JP2012507719A - ワイヤレス通信ネットワークにおける測位のための到着時間（ｔｏａ）推定 - Google Patents

Abstract

ワイヤレス通信ネットワークにおいて信号の到着時間（ＴＯＡ）を決定するための技法について説明する。各セルは、（ｉ）システム帯域幅の中央部分の連続するサブキャリアのセット上の同期信号と、（ｉｉ）システム帯域幅上に分散した連続しないサブキャリアの様々なセット上の基準信号とを送信することができる。ＵＥは、サブキャリアの様々なセット上で送信された複数の信号に基づいて、セルに関するＴＯＡを判断することができる。ＵＥは、様々な時間オフセットに関する第１の相関結果を取得するために、セルからの第１の信号（たとえば、同期信号）に関する相関を実行することができる。ＵＥは、様々な時間オフセットに関する第２の相関結果を取得するために、セルからの第２の信号（たとえば、基準信号）に関する相関を実行することができる。ＵＥは、第１の相関結果と第２の相関結果とを合成することができ、合成された相関結果に基づいてセルに関するＴＯＡを判断することができる。

Description

本開示は、一般に通信に関し、より詳細には、ワイヤレス通信ネットワークにおいて信号の到着時間（ＴＯＡ）を推定するための技法に関する。

米国特許法第１１９条に基づく優先権の主張
本特許出願は、本出願の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に明確に組み込まれる、２００８年１０月２８日に出願された「Time of Arrival Estimation for Position Location」と題する米国仮出願第６１／１０９，１６５号の優先権を主張する。

ワイヤレス通信ネットワークは、ボイス、ビデオ、パケットデータ、メッセージング、ブロードキャストなどの様々な通信コンテンツを提供するために広く展開されている。これらのワイヤレス・ネットワークは、利用可能なネットワーク・リソースを共有することによって複数のユーザをサポートすることが可能な多元接続ネットワークとすることができる。そのような多元接続ネットワークの例には、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ネットワーク、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワーク、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）ネットワーク、直交ＦＤＭＡ（ＯＦＤＭＡ）ネットワーク、およびシングル・キャリアＦＤＭＡ（ＳＣ−ＦＤＭＡ）ネットワークがある。

ワイヤレス通信ネットワークは、いくつかのユーザ機器（ＵＥ）の通信をサポートすることができるいくつかの基地局を含むことができる。基地局は、ＵＥとの通信をサポートするために、ダウンリンク上で様々な信号を送信することができる。信号のうちのいくつかは、ＵＥによってアプリオリに知られ得、セル検出、チャネル推定、タイミング調整、周波数補正などの様々な目的のために使用できる。様々な信号は、これらの信号の意図された使用のために良好なパフォーマンスを与えるために様々な特性を有し得る。

ワイヤレス通信ネットワークにおいて信号のＴＯＡを判断するための技法について本明細書で説明する。１つの設計では、ワイヤレス・ネットワーク中の各セルは、システム帯域幅の中央部分の連続するサブキャリアのセット上で、１次同期信号と２次同期信号とを送信することができる。各セルはまた、システム帯域幅上に分散した連続しないサブキャリアの様々なセット上で、第１の基準信号と第２の基準信号とを送信することができる。

一態様では、ＵＥ（または何らかの他のエンティティ）におけるセルに関するＴＯＡは、サブキャリアの様々なセット上でセルによって送信された複数の信号に基づいて判断できる。１つの設計では、セルに関するＴＯＡは、連続しないサブキャリアのセット上で送信された基準信号と、連続するサブキャリアのセット上で送信された同期信号とに基づいて判断できる。別の設計では、セルに関するＴＯＡは、連続しないサブキャリアの第１のセット上で送信された第１の基準信号と、連続しないサブキャリアの第２のセット上で送信された第２の基準信号とに基づいて判断できる。さらに別の設計では、セルに関するＴＯＡは、第１の基準信号および第２の基準信号と、１次同期信号および２次同期信号とに基づいて判断できる。一般に、セルに関するＴＯＡは、任意の数の信号に基づいて判断でき、各信号は、連続するサブキャリアまたは連続しないサブキャリアのセット上で送信できる。セルに関するＴＯＡは、以下で説明するように、サブキャリアの様々なセット上で送信された複数の信号を使用してより正確に推定できる。これにより、ＴＯＡに基づいて判断されたロケーション推定値または相対時刻差（ＲＴＤ）の精度を改善することができる。

１つの設計では、ＵＥは、複数の時間オフセットに関する第１の相関結果を取得するために、セルからの第１の信号（たとえば、同期信号）に関する相関を実行することができる。ＵＥは、複数の時間オフセットに関する第２の相関結果を取得するために、セルからの第２の信号（たとえば、基準信号）に関する相関を実行することができる。ＵＥはまた、セルからの１つまたは複数の追加の信号の各々に関する相関結果を取得するために、その信号に関する相関を実行することができる。ＵＥは、セルに関する合成された相関結果を取得するために、第１の相関結果と第２の相関結果と（場合によっては、追加の信号に関する相関結果と）を合成することができる。ＵＥは、合成された相関結果に基づいて、セルに関するＴＯＡを判断することができる。ＵＥは、ＵＥのロケーション推定値を判断するために使用され得る、複数のセルに関するＴＯＡを判断することができる。

本開示の様々な態様および特徴について以下でさらに詳細に説明する。

ワイヤレス通信ネットワークを示す図。 例示的なフレーム構造を示す図。 例示的なサブフレーム・フォーマットを示す図。 同期信号および基準信号に関する相関関数のプロットを示す図。 同期信号および基準信号に関する相関関数のプロットを示す図。 同期信号および基準信号に関する相関関数のプロットを示す図。 同期信号および基準信号に関する相関関数のプロットを示す図。 同期信号および基準信号に関する相関関数のプロットを示す図。 同期信号および基準信号に関する相関関数のプロットを示す図。 ＵＥのための測位を示す図。 測位のためのＴＯＡを判断するためのプロセスを示す図。 １つの送信機に関するＴＯＡを判断するためのプロセスを示す図。 ＵＥおよび基地局のブロック図。

本明細書で説明する技法は、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＯＦＤＭＡ、ＳＣ−ＦＤＭＡおよび他のネットワークなど、様々なワイヤレス通信ネットワークに使用できる。「ネットワーク」および「システム」という用語は、しばしば互換的に使用される。ＣＤＭＡネットワークは、Universal Terrestrial Radio Access（ＵＴＲＡ）、ｃｄｍａ２０００などの無線技術を実装することができる。ＵＴＲＡは、Wideband CDMA（ＷＣＤＭＡ）およびＣＤＭＡの他の変形態を含む。ｃｄｍａ２０００は、ＩＳ−２０００標準、ＩＳ−９５標準およびＩＳ−８５６標準をカバーする。ＴＤＭＡネットワークは、Global System for Mobile Communications（ＧＳＭ（登録商標））などの無線技術を実装することができる。ＯＦＤＭＡネットワークは、Evolved UTRA(E-UTRA)、Ultra Mobile Broadband(ＵＭＢ)、IEEE802.11(Ｗｉ−Ｆｉ)、IEEE802.16(ＷｉＭＡＸ)、IEEE802.20、Flash-OFDM(登録商標)などの無線技術を実装することができる。ＵＴＲＡおよびＥ−ＵＴＲＡは、Universal Mobile Telecommunication System(ＵＭＴＳ)の一部である。3GPP Long Term Evolution(ＬＴＥ)およびLTE-Advanced(ＬＴＥ−Ａ)は、タ゛ウンリンク上ではＯＦＤＭＡを利用し、アップリンク上ではＳＣ−ＦＤＭＡを利用するＥ−ＵＴＲＡを使用するＵＭＴＳの新しいリリースである。ＵＴＲＡ、Ｅ−ＵＴＲＡ、ＵＭＴＳ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−ＡおよびＧＳＭは、「3rd Generation Partnership Project」（３ＧＰＰ）と呼ばれる組織からの文書に記載されている。ｃｄｍａ２０００およびＵＭＢは、「3rd Generation Partnership Project 2」（３ＧＰＰ２）と呼ばれる組織からの文書に記載されている。本明細書で説明する技法は、上記のワイヤレス・ネットワークおよび無線技術、ならびに他のワイヤレス・ネットワークおよび無線技術に使用できる。明快のために、本技法のいくつかの態様について以下ではＬＴＥに関して説明し、以下の説明の大部分でＬＴＥ用語を
使用する。

図１に、ＬＴＥにおけるEvolved Universal Terrestrial Radio Access（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）または何らかの他のワイヤレス・ネットワークとすることができるワイヤレス通信ネットワーク１００を示す。ワイヤレス・ネットワーク１００は、いくつかの進化型ノードＢ（ｅＮＢ）および他のネットワークエンティティを含むことができる。簡単のために、図１には、３つのｅＮＢ１１０ａ、１１０ｂおよび１１０ｃならびに１つの進化型ロケーション測定ユニット（ｅＬＭＵ）１３０のみが示されている。ｅＮＢは、ＵＥと通信する局とすることができ、ノードＢ、基地局、アクセス・ポイント、フェムト・セルなどとも呼ばれる。各ｅＮＢ１１０は、特定の地理的エリアに対して通信カバレージを提供することができる。ｅＮＢのカバレージ・エリア全体は複数のより小さいエリアに区分でき、各より小さいエリアは、それぞれのｅＮＢサブシステムによってサービスできる。３ＧＰＰでは、「セル」という用語は、このカバレージ・エリアにサービスするｅＮＢおよび／またはｅＮＢサブシステムのカバレージ・エリアを指すことができる。３ＧＰＰ２では、「セクタ」または「セルセクタ」という用語は、基地局のカバレージ・エリア、および／またはこのカバレージ・エリアにサービスする基地局サブシステムのカバレージ・エリアを指すことができる。明快のために、以下の説明ではセルの３ＧＰＰ概念を使用する。ｅＮＢは、１つまたは複数（たとえば、３つ）のセルにサービスすることができる。

ワイヤレス・ネットワーク１００は同期動作または非同期動作をサポートすることができる。同期動作の場合、ｅＮＢは、それらのタイミングを共通時間ソースに整合させることができ、それらの信号をほぼ同時に送信することができる。共通時間ソースは、米国の全地球測位システム（ＧＰＳ）、ヨーロッパのＧａｌｉｌｅｏシステム、ロシアのＧＬＯＮＡＳＳシステム、または何らかの他のナビゲーション衛星システム（ＮＳＳ）からとすることができる。非同期動作の場合、ｅＮＢは様々なタイミングを有することがあり、様々なｅＮＢからの信号は時間的に整合しないことがある。本明細書で説明する技法は同期ネットワークと非同期ネットワークの両方のために使用できる。

ｅＬＭＵ１３０は、既知のロケーションにおいて展開でき、様々なセルからの信号のＴＯＡを測定することができる。ＴＯＡとｅＬＭＵ１３０の既知のロケーションとは、以下で説明するように、様々なセル間のＲＴＤを判断するために使用できる。ＲＴＤは、非同期ネットワーク中のＵＥの測位のために使用できる。ｅＬＭＵ１３０は、（図１に示すような）独立型の要素でもよく、またはｅＮＢ中に一体化されてもよい。ｅＬＭＵ１３０は、たとえば、その測定値をネットワークエンティティに報告する、ネットワークエンティティなどから測定命令を受信する、などのために、１つまたは複数のワイヤレス通信リンクまたはワイヤライン通信リンクを介してネットワークと通信することができる。ｅＬＭＵ１３０は、様々なセルに関するＴＯＡの測定値、セルの様々なペアに関するＲＴＤ、測定値の品質推定値などを取得することができる。ｅＬＭＵ１３０は、その測定値をネットワーク中のロケーション・サーバに報告することができる。ロケーション・サーバは、サービング・モバイル・ロケーション・センター（ＳＭＬＣ）、進化型ＳＭＬＣ（ｅＳＭＬＣ）、ゲートウェイモバイル・ロケーション・センター（ＧＭＬＣ）、位置判断エンティティ（ＰＤＥ）、スタンド・アロンＳＭＬＣ（ＳＡＳ）、セキュア・ユーザ・プレーンロケーション（ＳＵＰＬ）ロケーション・プラット・フォーム（ＳＬＰ）、などとすることができる。ｅＬＭＵ１３０は、要求に応じて、周期的に、または変更に応じて（たとえば、測定量が以前の測定報告に比較してある量だけ変化したときに）、測定値を報告することができる。ネットワーク・エンティティ（たとえば、ｅＳＭＬＣなど）は、以下で説明するように、ターゲットＵＥの測位のために、またはＵＥへの支援データの提供のために使用されるべき他の情報（たとえば、ｅＮＢロケーション、ｅＮＢ無線パラメータ、ｅＮＢセルＩＤなど）とともに、ｅＬＭＵ測定値を（たとえば、基地局アルマナック中の）データ・ベースに記憶することができる。

いくつかのＵＥはワイヤレス・ネットワーク１００全体にわたって分散でき、各ＵＥは固定または移動とすることができる。簡単のために、図１にはただ１つのＵＥ１２０が示されている。ＵＥは、端末、移動局（ＭＳ）、加入者ユニット、局などと呼ばれることもある。ＵＥは、セルラー電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ワイヤレス・モデム、ワイヤレス通信デバイス、ハンドヘルド・デバイス、ラップトップ・コンピュータ、コードレス電話、ワイヤレスローカルループ（ＷＬＬ）局、トラッキング・デバイスなどとすることができる。ＵＥは、ダウンリンクおよびアップリンクを介してｅＮＢと通信することができる。ダウンリンク（または順方向リンク）はｅＮＢからＵＥへの通信リンクを指し、アップリンク（または逆方向リンク）はＵＥからｅＮＢへの通信リンクを指す。図１には、ｅＮＢ１１０ａ、１１０ｂおよび１１０ｃからＵＥ１２０へのダウンリンク送信が示されている。ＵＥからｅＮＢへのアップリンク送信は図１に示されていない。

ＬＴＥは、ダウンリンク上では直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を利用し、アップリンク上ではシングル・キャリア周波数分割多重（ＳＣ−ＦＤＭ）を利用する。ＯＦＤＭおよびＳＣ−ＦＤＭは、システム帯域幅を、一般にトーン、ビンなどとも呼ばれる複数（Ｋ）個の直交サブキャリアに分割する。各サブキャリアはデータで変調され得る。一般に、変調シンボルは、ＯＦＤＭでは周波数領域で、ＳＣ−ＦＤＭでは時間領域で送られる。隣接するサブキャリア間の間隔は固定とすることができ得、サブキャリアの総数（Ｋ）はシステム帯域幅に依存することができる。たとえば、隣接するサブキャリア間の間隔は１５ＫＨｚとすることができ、Ｋは、それぞれ１．２５、２．５、５、１０または２０ＭＨｚのシステム帯域幅に対して８３、１６６、３３３、６６６または１３３３に等しいとすることができる。

図２に、ＬＴＥにおけるフレーム構造を示す。ダウンリンクの送信タイムラインは無線フレームの単位に区分できる。各無線フレームは、所定の持続時間（たとえば、１０ミリ秒（ｍｓ））を有することができ、０〜９のインデックスをもつ１０個のサブフレームに区分できる。各サブフレームは２個のスロットを含むことができる。したがって、各無線フレームは、０〜１９のインデックスをもつ２０個のスロットを含むことができる。各スロットは、Ｌ個のシンボル期間、たとえば、（図２に示すように）通常の巡回プレフィックスの場合はＬ＝７個のシンボル期間、または拡張された巡回プレフィックスの場合はＬ＝６個のシンボル期間を含むことができる。各サブフレーム中の２Ｌ個のシンボル期間には０〜２Ｌ−１のインデックスが割り当てられ得る。

ＬＴＥでは、各ｅＮＢは、そのｅＮＢ中の各セルに関する１次同期信号（ＰＳＳ）と２次同期信号（ＳＳＳ）とを周期的に送信することができる。１次同期信号および２次同期信号は、図２に示すように、それぞれ、通常の巡回プレフィックスをもつ各無線フレームのサブフレーム０および５中のシンボル期間６および５中で送られ得る。ＵＥは、セルを検出するために１次同期信号および２次同期信号を探索することができ、検出されたセルのセル識別情報（ＩＤ）、タイミング、および周波数オフセットなどの情報を取得することができる。各ｅＮＢはまた、そのｅＮＢ中の各セルに関する基準信号を周期的に送信することができる。ＵＥは、チャネル推定、信号強度測定、信号品質測定などの様々な機能のために、検出されたセルからの基準信号を使用することができる。

ＬＴＥでは、各セルには、次のように与えられ得るセルＩＤが割り当てられ得る。

上式で、

は、セルＩＤであり、

は、セルＩＤが属するセルＩＤグループのインデックスであり、

は、セルＩＤグループ内の特定のＩＤのインデックスである。

各セルに関する１次同期信号および２次同期信号は、そのセルに関する

および

に基づいて生成することができる。

ｅＮＢは、そのセルに関する１次同期信号を次のように生成することができる。ｅＮＢは、まず、Ｚａｄｏｆｆ−Ｃｈｕ系列と、そのセルに関する

とに基づいて、６２個の複素数値の系列ｄ_PSS（ｎ）を生成することができる。ｅＮＢは、図２に示すように、ｄ_PSS（ｎ）中の６２個の複素数値を、システム帯域幅の中央の６２個のサブキャリアにマッピングすることができる。ｅＮＢは、信号値０をもつ０シンボルを残りのサブキャリアにマッピングすることができる。ｅＮＢは、次いで、中央の６２個のサブキャリア上で送られる１次同期信号をもつＯＦＤＭシンボルを生成することができる。ＯＦＤＭシンボルを生成するために、ｅＮＢは、（ｉ）有効部分についてＮ_FFT個の時間領域サンプルを取得するために、Ｎ_FFT個のマッピングされたシンボルに対してＮ_FFT点高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実行し、（ｉｉ）Ｎ_FFT＋Ｃ個のサンプルを備えるＯＦＤＭシンボルを取得するために、有効部分の最後のＣ個のサンプルを複製し、これらのサンプルを有効部分の前部に付加することができる。Ｃは、ワイヤレス・チャネル中のマルチパスによって引き起こされる周波数選択性フェージングをなくすために使用される巡回プレフィックスの長さである。ｅＮＢは、１次同期信号が送られる各シンボル期間中でＯＦＤＭシンボルを送信することができる。

ｅＮＢは、そのセルに関する２次同期信号を次のように生成することができる。ｅＮＢは、まず、スクランブル系列および擬似乱数（ＰＮ）系列、ならびにそのセルに関する

および

に基づいて、６２個の複素数値の系列ｄ_SSS（ｎ）を生成することができる。ｅＮＢは、図２に示すように、ｄ_SSS（ｎ）中の６２個の複素数値を、システム帯域幅の中央の６２個のサブキャリアにマッピングすることができる。ｅＮＢは、０シンボルを残りのサブキャリアにマッピングすることができ、中央の６２個のサブキャリア上で送られる２次同期信号をもつＯＦＤＭシンボルを生成することができる。ｅＮＢは、２次同期信号が送られる各シンボル期間中でＯＦＤＭシンボルを送信することができる。１次同期信号および２次同期信号は、公開されている「Evolved Universal Terrestrial Radio Access（Ｅ−ＵＴＲＡ）；Physical Channels and Modulation」と題する３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１１に記載されている。

ＵＥは、セルを検出するためにセル探索を実行することができる。ＵＥは、セル探索の第１のステップにおいて、１次同期信号を検出することができる。ＵＥは、シンボルタイミングを確認し、各検出された１次同期信号から

を取得することができる。ＵＥは、次いで、セル探索の第２のステップにおいて、各検出された１次同期信号に関する２次同期信号を検出することができる。ＵＥは、フレーム・タイミングを確認し、各検出された２次同期信号から

を取得することができる。

図３に、ＬＴＥにおけるサブフレーム・フォーマットを示す。利用可能な時間周波数リソースはリソース・ブロックに区分できる。ＬＴＥでは、各リソース・ブロックは、１個のスロット中の１２個のサブキャリアをカバーし、いくつかのリソース要素を含む。各リソース要素は、１個のシンボル期間中の１個のサブキャリアをカバーし、実数値または複素数値であり得る１個のシンボルを送るために使用され得る。

図３に示すサブフレーム・フォーマットは、２つのアンテナをもつｅＮＢによって使用され得る。セル固有の基準信号は、通常の巡回プレフィックスの場合、サブフレームのシンボル期間０、４、７および１１の各々中で送られ得る。基準信号は、送信機および受信機によってアプリオリに知られる信号であり、パイロットなどと呼ばれることもある。セル固有の基準信号は、たとえば、セルＩＤに基づいて判断される１つまたは複数の系列を用いて生成される、セルに固有の基準信号である。セル固有の基準信号は、共通基準信号、共通パイロットなどと呼ばれることもある。簡単のために、以下の説明の大部分では、セル固有の基準信号を基準信号と呼ぶ。

アンテナ０の場合、第１の基準信号は、各スロットの第１のシンボル期間中にサブキャリアの第１のセット上で送られ得る。第２の基準信号は、通常の巡回プレフィックスをもつ各スロットの第５のシンボル期間中にキャリアの第２のセット上で送られ得る。各セットは、６個のサブキャリアだけ離間したサブキャリアを含むことができる。第１のセット中のサブキャリアは、第２のセット中のサブキャリアから３個のサブキャリアだけオフセットされ得る。アンテナ１の場合、第１の基準信号は、各スロットの第１のシンボル期間中にサブキャリアの第２のセット上で送られ得る。第２の基準信号は、通常の巡回プレフィックスをもつ各スロットの第５のシンボル期間中にサブキャリアの第１のセット上で送られ得る。図３では、基準信号のために使用されるリソース要素を黒く塗りつぶして示し、他の送信のために使用されるリソース要素を白く塗りつぶして示している。所与のアンテナによって基準信号のために使用されるリソース要素は、他のアンテナによる送信のためには使用されない。各アンテナについて、そのアンテナによる送信のために使用されないリソース要素を×印で示している。

ｅＮＢは、そのセルに関する基準信号を次のように生成することができる。ｅＮＢは、まず、ＰＮ系列と、そのセルに関する

とに基づいて、Ｑ個の複素数値の系列ｄ_RS（ｎ）を生成することができ、ただし、Ｑはサブキャリアの総数（Ｋ）に依存する。ｅＮＢは、ｄ_RS（ｎ）中のＱ個の複素数値を、図３に示すように、システム帯域幅上に一様に分散され、６個のサブキャリアだけ離間したＱ個のサブキャリアにマッピングすることができる。基準信号のために使用すべき特定のサブキャリアは、セルＩＤによって判断できる。様々なセルＩＤをもつ様々なセルは、それらの基準信号のために様々なサブキャリアを使用することができる。ｅＮＢは、他のシンボル（たとえば、データシンボル、制御シンボル、０シンボルなど）を残りのサブキャリア上にマッピングすることができ、Ｑ個の連続しないサブキャリア上で送られた基準信号をもつＯＦＤＭシンボルを生成することができる。ｅＮＢは、基準信号が送られる各シンボル期間中でＯＦＤＭシンボルを送信することができる。

ｅＮＢは、各スロットに関する第１の基準信号および第２の基準信号を同様の方法で生成することができる。系列ｄ_RS（ｎ）は、スロット・インデックスならびにシンボル期間インデックスの関数であり得、したがって基準信号ごとに異なり得る。図３に示すように、第１の基準信号および第２の基準信号に対して異なるサブキャリアを使用してもよい。したがって、第１の基準信号に関するＯＦＤＭシンボルは、残りのサブキャリアが０シンボルで満たされている場合でも、第２の基準信号に関するＯＦＤＭシンボルとは異なり得る。ＬＴＥにおける基準信号は、上述の３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１１に記載されている。

各セルからの同期信号と基準信号とはＵＥによって知られており、測位のために使用され得る。測位とは、ターゲット・デバイス、たとえば、ＵＥの地理的ロケーションを判断する機能を指す。同期信号は、図２に示すように、５ｍｓごとに２つのシンボル期間中で送られ得る。さらに、同期信号は、すべてのＵＥが、それらの帯域幅能力にかかわらず、これらの信号を受信することができるように、システム帯域幅の中央の９３０ＫＨｚで送られ得る。基準信号は、図３に示すように、各スロットの２つのシンボル期間中で送られ得る。さらに、基準信号は、ＵＥが、システム帯域幅全体についてチャネル推定値を得ることができるように、システム帯域幅上に分散した連続しないサブキャリア上で送られ得る。

ＵＥは、ＵＥによって検出されたセルからの同期信号および／または基準信号のＴＯＡを判断することができる。様々なセルおよびそれらの既知のロケーションに関するＴＯＡは、以下で説明するように、ＵＥに関するロケーション推定値を得るために使用され得る。

ＵＥは、所与のセルｍからの同期信号（たとえば、１次同期信号または２次同期信号）のＴＯＡを次のように判断することができる。ＵＥは、セルｍと同様の方法で、同期信号を備えるＯＦＤＭシンボルのためのサンプル系列ｄ_SS,m（ｎ）を局所的に生成することができる。ＵＥは、時間領域中で、その受信サンプルｒ（ｎ）を、局所的に生成されたサンプル系列ｄ_SS,m（ｎ）と次のように相関させることができる。

上式で、
Ｌは、サンプル系列中のサンプルの数、たとえば、Ｌ＝Ｎ_FFT＋Ｃであり、
Ｓ_SS,m（ｋ）は、時間オフセットｋに対するセルｍからの同期信号の相関結果である。

ＵＥは、探索ウィンドウ内で各時間オフセットに関する相関結果を取得することができる。探索ウィンドウの幅は、最小ＴＯＡと最大ＴＯＡとを規定し得る、セルのサイズに依存し得る。たとえば、サービング・セルの中心は、ＵＥに関する粗いロケーション推定値として使用され得る。各ネイバー・セルに関する予想ＴＯＡは、各ネイバー・セル間の距離とＵＥに関する粗いロケーション推定値とを計算することによって、セルの既知のロケーションを使用して予測できる。真のＵＥロケーションはサービング・セルのカバレージ・エリア内のどこかであり得るので、各ネイバー・セルに関する最小の予想ＴＯＡと最大の予想ＴＯＡとは、それぞれ、サービング・セルと各ネイバー・セルとのセルエッジ間の最短距離と最長距離とによって判断できる。ネットワークが非同期モードで動作している場合、予想ＴＯＡと探索ウィンドウサイズとを予測するときに、ＲＴＤを考慮に入れることができる。予想ＴＯＡと探索ウィンドウとの計算は、ネットワーク・エンティティ（たとえば、ｅＳＭＬＣなど）によって実行され、支援データとしてＵＥに与えられ得る。代替的に、ＵＥは、支援データ中のＵＥに与えられ得る、または他のソース（たとえば、セルブロードキャスト情報）から入手可能であり得る、ネイバー・セル・ロケーションおよびＲＴＤ（適用可能な場合）に関する情報を使用して、これらの計算を実行することができる。探索ウィンドウの中心は、予想ＴＯＡに配置できる。

１つの設計では、ＵＥは、各時間オフセットに関する相関結果の大きさの２乗をしきい値Ｓ_THと比較することができる。ＵＥは、以下の条件が満たされる場合、検出された同期信号を宣言することができる。

他の設計では、ＵＥは、相関結果の大きさ、絶対値または何らかの他のメトリックを好適なしきい値と比較することができる。１つの設計では、しきい値Ｓ_THは固定値とすることができる。別の設計では、しきい値Ｓ_THは、受信サンプルのエネルギーの特定の割合に設定できる構成可能な値とすることができる。いずれの設計でも、しきい値は、検出確率とフォールス・アラーム確率との間のオフトレードに基づいて選択され得る。上限しきい値は、検出確率およびフォールス・アラーム確率を低減することができ、その逆も同様である。

ＵＥは、式（２）に示すように、受信サンプルと各時間オフセットに関する局所的に生成された系列とを相関させることができ、式（３）に示すように、相関結果をしきい値と比較することができる。ＵＥは、相関結果がしきい値を超える最も早い時間オフセットを判断することができ、この時間オフセットを、ＵＥにおけるセルｍからの同期信号のＴＯＡとして与えることができる。このＴＯＡ推定値は、サンプリング周期分解能を用いて与えられ得る。ＵＥは、より精細な時間分解能を用いてＴＯＡ推定値を取得するために、補間を実行することができる。たとえば、サンプリング周期分解能を用いて取得されたＴＯＡ推定値は、当技術分野で知られている放物線補間関数、キュービック補間関数、および／または他の補間関数に従ってネイバー・サンプリング・ポイントを使用して補間できる。送信されたパルス形状と選択された補間関数との間の既知のバイアスを補償するために、さらなる調整を補間されたＴＯＡ推定値に適用することができる。

ＵＥは、セルｍからの基準信号のＴＯＡを次のように判断することができる。ＵＥは、セルｍからの基準信号を備えるＯＦＤＭシンボルに関するサンプル系列ｄ_RS,m（ｎ）を局所的に生成することができる。１つの設計では、ＵＥによって局所的に生成されたサンプル系列は、基準信号のために使用されないサブキャリア上に０シンボルを含み得るが、セルｍによって生成されたＯＦＤＭシンボルは、基準信号のために使用されないサブキャリア上に非ゼロシンボルを備え得る。セルｍによって送信された非ゼロシンボルは、その場合、雑音として働き得る。

ＵＥは、たとえば、式（２）に示すように、様々な時間オフセットに関する時間領域中で、ＵＥの受信サンプルｒ（ｎ）と局所的に生成された系列ｄ_RS,m（ｎ）とを相関させることができる。ＵＥは、たとえば、式（３）に示すように、各時間オフセットに関する相関結果の大きさの２乗または何らかの他のメトリックをしきい値と比較することができる。ＵＥは、相関結果がしきい値を超える最も早い時間オフセットを、ＵＥにおけるセルｍからの基準信号のＴＯＡとして与えることができる。ＵＥはまた、より正確なＴＯＡ推定値を取得するために、補間およびバイアス補償を実行することができる。たとえば、補間された時間オフセットを取得するために、識別された時間オフセットに関する合成された相関結果を含む少なくとも２つの合成された相関結果に対して補間を実行することができ、補間された時間オフセットに基づいて送信機に関するＴＯＡを判断することができる。補間された時間オフセットに基づいて送信機に関するＴＯＡを判断することは、送信されたパルス形状と補間関数との間の既知のバイアスを考慮するための調整にさらに基づいて、送信機に関するＴＯＡを判断することを含むことができる。

式（２）は、受信サンプルと１つのＯＦＤＭシンボルに関する局所的に生成されたサンプル系列との相関を示す。受信サンプルは雑音が多くなり得、相関結果も雑音が多くなり得る。１つの設計では、様々なＯＦＤＭシンボルに関する相関結果は、次のようにコヒーレント合成され得る。

上式で、
Ｓ_m,l（ｋ）は、ＯＦＤＭシンボルｌ中の時間オフセットｋに関する相関結果であり、
Ｓ_CC,m（ｋ）は、時間オフセットｋに関するコヒーレント合成された相関結果である。

別の設計では、様々なＯＦＤＭシンボルに関する相関結果は、次のように非コヒーレント合成され得る。

上式で、Ｓ_NC,m（ｋ）は、時間オフセットｋに関する非コヒーレント合成された相関結果である。

式（４）に示すように、コヒーレント合成は、複素数値の位相が結果に影響を及ぼすように複素数値を合計する。式（５）に示すように、非コヒーレント合成は、エネルギーに関する実数値を合計する。コヒーレント合成および非コヒーレント合成は、雑音を平均化し、相関結果の精度を改善するために使用できる。コヒーレント合成はより良いパフォーマンスを与えることができるが、位相差の大きい複素数値を合成しないように、ワイヤレス・チャネルが著しく変化しない状況に限定できる。非コヒーレント合成は、すべて状況に使用できる。

受信サンプルと局所的に生成されたサンプル系列との相関は、相関関数によって規定できる。相関関数は、雑音のない理想的な受信サンプルと、同期信号または基準信号に関する既知のシンボルのみ（たとえば、同期信号または基準信号のために使用されないサブキャリア上の０シンボル）とをとることができる。単一の伝搬経路のための同期信号または基準信号に関する相関関数は、次のように表すことができる。

上式で、
Ｔ_SYMは、１つのＯＦＤＭシンボルの持続時間（秒単位）であり、
ｔは、相関ピーク周辺の時間ラグ、Ｔ_SYM≦ｔ≦Ｔ_SYMであり、
Δｆは、サブキャリア間の間隔、たとえば、ＬＴＥではΔｆ＝１５ＫＨｚであり、
Ｎ_FFTは、ＦＦＴ長さ、たとえば、ＬＴＥでは、５ＭＨｚシステム帯域幅の場合、Ｎ_FFT＝５１２であり、
Ｕは、同期信号または基準信号のために使用されるサブキャリアの総数であり、
Ｐは、（いくつかのサブキャリア中で）同期信号または基準信号のために使用されるサブキャリア間の間隔であり、
｜Ｒ（ｔ）｜は、同期信号または基準信号に関する正規化された相関値である。

たとえば、同期信号については、Ｕ＝６２およびＰ＝１である。たとえば、基準信号については、５ＭＨｚシステム帯域幅の場合、Ｕ＝３０１、およびＰ＝６である。他のパラメータは、同期信号と基準信号の両方について同じである。

相関関数は、式（６）の分母を０に等しくする値ｔにおいてピークを有する。これらの値ｔは、次のように表すことができる。

図４Ａに、１つのＯＦＤＭシンボル中で送信される基準信号に関する相関関数のプロット４１０を示す。水平軸はＴＯＡ誤差をキロメートル（ｋｍ）単位で示し、垂直軸は正規化された相関値を示す。図４Ａに示すように、基準信号に関する相関関数は、０ＴＯＡ誤差において主ピークを有し、３．３ｋｍごとに２次ピークを有する。２次ピークは、図３に示すように、サブキャリアが６個ごとに基準信号のために使用される、周波数領域中でのアンダー・サンプリングによる。

図４Ｂに、１つのＯＦＤＭシンボル中で送信される同期信号に関する相関関数のプロット４２０を示す。図４Ｂに示すように、同期信号に関する相関関数は、０ＴＯＡ誤差において単一の主ピークを有し、２次ピークを有しない。

図４Ｅに、５ＭＨｚシステム帯域幅の場合の基準信号に関する相関関数の主ピークのズームインプロット４１２を示す。図４Ｅには、同期信号に関する相関関数の主ピークのプロット４２２も示す。各信号に関する主ピークの幅は信号の帯域幅によって判断される。５ＭＨｚシステム帯域幅の場合、基準信号の帯域幅は、同期信号の帯域幅の４倍以上になり得る。基準信号に関する主ピークの幅は、その場合、図４Ｅに示すように、同期信号に関する主ピークの幅よりも４倍以上狭くなることになる。

ＬＴＥでは、同期信号の帯域幅は、システム帯域幅にかかわらず９３０ＫＨｚに固定される。同期信号に関する主ピークの幅は固定され得、図４Ｅ中のプロット４２２によって示され得る。基準信号の帯域幅は、システム帯域幅に依存し得、１．２５ＭＨｚから２０ＭＨｚまで可変であり得る。システム帯域幅が１．２５ＭＨｚから２０ＭＨｚまで漸進的に増加するにつれて、基準信号に関する主ピークの幅は漸進的により狭くなり得る。

各信号に関する主ピークの幅は、その信号に関する相関関数の時間分解能を決定する。相関を実行するＴＯＡ推定器は、整合フィルタと考えられ得る。ＴＯＡ推定器は、ΔτＢ_e＞１の場合、２つのマルチパス成分を分解することが可能であり得、ただし、Δτは２つの伝搬経路間の時間差であり、Ｂ_eは信号の等価帯域幅である。図式的に、ＴＯＡ推定器は、主ピークがより狭い場合、互いにより近接しているマルチパス成分を分解することが可能であり得る。したがって、基準信号に関する主ピークが潜在的により狭いために、ＴＯＡ推定のために（同期信号の代わりに）基準信号を使用することが望ましいことがある。しかしながら、基準信号は、図４Ａに示すように、２次ピークを有し、その結果、相関ウィンドウが適切に配置されない場合、または（たとえば、セル・サイズが大きすぎる場合）複数のピークが相関ウィンドウ内に入るほど相関探索ウィンドウが大きすぎ、相関結果が雑音が多すぎる場合、誤ったＴＯＡが生じ得る。

要約すると、同期信号は以下の特性を有し得る。

・２次ピークのない明瞭な相関関数、
・２つのＯＦＤＭシンボル中で５ｍｓごとにまれに送信される、および
・システム帯域幅とは無関係に中央の６２個のサブキャリアを占有する。

基準信号は以下の特性を有し得る。

・２次ピークをもつ曖昧な相関関数、
・２つのＯＦＤＭシンボル中で０．５ｍｓのスロットごとに頻繁に送信される、および
・より大きいシステム帯域幅は、より多くのエネルギーとより狭い主ピークとを与える。

一態様では、サブキャリアの２つのセット上で送られた第１の基準信号に関する相関結果と第２の基準信号に関する相関結果とをコヒーレント合成することによって、基準信号の相関における曖昧さを低減することができる。これにより、サブキャリア間隔Ｐを半分に、６個のサブキャリアから３個のサブキャリアに効果的に低減することができる。２次ピークは、その場合、（３．３ｋｍごとではなく）６．６ｋｍごとに生じ得る。

サブキャリアの２つのセット上で所与のセルｍによって送信された２つの基準信号に関する相関は、次のように実行できる。

１．たとえば、式（２）に示すように、様々な時間オフセットｋにおいて、受信サンプルと、第１の基準信号に関する第１の局所的に生成されたサンプル系列とを相関させることによって、第１の基準信号に関する相関を実行し、相関結果Ｓ_RS1,m（ｋ）を取得する、
２．様々な時間オフセットｋにおいて、受信サンプルと第２の基準信号に関する第２の局所的に生成されたサンプル系列とを相関させることによって、第２の基準信号に関する相関を実行し、相関結果Ｓ_RS2,m（ｋ）を取得する、
３．様々な時間オフセットについて、第１の基準信号に関する相関結果と第２の基準信号に関する相関結果とをコヒーレント合成する、たとえば、Ｓ_RS,m（ｋ）＝Ｓ_RS1,m（ｋ）＋Ｓ_RS2,m（ｋ）、および
４．合成された相関結果Ｓ_RS,m（ｋ）をしきい値と比較し、合成された相関結果がしきい値を超える最も早い時間オフセットを、ＵＥにおけるセルｍからの基準信号のＴＯＡとして与える。

図４Ｃに、１つのスロットの２つのＯＦＤＭシンボル中で送信された第１の基準信号と第２の基準信号とに関する相関関数のプロット４３０を示す。図４Ｃに示すように、相関関数は、０ＴＯＡ誤差において主ピークを有し、６．６ｋｍごとに２次ピークを有する。２次ピークは、サブキャリアが３個ごとに２つの基準信号のために使用される、周波数領域中でのアンダー・サンプリングによる。２つの基準信号の場合のピーク間距離は、１つの基準信号の場合のピーク間距離に対して２倍に増加する。したがって、この場合、探索ウィンドウサイズ（たとえば、セル・サイズ）はより大きくなり得る。

２つの基準信号に関する相関結果をコヒーレント合成することにより、ピーク間距離が増加し得る。ただし、たとえば、相関ウィンドウが適切に配置されない場合、または相関結果の雑音が多すぎる場合、２次ピークが依然として存在し、誤差のあるＴＯＡを生じ得る。

別の態様では、基準信号に関する相関結果と同期信号に関する相関結果とをコヒーレント合成することによって、狭い主ピークと減衰した２次ピークとを取得することができる。狭い主ピークは、基準信号を使用することによって取得できる。基準信号からの２次ピークは、同期信号を使用することによって減衰できる。２つの信号をコヒーレント合成することにより、２次ピークによる悪影響をほとんど受けずに、狭い主ピークの利点を与えることができる。

一般に、任意の数の同期信号に関する相関結果と任意の数の基準信号に関する相関結果とをコヒーレント合成することができる。１つの設計では、１つの同期信号に関する相関結果と１つの基準信号に関する相関結果とをコヒーレント合成することができる。別の設計では、１次同期信号および２次同期信号に関する相関結果と、１つのスロット中で送信された第１の基準信号および第２の基準信号に関する相関結果とをコヒーレント合成することができる。別の設計では、すべての同期信号に関する相関結果と１つのサブフレーム中で送信されたすべての基準信号の相関結果とをコヒーレント合成することができる。また、同期信号の他の合成に関する相関結果と基準信号の他の合成に関する相関結果とをコヒーレント合成することができる。コヒーレント合成は、ワイヤレス・チャネルのコヒーレンス時間に限定され得る。

簡単のために、本明細書の説明の大部分は、各シンボル期間におけるすべてのアクティブサブキャリア上の相関（したがってコヒーレント蓄積）をとる。一般に、サブキャリア上のコヒーレント合成は、通信チャネルのコヒーレンス帯域幅に限定され得る。より広い帯域幅にわたるコヒーレント合成は、時間的に長すぎるコヒーレント合成と同様の劣化（すなわち、通信チャネルのコヒーレンス時間を超える集積）を生じ得る。コヒーレンス帯域幅が信号帯域幅よりも小さい場合、信号帯域幅は、複数（Ｌ）個の部分に区分でき、ただし、Ｌ≧（信号帯域幅／コヒーレンス帯域幅）である。コヒーレント合成は各部分に対して実行でき、非コヒーレント合成はＬ個の部分に対して実行できる。したがって、最終ピークエネルギーを取得するために、相関結果を周波数および／または時間にわたって非コヒーレント合成することができる。

１次同期信号および２次同期信号に関する相関と、所与のセルｍによって１つのスロット中で送信される第１の基準信号および第２の基準信号に関する相関とは、次のように実行できる。

１．たとえば、式（２）に示すように、様々な時間オフセットｋにおいて、受信サンプルと１次同期信号に関する第１の局所的に生成されたサンプル系列とを相関させることによって、１次同期信号に関する相関を実行し、相関結果Ｓ_PSS,m（ｋ）を取得する、
２．様々な時間オフセットｋにおいて、受信サンプルと２次同期信号に関する第２の局所的に生成されたサンプル系列とを相関させることによって、２次同期信号に関する相関を実行し、相関結果Ｓ_SSS,m（ｋ）を取得する、
３．様々な時間オフセットにおいて、第１の基準信号に関する相関を実行し、相関結果Ｓ_RS1,m（ｋ）を取得する、
４．様々な時間オフセットにおいて、第２の基準信号に関する相関を実行し、相関結果Ｓ_RS2,m（ｋ）を取得する、
５．１次同期信号および２次同期信号に関する相関結果と、第１の基準信号および第２の基準信号に関する相関結果とをコヒーレント合成する、たとえばＳ_m（ｋ）＝Ｓ_RS1,m（ｋ）＋Ｓ_RS2,m（ｋ）＋Ｓ_PSS,m（ｋ）＋Ｓ_SSS,m（ｋ）、および
６．合成された相関結果Ｓ_m（ｋ）をしきい値と比較し、合成された相関結果がしきい値を超える最も早い時間オフセットを、ＵＥにおけるセルｍからの信号のＴＯＡとして与える。

また、同期信号に関する相関結果と基準信号に関する相関結果とは、（コヒーレント合成ではなく）非コヒーレント合成され得る。

図４Ｄに、１つのスロット中で送信された１次および２次同期信号と第１および第２の基準信号とに関する相関関数のプロット４４０を示す。図４Ｄに示すように、相関関数は、０ＴＯＡ誤差において主ピークを有し、６．６ｋｍごとに２次ピークを有する。ただし、２次ピークは、同期信号の使用のために、図４Ｃに示す２次ピークに対して減衰する。

図４Ｆに、図４Ｄに示す相関関数の主ピークのズーム・インプロット４４２を示す。プロット４４２中の主ピークの幅は、図４Ｅ中のプロット４１２の基準信号に関する主ピークの幅にほぼ等しい。

上記で説明したように、ＵＥは、時間領域中で、局所的に生成されたサンプル系列との相関を実行することができる。別の設計では、ＵＥは周波数領域中で相関を実行することができる。さらに別の設計では、全部でＫ個の総サブキャリアのための受信シンボルを取得するために、受信サンプルを周波数領域に変換することができる。同期信号または基準信号のために使用されないサブキャリア上の受信シンボルは、０シンボルと置き換えられ得る。受信シンボルおよび０シンボルは、入力サンプルを取得するために、時間領域に変換して戻され得る。次いで、受信サンプルではなく入力サンプルに対して相関を実行することができる。相関は他の方法で実行することもできる。

相関がどのように実行できるかにかかわらず、ＵＥは、相関結果をコヒーレント合成および／または非コヒーレント合成することができる。一般に、ＵＥは、任意の好適な時間間隔にわたって相関結果をコヒーレント合成することができる。時間間隔はワイヤレス・チャネルのコヒーレンス時間によって限定され得、コヒーレンス時間はＵＥモビリティに依存し得る。ＵＥは、スロット、サブフレーム、フレームなどにわたって相関結果をコヒーレント合成することができる。ＵＥはまた、さらに精度を改善するために、様々な時間間隔にわたって相関結果を非コヒーレント合成することができる。

１つの設計では、ＵＥは、各スロットにおいてＯＦＤＭシンボルにわたって相関結果をコヒーレント合成することができる。各スロットについて、ＵＥは、そのスロット中で送信されたすべての同期信号および基準信号に関する相関を実行することができ、そのスロットに関する相関結果を取得することができる。ＵＥは、その場合、たとえば式（５）に示すように、スロットにわたって相関結果を非コヒーレント合成することができる。

簡単のために、上記の説明は、ｅＮＢにおける１つの送信アンテナに関する相関についてのものである。ｅＮＢは、複数の送信アンテナから同期信号および基準信号を送信することができる。各アンテナについて、ｅＮＢは、たとえば図３に示すように、そのアンテナのための基準信号のために予約されたリソース要素上で、基準信号を送信することができる。ＵＥは、上記で説明したように、各アンテナに関する相関を実行することができ、そのアンテナに関する相関結果を取得することができる。各アンテナについて、ＵＥは、適切なサブキャリアにマッピングされた既知のシンボルを用いて、各信号に関するサンプル系列を局所的に生成することができる。ＵＥは、次いで、その信号に関する局所的に生成されたサンプル系列を用いて、各信号に関する相関を実行することができる。各アンテナについて、ＵＥは、好適な時間間隔にわたって様々な信号に関する相関結果をコヒーレント合成することができる。ＵＥは、次いで、すべてのアンテナに関する蓄積された相関結果を取得するために、様々なアンテナに関する相関結果を非コヒーレント合成することができる。ＵＥは、さらに精度を改善するために、様々な時間間隔にわたって蓄積された相関結果をさらに非コヒーレント合成することができる。

たとえば、ｅＮＢには２つの送信アンテナがあり、ＵＥには１つまたは複数の受信アンテナがある場合、各受信アンテナにおいて受信された信号は、ワイヤレス・チャネルを介する伝搬後の送信信号の和となる。各受信アンテナにおけるコンポジット信号は、２つの送信アンテナから送信される基準信号に関する、局所的に生成されたサンプル系列、一度に１つの系列に対してコヒーレント相関することができる。２つの送信アンテナに関する２つの相関結果は、次いで、非コヒーレントに合計され、効果的には非コヒーレント蓄積の数の２倍にすることができる。２つの受信アンテナがＵＥにおいて利用可能である場合、２つの受信アンテナに関する相関結果は非コヒーレントに合計され得る。したがって、所与の総観測時間の間、２×１システムまたは１×２システム中の非コヒーレント和の実効数は、１×１システムの２倍であり得、ただし、Ｔ×Ｒシステムとは、Ｔ個の送信アンテナとＲ個の受信アンテナとを意味する。２×２ＭＩＭＯシステムでは、非コヒーレント和の数は、１×１システムの和の４倍であり得る。複数の送信アンテナおよび／または複数の受信アンテナからの相関結果を合成する他の方法も可能であり得る。

１つの設計では、様々なセルについてＴＯＡ測定値を可能にするために、またはＴＯＡ測定値を使用してＵＥによって位置計算を実行するために、ＵＥに支援データを与えることができる。１つの設計では、ＵＥに、以下のうちの１つまたは複数を備える支援データを与えることができる。

・ネイバー・セルのセルＩＤ−（ｉ）相関のために使用される同期信号および基準信号のためのサンプル系列を局所的に生成するために、および（ｉｉ）基準信号のために使用されるサブキャリアを判断するために使用される、
・キャリア周波数情報−ネイバー・セルが他の周波数帯域上で動作する場合、有用である、
・巡回プレフィックス長さ（たとえば、通常の巡回プレフィックスまたは拡張された巡回プレフィックス）−サンプル系列を局所的に生成するために使用される、
・送信アンテナの数−実行すべき相関の数を判断するために使用される、
・ネイバー・セルに関する粗いＲＴＤまたは細かいＲＴＤ−非同期ネットワークのために有用である、
・セルロケーション−ＵＥベースの測位方法のために有用である、および
・探索ウィンドウサイズ−相関を実行すべき時間オフセットの数を判断する。

また、ＵＥには、ＴＯＡ測定値および／または位置計算のために有用であり得る他の支援データを与えることもできる。支援データの一部または全部は、専用シグナリングを介して、または、ブロードキャストチャネルを介してＵＥに与えられ得る。ＴＯＡ測定値に関するネイバー・セルＩＤは、ＵＥが支援データによって供給されたネイバー・セルのすべてまたはサブセットを測定している場合、位置計算のための良好な測定値ジオメトリを取得することができるような方法で、支援データ・ソース（たとえば、ｅＳＭＬＣ、など）によって選択され得る。

ＵＥは、様々なｅＮＢ中の少なくとも３つのセルに関するＴＯＡを判断することができる。次いで、観測到着時間差（ＯＴＤＯＡ）測位方法を使用して、ＴＯＡに基づいてＵＥロケーションを推定することができる。

図５に、ＯＴＤＯＡに基づくＵＥ１２０に関する測位を示す。ＵＥは、それぞれ、ｅＮＢ１１０ａ、１１０ｂおよび１１０ｃ中に３つのセル１、２および３から、同期信号と基準信号とを受信することができる。セル１は、送信時間τ_TX1を用いてその信号を送信することができ、セル２は、送信時間τ_TX2を用いてその信号を送信することができ、セル３は、送信時間τ_TX3を用いてその信号を送信することができる。送信時間τ_TX1、τ_TX2、およびτ_TX3は、同期ネットワーク中では同様であり得、非同期ネットワーク中では異なり得る。ＵＥは、上述のように、たとえば、各セルからの同期信号および基準信号に関する相関を実行することによって、セル１、２および３からの信号のＴＯＡを判断することができる。ＵＥは、セル１に関するＴＯＡ τ_RX1と、セル２に関するＴＯＡ τ_RX2と、セル３に関するＴＯＡ τ_RX3とを取得することができる。

セル１は、基準セルとして使用され得る。２つの双曲ＴＤＯＡ方程式は、次のように表すことができる。

上式で、
ｄ₁、ｄ₂、およびｄ₃は、セル１、２および３からＵＥまでの距離であり、
ｃは光速である。

式セット（８）は、ＵＥロケーションに関して次のように表すことができる。

上式で、
（ｘ₁，ｙ₁）、（ｘ₂，ｙ₂）、および（ｘ₃，ｙ₃）は、それぞれ、セル１、２および３のロケーションであり、
（ｘ，ｙ）はＵＥのロケーションであり、
τ_RX21＝τ_RX2−τ_RX1は、セル１とセル２との間の到着時間差（ＴＤＯＡ）であり、
τ_RX31＝τ_RX3−τ_RX1は、セル１とセル３との間のＴＤＯＡである。

τ_TX21＝τ_TX2−τ_TX1は、セル２とセル１との間のＲＴＤであり、
τ_TX31＝τ_TX3−τ_TX1は、セル３とセル１との間のＲＴＤである。

ＴＤＯＡは、観測時間差（ＯＴＤ）とも呼ばれる。

同期ネットワークの場合、ＲＴＤ τ_TX21およびτ_TX31は０をとることができる。ＴＤＯＡ τ_RX21およびτ_RX31は、セル１、２および３に関するＴＯＡに基づいて計算され得る。セル１、２および３のロケーションは既知のものとすることができる。非同期ネットワークの場合、ＲＴＤ τ_TX21およびτ_TX31は非ゼロであり得、ｅＬＭＵ１３０によって判断され得る。同期ネットワークおよび非同期ネットワークのいずれの場合も、ＵＥロケーション（ｘ，ｙ）は、既知のパラメータのうちのすべてを使用して、式セット（９）に基づいて判断され得る。計算は、ＵＥベースの測位の場合にはＵＥによって、または、ＵＥ援助の測位の場合にはネットワーク・エンティティ（たとえば、ｅＳＭＬＣなど）によって実行され得る。

ｅＬＭＵ１３０は、ＵＥに関して上記で説明した方法と同様の方法で、セルからの同期信号および／または基準信号のＴＯＡを判断することができる。異なるセルに関するＴＯＡとそれらの既知のロケーションとを既知のｅＬＭＵロケーションとともに使用して、非同期ネットワーク中のＵＥに関するロケーション推定値を得るために使用できるＲＴＤ推定値を得ることができる。特に、ｅＬＭＵ１３０は、式セット（９）に基づいてセルの様々なペアに関するＲＴＤを判断することができる。ｅＬＭＵ１３０は、上記で説明したように、たとえば、各セルに関する同期信号および／または基準信号に対して相関を実行することによって、セル１、２および３に関するＴＯＡを取得することができる。ＴＤＯＡ τ_RX21および_RX31は、セル１、２および３に関するＴＯＡに基づいて計算できる。ｅＬＭＵ１３０のロケーションと、セル１、２および３のロケーションとは既知のものとすることができる。次いで、既知のパラメータのうちのすべてを使用して、式セット（９）に基づいて、ＲＴＤ τ_TX21およびτ_TX31を判断することができる。

別の設計では、ｅＬＭＵ１３０は、上記で説明したように、たとえば、セルに関する同期信号および基準信号に対して相関を実行することによって、セルに関するＴＯＡを取得することができる。ｅＬＭＵ１３０は、これらのＴＯＡを、何らかの絶対時間ベース（たとえば、ＧＰＳシステム時間、Ｇａｌｉｌｅｏシステム時間、ＧＬＯＮＡＳＳシステム時間など）と関連付ける（たとえば、タイムスタンプを付ける）ことができる。次いで、絶対時間差を形成することによって、セルの様々なペアに関するＲＴＤを取得することができる。ｅＬＭＵが各ｅＮＢ中に組み込まれる場合、そのようなｅＬＭＵについて、直接ＲＴＤを判断するために十分なネイバーｅＮＢ信号を受信することが困難となり得る（たとえば、ｅＮＢからの強い信号は、ネイバーｅＮＢからの信号の受信を阻止し得、「遠近効果」と呼ばれることがある）ので、そのような設計が好ましいことがある。

図６に、測位のためにＴＯＡを判断するためのプロセス６００の設計を示す。プロセス６００は、ＵＥ、ｅＬＭＵ、または何らかの他のエンティティであり得る受信機によって実行される。受信機は、複数の送信機の各々から複数の信号を受信する（ブロック６１０）。各送信機からの複数の信号は、様々なシンボル期間中で送られ得る、第１の信号と第２の信号とを備えることができる。各送信機は、セルまたは何らかの他のエンティティ用であり得る。受信機は、サブキャリアの第１のセット上で送信機によって送られた第１の信号と、サブキャリアの第２のセット上で送信機によって送られた第２の信号とに基づいて、各送信機からの複数の信号のＴＯＡを判断する（ブロック６２０）。受信機は、測位のために、複数の送信機に関するＴＯＡを使用する（ブロック６３０）。

１つの設計では、第１の信号は、連続しないサブキャリアの第１のセット上で送られた基準信号を備え得、第２の信号は、連続するサブキャリアの第２のセット上で送られた同期信号を備え得る。第１のセットは、システム帯域幅上に分散した連続しないサブキャリアを含み得る。第２のセットは、システム帯域幅の中央部分に連続するサブキャリアを含み得る。第１のセットは、システム帯域幅によって判断された、構成可能な数のサブキャリアを含み得る。第２のセットは、システム帯域幅とは無関係な固定数のサブキャリアを含み得る。１つの設計では、第１のセットと第２のセットとは、部分的に重複し得、両方のセットに共通である少なくとも１つのサブキャリアを含み得る。１つの極端において、１つのセットは、他のセット中のすべてのサブキャリア＋少なくとも１つの追加のサブキャリアを含み得る。別の設計では、第１のセットと第２のセットとは重複し得ず、各セットは、他のセット中に含まれないサブキャリアを含み得る。さらに別の設計では、第１のセットと第２のセットとは完全に重複し得、両方のセットは同じサブキャリアを含み得る。

別の設計では、第１の信号は、連続しないサブキャリアの第１のセット上で送られた第１の基準信号を備え得、第２の信号は、連続しないサブキャリアの第２のセット上で送られた第２の基準信号を備え得る。第１のセットと第２のセットとは、たとえば、図３に示すように、異なるサブキャリアを含み得る。さらに別の設計では、第１の信号と第２の信号とは２つの基準信号を備え得、各送信機に関するＴＯＡは、連続するサブキャリアの第３のセット上で送信機によって送られた同期信号にさらに基づいて判断できる。さらに別の設計では、第１の信号と第２の信号とは２つの基準信号を備え得、各送信機に関するＴＯＡは、連続するサブキャリアの第３のセット上で送信機によって送られた１次同期信号と２次同期信号とにさらに基づいて判断できる。一般に、各送信機に関するＴＯＡは、任意の数の信号に基づいて判断でき、各信号は、連続するサブキャリアまたは連続しないサブキャリアのセット上で、その送信機によって送られ得る。

図７に、図６のブロック６２０において、１つの送信機に関するＴＯＡを判断する設計を示す。受信機は、複数の時間オフセットに関する第１の相関結果を取得するために、送信機からの第１の信号に関する相関を実行する（ブロック７１２）。受信機は、複数の時間オフセットに関する第２の相関結果を取得するために、送信機からの第２の信号に関する相関を実行する（ブロック７１４）。各信号について、受信機は、ワイヤレス・チャネルの信号帯域幅とコヒーレンス帯域幅とに応じて、信号帯域幅全体にわたって、または信号帯域幅の各部分にわたって相関を実行することができる。受信機はまた、送信機からの１つまたは複数の追加の信号の各々に関する相関結果を取得するために、その信号に関する相関を実行することができる。受信機は、送信機に関する合成された相関結果を取得するために、第１の相関結果と第２の相関結果と（場合によっては、他の信号に関する相関結果と）を合成する（ブロック７１６）。受信機は、合成された相関結果に基づいて、送信機に関するＴＯＡを判断する（ブロック７１８）。

ブロック７１２の１つの設計では、受信機は、第１の信号のために使用されたサブキャリアの第１のセットにマッピングされた既知のシンボルを用いて、サンプル系列を生成する。受信機は、次いで、複数の時間オフセットに関する第１の相関結果を取得するために、受信機における受信サンプルと各時間オフセットにおけるサンプル系列とを相関させる。受信機は、上記で説明したように、各信号に関する相関を他の方法で実行することもできる。

ブロック７１６の１つの設計では、受信機は、送信機に関する合成された相関結果を取得するために、第１の相関結果と第２の相関結果とをコヒーレント合成する。別の設計では、受信機は、合成された相関結果を取得するために、第１の相関結果と第２の相関結果とを非コヒーレント合成する。さらに別の設計では、受信機は、時間間隔に関する中間相関結果を取得するために、各時間間隔に関する第１の相関結果と第２の相関結果とをコヒーレント合成する。受信機は、次いで、送信機に関する合成された相関結果を取得するために、複数の時間間隔にわたって中間相関結果を非コヒーレント合成する。さらに別の設計では、受信機は、各シンボル期間中の信号帯域幅の様々な部分に関する第１の相関結果と第２の相関結果とを非コヒーレント合成する。受信機は、次いで、送信機に関する合成された相関結果を取得するために、様々なシンボル期間もしくは時間間隔にわたって、および／または信号帯域幅の様々な部分にわたって相関結果を非コヒーレント合成する。さらに別の設計では、受信機は、アンテナに関する中間相関結果を取得するために、送信機における各アンテナに関する第１の相関結果と第２の相関結果とをコヒーレント合成する。受信機は、次いで、送信機に関する合成された相関結果を取得するために、送信機における複数のアンテナにわたって中間相関結果を非コヒーレント合成する。一般に、受信機は、好適な時間間隔および／または好適な周波数レンジにわたって任意の数の信号に関する相関結果をコヒーレント合成することができる。受信機は、異なる時間間隔、周波数レンジ、アンテナなどにわたって相関結果を非コヒーレント合成することができる。

ブロック７１８の１つの設計では、受信機は、合成された相関結果がしきい値を超える最も早い時間オフセットを識別する。受信機は、次いで、識別された時間オフセットを、送信機に関するＴＯＡとして与える。受信機はまた、他の方法で、合成された相関結果に基づいて送信機に関するＴＯＡを判断することができる。

図６を再び参照すると、ブロック６３０の１つの設計では、受信機は、送信機の複数のペアに関するＯＴＤＯＡ、送信機のペアごとに１つのＯＴＤＯＡを判断する。各ＯＴＤＯＡは、対応するペア中の送信機に関するＴＯＡに基づいて判断できる。受信機は、たとえば、式セット（９）に示すように、送信機の複数のペアに関するＯＴＤＯＡと送信機の既知のロケーションとに基づいて、それ自体に関するロケーション推定値を計算することができる。受信機は、複数の送信機に関する支援データ、たとえば、送信機に関するＲＴＤ、送信機ロケーションなどを取得することができる。受信機は、支援データを使用してロケーション推定値を計算することができる。

別の設計では、受信機は、複数の送信機に関するＴＯＡを備える測定情報（たとえば、送信機のペアに関するＯＴＤＯＡ）をネットワークエンティティに送ることができる。受信機は、ネットワークエンティティから、それ自体に関するロケーション推定値を受信することができる。ロケーション推定値は、複数の送信機に関するＴＯＡ（たとえば、送信機のペアに関するＯＴＤＯＡ）に基づいて判断できる。

さらに別の設計では、受信機はｅＬＭＵ用であり得る。受信機は、送信機の複数のペアに関するＲＴＤ、送信機のペアごとに１つのＲＴＤを判断することができる。各ＲＴＤは、（ｉ）対応するペア中の送信機のＴＯＡおよび既知のロケーションと、（ｉｉ）受信機の既知のロケーションとに基づいて判断できる。

受信機は、複数のセル用であり得る複数の送信機に関する支援データを受信することができる。支援データは、セルのセルＩＤ、セルのロケーション、セルに関するキャリア周波数情報、各セルに関する巡回プレフィックス長さ、各セルに関する送信アンテナの数、セルに関するＲＴＤ、探索ウィンドウサイズ、何らかの他の情報、またはそれらの任意の組合せを備え得る。受信機は、支援データを使用して、複数の送信機に関するＴＯＡを判断することができる。

図８に、ＵＥ１２０、および図１のｅＮＢ／基地局の１つであり得るｅＮＢ／基地局１１０の設計のブロック図を示す。ｅＮＢ１１０はＴ個のアンテナ８３４ａ〜８３４ｔを装備することができ、ＵＥ１２０はＲ個のアンテナ８５２ａ〜８５２ｒを装備することができ、ただし、一般にＴ≧１およびＲ≧１である。

ｅＮＢ１１０において、送信プロセッサ８２０は、データ・ソース８１２から１つまたは複数のＵＥのデータを受信し、そのＵＥについて選択された１つまたは複数の変調および符号化方式に基づいて各ＵＥのデータを処理し、すべてのＵＥのデータシンボルを供給することができる。送信プロセッサ８２０はまた、（たとえば、支援データの）制御情報を処理し、制御シンボルを供給することができる。送信プロセッサ８２０はまた、各セルに関する１次同期信号および２次同期信号ならびに基準信号を生成することができ、ｅＮＢ１１０中のすべてのセルに関するすべての同期信号および基準信号の既知のシンボルを供給することができる。送信（ＴＸ）多入力多出力（ＭＩＭＯ）プロセッサ８３０は、データシンボル、制御シンボル、ならびに同期信号および基準信号の既知のシンボルを多重化することができる。ＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ８３０は、適用可能な場合、多重化されたシンボルに対して空間的処理（たとえば、プリコーディング）を実行し、Ｔ個の出力シンボルストリームをＴ個の変調器（ＭＯＤ）８３２ａ〜８３２ｔに供給することができる。各変調器８３２は、出力サンプル・ストリームを取得するために、（たとえば、ＯＦＤＭの）それぞれの出力シンボルストリームを処理することができる。各変調器８３２はさらに、ダウンリンク信号を取得するために、出力サンプル・ストリームを処理（たとえば、アナログへの変換、増幅、フィルタ処理、およびアップコンバート）することができる。変調器８３２ａ〜８３２ｔからのＴ個のダウンリンク信号は、それぞれＴ個のアンテナ８３４ａ〜８３４ｔを介して送信される。

ＵＥ１２０において、アンテナ８５２ａ〜８５２ｒは、ｅＮＢ１１０からダウンリンク信号を受信し、受信信号をそれぞれ復調器（ＤＥＭＯＤ）８５４ａ〜８５４ｒに供給することができる。各復調器８５４は、受信サンプルを取得するために、それぞれの受信信号を調整（たとえば、フィルタ処理、増幅、ダウンコンバート、およびデジタル化）することができ、様々なサブキャリアに関する受信シンボルを取得するために、受信サンプル（たとえば、ＯＦＤＭ）をさらに処理することができる。ＭＩＭＯ検出器８５６は、すべてのＲ個の復調器８５４ａ〜８５４ｒから受信シンボルを取得し、適用可能な場合は受信シンボルに対してＭＩＭＯ検出を実行し、検出されたシンボルを供給することができる。受信プロセッサ８５８は、検出されたシンボルを処理（たとえば、復調、デインターリーブ、および復号）し、ＵＥ１２０の復号されたデータをデータ・シンク８６０に供給し、復号された制御情報をコントローラ／プロセッサ８８０に供給することができる。

アップリンク上では、ＵＥ１２０において、データ・ソース８６２からのデータ、およびコントローラ／プロセッサ８８０からの制御情報（たとえば、セルに関するＴＯＡを備える測定情報）は、送信プロセッサ８６４によって処理され、適用可能な場合はＴＸ ＭＩＭＯプロセッサ８６６によって処理され、変調器８５４ａ〜８５４ｒによって調整され、ｅＮＢ１１０に送信され得る。ｅＮＢ１１０において、ＵＥ１２０からのアップリンク信号は、たとえば、ＵＥ１２０によって送信されたデータおよび制御情報を取得し、復号されたデータをデータ・シンク８３９に供給し、復号された制御情報をコントローラ／プロセッサ８４０に供給するために、アンテナ８３４によって受信され、復調器８３２によって調整され、適用可能な場合はＭＩＭＯ検出器８３６によって処理され、さらに、受信プロセッサ８３８によって処理され得る。

コントローラ／プロセッサ８４０および８８０は、それぞれｅＮＢ１１０における動作およびＵＥ１２０における動作を指示することができる。ＵＥ１２０のＴＯＡプロセッサ８７０は、検出されたセルに関するＴＯＡを取得するために、そのセルからの同期信号および／または基準信号に対して相関を実行することができる。ＵＥ１２０のプロセッサ８７０、プロセッサ８８０、および／または他のモジュールは、図６のプロセス６００、図７のプロセス６２０、および／または本明細書で説明する技法のための他のプロセスを実行または指示することができる。メモリ８４２および８８２は、それぞれｅＮＢ１１０およびＵＥ１２０のためのデータおよびプログラム・コードを記憶することができる。スケジューラ８４４は、データ送信のためにＵＥをスケジュールすることができ、リソースの割当てをスケジュールされたＵＥに供給することができる。

図１のｅＬＭＵ１３０は、図８のＵＥ１２０と同様の方法で実装できる。ｅＬＭＵ１３０は、様々なセルからの同期信号および／または基準信号に基づいて、そのセルに関するＴＯＡを判断することができる。ｅＬＭＵ１３０は、上記で説明したように、セルに関するＴＯＡに基づいてセルの様々なペアに関するＲＴＤを判断することができる。

情報および信号は様々な異なる技術および技法のいずれかを使用して表すことができることを、当業者は理解されよう。たとえば、上記の説明全体にわたって言及されるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または磁性粒子、光場または光学粒子、あるいはそれらの任意の組合せによって表すことができる。

さらに、本明細書の開示に関連して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズム・ステップは、電子ハードウェア、コンピュータ・ソフトウェア、または両方の組合せとして実装できることを、当業者は諒解されよう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップを、上記では概してそれらの機能に関して説明した。そのような機能をハードウェアとして実装するか、ソフトウェアとして実装するかは、特定の適用例および全体的なシステムに課される設計制約に依存する。当業者は、説明した機能を特定の適用例ごとに様々な方法で実装することができるが、そのような実装の決定は、本開示の範囲からの逸脱を生じるものと解釈すべきではない。

本明細書の開示に関連して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートまたはトランジスタ・ロジック、個別ハードウェア構成要素、あるいは本明細書に記載の機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実装または実行できる。プロセッサは、汎用プロセッサ、マイクロ・プロセッサ、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロ・コントローラ、または状態機械とすることができる。プロセッサは、コンピューティング・デバイスの組合せ、たとえば、ＤＳＰとマイクロ・プロセッサとの組合せ、複数のマイクロ・プロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つまたは複数のマイクロ・プロセッサ、あるいは任意の他のそのような構成として実装することもできる。

本明細書の開示に関して説明する方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウェアで実施するか、プロセッサによって実行されるソフトウェア・モジュールで実施するか、またはその２つの組合せで実施することができる。ソフトウェア・モジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハード・ディスク、リムーバブル・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当技術分野で知られている他の形態の記憶媒体に存在してよい。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読むことができ、記憶媒体に情報を書き込むことができるようにプロセッサに結合される。代替として、記憶媒体はプロセッサに一体化することができる。プロセッサおよび記憶媒体はＡＳＩＣ中に常駐することができる。ＡＳＩＣは、ユーザ端末内に常駐することができる。代替として、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末内に個別構成要素として常駐することもできる。

本明細書に記載の位置判断技法は、ワイヤレス・ワイドエリア・ネットワーク（ＷＷＡＮ）、ワイヤレス・ローカルエリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）、ワイヤレス・パーソナルエリア・ネットワーク（ＷＰＡＮ）などの様々なワイヤレス通信ネットワークに関連して実装し得る。「ネットワーク」および「システム」という用語は、しばしば互換的に使用される。ＷＷＡＮは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）ネットワーク、時間分割多元接続（ＴＤＭＡ）ネットワーク、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）ネットワーク、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）ネットワーク、シングル・キャリア周波数分割多元接続（ＳＣ−ＦＤＭＡ）ネットワーク、Long Term Evolution（ＬＴＥ）などとすることができる。ＣＤＭＡネットワークは、ｃｄｍａ２０００、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）などの１つまたは複数の無線アクセス技術（ＲＡＴ）を実装することができる。ｃｄｍａ２０００は、ＩＳ−９５標準、ＩＳ−２０００標準、およびＩＳ−８５６標準を含む。ＴＤＭＡネットワークは、Global System for Mobile Communications（ＧＳＭ）、Digital Advanced Mobile Phone System（Ｄ−ＡＭＰＳ）、または何らかの他のＲＡＴを実装することができる。ＧＳＭおよびＷ−ＣＤＭＡは、「3rd Generation Partnership Project」（３ＧＰＰ）という名称の組織からの文書に記載されている。ｃｄｍａ２０００は、「3rd Generation Partnership Project 2」（３ＧＰＰ２）という名称の組織からの文書に記載されている。３ＧＰＰおよび３ＧＰＰ２の文書は公に入手可能である。ＷＬＡＮは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘネットワークでよく、ＷＰＡＮは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ネットワーク、ＩＥＥＥ８０２．１５ｘネットワーク、または他の何らかのタイプのネットワークであってもよい。また、これらの技術を、ＷＷＡＮ、ＷＬＡＮ、および／またはＷＰＡＮの任意の組合せに関して実装することもできる。

衛星測位システム（ＳＰＳ）は、適用可能な場合、一般に、エンティティが、送信機から受信された信号に少なくとも部分的に基づいて地球上のその送信機のロケーションを判断することができるように配置された送信機のシステムを含む。そのような送信機は、一般に、設定された数のチップの反復する擬似雑音（ＰＮ）コードでマークされた信号を送信し、地上ベースの制御局、ユーザ機器、および／または宇宙ビークル上に配置できる。特定の例では、そのような送信機は地球周回軌道衛星ビークル（ＳＶ）上に配置できる。たとえば、全地球測位システム（ＧＰＳ）、Ｇａｌｉｌｅｏ、Ｇｌｏｎａｓｓ、またはＣｏｍｐａｓｓなどの全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ）のコンスタレーション中のＳＶは、（たとえば、ＧＰＳの場合のように各衛星について異なるＰＮコードを使用して、またはＧｌｏｎａｓｓの場合のように異なる周波数上の同じコードを使用して）コンスタレーション中の他のＳＶによって送信されたＰＮコードとは区別可能なＰＮコードでマーキングされた信号を送信することができる。いくつかの態様によれば、本明細書で提示する技法は、ＳＰＳのためのグローバルシステム（たとえば、ＧＮＳＳ）に制限されない。たとえば、本願明細書で提供する技法は、たとえば、日本のQuasi-Zenith Satellite System（ＱＺＳＳ）、インドのIndian Regional Navigational Satellite System（ＩＲＮＳＳ）、中国のＢｅｉｄｏｕなどの様々な領域システム、ならびに／あるいは１つまたは複数のグローバルおよび／または領域ナビゲーション衛星システムに関連付けること、または場合によってはそれらのシステムとともに使用することが可能である様々なオーグメンテーションシステム（たとえば、Satellite Based Augmentation System（ＳＢＡＳ））に適用すること、または場合によってはそれらのシステムにおいて使用することが可能である。限定ではなく例として、ＳＢＡＳは、たとえば、Wide Area Augmentation System（ＷＡＡＳ）、European Geostationary Navigation Overlay Service（ＥＧＮＯＳ）、Multi-functional Satellite Augmentation System（ＭＳＡＳ）、ＧＰＳ Aided Geo Augmented NavigationまたはＧＰＳおよびＧｅｏ Augmented Navigationシステム（ＧＡＧＡＮ）など、完全性情報、差分補正などを行う（１つまたは複数の）オーグメンテーションシステムを含むことができる。したがって、本明細書で使用するＳＰＳは、１つまたは複数のグローバルナビゲーション衛星システムおよび／または領域ナビゲーション衛星システム、ならびに／あるいは１つまたは複数のグローバルオーグメンテーションシステムおよび／または領域オーグメンテーションシステムの任意の組合せを含むことができ、ＳＰＳ信号は、ＳＰＳ信号、ＳＰＳ様の信号、および／またはそのような１つまたは複数のＳＰＳに関連する他の信号を含み得る。

移動局（ＭＳ）は、セルラーまたは他のワイヤレス通信デバイス、パーソナル通信システム（ＰＣＳ）デバイス、パーソナル・ナビゲーション・デバイス（ＰＮＤ）、個人情報マネージャ（ＰＩＭ）、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ワイヤレス通信信号および／またはナビゲーション信号を受信することが可能なラップトップまたは他の好適なモバイルデバイスなどのデバイスを指すことができる。「移動局」という用語はまた、衛星信号受信、支援データ受信、および／または位置に関係する処理が当該デバイスで発生するかパーソナルナビゲーションデバイス（ＰＮＤ）で発生するかにかかわらず、短距離ワイヤレス、赤外線、ワイヤライン接続、または他の接続などによる、ＰＮＤと通信するデバイスを含むことができる。また、「移動局」は、インターネット、ＷｉＦｉ、または他のネットワークなどを介してサーバとの通信が可能で、衛星信号受信、支援データ受信、および／または位置に関係する処理が当該デバイスで発生するか、サーバで発生するか、またはネットワークに結び付いた別のデバイスで発生するかに関係なく、ワイヤレス通信デバイス、コンピュータ、ラップトップなどを含むすべてのデバイスを含むことができる。上記の任意の動作可能な組合せも「移動局」と考えられ得る。

本明細書で説明する方法は、適用例に応じて様々な手段によって実装できる。たとえば、これらの方法は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの任意の組合せで実装できる。ハードウェアに関与する実装形態の場合、プロセッサ／処理ユニットは、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロ・コントローラ、マイクロ・プロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明する機能を実行するように設計された他の電子ユニット、またはそれらの組合せの中で実装できる。

ファームウェアおよび／またはソフトウェアに関与する実装形態の場合、本方法は、本明細書で説明する機能を実行するモジュール（たとえば、手順、機能など）を用いて実装できる。命令を有形に実施するいずれの機械可読媒体も、本明細書で説明する方法の実装において使用できる。たとえば、ソフトウェアコードは、メモリに記憶し、プロセッサ・ユニットによって実行することができる。メモリは、プロセッサ・ユニット内および／またはプロセッサ・ユニットの外部に実装できる。本明細書で使用する「メモリ」という用語は、長期メモリ、短期メモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、または他のメモリのいずれかのタイプを指し、メモリの特定のタイプまたはメモリの数、あるいはメモリが記憶される媒体のタイプに限定されない。

ファームウェアおよび／またはソフトウェアで実装する場合、機能は、１つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶することができる。例としては、データ構造で符号化されたコンピュータ可読媒体、およびコンピュータ・プログラムで符号化されたコンピュータ可読媒体がある。コンピュータ可読媒体は物理的コンピュータ記憶媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスできる任意の利用可能な媒体とすることができる。限定ではなく、例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスク（disk）ストレージ、磁気ディスク（disk）ストレージ、半導体ストレージ、または他の記憶デバイス、あるいは命令またはデータ構造の形態で所望のプログラム・コードを記憶するために使用でき、コンピュータによってアクセスできる任意の他の媒体を備えることができ、本明細書で使用するディスク（disk）およびディスク（disc）は、コンパクトディスク（disc）（ＣＤ）、レーザディスク（disc）、光ディスク（disc）、デジタル多用途ディスク（disc）（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク（disk）およびブルーレイディスク（disc）を含み、ディスク（disk）は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク（disc）は、データをレーザで光学的に再生する。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含めるべきである。

コンピュータ可読媒体への記憶に加えて、命令および／またはデータを通信装置中に含まれる伝送媒体上に信号として供給することができる。たとえば、通信装置は、命令とデータとを示す信号を有するトランシーバを含むことができる。命令およびデータは、１つまたは複数のプロセッサに特許請求の範囲で概説する機能を実装させるように構成される。すなわち、通信装置は、開示された機能を実行するための情報を示す信号をもつ伝送媒体を含む。初めに、通信装置中に含まれる伝送媒体は、開示された機能を実行するための情報の第１の部分を含むことができ、次に、通信装置中に含まれる伝送媒体は、開示された機能を実行するための情報の第２の部分を含むことができる。

本開示の前述の説明は、いかなる当業者でも本開示を作成または使用することができるように提供される。本開示への様々な修正が当業者には容易に理解されるであろうが、本明細書で定義した一般的な原理は、本開示の範囲から逸脱することなく他の変形形態に適用できる。したがって、本開示は、本明細書で説明する例および設計に限定されるものではなく、本明細書で開示する原理および新規の特徴に合致する最も広い範囲を与えられるべきである。

Claims (38)

1. 受信機において複数の送信機の各々からの複数の信号を受信することと、
   サブキャリアの第１のセット上で前記送信機によって送られた第１の信号と、サブキャリアの第２のセット上で前記送信機によって送られた第２の信号とに基づいて、各送信機からの前記複数の信号の到着時間（ＴＯＡ）を判断することであって、前記複数の信号が前記第１の信号と前記第２の信号とを備える、判断することと、
   を備える測位をサポートする方法。
2. 前記第１の信号が、連続しないサブキャリアの前記第１のセット上で送られた基準信号を備え、前記第２の信号が、連続するサブキャリアの前記第２のセット上で送られた同期信号を備える請求項１に記載の方法。
3. 前記第１のセットが、システム帯域幅上に分散した連続しないサブキャリアを含み、前記第２のセットが、システム帯域幅の中央部分に連続するサブキャリアを含む請求項２に記載の方法。
4. 前記第１のセットが、システム帯域幅によって決定される構成可能な数のサブキャリアを含み、前記第２のセットが、前記システム帯域幅とは無関係な固定数のサブキャリアを含む請求項２に記載の方法。
5. 前記第１の信号が、連続しないサブキャリアの前記第１のセット上で送られた第１の基準信号を備え、前記第２の信号が、連続しないサブキャリアの前記第２のセット上で送られた第２の基準信号を備え、前記第１のセットと前記第２のセットとが、システム帯域幅上に分散した異なるサブキャリアを含む請求項１に記載の方法。
6. 各送信機に関する前記ＴＯＡを前記判断することが、連続するサブキャリアの第３のセット上で前記送信機によって送られた同期信号にさらに基づいて、各送信機に関する前記ＴＯＡを判断することをさらに備える請求項５に記載の方法。
7. 各送信機に関する前記ＴＯＡを前記判断することが、連続するサブキャリアの第３のセット上で前記送信機によって送られた１次同期信号と２次同期信号とにさらに基づいて、各送信機に関する前記ＴＯＡを判断することをさらに備える請求項５に記載の方法。
8. 前記第１のセットと前記第２のセットとが部分的に重複し、前記第１のセットと前記第２のセットとが、両方のセットに共通の少なくとも１つのサブキャリアを含む請求項１に記載の方法。
9. 前記第１セットと前記第２のセットとが重複せず、各セットが、他のセット中に含まれないサブキャリアを含む請求項１に記載の方法。
10. 各送信機からの前記複数の信号の前記ＴＯＡを前記判断することが、
    複数の時間オフセットに関する第１の相関結果を取得するために、前記送信機からの前記第１の信号に関する相関を実行することと、
    前記複数の時間オフセットに関する第２の相関結果を取得するために、前記送信機からの前記第２の信号に関する相関を実行することと、
    前記送信機に関する合成された相関結果を取得するために、前記第１の相関結果と前記第２の相関結果とを合成することと、
    前記合成された相関結果に基づいて前記送信機に関する前記ＴＯＡを判断することと、
    を備える請求項１に記載の方法。
11. 前記第１の信号に関する相関を前記実行することが、
    前記第１の信号のために使用されたサブキャリアの前記第１のセットにマッピングされた既知のシンボルを用いて、サンプル系列を生成することと、
    前記複数の時間オフセットに関する前記第１の相関結果を取得するために、前記受信機における受信サンプルと各時間オフセットにおける前記サンプル系列とを相関させることと、
    を備える請求項１０に記載の方法。
12. 前記第１の相関結果と前記第２の相関結果とを前記合成することが、前記送信機に関する前記合成された相関結果を取得するために、前記第１の相関結果と前記第２の相関結果とをコヒーレント合成することを備える請求項１０に記載の方法。
13. 前記第１の相関結果と前記第２の相関結果とを前記合成することが、
    各時間間隔に関する中間相関結果を取得するために、前記時間間隔に関する前記第１の相関結果と前記第２の相関結果とをコヒーレント合成することと、
    前記送信機に関する前記合成された相関結果を取得するために、複数の時間間隔にわたって前記中間相関結果を非コヒーレント合成することと、
    を備える請求項１０に記載の方法。
14. 前記送信機からの前記第１の信号に関する相関を前記実行することが、
    信号帯域幅の複数の部分の各々について、前記第１の信号に関する相関を実行することと、
    前記第１の相関結果を取得するために、前記信号帯域幅の前記複数の部分に関する相関結果を非コヒーレント合成することと、
    を備える請求項１０に記載の方法。
15. 前記第１の相関結果と前記第２の相関結果とを前記合成することが、
    各アンテナに関する中間相関結果を取得するために、前記送信機における前記アンテナに関する前記第１の相関結果と前記第２の相関結果とをコヒーレント合成することと、
    前記送信機に関する前記合成された相関結果を取得するために、前記送信機における複数のアンテナにわたって前記中間相関結果を非コヒーレント合成することと、
    を備える請求項１０に記載の方法。
16. 前記合成された相関結果に基づいて前記送信機に関する前記ＴＯＡを前記判断することが、
    合成された相関結果がしきい値を超える最も早い時間オフセットを識別することと、
    前記識別された時間オフセットに基づいて前記送信機に関する前記ＴＯＡを判断することと、
    を備える請求項１０に記載の方法。
17. 前記合成された相関結果に基づいて前記送信機に関する前記ＴＯＡを前記判断することが、
    合成された相関結果がしきい値を超える最も早い時間オフセットを識別することと、
    補間された時間オフセットを取得するために、前記識別された時間オフセットに関する前記合成された相関結果を含む、少なくとも２つの合成された相関結果に対して補間を実行することと、
    前記補間された時間オフセットに基づいて前記送信機に関する前記ＴＯＡを判断すること、
    を備える請求項１０に記載の方法。
18. 前記補間された時間オフセットに基づいて前記送信機に関する前記ＴＯＡを前記判断することが、送信されたパルス形状と補間関数との間の既知のバイアスを考慮するための調整にさらに基づいて前記送信機に関する前記ＴＯＡを判断することを備える請求項１７に記載の方法。
19. 送信機の複数のペアに関する観測到着時間差（ＯＴＤＯＡ）、送信機のペアごとに１つのＯＴＤＯＡを判断することであって、各ＯＴＤＯＡが、前記対応するペア中の前記送信機に関するＴＯＡに基づいて判断される、判断すること
    をさらに備え、
    前記受信機に関するロケーション推定値が、送信機の前記複数のペアに関する前記ＯＴＤＯＡに基づいて判断される請求項１に記載の方法。
20. 前記複数の送信機に関するＴＯＡと前記送信機の既知のロケーションとに基づいて前記受信機に関するロケーション推定値を計算すること、
    をさらに備える請求項１に記載の方法。
21. 前記複数の送信機に関する支援データを受信することをさらに備え、前記受信機に関する前記ロケーション推定値が前記支援データを使用して計算される請求項２０に記載の方法。
22. 前記複数の送信機に関するＴＯＡを備える測定情報をネットワークエンティティに送ることと、
    前記ネットワークエンティティから、前記受信機に関するロケーション推定値を受信することであって、前記ロケーション推定値が前記複数の送信機に関する前記ＴＯＡに基づいて判断される、受信することと、
    を備える請求項１に記載の方法。
23. 送信機の複数のペアに関する相対時間差（ＲＴＤ）、送信機のペアごとに１つのＲＴＤを判断することであって、各ＲＴＤが、前記対応するペア中の前記送信機のＴＯＡおよび既知のロケーションと前記受信機の既知のロケーションとに基づいて判断される、判断すること、
    をさらに備える請求項１に記載の方法。
24. 前記複数の送信機に関する支援データを受信することをさらに備え、前記複数の送信機に関するＴＯＡが前記支援データを使用して判断される請求項１に記載の方法。
25. 前記複数の送信機が複数のセル用であり、前記支援データが、前記セルのセル識別情報（ＩＤ）、前記セルのロケーション、前記セルに関するキャリア周波数情報、各セルに関する巡回プレフィックス長さ、各セルに関する送信アンテナの数、前記セルに関する相対時間差（ＲＴＤ）、探索ウィンドウサイズ、またはそれらの組合せを備える請求項２４に記載の方法。
26. 受信機において複数の送信機の各々からの複数の信号を受信するための手段と、
    サブキャリアの第１のセット上で前記送信機によって送られた第１の信号と、サブキャリアの第２のセット上で前記送信機によって送られた第２の信号とに基づいて、各送信機からの前記複数の信号の到着時間（ＴＯＡ）を判断するための手段であって、前記複数の信号が前記第１の信号と前記第２の信号とを備える、判断するための手段と、
    を備える測位をサポートするための装置。
27. 前記第１の信号が、連続しないサブキャリアの前記第１のセット上で送られた基準信号を備え、前記第２の信号が、連続するサブキャリアの前記第２のセット上で送られた同期信号を備える請求項２６に記載の装置。
28. 前記第１の信号が、連続しないサブキャリアの前記第１のセット上で送られた第１の基準信号を備え、前記第２の信号が、連続しないサブキャリアの前記第２のセット上で送られた第２の基準信号を備え、前記第１のセットと前記第２のセットとが、システム帯域幅上に分散した異なるサブキャリアを含む請求項２６に記載の装置。
29. 各送信機からの前記複数の信号の前記ＴＯＡを判断するための前記手段が、
    複数の時間オフセットに関する第１の相関結果を取得するために、前記送信機からの前記第１の信号に関する相関を実行するための手段と、
    前記複数の時間オフセットに関する第２の相関結果を取得するために、前記送信機からの前記第２の信号に関する相関を実行するための手段と、
    前記送信機に関する合成された相関結果を取得するために、前記第１の相関結果と前記第２の相関結果とを合成するための手段と、
    前記合成された相関結果に基づいて前記送信機に関する前記ＴＯＡを判断するための手段と、
    を備える請求項２６に記載の装置。
30. 前記第１の相関結果と前記第２の相関結果とを合成するための前記手段が、
    各時間間隔に関する中間相関結果を取得するために、前記時間間隔に関する前記第１の相関結果と前記第２の相関結果とをコヒーレント合成するための手段と、
    前記送信機に関する前記合成された相関結果を取得するために、複数の時間間隔にわたって前記中間相関結果を非コヒーレント合成するための手段と、
    を備える請求項２９に記載の装置。
31. 前記第１の相関結果と前記第２の相関結果とを合成するための前記手段が、
    各アンテナに関する中間相関結果を取得するために、前記送信機における前記アンテナに関する前記第１の相関結果と前記第２の相関結果とをコヒーレント合成するための手段と、
    前記送信機に関する前記合成された相関結果を取得するために、前記送信機における複数のアンテナにわたって前記中間相関結果を非コヒーレント合成するための手段と、
    を備える請求項２９に記載の装置。
32. 受信機において複数の送信機の各々からの複数の信号を受信し、サブキャリアの第１のセット上で前記送信機によって送られた第１の信号と、サブキャリアの第２のセット上で前記送信機によって送られた第２の信号とに基づいて、各送信機からの前記複数の信号の到着時間（ＴＯＡ）を判断するように構成された少なくとも１つのプロセッサであって、前記複数の信号が前記第１の信号と第２の信号とを備える、少なくとも１つのプロセッサを備える、測位をサポートするための装置。
33. 前記第１の信号が、連続しないサブキャリアの前記第１のセット上で送られた基準信号を備え、前記第２の信号が、連続するサブキャリアの前記第２のセット上で送られた同期信号を備える請求項３２に記載の装置。
34. 前記第１の信号が、連続しないサブキャリアの前記第１のセット上で送られた第１の基準信号を備え、前記第２の信号が、連続しないサブキャリアの前記第２のセット上で送られた第２の基準信号を備え、前記第１のセットと前記第２のセットとが、システム帯域幅上に分散した異なるサブキャリアを含む請求項３２に記載の装置。
35. 各送信機について、前記少なくとも１つのプロセッサが、複数の時間オフセットに関する第１の相関結果を取得するために、前記送信機からの前記第１の信号に関する相関を実行し、前記複数の時間オフセットに関する第２の相関結果を取得するために、前記送信機からの前記第２の信号に関する相関を実行し、前記送信機に関する合成された相関結果を取得するために、前記第１の相関結果と前記第２の相関結果とを合成し、前記合成された相関結果に基づいて前記送信機に関する前記ＴＯＡを判断するように構成された請求項３２に記載の装置。
36. 各送信機について、前記少なくとも１つのプロセッサが、各時間間隔に関する中間相関結果を取得するために、前記時間間隔に関する前記第１の相関結果と前記第２の相関結果とをコヒーレント合成し、前記送信機に関する前記合成された相関結果を取得するために、複数の時間間隔にわたって前記中間相関結果を非コヒーレント合成するように構成された請求項３５に記載の装置。
37. 各送信機について、前記少なくとも１つのプロセッサが、各アンテナに関する中間相関結果を取得するために、前記送信機における前記アンテナに関する前記第１の相関結果と前記第２の相関結果とコヒーレント合成し、前記送信機に関する合成された相関結果を取得するために、前記送信機における複数のアンテナにわたって前記中間相関結果を非コヒーレント合成するように構成された、請求項３５に記載の装置。
38. 少なくとも１つのプロセッサに、受信機において複数の送信機の各々からの複数の信号を受信させるためのコードと、
    少なくとも１つのプロセッサに、サブキャリアの第１のセット上で前記送信機によって送られた第１の信号と、サブキャリアの第２のセット上で前記送信機によって送られた第２の信号とに基づいて、各送信機からの前記複数の信号の到着時間（ＴＯＡ）を判断させるためのコードであって、前記複数の信号が前記第１の信号と前記第２の信号とを備えるコードと、
    を備えるコンピュータ可読媒体を備えるコンピュータ・プログラム製品。

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