(57)【要約】      （修正有）【課題】ユーザ端末の位置を決定する方法および装置を提供する。【解決手段】ユーザ端末でテレビジョン信号送信器から放送テレビジョン信号を受信することと、ユーザ端末で携帯電話基地局から携帯電話信号を受信することと、テレビジョン信号送信器の位置、ならびに携帯電話基地局の位置に基づいてユーザ端末の位置を決定することとを含み、携帯電話信号は、ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅｓ  ｆｏｒ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ）Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）信号と、Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ２０００（ｃｄｍａ２０００）信号と、Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ（ＷＣＤＭＡ）信号とからなる群から選択される。【選択図】図１
2009025291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ端末の位置を決定する方法であって、
前記ユーザ端末でテレビジョン信号送信器から放送テレビジョン信号を受信することと、
前記ユーザ端末で携帯電話基地局から携帯電話信号を受信することと
を含み、前記ユーザ端末の位置は、前記放送テレビジョン信号と、前記携帯電話信号と、前記テレビジョン信号送信器の位置と、前記携帯電話基地局の位置とに基づいて決定され、
前記携帯電話信号は、
ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅｓ  ｆｏｒ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ）Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）信号と、
Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ２０００（ｃｄｍａ２０００）信号と、
Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ（ＷＣＤＭＡ）信号と
からなる群から選択される方法。
【請求項２】
前記放送テレビジョン信号と、前記携帯電話信号と、前記テレビジョン信号送信器の前記位置と、前記携帯電話基地局の前記位置とに基づいて前記ユーザ端末の前記位置を決定することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記携帯電話信号は、タイミング・アドバンス・パラメータを含み、
前記ユーザ端末の位置は、前記放送テレビジョン信号と、前記タイミング・アドバンス・パラメータと、前記テレビジョン信号送信器の前記位置と、前記携帯電話基地局の前記位置とに基づいて決定される
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記放送テレビジョン信号と、前記タイミング・アドバンス・パラメータと、前記テレビジョン信号送信器の前記位置と、前記携帯電話基地局の前記位置とに基づいて前記ユーザ端末の前記位置を決定することをさらに含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ユーザ端末の位置を決定する装置であって、
前記ユーザ端末でテレビジョン信号送信器から放送テレビジョン信号を受信する第１受信器と、
前記ユーザ端末で携帯電話基地局から携帯電話信号を受信する第２受信器と
を含み、前記ユーザ端末の前記位置は、前記放送テレビジョン信号と、前記携帯電話信号と、前記テレビジョン信号送信器の位置と、前記携帯電話基地局の位置とに基づいて決定され、
前記携帯電話信号は、
ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅｓ  ｆｏｒ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ）Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）信号と、
Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ２０００（ｃｄｍａ２０００）信号と、
Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ（ＷＣＤＭＡ）信号と
からなる群から選択される装置。
【請求項６】
前記放送テレビジョン信号と、前記携帯電話信号と、前記テレビジョン信号送信器の前記位置と、前記携帯電話基地局の前記位置とに基づいて前記ユーザ端末の前記位置を決定するプロセッサをさらに含む請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記携帯電話信号は、タイミング・アドバンス・パラメータを含み、
前記ユーザ端末の前記位置は、前記放送テレビジョン信号と、前記タイミング・アドバンス・パラメータと、前記テレビジョン信号送信器の前記位置と、前記携帯電話基地局の前記位置とに基づいて決定される
請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記放送テレビジョン信号と、前記タイミング・アドバンス・パラメータと、前記テレビジョン信号送信器の前記位置と、前記携帯電話基地局の前記位置とに基づいて前記ユーザ端末の前記位置を決定するプロセッサをさらに含む請求項７に記載の装置。
【請求項９】
ユーザ端末の位置を決定する装置であって、
前記ユーザ端末でテレビジョン信号送信器から放送テレビジョン信号を受信する第１受信器手段と、
前記ユーザ端末で携帯電話基地局から携帯電話信号を受信する第２受信器手段と
を含み、前記ユーザ端末の位置は、前記放送テレビジョン信号と、前記携帯電話信号と、前記テレビジョン信号送信器の位置と、前記携帯電話基地局の位置とに基づいて決定され、
前記携帯電話信号は、
ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅｓ  ｆｏｒ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ）Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）信号と、
Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ２０００（ｃｄｍａ２０００）信号と、
Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ（ＷＣＤＭＡ）信号と
からなる群から選択される装置。
【請求項１０】
前記放送テレビジョン信号と、前記携帯電話信号と、前記テレビジョン信号送信器の前記位置と、前記携帯電話基地局の前記位置とに基づいて前記ユーザ端末の前記位置を決定するプロセッサ手段をさらに含む請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記携帯電話信号は、タイミング・アドバンス・パラメータを含み、
前記ユーザ端末の位置は、前記放送テレビジョン信号と、前記タイミング・アドバンス・パラメータと、前記テレビジョン信号送信器の前記位置と、前記携帯電話基地局の前記位置とに基づいて決定される
請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記放送テレビジョン信号と、前記タイミング・アドバンス・パラメータと、前記テレビジョン信号送信器の前記位置と、前記携帯電話基地局の前記位置とに基づいて前記ユーザ端末の前記位置を決定するプロセッサ手段をさらに含む請求項１１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には位置決定に関し、具体的には、放送テレビジョン信号および携帯電話信号を使用する位置決定に関する。
【背景技術】
【０００２】
昔から、ラジオ信号を使用する２次元緯度／経度位置決定システムの方法があった。Ｌｏｒａｎ  ＣおよびＯｍｅｇａなどの地上システムと、Ｔｒａｎｓｉｔとして知られる衛星ベースのシステムが、広く使用されてきた。高まる人気を享受しているもう１つの衛星ベースのシステムが、全地球測位システム（ＧＰＳ）である。
【０００３】
最初に１９７４に考案されたＧＰＳは、位置決定、ナビゲーション、測量、および時間伝送に広く使用されている。ＧＰＳシステムは、副同期した１２時間軌道内の２４個の軌道上の衛星のコンステレーションに基づく。各衛星は、正確なクロックを担持し、擬似雑音信号を送信し、この擬似雑音信号を正確に追跡して、擬似距離を決定することができる。４つ以上の衛星を追跡することによって、全世界で３次元の正確な位置をリアル・タイムで決定することができる。より多くの詳細が、Ｂ．Ｗ．ＰａｒｋｉｎｓｏｎおよびＪ．Ｊ．Ｓｐｉｌｋｅｒ，Ｊｒ．、Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ−Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ、Ｖｏｌｕｍｅｓ  ＩおよびＩＩ、ＡＩＡＡ、米国ワシントンＤ．Ｃ．、１９９６年に記載されている。
【０００４】
ＧＰＳは、ナビゲーションおよび位置決定の技術に変革を起こした。しかし、いくつかの状況で、ＧＰＳは、より有効でない。ＧＰＳ信号は、比較的低い出力レベル（１００ワット未満）で送信され、長距離にわたるので、受信信号強度は、比較的弱い（全方向性アンテナによって受信された時に−１６０ｄＢｗ程度）。したがって、信号は、妨害物が存在する場合または建物の内部では、辛うじて有用であり、あるいは全く有用ではない。
【０００５】
従来のアナログの全米テレビジョン基準委員会（ＮＴＳＣ）テレビジョン信号を使用して位置を決定する、提案されたシステムがあった。この提案は、「Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｕｓｉｎｇ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｓｉｇｎａｌｓ」という名称の米国特許すなわち、１９９６年４月２３日発行の米国特許第５５１０８０１号に見られる。しかし、現在のアナログＴＶ信号は、ＴＶセット掃引回路の比較的粗い同期化を意図された水平同期パルスおよび垂直同期パルスを含む。さらに、２００６年に、連邦通信委員会（ＦＣＣ）は、ＮＴＳＣ送信器を止め、その貴重なスペクトルを再割り当てし、その結果、より貴重と思われる他の目的のためにオークションにかけられるようにすることを検討する。
【発明の概要】
【０００６】
一般に、一態様で、本発明は、ユーザ端末の位置を決定する方法、装置、およびコンピュータ可読媒体を特徴とする。本発明は、ユーザ端末でテレビジョン信号送信器から放送テレビジョン信号を受信することと、放送テレビジョン信号の既知の成分に基づいてユーザ端末とテレビジョン信号送信器との間の第１擬似距離を決定することと、ユーザ端末で携帯電話基地局から携帯電話信号を受信することと、携帯電話信号の既知の成分に基づいてユーザ端末と携帯電話基地局との間の第２擬似距離を決定することと、第１および第２の擬似距離、テレビジョン信号送信器の位置、ならびに携帯電話基地局の位置に基づいてユーザ端末の位置を決定することとを含み、携帯電話信号は、ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅｓ  ｆｏｒ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ）Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）信号と、Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ２０００（ｃｄｍａ２０００）信号と、Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ（ＷＣＤＭＡ）信号とからなる群から選択される。
【０００７】
特定の実施態様は、次の特徴のうちの１つまたは複数を含むことができる。携帯電話信号の既知の成分は、トレーニング・シーケンスと、非変調ＰＮシーケンスと、携帯電話信号のビーコン・チャネル内の事前に選択された拡散コードと、携帯電話信号の同期化チャネル内の符号語とからなる群から選択される。放送テレビジョン信号は、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ（ＡＴＳＣ）ディジタル・テレビジョン信号と、欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ（ＤＶＢ−Ｔ）信号と、日本のＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ（ＩＳＤＢ−Ｔ）信号と、アナログ・テレビジョン信号とからなる群から選択される。実施態様は、ユーザ端末でグローバル・ポジショニング衛星からグローバル・ポジショニング信号を受信することと、グローバル・ポジショニング信号に基づいてユーザ端末とグローバル・ポジショニング衛星との間の第３擬似距離を決定することと、第１、第２、および第３の擬似距離、テレビジョン信号送信器の位置、携帯電話基地局の位置、ならびにグローバル・ポジショニング衛星の位置に基づいてユーザ端末の位置を決定することとを含む。
【０００８】
一般に、一態様で、本発明は、ユーザ端末の位置を決定する方法、装置、およびコンピュータ可読媒体を特徴とする。本発明は、ユーザ端末でテレビジョン信号送信器から放送テレビジョン信号を受信することと、放送テレビジョン信号の既知の成分に基づいてユーザ端末とテレビジョン信号送信器との間の擬似距離を決定することと、ユーザ端末で携帯電話基地局からＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅｓ  ｆｏｒ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ）Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）携帯電話信号を受信することであって、携帯電話信号は、タイミング・アドバンス・パラメータを含む、受信することと、タイミング・アドバンス・パラメータに基づいてユーザ端末と携帯電話基地局との間の距離を決定することと、擬似距離、距離、テレビジョン信号送信器の位置、および携帯電話基地局の位置に基づいてユーザ端末の位置を決定することとを含む。
【０００９】
特定の実施態様は、次の特徴のうちの１つまたは複数を含むことができる。放送テレビジョン信号は、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ（ＡＴＳＣ）ディジタル・テレビジョン信号と、欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ（ＤＶＢ−Ｔ）信号と、日本のＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ（ＩＳＤＢ−Ｔ）信号と、アナログ・テレビジョン信号とからなる群から選択される。実施態様は、携帯電話信号の既知の成分に基づいてユーザ端末と携帯電話基地局との間の第２擬似距離を決定することと、第１および第２の擬似距離、距離、テレビジョン信号送信器の位置、ならびに携帯電話基地局の位置に基づいてユーザ端末の位置を決定することとを含む。実施態様は、ユーザ端末でグローバル・ポジショニング衛星からグローバル・ポジショニング信号を受信することと、グローバル・ポジショニング信号に基づいてユーザ端末とグローバル・ポジショニング衛星との間の第３擬似距離を決定することと、第１、第２、および第３の擬似距離、距離、テレビジョン信号送信器の位置、携帯電話基地局の位置、ならびにグローバル・ポジショニング衛星の位置に基づいてユーザ端末の位置を決定することとを含む。実施態様は、ユーザ端末でグローバル・ポジショニング衛星からグローバル・ポジショニング信号を受信することと、グローバル・ポジショニング信号に基づいてユーザ端末とグローバル・ポジショニング衛星との間の第２擬似距離を決定することと、第１および第２の擬似距離、距離、テレビジョン信号送信器の位置、携帯電話基地局の位置、ならびにグローバル・ポジショニング衛星の位置に基づいてユーザ端末の位置を決定することとを含む。
【００１０】
一般に、一態様で、本発明は、ユーザ端末の位置を決定する方法、装置、およびコンピュータ可読媒体を特徴とする。本発明は、ユーザ端末でテレビジョン信号送信器から放送テレビジョン信号を受信することと、放送テレビジョン信号の既知の成分に基づいてユーザ端末とテレビジョン信号送信器との間の第１擬似距離を決定することと、ユーザ端末で携帯電話基地局から携帯電話信号を受信することと、携帯電話信号の既知の成分に基づいてユーザ端末と携帯電話基地局との間の第２擬似距離を決定することと、第１および第２の擬似距離、テレビジョン信号送信器の位置、ならびに携帯電話基地局の位置に基づいてユーザ端末の位置を決定するように構成された位置特定サーバに第１および第２の擬似距離を送信することとを含み、携帯電話信号は、ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅｓ  ｆｏｒ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ）Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）信号と、Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ２０００（ｃｄｍａ２０００）信号と、Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ（ＷＣＤＭＡ）信号とからなる群から選択される。
【００１１】
特定の実施態様は、次の特徴のうちの１つまたは複数を含むことができる。携帯電話信号の既知の成分は、トレーニング・シーケンスと、非変調ＰＮシーケンスと、携帯電話信号のビーコン・チャネル内の事前に選択された拡散コードと、携帯電話信号の同期化チャネル内の符号語とからなる群から選択される。放送テレビジョン信号は、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ（ＡＴＳＣ）ディジタル・テレビジョン信号と、欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ（ＤＶＢ−Ｔ）信号と、日本のＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ（ＩＳＤＢ−Ｔ）信号と、アナログ・テレビジョン信号とからなる群から選択される。実施態様は、ユーザ端末でグローバル・ポジショニング衛星からグローバル・ポジショニング信号を受信することと、グローバル・ポジショニング信号に基づいてユーザ端末とグローバル・ポジショニング衛星との間の第３擬似距離を決定することと、第１、第２、および第３の擬似距離、テレビジョン信号送信器の位置、携帯電話基地局の位置、ならびにグローバル・ポジショニング衛星の位置に基づいてユーザ端末の位置を決定するように構成された位置特定サーバに第１、第２、および第３の擬似距離を送信することとを含む。
【００１２】
一般に、一態様で、本発明は、ユーザ端末の位置を決定する方法、装置、およびコンピュータ可読媒体を特徴とする。本発明は、ユーザ端末でテレビジョン信号送信器から放送テレビジョン信号を受信することと、放送テレビジョン信号の既知の成分に基づいてユーザ端末とテレビジョン信号送信器との間の擬似距離を決定することと、ユーザ端末で携帯電話基地局からＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅｓ  ｆｏｒ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ）Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）携帯電話信号を受信することであって、携帯電話信号は、タイミング・アドバンス・パラメータを含む、受信することと、タイミング・アドバンス・パラメータに基づいてユーザ端末と携帯電話基地局との間の距離を決定することと、擬似距離、距離、テレビジョン信号送信器の位置、および携帯電話基地局の位置に基づいてユーザ端末の位置を決定するように構成された位置特定サーバに擬似距離および距離を送信することとを含む。
【００１３】
特定の実施態様は、次の特徴のうちの１つまたは複数を含むことができる。放送テレビジョン信号は、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ（ＡＴＳＣ）ディジタル・テレビジョン信号と、欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ（ＤＶＢ−Ｔ）信号と、日本のＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ（ＩＳＤＢ−Ｔ）信号と、アナログ・テレビジョン信号とからなる群から選択される。実施態様は、携帯電話信号の既知の成分に基づいてユーザ端末と携帯電話基地局との間の第２擬似距離を決定することと、第１および第２の擬似距離、距離、テレビジョン信号送信器の位置、ならびに携帯電話基地局の位置に基づいてユーザ端末の位置を決定するように構成された位置特定サーバに第１および第２の擬似距離ならびに距離を送信することとを含む。実施態様は、ユーザ端末でグローバル・ポジショニング衛星からグローバル・ポジショニング信号を受信することと、グローバル・ポジショニング信号に基づいてユーザ端末とグローバル・ポジショニング衛星との間の第３擬似距離を決定することと、第１、第２、および第３の擬似距離、距離、テレビジョン信号送信器の位置、携帯電話基地局の位置、ならびにグローバル・ポジショニング衛星の位置に基づいてユーザ端末の位置を決定するように構成された位置特定サーバに第１、第２、および第３の擬似距離ならびに距離を送信することとを含む。実施態様は、ユーザ端末でグローバル・ポジショニング衛星からグローバル・ポジショニング信号を受信することと、グローバル・ポジショニング信号に基づいてユーザ端末とグローバル・ポジショニング衛星との間の第２擬似距離を決定することと、第１および第２の擬似距離、距離、テレビジョン信号送信器の位置、携帯電話基地局の位置、ならびにグローバル・ポジショニング衛星の位置に基づいてユーザ端末の位置を決定するように構成された位置特定サーバに第１および第２の擬似距離ならびに距離を送信することとを含む。
【００１４】
一般に、一態様で、本発明は、ユーザ端末の位置を決定する方法、装置、およびコンピュータ可読媒体を特徴とする。本発明は、ユーザ端末から第１擬似距離を受信することであって、第１擬似距離は、テレビジョン信号送信器によって送信された放送テレビジョン信号の既知の成分に基づいてユーザ端末とテレビジョン信号送信器との間で決定される、受信することと、ユーザ端末から第２擬似距離を受信することであって、第２擬似距離は、携帯電話基地局によって送信された携帯電話信号の既知の成分に基づいてユーザ端末と携帯電話基地局との間で決定される、受信することと、第１および第２の擬似距離、テレビジョン信号送信器の位置、ならびに携帯電話基地局の位置に基づいてユーザ端末の位置を決定することとを含み、携帯電話信号は、ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅｓ  ｆｏｒ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ）Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）信号と、Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ２０００（ｃｄｍａ２０００）信号と、Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ（ＷＣＤＭＡ）信号とからなる群から選択される。
【００１５】
特定の実施態様は、次の特徴のうちの１つまたは複数を含むことができる。携帯電話信号の既知の成分は、トレーニング・シーケンスと、非変調ＰＮシーケンスと、携帯電話信号のビーコン・チャネル内の事前に選択された拡散コードと、携帯電話信号の同期化チャネル内の符号語とからなる群から選択される。放送テレビジョン信号は、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ（ＡＴＳＣ）ディジタル・テレビジョン信号と、欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ（ＤＶＢ−Ｔ）信号と、日本のＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ（ＩＳＤＢ−Ｔ）信号と、アナログ・テレビジョン信号とからなる群から選択される。実施態様は、グローバル・ポジショニング衛星によって送信されたグローバル・ポジショニング信号に基づくユーザ端末とグローバル・ポジショニング衛星との間の第３擬似距離を受信することと、第１、第２、および第３の擬似距離、テレビジョン信号送信器の位置、携帯電話基地局の位置、ならびにグローバル・ポジショニング衛星の位置に基づいてユーザ端末の位置を決定することとを含む。
【００１６】
一般に、一態様で、本発明は、ユーザ端末の位置を決定する方法、装置、およびコンピュータ可読媒体を特徴とする。本発明は、ユーザ端末とテレビジョン信号送信器との間の擬似距離を受信することであって、擬似距離は、テレビジョン信号送信器によって送信された放送テレビジョン信号の既知の成分に基づいて決定される、受信することと、ユーザ端末と携帯電話基地局との間の距離を受信することであって、距離は、携帯電話基地局によって送信されたＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅｓ  ｆｏｒ  Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ）Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）携帯電話信号内のタイミング・アドバンス・パラメータに基づいて決定される、受信することと、擬似距離、距離、テレビジョン信号送信器の位置、および携帯電話基地局の位置に基づいてユーザ端末の位置を決定することとを含む。
【００１７】
特定の実施態様は、次の特徴のうちの１つまたは複数を含むことができる。放送テレビジョン信号は、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ（ＡＴＳＣ）ディジタル・テレビジョン信号と、欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ（ＤＶＢ−Ｔ）信号と、日本のＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ（ＩＳＤＢ−Ｔ）信号と、アナログ・テレビジョン信号とからなる群から選択される。実施態様は、ユーザ端末と携帯電話基地局との間の第２擬似距離を受信することであって、第２擬似距離は、携帯電話信号の既知の成分に基づいて決定される、受信することと、第１および第２の擬似距離、距離、テレビジョン信号送信器の位置、ならびに携帯電話基地局の位置に基づいてユーザ端末の位置を決定することとを含む。実施態様は、ユーザ端末とグローバル・ポジショニング衛星との間の第３擬似距離を受信することであって、第３擬似距離は、グローバル・ポジショニング衛星によって送信されたグローバル・ポジショニング信号に基づいて決定される、受信することと、第１、第２、および第３の擬似距離、距離、テレビジョン信号送信器の位置、携帯電話基地局の位置、ならびにグローバル・ポジショニング衛星の位置に基づいてユーザ端末の位置を決定することとを含む。実施態様は、ユーザ端末とグローバル・ポジショニング衛星との間の第２擬似距離を受信することであって、第２擬似距離は、グローバル・ポジショニング衛星によって送信されたグローバル・ポジショニング信号に基づいて決定される、受信することと、第１および第２の擬似距離、距離、テレビジョン信号送信器の位置、携帯電話基地局の位置、ならびにグローバル・ポジショニング衛星の位置に基づいてユーザ端末の位置を決定することとを含む。
【００１８】
本明細書で使用される各符号の先頭の桁（１つまたは複数）は、その符号が初めて現れる図面の番号を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
序
放送テレビジョン信号を使用して、ユーザ端末の位置を決定することができる。Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ（ＡＴＳＣ）ディジタル・テレビジョン（ＤＴＶ）信号を使用してユーザ端末の位置を決定する技法が、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれている、本願の所有者が所有する、同時係属の、Ｊａｍｅｓ  Ｊ．ＳｐｉｌｋｅｒおよびＭａｔｔｈｅｗ  Ｒａｂｉｎｏｗｉｔｚによる、２００１年６月２１日に出願した米国非仮特許出願第０９／８８７１５８号、「Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｉｇｎａｌｓ」に開示されている。欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ（ＤＶＢ−Ｔ）信号を使用してユーザ端末の位置を決定する技法が、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれている、本願の所有者が所有する、同時係属の、Ｊａｍｅｓ  Ｊ．ＳｐｉｌｋｅｒおよびＭａｔｔｈｅｗ  Ｒａｂｉｎｏｗｉｔｚによる、２００１年８月１７日に出願した米国非仮特許出願第０９／９３２０１０号、「Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｉｇｎａｌｓ」に開示されている。日本のＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ（ＩＳＤＢ−Ｔ）信号を使用してユーザ端末の位置を決定する技法が、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれている、本願の所有者が所有する、同時係属の、Ｊａｍｅｓ  Ｊ．Ｓｐｉｌｋｅｒによる、２００１年１１月９日に出願した米国仮特許出願第６０／３３７８３４号、「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｕｓｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｊａｐａｎｅｓｅ  ＩＳＤＢ−Ｔ  Ｄｉｇｉｔａｌ  ＴＶ  Ｓｉｇｎａｌｓ」に開示されている。ＮＴＳＣ（全米テレビジョン基準委員会）アナログ・テレビジョン（ＴＶ）信号を使用してユーザ端末の位置を決定する技法が、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれている、本願の所有者が所有する、同時係属の、Ｊａｍｅｓ  Ｊ．ＳｐｉｌｋｅｒおよびＭａｔｔｈｅｗ  Ｒａｂｉｎｏｗｉｔｚによる、２００２年１月２２日に出願した米国非仮特許出願第１０／０５４３０２号、「Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  ｕｓｉｎｇ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔ  Ａｎａｌｏｇ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｉｇｎａｌｓ」と、Ｊａｍｅｓ  Ｊ．ＳｐｉｌｋｅｒおよびＭａｔｔｈｅｗ  Ｒａｂｉｎｏｗｉｔｚによる、（ＴＢＳ）に出願した米国特許出願第（ＴＢＳ、代理人整理番号ＲＳＭ００８００１）号とに開示されている。
【００２０】
これらのテレビジョン信号のそれぞれが、テレビジョン信号の送信器までの擬似距離を入手するのに使用できる成分を含む。複数のそのような擬似距離が既知であり、送信器の位置が既知である時に、ユーザ端末の位置を正確に決定することができる。ＡＴＳＣディジタル・テレビジョン信号内の適切な成分は、ＡＴＳＣデータ・フレーム内のＦｉｅｌｄ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ＳｅｇｍｅｎｔおよびＡＴＳＣデータ・フレーム内のＤａｔａ  Ｓｅｇｍｅｎｔ内のＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｅｇｍｅｎｔなどの同期化コードを含む。ＥＴＳＩ  ＤＶＢ−Ｔディジタル・テレビジョン信号およびＩＳＤＢ−Ｔディジタル・テレビジョン信号内の適切な成分は、散乱パイロットキャリアを含む。ＮＴＳＣアナログ・テレビジョン信号内の適切な成分は、水平同期パルス、水平帰線消去パルス、ひとまとめにされた水平帰線消去パルスおよび水平同期パルス、ゴースト・キャンセル用基準信号、ならびに垂直消去期間試験信号を含む。
【００２１】
ほとんどの都市区域には、ユーザ端末がユーザ端末の位置を決定するために３つ以上の異なる角度から擬似距離を測定することを可能にするのに十分な個数の、異なる位置からのＴＶ信号放送がある。しかし、いくつかの区域で、丘、建物、他の障害物、またはユーザの体さえもが、ＴＶ信号のうちの１つを阻止する場合がある。その代わりに、ユーザ端末が、単純に、必要な個数のＴＶ送信器から遠すぎる田舎の区域に置かれる場合がある。その場合に、残りの擬似距離を、携帯電話基地局によって送信される信号を使用して供給することができる。さらに、これらの擬似距離を、ＧＳＭタイミング・アドバンス・パラメータなどの携帯電話基地局によって送信される距離信号から入手される距離を使用して増補することができる。放送テレビジョン信号および携帯電話基地局によって送信される信号を使用する位置決定の技法が、２００１年８月２９日に出願した、Ｊａｍｅｓ  Ｊ．Ｓｐｉｌｋｅｒ  Ｊｒ．による米国仮特許出願第６０／３１５９８３号、「Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ａｉｄｅｄ  ｂｙ  ＧＳＭ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ」と、２００１年１０月１５日に出願した、Ｊｉｍｍｙ  Ｋ．Ｏｍｕｒａによる米国仮特許出願第６０／３２９５９２号、「Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ａｉｄｅｄ  ｂｙ  ＣＤＭＡ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ」と、２００２年５月７日に出願した、Ｊｉｍｍｙ  Ｋ．Ｏｍｕｒａによる米国仮特許出願第６０／３７８８１９号、「Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ  Ｅ−ＯＴＤ  ｗｉｔｈ  ａ  ＴＶ  Ｂａｓｅｄ  Ｃｅｌｌ  Ｐｈｏｎｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ」に開示されており、これらの米国仮特許出願の開示は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれている。これらの技法を使用するユーザ端末は、放送テレビジョン信号と携帯電話基地局信号との組合せを使用して、その位置を決定することができる。さまざまな実施態様で、使用される携帯電話信号は、下で詳細に説明するように、Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ）信号および符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）信号を含む。
【００２２】
追加の擬似距離を、標準全地球測位システム（ＧＰＳ）受信器を使用して供給することができる。放送テレビジョン信号を使用する位置決定をＧＰＳ信号を用いて増補する技法が、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれている、Ｊａｍｅｓ  Ｊ．Ｓｐｉｌｋｅｒによる、２００２年３月４日に出願した米国仮特許出願第６０／３６１７６２号、「ＤＴＶ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  ｂｙ  ＧＰＳ」に開示されている。これらの技法を使用するユーザ端末は、放送テレビジョン信号、携帯電話基地局信号、およびＧＰＳ信号の組合せを使用して、その位置を決定することができる。
【００２３】
図１を参照すると、例の実施態様１００は、エア・リンクを介して基地局１０４と通信するユーザ端末１０２を含む。いくつかの実施態様で、ユーザ端末１０２は、無線電話機であり、基地局１０４は、無線電話基地局である。いくつかの実施態様で、基地局１０４は、モバイルＭＡＮ（メトロポリタン・エリア・ネットワーク）またはＷＡＮ（広域ネットワーク）の一部である。
【００２４】
図１は、本発明のさまざまな態様を示すのに使用されるが、本発明は、この実施態様に限定されない。たとえば、句「ユーザ端末」は、本明細書で説明する位置決定技法を実施できるすべての物体を指すことが意図されている。ユーザ端末の例は、ＰＤＡ、携帯電話機、自動車および他の車両、ならびに本明細書で説明する位置決定技法を実施するチップまたはソフトウェアを含むことができるすべての物体を含む。さらに、用語「ユーザ端末」は、「端末」である物体または「ユーザ」によって操作される物体に限定されることを意図されたものではない。
【００２５】
位置特定サーバによって実行される位置決定
図２に、実施態様１００の動作を示す。ユーザ端末１０２は、１つまたは複数のＴＶ送信器１０６Ａおよび１０６Ｂ〜１０６Ｎから放送信号を受信する（ステップ２０２）。図１を参照すると、ＴＶ送信器１０６Ａは、ＥＴＳＩ送信器であり、ＴＶ送信器１０６Ｂは、ＮＴＳＣ送信器であり、ＴＶ送信器１０６Ｎは、ＡＴＳＣ送信器であるが、日本で使用されるＩＳＤＢ信号の送信器を含めて、他の組合せが企図されている。
【００２６】
さまざまな方法を使用して、位置決定に使用されるＴＶチャネルを選択することができる。一実施態様では、位置特定サーバ１１０が、監視すべき最良のＴＶチャネルについてユーザ端末１０２に知らせる。いくつかの実施態様では、ユーザ端末１０２が、基地局１０４によって位置特定サーバ１１０とメッセージを交換する。いくつかの実施態様では、ユーザ端末１０２が、基地局１０４のアイデンティティと、基地局およびＴＶチャネルを相関させる格納されたテーブルとに基づいて、監視すべきＴＶチャネルを選択する。いくつかの実施態様では、ユーザ端末１０２が、最も近い都市の名前など、ユーザ端末の位置の一般的表示を与えるユーザからの位置入力を受け入れることができ、この情報を使用して、処理のためにＴＶチャネルを選択する。いくつかの実施態様では、ユーザ端末１０２が、使用可能なＴＶチャネルをスキャンして、使用可能なＴＶチャネルの出力レベルに基づいて、位置の指紋を組み立てる。ユーザ端末１０２は、この指紋を、既知の指紋を既知の位置と突き合わせる格納されたテーブルと比較して、処理のためにＴＶチャネルを選択する。
【００２７】
ユーザ端末１０２は、ユーザ端末と各ＴＶ送信器１０６との間の擬似距離を決定する（ステップ２０４）。各擬似距離は、ＴＶ放送信号の成分の送信器１０６からの送信の時刻と、その成分のユーザ端末１０２での受信の時刻との間の時間差（または同等の距離）ならびにユーザ端末でのクロック・オフセットを表す。
【００２８】
ユーザ端末１０２は、擬似距離を位置特定サーバ１１０に送信する。いくつかの実施態様で、位置特定サーバ１１０は、本明細書で説明する動作を実行するように設計されたソフトウェアを実行する汎用コンピュータとして実施される。もう１つの実施態様では、位置特定サーバは、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）またはある他の種類のデバイスとして実施される。いくつかの実施態様で、位置特定サーバ１１０は、基地局１０４内または基地局１０４の近くで実施される。
【００２９】
ＴＶ信号は、複数の監視ユニット１０８Ａから１０８Ｎによっても受信される。各監視ユニット１０８は、トランシーバおよびプロセッサを含む小さいユニットとして実施することができ、電柱、ＴＶ送信器１０６、または基地局１０４などの便利な位置に取り付けることができる。いくつかの実施形態で、監視ユニット１０８は、衛星上で実施される。
【００３０】
各監視ユニット１０８は、それがＴＶ信号をそこから受信するＴＶ送信器１０６のそれぞれについて、そのＴＶ送信器のローカル・クロックと基準クロックとの間の時間オフセットを測定する。いくつかの実施態様で、基準クロックは、ＧＰＳ信号から導出される。基準クロックの使用は、複数の監視ユニット１０８が使用される時の各ＴＶ送信器１０６の時間オフセットの決定を可能にする。というのは、各監視ユニット１０８が、基準クロックに関する時間オフセットを決定できるからである。したがって、監視ユニット１０８のローカル・クロックのオフセットは、これらの決定に影響しない。監視ユニット１０８は、その開示全体が参照によって本明細書に組み込まれている、米国特許出願第０９／８８７１５８号、米国特許出願第０９／９３２０１０号、および米国特許出願第１０／０５４３０２号で詳細に説明されている。
【００３１】
もう１つの実施態様では、外部時刻基準は不要である。この実施態様によれば、単一の監視ユニット１０８が、ユーザ端末１０２が受信するのと同一のＴＶ送信器のすべてからＴＶ信号を受信する。実際には、この単一の監視ユニットのローカル・クロックが、時刻基準として機能する。
【００３２】
いくつかの実施態様で、各時間オフセットが、固定オフセットとしてモデル化される。もう１つの実施態様では、各時間オフセットが、ａ、ｂ、ｃ、およびＴによって記述できる
Ｏｆｆｓｅｔ＝ａ＋ｂ（ｔ−Ｔ）＋ｃ（ｔ−Ｔ）２    （１）
の形の２次多項式あてはめとしてモデル化される。どの実施態様でも、各測定された時間オフセットは、インターネット、保護されたモデム接続、または類似物を使用して、位置特定サーバに周期的に送信される。いくつかの実施態様で、各監視ユニット１０８の位置が、ＧＰＳ受信器を使用して決定される。
【００３３】
位置特定サーバ１１０は、各ＴＶ送信器１０６の位相中心（すなわち、位置）を記述する情報をデータベース１１２から受信する。いくつかの実施態様で、各ＴＶ送信器１０６の位相中心は、位相中心を直接に測定するために、異なる位置の監視ユニット１０８を使用することによって測定される。もう１つの実施態様では、各ＴＶ送信器１０６の位相中心は、アンテナ位相中心を測量することによって測定される。
【００３４】
いくつかの実施態様で、位置特定サーバ１１０は、気象サーバ１１４から、ユーザ端末１０２の付近の気温、気圧、および湿度を記述する気象情報を受信する。気象情報は、インターネットおよびＮＯＡＡなどの他のソースから入手可能である。位置特定サーバ１１０は、Ｂ．ＰａｒｋｉｎｓｏｎおよびＪ．  Ｓｐｉｌｋｅｒ，Ｊｒ．著、「Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ−Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」、ＡＩＡＡ、米国ワシントンＤ．Ｃ．、１９９６年、Ｖｏｌ．１、Ｃｈａｐｔｅｒ  １７のＪ．Ｓｐｉｌｋｅｒ，Ｊｒ．によるＴｒｏｐｏｓｐｈｅｒｉｃ  Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｎ  ＧＰＳで開示された技法などの技法を使用して、気象情報から対流圏伝搬速度を決定する。
【００３５】
位置特定サーバ１１０は、ユーザ端末１０２の全般的な地理的位置を識別する情報を基地局１０４から受信することもできる。たとえば、この情報は、セル電話機が置かれているセルまたはセル・セクタを識別することができる。この情報は、曖昧さの解決に使用される。
【００３６】
ユーザ端末１０２は、１つまたは複数の携帯電話基地局１０４から携帯電話信号を受信する（ステップ２０６）。携帯電話信号は、ＧＳＭタイミング・アドバンス・パラメータなどの距離信号を含むことができる。ユーザ端末１０２は、ユーザ端末と各携帯電話基地局１０４との間の距離および／または擬似距離を決定する（ステップ２０８）。距離は、下で詳細に説明するように、距離信号から入手することができる。各擬似距離は、携帯電話信号の成分の携帯電話基地局１０４からの送信の時刻と、その成分のユーザ端末１０２での受信の時刻との間の時間差（または同等の距離）ならびに携帯電話基地局でのクロック・オフセットを表す。ユーザ端末１０２は、この擬似距離を位置特定サーバ１１０に送信する。
【００３７】
位置特定サーバ１１０は、擬似距離、使用される場合に距離、ＴＶ送信器１０６のそれぞれの位置、および携帯電話基地局１０４の位置に基づいて、ユーザ端末の位置を決定する（ステップ２１０）。図３に、３つの送信器３０２を使用する位置決定のジオメトリを示す。送信器３０２は、ＴＶ送信器および携帯電話基地局の任意の組合せを含むことができる。送信器３０２Ａは、位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）に配置される。ユーザ端末１０２と送信器３０２Ａとの間の距離は、ｒ１である。送信器３０２Ｂは、位置（ｘ２，ｙ２，ｚ２）に配置される。ユーザ端末１０２と送信器３０２Ｂとの間の距離は、ｒ２である。送信器３０２Ｎは、位置（ｘ３，ｙ３，ｚ３）に配置される。ユーザ端末１０２と送信器３０２Ｎとの間の距離は、ｒ３である。
【００３８】
位置特定サーバ１１０は、対流圏伝搬速度および対応する送信器３０２の時間オフセットに従って、各擬似距離の値を調整することができる。位置特定サーバ１１０は、データベース１１２からの位相中心情報を使用して、各送信器３０２の位置を決定する。ＧＳＭ基地局の位置およびクロック・オフセットは、ＧＳＭ基地局によって送信されるＥ−ＯＴＤ支援データ・ブロードキャスト・メッセージから入手することができる。
【００３９】
ユーザ端末１０２は、３回以上の擬似距離測定を行って、３つの未知数すなわち、ユーザ端末１０２の位置（ｘ，ｙ）およびクロック・オフセットＴを解く。ユーザ端末の高度が、必要な度合の精度以内でわかっており、ユーザ端末の緯度および経度だけが、正確に決定される必要があると仮定する。もちろん、４つ以上の送信器が使用可能であり、これらの送信器のジオメトリが十分であると仮定すれば、３次元でのユーザ端末の位置すなわち（ｘ，ｙ，ｚ）を解くことが可能である。当業者には、３次元位置解決のために本明細書で説明される技法をどのように調整すべきかは明白であろう。
【００４０】
３つの擬似距離測定値ｐｒ１、ｐｒ２、およびｐｒ３は、
ｐｒ１＝ｒ１＋Ｔ      （２）
ｐｒ２＝ｒ２＋Ｔ      （３）
ｐｒ３＝ｒ３＋Ｔ      （４）
によって与えられる。３つの距離は、
ｒ１＝｜Ｘ−Ｘ１｜    （５）
ｒ２＝｜Ｘ−Ｘ２｜    （６）
ｒ３＝｜Ｘ−Ｘ３｜    （７）
として表すことができ、ここで、Ｘは、ユーザ端末の３次元ベクトル位置（ｘ，ｙ，ｚ）を表し、Ｘ１は、送信器３０２Ａの３次元ベクトル位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を表し、Ｘ２は、送信器３０２Ｂの３次元ベクトル位置（ｘ２，ｙ２，ｚ２）を表し、Ｘ３は、送信器３０２Ｎの３次元ベクトル位置（ｘ３，ｙ３，ｚ３）を表す。これらの関係は、３つの未知数ｘ、ｙ、およびＴについて解くべき３つの方程式をもたらす。緯度および経度だけが必要である場合に、位置特定サーバ１１０が、ｚについてある推定値を仮定し、他の未知の座標に関して行うようにはそれに関して解かないことに留意されたい。一実施態様で、地形図を使用して、ｚの初期推定値を、ｘおよびｙの計算された値に基づいて繰り返して洗練することができる。もう１つの実施態様では、位置特定サーバ１１０が、ｚについて能動的に解く。位置特定サーバ１１０は、従来の周知の方法に従って、これらの方程式を解く。Ｅ９１１応用例では、ユーザ端末１０２の位置が、正しい機関への配布のためにＥ９１１位置特定サーバ１１６に送信される。もう１つの応用例では、位置が、ユーザ端末１０２に送信される。
【００４１】
いくつかの実施態様で、ユーザ端末１０２は、擬似距離を計算するのではなく、擬似距離を計算するのに十分な信号の測定値をとり、これらの測定値を位置特定サーバ１１０に送信する。次に、位置特定サーバ１１０は、これらの測定値に基づいて擬似距離を計算し、上で説明したように、これらの擬似距離に基づいて位置を計算する。
【００４２】
ユーザ端末によって実行される位置決定
いくつかの実施態様で、ユーザ端末１０２の位置は、ユーザ端末１０２によって計算される。この実施態様では、必要な情報のすべてが、ユーザ端末１０２に送信される。この情報は、位置特定サーバ１１０、基地局１０４、１つまたは複数のＴＶ送信器１０６、携帯電話基地局１０４、またはこれらの任意の組合せによってユーザ端末１０２に送信することができる。次に、ユーザ端末１０２は、擬似距離を測定し、上で説明した連立方程式を解く。この実施態様を、これから説明する。
【００４３】
ユーザ端末１０２は、各ＴＶ送信器１０６のローカル・クロックと基準クロックとの間の時間オフセットを受信する。ユーザ端末１０２は、各ＴＶ送信器１０６の位相中心を記述する情報をもデータベース１１２から受信する。
【００４４】
ユーザ端末１０２は、位置特定サーバ１１０によって計算された対流圏伝搬速度を受信する。いくつかの実施態様で、ユーザ端末１０２は、ユーザ端末１０２の付近の気温、気圧、および湿度を記述する気象情報を気象サーバ１１４から受信し、従来の技法を使用して、この気象情報から対流圏伝搬速度を決定する。
【００４５】
ユーザ端末１０２は、ユーザ端末１０２のおおまかな位置を識別する情報を基地局１０４から受信することもできる。たとえば、この情報は、セル電話機が置かれているセルまたはセル・セクタを識別することができる。この情報は、曖昧さの解決に使用される。
【００４６】
ユーザ端末１０２は、１つまたは複数のＴＶ送信器１０６からＴＶ信号を受信し、ユーザ端末１０２と各ＴＶ送信器１０６との間の擬似距離を決定する。ユーザ端末１０２は、１つまたは複数の携帯電話基地局１０４から携帯電話信号を受信し、ユーザ端末１０２と携帯電話基地局１０４との間の擬似距離および／または距離を決定する。次に、ユーザ端末１０２は、擬似距離、使用される場合に距離、ＴＶ送信器１０６の位置、および携帯電話基地局１０４の位置に基づいて、その位置を決定する。
【００４７】
これらの実施態様のいずれにおいても、ユーザ端末１０２の位置を、ＴＶ送信器と、そのＴＶ送信器に関する以前の位置決定中に計算されたオフセットＴとを使用して決定することができる。Ｔの値は、従来の方法に従って格納するか維持することができる。
【００４８】
いくつかの実施態様で、基地局１０４は、ユーザ端末１０２のクロック・オフセットを決定する。この実施態様では、２つの送信器だけが、位置決定に必要である。基地局１０４は、クロック・オフセットＴを位置特定サーバ１１０に送信し、この位置特定サーバ１１０は、次いで送信器のそれぞれについて計算された擬似距離から、ユーザ端末１０２の位置を決定する。
【００４９】
ＧＳＭ携帯電話信号を使用する位置決定
ＧＳＭ携帯電話信号は、２００ｋＨｚ帯域幅および１６２５／６＝２７０．８３３３３ｋｂｐｓのビット・レートを有する周波数分割多元接続／時分割多元接続（ＦＤＭＡ／ＴＤＭＡ）信号である。ＧＳＭ信号は、１２４個のそれぞれ２００ｋＨｚの周波数チャネルおよび２００ｋＨｚのガード・バンドを有し、送信用に２５ＭＨｚ、受信用に２５ＭＨｚの総帯域幅を有する。各周波数チャネルは、２７０．８３３３ｋｂｐｓのガウシアン・ミニマル・シフト・キード・シグナル（Ｇａｕｓｓｉａｎ  ｍｉｎｉｍａｌ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｅｄ  ｓｉｇｎａｌ）によって変調され、ＴＤＭＡフレームは、８つの異なるアクティブ・ユーザによって共有される８つのタイム・スロットに副分割される。したがって、このシステムは、８×１２４＝９９２個のタイム・スロットの容量を有する。４５ＭＨｚ分離を有する周波数チャネルの対が、所与の二重通信路に割り振られる。
【００５０】
ＧＳＭ信号は、５つの異なるバースト・フォーマットすなわち、通常バースト、周波数訂正バースト、同期化バースト、ダミー・バースト、およびアクセス・バーストを有する。周波数訂正バーストは、６つのテール・ビットおよびガード・タイムを除くすべてについて、純粋な搬送波成分を有する。０．３ＧＭＳＫ変調のゆえに、「０」ビットのストリームは、公称搬送波周波数より１６２５／２４ｋＨｚ＝６７．７＋ｋＨｚ上の周波数シフトを伴う純粋な搬送波を生成する。この純粋な搬送波は、ユーザ端末によって、その局所水晶発振器を訂正するのに使用される。同期化バーストは、通常の２６ビット・トレーニング・シーケンスの代わりに６４ビットのトレーニング・シーケンスを伴って、タイミングに使用される。ダミー・バーストは、データを有しないが、それ以外の点では通常バーストと同一である。アクセス・バーストは、はるかに大きい６８．２５ガード・スペース、４１ビットのトレーニング・シーケンス、および３６ビットのみのデータ・ビットを有する。
【００５１】
通常バーストのフォーマットを、図４に示す。このフォーマットは、３ビットのテール・ビット４０２、それに続く５７ビットのデータ・ビット４０４、それに続く２６ビットの同期化トレーニング・シーケンス４０６、それに続く５７ビットのデータ・ビット４０８、それに続く３ビットのテール・ビット４１０、それに続く８．２５ビットのガード・ビット４１２を含む。
【００５２】
これらのさまざまなバースト・フォーマット内のトレーニング・シーケンスは、タイミング同期化のために本発明の実施形態によって使用される既知のビット・パターンである。基地局カラー・コードによって指定される、通常バースト伝送用の８つの異なるトレーニング・シーケンスがある。トレーニング・シーケンスは、適応等化器の調整と伝搬遅延の訂正との両方に使用される。
【００５３】
ユーザ端末は、ランダム・アクセス・チャネルのうちの１つで要求を行うことによってシステムに入る。しかし、ＴＤＭＡフレームあたり８つのバーストを有するＴＤＭＡ信号が正しく動作するためには、基地局から異なる距離にあるユーザ端末は、そのＴＤＭＡバーストが正しいタイミングでバースト間のオーバーラップなしで基地局で受信されるようにするために、異なる時間オフセットでＴＤＭＡバーストを送信しなければならない。
【００５４】
このために、基地局は、タイミング・アドバンス・パラメータを含む距離信号を送信する。もちろん、他のそのような距離信号が使用可能である場合には、それらの信号をその代わりに使用することができる。タイミング・アドバンス・パラメータは、それぞれが１つのデータ・ビットに対応する６４個のステップを有し、一方向伝搬時間の２倍に対応する。したがって、各増分は、自由空間伝搬の距離の１．８４６マイクロ秒すなわち１８４６フィート（５６２．６６メートル）である。したがって、タイミング・アドバンス・パラメータ自体は、約±３０７．６ヤードすなわち約±３０２．７メートルの、基地局からユーザ端末までの距離精度を与える。この精度は、望まれるであろうものほど良くはないが、ユーザ端末で既に入手可能であり、テレビジョン信号測定の高い精度と組み合わされた時には、２つのＴＶ信号だけが良いジオメトリを伴って視野の中にある中心から離れた区域での受け入れられる解決策をもたらす。
【００５５】
タイミング・アドバンス・パラメータは、ＧＳＭで使用されるシグナリング・チャネルの１つとして送信される。シグナリング・チャネルの組には、３つの専用制御チャネル（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｃｈａｎｎｅｌ、ＤＣＣＨ）がある。これらのＤＣＣＨチャネルのうちの１つは、両方向（ユーザ端末と基地局との間）低速付随制御チャネル（ｓｌｏｗ  ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｃｈａｎｎｅｌ、ＳＡＣＣＨ）チャネルであり、このＳＡＣＣＨチャネルは、７ビットのタイミング・アドバンス情報を含む。ＳＡＣＣＨチャネルのフォーマットを、図５に示す。これらのリンク制御パラメータは、４８０ｍｓおきに測定され、更新される。
【００５６】
図６に、ユーザ端末１０２の、良いジオメトリを有する視野内の２つのみのＤＴＶ送信器１０６および視野内の１つのみのＧＳＭ基地局１０４を伴うシステム構成を示す。もちろん、追加のＧＳＭ基地局１０４が視野内にある場合には、それらの信号を使用して、位置決定の精度を改善することができる。信号は、ＧＳＭ基地局トランシーバ・システム（ＢＴＳ）１０４、基地局制御装置（ＢＳＣ）６０２、およびモバイル・スイッチング・センタ（ｍｏｂｉｌｅ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｃｅｎｔｅｒ）６０４によってユーザ端末１０２から位置特定サーバ１１０へ中継される。
【００５７】
ＧＳＭシステム測定は、複数の形のうちの１つをとることができる。一実施形態は、必ず供給される通常のＧＳＭタイミング・アドバンス・パラメータを使用する。精度は、望まれるであろうほどに良くはない。しかし、これは、タイミング・アドバンスが、たとえば１つまたは複数のＧＳＭショート・メッセージ・サービス（ＳＭＳ）メッセージを使用して、他のＤＴＶ信号測定値と一緒に位置特定サーバ１１０にも供給されることを除いて、通常のＧＳＭ動作に対する追加を必要としない。その後、位置特定サーバ１１０は、タイミング・アドバンス測定値を基地局１０４の位置特定情報と一緒に組み込んで、ユーザ端末１０２の位置について解く。
【００５８】
もう１つの実施形態は、ユーザ端末１０２と基地局１０４との間の擬似距離を測定し、この擬似距離をユーザ端末１０２とＤＴＶ送信器１０６との間の擬似距離と一緒に使用して、より高い精度でユーザ端末の位置について解く。この実施形態は、ＧＳＭトレーニング・シーケンスに作用する擬似距離遅延ロック・ループを含む。通常バーストのトレーニング・シーケンスは、１００％デューティ係数を有するのではなく、２６／（１５６．２５×８）＝２．０８％のデューティ係数を有する。それでも、１秒の平均化時間について、ＧＳＭ通常バースト・トレーニング・シーケンスは、２７０８３３×０．０２０８＝５６３３すなわち３７．５ｄＢの処理利得を有する。もちろん、他のタイプのＧＳＭバースト内のトレーニング・シーケンスも、使用することができる。
【００５９】
他の実施形態は、ユーザ端末１０２とＤＴＶ送信器１０６との間の擬似距離に加えて、１つまたは複数のタイミング・アドバンス測定値ならびにユーザ端末１０２と基地局１０４との間の１つまたは複数の擬似距離を使用する。
【００６０】
図７に、２つのＤＴＶ信号の測定と共に、さらなる変更なしにＧＳＭタイミング・アドバンスを使用する位置解決策を示す。この単純な例では、ＧＳＭタイミング・アドバンスは、単純にナノ秒単位のタイミング・アドバンスに大気中の光速をかけたものに対応する半径の円弧７０２である解の軌跡を提供する。円弧７０２の角度幅は、ｋセクタ・アンテナの角度カバレッジに対応し、８セクタの場合に、角度幅は３６０／８＝４５度である。２つのＤＴＶの解は、単純に、遅延差に対応する双曲線７０４を与える。次に、位置の解は、円弧７０２と適当な双曲線７０４との交点７０６である。解への他の手法も見つけることができる。
【００６１】
図８に、一実施形態での、測定された同期化時刻をユーザ端末内のローカル基準クロックと比較することによって擬似距離を測定するのに使用される時間ゲーティングされた遅延ロック・ループ（ＴＧＤＬＬ）受信器８００の単純化された構成を示す。時間ゲーティングされたＤＬＬは、Ｊａｍｅｓ  Ｊ．ＳｐｉｌｋｅｒおよびＭａｔｔｈｅｗ  Ｒａｂｉｎｏｗｉｔｚによる、２００２年１月２２日に出願した米国非仮特許出願第１０／０５４２６２号、「Ｔｉｍｅ−Ｇａｔｅｄ  Ｄｅｌａｙ  Ｌｏｃｋ  Ｌｏｏｐ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ  Ｏｆ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｉｇｎａｌｓ」に詳細に開示されており、その開示は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれている。
【００６２】
図８は、非コヒーレント・タイプの遅延ロック・ループを示すが、コヒーレントな形の時間ゲーティングされた遅延ロック・ループを使用することもできることを理解されたい。ＧＳＭ受信器は、コヒーレントに動作しなければならないので、コヒーレント・モードでＤＬＬを動作させるのに十分な信号レベルおよびクロック回復がある。
【００６３】
時間ゲート・コントローラ８０２は、時間ゲート信号を生成し、この時間ゲート信号は、受信器８００のメモリレス要素をオンおよびオフに切り替えて電力を節約し、これらの要素が、信号が必要な時に限って動作し、信号を生成するようにする。時間ゲート・コントローラ８０２は、トレーニング・シーケンスのタイミングに基づいてローカル・クロック８０４によって生成されるタイミング信号によって制御される。受信器のフロント・エンド内の要素（図示せず）も、時間ゲーティングすることができる。これは、かなりの電力を節約し、実施態様を、限られた電力リソースを有するポータブル・デバイスに特に適するものにする。
【００６４】
受信されたＧＳＭ信号は、やはり時間ゲート・コントローラ８０２によって制御されるスイッチ８０６によって、１対のミキサ８０８Ａおよび８０８Ｂに渡され、ここで、それぞれ、トレーニング・シーケンス・ジェネレータ８１０によって供給されるトレーニング・シーケンスのＩサンプルおよびＱサンプルと混合される。ミキサ８０８の出力は、めいめいのＩＦフィルタ８１２Ａおよび８１２Ｂによってフィルタリングされた後に、それぞれ非コヒーレント検出器（ＮＣＤ）８１４Ａおよび８１４Ｂを駆動する。ＮＣＤ  ８１４の出力は、加算器８１６によって組み合わされ、ＤＬＬループ・フィルタ８１８によってフィルタリングされる。フィルタ８１８の出力は、数値制御発振器（ＮＣＯ）８２０を駆動し、ＮＣＯ  ８２０は、ローカル・クロック８０４によってクロッキングされ、トレーニング・シーケンス・ジェネレータ８１０を駆動する。
【００６５】
ＴＧＤＬＬ  ８００は、ＧＳＭ通常バースト内の２６ビットのトレーニング・シーケンスだけではなく、他のＧＳＭバースト内のトレーニング・シーケンスおよびＧＳＭ基地局１０４からのさまざまな制御信号ブロードキャストをも使用することができる。これらのさまざまな手法は、タイミング・アドバンス・パラメータだけを使用して入手されるものより高い精度での測定を可能にする。いくつかの実施形態で、タイミング・アドバンス・パラメータは、獲得の助けとして使用される。
【００６６】
位置特定プロセッサ１１０は、基地局アンテナの位置およびユーザ端末によって使用されているセクタをも考慮に入れる。さらに、基地局のクロック・タイミングが知られなければならない。これは、基地局クロックがＧＰＳまたは他のタイミング・ソースにロックされ、クロックからアンテナまでの距離が計算されるか測定される場合に、簡単に達成される。
【００６７】
タイミング・アドバンス・パラメータだけを使用することまたはＧＳＭ基地局への擬似距離を測定することというこの２つの手法のどちらもが、良いジオメトリの２つのＤＴＶ塔だけを用いる位置決定を可能にする。もちろん、より多くの基地局またはＤＴＶ塔が視野内にある場合には、追加の性能改善を得ることができる。
【００６８】
ｃｄｍａＯｎｅ携帯電話信号を使用する位置決定
現在使用されている、最も広く使用されているディジタル・セルラ・システムの１つは、本明細書でｃｄｍａＯｎｅと称する、米国のＩＳ−９５  ＣＤＭＡ標準規格に基づくものである。ｃｄｍａＯｎｅセルラ・システムは、干渉およびマルチパスに頑健なスペクトル拡散信号を利用する。この干渉に対する頑健性は、すべてのｃｄｍａＯｎｅセル・サイトが同一の送信周波数帯および受信周波数帯を使用することを可能にする。セル・サイトの間の干渉を最小にするために、各ｃｄｍａＯｎｅ基地局信号は、同相生成器が多項式
ｆ１（ｘ）＝１＋ｘ２＋ｘ５＋ｘ７＋ｘ８＋ｘ１０＋ｘ１５    （８）
によって与えられ、直交生成器が多項式
ｆα（ｘ）＝１＋ｘ３＋ｘ４＋ｘ５＋ｘ９＋ｘ１０＋ｘ１１＋ｘ１２＋ｘ１５    （９）
によって与えられる時に、線形フィードバック生成器によって生成される擬似雑音（ＰＮ）ビット・シーケンスに基づくスペクトル拡散送信信号を使用する。
【００６９】
周期２１５−１＝３２７６７を有する最大長シフト・レジスタ・シーケンスがある。
【００７０】
すべてのｃｄｍａＯｎｅ基地局信号は、これらの同一の同相ＰＮシーケンスおよび直交ＰＮシーケンスを使用する。搬送波を変調するこれらのシーケンスは、データが変調される、より上のレベルの搬送波によく似て働く。各信号のチップ・レートは、１．２２８８Ｍｃｐｓである。シーケンスの各周期は、２６．６６ミリ秒おきに、すなわち２秒おきに７５回、繰り返す。
【００７１】
同一周波数帯を使用する異なるセル・サイト送信からのユーザ端末での干渉を最小にするために、各セル・サイトのＰＮシーケンスは、６４チップのある倍数だけオフセットされる。５１２個の一意のオフセットがある。１つの区域内のすべての基地局が、干渉を最小にし、ユーザ端末による最強の基地局信号の獲得を助けるために、異なるオフセットを使用する。送信信号で同一シーケンスのオフセットを使用するこの方法は、すべての基地局が、その送信の時間同期化を可能にする安定した時刻基準を維持することを必要とする。すべてのｃｄｍａＯｎｅセル・サイトが、ＧＰＳ受信器を用いてその時刻基準を入手する。
【００７２】
ＩＳ−９５ディジタル・セルラ・システムは、現在のアナログ・セルラ帯域（ＡＭＰＳ）と同一帯域で動作し、この帯域では、全二重動作が、８６９〜８９４ＭＨｚのアップリンク（ユーザ端末から基地局への）帯域と８２４〜８４９ＭＨｚのダウンリンク（基地局からユーザ端末への）帯域とを用いる、各方向で２５ＭＨｚを有する周波数分割二重を使用することによって達成される。各方向の２５ＭＨｚ帯域は、２０個の帯域に分割され、１．２５ＭＨｚの各帯域は、１．２２８８Ｍｃｐｓのチップ・レートを有する同相成分および直交成分内のＰＮシーケンスを用いる単一搬送波を使用する。
【００７３】
１．２５ＭＨｚ帯域内の各ダウンリンク信号は、１つの高出力パイロット・チャネル、１つの低出力同期化チャネル、および６２個のページングおよびトラフィック・チャネルを含む６４個のチャネルを有する。パイロット・チャネルは、ユーザ端末が基地局信号を獲得し、追跡することを可能にする。ユーザ端末は、ＰＮシーケンスのオフセット時間シフトのすべてにまたがって変化することによって、それが見つける異なる基地局からのこれらの非変調パイロット・チャネル信号のうちで最強の信号を獲得する。同期化チャネルは、ユーザ端末が、選択された基地局ネットワークに時間同期化することを可能にする。これらのダウンリンク・チャネルのそれぞれが、６４個の直交ウォルシュ符号語のうちの１つを使用し、これが、同一の１．２５ＭＨｚ帯域を使用しているチャネルの分離を可能にする。ユーザ端末は、６４個のウォルシュ符号語のうちの１つを使用して、これらの基地局チャネルのうちの１つから受信する。
【００７４】
パイロット・チャネルは、最大出力のチャネルであり、すべて０のウォルシュ符号語を使用し、すべて０のウォルシュ符号語は、この信号が非変調ＰＮシーケンスであることを意味する。このパイロット・チャネルは、６４ビット・ウォルシュ符号語のタイム・インターバルにわたって相互相関が行われる時に、他のすべてのチャネルに直交する。擬似距離測定値を得るために、図８のＴＧＤＬＬ  ８００を、ユーザ端末１０２内で実施することができ、この場合には、トレーニング・シーケンス・ジェネレータ８１０が、非変調ＰＮシーケンスを生成する。
【００７５】
ＷＣＤＭＡ携帯電話信号を使用する位置決定
第３世代携帯電話システムのうちで、Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ（ＷＣＤＭＡ）が、最も広く採用されると期待される。ＷＣＤＭＡ仕様は、３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ（３ＧＰＰ）で作成されたが、３ＧＰＰは、欧州、日本、韓国、米国、および中国の標準化団体の共同標準化プロジェクトである。３ＧＰＰ内では、ＷＣＤＭＡは、ＵＴＲＡ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ）ＦＤＤ（周波数分割二重）およびＴＤＤ（時間分割二重）と呼ばれ、ＷＣＤＭＡという名前は、ＦＤＤ動作とＴＤＤ動作との両方を包含するために使用されている。
【００７６】
最初の符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムであるｃｄｍａＯｎｅに似て、ＷＣＤＭＡは、擬似乱数シーケンス生成されたＱＰＳＫ変調搬送波を使用するが、５ＭＨｚの搬送波間隔で３．８４Ｍｃｐｓというより高いチップ・レートを使用する。信号フォーマットは、ＱＰＳＫ変調を使用するＣＤＭＡチャネル化（ｃｄｍａＯｎｅに似た）を、ＧＳＭに似たタイムスロット・システムと組み合わせたものである。フレーム・レートは、１００フレーム毎秒であり、フレームあたり１５個のタイム・スロットがある。アップリンク／ダウンリンク二重に関して、２つの可能なモードすなわち、周波数分割二重（ＦＤＤ）および時分割二重（ＴＤＤ）がある。
【００７７】
ＴＤＤモードは、限られたスペクトル可用性を有する地域での展開を可能にする。ＴＤＤについて、フレームあたり１５個のタイム・スロットがある。各タイム・スロットを、アップリンクおよびダウンリンクの使用に割り振ることができる。バースト・フォーマットは、ＧＳＭのバースト・フォーマットに類似するが、１５６．２５ビットではなくバーストあたり２５６０個のチップがある。各ＴＤＤトラフィック・バーストは、バースト・フォーマット内のデータ・シンボルの間に２５６個または５１２個のチップの既知のコードを有する。
【００７８】
ＴＤＤブロードキャスト信号は、トラフィック・チャネルと同一のバースト・フォーマットを有するが、フレーム同期化マーカーとして働く、事前に選択された拡散コードを使用するビーコン・チャネルを含む。本発明の実施形態は、ＷＣＤＭＡ  ＴＤＤ信号の既知の成分を使用して、位置決定のための擬似距離を入手する。これらの成分は、ＷＣＤＭＡビーコン・チャネル内の拡散コードを含む。
【００７９】
ＷＣＤＭＡのＦＤＤ形態は、ＷＣＤＭＡシステムのうちでより広く使用されるシステムになると期待される。ＧＳＭと同様に、ＷＣＤＭＡ基地局から送信される信号のいくつかの部分は、ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｃｈａｎｎｅｌ（ＳＣＨ）と呼ばれ、セル検索を行うために携帯電話機によって使用される。２つのタイプのＳＣＨチャネルすなわち、プライマリおよびセカンダリがあり、その両方が、その上にスクランブリングを一切含まない。プライマリＳＣＨとセカンダリＳＣＨとの両方が、異なるチャネル内の並列タイム・スロット内で送信される。
【００８０】
プライマリＳＣＨチャネルは、２５６個のチップを有する符号語を含み、すべてのセルに変調を全く受けていない同一の符号語が１つある。この符号語は、すべてのタイム・スロットの始めに現れ、先験的タイミング情報なしで、通常は整合フィルタ相関器を用いてこのシーケンスを検出するために、より短い１６チップ・シーケンスから構成される。この２５６チップのパターンは、２５６０チップ周期を伴って繰り返される。このプライマリＳＣＨチャネルは、当初に基地局ブロードキャスト信号に同期化するために携帯電話機によって使用される。
【００８１】
セカンダリＳＣＨチャネルは、類似するが基地局ごとに変化するシーケンスを有するＳＣＨ符号語を含み、合計１６個のシーケンスが使用される。これらの１６個のシーケンスは、基地局が６４個のコード・グループのうちのどれに属するかを識別する、合計６４個の異なる符号語を生成するのに使用される。セカンダリＳＣＨチャネルのすべてのフレームに、２５６チップのセカンダリＳＣＨ符号語が現れる１５個のタイム・スロットがあり、フレームあたり合計３８４０個のチップと、３８４００チップ周期で繰り返すパターンとが与えられる。
【００８２】
基地局ブロードキャストごとに、チャネル推定およびセル選択を含むハンドオーバーのためにモバイル・デバイスによって使用される共通パイロット・チャネルがある。このパイロット・チャネルは、非変調コード・チャネルであり、セル固有の主スクランブリング・コードを用いてスクランブルされている。そのコード周期が１０ｍｓに切り詰められた５１２個の別個のゴールド・スクランブリング・コードがある。ブロードキャスト・チャネル・データは、Ｐｒｉｍａｒｙ  ｃｏｍｍｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ上で搬送される。共通パイロット・チャネルとデータ・ブロードキャスト・チャネルとの両方が、図９に示された構造を有する。同期化のためのＳＣＨ符号語は、これらの基地局ブロードキャスト信号の各スロット内では多重化されて示されている。
【００８３】
ＷＣＤＭＡ信号は、ｉｄｌｅ  ｐｅｒｉｏｄｓ  ｉｎ  ｄｏｗｎｌｉｎｋ（ＩＤＰＬ）を含み、これは、１００ｍｓおきに１スロットの送信のギャップである。これらのギャップ中に、ユーザ端末１０２は、隣接する基地局１０４からのパイロット信号を測定することができる。しかし、基地局１０４自体は、互いに関して同期化されていても、いなくてもよい。基地局１０４が同期化される場合には、ユーザ端末１０２は、単純に、複数の基地局１０４のそれぞれに対して測定を行い、これらを対で比較して、ユーザ端末１０２の位置の双曲線軌跡を提供する。基地局１０４が同期化されない場合には、同一の結果を、基地局クロックの相対時間オフセットを測定することによって得ることができる。代替案では、監視局１０８が、各基地局１０４のオフセット・パラメータを測定することができる。
【００８４】
本発明の実施形態は、ＷＣＤＭＡ  ＦＤＤ信号の既知の成分を使用して、位置決定のための擬似距離を入手する。これらの成分は、基地局ブロードキャスト信号のＳｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｃｈａｎｎｅｌ（ＳＣＨ）の拡張トレーニング・シーケンスを含む。プライマリＳＣＨ符号語は、当初に、ブロードキャスト信号との初期同期化を達成するのに使用することができる。セカンダリＳＣＨ符号語は、擬似距離測定を改善するのに、また、ブロードキャスト信号を送信する基地局を識別するのに使用することができる。本発明の実施形態は、セル固有主スクランブリング・コードを用いてスクランブルされた非変調コード・チャネルである共通パイロット・チャネルをも利用する。
【００８５】
ｃｄｍａ２０００携帯電話信号を使用する位置決定
ｃｄｍａ２０００システムは、既存のｃｄｍａＯｎｅ（ＩＳ−９５）システム用の進化の経路を提供する。ｃｄｍａ２０００システムは、同期式ネットワーク動作および共通パイロット・チャネルに関してＩＳ−９５の原理に部分的に基づくが、ＩＳ−９５の３倍の帯域幅を有する広帯域信号である。ｃｄｍａ２０００では、それぞれが１．２５ＭＨｚ帯域幅を有する３つのＩＳ−９５搬送波が、束ねられて、５ＭＨｚ展開で約３．７５ＭＨｚ帯域幅を有するダウンリンクでのマルチキャリア伝送を形成する。ｃｄｍａＯｎｅと同様に、ｃｄｍａ２０００のすべてのセル・サイトは、同期化され、同一の非変調拡散シーケンスの時間シフトされた版が、１つのパイロット・チャネル内のすべてのセル・サイトによって使用される。
【００８６】
本発明の実施形態は、ｃｄｍａ２０００信号の既知の成分を使用して、位置決定用の擬似距離を入手する。これらの成分は、上でｃｄｍａＯｎｅ信号について説明した成分に類似する。また、基地局信号が同期化されているので、基地局のアイデンティティを、そのパイロット・チャネル・ブロードキャスト信号の時間オフセットから判定することができる。
【００８７】
ＥＤＧＥ携帯電話信号を使用する位置決定
ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｄａｔａ  ｒａｔｅｓ  ｆｏｒ  ＧＳＭ  ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＥＤＧＥ）信号は、ＧＳＭの高データ・レート進化である。ＥＤＧＥ信号は、ＧＭＳＫに基づくＧＳＭ変調を８ＰＳＫ変調に置換し、これによって、通常ビット・レートを２倍にし、ピーク・ビット・レートを３倍にする。本発明の実施形態は、ＥＤＧＥ信号の既知の成分を使用して、位置決定用の擬似距離を入手する。これらの成分は、上でＧＳＭ信号について説明した成分に類似する。
【００８８】
代替実施形態
本発明を、ディジタル電子回路網内で、あるいはコンピュータ・ハードウェア、コンピュータ・ファームウェア、コンピュータ・ソフトウェア内で、あるいはこれらの組合せで実施することができる。本発明の装置を、プログラマブル・プロセッサによる実行のために機械可読記憶装置内で有形に実施されるコンピュータ・プログラム製品で実施することができ、本発明の方法ステップを、入力データを操作し、出力を生成することによって本発明の機能を実行するために命令のプログラムを実行するプログラマブル・プロセッサによって実行することができる。本発明を、データ記憶システムからデータおよび命令を受け取り、データ記憶システムにデータおよび命令を送るために結合された少なくとも１つのプログラマブル・プロセッサと、少なくとも１つの入力デバイスと、少なくとも１つの出力デバイスとを含むプログラマブル・システムで実行可能な１つまたは複数のコンピュータ・プログラム内で有利に実施することができる。各コンピュータ・プログラムは、高水準手続き指向プログラミング言語または高水準オブジェクト指向プログラミング言語で、あるいは望まれる場合にはアセンブリ言語または機械語で実施することができ、どの場合でも、言語は、コンパイルされる言語または解釈される言語とすることができる。適切なプロセッサは、たとえば、汎用マイクロプロセッサと特殊目的マイクロプロセッサとの両方を含む。一般に、プロセッサは、読取専用メモリおよび／またはランダム・アクセスメモリから命令およびデータを受け取る。一般に、コンピュータは、データ・ファイルを格納するための１つまたは複数の大容量記憶装置を含み、そのような装置は、内蔵ハード・ディスクおよび取り外し可能ディスクなどの磁気ディスク、光磁気ディスク、ならびに光ディスクを含む。コンピュータ・プログラム命令およびデータを有形に実施するのに適する記憶装置は、たとえばＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、およびフラッシュ・メモリ・デバイスなどの半導体メモリ・デバイス、内蔵ハード・ディスクおよび取り外し可能ディスクなどの磁気ディスク、光磁気ディスク、ならびにＣＤ−ＲＯＭディスクを含む、すべての形の不揮発性メモリを含む。前述のいずれをも、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって増補するか、ＡＳＩＣ内に組み込むことができる。
【００８９】
本発明の複数の実施形態を説明した。それでも、さまざまな変更を、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに行えることを理解されたい。
【００９０】
たとえば、さまざまな信号および信号処理技法を、本明細書でアナログの形で述べたが、ディジタル実施態様が、この説明を読んだ後に当業者に明白になるであろう。
【００９１】
いくつかの実施態様で、位置特定サーバ１１０は、ＴＶ送信器から入手可能な擬似距離、各ＴＶチャネルおよび擬似距離を検証するためならびに誤りのあるＴＶを識別するための追加の検査など、システム・レベルで冗長信号ｅを使用する。そのような技法の１つが、従来の受信器自律型監視（ｒｅｃｅｉｖｅｒ  ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ、ＲＡＩＭ）である。
【００９２】
したがって、他の実施形態が、添付の特許請求の範囲の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】エア・リンクを介して基地局と通信するユーザ端末を含む、本発明の実施態様を示す図である。
【図２】本発明の実施態様の動作を示す図である。
【図３】３つのＤＴＶ送信器を使用する位置決定のジオメトリを示す図である。
【図４】ＧＳＭ信号の通常バーストのフォーマットを示す図である。
【図５】ＳＡＣＣＨチャネルのフォーマットを示す図である。
【図６】ユーザ端末の、良いジオメトリを有する視野内の２つのみのＤＴＶ送信器および視野内の１つのみのＧＳＭ基地局を伴うシステム構成を示す図である。
【図７】２つのＤＴＶ信号の測定と共に、さらなる変更なしにＧＳＭタイミング・アドバンスを使用する位置解決策を示す図である。
【図８】一実施形態での、測定された同期化時刻をユーザ端末内のローカル基準クロックと比較することによって擬似距離を測定するのに使用される時間ゲーティングされた遅延ロック・ループの単純化された構成を示す図である。
【図９】Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ（ＷＣＤＭＡ）信号の共通パイロット・チャネルおよびデータ・ブロードキャスト・チャネルの構造を示す図である。
【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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【外国語明細書】
2009025291000001.pdf