ES2339759T3 - Procedimiento y aparato para medir la frecuencia de una estacion base en redes celulares usando receptores gps moviles. - Google Patents

Abstract

Un procedimiento para medir una frecuencia relacionada con una estación base de un sistema de comunicación celular, comprendiendo el procedimiento: recibir (901), en una primera estación móvil, una primera señal celular desde la estación base, conteniendo la primera señal celular un primer marcador de sincronismo; determinar (907) una primera etiqueta temporal para el primer marcador de sincronismo con respecto a al menos una señal de sistema de posicionamiento por satélite recibida en la primera estación móvil; determinar (905) una primera ubicación de la primera estación móvil a partir de al menos una señal de sistema de posicionamiento por satélite recibida en la primera estación móvil; transmitir (909), a través de un enlace de comunicación celular, la primera etiqueta temporal y la primera ubicación a un servidor; recibir (911), en una segunda estación móvil, una segunda señal celular desde la estación base, conteniendo la segunda señal celular un segundo marcador de sincronismo; determinar (917) una segunda etiqueta temporal para el segundo marcador de sincronismo con respecto a al menos una señal de sistema de posicionamiento por satélite recibida en la segunda estación móvil; determinar (915) una segunda ubicación de la segunda estación móvil a partir de al menos una señal de sistema de posicionamiento por satélite recibida en la segunda estación móvil; transmitir (919) a través de un enlace de comunicación celular, la segunda etiqueta temporal y la segunda ubicación a la entidad de red celular; y combinar (921) una ubicación de la estación base con las etiquetas temporales primera y segunda y las ubicaciones primera y segunda para calcular una primera frecuencia relacionada con la estación base.

Description

Procedimiento y aparato para medir la frecuencia de una estación base en redes celulares usando receptores GPS móviles.

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo de los sistemas de comunicación celular, y particularmente a los sistemas en los que se determina la ubicación de una estación de comunicación celular móvil (MS).

Antecedentes de la invención

Para realizar una localización de la posición en redes celulares (por ejemplo, una red de telefonía celular), varios enfoques realizan una triangulación basándose en el uso de información de sincronismo enviada entre cada una de varias estaciones base y un dispositivo móvil, tal como un teléfono celular. En un enfoque, denominado diferencia de tiempo de llegada (TDOA), se miden los tiempos de recepción de una señal desde un dispositivo móvil en varias estaciones base, y se transmiten esos tiempos a una entidad de determinación de la ubicación, denominada servidor de localización, que calcula la posición del dispositivo móvil usando esos tiempos de recepción. Para que este enfoque funcione, es necesario conocer las posiciones precisas de las estaciones base, y es necesario coordinar la hora del día en esas estaciones base con el fin de proporcionar una medición precisa de la ubicación. La coordinación de la hora es una operación para mantener, en una instancia particular de tiempo, la hora del día asociada con múltiples estaciones base dentro de un límite de error especificado.

La figura 1 muestra un ejemplo de un sistema TDOA en el que los tiempos de recepción (TR1, TR2 y TR3) de la misma señal desde el teléfono 111 celular móvil se miden en estaciones 101, 103 y 105 base celulares y se procesan por un servidor 115 de localización. El servidor 115 de localización está acoplado para recibir datos de las estaciones base a través del centro 113 de conmutación móvil. El centro 113 de conmutación móvil proporciona señales (por ejemplo, comunicaciones de voz) a y desde el sistema de teléfono conmutado público (PSTS) de línea de tierra de modo que pueden transportarse señales hacia y desde el teléfono móvil a otros teléfonos (por ejemplo, teléfonos de línea de tierra en el PSTS u otros teléfonos móviles). En algunos casos, el servidor de localización también puede comunicarse con el centro de conmutación móvil a través de un enlace celular. El servidor de localización también puede monitorizar emisiones desde varias de las estaciones base en un esfuerzo por determinar el sincronismo relativo de estas emisiones.

Un procedimiento alternativo, denominado diferencia de tiempo observada mejorada (EOTD) o trilateración avanzada de enlace hacia delante (AFLT), mide en el dispositivo móvil los tiempos de llegada de señales transmitidas desde cada una de varias estaciones base. La figura 1 se aplica a este caso si las flechas de TR1, TR2 y TR3 se invierten. Estos datos de sincronismo pueden usarse entonces para calcular la posición del dispositivo móvil. Tal cálculo puede realizarse en el propio dispositivo móvil, o en un servidor de localización si la información de sincronismo así obtenida por el dispositivo móvil se transmite al servidor de localización a través de un enlace de comunicación. De nuevo, las horas del día de las estaciones base deben estar coordinadas, y sus ubicaciones evaluadas con precisión. En cualquier enfoque, las ubicaciones de las estaciones base pueden determinarse mediante procedimientos de seguimiento convencionales y almacenarse en las estaciones base, en el servidor de localización o en otra parte en la red en algún tipo de memoria informática.

Aún un tercer procedimiento para realizar la localización de la posición implica el uso en el dispositivo móvil de un receptor para el sistema de posicionamiento global por satélite (GPS) u otro sistema de posicionamiento por satélite (SPS). Un procedimiento de este tipo puede ser completamente autónomo o puede usar la red celular para proporcionar datos de ayuda o para participar en el cálculo de la posición. Se describen ejemplos de un procedimiento de este tipo en las patentes estadounidenses n.º 5,841,396; 5,945,944; y 5,812,087. Como abreviatura, se denominarán a estos diversos procedimientos "SPS". En implementaciones prácticas de bajo coste, tanto el receptor de comunicaciones celular móvil como el receptor de SPS están integrados en el mismo recinto y de hecho pueden compartir un sistema de circuitos electrónico común.

Una combinación de o bien el EOTD o bien el TDOA con un sistema de SPS se denomina un sistema "híbrido".

Debe quedar claro a partir de la descripción anterior que para los sistemas EOTD, TDOA o híbrido, se necesita la coordinación de la hora entre las diversas estaciones base celulares para un cálculo preciso de la posición del dispositivo móvil. La precisión requerida de la hora del día en las estaciones base depende de los detalles del procedimiento de posicionamiento usado.

Aún en otra variación de los procedimientos anteriores, se halla el retardo de ida y vuelta (RTD) para señales que se envían desde la estación base hacia el dispositivo móvil y después se devuelven. En un procedimiento similar, pero alternativo, se halla el retardo de ida y vuelta para señales que se envían desde el dispositivo móvil hacia la estación base y después se devuelven. Cada uno de estos retardos de ida y vuelta se divide entre dos para determinar una estimación del retardo de tiempo de ida. El conocimiento de la ubicación de la estación base, más un retardo de ida, limita la ubicación del dispositivo móvil a un círculo sobre la Tierra. Dos mediciones de este tipo dan entonces como resultado la intersección de dos círculos, que a su vez limitan la ubicación a dos puntos sobre la Tierra. Una tercera medición (incluso un ángulo de llegada o sector celular) resuelve la ambigüedad. Con el enfoque del retardo de ida y vuelta, es importante que se coordinen las mediciones de RTD para realizarlas en el plazo de varios segundos, en el peor de los casos, de modo que si el dispositivo móvil se mueve rápidamente, las mediciones corresponden al dispositivo móvil que más cerca de la misma ubicación.

En muchas situaciones, no pueden realizarse mediciones de ida y vuelta de cada una de dos o tres estaciones base, sino sólo de una estación base, que es la principal que se comunica con el dispositivo móvil. Por ejemplo, éste es el caso cuando se usa la norma celular CDMA norteamericana IS-95. O puede que no sea posible realizar en absoluto mediciones de sincronismo de ida y vuelta precisas (por ejemplo, inferiores al microsegundo) debido a limitaciones del protocolo de señalización o del equipo. Éste parece ser el caso cuando se usa la norma de comunicación celular GSM. En estos casos, es incluso más importante mantener un sincronismo preciso (o sincronismo relativo) en las transmisiones de la estación base si debe realizarse una operación de triangulación, ya que sólo se usan las diferencias de tiempo entre diferentes trayectorias móvil-estación base.

Otro motivo para mantener información de sincronismo precisa en las estaciones base es proporcionar el tiempo a los dispositivos móviles para ayudar a los cálculos de posición basados en GPS; y tal información puede dar como resultado un tiempo reducido para la primera posición y/o una sensibilidad mejorada. Las patentes estadounidenses n.º 6,150,980 y 6,052,081 contienen ejemplos de este tipo. La precisión requerida para estas situaciones puede oscilar desde unos pocos microsegundos hasta aproximadamente 10 milisegundos, dependiendo de la mejora de rendimiento deseada. En un sistema híbrido, el sincronismo de la estación base sirve para la finalidad doble de mejorar la operación de TDOA (o EOTD) así como la operación de GPS.

Los enfoques de la técnica anterior para la coordinación de sincronismo de la estación base emplean sistemas de sincronismo de ubicación fija especiales, denominados unidades de medición de la ubicación (LMU) o unidades de medición de sincronismo (TMU). Estas unidades incluyen normalmente receptores GPS de ubicación fija que permiten la determinación de la hora del día precisa. Puede realizarse un seguimiento de la ubicación de las unidades, tal como puede realizarse con un equipo de seguimiento basado en GPS. En implementaciones alternativas, las LMU o TMU pueden no basarse en un tiempo absoluto proporcionado por un receptor GPS u otra fuente, sino que pueden referirse sencillamente al sincronismo de una estación base frente al de otra estación base, en un sentido diferencial. Sin embargo, un enfoque alternativo de este tipo (sin usar un receptor GPS) se basa en la capacidad de observar múltiples estaciones base por una única entidad. Además, un enfoque de este tipo puede dar lugar a errores acumulativos a través de la red. El documento WO 01/76285 es un ejemplo de un sistema que usa una unidad móvil de localización inalámbrica (MU) para fines de sincronización.

Normalmente, las LMU o TMU observan las señales de sincronismo, tales como marcadores de trama, presentes dentro de las señales de comunicación celular que se transmiten desde las estaciones base e intentan aplicar etiquetas temporales a esas señales de sincronismo con la hora local hallada mediante un conjunto de GPS u otro dispositivo de determinación de la hora. Posteriormente pueden enviarse mensajes a las estaciones base (u otros componentes de infraestructura), que permiten a estas entidades mantener un seguimiento del tiempo transcurrido. Entonces, cuando se ordena, o de manera periódica, pueden enviarse mensajes especiales por la red celular a dispositivos móviles a los que da servicio la red indicando la hora del día asociada con la estructura de trama de la señal. Esto es particularmente fácil para un sistema tal como GSM en el que la estructura de trama total dura un periodo que supera 3 horas. Obsérvese que las unidades de medición de la ubicación pueden servir para otros fines, tales como actuar como servidores de localización, es decir, las LMU pueden realizar realmente las mediciones del tiempo de llegada desde los dispositivos móviles con el fin de determinar la posición de los dispositivos móviles.

Un problema con estos enfoques de LMU o TMU es que requieren la construcción de un nuevo equipo fijo especial en cada estación base o en otros sitios dentro del alcance de comunicación de varias estaciones base. Esto puede conducir a costes muy altos para la instalación y el mantenimiento.

Sumario de la invención

En el presente documento se describen procedimientos y aparatos para sincronizar la frecuencia de estaciones base en un sistema de comunicación celular.

En un aspecto de la invención, un procedimiento para predecir un sincronismo de transmisión de una estación base en un sistema de comunicación celular incluye: recibir una primera etiqueta temporal para un primer marcador de sincronismo en una primera señal celular transmitida desde la estación base; recibir una segunda etiqueta temporal de un segundo marcador de sincronismo en una segunda señal celular transmitida desde la estación base; y calcular una frecuencia relacionada con la estación base usando las etiquetas temporales primera y segunda. Cada una de las etiquetas temporales se determina usando al menos una señal de sistema de posicionamiento por satélite recibida en una estación móvil, que también recibe el correspondiente marcador temporal contenido en la señal celular desde la estación base. En un ejemplo según este aspecto, las etiquetas temporales se determinan a partir de los mensajes de la hora del día en señales de posicionamiento por satélite. En otro ejemplo según este aspecto, se determina la diferencia de tiempo entre al menos dos etiquetas temporales a partir de señales de referencia locales, cuyas frecuencias se determinan a partir del procesamiento de señales de posicionamiento por satélite.

\newpage

En otro aspecto de la invención, un procedimiento para medir una frecuencia relacionada con una estación base incluye: recibir, en una estación móvil, al menos una señal de sistema de posicionamiento por satélite; determinar una frecuencia de una señal de referencia a partir de un oscilador local de la estación móvil a partir de la al menos una señal de sistema de posicionamiento por satélite; recibir, en la estación móvil, una señal celular desde la estación base, modulándose la señal celular en una portadora; medir una frecuencia de la portadora usando la señal de referencia desde el oscilador local; y determinar una frecuencia relacionada con la estación base usando la frecuencia de la portadora.

La presente invención incluye aparatos que realizan estos procedimientos, incluyendo sistemas de procesamiento de datos que realizan estos procedimientos y medios legibles por máquina que cuando se ejecutan en el sistema de procesamiento de datos hacen que los sistemas realicen estos procedimientos.

Otras características de la presente invención resultarán evidentes a partir de los dibujos adjuntos y a partir de la siguiente descripción detallada.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención se ilustra a modo de ejemplo y no de limitación en las figuras de los dibujos adjuntos en los que referencias parecidas indican elementos similares.

La figura 1 muestra un ejemplo de una red celular de la técnica anterior que determina la posición de un dispositivo celular móvil.

La figura 2 muestra un ejemplo de una estación de comunicación celular móvil que puede usarse con la presente invención y que incluye un receptor GPS y un transceptor de comunicación celular.

La figura 3 muestra una representación de diagrama de bloques de una estación móvil combinada que puede usarse con la presente invención y que comparte el sistema de circuitos común entre un receptor GPS y un transceptor de comunicación celular.

La figura 4 muestra un ejemplo de una estación base celular que puede usarse en diversas realizaciones de la presente invención.

La figura 5 muestra un ejemplo de un servidor que puede usarse con la presente invención.

La figura 6 ilustra una topología de red para medir frecuencias de señales de estación base según una realización de la presente invención.

La figura 7 muestra la estructura de trama de señales celulares de GSM.

La figura 8 muestra un diagrama de flujo para determinar una frecuencia de una estación base según una realización de la presente invención.

La figura 9 muestra un procedimiento detallado para determinar una frecuencia de señales de estación base usando mediciones de épocas de trama de las señales de estación base según una realización de la presente invención.

La figura 10 muestra otro procedimiento para determinar una frecuencia de señales de estación base usando mediciones de épocas de trama de las señales de estación base según una realización de la presente invención.

La figura 11 muestra un procedimiento detallado para determinar una frecuencia de señales de estación base usando mediciones de frecuencia portadora de las señales de estación base según una realización de la presente invención.

Descripción detallada

La descripción y los dibujos siguientes son ilustrativos de la invención y no deben interpretarse como limitativos de la invención. Se describen numerosos detalles específicos para proporcionar una comprensión exhaustiva de la presente invención. Sin embargo, en determinados casos, no se describen detalles convencionales o bien conocidos con el fin de evitar confundir la descripción de la presente invención.

En la mayoría de los sistemas celulares digitales, se transmiten marcadores de trama numerados como parte de las transmisiones del sistema celular. En una red tal como GSM, puede usarse la información de la hora del día de un receptor GPS para aplicar una etiqueta temporal a la estructura de trama (por ejemplo, marcadores de trama) de la señal de comunicación recibida (por ejemplo, GSM). Por ejemplo, puede usarse el inicio de un límite de trama de GSM particular, que se produce cada 4,6 milisegundos (véase la figura 7). Hay 2.715.648 tramas de este tipo por cada hipertrama, que dura 3,48 horas; por tanto cada límite de trama de este tipo es inequívoco para todos los fines prácticos. La solicitud de patente estadounidense en tramitación con la presente con n.º de serie 09/565,212, presentada el 4 de mayo de 2000, describe un procedimiento para la coordinación de la hora, en el que se usan estaciones móviles (MS) que contienen receptores GPS para medir tanto la hora del día como la posición con una alta precisión. La información de etiqueta temporal de la estructura de trama celular medida en la estación móvil se pasa mediante una señalización celular normal a la estación base (BS) (por ejemplo, una estación base celular mostrada en la figura 4), u otra entidad de red (por ejemplo, un servidor o un servidor de localización), para determinar la hora del día de la estación base. El retardo debido al tiempo de propagación desde la estación móvil (MS) (por ejemplo, la estación de comunicación celular móvil mostrada en la figura 2) hasta la estación base (BS) puede determinarse (normalmente en la estación base u otra entidad de red) dividiendo el alcance de BS-MS entre la velocidad de la luz, ya que la estación móvil ha determinado su posición mediante la unidad de GPS y la estación base conoce su ubicación precisa (por ejemplo, mediante un seguimiento). Entonces, la estación base puede determinar el sincronismo de su marcador de trama transmitido restando sencillamente el tiempo de propagación calculado de la etiqueta temporal del marcador de trama que proporciona la estación móvil.

La coordinación de frecuencia (o sincronización) entre estaciones base está estrechamente relacionada con la coordinación de la hora entre estaciones base. Una vez establecida, es deseable mantener la coordinación de la hora a lo largo de un periodo de tiempo largo. De lo contrario, tal coordinación de la hora tendrá que realizarse a menudo, lo que podría ser una operación compleja y costosa. Por ejemplo, las estaciones base pueden coordinar su hora enviando y devolviendo señales entre ellas sobre canales de comunicación existentes (por ejemplo, canales celulares). Si se requiere tal señalización de una manera continua, se desperdician recursos de comunicación valiosos, que de lo contrario podrían emplearse para transmitir otra información de voz y datos.

Para evitar una coordinación de la hora frecuente, es deseable tener en cada estación base una medición precisa de la frecuencia de la fuente de señal principal, o como alternativa, la frecuencia de la fuente de la estación base con respecto a la de otras estaciones base. Si se conocen las frecuencias de las fuentes de señal principales de las estaciones base con alta precisión, las horas del día en esas estaciones base, una vez coordinadas, pueden mantenerse durante un periodo de tiempo largo usando contadores de intervalo de tiempo.

Al menos una realización de la presente invención busca realizar la coordinación de la frecuencia entre estaciones base. Los procedimientos según la presente invención usan receptores de comunicación celular móvil normal que están equipados con capacidad de posicionamiento de GPS, sin hacer uso de recursos de red costosos y fijos.

Una realización de la presente invención usa marcadores de sincronismo de transmisión celular (por ejemplo, marcadores de trama) para la sincronización de la frecuencia. Se usan mediciones de las frecuencias de transmisión de marcador de trama de la estación base para proporcionar una estimación precisa del error entre el sincronismo óptimo y el auténtico entre marcadores de trama sucesivos. Este error puede propagarse hacia delante en el tiempo como función del número de marcadores usando un algoritmo de tipo de ajuste de la curva convencional. Por tanto, pueden usarse las horas de aparición de marcador de trama como un reloj preciso durante un largo periodo de tiempo una vez que se ha determinado un sincronismo de marcador de trama inicial y se ha determinado una buena estimación de la tasa de transmisión de marcador de trama (o error a partir de la tasa de transmisión nominal).

Otra realización de la presente invención usa la frecuencia portadora de transmisiones celulares para la sincronización de la frecuencia. En la mayoría de los casos tanto los marcadores de trama como la frecuencia portadora de una señal celular desde una estación base se sincronizan con el mismo generador de señal de referencia en la estación base. Por tanto, mediante un sencillo cálculo matemático, la frecuencia del marcador de trama de una señal de estación base puede determinarse a partir de la frecuencia portadora de la señal celular.

En al menos una realización de la presente invención, la frecuencia del marcador de trama que transmite el transmisor de estación base celular se determina para la coordinación de la frecuencia. Sin embargo, los marcadores de trama, y los símbolos de señal (suponiendo una modulación digital), así como la frecuencia portadora de señal, normalmente se sincronizan todos con un oscilador maestro común (por ejemplo, el oscilador 413 en la figura 4) en un sistema celular digital. En varios sistemas celulares importantes, incluyendo el sistema GSM, el sistema PDC japonés y el sistema WCDMA, la frecuencia de las señales de sincronismo (por ejemplo, marcador de trama) y la frecuencia portadora se derivan del mismo oscilador básico. Por tanto, pueden usarse mediciones precisas o bien de la tasa de transmisión de marcadores de sincronismo (la tasa de transmisión de símbolos) o bien la frecuencia portadora de tales transmisiones para lograr el mismo objetivo. La frecuencia portadora puede usarse para deducir la frecuencia de transmisión y viceversa. Las ventajas y desventajas de medir cualquiera de ellas están relacionadas con los detalles de las implementaciones y la precisión de la medición.

En una realización, una o más estaciones móviles realizan una o más mediciones de sincronismo de señales de estación base recibidas y transmiten esas etiquetas temporales e información adicional opcional a un servidor, que a su vez realiza un cálculo de frecuencia.

En otra realización, una o más estaciones móviles miden la frecuencia portadora de señales de estación base recibidas y transmiten la información sobre la frecuencia portadora e información adicional opcional a un servidor.

En otra realización, una o más estaciones móviles realizan cada una al menos dos mediciones de sincronismo para las señales de estación base recibidas, calculan una frecuencia (o, de manera equivalente, un intervalo de tiempo) medida basándose en esas mediciones, y transmiten la medición de frecuencia a un servidor.

\newpage

En diversas realizaciones, el servidor puede recoger una sucesión de datos desde las estaciones móviles para realizar un procesamiento adicional para una mejor estimación de la frecuencia, o para realizar una operación de ajuste de la curva de tal información de frecuencia frente al tiempo.

Se apreciará que la frecuencia de transmisión de la estación base celular puede calcularse en una estación base (BS), o en una estación móvil (MS), o un servidor (por ejemplo, un servidor de localización u otras entidades de red).

Por tanto, para sincronizar temporalmente estaciones base (de manera equivalente, para determinar los momentos de marcador de emisiones desde esas estaciones base), diversos procedimientos según la presente invención determinan la frecuencia de tales emisiones a partir de las estaciones base, lo que puede ser una parte importante del problema de sincronización temporal, tal como se describió anteriormente. Los detalles de los procedimientos se describen a continuación.

La figura 2 muestra un ejemplo de una estación móvil que contiene un receptor GPS, que puede usarse con la presente invención. El receptor GPS puede determinar la hora del día en el momento de recibir una señal (por ejemplo, un marcador de sincronismo de una señal celular recibida en el transceptor 213) y la posición del receptor, así como la frecuencia de una señal suministrada desde el exterior, con una alta precisión. Las mediciones de la hora del día, la posición y la frecuencia pueden realizarse en un modo autónomo si el nivel de la señal recibida es alto, o con la ayuda de un equipo en la infraestructura (servidores) si la relación señal a ruido de la señal recibida es baja (por ejemplo, véanse las patentes estadounidenses n.º 5,945,944; 5,841,396 y 5,812,087).

La estación 210 de comunicación celular móvil mostrada en la figura 2 incluye un receptor 211 GPS que se conecta con una antena 203 de GPS y un transceptor 213 de comunicación celular que se conecta con una antena 201 de comunicación. Como alternativa, el receptor 211 GPS puede estar contenido dentro de otro armazón; en esta situación, la estación 210 no incluye un receptor GPS ni lo requiere, siempre que el receptor GPS esté acoplado a, y ubicado junto con, la estación 210.

El receptor 211 GPS puede ser un receptor GPS basado en un correlador de hardware, convencional, o puede ser un receptor GPS basado en un filtro adaptado, o puede ser un receptor GPS que usa una memoria intermedia para almacenar señales de GPS digitalizadas que se procesan con convoluciones rápidas, o puede ser un receptor GPS tal como se describe en la patente estadounidense n.º 6,002,363 en la que los componentes del receptor GPS se comparten con los componentes del transceptor de comunicación celular (por ejemplo, véase la figura 7B de la patente estadounidense 6,002,363 que se incorpora al presente documento por referencia).

El transceptor 213 de comunicación celular puede ser un teléfono celular con módem que opera con una cualquiera de las normas celulares bien conocidas, incluyendo: la norma celular GSM, o la norma de comunicación PDC japonesa, o la norma de comunicación PHS japonesa, o la norma de comunicación analógica AMPS, o la norma de comunicación IS-136 norteamericana, o la norma CDMA de espectro ensanchado de banda ancha sin sincronizar.

El receptor 211 GPS está acoplado al transceptor 213 de comunicación celular para proporcionar la hora y la posición de GPS en una realización al transceptor 213 de comunicación celular (que entonces transmite esta información a una estación base). En otra realización, el receptor 211 GPS proporciona ayuda en la medición con precisión de la frecuencia portadora de la señal celular recibida por el transceptor 213.

En una realización puede obtenerse la hora de GPS en la estación 210 móvil leyendo la hora de GPS de las señales de GPS de los satélites de GPS. Como alternativa, puede utilizarse una técnica para determinar la hora descrita en la patente estadounidense n.º 5,812,087. En este enfoque, puede transmitirse una muestra de las señales de GPS recibidas en el móvil a un servidor de localización o a algún otro servidor en el que se procesa la muestra de señal para determinar la hora de recepción tal como se describe en la patente estadounidense n.º 5,812,087. Además, como alternativa puede calcularse la hora del día usando uno de los diversos procedimientos descritos en la patente estadounidense n.º 6,215,442.

Además, el transceptor 213 de comunicación celular puede proporcionar datos de ayuda tales como información Doppler o información de tiempo al receptor GPS tal como se describe en las patentes estadounidenses n.º 5,841,396 y 5,945,944. También puede usarse el acoplamiento entre el receptor 211 GPS y el transceptor 213 de comunicación celular para transmitir un registro de datos de GPS hacia o desde una estación base celular con el fin de hacer corresponder ese registro con otro registro con el fin de determinar la hora en el receptor GPS, tal como se describe en la patente estadounidense n.º 5,812,087. En esas situaciones o realizaciones en las que se usa un servidor de localización para proporcionar datos de ayuda a la estación de comunicación celular móvil con el fin de determinar la posición o la hora en el sistema 210, o un servidor de localización participa en el procesamiento de información (por ejemplo, el servidor de localización determina la hora o el cálculo final de la posición del sistema 210 móvil), se apreciará que un servidor de localización tal como el mostrado en la figura 5 y descrito adicionalmente a continuación está conectado con una estación base celular a través de un enlace de comunicación para ayudar en el procesamiento de datos.

Normalmente, la posición de la estación 210 móvil no es fija y normalmente no está predeterminada.

La figura 3 muestra una representación de diagrama de bloques de una estación móvil combinada que puede usarse con la presente invención y que comparte el sistema de circuitos común entre un receptor GPS y un transceptor de comunicación celular. La estación 310 móvil combinada incluye sistema de circuitos para realizar las funciones requeridas para procesar señales de GPS así como las funciones requeridas para procesar señales de comunicación recibidas a través de un enlace 360 de comunicación celular hacia o desde una estación 352 base.

La estación 310 móvil es un receptor GPS y un transceptor de comunicación celular combinados. El circuito 321 de adquisición y seguimiento está acoplado a una antena 301 de GPS, y un transceptor 305 de comunicación está acoplado a una antena 311 de comunicación. Un oscilador 323 proporciona señales de referencia tanto al circuito 321 como al receptor 332 de comunicación. Se reciben señales de GPS a través de la antena 301 de GPS y se introducen en el circuito 321 que adquiere señales de GPS recibidas desde diversos satélites. El procesador 333 procesa los datos producidos por el circuito 321 para su transmisión por el transceptor 305. El transceptor 305 de comunicación contiene un conmutador 331 de transmisión/recepción que encamina señales de comunicación (normalmente de RF) hacia y desde la antena 311 de comunicación. En algunos sistemas, se usa un filtro de división de banda, o "duplexor", en vez del conmutador de T/R. Se introducen señales de comunicación recibidas en el transceptor 305 de comunicación y se pasan al procesador 333 para su procesamiento. Las señales de comunicación que van a transmitirse desde el procesador 333 se propagan al modulador 334, conversor 335 de frecuencia y amplificador de 336 potencia. La patente estadounidense n.º 5,874,914, incorporada al presente documento por referencia, describe detalles sobre una estación móvil combinada que contiene un receptor GPS y un transceptor celular y usa un enlace de comunicación.

La frecuencia portadora de una señal celular desde una estación base puede medirse usando un receptor GPS de varias maneras. En un procedimiento, el receptor 332 celular se engancha en frecuencia o se engancha en fase con la portadora recibida desde la estación base. Esto se realiza normalmente con la ayuda de un oscilador de voltaje controlado (VCO) (por ejemplo, el oscilador 323) en una configuración de bucle de enganche de fase o de enganche de frecuencia, que puede controlarse mediante una señal desde el receptor de comunicación en la línea 340. La frecuencia a largo plazo del VCO es entonces proporcional a la de la frecuencia portadora transmitida de la estación base (tras eliminar un desplazamiento de frecuencia Doppler debida a la velocidad de la estación móvil). Entonces puede usarse la salida del VCO como una referencia de frecuencia para el sistema de circuitos de convertidor descendente del receptor GPS (por ejemplo, la usada por el circuito 321 de adquisición y seguimiento). Como parte del procesamiento de señal en el receptor GPS, se determinan errores de frecuencia para las diversas señales de GPS recibidas desde diversos satélites de GPS. Cada una de tales señales recibidas también contendrá una componente común de tales errores de frecuencia debidos al error de VCO con respecto a un valor idealizado. Entonces puede determinarse este error de frecuencia debido al VCO (una frecuencia denominada "de desvío") y ajustarse a escala para determinar la frecuencia de la estación base, después de eliminar el desplazamiento de frecuencia inducido de tipo Doppler, por el movimiento de la estación móvil.

Se sabe bien que tales desvíos de frecuencia de "modo común" pueden obtenerse en el procesamiento de GPS. Los errores de frecuencia recibidos se deben a una combinación de movimiento del receptor y al desvío de modo común. El movimiento del usuario se describe mediante un vector de velocidad de tres componentes. Por tanto, incluyendo el desvío de modo común, hay básicamente cuatro incógnitas relacionadas con la frecuencia que deben resolverse. Las señales recibidas desde cuatro satélites de GPS diferentes permitirán normalmente solucionar estas cuatro ecuaciones y por tanto el error de desvío de modo común debido al error de VCO. Realizar múltiples conjuntos de mediciones de frecuencia a lo largo de un periodo de tiempo puede reducir adicionalmente el número de señales de satélite de GPS que deben recibirse. Asimismo, limitar la velocidad del receptor (por ejemplo suponiendo que hay poco movimiento en el eje Z) puede reducir adicionalmente el número de señales de satélite recibidas requeridas.

Como alternativa al enfoque anterior, un receptor GPS puede tener una señal de referencia que es independiente del VCO usado por el transceptor celular. En este caso, el receptor GPS vuelve a determinar la frecuencia de su señal de referencia (normalmente a partir de un oscilador de cristal). La salida del VCO de transceptor celular y la señal de referencia para el receptor GPS pueden enviarse ambas a un circuito contador de frecuencia, que determina, por medios bien conocidos en la técnica, la proporción de frecuencia de las dos señales de referencia. Dado que se ha determinado la frecuencia de la señal de referencia para el receptor GPS, puede determinarse la frecuencia del VCO de transceptor celular a partir de la proporción de frecuencia. Dado que el VCO está enganchado en fase o frecuencia a la portadora de la señal de estación base entrante, entonces puede determinarse la frecuencia portadora a partir de un procedimiento de ajuste a escala sencillo. Con el fin de eliminar el desplazamiento de frecuencia Doppler debido al movimiento de la estación móvil con respecto a la estación base, normalmente se requiere la ubicación de la estación base además de la velocidad de la móvil. Un servidor que realiza el cálculo final de la frecuencia de la estación base conoce normalmente la ubicación de la estación base.

La figura 4 muestra un ejemplo de una estación base celular que puede usarse con diversas realizaciones de la presente invención. La estación 410 base incluye un transceptor 411 celular que se conecta con al menos una antena 401 para señales de comunicación hacia y desde estaciones de comunicación celular móvil que están presentes en el área al que da servicio la estación 410 base celular. Por ejemplo, las estaciones 210 y 310 de comunicación celular móvil pueden ser estaciones móviles a las que da servicio la estación 410 base celular. El transceptor 411 celular puede ser un transceptor convencional usado para transmitir y recibir señales celulares, tales como una señal celular de GSM o una señal celular de CDMA. El oscilador 413 puede ser un oscilador de sistema convencional que controla la frecuencia de señal de la estación base. La frecuencia de este oscilador puede medirse según procedimientos de la presente invención para la sincronización de frecuencia. En muchos casos el oscilador 413 puede ser sumamente estable, pero a lo largo de un periodo de tiempo, un pequeño error en la frecuencia del oscilador hará que la fase de reloj de la estación base se desvíe mucho de la ideal. Puede usarse una medición precisa de la frecuencia del oscilador para predecir el error en el reloj de la estación base y el error en el sincronismo de los marcadores de trama transmitidos por la estación base. Normalmente, la estación 410 base celular también incluye una interfaz 415 de red que transfiere datos hacia y desde el transceptor 411 celular con el fin de acoplar el transceptor celular con un centro 421 de conmutación móvil, tal como se conoce bien en la técnica. La estación 410 base celular también puede incluir un sistema 423 de procesamiento de datos ubicado conjuntamente. Como alternativa, el sistema 423 de procesamiento de datos puede estar alejado de la estación 410 base. En algunas realizaciones, el sistema 423 de procesamiento de datos se acopla con el oscilador 413 con el fin de ajustar o recalibrar la hora del reloj para así sincronizar el reloj con otros relojes en otras estaciones base celulares según procedimientos descritos en la solicitud de patente estadounidense en tramitación junto con la presente con n.º de serie 09/565,212, presentada el 4 de mayo de 2000. En muchos casos, el reloj 413 es sumamente estable pero de marcha libre y afectará a la operación de la red para modificar realmente las épocas de tiempo del reloj. En vez de eso, puede ajustarse el tiempo asociado con las épocas del reloj. Esto es lo que pretende decirse con "recalibrado". Por tanto, para la sincronización de frecuencia, puede no haber ninguna conexión entre el sistema 423 de procesamiento de datos y el oscilador 413. El sistema 423 de procesamiento de datos está acoplado con la interfaz 415 de red con el fin de recibir datos desde el transceptor 411 celular, tal como información de etiqueta temporal para los marcadores de trama medidos por los sistemas móviles para la sincronización con otras estaciones base celulares, o para calcular la frecuencia de transmisión de marcadores de trama. En la práctica, una estación base puede comprender una estructura de torre física, una o más antenas y un conjunto de componentes electrónicos.

La figura 5 muestra un ejemplo de un sistema de procesamiento de datos que puede usarse como servidor en diversas realizaciones de la presente invención. Por ejemplo, tal como se describe en la patente estadounidense n.º 5,841,396, el servidor puede proporcionar datos de ayuda tales como datos Doppler u otros datos de ayuda por satélite al receptor GPS en la estación 210 móvil. Además, o como alternativa, el servidor de localización puede realizar el cálculo final de la posición en vez de la estación 210 móvil (tras recibir pseudoalcances u otros datos a partir de los cuales pueden determinarse pseudoalcances a partir de la estación móvil) y entonces puede enviarse esta determinación de la posición a la estación base de modo que la estación base puede calcular la frecuencia. Como alternativa, la frecuencia puede calcularse en el servidor de localización, o en otros servidores, o en otras estaciones base. El sistema de procesamiento de datos como servidor de localización incluye normalmente dispositivos 512 de comunicación, tales como módems o interfaz de red, y está opcionalmente acoplado con un receptor 511 GPS ubicado conjuntamente. El servidor de localización puede acoplarse con varias redes diferentes a través de dispositivos 512 de comunicación (por ejemplo, módems u otras interfaces de red). Tales redes incluyen el centro de conmutación celular o múltiples centros 525 de conmutación celulares, los conmutadores 523 de sistema telefónico terrestre, estaciones base celulares, otras fuentes 527 de señal de GPS u otros procesadores de otros servidores 521 de localización.

Normalmente se disponen múltiples estaciones base celulares para cubrir un área geográfica con cobertura de radio, y estas estaciones base diferentes se acoplan con al menos un centro de conmutación móvil, tal como se conoce bien en la técnica anterior (por ejemplo, véase la figura 1). Por tanto, se distribuirían geográficamente múltiples instancias de estación 410 base pero acopladas entre sí mediante un centro de conmutación móvil. La red 520 puede conectarse a una red de receptores GPS de referencia que proporcionan información de GPS diferencial y también pueden proporcionar datos de efemérides de GPS para su uso en el cálculo de la posición de sistemas móviles. La red está acoplada a través del módem u otra interfaz de comunicación al procesador 503. La red 520 puede conectarse a otros ordenadores o componentes de red tales como el sistema 423 de procesamiento de datos en la figura 4 (a través de una interconexión opcional no mostrada en la figura 4). Además, la red 520 puede estar conectada a sistemas informáticos operados por operadores de emergencia, tales como los puntos de respuesta de seguridad pública que responden a las llamadas telefónicas al 091. Se han descrito diversos ejemplos de procedimiento para usar un servidor de localización en numerosas patentes estadounidenses, incluyendo: las patentes estadounidenses n.º 5,841,396; 5,874,914; 5,812,087 y 6,215,442, todas las cuales se incorporan al presente documento por referencia.

El servidor 501 de localización, que es una forma de un sistema de procesamiento de datos, incluye un bus 502 que está acoplado con un microprocesador 503 y una ROM 307 y una RAM 505 volátil y una memoria 506 no volátil. El microprocesador 503 está acoplado con una memoria 504 caché tal como se muestra en el ejemplo de la figura 5. El bus 502 interconecta estos diversos componentes entre sí. Aunque la figura 5 muestra que la memoria no volátil es un dispositivo local acoplado directamente con el resto de los componentes en el sistema de procesamiento de datos, debe apreciarse que la presente invención puede usar una memoria no volátil remota del sistema, tal como un dispositivo de almacenamiento en red que esté acoplado con el sistema de procesamiento de datos a través de una interfaz de red tal como un módem o una interfaz Ethernet. El bus 502 puede incluir uno o más buses conectados entre sí a través de diversos puentes, controladores y/o adaptadores tal como se conoce bien en la técnica. En muchas situaciones el servidor de localización puede realizar sus operaciones automáticamente sin ayuda humana. En algunos diseños en los que se requiere interacción humana, el controlador 509 E/S puede comunicarse con pantallas, teclados y otros dispositivos E/S.

Obsérvese que aunque la figura 5 ilustra diversos componentes de un sistema de procesamiento de datos, no se pretende que represente ninguna arquitectura particular o manera de interconectar los componentes ya que tales detalles no guardan relación con la presente invención. También se apreciará que también pueden usarse con la presente invención ordenadores en red y otros sistemas de procesamiento de datos que tengan menos componentes o quizás más componentes.

Resultará evidente a partir de esta descripción que los aspectos de la presente invención pueden realizarse, al menos en parte, en software. Es decir, las técnicas pueden llevarse a cabo en un sistema informático u otro sistema de procesamiento de datos en respuesta a que su procesador ejecute secuencias de instrucciones contenidas en la memoria, tal como ROM 507, RAM 505 volátil, memoria 506 no volátil, memoria 504 caché o un dispositivo de almacenamiento remoto. En diversas realizaciones, puede usarse un sistema de circuitos cableado en combinación con instrucciones de software para implementar la presente invención. Por tanto, las técnicas no se limitan a ninguna combinación específica de sistema de circuitos de hardware y software ni a ninguna fuente particular para las instrucciones ejecutadas por el sistema de procesamiento de datos. Además, a lo largo de esta descripción, se describen diversas funciones y operaciones como realizadas por o producidas por código de software para simplificar la descripción. Sin embargo, los expertos en la técnica reconocerán que lo que significan esas expresiones es que las funciones resultan de la ejecución del código por un procesador, tal como el procesador 503.

En algunas realizaciones los procedimientos de la presente invención pueden realizarse en sistemas informáticos que se usan simultáneamente para otras funciones, tales como conmutación celular, servicios de mensajería, etc. En estos casos, parte o la totalidad del hardware de la figura 5 se compartirá para varias funciones.

La figura 6 muestra una topología de sistema general que puede usarse con esta invención. La figura está muy simplificada para fines de mostrar como ejemplo; sin embargo, ilustra varias situaciones diferentes que pueden usarse en la práctica.

En la figura 6 se ilustran tres estaciones (615, 616 y 617) móviles, dos estaciones (613 y 614) base celulares, una constelación (610, 611 y 612) de GPS de tres satélites y un servidor 618 de localización.

El servidor 618 de localización se comunica con otra infraestructura a través (normalmente) de un enlace 622 cableado, enlaces 619 y 620 de infraestructura celular (normalmente cableados) y una infraestructura 621 de comunicación (normalmente cableada). Las emisiones desde los satélites 623 - 625 de GPS se ilustran sin relleno. Aquéllas desde la estación 613 base tienen un sombreado (por ejemplo, 626); y aquéllas desde la estación 614 base tienen relleno (por ejemplo, 627). La recepción de señales por las estaciones móviles (con receptores de SPS) sigue el mismo esquema de codificación. Por tanto, se observa en la figura 6 que la MS 615 recibe señales desde los satélites de GPS y desde la BS 613; la MS 616 recibe señales desde los satélites de GPS y tanto desde la BS 613 como desde la BS 614; y la MS 617 recibe señales desde los satélites de GPS y desde la BS 614.

Por motivos de simplicidad, todas las estaciones móviles reciben señales desde todos los satélites de GPS, aunque esto no es necesariamente así en la práctica. En la práctica, puede haber una multitud de servidores de localización, muchas más estaciones base y estaciones móviles; y cada estación móvil individual puede observar emisiones desde más de dos estaciones base. Además, los servidores de localización pueden estar ubicados conjuntamente con las estaciones base o estar alejados de la estación base (tal como se ilustra en la figura 6).

En el ejemplo de la figura 6, la estación 616 móvil realizaría normalmente comunicaciones bidireccionales sólo con una de las estaciones base desde las que recibe señales. Por ejemplo, la MS 616 puede realizar comunicaciones bidireccionales con la estación 613 base y aún así todavía puede recibir emisiones desde ambas estaciones 613 y 614 base. Por tanto, la MS 616 en este caso puede realizar operaciones de sincronización en ambas estaciones 613 y 614 base, aunque en este ejemplo, sólo comunicaría información de sincronización a la estación 613 base. Se conoce bien en la técnica que los teléfonos celulares monitorizan otras emisiones de estación base, además de un sitio principal o "que da servicio", con el fin de prepararse para futuras comunicaciones, o "traspasos", con una estación base diferente.

La figura 6 también muestra un servidor de localización que puede comunicar datos hacia y desde estaciones móviles a través de una infraestructura de comunicación y la infraestructura celular. El servidor de localización puede estar ubicado en una estación base, pero normalmente está alejado de las estaciones base, y de hecho puede comunicarse con varias estaciones base. La información de sincronización proporcionada por las estaciones móviles se enviaría normalmente a uno o más servidores de localización, que procesarían tal información y determinarían el sincronismo absoluto o relativo de las transmisiones de las estaciones base.

La figura 7 muestra la estructura de trama de canales de tráfico de señales celulares de GSM. En una señal de tráfico de GSM, se produce una supertrama cada 6,12 segundos; y se produce una hipertrama cada 2048 supertramas, o cada 3,4816 horas. Por tanto, la supertrama es una época de granularidad útil para la medición del intervalo de tiempo. Como alternativa, pueden usarse números integrales de tramas, multitramas, etc., ya que los tiempos de su aparición se definen de manera única como un múltiplo de duraciones de bit.

En una realización de esta invención, la duración de transmisión se mide entre dos marcadores de trama contenidos dentro de una señal de comunicación celular transmitida por una estación base celular. Se realiza un conjunto de mediciones por una o más estaciones móviles para determinar la duración, es decir, el sincronismo de un marcador de trama posterior con respecto a un marcador de trama anterior. La duración medida se compara (normalmente por un servidor) con un sincronismo esperado. El resultado se usa para determinar el error en la frecuencia del oscilador de la estación base frente a un valor deseado.

El error en la medición puede especificarse como una fracción del valor auténtico, y expresarse como partes por millón (ppm). Por ejemplo, si se designa que el tiempo entre marcadores de trama específicos es 1 segundo pero se mide que es 1 segundo más 1 microsegundo, el error puede expresarse como 1 microsegundo/1 segundo = 1 ppm. Esta es la manera conveniente de especificar el error, ya que también se aplica al error de otras épocas sincronizadas (por ejemplo, tasa de transmisión de bits) así como el error en la frecuencia portadora de la estación base, suponiendo (como es habitual) que la frecuencia portadora transmitida está sincronizada con los marcadores de trama.

Se supone que una o más estaciones móviles miden que la duración de una señal de estación base corresponde a 98 supertramas transmitidas, un tiempo de aproximadamente 10 minutos. El tiempo de medición específico puede ser el correspondiente al comienzo de una multitrama numerada. La estación móvil realiza un seguimiento inequívoco del número de multitramas por medio de información de señalización portada dentro de las transmisiones de banda base. Por tanto, se conoce con precisión el periodo de medición ideal, según se expresa en unidades de duración de bits transmitidos (un periodo de bit es igual a 48/13 microsegundos). El periodo de medición ideal es 98 veces el periodo ideal de cada supertrama, es decir, 599,76 segundos. Sin embargo, la medición de tiempo real se ve influida por errores en el reloj del transmisor, y por diversos errores relacionados con la medición.

Cuando la duración entre los dos marcadores de trama predeterminados, que duran aproximadamente 600 segundos, se mide con un error inferior a 1 microsegundo, el error en la frecuencia de transmisión medida de los marcadores de trama es inferior a 0,00167 ppm. Esta precisión es muy constante con la estabilidad de frecuencia a corto plazo y a largo plazo de osciladores de cristal horneado, que se usan comúnmente en estaciones base celulares, aunque la precisión absoluta de tales osciladores es con frecuencia mucho peor. De hecho, en muchos casos la frecuencia de marcador de trama puede medirse con una precisión muy superior. Aunque el error absoluto máximo en la frecuencia de osciladores de referencia de estación base de GSM tiene una especificación de 0,05 ppm, la estabilidad de estas oscilaciones es normalmente mucho mejor que esta especificación.

La duración que va a medirse puede extenderse a lo largo de un periodo incluso de horas para lograr una mejor precisión de la medición, suponiendo que la estabilidad a corto plazo del oscilador de estación base soporta tal precisión y que las características de desviación a un plazo más largo (por ejemplo, las debidas al envejecimiento) siguen una curva suave. Como ejemplo, un periodo de medición extendido hasta una hora con una precisión de 1 microsegundo supone una precisión de frecuencia de 0,000278 ppm, lo que de nuevo concuerda con la estabilidad a corto plazo de osciladores de cristal horneado de buena calidad. De hecho, es común que la precisión de osciladores de cristal de buena calidad sea diez veces mejor que esto.

Por tanto, la medición de la duración del periodo de transmisión entre dos marcadores de trama usando una estación móvil puede proporcionar una medición muy precisa de la frecuencia de transmisión de marcadores de trama, lo que puede relacionarse con la frecuencia del oscilador de la estación base.

La figura 8 muestra un diagrama de flujo para determinar una frecuencia de las transmisiones de una estación base según una realización de la presente invención. En la operación 801, se miden los tiempos de llegada de señales celulares transmitidas por una estación base en diferentes instancias de tiempo. Los tiempos de llegada de marcadores de trama (por ejemplo, límites de determinadas tramas) se miden usando una o más estaciones móviles (por ejemplo, MS 210, MS 310 o MS 615 - 617) con receptores GPS. Entonces, puede calcularse la frecuencia de transmisión de la estación base usando los tiempos de llegada de estas señales celulares. La frecuencia de marcador de trama puede calcularse dividiendo los números conocidos de marcadores de trama presentes en la duración entre la duración. Dado que la frecuencia portadora de la señal de estación base y la frecuencia de transmisión de marcadores de trama están sincronizadas con la frecuencia del oscilador principal de la estación base, pueden determinarse la frecuencia del oscilador principal de la estación base y la frecuencia portadora de la señal de estación base. En algunas realizaciones puede ser más conveniente desde el punto de vista computacional calcular el periodo de transmisión desde la estación base.

Tal como se mencionó anteriormente, la determinación de la frecuencia de transmisor celular se realizará normalmente en un servidor, o la denominada entidad de determinación de la posición (PDE), en vez de en una estación base celular, aunque la PDE puede estar ubicada conjuntamente con la estación base celular. Este servidor o esta PDE es un conjunto de equipos que reside en la infraestructura de red de comunicación o celular que puede pasar mensajes hacia y desde las estaciones móviles a través de una interconexión de redes de comunicación, interconexión de redes celulares y enlaces inalámbricos. Es decir, una vez que los elementos móviles realizan mediciones relacionadas con el sincronismo de las transmisiones de la estación base, tales mediciones se transmiten sobre el enlace celular a una estación base que da servició y después a través de líneas de tierra de infraestructura a la PDE. La PDE usa entonces esas mediciones para calcular el tiempo y la frecuencia asociados con futuros marcadores de trama. Esta información puede pasarse entonces a los elementos móviles o a otras entidades de red que desean usar tal información para mejorar el rendimiento del sistema. De hecho, en una realización, tal información de sincronismo actúa como datos de ayuda que permiten que las estaciones móviles realicen operaciones de recepción y medición de GPS futuras de una manera más eficaz. Esta realización proporciona entonces un enfoque de "arranque" en el que la medición de GPS anterior realizada por algunos elementos móviles ayuda enormemente al rendimiento de mediciones de GPS posteriores. Las mejoras del rendimiento de esta manera incluyen una sensibilidad enormemente aumentada, un tiempo reducido para la primera posición y una disponibilidad aumentada, tal como se describe en las patentes estadounidenses n.º 5,841,396 y 5,945,944.

La figura 9 muestra un procedimiento detallado para determinar una frecuencia de señales de estación base usando mediciones de épocas de trama de las señales de estación base según una realización de la presente invención. En la operación 901 - 909, una primera estación móvil (MS) recibe una señal celular desde una estación base (BS); halla un marcador de trama contenido dentro de tal señal celular; halla la hora del día y su propia ubicación usando su receptor GPS; asigna una etiqueta temporal a los marcadores de trama usando la hora del día hallada en la operación 905; y envía su ubicación (o información para la determinación de su ubicación) y las etiquetas temporales (o información para la determinación de las etiquetas temporales) a un servidor, tal como un servidor de localización.

Se apreciará que la operación 905 puede preceder a las operaciones 901 y 903, o puede ser concurrente con las operaciones 901 y 903. La trayectoria de transmisión para enviar la información de ubicación y etiqueta temporal incluye normalmente un enlace celular seguido por enlaces terrestres adicionales (por ejemplo, líneas telefónicas, redes de área local, etc.).

La señal celular recibida en la operación 901 puede ser sobre un enlace de comunicación diferente al usado para transmitir los datos en la operación 909. Es decir, la estación base observada en la operación 901 puede no ser la estación base "que da servicio" a la estación móvil. Puede ser una que la estación móvil observe brevemente para determinar una lista "vecina" de estaciones base, que puede usarse en un momento posterior durante una operación de traspaso. Con frecuencia se da el caso de que una estación móvil puede observar hasta 10 estaciones base o más, tal como se conoce bien en la técnica.

Una segunda estación móvil (o incluso la misma estación base) realiza las operaciones 911 - 919 de una manera similar a las operaciones 901 - 909. Normalmente, las operaciones 911 - 919 se realizan en una instancia de tiempo diferente de cuando se realizan las operaciones 901 - 909. Se apreciará que las operaciones 911 - 919 pueden realizarse por la misma estación móvil que realizó la operación 901 - 909, pero en una instancia de tiempo diferente.

En la operación 921, el servidor (por ejemplo, un servidor de localización) procesa las etiquetas temporales recibidas desde las estaciones móviles, las ubicaciones de las estaciones móviles y la información sobre la ubicación de la estación base para calcular una frecuencia relacionada con la estación base, tal como una frecuencia asociada con la tasa de transmisión de marcador de trama o cualquier otra frecuencia de la estación base que se sincroniza con esta tasa de transmisión. La frecuencia puede expresarse en cuanto a una frecuencia nominal (ideal o teórica) y un error, expresándose este último en unidades de ppm sin dimensión, por ejemplo. Ya que las etiquetas temporales corresponden a las instancias de tiempo en las que los marcadores de trama llegaron a la estación móvil de medición (o estaciones), se necesitan las ubicaciones de las estaciones móviles y la estación base para convertir las etiquetas temporales en mediciones de tiempo en una misma ubicación con el fin de calcular una duración precisa de la transmisión. Esto se realiza restando de las etiquetas temporales los retardos para que la señal celular se desplace desde la estación base de transmisión hasta las estaciones móviles de medición.

En la operación 923, pueden predecirse las horas de aparición de los futuros marcadores de trama de estación base usando la frecuencia de transmisión medida. Tales predicciones pueden transmitirse a diversas entidades de red tales como estaciones base o estaciones móviles a petición en la operación 925.

Dado que la información proporcionada al servidor en las operaciones 909 y 919 también permite la determinación de la hora del día asociada con los marcadores de trama, también puede realizarse la coordinación de la hora según los procedimientos descritos en la solicitud de patente estadounidense en tramitación junto con la presente con n.º de serie 09/565,212, presentada el 4 de mayo de 2000.

En la operación 927, el sincronismo de la época predicha puede usarse por las estaciones móviles o estaciones base para ayudar a las mediciones de SPS o las operaciones de TDOA o EOTD.

Aunque la figura 9 ilustra un procedimiento para determinar la frecuencia de transmisión de una estación base usando dos estaciones móviles y una estación base, en la práctica puede haber normalmente muchas más estaciones móviles implicadas. Además, cada estación móvil puede ver simultánea o secuencialmente las épocas de sincronismo de varias estaciones base. Por tanto, múltiples operaciones, como las operaciones 901 - 909 (ó 911 - 919), pueden tener lugar en paralelo correspondiendo a múltiples estaciones base. El procesamiento tal como se muestra en la figura 9 puede avanzar de manera continua. Tal como se mencionó anteriormente, las operaciones de la figura 9 pueden llevarse a cabo por una única estación móvil que observa una o más estaciones base.

Los errores en las predicciones de época pueden reducirse mediante modelación de las características a largo plazo de la frecuencia frente al tiempo (desviación) de la estación base. En muchas situaciones la desviación a largo plazo es suave y bastante predecible para osciladores de estación base de buena calidad. Por tanto, las características de desviación pueden determinarse a partir de múltiples mediciones de transmisiones de estación base a lo largo de periodos de tiempo muy largos. Puede usarse un procedimiento de ajuste de la curva para predecir futuras desviaciones a partir de las características de desviación. Algoritmos de ajuste de la curva típicos pueden usar polinomios.

En el procedimiento tal como se muestra en la figura 9, no es necesario que la misma estación móvil realice las mediciones de sincronismo posteriores. De hecho, cada una de las mediciones de sincronismo, correspondientes a una estación base dada, pueden realizarse por diferentes estaciones móviles. Cuando se realiza un gran número de mediciones a lo largo de un periodo de tiempo, pueden realizarse diversas operaciones de determinación del promedio, tales como determinación del promedio de los mínimos cuadrados (LMS). El procesamiento de un gran número de mediciones no sólo reduce significativamente el error de la medición, sino que también permite descartar mediciones que pueden contener errores inusualmente altos debido a efectos indeseados, tales como recepción de múltiples trayectorias de las transmisiones de la estación base. Un descarte de este tipo de los "datos aberrantes" puede llevarse a cabo realizando en primer lugar una estimación inicial de la frecuencia usando todas las mediciones, descartando después las mediciones que parecen estar muy alejadas de esta medición inicial, y finalmente calculando de nuevo la estimación usando las mediciones que no se han descartado. También pueden usarse otros enfoques, tales como los que usan la estadística ordinal, para descartar los datos aberrantes.

La señal celular que llega a una estación móvil puede ser resultado de una reflexión de la señal principal o la presencia de múltiples señales recibidas directas y reflejadas, denominado "múltiple trayectoria". En la mayoría de los casos, la múltiple trayectoria da como resultado un retardo de exceso positivo, es decir, un retardo mayor en la transmisión de señal que el de una transmisión de visibilidad directa. El retardo para la transmisión de visibilidad directa puede determinarse dividiendo la distancia entre la estación base y la estación móvil entre la velocidad de la luz. Dado que es poco frecuente que una múltiple trayectoria produzca un retardo de exceso negativo, determinar sencillamente el promedio puede no ser el mejor enfoque para reducir el error debido a la múltiple trayectoria.

El retardo de exceso debido a la múltiple trayectoria puede compensarse usando una determinación de promedio ponderado. Un procedimiento es seleccionar, o dar un gran peso, a las mediciones que se derivan de señales de alta calidad, por ejemplo, señales de alta intensidad (altas relaciones señal a ruido) y señales con formas de señal estrechas, bien definidas. Pueden usarse algunos tipos de análisis de autocorrelación para analizar la forma de la señal recibida para determinar la calidad de la señal recibida. Las señales de alta calidad tienden a resultar con mayor frecuencia de la transmisión de visibilidad directa, o de situaciones con reflexiones mínimas, y por tanto muestran menos retardos de exceso que las señales de baja calidad. En algunas situaciones, con un nivel de señal recibida suficientemente alto, es posible usar algoritmos de procesamiento de señal para estimar el número, intensidades y retardos relativos de las señales recibidas desde una estación base dada. En este caso, puede elegirse el menor retardo con el fin de minimizar el efecto del retardo de exceso.

Mientras que la figura 9 ilustra un procedimiento en el que la duración de transmisión se calcula en un servidor, la figura 10 muestra otro procedimiento en el que la duración de transmisión se determina en una estación móvil. En las operaciones 1001 - 1007, una estación móvil recibe una señal celular desde una estación base (BS) y la ubicación de la BS; halla un marcador de trama contenido dentro de tal señal celular; halla su ubicación y la hora del día usando su receptor GPS; y asigna una etiqueta temporal a los marcadores de trama usando la hora del día hallada en la operación 1005. De manera similar, se determina una etiqueta temporal para un segundo marcador de trama en las operaciones 1011 - 1017. En la operación 1019, la estación móvil calcula la duración del tiempo de transmisión usando las etiquetas temporales. En este caso, normalmente se requiere información sobre la posición de la estación móvil y la estación base, ya que la estación móvil puede haberse movido entre las mediciones y por tanto debe compensarse el cambio en el alcance de estación base-móvil. Si se sabe que el elemento móvil está estacionario, entonces no se requiere esta información. Puede determinarse la frecuencia de transmisión de marcadores de trama para la estación base y puede usarse para predecir el sincronismo de futuros marcadores de trama de la estación base. La duración o la frecuencia medida pueden transmitirse a un servidor, y la predicción del sincronismo puede realizarse en un servidor. En las operaciones 1022 y 1023, puede proporcionarse la predicción a estaciones móviles o estaciones base para ayudar en la medición de SPS, o en operaciones de EOTD o TDOA. Las señales celulares primera y segunda en la figura 10 corresponden normalmente a dos partes de la señal celular recibida en diferentes momentos durante la misma "llamada" telefónica. Sin embargo, también pueden corresponder a señales desde la estación base recibidas durante llamadas independientes.

La figura 11 muestra un procedimiento detallado para determinar una frecuencia de señales de estación base usando mediciones de frecuencia portadora de las señales de estación base según una realización de la presente invención. En la operación 1101, una estación móvil recibe una señal celular transmitida desde una estación base. Se sincroniza con la frecuencia portadora de la señal celular recibida en la operación 1103. Esto se realiza normalmente usando o bien un circuito de bucle enganchado en fase (PLL) o bien de control de frecuencia automático (AFC), cualquiera de los cuales contiene un oscilador de voltaje controlado (por ejemplo, VCO 323). El procedimiento de sincronización hace que el VCO soporte una relación proporcional o bien con respecto a la fase o bien la frecuencia de la portadora recibida.

En la operación 1105 la estación móvil usa un receptor GPS (o de SPS) para determinar su ubicación, velocidad, la hora del día y la frecuencia de la señal de referencia a partir de su oscilador local. Para la determinación de una frecuencia de la estación base, la medición de la frecuencia de la referencia del oscilador local es la información principal de interés; sin embargo la información de ubicación, velocidad y hora del día son subproductos típicos del procesamiento de GPS. La ubicación y velocidad se requieren para determinar el efecto del movimiento de la MS sobre la medición de la frecuencia. Tal como se trató anteriormente, la señal de referencia local usada por el receptor GPS puede proporcionarse por el VCO del transceptor celular o puede proporcionarse por un oscilador de cristal independiente.

En la operación 1107 la estación móvil determina la frecuencia portadora de estación base recibida a partir de la señal de VCO y a partir de la medición de frecuencia de referencia de GPS. Tal como se describió anteriormente, esto es un subproducto directo del procesamiento de GPS si se usa el VCO como su referencia de frecuencia. Como alternativa, puede utilizarse un sistema de circuitos de contador de frecuencia independiente para determinar la proporción de frecuencia de las señales de referencia de VCO y GPS. La proporción de frecuencia y el valor de la frecuencia de referencia de GPS, determinados mientras se procesan las señales de GPS, proporcionan una estimación precisa de la frecuencia de VCO y por tanto la frecuencia portadora de la señal de estación base recibida.

En la operación 1109, se envía la información de frecuencia, con los datos auxiliares (por ejemplo, hora del día, información de identidad de la estación base y otros) a un servidor. En la operación 1111, puede usarse la información de frecuencia portadora, que puede expresarse en unidades de ppm o en otras unidades, para calcular la frecuencia de oscilador de estación base, y/u otras frecuencias (por ejemplo, frecuencia de marca de trama). La ubicación y velocidad del elemento móvil se usan junto con la ubicación de la estación base para determinar el error de frecuencia debido al movimiento relativo de la estación móvil-base. Este error debe eliminarse con el fin de conseguir una estimación precisa de la frecuencia de la estación base. El servidor puede combinar varias de tales mediciones de frecuencia juntas para mejorar adicionalmente la estimación de la frecuencia de la estación base. Finalmente, en las operaciones 1113 - 1117, el servidor predice el sincronismo de futuras épocas de marcador de estación base a partir de esta información de frecuencia y lo envía a otros elementos de red (por ejemplo, estaciones móviles o estaciones base o servidores de localización) a petición para ayudar en las mediciones (por ejemplo, mediciones de SPS u operaciones de TDOA o EOTD).

Aunque la figura 11 ilustra un escenario que sólo implica una estación móvil y una estación base, en la práctica puede haber muchas más estaciones móviles implicadas. Cada estación móvil puede ver simultánea o secuencialmente las transmisiones de varias estaciones base. Por tanto, múltiples secuencias de operaciones (tales como las operaciones 1101 - 1109) pueden tener lugar en paralelo correspondiendo a múltiples estaciones base. También se apreciará que el procesamiento tal como se muestra en la figura 11 puede proceder de una manera continua.

Varias otras variaciones de los procedimientos de las figuras 8-11 deben resultar evidentes para los expertos en la técnica. Por ejemplo, la estación móvil puede realizar los cálculos 1111- 1117 si recibe la ubicación de la estación base. En la figura 10, en vez de medir la hora del día en las operaciones 1005 y 1015, el elemento móvil puede calcular el tiempo transcurrido desde que calibró su reloj mediante el procedimiento de 1101 - 1107 de la figura 11.

Cuando el oscilador de estación base es lo suficientemente estable, la calibración de la frecuencia de estación base puede permitir una predicción precisa de épocas de futuros marcadores de sincronismo transmitidos por la estación base. Normalmente, la estabilidad del oscilador de estación base es suficiente como para permitir predicciones de sincronismo precisas a lo largo de periodos de tiempo muy largos, una vez realizada una coordinación de la hora.

Las estaciones base usan normalmente osciladores de cristal horneado de alta calidad como referencias de frecuencia. Algunas estaciones base enganchan adicionalmente sus frecuencias con señales transmitidas desde satélites de GPS, en cuyo caso la estabilidad a largo plazo de las transmisiones de la estación base se engancharán con estabilidad de tipo de cesio, y serán adecuadas para predicciones de sincronismo precisas. En las valoraciones siguientes, se supone que no se usa tal enganche de GPS. En este caso, las dos fuentes principales de inestabilidad del oscilador de estación base son: i) inestabilidad de la frecuencia a corto plazo que se caracteriza habitualmente por mediciones de estabilidad de frecuencia a corto plazo tales como procedimientos de densidad espectral de ruido o varianza de Allan; y ii) desviación de frecuencia a largo plazo que se asocia normalmente con efectos de envejecimiento. La desviación de frecuencia a largo plazo tiende a ser del orden de 0,001 ppm al día o mejor, y por tanto no debe representar una fuente significativa de error a lo largo de periodos de tiempo relativamente cortos (por ejemplo, de 15 a 30 minutos).

La mayoría de los osciladores de estación base usan osciladores de cristal horneado. Pequeños cambios en la temperatura del horno o el voltaje suministrado al horno pueden contribuir a aumentar el error de frecuencia. Además, determinadas características de estabilidad de frecuencia a corto plazo, tales como efectos de frecuencia de recorrido aleatorio, producen un error de frecuencia que crece como función del tiempo de observación [véase J. Rutman y F.L. Walls, Characterization of Frequency Stability in Precision Frequency Sources, Proc. IEEE, vol. 79, n.º 6, junio de 1991, págs. 952-959]. Por tanto, es importante examinar la magnitud de estos efectos desde un punto de vista tanto del dispositivo como del sistema.

La estabilidad de frecuencia a corto plazo considerada en el presente documento es la medida a lo largo de un intervalo de tiempo de varios segundos a varias horas. Medida a lo largo de estos periodos los osciladores horneados de buena calidad tienen normalmente una estabilidad a corto plazo (desviación de frecuencia fraccional, o la denominada varianza de Allan) del orden de 0,00001 ppm. Con esta estabilidad pueden predecirse las señales de sincronismo a partir de una estación base a lo largo de un periodo futuro de 10 minutos con una precisión de 6 nanosegundos y a lo largo de un periodo futuro de 1 hora con una precisión de 36 nanosegundos.

La estabilidad a largo plazo de osciladores horneados de buena calidad puede ser del orden de 0,001 ppm al día o mejor, correspondiendo a aproximadamente 0,00004 ppm por hora [véase Fundamentals of Quartz Oscillators, nota de aplicación de Hewlett Packard 200-2]. Por tanto, para predicciones a lo largo de un periodo del orden de una hora o más, los efectos de características de envejecimiento pueden ser dominantes.

Desde un punto de vista de la medición, Pickford consideró la desviación de frecuencia entre dos estaciones base, basándose en el uso de mediciones de ida y vuelta [véase Andrew Pickford, BTS Synchronization Requirements and LMU Update Rates for E-OTD, Technical Submission to Technical Subcommittee T1P1, 8 de octubre de 1999]. Halló que una vez eliminada una desviación de fase lineal (o tiempo) (es decir, error de desplazamiento de frecuencia fijo), el error de tiempo de RMS neto era del orden de 66 nanosegundos incluso para periodos que superaban 1 hora. También demostró que el uso de mediciones a lo largo de un periodo de 1 hora y su proyección hacia delante durante la siguiente hora proporcionaba una precisión similar. Además, un examen de estas curvas indicó que el error residual tras eliminar la desviación promedio estaba dominado por lo que parecían ser errores aleatorios. Esto podía indicar que los errores predominantes restantes se debían a errores de medición, o ruido aditivo, en vez de la fluctuación de oscilador real. Obsérvese que un error de 66 nanosegundos de RMS, medido a lo largo de un periodo de una hora, es equivalente a una estabilidad de frecuencia de aproximadamente 0,000018 ppm, lo que es típico de un oscilador de cristal de buena calidad.

Otro artículo similar de T. Rantallainen, et. al., proporcionó resultados similares a los anteriores [véase T. Rantallainen y V. Ruutu, RTD Measurements for E-OTD Method, Technical Submission to T1P1.5/99-428R0, 8 de julio de 1999]. Sin embargo, en este artículo varios de los ajustes de fase frente al tiempo requirieron un polinomio de segundo orden con el fin de mantener los errores residuales bajos. Los intervalos de tiempo normales a lo largo de los cuales se realizó el procesamiento oscilaron entre aproximadamente 1500 y 2200 segundos. No se dio una explicación para la característica no lineal de la gráfica de fase frente al tiempo. Esto puede deberse a características de envejecimiento del oscilador de cristal, tal como se indicó anteriormente. Dado que las características de envejecimiento tienden a ser predecibles y suaves, el algoritmo de ajuste polinomial debe funcionar bien. Por ejemplo, un ajuste polinomial de segundo orden del periodo de trama frente al tiempo de medición compensará una desviación de frecuencia frente al tiempo lineal.

Los factores adicionales que pueden contribuir a pequeños cambios en la frecuencia frente al tiempo incluyen fluctuaciones de voltaje y temperatura de las referencias de frecuencia. Estos factores pueden manifestarse por sí mismos como cambios muy pequeños de frecuencia. Las estaciones base tienden a tener voltajes y temperaturas regulados con el fin de garantizar una alta fiabilidad.

Cuando existe un movimiento de usuario significativo, es importante que cualquier efecto relacionado con el efecto Doppler no influya excesivamente en las mediciones de sincronismo y frecuencia descritas anteriormente. En particular, si la estación móvil mide el tiempo en una instancia y predice la hora del día asociada con un límite de trama de señal celular que se produce en una instancia diferente, puede resultar un error del movimiento de la estación móvil, especialmente si el elemento móvil se mueve rápidamente y/o la diferencia entre estas instancias de tiempo es grande. Existen varias maneras de tratar este tipo de problemas. Por ejemplo, cuando la estación móvil puede determinar su velocidad, pueden suministrarse los datos sobre la velocidad de la estación móvil al servidor con el fin de compensar los errores debidos a los efectos Doppler asociados con la variación de la distancia entre la estación móvil y la base. Este enfoque se ha mostrado en la figura 11. Tal como se describió anteriormente, las señales de GPS pueden procesarse para estimar la velocidad de la plataforma de recepción. Esta información puede usarse para compensar cualquier error debido al movimiento de la estación móvil.

Pueden permanecer algunos errores residuales, tales como retardos de múltiple trayectoria y retardos de tránsito a través del hardware de estación móvil. Sin embargo, la estación móvil y/o la estación base pueden determinar a menudo el grado de tales degradaciones y dar un mayor peso a las mediciones que tienen menos error.

Los tiempos de transmisión efectivos (es decir, el tiempo de llegada) se determinan en la cara de las antenas de estación base. El uso de un gran número de estaciones móviles puede tender a reducir errores mediante procedimientos de determinación del promedio. Esto supone que los desvíos del sistema pueden eliminarse o reducirse mediante una selección de medición apropiada u otros procedimientos de estimación del desvío.

Pueden mejorarse las preocupaciones sobre una actividad suficiente de la estación móvil para apoyar el sincronismo (por ejemplo temprano por la mañana) colocando estaciones móviles en diversas ubicaciones y haciendo llamadas periódicamente. Sin embargo, no es necesario que esto sean recursos fijos.

Errores de sincronismo típicos debidos al procesamiento de GPS en una única estación móvil pueden ser del orden de 10-30 nanosegundos. Por tanto, otras fuentes de error, tales como múltiples trayectorias, pueden ser dominantes.

La estabilidad del oscilador de estación base afecta a la frecuencia con la que se necesita realizar y diseminar mediciones de sincronismo. A partir de una multitud de mediciones de estaciones móviles puede determinarse con precisión no sólo la frecuencia instantánea del oscilador de estación base, sino también momentos superiores tales como la tasa de cambio de tal frecuencia. Tal como se trató anteriormente, normalmente se da el caso de que un sencillo ajuste de la curva de la frecuencia de estación base frente al tiempo puede mantenerse con una precisión extremadamente alta a lo largo de periodos de tiempo largos.

Aunque los procedimientos y el aparato de la presente invención se han descrito con referencia a satélites de GPS, se apreciará que las enseñanzas también pueden aplicarse a sistemas de posicionamiento que usan pseudosatélites o una combinación de satélites y pseudosatélites. Los pseudosatélites son transmisores terrestres que difunden un código de PN (similar a una señal de GPS) modulado en una señal portadora de banda L, generalmente sincronizada con el tiempo de GPS. A cada transmisor se le puede asignar un código de PN único de modo que se permite la identificación mediante un receptor remoto. Los pseudosatélites son útiles en situaciones en las que puede no haber disponibles señales de GPS desde un satélite en órbita, tales como túneles, minas, edificios u otras zonas cerradas. El término "satélite", tal como se usa en el presente documento, se pretende que incluya pseudosatélite o equivalentes de pseudosatélites, y el término señales de GPS, tal como se usa en el presente documento, se pretende que incluya señales de tipo GPS de pseudosatélites o equivalentes de pseudosatélites.

\newpage

En la valoración anterior la invención se ha descrito con referencia a la aplicación al sistema de posicionamiento global por satélite (GPS) de los Estados Unidos. Sin embargo, debe resultar evidente que estos procedimientos también son aplicables a sistemas de posicionamiento por satélite similares, y en particular, al sistema Glonass ruso y al sistema Galileo europeo propuesto. El sistema Glonass se diferencia principalmente del sistema de GPS porque las emisiones desde diferentes satélites se diferencian unas de otras usando frecuencias portadoras ligeramente diferentes, en vez de usar códigos pseudoaleatorios diferentes. En esta situación sustancialmente todo el sistema de circuitos y los algoritmos descritos anteriormente son aplicables. El término "GPS" usado en el presente documento incluye tales sistemas de posicionamiento por satélite alternativos, incluyendo el sistema Glonass ruso y el sistema Galileo europeo propuesto.

Claims (19)

1. Un procedimiento para medir una frecuencia relacionada con una estación base de un sistema de comunicación celular, comprendiendo el procedimiento:

recibir (901), en una primera estación móvil, una primera señal celular desde la estación base, conteniendo la primera señal celular un primer marcador de sincronismo;

determinar (907) una primera etiqueta temporal para el primer marcador de sincronismo con respecto a al menos una señal de sistema de posicionamiento por satélite recibida en la primera estación móvil;

determinar (905) una primera ubicación de la primera estación móvil a partir de al menos una señal de sistema de posicionamiento por satélite recibida en la primera estación móvil;

transmitir (909), a través de un enlace de comunicación celular, la primera etiqueta temporal y la primera ubicación a un servidor;

recibir (911), en una segunda estación móvil, una segunda señal celular desde la estación base, conteniendo la segunda señal celular un segundo marcador de sincronismo;

determinar (917) una segunda etiqueta temporal para el segundo marcador de sincronismo con respecto a al menos una señal de sistema de posicionamiento por satélite recibida en la segunda estación móvil;

determinar (915) una segunda ubicación de la segunda estación móvil a partir de al menos una señal de sistema de posicionamiento por satélite recibida en la segunda estación móvil;

transmitir (919) a través de un enlace de comunicación celular, la segunda etiqueta temporal y la segunda ubicación a la entidad de red celular; y

combinar (921) una ubicación de la estación base con las etiquetas temporales primera y segunda y las ubicaciones primera y segunda para calcular una primera frecuencia relacionada con la estación base.

\vskip1.000000\baselineskip

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha combinación comprende además:

calcular tiempos de transmisión de las señales celulares desde la estación base hasta las estaciones móviles.

\vskip1.000000\baselineskip

3. Un procedimiento según la reivindicación 2, en el que una diferencia en los tiempos de transmisión es inversamente proporcional a la primera frecuencia.

4. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que el servidor está ubicado en la estación base.

5. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que el servidor está en una ubicación alejada de la estación base.

6. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que el sistema de comunicación celular usa una de:

a)

una norma de comunicación GSM;

b)

una norma de comunicación PDC japonesa;

c)

una norma de comunicaciones PHS japonesa;

d)

una norma de comunicación analógica AMPS;

e)

una norma de comunicación IS-136 norteamericana; y

f)

una norma CDMA de espectro ensanchado de banda ancha sin sincronizar.

\vskip1.000000\baselineskip

7. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que se usa un sistema de circuitos común en la primera estación móvil para el procesamiento de una señal celular y una señal de sistema de posicionamiento por satélite.

8. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que la primera frecuencia se refiere a una frecuencia portadora de una señal celular desde la estación base.

9. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que la primera frecuencia se refiere a una tasa de transmisión de símbolos de una señal celular desde la estación base.

10. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que la primera estación móvil y la segunda estación móvil son la misma estación.

11. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que la primera estación móvil y la segunda estación móvil son estaciones móviles diferentes, separadas.

12. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que la primera señal celular y la segunda señal celular corresponden a diferentes partes de una señal celular desplazadas en el tiempo entre sí.

13. Un sistema para medir una frecuencia relacionada con una estación base, comprendiendo el sistema:

una primera estación móvil que comprende:

un primer receptor (211) de sistema de posicionamiento por satélite configurado para recibir una primera al menos una señal de sistema de posicionamiento por satélite y para determinar (905) una primera ubicación de la primera estación móvil a partir de la primera al menos una señal de sistema de posicionamiento por satélite; y

un primer transceptor (213) celular acoplado al primer receptor de sistema de posicionamiento por satélite, recibiendo (901) el primer transceptor celular desde la estación base una primera señal celular que contiene un primer marcador de sincronismo; y

un primer circuito acoplado al primer receptor celular y al primer receptor de sistema de posicionamiento por satélite, determinando (907) el primer circuito una primera etiqueta temporal para el primer marcador de sincronismo usando la primera al menos una señal de sistema de posicionamiento por satélite;

una segunda estación móvil que comprende:

un segundo receptor (211) de sistema de posicionamiento por satélite configurado para recibir una segunda al menos una señal de sistema de posicionamiento por satélite y para determinar una segunda ubicación de la segunda estación móvil a partir de la segunda al menos una señal de sistema de posicionamiento por satélite; y

un segundo transceptor (213) celular acoplado al segundo receptor de sistema de posicionamiento por satélite, recibiendo (911) el segundo transceptor celular desde la estación base una segunda señal celular que contiene un segundo marcador de sincronismo; y

un segundo circuito acoplado al segundo receptor celular y al segundo receptor de sistema de posicionamiento por satélite, determinando (917) el segundo circuito una segunda etiqueta temporal para el segundo marcador de sincronismo usando la segunda al menos una señal de sistema de posicionamiento por satélite; y

un servidor acoplado a las estaciones móviles primera y segunda a través de enlaces de comunicación, transmitiendo (909) el primer transceptor celular la primera etiqueta temporal y la primera ubicación al servidor a través de un enlace de comunicación, transmitiendo (919) el segundo transceptor celular la segunda etiqueta temporal y la segunda ubicación al servidor a través de un enlace de comunicación, combinando (921) el servidor una ubicación de la estación base con las etiquetas temporales primera y segunda y las ubicaciones primera y segunda para calcular una primera frecuencia relacionada con la estación base.

\vskip1.000000\baselineskip

14. Un sistema según la reivindicación 13, en el que el primer receptor (211) de sistema de posicionamiento por satélite y el primer transceptor (213) celular están integrados dentro de un recinto de la primera estación (210) móvil.

15. Un sistema según la reivindicación 13, en el que el primer receptor de sistema de posicionamiento por satélite y el primer transceptor celular comparten al menos un componente común.

16. Un sistema según la reivindicación 13, en el que el primer marcador de sincronismo es una época de sincronización de trama en la primera señal celular.

17. Un sistema según la reivindicación 13, en el que la estación base usa una de:

a)

una norma de comunicación GSM;

b)

una norma de comunicación PDC japonesa;

c)

una norma de comunicaciones PHS japonesa;

d)

una norma de comunicación analógica AMPS;

e)

una norma de comunicación IS-136 norteamericana; y

f)

una norma CDMA de espectro ensanchado de banda ancha sin sincronizar.

\vskip1.000000\baselineskip

18. Un sistema según la reivindicación 13, en el que el servidor está ubicado en la estación base.

19. Un sistema según la reivindicación 13, en el que el servidor está en una ubicación alejada de la estación base.