System and method for ground-based positioning beacon network

申请号 JP2013547563 申请日 2011-12-22 公开(公告)号 JP2014507638A 公开(公告)日 2014-03-27
申请人 テルコム・ベンチャーズ・エルエルシー; 发明人 シン,ラジェンドラ;
摘要 地上ベースの測位ビーコンネットワークが、地上受信機に 信号 を同時に送信するように構成された第1の地上ベースの測位ビーコン及び第2の地上ベースの測位ビーコンを備えることができる。 第1の地上ベースの測位ビーコンは、第1の地上ベースの測位ビーコン又は第2の地上ベースの測位ビーコンから地上受信機への送信との潜在的な干渉の識別に対応して、地上受信機への自身の送信を変更するように構成することができる。 関連する方法、ビーコン及び受信機についても説明される。
【選択図】図1A
权利要求
  • 地上受信機に信号を同時に送信するように構成される第1の地上ベースの測位ビーコン及び第2の地上ベースの測位ビーコンであって、前記第1の地上ベースの測位ビーコンは、該第1の地上ベースの測位ビーコン又は前記第2の地上ベースの測位ビーコンから前記地上受信機への前記送信との潜在的な干渉の識別に対応して、前記地上受信機への自身の送信を変更するように構成されるものである、第1の地上ベースの測位ビーコン及び第2の地上ベースの測位ビーコンを備える、地上ベースの測位ビーコンネットワーク。
  • 前記潜在的な干渉は、前記地上受信機への前記第1の地上ベースの測位ビーコンからの前記送信と前記第2の地上ベースの測位ビーコンからの同時送信との間のものである、請求項1に記載の地上ベースの測位ビーコンネットワーク。
  • 前記第1の地上ベースの測位ビーコンは、前記潜在的な干渉の前記識別に対応して自身の送信電力を低減するように構成される、請求項1に記載の地上ベースの測位ビーコンネットワーク。
  • 前記第1の地上ベースの測位ビーコン及び前記第2の地上ベースの測位ビーコンのそれぞれが、ブロードキャストスロットを割り当てられ、該ブロードキャストスロットの間に自身の最大電力レベルで送信するように構成される、請求項3に記載の地上ベースの測位ビーコンネットワーク。
  • 前記第1の地上ベースの測位ビーコン及び前記第2の地上ベースの測位ビーコンのそれぞれが、ブロードキャストスロットごとに、自身の最大電力レベルで送信すべきか又は自身の送信電力を低減すべきかを判断するように構成される、請求項4に記載の地上ベースの測位ビーコンネットワーク。
  • 前記第1の地上ベースの測位ビーコンは、前記潜在的な干渉の前記識別に対応して自身のアンテナパターンを変更するように構成される、請求項1に記載の地上ベースの測位ビーコンネットワーク。
  • 前記潜在的な干渉は前記第1の地上ベースの測位ビーコンの前記アンテナパターンと前記第2の地上ベースの測位ビーコンのアンテナパターンとの間のものである、請求項6に記載の地上ベースの測位ビーコンネットワーク。
  • 前記潜在的な干渉の前記識別は、前記第1の地上ベースの測位ビーコンから前記地上受信機への前記送信の反射/回折を検出することを含む、請求項6に記載の地上ベースの測位ビーコンネットワーク。
  • 前記第1の地上ベースの測位ビーコンは、前記潜在的な干渉の前記識別に応じて自身の送信の帯域幅を変更するように構成される、請求項1に記載の地上ベースの測位ビーコンネットワーク。
  • 前記第1の地上ベースの測位ビーコンの前記送信の前記帯域幅を変更することは、該帯域幅を、前記第2の地上ベースの測位ビーコンの前記送信の帯域幅と異なる帯域幅に変更することを含む、請求項9に記載の地上ベースの測位ビーコンネットワーク。
  • 前記異なる帯域幅のそれぞれの周波数帯域は重なり合わない、請求項10に記載の地上ベースの測位ビーコンネットワーク。
  • 前記潜在的な干渉の前記識別は、前記第1の地上ベースの測位ビーコンからの前記送信が、前記地上受信機において前記第2の地上ベースの測位ビーコンからの前記同時送信と干渉するほど十分強力であると判断することを含む、請求項1に記載の地上ベースの測位ビーコンネットワーク。
  • 前記潜在的な干渉の前記識別は、該地上ベースの測位ビーコンネットワークの設計中に、該地上ベースの測位ビーコンネットワークのフィールド試験中に、及び/又はリアルタイムで行われる識別を含む、請求項1に記載の地上ベースの測位ビーコンネットワーク。
  • 第1の地上ベースの測位ビーコンからの送信が、地上受信機において第2の地上ベースの測位ビーコンからの同時送信と干渉するほど十分強力であると判断するステップと、
    前記第1の地上ベースの測位ビーコンからの前記送信が、前記地上受信機において前記第2の地上ベースの測位ビーコンからの前記同時送信と干渉するほど十分強力であるという判断に応じて、前記第1の地上ベースの測位ビーコンから前記地上受信機への前記送信を変更するステップと、
    を含む、地上ベースの測位ビーコンネットワークにおいて干渉を低減する方法。
  • 前記第1の地上ベースの測位ビーコンからの前記送信を変更するステップは、送信電力、アンテナパターン、及び前記第1の地上ベースの測位ビーコンから前記地上受信機へ送信される信号の帯域幅のうちの少なくとも1つを変更するステップを含む、請求項14に記載の方法。
  • 前記送信電力、前記アンテナパターン及び前記帯域幅のうちの少なくとも1つを変更することによって前記第1の地上ベースの測位ビーコンからの前記送信を変更するステップの後、前記送信電力、前記アンテナパターン及び前記帯域幅のうちの異なる1つを変更することによって前記第1の地上ベースの測位ビーコンからの前記送信を更に変更するステップを更に含む、請求項15に記載の方法。
  • 前記第1の地上ベースの測位ビーコンからの前記送信を変更するステップは、高レベルの位置特定精度が好ましいという判断に応じて、前記第1の地上ベースの測位ビーコンから送信される前記信号の前記帯域幅を増大させるステップを更に含む、請求項15に記載の方法。
  • 複数の地上ベースの測位ビーコンであって、該複数の地上ベースの測位ビーコンのうちの少なくとも2つが、同じブロードキャストスロット中に、それぞれの信号を1つ又は複数の僅かでない電力レベルで地上受信機に同時に送信するように構成されるものである、複数の地上ベースの測位ビーコンを備える、地上ベースの測位ビーコンネットワーク。
  • それぞれが複数のブロードキャストスロットを含む複数の隣接するブロードキャストフレームを更に備え、前記信号を同時に送信することは、前記複数の隣接するブロードキャストフレームのそれぞれの前記複数のブロードキャストスロットのうちの少なくとも1つの間に、前記信号を前記1つ又は複数の僅かでない電力レベルで前記地上受信機に同時に送信することを更に含む、請求項18に記載の地上ベースの測位ビーコンネットワーク。
  • 前記複数の隣接ブロードキャストフレームのそれぞれにおける前記ブロードキャストスロットのそれぞれが、前記複数の地上ベースの測位ビーコンの少なくとも2つによる、前記1つ又は複数の僅かでない電力レベルでの前記地上受信機への同時送信を含む、請求項19に記載の地上ベースの測位ビーコンネットワーク。
  • 前記地上受信機は、前記それぞれの信号とともに送信される異なる擬似ランダム符号に基づいて、前記1つ又は複数の僅かでない電力レベルで前記地上受信機に送信される前記信号間を区別するように構成される、請求項19に記載の地上ベースの測位ビーコンネットワーク。
  • 前記複数の地上ベースの測位ビーコンの全てが、前記同じブロードキャストスロット中に自身のそれぞれの信号を前記1つ又は複数の僅かでない電力レベルで前記地上受信機に同時に送信するように構成される、請求項18に記載の地上ベースの測位ビーコンネットワーク。
  • 前記1つ又は複数の僅かでない電力レベルは、前記地上受信機が前記それぞれの信号の各々を受信し処理するように構成される電力レベルを含む、請求項18に記載の地上ベースの測位ビーコンネットワーク。
  • 地上受信機において1つ又は複数の僅かでない電力レベルで複数の地上ベースの測位ビーコンから同時の未変更の送信を受信するステップであって、前記地上ベースの測位ビーコンのうちの少なくとも1つからの未変更の送信は、前記地上受信機において前記地上ベースの測位ビーコンのうちの別の1つからの同時の未変更の送信と干渉するほど十分強力なものである、受信するステップと、
    前記複数の地上ベースの測位ビーコンから前記同時の未変更の送信を受信するステップの後、前記地上受信機において前記1つ又は複数の僅かでない電力レベルで前記少なくとも1つの地上ベースの測位ビーコンから変更済みの送信を受信し、その間、前記地上受信機において前記1つ又は複数の僅かでない電力レベルで前記地上ベースの測位ビーコンのうちの前記別の1つから前記未変更の送信を同時に受信するステップと、
    を含む、地上ベースの測位ビーコンネットワークにおいて干渉を低減する方法。
  • 前記変更済みの送信は、送信電力、アンテナパターン及び帯域幅のうちの少なくとも1つに関する前記未変更の送信との比較において変更される、請求項24に記載の方法。
  • 1つ又は複数の僅かでない電力レベルで複数の地上ベースの測位ビーコンから同時の未変更の送信を受信するように構成される受信機であって、前記地上ベースの測位ビーコンのうちの少なくとも1つからの未変更の送信は、該受信機において前記地上ベースの測位ビーコンのうちの別の1つからの同時の未変更の送信と干渉するほど十分強力であり、該受信機は、前記1つ又は複数の僅かでない電力レベルで前記少なくとも1つの地上ベースの測位ビーコンから変更済みの送信を受信し処理し、その間、前記1つ又は複数の僅かでない電力レベルで前記地上ベースの測位ビーコンのうちの前記別の1つから前記未変更の送信を同時に受信し処理するように更に構成されるものである、受信機を備える、地上ベースの測位デバイス。
  • 前記変更済みの送信は、送信電力、アンテナパターン及び帯域幅のうちの少なくとも1つに関する前記未変更の送信との比較において変更される、請求項26に記載の地上ベースの測位電子デバイス。
  • 未変更の送信を1つ又は複数の僅かでない電力レベルで地上ベースの測位受信機に送信するように構成されるアンテナであって、アンテナからの前記未変更の送信は、1つ又は複数の他の地上ベースの測位ビーコンから前記地上ベースの測位受信機への同時の未変更の送信と干渉するほど十分強力であり、該アンテナは、前記1つ又は複数の他の地上ベースの測位ビーコンからの前記未変更の送信と同時に、変更済みの送信を前記1つ又は複数の僅かでない電力レベルで前記地上ベースの測位受信機に送信するように更に構成されるものである、アンテナを備える、地上ベースの測位ビーコン。
  • 前記アンテナは、該アンテナから前記地上ベースの測位受信機への前記未変更の送信との潜在的な干渉の識別に対応して、前記変更済みの送信を前記地上ベースの測位受信機に送信するように更に構成される、請求項28に記載の地上ベースの測位ビーコン。
  • 前記変更済みの送信は、送信電力、アンテナパターン及び帯域幅のうちの少なくとも1つに関する前記未変更の送信との比較において変更される、請求項28に記載の地上ベースの測位ビーコン。
  • 说明书全文

    本発明は、無線通信システム及び方法に関し、より詳細には、地上ベースのビーコンネットワーク(Terrestrial-based Beacon Network: TBN)システム及び方法に関する。

    優先権の主張 本出願は、2010年12月30日に出願された「Systems and Methods for Mitigating Near-Far Problem in an Assisted GPS System with a Terrestrial Beacon Network」と題する米国仮特許出願第61/428,546号、2011年1月20日に出願された、「Use of Smart Antennas in a Positioning System with a Terrestrial Beacon Network」と題する同第61/434,616号、及び2011年4月5日に出願された「Use of Multiple Signal Bandwidths in a Terrestrial Beacon Network」と題する同61/471,838号の利益を主張する。 これらの特許文献は引用することによりその全体が本明細書の一部を成すものとする。

    疑似衛星システム TBNを用いて衛星に基づく全地球測位システム(GPS)を支援して、都市峡谷(urban canyon)及び建物内部等の、カバーすることが困難なエリア内でのGPSロケーション特定に役立てることができる。 代替的に、TBNは、GPS衛星を用いることなく信号を送信及び/又は受信することができる地上ベースのビーコンのスタンドアロンネットワークとすることができる。 TBN内のビーコンは、GPS衛星に類似した機能を実行することができる擬似的な衛星、すなわち疑似衛星(seudolite)とすることができる。 疑似衛星をGPSシステムとともに用いる一例は、非特許文献1に記載されている。 別の例は、非特許文献2に記載されている。 更なる例は、Mickelsonに対する「GPS Pseudolite and Receiver System Using High Anti-jam Pseudolite Signal Structure」と題する特許文献1に記載されている。

    遠近問題 一方、TBNに伴う1つの問題は遠近問題である。 遠近問題は、受信機が、1つのビーコンから受信する信号が別のビーコンから受信信号信号よりも著しく強くなるような位置にあるときに生じる場合がある。 通常、これは、受信機がビーコンのうちの1つの近くに位置するときに生じる。 各ビーコンは信号を送信することができ、この信号は拡散符号を用いて拡散される。 場合によっては、ビーコンが異なる拡散符号を用いて送信するときであっても、近傍のビーコンからの強な信号は、受信機がより離れたビーコンからより弱い信号を受信することを妨げる可能性がある。

    遠近問題へのアプローチ 遠近問題への1つのアプローチは時分割多重(TDM)を用いることであった。 TDMによるアプローチでは、異なるビーコンが異なる時間間隔中に信号を送信することによって遠近問題を軽減することを試みる。 例えば、各ビーコンは所与の間隔において利用可能な時間のうちの一部分にわたってのみ送信することができる。 ビーコンは、送信すべき時点を所定のタイムスロット割り当てに基づいて求めることができ、及び/又は各ビーコンが時間の少なくとも或る部分(fraction)にわたって送信することができる限り、ランダムなパターンに基づいて送信することができる。 異なるタイムスロットにおいて信号をブロードキャストする疑似衛星の例が、Bealに対する「Pseudolite-Augmented GPS for Locating Wireless Telephones」と題する特許文献2に記載されている。

    TDNによるアプローチに加えて、別の遠近軽減技法は、GPS受信機がより低電力の信号をより容易に区別することができるようにこの受信機のダイナミックレンジを拡張している。 例えば、より旧式のGPS受信機は単純な設計を有し、限られたダイナミックレンジを有していたが、最新のGPS受信機は、70デシベル(dB)を超えるダイナミックレンジを有することができる。

    更なる遠近軽減技法は、改善された相互相関特性を有する符号分割多元接続(CDMA)拡散符号を用いることを含む。 例えば、十分に設計されたビーコンネットワークにおいて、所与のビーコンの近傍の僅かな数のビーコンが最も重大な遠近問題のうちの幾つかを引き起こす場合がある。 これらの近傍のビーコンに、優れた相互相関特性を有する独自のCDMA符号を割り当てることができる。

    マルチパス問題 TBNに伴う別の問題はマルチパス問題である。 例えば、ビーコンによって送信される信号は、直接信号パス以外の1つ又は複数の反射/回折信号パスから受信機によって受信することができる。 直接パス信号は、最も早い時間に到達する信号とすることができる。 間接パス信号は、後に到達する反射/回折した信号とすることができる。 これらの反射/回折パスは、近傍の物体及び/又は遠くの物体によって生じる場合があり、こうした物体は自然のもの及び/又は人工物とすることができる。 結果として、マルチパス問題は、TBNにおける位置特定誤差に寄与する場合がある。

    信号帯域幅 幾つかの測位システムは、様々な周波数帯域及び/又は様々な帯域幅の信号を用いることができる。 例えば、GPSシステムは様々な周波数帯域において様々な帯域幅で衛星信号を用いることができる。 より広い帯域幅の信号は、より狭い帯域幅信号の帯域幅よりも数倍(場合によっては数十倍)大きい帯域幅を有することができる。 より高い位置特定精度のためにより広い帯域幅信号を用いることができる。 一方、より広い帯域幅信号は、より多くの処理も必要とする場合がある。

    スマートアンテナ アンテナの1つのタイプには「スマートアンテナ」がある。 スマートアンテナは、特定の方向におけるアンテナパターンの取り/切替えを可能にする。 「スマートアンテナ」を用いて信号を送信する例が、Trottに対する「Repetitive Paging from a Wireless Data Base Station Having a Smart Antenna System」と題する特許文献3及び特許文献4、並びにKennedyに対する「Network Overlay Geo-Location System with Smart Antennas and Method of Operation」と題する特許文献5に記載されている。

    米国特許第6,031,487号

    米国特許第6,771,625号

    米国特許第7,043,259号

    米国特許第7,505,774号

    米国特許出願公開第2010/0178929号

    Thomas A. Stansell, Jr.、「Recommended Pseudolite Signal Specification」(Navigation, Vol. 33, Spring 1986) H. Stewart Cobb、「GPS Pseudolites: Theory, Design, and Applications」(A Dissertation Submitted to the Department of Aeronautics and Astronautics and the Committee on Graduate Studies of Stanford University in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Doctor of Philosophy, 1997)

    本明細書の幾つかの実施の形態によれば、地上ベースの測位ビーコンネットワークが、地上受信機に信号を同時に送信するように構成される第1の地上ベースの測位ビーコン及び第2の地上ベースの測位ビーコンを備えることができる。 前記第1の地上ベースの測位ビーコンは、該第1の地上ベースの測位ビーコン又は前記第2の地上ベースの測位ビーコンから前記地上受信機への前記送信との潜在的な干渉の識別に対応して、前記地上受信機への自身の送信を変更するように構成することができる。

    幾つかの実施の形態では、前記潜在的な干渉は、前記地上受信機への前記第1の地上ベースの測位ビーコンからの前記送信と前記第2の地上ベースの測位ビーコンからの同時送信との間のものであることができる。

    幾つかの実施の形態は、前記第1の地上ベースの測位ビーコンが、前記潜在的な干渉の前記識別に対応して自身の送信電力を低減するように構成することができることを提供する。

    幾つかの実施の形態では、前記第1の地上ベースの測位ビーコン及び前記第2の地上ベースの測位ビーコンのそれぞれが、ブロードキャストスロットを割り当てられ、該ブロードキャストスロットの間に自身の最大電力レベルで送信するように構成することができる。

    幾つかの実施の形態は、前記第1の地上ベースの測位ビーコン及び前記第2の地上ベースの測位ビーコンのそれぞれが、ブロードキャストスロットごとに、自身の最大電力レベルで送信すべきか又は自身の送信電力を低減すべきかを判断するように構成することができることを提供する。

    幾つかの実施の形態では、前記第1の地上ベースの測位ビーコンは、前記潜在的な干渉の前記識別に対応して自身のアンテナパターンを変更するように構成することができる。

    幾つかの実施の形態は、前記潜在的な干渉が前記第1の地上ベースの測位ビーコンの前記アンテナパターンと前記第2の地上ベースの測位ビーコンのアンテナパターンとの間のものとすることができることを提供する。

    幾つかの実施の形態では、前記潜在的な干渉の前記識別は、前記第1の地上ベースの測位ビーコンから前記地上受信機への前記送信の反射/回折を検出することを含むことができる。

    幾つかの実施の形態は、前記第1の地上ベースの測位ビーコンが、前記潜在的な干渉の前記識別に対応して自身の送信の帯域幅を変更するように構成することができることを提供する。

    幾つかの実施の形態では、前記第1の地上ベースの測位ビーコンの前記送信の前記帯域幅を変更することは、該帯域幅を、前記第2の地上ベースの測位ビーコンの前記送信の帯域幅と異なる帯域幅に変更することを含むことができる。

    幾つかの実施の形態は、前記異なる帯域幅のそれぞれの周波数帯域が重なり合わないとすることができることを提供する。

    幾つかの実施の形態では、前記潜在的な干渉の前記識別は、前記第1の地上ベースの測位ビーコンからの前記送信が、前記地上受信機において前記第2の地上ベースの測位ビーコンからの前記同時送信と干渉するほど十分強力であると判断することを含む。 さらに又は代替的に、前記潜在的な干渉の前記識別は、前記地上ベースの測位ビーコンネットワークの設計中に、前記地上ベースの測位ビーコンネットワークのフィールド試験中に、及び/又はリアルタイムで行われる識別を含むことができる。

    幾つかの実施の形態によれば、地上ベースの測位ビーコンネットワークにおいて干渉を低減する方法が、第1の地上ベースの測位ビーコンからの送信が、地上受信機において第2の地上ベースの測位ビーコンからの同時送信と干渉するほど十分強力であると判断するステップを含むことができる。 本方法はまた、前記第1の地上ベースの測位ビーコンからの送信が、前記地上受信機において前記第2の地上ベースの測位ビーコンからの前記同時送信と干渉するほど十分強力であるという判断に応じて、前記第1の地上ベースの測位ビーコンから前記地上受信機への前記送信を変更す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、前記第1の地上ベースの測位ビーコンからの前記送信を変更するステップは、送信電力、アンテナパターン、及び前記第1の地上ベースの測位ビーコンから前記地上受信機へ送信される信号の帯域幅のうちの少なくとも1つを変更するステップを含むことができる。

    幾つかの実施の形態は、本方法が、前記送信電力、前記アンテナパターン及び前記帯域幅のうちの少なくとも1つを変更することによって前記第1の地上ベースの測位ビーコンからの前記送信を変更するステップの後、前記送信電力、前記アンテナパターン及び前記帯域幅のうちの異なる1つを変更することによって前記第1の地上ベースの測位ビーコンからの前記送信を更に変更するステップを更に含むことができることを提供する。

    幾つかの実施の形態では、前記第1の地上ベースの測位ビーコンからの前記送信を変更するステップは、高レベルの位置特定精度が好ましいという判断に応じて、前記第1の地上ベースの測位ビーコンから送信される前記信号の前記帯域幅を増大させるステップを更に含むことができる。

    幾つかの実施の形態によれば、地上ベースの測位ビーコンネットワークは、複数の地上ベースの測位ビーコンを備えることができる。 該複数の地上ベースの測位ビーコンのうちの少なくとも2つは、同じブロードキャストスロット中に、それぞれの信号を1つ又は複数の僅かでない電力レベルで地上受信機に同時に送信するように構成することができる。

    幾つかの実施の形態では、地上ベースの測位ビーコンネットワークは、それぞれが複数のブロードキャストスロットを含む複数の隣接するブロードキャストフレームを更に備えることができる。 また、前記信号を同時に送信することは、前記複数の隣接するブロードキャストフレームのそれぞれの前記複数のブロードキャストスロットのうちの少なくとも1つの間に、前記信号を前記1つ又は複数の僅かでない電力レベルで前記地上受信機に同時に送信することを更に含むことができる。

    幾つかの実施の形態は、前記複数の隣接ブロードキャストフレームのそれぞれにおける前記ブロードキャストスロットのそれぞれが、前記複数の地上ベースの測位ビーコンの少なくとも2つによる、前記1つ又は複数の僅かでない電力レベルでの前記地上受信機への同時送信を含むことができることを提供する。

    幾つかの実施の形態では、前記地上受信機は、前記それぞれの信号とともに送信される異なる擬似ランダム符号に基づいて、前記1つ又は複数の僅かでない電力レベルで前記地上受信機に送信される前記信号間を区別するように構成することができる。

    幾つかの実施の形態は、前記複数の地上ベースの測位ビーコンの全てが、前記同じブロードキャストスロット中に自身のそれぞれの信号を前記1つ又は複数の僅かでない電力レベルで前記地上受信機に同時に送信するように構成することができることを提供する。

    幾つかの実施の形態では、前記1つ又は複数の僅かでない電力レベルは、前記地上受信機が前記それぞれの信号の各々を受信し処理するように構成される電力レベルを含むことができる。

    幾つかの実施の形態によれば、地上ベースの測位ビーコンネットワークにおいて干渉を低減する方法が、地上受信機において1つ又は複数の僅かでない電力レベルで複数の地上ベースの測位ビーコンから同時の未変更の送信を受信するステップを含むことができる。 前記地上ベースの測位ビーコンのうちの少なくとも1つからの未変更の送信は、前記地上受信機において前記地上ベースの測位ビーコンのうちの別の1つからの同時の未変更の送信と干渉するほど十分強力であるとすることができる。 本方法は、前記複数の地上ベースの測位ビーコンから前記同時の未変更の送信を受信するステップの後、前記地上受信機において前記1つ又は複数の僅かでない電力レベルで前記少なくとも1つの地上ベースの測位ビーコンから変更済みの送信を受信し、その間、前記地上受信機において前記1つ又は複数の僅かでない電力レベルで前記地上ベースの測位ビーコンのうちの前記別の1つから前記未変更の送信を同時に受信するステップ、を更に含むことができる。

    幾つかの実施の形態では、前記変更済みの送信は、送信電力、アンテナパターン及び帯域幅のうちの少なくとも1つに関する前記未変更の送信との比較において変更することができる。

    幾つかの実施の形態によれば、地上ベースの測位デバイスは、1つ又は複数の僅かでない電力レベルで複数の地上ベースの測位ビーコンから同時の未変更の送信を受信するように構成される受信機を備える。 前記地上ベースの測位ビーコンのうちの少なくとも1つからの未変更の送信は、該受信機において前記地上ベースの測位ビーコンのうちの別の1つからの同時の未変更の送信と干渉するほど十分強力であるとすることができる。 また、該受信機は、前記1つ又は複数の僅かでない電力レベルで前記少なくとも1つの地上ベースの測位ビーコンから変更済みの送信を受信し処理し、その間、前記1つ又は複数の僅かでない電力レベルで前記地上ベースの測位ビーコンのうちの前記別の1つから前記未変更の送信を同時に受信し処理するように更に構成することができる。

    幾つかの実施の形態によれば、地上ベースの測位ビーコンは、未変更の送信を1つ又は複数の僅かでない電力レベルで地上ベースの測位受信機に送信するように構成されるアンテナを備える。 アンテナからの前記未変更の送信は、1つ又は複数の他の地上ベースの測位ビーコンから前記地上ベースの測位受信機への同時の未変更の送信と干渉するほど十分強力であるとすることができる。 また、該アンテナは、前記1つ又は複数の他の地上ベースの測位ビーコンからの前記未変更の送信と同時に、変更済みの送信を前記1つ又は複数の僅かでない電力レベルで前記地上ベースの測位受信機に送信するように更に構成することができる。

    幾つかの実施の形態では、前記アンテナは、該アンテナから前記地上ベースの測位受信機への前記未変更の送信との潜在的な干渉の識別に対応して、前記変更済みの送信を前記地上ベースの測位受信機に送信するように更に構成することができる。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、地上ベースのビーコンネットワーク(TBN)を示す概略図である。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、地上ベースのビーコンネットワーク(TBN)を示す概略図である。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、図1A及び図1Bに示される測位受信機のブロック図である。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、TBNから測位受信機への送信の変更を説明するフローチャートである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、TBNから測位受信機への送信の変更を説明するフローチャートである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、TBNから測位受信機への送信の変更を説明するフローチャートである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、TBNから測位受信機への送信の変更を説明するフローチャートである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、フレーム中のTBN内のビーコンの送信電力レベルを示す図である。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、フレーム中のTBN内のビーコンの送信される電力レベルを示すフローチャートである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、フレーム中のTBN内のビーコンの送信される電力レベルを示すフローチャートである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、フレーム中のTBN内のビーコンの送信される電力レベルを示すフローチャートである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、フレーム中のTBN内のビーコンの送信される電力レベルを示すフローチャートである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、TBN内のビーコンに対する距離を示すフローチャートである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、TBN内のビーコンに対する保護半径を示す断面図である。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、測位受信機に対するTBN内のビーコンのアンテナの位置を示す概略図である。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、図4Cに示されるアンテナからの送信を示すフローチャートである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、TBN内のビーコンのアンテナパターンを示す概略図である。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、TBN内のビーコンのアンテナパターンを示すフローチャートである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、TBN内のビーコンのアンテナパターンを示す概略図である。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、TBN内のビーコンのアンテナパターンを示す概略図である。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、TBN内のビーコンのアンテナパターンを示すフローチャートである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、TBN内のビーコンからの直接パス信号及び反射パス信号を示す概略図である。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、反射/回折信号を示すフローチャートである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、反射/回折信号を示すフローチャートである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、TBN内のビーコンから送信される信号の帯域幅のグラフである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、TBN内のビーコンから送信される信号の帯域幅のグラフである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、TBN内のビーコンから送信される信号の帯域幅のグラフである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、TBN内のビーコンから送信される信号の帯域幅の変更を示すフローチャートである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、TBN内のビーコンから送信される信号の帯域幅の変更を示すフローチャートである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、TBN内のビーコンから送信される信号の帯域幅の変更を示すフローチャートである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、TBN内のビーコンから送信される信号の帯域幅の変更を示すフローチャートである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、TBN内のビーコンから送信される信号の帯域幅の変更を示すフローチャートである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、フレーム中のTBN内の第1のビーコン及び第2のビーコンからの送信を示すフローチャートである。

    本明細書において説明される様々な実施形態による、連続フレーム中のTBN内の第1のビーコン及び第2のビーコンの送信状態を示す図である。

    次に、本発明の特定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、本発明は多くの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素子を指す。 素子が別の素子に「接続されている」又は「結合されている」と言うとき、その素子はその別の素子に直接的に接続又は結合することもできるし、介在する素子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」又は「結合されている」とは、本明細書において用いられるとき、無線で接続又は結合されてい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、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、数量が特定されていないもの(“a”, “an”, “the”)は、単数及び複数を包含することを意図される。 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、整数、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、整数、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。

    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)」、「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、本発明の教示から逸脱することなく、以下で第1の素子は第2の素子と呼ぶことができ、同様に、第2の素子を第1の素子と呼ぶことができる。 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。 また、「〜のうちの少なくとも1つ」という言い回しは、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。

    本発明は、本発明の実施形態による、方法、装置(システム)、及びコンピュータプログラム製品のフローチャート図及び/又はブロック図を参照して以下で述べられる。 フローチャート図及び/又はブロック図の各ブロック、並びにフローチャート図及び/又はブロック図のブロックの組合せは、コンピュータプログラム命令によって実装され得ることが理解される。 また、これらのコンピュータプログラム命令はコンピュータ可読メモリ内に記憶することができ、コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理装置に、特定の方式で動作するように命令することができる。 それによって、コンピュータ可読メモリ内に記憶された命令によって命令手段を含む製品が生成され、この製品が、フローチャート及び/又はブロック図の単数又は複数のブロックにおいて指定された動作を実施する。

    また、コンピュータプログラム命令はコンピュータ又は他のデータ処理装置上にロードすることができ、一連の動作ステップをそのコンピュータ又は他のプログラム可能な装置上で実行させてコンピュータ実施プロセスを生成することができる。 それによって、コンピュータ又は他のプログラム可能な装置上で実行される命令は、フローチャート及び/又はブロック図の単数又は複数のブロックにおいて指定された動作を実施するためのステップを提供する。

    また、幾つかの代替の実施態様では、フローチャートのブロックに記される機能/動作は、フローチャートに記される順序通りでない順序で生じることができることに留意すべきである。 例えば、連続して示す2つのブロックは、関与する機能/動作に応じて、実際には実質的に同時に実行することもできるし、場合によっては逆の順序で実行することもできる。 さらに、フローチャートの所与のブロックの機能は複数のブロックに分割することができ、及び/又はフローチャートの2つ以上のブロックの機能は少なくとも部分的に統合することができる。

    本明細書において用いられるとき、「受信機」、「測位受信機」、及び「地上受信機」という用語は、測位信号(例えば「受信機」の位置特定を確定するのに用いられる信号)を受信することができる電子デバイスを含む。 例えば、これらの用語には、マルチラインディスプレイを有するか又は有しないセルラ無線電話及び/又は衛星無線電話;無線電話をデータ処理、ファクシミリ及び/又はデータ通信機能と組み合わせることができる個人通信システム(PCS)端末;無線周波数送受信機及びページャ、インターネット/イントラネットアクセス、ウェブブラウザ、オーガナイザ、カレンダー及び/又は全地球測位システム(GPS)受信機を含むことができる携帯情報端末(PDA);及び/又は従来のラップトップコンピュータ及び/又はパームトップコンピュータ若しくは他の機器が含まれる。 これらの他の機器には、無線周波数送受信機が含まれ、また、時間とともに変動するか若しくは固定の地理的座標を有することができ、及び/又はポータブルであり、可搬であり、車両(航空、海上又は陸上)に設置し、及び/又はローカルで及び/又は1つ又は複数の地上及び/又は地球外のロケーション(複数の場合もある)にわたって分散形式動作するように配置及び/又は構成することができる任意の他の放射ユーザデバイス/機器/ソースも含まれる。 さらに、「ビーコン("beacon" and "beacons")」という用語には、測位信号を送信することができるビーコンが含まれる。 ビーコンは固定の地理的ロケーションにあることができ、及び/又はポータブルであり、可搬であり、車両(航空、海上又は陸上)に設置することができる。 しかしながら、ビーコンは衛星には固定されない。

    本明細書において説明されるシステム及び/又は方法は、ビーコン設計を潜在的に単純化するだけでなく、信号を取得するのに必要な時間を低減することができるように干渉問題(例えば遠近問題及び/又はマルチパス問題)に対処することができる。 これらのシステム/方法は、追跡モードにある間、地上ベースの測位受信機(例えば、測位信号を受信するように構成された任意のタイプの電子デバイス)の性能を改善することもできる。 さらに、幾つかの技法の組み合わせを用いて、干渉問題の影響を軽減又は低減することができる。 例えば、電力制御、ビーコン送信アンテナパターン、信号帯域幅及び/又はネットワーク設計に関する技法は、地上ベースの測位受信機のダイナミックレンジを遠近問題に対処するように拡張する等、既知の技法と組み合わせることができる。 そのようなシステムは、GPS支援システムにおけるTBNの性能全体を改善することができる。 位置特定のためのTBNは、スタンドアロンを基にして、地理的ロケーションの大多数において改善した性能を有することもできる。 地理的エリアの僅かな部分が依然として遠近問題を被る場合があるが、エリアの圧倒的大部分(例えば、幾つかの実施形態では50%よりも高く、他の実施形態では90%よりも高く、更に他の実施形態では99%よりも高い設計パラメータ)が改善した性能を有することができる。 地上ビーコンのスタンドアロンネットワークであっても、残りのエリア(例えば1%未満等の設計パラメータ)は他の方法によって対処することができる。 GPS支援システムでは、遠近問題の残りのエリアは更にほとんど問題とならない場合がある。 本明細書において説明される技法は、慎重なネットワーク設計から利益を受けることができ、性能の増大をもたらすこともできる。

    図1Aを参照すると、本明細書において説明される様々な実施形態による、ビーコン111〜115を含むTBNが地上ベースの測位受信機101(例えば「地上受信機」又は「測位受信機」)とともに示されている。 さらに、コンローラ103は、ビーコン111〜115のうちの1つ又は複数からの送信を制御することができる。 コントローラ103は、ビーコン111〜115のうちの1つ又は複数の外部/内部にあることができる。 図1Aは5つのビーコン111〜115を示しているが、当業者であれば、より多くの又はより少ないビーコンを含むTBNを理解するであろう。 さらに、幾つかの実施形態では、ビーコン111〜115を含むTBNは広域測位システム(WAPS)の一部とすることができる。

    複数のビーコン111〜115が地理的エリア102をカバーして、地理的エリア102内の測位受信機101に測位信号を提供することができる。 幾つかの実施形態では、測位受信機101はGPS受信機とすることができ、ビーコン111〜115はGPS受信機にGPSロケーション特定支援を提供することができる。 ビーコン111〜114等、ビーコンのうちの多くが地理的エリア102の境界に又は境界の近くに位置する場合がある。 さらに、ビーコン115等の幾つかのビーコンは、地理的エリア102の十分内側に位置する場合がある。 測位受信機101は地理的エリア102の内側の任意の場所に位置する可能性があり、特に、建物内又は他の影になったロケーション等の衛星受信が良好でないエリアに位置する場合がある。 図1Aは単一の測位受信機101を示しているが、地理的エリア102の内側に複数の測位受信機が位置することができる。 幾つかの実施形態では、地理的エリア102の内側に、数百、数千又はそれよりも多くの測位受信機が位置する場合がある。

    次に図1Bを参照すると、地理的カバレッジエリア102内の様々なロケーションに、ビーコン111〜115によって送信される信号を検出/報告するために1つ又は複数の監視局104を配置することができる。 例えば、監視局(複数の場合もある)104は、測位受信機101及び/又は監視局(複数の場合もある)104によって受信に成功していない測位信号について報告することができ、受信に成功した信号の品質について継続的に報告することもできる。 受信信号強度、ビット誤り率、フレーム誤り率及び/又は他の特性等の信号の特性をベースラインとして特徴付けることができる。 このベースラインは、或るロケーションの平均挙動の基準として用いることができ、ビーコン111〜115のうちの1つと測位受信機101との間のパスに関連付けられる平均伝播損失を特徴付けるのに用いることができる。 信号強度、転送誤り率、ビット誤り率及び/又は信号の品質を定義するのに用いることができる任意の他の技法をコントローラ(例えばコントローラ103)に戻して通信することができ、このコントローラは現在の結果をベースラインと比較することができる。 1つ又は複数の監視局104が、ベースラインと比較したときの現在の結果の特性における変化を示した場合、その変化を補償するために判断を行うことができる。 この判断は、送信機(例えばビーコン111〜115のうちの1つ)の態様及び/又は送信されるコンテンツの態様を制御することができる。 例えば、監視局104がパスロスの増加を示す場合、システムにこの変化を補償させる多数の方法が存在することができる。

    次に図1Cを参照すると、本明細書において説明される様々な実施形態による測位受信機101のブロック図が与えられている。 図1Cに示すように、測位受信機101はアンテナ146と、送受信機142と、プロセッサ151とを備え、ディスプレイ154、キーパッド152、スピーカ156、メモリ153、マイクロフォン150及び/又はカメラ158を更に備えることができる。 監視局104は測位受信機101に類似した構成要素を備えることができ、コントローラ103と間接的に/直接通信することができる。

    送受信機142は、アンテナ146の放射素子に/から無線周波数(RF)信号(例えば測位信号)を供給/受信するための1つ又は複数の通信パスを提供する送信/受信回路部(TX/RX)を備えることができる。 送受信機142の送信機部分(測位受信機101においてオプション)は情報を変換し、この情報は測位受信機101によって、無線通信に適した電磁信号になるように送信されることになる。 送受信機142の受信機部分は、測位受信機101によってTBN及び/又は他の通信ネットワークから受信された電磁信号を復調し、測位受信機101のユーザに理解可能なフォーマットで信号内に含まれている情報を提供する。

    図1Cを更に参照すると、メモリ153は、プロセッサ回路151によって実行されると、本明細書において説明され図示される動作を実行するコンピュータプログラム命令を記憶することができる。

    測位受信機101は、地上ビーコン111〜115から送信された信号を、位置特定を確定する目的で(例えばスタンドアロンTBNにおける位置確定又はハイブリッドTBNにおけるGPS位置支援のために)用いることができる。 図1Aに示す例を再び参照すると、測位受信機101はビーコン115の最も近くに位置し、ビーコン115からの信号強度はビーコン111〜114からの信号強度よりも大幅に高い場合がある。 したがって、測位受信機101は、ビーコン115からの信号に起因して過負荷となる場合がある。 一方、本明細書において説明される実施形態によるシステム及び/又は方法は、この問題を大幅に軽減することができる。

    次に図2Aを参照すると、フローチャートが、本明細書において説明される様々な実施形態による、測位受信機101とのビーコン111〜115の通信を示している。 特に、図2Aのブロック205は、ビーコン111〜115のうちの1つ(例えばビーコン115)からの送信と、ビーコン111〜115のうちの少なくとも別の1つ(例えばビーコン111)からの同時送信との間に起こり得る干渉(例えば遠近問題の形態をとる)の識別を示している。 例として、起こり得る干渉を識別すること(ブロック205)は、測位受信機101において、第1のビーコン(例えばビーコン115)からの送信が第2のビーコン(例えばビーコン111)からの同時送信と干渉するほど十分強力であると判断することを含むことができる。 付加的に又は代替的に、起こり得る干渉を識別すること(ブロック205)は、測位受信機101における実際の干渉を検出することを含むことができる。 幾つかの実施形態では、起こり得る干渉の識別(ブロック205)は、コントローラ103及び/又は監視局104(図1Bに示される)を用いて実行することができる。

    さらに、潜在的な干渉の識別(ブロック205)は、TBNの設計フェーズ中に、TBNのフィールド試験中に、及び/又は(例えばTBNの設計及び/又は試験後に)リアルタイムで実行することができる。 例えば、幾つかの実施形態では、起こり得る干渉は、TBNの設計者が推定/予測状態(例えば起こり得る干渉のロケーション)に基づいて信号調整方式(例えば電力制御)を計画することを可能にする理論モデル(例えばネットワークカバレッジプランのモデル)を用いて識別することができる(ブロック205)。 付加的に又は代替的に、信号調整方式は、TBNの設計後に(例えばフィールド試験中に、又はTBNの正式運用中にリアルタイムで)調整することができる。 例えば、起こり得る干渉は、ビーコン111〜115のうちの1つ又は複数によって送信され、測位受信機101、ビーコン111〜115のうちの1つ若しくは複数、及び/又は監視局(例えば監視局104)として動作することができる1つ若しくは複数の他のデバイスによって検出される信号に基づいて識別することができる(ブロック205)。 例として、ビーコン111〜115のうちの少なくとも1つがビーコン111〜115のうちの他のビーコンから送信された信号を観測して、起こり得る干渉を識別することができる(ブロック205)。 幾つかの実施形態では、測位受信機101は、検出された干渉について(例えば測位受信機101からコントローラ103、監視局104、及び/又はビーコン111〜115のうちの1つ又は複数への送信を介して)報告することができる。

    図2Aを更に参照すると、ブロック205における起こり得る干渉の識別に対応して、ビーコン115から測位受信機101への送信を変更することができる(ブロック215)。 例えば、ビーコン115からの送信を変更することは、(a)送信電力、(b)アンテナパターン、及び(c)ビーコン115から測位受信機101に送信される信号の帯域幅、のうちの少なくとも1つを変更することを含むことができる。

    次に図2Bを参照すると、図2Aのブロック205は、起こり得る干渉を、異なるビーコンの送信間にあるものとして示しているが、起こり得る干渉は、付加的に又は代替的にマルチパス問題の形態の干渉とすることができる。 したがって、幾つかの実施形態では、起こり得る干渉は、少なくとも1つのビーコン(例えばビーコン115)からの反射/回折信号を検出することによって識別することができる(ブロック205')。

    次に図2Cを参照すると、起こり得る干渉を識別し(ブロック205'')、(a)送信電力、(b)アンテナパターン、及び(c)ビーコン115から測位受信機101に送信される信号の帯域幅、のうちの少なくとも1つを変更することによって送信を変更した(ブロック215')後、この送信は、ブロック225において、(a)送信電力、(b)アンテナパターン、及び(c)ビーコン115から測位受信機101に送信される信号の帯域幅、のうちの異なる1つを変更することによって更に変更することができる。 例えば、ビーコン115がブロック215'において自身の送信電力を変更する場合、ビーコン115はブロック225において、自身の送信の帯域幅を変更することができる。 幾つかの実施形態では、ブロック215'において第1の変更(複数の場合もある)を実行した後、ビーコン115からの送信との起こり得る干渉の識別に対応して更なる変更(ブロック225)を実行することができる。

    次に図2Dを参照すると、ブロック206に示すように、測位受信機101の観点から、1つ又は複数の僅かでない(non-trivial)電力レベル(例えば、測位受信機101がそれぞれの送信/信号の各々を受信し処理するように構成される電力レベル)において複数の地上ベースの測位ビーコン(例えば複数のビーコン111〜115)から同時の未変更の送信が受信される場合がある。 地上ベースの測位ビーコンのうちの少なくとも1つ(例えばビーコン115)からの未変更の送信は、測位受信機101における地上ベースの測位ビーコンのうちの別の1つ(例えばビーコン111)からの同時の未変更の送信と干渉するほど十分に強力である場合がある。 ブロック216に示すように、測位受信機101は、複数の地上ベースの測位ビーコンから同時の未変更の送信を受信した後、1つ又は複数の僅かでない電力レベルにおいて少なくとも1つの地上ベースの測位ビーコン(例えばビーコン115)から変更済みの送信を受信し、その間1つ又は複数の僅かでない電力レベルにおいて地上ベースの測位ビーコンのうちの少なくとも別の1つ(例えばビーコン111)から未変更の送信を同時に受信することができる。 さらに、地上ベースの測位ビーコンからの送信は、多岐にわたる情報(例えば信号品質に関する情報又はビーコンの電力レベルに関する情報)を含むことができる。 幾つかの実施形態では、測位受信機101はそのような情報に基づいて送信信号を異なる形で処理することができる。

    電力制御 干渉問題(例えば遠近問題)を軽減するための1つの手法は、TBNのRF特性に基づいてビーコン111〜115のうちの1つ又は複数の送信電力を動的に制御することである。 例えば、再び図1Aを参照すると、ビーコン115は、4つの近隣のビーコン111〜114等の複数の近隣の地上ビーコンの近くに位置する場合がある。 ビーコン111〜115の送信電力レベルを、種々の持続時間(フレーム内のスロット/サブフレーム等)について調整して、これらの拠点の近くの過負荷問題を最小化/低減することができる。

    幾つかの実施形態によれば、所定の持続時間を有するフレームが定義される。 フレームは、任意の数のサブフレームに分割することができる。 サブフレームのそれぞれが、固定又は可変の持続時間を有することができる。 さらに、サブフレームのそれぞれが均等な又は不均等な持続時間を有することができる。 用途に応じて、サブフレームは数ミリ秒以下から数百ミリ秒以上までの任意の持続時間とすることができる。

    次に図3Aを参照すると、本明細書において説明される様々な実施形態による、フレーム中のTBN内のビーコンの送信電力レベルが図に示されている。 特に、図3Aは、フレーム中のビーコン111の送信電力レベルを示している。 図3Aに示すように、フレームは複数のサブフレームを含む。 各サブフレームはビーコン111が送信する異なる電力レベルを有することができる。 例えば、図3Aはサブフレーム1におけるビーコン111の最大電力レベルを示している。 図3Aは、各他のサブフレームにおけるビーコン111の電力レベルを更に示している。 この電力レベルは、サブフレーム2〜5について(最大電力)−(調整係数)の定式によって計算される。 調整係数は、サブフレーム2〜5のそれぞれについて異なることもできるし、サブフレーム2〜5のうちの幾つか又は全てについて同じとすることもできる。 代替的に、幾つかの実施形態では、ビーコン111はサブフレーム2〜5のうちの1つ又は複数において最大電力レベルを有することができる。 さらに、幾つかの実施形態では、ビーコン111はサブフレーム1における最大電力レベルと異なる電力レベルにおいて送信することができる。

    さらに、ビーコン111〜115のそれぞれにおける最大送信電力は異なることができる。 例えば、ビーコン111における最大送信電力は、ビーコン115における最大送信電力よりも大きくすることができる。 代替的に、ビーコン115における最大送信電力は、ビーコン111における最大送信電力よりも大きくすることができる。

    所与のサブフレームにわたってビーコン111〜115のそれぞれから送信される実際の電力は、ビーコン111〜115のうちの特定の1つに対し許容された最大電力から調整係数を減算したものを計算することによって求めることができる。 調整係数は、ネットワークトポロジ、ビーコン111〜115のうちの1つを取り囲むエリアに対するGPS支援の必要性、他の無線伝搬係数、及び/又はビーコン111〜115のうちの所与の1つのためのアンテナパターン成形に基づくことができる。 例えば、建物又は他の人工構造物又は森に囲まれていない(すなわち空地の)高地の拠点に位置するビーコン111〜115のうちの1つは、調整係数もアンテナ成形も一切必要としない場合がある。 そのような拠点の付近で、衛星に基づくシステムは、位置特定情報を提供する十分な任務を行うことができる。 この拠点は、全てのサブフレームにおいてフル/最大電力で運用される場合、近傍になくこの拠点からの過負荷を受けないエリアを支援することができる。 一方、人工構造物の中央にある拠点は、多くのサブフレームにおいて自身の電力を大幅に低減することを必要とする場合があり、アンテナ成形を必要とする場合がある。 したがって、幾つかの状況において、電力調整及びアンテナ成形の組み合わせによって遠近軽減を改善することができる。

    計算された調整係数に基づいて、以下の表1に示すように、各サブフレームにおけるビーコン111〜115のそれぞれの最大送信電力を定義する行列を生成することができる。

    表1に示すように、各ビーコン111. . . 115. . . Nは対応するサブフレーム1. . . 5. . . Nを割り当てられ、そのサブフレーム中、ビーコンは最大電力で送信する。 他のサブフレームにおいて、ビーコンは上述したように求められた調整係数Δ i,jによって調整される最大電力レベルで送信する。 例として、ビーコン111〜115のそれぞれの最大電力レベルは約30ワットとすることができ、電力レベルは、電力制御によって約1ワットの低さに低減することもできるし、更には1ワット未満に低減することもできる。 例えば、1つ又は複数の電力レベルを1つ又は複数のステップ(例えば3デシベル(dB)ステップ又は15dBステップ)で約1ワット未満まで低減することができる。 当業者であれば、他の最大電力レベル及び/又は低減された電力レベルを理解するであろう。 さらに、表1内のビーコン111〜Nの全ての最大電力レベルの全てが「最大値」によって示されているが、当業者であれば、最大電力レベルがビーコン111〜Nのうちの異なるものにおいて異なる場合があることを理解するであろう。 例えば、ビーコン111における最大レベルはビーコン115における最大電力レベルよりも大きい場合があり、逆もまた同様である。

    次に図3B〜図3Eを参照すると、本明細書において説明される様々な実施形態による、フレーム中のTBN内のビーコンの送信される電力レベルを示すフローチャートが与えられている。 例えば、図3Bは、ビーコン111がサブフレーム1において自身の最大電力レベルで送信し(ブロック301)、サブフレーム2において最大電力レベルから対応する調整係数を減算したもので送信する(ブロック302)ことを示している。 また、N個のサブフレームを所与とすると、ブロック303に示されるように、ビーコン111はサブフレーム3〜サブフレームNにおいて、自身の最大電力から対応する調整係数を減算したもので送信する。

    次に図3Cを参照すると、所与の地理的エリア102内のビーコン111〜115のそれぞれにサブフレームを割り当てることができ、このサブフレーム中、ビーコンは自身の最大電力レベルで送信することができる。 例えば、ビーコン115は所与の持続時間(サブフレーム等)にわたって自身の最大電力レベルで送信することができる一方、その時間中、近隣のビーコン111〜114は自身の最大電力レベル又は低減された電力レベルで送信することができる。 例として、ビーコン111はサブフレーム1の間、自身の最大電力レベルで送信することができ(ブロック301C)、ビーコン115はサブフレーム2の間、自身の最大電力レベルで送信することができる(ブロック302C)。

    次に図3Dを参照すると、本明細書において説明される様々な実施形態によれば、ビーコン111〜115のそれぞれが、各サブフレームについて、最大電力で送信すべきか又は低減された電力レベルで送信すべきかを判断する。 例えば、ブロック300、310及び320は、それぞれのサブフレームにおけるビーコン115からの送信によって引き起こされる起こり得る干渉を求めることに対応する。 ブロック301D、302D及び303Dに示すように、ビーコン115は起こり得る干渉が識別されない場合に自身の最大電力レベルで送信する。 一方、ブロック301D'、302D'及び303D'に示すように、ビーコン115は、起こり得る干渉が識別される場合、低減された電力で送信する。

    例えば、ビーコン115は、高い送信電力によってビーコン111〜114のうちの他のものに過負荷をかけるか又は別の形で干渉する場合があるという判断に基づいて、所与のサブフレームについて自身の電力レベルを低減することを決めることができる。 特に、ビーコン111〜115のうちの幾つかが都市エリアに位置している場合、それらは互いに干渉する可能性が高い場合があり、ビーコン111〜115のうちの少なくとも1つが1つ又は複数のサブフレームについて自身の送信電力を低減して干渉を低減/最小化することができる。 幾つかの実施形態では、ビーコン111〜115のうちの1つ又は複数が、個々の場合に応じて求められるような、電力を低減して過負荷を低減/最小化する必要がある時間期間を除いて、全てのサブフレームにおいて最大電力で送信することができる。

    セルラ移動無線システムにおける所与の地理的エリアを複数のセル拠点によってカバーすることができる方法と同様にして、地理的エリア102は複数のビーコン111〜115によってカバーすることができる。 ビーコン111〜115のうちの2つの間の距離が増大すると、相互符号干渉(co-code interference)を一切伴うことなく、所与の符号分割多元接続(CDMA)符号を再利用することができる。 このメカニズムは、地理的エリア102の再利用パターンを定義することができる。 フレーム持続時間は、サブフレームの持続時間と再利用パターンにおけるビーコン数との乗数とすることができる。

    次に図3Eを参照すると、ビーコン111〜115のそれぞれについて送信電力の調整係数を計算することができる(ブロック300E)。 調整係数は、各サブフレームにおいてビーコン111〜115の送信電力レベルが低減されるか否か及び/又はどれだけ低減されるかを決めることができる。 調整係数を計算した(ブロック300E)後、ビーコン111〜115は調整係数を用いて自身の信号を送信することができる(ブロック301E)。

    ビーコン111〜115のネットワークは、地理的エリア102をカバーしてRFカバレッジを提供することができる。 このRFカバレッジは、ビーコン111〜115のロケーション、アンテナ高さ等のビーコン111〜115の設計パラメータ、所望の電力レベル(最大レベルにおいて開始することができる)、ビーコン111〜115のそれぞれに対するCDMA符号の割当て、及び改善された近距離保護を提供することができる公称アンテナパターンを含むことができる。

    次に図4Bを参照すると、RFカバレッジを求めた後、その外側で有害なシステム内干渉(例えば、ロケーションを求めることを困難/不可能にする、所与のビーコンの近くの他のビーコンの信号との干渉)が許容可能でなく、その内側でシステム内干渉が許容可能である、半径Rを選択する/求めることができる。 半径Rは保護半径とすることができる。 保護半径Rは概ね一定とすることができる。 一方、保護半径Rは、時間帯又はビーコン若しくは受信機のロケーション等の検討事項に基づいて実質的に即座に変更することもできる。 半径Rは、所望の用途(人工構造物、航空機、車両内部のデバイス及び/又は人物のロケーション特定等)に基づいて、かつネットワークがハイブリッドである(例えば、GPS及びTBNを利用するシステム)か又はスタンドアロンTBNであるかに基づいて選択する/求めることができる。 半径Rは、スタンドアロン地上ビーコンシステムの場合にR isとすることができ、ハイブリッドシステムの場合にR ihとすることができる。 スタンドアロンネットワークはより多くの保護を必要とする場合があるので、R isはR ihよりも小さい場合がある。

    次に図4Aを参照すると、本明細書において説明される様々な実施形態による、TBN内のビーコンに対する距離を示すフローチャートが与えられている。 半径Rを選択した/求めた後、ビーコン111〜115のうちの1つ又は複数について干渉解析を実行することができる。 例えば、ビーコン111から送信された信号について、ビーコン115における近距離電磁パターンを計算/測定することができる。 これらの計算は、ビーコン115からビーコン111へのパスロス及び/又は他の要素(割り当てられたCDMA符号の相互相関及び/又はビーコン115及びビーコン111付近の局所形態等)を考慮することができる。 ブロック401に示すように、近距離信号強度に基づいて、及び/又は或る特定のレベルのシステム内干渉を許容することができる(例えば、幾つかの受信機は、標準のGPS受信機が単一の周波数で機能することができることに起因してシステム内干渉を許容することができる)測位受信機101に基づいて、ビーコン111からの信号が位置特定を確定するために機能可能でないビーコン115からの距離を計算することができる。 この距離はD 115_111として参照することができる。 ブロック402及び403Aは、D 115_111 <Rの場合、ビーコン対(115,111)のために計算がこれ以上必要でない場合があることを示した。 したがって、Δ 115_111の値をゼロにセットし、ビーコン対(115,111)のために電力調整が必要でない場合があることを表すことができる。

    代替的に、ブロック402及び403Bは、D 115_111 >Rの場合、更なる計算が必要である場合があり、及び/又はビーコン111及び/又はビーコン115からの送信を変更することに関する判断を行うことができることを示している。 例えば、D 115_111 >Rの場合、ビーコン115及び111のそれぞれからの或る距離において信号強度を計算することができる。 例として、ビーコン115及び111のそれぞれからの距離Rにおいて信号強度を計算することができる。 次に、ビーコン115及び111からの信号強度間の差異を、以下の式によって表されるように計算することができる。
    (115,111)=S 115 (R)−S 111 (R)
    Rは、ビーコン115からの距離Rにあるビーコン115の回りのロケーション又はロケーションの組を指すことができる。 同様に、X (115,111)=S 115 ,(D)−S 111 (D)である。 したがって、以下となる。
    Δ 115_111 =X (115,111)−X (115,111)

    これらの計算(又は測定)は、TBN内の地上ビーコンの対の組合せごとに実行することができる。 例えば、これらの計算はビーコン115及びビーコン111について実行することができ、ビーコン111〜115の他の組合せについても実行することができる。 地上ビーコンのネットワークが変更されない場合、これらの計算を繰り返すことができる。

    幾つかの実施形態では、2つのビーコンからの距離計算は、ビーコンからのそれぞれの半径において行うことができる。 他の実施形態では、距離計算は、複数の半径を用いる代わりに保護半径Rを用いて実行することができる。

    再び図4Bを参照すると、保護半径受信機Pは保護半径Rに又はその近くに位置することができる。 保護半径受信機Pは、ビーコン111〜115から送信される信号を推定することができ、受信信号に関する情報をビーコン111〜115に送信することができる。 幾つかの実施形態では、保護半径受信機Pは監視局104のうちの1つとすることができる。

    保護半径受信機Pは、適応的特性を用いて電力制御を提供するのに役立つことができる。 例えば、調整係数は一定とすることができるが、代替的に、調整係数は適応的に制御することができる。 短い持続時間(例えば数サブフレーム)であっても、その持続時間にわたって信号強度が変化することができる。 信号強度の変化に適応するために、保護半径受信機Pはビーコン111〜115のうちの1つ又は複数にフィードバックを与えることができる。 特に、保護半径受信機Pは、ビーコン(複数の場合もある)111〜115から受信した信号に基づいてビーコン(複数の場合もある)111〜115にフィードバックを与えることができる。 保護半径受信機Pによって与えられるフィードバックは、1つ又は複数の調整係数を変更するための情報を含むことができる。 したがって、保護半径受信機Pは、リアルタイム測定値に基づいて調整係数(複数の場合もある)を変更して調整係数(複数の場合もある)の適応的な制御を与えるためのフィードバックを与えることができる。 付加的に又は代替的に、予期されるカバレッジの必要性に基づいて(例えば特定の時間帯又は曜日に対する予測されるカバレッジの必要性に基づいて)電力制御を実行することができる。

    アンテナパターン成形 幾つかの状況において、電力レベルの低減は、ネットワーク性能に対し大きな影響を与えることなく過負荷状況を適切に軽減しない場合がある。 したがって、幾つかの実施形態では、アンテナパターン成形技法を単独で、及び/又は本明細書において説明した電力制御技法とともに用いることができる。 アンテナパターン成形は、垂直面及び平面の双方に適用することができる。 重大な信号遮断構造体が拠点の非常に近くにある場合、垂直パターン等のアンテナパターンを用いて拠点の近くの信号強度を低減することができる。 拠点の近くの信号強度は非常に強力である場合があるので、電力の低減は、幾つかの状況について所望の信号レベルに対する要件を満たすのに依然として十分とすることができる。 別の技法は、下側波帯が抑制されたアンテナを用いて同様の結果を達成することを含むことができる。 衛星ネットワークと同じ周波数を用いる地上ベースのネットワークからの衛星ネットワークに対する干渉を回避/低減するために、上側波帯が抑制されたアンテナを用いることが提案されている。

    下側波帯が抑制されたアンテナを用いて、電力制御及び/又は他の技法を用いた後に残っている遠近問題に対処することができる。 特に、電力制御及び/又は他の技法を用いた後であっても、ビーコン111〜115のうちの1つの回りの距離Wまでの小さなエリアが依然として遠近問題を受ける場合がある。 ビーコン信号強度の更なる減衰がXデシベル(dB)であると仮定すると、信号強度は、ビーコン111〜115のうちの1つの回りの距離Wまでのエリア内でXdBだけ低減することができ、受信機がビーコン送信アンテナから数メートル内に位置していない限り、下側波帯の抑制を用いて遠近問題を軽減することができる。 しかしながら、十分に設計されたビーコンは、固定された高所のタワーとすることができ、したがって、GPS拡張された受信機又はスタンドアロン受信機が、下側波帯の抑制による軽減を妨げるほどビーコン送信アンテナに近づくことは起こりにくい。

    次に図4Cを参照すると、測位受信機101に対するTBN内のビーコン115のアンテナ420の位置が示されている。 特に、図4Cは、アンテナ支持構造430に取り付けられたアンテナ420を含むビーコン115を示している。 アンテナ420は、−θ度未満の仰において放射が抑制された(すなわち下側波帯が抑制されている)電磁放射パターンを有する。 垂直アンテナパターンはG(θ)として定義することができ、−90度≦θ≦−tan− (H/W)において主ビーム利得未満の少なくともXdBの利得を有することができる。 ここで、Hはビーコン115の高さであり、Wはアンテナ利得が抑制されるアンテナ420からの距離である。 すなわち、ビーコン115から或る距離W内に位置する受信機(例えば測位受信機101)の場合、アンテナ420の利得は主ビーム利得未満のXdBとすることができる。

    スマートアンテナ 幾つかの実施形態では、スマートアンテナを用いて、遠近問題及び/又はマルチパス問題に対処することができる。 例えば、スマートアンテナは、異なる固定アンテナビームパターン間で切り替えることによって、又はアンテナビームを任意の方向に舵を切ることによってこれらの問題に対処することができる。 例として、スマートアンテナを用いて、遠近問題を低減/軽減し、及び/又はTBNに関連するマルチパス問題を低減/軽減して、測位受信機101が位置特定を確定するのを支援することができる。 換言すれば、図4Cに示されているアンテナ420はスマートアンテナとすることができる。

    次に図4Dを参照すると、TBN内のビーコン111〜115がスマートアンテナを用いて信号を測位受信機101に送信することができることを示すフローチャートが与えられている。 例えば、ビーコン115は自身の送信自体又は別のビーコンからの送信との起こり得る干渉の識別(ブロック401D)に対応して、アンテナ420からの自身の送信のアンテナパターンを調整することができる(ブロック403D)。 したがって、1つの例では、スマートアンテナのうちの少なくとも1つが、自身のアンテナパターンと、ビーコン111〜115のうちの別の1つのアンテナパターンとの干渉の検出に応じて、自身のアンテナパターンを変更することができる。 別の例では、スマートアンテナのうちの少なくとも1つが、スマートアンテナ(複数の場合もある)によって送信された信号の反射(又は回折)の検出に応じて自身のアンテナパターンを変更することができる。 反射信号は、反射された信号(複数の場合もある)を送信したビーコン(複数の場合もある)によって及び/又は他のビーコンによって及び/又は測位受信機101によって及び/又は監視局104によって検出することができる。 したがって、本明細書において説明されるシステム及び/又は方法は、TBN内のビーコン111〜115によって測位受信機101に送信される信号から生じる遠近問題及び/又はマルチパス問題を低減/軽減することができる。 そのため、測位受信機101は、ビーコン111〜115のうちの少なくとも1つのスマートアンテナのうちの少なくとも1つから送信され、測位受信機101によって受信された信号を用いて、自身の位置を迅速かつ正確に求めることができる。

    次に図5Aを参照すると、本明細書において説明される様々な実施形態による、TBN内のそれぞれのビーコン115、111についてのアンテナパターン510、511が示されている。 特に、図5Aは、アンテナパターン510、511が重なり合う場合があり、それによって干渉が引き起こされる場合があることを示している。

    次に図5Bを参照すると、フローチャートが、ビーコン111〜115のうちの1つ又は複数からの送信との起こり得る干渉の識別(ブロック500)に対応して、ビーコン111〜115のうちの少なくとも1つが自身の送信のアンテナパターンを変更する(ブロック501)ことを示している。 例えば、ビーコン111、115のアンテナパターン間の起こり得る干渉の識別に対応して、ビーコン111、115のうちの少なくとも1つが自身のそれぞれのアンテナパターンを変更することができる。

    次に図5C及び図5Dを参照すると、経時的に固定される標準送信アンテナパターン510(図5C)と、経時的に変化することができるスマートアンテナのアンテナパターン520(図5D)との間の比較が示されている。 例えば、図5C及び図5Dは、標準アンテナの水平アンテナ利得/パターン510と、スマートアンテナの水平アンテナ利得/パターン520との比較を示している。 図5Dはスマートアンテナの水平利得/パターン520を示しているが、垂直及び/又は水平アンテナパターンは経時的に変化することができる。

    図5Dを参照すると、スマートアンテナのアンテナパターン520は経時的に変化することができる。 そのため、ビーコン111〜115がスマートアンテナを含む実施形態では、測位受信機101の位置の特定のためにビーコン111〜115のうちの1つからの送信によってカバーされるエリアは経時的に変化することができる。 さらに、ビーコン111〜115のうちの1つ又は複数は広域測位システム(WAPS)ビーコンとすることができる。 ビーコン111〜115のうちの異なるもののアンテナパターン520は、協調して変化することもできるし、ランダムパターンを想定することもできる。 例えば、アンテナパターン520は、所与のエリアを通って時計回りに又は反時計回りにスイープすることができる。 代替的に、アンテナパターン520は変化し、所与のエリアの異なる部分をよりランダムにカバーすることができる。 ビーコン111〜115間の所与のビーコンについて、アンテナパターン520は有限の時間期間にわたって360度の全体エリアを通ってスイープすることができる。 例えば、持続時間t にわたって、ビーコン115のアンテナパターン520は時刻t におけるアンテナパターン520t から時刻t におけるアンテナパターン520t へ、. . . 時刻t におけるアンテナパターン520t へと変化することができる。 さらに、ビーコン111〜115のそれぞれが同じである必要はない。 例えば、ビーコン111〜115のうちの幾つかは、協調して変化するアンテナパターン520を有することができ、他のビーコン111〜115は有しなくてもよい。 さらに、アンテナパターン520は測位受信機101のロケーションと相関することもできるし、測位受信機101のロケーションと無関係とすることもできる。

    遠近問題を低減/軽減するためのスマートアンテナの使用 再び図1Aを参照すると、測位受信機101がビーコン115等のビーコンのうちの1つの近くにあり、かつビーコン111〜114等のビーコンのうちの少なくとも別の1つから遠く離れているときに遠近問題が生じる場合がある。 一方、スマートアンテナのアンテナパターンは、所与の持続時間にわたって所与のロケーションにおいてアンテナパターンを用いた後に変更することができる。

    例えば、次に図5Eを参照すると、ビーコン115のアンテナパターン520が遠近問題を引き起こしている場合があると判断する(ブロック500E)(すなわち、ビーコンが過電力信号を送信している場合がある)のに応じて、ビーコン115はアンテナパターン520のパターンを変更することができる(ブロック501E)。 例として、パターンはアンテナパターン520がもはや測位受信機101を含むエリアをカバーしない(又はもはや直接的に/集中的にカバーしない)ように変更することができる。 そのため、遠近問題は低減/軽減することができ、測位受信機101はビーコン111〜114のうちの更に離れたものから信号を受信することができる。

    スマートアンテナは自身のアンテナパターンを非常に迅速に変更することができる。 したがって、測位受信機101のロケーションは、スマートアンテナが自身のカバレッジサイクルを完了するための時間中、そのカバレッジサイクルが協調/固定されているか又はランダムであるかにかかわらず、実質的に変化しなくてもよい。 例えば、ビーコン111〜115のうちの1つのスマートアンテナは、測位受信機101が所与のエリアを超えて移動する前にカバレッジエリアを通って360度スイープすることができる。 さらに、ビーコン111〜115のシステムにおいて、所与の地理的エリアにわたって分散した複数のスマートアンテナのアンテナパターンは、ビーコン111〜115のうちの複数のものが互いに向けて同時に送信する事例を低減/軽減するように協調させることができる。 さらに、幾つかの実施形態では、スマートアンテナを常に用いることができる。 代替的に、他の実施形態では、スマートアンテナは遠近問題の検出に応じて用いることができる。

    マルチパス問題を低減/軽減するためのスマートアンテナの使用 次に、図6Aを参照すると、本明細書において説明される様々な実施形態による、TBN内のビーコン(例えばビーコン115)からの直接パス信号640及び反射パス信号630が示されている。 例えば、ビーコン115から信号を送信するのに標準アンテナを用いるとき、測位受信機101は、直接パス信号640と、自然反射体又は人工反射体631によって反射される場合がある反射パス信号630とを受信する場合がある。 しかしながら、スマートアンテナパターン520を有するスマートアンテナを用いるとき、反射パス信号630の信号強度は、なくすか又は大幅に低減することができる。 なぜなら、ビーコン115のスマートアンテナは、反射体631の方向に自身のアンテナパターン520を送信しないように制御することができるためである。

    例えば、次に図6Bを参照すると、ビーコン115からの信号が反射/回折される場合があるという判断(ブロック601)に応じて、ビーコン115は自身が送信するアンテナパターン520を変更することができる(ブロック602)。 例として、ビーコン115のスマートアンテナは、持続時間t 等の所与の持続時間にわたってアンテナパターン520を生成することができる。 したがって、マルチパス問題は、スマートアンテナを含む送信ビーコンを用いることによって低減/軽減することができる。 さらに、幾つかの実施形態では、スマートアンテナを常に用いることができる。 代替的に、他の実施形態では、スマートアンテナはマルチパス問題の検出に応じて用いることができる。

    マルチパス問題を低減/軽減するための電力制御を伴うスマートアンテナの使用 幾つかの実施形態では、或る特定の持続時間にわたってビーコン111〜115の送信電力を変更/制御することによってマルチパス問題を更に低減/最小化することができる。 代替的に又はこれらの特定の持続時間外で、ビーコン111〜115はフル電力で連続して送信することができる。 例えば、スマートアンテナシステムに、送信電力を切り替えることができる複数のアンテナ及び/又は電力が連続してアレイに供給されるアンテナアレイを実装することができる。 したがって、電力制御技法を伴っても伴わなくてもスマートアンテナを用いることができる。

    例えば、次に図6Cを参照すると、ビーコン115からの信号が反射/回折される場合があるという判断(ブロック601C)に応じて、ビーコン115はアンテナパターン520を変更し及び/又は自身の送信電力を低減することができる(ブロック602C)。 電力制御技法はランダムに用いることもできるし、マルチパス問題、遠近問題又は別の干渉関連問題の検出に応じて用いることもできる。 さらに、時分割多重(TDM)技法を伴っても伴わなくてもスマートアンテナを用いることができる。

    スマートアンテナを用いて遠近問題及びマルチパス問題の双方に対処することもできるし、スマートアンテナを用いて遠近問題又はマルチパス問題のいずれかに個々に対処することもできる。 さらに、電力制御技法は、遠近問題及び/又はマルチパス問題に対処するこれらの組合せの任意のものとともに用いることができる。

    複数の帯域幅 幾つかの実施形態によれば、本明細書において説明されるシステム及び/又は方法は、複数の帯域幅を用いて地上ビーコンから信号を送信し、受信機の位置を検出するためのロケーション特定精度を改善することができる。 例えば、遠近問題を引き起こすビーコンは、狭帯域幅信号若しくは広帯域幅信号又はその両方を送信することができる一方、他のビーコンは狭帯域幅信号及び広帯域幅信号のうちの一方しか送信しない。 複数の信号帯域幅を用いるビーコンは遠近問題を低減/軽減することができ、それによって位置特定精度を改善することができる。

    例として、再び図1Aを参照すると、地上ビーコン111〜115のうちの異なるものから異なる信号帯域幅を送信することができる。 例えば、ビーコン115が遠近問題(又はマルチパス問題)を引き起こしている場合、ビーコン115はビーコン111〜114のうちの1つ又は複数によって送信される信号と異なる帯域幅を有する信号を送信することができる。 ビーコン111〜115の全てがフル電力で送信することができる。 例えば、ビーコン111〜114がフル電力で広帯域幅W 信号を送信することができ、ビーコン115がフル電力で狭帯域幅W 信号を送信することができる。 代替的に、ビーコン111〜114がフル電力で狭帯域幅W 信号を送信することができ、ビーコン115がフル電力で広帯域幅W 信号を送信することができる。 複数の帯域幅のそのような送信によって遠近問題を低減/軽減することができる。 例えば、複数の帯域幅を用いることによって、遠近問題を引き起こす信号のフィルタリング/拒否を改善することができる。 さらに、より広い帯域幅を有する信号を用いることによって、システム利得を改善することができ、それによってより弱い信号を検出するのに役立つことができる。

    次に図7A〜図7Cを参照すると、本明細書において説明される様々な実施形態による、TBN内のビーコンからの信号のグラフが示されている。 特に、図1及び図7A〜図7Cを参照すると、ビーコン111〜115のそれぞれは、狭帯域幅W 信号、広帯域幅W 信号、又は狭帯域幅W 信号及び広帯域幅W 信号の双方を送信するように構成することができる。

    次に図7D〜図7Hを参照すると、本明細書において説明される様々な実施形態による、TBN内のビーコンから送信される信号の帯域幅の変更を示すフローチャートが与えられている。 例えば、次に図7Dを参照すると、ビーコン115からの信号との起こり得る干渉の識別(ブロック701)に対応して、ビーコン115は自身の送信信号の帯域幅を変更することができる(ブロック702)。

    したがって、幾つかの実施形態では、ビーコン111〜115は遠近問題(又はマルチパス問題)の検出に応じて1つの帯域幅から別の帯域幅に切り替えるように構成することができる。 例として、測位ビーコン101、監視局(複数の場合もある)104、及び/又はビーコン111〜115のうちの1つ若しくは複数は、ビーコン111〜115のうちの1つから測位受信機101に送信された信号の実際の反射/回折又は潜在的な反射/回折を検出することによってマルチパス問題を検出することができる。 別の例では、測位ビーコン101、監視局(複数の場合もある)104、及び/又はビーコン111〜115のうちの1つ若しくは複数は、測位受信機101におけるビーコン111〜115のうちの少なくとも2つの異なるビーコンからの信号間の実際の干渉又は潜在的な干渉を検出することによって遠近問題を検出することができる。 例えば、ビーコン111〜115のうちの全てが狭帯域幅W 信号を送信している場合、遠近問題を引き起こしているビーコン115は、遠近問題の検出に応じて広帯域幅W 信号の送信に切り替えるように構成することができる。 さらに、広帯域幅W 信号は、位置特定精度を改善し及び/又はマルチパス問題を低減/軽減するのに役立つことができる。 さらに、測位受信機101は、狭帯域幅W 信号及び広帯域幅W 信号の双方を受信及び/又は処理するように構成することができる。

    ビーコン111〜115は、図7A〜図7Cに示した広帯域幅W 信号又は狭帯域幅W 信号以外の帯域幅で信号を送信することもできる。 例えば、ビーコン111〜115のそれぞれは、共有周波数帯域W 内の多岐にわたる帯域幅を有する信号を送信するように構成することができる。 様々な帯域幅を有するこれらの信号は、遠近問題の低減/軽減の必要性及び位置特定精度の必要性に応じてビーコンごとに調整することができる。 さらに、幾つかの実施形態では、送信信号は共有周波数帯域W 内の任意の場所に位置することができる。 したがって、送信信号の周波数範囲及び帯域幅は、図7A〜図7Cに示されるものに限定されるのではなく、共有周波数帯域W 内で変化することができる。

    狭帯域幅W 信号及び広帯域幅W 信号は、ともに共有周波数帯域W 内に存在することができる。 さらに、狭帯域幅W 信号は広帯域幅W 信号よりも小さい帯域幅を有し、幾つかの実施形態では、広帯域幅W 信号よりも数倍小さくすることができる。 例えば、共有周波数帯域W は約8メガヘルツ(MHz)とすることができ、狭帯域幅W 及び広帯域幅W は重なり合わないことができ、それぞれ約2MHz及び約6MHZとすることができる。 別の例では、共有周波数帯域W は依然として約8MHzとすることができるが、狭帯域幅W 及び広帯域幅W が重なり合うことができる(例えばそれぞれ約2MHz及び約8MHz)。 当業者であれば、周波数配分の他の組合せ(及び/又は他の帯域)を理解するであろう。

    A. 重なり合う周波数帯域 再び図7Aを参照すると、狭帯域幅W 信号の周波数帯域は広帯域幅W 信号の周波数帯域内とすることができる。 換言すれば、これらの周波数帯域は重なり合うことができる。 例えば、図7Aに示すように、広帯域幅W 信号の周波数帯域は、共有周波数帯域W とほぼ同じとすることができ、狭帯域幅W 信号の周波数帯域は、共有周波数帯域W の上端又は下端を中心とすることができる。

    再び図7Bを参照すると、広帯域幅W 信号の周波数帯域は共有周波数帯域W とほぼ同じとすることができ、狭帯域幅W 信号の周波数帯域は、共有周波数帯域W の中心を中心とすることができる。 代替的に、狭帯域幅W 信号の周波数帯域は、共有周波数帯域W に対し中心を外れることができるが、共有周波数帯域W の上端及び下端の部分は依然として狭帯域幅W 信号の周波数帯域と重なり合わないことができる。

    共有周波数帯域W において広帯域幅W 信号が狭帯域幅W 信号と重なり合う実施形態では、遠近問題の低減/軽減は、遠近問題を引き起こしているビーコン115から狭帯域幅W 信号を送信し、ビーコン111〜114から広帯域幅W 信号を送信することによって改善することができ、逆もまた同様である。 例えば、狭帯域幅W 信号の送信電力が広帯域幅W 信号の送信電力と同じである場合、狭帯域幅W 信号はより高い電力スペクトル密度を有することができる。 そのため、測位受信機101はこのより高い電力スペクトル密度を検出し、これを用いて狭帯域幅W 信号を広帯域幅W 信号と区別することができる。 次に、測位受信機101は遠近問題を引き起こしている信号をフィルタリング/拒否することができる。

    B. 重なり合わない周波数帯域 再び図7Cを参照すると、狭帯域幅W 信号及び広帯域幅W 信号の周波数帯域は重なり合わないことができる。 図7Cは、狭帯域幅W 信号及び広帯域幅W 信号の周波数帯域が完全に重なり合わないものとして示しているが、代替的に、広帯域幅W 信号の周波数帯域は、狭帯域幅W 信号の周波数帯域の一部分(全てではない)と重なり合うことができる。 狭帯域幅W 信号及び広帯域幅W 信号の周波数帯域が完全に重なりあっていない場合、周波数帯域は、共有周波数帯域W の対向する端部にあることができる。 例えば、狭帯域幅W 信号の周波数帯域は、共有周波数帯域W の上端にあることができ、広帯域幅W 信号の周波数帯域は、共有周波数帯域W の下端にあることができ、逆もまた同様である。 ビーコン111〜115によって用いられる共有周波数帯域W の特定の部分にかかわらず、共有周波数帯域W の重なり合わない部分を送信することによって、遠近問題を引き起こしている信号の検出及び/又はフィルタリング/拒否を単純化することができる。

    CDMA処理 幾つかの実施形態では、CDMA処理利得技法は、ビーコン115によって引き起こされる遠近問題を低減/軽減することができる。 例えば、ビーコン115が狭帯域幅W 信号を送信し、ビーコン111〜114が広帯域幅W 信号を送信する場合、狭帯域幅W 信号は広帯域幅W 信号のジャマー/干渉源として現れる場合がある。 測位受信機101は、そのようなジャマー/干渉源を検出及び/又はフィルタリング/拒否するように構成することができる。 例えば、ビーコン115によって送信される狭帯域幅W 信号は、CDMA処理利得を用いてフィルタリング/拒否することができる。

    代替的に、幾つかの実施形態では、遠近問題を引き起こしているビーコン115は広帯域幅W 信号を送信することができ、ビーコン111〜114のうちの他のものは狭帯域幅W 信号を送信することができる。 そのような実施形態では、測位受信機101は、広帯域幅W 信号が狭帯域幅W 信号よりも低い電力束密度を有しているので、広帯域幅W 信号を検出及び/又はフィルタリング/拒否するように構成することができる。

    例として、次に図7Eを参照すると、ビーコン115からの信号との起こり得る干渉の識別(ブロック701E)に対応して、ビーコン115は自身の送信信号の帯域幅を変更することができ(ブロック702E)(例えば狭帯域幅W から広帯域幅W へ、逆もまた同様)、測位受信機101は狭帯域幅W 信号及び広帯域幅W 信号のうちの一方を、CDMA処理利得を用いてフィルタリング/拒否することができる(ブロック703)。

    単一のビーコンからの狭帯域幅信号及び広帯域幅信号の双方の送信 全ての時点において広帯域幅W 信号及び狭帯域幅W 信号のうちの一方のみを送信することの代替案として、ビーコン111〜115のうちの1つ又は複数は、異なる時点において異なる帯域幅を有する信号を個々に送信するように構成することができる。 例えば、次に図7Fを参照すると、ビーコン115からの信号との起こり得る干渉の識別(ブロック701F)に対応して、遠近問題を引き起こしているビーコン115は、広帯域幅W 信号及び狭帯域幅W 信号の組合せをフル電力で送信することができ、その間、ビーコン111〜114は広帯域幅W 信号及び狭帯域幅W 信号のうちの一方のみを用いてフル電力で送信することができる。 特に、ビーコン115は、幾つかのタイムスロットの間に広帯域幅W 信号を送信することができ、他のタイムスロットの間に狭帯域幅W 信号を送信することができる(ブロック702F)。

    広帯域幅信号又は狭帯域幅信号を用いた電力制御の使用 幾つかの実施形態では、ビーコン111〜115のうちの1つ又は複数について電力制御技法を用いることができる。 電力制御を用いる幾つかの実施形態では、ビーコン111〜115の全てが、同じ帯域幅の信号を異なる電力レベルで送信することができる。 例えば、遠近問題を引き起こしているビーコン115は、低減された電力レベルで(換言すれば電力制御を用いて)広帯域幅W 信号を送信することができ、ビーコン111〜114は、フル電力で(換言すれば、電力制御を用いることなく)広帯域幅W 信号を送信することができる。 代替的に、電力制御は、狭帯域幅W 信号を送信するビーコン115に用いることもできる。

    さらに、電力制御技法は、信号の帯域幅を変更する技法と組み合わせることができる。 例えば、次に図7Gを参照すると、ビーコン115からの信号との起こり得る干渉の識別(ブロック701G)に対応して、ビーコン115は自身が送信する信号の帯域幅を変更することができ(例えば狭帯域幅W から広帯域幅W へ、逆もまた同様)、かつこれらの変更された帯域幅信号の送信電力を低減することができる(ブロック702G)。 したがって、遠近問題を引き起こしているビーコン115に対し電力制御及び変更された帯域幅を用いることによって遠近問題を低減/軽減することができ、それによって位置特定精度を改善することができる。

    ビーコン115に対する電力制御に加えて、ビーコン111〜114のうちの1つ又は複数に対し電力制御を用いることができる。 しかしながら、幾つかの実施形態では、ビーコン111〜115のうち、自身のロケーションの近くの受信機の遠近保護を必要としていないものは、電力制御を用いることができない。

    位置特定精度 ビーコン111〜115は、位置特定精度の必要性/優先度(preference)に基づいて広帯域幅W 信号を送信すべきか又は狭帯域幅W 信号を送信すべきかを判断することができる。 例えば、次に図7Hを参照すると、高いレベル(位置特定精度の所与のしきい値レベル等)の位置特定精度が望ましいという判断(ブロック711)に応じて、ビーコン111〜115のうちの1つ又は複数が狭帯域幅W 信号の代わりに広帯域幅W 信号を送信することができ、及び/又は電力制御を用いることができる(ブロック702B)。 一方、より低いレベルの位置特定精度で十分であるという判断(ブロック711)に応じて、ビーコン111〜115のうちの1つ又は複数が広帯域幅W 信号の代わりに狭帯域幅W 信号を送信することができる(ブロック702A)。 精度の必要性/優先度を求めることは、測位受信機101によって実行することもできるし、測位受信機101の外部で実行することもできる。 さらに、幾つかの実施形態では、高いレベルの位置特定精度が望ましいか否かの判断(ブロック711)は、ビーコン115からの信号との起こり得る干渉の識別(ブロック701H)に対応したものである。

    複数帯域幅システムとの組合せ 図7A〜図7Cに示すような、狭帯域幅W 信号の送信を広帯域幅W 信号の送信と組み合わせるシステム等の複数帯域幅信号(MBS)システムは、遠近問題を低減/軽減する様々な技法と組み合わせることができる。 例えば、MBSシステムは(例えば図7Gに示すように)電力制御を伴って又は伴わずに用いることができる。 別の例では、MBSシステムはスマートアンテナを伴って又は伴わずに用いることができる。 さらに、MBSシステムにおける信号は、改善された相互相関特性を有するCDMA符号を用いることができる。

    タイムスロットにおける複数ビーコンの送信 次に図8Aを参照すると、本明細書において説明される様々な実施形態による、TBNにおけるフレーム中の第1のビーコン及び第2のビーコンからの送信を示すフローチャートが与えられている。 例えば、ブロック801は、ビーコン115がブロードキャストスロット/サブフレーム中に送信することができることを示しており、ブロック802は、ビーコン111が同じブロードキャストスロット/サブフレーム中に送信することができることを示している。

    次に図8Bを参照すると、本明細書において説明される様々な実施形態による、TBNにおける連続フレームにわたる第1のビーコン及び第2のビーコン(例えばビーコン111及び115)の送信状態を示す図が与えられている。 例えば、図8Bは、ビーコン111及び115が、各ブロードキャストフレーム中(例えば「フレーム1」及び「フレーム2」のそれぞれの間)に測位受信機101にそれぞれの信号を同時に送信するように構成されることを示している。 特に、フレーム1及びフレーム2のそれぞれについてのスロット/サブフレームのうちの少なくとも1つの間、ビーコン111及び115の両方が送信していることになる。 例えば、ビーコン111及び115はともに、フレーム1のサブフレーム2の間に送信する。 さらに、ビーコン111及び115はともに、フレーム2のサブフレーム1及び2の間に送信する。

    さらに、図8Bは、フレーム1及びフレーム2が隣接/連続したブロードキャストフレームであり、ビーコン111及び115が隣接/連続したフレーム1及び2の間に自身のそれぞれの信号を同時に送信することを示している。 さらに、当業者であれば、フレーム1及び2が1つの例として提供されているが、ビーコン111及び115(及び/又はビーコン111〜115のうちの他のもの)が隣接/連続したブロードキャストフレームのはるかに長いストリング(例えば、少なくとも数百個又は数千個の隣接/連続したブロードキャストフレーム)中に自身のそれぞれの信号を同時に送信することができることを理解するであろう。 幾つかの実施形態では、フレーム1及び2のうちの少なくとも一方の少なくとも1つのサブフレームの間に、ビーコン111〜115の全てが自身のそれぞれの信号を測位受信機101に同時に送信することができる。

    さらに、フレーム1のサブフレーム2並びにフレーム2のサブフレーム1及び2において示される同時の送信は、1つ又は複数の僅かでない電力レベルでの送信である。 換言すれば、同時の送信は、測位受信機101がそれぞれの信号の各々を受信し処理するように構成される1つ又は複数の電力レベルで行われる。 したがって、全てのフレームにおいて少なくとも1つのブロードキャストスロット/サブフレームの間にビーコン111〜115のうちの少なくとも2つが1つ又は複数の僅かでない電力レベルで同時に送信することになる。 少なくとも1つのブロードキャストスロット/サブフレームの間、ビーコン111〜115のうちの他のものは、僅かでない電力レベルで送信することができるか、僅かな電力レベルで(例えば測位受信機101が信号を受信し処理することができるレベル未満のレベルで)送信することができるか、又は更には全く送信しないことができる。 さらに、幾つかの実施形態では、ビーコン111〜115のうちの少なくとも2つが、全てのフレーム内の各ブロードキャストスロット/サブフレーム中に1つ又は複数の僅かでない電力レベルで同時に送信することができる。

    幾つかの実施形態では、測位受信機101は、異なる信号を用いて送信される異なる疑似ランダム符号を処理することによって、ビーコン111〜115のうちの異なるものからの同時の信号間を区別することができる。 例えば、異なる疑似ランダム符号は、異なるレベルの分離(例えば30dBの分離等)を提供することができる。 幾つかの実施形態では、疑似ランダム符号は周波数オフセット(例えば約2キロヘルツ(kHz)の周波数シフト)を提供することができる。 したがって、幾つかの実施形態は、図8Bに示す時分割多重(TDM)スロット/サブフレーム内で符号分割多重(CDM)を提供することができる。

    本明細書において、上記の説明及び図面に関連して多く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。 本発明の範囲は、この後に続く特許請求の範囲に規定されている。

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