(57)【要約】装置と監視環境に対して配置された通信アレイとの間のデータ通信に少なくとも部分的に基づく、監視環境内の１つまたは複数の装置の位置の特定。通信アレイは、複数のノードを含み得るものであり、それらのうちの少なくとも２つは、モバイル装置と通信動作状態であり得る。複数のノードは（例えば、ＩＰ通信などを採用する）パケット交換通信ネットワーク上の通信により共通タイムベースと同期され得る。したがって、既知の位置のノードと装置との間の通信は通信の特徴（例えば、飛行時間）に少なくとも部分的に基づき測距値を判断するために使用され得る。そのため、位置は例えば複数の測距値のマルチラテレーションにより判断され得る。
2016520808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視環境内のモバイル装置の位置を判断するためのシステムであって、
前記監視環境内に分散されて通信アレイを規定する複数の通信ノードであって、前記通信アレイ内の各通信ノードが、前記通信アレイと前記モバイル装置との間のデータ通信の伝達のために少なくとも１つのモバイル装置と通信動作状態にある、複数の通信ノードと、
パケット交換通信ネットワークにより前記通信アレイと通信動作状態にある中央ハブであって、前記通信アレイの前記複数の通信ノードの各々を共通タイムベースと同期させるための情報を含む同期通信を、前記パケット交換通信ネットワーク上で前記通信アレイに対して提供する中央ハブと、
少なくとも前記共通タイムベースと前記データ通信とを使用して前記通信アレイに対する前記監視環境内の前記モバイル装置の位置を判断するように動作する位置判断モジュールと、
を備えるシステム。
【請求項２】
前記位置判断モジュールは、少なくとも前記データ通信から得られる特徴と前記共通タイムベースとを使用して、前記通信ノードに対する前記監視環境内の前記モバイル装置の位置を判断するように動作する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記データ通信から得られる特徴は、到着時刻、到来角、および到着時間差のうちの少なくとも１つを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記データ通信は、前記データ通信を送信したソースに対応する識別子を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記データ通信が下り回線通信を含み、前記ソースが通信ノードを含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記データ通信が上り回線通信を含み、前記ソースが前記モバイル装置を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
前記位置判断モジュールは、前記モバイル装置とそれぞれ通信ノードとの間の測定距離に対応する複数の測距値を計算するように動作し、前記測距値は、通信ノードと前記モバイル装置との間の前記データ通信の測定飛行時間に少なくとも部分的に基づく、請求項４に記載のシステム。
【請求項８】
前記位置判断モジュールは、前記通信アレイ内の対応する複数の通信ノードの既知位置に対する前記複数の測距値に基づき、前記通信アレイに対する前記モバイル装置の位置を計算するように動作する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記位置判断モジュールが前記モバイル装置から離れた位置にある、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記中央ハブが前記位置判断モジュールを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記位置判断モジュールが前記中央ハブから離れている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
前記モバイル装置が前記位置判断モジュールを含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１３】
前記モバイル装置は、そのモバイル装置の位置を前記中央ハブへ伝達するように動作する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記位置判断モジュールが前記中央ハブに配置され、各通信アレイは、前記共通タイムベースに対する上り回線通信の受信にタイムスタンプを押し、前記タイムスタンプと前記識別子とを前記中央ハブへ伝達するように動作する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１５】
前記中央ハブの前記位置判断モジュールは、前記共通タイムベースに対する前記タイムスタンプとそれぞれの通信アレイの位置情報とに少なくとも部分的に基づいて、前記モバイル装置と各通信アレイとの間の擬似距離を判断するように動作する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記通信アレイが、第１のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）の少なくとも１つの第１のノードと、前記第１のＬＡＮとは異なる第２のＬＡＮの少なくとも１つの第２の通信ノードとを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記中央ハブが、広域ネットワークにより前記少なくとも１つの第１のノードおよび前記少なくとも１つの第２の通信ノードと通信する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記データ通信は、いかなる特定の位置判定情報とも無関係なネットワーク通信データを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記データ通信が基準信号を含む、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記基準信号がサウンディング基準信号（ＳＲＳ）を含む、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記位置判断モジュールは、前記基準信号を解析して、前記データ通信に対応する有効信号と前記データ通信に対応しない無効信号とを識別するように動作可能である、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２２】
前記複数の通信ノードが前記監視環境の全体にわたって物理的に分散されており、前記監視環境が前記複数の通信ノードの重畳通信可能性領域に対応する、請求項１に記載のシステム。
【請求項２３】
請求項１に記載のシステムであって、当該システムの位置基準を提供するように動作するＧＮＳＳ受信器をさらに備えるシステム。
【請求項２４】
前記ＧＮＳＳ受信器はＧＮＳＳ時間基準を前記中央ハブへ提供する、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記共通タイムベースが前記ＧＮＳＳ時間基準を含む、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記複数の通信アレイが、室内環境に関する記述子に対する前記室内環境内の既知位置に配置されており、前記モバイル装置の位置が前記記述子との関係で判断される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２７】
前記記述子が、地図、床配置図、およびジオリファレンスデータのうちの少なくとも１つを含む、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
監視環境内のモバイル装置の位置を判断する方法であって、
前記監視環境内に分散され通信アレイを集合的に規定する複数の通信ノードを中央ハブに維持された共通タイムベースに同期させること、
前記通信アレイと前記モバイル装置との間でデータ通信を行うこと、
少なくとも前記共通タイムベースと前記データ通信とを使用して前記監視環境内の前記モバイル装置の位置を判断すること、
を備える方法。
【請求項２９】
前記データ通信の特徴を測定することをさらに備える請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記特徴が、到着時刻、到来角、および到着時間差のうちの少なくとも１つを含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記判断することが、前記データ通信の特徴と前記共通タイムベースとを使用して前記監視環境内の前記モバイル装置の位置を判断することを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記判断することが、前記複数の通信ノードそれぞれと前記モバイル装置との間の対応距離に対応する複数の測距値を計算することを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記判断することが、前記複数の測距値を使用するマルチラテレーションを含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記データ通信が下り回線通信を含み、前記データ通信を行うことが前記複数の通信ノードから前記モバイル装置への下り回線通信を行うことを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３５】
前記データ通信が上り回線通信を含み、前記データ通信を行うことが前記モバイル装置から前記複数の通信ノードへの上り回線通信を行うことを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３６】
複数の受信信号を解析してそれら受信信号が有効かどうかを判断することをさらに備える請求項２８に記載の方法。
【請求項３７】
前記解析することが、前記複数の受信信号の到来角を測定することを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記解析することが、前記受信信号に対応する前記データ通信の基準信号を測定することを含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記データ通信は、いかなる信号の位置特定機能とも無関係なデータペイロードを含む、請求項２８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、監視環境内のモバイル装置の位置を判断するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、到着時間差（「ＴＤＯＡ」）を用いてモバイル装置の位置を判断する方法が提案されている。しかし、このような方法は、性能に制限を課し、および／または室内環境で使用されると正確な性能を補足することができない。このような提案された方法の性能に関する制限は、信号分解能に関する制限と、送信信号マルチパス影響と、標的信号を判断する能力の欠如による実効感度限界とによる。
【０００３】
したがって、数百の装置が対象の標的内部領域内で動作し得る場合であっても、このような提案された方法は一度に少数の装置だけを追跡することに限定され、移動体を連続的に追跡する能力を欠き得る。さらに、周囲の移動体上り回線信号間の到着時間差を測定する、提案された移動体システムは特別な位置測定ユニット（「ＬＭＵ」）受信器を必要とする。このようなＬＭＵ受信器は既存通信ネットワークに対する「オーバーレイ」として設置される。すなわち、ＬＭＵ受信器は、モバイル装置が属する通信ネットワークから離れた携帯電話基地局、または屋上に配置されて広範囲に分散された受信器の別のネットワークとして動作する。これらのセルラネットワークＬＭＵは、比較的広い屋外地理的領域にわたって動作する個々のモバイル装置を検知および復調するように設計される。これらの受信装置は、製造および維持が比較的高価であり、場合によっては何千もの移動体をカバーする比較的大きな屋外カバレッジ領域をこれらの受信装置がカバーする場合にだけ経済的実用性に近づき、主として、モバイルＥ９１１機能への準拠または比較的特別な国家安全保障領域のために動機付けられる。
【０００４】
第３世代パートナシッププロジェクト（「３ＧＰＰ」）規格団体は、他の特徴と共に高精度ＴＤＯＡ測定を可能にすることを目的とする特別に埋め込まれた位置基準信号（「ＰＲＳ」）を下り回線上に、サウンディング参照信号（「ＳＲＳ」）を上り回線上に提供するロングタームエボリューションプロトコル（「ＬＴＥ」）の次のリリース規格を開発した。しかし、ＰＲＳとＳＲＳを使用する３ＧＰＰ−ＬＴＥ規格は、ＰＲＳまたはＳＲＳ処理、検出の詳細な方法、システム構成、または測定方法を規定していない。この規格は、移動体と基地局が様々なベンダーの技術革新を許容するために所定の方法でＰＲＳまたはＳＲＳを生成することだけを必要としている。また、ＰＲＳまたはＳＲＳ信号の存在は過去のＬＴＥ規格リリース版装置との互換性を乱さないことに留意することが重要である。したがって、過去のＬＴＥ規格ベースの移動体は、同じ方法であるがプロトコルの最新リリースより低精度の方法を使用することによりその位置が特定され得る。最新版ＷｉＦｉ（登録商標）８０２．１１規格のための同様の上り回線および下り回線信号範囲測定方法が存在する。
【０００５】
長距離路測定の動機は、モバイル装置位置を推定することであり、歴史的には、基地局から移動体への（下り回線）通信信号または移動体から基地局への（上り回線）通信信号のいずれかを物理経路サウンディングリソースとして使用することにより開発された。広域マクロセルラ技術が確立されたが、大抵の場合、携帯電話会社またはその顧客は主として別の位置判断方法（特には、ＧＰＳベースのもの）に依存する。これらの方法は有用であるが、不正確でもある。例えば、ＧＰＳと支援型ＧＰＳ（Ａ−ＧＰＳ）は屋外でまたは多少覆われた環境で有用であり得る。Ａ−ＧＰＳは、別の全地球航行衛星サービス（ＧＮＳＳ）群と関連信号とを使用して成功裡に拡張されているか、または、あまり正確ではない地上セルＩＤ、ＷｉＦｉ、または他のマクロセルラ近接性もしくは距離測定と組み合わせられる。しかし、これらの方法は依然として、屋内で十分な精度、分解能、またはカバレッジを欠き、言うまでもなく典型的建物内で有用な移動体位置測定を準備するための時間という意味で遅い。
【０００６】
移動式セルラ「ハイブリッド」位置測定（これらは、セルＩＤ、セルセクタ、Ａ−ＦＬＴ、あるいは、ジオタグまたはクラウドソースＷｉＦｉビーコンに基づく推定アクセスポイント位置のデータベース検索の一部またはすべてを含む）の不確定性は通常、ほとんどの建物フロアのサイズを超え、したがって建物内のモバイル装置の位置を特定するのに不十分なレベルの精度を提供する。これらの方法はまた、一度にその位置を特定すべき多くの移動体が存在する場合に有効性を失うか、または１秒未満でのモバイル位置更新（または連続位置追跡）を必要とする。
【発明の概要】
【０００７】
本開示は、通信アレイに対する装置の位置を特定するための装置と通信アレイとの間の通信の利用に関する。具体的に、通信アレイは、監視環境内に分散された複数のノードであって中央ハブにより同期される複数のノードを含み得る。中央ハブは、１つまたは複数のパケット交換データネットワークにより通信アレイの通信ノードと通信状態（例えば、ＴＣＰ／ＩＰなどインターネットプロトコル（ＩＰ）を使用して）にあり得る。したがって、同期された通信ノードは、データ通信を交換するために監視環境内の装置と通信動作状態であり得る。したがって、データ通信（例えば、データ通信に関する特徴）は、監視環境内の装置の位置を特定するために使用され得る。
【０００８】
この点に関し、本開示の主題は、監視環境内の装置の位置を特定することが制限され得るように衛星信号の受信が制限された監視環境の状況に関連して、特別な適用性を有し得る。例えば、本開示の主題は、これに限定しないが１つまたは複数のモバイル装置の位置を特定するための室内環境内の使用に特に有用であり得る。したがって、ＧＮＳＳ信号の受信能力が制限された監視環境（例えば、室内環境）内のモバイル装置の位置特定は多種多様な状況において特に有用であり得ることが理解され得る。例えば、監視環境内でなされた非常呼の位置判断、室内環境内の位置ベース解析のための位置判断の利用（例えば、大きな屋内ショッピングモール内の小売り解析）、および室内環境内で提供される位置ベースサービス（例えば、大きな屋内会場内などでの位置ベース広告）はすべて本明細書に提示された主題を利用して容易にされ得る。
【０００９】
第１の態様は、監視環境内のモバイル装置の位置を判断するためのシステムを含む。本システムは、監視環境内に分散されて通信アレイを規定する複数の通信ノードを含み得る。通信アレイ内の各通信ノードは、通信アレイとモバイル装置との間のデータ通信を伝達するために少なくとも１つのモバイル装置と通信動作状態にあり得る。本システムはまた、パケット交換通信ネットワークにより通信アレイと通信動作状態にある中央ハブを含み得る。中央ハブは、通信アレイの複数の通信ノードの各々を共通タイムベースと同期させるための情報を含む同期通信をパケット交換通信ネットワーク上で通信アレイに対して提供し得る。本システムはさらに、少なくとも共通タイムベースとデータ通信とを使用して通信アレイに対する監視環境内のモバイル装置の位置を判断するように動作する位置判断モジュールを含む。
【００１０】
多くの追加特徴および追加機能が第１の態様に適用可能である。これらの追加特徴および追加機能は、個々にまたは任意の組み合わせで利用され得る。したがって、以下で説明する特徴のそれぞれは、必ずしもではないが第１の態様の任意の他の特徴または特徴の組み合わせと共に使用され得る。
【００１１】
例えば、一実施形態では、位置判断モジュールは、少なくともデータ通信から得られる特徴と共通タイムベースとを使用して、通信ノードに対する監視環境内のモバイル装置の位置を判断するように動作し得る。データ通信から得られる特徴は、到着時刻、到来角、到着時間差、高周波到来位相、または装置の位置を提供するのを支援し得る他の適切な信号もしくは信号特性のうちの少なくとも１つであり得る。データ通信はデータ通信を送信したソースに対応する識別子を含む。この点に関し、識別子は、データ通信が送信された通信ノードに対応してもよく、またはデータ通信が送信されたモバイル装置に対応してもよい。
【００１２】
一実施形態では、データ通信は下り回線通信であり、ソースは通信ノードであり得る。または、データ通信は上り回線通信を含むこともでき、ソースはモバイル装置であってもよい。さらに、システムは、モバイル装置の位置を判断するために上り回線通信と下り回線通信との両方を採用し得る（例えば、反復的方法で）。
【００１３】
一実施形態では、位置判断モジュールはモバイル装置と各通信ノードとの間の測定距離に対応する複数の測距値を計算するように動作し得る。測距値は、通信ノードとモバイル装置との間のデータ通信の測定飛行時間に少なくとも部分的に基づき得る。代案としてまたは加えて、測距値は、例えば振幅（例えば、データ通信中の基準信号の振幅）や受信時のデータ通信のＲＦ位相などデータ通信の他の特徴に少なくとも部分的に基づき得る。
【００１４】
位置判断モジュールは、通信アレイ内の複数の対応する通信ノードの既知位置に対する複数の測距値に基づき、通信アレイに対するモバイル装置の位置を計算するように動作し得る。この点に関して、位置判断モジュールは複数の通信ノードのそれぞれの既知位置を含み得る（例えば、自身の中に格納し得る、またはアクセスするように動作し得る）。この点に関して、位置判断モジュールはモバイル装置から離れた位置に存在し得る。例えば、中央ハブは位置判断モジュールを含み得る。通信ノードを同期させるように動作する位置判断モジュールは、データ通信を処理してモバイル装置の位置を判断し得る。あるいは、位置判断モジュールは、中央ハブおよび／またはモバイル装置から離れていてもよい。一実施形態では、モバイル装置は位置判断モジュールを含み得る。これに関連して、モバイル装置はモバイル装置の位置を中央ハブへ伝達するように動作し得る。
【００１５】
位置判断モジュールが中央ハブに配置される状況では、各通信アレイは、共通タイムベースに対するモバイル装置からの上り回線通信の受信にタイムスタンプを押し、同タイムスタンプと識別子とを中央ハブへ伝達するように動作し得る。したがって、共通タイムベースに対するタイムスタンプはモバイル装置と通信ノードとの間のデータ通信の飛行時間の計算を可能にし得る。したがって、中央ハブの位置判断モジュールは、共通タイムベースに対するタイムスタンプとそれぞれの通信アレイの位置情報とに少なくとも部分的に基づきモバイル装置と各通信アレイとの間の擬似距離を判断するように動作し得る。
【００１６】
通信アレイは、当該技術分野において知られた任意の方法で中央ハブと通信動作状態であり得る。例えば、通信アレイは第１のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）の少なくとも１つの第１のノードと、第１のＬＡＮとは異なる第２のＬＡＮの少なくとも１つの第２の通信ノードとを含み得る。したがって、中央ハブは、広域ネットワークにより少なくとも１つの第１のノードおよび少なくとも１つの第２の通信ノードと通信し得る。
【００１７】
一実施形態では、データ通信はいかなる特定の位置判定情報とも無関係なネットワーク通信データを含み得る。すなわち、データ通信は位置判断に無関係なデータペイロードを含み得る。加えて、データ通信は基準信号を含み得る。基準信号は独自仕様の基準信号であってもよく、またはサウンディング基準信号（ＳＲＳ）を含んでもよい。いずれにしても、位置判断モジュールは、データ通信に対応する有効信号と、データ通信に対応しない無効信号（例えば、監視環境外から発生する信号、信号エコーから生じる信号、マルチパス効果から生じる信号などに対応する）とを識別するために基準信号を解析するように動作し得る。
【００１８】
一実施形態では、複数の通信ノードは監視環境の全体にわたって物理的に分散され得る。したがって、監視環境は、複数の通信ノードの重畳通信可能性領域に対応する。監視環境は屋内空間または部分的に屋内空間であり得る。したがって、監視環境は制限された衛星可視性を有し、したがってＧＮＳＳなどを使用することにより位置を取得するのに十分な衛星受信の有用な取得を妨げ得る。しかし、本システムは当該システムの位置基準を提供するように動作するＧＮＳＳ受信器を含み得る。この点に関して、ＧＮＳＳ受信器はＧＮＳＳ時間基準を中央ハブへ提供する。したがって、中央ハブはＧＮＳＳ座標系に対する粗い位置推定を提供し得る。さらに、共通タイムベースはＧＮＳＳ時間基準を含む。他の実施形態では、共通タイムベースはいかなる外部時間基準とも無関係であり得る。
【００１９】
一実施形態では、複数の通信アレイは、室内環境に関する記述子に対する室内環境内の既知位置に配置され得る。したがって、モバイル装置の位置は記述子との関係で判断される。例えば、記述子は地図、床配置図、およびジオリファレンスデータのうちの少なくとも１つを含み得る。
【００２０】
第２の態様は、監視環境内のモバイル装置の位置を判断する方法を含む。本方法は、中央ハブに維持された中央タイムベースに複数の通信ノードを同期させることを含み得る。複数の通信ノードは監視環境内に分散され通信アレイを集合的に規定し得る。本方法はさらに、通信アレイとモバイル装置との間でデータ通信を伝達すること、および、少なくとも共通タイムベースとデータ通信とを使用して監視環境内のモバイル装置の位置を判断することを含み得る。
【００２１】
多くの追加特徴および追加機能が第２の態様へ適用可能である。これらの追加特徴および追加機能は個々にまたは任意の組み合わせで使用され得る。したがって、以下で説明する特徴のそれぞれは、必ずしもではないが第２の態様の任意の他の特徴または特徴の組み合わせと共に使用され得る。
【００２２】
一実施形態では、本方法は、データ通信の特徴を測定することを含み得る。この特徴は到着時刻、到来角、到着時間差、ＲＦ到来位相、および装置の位置判断を解決または改善するのを支援し得る他の測定特徴のうちの少なくとも１つを含み得る。したがって、上記判断するステップは、共通タイムベースとデータ通信の特徴とを使用して監視環境内のモバイル装置の位置を判断することを含み得る。例えば、この判断するステップは、複数の通信ノードそれぞれとモバイル装置との間の対応距離に対応する複数の測距値を計算することを含み得る。また、判断するステップは、複数の測距値を使用するマルチラテレーションを含み得る。
【００２３】
一実施形態では、データ通信は下り回線通信であり得、複数の通信ノードからモバイル装置への下り回線通信を行うことを含み得る。別の実施形態では、データ通信は上り回線通信を含み得るものであり、モバイル装置から複数の通信ノードへの上り回線通信を行うことを含み得る。さらに別の実施形態では、例えば下り回線通信が装置の粗い位置推定を可能にし、後続の上り回線通信が装置のより細かい位置推定を可能にする反復処理を含む、上り回線通信と下り回線通信との組み合わせが使用され得る。
【００２４】
一実施形態では、本方法は、複数の受信信号を解析してそれら受信信号が有効かどうかを判断する工程を含み得る。この解析するステップは、複数の受信信号の到来角を測定することを含み得る。さらに、解析するステップは、受信信号に対応するデータ通信の基準信号を測定することを含み得る。
【００２５】
一実施形態では、データ通信は、いかなる信号の位置特定機能とも無関係なデータペイロードを含み得る。したがって、通信アレイは、データペイロードの通信（例えば、イーサネット（登録商標）またはインターネットなどの広域ネットワークや、ＬＴＥネットワークなどのセルラネットワークを介したＴＣＰ／ＩＰを使用する従来のＩＰ通信）に使用されるか、またはその他の有線もしくは無線データ通信ネットワーク上で使用されるデータネットワークの部品を含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】パケット交換通信ネットワーク上で同期された通信アレイを使用して監視環境内の装置の位置を特定するためのシステムの実施形態の概略図である。
【図２】ネットワーク上で同期された通信アレイを使用して監視環境内の装置の位置を特定するためのシステムのネットワーク構成の実施形態の概略図である。
【図３】パケット交換通信ネットワーク上の通信アレイの同期方法の実施形態を描写するフローチャートである。
【図４】監視環境内に設置された複数の装置を有する図１の監視環境の概略図である。
【図５】監視環境内の通信アレイから装置への下り回線通信に少なくとも部分的に基づく監視環境内の装置位置の判断の方法の実施形態を描写するフローチャートである。
【図６】監視環境内の通信アレイから装置への下り回線通信を使用して監視環境内の装置の位置を特定中の監視環境の実施形態の概略図である。
【図７】監視環境内の装置から通信アレイへの上り回線通信に少なくとも部分的に基づく監視環境内の装置位置の判断方法の実施形態を描写するフローチャートである。
【図８】監視環境内の装置から通信アレイへの上り回線通信を使用して監視環境内の装置の位置を特定中の監視環境の実施形態の概略図である。
【図９】監視環境内の装置の位置を特定するためのシステムの動作の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下の説明は、本発明を本明細書に開示される形態に限定することを意図していない。したがって、当該技術分野の以下の教示、技術、知識に相応する変形および変更形態は本発明の範囲内にある。本明細書において説明する実施形態はさらに、本発明を実施する公知の態様について説明すること、ならびに本発明の特定用途または使用により必要とされる様々な変更形態により、このようなまたは他の実施形態において当業者が本発明を利用できるようにすることを目的とする。
【００２８】
図１は、監視環境１１０内の装置１５０（図１に示さず）の位置を判断する際に使用され得るシステム１００を描写する。システム１００は監視環境１１０全体にわたって配置された複数の通信ノード１２２を含み得る。通信ノード１２２は、監視環境１１０内に発生するデータ通信の受信および／またはデータ通信の監視環境１１０への送信のための送受信器を含み得る。図１から理解され得るように、ノード１２２は、監視環境１１０がノード１２２のうちの少なくとも２つの重畳通信可能性領域によって規定されるように監視環境１１０に対して物理的に分散され得る。ノード１２２は監視環境１１０に対する性能を最適化するために監視環境に対して分散されることが好ましい。例えば、ノード１２２は、当業者により理解され得るように、精度の幾何学的希釈を最小化するように配置され得る。重畳通信可能性を有する複数のノード１２２は本明細書では集合的にアレイと呼ばれることがある。理解され得るように、通信ノード１２２のアレイは監視環境１１０内の装置と通信するように動作し得、アレイに対する監視環境１１０内の装置の位置を特定するために利用され得る。ノード１２２は、監視環境１１０内に恒久的に取り付けまたは固定されたノード１２２を含んでもよく、または監視環境１１０内に一時的に配備されてもよい。
【００２９】
一実施形態では、監視環境１１０は室内環境を少なくとも部分的に含み得る。したがって、そうでなければ監視環境１１０の少なくとも一部は、監視環境１１０内に配置された装置の位置修正を判断するのに十分な数の宇宙船からＧＮＳＳ信号（例えば、ＧＰＳ）などのナビゲーション信号を得るのが困難であり得る。この点に関して、本明細書に含まれる開示は、従来のＧＮＳＳ処理により監視環境１１０内の位置をそうでなければ判断できないことがあり得る装置１５０の位置を判断するのを支援するために利用され得る。加えて、本開示は、監視環境１１０に対するより正確な位置判断を提供するためにＧＮＳＳまたは他の位置判断方法と共に使用され得る。他の実施形態では、監視環境１１０は、専ら屋外環境内であってもよく、またはノード１２２のアレイが配置され得る屋内環境と屋外環境との混合環境を含んでもよい。様々な実施形態では、監視環境１１０は、より大きいおよび／または小さい監視領域１１０が考えられるが５０００〜５００００平方フィートの領域に対応し得る。
【００３０】
ノード１２２は中央ハブ１２０と通信動作状態であり得る。中央ハブ１２０は図１に示すように監視環境１１０内に配置されてもよく、または監視環境１１０から離れて配置されてもよい（例えば、以下にさらに詳細に説明するように中央ハブ１２０が広域ネットワークによりノード１２２と通信動作可能となるように）。いずれにしても、中央ハブ１２０はパケット交換ネットワークインタフェースによりノード１２２と通信動作状態になり得、これにより中央ハブ１２０とノード１２２はネットワーク上で送信されるデータパケットの交換により通信する。理解され得るように、このようなパケット交換ネットワークは、ノード１２２と中央ハブ１２０との間のパケットベース通信を容易にするために任意の適切なプロトコル（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ、ＵＤＰ／ＩＰなどの任意のＩＰプロトコル）を利用し得る。
【００３１】
加えて、中央ハブ１２０は当該技術分野において知られた任意の通信媒体によりノード１２２と通信し得る。例えば、中央ハブ１２０は、有線インタフェース（ツイストペア導体接続、光ファイバ接続など）上または無線インタフェース（ＩＥＥＥ８０２．１１接続、ブルートゥース（登録商標）接続、赤外線（ＩＲ）接続、セルラデータ接続、近接場通信（ＮＦＣ）接続、ＷｉＭＡＸ（登録商標）接続、その他の適切な高周波（ＲＦ）接続など）上でノード１２２と通信動作状態となり得る。
【００３２】
図２をさらに参照すると、システム１００の実施形態のネットワーク概略図が描写される。理解され得るように、システム１００は、複数のノード１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅ、…１２２Ｎを含み得る。この点に関して、システム１００は、監視環境１１０全体にわたって分散され得る少なくとも２〜最大Ｎの数の合計ノード１２２を有し得る。ノード１２２はそれぞれ、ノード１２２に対するパケット通信をパケット交換ネットワークにより容易にするためのルータ１２６と通信動作状態であり得る。ルータ１２６は、ハブ、スイッチ、および／またはノード１２２とルータ１２６により規定されたローカルエリアネットワークおよび／または広域ネットワーク１３０（例えば、インターネット）との間の通信を容易にする他の構成部品を含み得る。図２に示すように、２つ以上のルータ１２６ａと１２６ｂが設けられ得る。この点に関して、ノード１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃは第１のルータ１２６ａと通信動作状態であり得、一方ノード１２２ｄ、１２２ｅ、…１２２Ｎは、第２のルータ１２６ｂと通信動作状態であり得る。この点に関して、すべてのノード１２２は共通通信アレイの一部であってもよく、さらには様々なローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）のメンバーであってもよい。すなわち、ルータ１２６ａはノード１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃを含む第１のＬＡＮを規定し得る。ルータ１２６ｂは１２２ｄ、１２２ｅ、…１２２Ｎを含む第２のＬＡＮを規定し得る。
【００３３】
上述のように、各ルータ１２６ａと１２６ｂはまた、広域ネットワーク１３０との通信を容易にし得る。中央ハブ１２０は、各ルータ１２６ａと１２６ｂにより規定されるローカルエリアネットワークとの間の通信もまた広域ネットワーク１３０を介し中央ハブ１２０と通信するように広域ネットワーク１３０と通信動作状態であり得る。各ノード１２２はルータ１２６の代わりにネットワークスイッチ、ハブなどにより中央ハブ１２０と直接通信状態であり得る共通ローカルエリアネットワーク上に存在し得ることがさらに理解され得る。ルータ１２６ａ，１２６ｂにより規定された２つのＬＡＮが図２に示されたが、追加のＬＡＮが上に述べたのと同様の方法で利用され得る。
【００３４】
中央ハブ１２０は、ノード１２２を共通タイムベースに同期させるためにノード１２２と通信動作状態であり得る。すなわち、中央ハブ１２０は、ローカル発振器により駆動され得るローカルクロックを有し得る。加えて、各ノード１２２はローカル発振器により駆動されるローカルクロックを含み得る。一般的であるように、ローカル発振器は、周波数ドリフトなどの形式の誤差の影響を受けやすい。各発振器はランダムドリフトを経験し、したがって同期欠落モジュール同士間のクロック差を生じ得るか、または非常に高価な発振器を使用することになり得る。したがって、中央ハブ１２０は同期通信を各ノード１２２へ送信するように動作する。各ノード１２２は、同期通信を使用してノード１２２のローカルクロックを共通タイムベースに同期させ得る。同期通信は、システム１００の様々な構成部品のローカルクロックの正確な（例えば、約１００ｎｓ未満の）同期を可能にする同期プロトコル（例えば、独自仕様通信プロトコル）を含み得る。すべてのノード１２２が単一共通ＬＡＮ上で通信状態である一実施形態では、同期通信は、その全体を参照により本明細書に援用するＩＥＥＥ規格１５８８により定義される高精度時間プロトコル（ＰＴＰ）を利用し得る。ノード１２２が複数のＬＡＮ上で通信状態にある別の実施形態または通信を容易にするために広域ネットワーク１３０が利用される別の実施形態では、その全体を参照により援用する米国特許第７，９６１，７１７号に記載の非同期パケット交換通信ネットワーク上の同期方法が利用され得る。
【００３５】
いずれにしても、各ノード１２２は共通タイムベースに同期され得る。共通タイムベースは中央ハブ１２０と各ノード１２２とに共通なローカルタイムベースであり得る。タイムベースは絶対時間基準でなくてもよいが、システム１００内の各構成部品に共通であり得る。すなわち、タイムベースはすべてのノード１２２と中央ハブ１２０とに共通であり得るが、システム１００外の遠隔時間基準と同期してもしなくてもよい。別の実施形態では、システム１００は、ＧＰＳ時刻などの絶対時刻ベースを導出することができるＧＮＳＳ受信器（例えば、図２に示すような中央ハブ１２０）を備えた構成部品を含み得る。したがって、共通タイムベースは外部基準または絶対時間基準に合わせられ得るが必ずしもそうである必要はない。加えて、ＧＮＳＳ受信器は、以下にさらに詳細に説明するようにシステムに対する絶対位置基準を提供し得る。
【００３６】
したがって、図３をさらに参照すると、システム１００内のノード１２２と共通タイムベースとの同期方法３００の実施形態が示される。方法３００は、中央ハブ１２０において共通タイムベースを維持する工程３１０を含み得る。方法３００はさらに、パケット交換通信ネットワーク３１２上のアレイ内の各ノードへ同期通信を送信する工程３１２を含み得る。方法３００はさらに、アレイ内のノード１２２において同期通信を受信する工程３１４を含み得る。したがって、方法３００はノード１２２のローカルクロックを共通タイムベースに同期させる工程３１６を含み得る。そのため、同期工程は、ノード１２２において同期命令を導出するために中央ハブ１２０からノード１２２へのネットワーク上の同期通信の伝達から得られる同期通信および／または特徴を解析する工程を含み得る。同期工程３１６は、ノードにおけるローカルクロックの位相を修正する工程（すなわち、維持されたローカル時間をタイムベースに合わせるためにシフトする工程）、および／またはローカル発振器の周波数をタイムベースの周波数に合わせるために（例えば、電圧制御発振器などを使用することにより）ローカル発振器の周波数を修正する工程を含み得る。
【００３７】
明瞭性を維持するために各ノードと中央ハブ１２０との間の通信リンクの描写が省略された図４をさらに参照すると、１つまたは複数の装置１５０が監視環境１１０内に配置され得る。装置１５０は、その位置が監視環境内で変化し得る非静止（すなわち、モバイル）装置に対応し得る。この点に関し、装置１５０は、携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピュータ装置、ラップトップコンピュータ装置、車両、または以下に述べる方法で通信アレイと通信する能力を含み得る任意の他のハードウェアを含み得る。各装置１５０はアレイへ伝達され得る一意的識別子を有し得る。したがって、各装置１５０は監視環境１５０内に一意的に配置され得る。例えば、モバイル装置１５０のうちのいくつかは他のモバイル装置１５０より高い精度レベルで配置され得る。さらに、装置１５０の位置が判断される周波数は異なる装置１５０とは異なり得る。すなわち、１つまたは複数の装置１５０の位置が監視環境１１０内の他の装置１５０より頻繁に判断され得る。
【００３８】
以下にさらに詳細に説明されるように、本開示は監視環境１１０内の装置１５０の位置を特定することを企図する。具体的には、位置特定対象装置１５０は、監視環境１１０に対して配置される通信アレイと装置１５０との間の通信を使用してその位置が特定され得る。すなわち、装置１５０とアレイとの間の無線通信は、装置１５０と複数のノード１２２との間の通信の特徴が装置１５０の位置を判断するために使用されるように測定され得る。重要なことには、アレイと装置１５０との間の通信は、上り回線（すなわち、装置からアレイへの）、下り回線（すなわち、アレイから装置への）、および／または以下にさらに詳細に説明される上り回線通信と下り回線通信との組み合わせを含み得る。
【００３９】
図５を参照すると、ノード１２２のアレイから位置特定対象装置１５０への下り回線通信を利用する監視環境１１０内の装置１５０の位置特定方法５００の実施形態が示される。この点に関して、方法５００は下り回線通信を生成する工程５１０を含み得る。下り回線通信５１０は各ノード１２２において生成され得る。この点に関して、下り回線通信５１０は通信のソースを特定する能力を提供し得る。したがって、アレイ内のノード１２２（ここから下り回線通信から受信される）は下り回線通信内において、または下り回線通信の特性により特定され得る。したがって、下り回線通信はノード識別子を含み得、および／またはソースノード１２２を特定し得る通信に関連付けられた１つまたは複数の特徴を有し得る。例えば、各ノード１２２に関連付けられた固有符号化時間オフセットまたは周波数オフセット信号が下り回線通信のソースを特定するために利用され得る。
【００４０】
方法５００は、下り回線通信をアレイ内の複数のノード１２２から装置１５０へ送信する工程５１２を含み得る。送信工程５１２は、下り回線通信を複数のノード１２２から同時に送信する工程５１２を含んでもよく、または（例えば、信号のソースノード１２２の識別子を暗示し得る）下り回線通信をオフセット時刻に様々なノード１２２から送信する工程５１２を含んでもよい。いずれにしても、下り回線通信１３２は、下り回線通信１３２がノード１２２により送信された時刻、または下り回線通信１３２が、維持された既知の送信スケジュールに従って送信される時刻に対応するタイムスタンプを含んでもよく、以下にさらに詳細に説明されるように方法５００内でさらに参照可能であってもよい。したがって、本方法は、装置１５０において複数のノードから下り回線通信を受信する工程５１４を含み得る。方法５００は、共通タイムベースに基づき各ノード１２２から装置１５０への下り回線通信の特徴を測定する工程５１６を含み得る。測定される特徴の例としては、ノード１２２と装置１５０との間の通信の飛行時間、装置１５０における通信の到来角、装置１５０における通信の到来位相、または通信のその他の適切な特徴が挙げられ得る。
【００４１】
例えば、通信の測定飛行時間を使用することにより、測定工程５１６は、下り回線通信がノード１２２から送信された共通タイムベースに対する第１の時刻と、下り回線通信が装置１５０において受信された共通タイムベースに対する第２の時刻とを（例えば、下り回線通信に付属するおよび／または送信スケジュールから参照されたタイムスタンプに基づき）判断する工程を含み得る。したがって、装置１５０は、タイムベースに関する情報を提供し得る同期情報を（例えば、下り回線通信と共に）受信し得る。送信時刻と受信時刻は通信の飛行時間を測定する（５１６）ために比較され得る。加えてまたは代わりに、装置１５０が共通タイムベースにアクセスしなくてもよいまたは共通タイムベースに同期しなくてもよい場合はＴＤＯＡ手法が使用され得るが、ＴＤＯＡ手法はむしろ、通信のうちの時刻の異なる通信が装置１５０において受信された時刻の相対的測定結果を使用し得る。
【００４２】
したがって、方法５００は、ノード１２２と装置１５０との間の通信の測定された特徴（５１６）に基づき測距値を計算する工程５１８を含み得る。測定飛行時間という意味では、通信の速度は光速であると考えられるため、測距値が計算され得る（５１８）。ノード１２２と装置１５０との間の測定された距離を表す測距値を判断するために測定された飛行時間（５１６）には光速が乗算され得る。この点に関して、測距値は、ＧＰＳまたは他のＧＮＳＳ手法において一般的に利用されるような計算擬似距離と同様であり得る。
【００４３】
複数のノード１２２から装置１５０までの測距値が計算される（５１８）と、方法５００は、測距値を使用することにより装置の位置を判断する工程５２０を含み得る。すなわち、対応する複数のノード１２２と装置との間の測定距離を表す測距値が測定されると、方法５００は、例えばマルチラテレーションまたは当該技術分野において知られた他の既知のナビゲーション技術により装置の位置を判断し得る（５２０）。複数の技術のうちの任意の１つまたは複数が装置の位置の判断工程５２０において採用され得る。例えば、到着時刻（ＴＯＡ）、到着時間差（ＴＤＯＡ）、到来角（ＡＯＡ）、高周波（ＲＦ）到来位相（ＰＯＡ）、または位置判断において有用な他の既知の手法が行われ得る。したがって、例えば三角測量または位置判断計算の他の既知の手法に限定しないがこれらが採用され得る。
【００４４】
図６は、下り回線通信を使用して装置１５０の位置を特定する場合のシステム１００の動作を概略的に表す。この点に関して、各ノード１２２は装置１５０において受信される下り回線通信１３２を送信し得る。したがって、測距値１３４は装置１５０と各ノード１２２（装置１５０がここから下り回線通信１３２を受信する）間で計算され得る。図６に示す実施形態では、装置１５０は、方法５００の測定工程５１６、計算工程５１８、および／または判断工程５２０のうちの１つまたは複数を行うように動作する位置判断モジュール１２４を含み得る。加えてまたは代わりに、中央ハブ１２０は、測定工程５１６、計算工程５１８、または判断工程５２０のうちの１つまたは複数を行うように動作する位置判断モジュール１２４を含み得る。さらに、工程５１６〜５２０のうちの様々な工程は、中央ハブ１２０と装置１５０の両方から離れた位置判断モジュールにおいてなど様々なそれぞれの位置において行われ得る。
【００４５】
一実施形態では、装置１５０は下り回線通信１３２を受信し、各通信１３２の受信にタイムスタンプを押し得る。したがって、装置１５０は、各下り回線通信１３２が中央ハブ１２０において受信されると（例えば、１つまたは複数のノード１２２により）、タイムスタンプを送信し得る。タイムスタンプを送信する際、タイムスタンプは、各ノード１２２（ここから下り回線通信１３２が受信された）に関連付けられ得る（例えば、上述のようなノード識別子を使用して）。中央ハブ１２０は、各ノード１２２と装置１５０との間の飛行時間を測定する（５１６）目的のために各下り回線通信１３２が装置１５０へ送信されたときに対応するデータにアクセスし得る。したがって、中央ハブ１２０は測距値を計算し得る（５１８）。中央ハブ１２０はまた、各ノード１２２に関する位置情報を認識し得る、それにアクセスし得る、またはそうでなければそれを提供され得る。各ノード１２２の位置情報は、測距値と組み合わせて、装置１５０の位置のマルチラテレーションを可能にし得る。装置１５０が位置判断モジュール１２４を含む一実施形態では、装置１５０は同様に、各ノード１２２に関する位置情報を認識し得る、それにアクセスし得る、またはそうでなければそれを提供され得る。例えば、このような情報は下り回線通信１３２内に含まれ得る。この場合、装置１５０は、その位置が判断されると（５２０）その位置を（例えば、中央ハブ１２０または他の遠隔装置へ）伝達し得る。
【００４６】
図７を参照すると、監視環境１１０内の装置１５０の位置を判断する方法７００であって上り回線通信（すなわち、装置１５０からノード１２２への）を利用する方法の実施形態が示される。この点に関して、方法７００は上り回線通信を生成する工程を含み得る。方法７００はまた、上り回線通信を装置１５２から複数のノード１２２へ送信する工程７１２を含み得る。送信工程７１２は、複数のノード１２２が上り回線通信を受信できるように装置１５０から上り回線通信を送信する工程を含み得る。理解され得るように、上り回線通信が複数のノード１２２へ同時に送信される（７１２）こと考えれば、共通送信タイムスタンプはすべてのノード１２２に対する上り回線通信の送信（７１２）の結果であると考えられ得る。この点に関して、方法７００は複数のノード１２２内の上り回線通信を受信する工程７１４を含み得る。
【００４７】
方法７００は、上記方法５００のように、装置１５２から複数のノード１２２への上り回線通信７１６の送信の特徴を測定する工程７１６を含み得る。例えば、測定特性は通信の飛行時間、通信の到来角、通信のＲＦ到来位相のうちの１つまたは複数を含み得る。この点についておよび測定飛行時間に関連して、方法７００は、測定飛行時間に基づき装置１５０から複数のノード１２２のそれぞれまでの測定距離に対応する複数の測距値を計算する工程７１８を含み得る。測距値は、（例えば、下り回線通信の文脈では上述のようなマルチラテレーションなどを使用して）複数のノード１２２に対する装置１５０の位置を判断する（７２０）ために使用され得る。方法５００に関して上に述べたように、測定工程７１６、計算工程７１８、および／または判断工程７２０は１つまたは複数の位置で行われ得る。例えば、ノード１２２は、上り回線通信を受信（７１４）した後、上り回線通信および／またはそれに関連した情報を、処理のために中央ハブ１２０へ転送し得る。したがって、中央ハブ１２０は、測定工程７１６、計算工程７１８、判断工程７２０を行うように動作する位置判断モジュール１２４を含み得る。しかし、このような処理のうちの１つまたは複数の工程は代替的に、１つまたは複数の異なる遠隔判断モジュールにおいて行われ得る。
【００４８】
図８をさらに参照すると、監視環境１１０内の装置１５０の位置を判断する目的の上り回線通信１３６を利用するシステム１００の実施形態を描写する概略図が示される。装置１５０は上り回線通信１３６を送信し得る。上り回線通信１３６は複数のノード１２２により受信され得る。したがって、複数の測距値１３８は、装置１５０から複数のノード１２２への上り回線通信１３６の測定飛行時間を使用することにより計算され得る。図６に関連して上に説明したように、飛行時間の測定、測距値の計算、携帯機器１５０の位置の判断は、位置判断装置１５０に存在するモジュール１２４および／または位置判断中央ハブ１２０および／または異なる離れた位置に存在するモジュール１２４において行われ得る。図８から理解され得るように、上り回線通信１３６は、装置１５０から送信された単一上り回線通信１３６を複数のノード１２２が受信するように全方向的な方法で同時に同報通信され得る。
【００４９】
図９は、システム１００の一実施形態におけるデータフローの表現を示す。この点に関して、測定層が設けられ得る。以上から理解されるように、測定層はＰＴＰまたは光学同期信号などの同期信号を受信し得る。さらに、測定層はＴＯＡ／ＴＤＯＡまたは他の送信事象または受信事象の時間のタイムスタンプ（すなわち、時刻マーク）を受信し得る。さらに、ＲＦ到来位相手法に関連して、受信時の信号の測定位相は測定層で判断され得る。したがって、測定層は、ＴＯＡ、ＴＤＯＡ、到来位相差、または他の適切な処理に使用される正確な時間測定結果を受信し得る。
【００５０】
測定層において処理および／または受信されたデータはアレイ受信器層へ提供され得る。アレイ受信器層はスロットフレーム捕捉のタイミングに対応するデータを提供され得る。アレイ受信器層は、共通タイムベースに対する到着時刻を判断するために測定層からの測定値を処理し得る。この点に関して、共通タイムベースに対する参照子がアレイ受信器層へ提供され得る。加えて、到来位相が利用される状況では、基準発振器は、測定層から受信された通信の測定位相が基準発振器と比較して使用されるようにデータをアレイ受信器層へ提供し得る。
【００５１】
さらに、データフローは最適化層を含み得る。最適化層は、（例えば、図４に関連して上述したような監視環境１１０内に配置された複数の装置１５０のうちの特定のものに対するシステムの振る舞いを規定するための）モバイル装置管理ＩＤを含み得る。最適化層はさらに、各装置１５０と、測定層から受信された測定結果および／またはアレイ受信器層から受信されたデータとを関連付けるためのデータを受信し得る。最適化層はまた、例えばパワー閾値および／または到来角値を使用することにより有効信号と無効信号とを識別するのを支援するためのデータを受信し得る。
【００５２】
これまでは上り回線処理または下り回線処理のいずれかによる装置１５０位置特定について説明してきたが、アレイと位置特定対象装置１５０との間の上り回線通信と下り回線通信の両方を採用する反復処理が利用され得ることがさらに理解され得る。例えば、一実施形態では、ノード１２２と装置１５０との間の下り回線通信は、監視環境１１０内の装置１５０の粗い位置決めを達成するために第１の時点で送信され得る。その後、装置１５０からアレイへの上り回線通信が第２の時間においてなされ得る。したがって、システム１００は、監視環境１１０内の装置１５０の細かい位置を判断するために、上り回線通信と組み合わせた下り回線通信中に判断される装置１５０の粗い位置決めを利用してもよい。細かい位置決めは下り回線通信中に判断される粗い位置決めより正確である。例えば、この反復手法は、上り回線通信の到来位相処理の利用を容易にし、監視環境１１０内の装置１５０の位置をより正確に判断し得る。この点に関し、位相到着処理は、監視環境１１０内の装置１５０のより正確な位置を提供するために、装置１５０からの通信を受信するノード１２２に対する上り回線信号の既知の位相変調と共に利用され得る装置１５０の位置の大まかな粗い推定を必要とし得る。
【００５３】
加えて、通信ノード１２２は、装置１５０から送信された信号に対応しない信号を通信ノード１２２が除去または無視するように、監視環境１１０内の装置１５０から受信された標的信号を判断する機能を含み得る。すなわち、ノード１２２は、無効信号から有効信号を判断するために信号特性を吟味し得る。無効信号の例としては、監視環境１５０外の装置１５０から発する信号、マルチパスシグナリングなどの不要信号影響、または監視環境１５０内の装置１５０からの信号エコー、および／または監視環境１１０内の位置特定対象装置１５０からの信号に対応し得ない他の不要信号が挙げられ得る。一実施形態では、ノード１２２は、監視環境１１０内からの受信信号の到来角の処理を容易にするためのハードウェアおよび／またはソフトウェアを備え得る。到来角処理は、ノード１２２で受信した信号が監視環境１１０内の装置１５０の位置を特定する目的のために有効かどうかを判断するために受信信号を吟味するために利用され得る。信号の到来角はまた、少なくとも２つのノード１２２における測定到来角に基づき装置１５０の位置を判断するために、少なくとも１つの他の受信ノード１２２と共に使用され得る。さらに別の環境では、監視環境内から受信された信号は、有用信号と有用で無いすなわち不必要な信号とを識別するのを支援するために利用され得る基準信号を含み得る。この点に関して、上り回線通信は、ノード１２２、中央ハブ１２０、および／または信号処理用の位置判断モジュール１２４により使用される独自仕様プロトコルであり得る基準信号を含み得る。別の実施形態では、基準信号は、ロングタームエボリューションプロトコル（ＬＴＥ）の将来リリースにおいて提案されたサウンディング参照信号（ＳＲＳ）プロトコルなどの規格化信号を含み得る。いずれにしても、基準信号は、精度を高めるとともに、若干遅れたエコーまたはマルチパスエネルギーと装置１５０から受信される最も直接的な信号とを識別するために、システム１００により吟味され得る（例えば、振幅が測定され得る）。
【００５４】
位置特定対象装置１５０とノード１２２のアレイとの間の上り回線および／または下り回線通信は、装置１５０の位置の判断に使用されるデータに加えて提供されるデータ通信を含み得ることも理解され得る。例えば、ノード１２２、中央ハブ１２０、および他の関連ネットワーク構成部品は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）ネットワーク、セルラデータネットワーク、または他のデータネットワークなどの従来のデータネットワークに使用されるハードウェアを含み得る。したがって、上り回線および下り回線通信は、広域ネットワーク１３０などにより装置１５０と装置１５０と通信する他の装置との間でデータを送信するのに有用なデータパケットを含み得る。すなわち、ノード１２２と装置１５０により交換されるデータ通信は信号のいかなる位置特定機能とも無関係なデータペイロードを有し得る。この点に関して、監視環境１１０内の装置１５０の位置判断に関連付けられたすべてのデータは、装置１５０と別の装置間でそうでなければ交換されるデータパケットに添付されたメタデータ（例えば、ＴＣＰ／ＩＰなどのデータプロトコルに従って交換されるデータパケットのヘッダ内に含まれるデータ）を含み得る。他の実施形態では、ノード１２２のアレイと装置１５０との間の通信は、ノード１２２のアレイと装置１５０との間のいかなる通信も装置１５０の位置の判断にだけ使われるようにモジュール１５０の位置を判断するスタンドアロン手法であり得る。
【００５５】
理解され得るように、上記システム１００は多種多様なアプリケーションにおける多種多様な環境において有用であり得る。この点に限定しないが、ノード１２２のアレイが容易に配備され得、別の測位システムが、利用不能、十分に正確でない、または位置修正に対する不適切に長い時間を有し得る室内環境または部分的室内環境において特定の利点が提供され得る。例えば、本システムは、監視環境１１０内の個人、装置、または製品を追跡および／または監視するために使用され得る。前述の実施形態の開示において得られた位置はまた、床配置図、地図、対象の点／ジオフェンスゾーン、ジオリファレンスデータなどに相関付けられ得る。したがって、システム１００がＧＮＳＳ受信器を含む一実施形態では、絶対位置は、システム１００全体に帰属し得る、および／または位置が特定された装置１５０の補足絶対位置情報を提供するために使用され得る。監視環境１１０と絶対位置とのこのようないかなる相関も実証的証拠または他の理論的基礎に基づき得る。例えば、床配置図、地図などのこのような外部参照物はまた、例えば考えられる位置解を削除するおよび／またはマルチパス雑音をフィルタリングするための位置判断に使用され得る。さらに、様々な解析器が、連続的または周期的（例えば、散発的）位置判断（例えば、総トラフィック、自身の位置、個人の滞留時間、対象の位置、または個人、装置、製品のスループットなどの判断）に基づき採用され得る。
【００５６】
本発明を添付図面に示して本明細書において詳細に説明したが、このような例示および説明は例示でありその性質上限定的なものではないと考えるべきである。例えば、上述したいくつかの実施形態は他の説明した実施形態と組み合わせ可能であり得、および／または他の方法で配置され得る（例えば、処理要素は他のシーケンスで実行され得る）。したがって、好適な実施形態および変形形態のみが示され説明されており、本発明の思想内に含まれるすべての変形および変更形態が保護される必要があることを理解すべきである。
【図１】
2016520808.tif 000003
【図４】
2016520808.tif 000004
【図６】
2016520808.tif 000005
【図８】
2016520808.tif 000006
【図２】
2016520808.tif 000007
【図３】
2016520808.tif 000008
【図５】
2016520808.tif 000009
【図７】
2016520808.tif 000010
【図９】
2016520808.tif 000011
【国際調査報告】
2016520808.tif 000012
2016520808.tif 000013