ES2312459T3 - Procedimiento y aparato para difundir datos de localizacion de la posicion en un sistema de comunicaciones inalambricas. - Google Patents
Procedimiento y aparato para difundir datos de localizacion de la posicion en un sistema de comunicaciones inalambricas. Download PDFInfo
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Abstract
Un procedimiento de difusión de los datos de localización de la posición (PLD) desde una estación de base (120) hasta una pluralidad de terminales (110) en un sistema de comunicaciones inalámbricas que comprende: la selección de uno o más elementos de los PLD para su difusión hasta la pluralidad de terminales (110), en el que cada elemento de los PLD se corresponde con una unidad de información de los PLD de un tipo concreto y para un transmisor concreto; la definición de un programa para difundir los uno o más elementos seleccionados de los PLD; la formación de una tabla de programación representativa de un programa definido; y la difusión de la tabla de programación y de los uno o más elementos seleccionados de los PLD hasta la pluralidad de terminales (110).
Description
Procedimiento y aparato para difundir datos de
localización de la posición en un sistema de comunicaciones
inalámbricas.
La presente invención se refiere en general al
campo de la determinación de la posición, y más concretamente a las
técnicas de difusión de datos de localización de la posición (PLD)
en un sistema de comunicaciones inalámbricas.
Un medio habitual mediante el cual localizar un
dispositivo es determinar la cantidad de tiempo requerido para que
las señales transmitidas desde múltiples fuentes situadas en
emplazamientos conocidos lleguen al dispositivo. Un sistema que
proporciona señales procedentes de una pluralidad de transmisores
situados en emplazamientos conocidos es el famoso Sistema de
Posicionamiento Global (GPS) por satélites. Los satélites del
sistema GPS están situados en órbitas precisas de acuerdo con un
plan maestro GPS. Las localizaciones de los satélites del GPS
pueden ser identificadas mediante una pluralidad de conjuntos de
informaciones diferentes, unas más precisas que
otras.
otras.
Los satélites del GPS transmiten un conjunto de
informaciones, designadas como "Almanaque", el cual incluye
informaciones menos precisas relacionadas con la localización de los
satélites de una "constelación". Las estaciones de tierra
continuamente supervisan los satélites del GPS para observar las
variaciones de su órbita. Una vez que las localizaciones precisas
de los satélites han sido determinadas, la información es
retransmitida de nuevo hasta los satélites. Los satélites entonces
transmiten otro conjunto de informaciones, designado como
"Efemérides", el cual incluye una versión de precisión mayor de
las órbitas de los satélites. Cada satélite transmite las
informaciones del Almanaque para todos los satélites del sistema GPS
pero guarda las informaciones de las Efemérides para sí
mismo.
mismo.
El Almanaque y la Efemérides son válidos durante
un periodo de tiempo limitado. Las informaciones del Almanaque son
consideradas como precisas hasta aproximadamente tres kilómetros
durante hasta aproximadamente una semana desde el tiempo desde que
el Almanaque es transmitido. Las Efemérides proporcionan información
relativa a la órbita de los satélites con una precisión de
aproximadamente un metro durante aproximadamente dos horas. El
error tanto en el Almanaque como en las Efemérides aumenta a medida
que la información envejece. De acuerdo con ello, la localización
de los satélites en base a esta información es cada vez menos
precisa a medida que el Almanaque y las Efemérides envejecen, a
menos que una información actualizada sea recibida a intervalos de
tiempo
apropiados.
apropiados.
Un receptor del GPS puede recibir y/o almacenar
un Almanaque que indique donde está situada en el cielo cada
pluralidad de satélites en un momento determinado. Una localización
más precisa de un satélite del GPS puede determinarse en base a las
Efemérides y al momento del día en el cual esta información está
disponible.
Los dispositivos inalámbricos de última
generación (por ejemplo, teléfonos celulares) son capaces de llevar
a cabo la determinación de la posición en base a los satélites del
GPS y/o las estaciones de base terrestres. Para la determinación de
la posición en base a las transmisiones por satélites, la
localización estimada de un dispositivo puede no ser precisa si las
informaciones relativas a las localizaciones precisas de los
satélites no se encuentran disponibles. Las localizaciones precisas
de los satélites puede obtenerse mediante la recepción de
actualizaciones (continuamente o siempre que sea necesario)
procedentes de los propios satélites o procedentes de una fuente
alternativa. Dicha fuente alternativa puede ser una estación de base
o un equipamiento de determinación de las posiciones (PDE) de un
sistema de comunicaciones inalámbricas, cada una de las cuales
puede estar equipada con un receptor del GPS capaz de obtener las
informaciones requeridas procedentes de los satélites del GPS.
La mensajería de los datos de los emplazamientos
de las posiciones entre una estación de base y un terminal está
normalizada en el TIA/EIA/IS-801, titulado
"Estándar del Servicio de Determinación de la Posición para
Sistemas de Espectro Expandido de Modo Dual" ["Position
Determination Service Standard for Dual Mode Spread Spectrum
Systems"], 1 de Noviembre de 1999 (designado en la presente
memoria como estándar IS-801). El estándar
IS-801 define un modelo de comunicaciones por medio
del cual los mensajes IS-801 son transmitidos punto
a punto entre la estación de base y el terminal. Una porción mayor
de los recursos del sistema puede de esta forma requerirse para
transmitir los datos de localización de la posición desde la
estación de base hasta una pluralidad de terminales. Dado que los
recursos del sistema están típicamente limitados para la mayoría de
los sistemas inalámbricos, estos mensajes IS-801
pueden consumir una porción considerable de los recursos del
sistema disponibles.
Por consiguiente, se necesita en la técnica unos
sistemas que proporcionen de manera eficiente datos de localización
de la posición (por ejemplo, Almanaques y Efemérides del GPS) a una
pluralidad de terminales en un sistema de comunicaciones
inalámbricas. Esta necesidad es especialmente perentoria cuando la
determinación de la posición se basa en transmisores (por ejemplo,
satélites del GPS) que se desplazan a lo largo del tiempo y las
localizaciones precisas a lo largo de dichos transmisores solo son
conocidas tras la recepción de actualizaciones procedentes de los
transmisores o de una fuente alternativa como por ejemplo una
estación de base. Se llama también la atención sobre el documento
EP-A-0 928 119 el cual divulga que
la transmisión de la información de control procedente de una
estación de base hasta al menos una estación móvil de la celda de un
sistema de radio celular tiene lugar utilizando un primer canal y
un segundo canal. En un primer momento de tiempo, hay una
indicación sobre el primer canal acerca de la localización de la
información de la pieza de control sobre el segundo canal. En un
segundo momento de tiempo, posterior a dicho primer momento, la
información de la pieza de control es transmitida sobre el
segundo
canal.
canal.
Se llama también la atención surge el documento
EP-A-0 944 275 el cual divulga un
sistema de suministro de información de difusión que comprende unos
terminales inalámbricos y una estación de base inalámbrica que
tiene un transmisor para transmitir una información de control de
difusión hacia un canal de control, y un transmisor para transmitir
una trama de difusión hacia un canal de difusión de acuerdo con una
condición de transmisión definida en la información de control de
difusión. La trama de difusión comprende una pluralidad de
subtramas que contiene información de contenidos diferentes entre sí
y una cabecera de tramas que incluye una información de guía de la
información de los contenidos. Cada uno de los terminales
inalámbricos comprende un receptor para recibir la información de
control procedente del canal del control, y un receptor para recibir
la trama de difusión procedente del canal de difusión sobre la base
de la información del canal de difusión y para recibir
selectivamente la información de contenidos de una trama específica
de dichas subtramas de acuerdo con la información de guía de la
trama de
difusión.
difusión.
De acuerdo con la presente invención, se
proporcionan un procedimiento para difundir datos de localización
de la posición, de acuerdo con lo expuesto en la reivindicación 1, y
una estación de base, de acuerdo con lo expuesto en la
reivindicación 23. Determinas formas de realización de la invención
se describen en las reivindicaciones
dependientes.
dependientes.
Determinados aspectos de la invención
proporcionan técnicas para difundir de manera eficiente los datos de
localización de la posición (PLD) a partir de una estación de base
hacia una pluralidad de terminales. En un aspecto, los mensajes de
los PLD utilizados para transmitir tipos diferentes de información
de los PLD pueden ser clasificados en dos o más grupos en base a
las características de la información que transmiten, y cada grupo
puede ser difundido de una manera diferente. Por ejemplo, un grupo
de mensajes de los PLD para los PLD relacionados con la estación de
base (los cuales en general tienen una longevidad mayor) pueden ser
difundidos en un formato no programado, y un segundo grupo de
mensajes de los PLD para los PLD relacionados con los satélites del
GPS (los cuales en general tienen una longevidad menor y son
actualizados con mayor frecuencia y a intervalos hasta cierto punto
regulares) pueden ser difundidos en un formato programado.
En otro aspecto, puede constituirse un programa
para el segundo grupo de mensajes de los PLD e incluirse en una
tabla de programación que es transmitida en momentos
predeterminados. El programa describe los elementos de los PLD
específicos seleccionados para la difusión, su orden de difusión y
los intervalos de tiempo específicos para su difusión. Cada
elemento de los PLD es una unidad de información de los PLD de un
tipo concreto (por ejemplo, Almanaque, Corrección del Almanaque, o
información de las Efemérides) y para un transmisor concreto (por
ejemplo, un satélite del GPS). El programa es válido para un
intervalo de tiempo programado concreto (por ejemplo 512 ciclos de
difusión, lo que aproximadamente es 11 minutos). La tabla de
programación puede ser difundida varias veces (por ejemplo, cada
ciclo de difusión o 1,28 seg) durante el intervalo de tiempo
programado para posibilitar que los terminales recuperen rápidamente
el programa y confirmen qué información de los PLD está siendo
difundida y dónde buscar el elemento de información de los PLD
específico. La información de los PLD actualizada es difundida
hasta los terminales aún cuando el programa puede ser actualizado
con menor frecuencia para cada intervalo de tiempo programado.
Más adelante se describen otros detalles
adicionales de las técnicas de difusión de los PLD. La invención
ofrece también procedimientos y aparatos adicionales que implementan
diversos aspectos, formas de realización, y características de la
invención, de acuerdo con lo descrito con mayor detalle en las
líneas que siguen.
Las características, naturaleza, y ventajas de
la presente invención se pondrán de manifiesto con mayor claridad a
partir de la descripción detallada expuesta más adelante tomada en
combinación con los dibujos, en los cuales las referencias
numerales identifican los mismos elementos a lo largo de toda ella,
y en los que:
La Fig. 1 es una ilustración simplificada de un
sistema capaz de implementar diversos aspectos y formas de
realización de la invención;
la Fig. 2A muestra una forma de realización
específica de un formato para un mensaje de Proporcionar
Capacidades a la BS definido por el estándar
IS-801;
\newpage
la Fig. 2B muestra una forma de realización
específica de un formato para un mensaje de los PLD del GPS
utilizado para transmitir diversos tipos de datos de localización
de la posición (PLD) para los satélites del GPS;
la Fig. 3 es un diagrama que ilustra una
estructura de las tramas del canal de difusión para el cdma2000;
la Fig. 4 es un diagrama que ilustra la
transmisión de un mensaje de los PLD del GPS, de acuerdo con una
forma de realización de la invención;
las Figs. 5A y 5B son diagramas que ilustran la
transmisión del mensaje de los PLD del GPS utilizando dos opciones
de relleno de franjas; y
la Fig. 6 es un diagrama de bloques simplificado
de una forma de realización de un terminal y de una estación de
base.
La Fig. 1 es una ilustración simplificada de un
sistema capaz de implementar diversos aspectos y formas de
realización de la invención. Un terminal 110 que va a ser localizado
recibe unas señales transmitidas desde una pluralidad de
transmisores, los cuales pueden ser unas estaciones de base 120 de
un sistema de comunicaciones inalámbricas, y/o unos satélites 130
de un Sistema de Posicionamiento Global (GPS) por satélites. En
general, cualquier tipo de transmisor que tiene localizaciones que
son conocidas o que pueden ser confirmadas puede ser utilizado para
la determinación de la posición.
El terminal 110 puede ser cualquier dispositivo
capaz de determinar los tiempos de llegada de las señales recibidas
con respecto a un tiempo de referencia. En una forma de realización,
el terminal 110 es un teléfono celular capaz de recibir señales
procedentes de una pluralidad de transmisores. En otras formas de
realización, el terminal 110 puede ser una unidad electrónica (por
ejemplo un terminal de computadora, una asistencia digital personal
(PDA) etc.) que tenga un módem inalámbrico, un GPS autónomo, un
receptor capaz de recibir señales procedentes de satélites y
estaciones de base, o cualquier otro tipo de receptor.
La posición del terminal 110 puede ser estimada
en base a las señales recibidas en el terminal (por ejemplo, las
transmitidas desde los satélites GPS y/o las estaciones de base) más
las localizaciones de los transmisores desde las cuales se
originaron las señales recibidas. La estimación de la posición del
terminal puede ser derivada por el terminal, un Equipamiento de
Determinación de la Posición (PDE) 140 del sistema de comunicaciones
inalámbricas, una estación de base, o cualquier otra entidad. La
entidad que lleva a cabo la estimación de la posición está provista
de las necesarias mediciones y de las localizaciones de los
transmisores (o los medios para determinar estas
localizaciones).
localizaciones).
Las localizaciones de los satélites del GPS
pueden ser determinadas mediante el procesamiento de las señales
transmitidas por los satélites. Cada satélite transmite la
información del "Almanaque" la cual incluye la información
relativa a las localizaciones aproximadas de todos los satélites de
la constelación. Cada satélite transmite también información de
las "Efemérides", la cual incluye una versión de mayor
precisión de su propia órbita tal como ha sido rastreada y
transmitida por las estaciones de seguimiento en tierra. Las
localizaciones de las estaciones de base pueden también llevarse a
cabo mediante las estaciones de rastreo en tierra. La entidad
también puede tener conocimiento de las localizaciones de las
estaciones de base (por ejemplo mediante mensajes) llevando a cabo
la estimación de la posición con destino al terminal.
Los satélites del GPS y las estacione de base
pueden ser utilizadas como puntos de referencia para determinar la
localización de un terminal. Mediante la medición precisa de las
distancias con respecto a tres transmisores situados en
localizaciones conocidas, el terminal puede "trilaterar" su
posición. El terminal puede estimar la distancia a cada transmisor
mediante la medición del tiempo requerido para que una señal viaje
desde el transmisor hasta el terminal. Si se conoce el tiempo
invertido por la señal transmitida desde el transmisor (por
ejemplo, marcada dentro de la señal), entonces el tiempo del viaje
de la señal puede determinarse observando el tiempo que invierte la
señal en ser recibida por el terminal (en base a su reloj interno).
Típicamente, sin embargo, el periodo de tiempo entre la transmisión
y la recepción no puede ser determinado exactamente debido a los
desfases de los relojes situados en el transmisor y en el terminal.
Así, se obtiene típicamente un "pseudorango" en base a la
diferencia entre un tiempo de referencia y el tiempo que invierte la
señal en ser recibida.
Para estimar con precisión la posición de un
terminal, se necesitan la información precisa del radio de acción y
las localizaciones del transmisor. Como se indicó anteriormente,
cada satélite del GPS transmite la información del Almanaque para
todos los satélites del sistema GPS y la información de las
Efemérides solo para sí mismo. Si se requiere que el terminal
obtenga las localizaciones de los satélites a partir de los
satélites mismos, entonces ello puede llevar largo tiempo (por
ejemplo 15 minutos) para llegar a una primera "fijación" (o
estimación de la posición) del terminal dado que las transmisiones
de los satélites necesitarían ser desmoduladas y recuperadas. Así
mismo, en ciertos casos, estas transmisiones de los satélites pueden
ser recibidas con intensidades de la señal demasiado débiles para
recuperar los datos transmitidos pero suficientes para estimar los
tiempos de llegada de la señal.
\newpage
De lo expuesto se desprende que a menudo es
ventajoso obtener las localizaciones de los satélites de una fuente
alternativa, como por ejemplo de una estación de base de un sistema
de comunicaciones inalámbricas. Si cuenta con la información de las
localizaciones de los satélites (por ejemplo, mediante la estación
de base), un terminal puede ser capaz de llegar a la primera
fijación en un periodo de tiempo más corto puesto que las
transmisiones procedentes de los satélites del GPS no necesitan ser
desmoduladas para recuperar esta información. Así mismo, la
información de los emplazamientos de los satélites recibida desde la
estación de base puede incluso ser utilizada para ayudar a la
detección de las transmisiones procedentes de los satélites del GPS,
lo que puede mejorar aún más el rendimiento. La información
recibida procedente de la estación de base puede ser utilizada para
obtener una temporización más precisa de las transmisiones de los
satélites.
La mensajería de los datos de localización de la
poción (PLD) entre la estación de base y el terminal ha sido
definida en el estándar IS-801. Aún cuando los
mensajes IS-801 pueden ser enviados sobre canales
comunes (utilizados para todos los terminales) así como sobre
canales dedicados (asignados a terminales específicos), el modelo
de comunicación definido por el estándar IS-801 es
de punto a punto. Sin embargo, debido a la redundancia inherente
del contenido de los mensajes de localización de la posición, la
sobrecarga utilizada para transmitir los mensajes del
IS-801 puede reducirse si partes de estos contenidos
son difundidos a todos los terminales. El conjunto de mensajes de
localización de la posición difundidos puede ser diseñado para
complementar el completo protocolo IS-801 y para
eliminar cualquiera de los mensajes anteriormente definidos.
Con los mensajes difundidos de los PLD descritos
en la presente memoria, puede ser preservada la compatibilidad de
retorno y puede conseguirse un tiempo más corto para la primera
fijación en situaciones de emergencia. Por ejemplo, un terminal
puede estar apagado durante un largo tiempo y la mayoría de los PLD
almacenada en su memoria puede estar anticuada. Si el terminal es
entonces activado porque un usuario quiere hacer una llamada 911,
entonces ello puede suponerle al terminal un periodo de tiempo largo
(por ejemplo, de 20 a 30 segundos) para recopilar los datos
procedentes de un canal de difusión, lo que puede ser inaceptable en
una situación de emergencia. En este caso, el terminal puede
solicitar los PLD de la estación de base a través de una transmisión
punto a punto sobre un canal de tráfico y entonces recibiría los
PLD en un periodo de tiempo más corto (de 1 a 2 segundos). Esta
transmisión punto a punto puede ser dispendiosa pero, en una
situación de emergencia, estaría justificada.
En un aspecto, un subconjunto de mensajes de
respuesta de enlace hacia delante definido por el
IS-801 es seleccionado para su difusión a los
terminales. La Tabla 1 relaciona el conjunto completo de mensajes de
respuesta de enlace hacia delante del IS-801, las
funciones soportadas por los mensajes, y los tamaños aproximados de
los mensajes en base a ciertas suposiciones.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
La AFLT (trilateración avanzada de enlace hacia
delante) es una técnica de determinación de la posición que utiliza
las señales piloto transmitidas sobre el enlace hacia delante para
determinar la posición de un terminal. Estos mensajes del
IS-801 y sus usos se describen con mayor detalle en
el estándar IS-801.
Normalmente no es práctico transmitir toda la
información requerida para satisfacer todas las funciones de todos
los terminales del canal de difusión dado que requeriría una gran
carga sobre el canal de difusión. Así, en una forma de realización,
solo se selecciona un subconjunto de mensajes del
IS-801 para su difusión a los terminales. Los
mensajes de Rechazar y Proporcionar respuestas de Localizaciones
son específicos del terminal y no necesitan ser difundidos. Todos
los demás mensajes de la Tabla 1, sin embargo, son candidatos para
su difusión.
Deben tenerse en cuenta una serie de
consideraciones al seleccionar cuáles entre los mensajes
IS-801 van a seleccionarse. El objetivo es
seleccionar los mensajes que (1) probablemente transmitan la máxima
información útil para el mayor número de terminales, (2) sean
relativamente compactos para no incrementar excesivamente la
sobrecarga, (3) tengan múltiples finalidades, esto es, soporten más
de una función, y (4) tengan una longevidad favorable para que el
terminal pueda ahorrar la vida de la batería pero que no tenga que
activarse demasiado a menudo para activar su base de datos. La
determinación de la utilidad de un mensaje puede no ser trivial
porque diferentes terminales pueden operar en diferentes modos
operativos (por ejemplo, autónomo o asistido por estación de base)
y por tanto pueden utilizar diferentes conjuntos de información.
Los mensajes de Proporcionar Capacidades a la BS
y Proporcionar Almanaque a la BS tienen una gran longevidad y deben
ser difundidos a los terminales. Otros mensajes que son buenos
candidatos para la difusión incluyen:
- 1.
- Proporcionar Asistencia de Adquisición al GPS. Este mensaje es muy compacto, pero no es compatible con la asistencia de localización o la asistencia de sensibilidad. Si un terminal está también provisto de asistencia de localización o de información de las Efemérides, entonces este mensaje resulta redundante.
\global\parskip0.900000\baselineskip
- 2.
- Proporcionar Efemérides al GPS. Este mensaje proporciona soporte a todas las funciones del receptor, esto es, puede utilizarse para la asistencia de adquisición, la asistencia de sensibilidad, y la asistencia de localización. Las Efemérides tienen una vida relativamente corta y, a los fines de la asistencia de sensibilidad, resultan fuera de servicio aproximadamente cada dos horas, pasadas las cuales el terminal necesitaría activarse y recoger nuevos datos.
- 3.
- Proporcionar Almanaque al GPS + Proporcionar Corrección del Almanaque al GPS. Estos mensajes, conjuntamente, proporcionan soporte a todas las funciones del receptor. El Almanaque tiene una vida larga pero la Corrección del Almanaque tiene una vida relativamente corta (cuando es utilizada para la asistencia de la localización, es válida durante aproximadamente 30 minutos si se incluyen los términos de corrección de segundo orden; y durante aproximadamente 2,5 minutos si se incluyen hasta los términos de corrección de primer orden). Sin embargo, la información de la corrección del Almanaque es compacta.
- 4.
- Proporcionar los Bits de Navegación del GPS. Este mensaje contiene toda la información necesaria al GPS. Sin embargo, la cantidad de datos de este mensaje puede ser excesiva para el canal de difusión.
Varios conjuntos diferentes de mensajes del
IS-801 pueden ser seleccionados para su difusión y
se incluyen dentro del alcance de la invención. Por razones de
claridad, los diferentes aspectos y formas de realización de la
invención, se describen más delante de forma que el conjunto de
mensajes que va a ser difundido incluye el Proporcionar Capacidades
a la BS, Proporcionar el Almanaque de la Estación de Base,
Proporcionar el Almanaque del GPS, Proporcionar la Corrección del
Almanaque del GPS, y Proporcionar Mensajes de las Efemérides al
GPS.
La Tabla 2 relaciona los cinco mensajes
IS-801 seleccionados para su difusión hasta los
terminales y algunos de sus atributos. Estos mensajes
IS-801 se designan también en la presente memoria
como mensajes de datos de localización de la posición (PLD) de modo
de difusión, o simplemente mensajes de los PLD. Cada mensaje de los
PLD incluye un tipo específico de información que puede ser
utilizada por los terminales para la determinación de la posición y
que es válido para un concreto periodo de tiempo.
Cada mensaje incluye uno o más elementos de los
PLD, siendo cada elemento una unidad concreta de información. Por
ejemplo, un elemento para el Almanaque de la Estación de Base,
describe un sector, un elemento de las Efemérides del GPS incluye
tres subtramas del GPS que describen las Efemérides para un
satélite, y así sucesivamente.
En el cálculo de la longitud del mensaje
Proporcionar Almanaque de Estación de Base, se partió de la base de
la existencia de tres sectores por celda, lo que significa que de
los 12 vecinos supuestos, 4 tienen un campo de descripción de la
localización largo y 8 tienen un campo de descripción de la
localización corto. (En el mensaje de Almanaque de la Estación de
Base, hay un indicador que muestra si los datos de localización de
la estación de base son los mismos que en el registro anterior).
Para el mensaje de Proporcionar la Corrección del Almanaque del
GPS se supusieron DELTA_XYZ_INCL = 1 y DELTA_CLOCK_INCL = 1.
En otro aspecto, los mensajes de los PLD son
difundidos de diferentes maneras dependiendo de sus
características.
Para facilitar su difusión, los mensajes de los
PLD pueden clasificarse en dos o más grupos en base a la información
que incorporan. Por ejemplo, la distinción entre los diversos
grupos puede basarse en la diferente longevidad de la información
de los PLD, la naturaleza aleatoria o determinista de las
actualizaciones de la información, etc. Los mensajes
de los PLD de cada grupo pueden ser entonces difundidos de una forma específica apropiada para esos mensajes.
de los PLD de cada grupo pueden ser entonces difundidos de una forma específica apropiada para esos mensajes.
\global\parskip1.000000\baselineskip
En una forma de realización, los mensajes de los
PLD son clasificados en dos grupos. Un primer grupo de mensajes
"Tipo I" comprende los primeros dos mensajes relacionados en la
Tabla 2, y un segundo grupo de mensajes "Tipo II" comprende
los mensajes restantes relacionados en la Tabla 2. Los mensajes Tipo
I son válidos durante un largo tiempo y sus tiempos de
actualización no están preprogramados. Así, la difusión de los
mensajes Tipo I no necesita ser programada. Los mensajes Tipo II
son válidos para periodos de tiempo más cortos, y sus intervalos de
actualización son conocidos con alguna incertidumbre y se producen
más frecuentemente que los de los mensajes Tipo I. Así, en una
forma de realización los mensajes Tipo II son difundidos en un
formato programado.
Los mensajes Tipo I y Tipo II pueden definirse
para incluir diversos tipos de información que puede ser encapsulada
utilizando diversos formatos. En general, puede ser ventajoso
adherirse a los formatos de los mensajes IS-801
siempre que sea posible a la hora de definir los formatos de los
mensajes PLD. A continuación se describe un ejemplo de los
contenidos y de los formatos de los mensajes para algunos mensajes
de los PLD pudiendo utilizarse otros que deben considerarse
incluidos en el alcance de la invención. En una forma de realización
y como se describe a continuación, los diversos tipos de
información para todos los mensajes Tipo II pueden ser encapsulados
dentro y ser transmitidos utilizando un único mensaje que se designa
como mensaje de los PLD del GPS.
La Fig. 2A muestra una forma de realización
específica de un formato para el mensaje Proporcionar Capacidades a
la BS. Este formato de mensaje incluye un campo
IS-801_BS_CAP 210 que incluye la información sobre
las capacidades de la estación de base del IS-801
tal como se describe en el estándar IS-801, un campo
BROADCAST_GPS_MODE 212 que identifica el (los) tipo (s) específico
(s) de los datos de localización de la posición (por ejemplo,
Almanaque, Corrección del Almanaque, Efemérides, o una combinación
de éstos) que se difunden en el mensaje de los PLD del GPS. Un
campo ALM_CORR_REP_RAT 214 identifica el número de elementos de la
Corrección del Almanaque fijados a cada elemento (o página) del
Almanaque, y un campo EPH_REP_RAT 216 identifica el número de
elementos de las Efemérides fijado a cada elemento del Almanaque.
Un campo SLOT_PADDING 218 indica si un elemento PLD puede ser
transmitido a través de un límite de franja o necesita ser
transmitido dentro de una franja, de acuerdo con lo descrito más
adelante.
Un campo NUM_PLD_BCCH 220 identifica el número
de canales de difusión (BCCHs) que van a ser utilizados para
transmitir el mensaje de los PLD del GPS. En una forma de
realización, el mensaje de los PLD del GPS puede ser transmitido
sobre un canal de difusión, o puede ser dividido y transmitido sobre
dos canales de difusión. Para cada canal de difusión utilizado para
transmitir el mensaje de los PLD del GPS, se dispone un registro
PLD_BCCH dentro del mensaje de Proporcionar Capacidades a la BS para
definir el formato de transmisión para las partes del mensaje que
están siendo transmitidas dentro de ese canal de difusión. Cada
registro PLD_BCCH 222 incluye un campo
BCCH_INDEX 224 que identifica el canal de difusión específico utilizado para la información de los PLD, un campo PLD_START_SLOT 226 que identifica un índice de franjas específicas donde un segmento de los PLD está programado para iniciar, y un campo PLD_LEN_SLOT 228 que identifica la longitud de un segmento de los PLD (en unidades de franjas). Estos diversos campos se describen más adelante con mayor detalle. Los canales de difusión pueden ser definidos, por ejemplo, dentro del Mensaje de Parámetros MC-RR definido por el estándar IS-2000-4, que se incorpora
en la presente memoria por referencia. Un campo RESERVED 230 incluye los bits reservados para un uso futuro.
BCCH_INDEX 224 que identifica el canal de difusión específico utilizado para la información de los PLD, un campo PLD_START_SLOT 226 que identifica un índice de franjas específicas donde un segmento de los PLD está programado para iniciar, y un campo PLD_LEN_SLOT 228 que identifica la longitud de un segmento de los PLD (en unidades de franjas). Estos diversos campos se describen más adelante con mayor detalle. Los canales de difusión pueden ser definidos, por ejemplo, dentro del Mensaje de Parámetros MC-RR definido por el estándar IS-2000-4, que se incorpora
en la presente memoria por referencia. Un campo RESERVED 230 incluye los bits reservados para un uso futuro.
La Tabla 3 relaciona los diversos campos para el
mensaje Proporcionar Capacidades a la BS y sus definiciones.
\vskip1.000000\baselineskip
En una forma de realización, el mensaje de
Proporcionar Almanaque de Estación de Base es transmitido utilizando
el formato definido por el estándar IS-801. Los
parámetros PART_NUM y TOTAL_PARTS tal como se definen en el
estándar IS-801 pueden ser utilizados para describir
la división del mensaje Almanaque de Estación de Base en segmentos
apropiados para su transmisión a través de múltiples ciclos de
difusión, un segmento para cada ciclo de difusión.
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Los mensajes Tipo I tienen funciones similares a
los de los otros mensajes de sobrecarga difundidos sobre el
(primario) canal de difusión. En un esquema de transmisión para
mensajes Tipo I, estos mensajes Tipo I son incorporados en otros
mensajes de sobrecarga. Más concretamente, el mensaje Proporcionar
Capacidades a la BS pueden ser incluidos como parte de un Mensaje
de Parámetros del Sistema ANSI-41, el cual ya tiene
un campo BROADCAST_GPS_ASST. El mensaje Proporcionar Almanaque a la
Estación de Base puede ser parte de un Mensaje de la Vista
Universal de Vecinos, y puede ser incluido si el campo
BROADCAST_GPS_ASST se fija en "1". Los mensajes Tipo I pueden
así ser transmitidos como sobrecarga sobre el primer canal primario
en un formato no programado.
En otro esquema de transmisión para mensajes
Tipo I en lugar de aumentar los mensajes de sobrecarga existentes,
se utilizan mensajes Tipo I independientes y estos mensajes pueden
ser difundidos sobre el (primario) canal de difusión junto con
otros mensajes de sobrecarga. Un número CONFIG_MSG_SEQ y un
Indicador de Cambio de Configuración del QPCH tal como se define
por el estándar IS-2000-4 pueden
fijarse para reflejar los cambios en uno u otro de los mensajes
Tipo I.
Como se indicó anteriormente, la información de
los PLD para los mensajes Tipo II puede ser encapsulada en un
único mensaje de los PLD del GPS que es difundido en un formato
programado. La información programada permitiría que los terminales
conocieran cuándo activarse para recoger la información de los PLD
específica requerida por estos terminales. Diversos esquemas pueden
ser utilizados para difundir el mensaje de los PLD del GPS en un
formato programado y dichos esquemas se incluyen en el alcance de la
invención. Algunos de estos esquemas se describen a
continuación.
En un primer esquema de transmisión programada,
se utiliza un programa fijo y un mensaje de los PLD del GPS se
divide en una pluralidad de segmentos que a continuación son
transmitidos a lo largo de intervalos de tiempo predeterminados.
Dado que el tamaño del mensaje de los PLD del GPS puede variar
dependiendo del número de elementos de los PLD incluidos en el
mensaje, el cual a su vez depende del número de satélites en
presencia, el relleno, la repetición o algún otro mecanismo puede
ser utilizado para facilitar la transmisión programada fijada.
En un segundo esquema de transmisión programada,
la tabla de programación es transmitida en momentos predeterminados
e incluye un programa que identifica la información de los PLD que
está siendo difundida dentro del actual mensaje de los PLD del GPS.
En una forma de realización, la tabla de programación es transmitida
en cada ciclo de difusión (cada 1,28 seg en el cdma2000) y al
principio de un bloque de información de los PLD (esto es, un
segmento de los PLD) para ese ciclo de difusión. Mediante la
recuperación y el examen de la tabla de programación, un terminal
es capaz de determinar qué información de los PLD está siendo
transmitida dentro del mensaje de los PLD del GPS y cuándo cada
elemento de información de los PLD específico está siendo
transmitido. La tabla de programación y su transmisión son
descritos con mayor detalle a continuación.
La Fig. 2B muestra una forma de realización
específica de un formato para el mensaje de los PLD del GPS. Este
formato de mensaje incluye (1) una tabla de programación 232, (2) un
campo TLM 234 que describe una palabra de telemetría (TLM), y (3)
una secuencia 236 de uno o más campos de tipo específico que
incluyen elementos PLD agrupados en un orden prescrito. Este
mensaje de los PLD del GPS puede ser utilizado para transmitir
información para todos o para un subconjunto de mensajes Tipo
II.
La tabla de programación describe un conjunto de
páginas del Almanaque para un conjunto de satélites del GPS y
posiblemente un conjunto de elementos de Corrección del Almanaque
y/o de las Efemérides asociados con estas páginas del Almanaque. La
información adicional específica que va a ser suministrada junto con
las páginas del Almanaque (si existen) depende del valor del campo
BROADCAST_GPS_MODE del mensaje de Proporcionar Capacidades a la BS.
En una forma de realización, los elementos PLD (por ejemplo,
elementos del Almanaque de Corrección del Almanaque, y de las
Efemérides) son transmitidos en orden ascendente en base a un ID de
Página para los elementos del Almanaque y un ID de vehículo
espacial (SV) para los elementos de la Corrección del Almanaque y
de las Efemérides. Un ciclo completo de las páginas del Almanaque se
incluye en un mensaje de los PLD del GPS, el cual es transmitido a
lo largo de un entero ciclo PLD de acuerdo con lo descrito más
adelante.
\global\parskip1.000000\baselineskip
La Fig. 2B muestra también una forma de
realización de la tabla de programación, la cual incluye un mapa de
bits 242 del Almanaque, un mapa de bits 244 del BCCH, y un mapa de
bits 246 de la información adicional. La estructura detallada de la
tabla de programación puede ser, por ejemplo, la que se ofrece en la
Tabla 4. El mapa de bits 242 del Almanaque es utilizado para
transmitir un campo ALM_PAGE_BIT_MAP e incluye 35 bits, un bit para
cada uno de los 32 posibles números de ID PRN de los satélites del
GPS de la constelación (típicamente, 24 satélites del GPS más los
de reserva están operativos en cualquier momento determinado, pero
hay 32 posibles números ID PRN que pueden ser asignados) y un bit
para el buen estado del satélite, otro para la configuración del
satélite y otro para las páginas de los datos ionosféricos. Cada bit
del mapa de bits 242 del Almanaque está asociado con un respectivo
satélite del GPS para el cual puede disponerse de la información de
los PLD en el mensaje de los PLD del GPS. Si un bit concreto del
mapa de bits 242 del Almanaque se fija (como "número 1"),
entonces la página del Almanaque para el satélite del GPS asociado
con ese bit se incluye en el mensaje de los PLD del GPS.
Los elementos del Almanaque seleccionados para
el mensaje de los PLD del GPS son típicamente un subconjunto de los
satélites del GPS operacionales escogidos entre un conjunto de
Sub_Trama 4 de las Tramas 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9 y 10 y una
Sub-Trama 5 de las Tramas 1 a 24. Así mismo, una
Sub-Trama 4 de las Tramas 18 y 25 y una
Sub-Trama 5 de la Trama 25 son típicamente
transmitidas. La información del Almanaque para los satélites del
GPS se describe con mayor detalle en un documento titulado
"Especificación de la Señal de Servicio de Posicionamiento
Estándar del Sistema de Posicionamiento Global", 2ª Edición, 2 de
Junio de 1995 ["Global Positioning System Standard Positioning
Service Signal Specification", 2nd Edition, June 2, 1995] (en
adelante designado como "Especificación de la Señal GPS")
["GPS Signal Especification"]. Los elementos de Corrección del
Almanaque y de las Efemérides seleccionados para su difusión son
típicamente el conjunto idéntico de satélites en visible buen
estado situados por encima de una máscara de elevación. En una forma
de realización, dado que el programa de difusión está actualizado
(esto es, modificado) a intervalos de tiempo programados
predeterminados, de acuerdo con lo descrito más adelante, la
máscara de elevación puede fijarse más baja para los satélites
ascendentes y más alta para los satélite descendentes. Esto puede
compensar los cambios de retraso en los programas de difusión.
El mapa de bits 244 del BCCH es utilizado para
transmitir un campo INDEX_BCCH y se incluye en el mensaje de los
PLD si se utilizan dos canales de difusión para difundir el mensaje
de los PLD del GPS. Si solo se utiliza un canal de difusión,
entonces el mapa de bits 244 del BCCH puede ser eliminado. El mapa
de bits 244 del BCCH incluye un bit para cada página del Almanaque
incluida en el mensaje de los PLD del GPS indicando cada bit del
mapa de bits 244 del BCCH si la página del Almanaque y otros
elementos PLD asociados con la página están siendo difundidos sobre
un primero o un segundo canal de difusión (los cuales son
identificados por el mensaje de Proporcionar las Capacidades a la
BS). Dado que el número de páginas del Almanaque incluidas en el
mensaje de los PLD del GPS es variable, el tamaño del mapa de bits
244 del BCCH es también variable y se indica mediante el signo
W.
En una forma de realización, la información de
los PLD para los satélites del GPS es transmitida sobre canales de
difusión alternativos. Por ejemplo, la información de los PLD para
el primer satélite del GPS puede ser transmitida sobre el primer
canal de difusión, la información de los PLD para el segundo canal
del GPS puede ser transmitida sobre el segundo canal de difusión,
la información de los PLD para el tercer canal del GPS puede ser
transmitida sobre el primer canal de difusión, y así sucesivamente.
En otra forma de realización, si se utilizan más de dos canales de
difusión para difundir la información de los PLD, entonces cada bit
del mapa de bits 244 del BCCH puede ser sustituido por un campo que
tenga más de un bit para identificar el canal de difusión
específico utilizado para difundir la información de los PLD.
El mapa de bits 246 de la información adicional
incluye un bit para cada página del Almanaque incluida en el
mensaje de los PLD del GPS, y cada bit del mapa de bits 246 indica
si está incluida o no la información adicional asociada con la
página del Almanaque existente dentro del mensaje de los PLD del
GPS. La información adicional puede incluir elementos de la
Corrección del Almanaque o elementos de la Efemérides o ambos,
dependiendo del valor del campo BROADCAST_GPS_MODE del mensaje
Proporcionar Capacidades a la BS. El número de elementos
adicionales incluido en el mensaje de los PLD del GPS depende de los
valores de los campos ALM_CORR_REP_RAT y EPH_REP_RAT del mensaje de
Proporcionar Capacidades a la BS.
La Tabla 4 relaciona diversos campos de la tabla
de programación. La transmisión de la tabla de programación se
describe con mayor detalle más adelante.
\vskip1.000000\baselineskip
La Fig. 2B muestra también una forma de
realización de los diversos elementos PLD que pueden ser difundidos
por medio del mensaje de los PLD del GPS. En una forma de
realización el mensaje de los PLD del GPS puede incluir diversas
combinaciones de los campos de tipo específico para la información
del Almanaque, la información de la Corrección del Almanaque y la
información de las Efemérides. En una forma de realización, se
dispone un grupo 250 de los elementos de los PLD para cada página
del Almanaque que va a ser difundida, y el número de grupos se
determina por el número de unos del campo ALM_PAGE_BIT_MAP de la
tabla de programación. En otra forma de realización, el número de
grupos es mayor que el número de unos del campo ALM_PAGE_BIT_MAP, y
está determinado por la longitud específica del ciclo PLD.
Cada grupo 250 de elementos de los PLD incluye
un campo 252 del Almanaque (ALMANAC_ELMNT), cero o más campos 254
de Corrección del Almanaque (ALM_CORR_ELMNT), y cero o más campos
256 de Efemérides (EPHEMERIS_ELMNT). Cada campo 252 del Almanaque
es utilizado para transmitir una página del Almanaque para un GPS.
Cada campo 254 de Corrección del Almanaque se utiliza para
transmitir un elemento de Corrección del Almanaque para la página
del Almanaque asociada, determinándose el número de los elementos de
la Corrección del Almanaque por el valor del campo ALM_CORR_REP_RAT
existente en el mensaje de Proporcionar Capacidades a la BS. De modo
similar, cada campo 256 de las Efemérides es utilizado para
transmitir un elemento de las Efemérides para la página del
Almanaque asociada, determinándose el número de los elementos de las
Efemérides por el valor del campo EPH_RET_RAT del mensaje
Proporcionar Capacidades a la BS.
Como se muestra en la Fig. 2B los elementos de
la secuencia 236 de los elementos de los PLD están intercalados de
tal forma que cada elemento 252 del Almanaque va seguido por el
número ALM_COOR_REP_RAT de los elementos 254 de la Corrección del
Almanaque y del número EPH_REP_RAT de los elementos 256 de las
Efemérides. Los elementos de Corrección del Almanaque y los
elementos de las Efemérides siguen su propia indexación cíclica, la
cual forma unos subciclos dentro de un completo ciclo de los PLD
para el mensaje de los PLD del GPS. Al inicio del ciclo de los PLD,
todos subciclos son restablecidos (por ejemplo, a cero, como se
muestra en la Fig. 2), de forma que empiezan desde la ID de la
Página y de la ID del vehículo espacial.
Si el ciclo de los PLD se define para que tenga
una duración máxima completa, entonces en determinadas
circunstancias, el ciclo de los PLD puede no ser suficiente para
incluir un número entero de subciclos de la Corrección del
Almanaque y/o de las Efemérides. En estos casos, hay un salto en la
indexación de los subciclos en los límites del ciclo de los PLD lo
que puede incrementar el tiempo de espera máximo para los elementos
de los PLD saltados. Para reducir al mínimo este efecto y para
reducir el tiempo de espera máximo, el ciclo de los PLD puede
extenderse a una duración más prolongada, por ejemplo, hasta la
duración en la cual la tabla de programación sea válida (esto es,
el intervalo de tiempo programado el cual puede ser de 512 ciclos de
difusión o aproximadamente 11 minutos, de acuerdo con lo descrito
más adelante). En este caso, el ciclo de los PLD incluye un número
de periodos de elementos del Almanaque y los saltos de la indexación
cíclica solo se producen en cada intervalo de tiempo
programado.
La Tabla 5 relaciona diversos campos para el
Almanaque, la Corrección del Almanaque y los elementos de las
Efemérides del mensaje de los PLD.
\newpage
Los datos que van a ser incluidos en el
Almanaque, en la Corrección Almanaque, y en las Efemérides, pueden
ser todos o un subconjunto de datos incluidos en el Almanaque y en
las Efemérides recibidos desde los satélites del GPS. Por ejemplo,
la estación de base puede extraer algunos de los bits recibidos
desde los satélites del GPS y puede así mismo reformatear estos
bits para constituir los elementos de los PLD que van a ser
incluidos en el mensaje de los PLD del GPS. Un ejemplo concreto
puede ser cuando los elementos PLD son exactamente como los que se
especifican en el protocolo IS-801 u otro estándar
apropiado. Los formatos del Almanaque y de las Efemérides
transmitidos por los satélites del GPS se describen en la
Especificación de la Señal del GPS anteriormente mencionada.
Las técnicas de difusión de los PLD descritas en
la presente memoria pueden ser implementadas en diversos sistemas
de comunicaciones inalámbricas, incluyendo el IS-95,
el cdma2000, y los sistemas W-CDMA. En aras de la
claridad, a continuación se describe un ejemplo de un esquema de
transmisión para el mensaje de los PLD del GPS para el sistema
cdma2000.
La Fig. 3 es un diagrama que ilustra una
estructura de tramas de canal de difusión para el cdma2000. El canal
de difusión hacia delante (F-BCH) proporciona
soporte a la transmisión en una de tres velocidades posibles -4,8
kbps, 9,6 kbps, y 19,2 kbps. Cada trama del F-BCH
incluye 768 bits (esto es, 744 bits de información, 16 bits CRC, y
8 bits de cola de código) y puede ser transmitida en una franja que
abarca 40 mseg, 80 mseg, o 160 mseg dependiendo de si se utilizan
para la transmisión 19 kbps, 9,6 kbps, o 4,8 kbps, respectivamente.
El tiempo de transmisión sobre el F-BCH se divide
también en ciclos de difusión, teniendo cada ciclo de difusión una
duración de 1,28 seg e incluyendo 8, 16 o 32 franjas dependiendo de
la duración de la franja.
La Fig. 4 es un diagrama que ilustra la
transmisión de un mensaje de los PLD del GPS, de acuerdo con una
forma de realización de la invención. El mensaje de los PLD del GPS
incluye la tabla de programación, TLM, y la secuencia de los
elementos de los PLD, de acuerdo con lo anteriormente descrito. Cada
mensaje de los PLD del GPS está asociado con una tabla de
programación relativa que describe una secuencia específica de
elementos de los PLD incluidos en el mensaje. La tabla de
programación define así de forma efectiva el mensaje de los PLD del
GPS.
En una forma de realización, la tabla de
programación es actualizada (esto es, se posibilita su modificación)
en un intervalo de tiempo programado predeterminado. Como se indicó
anteriormente, dado que el número de satélites visibles del GPS
cambia cada 15 minutos de promedio, el intervalo de tiempo
programado puede ser seleccionado para que sea más corto que este
intervalo para asegurar que pueda ser difundida la información
apropiada hasta los terminales. En una forma de realización, para
el cdma2000, el intervalo de tiempo programado se selecciona para
que sea de 512 ciclos de difusión (esto es, 512 \cdot 1,28 seg =
655,36 seg \equiv 11 min). Así mismo, el inicio de cada intervalo
de tiempo programado se define en base al tiempo del sistema (esto
es, el tiempo del CDMA o un tiempo de referencia absoluto definido
por el sistema CDMA). Dado que los terminales también tienen
conocimiento del tiempo del sistema, cada terminal puede determinar
si la tabla de programación es o no actual y puede también
actualizar su copia de la tabla de programación si no es actual.
También pueden ser seleccionados otros intervalos de tiempo
programados los cuales se incluyen en el alcance de la
invención.
La tabla de programación (la cual especifica el
formato de imagen de los PLD del GPS, esto es, los elementos de los
PLD específicos incluidos en el mensaje y su ordenación) es válida
para la duración del intervalo de tiempo programado, hasta que la
tabla se actualice en el siguiente intervalo. Sin embargo, en una
forma de realización, la información de los PLD actualizados puede
ser incluida en el mensaje de los PLD del GPS aún cuando la tabla
de programación (y con ello el formato del mensaje) se mantenga
durante el entero intervalo de tiempo programado. Cuando el
elemento de los PLD está preparado para su difusión, la información
actual para ese elemento puede ser incluida en el mensaje de los
PLD del GPS. De esta forma, los terminales pueden estar provistos
en todo momento de la información actual.
Los mensajes de los PLD del GPS tienen una
longitud variable que depende del número y de los tipos de los
elementos de los PLD incluidos en el mensaje, de acuerdo con lo
definido en la tabla de programación. En una forma de realización,
el mensaje de los PLD del GPS es dividido en uno o más segmentos de
los PLD que son transmitidos a lo largo de uno o más ciclos de
difusión, un segmento de los PLD para cada ciclo de difusión. En
una forma de realización, cada segmento de los PLD ocupa un número
entero de franjas de difusión dentro del ciclo de difusión
utilizado para transmitir el segmento, excepto para el último
segmento de los PLD, el cual puede ocupar una fracción de una
franja. Las franjas de difusión utilizadas para transmitir la
difusión de los PLD son designadas como franjas de los PLD
incluyendo cada franja de los PLD 744 bits de información.
En una forma de realización, dado que el tiempo
de transmisión para el mensaje de los PLD es típicamente más corto
que el periodo de tiempo programado, el mensaje de los PLD se repite
periódicamente. Cada ciclo de los PLD cubre el tiempo de
transmisión de un mensaje de los PLD completo y comprende un número
entero de ciclos de difusión. En una implementación específica, el
ciclo de los PLD puede oscilar de 1 a 32 ciclos de difusión (o 1,28
seg a 40,96 seg) y depende de la longitud del mensaje de los PLD del
GPS y del rendimiento total disponible (esto es, el número de
posiciones de los bits en cada ciclo de difusión disponible para la
transmisión del mensaje de los PLD del GPS). Al inicio de cada
intervalo de tiempo programado, se inicia un nuevo ciclo de los PLD
con una tabla de programación actualizada.
Como se muestra en la Fig. 4, los segmentos de
los PLD del mensaje de los PLD son transmitidos empezando por el
mismo índice de franjas de todos los ciclos difundidos utilizados
para transmitir el mensaje. Este índice de franjas inicial se
define por el valor del campo PLD_START_SLOT del mensaje
Proporcionar Capacidades a la BS, y puede oscilar de 0 a 7 para 4,8
kbps, 0 a 15 para 9,6 kbps, y de 0 a 31 para 19,2 kbps. La longitud
de cada segmento está definido de manera similar por el valor del
campo PLD_LEN_SLOT del mensaje Proporcionar Capacidades a la BS, y
puede oscilar de 1 a 8 para 4,8 kbps, de 1 a 16 para 9,6 kbps, y de
1 a 32 para 19,2 kbps. La longitud de segmento de los PLD es la
misma para cada ciclo difundido utilizado para transmitir el
mensaje, excepto para el último ciclo difundido del ciclo de los
PLD, donde la longitud del mensaje de los PLD puede ser más corta.
Para el ejemplo mostrado en la Fig. 4, PLD_START_SLOT = 3 y
PLD_LEN_SLOT = 2 (longitud de segmento de los PLD = PLD_LEN_SLOT +
1).
De acuerdo con un aspecto de la invención y como
se muestra en la Fig. 4, la tabla de programación es transmitida
periódicamente en cada ciclo de difusión y al principio del segmento
de los PLD para ese ciclo de difusión. La misma tabla de difusión
es transmitida para cada ciclo de difusión en el intervalo de tiempo
programado, pero su transmisión periódica posibilita que los
terminales recuperen más rápidamente la información de programación
y determinen qué información de los PLD está siendo difundida y
dónde buscar cualquier información de los PLD específica.
Mediante la recuperación de la tabla de
programación, el terminal puede determinar la secuencia específica
de elementos de los PLD que está siendo difundida en el mensaje de
los PLD del GPS. Dado que los elementos de los PLD tienen
longitudes fijas que son conocidas a priori y mediante el
conocimiento de los valores de los campos PLD_START_SLOT y
PLD_LEN_SLOT el terminal puede calcular la longitud del ciclo de los
PLD y la posición exacta de cada elemento de los PLD del mensaje de
los PLD del GPS. Así, el terminal puede permanecer durmiente o
desenergizado gran parte del tiempo cuando no está activo y puede
activarse en los momentos apropiados para recuperar la información
de los PLD requerida.
En una forma de realización, la tabla de
programación es transmitida solo en el primer canal de difusión
utilizado para difundir (por ejemplo, el relacionado en primer
término en el mensaje de Proporcionar Capacidades a la BS) y puede
incluir una información de programación para ambos canales de
difusión si se utilizan dos para transmitir el mensaje de los PLD
del GPS. Este esquema de transmisión de la tabla de programación
reduce la sobrecarga.
En una forma de realización la TLM es también
transmitida en cada ciclo de difusión (por ejemplo, justo después
de la tabla de programación). La frecuente difusión de datos de la
TLM asegura que el terminal pueda utilizar una integración
coherente de 1,28 seg poco después de que se ha encendido, lo que
puede permitir un incremento de la sensibilidad del receptor, pero
manteniendo un tiempo de adquisición corto.
En una forma de realización, un índice de ciclos
es también transmitido en la primera franja de los PLD de cada
ciclo de difusión (por ejemplo, inmediatamente después de la TLM).
Este índice de ciclos identifica la posición del ciclo de la
posición actual dentro del ciclo completo de los PLD, t tiene un
valor que oscila de 0 a (longitud de los ciclos de los PLD - 1) y
puede ser computado por el terminal. Conociendo el índice de los
ciclos, el terminal puede sintonizarse con el ciclo de los PLD. La
estación de base asegura que el ciclo de los PLD no exceda la
longitud máxima específica (por ejemplo 32 ciclos de difusión).
Las Figs. 5A y 5B son diagramas que ilustran la
transmisión de un mensaje de los PLD del GPS utilizando dos
opciones de relleno de ranuras diferentes. La secuencia de elementos
de los PLD incluye un número de elementos de los PLD, teniendo cada
elemento una longitud específicamente definida. Estos elementos de
los PLD pueden ser transmitidos sobre las franjas disponibles de
los PLD utilizando esquemas de transmisión diferentes.
La Fig. 5A muestra una transmisión de mensaje de
los PLD sin relleno de franjas. Para este esquema de transmisión,
que se corresponde con SLOT_PADDING = 0 del mensaje Proporcionar
Capacidades a la BS, los elementos de los PLD son transmitidos en
las posiciones de bits disponibles de las franjas de los PLD
posibilitando que se insinúen dentro de los límites de las franjas
y de los ciclos. Al inicio de cada segmento de los PLD, la tabla de
programación y la TLM son transmitidos en primer término, seguidos
por los datos para la parte restante del mensaje de los PLD del GPS
no transmitidos en el segmento de los PLD previo. El esquema de
transmisión es más eficiente dado que todas las posiciones de los
bits se utilizan para transmitir la información de los PLD.
La Fig. 5B muestra una transmisión de mensaje de
los PLD con relleno de franjas. Para este esquema de transmisión,
que se corresponde con SLOT_PADDING = 1 del mensaje de Proporcionar
capacidades de BS, los elementos completos de los PLD son
transmitidos en cada franja de los PLD no permitiéndose que se
insinúen en los límites de las franjas. Al inicio de cada segmento
de los PLD, la tabla de programación y el TLM son transmitidos en
primer término, seguido por uno o más elementos completos de los
PLD para la parte restante del mensaje de los PLD del GPS no
transmitidos en el segmento de los PLD previo. Un campo de relleno
cero de longitud variable se utiliza para llenar cualquier bit no
utilizado para cada franja de los PLD. Este esquema de transmisión
puede ser más fácil para recuperar la información de los PLD dado
que los elementos de los PLD no están insinuados entre los límites
de las franjas y los ciclos.
La Fig. 6 es un diagrama de bloques de una forma
de realización de un terminal 110 y de una estación de base 120,
que son capaces de implementar diversos aspectos y formas de
realización de la invención. El terminal 110 y la estación de base
120 pueden cada uno recibir transmisiones desde una pluralidad de
satélites del GPS 130 (solo se muestra un satélite en la Fig. 6 por
razones de sencillez).
Sobre el enlace hacia delante, en la estación de
base 120, los datos específicos del usuario, la señalización, y los
datos de localización de la posición son suministrados por una
fuente de datos 612 a un procesador 614 de datos de transmisión
(TX), procesador que formatea y codifica los diferentes tipos de
"tráficos" en base a uno o más esquemas de codificación para
proporcionar datos codificados. Cada esquema de codificación puede
incluir cualquier combinación de un control de redundancia cíclica
(CRC), convolucional, Turbo, de bloque, u otra codificación, o
ninguna codificación. Típicamente, cada tipo de tráfico es
codificado utilizando un esquema diferente.
Los datos codificados son a continuación
suministrados a un modulador (MOD) 616 y procesados ulteriormente
para generar datos modulados. El procesamiento por el modulador 616
puede incluir (1) cubrir los datos codificados con códigos
ortogonales (por ejemplo códigos Walsh para el sistema cdma2000)
para canalizar los diferentes tipos de tráfico sobre sus
respectivos canales comunes y dedicados y (2) propagar los datos
cubiertos con secuencias PN cortas en un desfase específico
asignado a la estación de base. Como se indicó anteriormente, los
mensajes Tipo I pueden ser transmitidos sobre un canal de difusión
primario, y los mensajes Tipo II pueden ser transmitidos sobre uno
o dos canales de difusión. Los datos modulados son a continuación
suministrados a una unidad de transmisor (TMTR) 618 y condicionadas
(por ejemplo convertidas en una o más señales analógicas,
amplificadas, filtradas, moduladas en cuadratura) para generar una
señal modulada hacia delante apropiada para su transmisión por
medio de una antena 620 y sobre un enlace inalámbrico con los
terminales.
En el terminal 110, la señal modulada hacia
delante es recibida por una antena 650 y suministrada a una unidad
de receptor terrestre (RCVR) 652. La unidad de receptor 652
condiciona (por ejemplo, filtra, amplifica, reduce la frecuencia, y
digitaliza) la señal recibida y proporciona muestras. Un
desmodulador (DEMOD) 656 a continuación recibe y procesa las
muestras para suministrar los símbolos recuperados. El procesamiento
por el desmodulador 656 incluye la despropagación de las muestras
con las secuencias PN alineadas con el tiempo de llegada de la
señal de la multitrayectoria que está siendo procesada, la apertura
de las muestras despropagadas para canalizar las muestras
despropagadas sobre sus canales dedicados y comunes respectivos, y
(coherentemente) desmodular los datos abiertos con un piloto
recuperado. El desmodulador 656 puede implementar un receptor de
rastrillo que pueda procesar los múltiples supuestos de la señal
recibida y combine los símbolos de las distintas multitrayectorias
pertenecientes al mismo tráfico para proporcionar los símbolos
recuperados.
Un procesador de datos de recepción (RX) 658 a
continuación descodifica los símbolos para recuperar los datos
específicos del usuario la señalización, y los datos de localización
de la posición transmitidos sobre el enlace hacia delante. Los
datos de localización de la posición recuperados, pueden ser
almacenados en una unidad de memoria 662 y/o suministrados a un
controlador 670, el cual puede utilizar estos datos para la
determinación de la posición. El procesamiento por el desmodulador
656 y por el procesador 658 de los datos RX es complementario con
el llevado a cabo por el modulador 616 y por el procesador 614 de
los datos TX en la estación de base 120, respectivamente.
Como se muestra en la Fig. 6, el terminal 110 y
la estación de base 120 incluyen cada uno un receptor del GPS que
puede utilizarse para recibir y procesar las transmisiones
procedentes de los satélites del GPS. Dentro de la estación de base
120, un receptor 622 del GPS puede utilizarse para recuperar el
Almanaque, la Corrección del Almanaque, las Efemérides y
posiblemente otra información procedente de las transmisiones del
GPS recibidas y para suministrar la información recuperada a un
controlador 630. El controlador 230 selecciona la información de
los PLD para su difusión, programa la difusión, e incluye la
información de los PLD seleccionada en el mensaje de los PLD del
GPS que va a ser difundida hasta los terminales.
Dentro del terminal 110, un receptor 654 del GPS
puede utilizarse igualmente para recibir y procesar las
transmisiones procedentes de los satélites del GPS. Sin embargo,
dado que la información del Almanaque, de la Corrección del
Almanaque y de las Efemérides para los satélites del GPS puede
obtenerse a partir de la estación de base 120, el receptor 654 del
GPS puede ser diseñado y/o utilizado para suministrar únicamente la
temporización (por ejemplo el tiempo o las llegadas) para las
transmisiones del GPS recibidas. El controlador 670 recibe la
temporización y posiblemente otra información procedente del
receptor 654 del GPS y la información de los PLD desde el
procesador de datos RX 658 y/o la unidad de memoria 662, y estima la
posición del terminal 110 en base a la temporización recibida y a
la información de los PLD.
Los elementos del terminal 110 y de la estación
de base 120 pueden ser diseñados para implementar diversos aspectos
de la invención, de acuerdo con lo anteriormente descrito. Los
elementos del terminal o de la estación de base pueden ser
implementados con un procesador de señal digital (DSP) un circuito
integrado específico de la aplicación (ASIC), un procesador, un
microprocesador, un controlador, un microcontrolador, una matriz de
puertas programable sobre el terreno (FPGA), un dispositivo de
lógica programable, otras unidades electrónicas, o cualquier
combinación de éstos. Algunas de las funciones y procesamientos
descritos en la presente memoria pueden también ser implementados
con software en un procesador. Por ejemplo, la selección de la
información de los PLD específica de difusión, la programación de
la transmisión de mensajes Tipo II, etc., pueden ser ejecutados por
el controlador 630.
Por razones de claridad, se han descrito
diversos aspectos y formas de realización específicamente para una
implementación del sistema cdma2000. Las técnicas descritas en la
presente memoria pueden también ser utilizadas para cualquier
sistema de comunicaciones donde la difusión de los datos de
localización de la posición pueda ser
ventajosa.
ventajosa.
\newpage
Los encabezamientos se incluyen la presente
memoria como referencia y para ayudar en la localización de
determinadas secciones. Estos encabezamientos no pretenden limitar
el alcance de los conceptos descritos en la presente memoria, y
estos conceptos pueden tener aplicabilidad en otras secciones a lo
largo de la entera memoria descriptiva.
La descripción anterior de las formas de
realización divulgadas, se proporciona para posibilitar que
cualquier persona experta en la materia lleve a la práctica o
utilice la presente invención. Los expertos en la materia
advertirán fácilmente la posibilidad de realizar diversas
modificaciones respecto de estas formas de realización, y los
principios genéricos definidos en la presente memoria pueden ser
aplicados a otras formas de realización sin apartarse del alcance
de la invención según se define en las reivindicaciones adjuntas.
Por tanto, la presente invención no pretende quedar limitada a las
formas de realización mostradas en la presente memoria, sino que
debe concedérsele el más amplio alcance acorde con los principios y
las características novedosas divulgadas en la presente
memoria.
Claims (25)
1. Un procedimiento de difusión de los datos de
localización de la posición (PLD) desde una estación de base (120)
hasta una pluralidad de terminales (110) en un sistema de
comunicaciones inalámbricas que comprende:
- la selección de uno o más elementos de los PLD para su difusión hasta la pluralidad de terminales (110), en el que cada elemento de los PLD se corresponde con una unidad de información de los PLD de un tipo concreto y para un transmisor concreto;
- la definición de un programa para difundir los uno o más elementos seleccionados de los PLD;
- la formación de una tabla de programación representativa de un programa definido; y
- la difusión de la tabla de programación y de los uno o más elementos seleccionados de los PLD hasta la pluralidad de terminales (110).
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el programa es indicativo de los uno o más elementos de los
PLD seleccionados para su difusión y su orden de difusión.
3. El procedimiento de la reivindicación 2, en
el que el programa es también indicativo de unos intervalos de
tiempo específicos en los cuales se difunden la tabla de
programación y los uno o más elementos seleccionados de los
PLD.
4. El procedimiento de la reivindicación 2, en
el que el programa es también indicativo de uno o más canales de
difusión utilizados para difundir la tabla programada y los uno o
más elementos seleccionados de los PLD.
5. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el programa es válido para un intervalo de tiempo programado
concreto.
6. El procedimiento de la reivindicación 5, en
el que el intervalo de tiempo programado es mayor de 500
segundos.
7. El procedimiento de la reivindicación 5, en
el que la tabla de programación es difundida una pluralidad de
veces durante el intervalo de tiempo programado.
8. El procedimiento de la reivindicación 5, en
el que la tabla de programación es difundida una pluralidad de
veces a intervalos de tiempo periódicos durante el intervalo de
tiempo programado.
9. El procedimiento de la reivindicación 5, en
el que la tabla de programación y los uno o más elementos
seleccionados de los PLD son difundidos dentro de un ciclo de los
PLD de una duración temporal concreta y en el que el ciclo de los
PLD se repite una pluralidad de veces durante el intervalo de tiempo
programado.
10. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el transmisor es un satélite (130) de un Sistema de
Posicionamiento Global (GPS) por satélites.
11. El procedimiento de la reivindicación 10, en
el que los uno o más elementos seleccionados de los PLD comprenden
una información del Almanaque para uno o más satélites (130) del
GPS.
12. El procedimiento de la reivindicación 10, en
el que los uno o más elementos seleccionados de los PLD comprenden
una información de la Corrección del Almanaque para uno o más
satélites (130) del GPS.
13. El procedimiento de la reivindicación 10, en
el que los uno o más elementos seleccionados de los PLD comprenden
una información de las Efemérides de uno o más satélites (130) del
GPS.
14. El procedimiento de la reivindicación 1, que
comprende también:
- la encapsulación de la tabla de programación y de los uno o más elementos seleccionados de los PLD en un mensaje compuesto; y
- la difusión del mensaje compuesto de acuerdo con el programa definido.
15. El procedimiento de la reivindicación 1, que
comprende también:
- la división de la tabla de programación y de los uno o más elementos seleccionados de los PLD en uno o más segmentos de los PLD; y
- la difusión de cada segmento de los PLD en un ciclo de difusión respectivo de una duración temporal concreta.
16. El procedimiento de la reivindicación 15, en
el que cada segmento de los PLD incluye una tabla de
programación.
17. El procedimiento de la reivindicación 15, en
el que cada segmento de los PLD es difundido en un intervalo de
tiempo concreto dentro del ciclo de difusión.
18. El procedimiento de la reivindicación 17, en
el que el tiempo de partida y una duración del intervalo de tiempo
concreto se definen por el programa.
19. El procedimiento de la reivindicación 1, en
el que el sistema de comunicaciones inalámbricas es un sistema
CDMA.
20. El procedimiento de la reivindicación 19, en
el que el sistema CDMA implementa el estándar cdma2000.
21. El procedimiento de la reivindicación 19, en
el que el tiempo de transmisión para uno o más canales difundidos
utilizados para difundir la tabla de programación y los uno o más
elementos seleccionados de los PLD está dividido en ciclos de
difusión y cada ciclo de difusión está también dividido en una
pluralidad de franjas, en el que la tabla de programación y los uno
o más elementos seleccionados de los PLD están divididos en uno o
más segmentos de los PLD y en el que cada segmento de los PLD es
difundido en una o mas franjas de un ciclo de difusión.
22. El procedimiento de la reivindicación 21, en
el que cada segmento de los PLD es difundido partiendo de un índice
de franjas concreto.
23. Una estación de base (120) de un sistema de
comunicaciones inalámbricas, que comprende: un controlador (630)
operativo para seleccionar uno o más elementos de los PLD para su
difusión, en el que cada elemento de los PLD se corresponde con una
unidad de información de los PLD de un tipo concreto y para un
transmisor concreto,
la definición de un programa para la difusión
de uno o más elementos seleccionados de los PLD, y
la formación de una tabla de programación
representativa del programa definido; y un procesador de datos de
transmisión (614) acoplado al controlador (630) y operativo para
procesar la tabla de programación y los uno o más elementos
seleccionados de los PLD para su difusión hasta una pluralidad de
terminales (110).
24. La estación de base (120) de la
reivindicación 23, en la que el programa es indicativo de los uno o
más elementos seleccionados de los PLD, su orden de difusión, y los
intervalos de tiempo específicos para su difusión, y en la que el
programa es válido para un intervalo de tiempo concreto y la tabla
de programación es difundida una pluralidad de veces durante el
intervalo de tiempo programado.
25. La estación de base (120) de la
reivindicación 23, en la que el transmisor es un satélite de un
Sistema de Posicionamiento Global (GPS) por satélites, y en la que
los uno o más elementos seleccionados de los PLD comprenden una
información del Almanaque, una información de la Corrección del
Almanaque, una información de las Efemérides, o una combinación de
éstas, para uno o más satélites del GPS.
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