JP2014112872A

JP2014112872A - 構造内カバレージ・システムでのユーザ位置決めをサポートする方法

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Publication number: JP2014112872A
Application number: JP2014000292A
Authority: JP
Inventors: Zhengxiang Ma; マ，ジェンシアン; Sizer Theodore; シザー，セオドア
Original assignee: Alcatel Lucent USA Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 2008-01-29
Filing date: 2014-01-06
Publication date: 2014-06-19
Anticipated expiration: 2029-01-26
Also published as: KR20100107065A; AU2009209344A1; TW200939833A; TWI452918B; AU2009209344B2; US8666428B2; KR101261394B1; IL206883A0; JP2015228660A; JP5770867B2; MX2010007970A; JP2019062553A; RU2010135625A; BRPI0907460A2; JP2011514715A; WO2009097237A1; US20090191891A1; JP5490022B2; CN101925832B; EP2238467A1

Abstract

【課題】構造内カバレージ・システム内で移動局の位置を突き止める方法を提供する。
【解決手段】この方法は、複数のデータ・パケットを作成することを含む。複数のデータ・パケットの各データ・パケットは、複数の符号化されたセルラ信号を含む。複数のデータ・パケットは、複数のトランシーバＲＲＨによってサービスされる少なくとも１つのセクタに関連するデータ・ネットワークを介して送信され、複数のトランシーバのうちの少なくとも１つは、データ・パケットをブロードキャストする。移動局１０２の位置は、複数のデータ・パケットのうちの少なくとも１つのブロードキャストに対する移動局からの応答に関連して受信された多重通路に基づいて判定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、カバレージ・システムでのユーザ位置決めをサポートする方法及びシステムに関する。

現在、モバイル・デバイスの追跡を提供する複数の方法及びデバイスがある。追跡は、外部環境でのデバイスのリアルタイム位置決めをもたらすことができる。たとえば、デバイス及びそのユーザを、アシスト型ＧＰＳ（ＡＧＰＳ：ａｓｓｉｓｔｅｄｇｌｏｂａｌｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍ）を有するデバイス又は三角測量／三辺測量法を使用するデバイスを使用することによって突き止めることができる。デバイスを、独立型ＧＰシステムとすることができ、あるいは、追跡システムを、移動局、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ポータブル・コンピュータなどに一体化することができる。議論のために、本明細書全体を通じて、「デバイス」が、移動局であると仮定するが、これに限定はされない。

大規模オフィス・ビルディングなどの屋内環境では、移動局の突き止めは、たとえばＧＰＳ信号などの位置信号が、移動局によって受信されない場合があるので、よりむずかしい。さらに、建物の内部のセルラ・カバレージが、戸外の基地局によって提供される場合に、建物の複雑な伝搬環境が、三角測量法又は三辺測量法の精度を下げる。さらに、建物の内部のセルラ・カバレージが、分散アンテナ・システム（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄａｎｔｅｎｎａｓｙｓｔｅｍ、ＤＡＳ）によって提供される場合に、ＤＡＳシステム内の遅延が、三角測量法又は三辺測量法の結果をひずませ、著しい不正確さを引き起こす場合がある。

本発明は、移動局を突き止める方法に関する。本発明の例示の実施形態では、この方法は、複数のデータ・パケットを作成することを含む。複数のデータ・パケットの各データ・パケットは、複数の符号化されたセルラ信号を含む。複数のデータ・パケットは、複数のトランシーバによってサービスされる少なくとも１つのセクタに関連するデータ・ネットワークを介して送信され、複数のトランシーバのうちの少なくとも１つは、データ・パケットをブロードキャストする。移動局の位置は、複数のデータ・パケットのうちの少なくとも１つのブロードキャストに対する移動局からの応答に関連して受信された多重通路に基づいて判定される。

本発明の例示の実施形態では、方法は、複数のデータ・パケットを作成することを含む。複数のデータ・パケットの各データ・パケットは、複数の符号化されたセルラ信号を含む。複数のデータ・パケットが、複数のトランシーバによってサービスされる少なくとも１つのセクタに関連するデータ・ネットワークを介して送信され、複数のトランシーバのうちの少なくとも１つが、データ・パケットをブロードキャストする。複数のトランシーバのそれぞれは、複数のトランシーバのうちの少なくとも２つが異なるパイロット・ビーコン信号をブロードキャストするように、パイロット・ビーコン信号をブロードキャストする。移動局の位置は、移動局が受信を報告するパイロット・ビーコン信号に基づいて判定される。

本発明の例示の実施形態は、本明細書で下で与えられる詳細な説明及び添付図面からより十分に理解されるようになり、この詳細な説明及び添付図面は、例としてのみ与えられ、したがって、本発明の例示の実施形態について限定的ではない。

従来技術の分散アンテナ・システム（ＤＡＳ）を示す図である。本発明の実施形態による無線通信システムの一部を示す図である。本発明の例示の実施形態によるアップリンク多重通路プロファイルを示す図である。本発明の例示の実施形態による移動局を突き止める方法を示す流れ図である。８つのＲＲＨを有する例示のＤＡＳ内で受信されるパイロット・ビーコン信号のＰＮオフセット及び位相を線図で示す図である。本発明のもう１つの例示の実施形態による移動局を突き止める方法を示す流れ図である。本発明のもう１つの実施形態による無線通信システムの一部を示す図である。

本明細書で使用される用語法は、特定の例示の実施形態を説明するためのみのものであって、限定的であることは意図されていない。本明細書で使用される時に、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈からそうではないことが明らかに示されない限り、複数形をも含むことが意図される場合がある。さらに、用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（含む）」及び／又は「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む）」は、本明細書で使用される時に、述べられる特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び／又はコンポーネントが存在することを指定するが、１つ又は複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、コンポーネント、及び／又はそのグループが存在することを除外はしない。

例示の実施形態を、本明細書で、理想化された実施形態（及び中間構造）の概略図である場合がある断面図を参照して説明する場合がある。したがって、例示の実施形態を、本明細書で図示される特定の位置及び配置に限定されると解釈してはならず、例示の実施形態は、その派生物を含まなければならない。

別の形で定義されない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、当業者によって一般的に理解されるものと同一の意味を有する。さらに、一般的に使用される辞書で定義される用語などの用語は、関連技術の文脈での意味と一貫する意味を有すると解釈されなければならず、本明細書で明示的にそのように定義されない限り、理想化された意味又は過度に形式的な意味で解釈されてはならない。

本明細書で使用される時に、用語「ｍｏｂｉｌｅ（モバイル）」は、モバイル・ユニット、移動局、モバイル・ユーザ、アクセス端末（ＡＴ）、ユーザ機器（ＵＥ）、加入者、ユーザ、遠隔局、受信器などと同義と考えられる場合があり、以下では時々そのように呼ばれる場合があり、無線通信ネットワーク内の無線リソースのリモート・ユーザを記述する場合がある。用語「基地局」は、無線基地局（ＢＴＳ）、基地局、ＮｏｄｅＢなどと同義と考えられ、かつ／又はそのように呼ばれる場合があり、ネットワークと１つ又は複数のユーザとの間のデータ接続性及び／又は音声接続性を提供する機器を記述する場合がある。

当技術分野で周知のとおり、モバイル及び基地局のそれぞれは、送信機能及び受信機能を有することができる。基地局からモバイルへの送信を、ダウンリンク通信又は順方向リンク通信と称する。モバイルから基地局への送信を、アップリンク通信又は逆方向リンク通信と称する。

分散アンテナ・システム
室内無線カバレージを、基地局セクタとしても知られている専用の無線基地局（ＢＴＳ）によって、分散アンテナ・システム（ＤＡＳ）を介して提供することができる。ＢＴＳを、建物の中に配置することができ、あるいは、ＢＴＳを、建物の外部に配置することができる。したがって、移動局が建物の内部に配置され、その移動局が、適当なＧＰＳ信号又は関連する信号受信を受信しない場合に、使用可能な唯一の位置情報は、ＢＴＳのセクタＩＤである。ＢＴＳが建物全体をカバーする場合には、移動局の位置は、その建物に制限される。

従来技術の分散アンテナ・システム（ＤＡＳ）を図１に示す。ＤＡＳは、基地局及び中継器又は電力増幅器を使用し、この中継器又は電力増幅器は、通常は建物内に配置されて、建物内（建物中いたるところ）で、外部基地局から受信された信号を再送信する。

図１に示された従来のＤＡＳを参照すると、信号１０３が、通信ネットワーク内のアンテナ１０１から送信される時に、信号１０３は、外部建物アンテナ１１３によって受信される。次に、信号１０３は、同軸ケーブルとすることができる接続１０４に沿って、無線中継器とすることができるコンポーネント１０５に送られる。中継器１０５は、信号１０３を増幅器１０６ａ、１０７ａ、１０８ａ、及び１０９ａに転送する。これらの増幅器１０６ａ、１０７ａ、１０８ａ、及び１０９ａは、信号１０３を増幅し、この信号１０３は、それぞれ、室内アンテナ１０６、１０７、１０８、及び１０９を介して送信される。したがって、移動局１０２は、アンテナ１１３から送信された信号１０３をアンテナ１０６を介して受信する。信号１０３は、有線接続１０４に沿って中継器１０５に送られ、アンテナ１０６〜１０９を介して再ブロードキャストされる。

図２に、本発明の実施形態による無線通信システムの一部を示す。この実施形態は、分散アンテナ・システム（ＤＡＳ）のもう１つの実施形態を含む。図示されているように、ＤＡＳ１９０は、基地局インターフェース（ＢＳＩ）２００を含む。ＢＳＩ２００は、セルラ通信ネットワーク（たとえば、ＣＤＭＡネットワーク）内で使用されるものなどの無線基地局（ＢＴＳ）内のラジオ周波数（ＲＦ）生成機器を置換することができ、あるいは、ＢＳＩ２００を、図２に示されているようにＢＴＳ１８０の外部とすることができる。ダウンリンク信号について、ＢＳＩ２００が、ＢＴＳ１８０内のＣＤＭＡモデム・ユニット（ＣＭＵ）などのプロセッサから符号化されたベースバンド信号を受け取る時に、ＢＳＩ２００は、そのベースバンド信号をバッファリングし、それぞれが複数の符号化されたベースバンド信号を含むデータ・パケットを周期的に生成する。次に、ＢＳＩ２００は、ギガビット・イーサネット・ネットワーク（ＧＥＮ）などの高速データ・ネットワーク２１０を介して、たとえばギガビット・スイッチである１つ又は複数のスイッチ２２０にデータ・パケットを転送する。スイッチ２２０を、ＧＥＮの一部と考えることができる。これらのスイッチ２２０は、データ・パケットを複製し、セルラ・セクタに対応する１つ又は複数の特定のポートにルーティングし、このセルラ・セクタは、リモート・ラジオ・ヘッド（ｒｅｍｏｔｅｒａｄｉｏｈｅａｄ、ＲＲＨ）２３０〜２３０_ｎとして知られている１つ又は複数のラジオ・トランシーバに対応する。移動局１０２は、ダウンリンクでＲＲＨ２３０〜２３０_ｎのうちの１つによって送信された信号を受信する。通常、ＲＲＨは、約３０〜４０ｍのカバレージ半径を有する。

アップリンク信号について、たとえば、ＲＲＨ２３０は、移動局１０２からアップリンク信号を受信する。ＲＲＨ２３０は、この信号をディジタル・フォーマットに変換し、符号化された信号のパケットを生成し、これらのパケットをスイッチ２２０に転送する。スイッチ２２０は、ネットワーク２１０を介してＢＳＩ２００にこれらのデータ・パケットを送る。これらのデータ・パケットは、さらに、所期の受信側への伝統的な無線ネットワークを介する送信のためにＢＴＳ１８０に送られる。下でより詳細に説明するように、ＢＴＳ１８０は、位置判定エンティティ２４０に受信信号に関する報告を送り、位置判定エンティティ２４０は、下で詳細に説明する本発明の１つ又は複数の実施形態に従って移動局１０２の位置を判定する。

建物内の無線カバレージは、建物中いたるところに配置されたＲＲＨ２３０〜２３０_ｎによって提供することができる。ＲＲＨ２３０〜２３０_ｎは、無線通信上のＲＦ信号の正確な周波数及びタイミングを保証するためにＢＳＩ２００に同期化される。ＲＲＨ２３０〜２３０_ｎに、イーサネット・ケーブル、たとえばＰＯＥ（ｐｏｗｅｒ−ｏｖｅｒ−Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）ケーブルによって電力を与えることもでき、これによって、ＡＣ引き込み線の必要がなくなり、設置コストが大幅に下がる。

単一のＢＴＳ１８０の信号を、ＲＲＨ２３０〜２３０_ｎによって同時通信することができる。ＲＲＨあたりより少数のセルラ搬送波をサポートすることがより経済的なので、容量の必要が単一のＢＴＳの容量を超えて増えるときには、それぞれが１つのセクタをサポートする複数のグループにＲＲＨをグループ化することができる。ここで、「セクタ」は、建物全体、建物の複数の階、建物の単一の階、又は１つの階の中の特定の位置を意味することができる。たとえば、高層オフィス・ビルディングを、複数のセクタに分割することができ、各セクタは、その建物の特定の区域をカバーするＲＲＨのグループを含む。図２では、ＲＲＨ２３０_ｎ及び２３０_ｎ−１を、セクタ１として１つのグループにすることができ、ＲＲＨ２３０及び２３０_１をセクタ２として１つのグループにすることができる。セクタ１は、１〜５階をカバーすることができ、セクタ２は、６〜１０階をカバーすることができる。

当初に、移動局１０２の全体的な位置を、ＢＴＳセクタＩＤによって識別することができる。しかし、ＢＴＳセクタＩＤは、建物内の特定の階又は正確な位置で移動局１０２を突き止めることができない。

本発明の例示の実施形態を、これから図２〜４を参照して説明する。ＤＡＳ内で、ＲＲＨは、ジッタ・バッファを含む。このジッタ・バッファは、遅延変動を最小にするために、到着するパケットを一時的に格納する。ジッタ・バッファからの読出は、ダウンリンク信号の遅延を正確に決定するために制御される。アップリンク・データ・パッケージ化プロセスは、ダウンリンク・データの再生にリンクされ、ダウンリンク・パケットのタイム・スタンプを再利用する。アップリンク・パケット・トランスポートでは、同一ＢＴＳセクタのＲＲＨからのパケット・ストリームが、一緒に組み合わされて、単一のパケット・ストリームを形成する。この組合せは、パケット・ストリーム内のデータ・サンプルの荷重和を含む。組合せプロセスでは、同一のタイム・スタンプを有するＲＲＨからのパケットが、一緒に組み合わされる。これは、組合せが複数のステージで発生する可能性があり、各個々のパケット・ストリームが組合せの異なる個数のステージを経る可能性がある場合であっても、ＲＲＨからのアップリンク信号が、組合せプロセスを介して正確に同一のトランスポーテーション遅延（ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｄｅｌａｙ）を経験することを保証する。

一意のラウンド・トリップ遅延すなわちＲＲＨからの信号が移動局に達し、そこから戻るための人工的な遅延時間を、ジッタ・バッファからの読出を制御することによって（これはダウンリンク遅延に影響する）、又はアップリンク・データ・パッケージ化プロセスを制御することによって（これはアップリンク遅延に影響する）、あるいはその両方の組合せによって、ＲＲＨのそれぞれに割り当てることができる。ＣＤＭＡ／ＵＭＴＳなどのある種のエア・インターフェースについて、受信されるダウンリンク信号が複数のＲＲＨから来る場合であっても、ダウンリンク遅延をすべてのＲＲＨについて同一に保ち、その結果、移動局で受信されるダウンリンク信号の直交性が保存されるようにすることが望ましい場合がある。

従来、ＲＲＨは、たとえば１０ミリ秒（ｍｓｅｃ）おきに、アップリンクで移動局にフレームを送信する。また、移動局は、１０ｍｓｅｃおきにダウンリンク・フレームに応答する。ＲＲＨのそれぞれが、セルラ信号に一意の遅延を追加する場合に、ＢＴＳ１８０は、異なるＲＲＨに関連する多重通路を移動局１０２から受信する。

ＢＴＳ１８０は、この一意の遅延シグネチャ又はプロファイルを位置判定エンティティ２４０に報告する。この一意の遅延シグネチャ又はプロファイルに基づいて、位置判定エンティティ２４０は、移動局１０２がどのＲＲＨに最も近いかを判定する。具体的に言うと、一意の遅延が特定のＲＲＨに関連付けられた後に、移動局１０２を、支配的な多重通路の遅延に関連する特定のＲＲＨのカバレージ・フットプリント内にあると判定することができる。ＲＲＨの位置は既知なので、この判定は、移動局１０２を実質的に突き止める。

図３に示されているように、移動局１０２Ａ又は１０２Ｂの位置に応じて、ＢＴＳ１８０によってＲＲＨ２３０_１〜２３０_８から受信されるそれぞれの移動局１０２Ａ及び１０２Ｂのアップリンク多重通路のプロファイルは、異なる。

図３には、８つのＲＲＨ２３０_１〜２３０_８が示されている。８つのＲＲＨ２３０_１〜２３０_８のそれぞれが、個々のセクタを形成することができ、８つのＲＲＨ２３０_１〜２３０_８が、集合的に単一のセクタを形成することができ、あるいは、８つのＲＲＨ２３０_１〜２３０_８が、１つから８つの間のセクタを形成することができる。ＲＲＨ２３０_１〜２３０_８のそれぞれに、それぞれ一意の遅延τ_１〜τ_８を割り当てることができる。

図３に示された遅延τ_１〜τ_８は、主に、上で説明した機構のうちの１つ又は複数を使用して作成される人工的遅延である。移動局１０２Ａ、１０２ＢからＲＲＨ２３０_１〜２３０_８のうちの１つへの実際の伝搬遅延は、ＲＲＨ２３０_１〜２３０_８の短い範囲に起因して、実質的により小さいものとすることができる。支配的通路の遅延を、移動局１０２Ａ、１０２Ｂの支配的カバレージを提供しているＲＲＨを識別するのに使用することができ、したがって、移動局の位置を判定するのに使用することができる。ＲＲＨ２３０_１〜２３０_８の間の遅延の差の値は、多重通路遅延を解決する上でのエア・インターフェース標準規格の能力及び移動局のタイミングの正確さによって決定される。たとえば、ＣＤＭＡシステムでは、ＢＴＳ１８０は、互いに１チップすなわち０．８μｓ離れた多重通路を解決する能力を有する。図３からわかるように、移動局１０２Ａは、遅延τ_１に関連する支配的（たとえば、最大電力の）通路を有し、したがって、ＢＴＳ１８０は、支配的通路τ_１を位置判定エンティティ２４０に報告する。代替案では、ＢＴＳ１８０は、各遅延τ_１〜τ_８での受信電力を報告することができ、位置判定エンティティ２４０は、どの遅延が支配的受信電力を有するのかを判定する。どちらの場合でも、位置判定エンティティ２４０は、どのＲＲＨがどの遅延に関連するのかに関する情報を維持し、支配的多重通路に関連するＲＲＨの最も近くに位置決めされているものとしてモバイル１０２Ａ又は１０２Ｂを判定する。

ＢＴＳ１８０での多重通路プロファイル全体が、使用可能であり、位置判定エンティティ２４０に報告される場合に、位置判定エンティティ２４０によって判定される移動局１０２Ａ、１０２Ｂの位置を、さらに精密にすることができる。多重通路プロファイルの時間分解能が、異なるＲＲＨへのアップリンク信号の伝搬遅延に関する情報を与えるのに十分である場合には、位置判定エンティティ２４０は、さらに、三辺測量を使用して、より高い正確さで移動局の位置を判定することができる。

図４に、本発明の例示の実施形態による移動局を突き止める方法の流れ図を示す。図示されているように、ステップＳ１００で、ＢＳＩ２００は、ＢＴＳ１８０からベースバンド信号を受信し、そのベースバンド信号をバッファリングし、データ・パケットを作成する。データ・パケットは、イーサネット・ネットワーク２１０を介してスイッチ２２０に送られる。スイッチ２２０は、ステップＳ１１０で、複数のＲＲＨ２３０〜２３０_ｎにデータ・パケットをルーティングする。複数のＲＲＨ２３０〜２３０_ｎのそれぞれは、ステップＳ１２０で、互いに関してデータ・パケットのブロードキャストを一意に遅延させる。移動局１０２は、ブロードキャストされたデータ・パケットを複数のＲＲＨ２３０〜２３０_ｎのうちの少なくとも１つから受信し、応答を送信する。ＲＲＨは、ステップＳ１３０で、応答を受信し、その応答をＢＴＳ１８０に転送する。ＢＴＳ１８０は、受信した応答に基づいて移動局１２０の多重通路プロファイルを入手する。具体的に言うと、ステップＳ１４０で、ＢＴＳ１８０は、ＲＲＨに関連する各遅延での受信電力の報告を生成し、その報告を位置判定エンティティ２４０に送る。代替案では、ＢＴＳ１８０は、支配的多重通路の遅延のみを報告する、すなわち、ＲＲＨに関連するどの遅延が最大の受信電力を有するのかを報告する。ステップＳ１５０で、位置判定エンティティ２４０は、最大の受信電力を有する遅延に関連するＲＲＨを、移動局が最も近いＲＲＨであるものとして判定する。

多重通路手法
本発明のもう１つの例示の実施形態では、多重通路の強度を使用して、建物内の移動局の位置を精密にすることができる。短いＲＲＨ範囲を有する屋内環境では、距離に関する信号強度の減衰が、大きい。たとえば、自由空間伝搬を仮定すると、３０ｍでは、移動局１０２の１０ｍの移動（２５ｍから３５ｍへ）は、受信電力レベルの３ｄＢの変化に対応するが、１０００ｍでは、移動局１０２の１０ｍの移動は、０．１ｄＢ未満の変化に対応し、これは、解決するのに十分に大きくはない。より現実的な伝搬モデルは、距離に関して、平均信号強度のはるかに急峻な変化を有する可能性がある。したがって、多重通路の相対強度を、ＲＲＨからの近似相対距離に変換することができ、移動局の位置をより正確に判定するのに使用することができる。

パイロット・ビーコン手法
本発明のもう１つの例示の実施形態では、指紋採取信号を、移動局１０２によって測定でき、報告できるＲＲＨＲＦ信号に加えることができる。移動局１０２によって行われる測定は、エア・インターフェース依存とすることができる。

ＣＤＭＡ／ＵＭＴＳ標準規格について、主搬送波信号と同一周波数であるが、異なる擬似ランダム雑音（ＰＮ）オフセット（ＣＤＭＡの場合）又は異なるスクランブリング・コード（ＵＭＴＳの場合）と時間オフセットとを有する、追加の低電力パイロット信号を、ＲＲＨ２３０〜２３０_ｎで局所的に生成し、主搬送波信号と一緒に送信することができる。追加されるパイロットのＰＮオフセット又はスクランブリング・コードを、ＢＴＳの隣接リストに追加することができ、その結果、移動局１０２が、追加されたパイロット信号を監視し、報告するようになる。移動局１０２が、ＢＴＳとのアクティブ接続になった後に、移動局１０２は、受信した追加のパイロット信号について報告する。ＲＲＨ２３０〜２３０_ｎのそれぞれは、異なるＰＮオフセット又はスクランブリング・コードを有するので、ＢＴＳは、ＲＲＨ２３０〜２３０_ｎのうちのどれがデータ・パケットを送信したかを知る。したがって、ＢＴＳは、移動局１０２が、ＲＲＨ２３０〜２３０_ｎのうちのどれにより近いかをも知る。

移動局１０２が、アクティブ呼中であるときに、時々（たとえば、５秒おきに）又はイベント・トリガ（たとえば、信号強度判断基準）に応答して、移動局１０２は、パイロット強度測定信号メッセージをＢＴＳに報告する。パイロット強度測定信号メッセージは、ＲＲＨ２３０〜２３０_ｎのうちの１つの、ＰＮオフセットの位相及びＰＮオフセットの強度を含むことができる。ＲＲＨ２３０〜２３０_ｎのＰＮオフセットの測定された位相及び強度は、ＲＲＨ２３０〜２３０_ｎのうちの１つに関する移動局１０２の位置を判定するのに使用される。

移動局１０２が維持する隣接リストのサイズを最小にするために、できる限り少数の異なるＰＮオフセット又はスクランブリング・コードを使用することが望ましい。また、追加されるパイロット信号は、搬送波信号への干渉を最小にするために、弱く保たれなければならない。

図５に、８つのＲＲＨを有する例示のＤＡＳ内で受信されるパイロット・ビーコン信号のＰＮオフセット及び位相を線図で示す。図５では、２つのＰＮオフセットが、単一のＢＴＳセクタのカバレージを提供する８つのＲＲＨ２３０_１〜２３０_８によって使用される。了解されるとおり、３つ以上のＰＮオフセットを使用することができる。具体的に言うと、ＲＲＨ２３０_１、２３０_４、２３０_５、及び２３０_８は、ＰＮオフセットＰＮ１を割り当てられ、ＲＲＨ２３０_２、２３０_３、２３０_６、及び２３０_７は、ＰＮオフセットＰＮ２を割り当てられる。同一のＰＮオフセットを使用するＲＲＨは、それぞれ、異なる位相又は時間遅延を割り当てられる。たとえば、位相θ１〜θ４が、それぞれＲＲＨ２３０_１、２３０_４、２３０_５、及び２３０_８に、そのパイロット・ビーコン信号について割り当てられ、位相θ１〜θ４が、それぞれＲＲＨ２３０_２、２３０_３、２３０_６、及び２３０_７に、そのパイロット・ビーコン信号について割り当てられる。

図５では、移動局１０２Ａは、ＰＮ１及びＰＮ２を測定し、そのそれぞれの位相としてθ１及びθ２を報告する。移動局１０２Ａの上の吹き出しからわかるように、その情報ならびにＰＮ１及びＰＮの相対強度に基づいて、移動局１０２Ａの位置を、ＲＲＨ２３０_１と２３０_２の間でＲＲＨ２３０_１により近いところであると判定することができる。

さらに、ＲＲＨ２３０_１〜２３０_８によるビーコンの送信を、不連続（３００ｍｓオン、７００ｍｓオフ）とすることができ、移動局１０２がパイロット測定を報告する時刻に基づいてＲＲＨ２３０_１〜２３０_８のうちの１つを識別できるようにするために、ＲＲＨ２３０_１〜２３０_８の間でオン時間を調整することができる。やはり、異なる時刻に測定されるパイロット・ビーコンの相対強度を使用して、移動局１０２の位置をさらに精密にすることができる。これは、ビーコン信号によって生成される、システムへの干渉を最小にもする。この方法を、他の方法のうちの少なくとも１つと組み合わせて、位相測定の曖昧さを防ぎ、使用されるＰＮオフセットの個数を最小にすることができる。追加されるパイロット信号を構成する追加の方法もある。たとえば、ＣＤＭＡシステムにおいて、擬似パイロットの概念を使用することができ、ここでは、異なる位相を有する複数のＰＮオフセットが、各ＲＲＨによって送信される。

図６に、本発明の例示の実施形態による移動局を突き止める方法の流れ図を示す。図示されているように、ＢＳＩ２００は、ＢＴＳ１８０からベースバンド信号を受信する。ＢＳＩ２００は、ステップＳ２００で、ベースバンド信号をバッファリングし、データ・パケットを作成する。データ・パケットは、イーサネット・ネットワーク２１０を介してスイッチ２２０に送られる。スイッチ２２０は、ステップＳ２１０で、データ・パケットを複数のＲＲＨ２３０〜２３０_ｎにルーティングする。複数のＲＲＨ２３０〜２３０_ｎのそれぞれは、ステップＳ２２０でデータ・パケットをブロードキャストすることに加えて、１つのパイロット・ビーコン信号、又は異なる擬似雑音（ＰＮ）オフセット（ＣＤＭＡの場合）もしくは異なるスクランブリング・コード（ＵＭＴＳの場合）を有する複数のパイロット・ビーコン信号を独自に追加する。移動局１０２が、複数のＲＲＨ２３０〜２３０_ｎのうちの１つからブロードキャストされたデータ・パケットを受信した後に、移動局１０２は、周期的に又はイベント・トリガに応答して、ステップＳ２３０でパイロット・ビーコン報告を送信する。パイロット・ビーコン報告は、異なる位相オフセットを有する異なるパイロット・ビーコン（すなわち、異なるＰＮオフセット）の受信信号強度を示す。これらの報告は、ステップＳ２４０で、ＲＲＨで受信され、ＢＴＳ１８０に送られる。ステップＳ２５０で、ＢＴＳ１８０は、図５に関して上で述べたように、移動局１０２からの報告に基づいて移動局１０２の位置を判定する。代替案では、ＢＴＳ１８０は、これらの報告を位置判定エンティティ２４０に転送し、位置判定エンティティ２４０が、図５に関して上で述べたように移動局１０２の位置を判定する。

ＲＲＨからの信号のスニフ手法
本発明のもう１つの例示の実施形態では、アップリンク・パケットを受信し、次に、特定のＲＲＨ２３０〜２３０_ｎ内でアクティブであるアップリンク移動局１０２を判定するために完全なエア・インターフェース固有復号を実行する位置管理ユニット（エンティティ）２５０を、図７に示されているように使用することができる。図７に、本発明のもう１つの実施形態による無線通信システムの一部を示す。この実施形態は、図２に関して上で説明した分散アンテナ・システム（ＤＡＳ）の実施形態を含み、したがって、説明を簡潔にするために、図７の実施形態と図２の実施形態との間の差だけを説明する。

特定の移動局１０２の位置情報を求める要求を検討されたい。ネットワークは、移動局１０２が存在するセクタ（すなわち、ＢＴＳ）を知るが、特定のＲＲＨ２３０〜２３０_ｎは知らない。本発明の例示の実施形態では、移動局突止要求の時に、特定のＲＲＨからのアップリンク・パケットが、さらに、スイッチ２２０によってエア・インターフェース固有の位置モニタ２５０に送信される。エア・インターフェース固有の位置モニタ２５０は、特定のＲＲＨからの通信を監視することができ、したがって、監視されるＲＲＨ、たとえばＲＲＨ２３０内のアクティブな移動局１０２を突き止めることができる。それが完了した後に、システムは、すべてのＲＲＨが１つの短いタイム・インターバル内で（セクタ全体を監視するのに約１０秒）監視されるまで、次のＲＲＨ２３０_１などを監視することができる。

これを、擬似リアル・タイムで情報を提供しながら、継続的に又はトランザクションを基礎として行うこともできる。たとえば、緊急９１１呼が受信される場合に、ユーザ識別情報が使用可能になる。さらに、ＢＴＳの特定のセクタが、ネットワークによって知られる。次に、ユーザ識別情報を使用して、現在特定のＢＴＳに関連付けられている複数のＲＲＨユニットのどれが特定の移動局１０２にサービスしているのかを識別することができる。他の時に、移動局１０２を、ＲＲＨ位置のすべて及び特定の建物内のセクタのすべてについてマッピングすることができる。

この方法は、必要な情報がユーザ識別情報だけなので、サービスするＢＴＳ又はネットワークに対する変更を一切必要とせずに使用することができる。

本発明の例示の実施形態を、建物内の移動局の突止に関して説明したが、本発明の例示の実施形態が、すべての室内環境又は構造内（天然又は人工）たとえば、地下施設、地下駐車場、トンネル、地下鉄駅などでの移動局の突止に適用できることを了解されたい。

本発明の例示の実施形態をこのように説明したので、本発明の例示の実施形態を、多数の形で変更できることは明白である。そのような変更は、本発明からの逸脱とみなされてはならず、すべてのそのような変更が、本発明の範囲に含まれることが意図されている。

Claims

移動局の位置を突き止める方法であって、
複数のデータ・パケットを作成するステップであって、該複数のデータ・パケットの各データ・パケットは、複数の符号化されたセルラ信号を含み、該複数の符号化されたセルラ信号は、複数のパイロット信号を含む、ステップと、
複数のトランシーバによってサービスされる少なくとも１つのセクタに関連するデータ・ネットワークを介して該複数のデータ・パケットを送信するステップと、
該複数のトランシーバのうちの少なくとも２つが複数の異なるパイロット・ビーコン信号をブロードキャストするように、該複数のトランシーバのうちの少なくとも１つによって無線通信上で該複数のデータ・パケットと１つのパイロット・ビーコン信号とをブロードキャストするステップとを含み、該複数の異なるパイロット・ビーコン信号は、該複数のトランシーバの各々に対応する追加のパイロット信号であり、
移動局が受信を報告する該パイロット・ビーコン信号に基づいて該移動局の位置を判定するステップとを含む方法。
請求項１に記載の方法において、
異なるパイロット・ビーコン信号は、異なるＰＮオフセット又は異なるスクランブリング・コードを有する方法。
請求項２に記載の方法において、
同一のパイロット・ビーコン信号をブロードキャストする該複数のトランシーバ内のトランシーバは、異なる位相でそれを行う方法。
請求項３に記載の方法において、
該移動局によって受信される該パイロット・ビーコン信号の受信信号強度の表示を受信することをさらに含み、該移動局の該位置は、該受信信号強度表示に基づいて判定されるは、該受信信号強度表示に基づいて判定される方法。