專利名稱：用于蜂窩電話系統(tǒng)的簡化全球定位系統(tǒng)接收機(jī)碼偏搜索空間的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及用于在全球定位系統(tǒng)接收機(jī)中減少碼偏搜索空間(code shift search space)的一種方法和設(shè)備，更具體地涉及在全球定位系統(tǒng)接收機(jī)中減少碼偏搜索空間，該接收機(jī)連接到工作在蜂窩電話系統(tǒng)中的蜂窩移動(dòng)站。
有關(guān)技術(shù)說明在不久的將來，希望并可能強(qiáng)制所安裝的蜂窩電話系統(tǒng)能確定在蜂窩電話系統(tǒng)中工作的蜂窩電話的地理位置。為滿足該要求已經(jīng)提出在蜂窩電話上裝備全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機(jī)用于確定蜂窩電話的位置?？墒?，GPS接收機(jī)很貴，增加蜂窩電話的尺寸，并消耗可用于蜂窩電話的有限電池能量。另外，GPS接收機(jī)在建筑內(nèi)或其它區(qū)域中不能有效工作，那里由于阻擋、衰落、反射等使GPS衛(wèi)星的發(fā)射被減弱。
一般已知通過去掉GPS接收機(jī)用于獲得通常通過對GPS衛(wèi)星信號(hào)解調(diào)所獲得的輔助信息的一些功能，使GPS接收機(jī)能夠制造得較小，較便宜，和提高電源效率。替代解調(diào)GPS衛(wèi)星信號(hào)，而使用另一個(gè)裝置為GPS接收機(jī)提供所需要的輔助信息。該輔助信息包括各種信息，例如GPS接收機(jī)當(dāng)前可視范圍內(nèi)的GPS衛(wèi)星歷表(ephemeris)，所列出GPS衛(wèi)星的多普勒頻移，和每個(gè)所列出GPS衛(wèi)星的星歷表數(shù)據(jù)。去掉GPS接收機(jī)解調(diào)GPS衛(wèi)星信號(hào)的需要也允許GPS接收機(jī)在較長時(shí)間段內(nèi)集中GPS衛(wèi)星信號(hào)以允許接收由于阻擋被減弱的信號(hào)。
可是，為計(jì)算GPS接收機(jī)的輔助信息，必須知道GPS接收機(jī)的大致位置。另外，在計(jì)算輔助信息中所使用的位置越接近實(shí)際位置，由GPS接收機(jī)所要執(zhí)行的最后位置搜索越小。例如，知道如果給出輔助信息計(jì)算位置的GPS接收機(jī)在GPS接收機(jī)實(shí)際位置的一百英里半徑內(nèi)，GPS接收機(jī)不需要測量到GPS衛(wèi)星的實(shí)際距離，而是，只需要為每個(gè)距離計(jì)量幾分之一毫秒。這將必要的距離測量極大地簡化為尋找對于一毫秒碼周期的相對碼偏位置(code shift position)位置?？墒?，為此GPS接收機(jī)仍必須對所有用于位置求解的GPS衛(wèi)星搜索所有一千零二十三個(gè)碼偏位置。
通過快速傅立葉變換和快速反傅立葉變換相關(guān)器的組合能夠執(zhí)行碼偏搜索以同時(shí)搜索所有碼偏位置。在書本中公開了尋找周期序列碼偏位置的技術(shù)，例如由Oppenheim和Shafer所著的“數(shù)字信號(hào)處理”。盡管這種方案比直接相關(guān)有更高的計(jì)算效率，但是計(jì)算強(qiáng)度仍然需要額外功能并消耗有限的電池電源。另外，由于有向移動(dòng)單元傳送有助于它搜索GPS衛(wèi)星距離信息的可能，該方法則變得計(jì)算效率低，因?yàn)檫@占用了搜索許多不可能的碼偏位置的計(jì)算周期。
另一個(gè)搜索所有一千零二十三個(gè)碼偏位置的方案是建立專用硬件同時(shí)搜索多個(gè)碼偏位置。可是，至今硬件專用方案還不能同時(shí)搜索比碼偏位置的一小部分更多，因此需要多個(gè)搜索和延長了時(shí)間延遲。
因此，發(fā)明一種減少需要由GPS接收機(jī)執(zhí)行的碼偏搜索空間的方法和設(shè)備是有利的，并從而減少GPS接收機(jī)確定位置所需要的功能和時(shí)間。另外，發(fā)明一種GPS接收機(jī)獲得確定位置的輔助信息的方法和設(shè)備是有利的。
發(fā)明概述本發(fā)明包括一個(gè)全功能的全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機(jī)，位于基站或遠(yuǎn)端位置上，并通過通信鏈路與基站連接。全功能GPS接收機(jī)獲得GPS星歷表和定時(shí)信息并將這些信息傳送到服務(wù)器。另一個(gè)方式，該服務(wù)器能夠通過蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)從數(shù)據(jù)服務(wù)中獲得星歷表數(shù)據(jù)，避免在基站安放GPS接收機(jī)的需要。該服務(wù)器然后處理這些信息計(jì)算出輔助信息，由位于工作在基站服務(wù)區(qū)內(nèi)蜂窩電話內(nèi)和與之連接的簡化功能移動(dòng)GPS接收機(jī)使用。根據(jù)遠(yuǎn)端單元的請求或作為廣播消息周期地進(jìn)行，該基站將輔助信息發(fā)射到蜂窩電話GPS接收機(jī)。在蜂窩電話中的GPS接收機(jī)然后使用這些輔助信息搜索來自GPS衛(wèi)星信號(hào)內(nèi)所有適合碼的碼偏位置。根據(jù)所計(jì)量出的碼偏位置計(jì)算表示蜂窩電話地理位置的偽距。該蜂窩電話然后將偽距發(fā)送給蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)，和蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)計(jì)算蜂窩電話的地理位置。另一個(gè)方面，蜂窩電話確定其地理位置，使用根據(jù)提供給它的星歷表數(shù)據(jù)所推導(dǎo)出的GPS星歷表，和將地理位置坐標(biāo)發(fā)送給蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)。
附圖簡介通過結(jié)合附圖和參照下列詳細(xì)說明可以更完整地理解本發(fā)明的方法和設(shè)備，其中

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的功能方框圖；圖2圖示多個(gè)GPS衛(wèi)星和一個(gè)已知和未知位置，說明了預(yù)計(jì)碼偏位置的實(shí)例；圖3說明對位于蜂窩電話內(nèi)簡化功能的GPS接收機(jī)傳送時(shí)間基準(zhǔn)；和圖4是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選方法的流程圖。
實(shí)施例詳細(xì)說明現(xiàn)在參照圖1說明本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的功能方框圖。位于蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)110小區(qū)場地(cell site)120中蜂窩電話基站120服務(wù)于蜂窩電話140。該小區(qū)場地120被分成第一扇區(qū)130，第二扇區(qū)132，和第三扇區(qū)134，如圖1所示蜂窩電話140位于第一扇區(qū)130內(nèi)。該蜂窩電話140也包括接收來自多個(gè)GPS衛(wèi)星160GPS衛(wèi)星發(fā)射的簡化功能GPS接收機(jī)150。簡化功能GPS接收機(jī)150不包括解調(diào)GPS衛(wèi)星160信號(hào)和確定輔助信息的功能。而是，從另一個(gè)來源向簡化功能GPS接收機(jī)提供確定位置必要的輔助信息，和也減少了要搜索的多普勒頻移范圍。當(dāng)在發(fā)現(xiàn)碼偏位置時(shí)刻與GPS衛(wèi)星160位置合并時(shí)，本發(fā)明利用天線輻射圖覆蓋區(qū)內(nèi)的已知位置補(bǔ)充輔助信息，該覆蓋區(qū)將要搜索的碼偏位置范圍從一千零二十三減少到一千零二十三的一小部分。這一小部分與蜂窩電話140的實(shí)際位置與已知位置之間的距離成正比。該一小部分為從已知位置到蜂窩電話140的幾英里數(shù)量級距離除以一百八十六英里；一百八十六英里是對應(yīng)一毫秒的GPS衛(wèi)星160信號(hào)飛行時(shí)間的距離。該一小部分進(jìn)一步由時(shí)間基準(zhǔn)的精確度決定。
在優(yōu)選實(shí)施例中，已知位置是基站100的位置，或另一個(gè)方式為蜂窩電話所位于的扇區(qū)130中心200。如果時(shí)間基準(zhǔn)也由基站100傳送，所有碼偏搜索被減少到一千零二十三的一小部分。如果，另一方面，時(shí)間基準(zhǔn)不由基站100傳送，則搜索對于第一GPS衛(wèi)星160所有可能的一千零二十三個(gè)碼偏位置，和只搜索其余GPS衛(wèi)星160的一千零二十三個(gè)碼偏位置的一小部分。
如同前面所述，在基站100覆蓋區(qū)內(nèi)的已知位置被用于計(jì)算輔助信息。該位置能夠通過包括使用位于基站100或計(jì)算輔助信息的服務(wù)器上的GPS接收機(jī)180的任何方法確定。該基站100獲得并周期地更新與GPS衛(wèi)星160當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)的GPS星歷表信息。在優(yōu)選實(shí)施例中，由基站100通過蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)110從數(shù)據(jù)服務(wù)器190獲得GPS星歷表信息。另一個(gè)方式，由位于基站100或服務(wù)器170上的GPS接收機(jī)180直接接收來自GPS衛(wèi)星160的發(fā)射而獲得該信息。將來，當(dāng)附屬GPS有關(guān)系統(tǒng)稱為“廣域增強(qiáng)系統(tǒng)”Wide Area Augmentation System(WAAS)投入使用時(shí)，位于基站100或服務(wù)器170上的GPS接收機(jī)也能夠獲得差分校正信息。該差分校正信息允許GPS接收機(jī)以更高精度計(jì)算其位置。
位于基站100或遠(yuǎn)端位置的服務(wù)器170使用從GPS接收機(jī)180或數(shù)據(jù)服務(wù)器190獲得的信息計(jì)算輔助信息，該輔助信息隨后被傳送到基站100并被發(fā)射到位于蜂窩電話140內(nèi)的簡化功能GPS接收機(jī)150。該輔助信息包括基站100可視范圍內(nèi)的GPS衛(wèi)星160列表，所列每個(gè)GPS衛(wèi)星160的多普勒校正，和基于基站100位置統(tǒng)一時(shí)間坐標(biāo)時(shí)間的每個(gè)所列GPS衛(wèi)星160的碼偏位置。
如果小區(qū)場地120被分成多個(gè)扇區(qū)和基站100能夠確定蜂窩電話140工作在哪個(gè)扇區(qū)，在此實(shí)例中為第一扇區(qū)130，服務(wù)器170根據(jù)扇區(qū)130的中心位置200計(jì)算輔助信息。根據(jù)中心位置200計(jì)算輔助信息增加了輔助信息的精確度，因?yàn)榉涓C電話140有更大的可能更靠近中心位置200而非基站100。對于中心位置200的地理坐標(biāo)不需要在扇區(qū)130的實(shí)際中心，而是可以在蜂窩電話最可能位于的位置上，例如在商業(yè)街，辦公建筑區(qū)，機(jī)場或位于扇區(qū)的支持設(shè)施。可是，如果小區(qū)場地120沒有被分成多個(gè)扇區(qū)或如果基站100不能確定蜂窩電話140工作在哪個(gè)扇區(qū)，根據(jù)基站100的地理位置計(jì)算輔助信息。
在另一個(gè)實(shí)施例中，使用商業(yè)交易區(qū)或大城市地理中心位置替代基站100的地理位置。每個(gè)蜂窩電話服務(wù)區(qū)由蜂窩電話140讀取系統(tǒng)ID(SID)來識(shí)別。蜂窩電話140能夠存儲(chǔ)屬于這些位置的輔助信息并參考當(dāng)前SID的相關(guān)信息，或在服務(wù)器170中存儲(chǔ)輔助信息，和蜂窩電話將SID提供給提供輔助信息的服務(wù)器170。
在服務(wù)器170計(jì)算輔助信息之后，基站100發(fā)射輔助信息到蜂窩電話140中的簡化功能GPS接收機(jī)150。輔助信息可以用各種方式發(fā)射給簡化功能GPS接收機(jī)150。例如，在應(yīng)用全球移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)議(GSM)的蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)中，可以通過短報(bào)文服務(wù)消息發(fā)送信息，在業(yè)務(wù)信道上發(fā)送分組數(shù)據(jù)，或在控制信道上廣播消息。輔助信息以符合本行業(yè)在蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)110和蜂窩電話140之間傳輸信息的公知方法發(fā)送。位于蜂窩電話140中的收發(fā)信機(jī)141接收來自基站100的發(fā)射，和也位于蜂窩電話140中的控制器142識(shí)別作為輔助信息的該信息并向簡化功能GPS接收機(jī)150提供輔助信息。另外，輔助信息可以按照需要提供給特定蜂窩電話，或通過廣播信道提供給多個(gè)蜂窩電話。
為實(shí)現(xiàn)碼偏搜索空間的明顯減少，希望定時(shí)坐標(biāo)信號(hào)精確到五十微秒內(nèi)或少于GPS系統(tǒng)使用的統(tǒng)一時(shí)間坐標(biāo)時(shí)間。因此，定時(shí)信息通過蜂窩電話140按照蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)110協(xié)議的各種方式發(fā)射給簡化功能GPS接收機(jī)150。例如，在數(shù)字協(xié)議如GSM或IS-136(數(shù)字AMPS)中，定時(shí)信息通過消息傳送，該消息規(guī)定特定幀同步號(hào)碼將出現(xiàn)或已經(jīng)出現(xiàn)在某個(gè)時(shí)間。在模擬“先進(jìn)移動(dòng)電話系統(tǒng)”(AMPS)中，由尖脈沖組成的時(shí)間點(diǎn)可以用于表示確定每個(gè)GPS衛(wèi)星160碼偏位置的基準(zhǔn)時(shí)間。
位于蜂窩電話140中的簡化功能GPS接收機(jī)150使用輔助信息計(jì)量每個(gè)GPS衛(wèi)星160的碼偏位置。對于長整段時(shí)間，例如1秒，在此期間實(shí)際碼偏位置的變化高達(dá)每秒3碼片。通過滑動(dòng)(slipping)相關(guān)碼定時(shí)來補(bǔ)償該變化以在使用碼偏位置值求解位置之前制止此變化。碼偏位置被換算成到每個(gè)GPS衛(wèi)星160的增量距離，例如以米計(jì)量。通過將對每個(gè)GPS衛(wèi)星160位置所計(jì)算出的碼偏位置減去所計(jì)量出的碼偏位置來計(jì)算出增量距離，星歷表是根據(jù)已知位置上的星歷表數(shù)據(jù)獲得的。這些增量距離矢量乘以根據(jù)對每個(gè)GPS衛(wèi)星160的已知位置的單位矢量余弦逆矩陣，產(chǎn)生根據(jù)已知位置的增量X，增量Y，和增量Z。
現(xiàn)在另外參照圖2，說明了多個(gè)GPS衛(wèi)星220a-n、已知位置230和未知位置240預(yù)測碼偏位置的實(shí)例。如下描述的計(jì)算由服務(wù)器170執(zhí)行并將預(yù)計(jì)的碼偏位置發(fā)送給簡化功能GPS接收機(jī)150作為輔助信息部分。另一個(gè)方式，可以由簡化功能GPS接收機(jī)150執(zhí)行計(jì)算。輔助信息中所列的每個(gè)GPS衛(wèi)星220a-n具有一組三維坐標(biāo)(Xa-n，Ya-n，Za-n)。已知位置230也具有一組三維坐標(biāo)(X，Y，Z)。從已知位置到每個(gè)GPS衛(wèi)星220a-n的距離由表達(dá)式表示Ra-n=((Xa-n-X)2+(Ya-n-Y)2+(Za-n-Z)2)]]>
來自每個(gè)GPS衛(wèi)星220a-n的信號(hào)傳播時(shí)間Ta-n由表達(dá)式表示Ta-n＝Ra-n/(光速)對每個(gè)GPS衛(wèi)星220a-n的預(yù)計(jì)碼偏位置Ca-n由表達(dá)式表示Ca-n＝[(Ta-n/1000)]*1023的一小部分；其中Ta-n除以一千以用毫秒表示信號(hào)傳播時(shí)間和使用(Ta-n/1000)的一小部分使預(yù)計(jì)碼偏位置落入零到一千零二十三的范圍，碼偏位置的可能范圍。
由于時(shí)間基準(zhǔn)中的兩個(gè)未知數(shù)和未知位置240位于離已知位置230一定距離的事實(shí)，該未知位置對應(yīng)蜂窩電話140的位置，預(yù)計(jì)碼偏位置附近的搜索空間擴(kuò)大到Ca-n加或減一定偏移量以產(chǎn)生碼偏搜索空間。該偏移取決于服務(wù)區(qū)大小和時(shí)間基準(zhǔn)中的未知數(shù)，其中較大服務(wù)區(qū)和所增加的未知數(shù)產(chǎn)生具有作為主要因素的時(shí)間基準(zhǔn)中未知數(shù)的較大偏移。
簡化功能GPS接收機(jī)150搜索第一衛(wèi)星220a的碼偏搜索空間以確定第一衛(wèi)星220a的實(shí)際碼偏位置C`a。因?yàn)檎`差主要緣于時(shí)間基準(zhǔn)的精度而不是未知位置240與已知位置230之間的距離，預(yù)計(jì)碼偏位置Ca與計(jì)量出的碼偏位置Ca之間的差被加到其余碼偏位置Cb-n。這樣產(chǎn)生更精確的預(yù)計(jì)值和因此更小的碼偏搜索空間。偏移被加上之后如果所產(chǎn)生的預(yù)計(jì)碼偏位置Cb-n余量大于一千零二十三，從所產(chǎn)生預(yù)計(jì)碼偏位置Cb-n中減去一千零二十三以便預(yù)計(jì)碼偏位置落入零到一千零二十三內(nèi)，碼偏位置的可能范圍。
如果時(shí)間基準(zhǔn)不能使用，對第一衛(wèi)星220a的初始碼偏搜索要求為包括所有一千零二十三個(gè)可能碼偏位置的搜索?？墒牵诔跏妓阉骱?，其余GPS衛(wèi)星220b-n的碼偏搜索處理與時(shí)間基準(zhǔn)可以使用時(shí)的處理相同。這樣，預(yù)計(jì)碼偏位置Ca與計(jì)量出的碼偏位置C`a之間的差被加到其余碼偏位置Cb-n產(chǎn)生了更精確的預(yù)計(jì)值，和因此更小的碼偏搜索空間。偏移被加上之后如果所產(chǎn)生的預(yù)計(jì)碼偏位置Cb-n余量大于一千零二十三，從所產(chǎn)生預(yù)計(jì)碼偏位置Cb-n中減去一千零二十三以便預(yù)計(jì)碼偏位置落入零到一千零二十三內(nèi)，碼偏位置的可能范圍。
矢量CD是根據(jù)計(jì)量出的碼偏位置C`a-n與預(yù)計(jì)碼偏位置Ca-n之差產(chǎn)生的。這些值通常乘以每秒米的光速用米表示。將矢量CD乘以根據(jù)計(jì)量時(shí)刻每個(gè)GPS星歷表已知位置230單位矢量余弦逆矩陣產(chǎn)生對X，Y和Z校正的校正矢量，該矢量加到已知位置230上以確定未知位置240。
另一個(gè)方式，替代上述預(yù)計(jì)碼偏位置Ca-n的計(jì)算，位于已知位置230的GPS接收機(jī)180可以用于直接計(jì)量該值?？墒牵褂肎PS接收機(jī)需要GPS接收機(jī)位于每個(gè)基站上。
現(xiàn)在另外參照圖3，說明了向位于蜂窩電話140內(nèi)簡化功能GPS接收機(jī)150傳送時(shí)間基準(zhǔn)。在計(jì)量時(shí)刻從第一GPS衛(wèi)星220a到已知位置230的距離Ra用圖2所示的方式計(jì)算，和預(yù)計(jì)碼偏位置Ca也用圖2所示的方式計(jì)算。只有基站相關(guān)器碼發(fā)生器的基準(zhǔn)定時(shí)正好與GPS系統(tǒng)同步時(shí)，在相關(guān)器中獲得相同的碼偏位置Ca。為獲得同步，設(shè)置位于基站100上的GPS接收機(jī)180的基準(zhǔn)定時(shí)以產(chǎn)生作為預(yù)計(jì)值的碼偏位置C`a。選擇基準(zhǔn)定時(shí)發(fā)生器的基準(zhǔn)點(diǎn)Tp并與基站100幀同步過程的時(shí)刻Tx比較。Tp與Tx之間的時(shí)間差傳輸?shù)交?00，該基站將該差值通過蜂窩電話140傳輸給簡化功能GPS接收機(jī)150。簡化功能GPS接收機(jī)1.50使用該差值設(shè)置其內(nèi)部定時(shí)基準(zhǔn)發(fā)生器與接收的幀同步過程等量偏移。
使用任何大量已知的方法，使用硬件或軟件完成校正。因?yàn)榉涓C電話140一般位于服務(wù)基站100的十英里內(nèi)或更少，并仍靠近中心位置200，在輔助信息中發(fā)送到簡化功能GPS接收機(jī)150的碼偏位置與蜂窩電話140位置的實(shí)際碼偏位置非常接近。因此，簡化功能GPS接收機(jī)150必須搜索的碼偏搜索空間極大地減少。
使用帶有同時(shí)搜索引擎(相關(guān)器)的標(biāo)準(zhǔn)GPS硬件，簡化功能GPS技術(shù)150搜索列在輔助信息中的第一GPS衛(wèi)星160的碼偏位置。因?yàn)樗阉鞯牡谝籊PS衛(wèi)星160的信號(hào)強(qiáng)度可能非常弱，使用長相關(guān)時(shí)間實(shí)現(xiàn)處理增益。例如，一秒的相關(guān)實(shí)現(xiàn)二十分貝的處理增益。甚至信號(hào)強(qiáng)度電平非常弱時(shí)，使用硬件相關(guān)器利用精確到五十微秒范圍內(nèi)的時(shí)間基準(zhǔn)同時(shí)搜索兩百個(gè)半碼偏位置產(chǎn)生預(yù)計(jì)碼偏位置任何一側(cè)上的一百個(gè)半碼偏位置的一秒長度的平行相關(guān)，該預(yù)計(jì)碼偏位置足夠?qū)ふ业綄PS衛(wèi)星160的準(zhǔn)確碼偏位置。
另一個(gè)方式，如果沒有給簡化功能GPS接收機(jī)150提供時(shí)間基準(zhǔn)，執(zhí)行對第一GPS衛(wèi)星220a所有一千零二十三個(gè)可能碼偏位置的搜索，和一旦確定實(shí)際碼偏位置，根據(jù)第一GPS衛(wèi)星220a預(yù)計(jì)碼偏位置計(jì)算內(nèi)部時(shí)間。因此減少了對其余GPS衛(wèi)星220b-n隨后搜索碼偏位置。
當(dāng)所有碼偏位置已經(jīng)識(shí)別時(shí)，簡化功能GPS接收機(jī)150通過蜂窩電話140和基站100發(fā)送產(chǎn)生的偽距給蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)，由此，服務(wù)器170確定蜂窩電話140的地理位置。另一個(gè)方式，簡化功能GPS接收機(jī)150使用偽距能夠計(jì)算地理位置并通過蜂窩電話140和基站100發(fā)送地理坐標(biāo)給蜂窩電話系統(tǒng)110。
偽距或地理坐標(biāo)可以用任何方式發(fā)送給蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)110。例如，在使用全球移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)議的蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)中，能夠通過短報(bào)文服務(wù)發(fā)送信息。該信息能夠用本行業(yè)已知的在蜂窩電話140與蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)110之間傳送的方法發(fā)送?？刂破?42識(shí)別作為偽距或地理坐標(biāo)的信息并向收發(fā)信機(jī)141提供該信息用于發(fā)送給基站100。
在第二實(shí)施例中，蜂窩電話140進(jìn)一步裝備了自動(dòng)頻率控制反饋210以將蜂窩電話140的時(shí)鐘頻率鎖定到基站100的載波頻率上。這允許要進(jìn)行多普勒校正具有足夠精確度，以致只需要少量多普勒校正來相關(guān)GPS衛(wèi)星160信號(hào)。
現(xiàn)在參照圖4，說明了實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選方法的流程圖。確定蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)基站的位置(步驟300)。位于基站上的服務(wù)器獲得GPS星歷表和定時(shí)信息，如果可使用(步驟305)。服務(wù)器從數(shù)據(jù)服務(wù)獲得GPS星歷表，或另一個(gè)方式從位于基站上的GPS接收機(jī)獲得。
服務(wù)器計(jì)算輔助信息(步驟310)和校準(zhǔn)基站定時(shí)(步驟315)。服務(wù)器發(fā)送輔助和定時(shí)信息給單個(gè)蜂窩電話，或通過廣播信道廣播該信息給所有蜂窩電話(步驟320)。蜂窩電話然后傳輸該信息給位于蜂窩電話內(nèi)的簡化功能GPS接收機(jī)。
使用所傳送的數(shù)據(jù)，位于蜂窩電話內(nèi)的GPS接收機(jī)搜索第一GPS衛(wèi)星的碼偏搜索空間以確定實(shí)際碼偏位置(步驟330)。一旦定位了第一碼偏位置，GPS接收機(jī)校準(zhǔn)其定時(shí)(步驟335)并糾正其余GPS衛(wèi)星的預(yù)計(jì)碼偏位置中的誤差(步驟340)。GPS接收機(jī)然后搜索其余碼偏位置(步驟350)和將定位信息通過蜂窩電話和基站發(fā)送給蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)(步驟360)。
盡管在附圖和上述詳細(xì)說明中描述了本發(fā)明方法和設(shè)備的實(shí)施例，應(yīng)理解本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例，不脫離所闡述的本發(fā)明精神可以進(jìn)行大量重新設(shè)計(jì)、修改和替代，本發(fā)明由下列權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，用于減少工作在蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的簡化功能全球定位接收機(jī)碼偏搜索，包括裝置，用于獲得全球定位系統(tǒng)星歷表信息；一個(gè)服務(wù)器，用于根據(jù)已知位置和星歷表信息計(jì)算輔助信息；和裝置，用于傳送輔助信息給簡化功能移動(dòng)全球定位接收機(jī)。
2.權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其中已知位置是大城市服務(wù)區(qū)的地理中心。
3.權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括服務(wù)于簡化功能全球定位接收機(jī)所位于的小區(qū)場地的一個(gè)基站，和其中已知位置是該基站的位置。
4.權(quán)利要求3中所述的設(shè)備，其中用于獲得全球定位系統(tǒng)星歷表信息的裝置是位于該基站上的全功能全球定位接收機(jī)。
5.權(quán)利要求3中所述的設(shè)備，其中用于獲得全球定位系統(tǒng)星歷表信息的裝置是一個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)。
6.權(quán)利要求3中所述的設(shè)備，其中用于傳送輔助信息的裝置是一個(gè)蜂窩電話。
7.權(quán)利要求6中所述的設(shè)備，其中輔助信息是通過蜂窩電話的控制信道傳送的。
8.權(quán)利要求6中所述的設(shè)備，其中輔助信息是通過蜂窩電話的業(yè)務(wù)信道傳送的。
9.權(quán)利要求6中所述的設(shè)備，其中輔助信息是通過蜂窩電話的短報(bào)文服務(wù)消息傳送的。
10.權(quán)利要求3中所述的設(shè)備，其中服務(wù)器根據(jù)全球定位接收機(jī)所位于小區(qū)場地的一個(gè)扇區(qū)的中心位置計(jì)算輔助信息。
11.一種設(shè)備，用于確定蜂窩電話的地理位置，包括一個(gè)位于蜂窩電話內(nèi)的收發(fā)信機(jī)，用于接收來自包含輔助信息的蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)接收的傳輸；和一個(gè)位于蜂窩電話內(nèi)的簡化功能全球定位接收機(jī)，起處理輔助信息和計(jì)算表示信息的位置的作用。
12.權(quán)利要求11中所述的設(shè)備，其中簡化功能全球定位接收機(jī)計(jì)算偽距并將偽距發(fā)射到蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)。
13.權(quán)利要求11中所述的設(shè)備，其中簡化功能全球定位接收機(jī)計(jì)算地理坐標(biāo)并將坐標(biāo)發(fā)射到蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)。
14.一種方法，用于減少工作在蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)內(nèi)簡化功能全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的碼偏搜索空間，包括步驟確定服務(wù)于全球定位系統(tǒng)接收機(jī)所位于的蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)場地的基站位置；獲得全球定位系統(tǒng)星歷表信息；根據(jù)星歷表信息計(jì)算由全球定位系統(tǒng)接收機(jī)執(zhí)行碼偏搜索而使用的輔助信息；和將輔助信息傳送到全球定位系統(tǒng)接收機(jī)。
15.權(quán)利要求14中所述的方法，其中獲得星歷表信息的步驟進(jìn)一步包括獲得定時(shí)信息的步驟。
16.權(quán)利要求14中所述的方法，其中由蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)所計(jì)算出的輔助信息包括至少下列之一考慮到基站的衛(wèi)星列表；考慮到基站用于每個(gè)衛(wèi)星的多普勒校正；考慮到基站用于每個(gè)衛(wèi)星的碼偏位置；和考慮到基站用于每個(gè)衛(wèi)星的碼偏位置。一個(gè)用于每個(gè)基站所觀察衛(wèi)星的碼偏位置。
17.權(quán)利要求14中所述的方法，進(jìn)一步包括確定全球定位系統(tǒng)接收機(jī)正工作的小區(qū)場地扇區(qū)的步驟，和其中由蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)計(jì)算輔助信息的步驟是基于扇區(qū)中心位置的。
全文摘要
位于蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)基站上的一個(gè)全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機(jī)確定基站的位置并獲得GPS星歷表和定時(shí)信息,如果可使用。一個(gè)服務(wù)器使用所獲得的信息計(jì)算由GPS接收機(jī)使用的輔助信息。該基站發(fā)射輔助信息給GPS接收機(jī),該接收機(jī)位于正在基站服務(wù)區(qū)內(nèi)工作的蜂窩電話內(nèi)。該蜂窩電話GPS接收機(jī)使用輔助信息確定蜂窩電話的位置并將位置信息通過蜂窩電話和基站發(fā)射給蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號(hào)G01S5/00GK1276875SQ98810244
公開日2000年12月13日 申請日期1998年10月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月15日
發(fā)明者小W·O·坎普, K·贊吉, R·拉梅斯 申請人:艾利森公司