獲得信號(hào)捕獲輔助數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及獲得信號(hào)捕獲輔助數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。為接收裝置獲得信號(hào)捕獲輔助數(shù)據(jù)，接收裝置諸如搜尋來(lái)自諸如衛(wèi)星飛行器和基站之類的任意源（B1-B10）的信號(hào)的無(wú)線輔助位置定位裝置（208、210）?；趯?duì)諸如時(shí)間和位置等參數(shù)的有可能危害有效性的改變的評(píng)估，可以從先前獲得的數(shù)據(jù)獲得這些數(shù)據(jù)。在一些情況下，可以針對(duì)參數(shù)改變來(lái)調(diào)整這些數(shù)據(jù)。特別地如果由一個(gè)遠(yuǎn)端實(shí)體提供的捕獲輔助數(shù)據(jù)比已經(jīng)典型地提供的包括更確切的參數(shù)，則可以由接收機(jī)采用信號(hào)集的部分測(cè)量來(lái)計(jì)算精密的數(shù)據(jù)。除非檢測(cè)到不可補(bǔ)償?shù)囊苿?dòng)臺(tái)移動(dòng)，并且該移動(dòng)危害了先前數(shù)據(jù)的有效性，否則直到先前數(shù)據(jù)的有效性由于采用多普勒系數(shù)的時(shí)間外推的限制而過(guò)期時(shí)，才需要獲得新的數(shù)據(jù)。
【專利說(shuō)明】獲得信號(hào)捕獲輔助數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法
[0001] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2004年4月2日申請(qǐng)?zhí)枮榈?01110328570.X號(hào)發(fā)明名稱為“獲得信號(hào)捕獲輔助數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法”的中國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)，而后者又是申請(qǐng)日為2004年4月2日申請(qǐng)?zhí)枮?00480015208.5號(hào)發(fā)明名稱為“獲得信號(hào)捕獲輔助數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法”的中國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
_2] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0003]本發(fā)明要求于2003年4月25日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.60/465，371和于2003年4月30日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.60/467, 258的優(yōu)先權(quán)，在此通過(guò)參考引入這些申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]所公開的方法和裝置涉及無(wú)線通信，并且更具體地涉及采用信號(hào)捕獲輔助數(shù)據(jù)來(lái)輔助一個(gè)接收站捕獲所選信號(hào)的無(wú)線系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0005]無(wú)線通信業(yè)界正在開發(fā)為無(wú)線終端生成精確位置信息的服務(wù)。這種開發(fā)部分地由公共安全服務(wù)提供者致力于對(duì)緊急呼叫的快速反應(yīng)的需要而推動(dòng)。在很多實(shí)例中，主叫方可能不愿或不能提供精確的位置信息。當(dāng)自動(dòng)地提供這種信息時(shí)，公共安全官員能夠迅速地反應(yīng)并提供服務(wù)。一般來(lái)說(shuō)，在其中一個(gè)公共安全實(shí)體接收到緊急“911”電話呼叫的一個(gè)位置稱為公共安全應(yīng)答點(diǎn)(下文中稱為“PSAP”)。
[0006]眾所周知的全球定位系統(tǒng)(GPS)提供一種可能的方法來(lái)提供無(wú)線終端位置確定。采用GPS技術(shù)，可以在由FCC報(bào)告和規(guī)則所要求的精確度要求范圍內(nèi)確定無(wú)線終端位置和速度信息。一旦將GPS技術(shù)加入到該單元，除提供足夠精確的無(wú)線終端位置信息之外，則還容易地將新的GPS特征集成到無(wú)線電話中?？梢杂眠@額外的有價(jià)值的特征來(lái)增加無(wú)線電話的市場(chǎng)價(jià)值并通過(guò)向這些電話的終端用戶提供附加服務(wù)來(lái)提高收益。
[0007]眾所周知，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)采用在環(huán)繞地球的軌道中的衛(wèi)星。地球上任何地方的任何GPS用戶都可以得到包括三維位置、速度和時(shí)刻(time of day)的準(zhǔn)確導(dǎo)航信息。GPS系統(tǒng)包括24顆衛(wèi)星，這些衛(wèi)星部署在三個(gè)關(guān)于赤道以55°傾斜并關(guān)于彼此間隔120°的平面內(nèi)具有26，600千米半徑的圓形軌道上。在三個(gè)軌道路徑中的每一個(gè)內(nèi)八顆衛(wèi)星等距地間隔。采用GPS的位置測(cè)量基于從在軌衛(wèi)星向一個(gè)GPS接收機(jī)廣播的GPS信號(hào)的傳播延遲時(shí)間的測(cè)量。通常，在四維(緯度、經(jīng)度、高度和時(shí)間)中進(jìn)行準(zhǔn)確的位置確定需要接收來(lái)自4顆衛(wèi)星的信號(hào)。在一個(gè)接收機(jī)測(cè)量各信號(hào)的傳播延遲之后，通過(guò)用光速乘以每個(gè)延遲來(lái)計(jì)算到每個(gè)衛(wèi)星的距離。通過(guò)結(jié)合所測(cè)量的距離和衛(wèi)星的已知位置求解一組具有四個(gè)未知數(shù)的四個(gè)方程，得到位置和時(shí)間。結(jié)合連續(xù)地監(jiān)控和修正衛(wèi)星時(shí)鐘和軌道參數(shù)的跟蹤臺(tái)，對(duì)于每個(gè)衛(wèi)星采用星載(on-board)原子鐘來(lái)維持GPS系統(tǒng)的精確能力。
[0008]每個(gè)GPS衛(wèi)星飛行器(SV)在L頻帶中發(fā)送兩個(gè)直接序列編碼擴(kuò)頻信號(hào):在載波頻率1.57542GHz處的一個(gè)LI信號(hào)，以及在1.2276GHz處的一個(gè)L2信號(hào)。LI信號(hào)包括兩個(gè)以相位正交調(diào)制的相移鍵控(PSK)擴(kuò)頻信號(hào):P碼信號(hào)(P代表“精確”)和C/A (C/Α代表“粗糙/捕獲”)碼信號(hào)。L2信號(hào)只包含P碼信號(hào)。P碼和C/Α碼是調(diào)制到載波上的重復(fù)偽隨機(jī)(又稱偽噪聲或“PN”)比特(被通信領(lǐng)域的普通技術(shù)人員稱為“碼片”)序列。接收機(jī)利用這些碼類似于時(shí)鐘的性質(zhì)來(lái)進(jìn)行時(shí)延的測(cè)量。用于每個(gè)SV的PN碼是唯一的，使得接收機(jī)可以分辨哪個(gè)衛(wèi)星發(fā)送了一個(gè)給定的碼，即使這些碼全部是在同一載波頻率上發(fā)送的。包含對(duì)于導(dǎo)航計(jì)算有用的系統(tǒng)狀態(tài)信息和衛(wèi)星軌道參數(shù)的50bit/s的數(shù)據(jù)流也調(diào)制到每個(gè)載波上。P碼信號(hào)是加密的，并且通常P碼信號(hào)對(duì)于商業(yè)用戶和私人用戶是不可用的。C/Α信號(hào)對(duì)于所有用戶可用。
[0009]由GPS接收機(jī)執(zhí)行的絕大部分操作具有由直接序列擴(kuò)頻接收機(jī)執(zhí)行的操作的特征。在一個(gè)稱為“解擴(kuò)”的處理中，必須通過(guò)用PN碼的一個(gè)時(shí)間校準(zhǔn)的本地生成副本乘以每個(gè)信號(hào)來(lái)從該信號(hào)中去除PN碼調(diào)制的擴(kuò)展效果。由于不太可能在接收機(jī)啟動(dòng)時(shí)就知道合適的時(shí)間校準(zhǔn)或碼延遲，因此必須通過(guò)在GPS接收機(jī)操作的初始“捕獲”階段期間進(jìn)行搜索來(lái)確定。
[0010]在執(zhí)行解擴(kuò)之后，每個(gè)信號(hào)包含在中間載波頻率的一個(gè)50bit/s PSK信號(hào)。由于由衛(wèi)星和終端單元之間的相對(duì)移動(dòng)引起的多普勒效應(yīng)，并且由于本地接收機(jī)的GPS時(shí)鐘參考誤差，該P(yáng)SK信號(hào)的確切頻率是不確定的。由于在信號(hào)捕獲之前多普勒頻率通常是未知的，因此在初始信號(hào)捕獲期間必須執(zhí)行對(duì)多普勒頻率的搜索。一旦近似地確定了多普勒頻率，就可以進(jìn)行載波解調(diào)。
[0011]在執(zhí)行載波解調(diào)之后，使用一個(gè)比特同步環(huán)路得出數(shù)據(jù)比特定時(shí)，并最終檢測(cè)數(shù)據(jù)流。一旦已經(jīng)捕獲來(lái)自四顆衛(wèi)星的信號(hào)并鎖定到這些信號(hào)上，已經(jīng)進(jìn)行了時(shí)延和多普勒測(cè)量，并且接收到足夠數(shù)目的數(shù)據(jù)比特(足以確定GPS定時(shí)參考和軌道參數(shù))，就可以進(jìn)行導(dǎo)航計(jì)算。
[0012]對(duì)于位置確定，GPS系統(tǒng)的一個(gè)缺點(diǎn)是需要相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)執(zhí)行信號(hào)捕獲。如上所述，直到已經(jīng)通過(guò)在其維度為碼相位延遲和多普勒頻移的二維搜索“空間”中進(jìn)行搜索對(duì)SV信號(hào)進(jìn)行了定位，才能跟蹤SV信號(hào)。典型地，如果在該搜索空間中沒(méi)有該信號(hào)的位置的先前知識(shí)，在接收機(jī)“冷啟動(dòng)”之后通常是這種情況，對(duì)于待捕獲和跟蹤的每個(gè)SV信號(hào)，必須要搜索大量的碼延遲(大約2000個(gè))和多普勒頻率(大約15個(gè))。因此，對(duì)于每個(gè)信號(hào)，必須檢查在搜索空間中的多達(dá)30，000個(gè)的位置。典型地，一次一個(gè)地順序地檢查這些位置，這是一個(gè)可能耗費(fèi)5-10分鐘的過(guò)程。如果在接收天線的視野內(nèi)四顆衛(wèi)星的身份(即PN碼)是未知的，則捕獲時(shí)間還會(huì)變長(zhǎng)。
[0013]至少當(dāng)一個(gè)GPS接收機(jī)已經(jīng)丟失了信號(hào)時(shí)，需要進(jìn)行信號(hào)捕獲，GPS接收機(jī)丟失信號(hào)可能發(fā)生在例如關(guān)機(jī)之后，或發(fā)生在當(dāng)信號(hào)已經(jīng)被阻塞而不能到達(dá)接收機(jī)一段時(shí)間時(shí)。在捕獲信號(hào)之后，可以保持或“跟蹤”這些信號(hào)。
[0014]然而，諸如蜂窩電話移動(dòng)臺(tái)(MS)之類的許多裝置具有的GPS功能作為一個(gè)附加特征或增強(qiáng)，而不是作為該裝置的一個(gè)首要目的。對(duì)于這些裝置，連續(xù)地跟蹤GPS SV信號(hào)的需要會(huì)增加成本，縮短電池使用期限，或降低主要裝置(例如主要用作蜂窩電話)的功能性。例如，由于GPS SV信號(hào)是在不同于蜂窩電話信號(hào)頻率的頻率提供的，因此單個(gè)接收機(jī)不能同時(shí)監(jiān)控兩個(gè)頻率。為此，MS需要一個(gè)額外的接收機(jī)單元，從而增加了裝置的成本。此外，需要增加系統(tǒng)的處理能力，以便并發(fā)地監(jiān)控兩個(gè)信號(hào)，這會(huì)同時(shí)增加成本和功率消耗。因此，很多這種系統(tǒng)都很少跟蹤GPS SV信號(hào)，而僅根據(jù)需要來(lái)捕獲所需的信號(hào)。[0015]所有的有GPS能力的系統(tǒng)都需要捕獲GPS SV信號(hào)。一些系統(tǒng)僅偶爾需要這種捕獲，而其他的系統(tǒng)則在每次對(duì)于一個(gè)GPS功能需要它們時(shí)都需要捕獲GPS SV信號(hào)。遺憾的是，對(duì)信號(hào)捕獲的需要不能避免緊急地需要GPS功能，諸如當(dāng)需要迅速地獲得MS位置以便于對(duì)一個(gè)緊急情況進(jìn)行響應(yīng)時(shí)。在這種情況下，非常希望能獲得與在位置確定之前由GPS/無(wú)線終端單元進(jìn)行的5至10分鐘的GPS衛(wèi)星信號(hào)捕獲的冷啟動(dòng)相關(guān)聯(lián)的時(shí)延。
[0016]為了減小該時(shí)延，可以提供信息來(lái)輔助一個(gè)接收機(jī)捕獲一個(gè)特定信號(hào)。通過(guò)提供一個(gè)“碼窗口”，這種捕獲輔助信息使得一個(gè)接收機(jī)可以縮小為了定位一個(gè)信號(hào)必須搜索的空間。碼窗口提供了一個(gè)在其中必須找到“碼相位”(有效地，信號(hào)到達(dá)時(shí)間)的縮小的范圍，或一個(gè)與該信號(hào)相關(guān)的多普勒偏移的預(yù)測(cè)范圍。捕獲輔助還可以包括關(guān)于該信號(hào)的其他信息，諸如其PN (偽噪聲或偽隨機(jī))碼、頻率、調(diào)制和內(nèi)容。關(guān)于信號(hào)不確定度的窗口越小，接收機(jī)就可以越快地捕獲信號(hào)?？s小這些窗口不僅可以能夠更快的信號(hào)捕獲，這縮短了能夠產(chǎn)生位置確定結(jié)果之前的延遲，而且還減小了接收機(jī)上的處理負(fù)擔(dān)，這可以降低功率消耗。在其中在從一個(gè)系統(tǒng)中的另一源提供的信息的輔助下，接收機(jī)根據(jù)需要定位用于位置定位的測(cè)距信號(hào)(例如GPS SV信號(hào))的系統(tǒng)通常稱為“無(wú)線輔助位置定位”系統(tǒng)。
[0017]自從引入了無(wú)線輔助位置定位系統(tǒng)，它們就作為優(yōu)選的位置定位技術(shù)得到普及。它們可應(yīng)用于任何這樣的系統(tǒng)中，其中能夠測(cè)量來(lái)自給定信號(hào)源的測(cè)距信號(hào)的用戶終端可以訪問(wèn)一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)以獲得便于測(cè)距信號(hào)的快速捕獲的信息。其中，一種應(yīng)用就是由與一個(gè)或更多基站(BS)進(jìn)行通信的具有位置定位的能力的無(wú)線移動(dòng)臺(tái)(MS)所用，其中BS連接到一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，也稱為位置確定實(shí)體(PDE)，其能夠提供信號(hào)捕獲輔助數(shù)據(jù)。
[0018]發(fā)送到一個(gè)MS的信號(hào)捕獲輔助信息可以包括對(duì)該MS可得到的測(cè)距信號(hào)類型的描述和這些信號(hào)的特征，諸如頻率、PN偏移、期望的碼相位等。這些參數(shù)中的一些參數(shù)的確定基于對(duì)MS的內(nèi)部狀態(tài)和位置的近似知識(shí)。這種捕獲輔助信息的一個(gè)目標(biāo)是使得MS可以預(yù)測(cè)一個(gè)特定SV信號(hào)的到達(dá)時(shí)間或碼相位，并且如果可應(yīng)用，該SV信號(hào)的多普勒偏移，這通?？梢苑Q為碼相位預(yù)測(cè)。需要考慮的事項(xiàng)包括碼相位預(yù)測(cè)信息的生成、傳送和使用。
[0019]碼相位預(yù)測(cè)僅僅和輸入用于其計(jì)算的參數(shù)一樣準(zhǔn)確。由于通常不能精確地知道相對(duì)于所期望的一個(gè)特定信號(hào)源的MS的移動(dòng)和位置，時(shí)鐘偏移，因此所預(yù)測(cè)的碼相位具有某些不確定性，其可以表示為圍繞一個(gè)預(yù)測(cè)的碼相位的不確定度窗口和圍繞一個(gè)預(yù)測(cè)的信號(hào)多普勒偏移的不確定度窗口。
[0020]無(wú)線輔助位置定位系統(tǒng)受到這樣的一個(gè)缺陷的影響，該缺陷是例如當(dāng)需要GPS功能時(shí)由于需要接收捕獲輔助信息而引起的等待時(shí)間。該等待時(shí)間不僅起因于獲得必要信號(hào)所需的時(shí)間，而且還起因于請(qǐng)求捕獲輔助信息所需的時(shí)間-通常從在該通信系統(tǒng)中的另一實(shí)體，對(duì)于該實(shí)體要收集和提供該捕獲輔助，對(duì)于該捕獲輔助要被接收。此外，傳輸該捕獲輔助信息加重了通信系統(tǒng)傳送能力的負(fù)擔(dān)。
[0021]因此，需要一種采用捕獲輔助來(lái)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的碼相位預(yù)測(cè)，同時(shí)減小在無(wú)線輔助位置定位系統(tǒng)中的接收機(jī)上的通信負(fù)擔(dān)的系統(tǒng)和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]此處描述的系統(tǒng)和方法包括用于向一個(gè)用戶終端傳送捕獲輔助信息的特征，以及用于在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和在該用戶終端中確定捕獲輔助參數(shù)的特征。所述系統(tǒng)和方法的各方面解決了上面指出的采用捕獲輔助來(lái)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的碼相位預(yù)測(cè)，同時(shí)減小在無(wú)線輔助位置定位系統(tǒng)中的接收機(jī)上的處理和通信負(fù)擔(dān)的需要。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解，所述系統(tǒng)和方法的各方面還提供了其他優(yōu)點(diǎn)。
[0023]一個(gè)方面包括一種方法，通過(guò)這種方法，當(dāng)在一個(gè)蜂窩通信系統(tǒng)中的一個(gè)移動(dòng)臺(tái)(MS)在嘗試獲得一個(gè)給定信號(hào)時(shí)，通過(guò)確定先前接收到的捕獲信息對(duì)在捕獲該給定信號(hào)的MS來(lái)說(shuō)仍然有效，避免了對(duì)接收捕獲輔助信息的需要。
[0024]另一個(gè)方面包括一種方法，通過(guò)該方法，可以利用捕獲輔助來(lái)獲得多個(gè)信號(hào)?？梢圆东@多個(gè)信號(hào)中的一個(gè)第一信號(hào)，并且可以采用該第一信號(hào)的測(cè)量來(lái)改善與所搜尋的多個(gè)信號(hào)中的其他信號(hào)相關(guān)的捕獲輔助數(shù)據(jù)。
[0025]又另一個(gè)方面包括在一個(gè)移動(dòng)臺(tái)(MS)處獲得一個(gè)信號(hào)的方法。該方法包括當(dāng)MS在一個(gè)第一位置時(shí)獲得捕獲輔助，并隨后隨著MS移動(dòng)到一個(gè)不同的新位置補(bǔ)償所獲得的捕獲輔助數(shù)據(jù)。
[0026]另外一個(gè)方面包括確定在一個(gè)蜂窩通信系統(tǒng)中的一個(gè)MS位置的變化的方法。該方法利用了符合與MS的一個(gè)位置相關(guān)的選擇標(biāo)準(zhǔn)的基站(BS)的一個(gè)列表。該方法包括將在某一時(shí)刻屬于這樣一個(gè)列表的BS與在一個(gè)稍后的時(shí)刻屬于該“相同”列表(即符合相同選擇標(biāo)準(zhǔn)的BS的列表)的BS相比較的步驟。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]附圖中示出了所公開的方法和設(shè)備的實(shí)施方式，其中相同的參考標(biāo)號(hào)和名稱表示相同或相似的部件。
[0028]圖1示出了移動(dòng)臺(tái)、服務(wù)基站和其信號(hào)待捕獲的衛(wèi)星飛行器的典型基本幾何關(guān)系O
[0029]圖2示出了多個(gè)基站，并且該圖用于描述如何可以使用移動(dòng)臺(tái)中的基站列表來(lái)得出該移動(dòng)臺(tái)已經(jīng)移動(dòng)了位置的結(jié)論。
[0030]圖3示出了發(fā)起于移動(dòng)臺(tái)的位置定位會(huì)話的消息流程。
[0031]圖4示出了終止于移動(dòng)臺(tái)的位置定位會(huì)話的消息流程。
【具體實(shí)施方式】
[0032]此處描述的系統(tǒng)和方法可應(yīng)用于諸如利用捕獲輔助數(shù)據(jù)來(lái)輔助一個(gè)接收機(jī)捕獲一個(gè)信號(hào)的無(wú)線輔助位置定位系統(tǒng)之類的系統(tǒng)。大多數(shù)無(wú)線輔助位置定位系統(tǒng)都能夠捕獲和利用全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星飛行器(SV)信號(hào)。如上所述，目前的GPS SV信號(hào)發(fā)送具有一個(gè)與CDMA通信信號(hào)緊密相關(guān)的格式的信號(hào)。因此，此處所描述的示例性系統(tǒng)基于一個(gè)CDMA蜂窩通信系統(tǒng)。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，同樣可以采用任何其他通信空中接□。
[0033]為了信號(hào)捕獲和測(cè)距的目的，與所選通信信號(hào)的定時(shí)相關(guān)的信息是有用的。有用的做法是，確定何時(shí)預(yù)料一個(gè)給定信號(hào)的一個(gè)可識(shí)別特征到達(dá)，以便使對(duì)該信號(hào)的搜索僅覆蓋一個(gè)有限的時(shí)間期間，并且同樣有用的是，盡可能正確地確定各信號(hào)相對(duì)于彼此的到達(dá)時(shí)間。如下所述，各信號(hào)相對(duì)于彼此的到達(dá)時(shí)間可以用于測(cè)距的目的。這些定時(shí)問(wèn)題都涉及一個(gè)信號(hào)的一個(gè)可識(shí)別特征的“到達(dá)時(shí)間”。[0034]熟悉通信系統(tǒng)的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這種到達(dá)時(shí)間信息在大多數(shù)情況下都相當(dāng)于一個(gè)信號(hào)的“碼相位”?！按a相位”在接收碼和開始于一個(gè)參考時(shí)間的相同碼之間的相位偏移方面描述了到達(dá)信號(hào)的定時(shí)。因此，識(shí)別一個(gè)信號(hào)的“碼相位”有效地識(shí)別了該信號(hào)的“到達(dá)時(shí)間”，只需該用信號(hào)的頻率乘以該碼相位來(lái)獲得一個(gè)到達(dá)時(shí)間。這兩者如此接近地并簡(jiǎn)單地相關(guān)，以至于“到達(dá)時(shí)間”幾乎可與“碼相位”互換。“到達(dá)時(shí)間”這一術(shù)語(yǔ)經(jīng)常用于位置確定系統(tǒng)中，特別是用于不共享通信系統(tǒng)的“碼”方面的系統(tǒng)中。
[0035]所有無(wú)線系統(tǒng)都可以容易地采用此處描述的系統(tǒng)和方法。為測(cè)距的目的而需要捕獲的信號(hào)不限于CDMA信號(hào)，而是可以包括很多其他的類型。測(cè)距信號(hào)也不限于GPS SV信號(hào)。例如，基站(BS)信號(hào)通常用于測(cè)距，并且不需要傳送該測(cè)距信號(hào)。但是，此處描述的一個(gè)示例性系統(tǒng)是一個(gè)CDMA通信系統(tǒng)，并且對(duì)于這種系統(tǒng)通常地使用“碼相位”。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解這些術(shù)語(yǔ)的相關(guān)本質(zhì)，并且他們將沒(méi)有困難地在一個(gè)更經(jīng)常應(yīng)用其他術(shù)語(yǔ)的系統(tǒng)中使用利用這些術(shù)語(yǔ)中的一個(gè)來(lái)描述的思想。
[0036]以下符號(hào)可以用于整個(gè)本說(shuō)明書中:
[0037]R是MS位置不確定度區(qū)域的半徑
[0038]bsv是SV時(shí)鐘偏差
[0039]bss是所估計(jì)的BS時(shí)鐘偏差
[0040]您是BS時(shí)鐘偏差的不確定度[0041 ] bB是MS時(shí)鐘偏差
[0042]bm是所估計(jì)的MS時(shí)鐘偏差
[0043]是MS時(shí)鐘偏差的不確定度
[0044]dm是MS的GPS與CDMA接收鏈之間的估計(jì)時(shí)延差
[0045]是MS的GPS與CDMA接收鏈之間的估計(jì)時(shí)延差的不確定度
[0046]AfMS是所估計(jì)的MS頻率偏移
[0047]4?是所估計(jì)的MS頻率偏移的不確定度
[0048]fsv是SV多普勒
[0049]α是SV仰角
[0050]c是光速
[0051]fc 是碼片速率(對(duì)于 GPS C/Α 碼，fc=l.023MHz)
[0052]rBS_MS是從BS指向MS的向量
[0053]rss sir是從BS指向SV的向量
[0054]Tms^sv是從MS指向SV的向量
[0055]在當(dāng)前的系統(tǒng)中，向移動(dòng)臺(tái)(MS)提供用于全球定位系統(tǒng)(GPS)空間飛行器(SV)信號(hào)的捕獲輔助數(shù)據(jù)。在諸如TIA/EIA IS-801-1之類的各種位置定位信令標(biāo)準(zhǔn)中定義了用于提供該捕獲輔助數(shù)據(jù)的確切過(guò)程。這些標(biāo)準(zhǔn)中的至少一些標(biāo)準(zhǔn)未能提供用于傳送關(guān)于蜂窩BS的相似捕獲輔助信息的方法。眾所周知，例如蜂窩BS導(dǎo)頻信號(hào)之類的不同于GPS SV信號(hào)的信號(hào)也可以用作測(cè)距信號(hào)源。至今，還沒(méi)有看到該缺點(diǎn)的嚴(yán)重性。這是因?yàn)锽S捕獲輔助信息典型地是借助于其他無(wú)線信令方法，例如在TIA/EIA IS-2000中以一個(gè)鄰居列表消息的形式提供給MS的。然而，這種捕獲輔助適于便于在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行無(wú)縫切換，而不是便于進(jìn)行位置定位測(cè)量。盡管現(xiàn)有的捕獲輔助技術(shù)相應(yīng)地提供了低于最優(yōu)的性能，但可以通過(guò)在位置定位消息中添加明確的BS捕獲輔助來(lái)提高它們的效率。在位置定位消息中的另外附加的明確的捕獲輔助也便于實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)線輔助位置定位系統(tǒng)的其他改善。
[0056]信號(hào)多普勒偏移的輔助捕獲
[0057]以下相對(duì)簡(jiǎn)單的方法可以用于提供信號(hào)捕獲輔助。由于MS不需要非常精確地知道所預(yù)測(cè)的多普勒頻率，因此可以采用以下方法縮小對(duì)一個(gè)SV信號(hào)的一個(gè)多普勒頻移的搜索。
[0058]所預(yù)測(cè)的多普勒可以推導(dǎo)為
[0059]
【權(quán)利要求】
1.一種在捕獲輔助數(shù)據(jù)的輔助下在通信系統(tǒng)的接收機(jī)處捕獲信號(hào)的方法，包括: 從遠(yuǎn)離所述接收機(jī)的實(shí)體獲得捕獲輔助數(shù)據(jù)； 確定要在所述接收機(jī)處捕獲多個(gè)信號(hào)； 在所述接收機(jī)處捕獲所述多個(gè)信號(hào)中的第一信號(hào)； 利用所述多個(gè)信號(hào)中的第一信號(hào)的測(cè)量到的參數(shù)來(lái)進(jìn)行所獲得的捕獲輔助數(shù)據(jù)的有效性確定； 基于所獲得的捕獲輔助數(shù)據(jù)和所述有效性確定來(lái)計(jì)算用于所述多個(gè)信號(hào)中的第二信號(hào)的更新的捕獲輔助數(shù)據(jù)；以及 響應(yīng)于所述更新的捕獲輔助數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)置碼相位窗口大小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述接收機(jī)是在通信系統(tǒng)中的移動(dòng)臺(tái)，并且所述方法還包括所述移動(dòng)臺(tái)利用所述多個(gè)信號(hào)中的所獲得的第一信號(hào)的所測(cè)量的參數(shù)來(lái)計(jì)算用于所述多個(gè)信號(hào)中的所述第二信號(hào)的估計(jì)到達(dá)時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述接收機(jī)是在通信系統(tǒng)中的移動(dòng)臺(tái)，并且所述方法還包括所述移動(dòng)臺(tái)利用所述多個(gè)信號(hào)中的所獲得的第一信號(hào)的所測(cè)量的參數(shù)來(lái)計(jì)算用于所述多個(gè)信號(hào)中的該第二信號(hào)的到達(dá)時(shí)間不確定度窗口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括: 對(duì)于在獲得所獲得的捕獲輔助數(shù)據(jù)之后所述接收機(jī)的移動(dòng)，基于所獲得的捕獲輔助數(shù)據(jù)，補(bǔ)償所估計(jì)的到達(dá)時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述`的方法，還包括: 對(duì)于在獲得所獲得的捕獲輔助數(shù)據(jù)之后所述接收機(jī)的移動(dòng)，基于所獲得的捕獲輔助數(shù)據(jù)，補(bǔ)償計(jì)算出的到達(dá)時(shí)間不確定度窗口。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述捕獲輔助數(shù)據(jù)是在確定要捕獲多個(gè)信號(hào)之前從遠(yuǎn)端實(shí)體獲得的，所述方法還包括: 評(píng)估用于捕獲所述多個(gè)信號(hào)中的至少一個(gè)信號(hào)的所獲得的捕獲輔助數(shù)據(jù)的有效性。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 確定由于在接收先前接收的捕獲輔助數(shù)據(jù)之后所述接收機(jī)的移動(dòng)，一些先前接收的捕獲輔助數(shù)據(jù)是無(wú)效的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括基于選自以下比較的一組合來(lái)確定所述接收機(jī)已經(jīng)移動(dòng): (a)所述接收機(jī)的當(dāng)前鄰居列表與所述接收機(jī)的先前鄰居列表的比較； (b)所述接收機(jī)的當(dāng)前激活基站列表與所述接收機(jī)的先前激活基站列表的比較；以及 (C)所述接收機(jī)的當(dāng)前服務(wù)基站與所述接收機(jī)的先前服務(wù)基站的比較。
9.一種通信系統(tǒng)的接收機(jī)，包括: 用于從遠(yuǎn)離所述接收機(jī)的實(shí)體獲得捕獲輔助數(shù)據(jù)的獲得裝置； 用于在所述接收機(jī)處捕獲多個(gè)信號(hào)中的第一信號(hào)的捕獲裝置； 用于利用所述多個(gè)信號(hào)中的第一信號(hào)的測(cè)量到的參數(shù)來(lái)進(jìn)行所獲得的捕獲輔助數(shù)據(jù)的有效性確定的第一利用裝置； 用于基于所獲得的捕獲輔助數(shù)據(jù)和所述有效性確定來(lái)計(jì)算用于所述多個(gè)信號(hào)中的第二信號(hào)的更新的捕獲輔助數(shù)據(jù)的裝置；以及用于響應(yīng)于所述更新的捕獲輔助數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)置碼相位窗口大小的裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的接收機(jī)，其中所述接收機(jī)是在通信系統(tǒng)中的移動(dòng)臺(tái)，并且所述接收機(jī)還包括用于利用所述多個(gè)信號(hào)中的所獲得的第一信號(hào)的所測(cè)量的參數(shù)來(lái)計(jì)算用于所述多個(gè)信號(hào)中的所述第二信號(hào)的估計(jì)到達(dá)時(shí)間的第二利用裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的接收機(jī)，其中所述接收機(jī)是在通信系統(tǒng)中的移動(dòng)臺(tái)，并且所述接收還包括用于利用所述多個(gè)信號(hào)中的所獲得的第一信號(hào)的所測(cè)量的參數(shù)來(lái)計(jì)算用于所述多個(gè)信號(hào)中的該第二信號(hào)的到達(dá)時(shí)間不確定度窗口的第三利用裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的接收機(jī)，還包括: 用于對(duì)于在獲得所獲得的捕獲輔助數(shù)據(jù)之后所述接收機(jī)的移動(dòng)，基于所獲得的捕獲輔助數(shù)據(jù)，補(bǔ)償所估計(jì)的到達(dá)時(shí)間的第一裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的接收機(jī)，還包括: 用于對(duì)于在獲得所獲得的捕獲輔助數(shù)據(jù)之后所述接收機(jī)的移動(dòng)，基于所獲得的捕獲輔助數(shù)據(jù)，補(bǔ)償計(jì)算出的到達(dá)時(shí)間不確定度窗口的第二裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的接收機(jī)，其中所述獲得裝置被配置為在所述確定裝置確定要捕獲多個(gè)信號(hào)之前從遠(yuǎn)端實(shí)體獲得捕獲輔助數(shù)據(jù)，所述接收機(jī)還包括: 用于評(píng)估用于捕獲所述多個(gè)信號(hào)中的至少一個(gè)信號(hào)的所獲得的捕獲輔助數(shù)據(jù)的有效性的裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的接收機(jī)，還包括: 用于確定由于在接收先前接`收的捕獲輔助數(shù)據(jù)之后所述接收機(jī)的移動(dòng)，一些先前接收的捕獲輔助數(shù)據(jù)是無(wú)效的的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的接收機(jī)，還包括用于基于選自以下比較的一組合來(lái)確定所述接收機(jī)已經(jīng)移動(dòng)的裝置: (a)所述接收機(jī)的當(dāng)前鄰居列表與所述接收機(jī)的先前鄰居列表的比較； (b)所述接收機(jī)的當(dāng)前激活基站列表與所述接收機(jī)的先前激活基站列表的比較；以及 (C)所述接收機(jī)的當(dāng)前服務(wù)基站與所述接收機(jī)的先前服務(wù)基站的比較。
【文檔編號(hào)】G01S19/03GK103792553SQ201310750095
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2004年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2003年4月25日
【發(fā)明者】彼得·加阿爾, 利奧尼德·希恩布拉特, 克里斯托弗·帕特里克, 懷亞特·托馬斯·賴?yán)? 申請(qǐng)人:高通股份有限公司