CN101578530A - 用于通用广播定位辅助数据的方法、系统、用户设备、网元和软件产品 - Google Patents
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Abstract
一种方法、系统,用户设备和网元,用于创建通用格式的多个定位辅助数据消息,其辅助多个移动台根据来自各个类型的全球导航卫星系统的信号来确定该移动台位置。广播来自陆地基站的调度消息,该调度消息描述哪个定位辅助数据消息包含用于哪种类型的全球导航卫星系统的定位辅助数据。按照所述调度信息,在来自陆地基站的消息中广播所述定位辅助数据消息。
Description
相关申请交叉引用
本申请要求于2007年1月10日提交的美国临时申请No.60/879,910的优先权。
技术领域
本发明涉及无线通信,并且更具体地,涉及基于卫星的定位和导航系统。
背景技术
目前存在两种公共全球定位系统(GPS)系统。NAVSTAR(导航信号定时和测距)系统由美国拥有,并由国防部管理。GLONASS(全球轨道导航卫星系统)由俄罗斯联邦拥有。尽管NAVSTAR和GLONASS二者都是全球定位系统,但经常将NAVSTAR系统称为GPS,因为其总体上是第一个可用的系统。尽管如此,请读者记住,这两种系统都是GPS系统。将来还会有一种称为Galileo(伽利略)的欧洲系统。
例如,在NAVSTAR的情况下,存在20颗以上绕地球运转的卫星(也称为空间航天器)。每个卫星传输两个载波信号,L1和L2。这些载波信号之一L1用于携带标准定位服务(SPS)的导航消息和编码信号。每个卫星利用不同的C/A(粗捕获)码来调制L1载波相位。由此,获得了用于由不同卫星进行传输的不同信道。C/A码是伪随机噪声(PRN)码,其在2.046MHz的标称带宽上扩展频谱。其每1023个比特重复一次,码的历元(epoch)是1ms。C/A码的比特也称作码片(chip)。利用比特率为50比特/秒的导航信息对L1信号的载波频率进一步调制。该导航信息特别包括指明传输时间的时间戳以及星历表和历书参数。
除了GPS系统之外,还存在将提供附加信息的基于卫星的增强系统(SBAS),例如,使GPS能够改善定位性能和完整性。SBAS卫星通常是仅服务于特定地理区域的对地静止卫星,因此其不是全球可用的。因此,存在多个已部署的或者正在开发的SBAS以用于覆盖各个地区,诸如用于北美和太平洋地区的广域增强系统(WAAS)、用于欧洲和北非地区的欧洲对地静止导航覆盖系统(EGNOS)以及用于亚洲地区的多功能卫星增强系统(MSAS)。SBAS卫星可以使用与GPS相同的信号结构,以便能够利用相同的GPS接收机硬件来接收和解调SBAS信号,从而仅仅需要GPS接收机软件的改变。
GNSS表示全球导航卫星系统。术语GNSS用来总体上表示GPS、Galileo、GLONASS、SBAS、LAAS和QZSS(准天顶卫星系统)或者其元件。支持GNSS的接收机通常将使用NAVSTAR和GLONASS中的一个或者二者来提供定位,并且还将使用其他组件以改善精度并提供对问题的快速警示。
本发明涉及辅助GNSS(诸如,A-Galileo或者未来将支持的其他GNSS)的领域。辅助GPS(全球定位系统),或称为A-GPS,使用辅助服务器来降低测距接收机(GPS接收机)使用GPS来确定位置所需的时间。这在用户通常位于“城市峡谷”的市区以及当用户处于茂密的林木遮挡之下时是有用的。这正在变得日益普遍,并且经常与蜂窝网络上提供的基于位置的服务(LBS)相关联。
A-GPS与(普通)GPS的区别在于包括辅助服务器。在(普通)GPS网络中,只有GPS卫星和GPS接收机。在A-GPS网络中,处理能力有限且通常处于不太理想的定位位置的接收机与辅助服务器进行通信,其中该辅助服务器具有高处理能力以及对参考网络的接入。A-GPS接收机和辅助服务器共享任务,这降低了GPS接收机上的计算负担,但是需要执行与辅助服务器的蜂窝通信。
A-GPS接收机(即,配置用于使用A-GPS并因此通过蜂窝网络与辅助服务器通信的接收机)可以向位于经常称为(服务)移动位置中心处的辅助服务器请求卫星的最新星历表,或者请求对星历表的修正,从而允许A-GPS接收机进行更为精确的定位确定。
目前,不存在用于A-GNSS中的通用辅助数据广播的适当方法和系统。解决这一问题是本发明的关注点。
第三代伙伴合作计划(3GPP)标准化论坛中的某些当前工作正在关注不久的将来的GNSS,包括欧洲Galileo、俄罗斯GLONASS、SBAS以及日本的QZSS,以便基于这些系统来定义辅助数据消息和特征。这些系统将在未来几年部署(对于GLONASS,是重新部署)。本质上,还需要重新定义辅助数据和辅助请求消息,以便与这些将要出现的系统兼容。某些当前提议还包括差分GNSS(DGNSS),其将把差分修正从GPS扩展到其他卫星系统以及扩展到现代化GPS。
在每个蜂窝系统中,基站(BS)广播关于系统参数的信息。该信息在能够被位于该基站覆盖区域内的每个移动台接收的广播信道上传输。通常,在蜂窝标准中,定义了广播消息,用来携带用于特定定位方法(例如,A-GPS)的辅助数据。
例如,考虑第三代移动通信中的一个系统:通用移动通信系统(UMTS),其将语音、数据、多媒体以及宽带信息递送给静态的和移动的客户。UMTS被设计为适应高系统容量和数据容量。UMTS架构包括UMTS陆地无线电接入网络(UTRAN)。
在3GPP UTRAN中,在3GPP TS 25.331V7.3.0(2006-12),“Protocol Specification,Release 7”中定义了用来携带用于各种定位方法的辅助数据的消息和广播功能,在此通过引用并入其全部内容。在该系统中,在系统信息块(SIB)中传输信息。目前,已经出于不同目的而定义了大约两打SIB。由于并非每个移动台(MS)都需要所有这些块,因此BS还传输调度块,其告知特定SIB的定时,从而使MS可以仅在广播相关数据时打开其接收机。
3GPP中已经就用于专用(一个发射机到一个接收机)定位辅助数据递送的通用(也即,独立于任何特定的GNSS)A-GNSS数据结构达成了一致。参见GP-062407,3GPP TS 44.031V7.3.0(2006-12),“Mobile Station (MS)-Serving Mobile Location Center(SMLC)”RadioResources LCS Protocol(RRLP)Release 7”,以及名为“Supporting anAssisted Satellite Based Positioning”(WO2006134412,2005年6月13日提交)的国际专利申请,在此通过引用并入这二者的全部内容。为了实现的简易和效率,使用还用于数据广播(一个发射机到多个接收机)的同类消息收发结构是有益的。这种方法的问题是,由于消息不是专用于GNSS的,支持例如Galileo GNSS的移动台将必须接收和检查每个消息,以发现该消息是否包含特定于Galileo的数据或者用于某些其他GNSS的数据。这将导致MS功耗的增加,因为MS将必须打开其RF部分来接收不需要的数据。可以通过定义用于每个GNSS的独立消息来解决该问题,但是这将导致另一问题:规范结构和产品实现的复杂性增加。
该问题在此前没有得到解决,部分是由于蜂窝信息广播中的通用消息概念是新的。为了避免无谓的数据接收,蜂窝规范已经使用了固定消息,该固定消息具有利用调度消息传送的固定调度或者灵活调度。
发明内容
本发明公开了一种用于将辅助数据以通用格式从网络广播到移动台的新颖方法。在此方法中,使用通用消息来广播GNSS特定数据。由于消息是通用的,因此其可以用来携带用于任何GNSS的辅助数据。
关于广播消息包含用于哪种GNSS的数据的信息包含在调度信息中。这允许在广播消息中使用通用概念,而没有多余数据的接收开销。而且,对于所有GNSS的公共数据可以与GNSS特定数据分离,并且在独立的信息块中广播。
附图说明
图1是示出按照本发明实施方式的方法的流程图。
图2是示出按照本发明的系统的实施方式的框图。
具体实施方式
现在将描述本发明的优选实施方式,这仅仅是为了示出了实现本发明的一个方式,而不是限制在本申请中的其他地方所描述内容的范围或者覆盖。
该实施方式涉及基站与移动台之间的通信,并且因此实现的主要部分涉及软件的改变。在优选实现中,通用消息是从点对点信令复制而来的。软件改变将主要针对调度信息而进行。这将最大化实现效率和前向兼容性。
本发明主要是针对基站与移动台之间的接口。然而,其也会影响从服务移动位置中心(SMLC)到基站(BS)的网络内的接口,因为这些定位辅助数据消息是在SMLC内创建从而路由给基站(例如,经由其他网元)以便由基站广播的。
按照目前使用的固定消息方案,每当添加对新GNSS的支持时,便需要新的消息。对于每个GNSS,这将意味着4到5个新消息。除了Galileo之外,还存在多个其他系统,它们是将来要添加的可能候选,诸如Glonass、GPS现代化以及QZSS。针对用于这些系统中每一个的新消息可能意味着将目前TS 25.311中SIB的数目翻倍。然而,利用本发明,在添加对新GNSS的支持时,仅需要考虑新的调度,因为辅助数据消息保持相同。
现在将简要地列出本发明所覆盖的若干概念,这并非以任何方式限制将要求其优先权的正规专利申请中最终要求保护的权利。
图1是示出按照本发明实施方式的基本方法的流程图。本发明包括第一概念,即一种方法100,该方法100包括:创建110通用格式的多个定位辅助数据消息,其辅助多个移动台根据来自多个类型的全球导航卫星系统的信号来确定所述移动台的位置;广播120来自陆地基站的调度信息,其中该调度信息描述哪个或者哪些定位辅助数据消息包含用于哪种类型的全球导航卫星系统的定位辅助数据;以及按照所述调度信息,广播130来自所述陆地基站或者另一陆地基站的所述定位辅助数据消息。
本发明包括第二概念,即,第一概念还包括:在独立的信息块中或者在独立的、至少一个具有通用格式的定位辅助数据消息中,广播对不止一个所述类型的全球导航卫星系统共同的公共定位辅助数据。
本发明包括第三概念,即,第二概念,其中所述公共定位辅助数据对于对应于所述多个定位辅助数据消息的全部所述类型的全球导航卫星系统而言是共同的。
本发明包括第四概念,即,第一概念,其中所述类型的全球导航卫星系统包括共同共享卫星的至少两个系统。
本发明包括第五概念,即,第一概念,其中所述通用格式与用于专用定位辅助数据递送的消息结构基本上相同。
本发明包括第六概念,即一种软件产品,所述软件产品包括计算机可读介质,所述计算机可读介质中嵌有可执行代码;当执行所述代码时,其适于执行以下功能:创建通用格式的多个定位辅助数据消息,其辅助多个移动台根据来自多个类型的全球导航卫星系统的信号来确定所述移动台的位置;广播来自陆地基站的调度信息,该调度信息描述哪个或者哪些定位辅助数据消息包含用于哪种类型的全球导航卫星系统的定位辅助数据;以及按照所述调度信息,广播来自所述陆地基站或者另一陆地基站的所述定位辅助数据消息。
本发明包括第七概念,即,第六概念,其中所述功能还包括:在独立的信息块中或者在独立的、至少一个具有通用格式的定位辅助数据消息中,广播对不止一个所述类型的全球导航卫星系统共同的公共定位辅助数据。
本发明包括第八概念,即,第七概念,其中所述公共定位辅助数据对于对应于所述多个定位辅助数据消息的全部所述类型的全球导航卫星系统而言是共同的。
本发明包括第九概念,即,第六概念,其中所述类型的全球导航卫星系统包括共同共享卫星的至少两个系统。
本发明包括第十概念,即,第六概念,其中所述通用格式与用于专用定位辅助数据递送的消息结构基本上相同。
本发明包括第十一概念,即一种系统或者设备或者网元,包括:装置,用于创建通用格式的多个定位辅助数据消息,其辅助多个移动台根据来自多个类型的全球导航卫星系统的信号来确定所述移动台的位置;装置,用于广播来自陆地基站的调度信息,该调度信息描述哪个或者哪些定位辅助数据消息包含用于哪种类型的全球导航卫星系统的定位辅助数据;以及装置,用于按照所述调度信息,广播来自所述陆地基站或者另一陆地基站的所述定位辅助数据消息。
本发明包括第十二概念,即,第十一概念还包括:装置,用于在独立的信息块中或者在独立的、至少一个具有通用格式的定位辅助数据消息中,广播对不止一个所述类型的全球导航卫星系统共同的公共定位辅助数据。
本发明包括第十三概念,即,第十二概念,其中所述公共定位辅助数据对于对应于所述多个定位辅助数据消息的全部所述类型的全球导航卫星系统而言是共同的。
本发明包括第十四概念,即,第十一概念,其中所述类型的全球导航卫星系统包括共享共同卫星的至少两个系统。
本发明包括第十五概念,即,第十一概念,其中所述通用格式与用于专用定位辅助数据递送的消息结构基本上相同。
图2是示出按照本发明实施方式的基本网元的框图。本发明包括第十六概念,即一种系统或者设备或者网元200,包括:位置中心210,其配置用于创建通用格式的多个定位辅助数据消息,其辅助多个移动台根据来自多个类型的全球导航卫星系统的信号来确定所述移动台的位置;调度模块212,其配置用于广播来自陆地基站220的调度信息,该调度信息描述哪个或者哪些定位辅助数据消息包含用于哪种类型的全球导航卫星系统的定位辅助数据;以及定位辅助模块214,其配置用于按照所述调度信息,广播来自所述陆地基站或者另一陆地基站的所述定位辅助数据消息。
本发明包括第十七概念,即,第十六概念还包括:公共数据模块,其配置用于在独立的信息块中或者在独立的、至少一个所述具有通用格式的定位辅助数据消息中,广播对不止一个类型的全球导航卫星系统共同的公共定位辅助数据。
本发明包括第十八概念,即,第十七概念,其中所述公共定位辅助数据对于对应于所述多个定位辅助数据消息的全部所述类型的全球导航卫星系统而言是共同的。
本发明包括第十九概念,即,第十六概念,其中所述类型的全球导航卫星系统包括共享共同卫星的至少两个系统。
本发明包括第二十概念,即,第十六概念,其中所述通用格式与用于专用定位辅助数据递送的消息结构基本上相同。
本发明包括第二十一概念,即一种移动台,包括:接收机,其配置用于接收通用格式的多个所广播的定位辅助数据消息中的至少一个,其辅助根据来自多个类型的全球导航卫星系统中至少一个的信号来确定位置;调度读取模块,其配置用于读取来自陆地基站的所广播的调度信息,该信息描述哪个或者哪些定位辅助数据消息包含用于哪种类型的全球导航卫星系统的定位辅助数据;以及定位模块,其配置用于按照所述调度信息来使用来自所述或者另一陆地基站的所述定位辅助数据消息。
本发明包括第二十二概念,即,第二十一概念还包括:公共数据处理模块,其配置用于处理在独立的信息块中,或者在独立的、至少一个具有通用格式的定位辅助数据消息中广播的公共数据,所述公共数据对于不止一个所述类型的全球导航卫星系统而言是共同的。
上文描述的实施方式可以使用通用计算机系统或者专用计算机系统来实现,该计算机系统具有符合在此描述方法的操作系统软件。软件被设计为驱动特定系统硬件的操作,并且将与其他系统组件和I/O控制器兼容。此实施方式的计算机系统包括示出的CPU处理器,其包括单个处理单元、能够并行操作的多个处理单元、或者可以跨越一个或多个位置的(例如,客户端和服务器上的)一个或多个处理单元而分布的CPU。存储器可以包括任何已知类型的数据存储设备和/或传输介质,包括磁性介质、光介质、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、数据高速缓存、数据对象等。此外,类似于CPU,存储器可以驻留于单个物理位置(包括一个或多个类型的数据存储设备),或者跨越多个物理系统以各种形式而进行分布。
应当理解,附图以及所附对最佳模式实施方式的叙述性讨论并非意在完全严格地涵盖所考虑的方法、网元、用户设备和软件产品。本领域技术人员将会理解,本申请的步骤和信号表示一般的因果关系,并不排除各种类型的中间交互;并且还将理解,本申请中描述的各种步骤和结构可以通过各种不同的序列和配置、使用各种不同的硬件和软件组合来实现,这些无需在此进一步详述。
Claims (25)
1.一种方法,包括:
创建通用格式的多个定位辅助数据消息,其辅助多个移动台根据来自多个类型的全球导航卫星系统的信号来确定所述移动台的位置;
广播来自陆地基站的调度信息,所述调度信息描述哪个或者哪些所述定位辅助数据消息包含用于哪种类型的全球导航卫星系统的定位辅助数据;以及
按照所述调度信息,广播来自所述陆地基站或者另一陆地基站的所述定位辅助数据消息。
2.如权利要求1的方法,还包括:在独立的信息块中,或者在独立的、至少一个具有通用格式的所述定位辅助数据消息中,广播对不止一个所述类型的全球导航卫星系统共同的公共定位辅助数据。
3.如权利要求2的方法,其中所述公共定位辅助数据对于对应于所述多个定位辅助数据消息的全部所述类型的全球导航卫星系统而言是共同的。
4.如权利要求1的方法,其中所述类型的全球导航卫星系统包括共同共享卫星的至少两个系统。
5.如权利要求1的方法,其中所述通用格式与用于专用定位辅助数据递送的消息结构基本上相同。
6.一种软件产品,包括其中嵌有可执行代码的计算机可读介质;当执行所述代码时,所述代码适于执行以下功能:
创建通用格式的多个定位辅助数据消息,其辅助多个移动台根据来自多个类型的全球导航卫星系统的信号来确定所述移动台的位置;
广播来自陆地基站的调度信息,所述调度信息描述哪个或者哪些所述定位辅助数据消息包含用于哪种类型的全球导航卫星系统的定位辅助数据;以及
按照所述调度信息,广播来自所述陆地基站或者另一陆地基站的所述定位辅助数据消息。
7.如权利要求6的软件产品,其中所述功能还包括:在独立的信息块中,或者在独立的、至少一个具有通用格式的所述定位辅助数据消息中,广播对不止一个所述类型的全球导航卫星系统共同的公共定位辅助数据。
8.如权利要求7的软件产品,其中所述公共定位辅助数据对于对应于所述多个定位辅助数据消息的全部所述类型的全球导航卫星系统而言是共同的。
9.如权利要求6的软件产品,其中所述类型的全球导航卫星系统包括共同共享卫星的至少两个系统。
10.如权利要求6的软件产品,其中所述通用格式与用于专用定位辅助数据递送的消息结构基本上相同。
11.一种设备,包括:
装置,用于创建通用格式的多个定位辅助数据消息,其辅助多个移动台根据来自多个类型的全球导航卫星系统的信号来确定所述移动台的位置;
装置,用于广播来自陆地基站的调度信息,所述调度信息描述哪个或者哪些所述定位辅助数据消息包含用于哪种类型的全球导航卫星系统的定位辅助数据;以及
装置,用于按照所述调度信息,广播来自所述陆地基站或者另一陆地基站的所述定位辅助数据消息。
12.如权利要求11的设备,还包括:装置,用于在独立的信息块中,或者在独立的、至少一个具有通用格式的所述定位辅助数据消息中,广播对不止一个所述类型的全球导航卫星系统共同的公共定位辅助数据。
13.如权利要求12的设备,其中所述公共定位辅助数据对于对应于所述多个定位辅助数据消息的全部所述类型的全球导航卫星系统而言是共同的。
14.如权利要求11的设备,其中所述类型的全球导航卫星系统包括共同共享卫星的至少两个系统。
15.如权利要求11的设备,其中所述通用格式与用于专用定位辅助数据递送的消息结构基本上相同。
16.一种设备,包括:
位置中心,其配置用于创建通用格式的多个定位辅助数据消息,其辅助多个移动台根据来自多个类型的全球导航卫星系统的信号来确定所述移动台的位置;
调度模块,其配置用于广播来自陆地基站的调度信息,所述调度信息描述哪个或者哪些所述定位辅助数据消息包含用于哪种类型的全球导航卫星系统的定位辅助数据;以及
定位辅助模块,其配置用于按照所述调度信息,广播来自所述陆地基站或者另一陆地基站的所述定位辅助数据消息。
17.如权利要求16的设备,还包括:数据模块,其配置用于在独立的信息块中,或者在独立的、至少一个具有通用格式的所述定位辅助数据消息中,广播对不止一个所述类型的全球导航卫星系统共同的公共定位辅助数据。
18.如权利要求17的设备,其中所述公共定位辅助数据对于对应于所述多个定位辅助数据消息的全部所述类型的全球导航卫星系统而言是共同的。
19.如权利要求16的设备,其中所述类型的全球导航卫星系统包括共同共享卫星的至少两个系统。
20.如权利要求16的设备,其中所述通用格式与用于专用定位辅助数据递送的消息结构基本上相同。
21.一种移动台,包括:
接收机,其配置用于接收通用格式的多个所广播的定位辅助数据消息中的至少一个,其辅助根据来自多个类型的全球导航卫星系统中的至少一个的信号来确定位置;
调度读取模块,其配置用于读取来自陆地基站的、所广播的调度信息,所述调度信息描述哪个或者哪些所述定位辅助数据消息包含用于哪种类型的全球导航卫星系统的定位辅助数据;以及
定位模块,其配置用于按照所述调度信息来使用来自所述陆地基站或者另一陆地基站的所述定位辅助数据消息。
22.如权利要求21的移动台,还包括:数据处理模块,其配置用于处理在独立的信息块中,或者在独立的、至少一个具有通用格式的所述定位辅助数据消息中所广播的公共数据,所述公共数据对于不止一个所述类型的全球导航卫星系统而言是共同的。
23.一种系统,包括:
位置中心,其配置用于创建通用格式的多个定位辅助数据消息,其辅助多个移动台根据来自多个类型的全球导航卫星系统的信号来确定所述移动台的位置;
调度模块,其配置用于广播来自陆地基站的调度信息,所述调度信息描述哪个或者哪些所述定位辅助数据消息包含用于哪种类型的全球导航卫星系统的定位辅助数据;以及
定位辅助模块,其配置用于按照所述调度信息广播来自所述陆地基站或者另一陆地基站的所述定位辅助数据消息。
24.如权利要求23的系统,还包括:数据模块,其配置用于在独立的信息块中,或者在独立的、至少一个具有通用格式的所述定位辅助数据消息中,广播对不止一个所述类型的全球导航卫星系统共同的公共定位辅助数据。
25.如权利要求24的系统,其中所述公共定位辅助数据对于对应于所述多个定位辅助数据消息的全部所述类型的全球导航卫星系统而言是共同的。
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