專利名稱：Gps輔助數(shù)據(jù)發(fā)送方法和系統(tǒng)的制作方法
引用同時(shí)待審的臨時(shí)專利申請要求優(yōu)先權(quán)本申請?jiān)谝髢?yōu)先權(quán)時(shí)根據(jù)35 U.S.C.§11(e)引用了Kari Pih1和Hannu Pirila于1999年5月7日提出的臨時(shí)專利申請60/133,062。本申請?jiān)谝髢?yōu)選權(quán)時(shí)還根據(jù)35 U.S.C.§11(e)引用了Kari Pih1和HannuPirila于1999年5月10日提出的臨時(shí)專利申請60/133,287。本申請包含這兩個(gè)同時(shí)待審的臨時(shí)專利申請所公開的內(nèi)容完全是為了參考。
為了提高與獨(dú)立GPS相比的推算位置能力，移動終端除了要具有GPS接收機(jī)功能外，還要能訪問所謂的GPS輔助數(shù)據(jù)。在一個(gè)特定區(qū)域內(nèi)，GPS輔助數(shù)據(jù)對于所有GPS兼容的移動終端都是相同的。最簡便的技術(shù)顯然是向這個(gè)特定區(qū)域內(nèi)的所有GPS兼容移動終端廣播(也就是點(diǎn)對多點(diǎn))GPS輔助數(shù)據(jù)。輔助數(shù)據(jù)并不是針對某個(gè)移動終端的，但卻能被多個(gè)GPS兼容移動終端所利用。GPS輔助數(shù)據(jù)由大量數(shù)據(jù)(大約500位/衛(wèi)星)組成，這些數(shù)據(jù)需要從無線電信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳送到GPS兼容移動終端。GPS輔助數(shù)據(jù)包含以下元素(A)多顆衛(wèi)星(B)基準(zhǔn)時(shí)間(C)基準(zhǔn)位置(正服務(wù)基站收發(fā)信臺(BTS)位置(BTS))(D)衛(wèi)星ID，天體位置推算表，時(shí)鐘校正，等等(E)可選的DGPS校正然而，目前的無線電信協(xié)議中，比如全球移動電信系統(tǒng)(或GSM)，點(diǎn)對多點(diǎn)的廣播信道(比如BCCH，SMSCB)的能力是有限的。因此，在實(shí)際中，在目前指定的點(diǎn)對多點(diǎn)廣播信道中使用所要求的GPS輔助數(shù)據(jù)是很難或不可能的。
本發(fā)明的目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的第一個(gè)目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)是提供了一項(xiàng)改進(jìn)的信號技術(shù)，可以使GPS輔助數(shù)據(jù)傳送到移動終端。
本發(fā)明的第二個(gè)目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)是提供了一項(xiàng)改進(jìn)的信號技術(shù)，可以通過點(diǎn)對點(diǎn)信號協(xié)議把GPS輔助數(shù)據(jù)發(fā)送到移動終端上，作為點(diǎn)對多點(diǎn)(廣播)協(xié)議的替代。
本發(fā)明還有一個(gè)目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)，是和獨(dú)立GPS相比，當(dāng)移動終端在無線網(wǎng)絡(luò)中激活時(shí)，改善了它在開電自檢階段性能，并且改善了GPS總的精確度。
本發(fā)明講述了一種方法，就是GPS輔助數(shù)據(jù)是如何被傳送到GPS兼容的移動終端上的。接收這種數(shù)據(jù)的移動臺，再結(jié)合接收到的GPS信號，就可以準(zhǔn)確地計(jì)算它們自己的位置。應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)例子是它在全球移動電信系統(tǒng)(GSM)第2階段中的應(yīng)用，添加了位置服務(wù)(LCS)協(xié)議，但是這項(xiàng)重要的應(yīng)用只不過是本發(fā)明眾多可以利用的優(yōu)點(diǎn)中的一項(xiàng)。
發(fā)明者已經(jīng)意識到GPS輔助數(shù)據(jù)的特性之一是它的壽命相對較長(大約2小時(shí))，這項(xiàng)特性可以在網(wǎng)絡(luò)輔助的移動終端GPS(NAMT-GPS)系統(tǒng)中加以利用。對于這種長壽命的數(shù)據(jù)，建立點(diǎn)對多點(diǎn)的廣播信道是沒有必要的，也會浪費(fèi)系統(tǒng)資源。事實(shí)上GPS輔助數(shù)據(jù)通過點(diǎn)對點(diǎn)信號協(xié)議傳送到GPS兼容的移動終端是最好的，最好使用已經(jīng)確定的點(diǎn)對點(diǎn)信號協(xié)議和消息類型。GPS輔助數(shù)據(jù)的長壽命使得無線網(wǎng)絡(luò)能利用下列示例性GSM過程，將GPS輔助數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)傳送到移動終端IMSI(國際移動用戶身份碼)附加，正常位置更新，定期位置更新。
依照本發(fā)明的原理，在向移動終端發(fā)送GPS輔助數(shù)據(jù)時(shí)，無須建立或應(yīng)用點(diǎn)對多點(diǎn)的廣播信道。事實(shí)上在向GPS兼容的移動終端傳送GPS輔助數(shù)據(jù)時(shí)，使用的是點(diǎn)對點(diǎn)的方式，例如已經(jīng)確定的IMSI附加和位置更新過程。在這種方式中，由于沒有為此而要求提供廣播信道，網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載并不會受到不利影響。
根據(jù)本發(fā)明，網(wǎng)絡(luò)輔助的移動終端GPS系統(tǒng)包括多個(gè)GPS兼容移動終端，每個(gè)終端具有一個(gè)收發(fā)器，還包括一套無線電信網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中至少擁有一個(gè)基站收發(fā)器，用來向單個(gè)GPS兼容的移動臺傳輸GPS輔助數(shù)據(jù)，傳輸過程使用點(diǎn)對點(diǎn)信號協(xié)議。此處說明性的具體實(shí)施例中，點(diǎn)對點(diǎn)信號協(xié)議至少包含一個(gè)IMSI(國際移動用戶身份)附加，一個(gè)正常位置更新或者一個(gè)定期位置更新信號協(xié)議。
發(fā)明詳細(xì)方案

圖1和圖2結(jié)合起來解釋說明適合使用本發(fā)明的無線移動終端10(例如，蜂窩無線電話或個(gè)人通信器，但不限于此)。移動終端10包括天線12，它用來與基站(BS)或基站收發(fā)臺30之間收發(fā)信號。BS30是無線網(wǎng)絡(luò)32的一部分，后者通常包括一個(gè)移動交換中心(MSC)或者類似的系統(tǒng)，它為移動終端10通話時(shí)提供陸線干線連接。在本發(fā)明中，網(wǎng)絡(luò)32或包含或可以訪問或能計(jì)算GPS輔助數(shù)據(jù)34。例子中，GPS輔助數(shù)據(jù)34可以在正服務(wù)移動位置中心(SMLC)里被確定下來，SMLC既可以位于網(wǎng)絡(luò)和交換子系統(tǒng)(NSS)，也可以位于基站子系統(tǒng)(BSS)。要實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的功能，GPS輔助數(shù)據(jù)34始于或位于網(wǎng)絡(luò)32的哪個(gè)部分并不重要。網(wǎng)絡(luò)32通常包含移動交換中心(MSC)33這個(gè)網(wǎng)絡(luò)組件。
移動終端10是GPS兼容的，因?yàn)樗窗粋€(gè)GPS接收器23，要么與之相連接，此外還包含一個(gè)調(diào)制器(MOD)14A，一個(gè)傳送器14，一個(gè)接收器16，一個(gè)解調(diào)器(DEMOD)16A，還有一個(gè)控制器18，控制器是用來分別向傳送器14發(fā)送或從接收器16接收信號的。這些信號中包括與適用的無線網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)的空中接口標(biāo)準(zhǔn)相一致的信號信息，通常還包括用戶語音和/或用戶數(shù)據(jù)。本發(fā)明假定所使用的空中接口標(biāo)準(zhǔn)具有從網(wǎng)絡(luò)32向移動終端10點(diǎn)對點(diǎn)傳輸消息的能力。
控制器18還應(yīng)包括執(zhí)行移動終端上語音和邏輯函數(shù)所需的電路。例子中，控制器18的組成部分有一個(gè)數(shù)字信號處理器裝置，一個(gè)微處理器設(shè)備，各種模數(shù)轉(zhuǎn)換器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器，還有其他必要的電路。根據(jù)移動終端上的控制和信號處理函數(shù)各自的功能，把它們分配到上述設(shè)備中。
用戶接口包括一個(gè)常規(guī)的耳機(jī)或揚(yáng)聲器17，一個(gè)常規(guī)的麥克風(fēng)19，一個(gè)顯示屏20，還有一個(gè)用戶輸入設(shè)備，它通常是一個(gè)鍵盤22，所有這些都與控制器18連接。鍵盤22包括通常的數(shù)字(0-9)和與之相關(guān)的鍵(#，*)22a，以及其他一些用來操作移動終端10的鍵22b。移動終端10上通常還有一塊電池26來為各個(gè)電路供電，維持移動終端的運(yùn)轉(zhuǎn)。
移動終端10還具有各種存儲器，圖中集中表示為存儲器24。在移動終端使用期間，存儲器里存放著控制器(8)要用到的各種常量和變量。例如，存儲器24里存儲著各種系統(tǒng)參數(shù)值及移動終端特有的信息，比如號碼指配模組(NAM)。掌握控制器18運(yùn)行的操作程序也存儲在存儲器24(通常是ROM設(shè)備)里。
根據(jù)本發(fā)明的描述，存儲器24里還有一部分是24A，24A用來存儲通過點(diǎn)對點(diǎn)信號協(xié)議從網(wǎng)絡(luò)32接收到的GPS輔助數(shù)據(jù)，比如在下面的把GPS輔助數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)32傳送到移動終端10的示例GSM過程中接收GPS輔助數(shù)據(jù)IMSI附加，正常位置更新，或定期位置更新。
應(yīng)該注意的是，IMSI附加、正常位置更新、定期位置更新的最初用途，是當(dāng)移動臺10進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)、改變位置區(qū)或在網(wǎng)絡(luò)中定期更新存在信息時(shí)，用來通知網(wǎng)絡(luò)32。通常這是針對MSC/VLR完成的，盡管一個(gè)MSC/VLR可能包含不止一個(gè)位置區(qū)。使用的標(biāo)識碼是位置區(qū)標(biāo)識(LAI)。如果由于某些原因移動臺10沒有以實(shí)時(shí)方式進(jìn)行定期位置更新，MSC/VLR將會刪除移動臺10的注冊信息。
根據(jù)本發(fā)明的描述，當(dāng)移動臺10請求一個(gè)信道用于位置更新時(shí)，它向網(wǎng)絡(luò)32請求的是“繼續(xù)程序”。這意味著如果先執(zhí)行的是位置更新，那么除非移動臺10發(fā)出請求，否則MSC33不會關(guān)閉該連接。有關(guān)這一方面引用的例子有GSM 04.08，第10.5.3.5部分，位置更新類型，以及表10.65/GSM 04.08位置更新類型信息元素，其中指定了繼續(xù)請求(FOR)位編碼。
如果有多個(gè)點(diǎn)對點(diǎn)消息需要將GPS輔助數(shù)據(jù)傳遞到移動臺10，那么由在低層消息協(xié)議中建好的消息段程序進(jìn)行處理。
通過接收諸如IMSI附加等中的移動臺級別等信息，以及在呼叫初始化期間，網(wǎng)絡(luò)32能知道某個(gè)特定的移動臺10是否是GPS兼容的。例子里，在移動臺級別3(參見GSM 04.08，第10.5.1.7部分)中可以了解移動臺10的性能，級別3中有幾個(gè)編碼位，用來表明移動臺10是否支持移動臺輔助的GPS，或基于移動臺的GPS，或具有常規(guī)的GPS能力。
在示例實(shí)施例中，移動終端10包括GPS接收器23。GPS接收器23與存儲的GPS輔助數(shù)據(jù)一起根據(jù)從GPS衛(wèi)星36上接收到的傳輸內(nèi)容計(jì)算出移動終端10所在的位置。如圖2所示，至少還有另一個(gè)GPS兼容的移動終端10也通過點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸方式從網(wǎng)絡(luò)32接收GPS輔助數(shù)據(jù)。
總之，由于GPS輔助數(shù)據(jù)相對較大(例如，500位/衛(wèi)星)，再加上GPS輔助數(shù)據(jù)相對較長的壽命，發(fā)明者意識到如果提供點(diǎn)對多點(diǎn)(廣播)信道，用以從網(wǎng)絡(luò)32向GPS兼容移動終端10傳輸GPS輔助數(shù)據(jù)，是不現(xiàn)實(shí)的或者至少是浪費(fèi)系統(tǒng)資源的。也就是說，由于GPS輔助數(shù)據(jù)的長壽命，從網(wǎng)絡(luò)32向移動終端10傳遞這種數(shù)據(jù)時(shí)，可以使用諸如普通的IMSI附加和位置更新程序，通過點(diǎn)對點(diǎn)的方式傳輸。這種方法的好處是網(wǎng)絡(luò)32的性能不會受到有害的影響，并且不用新建特別的信號管理機(jī)制。
本發(fā)明克服的困難之一，是對于GPS輔助數(shù)據(jù)34，不必在移動終端10和網(wǎng)絡(luò)32之間建立額外的點(diǎn)對點(diǎn)連接，因?yàn)槔弥T如IMSI附加和位置更新的點(diǎn)對點(diǎn)連接，就能達(dá)到同樣的最終效果。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，把GPS輔助數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)32向GPS兼容的移動終端10傳遞時(shí)，有可能實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)輔助移動終端的GPS系統(tǒng)，而無需專門指定點(diǎn)對多點(diǎn)的廣播信道。
而且，向GPS兼容移動終端10傳送的GPS輔助數(shù)據(jù)也不必做出變動，因?yàn)槔肐MSI附加和位置更新信號對網(wǎng)絡(luò)32的點(diǎn)對點(diǎn)連接，提供了傳輸能滿足期望精確度的GPS輔助數(shù)據(jù)的所有帶寬。
現(xiàn)在看圖3，其中所示的是根據(jù)本發(fā)明的一種方法的流程。在步驟A中，移動臺10利用附加服務(wù)請求GPS輔助數(shù)據(jù)，附加服務(wù)優(yōu)先使用的是移動臺始呼位置請求(MO-LR)。請求是向網(wǎng)絡(luò)32提出的，比如向移動交換中心(MSC)33這個(gè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)件提出(參見圖1)。在步驟B中，MSC33檢驗(yàn)用戶業(yè)務(wù)文檔，查看移動臺10是否有權(quán)接收GPS位置服務(wù)。假設(shè)檢驗(yàn)通過，那么在步驟C中，MSC33請求服務(wù)移動位置中心(SMLC)向移動臺10傳送所請求的GPS輔助數(shù)據(jù)，本例中假設(shè)SMLC是圖1中的單元34。在步驟D中，SMLC34利用RRLP協(xié)議向移動臺10發(fā)送GPS輔助數(shù)據(jù)，然后通知MSC33，說明所請求的GPS輔助數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完畢。之后MSC33產(chǎn)生必要的帳單報(bào)告，并且通知移動臺10，聲明已經(jīng)完成了附加服務(wù)。
通過繼續(xù)程序，位置更新請求之后的MO-LR可能用來請求GPS輔助數(shù)據(jù)，繼續(xù)程序例如在GSM 04.08中指定。注意，比如在4.4.1部分中的位置更新程序，4.4.2部分中的定期更新和4.4.3部分中的IMSI附加程序，以及前面提到的10.5.3.5部分中的位置更新類型，還有表10.65/GSM 04.08中的位置更新類型信息元素，均為FOR位指定了編碼。
要注意的是，對于LCS應(yīng)用，可以在移動終端里實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，作為基于移動終端的/移動終端輔助的EOTD/GPS位置方法的一部分。
雖然本發(fā)明的原理是在特定GSM實(shí)施例中說明的，但那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該意識到本發(fā)明的原理同樣適用于TDMA系統(tǒng)的其他類型，以及多訪問系統(tǒng)的其他類型，比如CDMA和寬帶CDMA(WCDMA)系統(tǒng)。因此，雖然本發(fā)明針對優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明和描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該清楚，在不超出本發(fā)明的范圍和宗旨的前提下，可以對其細(xì)節(jié)和形式進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一個(gè)網(wǎng)絡(luò)輔助的移動終端GPS系統(tǒng)，包括多個(gè)GPS兼容移動終端，每個(gè)包含一個(gè)收發(fā)器；以及一個(gè)無線電信網(wǎng)絡(luò)，其中至少包括一個(gè)基站收發(fā)器，用來向所述多個(gè)GPS兼容移動臺中的某個(gè)傳送GPS輔助數(shù)據(jù)，傳送過程使用的是點(diǎn)對點(diǎn)信號協(xié)議。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中的點(diǎn)對點(diǎn)信號協(xié)議至少包含IMSI(國際移動用戶身份碼)附加，以及正常位置更新或定期位置更新信號協(xié)議中的一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中GPS輔助數(shù)據(jù)的壽命大于1小時(shí)。
4.向移動臺提供GPS輔助數(shù)據(jù)的方法，包括以下的步驟由移動臺提出對GPS輔助數(shù)據(jù)的請求；利用至少一個(gè)點(diǎn)對點(diǎn)消息，從無線網(wǎng)絡(luò)向移動臺傳送所請求的GPS輔助數(shù)據(jù)。
5.向移動臺提供GPS輔助數(shù)據(jù)的方法，包括以下步驟在位置更新之后，繼續(xù)請求掛起時(shí)，使用移動臺始呼位置請求，由移動臺提出對GPS輔助數(shù)據(jù)的請求；利用繼續(xù)程序，通過點(diǎn)對點(diǎn)的方式，向移動臺傳遞所請求的GPS輔助數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中位置更新是IMSI(國際移動用戶身份碼)附加、正常位置更新、或者定期位置更新中的一種。
全文摘要
網(wǎng)絡(luò)輔助的移動終端GPS系統(tǒng)包括多個(gè)GPS兼容移動終端(10)和一個(gè)無線電信網(wǎng)絡(luò)(32),其中每個(gè)終端擁有一個(gè)收發(fā)器,而無線電信網(wǎng)絡(luò)(32)則至少擁有一個(gè)基站收發(fā)器(30),用來向各個(gè)GPS兼容移動臺傳送GPS輔助數(shù)據(jù),傳送過程使用的是點(diǎn)對點(diǎn)信號協(xié)議。在說明實(shí)施例中,點(diǎn)對點(diǎn)信號協(xié)議至少包含IMSI(國際移動用戶身份碼)附加、正常位置更新或定期位置更新信號協(xié)議中的一個(gè)。
文檔編號G01S5/00GK1363190SQ00807251
公開日2002年8月7日 申請日期2000年5月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月7日
發(fā)明者卡里·皮爾, 漢紐·佩里拉 申請人:諾基亞移動電話有限公司