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特許7578812無線ネットワークにおける２つまたはそれ以上のサイトについての測定に基づくユーザ機器（ＵＥ）移動状態推定
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-28
(45)【発行日】2024-11-06
(54)【発明の名称】無線ネットワークにおける２つまたはそれ以上のサイトについての測定に基づくユーザ機器（ＵＥ）移動状態推定
(51)【国際特許分類】
H04W 64/00 20090101AFI20241029BHJP
H04W 8/22 20090101ALI20241029BHJP
【ＦＩ】
H04W64/00 171
H04W8/22
【請求項の数】
22
(21)【出願番号】P 2023523581
(86)(22)【出願日】2020-10-19
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-11-08
(86)【国際出願番号】 SE2020051001
(87)【国際公開番号】W WO2022086378
(87)【国際公開日】2022-04-28
【審査請求日】2023-07-03
(73)【特許権者】
【識別番号】598036300
【氏名又は名称】テレフオンアクチーボラゲット エルエム エリクソン（パブル）
(74)【代理人】
【識別番号】100109726
【弁理士】
【氏名又は名称】園田 吉隆
(74)【代理人】
【識別番号】100150670
【弁理士】
【氏名又は名称】小梶 晴美
(74)【代理人】
【識別番号】100194294
【弁理士】
【氏名又は名称】石岡 利康
(72)【発明者】
【氏名】ウィグレン， トーブジェーン
(72)【発明者】
【氏名】ミュラー， ヴァルテル
【審査官】▲高▼木 裕子
(56)【参考文献】
【文献】特開２０００－１３１０８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００９－５３３９９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１７／００６０８１０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２０６０７５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】Anthony F. Ganovese，The Interacting Multiple Model Algorithm for Accurate State Estimation of Maneuvering Targets，Johns Hopkins APL Technical Digest，2001年，VOLUME 22, NUMBER 4，pp.614-623
【文献】Ashraf Tahat，A Look at the Recent Wireless Positioning Techniques With a Focus on Algorithms for Moving Receivers，IEEE Access，2016年09月07日，volume 4, 2016，pp.6652-6680
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ ７／２４ － ７／２６
Ｈ０４Ｗ ４／００ － ９９／００
３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４
ＳＡ ＷＧ１－４
ＣＴ ＷＧ１、４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）において動作するユーザ機器（ＵＥ）の移動状態を決定するための方法であって、前記方法は、前記ＲＡＮにおける複数の送信ポイント（ＴＰ）から受信された信号上で測位測定を実施すること（１９４０）であって、前記測位測定が、
第１のＴＰからの信号のドップラーシフトの第１の測定と、
前記第１のＴＰから空間的に分離された第２のＴＰからの信号のドップラーシフトの第２の測定と、
第３のＴＰからの信号の第３の測定と
を含む、測位測定を実施すること（１９４０）と、
前記測位測定と対話型複数モデル（ＩＭＭ）とに基づいて、ＵＥ移動状態を決定すること（１９５０）であって、前記ＩＭＭが、
第１のほぼ一定速度モデルと、
第２の操作速度モデルと、
前記第１のモデルと前記第２のモデルとに共通のドップラーシフトバイアスと
を含む、ＵＥ移動状態を決定すること（１９５０）と
を含む、方法。
【請求項2】
前記第３の測定が、信号ラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）のものであり、前記第３のＴＰが、前記第１のＴＰまたは前記第２のＴＰと同じである、
請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記第３の測定が、前記ＵＥについての以下、すなわち、１次セル（ＰＣｅｌｌ）と、
１次２次セル（ＰＳＣｅｌｌ）と、
２次セル（ＳＣｅｌｌ）と
のいずれかに関するＵＥタイミングアドバンスに基づく、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記第３の測定が、ドップラーシフトのものであり、前記第３のＴＰが、前記第１のＴＰからおよび前記第２のＴＰから空間的に分離された、
請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記ＵＥ移動状態が、２次元（２Ｄ）水平位置と、
２Ｄ水平速度と、
ドップラーシフトバイアスと
を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
前記ＩＭＭが、前記ＵＥ移動状態の逐次更新中の前記第１のモデルおよび前記第２のモデルのいずれかの間の前記ＵＥのそれぞれの遷移確率を備える隠れマルコフモデル（ＨＭＭ）をも含み、各遷移確率が、前記ＵＥ移動状態の逐次更新間の持続時間に依存する、
請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
前記ＩＭＭが、前記第１のモデルおよび前記第２のモデルに関連する推定確率をも含み、前記ＵＥ移動状態を決定することが、
それぞれの前記第１のモデルおよび前記第２のモデルに基づいて、前記ＵＥについての第１の移動状態および第２の移動状態を決定すること（１９５１）と、
前記推定確率に従って、前記第１の移動状態および前記第２の移動状態を前記ＵＥ移動状態に組み合わせること（１９５２）と
を含む、
請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
前記第１の移動状態および前記第２の移動状態が、それぞれの拡張カルマンフィルタ（ＥＫＦ）を使用して決定される、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
前記第１のＴＰおよび前記第２のＴＰのうちの一方が、前記ＲＡＮにおける前記ＵＥのためのサービングセルに関連し、前記第１のＴＰおよび前記第２のＴＰのうちの他方が、前記ＲＡＮにおける前記ＵＥのためのネイバーセルに関連する、
請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
前記第１のＴＰおよび前記第２のＴＰのうちの少なくとも１つに関連するＲＡＮノードから、測位測定設定を受信することをさらに含み、前記測位測定設定が、以下、すなわち、ＵＥ移動状態の決定を始動するための要求と、
ＵＥ移動状態の決定を始動するための１つまたは複数の第１のトリガイベントと、
測定されるべき信号の１つまたは複数の無線アクセス技術（ＲＡＴ）の識別情報と、
前記ＵＥと前記ＲＡＮノードに関連するＴＰとの間の推定信号ラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）と、
前記推定信号ＲＴＴに関連する前記ＴＰの識別情報と、
ドップラーシフト測定のための複数の候補ＴＰの識別情報と、
前記複数の候補ＴＰによって使用されるダウンリンクキャリア周波数の識別情報と、
前記複数の候補ＴＰについてのそれぞれのロケーションと、
ドップラーシフト測定のためのＴＰを選択するための１つまたは複数のルールまたは基準と、
ＵＥ移動状態を報告するための１つまたは複数の第２のトリガイベントと、
ＵＥ移動状態の報告を停止するための１つまたは複数の第３のトリガイベントと、
ＵＥ移動状態の周期的報告のための報告間隔と
のうちの１つまたは複数を含む、
請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記１つまたは複数の第３のトリガイベントが、前記測位測定設定において識別されたそれぞれの前記１つまたは複数の第２のトリガイベントから暗黙的である、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記ＵＥ移動状態を決定することが、前記ＲＡＮノードから受信された前記推定信号ＲＴＴに基づいて、前記ＵＥ移動状態の第１の値を決定すること（１９５３）と、
その後、前記ＵＥと前記第１のＴＰまたは前記第２のＴＰとの間の信号ＲＴＴのＵＥ測位測定に基づいて、前記ＵＥ移動状態の１つまたは複数の第２の値を決定すること（１９５４）と
を含む、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項13】
前記１つまたは複数の第２のトリガイベントが、以下、すなわち、エリアの内部または外部の位置と、
位置変化しきい値と、
速さまたは速度しきい値と、
速さまたは速度変化しきい値と
のいずれかを含む、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
前記ＲＡＮノードから、移動状態決定のＵＥ能力についての要求を受信すること（１９１０）と、前記ＲＡＮノードに、前記ＵＥは移動状態決定が可能であるという指示を送ること（１９２０）と
をさらに含む、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】
指示を送ること（１９２０）の後に、前記測位測定設定が受信され、前記測位測定を実施すること（１９４０）が、前記測位測定設定を受信すること（１９３０）に応答したものである、
請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記ＲＡＮノードに１つまたは複数の測定報告を送ること（１９６０）をさらに含み、各測定報告が、以下、すなわち、第２のトリガイベントと第３のトリガイベントと前記報告間隔とのうちの１つまたは複数に応答したものである、請求項１０から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項17】
前記１つまたは複数の測定報告が、前記第２のトリガイベントに応答した第１の測定報告と、
前記第１の測定報告の後および前記第３のトリガイベントの発生までのそれぞれの１つまたは複数の報告間隔における１つまたは複数の第２の測定報告と
を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
各測定報告が、特定の測定時間において決定された前記ＵＥ移動状態の少なくとも一部と、
前記特定の測定時間と、
含まれる前記ＵＥ移動状態が決定された前記測位測定において使用された、ＴＰとキャリア周波数と信号とのうちの１つまたは複数の識別情報と
を含む、請求項１６または１７に記載の方法。
【請求項19】
無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）（１００、４９９、９２０、２３３０）において動作しながら移動状態を決定するように設定されたユーザ機器（ＵＥ）（１２０、４０５、９１０、１８１０、２１００、２３１０）であって、前記ＵＥは、ＲＡＮノード（１０５、１１０、１１５、４１０、４２０、９２１、９２２、１８２０、２２００）と通信することと、前記ＲＡＮから受信された信号上で測定を実施することとを行うように設定された無線トランシーバ回路（２１４０）と、
前記無線トランシーバ回路に動作可能なように結合された処理回路（２１１０）であって、それにより、前記処理回路と前記無線トランシーバ回路とが、請求項１から１８のいずれか一項に記載の方法に対応する動作を実施するように設定された、処理回路（２１１０）と
を備える、ユーザ機器（ＵＥ）（１２０、４０５、９１０、１８１０、２１００、２３１０）。
【請求項20】
無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）（１００、４９９、９２０、２３３０）において動作しながら移動状態を決定するように設定されたユーザ機器（ＵＥ）（１２０、４０５、９１０、１８１０、２１００、２３１０）であって、前記ＵＥが、請求項１から１８のいずれか一項に記載の方法に対応する動作を実施するようにさらに構成された、ユーザ機器（ＵＥ）（１２０、４０５、９１０、１８１０、２１００、２３１０）。
【請求項21】
無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）（１００、４９９、９２０、２３３０）において動作しながら移動状態を決定するように設定されたユーザ機器（ＵＥ）（１２０、４０５、９１０、１８１０、２１００、２３１０）の処理回路（２１１０）によって実行されたとき、前記ＵＥを、請求項１から１８のいずれか一項に記載の方法に対応する動作を実施するように設定するコンピュータ実行可能命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体（２１２０）。
【請求項22】
無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）（１００、４９９、９２０、２３３０）において動作しながら移動状態を決定するように設定されたユーザ機器（ＵＥ）（１２０、４０５、９１０、１８１０、２１００、２３１０）の処理回路（２１１０）によって実行されたとき、前記ＵＥを、請求項１から１８のいずれか一項に記載の方法に対応する動作を実施するように設定するコンピュータ実行可能命令を備えるコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般に、無線ネットワークに関し、詳細には、無線ネットワークにおける２つまたはそれ以上の空間的に分離されたサイト（たとえば、送信ポイント）によって送信された信号のＵＥ測定に基づいて、ユーザ機器（エアリアルＵＥ（ａｅｒｉａｌ ＵＥ）を含む、ＵＥ）についての２次元移動状態を推定することに関する。
【背景技術】
【0002】
Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）は、エボルブドＵｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ（ＵＭＴＳ）地上無線アクセスネットワーク（Ｅ－ＵＴＲＡＮ）としても知られる、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）内で開発され、リリース８（Ｒｅｌ－８）およびリリース９（Ｒｅｌ－９）において最初に規格化された、いわゆる第４世代（４Ｇ）無線アクセス技術のための包括的用語である。ＬＴＥは、様々なライセンス済み周波数帯域をターゲットにしており、エボルブドパケットコア（ＥＰＣ）ネットワークを含む、一般にシステムアーキテクチャエボリューション（ＳＡＥ）と呼ばれる非無線態様に対する改善が付随する。ＬＴＥ Ｅ－ＵＴＲＡＮは、複数のエボルブドノードＢ（ｅＮＢ）を備え、それらの各々が、１つまたは複数のセルを介してＵＥと通信する。
【0003】
ＬＴＥネットワークとユーザ機器（ＵＥ）との間の通信は、マルチレイヤプロトコルスタックに基づく。ＬＴＥ ＰＨＹのための多元接続方式は、ダウンリンク（ＤＬ）、たとえば、Ｅ－ＵＴＲＡＮからユーザ機器（ＵＥ）へでは、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）を用いた直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）に基づき、アップリンク（ＵＬ）、たとえば、ＵＥからＥ－ＵＴＲＡＮへでは、サイクリックプレフィックスを用いたシングルキャリア周波数分割多元接続（ＳＣ－ＦＤＭＡ）に基づく。
【0004】
ＬＴＥは、３ＧＰＰと、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）ワーキンググループ（ＷＧ）を含む３ＧＰＰのＷＧおよびサブワーキンググループ（たとえば、ＲＡＮ１、ＲＡＮ２など）とを伴う規格セッティングプロセスに従って開発される後続のリリースを通して発展し続ける。ＬＴＥ Ｒｅｌ－１０は、２０ＭＨｚよりも大きい帯域幅をサポートする。Ｒｅｌ－１０に関する１つの重要な要件は、ＬＴＥ Ｒｅｌ－８とのバックワードコンパチビリティである。これは、（たとえば、２０ＭＨｚよりも広い）広帯域ＬＴＥ Ｒｅｌ－１０キャリアが、ＬＴＥ Ｒｅｌ－８（「レガシー」）端末（「ユーザ機器」またはＵＥ）にとって複数のキャリアのように見えるべきである、スペクトルコンパチビリティをも含む。そのような各キャリアは、コンポーネントキャリア（ＣＣ）と呼ばれることがある。効率的な使用のために、レガシー端末は、広帯域ＬＴＥ Ｒｅｌ－１０キャリアのすべての部分においてスケジュールされ得る。これは、キャリアアグリゲーション（ＣＡ）によって行われ得、Ｒｅｌ－１０端末は、各々がＲｅｌ－８キャリアと同じ構造を有する、複数のＣＣを受信する。ＬＴＥ Ｒｅｌ－１２は、デュアルコネクティビティ（ＤＣ）を導入し、それにより、ＵＥが同時に２つのネットワークノードに接続され、それにより、接続ロバストネスおよび／または容量を改善し得る。
【0005】
３ＧＰＰ規格は、ＬＴＥネットワークにおいて動作するＵＥを測位する（たとえば、それらのＵＥの、位置を決定する、位置特定を行う、および／またはロケーションを決定する）ための様々なやり方を提供する。概して、（エボルブドサービングモバイルロケーションセンタ（「Ｅ－ＳＭＬＣ」また「ロケーションサーバ」と呼ばれる）ＬＴＥ測位ノードは、１つまたは複数の測位方法に従って１つまたは複数の測位測定を実施するように、ターゲットデバイス（たとえば、ＵＥ）、ｅＮＢ、および／または測位測定に専用の無線ネットワークノード（たとえば、「ロケーション測定ユニット」または「ＬＭＵ」）を設定する。たとえば、測位測定は、ＵＥ、ネットワーク、および／または衛星送信に関するタイミング（および／またはタイミング差）測定を含むことができる。測位測定は、ターゲットデバイスのロケーションを決定するために、ターゲットデバイス（たとえば、ＵＥ）、測定ノード、および／またはＥ－ＳＭＬＣによって使用される。また、（「ロケーションサービス」またはＬＣＳとも呼ばれる）ＵＥ測位は、ＮＲネットワークのための重要な特徴であることが予想される。
【0006】
現在、新無線（Ｎｅｗ Ｒａｄｉｏ：ＮＲ）とも呼ばれるセルラシステムの第５世代（「５Ｇ」）が、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）内で規格化されている。ＮＲは、多くの異なる使用事例をサポートするための最大フレキシビリティのために開発される。これらは、モバイルブロードバンドと、マシン型通信（ＭＴＣ）と、超低レイテンシクリティカル通信（ＵＲＬＣＣ）と、サイドリンクＤ２Ｄ（ｄｅｖｉｃｅ－ｔｏ－ｄｅｖｉｃｅ）と、いくつかの他の使用事例とを含む。第５世代ＮＲ技術は、特にプロトコルレイヤおよび無線インターフェースに関して、第４世代ＬＴＥと多くの類似性を共有する。ＬＴＥの場合のように、セルを介したカバレッジを提供することに加えて、ＮＲネットワークは、「ビーム」を介したカバレッジをも提供する。たとえば、ＤＬ「ビーム」は、ＵＥによって測定または監視され得るネットワークの送信した参照信号（ＲＳ）のカバレッジエリアであり得る。ＵＬビームは、同様の様式でＵＥによって送信される。ＤＬビームは、すべての近接ＵＥにとって利用可能である（「共通」）か、またはネットワークへの特定のＵＥの接続をサポートするように調整され得る（「専用」）。
【0007】
測位が、５Ｇ／ＮＲネットワークについての重要な適用例であることも予想される。これらのネットワークは、ＬＴＥにおいてサポートされるものと同様の、ただし、ＮＲ測位測定に基づく、測位方法をサポートすることになる。ＮＲは、ＬＴＥネットワークにおいて使用されるものとは異なるタイプの測定に基づく１つまたは複数の追加の測位方法をもサポートすることになる。しかしながら、現在想定されるＬＴＥおよびＮＲ測位方法のいずれも、緊急ロケーションと、個人の安全と、無人航空機（たとえば、エアリアルＵＥまたはドローン）とを含むいくつかの使用事例のために必要とされる（たとえば、屋内を含む）正確さと利用可能性との組合せを提供しない。
【発明の概要】
【0008】
本開示の実施形態は、上記で要約され、以下でより詳細に説明される例示的な問題を克服するためのソリューションを提供すること、可能にすること、および／または容易にすることなどによって、ＲＡＮにおいて動作するＵＥについての移動状態（たとえば、２Ｄ位置および速度）を決定することに対する特定の改善を提供する。
【0009】
いくつかの実施形態が、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）において動作するユーザ機器（ＵＥ）の移動状態を決定するための方法（たとえば、プロシージャ）を含む。これらの例示的な方法は、ＲＡＮ（たとえば、Ｅ－ＵＴＲＡＮ、ＮＧ－ＲＡＮ）において動作するＵＥ（たとえば、無線デバイス、エアリアルＵＥなど）によって実装され得る。
【0010】
これらの例示的な方法は、ＲＡＮにおける複数の送信ポイント（ＴＰ）から受信された信号上で測位測定を実施することを含むことができる。測位測定は、以下、すなわち、
・ 第１のＴＰからの信号のドップラーシフトの第１の測定と、
・ 第１のＴＰから空間的に分離された第２のＴＰからの信号のドップラーシフトの第２の測定と、
・ 第３のＴＰからの信号の第３の測定と
を含むことができる。
・ 第１のＴＰからの信号のドップラーシフトの第１の測定と、
・ 第１のＴＰから空間的に分離された第２のＴＰからの信号のドップラーシフトの第２の測定と、
・ 第３のＴＰからの信号の第３の測定と
を含むことができる。
【0011】
これらの例示的な方法は、測位測定と対話型複数モデル（ＩＭＭ：ｉｎｔｅｒａｃｔｉｎｇ ｍｕｌｔｉｐｌｅ－ｍｏｄｅｌ）とに基づいて、ＵＥ移動状態を決定することをも含むことができ、ＩＭＭは、第１のほぼ一定速度（ａｌｍｏｓｔ－ｃｏｎｓｔａｎｔ ｖｅｌｏｃｉｔｙ）モデルと、第２の操作速度モデルと、第１のモデルと第２のモデルとに共通のドップラーシフトバイアス状態とを含む。
【0012】
いくつかの実施形態では、第３の測定は、信号ラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）のものであり、第３のＴＰは、第１のＴＰまたは第２のＴＰと同じである。これらの実施形態のうちのいくつかでは、第３の測定は、ＵＥについての以下、すなわち、１次セル（ＰＣｅｌｌ）と、１次２次セル（ＰＳＣｅｌｌ）と、２次セル（ＳＣｅｌｌ）とのいずれかに関するＵＥタイミングアドバンス（ＴＡ）に基づく。
【0013】
他の実施形態では、第３の測定は、ドップラーシフトのものであり、第３のＴＰは、第１のＴＰからおよび第２のＴＰから空間的に分離される。
【0014】
いくつかの実施形態では、決定されたＵＥ移動状態は、２次元（２Ｄ）水平位置と、２Ｄ水平速度と、ドップラーシフトバイアスとを含むことができる。
【0015】
いくつかの実施形態では、ＩＭＭモデルは、ＵＥ移動状態の逐次更新中の第１のモデルおよび第２のモデルのいずれかの間のＵＥのそれぞれの遷移確率を備える隠れマルコフモデル（ＨＭＭ）をも含む。そのような実施形態では、各遷移確率が、ＵＥ移動状態の逐次更新間の持続時間に依存する。
【0016】
いくつかの実施形態では、ＩＭＭモデルは、第１のモデルおよび第２のモデルに関連する推定確率を含むことができる。そのような実施形態では、決定する動作は、それぞれの第１のモデルおよび第２のモデルに基づいて、ＵＥについての第１の移動状態および第２の移動状態を決定することと、推定確率に従って、第１の移動状態および第２の移動状態をＵＥ移動状態に組み合わせることとを含むことができる。これらの実施形態のうちのいくつかでは、第１の移動状態および第２の移動状態は、それぞれの拡張カルマンフィルタ（ＥＫＦ）を使用して決定され得る。
【0017】
いくつかの実施形態では、第１のＴＰおよび第２のＴＰのうちの一方が、ＲＡＮにおけるＵＥのためのサービングセルに関連し得、第１のＴＰおよび第２のＴＰのうちの他方が、ＲＡＮにおけるＵＥのためのネイバーセルに関連する。
【0018】
いくつかの実施形態では、これらの例示的な方法は、第１のＴＰおよび第２のＴＰのうちの少なくとも１つに関連するＲＡＮノードから、測位測定設定を受信することをも含むことができ、測位測定設定は、以下、すなわち、
・ ＵＥ移動状態の決定を始動するための要求と、
・ ＵＥ移動状態の決定を始動するための１つまたは複数の第１のトリガイベントと、
・ 測定されるべき信号の１つまたは複数の無線アクセス技術（ＲＡＴ）の識別情報と、
・ ＵＥとＲＡＮノードに関連するＴＰとの間の推定信号ラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）と、
・ 推定ＲＴＴに関連するＴＰの識別情報と、
・ ドップラーシフト測定のための複数の候補ＴＰの識別情報と、
・ 複数の候補ＴＰによって使用されるダウンリンク（ＤＬ）キャリア周波数の識別情報と、
・ 複数の候補ＴＰについてのそれぞれのロケーションと、
・ ドップラーシフト測定のためのＴＰを選択するための１つまたは複数のルールまたは基準と、
・ ＵＥ移動状態を報告するための１つまたは複数の第２のトリガイベントと、
・ ＵＥ移動状態の報告を停止するための１つまたは複数の第３のトリガイベントと、
・ ＵＥ移動状態の周期的報告のための報告間隔と
のうちの１つまたは複数を含む。
・ ＵＥ移動状態の決定を始動するための要求と、
・ ＵＥ移動状態の決定を始動するための１つまたは複数の第１のトリガイベントと、
・ 測定されるべき信号の１つまたは複数の無線アクセス技術（ＲＡＴ）の識別情報と、
・ ＵＥとＲＡＮノードに関連するＴＰとの間の推定信号ラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）と、
・ 推定ＲＴＴに関連するＴＰの識別情報と、
・ ドップラーシフト測定のための複数の候補ＴＰの識別情報と、
・ 複数の候補ＴＰによって使用されるダウンリンク（ＤＬ）キャリア周波数の識別情報と、
・ 複数の候補ＴＰについてのそれぞれのロケーションと、
・ ドップラーシフト測定のためのＴＰを選択するための１つまたは複数のルールまたは基準と、
・ ＵＥ移動状態を報告するための１つまたは複数の第２のトリガイベントと、
・ ＵＥ移動状態の報告を停止するための１つまたは複数の第３のトリガイベントと、
・ ＵＥ移動状態の周期的報告のための報告間隔と
のうちの１つまたは複数を含む。
【0019】
いくつかの実施形態では、１つまたは複数の第３のトリガイベントは、測位測定設定において識別されたそれぞれの１つまたは複数の第２のトリガイベントから暗黙的である。
【0020】
様々な実施形態では、決定する動作は、ＲＡＮノードから受信された推定信号ＲＴＴに基づいて、ＵＥ移動状態の第１の値を決定することと、その後、ＵＥと第１のＴＰまたは第２のＴＰとの間の信号ＲＴＴのＵＥ測位測定に基づいて、ＵＥ移動状態の１つまたは複数の第２の値を決定することとを含むことができる。
【0021】
いくつかの実施形態では、１つまたは複数の第２のトリガイベントは、以下、すなわち、
・ エリアの内部または外部の位置と、
・ 位置変化しきい値と、
・ 速さ（スカラ）または速度（ベクトル）しきい値と、
・ 速さ（スカラ）または速度（ベクトル）変化しきい値と
のいずれかを含むことができる。
・ エリアの内部または外部の位置と、
・ 位置変化しきい値と、
・ 速さ（スカラ）または速度（ベクトル）しきい値と、
・ 速さ（スカラ）または速度（ベクトル）変化しきい値と
のいずれかを含むことができる。
【0022】
いくつかの実施形態では、これらの例示的な方法は、ＲＡＮノードから、移動状態決定のＵＥ能力についての要求を受信することと、ＲＡＮノードに、ＵＥは移動状態決定が可能であるという指示を送ることとをも含むことができる。いくつかの実施形態では、測定設定は、指示を送ることの後に受信され得る。同様に、測位測定を実施することは、測定設定を受信することに応答したものであり得る。
【0023】
いくつかの実施形態では、これらの例示的な方法は、ＲＡＮノードに１つまたは複数の測定報告を送ることをも含むことができ、各測定報告は、受信された測位測定設定からの以下、すなわち、第２のトリガイベントと第３のトリガイベントと報告間隔とのうちの１つまたは複数に応答したものである。たとえば、第１の測定報告は、第２のトリガイベントに応答して送られ得、１つまたは複数の第２の測定報告は、第１の測定報告の後および第３のトリガイベントの発生までのそれぞれの１つまたは複数の報告間隔において送られ得る。いくつかの実施形態では、各測定報告は、
・ 特定の測定時間において決定されたＵＥ移動状態の少なくとも一部と、
・ 特定の測定時間と、
・ 含まれるＵＥ移動状態がそこから決定された、測位測定において使用されたＴＰ、キャリア周波数、および／または信号の識別情報と
を含むことができる。
・ 特定の測定時間において決定されたＵＥ移動状態の少なくとも一部と、
・ 特定の測定時間と、
・ 含まれるＵＥ移動状態がそこから決定された、測位測定において使用されたＴＰ、キャリア周波数、および／または信号の識別情報と
を含むことができる。
【0024】
他の実施形態は、移動状態のユーザ機器（ＵＥ）決定を容易にするための方法（たとえば、プロシージャ）を含む。これらの例示的な方法は、ＲＡＮ（たとえば、Ｅ－ＵＴＲＡＮ、ＮＧ－ＲＡＮ）におけるセルをサーブするＲＡＮノード（たとえば、基地局、ｅＮＢ、ｇＮＢ、ｎｇ－ｅＮＢ、ｅｎ－ｇＮＢなど）によって実装され得る。
【0025】
これらの例示的な方法は、ＲＡＮノードに関連する第１の送信ポイント（ＴＰ）において、ドップラーシフトの第１のＵＥ測定を容易にする１つまたは複数の信号を送信することを含むことができる。これらの例示的な方法は、ＵＥから、
・ ドップラーシフトの第１のＵＥ測定と、
・ 第１のＴＰから空間的に分離された第２のＴＰによって送信された信号のドップラーシフトの第２のＵＥ測定と、
・ 第３のＴＰからの信号の第３の測定と、
・ 対話型複数モデル（ＩＭＭ）と
に基づいてそれぞれの１つまたは複数の測定時間において決定されたＵＥ移動状態の少なくとも一部を含む１つまたは複数の測定報告を受信することであって、ＩＭＭが、
○ 第１のほぼ一定速度モデルと、
○ 第２の操作速度モデルと、
○ 第１のモデルと第２のモデルとに共通のドップラーシフトバイアス状態と
を含む、１つまたは複数の測定報告を受信することをも含むことができる。
・ ドップラーシフトの第１のＵＥ測定と、
・ 第１のＴＰから空間的に分離された第２のＴＰによって送信された信号のドップラーシフトの第２のＵＥ測定と、
・ 第３のＴＰからの信号の第３の測定と、
・ 対話型複数モデル（ＩＭＭ）と
に基づいてそれぞれの１つまたは複数の測定時間において決定されたＵＥ移動状態の少なくとも一部を含む１つまたは複数の測定報告を受信することであって、ＩＭＭが、
○ 第１のほぼ一定速度モデルと、
○ 第２の操作速度モデルと、
○ 第１のモデルと第２のモデルとに共通のドップラーシフトバイアス状態と
を含む、１つまたは複数の測定報告を受信することをも含むことができる。
【0026】
いくつかの実施形態では、第３の測定は、信号ラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）のものであり、第３のＴＰは、第１のＴＰまたは第２のＴＰと同じである。これらの実施形態のうちのいくつかでは、第３の測定は、ＵＥについての以下、すなわち、１次セル（ＰＣｅｌｌ）と、１次２次セル（ＰＳＣｅｌｌ）と、２次セル（ＳＣｅｌｌ）とのいずれかに関するＵＥタイミングアドバンス（ＴＡ）に基づく。
【0027】
他の実施形態では、第３の測定は、ドップラーシフトのものであり、第３のＴＰは、第１のＴＰからおよび第２のＴＰから空間的に分離される。
【0028】
いくつかの実施形態では、ＵＥ移動状態は、２次元（２Ｄ）水平位置と、２Ｄ水平速度と、ドップラーシフトバイアスとを含むことができる。たとえば、２Ｄ水平位置および２Ｄ水平速度は、（１つまたは複数の）受信された測定報告中に含まれ得る。
【0029】
いくつかの実施形態では、第１のＴＰは、ＲＡＮにおけるＵＥのためのサービングセルに関連し得、第２のＴＰは、ＲＡＮにおけるＵＥのためのネイバーセルに関連し得る。
【0030】
いくつかの実施形態では、例示的な方法は、ＵＥに、ＵＥ実施形態に関して上記で要約された特徴のいずれかを含む測位測定設定を送ることをも含むことができる。
【0031】
いくつかの実施形態では、例示的な方法は、ＵＥに、移動状態決定のＵＥ能力についての要求を送ることと、ＵＥから、ＵＥは移動状態決定が可能であるという指示を受信することとをも含むことができる。いくつかの実施形態では、測定設定は、指示を受信することの後に送られ得る。
【0032】
いくつかの実施形態では、１つまたは複数の測定報告は、
・ ＲＡＮノードによって決定された推定信号ＲＴＴに基づいて決定されたＵＥ移動状態の少なくとも一部を含む、第１の測定報告と、
・ ＵＥと第１のＴＰとの間の信号ＲＴＴのＵＥ測位測定に基づいて決定されたＵＥ移動状態の少なくとも一部を含む、１つまたは複数の後続の第２の測定報告と
を含むことができる。
・ ＲＡＮノードによって決定された推定信号ＲＴＴに基づいて決定されたＵＥ移動状態の少なくとも一部を含む、第１の測定報告と、
・ ＵＥと第１のＴＰとの間の信号ＲＴＴのＵＥ測位測定に基づいて決定されたＵＥ移動状態の少なくとも一部を含む、１つまたは複数の後続の第２の測定報告と
を含むことができる。
【0033】
いくつかの実施形態では、各測定報告は、ＵＥ実施形態について上記で要約されたものと同様の様式で、測位測定設定中に含まれる第２のトリガイベント、第３のトリガイベント、および／または報告間隔に応答したものであり得る。いくつかの実施形態では、各測定報告は、以下、すなわち、
・ 含まれるＵＥ移動状態に対応する測定時間と、
・ 含まれるＵＥ移動状態がそこから決定された、ＵＥ測位測定において使用されたＴＰ、キャリア周波数、および／または信号の識別情報と
をも含むことができる。
・ 含まれるＵＥ移動状態に対応する測定時間と、
・ 含まれるＵＥ移動状態がそこから決定された、ＵＥ測位測定において使用されたＴＰ、キャリア周波数、および／または信号の識別情報と
をも含むことができる。
【0034】
他の実施形態は、本明細書で説明される例示的な方法のいずれかに対応する動作を実施するように設定されたＵＥ（たとえば、無線デバイス、エアリアルＵＥなど、またはそれらの構成要素）と、ＲＡＮノード（たとえば、基地局、ｅＮＢ、ｇＮＢ、ｎｇ－ｅＮＢ、ｎｇ－ｇＮＢなど、またはそれらの構成要素）とを含む。他の実施形態は、処理回路によって実行されたとき、そのようなＵＥまたはＲＡＮノードを、本明細書で説明される例示的な方法のいずれかに対応する動作を実施するように設定するプログラム命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体を含む。
【0035】
本明細書で開示される実施形態のこれらおよび他の目的、特徴および利点は、以下で手短に説明される図面に鑑みて以下の発明を実施するための形態を読むと明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】３ＧＰＰによって規格化されたようなＬｏｎｇ－Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）拡張ＵＴＲＡＮ（Ｅ－ＵＴＲＡＮ）およびエボルブドパケットコア（ＥＰＣ）ネットワークの例示的なアーキテクチャの高レベルブロック図である。
【図2】ＵＥとｅＮＢとＭＭＥとの間の例示的なＬＴＥ制御プレーン（ＣＰ）プロトコルスタックを示す図である。
【図3】ＬＴＥネットワークにおけるＵＥ測位のための高レベルアーキテクチャを示す図である。
【図4】本開示の様々な例示的な実施形態による、例示的な５Ｇネットワークアーキテクチャの高レベル図である。
【図5】ＮＲユーザプレーン（ＵＰ）および制御プレーン（ＣＰ）プロトコルスタックの例示的な設定を示す図である。
【図6】ＵＥと基地局との間のラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）を測定することの原理を示す図である。
【図7】カルマンフィルタの例示的な流れ図である。
【図8】並列に動作するｒ個の対話型拡張カルマンフィルタ（ＥＫＦ：ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｋａｌｍａｎ ｆｉｌｔｅｒ）を含む、対話型複数モデル（ＩＭＭ）アルゴリズムの１つの動作サイクルを示すブロック図である。
【図9】本開示の様々な例示的な実施形態による、例示的なＵＥ移動状態推定システムのブロック図である。
【図10】Ａ～Ｂは、本開示のいくつかの実施形態による、２つのドップラーシフト測定にラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）測定を追加する場合および追加しない場合のＵＥ移動状態推定システムの可観測性を示す図である。
【図11A】それらの実施形態のシミュレーションにおいて使用される、水平平面における実際のＵＥ位置のプロットの図である。
【図11B】それらの実施形態のシミュレーションにおいて使用される、水平平面における実際のＵＥ速度のプロットの図である。
【図12A】それらの実施形態のシミュレーションによる、ＵＥドップラーシフト測定標準偏差とＲＴＴ測定標準偏差との関数としての推定水平位置の平均２乗誤差（ＭＳＥ）を示す図である。
【図12B】それらの実施形態のシミュレーションによる、ＵＥドップラーシフト測定標準偏差とＲＴＴ測定標準偏差との関数としての推定水平速度のＭＳＥを示す図である。
【図12C】それらの実施形態のシミュレーションによる、ＵＥドップラーシフト測定標準偏差とＲＴＴ測定標準偏差との関数としての推定ＵＥ周波数バイアスのＭＳＥを示す図である。
【図13A】それらの実施形態のシミュレーションにおいて使用される７つのサイトに関連するＲＴＴ測定を示す図である。
【図13B】それらの実施形態のシミュレーションにおいて使用される７つのサイトに関連するＵＥドップラー測定を示す図である。
【図14A】推定ＵＥ水平位置に関するそれらの実施形態のシミュレーションについての結果を示す図である。
【図14B】推定ＵＥ水平速度に関するそれらの実施形態のシミュレーションについての結果を示す図である。
【図14C】推定ＵＥドップラーバイアスに関するそれらの実施形態のシミュレーションについての結果を示す図である。
【図14D】ＩＭＭのモード確率に関するそれらの実施形態のシミュレーションについての結果を示す図である。
【図15】本開示のさらなる実施形態による、第３のドップラーシフト測定を追加することによるＵＥ移動状態推定システムの可観測性を示す図である。
【図16A】さらなる実施形態のシミュレーションによる、ＵＥドップラーシフト測定標準偏差とサンプリング期間との関数としての、推定水平位置のＭＳＥを示す図である。
【図16B】さらなる実施形態のシミュレーションによる、ＵＥドップラーシフト測定標準偏差とサンプリング期間との関数としての推定水平速度のＭＳＥを示す図である。
【図16C】さらなる実施形態のシミュレーションによる、ＵＥドップラーシフト測定標準偏差とサンプリング期間との関数としての推定ＵＥ周波数バイアスのＭＳＥを示す図である。
【図17A】推定ＵＥ水平位置に関するさらなる実施形態のシミュレーションについての結果を示す図である。
【図17B】推定ＵＥ水平速度に関するさらなる実施形態のシミュレーションについての結果を示す図である。
【図17C】推定ＵＥドップラーバイアスに関するさらなる実施形態のシミュレーションについての結果を示す図である。
【図17D】ＩＭＭのモード確率に関するさらなる実施形態のシミュレーションについての結果を示す図である。
【図18】本開示の様々な例示的な実施形態による、ＵＥとＲＡＮノードとコアネットワーク（ＣＮ）ノードとの間の様々な動作の信号フロー図である。
【図19】本開示の様々な例示的な実施形態による、ユーザ機器（ＵＥ、たとえば、無線デバイス、エアリアルＵＥなど）のための例示的な方法（たとえば、プロシージャ）を示す流れ図である。
【図20】本開示の様々な例示的な実施形態による、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）ノード（たとえば、基地局、ｅＮＢ、ｇＮＢ、ｎｇ－ｅＮＢ、ｅｎ－ｇＮＢなど、またはそれらの構成要素）のための例示的な方法（たとえば、プロシージャ）を示す流れ図である。
【図21】本開示の様々な例示的な実施形態による、例示的な無線デバイスまたはＵＥのブロック図である。
【図22】本開示の様々な例示的な実施形態による、例示的なネットワークノードのブロック図である。
【図23】本開示の様々な例示的な実施形態による、ホストコンピュータとＵＥとの間のオーバーザトップ（ＯＴＴ）データサービスを提供するように設定された例示的なネットワークのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0037】
次に、添付の図面を参照しながら、本明細書で企図される実施形態のうちのいくつかがより十分に説明される。しかしながら、他の実施形態は、本明細書で開示される主題の範囲内に含まれており、開示される主題は、本明細書に記載される実施形態のみに限定されるものとして解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、当業者に主題の範囲を伝達するために、例として提供される。
【0038】
概して、本明細書で使用されるすべての用語は、異なる意味が、明確に与えられ、および／またはその用語が使用されるコンテキストから暗示されない限り、関連のある技術分野における、それらの用語の通常の意味に従って解釈されるべきである。１つの（ａ／ａｎ）／その（ｔｈｅ）エレメント、装置、構成要素、手段、ステップなどへのすべての言及は、別段明示的に述べられていない限り、そのエレメント、装置、構成要素、手段、ステップなどの少なくとも１つの事例に言及しているものとしてオープンに解釈されるべきである。本明細書で開示されるいずれの方法および／またはプロシージャのステップも、ステップが、別のステップに後続するかまたは先行するものとして明示的に説明されない限り、および／あるいはステップが別のステップに後続するかまたは先行しなければならないことが暗黙的である場合、開示される厳密な順序で実施される必要はない。本明細書で開示される実施形態のいずれかの任意の特徴は、適切であればいかなる場合も、任意の他の実施形態に適用され得る。同様に、実施形態のいずれかの任意の利点は、任意の他の実施形態に適用され得、その逆も同様である。同封の実施形態の他の目標、特徴、および利点は、以下の説明から明らかになる。
【0039】
さらに、以下の用語が、以下で与えられる説明全体にわたって使用される。
・ 無線ノード：本明細書で使用される「無線ノード」は、「無線アクセスノード」または「無線デバイス」のいずれかであり得る。
・ 無線アクセスノード：本明細書で使用される「無線アクセスノード」（または等価的に、「無線ネットワークノード」、「無線アクセスネットワークノード」、または「ＲＡＮノード」）は、信号を無線で送信および／または受信するように動作する、セルラ通信ネットワークの無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）における任意のノードであり得る。無線アクセスノードのいくつかの例は、限定はしないが、基地局（たとえば、３ＧＰＰ第５世代（５Ｇ）ＮＲネットワークにおける新無線（ＮＲ）基地局（ｇＮＢ）、あるいは３ＧＰＰ ＬＴＥネットワークにおける拡張またはエボルブドノードＢ（ｅＮＢ））と、基地局分散構成要素（たとえば、集中型ユニット（ＣＵ）および分散ユニット（ＤＵ））と、高電力またはマクロ基地局と、低電力基地局（たとえば、マイクロ基地局、ピコ基地局、フェムト基地局、またはホーム基地局など）と、無線アクセスバックホール統合伝送（ＩＡＢ）ノードと、送信ポイント（ＴＰ）と、送信受信ポイント（ＴＲＰ）と、リモートラジオユニット（ＲＲＵ）またはリモート無線ヘッド（ＲＲＨ）と、リレーノードとを含む。
・ コアネットワークノード：本明細書で使用される「コアネットワークノード」は、コアネットワークにおける任意のタイプのノードである。コアネットワークノードのいくつかの例は、たとえば、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）、サービングゲートウェイ（ＳＧＷ）、パケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ（Ｐ－ＧＷ）、ポリシおよび課金ルール機能（ＰＣＲＦ）、アクセスおよびモビリティ管理機能（ＡＭＦ）、セッション管理機能（ＳＭＦ）、ユーザプレーン機能（ＵＰＦ）、課金機能（ＣＨＦ）、ポリシ制御機能（ＰＣＦ）、認証サーバ機能（ＡＵＳＦ）、ロケーション管理機能（ＬＭＦ）などを含む。
・ 無線デバイス：本明細書で使用される「無線デバイス」（または略して「ＷＤ」）は、ネットワークノードおよび／または他の無線デバイスと無線で通信することによって、セルラ通信ネットワークへのアクセスを有する（すなわち、セルラ通信ネットワークによってサーブされる）任意のタイプのデバイスである。無線で通信することは、空中で情報を伝達するのに好適な、電磁波、電波、赤外波、および／または他のタイプの信号を使用して無線信号を送信および／または受信することを伴うことができる。別段に記載されていない限り、「無線デバイス」という用語は、本明細書では「ユーザ機器」（または略して「ＵＥ」）と互換的に使用される。無線デバイスのいくつかの例は、限定はしないが、スマートフォン、モバイルフォン、セルフォン、ボイスオーバーＩＰ（ＶｏＩＰ）フォン、無線ローカルループ電話、デスクトップコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、無線カメラ、ゲーミングコンソールまたはデバイス、音楽記憶デバイス、再生器具、ウェアラブルデバイス、無線エンドポイント、移動局、タブレット、ラップトップコンピュータ、ラップトップ組込み機器（ＬＥＥ）、ラップトップ搭載機器（ＬＭＥ）、スマートデバイス、無線顧客構内機器（ＣＰＥ）、モバイル型通信（ＭＴＣ）デバイス、モノのインターネット（ＩｏＴ）デバイス、車両搭載無線端末デバイス、エアリアルＵＥ（または、ドローン）などを含む。
・ ネットワークノード：本明細書で使用される「ネットワークノード」は、無線アクセスネットワーク（たとえば、上記で説明された無線アクセスノードまたは等価な名称）または、セルラ通信ネットワークのコアネットワーク（たとえば、上記で説明されたコアネットワークノード）のいずれかの一部である任意のノードである。機能的に、ネットワークノードは、無線デバイスと、ならびに／あるいは、無線デバイスへの無線アクセスを可能にし、および／または提供するための、および／または、セルラ通信ネットワークにおいて他の機能（たとえば、アドミニストレーション）を実施するための、セルラ通信ネットワーク中の他のネットワークノードまたは機器と、直接または間接的に通信することが可能な、そうするように設定された、構成された、および／または動作可能な機器である。
・ 基地局：本明細書で使用される「基地局」は、無線信号の送信を送信または制御する物理または論理ノード、たとえば、ｅＮＢ、ｇＮＢ、ｎｇ－ｅＮＢ、ｅｎ－ｇＮＢ、集中型ユニット（ＣＵ）／分散ユニット（ＤＵ）、送信無線ネットワークノード、送信ポイント（ＴＰ）、送信受信ポイント（ＴＲＰ）、リモート無線ヘッド（ＲＲＨ）、リモートラジオユニット（ＲＲＵ）、分散アンテナシステム（ＤＡＳ）、リレーなどを含み得る。
・ 測位ノード：本明細書で使用される「測位ノード」は、測位機能、たとえば、支援データを提供すること、測位測定を要求すること、測定測位に基づいてロケーションを計算すること、および／あるいは計算されたロケーションを他のネットワークノードにまたは外部クライアントに提供することを行うアビリティ（ａｂｉｌｉｔｙ）をもつ、ネットワークノードを指すことができる。
・ 測位信号：本明細書で使用される「測位信号」は、ＤＬ参照信号、測位参照信号（ＰＲＳ）、同期信号ブロック（ＳＳＢ）、同期信号、復調用参照信号（ＤＭ－ＲＳ）、チャネル状態情報参照信号（ＣＳＩ－ＲＳ）、サウンディング参照信号（ＳＲＳ）、衛星信号など、測位測定を実施するためにＵＥまたはネットワークノードによって受信されるべき任意の信号またはチャネルを含み得る。
・ 測位測定：本明細書で使用される「測位測定」は、測位方法（たとえば、ＯＴＤＯＡ、拡張セルＩＤ（Ｅ－ＣＩＤ）、支援ＧＮＳＳ（Ａ－ＧＮＳＳ）など）のために設定された、タイミング測定（たとえば、到達時間差（ＴＤＯＡ）、ＲＳＴＤ、到達時間（ＴＯＡ）、Ｒｘ－Ｔｘ時間差、ラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）など）、周波数関係測定（たとえば、ドップラーシフト）、電力ベース測定（たとえば、参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）、参照信号受信品質（ＲＳＲＱ）、信号対干渉プラス雑音比（ＳＩＮＲ）、パスロスなど）、識別子検出／測定（たとえば、セルＩＤ、ビームＩＤなど）、および／または、他のセンサー測定（たとえば、気圧）を含み得る。ＵＥ測位測定は、ネットワークノードに報告され得るか、またはＵＥによって測位目的のために使用され得る。
・ 無線ノード：本明細書で使用される「無線ノード」は、「無線アクセスノード」または「無線デバイス」のいずれかであり得る。
・ 無線アクセスノード：本明細書で使用される「無線アクセスノード」（または等価的に、「無線ネットワークノード」、「無線アクセスネットワークノード」、または「ＲＡＮノード」）は、信号を無線で送信および／または受信するように動作する、セルラ通信ネットワークの無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）における任意のノードであり得る。無線アクセスノードのいくつかの例は、限定はしないが、基地局（たとえば、３ＧＰＰ第５世代（５Ｇ）ＮＲネットワークにおける新無線（ＮＲ）基地局（ｇＮＢ）、あるいは３ＧＰＰ ＬＴＥネットワークにおける拡張またはエボルブドノードＢ（ｅＮＢ））と、基地局分散構成要素（たとえば、集中型ユニット（ＣＵ）および分散ユニット（ＤＵ））と、高電力またはマクロ基地局と、低電力基地局（たとえば、マイクロ基地局、ピコ基地局、フェムト基地局、またはホーム基地局など）と、無線アクセスバックホール統合伝送（ＩＡＢ）ノードと、送信ポイント（ＴＰ）と、送信受信ポイント（ＴＲＰ）と、リモートラジオユニット（ＲＲＵ）またはリモート無線ヘッド（ＲＲＨ）と、リレーノードとを含む。
・ コアネットワークノード：本明細書で使用される「コアネットワークノード」は、コアネットワークにおける任意のタイプのノードである。コアネットワークノードのいくつかの例は、たとえば、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）、サービングゲートウェイ（ＳＧＷ）、パケットデータネットワーク（ＰＤＮ）ゲートウェイ（Ｐ－ＧＷ）、ポリシおよび課金ルール機能（ＰＣＲＦ）、アクセスおよびモビリティ管理機能（ＡＭＦ）、セッション管理機能（ＳＭＦ）、ユーザプレーン機能（ＵＰＦ）、課金機能（ＣＨＦ）、ポリシ制御機能（ＰＣＦ）、認証サーバ機能（ＡＵＳＦ）、ロケーション管理機能（ＬＭＦ）などを含む。
・ 無線デバイス：本明細書で使用される「無線デバイス」（または略して「ＷＤ」）は、ネットワークノードおよび／または他の無線デバイスと無線で通信することによって、セルラ通信ネットワークへのアクセスを有する（すなわち、セルラ通信ネットワークによってサーブされる）任意のタイプのデバイスである。無線で通信することは、空中で情報を伝達するのに好適な、電磁波、電波、赤外波、および／または他のタイプの信号を使用して無線信号を送信および／または受信することを伴うことができる。別段に記載されていない限り、「無線デバイス」という用語は、本明細書では「ユーザ機器」（または略して「ＵＥ」）と互換的に使用される。無線デバイスのいくつかの例は、限定はしないが、スマートフォン、モバイルフォン、セルフォン、ボイスオーバーＩＰ（ＶｏＩＰ）フォン、無線ローカルループ電話、デスクトップコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、無線カメラ、ゲーミングコンソールまたはデバイス、音楽記憶デバイス、再生器具、ウェアラブルデバイス、無線エンドポイント、移動局、タブレット、ラップトップコンピュータ、ラップトップ組込み機器（ＬＥＥ）、ラップトップ搭載機器（ＬＭＥ）、スマートデバイス、無線顧客構内機器（ＣＰＥ）、モバイル型通信（ＭＴＣ）デバイス、モノのインターネット（ＩｏＴ）デバイス、車両搭載無線端末デバイス、エアリアルＵＥ（または、ドローン）などを含む。
・ ネットワークノード：本明細書で使用される「ネットワークノード」は、無線アクセスネットワーク（たとえば、上記で説明された無線アクセスノードまたは等価な名称）または、セルラ通信ネットワークのコアネットワーク（たとえば、上記で説明されたコアネットワークノード）のいずれかの一部である任意のノードである。機能的に、ネットワークノードは、無線デバイスと、ならびに／あるいは、無線デバイスへの無線アクセスを可能にし、および／または提供するための、および／または、セルラ通信ネットワークにおいて他の機能（たとえば、アドミニストレーション）を実施するための、セルラ通信ネットワーク中の他のネットワークノードまたは機器と、直接または間接的に通信することが可能な、そうするように設定された、構成された、および／または動作可能な機器である。
・ 基地局：本明細書で使用される「基地局」は、無線信号の送信を送信または制御する物理または論理ノード、たとえば、ｅＮＢ、ｇＮＢ、ｎｇ－ｅＮＢ、ｅｎ－ｇＮＢ、集中型ユニット（ＣＵ）／分散ユニット（ＤＵ）、送信無線ネットワークノード、送信ポイント（ＴＰ）、送信受信ポイント（ＴＲＰ）、リモート無線ヘッド（ＲＲＨ）、リモートラジオユニット（ＲＲＵ）、分散アンテナシステム（ＤＡＳ）、リレーなどを含み得る。
・ 測位ノード：本明細書で使用される「測位ノード」は、測位機能、たとえば、支援データを提供すること、測位測定を要求すること、測定測位に基づいてロケーションを計算すること、および／あるいは計算されたロケーションを他のネットワークノードにまたは外部クライアントに提供することを行うアビリティ（ａｂｉｌｉｔｙ）をもつ、ネットワークノードを指すことができる。
・ 測位信号：本明細書で使用される「測位信号」は、ＤＬ参照信号、測位参照信号（ＰＲＳ）、同期信号ブロック（ＳＳＢ）、同期信号、復調用参照信号（ＤＭ－ＲＳ）、チャネル状態情報参照信号（ＣＳＩ－ＲＳ）、サウンディング参照信号（ＳＲＳ）、衛星信号など、測位測定を実施するためにＵＥまたはネットワークノードによって受信されるべき任意の信号またはチャネルを含み得る。
・ 測位測定：本明細書で使用される「測位測定」は、測位方法（たとえば、ＯＴＤＯＡ、拡張セルＩＤ（Ｅ－ＣＩＤ）、支援ＧＮＳＳ（Ａ－ＧＮＳＳ）など）のために設定された、タイミング測定（たとえば、到達時間差（ＴＤＯＡ）、ＲＳＴＤ、到達時間（ＴＯＡ）、Ｒｘ－Ｔｘ時間差、ラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）など）、周波数関係測定（たとえば、ドップラーシフト）、電力ベース測定（たとえば、参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）、参照信号受信品質（ＲＳＲＱ）、信号対干渉プラス雑音比（ＳＩＮＲ）、パスロスなど）、識別子検出／測定（たとえば、セルＩＤ、ビームＩＤなど）、および／または、他のセンサー測定（たとえば、気圧）を含み得る。ＵＥ測位測定は、ネットワークノードに報告され得るか、またはＵＥによって測位目的のために使用され得る。
【0040】
上記の規定は、排他的であることが意図されない。言い換えれば、上記の用語のうちの様々な用語が、同じまたは同様の専門用語を使用して本開示における他の場所で解説および／または説明され得る。それにもかかわらず、そのような他の解説および／または説明が上記の規定と矛盾する限り、上記の規定が支配するべきである。
【0041】
本明細書で与えられる説明は３ＧＰＰセルラ通信システムに焦点を当て、したがって、３ＧＰＰ専門用語または３ＧＰＰ専門用語に類似した専門用語がしばしば使用されることに留意されたい。しかしながら、本明細書で開示される概念は、３ＧＰＰシステムに限定されない。さらに、「セル」という用語が本明細書で使用されるが、（特に５Ｇ ＮＲに関して）セルの代わりにビームが使用され得、したがって、本明細書で説明される概念がセルとビームの両方に等しく適用されることを理解されたい。
【0042】
手短に上記で述べられたように、現在想定されるＬＴＥおよびＮＲ測位方法のいずれも、緊急ロケーションと、個人の安全と、無人航空機（たとえば、エアリアルＵＥまたはドローン）とを含むいくつかの使用事例のために必要とされる（たとえば、屋内を含む）正確さと利用可能性との組合せを提供しない。これは、ＬＴＥおよび５Ｇ／ＮＲネットワークアーキテクチャと、ＬＴＥおよびＮＲ測位アーキテクチャとの以下の説明の後により詳細に説明される。
【0043】
ＬＴＥとＳＡＥとを備えるネットワークの全体的な例示的なアーキテクチャが、図１に示されている。Ｅ－ＵＴＲＡＮ１００は、ｅＮＢ１０５、１１０、および１１５など、１つまたは複数のエボルブドノードＢ（ｅＮＢ）と、ＵＥ１２０など、１つまたは複数のユーザ機器（ＵＥ）とを含む。３ＧＰＰ規格内で使用される「ユーザ機器」または「ＵＥ」は、第３世代（「３Ｇ」）および第２世代（「２Ｇ」）３ＧＰＰ ＲＡＮが通常知られているような、Ｅ－ＵＴＲＡＮならびにＵＴＲＡＮおよび／または汎欧州デジタル移動電話方式（ＧＳＭ）ＧＳＭ進化型高速データレート（ＥＤＧＥ）無線アクセスネットワーク（ＧＥＲＡＮ）を含む、３ＧＰＰ規格準拠ネットワーク機器と通信することが可能である、任意の無線通信デバイス（たとえば、スマートフォンまたはコンピューティングデバイス）を意味する。
【0044】
３ＧＰＰによって指定されているように、Ｅ－ＵＴＲＡＮ１００は、無線ベアラ制御、無線アドミッション制御、無線モビリティ制御、スケジューリング、およびアップリンクおよびダウンリンクにおけるＵＥ（たとえば、ＵＥ１２０）へのリソースの動的割り当て、ならびにＵＥとの通信のセキュリティを含む、ネットワークにおけるすべての無線関係機能の役目を果たす。これらの機能は、ｅＮＢ１０５、１１０、および１１５など、ｅＮＢ中に存在する。ｅＮＢの各々は、それぞれ、ｅＮＢ１０５、１１０、および１１５によってサーブされるセル１０６、１１１、および１１６を含む、もう１つのセルを含む地理的カバレージエリアをサーブすることができる。
【0045】
Ｅ－ＵＴＲＡＮにおけるｅＮＢは、図１に示されているように、Ｘ２インターフェースを介して互いと通信する。ｅＮＢはまた、ＥＰＣ１３０へのＥ－ＵＴＲＡＮインターフェースの役目を果たし、詳細には、図１中で、ＭＭＥ／Ｓ－ＧＷ１３４および１３８としてまとめて示されている、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）およびサービングゲートウェイ（ＳＧＷ）へのＳ１インターフェースの役目を果たす。概して、ＭＭＥ／Ｓ－ＧＷは、ＵＥの全体的制御と、ＵＥとＥＰＣの残りとの間のデータフローの両方をハンドリングする。より詳細には、ＭＭＥは、非アクセス階層（ＮＡＳ）プロトコルとして知られる、ＵＥとＥＰＣとの間のシグナリング（たとえば、制御プレーン）プロトコルを処理する。ＳＧＷは、ＵＥとＥＰＣとの間のすべてのインターネットプロトコル（ＩＰ）データパケット（たとえば、データまたはユーザプレーン）をハンドリングし、ＵＥ１２０が、ｅＮＢ１０５、１１０、および１１５など、ｅＮＢ間を移動するとき、データベアラのためのローカルモビリティアンカーとして働く。
【0046】
ＥＰＣ１３０はまた、ユーザ関係情報およびサブスクライバ関係情報を管理する、ホーム加入者サーバ（ＨＳＳ）１３１を含むことができる。ＨＳＳ１３１はまた、モビリティ管理、呼セットアップおよびセッションセットアップ、ユーザ認証、ならびにアクセス許可におけるサポート機能を提供することができる。ＨＳＳ１３１の機能は、レガシーホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ）の機能と認証センタ（ＡｕＣ）機能または動作とに関し得る。ＨＳＳ１３１はまた、それぞれのＳ６ａインターフェースを介して、ＭＭＥ／Ｓ－ＧＷ１３４および１３８と通信することができる。
【0047】
いくつかの実施形態では、ＨＳＳ１３１は、Ｕｄインターフェースを介して、図１中でＥＰＣ－ＵＤＲ１３５と標示された、ユーザデータリポジトリ（ＵＤＲ）と通信することができる。ＥＰＣ－ＵＤＲ１３５は、ユーザ証明がＡｕＣアルゴリズムによって暗号化された後に、ユーザ証明を記憶することができる。これらのアルゴリズムは、規格化されず（すなわち、ベンダー固有）、したがって、ＥＰＣ－ＵＤＲ１３５に記憶された暗号化された証明は、ＨＳＳ１３１のベンダー以外の他のベンダーによってアクセス不可能である。
【0048】
図２は、ＵＥとｅＮＢとＭＭＥとの間の例示的な制御プレーン（ＣＰ）プロトコルスタックのブロック図を示す。例示的なプロトコルスタックは、ＵＥとｅＮＢとの間の物理（ＰＨＹ）レイヤと、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レイヤと、無線リンク制御（ＲＬＣ）レイヤと、パケットデータコンバージェンスプロトコル（ＰＤＣＰ）レイヤと、無線リソース制御（ＲＲＣ）レイヤとを含む。ＰＨＹレイヤは、ＬＴＥ無線インターフェース上のトランスポートチャネル上でデータを転送するために、特性がどのように使用されるか、およびどんな特性が使用されるかに関係する。ＭＡＣレイヤは、論理チャネル上で、データ転送サービスを提供し、論理チャネルをＰＨＹトランスポートチャネルにマッピングし、これらのサービスをサポートするためにＰＨＹリソースを再割り当てする。ＲＬＣレイヤは、上位レイヤにまたは上位レイヤから転送されるデータの、誤り検出および／または訂正と、連結と、セグメンテーションと、リアセンブリと、並べ替えとを提供する。ＰＤＣＰレイヤは、ＣＰとユーザプレーン（ＵＰ）の両方について暗号化／解読と完全性保護とを提供し、ならびに、ヘッダ圧縮など、他のＵＰ機能を提供する。例示的なプロトコルスタックは、ＵＥとＭＭＥとの間の非アクセス階層（ＮＡＳ）シグナリングをも含む。
【0049】
ＲＲＣレイヤは、無線インターフェースにおけるＵＥとｅＮＢとの間の通信、ならびにＥ－ＵＴＲＡＮにおけるセル間のＵＥのモビリティを制御する。ＵＥが電源投入された後に、ＵＥは、ネットワークとのＲＲＣ接続が確立されるまで、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態にあることになり、ＲＲＣ接続が確立されたときに、ＵＥは、ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態に遷移することになる（たとえば、ここで、データ転送が行われ得る）。ＵＥは、ネットワークとの接続が解放された後に、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥに戻る。ＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態において、ＵＥの無線機は、上位レイヤによって設定された間欠受信（ＤＲＸ）スケジュール上でアクティブである。（「ＤＲＸオン持続時間」とも呼ばれる）ＤＲＸアクティブ期間中に、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥ ＵＥは、サービングセルによってブロードキャストされたシステム情報（ＳＩ）を受信し、セル再選択をサポートするためにネイバーセルの測定を実施し、ｅＮＢを介したＥＰＣからのページについてＰＤＣＣＨ上のページングチャネルを監視する。ＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態にあるＵＥは、ＥＰＣにおいて知られており、割り振られたＩＰアドレスを有するが、サービングｅＮＢに知られていない（たとえば、記憶されたコンテキストがない）。
【0050】
図３は、ＬＴＥネットワーク内の例示的な測位アーキテクチャを示す。ＬＴＥ測位アーキテクチャの３つの重要な機能エレメントは、ＬＣＳクライアント、ＬＣＳターゲット、およびＬＣＳサーバである。ＬＣＳサーバは、（たとえば、図３においてＥ－ＳＭＬＣまたはＳＬＰによって具現された）物理または論理エンティティであり、このエンティティは、測位測定および他のロケーション情報を収集することと、必要なときに測位測定において端末を支援することと、ＬＣＳターゲットロケーションを推定することとによって、（たとえば、図３においてＵＥによって具現された）ＬＣＳターゲットについての測位を管理する。
【0051】
概して、ＬＣＳサーバは、コアネットワーク（ＣＮ、たとえば、ＥＰＣ）中に位置し、ＭＭＥ、Ｓ－ＧＷ、およびパケットデータネットワークゲートウェイ（Ｐ－ＧＷ）などの他のＣＮノードおよび／または機能と通信し、および／またはそれらの他のＣＮノードおよび／または機能を介して通信する。Ｅ－ＳＭＬＣは、制御プレーン（ＣＰ）測位の役目を果たし、異なるプロトコルを使用して様々なエンティティと通信する。たとえば、Ｅ－ＳＭＬＣは、ＬＣＳアプリケーションプロトコル（ＬＣＳ－ＡＰ）を介してＭＭＥと通信し、（ＭＭＥに対して透過的であり得る）ＬＴＥ測位プロトコルＡ（ＬＰＰａ）を介してＲＡＮ（たとえば、Ｅ－ＵＴＲＡＮ）と通信し、（ＲＡＮとＭＭＥの両方に対して透過的であり得る）ＬＴＥ測位プロトコル（ＬＰＰ）を介してＬＣＳターゲットと通信する。対照的に、ＳＬＰは、ユーザプレーン（ＵＰ）測位プロシージャの役目を果たす。ＳＬＰは、ＬＰＰおよび／またはセキュアユーザプレーンロケーション（ＳＵＰＬ）プロトコルを介してＵＥと通信し、それらのプロトコルは、ＲＡＮとＳ－ＧＷとＰ－ＧＷとを含む他のＵＰエンティティに対して透過的であり得る。ＲＡＮとＵＥとの間のＬＴＥ無線インターフェースは、ＬＴＥ－Ｕｕとも呼ばれる。
【0052】
ＬＣＳクライアントは、図３中のＵＥなどの１つまたは複数のＬＣＳターゲット（すなわち、測位されているエンティティ）についてのロケーション情報を取得する目的でＬＣＳサーバと対話する、ソフトウェアおよび／またはハードウェアエンティティである。ＬＣＳクライアントはまた、ＬＣＳターゲット自体中に存在し得る。ＬＣＳクライアントは、ロケーション情報を取得するための要求をＬＣＳサーバに送り、ＬＣＳサーバは、受信された要求を処理およびサーブし、測位結果と随意に速度推定とをＬＣＳクライアントに送る。測位要求は、端末またはネットワークノードまたは外部クライアントから発生することができる。たとえば、外部ＬＣＳクライアントは、ＳＵＰＬを介してＳＬＰと通信し、ゲートウェイモバイルロケーションセンタ（ＧＭＬＣ）およびＭＭＥを介してＥ－ＳＭＬＣと通信することができる。
【0053】
図３に示されているＬＴＥアーキテクチャでは、たとえば、ＬＣＳサーバ（たとえば、Ｅ－ＳＭＬＣまたはＳＬＰ）によって、またはＬＣＳターゲット（たとえば、ＵＥ）によって、位置計算が行われ得る。前者の手法は、それがＵＥ測位測定に基づくときＵＥ支援測位モードに対応し、後者は、ＵＥベース測位モードに対応する。以下の測位方法が、ＬＴＥにおいてサポートされる。
・ 拡張セルＩＤ（Ｅ－ＣＩＤ）。ＵＥをサービングセルの地理的エリアに関連付けるための情報と、さらに、より細かいグラニュラリティ位置を決定するための追加情報とを利用する。以下の測位測定、すなわち、到達角（ＡｏＡ）（基地局のみ）、ＵＥ Ｒｘ－Ｔｘ時間差、タイミングアドバンス（ＴＡ）タイプ１および２、参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）、ならびに参照信号受信品質（ＲＳＲＱ）が、Ｅ－ＣＩＤについてサポートされる。
・ 支援ＧＮＳＳ（Ａ－ＧＮＳＳ）。ＵＥは、Ｅ－ＳＭＬＣからＵＥに提供された支援情報によってサポートされる、グローバルナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）信号を受信および測定する。
・ ＯＴＤＯＡ（観測到達時間差）。ＵＥは、Ｅ－ＳＭＬＣからＵＥに提供された支援情報によってサポートされる、（ｅＮＢと無線ビーコンとを含む）ＲＡＮによって送信されたＬＴＥ信号を受信および測定する。
・ ＵＴＤＯＡ（アップリンクＴＤＯＡ）。ＵＥは、知られている位置における（スタンドアロンであるか、コロケートされるか、またはｅＮＢに組み込まれ得る）複数のロケーション測定ユニット（ＬＭＵ）によって検出される、特定の波形を送信することを要求される。これらの測位測定は、マルチラテレーションのためにＥ－ＳＭＬＣにフォワーディングされる。
・ 拡張セルＩＤ（Ｅ－ＣＩＤ）。ＵＥをサービングセルの地理的エリアに関連付けるための情報と、さらに、より細かいグラニュラリティ位置を決定するための追加情報とを利用する。以下の測位測定、すなわち、到達角（ＡｏＡ）（基地局のみ）、ＵＥ Ｒｘ－Ｔｘ時間差、タイミングアドバンス（ＴＡ）タイプ１および２、参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）、ならびに参照信号受信品質（ＲＳＲＱ）が、Ｅ－ＣＩＤについてサポートされる。
・ 支援ＧＮＳＳ（Ａ－ＧＮＳＳ）。ＵＥは、Ｅ－ＳＭＬＣからＵＥに提供された支援情報によってサポートされる、グローバルナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）信号を受信および測定する。
・ ＯＴＤＯＡ（観測到達時間差）。ＵＥは、Ｅ－ＳＭＬＣからＵＥに提供された支援情報によってサポートされる、（ｅＮＢと無線ビーコンとを含む）ＲＡＮによって送信されたＬＴＥ信号を受信および測定する。
・ ＵＴＤＯＡ（アップリンクＴＤＯＡ）。ＵＥは、知られている位置における（スタンドアロンであるか、コロケートされるか、またはｅＮＢに組み込まれ得る）複数のロケーション測定ユニット（ＬＭＵ）によって検出される、特定の波形を送信することを要求される。これらの測位測定は、マルチラテレーションのためにＥ－ＳＭＬＣにフォワーディングされる。
【0054】
ＬＣＳターゲット（たとえば、ＵＥ）によって受信された無線信号に基づく測位方法をさらに向上させるために、地上波ビーコンシステム（ＴＢＳ）が使用され得る。ＴＢＳは、測位目的のためにのみ、信号をブロードキャストする地上ベース送信機のネットワークを含むことができる。これらは、以下でより詳細に説明される、（非ＬＴＥ）メトロポリタンビーコンシステム（ＭＢＳ）信号ならびにＬＴＥ測位参照信号（ＰＲＳ）を含むことができる。
【0055】
さらに、上記でリストされた測位方法の各々において、以下の測位モードのうちの１つまたは複数が利用され得る。
・ ＵＥ支援：ＵＥは、ネットワークからの支援を受けてまたは受けずに測位測定を実施し、これらの測定を、位置計算が行われ得るＥ－ＳＭＬＣに送る。
・ ＵＥベース：ＵＥは、ネットワークからの支援を受けて、測位測定を実施し、ＵＥ自体の位置を計算する。
・ スタンドアロン：ＵＥは、ネットワーク支援を受けずに、測位測定を実施し、ＵＥ自体の位置を計算する。
・ ＵＥ支援：ＵＥは、ネットワークからの支援を受けてまたは受けずに測位測定を実施し、これらの測定を、位置計算が行われ得るＥ－ＳＭＬＣに送る。
・ ＵＥベース：ＵＥは、ネットワークからの支援を受けて、測位測定を実施し、ＵＥ自体の位置を計算する。
・ スタンドアロン：ＵＥは、ネットワーク支援を受けずに、測位測定を実施し、ＵＥ自体の位置を計算する。
【0056】
詳細な支援データは、ネットワークノードロケーション、ビーム方向、衛星軌道およびクロックなどに関する情報を含み得る。支援データは、ユニキャストを介してまたはブロードキャストを介して、ＵＥに提供され得る。
【0057】
上述のように、測位が、５Ｇネットワークについての重要な適用例であることも予想される。図４は、次世代無線アクセスネットワーク（ＮＧ－ＲＡＮ）４９９と５Ｇコア（５ＧＣ）４９８とを含む例示的な５Ｇネットワークアーキテクチャの高レベル図を示す。図に示されているように、ＮＧ－ＲＡＮ４９９は、それぞれのＸｎインターフェースを介して互いと相互接続されるｇＮＢ４１０（たとえば、４１０ａ、ｂ）とｎｇ－ｅＮＢ４２０（たとえば、４２０ａ、ｂ）とを含むことができる。ｇＮＢおよびｎｇ－ｅＮＢは、ＮＧインターフェースを介して５ＧＣ５９８にも接続され、より詳細には、それぞれのＮＧ－Ｃインターフェースを介してＡＭＦ（アクセスおよびモビリティ管理機能）４３０（たとえば、ＡＭＦ４３０ａ、ｂ）に接続され、それぞれのＮＧ－Ｕインターフェースを介してＵＰＦ（ユーザプレーン機能）４４０（たとえば、ＵＰＦ４４０ａ、ｂ）に接続される。その上、ＡＭＦ４３０ａ、ｂおよびＵＰＦ４４０ａ、ｂは、１つまたは複数のロケーション管理機能（ＬＭＦ、たとえば、ＬＭＦ４５０ａ、ｂ）およびセッション管理機能（ＳＭＦ、たとえば、ＳＭＦ４６０ａ、ｂ）と通信することができる。ＡＭＦ、ＵＰＦ、ＬＭＦ、およびＳＭＦは、以下でさらに説明される。
【0058】
ｇＮＢ４１０の各々は、周波数分割複信（ＦＤＤ）、時分割複信（ＴＤＤ）、またはそれらの組合せを含む、ＮＲ無線インターフェースをサポートすることができる。対照的に、ｎｇ－ｅＮＢ４２０の各々は、ＬＴＥ無線インターフェースをサポートすることができるが、（図１に示されているものなどの）従来のＬＴＥ ｅＮＢとは異なり、ＮＧインターフェースを介して５ＧＣに接続することもできる。ｇＮＢおよびｎｇ－ｅＮＢの各々は、図４に例示として示されているセル４１１ａ～ｂおよび４２１ａ～ｂを含む、１つまたは複数のセルを含む地理的カバレッジエリアをサーブすることができる。上述のように、ｇＮＢおよびｎｇ－ｅＮＢはまた、それぞれのセルにおいてカバレッジを提供するために様々な方向性ビームを使用することができる。ＵＥ４０５がその中に位置する特定のセルに応じて、ＵＥ４０５は、それぞれ、ＮＲまたはＬＴＥ無線インターフェースを介して、その特定のセルをサーブするｇＮＢまたはｎｇ－ｅＮＢと通信することができる。
【0059】
ｇＮＢ４１０の各々は、複数の送信受信ポイント（ＴＲＰ）を含み、および／または複数のＴＲＰに関連し得る。各ＴＲＰは、一般に、１つまたは複数のアンテナエレメントをもつアンテナアレイであり、特定の地理的ロケーションに位置する。このようにして、複数のＴＲＰに関連するｇＮＢは、ＴＲＰの各々から同じ信号または異なる信号を送信することができる。たとえば、ｇＮＢは、単一のＵＥに、複数のＴＲＰ上で同じ信号の異なるバージョンを送信することができる。ＴＲＰの各々はまた、上記で説明されたように、ｇＮＢによってサーブされるＵＥに向かう送信および受信のためのビームを採用することができる。
【0060】
ＵＰＦ４４０ａ、ｂは、パケット検査および異なる施行アクション（たとえば、イベント検出および報告）を含む、ＳＭＦ４６０ａ、ｂから受信されたルールに基づくユーザプレーントラフィックのハンドリングをサポートする。ＵＰＦは、Ｎ３参照ポイントを介してＲＡＮ（たとえば、ＮＧ－ＲＡＮ）と通信し、Ｎ４参照ポイントを介してＳＭＦと通信し、Ｎ６参照ポイントを介して外部パケットデータネットワーク（ＰＤＮ）と通信する。Ｎ９参照ポイントは、２つのＵＰＦ間の通信のためのものである。
【0061】
ＳＭＦ４６０ａ、ｂは、分離されたトラフィック（または、ユーザ）プレーンと対話し、たとえば、イベント報告のために、プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）セッションを作成すること、更新すること、および削除することと、ＵＰＦとのセッションコンテキストを管理することとを含む。たとえば、ＳＭＦは、（たとえば、ポリシおよび課金制御（ＰＣＣ）ルール中に含まれるフィルタ規定に基づく）データフロー検出、オンラインおよびオフライン課金対話、ならびにポリシ施行を実施する。
【0062】
ＡＭＦ４３０ａ、ｂは、ＲＡＮ ＣＰインターフェースを終端し、（ＥＰＣにおけるＭＭＥと同様に）ＵＥのすべてのモビリティおよび接続管理をハンドリングする。ＡＭＦは、Ｎ１参照ポイントを介してＵＥと通信し、Ｎ２参照ポイントを介してＲＡＮ（たとえば、ＮＧ－ＲＡＮ）と通信する。
【0063】
ＬＭＦ４５０ａ、ｂは、ＵＥについてのロケーション決定と、以下、すなわち、ＵＥからのＤＬ測位測定またはロケーション推定とＮＧ ＲＡＮからのＵＬ測位測定とＮＧ ＲＡＮからの非ＵＥ関連支援データとのいずれかを取得することとを含む、ＵＥロケーションの決定に関係する様々な機能をサポートする。
【0064】
図５は、図４に示されているものなど、ＵＥとｇＮＢとＡＭＦとの間のＮＲユーザプレーン（ＵＰ）および制御プレーン（ＣＰ）プロトコルスタックの例示的な設定を示す。ＵＥとｇＮＢとの間のＰＨＹレイヤ、ＭＡＣレイヤ、ＲＬＣレイヤ、およびＰＤＣＰレイヤは、ＵＰおよびＣＰに共通である。ＰＤＣＰレイヤは、ＣＰとＵＰの両方について、暗号化／解読と、完全性保護と、シーケンス番号付けと、並べ替えと、重複検出とを提供する。さらに、ＰＤＣＰは、ＵＰデータについてのヘッダ圧縮および再送信を提供する。
【0065】
ＵＰ側で、インターネットプロトコル（ＩＰ）パケットが、サービスデータユニット（ＳＤＵ）としてＰＤＣＰレイヤに到達し、ＰＤＣＰは、ＲＬＣに配信するためにプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を作成する。各ＩＰパケットが到達するとき、ＰＤＣＰは廃棄タイマーを開始する。このタイマーが満了するとき、ＰＤＣＰは、関連するＳＤＵと、対応するＰＤＵとを廃棄する。ＰＤＵがＲＬＣに配信された場合、ＰＤＣＰは、ＲＬＣにも廃棄を指示する。
【0066】
ＲＬＣレイヤは、論理チャネル（ＬＣＨ）を通してＭＡＣにＰＤＣＰ ＰＤＵを転送する。ＲＬＣは、上位レイヤに／から転送されるデータの、誤り検出／訂正と、連結と、セグメンテーション／リアセンブリと、シーケンス番号付けと、並べ替えとを提供する。ＲＬＣが、ＰＤＣＰ ＰＤＵに関連するから廃棄指示を受信した場合、ＲＬＣは、対応するＲＬＣ ＳＤＵ（または、それの任意のセグメント）を、それが下位レイヤに送られなかった場合、廃棄することになる。
【0067】
ＭＡＣレイヤは、ＬＣＨとＰＨＹトランスポートチャネルとの間のマッピングと、ＬＣＨ優先度付けと、トランスポートブロック（ＴＢ）への多重化またはＴＢからの多重化解除と、ハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）誤り訂正と、動的スケジューリングとを提供する（ｇＮＢ側）。ＰＨＹレイヤは、ＭＡＣレイヤにトランスポートチャネルサービスを提供し、たとえば、変調、コーディング、アンテナマッピング、およびビームフォーミングを介して、ＮＲ無線インターフェース上の転送をハンドリングする。
【0068】
ＵＰ側で、サービスデータ適応プロトコル（ＳＤＡＰ）レイヤが、サービス品質（ＱｏＳ）をハンドリングする。これは、ＱｏＳフローとデータ無線ベアラ（ＤＲＢ）との間のマッピングと、ＵＬおよびＤＬパケット中のＱｏＳフロー識別子（ＱＦＩ）をマーキングすることとを含む。ＣＰ側で、非アクセス階層（ＮＡＳ）レイヤが、ＵＥとＡＭＦの間にあり、ＵＥ／ｇＮＢ認証と、モビリティ管理と、セキュリティ制御とをハンドリングする。
【0069】
ＲＲＣレイヤが、ＵＥにおけるＮＡＳの下にあるが、ＡＭＦではなくｇＮＢにおいて終端する。ＮＲ ＲＲＣレイヤは、多くのやり方で、上記で説明されたＬＴＥ ＲＲＣレイヤと同様である。ＲＲＣ＿ＩＤＬＥ状態およびＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態に加えて、ＮＲ ＲＲＣレイヤは、サービングｇＮＢによって（たとえば、ＵＥコンテキストを介して）ＵＥが知られている、ＲＲＣ＿ＩＮＡＣＴＩＶＥ状態を含む。ＲＲＣ＿ＩＮＡＣＴＩＶＥは、ＬＴＥにおいて使用される「中断（ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ）」条件と同様のいくつかのプロパティを有する。
【0070】
一般的な動作では、ＡＭＦが、別のエンティティ（たとえば、ゲートウェイモバイルロケーションセンタ（ＧＭＬＣ））から、特定のターゲットＵＥに関連するロケーションサービスについての要求を受信することができるか、または、ＡＭＦ自体が、（たとえば、ＵＥからの緊急呼の場合）特定のターゲットＵＥに代わって何らかのロケーションサービスを始動することができる。ＡＭＦは、次いで、ロケーションサービス（ＬＳ）要求をＬＭＦに送る。ＬＭＦは、ＵＥベースおよび／またはＵＥ支援測位を支援するために支援データをターゲットＵＥに転送すること、ならびに／あるいはターゲットＵＥの測位を含み得る、ＬＳ要求を処理する。ＬＭＦは、次いで、ＡＭＦに、またはＬＳを要求した別のエンティティ（たとえば、ＧＭＬＣ）に、ＬＳの結果（たとえば、ＵＥについての位置推定および／またはＵＥに転送される任意の支援データの指示）を返す。
【0071】
ＬＭＦは、ＬＭＦが、たとえば、ターゲットＵＥによって取得されたダウンリンク測位測定を使用してＥ－ＵＴＲＡ ＯＴＤＯＡ測位をサポートするために、Ｅ－ＵＴＲＡＮからの情報にアクセスすることを可能にする、Ｅ－ＳＭＬＣへのシグナリング接続を有し得る。ＬＭＦは、ＳＬＰと、ユーザプレーン測位の役目を果たすＬＴＥエンティティとへのシグナリング接続をも有することができる。
【0072】
様々なインターフェースおよびプロトコルが、ＮＲ測位のために使用されるか、またはＮＲ測位に関与する。ＬＴＥ測位プロトコル（ＬＰＰ）は、ターゲットデバイス（たとえば、制御プレーンにおけるＵＥ、またはユーザプレーンにおけるＳＥＴ）と測位サーバ（たとえば、制御プレーンにおけるＬＭＦ、ユーザプレーンにおけるＳＬＰ）との間で使用される。ＬＰＰは、基礎をなすトランスポートとして制御プレーンプロトコルまたはユーザプレーンプロトコルのいずれかを使用することができる。ＮＲ測位プロトコル（ＮＲＰＰ）は、ターゲットデバイスとＬＭＦとの間で終端される。ＲＲＣプロトコルは、（ＮＲ無線インターフェースを介して）ＵＥとｇＮＢとの間で使用され、（ＬＴＥ無線インターフェースを介して）ＵＥとｎｇ－ｅＮＢとの間で使用される。
【0073】
さらに、ＮＲ測位プロトコルＡ（ＮＲＰＰａ）は、ＮＧ－ＲＡＮノードとＬＭＦとの間で情報を搬送し、ＡＭＦに対して透過的である。したがって、ＡＭＦは、関与するＬＭＦに対応するルーティングＩＤに基づいて、ＮＧ－Ｃインターフェース上でＮＲＰＰａ ＰＤＵを透過的に（たとえば、関与するＮＲＰＰａトランザクションについての知識なしに）ルーティングする。より詳細には、ＡＭＦは、ＵＥ関連モードまたは非ＵＥ関連モードのいずれかでＮＧ－Ｃインターフェース上でＮＲＰＰａ ＰＤＵを搬送する。ＡＭＦとＮＧ－ＲＡＮノード（たとえば、ｇＮＢまたはｎｇ－ｅＮＢ）との間のＮＧＡＰプロトコルは、ＮＧ－Ｃインターフェース上でＬＰＰおよびＮＲＰＰａメッセージのためのトランスポートとして使用される。ＮＧＡＰはまた、ＮＧ－ＲＡＮ関係の測位プロシージャを誘発および終了するために使用される。
【0074】
ＬＰＰ／ＮＲＰＰは、測位ノード（たとえば、ロケーションサーバ）からＵＥに、測位能力要求、ＯＴＤＯＡ測位測定要求、およびＯＴＤＯＡ支援データなどのメッセージを配信するために使用される。ＬＰＰ／ＮＲＰＰはまた、たとえば、ＵＥ能力、ＵＥ支援ＯＴＤＯＡ測位のためのＵＥ測定測位、追加の支援データについてのＵＥ要求、ＵＥ固有のＯＴＤＯＡ支援データを作成するために使用されるべき（１つまたは複数の）ＵＥ設定パラメータなどを含むメッセージを、ＵＥから測位ノードに配信するために使用される。ＮＲＰＰａは、ｎｇ－ｅＮＢ／ｇＮＢとＬＭＦとの間で両方向に情報を配信するために使用される。これは、ＬＭＦが何らかの情報をｎｇ－ｅＮＢ／ｇＮＢに要求することと、ｎｇ－ｅＮＢ／ｇＮＢが何らかの情報をＬＭＦに提供することとを含むことができる。たとえば、これは、ＵＥによってＯＴＤＯＡ測位測定のために使用されるべきである、ｎｇ－ｅＮＢ／ｇＮＢによって送信されたＰＲＳに関する情報を含むことができる。
【0075】
ＮＲネットワークは、ＬＴＥ Ｅ－ＣＩＤ、ＯＴＤＯＡ、およびＴＤＯＡと同様の、ただし、ＮＲ測位測定に基づく、測位方法をサポートすることになる。ＮＲは、以下の位置方法のうちの１つまたは複数をもサポートし得る。
・ マルチＲＴＴ：デバイス（たとえばＵＥ）は、ＵＥ Ｒｘ－Ｔｘ時間差を算出し、ｇＮＢは、ｇＮＢ Ｒｘ－Ｔｘ時間差を算出する。結果は、ラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）計算に基づいてＵＥ位置を見つけるために組み合わせられる。
・ ＤＬ離脱角（ＤＬ－ＡｏＤ）：ｇＮＢまたはＬＭＦは、（たとえば、ネットワークノードによって送信されたＰＲＳの）ＵＥ ＤＬ ＲＳＲＰ測定結果に基づいて、ＵＥ角度位置を計算する。
・ ＵＬ到達角（ＵＬ－ＡｏＡ）：ｇＮＢは、ＵＥのＵＬ ＳＲＳ送信の測位測定に基づいて、ＵＬ ＡｏＡを計算する。
・ マルチＲＴＴ：デバイス（たとえばＵＥ）は、ＵＥ Ｒｘ－Ｔｘ時間差を算出し、ｇＮＢは、ｇＮＢ Ｒｘ－Ｔｘ時間差を算出する。結果は、ラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）計算に基づいてＵＥ位置を見つけるために組み合わせられる。
・ ＤＬ離脱角（ＤＬ－ＡｏＤ）：ｇＮＢまたはＬＭＦは、（たとえば、ネットワークノードによって送信されたＰＲＳの）ＵＥ ＤＬ ＲＳＲＰ測定結果に基づいて、ＵＥ角度位置を計算する。
・ ＵＬ到達角（ＵＬ－ＡｏＡ）：ｇＮＢは、ＵＥのＵＬ ＳＲＳ送信の測位測定に基づいて、ＵＬ ＡｏＡを計算する。
【0076】
ＮＲ測位方法の各々は、上記で説明されたＬＴＥと同様に、ＵＥ支援モード、ＵＥベースモード、またはＵＥスタンドアロンモードにおいてサポートされ得る。
【0077】
ＯＴＤＯＡ測位では、ＵＥが、参照セルによって送信されたＲＳと、少なくとも２つのネイバーセルによって送信されたＲＳとの間の参照信号時間差（ＲＳＴＤ）を測定する。ＵＥは、様々なセル（またはＴＲＰ）によって送信された、ＲＳについての到達時間（ＴＯＡ）を測定する。各測定は、セル（たとえば、ｅＮＢまたはｇＮＢ）が、測定されたＲＳを送信した時間と、セルとＵＥアンテナとの間の伝搬距離とに依存する。
【0078】
ＯＴＤＯＡは相対的に正確であり得るが、ＯＴＤＯＡは概して、Ａ－ＧＮＳＳよりもはるかに正確でない。ＯＴＤＯＡの主要な利点は、ＯＴＤＯＡが、Ａ－ＧＮＳＳの利用可能性が極めて限定される屋内で、高精度測位を提供することである。しかしながら、ＯＴＤＯＡは、２次元ＵＥロケーションを決定するために、少なくとも３つのセル上でのＲＳタイミング測定を必要とし、３次元ＵＥロケーションを決定するために、少なくとも４つのセル上でのＲＳタイミング測定を必要とする。さらに、許容できる正確さを達成するために、さらにより多くのセル上での測定が必要とされ得、これは、多くの状況において可能でないおよび／または実現可能でないことがある。
【0079】
Ａ－ＧＮＳＳは、米国全地球測位システム（ＧＰＳ）、ロシアグローバルナビゲーション衛星システム（ＧＬＯＮＡＳＳ）、欧州Ｇａｌｉｌｅｏシステム、ならびに中国ＣｏｍｐａｓｓおよびＢｅｉｄｕシステムを含む、いくつかの国内または地域ナビゲーションシステムのアグリゲーションである。各々は、タイミング測定を容易にするプロパティをもつ測位信号を送信する、比較的多数の衛星を含む。各々はまた、受信機が、任意の測定された信号に関連する衛星位置と送信タイミングとを正確に決定することができるように、高度に正確な衛星軌道パラメータを提供する。この情報が与えられれば、受信機は、ＧＮＳＳ時間からの受信機の知られていない時間オフセットを含む、測定された各衛星までの「擬似レンジ（ｐｓｅｕｄｏｒａｎｇｅ）」を決定することができる。十分な擬似レンジが与えられれば、受信機は、超高正確さをもつ、受信機自体の位置と時間オフセットとを決定することができる。概して、ＧＮＳＳ受信機は、たとえば、以下でさらに説明されるように状態推定のために使用される、局所地球接線座標系におけるデカルト位置（Ｃａｒｔｅｓｉａｎ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）に容易に変換され得る、位置結果を生成する。
【0080】
従来のＵＥは、３ＧＰＰ Ａ－ＧＮＳＳ技法に基づく位置測定を提供することができるが、エアリアルＵＥのオペレータは、しばしば、そのような特徴を無効にする。そのような場合、ネットワーク（たとえば、Ｅ－ＳＭＬＣ、ＬＭＦ）は、ＲＡＮノードによって行われた測位測定に基づいて、位置測定を決定し、および／またはエアリアルＵＥの現在状態を推定しなければならない。
【0081】
概して、ＴＤＯＡ方法は、局所地形に対して相対的に不十分な、ＵＥ高度の推定を生成する。これは、サイト間測定ジオメトリによるものであり、詳細には、基地局送信／受信アンテナがすべて同様の高度に位置することによるものである。さらに、エアリアルＵＥは、しばしば、アンテナとほぼ同じ高度で飛んでいる。これらのＴＤＯＡ測定に関与するすべてのエンティティが、ほぼ１つの平面にあるので、エアリアルＵＥ高度の小さい変動が、ＴＯＡ測定の雑音または不確実性によって不明瞭にされ、不十分な高度正確さを生じる。この影響は、垂直位置決定誤差対レンジ測定誤差の比を指す、高垂直地理的精度低下率（ＧＤＯＰ：ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌ ｄｉｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）としても知られる。
【0082】
高度正確さを改善するために、他の測位測定が使用され得る。１つの可能性は、高度変動を指示することができる気圧測定を用いて、ＴＤＯＡ測定を増補することである。そのような測定は、ＬＴＥおよびＮＲにおいて規格化されており、多くのＵＥブランドにおいて利用可能である。気圧測定は、支援ＧＮＳＳなどの他の測位方法を増補するためにも使用され得る。
【0083】
ＲＴＴ（ラウンドトリップタイム）測定は、基地局からＵＥまでの往復の電波の移動時間（ｔｒａｖｅｌ ｔｉｍｅ）を表す。ＲＴＴ測定が与えられれば、レンジＲは、次のように算出され得る。
ここで、ｃは光速を示す。図６は、ＲＴＴ測定の原理を示す。図６に示されているように、ＲＴＴ値は、
ＲＴＴ＝ｔ４－ｔ１－ＵＥ ＲｘＴｘ
として取得され、ここで、ＵＥ ＲｘＴＸは、
ＵＥ ＲｘＴｘ＝ｔ３－ｔ２
としてＵＥにおいて測定され、ＲＲＣまたはＭＡＣプロトコルを介して基地局に折り返し報告される。
ＲＴＴ＝ｔ４－ｔ１－ＵＥ ＲｘＴｘ
として取得され、ここで、ＵＥ ＲｘＴＸは、
ＵＥ ＲｘＴｘ＝ｔ３－ｔ２
としてＵＥにおいて測定され、ＲＲＣまたはＭＡＣプロトコルを介して基地局に折り返し報告される。
【0084】
Ｒにおける主な不正確さは、ＵＥおよび基地局における信号受信プロセスによるものである。１つのそのような測定の理論的不正確さは、自由空間伝搬において、次のように、測定帯域幅に反比例する。
３０ＭＨｚの例示的な測定帯域幅の場合、考えられる最良の時間不正確さ（１つの標準偏差）は、２．６５ｎｓであり、これは光速での距離において１ｍよりもわずかに小さい。ＲＴＴのために２つの依存しない測定プロセスが使用されるので、４０ＭＨｚ測定帯域幅が、約１ｍの組み合わせられたＲＴＴ測定不正確さを生じることになる。
【0085】
さらに、ドップラーシフト測定が、Ｅ－ＵＴＲＡＮおよび／またはＮＧ－ＲＡＮにおけるＵＥまたは基地局によって行われ得る。ドップラーシフト（またはドップラー周波数）は、無線ソース（たとえば、基地局）への方向または無線ソースからの方向におけるＵＥの速さに関係し、次のように算出される。
ここで、ｆＤはドップラー周波数であり、ｖは、基地局に対するＵＥの（離れる）速度であり、ｃは光速であり、ｆｃはキャリア周波数である。
【0086】
ドップラーシフト測定は、いくつかのやり方で取得され得る。１つの手法は、ＬＴＥシステムおよびＮＲシステムにおいてＯＦＤＭ受信中に実施されるフーリエ変換を使用することである。フーリエ変換関係式
は、その場合、互いの後の、たとえば２つＯＦＤＭシンボル上の参照信号間の位相シフトを比較するために、アップリンクにおいて活用され得る。これはまた、複数基地局ドップラーシフト測定を可能にする。
【0087】
ＬＴＥとＮＲの両方において、ＵＥによる物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）送信は、基地局によってドップラーシフトについて測定され得、サウンディング参照信号（ＳＲＳ）は、同じくＮＲ基地局（たとえば、ｇＮＢ）によって測定され得る。ＵＥは、ＰＲＳとセル固有ＲＳ（ＣＲＳ）とを含む様々なＤＬ ＲＳに関するドップラーシフトを測定することができる。たとえば、ＮＲ ＵＥは、参照信号受信電力（ＲＳＲＰ）測定のために使用される同じシンボルに基づいて、ドップラーシフトを推定し得る。さらに、１つのｇＮＢまたはＴＲＰは、ＵＥがビーム固有参照信号（たとえば、ＳＳＢ）に関するドップラーシフトを正確に測定することができるように、十分に空間的に分離し得る異なる方向においてビームを送信し得る。
【0088】
ＵＥデカルト２次元（２Ｄ）位置および速度（すなわち、垂直高度および速度なし）の正確な推定が重要である、多くの使用事例がある。これらは、以下を含む。
・ Ａ－ＧＮＳＳおよび正確なネットワークベース方法に依存しない、シームレスな高正確さパーソナルナビゲーション。
・ Ａ－ＧＮＳＳおよび正確なネットワークベース方法に依存しない、シームレスな個人の安全およびＥ－９１１位置特定。
・ トラフィックフロー（ｔｒａｆｆｉｃ ｆｌｏｗ）分析。この使用事例は、大規模移動パターンの推定、たとえば、都市におけるトラフィックフロー、より大きい事故または社会不安における群衆移動などに関連する。この使用事例は、Ａ－ＧＮＳＳ利用可能性なしのエリアにおいて正確でシームレスな２Ｄ位置および速度推定から利益を得る。
・ 予測ハンドオーバまたは条件付きハンドオーバなどのネットワーク機能のシームレスサポート。この使用事例は、ハンドオーバが完了されるか、さらには始動され得る前に、その接続をドロップし得る、迅速に移動するＵＥに関連する。ハンドオーバの予測のために、ＵＥ位置および速度の正確な推定が必要とされる。関連のあるシナリオは、しばしば、屋内で、列車またはバスの中で、トンネル内でなど、発生し、それらのすべては、Ａ－ＧＮＳＳ利用不可能性という欠点がある。ＯＴＤＯＡ方法およびＵ－ＴＤＯＡ方法は、必要とされる速度情報を提供しない。
・ Ａ－ＧＮＳＳおよび正確なネットワークベース方法に依存しない、シームレスな高正確さパーソナルナビゲーション。
・ Ａ－ＧＮＳＳおよび正確なネットワークベース方法に依存しない、シームレスな個人の安全およびＥ－９１１位置特定。
・ トラフィックフロー（ｔｒａｆｆｉｃ ｆｌｏｗ）分析。この使用事例は、大規模移動パターンの推定、たとえば、都市におけるトラフィックフロー、より大きい事故または社会不安における群衆移動などに関連する。この使用事例は、Ａ－ＧＮＳＳ利用可能性なしのエリアにおいて正確でシームレスな２Ｄ位置および速度推定から利益を得る。
・ 予測ハンドオーバまたは条件付きハンドオーバなどのネットワーク機能のシームレスサポート。この使用事例は、ハンドオーバが完了されるか、さらには始動され得る前に、その接続をドロップし得る、迅速に移動するＵＥに関連する。ハンドオーバの予測のために、ＵＥ位置および速度の正確な推定が必要とされる。関連のあるシナリオは、しばしば、屋内で、列車またはバスの中で、トンネル内でなど、発生し、それらのすべては、Ａ－ＧＮＳＳ利用不可能性という欠点がある。ＯＴＤＯＡ方法およびＵ－ＴＤＯＡ方法は、必要とされる速度情報を提供しない。
【0089】
さらに、エアボーン無線制御ドローン（すなわち、無人航空機または略してＵＡＶ）が、ますます一般的になっている。従来、ドローンは、ドローンオペレータによって使用される専用または関連するコントローラからの無線信号の伝搬レンジ内で動作するように限定されている。しかしながら、最近、ドローンがセルラネットワーク上で遠隔制御されることを可能にする機能が、ドローンのレンジをかなり増大させている。しかしながら、最近の傾向は、ＬＴＥ ＵＥをアタッチし、そのＵＥをドローンのナビゲーションシステムに結合し、それにより「エアボーンＵＥ」または「エアリアルＵＥ」を作成することによって、ドローン動作レンジを拡大することである。この構成では、ドローンは、複数のセルをカバーするはるかに広いレンジにわたって制御され、主にドローンのバッテリー容量によって限定され得る。？ いくつかのマーケットでは、これは、このようにしてドローンにアタッチされたＵＥが、エアリアルＵＥとして登録されることを必要とすることなどによって、すでに規制されている。たとえそうでも、多くのオペレータが、自分のエアリアルＵＥを登録することに失敗し（または登録することを拒否し）、したがって、これらのドローンは「ローグドローン（ｒｏｇｕｅ ｄｒｏｎｅ）」になる。以下では、「エアリアルＵＥ」および「ドローン」という用語は、別段に記載されていない限り、互換的に使用される。
【0090】
エアリアルＵＥは、様々な理由で、飛行中に制限される必要がある。たとえば、エアリアルＵＥは、地上のまたは地上に近い従来のＵＥによって経験される無線伝搬条件とは異なる無線伝搬条件を経験し得る。エアリアルＵＥが基地局アンテナ高さに対して低い高度において飛んでいるとき、エアリアルＵＥは、従来のＵＥのように挙動する。しかしながら、エアリアルＵＥが基地局アンテナ高さをかなり上回って飛んでいるとき、エアリアルＵＥからのアップリンク信号は、この高さにおいて妨害がないことが、極めて好都合な（たとえば、見通し線）伝搬条件をもたらすので、複数の（たとえば、多くの）セルによって受信され得る。
【0091】
したがって、エアリアルＵＥからのアップリンク信号は、ネイバーセルにおける干渉を増加させることがある。増加された干渉は、地上のまたは地上近くの従来のＵＥ（たとえば、スマートフォン、モノのインターネット（ＩｏＴ）デバイスなど）に悪影響を及ぼす。したがって、ネットワークは、従来のＵＥの性能への影響を制限するために、ネットワークにおけるエアリアルＵＥのアドミッションを限定する必要があり得る。さらに、基地局アンテナビームパターンは、一般に、地上レベルにおいてまたは地上レベルの近くでＵＥをサーブするために下に傾けられる（たとえば、負の仰角）ので、従来のＵＥは、一般に、アンテナパターンのメインローブから受信する／そのメインローブに送信する。しかしながら、アンテナ高さを著しく上回って飛ぶエアリアルＵＥは、小さいエリア内で著しく変動することがある、アンテナパターンのサイドローブによってサーブされる可能性がある。したがって、エアリアルＵＥは、オペレータがドローンの制御を失うことを引き起こすことがある、急激な信号損失を経験し得る。
【0092】
さらに、エアリアルＵＥは、空域のいくつかの部分において違法に飛ぶとき、危険な状況をもたらすことがある。たとえば、ローグドローンは、主要空港の近くの制限された空域において飛ぶことによって、商業エアトラフィックを危険にさらしており、多くのそのような事象が欧州と米国の両方において報告されている。２０１９年には、ヒースロー、ガトウィック、およびニューアーク国際空港を一時的に閉鎖した、いくつかのそのような事象があった。他の危険な状況は、軍事的制限されたエリアへの進入と、墜落がおそらく人間の負傷を引き起こすであろう、人口密度の高いエリア上の空域への進入とを含む。
【0093】
したがって、そのようなシナリオにおいて「ローグドローン」として動作するエアリアルＵＥを制限および／または限定することは、有益であり得る。これらおよび他のソリューションの必須条件は、エアリアルＵＥの現在の位置、速さ、および方向方位（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｂｅａｒｉｎｇ）（まとめて「状態」）のネットワーク知識である。２Ｄ位置および速度さえも、制限された空域に対するエアリアルＵＥ位置／移動を決定するために有益であろう。しかしながら、ローグドローンオペレータは、しばしば、Ａ－ＧＮＳＳ機能を無効にし、上述のように、既存のＯＴＤＯＡ方法およびＵ－ＴＤＯＡ方法は、速度情報を提供しない。
【0094】
要約すると、既存の３ＧＰＰ規格化された測位技法は、上記で説明された使用事例に関して、以下の問題、問題点、および／または困難を有する。
・ Ａ－ＧＮＳＳは、ＵＥが特定のＡ－ＧＮＳＳ受信機ハードウェアを有することに依拠し、そのハードウェアは、いくつかのＵＥにおいて利用可能でないかまたは有効にされないことがある。Ａ－ＧＮＳＳはまた、衛星カバレッジが妨害され得る特定の屋内または他の状況において、不良な信号利用可能性を有する。
・ Ｕ－ＴＤＯＡは、測位ノード（たとえば、ＬＭＦ、Ｅ－ＳＭＬＣ）において実施されるべきＵＥ位置計算を必要とし、速度情報を提供しない。ＵＴＤＯＡはまた、ＵＥ信号を測定することが可能である少なくとも４つの空間的に分離された送信ポイントの要件により、不良な利用可能性を有する。
・ ＯＴＤＯＡは、速度情報を提供せず、ＵＥが少なくとも４つの空間的に分離された送信ポイントからの信号を測定することが可能であることの要件により、不良な利用可能性を有する。
・ Ａ－ＧＮＳＳは、ＵＥが特定のＡ－ＧＮＳＳ受信機ハードウェアを有することに依拠し、そのハードウェアは、いくつかのＵＥにおいて利用可能でないかまたは有効にされないことがある。Ａ－ＧＮＳＳはまた、衛星カバレッジが妨害され得る特定の屋内または他の状況において、不良な信号利用可能性を有する。
・ Ｕ－ＴＤＯＡは、測位ノード（たとえば、ＬＭＦ、Ｅ－ＳＭＬＣ）において実施されるべきＵＥ位置計算を必要とし、速度情報を提供しない。ＵＴＤＯＡはまた、ＵＥ信号を測定することが可能である少なくとも４つの空間的に分離された送信ポイントの要件により、不良な利用可能性を有する。
・ ＯＴＤＯＡは、速度情報を提供せず、ＵＥが少なくとも４つの空間的に分離された送信ポイントからの信号を測定することが可能であることの要件により、不良な利用可能性を有する。
【0095】
予測不可能な外乱をモデル化する加算性白色ガウス雑音を用いた線形ベクトル差分式によって記述される、離散時間線形動的システムの状態を推定するために、カルマンフィルタが使用され得る。カルマンフィルタの動的モデルは、
ｘ（ｋ＋１）＝Ｆ（ｋ）ｘ（ｋ）＋ｖ（ｋ）
によって与えられ、ここで、ｘ（ｋ）は、ｎｘ次元状態ベクトルであり、ｖ（ｋ），ｋ＝０，１，・・・は、共分散を伴う、ゼロ平均白色ガウス過程雑音のシーケンス（同じくｎｘベクトル）である。
測定式は、
ｚ（ｋ）＝Ｈ（ｋ）ｘ（ｋ）＋ｗ（ｋ） ｋ＝１，・・・
であり、ｗ（ｋ）は、共分散を伴う、ゼロ平均白色ガウス測定雑音のシーケンスである。
ｘ（ｋ＋１）＝Ｆ（ｋ）ｘ（ｋ）＋ｖ（ｋ）
によって与えられ、ここで、ｘ（ｋ）は、ｎｘ次元状態ベクトルであり、ｖ（ｋ），ｋ＝０，１，・・・は、共分散を伴う、ゼロ平均白色ガウス過程雑音のシーケンス（同じくｎｘベクトル）である。
ｚ（ｋ）＝Ｈ（ｋ）ｘ（ｋ）＋ｗ（ｋ） ｋ＝１，・・・
であり、ｗ（ｋ）は、共分散を伴う、ゼロ平均白色ガウス測定雑音のシーケンスである。
【0096】
行列Ｆ、Ｈ、Ｑ、およびＲは、知られていると仮定され、場合によっては時間変動する。言い換えれば、システムは時間変動し、雑音非定常であり得る。概して知られていない、初期状態ｘ（０）は、知られている平均と共分散とを用いてガウス分布された、ランダム変数としてモデル化される。２つの雑音シーケンスと初期状態とは、互いに独立していると仮定され、これは「線形ガウス（ＬＧ）仮定」とも呼ばれる。
【0097】
条件付き平均は、次のように規定される。
ここで、Ｚｋ＝｛ｚ（ｊ），ｊ≦ｋ｝は、時間ｋにおいて利用可能な観測のシーケンスを示し、ｊ＝ｋである場合、状態の推定であり、ｊ＞ｋである場合、状態の予測された値である。データＺｋまたは推定に関連する共分散が与えられた、ｘ（ｊ）の条件付き共分散行列は、以下である。
【0098】
図７は、カルマンフィルタの例示的な流れ図を示す。推定アルゴリズムは、利用可能であると仮定される、ｘ（０）の初期推定
と、関連する初期共分散Ｐ（０｜０）とで開始する。第２の（条件付け）インデックス０は、Ｚ０、初期情報を表す。したがって、動的推定アルゴリズム、カルマンフィルタ（ＫＦ）の１つのサイクルが、以下の推定を取得するための算出からなることになる。
これは、時間ｋを含む、時間ｋまでの観測と、関連する共分散行列とが与えられた、時間ｋ（現在の段階）における状態の条件付き平均である。
【0099】
拡張カルマンフィルタ（ＥＫＦ）は、現在の平均および共分散の推定に関して線形化する、カルマンフィルタの非線形バージョンである。ＥＫＦモデルは、線形状態空間差分式（たとえば、離散時間における微分式）および非線形測定式である。微分式は、次いで、以下で説明されるように離散化される。測定更新は、ＥＫＦのための基礎としてカルマンフィルタが使用される場合、線形化測定行列を必要とするので、結果として、線形化は、予測された測定の周りの、測定式のものになり、すなわち、
ＥＫＦの基礎をなす状態空間モデルは、以下によって与えられる。
上記では、上付き文字ｉは（以下でより詳細に説明される）移動モードインデックスであり、ｈ（ｘ）は測定式であり、Ｆは離散時間システム行列である。さらに、量ｗｉ（ｔｋ）および量ｅ（ｔｋ）は、それぞれ、システム雑音および測定雑音である。それらの共分散行列は、以下によって与えられる。
モードｉについてのＥＫＦの１つの反復は、以下の式によって与えられる。
【0100】
いくつかの車両の移動状態をモデル化するためにカルマンフィルタが使用され得るが、従来のカルマンフィルタは、ドローンなどのエアリアルＵＥの状態をモデル化するには不十分である。より詳細には、ドローンは、測定処理のために適用される最適推定器によって反映される必要がある、移動の極めて特定のモードを有する。たとえそうでも、複数の動的移動モードを有するドローンなどの物体の状態推定のための様々な方法がある。
【0101】
そのような推定を実施するための一般的な技法は、物体の状態の同時確率分布（ｊｏｉｎｔ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）に基づく。概して、時間的に順方向の物体の状態の伝搬が、フォッカー－プランク（Ｆｏｋｋｅｒ－Ｐｌａｎｃｋ）偏微分方程式によって管理される。この測定処理は、測定の尤度（ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）と事前確率分布とから、事後確率状態分布を取得するための多次元統合によって実施される。このプロセスは、より一般的にはベイズ推定と呼ばれる。しかしながら、概して、実装は、算出要件およびメモリ要件に関して極めて複雑であり得る。ベイズ推定方法は、確率密度関数が「粒子」として離散化される「粒子フィルタ」としての近似によって、ある程度簡略化され得る。たとえそうでも、粒子フィルタ処理の実装は、極めて複雑であり得る。
【0102】
極端な簡略化として、物体の移動モードの各々が、別々にモデル化および推定され得、アドホック論理が、任意の所与の時間において適用可能な移動モードを選択するために使用される。たとえば、従来の飛行機の状態を推定するために、２つの移動モード、すなわち、一定速度（ｃｏｎｓｔａｎｔ ｖｅｌｏｃｉｔｙ）モード（すなわち、直線移動）と、一定速度モードよりもはるかに高いアジリティを伴って測定に応答することができる操作モードとが使用され得る。操作検出器は、操作モードが、一定速度モードよりも良く、着信測定にマッチすると見なされる場合、操作モードを選択することができる。操作が終了された後に、再初期化された一定速度モードが、状態推定のために使用され得る。この手法に関する１つの問題、問題点、および／または困難は、操作検出器のための適切なしきい値の選択である。
【0103】
マルチ移動モード状態推定問題に対する別の手法は、対話型複数モデル（ＩＭＭ）フィルタである。ＩＭＭアルゴリズムは、システムが有限数のモデルのうちの１つに従って挙動すると仮定する。これらのモデルは、異なる状態次元および知られていない入力を有することなど、雑音レベルおよび／または構造において異なることがある。ＩＭＭ手法では、時間ｋにおいて、状態推定は、ｒ個のフィルタを使用して各可能なモデルについて算出され、各フィルタが、前のモデル条件付き（ｍｏｄｅｌ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｄ）推定の異なる組合せ、いわゆる「混合初期条件（ｍｉｘｅｄ ｉｎｉｔｉａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）」を使用する。したがって、状態推定の混合は、フィルタ更新サイクルの始まりにおいて実施される。
【0104】
図８は、並列に動作するｒ個の対話型ＥＫＦを含む、ＩＭＭアルゴリズムの１つの動作サイクルを示す。ＩＭＭアルゴリズムの全体的構造が、以下によって与えられる。
（Ｎｅ；Ｎｆ）＝（ｒ；ｒ）、
ここで、Ｎｅは、アルゴリズムのサイクルの開始における推定の数であり、Ｎｆはフィルタの数である。アルゴリズムの１つのサイクルは、以下の動作を含む。
１． 状態対話。初期条件をモードマッチドフィルタ処理（ｍｏｄｅ ｍａｔｃｈｅｄ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）に提供するために、前の反復の状態および共分散行列が、混合される必要がある。この混合は、モード遷移確率行列と前の反復のモード確率とに基づき、いわゆる混合確率、μｉ｜ｊ、ｉ，ｊ＝１，．．．ｒによって与えられる。この規定は、時間ｔｋ－１までのデータＺｋ－１を条件として、モードＭｊが事実上時間ｔｋにあることが与えられれば、モードＭｉが事実上時間ｔｋ－１にあった確率に基づく。結果は、以下になる。
２． 混合（ｊ＝１，・・・ｒ）。
で開始して、Ｍｊ（ｋ）にマッチしたフィルタについての混合初期条件を次のように算出する。
上記に対応する共分散は、以下によって与えられる。
３． モードマッチドフィルタ処理（ｊ＝１，・・・ｒ）。ステップ２において取得された推定および共分散は、それぞれのモードにマッチしたｒ個のＥＫＦへの入力として使用される。ＥＫＦ算出の反復が、上記で説明されたように各モードについて実施される。ｒ個のフィルタに対応する尤度関数が、次のように、混合初期条件と、関連する共分散とを使用して算出される。
４． モデル確率更新（ｊ＝１，・・・，ｒ）。尤度関数が与えられれば、モデル確率は、以下に従って更新される。
ここで、
が、上記で与えられ、
は、正規化ファクタである。
５． 推定と共分散との組合せ。モデル条件付きの推定と共分散との組合せが、以下の混合式に従って行われる。
（Ｎｅ；Ｎｆ）＝（ｒ；ｒ）、
ここで、Ｎｅは、アルゴリズムのサイクルの開始における推定の数であり、Ｎｆはフィルタの数である。アルゴリズムの１つのサイクルは、以下の動作を含む。
１． 状態対話。初期条件をモードマッチドフィルタ処理（ｍｏｄｅ ｍａｔｃｈｅｄ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）に提供するために、前の反復の状態および共分散行列が、混合される必要がある。この混合は、モード遷移確率行列と前の反復のモード確率とに基づき、いわゆる混合確率、μｉ｜ｊ、ｉ，ｊ＝１，．．．ｒによって与えられる。この規定は、時間ｔｋ－１までのデータＺｋ－１を条件として、モードＭｊが事実上時間ｔｋにあることが与えられれば、モードＭｉが事実上時間ｔｋ－１にあった確率に基づく。結果は、以下になる。
５． 推定と共分散との組合せ。モデル条件付きの推定と共分散との組合せが、以下の混合式に従って行われる。
【0105】
上記で説明された計算を実施するより前に、ＩＭＭフィルタをセットアップするために以下の３つの選定が行われなければならない。
・ 移動モードの規定。各移動モードについて、これは、状態空間モデルの規定、すなわち、ダイナミクスを規定するあるベクトル差分式と、測定への状態のマッピングを規定する別の静的ベクトル式との規定に相当する。さらに、測定式と動的状態モデルとの不正確さが、不確実性の共分散行列に関して規定される。
・ 遷移確率の規定。これらは、モードがどのように対話するかを説明する。一般に、これは、時間の２つの離散インスタンス間の推定される物体のモード遷移の確率を表す、隠れマルコフモデルとして与えられる。
・ フィルタ初期条件の選択。これは、各モデルの予想される初期状態および共分散を規定することに相当する。
・ 移動モードの規定。各移動モードについて、これは、状態空間モデルの規定、すなわち、ダイナミクスを規定するあるベクトル差分式と、測定への状態のマッピングを規定する別の静的ベクトル式との規定に相当する。さらに、測定式と動的状態モデルとの不正確さが、不確実性の共分散行列に関して規定される。
・ 遷移確率の規定。これらは、モードがどのように対話するかを説明する。一般に、これは、時間の２つの離散インスタンス間の推定される物体のモード遷移の確率を表す、隠れマルコフモデルとして与えられる。
・ フィルタ初期条件の選択。これは、各モデルの予想される初期状態および共分散を規定することに相当する。
【0106】
本開示の例示的な実施形態は、ＵＥのサービング基地局（たとえば、ｅＮＢ／ｇＮＢ）および／またはサービングセルに関連するアンテナ、ならびにネイバー基地局および／またはネイバーセルに関連するアンテナなど、ＲＡＮにおける２つの空間的に分離された送信ポイント（ＴＰ）からの信号上のＵＥドップラーシフト測定に基づく、新規のＩＭＭベース状態推定技法を提供することによって、これらおよび他の問題、問題点、および／または困難に対処することができる。この技法は、以下、すなわち、
・ ＵＥと、ＵＥのサービングセルに関連するＴＰとの間の信号ＲＴＴの測定、または
・ 第３の空間的に分離されたＴＰ（たとえば、第２のネイバーセル）からの信号のＵＥドップラーシフト測定
のうちの１つにも基づく。
・ ＵＥと、ＵＥのサービングセルに関連するＴＰとの間の信号ＲＴＴの測定、または
・ 第３の空間的に分離されたＴＰ（たとえば、第２のネイバーセル）からの信号のＵＥドップラーシフト測定
のうちの１つにも基づく。
【0107】
いずれの場合も、これらの技法は、ＵＥがサービング基地局からＲＴＴを入手し得るか、または、ＵＥが、ｔ３－ｔ２（図６参照）とＵＬ遅延がＤＬ遅延に等しいという仮定とをＵＥが使用することができるように、ＵＥのタイミングアドバンス（ＴＡ）が調節されたと仮定することができるので、ＵＥにおいてのみ実装され得る。これらの実施形態は、以下を含む、様々な利益および／または利点を提供する。
・ 高正確さもつ２Ｄ水平位置の推定、たとえば、誤差≦１５ｍ、
・ 高正確さをもつ２Ｄ速度推定の推定、たとえば、誤差≦１．５ｍ／ｓ、
・ 推定が、ＵＥのすべての適用例および特徴によって使用可能である、
・ 衛星信号への依拠なし、および２～３個の空間的に分離されたＴＰからの受信のみを必要とするので、優れた屋内利用可能性、
・ 特殊なＵＥハードウェアおよび／またはソフトウェア必須条件なし、
・ 任意のＵＥ世代（たえば、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇなど）において実装され得る、ならびに
・ 以下などの様々な新しい使用事例を容易にする。
○ Ａ－ＧＮＳＳおよび他の高正確さネットワークベース方法に依存しない、シームレスな高正確さパーソナルナビゲーション、
○ Ａ－ＧＮＳＳおよび他の高正確さネットワークベース方法に依存しない、シームレスな個人の安全およびＥ－９１１位置特定、
○ 位置ベース商業サービス、たとえば、トラフィックフロー分析、ならびに
○ 位置ベースネットワーク機能、たとえば、予測ハンドオーバ。
・ 高正確さもつ２Ｄ水平位置の推定、たとえば、誤差≦１５ｍ、
・ 高正確さをもつ２Ｄ速度推定の推定、たとえば、誤差≦１．５ｍ／ｓ、
・ 推定が、ＵＥのすべての適用例および特徴によって使用可能である、
・ 衛星信号への依拠なし、および２～３個の空間的に分離されたＴＰからの受信のみを必要とするので、優れた屋内利用可能性、
・ 特殊なＵＥハードウェアおよび／またはソフトウェア必須条件なし、
・ 任意のＵＥ世代（たえば、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇなど）において実装され得る、ならびに
・ 以下などの様々な新しい使用事例を容易にする。
○ Ａ－ＧＮＳＳおよび他の高正確さネットワークベース方法に依存しない、シームレスな高正確さパーソナルナビゲーション、
○ Ａ－ＧＮＳＳおよび他の高正確さネットワークベース方法に依存しない、シームレスな個人の安全およびＥ－９１１位置特定、
○ 位置ベース商業サービス、たとえば、トラフィックフロー分析、ならびに
○ 位置ベースネットワーク機能、たとえば、予測ハンドオーバ。
【0108】
一例として、緊急（たとえば、Ｅ－９１１）測位は、一般に、ＯＴＤＯＡまたはＵ－ＴＤＯＡへのフォールバックを伴って、高正確さのためにＡ－ＧＮＳＳに依拠する。この使用事例では、屋内利用可能性と高正確さ位置の両方が重要であるが、速度情報も、移動している車両の事故の場合に有用であり得る。通常、緊急測位は、事故が発生した後に始動され、したがって、事故前のＡ－ＧＮＳＳ位置および速度推定は、概して、利用不可能である。しかしながら、実施形態が、ＵＥについての２Ｄ位置および速度を継続的に推定するアビリティを提供し、それにより、より速いおよび拡張されたログ記録されたＥ－９１１測位を可能にする。これは、屋内のような、Ａ－ＧＮＳＳ利用可能性なしの場合に特に有用であろう。
【0109】
別の例として、実施形態は、たとえば雪崩を起こしやすい地勢において、個人の安全適用例のために使用され得る。ＵＥは、２Ｄ位置および速度をログ記録し、事故の場合、場合によっては高電力リピータと連携して、そのような情報を緊急センタに転送して、カバレッジを拡張し得る。代替的に、２Ｄ位置および速度は、Ｅ－９１１シナリオについて上記で説明されたのと同様にして、事故の前でも周期的にアプリケーションサーバに送られ得る。
【0110】
図９は、本開示の様々な例示的な実施形態による、例示的なエアリアルＵＥ（またはドローン）状態推定システムのアーキテクチャを示すブロック図である。特に、図９は、（９２１～９２２と標示された）少なくとも２つのＲＡＮノードと、随意に（９２３と標示された）第３のＲＡＮノードとを含む、ＲＡＮ９２０と通信する２つのＵＥ９１０ａ、ｂを示す。特に、ＵＥ９１０ａは従来の地球上のＵＥ（たとえば、スマートフォン）を表し、ＵＥ９１０ｂはエアリアルＵＥ（たとえば、ドローン）を表す。以下の説明では、ＵＥ９１０ａ、ＵＥ９１０ｂのいずれかを表すために、ＵＥ９１０が使用される。
【0111】
ＲＡＮノードは、ドローン９１０によって送信されたＵＬ信号（たとえば、ＳＲＳ）上で測位測定を行い、および／あるいは、ＵＥ９１０による測位測定を容易にするためにＰＲＳまたは他の信号を送信し得る。いずれの場合も、ＲＡＮノードまたはＵＥによる雑音の多い測定が、状態推定器９３０に入力され、状態推定器９３０は、複数のＵＥ移動モードに対応する、
と呼ばれる、時間インスタンスｋにおけるＵＥ状態推定を生成するために、以下でより詳細に説明される技法に従って、雑音の多い測定に対して動作する。
【0112】
いくつかの実施形態では、状態推定器９３０は、ＵＥ９１０中に位置し得、これは、ＵＥ９１０が、ＲＡＮノードによって送信されたＤＬ ＲＳ上で測定を実施するとき、特に有利であり得る。他の実施形態では、状態推定器９３０はＲＡＮノードのうちの１つ中に位置し得、これは、ＲＡＮノードが、ＵＥ９１０によって送信されたＵＬ ＲＳ上で測定を実施するとき、特に有利であり得る。他の実施形態では、状態推定器９３０は、上記で説明されたＥ－ＳＭＬＣまたはＬＭＦなど、コアネットワーク機能中に位置するか、またはコアネットワーク機能に関連し得る。
【0113】
随意に、状態推定器９３０の出力が、ドローン検出器９４０に入力され得、ドローン検出器９４０は、条件付きドローン確率メトリック、
を生成するためにこの情報に対して動作する。ドローン検出器９４０は、（たとえば、ＲＡＮノードまたはコアネットワーク機能中で）状態推定器９３０とコロケートされるか、あるいは、別個のノードまたは機能中にあり得る。
【0114】
上述のように、ＥＫＦモデルは、ポイントの周りで線形化される、非線形測定モデルに基づく。様々な非線形測定モデルが、個々にまたは組み合わせてのいずれかで使用され得る。
【0115】
いくつかの実施形態では、非線形レンジ測定モデルが、ＲＴＴ測定に基づいて、使用され得る。たとえば、これは、ＬＴＥにおけるサービングセルタイミングアドバンス（ＴＡ）であるか、または基地局（たとえば、ｇＮＢ）による実際のＲＴＴ測定であり得る。ＲＴＴベースレンジ測定モデルは、以下によって与えられる。
ここで、
は、ゼロ垂直高度の仮定とともに、水平座標についてのｋ番目の推定位置状態を示す。項ｘｓ，ｉ、ｉ＝１，２，３はサイトｓの３Ｄ位置を示し、定数ｃは光速である。測定モデルの導関数（ヤコビアン）が、（以下で説明されるように）ホバリングモードのために使用され、レンジ測定のために以下のように規定される。
ＲＴＴ測定はスカラであり、不規則に実施されるので、測定共分散行列もスカラであり、ｒｉに等しい。
【0116】
ＵＥの移動によるドップラーシフトは、受信されたＤＬ信号における周波数シフトとして現れる。ドップラーシフトがなければｓ（ｔ）としてＵＥに達する信号が、代わりに、周波数シフトｆＤを伴う
として受信される。ＯＦＤＭシステムにおいて周波数シフトを推定するためのいくつかのやり方がある。たとえば、２つの同等の送信信号が、受信の後に相関され得、２つの同等の信号間の位相変化が、次いで、周波数シフトを推定するために使用される。
【0117】
周波数シフトを、伝搬チャネルの一部、ｈ（ｔ；τ）であると見なすことも可能であり、ここで、ｔは時間であり、τは遅延である。その場合、周波数シフトの影響は、ｈ（ｔ；τ）が
によって置き換えられることである。
【0118】
物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）または物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）に関連する復調用参照信号（ＤＭ－ＲＳ）、セル固有参照信号（ＣＲＳ）、測位参照信号（ＰＲＳ）、チャネル状態情報参照信号（ＣＳＩ－ＲＳ）、同期信号／ＰＢＣＨブロック（ＳＳＢ）などを含む、様々なＤＬ信号またはチャネルが、周波数シフト推定のために使用され得る。
【0119】
エアリアルＵＥの場合、チャネルは、一般に非分散性であり、したがって、ｈ（ｔ）として記述され得る。Φｉ＝∠ｈ（ｔｉ）（すなわち、時間ｔｉにおけるチャネルの位相）であるとし、「＾」を、推定を示すものとする。その場合、周波数シフトｆは、次のように、（たとえば、ＰＵＳＣＨに関連する）２つの異なる参照信号についての２つのチャネル推定を使用して推定される。
ここで、ΔＴ＝ｔ２－ｔ１は、２つのチャネル推定間の時間差である。推定正確さは、
とΔＴの両方の正確さに依存する。
ここで、
は、それぞれ、
についての分散、および
についての分散である。
は、信号対雑音比（ＳＮＲ）の増加とともに減少する。
【0120】
受信されたＳＮＲを増加させるための１つのやり方は、ＳＳＢおよび／またはＣＲＳの繰返しなど、測定のために使用される信号繰返しの数を増加させることである。しかしながら、これは、状態推定が更新され得るレートをも限定する。受信されるＳＮＲを増加させるための別の方法は、測定された信号を送るために使用される送信電力を増加させることである。これは、ＰＤＳＨＣなどのＵＥ固有送信について可能であり得るが、これはまた、ネイバーセルへの干渉を増加させることがある。
【0121】
上述のように、ＵＥ周波数シフトバイアスは、ランダムウォークとしてモデル化され、モード状態は、ドップラーシフトバイアスｘｂｉａｓをモデル化する１つの余分の状態を伴って増補される。ドップラーシフト測定は、次のようにモデル化される。
ここで、ｖｓ（ｔｋ）は、サイトｓとエアリアルＵＥとの間の距離が増加する速さを示す。ｃは光速を示す。負の符号は、ＵＥが基地局に接近するとき、ドップラーシフトが正であることを指示する。上記で説明されたように、ドップラーバイアスは、ＵＥ発振器不正確さによって左右され、すべてのＲＡＮノードによって観測されるものと同じである。
【0122】
測定されたドップラー周波数シフトを測定式における推定状態に関係付けるために、
と、サイトｓと
の方向ベクトルと、の間の単純なスカラ積算出が、以下につながることに留意されたい。
これは、ＵＥがゼロ高度において移動するという仮定に基づく。サイトｓからの信号上でＵＥによって行われる１つのドップラーシフト測定のための測定式は、以下である。
測定式は、上記のＥＫＦ反復式において指示されているように、予測された状態を使用して評価されるが、時間依存性はここで示されていない。測定式を使用すると、状態に関する偏導関数が算出されて、線形化された測定式を規定し得、すなわち、
これは、以下の関係を生じる。
上記で説明された実施形態、測定更新は、不規則およびスカラであり、したがって、測定共分散行列も、スカラであり、ｒｉに等しい。
【0123】
本開示の実施形態は、ドップラーシフトの測定のみに基づくＵＥ状態推定のために、２移動モードＩＭＭモデルを利用することができる。モデルは、駆動加速度雑音（ｄｒｉｖｉｎｇ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｎｏｉｓｅ）を伴う２つの連続時間一定速度モードに関して含み、より詳細には、
・ 極めて小さい加速度雑音とＵＥドップラーバイアス状態とを伴う、２Ｄ（ほぼ一定）速度ウィーナー過程。
・ 大きい加速雑音とＵＥドップラーバイアス状態とを伴う、２Ｄ（操作）速度ウィーナー過程。
・ 極めて小さい加速度雑音とＵＥドップラーバイアス状態とを伴う、２Ｄ（ほぼ一定）速度ウィーナー過程。
・ 大きい加速雑音とＵＥドップラーバイアス状態とを伴う、２Ｄ（操作）速度ウィーナー過程。
【0124】
ドップラーバイアス状態は、両方のモデルについて同じであり、ランダムウォークとしてモデル化され得ることに留意されたい。ＵＥのドップラーシフトバイアスは、ＵＥの参照発振器における不正確さから生じ、同じ値が、すべてのドップラーシフト測定において観測されることになる。上記の２移動モードについての連続時間式が、以下によって与えられ、ここで、上付き文字がモードを示す。
【0125】
上記において、ｘは、状態ベクトルを示す。状態ベクトル成分は、第１の位置座標としてのｘ１と、第２の位置座標としてのｘ２と、第１の速度座標としてのｘ３と、第２の速度座標としてのｘ４と、ＵＥ周波数バイアスとしてのｘ５とである。さらに、ｗはシステム雑音を示し、ｑ１１はｘ次元における加速度雑音の分散であり、ｑ２２はｙ次元における加速度雑音の分散であり、ｑｂｉａｓはＵＥドップラーバイアスのドリフトレートの分散であり、δ（ｔ－ｓ）はディラックのデルタ関数を示す。上付き文字は、（指数ではなく）上記で説明されたモードを示す。
【0126】
可変サンプリング間隔（すなわち、逐次サンプル間）を示すためにＴｋ＝ｔｋ－ｔｋ－１を使用して、上記のモデルの形式的サンプリングが、以下の関係式を与える。
【0127】
規則的／周期的測定更新を仮定して、モード遷移行列は、標準ＩＭＭフィルタにおいて固定である。いくつかの実施形態では、測定更新は不規則および／または非周期であり得、これは、性能に影響を及ぼすことがある。特に、ＩＭＭフィルタのモード混合は、１秒当たり極めて高くなることになり、場合によっては、直線移動モードの過少活用につながる。
【0128】
この潜在的問題点をハンドリングするために、いくつかの実施形態が、連続時間モード遷移確率モデルを提供し、これは、次いでサンプリングされる。このモデルのパラメータは、次いで、測定更新時間の間の所与の差について、うまく働くモード遷移行列から決定され得、この差は、以下で「サンプリング期間」と示される。次いで、新しい測定が到達するたびに、連続時間モデルが、再サンプリングされ（再離散化され）得る。
【0129】
連続時間モデルは、各モード確率の純増加が、他のモードからの拡散された確率の和－同じモードからの拡散に等しいことを反映するべきである。モードｉからの拡散されたモード確率についての妥当なモデルが、モード独自の拡散レートパラメータλｉｊと、時間増分ｈと、発信モードのモード確率μｉ（ｔ）との積である。これは、ベクトルモデルを与える。
再構成は以下を与える。
次いで、導関数の規定は常微分式を与え、
以下の解を伴う。
ここで、τは時間を示す。結果は、複雑であり、３つの未知数を算出するための数値解を必要とする。しかしながら、２つの他の有用な制約がある。第１に、定常非ゼロ解の場合、導関数は０であり、確率は合計して１（ｕｎｉｔｙ）になり、これは、以下につながる。
λ１１＝－λ１２
λ２２＝－λ２１
第２に、上記で使用された離散化されたモード遷移行列の対角エレメントが同じであり、これは、以下の式が、さらに次のように解を制限するために使用するのが時々可能であることを意味する。
λ１１＝λ２２
これらの関係を利用することは、以下を与える。
λ１１＝－λ１２
λ２２＝－λ２１
第２に、上記で使用された離散化されたモード遷移行列の対角エレメントが同じであり、これは、以下の式が、さらに次のように解を制限するために使用するのが時々可能であることを意味する。
λ１１＝λ２２
これらの関係を利用することは、以下を与える。
【0130】
不規則にサンプリングされた測定に適用可能なＩＭＭ実施形態では、モード切替え行列のサンプリングされたバージョンが必要とされる。これは、可変サンプリング間隔（すなわち、逐次サンプルの間）を表すために、τをＴｋ＝ｔｋ－ｔｋ－１と置き換えることによって取得され得る。したがって、混合確率は、以下によって与えられる。
追加の条件が課された、簡略化された事例では、上記は以下になる。
したがって、連続時間パラメータとサンプリング期間とが与えられれば、時間変動する離散時間遷移確率行列が算出され得る。これは、逐次測定時間の間の変動に関するモード混合不変式を作る。
【0131】
線形システム可観測性の概念は、実施形態が、空間的に分離された送信ポイントからの信号上の１つのＲＴＴ測定と２つのＵＥドップラーシフト測定とに基づいて、２Ｄ ＵＥ移動状態推定をどのように取得することができるかを示すために使用され得る。次数ｎの線形システム、たとえば、
は、以下の条件で観測可能である。
ここで、Ｏは、可観測性行列と呼ばれる。
【0132】
可観測性行列Ｏは、２つモードのうちの１つについて、線形化された測定式とともに上記の線形状態式を使用して評価された。可観測性行列の最小特異値ｓが、特に対数測度の形式において、可観測性の扱いやすい測度として使用された。以下のＴＰ位置に基づく例示的な２サイト構成が使用された。
Ｓ１＝（２００ １００ ５）Ｔｍ、Ｓ２＝（１００ ４０ １１０）Ｔｍ
さらに、ＵＥ移動は、一定速度、特に以下であると仮定された。
Ｓ１＝（２００ １００ ５）Ｔｍ、Ｓ２＝（１００ ４０ １１０）Ｔｍ
さらに、ＵＥ移動は、一定速度、特に以下であると仮定された。
【0133】
特異値ｓの対数測度は、以下によって与えられる。
１０１０ｌｏｇ（ｓ＋１０－２０）
ここで、最後の項は、測度を、－２００を上回るように限定することによって、数値問題を回避することが意図される。可観測性行列の最小特異値は非負であるので、－２００に等しい測度は、システムが観測可能でないことを示し、－２００よりも高い値は、システムが観測可能であることを指示する。
１０１０ｌｏｇ（ｓ＋１０－２０）
ここで、最後の項は、測度を、－２００を上回るように限定することによって、数値問題を回避することが意図される。可観測性行列の最小特異値は非負であるので、－２００に等しい測度は、システムが観測可能でないことを示し、－２００よりも高い値は、システムが観測可能であることを指示する。
【0134】
図１０Ａは、ｓの対数測度のプロットであり、システムが観測可能でないことを指示する。しかしながら、ＲＴＴ測定が、ＴＰまたはサイト（たとえば、ＵＥサービングセル）のうちの１つについてのＵＥドップラー測定に追加されるとき、システムは観測可能になる。これは、図１０Ｂに示されているｓの対数測度のプロットによって示される。
【0135】
言い換えれば、図１０Ｂは、（ＵＥ周波数バイアスを含む）２Ｄ ＵＥ移動状態推定が、第１のＴＰに関するドップラーシフトおよびＲＴＴ測定と、空間的に分離された第２のＴＰに関するドップラーシフト測定との組合せに基づいて取得され得るという、基礎をなす原理を示す。言い換えれば、これらの実施形態によれば、有効な２Ｄ ＵＥ移動状態推定を取得するために、２つの空間的に分離されたサイトのみが必要とされる。
【0136】
以下は、上記で説明された例示的な実施形態の性能を確認するために使用され得る、シミュレーション技法について説明する。これらの技法では、シミュレートされるＵＥ軌道、速度、および基地局位置が作り出され得る。さらに、シミュレートされるＵＥは、２つの最も近い基地局からの信号上で測定を実施するように設定され得る。以下の７つの基地局位置が、例示的なシミュレーションにおいて使用された。
Ｓ１＝（２００ １００ ５）Ｔｍ、
Ｓ２＝（１００ ４０ １１０）Ｔｍ、
Ｓ３＝（８００ －５０ ７０）Ｔｍ、
Ｓ４＝（５００ －１００ ５０）Ｔｍ、
Ｓ５＝（５０ ２００ １８０）Ｔｍ、
Ｓ６＝（０ ２４５ ６０）Ｔｍ、
Ｓ７＝（－５０ ０ ７５）Ｔｍ。
シミュレーションは、７０ＨｚのＵＥドップラーシフトバイアスをも使用した。図１１Ａは、アスタリスク（＊）によって指示された水平平面における７つの基地局の上記の位置とともに、シミュレーションにおいて使用された水平平面における実際のＵＥ軌道または経路のプロットである。図１１Ｂは、シミュレーションにおいて使用された水平平面における実際のＵＥ速度成分のプロットである。
Ｓ１＝（２００ １００ ５）Ｔｍ、
Ｓ２＝（１００ ４０ １１０）Ｔｍ、
Ｓ３＝（８００ －５０ ７０）Ｔｍ、
Ｓ４＝（５００ －１００ ５０）Ｔｍ、
Ｓ５＝（５０ ２００ １８０）Ｔｍ、
Ｓ６＝（０ ２４５ ６０）Ｔｍ、
Ｓ７＝（－５０ ０ ７５）Ｔｍ。
シミュレーションは、７０ＨｚのＵＥドップラーシフトバイアスをも使用した。図１１Ａは、アスタリスク（＊）によって指示された水平平面における７つの基地局の上記の位置とともに、シミュレーションにおいて使用された水平平面における実際のＵＥ軌道または経路のプロットである。図１１Ｂは、シミュレーションにおいて使用された水平平面における実際のＵＥ速度成分のプロットである。
【0137】
以下の表２は、例示的なシミュレーションにおける２モードＩＭＭ状態推定器のために使用されたパラメータを示す。
【0138】
性能は、（たとえば、実際の値からの）ＵＥドップラーシフト測定標準偏差とＲＴＴ測定標準偏差とのいくつかの組合せについて、上記で説明されたパラメータに基づいて評価された。３００ｎｓのＲＴＴ標準偏差が、５０ｍのレンジ標準偏差に対応する。２．０ｓのサンプリング期間が使用された。
【0139】
図１２Ａは、ＵＥドップラーシフト測定標準偏差とＲＴＴ測定標準偏差との関数としての推定水平位置の平均２乗誤差（ＭＳＥ）を示す。図１２Ｂは、ＵＥドップラーシフト測定標準偏差とＲＴＴ測定標準偏差との関数としての推定水平速度のＭＳＥを示す。図１２Ｃは、ＵＥドップラーシフト測定標準偏差とＲＴＴ測定標準偏差との関数としての推定ＵＥ周波数バイアスのＭＳＥを示す。これらの結果に基づいて、２つのＵＥドップラー測定と１つのＲＴＴ測定とに基づく実施形態は、測定不正確さの大きいレンジにわたって極めてよく機能すると結論付けられ得る。１５ｍ未満の位置ＭＳＥおよび１．５ｍ／ｓ未満の速度ＭＳＥが、しばしば達成される。
【0140】
図１３Ａ～図１３Ｂは、シミュレーションの過程中のすべての７つのサイトからの、それぞれ、ＲＴＴ測定の軌道および時間発展と、ＵＥドップラー測定の軌道および時間発展とを示す。これらは、２．０ｓのサンプリング期間と、２００ｎｓのＲＴＴ測定標準偏差と、６Ｈｚのドップラー測定標準偏差とに基づく。図１４Ａ～図１４Ｄは、図１３Ａ～図１３Ｂに示されている測定に基づく、ＵＥ移動状態推定器のこれらの実施形態のシミュレートされた性能を示す。
【0141】
特に、図１４Ａは、図１１Ａに示されている実際のＵＥ水平経路でオーバーレイされた推定ＵＥ水平経路を示す。同様に、図１４Ｂは、図１１Ｂに示されている実際のＵＥ水平速度成分でオーバーレイされた推定ＵＥ水平速度成分を示す。さらに、図１４Ｃは、推定ＵＥドップラーバイアスが７０Ｈｚの実際のＵＥドップラーバイアスのほうへどのように収束するかを示す。最終的に、図１４Ｄは、シミュレーションの過程にわたる２つのＩＭＭモードのモード確率の発展を示す。
【0142】
上記で説明された線形システム可観測性原理はまた、実施形態が、空間的に分離された送信ポイントからの信号上の３つのＵＥドップラーシフト測定に基づいて、２Ｄ ＵＥ移動状態推定をどのように取得することができるかを示すために使用され得る。図１０Ａが、システムが２つのサイトからのＵＥドップラーシフト測定に基づいて観測可能でないことを示すことを、想起されたい。
【0143】
しかしながら、空間的に分離されたサイトにおける第３のＵＥドップラーシフトのとき、システムは観測可能になる。この原理を示すために、以下のサイト
Ｓ３＝（８００ －５０ ７０）’
が、前の可観測性分析のために使用された２つサイトに追加された。得られたシステムの可観測性は、図１５に示されているｓの対数測度のプロットによって示される。言い換えれば、図１５は、（ＵＥ周波数バイアスを含む）２Ｄ ＵＥ移動状態推定が、第１、第２、および第３の空間的に分離されたＴＰに関するドップラーシフト測定に基づいて取得され得るという、基礎をなす原理を示す。
Ｓ３＝（８００ －５０ ７０）’
が、前の可観測性分析のために使用された２つサイトに追加された。得られたシステムの可観測性は、図１５に示されているｓの対数測度のプロットによって示される。言い換えれば、図１５は、（ＵＥ周波数バイアスを含む）２Ｄ ＵＥ移動状態推定が、第１、第２、および第３の空間的に分離されたＴＰに関するドップラーシフト測定に基づいて取得され得るという、基礎をなす原理を示す。
【0144】
以下は、これらの実施形態の性能を確認するために使用され得る、シミュレーション技法について説明する。特に、これらの技法は、上記で説明され、図１１Ａ～図１１Ｂに示されている、同じシミュレートされたＵＥ軌道、ＵＥドップラーシフトバイアス、ＵＥ速度、および基地局位置を使用する。さらに、シミュレーションは、上記の表２に示されている、２モードＩＭＭ状態推定器についての同じパラメータを使用する。ただし、この場合、シミュレートされるＵＥは、３つの最も近いサイトからの信号上で測定を実施するように設定される。
【0145】
図１６Ａは、ＵＥドップラーシフト測定標準偏差とサンプリング期間との関数としての推定水平位置の平均２乗誤差（ＭＳＥ）を示す。図１６Ｂは、ＵＥドップラーシフト測定標準偏差とサンプリング期間との関数としての推定水平速度のＭＳＥを示す。図１６Ｃは、ＵＥドップラーシフト測定標準偏差とサンプリング期間との関数としての推定ＵＥ周波数バイアスのＭＳＥを示す。これらの結果に基づいて、３つのＵＥドップラー測定に基づく実施形態は、測定不正確さの大きいレンジにわたって極めてよく機能すると結論付けられ得る。２５ｍ未満の位置ＭＳＥおよび１．５ｍ／ｓ未満の速度ＭＳＥが、しばしば達成される。さらに、ドップラーシフト測定正確さは、状態推定正確さのために、サンプリング期間よりも重要であるように見える。
【0146】
このシミュレーションにおいて使用されたすべての７つのサイト（すなわち、各測定時間における最も近い３つのサイト）からのＵＥドップラー測定は、図１３Ｂに示されているものと同じである。図１７Ａ～図１７Ｄは、図１３Ｂに示されている測定に基づく、ＵＥ移動状態推定器のこれらの実施形態のシミュレートされた性能を示す。
【0147】
特に、図１７Ａは、図１１Ａに示されている実際のＵＥ水平経路でオーバーレイされた推定ＵＥ水平経路を示す。同様に、図１７Ｂは、図１１Ｂに示されている実際のＵＥ水平速度成分でオーバーレイされた推定ＵＥ水平速度成分を示す。さらに、図１７Ｃは、推定ＵＥドップラーバイアスが７０Ｈｚの実際のＵＥドップラーバイアスのほうへどのように収束するかを示す。最終的に、図１７Ｄは、シミュレーションの過程にわたる２つのＩＭＭモードのモード確率の発展を示す。
【0148】
他の実施形態は、上記で説明されたＵＥ移動状態推定をサポートするための様々なネットワークシグナリング技法を含む。概して、そのような実施形態は、ＵＥ測定制御および測定報告のための既存のＬＴＥおよび／またはＮＲシグナリング技法に基づくが、いくつかの追加、拡張、および／または修正を伴い得る。ＮＲのためのいくつかの既存のシグナリング、測定、および報告技法の説明が、以下の３ＧＰＰ仕様において与えられる。
・ ３ＧＰＰ ＴＳ３８．３００セクション５．３．５．３（ＵＬタイミング制御）、９．２．４（測定）、９．２．６（ランダムアクセスプロシージャ）、および９．２．９（タイミングアドバンス）、ならびに、
・ ３ＧＰＰ ＴＳ３８．３３１セクション５．５（測定）、５．６（ＵＥ能力）、６．２．２（メッセージ規定）、６．３．２（ＭｅａｓＣｏｎｆｉｇ、ＭｅａｓＩｄ、ＭｅａｓＯｂｊｅｃｔＮＲ、ＭｅａｓＲｅｓｕｌｔｓ、ＭｅａｓＲｅｓｕｌｔ２ＮＲ、ＰｈｙｓＣｅｌｌＩｄ、ＱｕａｎｔｉｔｙＣｏｎｆｉｇ、ＲｅｐｏｒｔＣｏｎｆｉｇＮＲを含む、ＲＲＣ情報エレメント（ＩＥ））、６．３．３（ＵＥ能力情報エレメント）。
・ ３ＧＰＰ ＴＳ３８．３００セクション５．３．５．３（ＵＬタイミング制御）、９．２．４（測定）、９．２．６（ランダムアクセスプロシージャ）、および９．２．９（タイミングアドバンス）、ならびに、
・ ３ＧＰＰ ＴＳ３８．３３１セクション５．５（測定）、５．６（ＵＥ能力）、６．２．２（メッセージ規定）、６．３．２（ＭｅａｓＣｏｎｆｉｇ、ＭｅａｓＩｄ、ＭｅａｓＯｂｊｅｃｔＮＲ、ＭｅａｓＲｅｓｕｌｔｓ、ＭｅａｓＲｅｓｕｌｔ２ＮＲ、ＰｈｙｓＣｅｌｌＩｄ、ＱｕａｎｔｉｔｙＣｏｎｆｉｇ、ＲｅｐｏｒｔＣｏｎｆｉｇＮＲを含む、ＲＲＣ情報エレメント（ＩＥ））、６．３．３（ＵＥ能力情報エレメント）。
【0149】
以下は、ＵＥ移動状態決定および報告のサポートを容易にするための、上記のリストされた仕様において説明される様々なメッセージおよびＩＥに対するいくつかの例示的な更新である。
・ ＵＥ能力情報のためのＲＲＣおよび他のプロトコルメッセージが、ＵＥベース移動状態推定のためのＵＥ能力を指示するように更新され得る。このコンテキストにおけるＵＥ移動状態は、２Ｄ水平位置および２Ｄ水平速度である。
・ ＲＲＣ ＩＥのＭｅａｓＣｏｎｆｉｇは、ＵＥ状態推定が開始または停止するべきであることと、報告のタイプ、たとえば周期的またはイベントベースとを指示するように更新され得る。ＭｅａｓＣｏｎｆｉｇ ＩＥは、さらに、以下の３つのＩＥに分割される。
○ ＭｅａｓＯｂｊｅｃｔＮＲ：測定すべき（１つまたは複数の）周波数と、測定すべきセル（ＷｈｉｔｅＣｅｌｌＬｉｓｔ）と、測定すべきでないセル（ＢｌａｃｋＣｅｌｌＬｉｓｔ）とを規定する。
○ ＲｅｐｏｒｔＣｏｎｆｉｇＮＲ：どのように報告すべきかと、どんなセル上でイベント評価を行うべきか（ＷｈｉｔｅＣｅｌｌＬｉｓｔ）とを規定する。
○ ＱｕａｎｔｉｔｙＣｏｎｆｉｇ：測定のために使用されるＲＳのタイプと、ＲＳから推定されるべき量と、イベント評価および報告の前に、の測定Ｌ３フィルタ処理がどのような行われるべきであるかを規定する。
・ ＲＲＣメッセージ、測定報告は、位置および／または速さイベント履行、推定ＵＥ移動状態、ならびに随意に、含まれた移動状態を決定するための基礎としてどのセル／ＴＰ／信号が測定されたかに関する情報を含むように更新され得る。
・ ＵＥ能力情報のためのＲＲＣおよび他のプロトコルメッセージが、ＵＥベース移動状態推定のためのＵＥ能力を指示するように更新され得る。このコンテキストにおけるＵＥ移動状態は、２Ｄ水平位置および２Ｄ水平速度である。
・ ＲＲＣ ＩＥのＭｅａｓＣｏｎｆｉｇは、ＵＥ状態推定が開始または停止するべきであることと、報告のタイプ、たとえば周期的またはイベントベースとを指示するように更新され得る。ＭｅａｓＣｏｎｆｉｇ ＩＥは、さらに、以下の３つのＩＥに分割される。
○ ＭｅａｓＯｂｊｅｃｔＮＲ：測定すべき（１つまたは複数の）周波数と、測定すべきセル（ＷｈｉｔｅＣｅｌｌＬｉｓｔ）と、測定すべきでないセル（ＢｌａｃｋＣｅｌｌＬｉｓｔ）とを規定する。
○ ＲｅｐｏｒｔＣｏｎｆｉｇＮＲ：どのように報告すべきかと、どんなセル上でイベント評価を行うべきか（ＷｈｉｔｅＣｅｌｌＬｉｓｔ）とを規定する。
○ ＱｕａｎｔｉｔｙＣｏｎｆｉｇ：測定のために使用されるＲＳのタイプと、ＲＳから推定されるべき量と、イベント評価および報告の前に、の測定Ｌ３フィルタ処理がどのような行われるべきであるかを規定する。
・ ＲＲＣメッセージ、測定報告は、位置および／または速さイベント履行、推定ＵＥ移動状態、ならびに随意に、含まれた移動状態を決定するための基礎としてどのセル／ＴＰ／信号が測定されたかに関する情報を含むように更新され得る。
【0150】
ＵＥ移動状態推定をサポートするためのネットワークシグナリング技法の様々な実施形態が、図１８によってさらに示されており、図１８は、様々な例示的な実施形態による、ＵＥ１８１０とＲＡＮノード１８２０（たとえば、ｅＮＢ、ｇＮＢなど）とＣＮノード１８３０（たとえば、ＭＭＥ、ＡＭＦなど）との間の様々な動作を示す信号フロー図である。簡潔のために、以下の説明は、これらのエンティティをこれらの参照番号指示子なしに指すことになる。
【0151】
図１８に示されているシナリオでは、ＵＥは、最初に、ｇＮＢによってサーブされるセルにアクセスするために、ランダムアクセス（ＲＡ）プロシージャを実施する。（「ｍｓｇ４」～「ｍｓｇ１」と標示された）４つのメッセージの交換に関与する例示的な４ステップＲＡプロシージャが示されているが、２つのステップまたはメッセージに関与する他のＲＡプロシージャも使用され得る。ＵＥは、ＲＡプロシージャ中にサービングセルについての初期タイミングアドバンス（ＴＡ）を取得することができる。
【0152】
その後、ＵＥは、ＲＡＮノードがＣＮノードへフォワーディングするＮＡＳサービス要求を含むことができる、ＲＲＣ接続セットアップ完了メッセージをＲＡＮノードに送る。これは、ＵＥとＣＮノードとの間の認証を引き起こし得る。その後、ＡＭＦは、随意に、本明細書で説明される実施形態による、移動状態推定のためのＵＥの能力を指示するＵＥ能力情報 ＩＥを含む、コンテキストセットアップ要求をＲＡＮノードに送る。
【0153】
代替的に、ＲＡＮノードは、本明細書で説明される実施形態による、移動状態推定のためのＵＥの能力について照会するために、ＲＲＣ ＵＥ能力照会メッセージをＵＥに送り得る。ＵＥは、その照会に従って、能力を指示するＲＲＣ ＵＥ能力情報メッセージで応答することができる。この能力指示に基づいて、ＲＡＮノードは、ＵＥドップラー測定についての設定情報を含んでいるＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＣｏｎｆｉｇ ＩＥを含む、ＲＲＣ接続再設定メッセージをＵＥに送ることができる。この設定情報は、以下、すなわち、
・ 測定されるべき信号の１つまたは複数の無線アクセス技術（ＲＡＴ）の識別情報、たとえば、ＵＭＴＳ、ＬＴＥ、ＮＲなど、
・ ＲＡＮノードによって決定された、ＵＥとＲＡＮノードに関連するＴＰとの間の推定ＲＴＴ。ＵＥ ＴＡが使用され得るとネットワークが決定する、ＰＣｅｌｌ、ＰＳＣｅｌｌ、ＳＣｅｌｌなどの任意のセル、
・ 推定ＲＴＴに関連するＴＰの識別情報（たとえば、サービングセルＩＤ）、
・ ドップラーシフト測定のための複数の候補ＴＰの識別情報（たとえば、ネイバーセルＩＤ、ＳＳＢインデックスなど）、
・ 複数の候補ＴＰによって使用されるＤＬキャリア周波数の識別情報、
・ 複数の候補ＴＰについてのそれぞれのロケーション、
・ 最も高い受信ＳＳＢ信号電力を有する、およびブラックリストに載せられていないまたはホワイトリストに載せられた、Ｘ個の候補ネイバーセルなど、ドップラーシフト測定のためにＴＰを（すなわち、候補ＴＰから）選択するための１つまたは複数のルールまたは基準、
・ ＵＥ移動状態の決定を始動するための１つまたは複数の第１のトリガイベント、
・ ＵＥ移動状態を報告するための１つまたは複数の第２のトリガイベント、
・ ＵＥ移動状態の報告を停止するための１つまたは複数の第３のトリガイベント、ならびに
・ ＵＥ移動状態の周期的報告のための報告間隔
のいずれかを含むことができる。
・ 測定されるべき信号の１つまたは複数の無線アクセス技術（ＲＡＴ）の識別情報、たとえば、ＵＭＴＳ、ＬＴＥ、ＮＲなど、
・ ＲＡＮノードによって決定された、ＵＥとＲＡＮノードに関連するＴＰとの間の推定ＲＴＴ。ＵＥ ＴＡが使用され得るとネットワークが決定する、ＰＣｅｌｌ、ＰＳＣｅｌｌ、ＳＣｅｌｌなどの任意のセル、
・ 推定ＲＴＴに関連するＴＰの識別情報（たとえば、サービングセルＩＤ）、
・ ドップラーシフト測定のための複数の候補ＴＰの識別情報（たとえば、ネイバーセルＩＤ、ＳＳＢインデックスなど）、
・ 複数の候補ＴＰによって使用されるＤＬキャリア周波数の識別情報、
・ 複数の候補ＴＰについてのそれぞれのロケーション、
・ 最も高い受信ＳＳＢ信号電力を有する、およびブラックリストに載せられていないまたはホワイトリストに載せられた、Ｘ個の候補ネイバーセルなど、ドップラーシフト測定のためにＴＰを（すなわち、候補ＴＰから）選択するための１つまたは複数のルールまたは基準、
・ ＵＥ移動状態の決定を始動するための１つまたは複数の第１のトリガイベント、
・ ＵＥ移動状態を報告するための１つまたは複数の第２のトリガイベント、
・ ＵＥ移動状態の報告を停止するための１つまたは複数の第３のトリガイベント、ならびに
・ ＵＥ移動状態の周期的報告のための報告間隔
のいずれかを含むことができる。
【0154】
いくつかの実施形態では、各第３のトリガイベントは、ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＣｏｎｆｉｇ ＩＥにおいて明示的に識別された対応する第２のトリガイベントから暗黙的であり得る。たとえば、第２のトリガイベントは、ＵＥが、ＵＥのためのサービングセル（たとえば、ＰＣｅｌｌ）に対応するＴＰから少なくともしきい値距離にあることであり得る。ＵＥが、移動状態を報告することを停止することを引き起こす、関係する第２のイベントは、ＵＥが同じＴＰからのしきい値距離未満にあることであり得る。この関係する第２のイベントは、暗黙的であり、および／またはＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＣｏｎｆｉｇ ＩＥにおいて明示的に識別され得る第２のトリガイベントから推論され得る。
【0155】
いくつかの実施形態では、測定設定は、２つ以上のメッセージによってＵＥに伝達され得る。たとえば、ＲＡＮノードは、第１のメッセージ中で複数の候補ＴＰおよび関連するＤＬキャリア周波数を識別するが、すべての候補ＴＰのそれぞれのロケーションを第１のメッセージ中に含めるのを控えることができる。ＵＥは、その後、各キャリア周波数上の最も強いＴＰを（すなわち、候補の中から）識別し、各提供されたキャリア周波数の最も強いＴＰのＩＤをＲＡＮノードに報告することができる。その後、ＲＡＮノードは、報告されたＴＰ ＩＤに対応するＴＰロケーションを含む第２のメッセージをＵＥに送ることができ、ＵＥは、これを使用して、ＵＥの移動状態を決定することができる。
【0156】
いくつかの実施形態では、ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＣｏｎｆｉｇ ＩＥの受信は、ＵＥ移動状態の決定を始動するための要求として、ＵＥによって解釈され得る。他の実施形態では、ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＣｏｎｆｉｇ ＩＥは、ＵＥ移動状態の決定を始動するための明示的要求を含むことができる。いずれの場合も、ＵＥは、たとえば、上記で説明された２．０秒ごとになど、周期的に、移動状態の決定を始動する。
【0157】
いくつかの実施形態では、ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＣｏｎｆｉｇ ＩＥの受信はまた、決定されたＵＥ移動状態の報告を始動するための要求として、ＵＥによって解釈され得る。他の実施形態では、ＵＥは、ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＣｏｎｆｉｇ ＩＥにおいて識別された第２のトリガイベントを検出することに基づいて、報告を始動することができる。
【0158】
他の実施形態では、移動状態のＵＥ決定をトリガおよび／または始動するために、いくつかの無線リンク監視（ＲＬＭ）イベントが使用され得る。これらは、３ＧＰＰ ＴＳ３８．３３１セクション５．５．４において規定されている以下、すなわち、
・ イベントＡ１（サービングがしきい値よりも良好になる）、
・ イベントＡ２（サービングがしきい値よりも不良になる）、
・ イベントＡ３（ネイバーがＳｐＣｅｌｌよりもオフセットだけ良好になる）、
・ イベントＡ４（ネイバーがしきい値よりも良好になる）、
・ イベントＡ５（ＳｐＣｅｌｌがしきい値１よりも不良になり、ネイバーがしきい値２よりも良好になる）、
・ イベントＡ６（ネイバーがＳＣｅｌｌよりもオフセットだけ良好になる）、
・ イベントＢ１（ＲＡＴ間ネイバーがしきい値よりも良好になる）、
・ イベントＢ２（ＰＣｅｌｌがしきい値１よりも不良になり、ＲＡＴ間ネイバーがしきい値２よりも良好になる）、
・ イベントＩ１（干渉がしきい値よりも高くなる）、
・ イベントＣ１（ＮＲサイドリンクチャネルビジー率がしきい値を上回る）、および
・ イベントＣ２（ＮＲサイドリンクチャネルビジー率がしきい値を下回る）。
のいずれかを含むことができる。
・ イベントＡ１（サービングがしきい値よりも良好になる）、
・ イベントＡ２（サービングがしきい値よりも不良になる）、
・ イベントＡ３（ネイバーがＳｐＣｅｌｌよりもオフセットだけ良好になる）、
・ イベントＡ４（ネイバーがしきい値よりも良好になる）、
・ イベントＡ５（ＳｐＣｅｌｌがしきい値１よりも不良になり、ネイバーがしきい値２よりも良好になる）、
・ イベントＡ６（ネイバーがＳＣｅｌｌよりもオフセットだけ良好になる）、
・ イベントＢ１（ＲＡＴ間ネイバーがしきい値よりも良好になる）、
・ イベントＢ２（ＰＣｅｌｌがしきい値１よりも不良になり、ＲＡＴ間ネイバーがしきい値２よりも良好になる）、
・ イベントＩ１（干渉がしきい値よりも高くなる）、
・ イベントＣ１（ＮＲサイドリンクチャネルビジー率がしきい値を上回る）、および
・ イベントＣ２（ＮＲサイドリンクチャネルビジー率がしきい値を下回る）。
のいずれかを含むことができる。
【0159】
いくつかの実施形態では、同じまたは異なるＲＬＭイベントが、決定されたＵＥ移動状態の報告をトリガすることができる。ＵＥ移動状態の決定および／または報告をトリガするために、イベント組合せも使用され得る。
【0160】
いずれの場合も、ＵＥは、メッセージを送る前に、直近に決定されたＵＥ移動状態の値を含む測定報告メッセージを、ＲＡＮノードに送る。その後、ＵＥは、それぞれのさらなるメッセージを送る前に、直近に決定されたＵＥ移動状態のそれぞれの値を含むさらなる測定報告メッセージを送ることができる。たとえば、メッセージは、ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＣｏｎｆｉｇ ＩＥにおいて受信された報告間隔に従って、時間的に離間され得る。後で、ＵＥは、ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＣｏｎｆｉｇ ＩＥにおいて識別された第３のトリガイベントを検出することができ、これは、ＵＥが、ＵＥ移動状態の値の報告を中止することを引き起こす。
【0161】
ＵＥは、図１８中の送られた各測定報告メッセージ中に以下、すなわち、
・ （たとえば、測位測定、ＩＭＭ、およびＴＰロケーションからの）特定の測定時間において決定された２Ｄ水平位置、
・ 特定の測定時間において決定された２Ｄ水平速度、
・ 特定の測定時間（たとえば、推定が終わり、報告のためにＵＥ ＲＲＣレイヤに提供されたとき）、および
・ 含まれる位置および速度がそこから決定された、ＵＥドップラー（および随意にＲＴＴ）測定のために使用された、ＴＰ（たとえば、ネイバーセル）、キャリア周波数、および／または信号（たとえば、ＲＳのタイプ）の識別情報
を含めることができる。
・ （たとえば、測位測定、ＩＭＭ、およびＴＰロケーションからの）特定の測定時間において決定された２Ｄ水平位置、
・ 特定の測定時間において決定された２Ｄ水平速度、
・ 特定の測定時間（たとえば、推定が終わり、報告のためにＵＥ ＲＲＣレイヤに提供されたとき）、および
・ 含まれる位置および速度がそこから決定された、ＵＥドップラー（および随意にＲＴＴ）測定のために使用された、ＴＰ（たとえば、ネイバーセル）、キャリア周波数、および／または信号（たとえば、ＲＳのタイプ）の識別情報
を含めることができる。
【0162】
いくつかの実施形態では、移動状態報告以外のＵＥ動作を始動するために、いくつかのトリガイベントが使用され得る。たとえば、特定のトリガイベントの発生時に、ＵＥは、最も強い観測信号をもつＴＰ、あるいはＲＡＮノードからのＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＣｏｎｆｉｇ ＩＥまたは別のメッセージにおいて識別された特定の周波数上の特定のＴＰなど、特定のＴＰへのランダムアクセスを実施することができる。この動作の結果として、ＵＥは、以下でより詳細に説明されるように、ＴＰについてのＲＴＴを決定することができる。
【0163】
別の例として、ＵＥ決定された２Ｄ速度が、ある速さしきい値に達したとき、ＵＥは、ＲＳＲＰ、ＲＳＲＱなどのサンプリングなど、無線リンク監視（ＲＬＭ）のレートを変更することができる。より具体的な例として、ＵＥは、測定された速さ（すなわち、２Ｄ速度の大きさ）がしきい値未満に減少するにつれて、ＲＬＭレートを低減し、それにより、ＵＥエネルギー消費を低減することができる。
【0164】
上述のように、いくつかの実施形態において使用されるＲＴＴ測定は、ＵＥによってまたはネットワーク（たとえば、サービングＲＡＮノード）によって実施され得る。たとえば、ＲＴＴは、以下に基づいて、ＵＥによって推定され得る。
・ ＵＥは、受信された送信フレームおよびシンボルタイミングを使用して、ＵＥのＵＬ送信タイミング参照を調節する。
・ セルにおいてＲＡプリアンブル（たとえば、ｍｓｇ１）を送信するとき、ＵＥは、最初に、ＵＥのＵＬタイミング参照の、所定の時間前に、送信する。
・ セルをサーブするＲＡＮノードは、ＵＥ ＵＬ送信が、セルにおけるすべてのＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ ＵＥを使用されるＲＡＮノード受信ウィンドウと時間整合されるように、（たとえば、ＵＥにＴＡコマンドを送ることによって）ＵＥのＴＡを調節する。
・ ＲＡＮノードは、ＵＥ移動が信号伝搬遅延を変更するときなど、必要に応じてＵＥのＴＡを調節することによって、この受信時間整合を維持する。変更が必要とされるとき、ＲＡＮノードは、ＵＥにＴＡ更新を提供する。
・ ＵＥにおける最新のＴＡ値は、ＵＥとサービングセル（たとえば、アンテナ）との間の現在の一方向信号遅延の２倍を表し、したがって、これは、ＵＥラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）測定として働くことができる。
・ ＵＥは、受信された送信フレームおよびシンボルタイミングを使用して、ＵＥのＵＬ送信タイミング参照を調節する。
・ セルにおいてＲＡプリアンブル（たとえば、ｍｓｇ１）を送信するとき、ＵＥは、最初に、ＵＥのＵＬタイミング参照の、所定の時間前に、送信する。
・ セルをサーブするＲＡＮノードは、ＵＥ ＵＬ送信が、セルにおけるすべてのＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ ＵＥを使用されるＲＡＮノード受信ウィンドウと時間整合されるように、（たとえば、ＵＥにＴＡコマンドを送ることによって）ＵＥのＴＡを調節する。
・ ＲＡＮノードは、ＵＥ移動が信号伝搬遅延を変更するときなど、必要に応じてＵＥのＴＡを調節することによって、この受信時間整合を維持する。変更が必要とされるとき、ＲＡＮノードは、ＵＥにＴＡ更新を提供する。
・ ＵＥにおける最新のＴＡ値は、ＵＥとサービングセル（たとえば、アンテナ）との間の現在の一方向信号遅延の２倍を表し、したがって、これは、ＵＥラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）測定として働くことができる。
【0165】
別の例として、ＲＴＴは、以下に基づいて、セルをサーブするＲＡＮノードによって推定され得る。
・ ＲＡＮノードは、ＵＥ ＵＬ送信が、セルにおけるすべてのＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ ＵＥを使用されるＲＡＮノード受信ウィンドウと時間整合されるように、（たとえば、ＵＥにＴＡコマンドを送ることによって）ＵＥのＴＡを調節する。
・ ＲＡＮノードは、ＤＬ送信とＵＥ ＵＬ受信ウィンドウとの間の所定の遅延を使用する。
・ 時間整合された受信が、ＵＥのＵＬ送信について達成された後に、ネットワーク決定されたＴＡ値は、ＵＥとサービングセル（たとえば、アンテナ）との間の現在の一方向信号遅延の２倍を表し、したがって、これは、ＵＥラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）測定として働くことができる。
・ ＲＡＮノードは、ＵＥ ＵＬ送信が、セルにおけるすべてのＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ ＵＥを使用されるＲＡＮノード受信ウィンドウと時間整合されるように、（たとえば、ＵＥにＴＡコマンドを送ることによって）ＵＥのＴＡを調節する。
・ ＲＡＮノードは、ＤＬ送信とＵＥ ＵＬ受信ウィンドウとの間の所定の遅延を使用する。
・ 時間整合された受信が、ＵＥのＵＬ送信について達成された後に、ネットワーク決定されたＴＡ値は、ＵＥとサービングセル（たとえば、アンテナ）との間の現在の一方向信号遅延の２倍を表し、したがって、これは、ＵＥラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）測定として働くことができる。
【0166】
上記で説明された実施形態は、それぞれ、ＵＥおよびＲＡＮノードのための例示的な方法（たとえば、プロシージャ）を図示する、図１９～図２０を参照しながらさらに示され得る。言い換えれば、以下で説明される動作の様々な特徴は、上記で説明された様々な実施形態に対応する。図１９～図２０に示されている例示的な方法は、本明細書で説明される様々な例示的な利益および／または利点を提供するために協働的に使用され得る。図１９～図２０は、特定の順序で特定のブロックを示すが、それぞれの方法の動作は、示されているのとは異なる順序で実施され得、示されているのとは異なる機能を有するブロックに組み合わせられ、および／または分割され得る。随意のブロックまたは動作が、破線によって指示される。
【0167】
特に、図１９は、本開示の様々な例示的な実施形態による、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）において動作するユーザ機器（ＵＥ）の移動状態を決定するための例示的な方法（たとえば、プロシージャ）の流れ図を示す。例示的な方法は、他の図を参照しながら本明細書で説明されるＵＥなど、ＲＡＮ（たとえば、Ｅ－ＵＴＲＡＮ、ＮＧ－ＲＡＮ）において動作するＵＥ（たとえば、無線デバイス、エアリアルＵＥなど）によって実施され得る。
【0168】
例示的な方法は、ブロック１９４０の動作を含むことができ、ＵＥは、ＲＡＮにおける複数の送信ポイント（ＴＰ）から受信された信号上で測位測定を実施することができる。測位測定は、以下、すなわち、
・ 第１のＴＰからの信号のドップラーシフトの第１の測定と、
・ 第１のＴＰから空間的に分離された第２のＴＰからの信号のドップラーシフトの第２の測定と、
・ 第３のＴＰからの信号の第３の測定と
を含むことができる。
・ 第１のＴＰからの信号のドップラーシフトの第１の測定と、
・ 第１のＴＰから空間的に分離された第２のＴＰからの信号のドップラーシフトの第２の測定と、
・ 第３のＴＰからの信号の第３の測定と
を含むことができる。
【0169】
例示的な方法は、ブロック１９５０の動作をも含むことができ、ＵＥは、測位測定と対話型複数モデル（ＩＭＭ）とに基づいて、ＵＥ移動状態を決定することができ、ＩＭＭは、第１のほぼ一定速度モデルと、第２の操作速度モデルと、第１のモデルと第２のモデルとに共通のドップラーシフトバイアス状態とを含む。
【0170】
いくつかの実施形態では、第３の測定は、信号ラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）のものであり、第３のＴＰは、第１のＴＰまたは第２のＴＰと同じである。これらの実施形態のうちのいくつかでは、第３の測定は、ＵＥについての以下、すなわち、１次セル（ＰＣｅｌｌ）と、１次２次セル（ＰＳＣｅｌｌ）と、２次セル（ＳＣｅｌｌ）とのいずれかに関するＵＥタイミングアドバンス（ＴＡ）に基づく。
【0171】
他の実施形態では、第３の測定は、ドップラーシフトのものであり、第３のＴＰは、第１のＴＰからおよび第２のＴＰから空間的に分離される。
【0172】
いくつかの実施形態では、（たとえば、ブロック１９５０において決定された）ＵＥ移動状態は、２次元（２Ｄ）水平位置と、２Ｄ水平速度と、ドップラーシフトバイアスとを含むことができる。
【0173】
いくつかの実施形態では、ＩＭＭモデルは、ＵＥ移動状態の逐次更新中の第１のモデルおよび第２のモデルのいずれかの間のＵＥのそれぞれの遷移確率を備える隠れマルコフモデル（ＨＭＭ）をも含む。そのような実施形態では、各遷移確率が、ＵＥ移動状態の逐次更新間の持続時間に依存し得る。そのようなＨＭＭの例は、上記でより詳細に説明された。
【0174】
いくつかの実施形態では、ＩＭＭモデルは、第１のモデルおよび第２のモデルに関連する推定確率を含むことができる。そのような実施形態では、ブロック１９５０の決定動作は、サブブロック１９５１～１９５２の動作を含むことができる。サブブロック１９５１において、ＵＥは、それぞれの第１のモデルおよび第２のモデルに基づいて、ＵＥについての第１の移動状態および第２の移動状態を決定することができる。サブブロック１９５２において、ＵＥは、推定確率に従って、第１の移動状態および第２の移動状態をＵＥ移動状態に組み合わせることができる。これらの実施形態のうちのいくつかでは、第１の移動状態および第２の移動状態は、上記でより詳細に説明されたものなど、それぞれの拡張カルマンフィルタ（ＥＫＦ）を使用して決定され得る。
【0175】
いくつかの実施形態では、第１のＴＰおよび第２のＴＰのうちの一方が、ＲＡＮにおけるＵＥのためのサービングセルに関連し得、第１のＴＰおよび第２のＴＰのうちの他方が、ＲＡＮにおけるＵＥのためのネイバーセルに関連する。
【0176】
いくつかの実施形態では、例示的な方法は、ブロック１９３０の動作をも含むことができ、ここで、ＵＥは、第１のＴＰおよび第２のＴＰのうちの少なくとも１つに関連するＲＡＮノードから、測位測定設定を受信することができ、測位測定設定は、以下、すなわち、
・ ＵＥ移動状態の決定を始動するための要求と、
・ ＵＥ移動状態の決定を始動するための１つまたは複数の第１のトリガイベントと、
・ 測定されるべき信号の１つまたは複数の無線アクセス技術（ＲＡＴ）の識別情報と、
・ ＵＥとＲＡＮノードに関連するＴＰとの間の推定信号ラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）と、
・ 推定ＲＴＴに関連するＴＰの識別情報と、
・ ドップラーシフト測定のための複数の候補ＴＰの識別情報と、
・ 複数の候補ＴＰによって使用されるダウンリンク（ＤＬ）キャリア周波数の識別情報と、
・ 複数の候補ＴＰについてのそれぞれのロケーションと、
・ ドップラーシフト測定のためのＴＰを選択するための１つまたは複数のルールまたは基準と、
・ ＵＥ移動状態を報告するための１つまたは複数の第２のトリガイベントと、
・ ＵＥ移動状態の報告を停止するための１つまたは複数の第３のトリガイベントと、
・ ＵＥ移動状態の周期的報告のための報告間隔と
のうちの１つまたは複数を含む。
・ ＵＥ移動状態の決定を始動するための要求と、
・ ＵＥ移動状態の決定を始動するための１つまたは複数の第１のトリガイベントと、
・ 測定されるべき信号の１つまたは複数の無線アクセス技術（ＲＡＴ）の識別情報と、
・ ＵＥとＲＡＮノードに関連するＴＰとの間の推定信号ラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）と、
・ 推定ＲＴＴに関連するＴＰの識別情報と、
・ ドップラーシフト測定のための複数の候補ＴＰの識別情報と、
・ 複数の候補ＴＰによって使用されるダウンリンク（ＤＬ）キャリア周波数の識別情報と、
・ 複数の候補ＴＰについてのそれぞれのロケーションと、
・ ドップラーシフト測定のためのＴＰを選択するための１つまたは複数のルールまたは基準と、
・ ＵＥ移動状態を報告するための１つまたは複数の第２のトリガイベントと、
・ ＵＥ移動状態の報告を停止するための１つまたは複数の第３のトリガイベントと、
・ ＵＥ移動状態の周期的報告のための報告間隔と
のうちの１つまたは複数を含む。
【0177】
いくつかの実施形態では、１つまたは複数の第３のトリガイベントは、測位測定設定において識別されたそれぞれの１つまたは複数の第２のトリガイベントから暗黙的である。
【0178】
様々な実施形態では、ブロック１９５０の決定動作は、サブブロック１９５３～１９５４の動作を含むことができる。サブブロック１９５３において、ＵＥは、（たとえば、ブロック１９３０において受信された測位測定設定における）ＲＡＮノードから受信された推定信号ＲＴＴに基づいて、ＵＥ移動状態の第１の値を決定することができる。サブブロック１９５４において、ＵＥは、その後、ＵＥと第１のＴＰまたは第２のＴＰとの間の信号ＲＴＴのＵＥ測位測定に基づいて、ＵＥ移動状態の１つまたは複数の第２の値を決定することができる。
【0179】
いくつかの実施形態では、（たとえば、ブロック１９３０において受信された測位測定設定において識別された）１つまたは複数の第２のトリガイベントは、以下、すなわち、
・ 多角形形状によって規定された絶対的エリア、またはＵＥにサービングセルを提供する（たとえば、第１または第２の）ＴＰからの距離によって規定された相対的エリアなど、エリアの内部または外部の位置と、
・ 位置変化しきい値と、
・ 速さ（スカラ）または速度（ベクトル）しきい値と、
・ 速さ（スカラ）または速度（ベクトル）変化しきい値と
のいずれかを含むことができる。
・ 多角形形状によって規定された絶対的エリア、またはＵＥにサービングセルを提供する（たとえば、第１または第２の）ＴＰからの距離によって規定された相対的エリアなど、エリアの内部または外部の位置と、
・ 位置変化しきい値と、
・ 速さ（スカラ）または速度（ベクトル）しきい値と、
・ 速さ（スカラ）または速度（ベクトル）変化しきい値と
のいずれかを含むことができる。
【0180】
いくつかの実施形態では、例示的な方法は、ブロック１９１０～１９２０の動作をも含むことができる。ブロック１９１０において、ＵＥは、ＲＡＮノードから、移動状態決定のＵＥ能力についての要求を受信することができる。ブロック１９２０において、ＵＥは、ＲＡＮノードに、ＵＥは（たとえば、ブロック１９５０における）移動状態決定が可能であるという指示を送ることができる。いくつかの実施形態では、測定設定は、ブロック１９２０において指示を送ることの後に（たとえば、ブロック１９３０において）受信され得る。同様に、ブロック１９４０において測位測定を実施することは、ブロック１９３０において測定設定を受信することに応答したものであり得る。
【0181】
いくつかの実施形態では、例示的な方法は、ブロック１９６０の動作をも含むことができ、ここで、ＵＥは、ＲＡＮノードに１つまたは複数の測定報告を送ることができ、各測定報告は、受信された測位測定設定からの以下、すなわち、第２のトリガイベントと第３のトリガイベントと報告間隔とのうちの１つまたは複数に応答したものである。たとえば、第１の測定報告は、第２のトリガイベントに応答して送られ得、１つまたは複数の第２の測定報告は、第１の測定報告の後および第３のトリガイベントの発生までのそれぞれの１つまたは複数の報告間隔において送られ得る。一例として、第１のトリガイベントおよび第３のトリガイベントは、同じしきい値（たとえば、距離）に関係し得る。
【0182】
いくつかの実施形態では、各測定報告は、
・ 特定の測定時間において決定されたＵＥ移動状態の少なくとも一部と、
・ 特定の測定時間と、
・ 含まれるＵＥ移動状態がそこから決定された、ＵＥ測位測定において使用された以下、すなわち、（たとえば、セルＩＤによる）ＴＰとキャリア周波数と信号（たとえば、ＳＳＢインデックス）とのうちの１つまたは複数の識別情報と
を含む。
・ 特定の測定時間において決定されたＵＥ移動状態の少なくとも一部と、
・ 特定の測定時間と、
・ 含まれるＵＥ移動状態がそこから決定された、ＵＥ測位測定において使用された以下、すなわち、（たとえば、セルＩＤによる）ＴＰとキャリア周波数と信号（たとえば、ＳＳＢインデックス）とのうちの１つまたは複数の識別情報と
を含む。
【0183】
さらに、図２０は、本開示の様々な例示的な実施形態による、移動状態のユーザ機器（ＵＥ）決定を容易にするための例示的な方法（たとえば、プロシージャ）の流れ図を示す。例示的な方法は、他の図を参照しながら本明細書で説明されるＲＡＮノードなど、ＲＡＮ（たとえば、Ｅ－ＵＴＲＡＮ、ＮＧ－ＲＡＮ）におけるセルをサーブするＲＡＮノード（たとえば、基地局、ｅＮＢ、ｇＮＢ、ｎｇ－ｅＮＢ、ｅｎ－ｇＮＢなど、またはそれらの構成要素）によって実施され得る。
【0184】
例示的な方法は、ブロック２０４０の動作を含むことができ、ここで、ＲＡＮノードは、ＲＡＮノードに関連する第１の送信ポイント（ＴＰ）において、ドップラーシフトの第１のＵＥ測定を容易にする１つまたは複数の信号を送信することができる。例示的な方法は、ブロック２０５０の動作をも含むことができ、ここで、ＲＡＮノードは、ＵＥから、
・ ドップラーシフトの第１のＵＥ測定と、
・ 第１のＴＰから空間的に分離された第２のＴＰによって送信された信号のドップラーシフトの第２のＵＥ測定と、
・ 第３のＴＰからの信号の第３の測定と、
・ 対話型複数モデル（ＩＭＭ）と
に基づいてそれぞれの１つまたは複数の測定時間において決定されたＵＥ移動状態の少なくとも一部を含む１つまたは複数の測定報告を受信することができ、ＩＭＭは、
○ 第１のほぼ一定速度モデルと、
○ 第２の操作速度モデルと、
○ 第１のモデルと第２のモデルとに共通のドップラーシフトバイアス状態と
を含む。
・ ドップラーシフトの第１のＵＥ測定と、
・ 第１のＴＰから空間的に分離された第２のＴＰによって送信された信号のドップラーシフトの第２のＵＥ測定と、
・ 第３のＴＰからの信号の第３の測定と、
・ 対話型複数モデル（ＩＭＭ）と
に基づいてそれぞれの１つまたは複数の測定時間において決定されたＵＥ移動状態の少なくとも一部を含む１つまたは複数の測定報告を受信することができ、ＩＭＭは、
○ 第１のほぼ一定速度モデルと、
○ 第２の操作速度モデルと、
○ 第１のモデルと第２のモデルとに共通のドップラーシフトバイアス状態と
を含む。
【0185】
いくつかの実施形態では、第３の測定は、信号ラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）のものであり、第３のＴＰは、第１のＴＰまたは第２のＴＰと同じである。これらの実施形態のうちのいくつかでは、第３の測定は、ＵＥについての以下、すなわち、１次セル（ＰＣｅｌｌ）と、１次２次セル（ＰＳＣｅｌｌ）と、２次セル（ＳＣｅｌｌ）とのいずれかに関するＵＥタイミングアドバンス（ＴＡ）に基づく。
【0186】
他の実施形態では、第３の測定は、ドップラーシフトのものであり、第３のＴＰは、第１のＴＰからおよび第２のＴＰから空間的に分離される。
【0187】
いくつかの実施形態では、ＵＥ移動状態は、２次元（２Ｄ）水平位置と、２Ｄ水平速度と、ドップラーシフトバイアスとを含むことができる。たとえば、２Ｄ水平位置および２Ｄ水平速度は、（１つまたは複数の）受信された測定報告中に含まれ得る。
【0188】
いくつかの実施形態では、第１のＴＰは、ＲＡＮにおけるＵＥのためのサービングセルに関連し得、第２のＴＰは、ＲＡＮにおけるＵＥのためのネイバーセルに関連し得る。
【0189】
いくつかの実施形態では、例示的な方法は、ブロック２０３０の動作をも含むことができ、ここで、ＲＡＮノードは、ＵＥに、測位測定設定を送ることができ、測位測定設定は、以下、すなわち、
・ ＵＥ移動状態の決定を始動するための要求と、
・ ＵＥ移動状態の決定を始動するための１つまたは複数の第１のトリガイベントと、
・ 測定されるべき信号の１つまたは複数の無線アクセス技術（ＲＡＴ）の識別情報と、
・ ＵＥと第１のＴＰとの間の推定信号ラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）と、
・ 推定ＲＴＴに関連する第１のＴＰの識別情報と、
・ ドップラーシフト測定のための複数の候補ＴＰの識別情報と、
・ 複数の候補ＴＰによって使用されるＤＬキャリア周波数の識別情報と、
・ 複数の候補ＴＰについてのそれぞれのロケーションと、
・ ドップラーシフト測定のためのＴＰを選択するための１つまたは複数のルールまたは基準と、
・ ＵＥ移動状態を報告するための１つまたは複数の第２のトリガイベントと、
・ ＵＥ移動状態の報告を停止するための１つまたは複数の第３のトリガイベントと、
・ ＵＥ移動状態の周期的報告のための報告間隔と
のうちの１つまたは複数を含む。
・ ＵＥ移動状態の決定を始動するための要求と、
・ ＵＥ移動状態の決定を始動するための１つまたは複数の第１のトリガイベントと、
・ 測定されるべき信号の１つまたは複数の無線アクセス技術（ＲＡＴ）の識別情報と、
・ ＵＥと第１のＴＰとの間の推定信号ラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）と、
・ 推定ＲＴＴに関連する第１のＴＰの識別情報と、
・ ドップラーシフト測定のための複数の候補ＴＰの識別情報と、
・ 複数の候補ＴＰによって使用されるＤＬキャリア周波数の識別情報と、
・ 複数の候補ＴＰについてのそれぞれのロケーションと、
・ ドップラーシフト測定のためのＴＰを選択するための１つまたは複数のルールまたは基準と、
・ ＵＥ移動状態を報告するための１つまたは複数の第２のトリガイベントと、
・ ＵＥ移動状態の報告を停止するための１つまたは複数の第３のトリガイベントと、
・ ＵＥ移動状態の周期的報告のための報告間隔と
のうちの１つまたは複数を含む。
【0190】
いくつかの実施形態では、１つまたは複数の第３のトリガイベントは、測位測定設定において識別されたそれぞれの１つまたは複数の第２のトリガイベントから暗黙的である。
【0191】
いくつかの実施形態では、（たとえば、ブロック２０３０における測位測定設定において識別された）１つまたは複数の第２のトリガイベントは、以下、すなわち、
・ 多角形形状によって規定された絶対的エリア、またはＵＥにサービングセルを提供する（たとえば、第１または第２の）ＴＰからの距離によって規定された相対的エリアなど、エリアの内部または外部の位置と、
・ 位置変化しきい値と、
・ 速さ（スカラ）または速度（ベクトル）しきい値と、
・ 速さ（スカラ）または速度（ベクトル）変化しきい値と
のいずれかを含むことができる。
・ 多角形形状によって規定された絶対的エリア、またはＵＥにサービングセルを提供する（たとえば、第１または第２の）ＴＰからの距離によって規定された相対的エリアなど、エリアの内部または外部の位置と、
・ 位置変化しきい値と、
・ 速さ（スカラ）または速度（ベクトル）しきい値と、
・ 速さ（スカラ）または速度（ベクトル）変化しきい値と
のいずれかを含むことができる。
【0192】
いくつかの実施形態では、例示的な方法は、ブロック２０１０～２０２０の動作をも含むことができる。ブロック２０１０において、ＲＡＮノードは、ＵＥに、移動状態決定のＵＥ能力についての要求を送ることができる。ブロック２０２０において、ＲＡＮノードは、ＵＥから、ＵＥは移動状態決定が可能であるという指示を受信することができる。いくつかの実施形態では、測位測定設定は、ブロック２０２０において指示を受信することの後に（たとえば、ブロック２０３０において）送られ得る。
【0193】
いくつかの実施形態では、（たとえば、ブロック２０５０において受信された）１つまたは複数の測定報告は、
・ （たとえば、ブロック２０３０において）ＲＡＮノードから受信された推定信号ＲＴＴに基づいて決定されたＵＥ移動状態の少なくとも一部を含む、第１の測定報告と、
・ ＵＥと第１のＴＰとの間の信号ＲＴＴのＵＥ測位測定に基づいて決定されたＵＥ移動状態の少なくとも一部を含む、１つまたは複数の後続の第２の測定報告と
を含むことができる。
・ （たとえば、ブロック２０３０において）ＲＡＮノードから受信された推定信号ＲＴＴに基づいて決定されたＵＥ移動状態の少なくとも一部を含む、第１の測定報告と、
・ ＵＥと第１のＴＰとの間の信号ＲＴＴのＵＥ測位測定に基づいて決定されたＵＥ移動状態の少なくとも一部を含む、１つまたは複数の後続の第２の測定報告と
を含むことができる。
【0194】
いくつかの実施形態では、各測定報告は、測位測定設定中に含まれる以下、すなわち、第２のトリガイベントと第３のトリガイベントと報告間隔とのうちの１つまたは複数に応答したものであり得る。たとえば、１つまたは複数の測定報告は、
・ 第２のトリガイベントに応答した第１の測定報告と、
・ 第１の測定報告の後および第３のトリガイベントの発生までのそれぞれの１つまたは複数の報告間隔における１つまたは複数の第２の測定報告と
を含むことができる。
・ 第２のトリガイベントに応答した第１の測定報告と、
・ 第１の測定報告の後および第３のトリガイベントの発生までのそれぞれの１つまたは複数の報告間隔における１つまたは複数の第２の測定報告と
を含むことができる。
【0195】
いくつかの実施形態では、各測定報告は、以下、すなわち、
・ 含まれるＵＥ移動状態に対応する測定時間と、
・ 含まれるＵＥ移動状態がそこから決定された、ＵＥ測位測定において使用された以下、すなわち、ＴＰとキャリア周波数と信号とのうちの１つまたは複数の識別情報と
をも含むことができる。
・ 含まれるＵＥ移動状態に対応する測定時間と、
・ 含まれるＵＥ移動状態がそこから決定された、ＵＥ測位測定において使用された以下、すなわち、ＴＰとキャリア周波数と信号とのうちの１つまたは複数の識別情報と
をも含むことができる。
【0196】
様々な実施形態が、上記では方法、技法、および／またはプロシージャに関して説明されたが、そのような方法、技法、および／またはプロシージャが、様々なシステム、通信デバイス、コンピューティングデバイス、制御デバイス、装置、非一時的コンピュータ可読媒体、コンピュータプログラム製品などにおいて、ハードウェアとソフトウェアとの様々な組合せによって具現され得ることを、当業者は容易に理解されよう。
【0197】
図２１は、他の図を参照しながら上記で説明されたものを含む、本開示の様々な実施形態による、例示的な無線デバイスまたは（以下で「ＵＥ２１００」と呼ばれる）ユーザ機器（ＵＥ）２１００のブロック図を示す。たとえば、ＵＥ２１００は、コンピュータ可読媒体に記憶された命令の実行によって、上記で説明された例示的な方法および／またはプロシージャのうちの１つまたは複数に対応する動作を実施するように、設定され得る。
【0198】
ＵＥ２１００は、並列アドレスおよびデータバス、シリアルポート、あるいは当業者に知られている他の方法および／または構造を備えることができる、バス２１７０を介してプログラムメモリ２１２０および／またはデータメモリ２１３０に動作可能に接続され得る（「処理回路」とも呼ばれる）プロセッサ２１１０を含むことができる。プログラムメモリ２１２０は、プロセッサ２１１０によって実行されたとき、以下で説明される動作を含む様々な動作を実施するようにＵＥ２１００を設定し、および／またはＵＥ２１００がそれらの動作を実施することを容易にすることができる、（図２１ではまとめてコンピュータプログラム製品２１２１として示されている）ソフトウェアコード、プログラム、および／または命令を記憶することができる。たとえば、そのような命令の実行は、５Ｇ／ＮＲ、ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａ、ＵＭＴＳ、ＨＳＰＡ、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＥＤＧＥ、１ｘＲＴＴ、ＣＤＭＡ２０００、８０２．１１ ＷｉＦｉ、ＨＤＭＩ、ＵＳＢ、Ｆｉｒｅｗｉｒｅなどとして一般に知られているものなど、３ＧＰＰ、３ＧＰＰ２、またはＩＥＥＥによって規格化された１つまたは複数の無線通信プロトコル、あるいは無線トランシーバ２１４０、ユーザインターフェース２１５０、および／または制御インターフェース２１６０とともに利用され得る任意の他の現在のまたは将来のプロトコルを含む、１つまたは複数の有線または無線通信プロトコルを使用して通信するようにＵＥ２１００を設定し、および／または例示的なＵＥ２１００がそれらのプロトコルを使用して通信することを容易にすることができる。
【0199】
別の例として、プロセッサ２１１０は、（たとえば、ＮＲおよび／またはＬＴＥのために）３ＧＰＰによって規格化されたＭＡＣ、ＲＬＣ、ＰＤＣＰ、およびＲＲＣレイヤプロトコルに対応する、プログラムメモリ２１２０に記憶されたプログラムコードを実行することができる。さらなる例として、プロセッサ２１１０は、無線トランシーバ２１４０とともに、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）、およびシングルキャリア周波数分割多元接続（ＳＣ－ＦＤＭＡ）など、対応するＰＨＹレイヤプロトコルを実装する、プログラムメモリ２１２０に記憶されたプログラムコードを実行することができる。別の例として、プロセッサ２１１０は、無線トランシーバ２１４０とともに、他の適合デバイスおよび／またはＵＥとのＤ２Ｄ（ｄｅｖｉｃｅ－ｔｏ－ｄｅｖｉｃｅ）通信を実装する、プログラムメモリ２１２０に記憶されたプログラムコードを実行することができる。
【0200】
プログラムメモリ２１２０は、無線トランシーバ２１４０、ユーザインターフェース２１５０、および／またはホストインターフェース２１６０など、様々な構成要素を設定および制御することを含む、ＵＥ２１００の機能を制御するためにプロセッサ２１１０によって実行されるソフトウェアコードをも含むことができる。プログラムメモリ２１２０は、本明細書で説明される例示的な方法および／またはプロシージャのいずれかを具現するコンピュータ実行可能命令を備える、１つまたは複数のアプリケーションプログラムおよび／またはモジュールをも備えることができる。そのようなソフトウェアコードは、たとえば、実装される方法ステップによって規定される所望の機能が保持される限り、たとえば、Ｊａｖａ、Ｃ＋＋、Ｃ、Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｃ、ＨＴＭＬ、ＸＨＴＭＬ、機械コード、およびアセンブラなど、任意の知られているまたは将来の開発されるプログラミング言語を使用して指定されるか、または書き込まれ得る。追加として、または代替として、プログラムメモリ２１２０は、ＵＥ２１００からリモートにある外部ストレージ構成（図示せず）を備えることができ、その外部ストレージ構成から、命令は、そのような命令の実行を可能にするように、ＵＥ２１００内に位置するかまたはＵＥ２１００に取外し可能に結合されたプログラムメモリ２１２０にダウンロードされ得る。
【0201】
データメモリ２１３０は、本明細書で説明される例示的な方法および／またはプロシージャのいずれかに対応するかまたはそのいずれかを含む動作を含む、ＵＥ２１００のプロトコル、設定、制御、および他の機能において使用される変数を、プロセッサ２１１０が記憶するためのメモリエリアを含むことができる。その上、プログラムメモリ２１２０および／またはデータメモリ２１３０は、不揮発性メモリ（たとえば、フラッシュメモリ）、揮発性メモリ（たとえば、スタティックまたはダイナミックＲＡＭ）、またはそれらの組合せを含むことができる。さらに、データメモリ２１３０は、１つまたは複数のフォーマットのリムーバブルメモリカード（たとえば、ＳＤカード、メモリスティック、コンパクトフラッシュなど）が挿入および取り外され得る、メモリスロットを備えることができる。
【0202】
プロセッサ２１１０が、上記で説明された機能の一部分を各々が実装する、（たとえば、マルチコアプロセッサを含む）複数の個々のプロセッサを含むことができることを、当業者は認識されよう。そのような場合、複数の個々のプロセッサは、プログラムメモリ２１２０およびデータメモリ２１３０に共通に接続されるか、あるいは複数の個々のプログラムメモリおよび／またはデータメモリに個々に接続され得る。より一般的には、ＵＥ２１００の様々なプロトコルおよび他の機能が、限定はしないが、アプリケーションプロセッサ、信号プロセッサ、汎用プロセッサ、マルチコアプロセッサ、ＡＳＩＣ、固定および／またはプログラマブルデジタル回路、アナログベースバンド回路、無線周波数回路、ソフトウェア、ファームウェア、ならびにミドルウェアを含む、ハードウェアとソフトウェアとの異なる組合せを含む多くの異なるコンピュータ構成において実装され得ることを、当業者は認識されよう。
【0203】
無線トランシーバ２１４０は、ＵＥ２１００が、同様の無線通信規格および／またはプロトコルをサポートする他の機器と通信することを容易にする、無線周波数送信機および／または受信機機能を含むことができる。いくつかの例示的な実施形態では、無線トランシーバ２１４０は、ＵＥ２１００が、３ＧＰＰおよび／または他の標準化団体による規格化のために提案された様々なプロトコルおよび／または方法に従って通信することを可能にする、１つまたは複数の送信機と１つまたは複数の受信機とを含む。たとえば、そのような機能は、他の図に関して本明細書で説明されるような、ＯＦＤＭ、ＯＦＤＭＡ、および／またはＳＣ－ＦＤＭＡ技術に基づくＰＨＹレイヤを実装するために、プロセッサ２１１０と協働して動作することができる。
【0204】
いくつかの例示的な実施形態では、無線トランシーバ２１４０は、ＵＥ２１００が、３ＧＰＰによって公表された規格に従って様々なＬＴＥ、ＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ－Ａ）、および／またはＮＲネットワークと通信することを容易にすることができる、１つまたは複数の送信機と１つまたは複数の受信機とを含む。本開示のいくつかの例示的な実施形態では、無線トランシーバ２１４０は、ＵＥ２１００が、同じく３ＧＰＰ規格に従って様々なＮＲ、ＮＲ－Ｕ、ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａ、ＬＴＥ－ＬＡＡ、ＵＭＴＳ、および／またはＧＳＭ／ＥＤＧＥネットワークと通信するために必要な、回路、ファームウェアなどを含む。いくつかの実施形態では、無線トランシーバ２１４０は、ＵＥ２１００と他の適合デバイスとの間のＤ２Ｄ通信をサポートする回路を含むことができる。
【0205】
いくつかの実施形態では、無線トランシーバ２１４０は、ＵＥ２１００が、３ＧＰＰ２規格に従って様々なＣＤＭＡ２０００ネットワークと通信するために必要な、回路、ファームウェアなどを含む。いくつかの実施形態では、無線トランシーバ２１４０は、２．４、５．６、および／または６０ＧＨｚの領域中の周波数を使用して動作するＩＥＥＥ８０２．１１ ＷｉＦｉなど、未ライセンス周波数帯域中で動作する無線技術を使用して通信することが可能であり得る。いくつかの実施形態では、無線トランシーバ２１４０は、ＩＥＥＥ８０２．３イーサネット技術を使用することなどによる有線通信が可能であるトランシーバを含むことができる。これらの実施形態の各々に特有の機能は、データメモリ２１３０と連携したおよび／またはデータメモリ２１３０によってサポートされるプログラムメモリ２１２０に記憶されたプログラムコードを実行するプロセッサ２１１０など、ＵＥ２１００中の他の回路に結合され、および／または他の回路によって制御され得る。
【0206】
いくつかの実施形態では、無線トランシーバ２２４０は、本明細書で説明される様々な実施形態に従って、ドップラーシフト、ＲＴＴなどの測定など、無線ネットワーク（たとえば、Ｅ－ＵＴＲＡＮ、ＮＧ－ＲＡＮ）によって送信された様々な信号上で測定を実施するために使用され得る。
【0207】
ユーザインターフェース２１５０は、ＵＥ２１００の特定の実施形態に応じて様々な形態をとることができるか、またはまったくＵＥ２１００にないことがある。いくつかの実施形態では、ユーザインターフェース２１５０は、マイクロフォン、ラウドスピーカー、スライド可能ボタン、押下可能なボタン、ディスプレイ、タッチスクリーンディスプレイ、機械的または仮想キーパッド、機械的または仮想キーボード、および／あるいはモバイルフォン上で一般に見られる任意の他のユーザインターフェース特徴を備えることができる。他の実施形態では、ＵＥ２１００は、より大きいタッチスクリーンディスプレイを含むタブレットコンピューティングデバイスを備えることができる。そのような実施形態では、ユーザインターフェース２１５０の機械的特徴のうちの１つまたは複数が、当業者によく知られているように、タッチスクリーンディスプレイを使用して実装される同等のまたは機能的に等価な仮想ユーザインターフェース特徴（たとえば、仮想キーパッド、仮想ボタンなど）によって置き換えられ得る。他の実施形態では、ＵＥ２１００は、特定の例示的な実施形態に応じて統合されるか、デタッチされるか、または着脱可能であり得る、機械的キーボードを備える、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ワークステーションなど、デジタルコンピューティングデバイスであり得る。そのようなデジタルコンピューティングデバイスはタッチスクリーンディスプレイをも備えることができる。タッチスクリーンディスプレイを有するＵＥ２１００の多くの例示的な実施形態は、本明細書で説明されるかまたはさもなければ当業者に知られている例示的な方法および／またはプロシージャに関係する入力など、ユーザ入力を受信することが可能である。
【0208】
いくつかの実施形態では、ＵＥ２１００は、ＵＥ２１００の特徴および機能によって様々なやり方で使用され得る、配向センサーを含むことができる。たとえば、ＵＥ２１００は、配向センサーの出力を使用して、ユーザがＵＥ２１００のタッチスクリーンディスプレイの物理的配向をいつ変えたかを決定することができる。配向センサーからの指示信号が、ＵＥ２１００上で実行する任意のアプリケーションプログラムにとって利用可能であり得、その結果、アプリケーションプログラムは、指示信号がデバイスの物理的配向の約９０度変化を指示したとき、自動的にスクリーンディスプレイの配向を（たとえば、縦方向から横方向に）変えることができる。この例示的な様式では、アプリケーションプログラムは、デバイスの物理的配向にかかわらず、ユーザによって可読である様式でスクリーンディスプレイを維持することができる。さらに、配向センサーの出力は、本開示の様々な例示的な実施形態とともに使用され得る。
【0209】
ＵＥ２１００の制御インターフェース２１６０が、ＵＥ２１００の特定の例示的な実施形態、ならびにＵＥ２１００が通信および／または制御することが意図される他のデバイスの特定のインターフェース要件の特定の例示的な実施形態に応じて、様々な形態をとることができる。たとえば、制御インターフェース２１６０は、ＲＳ－２３２インターフェース、ＵＳＢインターフェース、ＨＤＭＩインターフェース、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈインターフェース、ＩＥＥＥ（「Ｆｉｒｅｗｉｒｅ」）インターフェース、Ｉ２Ｃインターフェース、ＰＣＭＣＩＡインターフェースなどを備えることができる。本開示のいくつかの例示的な実施形態では、制御インターフェース２１６０は、上記で説明されたように、ＩＥＥＥ８０２．３イーサネットインターフェースを備えることができる。本開示のいくつかの例示的な実施形態では、制御インターフェース２１６０は、たとえば、１つまたは複数のデジタルアナログ（Ｄ／Ａ）および／またはアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器を含む、アナログインターフェース回路を備えることができる。
【0210】
特徴、インターフェース、および無線周波数通信規格の上記のリストが、例にすぎず、本開示の範囲を限定しないことを、当業者は認識することができる。言い換えれば、ＵＥ２１００は、たとえば、ビデオおよび／または静止画像カメラ、マイクロフォン、メディアプレーヤおよび／またはレコーダなどを含む、図２１に示されているものよりも多くの機能を備えることができる。その上、無線トランシーバ２１４０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＧＰＳ、および／または他のものを含む追加の無線周波数通信規格を使用して通信するために必要な回路を含むことができる。その上、プロセッサ２１１０は、そのような追加の機能を制御するために、プログラムメモリ２１２０に記憶されたソフトウェアコードを実行することができる。たとえば、ＧＰＳ受信機から出力された方向性速度および／または位置推定が、本開示の様々な例示的な実施形態による様々な例示的な方法および／またはコンピュータ可読媒体を含む、ＵＥ２１００上で実行する任意のアプリケーションプログラムにとって利用可能であり得る。
【0211】
図２２は、他の図を参照しながら上記で説明されたものを含む、本開示の様々な実施形態による、例示的なネットワークノード２２００のブロック図を示す。たとえば、例示的なネットワークノード２２００は、コンピュータ可読媒体に記憶された命令の実行によって、上記で説明された例示的な方法および／またはプロシージャのうちの１つまたは複数に対応する動作を実施するように、設定され得る。いくつかの例示的な実施形態では、ネットワークノード２２００は、基地局、ｅＮＢ、ｇＮＢ、またはそれらの１つまたは複数の構成要素を備えることができる。たとえば、ネットワークノード２２００は、３ＧＰＰによって指定されたＮＲ ｇＮＢアーキテクチャに従って、中央ユニット（ＣＵ）および１つまたは複数の分散ユニット（ＤＵ）として設定され得る。より一般的には、ネットワークノード２２００の機能は、様々な物理デバイスおよび／または機能ユニット、モジュールなどにわたって分散され得る。
【0212】
ネットワークノード２２００は、並列アドレスおよびデータバス、シリアルポート、あるいは当業者に知られている他の方法および／または構造を含むことができる、バス２２７０を介してプログラムメモリ２２２０およびデータメモリ２２３０に動作可能に接続された（「処理回路」とも呼ばれる）プロセッサ２２１０を含むことができる。
【0213】
プログラムメモリ２２２０は、プロセッサ２２１０によって実行されたとき、様々な動作を実施するようにネットワークノード２２００を設定し、および／またはネットワークノード２２００がそれらの動作を実施することを容易にすることができる、（図２２ではまとめてコンピュータプログラム製品２２２１として示されている）ソフトウェアコード、プログラム、および／または命令を記憶することができる。たとえば、そのような記憶された命令の実行が、上記で説明された１つまたは複数の例示的な方法および／またはプロシージャを含む、本開示の様々な実施形態によるプロトコルを使用して１つまたは複数の他のデバイスと通信するようにネットワークノード２２００を設定することができる。プログラムメモリ２２２０は、ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａ、および／またはＮＲのために３ＧＰＰによって規格化されたＰＨＹ、ＭＡＣ、ＲＬＣ、ＰＤＣＰ、およびＲＲＣレイヤプロトコル、あるいは無線ネットワークインターフェース２２４０およびコアネットワークインターフェース２２５０とともに利用される任意の他の上位レイヤプロトコルのうちの１つまたは複数など、他のプロトコルまたはプロトコルレイヤを使用して、ネットワークノード２２００が１つまたは複数の他のデバイスと通信することを容易にし、特に、それを行うようにネットワークノード２２００を設定することができる、プロセッサ２２１０によって実行されるソフトウェアコードをも備えることができる。例として、および限定はしないが、３ＧＰＰによって規格化されたように、コアネットワークインターフェース２２５０はＳ１インターフェースを備えることができ、無線ネットワークインターフェース２２４０はＵｕインターフェースを備えることができる。プログラムメモリ２２２０は、無線ネットワークインターフェース２２４０およびコアネットワークインターフェース２２５０など、様々な構成要素を設定および制御することを含む、ネットワークノード２２００の機能を制御するためにプロセッサ２２１０によって実行されるソフトウェアコードをさらに備えることができる。
【0214】
データメモリ２２３０は、ネットワークノード２２００のプロトコル、設定、制御、および他の機能において使用される変数を、プロセッサ２２１０が記憶するためのメモリエリアを備えることができる。したがって、プログラムメモリ２２２０およびデータメモリ２２３０は、不揮発性メモリ（たとえば、フラッシュメモリ、ハードディスクなど）、揮発性メモリ（たとえば、スタティックまたはダイナミックＲＡＭ）、ネットワークベース（たとえば、「クラウド」）ストレージ、またはそれらの組合せを備えることができる。プロセッサ２２１０が、上記で説明された機能の一部分を各々が実装する、複数の個々のプロセッサ（図示せず）を含むことができることを、当業者は認識されよう。そのような場合、複数の個々のプロセッサは、プログラムメモリ２２２０およびデータメモリ２２３０に共通に接続されるか、あるいは複数の個々のプログラムメモリおよび／またはデータメモリに個々に接続され得る。より一般的には、ネットワークノード２２００の様々なプロトコルおよび他の機能が、限定はしないが、アプリケーションプロセッサ、信号プロセッサ、汎用プロセッサ、マルチコアプロセッサ、ＡＳＩＣ、固定デジタル回路、プログラマブルデジタル回路、アナログベースバンド回路、無線周波数回路、ソフトウェア、ファームウェア、およびミドルウェアを含む、ハードウェアとソフトウェアとの多くの異なる組合せにおいて実装されることを、当業者は認識されよう。
【0215】
無線ネットワークインターフェース２２４０は、送信機と、受信機と、信号プロセッサと、ＡＳＩＣと、アンテナと、ビームフォーミングユニットと、ネットワークノード２２００が、いくつかの実施形態において、複数の適合ユーザ機器（ＵＥ）などの他の機器と通信することを可能にする、他の回路とを備えることができる。いくつかの実施形態では、インターフェース２２４０はまた、ネットワークノード２２００が、衛星通信ネットワークの適合衛星と通信することを可能にすることができる。いくつかの例示的な実施形態では、無線ネットワークインターフェース２２４０が、ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａ、ＬＴＥ－ＬＡＡ、ＮＲ、ＮＲ－Ｕなどのために３ＧＰＰによって規格化された、ＰＨＹ、ＭＡＣ、ＲＬＣ、ＰＤＣＰ、および／またはＲＲＣレイヤプロトコル、本明細書において上記で説明されたようなそれらのプロトコルの改善、あるいは無線ネットワークインターフェース２２４０とともに利用される任意の他の上位レイヤプロトコルなど、様々なプロトコルまたはプロトコルレイヤを備えることができる。本開示のさらなる例示的な実施形態によれば、無線ネットワークインターフェース２２４０は、ＯＦＤＭ、ＯＦＤＭＡ、および／またはＳＣ－ＦＤＭＡ技術に基づくＰＨＹレイヤを備えることができる。いくつかの実施形態では、そのようなＰＨＹレイヤの機能は、無線ネットワークインターフェース２２４０と（メモリ２２２０中のプログラムコードを含む）プロセッサ２２１０とによって協働的に提供され得る。
【0216】
いくつかの実施形態では、無線ネットワークインターフェース２２４０は、本明細書で説明される様々な実施形態に従って、ドップラーシフト、ＲＴＴなどのＵＥ測定を容易にする様々な信号を送信するために使用され得る。
【0217】
コアネットワークインターフェース２２５０は、送信機と、受信機と、ネットワークノード２２００が、いくつかの実施形態において、回線交換（ＣＳ）および／またはパケット交換コア（ＰＳ）ネットワークなどのコアネットワーク中の他の機器と通信することを可能にする、他の回路とを備えることができる。いくつかの実施形態では、コアネットワークインターフェース２２５０は、３ＧＰＰによって規格化されたＳ１インターフェースを備えることができる。いくつかの実施形態では、コアネットワークインターフェース２２５０は、３ＧＰＰによって規格化されたＮＧインターフェースを備えることができる。いくつかの例示的な実施形態では、コアネットワークインターフェース２２５０は、当業者に知られている、ＧＥＲＡＮ、ＵＴＲＡＮ、ＥＰＣ、５ＧＣ、およびＣＤＭＡ２０００コアネットワーク中で見られる機能を備える、１つまたは複数のＡＭＦ、ＳＭＦ、ＳＧＷ、ＭＭＥ、ＳＧＳＮ、ＧＧＳＮ、および他の物理デバイスへの１つまたは複数のインターフェースを備えることができる。いくつかの実施形態では、これらの１つまたは複数のインターフェースは単一の物理インターフェース上で一緒に多重化され得る。いくつかの実施形態では、コアネットワークインターフェース２２５０の下位レイヤが、非同期転送モード（ＡＴＭ）、インターネットプロトコル（ＩＰ）オーバーイーサネット、光ファイバー上のＳＤＨ、銅線上のＴ１／Ｅ１／ＰＤＨ、マイクロ波無線機、あるいは当業者に知られている他の有線または無線送信技術のうちの１つまたは複数を備えることができる。
【0218】
いくつかの実施形態では、ネットワークノード２２００は、他のｅＮＢ、ｇＮＢ、ｎｇ－ｅＮＢ、ｅｎ－ｇＮＢ、ＩＡＢノードとなど、ＲＡＮにおける他のネットワークノードと通信するようにネットワークノード２２００を設定し、および／または、ネットワークノード２２００がそれを行うことを容易にする、ハードウェアおよび／またはソフトウェアを含むことができる。そのようなハードウェアおよび／またはソフトウェアは、無線ネットワークインターフェース２２４０および／またはコアネットワークインターフェース２２５０の一部であり得、あるいは、そのようなハードウェアおよび／またはソフトウェアは、別個の機能ユニット（図示せず）であり得る。たとえば、そのようなハードウェアおよび／またはソフトウェアは、３ＧＰＰによって規格化されたように、Ｘ２またはＸｎインターフェースを介して他のＲＡＮノードと通信するようにネットワークノード２２００を設定し、および／またはネットワークノード２２００がそれを行うことを容易にすることができる。
【0219】
ＯＡ＆Ｍインターフェース２２６０が、送信機と、受信機と、ネットワークノード２２００が、ネットワークノード２２００またはネットワークノード２２００に動作可能に接続された他のネットワーク機器の運用アドミニストレーション保守のための外部ネットワーク、コンピュータ、データベースなどと通信することを可能にする、他の回路とを備えることができる。ＯＡ＆Ｍインターフェース２２６０の下位レイヤが、非同期転送モード（ＡＴＭ）、インターネットプロトコル（ＩＰ）オーバーイーサネット、光ファイバー上のＳＤＨ、銅線上のＴ１／Ｅ１／ＰＤＨ、マイクロ波無線機、あるいは当業者に知られている他の有線または無線送信技術のうちの１つまたは複数を備えることができる。その上、いくつかの実施形態では、無線ネットワークインターフェース２２４０と、コアネットワークインターフェース２２５０と、ＯＡ＆Ｍインターフェース２２６０とのうちの１つまたは複数が、上記でリストされた例のように、単一の物理インターフェース上で一緒に多重化され得る。
【0220】
図２３は、本開示の１つまたは複数の例示的な実施形態による、ホストコンピュータとユーザ機器（ＵＥ）との間のオーバーザトップ（ＯＴＴ）データサービスを提供するように設定された例示的な通信ネットワークのブロック図である。ＵＥ２３１０が、無線インターフェース２３２０上で無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）２３３０と通信することができ、これは、たとえば、ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａ、および５Ｇ／ＮＲを含む、上記で説明されたプロトコルに基づき得る。たとえば、ＵＥ２３１０は、上記で説明された他の図に示されているように設定および／または構成され得る。
【0221】
ＲＡＮ２３３０は、ライセンス済みスペクトル帯域において動作可能な１つまたは複数の地上波ネットワークノード（たとえば、基地局、ｅＮＢ、ｇＮＢ、コントローラなど）、ならびに２．４ＧＨｚ帯域および／または５ＧＨｚ帯域など、（たとえば、ＬＡＡまたはＮＲ－Ｕ技術を使用する）未ライセンススペクトルにおいて動作可能な１つまたは複数のネットワークノードを含むことができる。そのような場合、ＲＡＮ２３３０を備えるネットワークノードは、ライセンス済みスペクトルおよび未ライセンススペクトルを使用して協働的に動作することができる。いくつかの実施形態では、ＲＡＮ２３３０は、衛星アクセスネットワークを備える１つまたは複数の衛星を含むか、またはそれとの通信が可能であり得る。
【0222】
ＲＡＮ２３３０は、さらに、上記で説明された様々なプロトコルおよびインターフェースに従ってコアネットワーク２３４０と通信することができる。たとえば、ＲＡＮ２３３０を備える１つまたは複数の装置（たとえば、基地局、ｅＮＢ、ｇＮＢなど）が、上記で説明されたコアネットワークインターフェース１６５０を介してコアネットワーク２３４０に通信することができる。いくつかの例示的な実施形態では、ＲＡＮ２３３０およびコアネットワーク２３４０は、上記で説明された他の図に示されているように設定および／または構成され得る。たとえば、Ｅ－ＵＴＲＡＮ２３３０を備えるｅＮＢは、図１に示されているものなど、Ｓ１インターフェースを介してＥＰＣコアネットワーク２３４０と通信することができる。別の例として、ＮＲ ＲＡＮ２３３０を備えるｇＮＢは、ＮＧインターフェースを介して５ＧＣコアネットワーク２３３０と通信することができる。
【0223】
コアネットワーク２３４０は、さらに、当業者に知られている様々なプロトコルおよびインターフェースに従って、インターネット２３５０として図２３に示されている外部パケットデータネットワークと通信することができる。例示的なホストコンピュータ２３６０など、多くの他のデバイスおよび／またはネットワークも、インターネット２３５０に接続し、インターネット２３５０を介して通信することができる。いくつかの例示的な実施形態では、ホストコンピュータ２３６０は、媒介としてインターネット２３５０、コアネットワーク２３４０、およびＲＡＮ２３３０を使用して、ＵＥ２３１０と通信することができる。ホストコンピュータ２３６０は、サービスプロバイダの所有および／または制御下のサーバ（たとえば、アプリケーションサーバ）であり得る。ホストコンピュータ２３６０は、ＯＴＴサービスプロバイダによって、またはサービスプロバイダの代わりに別のエンティティによって動作させられ得る。
【0224】
たとえば、ホストコンピュータ２３６０は、コアネットワーク２３４０およびＲＡＮ２３３０の設備を使用して、ＵＥ２３１０にオーバーザトップ（ＯＴＴ）パケットデータサービスを提供することができ、ＵＥ２３１０は、ホストコンピュータ２３６０への／からの発信／着信通信のルーティングに気づいていないことがある。同様に、ホストコンピュータ２３６０は、ホストコンピュータからＵＥへの送信のルーティング、たとえば、ＲＡＮ２３３０を通した送信のルーティングに気づいていないことがある。たとえば、ホストコンピュータからＵＥへの（単方向）オーディオおよび／またはビデオ、ホストコンピュータとＵＥとの間の対話型（双方向）オーディオおよび／またはビデオ、対話型メッセージングまたはソーシャル通信、対話型仮想または拡張現実などをストリーミングすることを含む、様々なＯＴＴサービスが、図２３に示されている例示的な設定を使用して提供され得る。
【0225】
図２３に示されている例示的なネットワークは、本明細書で開示される例示的な実施形態によって改善されるデータレート、レイテンシおよび他のファクタを含む、ネットワーク性能メトリックを監視する測定プロシージャおよび／またはセンサーをも含むことができる。例示的なネットワークは、測定結果の変動に応答してエンドポイント（たとえば、ホストコンピュータとＵＥとの）間のリンクを再設定するための機能をも含むことができる。そのようなプロシージャおよび機能は、知られており、実施され、ネットワークが、ＯＴＴサービスプロバイダから無線インターフェースを隠すかまたは抽象化した場合、測定が、ＵＥとホストコンピュータとの間のプロプライエタリシグナリングによって容易にされ得る。
【0226】
本明細書で説明される例示的な実施形態は、ＲＡＮにおける最小２つの空間的に分離された送信ポイントから信号を受信することに基づく、移動状態（たとえば、２Ｄ位置および速度）のＵＥ決定のための技法を提供する。ＵＥ（たとえば、ＵＥ２３１０）およびＲＡＮノード（たとえば、ＲＡＮ２３３０を備えるｇＮＢ）において使用されるとき、本明細書で説明される例示的な実施形態は、特殊なＵＥハードウェアを必要とすることなしに、屋内または他の難しい伝搬条件においてさえ、高度に正確な位置および速度推定を含む、様々な改善、利益、および／または利点を提供することができる。これは、シームレスな高正確さの個人の安全およびナビゲーションなど、ＯＴＴサービスプロバイダからエンドユーザへの様々な新しいサービスを可能にする。したがって、実施形態は、エンドユーザとＯＴＴサービスプロバイダの両方に顕著な価値を提供することができる。
【0227】
上記は、本開示の原理を示すにすぎない。本明細書の教示に鑑みて、説明される実施形態の様々な修正および改変が当業者に明らかになろう。したがって、本明細書で明示的に示されず、または説明されないが、本開示の原理を具現し、したがって、本開示の趣旨および範囲内にあり得る、多数のシステム、構成、およびプロシージャを、当業者は考案することができることが諒解されよう。当業者によって理解されるべきであるように、様々な例示的な実施形態が、互いに一緒に、ならびに互いに互換的に使用され得る。
【0228】
本明細書で使用されるユニットという用語は、エレクトロニクス、電気デバイス、および／または電子デバイスの分野での通常の意味を有することができ、たとえば、本明細書で説明されるものなど、それぞれのタスク、プロシージャ、算出、出力、および／または表示機能を行うための、電気および／または電子回路、デバイス、モジュール、プロセッサ、メモリ、論理固体および／または個別デバイス、コンピュータプログラムまたは命令などを含むことができる。
【0229】
本明細書で開示される任意の適切なステップ、方法、特徴、機能、または利益は、１つまたは複数の仮想装置の１つまたは複数の機能ユニットまたはモジュールを通して実施され得る。各仮想装置は、いくつかのこれらの機能ユニットを備え得る。これらの機能ユニットは、１つまたは複数のマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含み得る、処理回路、ならびに、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、専用デジタル論理などを含み得る、他のデジタルハードウェアを介して実装され得る。処理回路は、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、キャッシュメモリ、フラッシュメモリデバイス、光記憶デバイスなど、１つまたはいくつかのタイプのメモリを含み得る、メモリに記憶されたプログラムコードを実行するように設定され得る。メモリに記憶されたプログラムコードは、１つまたは複数の通信および／またはデータ通信プロトコルを実行するためのプログラム命令、ならびに本明細書で説明される技法のうちの１つまたは複数を行うための命令を含む。いくつかの実装形態では、処理回路は、それぞれの機能ユニットに、本開示の１つまたは複数の実施形態による、対応する機能を実施させるために使用され得る。
【0230】
本明細書で説明されるように、デバイスおよび／または装置が、半導体チップ、チップセット、あるいはそのようなチップまたはチップセットを備える（ハードウェア）モジュールによって表され得るが、これは、デバイスまたは装置の機能が、ハードウェア実装される代わりに、プロセッサ上での実行のためのまたはプロセッサ上で稼働されている実行可能ソフトウェアコード部分を備えるコンピュータプログラムまたはコンピュータプログラム製品などのソフトウェアモジュールとして実装される可能性を、除外しない。さらに、デバイスまたは装置の機能は、ハードウェアとソフトウェアとの任意の組合せによって実装され得る。デバイスまたは装置はまた、機能的に互いと協働するのか互いとは無関係であるのかにかかわらず、複数のデバイスおよび／または装置のアセンブリと見なされ得る。その上、デバイスおよび装置は、デバイスまたは装置の機能が保持される限り、システム全体にわたって分散して実装され得る。そのようなおよび同様の原理は当業者に知られていると見なされる。
【0231】
別段に規定されていない限り、本明細書で使用される（技術用語および科学用語を含む）すべての用語は、本開示が属する技術の当業者によって通常理解されるものと同じ意味を有する。本明細書で使用される用語は、本明細書および関連技術のコンテキストにおけるそれらの用語の意味に従う意味を有するものとして解釈されるべきであり、明確にそのように本明細書で規定されていない限り、理想的なまたは過度に形式的な意味において解釈されないことをさらに理解されよう。
【0232】
さらに、その明細書、図面、および例示的な実施形態を含む、本開示で使用されるいくつかの用語は、限定はしないが、たとえば、データおよび情報を含めて、いくつかの事例では同義的に使用され得る。互いに同義であり得るこれらの単語および／または他の単語が本明細書で同義的に使用され得るが、そのような単語が同義的に使用されないことが意図され得る事例があり得ることを、理解されたい。さらに、従来技術の知識が上記で参照により本明細書に明示的に組み込まれていない限り、従来技術の知識は、その全体が本明細書に明示的に組み込まれる。参照されるすべての刊行物は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図13A】
【図13B】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図14D】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図16C】
【図17A】
【図17B】
【図17C】
【図17D】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】