專利名稱：用于基于廣播初始化數(shù)據(jù)定位計(jì)算的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及定位計(jì)算設(shè)備和方法，更具體地涉及位于無線電通信系統(tǒng)覆蓋區(qū)內(nèi)設(shè)備的定位計(jì)算設(shè)備和方法。
本發(fā)明
背景技術(shù)：
無線(或無線電)通信網(wǎng)絡(luò)通常應(yīng)用于對規(guī)定地理區(qū)域內(nèi)多個(gè)用戶提供話音和數(shù)據(jù)通信。例如，模擬蜂窩無線電話系統(tǒng)，例如所標(biāo)志的AMPS、ETACS、NMT-450和NMT-900，已經(jīng)在全世界范圍成功部署?，F(xiàn)在，數(shù)字蜂窩無線電話系統(tǒng)例如所標(biāo)志的北美IS-54B(和其后繼系統(tǒng)IS-136)和歐洲GSM已經(jīng)被引入并且正在部署。這些和其它系統(tǒng)在例如Balston等人的“蜂窩無線電系統(tǒng)”一書中進(jìn)行了描述，由ArtechHouse,Norwood,MA(1993)出版。除了上述系統(tǒng)，正在開發(fā)的稱為個(gè)人通信服務(wù)(PCS)的系統(tǒng)也在實(shí)施中。當(dāng)前PCS系統(tǒng)的例子包括那些指定為北美的IS-95、PCS-1900和PACS、歐洲的DCS-1800和DECT以及日本的PHS。這些PCS系統(tǒng)在2吉赫茲(GHz)無線電頻譜頻帶上工作，并且一般用于話音和高比特速率數(shù)據(jù)通信。
例如所述系統(tǒng)的無線系統(tǒng)可以包括一個(gè)或幾個(gè)無線移動終端與依次連接到移動電話交換中心(MTSO)的基站服務(wù)的多個(gè)小區(qū)通信。這些基站一般安置在固定地理位置上并且覆蓋位于該基站附近通常稱為小區(qū)的有限地理區(qū)域。
小區(qū)一般起無線電通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作用，由這些節(jié)點(diǎn)通過服務(wù)小區(qū)的基站建立無線移動終端之間的鏈路。每個(gè)小區(qū)一般分配有一個(gè)或幾個(gè)專用控制信道用于和一個(gè)或幾個(gè)業(yè)務(wù)信道?？刂菩诺朗怯糜谝话阃ㄟ^廣播傳輸小區(qū)標(biāo)識、尋呼和其它信息的專用信道。
其它技術(shù)依靠接收無線傳輸提供有用信息。這樣一種技術(shù)是全球定位系統(tǒng)(GPS)。應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語“全球定位系統(tǒng)”或“GPS”用于標(biāo)志任何測量地面上位置的空基(Spaced-based system)系統(tǒng)，包括歐洲的GLONASS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。如同本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，GPS是空基三角測量系統(tǒng)使用衛(wèi)星和計(jì)算機(jī)測量地面上任何地方的位置。GPS最早由美國國防部作為導(dǎo)航系統(tǒng)開發(fā)。與其它陸基系統(tǒng)相比，GPS在覆蓋區(qū)內(nèi)沒有限制，可以提供連續(xù)24小時(shí)覆蓋而不論何種氣候條件，并且可以高精度。盡管提供最高精度級的GPS技術(shù)被政府保留在軍事用途，較低精度的服務(wù)可以用于民用用途。
在工作中，在地球軌道運(yùn)行的衛(wèi)星星座連續(xù)發(fā)射預(yù)定碼片頻率的GPS射頻信號。GPS接收機(jī)例如具有GPS處理器的手持無線電接收機(jī)接收來自最近衛(wèi)星的無線電信號，并且測量無線電信號從GPS衛(wèi)星傳播到GPS接收機(jī)天線所花費(fèi)的時(shí)間。這種接收機(jī)的一個(gè)例子是RockwellSemiconductor System廣泛可用的“Jupiter”GPS接收機(jī)，在注明1998年1月19日的數(shù)據(jù)表中描述。通過將傳播時(shí)間乘以光速，GPS接收機(jī)可以計(jì)算與每個(gè)所觀察衛(wèi)星的距離。根據(jù)來自衛(wèi)星無線電信號中提供的另外信息，包括衛(wèi)星軌道和速度和與星上時(shí)鐘校準(zhǔn)，GPS處理器可以通過三角處理測量計(jì)算GPS接收機(jī)的位置。
GPS系統(tǒng)的一個(gè)問題是初始捕獲與足夠數(shù)量定位衛(wèi)星通信聯(lián)系以計(jì)算位置所需要的時(shí)間和功率。特別是，如果GPS探測系統(tǒng)沒有任何其位置的估計(jì)，它不知道衛(wèi)星星座中的哪個(gè)在視野內(nèi)，也不知道其視野范圍內(nèi)衛(wèi)星的空間位置。因此，捕獲一般需要冷啟動，而這通常消耗大量功率并且需要比熱啟動(即利用初始位置估計(jì)的啟動)更多時(shí)間。典型GPS接收機(jī)例如Rockwell Semiconductor System的Jupiter接收機(jī)具有不同衛(wèi)星捕獲工作模式。第一模式是熱啟動。此狀態(tài)通常出現(xiàn)在連續(xù)工作一段時(shí)間后或短暫空閑時(shí)間后，其中位置、時(shí)間、速度和星歷表數(shù)據(jù)是相當(dāng)有效的。熱啟動一般產(chǎn)生最短捕獲時(shí)段。第二模式是初始化啟動，其中用戶提供位置和時(shí)間信息，或根據(jù)以前操作是由機(jī)上存儲器中可使用的信息。不象熱啟動那樣，在這種模式中速度和星歷表數(shù)據(jù)不可使用，捕獲時(shí)間一般較慢。第三模式是冷啟動，其中唯一可使用信息是標(biāo)志以前操縱衛(wèi)星的日歷信息。因此該模式提供比熱啟動和初始化啟動慢的捕獲。最后，稱為極冷啟動的模式提供最慢的捕獲，其中在尋求捕獲衛(wèi)星之前沒有一點(diǎn)信息可使用。
早期用于改善GPS系統(tǒng)精度的另一個(gè)方法是用廣播校準(zhǔn)差分的GPS。在該方案中，來自GPS衛(wèi)星的正常傳輸包括系統(tǒng)誤差，該誤差可以通過使用由例如海岸警衛(wèi)隊(duì)的部門廣播的校準(zhǔn)信息消除。這種廣播部門通過比較已知位置和使用從定位衛(wèi)星傳輸所接收的GPS信息計(jì)算的位置而獲得校準(zhǔn)信息。該信息通常由部門在特定副載波上廣播。使用這類信息，GPS接收機(jī)可以改善其計(jì)算精度?？墒牵M管該方法預(yù)計(jì)可以改善接收機(jī)精度，它沒有提供對接收機(jī)捕獲時(shí)間或減少功率消耗的改善。
希望提供盡可能多種條件下的熱啟動。通過例如用戶鍵盤輸入獲得位置數(shù)據(jù)是公知的。使用存儲在存儲器中的以前位置數(shù)據(jù)也是已知的。可是，這些方法一般需要用戶輸入并且通常不提供減少捕獲時(shí)間和較低功率消耗的星歷數(shù)據(jù)。
本發(fā)明概述按照前面所述，本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)備和方法，用于以定位衛(wèi)星的熱啟動捕獲的定位計(jì)算。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種設(shè)備和方法，用于利用最少額外硬件和利用現(xiàn)有無線電通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行以熱啟動的定位計(jì)算。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種設(shè)備和方法，用于以可提供熱啟動的而不需要現(xiàn)有無線電通信網(wǎng)絡(luò)帳戶(account)的定位計(jì)算。
由按照本發(fā)明的設(shè)備和方法所提供的這些和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)用于具有高精度、低捕獲時(shí)間和低功耗的定位計(jì)算。該定位計(jì)算設(shè)備包括一個(gè)無線電通信接收機(jī)監(jiān)視覆蓋定位計(jì)算設(shè)備所位于的地理區(qū)域的無線電通信網(wǎng)絡(luò)，例如蜂窩網(wǎng)絡(luò)。該設(shè)備解調(diào)來自無線電通信網(wǎng)絡(luò)的信號并且在計(jì)算位置之前使用衛(wèi)星初始捕獲操縱從網(wǎng)絡(luò)廣播信道獲得定位數(shù)據(jù)。該設(shè)備進(jìn)一步包括一個(gè)接收機(jī)用于接收由GPS衛(wèi)星星座廣播的定位消息。在該設(shè)備中的一個(gè)定位計(jì)算電路利用在對一個(gè)或幾個(gè)定位衛(wèi)星初始捕獲中從無線電通信網(wǎng)絡(luò)獲得的定位數(shù)據(jù)。一旦捕獲所需要數(shù)量的定位衛(wèi)星，就接收來自所捕獲定位衛(wèi)星的定位消息并且用于計(jì)算定位計(jì)算設(shè)備的位置。
通過從無線電通信網(wǎng)絡(luò)基站接收定位數(shù)據(jù)，以及在基站/計(jì)算設(shè)備視野范圍內(nèi)定位衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)和定時(shí)信息，當(dāng)可以接入無線電通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)本發(fā)明的定位計(jì)算設(shè)備能夠通?？偸枪ぷ髟谛l(wèi)星捕獲的熱啟動模式，由此提供了定位計(jì)算操作的最低功耗和最快捕獲時(shí)間。
無線電通信網(wǎng)絡(luò)的接收機(jī)可以是簡化的接收機(jī)，因?yàn)椴灰枰p向通信并且該接收機(jī)只需要能夠按照無線電通信網(wǎng)絡(luò)廣播控制信道中預(yù)定協(xié)議對所插入的解調(diào)和解碼定位數(shù)據(jù)同步。最好，定位計(jì)算設(shè)備甚至不需要獲得無線電通信網(wǎng)絡(luò)帳戶，以便監(jiān)視由基站在空中發(fā)射的定位數(shù)據(jù)?？墒牵绻麩o線電通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商要求一個(gè)帳戶，提供加密以防止未授權(quán)用戶存取該信息，通過在定位計(jì)算設(shè)備中安裝適當(dāng)解密電路仍然可以獲得本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供了在無線電通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)區(qū)內(nèi)使用的移動定位計(jì)算設(shè)備。該設(shè)備包括第一接收機(jī)用于接收無線電通信網(wǎng)絡(luò)上的無線電通信廣播，和第二接收機(jī)用于接收由定位衛(wèi)星廣播的定位消息。定位計(jì)算電路耦合到第二接收機(jī)。最后，提供一個(gè)耦合到第一接收機(jī)的裝置，用于從無線電通信廣播獲得定位數(shù)據(jù)并且將定位數(shù)據(jù)提供給定位計(jì)算電路用于定位衛(wèi)星的捕獲。在一個(gè)實(shí)施例中用于獲得定位數(shù)據(jù)的裝置包括對無線電通信解調(diào)和解碼的裝置，用于從解調(diào)的解碼的無線電通信獲得定位數(shù)據(jù)的裝置，和用于將從解調(diào)和解碼的無線電通信所獲得的定位數(shù)據(jù)提供給定位計(jì)算電路的裝置。
定位衛(wèi)星可以是全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星。無線電通信網(wǎng)絡(luò)可以是蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)。無線電通信最好是無線電通信網(wǎng)絡(luò)在廣播控制信道上的廣播。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，定位數(shù)據(jù)是從包括定位衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)、發(fā)射無線電通信基站的位置、時(shí)鐘校準(zhǔn)信息和廣播控制信道的幀結(jié)構(gòu)時(shí)間標(biāo)記的一組中選擇出的。定位計(jì)算電路包括用于根據(jù)定位數(shù)據(jù)熱啟動捕獲定位衛(wèi)星的裝置。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，定位計(jì)算電路進(jìn)一步包括用于限制根據(jù)定位數(shù)據(jù)搜索定位衛(wèi)星廣播的定位消息的時(shí)間窗口和多普樂頻率范圍的裝置。定位計(jì)算電路可進(jìn)一步包括用于根據(jù)定位數(shù)據(jù)選擇多個(gè)定位衛(wèi)星的子集作為定位衛(wèi)星的裝置。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，提供在無線電通信網(wǎng)絡(luò)廣播定位數(shù)據(jù)覆蓋區(qū)內(nèi)捕獲定位衛(wèi)星的方法。在無線電通信網(wǎng)絡(luò)中接收定位數(shù)據(jù)。根據(jù)所接收定位數(shù)據(jù)捕獲定位衛(wèi)星。在本發(fā)明方法方面的一個(gè)實(shí)施例中，從所捕獲定位衛(wèi)星接收定位消息。
附圖簡介

圖1是工作環(huán)境中本發(fā)明定位計(jì)算設(shè)備實(shí)施例的示意圖。
圖2是圖1的定位計(jì)算設(shè)備的方框圖。
圖3是表示按照本發(fā)明實(shí)施例的定位計(jì)算操作的流程圖。
圖4是說明按照本發(fā)明實(shí)施例的衛(wèi)星捕獲操作的流程圖。
優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)說明下面結(jié)合附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中表示了本發(fā)明的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以用各種不同形式實(shí)施而不解釋為限于在此所闡述的實(shí)施例，所提供的這些實(shí)施例是為了使公開更加充分和完整，并且對本領(lǐng)域技術(shù)人員全面表達(dá)本發(fā)明的范圍。在附圖中，相同參考數(shù)字代表相同元件。
現(xiàn)在參照圖1，描述本發(fā)明定位計(jì)算設(shè)備的工作環(huán)境。定位計(jì)算設(shè)備10位于能夠接收基站12和GPS(定位)衛(wèi)星14兩者無線電通信的地理區(qū)域。盡管在圖1中表示了僅僅一個(gè)基站12，應(yīng)當(dāng)理解基站12一般是覆蓋包括大量小區(qū)和覆蓋擴(kuò)展地理區(qū)域的更大無線電通信網(wǎng)絡(luò)的特定小區(qū)的發(fā)射機(jī)基站。也應(yīng)當(dāng)理解盡管圖1所示的基站12是陸地基站，本發(fā)明的設(shè)備和方法也可以用于與基于衛(wèi)星的無線電通信網(wǎng)絡(luò)連接，其中覆蓋特定地理區(qū)域的衛(wèi)星起基站12的作用。
盡管在圖1中只表示了一個(gè)GPS衛(wèi)星，應(yīng)當(dāng)理解一般在全球定位系統(tǒng)中提供了星座或多個(gè)定位衛(wèi)星。如同前面所描述的，這種衛(wèi)星通過分布定位衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)總是可以提供對整個(gè)地球的覆蓋。從地面上的任何給定位置，在任何時(shí)刻，給定定位計(jì)算設(shè)備10只可以觀察(即，在視野內(nèi))有限的多個(gè)衛(wèi)星的子集。另外，本發(fā)明的許多說明書描述的設(shè)備和方法是針對單一定位衛(wèi)星的捕獲，應(yīng)當(dāng)理解通常為一個(gè)位置計(jì)算要捕獲多個(gè)衛(wèi)星。一般捕獲四個(gè)單獨(dú)衛(wèi)星并且從每個(gè)衛(wèi)星獲得定位消息用于計(jì)算三維位置以及時(shí)間。也應(yīng)當(dāng)理解，所捕獲衛(wèi)星數(shù)量越少定位計(jì)算越不完整。例如，捕獲三個(gè)衛(wèi)星計(jì)算二維(經(jīng)緯度)位置。
現(xiàn)在參照圖2，在特定實(shí)施例中進(jìn)一步描述本發(fā)明的移動定位計(jì)算設(shè)備10。如圖2所示，定位計(jì)算設(shè)備10包括通信網(wǎng)絡(luò)接收機(jī)20，用于接收服務(wù)定位計(jì)算設(shè)備所位于的地理區(qū)域的無線電通信網(wǎng)絡(luò)中的無線電通信廣播。定位計(jì)算設(shè)備10也包括一個(gè)GPS類型信號接收機(jī)22，用于接收定位衛(wèi)星14廣播的定位消息。由無線電通信網(wǎng)絡(luò)接收機(jī)20將從無線電通信基站12所接收的信號傳遞給信號處理電路24或其它用于根據(jù)無線電通信廣播獲得定位數(shù)據(jù)并且將定位數(shù)據(jù)提供給定位計(jì)算電路26的裝置，用于捕獲定位衛(wèi)星14。
根據(jù)無線電通信網(wǎng)絡(luò)基站12所使用的特定格式和協(xié)議，信號處理電路24可以提供解調(diào)和解碼的無線電通信的裝置和根據(jù)解調(diào)和解碼的無線電通信獲得定位數(shù)據(jù)的裝置。信號處理電路24進(jìn)一步提供將根據(jù)解調(diào)和解碼的無線電通信獲得的定位數(shù)據(jù)提供給定位計(jì)算電路26的裝置。
定位計(jì)算電路26提供根據(jù)從信號處理電路24所接收定位數(shù)據(jù)熱啟動定位衛(wèi)星14捕獲的裝置。如同將結(jié)合按照本發(fā)明工作流程圖更詳細(xì)描述的，定位數(shù)據(jù)可以用于提供有關(guān)衛(wèi)星捕獲的各種改善的操作。在無線電通信網(wǎng)絡(luò)上所發(fā)射的定位數(shù)據(jù)最好包括定位衛(wèi)星的一個(gè)或幾個(gè)星歷數(shù)據(jù)、描述發(fā)射無線電通信的基站12位置的信息、時(shí)鐘校準(zhǔn)信息例如用于差分GPS中、和廣播信息中幀結(jié)構(gòu)的時(shí)間標(biāo)記。通過只提供基站12視野范圍內(nèi)定位衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)，定位計(jì)算設(shè)備10也提供當(dāng)前視野中定位衛(wèi)星14的識別。
通信網(wǎng)絡(luò)接收機(jī)20與通過基站12在無線電通信網(wǎng)絡(luò)上用于通信的移動終端所要求的收發(fā)信機(jī)電路相比只需要提供有限的能力。特別是，通信網(wǎng)絡(luò)接收機(jī)20只需要能夠收聽并且同步到廣播定位數(shù)據(jù)的蜂窩/PCS無線電通信網(wǎng)絡(luò)的廣播控制信道上。發(fā)明人相信有能力適當(dāng)將GPS衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)化，使其適合于按照本發(fā)明的設(shè)備和方法在當(dāng)前安裝的無線電通信網(wǎng)絡(luò)廣播控制信道上使用。為優(yōu)化定位計(jì)算電路的性能，希望提供包括如上所述位置、速度、時(shí)間和星歷信息的定位數(shù)據(jù)。通信網(wǎng)絡(luò)接收機(jī)20不必是完整的蜂窩電話機(jī)，因?yàn)樗恍枰l(fā)射功能也不需要具有鍵盤或其它用戶接口。所需要的是足夠電路以充分解調(diào)和解碼所接收無線電通信，以便能夠由此獲得所發(fā)射的定位數(shù)據(jù)并且將該數(shù)據(jù)提供給定位計(jì)算電路26。因此，本發(fā)明定位計(jì)算設(shè)備10的用戶不需要向無線電通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商付任何預(yù)定費(fèi)，因?yàn)楸景l(fā)明的設(shè)備只收聽控制信道而不與無線電通信網(wǎng)絡(luò)交流或使其增加任何負(fù)擔(dān)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，圖1和2所示的設(shè)備可以包括各種普通使用的通信元件。例如，圖2的設(shè)備可以包括一個(gè)或幾個(gè)數(shù)字信號處理器(DSP)芯片和/或特定用途集成電路(ASIC)。總之，應(yīng)當(dāng)理解圖1和2的設(shè)備可以使用運(yùn)行在通用或特定用途的數(shù)據(jù)處理器上的特定目的的硬件、軟件或固件和它們的組合實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)在參照圖3，參照流程圖描述本發(fā)明定位計(jì)算的設(shè)備和方法的工作。在方框40，由設(shè)備10在無線電通信網(wǎng)絡(luò)上接收來自無線電通信網(wǎng)絡(luò)的廣播定位數(shù)據(jù)。在方框42，解調(diào)無線電通信。對于編碼控制信道，也在方框42解碼該通信。如同在方框44所示，根據(jù)解調(diào)和解碼的無線電通信獲得定位數(shù)據(jù)。然后在方框46根據(jù)所接收定位數(shù)據(jù)捕獲定位衛(wèi)星14。盡管在圖3中未作為單獨(dú)方框描述，當(dāng)該設(shè)備在廣播定位數(shù)據(jù)的無線電通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)之外時(shí)，可以使用已知的非熱啟動初始化過程而不用定位數(shù)據(jù)來捕獲定位衛(wèi)星。在方框48，從所捕獲定位衛(wèi)星接收定位消息。如果在方框50確定需要從另外定位衛(wèi)星讀取以獲得所需要的定位計(jì)算信息，重復(fù)在方框46和48的操作直到從足夠數(shù)量的定位衛(wèi)星接收到定位消息。最后，在方框52，該定位消息用于計(jì)算定位計(jì)算設(shè)備10的位置。
現(xiàn)在參照圖4，以進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明特定實(shí)施例來描述有關(guān)捕獲GPS衛(wèi)星的方框46的操作。在方框70，選擇由所接收定位數(shù)據(jù)表示可觀察的特定定位衛(wèi)星用于捕獲。在方框72，根據(jù)從定位數(shù)據(jù)所獲得的近似時(shí)間和位置信息選擇捕獲的優(yōu)選的時(shí)間窗口。使用從無線電通信網(wǎng)絡(luò)所接收的近似時(shí)間和位置信息，在方框74選擇用在搜索所選擇可觀察衛(wèi)星中的優(yōu)選多普勒頻率范圍。在方框76然后捕獲所選擇定位衛(wèi)星傳遞的信號。應(yīng)當(dāng)理解，盡管本發(fā)明提供有關(guān)全球定位系統(tǒng)中衛(wèi)星捕獲的新的初始化設(shè)備和方法，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說如何利用所提供初始化信息完成實(shí)際衛(wèi)星捕獲是已知的。最后，如同在方框78所示，捕獲操作可以重復(fù)以捕獲并且建立與多個(gè)另外定位衛(wèi)星14的通信信道(見圖3的方框50)。
應(yīng)當(dāng)理解，流程圖的每個(gè)方框和流程圖的這些方框的組合可以通過計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)?？梢詫⑦@些程序指令提供給處理器產(chǎn)生一個(gè)設(shè)備，以便在處理器上執(zhí)行的指令產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)流程圖或方框圖中指定功能的裝置。計(jì)算機(jī)程序指令可以由處理器執(zhí)行，使處理器執(zhí)行一系列操作步驟，產(chǎn)生計(jì)算機(jī)執(zhí)行過程，以便在處理器上執(zhí)行的指令提供實(shí)現(xiàn)流程圖或方框圖中指定的功能的步驟。
因此，流程圖的方框支持實(shí)現(xiàn)指定功能裝置的組合、執(zhí)行指定功能步驟的組合和執(zhí)行指定功能的程序指令裝置。也應(yīng)當(dāng)理解，流程圖的每個(gè)方框和流程圖的方框的組合可以通過執(zhí)行指定功能或步驟的特殊用途硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，或由特殊用途硬件和計(jì)算機(jī)指令的組合實(shí)現(xiàn)。
在附圖和說明書中，公開了典型的本發(fā)明實(shí)施例，盡管使用了特定術(shù)語，它們僅僅用作一般和說明性用途而非為限制本發(fā)明范圍，該范圍由下列權(quán)利要求書闡述。
權(quán)利要求
1．一種移動定位計(jì)算設(shè)備，用于無線電通信網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)區(qū)內(nèi)，包括第一接收機(jī)，用于接收在無線電通信網(wǎng)絡(luò)上的無線電通信廣播；第二接收機(jī)，用于接收由定位衛(wèi)星廣播的定位消息；定位計(jì)算電路，耦合到第二接收機(jī)；和裝置，耦合到所述第一接收機(jī)，用于根據(jù)無線電通信廣播獲得定位數(shù)據(jù)并且將定位數(shù)據(jù)提供給定位計(jì)算電路以用在定位衛(wèi)星捕獲中。
2．按照權(quán)利要求1的一種定位計(jì)算設(shè)備，其中定位衛(wèi)星是全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星。
3．按照權(quán)利要求1的一種定位計(jì)算設(shè)備，其中無線電通信網(wǎng)絡(luò)是蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)。
4．按照權(quán)利要求3的一種定位計(jì)算設(shè)備，其中在廣播控制信道的無線電通信網(wǎng)絡(luò)上廣播無線電通信。
5．按照權(quán)利要求3的一種定位計(jì)算設(shè)備，其中根據(jù)包括定位衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)、發(fā)射無線電通信基站位置、時(shí)鐘校準(zhǔn)信息和廣播控制信道幀結(jié)構(gòu)時(shí)標(biāo)的組合選擇定位數(shù)據(jù)。
6．按照權(quán)利要求3的一種定位計(jì)算設(shè)備，其中耦合到第一接收機(jī)的裝置進(jìn)一步包括用于解調(diào)和解碼無線電通信的裝置；用于根據(jù)解調(diào)和解碼的無線電通信獲得定位數(shù)據(jù)的裝置；和用于向定位計(jì)算電路提供根據(jù)解調(diào)和解碼的無線電通信所獲得定位數(shù)據(jù)的裝置。
7．按照權(quán)利要求3的一種定位計(jì)算設(shè)備，其中定位計(jì)算電路包括根據(jù)定位數(shù)據(jù)熱啟動定位衛(wèi)星捕獲的裝置。
8．按照權(quán)利要求7的一種定位計(jì)算設(shè)備，其中定位計(jì)算電路進(jìn)一步包括用于限制時(shí)間窗口的裝置，在該時(shí)間窗口期間其根據(jù)定位數(shù)據(jù)搜索定位衛(wèi)星廣播的定位消息。
9．按照權(quán)利要求7的一種定位計(jì)算設(shè)備，其中定位計(jì)算電路進(jìn)一步包括用于限制多普樂頻率范圍的裝置，在該頻率范圍上其根據(jù)定位數(shù)據(jù)搜索定位衛(wèi)星廣播的定位消息。
10．按照權(quán)利要求7的一種定位計(jì)算設(shè)備，其中定位計(jì)算電路進(jìn)一步包括用于根據(jù)定位數(shù)據(jù)選擇多個(gè)定位衛(wèi)星的子集作為定位衛(wèi)星的裝置。
11．一種在廣播定位數(shù)據(jù)的無線電通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)內(nèi)捕獲定位衛(wèi)星的方法，該方法包括步驟在無線電通信網(wǎng)絡(luò)中接收定位數(shù)據(jù)；和根據(jù)所接收定位數(shù)據(jù)捕獲定位衛(wèi)星。
12．按照權(quán)利要求11的一種方法，其中接收定位數(shù)據(jù)的步驟包括在無線電通信網(wǎng)絡(luò)上接收包含定位數(shù)據(jù)的無線電通信；解調(diào)該無線電通信；解碼該無線電通信；和根據(jù)解調(diào)和解碼的無線電通信獲得定位數(shù)據(jù)。
13．按照權(quán)利要求11的一種方法，其中定位衛(wèi)星是全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星。
14．按照權(quán)利要求13的一種方法，其中無線電通信網(wǎng)絡(luò)是蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)。
15．按照權(quán)利要求14的一種方法，其中在無線電通信網(wǎng)絡(luò)的廣播控制信道上廣播無線電通信。
16．按照權(quán)利要求13的一種方法，其中根據(jù)包括定位衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)、發(fā)射無線電通信基站位置、時(shí)鐘校準(zhǔn)信息和廣播控制信道幀結(jié)構(gòu)時(shí)標(biāo)的組合選擇定位數(shù)據(jù)。
17．按照權(quán)利要求13的一種方法，其中捕獲定位衛(wèi)星的步驟包括根據(jù)定位數(shù)據(jù)熱啟動捕獲定位衛(wèi)星的步驟。
18．按照權(quán)利要求13的一種方法，其中捕獲定位衛(wèi)星的步驟包括限制時(shí)間窗口的步驟，在該時(shí)間窗口期間其根據(jù)定位數(shù)據(jù)搜索定位衛(wèi)星廣播的定位消息。
19．按照權(quán)利要求13的一種方法，其中捕獲定位衛(wèi)星的步驟包括限制多普樂頻率范圍的步驟，在該頻率范圍上其根據(jù)定位數(shù)據(jù)搜索定位衛(wèi)星廣播的定位消息。
20．按照權(quán)利要求13的一種方法，其中捕獲定位衛(wèi)星的步驟包括根據(jù)定位數(shù)據(jù)選擇多個(gè)定位衛(wèi)星的子集作為定位衛(wèi)星的步驟。
21．按照權(quán)利要求11的一種方法，進(jìn)一步包括當(dāng)在廣播定位數(shù)據(jù)的無線電通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)之外時(shí)，不用定位數(shù)據(jù)捕獲定位衛(wèi)星的所述接收步驟之后的步驟。
22．按照權(quán)利要求11的方法，進(jìn)一步包括根據(jù)所捕獲定位衛(wèi)星接收定位消息的所述捕獲步驟之后的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供用于具有高精度、低捕獲時(shí)間和低功耗的定位計(jì)算的設(shè)備和方法。定位計(jì)算設(shè)備包括一個(gè)無線電通信接收機(jī),該接收機(jī)監(jiān)視一個(gè)無線電通信網(wǎng)絡(luò),例如覆蓋地理區(qū)域的一個(gè)蜂窩網(wǎng)絡(luò),該定位計(jì)算設(shè)備位于該區(qū)域中。該設(shè)備解調(diào)來自無線電通信網(wǎng)絡(luò)的信號并且在計(jì)算位置之前使用衛(wèi)星捕獲操作從網(wǎng)絡(luò)廣播信道獲得定位數(shù)據(jù)。該設(shè)備進(jìn)一步包括一個(gè)接收機(jī)用于接收由GPS衛(wèi)星星座廣播的定位消息。在該設(shè)備中的定位計(jì)算電路利用在對一個(gè)或幾個(gè)定位衛(wèi)星的初始捕獲的無線電通信網(wǎng)絡(luò)中所獲得的定位數(shù)據(jù)。一旦捕獲所需要數(shù)量的定位衛(wèi)星,從所捕獲的定位衛(wèi)星接收定位消息并用于定位計(jì)算設(shè)備的位置計(jì)算。
文檔編號G01S5/00GK1312913SQ99809459
公開日2001年9月12日 申請日期1999年5月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月16日
發(fā)明者R·拉梅斯 申請人:艾利森公司