【００２１】
[0038]  以下の開示は、最初に基地局またはアクセスポイントとモバイルデバイスとの間のいくつかの（あいまいな）距離のセットを見つけることによって正確な距離を見つけることに関する。そのセットからのいくつかの距離のうちの１つが、我々が求めている正確な距離測定値である。上記いくつかの距離は、ＯＦＤＭ信号からの２つ以上のサブキャリアの自己相関の結果から来る。
【００２２】
[0039]  ＲＳＳＩ（受信信号強度インジケータ）測距が広く使用されてきたが、そのようなＲＳＳＩ測距は、あまりに多くの不確実性を残す。従来のＲＴＴ（ラウンドトリップ時間）測距は、ＲＳＳＩ測距よりも少ない不確実性を有するが、依然としてあまりに多くの不確実性を有するである。（図４に示す）単一のサブキャリアを使用する自己相関は、（図５に示す）幅広い自己相関結果と、不確実性があまりに多い位置推定値とを生じる。（図３に示す）サブキャリアのすべてを使用する自己相関は、不確実性がほとんどない（図１０に示す）自己相関結果を生じるが、ＯＦＤＭ信号全体のすべてのサブキャリアが位置特定のために使用されることを必要とする。位置特定のためにサブキャリアのすべてを使用することは、ユーザデータと情報とのために著しくより少ない容量を残す。
【００２３】
[0040]  本明細書で説明する実施形態は、依然としてユーザデータのために大部分のサブキャリアを残しながら、このあいまいさを解決する。実施形態は、単一の距離を判断するために自己相関結果におけるこのあいまいさを解決する。いくつかの実施形態は、ＯＦＤＭ信号の２つ以上のサブキャリアの自己相関に基づいて距離を計算する。一般に、その距離は、アクセスポイントと移動局との間で判断されるが、アクセスポイントトランシーバとモバイルデバイストランシーバの様々な組合せが可能である（たとえば、図１５〜図２０参照）。
【００２４】
[0041]  いくつかの実施形態では、プロセッサが、様々な距離（たとえば、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5またはＲ6）で、不確実性がほとんどないが、あいまいさがある、自己相関結果（たとえば、図７参照）を有する２つのサブキャリア（たとえば、図６参照）を使用する自己相関を実施する。とはいえ、そのあいまいさは解決され得る。
【００２５】
[0042]  いくつかの実施形態では、プロセッサが、３つのサブキャリア（たとえば、図８参照）を使用する自己相関を実施し、不確実性がほとんどなく、あいまいさがより少ない、自己相関結果（たとえば、図９参照）を生じる（Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3）。
【００２６】
[0043]  いくつかの実施形態では、プロセッサが、既知の信号（たとえば、パイロット信号）または知り得る信号（たとえば、復調されたデータ）を送信する２つ以上のサブキャリアを選択する。プロセッサは、選択されたサブキャリアを用いて自動補正を実施する。フィルタ処理によってもたらされる位相異常は、中心から等しく離間したサブキャリアのペアを選択することによって排除され得、したがって、等しいが反対の位相誤差を有するこれらのサブキャリアは互いを打ち消すであろう。
【００２７】
[0044]  いくつかの実施形態では、プロセッサが、いくつかの方法で、すなわち、（１）交点の解を見つけるための三辺測量（たとえば、図１４参照）、（２）最新の既知の位置推定値に最も近い（１つまたは複数の）距離円上の点を使用して（たとえば、図１１および図１３参照）、（３）３つ以上のサブキャリアを使用して（たとえば、図８および図９参照）、および／または（４）可能な距離を屋内エリアの物理的制限によって制限して（たとえば、アクセスポイントが、わずか５０フィート半径にサーブを与え、したがって、可能な距離がこのカバレージエリアによって制限される）、上記で説明したあいまいさ問題を解決する。
【００２８】
[0045]  図１に、第１のロケーションにおける第１の受信機（たとえば、第１のトランシーバ１００またはローカルユニット）が一方向移動時間（ＯＷＴＴ）を生成するためにＯＦＤＭ信号をキャプチャする、互いに同期された、第１の受信機と第２のロケーションとしての第２の送信機（たとえば、第２のトランシーバ２００またはリモートユニット）とを示す。第１の受信機および第２の送信機は、便宜上、一方のユニットが受信機を含み、他方のユニットが送信機を含むが、「第１の」および「第２の」として互いに参照される。第１の受信機と第２の送信機が同期されるシステムは、そこのクロックが同期されることを意味する。第１の受信機は、受信機と送信機の両方（たとえば、第１のトランシーバ１００）を含み得、モバイルデバイス３００またはアクセスポイント４００であり得る。同様に、第２の送信機も、受信機と送信機の両方（たとえば、第２のトランシーバ２００）を含み得、モバイルデバイス３００またはアクセスポイント４００のいずれかであり得る。第１の受信機と第２の送信機が時間同期される場合、測距は、ＯＷＴＴを計算することによって実施され得る。
【００２９】
[0046]  図２に、ラウンドトリップ時間（ＲＲＴ）を生成するためにＯＦＤＭ信号を送信および受信するための、第１のロケーションにおける第１のトランシーバ１００（たとえば、ローカルユニット）と第２のロケーションにおける第２のトランシーバ２００（たとえば、リモートユニット）とを示す。ＲＴＴの使用は、同期クロックを有することまたは非同期クロックを有することのいずれとも無関係である。この場合も、第１のトランシーバ１００および第２のトランシーバ２００は、かなりの、２つのモバイルデバイス３００、２つのアクセスポイント４００、モバイルデバイス３００およびアクセスポイント４００、またはアクセスポイント４００およびモバイルデバイス３００であり得る。第１のトランシーバ１００と第２のトランシーバ２００が時間同期されるかどうか無関係の、測距は、ＲＲＴを計算することによって実施され得る。すなわち、ＲＲＴは、その同期または非同期システムとともに使用していることがある。
【００３０】
[0047]  図３に、周波数領域におけるＯＦＤＭ信号を示す。ＯＦＤＭ信号はいくつかのサブキャリアを含む。サブキャリアのための電力スペクトル密度（ＰＳＤ：power spectral density）が、ｄＢ  Ｗ／Ｈｚ（ヘルツ当たりの１ワットに対するデシベル）の単位でＰr（ｆ）によって表される。ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇ規格に従うＯＦＤＭ信号は、合計６４個のサブキャリアを含み、そのうち、４個が、トレーニングおよびトラッキングのためのパイロット信号であり、４８個がユーザデータを搬送し、１２個が、シンボル間干渉（ＩＳＩ：inter-symbol interference）を少なくするためのガードサブキャリアである。
【００３１】
[0048]  図４に、ＯＦＤＭ信号からの単一のサブキャリアを示す。単一のサブキャリアは、ＯＦＤＭ信号の送信機と受信機との間の距離を判断するために選択され、自己相関ユニットに適用され得る。スペクトル中のどこで単一のサブキャリアが選択されるかは重要ではない。ただし、単一のサブキャリアを使用する自己相関は、幅広い自己相関結果を生じ、したがって不確実性が大きい位置推定値を生じる。図５に、ＯＦＤＭ信号の単一のサブキャリアの自己相関からの結果を示す。自己相関は、ＯＦＤＭ信号が受信された時間を表す、幅広い三角形を生じる。幅広い三角形はあいまいではないが（ただ１つのＯＦＤＭ信号到着時間が見つけられることを意味する）、三角形は広い（測距精度が不十分であることを意味する）。図示のケースでは、ＯＦＤＭ信号は、最大自己相関値が見つけられる時間「０」に受信されたが、自己相関は、約４０００ｎｓ（ナノ秒）まで、０の大きさまで逓減（taper down）しない。
【００３２】
[0049]  図６に、本発明のいくつかの実施形態による、ＯＦＤＭ信号からの２つのサブキャリアの選択を示す。図３に示された他のサブキャリアが、ＯＦＤＭ信号中に存在するが、明快のためにここでは示されていない。この場合も、サブキャリアのための電力スペクトル密度（ＰＳＤ）が、ｄＢ  Ｗ／Ｈｚの単位でＰr（ｆ）によって表される。２つの選択されたサブキャリアは、ＯＦＤＭ信号の中心を中心として対称的ロケーションにおいて選択され得る。ＯＦＤＭ信号の中心は、便宜上０ＭＨｚにおいて示されている。２つのサブキャリアは、パイロットチャネル、既知の信号または知り得る信号であり得る。２つのサブキャリアは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇ／ｎの実装形態によって使用されるＯＦＤＭ信号について上端および下端（たとえば、＋８ＭＨｚおよび−８ＭＨｚ）において離間され得る。いくつかの実施形態は、最低使用可能周波数を有する第１のサブキャリアと、最高使用可能周波数を有する第２のサブキャリアとを選択する。
【００３３】
[0050]  図７に、本発明のいくつかの実施形態による、ＯＦＤＭ信号の２つのサブキャリアの自己相関からの結果を示す。２つのサブキャリアの自己相関は、複数のピークを供給し、各個々のピークは、時間オフセットが増加するにつれて、急速に逓減する（taper off）。２つのサブキャリアの自己相関は、各可能な距離について極めて鋭いが、どの距離を選択すべきかに関してあいまいである。すなわち、いくつかの別個の可能な遅延時間、すなわち距離（Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、．．．）が可能であるが、各々が不確実性について極めて低い値を有する。図示の自己相関結果では、（等価な２０個の距離値に関連する）２０個の可能な遅延。特定の距離Ｒiが±３５ｎｓ内にあり、したがって極めて確実であるのに十分幸運であり、これは、単一のサブキャリアの自己相関から生じる±４０００ｎｓの不確実性に勝る大きい改善である。残念ながら、時間オフセットはあいまいであり、このあいまいさを解決するために追加情報が必要である。
【００３４】
[0051]  いくつかの実施形態では、プロセスが、第１のロケーションにおける（たとえばローカルユニット中の）第１のトランシーバ１００において、第２のロケーションにおける（たとえば、リモートユニット中の）第２のトランシーバ２００から受信ＯＦＤＭ信号を受信する。過半数未満のＯＦＤＭサブキャリアを備える少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットが選択される。たとえば、４８個のユーザデータＯＦＤＭサブキャリアからの（１０％未満または約５つのＯＦＤＭサブキャリアなどの）２つ〜１０個のＯＦＤＭサブキャリアが選択される。過半数未満のＯＦＤＭサブキャリアを選択することによって、過半数のＯＦＤＭサブキャリアが、ユーザデータを搬送するために使用され得る。自己相関させるステップが、少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセット内のサブキャリアペアからのビート周波数を有する自己相関結果を与えるために受信ＯＦＤＭ信号の少なくとも２つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを自己相関させ、ここにおいて、自己相関結果は複数の可能な距離を備える。いくつかの実施形態では、第１のトランシーバ１００が、第２のトランシーバ２００に第１の送信ＯＦＤＭ信号を送信し、それに応じて第２のトランシーバ２００は、第１のトランシーバ１００に第２の送信ＯＦＤＭ信号を返送する。
【００３５】
[0052]  図８に、本発明のいくつかの実施形態による、ＯＦＤＭ信号からの３つのサブキャリアの選択を示す。３つのサブキャリアは、上記で説明する上端サブキャリアおよび下端サブキャリア、ならびに中間サブキャリアを含み得る。受信機における位相誤差を打ち消すために、上側サブキャリアおよび下側サブキャリアは、中心から等しい距離（distance）において選択され得、中間サブキャリアは、中心自体において選択され得る。３つのサブキャリアは、２つのサブキャリアを使用することからの改善を有する自己相関を提供する。図９に、本発明のいくつかの実施形態による、ＯＦＤＭ信号の３つのサブキャリアの自己相関からの結果を示す。示された図では、１０個の可能な時間オフセットが約１２００ｎｓ内に示されており、各々が±３５ｎｓの不確実性を有する。この場合も、各時間オフセットが可能な距離（Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、．．．）を表す。図８の自己相関を図６の自己相関と比較すると、自己相関に対する１つのサブキャリアの増加により、可能な距離値が半数になり、したがってあいまいさが低減されることが示される。
【００３６】
[0053]  図１０に、ＯＦＤＭ信号のすべてのサブキャリアの自己相関からの結果を示す。すべてのサブキャリアを使用することは、あいまいさがない単一の極めて鋭いピークを示す自己相関を生じる。ただし、この場合、測距は、自己相関においてサブキャリアのすべてを使用し、ユーザデータのための空いているサブキャリアを残さない。
【００３７】
[0054]  要約すれば、単一のサブキャリア（すなわち、単一のサブチャネル）を選択することは、極めて広い時間オフセット（すなわち、大きい不確実性）を生じる。２つのサブキャリアを選択することは、あいまいな距離（すなわち、２つ以上の可能な距離）を生じるが、より良く定義されたまたはより鋭い距離を生じる（すなわち、より低い不確実性を有する）。３つのサブキャリアを選択することは、可能な距離のあいまいさを改善する（すなわち、さらにより低い不確実性を有する）。すべてのサブキャリアを選択することは、鋭いピークを生じ、あいまいさを取り除くが、ユーザデータのためのキャリアを残さない。いくつかの場合には、選択されたサブチャネルは、場合によってはユーザデータのために使用可能である。他の場合には、選択されたサブチャネルは、既知のプリアンブルおよび／またはパイロットサブチャネルを有し、したがって、ユーザ帯域幅が減少されない。したがって、使用すべきサブキャリアの数を選択するとき、平衡が使用され得る（たとえば、パイロットサブチャネル、ユーザデータサブチャネル、および／または、プリアンブルなどの既知のまたは知り得るデータをもつサブチャネルのタイムスライス）。サブキャリアの数を増加させることは、あいまいさを低減するが、ユーザデータのために使用可能なサブキャリアの数を減少させるか、あるいは既知のまたは知り得るサブチャネルが使用されることを必要とすることもある。実験結果は、２つ、３つ、４つ、５つまたは６つのサブキャリアを選択することが、正しく正確な距離を取得する際の重要性と、ユーザデータの帯域幅の重要性との間の平衡をとることを示し得る。いくつかの実施形態では、プリアンブルなど、既知の信号を有するサブチャネルのタイムスライスが選択される。このようにすると、ユーザデータサブチャネルはユーザデータを搬送することから除外されない。あいまいさを減少させるために、選択されたサブキャリアの数を増加させる代わりに、以下の説明では他の方法が使用される。
【００３８】
[0055]  図１１および図１２に、本発明のいくつかの実施形態による、ＯＦＤＭ信号の２つ〜数個の間のサブキャリアの自己相関を使用する、移動局とアクセスポイントとの間など、２つのトランシーバ間のいくつかの可能な距離を示す。第１のロケーションにおける（たとえばローカルユニット中の）第１のトランシーバ１００および第２のロケーションにおける（たとえば、リモートユニット中の）第２のトランシーバ２００は、Ｘによってマークされた実際の位置においてそれぞれ示されている。第１のトランシーバ１００、たとえば、モバイルデバイス３００の（最近の位置推定値と呼ばれることがある）最新の既知の位置が、しきい値時間期間内で円とともにＸとして示されている。
【００３９】
[0056]  複数のサブキャリアの自己相関が、第１のトランシーバ１００と第２のトランシーバ２００との間の可能な距離のセット（Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3など）を生じる。すなわち、第１のトランシーバ１００と第２のトランシーバ２００との間の距離は、Ｒ1、Ｒ2またはＲ3などであり得る。可能な距離のセットを示す１つの方法は、第２のトランシーバ２００を中心とした各判断された距離（たとえば、Ｒ1、Ｒ2またはＲ3）について半径をもつ距離円を用いた方法である。
【００４０】
[0057]  このあいまいさを解決するために、可能な距離の数を１つに低減する第１の手段が、各距離によって作成される円に第１のトランシーバ１００の最新の既知の位置を適合させることによる手段である。最新の既知の位置に対して距離円に最も近い点が、最も近い距離を選択するために使用され得る。言い換えれば、第１のトランシーバ１００の最新の既知の位置と第２のトランシーバ２００との間の距離が判断される。判断された最新の既知の距離に最も近い、可能な距離のセットからの距離が選択される。
【００４１】
[0058]  距離あいまいさを低減するための第２の手段が、２つ以上のリモートユニットまでの可能な距離を判断することと、距離円の最良の交点を見つけることとによる手段である。図１３および図１４に、位置推定のためのＯＦＤＭサブキャリアの自己相関から生成された距離円の様々な交点を示す。図１３では、２つの第２のトランシーバ２００が、それらの判断された距離円とともに示されている。２つの第２のトランシーバ２００を用いたシステムでは、あいまいさは、少なくとも２つの距離の交点を見つけることによって自己相関結果において解決される。すなわち、あいまいさを解決することは、（１）各自己相関結果からの複数の可能な距離のうちのある距離によって形成される距離円と、（２）第２の自己相関結果第２の複数の可能な距離のうちのある距離によって形成される距離円との間の交点を判断するために自己相関結果を使用する。小さい円が、距離円の各交点において示されている。最新の既知の位置が各交点と比較され得る。最新の既知の位置に最も近い交点が、第１のトランシーバ１００の現在位置として選択され得る。さらに、キャリア位相あいまいさ（phase ambiguity）を解決するために、よく知られている最小２乗あいまいさ無相関調整（ＬＡＭＢＤＡ：least-squares ambiguity de-correlation adjustment）方法が使用され得る。
【００４２】
[0059]  図１４では、３つの第２のトランシーバ２００が、距離円のそれらの別個のセットとともに示されている。３つの第２のトランシーバ２００を用いた実施形態では、自己相関結果におけるあいまいさを解決することは、少なくとも３つの距離の交点を見つけることを備える。すなわち、自己相関結果におけるあいまいさを解決することは、（１）自己相関結果からの複数の可能な距離のうちのある距離と、（２）第２の自己相関結果第２の複数の可能な距離のうちのある距離と、（３）第３の自己相関結果第３の複数の可能な距離のうちのある距離との交点を判断することを備える。
【００４３】
[0060]  ３つの距離円が、第１のトランシーバ１００がどこに位置するかを識別する１つの点において交差し得る。代替的に、２つ以上の三方向交点が見つけられた場合、第１のトランシーバ１００の最新の知る位置は、三方向交点のうちのどの１つが第１のトランシーバ１００の正しい位置推定値であるかを判断するために使用され得る。同様に交点あいまいさを低減するために、１つまたは複数の追加の第２のトランシーバ２００が使用され得る。
【００４４】
[0061]  図１５、図１６、図１７、図１８、図１９および図２０に、本発明のいくつかの実施形態による、様々なアクセスポイントおよび移動局の構成を示す。図１５では、モバイルデバイス３００が、第１のロケーションにおける第１のトランシーバ１００として働き、複数のアクセスポイント４００が、それぞれ、対応する第２のロケーションにおける第２のトランシーバ２００として働く。この例では、アクセスポイント４００のロケーションは既知であり、モバイルデバイス３００のロケーションを判断するために使用される。モバイルデバイス３００は、第１のアクセスポイント４００に第１の送信ＯＦＤＭ信号を送り、逆に第１の受信ＯＦＤＭ信号を受信し、第１の受信ＯＦＤＭ信号は、可能な距離の第１のセットを判断するために使用される。また、モバイルデバイス３００は、第２のアクセスポイント４００に第２の送信ＯＦＤＭ信号を送り、逆に第２の受信ＯＦＤＭ信号を受信し、第２の受信ＯＦＤＭ信号は、可能な距離の第２のセットを判断するために使用される。最終的に、モバイルデバイス３００は、第３のアクセスポイント４００に第３の送信ＯＦＤＭ信号を送り、逆に第３の受信ＯＦＤＭ信号を受信し、第３の受信ＯＦＤＭ信号は、可能な距離の第３のセットを判断するために使用される。距離は距離円として表され得、３つの距離円の交点が、モバイルデバイス３００の現在ロケーションを表し得る。
【００４５】
[0062]  モバイルデバイス３００が、アクセスポイント４００までの可能な距離を判断することの代わりに、アクセスポイント４００が、モバイルデバイス３００までの可能な距離を判断し得る。図１６では、３つのアクセスポイント４００は、それぞれおよび別個に、第２のロケーションにおける第２のトランシーバ２００として働くモバイルデバイス３００までの可能な距離のセットを判断する、対応する第１のロケーションにおける第１のトランシーバ１００として働く。サーバ５００、またはサーバとして働くアクセスポイント４００が、各アクセスポイント４００によって判断された距離の様々なセットを収集する。サーバ５００は、次いで、各アクセスポイント４００からの距離のセットによって生成された距離円間の１つまたは複数の交点を判断する。２つ以上の交点が判断された場合、たとえば、最新の既知の位置を使用して、最良の交点が、モバイルデバイス３００の現在ロケーションとして選択される。
【００４６】
[0063]  図１７は図１５と同様であるが、モバイルデバイス３００はアクセスポイント４００によって置き換えられ、アクセスポイント４００はモバイルデバイス３００によって置き換えられる。アクセスポイント４００は、第１のロケーションにおける第１のトランシーバ１００として働き、複数のモバイルデバイス３００が、それぞれ、対応する第２のロケーションにおける第２のトランシーバ２００として働く。この例では、モバイルデバイス３００のロケーションは既知であり、アクセスポイント４００のロケーションを判断するために使用される。アクセスポイント４００は、第１のモバイルデバイス３００に第１の送信ＯＦＤＭ信号を送り、逆に第１の受信ＯＦＤＭ信号を受信し、第１の受信ＯＦＤＭ信号は、可能な距離の第１のセットを判断するために使用される。また、アクセスポイント４００は、第２のモバイルデバイス３００に第２の送信ＯＦＤＭ信号を送り、逆に第２の受信ＯＦＤＭ信号を受信し、第２の受信ＯＦＤＭ信号は、可能な距離の第２のセットを判断するために使用される。最終的に、アクセスポイント４００は、第３のモバイルデバイス３００に第３の送信ＯＦＤＭ信号を送り、逆に第３の受信ＯＦＤＭ信号を受信し、第３の受信ＯＦＤＭ信号は、可能な距離の第３のセットを判断するために使用される。可能な距離のセットからの３つの距離円の交点が、アクセスポイント４００の現在ロケーションを表し得る。
【００４７】
[0064]  図１８は図１６と同様であるが、モバイルデバイス３００は、この場合もアクセスポイント４００によって置き換えられ、アクセスポイント４００はモバイルデバイス３００によって置き換えられる。３つのモバイルデバイス３００は、それぞれおよび別個に、第２のロケーションにおける第２のトランシーバ２００として働くアクセスポイント４００までの可能な距離のセットを判断する、対応する第１のロケーションにおける第１のトランシーバ１００として働く。サーバ５００が、各アクセスモバイルデバイス３００によって判断された距離の様々なセットを収集する。サーバ５００は、次いで、各モバイルデバイス３００からの距離のセットによって生成された距離円間の１つまたは複数の交点を判断する。２つ以上の交点が判断するである場合、たとえば、あいまいさを解決するためのＲＴＴまたはＲＳＳＩ方法を使用して、最良の交点が、アクセスポイント４００のロケーションとして選択される。
【００４８】
[0065]  図１９も図１６と同様であるが、ネットワークは同期ネットワークである。すなわち、モバイルデバイス３００はアクセスポイント４００に同期される。アクセスポイント４００は、モバイルデバイス３００までの距離のセットを別個に判断する。第１のアクセスポイント４００が、信号を送信するようにモバイルデバイス３００に命令し、その信号は、距離内のアクセスポイント４００のすべてによって受信される。第２および第３のアクセスポイント４００は、モバイルデバイス３００からの信号を受動的にリッスンする。アクセスポイント４００は、次いで、距離円の最良の交点を判断するために、可能な距離のセットをサーバ５００に転送する。
【００４９】
[0066]  図２０では、中心にあるアクセスポイント４００は、第１のロケーションにおける第１のトランシーバ１００として働く自己位置特定アクセスポイント４００である。周囲のアクセスポイント４００は、それぞれ対応する第２のロケーションにおける第２のトランシーバ２００として働く。自己位置特定アクセスポイント４００は、各第２のトランシーバ２００までの可能な距離のセットを判断するために、受信された信号の自己相関を使用する。第１のトランシーバ１００として働くアクセスポイント４００は、次いで、可能な距離のセットによって形成される距離円の最良の交点を見つける。同様に、距離円の最良の交点を判断することから第１のトランシーバ１００をオフロードするために、サーバ５００が使用され得る。
【００５０】
[0067]  図２１に、ＯＦＤＭサブキャリアに基づく無線測距のための方法６００を示す。６１０において、プロセッサが、第１のトランシーバ１００（たとえば、第１のロケーションにおけるローカルユニット中のローカルトランシーバ）から、第２のトランシーバ２００（たとえば、第２のロケーションにおけるリモートユニット中のリモートトランシーバ）に送信ＯＦＤＭ信号を送信する。６２０において、第２のトランシーバ２００は、送信ＯＦＤＭ信号に対応する第１のトランシーバ１００からの受信ＯＦＤＭ信号を受信する。６３０において、プロセッサは、２つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを選択する。６４０において、プロセッサは、複数の可能な距離を備える自己相関結果を与えるために受信ＯＦＤＭ信号の２つのＯＦＤＭサブキャリアのサブセットを自己相関させる。６５０において、プロセッサは、ある距離を判断するために自己相関結果におけるあいまいさを解決する。
【００５１】
[0068]  図２２および図２３に、本発明のいくつかの実施形態による、トランシーバの可能な構成を示す。図２２では、第１のトランシーバ１００が、随意のＯＦＤＭ送信機７０２と、ＯＦＤＭ受信機７０４と、プロセッサ７０６とを含む。随意のＯＦＤＭ送信機７０２は、ＯＦＤＭ信号を送信するように１つまたは複数の第２のトランシーバ２００に命令し得る。プロセッサ７０６は、ソフトウェアでおよび／またはハードウェアで実装され得る、モジュールを含む。それらのモジュールは、サブキャリア選択器７０６、自己相関器（auto-correlator）７０８、およびあいまいさ解決器（ambiguity resolver）７１０を含む。
【００５２】
[0069]  サブキャリア選択器７０６は２つのサブキャリアを選択する。たとえば、サブキャリア選択器７０６は、第１および最後のパイロット信号のハードコードされた選択を有し得る。自己相関器７０８は、受信機からＯＦＤＭ信号を受信するように結合される。自己相関器７０８は、サブキャリア選択器７０６によって識別されたサブキャリアについて受信ＯＦＤＭ信号に対して自己相関を実施する。自己相関器７０８は、可能な距離のセットを定義する自己相関を生じる。あいまいさ解決器７１０は、上記で説明した方法のうちの１つを使用することによって距離のセットを単一の距離に低減する。図２３では、第１のトランシーバ１００が、上記で説明したように、随意のＯＦＤＭ送信機７０２と、ＯＦＤＭ受信機７０４と、プロセッサ７０６とを含むが、プロセッサ７０６はあいまいさ解決器７１０を含まない。あいまいさは、上記で説明したように３つ以上のサブキャリアを選択し、それによって最良の交点を見つけることによって、解決される。図２２および図２３に示された第１のトランシーバ１００によって与えられる距離は、第１のトランシーバ１００の位置推定値を判断するために三辺測量を使用し得る。
【００５３】
[0070]  図２４に、モバイルデバイスの位置推定値を判断するための方法を示す。プロセスは、第１のトランシーバ１００から対応する１つまたは複数の第２のトランシーバ２００までの可能な距離の１つまたは複数のセットを受信する。各第２のトランシーバ２００は、その第２のトランシーバ２００と第１のトランシーバ１００との間の可能な距離の異なるセットを与える。プロセスは、第１のトランシーバ１００の１つまたは複数の最新の既知の位置をも受信する。プロセッサ（たとえば、ローカルデバイス１００、リモートデバイス２００、モバイルデバイス３００、アクセスポイント４００またはサーバ５００中のプロセッサ）が、（１）可能な距離の２つ以上のセット、ならびに／または（２）可能な距離の少なくとも１つのセット、およびローカルデバイス１００の最新の既知の位置推定値に基づいて、位置を推定する。プロセッサは、次いで、第１のトランシーバ１００の位置推定値を後続の適用例、たとえば、ディスプレイに与えるか、または第１のトランシーバ１００の位置を記録する。
【００５４】
[0071]  本明細書で説明した方法は、適用例に応じて様々な手段によって実装され得る。たとえば、これらの方法は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの任意の組合せで実装され得る。ハードウェア実装の場合、処理ユニットは、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明した機能を実施するように設計された他の電子ユニット、またはそれらの組合せの内部に実装され得る。
【００５５】
[0072]  ファームウェアおよび／またはソフトウェア実装の場合、本方法は、本明細書で説明した機能を実施するモジュール（たとえば、プロシージャ、関数など）を用いて実装され得る。命令を有形に実施するいかなる機械可読媒体も、本明細書で説明した方法を実装する際に使用され得る。たとえば、ソフトウェアコードは、メモリに記憶され、プロセッサユニットによって実行され得る。メモリは、プロセッサユニットの内部またはプロセッサユニットの外部に実装され得る。本明細書で使用する「メモリ」という用語は、長期メモリ、短期メモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、または他のメモリのいずれかのタイプを指し、メモリの特定のタイプまたはメモリの数、あるいはメモリが記憶される媒体のタイプに限定されるべきではない。
【００５６】
[0073]  ファームウェアおよび／またはソフトウェアで実装される場合、機能は、１つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶され得る。例としては、データ構造で符号化されたコンピュータ可読媒体、およびコンピュータプログラムで符号化されたコンピュータ可読媒体がある。コンピュータ可読媒体は物理的コンピュータ記憶媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスク（disk）ストレージ、磁気ディスク（disk）ストレージまたは他の磁気ストレージデバイス、あるいは命令またはデータ構造の形態で所望のプログラムコードを記憶するために使用され得、コンピュータによってアクセスされ得る任意の他の媒体を備えることができ、本明細書で使用するディスク（disk）およびディスク（disc）は、コンパクトディスク（disc）（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）（disc）、光ディスク（disc）、デジタル多用途ディスク（disc）（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク（disk）およびＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク（disc）を含み、ディスク（disk）は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク（disc）は、データをレーザーで光学的に再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。
【００５７】
[0074]  コンピュータ可読媒体上での記憶に加えて、命令および／またはデータは、通信装置中に含まれる伝送媒体上の信号として与えられ得る。たとえば、通信装置は、命令とデータとを示す信号を有するトランシーバを含み得る。命令およびデータは、１つまたは複数のプロセッサに、特許請求の範囲で概説する機能を実装させるように構成される。すなわち、通信装置は、開示する機能を実施するための情報を示す信号をもつ伝送媒体を含む。初めに、通信装置中に含まれる伝送媒体は、開示する機能を実施するための情報の第１の部分を含み得、次に、通信装置中に含まれる伝送媒体は、開示する機能を実施するための情報の第２の部分を含み得る。
【００５８】
[0075]  開示する態様の前述の説明は、当業者が本開示を実施または使用できるように与えたものである。これらの態様への様々な修正は当業者には容易に明らかになり、本明細書で定義した一般原理は、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく他の態様に適用され得る。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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