DE102018107931B4 - Techniken zur Erfassung von GNSS-Signalen zum gewünschten Zeitpunkt - Google Patents

Techniken zur Erfassung von GNSS-Signalen zum gewünschten Zeitpunkt Download PDF

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Abstract

Verfahren zur drahtlosen Kommunikation eines Geräts eines Endteilnehmers (UE), mit den Schritten:Synchronisieren einer ersten Systemzeit einer drahtlosen Kommunikationskomponente des UE und einer zweiten Systemzeit einer GNSS-Komponente des UE (Globales Navigationssatellitensystem; GNSS) zu einem ersten Zeitpunkt;Messen eines GNSS-Signals zu einem zweiten Zeitpunkt, der nach dem ersten Zeitpunkt liegt, um eine erste GNSS-Signalmessung zu erhalten; undSchätzen einer zweiten GNSS-Signalmessung des ersten Zeitpunkts auf der Grundlage der ersten GNSS-Signalmessung und einer ersten Zeitspanne zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Offenlegung bezieht sich allgemein auf Kommunikationssysteme und insbesondere auf Geräte von Endteilnehmern (UE), die Signale eines Globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) zu einem Zeitpunkt erfassen können, der sich innerhalb eines kleinen Zeitbereichs (z.B. 100, 200, 300, 500, 700, 900 Nanosekunden usw.) zu einem gewünschten Zeitpunkt befindet.
  • Stand der Technik
  • Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenlegung dar und stellen keinen Stand der Technik dar.
    drahtlose Kommunikationssysteme sind weit verbreitet, um verschiedene Telekommunikationsdienste wie Telefonie, Video, Daten, Messaging und Broadcasts bereitzustellen. Typische drahtlose Kommunikationssysteme können Mehrfachzugriffstechnologien verwenden, die die Kommunikation mit mehreren Nutzern unterstützen, indem diese die verfügbaren Systemressourcen gemeinsam nutzen. Beispiele für solche Mehrfachzugriffstechnologien sind Codemultiplexverfahren-Systeme (Code Division Multiple Access; CDMA), Zeitmultiplexverfahren-Systeme (Time Division Multiple Access; TDMA), Frequenzmultiplexverfahren-Systeme (Frequency Division Multiple Access; FDMA), Orthogonale Frequenzmultiplexverfahren-Systeme (Orthogonal Frequency Division Multiple Access; OFDMA), Einzelträger-Frequenzmultiplexverfahren-Systeme (Single Carrier Frequency Division Multiple Access; SC-FDMA) und Synchroncode-Zeitmultiplexsystem-Systeme (TD-SCDMA).
  • Diese verschiedenen Zugangstechnologien wurden in verschiedene Telekommunikationsstandards übernommen, um ein gemeinsames Protokoll bereitzustellen, das es verschiedenen drahtlosen Geräten ermöglicht, auf kommunaler, nationaler, regionaler und sogar globaler Ebene miteinander zu kommunizieren. Ein Beispiel für einen Telekommunikationsstandard ist Long Term Evolution (LTE). LTE stellt eine Reihe von Erweiterungen des Mobilfunkstandards Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) dar, die im Rahmen des Third Generation Partnership Project (3GPP) veröffentlicht wurden. LTE wurde entwickelt, um den mobilen Breitbandzugang durch verbesserte spektrale Effizienz, niedrigere Kosten und verbesserte Dienste zu unterstützen, indem OFDMA auf dem Downlink, SC-FDMA auf dem Uplink und MIMO-Antennentechnologie (Multiple-Input Multiple-Output) eingesetzt werden.
  • Um die Positionsbestimmung eines UE durchzuführen, das auf eines oder mehrere drahtlose Mobilfunknetze zugreift (z.B. ein Mobilfunknetz), führen mehrere Ansätze eine Trilateration durch, die auf der Verwendung von Timing-Informationen basiert, die zwischen jeder von mehreren Basisstationen und dem UE, beispielsweise einem Mobiltelefon, gesendet werden. Mit Ansätzen wie beispielsweise Advanced Forward Link Trilateration (AFLT) in CDMA, Enhanced Observed Time Difference (E-OTD) in GSM und Observed Time Difference of Arrival (OTDOA) in Breitband-Codemultiplexverfahren (Wideband Code Division Multiple Access; WCDMA) und LTE misst das UE die relativen Ankunftszeiten von Signalen, die von jeder einzelnen Basisstation gesendet werden. Diese Zeiten können an einen Positionsbestimmungs-Server übertragen werden (z.B. an eine Positionsbestimmungseinheit (PDE) in CDMA oder ein weiter entwickeltes mobiles Positionsbestimmungscenter (E-SMLC) in LTE), der aus diesen Empfangszeiten die Position der Mobilstation berechnet. Die Sendezeiten an diesen Basisstationen sind so aufeinander abgestimmt, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt die mit mehreren Basisstationen verknüpften Tageszeiten innerhalb einer vorgegebenen Fehlergrenze liegen. Die genauen Positionen der Basisstationen und die Empfangszeiten werden dazu verwendet, um die Position der Mobilstation zu ermitteln.
  • Weiterhin kann eine Kombination aus einem Basisstation-basierten Positionsbestimmungssystem (z.B. OTDOA) und einem Satellitenpositionsbestimmungssystem (SPS) als „hybrides“ System bezeichnet werden. In einem hybriden System wird die Position eines zellenbasierten Transceivers aus einer Kombination von mindestens einer der folgenden Größen bestimmt: i) einer Zeitmessung, die eine Reisezeit einer Nachricht in den zellenbasierten Kommunikationssignalen zwischen dem zellenbasierten Transceiver und einem Kommunikationssystem darstellt; und ii) einer Zeitmessung, die eine Reisezeit eines SPS-Signals darstellt. Es besteht also Bedarf nach einem Mechanismus, der eine Zeitmessung eines basisstationsbasierten Positionsbestimmungssystems und eine Zeitmessung eines SPS innerhalb eines kurzen Zeitraums (z.B. 100, 200, 300, 500, 700, 900 Nanosekunden, etc.) durchführen kann.
  • US 2017 / 0 195 836 A1 offenbart Techniken zur Bestimmung eines relativen Zeitkalibrierungswertes (dTcal) für ein Mobilgerätemodell. Dabei bestimmt ein Prozessor ein Basismodell eines Mobilgeräts und andere Mobilgerätemodelle auf der Grundlage von Messungen, berechnet einen Basislinien-Messwert auf der Grundlage der Messwerte, die dem Basislinien-Mobilgerätemodell entsprechen, bestimmt Differenzwerte auf der Grundlage des Basislinien-Messwerts und der anderen Mobilgerätemodell-Messwerte, bestimmt einen modellspezifischen dTcal-Wert auf der Grundlage der Differenzwerte für mindestens eines der anderen Mobilgerätemodelle und speichert den modellspezifischen dTcal-Wert in einem Speicher.
  • US 2004 / 0 190 378 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Implementierung einer „virtuellen“ Echtzeituhr an einem Terminal auf der Grundlage von Zeitinformationen aus mehreren Kommunikationssystemen. Mindestens ein System (z.B. GPS) liefert „absolute“ Zeitinformationen für die virtuelle Echtzeituhr, und mindestens ein anderes System (z.B. ein zellenbasiertes System) liefert „relative“ Zeitinformationen. Die virtuelle Echtzeituhr wird mit der absoluten Zeit „zeitgestempelt“, sobald sie vom ersten System verfügbar ist. Die relative Zeit (die von mehreren asynchronen Sendern empfangen werden kann) wird auf die Zeitachse der virtuellen Echtzeituhr abgebildet, sobald sie vom zweiten System empfangen wird. Die absolute Zeit zu jedem beliebigen Zeitpunkt auf der Zeitachse kann dann auf der Grundlage der absoluten Zeit vom ersten System und der relativen Zeit vom zweiten System geschätzt werden. Absolute Zeiten aus dem ersten System für zwei oder mehr Zeitpunkte können auch zur Kalibrierung der relativen Zeit aus dem zweiten System verwendet werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur drahtlosen Kommunikation eines Geräts eines Endteilnehmers (UE) bereitzustellen, das eine schnelle und genauere Positionsbestimmung auf effiziente Weise ermöglicht. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes Gerät für die drahtlose Kommunikation in Form eines Geräts eines Endteilnehmers (UE) sowie ein computerlesbares Medium für den Betrieb eines solchen Geräts eines Endteilnehmers (UE) zur Durchführung eines solchen verbesserten Verfahrens zur drahtlosen Kommunikation des Geräts des Endteilnehmers (UE) bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur drahtlosen Kommunikation eines Gerätseines von Endteilnehmers (UE) nach Anspruch 1, durch ein Gerät zur drahtlosen Kommunikation nach Anspruch 8 und durch ein Verfahren zur drahtlosen Kommunikation von Geräten von Endteilnehmern (UE) nach Anspruch 15 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, Signale eines Globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) zu einem Zeitpunkt zu erfassen, der sich in einem geringen Zeitabstand (z.B. 100, 200, 300, 500, 700, 900 Nanosekunden usw.) zu einem gewünschten Zeitpunkt befindet.
  • Im Folgenden wird eine vereinfachte Zusammenfassung von einem oder mehreren Gesichtspunkten vorgestellt, um ein grundlegendes Verständnis dieser Gesichtspunkte zu vermitteln. Diese Zusammenfassung stellt keinen umfassenden Überblick von sämtlichen in Betracht gezogenen Gesichtspunkten dar und soll weder Schlüsselelemente noch wesentliche Elemente aller Gesichtspunkte identifizieren noch den Schutzumfang von einem oder sämtlichen Gesichtspunkten beschreiben. Sie dient einzig und allein dazu, einige Begriffe von einem oder mehreren Gesichtspunkten in vereinfachter Form als Auftakt zu der später vorgestellten ausführlichen Beschreibung darzustellen.
  • Um eine hybride Positionsbestimmung durchführen zu können, muss ein UE GNSS-Signale (z.B. GPS-Signale) zum exakten Zeitpunkt messen, in Entsprechung zu einem Frame eines anderen Kommunikationssystems (z.B. LTE, CDMA) des UE. Das UE kann jedoch zwei unabhängige Schwingkreise einsetzen, um das Timing für die GNSS-Komponenten bzw. die Kommunikationskomponenten bereitzustellen. Daher ist es schwierig, eine Zeitmessung der GNSS-Signale und eine Zeitmessung der Kommunikationssignale zum exakt gleichen Zeitpunkt durchzuführen.
  • Gemäß einem Gesichtspunkt der Offenbarung werden ein Verfahren, ein computerlesbares Medium und eine Vorrichtung bzw. ein Gerät zur Verfügung gestellt. Das Gerät ist ein UE. Das UE synchronisiert zu einem ersten Zeitpunkt die erste Systemzeit einer drahtlosen Kommunikationskomponente des UE und die zweite Systemzeit einer globalen GNSS-Komponente des UE. Das UE misst außerdem ein GNSS-Signal zu einem zweiten Zeitpunkt, der nach dem ersten Zeitpunkt liegt, um eine erste GNSS-Signalmessung zu erhalten. Das UE schätzt eine zweite GNSS-Signalmessung des ersten Zeitpunkts auf der Grundlage der ersten GNSS-Signalmessung und einer ersten Zeitspanne zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt.
  • Dementsprechend und wie nachfolgend beschrieben, kann das UE in bestimmten Konfigurationen eine Zeitsynchronisation zwischen den Kommunikationskomponenten und den GNSS-Komponenten des UE innerhalb von Hunderten von Nanosekunden (z.B. 100, 200, 300, 500, 700, 900 Nanosekunden usw.) erhalten. So kann das UE eine GNSS-Messung direkt an einer realen Framegrenze oder ein Positionsbestimmungs-Referenzsignal eines von dem UE empfangenen Kommunikations-Frames erzeugen.
  • Zur Erzielung der vorgenannten Ziele und von damit im Zusammenhang stehenden Ziele umfassen der eine oder die mehreren Gesichtspunkte die im Folgenden vollständig beschriebenen und in den Patentansprüchen besonders hervorgehobenen Merkmale. In der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen werden einige beispielhafte Merkmale des einen oder der mehreren Gesichtspunkte ausführlich dargelegt. Diese Merkmale sind jedoch für einige der zahlreichen Arten beispielhaft, wie die Prinzipien der verschiedenen Gesichtspunkte angewendet werden können, und diese Beschreibung soll alle diese Gesichtspunkte und ihre technischen Äquivalente mit einschließen.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein drahtloses Kommunikationssystem und ein Zugangsnetz zeigt.
    • 2A, 2B, 2C und 2D sind Diagramme, die LTE-Beispiele für eine DL-Framestruktur, DL-Kanäle innerhalb der DL-Framestruktur, eine UL-Framestruktur bzw. UL-Kanäle innerhalb der UL-Framestruktur darstellen.
    • 3 zeigt ein Beispiel für ein OTDOA-System.
    • 4 ist ein Blockschaltbild einer Basisstation in Kommunikation mit einem UE in einem Zugangsnetz.
    • 5 zeigt ein Beispiel für ein hybrides Positionsbestimmungssystem.
    • 6 zeigt ein weiteres Beispiel für ein hybrides Positionsbestimmungssystem.
    • 7 ist ein Diagramm, das eine Abfolge von Operationen zur Synchronisierung/Korrelation einer Kommunikationssystemzeit mit einer GNSS-Systemzeit eines UE veranschaulicht.
    • 8 ist ein Diagramm, das ein UE veranschaulicht, das eine Kommunikationssignalmessung und eine GNSS-Signalmessung durchführt.
    • 9 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens (Prozesses) zur Schätzung einer GNSS-Signalmessung zu einem bestimmten Zeitpunkt.
    • 10 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens (Prozesses) zur Synchronisation/Korrelation einer Kommunikationssystemzeit mit einer GNSS-Systemzeit.
    • 11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Hardware-Implementierung für ein Gerät mit einem Verarbeitungssystem zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die nachstehende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen dient der Beschreibung verschiedener Konfigurationen und stellt nicht die einzigen Konfigurationen dar, in denen die hier beschriebenen Konzepte umgesetzt werden können. Die ausführliche Beschreibung enthält spezifische Details, um ein tiefes Verständnis der verschiedenen Konzepte zu vermitteln. Für den Fachmann wird es jedoch offensichtlich sein, dass diese Konzepte auch ohne diese spezifischen Details umgesetzt werden können. In manchen Fällen werden bekannte Strukturen und Komponenten in Blockschaltbildern dargestellt, um eine Verschleierung solcher Konzepte zu vermeiden.
  • Einige Gesichtspunkte von Telekommunikationssystemen werden nun anhand von verschiedenen Vorrichtungen und Verfahren vorgestellt. Diese Vorrichtungen und Verfahren werden in der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung beschrieben und sind in den beigefügten Zeichnungen durch verschiedene Blöcke, Komponenten, Schaltungen, Prozesse, Algorithmen usw. (zusammenfassend als „Elemente“ bezeichnet) dargestellt. Diese Elemente können mit Hilfe von elektronischer Hardware, Computersoftware oder einer beliebigen Kombination davon realisiert werden. Ob solche Elemente als Hardware oder als Software realisiert werden, hängt von den jeweiligen Anwendungs- und Designbedingungen ab, die dem Gesamtsystem auferlegt werden.
  • Beispielsweise kann ein Element oder ein beliebiger Teil eines Elements oder eine beliebige Kombination von Elementen als „Verarbeitungssystem“ realisiert werden, das einen oder mehrere Prozessoren umfasst. Beispiele für Prozessoren sind Mikroprozessoren, Mikrocontroller, Grafikprozessoren (GPUs), zentrale Prozessoreinheiten (CPUs), Anwendungsprozessoren, digitale Signalprozessoren (DSPs), Prozessoren mit reduziertem Befehlssatz (RISC), Systeme auf einem Chip (SoC), Basisbandprozessoren, FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), PLDs (Programmable Logic Devices), Zustandsautomaten, Gated Logic, diskrete Hardware-Schaltungen und andere geeignete Hardware, die so ausgelegt sind, dass diese die verschiedenen Funktionen ausführen, die in der gesamten vorliegenden Offenbarung beschrieben werden. Ein Prozessor oder mehrere Prozessoren im Verarbeitungssystem kann / können Software ausführen. Unter Software versteht man im weitesten Sinne Anweisungen, Befehlssätze, Code, Codesegmente, Programmcode, Programme, Unterprogramme, Softwarekomponenten, Anwendungen, Softwareanwendungen, Softwarepakete, Routinen, Unterprogramme, Objekte, ausführbare Dateien, Ausführungs-Threads, Prozeduren, Funktionen usw., unabhängig davon, ob diese als Software, Firmware, Middleware, Mikrocode, Hardwarebeschreibungssprache oder anderweitig bezeichnet werden.
  • Dementsprechend können in einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen die beschriebenen Funktionen in Hardware, Software oder einer beliebigen Kombination davon realisiert werden. Sofern als Software realisiert, können diese Funktionen auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert oder als eine oder mehrere Anweisungen oder Codes kodiert werden. Computerlesbare Medien umfassen Computer-Speichermedien. Speichermedien können alle verfügbaren Medien sein, auf die ein Computer zugreifen kann. Als Beispiel und nicht als Beschränkung können solche computerlesbaren Medien einen Arbeitsspeicher (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), ein elektrisch löschbares programmierbares ROM (EEPROM), einen optischen Plattenspeicher, einen Magnetplattenspeicher, andere magnetische Speichergeräte, Kombinationen der vorgenannten Arten von computerlesbaren Medien oder jedes andere Medium umfassen, das zur Speicherung von ausführbarem Computercode in Form von Anweisungen oder Datenstrukturen verwendet werden kann, auf die ein Computer zugreifen kann.
  • 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein drahtloses Kommunikationssystem und ein Zugangsnetzwerk 100 zeigt. Das drahtlose Kommunikationssystem (auch als Wireless Wide Area Network (WWAN) bezeichnet) umfasst Basisstationen 102, UEs 104 und ein Kernnetz bzw. einen Evolved Packet Core (EPC) 160. Die Basisstationen 102 können Makrozellen (High Power Cellular Base Station) und/oder kleine Zellen (Low Power Cellular Base Station) beinhalten. Die Makrozellen beinhalten eNBs. Zu den kleinen Zellen gehören Femtozellen, Picozellen und Mikrozellen.
  • Die Basisstationen 102 (zusammenfassend als Evolved Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) bezeichnet) sind mit dem EPC 160 über Backhaul-Links 132 (z.B. S 1-Schnittstelle) verbunden. Die Basisstationen 102 können neben anderen Funktionen eine oder mehrere der folgenden Funktionen übernehmen: Übertragung von Nutzerdaten, Funkkanalverschlüsselung und -entschlüsselung, Integritätsschutz, Header-Kompression, Mobilitätskontrollfunktionen (z.B. Handover, Dual Connectivity), Intercell-Interferenz-Koordination, Verbindungsaufbau und -freigabe, Load Balancing, Verteilung für Nicht-Zugriffsschicht-Nachrichten (non-access stratum; NAS), NAS-Knotenauswahl, Synchronisation, Funkzugriffsnetz-Sharing (Radio Access Network; RAN), Multimedia Broadcast Multicast Service (MBMS), Teilnehmer- und Geräte-Nachverfolgung, RAN-Informationsmanagement (RIM), Paging, Positionsbestimmung und Zustellung von Warnmeldungen. Die Basisstationen 102 können direkt oder indirekt (z.B. über den EPC 160) miteinander kommunizieren, und zwar über Backhaul-Links 134 (z.B. X2-Schnittstelle). Die Backhaul-Links 134 können verkabelt oder drahtlos sein.
  • Die Basisstationen 102 können drahtlos mit den UEs 104 kommunizieren. Jede der Basisstationen 102 kann eine Kommunikationsabdeckung für einen bestimmten geografischen Erfassungsbereich 110 bereitstellen. Es kann zu Überschneidungen in den geographischen Erfassungsbereichen 110 kommen. Zum Beispiel kann die kleine Zelle 102' einen Erfassungsbereich 110' haben, der mit dem Erfassungsbereich 110 von einer oder mehreren Makro-Basisstationen 102 überlappt. Ein Netzwerk, das sowohl kleine Zellen als auch Makrozellen umfasst, kann als heterogenes Netzwerk bezeichnet werden. Ein heterogenes Netzwerk kann auch Home Evolved Node Bs (eNBs) (HeNBs) umfassen, die Dienste für eine eingeschränkte Gruppe, die als geschlossene Teilnehmergruppe (Closed Subscriber Group, CSG) bekannt ist, bereitstellen können. Die Kommunikationsverbindungen 120 zwischen den Basisstationen 102 und den UEs 104 können Uplink-Übertragungen (UL) (auch als Reverse-Link bezeichnet) von einem UE 104 zu einer Basisstation 102 und/oder Downlink-Übertragungen (DL) (auch als Forward-Link bezeichnet) von einer Basisstation 102 zu einem UE 104 umfassen. Die Kommunikationsverbindungen 120 können die MIMO-Antennentechnologie verwenden, einschließlich von räumlichem Multiplexing, Beamforming und/oder Sende-Diversity. Die Kommunikationsverbindungen können über einen oder mehrere Träger erfolgen. Die Basisstationen 102/ UEs 104 können ein Spektrum bis Y MHz (z.B. 5, 10, 15, 15, 20 MHz) Bandbreite pro Träger verwenden, die in einer Trägeraggregation von insgesamt bis zu Yx MHz (x Komponententräger) für die Übertragung in jeder Richtung verwendet wird. Die Träger können nebeneinander angeordnet sein oder auch nicht. Die Zuweisung von Trägern kann asymmetrisch in Bezug auf DL und UL sein (z.B. können für DL mehr oder weniger Träger zugewiesen werden als für UL). Die Komponententräger können einen Primärkomponententräger und einen oder mehrere Sekundärkomponententräger enthalten. Ein Träger für eine Primärkomponente kann als Primärzelle (PCell) und ein Träger für eine Sekundärkomponente als Sekundärzelle (SCell) bezeichnet werden.
  • Das drahtlose Kommunikationssystem kann weiterhin einen Wi-Fi-Zugangspunkt (Access Point; AP) 150 in Verbindung mit Wi-Fi-Stationen (STAs) 152 über Kommunikationsverbindungen 154 in einem nicht lizensierten Frequenzspektrum von 5 GHz umfassen. Bei der Kommunikation in einem nicht lizensierten Frequenzspektrum können die STAs 152 / AP 150 vor der Kommunikation eine Clear Channel Assessment (CCA) durchführen um festzustellen, ob der Kanal verfügbar ist.
  • Die kleine Zelle 102' kann in einem lizensierten und/oder nicht lizensierten Frequenzspektrum betrieben werden. Beim Betrieb in einem nicht lizensierten Frequenzspektrum kann die kleine Zelle 102' LTE verwenden und das gleiche unlizenzierte Frequenzspektrum von 5 GHz wie beim Wi-Fi AP 150 verwenden. Die kleine Zelle 102', die LTE in einem nicht lizensierten Frequenzspektrum einsetzt, kann die Abdeckung des Zugangsnetzes erhöhen und/oder die Kapazität des Zugangsnetzes. LTE in einem nicht lizensierten Spektrum kann als LTEunlizenziert (LTE-U), lizensierter assistierter Zugang (LAA) oder MuLTEfire bezeichnet werden.
  • Der EPC 160 kann eine Mobility Management Entity (MME) 162, andere MMEs 164, ein Dienste-Gateway (Serving Gateway) 166, ein Multimedia Broadcast Multicast Service (MBMS) Gateway 168, ein Broadcast Multicast Service Center (BM-SC) 170 und ein Paketdatennetzwerk-Gateway 172 (Packet Data Network; PDN) umfassen. Das MME 162 kann mit einem Home Subscriber Server (HSS) 174 (einer zentralen Teilnehmer-Datenbank in LTE-Mobilfunknetzen) kommunizieren. Der MME 162 ist der Steuerknoten, der die Signalisierung zwischen den UEs 104 und dem EPC 160 verarbeitet. Generell bietet die MME 162 ein Inhaber- und Verbindungsmanagement. Sämtliche Nutzer-Internetprotokoll-Pakete (IP-Pakete) werden über das Serving Gateway 166 übertragen, das wiederum mit dem PDN Gateway 172 verbunden ist. Das PDN Gateway 172 bietet neben der Vergabe von UE-IP-Adressen weitere Funktionen. Das PDN Gateway 172 und das BM-SC 170 sind an die Paketdatennetze 176 angeschlossen. Die Paketdatennetze 176 können das Internet, ein Intranet, ein IP Multimedia Subsystem (IMS), einen PS Streaming Service (PSS) und/oder andere IP-Dienste umfassen. Das BM-SC 170 kann Funktionen für die Provisionierung und Bereitstellung von MBMS-Nutzerdiensten bereitstellen. Das BM-SC 170 kann als Einstiegspunkt für die MBMS-Übertragung durch den Content-Provider dienen, kann zur Autorisierung und Initiierung von MBMS-Inhaberdiensten in einem öffentlichen Landmobilfunknetz (PLMN) verwendet werden und kann zur Planung von MBMS-Übertragungen verwendet werden. Das MBMS Gateway 168 kann für die Verteilung des MBMS-Verkehrs auf die Basisstationen 102 eines Multicast Broadcast Single Frequency Network (MBSFN), das einen bestimmten Dienst ausstrahlt, verwendet werden und kann für das Sitzungsmanagement (Start/Stop) und das Sammeln von eMBMS-bezogenen Gebühreninformationen zuständig sein.
  • Die Basisstation kann auch als Knoten B, entwickelter (evolved) Knoten B (eNB oder eNodeB), Zugangspunkt, Basis-Transceiverstation, Funk-Basisstation, Funk-Transceiver, Transceiverfunktion, Basisdienstset (BSS), Extended Service Set (ESS) oder mit einer anderen geeigneten Terminologie bezeichnet werden. Die Basisstation 102 bietet einen Zugangspunkt zum EPC 160 für ein UE 104. Beispiele für UEs 104 sind ein Mobiltelefon, ein Smartphone, ein SIP-Telefon (Session Initiation Protocol), ein Laptop, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA), ein Satellitenradio, ein Globales Positionsbestimmungssystem (Global Positioning System), ein Multimedia-Gerät, ein Videogerät, ein digitaler Audio-Player (z.B. MP3-Player), eine Kamera, eine Spielkonsole, ein Tablett, ein Smart Device, ein tragbares Gerät bzw. Wearable oder ein anderes ähnlich funktionierendes Gerät. Das UE 104 kann auch als eine Station, ein UE, eine Teilnehmerstation, eine mobile Einheit, eine Teilnehmereinheit, eine drahtlose Einheit, eine Remote-Einheit, ein mobiles Gerät, ein drahtloses Gerät, ein drahtloses Kommunikationsgerät, ein entferntes Datenendgerät, eine mobile Teilnehmerstation, ein Zugangsendgerät, ein mobiles Endgerät, ein drahtloses Endgerät, ein entferntes Endgerät, ein Mikrotelefon, ein Nutzeragent, ein mobiler Client, ein Client oder durch eine andere geeignete Terminologie bezeichnet werden.
  • Bezogen erneut auf 1 kann das UE 104 nach einigen Gesichtspunkten so ausgelegt sein, dass es eine Kommunikationskomponente 192 und eine GNSS-Komponente 194 beinhaltet. In bestimmten Konfigurationen synchronisieren die Kommunikationskomponente 192 und die GNSS-Komponente 194 zu einem ersten Zeitpunkt die erste Systemzeit der Kommunikationskomponente 192 und die zweite Systemzeit der GNSS-Komponente 194. Die GNSS-Komponente 194 misst ein GNSS-Signal zu einem zweiten Zeitpunkt, der nach dem ersten Zeitpunkt liegt, um eine erste GNSS-Signalmessung zu erhalten. Die GNSS-Komponente 194 schätzt weiterhin eine zweite GNSS-Signalmessung des ersten Zeitpunkts auf der Grundlage der ersten GNSS-Signalmessung und einer ersten Zeitspanne zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt.
  • 2A ist ein Diagramm 200, das ein Beispiel für eine DL-Framestruktur in LTE zeigt. 2B ist ein Diagramm 230, das ein Beispiel für Kanäle innerhalb der DL-Framestruktur in LTE zeigt. 2C ist ein Diagramm 250, das ein Beispiel für eine UL-Framestruktur in LTE zeigt. 2D ist ein Diagramm 280, das ein Beispiel für Kanäle innerhalb der UL-Framestruktur in LTE zeigt. Andere drahtlose Kommunikationstechnologien können eine andere Framestruktur und/oder andere Kanäle haben. In LTE kann ein Frame (10 ms) in zehn gleich große Subframes aufgeteilt werden. Jedes Subframe kann zwei aufeinanderfolgende Zeitfenster enthalten. Ein Ressourcengitter kann verwendet werden, um die beiden Zeitfenster darzustellen, wobei jedes Zeitfenster einen oder mehrere zeitgleiche Ressourcenblöcke (RBs) enthält (auch als physische RBs (PRBs) bezeichnet). Das Ressourcengitter ist in mehrere Ressourcenelemente (REs) unterteilt. In LTE enthält ein RB für ein normales zyklisches Präfix zwölf aufeinanderfolgende Unterträger im Frequenzbereich und sieben aufeinanderfolgende Symbole (für DL OFDM-Symbole; für UL SC-FDMA-Symbole) im Zeitbereich, insgesamt also vierundachtzig REs. Bei einem erweiterten zyklischen Präfix enthält ein RB zwölf aufeinanderfolgende Subträger im Frequenzbereich und sechs aufeinanderfolgende Symbole im Zeitbereich, also insgesamt zweiundsiebzig REs. Die Anzahl der Bits, die von jedem RE übertragen werden, hängt vom Modulationsschema ab.
  • Wie in 2A dargestellt, tragen einige der REs DL-Referenzsignale bzw. DL-Pilotsignale (DL-RS) zur Kanalschätzung bei dem UE. Das DL-RS kann zellspezifische Referenzsignale (CRS) (manchmal auch als common RS bezeichnet), UE-spezifische Referenzsignale (UE-RS) und Kanalzustandsinformations-Referenzsignale (CSI-RS) enthalten. 2A zeigt CRS für die Antennenanschlüsse 0, 1, 2 und 3 (als R0, R1, R2 bzw. R3 bezeichnet), UE-RS für den Antennenanschluss 5 (als R5 bezeichnet) und CSI-RS für den Antennenanschluss 15 (als R bezeichnet). Weiterhin zeigt 2A auch zwei von mehreren Positionsbestimmungs-Referenzsignalen (als Rp bezeichnet).
  • 2B zeigt ein Beispiel für verschiedene Kanäle innerhalb eines DL-Subframes eines Frames. Der physische Steuerformat-Anzeigekanal (physical control format indicator channel; PCFICH) befindet sich innerhalb des Symbols 0 von Zeitfenster 0 und trägt einen Steuerformat-Indikator (CFI), der angibt, ob der physische Downlink-Steuerkanal (PDCCH) ein Symbol oder zwei Symbole oder drei Symbole belegt (2B zeigt einen PDCCH, der drei Symbole belegt). Der PDCCH trägt Downlink-Steuerungsinformation (downlink control information; DCI) innerhalb von einem oder mehrerer Steuerkanal-Elementen (CCEs), wobei jedes CCE neun RE-Gruppen (REGs) enthält, wobei jede REG vier aufeinanderfolgende REs in einem OFDM-Symbol enthält. Ein UE kann mit einem UE-spezifischen enhanced PDCCH (ePDCCH) konfiguriert werden, der auch DCI trägt. Der ePDCCH kann zwei, vier oder acht RB-Paare haben (2B zeigt zwei RB-Paare, wobei jede Teilmenge ein RB-Paar enthält). Der physische hybride automatische Wiederholungs-Aufforderungs (ARQ) (hybrid automatic repeat request; HARQ)-Indikator-Kanal (PHICH) befindet sich ebenfalls innerhalb des Symbols 0 von Zeitfenster 0 und trägt den HARQ-Indikator (HI), der die HARQ-Quittung (ACK) / negative ACK (NACK) Rückmeldung basierend auf dem physischen Uplink Shared Channel (PUSCH) anzeigt. Der primäre Synchronisationskanal (PSCH) befindet sich innerhalb des Symbols 6 von Zeitfenster 0 innerhalb der Subframes 0 und 5 eines Frames und trägt ein primäres Synchronisationssignal (primary synchronization signal; PSS), das von einem UE verwendet wird, um das Subframe-Timing und eine physische Schichtidentität zu bestimmen. Der sekundäre Synchronisationskanal (secondary synchronization channel; SSCH) befindet sich innerhalb des Symbols 5 von Zeitfenster 0 innerhalb der Subframes 0 und 5 eines Frames und trägt ein sekundäres Synchronisationssignal (secondary synchronization signal; SSS), das von einem UE verwendet wird, um eine Zellgruppennummer der physischen Schichtidentität (physical layer identity) zu bestimmen. Basierend auf der physischen Schichtidentität und der Zellgruppennummer der physischen Schichtidentität kann das UE einen physischen Zellidentikator (Physical Cell Identifier; PCI) bestimmen. Basierend auf dem PCI kann das UE die Standorte der vorgenannten DL-RS bestimmen. Der physische Sendekanal (physical Broadcast Channel; PBCH) befindet sich innerhalb der Symbole 0, 1, 2, 3 von Zeitfenster 1 des Subframe 0 eines Frames und trägt einen Master-Informationsblock (MIB). Der MIB stellt eine Reihe von RBs in der DL-Systembandbreite, eine PHICH-Konfiguration und eine System-Frame-Nummer (SFN) zur Verfügung. Der physische Downlink Shared Channel (PDSCH) trägt Nutzerdaten, Broadcast-Systeminformationen, die nicht über den PBCH übertragen werden, wie z.B. Systeminformationsblöcke (SIBs) und Paging-Meldungen.
  • 2D zeigt ein Beispiel für verschiedene Kanäle innerhalb eines UL-Subframes eines Frames. Ein physischer Random Access Channel (PRACH) kann sich innerhalb von einem oder mehreren Subframes eines Frames befinden, basierend auf der PRACH-Konfiguration. Der PRACH kann sechs aufeinanderfolgende RB-Paare innerhalb eines Subframes enthalten. Der PRACH ermöglicht dem UE den initialen Systemzugriff und die UL-Synchronisation. Ein physischer Uplink-Steuerkanal (PUCCH) kann sich an Rändern der UL-Systembandbreite befinden. Der PUCCH trägt Uplink-Steuerungsinformationen (uplink control information; UCI), wie z.B. Terminierungsanforderungen, einen Kanalqualitätsindikator (channel quality indicator; CQI), einen Vorcodierungsmatrixindikator (precoding matrix indicator; PMI), einen Rangindikator (RI) und eine HARQ ACK/NACK-Rückmeldung. Der PUSCH trägt Daten und kann zusätzlich dazu verwendet werden, um einen Pufferstatusbericht (Buffer Status Report; BSR), einen Power Headroom Report (PHR) und/oder UCI zu transportieren.
  • Um die Positionsbestimmung eines UE durchzuführen, das auf ein oder mehrere drahtlose Mobilfunknetze zugreift (z.B. ein Mobilfunknetz), führen mehrere Lösungsansätze eine Trilateration durch, die auf der Verwendung von Timing-Informationen basiert, die zwischen jeder von mehreren Basisstationen und einem UE, beispielsweise einem Mobiltelefon, gesendet werden. Ein Lösungsansatz, den man als Advanced Forward Link Trilateration (AFLT) in CDMA, Enhanced Observed Time Difference (E-OTD) in GSM oder Observed Time Difference of Arrival (OTDOA) in WCDMA und LTE bezeichnet, misst in dem UE die relativen Ankunftszeiten von Signalen, die von jeder einzelnen Basisstation gesendet werden. Diese Zeiten können an einen Positionsbestimmungs-Server (z.B. an eine Positionsbestimmungseinheit (PDE) in CDMA oder an ein evolved serving mobile location center (E-SMLC) in LTE) übertragen werden, wo die Position des UE anhand dieser Empfangszeiten berechnet wird. Die Sendezeiten an diese Basisstationen sind so aufeinander abgestimmt, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt Tageszeiten, die mehreren Basisstationen zugeordnet sind, innerhalb einer vorgegebenen Fehlergrenze liegen. Anhand der genauen Positionen der Basisstationen und der Empfangszeiten wird die Position des UE bestimmt.
  • 3 zeigt ein Beispiel für ein OTDOA-System, bei dem die Empfangszeiten (TR1, TR2 und TR3) von Positionsbestimmungs-Referenzsignalen der Basisstationen 102 bei dem UE 104 gemessen werden. Aus diesen Zeitdaten kann dann die Position des UE 104 berechnet werden. Eine solche Berechnung kann bei dem UE 104 oder bei einem Positionsbestimmungs-Server 315 durchgeführt werden, wenn die von dem UE 104 auf diese Weise gewonnenen Zeitinformationen an den Positionsbestimmungs-Server 315 übertragen werden. Der Positionsbestimmungs-Server 315 kann ein E-SMLC sein. Typischerweise werden die Empfangszeiten über eine der Basisstationen 102 an einen Positionsbestimmungs-Server 315 übermittelt. Der Positionsbestimmungs-Server 315 ist gekoppelt, um Daten von den Basisstationen 102 über eine oder mehrere MME 162 zu empfangen. Der Positionsbestimmungs-Server 315 kann einen Almanach-(BSA)-Server enthalten, der den Standort der Basisstationen 102 und/oder den Abdeckungsbereich der Basisstationen 102 und/oder geringfügige Unterschiede in den Signalübertragungszeiten zwischen beliebigen Paaren von Basisstationen 102 bereitstellt. Alternativ können der Positionsbestimmungs-Server 315 und der BSA-Server voneinander getrennt sein; und der Positionsbestimmungs-Server 315 kommuniziert mit der Basisstation 102, um den Almanach bzw. Kalender der Basisstation für die Positionsbestimmung zu erhalten. In gewissen Konfigurationen kann der Positionsbestimmungs-Server 315 auch Übertragungen von mehreren der Basisstationen 102 überwachen, entweder direkt oder mit Hilfe externer Messeinheiten, in dem Versuch, das relative Timing dieser Übertragungen zu bestimmen.
  • Nach einem anderen Lösungsansatz, der Uplink-Ankunftszeit (Uplink Time of Arrival; UTOA) genannt wird, werden die Empfangszeiten eines Signals von einem UE 104 an mehreren Basisstationen 102 gemessen. 3 betrifft diesen Fall, falls die Pfeile von TR1, TR2 und TR3 in die entgegengesetzte Richtung zeigen. Diese Zeitdaten können dann an den Positionsbestimmungs-Server 315 übermittelt werden, um die Position des UE 104 zu berechnen.
  • Eine dritte Methode zur Positionsbestimmung beinhaltet in dem UE 104 die Verwendung von Schaltkreisen für das GPS-System (Global Positioning Satellite) der USA oder für andere Satellitenpositionierungssysteme (SPS), beispielsweise das russische GLONASS-System und das vorgeschlagene europäische Galileo-System oder für eine Kombination von Satelliten und Pseudoliten.
  • Weiterhin sind Pseudolite bodengebundene Sender, die einen PN-Code (ähnlich einem GPS-Signal) aussenden, der auf ein L-Band-Trägersignal aufmoduliert wird, das in der Regel mit der SPS-Zeit synchronisiert ist. Jedem Sender kann ein eindeutiger PN-Code zugeordnet sein, um eine Identifizierung durch ein UE 104 zu ermöglichen. Pseudolite sind in Situationen nützlich, in denen SPS-Signale von einem umlaufenden Satelliten nicht verfügbar sein könnten, wie z.B. in Tunneln, Minen, Gebäuden oder anderen geschlossenen Bereichen.
  • Der Begriff „Satellit“, wie er hier verwendet wird, soll Pseudolite oder Äquivalente von Pseudoliten mit umfassen. Der Begriff GPS-Signale, wie er hier verwendet wird, soll SPS-Signale und SPS-ähnliche Signale von Pseudoliten oder Äquivalenten von Pseudoliten mit umfassen. Ebenso sind die Begriffe GPS-Satellit und GPS-Empfänger, wie diese hier verwendet werden, dazu gedacht, um andere SPS-Satelliten und SPS-Empfänger mit zu umfassen. Verfahren, die einen SPS-Empfänger zur Positionsbestimmung eines UE 104 verwenden, können völlig autonom sein (wobei der SPS-Empfänger ohne jegliche Unterstützung die Position des UE 104 bestimmt) oder diese können das drahtlose Netzwerk zur Bereitstellung von Hilfsdaten oder zur Mitwirkung bei der Positionsberechnung nutzen.
  • Beispielsweise werden nach einer Technik genaue Zeitinformationen aus Mobiltelefon-Sendesignalen gewonnen und in Kombination mit SPS-Signalen dazu verwendet, um die Position des Empfängers zu bestimmen. Bei einer anderen Technik werden Doppler-Frequenzverschiebungen von im Sichthorizont befindlichen Satelliten an den Empfänger auf dem UE 104 gesendet, um die Position des UE 104 zu bestimmen. Bei einer weiteren Technik werden die Satelliten-Almanach-Daten (oder Ephemeriden-Daten) an einen Empfänger gesendet, um dem Empfänger zu helfen, seine Position zu bestimmen. Bei einer anderen Technik wird auf ein präzises Trägerfrequenzsignal eines zellenbasierten Telefonsystems synchronisiert, um ein Referenzsignal beim Empfänger für die SPS-Signalerfassung bereitzustellen. Bei einer anderen Technik wird eine ungefähre Position eines Empfängers verwendet, um einen ungefähres Dopplersignal zur Reduzierung der SPS-Signalverarbeitungszeit zu bestimmen. Bei einer Technik werden verschiedene Aufzeichnungen einer empfangenen Satellitendatennachricht miteinander verglichen, um einen Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem eine der Aufzeichnungen bei einem Empfänger empfangen wurde, um die Position des Empfängers zu bestimmen. Bei bestimmten Ausführungsformen sind sowohl der Mobilfunkempfänger als auch der SPS-Empfänger in ein und dasselbe Gehäuse integriert und diese können sogar elektronische Schaltkreise gemeinsam verwenden.
  • Nach einer weiteren Variante der vorgenannten Verfahren wird die Laufzeit für das Hinsenden und Zurücksenden (Round Trip Delay; RTD) von Signalen bestimmt (z.B. von der Basisstation 102), die von der Basisstation 102 an das UE 104 gesendet und dann zurück gesendet werden. Nach einem ähnlichen, aber alternativen Verfahren wird die Laufzeit für das Hinsenden und Zurücksenden (beispielsweise von dem UE 104) für Signale bestimmt, die von dem UE 104 an die Basisstation 102 gesendet und dann zurück gesendet werden. Jede dieser Laufzeiten für das Hinsenden und Zurücksenden wird durch zwei geteilt, um eine Schätzung der Ausbreitungslaufzeit in eine Richtung zu ermitteln. Die Kenntnis der Position der Basisstation 102 plus die Laufzeit für das Senden in einer Richtung schränkt die Position des UE 104 auf einen Kreis auf der Erde ein. Zwei solcher Messungen von verschiedenen Basisstationen 102 aus ergeben dann den Schnittpunkt von zwei Kreisen, was wiederum die Position auf zwei Punkte auf der Erde einschränkt. Eine dritte Messung (sogar ein Ankunftswinkel oder eine Zellensektor-Identifikation) löst diese Mehrdeutigkeit auf.
  • Eine Kombination von OTDOA oder U-TDOA mit einem SPS-System kann als „hybrides“ System bezeichnet werden. In einem hybriden System wird die Position eines zellenbasierten Transceivers aus einer Kombination von mindestens einer der folgenden Messgrößen bestimmt: i) einer Zeitmessung, die eine Reisezeit einer Nachricht in den zellenbasierten Kommunikationssignalen zwischen dem zellenbasierten Transceiver und einem Kommunikationssystem darstellt; und ii) einer Zeitmessung, die eine Reisezeit eines SPS-Signals darstellt.
  • Eine Höhenunterstützung wurde in verschiedenen Verfahren zur Positionsbestimmung eines UE 104 eingesetzt. Die Höhenunterstützung basiert typischerweise auf einer Pseudo-Messung der Höhe. Das Wissen um die Höhe einer Position eines UE 104 schränkt die möglichen Positionen des UE 104 auf eine Oberfläche einer Kugel (oder eines Ellipsoids) ein, deren Mittelpunkt sich im Mittelpunkt der Erde befindet. Dieses Wissen kann dazu genutzt werden, um die Anzahl unabhängiger Messungen zur Bestimmung der Position des UE 104 zu reduzieren. So kann z.B. eine geschätzte Höhe aus den Informationen eines Zellenobjekts ermittelt werden, bei dem es sich um eine Zellenposition handeln kann, die einen Zellenstandort-Sender einnimmt, der mit dem UE 104 in Verbindung steht.
  • Positionsbestimmungstechniken zur Bestimmung einer geschätzten Position können in Verbindung mit verschiedenen drahtlosen Kommunikationsnetzwerken eingesetzt werden, beispielsweise mit einem drahtlosen Weitverkehrsnetz (WWAN), einem drahtlosen lokalen Netzwerk (WLAN), einem drahtlosen persönlichen Bereichsnetzwerk (WPAN) usw. Die Begriffe „Netzwerk“ und „System“ werden häufig synonym verwendet. Ein WWAN kann ein Codemultiplex-Vielfachzugriff-Netzwerk (Code Division Multiple Access; CDMA), ein Zeitmultiplex-Vielfachzugriff-Netzwerk (Time Division Multiple Access; TDMA), ein Frequenzmultiplex-Vielfachzugriff-Netzwerk (Frequency Division Multiple Access; FDMA), ein orthogonales Frequenzmultiplex-Vielfachzugriff-Netzwerk (Orthogonal Frequency Division Multiple Access; OFDMA), ein Einzelträger-Frequenzmultiplex-Vielfachzugriff-Netzwerk (Single-Carrier Frequency Division Multiple Access; SC-FDMA), ein Long Term Evolution (LTE) Netzwerk, ein WiMAX (IEEE 802.16) Netzwerk usw. sein.
  • Ein CDMA-Netzwerk kann eine oder mehrere Funkzugangstechnologien (RATs), wie beispielsweise cdma2000, Wideband-CDMA (W-CDMA) usw. realisieren. Cdma2000 beinhaltet die Standards IS-95, IS-2000 und IS-856. Ein TDMA-Netz kann mit einem GSM-System (Global System for Mobile Communications; GSM), und einem digitalen AMPS-System (Digital Advanced Mobile Phone; D-AMPS) oder mit einer anderen Funkzugangstechnologie (RAT) realisiert werden. GSM-, W-CDMA- und LTE-Standards sind in Dokumenten des Konsortiums „3rd Generation Partnership Project“ (3GPP) beschrieben. Der cdma2000-Standard wird in Dokumenten des Konsortiums „3rd Generation Partnership Project 2“ (3GPP2) beschrieben. Die Dokumente zu 4GPP und zu 4GPP2 sind öffentlich zugänglich. WLAN kann mit einem IEEE 802.11x Standard realisiert werden. WPAN kann mit einem Bluetooth-Standard, einem IEEE 802.15x-Standard oder einem anderen Standard realisiert werden. Diese Techniken können auch in Verbindung mit einer beliebigen Kombination aus WWAN, WLAN und/oder WPAN realisiert werden.
  • Ein Satellitennavigationssystem (SPS) umfasst typischerweise ein System von Sendern, die so positioniert sind, dass die Einheiten ihre Position auf oder oberhalb der Erde bestimmen können, und diese basieren zumindest teilweise auf Signalen, die von den Sendern empfangen werden. Ein solcher Sender sendet typischerweise ein Signal aus, das mit einem sich wiederholenden Pseudozufallsrauschen-Code (pseudo-random noise code; PN-Code) einer vorbestimmten Anzahl von Chips gekennzeichnet ist, und dieser kann sich auf Bodenkontrollstationen, Nutzerendgeräten und/oder Raumfahrzeugen befinden. In einem speziellen Beispiel können sich solche Sender auf um die Erde umlaufenden Satellitenfahrzeugen (SVs) befinden. Beispielsweise kann ein SV in einer Konstellation eines globalen Navigationssatellitensystems (GNSS), wie beispielsweise dem Global Positioning System (GPS), Galileo, GLONASS oder Compass, ein Signal aussenden, das mit einem PN-Code gekennzeichnet ist, der von PN-Codes unterschieden werden kann, die von anderen SVs in der Konstellation ausgesendet werden (beispielsweise mit einem PN-Code mit unterschiedlichen Phasen, mit unterschiedlichen PN-Codes für jeden Satelliten, wie dies in GPS der Fall ist, oder mit demselben Code auf verschiedenen Frequenzen, wie dies bei GLONASS der Fall ist). Nach gewissen Gesichtspunkten sind die hier vorgestellten Techniken nicht auf globale Systeme (z.B. GNSS) für ein SPS beschränkt. Zum Beispiel können die hier vorgestellten Techniken auf diverse regionale Systeme (z.B. Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) über Japan, Indian Regional Navigational Satellite System (IRNSS) über Indien, Beidou über China, etc.) und/oder diverse Verbesserungssysteme (beispielsweise auf ein satellitengestütztes Verbesserungssystem (satellite based augmentation system; SBAS)) angewendet werden, das einem oder mehreren globalen und/oder regionalen Navigationssatellitensystemen zugeordnet ist, oder diese können anderweitig aktiviert werden. Beispielsweise kann ein SBAS-System ein oder mehrere Verbesserungssysteme umfassen, die Integritätsinformationen, differentielle Korrekturen usw. liefern (z.B. Wide Area Augmentation System (WAAS), European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS), Multifunctional Satellite Augmentation System (MSAS), GPS Aided Geo Augmented Navigation oder GPS and Geo Augmented Navigation System (GAGAN), und/oder dergleichen). So, wie hierin verwendet, kann SPS oder GPS jede beliebige Kombination eines oder mehrerer globaler und/oder regionaler Navigationssatellitensysteme und/oder Verbesserungssysteme umfassen, und SPS-Signale können SPS-Signale, SPS-ähnliche Signale und/oder andere Signale mit umfassen, die mit einem oder mehreren solcher SPS im Zusammenhang stehen.
  • Wie hierin verwendet, bezeichnet ein UE 104 ein Gerät, wie beispielsweise ein mobiles Gerät, ein Mobiltelefon oder ein anderes drahtloses Kommunikationsgerät, ein persönliches Kommunikationssystem (PCS), ein persönliches Navigationsgerät (PND), einen Personal Information Manager (PIM), einen Personal Digital Assistant (PDA), einen Laptop, ein Tablett, ein Smartbook, ein Smartphone, ein Netbook oder ein anderes geeignetes Gerät, das drahtlose Kommunikations- und/oder Navigationssignale empfangen kann. Unter dem Begriff UE sind auch Geräte zu verstehen, die mit einem persönlichen Navigationsgerät (personal navigation device; PND) kommunizieren, wie z.B. über eine kurzreichweitige Funk-, Infrarot- oder drahtgebundene Verbindung oder über andere Verbindungen, und zwar unabhängig davon, ob ein Satellitensignalempfang, ein Assistenzdatenempfang und/oder eine positionsbezogene Verarbeitung bei dem UE 104 oder an anderer Stelle (remote) erfolgt. Außerdem schließt ein UE 104 sämtliche Geräte, einschließlich von drahtlosen Kommunikationsgeräten, Computern, Laptops usw. mit ein, die in der Lage sind, mit einem Server über das Internet, Wi-Fi oder ein anderes Netzwerk zu kommunizieren, und zwar unabhängig davon, ob ein Satellitensignalempfang, ein Assistenzdatenempfang und/oder eine positionsbezogene Verarbeitung bei dem UE 104, bei einem Server oder bei einem anderen Gerät erfolgt, das dem Netzwerk zugeordnet ist. Jede beliebige betriebsfähige Kombination der vorgenannten Geräte kann ebenfalls als ein UE angesehen werden. Ein UE kann auch als ein Nutzer-Endgerät (user equipment; UE) bezeichnet werden.
  • 4 ist ein Blockschaltbild eines eNB 410, der mit einem UE 450 in einem Zugangsnetzwerk in Verbindung steht. In dem DL können IP-Pakete von dem EPC 160 an einen Controller/Prozessor 475 übergeben werden. Der Controller/Prozessor 475 realisiert die Layer-3- und Layer-2-Funktionalität. Layer-3 beinhaltet eine Schicht für die Funkressourcenkontrolle (radio resource control; RRC) und Layer-2 beinhaltet eine Schicht für das Paketdatenkonvergenzprotokoll (packet data convergence protocol; PDCP), eine Schicht für die Funkverbindungssteuerung (radio link control; RLC) und eine Schicht für die Medienzugriffskontrolle (medium access control; MAC). Der Controller/Prozessor 475 stellt eine RRC-Layer-Funktionalität in Verbindung mit der Übertragung von Systeminformationen (z.B. MIB, SIBs), eine RRC-Verbindungssteuerung (z.B. RRC-Verbindungs-Paging, RRC-Verbindungsaufbau, RRC-Verbindungsänderung und RRC-Verbindungsfreigabe), Inter-RAT-Mobilität (inter radio access technology (RAT) mobility) und eine Messkonfiguration für UE-Messberichte, PDCP-Layer-Funktionalität in Verbindung mit Header-Komprimierung / - Dekomprimierung, Sicherheit (Verschlüsselung, Entschlüsselung, Integritätsschutz, Integritätsprüfung) und Handover-Unterstützungsfunktionen; RLC-Layer-Funktionalität, die mit der Übertragung von Dateneinheiten (PDUs) der oberen Schicht, Fehlerkorrektur durch ARQ, Verkettung, Segmentierung und Neuzusammenstellung von RLC-Service-Dateneinheiten (SDUs), Neusegmentierung von RLC-Daten-PDUs und Neuordnung von RLC-Daten-PDUs im Zusammenhang steht; und eine MAC-Layer-Funktionalität bereit, die mit dem Mapping zwischen logischen Kanälen und Transportkanälen, Multiplexing von MAC-SDUs auf Transportblöcke (TBs), Demultiplexing von MAC-SDUs aus TBs, Scheduling Information Reporting, Fehlerkorrektur durch HARQ, Prioritätsbehandlung und logische Kanalpriorisierung im Zusammenhang steht.
  • Der Sende-(TX)-Prozessor 416 und der Empfangs-(RX)-Prozessor 470 realisieren eine Layer-1-Funktionalität, die mit verschiedenen Signalverarbeitungsfunktionen im Zusammenhang steht. Schicht (Layer) 1, die eine physische (PHY) Schicht enthält, kann eine Fehlererkennung auf den Transportkanälen, Vorwärtsfehlerkorrektur (forward error correction; FEC) Kodierung/Dekodierung der Transportkanäle, Verschachtelung, Taktanpassung, Mapping auf physische Kanäle, Modulation/Demodulation physischer Kanäle und MIMO-Antennenverarbeitung beinhalten. Der TX-Prozessor 416 bearbeitet das Mapping auf Signalkonstellationen basierend auf verschiedenen Modulationsschemata (z.B. binäre Phasenverschiebungstastung (binary phase-shift keying; BPSK), Quadratur-Phasenverschiebungstastung (quadrature phase-shift keying; QPSK), M-Phasenverschiebungstastung (M-phase-shift keying; M-PSK), M-Quadratur-Amplitudenmodulation (M-quadrature amplitude modulation; M-QAM)). Die kodierten und modulierten Symbole können dann in parallele Datenströme aufgeteilt werden. Jeder Strom kann dann auf einen OFDM-Unterträger abgebildet, mit einem Referenzsignal (z.B. Pilot) im Zeit- und/oder Frequenzbereich gemultiplext und dann mit einer Inverse Fast Fourier Transformation (IFFT) kombiniert werden, um einen physischen Kanal zu erzeugen, der einen OFDM-Symboldatenstrom im Zeitbereich trägt. Der OFDM-Symboldatenstrom ist räumlich vorcodiert, um mehrere räumliche Datenströme zu erzeugen. Kanalschätzungen aus einem Kanalschätzer 474 können zur Bestimmung des Kodierungs- und Modulationsschemas sowie zur räumlichen Verarbeitung verwendet werden. Die Kanalschätzung kann von dem UE 450 von einem Referenzsignal und/oder einer Kanalzustandsrückmeldung abgeleitet werden, die gesendet wird. Jeder räumliche Datenstrom kann dann über einen separaten Sender 418TX einer anderen Antenne 420 zugeführt werden. Jeder Sender 418TX kann einen HF-Träger mit einem entsprechenden räumlichen Datenstrom für die Übertragung modulieren.
  • Auf der Seite des UE 450 empfängt jeder Empfänger 454RX ein Signal über seine jeweilige Antenne 452. Jeder Empfänger 454RX gewinnt die auf einen HF-Träger modulierten Informationen zurück und stellt diese dem Empfangsprozessor 456 zur Verfügung. Der TX-Prozessor 468 und der RX-Prozessor 456 realisieren eine Layer-1-Funktionalität, die mit verschiedenen Signalverarbeitungsfunktionen zugeordnet ist. Der RX-Prozessor 456 kann die Informationen räumlich verarbeiten, um sämtliche für das UE 450 bestimmten räumlichen Datenströme wiederherzustellen. Wenn mehrere räumliche Datenströme für das UE 450 bestimmt sind, können diese von dem RX-Prozessor 456 zu einem einzigen OFDM-Symboldatenstrom zusammengefasst werden. Der RX-Prozessor 456 wandelt dann den OFDM-Symboldatenstrom mit Hilfe einer Fast Fourier Transformation (FFT) vom Zeitbereich in den Frequenzbereich um. Das Signal im Frequenzbereich besteht aus einem separaten OFDM-Symboldatenstrom für jeden Unterträger des OFDM-Signals. Die Symbole auf jedem Unterträger und das Referenzsignal werden durch Bestimmung der wahrscheinlichsten Signalkonstellationspunkte, die von dem eNB 410 übertragen bzw. gesendet werden, wiederhergestellt und demoduliert. Diese weichen Entscheidungen können auf Kanalschätzungen basieren, die von dem Kanalschätzer 458 berechnet wurden. Die weichen Entscheidungen werden dann dekodiert und deinterleaved bzw. entschachtelt, um die Daten und Steuersignale wiederherzustellen, die ursprünglich von dem eNB 410 auf dem physischen Kanal übertragen wurden. Die Daten und Steuersignale werden dann dem Kommunikationsprozessor 459 zur Verfügung gestellt, der die Layer-3- und Layer-2-Funktionalität realisiert.
  • Der Kommunikationsprozessor 459 kann einem Speicher 460 zugeordnet sein, der Programmcodes und Daten speichert. Der Speicher 460 kann als computerlesbares Medium bezeichnet werden. In dem UL stellt der Kommunikationsprozessor 459 ein Demultiplexing zwischen Transportkanälen und logischen Kanälen, eine erneute Paketbildung (packet reassembly), Entschlüsselung, Header-Dekompression und Steuersignalverarbeitung zur Verfügung, um IP-Pakete von dem EPC 160 wiederherzustellen. Der Kommunikationsprozessor 459 ist auch für die Fehlererkennung mittels ACK- und/oder NACK-Protokoll zur Unterstützung von HARQ-Operationen zuständig.
  • Vergleichbar zur Funktionalität, die im Zusammenhang mit der DL-Übertragung durch den eNB 410 beschrieben wurde, stellt der Kommunikationsprozessor 459 eine RRC-Layer-Funktionalität zur Verfügung, die mit einer Systeminformationerfassung (z.B. MIB, SIBs), RRC-Verbindungen und Messberichte; einer PDCP-Layer-Funktionalität in Verbindung mit Header-Komprimierung/-Dekomprimierung und Sicherheit (Verschlüsselung, Entschlüsselung, Integritätsschutz, Integritätsprüfung); einer RLC-Layer-Funktionalität im Zusammenhang mit der Übertragung von PDUs der oberen Schicht, Fehlerkorrektur durch ARQ, Verkettung, Segmentierung und Zusammenbau von RLC-SDUs, Neusegmentierung von RLC-Daten-PDUs und Neuordnung bzw. Neusegmentierung von RLC-Daten-PDUs; und einer MAC-Layer-Funktionalität im Zusammenhang steht, die mit dem Mapping zwischen logischen Kanälen und Transportkanälen, Multiplexing von MAC-SDUs auf TBs, Demultiplexing von MAC-SDUs aus TBs, Synchronisationsinformationsberichten (scheduling information reporting), Fehlerkorrektur durch HARQ, Prioritätsbehandlung und Logikkanal-Priorisierung im Zusammenhang steht.
  • Kanalschätzungen, die von einem Kanalschätzer 458 aus einem Referenzsignal oder Feedbacksignal, das von dem eNB 410 gesendet wird, abgeleitet werden, können vom TX-Prozessor 468 dazu verwendet werden, um die geeigneten Kodierungs- und Modulationsschemata auszuwählen und die räumliche Verarbeitung zu erleichtern. Die vom TX-Prozessor 468 erzeugten räumlichen Datenströme können über separate Sender 454TX an verschiedene Antennen 452 weitergeleitet werden. Jeder Sender 454TX kann einen HF-Träger mit einem entsprechenden räumlichen Datenstrom für die Übertragung modulieren.
  • Die UL-Übertragung wird beim eNB 410 in ähnlicher Weise verarbeitet, wie dies im Zusammenhang mit der Empfängerfunktion auf der Seite des UE 450 beschrieben worden ist. Jeder Empfänger 418RX empfängt ein Signal über seine jeweilige Antenne 420. Jeder Empfänger 418RX gewinnt die auf einen HF-Träger aufmodulierten Informationen zurück und stellt diese einem RX-Prozessor 470 zur Verfügung.
  • Der Controller/Prozessor 475 kann einem Speicher 476 zugeordnet sein, der Programmcodes und Daten speichert. Der Speicher 476 kann als computerlesbares Medium bezeichnet werden. Im UL stellt der Controller/Prozessor 475 ein Demultiplexing zwischen Transportkanälen und Logik-Kanälen, einen erneuten Paketaufbau bzw. Paketneuordnung, Entschlüsselung, Header-Dekompression, Steuersignalverarbeitung zur Rückgewinnung von IP-Paketen von dem UE 450 zur Verfügung. IP-Pakete vom Controller/Prozessor 475 können dem EPC 160 zur Verfügung gestellt werden. Der Controller/Prozessor 475 ist auch für die Fehlererkennung mittels ACK- und/oder NACK-Protokoll zur Unterstützung von HARQ-Operationen zuständig.
  • Wenngleich 4 ein beispielhaftes eNB 410 zeigt, können andere Basisstationen 102, beispielsweise ein drahtloser Zugangspunkt (Wireless LAN Access Point; AP), eine Femtozelle, usw., einen Zugangspunkt (Access Point) für Basisstationssignale über eine Zugangspunkt-Kommunikationsverbindung bereitstellen. Die Kommunikationsantennen 452 können dafür ausgelegt sein, um Signale von verschiedenen Typen von Basisstationen 102 (z.B. Mobilfunk-Basisstationen und Wireless LAN-Zugangspunkten) zu empfangen. Kommunikationssignal-Verarbeitungsmodule des UE 450 können separate und voneinander getrennte Antennen für den Empfang von Signalen unterschiedlicher Luftschnittstellen verwenden. Die Kommunikationssignal-Verarbeitungsmodule können die Kommunikationsantennen 452, die RX-Prozessoren 456, die TX-Prozessoren 468 und den Kommunikationsprozessor 459 mit umfassen. Weiterhin können die Kommunikationssignal-Verarbeitungsmodule separate und voneinander getrennte Komponenten für die zumindest teilweise Verarbeitung der empfangenen Funksignale verwenden und einige Komponenten für die Verarbeitung der Funksignale von unterschiedlichen Luftschnittstellen verwenden. Beispielsweise können die Kommunikations-Signalverarbeitungsmodule getrennte Schaltkreise für die HF-Signalverarbeitung aufweisen und dieselben Datenprozessor-Ressourcen nutzen. Die Kommunikationssignal-Verarbeitungsmodule können in Form von mehreren Empfängern und Sendern für verschiedene drahtlose Netzwerke realisiert werden. Beispielsweise können die Module zur Verarbeitung von Kommunikationssignalen einen Transceiver-Abschnitt zum Empfangen und/oder Senden von Mobilfunksignalen und einen weiteren Transceiver-Abschnitt zum Empfangen und/oder Senden von Wi-Fi-Signalen beinhalten. Die Kommunikationssignal-Verarbeitungsmodule sind mit der Kommunikationsantenne 452 gekoppelt. Aus dieser Beschreibung ergeben sich für einen Fachmann zahlreiche Kombinationen und Variationen des kombinierten Empfängers.
  • Das UE 450 verfügt außerdem über einen GNSS-Empfänger 484. Der GNSS-Empfänger 484 verarbeitet GNSS-Signale, die von GNSS-Satelliten 493 erzeugt werden. Der GNSS-Empfänger 484 enthält einen GPS-Erfassungs- und Tracking-Schaltkreis, der mit einer GNSS-Antenne 482 gekoppelt ist. GNSS-Signale (z.B. von einer Satellitenkommunikationsverbindung 495, die von GNSS-Satelliten 493 gesendet wird) werden über die GNSS-Antenne 482 und den GNSS-Empfänger 484 empfangen und in den GNSS-Prozessor 486 eingespeist, der die PN-Codes (Pseudozufallsrauschen) für verschiedene GNSS-Satelliten 493 erfasst. Die vom GNSS-Prozessor 486 erzeugten Daten (z.B. Korrelationsindikatoren) können vom Kommunikationsprozessor 459 für die Übertragung (z.B. von GPS-Pseudoentfernungen (pseudo ranges)) durch die Kommunikationssignal-Verarbeitungsmodule weiter verarbeitet werden. Die Kommunikationssignal-Verarbeitungsmodule können als Mittel zum Empfangen von Kommunikationssignalen von einem drahtlosen Netzwerk dienen, beispielsweise von Assistenzdaten.
  • Nach einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung können die Kommunikationssignal-Verarbeitungsmodule mit einer Vielzahl unterschiedlicher Luftschnittstellen (z.B. IEEE 802.11, Bluetooth, UWB, TD-SCDMA, iDEN, HDR, TDMA, GSM, CDMA, W-CDMA, UMTS, LTE, WiMAX oder andere ähnliche Netzwerke) für die Kommunikation verwendet werden (z.B. über eine Mobilfunk-Basisstation oder eine Zugangspunkt-Kommunikationsverbindung). Nach einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung können die Kommunikationssignal-Verarbeitungsmodule mit einer Luftschnittstelle für die Kommunikation verwendet werden und diese können dazu verwendet werden, um Signale mit anderen Luftschnittstellen zu empfangen. Nach einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung können die Kommunikationssignal-Verarbeitungsmodule mit einer Luftschnittstelle für die Kommunikation verwendet werden, während diese auch mit Signalen in einer anderen Luftschnittstelle verwendet werden können, um Zeitindikatoren (z.B. Synchronisations-Frames oder eine Systemzeit) zu extrahieren oder einen lokalen Schwingkreis des UE 450 zu kalibrieren.
  • Gemäß bestimmten Konfigurationen des UE 450 werden die vom GNSS-Empfänger 484 generierten Standortdaten über eine zellgebundene Basisstations-Kommunikationsverbindung oder über eine Zugangspunkt-Kommunikationsverbindung an einen Server übertragen. Ein Positionsbestimmungs-Server 315 ermittelt dann die Position des UE 450 anhand der Standort- bzw. Positionsdaten des UE 450, anhand des Zeitpunktes, zu dem die Positionsdaten gemessen wurden, und anhand der Ephemeriden-Daten, die vom GNSS-Empfänger 484 oder von anderen Quellen solcher Daten empfangen wurden. Die Positionsdaten können dann an Kommunikationssignal-Verarbeitungsmodule in dem UE 450 oder an andere entfernte Standorte zurück gesendet werden.
  • Darüber hinaus verfügt das UE 450 über einen Schwingkreis 481, der mit dem Kommunikationsprozessor 459 kommuniziert. Der Schwingkreis 481 stellt den Kommunikationssignal-Verarbeitungsmodulen über den Kommunikationsprozessor 459 Synchronisations-Informationen (Timing Information) zur Verfügung. Das UE 450 verfügt außerdem über einen Schwingkreis 483, der mit dem GNSS-Prozessor 486 kommuniziert. Der Schwingkreis 483 stellt Synchronisations-Informationen für den GNSS-Prozessor 486 zur Verfügung. Weiterhin arbeiten der Schwingkreis 481 und der Schwingkreis 483 unabhängig voneinander. Das heißt, die Synchronisation, die von einem Schwingkreis zur Verfügung gestellt wird, ist möglicherweise nicht synchron mit dem anderen Schwingkreis. Um dieses Problem zu beheben, kommuniziert der Kommunikationsprozessor 459 über eine Synchronisationsverbindung 485 mit dem GNSS-Prozessor 486. Wie bereits beschrieben, kann der Kommunikationsprozessor 459 über die Synchronisationsverbindung 485 ein Synchronisationssignal an den GNSS-Prozessor 486 senden.
  • 5 zeigt ein Beispiel für ein hybrides Positionsbestimmungssystem. Zur Positionsbestimmung empfängt ein UE 104 Signale von einer Basisstation 102 (z.B. von einer zellengebundenen Basisstation) eines drahtlosen Netzwerks 521, von einer Basisstation 102 (z.B. von einer zellengebundenen Basisstation) eines drahtlosen Netzwerks 522 und/oder von einer Basisstation 102 (z.B. von einem Zugangspunkt (Access Point)) eines drahtlosen Netzwerks 623 (6). Wie vorstehend beschrieben, beinhaltet das UE 104 einen GNSS-Empfänger 484 zum Empfangen von GNSS-Signalen von GNSS-Satelliten 493. Außerdem kann das UE 104 bei der Bestimmung von Zeitmessungen Basisstation-Zeitmessungen (z.B. Pseudorange, Zeitdauer für das Hin- und Zurücksenden (Round Trip Time), Ankunftszeiten von Signalen und/oder Zeitdifferenzen bei der Ankunft von Signalen) durchführen, die auf den GNSS-Signalen und/oder den Funksignalen von einem oder mehreren der drahtlosen Netzwerke 521, 522 und 623 basieren.
  • Die Zeit- bzw. Synchronisationsmessung kann zur Bestimmung der Position des UE 104 verwendet werden. Es wird davon ausgegangen, dass im Allgemeinen jedes der drahtlosen Netzwerke 521, 522 und 623 eine Anzahl von Basisstationen 102 (z.B. Mobilfunk-Basisstationen oder drahtlose Zugangspunkte (Wireless Access Points)) aufweisen kann und diese mit unterschiedlichen Spezifikationen betrieben werden können. Beispielsweise können das drahtlose Netzwerk 521 und das drahtlose Netzwerk 522 dieselbe Art von Luftschnittstelle verwenden, die jedoch von verschiedenen Dienstanbietern betrieben wird. Das drahtlose Netzwerk 521 und das drahtlose Netzwerk 522 können mit den gleichen Kommunikationsprotokollen, aber mit unterschiedlichen Frequenzen betrieben werden. Das drahtlose Netzwerk 521 und das drahtlose Netzwerk 522 können von verschiedenen Dienstanbietern stammen, die unterschiedliche Arten von Luftschnittstellen verwenden (z. B. TDMA, GSM, CDMA, W-CDMA, UMTS, LTE, WiMAX, TD-SCDMA, iDEN, HDR, Bluetooth, UWB, IEEE 802.11 oder andere ähnliche Netzwerke). Alternativ können das drahtlose Netzwerk 521 und das drahtlose Netzwerk 522 vom gleichen Dienstanbieter betrieben werden, jedoch mit unterschiedlichen Arten von Luftschnittstellen.
  • Das UE 104 übermittelt Informationen, die aus den GNSS-Signalen der GNSS-Satelliten 493 und aus Informationen der Basisstationen 102 extrahiert wurden, an einen Positionsbestimmungs-Server 315. Die Informationen aus den GNSS-Signalen können zum Vergleich Pseudorange-Messungen und/oder einen Datensatz einer GPS-Nachricht enthalten, um den Zeitpunkt des Signalempfangs zu bestimmen. Die Informationen von den Basisstationen 102 können eine Identifikation, eine empfangene Signalstärke und/oder eine Zeitdauer für das Hin- und Zurücksenden eines Signals oder für das Senden eines Signals in nur einer Richtung für mindestens eine der Basisstationen 102 beinhalten. Gemäß einigen Ausführungsformen werden diese Informationen über eines der drahtlosen Netzwerke, beispielsweise über das drahtlose Netzwerk 521 oder über das drahtlose Netzwerk 522, an den Positionsbestimmungs-Server 315 übermittelt. Beispielsweise werden die Informationen an den Positionsbestimmungs-Server 315 übermittelt, wenn das UE 104 mit dem drahtlosen Netzwerk 522 verbunden ist oder wenn das UE 104 ein Teilnehmer des drahtlosen Netzwerks 522 aber kein Teilnehmer des drahtlosen Netzwerks 521 ist.
  • Der Positionsbestimmungs-Server 315 kann als einzelner Positionsbestimmungs-Server 315 für mehrere drahtlose Netzwerke gemeinsam genutzt werden. Alternativ kann der Positionsbestimmungs-Server 315 so getrennt werden, dass für jedes drahtlose Netzwerk ein Positionsbestimmungs-Server 315 existiert.
  • Weiterhin werden die Almanachdaten für das drahtlose Netzwerk 521 von einem ersten Almanach-Server 513 und für das drahtlose Netzwerk 522 von einem zweiten Almanach-Server 513 verwaltet. Alternativ kann ein Basisstations-Almanach-Server 513 die Almanachdaten sowohl für das drahtlose Netzwerk 521 als auch für das drahtlose Netzwerk 522 verwalten. Diese Almanachdaten können gemäß einer beispielhaften Ausführungsform einfach als eine Datenbank realisiert sein, die für jede Basisstation 102 einen Breiten- und Längengrad auflistet, der durch eine Identifikationsinformation spezifiziert wird.
  • Der Positionsbestimmungs-Server 315 kann die von dem UE 104 übermittelten Informationen und die Daten im Almanach von einem Netzwerk oder von beiden Netzwerken dazu verwenden, um die Position des UE 104 zu bestimmen. Der Positionsbestimmungs-Server 315 kann den Standort des UE 104 auf verschiedene Weise bestimmen. Beispielsweise kann der Positionsbestimmungs-Server 315 die Standorte der Basisstationen 102 von dem ersten Basisstations-Almanachserver 513 für das drahtlose Netzwerk 521 und/oder von dem zweiten Basisstations-Almanachserver 513 für das drahtlose Netzwerk 522 abrufen. Der Positionsbestimmungs-Server 315 kann die abgerufenen Standorte bzw. Positionen, die Entfernungsmessungen (die eine Entfernung zwischen dem UE 104 und den Basisstationen 102 anzeigen), die GPS-Pseudoentfernungs-Messungen und die GPS-Ephemerideninformationen dazu verwenden, um eine Position des UE 104 zu berechnen. Weiterhin können Entfernungsmessungen von einem einzigen drahtlosen Netzwerk und GPS-Pseudoentfernungs-Messungen kombiniert werden, um eine geschätzte Position eines UE 104 zu berechnen. Alternativ kann der Positionsbestimmungs-Server 315 nur terrestrische Entfernungsmessungen (oder andere Arten von Messungen wie z.B. Signalstärkemessungen) zu mehreren drahtlosen Zugangspunkten mehrerer drahtloser Netzwerke dazu verwenden, um die geschätzte Position zu berechnen, wenn viele (z.B. mehr als vier) solcher Entfernungsmessungen durchgeführt werden können; in diesem Fall ist es nicht erforderlich, GPS-Pseudoentfernung oder GPS-Ephemerideninformationen zu erhalten. Wenn GPS-Pseudoentfernungen zu GNSS-Satelliten 493 zur Verfügung stehen, können diese Pseudoentfernungen mit GPS-Ephemeriden kombiniert werden, die entweder von dem UE 104 oder von einer Sammlung von GPS-Referenzempfängern gewonnen wurden, um zusätzliche Informationen für die Berechnung der geschätzten Position zur Verfügung zu stellen.
  • Ein Backbone-Netz 520 kann lokale Netze, ein Intranet oder mehrere Intranets und das Internet für den Informationsaustausch zwischen den verschiedenen Einheiten umfassen. Darunter ist zu verstehen, dass der Positionsbestimmungs-Server 315, der erste Basisstations-Almanachserver 513 (für das drahtlose Netzwerk 521) und der zweite Basisstations-Almanachserver 513 (für das drahtlose Netzwerk 522) als ein einziges Serverprogramm oder als verschiedene Serverprogramme in einem einzigen Datenverarbeitungssystem oder in getrennten Datenverarbeitungssystemen (z.B. von verschiedenen Dienstanbietern gewartet und betrieben) realisiert werden können. Verschiedene Dienstanbieter können das drahtlose Netzwerk 521 und das drahtlose Netzwerk 522 betreiben, die von dem UE 104 zur Bestimmung einer geschätzten Position verwendet werden. Ein UE 104 kann Teilnehmer bei nur einem der drahtlosen Netzwerke sein, und somit kann das UE 104 dazu berechtigt sein, nur ein einziges drahtloses Netzwerk zu nutzen (und Zugang zu diesem zu haben). Es kann jedoch möglich sein, Signale aus dem nicht abonnierten drahtlosen Netzwerk zu empfangen, so dass es möglich ist, Entfernungsmessungen oder Signalstärkemessungen relativ zu drahtlosen Zugangspunkten in dem nicht abonnierten drahtlosen Netzwerk durchzuführen.
  • Ein konkretes Beispiel für diese Situation ist ein UE 104, das ein Tri-Mode-CDMA-Handy beinhaltet, das PCS-Frequenzbandsignale von zwei Dienstanbietern empfangen kann. Das UE 104 kann beispielsweise Signale von einem drahtlosen Netzwerk 521, das von einem ersten Dienstanbieter betrieben wird, und von einem drahtlosen Netzwerk 522, das von einem zweiten Dienstanbieter betrieben wird, empfangen und verarbeiten, aber der Nutzer muss sich bei beiden Dienstanbietern anmelden. Wenn der Nutzer nur bei dem ersten Dienstanbieter, nicht aber bei dem zweiten Dienstanbieter angemeldet ist, ist das UE 104 für diesen Nutzer berechtigt, mit dem drahtlosen Netzwerk 521, nicht aber mit dem drahtlosen Netzwerk 522 zu arbeiten. Befindet sich das UE 104 in einer Umgebung, in der nur eine Basisstation 102 aus dem drahtlosen Netzwerk 521 verfügbar ist und mit dem UE 104 drahtlos kommunizieren kann, in der aber zahlreiche Basisstationen 102 des drahtlosen Netzwerkes 522 innerhalb der Funkreichweite des UE 104 liegen, kann das UE 104 von einem Positionsbestimmungs-Server 315 über die eine Basisstation 102 des drahtlosen Netzwerkes 521 Satellitenunterstützungsdaten (falls gewünscht) beziehen. Das UE 104 kann GPS-Pseudoentfernungen, die bei dem UE 104 erhalten wurden, über die eine Basisstation 102 des drahtlosen Netzwerkes 521 an den Positionsbestimmungs-Server 315 senden. Es wird jedoch nicht möglich sein, mehr als eine Entfernungsmessung zu einer anderen Basisstation 102 zu erhalten, es sei denn, es werden Entfernungsmessungen zu einer oder mehreren Basisstationen 102 des drahtlosen Netzwerkes 522 durchgeführt. So kann das UE 104 Entfernungsmessungen zu den verfügbaren Basisstationen 102 des drahtlosen Netzwerkes 522 erhalten und dadurch mehrere Entfernungsmessungen (z.B. Entfernungen zwischen dem UE 104 und zwei Basisstationen 102 des drahtlosen Netzwerkes 522) bereitstellen, die für die Berechnung von geschätzten Positionen verwendet werden können.
  • Die Dienstanbieter können die Almanach-Informationen auf einem ersten Almanach-Server 513 für ein drahtloses Netzwerk 521 und auf einem zweiten Almanach-Server 513 für ein drahtloses Netzwerk 522 separat pflegen. Obwohl das UE 104 nur auf eines der drahtlosen Netzwerke Zugriff hat, kann der Positionsbestimmungs-Server 315 sowohl auf den ersten Almanachserver 513 der Basisstation als auch auf den zweiten Almanachserver 513 der Basisstation zugreifen. Nach der Bestimmung der Identitäten von Basisstationen 102 (z.B. der drahtlosen Zugangspunkte (Wireless Access Points)) sowohl des drahtlosen Netzwerks 521 als auch des drahtlosen Netzwerks 522 überträgt das UE 104 die Identifikationsinformationen der Basisstation an den Positionsbestimmungs-Server 315, der die Positionen der entsprechenden Basisstationen 102 mit Hilfe des ersten und zweiten Basisstations-Almanachservers 513 abruft, die zur Bestimmung der geschätzten Position des UE 104 verwendet werden können.
  • Alternativ ist die Zusammenarbeit zwischen den Dienstanbietern zum Austausch von Almanachdaten nicht erforderlich. Beispielsweise unterhält der Betreiber des Positionsbestimmungs-Servers 315 sowohl einen ersten Basisstations-Almanach-Server 513 (für das drahtlose Netzwerk 521) als auch einen zweiten Basisstations-Almanach-Server 513 (für das drahtlose Netzwerk 522). Zum Beispiel kann ein Betreiber einen Basisstations-Almanach-Server 513 durch einen Überwachungsprozess zum Erhalten der Almanachdaten oder durch einen Datenerfassungsprozess unter Verwendung der UEs 104 unterhalten.
  • Das UE 104 kann sowohl ein drahtloses Netzwerk 521 als auch ein drahtloses Netzwerk 522 für die Kommunikation mit dem Positionsbestimmungs-Server 315 verwenden (anstatt nur eines der drahtlosen Netzwerke für Kommunikationszwecke zu verwenden). Wie im Stand der Technik bekannt, können verschiedene Arten von Informationen zwischen dem UE 104 und dem Positionsbestimmungs-Server 315 zur Bestimmung einer geschätzten Position ausgetauscht werden. Beispielsweise stellt der Positionsbestimmungs-Server 315 für das UE 104 Doppler-Frequenzverschiebungsinformationen für GNSS-Satelliten 493 in Sichtweite des UE 104 (z.B. über das drahtlose Netzwerk 521) bereit. Anschließend stellt das UE 104 Pseudoentfernungs-Messungen für GNSS-Signale, die Identifikationsinformationen der Basisstationen 102 und zugehörige Entfernungsmessungen (z.B. Round-Trip-Zeitmessungen) für den Positionsbestimmungs-Server 315 über das drahtlose Netzwerk 522 zur Berechnung der geschätzten Position des UE 104 zur Verfügung.
  • Das UE 104 kann in der Lage sein, über mehr als ein drahtloses Netzwerk mit dem Positionsbestimmungs-Server 315 zu kommunizieren, wenn dieses sich im Erfassungsbereich dieser drahtlosen Netzwerke befindet. Der Kompromiss zwischen Kosten und Leistung kann jedoch die Kommunikation mit dem Server unter Verwendung von nur einem der drahtlosen Netzwerke vorgeben, während das/die drahtlose(n) Netzwerk(e) dazu verwendet wird/werden, um Messungen (z.B. Synchronisations-Messungen oder empfangene Signalpegel) oder andere Informationen (z.B. Zeitinformationen für Zeitstempelmessungen oder Kalibrierinformationen für die Synchronisation auf eine exakte Trägerfrequenz oder für die Kalibrierung eines lokalen Schwingkreises des UE 104) zu erhalten.
  • Die geschätzte Position des UE 104 kann am Positionsbestimmungs-Server 315 anhand der von dem UE 104 übermittelten Informationen ermittelt und anschließend an das UE 104 zurückgesendet werden. Alternativ kann das UE 104 die geschätzte Position auch mit Hilfe von begleitenden Daten des Positionsbestimmungs-Servers 315 berechnen (z.B. Doppler-Frequenzverschiebungen für GNSS-Satelliten 493, Positionen und Erfassungsbereiche von Basisstationen, differentielle GPS-Daten und/oder Höheninformationen).
  • 6 zeigt ein weiteres Beispiel für ein hybrides Positionsbestimmungssystem. Ein UE 104 kann mit dem Positionsbestimmungs-Server 315 über eine Basisstation 102 (z.B. eine Mobilfunk-Basisstation) eines drahtlosen Netzwerks 621, über eine Basisstation 102 (z.B. eine Mobilfunk-Basisstation) eines drahtlosen Netzwerks 622 und/oder über eine Basisstation 102 (z.B. über einen Zugangspunkt (Access Point)) eines drahtlosen Netzwerks 623 kommunizieren. Ein Verfahren zur Bestimmung der geschätzten Position des UE 104 kann GNSS-Signale (z.B. von einer Satellitenkommunikationsverbindung 495, die von GNSS-Satelliten 493 übertragen wird), drahtlose Signale von Basisstationen 102 des drahtlosen Netzwerks 621 und drahtlose Signale von Basisstationen 102 des drahtlosen Netzwerks 622 verwenden. Das drahtlose Netzwerk 622 kann von einem anderen Dienstanbieter betrieben werden oder eine andere Luftschnittstelle als das drahtlose Netzwerk 621 verwenden.
  • Normalerweise hat ein WLAN-Zugangspunkt (beispielsweise die Basisstation 102 des drahtlosen Netzwerks 623 oder andere ähnliche Sender mit niedriger Leistung) einen kleinen Erfassungsbereich. Der kleine Erfassungsbereich eines solchen Zugangspunkts ergibt, sofern vorhanden, eine sehr gute Abschätzung der Position des UE 104. Darüber hinaus befinden sich WLAN-Zugangspunkte typischerweise in der Nähe oder innerhalb von Gebäuden, wo die Verfügbarkeit anderer Signalarten (z.B. GNSS-Signale oder drahtlose Telefonsignale) gering sein kann. Wenn solche drahtlosen Signalübertragungen gemeinsam mit anderen Signalarten verwendet werden, kann die Leistung des Positionsbestimmungssystems erheblich verbessert werden.
  • Die Funksignale von verschiedenen drahtlosen Netzwerken können zur Positionsbestimmung verwendet werden. Aus den Funksignalen der verschiedenen drahtlosen Netzwerke lassen sich beispielsweise die Identitäten der entsprechenden Zugangspunkte ermitteln, aus denen dann die Standorte und Erfassungsbereiche der entsprechenden Zugangspunkte ermittelt werden. Wenn präzise Entfernungsinformationen (z.B. Umlaufzeit oder Signallaufzeit zwischen einem Zugangspunkt und dem UE 104) zur Verfügung stehen, können die Entfernungsinformationen und der Standort des Zugangspunkts für eine hybride Lösung zur Positionsbestimmung genutzt werden. Wenn ungefähre Entfernungsinformationen (z.B. Empfangssignalpegel, der mit einer geschätzten Entfernung annähernd korreliert werden kann) vorliegen, kann der Standort des Zugangspunktes zur Schätzung der Position des UE 104 (oder zur Bestimmung der geschätzten Höhe des UE 104) verwendet werden. Weiterhin kann das UE 104 eine präzise Trägerfrequenz von einer der Basisstationen 102 (z.B. von einem Zugangspunkt), bei der es sich nicht um die für die Datenübertragung verwendete Basisstation 102 handeln darf, zur Kalibrierung eines lokalen Schwingkreises des UE 104 verwenden.
  • 7 ist ein Diagramm 700, das eine Abfolge von Operationen zur Synchronisation/Korrelation einer Kommunikationssystemzeit mit einer GNSS-Systemzeit des UE 450 veranschaulicht. Der Kommunikationsprozessor 459 des UE 450 ist für die Ausführung der Kommunikations-Firmware ausgelegt, die eine Kommunikations-Steuerungskomponente 704 enthält. Der GNSS-Prozessor 486 ist für die Ausführung der GNSS-Firmware ausgelegt, die eine GNSS-Steuerungskomponente 702 enthält.
  • Wie vorstehend beschrieben, steht der Kommunikationsprozessor 459 mit dem Schwingkreis 481 in einer Kommunikationsverbindung und bestimmt eine Kommunikationssystemzeit, die von den Kommunikationssignal-Verarbeitungsmodulen verwendet wird, und zwar basierend auf dem Schwingkreis 481. Außerdem kann in bestimmten Konfigurationen die Zeit des Kommunikationssystems in einem GPS-Zeitformat vorliegen. D.h. die Systemzeit wird durch eine Wochennummer (week number; WN) und eine Zeit der Wochenzählung (time of week count; TOW) dargestellt.
  • Andererseits steht der GNSS-Prozessor 486 mit dem Schwingkreis 483 in einer Kommunikationsverbindung und ermittelt eine GNSS-Systemzeit, die vom GNSS-Prozessor 486, dem GNSS-Empfänger 484, etc. verwendet wird, und zwar basierend auf dem Schwingkreis 483. Weil die Kommunikationssystemzeit und die GNSS-Systemzeit auf der Grundlage von zwei unabhängigen Schwingkreisen bestimmt werden, sind die Kommunikationssystemzeit und die GNSS-Systemzeit ebenfalls unabhängig voneinander und diese sind nicht aufeinander synchronisiert oder miteinander korreliert. Dies bedeutet, dass die Systemzeit eines Systems nicht aus der Systemzeit des anderen Systems ermittelt werden kann. Daher verwendet das UE 104 die weiter unten beschriebenen Operationen, um die beiden Systemzeiten miteinander zu synchronisieren oder zu korrelieren.
  • Genauer gesagt sendet die Kommunikations-Steuerungskomponente 704 bei dem Vorgang 712 eine Nachricht an die GNSS-Steuerungskomponente 702 über eine Kommunikationsschnittstelle, die zwischen der Kommunikations-Steuerungskomponente 704 und der GNSS-Steuerungskomponente 702 eingerichtet wurde. Die Nachricht weist die GNSS-Steuerungskomponente 702 an, den GNSS-Prozessor 486, den GNSS-Empfänger 484, die GNSS-Antenne 482 und andere GNSS-Komponenten zu öffnen bzw. freizugeben (d.h. diese Komponenten in einen Betriebszustand zu versetzen). Dementsprechend sendet die GNSS-Steuerungskomponente 702 bei Vorgang 714 einen oder mehrere Befehle an den GNSS-Prozessor 486. Die Befehle öffnen den GNSS-Prozessor 486 und fordern den GNSS-Prozessor 486 dazu auf, den GNSS-Empfänger 484, die GNSS-Antenne 482 usw. zu öffnen bzw. in einen betriebsbereiten Zustand zu versetzen. Als solche sind die GNSS-Antenne 482, der GNSS-Empfänger 484 und der GNSS-Prozessor 486 dann betriebsbereit und sind bereit, um ein GNSS-Signal zu messen.
  • Bei Vorgang 716 sendet die GNSS-Steuerungskomponente 702 eine Anforderung an die Kommunikations-Steuerungskomponente 704. Der Anforderung fordert die Kommunikations-Steuerungskomponente 704 dazu auf, einen Synchronisationsvorgang einzuleiten. Bei Vorgang 718 leitet die Kommunikations-Steuerungskomponente 704 den Synchronisationsvorgang ein. Die Kommunikations-Steuerungskomponente 704 sendet einen Befehl an den Kommunikationsprozessor 459, der den Kommunikationsprozessor 459 anweist, gemäß dem Synchronisationsverfahren zu arbeiten. Dementsprechend bestimmt der Kommunikationsprozessor 459 bei Vorgang 720 einen ersten Zeitpunkt, zu dem der Kommunikationsprozessor 459 über die Synchronisationsverbindung 485 ein erstes Synchronisationssignal an den GNSS-Prozessor 486 sendet. Beispielsweise kann die Kommunikations-Steuerungskomponente 704, wie beschrieben, entscheiden, dass der erste Zeitpunkt ein Zeitpunkt ist, zu dem die Kommunikations-Steuerungskomponente 704 ein Positionsbestimmungs-Referenzsignal oder eine Framegrenze empfängt. Nachdem der Kommunikationsprozessor 459 auf Basis des Schwingkreises 481 festgestellt hat, dass es sich um den ersten Zeitpunkt handelt, sendet dieser Informationen über den ersten Zeitpunkt an die Kommunikations-Steuerungskomponente 704. Zu den Informationen gehört eine bestimmte Zeitmarke TCOMM,1 (z.B. Woche X, TOW Y) der Zeit des Kommunikationssystems, die den ersten Zeitpunkt darstellt. Bei Vorgang 722 sendet die Kommunikations-Steuerungskomponente 704 die Informationen des ersten Zeitpunkts an die GNSS-Steuerungskomponente 702. So erlernt die GNSS-Steuerungskomponente 702 diese bestimmte Zeitmarke der Kommunikationssystemzeit, wobei die bestimmte Zeitmarke den ersten Zeitpunkt darstellt, zu dem der Kommunikationsprozessor 459 über die Synchronisationsverbindung 485 ein Synchronisationssignal an den GNSS-Prozessor 486 sendet.
  • Dementsprechend sendet der Kommunikationsprozessor 459 bei Vorgang 724 zum ersten Zeitpunkt, wie zuvor festgelegt (d.h., dargestellt durch TCOMM,1), ein Synchronisationssignal an den GNSS-Prozessor 486. Der GNSS-Prozessor 486 zeichnet beim Empfang des Synchronisationssignals eine bestimmte Zeitmarke TGNSS,1 der GNSS-Systemzeit auf. Das heißt, TCOMM,1 und TGNSS,1 entsprechen beide jeweils dem ersten Zeitpunkt. Bei Vorgang 726 sendet der GNSS-Prozessor 486 Informationen über TGNSS,1 an die GNSS-Steuerungskomponente 702. Damit kann die GNSS-Steuerungskomponente 702 die Kommunikationssystemzeit und die GNSS-Systemzeit zum ersten Zeitpunkt synchronisieren (korrelieren). Mit anderen Worten, wenn eine bestimmte Zeitmarke einer Systemzeit angegeben wird, kann die entsprechende Zeitmarke der anderen Systemzeit, die den gleichen Zeitpunkt repräsentiert, bestimmt werden.
  • Wie vorstehend beschrieben, werden die Kommunikationssystemzeit und die GNSS-Systemzeit anhand des Schwingkreises 481 bzw. des Schwingkreises 483 bestimmt. Die Frequenzen des Schwingkreises 481 und des Schwingkreises 483 sind nicht immer konstant und können von Zeit zu Zeit variieren. So kann die Synchronisation oder Korrelation, die zum ersten Zeitpunkt hergestellt wurde, nach einiger Zeit verloren gehen.
  • Daher kann der Kommunikationsprozessor 459 den Synchronisationsvorgang gemäß einem Zeitplan (z.B. periodisch, jeweils nach einer Sekunde) einleiten. Bei diesem Beispiel legt der Kommunikationsprozessor 459 bei Vorgang 730 einen zweiten Zeitpunkt fest, zu dem der Kommunikationsprozessor 459 über die Synchronisationsverbindung 485 ein zweites Synchronisationssignal an den GNSS-Prozessor 486 sendet. Bei der Bestimmung des zweiten Zeitpunkts sendet der Kommunikationsprozessor 459 Informationen über den zweiten Zeitpunkt an die Kommunikations-Steuerungskomponente 704. Zu den Informationen gehört eine bestimmte Zeitmarke TCOMM,2 der Zeit des Kommunikationssystems, die den zweiten Zeitpunkt darstellt. Bei Vorgang 732 sendet die Kommunikations-Steuerungskomponente 704 die Information des zweiten Zeitpunkts an die GNSS-Steuerungskomponente 702. Damit erfährt die GNSS-Steuerungskomponente 702 über TCOMM,2, das den zweiten Zeitpunkt darstellt, zu dem der Kommunikationsprozessor 459 über die Synchronisationsverbindung 485 ein Synchronisationssignal an den GNSS-Prozessor 486 sendet.
  • Dementsprechend sendet der Kommunikationsprozessor 459 bei Vorgang 734 zum zweiten Zeitpunkt ein Synchronisationssignal an den GNSS-Prozessor 486. Der GNSS-Prozessor 486 zeichnet beim Empfang des Synchronisationssignals eine bestimmte Zeitmarke TGNSS,2 der GNSS-Systemzeit auf. Das heißt, TCOMM,2 und TGASS,2 entsprechen beide jeweils dem zweiten Zeitpunkt. Bei Vorgang 736 sendet der GNSS-Prozessor 486 Informationen über TGNSS,2 an die GNSS-Steuerungskomponente 702. Damit kann die GNSS-Steuerungskomponente 702 die Kommunikationssystemzeit und die GNSS-Systemzeit zum zweiten Zeitpunkt miteinander synchronisieren (korrelieren).
  • 8 ist ein Diagramm 800, das ein UE darstellt, das eine Kommunikationssignalmessung und eine GNSS-Signalmessung innerhalb eines kurzen Zeitraums (z.B. 100, 200, 300, 500, 700, 900 Nanosekunden usw.) durchführt. Bei diesem Beispiel kann die Kommunikationsantenne 452 des UE 104 (oder des UE 450) zu einem Zeitpunkt tB eine Frame-Grenze eines Frames oder ein Positionsbestimmungs-Referenzsignal 812 (z.B. Rp in 2A) empfangen. Wie bereits beschrieben, kann das UE 104 zur Bestimmung der Position des UE 104 Daten erhalten, die im Frame oder im Positionsbestimmungs-Referenzsignal 812 mit übertragen werden. Darüber hinaus arbeitet das UE 104 auch mit der Schätzung einer GNSS-Signalmessung zum Zeitpunkt tB. Genauer gesagt empfängt bei diesem Ausführungsbeispiel das UE 450 das Positionsbestimmungs-Referenzsignal 812 zum Zeitpunkt tB. Der Kommunikationsprozessor 459 und die Kommunikations-Steuerungskomponente 704 empfangen jedoch nur Daten des Positionsbestimmungs-Referenzsignals 812 zu einem Zeitpunkt tP, der eine Zeitspanne entsprechend einer Gruppenlaufzeit 842 nach dem Zeitpunkt tB liegt. Das heißt, die drahtlose Kommunikationskomponente benötigt eine Zeitspanne der Gruppenlaufzeit 842, um ein an den Kommunikationsantennen 452 empfangenes Signal zu verarbeiten und entsprechende Daten zu erzeugen.
  • Wenn die Kommunikations-Steuerungskomponente 704 feststellt, dass die Zeit des Kommunikationssystems auf TCOMM,P steht (d.h. auf dem Zeitpunkt tP), zu dem die Kommunikations-Steuerungskomponente 704 das Positionsbestimmungs-Referenzsignal 812 (oder eine Framegrenze) empfängt, sendet der Kommunikationsprozessor 459 ein Synchronisationssignal an den GNSS-Prozessor 486, und zwar unter Verwendung von Vorgängen, die ähnlich zu dem Vorgang 720 bis Vorgang 726 oder zu dem Vorgang 730 bis Vorgang 736 sind, wie vorstehend anhand der 7 beschrieben. Nach Erfassung des Synchronisationssignals bei dem GNSS-Prozessor 486 synchronisiert (korreliert) die GNSS-Steuerungskomponente 702 die Zeit des Kommunikationssystems mit der GNSS-Systemzeit zum Zeitpunkt tP. Genauer gesagt bestimmt die GNSS-Steuerungskomponente 702, dass eine Zeitmarke TGNSS,P der GNSS-Systemzeit, zu der der GNSS-Prozessor 486 das Synchronisationssignal empfangen hat, einer Zeitmarke TCOMM,P der Kommunikationssystemzeit entspricht, deren Information von der Kommunikations-Steuerungskomponente 704 in einem Vorgang ähnlich dem Vorgang 722 und dem Vorgang 732 an die GNSS-Steuerungskomponente 702 gesendet wurde. Beide Zeitmarken repräsentieren den Zeitpunkt tp.
  • Die GNSS-Steuerungskomponente 702 leitet dann ein Verfahren zur Messung eines GNSS-Signals nach einer vorgegebenen Wartezeit 843 zu einem Zeitpunkt tM ein, der durch eine Zeitmarke TGNSS,M der GNSS-Systemzeit repräsentiert wird. Dementsprechend beginnt die GNSS-Komponente mit der Verarbeitung der bei der GNSS-Antenne 482 empfangenen GNSS-Signale und generiert entsprechende GNSS-Daten. Wenn die GNSS-Steuerungskomponente 702 basierend auf dem Schwingkreis 481 feststellt, dass die GNSS-Systemzeit bei TGNSS,M liegt, zeichnet die GNSS-Steuerungskomponente 702 die zu diesem Zeitpunkt erzeugten GNSS-Daten auf (d.h. zum Zeitpunkt tM). Die GNSS-Komponente benötigt außerdem eine Zeitspanne einer Gruppenlaufzeit 844, um ein bei der GNSS-Antenne 482 empfangenes Signal zu verarbeiten und entsprechende Daten zu erzeugen. Dementsprechend werden die zum Zeitpunkt TGNSS,M aufgezeichneten GNSS-Daten von den GNSS-Signalen abgeleitet, die zu einem Zeitpunkt tN empfangen werden (dargestellt als TGNSS,N), der eine Zeitspanne der Gruppenlaufzeit 844 vor dem Zeitpunkt tM (dargestellt als TGNSS,M) liegt.
  • Anschließend extrapoliert die GNSS-Steuerungskomponente 702 eine GNSS-Signalmessung des Zeitpunkts tP (dargestellt als TGNSS,P) auf Basis der GNSS-Signalmessung zum Zeitpunkt tM. Das heißt, die GNSS-Steuerungskomponente 702 schätzt eine Messung des GNSS-Signals, die zum Zeitpunkt tP durchgeführt wurde. Ein GNSS-Signal trägt unter anderem die Übertragungszeit des GNSS-Signals an einen Sendesatelliten. Um die GNSS-Signalmessung des Zeitpunkts tp auf der Grundlage der GNSS-Signalmessung zum Zeitpunkt tM zu extrapolieren, stellt die GNSS-Steuerungskomponente 702 nach einer Technik die Übertragungszeit, die in jedem der GNSS-Signale übertragen wird, auf einen Zeitpunkt ein, der eine Zeitspanne der Gruppenlaufzeit 844 vor der Übertragungszeit liegt.
  • Die Messung des GNSS-Signals zum Zeitpunkt tP würde von einem GNSS-Signal 814 abgeleitet werden, das bei der GNSS-Antenne 482 zu einem Zeitpunkt tA (dargestellt als TGNSS,A) empfangen wurde, der eine Zeitspanne der Gruppenlaufzeit 844 vor dem Zeitpunkt tP (TGNSS,P) liegt. So hat die GNSS-Steuerungskomponente 702 eine Messung des GNSS-Signals 814 geschätzt (das bei der GNSS-Antenne 482 zum Zeitpunkt tA empfangen würde). Weiterhin hat die Kommunikations-Steuerungskomponente 704, wie vorstehend beschrieben, Daten erhalten, die im Positionsbestimmungs-Referenzsignal 812 (das bei den Kommunikationsantennen 452 zum Zeitpunkt tB empfangen wird) übertragen werden. Die Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt tA und dem Zeitpunkt tB ist eine Gruppenlaufzeitdifferenz 846.
  • Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Kommunikations-Steuerungskomponente 704 die Gruppenlaufzeitdifferenz 846 in Abhängigkeit von der Zeit des Kommunikationssystems erhalten oder ermitteln. Dementsprechend kann die Kommunikations-Steuerungskomponente 704 die Zeitmarke TCOMM,Q eines Zeitpunkts tQ bestimmen, die eine Zeitspanne der Gruppenlaufzeitdifferenz 846 nach dem Zeitpunkt tP liegt, der durch die Zeitmarke TCOMM,P. dargestellt wird. Die Kommunikations-Steuerungskomponente 704 kann Informationen über TCOMM,Q an die GNSS-Steuerungskomponente 702 senden. Weil die Kommunikationssystemzeit und die GNSS-Systemzeit zum Zeitpunkt tP synchronisiert werden, kann die GNSS-Steuerungskomponente 702 eine Zeitmarke TGNSS,Q der GNSS-Systemzeit entsprechend TCOMM,Q ermitteln.
  • Die GNSS-Steuerungskomponente 702 extrapoliert dann eine GNSS-Signalmessung des Zeitpunkts tQ auf Basis der geschätzten GNSS-Signalmessung des Zeitpunkts tP. Genauer gesagt, stellt die GNSS-Steuerungskomponente 702 die geschätzte Übertragungszeit der geschätzten GNSS-Signalmessung auf einen Zeitpunkt ein, der eine Zeitspanne der Gruppenlaufzeitdifferenz 846 nach der geschätzten Übertragungszeit liegt. Damit kann die GNSS-Steuerungskomponente 702 eine geschätzte GNSS-Signalmessung des Zeitpunkts tQ erhalten. Weiterhin würde die GNSS-Signalmessung zum Zeitpunkt tQ von einem GNSS-Signal 816 abgeleitet, das bei der GNSS-Antenne 482 zum Zeitpunkt tB empfangen wurde (dargestellt als TGNSS,B). Die GNSS-Steuerungskomponente 702 sendet die geschätzte Messung des GNSS-Signals 816 (das zum Zeitpunkt tQ empfangen würde) an die Kommunikations-Steuerungskomponente 704.
  • Wie vorstehend beschrieben, hat die Kommunikations-Steuerungskomponente 704 Daten erhalten, die im Positionsbestimmungs-Referenzsignal 812 mitgeführt wurden und bei den Kommunikationsantennen 452 zum Zeitpunkt tB empfangen wurden. Die GNSS-Steuerungskomponente 702 hat auch Schätzungen von Daten erhalten, die im GNSS-Signal 816 übertragen würden, das zum Zeitpunkt tB bei der GNSS-Antenne 482 empfangen wird. Als solches hat die Kommunikations-Steuerungskomponente 704 Daten über die Positionierung von Referenzsignalen und von GNSS-Signalen erhalten, die gleichzeitig von den Kommunikationsantennen 452 und 482 empfangen werden. Anschließend kann das UE 104 diese Daten zur weiteren Verarbeitung an den Positionsbestimmungs-Server 315 senden, um den Standort des UE 104 zu bestimmen.
  • 9 ist ein Flussdiagramm 900 eines Verfahrens (Prozess) zur Schätzung einer GNSS-Signalmessung zu einem bestimmten Zeitpunkt. Das Verfahren kann von einem UE durchgeführt werden (z.B. von dem UE 104, dem UE 450, der Vorrichtung 104'). Bei Vorgang 902 synchronisiert das UE zu einem ersten Zeitpunkt die erste Systemzeit einer drahtlosen Kommunikationskomponente des UE und die zweite Systemzeit einer GNSS-Komponente des UE. Weiterhin stellt eine erste Zeitmarke der ersten Systemzeit den ersten Zeitpunkt dar. Beispielsweise synchronisiert das UE 104, wie in der 8 gezeigt, die Zeit des Kommunikationssystems und die GNSS-Systemzeit zum Zeitpunkt tp. Der Zeitpunkt tp wird durch TCOMM,P der Kommunikationssystemzeit und TGNSS,P der GNSS-Systemzeit repräsentiert.
  • Bei Vorgang 904 wählt das UE eine zweite Zeitmarke (z.B. TGNSS,M) der zweiten Systemzeit, wobei die zweite Zeitmarke einen zweiten Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt darstellt. Bei Vorgang 906 bestimmt das UE mit Hilfe eines Schwingkreises der GNSS-Komponente, dass diese sich bei der zweiten Zeitmarke befindet. Das UE misst außerdem ein GNSS-Signal zum zweiten Zeitpunkt, um eine erste Messung des GNSS-Signals zu erhalten. Beispielsweise nimmt die GNSS-Steuerungskomponente 702, wie in der 8 gezeigt, eine GNSS-Signalmessung vor, wenn die GNSS-Systemzeit basierend auf dem Schwingkreis 483 als TGNSS,M (d.h. der Zeitpunkt tM) bestimmt wird.
  • Bei Vorgang 908 schätzt das UE eine zweite GNSS-Signalmessung des ersten Zeitpunkts basierend auf der ersten GNSS-Signalmessung und einer ersten Zeitspanne zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt. Insbesondere extrapoliert das UE bei bestimmten Ausführungsformen zur Schätzung der zweiten GNSS-Signalmessung im Vorgang 909 die zweite GNSS-Signalmessung auf der Grundlage der ersten GNSS-Signalmessung, der zweiten Zeitmarke der zweiten Systemzeit und einer Differenz zwischen der ersten Zeitmarke der zweiten Systemzeit und der zweiten Zeitmarke der zweiten Systemzeit. Beispielsweise extrapoliert die GNSS-Steuerungskomponente 702, wie in der 8 gezeigt, die GNSS-Signalmessung des Zeitpunkts tP auf der Grundlage der GNSS-Signalmessung zum Zeitpunkt tM, TGNSS,M und der Wartezeit 843 zwischen TGNSS,P und TGNSS,M.
  • Nach Vorgang 908 ermittelt das UE bei Vorgang 910 eine dritte Zeitmarke (z.B. TCOMM,Q) der ersten Systemzeit, die einen dritten Zeitpunkt repräsentiert, der eine zweite Zeitspanne (z.B. die Gruppenlaufzeitdifferenz 846) nach dem ersten Zeitpunkt liegt. Beispielsweise wählt die Kommunikations-Steuerungskomponente 704, wie in der 8 gezeigt, TCOMM,Q aus, d.h. die Gruppenlaufzeitdifferenz 846 nach TCOMM,P. Bei Vorgang 912 schätzt das UE eine dritte GNSS-Signalmessung zum dritten Zeitpunkt basierend auf der geschätzten zweiten GNSS-Signalmessung und der zweiten Zeitspanne. Die zweite Zeitspanne ist eine Differenz zwischen einer Gruppenlaufzeit der drahtlosen Kommunikationskomponente und einer Gruppenlaufzeit der GNSS-Komponente. Insbesondere zur Schätzung der dritten GNSS-Signalmessung extrapoliert das UE bei Vorgang 913 die dritte GNSS-Signalmessung auf der Grundlage der geschätzten zweiten GNSS-Signalmessung, der ersten Zeitmarke der ersten Systemzeit und einer Differenz zwischen der dritten Zeitmarke und der ersten Zeitmarke der ersten Systemzeit. Beispielsweise extrapoliert die GNSS-Steuerungskomponente 702, wie in der 8 gezeigt, die GNSS-Signalmessung des Zeitpunkts tQ auf der Grundlage der geschätzten GNSS-Signalmessung des Zeitpunkts tP, TCOMM,P, und der Gruppenlaufzeitdifferenz 846.
  • 10 ist ein Flussdiagramm 1000 eines Verfahrens (Prozesses) zum Synchronisieren/Korrelieren einer Kommunikationssystemzeit mit einer GNSS-Systemzeit. Das Verfahren kann von einem UE durchgeführt werden (z.B. vom UE 104, vom UE 450, der Vorrichtung 104'). Insbesondere sendet das UE in dem Vorgang 902 gemäß der 9 zur Synchronisierung der ersten Systemzeit der drahtlosen Kommunikationskomponente mit der zweiten Systemzeit der GNSS-Komponente im Vorgang 1002 vor dem ersten Zeitpunkt einen Hinweis darauf, dass ein Synchronisationssignal von der drahtlosen Kommunikationskomponente an die GNSS-Komponente zum ersten Zeitpunkt gesendet werden soll, wobei der Hinweis eine erste Zeitmarke der ersten Systemzeit beinhaltet, die den ersten Zeitpunkt darstellt. Beispielsweise sendet die Kommunikations-Steuerungskomponente 704, wie in der 7 gezeigt, in dem Vorgang 722 die Information des ersten Zeitpunkts (z.B. TCOMM,1) an die GNSS-Steuerungskomponente 702.
  • Im Vorgang 1004 sendet das UE zum ersten Zeitpunkt das Synchronisationssignal von der drahtlosen Kommunikationskomponente an die GNSS-Komponente. Beispielsweise sendet der Kommunikationsprozessor 459, wie in der 7 gezeigt, im Vorgang 724 zum ersten Mal ein Synchronisationssignal an den GNSS-Prozessor 486.
  • Im Vorgang 1006 ermittelt das UE eine erste Zeitmarke der zweiten Systemzeit, die den ersten Zeitpunkt darstellt, zu dem die GNSS-Komponente das Synchronisationssignal empfängt. Beispielsweise zeichnet der GNSS-Prozessor 486, wie in der 7 gezeigt, beim Empfang des Synchronisationssignals im Vorgang 724 eine bestimmte Zeitmarke TGNSS,1 der GNSS-Systemzeit auf. Das heißt, TCOMM,1 und TGNSS,1 entsprechen beide dem ersten Zeitpunkt.
  • Im Vorgang 1008 ordnet das UE die erste Zeitmarke der ersten Systemzeit der ersten Zeitmarke der zweiten Systemzeit zu. Beispielsweise synchronisiert (korreliert) die GNSS-Steuerungskomponente 702, wie in der 7 gezeigt, im Vorgang 726 die Kommunikationssystemzeit mit der GNSS-Systemzeit zum ersten Zeitpunkt.
  • 11 ist ein Diagramm 1100, das ein Beispiel für eine Hardware-Implementierung für eine Vorrichtung 104' zeigt, das ein Verarbeitungssystem 1114 verwendet. Das Verarbeitungssystem 1114 kann mit einer Busarchitektur realisiert werden, die im Allgemeinen durch einen Bus 1124 repräsentiert wird. Der Bus 1124 kann eine beliebige Anzahl von Verbindungs-Bussen und -brücken umfassen, was von der spezifischen Anwendung des Verarbeitungssystems 1114 und von den allgemeinen Designvorgaben abhängig ist. Der Bus 1124 verbindet verschiedene Schaltkreise miteinander, die einen oder mehrere Prozessoren und/oder Hardwarekomponenten umfassen, dargestellt durch einen oder mehrere Prozessoren 1104, eine Empfangskomponente 1134, eine Sendekomponente 1136, eine Kommunikationskomponente 1138, eine GNSS-Komponente 1140 und ein computerlesbares Medium/Speicher 1106. Der Bus 1124 kann auch verschiedene andere Schaltkreise miteinander verbinden, beispielsweise Synchronisationssignal-Quellen (beispielsweise den Schwingkreis 481 und den Schwingkreis 483), Peripheriegeräte, Spannungsregler, Power-Management-Schaltkreise, etc.
  • Das Verarbeitungssystem 1114 kann mit einem Transceiver 1110, bei dem es sich um einen Transceiver oder um mehrere der Transceiver 454 handeln kann, und mit einem GNSS-Empfänger 1111 gekoppelt sein, bei dem es sich um den GNSS-Empfänger 484 handeln kann. Der Transceiver 1110 ist mit einer Antenne 1120 oder mit mehreren Antennen 1120 gekoppelt, bei denen es sich um die Kommunikationsantennen 452 handeln kann. Der GNSS-Empfänger 1111 ist mit einer Antenne 1121 oder mit mehreren Antennen 1121 gekoppelt, bei denen es sich um die GNSS-Antenne 482 handeln kann.
  • Der Transceiver 1110 bietet die Möglichkeit, mit verschiedenen anderen Geräten über ein Übertragungsmedium zu kommunizieren. Der Transceiver 1110 empfängt ein Signal von der einen Antenne 1120 oder von den mehreren Antennen 1120, extrahiert Informationen aus dem empfangenen Signal und stellt dem Verarbeitungssystem 1114 die extrahierten Informationen zur Verfügung, insbesondere der Empfangskomponente 1134. Darüber hinaus empfängt der Transceiver 1110 Informationen vom Verarbeitungssystem 1114, insbesondere von der Übertragungskomponente 1136, und erzeugt auf Basis der empfangenen Informationen ein Signal, das an die eine Antenne 1120 oder an die mehreren Antennen 1120 angelegt wird.
  • Das Verarbeitungssystem 1114 umfasst einen oder mehrere Prozessoren 1104, die mit einem computerlesbaren Medium / Speicher 1106 verbunden sind. Der eine Prozessor 1104 oder die mehreren Prozessoren 1104 sind für die allgemeine Verarbeitung zuständig, einschließlich der Ausführung von Software, die auf dem computerlesbaren Medium / Speicher 1106 gespeichert ist. Wenn diese von dem einen Prozessor 1104 oder von den mehreren Prozessoren 1104 ausgeführt wird, veranlasst die Software das Verarbeitungssystem 1114 dazu, die verschiedenen Funktionen auszuführen, die vorstehend für eine bestimmte Vorrichtung beschrieben wurden. Das computerlesbare Medium / Speicher 1106 kann auch zur Speicherung von Daten verwendet werden, die von dem einen Prozessor 1104 oder von den mehreren Prozessoren 1104 beim Ausführen der Software manipuliert werden. Das Verarbeitungssystem 1114 umfasst weiterhin die Empfangskomponenten 1134 und/oder die Sendekomponente 1136 und/oder die Kommunikationskomponente 1138 und/oder die GNSS-Komponente 1140. Bei den Komponenten kann es sich um Softwarekomponenten handeln, die in einem Prozessor 1104 oder in mehreren Prozessoren 1104 ausgeführt werden, die auf dem computerlesbaren Medium / Speicher 1106 gespeichert sind, oder die in einer oder mehreren Hardwarekomponenten ausgeführt werden, die mit dem einen Prozessor 1104 oder mit den mehreren Prozessoren 1104 gekoppelt sind, oder die in einer Kombination von diesen ausgeführt werden. Das Verarbeitungssystem 1114 kann Bestandteil des UE 450 sein und kann den Speicher 460 und/oder den TX-Prozessor 468 und/oder den RX-Prozessor 456 und/oder den Kommunikationsprozessor 459 und/oder den GNSS-Prozessor 486 umfassen.
  • Nach einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung 104/104' für die drahtlose Kommunikation Mittel zur Durchführung der einzelnen Vorgänge gemäß den 9 bis 10. Bei den vorgenannten Mitteln kann es sich um eine oder mehrere der vorgenannten Komponenten der Vorrichtung 104 und/oder des Verarbeitungssystems 1114 der Vorrichtung 104' handeln, die so ausgelegt sind, dass diese die mit den vorgenannten Mitteln realisierten Funktionen ausführen. Wie vorstehend beschrieben, kann das Verarbeitungssystem 1114 den TX-Prozessor 468, den RX-Prozessor 456, den Kommunikationsprozessor 459 und den GNSS-Prozessor 486 umfassen. Bei einer Ausführungsform kann es sich bei den vorgenannten Mitteln um den TX-Prozessor 468, den RX-Prozessor 456, den Kommunikationsprozessor 459 und den GNSS-Prozessor 486 handeln, der jeweils so ausgelegt ist, dass er die Funktionen ausführt, die mit den oben genannten Mitteln ausgeführt werden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die spezielle Reihenfolge bzw. Hierarchie der Blöcke in den dargestellten Prozessen / Flussdiagrammen beispielhafte Lösungsansätze darstellen. Basierend auf Designpräferenzen kann die spezielle Reihenfolge oder Hierarchie der Blöcke in den Prozessen / Flussdiagrammen selbstverständlich umgeordnet werden. Weiterhin können einzelne Blöcke miteinander kombiniert oder weggelassen werden. Die beigefügten Verfahrensansprüche legen Elemente der verschiedenen Blöcke in einer beispielhaften Reihenfolge dar, und diese sollen nicht auf die spezielle Reihenfolge oder Hierarchie beschränkt sein.
  • Die vorstehende Beschreibung soll jedem Fachmann die Möglichkeit geben, die verschiedenen hier beschriebenen Gesichtspunkte zu praktizieren. Diverse Änderungen an diesen Gesichtspunkten werden dem Fachmann ohne weiteres ersichtlich sein, und die hier definierten allgemeinen Prinzipien können auch auf andere Gesichtspunkte angewendet werden. Die Patentansprüche sollen somit nicht nur auf die hier dargestellten Gesichtspunkte beschränkt sein, sondern sollen dem gesamten Schutzumfang entsprechend dem Wortlaut der Patentansprüche entsprechen, wobei die Bezugnahme auf ein Element im Singular nicht „eins und nur eins“ bedeuten soll, es sei denn, es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, sondern „eins oder mehrere“ bedeuten soll. Das Wort „beispielhaft“ wird hier verwendet, um „als Beispiel, Instanz oder Darstellung zu dienen“. Jeder Gesichtspunkt, der hierin als „beispielhaft‟ bezeichnet wird, soll nicht unbedingt als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Gesichtspunkten angesehen werden. Sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, bezieht sich der Begriff „einige“ auf eine oder mehrere. Kombinationen wie beispielsweise „A und/oder B und/oder C“ und „A, B, C oder eine beliebige Kombination davon“ schließen jede Kombination von A, B und/oder C ein und können Vielfache von A, Vielfache von B oder Vielfache von C beinhalten. Insbesondere kann es sich bei Kombinationen wie „A und/oder B und/oder C“ und „A, B, C oder eine Kombination davon“ nur um A, nur um B, nur um C, um A und B, um A und C, um B und C, oder um A und B und C handeln, wenn solche Kombinationen A und/oder B und/oder C enthalten können. Sämtliche strukturellen und funktionalen Äquivalente zu den Elementen nach den verschiedenen Gesichtspunkten, die im Rahmen dieser Offenbarung beschrieben worden sind und die dem Fachmann bekannt sind oder diesem später bekannt werden, sollen ausdrücklich durch Inbezugnahme hierin mit beinhaltet sein und sollen von den Patentansprüchen mit umfasst sein. Darüber hinaus soll nichts, was hier offengelegt wurde, für die Öffentlichkeit bestimmt sein, und zwar unabhängig davon, ob eine solche Offenlegung in den Patentansprüchen ausdrücklich erwähnt wird oder nicht. Die Wörter „Modul“, „Mechanismus“, „Element“, „Gerät“ und dergleichen stellen nicht unbedingt einen Ersatz für das Wort „Mittel“ dar. Daher soll kein Anspruchsmerkmal als Mittel plus Funktion zu verstehen sein, es sei denn, für das Merkmal wird ausdrücklich der Ausdruck „Mittel für“ verwendet.
  • Bezugszeichenliste
  • 9
    • S902
    Synchronisieren der ersten Systemzeit einer drahtlosen Datenübertragungs-Komponente des UE mit der zweiten Systemzeit einer GNSS-Komponente des UE zu einem ersten Zeitpunkt
    S904
    Auswählen eines zweiten Zeitpunkts nach dem ersten Zeitpunkt basierend auf der zweiten Systemzeit
    S906
    Messen eines GNSS-Signals zum zweiten Zeitpunkt, um eine erste GNSS-Messung zu erhalten
    S908
    Schätzen einer zweiten GNSS-Messung des ersten Zeitpunkts basierend auf der ersten GNSS-Messung und einer ersten Zeitspanne zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt
    S909
    Extrapolieren der zweiten GNSS-Messung basierend auf der ersten GNSS-Messung, der zweiten Zeitmarke der zweiten Systemzeit und einer Differenz zwischen der ersten Zeitmarke der zweiten Systemzeit und der zweiten Zeitmarke der zweiten Systemzeit S910 Bestimmen einer dritten Zeitmarke der ersten Systemzeit, die den dritten Zeitpunkt darstellt
    S912
    Schätzen einer dritten GNSS-Messung zu einem dritten Zeitpunkt, der eine zweite Zeitspanne nach dem ersten Zeitpunkt liegt, basierend auf der geschätzten zweiten GNSS-Messung und der zweiten Zeitspanne
    S913
    Extrapolieren der dritten GNSS-Messung basierend auf der geschätzten zweiten GNSS-Messung, der ersten Zeitmarke der ersten Systemzeit und einer Differenz zwischen der dritten Zeitmarke und der ersten Zeitmarke der ersten Systemzeit
    10
    S 1002
    Senden eines Hinweises vor dem ersten Zeitpunkt, dass ein Synchronisierungssignal von der drahtlosen Datenübertragungs-Komponente an die GNSS-Komponente zum ersten Zeitpunkt gesendet werden soll
    S1004
    Senden des Synchronisierungssignals von der drahtlosen Datenübertragungs-Komponente an die GNSS-Komponente zum ersten Zeitpunkt
    S1006
    Bestimmen einer ersten Zeitmarke der zweiten Systemzeit, die den ersten Zeitpunkt repräsentiert, wenn die GNSS-Komponente das Synchronisierungssignal empfängt
    S1008
    Verknüpfen der ersten Zeitmarke der ersten Systemzeit mit der ersten Zeitmarke der zweiten Systemzeit

Claims (15)

  1. Verfahren zur drahtlosen Kommunikation eines Geräts eines Endteilnehmers (UE), mit den Schritten: Synchronisieren einer ersten Systemzeit einer drahtlosen Kommunikationskomponente des UE und einer zweiten Systemzeit einer GNSS-Komponente des UE (Globales Navigationssatellitensystem; GNSS) zu einem ersten Zeitpunkt; Messen eines GNSS-Signals zu einem zweiten Zeitpunkt, der nach dem ersten Zeitpunkt liegt, um eine erste GNSS-Signalmessung zu erhalten; und Schätzen einer zweiten GNSS-Signalmessung des ersten Zeitpunkts auf der Grundlage der ersten GNSS-Signalmessung und einer ersten Zeitspanne zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Synchronisierens umfasst: Senden einer Anweisung vor dem ersten Zeitpunkt, dass ein Synchronisationssignal von der drahtlosen Kommunikationskomponente an die GNSS-Komponente zum ersten Zeitpunkt gesendet werden soll, wobei die Anweisung eine erste Zeitmarke der ersten Systemzeit enthält, die den ersten Zeitpunkt darstellt; Senden des Synchronisationssignals von der drahtlosen Kommunikationskomponente an die GNSS-Komponente zum ersten Zeitpunkt; Bestimmen einer ersten Zeitmarke der zweiten Systemzeit, die den ersten Zeitpunkt darstellt, zu dem die GNSS-Komponente das Synchronisationssignal empfängt; und Verknüpfen der ersten Zeitmarke der ersten Systemzeit mit der ersten Zeitmarke der zweiten Systemzeit.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin umfassend: Bestimmen, dass die erste Systemzeit bei der ersten Zeitmarke liegt, und zwar bei der drahtlosen Kommunikationskomponente und auf der Grundlage eines Schwingkreises der drahtlosen Kommunikationskomponente, wobei das Synchronisationssignal in Antwort darauf gesendet wird, dass bestimmt wird, dass die erste Systemzeit bei der ersten Zeitmarke liegt.
  4. Verfahren nach einen der vorhergehenden Ansprüche, mit den weiteren Schritten: Auswählen einer zweiten Zeitmarke der zweiten Systemzeit, wobei der zweite Zeitpunkt ein Zeitpunkt ist, der durch die zweite Zeitmarke der zweiten Systemzeit dargestellt wird; und Bestimmen, dass die zweite Systemzeit bei der zweiten Zeitmarke liegt, und zwar bei der GNSS-Komponente und auf der Grundlage eines Schwingkreises der GNSS-Komponente, wobei das GNSS-Signal in Antwort darauf gemessen wird, dass bestimmt wird, dass die zweite Systemzeit bei der zweiten Zeitmarke liegt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt des Schätzens der zweiten GNSS-Signalmessung weiterhin umfasst: Extrapolieren der zweiten GNSS-Signalmessung auf der Grundlage der ersten GNSS-Signalmessung, der zweiten Zeitmarke der zweiten Systemzeit und einer Differenz zwischen der ersten Zeitmarke der zweiten Systemzeit und der zweiten Zeitmarke der zweiten Systemzeit.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den weiteren Schritten: Schätzen einer dritten GNSS-Signalmessung zu einem dritten Zeitpunkt, der eine zweite Zeitspanne nach dem ersten Zeitpunkt liegt, und zwar auf der Grundlage der geschätzten zweiten GNSS-Signalmessung und der zweiten Zeitspanne, wobei die zweite Zeitspanne eine Differenz zwischen einer Gruppenlaufzeit der drahtlosen Kommunikationskomponente und einer Gruppenlaufzeit der GNSS-Komponente ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt des Schätzens der dritten GNSS-Signalmessung weiterhin umfasst: Bestimmen einer dritten Zeitmarke der ersten Systemzeit, die den dritten Zeitpunkt repräsentiert; und Extrapolieren der dritten GNSS-Signalmessung auf der Grundlage der geschätzten zweiten GNSS-Signalmessung, der ersten Zeitmarke der ersten Systemzeit und einer Differenz zwischen der dritten Zeitmarke und der ersten Zeitmarke der ersten Systemzeit.
  8. Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation, wobei die Vorrichtung ein Gerät eines Endteilnehmers (UE) ist, umfassend: einen Speicher; und mindestens einen Prozessor, der mit dem Speicher gekoppelt und ausgelegt ist, um: zu einem ersten Zeitpunkt eine erste Systemzeit einer drahtlosen Kommunikationskomponente des UE und eine zweite Systemzeit einer GNSS-Komponente des UE (Globales Navigationssatellitensystem; GNSS) miteinander zu synchronisieren; ein GNSS-Signal zu einem zweiten Zeitpunkt zu messen, der nach dem ersten Zeitpunkt liegt, um eine erste GNSS-Signalmessung zu erhalten; und eine zweite GNSS-Signalmessung des ersten Zeitpunkts auf der Grundlage der ersten GNSS-Signalmessung und einer ersten Zeitspanne zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt zu schätzen.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei zum Synchronisieren der ersten Systemzeit mit der zweiten Systemzeit der mindestens eine Prozessor weiter ausgelegt ist, um: vor dem ersten Zeitpunkt eine Anweisung zu senden, dass ein Synchronisationssignal von der drahtlosen Kommunikationskomponente an die GNSS-Komponente zu dem ersten Zeitpunkt gesendet werden soll, wobei die Anweisung eine erste Zeitmarke der ersten Systemzeit enthält, die den ersten Zeitpunkt darstellt; das Synchronisationssignal von der drahtlosen Kommunikationskomponente an die GNSS-Komponente zum ersten Zeitpunkt zu senden; eine erste Zeitmarke der zweiten Systemzeit zu bestimmen, die den ersten Zeitpunkt darstellt, zu dem die GNSS-Komponente das Synchronisationssignal empfängt; und die erste Zeitmarke der ersten Systemzeit mit der ersten Zeitmarke der zweiten Systemzeit zu verknüpfen.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der mindestens eine Prozessor weiter ausgelegt ist, um: bei der drahtlosen Kommunikationskomponente und auf der Grundlage eines Schwingkreises der drahtlosen Kommunikationskomponente zu bestimmen, dass die erste Systemzeit bei der ersten Zeitmarke liegt, wobei das Synchronisationssignal in Antwort darauf gesendet wird, dass bestimmt wird, dass die erste Systemzeit bei der ersten Zeitmarke liegt.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der mindestens eine Prozessor weiter ausgelegt ist, um: eine zweite Zeitmarke der zweiten Systemzeit auszuwählen, wobei der zweite Zeitpunkt ein Zeitpunkt ist, der durch die zweite Zeitmarke der zweiten Systemzeit dargestellt wird; und bei der GNSS-Komponente und auf der Grundlage eines Schwingkreises der GNSS-Komponente zu bestimmen, dass die zweite Systemzeit bei der zweiten Zeitmarke liegt, wobei das GNSS-Signal in Antwort darauf gemessen wird, dass bestimmt wird, dass die zweite Systemzeit bei der zweiten Zeitmarke liegt.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei zum Schätzen der zweiten GNSS-Signalmessung der mindestens eine Prozessor weiter ausgelegt ist, um: die zweite GNSS-Signalmessung auf der Grundlage der ersten GNSS-Signalmessung, der zweiten Zeitmarke der zweiten Systemzeit und einer Differenz zwischen der ersten Zeitmarke der zweiten Systemzeit und der zweiten Zeitmarke der zweiten Systemzeit zu extrapolieren.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei der mindestens eine Prozessor weiter ausgelegt ist, um: eine dritte GNSS-Signalmessung zu einem dritten Zeitpunkt, der eine zweite Zeitspanne nach dem ersten Zeitpunkt liegt, auf der Grundlage der geschätzten zweiten GNSS-Signalmessung und der zweiten Zeitspanne zu schätzen, wobei die zweite Zeitspanne eine Differenz zwischen einer Gruppenlaufzeit der drahtlosen Kommunikationskomponente und einer Gruppenlaufzeit der GNSS-Komponente ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei zum Schätzen der dritten GNSS-Signalmessung der mindestens eine Prozessor weiter ausgelegt ist, um: eine dritte Zeitmarke der ersten Systemzeit, die den dritten Zeitpunkt darstellt, zu bestimmen; und die dritte GNSS-Signalmessung auf der Grundlage der geschätzten zweiten GNSS-Signalmessung, der ersten Zeitmarke der ersten Systemzeit und einer Differenz zwischen der dritten Zeitmarke und der ersten Zeitmarke der ersten Systemzeit zu extrapolieren.
  15. Computerlesbares Medium, das einen ausführbaren Computercode für die drahtlose Kommunikation eines Geräts eines Endteilnehmers (UE) speichert, mit Codemitteln, die es dem Gerät des Endteilnehmers (UE), insbesondere dem Gerät des Endteilnehmers (UE) nach einem der Ansprüche 8 bis 14, ermöglichen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen, wenn diese in einen Prozessor des Geräts des Endteilnehmers (UE) geladen werden.
DE102018107931.1A 2017-04-17 2018-04-04 Techniken zur Erfassung von GNSS-Signalen zum gewünschten Zeitpunkt Active DE102018107931B4 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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