位置ロケーション決定のために非同期ネットワーク又は疎同期ネットワークを実質上同期させるシステム及び方法

著者らは特許

G01S5/02 - 電波を使用するもの(19/00が優先)
H04W56/00 - 同期
H04W64/00 - ネットワーク管理,例.モビリティマネージメント,のためのユーザまたは端末の位置検出

の所有者の特許 JP2016517508:

テルコム・ベンチャーズ・エルエルシー
ネクストナヴ,エルエルシー

 

少なくとも1つのサーバを備える位置ネットワークセンタを動作させる方法が、複数の非同期送信機又は疎同期送信機に対応するタイミングエラーデータを少なくとも1つの位置ネットワーク受信機から受信することを含むことができる。その上、これらの方法は、複数の非同期送信機又は疎同期送信機による複数のタイミングエラーを示すデータを、複数の非同期送信機又は疎同期送信機から信号を受信する無線ユーザデバイスに送信することを含むことができる。関連する位置ネットワークセンタ、位置ネットワーク受信機、及び無線ユーザデバイスも記載されている。
【選択図】図1

 

 

本開示は、無線通信システム及び無線通信方法に関し、より詳細には、ロケーション決定システム及びロケーション決定方法に関する。
[優先権の主張]
本出願は、2013年3月7日に出願された「Systems and Methods for Virtually Synchronizing Unsynchronized or Loosely Synchronized Networks for Position Location Determination」と題する米国仮特許出願第61/774,074号の利益を主張する。この特許文献の開示は引用することによりその全体が本明細書の一部をなすものとする。
どの所与の地理的エリアにおいても、複数の無線通信ネットワークが時間に関して同期している場合には、それらのネットワークを、ユーザ機器(UE)の位置ロケーションを求めるのに用いることができる場合がある。しかしながら、ネットワーク内の同期又は異なるネットワーク間の同期を達成するには、かなりの技術的負担を必要とする場合がある。セルラネットワーク、Wi−Fiネットワーク、及びブロードキャストネットワーク等のネットワークの主な目的は、位置ロケーション決定を提供することではないので、システム内同期又はシステム間同期は、通常、行われないか又は緩く行われる。例えば、Wi−Fiネットワーク又はブロードキャストネットワークは、通常、時間に関して同期していない。その上、単一周波数ネットワーク(SFN)等の幾つかのブロードキャストネットワークは、疎同期である場合がある。また、幾つかのロングタームエボリューション(LTE)ネットワーク等の多くのセルラネットワークは疎同期である。「疎同期」という用語は、本明細書において用いられるとき、異なる送信機間のタイミングエラーが、ネットワーク内の異なる送信機間のタイミングエラーが低減された場合に達成することができる位置ロケーション決定の精度と比較して不正確な位置ロケーション決定をもたらすような不正確な(又は部分的な)同期を意味する。
時間に関して同期していないネットワークは、UEにおける信号到着の時間に基づく位置ロケーションに用いることができない。その上、幾つかのLTEネットワーク等の疎同期のネットワークは、ネットワーク内の異なる送信機間の不正確な同期によって引き起こされるタイミングエラーのために、UEの位置ロケーションの決定に大きなエラーを導入する場合がある。
幾つかの実施の形態によれば、少なくとも1つのサーバを備える位置ネットワークセンタを動作させる方法を提供することができる。該方法は、複数の非同期送信機又は疎同期送信機に対応するタイミングエラーデータを少なくとも1つの位置ネットワーク受信機から前記位置ネットワークセンタにおいて受信するステップを含むことができる。その上、該方法は、前記タイミングエラーデータを前記少なくとも1つの位置ネットワーク受信機から前記位置ネットワークセンタにおいて受信した後に、前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機による複数のタイミングエラーを示すデータを、前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機から信号を受信する無線ユーザデバイスに、前記位置ネットワークセンタから送信するステップを含むことができる。前記方法を実行するように構成されている位置ネットワークセンタを提供することもできる。
幾つかの実施の形態では、前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機のうちの第1の送信機及び第2の送信機を、それぞれ異なるサービスプロバイダによって運用される無線ネットワークと関連付けることができる。代替的に、前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機のうちの第1の送信機及び第2の送信機は、単一のサービスプロバイダによって運用される無線ネットワーク内の異なるサイトと関連付けることができる。その上、前記少なくとも1つの位置ネットワーク受信機は、他の位置ネットワーク受信機と同期させることができる。幾つかの実施の形態は、前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機からの前記信号が同じフレームに属さないと判断したことに応答してフレーム調整を行うステップを含むことができる。
幾つかの実施の形態では、前記タイミングエラーデータは、前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機による前記複数のタイミングエラーを示すことができる。代替的に、前記タイミングエラーデータは、前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機によって送信された、前記複数のタイミングエラーを有する未処理の信号を含むことができ、前記位置ネットワークセンタを動作させる該方法は、前記未処理の信号を用いて前記複数のタイミングエラーを計算するステップ/求めるステップと、次に、前記タイミングエラーを前記無線ユーザデバイスに送信するステップとを含むことができる。その上、前記複数のタイミングエラーを計算するステップは、前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機の正確なロケーションに関係なく、前記位置ネットワークセンタにおいて前記複数のタイミングエラーを計算するステップを含むことができる。
幾つかの実施の形態によれば、位置ネットワーク受信機を動作させる方法が、複数の非同期送信機又は疎同期送信機から信号を受信するステップを含むことができる。該方法は、前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機に対応するタイミングエラーを計算するステップを含むことができる。その上、該方法は、前記タイミングエラーを示すタイミングエラーデータを、少なくとも1つのサーバを備える位置ネットワークセンタに送信するステップを含むことができる。前記方法を実行するように構成されている位置ネットワーク受信機を提供することもできる。
幾つかの実施の形態では、前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機から受信された前記信号は、前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機によって無線ユーザデバイスに送信された信号を含むことができる。前記タイミングエラーデータを送信するステップは、前記タイミングエラーデータを前記位置ネットワークセンタに送信して前記タイミングエラーを補償し、前記無線ユーザデバイスの位置ロケーション決定を援助するステップを含むことができる。その上、前記信号を受信するステップは、前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機によって前記無線ユーザデバイスに送信された信号を前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機から絶えず又は周期的に受信するステップを含むことができる。
幾つかの実施の形態によれば、無線ユーザデバイスを動作させる方法が、非同期送信機又は疎同期送信機から信号を受信するステップを含むことができる。該方法は、前記非同期送信機又は前記疎同期送信機に対応するタイミングエラーデータを、少なくとも1つのサーバを備える位置ネットワークセンタから受信するステップを含むことができる。その上、該方法は、前記非同期送信機又は前記疎同期送信機に対応する前記タイミングエラーデータを用いて、前記無線ユーザデバイスの位置ロケーションを求めるステップを含むことができる。前記方法を実行するように構成されている無線ユーザデバイスを提供することもできる。
幾つかの実施の形態では、前記無線ユーザデバイスを動作させる該方法は、少なくとも1つの同期送信機から信号を受信するステップを含むことができ、前記無線ユーザデバイスの前記位置ロケーションを求めるステップは、前記非同期送信機又は前記疎同期送信機に対応する前記タイミングエラーデータを用いるとともに前記少なくとも1つの同期送信機からの前記信号を用いて、前記無線ユーザデバイスの前記位置ロケーションを求めるステップを含むことができる。前記少なくとも1つの同期送信機は、地上ビーコンネットワークの少なくとも1つのビーコンとすることができる。
幾つかの実施の形態では、前記非同期送信機又は前記疎同期送信機から前記信号を受信するステップは、第1の非同期送信機又は疎同期送信機から第1の信号を受信するステップを含むことができ、前記無線ユーザデバイスを動作させる該方法は、第2の非同期送信機又は疎同期送信機及び第3の非同期送信機又は疎同期送信機からそれぞれ第2の信号及び第3の信号を受信するステップを含むことができる。前記第2の信号及び前記第3の信号を受信するステップは、同じ周波数帯域において異なるそれぞれの周波数及び/又は標準規格を用いるか、又は異なるそれぞれの周波数帯域を用いて、前記第2の非同期送信機又は疎同期送信機及び前記第3の非同期送信機又は疎同期送信機からそれぞれ前記第2の信号及び前記第3の信号を受信するステップを含むことができる。
その上、前記タイミングエラーデータは、第1のタイミングエラーデータを含むことができ、無線ユーザデバイスを動作させる該方法は、前記第2の非同期送信機又は疎同期送信機及び前記第3の非同期送信機又は疎同期送信機にそれぞれ対応する第2のタイミングエラーデータ及び第3のタイミングエラーデータを前記位置ネットワークセンタから受信するステップを含むことができる。前記無線ユーザデバイスの前記位置ロケーションを求めるステップは、前記第1の非同期送信機又は疎同期送信機、前記第2の非同期送信機又は疎同期送信機、及び前記第3の非同期送信機又は疎同期送信機にそれぞれ対応する前記第1のタイミングエラーデータ、前記第2のタイミングエラーデータ、及び前記第3のタイミングエラーデータを用いて、前記無線ユーザデバイスの前記位置ロケーションを求めるステップを含むことができる。幾つかの実施の形態では、前記無線ユーザデバイスの前記位置ロケーションを求めるステップは、前記タイミングエラーデータを前記非同期送信機又は前記疎同期送信機から受信された前記信号とともに用いることによって、前記非同期送信機又は前記疎同期送信機を実質上同期させるステップを含むことができる。
幾つかの実施の形態では、前記非同期送信機又は前記疎同期送信機から受信された前記信号は、位置ネットワーク受信機によって前記非同期送信機又は前記疎同期送信機から受信された信号を含むことができる。その上、前記信号を受信するステップは、前記位置ネットワーク受信機によって前記非同期送信機又は前記疎同期送信機から受信された前記信号を、前記非同期送信機又は前記疎同期送信機から受信するステップを含むことができる。
本明細書において説明する様々な実施形態による非同期送信機及び/又は疎同期送信機を含む地理的エリアを示す概略図である。 本明細書において説明する様々な実施形態による、位置ロケーション決定のために非同期ネットワーク及び/又は疎同期ネットワークを実質上同期させる動作を示すフローチャートである。 本明細書において説明する様々な実施形態による、LTEフレーム構造及び非同期送信機又は疎同期送信機による送信間のタイミングエラーを示す図である。
次に、本発明の概念の例示的な実施形態を、添付の図面を参照して説明する。しかしながら、本発明の概念は様々な異なる形式で実施することができ、本明細書において示される実施形態に限定されるものと解釈されるべきでない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が徹底した完全なものとなり、本発明の概念の範囲を当業者に十分に伝えるように提供される。図面において、同様の符号は同様の要素を指す。要素が別の要素に「接続されている」、「結合されている」又は「応じる」と言うとき、その要素はその別の要素に直接接続、結合又は応じることもできるし、介在する要素が存在することもできることが理解されよう。さらに、「接続されている」、「結合されている」又は「応じる」とは、本明細書において用いられるとき、無線で接続、結合又は応答することを含むことができる。
本明細書において用いられる用語は、本発明の概念の特定の実施形態を説明することだけを目的とし、本発明の概念の限定を意図するものではない。本明細書において用いられる場合、特に明示のない限り、単数形「一(a、an)」及び「その(the)」は複数形を包含することが意図される。本明細書において用いられる場合、用語「含む(include)」、「備える、含む(comprise)」、「含んでいる(including)」及び/又は「備えている、含んでいる(comprising)」が、述べられている特徴、ステップ、動作、要素、及び/又は構成要素の存在を特定するが、1つ又は複数の他の特徴、ステップ、動作、要素、構成要素、及び/又はそれらの群の存在又は追加を除外しないことが更に理解されよう。本明細書において用いられるとき、「及び/又は」という用語は、関連する列挙された1つ又は複数の項目のうちの任意のもの及びそれらの全ての組み合わせを含む。「/」というシンボルも、「及び/又は」の略記として用いられる。
他に規定のない限り、本明細書において用いられる全ての用語(技術用語及び科学用語を含む)は、本発明の概念が属する技術分野の当業者により一般に理解される意味と同じ意味を有する。一般に用いられる辞書において定義される用語等の用語が、関連する技術分野及び本開示での意味と一致する意味を有するものとして解釈されるべきであり、本明細書において、理想化された、又は過度に形式張った意味で明確に定義される場合を除き、そのような意味で解釈されることにはならないことが更に理解されよう。
用語「第1の(first)」及び「第2の(second)」は、種々の要素を述べるために本明細書で使用される場合があるが、これらの要素は、これらの用語によって制限されるべきでないことが理解されるであろう。これらの用語は、1つの要素と別の要素を区別するために使用されるだけである。このため、本発明の概念の教示から逸脱することなく、第1の要素は第2の要素と呼ぶことができ、同様に、第2の要素を第1の要素と呼ぶことができる。
本発明の概念は、本発明の概念の実施形態による動作及びシステムのフローチャートを参照しながら以下に部分的に説明される。フローチャートの1つ又は複数の所与のブロックは、動作及び/又はシステムへの支援を与える。
幾つかの代替の実施態様では、フローチャートにおいて言及される機能/動作が、フローチャートにおいて言及された順序に反して行われる場合があることにも留意されたい。例えば、連続して示される2つのブロックは実際には実質的に同時に実行される場合もあるし、関与する機能/動作によっては、それらのブロックは逆の順序で実行される場合もある。最後に、1つ又は複数のブロックの機能は、他のブロックの機能から切り離すこともできるし、及び/又は他のブロックの機能と組み合わせることもできる。
本明細書において説明するシステム及び動作は、非同期ネットワーク及び/又は疎同期ネットワークをUEの位置ロケーションの決定にどのように用いることができるのかに対処するものである。これらのシステム及び動作は、任意選択的に、所与のエリアにおける位置ロケーション決定を提供するように設計された全地球測位システム(GPS)ネットワーク及び地上ビーコンネットワーク(TBN)等の同期ネットワークと併せて用いることができる。例えば、GPSネットワーク又はTBNは、位置ロケーションを求めるのに必要なカバレッジを欠いている場合がある。一例として、2次元平面における位置ロケーション決定を提供するには、3つ以上のビーコン(例えば、送信機)が必要とされる場合があるが、幾つかの状況下では、1つ又は2つのビーコンしか利用可能でない場合がある。そのような状況下では、非同期ネットワーク及び/又は疎同期ネットワークは、本明細書において説明するシステム及び動作を用いて、GPSネットワーク及び/又はTBNと併せて用いることができる。
本発明の概念の様々な実施形態では、本明細書において説明するシステム及び動作は、位置ロケーション決定の精度を高めるために、複数のサービスプロバイダによって運用されるネットワーク間で用いることができる。例えば、複数のサービスプロバイダは、所与の地理的エリアにおいてLTE無線通信を用いることができる。各サービスプロバイダのネットワークは個々に疎同期である場合があり、異なるネットワークプロバイダによって運用されるネットワーク間の同期(システム間同期)は通常存在しない。本明細書において説明するように、システム内の時間に関する同期は、「システム内同期」と呼ばれる場合がある。他方、同じタイプの異なるシステム(例えば、異なるセルラシステム)又は異なるタイプの異なるシステム(例えば、セルラシステム及びブロードキャストシステム)の間の時間に関する同期は、「システム間同期」と呼ばれる場合がある。
LTEネットワーク等の無線通信システムが疎同期であっても、異なる送信機間のタイミングはドリフトする。ドリフトは、位置ロケーション決定に大きなエラーを導入する場合があるので、そのようなドリフトを訂正することが望ましい場合がある。したがって、本明細書において説明するシステム及び動作を、本発明の概念の様々な実施形態において、異なる送信機サイト間のタイミングドリフトの課題に対処するのに用いることができる。
具体的には、本明細書において説明するシステム及び動作は、UEの位置ロケーションを求めるときに、タイミングエラー計算を用いて、非同期ネットワーク又は疎同期ネットワーク内の送信機のタイミングドリフトを考慮することができる。したがって、本明細書において説明するシステム及び動作は、非同期ネットワーク又は疎同期ネットワークを実質上同期させて、UEの位置ロケーションをより正確に求めることができる。
受信機ネットワーク
幾つかのLTEネットワーク若しくはWi−Fiネットワーク又は他のタイプのネットワーク等の既存の無線通信ネットワークは、正確に同期させることができ、このため、所与のUEにおける信号到着の時間に基づく位置ロケーション決定を提供することができる。しかしながら、他の無線通信ネットワーク(例えば、他のLTEネットワーク又はWi−Fiネットワーク)は、非同期又は疎同期である場合がある。本発明の概念の様々な実施形態は、非同期及び/又は疎同期である無線通信ネットワークを実質上同期させて、正確な位置ロケーション決定を提供することができる。
例えば、受信機を、対象となる地理的エリアに配置/設置して、これらの受信機が互いに対して同期するネットワークを形成することができる。これらの受信機は、UEが受信することが可能な信号を無線で受信することができる。(TBNは、UEが受信することが可能な信号を受信することができる受信機を有するネットワークの1つの例である。)その上、GPS等のマスタネットワーク又は他の或る共通のタイミング源から受信機のタイミングを取り出す受信機のネットワークを用いて、本明細書において説明するシステム及び方法を提供することができる。これは、高度に安定したマスタソースがマスタスレーブ形式で受信機ロケーションに時間を分配する場合にも達成することができる。受信機のネットワークは、ネットワーク内の異なる送信機間又は異なるネットワーク内の送信機(UEがこれらの送信機から信号を受信することができる)間のタイミングエラー(すなわち、時間同期の欠如)を判断することができる。
加えて、比較的高い高度のサイト(これは通常、TBNの場合である)にある受信機の場所を特定することが望ましい場合があり、これによって、ネットワーク受信機とネットワーク送信機との間の見通し経路が提供される。これは、異なる送信機間のタイミングエラーのより正確な計算を提供するのに役立つことができる。
受信機ネットワークの定義
位置ネットワーク受信機(PNR)は、他のPNRとの正確な(例えば、同期した)タイミングを有する(又はこのタイミングへのアクセスを有する)とともに、非同期又は疎同期であるネットワーク内の送信機からの信号到着の時間を求めることが可能な受信機である。PNRは、加えて又は代替的に、非同期又は疎同期であるネットワーク内の送信機からの信号到着の時間と関連付けられた距離測距情報を求めることを可能にすることができる。PNRは、絶えず/周期的に送信信号を測定し及び/又はタイミング(及び/又は測距)エラーを計算して、非同期送信機又は疎同期送信機の動的な/更新された実質上の同期を提供することができることが理解されるであろう。
位置ネットワークセンタ(PNC)は、PNRネットワーク内の1つ又は複数のPNRへのデータリンクを有するサーバ(又は一群のサーバ)である。このサーバ(複数の場合もある)は、非同期送信機又は疎同期送信機からPNRによって収集された信号を処理して、タイミング(及び/又は測距)エラーを計算することができる。代替的に、このサーバ(複数の場合もある)は、その近傍の様々な非同期送信機又は疎同期送信機からの、又は、そうでない場合には、PNRが十分な信号強度を有する信号を受信してタイミング(及び/又は測距)エラーを求め、このタイミング(及び/又は測距)エラーをサーバに送信することができる非同期送信機又は疎同期送信機からのタイミングエラーを既に計算しているPNRからの受信機データを処理することができる。
PNR又はPNCは、非同期送信機又は疎同期送信機間のタイミングエラーを計算するのに非同期送信機又は疎同期送信機の正確なロケーションを知る必要はない。しかしながら、位置ロケーション決定には、PNR又はPNCは、非同期送信機又は疎同期送信機の正確なロケーションを知る(又は求めることができる)ことが必要な場合がある。そのような正確なロケーションは、PNR、PNC、及び/又はUEを用いて識別/記憶することができる。
非同期送信機(UT)は、それらの信号がPNR及びUEによって受信される送信機である。UTは、非同期送信機及び/又は疎同期送信機を含むことができる。一例として、UTは、同じタイプのネットワークに属することができる(例えば、UTは、LTEネットワークに属することができる)。また、UTは、同じタイプではあるが異なるネットワーク事業者を有するネットワークに属することもできる。その上、UTは、同じ事業者又は異なる事業者が運用することができる異なるタイプのネットワークに属することができる。本発明の概念の様々な実施形態では、UTは、位置ロケーション決定の改善された結果を取得するために選ぶ送信機の膨大な選択をUEに提供することができる。加えて、本明細書において説明するシステム及び動作は、(本明細書において説明する様々なネットワーク内又は様々なネットワーク間において)UTの実質上の同期を提供して、UTのこれらのネットワークに(物理的に又は技術的な観点から)更に負担をかけることなく正確な位置ロケーション決定を提供することができる。
次に図1を参照すると、UE101が地理的エリア102に示されている。UE101は、様々なタイプの無線電子ユーザデバイス及び/又はネットワーク要素(移動/携帯電話、マイクロセル、ボイスオーバインターネットプロトコル(VOIP)ハンドセットだけでなく、電話機能を有しない無線ユーザデバイスも含む)のうちの1つ(又はその一部)とすることができる。UE101の場所は、地理的エリア102内のいずれの場所であっても特定することができる。図1は、単一のUE101を示しているが、複数のUE101の場所を地理的エリア102内において特定することができる。幾つかの実施形態では、数百、数千、又はそれよりも多くのUE101の場所を地理的エリア102内において特定することができる。
UE101は、基地局(BS)(例えば、セルラBS)等のUT及び/又はTBNの測位ビーコン(PB)から信号を無線で受信することができる。地理的エリア102は、任意の数の(例えば、3つ、4つ、数十、又はそれよりも多くの)BS及び/又はPBを含むことができることが理解されるであろう。その上、UE101は、任意選択的に、地理的エリア102内のWi−Fiホットスポット121から信号を無線で受信することができる。
図1を更に参照すると、地理的エリア102は、1つ又は複数のPNR104及びPNC105を含むことができる。PNR104は、BS及び/又はPBから地理的に離間することもできるし、BS及び/又はPBのロケーション(例えば、比較的高い高度のサイト)又はその近くとすることもできる。図1には4つのPNR104が示されているが、地理的エリア102は、任意の数の(例えば、1つ、2つ、数十、又はそれよりも多くの)PNR104を含むことができることが理解されるであろう。その上、本明細書において説明するUTは、図1に示すBSのうちの1つとすることができ、及び/又はWi−Fiホットスポット121とすることができることが理解されるであろう。
タイミングエラーの決定
PNR104は、所与のUTから信号を頻繁に(例えば、毎秒)受信し、送信の時間(例えば、UTからの信号の送信とPNR104における信号の受信との間で経過した時間)を計算することができる。UT(例えば、BSのうちの1つ)及びPNR104の双方のロケーションは知られており、固定されているので、PNR104は、信号到着時間に基づいてそのような計算を行うことができる。また、多くの信号(例えば、LTE信号)は、UTによって組み込まれたマーカを含むことができ、このマーカは、UEが、所与のUEとUTとの間の双方向通信の同期を行うことを可能にすることができる。例えば、ネットワーク内の種々のUTに関して、UTロケーションとは無関係に、信号に組み込まれたマーカ(例えば、マーカを用いること)に基づいて、時間データベース(例えば、タイミングエラーのデータベース)を作成することができる。
図2を参照すると、PNR104は、種々のUT(例えば、本明細書において説明するように、PNR104が、信号送信の経過時間を計算するのに十分な強度で信号を受信することができる種々のUT)から受信された信号に関して同じ送信時間計算を行うことによって、相対的なタイミングエラーを計算することができる(ブロック205)。UTからの未処理のデータ/信号が、PNR104からPNC105に転送された場合、PNC105は、同じ計算を行うことができる。したがって、幾つかの実施形態では、ブロック205に示す計算は、未処理のデータ/信号をPNR104からPNC105において受信した後に、PNC105においてブロック215で行うことができる。
PNC105は、PNRネットワーク内の種々のPNR104からタイミングエラーデータを受信することができ、システム全体のタイミングエラーのデータベースを集めることができる(ブロック215)。このデータは、(例えば、PNR104において毎秒)絶えず収集することができ、UTの任意のタイミングドリフトを訂正するのに用いることができる。
位置ロケーション決定を、タイミングエラーデータを用いて様々なモードでUE101について行い、UTを実質上同期させることができる(ブロック225)。例えば、(UTによって送信された信号に関する)タイミングエラーデータがネットワーク(例えば、セルラネットワーク又はWi−Fiネットワーク)を介してUE101に送信される場合、UE101において位置ロケーション決定を行うことができる。別の例では、UE101が、UTから受信するデータ/信号をPNC105に転送する場合、PNC105において位置ロケーション決定を行うことができる。一例として、UE101は、UTからの信号に関する到着時間の計算結果をPNC105に送信することもできるし、UTから受信された未処理の信号を送信することもでき、これらの未処理の信号は、その後、PNC105において処理することができる。PNC105が、UE101の位置ロケーション決定又はタイミング訂正を行った後、この位置ロケーション決定又はタイミング訂正は、UE101に中継して戻すことができる。
位置ロケーション決定モードの更なる例では、UE101は、TBN(及び/又はGPSネットワーク)と関連付けられた送信機(例えば、図1に示すPBのうちの1つ)からデータ/信号を受信することができ、受信されたデータ/信号をUTからのタイミングエラー訂正済みデータと組み合わせて、位置ロケーション決定の精度を改善することができる。これは、これに加えて又は代替的に、PNC105において行うことができ、PNC105は、TBNデータと、UE101によって受信された信号からのデータとを組み合わせることができ、これに応じて、位置ロケーション決定をUE101に送信することができる。
UT信号の更なる処理
タイミングエラー(例えば、異なるUT送信間の不一致)が訂正された後も、UTからの信号には、解決すべき必要なものがまだ存在する。例えば、図3は、LTEフレーム構造を示すとともに、第1のUT(例えば、UT1)による送信と第2のUT(例えば、UT2)による送信との間のタイミングエラー(例えば、タイミング差Δ12)を更に示している。タイミング差Δ12は、PNR104によって測定することができ、PNC105に転送することができ、PNC105は、ネットワーク内の全てのUTに関するタイミング差測定値を収集することができ、タイミング不一致を訂正することができる。しかしながら、UE101は、それでも、自身が信号受信時にどのフレームに存在していたのかを復号化する必要がある。LTEネットワークでは、全てのUTは、特定のビットをダウンリンク上で送信して、UE101が所与のUT(例えば、BS)と同期機能を実行することができることを確保することができる。信号をフレーム(例えば、フレームは10ミリ秒の長さとすることができ、同期情報は、毎フレーム2回送信することができる)内で受信することができる場合、これらの信号は、フレーム(例えば、フレーム番号)曖昧性なしで処理することができる。一方、UE101がフレーム内でこの作業を行うことができない場合、追加の処理が必要とされる場合がある。
TBNを用いたフレーム曖昧性の解決
例えば、図3を更に参照すると、LTEネットワークでは、フレームは、10ミリ秒の長さを有することができ、各サブフレームは、1ミリ秒の長さを有することができる。タイムスロットは、1ミリ秒の2分の1(0.5)の長さを有することができる。このタイミングパターンは、それ自体を繰り返すことができる。したがって、TBNネットワークが、1つのフレーム内でUE101の場所を確実に特定することができる場合、UTからの(同期用の)受信信号が同じフレーム内にあったのか又はUE101による受信信号のフレームミスアライメント(タイミングではない)について訂正する必要があるのかの調査を行うことができる。
PNCを用いたフレーム曖昧性の解決
UTからの全ての受信信号が、(異なるUTにおいて)同じフレームに属することを確保するために、UE101は、単に受信信号を収集することができ、事後処理は、PNC105において行うことができる。信号が同じフレームに属さない場合、PNC105は、調査又はフレーム識別子によってフレーム数による調整を行うことができる。
複数の周波数、周波数帯域、及び/又は標準規格の使用
遠近問題が、LTEネットワーク等の無線通信ネットワークにおける周波数再利用に起因して生じる場合がある。しかしながら、本発明の概念の様々な実施形態では、(i)複数の周波数、(ii)複数の周波数帯域、及び/又は(iii)複数の標準規格を用いて、精度を改善し、遠近課題を低減/克服することができる。
精度(例えば、位置ロケーション決定精度)は、信号の到来角の数を増加させることによって改善することができる。例えば、デバイス(例えば、UE101)が(現在用いられているキャリア及び標準規格と関連付けられたものだけでなく)全ての潜在的な送信サイトから信号を受信することを可能にすることによって、聞くことができるとともに三角測量に用いることができる基準サイトの数が増加する。
さらに、上記デバイスは、時に、サービスを提供するセルの近くに存在する場合がある。例えば、UE101は、図1における特定のBSの近くに存在する場合がある。CDMAネットワーク又はLTEネットワーク等の単一周波数ネットワークでは、近くのセル(例えば、BS)による送信は、同じ周波数上で動作する周囲のサイト(例えば、異なるUT)の検出を妨害するだけ十分強いものである場合がある(これが無線通信における古典的な遠近課題である)。この妨害は、複数の周波数及び/又は標準規格を同じ帯域において受信することによって、又は異なる帯域を受信することによって低減/克服することができる。なぜならば、これらの周波数は、同一チャネルとはならず、したがって、デバイスの現在の動作周波数上で受信されている強い信号によって妨害されないからである。
本明細書において、上記の説明及び図面に関連して本発明の概念の種々の異なる実施形態が開示されてきた。これらの実施形態の全ての組合せ及び部分的組合せをそのまま説明し示すことは、過度に繰返しが多くわかりにくいものとなることが理解されよう。したがって、図面を含む本明細書は、本明細書において説明される本発明の概念の実施形態並びにそれらを作成し用いる方式及びプロセスの全ての組合せ及び部分的組合せの完全な明細書を構成すると解釈されるものとし、任意のそのような組合せ又は部分的組合せに対する特許請求を支持するものとする。
図面及び明細書に、本発明の概念の例示的な実施形態が開示されている。特定の用語が使用されているが、それらの用語は、一般的かつ説明的な意味でのみ用いられ、限定の目的では用いられていない。本発明の概念の範囲は、この後に続く特許請求の範囲に規定されている。



  1. 少なくとも1つのサーバを備える位置ネットワークセンタを動作させる方法であって、
    複数の非同期送信機又は疎同期送信機に対応するタイミングエラーデータを少なくとも1つの位置ネットワーク受信機から前記位置ネットワークセンタにおいて受信するステップと、
    前記タイミングエラーデータを前記少なくとも1つの位置ネットワーク受信機から前記位置ネットワークセンタにおいて受信した後に、前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機による複数のタイミングエラーを示すデータを、前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機から信号を受信する無線ユーザデバイスに、前記位置ネットワークセンタから、送信するステップと、
    を含む、少なくとも1つのサーバを備える位置ネットワークセンタを動作させる方法。

  2. 前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機のうちの第1の送信機及び第2の送信機は、それぞれ異なるサービスプロバイダによって運用される無線ネットワークと関連付けられ、
    前記複数のタイミングエラーを示す前記データを送信するステップは、
    前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機のうちの前記第1の送信機及び前記第2の送信機に対応する複数のタイミングエラーを示すデータを、それぞれ前記異なるサービスプロバイダによって運用される前記無線ネットワークと関連付けられた前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機のうちの前記第1の送信機及び前記第2の送信機から信号を受信する前記無線ユーザデバイスに送信するステップ、
    を含む、請求項1に記載の方法。

  3. 前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機のうちの第1の送信機及び第2の送信機は、単一のサービスプロバイダによって運用される無線ネットワーク内の異なるサイトと関連付けられ、
    前記複数のタイミングエラーを示す前記データを送信するステップは、
    前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機のうちの前記第1の送信機及び前記第2の送信機に対応する複数のタイミングエラーを示すデータを、前記単一のサービスプロバイダによって運用される前記無線ネットワーク内の前記異なるサイトと関連付けられた前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機のうちの前記第1の送信機及び前記第2の送信機から信号を受信する前記無線ユーザデバイスに送信するステップ、
    を含む、請求項1に記載の方法。

  4. 前記少なくとも1つの位置ネットワーク受信機は、他の位置ネットワーク受信機と同期しており、
    前記タイミングエラーデータを受信するステップは、
    前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機に対応する前記タイミングエラーデータを、前記他の位置ネットワーク受信機と同期している前記少なくとも1つの位置ネットワーク受信機から受信するステップ、
    を含む、請求項1に記載の方法。

  5. 前記タイミングエラーデータは、前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機による前記複数のタイミングエラーを示し、
    前記タイミングエラーデータを受信するステップは、
    前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機による前記複数のタイミングエラーを示す前記タイミングエラーデータを前記少なくとも1つの位置ネットワーク受信機から受信するステップ、
    を含む、請求項1に記載の方法。

  6. 前記タイミングエラーデータは、前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機によって送信された、前記複数のタイミングエラーを有する未処理の信号を含み、
    該方法は、
    前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機によって送信されて、前記少なくとも1つの位置ネットワーク受信機から前記位置ネットワークセンタにおいて受信された前記未処理の信号を用いて前記複数のタイミングエラーを計算するステップ、
    を更に含む、請求項1に記載の方法。

  7. 前記複数のタイミングエラーを計算するステップは、
    前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機の正確なロケーションに関係なく、前記位置ネットワークセンタにおいて前記複数のタイミングエラーを計算するステップ、
    を含む、請求項6に記載の方法。

  8. 前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機からの前記信号のそれぞれを有する前記複数のタイミングエラーを示す前記データを用いることによって、前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機を実質上同期させるステップを更に含む、請求項1に記載の方法。

  9. 前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機からの前記信号が同じフレームに属さないと判断したことに応答してフレーム調整を行うステップを更に含む、請求項1に記載の方法。

  10. 請求項1に記載の方法を実行するように構成されている、位置ネットワークセンタ。

  11. 複数の非同期送信機又は疎同期送信機から信号を受信するステップと、
    前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機に対応するタイミングエラーを計算するステップと、
    前記タイミングエラーを示すタイミングエラーデータを、少なくとも1つのサーバを備える位置ネットワークセンタに送信するステップと、
    を含む、位置ネットワーク受信機を動作させる方法。

  12. 前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機のうちの第1の送信機及び第2の送信機は、それぞれ異なるサービスプロバイダによって運用される無線ネットワークと関連付けられ、
    前記信号を受信するステップは、
    それぞれ前記異なるサービスプロバイダによって運用される前記無線ネットワークと関連付けられた前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機のうちの前記第1の送信機及び前記第2の送信機から信号を受信するステップ、
    を含む、請求項11に記載の方法。

  13. 前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機のうちの第1の送信機及び第2の送信機は、単一のサービスプロバイダによって運用される無線ネットワーク内の異なるサイトと関連付けられ、
    前記信号を受信するステップは、
    前記単一のサービスプロバイダによって運用される前記無線ネットワーク内の前記異なるサイトと関連付けられた前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機のうちの前記第1の送信機及び前記第2の送信機から信号を受信するステップ、
    を含む、請求項11に記載の方法。

  14. 前記位置ネットワーク受信機は、他の位置ネットワーク受信機と同期しており、
    前記信号を受信するステップは、
    前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機から、前記他の位置ネットワーク受信機と同期している前記位置ネットワーク受信機において前記信号を受信するステップ、
    を含む、請求項11に記載の方法。

  15. 前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機から受信された前記信号は、前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機によって無線ユーザデバイスに送信された信号を含み、
    前記信号を受信するステップは、
    前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機によって前記無線ユーザデバイスに送信された前記信号を前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機から受信するステップ、
    を含む、請求項11に記載の方法。

  16. 前記信号を受信するステップは、
    前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機によって前記無線ユーザデバイスに送信された信号を前記複数の非同期送信機又は疎同期送信機から絶えず又は周期的に受信するステップ、
    を含む、請求項15に記載の方法。

  17. 前記タイミングエラーデータを送信するステップは、
    前記タイミングエラーデータを前記位置ネットワークセンタに送信して前記タイミングエラーを補償し、前記無線ユーザデバイスの位置ロケーション決定を援助するステップ、
    を含む、請求項15に記載の方法。

  18. 請求項11に記載の方法を実行するように構成されている、位置ネットワークセンタ。

  19. 無線ユーザデバイスを動作させる方法であって、
    非同期送信機又は疎同期送信機から信号を受信するステップと、
    前記非同期送信機又は前記疎同期送信機に対応するタイミングエラーデータを、少なくとも1つのサーバを備える位置ネットワークセンタから受信するステップと、
    前記非同期送信機又は前記疎同期送信機に対応する前記タイミングエラーデータを用いて、前記無線ユーザデバイスの位置ロケーションを求めるステップと、
    を含む、無線ユーザデバイスを動作させる方法。

  20. 少なくとも1つの同期送信機から信号を受信するステップを更に含み、
    前記無線ユーザデバイスの前記位置ロケーションを求めるステップは、前記非同期送信機又は前記疎同期送信機に対応する前記タイミングエラーデータを用いるとともに前記少なくとも1つの同期送信機からの前記信号を用いて、前記無線ユーザデバイスの前記位置ロケーションを求めるステップを含む、請求項19に記載の方法。

  21. 前記少なくとも1つの同期送信機は、地上ビーコンネットワークの少なくとも1つのビーコンを含み、
    前記無線ユーザデバイスの前記位置ロケーションを求めるステップは、
    前記非同期送信機又は前記疎同期送信機に対応する前記タイミングエラーデータを用いるとともに前記地上ビーコンネットワークの前記少なくとも1つのビーコンからの前記信号を用いて、前記無線ユーザデバイスの前記位置ロケーションを求めるステップ、
    を含む、請求項20に記載の方法。

  22. 前記非同期送信機又は前記疎同期送信機から前記信号を受信するステップは、第1の非同期送信機又は疎同期送信機から第1の信号を受信するステップを含み、
    該方法は、第2の非同期送信機又は疎同期送信機及び第3の非同期送信機又は疎同期送信機からそれぞれ第2の信号及び第3の信号を受信するステップを更に含み、
    前記タイミングエラーデータは、第1のタイミングエラーデータを含み、
    該方法は、前記第2の非同期送信機又は疎同期送信機及び前記第3の非同期送信機又は疎同期送信機にそれぞれ対応する第2のタイミングエラーデータ及び第3のタイミングエラーデータを前記位置ネットワークセンタから受信するステップを更に含み、
    前記無線ユーザデバイスの前記位置ロケーションを求めるステップは、前記第1の非同期送信機又は疎同期送信機、前記第2の非同期送信機又は疎同期送信機、及び前記第3の非同期送信機又は疎同期送信機にそれぞれ対応する前記第1のタイミングエラーデータ、前記第2のタイミングエラーデータ、及び前記第3のタイミングエラーデータを用いて、前記無線ユーザデバイスの前記位置ロケーションを求めるステップを含む、請求項19に記載の方法。

  23. 前記第2の信号及び前記第3の信号を受信するステップは、
    同じ周波数帯域において異なるそれぞれの周波数及び/又は標準規格を用いるか、又は異なるそれぞれの周波数帯域を用いて、前記第2の非同期送信機又は疎同期送信機及び前記第3の非同期送信機又は疎同期送信機からそれぞれ前記第2の信号及び前記第3の信号を受信するステップ、
    を含む、請求項22に記載の方法。

  24. 前記非同期送信機又は前記疎同期送信機から受信された前記信号は、位置ネットワーク受信機によって前記非同期送信機又は前記疎同期送信機から受信された信号を含み、
    前記信号を受信するステップは、
    前記位置ネットワーク受信機によって前記非同期送信機又は前記疎同期送信機から受信された前記信号を前記非同期送信機又は前記疎同期送信機から受信するステップ、
    を含む、請求項19に記載の方法。

  25. 前記無線ユーザデバイスの前記位置ロケーションを求めるステップは、
    前記タイミングエラーデータを前記非同期送信機又は前記疎同期送信機から受信された前記信号とともに用いることによって、前記非同期送信機又は前記疎同期送信機を実質上同期させるステップ、
    を含む、請求項19に記載の方法。

  26. 請求項19に記載の方法を実行するように構成されている、無線ユーザデバイス。

 

 

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ルーチンの推定 // JP2016511893
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