FI110895B - Avustettu GPS-paikannus - Google Patents

Description

110895

Avustettu GPS-paikannus

Keksinnön tausta

Keksintö liittyy avustetun GPS-paikannuksen suorittamiseen ja erityisesti GPS-avustustietojen välittämiseen.

5 GPS-järjestelmän (Global Positioning System) perusta on Yhdysval tain ylläpitämä maata kiertävien satelliittien järjestelmä. Kukin satelliitti lähettää yksilöllisiä radiosignaaleja. Kun maan pinnalla vastaanotetaan tällainen signaali, voidaan sen kulkuajasta laskea etäisyys lähettäneeseen satelliittiin. Kun paikannukseen käytettävän vastaanottimen "näkökentässä" on useita satelliit-10 teja, voidaan samanaikaisten etäisyysmittauksien avulla määrittää yksikäsitteisesti mittauspisteen sijainti kolmiulotteisessa avaruudessa.

GPS-järjestelmään kuuluu 24 toiminnassa olevaa satelliittia, joiden kiertoradat on järjestetty siten, että jokaisessa pisteessä maapallon pinnalla on jatkuvasti näkyvissä vähintään neljä satelliittia, vieläpä niin, että satelliittien 15 geometrinen asema on suuntimisen kannalta hyvä (ts. satelliitit eivät ole liian lähellä toisiaan tai horisonttia). Periaatteessa neljäkin yhtä aikaa näkyvää satelliittia (tai jopa kolme, jos oletetaan havainnoitsijan olevan maapallon pinnalla) riittää tarkkaan paikantamiseen, mutta käytännössä satelliitteja näkyy yleensä enemmän. Silloin GPS-vastaanotin voi joko valita neljä sopivinta satel-. 20 liittia tai käyttää useampien satelliittien tietoja luotettavamman tuloksen saami- \ ' seksi.

' Ennen varsinaista sijainninmääritykseen käytettävää mittausta täy- : tyy GPS-vastaanottimen löytää näkyvissä olevien satelliittien signaalit ja virit- täytyä niihin. Tämä GPS-vastaanottimen alustusprosessi voi kestää jopa usei-'· 25 ta minuutteja. Lisäksi, jos vastaanotin tai tarkemmin sen vastaanottoantenni on esimerkiksi ajoneuvon tai rakennuksen sisällä ja satelliitteihin ei ole esteetöntä yhteyttä, voi satelliiteista tulevien signaalien voimakkuus heiketä huomat- ;; tavasti ja entisestään vaikeuttaa vastaanottimen alustusprosessia.

* * GPS-vastaanottimen alustuksen nopeuttamiseksi on kehitetty avus-30 tettu GPS-paikannusmenetelmä A-GPS (Assisted GPS). A-GPS perustuu sii- : hen, että GPS-vastaanottimelle, jonka sijainti tunnetaan ainakin karkealla ta- * "·’ solia, toimitetaan sopivat ajantasaiset lähtötiedot, joissa vastaanottimelle ker- rataan tiedot vastaanottimen sijaintipaikkaan näkyvillä olevista satelliiteista. Kun vastaanotin saa tiedot relevanteista satelliiteista, se pystyy virittäytymään • » 35 satelliittien taajuuksille nopeammin ja helpommin myös katveisilla alueilla.

2 110895

Avustustiedot muodostetaan tyypillisesti erityisessä palvelimessa, joka tuntee satelliittien sijainnin esimerkiksi tietyllä alueella tai maailmanlaajuisesti.

Avustettu GPS-paikannus voidaan toteuttaa siten, että A-GPS -vastaanottimeen yhdistetään matkaviestin, esimerkiksi GSM-jäijestelmän (Global 5 System for Mobile Communications) matkaviestin, jolloin avustustiedot voidaan toimittaa vastaanottimelle matkaviestinverkon avulla. Tekniikan tason mukaisesti avustustiedot välitetään yleislähetyksenä (broadcast) usealle vastaanottimelle yhteisesti. Tekniikan tason tarkemman kuvauksen osalta viitataan esimerkiksi patenttijulkaisuun US 6204808, jossa on esitetty eräs ratkaisu 10 avustustietojen välittämiseen. Lisäksi esimerkiksi GSM-järjestelmän käytön osalta viitataan 3GPP (3rd Generation Partnership Project) julkaisuun TS 04.35 V8.3.0 (2001-01), jossa on määritelty suositus GPS avustustiedon välittämisestä SMSCB -soluviestin (Short Message Service Cell Broadcast) avulla.

Ongelmana yllä kuvatussa järjestelyssä, jossa avustustietojen välit-15 tämiseen käytetään yleislähetystä, on se, että yleislähetyksen toteuttaminen vaatii usein huomattavia muutoksia matkaviestinverkon infrastruktuuriin: esimerkiksi avustustiedot tarjoavasta palvelimesta täytyy tyypillisesti olla liitäntä-rajapinta matkaviestinverkon tukiasemaohjaimeen yleislähetyksen toteuttamiseksi kyseisen tukiasemaohjaimen kontrolloimista tukiasemista. Lisäksi eri 20 valmistajien ratkaisut ovat usein epäyhteensopivia esimerkiksi juuri liitäntöjen .. osalta, mikä vaikeuttaa eri valmistajien laitteiden yhteensovittamista ja saattaa \ ” siten nostaa järjestelmästä aiheutuvia kustannuksia.

* »· • «

Keksinnön lyhyt selostus

Keksinnön tavoitteena on siten kehittää menetelmä ja menetelmän ·:*·: 25 toteuttava laitteisto siten, että yllä mainitut ongelmat saadaan ratkaistua. Kek- sinnön tavoite saavutetaan menetelmällä ja järjestelmällä, joille on tunnus- • · > omaista se, mitä sanotaan itsenäisissä patenttivaatimuksissa 1, 12, 19 ja 24. : Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten * I · kohteena.

30 Keksintö perustuu siihen, että GPS-avustustiedot välitetään A-GPS

· -päätelaitteelle lyhytsanomapalvelusanomassa eli lyhytsanomassa, jonka : ·': luokka on nolla.

•'., Keksinnön mukaisen menetelmän ja järjestelmän etuna on se, että * · ’ ‘. lyhytsanoman käyttö avustustietojen välitykseen ei edellytä lyhytsanomapalve- 35 lua tukevan matkaviestinverkon infrastruktuuriin mitään erityisiä muutoksia ja keksinnön mukainen toiminnallisuus onkin helposti toteutettavissa olemassa 3 110895 oleviin matkaviestinverkkoihin. Lisäksi nimenomaan luokan nolla lyhytsanoman käyttö ei vaikuta muiden eli luokkien 1, 2 ja 3 lyhytsanomien toimintaan. Edelleen luokan nolla lyhytsanoman käyttö on edullista, koska se ei tavallisesti tallennu esimerkiksi päätelaitteen muistiin eikä päätelaitteen muisti siten tar-5 peettomasti täyty avustustietojen välitykseen käytetyistä lyhytsanomista. Lisäksi luokan nolla lyhytsanomien vastaanotto ja lähetys voidaan päätelaitteessa toteuttaa siten, että se tapahtuu täysin päätelaitteen käyttäjän huomaamatta eikä edellytä käyttäjältä mitään aktiivisia toimenpiteitä.

Kuvioiden lyhyt selostus 10 Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yh teydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista:

Kuvio 1 esittää yksinkertaistetun lohkokaavion järjestelmästä avustetun GPS-paikannuksen suorittamiseksi;

Kuvio 2 esittää signalointivuokaavion havainnollistaen päätelai-15 teavusteisen avustetun GPS-paikannuksen toteuttamisen keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti;

Kuvio 3 esittää signalointivuokaavion havainnollistaen päätelaitepe-rusteisen avustetun GPS-paikannuksen toteuttamisen keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti ja ,. 20 Kuvio 4 esittää signalointivuokaavion havainnollistaen avustetun ” GPS-paikannuksen toteuttamisen keksinnön erään suoritusmuodon mukaises- ti.

• Keksinnön yksityiskohtainen selostus *:··: Kuviossa 1 on esitetty järjestelmä A-GPS -päätelaitteen 10 paikan- : 25 tamiseksi. Kuvio 1 sisältää vain keksinnön sovellusmuotojen selittämisen kan nalta oleelliset elementit, mutta alan ammattilaiselle on selvää, että käytän-, , : nössä järjestelmään sisältyy lisäksi muitakin toimintoja ja rakenteita, joiden tar-

I I

kempi selittäminen ei tässä ole tarpeen, koska tarvittaessa niistä on helposti

saatavissa lisätietoa. A-GPS -päätelaite 10 muodostuu GPS-osasta GPS ja : 30 siihen liittyvästä matkaviestinosasta MS. GPS-osa GPS ja matkaviestinosa MS

on edullisesti yhdistetty kaksisuuntaisella tietoliikenneyhteydellä siten, että osat voivat välittää toisilleen esimerkiksi GPS-paikantamiseen liittyvää tietoa.

'. Mainitut osat on tyypillisesti integroitu yhdeksi kokonaisuudeksi ja niillä voi olla yhteisiä komponentteja kuten esimerkiksi yhteinen näyttö. Osat voivat myös 35 olla fyysisesti eri laitteita, jotka on kytketty toisiinsa. Päätelaite 10 on tyypilli- 4 110895 sesti kannettava, mutta se voi olla myös kiinteästi ajoneuvoon tai rakennukseen sijoitettu laite. Matkaviestinosa MS on sovitettu vastaanottamaan matkaviestinverkosta PLMN (Public Land Mobile Network) GPS-avustustietoja ja välittämään ne GPS-osalle. GPS-osa puolestaan on sovitettu suorittamaan GPS-5 mittaukset GPS-satelliiteista 20 GPS-avustustietojen avulla. Esimerkissä on matkaviestinverkko PLMN esitetty käyttäen GSM-järjestelmän mukaisia nimityksiä verkkoelementeille. Nimitykset on kuitenkin ymmärrettävä kuvaaviksi eikä rajoittaviksi. Keksintöä voidaan soveltaa myös muiden matkaviestinjärjestelmien yhteydessä, joissa tunnetaan lyhytsanomapalvelu tai sen tyyppinen 10 palvelu. Esimerkkinä voidaan mainita kolmannen sukupolven UMTS-järjestelmä (Universal Mobile Telecommunications System).

Tukiasemasta 30 on kaksisuuntainen radioyhteys päätelaitteeseen 10. Matkapuhelinkeskuksesta 50 on yhteys tukiasemaohjaimeen 40, joka valvoo ja ohjaa tukiasemia 30. Tukiasemaohjaimen 40 tehtäviä ovat lähinnä taa-15 juuksien hallinnointi ja tukiaseman 30 ohjaus. Tukiasema 30 antenneineen sijaitsee yleensä kuuluvuusalueensa eli solun keskellä. Jos solu on jaettu sektoreihin, niin tukiasema 30 sijaitsee sektorin kärjessä. Solun mahdollinen koko määräytyy tukiaseman 30 lähetinvastaanottimien lähetystehon mukaan.

Edelleen kuviossa on esitetty paikantamispalvelin 60, joka tyypilli-20 sesti kuuluu matkaviestinverkkoon ja on kytketty siihen esimerkiksi SS7-rajapinnan (Signalling System 7) kautta. Paikantamispalvelin 60 muodostuu . tarvittavista paikantamispalvelun toteuttavista laitteistokomponenteista, ohjel- mistokomponenteista ja tarvittavista tietoliikenneyhteyksistä. Paikantamispalvelin 60 suorittaa sille esitetyssä paikantamispyynnössä määritellyn tilaajapää- * · ' 25 telaitteen (matkaviestinverkon matkaviestimen MS) 10 paikantamisen. Paikan- : taminen voi perustua esimerkiksi siihen, että palvelin 60 selvittää ensin pääte- laitetta 10 palvelevan solun. Kun lisäksi tunnetaan matkaviestinverkon eri solujen sijainnit, tiedetään myös solun tarkkuudella päätelaitteen 10 sijainti. Palve-. : Iin 60 voi itsessään käsittää tietokannan, josta matkaviestinverkon solujen si- : 30 jainnit ilmenevät tai se voi hyödyntää jotain erillistä tietokantaa. Palvelin 60 voi ilmoittaa päätelaitteen 10 sijainnin esimerkiksi x-ja y-koordinaatteina tai muul-; la sopivalla tavalla. Koordinaateiksi voidaan antaa esimerkiksi kyseistä palve levaa solua vastaavan tukiaseman 30 sijainti. Paikantamispalvelin 60 voi mää-: rittää päätelaitteen sijainnin myös tarkemmin esimerkiksi niin sanotun ajoi- : I 35 tusennakon perusteella tai jotain muuta tunnettua menetelmää käyttäen erityisesti, jos matkaviestinverkon solukoko on suuri. Keksinnön kannalta olennais- 5 110895 ta on kuitenkin se, että paikantamispalvelimelta saadaan karkea arvio esimerkiksi matkaviestinverkon solun tarkkuudella päätelaitteen 10 sijainnista tietyllä ajanhetkellä.

Kuvion 1 järjestelmä käsittää lisäksi GPS-palvelimen 70 ja siihen liit-5 tyvän GPS-referenssiverkon 80. GPS-palvelin 70 on kytketty kuviossa paikan-tamispalvelimeen 60 mutta se voisi olla kytketty esimerkiksi suoraan matkaviestinverkkoon. Kytkentä voi olla esimerkiksi IP-pohjainen (Internet Protocol) tietoliikenneyhteys. GPS-palvelin 70 voi myös olla fyysisesti yhdistetty esimerkiksi paikantamispalvelimeen 60 siten, että nämä muodostavat yhden verk-10 koelementin ilman, että tällä on merkitystä keksinnön perusajatuksen kannalta. GPS-referenssiverkko 80 käsittää joukon GPS-referenssivastaanottimia, jotka kattavat tietyn maantieteellisen alueen tai koko maapallon ja tarkkailevat GPS-satelliittien 20 sijaintia maan suhteen. Esimerkkinä tällaisesta maailmanlaajuisesta referenssiverkosta voidaan mainita yrityksen Global Locate Inc., Glen 15 Rock, New Jersey, USA, ylläpitämä referenssiverkko. Satelliittien 20 sijaintitiedot välitetään GPS-palvelimelle 70, jolloin palvelimella 70 on esimerkiksi maailmanlaajuisesti tiedot satelliittien 20 sijainnista ja se pystyy määrittämään ne satelliitit 20, jotka näkyvät eli ovat käytettävissä tietystä pisteestä. Ilmoittamalla GPS-palvelimelle 70 päätelaitteen 10 sijainti saadaan siis palvelimelta kysei-20 sessä sijaintipaikassa näkyvien satelliittien 20 tiedot eli GPS-avustustiedot, joita käytetään avustetussa GPS-paikannuksessa kuten jo edellä on kuvattu. GPS-avustustietojen muodon tarkemman kuvauksen osalta viitataan esimerkiksi patenttijulkaisuun US 6204808 ja erityisesti GSM-järjestelmän käytön osalta 3GPP suositukseen TS 04.35. Keksintöä ei kuitenkaan millään tapaa : » [ 25 ole rajoitettu mainituissa julkaisuissa esitettyihin ratkaisuihin.

' Keksinnön perusajatuksena on GPS-avustustietojen välittäminen : päätelaitteelle 10 luokan nolla lyhytsanoman välityksellä. Lyhytsanomapalvelu SMS (Short Message Service) oletetaan alan ammattimiehelle tunnetuksi. ; Lisätietoja lyhytsanomapalvelusta on tarvittaessa saatavissa esimerkiksi : 30 seuraavista viitteeksi otettavista ETSI (European Telecommunications Stan- . dards Institute) standardeista: GSM 03.38; "Digital cellular telecommunications

; system (Phase 2+); Alphabets and language-specific information” sekä GSM

03.40; “Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); Technical Re-: alization of the Short Message Service (SMS); Point-to-Point (PP)”. Lyhyt- 35 sanomien välitystä varten käsittää matkaviestinverkko yhden tai useampia lyhytsanomapalvelukeskuksia SMSC (Short Message Service Center), joiden 6 110895 kautta matkaviestimille menevät ja matkaviestimiltä tulevat lyhytsanomat kulkevat. Kuviossa 1 on esitetty yksi lyhytsanomakeskus 61, joka on esimerkinomaisesti toteutettu paikantamispalvelimen 60 yhteyteen ja se oletetaan, edelleen esimerkinomaisesti, varatuksi avustettuun GPS-paikannukseen liitty-5 vien sanomien kuten GPS-avustustietojen välitykseen. Lyhytsanomakeskus 61 voi sijaita myös muualla matkaviestinverkossa ja voi olla itsenäinen elementti.

Kuviossa 2 on esitetty signalointikaavio päätelaiteavusteisen (MS assisted) paikantamisen suorittamisesta keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti. Päätelaiteavusteinen tarkoittaa tässä yhteydessä sitä, että pääte-10 laite 10 suorittaa ainoastaan GPS-mittaukset mutta mittausten perusteella tehtävä päätelaitteen sijainnin määritys tehdään päätelaitteen ulkopuolisessa elementissä, esimerkiksi GPS-palvelimella 70. Vaiheessa 201 lähettää päätelaite palvelupyynnön sovelluspalvelimelle 90. Sovelluspalvelin 90 on kuvattu kuviossa 1 erillisenä elementtinä, joka on kytketty matkaviestinverkkoon. So-15 velluspalvelin 90 edustaa kuitenkin yleisesti mitä tahansa järjestelmän elementtiä, jossa toimii jokin päätelaitteen 10 tarkkaa sijaintia vaativa sovellus, joka on toteutettu esimerkiksi prosessorin suorittamana tietokoneohjelmana. Sovellus voi toimia myös jonkin muun järjestelmäelementin yhteydessä. Palvelupyyntö 201 voidaan välittää esimerkiksi lyhytsanoman välityksellä tai muulla 20 sopivalla tavalla. Palvelupyynnön lähetys voi olla päätelaitteen 10 käyttäjän aiheuttama tai se voi tapahtua itse päätelaitteen toimesta automaattisesti. Sovelluspalvelin 90 pyytää tämän jälkeen vaiheessa 202 palvelupyynnön lähettä-: neen päätelaitteen 10 karkean sijainnin esimerkiksi solun tarkkuudella paikan- tamispalvelimelta 60. Paikantamispalvelin 60 lähettää vaiheessa 203 esimer-: 25 kiksi päätelaitteen 10 x- ja y-koordinaatit sovelluspalvelimelle 90, joka lähettää : ne vaiheessa 204 edelleen GPS-palvelimelle 70. Sovelluspalvelimen kautta tapahtuvan koordinaattien toimituksen eli vaiheiden 203 ja 204 sijasta paikantamispalvelin 60 voi vaihtoehtoisen suoritusmuodon mukaisesti lähettää pääte- laitteen 10 koordinaatit suoraan GPS-palvelimelle 70 vaiheen 203B mukaises- . 30 ti. GPS-palvelin 70 muodostaa GPS-avustustiedot saamiensa koordinaattien perusteella.

j Keksinnön mukaisesti GPS-avustustiedot välitetään luokan nolla ly- * hytsanomassa päätelaitteelle 10 (vaihe 205). Tämä tapahtuu edullisesti siten, että GPS-palvelin 70 lähettää lyhytsanoman, jonka luokka on nolla ja joka siis ....: 35 käsittää GPS-avustustiedot, käyttäen lyhytsanomapalvelukeskusta 61, joka on edullisesti varattu GPS-paikannukseen liittyvien sanomien välitykseen. Esi- 7 110895 merkiksi GSM-järjestelmässä luokka nolla asetetaan lyhytsanoman TP-DCS-kenttään (TP Data Coding Scheme). Lyhytsanoman luokka voidaan asettaa jo GPS-palvelimella 70 tai matkaviestinkeskus 61 voi olla sovitettu asettamaan lyhytsanoman luokaksi nolla ennen sen toimittamista päätelaitteelle 10. On 5 myös mahdollista, että GPS-avustustiedot välitetään ensin GPS-palvelimelta 70 paikantamispalvelimelle 60 muulla tavoin ja vasta paikantamispalvelimelta 60 päätelaitteelle 10 luokan nolla lyhytsanoman avulla. Olennaista keksinnön kannalta onkin ainoastaan se, että päätelaite 10 saa GPS-avustustiedot luokan nolla lyhytsanomassa riippumatta siitä, mikä järjestelmän elementti lyhyt-10 sanoman on lähettänyt. Luokan nolla lyhytsanoma käsitellään päätelaitteessa tavallisesti siten, että sitä ei tallenneta päätelaitteessa mihinkään muistiin kuten esimerkiksi luokan 1 lyhytsanoma, joka tallentuu päätelaitteen muistiin tai luokan 2 lyhytsanoma, joka tallentuu päätelaitteessa olevan SIM-kortin (Subscriber Identity Module) muistiin. Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukai-15 sesti päätelaite 10 on sovitettu toimimaan siten, että vastaanottaessaan lyhytsanoman, jonka luokka on nolla, siirtää päätelaitteen 10 matkaviestinosa MS tällaisen lyhytsanoman mahdollisesti käsittämät GPS-avustustiedot suoraan GPS-osaan ilmaisematta vastaanotettua lyhytsanomaa esimerkiksi päätelaitteen näytön välityksellä päätelaitteen käyttäjälle. Tällöin päätelaitteen 10 käyt-20 täjältä ei vaadita mitään aktiivisia toimenpiteitä tällaisen lyhytsanoman käsitte-. lyyn ja GPS-avustustietojen välitys voi tapahtua täysin käyttäjän huomaamatta.

\ Luokkien 1, 2 ja 3 lyhytsanomien käsittely päätelaitteessa 10 voi tapahtua ta-

< > I

vanomaiseen tapaan eikä keksinnön mukainen luokan nolla lyhytsanoman : " käyttö aiheuta muutoksia niiden käyttöön. Päätelaite 10 voi olla sovitettu siir- ': : 25 tämään kaikkien vastaanotettujen luokan nolla lyhytsanomien sisältö suoraan ‘ · matkaviestinosasta MS GPS-osaan GPS, jolloin myös sanomiin mahdollisesti : sisältyvät GPS-avustustiedot siirtyvät GPS-osaan. Vaihtoehtoisesti matkavies tinosa MS voi tarkastaa vastaanotetun luokan nolla lyhytsanoman sisällön en-: nen sen välitystä GPS-osalle ja välittää sanoman sisältö tai osa siitä vain, jos . 30 se sisältää GPS-avustustietoja tai muuta GPS-osalle välitettävää tietoa. Jos matkaviestinosa MS havaitsee, että lyhytsanoma ei sisällä mitään GPS-tietoa, : voi se käsitellä lyhytsanoman tavalliseen tapaan esimerkiksi näyttämällä sen • näytöllä. Tällä ei kuitenkaan ole merkitystä keksinnön perusajatuksen kannal- . ta. Matkaviestinosa MS voi välittää GPS-osalle luokan nolla lyhytsanoman ; 35 sisällön sellaisenaan. Edelleen on mahdollista, että matkaviestinosa MS ensin erottelee vastaanotetusta luokan nolla lyhytsanomasta GPS-avustustiedot tai 8 110895 muut GPS-osalle menevät tiedot ja välittää vain nämä tiedot GPS-osalle. Lyhytsanomassa olevat mahdolliset muut kuin GPS-osalle välitettävät tiedot voidaan esimerkiksi hylätä tai muulla tavoin käsitellä matkaviestinosassa MS. Keksinnön kannalta on siis olennaista, että ainakin GPS-avustustiedot välite-5 tään matkaviestinosasta MS GPS-osalle GPS. Esimerkiksi suosituksen 3GPP TS 04.35 mukaisen GPS-avustustietosanoman pituus on maksimissaan 82 oktettia. GSM-järjestelmän lyhytsanomassa välitettävän tiedon maksimipituus puolestaan on 140 oktettia, joten esimerkiksi mainitun suosituksen mukainen GPS-avustustietosanoma voidaan hyvin välittää yhdessä lyhytsanomassa. Ly-10 hytsanoman ylimääräinen tila voidaan täyttää esimerkiksi täytebiteillä tai siinä voidaan esimerkiksi välittää jotain muuta tietoa. Lisäksi sanomaan voidaan lisätä jokin ennalta sovittu tunniste, jonka avulla päätelaite 10 tunnistaa sen sisältävän GPS-avustustietoa. GPS-avustustietojen tarkalla muodolla ja sisällöllä ei kuitenkaan ole merkitystä keksinnön perusajatuksen kannalta.

15 Koska kuvion 2 esimerkissä kyse oli päätelaiteavusteisesta paikan tamisesta, suorittaa päätelaite GPS-osansa avulla GPS-mittaukset käyttäen hyväkseen GPS-avustustietosanomassa 205 saamiaan tietoja satelliiteista 20 ja tämän jälkeen lähettää mittaustulokset vaiheessa 206 GPS-palvelimelle 70, joka laskee päätelaitteen tarkan sijainnin mittaustulosten perusteella. Keksin-20 nön edullisen suoritusmuodon mukaisesti myös mittaustulokset välitetään 206 luokan nolla lyhytsanomassa. Päätelaitteen 10 matkaviestinosa MS on edulli-; " sesti sovitettu käyttämään lyhytsanomapalvelukeskusta 61 GPS-paikannuk- t *

Vi seen liittyvien lyhytsanomien lähetykseen ja lisäksi lähettämään mittaustulok- I 1 j '·· set luokan nolla lyhytsanomassa siten, että päätelaitteen käyttäjältä ei vaadita 25 mitään toimia sanoman lähettämiseksi ja että sanoman lähetys ei muutoin-: · ·: kaan näy käyttäjälle millään tavoin.

GPS-palvelin 70 palauttaa vaiheessa 207 päätelaitteen 10 tarkan sijaintitiedon sitä pyytäneelle sovellukselle sovelluspalvelimelle 90. Sovellus- . : palvelin muodostaa päätelaitteen pyytämän palvelun sisällön saamansa tarkan * « » 30 sijaintitiedon avulla ja lähettää vaiheessa 208 sisällön päätelaitteelle 10.

Kuviossa 3 on esitetty signalointikaavio päätelaiteperusteisen (MS ' i based) paikantamisen suorittamisesta keksinnön edullisen suoritusmuodon ;··: mukaisesti. Päätelaiteperusteinen tarkoittaa tässä yhteydessä sitä, että pääte- Λ laite 10 suorittaa paitsi GPS-mittaukset myös mittausten perusteella tehtävän \ 35 päätelaitteen 10 tarkan sijainnin määrityksen. Vaiheet 201, 202, 203, 204, 203B ja 205 on kuvattu jo kuvion 2 yhteydessä eikä niitä toisteta tässä. Koska 9 110895 nyt kysymyksessä on päätelaiteperusteinen paikantaminen, suorittaa päätelaite GPS-osansa avulla GPS-mittaukset käyttäen hyväkseen GPS-avustus-tietosanomassa 205 saamiaan tietoja satelliiteista 20 ja tämän jälkeen laskee tarkan sijaintinsa mittaustulosten perusteella. Tämän jälkeen tarkka sijaintitieto 5 välitetään 306 GPS-palvelimelle edullisesti luokan nolla lyhytsanomassa. GPS-palvelin 70 palauttaa vaiheessa 307 päätelaitteen 10 tarkan sijaintitiedon sitä pyytäneelle sovellukselle sovelluspalvelimelle 90. GPS-palvelimen kautta tapahtuvan sijaintitiedon toimituksen eli vaiheiden 306 ja 307 sijasta päätelaite 10 voi vaihtoehtoisen suoritusmuodon mukaisesti lähettää määrittämänsä tar-10 kan sijaintitiedon suoraan sovelluspalvelimelle vaiheen 306B mukaisesti. Sovelluspalvelin 90 muodostaa päätelaitteen 10 pyytämän palvelun sisällön saamansa tarkan sijaintitiedon avulla ja lähettää vaiheessa 308 sisällön päätelaitteelle 10.

Kuviossa 4 on esitetty signalointikaavio paikantamisen suorittami-15 sesta keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti kun päätelaitteen 10 tarkan sijaintitiedon tarvitseva sovellus sijaitsee itse päätelaitteessa 10. Sovellus voi olla esimerkiksi prosessorissa toimiva tietokoneohjelma tai vastaava. Yksinkertaisimmillaan tällainen päätelaitteessa 10 oleva sovellus voi olla esimerkiksi sovellus, joka tulostaa päätelaitteen 10 tarkan sijainnin päätelaitteen 20 näytölle päätelaitteen käyttäjän nähtäväksi. Tällöin vaiheessa 401 lähetetään sanoma paikantamispalvelimelle 60, jossa pyydetään päätelaitteen 10 karkean [ sijainnin määrittämistä esimerkiksi solun tarkkuudella. Paikantamispalvelin 60 '* lähettää vaiheessa 402 esimerkiksi päätelaitteen 10 x- ja y-koordinaatit edulli- · sesti suoraan GPS-palvelimelle 70. GPS-palvelin 70 muodostaa GPS-avustus- 25 tiedot saamiensa koordinaattien perusteella ja lähettää ne vaiheessa 403 kek-: : sinnön mukaisesti luokan nolla lyhytsanomassa päätelaitteelle 10 kuten jo ai- emmin kuvioiden 2 ja 3 yhteydessä on selitetty. Tämän jälkeen, jos kysymys on päätelaiteperusteisesta paikantamisesta, päätelaite 10 suorittaa GPS-mit-taukset GPS-avustustietojen perusteella ja mittausten perusteella tehtävän • ‘ 30 päätelaitteen 10 tarkan sijainnin määrityksen sekä ohjaa tarkan sijaintitiedon päätelaitteessa olevalle sovellukselle, joka sitä tarvitsee. Jos kysymys on pää-‘ i telaiteavusteisesta paikantamisesta, suorittaa päätelaite 10 ainoastaan GPS- • mittaukset ja lähettää mittaustulokset GPS palvelimelle 70 vaiheessa 404 edullisesti luokan nolla lyhytsanoman avulla. GPS-palvelin 70 laskee päätelait- I » ‘. 35 teen 10 tarkan sijainnin mittaustulosten perusteella ja palauttaa vaiheessa 405 110895 10 päätelaitteen 10 tarkan sijaintitiedon päätelaitteelle, joka ohjaa tiedon sitä pyytäneelle sovellukselle.

Edellä kuvioiden 2, 3 ja 4 yhteydessä kuvatuissa esimerkeissä on myös mahdollista, että paikannuksen aloitus (vaiheet 201 ja 401) suoritetaan 5 jonkun muun järjestelmäelementin kuin päätelaitteen 10 (tai päätelaitteen käyttäjän) toimesta. Tällöin myös esimerkiksi päätelaitteen 10 tarkka sijaintitieto (esim. 207, 306B tai 405) voidaan toimittaa paikannusta pyytäneelle elementille. Tällaista menettelyä voidaan käyttää esimerkiksi tavarankuljetusten valvonnan yhteydessä, jossa esimerkiksi tavarankuljetuskonttiin asetetaan miehittä-10 mätön päätelaite 10 ja päätelaitteen ja samalla tavarankuljetuskontin sijaintia kuljetuksen edistyessä esimerkiksi erityisestä valvomosta (ei esitetty), joka on kytketty kuvion 1 järjestelmään. Tällöin miehittämätönkin päätelaite 10 voidaan saada suorittamaan GPS-paikannus esimerkiksi tällaisesta valvomosta käsin.

Päätelaite 10 on lisäksi edullisesti sovitettu hylkäämään vastaanot-15 tamansa luokan nolla lyhytsanomat sen jälkeen, kun sanomissa ollut tieto esimerkiksi GPS-avustustiedot on käytetty hyväksi eikä niitä enää tarvita. Tämä tapahtuu edullisesti ilman päätelaitteen 10 käyttäjän suorittamia toimenpiteitä. Tällöin päätelaitteeseen 10 ei kerry turhaa tietoa. Varsinkin edellä kuvatun kaltaisessa tapauksessa, jossa päätelaite 10 on miehittämätön, tämä on 20 erityisen edullista, koska muutoin päätelaitteen 10 muisti saattaisi täyttyä.

Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksin- nön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritus- ? * ’ muodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdel- ** la patenttivaatimusten puitteissa.

9 I t t » » » ’ t

Claims (27)

1. Menetelmä avustetun GPS-paikannuksen suorittamiseksi järjestelmässä, joka käsittää GPS-palvelimen (70), matkaviestinverkon (PLMN) ja ainakin yhden A-GPS -päätelaitteen (10), joka päätelaite käsittää GPS-osan 5 (GPS) ja matkaviestinverkossa toimivan matkaviestinosan (MS), jolloin menetelmä käsittää vaiheet, joissa määritetään päätelaitteen ensimmäinen sijaintitieto, määritetään GPS-avustustiedot GPS-palvelimella ensimmäisen sijaintitiedon perusteella, 10 välitetään (205; 403) GPS-avustustiedot A-GPS -päätelaitteelle matkaviestinverkon avulla, suoritetaan GPS-mittaukset A-GPS -päätelaitteessa GPS-avustus-tietojen avulla ja määritetään päätelaitteen toinen sijaintitieto GPS-mittausten perus-15 teella, tunnettu siitä, että GPS-avustustiedot välitetään (205; 403) A-GPS -päätelaitteelle lyhytsanomassa, jonka luokka on nolla, ja että GPS-avustustiedot käsittävät tietoa GPS-järjestelmän satelliiteista (20), jotka ovat näkyvissä määritetyn ensimmäisen sijaintitiedon määrittämällä paikalla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 20 että GPS-mittausten perusteella suoritettava A-GPS päätelaitteen (10) toisen :· t> sijaintitiedon määritys suoritetaan päätelaitteessa. .· : 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, :·, * että GPS-mittausten perusteella suoritettava A-GPS -päätelaitteen (10) toisen » »· ’ : sijaintitiedon määritys suoritetaan GPS-palvelimella (70).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, t u n n ett u siitä, ' * että menetelmä käsittää lisäksi vaiheen, jossa • : välitetään (206) GPS-mittaustiedot päätelaitteelta (10) GPS-palveli- melle (70) lyhytsanomassa, jonka luokka on nolla. ·· 5. Patenttivaatimuksen 1, 2, 3 tai 4 mukainen menetelmä, tun- ’ ’: 30 n e 11 u siitä, että luokka nolla asetetaan lyhytsanoman TP-DCS-kenttään.

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, ! tunnettu siitä, että A-GPS -päätelaitteen (10) ensimmäinen sijaintitieto määritetään päätelaitetta palvelevan matkaviestinverkon (PLMN) solun perus-v teella. : 35 7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siirretään A-GPS -päätelaitteessa (10) vastaanotetun 12 110895 lyhytsanoman, jonka luokka on nolla, käsittämät GPS-avustustiedot matka-viestinosasta (MS) GPS-osaan (GPS).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että siirretään A-GPS -päätelaitteessa (10) kunkin vastaanotetun lyhytsano- 5 man, jonka luokka on nolla, sisältö matkaviestinosasta GPS-osaan.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tunnistetaan A-GPS -päätelaitteen (10) matkaviestinosassa MS, käsittääkö vastaanotettu lyhytsanoma, jonka luokka on nolla, GPS-avustustietoja.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että hylätään A-GPS -päätelaitteessa (10) vastaanotetun GPS-avustustietoa käsittävän luokan nolla lyhytsanoman sisältö sen jälkeen, kun GPS-mittaukset on suoritettu kyseisten GPS-avustustietojen avulla.

11. Järjestelmä, joka käsittää GPS-palvelimen (70), 15 matkaviestinverkon (PLMN) ja ainakin yhden A-GPS -päätelaitteen (10), joka päätelaite käsittää GPS-osan (GPS) ja matkaviestinverkossa toimivan matkaviestinosan (MS), ja määritysvälineet (60) määrittämään päätelaitteen ensimmäinen sijaintitieto, jolloin:

20 GPS-palvelin (70) on sovitettu määrittämään GPS-avustustiedot ensimmäisen sijaintitiedon perusteella, . järjestelmä on sovitettu välittämään GPS-avustustiedot A-GPS -päätelaitteelle matkaviestinverkon avulla, A-GPS -päätelaite (10) on sovitettu suorittamaan GPS-mittaukset 1 ·

25 GPS-avustustietojen avulla ja : järjestelmä on sovitettu määrittämään päätelaitteen (10) toinen si- ,,: jaintitieto GPS-mittausten perusteella, tunnettu siitä, että järjestelmä on sovitettu välittämään GPS-avustustiedot A-GPS ,j -päätelaitteelle (10) lyhytsanomassa, jonka luokka on nolla, ja että GPS- : 30 avustustiedot käsittävät tietoa GPS-järjestelmän satelliiteista (20), jotka ovat ' , näkyvissä määritetyn ensimmäisen sijaintitiedon määrittämällä paikalla.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen järjestelmä, t u n n e 11 u sii- ‘ tä, että A-GPS -päätelaite (10) on sovitettu suorittamaan GPS-mittausten pe- : rusteella suoritettavan A-GPS -päätelaitteen toisen sijaintitiedon määrityksen. 13 110895

13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että GPS-palvelin (70) on sovitettu suorittamaan GPS-mittausten perusteella suoritettavan A-GPS -päätelaitteen (10) toisen sijaintitiedon määrityksen.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen järjestelmä, tunnettu sii-5 tä, että järjestelmä on lisäksi sovitettu välittämään GPS-mittaustiedot A-GPS -päätelaitteelta (10) GPS-palvelimelle (70) lyhytsanomassa, jonka luokka on nolla.

15. Patenttivaatimuksen 11, 12, 13 tai 14 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että luokka nolla on asetettu lyhytsanoman TP-DCS-kent- 10 tään.

16. Jonkin patenttivaatimuksista 11-15 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että määritysvälineet (60) määrittämään A-GPS -päätelaitteen (10) ensimmäinen sijaintitieto on sovitettu määrittämään päätelaitteen ensimmäinen sijaintitieto päätelaitetta palvelevan matkaviestinverkon solun 15 perusteella.

17. Järjestelmäelementti järjestelmässä, joka käsittää GPS-palveli-men (70), matkaviestinverkon (PLMN) ja ainakin yhden A-GPS -päätelaitteen (10), joka päätelaite käsittää GPS-osan (GPS) ja matkaviestinverkossa toimivan matkaviestinosan (MS), ja määritysvälineet (60) määrittämään päätelait- 20 teen ensimmäinen sijaintitieto, jolloin: GPS-palvelin (70) on sovitettu määrittämään GPS-avustustiedot , . ensimmäisen sijaintitiedon perusteella, ; : järjestelmäelementti (60) on sovitettu välittämään GPS-avustus- ' tiedot A-GPS-päätelaitteelle matkaviestinverkon avulla, > <» ’ 25 A-GPS -päätelaite (10) on sovitettu suorittamaan GPS-mittaukset • GPS-avustustietojen avulla ja ,,: järjestelmä on sovitettu määrittämään päätelaitteen toinen sijaintitie to GPS-mittausten perusteella, tunnettu siitä, että ·,: järjestelmäelementti (60) on sovitettu välittämään GPS-avustus- 30 tiedot A-GPS -päätelaitteelle lyhytsanomassa, jonka luokka on nolla, ja että 1 . GPS-avustustiedot käsittävät tietoa GPS-järjestelmän satelliiteista (20), jotka ; ovat näkyvissä määritetyn ensimmäisen sijaintitiedon määrittämällä paikalla.

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen järjestelmäelementti, tun- Y: nettu siitä, että GPS-palvelin (70) on sovitettu määrittämään GPS-mittaus- : 35 ten perusteella suoritettavan A-GPS -päätelaitteen (10) toisen sijaintitiedon määrityksen, jolloin järjestelmäelementti (60) on lisäksi sovitettu välittämään 14 110895 GPS-mittaustiedot päätelaitteelta GPS-palvelimelle lyhytsanomassa, jonka luokka on nolla.

19. Patenttivaatimuksen 17 tai 18 mukainen järjestelmäelementti, tunnettu siitä, että luokka nolla on asetettu lyhytsanoman TP-DCS-kent- 5 tään.

20. Jonkin patenttivaatimuksista 17-19 mukainen järjestelmäelementti, tunnettu siitä, että määritysvälineet (60) määrittämään päätelaitteen ensimmäinen sijaintitieto on sovitettu määrittämään A-GPS -päätelaitteen (10) ensimmäinen sijaintitieto päätelaitetta palvelevan matkaviestinverkon so- 10 lun perusteella.

21. A-GPS -päätelaite järjestelmässä, joka käsittää GPS-palvelimen (70), matkaviestinverkon (PLMN) ja määritysvälineet (60) määrittämään päätelaitteen (10) ensimmäinen sijaintitieto, ja joka päätelaite käsittää GPS-osan (GPS) ja matkaviestinverkossa toimivan matkaviestinosan (MS), jolloin

15 GPS-palvelin (70) on sovitettu määrittämään GPS-avustustiedot ensimmäisen sijaintitiedon perusteella ja järjestelmä on sovitettu välittämään GPS-avustustiedot A-GPS -päätelaitteelle matkaviestinverkon avulla, jolloin A-GPS -päätelaite (10) on sovitettu suorittamaan GPS-mittaukset GPS-avustustietojen avulla, tunnettu siitä, että 20 järjestelmä on sovitettu välittämään GPS-avustustiedot A-GPS -päätelaitteelle (10) lyhytsanomassa, jonka luokka on nolla, jolloin A-GPS . . -päätelaite on sovitettu siirtämään matkaviestinosaan (MS) vastaanotetun ly- ; : hytsanoman, jonka luokka on nolla, käsittämät GPS-avustustiedot matkavies- : ’* tinosasta GPS-osaan (GPS) ja että GPS-avustustiedot käsittävät tietoa GPS- ’ : 25 järjestelmän satelliiteista (20), jotka ovat näkyvissä määritetyn ensimmäisen ’ ·“: sijaintitiedon määrittämällä paikalla. ·',,,· 22. Patenttivaatimuksen 21 mukainen A-GPS -päätelaite, tun nettu siitä, että A-GPS -päätelaite (10) on sovitettu siirtämään kunkin vas-:*·,· taanotetun lyhytsanoman, jonka luokka on nolla, sisältö matkaviestinosasta 30 (MS) GPS-osaan (GPS).

23. Patenttivaatimuksen 21 mukainen A-GPS -päätelaite, tun-• ; nettu siitä, että A-GPS -päätelaitteen (10) matkaviestinosa MS on sovitettu ‘ * tunnistamaan, käsittääkö vastaanotettu lyhytsanoma, jonka luokka on nolla, ‘: GPS-avustustietoja. 15 110895

24. Patenttivaatimuksen 21, 22 tai 23 mukainen A-GPS -päätelaite, tunnettu siitä, että A-GPS -päätelaite (10) on sovitettu suorittamaan GPS-mittausten perusteella A-GPS -päätelaitteen toisen sijaintitiedon määritys.

25. Patenttivaatimuksen 21, 22 tai 23 mukainen A-GPS -päätelaite, 5 tunnettu siitä, että GPS-palvelin (70) on sovitettu määrittämään GPS-mit- tausten perusteella suoritettavan A-GPS -päätelaitteen toisen sijaintitiedon määrityksen, jolloin päätelaite (10) on lisäksi sovitettu lähettämään GPS-mit-taustiedot GPS-palvelimelle lyhytsanomassa, jonka luokka on nolla.

26. Jonkin patenttivaatimuksista 21-25 mukainen A-GPS -pääte-10 laite, tunnettu siitä, että päätelaite (10) on sovitettu hylkäämään vastaanotetun GPS-avustustietoa käsittävän luokan nolla lyhytsanoman sisällön sen jälkeen, kun päätelaite on suorittanut GPS-mittaukset kyseisten GPS-avustus-tietojen avulla.

27. Jonkin patenttivaatimuksista 21-26 mukainen A-GPS -pääte-15 laite, tunnettu siitä, että luokka nolla on asetettu lyhytsanoman TP-DCS- kenttään.

28. Jonkin patenttivaatimuksista 21-27 mukainen A-GPS -päätelaite, tunnettu siitä, että määritysvälineet (60) määrittämään A-GPS -päätelaitteen ensimmäinen sijaintitieto on sovitettu määrittämään päätelaitteen 20 (10) ensimmäinen sijaintitieto päätelaitetta palvelevan matkaviestinverkon so lun perusteella. « i · * · » » » ( » iK 110895