CN100594742C - 有定位能力的移动手持设备 - Google Patents

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Abstract

有定位功能的移动手持设备允许用户向呼叫接收者提供一个尝试失败了的紧急情况呼叫的位置。在一个特定例子中，呼叫可以是对PSAP调度员的E911呼叫。另外，呼叫可以是对牵引服务或者对家庭成员或朋友求助。该呼叫可以是移动手持设备用户想要发送位置信息给已被呼叫的一方的任何呼叫。仍以E911呼叫为例，报告给调度员的位置信息可以包括：初始E911呼叫的位置、在一个成功的E911呼叫期间的当前位置或者从初始位置到当前位置的地面跟踪信息。当E911呼叫尝试失败时，移动手持设备存储在那时的移动手持设备的位置。这个信息可以在以后当移动手持设备位于覆盖区时被发射。另外，移动手持设备在一个E911尝试失败之后进入一个服务区时能够自动拨号911。此外，当移动手持设备进入一个服务区时可以提示用户发出E911呼叫。

Description

有定位能力的移动手持设备
技术领域
本发明一般涉及通信设备，尤其涉及一种移动手持通信设备。
背景技术
一些国家有官方的全国性的紧急情况电话号码。例如，在美国和加拿大，该电话号码为911。当911被拨打时，用户连接到公共安全应答点(PSAP)调度员。紧急情况调度员把该紧急情况呼叫发送至本地处理紧急情况的医学、火灾和执法机构。目前，当使用有线电话进行电话呼叫时，电话号码和地址信息通常被自动报告给调度员。
基本的无线911服务要求使用任何可用服务把来自用户和非用户的911呼叫都发送给PSAP。可是，基本的无线911服务不象有线电话那样向调度员提供位置信息。联邦通信委员会(FCC)已经建立了一个当在移动手持设备覆盖区内发出紧急情况呼叫时要求移动电话业务载波发送位置信息的程序。此程序被称为增强型911(E911)。E911规格适用于在美国运营的所有蜂窝通信的执照持有者、宽带个人通信业务(PCS)执照持有者以及某些专门的移动无线电(SMR)执照持有者。这些移动电话业务载波正在开始实施E911业务。
FCC的E911规则要求向紧急情况服务人员提供位置信息，该位置信息将使他们能够定位无线911呼叫者并更有效地对其提供援助。对于E911规格，确定位置信息的一种可能方法是向移动手持设备添加一个全球定位系统(GPS)接收机。GPS可以向紧急情况服务人员提供位置信息。通过GPS测量确定的位置可能不同于实际的地理位置，这取决于所使用的测量设备的精确度。GPS接收机有一些胜过其它位置确定系统的优点。GPS接收机不需要通信网协助。例如，GPS接收机能够按需要更新星历表(ephemeris)数据而不必来自通信网络的协助。GPS星历表是描述GPS卫星轨道的数据。
GPS接收机有一些缺陷。例如，当第一次加电时，GPS接收机会花好几分钟来确定位置。对于涉及紧急情况服务的应用，这个滞后通常被认为太长。应该指出，虽然GPS接收机有一些缺点，但是对于将在下面讨论的一些实施例来说使用GPS接收机是优选的。然而，也可以在各种实施例中使用辅助的GPS(AGPS)接收机。AGPS将在下面讨论。
通常，AGPS使用连接到移动电话系统上的GPS接收机来协助移动手持设备确定它的位置。移动电话系统能够通过确定手机正在使用的蜂窝站点来估计移动手持设备的位置。估计离基站的方向和距离能够使位置估计更为精确。通过使用连接到移动电话系统的移动手持设备和GPS接收机的初始估计位置，移动电话系统能够预测移动手持设备将能接收到的GPS卫星信号。关于被预测的GPS卫星信号的信息被发送给移动手持设备。利用这个信息，移动手持设备能够极大地减少首次确定时间(TTFF)。AGPS的TTFF达到秒级而不是分钟级。AGPS的另一益处是，AGPS接收机能够接收并解调比没有使用AGPS的GPS接收机所要求的强度更弱的信号。另外，使用AGPS能够降低实施费用，而且降低实施的功耗和尺寸。移动手持设备不需要完全独立的GPS电路。因此，费用通常更低并且电路的功耗和尺寸通常更小。AGPS确实存在一些缺点。在移动手持设备位于移动电话业务区域之外的情况下，移动手持设备可能无法使用AGPS援助。当用户位于移动电话业务区域之外时充分利用AGPS来将尺寸、功率和费用最小化的实施方案将不能够向用户提供位置信息。
如上所述，当完成E911呼叫时移动手持设备的位置信息被发送给PSAP调度员，可是，当紧急情况呼叫完成时移动手持设备的位置信息可能不是紧急情况的位置。当紧急情况发生于移动手持设备覆盖范围之外时，完成紧急情况呼叫的位置和实际紧急情况的位置之间的距离通常将很大。
第5,479,482号美国专利申请公开了一种用于提供公共紧急情况呼叫位置信息的蜂窝式终端。该专利公开了GPS设备与蜂窝式电话的基本组合，以便在紧急情况呼叫期间发送用户的位置。第EP 0 789 498 A2号欧洲专利申请公开了一种车载手持设备，其类似于GPS设备和蜂窝式子持设备的组合，但在紧急情况呼叫期间发送车辆的位置。因此，现有技术非常需要改进的有定位能力的移动手持设备。
发明内容
当前，当发出紧急情况呼叫时向其他呼叫接收者提供位置信息是已知的。紧急情况呼叫的示例包括但是不限于：对家人和朋友的援助呼叫、对牵引服务的援助呼叫、以及对官方紧急情况服务的呼叫。另外，在一个已结束的E911移动呼叫期间向安全应答点(PSAP)调度员提供位置信息是已知的。可是，如果紧急情况发生在移动手持设备覆盖区之外，并且紧急情况移动呼叫稍后被发出，则原始紧急情况的位置将不被报告给调度员。报告给调度员的位置通常将是当E911呼叫被成功完成时移动手持设备所处的位置。
简要地说，有定位能力的移动手持设备允许用户向呼叫接收者提供一个尝试失败了的紧急情况呼叫的位置。在一个特定示例中，呼叫可以是向PSAP调度员的E911呼叫，但是应该理解，该呼叫可以是请求家庭成员或朋友援助的呼叫。另外，该呼叫可以是对牵引服务的呼叫。该呼叫可以是移动手持设备用户想要发送位置信息给已被呼叫的一方的任何呼叫。在E911呼叫的例子中，报告给调度员的位置信息可以包括：初始E911呼叫的位置，在成功的E911呼叫期间的当前位置，或者从初始位置到当前位置的地面跟踪(track)信息。当一个E911呼叫尝试失败时，移动手持设备存储在那时的移动手持设备的位置。这个信息可以在以后当移动手持设备位于覆盖区中时被发送。另外，移动手持设备在不成功的E911尝试之后进入服务区时能够自动拨号911。此外，当移动手持设备进入一个服务区时可以提示用户发出一个E911呼叫。
仍然是在E911呼叫的例子中，向调度员提供进行初始E911呼叫尝试的位置或者地面跟踪信息有许多优点。调度员时常忙于紧急情况危及生命的情形。在这些情形中，让紧急情况处理人员到达紧急情况位置能极大地增加生存的可能性。知道紧急情况的位置是让紧急情况处理人员到达该位置的重要步骤。在许多未危及生命的紧急事件中，使得紧急情况处理人员快速到达出事地点也同样重要。例如，如果消防人员更迅速地到达火灾出事地点，则通常可以更迅速地熄灭大火。除了更迅速地使得紧急情况处理人员到达紧急情况发生地点之外，向调度员提供紧急情况的位置或地面跟踪信息使得紧急情况服务能够更加有效地运行。如果紧急情况服务能够更迅速地响应E911呼叫，那么他们通常将可用来更迅速地响应其它紧急情况呼叫。另外，提供其它形式的紧急情况呼叫的准确定位信息会对移动手持设备用户和试图响应紧急情况呼叫的其他人有用。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现在结合附图、表格和附带的内容进行如下的说明，其中：
图1示出了一个覆盖区以及从该覆盖区之外的区域行进到该覆盖区内的区域中的一个移动手持设备。
图2示出了一个覆盖区以及从该覆盖区之外的区域行进到该覆盖区内的区域中的一个移动手持设备。
图3示出了描述对图1的移动手持设备的处理的流程图。
图4示出了该移动通信设备的进一步细节。
图5示出了一个覆盖区以及从该覆盖区之外的区域行进到该覆盖区内的区域中的一个移动手持设备。
图6示出了一个覆盖区以及从该覆盖区内行进到该覆盖区之外的区域并返回到该覆盖区中的一个移动手持设备。
具体实施方式
现在参考图1，其一般性地示出了能够确定位置的移动手持设备118。移动手持设备118正在地理区域100中使用。地理区域100包含覆盖区103。覆盖区是由移动电话系统服务的一个区域。覆盖区之外的区域被称为无服务区。一些基站105、107、109、112、114位于覆盖区103内部。这些基站是移动手持设备与之进行发送与接收以完成移动呼叫的固定设备。通常，覆盖区103将包含与特定移动电话系统兼容的至少一个基站，而无服务区通常将不包含与特定移动电话系统兼容的任何基站。
移动手持设备118显示在第一位置120。靠近第一位置120的是已经发生紧急情况的位置126。紧急情况可能是一起交通事故、火灾或者移动手持设备118用户想要报告的任何紧急情况。用户例如通过在移动手持设备118上拨打911试图发出紧急情况呼叫。移动手持设备118不能发出呼叫，因为它在覆盖区103外。即使不能进行呼叫，移动手持设备119也获得并存储位置。移动手持设备118从覆盖范围之外的区域行进到第二位置122。第二位置122在覆盖区103内。行进的路径124也在图1上被示出。
当移动手持设备118到达覆盖区103内的区域时，它能够发出并连接到紧急情况号码。当移动呼叫被连接时，关于移动手持设备的第一位置120的位置信息被发送。作为选择，可以发送关于第二位置122的当前位置信息。使用标准的处理来把位置传送给紧急情况调度员。使用位置确定装置确定位置信息。将参考图4更详细地讨论位置确定装置。
现在参考图2，示出了一个地理区域200。图2类似于图1。可是，图2示出了另一行进路径128。行进路径128没有如图1所示的行进路径124直接。行进路径128可能类似于沿着山路行进的一条临时线路。作为一个示例，两个人，Kyle和Tony在晚上在山地中骑摩托车，并且该山地是位于无服务区中。Tony出现了一个摩托车故障，并且Kyle试图使用一个已知的移动手持设备进行移动紧急情况呼叫。该呼叫未成功完成，并且该事故不能在此刻被报告。
Kyle沿着路径128继续骑他的摩托车，直到他到达覆盖区103。覆盖区103离Kyle和Tony骑过的最初山区十分远。另外，Kyle现在不确定事故的精确位置。使用能够存储尝试过移动紧急情况呼叫的位置的移动手持设备通常将使紧急情况援助能够更迅速地到达Tony处。
图3是描述对手持设备118的处理的流程图300。流程图300开始于302。在步骤304，正在使用移动手持设备尝试一个呼叫。步骤306确定呼叫是否失败。如果呼叫失败，步骤309尝试确定该移动手持设备的位置。
如果位置被成功确定，则将其存储，如步骤313中所示。应该理解，存储位置的步骤可以包括写入存储器。另外，应该理解，存储器可以是随机存取存储器。当服务可用时，在步骤316使用移动手持设备118再次尝试呼叫。步骤318确定呼叫是否成功。如果呼叫不成功，那么重复步骤316的尝试。如果在步骤313中存储了位置，则在呼叫成功之后在步骤321发送位置。在步骤324呼叫继续，使用存储的位置信息327确定位置并且流程在331停止。
如果在步骤304尝试时呼叫成功，那么步骤330尝试去确定位置。步骤332测试以便确定位置确定是否成功。如果步骤330的位置确定成功，那么在步骤337发送该位置。在步骤337发送位置之后，在步骤340继续呼叫。在步骤342，使用存储位置信息确定地理位置。该流程在步骤345处结束。如果步骤330的位置确定不成功，则在步骤335继续呼叫，并且重复位置确定步骤330。
例如，在许多移动手持设备上，当尝试确定位置步骤309、330时不能通过移动手持设备交谈。在另一个实施例中，位置确定步骤330可以不重复，或者重复有限的次数，以使用户能够通过移动手持设备交谈。
本领域技术人员应该理解：移动呼叫可以是对公共安全应答点的呼叫或者无线911呼叫。另外，该呼叫可以是路边援助服务的呼叫。一些司机使用路边援助服务来调度牵引服务以及诸如漏气轮胎修理或者已经用完燃料的交通工具燃料补给之类的其它路边援助。
本领域技术人员应该理解：尝试位置确定步骤309、330可以包括确定伪距离(pseudo-range)信息。另外，尝试位置确定的步骤可以包括使用全球定位系统信号。本领域技术人员还应该理解，尝试位置确定的步骤309、330可以包括确定纬度、经度以及海拔信息。另外，尝试位置确定的步骤309、330可以包括通过测量基站发射的信号来估计距该基站的距离和方向。
现在参考图4，显示了移动手持设备118形式的移动通信设备。移动手持设备118包括天线402。天线402被用来发送与接收射频信号并耦合到收发信机406。收发信机406把来自天线的传入无线电信号转换为声音或对移动手持设备用户有用的其它形式。另外，收发信机406产生载波并调制载波，以便使用天线发射信息。电池409对收发信机406供电。
手持设备118还包括耦合到位置确定装置412的第二天线404，可是，某些手持设备可以采用由位置确定装置和收发信机共享单个天线的系统。手持设备118中的位置确定装置412是全球定位系统(GPS)接收机的形式。GPS接收机可用于从GPS卫星确定伪距离信息。伪距离信息是表示地理位置的位置信息，并可以被发射到基站用于进一步处理。另外，其它设备可用于进一步处理伪距离数据。例如，伪距离数据可以由移动通信设备处理，以便确定纬度、经度和海拔。
位置确定装置412还可以是确定距基站的距离和方向的装置。例如，可以基于扇区估计以基站为起点的方向，并且可以通过使用码片延迟来估计距离。
本领域技术人员应该清楚天线402和第二天线404可以是单个天线。位置确定装置412耦合到存储器414。存储器414存储位置确定装置412计算出的位置信息。存储的位置信息由与存储器414和收发信机406耦合的先前位置发送电路417发射。本领域技术人员应该理解，先前位置发送电路可以位于处理器及其软件或者其它类似电路中。
现在参考图5，将描述另外的实施例。图5类似于图1和图2。图5示出了另一地理区域500。地理区域500包括覆盖区505，并且该覆盖区包括基站507、509。图5还包括在第一位置513处的移动手持设备530，它沿着路径522移动到第二位置515。类似于图2，图5的路径522没有图1的路径直接。另外，类似于图1和图2，在图5中的位置518处发生了紧急情况。
图5还包括沿着行进路径的定位532、535、537、540、542。随着移动手持设备530在位置513到515之间行进，这些位置被确定并存储在手持设备530中。存储的行进路径信息以后可以被紧急情况服务人员用来帮助确定行进到紧急情况发生位置的最有效路线。例如，该紧急情况可能沿着一条未很好记载的徒步旅行小径发生。利用路径信息，紧急情况处理人员可以沿着呼叫者用于到达紧急情况发生位置518的同一小径行进。
可以用许多不同的方法来确定何时进行位置测量。位置测量可以以特定的时间间隔进行并被存储。例如，位置测量可以每隔10秒进行并进行存储。还可以基于所行进的距离进行位置测量。例如，每当移动手持设备530行进超过10英尺就存储位置记录。通常，在时间和距离上越频繁地存储记录，则路径信息将越精确。如果手持设备530停止移动，则它可以停止存储路径信息。
移动手持设备530在其内部的存储器中存储路径信息。随着移动手持设备530从位置513移位到位置515，移动手持设备530内的存储器可能被装满。随着手持设备530内的存储器装满，可能需要删除存储在存储器中的一些位置记录。
可以采用多种方法确定删除哪些记录。在一种方法中，移动手持设备可以简单地停止存储新位置信息，则路径消息将是从位置513到存储器变满的位置。在另一种方法中，移动手持设备530从路径的开始删除位置记录。因为从路径的开始删除记录将会使实际紧急情况的位置不明确，所以这种方法不是优选的方法。从移动手持设备530中删除位置记录的另一方法是当存储器变为充满或者几乎充满时，以一种将保持总路径信息完整但是将增加间隔大小的方式来删除多个位置记录。例如，假定移动手持设备530中的存储器在存储了位置记录545之后变满，如果位置记录532、537和542从存储器中被删除，则现在有三个存储位置可用于存储，可是某些路径信息已被丢失。该路径现在更加粗略。另外，将来以这个新的间隔大小读取也可能是有利的。
图6描述了覆盖区605以及移动手持设备625，移动手持设备625从覆盖区605内的区域行进到覆盖区外的区域后又返回覆盖区605中。如果存储了路径信息，则该路径信息可用于帮助移动手持设备625用户返回到覆盖区605。
类似于图5，图6包括一个地理区域600。地理区域600包括覆盖区605和基站607、609。另外，示出了移动手持设备625的第一位置630和第二位置632。移动手持设备625沿着路径619行进。在某一时间，移动手持设备625在第一位置630。移动手持设备625在第一方向610上行进并离开覆盖区605。在位置632，移动手持设备625的用户观察到在位置650发生的紧急情况。可是，移动手持设备625的用户不能发出紧急情况呼叫，因为移动手持设备625在覆盖区外。如果行进路径619的采样(例如，采样622)被存储，那么移动手持设备625的用户通过在方向615上沿着行进路径619可以返回到一个覆盖区域。
另外，移动手持设备625可以跟踪诸如覆盖区605之类的覆盖区，并向用户指示到最近的覆盖区的方向和距离。利用附加的包含道路位置的绘图功能，移动手持设备能够独立于行进路径而确定如何到达最近的覆盖区域。
有时候，移动无线通信设备也许不能够向移动无线通信设备用户提供位置信息。即使位置信息可以被提供给移动呼叫的接收者(例如PSAP调度员)，这或许也是真实的。在这些情况下，使用计时器来掌握移动通信设备已在覆盖区外的时间可能是有利的。这将给移动通信设备的用户指示它可能花多长时间重新回到覆盖区。可是，本领域技术人员应该清楚这只是一个大致的估计。在大多数情况下，其它覆盖区将比移动通信设备已经离开的上一覆盖区更近一点。另外，可以在能够向移动无线通信设备用户提供位置信息的移动通信设备上增加计时器，给该用户另一指示，指示用户重新回到一个覆盖区要花多长时间。
另外，包括紧急情况服务、PSAP调度员和E911紧急情况呼叫在内的示例被广泛使用于示例中。应该理解，其它类型的呼叫可以受益于在上面讨论的方法和移动手持设备。例如，汽车牵引调度员可以使用上述方法。为了进一步说明这个示例，假定一辆汽车在移动手持设备覆盖区未覆盖的一个区域中出了故障。该车辆的驾驶者可以决定步行到另一位置以便发出对牵引服务的呼叫。把位置信息发送给牵引调度员也许是有用的，这样可以使拖车能够被派到正确的位置。
本领域技术人员可以预见到本发明的其它实施例。说明书中的示例只是示例。虽然讨论了GPS接收机以及AGPS接收机，但是也可以采用其它的位置确定方法。有时候，如上所述，当移动手持设备位于覆盖区中时，可能需要存储伪距离以用于由网络处理。在其它情况中，移动手持设备可以执行多个GPS解决方案。例如当在覆盖区外时可以使用排成一列的GPS接收机，而在覆盖区内时可以使用AGPS。本领域技术人员应该清楚可以有其它的组合。

Claims (26)

1.一种发送无线通信设备地理位置的方法，包括：
检测(306)第一移动呼叫的未成功尝试；
接收(309)表示与所述第一移动呼叫的未成功尝试最接近的地理位置的第一位置信息；
存储(313)所述第一位置信息；
成功地建立(318)第二移动呼叫；
在所述第二移动呼叫期间发送(321)所述第一位置信息。
2.权利要求1的方法，其中所述第一移动呼叫是对公共安全应答点的呼叫。
3.权利要求1的方法，其中所述第一移动呼叫是无线911呼叫。
4.权利要求1的方法，其中所述第一移动呼叫是对路旁援助服务的呼叫。
5.权利要求1的方法，其中所述表示地理位置的第一位置信息是由全球定位系统卫星发射的伪距离信息。
6.权利要求1的方法，其中所述表示地理位置的第一位置信息是纬度和经度信息。
7.权利要求1的方法，其中所述表示地理位置的第一位置信息是距基站的距离和方向的估计值。
8.权利要求1的方法，其中所述存储步骤(313)包括写入存储器(414)。
9.权利要求8的方法，其中所述存储器是随机存取存储器(414)。
10.权利要求1的方法，其中所述第二移动呼叫是对公共安全应答点的呼叫。
11.权利要求1的方法，其中所述第二移动呼叫是无线911呼叫。
12.权利要求1的方法，其中所述第二移动呼叫是对路旁援助服务的呼叫。
13.权利要求1的方法，在所述发送(321)步骤之后进一步包括：
显示多个其他位置数据，以确定行进路径。
14.权利要求1的方法，在所述存储(313)和所述建立(318)步骤之间进一步包括：
接收表示沿着行进路径的位置的多个其它位置信息数据；以及
存储所述多个其它位置信息数据。
15.权利要求14的方法，其中存储所述多个其它位置信息数据是在一离开覆盖区后即进行存储。
16.权利要求13的方法，其中显示多个其它位置数据以确定所述行进路径的步骤发生在所述无线通信设备上。
17.权利要求14的方法，进一步包括在所述第二移动呼叫期间发送表示沿着所述行进路径的位置的所述多个其它位置信息数据。
18.一种移动手持设备，包括：
用于发射和接收射频信号的收发信机；
位置确定装置(412)；
存储器(414)，它耦合到所述位置确定装置，并配置成为未成功完成的移动呼叫储存位置信息；
先前位置发送模块，它耦合到所述收发信机和所述存储器，在移动呼叫成功完成后发送存储在所述存储器中的位置信息；
电池，它耦合到所述收发信机，向该收发信机提供电源；
用户接口，它耦合到所述收发信机、位置确定装置、先前位置发送模块和所述电池；和
外壳，其中装入了所述收发信机、所述位置确定装置、所述存储器、所述先前位置发送模块、所述用户接口和所述电池。
19.权利要求18的设备，其中所述移动呼叫是对公共安全应答点的呼叫。
20.权利要求18的设备，其中所述移动呼叫是无线911呼叫。
21.权利要求18的设备，其中所述移动呼叫是对路旁援助服务的呼叫。
22.权利要求18的设备，其中所述位置确定装置是全球定位系统接收机。
23.权利要求22的设备，其中所述全球定位系统接收机确定要被存储在存储器中的伪距离。
24.权利要求22的设备，其中所述全球定位系统接收机基于接收到的伪距离确定纬度和经度。
25.权利要求18的设备，其中所述存储器是随机存取存储器。
26.一种发送无线通信设备的位置信息的方法，包括：
确定所述无线通信设备在覆盖区外；
启动计时器；
尝试第一移动呼叫；
所述尝试的第一移动呼叫失败；
接收表示在其中尝试了所述第一移动呼叫的第一地理位置的第一位置信息；
存储所述第一位置信息；
报告来自所述计时器的时间；
尝试第二移动呼叫；
成功地完成所述第二移动呼叫；
发送所述第一位置信息；以及
使用所述第一位置信息确定无线通信设备的地理位置。
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