JP3365319B2

JP3365319B2 - 移動通信回路網のための差動修正位置選定システム及び方法

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Publication number: JP3365319B2
Application number: JP25747198A
Authority: JP
Inventors: アールグリーンドナルド
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-08-06
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2003-01-08
Anticipated expiration: 2018-08-06
Also published as: JP2000059845A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】発明の背景（１）発明の分野本発明は、通信回路網におけるユニットの位置を選定す
るためのシステム及びそのような位置選定を実行するた
めの方法に向けられている。より詳しくは、本発明は、
セルラ電話或いはパーソナル通信システム（ＰＣＳ）回
路網のような移動通信回路網における位置選定を実行す
るためのシステム及び方法に向けられている。

【０００２】

【従来の技術】（２）関連する技術の記述セルラ電話等のような移動通信装置のこれまでに増大し
つつある人気は、それと共に、これらの装置の増大され
る信頼性及び機能性に対する要求をもたらす。使用者が
ワイヤレス電話回路網をますますあてにするようになり
そしてこれらの電話が日常生活においていたるところに
あるようになるにつれて、その回路網はこれまでに広が
った範囲の需要のために便宜を図り得るものでなければ
ならない。

【０００３】米国の連邦通信委員会（ＦＣＣ）によりＦ
ＣＣドケット番号９４−１０２として１９９６年６月に
公表された一つのそのような需要は、未来のワイヤレス
サービスがその移動ユニットのためのサイト選定機構を
提供することを要求する。この機構は、主として、大部
分のワイヤレス電話の使用者によく知られている緊急９
１１（Ｅ−９１１）サービス対し補足的な緊急呼び出し
サービス能力を提供することにおける使用のためであ
る。発呼者に対し緊急サービスを提供するために、その
発呼者の位置を自動的に割り出せることが、緊急発呼を
するために使用される何らかの通信システムにとって便
利である。これは、緊急状況において時間が最も重要で
あるからであり、そしてさらに、その発呼者は彼の或い
は彼女の位置を知らないかもしれないし、間違った或い
は不正確は位置を与えるかもしれないし、或いは発呼の
うちに無効になるかもしれないからである。

【０００４】ワイヤライン回路網の場合に、そのような
位置確認は、その発呼者の電話番号を番号リスト及び対
応アドレスと相互に関連させるという相対的に簡単な問
題である。しかしながら、ワイヤレスＥ−９１１サービ
スの場合には、携帯電話を非常に有用にする移動性です
ら、位置選定のための簡単な検査技術を除外する。かく
して、”動的な”位置選定の方法が移動回路網において
使用されねばならない。

【０００５】多数の位置選定システムが、米国の国防総
省（ＤｏＤ）により実行されるグローバルポジショニン
グシステム（ＧＰＳ）に基づいている。ＧＰＳは、５つ
と８つの人工衛星の間において、与えられた時間におけ
る地球上のどこかの点との無線接触が見通し線内にて理
論的であるように、精度よく時を指定されそして制御さ
れた軌道において地球を回る一群の２４の活動的な人口
衛星である。各人工衛星は、適当に装備されたＧＰＳ受
信機或いは”ローバ”によりとらえられ得る独特の符号
化された信号を放送する。そのローバのタイミングは人
工衛星のそれと同期されそして何等かの与えられた時間
にて人工衛星の各々の位置を精度よく計算させる短命な
データに装備されている。それは、３つ或いはそれ以上
の人工衛星から信号を受信しそしてそのそれぞれの信号
の移動時間に基づき各々からのその距離を計算する。そ
の距離の各々はそのそれぞれの人工衛星に集中した球を
規定し、そして全ての球の交差点がローバの実際の位置
である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＧＰＳ
の位置選定は完全ではない。エラーの色々な源はローバ
の検出位置をその実際の位置から相当に異ならしめ、そ
してそれらの結合効果は、そのシステムがＦＣＣにより
セットされる最小の１２５メータ正確さ要求に出くわす
ことを防止できる。民間の実用性において、最大のエラ
ー源は、断然、”選択的な有効性”にあるといわれ、そ
して敵対するパーティの高正確さの位置決め能力を否定
するためにＧＰＳの人口衛星信号の民間の部分の完全さ
をゆっくりと減少させるＤｏＤの結果である。他のエラ
ーは、電離層及び対流圏の状態のような、そして人工衛
星クロック及び軌道エラーのような自然の状態、受信機
ノイズ及び多重伝播効果、人工供給源からのステムによ
る。

【０００７】多重伝播は、無線波が無線波を反射する対
象と共に場所を占める空間を通して、供給源（例えば、
ＧＰＳ人工衛星）から目的地（例えば、ローバ）へ移動
するときに生ずる。図１２にて示されるように、見通し
線路が人工衛星とローバとの間に存在するならば、直接
の受信は真の信号ＴＳを介して生ずる。しかしながら、
その信号は、その領域における対象から反射されてより
長い距離を移動する反射波を生じ、そして従って最初の
信号との関連で遅延されそしてローバとは分離した信号
として現れる。多重反射信号は、二つの供給源：信号Ｓ
Ｒのような、山、ビルディング等のような静的な対象か
らの反射から生ずる静的な要素、及び、信号ＤＲのよう
な、車両のような移動する対象からの反射から生ずる動
的要素からの要素を含む。

【０００８】図１３乃至図１５は、位置選定処理に関す
る多重伝播の効果を示す。図１３は理想化された典型的
なトポグラフィー、例えば、幾つかのブロックの都市領
域を示す。図１４は、多重伝播により歪まされたＧＰＳ
位置情報に基づいてその領域のローバに現れる領域と同
様の領域を示す。図１５は、その領域におけるローバの
位置がそのような信頼できない情報に基づいてどのよう
に誤って検出されるかを示す。

【０００９】多重伝播の心身に有害な効果がＧＰＳ位置
選定に関連して示されたが、そのような問題は勿論ロー
バとの多くのタイプの通信、例えば、基地局等からの通
信において出くわされる。多重伝播を除いては、これら
のエラーの全てが等しい程度にて同様の一般的領域にお
いて受信機により経験され、そして、”差動ＧＰＳ（Ｄ
ＧＰＳ）”と呼ばれる技術は、この事実を利用して位置
選定の正確さを増加させる。ＤＧＰＳは、実際の位置が
移動受信機の付近にて正確に知られている参照受信機を
使用する。その参照受信機はＧＰＳ人口衛星からの信号
に基づいてその予測位置を計算し、そしてそれをその実
際の精度よく知られた位置と比較して差動修正を導出す
る。この情報は、分離した情報チャネル、例えば無線を
通してローバに入り、そしてこのローバによりその位置
を修正するために使用される。多重伝播効果はこの方法
においては修正され得ない。当該多重伝播効果は位置に
おける小さな変化と共に相当に変化し、そして特定のセ
ットの修正は時間における与えられた瞬間に与えられた
位置にて与えられたローバのためにのみ一般的に有効で
あるからである。

【００１０】ローバを移動電話ユニットに組み込むこと
及びＥ−９１１セション中にＧＰＳ位置情報を提供する
ことは可能である。しかしながら、この方法はいくかの
欠点を有する。例えば、ＧＰＳ受信機は相対的に高価で
あり、そしてセルラ電話等におけるそのようなユニット
を含むことが実質的にそのコスト（特にＤＧＰＳ能力に
伴うコスト）を増大させる。さらに、ＧＰＳ受信機は、
かなりの量の電力を消費する複雑な電子的装置である。
携帯電話における一つの包含は電話のバッテリ寿命を短
縮するか或いはより大容量（そして結果的により大きい
寸法）のバッテリの使用を要求する。かくして、電話の
寸法がそのバッテリ及び付加的なＧＰＳ回路構成を収容
するように増加されねばならない。

【００１１】さらに、ＧＰＳ人工衛星は、ビルディング
及び他の密集建造物を十分には貫通しないそして特殊化
された指向性アンテナの使用を要求する相対的に弱い、
高い周波数（１．２乃至１．６ＧＨｚの範囲における搬
送波）信号を提供する。付加的には、ＤＧＰＳ動作は普
遍的には役に立たない参照受信機の使用を要求する。さ
らに、ＧＰＳ受信機による第１の位置決定は、それがタ
ーンオン（一周期の間動作されたユニットによりなされ
る”ホットリーディング”とは対照的に”コールドリー
ディング”といわれる）された後、Ｅ−９１１環境にお
いて明らかに容認できない１５分までかかり得る。終局
的には、各受話器におけるＧＰＳ受信機に対する必要性
は、そのような機能性を欠く現存の受話器がワイヤレス
Ｅ−９１１位置決定には使用され得ないということを意
味する。

【００１２】これらの問題のいくつかは、”セルラジオ
ロケーション”といわれる技術により解決され、この技
術においては、セルラ基地局は、移動ユニットからの送
信（典型的には、リバース音声チャネル或いはリバース
制御チャネル送信）をモニターし、そして到来角（ＡＯ
Ａ）或いは到来時間差（ＴＤＯＡ）の技術を送信に応用
してユニットの位置を決定する。ラッパポート等による
ＩＥＥＥ通信雑誌ｐｐ．３３乃至４１（１９９６年１０
月）による”未来のハイウェイにおけるワイヤレス通信
を使用する位置選定”において述べられているように、
ＡＯＡ技術は、高度に指向性のあるアンテナを使用し
て、各基地局が移動ユニット送信を受信する精度のある
角度を決定し、そして移動ユニットの位置は、基地局の
知られた位置でもって三角測量により決定される。ＧＰ
Ｓのように、補足的なＴＤＯＡ技術は、各基地局にて移
動送信の受信における相対的な遅延を測定し、そのそれ
ぞれの遅延に基づき各基地局への送信により移動する距
離を決定し、そして、切除により移動ユニットの位置を
決定する。

【００１３】しかしながら、これらの方法は、なお、多
重伝播及び他の効果から生ずる位置決定エラーに影響さ
れ易い。そのようなエラー源を考慮する必要性は、Ｅ−
９１１の応用において監視され得ず、そして使用者が近
い領域にありそして集中した多重環境が存在する密集し
た都市領域において特に重要である。発明の概要従来技
術の上記問題を考慮して、本発明の目的は、高度に正確
な位置決定を可能にする移動通信回路網のための位置選
定システムを提供することである。

【００１４】本発明のもう一つの目的は、多重伝播効果
によって大きくは影響されない移動通信回路網のための
位置選定システムを提供することである。本発明のさら
なるもう一つの目的は、人工衛星及び大気と関連するエ
ラー等とは独立して正確な位置決定を提供する移動通信
回路網のための位置選定システムを提供することであ
る。

【００１５】本発明のさらなるもう一つの目的は、正確
な位置決定を提供しそして特別の機能性を有する受話器
の使用を要求しない移動通信回路網のための位置選定シ
ステムを提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、知られた位
置にて基地局のカバーレージ領域における多数の小さ
な、専ら特定の目的のための多重較正トランスポンダを
提供することにより達成される。ローバがＥ−９１１セ
ションを始めるときに、基地局は応答信号を発生するよ
うにトランスポンダに指令する。これらの応答信号は基
地局により受信され、そしてローバ及びトランスポンダ
からの信号の特性がその基地局にリンクされた基地局コ
ントローラに提供される。その基地局コントローラは、
原ローバ位置情報を使用して粗い位置を導出し、そし
て、原トランスポンダ位置情報及びそれらの知られた位
置を使用してそのローバの領域におけるトランスポンダ
信号の多重歪みを表す修正ベクトルを導出する。ローバ
は一般的にその領域におけるトランスポンダと同様の歪
みを経験するであろうから、その修正ベクトルは、その
粗いローバ位置にその真の位置を得るように適用され得
る。

【００１７】代わりになるべきものとして、トランスポ
ンダのアレイを配備するよりはむしろ、多数のサイトに
おける多重歪み効果が、単一の送信機を使用することに
より前もって記録されそしてその基地局コントローラに
より記憶されてもよい。それから、応答信号を発するよ
うにトランスポンダに指令する基地局の代わりに、その
基地局コントローラは、その記録サイトデータに基づき
ローバの位置に対する修正ベクトルを導出し、そしてそ
のベクトルを、粗いローバ位置を修正するために使用し
得る。

【００１８】本発明の他の目的及び特徴は以下の記述に
従い明らかになるであろう。本発明の付加的な目的及び
利益は、添付の図面に従う各実施形態の以下の詳細な記
述からより一層容易に明らかとなるであろう。

【００１９】

【発明の実施の形態】現により好ましい例の実施形態の
詳細な記述移動通信システムのカバーレージエリア１０
は、図１にて示されるようにそこに予め精度よく知られ
た位置にて配置された一群の多重較正トランスポンダ１
２を有する。そのトランスポンダ１２に加えて、そのシ
ステムはまた、精度よく知られた位置にて配置されそし
て相対的に長い距離だけお互いに離れているトランスポ
ンダ１２の通信範囲内にあるいくつかの基地局１４、及
び基地局１４間のトランザクションを制御する基地局コ
ントローラ１８（図４にて示される）を含む。

【００２０】例えば、ローバ１６がＥ−９１１発呼をす
るとき、基地局１４は各々図２における実線の矢印によ
り示されるようにローバ１６からの信号を受信する。普
通は、基地局１４により受信されるローバ１６からの信
号に基づきＡＯＡ、ＴＯＡ或いはＴＤＯＡを使用する位
置決定は、上述のような多重効果により崩壊されるかも
知れない。しかしながら、基地局１４もまた、トランス
ポンダ１２から信号を受信し、そしてこれらの信号は、
以下により詳細に述べるように、そのような多重効果に
逆らうように位置修正のために使用される。

【００２１】その技術において知られているように、ロ
ーバ１６は、出呼しそして入呼を受信する与えられた基
地局１４と関連する。そして、ローバ１６が移動するに
つれて、その関連する基地局１４は”ハンディングオ
フ”といわれる処理を介して変わる。ローバ１６の使用
者がＥ−９１１発呼をすると、そのローバ１６は、Ｅ−
９１１要求を、図３のステップ１００にて示されるよう
に目下関連する基地局１４に送信する。その基地局１４
はその要求を受信しそしてローバ１６の位置を選定する
ためにその処理を始める。本質的には、使用されるトラ
ンスポンダ１２を選定してステップ１０２にてローバ１
６の位置を決定しそしてステップ１０４においてこれら
のトランスポンダ１２に”覚醒発呼”を送信する。

【００２２】好ましくは、選択されるトランスポンダ
は、ローバ１６に概略的に近接しているトランスポンダ
である。その概略的近接の決定は、例えば、トランスポ
ンダ１２からの信号の利益なしに上述したＡＯＡ、ＴＯ
Ａ或いはＴＤＯＡの一つ或いはそれ以上を使用して粗い
位置決定を実行すること、異なった相対的に低い分解能
の選定技術を使用すること、或いは概略的近接を基地局
１４の周りの予め定めた領域として簡単に規定すること
によってなされる予備的位置決定を要求する。代わりに
なるべきものとして、基地局１４は、その通信領域内の
全トランスポンダに覚醒発呼を送信してもよい。さら
に、基地局１４は、全ての目標にされるトランスポンダ
１２自身には覚醒発呼を送信する必要はなく、そして、
その代わりに、いくつかの覚醒発呼を発するように、要
求をそれに近い他の基地局１４に送信してもよい。

【００２３】各トランスポンダ１２は、基地局１４から
の覚醒信号を受信する受信機２２に接続されたアンテナ
接続回路網２０、以下に述べるように応答信号を基地局
１４に送信する送信機２４、及び受信機２２及び送信機
２４の動作を制御しそして図５に示されているように電
源２８からそこへの電力の適用を制御するコントローラ
２６を含む。好ましくは、その電源は、ＡＣユーティリ
ティメインにより或いは自足自給できる運転のための太
陽電池、風力等により細流充電される再充電可能なバッ
テリ、例えば、ニッケルー水素メチル（Ｎｉ−ＭｅＨ）
或いはリチウムーイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）ユニットによ
り駆動される。

【００２４】通常は、トランスポンダ１２は、覚醒発呼
を認識しそしてトランスポンダ１２の残りを活性化する
に必要なこれらの回路のみが能動的である省エネルギー
休眠モードにある。その休眠モードは、受信機２２及び
コントローラ２６のみが能動的である（アンテナ接続回
路網２０は一般的には受動回路網である）。それで、そ
の受信機２２は覚醒信号を受信できそしてそのコントロ
ーラ２６は覚醒信号の受信に応答して送信機２４のエネ
ルギー消費量を上げるように電源２８に指令し、そして
応答信号を送信するために送信機２４を駆動し得る。或
いは、その休眠モードは受信機２２が通常オフされそし
てコントローラ２６のみ（或いは、代わりとして電力上
昇タイマ３０のみ）が活動状態にあるスロッテッド休眠
モードであってもよい。この場合、そのコントローラ２
６は、覚醒信号をチェックするために受信機２２及び送
信機２４を周期的に電力上昇するように電源２８に指令
し、或いは電力上昇タイマ３０が同様に他のトランスポ
ンダ構成素子を制御する。

【００２５】いずれにせよ、トランスポンダ１２が覚醒
発呼を受信するとき、当該トランスポンダ１２は図３の
ステップ１０６において十分な電力に達し、ステップ１
０８における領域内の全ての基地局１４に応答信号を送
信し、そして、ステップ１１０にてその休眠モードに戻
る。トランスポンダ応答信号をお互いに識別しそしてそ
れらの各ユニットとの相互関係を示すために、各トラン
スポンダ１２は独特の識別コードをその応答信号の中に
組み込む。

【００２６】その応答信号は、予め定めた周波数及び電
力レベルにあってもよいし、或いは覚醒信号にて符号化
された周波数及び電力レベルにあってもよい。その電力
レベルは正常な通信におけるローバ１６のような移動ユ
ニットによる使用される電力レベルであってもよい。代
わりになるべきものとして、信頼性のある位置決定がな
され得るようにトランスポンダ信号がいくつかの基地局
１４により受信されることを確保するために、その電力
は、一般的に許容された範囲よりもより高いレベル、即
ち、そのような緊急通信のためにのみ使用されるレベル
にあってもよい。

【００２７】これらのラインに沿い、ローバ１６と関連
する基地局１４もまた、図６のステップ１１６にて示さ
れるように、正常な電力レベルよりもより高いレベルに
て伝送することを指示するローバ１６にコマンドを送信
する。その結果として続くステップ１１８におけるロー
バ１６からの高電力伝送は、その信号もまたいくつかの
基地局１４により受信されることを確実にする。これ
は、単一の基地局通信路を特定のローバに提供するよう
に設計されそして従って多数の基地局との接続を保証し
得ない低電力のＣＤＭＡセルラ及びＰＣＳ通信システム
における特別の関係である。

【００２８】ステップ１１６における基地局１４からロ
ーバ１６への高電力伝送コマンド及びステップ１１８に
おけるローバの応答の受信は、ステップ１１０における
ローバのＥ−９１１要求の受信とステップ１１２におけ
るローバの原位置の計算（より詳細に後述される）との
間におけるなんらかの点にて実行されてもよい。さら
に、他の通信セションの混乱を最小にするために、基地
局１４が基地局コントローラ１８によりローバのＥ−９
１１要求を受信する他の基地局１４の数が正確な位置決
定をするには余りに少なすぎたということを知らせられ
るときにのみ、当該基地局１４はローバ１６からの高電
力応答を要求するかもしれない。この機能は、各基地局
１４が、当該基地局或いはなんらかの他の基地局１４に
向けられるＥ−９１１発呼要求に応答して図７のステッ
プ１２０にて示されるように基地局コントローラ１８に
Ｅ−９１１発呼報告を送信するならば、実行されるかも
しれない。従って、もしもその基地局コントローラ１８
がローバの正常な電力レベル伝送の範囲内における基地
局１４の数が余りにも少ないということを決定するなら
ば、当該基地局コントローラは、基地局１４がステップ
１２４にて高電力応答をするようにローバに指令するた
めにステップ１２２にてローバ１６と関連する基地局１
４に通知し得る。

【００２９】上記技術の代案として、ローバ１６は、高
電力レベルにてＥ−９１１要求を常に送信するように設
計されてもよい。これによりシステム動作が簡単化され
る。しかしながら、それは、その領域における他のロー
バ１６の通信を混乱させることを犠牲にしてそうする。
いずれにせよ、ローバの末端に関する高電力伝送は、勿
論、修正されたローバの使用を要求する。

【００３０】同様に、基地局１４は、図３のステップ１
０４においてトランスポンダ１２からの正常な電力レベ
ル応答を初期的に要求し、そしてこれらのトランスポン
ダ１２がステップ１２８に受信され得る応答を提供する
ように、応答が図８のステップ１２６にて最初に受信さ
れてなかったトランスポンダ１２に対してのみ第２の高
電力応答要求を発する。もしも基地局１４がなおやはり
特定のトランスポンダ１２からの応答を受信しないなら
ば、当該基地局１４は、トランスポンダ１２はうまく作
動していないということを表す基地局コントローラ１８
へのメッセージを送信してもよい（そのトランスポンダ
１２の動作はまた基地局１４による周期的な状態ポーリ
ングによりチェックされ得る。）。代わりとして、高電
力伝送は緊急オペレータ或いは他の当局により是認され
てもよい。いずれにせよ、そのトランスポンダ１２は、
予め定めた周期の間或いはそれらのトランスポンダが基
地局１４から休眠コマンドを受信するまで、覚醒したま
まにされてもよい。その結果、それらはステップ１２６
にて高電力伝送コマンドを受信しそしてステップ１２８
において適当な応答をなし得る。

【００３１】各基地局１４は、図３のステップ１００に
おけるローバ１６からの原Ｅ−９１１要求或いは図６の
ステップ１１８におけるその後の高電力応答のみなら
ず、図３のステップ１０８或いは図８のステップ１２８
における通信範囲内にてトランスポンダ１２からの応答
信号を受信し、そして、これらの信号の受信状態が図３
のステップ１１２でのトランスポンダ１２及びローバ１
６の各々のための粗い位置情報を引き出すために使用さ
れる。例えば、基地局１４の各々は、（ＡＯＡシステム
のための）各応答信号の受信角度、（ＴＯＡシステムの
ための）各応答信号の受信の絶対時間、或いは（ＴＤＯ
Ａシステムのための）各応答信号の受信の相対的時間
を、その技術にて知られている技術を使用して決定し、
そしてステップ１１４においてその情報を基地局コント
ローラ１８に提供するようにしてもよい。

【００３２】基地局１４の各々はＧＰＳシステムを介し
精度よく同期されたタイミング情報を得ることができる
から、ＴＤＯＡ技術は好ましい実施形態にて使用されそ
して付加された正確さのためにＡＯＡに追加される。し
かしながら、他の技術或いは技術の結合がその代わりに
使用されてもよい。その上、ローバ１６が現に位置して
いるセクターのようなセルラシステム情報、ハンドオフ
情報等が、位置決定処理にて使用され得る。さらに、使
用者の場周経路が強要される領域においては、地理的な
データベースがその処理における使用のための推断され
たＡＯＡ情報を提供するために使用され得る。

【００３３】終局的には、使用されるどんなジオロケー
ション技術でもローバ１６におけるＧＰＳ受信機と共に
増加され得る。その受信機は正常な方法にて位置のＧＰ
Ｓ情報を導出しそしてそれをその基地局１４に中継し得
る。しかしながら、ローバの寸法を最小化しそしてその
電力消費及びコストを低下するために、その受信機は、
それが受信するＧＰＳデータを簡単に速写し、そしてそ
れを基地局１４或いは処理用のもう一つの集中化された
設備に中継するようにしてもよい。勿論、この方法は、
修正されたローバ１６の使用を要求するという欠陥を有
する。

【００３４】基地局コントローラ１８は、ローバ１６に
対応する信号情報を使用してローバ１６のための粗い位
置を計算する。そして、当該基地局コントローラ１８
は、応答トランスポンダ１２の各々に対応する信号情報
を使用してそのトランスポンダのための粗い位置を計算
する。これらの粗い位置は、多重歪みベクトルを得るた
めに、トランスポンダ１２の知られた実際の位置と比較
される。ローバ１６のために計算された粗い位置は、従
って、多重歪みベクトルに応じて修正され、ローバ１６
の実際の位置を多重効果から離れて決定する。そして、
この実際の位置は、Ｅ−９１１セション中の適当な当局
への送信のためにワイヤライン回路網に渡される。

【００３５】換言すれば、基地局コントローラ１８は、
図９のステップ１３０にて示されるようにいくつかの基
地局１４から原位置データを受信したと仮定する。それ
から、それはステップ１３２及びステップ１３４におい
て粗いローバ位置Ｐ_RC＝（ｘ_RC、ｙ_RC）を計算し、そし
て、基地局１４からのデータに基づきｎの粗いトランス
ポンダ位置Ｐ_T1c＝（ｘ_T1c、ｙ_T1c）、Ｐ_T2c＝（ｘ
_T2c、ｙ_T2c）、・・・、Ｐ_Tnc＝（ｘ_Tnc、ｙ_Tnc）
を計算する。従って、トランスポンダの実際の知られた
位置が_T1a＝（ｘ_T1a、ｙ_T1a）、Ｐ_T2a＝（ｘ_T2a、
ｙ_T2a）、・・・、Ｐ_Tna＝（ｘ_Tna、ｙ_Tna）により
表されれば、多重歪みによる各トランスポンダｉの転置
を表すベクトルバーδ_nは次の数１の方程式に応じて
ステップ１３６において決定される。

【００３６】

【数１】

【００３７】ローバ１６及びトランスポンダ１２のため
の粗い位置決定に応答させる必要があるよりもより多く
の基地局１４があるならば、適当な平均化、重み付け或
いは他の修正技術が粗い位置を得るために使用される
か、或いは付加的な基地局データが精度の幾何学的な希
釈を修正するために使用され、それにより、その処理の
正確さを増大させる。

【００３８】トランスポンダｉの粗いトランスポンダ位
置Ｐ_Ticが実際のトランスポンダ位置Ｐ_Tiaから置き換
えられる距離を表す各歪みベクトルバーδ_nの絶対値
｜δ_n｜は、数２の方程式を使用してステップ１３８に
て計算される。

【００３９】

【数２】

【００４０】予測された位置がローバ１６の粗い位置に
最も近いトランスポンダ１２はローバ１６により経験さ
れる歪みを表すらしいので、ローバ１６に対する対応ト
ランスポンダ１２の近接に応じた相対的な重みｗ_Tiは、
数３の方程式からステップ１４０にて得られ、そしてそ
のローバのための多重歪みベクトルバーδ_nはステッ
プ１４２において重み付けされたトランスポンダ歪みベ
クトルの和として数4の式により計算される。

【００４１】

【数３】

【００４２】

【数４】

【００４３】それから、実際の位置Ｐ_Raが数５の方程式
からステップ１４４にて計算される。

【００４４】

【数５】

【００４５】ここで、バーδ_Rは次の数６の式により与
えられる。

【００４６】

【数６】

【００４７】それから、実際の位置Ｐ_Raは、Ｅ−９１１
発呼セションの初めにて緊急当局に渡されてもよい。代
わりとして、処理は、Ｅ−９１１発呼が開始されつつあ
りそしてその位置が後に送信される間になされてもよ
い。上記処理はトランスポンダ１２の規則正しく間隔を
おいたアレイに関連して議論された。しかしながら、そ
のトランスポンダ１２の相対的位置は、それらの実際の
位置が精度よく知られそしてそれらが基地局１４と通信
できる限りは、重大ではないということが明らかであ
る。かくして、本発明はトランスポンダの不規則な分
布、即ち装置の規則的な位置決めが可能でない密集した
市街地域において特に有用である事実に等しく適用可能
である。

【００４８】さらに、多数のトランスポンダを使用する
ことは必要ですらなく、そして、トランスポンダはＥ−
９１１発呼がなされる時期に利用できる必要はない。こ
の可能性は図１０にて示される本発明の第２の好ましい
実施形態との関連にて説明される。この実施形態は、第
１実施形態にて使用される多数のトランスポンダを不要
にし、そしてその代わりに、位置の修正情報の予め集め
たデータベースをあてにする。なんらかの位置決定を実
行するためのシステムの使用に先立ち、先の実施形態に
て使用されるトランスポンダ１２の送信機２４に類似し
た送信機が、例えば、それを乗り物内に物理的に転送す
ることにより多数の位置にて配置される。各位置におい
て、送信機の位置が正確に決定される。多重歪みの効果
をうまく回避するために、これは多数の方法においてな
されてもよい。例えば、位置決定は増加された正確さの
ためのより長い周期に行き亘ってもよいし、或いは送信
機の位置が、推測航法或いは測量技術を使用して、知ら
れた位置、例えば、基地局の一つから外挿されてもよ
い。

【００４９】一度送信機の位置が知られると、信号が送
信機から基地局１４に送信され、そして、その受信され
た信号に対応する原位置データが各基地局１４から基地
局コントローラ１８に送信される。この処理は多数の異
なる位置ｎにて繰り返される。ついで、粗い位置Ｐ_Tic
が、与えられた位置ｉのための集合データから導出さ
れ、そして上述したように、与えられた位置ｉに対する
送信機歪みベクトルバーδ_nを導出するために対応の
知られた実際の位置Ｐ_Tiaと比較され得る。そして送信
機歪みベクトルバーδ_T1乃至バーδ_Tnが基地局コント
ローラ１８のメモリ内に記憶される。

【００５０】そのシステムがＥ−９１１発呼のための位
置測位点を提供するために要求されるとき、基地局１４
は第１実施形態におけるように図１０のステップ１００
においてローバ１６からＥ−９１１要求を受信する。そ
れから、覚醒のためにトランスポンダを選択する代わり
に、それは図１０のステップ１４６において原位置デー
タを発生し、Ｅ−９１１要求を基地局コントローラ１８
に知らせ、そしてステップ１４８において基地局コント
ローラ１８にローバ１６用原位置情報を提供する。基地
局コントローラ１８は図１１のステップ１５０において
他の基地局１４のみならず初期の基地局１４からの原位
置情報を受信し、ステップ１５２にて（粗い位置Ｐ_Rcに
より示されるような）ローバ１６の概略的な近くにおい
て、予め記録された位置のための送信機歪みベクトル
バーδ_nを再生し、ステップ１３８においてトランスポ
ンダ歪みベクトルバーδ_nの相対的な絶対値ｗ_Tiを計
算し、そしてステップ１４０にて上述したように多重歪
みベクトルバーδ_Rを得る。ついで、ローバの粗い位
置Ｐ_Rcが、ワイヤライン回路網に渡される実際のローバ
位置Ｐ_raを得るためにステップ１４２にて修正される。

【００５１】この実施形態は多重の較正トランスポンダ
の潜在的に高価なアレイの配備を避けるという利益を有
する。しかしながら、それは静的な多重歪みの効果を打
ち消し得るだけであり、そして動的な歪み要素を処理で
きない。本発明は添付図面を参照してそのより好ましい
実施形態との関連にて十分に説明されたが、色々な変形
や修正が当業者にとって明らかになるということが知ら
れるべきである。そのような変形や修正は付属の請求項
により規定されるように本発明の範囲内に含まれるよう
理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】下記トポグラフィにおける本発明の第１のより
好ましい実施形態を示す図である。

【図２】ローバの位置の差動的修正のために基地局へ応
答信号を提供する第１実施形態によるトランスポンダを
示す図である。

【図３】Ｅ−９１１発呼中にローバの位置を決定すると
きの第１実施形態におけるローバ、基地局及びトランス
ポンダの間のトランザクションを示す図である。

【図４】第１実施形態における多重歪み状態のもとロー
バの位置を決定するために基地局、トランスポンダ及び
基地局コントローラの動作を示す図である。

【図５】第１実施形態による多重較正トランスポンダの
ブロックダイヤグラムである。

【図６】ローバが選択的に高電力伝送を提供する第１実
施形態の変形例を示す図である。

【図７】ローバの初期的なＥ−９１１要求が十分な基地
局により受信されずそしてトランスポンダが高電力レベ
ルにて再送信する時の第１実施形態の変形例を示す図で
ある。

【図８】トランスポンダの応答が基地局により受信され
ずそしてトランスポンダが高電力レベルにて再送信する
ときの第１実施形態の変形例を示す図である。

【図９】多重歪みに対するローバの位置を修正するとき
の第１実施形態における基地局コントローラの処理を示
す図である。

【図１０】本発明の第２のより好ましい実施形態による
ローバの位置を決定するときのトランザクションを示す
図である。

【図１１】第２実施形態における基地局コントローラ修
正処理を示す図である。

【図１２】ＧＰＳ人工衛星とローバとの間の多重伝播の
典型的な道を示す図である。

【図１３】市街地トポグラフィにおける多重効果に起因
するローバの位置の歪みを示す図である。

【図１４】市街地トポグラフィにおける多重効果に起因
するローバの位置の歪みを示す図である。

【図１５】市街地トポグラフィにおける多重効果に起因
するローバの位置の歪みを示す図である。

【符号の説明】

１２…トランスポンダ、１４…基地局、１６…ローバ、
１８…基地局コントローラ、２２…送信機、２４…受信
機、２６…コントローラ、２８…電源。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 102 H04Q 7/00 - 7/38

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】通信信号を発する移動通信装置と、較正信号をそれぞれ発する複数の送信機と、前記通信信号及び前記較正信号をそれぞれ受信しそして
そこで受信された前記通信信号及び前記較正信号の特性
に基づき受信情報をそれぞれ発生する複数の第１の局
と、前記第１の局から前記受信情報を受信し、前記送信機に
対応する前記受信情報を使用することにより前記移動通
信装置の修正位置を決定し、そして前記修正位置を通信
回路網に提供する第２の局とを備える位置決定システム
であって、前記第１の局のうちの少なくとも一つは、さらに、前記
送信機のうちの少なくとも一つに覚醒コマンドを送信す
るようになっており、前記送信機のうちの少なくとも一つは、前記覚醒信号を
チェックするために休眠モードから活性モードに周期的
に切り換わり、そして前記覚醒信号が存在するときその
較正信号を発するようになっているトランスポンダであ
って、前記休眠モードの電力消費率は前記活性モードの
電力消費率よりも低い位置決定システム。
【請求項２】通信信号を発する移動通信装置と、較正信号をそれぞれ発する複数の送信機と、前記通信信号及び前記較正信号をそれぞれ受信しそして
そこで受信された前記通信信号及び前記較正信号の特性
に基づき受信情報をそれぞれ発生する複数の第１の局
と、前記第１の局から前記受信情報を受信し、前記送信機に
対応する前記受信情報を使用することにより前記移動通
信装置の修正位置を決定し、そして前記修正位置を通信
回路網に提供する第２の局とを備える位置決定システム
であって、前記送信機のうちの少なくとも一つは、その較正信号
を、前記移動通信装置の標準通信電力レベルよりも高い
電力レベルにて発するようになっている位置決定システ
ム。
【請求項３】前記第１の局のうちの少なくとも一つ
は、さらに、前記送信機のうちの前記少なくとも一つに
コマンドを発してその較正信号を前記より高い電力レベ
ルにて送信するようになっており、前記送信機のうちの少なくとも一つは、前記較正信号を
前記コマンドにて指定されるレベルにて発するトランス
ポンダであることを特徴とする請求項２に記載の位置決
定システム。
【請求項４】移動通信装置から通信信号を発するステ
ップと、複数の送信機の各々から較正信号を発するステップと、複数の第１の局の各々にて前記通信信号及び前記較正信
号を受信しそしてそこで受信されるような前記通信信号
及び前記較正信号の特性に基づき受信情報を発生するス
テップと、前記送信機に対応する受信情報を使用して前記移動通信
装置の修正位置を決定するステップと、前記修正位置を通信回路網に提供するステップとを備え
る移動通信装置の位置を決定する方法であって、前記第１の局のうちの少なくとも一つから前記送信機の
うちの少なくとも一つに覚醒コマンドを送信するステッ
プと、前記送信機のうちの少なくとも一つを休眠モードから活
性モードに周期的に切り換えて前記覚醒信号をチェック
するステップと、前記覚醒信号が存在するとき前記送信機のうちの前記少
なくとも一つから較正信号を発するステップとをさらに
備え、前記休眠モードの電力消費率は前記活性モードの
電力消費率よりもより低い移動通信装置の位置を決定す
る方法。
【請求項５】移動通信装置から通信信号を発するステ
ップと、複数の送信機の各々から較正信号を発するステップと、複数の第１の局の各々にて前記通信信号及び前記較正信
号を受信しそしてそこで受信されるような前記通信信号
及び前記較正信号の特性に基づき受信情報を発生するス
テップと、前記送信機に対応する受信情報を使用して前記移動通信
装置の修正位置を決定するステップと、前記修正位置を通信回路網に提供するステップとを備え
る移動通信装置の位置を決定する方法であって、前記較正信号を発するステップは、前記移動通信装置の
標準の通信電力レベルよりもより高い電力レベルにて、
前記送信機のうちの少なくとも一つから較正信号を発生
するステップを備える移動通信装置の位置を決定する方
法。