CN1894592B - 更新gsm网络基站收发信机与gps卫星之间的时钟偏差的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对存在于无线电导航卫星系统(RNSS)的卫星(S01-S04)的公共时钟与异步蜂窝无线电话系统的无线站(300)的时钟之间的时钟偏差进行更新的方法，该异步蜂窝无线电话网络包括移动设备(200)，该移动设备包括无线电导航卫星接收机(RNSS)和支持服务器(500)，该无线电导航卫星接收机接收由四个卫星(S01-S04)提供的卫星数据(P01-P04)，该支持服务器用于改善移动设备(200)对卫星数据的捕获。本发明的方法包括以下步骤，其中：移动设备(200)一方面接收卫星数据(P01-P04)，另一方面接收由辅助服务器提供的用于确定与卫星信号相关联的多普勒效应的辅助数据；移动设备(200)计算该移动设备(200)与卫星(S01-S04)之间的伪距离；将所述伪距离与计算所述距离的日期(DE)封装在一起，该计算伪距离的时间对应于无线站所提供的时间信息；经由无线站(300)以无线信号的形式将所述伪距离和计算该距离的日期(DE)从移动设备(200)发送到支持服务器(500)；支持服务器(500)使用前述伪距离和计算该伪距离的日期(DE)来确定移动设备的位置并估计卫星(S01-S04)的公共时钟与无线站(300)的时钟之间的时钟偏差。

Description

更新GSM网络基站收发信机与GPS卫星之间的时钟偏差的方法
相关申请的交叉引用
本申请基于2003年12月16日提交的法国专利申请No.0314699，在此通过引用的方式包含其公开的全部内容，并且在此要求其优先权。
技术领域
本发明涉及一种对蜂窝无线电话系统的无线站的时钟进行更新的方法，该蜂窝无线电话系统包括用于改善对卫星数据的捕获的辅助服务器。
背景技术
在移动电话领域中，日益证明了能够对移动电话进行定位是有必要的。
为此，现有技术中已知可以将例如属于全球移动通信系统(GSM)移动电话类型的蜂窝无线电话设备与诸如全球定位系统(GPS)、GLONASS(全球导航卫星系统)或GALILEO(伽利略全球卫星定位系统)类型的接收机之类的无线电导航卫星系统(RNSS)接收机相关联，通过这种RNSS接收机，移动设备拾取(pick up)来自卫星的传输数据以确定该移动设备的位置。因此，例如在道路交通事故的情况下，移动设备可以计算并发送其位置。
可以以下述方式确定设备的位置：多个卫星连续地发送标有时戳的信号，该信号由接收机拾取。如果该接收机与卫星的时钟同步，则该接收机可以随后测量该信号的传播时间并从中推导该接收机与特定卫星之间的距离。利用三个卫星，上述类型的接收机可以通过三角测量(triangulation)确定其位置。每个传播时间测量值代表以特定卫星为中心的球体的半径，接收机位于该球体上。利用两个距离测量值，接收机的位置在由两个球体相交所形成的圆内。同时得到的第三个测量值将相交区域减小为两个点，其中一个点在空间上非常遥远，并且可以容易地排除。
然而，由于并非与GPS完全同步，因此接收机的时钟受到时钟偏差ΔT的影响。实际上，GPS卫星的原子时钟是非常精确的，但更不完善的GPS接收机的精确度却不可避免地比较低。时钟偏差ΔT是接收机时钟与卫星时钟之间的时间差，并且其可以高达数秒。时钟偏差ΔT将反映在测量GPS信号传播时间的误差上，并从而反映在卫星-接收机距离的误差c·ΔT上，其中c是光速。该误差会影响由接收机测量的所有距离。由于这些距离因为受到时间偏差的影响而不完善，因此将它们称为伪距离(pseudodistance)。时间偏差是一个未知的先验值并且必须对其进行确定。
因此，还有第四个未知数，有必要针对其测量至少一个附加距离，并且因此有必要使用至少四个卫星，以便求解具有关于四个未知数的四个方程的方程组。
由每个卫星发送的信号是已经用相位调制伪随机码进行扩频的信号，GPS接收机必须捕获该信号。接收机本地地产生该信号的副本，并随后延迟该副本的开始，直至该副本与来自卫星的信号叠加。通过对这两个信号进行相关来确定延迟。该延迟的值是信号从卫星传播到用户所耗费的时间。这种类型的测量需要极高的精确度(好于100ns)。信号通过该距离所耗费的时间的量级是50ms。然而，由于GPS接收机的时钟始终不能与卫星的时钟完全同步，因此接收机必须通过连续近似(successive approximation)的处理持续地调整其时钟以获得两个信号的最大相关。因此，信号的获取使得接收机必须采用时基扫描(time sweep)。
此外，以已知频率1575.42MHz对每个卫星发送的信号进行发送。卫星的多普勒频移上叠加了接收机本地时钟的不确定性，导致了关于GPS接收机接收到的信号的±5kHz的不确定性。现在，为了获得良好的相关性，接收机本地地产生的信号必须具有与卫星发送的信号相同的频率。因此，除了时基扫描之外，接收机必须执行频率扫描，以便确定信号从卫星传播到用户所耗费的时间。
上述时基扫描和频率扫描意味着很长的数据处理时间，并且要求接收机具有很高的计算能力。
一种解决方案是使用服务器来辅助移动设备的GPS接收机，通过减小需要扫描的时间-频率区域来提高接收机的灵敏度。文献“室内GPS技术”(Indoor GPS Technology)(F.van Diggelen等人在2001年5月在达拉斯(Dallas)举行的CTIA(美国无线通信与互联网协会)无线议程(Wirless-Agenda)会议上发表)中描述了这种类型的服务器。这种技术称为辅助GPS(A-GPS)技术。图1示出了使用这类辅助服务器5的电信系统1。包括GPS接收机的移动设备2(诸如GSM类型的电话网络4的移动电话)试图根据由四个卫星S1-S4中的至少一个卫星发送的信号P1-P4来计算其位置。为此，设备2通过电话网络4以无线信号的形式发送请求R。请求R经过与移动设备2所处的小区相关联的基站收发信机(BTS)类型的无线基站3。服务器5对请求R进行处理，服务器5经由配备有接收信息K的GPS接收机的固定无线站6实时地接收卫星信息。响应于请求R，服务器5向移动设备2发送信息I，信息I经过BTS 3。该信息包含例如卫星S1-S4的历书(ephemeris)。使用该信息，移动设备2可以确定卫星的多普勒频移并显著地简化其频率扫描。注意，有两类A-GPS技术，即基于移动台(MS-based)的技术和移动台辅助(MS-assisted)的技术。在基于移动台的技术的情况下，移动设备2的位置由移动设备本身来计算。在移动台辅助的技术的情况下，移动设备2的位置由服务器5来计算。
在美国所使用的同步码分多址(CDMA(或CDMA 2000))电话网络中，由于每个收发信机是同步的，因此时基扫描就不那么关键了。因此，结合同步网络而使用辅助服务器大大简化了时间和频率扫描。另一方面，在诸如采用时分多址(TDMA)的GSM网络或UMTS(通用移动通信系统)网络之类的异步网络的情况下，即使使用辅助服务器，时基扫描方面仍然非常重要，原因是收发信机的时钟会显著地变化。
文献“对GSM网络和UMTS网络中的GPS时间传递精确度的分析以及改善敏感度的可能性”(Analysis of GPS time-transferaccuracy in GSM and UMTS networks and possibilities to improvesensitivity)(J．在2002年9月24-27日举行的ION(美国导航协会)GPS会议上发表)中描述了对该问题的一种现有技术的解决方案，并且该解决方案包括为每个基站收发信机(BTS)3配备GPS接收机，如图1所示。因此，在计算基站3的位置以及基站3与卫星之间的时钟偏差之后，该基站3确定卫星的公共时钟并通过对信息信号I作标记而将该GPS时钟发送给移动设备2。发送给移动设备2的时钟是相当精确的，原因是该时钟仅受到基站3与移动设备2之间的几微秒的传输时间的影响。该传输时间较短，原因是移动设备2在与基站3相关联的小区中，并且根据地形和人口密度，诸如GSM小区之类的小区的直径从300m到30km不等。
然而，实现上述类型的解决方案会产生某些困难。因此，该解决方案是极其昂贵的，原因是其要求必须对网络进行很多修改并在每个BTS类型的无线基站中安装GPS接收机。
本发明旨在提供一种对无线电导航卫星系统的卫星的公共时钟与诸如GSM网络之类的异步蜂窝无线电话网络的BTS类型的无线站的时钟之间的时钟偏差进行更新的方法，所述方法使得所述蜂窝网络中配备有无线电导航卫星系统接收机的移动设备能够以简单且经济的方式获得该时钟偏差。
发明内容
为此，本发明提出了一种对无线电导航卫星系统的卫星的公共时钟与异步蜂窝无线电话系统的无线站的时钟之间的时钟偏差进行更新的方法，该异步蜂窝无线电话系统包括移动设备，该移动设备包括无线电导航卫星系统接收机和辅助服务器，该无线电导航卫星系统接收机用于接收由至少四个卫星提供的卫星数据，该辅助服务器用于改善移动设备对卫星数据的捕获，该方法包括以下步骤：
-移动设备一方面接收卫星数据另一方面接收由辅助服务器提供的用于确定与卫星信号相关联的多普勒效应的辅助数据；
-移动设备计算其自身与卫星之间的伪距离；
-将所述伪距离与计算所述伪距离的时间封装在一起，该计算伪距离的时间对应于无线站所提供的时间信息；
-经由无线站以无线信号的形式将伪距离和计算该伪距离的时间从移动设备发送到辅助服务器；
-辅助服务器使用伪距离和计算该伪距离的时间来确定移动设备的位置并估计卫星的公共时钟与无线站的时钟之间的时钟偏差。
根据本发明，在GSM类型的异步网络中，通过使用伪距离和计算所述伪距离的时间，诸如A-GPS服务器之类的辅助服务器可获知诸如BTS之类的无线站与诸如全球定位系统之类的无线电导航卫星系统的卫星之间的时钟偏差。因此，每当辅助服务器计算与特定无线站相关联的小区类型的区域中的移动设备的位置时，就对所述无线站的时钟偏差进行更新，这适用于采用移动台辅助技术的移动设备。因此，这种更新方法是自支持(self-supported)、简单且经济的方法，其不需要对网络进行任何结构上的修改，诸如向所有的无线站添加无线电导航卫星系统接收机。
因此，计算伪距离的时间是基于在移动设备与无线站之间所交换的信号来确定的。例如，在GSM信号的情况下，通过GSM消息的结构来为该伪距离标上时戳，GSM消息分为超高帧(hyperframe)，超高帧接着又分为超帧(superframe)，超帧接着又分为复帧(multiframe)，复帧接着又分为帧，帧接着又分为比特周期，可以将对应于伪距离计算时间的数值与这些基本单位中的每个基本单位(超高帧、超帧、复帧、帧、比特)相关联。然后，服务器确定移动设备的位置以及伪距离计算的时戳与GPS卫星的时钟之间的时间差。因此，服务器可以直接获得无线站的时钟与GPS时钟之间的时钟偏差。
在第二实施例中，计算伪距离的时间是根据计算该伪距离的移动设备的时钟的时间，该方法包括以下步骤：
-移动设备在无线信号中插入其发送该无线信号的时间；
-无线站在无线信号中插入其接收到该无线信号的时间；
-辅助服务器确定移动设备的时钟与卫星的公共时钟之间的第一时钟偏差；
-辅助服务器通过确定发送时间与接收时间之间的差值来估计移动设备的时钟与无线站的时钟之间的第二时钟偏差；以及
-通过确定第一时钟偏差值与第二时钟偏差值之间的差值来推导卫星的公共时钟与无线站的时钟之间的时钟偏差。
在该实施例中，诸如A-GPS服务器之类的辅助服务器可根据两个时钟偏差值之间的差值而获知无线站BTS与GPS卫星之间的时钟偏差。在此应注意，通过确定移动台用于进行发送的时戳与站点用于进行接收的时戳之间的差值，服务器确定第二时钟偏差，其是移动设备的时钟与无线站的时钟之间的时钟偏差。第二时钟偏差可以精确到移动台与无线站之间的传播时间内。该传播时间的量级是几微秒，并且与量级为几秒的第二时钟偏差值相比可以忽略。
有利地将卫星的公共时钟与无线站的时钟之间的时钟偏差存储于更新数据库中。
本发明还提供了一种辅助服务器，用于改善移动设备对卫星数据的捕获，该服务器包括数据库，该数据库用于异步蜂窝无线电话系统的无线站的时钟与无线电导航卫星系统的卫星的公共时钟之间的时钟偏差。
优选地通过根据本发明的方法对时钟偏差值进行更新。
本发明还提供了一种通过辅助服务器来改善异步蜂窝无线电话系统中的包括无线电导航卫星系统接收机的移动设备对卫星数据的捕获的方法，该方法包括以下步骤：
-移动设备经由与其相关联的无线站向辅助服务器发送辅助请求；以及
-服务器确定卫星的公共时钟与无线站的时钟之间的时钟偏差，该时钟偏差已通过根据本发明的更新方法进行更新。
因此，这种依赖于辅助服务器的改善方法优选地采用对时钟偏差进行更新的本发明的方法。
该方法的第一实施例包括辅助服务器发送辅助数据的步骤，该步骤包括：
-从卫星的公共时钟与无线站的时钟之间的时钟偏差中提取与无线站相关联的时间信息，该时钟偏差已通过该更新方法进行更新；以及
-从卫星的公共时钟与无线站的时钟之间的时钟偏差中提取卫星的公共时钟的时间，该时钟偏差已通过该更新方法进行更新。
如果以超高帧、超帧和复帧参考以及比特数目的形式将与无线站相关联的时间信息作为BTS无线信号的参考时间而传送，并将卫星的公共时钟的时间与所述BTS参考日期相关联，则是有利的。
该方法的第二实施例包括以下步骤：
-辅助服务器发送包括卫星的公共时钟与无线站的时钟之间的时钟偏差的辅助数据，该时钟偏差已通过该更新方法进行更新；以及
-无线站在发送给移动设备的无线信号中插入该无线站发送该无线信号的时间。
因此，提供给移动设备的辅助数据包括卫星的公共时钟与和移动设备相关联的无线站的时钟之间的已更新的时钟偏差。由于无线信号还包括无线站用于发送辅助数据无线信号的时戳，因此移动设备可以得到对其相对于无线站的时钟偏差的精确估计，并简单地通过确定差值，得到对其相对于卫星的时钟偏差的精确估计。实际上，在接收无线信号时，移动台可以在可以忽略的传播时间范围内获知基站的时钟的时戳以及基站与卫星系统之间的时钟差值。
本发明还提供了一种计算异步蜂窝无线电话系统中的包括无线电导航卫星系统接收机的移动设备的位置的方法，该方法包括以下步骤：：
-辅助服务器通过根据本发明的方法来改善所述移动设备对卫星数据的捕获；
-移动设备捕获卫星数据；
-移动设备根据卫星数据来计算该移动设备与卫星之间的伪距离；以及
-辅助服务器或移动设备确定该移动设备的位置。
在此可以看到，计算移动设备的位置的方法对于移动台辅助类型的移动设备(其中由服务器来确定该位置)和基于移动台的类型的移动设备(其中由移动设备来确定该位置)起到相同的作用。
本发明还提供了一种异步蜂窝无线电话系统的移动设备，该移动设备包括无线电导航卫星系统接收机以及用于通过根据本发明的方法来确定移动设备的位置的装置。
本发明最后提供了一种对无线电导航卫星系统的卫星的公共时钟与异步蜂窝无线电话系统的无线站的时钟之间的时钟偏差进行更新的方法，该异步蜂窝无线电话系统包括移动设备，该移动设备包括无线电导航卫星系统接收机和辅助服务器，该无线电导航卫星系统接收机用于接收由至少四个卫星提供的卫星数据并与无线站交换无线信号，该辅助服务器用于改善移动设备对卫星数据的捕获，该方法包括以下步骤：
-移动设备一方面接收卫星数据，另一方面接收由辅助服务器提供的用于确定与卫星信号相关联的多普勒效应的辅助数据；
-移动设备计算其自身与卫星之间的伪距离；以及
-移动设备使用伪距离和计算该伪距离的时间来确定其自身位置并估计卫星的公共时钟与无线站的时钟之间的时钟偏差，计算该伪距离的时间对应于无线站所提供的时间信息。
上述类型的方法实现了从使用基于移动台的技术的移动设备中对无线电导航卫星系统的卫星的公共时钟与无线站的时钟之间的时钟偏差进行更新。
在以下对通过说明性且非限制性的示例而给出的本发明的一个实施例进行描述的过程中，本发明的其他特征和优点将变得明显。
附图说明
图1示出了现有技术的电信系统。
图2示出了采用对时钟偏差进行更新的本发明方法的第一实施例的电信系统。
图3示出了如图2所示的电信系统，该电信系统采用了本发明的第一实施例中的通过辅助服务器来改善对卫星数据的捕获的方法。
图4示出了采用对时钟偏差进行更新的本发明方法的第二实施例的电信系统。
图5示出了如图4所示的电信系统，该电信系统采用了本发明的第二实施例中的通过辅助服务器来改善对卫星数据的捕获的方法。
具体实施方式
已经结合现有技术描述了图1。
图2示出了包括辅助服务器500的电信系统100。如同在图1中那样，包括GPS接收机的移动设备200(诸如GSM类型的电话网络400的移动电话)试图根据由四个卫星S01-S04发送的伪随机信号P01-P04计算该移动设备的位置。为此，移动设备200通过电话网络400以无线信号的形式发送请求(未示出)。该请求经过与移动设备200所处的小区相关联的基站收发信机(BTS)类型的无线基站300并由服务器500进行处理，服务器500经由配备有用于接收该信息的GPS接收机(未示出)的固定无线站600实时地接收卫星信息。
移动设备200根据信号P01-P04并根据由服务器500提供的使移动动设备特别是能够确定卫星的多普勒频移的辅助信息来计算该移动设备与四个卫星S01-S04之间的伪距离。
移动设备200采用移动台辅助的技术，即其位置由服务器500来计算而不是由移动设备200本身来计算。
因此，以无线信号RA的形式将伪距离发送给辅助服务器500。在到达服务器500之前，该信号RA经过基站300并随后经过GSM电话网络400。
信号RA还包括对应于移动设备200测量伪距离的时间的时戳DE。GSM信号用于标记这种时戳。通过GSM信息的结构来为该伪距离标上时戳，GSM消息分为超高帧，超高帧接着又分为超帧，超帧接着又分为复帧，复帧接着又分为帧，帧接着又分为比特周期，可以将对应于伪距离计算时间的数值与这些基本单位中的每个基本单位(超高帧、超帧、复帧、帧、比特)相关联。
服务器500接收经由基站300和网络400进行路由之后的信号RA。
然后，服务器500确定移动设备的位置以及伪距离计算的时戳与GPS卫星的时钟之间的时间差。因此，服务器500可以直接获得卫星S01-S04的时钟Hsat与基站300的时钟HBTS之间的时钟偏差ΔH＝Hsat-HBTS。
将时钟偏差ΔH存储于服务器500的数据库700中。
以这种方式，在异步GSM类型的网络中，A-GPS辅助服务器500获知无线基站(BTS)300与GPS卫星之间的时钟偏差。每当辅助服务器计算位于与基站300相关联的小区中且采用移动台辅助的技术的移动设备的位置时，就对无线站300的时钟偏差进行更新。因此，每当采用移动台辅助的技术的移动设备试图确定自身位置时就对数据库700进行更新是自支持的。
然而，应注意，同样可以通过位于与基站300相关联的小区中的采用基于移动台的技术的移动设备来维护数据库700。在此情况下，移动设备自己计算自己的位置。一个解决方案是通过认为伪距离计算时间参考就是与基站交换的GSM信号的时戳来计算该位置。因此，移动设备同时计算其位置以及卫星S01-S04的时钟Hsat与基站300的时钟HBTS之间的时钟偏差ΔH＝Hsat-HBTS。然后，移动设备可以将其位置和时钟偏差转发给服务器，以便对数据库进行更新。
对数据库700的使用包括对卫星S01-S04的时钟Hsat与基站300的时钟HBTS之间的时钟偏差进行更新，根据图3，这种使用将变得比较清楚，图3示出了与图2的系统相同的系统100，只不过试图得到其相对于卫星S01-S04的位置的第二移动设备201这次接收的是来自辅助服务器500的辅助信号AS。
为说明对数据库700的使用，考虑与图2中示出的移动设备200在同一小区中的移动设备201。辅助数据AS在到达移动设备201之前经过网络400和基站300。
当服务器500接收到来自移动设备200的辅助请求(未示出)时，该请求包括可以从中识别基站300的信息。因此，服务器500在数据库700中搜索卫星的时钟Hsat与基站300的时钟HBTS之间的已更新的时钟偏差ΔH。
服务器500从该时钟偏差ΔH中提取基站用于计算ΔH的时戳以及卫星时钟Hsat的对应时间。
将该信息插入到辅助数据信号AS中，然后经由网络400和基站300将该辅助数据信号AS发送给移动设备200。可以用以下方式插入该信息：
-发送锁定到一个事件的BTS时间脉冲(超高帧、超帧、复帧、帧、比特)；以及
-将该时间脉冲与GPS时间相关联。
然后，移动设备200获知基站时戳以及卫星时钟Hsat的对应时间。移动设备200等待基站用于计算ΔH的时戳锁定到卫星时钟Hsat的对应时间即可。
卫星时钟Hsat使得移动设备能够对其自身时钟进行同步并且能够简化其所执行的时基扫描，以便捕获来自卫星S01-S04的伪随机信号P11-P14。
移动设备200使用这些伪随机信号来计算伪距离。
应注意，移动设备200可以采用基于移动台的技术(在此情况下，该移动设备根据伪距离直接计算其位置)或移动台辅助的技术(在此情况下，该移动设备将伪距离提供给服务器500，该服务器500计算该移动设备的位置)。
图4示出了包括辅助服务器50的电信系统10。如同在图1中那样，包括GPS接收机的移动设备20(诸如GSM类型的电话网络40的移动电话)试图根据由四个卫星S01-S04发送的伪随机信号P01-P04来计算该移动设备的位置。为此，设备20通过电话网络40以无线信号的形式发送请求(未示出)。该请求经过与移动设备20所处的小区相关联的基站收发信机(BTS)类型的无线基站30并由服务器50进行处理，服务器50经由配备有用于接收该信息的GPS接收机的固定无线站60实时地接收卫星信息。
移动设备20根据信号P01-P04以及由服务器50提供的使该移动设备特别是能够确定卫星的多普勒频移的辅助信息来计算该移动设备与四个卫星S01-S04之间的伪距离。
移动设备20采用移动台辅助的技术，即其位置由服务器50来计算而不是由移动设备20本身来计算。
以无线信号RA’的形式将伪距离发送给辅助服务器50。在到达服务器50之前，该信号RA’经过基站30并随后经过GSM电话网络40。
信号RA’还包括根据移动设备20的时钟而确定的用于伪距离测量的时戳。
除伪距离测量时戳之外，信号RA’还包括由移动设备20标记且对应于移动设备20发送信号RA’的时间的时戳DE’。
信号RA’由基站30接收，基站30为信号RA’标上对应于基站30以无线信号的形式发送所述信号RA的时间的时戳DR。
辅助服务器50接收经由网络400进行路由之后的标有时戳DE’和时戳DR的信号RA’。
然后，服务器50根据伪距离计算移动设备20的位置以及移动设备20的时钟Hmob与卫星的公共时钟Hsat之间的第一时钟偏差ΔH1：ΔH1＝Hmob-Hsat。
服务器50还根据时戳DE和时戳DR计算移动设备20的位置以及移动设备20的时钟Hmob与基站30的时钟HBTS之间的第二时钟偏差ΔH2∶ΔH2＝Hmob-HBTS。
忽略信号RA从移动设备20到基站30的传送时间，该时间的量级是几微秒，第二时钟偏差ΔH2由下式给出：ΔH2＝DE-DR。
通过确定ΔH1与ΔH2之间的差值，服务器50得到卫星S01-S04的时钟Hsat与基站30的时钟HBTS之间的第三时钟偏差ΔH3∶ΔH3＝Hsat-HBTS。
将第三时钟偏差ΔH3存储于服务器50的数据库70中。
以这种方式，在GSM类型的异步网络中，A-GPS辅助服务器50根据这两个时钟偏差值之间的差值获知无线基站(BTS)30与GPS卫星之间的时钟偏差。每当辅助服务器计算位于与无线站30相关联的小区中的采用移动台辅助的技术的移动设备的位置时，就对无线站30的时钟偏差进行更新。因此，每当采用移动台辅助的技术的移动设备试图确定自身位置时就对数据库70进行更新是自支持的。
对数据库70的使用包括对卫星S01-S04的时钟Hsat与基站30的时钟HBTS之间的时钟偏差进行更新，根据图5，这种使用将变得比较清楚，图5示出了与图4的系统相同的系统10，只不过试图得到其相对于S01-S04的位置的第二移动设备202这次接收到的是来自辅助服务器50的辅助信号AS’。
为说明对数据库70的使用，考虑与图4中示出的移动设备20在同一小区中的移动设备202。因此，辅助数据AS’在到达移动设备202之前经过网络40和基站30。
当服务器50接收到来自移动设备202的辅助请求(未示出)时，，服务器50在数据库70中搜索卫星的时钟Hsat与基站30的时钟HBTS之间的已更新的时钟偏差ΔH3。
在第一种操作模式中，将该时钟偏差ΔH3用于在辅助数据信号AS’中向用户(移动台)提供GPS时间。一种选择是提供与GPS相关联的BTS(超高帧、超帧、复帧、帧、比特)参考时间(即脉冲)。通过网络40经由基站30将该信号AS’发送给移动设备。因此，在出现BTS参考时钟脉冲时，移动设备202得到ΔH3并从而得到GPS时间。
在第一种操作模式中，将该时钟偏差ΔH3插入到辅助数据AS’中，将辅助数据AS’通过网络40发送给基站30，基站30为信号AS’标上对应于基站30接收信号AS’的时间的时戳DR2。
因此，移动设备202得到ΔH3和DR2，并且可以通过确定这两个值之间的差值而得到公共卫星时钟Hsat。
卫星时钟Hsat使得移动设备能够对其自身时钟进行同步并且能够显著地简化使其能够捕获来自卫星S01-S04的伪随机信号P11-P14所需的时基扫描。
这些伪随机信号使得移动设备202能够计算所需的伪距离。
应注意，移动设备202可以采用基于移动台的技术(其中该移动设备根据伪距离直接计算其位置)或移动台辅助的技术(其中该移动设备将伪距离提供给服务器50，该服务器50计算该移动设备的位置)。
当然，本发明不限于刚刚已经描述的实施例。
特别地，已经在全球定位系统的情况下对本发明进行了描述，但本发明可以包括另一种无线电导航卫星系统的接收机，诸如GLONASS(全球导航卫星系统)或GALILEO(伽利略全球卫星定位系统)类型的接收机。

Claims (15)

1.一种对无线电导航卫星系统的卫星的公共时钟与异步蜂窝无线电话系统的无线站的时钟之间的时钟偏差进行更新的方法，所述异步蜂窝无线电话系统包括移动设备和辅助服务器，所述移动设备包括无线电导航卫星系统接收机，所述无线电导航卫星系统接收机用于接收由至少四个卫星提供的卫星数据，所述辅助服务器用于改善所述移动设备对卫星数据的捕获，所述方法包括以下步骤：
-所述移动设备一方面接收所述卫星数据，另一方面接收由所述辅助服务器提供的用于确定与卫星信号相关联的多普勒效应的辅助数据；
-所述移动设备计算其自身与所述卫星之间的伪距离；
-将所述伪距离与计算所述伪距离的时间封装在一起，所述计算所述伪距离的时间对应于所述无线站所提供的时间信息；
-经由所述无线站以无线信号的形式将所述伪距离和所述计算所述伪距离的时间从所述移动设备发送到所述辅助服务器；以及
-所述辅助服务器使用所述伪距离和所述计算所述伪距离的时间来确定所述移动设备的位置并估计所述卫星的公共时钟与所述无线站的时钟之间的时钟偏差。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算所述伪距离的时间是根据计算所述伪距离的所述移动设备的时钟的时间，所述方法包括以下步骤：
-所述移动设备在所述无线信号中插入其发送所述无线信号的时间；
-所述无线站在所述无线信号中插入其接收到所述无线信号的时间；
-所述辅助服务器确定所述移动设备的时钟与所述卫星的公共时钟之间的第一时钟偏差；
-所述辅助服务器通过确定所述发送时间与所述接收时间之间的差值来估计所述移动设备的时钟与所述无线站的时钟之间的第二时钟偏差；以及
-通过确定所述第一时钟偏差值与所述第二时钟偏差值之间的差值来推导所述卫星的所述公共时钟与所述无线站的所述时钟之间的时钟偏差。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中将所述卫星的所述公共时钟与所述无线站的所述时钟之间的所述时钟偏差存储于更新数据库中。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述卫星的所述公共时钟与所述无线站的所述时钟之间的所述时钟偏差由所述移动设备估计。
5.一种通过辅助服务器来改善异步蜂窝无线电话系统中的包括无线电导航卫星系统接收机的移动设备对卫星数据的捕获的设备，包括：
-用于接收由所述移动设备经由与其相关联的无线站发送的辅助请求的装置；以及
-用于确定卫星的公共时钟与所述无线站的时钟之间的时钟偏差的装置，所述时钟偏差已通过根据权利要求1-4中的任一项所述的更新方法进行更新。
6.根据权利要求5所述的设备，包括用于发送辅助数据的装置，所述辅助数据包括：
-从卫星的公共时钟与所述无线站的时钟之间的时钟偏差中提取的与所述无线站相关联的时间信息，所述时钟偏差已通过所述更新方法进行更新；以及
-从卫星的公共时钟与所述无线站的时钟之间的时钟偏差中提取的卫星的公共时钟的时间，所述时钟偏差已通过所述更新方法进行更新。
7.根据权利要求6所述的设备，其中以超高帧、超帧和复帧参考以及比特数目的形式将与所述无线站相关联的所述时间信息作为BTS无线信号的参考时间而传送，并将卫星的公共时钟的时间与所述BTS参考日期相关联。
8.根据权利要求5所述的设备，包括：
-用于发送包括卫星的公共时钟与所述无线站的时钟之间的时钟偏差的辅助数据的装置，所述时钟偏差已通过所述更新方法进行更新；以及
-其中所述无线站在发送给移动设备的无线信号中插入所述无线站发送所述无线信号的时间。
9.一种通过辅助服务器来改善异步蜂窝无线电话系统中的包括无线电导航卫星系统接收机的移动设备对卫星数据的捕获的方法，所述方法包括以下步骤：
-接收由所述移动设备经由与其相关联的无线站发送的辅助请求；以及
-确定卫星的公共时钟与所述无线站的时钟之间的时钟偏差，所述时钟偏差已通过根据权利要求1-4中的任一项所述的更新方法进行更新。
10.根据权利要求9所述的方法，包括所述辅助服务器发送辅助数据的步骤，所述辅助数据包括：
-从卫星的公共时钟与所述无线站的时钟之间的时钟偏差中提取的与所述无线站相关联的时间信息，所述时钟偏差已通过所述更新方法进行更新；以及
-从卫星的公共时钟与所述无线站的时钟之间的时钟偏差中提取的卫星的公共时钟的时间，所述时钟偏差已通过所述更新方法进行更新。
11.根据权利要求10所述的方法，其中以超高帧、超帧和复帧参考以及比特数目的形式将与所述无线站相关联的所述时间信息作为BTS无线信号的参考时间而传送，并将卫星的公共时钟的时间与所述BTS参考日期相关联。
12.根据权利要求9所述的方法，包括以下步骤：
-所述辅助服务器发送包括卫星的公共时钟与所述无线站的时钟之间的时钟偏差的辅助数据，所述时钟偏差已通过所述更新方法进行更新；以及
-所述无线站在发送给移动设备的无线信号中插入所述无线站发送所述无线信号的时间。
13.一种计算异步蜂窝无线电话系统中的包括无线电导航卫星系统接收机的移动设备的位置的方法，所述方法包括以下步骤：：
-辅助服务器通过根据权利要求9-12中的任一项所述的方法来改善所述移动设备对卫星数据的捕获；
-所述移动设备捕获所述卫星数据；
-所述移动设备根据所述卫星数据来计算所述移动设备与卫星之间的伪距离；以及
-所述辅助服务器或所述移动设备确定所述移动设备的位置。
14.一种异步蜂窝无线电话系统的移动设备，所述移动设备包括无线电导航卫星系统接收机以及用于通过根据权利要求13所述的方法来确定所述移动设备的位置的装置。
15.一种对无线电导航卫星系统的卫星的公共时钟与异步蜂窝无线电话系统的无线站的时钟之间的时钟偏差进行更新的方法，所述异步蜂窝无线电话系统包括移动设备和辅助服务器，所述移动设备包括无线电导航卫星系统接收机，所述无线电导航卫星系统接收机用于接收由至少四个卫星提供的卫星数据并与所述无线站交换无线信号，所述辅助服务器用于改善所述移动设备对卫星数据的捕获，所述方法包括以下步骤：
-所述移动设备一方面接收所述卫星数据，另一方面接收由所述辅助服务器提供的用于确定与卫星信号相关联的多普勒效应的辅助数据；
-所述移动设备计算其自身与所述卫星之间的伪距离；以及
-所述移动设备使用所述伪距离和所述计算所述伪距离的时间来确定其自身位置并估计所述卫星的公共时钟与所述无线站的时钟之间的时钟偏差，所述计算所述伪距离的时间对应于所述无线站所提供的时间信息。
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