(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３つの無線基地局（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）と、固定位置の少なくとも第２の無線端末（ＭＳ２）と、上記少なくとも３つの無線基地局（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）および上記少なくとも１つの第２の無線端末（ＭＳ２）の既知の位置を記憶しているサービスノード（１０７）とを具備した移動無線システムで第１の移動無線端末（ＭＳ１）の地理的位置を決定する方法において、
上記少なくとも３つの無線基地局の第１のもの（ＢＳ１）から受けたタイミング信号ダウンリンク（１１８）に上記第２の無線端末（ＭＳ２）を同期する（２１２）ステップと、
上記第２の無線端末（ＭＳ２）で、上記少なくとも３つの無線基地局（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）のアイデンティティを読み取る間に、残りの無線基地局（ＢＳ２、ＢＳ３）から受けた上記タイミング信号ダウンリンク（１１６、１１７）の相対受信時間を測定する（２１３）ステップと、
上記第２の無線端末（ＭＳ２）で測定された相対受信時間および関連した無線基地局アイデンティティを上記サービスノード（１０７）に送出する（２１４）ステップと、
上記サービスノード（１０７）で、上記タイミング信号ダウンリンク（１１６、１１７）の送信時間オフセットを上記相対受信時間および上記既知の位置（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３、ＭＳ２）から計算する（２１５）ステップと、
上記少なくとも３つの無線基地局の中で任意の１つ（ＢＳ２）から受けたタイミング信号ダウンリンク（１１５）に上記第１の移動無線端末（ＭＳ１）を同期する（２２２）ステップと、上記第１の移動無線端末（ＭＳ１）で、上記少なくとも３つの無線基地局（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）のアイデンティティを読み取る間に、残りの無線基地局（ＢＳ１、ＢＳ３）から受けた上記タイミング信号ダウンリンク（１１３、１１４）の相対受信時間を測定する（２２３）ステップと、
上記第１の無線端末（ＭＳ１）で測定された相対受信時間および関連した無線基地局アイデンティティを上記サービスノード（１０７）に送出する（２２４ａ）ステップと、
上記サービスノード（１０７）で、上記記憶されている位置（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３、ＭＳ２）から並びに上記第１（ＭＳ１）および第２（ＭＳ２）の無線端末から上記サービスノード（１０７）に送られた測定値およびアイデンティティから上記第１の移動無線端末（ＭＳ１）の位置を計算する（２２５ａ）ステップと、
を具備する方法。
【請求項２】
少なくとも３つの無線基地局（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）と、固定位置の少なくとも１つの第２の無線端末（ＭＳ２）と、少なくとも３つの無線基地局（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）および上記少なくとも１つの第２の無線端末（ＭＳ２）の既知の位置を記憶しているサービスノード（１０７）と、上記移動無線システムは上記第１の移動無線端末（ＭＳ１）と関連したアクセサリ（３７０）と、を具備した移動無線システムにおいて第１の移動無線端末（ＭＳ１）の地理的位置を決定する方法であって、
上記少なくとも３つの無線基地局の第１のもの（ＢＳ１）から受けたタイミング信号ダウンリンク（１１８）に上記第２の無線端末（ＭＳ２）を同期する（２１２）ステップと、
上記第２の無線端末（ＭＳ２）で、上記少なくとも３つの無線基地局（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）のアイデンティティを読み取る間に、残りの無線基地局（ＢＳ２、ＢＳ３）から受けた上記タイミング信号ダウンリンク（１１６、１１７）の相対受信時間を測定する（２１３）ステップと、
上記第２の無線端末（ＭＳ２）で測定された相対受信時間および関連した無線基地局アイデンティティを上記サービスノード（１０７）に送出する（２１４）ステップと、
上記サービスノード（１０７）で、上記タイミング信号ダウンリンク（１１６、１１７）の送信時間オフセットを上記相対受信時間および上記既知の位置（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３、ＭＳ２）から計算する（２１５）ステップと、
上記少なくとも３つの無線基地局（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）の既知の位置並びに計算する（２１５）前のステップで与えられた上記それぞれの送信時間オフセットを報知する（２１６）ステップと、
上記既知の位置並びに報知する（２１６）前のステップのそれぞれの送信時間オフセットを上記第１の移動無線端末（ＭＳ１）の上記アクセサリにおいて受信する（２２１）ステップと、
上記少なくとも３つの無線基地局の中で任意の１つ（ＢＳ２）から受けたタイミング信号ダウンリンク（１１５）に上記第１の移動無線端末（ＭＳ１）を同期する（２２２）ステップと、
上記第１の移動無線端末（ＭＳ１）で、上記少なくとも３つの無線基地局（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）のアイデンティティを読み取る間に、残りの無線基地局（ＢＳ１、ＢＳ３）から受けた上記タイミング信号ダウンリンク（１１３、１１４）の相対受信時間を測定する（２２３）ステップと、
上記第１の無線端末（ＭＳ１）で測定された相対受信時間および関連した無線基地局アイデンティティを上記第１の無線端末（ＭＳ１）の上記アクセサリ（３７０）に転送する（２２４ｂ）ステップと、
上記アクセサリ（３７０）で、受信する（２２１）ステップおよび転送する（２２４ｂ）ステップで与えられた情報から上記第１の移動無線端末（ＭＳ１）の位置を計算する（２２５ｂ）ステップと、
を具備した方法。
【請求項３】
請求の範囲第１項または第２項に記載の方法において、さらに、
上記第２の無線端末（ＭＳ２）で相対受信時間を測定する（２１３）上記ステップを間隔を置いて繰り返すステップと、
上記第２の移動無線端末（ＭＳ２）での上記測定に時間スタンプを与えるステップと、
上記測定の上記時間スタンプを上記サービスノード（１０７）に送出するステップと、
上記測定での時間スタンプを用いかつ上記測定を行なってから経過した時間を用いて送信時間オフセットを計算の実際の時間に外挿するステップと、
を具備する方法。
【請求項４】
請求の範囲第１項または第２項に記載の方法において、上記第２の無線端末（ＭＳ２）を上記少なくとも３つの無線基地局（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）の１つにおいて位置決めさせる方法。
【請求項５】
位置決定の精度を向上する請求の範囲第１項に記載の方法において、位置決定方法の第１の実行段階の後に、位置決定の上記第１の実行段階で使用された少なくとも３つの無線基地局（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）よりもより高精度の位置決定を与えることができる何等かの無線基地局がネットワークに存在しているかどうかおよびより高精度の位置決定が望まれるかどうかをチェックする（２２６）ステップと、
チェックする前のステップによって指示された場合に、チェックする前のステップで識別された少なくとも１つの無線基地局を用いて位置決定方法の更に一層の実行段階を行なうステップと、
を具備する方法。
【請求項６】
陸上システムが位置決定されるべき端末に関連した機能中無線基地局のアイデンティティについての情報を持たない場合の請求の範囲第１項に記載の方法において、
位置決定されるべき移動無線端末にメッセージを送出するステップと、
位置決定されるべき上記移動無線端末（ＭＳ１）から、上記機能中無線基地局を識別する（２１１）返答を受けるステップと、
を与える方法。
【請求項７】
タイミング信号ダウンリンク（１１３〜１１８）を送出する少なくとも３つの無線基地局（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）と、地理的位置が決定されるべき少なくとも第１の移動無線端末（ＭＳ１）とを含んだ移動無線システム（１００）において、
上記タイミング信号ダウンリンク（１１６、１１７）を受信する固定位置の少なくとも第２の無線端末（ＭＳ２）と、
上記少なくとも３つの無線基地局（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）および上記少なくとも第２の無線端末（ＭＳ２）の既知の位置を内部に記憶して有しているサービスノード（１０７）と、
上記タイミング信号ダウンリンクの相対時間を測定しそれらを上記サービスノード（１０７）に報告する、上記少なくとも第１および少なくとも第２の無線端末（ＭＳ１、ＭＳ２）の測定手段（ＱＰＣ、ＳＭＳＰ）と、
上記既知の位置（ＭＳ２、ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）並びに上記少なくとも第２の無線端末（ＭＳ２）によって報告された上記相対受信時間から送信時間オフセットを計算する、上記サービスノード（１０７）の第１の計算手段（１０７ａ）と、
上記少なくとも３つの無線基地局（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）の上記既知の位置と上記送信時間オフセットと上記第１の移動無線端末（ＭＳ１）によって送出された相対受信時間とから上記第１の移動無線端末（ＭＳ１）の位置を計算する、上記サービスノード（１０７）の第２の計算手段（１０７ｆ）と、
を具備したことを特徴とするシステム。
【請求項８】
タイミング信号ダウンリンク（１１３〜１１８）を送出する少なくとも３つの無線基地局（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）と、地理的位置が決定されるべき少なくとも第１の移動無線端末（ＭＳ１）とを含んだ移動無線システム（１００）において、
上記タイミング信号ダウンリンク（１１６、１１７）を受信する固定位置の少なくとも第２の無線端末（ＭＳ２）と、
上記少なくとも３つの無線基地局（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）および上記少なくとも第２の無線端末（ＭＳ２）の既知の位置を内部に記憶して有しているサービスノード（１０７）と、
上記タイミング信号ダウンリンクの相対時間を測定しそれらを上記サービスノード（１０７）に報告する、上記少なくとも第１および少なくとも第２の無線端末（ＭＳ１、ＭＳ２）の測定手段（ＱＰＣ、ＳＭＳＰ）と、
上記既知の位置（ＭＳ２、ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）並びに上記少なくとも第２の無線端末（ＭＳ２）によって報告された上記相対受信時間から送信時間オフセットを計算する、上記サービスノード（１０７）の第１の計算手段（１０７ｅ）と、
上記少なくとも３つの無線基地局の上記既知の位置および関連した送信時間オフセットを上記サービスノード（１０７）から上記第１の移動無線端末（ＭＳ１）に送出する送出手段と、
上記少なくとも３つの無線基地局（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）の上記既知の位置および関連した送信時間オフセットから並びに上記第１の移動無線端末（ＭＳ１）によって転送された（２２４ｂ）相対受信時間から上記第１の移動無線端末（ＭＳ１）のそれ自体の位置を計算する、上記少なくとも第１の移動無線端末（ＭＳ１）の第２の計算手段（３７１）と、
を具備したことを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求の範囲第７項または第８項に記載のシステムにおいて、上記第２の移動無線端末（ＭＳ２）は基地局位置に配置されたシステム。
【請求項１０】
請求の範囲第７項または第８項に記載のシステムにおいて、無線基地局は遊休および専用モードの間に読み取られることができる周波数修正チャンネルＦＣＣＨおよび同期チャンネルＳＣＨをダウンロードで送出し、移動無線端末（ＭＳ１、ＭＳ２）は機能中無線基地局と同期して上記機能中無線基地局とは別の無線基地局の上記同期チャンネルを読み取ることができ、
上記無線端末において、上記機能中無線基地局とは別の上記無線基地局の同期チャンネルＳＣＨで基地局アイデンティティおよび現在のフレーム数を読み取り、かつ上記第２および第１の移動無線端末（ＭＳ２、ＭＳ１）のカウンタ（ＱＣ）で上記機能中無線基地局のあるフレームの開始に対する上記別の無線基地局の相対受信時間を読み取る測定手段（ＱＣＰ）を具備し、
上記無線端末（ＭＳ２、ＭＳ１）が専用モードにある場合に、無線端末の遊休時間スロットの間に上記カウンタ（ＱＣ）での読み取りが行なわれるようにした、システム。
【請求項１１】
請求の範囲第７項または第８項に記載のシステムにおいて、上記システムに少なくとも１つの無線基地局を備えており、
移動無線端末の位置決定を行なわせるためにビーコンチャンネルで周期的タイミング信号ダウンロードを送出する手段（８０３、８０４）と、
少なくとも上記ビーコンチャンネルの周波数の設定に関する命令をネットワークのサービスノードから受ける手段（８０２）と、
を具備したシステム。
【請求項１２】
請求の範囲第７項または第８項に記載のシステムにおいて、無線端末の位置の単純化した計算を行なうようにしており、この単純化は位置決定システムのある全てではない無線基地局を同期することによって得られるようにしたシステム。
【請求項１３】
タイミング信号ダウンリンク（１１３〜１１８）を送出する少なくとも３つの無線基地局と、地理的位置が決定されるべき少なくとも１つの第１の移動無線端末（ＭＳ１）と、少なくとも１つの第２の固定無線端末（ＭＳ２）とを備えた移動無線ネットワーク（１００）のサービスノード（１０７）において、
上記少なくとも３つの無線基地局によって送信されたタイミング信号ダウンリンクの相対受信時間の、上記少なくとも１つの固定無線端末（ＭＳ２）からの測定報告を受ける受信手段（１０７ｂ）と、
上記少なくとも３つの無線基地局（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）および上記少なくとも１つの第２の固定無線端末（ＭＳ２）の既知の地理的位置を記憶する記憶手段（１０７ｃ）と、
上記少なくとも１つの固定無線端末（ＭＳ２）からの測定報告と上記既知の地理的位置とから、上記少なくとも３つの無線基地局によって送信されるタイミング信号ダウンリンクの送信時間オフセットを計算する第１の計算手段（１０７ｅ）と、
を具備したことを特徴とするサービスノード。
【請求項１４】
請求の範囲第１３項に記載のサービスノードにおいて、さらに、
少なくとも３つの無線基地局によって送信されるタイミング信号ダウンリンクの相対受信時間の、上記第１の移動無線端末（ＭＳ１）からの測定報告を受ける受信手段（１０７ｂ）と、
上記送信時間オフセットと上記既知の地理的位置と上記第１の移動無線端末からの上記受信した測定報告から上記第１の移動無線端末（ＭＳ１）の地理的位置を計算する第２の計算手段（１０７ｆ）と、
を具備したことを特徴とするサービスノード。
【請求項１５】
請求の範囲第１３項に記載のサービスノードにおいて、上記第１の移動無線端末（ＭＳ１）に報知するため上記既知の地理的位置および上記送信時間オフセットを無線基地局（ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）に送出する送出手段（１０７ｄ）を更に具備したことを特徴とするサービスノード。
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、それぞれが移動無線端末と通信を行なう多数の無線基地局を有する無線通信システムに関し、特に移動無線端末の地理的位置を決定するこのようなシステムにおける方法に関する。
関連技術の説明
移動無線端末の地理的位置を決定することが所望される数多くの場合が存在する。
この目的の１つの従来技術のシステムは米国特許第５，２９３，６４５号に記載されている。この米国特許によれば、複数の無線基地局は同期されたタイミング基準信号を送出する。位置決定されるべき無線端末は少なくとも３つの無線基地局からのタイミング基準信号間の相対伝播遅延を測定し、これらの測定値を陸上システムに報告する。陸上システムのプロセッサはその移動無線端末の位置を計算する。現在、一般的にセルラシステムは同期される無線基地局を持たないため、記載されている方法は関連セルラシステムに対する主たる変更の必要性といった欠点を有している。無線基地局間で同期を必要としない方法が、それに代わって好ましいものとなろう。この米国特許は、無線基地局からのタイミング基準信号が既知の予め定められたタイミングオフセットを有するが同期されていないある可能性のある実施例を述べている。しかしながら、今日のセルラ陸上システムをそのまま用いるようにするために同期を全然必要としないようにすることが好ましいであろう。上記米国特許に記載されている方法のなお一層の欠点は、測定結果を陸上システムに報告しかつ陸上システムで移動無線端末の地理的位置を計算する方法だけが記載されているに過ぎず、移動無線端末それ自体に位置決定計算を行なうオプションを持たせることが所望されることである。
他の従来技術のシステムは時間基準信号を送信する幾つかの衛星を使用する周知の全世界位置決定システムＧＰＳである。それはダウンリンク情報ストリームだけを用いる長所を持っているが、上述した米国特許の場合のようにＧＰＳの信号源は同期されているものである。計算は移動無線端末で行なわれる。
他の従来技術のシステムは公開特許出願ＤＥ４４０９１７８Ａ１号に記載されている。この出願は、３つの接近した無線基地局までの距離をこの無線基地局で決定することによって移動無線端末の地理的位置を端末それ自体でどのようにして計算するか（時間アラインメントＴＡを使用し、その結果を上記端末に送り、次いでこの端末はその位置をこれら無線基地局の既知の位置と関連した距離から計算する）を教示している。同様他の別態様の方法も述べられているが、詳細には記載されていない。
発明の概要
本発明が焦点を当てる１つの問題は移動無線端末の地理的位置を決定するため今日のセルラシステムにおいてどのようにして非同期の無線基地局を使用するかである。今日の無線基地局は僅かに異なったクロック周波数を有し、無線基地局から周期的に送られるタイミングメッセージは同一の持続時間ではあるが、互いに時間的にオフセットしている。
本発明が取り組む他の問題は、非同期の無線基地局からなる無線通信システムの無線基地局に移動無線端末から向けられるようなアップリンク送信ストリームを必要とせずに、移動無線端末の地理的位置をどのようにして決定するかである。
本発明が取り組む他の問題は位置決定されるべき移動無線端末の機能中無線基地局をどのようにして見い出すかである。（移動無線端末は典型的には５０の無線基地局を含む位置区域に登録されることができ、陸上システムは遊休移動無線端末に対して典型的には５０の中の機能中無線基地局の記録を保持しないためである）。ある移動無線端末を位置決定するために使用されるアルゴリズムは、少なくとも３つの無線基地局のうちのどれがその位置決定アルゴリズムのために使用すべきかを決定するためにその端末の近くの少なくとも１つの無線基地局を知る必要がある。
本発明が取り組む更に他の問題は、ある移動無線端末を位置決定する時に所望の測定値精度をどのようにして達成するかである。精度の要件は、例えば、位置決定されるべき移動端末の環境に応じて変わる可能性がある。
従って、本発明の１つの目的は、同期される必要がなく、一般的に同期されない、タイミング信号ダウンリンクを送信している少なくとも３つの無線基地局からの無線到達範囲の区域内でオン状態（すなわち遊休あるいは話中）にある移動無線端末の地理的位置を決定する方法および装置を提供することである。
本発明の他の目的は、前段で述べられた移動無線端末の地理的位置を決定する方法および装置であるが、更に、上記タイミング信号ダウンリンクはアップおよびダウンリンクメッセージを使用しておりかつ地上システムのサービスノードにおいて計算を行なうようにした方法および装置を提供することである。
本発明の他の目的は、前段で述べられた移動無線端末の地理的位置を決定する方法および装置であるが、更に、上記タイミング信号ダウンリンクはメッセージのダウンリンク送信のみを用い、かつ移動無線端末で位置計算を行なうようにした方法および装置を提供することである。
本発明の他の目的は、最初に、ある移動無線端末の低精度の位置決定を行ない、引続いてより高精度の位置決定を行なうようにした方法および装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、種々の適用のために必要な種々の精度の位置決定を達成する方法および装置を提供することである。
本発明は、第１の移動無線端末の地理的位置を決定する上述した問題点を解決するため、第２の無線端末と、既知である無線基地局および第２の無線端末の位置とを用いるようにした発明性ある無線端末並びに発明性あるサービスノードを含んだ方法およびシステムを提供する。第１および第２の無線端末は少なくとも３つの無線基地局から受信したタイミング信号ダウンリンク間の相対受信時間を測定し、第２の無線端末はその測定した相対受信時間をネットワークのサービスノードに送り、これはこのように送られた相対受信時間を用いてタイミング信号ダウンリンクの送信時間オフセットを計算する。次いで、第１の移動無線端末からサービスノードへの相対受信時間測定値の送出あるいはサービスノードから第１の移動無線端末への送信時間オフセット値および既知の位置の報知の後に、それぞれ、ネットワークのサービスノードあるいは第１の移動無線端末それ自体のいずれかにおいて第１の移動無線端末の位置の計算が行なわれる。
一実施例において、考慮されている無線端末はＧＳＭ（移動通信用大域システム）の標準無線端末である。第１の移動無線端末は、遊保モードの場合にはページがあればこれを受けるためあるいは専用（会話）モードの場合にはトラフィックチャンネルで通信するためにそれ自体を機能中無線基地局と同期する。２つのモードのどれでも、第１の移動無線端末は少なくとも２つの他の周囲無線基地局の周波数修正チャンネルＦＣＣＨを、次いで同期チャンネルＳＣＨを読み取り（これら少なくとも２つの他の周辺無線基地局はこのようにしてそれらのアイデンティティを受ける）、また第１の移動無線端末はそのいわゆる４分の１ビットカウンタＱＣから第１の移動無線端末に関する、従って第１の移動無線端末と同期する機能中無線基地局に関する相対受信時間を読み取る。次いで、第１の移動無線端末はこれらアイデンティティおよび測定値を機能中無線基地局を介してサービスノードに報告（アップリンク）する。サービスノードは既知の無線基地局の位置を用いて第１の移動無線端末の位置を計算しようと試みるが、無線基地局のタイミング信号ダウンリンク間で結果の未知変数として未知相対送信時間オフセットを持ってしまう。これらの未知の変数は、地理的位置が既知である第２の無線端末によって決定される。第２の無線端末は同一の無線基地局の同一のタイミング信号ダウンリンクでの測定を行ない、この測定値を第１の移動無線端末が行なったものとして報告する。
同様ＧＳＭを想定している他の実施例において、前の実施例の場合のように測定が行なわれるが、第２の無線端末によってなされる測定だけがネットワークのサービスノードに報告（アップリンク）される。サービスノードは送信時間オフセットを計算し、それらを無線基地局のあるものに送り、これらを受けた無線基地局は、次いで、それらを無線基地局アイデンティティおよび時間スタンプと共に、例えばＧＳＭシステムで、セル報知チャンネルＣＢＣＨでのダウンリンク情報あるいは報知制御チャンネルＢＣＣＨでのシステム情報メッセージを用いて第１の移動無線端末に報知して、第１の移動無線端末がそれらの位置をそれら自体で計算することができるようにする。相対送信時間オフセットの測定値には時間スタンプが与えられ、これは、少なくともある無線基地局が同期状態にはなっていないと想定されるという理由で、それら測定値が時間の関数であるためである。周波数測定の必要性を縮減するために、本発明は、送信時間オフセットの一次導関数相対時間が同様決定されて使用され得るようにする。これにより、第１の移動無線端末は、送信時間オフセットが決定された時間から位置を計算するために送信時間オフセットが用いられる時間にそれらを外挿することができるようになる。無線端末が経過時間の必要な読出しのためのクロックを持っていることは既知である。
本発明の更に他の実施例において、第２の無線端末はその測定を周期的に繰り返し、測定に時間スタンプ操作に行なって、それら測定値をサービスノードに送る時に時間スタンプを測定値に付与する。これにより、サービスノードは計算の実際の時間に送信時間オフセットを外挿することにより（それらの一次導関数と、どこかで行なわれた測定から経過した時間とを用いて）位置決定の精度を改善することができるようになる。
本発明の更に他の実施例において、（図１に例示されているような）第２の無線端末は無線基地局の場所に配置され、これは、自由に位置する第２の無線端末の場合と比較した時にこの第２の無線端末の位置に付いての地理的データの獲得を簡略化することになる。
本発明の更に他の実施例において、サービスノードはワイヤ結合ネットワークにおけるノードであり、複数の移動無線端末のための計算を処理する。それは計算結果を第１の移動無線端末、すなわち位置決定された端末に送ることができる。
本発明の１つの利点は、この発明性のある位置決定方法が無線基地局間で同期を用いているかどうかに無関係なシステムに適用されることができ、このため現在のセルラ移動無線システムに適用可能となることである。
他の利点は、ハードウェアの変更が無線基地局において不用であり、ＧＳＭ陸上システム（ＧＳＭ＝移動通信用大域システム）のサービスノードを用いる実施例を考慮する場合には無線端末で不用となることである。本発明によって要求される追加事項は、位置の決定を行なうことを望む標準ＧＳＭ無線端末（上記第１の移動無線端末）に、かつ参照無線端末（上記第２の無線端末）として使用される標準ＧＳＭ無線端末にダウンロードされるべき同一のプログラムだけである。この機能に関連するサービスノードはハードウェアおよびソフトウェア両方での追加のものとなる。後に記載されるいわゆる４分の１ビットカウンタＱＣの分解能を向上するために追加のハードウェアも使用することができるが、無線端末の価格を標準的なものにしなくなってしまう。
他の利点は、この発明性ある位置決定方法が話中あるいは遊休モードの間で等しく適合可能となることである。これは例えば警察活動のような危急状況において重要となる。
更に他の利点は、位置決定プロセスで自己の操作者および他の操作者の両方の無線基地局を使用できることである。また、トラフィックを何等担わないが要求されるダウンリンク制御チャンネル機能を備えることにより精度を局部的に改善するダミー無線基地局を使用することもできる。
本発明の更に他の利点は、屋外の森あるいは繁華街、もしくは例えば上述した全世界位置決定システムＧＰＳの弱小信号を受信し得ないような屋内のどこかといった環境で移動無線端末の地理的位置決定が可能となることである。地上ベースのＧＰＳシステムの信号は衛星ベースのＧＰＳシステムの信号よりも強力であり、従ってこの発明性あるシステムは、居住域で、衛星ベースのＧＰＳシステムに対する代替システムとなることができる。
次に、本発明は幾つかの実施例および添付図面を参照してより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
図１は無線ネットワークにおいて本発明による位置決定システムを概略的に示す。
図２ａは図１の位置決定システムに適用可能である発明性ある方法の第１の実施例のフローチャートである。
図２ｂは図１の位置決定システムに適用可能である発明性ある方法の第２の実施例のフローチャートである。
図３は本発明による移動無線端末のブロック図である。
図４は図２ａ、２ｂのフローチャートにおけるＭＳ１ステップでの測定の詳細なフローチャートである。
図５は図４に示されるような測定処理手順の詳細なタイミング図である。
図６は移動無線端末の位置を計算する数学的な原理を示す。
図７ａは向上した位置決定精度を与えるために追加の無線基地局を備えたスーパマーケット区域を概略的に示す。
図７ｂは向上した位置決定精度を与えるために追加の無線基地局を備えた繁華街区域を概略的に示す。
図８はビーコン型無線基地局を構成する固定無線端末を概略的に示す。
実施例の詳細な説明
図１は無線ネットワーク内の本発明による位置決定システム１００を概略的に示す。ネットワークは複数の無線基地局を含み、その３つがＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３で示されている。無線基地局はワイヤ結合ネットワークに通信リンクを介して接続され、通信リンクのただ１つ１０４が点線で示されているが、同様の図示されない接続も無線基地局ＢＳ２およびＢＳ３からワイヤ結合ネットワークまで存在し、このネットワークは、ブロック１０５によって図示されるように、例えば基地局コントローラＢＳＣおよび関連した移動サービス交換センタＭＳＣからなるものであってもよく、これは次いで公衆交換電話ネットワークＰＳＴＮおよびサービスノード１０７に接続されている。点線の接続１０８および１０９はトランク接続である。
サービスノード１０７にはプロセッサ１０７ａが存在し、これは受信ユニット１０７ｂ、記憶ユニット１０７ｃ、送出ユニット１０７ｄ、第１の計算ユニット１０７ｅおよび第２の計算ユニット１０７ｆを含んでいる。第１の計算ユニット１０７ｅは無線基地局によって送出されたタイミング信号ダウンリンクの送信時間オフセットを計算する。第２の計算ユニット１０７ｆは移動無線端末の位置を計算する。記憶ユニット１０７ｃは無線基地局および固定無線端末の既知の位置を保持している。受信ユニット１０７ｂおよび送出ユニット１０７ｄは当業者に既知の短メッセージサービスＳＭＳを用いて第１および第２の無線端末ＭＳ１、ＭＳ２との通信を行なわせる。この通信は、図２ａ、図２ｂおよび図４のフローチャートから理解されるであろうように、無線端末によって与えられる測定結果、これら端末へのサービスノードによるおよびその逆の要求、送信時間オフセット、並びに端末ＭＳ１に対してサービスノード１０７によって与えられる位置決定結果を含んでいる。図１は移動通信用大域システムでの実施に及んでいるが、ワイヤ結合ネットワークが、別態様として、陸上移動無線システムの場合となるであろうような、ＰＳＴＮおよびサービスノードに直接接続される無線基地局で構成されるようにしてもよい。
また、図１は、位置が計算されるようになっている第１の移動無線端末ＭＳ１と、位置が既知である第２の無線端末（その位置は、例えば、無線基地局の位置が本発明による計算においていずれにしろ既知であるという理由で無線基地局の１つにその第２の無線端末を配置することによって既知となる）とを示している。
また、図１は移動無線端末ＭＳ１および３つの無線基地局に関連した無線リンク１１３、１１４、１１５を実線で示し、かつ無線端末ＭＳ２および３つの無線基地局に関連した無線リンク１１６、１１７、１１８を実線で示している。リンク１１８が唯一の無線リンクとして２つの矢印を備えて双方向的に示されているということは、ＭＳ２がその測定値を報告するために常に１つのアップリンク接続を持つ必要があることを示しており、これに対して全ての他の無線接続はダウンリンク接続だけとして示されている。移動無線端末ＭＳ１の位置を決定するための計算が部分的にＭＳ１それ自体で行なわれる場合に対しては、ＭＳ１がアップリンク接続を何等持つ必要がない。しかしながら、計算が完全にサービスノード１０７で行なわれる場合には、ＭＳ１はその測定値をサービスノード１０７に報告するためアップリンク接続（矢印を示してはいない）を必要とする。
図２ａおよび２ｂはこの発明性ある方法を、図１のブロック図をも参照して段階的に説明するフローチャートを示す。図２ａは全ての計算がサービスノード１０７で中心的に行なわれるような場合に及び、これに対して図２ｂは位置決定されるべき移動無線端末ＭＳ１が位置決定計算をそれ自体で行なうような場合に及ぶ。
図２ａは図１の位置決定システムに適用可能なこの発明性ある方法の第１の実施例のフローチャートである。図２ａのステップ２１１において、移動無線端末ＭＳ１のために機能している無線基地局の識別が行なわれる。移動無線端末ＭＳ１を使っている加入者は、例えば、移動通信用大域システムＧＳＭで利用可能な短メッセージサービスＳＭＳを使用することにより、位置決定システムの１つの計算点として働くサービスノード１０７に対して以前にメッセージを送っている。このメッセージには、移動無線端末ＭＳ１の位置決定情報を与えかつ例えば２４時間の間１時間に１度この情報を周期的にＭＳ１に与えるように要求する位置決定システムへの要求がある（加入者が車で長距離の旅行を行なうことを計画したり、現在の位置を規則的に知ることを望むためである）。彼／彼女はこの位置決定サービスを受けるために移動無線端末ＭＳ１のスイッチをオンにしておく。位置決定が行なわれる時に移動無線端末ＭＳ１が遊休モードにある場合には、個々の機能中無線基地局が往々移動無線端末によって選択されるが地上システムには報告されないため、機能中無線基地局は多くの移動無線システムでは陸上システムにとっては既知ではない。遊休モードで機能中無線基地局を選択しかつ聴取する移動無線端末の目的は、入来呼出がページとなった場合に陸上システムが移動無線端末と連絡を持つことができるようにすることである。しかし、前に述べたように、典型的に５０の無線基地局を有するある全体の位置区域内の指定端末をページングすることによってページが往々行なわれ、機能中基地局はページング時には既知ではない。しかしながら、移動無線端末ＭＳ１からの測定を要求するためおよび測定にどの周囲無線基地局が含まれるべきかを特定するために位置決定システムは機能中無線基地局のアイデンティティを知る必要がある。従って、サービスノード１０７は短メッセージサービスＳＭＳにより第１のメッセージを移動無線端末ＭＳ１に送出すことによってこの実施例の時間毎測定を開始させ、移動無線端末ＭＳ１は特定の組の周波数を走査し、この走査に関連した信号強度測定を行ない、その結果をＳＭＳメッセージによりサービスノードに報告し、またそのメッセージに機能中無線基地局のアイデンティティを含ませるようにする。移動無線端末ＭＳ１は、加入者がそれを気付かずにすなわち警告を発することなくこの要求に答えるようにプログラムされている。このアイデンティティを知って、サービスノード１０７は他の無線基地局と（時間）測定に関与するであろう単数あるいは複数の無線端末を選択する。次いで、測定を行なわせてそれを報告させる要求が無線端末ＭＳ１および端末ＭＳ２（単数あるいは複数）に第２のＳＭＳメッセージにより送られる。端末ＭＳ２（単数あるいは複数）により行なわれる測定は所定の周期的基準で行なわれかつ報告されるかあるいはサービスノード１０７からの要求に応じて行なわれる。
ステップ２１２および２１３で、無線端末ＭＳ２はその機能中無線基地局ＢＳ１と同期し、タイミング信号ダウンリンク１１６、１１７の相対受信時間を、ＭＳ２による受信時に測定する。これらのステップの詳細は図４に関連して後に詳細に説明される。
ステップ２１４で、無線端末ＭＳ２はサービスノード１０７にＢＳ１受信時間との参照を行なうＢＳ２およびＢＳ３の相対受信時間、並びに無線基地局ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３のアイデンティティとＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３の同期チャンネルＳＣＨで読まれたフレーム数とを送出す。移動無線ネットワークにおいて、ステップ２１２、２１３、２１４の作業を分担する多くの無線端末ＭＳ２を存在させてもよい。測定を繰り返して結果を平均し、精度を向上するようにすることが可能である。
ステップ２１５において、サービスノード１０７は無線基地局ＢＳ２、ＢＳ３のＢＳ１に関する送信時間オフセットを計算し、それらの結果を対応するアイデンティティの下で登録する。これは、測定された相対受信時間から、信号がそれぞれの無線基地局から無線端末ＭＳ２まで伝播する時間を減算する、すなわち無線基地局から無線端末ＭＳ２までの既知の距離を光速で割ったものを減算することによって行なわれる。これは図５および６の説明から十分に理解されることであろう。
ステップ２２２、２２３において、ステップ２１２、２１３と同様に、移動無線端末ＭＳ１はステップ２１１でサービスノード１０７によって要求された測定を行ない、すなわちそれは無線基地局ＢＳ１、ＢＳ３の、その機能中無線基地局ＢＳ２と比べられるような相対受信時間を測定する。
ステップ２２４ａにおいて、ステップ２１４と同様に、移動無線端末ＭＳ１はサービスノード１０７にステップ２２３でなされた測定の値を送出す。
ステップ２２５ａにおいて、サービスノードプロセッサ１０７ａは、そのプログラムを用いて、図５および６に関連して詳細に説明されるように、移動無線端末ＭＳ１の位置を計算する。
ステップ２２６において、サービスノード１０７は精度要求が一致しているかどうかをチェックする。これが（Ｙ）の場合であれば、ステップ２２７ａにおいて、計算の結果はサービスノード１０７の出力装置で示されるか、あるいは移動無線端末ＭＳ１に送られて例えば液晶表示器で表示される。
反対に精度が十分とは考えられない場合（Ｎ）には、サービスノード１０７は新たな組の無線基地局を選択する。この選択は移動無線端末により近い無線基地局、または互の間であるいは少しだけ多くの無線基地局との間で同期されているある無線基地局を含んでもよい。次いで、ステップ２１２で始まるステップが繰り返される。ある無線基地局を同期させる可能性を用いる場合には、固定の無線端末ＭＳ２がこれらの同期された無線基地局の場所に選好的に配置されることができ、このようにしてＭＳ２無線端末はこれら無線基地局を機能中無線基地局として用いるので互いの間でも同期するようになるために、計算は簡略化されるようになる。
図２ｂは図１の位置決定システムに適用可能な第２の実施例の処理手順のためのフローチャートである。
ステップ２１２から２１５までおよび２２２、２２３は図２ａの対応するステップと同様であり、図２ｂの他のステップを次に説明する。
ステップ２１６において、移動無線端末の位置を計算するために必要とされる情報は移動無線端末での自動計算を行なわせるようにするために無線基地局のチャンネルで報知される。全ての情報が全ての無線基地局で報知されるわけではなく、考慮中の地理的領域に有用な情報のみがその領域のある選択された無線基地局での報知となる。これらの選択された無線基地局は位置決定を行なう時に機能中無線基地局として使用されるものとなる。報知情報は、位置決定処理手順のための参照点として役立つ近くの無線基地局のアイデンティティおよび位置と、関連した計算済み送信時間オフセットと、更にオプションとして上記送信時間オフセットが有効であった時を指示する時間スタンプを含んでいる。報知情報は選択された無線基地局のチャンネルでダウンリンクとして周期的に繰り返され、それは送信時間オフセットに関連して時間的に例えば５分毎に更新される。ステップ２２１で、報知情報は自動位置決定を行なうことを望んでいる移動無線端末ＭＳ１で受信される。受信が必要時でのオプションであることを指示するため、ステップ２１６、２２１間での流れの接続はない。移動無線端末ＭＳ１は図３に関連して記載するようにアクセサリ３７０を備えた形式のものであり、受信情報はこのアクセサリに記憶される。
ステップ２２４ｂにおいて、ステップ２２３で移動無線端末ＭＳ１によってなされた測定がアクセサリ３７０に転送され、ステップ２２５ｂにおいて、移動無線端末ＭＳ１の位置がステップ２２３のこれらの測定値およびステップ２２１で受信した情報から計算される。ステップ２２７ｂにおいて、計算結果が移動無線端末ＭＳ１の液晶表示器上に示され、加入者の注意を喚起するためにピップが与えられる。
図３は本発明による無線端末３００を示すブロック図である。この端末の実施例において、ハードウェアは、９００ＭＨｚ周波数帯であるＧＳＭ標準あるいは１９００ＭＨｚおよび１８００ＭＨｚ周波数帯のＧＳＭ関連標準用として設計されているＧＨ３３７あるいはＣＨ３３７もしくはＰＨ３３７のようなエリクソン社によって製造されている携帯用移動無線端末の無変更ハードウェアである。この実施例での発明は無線端末のメモリにロードして２つの新たなプログラムを含んでいる。これら２つの発明性あるプログラムは４分の１ビットカウンタプログラムＱＣＰ３５１および短メッセージサービスプログラムＳＭＳＰ３５２である。４分の１ビットカウンタプログラムは、上記移動無線端末ＧＨ３３７あるいはＣＨ３３７もしくはＰＨ３３７のブロック３５０内の標準品として利用可能な４分の１ビットカウンタＱＣ３５１ａを読み取り、かつまたアンテナ３１０、受信機３３０および信号プロセッサ３４０により受信した同期チャンネルＳＣＨでの基地局アイデンティティおよびフレーム数を読み取る。
移動無線端末３００はアンテナ３１０を有している。送信機３２０はアンテナ３１０に接続され、かつ信号プロセッサ３４０に接続されて呼出関連機能に関してこのプロセッサにより制御され、また発明性あるプログラムＳＭＳＰ３５２に接続されて位置決定機能に関連した出ＳＭＳメッセージに関してこのプログラムにより制御される。同様に、受信機はアンテナに接続され、送信機と共に時間多重化状態で使用される。受信機３３０は信号プロセッサユニット３４０に接続されて呼出関連機能に関してそのプロセッサユニットにより制御され、かつ発明性あるプログラムＳＭＳＰ３５２に接続されて入ＳＭＳメッセージに関してそのプログラムによって制御される。ブロック３２０および３３０は、また、変復調のための無線装置およびイコライザを含んでいる。
信号プロセッサユニット３４０入両方向での音声のチャンネルコード化機能、チャンネル復号機能並びに信号処理機能を含んでいる。また、信号プロセッサユニット３４０はブロック３４１のマイクロフォンおよび受話器と、制御ロジック３５０とに接続されている。次いで、この制御ロジックは発明性あるプログラムＳＭＳＰを含んだブロック３５２と、信号をブロック３６０のキーパッドおよび表示窓に適合させるＩ／Ｏブロック３５３に接続されている。本発明によるこの無線端末の変更は制御ロジック３５０のプログラム３５１の形態で部分的に実現され、このプログラムは前に４分の１ビットカウンタプログラムＱＣＰとして述べられた。
図２ｂで記載された実施例に属し、図３の頂部に、プロセッサと位置決定プログラム３７１とＩ／Ｏブロック３７２とを含んだ分離部分３７０が示されている。分離部分３７０は移動無線端末それ自体に分散された計算機能部分を有するこの実施例の計算ノードである。この計算ノードを位置決定されるべき無線端末ＭＳ１の内部あるいはその近くに配置することが可能である（前に述べた衛星ベースの全世界位置決定システムＧＰＳでの無線端末の場合にこれが行なわれる際に）。この分散型の実施例において、アクセサリ３７０は位相無線端末３００と物理的に分離してあるいはそれと一体的に本発明により設けられる。ブロック３７１の位置決定プログラムは短メッセージサービスプログラムブロックＳＭＳＰと測定プログラムブロックＱＣＰとに接続される。Ｉ／Ｏブロック３７２で所望の命令を手動的に入力することで測定が部分３７０から命令されてもよい。この分散型の実施例はワイヤ結合ネットワークで計算ノードだけを有する実施例とは、短メッセージサービスプログラムブロックＳＭＳＰが機能中無線基地局ＢＳ２を介してサービスノード１０７から来るダウンリンクＳＭＳメッセージのみを受信機３３０およびアンテナ３１０により処理するという事実で相違している。ブロック３５２はこれらのダウンリンクメッセージを受信し、これらをブロック３７１に送る。
図４は図２ａおよび図２ｂの実施例でＭＳ１あるいはＭＳ２の役目として無線端末３００で行なわれるステップ２１２、２１３および２２２、２２３に対応する測定の詳細のためのフローチャートである。図５は図４のフローチャートに関連したタイミングを示す。図４の流れが、ここで、図２ａの流れにおける移動無線端末ＭＳ１によって行なわれる同期化２２２および測定２２３を考慮して説明される。サービスノード１０７が移動無線端末ＭＳ１によって行なわれるべき測定を求めることによって始動が与えられ、これら測定は、ＭＳ１において、機能中無線基地局ＢＳ２に対する無線基地局ＢＳ１およびＢＳ３の相対受信時間を決定する。ＧＳＭ標準を用いる実施方式において、これらの測定は次に記載されるように行なわれる。移動無線端末ＭＳ１がオンにスイッチされると、それは周囲無線基地局の制御チャンネル周波数を走査し、最強のもの、図１の場合においてＢＳ１を注目し、これはそれによって機能中無線基地局になる。次いで、移動無線端末はステップ４０１でこの機能中無線基地局ＢＳ２と同期し、これはＢＳ２のフレーム（の時間スロットＴＯ）の初めで移動無線端末ＭＳ１のカウンタＱＣをリセットすることによって実現され得る。この時に、ステップ４０２において、プログラムＱＣＰ３５１は移動無線端末ＭＳ１のカウンタＱＣの値Ｎｑを記憶する。値Ｎｑは、１つ以上の機能中無線基地局が移動無線端末ＭＳ１を位置決定するためのアルゴリズムに加わる場合に計算のために必要とされてもよく、移動無線端末に記憶されているそれぞれのＮｑ値間の差はそれら１つ以上の機能中無線基地局のタイミングに関連するようにされている。４分の１ビットカウンタＱＣおよびその機能を含む同期処理手順の詳細はバージョン３．５．０のＥＴＳＩ／ＧＳＭ勧告０５．１０／１から０５．１０／６を読むとよい。
図５において、値Ｎｇは時間５０３として示されている。フレームは８つの時間スロットＴ０〜Ｔ７を有し、１つのフレームの持続時間は時間５０１として示される。移動無線端末ＭＳ１を無線基地局ＢＳ２と同期する作用は、ＭＳ１のＱＣカウンタのリセットに対応して、時間シフトＮｑ５０３を表す参照番号５１１で図５に表されている。
ステップ４０３で、機能中無線基地局ＢＳ２と現在同期されている移動無線端末ＭＳ１はＢＳ２の周波数修正チャンネルＦＣＣＨと同期チャンネルＳＣＨとを読み取る。この読み取りは特に上述した論理チャンネルＦＣＣＨおよびＳＣＨを担っている時間スロットＴ０でより正確に行なわれる。この読み取りは無線基地局のアイデンティティＢＳ２−ＩＤおよびフレーム数ＦＲ−ＮＲを含んでいる。フレーム数ＦＲ−ＮＲは別に暗号化に関連して使用されるが、本発明に関して、それは、測定を役に立たないものとする無線基地局の再始動のような異常な何かが生じる時に（このような事象の前後の時間を含む場合）、統御を可能とする。このような測定結果はフレーム数ＦＲ−ＮＲによって指示される場合に位置決定アルゴリズムによって放棄される。
ステップ４０５において、移動無線端末ＭＳ１は、例えばＢＳ２ではなく無線基地局ＢＳ３に対してではあるが、ステップ４０２、４０３において記載した測定を行なう。しかしながら、ＢＳ３から受信したフレームの開始時間がＢＳ２から受信したフレームの開始時間とは異なっているため、ステップ４０３ではなされなかった追加の測定がステップ４０５で行なわれる。ＢＳ２に対するＢＳ３の相対受信時間のこの測定は上述した４分の１ビットカウンタＱＣによってＭＳ１で行なわれ、このカウンタは移動無線局ＭＳ１のフレーム境界で開始および終了する０〜４９９９をカウントし、これはＢＳ３の受信フレーム境界の時間で読み取られる。ＭＳ１はステップ４０１でＢＳ２と同期されたために、ＱＣカウンタの説明された読み取り値ＮｑはＢＳ２に対するＢＳ３の相対受信時間である。
ステップ４０６において、無線基地局アイデンティティＢＳｎ−ＩＤおよびフレーム数ＦＲ−ＮＲの読み取りは、ここでは無線基地局ＢＳ３に対してではあるが、ステップ４０３と同様の態様で行なわれる。ステップ４０７において、例えばＢＳ１としてより多くの無線基地局で測定が行なわれるべきかどうかについての決定が行なわれ、そうであれば、流れはステップ４０５まで戻り、そうでなければ、流れは終了する。
図５において、無線基地局ＢＳ３のタイミングは参照番号５１７で示され、無線基地局ＢＳ１のタイミングは参照番号５１５で示され、それによってＢＳ２およびＢＳ３間の測定された相対受信時間は５０７で表され、ＢＳ２およびＢＳ１間の測定された相対受信時間は５０５で表される。
上に説明された測定処理手順は遊休モードあるいは専用モードでも、すなわち出呼があっても無くても行なわれる。ＧＳＭにおいては、呼出の間でも機能中無線基地局とは別の無線基地局で測定を行なわせる、２６フレーム毎のいわゆる遊休時間スロットが設けられているため、それが可能となる。
ＧＳＭシステムの詳細については、欧州電気通信標準協会ＥＴＳＩによって標準化された移動通信用大域システム（ＧＳＭ）規格、並びに書籍、Ｍｉｃｈｅｌ  ＭｏｕｌｙおよびＭａｒｉｅ  Ｂｅｒｎａｄｅｔｔｅ  Ｐａｕｔｅｔによる移動通信用ＧＳＭシステム（国際標準書籍番号２−９５０７１９０−０−７）を参照されたい。
図６は三角形の中間に位置した移動無線端末ＭＳ１の位置を計算する数学的原理を示す。無線基地局ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３の位置並びにそれらの間の距離は既知であり、それらは図でＧ、ＨおよびＩで表されている。ＢＳ２に対するＢＳ１のおよびＢＳ２に対するＢＳ３の相対受信時間は移動無線端末ＭＳ１で測定されて、サービスノードに報告される。固定の無線端末ＭＳ２による対応する測定結果は無線基地局間での送信時間オフセットを計算するために用いられた。図６の距離Ｆは、無線基地局ＢＳ３および機能中無線基地局ＢＳ２間（これら無線基地局が同期されていたとして）の移動無線端末ＭＳＩでの相対受信時間に光速を掛算したものとして解釈される得る。それらが同期されていない（通常の場合）ため、ＢＳ２に対するＢＳ３の送信時間オフセットがこの送信時間オフセットを相対受信時間から最初に引算することによってＦを計算するために使用される。Ｆはアナログの態様で計算される。
このアルゴリズムの数学理論は図６に対して以下の参照で説明されるようにコサイン定理を適用する。既知のパラメータはＧ、Ｈ、Ｉ、Ｅ、Ｆである。計算されるべきものは既知の数値法で求められるべきＤ式である。
角Ａ＋Ｂ＋Ｃ＝３６０度                                        （１）
Ｈ**２＝Ｄ**２＋（Ｄ＋Ｆ）**２−２Ｄ（Ｄ＋Ｆ）ｃｏｓＢ        （２）
Ｇ**２＝Ｄ**２＋（Ｄ＋Ｅ）**２−２Ｄ（Ｄ＋Ｅ）ｃｏｓＣ        （３）
Ｉ**２＝（Ｄ＋Ｅ）**２＋（Ｄ＋Ｆ）**２−２（Ｄ＋Ｅ）（Ｄ＋Ｆ）ｃｏｓＡ            （４）
図７ａは２つの通常の無線基地局７０１を備えたスーパーマーケットを概略的に示し、これら基地局は移動無線電話呼出のためこのマーケットの訪問者によって使用されることができる。更に、いわゆるビーコンチャンネルでのみダウンリンク信号化を行なうことができる１４個の付加的なビーコン型無線基地局７０２が設けられている。これらの無線基地局は、単に、より高精度の位置決定を可能にするために設けられたもので、それらは電話トラフィックに関連した機能は持たない。携帯型移動無線端末ＭＳ１を用いて位置決定されるべき加入者は７０３で表され、２つの固定の移動無線端末ＭＳ２は７０４で表されている。
図７ｂは移動無線電話呼出のために使用されてもよい２つの通常の無線基地局７１１を有する繁華街域を概略的に示す。更に、ビーコンチャンネルでのみダウンリンク信号化を行なうことができる８個の付加的なビーコン型無線基地局７１２が設けられている。これらの無線基地局は、単に、より高精度の位置決定を可能にするために設けられたもので、それらは電話トラフィックに関連した機能は持たない。車に乗っており携帯型移動無線端末ＭＳ１を用いて位置決定されるべき加入者は７１３で表され、２つの固定の移動無線端末ＭＳ２は７１４で表されている。
図７ａおよび図７ｂはダウンリンク信号化だけを行なうことができる付加的な無線基地局を設けることによって、すなわちこれらのそれぞれがいわゆるビーコンチャンネルだけを持つようにすることによって精度を向上するような本発明の実施例を示す。これらの実施例は位置決定アルゴリズムにおいて繰り返しを行なうことによって精度の向上を達成するような上述のものとは異なるが、実施例７ａおよび７ｂの精度の向上は無線基地局密度を増加することで達成される。ビーコンチャンネルに関する個人指導的情報を、例えば、上で参照したＭｏｕｌｙおよびＰａｕｔｅｔによる書籍に見い出されることができる。
図８は図３の場合と同じ形式の固定無線端末３００を概略的に示し、これはビーコン型無線基地局からなるアクセサリ８０１を備えている。好ましくは、無線端末３００の地理的位置は地図上で決定されるが、別態様として上記位置を決定するため移動無線端末に対して前に説明して位置決め方法を用いることも可能である。固定無線端末３００はビーコン型無線基地局を制御するが、更に、周囲無線基地局の送信時間オフセットを決定するための固定無線端末ＭＳ２として使用されてもよい。
アクセサリ８０１はビーコン型周波数チャンネルで周期的なタイミング信号ダウンリンクを送出することができる取り外される無線基地局であり、その周波数は、固定無線端末３００によって受信されかつアクセサリ８０１のプロセッサ８０２に転送されるメッセージによって命令され、そこでメッセージは記憶され、解釈され、送信機８０３においてその命令に含まれるビーコン周波数を設定することによって実行される。アンテナ８０４は上記ビーコンチャンネルを送信する。無線端末３００とアクセサリ８０１との間のインターフェースは図３に示したものと同一であり、無線端末３００およびアクセサリ８０１間の通信のためおよびネットワークとの通信のため同一のプログラムＳＭＳＰ３５２が使用される。命令がネットワークのサービスノード１０７から入り、位置決定システムのオペレータによってサービスノードに入力される。述べられた無線基地局８０１およびその要素がどのようにして実現されるかは当業者にとって知られており、従ってこれ以上は説明しない。
本発明はここに記載され図面に示された実施例には限定されず、包含された請求の範囲の限界内で変わり得る。
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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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７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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