CN101726727B - 一种信号处理方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于与AGPS网络设备兼容的定制的完整星历的方法和系统。本发明能使启用GPS的手持通信设备从AGPS服务器上接收实时的完整星历，以计算定位点。可在AGPS服务器上生成实时的完整星历，以响应来自启用GPS的手持通信设备的针对实时完整星历的一个或多个请求。AGPS服务器可配置成提供以非常小的时间间隔生成的最新的完整星历作为近似的实时完整星历，如每隔10-15分钟。生成的实时完整星历或最新完整星历可定地地或不定时地传送给启用GPS的手持通信设备。可通过短期轨道(STO)技术生成兼容各种标准的各种预测的实时完整星历或预测的最新完整星历。

Description

一种信号处理方法和系统
技术领域
本发明的某些实施例涉及卫星导航系统的信号处理。更具体地说，本发明的某些实施例涉及一种用于与AGPS网络设备兼容的定制的完整星历的方法和系统。
背景技术
基于位置的服务(LBS)的市场潜力巨大。基于位置的服务可包括需要用户或财产的位置信息的服务。而今驱动LBS市场的一种现有技术是辅助GPS(AGPS)。这种技术组合了卫星定位和通信网络如移动网络，以实现定位功能，使得基于位置的服务有广泛的发展。AGPS通过诸如移动通话网络使用AGPS服务器提供的辅助数据来加速获取定位点的过程，尤其是在弱的信号环境中。AGPS服务器接入设在理想位置(直接瞄准卫星)的GPS接收器的参考网络中。参考网络可用作提供辅助数据的源。根据AGPS服务器和GPS接收器的性能，辅助数据可包括多个种类，如星历数据。星历数据仅仅在每个检测到的卫星的可见时间段内有效，假定接收器是静止的且卫星刚好在地平线上升起，这段时间大约为4小时。
通过比较传统的系统和以下结合附图所描述的本发明的某些方面，本领域的技术人员将会清楚传统的方式的进一步的限制和不足。
发明内容
本发明提供了一种生成临时星历的方法和/或系统，结合至少一幅附图进行了充分的展现和描述，并在权利要求中得到了更完整的阐述。
根据本发明的一方面，一种信号处理方法，包括：
在启用GPS的装置上从AGPS服务器接收实时的完整星历；以及
基于从所述AGPS服务器接收的所述实时的完整星历，在所述启用GPS的装置上生成位置信息。
有利的是，所述方法进一步包括由所述启用GPS的装置生成所述实时的完整星历的一个或多个请求。
有利的是，所述AGPS服务器周期性定时地生成完整星历，并将最当前的所述生成的完整星历传送给所述启用GPS的装置，以响应所述生成的一个或多个请求。
有利的是，所述AGPS服务器生成完整星历的周期远小于卫星星历更新周期。
有利的是，所述AGPS服务器基于短期轨道(STO)技术生成所述完整星历。
有利的是，所述实时完整星历包括与GSM/UMTS、和/或WiFi、和/或WiMAX、和/或OMA SUPL兼容的格式。
根据本发明的一方面，一种信号处理系统，包括：
用在启用GPS的装置中的一个或多个电路，用于从AGPS服务器接收实时的完整星历；以及
所述一个或多个电路在所述启用GPS的装置上基于从AGPS服务器接收的所述实时完整星历生成位置信息。
有利的是，所述一个或多个电路生成一个或多个所述实时完整星历的请求。
有利的是，所述AGPS服务器周期性定时地生成完整星历，并将最新的所述生成的完整星历传送给所述启用GPS的装置，以响应所述生成的一个或多个实时完整星历的请求。
有利的是，所述AGPS服务器生成完整星历的周期远小于卫星星历更新周期。
有利的是，所述AGPS服务器基于短期轨道(STO)技术生成所述完整星历。
有利的是，所述实时完整星历包括与GSM/UMTS、和/或WiFi、和/或WiMAX、和/或OMA SUPL兼容的格式。
本发明的各种优点、各个方面和创新特征，以及其中所示例的实施例的细节，将在以下的描述和附图中进行详细介绍。
附图说明
图1为根据本发明的一实施例的例示性的辅助GPS卫星导航系统的框图；
图2A为根据本发明的一实施例的例示性的AGPS服务器的框图；
图2B为根据本发明的一实施例的例示性的启用GPS的装置的框图；
图3为根据本发明的一实施例的实时完整星历辅助数据获取过程的例示性的流程图；
图4为根据本发明的一实施例的最新完整星历辅助数据获取过程的例示性的流程图。
具体实施方式
本发明的某些实施例涉及一种用于与标准AGPS网络设备兼容的定制的完整星历的方法和系统。本发明的各个方面可使得启用GSP的手持通信设备能够从AGPS服务器接收实时的完整星历辅助数据。该启用GPS的手持通信设备可基于接收的实时完整星历生成位置信息。可在AGPS服务器上生成实时的完整星历，以响应来自该启用GPS的手持通信设备的针对实时完整星历的一个或多个请求。该启用GPS的手持通信设备可将针对实时完整星历的一个或多个请求通过各种通信网络传送给AGPS服务器。反过来，AGPS服务器可传送生成的实时完整星历给启用GPS的手持通信设备。AGPS服务器可配置成通过以非常小的时间间隔生成完整星历，来提供最新完整星历作为近似的实时完整星历，该时间间隔远小于卫星星历更新周期。生成的实时完整星历或最新完整星历可定时地或不定时地传送给启用GPS的手持通信设备。各种预测的实时完整星历或预测的最新完整星历可通过短期轨道(STO)技术来生成。生成的STO数据可以以与GSM/UMTS、和/或WiFi、和/或WiMAX、和/或OMA SUPL兼容的格式发送到启用GPS的手持通信设备上。
图1所示为根据本发明的一实施例的例示性的辅助GPS卫星导航系统的框图。图1中示出的AGPS卫星导航系统100包括启用G PS的手持通信设备110、多个卫星(图中示出了卫星120a、120b和120c)、通信网络130、AG PS服务器140以及WWR N 150。
启用GPS的手持通信设备110可具有合适的逻辑、电路和/或编码，能够从GPS卫星120a-120c接收卫星传输信号，以确定启用GPS的手持通信设备110的位置。启用GPS的手持通信设备110能够传输和/或接收穿过通信网络130的无线电信号，如3GPP、3GPP2、WiFi和WiMAX。为了能快速定位，启用GPS的手持通信设备110能够以经通信网络130从AGPS服务器获取AG PS辅助数据。为此，启用GPS的手持通信设备110可以生成一个或多个AGPS辅助数据请求给AGPS服务器140，并由AGPS服务器140用实时的完整星历或最新的完整星历进行响应。实时完整星历指的是在AGPS服务器140接收到相应AGPS辅助数据请求时生成的完整星历，而最新完整星历代表以例如大约10-15分钟的一小段时间周期定时地生成的最近的完整星历。
GPS卫星120a-120c可包括合适的逻辑、电路和/或编码，其能够生成和广播合适的射频(RF)信号。广播RF信号可由集成在启用GPS的手持通信设备110中的GPS卫星接收器接收。接收的广播RF信号可用于确定导航信息，包括诸如位置、速度和启用GPS的手持通信设备110的时钟信息。广播RF信号可包括完整的星历信息，该信息可以每隔2小时更新一次且在4小时内有效。
通信网络130可包括合适的逻辑、电路和/或编码，其能够通过特殊的技术大规模地提供多种数据服务，这些技术例如是以太网、GSM、UMTS、WiFi或WiMAX。通信网络130可以是有线的高速连接，如以太网，或者可以是无线网络，如GSM网络或WiFi网络或WiMAX网络。
AGPS服务器140可包括合适的逻辑、电路和/或编码，可接入GPS参考网络如WWRN 150中，以通过跟踪穿过WWRN 150的GPS星群来收集GPS卫星数据。AGPS服务器140能够生成AGPS辅助数据，该数据可以传送给启用GPS的手持通信设备110如蜂窝手机110c以计算它的位置。此外，AGPS服务器140能够使用短期轨道(STO)技术，给所有运行良好的卫星提供精确的AGPS辅助数据，该数据将来可能在4小时或6小时内有效。当启用GPS的装置可能暂时不在通信网络130的范围内时，这样就可以通过启用GPS的装置110实现AGPS技术的优点。
AGPS辅助数据可具有各种成分，例如完整星历数据。完整星历的生命周期可以是2小时，并可以通过诸如STO延长到4小时。使用完整星历进行导航的装置可同时从AGPS服务器140请求新的完整星历。由于很多装置可同时地执行完整星历的请求，这会在AGPS服务器140上产生峰值负荷。为此，AGPS服务器140能够实时地为每个用户生成完整星历并预测在针对AGPS辅助数据的相应连接建立之时开始的接下来4或6小时的定制的完整星历，以这样的方式来提供定制的完整星历。不同的用户可在不同的时间连接到AGPS服务器140上。这将有助于AGPS服务器140的负荷的分布。
不同于实时地产生完整星历，AGPS服务器140可配置成在非常小的时间间隔内生成完整星历，如每隔大约10-15分钟，并预测从对应于各时间间隔的开始点的时间点开始接下来4-6小时的完整星历。可以传送最后生成的完整星历(最新的完整星历)，以响应相应的AGPS辅助数据请求。在AGPS服务器140处，与生成的实时完整星历或最新完整星历相关的有效时间段是可配置的，例如可以是4小时、6小时，最多是10天。具有较短有效期如4小时或6小时的预测的实时完整星历或预测的最新完整星历可以称作短期轨道(STO)技术。
AGPS服务器140可经用户层面或控制层面与通信网络130通信，以把生成的最新的AGPS辅助数据输送到相应的用户。AGPS服务器140可支持典型格式的消息发送，其格式可兼容远程通信网络，例如GSM/UMTS、CDMA、WiFi、WiMAX及其变形。例如，通过支持RRLP格式的信息发送、PCAP接口以及OMA SUPL v1.0，AGPS服务器140可以遵循GSM/UMTS标准。
WWRN 150可包括合适的逻辑、电路和/或编码，其能够连续地收集和分配GPS卫星如卫星120a-120c的数据。WWRN 150可包括环绕地球设置的多个GPS参考接收器，以使AGPS时钟覆盖家庭网络和被访问的网络。WWRN 150使得启用GPS的装置如启用GPS的手持通信设备110的用户能够用LBS在世界上的任何地方漫游。WWRN 150可保证较高的可用性、稳定性和高性能。
在操作中，启用GPS的手持通信设备110需要完整星历信息用于导航，并可针对所需的完整星历生成AGPS辅助数据请求给AGPS服务器140。例如，启用GPS的手持通信设备110可能正在执行一项任务，并可能需要更快地计算定位点。因此，启用GPS的手持通信设备110可从AG PS服务器140请求所需的完整星历辅助数据。AGPS服务器140可基于通过WWRN 150收集到的卫星数据生成完整星历辅助数据。为最小化和最优化AGPS服务器140上的辅助数据请求负荷，在每次从启用GPS的装置接收的星历辅助数据请求时，AGPS服务器140可生成并提供实时的完整星历辅助数据。AGPS服务器140也可以配置成提供最新的完整星历，以响应来自用户的AG PS辅助数据请求。例如，当启用STO的情况下，生成的AGPS辅助数据、实时完整星历或最新的完整星历，可以STO的形式在6小时内有效。AGPS服务器140可在用户层面或控制层面经通信网络130与启用GPS的手持通信设备110传送生成的AGPS辅助数据，所述的通信网络可以是GSM/MUTS和/或WiFi和/或WiMAX。即使暂时处于网络范围之外时，启用GPS的手持通信设备110也可使用生成的AGPS辅助数据来计算定位点。
图2A所示为本发明的一实施例的例示性的AGPS服务器的框图。图2所示的AGPS服务器140包括处理器202、内存和/或储存器204。
AGPS服务器140的处理器202可包括合适的逻辑、电路和/或编码，其能够基于从GPS参考网络如WWRN 150收集到的GPS卫星数据生成AGPS辅助数据。AGPS辅助数据可包括多种参数，例如在从用户接收的AGPS辅助数据的请求的任何时候实时地产生的完整星历。也可以较短的时间间隔生成完整星历，例如每隔大约10-15分钟，最新的完整星历可在AGPS服务器140接收到来自启用GPS的装置的AGPS辅助数据请求的任何时候提供给启用GPS的装置。例如，处理器202可通过使用各种网络接口如3G与通信网络130在用户层面(数据传输)或控制层面(信令)通信，以把最新的AGPS辅助数据如实时的完整星历或最新的完整星历和/或相应的STO发送到对应的用户端，例如启用GPS的装置110。
存储器204可包括合适的逻辑、电路和/或编码，其能够储存信息，如能由处理器202使用的可执行的指令和数据。这些可执行的指令可包括算法，其能够使用自动或给予请求/信令从WWRN 150获得的卫星数据计算辅助数据。该数据可包括各种计算出的辅助数据。存储器204可包括RAM、ROM、低延时非挥发性存储器如闪存和/或其它合适的电子数据存储器。
在操作中，导航GPS使能装置如启用GPS的手持通信设备110能够从AG PS服务器140请求AG PS辅助数据。AG PS服务器140的处理器202能以最新的AGPS辅助数据响应该请求。该响应可包括由处理器202计算并储存在存储器204中的AGPS辅助数据。处理器202能够给启用G PS的手持通信设备提供实时的完整星历辅助数据或最新的完整星历辅助数据以及相应的STO。例如，STO数据可在4小时或6小时内有效。处理器202可与通信网络在用户层间或控制层面通信，以相应地把最新的AGPS辅助数据输送到相应的用户端，例如启用GPS的装置110。
图2B所示为本发明的一实施例的例示性的启用G PS的装置的框图。图2B所示的启用GPS的手持通信设备110包括天线206、GPS前端208a、远程通信前端208b、处理器210、以及存储器212。
天线206可包括合适的逻辑、电路和/或编码，其能够从多个GPS卫星如GPS 120a-120c接收L带信号，且能在例如3G无线通信系统上传输和/或接收无线电信号，以在3G装置之间进行通信。
GPS前端208a可包括合适的逻辑、电路和/或编码，其能够通过天线206接收GPS卫星广播信号，并把它们转换成GPS基带信号，其可适合于在处理器210中进行进一步处理以用于导航，不管是基于GPS的或基于AGPS的。
远程通信前端208b可包括合适的逻辑、电路和/或编码，其能够通过天线206传输和/或接收远程通信网络如3G网络的无线电信号，并把它们转换成相应的基带信号，该基带信号可适合于在处理器210中作进一步的处理。为此，接收的无线电信号可包括具有各种参数的AGPS辅助数据，例如由AGSP服务器140响应用户的AGSP辅助数据请求而生成的实时的完整星历或最新的完整星历。在当AGSP服务器140启用了STO技术的情况下，接收的AG PS辅助数据可包括STO。
处理器210可包括合适的逻辑、电路和/或编码，其能够处理接收的卫星信号和从远程通信网络接收的信号。处理器210可以配置成从每个接收的卫星信号提取导航信息，以计算启用GPS的手持通信设备110的定位点。可对处理器210编程，以通过合并本地GPS测量结果和包含实时的完整星历或最新的完整星历的AGPS数据来计算定位点。当STO辅助数据可使用时，处理器210能够基于本地GPS测量结果和STO辅助数据来计算启用GPS的手持通信设备110的定位点，而无需启用GPS的手持通信设备110与AGS P服务器140之间的网络连接。
存储器212可包括合适的逻辑、电路和/或编码，其能够实现信息的存储，例如可由处理器210使用的可执行指令和数据的存储。可执行的指令可包括算法，其可用于使用本地GPS测量结果以及来自AGPS服务器140的AGPS辅助数据或STO辅助数据来计算定位点。该数据可包括本地GPS测量结果以及AGPS辅助数据或STO辅助数据。本地GPS测量结果与直接从GPS卫星120a-120c接收的卫星信号有关。AGPS辅助数据或STO辅助数据可来自于AGPS服务器并通过远程通信前端206b经通信网络130接收。存储器212可包括RAM、ROM、低延时非挥发性存储器如闪存和/或其它合适的电子数据存储器。
在操作中，与启用GPS的手持通信设备110耦合的天线206可接收多个信号。接收的多个信号可进行测量，并根据接收的信号类型分别传送给GPS前端208a或远程通信前端208b。GPS前端208a可把接收到的GPS信号转换成相应的基带信号，并传递到处理器210。远程通信前端208b可把接收的远程通信信号转换成相应的基带信号并传递到处理器210。接收的远程通信信号可包括AGPS辅助数据，该AGPS辅助数据包含由AGPS服务器140生成的实时的完整星历或最新的完整星历。当启用STO时，AGPS辅助数据还可以包括STO辅助数据。接收的AGPS辅助数据可储存在存储器212中。在启用GPS的手持通信设备110的用户需要计算定位点的情况下，处理器206可分别基于储存在存储器210中的AG PS辅助数据和来自GPS前端204a的本地GPS测量结果来确定启用GPS的手持通信设备110的定位点。
图3所示为本发明的一实施例的实时完整星历辅助数据获取过程的例示性的流程图。参考图3，例示性的步骤可从步骤302开始，其中AGPS服务器140可通过设置STO辅助数据的有效时间段TSTO进行配置，例如，TSTO可以是4小时和6小时。在步骤304中，AGPS服务器140可确定是否从手持通信设备如启用GPS的手持通信设备110接收到AGPS辅助数据的请求。在从手持通信设备如启用GPS的手持通信设备110c上接收到AGPS辅助数据的请求的情况下，接着在步骤306中，AGPS服务器140从接收到来自启用GPS的手持通信设备110C的用户的AGPS辅助数据请求时开始，生成STO辅助数据。生成的STO辅助数据可包括完整星历，其在TSTO之内有效。该完整星历可从AGPS服务器140从启用GPS的手持通信设备110c接收到请求时起实时生成。在步骤308中，启用GPS的手持通信设备110c可从AGPS服务器140接收生成的STO辅助数据。例示性的步骤可返回到步骤304，以处理接下来的AGPS辅助数据请求。在步骤304中，在AG PS服务器140上没有接收到AG PS辅助数据的请求时，那么例示性的步骤可保持为步骤304。
图4所示为本发明的一实施例的最新完整星历辅助数据获取过程的例示性的流程图。参阅图4，例示性的步骤从步骤402开始，AG PS服务器140可通过设置STO辅助数据有效时间段TSTO和辅助数据生成时间段TAsist来配置。在步骤404中，AGPS服务器140每隔一个辅助数据生成时间段TAsist生成一次AGPS辅助数据(完整的星历)。在步骤406中，AGPS服务器140确定是否从诸如启用GPS的手持通信设备110接收到GPS辅助数据的请求。在从启用GPS的手持通信设备110c接收到AGPS辅助数据请求的情况下，接着在步骤408中，AGPS服务器140可从当前辅助数据产生时间段TAsist的起始点开始计算STO辅助数据。计算的STO数据可在TSTO内有效。在步骤410中，AG PS服务器140可与启用GPS的手持通信设备110c通信，把最新(最近的)生成的STO辅助数据(完整星历)下载到启用GPS的手持通信设备110c。例示性的步骤可返回到步骤404。在步骤406中，当没有接收到GPS辅助数据请求时，例示性的步骤可保持为步骤404。
本发明提供了一种用于与标准AGPS网络设备兼容的定制的完整星历的方法和系统。根据本发明的多个实施例，AGPS服务器140能够生成实时完整的星历辅助数据，以提供给来自启用GPS的手持通信设备110的一个或多个辅助数据请求。短期轨道(STO)信息可由AGPS服务器140使用，以基于通过WWRN150收集的卫星数据生成实时的完整星历。可以配置生成的实时完整星历的有效时间段，例如可以配置成4小时或6小时。AGPS服务器140能够如图3所示在接收到一个或多个辅助数据请求的情况下生成完整的星历。也可以配置AGPS服务器140，以每隔大约10-15分钟生成完整的星历，且这个时间间隔远小于2小时的GPS卫星星历信息更新周期。最新的(最近生成的)完整星历可接近实时的完整星历，以响应图4中所述的一个或多个辅助数据请求。生成的实时完整星历或生成的最新的完整星历可用以下的格式经通信网络130输送到各自的用户：例如与GSM/UMTS和/或WiFi和/或WiMAX和/或OMA SUPL兼容的格式。
根据本发明的多个实施例，启用G PS的手持通信设备110可从AG PS服务器140接收实时完整星历辅助数据。启用GPS的手持通信设备110可基于接收的实时完整星历生成位置信息。在AGPS服务器140上可生成实时的完整星历，以响应启用GPS的手持通信设备110的一个或多个实时完整星历请求。启用GPS的手持通信设备110可将实时完整星历的一个或多个请求通过各种通信网络传送给AGPS服务器140，例如通信网络130。反过来，AGPS服务器140可将生成的实时完整星历传送给启用GPS的手持通信设备110。
可配置AG PS服务器140，以非常小的时间间隔生成完整星历，该时间间隔远小于卫星星历更新周期，以这样的方式提供最新的完整星历作为近似的实时完整星历。生成的实时完整星历或最新的完整星历可定时地或不定时地传送给启用GPS的手持通信设备110。例如，通过使用短期轨道(STO)技术，可生成各种预测的实时完整星历或预测的最新完整星历。生成的STO数据可以与GSM/UMTS和/或WiFi和/或WiMAX和/或OMA SUPL兼容的格式发送到启用GPS的手持通信设备110上。
本发明其它的实施例可提供机器和/或计算机可读的已经存储的存储器和/或介质、具有至少一个代码部分可由机器和/或计算机可执行的机器代码和/或计算机程序，藉此使机器和/或计算机执行本文所述的用于与标准AGPS网络装置兼容的定制的完整星历的方法和系统中步骤中。
因此，本发明可以在硬件、软件或者硬件和软件的结合中实现。本发明可以集中的方式在至少一台计算机中实现或以分散的方式实现，其中不同的元件散布于多个交互的计算机系统中。能实现本文所述的方法的任何种类的计算机系统或其它装置都是可以采用的。硬件和软件的一般组合可以是装有计算机程序的一般目的的计算机系统，当加载和执行时，控制计算机系统以至于该系统实现本文所述的方法。
本发明也可以在计算机程序产品中实现，该产品包括能够执行本文的方法的所有特征，当装入计算机系统中时，其能实现这些方法。上下文中的计算机程序是指以任何语言、代码或符号表示的一组指示的任何表述，其中这些指示可使系统具有信息处理的能力，以直接执行特定的功能，或者在以下的一种或两种情形之后执行特定的功能：a)转换成另外的语言、代码或符号；b)以不同的材料形式进行复制。
虽然结合某些实施例对本发明进行了描述，但是本领域内的技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围内，还有很多的变型和等同替换。此外，在不脱离本发明的范围内，利用本发明的教导，还可以有很多的改型以适用于不同的情况或材料。因此，本发明并不限于已公开的特定的实施例，而是包括所有落入到权利要求的范围中的实施例。

Claims (2)

1.一种信号处理方法，其特征在于，所述方法包括：
在启用GPS的装置上从AGPS服务器接收实时的完整星历；以及
基于从所述AGPS服务器接收的所述实时的完整星历，在所述启用GPS的装置上生成位置信息；
所述方法进一步包括由所述启用GPS的装置生成所述实时的完整星历的一个或多个请求；
所述AGPS服务器周期性定时地生成完整星历，并将最当前的所述生成的完整星历传送给所述启用GPS的装置，以响应所述生成的一个或多个请求；
所述AGPS服务器生成完整星历的周期远小于卫星星历更新周期；
所述AGPS服务器基于短期轨道（STO）技术生成所述完整星历。
2.一种信号处理系统，其特征在于，所述系统包括：
用在启用GPS的装置中的一个或多个电路，用于从AGPS服务器接收实时的完整星历；以及
所述一个或多个电路在所述启用GPS的装置上基于从AGPS服务器接收的所述实时完整星历生成位置信息；
所述一个或多个电路生成一个或多个所述实时完整星历的请求；
所述AGPS服务器周期性定时地生成完整星历，并将最新的所述生成的完整星历传送给所述启用GPS的装置，以响应所述生成的一个或多个实时完整星历的请求；
所述AGPS服务器生成完整星历的周期远小于卫星星历更新周期；
所述AGPS服务器基于短期轨道（STO）技术生成所述完整星历。
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